JP2008145533A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式或いは静電記録方式を用いた画像形成装置にて用いられる現像装置、及びこれを備える画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus using an electrophotographic system or an electrostatic recording system such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and an image forming apparatus including the developing device.
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行う画像形成装置においては、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式は、現在提案されている他の現像方式に比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている。 Conventionally, for example, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, particularly an image forming apparatus for forming a chromatic image, a nonmagnetic toner (toner) and a magnetic carrier (carrier) are mixed and used as a developer. The two-component development method is widely used. The two-component development system has advantages such as image quality stability and apparatus durability compared to other currently proposed development systems.
二成分現像方式を用いた現像装置（二成分現像装置）において、像担持体に形成される静電潜像にトナーを供給して現像を行うと、現像剤中におけるトナー濃度（トナーとキャリアとの割合、或いは現像剤全体に対するトナーの割合）が次第に低下する。このトナー濃度の低下を防止するためには、新たなトナーを補給する必要がある。トナーを補給する際に、キャリアをも含む二成分現像剤を補給することもある。 In a developing device (two-component developing device) using a two-component developing method, when toner is supplied to an electrostatic latent image formed on an image carrier and development is performed, the toner concentration in the developer (toner and carrier and Or the ratio of the toner to the entire developer) gradually decreases. In order to prevent this decrease in toner density, it is necessary to replenish new toner. When the toner is replenished, a two-component developer including a carrier may be replenished.
図２０は従来の一般的な二成分現像装置を示す。このような二成分現像装置に関する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が挙げられる。
FIG. 20 shows a conventional general two-component developing apparatus. As a prior art document regarding such a two-component developing device, for example,
現像装置101は、現像剤を収容する現像容器102を有する。現像容器102の、被現像体たる像担持体に対向する一部分は開口している。この開口部から一部露出するようにして、像担持体に対向する現像域に現像剤を搬送して供給する現像剤担持体としての現像スリーブ111が回転可能に配置されている。現像容器102は、現像室（第一現像剤収容室）121と攪拌室（第二現像剤収容室）122とを有する。
The developing
現像室121は、現像スリーブ111の軸方向に沿って配置され、その中に収容された現像剤が現像スリーブ111に供給される。攪拌室122においては、補給されたトナーと現像容器102内の現像剤とが混合攪拌されながら、現像室121とは逆方向に搬送される。現像室121と攪拌室122とは、隔壁125によって区画されている。
The developing
しかし、隔壁125の長手両端部には現像剤の通過を許す第一連通部123、第二連通部124が形成されている。そして、現像室121と攪拌室122とのそれぞれに、現像剤の搬送及び攪拌を行う搬送部材（現像剤搬送攪拌部材）として第一スクリュー113、第二スクリュー114が配設されている。これにより、第一連通部123、第二連通部124を介して、現像室121と攪拌室122との間で現像剤が循環する現像剤循環経路が形成される（図中矢印Ｄ方向）。
However, the
現像容器102には、トナーを補給するためのトナー補給口が設けられている。トナー補給位置Ｔ０において、通常、重力による落下で現像容器102内に補給されたトナーは、攪拌室122において現像容器102内の現像剤と攪拌される。これにより、補給されたトナーはキャリアと接触して摩擦帯電する。
The developing
しかし、攪拌室122における攪拌が不十分な場合は、補給されたトナーが十分に帯電されないまま、現像剤が第一連通部123より現像室121へ搬送される。そして、この帯電が不十分なトナーが現像動作に用いられると、画像白地部（本来トナーが付着すべきではない像担持体上の領域）にトナーかぶりが発生し、画像品位の低下を招くことがある。
However, when the stirring in the stirring chamber 122 is insufficient, the developer is conveyed from the first
このようなトナーかぶりを防止するためには、補給されたトナーを第一連通部123まで搬送される間に十分に帯電させれば良い。その手段として、従来の現像装置101では、攪拌室122におけるトナー補給位置Ｔ０から第一連通部123までの距離（以下「攪拌距離」という。）Ｌを適宜設定している。
In order to prevent such toner fogging, the replenished toner may be sufficiently charged while being conveyed to the first
しかしながら、従来の現像装置101においては、現像容器102内に補給されたトナーを十分に摩擦帯電させるために攪拌距離Ｌを適宜設定することがある。すると、攪拌距離Ｌが、像担持体上に形成される静電像の、現像剤循環経路長手方向に沿う方向の画像が形成される幅、即ち、画像形成領域Ｇよりも長くなることが多かった。通常、画像形成領域Ｇは、ほぼ現像スリーブ111の軸方向（長手方向）長さに相当する。
However, in the conventional developing
例えば、図２０の現像装置101では、トナー補給位置Ｔ０を画像形成領域Ｇよりも現像剤搬送方向上流側に設けることで、補給されたトナーを十分に帯電するために必要な攪拌距離Ｌを確保している。
For example, in the developing
一般に、現像装置101に要求される長手方向の最小長とは、画像形成領域Ｇに他ならない。しかし、図２０に示した現像装置101では、補給されたトナーを、第一連通部123まで搬送する間に十分に帯電させるために、攪拌距離Ｌが画像形成領域Ｇよりも長くなっている。そのため、現像装置101の小型化を阻害しているばかりか、ひいては画像形成装置全体の小型化をも阻害している。
In general, the minimum length in the longitudinal direction required for the developing
近年の有彩色の画像に対するニーズの高まりによって、有彩色の画像形成を行う画像形成装置においても、例えば電子写真方式の白黒画像形成装置と同様に、装置の低コスト化と共に小型化が求められるようになっている。 Due to the increasing needs for chromatic images in recent years, image forming apparatuses that perform chromatic image formation are required to be reduced in size and cost as well as, for example, electrophotographic black and white image forming apparatuses. It has become.
上述のように現像装置101の長手方向の寸法を大きくせずに、且つ、補給トナーへの帯電能力を向上させる工夫としては、例えば以下のような方法がある。
As described above, there are the following methods for improving the charging ability of the replenishing toner without increasing the longitudinal dimension of the developing
第二スクリュー114を斜めに配置して、現像剤搬送方向上流側の位置を低く、下流側の位置を高くして、一部の現像剤が重力によって逆流するようにする。これにより、現像容器102に補給されて現像剤表面に浮遊するトナーの上から、逆流してきた現像剤が降りかかり、トナーを現像剤中に取り込む能力が向上する。このため、補給トナーは現像剤に速やかに混合され、トナーへの帯電能力を向上させることができる。
The second screw 114 is disposed obliquely so that the position on the upstream side in the developer conveyance direction is lowered and the position on the downstream side is raised so that a part of the developer flows backward by gravity. As a result, the developer that has flowed back from the toner that is replenished to the
しかしながら、例えばトナー補給量が多い場合や、それが長期間におよび連続した場合、或いは現像剤が長期使用により劣化してきた場合などのより厳しい条件下において、搬送部材を単に斜めに配置したのでは、必ずしも十分な攪拌能力が得られない。そのため、現像剤の攪拌能力の更なる向上が求められている。 However, for example, when the toner replenishment amount is large, when it is continuous for a long period of time, or when the developer has deteriorated due to long-term use, the conveying member is simply disposed obliquely. However, sufficient stirring ability is not always obtained. Therefore, further improvement in the stirring ability of the developer is required.
