JP4628932B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において感光体上に形成した潜像をトナーを付着させ可視像化するのに用いる現像スリーブを備える画像形成装置に関する。 The present invention is a copying machine, a printer, about the images forming apparatus Ru a developing sleeves for use in a visible image by adhering toner to the latent image formed on a photosensitive member in an image forming apparatus such as a facsimile.
最近の複写機、プリンタは高画質、高信頼、高安定性に対する要求が非常に高い。これらを満足させるには現像剤担持体上の現像剤量の経時安定性及び均一性が重要なポイントとなる。従来は、サンドブラストによって表面に凹凸を形成した現像スリーブや現像ローラ回転軸に対して平行に延びる複数のＶ溝を表面に形成した現像スリーブを一般的に使用していた。サンドブラストを用いて凹凸を持たせた現像スリーブは、凹凸量が小さいと現像剤搬送能力が低下し、現像剤搬送能力を上げる為に凹凸量を大きくすると、加工時に現像スリーブを変形させるという問題があった。また、Ｖ溝を備えた現像スリーブは、現像剤規制部材に対して平行な各現像剤搬送溝の各部が同じ瞬間に規制部材上を通過するため、現像剤へ与えるストレスが大きいという問題があった。また、加工時の溝偏差に起因してスリーブ一周ピッチの汲み上げ量のムラが発生するという問題もあった。特許文献１〜４に記載の現像スリーブは、このような従来の技術課題を解決できる可能性がある。これらの現像スリーブは、あやめ状の溝が形成された現像スリーブである。 Recent copiers and printers have very high demands for high image quality, high reliability, and high stability. In order to satisfy these requirements, the temporal stability and uniformity of the developer amount on the developer carrying member are important points. Conventionally, a developing sleeve in which irregularities are formed on the surface by sandblasting and a developing sleeve in which a plurality of V-grooves extending in parallel with the rotation axis of the developing roller are formed on the surface are generally used. Development sleeves with sand blasting have a problem that if the amount of unevenness is small, the developer conveying ability will decrease, and if the amount of unevenness is increased to increase the developer conveying capacity, the developing sleeve will be deformed during processing. there were. In addition, the developing sleeve provided with the V-groove has a problem that a large stress is applied to the developer because each portion of each developer conveying groove parallel to the developer regulating member passes over the regulating member at the same moment. It was. In addition, there is a problem that unevenness in the pumping amount of the sleeve circumferential pitch occurs due to the groove deviation at the time of processing. The developing sleeves described in Patent Documents 1 to 4 may solve such conventional technical problems. These developing sleeves are developing sleeves in which iris-like grooves are formed.
しかしながら、あやめ状の溝を形成した現像スリーブを用いる場合には、あやめ状の溝の具体的な条件によっては、経時での現像剤搬送量の低下が、回転軸に対して平行なＶ溝を形成した現像スリーブに比して顕著であるということがわかった。
また、あやめ状の溝の具体的な条件によっては現像スリーブの周方向（回転方向）の所定のピッチで、スラスト方向に延びる現像濃度が高い部分が生じて横の黒スジ状に見える異常画像（以下、ピッチ状横黒スジという）が発生することがわかった。
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、あやめ状の溝を有しながら経時の現像剤搬送量低下を抑制できる現像装置を備える画像形成装置を提供することである。
他の目的は、更に、上記ピッチ状横黒スジの発生を抑制できる現像装置を備える画像形成装置を提供することである。
However, when a developing sleeve having an iris groove is used, depending on the specific conditions of the iris groove, a decrease in developer conveyance amount over time may occur due to a V groove parallel to the rotation axis. It was found that this was remarkable as compared with the formed developing sleeve.
Also, depending on the specific conditions of the iris-shaped groove, an abnormal image (like a horizontal black streak) appears at a predetermined pitch in the circumferential direction (rotation direction) of the developing sleeve and a portion having a high development density extending in the thrust direction. Hereinafter, it was found that a pitch-like horizontal black stripe was generated .
The present invention has been made in view of the above problems, it is an object images formed Ru with the current ZoSo location that can suppress the developer conveying quantity decrease over time while having a Iris groove Is to provide a device.
Another object is further to provide a picture image forming apparatus Ru with the current ZoSo location that can suppress the occurrence of the pitch-like lateral cross-di.
