JP2010217697A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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Hirokatsu Suzuki
宏克 鈴木
Masanori Kawasumi
正則 川隅
Hiroomi Tamura
博臣 田村
Takuya Suganuma
卓也 菅沼
Hiroyuki Okaji
博之 大鍛治
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device constituted so that miniaturization is attained and the uniformity of the density of a developer is secured in the case of being miniaturized. <P>SOLUTION: A developing device 40 includes a developer carrier 40A capable of carrying a developer on a surface thereof, a control member 403 facing the developer carrier 40A and controlling the amount of the developer carried on the developer carrier, and a conveying member 401 located in the vicinity of the developer carrier 40A and conveying the developer toward one side in a lengthwise direction of the developer carrier 40A. The developing carrier 40A includes a developer carrying part 40A1 comprising a spiral convex portion 40A10 capable of moving the developer by pushing it in a configuration for conveying the developer in the same direction as the conveying member 401. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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、現像剤の供給搬送機構に関する。   The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus, and more particularly to a developer supply and transport mechanism.

周知のように、複写機やプリンタあるいは印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像が現像装置から供給される現像剤によって可視像処理される。   As is well known, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a printing machine, an electrostatic latent image formed on a photosensitive member, which is a latent image carrier, is visualized by a developer supplied from a developing device. It is processed.

可視像処理されたトナー像は転写材に転写された後、定着装置による加熱・加圧によってトナーが融解・浸透することで定着されて複写画像とされる。   The visible image-processed toner image is transferred to a transfer material, and is then fixed by heating and pressurizing with a fixing device so that the toner melts and permeates to form a copy image.

画像形成の対象となる画像には、モノクロ画像のような単一色画像だけでなく、フルカラー画像を含む多色画像がある。   The image to be subjected to image formation includes not only a single color image such as a monochrome image but also a multicolor image including a full color image.

現像に用いられる現像剤には磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。   As a developer used for development, there is a two-component developer obtained by mixing a toner and a carrier in addition to a one-component developer containing only a magnetic or non-magnetic toner.

二成分系現像剤は、トナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。   The two-component developer is composed of a toner and a carrier that carries the toner, and the toner can be electrostatically attracted to the electrostatic latent image on the photosensitive member by charging the toner by a frictional charging effect that occurs during stirring and mixing. It is said.

現像装置には、磁力により周面に現像剤を穂立ちさせて感光体上の静電潜像に向け現像剤を供給する現像スリーブと、現像スリーブに対して撹拌混合した現像剤を供給する撹拌スリーブとを備えた構成が知られており、感光体上の静電潜像の可視像処理にトナーが消費された現像剤が現像装置に回収されるようになっている。   The developing device includes a developing sleeve for supplying a developer toward the electrostatic latent image on the photosensitive member by causing the developer to rise on the peripheral surface by magnetic force, and an agitation for supplying the developer mixed with stirring to the developing sleeve. A configuration including a sleeve is known, and a developer in which toner is consumed for visible image processing of an electrostatic latent image on a photoreceptor is collected by a developing device.

現像装置では、現像スリーブに供給する現像剤を攪拌しながら搬送し、トナーの帯電を行った上で現像スリーブに供給するための構成として、現像槽内において現像スリーブの後方に位置する空間内に平行する２本の攪拌搬送部材を設け、これら攪拌搬送部材を用いて相反する方向に現像剤を攪拌搬送する構成がよく知られている。   In the developing device, the developer supplied to the developing sleeve is conveyed while stirring, charged with toner, and then supplied to the developing sleeve. In the developing tank, the developer is placed in a space located behind the developing sleeve. A configuration in which two parallel agitating and conveying members are provided and the developer is agitated and conveyed in opposite directions using these agitating and conveying members is well known.

具体的には、二成分系現像剤を用いて現像を行う２軸搬送タイプの現像装置として、現像剤担持体（現像ローラ（スリーブ））への現像剤供給及び現像剤担持体からの現像剤を回収するための現像剤搬送部材（スクリュー、オーガ等）及び供給回収搬送路と、新たに補給されるトナーと現像剤とを混合して攪拌搬送するための現像剤搬送部材（スクリュー、オーガ等）及び攪拌搬送路というように、２つの現像剤搬送部材（スクリュー、オーガ等）及び２つの搬送路で構成され、これらが現像剤担持体の下方に略水平方向に配置されている構成のものが知られている。   Specifically, as a biaxial transport type developing device that performs development using a two-component developer, developer supply to a developer carrier (developing roller (sleeve)) and developer from the developer carrier Developer conveying member (screw, auger, etc.) and supply / recovery conveying path for collecting toner, developer conveying member (screw, auger, etc.) for mixing and agitating the newly replenished toner and developer ) And a stirring conveyance path, which is composed of two developer conveyance members (screw, auger, etc.) and two conveyance paths, which are arranged in a substantially horizontal direction below the developer carrier. It has been known.

上記２軸搬送タイプの現像装置では、供給回収搬送路において現像剤搬送部材により攪拌された現像剤が現像剤担持体に汲み上げられ、また、現像後の現像剤が現像剤担持体から供給回収搬送路に向けて回収されることになる。
供給回収搬送路内の現像剤は、現像剤担持体の長手方向に沿って攪拌搬送されるが、搬送方向下流側に至るまでの間に現像剤中のトナーが消費されて漸減し、搬送方向下流側ではトナーの濃度が低下してしまう。 In the two-axis transport type developing device, the developer stirred by the developer transport member in the supply / recovery transport path is pumped to the developer carrier, and the developed developer is supplied / collected / transported from the developer carrier. It will be collected towards the road.
The developer in the supply / recovery conveyance path is agitated and conveyed along the longitudinal direction of the developer carrier, but the toner in the developer is consumed and gradually decreased until reaching the downstream side in the conveyance direction. On the downstream side, the toner density decreases.

特に、トナーの消費率に影響する画像面積率においてその画像面積率が大きい印字が連続して行われるような場合には、搬送方向下流側に達する前の段階でのトナーの消費量が多くなることから、搬送方向下流側での濃度低下が顕著となる。   In particular, when printing with a large image area ratio in the image area ratio that affects the toner consumption ratio is continuously performed, the amount of toner consumption at the stage before reaching the downstream side in the transport direction increases. For this reason, a decrease in density on the downstream side in the transport direction becomes significant.

この問題を回避するには、現像剤の搬送路における循環速度を上げて、濃度低下を補うことができる量のトナーを搬送方向下流側に搬送することが考えられる。   In order to avoid this problem, it is conceivable to increase the circulation speed of the developer in the conveyance path and convey an amount of toner that can compensate for the decrease in density downstream in the conveyance direction.

しかし、搬送部材として用いられるスクリューの回転速度変更、特に増速することには、駆動源の大型化や回転速度上昇に伴う搬送速度の上昇により攪拌時間が減少するという新たな問題を招くことから限界がある。つまり、スクリューの回転数を増加するのみでは、補給トナーの攪拌時間が短いことにより攪拌性が悪くなり、十分な帯電が行えない。このような帯電性の悪化により十分な帯電量を持たないままのトナーが現像剤担持体に達すると、帯電不足により浮遊しやすくなっているトナーが飛散して現像装置外に排出され、画像形成装置内や画像を汚染する不具合がある。   However, changing the rotation speed of the screw used as the conveying member, especially increasing the speed, causes a new problem that the stirring time decreases due to the increase in the conveying speed accompanying the increase in the size of the driving source or the increase in the rotating speed. There is a limit. In other words, merely increasing the number of rotations of the screw will deteriorate the agitation due to the short agitation time of the replenishment toner, and sufficient charging cannot be performed. When toner that does not have a sufficient amount of charge reaches the developer carrying member due to such deterioration in chargeability, toner that is likely to float due to insufficient charging is scattered and discharged out of the developing device to form an image. There is a problem that contaminates the inside of the device or the image.

そこで、現像剤の循環速度を上げるような搬送補助部材を設けることも可能であるが、このような構成を用いた場合には、部材の追加による装置の大型化やコストアップという問題が生じる。   Therefore, it is possible to provide a conveyance auxiliary member that increases the circulation speed of the developer. However, when such a configuration is used, there arises a problem that the apparatus is increased in size and cost is increased by adding the member.

このような不具合を防ぐ方法として、搬送部材とは別部材である現像剤担持体に現像剤の搬送機能を持たせることが考えられる。つまり、現像剤の搬送方向は現像剤担持体の長手方向に平行し、その方向での搬送を搬送部材だけでなく、現像剤担持体によっても行えるようにし、これによって、現像剤の循環速度を速めて現像剤の搬送方向下流側に達する現像剤中でのトナーの量を確保できるようにし、搬送方向下流側での濃度低下を補うようにする方法である。   As a method for preventing such a problem, it is conceivable that a developer carrying member which is a separate member from the carrying member has a developer carrying function. In other words, the transport direction of the developer is parallel to the longitudinal direction of the developer carrier, so that the transport in that direction can be performed not only by the transport member but also by the developer carrier, thereby increasing the circulation speed of the developer. In this method, the amount of toner in the developer that reaches the downstream side in the transport direction of the developer at a high speed can be secured, and the decrease in density on the downstream side in the transport direction is compensated.

このような方法、つまり現像剤担持体に現像剤の搬送機能を付与する構成としては、現像剤担持体として用いられる現像スリーブに装備されている磁気ブラシ形成用の磁極を螺旋状として軸方向への現像剤の移動を可能にした構成（例えば、特許文献１，２）あるいは、一成分系現像剤を対象としてトナーの保持電極を螺旋状とした構成（例えば、特許文献３）がある。   In this method, that is, as a configuration for imparting a developer transport function to the developer carrying member, the magnetic brush forming magnetic pole provided in the developing sleeve used as the developer carrying member is spirally formed in the axial direction. (For example, Patent Documents 1 and 2) or a structure in which a toner holding electrode is spiraled for a one-component developer (for example, Patent Document 3).

上記各特許文献には、現像剤担持体である現像スリーブ内に設けられている磁極を螺旋状に構成したりあるいは一成分系現像剤を担持する場合には導電体部を軸方向に沿って螺旋状に配置する構成が開示されている。   In each of the above patent documents, the magnetic pole provided in the developing sleeve which is a developer carrying member is formed in a spiral shape, or when carrying a one-component developer, the conductor portion is arranged along the axial direction. A configuration of spiral arrangement is disclosed.

しかし、現像剤担持体に内蔵されている磁極や導電体部を螺旋状とした場合においても、上述した濃度低下を改善することができないという問題がある。   However, there is a problem in that the above-described decrease in density cannot be improved even when the magnetic pole and the conductor portion built in the developer carrier are spiral.

つまり、上記特許文献に開示されている構成は、いずれも、磁気ブラシの形成に用いられる磁極や一成分系現像剤を穂立ちさせる際の導電体が対象であるため、磁極あるいは導電体の位置で穂立ちした状態の現像剤が現像剤担持体表面に付着したままで何回も回転することが継続される。このことから、現像剤担持体の軸方向に螺旋状の穂立ち部分が現像剤担持体の軸方向に沿って感光体との対向部分を変化させるものの、穂立ち部分でトナーが消費されるとトナーが不足した状態の穂立ち部分が感光体に何度も対向する事態が生じ、長手方向での濃度均一性が非常に悪化するという問題がある。   In other words, all the configurations disclosed in the above-mentioned patent documents are intended for the magnetic poles used for forming the magnetic brush and the conductors for raising the one-component developer. The developer in the state of rising is kept rotating on the surface of the developer carrying member while being rotated many times. From this, when the spiked portion spiraled in the axial direction of the developer carrying member changes the portion facing the photoconductor along the axial direction of the developer carrying member, toner is consumed at the spiked portion. There is a problem that the spiked portion in a state where the toner is insufficient faces the photoconductor many times, and the density uniformity in the longitudinal direction is extremely deteriorated.

一方、上述した現像剤の濃度低下とは別の課題として、現像装置を具備する画像形成装置に対しては、近年、小型化の要望が高まってきているということがある。
現像装置において上述した２軸搬送タイプの搬送部材を備えた構成では、この構成自体を小型化することはほとんどできないのが現状である。 On the other hand, as a problem different from the above-described decrease in developer concentration, there is an increasing demand for downsizing of an image forming apparatus including a developing device.
In the developing device having the above-described biaxial conveying type conveying member, it is almost impossible to downsize the structure itself.

そこで、小型化するには、例えば、２軸搬送タイプの搬送部材を１軸搬送タイプに変更することが考えられる。   In order to reduce the size, for example, it is conceivable to change the biaxial conveyance type conveyance member to the uniaxial conveyance type.

