JP4844282B2 - Development device - Google Patents
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Description
本発明は、現像剤にトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いる現像装置に関する。特に、未攪拌トナーの低減技術に関する。 The present invention relates to a developing device using a two-component developer composed of toner and carrier as a developer. In particular, it relates to a technique for reducing unstirred toner.
近年、画像形成装置の印刷速度の高速化は著しい。感光体ドラム上に形成した静電潜像を現像する現像装置においては、印刷速度を高速にすると、未攪拌トナーによる印字汚れやカブリ、トナー飛散という問題が生じていた。図1には、トナー供給量が多い場合と少ない場合のトナーの攪拌具合を示す。印刷速度を高速化し、印字率の高い印刷を行うと、単位時間あたりのトナー供給量を多くしなければならないため、攪拌機構でトナーとキャリアが十分に攪拌されない。このため、トナーが固まりのままキャリア上を搬送され、図1に示すようなトナーカブリやトナー飛散が発生していた。 In recent years, the printing speed of image forming apparatuses has increased significantly. In a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum, when the printing speed is increased, problems such as print smear, fogging, and toner scattering due to unstirred toner have occurred. FIG. 1 shows how the toner is stirred when the toner supply amount is large and small. When the printing speed is increased and printing with a high printing rate is performed, the amount of toner supplied per unit time must be increased. Therefore, the toner and the carrier are not sufficiently stirred by the stirring mechanism. For this reason, the toner is transported on the carrier in a solid state, and toner fogging and toner scattering as shown in FIG. 1 occur.
この現象は、装置が長期間使用されることなく放置された場合や、高温多湿の環境下に装置が置かれた場合にも生じる。トナーホッパー内のトナーに流動性がなくなり、トナーが固まってしまうことによって起こる。 This phenomenon also occurs when the device is left unused for a long period of time or when the device is placed in a hot and humid environment. This occurs when the toner in the toner hopper loses fluidity and becomes solidified.
特許文献1では、現像剤圧縮部材によってトナーとキャリアからなる現像剤を圧縮しつつ摩擦することによって現像剤を強制的に摩擦帯電している。 In Patent Document 1, the developer is forcibly triboelectrically charged by friction while compressing the developer composed of toner and carrier by the developer compression member.
このような問題に対して、従来は、現像器の攪拌力を強くすることで未攪拌トナーの低減を図っていたが、攪拌力を強くすると、現像剤に圧力などのストレスを与えてしまう。そのためキャリアのコート削れが発生し、現像剤の寿命が短くなってしまう。 Conventionally, with respect to such a problem, unstirred toner is reduced by increasing the stirring force of the developing device. However, if the stirring force is increased, stress such as pressure is applied to the developer. As a result, the coat of the carrier is scraped and the life of the developer is shortened.
また、特許文献1もトナーとキャリアに圧力をかけているのでストレスとなる。さらに特許文献1は、圧力をかけてトナーとキャリアを摩擦帯電しているだけであって、未攪拌のトナーがキャリアとよく混ざるようにするための改善技術ではない。 Also, Patent Document 1 is stressed because pressure is applied to the toner and the carrier. Further, Patent Document 1 merely applies friction to triboelectrically charge the toner and the carrier, and is not an improvement technique for ensuring that the unstirred toner is well mixed with the carrier.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、未攪拌トナーを効果的に拡散させて、未攪拌トナーを効率的に攪拌させる現像装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a developing device that effectively diffuses unstirred toner and efficiently stirs the unstirred toner.
