JP5054333B2 - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、静電潜像を可視化するための現像ローラを有する現像装置、該現像装置を一体に有し画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジ、該現像装置又は該プロセスカートリッジを有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関する。 The present invention, a developing device, a removable process cartridge in the image forming apparatus having a developing apparatus together, developing device or a copying machine having the process cartridge having a developing row La for visualizing the electrostatic latent image The present invention relates to image forming apparatuses such as printers, facsimiles, and plotters.

最近の複写機、プリンタは高画質に対する要求が非常に高い。これらは近年のインターネット等のネットワーク環境整備の充実化やパソコン、デジタルカメラの普及がめざましく、従ってそれらから得られる画像と、デジタル複合機やプリンタから出力される画像を比較する機会が非常に増えているという背景がある。
このような要求に対し、特許文献１、特許文献２等では現像バイアスを直流のみにする等の技術にて高画質化を行っている。 Recent copiers and printers have a very high demand for high image quality. In recent years, the improvement of the network environment such as the Internet and the spread of personal computers and digital cameras are remarkable, so the opportunity to compare images obtained from them with images output from digital multifunction peripherals and printers has increased greatly. There is a background of being.
In response to such a requirement, Patent Document 1, Patent Document 2, and the like improve the image quality by a technique such as making the developing bias only DC.

特開２００３−３２３０５０号公報JP 2003-323050 A 特開２００４−２１２５６０号公報JP 2004-212560 A 特開２００３−２３３２５５号公報JP 2003-233255 A 特開２００５−０１７８６８号公報JP 2005-017866 A

しかしながら、現像ギャップの狭小化から現像剤汲上量における現像ローラ中央部及び両端部の偏差がそのまま画像濃度偏差として出力されてしまうという問題が発生していた。
現像ギャップを従来の０．５ｍｍから（０．２〜０．４ｍｍ）と狭くすると、現像剤汲上量も７０ｍｇから５０ｍｇへ下げ、現像ニップ部で現像剤が溜まったり溢れたり、或いは感光体や現像ローラに固着しないようにする必要があり、少ない汲上量だとその変動や現像ローラ中央部、両端部の汲上量偏差の割合が大きくなってしまうため、画像濃度に対して非常に敏感になってしまっている。
汲上量偏差は従来機からある程度確認されている現象だが、前述のメカニズムから高画質化への課題となっている。複数の色を重ねるカラー画像形成装置では各色の単色の画像濃度偏差が画像の両端や中央で異なると、画像等の出力時に本来の色味が表せなくなってしまい、上記の高画質化に対し大きなビハインドとなってしまう。 However, since the developing gap is narrowed, there has been a problem that the deviation between the central portion and both ends of the developing roller in the amount of developer drawn is output as an image density deviation as it is.
When the development gap is narrowed from 0.5 mm (0.2 to 0.4 mm), the developer pumping amount is reduced from 70 mg to 50 mg, and the developer accumulates or overflows in the development nip, or the photosensitive member or development. It is necessary to prevent it from sticking to the roller. If the pumping amount is small, the fluctuation and the rate of deviation of the pumping amount at the center and both ends of the developing roller will increase, making it extremely sensitive to image density. I'm stuck.
The pumping amount deviation is a phenomenon that has been confirmed to some extent from the conventional machine, but it is a problem to improve the image quality due to the mechanism described above. In a color image forming apparatus in which a plurality of colors are superimposed, if the image density deviation of a single color of each color is different at both ends or the center of the image, the original color cannot be expressed when outputting the image, etc. It becomes behind.

従来からある「現像ローラ中央部と両端部の汲上量偏差」について、本発明者らがメカニズム解析を行ったところ、以下が要因の大半であることが確認された。
（１）現像ローラ内部のマグネットローラが自重によりその中央部が下側に撓み、その結果マグネットローラを覆う現像スリーブ表面とマグネットローラの距離（若干クリアランスがある）が現像ローラ下側で狭くなり上側では広くなる。このクリアランスの偏差から現像スリーブ上の見かけ上の磁力が、ローラ中央部と両端部で異なってしまう。このためスリーブ上現像剤の現像ローラ側への拘束力に偏差が生じ汲上量偏差となってしまう。
（２）現像スリーブが、ドクタ（現像剤規制部材）との剤圧で非常に微小であるが変形してしまい、（１）と同様にマグネットローラと現像スリーブの距離に偏差ができてしまう。また、剤圧が掛かるときのみ現像ローラ（厳密には現像スリーブ）と現像剤規制部材とのクリアランスに偏差が発生する（中央部が広がる）ことで汲上量に偏差が生じる。
（３）現像剤規制部材はその両端で固定されることが多く、そのため現像剤量を規制する時に剤圧で中央部が若干撓む。この撓みで剤圧が掛かる時に現像ローラと現像剤規制部材とのクリアランスに偏差が発生（中央部が広がる）ことで汲上量に偏差が生じる。 When the present inventors conducted a mechanism analysis on the conventional “deviation of the pumping amount between the central portion and both ends of the developing roller”, it was confirmed that the following are the most of the factors.
(1) The magnet roller inside the developing roller is bent at its center by its own weight, and as a result, the distance between the developing sleeve surface covering the magnet roller and the magnet roller (with a slight clearance) becomes narrower on the lower side of the developing roller. Then it becomes wide. Due to this deviation in the clearance, the apparent magnetic force on the developing sleeve differs between the roller center and both ends. For this reason, a deviation occurs in the restraining force of the developer on the sleeve toward the developing roller, resulting in a pumping amount deviation.
(2) The developing sleeve is deformed although it is very minute due to the agent pressure with the doctor (developer regulating member), and the distance between the magnet roller and the developing sleeve is deviated as in (1). Further, only when the agent pressure is applied, a deviation is generated in the clearance between the developing roller (strictly, the developing sleeve) and the developer regulating member (the central portion is widened), thereby causing a deviation in the pumping amount.
(3) The developer regulating member is often fixed at both ends thereof, and therefore the central portion is slightly bent by the pressure when regulating the amount of developer. When the agent pressure is applied by this bending, a deviation occurs in the clearance between the developing roller and the developer regulating member (the central portion is widened), thereby causing a deviation in the pumping amount.