しかし、従来の現像装置においては、現像剤の搬送方向である搬送部材の長手方向一方から新規トナーを補給し、そのトナーを現像剤担持体から遠い位置にある搬送部材によって十分にキャリアとの混合を行った上で現像剤担持体に近い位置にある搬送部材によって現像剤担持体に現像剤を供給するとともに、現像剤担持体から回収した現像剤を上述した現像剤担持体から遠い位置にある搬送部材に向けて循環させるようになっている。
このような構成は、トナーの帯電性を向上させてトナーの飛散などを防止するための攪拌効率を得る上で重要となり、これが２軸搬送タイプの搬送部材を省くことができない理由となっている。 However, in the conventional developing device, new toner is replenished from one longitudinal direction of the conveying member, which is the developer conveying direction, and the toner is sufficiently mixed with the carrier by the conveying member located far from the developer carrier. In addition, the developer is supplied to the developer carrying member by a conveying member located near the developer carrying member, and the developer recovered from the developer carrying member is located far from the developer carrying member. It is made to circulate toward a conveyance member.
Such a configuration is important in obtaining agitation efficiency for improving toner chargeability and preventing toner scattering and the like, and this is the reason why a biaxial conveyance type conveyance member cannot be omitted. .

従って、２軸搬送タイプにおいて実行していた攪拌搬送作業を１軸の搬送部材により実行させようとすると、現像剤担持体の長手方向一方側から供給された現像剤が搬送方向下流側においてトナーの濃度低下を生じる問題が依然として残されたままであるばかりでなく、これとは別に、１軸であるが故に、現像剤が長手方向の片側に偏ってしまい、現像剤を循環させることができないという新たな問題が生じる。この問題は、現像剤の均一分布および攪拌が不十分となる事態を招き、現像剤の濃度分布が一様でなくなる虞がある。   Therefore, when the agitating and conveying operation that has been performed in the biaxial conveying type is to be performed by the uniaxial conveying member, the developer supplied from one side in the longitudinal direction of the developer carrying member is in contact with the toner on the downstream side in the conveying direction. Not only does the problem of density reduction still remain, but apart from this, it is uniaxial, so that the developer is biased to one side in the longitudinal direction and the developer cannot be circulated. Problems arise. This problem leads to a situation where the uniform distribution and agitation of the developer are insufficient, and the developer concentration distribution may not be uniform.

このような理由により、装置の小型化のために搬送部材の１次軸化を行うには無理がある。   For these reasons, it is impossible to make the conveying member the primary axis in order to reduce the size of the apparatus.

そこで、本発明は、第１番目の目的として、現像剤搬送路での現像剤の循環速度変更や磁気ブラシ形成用磁極や導電体への特別な構成を要することなく、画像面積率の高い印字が連続するような場合でも現像剤担持体の長手方向で濃度が不均一となるのを防止することができる構成を備えた現像装置および画像形成装置の提供を目的としている。   Therefore, the first object of the present invention is to perform printing with a high image area ratio without requiring a change in the developer circulation speed in the developer conveyance path or a special configuration on the magnetic brush forming magnetic pole or conductor. An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus having a configuration capable of preventing the density from becoming non-uniform in the longitudinal direction of the developer carrying member even when the developer is continuous.

本発明の第２番目の目的として、第１番目の目的に加えて、現像剤の搬送路での現像剤の循環機能を高めて搬送部材の１軸化を実現することにより装置の小型化を可能にした場合でも濃度低下を生じない構成を備えた現像装置および画像形成装置の提供を目的としている。   As the second object of the present invention, in addition to the first object, the developer circulation function in the developer conveyance path is enhanced to realize the uniaxial conveyance member, thereby reducing the size of the apparatus. An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus having a configuration that does not cause a decrease in density even when it is possible.

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）表面に現像剤を担持可能な現像剤担持体であって、表面に現像剤を該現像剤持体の長手方向に移動させる現像剤搬送部を備えていることを特徴とする現像剤担持体。
（２）表面に現像剤を担持可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に対向して担持されている現像剤の剤量を規制する規制部材と前記現像剤担持体の近傍に位置して該現像剤担持体の長手方向一方側に向けて現像剤を搬送する搬送部材とを備えた現像装置において、
前記現像剤担持体は、前記搬送部材と同じ方向に現像剤を搬送する構成を備えていることを特徴とする現像装置。
（３）前記現像剤担持体は、内部に固定された複数の磁極と、該磁極の外方で回転可能な円筒体とを備え、該円筒の表面には、前記現像剤を前記搬送部材と同じ方向に押し動かす現像剤担持部が設けられていることを特徴とする（２）に記載の現像装置。
（４）前記現像剤担持部は、前記円筒の表面で該円筒部の長手方向に沿って螺旋状に連続する凸部で構成され、現像剤が凸部で押し動かされて搬送されることを特徴とする（２）または（３）に記載の現像装置。
（５）前記螺旋状の凸部は、複数条設けられて現像剤の搬送部として用いられることを特徴とする（２）乃至（４）のいずれかに記載の現像装置。
（６）前記螺旋状の凸部は、前記現像剤担持体の長手方向に沿った断面形状が三角形状とされ、該現像剤担持体の表面に対する起上角は、該螺旋状の凸部が進行する際に現像剤を押す側となる面の起上角が現像剤の通過する面での起上角よりも大きくされていることを特徴とする（４）または（５）に記載の現像装置。
（７）前記現像剤担持体の表面はサンドブラスト加工により表面加工されていることを特徴とする（２）乃至（６）のいずれかに記載の現像装置。
（８）前記螺旋状の凸部は、前記現像剤担持体表面からの高さが１００μｍ以内に設定されていることを特徴とする（４）乃至（６）のいずれかに記載の現像装置。
（９）前記現像剤担持体に担持される現像剤は、トナーとキャリアとを混在させた二成分系現像剤であり、該現像剤に含まれるキャリアの体積平均粒径が２０μｍ以上５０μｍ以下に設定されていることを特徴とする（２）乃至（８）のいずれかに記載の現像装置。
（１０）（２）乃至（９）のいずれかに記載の現像装置を用いる画像形成装置であって、
静電潜像の担持面を有する潜像担持体と、
前記潜像担持面の表面を一様帯電する帯電手段と、
前記一様帯電後の潜像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、
前記現像装置により静電潜像を可視像処理された潜像担持体と接触しながら移動可能な転写体を介して可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
転写後の前記潜像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
（１１）前記現像装置における現像剤担持体は、直流電圧に交流成分を重畳した交流バイアスが現像バイアスとして用いられることを特徴とする（１０）に記載の画像形成装置。
（１２）前記現像装置に設けられている現像剤担持体は、表面に担持されている現像剤を前記潜像担持体に対して非接触な状態で供給できる配置構成とされていることを特徴とする（１０）または（１１）に記載の画像形成装置。
（１３）（１軸搬送タイプを対象とする構成）
静電潜像の担持面を有する潜像担持体と、
前記潜像担持面の表面を一様帯電する帯電手段と、
前記一様帯電後の潜像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、
露光手段により形成された潜像を現像剤による可視像処理する現像装置と、
前記現像装置により静電潜像を可視像処理された潜像担持体と接触しながら移動可能な転写体を介して可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
転写後の前記潜像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置において、
前記現像装置は、前記潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体に対向して担持されている現像剤の剤量を規制する規制部材と前記現像剤担持体の近傍に位置して該現像剤担持体の長手方向一方側に向けて現像剤を搬送する搬送部材とを備え、
前記現像装置に設けられている搬送部材は、前記現像剤担持体近傍に配置された一つのスクリュー部材で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
（１４）前記現像剤担持体の近傍には、前記搬送部材による現像剤の搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送する副搬送部材が設けられ、
該副搬送部材として、前記規制部材が用いられ、該規制部材には、現像剤を搬送部材の搬送方向と逆方向に搬送できる螺旋状の溝が形成されていることを特徴とする（１３）に記載の画像形成装置。
（１５）前記現像剤担持体には、その表面において長手方向に沿って連続して形成され、前記搬送部材との搬送方向と逆方向に現像剤を搬送可能な複数の螺旋溝と該現像剤担持体の長手方向に平行する複数の溝とが設けられていることを特徴とする（１３）に記載の画像形成装置。
（１６）前記螺旋溝は前記現像剤担持体の長手方向に平行する複数の溝の深さよりも深く形成されていることを特徴とする（１５）に記載の画像形成装置。 In order to achieve this object, the present invention has the following configuration.
(1) A developer carrying member capable of carrying a developer on the surface, the developer carrying unit for moving the developer in the longitudinal direction of the developer carrying member on the surface Carrier.
(2) A developer carrying member capable of carrying a developer on the surface, a regulating member for regulating the amount of developer carried opposite to the developer carrying member, and a position near the developer carrying member A developing device including a conveying member that conveys the developer toward one side in the longitudinal direction of the developer carrying member,
The developing device according to claim 1, wherein the developer carrying member is configured to convey the developer in the same direction as the conveying member.
(3) The developer carrying body includes a plurality of magnetic poles fixed inside and a cylindrical body that is rotatable outward of the magnetic poles, and the developer is placed on the surface of the cylinder with the transport member. (2) The developing device according to (2), wherein a developer carrying portion that is pushed in the same direction is provided.
(4) The developer carrying portion is constituted by a convex portion that spirally continues along the longitudinal direction of the cylindrical portion on the surface of the cylinder, and the developer is pushed and moved by the convex portion. The developing device according to (2) or (3), characterized in that
(5) The developing device according to any one of (2) to (4), wherein a plurality of the spiral convex portions are provided and used as a developer conveying portion.
(6) The spiral convex portion has a triangular cross-sectional shape along the longitudinal direction of the developer carrier, and the rising angle with respect to the surface of the developer carrier is such that the spiral convex portion is The development according to (4) or (5), wherein a rising angle of a surface on which the developer is pushed when traveling is larger than a rising angle on a surface through which the developer passes. apparatus.
(7) The developing device according to any one of (2) to (6), wherein the surface of the developer carrying member is subjected to surface processing by sandblasting.
(8) The developing device according to any one of (4) to (6), wherein the height of the spiral convex portion from the surface of the developer carrying member is set within 100 μm.
(9) The developer carried on the developer carrying member is a two-component developer in which a toner and a carrier are mixed, and the volume average particle size of the carrier contained in the developer is 20 μm or more and 50 μm or less. The developing device according to any one of (2) to (8), wherein the developing device is set.
(10) An image forming apparatus using the developing device according to any one of (2) to (9),
A latent image carrier having an electrostatic latent image carrying surface;
Charging means for uniformly charging the surface of the latent image carrying surface;
Exposure means for forming an electrostatic latent image according to image information on the surface of the latent image carrier after the uniform charging;
A transfer means for transferring the visible image to a recording medium via a transfer body that is movable while contacting the latent image carrier subjected to the visible image processing of the electrostatic latent image by the developing device;
An image forming apparatus comprising: cleaning means for cleaning the surface of the latent image carrier after transfer.
(11) The image forming apparatus according to (10), wherein the developer carrying member in the developing device uses an AC bias in which an AC component is superimposed on a DC voltage as the developing bias.
(12) The developer carrying member provided in the developing device is arranged so that the developer carried on the surface can be supplied in a non-contact state with respect to the latent image carrying member. The image forming apparatus according to (10) or (11).
(13) (Configuration for single-axis transport type)
A latent image carrier having an electrostatic latent image carrying surface;
Charging means for uniformly charging the surface of the latent image carrying surface;
Exposure means for forming an electrostatic latent image according to image information on the surface of the latent image carrier after the uniform charging;
A developing device for processing a visible image with a developer on the latent image formed by the exposure unit;
A transfer means for transferring the visible image to a recording medium via a transfer body that is movable while contacting the latent image carrier subjected to the visible image processing of the electrostatic latent image by the developing device;
In the image forming apparatus, comprising a cleaning means for cleaning the surface of the latent image carrier after the transfer,
The developing device includes a developer carrying member that supplies developer to the latent image carrying member, a regulating member that regulates the amount of developer carried facing the developer carrying member, and the developer carrying A conveyance member that conveys the developer toward one side in the longitudinal direction of the developer carrying body located near the body,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the conveying member provided in the developing device includes a single screw member disposed in the vicinity of the developer carrier.
(14) In the vicinity of the developer carrier, a sub-transport member that transports the developer in a direction opposite to the transport direction of the developer by the transport member is provided,
The regulating member is used as the sub-conveying member, and the regulating member is formed with a spiral groove capable of conveying the developer in the direction opposite to the conveying direction of the conveying member (13). The image forming apparatus described in 1.
(15) A plurality of spiral grooves formed continuously on the surface of the developer carrying member along the longitudinal direction and capable of transporting the developer in a direction opposite to the transport direction with the transport member, and the developer The image forming apparatus according to (13), wherein a plurality of grooves parallel to the longitudinal direction of the carrier are provided.
(16) The image forming apparatus according to (15), wherein the spiral groove is formed deeper than a plurality of grooves parallel to the longitudinal direction of the developer carrier.

