JP2011039249A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置が備える一成分の現像装置、およびこれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a one-component developing device provided in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine, and an image forming apparatus provided with the same.
特許文献１には、一成分の現像剤（以下、トナーと呼ぶ）を現像剤担持体（以下、現像ローラと呼ぶ）に担持させ、潜像担持体（以下、感光体と呼ぶ）と現像ローラとが対向する現像領域で、現像ローラ上のトナーを感光体上の潜像に供給することで現像する一成分方式の現像装置が記載されている。この現像装置は、現像ローラにトナーを供給するように現像ローラに接触する可撓性を有する供給ローラと、現像ローラ上のトナーの層厚を規制するように現像ローラに対して対向配置された規制部材を備えている。
In
この現像装置では、トナーを介して供給ローラを現像ローラに擦るように接触させることにより、供給ローラが担持するトナーを摩擦帯電させつつ、現像ローラに付着させる。これにより、トナーの帯電と現像ローラへのトナーの供給を行っている。また、トナーを介して規制部材を現像ローラに圧接させることにより、規制部材を通過するトナーを摩擦帯電させつつ、現像ローラ上のトナー層厚を規制している。 In this developing device, the supply roller is brought into contact with the developing roller so as to rub against the developing roller, so that the toner carried by the supplying roller is attached to the developing roller while being frictionally charged. As a result, the toner is charged and the toner is supplied to the developing roller. Further, the toner layer thickness on the developing roller is regulated by frictionally charging the toner passing through the regulating member by pressing the regulating member against the developing roller through the toner.
この現像装置では、現像領域で現像に用いられず、現像ローラにトナーが残ってしまう（以下、このトナーを残留トナーという）。その後、供給ローラ通過時に、残留トナーは、供給ローラにより現像ローラ側へ押圧され、この残留トナーは、現像ローラに強固に付着する。また、現像ローラ上の残留トナー上に供給ローラから新規のトナーが供給され、残留トナーは、現像ローラ上のトナー層の最下層になる。そして、規制部材を通過するときも、残留トナーは、現像ローラ側へ押圧され、残留トナーは、さらに現像ローラに強固に付着する。その結果、残留トナーは、現像領域において現像ローラから離れ難くなり、長期間、現像ローラ表面に付着することになる。そして、このような過程を繰り返すうちに現像ローラ上の残留トナーは、最終的に、現像ローラ表面に溶着し、所謂フィルミングが生じてしまう。 In this developing device, toner is not used for development in the developing region, and toner remains on the developing roller (hereinafter, this toner is referred to as residual toner). Thereafter, when the toner passes through the supply roller, the residual toner is pressed toward the developing roller by the supply roller, and the residual toner adheres firmly to the developing roller. Further, new toner is supplied from the supply roller onto the residual toner on the developing roller, and the residual toner becomes the lowest layer of the toner layer on the developing roller. Even when passing through the regulating member, the residual toner is pressed toward the developing roller, and the residual toner further adheres firmly to the developing roller. As a result, the residual toner is hardly separated from the developing roller in the developing region, and adheres to the surface of the developing roller for a long time. As the above process is repeated, the residual toner on the developing roller is finally welded to the surface of the developing roller, and so-called filming occurs.
そこで、現像ローラ表面にブレードなどの掻き取り部材を当接させ、現像ローラ表面の残留トナーを掻き取り部材で掻き取って除去する現像装置が知られている。 Therefore, a developing device is known in which a scraping member such as a blade is brought into contact with the surface of the developing roller, and residual toner on the surface of the developing roller is scraped off by the scraping member.
掻き取り部材により掻き取られて現像ローラから除去された残留トナーは、供給ローラ近傍に堆積していく。ある程度、残留トナーが堆積してくると、掻き取り部材により除去された残留トナーが、除去後直ぐに供給ローラに捉えられ、現像ローラ表面へ再供給される場合があった。その結果、複数回現像ローラへ供給された残留トナーと、一度も現像ローラへ供給されていない新規トナーとが、現像ローラ表面へ供給されてしまう。 The residual toner scraped off by the scraping member and removed from the developing roller accumulates in the vicinity of the supply roller. When the residual toner is accumulated to some extent, the residual toner removed by the scraping member may be caught by the supply roller immediately after the removal and re-supplied to the surface of the developing roller. As a result, residual toner supplied to the developing roller a plurality of times and new toner that has never been supplied to the developing roller are supplied to the surface of the developing roller.
供給ローラは、トナーを介して現像ローラに擦るような態様で接触させているので、現像ローラへのトナーの供給時に強いストレスがトナーに与えられる。また、規制部材を抜けるときにも、強いストレスがトナーに与えられる。その結果、樹脂で形成されたトナーが劣化し易い。ここでいうトナーの劣化とは、トナー母体の周りに付着させている流動化粒子と呼ばれるシリカ、チタン等の添加剤のトナー樹脂内部への埋没である。添加剤がトナー樹脂内部に埋没する事で流動性が低下して現像ローラにトナーが付着しやすくなる。上述の複数回現像ローラへ供給された残留トナーは、極端に劣化が進んでおり、流動性が極端に低下している。上述のように、掻き取り部材により除去された残留トナーが、除去後直ぐに供給ローラに捉えられ、現像ローラ表面へ再供給される事態が発生すると、現像ローラへ何度も供給され、極端に劣化が進行したトナーと、一度も現像ローラへ供給されず、ほとんど劣化していない新規トナーとが存在し、トナーの劣化のばらつきが大きくなる。そして、現像ローラへ何度も供給され、早期に劣化したトナーが、新規トナーとともに現像ローラへ供給されると、この早期に劣化したトナーが現像ローラに付着し、早期にフィルミングが生じてしまう。 Since the supply roller is in contact with the developing roller through the toner, a strong stress is applied to the toner when the toner is supplied to the developing roller. In addition, a strong stress is applied to the toner when it leaves the regulating member. As a result, the toner formed of resin is likely to deteriorate. The term “deterioration of toner” as used herein refers to embedding an additive such as silica or titanium called fluidized particles adhering around the toner base in the toner resin. When the additive is buried in the toner resin, the fluidity is lowered, and the toner easily adheres to the developing roller. The residual toner supplied to the developing roller a plurality of times described above is extremely deteriorated and the fluidity is extremely lowered. As described above, when the residual toner removed by the scraping member is caught by the supply roller immediately after the removal and is re-supplied to the surface of the developing roller, the toner is supplied to the developing roller many times and extremely deteriorated. The toner that has progressed and the new toner that has never been supplied to the developing roller and hardly deteriorated exist, and the variation in the deterioration of the toner becomes large. When the toner that has been supplied to the developing roller many times and deteriorated at an early stage is supplied to the developing roller together with the new toner, the toner that has deteriorated at an early stage adheres to the developing roller and filming occurs at an early stage. .
特許文献２には、次のような現像装置が記載されている。すなわち、供給ローラにバイアスを印加し、現像ローラ表面上の残留トナーを静電的に供給ローラへ付着させて現像ローラ表面から除去し、供給ローラに付着した残留トナーをトナー剥離部材で剥離して、残留トナーをトナー収容部へ回収する現像装置である。トナー収容部へ回収された残留トナーは、トナー収容部内で、一度も現像ローラへ供給されていない新規トナーと混ざり合い、トナー収容部内の新規トナーと共に、再び供給ローラによって現像ローラへ搬送され、現像に供される。このように、現像ローラから除去された残留トナーをトナー収容部に回収することで、現像ローラから除去された残留トナーが、除去後直ぐに現像ローラ表面へ再供給されるのを抑制することができ、極端に劣化の早いトナーが生じるのを抑制することができる。その結果、トナーの劣化のばらつきを抑制することができる。
しかしながら、残留トナーは、帯電しているのに対し、トナー収容部内の一度も現像ローラへ供給されていない新規トナーは、ほとんど帯電してない。その結果、トナー収容部内には、帯電量の異なるトナーが存在することになり、供給ローラから現像ローラに供給されるトナーの帯電量が不均一となる。このため、現像領域へ搬送される現像ローラ上のトナーの帯電量も不均一となり、電位差に対する現像量の関係が、場所によって異なってしまい、濃度ムラやドット再現性が劣化してしまう。 However, while the residual toner is charged, the new toner that has never been supplied to the developing roller in the toner container is hardly charged. As a result, toners having different charge amounts exist in the toner container, and the charge amount of the toner supplied from the supply roller to the developing roller becomes non-uniform. For this reason, the charge amount of the toner on the developing roller transported to the developing region also becomes non-uniform, and the relationship of the developing amount with respect to the potential difference varies depending on the location, and density unevenness and dot reproducibility deteriorate.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、トナーの劣化のばらつきを抑制し、かつ、現像剤担持体上の現像剤の帯電量を均一にすることのできる現像装置および画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a developing device capable of suppressing variations in toner deterioration and making the charge amount of the developer on the developer carrying member uniform. And an image forming apparatus.