現像ローラの略上側に現像剤規制部材を配置する現像装置の場合は、（１）、（２）が相殺されるベクトルを持つため、着目されていないが、略下側に配置する場合には相乗されるベクトルとなり課題が顕著なものとなってしまう。
（３）についてはドクタの固定箇所を両端だけでなく中央部を入れて３点、或いはそれ以上の複数の固定箇所を設ける技術があるが、現像剤規制部材の現像剤滞留部形状は現像剤の初期、経時の帯電特性の変動からくる寿命に影響するため、固定箇所を増やすのが困難な現状もある。 In the case of a developing device in which a developer restricting member is disposed substantially above the developing roller, since (1) and (2) have vectors that cancel each other out, attention is not paid. The vector will be synergistic, and the issues will become prominent.
With regard to (3), there is a technique in which a fixed portion of the doctor is provided not only at both ends but also at a central portion to provide a plurality of fixed portions of three points or more, but the developer retaining portion shape of the developer regulating member is a developer. In some cases, it is difficult to increase the number of fixing points because it affects the service life due to fluctuations in charging characteristics over time.

本発明は、上記汲上量偏差を抑制でき、高画質化を実現できる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の提供を、その目的とする。 The present invention can suppress the pumping amount deviation, the current image device that can realize high image quality, the provision of a process cartridge and an image forming apparatus, and an object.

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、二成分現像剤を収容する現像剤容器と、該現像剤容器内に設けられ、内部に複数の磁極を有する磁界発生手段を備えた現像ローラと、該現像ローラ上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを有する現像装置において、上記磁界発生手段の複数の磁極の一つが、ローラの長手方向における中央部と両端部とで、ローラの両端部に対し、中央部は磁束密度が低い磁束密度偏差を持ち、上記現像剤規制部材が上記現像ローラの略下側に配置されて上記磁束密度偏差を持つ磁極と上記現像剤規制部材が対向位置に配置され、上記現像剤規制部材の上記現像ローラと対向して現像剤を規制するクリアランスが、ローラの長手方向における中央部が両端部よりも狭いことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a developer container containing a two-component developer and a magnetic field generating means provided in the developer container and having a plurality of magnetic poles are provided. In a developing device having a developing roller and a developer regulating member that regulates the amount of developer on the developing roller , one of the plurality of magnetic poles of the magnetic field generating means includes a central portion and both end portions in the longitudinal direction of the roller. in respect both end portions of the roller, the central portion Chi lifting the magnetic flux density is low flux density deviation, the magnetic pole and the developer in which the developer regulating member has the magnetic flux density deviation is disposed substantially under the side of the developing roller The agent restricting member is disposed at a facing position, and a clearance for restricting the developer facing the developing roller of the developer restricting member is narrower at the center in the longitudinal direction of the roller than both ends .

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の現像装置において、ローラの両端部に対し、中央部は磁束密度が５ｍＴ以上低いことを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の現像装置において、上記クリアランスの上記中央部が両端部よりも０．０３ｍｍ以上狭いことを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、画像形成装置において、請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の現像装置を二つ以上有することを特徴とする。
請求項５に記載の発明では、プロセスカートリッジにおいて、像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、請求項１乃至３のうちのいずれか一つ記載の現像装置とを一体に備え、画像形成装置本体に対して着脱自在であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the magnetic flux density is lower by 5 mT or more at the center than at both ends of the roller.
According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect, the central portion of the clearance is 0.03 mm or narrower than both end portions .
According to a fourth aspect of the present invention, the image forming apparatus includes two or more developing devices according to any one of the first to third aspects .
According to a fifth aspect of the present invention, the process cartridge includes at least one of an image carrier, a charging unit, and a cleaning unit, and the developing device according to any one of the first to third aspects. The image forming apparatus main body is detachable .

請求項６に記載の発明では、画像形成装置において、請求項５に記載のプロセスカートリッジを二つ以上有することを特徴とする。
請求項７に記載の発明では、請求項４又は６に記載の画像形成装置において、上記現像ローラに印加する電圧が直流のみであることを特徴とする。
請求項８に記載の発明では、請求項４、６又は７に記載の画像形成装置において、上記現像ローラと像担持体との間の現像ギャップが、０．２〜０．４ｍｍであることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, an image forming apparatus has two or more process cartridges according to the fifth aspect.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth or sixth aspect , the voltage applied to the developing roller is only a direct current .
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth, sixth or seventh aspect, the development gap between the developing roller and the image carrier is 0.2 to 0.4 mm. Features .

本発明によれば、現像ローラの軸方向における現像剤汲上量偏差を抑制できるので、現像剤規制部材の配置位置に拘わらず高画質化を実現できる。   According to the present invention, it is possible to suppress the deviation of the developer pumping amount in the axial direction of the developing roller, so that high image quality can be realized regardless of the arrangement position of the developer regulating member.

