JP5365015B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置における現像装置及びこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device in an electrophotographic image forming apparatus and an image forming apparatus including the developing device.
最近の電子写真法による画像形成装置における現像装置は、画像形成の高速化に伴って、噴水型現像装置とする場合が多くなっている。一般的な噴水型現像装置は、例えば、図９に示すように、像担持体１に近接して、像担持体１の回転方向上流側に第一現像ロール４、その下流側には、第一現像ロール４の下側に対向するように、第二現像ロール３が配置されている。第一現像ロール４は像担持体１と同じ方向に回転し、第二現像ロール３は像担持体１と反対方向に回転する。第二現像ロール３と第一現像ロール４とが対向している間隙には、現像剤規制部材であるドクタブレード６が設置されている。第一現像ロール４のドクタブレード６設置部の回転方向上流側にはスクレーパ７が配置され、第二現像ロール３のドクタブレード６設置部の回転方向上流側には、第二現像ロール３に対向して回転可能な撹拌羽根車を備えたパドル５が設置されている。像担持体１の第二現像ロール３よりのドクタブレード６設置部の上流側には、像担持体１に近接するようにキャリア補足ロール８があり、さらにキャリア補足ロール８の近傍には、現像剤攪拌用のオーガＡ９、オーガＢ１０が設置されている。そして、第二現像ロール３、パドル５、キャリア補足ロール８、オーガＡ９、オーガＢ１０などの下部には、現像剤を支持するためのボトムプレート２が設置されている。
A developing device in an image forming apparatus using a recent electrophotographic method is often a fountain type developing device as the image forming speed increases. For example, as shown in FIG. 9, a general fountain-type developing device is close to the
この現像装置内の現像剤の流れについて説明する。オーガＡ９、オーガＢ１０等により攪拌されて所定の帯電をされた現像剤は、パドル５の羽根車の回転により第二現像ロール３側の上方に持ち上げられ、第二現像ロール３内部のマグネットの磁力により第二現像ロール３の表面に付着する。第二現像ロール３表面に付着した現像剤は、第二現像ロール３の回転に伴ってドクタブレード６設置部に搬送される。ドクタブレード６設置部に到達した現像剤は、ドクタブレード６により第二現像ロール３と第一現像ロール４に分配され、第二現像ロール３、第一現像ロール４とドクタブレード６と間隙（ドクタギャップという。）で、それぞれ所定量ずつ各現像ロールに配分されて像担持体１との間隙に搬送され、トナーが像担持体１表面に転写され、現像を完了する。現像が終了し、第一現像ロール４上に残った現像剤はスクレーパ７により、掻き落とされ、オーガＡ９とオーガＢ１０からなる撹拌混合エリアを通り、オーガＡ９とオーガＢ１０の間に設置された仕切り板１１により充分に撹拌時間を確保し、規定の帯電量になり、パドル５に戻される。補充されるトナーはオーガＡ９上部に設けられたトナーフィードシャフト１２の回転により、オーガＡ９の上に補給され、第一現像ロール４から戻ってきた現像剤と混合撹拌され、パドル５に再度供給される。
The flow of the developer in the developing device will be described. The developer charged to a predetermined level by being stirred by the auger A9, the auger B10, etc. is lifted upward on the second developing
現像剤としては、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を採用している。ドクタブレード６のドクタギャップによる現像剤の現像ロールへの付着量調整（「穂切り」という。）する位置は、第一現像ロール４と第二現像ロール３とが対向しており、その間にドクタブレード６が配置され各現像ロールとドクタブレード６とでドクタギャップを形成している。そして、第一現像ロール４と第二現像ロール３のドクタギャップ部には、それぞれマグネットが配置されている。このため、ドクタギャップ部には磁場が形成されており、この磁場の影響でドクタギャップにより規制され、搬送され残った現像剤がドクタギャップ部に滞留する。ドクタギャップ部に現像剤が滞留しすぎると、各現像ロール上の現像剤の厚さを所定厚さに薄層化する場合にドクタブレード６と像担持体１とのドクタギャップ設定がかなりシビアになり、現像剤に過度なストレスを与え、経時的に現像された画像を画質悪化させるという問題があった。
As the developer, a two-component developer composed of a nonmagnetic toner and a magnetic carrier is employed. The
また、第一現像ロール４と第二現像ロール３のドクタギャップ部に、それぞれマグネットを配置して、現像剤の搬送量を調整する「極上穂切り」は、磁極の間（極上）に現像剤が穂立つ状態で搬送量を規制する（穂切りする）ため、現像剤へのストレスがなく、現像ロールと像担持体１とのギャップ設定に自由度が増すという利点は一般的に良く知られている。
In addition, a magnet is arranged in each of the doctor gap portions of the first developing
例えば、特許文献１には、極上にドクタブレードを設置する極上穂切りとしては、現像剤担持体上の現像剤の厚さ規制するドクタブレードとドクタブレードとは別体に構成された現像剤規制部材が磁極上に配置することで現像剤の規制と現像剤の帯電が安定して得られるという電子写真現像装置が提案されている。この現像機は極上穂切りを採用し、ドクタブレードに現像剤の規制だけでなく、別体で現像剤の帯電性を安定させる部材を設ける構成になっている。
For example,
しかし、この現像機のようにドクタブレードに別体で他の部材を設ける構成の場合、シングルロールの場合は良いが現像ロールが複数本ある噴水型の現像機には構成上設定出来ないという問題があった。 However, in the case of a configuration in which other members are separately provided on the doctor blade as in this developing machine, a single roll may be used, but the configuration cannot be set for a fountain type developing machine having a plurality of developing rolls. was there.