尚、特許文献２は、図２１及び図２２に示すように、第二スクリュー227を、第一スクリュー226に対して傾斜して設ける構成を開示している。そして、特許文献２に記載の現像装置では、第一スクリュー226の現像剤搬送方向下流側端部と第二スクリュー227の現像剤搬送方向上流側端部との間に、現像剤落下空間234が形成される。又、現像剤落下空間234の下方には、現像剤を第二スクリュー227へと案内する傾斜面235を設ける。
Note that
現像剤及び補給トナーは、現像剤落下空間234を通して傾斜面235上に落下する。そして、傾斜面235上で現像剤と補給トナーとが重ね合わされて撹拌され、傾斜面235を滑って第二スクリュー227の現像剤搬送方向上流側端部に搬送される。これにより、補給したトナーの現像剤中への分散性等を良くしようとしている。
The developer and the replenishment toner fall on the
ここで、特許文献２は、上記現像剤落下空間234を確保するように、第二スクリュー227を第一スクリュー226に対して傾斜させているのみである。特許文献２は、第二スクリュー227により搬送される現像剤を適度に逆流させることで、第二スクリュー227の現像剤攪拌能力を向上させることについては開示も示唆もしていない。
Here, in
しかしながら、従来の現像装置101においては、現像容器102内に補給されたトナーを十分に摩擦帯電させるために攪拌距離Ｌを適宜設定した結果、攪拌距離Ｌが画像形成領域Ｇよりも長くなることが多かった。
However, in the conventional developing
例えば、図２０の現像装置101では、トナー補給位置Ｔ０を画像形成領域Ｇよりも上流側に設けることで、補給されたトナーを十分に帯電するために必要な攪拌距離Ｌを確保している。
For example, in the developing
一般に、現像装置101に要求される長手方向の最小長とは、画像形成領域Ｇに他ならない。しかし、図２０に示した現像装置101では、補給されたトナーを第一連通部123まで搬送される間に十分に帯電させるために、攪拌距離Ｌが画像形成領域Ｇよりも長くなっている。そのため、現像装置101の小型化を阻害しているばかりか、ひいては画像形成装置全体の小型化をも阻害している。
In general, the minimum length in the longitudinal direction required for the developing
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものである。 The present invention has been made in view of the above problems.
本発明の第一の目的は、現像過程において、トナーに対する帯電付与性を向上させることである。 The first object of the present invention is to improve the charge imparting property to the toner in the development process.
本発明の第二の目的は、現像過程におけるトナーに対する帯電付与性を向上させることにより、現像剤の攪拌距離の短縮化を図り、必要以上に大型化することなく、トナーかぶりを防止することである。 The second object of the present invention is to improve the chargeability of the toner during the development process, thereby shortening the stirring distance of the developer and preventing toner fog without increasing the size more than necessary. is there.
前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器に回転可能に設けられ、前記現像容器内の現像剤を現像域に担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体によって前記現像域に担持搬送される前記現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、
前記現像容器内に設けられ、前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って現像剤を搬送する搬送部材と、
前記現像剤規制部材に対し前記現像剤担持体の回転方向上流側の前記現像容器内に設けられ、前記現像剤担持体によって担持された前記現像容器内の前記現像剤の動きを規制して圧縮する現像剤返し部材と、
を有する現像装置において、
前記現像剤担持体と前記現像剤返し部材との距離が、前記搬送部材における現像剤搬送方向において、上流側よりも下流側の方が長いことを特徴とする。
A typical configuration according to the present invention for achieving the above object is as follows:
A developer container containing a developer;
A developer carrier that is rotatably provided in the developer container and carries the developer in the developer container to a development zone;
A developer regulating member that regulates the layer thickness of the developer carried and conveyed to the development area by the developer carrying body;
A transport member provided in the developer container and transporting the developer along a rotation axis direction of the developer carrier;
Compressed by regulating the movement of the developer in the developer container that is provided in the developer container on the upstream side in the rotation direction of the developer carrier relative to the developer regulating member, and is carried by the developer carrier. A developer return member that
In a developing device having
The distance between the developer carrying member and the developer return member is longer on the downstream side than on the upstream side in the developer conveyance direction of the conveyance member.
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、現像剤劣化を防止しつつ、トナーに対する帯電付与性を向上させることができる。また、トナーに対する帯電付与性を向上させることにより、現像剤の攪拌距離の短縮化を図り、現像容器、現像装置、これらを備える画像形成装置を必要以上に大型化することなく、トナーかぶりを防止することが可能である。 Since the present invention has the above-described configuration and operation, it is possible to improve the charge imparting property to the toner while preventing the deterioration of the developer. In addition, by improving the chargeability of the toner, the developer stirring distance can be shortened, and the toner container can be prevented from being oversized without unnecessarily increasing the size of the developing container, developing device, and image forming apparatus equipped with these. Is possible.
以下、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus provided with a developing device according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
〔第１実施形態〕
（画像形成装置）
図１は画像形成装置100の一実施形態である概略断面図である。本実施形態の画像形成装置100は、複数の像形成手段として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する４つの画像形成部50Ｙ、50Ｍ、50Ｃ、50Ｋを備えたカラー電子写真画像形成装置である。
[First Embodiment]
(Image forming device)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the
画像形成装置100は、外部装置からの画像情報信号に応じて、記録材Ｐ、例えば記録用紙、ＯＨＰシート、布などにカラー画像を形成することができる。ここで、外部装置とは、装置本体Ｚに対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部ホスト機器、或いは装置本体Ｚに付属若しくは通信可能に接続された原稿読み取り装置が挙げられる。
The
先ず、画像形成装置100の全体の動作について説明する。本実施形態では、画像形成装置100が備える各画像形成部50Ｙ、50Ｍ、50Ｃ、50Ｋは、基本的に同一の構成を有し、形成する画像の色が異なる。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に属する要素であることを示すために図中符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略し、総括的に説明する。
First, the overall operation of the
画像形成部50は、像担持体として図中矢印方向に回転可能なφ３０〜８０〔ｍｍ〕のドラム型の電子写真感光体（感光体ドラム）51を有する。画像形成時には、先ず回転する感光体ドラム51の表面を、帯電手段としての一次帯電器52によって帯電させる。帯電された感光体ドラム51の表面を、各画像形成部50に対応する色分解された画像情報信号に応じて、画像書き込み手段（露光手段）としてのレーザスキャナ53によって走査露光する。これにより、感光体ドラム51上に対応する色の画像情報信号に応じた静電潜像を形成する。そして、この静電像を現像装置１によってトナーで現像することで、感光体ドラム51上にトナー像を形成する。
The
各画像形成部50の感光体ドラム51に対向して無端移動可能なように、記録材搬送手段としての搬送ベルト56が配設されている。そして、搬送ベルト56を介して各画像形成部50の感光体ドラム51と対向する位置には、転写手段としての転写帯電器54が設けられている。上述のようにして感光体ドラム51上に形成されたトナー像は、転写帯電器54により印加される転写バイアスによって、搬送ベルト56上の記録材Ｐ上に転写される。
A
記録材Ｐは、記録材収容部たるカセット61からピックアップローラ62などの記録材供給手段によって、レジストローラ63まで搬送され、ここで各画像形成部50における画像形成動作と同期するようにして搬送ベルト56へと送り出される。
The recording material P is conveyed from the
上述のような画像形成動作を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部50において行うことで、搬送ベルト56上を搬送される記録材Ｐに、順次トナー像が転写され、記録材Ｐ上に所望のフルカラー画像を形成することができる。
By performing the image forming operation as described above in each of the yellow, magenta, cyan, and black
その後、記録材Ｐは搬送ベルト56から剥離され、定着装置64に搬送される。定着装置64によって加圧及び加熱されることで、記録材Ｐ上に転写されたトナー像は永久画像となる。又、転写後に感光体ドラム51上に残った転写残トナーは、クリーニング手段としてのブレード状のクリーニング部材を有するクリーニング装置55により除去され、次の画像形成に備える。
Thereafter, the recording material P is peeled off from the
（現像装置）
次に、現像装置１について説明する。
(Developer)
Next, the developing
図２に示すように、現像装置１は、現像剤を収容する現像容器２を有する。現像容器２内には、現像剤として主に非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを備える二成分現像剤が収容されている。初期状態の現像剤中のトナー濃度は、本実施形態では８重量％である。但し、この値はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではない。