以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
図１は、並設された複数の感光体ドラム（像担持体）にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体ドラム上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次中間転写ベルトに転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のカラー複写機（画像形成装置）の作像部分を示している。
構成を説明すると、帯電手段としての帯電ローラ２ａ〜２ｄによって均一に帯電された感光体ドラム１ａ〜１ｄに書込手段３にて光学的に潜像が形成され（書込位置（３ａ〜３ｄ）、現像手段としての現像装置４ａ〜４ｄによってトナーの可視化像が形成される。現像装置４ａ〜４ｄのトナーの色はそれぞれ異なり、例えばＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）である。
感光体ドラム１ａ〜１ｄに形成されたトナー像は、中間転写ベルト転写手段としての１次転写ローラ１２ａ〜１２ｄによって中間転写ベルト５に一旦転写され、レジストローラ対６を経て搬送された記録媒体としての転写紙Ｐに紙転写手段（２次転写手段）としての紙転写ベルト７によって中間転写ベルト５のトナー像が転写紙Ｐに転写される。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, a plurality of photosensitive drums (image carriers) arranged in parallel are individually provided with a developing device, and single-color toner images are formed on the respective photosensitive drums, and these single-color toner images are sequentially transferred intermediately. An image forming portion of a so-called tandem type color copying machine (image forming apparatus) in which a composite color image is recorded on a sheet after being transferred to a belt is shown.
Explaining the structure, a latent image is optically formed by the writing means 3 on the photosensitive drums 1a to 1d uniformly charged by the charging rollers 2a to 2d as charging means (writing positions (3a to 3d)). Visualized images of toner are formed by the developing devices 4a to 4d as developing means, and the toner colors of the developing devices 4a to 4d are different, for example, Y (yellow), M (magenta), C (cyan), Bk. (Black).
The toner images formed on the photoconductive drums 1 a to 1 d are temporarily transferred to the intermediate transfer belt 5 by primary transfer rollers 12 a to 12 d as intermediate transfer belt transfer means, and are conveyed as a recording medium conveyed through a pair of registration rollers 6. The toner image on the intermediate transfer belt 5 is transferred onto the transfer paper P by the paper transfer belt 7 as a paper transfer means (secondary transfer means).

転写紙Ｐ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Ｐ上のトナー像は熱により定着され、図示しない排紙トレイに向けて排出される。
感光体ドラム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クリーニング手段としての感光体クリーニングブレード９ａ〜９ｄによって感光体ドラム上から掻き落とされる。感光体ドラム上の残留電荷は除電手段（図示せず）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〜９ｄ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〜１４ｄを通り、また、中間転写ベルト５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を通り、各々廃トナー収容容器１５に収容される。 The toner image transferred onto the transfer paper P is conveyed to the fixing means 8 by the paper transfer belt 7, and the toner image on the transfer paper P is fixed by heat and discharged toward a paper discharge tray (not shown).
Untransferred toner that has not been transferred to the intermediate transfer belt 5 on the photosensitive drum is scraped off from the photosensitive drum by the photosensitive member cleaning blades 9a to 9d as cleaning means. Residual charges on the photosensitive drum are neutralized by a neutralizing unit (not shown) to prepare for the next image forming operation.
The untransferred toner scraped off by the photoconductor cleaning blades 9a to 9d passes through the collected toner transport paths 14a to 14d, and the untransferred toner and the process control pattern image on the intermediate transfer belt 5 are the intermediate transfer cleaning blade. 13 is scraped off from the intermediate transfer belt 5 and is also stored in the waste toner storage container 15 through the recovered toner transport path 14e.

次に、現像装置４ａ〜４ｄへのニュートナーの補給について説明する。トナーカートリッジ（トナーボトル）に充填されたニュートナーは、トナー補給装置１０ａ〜１０ｄにより装置本体の後側（奥側）のトナーホッパ部１１ａ〜１１ｄへ補給される。
現像装置４ａ〜４ｄ内のトナー濃度検知手段２１（図２参照）により、現像装置４ａ〜４ｄ内のトナー濃度が低いと判断された場合、トナーホッパ部１１ａ〜１１ｄ内のトナー補給スクリュ（図示せず）が回転され、適量のトナーがトナーホッパ部１１ａ〜１１ｄ内から現像装置４ａ〜４ｄへ供給される。ニュートナーの補給は現像装置毎に個別に行われる。
トナー補給装置１０のトナーボトルのトナー残量検知は以下のようになされる。トナーホッパ部内にトナーの有無を検知するセンサ（図示せず）を配置し、そのセンサがトナー無しを検知した場合トナー補給装置１０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トナー無しと判断する。 Next, replenishment of new toner to the developing devices 4a to 4d will be described. The new toner filled in the toner cartridge (toner bottle) is supplied to the toner hoppers 11a to 11d on the rear side (back side) of the apparatus main body by the toner supply devices 10a to 10d.
When the toner density detecting means 21 (see FIG. 2) in the developing devices 4a to 4d determines that the toner density in the developing devices 4a to 4d is low, a toner replenishing screw (not shown) in the toner hoppers 11a to 11d is shown. ) Is rotated, and an appropriate amount of toner is supplied from the toner hoppers 11a to 11d to the developing devices 4a to 4d. New toner is replenished individually for each developing device.
The toner remaining amount detection of the toner bottle of the toner replenishing device 10 is performed as follows. A sensor (not shown) for detecting the presence or absence of toner is arranged in the toner hopper, and when the sensor detects the absence of toner, the toner supply device 10 is requested to supply toner. If the presence of toner is not detected even if requested for a predetermined time, it is determined that there is no toner.