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する表面に一成分現像剤を担持し、潜像担持体上の潜像に一成分現像剤を供給して潜像を現像する現像剤担持体と、上記一成分現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部の一成分現像剤を上記現像剤担持体へ供給する供給手段と、現像領域通過後の上記現像剤担持体上の一成分現像剤を上記現像剤担持体表面から除去し、除去した現像剤を上記現像剤収容部へ回収する回収手段とを備えた現像装置において、上記現像領域通過後の現像剤を上記現像剤収容部へ回収される前に除電する除電手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤収容部を、上記現像剤担持体を有する現像部と別体で設け、該現像部と上記現像剤収容部とを、該現像剤収容部の現像剤を上記現像部へ搬送する供給搬送路と、上記現像部の現像剤を上記現像剤収容部へ搬送するための回収搬送路とで連結したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の現像装置において、上記回収手段は、現像領域通過後の上記現像剤担持体上の現像剤を上記現像剤担持体から除去する除去手段と、該除去手段により除去された現像剤を上記回収搬送路を介して上記現像剤収容部へ搬送する回収搬送手段とを備え、上記回収搬送手段として、粉体ポンプを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２または３の現像装置において、上記除電手段を、上記回収搬送路内に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像装置において、上記除電手段は、電極板と、該電極板と対向する対向電極板とを有し、上記電極板と上記対向電極との間に回収搬送内の現像剤の帯電極性と逆極性に偏奇した交流電圧を印加したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４の現像装置において、上記回収搬送路は、管形状であって、上記除電手段は、上記回収搬送路の中心部に設けられた金属線の電極と、該金属線の電極と対向し、上記回収搬送路の内壁に接触する金属メッシュ状の対向電極とを有し、上記金属線の電極との間に現像剤の帯電極性と逆極性に偏奇した交流電圧を印加したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５または６の現像装置において、上記電極間で、放電を発生させて、上記電極間に搬送されてきた現像剤を除電することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項２乃至７いずれかの現像装置において、上記供給手段は、上記現像剤収容部の現像剤を上記回収搬送路を介して上記現像剤担持体表面へ搬送する供給搬送手段を有し、該供給搬送手段として粉体ポンプを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項２乃至８いずれかの現像装置において、上記供給搬送路内に、現像剤に対して、電荷を付与する電荷付与手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の現像装置において、上記電荷付与手段は、電極板と、該電極板と対向する対向電極板とを有し、上記電極板と上記対向電極との間に現像剤帯電極性と同極性に偏奇した交流電圧を印加したことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項９の現像装置において、上記供給搬送路は、管形状であって、上記電荷付与手段は、上記供給搬送路の中心部に設けられた金属線と、該金属線の電極と対向し、上記供給搬送路の内壁に接触する金属メッシュ状の対向電極とを有し、上記金属線の電極との間に現像剤帯電極性と同極性に偏奇した交流電圧を印加したことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１０または１１の現像装置において、電極間で放電を発生させて、上記電極間に搬送されてきた現像剤に電荷を付与することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１乃至１２いずれかの現像装置において、上記現像剤として、該現像剤投影時の円形度が９０［％］以上の現像剤を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、上記現像手段として、請求項１乃至１３のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the developing device of the first aspect, the developer accommodating portion is provided separately from the developing portion having the developer carrying member, and the developing portion and the developer accommodating portion are provided. And a supply conveyance path for conveying the developer in the developer accommodating section to the developing section and a recovery conveyance path for conveying the developer in the developing section to the developer accommodating section. Is.
Further, the invention of claim 3 is the developing device according to
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to the second or third aspect, the charge eliminating means is provided in the recovery conveyance path.
According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to the fourth aspect, the charge eliminating means includes an electrode plate and a counter electrode plate facing the electrode plate, and the gap between the electrode plate and the counter electrode. Further, an AC voltage that is biased to a polarity opposite to the charging polarity of the developer in the collection conveyance is applied.
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to the fourth aspect, the collection conveyance path has a tube shape, and the charge eliminating means includes a metal wire electrode provided at a central portion of the collection conveyance path. A metal mesh-like counter electrode facing the metal wire electrode and in contact with the inner wall of the recovery conveyance path, and being biased to a polarity opposite to the charged polarity of the developer between the metal wire electrode An AC voltage is applied.
The invention of claim 7 is characterized in that, in the developing device of
According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the second to seventh aspects, the supply means conveys the developer in the developer accommodating portion to the surface of the developer carrying member via the recovery conveyance path. And a powder pump is used as the supply / conveyance means.
According to a ninth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the second to eighth aspects, a charge imparting unit that imparts a charge to the developer is provided in the supply conveyance path. It is.
According to a tenth aspect of the present invention, in the developing device according to the ninth aspect, the charge applying means includes an electrode plate and a counter electrode plate facing the electrode plate, and the electrode plate and the counter electrode In the meantime, an alternating voltage biased to the same polarity as the developer charging polarity is applied.
The invention according to claim 11 is the developing device according to claim 9, wherein the supply transport path is in a tube shape, and the charge applying means includes a metal wire provided in a central portion of the supply transport path, An AC voltage that has a metal mesh-like counter electrode that faces the electrode of the metal wire and contacts the inner wall of the supply conveyance path, and is biased to the same polarity as the developer charging polarity between the electrode of the metal wire Is applied.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the developing device according to the tenth or eleventh aspect of the present invention, a discharge is generated between the electrodes to give a charge to the developer conveyed between the electrodes. is there.
The invention according to claim 13 is characterized in that, in the developing device according to any one of
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus having a latent image carrier for carrying a latent image and a developing means for developing the latent image on the latent image carrier. The developing device according to any one of 13 to 13 is used.
本発明によれば、現像に用いられなかった現像剤を除電手段で除電してから現像収容部へ回収するので、現像剤収容部内の現像剤の帯電量が不均一になるのを抑制することができる。これにより、供給手段により現像剤担持体へ供給される現像剤の帯電量が不均一になるのを抑制することができ、濃度ムラやドット再現性の低下を抑制することができる。また、現像剤担持体表面から除去した現像剤を現像剤収容部に回収するので、現像剤担持体表面から除去した現像剤を現像剤収容部へ回収しないものに比べて、除去した現像剤が、除去後直ぐに現像剤担持体表面へ再供給されるのを抑制することができる。これにより、極端に早く劣化するトナーが発生するのを抑制することができ、フィルミングの発生を抑制することができる。 According to the present invention, the developer that has not been used for development is neutralized by the static eliminator and then collected in the developer accommodating portion, so that the charge amount of the developer in the developer accommodating portion is prevented from becoming uneven. Can do. As a result, it is possible to suppress unevenness in the charge amount of the developer supplied to the developer carrying member by the supply unit, and it is possible to suppress density unevenness and a decrease in dot reproducibility. Further, since the developer removed from the surface of the developer carrying member is collected in the developer accommodating portion, the removed developer is compared with the developer not collected in the developer accommodating portion. , It is possible to suppress re-supply to the surface of the developer carrying member immediately after the removal. As a result, it is possible to suppress the generation of toner that deteriorates extremely quickly, and to suppress the occurrence of filming.
［実施形態１］
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真式レーザプリンタ（以下「プリンタ」という。）及び該プリンタに用いる現像装置に適用した実施形態１について説明する。
まず、図１を用いて、実施形態１に係るプリンタの全体の概略構成について説明する。このプリンタは、潜像担持体としてのドラム状の感光体１の周辺に、感光体１の表面を一様帯電する帯電装置２、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線等を感光体１に照射する露光装置３、感光体１に形成された静電潜像に対し現像ローラ４８上の帯電トナーを付着させることでトナー像を形成する現像装置４、感光体１上に形成されたトナー像を転写材としての不図示の転写紙に転写する転写装置５、転写後に感光体１上に残ったトナーを除去するクリーニング装置６等が順に配設されている。
また、図示しない給紙トレイ等から転写紙を給紙・搬送する図示しない給紙搬送装置と、転写装置５で転写されたトナー像を転写紙に定着する図示しない定着装置とが備えられている。
[Embodiment 1]
A first embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic laser printer (hereinafter referred to as “printer”) as an image forming apparatus and a developing device used in the printer will be described below.
