JP2005121795A - Development apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、一成分系肘性現像剤を用いる現像装置における現像剤の帯電量設定に関する。 The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus, and more particularly, to a developer charge amount setting in a developing device using a one-component elbow developer.
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置において電子写真法を用いる装置が知られている。この装置においては、潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤を用いて可視像処理し、可視像とされたトナー像を転写紙などに転写して複写物を得る行程が採用されている。
可視像処理に用いられる現像装置には、その方式の一つとして乾式現像剤を用いる現像方式があり、具体的な方法としては、カスケード法や磁気ブラシ法さらにはパウダークラフト法がある。
現像装置に用いられる乾式現像剤としては、トナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤の他に、磁性あるいは非磁性の一成分系現像剤がある。
2. Description of the Related Art Devices that use electrophotography are known in image forming apparatuses such as copying machines, printers, facsimile machines, and printing machines. In this apparatus, the electrostatic latent image formed on the latent image carrier is subjected to visible image processing using a developer containing toner, and the visible toner image is transferred to transfer paper or the like for copying. The process of getting things is adopted.
As a developing device used for visible image processing, there is a developing method using a dry developer as one of the methods, and specific methods include a cascade method, a magnetic brush method, and a powder craft method.
Examples of the dry developer used in the developing device include a magnetic or non-magnetic one-component developer in addition to a two-component developer in which a toner and a carrier are mixed.
一成分系および二成分系の各現像剤を用いる現像装置においては、現像剤収容槽内に現像剤の供給部材が配置されており、一成分系現像剤を用いる場合には、潜像担持体である感光体に対峙する現像スリーブ、現像スリーブに向けて現像剤を汲み上げて供給する供給ローラ、現像スリーブ上に担持されている現像剤の層厚を規定するドクター部材および可視像処理に用いられるトナーを帯電する攪拌部材が主要部として設けられている。
現像装置に装備されている供給ローラとしては、芯金に導電性の発泡ポリウレタンあるいは導電性ブラシを巻き付けた構成が、そして、層厚規制のために用いられ宇ドクター部材としては、金属製薄板やウレタンゴムなどの弾性体が多用されている（例えば、特許文献１）。
ところで、一成分系現像剤を用いる場合、現像スリーブに向けて供給ローラから供給される現像剤、つまりトナーは、供給ローラが常時当接することにより得られる圧力、さらにはドクター部材を通過する際に受ける圧力により攪拌されて摩擦帯電されるが、帯電量は環境によって変化する。
特に湿度に影響されることになり、高温高湿環境下では摩擦帯電による帯電量が不足しやすくなる。そこで、ドクター部材の当接圧力を高めて摩擦作用を促進させることも考えられる。
In the developing device using each of the one-component developer and the two-component developer, a developer supply member is disposed in the developer storage tank. When the one-component developer is used, the latent image carrier is used. A developing sleeve facing the photosensitive member, a supply roller that pumps and supplies the developer toward the developing sleeve, a doctor member that defines the layer thickness of the developer carried on the developing sleeve, and a visible image processing A stirring member for charging the toner to be used is provided as a main part.
As a supply roller equipped in the developing device, a configuration in which a conductive foamed polyurethane or a conductive brush is wound around a metal core, and a doctor member used for layer thickness regulation is a metal thin plate or Elastic bodies such as urethane rubber are frequently used (for example, Patent Document 1).
By the way, when a one-component developer is used, the developer supplied from the supply roller toward the developing sleeve, that is, the toner, is obtained when the supply roller is constantly in contact with the pressure, and further when passing through the doctor member. Although it is stirred and frictionally charged by the received pressure, the charge amount varies depending on the environment.
In particular, it is affected by humidity, and the amount of charge due to frictional charging tends to be insufficient in a high temperature and high humidity environment. Therefore, it is conceivable to increase the contact pressure of the doctor member to promote the frictional action.
一方、供給ローラは、トナーの供給に加えて現像スリーブ上に残留しているトナーを剥ぎ取る機能も備えており、現像スリーブから回収されたトナーは、供給ローラの移動に連れて摺擦されるため、供給ローラの回転に伴う剪断力が繰り返してトナーに作用するとトナーの一部が溶解して変形したり、表面に存在する外添剤がトナー中に埋め込まれてしまうなどが原因して所定の帯電量を確保できなくなる場合があった。所定の帯電量が確保できない場合には、地肌汚れや濃度ムラを発生する原因となる。このような現象は、上述した圧力を高める場合においても顕著となる。 On the other hand, the supply roller has a function of peeling off the toner remaining on the developing sleeve in addition to supplying the toner, and the toner collected from the developing sleeve is rubbed as the supply roller moves. Therefore, when the shearing force accompanying the rotation of the supply roller repeatedly acts on the toner, a part of the toner is melted and deformed, or an external additive present on the surface is embedded in the toner. In some cases, it was not possible to secure the charge amount. If the predetermined charge amount cannot be secured, it may cause background stains and density unevenness. Such a phenomenon becomes prominent even when the above-described pressure is increased.