本発明によれば、現像剤担持体の表面に現像剤を長手方向に沿って搬送可能な現像剤担持部を備えているので、現像剤担持体そのものによる現像剤の搬送が可能となる。特に、現像剤担持体表面に担持されている現像剤は、穂立ちした状態で現像剤担持体の表面に留まるのではなく、現像剤担持分が長手方向に移動するのに合わせて押し動かされて現像剤担持体表面を移動することができるので、現像剤の搬送速度が現像剤の強制的な押し動かし動作によって高められることにより、長手方向一方側にはその周面に留まっているだけの現像剤とは違って、新たな現像剤が供給されることになる。これにより、長手方向一方側での濃度低下を解消することができる。   According to the present invention, since the developer carrying portion capable of carrying the developer along the longitudinal direction is provided on the surface of the developer carrying body, the developer can be carried by the developer carrying body itself. In particular, the developer carried on the surface of the developer carrying body does not stay on the surface of the developer carrying body in a raised state, but is pushed and moved as the developer carrying portion moves in the longitudinal direction. Since the developer carrying surface can be moved, the developer transport speed is increased by the forced pushing operation of the developer, so that the developer can only stay on the circumferential surface on one side in the longitudinal direction. Unlike the developer, a new developer is supplied. Thereby, the density | concentration fall on the one side of a longitudinal direction can be eliminated.

また本発明によれば、現像装置に装備されている搬送部材を一つのスクリューにより構成した場合、現像剤担持体の近傍に位置する規制部材を搬送部材による現像剤の搬送方向と逆方向に現像剤を搬送する搬送部材として用いることにより、現像剤の循環が行えることになる。これにより、一つの搬送部材を設けた場合でも現像剤の循環効率を低下させないようにして一つの搬送部材ですませることができ、装置の小型化が可能となる。   According to the invention, when the conveying member provided in the developing device is constituted by one screw, the regulating member located near the developer carrying member is developed in the direction opposite to the developer conveying direction by the conveying member. By using it as a conveying member for conveying the developer, the developer can be circulated. As a result, even when one transport member is provided, the developer circulation efficiency can be reduced without reducing the developer circulation efficiency, and the apparatus can be downsized.

しかも、上述した規制部材の構成あるいは現像剤担持体に形成されている螺旋溝や現像剤担持体の長手方向に平行する溝の構成により搬送部材との間での現像剤の循環を促進して搬送部材での現像剤の偏りを防ぐことができる。これにより、一つの搬送部材を用いた場合でも２軸搬送タイプと同様な現像剤循環機能を得ることが可能となり、一つの搬送部材を用いることにより装置の小型化が可能となる。   In addition, the configuration of the regulating member described above or the spiral groove formed in the developer carrying member or the groove parallel to the longitudinal direction of the developer carrying member facilitates the circulation of the developer between the conveying member. Deviation of the developer on the conveying member can be prevented. As a result, even when a single conveying member is used, it is possible to obtain a developer circulation function similar to that of the biaxial conveying type, and it is possible to reduce the size of the apparatus by using a single conveying member.

本発明による現像装置を用いた画像形成装置の構成を説明するための模式図である。1 is a schematic diagram for explaining a configuration of an image forming apparatus using a developing device according to the present invention. 図１に示した画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジの構成を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a configuration of a process cartridge used in the image forming apparatus shown in FIG. 1. 本発明による現像装置に用いられる現像スリーブの外観図である。It is an external view of the developing sleeve used for the developing device according to the present invention. 図３に示した現像スリーブの表面を示す部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view showing a surface of the developing sleeve shown in FIG. 3. 図４に示した表面の要部断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part cross section of the surface shown in FIG. 図４に示した表面の要部変形例を示す図である。It is a figure which shows the principal part modification of the surface shown in FIG. 本発明による現像装置の作用を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the effect | action of the developing device by this invention. 本発明による現像装置で得られる現像剤の移動形態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the movement form of the developer obtained with the image development apparatus by this invention. 本発明による現像装置に用いられるトナーの形状係数を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape factor of the toner used for the image development apparatus by this invention. 本発明による現像装置の別形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another form of the image development apparatus by this invention. 図１０に示した別形態による現像装置の作用を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the effect | action of the developing device by another form shown in FIG. 図１０に示した別形態により得られる現像剤の移動形態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the movement form of the developer obtained by another form shown in FIG. 本発明による現像装置の要部変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principal part modification of the image development apparatus by this invention. 図１３に示した溝の断面図である。It is sectional drawing of the groove | channel shown in FIG.

以下、図面により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による現像装置を用いた画像形成装置の一例を示す模式図であり、同図に示した画像形成装置１００は、複数色の画像形成が可能なレーザープリンタを示している。なお、本発明は、画像形成装置としてプリンタに限らず、複写機やファクシミリ装置あるいは印刷機さらにはこれら各機能を複合させた装置を含むものである。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus using a developing device according to the present invention. An image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 is a laser printer capable of forming images of a plurality of colors. The present invention is not limited to a printer as an image forming apparatus, but includes a copying machine, a facsimile machine, a printing machine, and an apparatus that combines these functions.

図１において、画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋを並設したタンデム構造が採用されている。以下、各部材の詳細について説明する。   In FIG. 1, an image forming apparatus 100 includes photosensitive drums 20Y, 20M, and 20C as image carriers that can form images as images corresponding to colors separated into yellow, magenta, cyan, and black, respectively. , 20Bk is used in parallel. Details of each member will be described below.

図１に示す構成の画像形成装置１００は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋに形成された可視像が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能な無端ベルトが用いられる中間転写体（以下、中間転写ベルトという）１１に対して１次転写行程を実行してそれぞれの画像が重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる転写紙Ｓに対して２次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。   In the image forming apparatus 100 having the configuration shown in FIG. 1, the visible images formed on the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk are in the direction of arrow A1 while facing the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk. A transfer sheet on which an image is superimposed and transferred by performing a primary transfer process on an intermediate transfer body (hereinafter referred to as an intermediate transfer belt) 11 using an endless belt that can be moved to a transfer sheet. By performing a secondary transfer process on S, a batch transfer is performed.

各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されており、図１においてイエロー（Ｙ）画像形成を行う感光体ドラム２０Ｙを対象として説明すると、感光体ドラム２０Ｙの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置３０Ｙ，現像装置４０Ｙ、１次転写ローラ１２Ｙおよびクリーニング装置５０Ｙが配置されている。   Around each photosensitive drum, an apparatus for image formation processing is arranged according to the rotation of the photosensitive drum. In FIG. 1, the photosensitive drum 20Y that forms a yellow (Y) image will be described. A charging device 30Y, a developing device 40Y, a primary transfer roller 12Y, and a cleaning device 50Y that perform image forming processing along the rotation direction of the body drum 20Y are disposed.

帯電後に行われる書き込みは、後述する光走査装置８が用いられる。なお、感光体ドラム１２Ｙには、これに対向してクリーニング装置５０Ｙによる残留トナーの除去後に除電を行う除電装置（図示されず）も設けられている。   For writing performed after charging, an optical scanning device 8 described later is used. The photosensitive drum 12Y is also provided with a neutralization device (not shown) that performs neutralization after the residual toner is removed by the cleaning device 50Y.

図１に示す構成において、イエロー画像の形成を対象とする位置に配置されている感光体ドラム２０Ｙおよびこれに対峙する帯電装置３０Ｙ，現像スリーブ４０Ａ（図２参照）を備えた現像装置４０Ｙおよびクリーニング装置５０Ｙは、図２を用いて後述するプロセスカートリッジに纏めて収納されており、プロセスカートリッジは画像形成装置１００に対して着脱可能に設けられることにより一括して消耗部品を交換できる構成とされている。なお、図１において、書き込み装置８から出射される書き込みレーザ光は一点鎖線で示されている。   In the configuration shown in FIG. 1, a photosensitive drum 20Y disposed at a position for forming a yellow image, a charging device 30Y facing the photosensitive drum 20Y, a developing device 40Y including a developing sleeve 40A (see FIG. 2), and a cleaning device. The apparatus 50Y is collectively stored in a process cartridge, which will be described later with reference to FIG. 2. The process cartridge is configured to be detachable from the image forming apparatus 100, so that consumable parts can be exchanged collectively. Yes. In FIG. 1, the writing laser light emitted from the writing device 8 is indicated by a one-dot chain line.

中間転写ベルト１１に対する重畳転写は、中間転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋに形成された可視像が、中間転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋに対向して配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。   In the superimposing transfer to the intermediate transfer belt 11, visible images formed on the photosensitive drums 20 </ b> Y, 20 </ b> M, 20 </ b> C, and 20 </ b> Bk are in the same position on the intermediate transfer belt 11 in the process of moving the intermediate transfer belt 11 in the A1 direction. A1 is applied by voltage application by primary transfer rollers 12Y, 12M, 12C, and 12Bk disposed opposite to the respective photoconductive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk with the intermediate transfer belt 11 interposed therebetween. The timing is shifted from the upstream side to the downstream side.

各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションを構成するプロセスカートリッジに備えられている。   The photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk are arranged in this order from the upstream side in the A1 direction. Each of the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk is provided in a process cartridge that constitutes an image station for forming yellow, magenta, cyan, and black images, respectively.

画像形成装置１００は、各色の画像形成処理を行う４つの作像ステーションと、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋの上方に対向して配設されると共に中間転写ベルト１１および１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋを備えた転写ベルトユニット１０と、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１に従動し、連れ回りする２次転写手段としての転写ローラである２次転写ローラ５と、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置１３と、これら４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光走査装置８とを有している。   The image forming apparatus 100 is disposed so as to face four image forming stations that perform image forming processing of each color and above each of the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk, as well as the intermediate transfer belt 11 and the primary transfer belt. The transfer belt unit 10 includes rollers 12Y, 12M, 12C, and 12Bk, and is a transfer roller 2 as a secondary transfer unit that is disposed opposite to the intermediate transfer belt 11 and is driven by the intermediate transfer belt 11 and rotates. The next transfer roller 5, the intermediate transfer belt cleaning device 13 disposed opposite to the intermediate transfer belt 11 for cleaning the intermediate transfer belt 11, and the optical writing disposed below these four image stations. And an optical scanning device 8 as a device.

本実施形態における感光体ドラムは、例えば直径３０〜９０ｍｍ程度のアルミニウム円筒基体上に感光層を形成したいわゆる有機感光体である。更にその感光層の上にポリカーボネート系の樹脂で保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けても良い。本実施例では直径３０ｍｍの感光体ドラムが用いられている。   The photoreceptor drum in this embodiment is a so-called organic photoreceptor in which a photosensitive layer is formed on an aluminum cylindrical substrate having a diameter of about 30 to 90 mm, for example. Further, a protective layer is formed of a polycarbonate-based resin on the photosensitive layer, and an intermediate layer may be provided between the photosensitive layer and the protective layer. In this embodiment, a photosensitive drum having a diameter of 30 mm is used.

本実施例における光走査装置８は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、ミラーおよび回転多面鏡などを装備しており、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋに対して色毎に対応した書き込み光（図１において、前述したように一点鎖線で示す部分）を出射して感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋに静電潜像を形成する構成とされている。   The optical scanning device 8 in this embodiment is equipped with a semiconductor laser as a light source, a coupling lens, an fθ lens, a toroidal lens, a mirror, a rotary polygon mirror, and the like, and each of the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk. On the other hand, writing light corresponding to each color (the portion indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 1) is emitted to form an electrostatic latent image on the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk. Yes.

画像形成装置１００には、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋと中間転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙Ｓを積載した給紙カセットを有するシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙Ｓを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋと中間転写ベルト１１との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対４と、転写紙Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサとが設けられている。   The image forming apparatus 100 includes a sheet feeding device 61 having a sheet feeding cassette on which transfer sheets S transported between the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk and the intermediate transfer belt 11 are stacked, and a sheet. The recording sheet S conveyed from the feeding device 61 is placed between the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk and the intermediate transfer belt 11 at a predetermined timing in accordance with the toner image formation timing by the image station. A registration roller pair 4 that is fed out toward the transfer unit and a sensor (not shown) that detects that the leading edge of the transfer sheet S has reached the registration roller pair 4 are provided.

画像形成装置１００には、トナー像が転写された記録媒体として用いられる転写紙Ｓにトナー像を定着させるための熱ローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置６２と、定着済みの転写紙Ｓを画像形成装置１００の本体外部に排出する排紙ローラ７と、画像形成装置１００の本体上部に配設され排出ローラ７により画像形成装置１００の本体外部に排出された転写紙Ｓを積載する排紙トレイ１７と、排紙トレイ１７の下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋとが備えられている。   The image forming apparatus 100 includes a fixing device 62 as a fixing unit of a heat roller fixing system for fixing a toner image on a transfer sheet S used as a recording medium to which a toner image is transferred, and a transfer sheet S that has been fixed. A paper discharge roller 7 that discharges to the outside of the main body of the image forming apparatus 100, and a paper discharge that stacks the transfer paper S that is disposed on the main body of the image forming apparatus 100 and is discharged to the outside of the main body of the image forming apparatus 100 by the discharge roller 7. A tray 17 and toner bottles 9Y, 9M, 9C, and 9Bk that are located below the paper discharge tray 17 and are filled with toners of yellow, cyan, magenta, and black are provided.

転写ベルトユニット１０は、中間転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋの他に、中間転写ベルト１１が掛け回されている懸架ローラに相当している２次転写バックアップローラ７２，クリーニングバックアップローラ７３およびテンションローラ７４を有している。   In addition to the intermediate transfer belt 11 and primary transfer rollers 12Y, 12M, 12C, and 12Bk, the transfer belt unit 10 includes secondary transfer backup rollers 72, which correspond to suspension rollers around which the intermediate transfer belt 11 is wound. A cleaning backup roller 73 and a tension roller 74 are provided.

