JP5139921B2 - Developing device and image forming apparatus having the same - Google Patents

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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、電子写真プロセスによって像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像するための現像装置とこれを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier by an electrophotographic process using a developer, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile equipped with the developing device. It is.

電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、像担持体上に形成された静電潜像は現像装置によって現像して現像像として顕像化され、この現像像が用紙上に転写される。そして、現像像が転写された用紙は、定着装置へと搬送され、該定着装置によって熱と圧力によって現像像の定着を受けた後に機外に排出され、これによって一連の画像形成動作が完了する。   In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that forms an image on a sheet by electrophotography, an electrostatic latent image formed on an image carrier is developed by a developing device and visualized as a developed image. The developed image is transferred onto the paper. Then, the sheet onto which the developed image has been transferred is conveyed to a fixing device, and after the developed image is fixed by heat and pressure by the fixing device, it is discharged out of the apparatus, thereby completing a series of image forming operations. .

ところで、現像剤として乾式トナーを用いる現像方式としては、一成分現像方式と二成分現像方式が知られている。一成分現像方式は、使用する現像剤にキャリアを含まないため、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を使用する二成分現像方式においてキャリアとトナーによって形成される磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがないために高画質化が可能となる。   By the way, as a developing method using dry toner as a developer, a one-component developing method and a two-component developing method are known. In the one-component development method, since the developer to be used does not include a carrier, in the two-component development method in which a two-component developer composed of toner and carrier is used, a static brush on the image carrier is formed by a magnetic brush formed by the carrier and toner. Since the electrostatic latent image is not disturbed, high image quality can be achieved.

ところが、一成分現像方式においては、トナーの帯電量を安定して維持することが困難である。又、カラートナーである場合には、高い透過性が求められるために該カラートナーは非磁性トナーである必要がある。   However, in the one-component development method, it is difficult to stably maintain the toner charge amount. Further, in the case of a color toner, since high transparency is required, the color toner needs to be a non-magnetic toner.

そこで、フルカラー画像形成装置においては、現像剤としてトナーとこれを帯電及び搬送する媒体としてのキャリアから成る二成分現像剤を用いる二成分現像方式が採用されることが多い。   Therefore, in a full-color image forming apparatus, a two-component developing system using a two-component developer composed of toner as a developer and a carrier as a medium for charging and transporting the toner is often employed.

二成分現像方式を採用する現像装置には、二成分現像剤を担持する磁気ローラ上に形成された磁気ブラシによって現像ローラ上にトナー薄層を形成し、現像ローラ上のトナー薄層によって像担持体上の静電潜像を現像してトナー像として顕像化するタッチダウン現像方式を採用するものがある。   In a developing device employing a two-component developing system, a thin toner layer is formed on a developing roller by a magnetic brush formed on a magnetic roller carrying a two-component developer, and an image is carried by the toner thin layer on the developing roller. Some employ a touch-down development method in which an electrostatic latent image on a body is developed and visualized as a toner image.

斯かるタッチダウン現像方式には、トナーの飛散によって現像ローラの下部にトナーが溜るという問題があり、この問題を解決するために特許文献１には、磁気ローラと現像ローラの近傍に回収ローラを回転可能に設け、該回収ローラによって飛散トナーを回収し、回収したトナーを回収ローラから剥ぎ取って現像装置内に戻す構成が提案されている。   Such a touch-down development method has a problem that toner accumulates in the lower part of the developing roller due to scattering of the toner. In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses a recovery roller in the vicinity of the magnetic roller and the developing roller. A configuration has been proposed in which the toner is provided so as to be rotatable, the scattered toner is collected by the collecting roller, and the collected toner is peeled off from the collecting roller and returned to the developing device.

又、特許文献２には、現像装置のハウジングの現像ローラと対向する箇所に電極板を配置し、この電極板にトナーの帯電極性と同極の電圧を印加することによって、電極板側から現像ローラ側に向かう電界の力で飛散トナーを現像ローラ側に押し戻すようにした構成が提案されている。
特開２００５−２４２１９４号公報 特開２００１−０６６８８６号公報 Further, in Patent Document 2, an electrode plate is disposed at a position facing the developing roller of the housing of the developing device, and a voltage having the same polarity as the toner charging polarity is applied to the electrode plate, thereby developing from the electrode plate side. There has been proposed a configuration in which scattered toner is pushed back to the developing roller side by the force of the electric field directed to the roller side.
JP 2005-242194 A JP 2001-066886 A

ところで、現像装置においては、トナーの飛散を防ぐことが高画質や長寿命を実現する上での重要な要素となるが、特許文献１に記載されたタッチダウン現像方式を採用する現像装置においては、磁気ローラと現像ローラのレイアウトに制約があるため、磁気ローラからのトナーの飛散を防ぐことは困難である。   By the way, in the developing device, preventing toner scattering is an important factor in realizing high image quality and long life, but in the developing device adopting the touch-down developing method described in Patent Document 1, Since the layout of the magnetic roller and the developing roller is limited, it is difficult to prevent the toner from scattering from the magnetic roller.

