JP2007065228A - Image forming apparatus - Google Patents

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photosensitive drum
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developing roller
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Hirotaka Oshika
啓孝 大鹿
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the generation of jitter and to improve image quality. <P>SOLUTION: The image forming apparatus has an image carrier and a developer carrier which are disposed in contact with the image carrier and supply a developer to the image carrier. When the image carrier and the developer carrier are brought into pressurized contact with each other and are rotated, the peripheral speed ratio of the developer carrier with respect to the image carrier, defined as Ω, and the external diameter ψ of the developer carrier, defined as Ψ, are set at 1<Ω<√(Ψ/ψ) and 1<Ω<√(Ψ/ψ), and therefore, the generation of the jitter can be suppressed, and the image quality can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus.

従来、電子写真式のプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、帯電ローラによって一様に、かつ、均一に帯電させられた感光体ドラムの表面をLEDヘッドによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器によって現像してトナー像を形成し、該トナー像を用紙に、転写ローラによって転写し、定着器によって定着させることにより、画像が形成され、印刷が行われるようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic printer, a copying machine, and a facsimile machine, for example, a printer, the surface of a photosensitive drum uniformly charged by a charging roller is exposed by an LED head. An electrostatic latent image is formed, and the electrostatic latent image is developed by a developing unit to form a toner image. The toner image is transferred to a sheet by a transfer roller and fixed by a fixing unit. Is formed and printing is performed.

ところで、前記現像器は、トナーを担持する現像ローラを備え、該現像ローラは、感光体ドラムに押し付けて配設され、感光体ドラムと現像ローラとの間に所定のニップ幅が形成される。また、感光体ドラムと現像ローラとは逆方向に回転させられるようになっている。そのために、前記感光体ドラムを回転させるための駆動モータ、及び現像ローラを回転させるための駆動モータを二つ別々に配設することが考えられるが、プリンタのコストが高くなること、プリンタの占有スペースが広くなってしまうことから、感光体ドラムのギヤと現像ローラのギヤとを噛み合わせ、一つの駆動モータを駆動することによって、感光体ドラム及び現像ローラを回転させるようにしている。この場合、前記各ギヤの歯数を設定し、感光体ドラムの周速度を現像ローラの周速度より高くなるようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平5−210300号公報
By the way, the developing device includes a developing roller for carrying toner, and the developing roller is disposed to be pressed against the photosensitive drum, and a predetermined nip width is formed between the photosensitive drum and the developing roller. Further, the photosensitive drum and the developing roller are rotated in opposite directions. For this purpose, two drive motors for rotating the photosensitive drum and two drive motors for rotating the developing roller may be arranged separately. However, this increases the cost of the printer and occupies the printer. Since the space becomes wide, the photosensitive drum and the developing roller are meshed with each other, and the driving drum is driven to rotate the photosensitive drum and the developing roller. In this case, the number of teeth of each gear is set so that the peripheral speed of the photosensitive drum is higher than the peripheral speed of the developing roller (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-210300

しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、印刷速度が高くされるのに伴って、感光体ドラムの周速度及び現像ローラの周速度が高くなり、ギヤの歯跳びが発生することがある。その場合、画像上で横すじによる濃度むら(以下「ジッタ」という。)が発生し、画像品位が低くなってしまう。   However, in the conventional printer, as the printing speed is increased, the peripheral speed of the photosensitive drum and the peripheral speed of the developing roller are increased, and gear skipping may occur. In that case, density unevenness (hereinafter referred to as “jitter”) due to horizontal streaks occurs on the image, and the image quality is lowered.

また、プリンタを小型化するために、感光体ドラム等の外径を小さくすることが考えられるが、感光体ドラム等の外径が小さくなると、印刷速度を維持するために、感光体ドラムの周速度を一層高くする必要が生じる。その結果、ジッタが発生する頻度が高くなり、画像品位が一層低くなってしまう。   In order to reduce the size of the printer, it is conceivable to reduce the outer diameter of the photosensitive drum. However, if the outer diameter of the photosensitive drum decreases, the circumference of the photosensitive drum is maintained in order to maintain the printing speed. There is a need for higher speeds. As a result, the frequency of occurrence of jitter increases and the image quality further decreases.

本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、ジッタが発生するのを抑制することができ、画像品位を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that solves the problems of the conventional printer, can suppress the occurrence of jitter, and can improve image quality.

そのために、本発明の画像形成装置においては、像担持体と、該像担持体と接触させて配設され、像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体とを有する。   For this purpose, the image forming apparatus of the present invention includes an image carrier and a developer carrier disposed in contact with the image carrier and supplying a developer to the image carrier.

そして、前記像担持体と前記現像剤担持体とを圧接させて回転させたときに、前記像担持体に対する現像剤担持体の周速比をΩとし、前記像担持体の外径をΨとし、前記現像剤担持体の外径をφとしたとき、
1<Ω<√(Ψ/φ)
にされる。
When the image carrier and the developer carrier are brought into pressure contact with each other and rotated, the peripheral speed ratio of the developer carrier to the image carrier is Ω, and the outer diameter of the image carrier is Ψ. When the outer diameter of the developer carrier is φ,
1 <Ω <√ (Ψ / φ)
To be.