特許文献２には、磁性トナーを用い、ドクタブレードの一部に磁性金属を配設することにより、マグネットロ−ラに働く磁気吸引力を平均化して、このマグネットロ−ラの駆動負荷を一定にすることができ、マグネットロ−ラの振動や回転ムラを少なくして画像品質の良い現像装置が開示されている。
In
この場合、噴水型の現像機で上記のようにドクタブレードの一部に磁性金属を設置すると各現像ロール間の現像剤の流れが悪くなり、現像ロール上の現像剤量が規定の値に達しないという問題が発生する。 In this case, if a magnetic metal is installed on a part of the doctor blade as described above in a fountain type developing machine, the flow of the developer between the developing rolls deteriorates, and the developer amount on the developing roll reaches the specified value. The problem of not happening.
特許文献３に開示されている発明には、噴水型の現像装置において、ドクタギャップ部で対向する現像ロールに設置されるマグネットは、互いに極性を異にし、ドクタブレードの一部に磁性体を配置されている。このようにすることにより、ドクタギャップに磁場が集中し、安定した穂切りができ、ドクタギャップを比較的広くしても、ドクタブレードによる現像剤の規制量を所定量に抑えることができるとしている。
In the invention disclosed in
しかし、特許文献３に開示されている現像装置では、対向する２つの現像ローラのそれぞれに供給する現像剤量のバランスまでは調整することはできない。
図９を参照にして、現像機内の現像剤の流れについてもう少し詳しく説明する。補給された新しいトナーと混合撹拌された現像剤がパドル５により、上方に持ち上げられ、時計方向に回転する第二現像ロール３に受け渡され、ドクタブレード６により分配され、一方は反時計方向に回転する第一現像ロール４により、もう一方は第二現像ロール３により搬送される。さらに詳しく説明するとパドル５から第二現像ロール３に供給された現像剤は、第二現像ロール３に設けられた複数の磁極により、第二現像ロール３上を搬送され、ドクタブレード６の位置まで到達し、ドクタブレード６と第二現像ロール３との間隙であるドクタギャップで搬送量が規制される。一方、ドクタブレード６にて規制され、残った現像剤はドクタブレード６の背面に滞留し、第一現像ロール４に設けられたマグネットにより第一現像ロール４側に吸引され、第一現像ロール４とドクタブレード６とのドクタギャップで規制されながら第一現像ロール４に付着して搬送され、像担持体１に運ばれて像担持体１上の潜像を現像する。近年、高画質化のため、像担持体と現像ロールの間隙である「現像ギャップ」は狭くなっている。このため、現像ロール上の現像剤もより薄層にする必要があり、現像ロールとドクタブレードとのドクタギャップもより狭く設定される。そうなるとより狭く設定されたドクタギャップにより、現像剤へのストレスが増加し、現像剤に短寿命化、メカ精度によるドクタギャップ調整の不安定化が発生し、現像された画像の画質に悪影響を及ぼす等の問題が発生している。
With reference to FIG. 9, the flow of the developer in the developing machine will be described in a little more detail. The developer mixed and stirred with the replenished new toner is lifted upward by the paddle 5, transferred to the second developing
そこで、現像剤のストレス低減、ドクタギャップ調整の自由度を上げるため、現像ロールのドクタギャップ部にマグネットを配置して、強い磁場上での現像剤の規制（極上穂切り）を行うことが知られている。一般的に極上穂切りの場合、ドクタブレードに磁性部材を配置する。磁性部材を配置することにより、現像ロールとドクタブレードのドクタギャップが広めに設定されても、現像ロールの磁極と磁性部材の磁気力により、規制された現像剤層は所定の層厚にすることができる。このようにして、ドクタギャップ調整自由度が増加する。 Therefore, in order to reduce the stress on the developer and increase the degree of freedom in adjusting the doctor gap, it is known to place a magnet in the doctor gap section of the developing roll to regulate the developer in a strong magnetic field. It has been. Generally, in the case of superb cutting, a magnetic member is disposed on a doctor blade. By arranging the magnetic member, the regulated developer layer should have a predetermined thickness by the magnetic force of the magnetic pole of the developing roll and the magnetic member even if the doctor gap between the developing roll and the doctor blade is set wide. Can do. In this way, the doctor gap adjustment freedom increases.
