JP5374958B2 - Developing device, image forming apparatus, and developing method - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a developing device which uses a toner supporting roller which is provided with concaves and projections on a using surface, an image forming device and a developing method thereof, wherein the leakage, the diffusion of toner from the toner supporting roller and the image fog are reduced. The developing device comprises the following components: a storing part for storing toner; the toner supporting roller which is formed to an approximate cylinder that is provided with a plurality of projections regularly configured on the surface and convex surrounding the plurality of projections, supports the toner layer which is supplied from the storing part and is formed by the electrified toner at the surface and rotates simultaneously; and a restricting component which abuts on the surface of the toner supporting roller for forming a restricting clamping part and restricts the thickness of the toner layer supported on the surface of the toner supporting roller. The restricting component eliminates the toner layer of the projections from the toner layer supported by the surface of the toner supporting roller at the upstream end of the restricting clamping part in the rotation direction of the toner supporting roller.

Description

この発明は、表面にトナーを担持するトナー担持ローラを有する現像装置、画像形成装置および該ローラを用いて静電潜像をトナーにより現像する現像方法に関するものである。   The present invention relates to a developing device having a toner carrying roller for carrying toner on its surface, an image forming apparatus, and a developing method for developing an electrostatic latent image with toner using the roller.

静電潜像をトナーにより現像する技術においては、略円筒形状に形成されたトナー担持ローラの表面にトナーを担持させるものがある。本願出願人は、このようなトナー担持ローラの表面に担持されるトナーの特性を改善するため、円筒形状に形成されたローラの表面に規則的に配置された凸部と、該凸部の周囲を取り囲む凹部とを設けたトナー担持ローラの構造について先に開示した（特許文献１参照）。このような構造は、表面の凹凸パターンが管理されて均一であるために、ローラ表面に担持されるトナー層の厚さや帯電量等を制御しやすいという利点がある。   As a technique for developing an electrostatic latent image with toner, there is a technique in which toner is carried on the surface of a toner carrying roller formed in a substantially cylindrical shape. In order to improve the characteristics of the toner carried on the surface of such a toner carrying roller, the applicant of the present application has regularly arranged protrusions on the surface of the roller formed in a cylindrical shape, and the periphery of the protrusions. The structure of the toner-carrying roller provided with a concave portion surrounding the toner was previously disclosed (see Patent Document 1). Such a structure has an advantage that the thickness and charge amount of the toner layer carried on the roller surface can be easily controlled because the uneven pattern on the surface is controlled and uniform.

特開２００７−１２７８００号公報（図７）JP 2007-127800 A (FIG. 7)

しかしながら、上記のような構造を有するトナー担持ローラを使用する場合、凹凸が均一であるが故に、トナー担持ローラ上のトナー層厚を厳密に管理しなければトナー担持ローラ表面からのトナーの飛散やカブリの発生が問題となる。本願発明者の研究によれば、これらの現象が起きる主たる原因の１つは、特性の良好な新しいトナーに混じって、使用につれて特性の劣化した古いトナーが存在した場合、特にトナー担持ローラの表面から離れた層に古いトナーが担持されやすいという点にあると考えられる。そして、トナー担持ローラ表面から離れたトナー層ではトナー担持ローラへの付着力が弱いため、トナーの漏れ、飛散、カブリになりやすいと考えられる。   However, when the toner carrying roller having the above-described structure is used, the unevenness is uniform. Therefore, if the toner layer thickness on the toner carrying roller is not strictly controlled, The occurrence of fog is a problem. According to the study by the present inventor, one of the main causes of these phenomena is that when old toner having deteriorated characteristics with use is mixed with new toner having good characteristics, particularly on the surface of the toner carrying roller. It is considered that the old toner is easily carried on a layer away from the toner. The toner layer away from the surface of the toner carrying roller has a weak adhesive force to the toner carrying roller, so that toner leakage, scattering, and fogging are likely to occur.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、表面に凹凸を設けたトナー担持ローラを用いる現像装置、画像形成装置および現像方法において、トナー担持ローラからのトナーの漏れや飛散、カブリを低減させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a developing device, an image forming apparatus, and a developing method using a toner carrying roller having a concavo-convex surface, toner leakage, scattering, and fog from the toner carrying roller are reduced. For the purpose.