本発明によれば、画像形成装置においては、像担持体と、該像担持体と接触させて配設され、像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体とを有する。   According to the present invention, the image forming apparatus includes an image carrier and a developer carrier that is disposed in contact with the image carrier and supplies the developer to the image carrier.

そして、前記像担持体と前記現像剤担持体とを圧接させて回転させたときに、前記像担持体に対する現像剤担持体の周速比をΩとし、前記像担持体の外径をΨとし、前記現像剤担持体の外径をφとしたとき、
1<Ω<√(Ψ/φ)
にされる。
When the image carrier and the developer carrier are brought into pressure contact with each other and rotated, the peripheral speed ratio of the developer carrier to the image carrier is Ω, and the outer diameter of the image carrier is Ψ. When the outer diameter of the developer carrier is φ,
1 <Ω <√ (Ψ / φ)
To be.

この場合、前記像担持体に対する現像剤担持体の周速比をΩとし、前記像担持体の外径をΨとし、前記現像剤担持体の外径をφとしたとき、
1<Ω<√(Ψ/φ)
にされるので、ジッタが発生するのを抑制することができ、画像品位を向上させることができる。
In this case, when the peripheral speed ratio of the developer carrier to the image carrier is Ω, the outer diameter of the image carrier is ψ, and the outer diameter of the developer carrier is φ,
1 <Ω <√ (Ψ / φ)
Therefore, the occurrence of jitter can be suppressed and the image quality can be improved.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置として、電子写真式のプリンタについて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, an electrophotographic printer will be described as the image forming apparatus.

図2は本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの概略図である。   FIG. 2 is a schematic view of the printer according to the first embodiment of the present invention.

図に示されるように、プリンタ40は、媒体としての用紙Pを収容する媒体収容部としての用紙カセット41、現像剤像としてのトナー像を形成するプロセスユニット10、定着装置としての定着器48等を備える。前記用紙カセット41の前端には、前記用紙Pを1枚ずつ分離させ、媒体搬送路43に繰り出すホッピングローラ42が配設され、該ホッピングローラ42によって繰り出された用紙Pは、前記媒体搬送路43におけるホッピングローラ42より下流側に配設され、用紙Pを搬送するピンチローラ44、45によって搬送され、前記媒体搬送路43におけるピンチローラ44、45より下流側に配設されたレジストローラ46及び搬送ローラ47によって搬送されてプロセスユニット10に送られる。   As shown in the drawing, a printer 40 includes a paper cassette 41 as a medium accommodating portion for accommodating paper P as a medium, a process unit 10 for forming a toner image as a developer image, a fixing device 48 as a fixing device, and the like. Is provided. A hopping roller 42 for separating the paper P one by one and feeding it to the medium transport path 43 is disposed at the front end of the paper cassette 41, and the paper P fed by the hopping roller 42 is sent to the medium transport path 43. In the medium transport path 43, the registration roller 46 disposed downstream of the pinch rollers 44, 45 is transported by the pinch rollers 44, 45 that are disposed downstream of the hopping roller 42. It is conveyed by the roller 47 and sent to the process unit 10.

前記プロセスユニット10は、画像形成部を構成し、像担持体としての感光体ドラム11を備えるとともに、前記プロセスユニット10の上方には、感光体ドラム11と対向させて露光装置としてのLEDヘッド13が、プロセスユニット10の下方には、感光体ドラム11と対向させて転写装置としての転写ローラ17が配設される。前記媒体搬送路43において、プロセスユニット10及び転写ローラ17より下流側に、前記定着器48が配設される。該定着器48は、第1の回転体としての加熱ローラR1、及び第2の回転体としての加圧ローラR2を備える。   The process unit 10 constitutes an image forming unit, and includes a photosensitive drum 11 as an image carrier, and an LED head 13 as an exposure device above the process unit 10 so as to face the photosensitive drum 11. However, a transfer roller 17 as a transfer device is disposed below the process unit 10 so as to face the photosensitive drum 11. In the medium conveyance path 43, the fixing device 48 is disposed on the downstream side of the process unit 10 and the transfer roller 17. The fixing device 48 includes a heating roller R1 as a first rotating body and a pressure roller R2 as a second rotating body.

そして、前記媒体搬送路43における定着器48より下流側に、用紙Pを媒体積載部としてのスタッカ部53に排出するための排出ローラ49〜52が配設される。   Discharge rollers 49 to 52 for discharging the paper P to a stacker unit 53 serving as a medium stacking unit are disposed on the downstream side of the fixing device 48 in the medium conveyance path 43.

次に、前記構成のプリンタ40の動作について説明する。   Next, the operation of the printer 40 having the above configuration will be described.

まず、用紙カセット41に収容された用紙Pは、ホッピングローラ42によって1枚ずつ分離され、繰り出されて、媒体搬送路43を下流側に向けて矢印方向に搬送され、ピンチローラ44、45によって斜行が修正され、レジストローラ46及び搬送ローラ47によって更に搬送される。   First, the sheets P stored in the sheet cassette 41 are separated one by one by the hopping roller 42, fed out, conveyed in the direction of the arrow toward the downstream side of the medium conveyance path 43, and inclined by the pinch rollers 44 and 45. The row is corrected and further conveyed by the registration roller 46 and the conveyance roller 47.