かかる目的を達成するために本発明の現像装置は、マグネットを内包し、回転可能な現像スリーブを有する現像剤担持体と、前記マグネットに形成された、前記現像剤担持体の磁極上であって、前記現像剤担持体に吸着された、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤が、静電潜像を担持する像担持体との対向位置まで搬送される前記現像剤担持体の搬送経路に配置され、該搬送経路を搬送される現像剤に接して前記トナーを前記磁性キャリアに拡散させる、前記現像剤との接触面に凹凸を備えるブロックと、前記ブロックの前記現像剤担持体に対する傾き角度を調整する制御手段とを有し、前記ブロックは、前記現像剤の搬送方向に行くに従って前記現像剤担持体との間隔が狭くなるように配置されており、前記制御手段は、トナー供給装置からのトナー補給量又は印刷率に応じて、前記ブロックの前記現像剤担持体に対する傾き角度を調整する信号を前記ブロックの傾き角度を変更するモータに出力することを特徴とする。
このように本発明は、現像剤との接触面に凹凸を有するブロックを現像剤の搬送経路に配置し、搬送経路を搬送される現像剤をブロックに当てて現像剤中のトナーをキャリア内に潜り込ませる。従って、未攪拌トナーを効率的に攪拌させることができる。
また、ブロックの傾き角度を調整することで、ブロックによる現像剤の押し付け圧力を変更することができる。従って、トナー補給量又は印刷率に応じてブロックによる現像剤の押し付け圧力を変更し、未攪拌トナーを効率的に攪拌させることができる。
In order to achieve such an object, a developing device of the present invention includes a developer carrying member including a magnet and having a rotatable developing sleeve, and a magnetic pole of the developer carrying member formed on the magnet. The developer containing the toner and the magnetic carrier adsorbed on the developer carrier is conveyed to a transport path of the developer carrier to a position facing the image carrier carrying the electrostatic latent image. A block that is disposed and contacts the developer conveyed through the conveyance path and diffuses the toner to the magnetic carrier, and a block having irregularities on the contact surface with the developer, and an inclination angle of the block with respect to the developer carrier And the control unit is arranged so that a distance between the block and the developer carrying member becomes narrower in a direction in which the developer is conveyed. Depending on the place toner supply amount or the printing rate, and outputs a signal for adjusting the tilt angle of the motor to change the inclination angle of the block relative to the developer carrying member of the block.
As described above, according to the present invention, a block having unevenness on the contact surface with the developer is disposed in the developer transport path, and the developer transported in the transport path is applied to the block so that the toner in the developer is placed in the carrier. Let it dive. Therefore, the unstirred toner can be efficiently stirred.
Further, the pressing pressure of the developer by the block can be changed by adjusting the inclination angle of the block. Therefore, it is possible to efficiently stir the unstirred toner by changing the pressing pressure of the developer by the block according to the toner replenishment amount or the printing rate.