クリーニングバックアップローラ７３およびテンションローラ７４は、中間転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、これらローラには、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット１０と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋと、２次転写ローラ５と、クリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。   The cleaning backup roller 73 and the tension roller 74 also have a function as tension urging means for the intermediate transfer belt 11, and for this reason, these rollers are provided with urging means using a spring or the like. Such a transfer belt unit 10, the primary transfer rollers 12Y, 12M, 12C, and 12Bk, the secondary transfer roller 5, and the cleaning device 13 constitute a transfer device 71.

シート給送装置６１は、画像形成装置１００の本体下部に配設されており、最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３を有しており、給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。   The sheet feeding device 61 is disposed at the lower part of the main body of the image forming apparatus 100, and includes a feeding roller 3 as a feeding roller that contacts the upper surface of the uppermost transfer sheet S. The uppermost transfer sheet S is fed toward the registration roller pair 4 by being rotationally driven 3 in the counterclockwise direction.

定着装置６２は、熱源を内部に有する加熱ローラ６２Ａおよび定着ローラ６２Ｂに掛け回された定着ベルト６２Ｃと、定着ローラ６２Ｂに対向して圧接されている加圧ローラ６３とを有しており、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ベルト６２Ｂと加圧ローラ６３との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。   The fixing device 62 includes a heating roller 62A having a heat source therein and a fixing belt 62C wound around the fixing roller 62B, and a pressure roller 63 pressed against the fixing roller 62B. By passing the transfer sheet S carrying the image through a fixing unit that is a pressure contact portion between the fixing belt 62B and the pressure roller 63, the carried toner image is fixed on the surface of the transfer sheet S by the action of heat and pressure. It is like that.

転写装置７１に装備されているクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、中間転写ベルト１１に対向当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、中間転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、中間転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。クリーニング装置１３はまた中間転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。   Although not shown in detail, the cleaning device 13 provided in the transfer device 71 includes a cleaning brush and a cleaning blade disposed so as to abut against the intermediate transfer belt 11, and the intermediate transfer belt. The intermediate transfer belt 11 is cleaned by scraping and removing foreign matter such as residual toner on the belt 11 with a cleaning brush and a cleaning blade. The cleaning device 13 also has a discharge means (not shown) for carrying out and discarding the residual toner removed from the intermediate transfer belt 11.

転写ベルトユニット１０は、前述したように、中間転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋの他に、中間転写ベルト１１が掛け回されている懸架ローラに相当している２次転写バックアップローラ７２，クリーニングバックアップローラ７３およびテンションローラ７４を備えた構成である。   As described above, the transfer belt unit 10 is a secondary roller corresponding to a suspension roller around which the intermediate transfer belt 11 is wound in addition to the intermediate transfer belt 11 and the primary transfer rollers 12Y, 12M, 12C, and 12Bk. A transfer backup roller 72, a cleaning backup roller 73, and a tension roller 74 are provided.

図２は、各色の作像部に設けられている感光体ドラムを対象とする画像形成処理に用いられる帯電装置、現像装置およびクリーニング装置を共に纏めて収容可能なプロセスカートリッジの構成を示している。
図２において、プロセスカートリッジＰＣは、例えば、樹脂成形された筐体で構成され、プロセスカートリッジＰＣの筐体１０１における転写ベルト（図示されないが、図１において符号１１で示す部材）に対向する壁部には、感光体ドラム（便宜上、色の種別を示す符号を外して数字のみで示す）２０の一部を露出させるための開口ＰＣ１および書き込み装置（図示されず）側に対向する底面１０１Ａには、書き込み光の導入口ＰＣ２がそれぞれ形成されている。 FIG. 2 shows a configuration of a process cartridge that can accommodate together a charging device, a developing device, and a cleaning device used for image forming processing for a photosensitive drum provided in each color image forming unit. .
In FIG. 2, the process cartridge PC is formed of, for example, a resin-molded casing, and a wall portion facing a transfer belt (not shown, but indicated by reference numeral 11 in FIG. 1) in the casing 101 of the process cartridge PC. In the bottom surface 101A facing the opening PC1 and the writing device (not shown) for exposing a part of the photosensitive drum 20 (for convenience, the numeral indicating the color type is removed and only the numeral is shown). A writing light inlet PC2 is formed.

一方、プロセスカートリッジＰＣ内には、現像装置４０を構成する現像ユニットが設けられている。なお、図２に示す現像装置４０は、後述する搬送部材として２個の搬送スクリューを用いた場合を対象としているが、本発明では、後で説明する本発明の特徴において示すように、１個の搬送スクリューとすることも可能である。   On the other hand, a developing unit constituting the developing device 40 is provided in the process cartridge PC. Note that the developing device 40 shown in FIG. 2 is intended for the case where two conveying screws are used as a conveying member to be described later, but in the present invention, as shown in the feature of the present invention described later, It is also possible to use a conveying screw.

図２において現像ユニット内には感光体ドラム２０と対向する現像スリーブ４０Ａと、現像スリーブ４０Ａよりも下方の位置で現像スリーブ４０Ａが収容されている空間とは別の空間に配置されて現像剤を現像スリーブ４０Ａに向けて供給搬送する搬送部材としての第１，第２の搬送スクリュー４０１，４０２と、現像スリーブ４０上に担持される現像剤の層厚を規定するドクターブレード４０３とが設けられている。   In FIG. 2, in the developing unit, a developing sleeve 40A facing the photosensitive drum 20 and a developer is placed in a space different from the space in which the developing sleeve 40A is accommodated at a position below the developing sleeve 40A. First and second conveying screws 401 and 402 as conveying members that supply and convey toward the developing sleeve 40A, and a doctor blade 403 that defines the layer thickness of the developer carried on the developing sleeve 40 are provided. Yes.

第１，第２の搬送スクリュー４０１，４０２が、傾斜している底面１０１Ａに対して水平方向に並置され、第１の搬送スクリュー４０１に対して現像スリーブ４０Ａは、搬送スクリュー４０１の中心を通過する垂直線（図示されず）に対して水平方向に離れた関係で位置決めされている。   The first and second conveying screws 401 and 402 are juxtaposed in the horizontal direction with respect to the inclined bottom surface 101 </ b> A, and the developing sleeve 40 </ b> A passes through the center of the conveying screw 401 with respect to the first conveying screw 401. Positioned in a horizontal relationship with respect to a vertical line (not shown).

現像スリーブ４０Ａには、現像バイアスとして、直流電圧に交流成分を重畳した交流バイアスが用いられるようになっている。   The developing sleeve 40A uses an AC bias in which an AC component is superimposed on a DC voltage as a developing bias.

また、本実施形態における現像装置に用いられる現像剤は、トナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤であり、キャリアの体積平均粒径が２０μｍ以上５０μｍ以下のものが用いられるようになっている。   The developer used in the developing device in the present embodiment is a two-component developer obtained by mixing a toner and a carrier, and a carrier having a volume average particle diameter of 20 μm or more and 50 μm or less is used. Yes.

一方、現像剤に含まれるトナーは消費されると画像濃度が低下することから補給対象となるものであり、トナー濃度センサなどの検知手段からの検知信号に応じて補給を行われる。トナーの補給に際しては、図１において符号９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋで示すトナーボトルに収容されている新規トナーが図示しないホッパーや搬送経路を介して現像装置の上面に設けられたトナー補給口（図２中、符号ＩＮで示す箇所）に向け供給される。   On the other hand, the toner contained in the developer is to be replenished because the image density decreases when consumed, and replenishment is performed in response to a detection signal from a detection means such as a toner density sensor. When toner is replenished, a new toner contained in a toner bottle denoted by reference numerals 9Y, 9M, 9C, and 9Bk in FIG. 1 is supplied to a toner replenishment port (not shown) provided on the upper surface of the developing device via a hopper and a conveyance path (not shown). In FIG. 2, it is supplied toward the location indicated by the symbol IN.

図２において感光体ドラム２０に対する帯電行程を実行する帯電装置３０は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ３０Ａを備える。   In FIG. 2, the charging device 30 that performs a charging process for the photosensitive drum 20 includes a charging roller 30 </ b> A configured by covering a conductive cored bar with a medium-resistance elastic layer as a charging member.

帯電ローラ３０Ａには帯電用の電源を接続されている。これにより、感光体表面と帯電ローラ表面との間の微小な空隙での近接放電により、感光体表面を均一に帯電する。印加電圧は、本発明においては直流成分であるＤＣ電圧に交流成分であるＡＣ電圧を重畳した交番電圧を用いている。帯電ローラに印加する印加電圧としてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させた交番電圧を印加すると、微小ギャップ変動による帯電電位のばらつきなどの影響が抑制されて均一な帯電が可能となる。本実施形態においてはＤＣ電圧が−７００Ｖ、ＡＣはピークツウピーク電圧が２ｋＶ、周波数が２ｋＨｚの矩形波のバイアスを用いている。   A charging power source is connected to the charging roller 30A. As a result, the surface of the photoconductor is uniformly charged by proximity discharge in a minute gap between the surface of the photoconductor and the surface of the charging roller. In the present invention, an alternating voltage obtained by superimposing an AC voltage that is an AC component on a DC voltage that is a DC component is used as the applied voltage. When an alternating voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied as an applied voltage to the charging roller, influences such as variations in charging potential due to minute gap fluctuations are suppressed, and uniform charging becomes possible. In the present embodiment, a rectangular wave bias having a DC voltage of −700 V, AC having a peak-to-peak voltage of 2 kV, and a frequency of 2 kHz is used.

帯電ローラは円柱状を呈する導電性支持体としての芯金と、芯金の外周面上に形成された抵抗調整層を有する。帯電ローラの表面は硬質であることが望ましい。ローラ部材としてはゴム部材も使用できるが、ゴム部材もように変形しやすい部材であると感光体ドラムとの微小ギャップの均一な維持が困難となり、作像条件によっては帯電ローラの中央部のみが感光体表面に突発的に接触する可能性がある。帯電ローラが感光体表面に局所的／突発的に接触する事によって生じる、トナーの乱れに対応することは困難であるため、非接触帯電方式を使用する場合にはたわみが少ない硬質の部材が望ましい。表面が硬質な帯電ローラ２ａの具体例としては、例えば、抵抗調整層を高分子型イオン導電剤が分散する熱可塑性樹脂組成物（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン及びその共重合体等）により形成し、抵抗調整層の表面を硬化剤により硬化皮膜処理されたものが挙げられる。また硬化皮膜処理は、例えば、イソシアネート含有化合物を含む処理溶液に抵抗調整層を浸漬させることにより行われるが、抵抗調整層の表面に改めて硬化処理皮膜層を形成することにより行われてもよい。本実施例では、帯電ローラをφ１０ｍｍ（直径１０ｍｍ）で形成した。帯電ローラ３０Ａには、帯電ローラ３０Ａの表面に接触してクリーニングする帯電クリーニング部材３０Ｂが設けられている。   The charging roller has a metal core as a conductive support having a cylindrical shape, and a resistance adjusting layer formed on the outer peripheral surface of the metal core. The surface of the charging roller is preferably hard. A rubber member can also be used as the roller member. However, if the rubber member is also a deformable member, it is difficult to maintain a uniform small gap from the photosensitive drum, and depending on the image forming conditions, only the central portion of the charging roller may be used. There is a possibility of sudden contact with the surface of the photoreceptor. Since it is difficult to cope with the toner disturbance caused by local or sudden contact of the charging roller with the surface of the photoreceptor, a hard member with less deflection is desirable when using the non-contact charging method. . Specific examples of the charging roller 2a having a hard surface include, for example, a thermoplastic resin composition (polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polystyrene, and a copolymer thereof, etc.) in which a polymer ion conductive agent is dispersed in a resistance adjustment layer. ), And the surface of the resistance adjustment layer is cured with a curing agent. The cured film treatment is performed, for example, by immersing the resistance adjustment layer in a treatment solution containing an isocyanate-containing compound, but may be performed by forming a cured treatment film layer on the surface of the resistance adjustment layer. In this embodiment, the charging roller is formed with a diameter of 10 mm (diameter 10 mm). The charging roller 30A is provided with a charging cleaning member 30B that contacts and cleans the surface of the charging roller 30A.

図２において、トナー像を転写した後の感光体ドラム２０の表面をクリーニングするクリーニング装置５０は、クリーニングブレード５０Ａを感光体ドラム２０の表面に当接させて異物を除去するようになっている。   In FIG. 2, a cleaning device 50 that cleans the surface of the photosensitive drum 20 after transferring the toner image is configured to remove foreign matter by bringing a cleaning blade 50 </ b> A into contact with the surface of the photosensitive drum 20.