そして、搬送された用紙Pは、プロセスユニット10及び転写ローラ17を通過し、感光体ドラム11上に形成されたトナー像が転写される。続いて、トナー像が転写された用紙Pは、定着器48に搬送され、該定着器48によって加熱、加圧されてトナー像が定着させられる。その後、用紙Pは排出ローラ49〜52によってスタッカ部53に排出される。   The conveyed paper P passes through the process unit 10 and the transfer roller 17, and the toner image formed on the photosensitive drum 11 is transferred. Subsequently, the paper P on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 48 and is heated and pressurized by the fixing device 48 to fix the toner image. Thereafter, the paper P is discharged to the stacker unit 53 by the discharge rollers 49 to 52.

次に、プロセスユニット10について説明する。   Next, the process unit 10 will be described.

図1は本発明の第1の実施の形態におけるプロセスユニットの配設状態を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic view showing an arrangement state of process units in the first embodiment of the present invention.

図に示されるように、プロセスユニット10は、矢印方向に回転させられる感光体ドラム11、矢印方向に回転させられ、感光体ドラム11の表面を、一様に、かつ、均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ12、矢印方向に回転させられ、前記静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させて現像させ、トナー像を形成する現像剤担持体としての現像ローラ14、矢印方向に回転させられ、前記トナーを帯電させて現像ローラ14に供給する現像剤供給ローラとしてのトナー供給ローラ15、前記現像ローラ14上に均一な現像剤層としてのトナー層を形成する現像ブレード16、及びトナー像の転写後、感光体ドラム11上に残ったトナーを回収するクリーニング装置としてのクリーニングブレード18を備える。前記プロセスユニット10の上方には、感光体ドラム11の表面を露光して静電潜像を形成するLEDヘッド13が、プロセスユニット10の下方には、矢印方向に回転させられ、前記感光体ドラム11上に形成されたトナー像を用紙Pに転写する転写ローラ17が配設される。   As shown in the figure, a process unit 10 includes a photosensitive drum 11 that is rotated in the direction of an arrow, and a charging device that is rotated in the direction of the arrow to uniformly and uniformly charge the surface of the photosensitive drum 11. A developing roller 14 as a developer carrying member that is rotated in the direction of the arrow, is rotated in the direction of the arrow, and is made to develop by attaching toner as a developer to the electrostatic latent image, and is rotated in the direction of the arrow The toner supply roller 15 as a developer supply roller that charges the toner and supplies the toner to the development roller 14, the developing blade 16 that forms a toner layer as a uniform developer layer on the development roller 14, and the toner A cleaning blade 18 is provided as a cleaning device that collects toner remaining on the photosensitive drum 11 after the image is transferred. Above the process unit 10, an LED head 13 that exposes the surface of the photosensitive drum 11 to form an electrostatic latent image is rotated below the process unit 10 in the direction of the arrow. A transfer roller 17 for transferring the toner image formed on the paper 11 to the paper P is disposed.

そして、前記感光体ドラム11に、帯電ローラ12、現像ローラ14、転写ローラ17及びクリーニングブレード18が接触させて配設される。また、前記現像ローラ14には現像ブレード16及びトナー供給ローラ15が接触させて配設される。   A charging roller 12, a developing roller 14, a transfer roller 17, and a cleaning blade 18 are disposed in contact with the photosensitive drum 11. A developing blade 16 and a toner supply roller 15 are disposed in contact with the developing roller 14.

次に、前記感光体ドラム11の構成について説明する。   Next, the configuration of the photosensitive drum 11 will be described.

図3は本発明の第1の実施の形態における感光体ドラムの断面図、図4は本発明の第1の実施の形態における感光体ドラムの側面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the photosensitive drum in the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a side view of the photosensitive drum in the first embodiment of the present invention.

図に示されるように、感光体ドラム11は、アルミ素管11aの表面に感光層11bを被覆することによって形成される。そして、感光体ドラム11の一端に、図示されない駆動モータから伝達された回転を受けるための回転伝達要素としての感光体ドラムギヤ21が取り付けられる。前記感光層11bは、薄いほど画像品位を向上させることができるが、耐摩耗性を高くするために、15〜20〔μm〕にされる。   As shown in the figure, the photosensitive drum 11 is formed by covering the surface of an aluminum tube 11a with a photosensitive layer 11b. A photosensitive drum gear 21 is attached to one end of the photosensitive drum 11 as a rotation transmission element for receiving rotation transmitted from a drive motor (not shown). The thinner the photosensitive layer 11b, the better the image quality. However, in order to increase the wear resistance, the photosensitive layer 11b is set to 15 to 20 [μm].

次に、前記現像ローラ14の構成について説明する。   Next, the configuration of the developing roller 14 will be described.

図5は本発明の第1の実施の形態における現像ローラの断面図、図6は本発明の第1の実施の形態における現像ローラの側面図である。   FIG. 5 is a sectional view of the developing roller according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a side view of the developing roller according to the first embodiment of the present invention.