又、特許文献２に開示されているように電極板にトナーの帯電極性と同極の電圧を印加するだけでは、帯電が不十分なトナーは、磁気ローラ上のキャリアから離れ易く、遠心力や重力によって磁気ローラから落下して飛散するという問題がある。又、電極板に印加する電圧が大き過ぎると電極板にキャリアが付着してしまい、このキャリアによって磁気ローラの表面が傷付いたり、磁気ローラと電極板間のギャップが狭くなることによって現像ローラ下部においてキャリアが溢れてしまうという問題が発生する。   Further, as disclosed in Patent Document 2, by simply applying a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner to the electrode plate, the insufficiently charged toner can easily be separated from the carrier on the magnetic roller, and the centrifugal force and There is a problem of falling from the magnetic roller due to gravity and scattering. In addition, if the voltage applied to the electrode plate is too large, the carrier adheres to the electrode plate, and the surface of the magnetic roller is damaged by this carrier, or the gap between the magnetic roller and the electrode plate is narrowed. The problem of overflowing careers occurs.

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、タッチダウン現像方式においてトナーの飛散を効果的に防ぐことができる現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。   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 that can effectively prevent toner scattering in a touch-down developing method, and an image forming apparatus including the developing device. It is in.

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を磁気的に保持する磁気ローラと、該磁気ローラの下方に配置された電極部材と、前記磁気ローラから移送されるトナーによってその表面にトナー薄層を担持する現像ローラを備えた現像装置において、前記現像ローラと前記電極部材間の距離を前記磁気ローラと前記電極部材間の距離よりも小さく設定するとともに、前記電極部材にトナーと同極性の交流電圧を印加し、該交流電圧の実効値の絶対値を前記磁気ローラに印加する交流電圧の実効値の絶対値よりも大きく設定したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a magnetic roller for magnetically holding a two-component developer composed of toner and a carrier, an electrode member disposed below the magnetic roller, and the magnetic roller. in the developing apparatus having a developing roller which carries the toner thin layer on the surface by the toner to be transferred from the set smaller than the distance between the developing roller and the said and the magnetic roller the distance between the electrode members electrode member In addition, an AC voltage having the same polarity as the toner is applied to the electrode member, and an absolute value of an effective value of the AC voltage is set larger than an absolute value of an effective value of the AC voltage applied to the magnetic roller. To do.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記電極部材に印加する交流電圧の位相を前記磁気ローラに印加する交流電圧の位相と同期させたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, wherein the phase of the AC voltage applied to the electrode member is synchronized with the phase of the AC voltage applied to the magnetic roller.

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記電極部材を回転可能な回収ローラで構成したことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the electrode member is constituted by a rotatable collection roller.

請求項４記載の画像形成装置は、請求項１〜３の何れかに記載の現像装置を備えることを特徴とする。
An image forming apparatus according to a fourth aspect includes the developing device according to any one of the first to third aspects.

請求項１及び３記載の発明によれば、現像ローラと電極部材間の距離を磁気ローラと電極部材間の距離よりも小さく設定したため、磁気ローラからトナーが飛散しても、この飛散したトナーは電極部材と現像ローラ間の狭い隙間において電極部材又は現像ローラによって再び捕集され、ハウジングの現像ローラが開口する開口部からハウジング外へのトナーの漏出が確実に防がれる。
According to the first and third aspects of the present invention, the distance between the developing roller and the electrode member is set smaller than the distance between the magnetic roller and the electrode member. It is collected again by the electrode member or the developing roller in a narrow gap between the electrode member and the developing roller, and the leakage of the toner to the outside of the housing from the opening of the developing roller of the housing is surely prevented.

又、電極部材にトナーと同極性の交流電圧を印加したため、磁気ローラ表面に担持されたキャリアからトナーが離れにくくなり、磁気ローラからのトナーの飛散が効果的に防がれる。
 In addition , since an AC voltage having the same polarity as that of the toner is applied to the electrode member, the toner is hardly separated from the carrier carried on the surface of the magnetic roller, and the scattering of the toner from the magnetic roller is effectively prevented.

更に、電極部材に印加する交流電圧の実効値の絶対値を磁気ローラに印加する交流電圧の実効値の絶対値よりも大きく設定したため、飛散トナーは磁気ローラ側に戻されて回収され、磁気ローラ表面からのトナーの飛散が防がれるとともに、キャリアの回収ローラへの付着が防がれる。又、帯電が不足するトナーや逆極性に帯電したトナーは回収ローラによって回収され、その飛散が防がれる。
 Furthermore, since the set larger than the absolute value of the effective value of the AC voltage applied absolute value of the effective value of the AC voltage applied to the electrode member to the magnetic roller, the scattered toner is collected and returned to the magnetic roller side, the magnetic roller The toner is prevented from scattering from the surface and the carrier is prevented from adhering to the collecting roller. In addition, the toner that is insufficiently charged or the toner charged to the opposite polarity is collected by the collecting roller, and the scattering thereof is prevented.