As illustrated in FIG. 2, the developing
現像装置１を構成する、二成分現像剤Ｔを収容する現像容器２は、現像容器２の奥と手前で現像剤Ｔが往復できるように、２室にしきられている。その各室にそれぞれ搬送部材である第一スクリュー13と第二スクリュー14が備えられ、内部の二成分現像剤Ｔを攪拌し、２室の間を回転させながら搬送している。搬送部材は、現像スリーブ11の回転軸方向に沿って現像剤を搬送する。尚、現像容器２の現像剤搬送方向の長さは、３５０〜６００〔ｍｍ〕である。
The developing
又、現像装置１の上方には、補給用の新しいトナーが収容された補給用トナー容器３が取り付けられる。そして、画像形成装置が有する不図示の制御手段により現像中に必要なトナー量を計測され、画像形成中に、求められた必要トナー量が補給用トナー容器３より現像容器２に適宜補給される。
Further, a replenishment toner container 3 in which new toner for replenishment is stored is attached above the developing
スクリュー13、14により、補給用トナー容器３より補給されたトナーをも混合させながら、二成分現像剤Ｔを攪拌する。これによってトリボを付与し、現像剤担持体である現像スリーブ11へ現像剤Ｔを搬送する。
The two-component developer T is agitated while mixing the toner replenished from the replenishing toner container 3 with the
本実施形態が適用される現像体担持体であるφ１６〜３０〔ｍｍ〕の現像スリーブ11は、内部に回転方向に沿って周方向にＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２の磁極を有するローラ状のマグネット35を有し、回転自在に設置されている。これにより現像スリーブ11は、現像容器内の現像剤を現像域に担持搬送する。
A developing
スクリュー13、14によって搬送された現像剤Ｔは、現像スリーブ11内部のマグネット35のＮ３極により現像スリーブ11へ汲み上げられ、Ｓ２、Ｎ１極により、現像主極であるＳ１まで搬送される。
The developer T transported by the
また、現像装置１は、バイアス印加手段33により、現像スリーブ11と感光体ドラム51の間に、現像バイアスとして、直流成分（ＤＣ）のバイアス電圧に交流成分（ＡＣ）を重畳したバイアスを印加する。これにより現像を促進する。
Further, the developing
現像バイアスはＡＣを重畳しないＤＣバイアスを印加することもあるが、ＡＣ重畳にすることによって、現像剤Ｔと現像スリーブ11との付着力を緩和することができ、容易に現像剤Ｔを感光体ドラム51へと移動することが可能となる。
The developing bias may be a DC bias that does not superimpose AC, but by making the AC superimposable, the adhesive force between the developer T and the developing
現像容器２には、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤Ｔが収容されており、その混合比は重量比でおおよそ１：８程度である。この比はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適性に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければならないものではない。
The developing
キャリアは磁性粒子が好ましい。磁性粒子は、粒形が３０μｍ〜１００μｍ、好ましくは４０μｍ〜８０μｍがよい。電気的抵抗値は、１０7Ωｃｍ以上、好ましくは１０8Ωｃｍ以上、更に好ましくは１０9Ωｃｍ〜１０14Ωｃｍがよい。このような構成となるように、フェライト粒子（最大磁化６０ｅｍｕ／ｇ）に樹脂コーティングした樹脂キャリアが用いられる。 The carrier is preferably magnetic particles. The magnetic particles have a particle shape of 30 μm to 100 μm, preferably 40 μm to 80 μm. The electrical resistance value is 10 7 Ωcm or more, preferably 10 8 Ωcm or more, more preferably 10 9 Ωcm to 10 14 Ωcm. A resin carrier in which ferrite particles (maximum magnetization 60 emu / g) are resin-coated is used so as to have such a configuration.
磁性粒子（例えば、樹脂コートされたフェライト粒子）の抵抗値は、測定電極面積４ｃｍ2、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いる。そして、片方の電極に１ｋｇ重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から磁性粒子の抵抗を測定する。又、本実施形態では、トナーの平均粒径として、７．５μｍのものを用いたが、トナーとしては、平均粒径６μｍ〜９μｍが好ましい。 For the resistance value of magnetic particles (for example, resin-coated ferrite particles), a sandwich type cell having a measurement electrode area of 4 cm 2 and a distance between electrodes of 0.4 cm is used. Then, an applied voltage E (V / cm) between the two electrodes is applied to one electrode under a pressure of 1 kg, and the resistance of the magnetic particles is measured from the current flowing through the circuit. In this embodiment, the average particle diameter of the toner is 7.5 μm, but the toner preferably has an average particle diameter of 6 μm to 9 μm.
その後、Ｎ２、Ｎ３間の反発極で現像剤が剥ぎ取られ、再びスクリュー13、14により攪拌され汲み上げられる。この攪拌動作を繰り返すことにより、磁性キャリア表面上にトナーや外添剤が付着し、トリボ付与能力を低下させていると考えられている。
Thereafter, the developer is peeled off at the repulsive pole between N2 and N3, and again stirred and pumped by the
さらに現像装置１は、現像スリーブ11上の現像剤の溜り部（剤溜り部）を規制して圧縮する現像剤返し部材20を有する。そして、現像スリーブ11上に形成される磁気ブラシを所定の穂高に穂切りして層厚を規制する現像剤規制部材としてのブレード18を有する。ブレード18は、現像スリーブ11上に担持する現像剤量を規制するために、現像領域より現像スリーブ11の回転方向上流側において、マグネット35と協働して磁界の作用によって現像剤層厚を規制している。
Further, the developing
また、現像スリーブ11上に汲み上がった現像剤量は、現像剤返し部材20によって規制される。
Further, the developer amount drawn up onto the developing
この時、高画質画像の形成に当たっては、現像剤の有する帯電量の安定化が必須となっている。このため、二成分現像剤を使用する場合には、スクリュー13、14及び剤溜り部でのキャリアとトナーの摺擦により帯電量の安定化が図られる。又、一成分現像剤を使用した場合には、剤溜り部での、現像スリーブ11及びブレード18と現像剤との摺擦により帯電量の安定化が図られる。
At this time, in forming a high-quality image, it is essential to stabilize the charge amount of the developer. Therefore, when a two-component developer is used, the charge amount is stabilized by the friction between the carrier and the toner in the
補給用トナー容器３より補給される未帯電トナーは、図３に示す攪拌室22の所定の場所（位置Ｔ１）に補給される。その後、現像剤を循環させるスクリュー13、14により現像剤と攪拌混合され、現像室21へと移行する。このように、第一連通部23、第二連通部24を介して、現像室21と攪拌室22との間で現像剤が、図中矢印Ｄ方向に循環する現像剤循環経路が形成される。現像室21内の現像剤中のトナーの帯電分布（ホソカワミクロン株式会社のEspartアナライザーにて測定）は、図４（ａ）のＢに示すように、ある一定の分布を持って広がっている。尚、現像室21と攪拌室22とは、隔壁25によって区画されている。
Uncharged toner replenished from the replenishing toner container 3 is replenished to a predetermined location (position T1) of the stirring
ここで、Espartアナライザーとは、電場と音響場を同時に形成させた検知部（測定部）に試料粒子を導入し、レーザードップラー法で粒子の移動速度を測定して、粒径と帯電量を測定する手法の装置である。この装置は、測定部に入った試料粒子は音響場と電場の影響を受け、水平方向に偏倚しながら落下しこの水平方向の速度のビート周波数がカウントされる。そして、そのカウント値がコンピュータに割り込みで入力され、リアルタイムでコンピュータ画面に粒子径分布あるいは単位粒径当たりの帯電量分布で示される。所定の個数分が測定されると画面は停止し、その後帯電量と粒子径の３次元分布や粒径別の帯電量分布、平均帯電量（クーロン／重量）など表示することができる。この装置の測定部に試料粒子としてトナーを導入することで、トナーの帯電量を測定し、トナーの帯電性能から粒径と帯電量の関係を評価する等することができる。 Here, the Espart analyzer introduces sample particles into a detection unit (measurement unit) that forms an electric field and an acoustic field at the same time, measures the particle moving speed by the laser Doppler method, and measures the particle size and charge amount. It is a device of the technique to do. In this apparatus, the sample particles entering the measuring section are affected by the acoustic field and the electric field, fall while being biased in the horizontal direction, and the beat frequency of the horizontal speed is counted. Then, the count value is input to the computer by interruption, and is displayed in real time on the computer screen as a particle size distribution or a charge amount distribution per unit particle size. When a predetermined number of pieces are measured, the screen is stopped, and thereafter a three-dimensional distribution of charge amount and particle diameter, charge amount distribution by particle size, average charge amount (coulomb / weight), and the like can be displayed. By introducing toner as sample particles into the measurement unit of this apparatus, the charge amount of the toner can be measured, and the relationship between the particle size and the charge amount can be evaluated from the charge performance of the toner.