図に示されるように、現像ローラ14は、金属製のシャフト14aの外周に弾性層14bを被覆することによって形成され、現像ローラ14の一端のシャフト14aに、前記駆動モータから伝達された回転を受けるための回転伝達要素としての現像ローラギヤ22が取り付けられる。そして、前記感光体ドラムギヤ21(図4)と現像ローラギヤ22とが噛合させられ、前記駆動モータを駆動することによって発生させられた回転は、感光体ドラム11及び現像ローラ14に伝達される。   As shown in the drawing, the developing roller 14 is formed by coating the outer periphery of a metal shaft 14a with an elastic layer 14b, and the rotation transmitted from the drive motor is applied to the shaft 14a at one end of the developing roller 14. A developing roller gear 22 is attached as a rotation transmission element for receiving. The photosensitive drum gear 21 (FIG. 4) and the developing roller gear 22 are engaged with each other, and the rotation generated by driving the driving motor is transmitted to the photosensitive drum 11 and the developing roller 14.

なお、本実施の形態においては、前記シャフト14aの外周に、1層の弾性層14bが被覆されるようになっているが、2層以上の弾性層14bを被覆することができる。なお、本実施の形態においては、前記弾性層14bの材料として、ウレタンゴムが使用されるようになっているが、トナーを摩擦帯電させるために半導電特性を有する材料、例えば、シリコーンゴムを使用することもできる。   In the present embodiment, the outer circumference of the shaft 14a is covered with one elastic layer 14b, but two or more elastic layers 14b can be covered. In this embodiment, urethane rubber is used as the material of the elastic layer 14b. However, a material having a semiconductive property, for example, silicone rubber, is used to frictionally charge the toner. You can also

前記現像ローラ14と感光体ドラム11とが圧接させて配設され、感光体ドラム11と現像ローラ14との間に一定の、本実施の形態においては、100〔μm〕のニップ幅Lが形成される。なお、該ニップ幅Lを小さくするほど、駆動モータを駆動する際の負荷トルクを小さくすることができるが、その場合、感光体ドラム11の周期で白抜けが発生してしまう。逆に、ニップ幅Lを大きくしすぎると、駆動モータを駆動する際の負荷トルクが大きくなってしまう。   The developing roller 14 and the photosensitive drum 11 are disposed in pressure contact with each other, and a constant nip width L of 100 [μm] is formed between the photosensitive drum 11 and the developing roller 14 in this embodiment. Is done. As the nip width L is reduced, the load torque when driving the drive motor can be reduced. In this case, white spots occur in the cycle of the photosensitive drum 11. Conversely, if the nip width L is too large, the load torque when driving the drive motor will increase.

そして、感光体ドラムギヤ21の歯数と現像ローラギヤ22の歯数との組合せによって、感光体ドラム11と現像ローラ14との周速比Ωが決定される。該周速比Ωは、現像ローラ14の周速度をνとし、感光体ドラム11の周速度をVとしたとき、周速度Vに対する周速度νの比で表され、
Ω=ν/V
になる。なお、感光体ドラム11及び現像ローラ14を、図示されない二つの駆動モータを使用し、別々に駆動し、回転させることができる。この場合、各駆動モータの回転速度を設定することによって、前記周速比Ωを決定することができる。
The peripheral speed ratio Ω between the photosensitive drum 11 and the developing roller 14 is determined by the combination of the number of teeth of the photosensitive drum gear 21 and the number of teeth of the developing roller gear 22. The peripheral speed ratio Ω is represented by the ratio of the peripheral speed ν to the peripheral speed V, where ν is the peripheral speed of the developing roller 14 and V is the peripheral speed of the photosensitive drum 11.
Ω = ν / V
become. The photosensitive drum 11 and the developing roller 14 can be driven and rotated separately using two drive motors (not shown). In this case, the peripheral speed ratio Ω can be determined by setting the rotational speed of each drive motor.

そして、前記感光体ドラム11の外径をΨとし、現像ローラ14の外径をφとし、外径Ψ、φによって得られる計算値を√(Ψ/φ)としたとき、周速比Ωは、
Ω<√(Ψ/φ)
になる。
When the outer diameter of the photosensitive drum 11 is Ψ, the outer diameter of the developing roller 14 is φ, and the calculated value obtained by the outer diameters Ψ and φ is √ (Ψ / φ), the peripheral speed ratio Ω is ,
Ω <√ (Ψ / φ)
become.

次に、前記構成のプロセスユニット10の動作について説明する。   Next, the operation of the process unit 10 having the above configuration will be described.

まず、図1に示されるように、トナー供給ローラ15は矢印方向に回転させられ、現像ローラ14にトナーを供給し、現像ローラ14も同様に矢印方向に回転させられ、現像ローラ14上のトナーを現像ブレード16によって摩擦帯電させるとともに、余分なトナーを掻き落とし、現像ローラ14上に均一なトナー層を形成する。   First, as shown in FIG. 1, the toner supply roller 15 is rotated in the direction of the arrow to supply the toner to the developing roller 14, and the developing roller 14 is also rotated in the direction of the arrow, so that the toner on the developing roller 14 The toner is triboelectrically charged by the developing blade 16 and the excess toner is scraped off to form a uniform toner layer on the developing roller 14.