請求項２記載の発明によれば、電極部材に印加する交流電圧の位相を磁気ローラに印加する交流電圧の位相と同期させたため、電極部材と磁気ローラ間には常に一定の電位差が発生し、この電位差によって飛散トナーが磁気ローラ側に移動して回収される。
According to the invention of claim 2, since the phase of the AC voltage applied to the electrode member is synchronized with the phase of the AC voltage applied to the magnetic roller , a constant potential difference is always generated between the electrode member and the magnetic roller, Due to this potential difference, the scattered toner moves to the magnetic roller side and is collected.

請求項４記載の発明によれば、トナーの飛散が効果的に防がれ、高質画像が安定的に得られるとともに、機内汚染の問題が解消される。
According to the fourth aspect of the present invention, toner scattering is effectively prevented, a high-quality image is stably obtained, and the problem of in-machine contamination is solved.

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。 [Image forming apparatus]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a color laser printer as an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The illustrated color laser printer is a tandem type, and a magenta image forming unit 1M is provided at the center of the main body. The cyan image forming unit 1C, the yellow image forming unit 1Y, and the black image forming unit 1K are arranged in tandem at regular intervals.

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋは、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、現像装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、転写ローラ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ等を含んで構成されている。   Each of the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K includes photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d as image carriers, developing devices 3a, 3b, 3c, and 3d, transfer rollers 4a, 4b, 4c, and 4d. It is configured to include.

上記現像装置３ａ〜３ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものであって、その詳細は後述する。   The developing devices 3a to 3d contain magenta (M) toner, cyan (C) toner, yellow (Y) toner, and black (K) toner, respectively, and are formed on the photosensitive drums 2a to 2d. Each color toner is attached to the electrostatic latent image to visualize each electrostatic latent image as a toner image of each color, the details of which will be described later.

又、前記転写ローラ４ａ〜４ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト５を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト５は、二次転写対向ローラ６と駆動ローラ７及びテンションローラ８との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの下面側に走行可能に配置されており、前記二次転写対向ローラ６は、二次転写部において中間転写ベルト５を介して二次転写ローラ９に当接可能に配置されている。   The transfer rollers 4a to 4d are disposed so as to be in contact with the photosensitive drums 2a to 2d via the intermediate transfer belt 5 at each primary transfer portion. Here, the intermediate transfer belt 5 is stretched between the secondary transfer counter roller 6, the driving roller 7, and the tension roller 8, and is disposed on the lower surface side of each of the photosensitive drums 2a to 2d. The secondary transfer counter roller 6 is disposed so as to be in contact with the secondary transfer roller 9 via the intermediate transfer belt 5 in the secondary transfer portion.

又、装置本体１００内の底部には給紙カセット１０が着脱可能に設置されており、本体１００の上部には排紙トレイ１１が設けられている。ここで、給紙カセット１０には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１０からは用紙がピックアップローラ１２によって１枚ずつ取り出され、取り出された用紙は搬送ローラ１３，１４，１５によって搬送パスＬへと送り出される。又、搬送パスＬには、レジストローラ対１６、定着装置１７、搬送ローラ対１８及び排紙ローラ対１９が配置されている。尚、定着装置１７は、互いに当接して回転する加熱ローラ２０と加圧ローラ２１を備えている。   A paper feed cassette 10 is detachably installed at the bottom of the apparatus main body 100, and a paper discharge tray 11 is provided at the top of the main body 100. Here, a plurality of sheets (not shown) are stacked and accommodated in the paper feed cassette 10, and the paper is taken out from the paper feed cassette 10 one by one by the pickup roller 12. , 14 and 15 are sent to the transport path L. In the transport path L, a registration roller pair 16, a fixing device 17, a transport roller pair 18, and a paper discharge roller pair 19 are arranged. The fixing device 17 includes a heating roller 20 and a pressure roller 21 that rotate in contact with each other.

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。   Next, an image forming operation by the color laser printer having the above configuration will be described.

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図１の矢印方向（反時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄには、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光が照射されて各色のカラー画像信号に対応した静電潜像がそれぞれ形成される。   When an image formation start signal is issued, the photosensitive drums 2a to 2d are driven to rotate at a predetermined process speed in the direction of the arrow in FIG. 1 (counterclockwise) in each of the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K. The photosensitive drums 2a to 2d are irradiated with laser light modulated by a color image signal for each color to form an electrostatic latent image corresponding to the color image signal for each color.