本発明は、未攪拌トナーを効果的に拡散させて、未攪拌トナーを効率的に攪拌させることができる。 According to the present invention, the unstirred toner can be effectively diffused and the unstirred toner can be efficiently stirred.
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図2を参照しながら本実施例の画像形成装置1の構成を説明する。図2には電子写真方式を利用した画像形成装置1の構成が示されている。図2に示す矢印方向に回転する感光体ドラム(像担持体)2の周囲に、感光体ドラム2を所定電位に帯電するスコロトロン帯電器3、感光体ドラム2上に静電潜像を書き込むレーザ走査装置(ROS:Raster Output Scannner)などの画像書込装置(本実施例では、同装置からのレーザ光のみを示す)、感光体ドラム2上に形成された静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置4、転写ベルト8、転写ローラ9等の転写手段から感光体ドラム2に注入された電荷を除電する除電帯電装置5、感光体ドラム2の表面に潤滑剤を塗布し、感光体ドラム2表面の未転写トナーをクリーニングするクリーニング装置6、感光体ドラム2表面の静電残像を除電するイレーズランプ7、転写材を搬送する転写ベルト8と現像装置4により現像された現像像を転写材に転写する転写ローラ9とからなる転写手段等を備えている。
First, the configuration of the image forming apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a configuration of an image forming apparatus 1 using an electrophotographic system. A scorotron charger 3 that charges the
次に、画像形成装置の作像プロセスについて説明する。まず、スコロトロン帯電器3にて感光体ドラム2の表面を帯電した後、画像書込装置からのレーザ光にて感光体ドラム2上に静電潜像を書き込む。その後、現像装置4にて静電潜像をトナー像として可視像化し、所定のタイミングで転写部位へと移動させる。一方、転写材は、転写ベルト8にて所定のタイミングで転写部位へと搬送され、転写ローラ9と、帯電された転写ベルト8によって転写バイアスを印加されることで、感光体ドラム2上のトナー像が転写材に転写される。なお、転写ベルト8及び転写ローラ9とからなる転写手段は、スコロトロン帯電器3による帯電とは逆極性となるように転写電界をかける。
Next, an image forming process of the image forming apparatus will be described. First, after the surface of the
現像装置4の構成について図3を参照しながら説明する。現像装置4には、感光体ドラム2の軸方向に沿って3本の現像ローラが設けられている。これらの現像ローラを感光体ドラム2の回転方向下流側から第1現像ローラ10、第2現像ローラ11、第3現像ローラ12と呼ぶ。また、トナーとキャリアで構成される2成分現像剤を3本の現像ローラ10、11、12に搬送する搬送ローラ13と、トナーとキャリアを攪拌して帯電させる2本のスクリューオーガ14、15とを備えている。この搬送ローラ13とスクリューオーガ14、15も、感光体ドラム2の軸方向に沿って配置されている。さらに、トナーを貯留するトナーホッパー17と、トナーホッパー17からトナーが供給される位置で現像剤を撹拌する撹拌部材16と、第1現像ローラ10の近くに配置され、第1現像ローラ10から感光体ドラム2に供給する現像剤量を規制するドクターブレード18とを備えている。
The configuration of the developing
トナーホッパー17から供給されたトナーは、スクリューオーガ14、15によってキャリアと攪拌されながら搬送され、搬送ローラ13との近接位置に搬送される。搬送ローラ13には、現像剤を吸着する現像剤吸着極が設けられており、磁力によって現像剤を吸着させる。
The toner supplied from the
第1、第2、第3現像ローラ10、11、12、搬送ローラ13等のマグネットローラは、図4(A)に示すように固定支持された略円柱状のマグネット30の外周に回動可能な円柱状のスリーブ31を配設したものであり、マグネット30の磁力によってスリーブ31上に磁性キャリアを吸着させ、図4(B)に示す磁力線に沿って穂立ちをなす現像剤の磁気ブラシを形成する。マグネット30には、S極とN極とが交互に配置されており、スリーブ31の回転に伴って現像剤がスリーブ31の回転方向に搬送される。第1、第2、第3現像ローラ10、11、12は、現像剤を吸着する吸着極と、隣接する極に現像剤を搬送する搬送極と、感光体ドラム2に現像剤を供給する現像極とを少なくとも備えている。
Magnet rollers such as the first, second and third developing
搬送ローラ13に吸着された現像剤は、スリーブ31の回転によって移動しながら、搬送ローラ13から第3現像ローラ12へ、第3現像ローラ12から第2現像ローラ11へ、第2現像ローラ11から第1現像ローラ10へと受け渡しされる。現像剤の搬送経路を図3に矢印で示す。
The developer adsorbed by the conveyance roller 13 is moved by the rotation of the sleeve 31 and is transferred from the conveyance roller 13 to the