一方、感光体ドラム11は矢印方向に回転させられ、帯電ローラ12によって感光体ドラム11の表面が、一様に、かつ、均一に−600〔V〕に帯電させられる。そして、感光体ドラム11の表面にLEDヘッド13の光を照射すると、照射された箇所、すなわち、画像部の表面電位が0〔V〕になり、LEDヘッド13の照射の有無によって感光体ドラム11の表面に静電潜像が形成される。   On the other hand, the photosensitive drum 11 is rotated in the direction of the arrow, and the surface of the photosensitive drum 11 is uniformly and uniformly charged to −600 [V] by the charging roller 12. Then, when the light of the LED head 13 is irradiated on the surface of the photosensitive drum 11, the irradiated portion, that is, the surface potential of the image portion becomes 0 [V], and the photosensitive drum 11 depends on whether the LED head 13 is irradiated. An electrostatic latent image is formed on the surface.

次に、前記トナー層が形成された現像ローラ14が、感光体ドラム11と当接しながら回転することによって、現像ローラ14上のトナーは摩擦帯電させられながら感光体ドラム11の静電潜像に付着させられ、トナー像が形成される。   Next, the developing roller 14 on which the toner layer is formed rotates while being in contact with the photosensitive drum 11, so that the toner on the developing roller 14 is frictionally charged and becomes an electrostatic latent image on the photosensitive drum 11. A toner image is formed by being adhered.

このとき、前記周速比Ωが大きいほどトナーの帯電性が高く、トナーの供給性にも優れる。その反面、周速比Ωが大きすぎると、感光体ドラムギヤ21と現像ローラギヤ22との噛合せがうまくいかずに、ギヤが歯跳びし、ジッタが発生する。   At this time, the larger the peripheral speed ratio Ω, the higher the chargeability of the toner and the better the toner supply. On the other hand, if the peripheral speed ratio Ω is too large, the engagement between the photosensitive drum gear 21 and the developing roller gear 22 is not successful, and the gear jumps and jitter occurs.

ところで、前記感光体ドラムギヤ21の歯数を多く、又は現像ローラギヤ22の歯数を少なくすると、現像ローラ14の周速度νは高くなる。一方、感光体ドラムギヤ21の歯数を少なく、又は現像ローラギヤ22の歯数を多くすると、現像ローラ14の周速度νは低くなる。したがって、感光体ドラムギヤ21の歯数を多く、又は現像ローラギヤ22の歯数を少なくすると周速比Ωは大きくなり、感光体ドラムギヤ21の歯数を少なく、又は現像ローラギヤ22の歯数を多くすると周速比Ωは小さくなる。   By the way, if the number of teeth of the photosensitive drum gear 21 is increased or the number of teeth of the developing roller gear 22 is decreased, the peripheral speed ν of the developing roller 14 is increased. On the other hand, when the number of teeth of the photosensitive drum gear 21 is decreased or the number of teeth of the developing roller gear 22 is increased, the peripheral speed ν of the developing roller 14 is decreased. Therefore, when the number of teeth of the photosensitive drum gear 21 is increased or the number of teeth of the developing roller gear 22 is decreased, the peripheral speed ratio Ω is increased, and when the number of teeth of the photosensitive drum gear 21 is decreased or the number of teeth of the developing roller gear 22 is increased. The peripheral speed ratio Ω is small.

そこで、感光体ドラム11の外径Ψ及び現像ローラ14の外径φをそれぞれ設定して複数の組合せを作り、各組合せごとに、前記感光体ドラムギヤ21及び現像ローラギヤ22の歯数をそれぞれ設定して周速比Ωを変化させ、ジッタの発生を監視し、ジッタのレベルを判定した。表1は感光体ドラム11と現像ローラ14とのニップ幅Lを100〔μm〕としたときの判定結果であるが、ニップ幅Lを変更して同様の実験を行った結果、ニップ幅Lが
50≦L≦150〔μm〕
の範囲で表1の関係が満たされる。
Therefore, the outer diameter Ψ of the photosensitive drum 11 and the outer diameter φ of the developing roller 14 are set to make a plurality of combinations, and the number of teeth of the photosensitive drum gear 21 and the developing roller gear 22 is set for each combination. The peripheral speed ratio Ω was changed, the occurrence of jitter was monitored, and the level of jitter was judged. Table 1 shows the determination results when the nip width L between the photosensitive drum 11 and the developing roller 14 is 100 [μm]. As a result of performing the same experiment by changing the nip width L, the nip width L is 50 ≦ L ≦ 150 [μm]
The relationship of Table 1 is satisfied within the range of

Figure 2007065228
前記ジッタのレベルは、印刷速度をA4判の用紙Pの縦方向において20〔ppm〕とし、30〔%〕のデューティで全面印刷を行ったときの横すじによる濃度むらを見て3段階(○>△>×)で判定した。表1において、○は横すじによる明瞭な濃度段差が目視によって認められず、拡大して観察しても認められないレベルを、△は横すじによる明瞭な濃度段差が目視によっては認められないが、拡大して観察すると認められるレベルを、×は横すじによる明瞭な濃度段差が目視によって認められ、拡大して観察しても認められるレベルを表す。
Figure 2007065228
The level of jitter is three levels (○) when the printing speed is set to 20 ppm in the longitudinal direction of A4 size paper P, and the density unevenness due to horizontal streaks is printed when the entire surface is printed with a duty of 30%. >Δ> ×). In Table 1, ◯ indicates a level where a clear density difference due to horizontal streaks is not visually recognized and is not observed even when enlarged, and Δ indicates a clear density level difference due to horizontal streaks is not visually observed. X indicates a level that can be recognized by magnifying, x indicates a level in which a clear density step due to a horizontal streak is visually recognized, and can be recognized even by magnifying.