この発明にかかる現像装置は、上記目的を達成するため、トナーを収容する収容部と、規則的に配置された複数の凸部および該凸部を取り囲む凹部を表面に有する略円筒形状に形成され、その表面に前記収容部から供給される帯電トナーによるトナー層を担持しながら回転するトナー担持ローラと、前記トナー担持ローラ表面に当接して規制ニップを形成し、該規制ニップにおいて前記トナー担持ローラ表面に担持されるトナー層の厚さを規制する規制部材とを備え、前記規制部材は、弾性体により形成され前記トナー担持ローラの表面に圧接されて前記規制ニップを形成する弾性当接体を有し、前記トナー担持ローラの回転方向における前記規制ニップの上流側端部において、前記弾性当接体の上流側端部が前記トナー担持ローラの前記凸部と当接して、前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナーを除去し、前記凸部と前記凹部との高低差がトナーの体積平均粒径以上である。そして、この発明にかかる現像装置の第１の態様では、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの体積平均粒径の１倍以上３倍以下である。また第２の態様では、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの最大粒径以上である。 In order to achieve the above object, the developing device according to the present invention is formed in a substantially cylindrical shape having a storage portion for storing toner, a plurality of regularly arranged convex portions, and a concave portion surrounding the convex portions on the surface. A toner carrying roller that rotates while carrying a toner layer of charged toner supplied from the housing portion on the surface thereof, and forms a regulating nip in contact with the surface of the toner carrying roller, and the toner carrying roller in the regulating nip A regulating member that regulates the thickness of the toner layer carried on the surface, and the regulating member is formed of an elastic body, and includes an elastic contact body that is pressed against the surface of the toner carrying roller to form the regulating nip. An upstream end portion of the elastic contact member at the upstream end portion of the regulating nip in the rotation direction of the toner carrying roller. And it abuts the toner carrying roller surface has been the toner of the convex portion is removed out of the toner layer carried on the difference in height between said convex portion and the concave portion is on the volume average particle diameter or less of the toner. In the first aspect of the developing device according to the present invention, the distance between the elastic contact body and the recess in the regulation nip is 1 to 3 times the volume average particle diameter of the toner. In the second aspect, an interval between the elastic contact body and the recess in the regulation nip is equal to or greater than a maximum particle size of the toner .

詳しくは後に説明するが、本願発明者が種々の実験に基づき得た知見を簡単に説明する。トナー担持ローラの表面に担持されるトナーのうち、トナー担持ローラの表面近くには特性の良好な新しいトナー（以下、「新トナー」という）が集積している一方、これらのトナーの上に積層しトナー担持ローラの表面から離れた状態で担持されているトナーには、長期の使用に伴って特性の劣化したトナー（以下、「旧トナー」という）が多く含まれている。つまり、トナー担持ローラの表面には、まず新トナー主体のトナー層が形成され、さらにその表面に旧トナーを多く含むトナー層が形成されるという形になる。このような旧トナーはトナー担持ローラとの接触が少ないため十分な帯電量が得られず、漏れ、飛散したりカブリを生じさせる。   Although described in detail later, the knowledge obtained by the inventor based on various experiments will be briefly described. Of the toner carried on the surface of the toner carrying roller, new toner having good characteristics (hereinafter referred to as “new toner”) is accumulated near the surface of the toner carrying roller, and is laminated on these toners. The toner carried away from the surface of the toner carrying roller contains a lot of toner (hereinafter referred to as “old toner”) whose characteristics have deteriorated with long-term use. That is, a toner layer mainly composed of new toner is first formed on the surface of the toner carrying roller, and a toner layer containing a large amount of old toner is further formed on the surface. Since such old toner has little contact with the toner carrying roller, a sufficient charge amount cannot be obtained, causing leakage, scattering, or fogging.