なお、図２において符号８０は、感光体ドラム２０に対する潤滑剤の供給手段として潤滑剤塗布装置８０を示している。
潤滑剤塗布装置８０は、詳細な説明を省くが、潤滑剤保持部材（図示されず）により支持されている固形潤滑剤８０Ａと、固形潤滑剤８０Ａに接触して削り取った潤滑剤を被塗布対象物である感光体ドラム２００の表面に供給する潤滑剤塗布手段としてのブラシローラ８０Ｂと、潤滑剤保持部材を被塗布対象物である感光体ドラム２０に向けて押圧可能な潤滑剤保持部材押圧手段としてのバネなどの弾性体８０Ｃとを備えている。 In FIG. 2, reference numeral 80 indicates a lubricant application device 80 as a means for supplying a lubricant to the photosensitive drum 20.
The lubricant application device 80 omits a detailed description, but applies a solid lubricant 80A supported by a lubricant holding member (not shown) and a lubricant scraped off in contact with the solid lubricant 80A to be coated. Brush roller 80B serving as a lubricant application means for supplying to the surface of the photosensitive drum 200 as a product, and a lubricant holding member pressing means capable of pressing the lubricant holding member toward the photosensitive drum 20 as an object to be coated. And an elastic body 80C such as a spring.

以上のような画像形成装置を対象として本実施形態の特徴について以下に説明する。
本実施形態の特徴は、現像剤担持体、詳しくは、現像剤担持体の表面に現像剤の穂立ち機能とは別の機能である現像剤の搬送機能を持たせたことにある。
つまり、現像剤担持体である現像スリーブは、内部に設けられている複数の固定磁極によりその外方に位置する円筒スリーブの表面に現像剤を穂立ちさせて磁気ブラシを形成することができるが、磁気ブラシは、磁極に対応する磁力線に沿って保持され、スリーブの回転により隣接する磁極に対向した際に転がることで軸方向に移動するに過ぎない。このため、あくまでも現像剤の軸方向での移動は、磁気ブラシと対向磁極の変化が前提となっているだけで磁気ブラシ中の現像剤自体に長手方向（軸方向）への外力が作用して移動するものではない。 The features of the present embodiment will be described below for the image forming apparatus as described above.
The feature of this embodiment is that the developer carrying body, specifically, the surface of the developer carrying body is provided with a developer transport function which is a function different from the function of raising the developer.
In other words, the developing sleeve, which is a developer carrying member, can form a magnetic brush by causing the developer to stand up on the surface of the cylindrical sleeve located outside by a plurality of fixed magnetic poles provided inside. The magnetic brush is held along the magnetic field lines corresponding to the magnetic poles, and only moves in the axial direction by rolling when facing the adjacent magnetic poles by the rotation of the sleeve. For this reason, the movement of the developer in the axial direction is only premised on the change of the magnetic brush and the opposing magnetic pole, and an external force in the longitudinal direction (axial direction) acts on the developer itself in the magnetic brush. It doesn't move.

本実施形態では、現像スリーブそのものが穂立ちさせている磁気ブラシ中の現像剤を押し動かせるようにして軸方向に搬送するようになっている。   In the present embodiment, the developer in the magnetic brush that is raised by the developing sleeve itself is pushed and moved so as to be conveyed in the axial direction.

現像スリーブ４０Ａの表面には、現像剤を押し動かして現像スリーブ４０Ａの長手方向（軸方向）に移動させるための現像剤担持部４０Ａ１が設けられており、現像剤担持部４０Ａ１は、図３に示すように、複数条の螺旋部で構成されている。   The surface of the developing sleeve 40A is provided with a developer carrying portion 40A1 for pushing and moving the developer in the longitudinal direction (axial direction) of the developing sleeve 40A. The developer carrying portion 40A1 is shown in FIG. As shown, it is composed of a plurality of spiral portions.

螺旋部としては、図４に示すように、螺旋状の凸部４０Ａ１０が用いられ、凸部４０Ａ１０は、現像スリーブ４０Ａの長手方向断面の形状が、図５に示すように三角形状とされている。   As shown in FIG. 4, a spiral convex part 40A10 is used as the spiral part, and the convex part 40A10 has a triangular shape as shown in FIG. .

図４において凸部４０Ａ１０は、現像スリーブ４０Ａの外周面を一辺とし、残りの各辺での起上角に関して、螺旋状の凸部が進行する際に現像剤を押し動かす側（図５において符号Ａで示す側）の面４０Ａ１１での起上角αが現像剤の通過する側（図５において符号Ｂで示す側）の面４０Ａ１２での起上角βよりも大きく（α＞β）されている。これにより、現像剤を押し動かす側の面（図４において符号４０Ａ１０で示す面）は、現像スリーブ４０Ａの外周面から縦壁に近い状態となり、現像剤に対する接触面が大きくされている。   In FIG. 4, the convex portion 40A10 has the outer peripheral surface of the developing sleeve 40A as one side, and with respect to the rising angles at the remaining sides, the side that pushes the developer as the spiral convex portion advances (reference numeral in FIG. 5). The rising angle α on the surface 40A11 (the side indicated by A) is made larger (α> β) than the rising angle β on the surface 40A12 on the side through which the developer passes (the side indicated by B in FIG. 5). Yes. As a result, the surface on which the developer is pushed (the surface indicated by reference numeral 40A10 in FIG. 4) is close to the vertical wall from the outer peripheral surface of the developing sleeve 40A, and the contact surface with the developer is increased.

上記起上角に関しては、現像剤が通過する側の面（図４，５において符号４０Ａ１１で示す面）の起上角を、図７に示すように、隣接する凸部における現像剤を押し動かす側の面の端部に連続させる斜面となるような角度とすることもできる。   With respect to the rising angle, the rising angle of the surface through which the developer passes (the surface indicated by reference numeral 40A11 in FIGS. 4 and 5) pushes the developer at the adjacent convex portion as shown in FIG. The angle may be an inclined surface that is continuous with the end of the side surface.

このような凸部４０Ａ１０の螺旋の向き、いわゆる、リード方向は、現像スリーブ４０Ａにより供給される現像剤の濃度が低くなりやすい軸方向一方側に、より多くの現像剤を搬送できる方向に設定されており、図２に示すように、２本の搬送スクリュー４０１，４０２を用いた場合には、現像スリーブ４０Ａに直接現像剤を供給できる側、換言すれば、現像スリーブ４０Ａに近い位置にある搬送スクリュー４０１での螺旋方向と同じ方向とされている。   The direction of the spiral of the convex portion 40A10, that is, the so-called lead direction, is set to a direction in which more developer can be conveyed to one side in the axial direction where the concentration of the developer supplied by the developing sleeve 40A tends to be low. As shown in FIG. 2, when two conveying screws 401 and 402 are used, the developer can be directly supplied to the developing sleeve 40A, in other words, the conveying is located near the developing sleeve 40A. The direction is the same as the spiral direction of the screw 401.

この螺旋方向に関しては、例えば、現像装置の一様式として説明する図１１に示すように、搬送スクリューを１個だけ設けて装置の小型化を図るような場合においても適用可能であり、さらに、螺旋方向の設定は、現像剤の攪拌帯電能力や循環能力を確保できるようにする意味で、搬送スクリューと反対方向とすることも可能である。   For example, as shown in FIG. 11 described as one mode of the developing device, the spiral direction can be applied to a case where only one transport screw is provided to reduce the size of the device. The direction can be set in the direction opposite to the conveying screw in order to ensure the stirring charging ability and the circulation ability of the developer.

本実施形態での凸部４０Ａ１０の形状特性として、現像スリーブ４０Ａの外周面から凸部４０Ａ１０の頂点までの高さが１００μｍ以下に設定されており、具体的には、現像スリーブ４０Ａの外径が１８ｍｍ、凸部４０Ａ１０の高さを５０μｍ、凸部４０Ａ１０の一巻きの周期（リード）が１０ｍｍの２条巻き、そして、隣接する凸部４０Ａ１０の頂部間のピッチを５ｍｍにそれぞれ設定されている。凸部は、例えば、円筒状のアルミ素管の方面を旋盤などによって切削することで形成することができる。   As a shape characteristic of the convex portion 40A10 in the present embodiment, the height from the outer peripheral surface of the developing sleeve 40A to the apex of the convex portion 40A10 is set to 100 μm or less. Specifically, the outer diameter of the developing sleeve 40A is 18 mm, the height of the convex portion 40A10 is 50 μm, the period (lead) of one turn of the convex portion 40A10 is 10 mm, and the pitch between the top portions of the adjacent convex portions 40A10 is set to 5 mm. The convex portion can be formed, for example, by cutting the surface of a cylindrical aluminum base tube with a lathe or the like.

この形状特性を用いて現像スリーブ４０Ａを図３において矢印で示す方向に回転させると、左巻き螺旋状の凸部４０Ａ１０が軸方向に沿って新たな面を感光体ドラムに対向させるように移動することで、図４において縦壁に近い状態の面により現像剤が押し動かされて現像剤が左側に移動することになる。なお、螺旋方向を上述した場合と逆方向に設定すれば、現像剤は、上述した場合とは逆に移動する。   When the developing sleeve 40A is rotated in the direction shown by the arrow in FIG. 3 using this shape characteristic, the left-handed spiral convex portion 40A10 moves along the axial direction so that the new surface faces the photosensitive drum. Thus, in FIG. 4, the developer is pushed by the surface close to the vertical wall, and the developer moves to the left. If the spiral direction is set in the opposite direction to that described above, the developer moves in the opposite direction to that described above.

上述した螺旋状の凸部４０Ａ１０を有する現像スリーブ４０Ａに担持されている現像剤は、スリーブ表面で内部磁極の磁界により保持されているが、スリーブの回転により、スリーブ表面と現像剤磁気ブラシの表面摩擦が前述の磁界の拘束力に打ち勝つことで、磁気ブラシが磁力から開放されて、次の磁極に向かって現像剤はスリーブ上を転がって移動する。その現像剤が磁力から解放されて転がる際に螺旋状の凸形状部によって現像剤が押されることで現像剤が長手方向に押される成分が発生するため、長手方向に搬送することができる。よって現像剤は図３の左方向に移動することになる。   The developer carried on the developing sleeve 40A having the spiral convex portion 40A10 described above is held by the magnetic field of the internal magnetic pole on the sleeve surface, but the sleeve surface and the surface of the developer magnetic brush are rotated by the rotation of the sleeve. When the friction overcomes the magnetic field restraining force, the magnetic brush is released from the magnetic force, and the developer rolls and moves on the sleeve toward the next magnetic pole. When the developer is released from the magnetic force and rolls, the developer is pushed by the spiral convex portion to generate a component that pushes the developer in the longitudinal direction, so that the developer can be conveyed in the longitudinal direction. Therefore, the developer moves to the left in FIG.

以上のような構成を備えた現像装置４０では、次のような現像剤の流れが生じる。
図７は、図２に示した構成の現像装置を模式的に示す断面図を示しており、同図において、内部に配置されている固定磁極による法線方向の磁力線分布を符号ｈで示してある。 In the developing device 40 having the above-described configuration, the following developer flow occurs.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the developing device having the configuration shown in FIG. 2. In FIG. 7, the distribution of magnetic lines of force in the normal direction due to the fixed magnetic pole arranged inside is indicated by symbol h. is there.

搬送スクリュー（便宜上、符号４０１で示す）にある現像剤は磁力により現像スリーブ上へと汲み上げられ（Ｆ１）、現像スリーブ４０Ａ上に磁力により拘束されたまま、現像スリーブ４０Ａの回転によりその表面上を転がりながら現像領域を通過して現像スリーブ上を搬送される(Ｆ２)。
その後、剤切り極と呼ばれる反発磁力間で形成されて磁力のないh0で示した部分において、現像剤は現像スリーブから離れて再度、搬送スクリュー４０１上に戻る(Ｆ３)。以上が、現像剤の現像スリーブ周方向における移動のサイクルであり、これを繰り返す。 The developer on the conveying screw (indicated by reference numeral 401 for convenience) is pumped up onto the developing sleeve by a magnetic force (F1), and remains on the surface by the rotation of the developing sleeve 40A while being restrained by the magnetic force on the developing sleeve 40A. While rolling, it passes through the developing area and is conveyed on the developing sleeve (F2).
Thereafter, the developer is separated from the developing sleeve and returns onto the conveying screw 401 again at a portion indicated by h0 that is formed between repulsive magnetic forces called agent cutting poles and has no magnetic force (F3). The above is the cycle of movement of the developer in the circumferential direction of the developing sleeve, and this is repeated.

一方、長手方向（軸方向）での現像剤の移動を模式的に示したものが図８であり、現像スリーブの後ろ側から見た図である（図７の左から見た図）。
ここで、前述したように現像スリーブ４０Ａは現像剤を長手方向に搬送する機能を持つ。よって汲み上げられた現像剤Ｆ１は、現像スリーブ４０Ａ上でＦ２のように図の左方向に搬送されて、剤切り極で攪拌スクリュー４０１に落下する（Ｆ３）。 On the other hand, FIG. 8 schematically shows the movement of the developer in the longitudinal direction (axial direction), as seen from the rear side of the developing sleeve (viewed from the left in FIG. 7).
Here, as described above, the developing sleeve 40A has a function of transporting the developer in the longitudinal direction. Therefore, the developer F1 pumped up is conveyed on the developing sleeve 40A in the left direction of the figure like F2, and falls onto the stirring screw 401 by the agent cutting pole (F3).