なお、拡大して行われる観察には光学式顕微鏡が使用され、拡大率は150倍にされる。また、周速比Ωが1であるときは、トナーを十分に帯電させることができず、画像不良が発生したので、ジッタのレベルの判定は行わなかった。   Note that an optical microscope is used for observation performed in an enlarged manner, and the enlargement ratio is increased to 150 times. When the peripheral speed ratio Ω was 1, the toner could not be charged sufficiently and an image defect occurred, so the jitter level was not determined.

表1から分かるように、前記感光体ドラム11の外径Ψを30〔mm〕にすると、現像ローラ14の外径φが16〔mm〕である場合、周速比Ωを大きくしてもジッタの発生を抑えることができるのに対して、現像ローラ14の外径φが20〔mm〕である場合、周速比Ωを1.35より大きくすると、ジッタが発生しやすくなる。ただし、現像ローラ14の外径φが小さいほど、周速比Ωを大きくしてもジッタの発生が抑えられるわけではなく、現像ローラ14の外径φが14〔mm〕であっても、感光体ドラム11の外径Ψを24〔mm〕としたときには、周速比Ωを1.27以下にすると、ジッタは発生しないが、周速比Ωを1.35にすると、ジッタが発生してしまう。   As can be seen from Table 1, when the outer diameter Ψ of the photosensitive drum 11 is set to 30 [mm], when the outer diameter φ of the developing roller 14 is 16 [mm], jitter is increased even if the peripheral speed ratio Ω is increased. On the other hand, when the outer diameter φ of the developing roller 14 is 20 [mm], when the peripheral speed ratio Ω is larger than 1.35, jitter is likely to occur. However, as the outer diameter φ of the developing roller 14 is smaller, the generation of jitter is not suppressed even if the peripheral speed ratio Ω is increased. Even if the outer diameter φ of the developing roller 14 is 14 [mm], the photosensitive roller When the outer diameter Ψ of the body drum 11 is 24 [mm], jitter does not occur when the peripheral speed ratio Ω is 1.27 or less, but when the peripheral speed ratio Ω is 1.35, jitter occurs. End up.

したがって、トナーを十分に帯電させ、かつ、感光体ドラム11に十分に付着させるためには、
1<Ω
とすることがが好ましい。
Therefore, in order to sufficiently charge the toner and sufficiently adhere to the photosensitive drum 11,
1 <Ω
It is preferable that

また、周速比Ωが
Ω<√(Ψ/φ)
の条件を満たすと、ジッタが発生するのを抑制することができる。
Also, the peripheral speed ratio Ω is Ω <√ (Ψ / φ)
If this condition is satisfied, the occurrence of jitter can be suppressed.

このように、本実施の形態においては、周速比Ωが
1<Ω<√(Ψ/φ)
にされるので、ジッタが発生するのを抑制することができ、画像品位を向上させることができる。
Thus, in the present embodiment, the peripheral speed ratio Ω is 1 <Ω <√ (Ψ / φ)
Therefore, the occurrence of jitter can be suppressed and the image quality can be improved.

次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについてはその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the description is abbreviate | omitted about what has the same structure as 1st Embodiment, and the effect of the same embodiment is used about the effect of the invention by having the same structure.

本実施の形態においては、トナーの平均粒径が6〔μm〕以下にされ、かつ、トナーの流動性が60〔%〕以上にされる。   In the present embodiment, the average particle diameter of the toner is 6 [μm] or less, and the fluidity of the toner is 60 [%] or more.

トナーの流動性を測定するために、メッシュの粗さを異ならせ、150〔μm〕、75〔μm〕、45〔μm〕とした3種類の篩を、メッシュの粗い方が上になるように3段に重ねる。そして、流動性を測定しようとするトナーを、4.0〔g〕量り、一番上の150〔μm〕のメッシュの篩上に静かに載せる。続いて、トナーを載せた3段に重ねた篩をパウダーテスター(ホソカワミクロンPT−N型)にセットし、振動時間を15〔s〕とし、VibratuonADJダイヤルを1.5(振幅1〔mm〕)とし、篩に振動を与える。   In order to measure the fluidity of the toner, three types of sieves with different mesh roughness, 150 [μm], 75 [μm], and 45 [μm] are arranged so that the coarser mesh is on the upper side. Stack in 3 steps. Then, 4.0 g of the toner whose fluidity is to be measured is weighed and gently placed on the top 150 μm mesh screen. Subsequently, a three-stage sieve with toner is placed on a powder tester (Hosokawa Micron PT-N type), the vibration time is set to 15 [s], and the Vibratuon ADJ dial is set to 1.5 (amplitude 1 [mm]). Give vibration to the sieve.