そこで、この発明では、トナー担持ローラの表面に形成されたトナー層のうちトナー担 持ローラの凸部上のトナー層を規制部材により除去する構成としている。このようにすると、凸部から除去されたトナーのうち帯電量の高い新トナーが、凹部に担持されている帯電量が弱くトナー担持ローラに対する静電気的な吸着力の弱い旧トナーを押し出すように作用する。この結果、規制後のトナー層に含まれる旧トナーの比率が低下するため、トナー飛散やカブリの発生を抑えることができる。   Therefore, in the present invention, the toner layer on the convex portion of the toner carrying roller is removed by the regulating member from the toner layer formed on the surface of the toner carrying roller. In this way, the new toner having a high charge amount out of the toner removed from the convex portion acts to push out the old toner having a weak charge amount carried on the concave portion and a weak electrostatic adsorption force to the toner carrying roller. To do. As a result, since the ratio of the old toner contained in the regulated toner layer is reduced, the occurrence of toner scattering and fogging can be suppressed.

また、帯電量の低い旧トナーに圧力を加えると、トナー粒子同士が凝集して大径かつ低帯電の凝集体が生成され、この凝集体が現像装置外部へ漏れ出すことがある。しかし、本発明では、トナー担持ローラの表面のうちトナーが担持されるのは凹部のみとなっているので、該凹部に担持されているトナーは規制部材による加圧を受けない。このため、旧トナーが凝集してなる凝集体が生成されにくくなるだけでなく、トナー劣化の進行自体を抑制することができるので、このことによっても、現像装置外部へのトナー飛散を抑える効果が得られる。   Further, when pressure is applied to the old toner having a low charge amount, the toner particles aggregate to form a large-diameter and low-charge aggregate, and this aggregate may leak out of the developing device. However, in the present invention, since the toner is only carried on the concave portion of the surface of the toner carrying roller, the toner carried on the concave portion is not pressurized by the regulating member. For this reason, not only the aggregate formed by aggregation of the old toner is hardly generated, but also the progress of the toner deterioration itself can be suppressed, and this also has the effect of suppressing the scattering of the toner to the outside of the developing device. can get.

上記を具体化するための構成としては、例えば、前記凸部と前記凹部との高低差をトナーの体積平均粒径以上とし、前記規制部材は、弾性体により形成され前記トナー担持ローラの表面に圧接されて前記規制ニップを形成する弾性当接体を有し、前記トナー担持ローラの回転方向における前記弾性当接体の上流側端部が前記トナー担持ローラの前記凸部と当接して該凸部のトナーを掻き取るものを用いることができる。   As a configuration for embodying the above, for example, the height difference between the convex portion and the concave portion is set to be equal to or larger than the volume average particle diameter of the toner, and the regulating member is formed of an elastic body on the surface of the toner carrying roller. An elastic contact body that is pressed to form the regulating nip, and an upstream end of the elastic contact body in a rotation direction of the toner carrying roller is in contact with the convex portion of the toner carrying roller. A part that scrapes off the toner of the part can be used.