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像が現像装置３ａによって現像されてマゼンタトナー像として可視像化される。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ４ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ４ａの作用によって、図１の矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト５上に一次転写される。   First, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2a of the magenta image forming unit 1M is developed by the developing device 3a to be visualized as a magenta toner image. This magenta toner image is transferred to the arrow shown in FIG. 1 by the action of the transfer roller 4a to which a primary transfer bias opposite in polarity to the toner is applied at the primary transfer portion (transfer nip portion) between the photosensitive drum 2a and the transfer roller 4a. Primary transfer is performed on the intermediate transfer belt 5 that is rotationally driven in the direction.

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト５は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト５上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。   The intermediate transfer belt 5 on which the magenta toner image has been primarily transferred as described above moves to the next cyan image forming unit 1C. In the cyan image forming unit 1C as well, the cyan toner image formed on the photosensitive drum 2b is transferred to the magenta toner image on the intermediate transfer belt 5 at the primary transfer portion in the same manner as described above.

以下同様にして、中間転写ベルト５上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト５上にはフルカラーのトナー像が形成される。   Similarly, yellow and black toners respectively formed on the photosensitive drums 2c and 2d of the yellow and black image forming units 1Y and 1K on the magenta and cyan toner images superimposed and transferred on the intermediate transfer belt 5, respectively. The images are sequentially superimposed on each primary transfer portion, and a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 5.

そして、中間転写ベルト５上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ６と二次転写ローラ９間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１０から取り出されてレジストローラ対１６へと送られて一時待機していた用紙が二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ９によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト５から一括して二次転写される。   Then, the full color toner image on the intermediate transfer belt 5 is taken out from the paper feed cassette 10 in accordance with the timing at which the leading end of the full color toner image reaches the secondary transfer portion (transfer nip portion) between the secondary transfer counter roller 6 and the secondary transfer roller 9. Then, the paper that has been sent to the registration roller pair 16 and temporarily waiting is conveyed to the secondary transfer portion. Then, a full-color toner image is collectively transferred from the intermediate transfer belt 5 onto the sheet conveyed to the secondary transfer unit by the secondary transfer roller 9 to which a secondary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied. .

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置１７へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、搬送ローラ対１８によって搬送パスＬに沿って上方へと搬送され、排紙ローラ対１９によって排紙トレイ１１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。   Thus, the sheet on which the full-color toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 17, where the full-color toner image is heated and pressurized and thermally fixed on the surface of the sheet, and the sheet on which the toner image is fixed Then, the paper is transported upward along the transport path L by the transport roller pair 18 and discharged onto the paper discharge tray 11 by the paper discharge roller pair 19 to complete a series of image forming operations.

［現像装置］
次に、本発明に係る前記現像装置３ａ〜３ｄの詳細を図２及び図３に基づいて説明する。 [Developer]
Next, details of the developing devices 3a to 3d according to the present invention will be described with reference to FIGS.

尚、４つの現像装置３ａ〜３ｄは二成分現像剤を用いたタッチダウン現像方式を採用するものであって、その構成は全て同じであるため、以下、マゼンタの現像装置３ａについてのみ説明する。   The four developing devices 3a to 3d employ a touch-down developing method using a two-component developer, and all the configurations are the same. Therefore, only the magenta developing device 3a will be described below.

図２は現像装置要部の断面図であり、図示の現像装置３ａのハウジング２２内にはトナーとキャリアから成る二成分現像剤が収容されるとともに、二成分現像剤を磁気的に保持する磁気ローラ２３と、該磁気ローラ２３から移送されるトナーによってその表面にトナー薄層を担持する現像ローラ２４と、前記磁気ローラ２３の下方に配置されて飛散トナーを回収するための電極部材である回収ローラ２５と、二成分現像剤を撹拌する撹拌部材２６，２７を収容して構成されている。又、ハウジング２２内上部の磁気ローラ２３の近傍には、磁気ローラ２３表面に形成される磁気ブラシ（穂立ち）の高さを一定に保つための規制ブレード２８が固設されおり、ハウジング２２内の下部には、回収ローラ２５の外周面に摺接するクリーニングブレード２９が設けられている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the developing device. A housing 22 of the developing device 3a shown in FIG. 2 contains a two-component developer composed of toner and a carrier and magnetically holds the two-component developer. A roller 23, a developing roller 24 that carries a toner thin layer on the surface thereof by toner transferred from the magnetic roller 23, and a recovery member that is disposed below the magnetic roller 23 and is an electrode member for recovering scattered toner The roller 25 and stirring members 26 and 27 for stirring the two-component developer are accommodated. Further, in the vicinity of the magnetic roller 23 at the upper part in the housing 22, a regulating blade 28 for fixing the height of the magnetic brush (protrusion) formed on the surface of the magnetic roller 23 is fixed. A cleaning blade 29 slidably in contact with the outer peripheral surface of the collection roller 25 is provided at the lower portion.