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体上の潜像に現像剤担持体を用いてトナーを付着させて可視像化する現像装置を備えた画像形成装置において、回転スラスト方向に対して傾斜した方向に延びる複数の溝と、スラスト方向に対して反対側に傾斜した方向に延びる複数の溝とが交差するように形成されてなるアヤメ状の溝を有し、潜像担持体との対向部で互いの表面が同じ向きに移動するように回転させて使用される現像剤担持体であって、何れの複数の溝も、スラスト方向に対する傾斜角度が、１５度以上かつ４０度以下の範囲内であって、前記あやめ状の溝のスラスト方向における溝交点間距離ａが、１．３ｍｍ以上かつ４．８ｍｍ以下の範囲内になるように上記傾斜角を設定したものを用い、
前記潜像担持体と前記現像剤担持体との間の現像ギャップを０．１ｍｍ以下に設定し、
前記あやめ状の溝の周方向における溝交点間距離ｂ（単位ｍｍ）が、次式の下限以上かつ上限以下の範囲内になるように上記傾斜角を設定したことを特徴とするものである。
（下限）＝０．３８×（現像剤担持体表面の線速）／（潜像担持体表面の線速）
（上限）＝１．１×（現像剤担持体表面の線速）／（潜像担持体表面の線速）
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記現像装置が、前記現像剤担持体と、トナー粒子と磁性粒子からなる２成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器内に収容された２成分現像剤を攪拌しつつ搬送する現像剤搬送手段と、現像剤担持体上の現像剤の量を一定量に規制する現像剤規制手段とを有する。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、前記現像装置と、潜像担持体、帯電手段及びクリーニング手段より選ばれる少なくとも１つの手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジを備えた。
また、請求項４の発明は、請求項３のプロセスカートリッジを複数個備えたカラー画像形成装置である。
また、請求項５の発明は、１〜４の何れか一の画像形成装置において、前記現像装置で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にある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１〜４の何れか一の画像形成装置において、前記現像手段で用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an image forming apparatus provided with a developing device that visualizes an image by attaching a toner to a latent image on a latent image carrier using a developer carrier. A plurality of grooves extending in a direction inclined with respect to the rotational thrust direction and a plurality of grooves extending in a direction inclined in the opposite direction with respect to the thrust direction; , a developer carrying member to each other of the surface at the opposite portion is used by rotating so as to move in the same direction with the latent image carrier, any of a plurality of grooves, the inclination angle with respect to the thrust direction, 15 The inclination angle is set so that the distance a between the groove intersections in the thrust direction of the iris-shaped groove is in the range of 1.3 mm to 4.8 mm. Using
A development gap between the latent image carrier and the developer carrier is set to 0.1 mm or less,
The inclination angle is set so that the distance b (unit: mm) between the groove intersections in the circumferential direction of the iris-shaped groove is within the range of the lower limit and the upper limit of the following formula .
(Lower limit) = 0.38 × (Linear velocity on developer carrier surface) / (Linear velocity on latent image carrier surface)
(Upper limit) = 1.1 × (Linear speed on developer carrier surface) / (Linear speed on latent image carrier surface)
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the developing device includes the developer carrying member, a developer container containing a two-component developer composed of toner particles and magnetic particles, and the development. that Yusuke and developer conveying means for conveying the two-component developer contained in the container with stirring, and a developer regulating means for regulating the amount of developer on the developer carrying member to a predetermined amount.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first or second aspect , the developing device and at least one means selected from a latent image carrier , a charging means, and a cleaning means are integrally supported to provide an image. A process cartridge that is detachable from the forming apparatus main body is provided.
Also, the invention of
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the toner used in the developing device has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm, a volume average particle diameter (Dv), and a number The ratio (Dv / Dn) to the average particle diameter (Dn) is in the range of 1.00 to 1.40.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the toner used in the developing unit has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180, and the shape factor SF. -2 is in the range of 100-180 .
請求項１乃至６の発明によれば、経時の現像剤搬送量低下を抑制でき、ピッチ状横黒スジの発生を抑制できるという効果がある。 According to the invention of claims 1 to 6, it is possible to suppress the developer conveying quantity decrease over time, the effect of suppressing the generation of pitch-like horizontal black stripes.