First, an overall schematic configuration of the printer according to the first embodiment will be described with reference to FIG. This printer irradiates the
In addition, a paper feeding / conveying device (not shown) that feeds and conveys transfer paper from a paper feeding tray (not shown) and a fixing device (not shown) that fixes the toner image transferred by the
上記構成のプリンタにおいて、矢印ａ方向に回転する感光体１の表面は、帯電装置２で一様帯電された後、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線が感光体軸方向にスキャンされて照射される。これにより、感光体１上に静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像領域において、現像装置４により帯電したトナーを付着させることで現像され、トナー像となる。本実施形態においては、ベタ部でトナー付着量が０．３［ｍｇ／ｃｍ２］でトナーの単位質量あたりの平均帯電量が−８［μＣ／ｇ］となっていた。一方、不図示の転写紙は図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、所定のタイミングで感光体１と転写装置５とが対向する転写部に送出・搬送される。そして転写装置５により、転写紙に感光体１上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体１上に形成されたトナー像が転写紙に転写される。次いで、転写紙は、感光体１から分離され、図示しない定着装置に送られ、定着装置でトナー像が定着された転写紙が出力される。転写装置５でトナー像が転写された後の感光体１の表面は、クリーニング装置６のクリーニングブレード６ａでクリーニングされ、感光体１上に残ったトナーが除去される。
In the printer having the above configuration, the surface of the
次に、現像装置４について詳しく説明する。この現像装置４は、一成分現像剤であるトナーを現像剤担持体としての現像ローラ４８で担持して、感光体１に対して現像を行う一成分現像方式の現像装置である。
現像装置４は、現像剤担持体たる現像ローラ４８、現像剤規制部材たる規制ブレード４９、回収ブレード５０などを備えた現像部４１と、現像部４１とは別体の一成分現像剤たるトナーを収容した現像剤収容部たるトナー収容部４２とを備えている。現像部４１とトナー収容部４２とは、トナー収容部４２内のトナーを現像部４１へ搬送する供給搬送路４６と、現像部４１のトナーをトナー収容部４３へ搬送するための回収搬送路４３とで連結されている。供給搬送路４６は、管形状の供給チューブ４６１により構成されており、回収搬送路４３は、管形状の回収チューブ４３１により構成されている。
Next, the developing device 4 will be described in detail. The developing device 4 is a one-component developing type developing device that carries toner on a
The developing device 4 includes a developing
規制ブレード４９は、現像ローラ４８の表面移動方向に対してトレーリング方向となるように当接しており、当接圧は、４〜５［ｇｆ／ｍｍ］程度に設定されている。規制ブレード４９は、トナーを介して現像ローラ４８に圧接させることにより、規制ブレード４９を通過するトナーを摩擦帯電させつつ、現像ローラ４８上のトナー層厚を規制している。
The
規制ブレード４９の現像ローラ４８の表面移動方向上流側近傍には、供給用エアーノズル５１が設けられており、この供給用エアーノズル５１に供給チューブ４６１が接続されている。トナー収容部４２内のトナーは、後述する供給搬送手段たる供給用粉体ポンプ４７により、供給チューブ４６１を通って、空気との混合気状態で供給用エアーノズル５１へ供給される。本実施形態においては、供給チューブ４６１、供給用エアーノズル５１、供給用粉体ポンプ４７で供給手段を構成している。
A
図２は、供給用エアーノズルの概略斜視図である。
図に示すように、供給用エアーノズル５１は、ティックコーポレーション株式会社製のマルチチャンネルジェットを用いており、不図示の供給チューブから供給された空気とトナーとの混合気が、現像ローラ４８の軸方向に並列に配置された複数の吐出孔から均一に吐出するようになっている。これにより、現像ローラ４８の表面に、軸方向に均一にトナーを供給することができる。
FIG. 2 is a schematic perspective view of the supply air nozzle.
As shown in the figure, the
また、図１に示すように、現像部４１の底部には、回収用エアーノズル５２が設けられており、この回収用エアーノズル５２に回収チューブ４３１が接続されている。現像に用いられなかった現像ローラ上のトナー（以下、このトナーを残留トナーという）は、除去手段たる回収ブレード５０によって現像ローラ４８から除去され、除去された残留トナーは、後述する回収搬送手段たる回収用粉体ポンプ４４によって回収用エアーノズル５２から吸引され、トナー収容部４２へ回収される。本実施形態においては、回収チューブ４３１、回収用粉体ポンプ４４、回収ブレード５０、回収用エアーノズル５２で回収手段を構成している。この回収用エアーノズル５２も供給用エアーノズル同様、ティックコーポレーション株式会社製のマルチチャンネルジェット（図２参照）を用いており、現像ローラ４８の軸方向に並列に配置された複数の吐出孔からトナーを吸引するようになっている。これにより、残留トナーを確実にトナー収容部４２へ回収することができ、トナー収容部４２へ回収されずに、現像部４１に残った残留トナーが、現像ローラ４８に付着するのを抑制することができる。
As shown in FIG. 1, a
また、回収搬送路４３には、後述する除電手段たる除電ユニット４５が設けられており、回収チューブ４３１内を吸引搬送されている残留トナーを除電している。そして、この除電ユニット４５によって除電された残留トナーは、トナー収容部４２へ回収される。
Further, the
図３は、トナー収容部４２の周辺の概略構成図である。
トナー収容部４２は、トナー収容ボトル４２３と、トナー移送部４２１とを有している。トナー収容ボトル４２３には、使用初期においては、１００〜１５０［ｇ］のトナーが収容されている。トナー収容ボトル４２３は、装置本体に対して着脱可能となっており、下部が、トナー移送部４２１に装着されている。トナー移送部４２１は、トナー攪拌手段たるアジテータ４２４、このアジテータ４２４の下部には、搬送スクリュ４２２がそれぞれ縦方向に沿って並列配置されている。アジテータ４２４は、トナー移送部４２１内のトナーを攪拌することによりトナーが凝集するのを防止してトナーのブロッキング現象の発生を抑制するために設けられている。また、トナー収容ボトル４２３の上面には、開口部が設けられており、この開口部に、トナー分離部４２５が取り付けられている。トナー分離部４２５には、回収チューブ４３１が接続されている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the periphery of the
The
図４は、供給用粉体ポンプ４７の概略構成図である。
図４に示すように、本実施形態の供給用粉体ポンプ４７は、従来公知の通称「モーノポンプ」と称されるものを用いた。
供給用粉体ポンプ４７は、ゴム材料等の弾性体からなり、内部に螺旋溝を有するステータ４７１と、ステータ４７１内に挿入され、搬送スクリュ４２２と同軸上に配置された螺旋形状のロータ４７２とを有しており、ステータ４７１とロータ４７２とは、ホルダー４７３内に設けられている。ホルダー４７３は、トナー移送部４２１の図中左側の側板に取り付けられている。また、ホルダー４７３には、トナー吐出通路４７３ａが設けられており、トナー吐出通路４７３ａに、供給チューブ４６１が接続されている。また、ホルダー４７３には、空気連通路４７３ｂが形成されており、この空気連通路４７３ｂには、コネクタ４７４を介してエアー供給管４７５が接続されている。また、ホルダー４７３の内周面とステータ４７１の外周面との間には、１［ｍｍ］程度の極小隙間が形成されており、その隙間によって、空気連通路４７３ｂと、トナー吐出通路４７３ａとが連通されている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the
As shown in FIG. 4, the
The
不図示の駆動手段によって、搬送スクリュ４２２とともにロータ４７２が回転すると、ロータ４７２の螺旋部がステータ４７１内の螺旋溝内で移動することにより吸引力が生じ、搬送スクリュ４２２によって搬送されてきたトナーを吸い込み、吸い込んだトナーをトナー吐出通路４７３ａへ送り出す。また、エアー供給管４７５を介して不図示のエアーポンプからトナー吐出通路４７３ａへエアーが供給され、そのエアーにより送り出すトナーの流動化が促進されて、供給チューブ４６１へトナーが空気との混合気状態で搬送される。モーノポンプは、ロータ４７２の回転角とトナー移送量とが比例関係にあるので、供給用粉体ポンプ４７として、モーノポンプを用いることで、定量のトナーを、現像部４１へ供給することができる。
When the
次に、除電ユニット４５について、説明する。
図５は、除電ユニット４５の概略構成図である。
図に示すように、除電ユニット４５は、回収チューブ内に残留トナー進行方向に対して平行に２枚の平行電極板４５ａ、４５ｂを有している。（以下、平行電極板４５ａを電極板といい、平行電極板４５ｂを対向電極板という）電極板４５ａと対向電極板４５ｂとのギャップは、０．５［ｍｍ］に設定されている。電極板４５ａと対向電極板４５ｂとには、電源４５ｃが接続されており、電極板４５ａと対向電極板４５ｂとの間にＶｐｐ＝３００［Ｖ］、周波数２［ＫＨｚ］の交流電圧、＋１００［Ｖ］の直流電圧が印加されている。これにより、電極間には、＋４００［Ｖ］、−２００［Ｖ］の交流電圧が印加されることになり、トナーの帯電極性（負極性）と逆極性に偏奇した交流電圧を印加される。
Next, the
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, the
交流電圧の周波数を、２［ＫＨｚ］と比較的低く設定しているので、回収用エアーノズル５２から吸引され、電極板４５ａと対向電極４５ｂと間に移動してきた負極性に帯電した残留トナーＴは、電極間を振動する。そして、残留トナーＴが電極に接触すると、除電効果が得られ、残留トナーＴの電荷が減少していき、残留トナーＴの帯電量がほぼ０となる。そうすると、電極間の電界により残留トナーＴを振動させる効果が減少し、後述する回収用粉体ポンプ４４の吸引力により、トナー収容部４２へ移動していく。その結果、帯電量がほぼ０の残留トナーＴが、トナー収容部４２へ搬送されることになる。
Since the frequency of the AC voltage is set to a relatively low value of 2 [KHz], the negatively charged residual toner T sucked from the
図６は、規制ブレード４９通過前のトナーの帯電量分布と、回収ブレード５０回収後の残留トナーの帯電分布と、除電ユニット４５通過後の残留トナーの帯電分布とを示したグラフである。図に示すように、除電ユニット４５によって残留トナーを除電することによって、規制ブレード４９通過前のトナーの帯電量分布に対して、若干マイナスに偏奇しているがほぼ０をピークとしたシャープな分布に戻っているのが確認できる。このように、本実施形態の現像装置４では、残留トナーを除電ユニット４５で除電しているので、トナー収容ボトル４２３内の残留トナーと、一度も現像ローラ４８へ供給されていない新規トナーとの帯電量が異なるのを抑制することができる。
FIG. 6 is a graph showing a toner charge amount distribution before passing through the
図７は、除電ユニット４５で除電を行わずに、トナー収容部４２へ回収していき、回収した残留トナーを、再度、現像ローラへ供給して、規制ブレード４９を通過させた後の残留トナー帯電分布と、除電ユニット４５で除電を行って、トナー収容部４２へ回収していき、回収した残留トナーを、再度、現像ローラ４８へ供給して、規制ブレード４９を通過させた後の残留トナー帯電分布とを示すグラフである。なお、図中破線で示すグラフは、除電ユニット４５で除電した後の残留トナーの帯電分布を示している。図に示すように、除電がなされず、再度規制ブレード４９で摩擦帯電した場合の帯電分布は、ブロードな分布となり、−０．６［ｆｃ／μｍ］より負側の高帯電領域と＋０．１［ｆｃ／μｍ］より正側の逆帯電領域の割合が増加している。一方、除電ユニット４５で除電を行うことで、規制ブレード４９通過後の帯電分布が比較的シャープな帯電量分布になっている。このように、シャープな帯電分布となることによって、１回使用した残留トナーのみを用いた現像であっても、電位差に対する現像量の関係が、ほぼ均一になり、画像品質が安定したものとなる。