２成分現像剤中（すなわちキャリアとトナーが混合されている状態）のトナーをEspartアナライザーで測定する。この測定方法の一例として、測定対象となる現像剤を電磁石等に保持させ、適正なエアを吹きかけることによりトナーのみを現像剤中から分離し、検知部（測定部）に試料粒子として導入することが挙げられる。この時、電磁石に対し現像剤中のキャリアが保持された状態であるため、キャリアを電磁石から分離させることなく、かつキャリアからトナーは分離させ得る様な適正なエア圧が必要である。 The toner in the two-component developer (ie, the state where the carrier and the toner are mixed) is measured with an Espart analyzer. As an example of this measurement method, the developer to be measured is held on an electromagnet or the like, and only the toner is separated from the developer by blowing appropriate air and introduced as sample particles into the detection unit (measurement unit). Is mentioned. At this time, since the carrier in the developer is held against the electromagnet, an appropriate air pressure is required so that the toner can be separated from the carrier without separating the carrier from the electromagnet.
補給トナーをEspartアナライザーで測定する場合の一例としては、測定対象となるトナーを薬さじに所定個数以上乗せ、適正なエアを吹きかけることによりトナーを検知部（測定部）に試料粒子として導入する。所定個数とは、この場合、Espart測定個数であり、本実施形態では３０００個である。 As an example of the case where the replenished toner is measured with an Espart analyzer, a predetermined number or more of toner to be measured is placed on a spoon and the appropriate air is blown to introduce the toner into the detection unit (measurement unit) as sample particles. In this case, the predetermined number is the number of Espart measurement, and is 3000 in this embodiment.
図４（ａ）のＣに示すように、未帯電のトナーは０近傍にピークをもつ分布を示す。ここで、現像剤を循環させるスクリューによる攪拌混合により、図４（ａ）のＢと略同等の帯電分布を示すことが必要である。しかし、例えば現像剤が疲弊してトナーに対する帯電能力が損なわれた場合には、補給された未帯電トナーは、図４（ａ）のＡのように、０近傍に帯電分布を残したものとなってしまう場合があった。更に図４（ａ）のＡを見るとわかるように、帯電極性が反転した状態のトナーも同時に存在している。 As indicated by C in FIG. 4A, the uncharged toner shows a distribution having a peak in the vicinity of zero. Here, it is necessary to show a charge distribution substantially equivalent to B in FIG. 4A by stirring and mixing with a screw for circulating the developer. However, for example, when the developer is exhausted and the charging ability with respect to the toner is impaired, the recharged uncharged toner has a charge distribution in the vicinity of 0 as shown in A of FIG. There was a case. Further, as can be seen from A of FIG. 4A, there is also a toner in a state where the charging polarity is reversed.
一方、図５に本実施形態での像担持体の画像部／非画像部の電位と、現像スリーブ11に印加するバイアスとの関係を示す。本実施形態では、上述の通りネガ帯電された感光体ドラム上の露光部に対し，ネガトナーを現像することでトナー像を可視化する。図５では、感光体ドラム上の画像部/非画像部の電位、及び現像スリーブ11に印加される現像バイアスのＤＣ値の絶対値をそれぞれ模式的に表している。
On the other hand, FIG. 5 shows the relationship between the image portion / non-image portion potential of the image carrier and the bias applied to the developing
図４（ａ）のＢの様な帯電分布を持ったトナーは、一様にネガ極性を持っているため、非画像部ではかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）を受けることで現像スリーブ11方向に力を受ける。従って感光体ドラムからは引き離される力を受けるため、非画像部に対するトナー付着（所謂かぶり）が発生しづらい。一方画像部では、現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）により感光体ドラムへ押し付けられる方向に力を受け、現像動作が行われる。本実施形態では、Ｖｂａｃｋ＝１５０Ｖ、Ｖｃｏｎｔ＝２５０Ｖと設定している。
Since the toner having the charge distribution as shown in FIG. 4A has a negative polarity uniformly, the toner is applied in the direction of the developing
ここで、図４（ａ）のＡの様な帯電分布を持ったトナーの場合、トナーの極性が反転しているもの（本実施形態ではポジ）も存在している。このトナーは、図５のかぶり取り電位によって、ネガトナーとは逆の方向に力を受ける。すなわち反転トナー（ポジトナー）は、かぶり取り電位によって感光体ドラムへ押し付けられる力が生じ、非画像部にトナー付着が発生する（反転かぶり）。 Here, in the case of a toner having a charge distribution like A in FIG. 4A, there is a toner whose polarity is reversed (positive in this embodiment). This toner receives a force in the direction opposite to that of the negative toner due to the fog removal potential of FIG. That is, the reversal toner (positive toner) generates a force that is pressed against the photosensitive drum by the fog removal potential, and the toner adheres to the non-image area (reversal fog).
補給したトナーが「かぶる」現象は、現像剤搬送方向上流側で発生しやすい。この理由は次の通りである。現像剤搬送方向上流側は、現像剤搬送方向下流側に比べ、現像剤の搬送距離が短くなる。このため現像剤は、充分に帯電量を高められないまま現像域に移動する。この結果、上記のかぶり取り電位で現像スリーブ側へ引き付けることができず、かぶりが生じてしまう。また、現像剤搬送方向下流側では、一度現像に寄与しキャリアの回りにトナーをあまり纏っていないキャリア（終了剤）と混ざる。これにより、補給トナーはキャリアの帯電部分と接触する回数が増え、充分に帯電量を持つことが出来る。このため、かぶる現象は、現像剤搬送方向上流側の方が下流側よりも発生しやすい。 The phenomenon that the replenished toner “covers” easily occurs on the upstream side in the developer conveyance direction. The reason is as follows. The developer transport distance becomes shorter on the upstream side in the developer transport direction than on the downstream side in the developer transport direction. Therefore, the developer moves to the development area without sufficiently increasing the charge amount. As a result, the image cannot be attracted to the developing sleeve with the above-described fog removal potential, and fog occurs. Further, on the downstream side in the developer transport direction, the toner once contributes to the development and is mixed with a carrier (termination agent) that does not collect much toner around the carrier. Thereby, the replenishment toner increases the number of times of contact with the charged portion of the carrier, and can have a sufficient charge amount. For this reason, the covering phenomenon is more likely to occur on the upstream side in the developer transport direction than on the downstream side.
そこで、現像剤搬送方向上流側においても、かぶりが発生することのない現像装置構成を示す。具体的には、現像スリーブ上の現像剤の圧縮度を現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって弱くする構成又は現像スリーブ上の現像剤量を現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって減らす構成とすることで、かぶりを防止する。この結果、現像剤劣化を防止しつつ、トナーに対する帯電付与性を向上させることができる。その構成について、以下に本実施形態の構成を詳細に説明する。 Therefore, a configuration of a developing device in which fog does not occur even on the upstream side in the developer conveyance direction is shown. Specifically, the developer compression degree on the developing sleeve is weakened from the upstream side to the downstream side in the developer conveying direction, or the developer amount on the developing sleeve is changed from the upstream side to the downstream side in the developer conveying direction. In order to prevent fogging. As a result, it is possible to improve the charge imparting property to the toner while preventing the developer deterioration. The configuration of this embodiment will be described in detail below.
図４（ｂ）に現像スリーブ上の単位長さ当たりの現像剤量（剤溜まり量）を変えたときの現像スリーブ上の現像剤をEspartによる測定結果を示す。図４（ｂ）に示したアの分布は、剤溜まり量が３．０〔ｇ／ｃｍ〕の時の分布であり、イの分布は剤溜まり量が２．０〔ｇ／ｃｍ〕の時の分布である。 FIG. 4B shows a measurement result by Espart of the developer on the developing sleeve when the developer amount per unit length (agent accumulation amount) on the developing sleeve is changed. The distribution of a shown in FIG. 4B is a distribution when the amount of the agent reservoir is 3.0 [g / cm], and the distribution of a is when the amount of the agent reservoir is 2.0 [g / cm]. Distribution.