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を説明する。図１はその作像部分の概略構成図である。この画像形成装置はいわゆるタンデム型のカラー複写機で、中間転写ベルト５を備えるタイプである。この中間転写ベルト５の展張部に対向するように複数の感光体１ａ〜ｄが配設されている。帯電手段である帯電ローラ２ａ〜ｄによって均一に帯電された感光体１ａ〜ｄに対し書込位置３ａ〜ｄで書込手段３による書き込みがされて光学的に潜像が形成される。この潜像が現像手段４ａ〜ｄで現像されトナーからなる可視像が形成される。各感光体１ａ〜ｄに形成されたトナー像は中間転写ベルト転写手段１２ａ〜ｄによって中間転写ベルト５に順次重ね合わせて転写される。中間転写ベルト５のトナー像は、レジストローラ対６を経て搬送された転写紙に紙転写手段である紙転写ベルト７によって転写紙に転写される。転写紙に転写されたトナー像は紙転写ベルト７により定着手段８に搬送され転写紙上に熱により定着される。トナー像が定着された転写は図示しない排紙トレイなどに上に排出される。感光体１ａ〜ｄ上の中間転写ベルト５に転写されなかった未転写トナーは感光体クリーニングブレード９ａ〜ｄによって感光体上から掻き落とされる。感光体は、感光体上の残留電荷が図示しない除電手段により除電され、次の作像動作に備える。感光体クリーニングブレード９ａ〜ｄによって掻き落とされた未転写トナーは回収トナー搬送経路１４ａ〜ｄを通って廃トナー収容容器１５に収容される。また中間転写ベルト上の未転写トナーやプロセスコントロール用のパターン像は中間転写クリーニングブレード１３によって中間転写ベルト５上から掻き落とされ、同じく回収トナー搬送経路１４ｅを通って廃トナー収容容器１５に収容される。
Hereinafter, an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the image forming portion. This image forming apparatus is a so-called tandem type color copier and is of a type provided with an
上記現像装置４ａ〜ｄへはニュートナーが補給される。トナーボトルに充填されたニュートナーがトナー補給装置１０ａ〜ｄにより機械本体の後側のトナーホッパ部１１ａ〜ｄへ補給される。現像装置内のトナー濃度検知手段（図２の符号２１）により現像装置内のトナー濃度が低いと判断された場合、トナーホッパ内のトナー補給スクリュを（図示せず）を回転させ、適量のトナーをトナーホッパ内から現像装置へ供給する。トナーボトルのトナー残量検知はトナーホッパ内にトナー有り無しセンサ（図示せず）を用いて行う。具体的には、このセンサがトナー無しを検知した場合にトナー補給装置１０ａ〜ｄにトナーの供給を要求する。そして所定時間要求してもトナー有りを検知しなかった場合にトナー無しと判断する。
New toner is supplied to the developing devices 4a to 4d. New toner filled in the toner bottle is supplied to the toner hoppers 11a to 11d on the rear side of the machine body by the
図２は１つの感光体についての作像部の拡大図である。何れの感光体についても同様の構成であるので、この図２では符号の添え字ａ〜ｄは省略している。この画像形成装置では、感光体１と、現像部４、帯電手段である帯電ローラ２、及びクリーニング手段であるクリーニングブレード９とを一体としたプロセスカートリッジになっている。装置本体に対してこのプロセスカートリッジが脱着可能である。現像装置４は感光体にトナーを供給する現像ローラ１６を有する。その現像ローラ１６が感光体１に対向する現像領域の上流側で現像ローラ１６上の現像剤量をある一定量に規制する規制部材としての現像ドクタ１７も有する。現像装置内の現像タンク部にはトナー粒子と磁性粒子（キャリア）を混合した２成分現像剤が納められており、その現像剤は第１搬送スクリュ１８と第２搬送スクリュ１９の２本の搬送スクリュで循環されるようになっている。この第２搬送スクリュ１９の下側にトナー濃度センサ２１が配置され、現像タンク内のトナー濃度を随時計測し、適正値に収まるよう制御している。トナー補給部からのトナーは一旦サブホッパ部（図示せず）に蓄えられ、現像タンク内のトナー濃度の値がトナー濃度センサにより低いと検知されたとき、所定の換算式により換算された時間だけトナー補給スクリュ２２を回転させ適切な量のトナーを現像トナー供給口２３へ補給する。また、現像ドクタ１７の図中右側には現像ニップ部からのトナー飛散を防止するための入口シール２０が配置されている。上記現像ドクタ１７は非磁性部材にて構成されている現像ドクタ母体と磁性部材により構成されている現像ドクタ補助２４の２部品により構成されている。現像ドクタ母体は現像ローラ上の現像剤量をある一定量に規制する役割をもち、かつ現像剤を規制する際に現像剤圧をこのドクタにて受けることになるので、非磁性部材である程度の厚さ（約１．５〜２ｍｍ）と先端部０．０５ｍｍ程度の真直性を要求されるのが一般的である。現像ドクタ補助２４は現像領域に搬送されるトナーの帯電を補う役割をもち、通常現像ドクタ母体よりかなり薄い板金（０．２ｍｍ程度）にて構成されている。この２部品の位置関係はトナー帯電性を長手方向にて均一にするため、精度良く維持される必要性があるので、スポット溶接やカシメ等により一体化し現像ローラ上からの距離が一定になるようにしている。また、図示の例では現像ローラ中心に対し現像ドクタが下方にある。
FIG. 2 is an enlarged view of an image forming unit for one photoconductor. Since all the photoconductors have the same configuration, the suffixes a to d are omitted in FIG. In this image forming apparatus, a photosensitive cartridge 1, a developing
図３は現像装置４全体の斜視図である。現像装置４の上ケース２８にはこのユニットの出荷時に現像剤を入れるプリセットスペース２８’がある。これはユニットとして輸送時にこの部分に現像剤を入れ、除去可能なシール部材によりシールさせることで、着荷時にこのシールをひき、使用可能な状態にさせるもので、輸送時の剤漏れ防止の為の機構である。図４は上ケース２８（図３参照）を外した状態の現像装置の斜視図である。現像ローラ１６、第１搬送スクリュ１８、第２搬送スクリュ１９が見える状態になっており、これらの搬送スクリュにより第１現像剤溜まりと第２現像剤溜まりの間で現像剤を循環している。
FIG. 3 is a perspective view of the entire developing
図５は現像装置の一部の分解斜視図である。現像ローラ１６は、内部に固定されているマグネット部２５とこのマグネット部２５の内蔵し現像剤を搬送するため回転可能な現像スリーブ部２６にて構成されている。内部の固定マグネット部２５は作像領域のやや外側まで存在し、転写紙の搬送バラツキを考慮したマグネット長さの位置関係になっている。外側の現像スリーブ２６は、通常アルミ材により構成され、現像剤を搬送しやすくするために、あやめ状の溝を設けている。このあやめ状の溝については後に詳述する。上記現像ドクタ１７は非磁性部材にて構成されている現像ドクタ母体１７’と磁性部材により構成されている現像ドクタ補助２４の２部品により構成されている。現像ドクタ母体１７’を現像ケーシング２７に固定することにより、現像ローラ１６に対して所定の間隔を開けて対向する構成となっている。現像ドクタ母体１７’は現像ローラ上の現像剤量をある一定量に規制する役割をもち、かつ現像剤を規制する際に現像剤圧をこのドクタにて受けることになるので、非磁性部材である程度の厚さ（約１．５〜２ｍｍ）と先端部０．０５ｍｍ程度の真直性を要求されるのが一般的である。現像ドクタ補助２４は現像領域に搬送されるトナーの帯電を補う役割をもち、通常現像ドクタ母体よりかなり薄い板金（０．２ｍｍ程度）にて構成されている。この２部品の位置関係はトナー帯電性を長手方向にて均一にするため、精度良く維持される必要性があるので、スポット溶接やカシメ等により一体化し現像ローラ上からの距離が一定になるようにしている。また、図示の例では現像ローラ中心に対し現像ドクタが下方にある。現像ケーシング２７には、第１搬送スクリュ１８と第２搬送スクリュ１９が軸受（図示せず）を介し組み込まれる。現像ケーシング２７の前後の側板の内側には、現像ローラ端部からの現像剤飛散を抑えるための磁性板２８が取り付けられている。