上記磁気ローラ２３と現像ローラ２４及び回収ローラ２５は、図２の紙面垂直方向に長く互いに平行に配されており、その軸方向（図２の紙面垂直方向）両端は不図示の軸受によって回転可能に支持され、これらにはバイアス電源３０，３１，３２がそれぞれ電気的に接続されている。ここで、バイアス電源３０，３１，３２は、交流電圧と直流電圧を重畳したバイアス電圧を磁気ローラ２３、現像ローラ２４、回収ローラ２５にそれぞれ印加するためのものである。   The magnetic roller 23, the developing roller 24, and the collecting roller 25 are long and parallel to each other in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2, and both ends of the axial direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 2) can be rotated by bearings (not shown). The bias power sources 30, 31, and 32 are electrically connected to these. Here, the bias power supplies 30, 31, and 32 are for applying a bias voltage in which an AC voltage and a DC voltage are superimposed to the magnetic roller 23, the developing roller 24, and the collecting roller 25, respectively.

而して、本実施の形態においては、現像ローラ２４と回収ローラ２５間の距離Ａを磁気ローラ２３と回収ローラ２５間の距離Ｂよりも小さく設定したことを特徴とする（Ａ＜Ｂ）。ここで、現像ローラ２４と回収ローラ２５間の距離Ａは、回収ローラ２５に印加されるバイアス電圧が現像ローラ２４にリークしない程度であって、磁気ローラ２３上の磁気ブラシから飛散したトナーを再び現像ローラ２４又は回収ローラ２５で回収することができる値、具体的には０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定されている。又、磁気ローラ２３と回収ローラ２５間の距離Ｂは、磁気ローラ２３上に形成される磁気ブラシの先端が回収ローラ２５の外周面を擦る程度、つまり、ハウジング２２の内部からのトナーの噴き出しを防ぎつつ回収ローラ２５へのキャリアの物理的な付着を防ぐことができる値、具体的には１．５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定されている。   Thus, the present embodiment is characterized in that the distance A between the developing roller 24 and the collection roller 25 is set smaller than the distance B between the magnetic roller 23 and the collection roller 25 (A <B). Here, the distance A between the developing roller 24 and the collecting roller 25 is such that the bias voltage applied to the collecting roller 25 does not leak to the developing roller 24, and the toner scattered from the magnetic brush on the magnetic roller 23 is again removed. A value that can be collected by the developing roller 24 or the collecting roller 25, specifically, 0.5 mm to 2.0 mm is set. The distance B between the magnetic roller 23 and the collection roller 25 is such that the tip of the magnetic brush formed on the magnetic roller 23 rubs the outer peripheral surface of the collection roller 25, that is, the ejection of toner from the inside of the housing 22. It is set to a value that can prevent physical adhesion of the carrier to the collection roller 25 while being prevented, specifically 1.5 mm to 3.0 mm.

図３（ａ），（ｂ）に磁気ローラ２３と回収ローラ２５にそれぞれ印加されるバイアス電圧（交流電圧と直流電圧の重畳電圧）の波形を示すが、回収ローラ２５に印加する交流電圧の実効値Ｖdcはトナーと同極性（正極性）の４００Ｖに設定されるとともに、回収ローラ２５に印加する交流電圧の位相は磁気ローラ２３に印加する交流電圧の位相と同期している。   FIGS. 3A and 3B show waveforms of bias voltages (a superimposed voltage of an AC voltage and a DC voltage) applied to the magnetic roller 23 and the recovery roller 25, respectively. The effective AC voltage applied to the recovery roller 25 is shown in FIGS. The value Vdc is set to 400 V having the same polarity (positive polarity) as that of the toner, and the phase of the AC voltage applied to the recovery roller 25 is synchronized with the phase of the AC voltage applied to the magnetic roller 23.

又、本実施の形態では、回収ローラ２５に印加する交流電圧の実効値Ｖdcの絶対値を４００Ｖに設定し、この値を磁気ローラ２３に印加する交流電圧の実効値Ｖdcの絶対値２００Ｖよりも大きく設定している。従って、回収ローラ２５と磁気ローラ２３間においては交流成分が相殺されて電位差は２００Ｖとなる。尚、本実施の形態では、磁気ローラ２３と回収ローラ２５に印加される電圧のピーク間電圧Ｖppは何れも１．２ｋＶ、周波数は何れも２ｋＨｚに設定されている。ここで、交流電圧の実効値Ｖdcとは、図３（ａ），（ｂ）に示す電圧波形において正極側に立ち上がる波形の面積Ｓ１と負極側に立ち上がる波形の面積Ｓ２が互いに等しくなる（Ｓ１＝Ｓ２）電圧を言う。   In this embodiment, the absolute value of the effective value Vdc of the alternating voltage applied to the recovery roller 25 is set to 400 V, and this value is set to be larger than the absolute value 200 V of the effective value Vdc of the alternating voltage applied to the magnetic roller 23. It is set large. Therefore, the AC component is canceled between the collection roller 25 and the magnetic roller 23, and the potential difference becomes 200V. In this embodiment, the peak-to-peak voltage Vpp applied to the magnetic roller 23 and the collection roller 25 is set to 1.2 kV for all, and the frequency is set to 2 kHz for both. Here, the effective value Vdc of the alternating voltage is equal to the area S1 of the waveform rising to the positive side and the area S2 of the waveform rising to the negative side in the voltage waveforms shown in FIGS. 3A and 3B (S1 = S2) Say voltage.