このことより、剤溜まり量が多いほうが、トナーの帯電量が大きくなることがわかる。これは、剤溜まり量が多いほうが、現像スリーブ上の現像剤同士の圧縮度が強く、そのためトナーの帯電量が大きくなったと考えられる。 From this, it can be seen that the charge amount of the toner increases as the amount of the agent reservoir increases. It is considered that the larger the amount of the agent reservoir, the stronger the degree of compression between the developers on the developing sleeve, and the higher the toner charge amount.
上記の剤溜り量の測定方法は、現像器を実際の画像形成中のスピードである３５０〔ｍｍ／ｓ〕（現像スリーブの速度）で駆動させ、現像剤の循環及び剤溜まりが定常状態となるまで駆動させる。尚、本実施形態中の現像器では６０〔ｓ〕間駆動させた。その後、現像スリーブ上の現像剤量が定常時の状態と変化させないように、慎重に現像スリーブ11とブレード18を現像容器２から取り出す。取り出した現像スリーブ及びブレード18上の現像剤を、現像スリーブ長手方向約３〔ｃｍ〕分、現像スリーブ周方向に亘って、磁石を使って全て取り出して重量を測り、単位長さ当たりの現像剤重量を算出した。この操作を現像剤搬送方向上下流で何回か実施し（本実施形態では５回実施）現像剤搬送方向上下流での剤溜まり量分布を計測した。
In the above-described method for measuring the amount of accumulated agent, the developer is driven at 350 [mm / s] (developing sleeve speed), which is the speed during actual image formation, and the developer circulation and the accumulated agent are in a steady state. Drive until. The developing device in this embodiment was driven for 60 [s]. Thereafter, the developing
現像スリーブ全域に渡って圧縮度を強めると、キャリア表面にトナー樹脂が融着する、所謂キャリアのスペント化や、トナーの流動性を向上させる為にトナーに外添しているシリカ、酸化チタン等の微粒子粉末が、トナーに埋没してしまう等の現象が生じる。この結果、トナーに対して安定した帯電を行うことが出来ず、トナー飛散やカブリが生じたり、画像全体の画質が著しく低下してしまうという欠点が起こり易い。この場合、現像剤寿命が縮んでしまうという問題がある。 When the degree of compression is increased over the entire developing sleeve, the toner resin is fused to the carrier surface, so-called carrier spent, silica added to the toner to improve toner fluidity, titanium oxide, etc. The fine particle powder is buried in the toner. As a result, the toner cannot be stably charged, and the toner is likely to be scattered or fogged, or the image quality of the entire image is significantly deteriorated. In this case, there is a problem that the developer life is shortened.
このため、本実施形態では、現像剤搬送方向上流側で圧縮度が強く、下流側に行くに従って、圧縮度を弱めた構成にしている。より具体的には、図３及び図６に示すように、現像スリーブ11と現像剤返し部材20との最近接距離Ｌｓｋを、現像剤搬送方向上流から下流に向けて広げる。
For this reason, in this embodiment, the degree of compression is high on the upstream side in the developer conveyance direction, and the degree of compression is reduced as it goes downstream. More specifically, as shown in FIGS. 3 and 6, the closest distance Lsk between the developing
ここで、現像剤搬送方向上流から下流に向けて現像スリーブ11上の剤溜り部の圧縮度を弱める構成と、現像スリーブ11と現像剤返し部材20との最近接距離Ｌｓｋを３０〔ｍｍ〕の大きさで一定にした構成とを比較する。次に、５％画像Ｄｕｔｙで耐久試験をしたときの、補給かぶりの発生を比較した実施例を示す。
Here, the structure in which the compressibility of the developer reservoir on the developing
図７に第１実施形態の実施例による補給かぶりの発生状況の比較結果を示す。図７のかぶりの評価方法は以下の通りである。 FIG. 7 shows a comparison result of the situation of occurrence of replenishment fog according to the example of the first embodiment. The fog evaluation method of FIG. 7 is as follows.
カブリの評価は、東京電色社製の反射濃度計ＲＥＦＬＥＣＴＯＭＥＴＥＲ ＭＯＤＥＬ ＴＣ−６ＤＳ（ＴＯＫＹＯ ＤＥＮＳＨＯＫＵ ＣＯ．，ＬＴＤ社製）を用いて測定した。プリント後の白地部の反射濃度５点の平均値をＤｓ、プリント前の白地部の反射濃度５点の平均値をＤｒとしたときの、Ｄｓ−Ｄｒをカブリ量とした。数値が小さい程、カブリ量が少ない。その時、かぶりが記録材上濃度で２．０〔％〕以下を○、２．０〜２．５〔％〕を△、２．５〔％〕以上を×として評価した。 The evaluation of fog was measured using a reflection densitometer REFECTOMETER MODEL TC-6DS (manufactured by TOKYO DENSHOKU CO., LTD) manufactured by Tokyo Denshoku. Ds−Dr was defined as the fog amount when the average value of the reflection density of 5 points on the white background after printing was Ds and the average value of the reflection density of 5 points on the white background before printing was Dr. The smaller the value, the less fogging. At that time, the fogging was evaluated on the basis of the recording material density of 2.0 [%] or less as ◯, 2.0 to 2.5 [%] as Δ, and 2.5 [%] or more as x.
この結果、図７に示すように、Ｌｓｋの値を一定とする構成に比べ、本実施形態における構成の方が優れた結果が示された。 As a result, as shown in FIG. 7, the result of the configuration in the present embodiment was superior to the configuration in which the value of Lsk was constant.
以上のように、本実施形態においては、現像スリーブ11と現像剤返し部材20との距離が、現像剤搬送方向上流から下流に向かって広がらせた。これにより、現像剤搬送方向上流から下流に向けて現像スリーブ11上の剤溜り部の圧縮度が弱まるように構成することでき、補給かぶりの発生を防止することができた。
As described above, in the present embodiment, the distance between the developing
〔第２実施形態〕
第２実施形態を説明する。第１実施形態のものと同一若しくは相当する構成、作用を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described. Elements having the same or corresponding configurations and operations as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図８に示すように、ブレード18は、鉄及びニッケル化合物で構成されている磁性ブレード18ａと、非磁性ブレード18ｂとから構成される。図８及び図９に示すように、本実施形態においては、現像剤の層厚を規制するブレード18を、磁性ブレード18ａの長さＬｂを現像剤搬送方向（現像スリーブ11の回転軸に対して垂直方向）の上流から下流に行くに従って短くなるように構成した。これにより、現像剤搬送方向上流と下流で現像剤の圧縮度合いを変える。
As shown in FIG. 8, the
次に、本実施形態の構成と、ブレード18の磁性ブレード18ａの長さＬｂを０．５〔ｃｍ〕で現像剤搬送方向に亘って均一にした構成とで、５％画像Ｄｕｔｙで耐久したときの補給かぶりの発生状況を比較した実施例を示す。図１０に第２実施形態の実施例による補給かぶりの発生状況の比較結果を示す。図１０に示す実施例のかぶりの評価方法は第１実施形態と同様である。
Next, with the configuration of the present embodiment and the configuration in which the length Lb of the
図９に示すように、本実施形態においては、剤溜まり部の現像剤量を上流側で多くした。これにより、現像剤搬送方向上流側を下流側より圧縮し、図１０に示すように、補給かぶりの発生を防止することができた。剤溜まり量の測定方法は第１実施形態と同様である。 As shown in FIG. 9, in this embodiment, the developer amount in the agent reservoir is increased on the upstream side. As a result, the upstream side in the developer conveyance direction was compressed from the downstream side, and the occurrence of replenishment fog was prevented as shown in FIG. The method for measuring the amount of the agent reservoir is the same as in the first embodiment.