しかし、特許文献３に記載されているような噴水型の現像機において、極上穂切りを行うようにドクタブレードに磁性部材を設けると、ドクタブレード部での第二現像ロール３の余剰現像剤の第一現像ロール４側への移動が不安定になり、第一現像ロール４への現像剤供給が十分でなく、第一現像ロール４から搬送すべき必要な現像剤量を確保出来なくなるという問題が発生した。この現象を、図４を用いてもう少し詳しく説明する。第一現像ロール４とドクタブレード６とのドクタギャップで有効に極上穂切りさせるため、磁性部材６１をドクタブレード６の磁性部材装着面の第一現像ロール４付近に設置した場合、第一現像ロール４からは、現像剤が所定量搬送されていくが、残留現像剤が磁性部材６１上に滞留してしまい、磁性部材が第一現像ロール４とドクタブレード６とのドクタギャップへの現像剤の移動を妨げるようになり、第一現像ロール４から像担持体１へと搬送される現像剤の供給量が不足し、像担持体１と第一現像ロール４との現像ギャップを拡げても所望する現像剤量が得られないという問題が発生した。
However, in a fountain-type developing machine as described in
図６は上記条件におけるドクタギャップと各現像ロール上の現像剤量を測定した結果である。黒三角印が第一現像ロール４からの像担持体１への現像剤の搬送量、白丸が第二現像ロール３からの像担持体１への現像剤の搬送量である。それぞれの現像ロールのドクタギャップを拡げていくと、第一現像ロール４ではドクタギャップに応じて搬送現像剤量が増加していき、所定のドクタギャップで必要現像剤量を確保できることが判る。しかし、第二現像ロール３においては、ドクタギャップを拡げても必要現像剤量の７０％程度以上にはならず、ドクタギャップを拡げ過ぎれば、かえって搬送現像剤量が減少してしまうことがわかる。
FIG. 6 shows the results of measuring the doctor gap and the developer amount on each developing roll under the above conditions. The black triangle mark represents the transport amount of the developer from the first developing
このように、ドクタブレード上に磁性部材を配置した極上穂切り可能な噴水型現像装置であっても、高速処理を必要とする画像処理装置用の噴水型現像装置としては、搬送現像剤量の調整とドクタギャップ調整の自由度が十分ではなく、特に、対になる両方の現像ロールの搬送現像剤量のバランス調整は十分とは言えなかった。このような現像装置を使用した画像形成装置による画像形成においては、十分高品質な画像を提供することは困難であった。 Thus, even a fountain-type developing device capable of top-cutting with a magnetic member arranged on a doctor blade is a fountain-type developing device for an image processing apparatus that requires high-speed processing. The degree of freedom of adjustment and doctor gap adjustment is not sufficient, and in particular, it cannot be said that balance adjustment of the transport developer amount of both developing rolls in a pair is sufficient. In image formation by an image forming apparatus using such a developing device, it has been difficult to provide a sufficiently high quality image.
本発明の目的は、上記課題を踏まえ、各々の現像ロールから現像剤をバランスよく像担持体へ搬送できる噴水型の現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fountain type developing device capable of transporting a developer from each developing roll to an image carrier in a balanced manner, and an image forming apparatus provided with the developing device.
上記課題を解決するため本発明者等は、以下の発明を完成した。
本発明は、像担持体に対向し、互いに略上下に対向し互いに異なった回転方向を有する一組の現像ロールと、前記一組の現像ロールの間に配置され、それぞれの現像ロールへの現像剤の供給量を規制する現像剤規制部材とを備えた電子写真方式の画像形成装置用の現像装置であって、前記現像剤規制部材は、前記現像剤の搬送方向上流側の面である背面における上部側に磁性部材を備え、前記上部側以外は非磁性部材からなることを特徴とする現像装置である。
In order to solve the above problems, the present inventors have completed the following invention.
The present invention is arranged between a pair of developing rolls opposed to an image carrier, substantially opposed to each other and having different rotation directions, and the development rolls. A developing device for an electrophotographic image forming apparatus that includes a developer regulating member that regulates a supply amount of the developer, wherein the developer regulating member is a rear surface that is a surface on the upstream side in the transport direction of the developer. The developing device is characterized in that a magnetic member is provided on the upper side of the plate, and a portion other than the upper side is made of a non-magnetic member.
好ましい本発明は、前記一組の現像ロールがそれぞれの現像ロール内部に複数のマグネットを備え、一組のマグネットは、前記現像剤規制部材を挟んで互いに異なった極が対向するように配置されていることを特徴とする前記現像装置である。
According to a preferred aspect of the present invention, the set of developing rolls includes a plurality of magnets inside the developing rolls, and the set of magnets are arranged so that different poles face each other across the developer regulating member. The developing device according to
好ましい本発明は、前記磁性部材が前記現像剤規制部材の前記背面における上端から１／２以内の上部側に配置されていることを特徴とする前記現像装置である。 In a preferred aspect of the present invention, the magnetic member is disposed on an upper side within 1/2 of an upper end of the back surface of the developer regulating member.
好ましい本発明は、前記磁性部材が軟磁性体であることを特徴とする前記現像装置である。 In a preferred aspect of the present invention, the magnetic member is a soft magnetic material.