従来、このような事態を防止するために、現像剤の構成として、トナーに加えて、供給ローラに搬送されて遊離するトナー供給粒子を備え、トナー供給粒子として、ガラスビーズなどを用いてトナーとトナー供給粒子との間の接触確率を高めて摩擦帯電を促進させるようにした構成が提案されている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, in order to prevent such a situation, as a developer configuration, in addition to toner, toner supply particles that are transported to a supply roller and released are used, and toner beads using glass beads or the like as toner supply particles A configuration has been proposed in which frictional charging is promoted by increasing the probability of contact with toner supply particles (for example, Patent Document 1).
しかし、上記従来の構成においては、消費対象となるトナーと消費されないトナー供給粒子との混合割合を一定に保つことが難しい。このため、混合割合が一定しないと帯電量も安定しないことが原因して地肌汚れや濃度ムラに関する不具合は依然として残されたままとなる。 However, in the conventional configuration, it is difficult to keep the mixing ratio of the toner to be consumed and the toner supply particles that are not consumed constant. For this reason, if the mixing ratio is not constant, the charge amount is not stabilized, so that the problems relating to background dirt and density unevenness remain.
本発明の目的は、上記従来の現像装置における問題、特に、帯電量の安定性に鑑み、トナーへの過剰な負荷を与えることなく安定した帯電量を確保すること二より地肌汚れや濃度ムラの発生を防止できる構成を備えた現像装置および画像形成装置を提供することにある。 The object of the present invention is to secure a stable charge amount without giving an excessive load to the toner in view of the problems in the conventional developing device, particularly the stability of the charge amount. An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus having a configuration capable of preventing the occurrence.
請求項１記載の発明は、一成分系現像剤を用いて潜像担持体に形成されている静電潜像を可視像処理する現像装置において、上記潜像担持体に対峙して一成分系現像剤を表面に担持可能な現像剤担持体と、上記現像剤担持体に接触しながら一成分系現像剤を供給可能な現像剤供給部材と、上記現像剤担持体に担持される一成分系現像剤の層厚を規定する層厚規制部材とを備え、上記現像剤担持体と上記現像剤供給部材との接触圧（Ｐｋ）が、２ｇｆ／ｍｍ以下で、かつ、上記現像剤担持体と上記層厚規制部材との接触圧（Ｐｂ）よりも小さくなる関係を設定されていることを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a developing device that performs a visible image processing on an electrostatic latent image formed on a latent image carrier using a one-component developer, and that is one-component facing the latent image carrier. A developer carrying member capable of carrying a developer on the surface, a developer supply member capable of supplying a one-component developer while being in contact with the developer carrier, and a single component carried on the developer carrier A layer thickness regulating member that regulates the layer thickness of the developer, the contact pressure (Pk) between the developer carrier and the developer supply member is 2 gf / mm or less, and the developer carrier And a relationship smaller than the contact pressure (Pb) between the layer thickness regulating member and the layer thickness regulating member.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に加えて、上記現像剤担持体の表面粗さ（Ｒｚ）が、現像剤粒径の１／４以下に設定されていることを特徴としている。
The invention according to
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明に加えて、上記現像剤担持体は、上記潜像担持体の可視像処理時に交互電界が印可されることを特徴としている。
The invention described in claim 3 is characterized in that, in addition to the invention described in
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載の現像装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。 A fourth aspect of the invention is characterized in that the developing device according to one of the first to third aspects is used in an image forming apparatus.
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明に加えて、潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像処理するために該潜像担持体の移動方向上流側および下流側にそれぞれ第１，第２の現像装置を備え、上記潜像担持体の移動方向下流側に位置する現像装置が一成分系現像剤を用いる構成であることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the invention, in addition to the fourth aspect of the invention, in order to perform visible image processing on the electrostatic latent image formed on the latent image carrier, the latent image carrier is moved upstream of the moving direction and The first and second developing devices are provided on the downstream side, respectively, and the developing device located on the downstream side in the moving direction of the latent image carrier is configured to use a one-component developer.