現像剤は、第1現像ローラ10まで搬送されると、第1現像ローラ10の現像極から発せられる磁力線に沿って穂立ちを起こす。穂立ちした現像剤は、ドクターブレード18によって所定量に穂切りされた後に、撓むようにして感光体ドラム2の表面に接触し、感光体ドラム2の表面の静電潜像と擦れ合いながトナーを供給する。また、第1現像ローラ10で感光体ドラム2に供給しきれなかった現像剤は、第1現像ローラ10から第2現像ローラ11に、第2現像ローラ11から第3現像ローラ12へと搬送される。第2現像ローラ11、第3現像ローラ12でも第1現像ローラ10と同様に感光体ドラム2の表面の静電潜像と擦れ合いながらトナーを感光体ドラム2に供給する。
When the developer is transported to the first developing
本実施例の現像装置4は、図3に示すように現像剤の搬送経路の途中に、現像剤と当接して現像剤の搬送方向を変え、現像剤中のトナーを現像剤内に潜り込ませるブロック20を備えている。
As shown in FIG. 3, the developing
現像剤は、磁力線に沿って穂が立つため、現像ローラ10、11、12上には現像剤の密度が低い部分と高い部分とが存在する。特に、図5(A)に示すように現像ローラ10、11、12の磁極が設けられた部分は現像剤の密度が低く、磁極と磁極との間では密度が高い。このような現像剤密度の低い場所であって、ブロック20を配置できる好適な場所として、現像ローラ10、11、12の搬送極上が好適である。本実施例では、第2現像ローラ11の搬送極上にブロック20を配置している。また、ブロック20と現像ローラ11との間隔は、現像剤の層厚よりも広くとる。現像剤に無用な圧力を加えないようにするためである。
Since the developer spikes along the lines of magnetic force, there are a low density portion and a high density portion of the developer on the developing
図5(B)に示すように現像剤密度の低い所に、ブロック20を配置して、搬送途中のトナーとキャリアをブロック20に当てて、トナーをキャリア内に潜り込ませる。現像ローラ10、11、12の磁極を設けた現像剤密度の低い所にブロック20を配置しているので、ブロック20によって現像剤の搬送方向が変わっても、現像剤に強い圧力が加わることがない。このため、キャリアの寿命を縮めてしまうことがない。
As shown in FIG. 5B, the
またブロック20は、図6に示すように現像搬送方向に行くに従って、現像ローラ11との間隔が狭くなるように配置することもできる。従って、ブロック20に当たった現像剤にさらに下向き(現像ローラ11方向)の力を加えることで、トナーがキャリア中にさらによく潜り込むようにする。さらに、図6に示すようにブロック20の現像剤との当接面に、凹凸35を設けてもよい。凹凸35を設けることによって、トナーがブロック20に接触したときに、トナーに、より下向き(現像ローラ11方向)の力を加えることができ、トナーをキャリア中に効率よく拡散させることができる。また、ブロック20内に、現像ローラ11の搬送極の磁極と逆極性の磁極36を配置してもよい。ブロック20の逆極性の磁極36によって、キャリアが現像ローラ11側に押し返されるので、キャリアに付着したトナーもキャリア内に潜り込ませることができる。
Further, the
上述した実施例1では、ブロック20を固定にしていたが、印刷率(1ページに占めるドットの割合)の平均値や、トナーが連続して補給された回数によってブロック20の角度や、ブロック20と現像ローラ11との間隔(以下、ブロックギャップともいう)を変更することもできる。
In the first embodiment described above, the
印刷率の平均値が低い場合や、トナーの連続補給回数が低い場合には、トナーの消費量が低いので、トナーホッパー17から補給されたトナーが、スクリューオーガ14、15で十分に攪拌される。このため、ブロック20によってキャリアに不要な圧力をかけないように制御する。また、印刷率の平均値が高い場合や、トナーの連続補給回数が高い場合には、トナー消費量が高いので、トナーがスクリューオーガ14、15で十分に攪拌されずに現像ローラ11に搬送される。このため、ブロック20によって現像剤の搬送方向を変え、現像剤中のトナーを現像剤内に潜り込ませる。
When the average value of the printing rate is low or the number of continuous toner replenishment times is low, the toner consumption is low, so that the toner replenished from the
図7には、現像装置4の断面図と、現像装置4に設けられ各種モータと、これらのモータを制御する制御部50の構成を示す。本実施例は、図7に示すようにトナーホッパー17を駆動するトナー補給モータ51と、ブロック20の位置を可変駆動するブロック位置可変駆動モータ61と、現像ローラ11のスリーブ11を回転駆動する現像ローラスリーブ駆動モータ53とを制御する制御部50を備えている。
制御部50は、画像形成部から送られた画像データの印刷率の平均値や、トナー補給モータ51から送られるトナー補給信号をカウントして求めたカウント値によってブロック20の押し付け角度を調整する。
制御部50は、印刷率が所定値よりも高い場合には、図8の押し付け位置Aに示すように、スリーブ31の回転方向に行くに従って、現像剤に下向きの力が強く加わるようにブロックの角度を調整する。逆に、印刷率が所定値よりも低い場合には、図8の基準位置Bに示すようにブロック20の押し付け角度を戻して、現像剤に圧力を加えないようにする。
FIG. 7 shows a sectional view of the developing
The
When the printing rate is higher than the predetermined value, the