次に作像部について図２を用いて詳細に説明する。上述した感光体ドラム１、現像装置４、帯電ローラ２、感光体クリーニングブレード９は、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ３０に一体に支持されている。
現像装置４には、感光体ドラム１上に書込手段３により光学的に形成された潜像に対しトナーの可視化像を形成する現像剤担持体としての現像ローラ１６が設けられており、その現像ローラ１６の現像領域の上流側には現像ローラ１６上の現像剤量をある一定量に規制する現像剤規制部材１７（以下「現像ドクタ」という）が配置されている。 Next, the image forming unit will be described in detail with reference to FIG. The photosensitive drum 1, the developing device 4, the charging roller 2, and the photosensitive member cleaning blade 9 are integrally supported by a process cartridge 30 that is detachable from the main body of the image forming apparatus.
The developing device 4 is provided with a developing roller 16 as a developer carrying member that forms a toner visualized image on the latent image optically formed by the writing means 3 on the photosensitive drum 1. A developer regulating member 17 (hereinafter referred to as “developing doctor”) that regulates the amount of developer on the developing roller 16 to a certain fixed amount is disposed upstream of the developing area of the developing roller 16.

現像装置４の現像剤容器には非磁性のトナー粒子と磁性粒子（キャリア）を混合した二成分現像剤が納められており、その現像剤は２本の搬送スクリュ、すなわち第１の搬送スクリュ１８と第２の搬送スクリュ１９とにより循環している。ここで、「非磁性」とは磁性が全く無い場合のほか、本発明の趣旨に影響しない程度の低い磁性を含むことを意味する（以下、同じ）。
第２の搬送スクリュ１９の下側にはトナー濃度センサ２１が配置され、このトナー濃度センサ２１で現像タンク（現像剤容器）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。
トナー補給装置１０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２１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。
現像ドクタ１７の右側には、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。 The developer container of the developing device 4 contains a two-component developer in which non-magnetic toner particles and magnetic particles (carriers) are mixed. The developer is composed of two transport screws, that is, the first transport screw 18. And the second conveying screw 19 are circulated. Here, “non-magnetic” means not only having no magnetism but also including low magnetism that does not affect the gist of the present invention (hereinafter the same).
A toner concentration sensor 21 is disposed below the second conveying screw 19, and the toner concentration sensor 21 measures the toner concentration in the developing tank (developer container) as needed, and controls the toner concentration to fall within an appropriate value. .
The toner from the toner replenishing device 10 is temporarily stored in a sub hopper (not shown), and when the toner concentration value in the developing tank is detected to be low by the toner concentration sensor 21, the time converted by a predetermined conversion formula The toner replenishing screw 22 is rotated as much as possible to replenish an appropriate amount of toner to the developing toner supply port 23.
On the right side of the developing doctor 17, an inlet seal 20 for preventing toner scattering from the developing nip portion is disposed.

次に、現像剤の汲上量偏差に関係するメカニズムを図３及び図４に基づいて説明する。
図３に示すように、感光体ドラム１に対し、現像ローラ１６は略左側に配置され、現像ドクタ１７は現像ローラ１６の略下側に配置されている。現像ローラ１６と感光体ドラム１との間の現像ギャップ２５は、０．２〜０．４ｍｍに設定されている（図では分かりやすくするため間隔を誇張して表示している）。
図示しない現像バイアス印加手段により現像ローラ１６に現像バイアスが印加されるが、ここでは印加する電圧を直流のみとしている（以下の他の実施形態において同じ）。ＡＣ重畳方式としてもよい。 Next, a mechanism related to the deviation of the developer pumping amount will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, the developing roller 16 is disposed substantially on the left side with respect to the photosensitive drum 1, and the developing doctor 17 is disposed substantially below the developing roller 16. The developing gap 25 between the developing roller 16 and the photosensitive drum 1 is set to 0.2 to 0.4 mm (in the drawing, the interval is exaggerated for easy understanding).
A developing bias is applied to the developing roller 16 by a developing bias applying means (not shown), but here, the applied voltage is only DC (the same applies to other embodiments below). An AC superposition method may be used.

現像ローラ１６は、外部から駆動を受けることで回転する非磁性の現像スリーブ３１と、現像スリーブ３１の内部に設けられ、多数の磁極を有する磁界発生手段（磁石体）としての回転しないマグネットローラ３２を有している。
マグネットローラ３２の磁束分布は一点鎖線で示す様になるが、マグネットローラ３２の自重５０と現像ドクタ１７による現像剤規制時に発生する力５１により、マグネットローラ３２と現像スリーブ３２の距離に偏差ができてしまう。すなわち、中央部は距離が小さくなる。
このため、現像ドクタ１７近傍の現像スリーブ３１上の磁束４０が、現像ローラ１６の長手方向の両端部に対し中央部が大きくなり、中央部の汲上量が両端部に対し増えてしまう。 The developing roller 16 is a non-magnetic developing sleeve 31 that rotates by being driven from the outside, and a non-rotating magnet roller 32 that is provided inside the developing sleeve 31 and serves as a magnetic field generating means (magnet body) having a large number of magnetic poles. have.
The magnetic flux distribution of the magnet roller 32 is shown by a one-dot chain line, but the distance between the magnet roller 32 and the developing sleeve 32 can be deviated by the self-weight 50 of the magnet roller 32 and the force 51 generated when the developer is regulated by the developing doctor 17. End up. That is, the distance is small in the central portion.
For this reason, the magnetic flux 40 on the developing sleeve 31 in the vicinity of the developing doctor 17 is larger at the central portion with respect to both ends in the longitudinal direction of the developing roller 16, and the pumping amount at the central portion is increased with respect to both ends.