一方、攪拌スクリュー４０１は、図８の右方向の一方向に現像剤を搬送するが、Ｆ１のように汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ４０Ａ上で左方向に搬送されて攪拌スクリュー４０２上に戻るため、現像剤量のバランスを保つことが可能となる。このように現像剤は常に左右に搬送され非常に攪拌性が高いため、均一なトナー濃度を維持でき、かつ適正な帯電量の現像剤を現像領域に供給することが可能となる。なお、図８においては、攪拌スクリュー４０１，４０２内を移動する現像剤の量を矢印の太さで表現している。   On the other hand, the agitating screw 401 conveys the developer in one direction in the right direction in FIG. 8, but the developer pumped up as in F <b> 1 is conveyed in the left direction on the developing sleeve 40 </ b> A and onto the agitating screw 402. Therefore, the balance of the developer amount can be maintained. As described above, the developer is always conveyed left and right and has a very high agitation property, so that it is possible to maintain a uniform toner concentration and supply a developer having an appropriate charge amount to the development region. In FIG. 8, the amount of the developer that moves in the stirring screws 401 and 402 is represented by the thickness of the arrow.

次に現像条件について説明する。現像スリーブには直流バイアスに交流成分を重畳したＡＣ電圧を印加することができる。本実施例では、感光体上の非画像部電位：−５００Ｖ、画像部電位：−１００Ｖであり、現像バイアスとしては、ＤＣ成分が−３５０Ｖ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）が１５００Ｖ、交流周波数２ｋＨｚ、サイン波形である。なお、この条件に限定するのもではなく、矩形波バイアスなどを用いても良い。交流バイアスにより現像領域におけるトナーは現像スリーブ側と感光体側に交互の電界を受けながら移動するため、本発明のような凸部材のある現像スリーブであっても均一な現像特性を得ることができる。
また現像領域においては、現像スリーブ上の現像剤の形成する磁気ブラシと、感光体とが接触しないような構成にすることもできる。これにより現像スリーブの凸部材により現像スリーブと感光体間のギャップが変化するような場合においても、トナーが飛翔して現像することで、現像ムラを起こすことなく均一な現像を行うことが可能となる。本実施例では、感光体と現像スリーブの最近接部を５００μｍに設定して、非接触の現像を行った。 Next, development conditions will be described. An AC voltage in which an AC component is superimposed on a DC bias can be applied to the developing sleeve. In this embodiment, the non-image portion potential on the photoreceptor is −500 V, the image portion potential is −100 V, and the developing bias is −350 V for the DC component, and the peak-to-peak voltage (Vpp) of the AC component is 1500 V, The AC frequency is 2 kHz and the sine waveform. Note that the present invention is not limited to this condition, and a rectangular wave bias or the like may be used. Since the toner in the developing region moves while receiving an alternating electric field on the developing sleeve side and the photoconductor side due to the AC bias, uniform developing characteristics can be obtained even with a developing sleeve having a convex member as in the present invention.
In the developing region, the magnetic brush formed by the developer on the developing sleeve and the photosensitive member can be prevented from contacting each other. As a result, even when the gap between the developing sleeve and the photosensitive member changes due to the convex member of the developing sleeve, it is possible to perform uniform development without causing uneven development by developing the toner by flying. Become. In this embodiment, non-contact development was performed by setting the closest portion of the photosensitive member and the developing sleeve to 500 μm.

本実施形態においては、現像剤に含まれるキャリアの機械的特性として、体積平均粒径が２０μｍ以上５０μｍ以下のキャリアを用いた。これにより現像でのトナー付着ムラやキャリア飛散などの影響なく、現像剤を効率的に長手方向に搬送することができる。
キャリアの体積平均粒径は、凸部４０Ａ１０の頂部までの高さと関係づけてあり、キャリア粒径が５０μｍを超えると、凸部においてキャリアがないことによる現像能力が低下し、現像での濃度ムラが発生する。また凸部によって押されるキャリアが少ないため搬送効率が低下する。
キャリア径が２０μｍより小さいとキャリア飛散は発生し、白くぬける異常画像が発生したり、クリーニングブレードを破損してクリーニング不良による黒スジなどが発生するため好ましくない。 In this embodiment, a carrier having a volume average particle size of 20 μm or more and 50 μm or less is used as the mechanical characteristics of the carrier contained in the developer. Thus, the developer can be efficiently conveyed in the longitudinal direction without being affected by toner adhesion unevenness or carrier scattering during development.
The volume average particle size of the carrier is related to the height to the top of the convex portion 40A10. If the carrier particle size exceeds 50 μm, the developing ability due to the absence of the carrier in the convex portion decreases, and density unevenness in development Will occur. Moreover, since there are few carriers pushed by a convex part, conveyance efficiency falls.
If the carrier diameter is smaller than 20 μm, carrier scattering occurs, and an abnormal image that is whitened is generated, or the cleaning blade is damaged and black streaks due to poor cleaning are generated, which is not preferable.

キャリアの平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社）のＳＲＡタイプを使用し、０．７（μｍ）以上１２５（μｍ）以下のレンジ設定で行うことができる。
一方、キャリアの物性としては、芯剤に磁性体であるフェライトを用いてその表層を樹脂でコーティングしたフェライトキャリアを用いた。マグネタイト系キャリアや樹脂キャリアを用いても良い。 The average particle size of the carrier can be measured using a SRA type of a Microtrac particle size analyzer (Nikkiso Co., Ltd.) with a range setting from 0.7 (μm) to 125 (μm).
On the other hand, as a physical property of the carrier, a ferrite carrier in which the surface layer is coated with a resin using ferrite as a magnetic material as a core agent was used. A magnetite carrier or a resin carrier may be used.

次に本発明に用いるトナーについて説明する。
本発明に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーを用いた。 Next, the toner used in the present invention will be described.
The toner used in the present invention is obtained by crosslinking a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent, in an aqueous solvent. A toner obtained by an extension reaction was used.

トナーの体積平均粒径は４〜１０μｍが好ましい。平均粒径が１０μｍ以下の小粒径トナーを用いると、現像剤の嵩密度を高めることができるため、安定した剤の攪拌・搬送が可能となり、転写残トナーの回収効率も向上する。また粒径分布がシャープであることから、現像剤の流動性が良く、長期的に安定した剤循環を行うことが可能となり、補給トナーの拡散性が向上する。更に、透明電極部での薄層化も容易となり薄層化されたことでトナーへの光り照射・電極との接触が均一化し電荷注入が安定して行えるようになる。このためブラシでの回収・吐き出し及び現像部での捕集も容易となる。一方、トナー同士の間隙が小さくなり画像中のトナーのうまりが良くなるので必要なトナー付着量およびトナー像の高さ（パイルハイト）の低減が図れる。また６００ｄｐｉ以上の微少ドットの再現性について、この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。画像の安定性が高くなる。   The volume average particle diameter of the toner is preferably 4 to 10 μm. When a small particle diameter toner having an average particle diameter of 10 μm or less can be used, the bulk density of the developer can be increased, so that the agent can be stably stirred and conveyed, and the recovery efficiency of the transfer residual toner can be improved. In addition, since the particle size distribution is sharp, the developer has good fluidity, and it is possible to perform a stable agent circulation over a long period of time, thereby improving the replenishment toner diffusibility. Further, the transparent electrode portion can be easily thinned, so that the light irradiation to the toner and the contact with the electrode become uniform, and charge injection can be performed stably. For this reason, collection / discharge with a brush and collection at a developing unit are facilitated. On the other hand, since the gap between the toners is reduced and the toner is more satisfactorily contained in the image, it is possible to reduce the required toner adhesion amount and the height (pile height) of the toner image. Further, regarding the reproducibility of minute dots of 600 dpi or more, in this range, the toner particles having a sufficiently small particle diameter are obtained with respect to the minute latent image dots, so that the dot reproducibility is excellent. Increases image stability.

一方、体積平均粒径（Ｄ４）が４μｍ未満では、転写効率の低下、ブラシでの回収性の低下といった現象が発生しやすい。体積平均粒径（Ｄ４）が１０μｍを超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難かしくなる。また、同時に重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．３０の範囲が好ましい。
（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。
このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。 On the other hand, when the volume average particle diameter (D4) is less than 4 μm, phenomena such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in recoverability with a brush tend to occur. When the volume average particle diameter (D4) exceeds 10 μm, the pile height of the image becomes large, and it becomes difficult to suppress scattering of characters and lines. At the same time, the ratio (D4 / D1) of the weight average particle diameter (D4) to the number average particle diameter (D1) is preferably in the range of 1.00 to 1.30.
The closer (D4 / D1) is to 1.00, the sharper the particle size distribution.
With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.

次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。 Next, a method for measuring the particle size distribution of toner particles will be described.
Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.

まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。   First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measurement device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) of the toner can be obtained.

トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。
図９は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。 The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180.
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.

ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。 SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.

また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。   The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula (2). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner onto the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4π.

ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π） ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。 SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π) (2)
When the value of SF-2 is 100, unevenness does not exist on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.

形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。   Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated.

トナーの形状が球形に近くなると、トナー間の接触状態が点接触となるためにトナー同士の吸着力は弱まりしたがって流動性が高くなり剤とトナーの攪拌効率も向上する。
また、トナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。一方、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、流動性が悪化し、剤循環性および補給トナーの拡散性が悪いために好ましくない。また転写率が低下し薄層化が安定せず電荷注入も不安定になるため好ましくない。 When the shape of the toner is close to a spherical shape, the contact state between the toners becomes point contact, so that the adsorbing force between the toners is weakened, and thus the fluidity is increased, and the stirring efficiency of the agent and the toner is improved.
In addition, since the contact state between the toner and the photoconductor is a point contact, the attractive force between the toner and the photoconductor is weakened, and the transfer rate is increased, contributing to the improvement in image quality. On the other hand, if any of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the fluidity is deteriorated, and the agent circulation property and the replenishment toner diffusibility are poor. Further, the transfer rate is lowered, the thinning is not stable, and the charge injection becomes unstable, which is not preferable.

本発明のトナーは、トナーの粒子表面に平均一次粒径が５０〜５００ｎｍで、嵩密度が０．３ｍｇ／ｃｍ３以上の微粒子（以下、単に微粒子という）を付着させたものである。なお、通常の流動性向上剤にシリカ等がよく用いられるが、例えば、このシリカの平均一次粒径は通常１０〜３０ｎｍ、嵩密度が０．１〜０．２ｍｇ／ｃｍ３である。 In the toner of the present invention, fine particles (hereinafter, simply referred to as fine particles) having an average primary particle diameter of 50 to 500 nm and a bulk density of 0.3 mg / cm 3 or more are adhered to the toner particle surface. In addition, although silica etc. are often used for a normal fluid improvement agent, for example, the average primary particle diameter of this silica is 10-30 nm normally, and a bulk density is 0.1-0.2 mg / cm < 3 >.

本発明において、トナーの表面に適切な特性の微粒子が存在することで、トナー粒子と対象体との間に適度な空隙が形成される。また、微粒子は、トナー粒子、感光体、搬送ベルト等との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、搬送ベルトに面した未定着像のトナーが搬送ベルトに付着しづらいために画像の乱れが少ない。また現像・転写効率が向上し、ドットの再現性が向上するため画像が安定して搬送時の乱れに対して余裕度が高くなる。   In the present invention, since fine particles having appropriate characteristics are present on the surface of the toner, an appropriate gap is formed between the toner particles and the object. In addition, fine particles have a very small contact area with toner particles, a photoconductor, a conveyance belt, etc., and are evenly contacted, so the effect of reducing adhesion is great, and toner of an unfixed image facing the conveyance belt adheres to the conveyance belt. There is little disturbance of the image because it is difficult. In addition, since the development / transfer efficiency is improved and the dot reproducibility is improved, the image is stabilized and a margin is increased against disturbance during conveyance.

しかも、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。これらの特性は、トナー粒子の受けるシェアを低減させる作用を示すので、高速定着（低エネルギー定着）のためトナーに含有されている低レオロジー成分によるトナー自身のフィルミングの低減効果を発揮する。
さらに、詳細は明らかでないが、表面処理された微粒子はトナーに外部添加されても、仮にキャリアを汚染した場合においても現像剤劣化の度合が少ない。よって経時的にトナーの流動性および帯電性の変化が少ないため、長期的に現像剤の循環および補給トナーの拡散を安定に行うことができる。また画質の安定性も高くなる。 In addition, since it is difficult to embed in the toner particles, or can be detached and restored even if it is slightly buried, stable characteristics can be obtained over a long period of time. Since these characteristics have an effect of reducing the share received by the toner particles, the filming effect of the toner itself due to the low rheological component contained in the toner is exhibited for high-speed fixing (low energy fixing).
Further, although the details are not clear, even if the surface-treated fine particles are externally added to the toner or the carrier is contaminated, the degree of developer deterioration is small. Accordingly, since the change in toner fluidity and chargeability with time is small, it is possible to stably circulate the developer and diffuse the replenishment toner over a long period of time. Also, the stability of image quality is increased.