また、図9に示すように現像ローラ11内の可変搬送磁極56の位置を変える可変搬送磁極位置駆動モータ54を設けて、印刷率の平均値やトナー補給信号によって制御部50が可変搬送磁極56の位置を調整することもできる。可変搬送磁極位置駆動モータ54によって可変搬送磁極56の位置を調整する(図10参照)ことで、穂立った現像剤がブロック20にあたる位置を変えることができる。現像剤がブロック20にあたる位置をずらすことで、現像剤への圧力を調整することができる。
Further, as shown in FIG. 9, a variable conveyance magnetic pole
図11には、制御部50に格納される管理テーブルの構成を示す。図11(A)には、印刷率の平均値と、攪拌機構の回転数、ブロック20の角度、ブロックギャップとの関係を示す管理テーブルが示されている。また、図11(B)には、トナー補給回数と、攪拌機構の回転数、ブロック20の角度、ブロックギャップとの関係を示す管理テーブルが示されている。制御部50は、印刷率の平均値とトナー補給回数とのいずれか一方をパラメータとして使用し、図7に示す押付けブロック位置可変駆動モータ52、図9に示す可変搬送磁極位置駆動モータ54を制御する。
また、図12に示すようにオーガ駆動モータ60を制御部50で制御するようにしてもよい。攪拌機構の回転数を変更すると、現像ローラ11に供給されるトナー量が変更される。これによりブロック20によって現像剤にかける圧力を調整することができる。
FIG. 11 shows the configuration of the management table stored in the
Further, the
上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 画像形成装置 2 感光体ドラム
3 スコロトロン帯電器 4 現像装置
5 除電帯電装置 6 クリーニング装置
7 イレーズランプ 8 転写ベルト
9 転写ローラ 10 第1現像ローラ
11 第2現像ローラ 12 第3現像ローラ
13 搬送ローラ 14、15 スクリューオーガ
16 攪拌部材 17 トナーホッパー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記マグネットに形成された、前記現像剤担持体の磁極上であって、前記現像剤担持体に吸着された、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤が、静電潜像を担持する像担持体との対向位置まで搬送される前記現像剤担持体の搬送経路に配置され、該搬送経路を搬送される現像剤に接して前記トナーを前記磁性キャリアに拡散させる、前記現像剤との接触面に凹凸を備えるブロックと、
前記ブロックの前記現像剤担持体に対する傾き角度を調整する制御手段とを有し、
前記ブロックは、前記現像剤の搬送方向に行くに従って前記現像剤担持体との間隔が狭くなるように配置されており、
前記制御手段は、トナー供給装置からのトナー補給量又は印刷率に応じて、前記ブロックの前記現像剤担持体に対する傾き角度を調整する信号を前記ブロックの傾き角度を変更するモータに出力することを特徴とする現像装置。 A developer carrier including a magnet and having a rotatable developing sleeve;
An image carrier on the magnetic pole of the developer carrying member formed on the magnet, the developer containing toner and magnetic carrier adsorbed on the developer carrying member carrying an electrostatic latent image A contact surface with the developer, which is disposed in a transport path of the developer carrying body transported to a position facing the body and diffuses the toner into the magnetic carrier in contact with the developer transported through the transport path A block provided with unevenness ,
Control means for adjusting an inclination angle of the block with respect to the developer carrying member,
The block is arranged so that the distance from the developer carrier becomes narrower as it goes in the transport direction of the developer,
The control means outputs a signal for adjusting an inclination angle of the block with respect to the developer carrying member to a motor that changes the inclination angle of the block according to a toner supply amount or a printing rate from a toner supply device. A developing device.
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