このような構成によれば、凹部に１層以上のトナーを担持することができる一方、凸部のトナーは弾性当接体によって掻き取られる。そして、掻き取られたトナーのうち帯電量の高いものが、トナー担持ローラの回転方向において規制ニップより前方でトナー担持ローラに担持された旧トナーを押し出す作用をする。これにより、規制ニップの後方では、トナーが凹部のみに担持され、しかもそこに含まれる旧トナーの比率が少なくなっているので、トナー飛散やカブリの発生を抑えることができる。規制ニップにおける弾性当接体と凹部との間隔をトナーの体積平均粒径以上とすることで、凹部に確実に１層のトナーを担持させることができる。一方、弾性当接体と凹部との間隔を大きくしすぎると大量のトナーが凹部に担持されることとなりこれに含まれる旧トナーの量も多くなってしまう。そこで、弾性当接体と凹部との間隔をトナーの体積平均粒径の例えば３倍以下とすれば、凹部に担持されるトナーの量を適量に制限することができる。また、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの最大粒径以上となるようにしてもよい。ここで、トナーの最大粒径については例えば、トナーの粒径分布における個数基準の５０％粒子径の値に、幾何標準偏差の３倍を加えた値として規定することができる。現在製造されているトナーでは粒径のばらつきが小さくなっており、この値を超える粒径を有するトナー粒子の比率はきわめて低いからである。このような構成によれば、収容部に収容された新トナーのほぼ全てをトナー担持ローラに担持することが可能となり、粒径の大きなトナーが収容部に滞留するのを防止することができる。ここで、前記複数の凸部の頂面が互いに同一の円筒面の一部を成す、すなわち複数の凸部の頂面が成す包絡面が１つの円筒面であることが望ましい。これにより、巨視的にはトナー担持ローラを回転する円筒と見なすことができるので、その周方向における規制部材との当接圧を一定にすることができる。 According to such a configuration, one or more layers of toner can be carried in the concave portion, while the toner on the convex portion is scraped off by the elastic contact member. The scraped toner having a high charge amount pushes out the old toner carried on the toner carrying roller in front of the regulation nip in the rotation direction of the toner carrying roller. As a result, the toner is carried only in the recesses behind the regulating nip, and the ratio of the old toner contained therein is reduced, so that the occurrence of toner scattering and fogging can be suppressed. By setting the interval between the elastic contact body and the recess in the regulation nip to be equal to or larger than the volume average particle diameter of the toner, it is possible to reliably carry one layer of toner in the recess. On the other hand, if the distance between the elastic contact body and the concave portion is too large, a large amount of toner is carried by the concave portion, and the amount of old toner contained therein is also increased. Therefore, if the distance between the elastic contact body and the concave portion is set to, for example, three times or less of the volume average particle diameter of the toner, the amount of toner carried in the concave portion can be limited to an appropriate amount. Further, the interval between the elastic contact body and the recess in the regulation nip may be greater than or equal to the maximum particle size of the toner. Here, the maximum particle diameter of the toner can be defined as, for example, a value obtained by adding three times the geometric standard deviation to the number-based 50% particle diameter value in the toner particle size distribution. This is because the currently produced toner has a small variation in particle size, and the ratio of toner particles having a particle size exceeding this value is extremely low. According to such a configuration, almost all of the new toner accommodated in the accommodating portion can be carried on the toner carrying roller, and toner having a large particle diameter can be prevented from staying in the accommodating portion. Here, it is desirable that the top surfaces of the plurality of convex portions form part of the same cylindrical surface, that is, the envelope surface formed by the top surfaces of the plurality of convex portions is one cylindrical surface. Thereby, since the toner carrying roller can be regarded as a rotating cylinder on a macroscopic basis, the contact pressure with the regulating member in the circumferential direction can be made constant .

この構成においては、前記トナー担持ローラの回転方向における前記弾性当接体の上流側端面は、前記トナー担持ローラ表面に対し略垂直に屹立していることが好ましい。こうすることにより、凸部に付着したトナーが規制ニップに引き込まれて弾性当接体により加圧されて凝集したりトナー担持ローラ表面に固着することが防止される。また、弾性当接体によりトナー担持ローラ表面から掻き取られたトナーが弾性当接体の上流側端面付近に滞留することにより、トナー担持ローラ表面における新トナーによる旧トナーの置換がより促進されるので、規制後にトナー担持ローラ表面に残る旧トナーの比率をさらに低下させることができる。   In this configuration, it is preferable that the upstream end surface of the elastic contact body in the rotation direction of the toner carrying roller is erected substantially perpendicular to the surface of the toner carrying roller. By doing so, it is possible to prevent the toner adhering to the convex portion from being drawn into the regulating nip and being pressed by the elastic contact body to be aggregated or fixed to the surface of the toner carrying roller. Further, the toner scraped off from the surface of the toner carrying roller by the elastic contact member stays in the vicinity of the upstream end surface of the elastic contact member, so that the replacement of the old toner with the new toner on the toner carrying roller surface is further promoted. Therefore, the ratio of the old toner remaining on the surface of the toner carrying roller after the regulation can be further reduced.