而して、現像装置３ａにおいては、ハウジング２２内に収容された二成分現像剤が撹拌部材２６，２７の回転によって撹拌されることによってトナーが正極性に摩擦帯電される。この二成分現像剤は、磁気ローラ２３が図２の矢印方向（時計方向）に回転することによって、磁気ローラ２３に内包されている固定マグネットによって磁気的に拘束されているキャリアとその表面に帯電保持されているトナーによって磁気ローラ２３の表面に磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシは現像ローラ２４へと搬送される。   Thus, in the developing device 3a, the two-component developer accommodated in the housing 22 is agitated by the rotation of the agitating members 26 and 27, so that the toner is triboelectrically charged to the positive polarity. The two-component developer is charged on the carrier and its surface magnetically constrained by a fixed magnet contained in the magnetic roller 23 as the magnetic roller 23 rotates in the direction of the arrow (clockwise) in FIG. A magnetic brush is formed on the surface of the magnetic roller 23 by the held toner, and this magnetic brush is conveyed to the developing roller 24.

磁気ローラ２３上の磁気ブラシは、規制ブレード２８によって一定高さに層規制され、磁気ローラ２３と現像ローラ２４との電位差によってトナーのみが図２の矢印方向（時計方向）に回転している現像ローラ２４に飛翔して該現像ローラ２４上にトナー層を形成し、このトナー層が図１に示す感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像の現像に供される。   The magnetic brush on the magnetic roller 23 is layer-regulated at a certain height by the regulating blade 28, and only the toner rotates in the arrow direction (clockwise) in FIG. 2 due to the potential difference between the magnetic roller 23 and the developing roller 24. A toner layer is formed on the developing roller 24 by flying to the roller 24, and this toner layer is used for developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2a shown in FIG.

上述のようにして現像が行われた後、残留トナー層を有する現像ローラ２４は、その対向位置において現像剤層を有する磁気ローラ２３に最接近し，この対向位置において磁気ローラ２３上の磁気ブラシによる機械的な力によって現像ローラ２４上の残留トナー層が掻き取られる。これと同時に、磁気ローラ２３と現像ローラ２４との間に形成される電位差（電界）に応じて磁気ローラ２３上の現像剤層からトナーが現像ローラ２４側に供給される。
After the development is performed as described above, the developing roller 24 having the residual toner layer is closest to the magnetic roller 23 having the developer layer at the facing position, and the magnetic brush on the magnetic roller 23 is located at the facing position. The residual toner layer on the developing roller 24 is scraped off by the mechanical force. At the same time, toner is supplied from the developer layer on the magnetic roller 23 to the developing roller 24 according to a potential difference (electric field) formed between the magnetic roller 23 and the developing roller 24.

ところで、現像装置３ａのハウジング２２内にはトナーの飛散が不可避的に発生するが、本実施の形態では、前述のように回収ローラ２５に印加する交流電圧の実効値Ｖdcをトナーと同極性（正極性）の４００Ｖに設定するとともに、この値を磁気ローラ２３に印加する交流電圧の実効値Ｖdcの絶対値２００Ｖよりも大きく設定しているため、回収ローラ２５と磁気ローラ２３間においては交流成分が相殺されて電位差は２００Ｖとなる。従って、正帯電した飛散トナーは磁気ローラ２３側に戻されて回収され、磁気ローラ２３表面からのトナーの飛散が防がれるとともに、キャリアの回収ローラ２５への付着が防がれる。又、帯電が不足するトナーや逆極性（負極性）に帯電したトナーは回収ローラ２５によって回収され、その飛散が防がれる。   By the way, although toner scattering inevitably occurs in the housing 22 of the developing device 3a, in this embodiment, the effective value Vdc of the AC voltage applied to the collecting roller 25 has the same polarity as that of the toner (as described above). (Positive polarity) is set to 400V, and this value is set to be larger than the absolute value 200V of the effective value Vdc of the AC voltage applied to the magnetic roller 23. Therefore, an AC component is generated between the recovery roller 25 and the magnetic roller 23. Is offset and the potential difference becomes 200V. Accordingly, the positively charged scattered toner is returned to the magnetic roller 23 and collected, preventing the toner from scattering from the surface of the magnetic roller 23 and preventing the carrier from adhering to the collecting roller 25. Further, the toner that is insufficiently charged or the toner charged to the opposite polarity (negative polarity) is collected by the collecting roller 25, and the scattering thereof is prevented.