FIG. 5 is an exploded perspective view of a part of the developing device. The developing
次に、以上の画像形成装置に好適に使用されるトナーについて説明する。
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）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。
Next, a toner suitably used in the above image forming apparatus will be described.
In order to reproduce minute dots of 600 dpi or more, the toner preferably has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm. The ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) is preferably in the range of 1.00 to 1.40. The closer (Dv / Dn) 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.
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６は形状係数ＳＦ−１を、図７は形状係数ＳＦ−２をそれぞれ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。
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。また、形状係数ＳＦ−２は、トナー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、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・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。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。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
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. 6 is a diagram schematically illustrating the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1, and FIG. 7 is a diagram illustrating 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 the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
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. 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 on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100π / 4) Expression (2)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent. 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. When the shape of the toner is close to a spherical shape, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity increases, and the toner and the photoconductor The attraction force becomes weaker and the transfer rate becomes higher. If either of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.
本発明の現像担持体として現像ローラについて説明する。図８は現像スリーブ２６の斜視図、図９は現像スリーブ２６表面の拡大図である。本発明の現像ローラ表面（現像スリーブ表面）上にはあやめ状の溝を形成している。あやめ状の溝とは、現像ローラ回転軸方向（スラスト方向）に対して傾斜した複数の溝と、スラスト方向に対して反対側に傾斜した複数の溝とが交差するように形成されるものである。前者の複数の溝における傾斜の角度と、後者の複数の溝における傾斜の角度とは、必ずしも互いに同一でなくてもよい。このようなあやめ溝形状のスリーブによれば、現像剤が現像剤量をある一定量に規制する現像ドクタ１７を通過する際に、搬送溝が斜めでストレスを受けることがなくなるので、現像剤寿命を延ばすことが出来ると共に、剤搬送溝が斜めのためドクタ通過時の衝撃が緩和できショックジターも改善される。
A developing roller will be described as the developing carrier of the present invention. FIG. 8 is a perspective view of the developing
図９中、符号ａはで示すのはあやめ溝のスラスト方向における交点間距離、符号ｂはで示すのはあやめ溝の周方向における交点間距離、符号ｃで示すのは外径である。本実施形態に係る現像スリーブは、何れの複数の溝も、スラスト方向に対する傾斜角度が、０度より大きく、かつ４０度以下の範囲内である。好ましくは、５度以上である。そして、更に、スラスト方向の交点間距離ａが１．３ｍｍ以上かつ４．８ｍｍ以下の範囲内になるように上記傾斜角を設定することが好ましい。また、更に、周方向の交点間距離ｂ（単位ｍｍ）が次式の下限以上かつ上限以下の範囲内になるように上記傾斜角を設定することが好ましい。
（下限）＝０．３８×（現像剤担持体表面の線速）／（潜像担持体表面の線速）
（上限）＝１．１×（現像剤担持体表面の線速）／（潜像担持体表面の線速）
In FIG. 9, the symbol a indicates the distance between the intersections in the thrust direction of the iris groove, the symbol b indicates the distance between the intersections in the circumferential direction of the iris groove, and the symbol c indicates the outer diameter. In the developing sleeve according to the present embodiment, any of the plurality of grooves has an inclination angle with respect to the thrust direction within a range of greater than 0 degree and 40 degrees or less. Preferably, it is 5 degrees or more. Further, it is preferable to set the inclination angle so that the distance a between the intersections in the thrust direction is within a range of 1.3 mm or more and 4.8 mm or less. Furthermore, it is preferable to set the inclination angle so that the distance b (unit: mm) between the intersections in the circumferential direction is within the range of the lower limit and the upper limit of the following formula.