例えば、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの体積平均粒径と最大粒径との和以上とすることができる。こうすれば、凹部表面に１層のトナーを担持した上にさらに最大粒径のトナー粒子を担持することが可能となるので、凹部に入り込んだ粒径の大きなトナーが弾性当接体により加圧されて劣化したり凝集するなどの問題を未然に防止することができる。また、このような大粒径トナーを効率よく現像に寄与させることができる。   For example, the distance between the elastic contact body and the recess in the regulation nip can be greater than or equal to the sum of the volume average particle diameter and the maximum particle diameter of the toner. In this way, it is possible to carry a toner particle having the maximum particle size on the surface of the concave portion, and further, the toner having a large particle size that has entered the concave portion is pressed by the elastic contact body. It is possible to prevent problems such as degradation and aggregation. Further, such a large particle diameter toner can be contributed to development efficiently.

また、前記トナー担持ローラとの当接により弾性変形する前記弾性当接体の変形量は、前記トナー担持ローラの回転方向における上流側端部で最大となっていることが好ましい。弾性当接体をトナー担持ローラ表面に圧接することにより弾性当接体が弾性変形する。より詳しくは、弾性当接体が凸部の表面に押し付けられて当該箇所が弾性的に窪むことにより、トナー担持ローラ表面に直交する方向における弾性当接体の厚みが縮められる。本発明にいう「弾性当接体の変形量」は、この厚みの減少量を表している。これを微視的に見たとき、トナー担持ローラの凹部に対向する箇所における弾性当接体の縮み量は、凸部に押し付けられた箇所における縮み量よりは少なくなる。つまり、凹部上方の空間においては、弾性当接体の表面が凹部の底に向けて撓み込む状態となっている。こうして撓み込んだ弾性当接体は、凹部に担持されたトナーを加圧することになる。凹部空間への弾性当接体の撓み込み量は、巨視的に見た弾性当接体の変形量が大きいほど大きくなると考えられる。また、弾性当接体の変形量が大きいほど、凸部に対する当接圧は大きくなる。   Further, it is preferable that the deformation amount of the elastic contact body that is elastically deformed by contact with the toner carrying roller is maximized at an upstream end portion in the rotation direction of the toner carrying roller. The elastic contact body is elastically deformed by pressing the elastic contact body against the surface of the toner carrying roller. More specifically, when the elastic contact body is pressed against the surface of the convex portion and the portion is elastically depressed, the thickness of the elastic contact body in the direction perpendicular to the surface of the toner carrying roller is reduced. The “deformation amount of the elastic contact body” referred to in the present invention represents the reduction amount of the thickness. When this is viewed microscopically, the amount of contraction of the elastic contact body at the portion facing the concave portion of the toner carrying roller is smaller than the amount of contraction at the portion pressed against the convex portion. That is, in the space above the recess, the surface of the elastic contact body is bent toward the bottom of the recess. The elastic contact body bent in this way pressurizes the toner carried in the recess. The amount of bending of the elastic contact body into the recessed space is considered to increase as the deformation amount of the elastic contact body viewed macroscopically increases. Further, the larger the deformation amount of the elastic contact body, the greater the contact pressure against the convex portion.

ここで、上記したようにトナー担持ローラの回転方向における上流側端部で弾性当接体の変形量が最大となるようにすれば、凸部への当接圧が規制ニップの上流側端部で最大となり、凸部からのトナー除去をより確実に行うことができる。また、凹部への弾性当接体の撓み込み量は規制ニップにおいて下流側ほど少なくなるので、凹部に担持されたトナーに対する圧力は規制ニップ内で下流側ほど弱くなり、トナーに無用な圧力がかかるのを回避することができる。   Here, as described above, if the amount of deformation of the elastic contact member is maximized at the upstream end portion in the rotation direction of the toner carrying roller, the contact pressure on the convex portion becomes the upstream end portion of the regulation nip. And the toner can be removed more reliably from the convex portion. In addition, since the amount of the elastic contact body to be bent into the concave portion is reduced toward the downstream side in the regulating nip, the pressure on the toner carried in the concave portion is weakened toward the downstream side in the regulating nip, and unnecessary pressure is applied to the toner. Can be avoided.