次に、振動が終了した各篩を分け、各篩に残っているトナーの重量を測定する。この測定を3回繰り返し、150〔μm〕メッシュの篩に残ったトナー重量の平均値をq1とし、75〔μm〕メッシュの篩に残ったトナー重量の平均値をq2とし、45〔μm〕メッシュの篩に残ったトナー重量の平均値をq3とし、トナーの凝集度ζ
ζ=(q1×100)/4.0+((q2×100)/4.0)×(3/5)+((q3×100)/4.0)×(1/5)〔%〕
を算出し、トナーの流動性ε
ε=100−ζ〔%〕
を算出する。
Next, the sieves that have finished vibrating are separated, and the weight of toner remaining on each sieve is measured. This measurement was repeated three times, the average value of the toner weight remaining on the 150 [μm] mesh sieve was q1, the average toner weight remaining on the 75 [μm] mesh sieve was q2, and the 45 [μm] mesh was The average value of the toner weight remaining on the sieve is q3, and the toner aggregation degree ζ
ζ = (q1 × 100) /4.0 + ((q2 × 100) /4.0) × (3/5) + ((q3 × 100) /4.0) × (1/5) [%]
To calculate toner fluidity ε
ε = 100−ζ [%]
Is calculated.

なお、トナーの平均粒径が小さくなるほど表面積が増加するので、流動性εを60〔%〕以上にするための外添剤の添加量が変化させられる。本実施の形態においては、トナーの平均粒径が5.5〔μm〕のときに、トナーに対する重量比が3.5〔%〕以上の外添剤を添加した。   Since the surface area increases as the average particle diameter of the toner decreases, the amount of external additive added to make the fluidity ε 60% or more can be changed. In this embodiment, when the average particle diameter of the toner is 5.5 [μm], an external additive having a weight ratio of 3.5 [%] or more to the toner is added.

前記第1の実施の形態と同様に、像担持体としての感光体ドラム11(図2)と現像剤担持体としての現像ローラ14とのニップ幅Lを100〔μm〕とした。また、感光体ドラム11の外径Ψを30〔mm〕とし、現像ローラ14の外径φを20〔mm〕とし、周速比Ωを1.19とした。   As in the first embodiment, the nip width L between the photosensitive drum 11 (FIG. 2) as an image carrier and the developing roller 14 as a developer carrier is 100 [μm]. Further, the outer diameter Ψ of the photosensitive drum 11 was set to 30 [mm], the outer diameter φ of the developing roller 14 was set to 20 [mm], and the peripheral speed ratio Ω was set to 1.19.

次に、前記構成のプリンタ40の動作について説明する。   Next, the operation of the printer 40 having the above configuration will be described.

まず、前記第1の実施の形態と同様に、トナー層が形成された現像ローラ14が、感光体ドラム11と当接しながら回転させられ、現像ローラ14上のトナーは摩擦帯電させられながら感光体ドラム11の静電潜像に付着させられる。   First, as in the first embodiment, the developing roller 14 on which the toner layer is formed is rotated while being in contact with the photosensitive drum 11, and the toner on the developing roller 14 is triboelectrically charged. It is attached to the electrostatic latent image on the drum 11.

このとき、トナーは、平均粒径が小さいほど静電潜像への移動が正確であるので、画像品位を向上させることができる。また、画像品位が向上する分、ジッタが鮮明になってしまう。さらに、トナーの平均粒径が小さいほどファンデルワールス力の影響が大きくなり、トナー同士が凝集しやすくなり、トナーの流動性が低下する。そして、トナーの流動性が低下すると、負荷トルクが大きくなり、ジッタの発生に影響を及ぼす。   At this time, the smaller the average particle diameter, the more accurately the toner moves to the electrostatic latent image, so that the image quality can be improved. Moreover, the jitter becomes clear as the image quality is improved. Further, the smaller the average particle diameter of the toner, the greater the influence of van der Waals force, the toners tend to aggregate, and the fluidity of the toner decreases. When the fluidity of the toner decreases, the load torque increases and affects the generation of jitter.

そこで、トナーに添加される外添剤の重量のトナーに対する重量比を3.5〔%〕以上とすることによって、トナーの流動性を60〔%〕以上とし、トナーの凝集によって負荷トルクが大きくなるのを抑制することができる。   Therefore, by setting the weight ratio of the external additive added to the toner to 3.5% or more, the fluidity of the toner is set to 60% or more, and the load torque increases due to toner aggregation. It can be suppressed.

表2はトナーの平均粒径、流動性、負荷トルク、ジッタ及び画像品位を示す。   Table 2 shows the average particle diameter, fluidity, load torque, jitter and image quality of the toner.

Figure 2007065228
前記ジッタのレベルは、印刷速度をA4判の媒体としての用紙Pの縦方向において20〔ppm〕とし、30〔%〕のデューティで全面印刷を行ったときの横すじによる濃度むらを見て3段階(○>△>×)で判定した。表2において、○は横すじによる明瞭な濃度段差が目視によって認められず、拡大して観察しても認められないレベルを、△は横すじによる明瞭な濃度段差が目視によっては認められないが、拡大して観察すると認められるレベルを、×は横すじによる明瞭な濃度段差が目視によって認められ、拡大して観察しても認められるレベルを表す。
Figure 2007065228
The jitter level is 3 in view of density unevenness due to horizontal stripes when the printing speed is 20 ppm in the longitudinal direction of the paper P as an A4 medium and the entire surface is printed with a duty of 30%. Judgment was made at the stage (◯>Δ> ×). In Table 2, ◯ indicates a level where a clear density step due to horizontal streaks is not visually recognized and is not recognized even when enlarged, and Δ indicates a clear density step due to horizontal streaks is not visually observed. X indicates a level that can be recognized by magnifying, x indicates a level in which a clear density step due to a horizontal streak is visually recognized, and can be recognized even by magnifying.