(Lower limit) = 0.38 × (Linear velocity on developer carrier surface) / (Linear velocity on latent image carrier surface)
(Upper limit) = 1.1 × (Linear speed on developer carrier surface) / (Linear speed on latent image carrier surface)
まず、何れの複数の溝も、スラスト方向に対する傾斜角度が、０度より大きく、かつ４０度以下の範囲内にすることの意義について説明する。
図１０は横軸のプリント枚数を取り、縦軸に現像剤ドクタ通過後の現像スリーブ単位面積当たりの現像剤保持量を取って、２種名の現像スリーブについて現像剤保持量の経時変化を示すグラフである。現像剤保持量の適正量は４０ｍｇ／ｍｍ２〜５６ｍｇ／ｍｍ２である。下限より少ないと現像濃度が足りず、上限より多いと、ドクタ部での現像剤への過剰なストレスなどを不具合が生じる。図１０中、比較的現像剤保持量が多い現像スリーブは、耐久予定枚数（このグラフで示す横軸の範囲。例えば１６万枚）まで、必要最小量を下回ることなく使用できたが、比較的現像剤保持量が少ない現像スリーブは、耐久予定枚数に達する前に必要最小量を下回ってしまっている。このように現像剤保持量が経時で低下する低下具合が、上記傾斜角度に関係していることを見いだした。具体的には、傾斜角度が大きくなるほど経時での低下度合いがおおく、４０度を超えると、通常現像スリーブに要求されることが多い、十数万枚の耐久予定枚数を保障するのが困難であることがわかった。表１は各種の溝断面形状及び溝傾斜角度について実験した結果を示すものである。表中の「アヤメ角度」が上記傾斜角度を示す。○は当初から１６万枚まで適正範囲の現像剤保持量を確保できたことを示し、×は適正範囲の下限を経時で下回ったことを示す。
FIG. 10 shows the change over time in the developer holding amount of the two types of developing sleeves, taking the number of prints on the horizontal axis and the developer holding amount per unit area of the developing sleeve after passing the developer doctor on the vertical axis. It is a graph. Proper amount of the developer holding amount is 40mg / mm 2 ~56mg / mm 2 . If it is less than the lower limit, the development density is insufficient, and if it exceeds the upper limit, problems such as excessive stress on the developer in the doctor section occur. In FIG. 10, the developing sleeve having a relatively large amount of developer can be used up to the planned endurance number (the range of the horizontal axis shown in this graph. For example, 160,000 sheets) without lowering the required minimum amount. The developing sleeve having a small developer holding amount has fallen below the minimum required amount before reaching the expected durability. Such developer holding amount is the reduction degree to decrease with time, was found to be related to the inclination angle. Specifically, the degree of decrease with time increases as the tilt angle increases, and when it exceeds 40 degrees, it is difficult to guarantee the expected number of endurances of hundreds of thousands, which is usually required for a developing sleeve. I found out. Table 1 shows the results of experiments on various groove cross-sectional shapes and groove inclination angles. “Iris angle” in the table indicates the inclination angle. ○ indicates that the developer holding amount in the proper range could be secured from the beginning to 160,000 sheets, and x indicates that the lower limit of the proper range was exceeded over time.