また例えば、前記凸部と前記凹部との高低差が前記トナーの体積平均粒径の２倍以上であってもよい。Further, for example, the height difference between the convex portion and the concave portion may be twice or more the volume average particle diameter of the toner.

このように構成された発明では、トナー担持ローラ表面のうち凸部のトナーが規制部材によって除去されるため、上記した現像装置と同様に、帯電量の不十分なトナーが漏れたり飛散したりするのを抑えることができる。一方、トナー担持ローラの凹部には２層以上のトナーを担持させることができる。このため、トナー担持ローラ表面に直接接触していない状態で凹部に担持されるトナーが存在する。このようなトナーをトナー担持ローラに担持可能とすることにより、この発明では、静電潜像を現像する際の現像効率を高めるという作用効果を得ることができる。   In the invention configured as described above, since the toner on the convex portion of the surface of the toner carrying roller is removed by the regulating member, similarly to the developing device described above, the toner with insufficient charge amount leaks or scatters. Can be suppressed. On the other hand, two or more layers of toner can be carried in the concave portion of the toner carrying roller. For this reason, there is toner that is carried in the concave portion without being in direct contact with the surface of the toner carrying roller. By making it possible to carry such toner on the toner carrying roller, in the present invention, it is possible to obtain an effect of improving the developing efficiency when developing the electrostatic latent image.

上記した各態様の現像装置においては、前記トナー担持ローラの表面が導電性材料により形成されてもよい。本願発明者の実験によれば、上記した現象、すなわちトナー担持ローラ表面に新トナーを主体とする層と旧トナーを主体とする層とが積層される現象（以下、「層分離現象」という）は、トナー担持ローラの表面が導電性材料により形成されている場合に特に顕著である。このような構成の現像装置に本発明の思想を適用すれば、より効果的である。   In the developing device of each aspect described above, the surface of the toner carrying roller may be formed of a conductive material. According to the experiment by the present inventor, the above phenomenon, that is, a phenomenon in which a layer mainly composed of new toner and a layer mainly composed of old toner are laminated on the surface of the toner carrying roller (hereinafter referred to as “layer separation phenomenon”). Is particularly prominent when the surface of the toner carrying roller is formed of a conductive material. If the idea of the present invention is applied to the developing device having such a configuration, it is more effective.

また、前記収容部が外部からトナーを補給するための補給口を有している場合にも、本発明の効果が顕著である。このような構成を有する現像装置では、長期間使用された収容部内の旧トナーに対し、補給口から大量の新トナーが注入されるという現象が起こり得る。このような場合に上記した層分離現象が起きやすくトナー飛散やカブリを生じやすい。このような構成の現像装置に本発明の思想を適用することにより、トナー飛散やカブリの発生を抑えることができる。   The effect of the present invention is also remarkable when the storage unit has a supply port for supplying toner from the outside. In the developing device having such a configuration, a phenomenon may occur in which a large amount of new toner is injected from the replenishing port with respect to the old toner in the storage unit that has been used for a long time. In such a case, the above-described layer separation phenomenon is likely to occur, and toner scattering and fogging are likely to occur. By applying the concept of the present invention to the developing device having such a configuration, it is possible to suppress toner scattering and fogging.

また、前記収容部が、トナーを収容するトナー収容室を複数有しており、前記トナー担持ローラの表面の少なくとも一部が前記複数のトナー収容室のうち１つの内部に露出するとともに、該１つのトナー収容室に対し他のトナー収容室に収容されたトナーを送り込むためのトナー移送機構を備えている場合も同様である。このような構成においても、トナー担持ローラ近傍の旧トナーに他のトナー収容室から新トナーが送り込まれてくるからである。   The storage section includes a plurality of toner storage chambers for storing toner, and at least a part of the surface of the toner carrying roller is exposed inside one of the plurality of toner storage chambers. The same applies to a case where a toner transfer mechanism is provided for feeding toner stored in another toner storage chamber to one toner storage chamber. Even in such a configuration, the new toner is sent from the other toner storage chambers to the old toner in the vicinity of the toner carrying roller.