特に、本実施の形態では、回収ローラ２５にトナーと同極性（正極性）の交流電圧を印加するようにしたため、磁気ローラ２３の表面に担持されたキャリアからトナーが離れにくくなり、この結果、磁気ローラ２３からのトナーの飛散が効果的に防がれる。   In particular, in the present embodiment, since the AC voltage having the same polarity (positive polarity) as that of the toner is applied to the recovery roller 25, the toner is difficult to be separated from the carrier carried on the surface of the magnetic roller 23. The scattering of toner from the magnetic roller 23 is effectively prevented.

そして、本実施の形態では、回収ローラ２５に印加する交流電圧の位相を磁気ローラ２３に印加する交流電圧の位相と同期させたため、回収ローラ２５と磁気ローラ２３間には常に２００Ｖの電位差が発生し、この電位差によって飛散トナーが磁気ローラ２３側に移動して回収される。尚、本実施の形態では、回収ローラ２５に印加する交流電圧の実効値Ｖdcを４００Ｖに設定し、磁気ローラ２３に印加する交流電圧の実効値Ｖdcの絶対値を２００Ｖに設定して回収ローラ２５と磁気ローラ２３間に２００Ｖの電位差が生じるようにしたが、回収ローラ２５と磁気ローラ２３間の電位差が１００〜３００Ｖの範囲であれば、磁気ローラ２３表面からのトナー飛散を抑えつつ回収ローラ２５へのキャリアの付着を防ぐことができる。   In this embodiment, since the phase of the AC voltage applied to the recovery roller 25 is synchronized with the phase of the AC voltage applied to the magnetic roller 23, a potential difference of 200 V is always generated between the recovery roller 25 and the magnetic roller 23. The scattered toner moves to the magnetic roller 23 side due to the potential difference and is collected. In the present embodiment, the effective value Vdc of the AC voltage applied to the recovery roller 25 is set to 400V, and the absolute value of the effective value Vdc of the AC voltage applied to the magnetic roller 23 is set to 200V. 200V is generated between the magnetic roller 23 and the magnetic roller 23. However, if the potential difference between the recovery roller 25 and the magnetic roller 23 is in the range of 100 to 300V, the recovery roller 25 is prevented from scattering toner from the surface of the magnetic roller 23. The carrier can be prevented from sticking to the surface.

而して、上述のように回収ローラ２５へのキャリアの付着が防がれると、回収ローラ２５の外周面に摺接して該回収ローラ２５をクリーニングするためのクリーニングブレード２９の負担が軽減されるため、該クリーニングブレード２９の破損や劣化が防がれ、その耐久性が高められる。   Thus, when the carrier is prevented from adhering to the collection roller 25 as described above, the burden on the cleaning blade 29 for slidingly contacting the outer peripheral surface of the collection roller 25 to clean the collection roller 25 is reduced. Therefore, the cleaning blade 29 is prevented from being damaged or deteriorated, and its durability is enhanced.

又、本実施の形態では、現像ローラ２４と回収ローラ２５間の距離Ａを磁気ローラ２３と回収ローラ２５間の距離Ｂよりも小さく設定し（Ａ＜Ｂ）、この距離Ａを回収ローラ２５に印加される電圧が現像ローラ２４にリークしない程度であって、且つ、磁気ローラ２３上の磁気ブラシから飛散したトナーを再び現像ローラ２４で回収することができる値（具体的には０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ）に設定したため、万一、磁気ローラ２３からトナーが飛散しても、この飛散したトナーは回収ローラ２５と現像ローラ２４間の狭い隙間において回収ローラ２５又は現像ローラ２４によって再び捕集される。このため、ハウジング２２の現像ローラ２４が開口する開口部からハウジング２２外へのトナーの漏出が確実に防がれ、トナーによる機内汚染の問題が解消される。尚、磁気ローラ２３と回収ローラ２５間の距離Ｂは、磁気ローラ２３上に形成される時期ブラシ（穂立ち）の先端が回収ローラ２５の外周面を擦る程度（具体的には１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ）に設定されているため、ハウジング２２の内部からのトナーの噴き出しを防ぎつつ回収ローラ２５へのキャリアの物理的な付着を防ぐことができる。
In this embodiment, the distance A between the developing roller 24 and the collection roller 25 is set smaller than the distance B between the magnetic roller 23 and the collection roller 25 (A <B), and this distance A is set to the collection roller 25. The applied voltage is such that the applied toner does not leak to the developing roller 24 and the toner scattered from the magnetic brush on the magnetic roller 23 can be collected again by the developing roller 24 (specifically, 0.5 mm to 2.0 mm), even if the toner scatters from the magnetic roller 23, the scattered toner is collected again by the recovery roller 25 or the development roller 24 in a narrow gap between the recovery roller 25 and the development roller 24. Is done. Therefore, developing a low-La 24 toner leakage from the opening which opens to the outside of the housing 22 of the housing 22 is prevented reliably, the machine contamination due to toner problem can be solved. The distance B between the magnetic roller 23 and the collection roller 25 is such that the tip of a timing brush (bump) formed on the magnetic roller 23 rubs the outer peripheral surface of the collection roller 25 (specifically, 1.5 mm to 3.0 mm), it is possible to prevent physical adhesion of the carrier to the collection roller 25 while preventing the ejection of toner from the inside of the housing 22.