請求項１記載の発明によれば、現像剤担持体と現像剤供給部材との接触圧（Ｐｋ）が２ｇｆ／ｍｍ以下で、かつ、現像剤担持体と層厚規制部材との接触圧（Ｐｂ）よりも小さく設定しているので、一成分系現像剤への過度なストレスを解消して攪拌効率を向上させることができ、これにより帯電性を向上させることができる。しかも、一成分系現像剤の凝集などにより規制部分に堆積するのを防止して、規制された現像剤の流動性を悪化させないようにして規制量の現像剤を潜像担持体に向けて繰り出させることができるので、規制された量の現像剤を一様に繰り出せることができる。この結果、帯電量の変化を抑えて、また規制された量の現像剤を連続して繰り出せるようにすることで地肌汚れや濃度ムラの発生原因をなくすことが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the contact pressure (Pk) between the developer carrier and the developer supply member is 2 gf / mm or less, and the contact pressure (Pb) between the developer carrier and the layer thickness regulating member. ), It is possible to eliminate excessive stress on the one-component developer and improve the stirring efficiency, thereby improving the chargeability. In addition, the regulated amount of developer is fed toward the latent image carrier so as to prevent accumulation of the one-component developer on the regulated portion due to aggregation of the developer and so as not to deteriorate the fluidity of the regulated developer. Therefore, a regulated amount of developer can be fed out uniformly. As a result, it is possible to eliminate the occurrence of background stains and density unevenness by suppressing the change in the charge amount and continuously feeding out the regulated amount of developer.
請求項２記載の発明によれば、現像剤担持体の表面粗さ（Ｒｚ）が現像剤粒径の１／４以下に設定されているので、現像剤他印字体表面への現像剤の埋没をなくして攪拌性を高めることができる。この結果、一成分系現像剤の帯電性を高めて帯電量の不足による地肌汚れや濃度ムラの発生を防止することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, since the surface roughness (Rz) of the developer carrying member is set to ¼ or less of the particle size of the developer, the developer is buried in the surface of the other printing member. The stirrability can be improved by eliminating As a result, it becomes possible to improve the chargeability of the one-component developer and prevent the occurrence of background stains and density unevenness due to insufficient charge amount.
請求項３記載の発明によれば、潜像担持体に形成されている静電潜像の可視像処理時に交互電界が印加されるようになっているので、現像剤の飛翔および反発による回収の両作用により地肌汚れを抑制した可視像処理が可能となる。 According to the third aspect of the present invention, since the alternating electric field is applied during the visible image processing of the electrostatic latent image formed on the latent image carrier, the developer is recovered by flying and repulsion. Both of these actions enable visible image processing with suppressed background contamination.
請求項４および５記載の発明によれば、一成分系現像剤に対する過度なストレスの発生を防止することで凝集などによる帯電不良を防止して地肌汚れや濃度ムラなどの異常画像の発生を防止することが可能となる。
According to the inventions of
以下、図に示す実施例により、本発明を実施するための最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the drawings.
図１は、本実施例による現像装置が用いられる画像形成装置の概要図であり、同図に示す画像形成装置１は、反転現像方式を利用して黒および赤の２色画像が形成可能な構成を備えている。
図１において画像形成装置１には、潜像担持体としてドラム状感光体２が用いられており、ドラム状感光体２は、図示しない駆動装置により図示矢印方向に回転（移動）するようになっている。
FIG. 1 is a schematic view of an image forming apparatus in which the developing device according to the present embodiment is used. The
In FIG. 1, a drum-like
ドラム状感光体２の周囲には、回転方向（移動方向）に沿って第１の作像部Ａ１および第２の作像部Ａ２がそれぞれ設けられており、第１の作像部Ａ１は、ドラム状感光体２の回転方向において第２の作像部Ａ２よりも上流側に位置し、第２の作像部Ａ２は第１の作像部Ａ１よりもドラム状感光体２の回転方向下流側に位置している。
Around the drum-
第１の作像部Ａ１には、ドラム状感光体２の回転過程において画像形成処理を実行するための帯電装置３Ａ１、書き込み装置４Ａ１、黒色の可視像処理を行う現像装置５Ａ１が備えられ、第２の作像部Ａ２には、同じく画像形成処理を実行するための帯電装置３Ａ２、書き込み装置４Ａ２、赤色の可視像処理を行う現像装置５Ａ２および画像転写後のドラム状感光体２をクリーニングするクリーニング装置６が備えられている。なお、図１において符号７は画像濃度検知センサであり、符号８は転写後にドラム状感光体２表面から図示しない定着装置に向けて転写材としての記録紙を導入するための剥離爪を示している。
クリーニング装置６には、ドラム状感光体２の表面に残留するトナーを回収するクリーニングブラシ６Ａおよびクリーニングブレード６Ｂ、そしてドラム状感光体２の残留電荷を除去する除電光源用のＬＥＤ６Ｃが備えられている。
The first image forming unit A1 includes a charging device 3A1 for executing an image forming process in the rotation process of the drum-
The
第１，第２の各作像部Ａ１，Ａ２に用いられる帯電装置３Ａ１、３Ａ２はスコロトロン方式の構成が用いられてドラム状感光体２を負極性に帯電するようになっており、書き込み装置４Ａ１、４Ａ２のうちで、第１の作像部Ａ１に位置する書き込み装置４Ａ１は、図示しないレーザ光源からのレーザ光をドラム状感光体２に導くための回転多面鏡４Ａ１０およびミラー４Ａ１１を備えており、レーザ光を用いて画像情報に応じた画像部の電荷を消去するようになっている。
第２の作像部Ａ２における書き込み装置４Ａ２にはＬＥＤアレイが用いられて第１の作像部の場合と同様に画像情報に応じた画像部の電荷を消去するようになっている。
The charging devices 3A1 and 3A2 used in the first and second image forming units A1 and A2 have a scorotron type structure to charge the drum-shaped
An LED array is used for the writing device 4A2 in the second image forming section A2, and the charge in the image section corresponding to the image information is erased as in the case of the first image forming section.