ここで図１１を用いて、磁性ブレード18ａの長さＬｂを変えたときに剤溜り量が変化する理由を以下に述べる。
Here, the reason why the amount of the agent pool changes when the length Lb of the
図１１（ａ）に示すように、磁性ブレード18ａの長さＬｂが長いと、Ｓ２極からの磁力線が現像剤返し部材20近傍まで伸び、磁性ブレード及び現像剤は磁性体であるため、剤溜りは現像剤返し部材20近傍までできる。
As shown in FIG. 11A, when the length Lb of the
一方、図１１（ｂ）に示すように、磁性ブレード18ａの長さＬｂが短いと、Ｓ２極からの磁力線が現像剤返し部材20近傍まで伸びず、剤溜りは現像剤返し部材20近傍まで溜まらない。そのため剤溜り量は磁性ブレードが長いときと比べて少なくなってしまう。
On the other hand, as shown in FIG. 11B, when the length Lb of the
このため、図９に示すように、磁性ブレード18ａの長さＬｂを現像剤搬送方向上流側と下流側とで変えることにより、剤溜り量も変わることになる。
Therefore, as shown in FIG. 9, by changing the length Lb of the
以上のように、本実施形態では、磁性ブレード18ａの長さＬｂを、現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって短くなるように構成する。これにより、剤溜りが、現像剤返し部材20近傍まで生成される。この結果、現像剤搬送方向上流から下流に向けて現像スリーブ11上の剤溜り部の圧縮度が弱まるように構成することができ、補給かぶりの発生を防止することができた。
As described above, in the present embodiment, the length Lb of the
尚、本実施形態においては、磁性ブレード18ａを上流側から最下流側まで配して、長さを変えたが、これに限るものではない。例えば、磁性ブレード18ａを、現像剤搬送方向最下流側に配設しないようにしてもよい。この結果、現像剤搬送方向上流から下流に向けて現像スリーブ11上の剤溜り部の圧縮度が弱まるように構成することができ、補給かぶりの発生を防止することができる。
In this embodiment, the
〔第３実施形態〕
図１２に第３実施形態の構成を示す。第１実施形態のものと同一若しくは相当する構成、作用を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。図２に示すように、現像スリーブ11内には所定の磁力分布を形成するためのマグネット（磁石体）35が内包されている。そして、現像剤が現像スリーブ11上に担持されている。尚、マグネット35は、上述のように、周方向にＮ１（カット極）、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３（汲み上げ極）、Ｓ２（搬送極）の磁極を有する。汲み上げ極は、磁力によって現像剤を現像剤担持体上に汲み上げる。搬送極は、汲み上げ極の現像剤担持体回転方向下流側にある。カット極は、現像剤規制部材に対する対向位置よりも現像剤担持体回転方向上流側に対向する。
[Third Embodiment]
FIG. 12 shows the configuration of the third embodiment. Elements having the same or corresponding configurations and functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. As shown in FIG. 2, a magnet (magnet body) 35 for forming a predetermined magnetic force distribution is included in the developing
現像剤は、汲み上げ極（Ｎ３極）の作用により現像スリーブ上に汲み上げられ、そして、搬送極（Ｓ２極）を通過して、カット極（Ｎ１極）と磁性ブレード18ａの磁気的干渉により、一定の層厚に規制される。現像剤はその後、感光体ドラム51との対向位置近傍にある現像極（Ｓ１極）に搬送されて、現像が行われる。そして、剥ぎ取り極（Ｎ２極）と汲み上げ極（Ｎ３極）とのゼロガウス帯で、現像剤は現像スリーブ11から現像室21に落下する。
The developer is pumped up on the developing sleeve by the action of the pumping pole (N3 pole), passes through the conveying pole (S2 pole), and is fixed by the magnetic interference between the cut pole (N1 pole) and the
本実施形態においては、現像スリーブ11内の汲み上げ極の磁力によって現像剤を現像スリーブ11上に汲み上げ、該現像剤を搬送極を通過させて現像極まで搬送される。この構成において、搬送極の磁束密度を現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって弱まるように構成する。
In the present embodiment, the developer is pumped onto the developing
次に、搬送極（Ｓ２極）の磁束密度を現像剤搬送方向上流側から現像剤搬送方向下流側に向かって弱めた時と、搬送極の磁束密度を現像剤搬送方向に亘って５５０〔Ｇ〕で同じにした構成とで比較する。両者を、５％画像Ｄｕｔｙで耐久したときの補給かぶりの発生状況を図１３に示す。図１３は第３実施形態の実施例による補給かぶりの発生状況の比較結果である。かぶりの評価方法、剤溜まり量の測定方法は第１実施形態と同様である。 Next, when the magnetic flux density of the transport pole (S2 pole) is weakened from the upstream side in the developer transport direction toward the downstream side in the developer transport direction, the magnetic flux density of the transport pole is 550 [G over the developer transport direction. ] With the same configuration. FIG. 13 shows the state of occurrence of replenishment fog when both are endured with a 5% image duty. FIG. 13 shows a comparison result of the occurrence status of replenishment fog according to the example of the third embodiment. The method for evaluating fogging and the method for measuring the amount of agent pool are the same as in the first embodiment.
磁束密度を弱めると、現像スリーブ11の磁力が弱まる。すると、現像スリーブ11に担持できる現像剤量が減り、剤溜り量を減らすことができる。このため、図１３に示すように、搬送極の磁束密度を現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって弱めると、現像剤搬送方向下流側の剤溜り量を現像剤搬送方向上流側より少なくすることができる。すると、現像剤搬送方向上流から下流に向けて現像スリーブ11上の剤溜り部の圧縮度を弱めることができ、補給かぶりの発生を防止することができる。
When the magnetic flux density is weakened, the magnetic force of the developing
また、図１４に示すように汲み上げ極（Ｎ３極）の磁束密度を現像剤搬送方向上流から下流に向かって弱めてもよい。この場合も、搬送極の磁束密度を現像剤搬送方向上流から下流に向かって弱めた場合と同様な効果が得られた。 Further, as shown in FIG. 14, the magnetic flux density of the pumping pole (N3 pole) may be weakened from the upstream to the downstream in the developer transport direction. Also in this case, the same effect as that obtained when the magnetic flux density of the transport pole was weakened from the upstream to the downstream in the developer transport direction was obtained.
また、磁極は搬送極や汲み上げ極に限らない。即ち、現像スリーブ11上に形成される磁気ブラシを穂切りするブレード18の上流側に対向するカット極の磁束密度を現像剤搬送方向上流から下流に向かって弱めてもよい。
Further, the magnetic pole is not limited to the conveyance pole or the pumping pole. That is, the magnetic flux density of the cut pole facing the upstream side of the
〔第４実施形態〕
第４実施形態の説明をする。本実施形態の第１実施形態のものと同一若しくは相当する構成、作用を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
The fourth embodiment will be described. Elements having the same or corresponding configurations and operations as those of the first embodiment of the present embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
まず、本実施形態の構成を説明する前に、半値幅について説明する。半値幅とは、図１５に示すように、ピーク磁束密度（磁束密度のピーク値）から半分の磁束密度になる角度〔°〕のことである。 First, before explaining the configuration of the present embodiment, the half width will be explained. As shown in FIG. 15, the half width is an angle [°] at which the peak magnetic flux density (the peak value of the magnetic flux density) becomes half the magnetic flux density.
図１６に第４実施形態の構成を示す。第４実施形態では、搬送極Ｓ２極の磁束密度のピーク値は変えずに、半値幅を現像剤搬送方向上流から下流に向かって狭めた場合と、半値幅を３５〔°〕で一定にした構成とで比較する。両者を、５％画像Ｄｕｔｙで耐久したときの補給かぶりの発生状況を図１７に示す。かぶりの評価方法と剤溜まり量の測定方法は第１実施形態と同様である。 FIG. 16 shows the configuration of the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the peak value of the magnetic flux density of the transport pole S2 pole is not changed, and the half width is made constant at 35 [°] when the half width is narrowed from the upstream to the downstream in the developer transport direction. Compare with configuration. FIG. 17 shows the state of occurrence of replenishment fog when both are endured with a 5% image duty. The method for evaluating fogging and the method for measuring the amount of agent pool are the same as in the first embodiment.