これを解消すべく、本実施形態では、マグネットローラ３２の一つの磁極（汲上を担う磁極又は現像ドクタ対向磁極）を、予め図４に示すように偏差を持たせることで現像スリーブ３２上の磁束密度を下げ、汲上量の偏差を抑えるようにしている。
具体的には、ローラの両端部に対し、中央部は磁束密度が５ｍＴ以上低くなるように設定されている。
また、図３に示すように、現像ドクタ１７による現像剤規制時に発生する力（剤圧）５２が現像ドクタ１７に加わるが、通常、現像ドクタ１７の両端部は固定しているため、中央部が両端部と比較して大きく力５２の作用方向に撓み、中央部と両端部でドクタギャップ（現像ローラ１６と現像ドクタ１７の対向クリアランス）６０に偏差ができてしまう。
ドクタギャップ６０は分かりやすいように間隔を誇張して表示している。 In order to solve this problem, in this embodiment, a magnetic flux on the developing sleeve 32 is provided by providing a deviation as shown in FIG. The density is lowered to suppress the deviation of the pumping amount.
Specifically, the magnetic flux density is set to be lower by 5 mT or more at the central portion than both ends of the roller.
Further, as shown in FIG. 3, force (agent pressure) 52 generated when the developer is regulated by the developer doctor 17 is applied to the developer doctor 17. Normally, both ends of the developer doctor 17 are fixed, so Is greatly deflected in the direction in which the force 52 is applied as compared with both ends, and a deviation occurs in the doctor gap (opposite clearance between the developing roller 16 and the developing doctor 17) 60 between the center and both ends.
The doctor gap 60 is exaggerated for easy understanding.

これを解消すべく、本実施形態では、図５に示すように、現像ドクタ１７の中央部を両端部と比較して凸状態とすることで、剤圧が加わった状態でのドクタギャップ６０の中央部と両端部の偏差を無くし、それにより汲上量偏差を抑えている。
具体的には、現像ドクタ１７の中央部を両端部よりもｈ（０．０３ｍｍ以上）高くしている。すなわち、剤圧を受けて現像ドクタ１７と現像ローラ１６とのクリアランスは中央部が端部と比較して大きく広がること考慮して、予めローラ両端部に対し狭くなるように現像ドクタ単体時の形状を設定しておく。
この構成により、現像ドクタ１７の中央部を固定することなく剤圧が加わったときの中央部と両端部の偏差を無くすことができる。 In order to solve this problem, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the central portion of the developing doctor 17 is made to be in a convex state as compared with both end portions, so that the doctor gap 60 in a state where the agent pressure is applied is formed. The deviation between the center and both ends is eliminated, thereby suppressing the pumping amount deviation.
Specifically, the central portion of the developing doctor 17 is set higher by h (0.03 mm or more) than both end portions. That is, in consideration of the fact that the clearance between the developing doctor 17 and the developing roller 16 is greatly increased compared to the end portion when receiving the agent pressure, the shape of the developing doctor alone is previously narrowed to both end portions of the roller. Is set in advance.
With this configuration, it is possible to eliminate the deviation between the central portion and both end portions when the agent pressure is applied without fixing the central portion of the developing doctor 17.

プロセスカートリッジ３０としての利点は、上述したメカニズム（２）では現像高画質条件を満足する現像ギャップが高精度でなくてはならないが、そのためには現像装置と感光体の位置を決める部材、すなわち現像ギャップを決定する部材がプロセスカートリッジ内で完結する必要がある。プロセスカートリッジとした場合この条件を満足することができる（以下の実施形態において同じ）。
画像形成装置本体に現像ギャップを決定する部材を持つ場合、その現像ギャップを決定する部材が遠くなり、撓みに対して不利となる他にもその部材間の位置関係を決める部品が多くなり、結果として位置が定まりにくくなることから現像ギャップが高精度に決まらない。 The advantage of the process cartridge 30 is that the mechanism (2) described above must have a high development gap that satisfies the development high image quality condition. To that end, a member that determines the positions of the development device and the photosensitive member, that is, development The member that determines the gap needs to be completed in the process cartridge. In the case of a process cartridge, this condition can be satisfied (the same applies to the following embodiments).
When the image forming apparatus main body has a member for determining the development gap, the member for determining the development gap becomes far away, which is disadvantageous against bending, and there are many parts that determine the positional relationship between the members. Since the position is difficult to be determined, the development gap is not determined with high accuracy.

図６乃至図１２に基づいて第２の実施形態を参考例として説明する。なお、上記実施形態と同一部分又は同一部分とみなせる部分はできるだけ同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
図６は、本実施形態に係る画像形成装置としての電子写真方式フルカラープリンタを示す。このプリンタの画像ユニット７０は、矢印方向に無端移動する像担持体としての中間転写ベルト７１を備え、中間転写ベルト７１の下部張架面には、トナー像形成手段である４個の画像形成ユニット７２Ｙ、７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｋが配置されている。画像形成ユニットの番号に添えたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、扱うトナーの色と対応するもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。 The second embodiment will be described as a reference example based on FIGS. In addition, the same part as the said embodiment or the part which can be considered to be the same part is shown with the same code | symbol as much as possible, The description on the structure and function which were already demonstrated is abbreviate | omitted unless it is especially required, and demonstrates only the principal part.
FIG. 6 shows an electrophotographic full-color printer as an image forming apparatus according to this embodiment. The image unit 70 of this printer includes an intermediate transfer belt 71 as an image carrier that moves endlessly in the direction of an arrow. Four image forming units, which are toner image forming means, are provided on a lower stretched surface of the intermediate transfer belt 71. 72Y, 72C, 72M, 72K are arranged. Y, C, M, and K added to the number of the image forming unit correspond to the color of the toner to be handled. Y represents yellow, C represents cyan, M represents magenta, and K represents black.