微粒子の平均一次粒径（以下、平均粒径という）は、５０〜５００ｎｍのものが用いられ、特に１００〜４００ｎｍのものが好ましい。５０ｎｍ未満であると、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分に埋没してコロの役割を低下する場合が生じる。一方、５００μｍよりも大きいとトナー自身の接触面積と同レベルのオーダーとなりトナーに対するコロの効果が減少する。
嵩密度が０．３ｍｇ／ｃｍ３未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナー及び微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や働きが低下してしまう。 The average primary particle size (hereinafter referred to as the average particle size) of the fine particles is 50 to 500 nm, and particularly preferably 100 to 400 nm. If the thickness is less than 50 nm, the fine particles may be buried in the concave and convex portions on the toner surface to lower the role of the rollers. On the other hand, if it is larger than 500 μm, it becomes an order of the same level as the contact area of the toner itself, and the roller effect on the toner is reduced.
When the bulk density is less than 0.3 mg / cm 3 , although there is a contribution to the improvement of fluidity, the scattering properties and adhesion of the toner and fine particles are increased, so that the effects and functions of the toner and roller are reduced. .

本発明で用いられるトナーの微粒子において、無機化合物としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＣａＯ・ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ（ＴｉＯ２）ｎ、Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＢａＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＳｒＴｉＯ３等を例示することができ、好ましくは、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３が挙げられる。 特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。 In the fine particles of the toner used in the present invention, inorganic compounds include SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CuO, ZnO, SnO 2 , CeO 2 , Fe 2 O 3 , BaO, CaO, K 2 O. , Na 2 O, ZrO 2 , CaO · SiO 2 , K 2 O (TiO 2 ) n, Al 2 O 3 · 2SiO 2 , CaCO 3 , MgCO 3 , BaSO 4 , MgSO 4 , SrTiO 3, etc. can preferably include SiO 2, TiO 2, Al 2 O 3. In particular, these inorganic compounds may be hydrophobized with various coupling agents, hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, octyltrimethoxysilane, and the like.

また、有機化合物の微粒子としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。   The organic compound fine particles may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For example, vinyl resin, polyurethane resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, silicon resin, phenol resin, melamine resin, Examples include urea resins, aniline resins, ionomer resins, and polycarbonate resins. As the resin fine particles, two or more of the above resins may be used in combination. Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.

ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
嵩密度（ｇ／ｃｍ３）＝微粒子量（ｇ／１００ｍｌ）÷１００
本発明での上記微粒子を、トナー表面に外添加し付着させる方法としては、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。 Specific examples of vinyl resins include polymers obtained by homopolymerization or copolymerization of vinyl monomers, such as styrene- (meth) acrylic acid ester copolymers, styrene-butadiene copolymers, (meth) acrylic acid. -Acrylic ester copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, and the like.
Bulk density (g / cm 3 ) = fine particle amount (g / 100 ml) ÷ 100
The fine particles in the present invention can be externally added and adhered to the toner surface by mechanically mixing and adhering the toner base particles and fine particles using various known mixing devices, There is a method in which the toner base particles and fine particles are uniformly dispersed with a surfactant or the like, and are dried after the adhesion treatment.

次に上記実施形態に示した構成の要部変形例について説明する。
現像スリーブ４０Ａ自体に現像剤の搬送機能を持たせる構成としては、上述した螺旋状の凸部４０Ａ１０が主要部であるが、凸部４０Ａ１０の搬送機能に加えて現像スリーブ表面の組成によっても搬送能力を上げることができる。
本実施形態では、搬送能力向上のための構成として、現像スリーブ４０Ａの表面形態に着目している。 Next, a modification of the main part of the configuration shown in the above embodiment will be described.
As a configuration in which the developing sleeve 40A itself has a developer transport function, the above-described spiral convex portion 40A10 is a main portion. However, in addition to the transport function of the convex portion 40A10, the transport capability is also determined by the composition of the developing sleeve surface. Can be raised.
In the present embodiment, attention is paid to the surface form of the developing sleeve 40A as a configuration for improving the conveyance capability.

本実施形態の現像装置においては上記現像スリーブとして、表面粗さが５〜２０μmのもの、好ましくは表面粗さＲｚが５〜１５μｍのものを用いる。現像スリーブ７の表面粗さＲｚを上記の範囲に調整するには、例えばサンドブラスト加工、溝加工、研削加工、サンドペーパー法、インデックスセーバー加工などを用いればよい。なかでも、サンドブラスト加工は、操作が簡易で加工の効率もよく、更にランダムに表面加工（粗面化）が行われるため、全ての方向に対する現像剤と現像スリーブの摩擦抵抗が等しく施される。表面粗さＲｚは、十点平均粗さを意味し、小坂研究所製，サーフコーダーＳＥ−３０Ｈにより測定した。なおこの十点平均粗さは、固体表面の微細な凹凸の深さを良く反映するものである。また、用いられる現像スリーブの材質としては、通常の現像装置に用いられるものであれば特に限定されることない。具体的には、ステンレス鋼、アルミニウム、セラミックス等の非磁性材料や、更にこれらにコーティング等したものなどが用いられる。また、粗さに代えて、長手方向（軸方向）に平行な複数の溝を設けることも可能である。   In the developing device of this embodiment, the developing sleeve has a surface roughness of 5 to 20 μm, preferably a surface roughness Rz of 5 to 15 μm. In order to adjust the surface roughness Rz of the developing sleeve 7 to the above range, for example, sandblasting, grooving, grinding, sandpaper method, index saver processing or the like may be used. In particular, sandblasting is easy to operate and efficient, and is subjected to surface processing (roughening) at random, so that the friction resistance of the developer and the developing sleeve in all directions is equally applied. The surface roughness Rz means ten-point average roughness, and was measured with a surf coder SE-30H manufactured by Kosaka Laboratory. This ten-point average roughness well reflects the depth of fine irregularities on the solid surface. Further, the material of the developing sleeve used is not particularly limited as long as it is used for a normal developing device. Specifically, nonmagnetic materials such as stainless steel, aluminum and ceramics, and those coated thereon are used. Further, a plurality of grooves parallel to the longitudinal direction (axial direction) can be provided instead of the roughness.

この構成においては、現像スリーブ４０Ａの表面が適度な粗さになっているので、現像剤がスリーブ表面との摩擦により回転方向に搬送されやすくなり、隣接する磁極へ移動しやすくなる。このような回転方向への移動が促進されると、その移動過程において凸部４０Ａ１０に接触する機会が増えるので、長手方向（軸方向）に沿って押し動かされる機会も増えて搬送されやすくなる。   In this configuration, since the surface of the developing sleeve 40A has an appropriate roughness, the developer is easily conveyed in the rotational direction due to friction with the sleeve surface, and is easily moved to the adjacent magnetic pole. When the movement in the rotation direction is promoted, the chance of contacting the convex portion 40A10 in the movement process is increased, so that the opportunity of being pushed and moved along the longitudinal direction (axial direction) is increased and the conveyance is facilitated.

次に本発明の現像装置における別実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態を説明するための図２と同等な模式的な断面図である。
同図に示す構成は、現像スリーブ４０Ａに供給する現像剤を攪拌搬送する搬送スクリューが１個（図１０において符号４０１で示す部材）しか設けられていないことと、これによる現像剤の集約位置が偏るのを防止することと、搬送スクリューを１個だけとした場合でも現像剤の循環を良好に行わせて上述した濃度低下を抑えられることを特徴としている。以下、この構成を用いる理由について説明し、その後構成を説明する。 Next, another embodiment of the developing device of the present invention will be described.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view equivalent to FIG. 2 for explaining the present embodiment.
In the configuration shown in the figure, only one conveying screw (a member denoted by reference numeral 401 in FIG. 10) for stirring and conveying the developer supplied to the developing sleeve 40A is provided, and the concentrated position of the developer is thereby determined. It is characterized in that it is possible to prevent the deviation and to reduce the above-described density reduction by allowing the developer to be circulated satisfactorily even when only one conveying screw is used. Hereinafter, the reason for using this configuration will be described, and then the configuration will be described.

つまり、現像スリーブ４０Ａと搬送スクリュー４０１とは、その螺旋方向が同じでることから現像剤の長手方向（軸方向）での搬送方向が同じとなる。このため、搬送スクリューを１個だけ設けると、装置の小型化は可能となる反面、現像槽内で搬送される現像剤は搬送方向一方側に集中して偏ってしまい、循環させることができなくなる。従来では、搬送スクリューを２軸構成とすることで長手方向一方側から他方側に搬送された現像剤を循環させるようになっていたが、１個の搬送スクリューではそれが望めない。   That is, since the developing sleeve 40A and the conveying screw 401 have the same spiral direction, the conveying direction in the longitudinal direction (axial direction) of the developer is the same. For this reason, if only one conveying screw is provided, the apparatus can be reduced in size, but the developer conveyed in the developing tank is concentrated on one side in the conveying direction and cannot be circulated. . Conventionally, the developer transported from the one side to the other side in the longitudinal direction is circulated by adopting a biaxial configuration for the transport screw, but this cannot be expected with one transport screw.

そこで、本発明では、現像剤の循環機能を現像スリーブ４０Ａに担持されている現像材料を規制する部材によって得ようとするものである。   Therefore, in the present invention, the developer circulation function is obtained by a member that regulates the developing material carried on the developing sleeve 40A.

図１０において、現像スリーブ４０Ａに対向して配置されている現像剤規制部材（便宜上、符号４０３Ａで示す）は、回転可能なローラで構成され、その表面には、現像スリーブ４０Ａによって搬送される現像剤の搬送方向と逆方向を設定できる構成が用いられている。この表面の構成としては、搬送スクリュー４０１による現像剤の搬送方向と逆方向に現像剤を搬送できる方向を設定する螺旋状の凸部あるいは螺旋溝などが用いられる。凸部の場合の構成としては、図３乃至図６に示した場合と同様な構成が用いられ、層厚規制とともに現像剤の搬送機能を両立させている。   In FIG. 10, a developer regulating member (denoted by reference numeral 403A for convenience) arranged to face the developing sleeve 40A is composed of a rotatable roller, and on the surface thereof, the development conveyed by the developing sleeve 40A. The structure which can set the reverse direction with the conveyance direction of a chemical | medical agent is used. As the surface configuration, a spiral convex portion or a spiral groove that sets a direction in which the developer can be transported in a direction opposite to the transport direction of the developer by the transport screw 401 is used. As the configuration in the case of the convex portion, the same configuration as that shown in FIGS. 3 to 6 is used, and both the developer transport function and the layer thickness regulation are achieved.

この構成においては、搬送スクリュー４０１によって攪拌搬送され、その長手方向一方側から現像スリーブ４０Ａに供給される現像剤が現像剤規制部材４０３Ａによって搬送スクリュー４０１とは逆方向に搬送されることになる。   In this configuration, the developer that is agitated and conveyed by the conveying screw 401 and is supplied to the developing sleeve 40A from one side in the longitudinal direction is conveyed in the opposite direction to the conveying screw 401 by the developer regulating member 403A.

図１１および図１２は、この場合の現像剤を移動過程を示す図であり、図１１は、図７に示した場合と同様に、磁力線の分布状況による現像剤の移動過程を示している。   FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing the process of moving the developer in this case, and FIG. 11 shows the process of moving the developer depending on the distribution of magnetic lines, as in the case shown in FIG.

図１２において、搬送スクリュー４０１では現像剤が図の右側に向け搬送されるが、現像スリーブ４０Ａに汲み上げられて層厚を規制された余剰の現像剤が規制部材４０３Ａにより搬送スクリュー４０１での搬送方向とは逆方向に搬送されて搬送スクリュー４０１に戻り、いわゆる、循環されることになる。これにより、現像剤が搬送方向一方側に偏ってしまうことがなく、現像剤量のバランスを長手方向で保つことができ、さらには、現像剤が長手方向左右に搬送されて攪拌性を高められることになるので、長手方向で均一な濃度を維持することができ、攪拌製鋼状による適正な帯電量の現像剤を現像領域に供給することができることになる。   In FIG. 12, the developer is conveyed toward the right side of the drawing by the conveying screw 401, but the excess developer that is pumped up by the developing sleeve 40A and whose layer thickness is regulated is conveyed in the conveying screw 401 by the regulating member 403A. Is transported in the opposite direction to return to the transport screw 401 and is circulated. Thereby, the developer is not biased to one side in the transport direction, the balance of the developer amount can be maintained in the longitudinal direction, and further, the developer is transported to the left and right in the longitudinal direction and the agitation is improved. Therefore, a uniform concentration in the longitudinal direction can be maintained, and a developer having an appropriate charge amount by stirring steel can be supplied to the development region.