FIG. 7 shows that the toner remaining in the
上記では、電極４５ａ，４５ｂに残留トナー接触させて除電しているが、電極間で、放電を発生させて、電極間に搬送されてきた残留トナーに正電荷を付与することで、残留トナーを除電してもよい。この場合、電極間のギャップが１［ｍｍ］とすると、Ｖｐｐ＝６００［Ｖ］の交流電圧、＋５０〜１００［Ｖ］の直流電圧を電極間に印加する。これにより、電極間に微弱な電流（これを暗電流という）が流れ、残留トナーに正電荷が付与され、除電される。また、印加する交流電圧は、６００［Ｖ］程度に抑えるのが好ましい。６００［Ｖ］を越えると、火花放電が発生して、１点で電流が流れるおそれがあり、電極間に搬送されてきた残留トナー群全体に電荷を付与することができず、良好に除電できないおそれがある。
In the above description, the residual toner is brought into contact with the
また、除電ユニット４５の構成は、図５に示した構成に限られない。
図８は、除電ユニットの変形例を示す概略構成図である。
図に示すように、この変形例の除電ユニット４５０は、回収チューブ４３１の中央に設けられた金属ワイヤからなるワイヤ電極４３２と、回収チューブ４３１の環壁に配設された金属繊維で編んだメッシュ状の管からなる対向電極４５１とを有している。金属ワイヤからなるワイヤ電極４３２は、絶縁性の保持部材４５２により回収チューブ４３１の中央に保持されている。残留トナーを電極間で振動させ、電極に残留トナー接触させて除電する場合は、上述と同様、Ｖｐｐ＝３００［Ｖ］、周波数２［ＫＨｚ］の交流電圧、＋１００［Ｖ］の直流電圧を電極間に印加する。一方、放電により除電する場合は、Ｖｐｐ＝６００［Ｖ］の交流電圧、＋５０〜１００［Ｖ］の直流電圧を電極間に印加する。なお、トナーへの電荷量付与に関して、ワイヤ電極４５２と対向電極４５１の間隔に対して依存性が有るため、ワイヤ電極４５２と対向電極４５３の間隔は２[ｍｍ］程度に設定するのがこのましい。
Moreover, the structure of the
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating a modification of the static elimination unit.
As shown in the figure, the
回収用粉体ポンプ４４は、供給用粉体ポンプ同様、モーノポンプでもよいし、トナー量を制御する必要がないので、ダイアフラムポンプを用いてもよい。
図９は、ダイアフラムポンプ４４０の概略構成図である。
図に示すように、ダイアフラムポンプ４４０は、ダイアフラム４４２、吸引孔４４１と排気孔４４６とを有する本体部４４５などを有している。ダイアフラム４４２と本体部４４５とで作動室４４３が形成されている。吸引孔４４１の作動室４４３側端部には、吸引弁４４４が揺動可能に取り付けられており、排気孔４４６の作動室４４３と反対側の端部には、排気弁４４７が揺動可能に取り付けられている。
ダイアフラム４４２の接続部４４２ａに不図示の駆動手段が接続されており、不図示の駆動手段により、ダイアフラム４４２を図中右側（本体部４４５側と反対側）へ引っ張ると、作動室４４３が負圧となる。すると、吸気弁４４４が開き、排気弁４４７が閉じて、吸引孔４４１から、残留トナーを空気とともに作動室４４３内へ吸引する。次に、ダイアフラム４４２を図中左側（本体部４４５側）へ移動すると、吸気弁４４４が閉じ、排気弁４４７が開いて、作動室４４３内に吸引された残留トナーが、排出される。このような動作を繰り返すことで、現像部４１内の残留トナーが空気ともに吸引され、図３に示すトナー分離部４２５へ排出される。トナー分離部４２５の上部には、フィルター４２５ａが設けられており、トナー分離部４２５へ排出された残留トナーと空気と混合気のうち、空気は、フィルター４２５ａを介して、外部へ排出され、残留トナーは、自重で、トナー収容ボトル４２３の上面の開口部からトナー収容ボトル４２３内のトナー上に落下する。このとき、残留トナーの帯電量は、ほぼ０であるので、トナー収容ボトルの内壁などに静電的に付着することなく、トナー収容ボトル４２３内のトナー上に落下する。
The
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, the
Driving means (not shown) is connected to the connecting
後述するが、トナー表面には、流動性向上剤が付着または固着されており、規制ブレード４９を通過するときに、上記流動性向上剤が少しずつ埋没していき、流動性が劣化していく。流動性が低下していくと、最終的には、現像ローラ表面へのフィルミングや規制ブレード４９にトナーが固着するという問題が発生する。回収ブレード５０で現像ローラ表面から除去した残留トナーをトナー収容部４２へ回収せずに、そのまま現像部４１に堆積させた場合、ある程度、残留トナーが、現像部４１に堆積した段階で、回収ブレード５０除去後直ぐに現像ローラ４８に再付着し、規制ブレード４９を通過する事態が発生するおそれがある。その結果、現像装置内に新規トナーとともに何度も規制ブレード４９を通過し、早期に極端に劣化したトナーが存在するようになり、早期にフィルミングが発生するおそれがある。
As will be described later, a fluidity improver adheres or adheres to the toner surface, and when the fluid passes through the
本実施形態においては、回収ブレード５０で現像ローラ表面から除去した残留トナーを現像部４１とは別体のトナー収容部４２へ回収しているので、この残留トナーが、除去後に直ぐに、現像ローラ表面に付着して、一度も使用されていない新規トナーとともに、現像に供されることがない。さらに、残留トナーは、トナー収容ボトル４２３の上面から落下させるので、トナー収容ボトル４２３内の新規トナー上に残留トナーが堆積していくことなる。トナー収容ボトル４２３には、攪拌部材などがないため、トナー収容ボトル４２３の新規トナーと残留トナーとが混ざることがない。その結果、新規トナーが現像にほぼ使用されてから、トナー収容ボトル４２３内の残留トナーが現像に使用される。そして、１回使用された残留トナーがほぼ使用された後に、２回使用された残留トナーが使用される。その結果、極端に使用回数の多いトナーが存在することがなくなり、早期にフィルミングが発生するのを抑制することができる。また、トナーの劣化が予測しやすくなり、トナーの交換時期を適切に把握することができる。よって、現像ローラ表面へのフィルミングや規制ブレード４９にトナーが固着するのを抑制することができる。
また、現像部４１とトナー収容部４２とを別体にしているので、トナー収容部へ回収した残留トナーが、振動などで現像部４１へ流出するのを抑制することができ、他のトナーよりも劣化が極端に進んだトナーが生じるのをより一層抑制することができる。
In the present embodiment, since the residual toner removed from the surface of the developing roller by the collecting
Further, since the developing
また、本実施形態においては、粉体ポンプを用いてトナーを供給しているので、スポンジなどからなる供給ローラで供給するものに比べて、トナーの劣化を抑制することができる。図１０は、供給ローラ４１２で現像ローラ４８表面にトナーを供給する様子を説明する図である。図に示すように、供給ローラ４１２で現像ローラ４８表面にトナーＴを供給する場合は、トナーＴを介して現像ローラ４８に擦るような態様で供給ローラ４１２を接触させることで、供給ローラ４１２が担持するトナーを、現像ローラ４８に付着させる。このように、トナーＴを介して現像ローラ４８に擦るような態様で供給ローラ４１２を接触させているので、現像ローラ４８へのトナーＴの供給時にトナーＴに強いストレスが与えられる。その結果、上述同様、トナーに付着している流動性向上剤が埋没してしまう。しかし、本実施形態においては、粉体ポンプを用いてトナーを現像ローラ表面に供給しているので、供給ローラ４１２で供給する場合に比べて、現像ローラ４８へのトナーＴの供給時にトナーＴに与えるストレスが少ない。よって、トナーの劣化を抑制することができる。また、モーノポンプとマルチチャンネルジェットとを用いて、現像ローラ表面にトナーを供給することによって、現像ローラ軸方向に均一に所定量のトナーを付着させることができる。これにより、規制ブレード４９により規制されるトナー量を少なくすることができ、規制ブレード４９の現像ローラ表面移動方向上流側の領域にトナーが滞留するのを抑制することができる。その結果、滞留トナーによるトナーのストレスを低減することができ、トナーの劣化を抑制することができる。
In the present embodiment, since the toner is supplied using a powder pump, the deterioration of the toner can be suppressed as compared with the case where the toner is supplied by a supply roller such as a sponge. FIG. 10 is a diagram for explaining how toner is supplied to the surface of the developing
さらに、残留トナーのトナー収容部４２への搬送も、粉体ポンプを用いて行っているので、搬送スクリュウを用いてトナー収容部４２へ残留トナーを搬送するものに比べて、トナーの劣化を抑制することができる。
Furthermore, since the residual toner is transported to the
次に、現像ローラ４８について説明する。
本実施形態のプリンタ１００ではアルミ素管をベースとした剛体のドラム状の感光体１を用いているので、現像装置４の現像ローラ４８は、可撓性を有する事が必要になる。そのため、ゴム材料などが良好で、硬度は１０〜７０［°］（ＪＩＳ−Ａ）の範囲が良好である。また、現像ローラ４８の直径は１０〜３０［ｍｍ］が好適である。本実施形態の現像装置４ではでは直径１６［ｍｍ］のものを用いた。また、現像ローラ４８の表面は適宜あらして粗さＲｚ（十点平均粗さ）を１〜４［μｍ］とした。この表面粗さＲｚの範囲は、トナーの体積平均粒径に対して１３〜８０［％］となり、現像ローラ４８の表面に埋没することなくトナーが搬送される範囲である。ここで、現像ローラ４８のゴム材料として使用できるものとしてシリコン、ブタジエン、ＮＢＲ、ヒドリン、ＥＰＤＭ等を挙げることができる。また現像ローラ４８の硬度を下げるために、金属薄板を使用した無端状ベルト等も使用可能である。
Next, the developing
Since the
現像ローラ４８の表層コート材料は、シリコン、アクリル、ポリウレタン等の樹脂、ゴムを含有する材料を挙げることができる。また別の材料としては、フッ素を含有する材料を挙げることができる。フッ素を含んだいわゆるテフロン（登録商標）系材料は表面エネルギーが低く、離型性が優れるため、経時における現像剤フィルミングが発生しにくい。また、上記表層コート材料に用いることができる一般的な樹脂材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）等を挙げることができる。これに導電性を得るために適宜カ−ボンブラック等の導電性材料を含有させることが多い。更にトナーＴが均一に現像ローラ４８に付着するように、他の樹脂を混ぜ合わせることもある。電気抵抗に関してはコート層を含めてバルクの体積抵抗率を設定するもので、１０２〜１０６［Ω・ｃｍ］に設定できるようにベース層の抵抗と調整を行う。本実施形態で使用する現像ローラ４８のベース層の体積抵抗率は１０１〜１０５［Ω・ｃｍ］なので、表層の体積抵抗率は少し高めに設定することがある。
Examples of the surface layer coating material of the developing
本実施形態の現像装置４に用いるトナーは、高画質画像を実現するために、トナーの平均粒径が４〜８［μｍ］であることが必要である。このトナーの重量平均粒径は３〜８［μｍ］であり、さらに好ましくは４〜７［μｍ］である。重量平均粒径３［μｍ］未満では長期間の使用でのトナー飛散による機内の汚れ、低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題が生じやすい。また重量平均粒径が８［μｍ］を超える場合では１００［μｍ］以下の微小スポットの解像度が充分でなく非画像部への飛び散りも多く画像品位が劣る傾向となる。 The toner used in the developing device 4 of the present embodiment needs to have an average particle diameter of 4 to 8 [μm] in order to realize a high quality image. The toner has a weight average particle diameter of 3 to 8 [μm], more preferably 4 to 7 [μm]. If the weight average particle size is less than 3 [μm], problems such as contamination in the machine due to toner scattering during long-term use, image density reduction in a low-humidity environment, and poor photoreceptor cleaning are likely to occur. When the weight average particle size exceeds 8 [μm], the resolution of fine spots of 100 [μm] or less is not sufficient, and the image quality tends to be inferior due to many scattering to non-image areas.