第１，第２の作像部Ａ１，Ａ２における書き込み装置４Ａ１，４Ａ２に対しては、図示しない画像形成制御部を介して後述する原稿走査部Ｂで得られた画像情報あるいは図示しないコンピュータから送信された画像情報に基づき発光制御が行われる。 To the writing devices 4A1 and 4A2 in the first and second image forming units A1 and A2, image information obtained by a document scanning unit B (to be described later) or transmitted from a computer (not shown) via an image forming control unit (not shown). Light emission control is performed based on the image information.
原稿走査部Ｂには、図示しない原稿載置部に載置されている原稿Ｄに対して光照射が可能な光源Ｂ１，黒画像および赤画像毎に読み取り素子Ｂ２であるＣＣＤに向けて原稿Ｄからの反射光を導入するミラーＢ３およびレンズＢ４を含む光学系が設けられており、読み取り素子Ｂ２からの出力信号が色毎に設けてある画像メモリ制御部Ｂ５，Ｂ６に出力されて画像処理される。 The document scanning unit B includes a light source B1 capable of irradiating light on a document D placed on a document placing unit (not shown), and a document D toward a CCD serving as a reading element B2 for each black image and red image. An optical system including a mirror B3 and a lens B4 for introducing reflected light from the light is provided, and an output signal from the reading element B2 is output to the image memory control units B5 and B6 provided for each color for image processing. The
ドラム状感光体２における回転方向において下流側に位置する第２の作像部を通過した位置には、転写搬送装置９が設けられている。
転写搬送装置９は、図示しない給紙装置から繰り出されてレジストローラ１０によりレジストタイミングを設定されて搬送される記録紙に対してドラム状感光体２に担持された可視像を転写すると共に、転写後の記録紙を定着装置１１に向けて搬送するための装置であり、誘電体ベルト９Ａおよび転写バイアスを印加するための転写バイアス装置１２とを備えている。なお、符号９Ｂは、転写ベルト９Ａのクリーニング装置を示している。
A
The
定着装置１１は、加熱ローラと加圧ローラとを組み合わせた熱ローラ定着方式を用いる構成を備えており、転写搬送装置９により搬送された記録紙上の未定着画像を搬送しながら熱・圧力により融着させて定着するようになっている。定着装置１を通過した記録紙は、画像形成装置１の筐体に設けてある排紙トレイ１Ａに向けて排出される。
The fixing
以上のような構成において、ドラム状感光体２は、回転課程において、第１の作像部Ａ１における帯電装置３Ａ１により−９００Ｖに一様帯電され、書き込み装置４Ａ１により静電潜像を形成された後、現像装置５Ａ１により可視像処理される。この場合の静電潜像電位は−１００Ｖとされる。
In the configuration as described above, the drum-
第１の作像部Ａ１において静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置５Ａ１は、黒画像の可視像処理を対象としてトナーとキャリアとを混合させた磁性の二成分系現像剤が用いられる構成であり、現像槽５Ａ１０内でドラム状感光体２に対峙して現像剤を磁力により担持する現像スリーブ５Ａ１１，５Ａ１２と、現像スリーブ５Ａ１２に対して現像剤を攪拌しながら汲み上げる攪拌ローラ５Ａ１３と、トナー補給装置５Ａ１４とを主要部として備えている。
A developing device 5A1 used for visible image processing of an electrostatic latent image in the first image forming unit A1 is a magnetic two-component developer in which toner and a carrier are mixed for visible image processing of a black image. In the developing tank 5A10, the developing sleeves 5A11 and 5A12 that carry the developer by a magnetic force against the drum-shaped
現像スリーブ５Ａ１１，５Ａ１２は、内部に装備されている磁石により現像剤を補立ちさせて磁気ブラシを形成することができ、可視像処理時に相当する現像時には−５５０Ｖの現像バイアスが印加されて−極性のトナーを静電潜像に供給できるようになっている。 The developing sleeves 5A11 and 5A12 can form a magnetic brush by supporting the developer with a magnet provided therein, and a developing bias of −550 V is applied during development corresponding to visible image processing− Polar toner can be supplied to the electrostatic latent image.