次に、スラスト方向の交点間距離ａが１．３ｍｍ以上かつ４．８ｍｍ以下の範囲内になるように上記傾斜角を設定することの意義について説明する。スラスト方向の交点間距離について下限を１．３ｍｍとしたのは次の理由による。すなわち、最近は高画質化のために現像ローラと感光体１とのギャップは１ｍｍ以下に設定されているが一般的である。このように現像ギャップを狭く設定するのに応じて現像ローラ表面での単位面積当たりの現像剤保持量（搬送量）も少なくてすむようになってきている。例えば４０ｍｇ／ｃｍ２である。上記交点間距離ａの設定が狭いほど溝の本数が多くなり現像剤保持量が多くなるが、以上のように最近の現像ギャップに応じた現像剤保持量を確保するには交点間距離ａが１．３ｍｍに対応する本数あれば十分である。これより交点間距離ａを狭くして本数を多くしても、溝加工の時間がながくかかったり、加工時に現像スリーブにかかるストレスが増大してひずみを生じたりするといった不具合がでる。よって、下限を１．３ｍｍに設定した。上限を４．８ｍｍに設定したのは次の理由による。上記交点間距離ａが４．８ｍｍ超の場合、縦黒スジ画像が発生する。溝でない表面部分に比して溝では剤搬送が多いため溝部に現像剤は溜まっている。あやめ溝の場合、溝が交差しているため溝交点部分とそれ以外の溝部分では汲み上げ量に差が生じ、交点部分の方が多い。この結果、溝の交点部分とそれ以外の部分とで現像濃度差が生じる。実際に画像で顕著になるには濃い部分の間隔が広くならないと顕著にならない。すなわち、人の目にはめだたない。評価した結果では４．８ｍｍを超えると縦黒スジのムラとなって顕在化する。よって、上限を４．８ｍｍに設定した。 Next, the significance of setting the tilt angle so that the distance a between the intersections in the thrust direction is within a range of 1.3 mm or more and 4.8 mm or less will be described. The reason why the lower limit of the distance between the intersections in the thrust direction is 1.3 mm is as follows. That is, in recent years, the gap between the developing roller and the photosensitive member 1 is generally set to 1 mm or less in order to improve image quality. In this way, as the development gap is set narrower, the developer holding amount (conveyance amount) per unit area on the surface of the developing roller can be reduced. For example, 40 mg / cm 2 . The narrower the setting of the distance a between the intersections, the greater the number of grooves and the amount of developer retained. As described above, the distance between the intersections a is required to secure the developer retained amount according to the recent development gap. A number corresponding to 1.3 mm is sufficient. Even if the distance a between the intersections is made narrower and the number is increased, there are problems that it takes a long time for grooving, or stress is applied to the developing sleeve during processing and distortion occurs. Therefore, the lower limit was set to 1.3 mm. The upper limit is set to 4.8 mm for the following reason. When the distance a between the intersections exceeds 4.8 mm, a vertical black streak image is generated. Since the amount of the agent transported in the groove is larger than that in the surface portion that is not the groove, the developer is accumulated in the groove portion. In the case of the iris groove, since the grooves intersect, there is a difference in the pumping amount between the groove intersection portion and the other groove portions, and there are more intersection points. As a result, a development density difference occurs between the intersection of the grooves and the other portion. In order to actually become prominent in an image, it does not become prominent unless the interval between dark portions becomes wide. In other words, it is inconspicuous. As a result of the evaluation, if the thickness exceeds 4.8 mm, vertical black streaks appear and become apparent. Therefore, the upper limit was set to 4.8 mm.
次に、周方向の交点間距離ｂ（単位ｍｍ）が次式の下限以上かつ上限以下の範囲内になるように上記傾斜角を設定することの意義について説明する。
（下限）＝０．３８×（現像剤担持体表面の線速）／（潜像担持体表面の線速）
（上限）＝１．１×（現像剤担持体表面の線速）／（潜像担持体表面の線速）
Next, the significance of setting the tilt angle so that the distance b (unit: mm) between the intersections in the circumferential direction is within the range between the lower limit and the upper limit of the following equation will be described.