尚、以上は特にカラーレーザープリンタとこれに備えられた現像装置に本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、プリンタ以外の複写機やファクシミリ或はこれらの複合機等の任意の画像形成装置とこれに備えられた現像装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。   In the above, the embodiment in which the present invention is applied to the color laser printer and the developing device provided in the color laser printer has been described. However, the present invention is not limited to a copying machine other than a printer, a facsimile machine, or any combination image of these multifunction machines. Of course, the present invention can be similarly applied to a forming apparatus and a developing device provided in the forming apparatus.

本発明に係るカラーレーザープリンタの断面図である。1 is a cross-sectional view of a color laser printer according to the present invention. 本発明に係る現像装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a developing device according to the present invention. （ａ）は磁気ローラに印加されるバイアス電圧の波形図、（ｂ）は回収ローラに印加されるバイアス電圧の波形図である。(A) is a waveform diagram of the bias voltage applied to the magnetic roller, (b) is a waveform diagram of the bias voltage applied to the recovery roller.

符号の説明Explanation of symbols

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム
３ａ〜３ｄ 現像装置
４ａ〜４ｄ 転写ローラ
５ 中間転写ベルト
６ 二次転写対向ローラ
７ 駆動ローラ
８ テンションローラ
９ 二次転写ローラ
１０ 給紙カセット
１１ 排紙トレイ
１２ ピックアップローラ
１３〜１５ 搬送ローラ
１６ レジストローラ対
１７ 定着装置
１８ 搬送ローラ対
１９ 排紙ローラ対
２０ 加熱ローラ
２１ 加圧ローラ
２２ 現像装置のハウジング
２３ 磁気ローラ
２４ 現像ローラ
２５ 回収ローラ（電極部材）
２６，２７ 攪拌部材
２８ 規制ブレード
２９ クリーニングブレード
３０〜３２ バイアス電源
１００ 装置本体
Ａ 現像ローラと回収ローラ間の距離
Ｂ 磁気ローラと回収ローラ間の距離
Ｌ 搬送パス 1M Magenta image forming unit 1C Cyan image forming unit 1Y Yellow image forming unit 1K Black image forming unit 2a to 2d Photosensitive drum 3a to 3d Developing device 4a to 4d Transfer roller 5 Intermediate transfer belt 6 Secondary transfer counter roller 7 Drive roller 8 Tension Roller 9 Secondary transfer roller 10 Paper feed cassette 11 Paper discharge tray 12 Pickup roller 13-15 Transport roller 16 Registration roller pair 17 Fixing device 18 Transport roller pair 19 Paper discharge roller pair 20 Heating roller 21 Pressure roller 22 Developing device housing 23 Magnetic roller 24 Developing roller 25 Collection roller (electrode member)
26, 27 Stirring member 28 Regulating blade 29 Cleaning blade 30-32 Bias power supply 100 Apparatus body A Distance between developing roller and collection roller B Distance between magnetic roller and collection roller L Conveyance path

Claims (4)

トナーとキャリアから成る二成分現像剤を磁気的に保持する磁気ローラと、該磁気ローラの下方に配置された電極部材と、前記磁気ローラから移送されるトナーによってその表面にトナー薄層を担持する現像ローラを備えた現像装置において、
前記現像ローラと前記電極部材間の距離を前記磁気ローラと前記電極部材間の距離よりも小さく設定するとともに、前記電極部材にトナーと同極性の交流電圧を印加し、該交流電圧の実効値の絶対値を前記磁気ローラに印加する交流電圧の実効値の絶対値よりも大きく設定したことを特徴とする現像装置。 A magnetic roller for magnetically holding a two-component developer composed of toner and a carrier, an electrode member disposed below the magnetic roller, and a toner thin layer supported on the surface by the toner transferred from the magnetic roller In a developing device provided with a developing roller,
A distance between the developing roller and the electrode member is set to be smaller than a distance between the magnetic roller and the electrode member, and an AC voltage having the same polarity as the toner is applied to the electrode member, and an effective value of the AC voltage is determined. A developing device characterized in that an absolute value is set larger than an absolute value of an effective value of an alternating voltage applied to the magnetic roller . 前記電極部材に印加する交流電圧の位相を前記磁気ローラに印加する交流電圧の位相と同期させたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。A developing device according to claim 1, wherein the phase of the AC voltage applied to the electrode member is synchronized with the phase of the AC voltage applied to the magnetic roller. 前記電極部材を回転可能な回収ローラで構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。 3. The developing device according to claim 1, wherein the electrode member is constituted by a rotatable collection roller. 請求項１〜３の何れかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising the developing device according to any one of claims 1-3.
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