第１の作像部Ａ１を通過したドラム状感光体２は、第２の作像部Ａ２において新たに帯電装置３Ａ２による一様帯電、書き込み装置４Ａ２による静電潜像形成および現像装置５Ａ２による可視像処理を実行される。第２の作像部Ａ２での帯電電位は−９００Ｖ、静電潜像電位は−１００Ｖに設定されている。
The drum-shaped
第２の作像部Ａ２に用いられる現像装置５Ａ２は、赤画像を対象として一成分系現像剤が用いられる構成であり、この構成としては、現像槽５Ａ２０内でドラム状感光体２の表面との間に０．１〜０．３ｍｍの間隙が設定されて対峙する現像スリーブ５Ａ２１，供給ローラ５Ａ２２，攪拌兼搬送部材５Ａ２３，５Ａ２４を主要部として備えている。
現像スリーブ５Ａ２１は、−７５０Ｖの直流バイアスあるいは直流バイアスに交流バイアスを重畳する構成とされ、交流バイアスは、第１の作像部Ａ１で可視像処理されたトナー像と重ね現像する際にその画像が乱れないようにするために、直流成分−５００〜−８００Ｖに設定され、交流成分が−５００Ｖ〜−１２００Ｖの範囲（振幅）で周波数が５００Ｈｚ〜２ＫＨｚ、そしてトナーの飛翔サイクルを設定するデューティ比が５０％以下の矩形交流バイアスに設定されている。これにより、一成分系現像剤を構成するトナーの飛翔および回収により地肌部への汚損を回避するようになっている。なお、この場合に設定される現像バイアスは、一成分系現像剤の重量による周波数応答性の低下を改善できる範囲とすることが望ましい。
The developing device 5A2 used in the second image forming unit A2 has a configuration in which a one-component developer is used for a red image, and this configuration includes the surface of the drum-shaped
The developing sleeve 5A21 is configured to superimpose a DC bias of -750V or an AC bias on the DC bias, and the AC bias is applied when the toner image subjected to the visible image processing in the first image forming unit A1 is superimposed and developed. In order not to disturb the image, the DC component is set to -500 to -800 V, the AC component is in the range (amplitude) of -500 V to -1200 V, the frequency is 500 Hz to 2 KHz, and the duty for setting the toner flight cycle A rectangular AC bias with a ratio of 50% or less is set. As a result, contamination of the background portion is avoided by the flying and recovery of the toner constituting the one-component developer. Note that the development bias set in this case is desirably in a range in which a decrease in frequency response due to the weight of the one-component developer can be improved.
現像バイアスとして、第１の作像部Ａ１と第２の作像部Ａ２とで異ならせる理由は、第１，第２の各作像部Ａ１，Ａ２において形成された色画像の混色を防止するためである。つまり、第１の作像部で可視像処理されたトナー像は第２の作像部Ａ２での帯電行程において静電潜像電位が上昇することになるので、第２の作像部Ａ２でのトナー像と帯電電位が異なることとなり、混色しにくくなる。このように、重ね現像時で交流バイアスを用いることで直流バイアスのみの場合と違って濃度ムラなどを回避することができる。 The reason for making the developing bias different between the first image forming unit A1 and the second image forming unit A2 is to prevent color mixing of the color images formed in the first and second image forming units A1 and A2. Because. In other words, the toner image that has been subjected to the visible image processing in the first image forming unit has an electrostatic latent image potential that rises during the charging process in the second image forming unit A2, and therefore, the second image forming unit A2. In this case, the charged potential is different from that of the toner image, and color mixing is difficult. In this way, by using an AC bias at the time of over-development, density unevenness can be avoided unlike the case of only DC bias.
図２は、第２の作像部Ａ２に用いられる現像装置５Ａ２の構成を説明するための模式図であり、同図において、現像槽５Ａ２０内においてドラム状感光体２と対峙する現像剤担持体である現像スリーブ５Ａ２１は、アルミニウムやステンレスなどの金属で構成された円筒状部材であり、その表面が球形状粒子によりブラスト処理されている。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the developing device 5A2 used in the second image forming unit A2. In FIG. 2, the developer carrying member facing the drum-
供給ローラ５Ａ２２は、金属の芯金に導電性の発泡ポリウレタンや、導電性ナイロン、ポリエステル、アクリル、レーヨン等のブラシ布を巻き付けて構成されており、現像スリーブ５Ａ２１に対する線速比が１．２〜３倍程度に設定されて現像スリーブ５Ａ２１に対して所定圧力（Ｐｋ）により当接して回転することにより、現像剤を摩擦帯電させながら現像スリーブ５Ａ２１に供給できる構成とされている。 The supply roller 5A22 is configured by winding a conductive cloth polyurethane, conductive nylon, polyester, acrylic, rayon, or other brush cloth around a metal core, and has a linear speed ratio with respect to the developing sleeve 5A21 of 1.2 to It is set to about 3 times, and is configured to be able to be supplied to the developing sleeve 5A21 while frictionally charging the developer by rotating in contact with the developing sleeve 5A21 with a predetermined pressure (Pk).