搬送極Ｓ２の半値幅を狭めると、現像スリーブ11と現像剤との磁力が強い領域が狭まる。すると、現像スリーブ11に担持できる現像剤量が減り、その結果剤溜り量を少なくすることができる。このため、図１７に示すように、搬送極の半値幅を現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって狭くなるように構成すると、現像剤搬送方向下流側の剤溜り量を現像剤搬送方向上流側より少なくすることができる。すると、現像剤搬送方向上流から下流に向けて現像スリーブ11上の剤溜り部の圧縮度を弱めることができ、補給かぶりの発生を防止することができる。
When the half width of the transport pole S2 is narrowed, the region where the magnetic force between the developing
ここで、本実施形態中においては、搬送極の半値幅を現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって狭くなるように構成したが、汲み上げ極の半値幅を現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって狭くなるようにしてもよい。この場合も、搬送極の半値幅を現像剤搬送方向上流から下流に向かって狭めた場合と同様な効果が得られる。 Here, in this embodiment, the half width of the transport pole is configured to become narrower from the upstream side to the downstream side in the developer transport direction, but the half width of the pumping pole is decreased from the upstream side in the developer transport direction. You may make it narrow toward the side. In this case, the same effect as that obtained when the half width of the transport pole is narrowed from the upstream to the downstream in the developer transport direction can be obtained.
また、磁極は搬送極や汲み上げ極に限らない。即ち、現像スリーブ11上に形成される磁気ブラシを穂切りするブレード18の上流側に対向するカット極の半値幅を現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって狭くなるようにしてもよい。
Further, the magnetic pole is not limited to the conveyance pole or the pumping pole. That is, the half-value width of the cut pole facing the upstream side of the
尚、上記いずれかの実施形態中の磁極の強さ（ピーク磁束密度）及び半値幅は、以下の方法で測定することができる。現像スリーブ（非磁性円筒）表面上位置における法線方向の磁束密度を求めるために、ベル社のガウスメーターモデル６４０を用いて測定した。まず、現像スリーブは水平に固定され、現像スリーブ内の磁石（磁界発生手段）は回転自在に取り付けられている。上記ガウスメーターは、測定プローブが現像スリーブとはごく微小の間隔を保って、かつ現像スリーブの中心とこのプローブの中心がほぼ同一水平面にあるようにして水平に固定される。この測定プローブがガウスメーターと接続され、現像スリーブ表面上における磁束密度を測定するものである。現像スリーブと磁石はほぼ同心円であり、現像スリーブと磁石間の間隔はどこも等しいと考えてよい。従って、磁石を回転させることにより、現像スリーブ上の位置における法線方向の磁束密度を周方向すべてに対して測定することができる。磁界の強さのピーク値は、この測定結果により、大きさ、位置とも求めることができる。 In addition, the intensity | strength (peak magnetic flux density) and half value width of the magnetic pole in any one of the said embodiment can be measured with the following method. In order to obtain the magnetic flux density in the normal direction at the position on the surface of the developing sleeve (non-magnetic cylinder), measurement was performed using a Gauss meter model 640 manufactured by Bell. First, the developing sleeve is fixed horizontally, and a magnet (magnetic field generating means) in the developing sleeve is rotatably attached. The Gauss meter is fixed horizontally such that the measurement probe is kept at a very small distance from the developing sleeve, and the center of the developing sleeve and the center of the probe are substantially on the same horizontal plane. This measuring probe is connected to a gauss meter and measures the magnetic flux density on the surface of the developing sleeve. It can be considered that the developing sleeve and the magnet are substantially concentric, and that the spacing between the developing sleeve and the magnet is the same everywhere. Accordingly, by rotating the magnet, the magnetic flux density in the normal direction at the position on the developing sleeve can be measured in all circumferential directions. The peak value of the strength of the magnetic field can be obtained from the measurement result both in magnitude and position.
〔第５実施形態〕
図１８に第５実施形態の構成を示す。第１実施形態のものと同一若しくは相当する構成、作用を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 18 shows the configuration of the fifth embodiment. Elements having the same or corresponding configurations and functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図１８に示すように、現像スリーブ11と現像剤返し部材20との最近接距離Ｌｓｋの距離を現像剤搬送方向上流側の領域Ｈのみ２０〔ｍｍ〕にし、その他の領域ＧではＬｓｋの距離を３０〔ｍｍ〕とする。これにより、現像剤搬送方向上流の領域Ｈのみ剤溜まり部の圧縮度を強くして、その他の領域Ｇの圧縮度をステップ状（階段状：一定の値から他の一定の値まで急激に変化させる状態）に弱まる方向に急激に変化させる。
As shown in FIG. 18, the closest distance Lsk between the developing
図１９に本実施形態と、現像スリーブと剤返し部材との距離Ｌｓｋを一定にした時の補給かぶりの発生状況を示す。かぶりの評価方法は第１実施形態と同様である。 FIG. 19 shows the state of occurrence of replenishment fog when the present embodiment and the distance Lsk between the developing sleeve and the agent return member are made constant. The fog evaluation method is the same as in the first embodiment.
上述のように、補給かぶりが発生する領域は、現像剤搬送上流領域の領域Ｈである。このため、本実施形態にしても補給かぶりに対して同様な効果が得られる。 As described above, the region where the replenishment fog occurs is the region H in the developer transport upstream region. For this reason, even in this embodiment, a similar effect can be obtained with respect to the replenishment fog.
また、本実施形態では剤溜まり部の圧縮度が強い領域が、他の実施形態に比べ狭い。このため、上記で説明したような現像剤劣化を最低限に抑えることができ、現像剤寿命を長くすることができる。 In this embodiment, the region where the degree of compression of the agent reservoir is strong is narrower than in other embodiments. For this reason, developer deterioration as described above can be minimized, and the developer life can be extended.
さらに、現像剤搬送方向上流領域の非画像形成領域Ｈを画像形成の行わない領域として、その他の領域Ｇを画像形成領域とする。これにより、剤溜まり部の圧縮度が現像剤搬送方向上下流で違うことによる弊害（微視的な色味変動、現像スリーブ上の現像域での現像剤量変動等）を抑えることが出来る。 Further, the non-image forming area H in the upstream area in the developer conveyance direction is set as an area where image formation is not performed, and the other area G is set as an image forming area. As a result, it is possible to suppress adverse effects (microscopic color fluctuation, developer amount fluctuation in the developing area on the developing sleeve, etc.) due to the difference in the degree of compression of the agent reservoir in the developer transport direction.
ここで、弊害が起こる理由を以下に述べる。現像剤溜まり部の圧縮度が異なると、トナーが持つ帯電量が現像剤搬送方向上下流で若干異なる。このため、現像剤搬送方向上下流で微視的に色味の変動等が生じることが考えられる。 Here, the reason why evil occurs will be described below. If the degree of compression of the developer reservoir is different, the charge amount of the toner is slightly different in the upstream and downstream in the developer transport direction. For this reason, it is conceivable that a color variation or the like microscopically occurs upstream and downstream in the developer conveyance direction.
尚、本実施形態中では、剤溜まり部の圧縮度を変える方法として、現像剤返し部材20と現像スリーブ11との距離を急激に変えたが、これに限るものではない。例えば、上記のいずれかの実施形態に示したように、領域Ｈと領域Ｇとで極の磁束密度を急激に変えたり、領域Ｈと領域Ｇとで極の半値幅を急激に変えるというように、剤溜まり量を現像剤搬送方向上下流で急激に変える方法でもよい。
In this embodiment, as a method of changing the degree of compression of the agent reservoir, the distance between the
尚、上記の実施形態中では現像スリーブに担持する現像剤量（剤溜り量）が多いことを、現像剤同士の圧縮度が強いと同値として述べてきた。 In the above-described embodiment, the large amount of developer (agent accumulation amount) carried on the developing sleeve has been described as the same value when the degree of compression between the developers is strong.
また、感光体ドラムと対向する位置（現像域）での現像スリーブ上の現像剤量（Ｓｌ上Ｍ／Ｓ）は色味安定のために現像剤搬送方向上下流で一定にしたい。そのため剤溜り量が現像剤搬送方向上下流で変化しているので、それに対応して、現像剤層厚規制部材と現像スリーブとの最近接距離（Ｓ−Ｂギャップ）を現像剤搬送方向上下流で変えても良い。 Further, the developer amount (M / S on S1) on the developing sleeve at a position (developing area) facing the photosensitive drum is desired to be constant in the developer transport direction in order to stabilize the color. Therefore, since the amount of the agent pool changes in the upstream and downstream in the developer transport direction, the closest distance (SB gap) between the developer layer thickness regulating member and the developing sleeve is correspondingly increased in the developer transport direction. You may change it with.