ここで、トナーの詳細を以下に示す。本実施形態のトナーは、樹脂に顔料を混合したものであり、その周りに無機微粒子等の流動性向上剤を添加することで流動性を高めている。 Here, details of the toner are shown below. The toner of this embodiment is obtained by mixing a pigment with a resin, and the fluidity is enhanced by adding a fluidity improver such as inorganic fine particles around the toner.
本実施形態のトナーで用いる樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等が挙げられる。 As the resin used in the toner of the present embodiment, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene acrylic resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, polyethylene resin, Examples thereof include a silicon resin, a butyral resin, a terpene resin, and a polyol resin.
上記ポリエステル樹脂としては以下のＡ群に示したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
Ａ群：エチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４ブテンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等。
Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
Ｃ群：グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の３価以上のカルボン酸等。ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。
The polyester resin is composed of a divalent alcohol as shown in the following group A and a dibasic acid salt as shown in the group B, and further a trivalent or higher alcohol as shown in the group C. Alternatively, carboxylic acid may be added as a third component.
Group A: ethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4 butanediol, neopentyl glycol, 1,4 butenediol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane Bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylene (2,2) -2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3,3) -2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2,0) -2,2′-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane and the like.
Group B: maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, linolenic acid, or These acid anhydrides or esters of lower alcohols.
Group C: Trivalent or higher alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol, and trivalent or higher carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid. As the polyol resin, an alkylene oxide adduct of an epoxy resin and a dihydric phenol, or a compound having one active hydrogen in the molecule that reacts with the glycidyl ether and the epoxy group, and an active hydrogen that reacts with the epoxy resin in the molecule. There are those obtained by reacting two or more compounds.
また、上記ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等がある。 Examples of the vinyl resin include homopolymers of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and substituted products thereof: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene- Vinyl toluene copolymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, Styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinylmethyl Ether copolymer, styrene-vinyl Tyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester Styrene copolymers such as copolymers: polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and the like.
トナーの樹脂としては、結晶性ポリエステルを用いても良い。結晶性を有し、分子量分布がシャープでかつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルである。この樹脂はガラス転移温度（Ｔｇ）において結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現する。この結晶性ポリエステル樹脂の使用により、樹脂のＴｇや分子量を下げ過ぎることなくトナーの低温定着化を達成することができる。そのため、Ｔｇ低下に伴う保存性の低下はない。また、低分子量化に伴う高すぎる光沢や耐オフセット性の悪化もない。したがってこの結晶性ポリエステル樹脂の導入は、トナーの低温定着性の向上に非常に有効である。 Crystalline polyester may be used as the toner resin. It is an aliphatic polyester having crystallinity, having a sharp molecular weight distribution, and increasing the absolute amount of its low molecular weight as much as possible. This resin undergoes a crystal transition at the glass transition temperature (Tg), and at the same time, the melt viscosity suddenly decreases from the solid state and exhibits a fixing function to paper. By using this crystalline polyester resin, it is possible to achieve low-temperature fixing of the toner without excessively reducing the Tg and molecular weight of the resin. Therefore, there is no decrease in storage stability associated with a decrease in Tg. Also, there is no excessively high gloss and offset resistance deterioration due to the low molecular weight. Therefore, the introduction of the crystalline polyester resin is very effective for improving the low-temperature fixability of the toner.
本実施形態のトナーで用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキが挙げられる。
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂが挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等がある。
As the pigment used in the toner of the present embodiment, the following are used.
Examples of black pigments include azine dyes such as carbon black, oil furnace black, channel black, lamp black, acetylene black, and aniline black, metal salt azo dyes, metal oxides, and composite metal oxides.
Examples of yellow pigments include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel yellow, navel yellow, naphthol yellow S, hansa yellow G, hansa yellow 10G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, and tartrazine lake. .
Examples of the orange pigment include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
Examples of red pigments include Bengala, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Resol Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B.
Examples of purple pigments include fast violet B and methyl violet lake.
Examples of blue pigments include cobalt blue, alkali blue, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, fast sky blue, and indanthrene blue BC.
Examples of green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, and malachite green lake.