現像スリーブ５Ａ２１は、上述したように、ドラム状感光体２との間に所定の間隙が設定できるように、現像スリーブ５Ａ２１よりも大径のコロ部材あるいは鍔部材（図２では、符号５Ａ２１Ａで示してある）を備えて現像剤のみをドラム状感光体２に対して接触させてスリーブそのものは非接触な状態とされた非接触現像方式が採用された部材である。
As described above, the developing sleeve 5A21 has a roller member or a collar member (indicated by reference numeral 5A21A in FIG. 2) having a diameter larger than that of the developing sleeve 5A21 so that a predetermined gap can be set between the developing sleeve 5A21 and the drum-shaped
現像剤担持体として用いられる現像スリーブ５Ａ２１に担持され一成分系現像剤は現像スリーブ５Ａ２１の回転方向でドラム状感光体２の上流側に配置された層厚規制部材であるドクターブレード５Ａ２５によって担持量、つまり層厚を上記間隙に対応するように規制されるようになっている。
ドクターブレード５Ａ２５は、弾性を有する金属製薄板やウレタンゴムが用いられ、現像スリーブ５Ａ２１の表面に対して所定圧力（Ｐｂ）により当接している。
The one-component developer carried on the developing sleeve 5A21 used as the developer carrying member is carried by a doctor blade 5A25 which is a layer thickness regulating member disposed upstream of the drum-
The doctor blade 5A25 is made of an elastic metal thin plate or urethane rubber, and is in contact with the surface of the developing sleeve 5A21 with a predetermined pressure (Pb).
現像スリーブ５Ａ２１に対しては、直流バイアス（図２では、便宜上、直流バイアス電源を符号ＤＣで示す）に加えて交流バイアス（図２では、便宜上、交流バイアス電源を符号ＡＣで示す）を印加して交流電界を重畳させた現像バイアス方式が用いられることにより、上記間隙内での現像剤、つまりトナーの飛翔および回収を行えることによりドラム状感光体２上に形成されている静電潜像に対する階調性の向上および地肌部への不用意なトナーの付着を防止できるようになっている。
In addition to the direct current bias (in FIG. 2, for convenience, the direct current bias power source is indicated by DC), an AC bias (in FIG. 2, for convenience, the alternating current bias power source is indicated by AC) is applied to the developing sleeve 5A21. By using a developing bias method in which an alternating electric field is superimposed on the electrostatic latent image formed on the drum-shaped
本実施例では、現像スリーブ５Ａ２１に担持されるトナーの帯電量が低下、あるいは変化するのを防止することができる構成を採用されている。以下、この構成について説明する。
現像スリーブ５Ａ２１に当接している供給ローラ５Ａ２２は、その接触圧（Ｐｋ）が２ｇｆ／ｍｍ以下とされ、かつ、現像スリーブ５Ａ２１に対するドクターブレード５Ａ２５の接触圧（Ｐｂ）よりも小さくなる関係を設定されている。
本発明者はこの関係に基づき、トナー体積平均粒径１１μｍ、現像スリーブ５Ａ２１の表面粗さ（Ｒｚ）２．５μｍ、現像スリーブ５Ａ２１とドクターブレード５Ａ２５との接触圧（Ｐｂ）を１ｇｆ／ｍｍ、２ｇｆ／ｍｍとした時の、現像スリーブ５Ａ２１と供給ローラ５Ａ２２との接触圧（Ｐｋ）による現像剤、つまりトナーの帯電量に関する実験を行ったところ、図３に示す結果を得た。
In this embodiment, a configuration is employed in which the charge amount of the toner carried on the developing sleeve 5A21 can be prevented from decreasing or changing. Hereinafter, this configuration will be described.
The supply roller 5A22 that is in contact with the developing sleeve 5A21 has a contact pressure (Pk) of 2 gf / mm or less and a relationship that is smaller than the contact pressure (Pb) of the doctor blade 5A25 with respect to the developing sleeve 5A21. ing.
Based on this relationship, the present inventors set the toner volume average particle diameter to 11 μm, the surface roughness (Rz) of the developing sleeve 5A21 to 2.5 μm, and the contact pressure (Pb) between the developing sleeve 5A21 and the doctor blade 5A25 to 1 gf / mm, 2 gf. When the experiment was performed on the developer, that is, the toner charge amount by the contact pressure (Pk) between the developing sleeve 5A21 and the supply roller 5A22 at the time of / mm, the result shown in FIG. 3 was obtained.