〔他の実施形態〕
以上、本発明をいくつかの実施形態を通して具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神から逸脱することなく種々の変更が可能である。非制限的ないくつかの変更例を以下に示す。
[Other Embodiments]
Although the present invention has been specifically described through several embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Some non-limiting examples of changes are shown below.
前述の実施形態では、画像形成装置は、複数の画像形成部を備えるカラー電子写真画像形成装置であるとして説明したが、これに限るものではない。例えば、画像形成装置は、単一の画像形成部を有する単色の画像形成装置であってもよい。また、本発明を適用する画像形成装置は、像担持体との対向部を通る経路で回転可能な回転体（現像器支持体）に単数若しくは複数の現像器を収め、この回転体を回転させることで所望の現像器を像担持体との対向位置に配置させる構成であってもよい。 In the above-described embodiment, the image forming apparatus is described as a color electrophotographic image forming apparatus including a plurality of image forming units, but is not limited thereto. For example, the image forming apparatus may be a monochromatic image forming apparatus having a single image forming unit. Further, in the image forming apparatus to which the present invention is applied, one or a plurality of developing devices are housed in a rotating body (developing device support) that can be rotated in a path passing through a portion facing the image carrier, and the rotating body is rotated. Thus, a configuration may be adopted in which a desired developing device is disposed at a position facing the image carrier.
前述の実施形態では、像担持体に形成した現像剤像は、記録材搬送手段上に担持搬送される記録材に順次に転写するとしたが、これに限るものではない。例えば、中間転写方式の画像形成装置に適用してもよい。ここで中間転写方式の画像形成装置は、複数の画像形成部の像担持体若しくは複数の現像器によって順次その上に現像剤像が形成される像担持体に対向して周回移動可能な中間転写体を有する構成の画像形成装置である。この構成においては、一旦中間転写体上に重ねて転写して形成した複数種の現像剤から成る現像剤像（例えば、フルカラートナー像）を、記録材上に一括して転写する。 In the above-described embodiment, the developer image formed on the image carrier is sequentially transferred onto the recording material carried and conveyed on the recording material conveyance means. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to an intermediate transfer type image forming apparatus. Here, the intermediate transfer type image forming apparatus is an intermediate transfer that can be moved around the image carrier of a plurality of image forming units or an image carrier on which a developer image is sequentially formed by a plurality of developing devices. An image forming apparatus having a structure. In this configuration, developer images (for example, full-color toner images) composed of a plurality of types of developers that are once transferred and superimposed on the intermediate transfer member are collectively transferred onto a recording material.
尚、上記実施形態では、現像装置を画像形成装置の構成部材として独立して用いたが、これに限るものではない。即ち、現像装置の部分を、像担持体と該像担持体に作用するプロセス手段の一つである現像手段として用い、装置本体Ｚに着脱可能に構成されたプロセスカートリッジの構成要素としてもよい。 In the above embodiment, the developing device is used independently as a constituent member of the image forming apparatus, but the present invention is not limited to this. In other words, the developing device portion may be used as a developing unit that is one of the image carrier and the process unit that acts on the image carrier, and may be a component of a process cartridge that is detachably attached to the apparatus main body Z.
Ｌ…攪拌距離、Ｐ…記録材、Ｔ…二成分現像剤、Ｔ０…トナー補給位置、Ｚ…装置本体、１…現像装置、２…現像容器、３…補給用トナー容器、11…現像スリーブ、13…第一スクリュー、14…第二スクリュー、18…ブレード、18ａ…磁性ブレード、18ｂ…非磁性ブレード、20…現像剤返し部材、21…現像室、22…攪拌室、23…第一連通部、24…第二連通部、25…隔壁、33…バイアス印加手段、35…マグネット、50…画像形成部、51…感光体ドラム、52…一次帯電器、53…レーザスキャナ、54…転写帯電器、55…クリーニング装置、56…搬送ベルト、61…カセット、62…ピックアップローラ、63…レジストローラ、64…定着装置、100…画像形成装置
L: Stirring distance, P: Recording material, T: Two-component developer, T0: Toner replenishment position, Z: Device main body, 1 ... Developing device, 2 ... Developing container, 3 ... Replenishing toner container, 11 ... Developing sleeve, 13 ... first screw, 14 ... second screw, 18 ... blade, 18a ... magnetic blade, 18b ... nonmagnetic blade, 20 ... developer return member, 21 ... developing chamber, 22 ... stirring chamber, 23 ... first series , 24 ... second communication part, 25 ... partition wall, 33 ... bias applying means, 35 ... magnet, 50 ... image forming part, 51 ... photosensitive drum, 52 ... primary charger, 53 ... laser scanner, 54 ... transfer charging 55 ... cleaning
Claims (8)
前記現像容器に回転可能に設けられ、前記現像容器内の現像剤を現像域に担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体によって前記現像域に担持搬送される前記現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、
前記現像容器内に設けられ、前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って現像剤を搬送する搬送部材と、
前記現像剤規制部材に対し前記現像剤担持体の回転方向上流側の前記現像容器内に設けられ、前記現像剤担持体によって担持された前記現像容器内の前記現像剤の動きを規制して圧縮する現像剤返し部材と、
を有する現像装置において、
前記現像剤担持体と前記現像剤返し部材との距離が、前記搬送部材における現像剤搬送方向において、上流側よりも下流側の方が長いことを特徴とする現像装置。 A developer container containing a developer;
A developer carrier that is rotatably provided in the developer container and carries the developer in the developer container to a development zone;
A developer regulating member that regulates the layer thickness of the developer carried and conveyed to the development area by the developer carrying body;
A transport member provided in the developer container and transporting the developer along a rotation axis direction of the developer carrier;
Compressed by regulating the movement of the developer in the developer container provided in the developer container upstream of the developer carrier relative to the developer regulating member and carried by the developer carrier. A developer return member that
In a developing device having
The developing device characterized in that the distance between the developer carrier and the developer return member is longer on the downstream side than on the upstream side in the developer transport direction of the transport member.
前記現像容器に回転可能に設けられ、内部に磁石体を有し、前記現像容器内の現像剤を現像域に担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体によって前記現像域に担持搬送される前記現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、
前記現像容器内に設けられ、前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って現像剤を搬送する搬送部材と、
を有する現像装置において、
前記現像剤担持体に担持される現像剤の重量が、前記搬送部材における現像剤搬送方向において、上流側よりも下流側の方が少なくなる構成としたことを特徴とする現像装置。 A developer container containing a developer;
A developer carrier that is rotatably provided in the developer container, has a magnet body therein, and carries and conveys the developer in the developer container to a development area;
A developer regulating member that regulates the layer thickness of the developer carried and conveyed to the development area by the developer carrying body;
A transport member provided in the developer container and transporting the developer along a rotation axis direction of the developer carrier;
In a developing device having
A developing device characterized in that the weight of the developer carried on the developer carrying member is smaller on the downstream side than on the upstream side in the developer carrying direction of the carrying member.
前記磁性ブレードの前記回転軸に対して垂直方向の長さは、前記現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって短くなるように構成することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の現像装置。 The developer regulating member uses a non-magnetic blade and a magnetic blade,
The length of the magnetic blade in the direction perpendicular to the rotation axis is configured to be shorter from the upstream side to the downstream side in the developer transport direction. The developing device described.
前記画像形成領域における現像剤の圧縮度が、前記非画像形成領域における現像剤の圧縮度から弱まる方向にステップ状に変化させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置。 The developer carrying member has an image forming area for image formation and a non-image forming area disposed on the upstream side in the developer transport direction from the image forming area.
7. The developing device according to claim 1, wherein the degree of compression of the developer in the image forming area is changed stepwise in a direction that is weaker than the degree of compression of the developer in the non-image forming area. .
前記現像装置は請求項１乃至７のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising: an image carrier; and a developing device that supplies a developer to an electrostatic latent image formed on the image carrier.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is a developing device according to claim 1.
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