これらは１種または２種以上を使用することができる。特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本実施形態で用いるトナーでは水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。 These can use 1 type (s) or 2 or more types. Especially for color toners, uniform dispersion of good pigments is essential. Instead of putting pigments directly into a large amount of resin, a master batch in which pigments are once dispersed at a high concentration is prepared and diluted. The method of throwing in is used. In this case, a solvent is generally used to help dispersibility. However, there is a problem of environment and the like, and the toner used in this embodiment is dispersed using water. When water is used, temperature control is important so that residual moisture in the masterbatch does not become a problem.
本実施形態で用いるトナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０［℃］であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラ温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。 A release agent can be internally added to the toner used in the exemplary embodiment to prevent offset during fixing. Release agents include natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax and rice wax, montan wax and derivatives thereof, paraffin wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, sazol wax, low molecular weight polyethylene, and low molecular weight polypropylene. And alkyl phosphate esters. The melting point of these release agents is preferably 65 to 90 [° C.]. When the temperature is lower than this range, blocking during storage of the toner is likely to occur, and when the temperature is higher than this range, an offset is likely to occur in a region where the fixing roller temperature is low.
また、トナーには離型剤等の分散性を向上させるなどの目的の為に、添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を２種以上混合した物でも良い。 In addition, an additive may be added to the toner for the purpose of improving the dispersibility of a release agent or the like. Additives include styrene acrylic resin, polyethylene resin, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, butyral resin, terpene resin, There is a polyol resin or the like, and a mixture of two or more of these resins may be used.
また、本実施形態で用いるトナーは流動性向上剤として無機微粉体をトナー表面に付着または固着させる。この無機微粉体の平均粒径は１０〜２００［ｎｍ］が適している。１０［ｎｍ］より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００［ｎｍ］より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
上記無機微粉体としてはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
In the toner used in the exemplary embodiment, an inorganic fine powder is attached or fixed to the toner surface as a fluidity improver. The average particle size of the inorganic fine powder is suitably 10 to 200 [nm]. When the particle size is smaller than 10 [nm], it is difficult to create an uneven surface having an effect on fluidity, and when the particle size is larger than 200 [nm], the powder shape becomes rough, which is a problem of toner shape. Occurs.
As the inorganic fine powder, oxidation of Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, Zr, etc. And composite oxides. Of these, fine particles of silicon dioxide (silica), titanium dioxide (titania), and alumina are preferably used. Furthermore, it is effective to perform a surface modification treatment with a hydrophobizing agent or the like. Typical examples of the hydrophobizing agent include the following.
Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, hexaphenyldisilazane, hexatolyldisilazane, etc.
無機微粉体はトナーに対して０．１〜２［重量％］使用されるのが好ましい。０．１［重量％］未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２［重量％］を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は１０〜２００［ｎｍ］の小さい粒径のものが最適である。１０［ｎｍ］より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００［ｎｍ］より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
The inorganic fine powder is preferably used in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the toner. If it is less than 0.1 [wt%], the effect of improving toner aggregation is poor, and if it exceeds 2 [wt%], there are problems such as toner scattering between fine wires, contamination in the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor. It tends to occur.
In addition, a charge control agent may be attached or fixed to the surface of at least a powder composed of a resin and a pigment so that the powder surface shape has a small period and a large period. The average particle size is optimally as small as 10 to 200 [nm]. When the particle size is smaller than 10 [nm], it is difficult to create an uneven surface having an effect on fluidity, and when the particle size is larger than 200 [nm], the powder shape becomes rough, which is a problem of toner shape. Occurs.
また、本実施形態で用いるトナーには、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤；あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。 In addition, the toner used in the exemplary embodiment may further contain other additives, for example, a lubricant powder such as a Teflon powder, a zinc stearate powder, a polyvinylidene fluoride powder, or a cerium oxide powder within a range that does not substantially adversely affect the toner. Abrasives such as silicon carbide powder and strontium titanate powder; or a conductivity imparting agent such as carbon black powder, zinc oxide powder and tin oxide powder can be used in small amounts as a developability improver.
また、本実施形態のトナーとしては、投影時の円形度が９０［％］以上のトナーを用いるのが好ましい。円形度が９０［％］以上のトナーを用いることで、流動性向上剤の被覆率が向上し、良好な流動性を得られやすくなり、粉体ポンプにより、良好に搬送することができる。なお、ここでいう「円形度」は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製、商品名）により計測した平均円形度である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］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０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料（トナー）を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度が３０００〜１［万個／μｌ］となるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。そして、この測定結果に基づき、実際のトナー投影形状の外周長をＣ１、その投影面積をＳとし、この投影面積Ｓと同じ真円の外周長をＣ２としたときのＣ２／Ｃ１×１００［％］を求め、その平均値を円形度とした。 Further, as the toner of the present embodiment, it is preferable to use a toner having a circularity of 90% or more during projection. By using a toner having a circularity of 90% or more, the coverage of the fluidity improver is improved, and good fluidity can be easily obtained, and the toner can be transported satisfactorily by a powder pump. The “circularity” referred to here is an average circularity measured by a flow type particle image analyzer FPIA-2000 (trade name, manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). Specifically, in 100 to 150 [ml] of water from which impure solids have been removed in advance in a container, 0.1 to 0.5 [ml] of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant, Further, about 0.1 to 0.5 [g] of a measurement sample (toner) is added. Thereafter, the suspension in which the toner is dispersed is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes so that the concentration of the dispersion becomes 3000 to 1 [10,000 / μl]. To measure the shape and distribution of the toner. Based on this measurement result, C2 / C1 × 100 [%] where C1 is the outer peripheral length of the actual toner projection shape, S is the projected area, and C2 is the outer peripheral length of the same circle as the projected area S. ] And the average value was defined as the circularity.
［実施形態２］
次に、上記実施形態１の場合と同様に、本発明を画像形成装置であるプリンタに適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。なお、本実施形態２のプリンタは、基本的には実施形態１と同様の構成を備えている。そのため、基本的な構成は実施形態１と同じなので説明を省略する。
[Embodiment 2]
Next, as in the case of the first embodiment, another embodiment in which the present invention is applied to a printer as an image forming apparatus (hereinafter, this embodiment is referred to as “second embodiment”) will be described. Note that the printer of the second embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment. For this reason, the basic configuration is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
図１１は、実施形態２に係るプリンタの概略構成図である。
図に示すように、実施形態２のプリンタにおいては、供給搬送路４６に電荷付与手段たる電荷付与ユニット５３を設けて、現像ローラ４８表面へ供給するトナーに対して、電荷を付与して、帯電させる。
電荷付与ユニット５３は、図５や、図８に示した除電ユニットと同様な構成である。そして、電極間にＶｐｐ＝６００［Ｖ］の交流電圧、−５０〜１００［Ｖ］の直流電圧を電極間に印加して、電極間に微弱な電流（暗電流）を流し、トナーに負電荷を付与し、トナーを帯電させる。また、帯電したトナーが電極間の電界により、電極間に滞留しないように、供給用粉体ポンプ４７による搬送力を電界の拘束力よりも高く設定する。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a printer according to the second embodiment.
As shown in the figure, in the printer according to the second embodiment, a
The
図１２は、電極間に流れる電流と、トナー帯電分布との関係を示す図である。図に示すように、電極間に印加する電圧を変更して流れる電流量を変化させる事でトナーに付与する電荷付与量を調整可能である。 FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the current flowing between the electrodes and the toner charge distribution. As shown in the figure, the amount of charge applied to the toner can be adjusted by changing the amount of current flowing by changing the voltage applied between the electrodes.
この実施形態２においては、電荷付与ユニット５３で、トナーに電荷を付与することで、トナーを帯電させているので、規制ブレード４９でトナーを摩擦帯電させる必要がない。よって、規制ブレード４９の現像ローラ４８表面に対する当接圧を実施形態１よりも弱めることができ、トナーへかかるストレスを実施形態１のプリンタに比べて減らすことができる。
In the second embodiment, since the toner is charged by applying the charge to the toner by the
図１３は、経時における現像剤の添加剤埋没ランクを本実施形態２のプリンタと従来のプリンタ（供給ローラで現像ローラ表面にトナーを供給し、供給ローラと規制ブレードとで摩擦帯電を行う構成の現像装置を備えたプリンタ）とで比較を行ったグラフである。図１３に示すように、実施形態２のプリンタでは１００［ｋ枚］でも添加剤埋没ランクは４を維持しているのに対して現行のものでは２０［ｋ枚］でランク３になり、４０［ｋ枚］ではランク１となった。
なお、図１３に示す添加剤埋没ランクの各ランクの評価基準は以下のとおりである。
ランク１：全ての外添剤が埋没して表面に残存していない状態。
ランク２：ほとんどの外添剤がトナーに埋没して表面に残存していない状態。
ランク３：ほとんどの外添剤がトナーに埋没しているが、トナー表面には残存している状態。
ランク４：一部の外添剤が埋没した状態。
ランク５：外添剤が埋没していない状態。
FIG. 13 shows the level of developer burying of developer over time in the printer of the second embodiment and a conventional printer (toner is supplied to the surface of the developing roller by the supply roller, and friction charging is performed by the supply roller and the regulating blade. It is a graph compared with a printer equipped with a developing device. As shown in FIG. 13, in the printer of the second embodiment, the additive buried rank is maintained at 4 even with 100 [k sheets], whereas in the current printer, the rank is 3 with 20 [k sheets]. [K] was ranked 1st.