図３において、現像スリーブ５Ａ２１と供給ローラ５Ａ２２との接触圧（Ｐｋ）が現像スリーブ５Ａ１とドクターブレード５Ａ２５との接触圧（Ｐｂ）よりも低いほど現像剤の帯電性が良好となる結果を得た。
本実施例での現像剤に必要な帯電量は、転写チリが発生する帯電量（帯電不足を来す状態）である−１０μＣよりも多い、−２０μＣ以上を設定する場合が該当しており、この場合の接触圧は、摩擦係数が判明している紙あるいは薄い樹脂シートを現像スリーブ５Ａ２１と供給ローラ５Ａ２２およびドクターブレード５Ａ２５との間に挟み、現像スリーブ５Ａ２１の接戦方向の引き抜き力（Ｎ）を測定し、Ｐｋ＝μＮにより換算した値が用いられている。
In FIG. 3, the result that the charging property of the developer is improved as the contact pressure (Pk) between the developing sleeve 5A21 and the supply roller 5A22 is lower than the contact pressure (Pb) between the developing sleeve 5A1 and the doctor blade 5A25. .
The charge amount necessary for the developer in this embodiment corresponds to a case where -20 μC or more, which is larger than −10 μC, which is a charge amount (a state of insufficient charging) that generates transfer dust, is set. As for the contact pressure in this case, the paper or thin resin sheet whose friction coefficient is known is sandwiched between the developing sleeve 5A21, the supply roller 5A22, and the doctor blade 5A25, and the pulling force (N) of the developing sleeve 5A21 in the contact direction is obtained. The value measured and converted by Pk = μN is used.
上記結果が得られる理由としては次のことが考えられる。
現像スリーブ５Ａ２１と供給ローラ５Ａ２２との間の接触圧を大きくすると、この圧力に比例して現像剤をなすトナーが圧縮されやすくなり、結果としてトナーへのストレスの過多による凝集や添加剤の埋没などが発生する。そこで、本実施例では、トナーへの過剰なストレスを抑制することによりトナーの凝集などの現象を防止して摩擦帯電しやすい状況とすることにより現像剤としての帯電特性、つまり帯電量を増加させることができる。
一方、過剰なストレスが現像剤であるトナーに作用した場合に発生する凝集は、トナーの塊を生じやすくなり、このトナー塊の存在によりドクターブレード５Ａ２５による層厚規制が正常に行われなくなる。そこで本実施例では、現像剤の凝集を抑制することでトナー塊となるような事態を防止して適正な層厚規制、換言すれば、ドラム状感光体２に形成されている静電潜像に対する現像剤、つまりトナーの安定供給が行われることになり、濃度不足や濃度ムラなどが防止されることになる。
The following can be considered as the reason why the above result is obtained.
When the contact pressure between the developing sleeve 5A21 and the supply roller 5A22 is increased, the toner constituting the developer is easily compressed in proportion to the pressure, and as a result, the toner is agglomerated due to excessive stress and the additive is buried. Will occur. Therefore, in this embodiment, by suppressing an excessive stress on the toner, a phenomenon such as toner aggregation is prevented and a state in which the toner is easily triboelectrically charged is obtained, thereby increasing a charging characteristic as a developer, that is, a charge amount. be able to.
On the other hand, agglomeration that occurs when excessive stress is applied to the toner that is a developer tends to generate a toner lump, and due to the presence of this toner lump, the layer thickness regulation by the doctor blade 5A25 is not normally performed. Therefore, in this embodiment, the situation where the toner aggregates are prevented by suppressing the aggregation of the developer to prevent proper layer thickness regulation, in other words, the electrostatic latent image formed on the drum-shaped
本発明者は、上記の現像スリーブ５Ａ２１に対するドクターブレード５Ａ２５の接触圧（Ｐｂ）を単位圧力である１ｇｆ／ｍｍとした場合に、現像スリーブ５Ａ２１に対する供給ローラ５Ａ２２の接触圧力（Ｐｂ）を、０．５ｇｆ／ｍｍおよび２．０ｇｆ／ｍｍのそれぞれにおける経時的な画像濃度の推移を実験したところ、図４に示す結果を得た。
図４に示す結果においては、現像スリーブ５Ａ２１と供給ローラ５Ａ２２との接触圧（Ｐｋ）を現像スリーブ５Ａ２１とドクターブレード５Ａ２５との接触圧（Ｐｂ）よりも小さくした方が画像濃度を安定できることが明らかとなり、特に、接触圧（Ｐｋ）を少なくとも２ｇｆ／ｍｍ以下とした場合に安定した画像濃度を得ることができる。このような画像濃度の安定化は、現像剤をなすトナーへの過剰なストレスを作用させなくすることで現像剤をなすトナー同士の攪拌が行いやすくなり、摩擦帯電が良好に行われた結果であるといえる。
When the contact pressure (Pb) of the doctor blade 5A25 with respect to the developing sleeve 5A21 is set to 1 gf / mm which is a unit pressure, the inventor sets the contact pressure (Pb) of the supply roller 5A22 to the developing sleeve 5A21 to 0. When the transition of the image density with time at 5 gf / mm and 2.0 gf / mm was tested, the result shown in FIG. 4 was obtained.