画像形成ユニットに備えられ、中間転写ベルト７１とともに回転する感光体ドラム８０に対しても同じようにＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋを添えている。なお感光体ドラム８０Ｙ〜８０Ｋは等間隔に配置され、少なくとも画像形成時には中間転写ベルト７１との張架部の一部と接触するようになっている。
扱うトナーの色は異なるが、画像形成ユニット７２Ｙ、７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｋの構成はそれぞれ同じであるので、その構成を画像形成ユニット７２として図７により説明する。図７において、プリンタの動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう支持された円筒状の感光体ドラム８０の周囲には、静電写真プロセスに従い帯電手段７３、露光装置７４（図１参照）、現像装置７５、クリーニング装置７６、光除電装置（図示せず）などの作像部材や電位センサ、画像センサが配されている。それらの構成・作動は基本的に公知であるので、説明の簡略化のために、ここでは本発明と特に関わりのある部分について述べる。 Similarly, Y, C, M, and K are attached to the photosensitive drum 80 that is provided in the image forming unit and rotates together with the intermediate transfer belt 71. The photosensitive drums 80Y to 80K are arranged at equal intervals so as to be in contact with a part of a stretched portion with the intermediate transfer belt 71 at least during image formation.
Although the toner colors to be handled are different, the configurations of the image forming units 72Y, 72C, 72M, and 72K are the same, and the configuration will be described as the image forming unit 72 with reference to FIG. In FIG. 7, during the operation of the printer, around the cylindrical photosensitive drum 80 supported to rotate in the direction of the arrow by a drive source (not shown), a charging means 73 and an exposure device 74 ( 1), an image forming member such as a developing device 75, a cleaning device 76, and a light neutralizing device (not shown), a potential sensor, and an image sensor are arranged. Since their configuration and operation are basically known, for the sake of simplification of description, portions particularly related to the present invention will be described here.

一様帯電された感光体ドラム８０の表面は、画像情報に基づいた露光により静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置７５により現像され、感光体ドラム表面上にトナー像が形成される。トナー像は一次転写ローラ７７により中間転写ベルト７１上に転写される。中間転写ベルト７１に転写されたイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー像は重ね合わされ、給紙ユニット７８（図１参照）から図示しない給紙ローラ、レジストローラ対を経て搬送された用紙上に二次転写ローラ７９により転写される。転写終了後の用紙は、定着ユニット８１（図１参照）によりトナー像を定着され、片面画像形成の場合には、そのまま機外に排出され、両面画像形成の場合には、公知のように、反転路（図示せず）を介した後、両面部（図示せず）を通って再び二次転写部位へ送られる。
なお本実施形態では、少なくとも感光体ドラム８０と現像装置７５とでカートリッジユニットが構成され、更に帯電手段７３、クリーニング装置７６、除電装置を備えてプロセスカートリッジが構成可能である。
プロセスカートリッジと称する場合、現像装置７５と他のプロセス手段が一体となって着脱可能にされたものであり、上記カートリッジユニットだけでもプロセスカートリッジとなり得る。また、現像装置７５と感光体ドラム８０と帯電手段７３、現像装置７５と感光体ドラム８０と帯電手段７３とクリーニング装置７６など、様々なバリエーションが存在し得る。 An electrostatic latent image is formed on the uniformly charged surface of the photosensitive drum 80 by exposure based on image information. The electrostatic latent image is developed by the developing device 75, and a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum. The toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 71 by the primary transfer roller 77. The yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) color toner images transferred to the intermediate transfer belt 71 are superimposed and fed from a paper feed unit 78 (see FIG. 1) to a paper feed roller (not shown). Then, the toner image is transferred by the secondary transfer roller 79 onto the sheet conveyed through the registration roller pair. The paper after the transfer is fixed with a toner image by a fixing unit 81 (see FIG. 1). In the case of single-sided image formation, it is discharged as it is, and in the case of double-sided image formation, as known in the art, After passing through the reversing path (not shown), it is sent again to the secondary transfer site through the double-sided part (not shown).
In the present embodiment, at least the photosensitive drum 80 and the developing device 75 constitute a cartridge unit, and further a charging device 73, a cleaning device 76, and a charge removal device can be provided to constitute a process cartridge.
When referred to as a process cartridge, the developing device 75 and other process means are integrated and detachable, and the cartridge unit alone can be a process cartridge. Various variations such as the developing device 75, the photosensitive drum 80, the charging unit 73, the developing device 75, the photosensitive drum 80, the charging unit 73, and the cleaning device 76 may exist.

次に作像部について図７を用いて説明する。図７に示すプロセスカートリッジ７２は、感光体ドラム８０と現像装置７５、帯電手段（帯電ローラ）７３、クリーニング装置（クリーニングブレード）７６を一体としたプロセスカートリッジである。
現像装置７５は、感光体ドラム８０上に書込手段７４により光学的に形成された潜像に対しトナーの可視化像を形成する現像ローラ８２を有しており、現像ローラ８２の現像領域の上流側には現像ローラ８２上の現像剤量をある一定量に規制する現像剤規制部材（以下、「現像ドクタ」という）８３が設けられている。 Next, the image forming unit will be described with reference to FIG. A process cartridge 72 shown in FIG. 7 is a process cartridge in which a photosensitive drum 80, a developing device 75, a charging unit (charging roller) 73, and a cleaning device (cleaning blade) 76 are integrated.
The developing device 75 includes a developing roller 82 that forms a toner visualized image on the latent image optically formed by the writing unit 74 on the photosensitive drum 80, and is upstream of the developing region of the developing roller 82. A developer regulating member (hereinafter referred to as “developing doctor”) 83 that regulates the amount of developer on the developing roller 82 to a certain fixed amount is provided on the side.

現像装置７５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２本の搬送スクリュ、すなわち第１搬送スクリュ８４と第２搬送スクリュ８５により循環している。第２搬送スクリュ８５の下側にはトナー濃度センサ８６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。
現像ドクタ８３の右側には現像ニップ部（現像ギャップ部）からのトナー飛散を防止するための入口シール８７が配置されている。 A developing tank portion in the developing device 75 stores a two-component developer in which toner particles and magnetic particles (carriers) are mixed. The developer includes two conveying screws, that is, a first conveying screw 84 and a second conveying screw. It is circulated by the conveying screw 85. A toner concentration sensor 86 is disposed below the second conveying screw 85, and the toner concentration in the developing tank is measured at any time and controlled so as to be within an appropriate value.
On the right side of the developing doctor 83, an inlet seal 87 for preventing toner scattering from the developing nip portion (developing gap portion) is disposed.