In addition, the evaluation criteria of each rank of the additive buried rank shown in FIG. 13 are as follows.
Rank 1: All external additives are buried and not left on the surface.
Rank 2: Most external additives are buried in the toner and do not remain on the surface.
Rank 3: Most external additives are buried in the toner, but remain on the toner surface.
Rank 4: A state in which some external additives are buried.
Rank 5: The external additive is not buried.
実施形態２のように、現像ローラ４８へトナーの供給及びトナーへの電荷付与を従来の摩擦帯電を利用せずに、放電によるイオンシャワーを利用することによって、トナーに機械的なストレスを与える事無く、画像形成を行えるため、経時でもトナーの劣化を防止することができ、画像品質を維持することができる。
As in the second exemplary embodiment, the toner is mechanically stressed by supplying the toner to the developing
上述したように、実施形態１及び実施形態２として、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明した。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすとは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
また、本発明に係る現像方法は、接触または非接触現像方式に使用する一成分現像方法を用いる。接触または非接触現像方式は色々な公知のものが使用される。例えば、アルミスリーブを用いた接触現像法、導電性ゴムベルトを用いた接触現像法、アルミ素管の表面にカーボンブラック、金属フィラー等を含む導電性樹脂層を形成した現像スリーブを用いる非接触現像法等がある。
As described above, as the first embodiment and the second embodiment, the best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
The developing method according to the present invention uses a one-component developing method used in a contact or non-contact developing method. As the contact or non-contact development method, various known methods are used. For example, contact development using an aluminum sleeve, contact development using a conductive rubber belt, non-contact development using a development sleeve in which a conductive resin layer containing carbon black, metal filler, etc. is formed on the surface of an aluminum tube. Etc.
また、上述では、回収ブレード５０によって現像ローラ４８から残留トナーを除去しているが、これに限られない。現像領域よりも現像ローラ表面移動方向下流側で、トナー供給位置よりも現像ローラ表面移動方向上流側に、現像ローラ上の残留トナーを除電する除電手段を配置し、除電手段で現像ローラ上の残留トナーを除電して、現像ローラと残留トナーとの静電的な付着力を弱め、その後、現像ローラ表面に付着した残留トナーを回収用粉体ポンプの吸引力により、現像ローラ表面から残留トナーを除去してもよい。この除電手段で、残留トナーの帯電量をほぼ０にしてもよいし、残留トナーの帯電量を下げる程度もよい。この除電手段で、残留トナーの帯電量をほぼ０にする場合は、回収搬送路内に除電ユニット４５を設けなくてもよい。
Further, in the above description, the residual toner is removed from the developing
以上、本実施形態の現像装置によれば、表面移動する表面に一成分現像剤たるトナーを担持し、潜像担持体たる感光体１上の潜像にトナーを供給して潜像を現像する現像剤担持体たる現像ローラ４８と、トナーを収容する現像剤収容部たるトナー収容部４２と、トナー収容部４２の一成分現像剤を上記現像ローラへ供給する供給手段（供給用粉体ポンプ４７、供給用エアーノズル５１、供給チューブ４６１などで構成されたもの）と、現像後の上記現像ローラ上のトナーを上記現像ローラ体表面から除去し、除去したトナーを上記トナー収容部４２へ回収する回収手段（回収用エアーノズル５２、回収ブレード５０、回収用粉体ポンプ４４、回収チューブ４３１などで構成されたもの）を備えている。そして、上記現像ローラ表面から除去されたトナーを上記トナー収容部へ回収される前に除電する除電手段たる除電ユニット４５を備えている。
除電ユニット４５で残留トナーを除電してからトナー収容部へ残留トナーが回収されるので、トナー収容部内のトナーの帯電量が不均一になるのを抑制することができる。これにより、供給ローラへ供給されるトナーの帯電量が不均一になるのを抑制することができ、濃度ムラやドット再現性の低下を抑制することができる。また、現像ローラ表面から除去した現像後のトナーである残留トナーをトナー収容部に回収するので、現像ローラ表面から除去した残留トナーをトナー収容部へ回収しないものに比べて、除去したトナーが、除去後直ぐに現像ローラ表面へ再供給されるのを抑制することができる。これにより、極端に早く劣化するトナーが発生するのを抑制することができ、早期のフィルミング発生、トナーの凝集を抑制することができる。
As described above, according to the developing device of the present embodiment, the toner that is a one-component developer is carried on the surface that moves and the toner is supplied to the latent image on the
Since the residual toner is collected in the toner storage unit after the residual toner is neutralized by the
また、現像ローラを有する現像部を、上記トナー収容部と別体で設け、現像部４１とトナー収容部とを、トナー収容部の現像剤を上記現像部へ搬送する供給搬送路と、上記現像部の現像剤を上記現像剤収容部へ搬送するための回収搬送路とで連結した。これにより、現像ローラの周辺にトナーが存在するのを抑制することができ、供給手段により供給されたトナー以外の、トナーが現像領域へ搬送されるのを抑制することができる。その結果、現像装置内のトナー劣化のばらつきを抑制することができる。
Further, a developing unit having a developing roller is provided separately from the toner storage unit, the
また、除去手段たる回収ブレード５０により除去されたトナーを上記回収搬送路４３を介して上記トナー収容部へ搬送する回収搬送手段として粉体ポンプを用いた。これにより、搬送スクリュを用いて、除去した残留トナーをトナー収容部へ搬送するものに比べて、回収搬送時のトナーに与えるストレスを低減することができる。これにより、トナーの劣化を抑制することができ、経時にわたりフィルミングを抑制することができる。
In addition, a powder pump was used as a collection and conveyance unit that conveys the toner removed by the
また、除電ユニットを回収搬送路に設けたことで、トナー収容部へ搬送中の残留トナーに対して、除電を行うことができる。 In addition, by providing the charge removal unit in the collection conveyance path, it is possible to remove the charge from the residual toner being conveyed to the toner storage unit.
また、除電ユニットは、電極板と対向電極との間に回収搬送内の残留トナーの帯電極性と逆極性に偏奇した交流電圧を印加することによって、残留トナーが、電極間の電界により、電極間を振動する。これにより、電極板または対向電極と接触して、残留トナーを除電することができる。そして、残留トナーの帯電量がほぼ０になったら、電界の影響よりも粉体ポンプの吸引力が勝って、トナー収容部へ搬送される。このように、残留トナーの帯電量を除電ユニットでほぼ０にすることができる。
また、電極を板とすることによって、除電ユニットを簡単な構成にすることができる。
In addition, the static elimination unit applies an AC voltage that is biased to the opposite polarity to the charging polarity of the residual toner in the collection transport between the electrode plate and the counter electrode, so that the residual toner is caused to flow between the electrodes due to the electric field between the electrodes. Vibrate. As a result, the residual toner can be removed by contact with the electrode plate or the counter electrode. When the charge amount of the residual toner becomes almost zero, the suction force of the powder pump prevails over the influence of the electric field and is conveyed to the toner storage unit. In this way, the charge amount of the residual toner can be made almost zero by the static elimination unit.
Moreover, the static elimination unit can be made a simple structure by using the electrode as a plate.
また、除電ユニット４５は、回収搬送路の中心部に設けられた金属線の電極と、該金属線の電極と対向し、上記回収搬送路の内壁に接触する金属メッシュ状の対向電極とで構成することによって、除電ユニット４５の電極形成部分をフレキシブルチューブ構造となり、スペースの余裕が無いところでも除電ユニット４５の電極部分を設けることができ、装置のコンパクト化などを図ることができる。
Further, the
また、電極間で、放電を発生させて、上記電極間に搬送されてきた残留トナーを除電してもよい。放電を発生させることにより、電極に接触していない残留トナーに対しても電荷を付与することができ、除電ユニットで残留トナーをすばやく除電することができる。 Further, the residual toner that has been conveyed between the electrodes may be discharged by generating a discharge between the electrodes. By generating discharge, electric charge can be applied to the residual toner that is not in contact with the electrode, and the residual toner can be quickly discharged by the discharging unit.
また、上記回収搬送路を介して上記現像ローラ表面へ搬送する供給搬送手段として、粉体ポンプを用いることによって、搬送スクリュを用いて、トナー収容部のトナーを現像ローラへ搬送するものに比べて、供給搬送時のトナーに与えるストレスを低減することができる。これにより、トナーの劣化を抑制することができ、経時にわたりフィルミングを抑制することができる。 Further, as a supply transport means for transporting to the surface of the developing roller through the recovery transport path, a powder pump is used, so that the toner in the toner storage portion is transported to the developing roller using a transport screw. Further, it is possible to reduce the stress applied to the toner during supply and conveyance. Thereby, deterioration of the toner can be suppressed, and filming can be suppressed over time.