In the results shown in FIG. 4, it is clear that the image density can be stabilized by making the contact pressure (Pk) between the developing sleeve 5A21 and the supply roller 5A22 smaller than the contact pressure (Pb) between the developing sleeve 5A21 and the doctor blade 5A25. In particular, a stable image density can be obtained when the contact pressure (Pk) is at least 2 gf / mm or less. Such stabilization of the image density is a result of the fact that the toner constituting the developer can be easily agitated by preventing excessive stress from acting on the toner constituting the developer, and the frictional charging is performed satisfactorily. It can be said that there is.
次に、本発明は、現像スリーブ５Ａ２１と供給ローラ５Ａ２２との接触圧（Ｐｋ）に対する現像スリーブ５Ａ２１の表面粗さ（Ｒｚ）と現像剤、つまりトナーの帯電量との関係について実験したところ、図５に示す結果を得た。
図５において、本実施例では、線図中に符号Ｐで示すトナー粒径に対して、ほぼ１／４以下の表面粗さ（Ｒｚ）に設定した場合に、−２０μＣ以上の帯電量を確保することができる。この理由としては、現像スリーブ５Ａ２１表面への現像剤の埋没などを来すことなく、全ての現像剤、つまりトナーが上述した接触圧（Ｐｋ）の作用を受けて攪拌されながら摩擦帯電に供されることが挙げられる。
Next, according to the present invention, an experiment was conducted on the relationship between the surface roughness (Rz) of the developing sleeve 5A21 and the developer, that is, the charge amount of toner, with respect to the contact pressure (Pk) between the developing sleeve 5A21 and the supply roller 5A22. The result shown in 5 was obtained.
In FIG. 5, in this embodiment, when the surface roughness (Rz) is set to approximately 1/4 or less with respect to the toner particle size indicated by symbol P in the diagram, a charge amount of −20 μC or more is secured. can do. The reason for this is that all the developer, that is, the toner is subjected to frictional charging while being stirred under the action of the contact pressure (Pk) described above without causing the developer to be buried in the surface of the developing sleeve 5A21. Can be mentioned.
１ 画像形成装置
２ ドラム状感光体
３Ａ、３Ｂ 帯電装置
４Ａ、４Ｂ 書き込み装置
５Ａ１ 第１作像部の現像装置
５Ａ２ 第２の作像部の現像装置
５Ａ２１ 現像スリーブ
５Ａ２２ 供給ローラ
５Ａ２５ 層厚規制部材であるドクターブレード
Ａ１ 第１の作像部
Ａ２ 第２の作像部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記潜像担持体に対峙して一成分系現像剤を表面に担持可能な現像剤担持体と、
上記現像剤担持体に接触しながら一成分系現像剤を供給可能な現像剤供給部材と、
上記現像剤担持体に担持される一成分系現像剤の層厚を規定する層厚規制部材とを備え、
上記現像剤担持体と上記現像剤供給部材との接触圧（Ｐｋ）が、２ｇｆ／ｍｍ以下で、かつ、上記現像剤担持体と上記層厚規制部材との接触圧（Ｐｂ）よりも小さくなる関係を設定されていることを特徴とする現像装置。 In a developing apparatus for processing a visible image of an electrostatic latent image formed on a latent image carrier using a one-component developer,
A developer carrying member capable of carrying a one-component developer on the surface of the latent image carrying member;
A developer supply member capable of supplying a one-component developer while being in contact with the developer carrier;
A layer thickness regulating member that defines the layer thickness of the one-component developer carried on the developer carrying body,
The contact pressure (Pk) between the developer carrier and the developer supply member is 2 gf / mm or less, and is smaller than the contact pressure (Pb) between the developer carrier and the layer thickness regulating member. A developing device having a set relationship.
上記現像剤担持体の表面粗さ（Ｒｚ）が、現像剤粒径の１／４以下に設定されていることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
A developing device, wherein a surface roughness (Rz) of the developer carrying member is set to ¼ or less of a developer particle diameter.
上記現像剤担持体は、上記潜像担持体の可視像処理時に交互電界が印可されることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1 or 2,
The developing device according to claim 1, wherein an alternating electric field is applied to the developer carrying member during the visible image processing of the latent image carrying member.
潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像処理するために該潜像担持体の移動方向上流側および下流側にそれぞれ第１，第２の現像装置を備え、上記潜像担持体の移動方向下流側に位置する現像装置が一成分系現像剤を用いる構成であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 4.
In order to perform visible image processing on the electrostatic latent image formed on the latent image carrier, first and second developing devices are provided on the upstream side and the downstream side in the moving direction of the latent image carrier, respectively. An image forming apparatus, wherein the developing device located downstream in the moving direction of the carrier is configured to use a one-component developer.
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