好ましい本発明は、前記現像剤が２成分系現像剤であることを特徴とする前記現像装置である。 In a preferred aspect of the present invention, the developer is a two-component developer.
本発明は、像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電装置と、帯電した像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像を形成された像担持体表面にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、像担持体表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、本発明の現像装置は上述の本発明の現像装置であることを特徴とする画像形成装置である。 The present invention relates to an image carrier, a charging device for charging the surface of the image carrier, latent image forming means for forming a latent image on the surface of the charged image carrier, and a surface on which the latent image is formed. A developing device that supplies toner and forms a toner image; a transfer device that transfers the toner image formed on the surface of the image carrier to a recording medium; and a fixing device that fixes the toner image transferred to the recording medium. The developing device of the present invention is the above-described developing device of the present invention.
本発明によれば、現像剤に過度のストレスを与えることなく、各々の現像ロールから現像剤をバランスよく像担持体へ搬送できる噴水型の現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a fountain type developing device capable of transporting the developer from each developing roll to the image carrier in a balanced manner without applying excessive stress to the developer, and an image forming apparatus provided with the developing device. Can be provided.
本発明の現像装置は、電子写真方式の画像形成装置用の現像装置である。そして、この現像装置は、それぞれ像担持体に対向し、略上下に対向して並んで、互いに異なった回転方向を有する一組の現像ロールと、この一組の現像ロールの間に配置され、それぞれの現像ロールへの現像剤の供給量を規制する現像剤規制部材（以下、ドクタブレードという。）とを備え、所謂噴水型と呼ばれる装置である。この本発明の噴水型現像装置は、ドクタブレードが上部側に磁性部材を備えている。すなわち、磁性部材は、ドクタブレードを挟んで配置された一組の現像ロールのうち上側に配置された現像ロールと対向する側の部分に配置されている。さらに、一組の対になった現像ロールは、それぞれの現像ロール内部に複数のマグネットを備えており、それぞれの現像ロール内のマグネットのうち、一組はドクタブレードを挟んで互いに異なった極が対向するように配置されていることが好ましい。 The developing device of the present invention is a developing device for an electrophotographic image forming apparatus. Each of the developing devices is disposed between a pair of developing rolls facing the image carrier and arranged substantially opposite to each other and having different rotation directions, and the pair of developing rolls. It is a so-called fountain type device, which includes a developer regulating member (hereinafter referred to as a doctor blade) that regulates the amount of developer supplied to each developing roll. In the fountain-type developing device of the present invention, the doctor blade includes a magnetic member on the upper side. In other words, the magnetic member is disposed on a portion of the pair of developing rolls disposed with the doctor blade interposed therebetween, on the side facing the developing roll disposed on the upper side. Further, each pair of developing rolls includes a plurality of magnets inside each developing roll, and one set of the magnets in each developing roll has different poles across the doctor blade. It is preferable to arrange so as to face each other.
また、このドクタブレードは、磁性部材がドクタブレード上端から１／２以内の上部側に配置され、上部側以外は非磁性部材からなっていることが好ましい。ここで、磁性部材は軟磁性体であることが好ましく、現像ロール内のマグネットによって磁化される構造とする。磁性部材を軟磁性体とすることで、現像ロール内のマグネットによって磁化の方向や程度を調整でき、現像ロール上の現像剤を磁力線に沿って所望の状態に整列させる（所謂、「ブラシ状」又は「穂状」にする。）ことが容易になる。 Further, in this doctor blade, it is preferable that the magnetic member is arranged on the upper side within 1/2 from the upper end of the doctor blade, and the non-magnetic member other than the upper side is made of a non-magnetic member. Here, the magnetic member is preferably a soft magnetic material, and has a structure that is magnetized by a magnet in the developing roll. By making the magnetic member a soft magnetic material, the direction and degree of magnetization can be adjusted by the magnet in the developing roll, and the developer on the developing roll is aligned in a desired state along the lines of magnetic force (so-called “brush-like”) Or “browby”).
この現像装置に使用する現像剤は、トナー（現像剤本体である顔料成分）と現像装置内でトナーのキャリアとして機能する磁性粒子とを含む２成分系現像剤であることが好ましい。 The developer used in the developing device is preferably a two-component developer including toner (a pigment component which is a developer main body) and magnetic particles functioning as a toner carrier in the developing device.
上述の本発明の現像装置を用いれば、ドクタブレード部に供給された現像剤が上下２つの現像ロールのドクタギャップ部に好適に配分され、それぞれの現像ロールからドクタブレードにより規制されて搬送される現像剤量が調整しやすい。また、ドクタギャップ部でのブラシ状の現像剤の整列状態がよく、ドクタギャップを比較的広くすることができるので、現像剤へのストレスも低減でき現像剤寿命を長くすることができる。 If the developing device of the present invention described above is used, the developer supplied to the doctor blade portion is suitably distributed to the doctor gap portions of the upper and lower two developing rolls, and is regulated and transported from the respective developing rolls by the doctor blade. Easy to adjust the developer amount. Further, since the brush-like developer is well aligned in the doctor gap portion and the doctor gap can be made relatively wide, the stress on the developer can be reduced and the developer life can be extended.