また、上記供給搬送路内に、トナーに対して、電荷を付与する電荷付与手段たる電荷付与ユニットを設けることで、トナーを帯電させることができる。これにより、トナーを摩擦帯電させる場合に比べて、トナーにかかるストレスを低減することができ、トナーの劣化を抑制することができる。また、供給搬送路内に設けることによって、現像部に設けた場合に比べて、現像部を小型化することができる。 In addition, the toner can be charged by providing a charge applying unit as a charge applying unit for applying charge to the toner in the supply conveyance path. Thereby, compared with the case where the toner is triboelectrically charged, the stress applied to the toner can be reduced and the deterioration of the toner can be suppressed. Moreover, by providing in a supply conveyance path, a developing part can be reduced in size compared with the case where it provides in a developing part.
また、電荷付与ユニットを、電極板と、該電極板と対向する対向電極板とで構成することによって、簡単な構成で、トナーに電荷を付与することができる。 Further, by configuring the charge applying unit with an electrode plate and a counter electrode plate facing the electrode plate, it is possible to apply charge to the toner with a simple configuration.
また、電荷付与ユニットを、回収搬送路の中心部に設けられた金属線の電極と、該金属線の電極と対向し、上記回収搬送路の内壁に接触する金属メッシュ状の対向電極とで構成することによって、電荷付与ユニット５３の電極形成部分をフレキシブルチューブ構造となり、スペースの余裕が無いところでも電荷付与ユニットの電極部分を設けることができ、装置のコンパクト化などを図ることができる。
The charge applying unit includes a metal wire electrode provided in a central portion of the recovery conveyance path, and a metal mesh-like counter electrode that faces the metal line electrode and contacts the inner wall of the recovery conveyance path. By doing so, the electrode forming portion of the
また、電極間で放電を発生させて、上記電極間に搬送されてきたトナーに電荷を付与することで、トナーに機械的なストレスを与えず、電荷を付与することができる。 Further, by generating a discharge between the electrodes and applying a charge to the toner conveyed between the electrodes, the charge can be applied without applying mechanical stress to the toner.
また、トナー投影時の円形度が９０［％］以上のトナーを用いることによって、流動性向上剤の被覆率が向上し、良好な流動性を得られやすくなり、粉体ポンプにより、良好に搬送することができる。 In addition, the use of toner having a circularity of 90% or more when projecting toner improves the coverage of the fluidity improver and makes it easy to obtain good fluidity. can do.
１：感光体
４：現像装置
４１：現像部
４２：トナー収容部
４３：回収搬送路
４４：回収用粉体ポンプ
４５：除電ユニット
４６：供給搬送路
４７：供給用粉体ポンプ
４８：現像ローラ
４９：規制ブレード
５０：回収ブレード
５１：供給用エアーノズル
５２：回収用エアーノズル
５３：電荷付与ユニット
４１２：供給ローラ
４２１：トナー移送部
４２２：搬送スクリュ
４２３：トナー収容ボトル
４２４：アジテータ
４３１：回収チューブ
４６１：供給チューブ
４７１ ステータ
1: Photoreceptor 4: Developing device 41: Developing unit 42: Toner storage unit 43: Collection conveyance path 44: Collection powder pump 45: Static elimination unit 46: Supply conveyance path 47: Supply powder pump 48: Development roller 49 : Regulating blade 50: collection blade 51: supply air nozzle 52: collection air nozzle 53: charge application unit 412: supply roller 421: toner transfer unit 422: transport screw 423: toner storage bottle 424: agitator 431: collection tube 461 :
Claims (14)
上記一成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
該現像剤収容部の一成分現像剤を上記現像剤担持体へ供給する供給手段と、
現像領域通過後の上記現像剤担持体上の一成分現像剤を上記現像剤担持体表面から除去し、除去した現像剤を上記現像剤収容部へ回収する回収手段とを備えた現像装置において、
上記現像領域通過後の現像剤を上記現像剤収容部へ回収される前に除電する除電手段を備えたことを特徴とする現像装置。 A developer carrying member for carrying a one-component developer on a surface that moves and supplying the one-component developer to the latent image on the latent image carrier to develop the latent image;
A developer accommodating portion for accommodating the one-component developer;
Supply means for supplying the one-component developer to the developer carrier to the developer container;
In a developing apparatus comprising a recovery unit that removes the one-component developer on the developer carrier after passing through the development region from the surface of the developer carrier and collects the removed developer in the developer container.
A developing device, comprising: a discharging unit that discharges the developer after passing through the developing region before being collected into the developer container.
上記現像剤収容部を、上記現像剤担持体を有する現像部と別体で設け、
該現像部と上記現像剤収容部とを、該現像剤収容部の現像剤を上記現像部へ搬送する供給搬送路と、上記現像部の現像剤を上記現像剤収容部へ搬送するための回収搬送路とで連結したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1.
The developer container is provided separately from the developer having the developer carrier,
The developing unit and the developer accommodating unit, a supply conveying path for conveying the developer in the developer accommodating unit to the developing unit, and a recovery for conveying the developer in the developing unit to the developer accommodating unit A developing device connected with a conveyance path.
上記回収手段は、現像領域通過後の上記現像剤担持体上の現像剤を上記現像剤担持体から除去する除去手段と、該除去手段により除去された現像剤を上記回収搬送路を介して上記現像剤収容部へ搬送する回収搬送手段とを備え、
上記回収搬送手段として、粉体ポンプを用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2.
The recovery means includes a removal means for removing the developer on the developer carrier after passing through the development area from the developer carrier, and the developer removed by the removal means via the recovery conveyance path. A recovery transporting means for transporting to the developer container,
A developing apparatus using a powder pump as the collecting and conveying means.
上記除電手段を、上記回収搬送路内に設けたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2 or 3,
A developing device characterized in that the charge eliminating means is provided in the collection conveyance path.
上記除電手段は、電極板と、該電極板と対向する対向電極板とを有し、
上記電極板と上記対向電極との間に回収搬送内の現像剤の帯電極性と逆極性に偏奇した交流電圧を印加したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4.
The static elimination means has an electrode plate and a counter electrode plate facing the electrode plate,
A developing device, wherein an alternating voltage biased to a polarity opposite to the charged polarity of the developer in the collection transport is applied between the electrode plate and the counter electrode.
上記回収搬送路は、管形状であって、
上記除電手段は、上記回収搬送路の中心部に設けられた金属線の電極と、該金属線の電極と対向し、上記回収搬送路の内壁に接触する金属メッシュ状の対向電極とを有し、
上記金属線の電極と上記対向電極との間に現像剤の帯電極性と逆極性に偏奇した交流電圧を印加したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4.
The collection conveyance path has a tubular shape,
The static elimination means includes a metal wire electrode provided at a central portion of the recovery transport path, and a metal mesh counter electrode facing the metal wire electrode and contacting the inner wall of the recovery transport path. ,
A developing apparatus, wherein an alternating voltage biased to a polarity opposite to a charging polarity of a developer is applied between the metal wire electrode and the counter electrode.
上記電極間で、放電を発生させて、上記電極間に搬送されてきた現像剤を除電することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 5 or 6,
A developing device characterized in that a discharge is generated between the electrodes to remove the developer conveyed between the electrodes.
上記供給手段は、上記現像剤収容部の現像剤を上記回収搬送路を介して上記現像剤担持体表面へ搬送する供給搬送手段を有し、
該供給搬送手段として粉体ポンプを用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 2 to 7,
The supply means has a supply transport means for transporting the developer in the developer accommodating portion to the developer carrier surface through the recovery transport path,
A developing device using a powder pump as the supply / conveyance means.
上記供給搬送路内に、現像剤に対して、電荷を付与する電荷付与手段を設けたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 2 to 8,
A developing device, wherein charge supplying means for applying charge to the developer is provided in the supply conveyance path.
上記電荷付与手段は、電極板と、該電極板と対向する対向電極板とを有し、
上記電極板と上記対向電極との間に現像剤帯電極性と同極性に偏奇した交流電圧を印加したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 9.
The charge applying means has an electrode plate and a counter electrode plate facing the electrode plate,
A developing device, wherein an alternating voltage biased to the same polarity as a developer charging polarity is applied between the electrode plate and the counter electrode.
上記供給搬送路は、管形状であって、
上記電荷付与手段は、上記供給搬送路の中心部に設けられた金属線と、該金属線の電極と対向し、上記供給搬送路の内壁に接触する金属メッシュ状の対向電極とを有し、
上記金属線の電極との間に現像剤帯電極性と同極性に偏奇した交流電圧を印加したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 9.
The supply conveyance path has a tubular shape,
The charge imparting means has a metal wire provided at the center of the supply transport path, a metal mesh counter electrode facing the electrode of the metal wire and contacting the inner wall of the supply transport path,
A developing device, wherein an alternating voltage biased to the same polarity as the developer charging polarity is applied between the metal wire electrodes.
電極間で放電を発生させて、上記電極間に搬送されてきた現像剤に電荷を付与することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 10 or 11,
A developing device characterized in that an electric discharge is generated between the electrodes to give electric charge to the developer conveyed between the electrodes.
上記現像剤として、該現像剤投影時の円形度が９０［％］以上の現像剤を用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 12,
A developing device using a developer having a circularity of 90% or more when projected as the developer.
該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項１乃至１３のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier for carrying a latent image;
In an image forming apparatus having a developing means for developing a latent image on the latent image carrier,
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1 as the developing means.
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