このように、層厚の規制部材４０３Ａに現像剤の搬送機能を持たせることで、現像剤の循環性を確保できるので、図７，図８で説明した場合と同様に、長手方向での現像剤量のバランスを保って長手方向一方側での濃度低下を防止することができることに加えて、現像剤の循環性を維持できることで２軸搬送スクリュー構造を用いなくても１軸搬送スクリュー構造によっても２軸搬送スクリュー構造と同じ作用が得られることにより搬送スクリューを一部省いて装置の小型化を可能にできる。   In this way, by providing the developer conveying function to the regulating member 403A having the layer thickness, the developer circulation property can be ensured. Therefore, as in the case described with reference to FIGS. In addition to being able to maintain a balance in the amount of agent and prevent a decrease in density on one side in the longitudinal direction, it is possible to maintain the circulation of the developer, so that a single-screw conveying screw structure can be used without using a biaxial conveying screw structure Since the same operation as that of the biaxial conveying screw structure is obtained, part of the conveying screw can be omitted and the apparatus can be downsized.

次に上記実施例において用いられる現像スリーブの現像剤担持部の変形例について説明する。
図１３に示す現像スリーブは、その表面での現像剤の搬送性を向上させる点に特徴を有している。 Next, a modified example of the developer carrying portion of the developing sleeve used in the above embodiment will be described.
The developing sleeve shown in FIG. 13 is characterized in that the developer transportability on the surface is improved.

つまり、図１３において現像スリーブ４０Ａの表面には、現像剤担持部として、現像スリーブ４０Ａの長手方向に沿って連続する複数条の螺旋溝と長手方向に平行する複数の溝（便宜上、平行溝と称する）が設けられている。   That is, in FIG. 13, on the surface of the developing sleeve 40A, as a developer carrying portion, a plurality of spiral grooves continuous along the longitudinal direction of the developing sleeve 40A and a plurality of grooves parallel to the longitudinal direction (for convenience, parallel grooves and Is provided).

螺旋溝および平行溝は、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、溝の延長方向と直角な方向の断面形状が角形状などの頂部を有する錐形状あるいは矩形形状が選択されており、いずれの形状の場合においても、深さに関しては、螺旋溝の深さが平行溝の深さよりも深くされている。   As shown in FIGS. 14A and 14B, the spiral groove and the parallel groove are selected to have a conical shape or a rectangular shape having a cross section in a direction perpendicular to the extending direction of the groove, such as a square shape. In any shape, the depth of the spiral groove is greater than the depth of the parallel groove with respect to the depth.

このような構成は次の理由に立脚している。
平行溝だけの場合には、掬い上げる現像剤量を確保できる反面、長手方向での搬送量を確保することが難しくなる。このため、螺旋溝を設けて長手方向での搬送量を確保している。これにより、搬送スクリューが１個の場合でも現像剤の搬送量を長手方向で安定させることができ、搬送方向下流側での濃度低下を防止することができ、搬送スクリューの省略によって装置の小型化ができることになる。 Such a configuration is based on the following reason.
In the case of only the parallel grooves, it is possible to secure the amount of developer to be scooped up, but it is difficult to ensure the transport amount in the longitudinal direction. For this reason, a spiral groove is provided to ensure the conveyance amount in the longitudinal direction. This makes it possible to stabilize the developer conveyance amount in the longitudinal direction even when only one conveyance screw is used, to prevent a decrease in density downstream in the conveyance direction, and to reduce the size of the apparatus by omitting the conveyance screw. Will be able to.

一方、深さに関しては、平行溝に比べて掬い上げる現像剤量が少なくなりがちな螺旋状の溝においても現像剤の長手方向（軸方向）での搬送量を確保できるようになっている。これにより、上述したように、搬送スクリューを１個として構造の簡略化を実現した場合でも、現像剤の搬送性を高めることで濃度低下の防止が可能となる。なお、図１３，図１４に示す平行溝に代えて、スリーブ表面での現像剤担持量を確保する構成としては、前述した表面粗さの設定を用いることも可能である。   On the other hand, with respect to the depth, the amount of developer transported in the longitudinal direction (axial direction) can be secured even in a spiral groove in which the amount of developer to be scooped up tends to be smaller than in parallel grooves. As a result, as described above, even when the structure is simplified by using a single conveying screw, it is possible to prevent a decrease in density by increasing the developer conveying property. In place of the parallel grooves shown in FIGS. 13 and 14, the above-described setting of the surface roughness can be used as a configuration for securing the developer carrying amount on the sleeve surface.

１００ 画像形成装置
２０ 感光体ドラム
４０ 現像装置
４０Ａ 現像スリーブ
４０Ａ１０ 凸部
４０Ａ１１ 現像剤を押し動かす側の面
４０Ａ１２ 現像剤が通過する側の面
４０１ 搬送スクリュー
４０３，４０３Ａ 現像剤規制部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Image forming apparatus 20 Photosensitive drum 40 Developing apparatus 40A Developing sleeve 40A10 Protruding part 40A11 Surface for pushing developer 40A12 Surface for passing developer 401 Conveying screw 403, 403A Developer regulating member

特開閉１１−９５５５４号公報No. 11-95554 特開閉０４−３７７７９号公報Special Opening and Closing 04-37779 特許第３６０６０５７号Japanese Patent No. 3606067

Claims (16)

表面に現像剤を担持可能な現像剤担持体であって、表面に現像剤を該現像剤担持体の長手方向に移動させる現像剤搬送部を備えていることを特徴とする現像剤担持体。   A developer carrying body capable of carrying a developer on a surface, the developer carrying body having a developer transporting section for moving the developer in a longitudinal direction of the developer carrying body. 表面に現像剤を担持可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に対向して担持されている現像剤の剤量を規制する規制部材と前記現像剤担持体の近傍に位置して該現像剤担持体の長手方向一方側に向けて現像剤を搬送する搬送部材とを備えた現像装置において、
前記現像剤担持体は、前記搬送部材と同じ方向に現像剤を搬送する構成を備えていることを特徴とする現像装置。 A developer carrying member capable of carrying a developer on the surface; a regulating member for regulating the amount of developer carried opposite to the developer carrying member; and the developer carrying member located near the developer carrying member. In the developing device including a transport member that transports the developer toward one side in the longitudinal direction of the developer carrier,
The developing device according to claim 1, wherein the developer carrying member is configured to convey the developer in the same direction as the conveying member. 前記現像剤担持体は、内部に固定された複数の磁極と、該磁極の外方で回転可能な円筒体とを備え、該円筒の表面には、前記現像剤を前記搬送部材と同じ方向に押し動かす現像剤担持部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。   The developer carrier includes a plurality of magnetic poles fixed inside, and a cylindrical body that can rotate outside the magnetic poles, and the developer is placed on the surface of the cylinder in the same direction as the transport member. The developing device according to claim 2, further comprising a developer carrying portion that is pushed and moved. 前記現像剤担持部は、前記円筒の表面で該円筒部の長手方向に沿って螺旋状に連続する凸部で構成され、現像剤が凸部で押し動かされて搬送されることを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。   The developer carrying portion is configured by a convex portion that spirally continues along the longitudinal direction of the cylindrical portion on the surface of the cylinder, and the developer is pushed and moved by the convex portion. The developing device according to claim 2. 前記螺旋状の凸部は、複数条設けられて現像剤の搬送部として用いられることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 2, wherein a plurality of the spiral convex portions are provided and used as a developer conveying portion. 前記螺旋状の凸部は、前記現像剤担持体の長手方向に沿った断面形状が三角形状とされ、該現像剤担持体の表面に対する起上角は、該螺旋状の凸部が進行する際に現像剤を押す側となる面の起上角が現像剤の通過する面での起上角よりも大きくされていることを特徴とする請求項４または５に記載の現像装置。   The spiral convex portion has a triangular cross-sectional shape along the longitudinal direction of the developer carrying member, and a rising angle with respect to the surface of the developer carrying member is determined when the helical convex portion advances. 6. The developing device according to claim 4, wherein a rising angle of a surface on the side where the developer is pressed is set larger than a rising angle on a surface through which the developer passes. 前記現像剤担持体の表面はサンドブラスト加工により表面加工されていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の現像装置。   7. The developing device according to claim 2, wherein the surface of the developer carrying member is subjected to surface processing by sandblasting. 前記螺旋状の凸部は、前記現像剤担持体表面からの高さが１００μｍ以内に設定されていることを特徴とする請求項４乃至６いずれかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 4, wherein the height of the spiral convex portion from the surface of the developer carrying member is set within 100 μm. 前記現像剤担持体に担持される現像剤は、トナーとキャリアとを混在させた二成分系現像剤であり、該現像剤に含まれるキャリアの体積平均粒径が２０μｍ以上５０μｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の現像装置。   The developer carried on the developer carrying member is a two-component developer in which toner and carrier are mixed, and the volume average particle size of the carrier contained in the developer is set to 20 μm or more and 50 μm or less. The developing device according to claim 2, wherein 請求項２乃至９のいずれかに記載の現像装置を用いる画像形成装置であって、
静電潜像の担持面を有する潜像担持体と、
前記潜像担持面の表面を一様帯電する帯電手段と、
前記一様帯電後の潜像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、
前記現像装置により静電潜像を可視像処理された潜像担持体と接触しながら移動可能な転写体を介して可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
転写後の前記潜像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus using the developing device according to claim 2,
A latent image carrier having an electrostatic latent image carrying surface;
Charging means for uniformly charging the surface of the latent image carrying surface;
Exposure means for forming an electrostatic latent image according to image information on the surface of the latent image carrier after the uniform charging;
A transfer means for transferring the visible image to a recording medium via a transfer body that is movable while contacting the latent image carrier subjected to the visible image processing of the electrostatic latent image by the developing device;
An image forming apparatus comprising: cleaning means for cleaning the surface of the latent image carrier after transfer. 前記現像装置における現像剤担持体は、直流電圧に交流成分を重畳した交流バイアスが現像バイアスとして用いられることを特徴とする（１０）に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to (10), wherein the developer carrying member in the developing device uses an AC bias in which an AC component is superimposed on a DC voltage as the developing bias. 前記現像装置に設けられている現像剤担持体は、表面に担持されている現像剤を前記潜像担持体に対して非接触な状態で供給できる配置構成とされていることを特徴とする（１０）または（１１）に記載の画像形成装置。   The developer carrying member provided in the developing device is characterized in that the developer carried on the surface can be supplied in a non-contact state with respect to the latent image carrying member ( The image forming apparatus according to 10) or (11). 静電潜像の担持面を有する潜像担持体と、
前記潜像担持面の表面を一様帯電する帯電手段と、
前記一様帯電後の潜像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、
露光手段により形成された潜像を現像剤による可視像処理する現像装置と、
前記現像装置により静電潜像を可視像処理された潜像担持体と接触しながら移動可能な転写体を介して可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
転写後の前記潜像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置において、
前記現像装置は、前記潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体に対向して担持されている現像剤の剤量を規制する規制部材と前記現像剤担持体の近傍に位置して該現像剤担持体の長手方向一方側に向けて現像剤を搬送する搬送部材とを備え、
前記現像装置に設けられている搬送部材は、前記現像剤担持体近傍に配置された一つのスクリュー部材で構成されていることを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier having an electrostatic latent image carrying surface;
Charging means for uniformly charging the surface of the latent image carrying surface;
Exposure means for forming an electrostatic latent image according to image information on the surface of the latent image carrier after the uniform charging;
A developing device for processing a visible image with a developer on the latent image formed by the exposure unit;
A transfer means for transferring the visible image to a recording medium via a transfer body that is movable while contacting the latent image carrier subjected to the visible image processing of the electrostatic latent image by the developing device;
In the image forming apparatus, comprising a cleaning means for cleaning the surface of the latent image carrier after the transfer,
The developing device includes a developer carrying member that supplies a developer to the latent image carrying member, a regulating member that regulates the amount of developer carried facing the developer carrying member, and the developer carrying A conveyance member that conveys the developer toward one side in the longitudinal direction of the developer carrying body located near the body,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the conveying member provided in the developing device includes a single screw member disposed in the vicinity of the developer carrying member. 前記現像剤担持体の近傍には、前記搬送部材による現像剤の搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送する副搬送部材が設けられ、
該副搬送部材として、前記規制部材が用いられ、該規制部材には、現像剤を搬送部材の搬送方向と逆方向に搬送できる螺旋状の溝が形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。 In the vicinity of the developer carrier, a sub-transport member that transports the developer in a direction opposite to the transport direction of the developer by the transport member is provided,
14. The regulating member is used as the sub-conveying member, and the regulating member is formed with a spiral groove capable of conveying the developer in a direction opposite to the conveying direction of the conveying member. The image forming apparatus described in 1. 前記現像剤担持体には、その表面において長手方向に沿って連続して形成され、前記搬送部材との搬送方向と逆方向に現像剤を搬送可能な複数の螺旋溝と該現像剤担持体の長手方向に平行する複数の溝とが設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。   A plurality of spiral grooves formed continuously on the surface of the developer carrying member along the longitudinal direction and capable of carrying the developer in a direction opposite to the carrying direction with the carrying member, and the developer carrying member. The image forming apparatus according to claim 13, wherein a plurality of grooves parallel to the longitudinal direction are provided. 前記螺旋溝は前記現像剤担持体の長手方向に平行する複数の溝の深さよりも深く形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 15, wherein the spiral groove is formed deeper than a plurality of grooves parallel to a longitudinal direction of the developer carrying member.
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US11520251B2 (en) 2019-06-28 2022-12-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Developer conveyor having helical blades and protrusions

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