以下、本発明を実施するための最良の形態を必要に応じて図面を参照にして説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明の好ましい形態における例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings as necessary. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of a preferred embodiment of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
（実施形態１）
本発明の実施形態１について図１，２を用いて説明する。図１は本実施形態の現像装置１００の概略図である。図１を用いて、本発明の現像装置の概要を説明する。一部を図示した像担持体１は矢印の方向（時計方向）に回転し、不図示の帯電器により、一様に帯電された後、光学系により、像担持体１の表面に潜像が形成され、この潜像に現像装置１００よりトナーを供給して画像を現像するものである。この像担持体１にそれぞれ近接、対向して、像担持体１の回転方向上流側に第一現像ロール４が、第一現像ロール４の下側に第二現像ロール３が配置されている。それぞれの現像ロールの内部には、複数のマグネットがあり、マグネットは固定され、その外周に回転可能なスリーブがあり、このスリーブにより現像剤が担持体１との対向部（現像ギャップという。）に搬送され、トナーが像担持体１側に移動して現像が形成される。因みに、この現像装置は、第一現像ロール４が時計方向、第二現像ロール３は反時計方向に回転する噴水型と呼ばれる現像方式を採用している。この現像方式は現像能力が高く、高速の画像形成装置向きである。
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram of a developing
図２には、ドクタブレード６の断面形状を示した。この実施形態におけるドクタブレード６は、現像剤の搬送方向上流側面の上側、すなわち第一現像ロール４とのドクタギャップを形成する側に軟磁性の磁性部材６１が配置されている。この磁性部材は、現像剤の搬送方向上流側面の上半分以内の位置に配置されており、磁性部材６１を除く磁性部材本体は非磁性体で、すなわち強磁性体ではない材料で形成されている。このような構造にすることで、現像剤をドクタブレード６の上側に引き上げる作用を発揮している。なお、図２に示したドクタブレード６の断面形状では、四角形の磁性部材６１が三角形から飛び出しているが、三角形の中に収まっていてもよいし、三角形、円形などどのような形状でもよい。この磁性部材６１が、第一現像ロール４中の対向するマグネットとの間で磁場を形成する構造であればどのようになっていてもよい。このような観点から磁性部材６１が硬磁性体である場合は、第一現像ロール４中の対向するマグネットとは異なった極性の磁極が対向するように配置することが好ましい。
FIG. 2 shows a cross-sectional shape of the
この現像装置の現像剤の流れを説明すると、トナーフィードシャフト１２から補給されたトナーは、オーガＡ９とオーガＢ１０により攪拌されてキャリアと混合されるとともに帯電され現像剤（トナーとキャリアの混合物）となる。現像剤は、羽根車の形状をしたパドル５の回転により、上部に持ち上げられ、第二現像ロール３表面に接触、付着し、第二現像ロール３の回転によりドクタブレード６との間隙部分（ドクタギャップという。）に搬送される。ドクタギャップは、狭いので第二現像ロール３表面に付着して搬送されてきた現像剤の一部のみがそのまま像担持体１の方向へ搬送されていく。そして、トナーが現像ニップ部で像担持体に供給されトナー像が形成される。この時、第一現像ロール４のドクタ部の磁極と第二現像ロール３のドクタ部の磁極は異極であり、ドクタギャップで「極上穂切り」されることにより、ドクタギャップを比較的広くしても第二現像ロール３により搬送される現像剤量の調整が容易にすることができる。
The flow of the developer in this developing device will be described. The toner replenished from the
ドクタギャップで規制されて残った現像剤は、ドクタブギャップの第二現像ロール３の回転上流側のドクタブレード６上に滞留する。この状態を図３に示した。図３を参照して説明すると、ドクタブレード６上に滞留した現像剤は、磁性部材６１の磁性により吸引されドクタブレード６の上側に移動する。ドクタブレード６上側の第二現像ロール３とのドクタギャップ付近には、第二現像ロール３内のマグネットと磁性部材６１との間で磁場が形成されており、ドクタブレード６の上側に移動した現像剤は、さらにこの磁場に引き寄せられて移動する。そして、現像剤は、第二現像ロール３の表面に付着し、磁場の影響を受けてブラシ状に整列される。このように整列された現像剤が、第二現像ロール３の回転に伴ってドクタギャップで「極上穂切り」されることで所定の現像剤が像担持体１側へ搬送される。そして、トナーが現像ニップ部で像担持体に供給されトナー像が形成される。現像剤は、ドクタギャップで「極上穂切り」されることにより、ドクタギャップを比較的広くしても搬送される現像剤量の調整が容易にすることができる。
The developer remaining after being regulated by the doctor gap stays on the
現像ロールにより搬送され像担持体１に供給された現像剤は、画像形成に使用されるが、一部の現像剤は使用されずに現像ロールに付着したまま戻ってくる。残留して第一現像ロール４に付着している現像剤は、パッド５から供給された現像剤と一緒になってそのまま再使用される。第二現像ロール３表面に付着して残留している現像剤は、スクレーパ７によりオーガＢ１０上に掻き落とされた新しい現像剤と混合撹拌された後パッド５から再度供給される。
The developer transported by the developing roll and supplied to the