次に汲上量偏差に関係するメカニズムを図８、図９を用いて説明する。図８に示すように、感光体ドラム８０に対し現像ローラ８２が略左側に、現像ドクタ８３は現像ローラ８２の略下側に配置されている。
現像ローラ８２はその外側に外部から駆動を受けることで回転する非磁性の現像スリーブ８８を有し、その内部には多数の磁極を有する磁界発生手段としての回転しないマグネットローラ８９が配置されている。マグネットローラ８９内の磁極を示す四角は本実施形態に特有のものではなく、第１の実施形態では省略して表示している。
マグネットローラ８９は摺動性に優れておらず、現像スリーブ８８と接触させると摩擦熱が生じ、磁束密度が変化してしまったり、磨耗してしまうので一般的にマグネットローラ８９と現像スリーブ８８との間には隙間を設けている。
マグネットローラ８９の磁束分布９０は図の様になるが、マグネットローラ８９の自重９１と現像ドクタ８３による現像剤規制時に発生する力９２により現像ドクタ近傍の現像スリーブ上の磁束が、現像ローラ長手方向の両端部に対し中央部が大きくなり、従って中央部の汲上量が両端部に対し増えてしまう。 Next, a mechanism related to the pumping amount deviation will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 8, the developing roller 82 is disposed substantially on the left side of the photosensitive drum 80, and the developing doctor 83 is disposed substantially below the developing roller 82.
The developing roller 82 has a non-magnetic developing sleeve 88 that rotates by being driven from the outside on the outside, and a non-rotating magnet roller 89 as a magnetic field generating means having a large number of magnetic poles is disposed inside the developing roller 82. . The squares indicating the magnetic poles in the magnet roller 89 are not unique to this embodiment, and are omitted in the first embodiment.
The magnet roller 89 is not excellent in slidability. When the magnet roller 89 is brought into contact with the developing sleeve 88, frictional heat is generated and the magnetic flux density is changed or worn. There is a gap between them.
Although the magnetic flux distribution 90 of the magnet roller 89 is as shown in the figure, the magnetic flux on the developing sleeve near the developing doctor is caused by the self-weight 91 of the magnet roller 89 and the force 92 generated when the developer is regulated by the developing doctor 83, so that the developing roller longitudinal direction The central portion is larger than the both end portions, so that the amount of pumping at the central portion is increased relative to the both end portions.

この問題に対処すべく、本実施形態では、図９及び図１０に示すように、マグネットローラ８９と現像スリーブ８８との間の隙間に、該隙間を埋める（間隔を保持する）間隔保持部材（スペーサ）としての転がり軸受９３（図１１）を配置することで汲上量の偏差を抑えるようにしている。ここでは転がり軸受９３は現像ローラ８２の長手方向中央部に配置されている。
マグネットローラ８９と現像スリーブ８８の隙間の一部分を埋める形で転がり軸受９３を配置しているが、転がり軸受９３が磁性体であると現像ローラ８２の一部分だけ磁束分布が変化してしまうので、現像剤の搬送が変化してしまう。よって転がり軸受９３の材料としては非磁性が望ましい。
マグネットローラ８９の自重９１により中央部が最も撓んだことによる現像剤汲み上げ量増加の対策として、現像ローラ中央部に転がり軸受９３を配置することにより、マグネットローラ８９の自重９１による撓みが緩和される。
実験の結果、間隔保持部材を有する現像ローラの場合、図１２に示すように、現像ローラ８２の長手方向において均一に汲み上げることができることが確認された。 In order to cope with this problem, in the present embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, a gap holding member (which holds the gap) is filled in the gap between the magnet roller 89 and the developing sleeve 88. By arranging a rolling bearing 93 (FIG. 11) as a spacer, the deviation of the pumping amount is suppressed. Here, the rolling bearing 93 is disposed at the center in the longitudinal direction of the developing roller 82.
The rolling bearing 93 is disposed so as to fill a part of the gap between the magnet roller 89 and the developing sleeve 88. However, if the rolling bearing 93 is a magnetic body, the magnetic flux distribution changes only in a part of the developing roller 82. The transport of the agent will change. Therefore, the material of the rolling bearing 93 is preferably nonmagnetic.
As a countermeasure against the increase in the amount of developer pumped by the center portion being bent most by the weight 91 of the magnet roller 89, the rolling bearing 93 is disposed at the center portion of the developing roller, so that the bending of the magnet roller 89 due to the weight 91 is alleviated. The
As a result of the experiment, it was confirmed that in the case of the developing roller having the spacing member, it can be uniformly pumped in the longitudinal direction of the developing roller 82 as shown in FIG.

本実施形態では間隔保持部材として転がり軸受９３を使用したが、すべり軸受や、マグネットローラ８９よりも摺動性が良いものをマグネットローラ８９と現像スリーブ８８の隙間に埋めることにより同様の効果を得ることができる。
なお、本実施形態における画像形成装置は第１の実施形態と構成が異なるが、特別な構成要件を示すものではなく、第１の実施形態と第２の実施形態における画像形成装置において、相互に各々の発明を適用できる。 In the present embodiment, the rolling bearing 93 is used as the spacing member. However, a similar effect can be obtained by filling a gap between the magnet roller 89 and the developing sleeve 88 with a sliding bearing or one having better sliding properties than the magnet roller 89. be able to.
Note that the image forming apparatus in the present embodiment is different in configuration from the first embodiment, but does not indicate special configuration requirements. In the image forming apparatuses in the first embodiment and the second embodiment, each other Each invention can be applied.