また、この発明は、体積平均粒径が５μｍ以下のトナーを使用した場合や、トナーの流動性を高めるためにトナーに添加された外添剤の粒径が５０ｎｍ以下かつトナー母粒子への被覆率が１００％以上であるトナーを使用した場合に特に顕著な効果を奏する。例えば、トナーの体積平均粒径が５μｍ以下である場合、トナー粒子間のファンデルワールス力が強くなるため、旧トナーがトナー担持ローラ上のトナー層に付着しやすくなる。このような場合も旧トナーが飛散したりカブリを生じやすくなるので、本発明の効果が大きくなる。また、上記した外添剤を加えたトナーでは、トナーの流動性の経時変化が大きいため特に層分離現象が起きやすくなっているので、本発明を適用したときの効果が大きい。   In addition, the present invention is applicable to the case where a toner having a volume average particle size of 5 μm or less is used, or the particle size of an external additive added to the toner in order to improve the fluidity of the toner is 50 nm or less and the toner base particles are coated. A particularly remarkable effect is obtained when a toner having a rate of 100% or more is used. For example, when the volume average particle diameter of the toner is 5 μm or less, the van der Waals force between the toner particles becomes strong, so that the old toner tends to adhere to the toner layer on the toner carrying roller. Even in such a case, the old toner is likely to be scattered or fogged, so that the effect of the present invention is increased. Further, in the toner to which the above external additive is added, since the change in the fluidity of the toner with time is large, the layer separation phenomenon is particularly likely to occur, so that the effect when the present invention is applied is great.

また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、静電潜像を担持する像担持体と、規則的に配置された複数の凸部および該凸部を取り囲む凹部を表面に有する略円筒形状に形成され、その表面に帯電トナーによるトナー層を担持するトナー担持ローラ、および、前記トナー担持ローラ表面に当接して前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナー層を除去する規制部材を有する現像器とを備え、前記規制部材は、弾性体により形成され前記トナー担持ローラの表面に圧接されて規制ニップを形成する弾性当接体を有し、前記トナー担持ローラの回転方向における前記規制ニップの上流側端部において、前記弾性当接体の上流側端部が前記トナー担持ローラの前記凸部と当接して、前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナーを除去し、前記凸部と前記凹部との高低差がトナーの体積平均粒径以上であるとともに、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの体積平均粒径の１倍以上３倍以下であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention has an image carrier that carries an electrostatic latent image, a plurality of regularly arranged convex portions, and concave portions that surround the convex portions on the surface. A toner carrying roller which is formed in a substantially cylindrical shape and carries a toner layer of charged toner on the surface thereof , and the convex portion of the toner layer which is in contact with the surface of the toner carrying roller and carried on the surface of the toner carrying roller A developing device having a regulating member that removes the toner layer, and the regulating member has an elastic contact body that is formed of an elastic body and is pressed against the surface of the toner carrying roller to form a regulating nip, At the upstream end portion of the regulation nip in the rotation direction of the toner carrying roller, the upstream end portion of the elastic contact body comes into contact with the convex portion of the toner carrying roller, and the toner carrying roller The toner on the convex portion of the toner layer carried on the surface of the roller is removed, and the height difference between the convex portion and the concave portion is equal to or greater than the volume average particle diameter of the toner, and the elastic contact in the regulation nip is increased. The distance between the contact body and the concave portion is 1 to 3 times the volume average particle diameter of the toner .