現像剤はトナーとキャリアから構成された２成分現像剤を採用しており、像担持体１に誤って付着したキャリアは、像担持体１に対向して第一現像ロール４の下側に設けられているキャリア捕捉ロール８の磁気力により、捕捉され現像装置１００内部に戻される。
As the developer, a two-component developer composed of a toner and a carrier is employed, and the carrier mistakenly attached to the
図２に示すように、この実施形態におけるドクタブレード６に設置される磁性部材６１の設置位置は、ドクタブレード６背面（現像剤搬送方向の上流側の面）の高さ方向の長さＬの上方の１／２Ｌ以上である。このようにすると、ドクタギャップを比較的広くしても搬送される現像剤量を容易に調整でき、現像剤へのストレスを低減でき、現像剤の寿命を延ばすことができる。また、ドクタブレード６背面に対流する現像剤の第二現像ロール３側への搬送もスムーズに行われ、第二現像ロール３でも所望する現像剤量が得られ、対向する磁極と磁性部材の磁気力により、ドクタギャップ調整にも自由度が増し、現像剤の長寿命の実現できる。このため、この現像装置は、安定した現像剤を所望量現像ニップに搬送でき、この現像装置を用いた画像形成装置は、安定した高画質な画像形成を維持することが出来る。
As shown in FIG. 2, the installation position of the
図３は本実施形態におけるドクタギャップ部の拡大図である。図３を用いて、本実施形態の現像剤の挙動について詳しく説明する。図３中に示す磁極配置はドクタブレード６において、極上穂切りを採用した配置になっており、更に対応する第一現像ロール４のドクタブレード６部のマグネットの極性が第二現像ロール３のマグネットの極性とは異なっている異極配置も採用している。ドクタブレード６の背面には磁性部材６１が設置されており、対向する第二現像ロール４のマグネットと磁性部材６１で形成される磁気力によりドクタギャップの距離の変化に対して制御される現像剤量が少なくなり、ドクタギャップ調整に自由度がます。更にこの実施形態では、ドクタブレード６に配置された磁性部材６１を、図３に示したように、ドクタブレード６背面部の垂直方向の長さＬの上方から１／２Ｌまでの位置を設けることで、ドクタブレード６背面部上での第一現像ロール４から第二現像ロール３への現像剤の移動もスムーズに行えるため、第二現像ロール３からの搬送現像剤が不足することがなく、安定したトナー供給を維持できる。
FIG. 3 is an enlarged view of a doctor gap portion in the present embodiment. The behavior of the developer of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. The arrangement of the magnetic poles shown in FIG. 3 is such that the top blade cutting is adopted in the
これに対し、図４に示したように、磁性材料６１をドクタブレード６の背面の下側に配置した場合の現像剤の搬送状態を説明する。この場合は、第一現像ロール４により搬送されてきて第一現像ロール４側（下側）のドクタギャップで制御されて、さらに像担持体１側へ搬送されていく現像剤の量は、図３を用いて説明した本実施例の場合と同じである。しかし、このドクタギャップで規制されてドクタブレード６の背面６２上に残留した現像剤１４は、第一現像ロール４内部のドクタブレード６と対向しているマグネットにより磁化されて、磁性部材６１によりドクタブレード６の背面６２の下側に滞留することになる。ドクタブレード６の背面６２の下側に滞留した現像剤は、第二現像ロール４とドクタブレード６とのドクタギャップに到達しないので、第二現像ロール３のドクタギャップを通って像担持体１へと搬送される現像剤量が不足する。このため、像担持体１で現像するトナー量が不足して、良好な画像形成ができなくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the developer conveyance state when the
本実施例で用いたドクタブレード６の材質は、非磁性体のＳＵＳ３０４であり、磁性部材６１の材質は、軟磁性体のＳＵＳ４３０である。磁性部材の材質としては、どのような磁性材料でもよいが、ＳＵＳ４３０の他に、例えばＳＵＳ４１０、電磁軟鉄、珪素鋼、パーマロイ（Ｆｅ−８０Ｎｉ，Ｆｅ−４２Ｎｉなど）等が挙げられる。
The material of the
磁性部材寸法の最適化を行うため、磁性部材の厚さｔ＝０．３〜１ｍｍと縦方向（垂直方向）の寸法Ｌ＝３〜６ｍｍついて実験を行った。これは、磁性部材の寸法によって磁束密度の集中状態が変わり、これによりドクタギャップの調整自由度が変わるのか確認したが、これについては、大差なしという結果であったため、磁性部材の寸法については特に規定していない。 In order to optimize the size of the magnetic member, an experiment was conducted on the thickness t = 0.3 to 1 mm of the magnetic member and the dimension L = 3 to 6 mm in the vertical direction (vertical direction). It was confirmed that the concentration state of the magnetic flux density changed depending on the size of the magnetic member, and this changed the degree of freedom of adjustment of the doctor gap. Not stipulated.