本発明の第１の実施形態における画像形成装置の概要構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. プロセスカートリッジの拡大概要断面図である。It is an expansion outline sectional view of a process cartridge. 現像ローラと現像剤規制部材との位置関係及び現像ローラ上の磁束分布を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a developing roller and a developer control member, and magnetic flux distribution on a developing roller. 現像剤規制部材と対向する磁極のローラ長手方向における中央部と両端部の偏差特性を示すグラフである。It is a graph which shows the deviation characteristic of the center part and both ends in the roller longitudinal direction of the magnetic pole which opposes a developer control member. 現像ローラと現像剤規制部材との間の現像ギャップを示す概要断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a development gap between a developing roller and a developer regulating member. 本発明の第２の実施形態における画像形成装置の概要構成図である。It is a schematic block diagram of the image forming apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 第２の実施形態におけるプロセスカートリッジの拡大概要断面図である。It is an expansion outline sectional view of a process cartridge in a 2nd embodiment. 現像ローラと現像剤規制部材との位置関係及び現像ローラ上の磁束分布を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a developing roller and a developer control member, and magnetic flux distribution on a developing roller. 第２の実施形態における現像ローラの概要断面図である。It is a schematic sectional drawing of the developing roller in 2nd Embodiment. 第２の実施形態における現像ローラの斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a developing roller in a second embodiment. 第２の実施形態における間隔保持部材としての転がり軸受の斜視図である。It is a perspective view of the rolling bearing as a space | interval holding member in 2nd Embodiment. 現像ローラの長手方向における、軸受がある場合と無い場合の汲み上げ量の違いを示す実験グラフである。It is an experimental graph which shows the difference in the pumping amount with and without a bearing in the longitudinal direction of the developing roller.

符号の説明Explanation of symbols

１、８０ 像担持体としての感光体ドラム
２、７３ 帯電手段としての帯電ローラ
４、７５ 現像装置
９ クリーニング手段としての感光体クリーニングブレード
１６、８２ 現像ローラ
１７、８３ 現像剤規制部材としての現像ドクタ
３０、７２ プロセスカートリッジ
３２、８９ 磁界発生手段としてのマグネットローラ
８８ スリーブとしての現像スリーブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,80 Photosensitive drum as image carrier 2,73 Charging roller as charging means 4,75 Developing device 9 Photosensitive member cleaning blade as cleaning means 16,82 Developing roller 17,83 Developing doctor as developer regulating member 30, 72 Process cartridge 32, 89 Magnet roller as magnetic field generating means 88 Developing sleeve as sleeve

Claims (8)

二成分現像剤を収容する現像剤容器と、該現像剤容器内に設けられ、内部に複数の磁極を有する磁界発生手段を備えた現像ローラと、該現像ローラ上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを有する現像装置において、
上記磁界発生手段の複数の磁極の一つが、ローラの長手方向における中央部と両端部とで、ローラの両端部に対し、中央部は磁束密度が低い磁束密度偏差を持ち、
上記現像剤規制部材が上記現像ローラの略下側に配置されて上記磁束密度偏差を持つ磁極と上記現像剤規制部材が対向位置に配置され、
上記現像剤規制部材の上記現像ローラと対向して現像剤を規制するクリアランスが、ローラの長手方向における中央部が両端部よりも狭いことを特徴とする現像装置。 A developer container that contains a two-component developer, a developing roller that is provided in the developer container and includes magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles therein, and the amount of developer on the developing roller is regulated In a developing device having a developer regulating member ,
One of a plurality of magnetic poles of said magnetic field generating means, at the central portion and both end portions in the longitudinal direction of the roller, with respect to both end portions of the roller, the central portion Chi lifting the magnetic flux density is low flux density deviation,
The developer restricting member is disposed substantially below the developing roller, and the magnetic pole having the magnetic flux density deviation and the developer restricting member are disposed at opposing positions.
A developing device characterized in that a clearance for regulating the developer facing the developing roller of the developer regulating member is narrower at the center in the longitudinal direction of the roller than at both ends . 請求項１に記載の現像装置において、
ローラの両端部に対し、中央部は磁束密度が５ｍＴ以上低いことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
A developing device characterized in that a magnetic flux density is lower by 5 mT or more at a central portion than both ends of a roller. 請求項１又は２に記載の現像装置において、
上記クリアランスの上記中央部が両端部よりも０．０３ｍｍ以上狭いことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1 or 2 ,
The developing device according to claim 1, wherein the central portion of the clearance is 0.03 mm or more narrower than both end portions . 請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の現像装置を二つ以上有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising two or more developing devices according to claim 1 . 像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、請求項１乃至３のうちのいずれか一つ記載の現像装置とを一体に備え、画像形成装置本体に対して着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。 At least one of an image carrier, a charging unit, and a cleaning unit and the developing device according to any one of claims 1 to 3 are integrally provided and detachable from the main body of the image forming apparatus. Process cartridge characterized by. 請求項５に記載のプロセスカートリッジを二つ以上有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising two or more process cartridges according to claim 5. 請求項４又は６に記載の画像形成装置において、
上記現像ローラに印加する電圧が直流のみであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4 or 6 ,
An image forming apparatus , wherein a voltage applied to the developing roller is only DC . 請求項４、６又は７に記載の画像形成装置において、
上記現像ローラと像担持体との間の現像ギャップが、０．２〜０．４ｍｍであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4, 6 or 7.
An image forming apparatus , wherein a developing gap between the developing roller and the image carrier is 0.2 to 0.4 mm .
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