(Lower limit) = 0.38 × (Linear velocity on developer carrier surface) / (Linear velocity on latent image carrier surface)
(Upper limit) = 1.1 × (Linear speed on developer carrier surface) / (Linear speed on latent image carrier surface)
下限は次の理由から設定した。すなわち、上述のように、最近は高画質化のために現像ローラと感光体１とのギャップは１ｍｍ以下に設定されているが一般的である。このように現像ギャップを狭く設定するのに応じて現像ローラ表面での単位面積当たりの現像剤保持量（搬送量）も少なくてすむようになってきている。この現像剤保持量は感光体１と現像スリーブ２６との対向部で線速関係にも左右される。また、溝の本数が多くなるほど現像剤保持量が多くなる。以上のように最近の現像ギャップに応じた現像剤保持量を確保するには上記下限以上であれば、十分であることが確認された。これより交点間距離ｂが狭くなるように溝の本数を多くしても、溝加工の時間がながくかかったり、加工時に現像スリーブにかかるストレスが増大してひずみを生じたりするといった不具合がでる。よって、下限を上記のように設定した。
The lower limit was set for the following reason. That is, as described above, recently, the gap between the developing roller and the photoreceptor 1 is generally set to 1 mm or less in order to improve the image quality. In this way, as the development gap is set narrower, the developer holding amount (conveyance amount) per unit area on the surface of the developing roller can be reduced. This developer holding amount depends on the linear velocity relationship at the facing portion between the photosensitive member 1 and the developing
上限は次の理由から設定した。上記交点間距離ｂが上記上限を超える場合、ピッチ状横黒スジ画像が発生する。溝でない表面部分に比して溝では剤搬送が多いため溝部に現像剤は溜まっている。あやめ溝の場合、溝が交差しているため溝交点部分とそれ以外の溝部分では汲み上げ量に差が生じ、交点部分の方が多い。この結果、溝の交点部分とそれ以外の部分とで現像濃度差が生じる。実際に画像で顕著になるには濃い部分の間隔が広くならないと顕著にならない。すなわち、人の目にはめだたない。評価した結果では１．１ｍｍを超えると横黒スジのムラとなって顕在化する。よって、感光体１と現像スリーブ２６の線速比を考慮し、上限を上述のように設定した。
The upper limit was set for the following reasons. When the distance b between the intersections exceeds the upper limit, a pitch-shaped horizontal black streak image is generated. Since the amount of the agent transported in the groove is larger than that in the surface portion that is not the groove, the developer is accumulated in the groove portion. In the case of the iris groove, since the grooves intersect, there is a difference in the pumping amount between the groove intersection portion and the other groove portions, and there are more intersection points. As a result, a development density difference occurs between the intersection of the grooves and the other portion. In order to actually become prominent in an image, it does not become prominent unless the interval between dark portions becomes wide. In other words, it is inconspicuous. As a result of the evaluation, if the thickness exceeds 1.1 mm, horizontal black stripes appear and become apparent. Therefore, the upper limit is set as described above in consideration of the linear velocity ratio between the photosensitive member 1 and the developing
なお、表１に示す各あやめ溝角度の現像スリーブのスラスト方向の交点間距離ａ、周方向の交点間距離ｂは次の表２のとおりです。この表２に示すようにスラスト方向の交点間距離ａが上述の適正範囲にあるのは、角度２５，３５，４０，４５の例である。
現像ローラの直径は１８ｍｍ。
感光体１の線速１５０ｍｍ／秒、現像スリーブ２６の線速２９０ｍｍ／秒。
溝は各傾斜方向４０本で、合計８０本。
ここで、周方向の交点間距離ｂは、１８×π／４０＝１．４１（ｍｍ）なる。この交点間距離ｂは、上述の下限（０．３８×２９０／１５０＝０．７３・・）と上限（１．１×２９０／１５０＝２．１・・）との間の範囲内になっている。
なお、周方向の交点間距離ｂとスライスと方向の交点間距離ａと傾斜角度θとの間には一般に次式の関係が成立する。
ｔａｎθ＝ｂ／ａ
The following table 2 shows the distance a between the intersections in the thrust direction and the distance b between the intersections in the circumferential direction of each developing groove angle shown in Table 1. As shown in Table 2, the distance a between the intersections in the thrust direction is within the above-described appropriate range in the examples of the
The diameter of the developing roller is 18 mm.
The linear velocity of the photosensitive member 1 is 150 mm / second, and the linear velocity of the developing
There are 40 grooves in each tilt direction, for a total of 80 grooves.
Here, the distance b between the intersections in the circumferential direction is 18 × π / 40 = 1.41 (mm). The distance b between the intersections is in the range between the lower limit (0.38 × 290/150 = 0.73 ··) and the upper limit (1.1 × 290/150 = 2.1 ··). ing.
It should be noted that the following relationship is generally established between the distance b between the intersections in the circumferential direction, the distance a between the intersections in the direction of the slice and the inclination angle θ.
tan θ = b / a
また、現像スリーブ２６の外径をｃは１０ｍｍ以上かつ３２ｍｍ以下の範囲内に設定することが好ましい。下限の理由は内部固定のマグネット部２５のパターン磁力との関係による搬送性からの設定で、上限は加工上の実用性の観点からの設定である。例えば、感光体１の線速１５０ｍｍ／秒、現像スリーブ２６の線速２９０ｍｍ／秒、上記交点ピッチが２．２ｍｍ（ほぼ前述の上限値に相当）とした場合、外径が１０ｍｍでは、交点数は１４点となりその角度は中心よりピッチ約２５度となる。これでは、内部固定マグネットのパターン磁力の半値角度の半分以上となり搬送性に問題が生じる。また外径３２ｍｍとすると、０．７５ｍｍピッチでは交点数１３４点と多点となり加工上困難になる事が確認された。
Further, the outer diameter of the developing sleeve 26 c is preferably set in the range of 10mm or more and 32mm or less. The reason for the lower limit is setting from the transportability due to the relationship with the pattern magnetic force of the internally fixed
現像ローラとして次の現像ローラをもちいて図１に示す画像形成装置で画像を形成したところ、ピッチ状横黒スジのムラが生じない良好な画像を形成できた。
現像ローラの直径は１８ｍｍ。
感光体１の線速１５０ｍｍ／秒、現像スリーブ２６の線速２９０ｍｍ／秒。
上記スラスト方向の交点間距離を１．３ｍｍ以上かつ４．８ｍｍ以下の範囲内の各種の現像スリーブを形成して実験した。
上記周方向の交点間距離０．７５ｍｍ〜２．２ｍｍの範囲内の各種の現像スリーブを形成して実験した。
表１に示す傾斜角度１５度〜４０度のものは１６万枚まで、現像剤保持量の必要最小量を維持できた。
When the next developing roller was used as the developing roller and an image was formed by the image forming apparatus shown in FIG. 1, a good image in which unevenness of pitch-like horizontal black stripes did not occur was formed.