上記のように噴水型現像装置で異極極上で現像剤を規制し、ドクタブレード６背面部に磁性部材装着面とし、そこに磁性部材６１を設け、磁性部材６１の設置位置がドクタブレード６磁性部材装着面の上側１／２Ｌ以上好ましくは１／３以上にあることで、現像剤の第二現像ロール３側への移動もスムーズに行われ、規定された現像剤量を安定して現像ニップ３に搬送できる。
As described above, the developer is regulated on the opposite pole by the fountain type developing device, the magnetic member mounting surface is provided on the back surface of the
本実施形態に使用した２成分現像剤について説明する。トナーは着色剤（黒、及び各種カラー）と結着樹脂とからなり、スチレン・アクリル系トナー、ポリエステル系トナー等の一般に使われているものである。トナー平均粒径は４〜１０μｍ好ましくは５〜９μｍである。本発明で使用した磁性キャリアは鉄粉系キャリア、フェライト系キャリア、マグネタイト系キャリア等であり、キャリアの平均粒径は３５〜１５０μｍ、好ましくは、５０〜８０μｍである。 The two-component developer used in this embodiment will be described. The toner comprises a colorant (black and various colors) and a binder resin, and is generally used such as a styrene / acrylic toner, a polyester toner, and the like. The toner average particle diameter is 4 to 10 μm, preferably 5 to 9 μm. The magnetic carrier used in the present invention is an iron powder carrier, a ferrite carrier, a magnetite carrier or the like, and the average particle size of the carrier is 35 to 150 μm, preferably 50 to 80 μm.
本実施形態で使用した現像条件の例を下記に示す。
像担持体１の周速：７３０ｍｍ／Ｓ
像担持体１の帯電電圧Ｖ０：５００Ｖ
第一現像ロール４のバイアス電圧ＶＢ：３５０Ｖ
第二現像ロール３のバイアス電圧ＶＢ：３５０Ｖ
第一現像ロール４と像担持体１との周速比：０．８〜１．４
第二現像ロール３と像担持体１との周速比：１．０５〜２．２
この現像条件で実験し、本発明の現像剤規制方法を採用することで、安定した高画質と現像剤の長寿命を達成することができることが判った。
Examples of development conditions used in this embodiment are shown below.
Peripheral speed of image carrier 1: 730 mm / S
Charge voltage V0 of image carrier 1: 500V
Bias voltage VB of first developing roll 4: 350V
Bias voltage VB of second developing roll 3: 350V
Peripheral speed ratio between the first developing
Peripheral speed ratio between the second developing
Experiments were conducted under these development conditions, and it was found that stable image quality and long developer life can be achieved by employing the developer regulating method of the present invention.
図５は、図３に示すような本実施形態の磁性材料の配置をしたドクタブレードを用いた現像装置における、ドクタギャップの変化に対する現像ローラの現像剤搬送量を示したものである。図６は、説明はしなかったが、磁性材料を備えていないドクタブレードを用いた現像装置における、図５同様の、ドクタギャップの変化に対する現像ローラの現像剤搬送量を示したものである。図７は、図４に示すような形態の磁性材料の配置をしたドクタブレードを用いた現像装置における、図５同様の、ドクタギャップの変化に対する現像ローラの現像剤搬送量を示したものである。 FIG. 5 shows the developer conveyance amount of the developing roller with respect to the change in the doctor gap in the developing device using the doctor blade having the magnetic material arrangement of the present embodiment as shown in FIG. FIG. 6 shows the developer conveyance amount of the developing roller with respect to the change in the doctor gap, similar to FIG. 5, in a developing device using a doctor blade not provided with a magnetic material, although not explained. FIG. 7 shows the developer conveyance amount of the developing roller with respect to the change in the doctor gap in the developing device using the doctor blade having the magnetic material arranged as shown in FIG. 4 as in FIG. .