また、画像品位のレベルにおいて、○はドット散りによる画像の乱れが目視によって認められず、拡大して観察しても認められないレベルを、△はドット散りによる画像の乱れが目視によっては認められないが、拡大して観察すると認められるレベルを、×はドット散りによる画像の乱れが目視によって認められ、拡大して観察しても認められるレベルを表す。   In addition, at the image quality level, ◯ indicates a level in which image distortion due to dot scattering is not visually recognized and is not recognized even when enlarged, and Δ indicates image distortion due to dot scattering is visually recognized. Although there is no level, it is recognized that the image is observed by magnifying, and x indicates a level at which image distortion due to dot scattering is visually recognized and can be recognized even by magnifying.

実験の結果、周速比Ω、感光体ドラム11の外径Ψ及び現像ローラ14の外径φが、
1<Ω<√(Ψ/φ)
の関係を有し、ニップ幅Lが、
50≦L≦150〔μm〕
である範囲においても、表2の関係が満たされる。
As a result of the experiment, the peripheral speed ratio Ω, the outer diameter Ψ of the photosensitive drum 11 and the outer diameter φ of the developing roller 14 are
1 <Ω <√ (Ψ / φ)
The nip width L is
50 ≦ L ≦ 150 [μm]
The range of Table 2 is also satisfied in the range of

この場合、負荷トルクの測定は、Load Torque Testerにセットし、Revolutionを145〔rpm〕に設定し、10〔s〕間、駆動モータを駆動する。そして、10〔s〕間の平均値を負荷トルクの値とする。なお、駆動時における負荷トルクを3.5〔kg・cm〕以下にするのが好ましい。   In this case, the load torque is measured by setting the Load Torque Tester, setting the Revolution to 145 [rpm], and driving the drive motor for 10 [s]. The average value between 10 [s] is set as the load torque value. The load torque during driving is preferably 3.5 [kg · cm] or less.

表2から分かるように、トナーの平均粒径が4.5〔μm〕のときは、ジッタのレベルが○であるが、トナーの平均粒径が小さくなっていることによって、現像ブレード16における現像ローラ14上のトナー層の層厚の規制が困難になり、トナー層の層厚が大きくなり、汚れが生じるので、画像品位のレベルは×になる。   As can be seen from Table 2, when the average particle size of the toner is 4.5 [μm], the level of jitter is ◯, but the development in the developing blade 16 is caused by the decrease in the average particle size of the toner. The regulation of the thickness of the toner layer on the roller 14 becomes difficult, the thickness of the toner layer becomes large, and contamination occurs, so that the image quality level becomes x.

このように、平均粒径が5.0〔μm〕以上、6.0〔μm〕以下で、かつ、流動性が60〔%〕以上、99〔%〕以下であるトナーを使用すると、ジッタが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。   As described above, when a toner having an average particle size of 5.0 [μm] or more and 6.0 [μm] or less and a fluidity of 60 [%] or more and 99 [%] or less is used, jitter is reduced. Occurrence can be prevented, and image quality can be improved.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.

本発明の第1の実施の形態におけるプロセスユニットの配設状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the arrangement | positioning state of the process unit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの概略図である。1 is a schematic diagram of a printer according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態における感光体ドラムの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the photosensitive drum in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態における感光体ドラムの側面図である。FIG. 3 is a side view of the photosensitive drum in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態における現像ローラの断面図である。It is sectional drawing of the developing roller in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における現像ローラの側面図である。It is a side view of the developing roller in the 1st embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 感光体ドラム
14 現像ローラ
40 プリンタ
11 Photosensitive drum 14 Developing roller 40 Printer

Claims (4)

(a)像担持体と、
(b)該像担持体と接触させて配設され、像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体とを有するとともに、
(c)前記像担持体と前記現像剤担持体とを圧接させて回転させたときに、前記像担持体に対する現像剤担持体の周速比をΩとし、前記像担持体の外径をΨとし、前記現像剤担持体の外径をφとしたとき、
1<Ω<√(Ψ/φ)
にされることを特徴とする画像形成装置。
(A) an image carrier;
(B) a developer carrier disposed in contact with the image carrier and supplying a developer to the image carrier;
(C) When the image carrier and the developer carrier are pressed and rotated, the peripheral speed ratio of the developer carrier to the image carrier is Ω, and the outer diameter of the image carrier is Ψ And when the outer diameter of the developer carrier is φ,
1 <Ω <√ (Ψ / φ)
An image forming apparatus.
前記像担持体と前記現像剤担持体とのニップ幅Lが、
50≦L≦150
にされる請求項1に記載の画像形成装置。
The nip width L between the image carrier and the developer carrier is
50 ≦ L ≦ 150
The image forming apparatus according to claim 1.
(a)前記現像剤の平均粒径が5.0〔μm〕以上、6.0〔μm〕以下にされ、
(b)前記現像剤の流動性が60〔%〕以上、99〔%〕以下にされる請求項1又は2に記載の画像形成装置。
(A) The average particle diameter of the developer is 5.0 [μm] or more and 6.0 [μm] or less,
(B) The image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the flowability of the developer is 60% or more and 99% or less.
前記現像剤の負荷トルクが3.5〔kg・cm〕以下にされる請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein a load torque of the developer is 3.5 [kg · cm] or less.
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