The diameter of the developing roller is 18 mm.
The linear velocity of the photosensitive member 1 is 150 mm / second, and the linear velocity of the developing
Experiments were conducted by forming various developing sleeves having a distance between intersections in the thrust direction of 1.3 mm or more and 4.8 mm or less.
Experiments were conducted by forming various developing sleeves having a distance of 0.75 mm to 2.2 mm between the intersections in the circumferential direction.
In Table 1, those having an inclination angle of 15 to 40 degrees were able to maintain the necessary minimum amount of developer holding amount up to 160,000 sheets.
以上、本実施の画像形成装置によれば、経時の現像剤搬送量低下を抑制できるとともに、あやめ状の溝のスラスト方向及び周方向それぞれにおける溝交点間距離が所定範囲内であるので、ピッチ状縦黒スジやピッチ状横黒スジの発生を抑制できる。
また、トナーとして、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にある粒径分布のものを使用すれば、さらに高画質な画像をえることができる。
また、トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるものを使用すれば、さらに高画質な画像をえることができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, it is possible to suppress a decrease in the developer conveyance amount with time, and the distance between the groove intersections in the thrust direction and the circumferential direction of the iris-shaped grooves is within a predetermined range. Generation of vertical black lines and pitch-shaped horizontal black lines can be suppressed.
The toner has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) in the range of 1.00 to 1.40. If one having a particle size distribution is used, a higher quality image can be obtained.
Further, if a toner having a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180 is used, a higher quality image can be obtained.
１ 感光体
２ 現像ローラ
1
Claims (6)
回転スラスト方向に対して傾斜した方向に延びる複数の溝と、スラスト方向に対して反対側に傾斜した方向に延びる複数の溝とが交差するように形成されてなるアヤメ状の溝を有し、潜像担持体との対向部で互いの表面が同じ向きに移動するように回転させて使用される現像剤担持体であって、
何れの複数の溝も、スラスト方向に対する傾斜角度が、１５度以上かつ４０度以下の範囲内であって、前記あやめ状の溝のスラスト方向における溝交点間距離ａが、１．３ｍｍ以上かつ４．８ｍｍ以下の範囲内になるように上記傾斜角を設定したものを用い、
前記潜像担持体と前記現像剤担持体との間の現像ギャップを０．１ｍｍ以下に設定し、
前記あやめ状の溝の周方向における溝交点間距離ｂ（単位ｍｍ）が、次式の下限以上かつ上限以下の範囲内になるように上記傾斜角を設定したことを特徴とする画像形成装置。
（下限）＝０．３８×（現像剤担持体表面の線速）／（潜像担持体表面の線速）
（上限）＝１．１×（現像剤担持体表面の線速）／（潜像担持体表面の線速） In an image forming apparatus including a developing device that attaches toner to a latent image on a latent image carrier using a developer carrier and visualizes the latent image,
A plurality of grooves extending in a direction inclined with respect to the rotational thrust direction and a plurality of grooves extending in a direction inclined in the opposite direction with respect to the thrust direction; a developer carrying member is mutual surface portion facing the latent image carrier is used by rotating so as to move in the same direction,
Each of the plurality of grooves has an inclination angle with respect to the thrust direction in a range of 15 degrees or more and 40 degrees or less, and a distance a between the groove intersections in the thrust direction of the iris-shaped grooves is 1.3 mm or more and 4 or more. Using the above tilt angle set to be within the range of 8 mm or less ,
A development gap between the latent image carrier and the developer carrier is set to 0.1 mm or less,
An image forming apparatus, wherein the inclination angle is set so that a distance b (unit: mm) between the groove intersections in the circumferential direction of the iris-shaped groove is in a range not less than a lower limit and not more than an upper limit of the following formula.
(Lower limit) = 0.38 × (Linear velocity on developer carrier surface) / (Linear velocity on latent image carrier surface)
(Upper limit) = 1.1 × (Linear speed on developer carrier surface) / (Linear speed on latent image carrier surface)
前記現像装置で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
The toner used in the developing device has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) of 1.00 to 1.40. An image forming apparatus characterized by being in the range.
前記現像手段で用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner used in the developing unit has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180 .
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