図５から判るように、本発明の現像装置においては、第一現像ロール４も第二現像ロール３もほぼ同じようにドクタギャップに比例して搬送される現像剤量が増加し、適当なドクタギャップをとることによって必要現像剤量を確保することができる。また、それぞれの現像ローラごとにドクタギャップを調整により、搬送される現像剤量の調整ができる。しかし、図６に示すドクタブレード６の背面６２の下側に磁性材料を備えている現像装置における現像剤搬送量や、図７に示す磁性材料を備えていないドクタブレードを用いた現像装置における現像剤搬送量は、第一現像ロール４においては本実施例の現像装置とほぼ同様であるが、第二現像ロール３については、ドクタギャップを変化させても搬送現像剤量にはっきりした変化がなく、搬送される現像剤の絶対量も必要量の６０〜８０％程度である。
As can be seen from FIG. 5, in the developing device of the present invention, the amount of developer conveyed in proportion to the doctor gap increases in the same manner in both the first developing
(実施形態２)
実施形態２は、上述の実施形態１に説明した本発明の現像装置を備えた画像形成装置である。この画像形成装置は、像担持体と、像担持体表面を帯電させる帯電装置と、帯電した像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像を形成された像担持体表面にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、像担持体表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着装置とを備えている。この画像装置は、現像装置を除けば、従来の画像形成装置と同じであり、モノカラーよう、フルカラー用、高速画像形成用、速度可変画像形成用などどのような電子写真方式の画像形成装置にも応用できる。しかし、本発明の画像形成装置は、高速画像形成を必要とする装置、フルカラー印刷など高品質画像形成装置に特に好ましく適用できる。
(Embodiment 2)
The second embodiment is an image forming apparatus including the developing device of the present invention described in the first embodiment. The image forming apparatus includes an image carrier, a charging device that charges the surface of the image carrier, a latent image forming unit that forms a latent image on the surface of the charged image carrier, and the surface of the image carrier on which the latent image is formed. A developing device for supplying toner to the toner, forming a toner image, a transfer device for transferring the toner image formed on the surface of the image carrier to a recording medium, and a fixing device for fixing the toner image transferred to the recording medium. I have. This image device is the same as the conventional image forming device except for the developing device, and is suitable for any electrophotographic image forming device such as mono-color, full-color, high-speed image formation, and variable-speed image formation. Can also be applied. However, the image forming apparatus of the present invention can be particularly preferably applied to an apparatus that requires high-speed image formation and a high-quality image forming apparatus such as full-color printing.
この実施形態の画像形成装置の例を図８に示す。図８において、画像形成装置２００は、タンデム型フルカラー画像形成装置の例である。画像形成装置２００は、通常Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと略称される４つの画像形成部１１０，１２０，１３０，１４０を備え、各画像形成部には、像担持体１１１、帯電装置１１３、潜像形成手段１１２、現像装置１１５、像担持体クリーナ１１４を備えている。さらに、この画像形成装置２００は、転写装置である画像形成部１１０，１２０，１３０，１４０で形成されたトナー像を重ねて転写するための転写ベルト１５１、及び転写ベルト１１５に重ねて転写されたトナー像を記録媒体１７１に転写する転写ローラ１５０、並びに記録媒体１７１に転写されたトナー像を定着させる定着装置１６０を備えている。
An example of the image forming apparatus of this embodiment is shown in FIG. In FIG. 8, an
１ 像担持体
２ ボトムプレート
３ 第二現像ロール
３１ マグネット
４ 第一現像ロール
４１ マグネット
５ パドル
６ ドクタブレード
６１ 磁性部材
６２ 磁性部材の背面
７ スクレーバ
８ キャリア補足ロール
９ オーガＡ
１０ オーガＢ
１１ 遮へい板
１２ トナーフィードシャフト
１４ 磁性部材の背面に滞留したトナー
１００ 現像装置
１１０ 画像形成部
１１１ 像担持体
１１２ 潜像形成手段
１１３ 帯電装置
１１４ 像担持体クリーナ
１１５ 現像装置
１２０ 画像形成部
１３０ 画像形成部
１４０ 画像形成部
１５０ 転写ローラ
１５１ 転写ベルト
１５２ ベルトクリーナ
１６０ 定着装置
１６１ 定着ベルト
１６２ 定着ローラ
１６３ 加圧ローラ
１７０ 記録媒体供給装置
１７１ 記録媒体
２００ 画像形成装置
DESCRIPTION OF
10 Ogre B
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
Claims (6)
前記一組の現像ロールの間に配置され、それぞれの現像ロールへの現像剤の供給量を規制する現像剤規制部材とを備えた電子写真方式の画像形成装置用の現像装置であって、
前記現像剤規制部材は、前記現像剤の搬送方向上流側の面である背面における上部側に磁性部材を備え、前記上部側以外は非磁性部材からなることを特徴とする現像装置。 A pair of developing rolls facing the image carrier and facing each other substantially vertically and having different rotation directions;
A developing device for an electrophotographic image forming apparatus, comprising a developer regulating member disposed between the pair of developing rolls and regulating a supply amount of the developer to each developing roll;
The developing device according to claim 1, wherein the developer regulating member includes a magnetic member on an upper side of a rear surface that is a surface upstream of the developer in the transport direction, and a nonmagnetic member is formed on a portion other than the upper side.
一組のマグネットは、前記現像剤規制部材を挟んで互いに異なった極が対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。 The set of developing rolls includes a plurality of magnets inside each developing roll,
The developing device according to claim 1, wherein the pair of magnets are arranged so that different poles face each other across the developer regulating member.
前記現像装置は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a charging device for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the surface of the charged image carrier, and supplying toner to the surface of the image carrier on which the latent image is formed. The image forming apparatus includes: a developing device that forms a toner image; a transfer device that transfers the toner image formed on the surface of the image carrier to a recording medium; and a fixing device that fixes the toner image transferred to the recording medium. Because
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is the developing device according to claim 1.
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