また、この発明にかかる画像形成装置の他の態様は、上記目的を達成するため、静電潜像を担持する像担持体と、規則的に配置された複数の凸部および該凸部を取り囲む凹部を表面に有する略円筒形状に形成され、その表面に帯電トナーによるトナー層を担持するトナー担持ローラ、および、前記トナー担持ローラ表面に当接して前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナー層を除去する規制部材を有する現像器とを備え、前記規制部材は、弾性体により形成され前記トナー担持ローラの表面に圧接されて規制ニップを形成する弾性当接体を有し、前記トナー担持ローラの回転方向における前記規制ニップの上流側端部において、前記弾性当接体の上流側端部が前記トナー担持ローラの前記凸部と当接して、前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナーを除去し、前記凸部と前記凹部との高低差がトナーの体積平均粒径以上であるとともに、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの最大粒径以上であることを特徴としている。 According to another aspect of the image forming apparatus of the present invention, in order to achieve the above object, an image carrier that carries an electrostatic latent image, a plurality of regularly arranged convex portions, and surrounding the convex portions. A toner carrying roller which is formed in a substantially cylindrical shape having a concave portion on its surface and carries a toner layer of charged toner on its surface, and a toner layer carried on the surface of the toner carrying roller in contact with the surface of the toner carrying roller A developing device having a regulating member that removes the toner layer of the convex portion, and the regulating member is formed of an elastic body, and an elastic contact body that is pressed against the surface of the toner carrying roller to form a regulating nip. An upstream end of the elastic contact member abuts on the convex portion of the toner carrying roller at an upstream end of the restriction nip in the rotation direction of the toner carrying roller, The toner of the convex portion is removed from the toner layer carried on the surface of the toner carrying roller, and the height difference between the convex portion and the concave portion is equal to or larger than the volume average particle diameter of the toner, and the elasticity in the regulation nip The distance between the contact body and the concave portion is greater than the maximum particle size of the toner .

また、この発明にかかる現像方法は、上記目的を達成するため、静電潜像を担持する像担持体に対し、規則的に配置された複数の凸部および該凸部を取り囲む凹部を表面に有する略円筒形状に形成されその表面に帯電トナーによるトナー層を担持するトナー担持ローラを対向配置して、前記静電潜像を前記トナーにより現像し、前記トナー層を前記像担持体と対向させるのに先立って、前記トナー担持ローラ表面の前記凸部および前記凹部にトナー層を担持させ、さらに、そのうち前記凸部のトナー層を、前記トナー担持ローラ表面に当接させた規制部材により除去し、しかも、前記規制部材は、弾性体により形成され前記トナー担持ローラの表面に圧接されて規制ニップを形成する弾性当接体を有し、前記トナー担持ローラの回転方向における前記規制ニップの上流側端部において、前記弾性当接体の上流側端部が前記トナー担持ローラの前記凸部と当接して、前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナーを除去し、前記凸部と前記凹部との高低差がトナーの体積平均粒径以上であるとともに、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの体積平均粒径の１倍以上３倍以下であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the developing method according to the present invention has, on the surface, a plurality of regularly arranged convex portions and concave portions surrounding the convex portions on the surface of the image carrier carrying the electrostatic latent image. substantially cylindrical shape formed with the toner carrying roller disposed face to face bearing the toner layer by the charged toner on the surface thereof, the electrostatic latent image is developed by the toner, prior Symbol the image bearing member and the counter of the toner layer having Prior to the toner layer, a toner layer is supported on the convex portion and the concave portion on the surface of the toner carrying roller, and the toner layer on the convex portion is removed by a regulating member in contact with the surface of the toner carrying roller. In addition, the restricting member has an elastic contact body that is formed of an elastic body and is pressed against the surface of the toner carrying roller to form a restricting nip, and is arranged in the rotation direction of the toner carrying roller. The upstream end portion of the elastic contact member abuts the convex portion of the toner carrying roller at the upstream end portion of the regulation nip, and the convex portion of the toner layer carried on the toner carrying roller surface. The height difference between the convex portion and the concave portion is equal to or greater than the volume average particle size of the toner, and the distance between the elastic contact body and the concave portion in the regulation nip is the volume of the toner. It is characterized by being 1 to 3 times the average particle size .

これらの発明によれば、上記した現像装置と同様に、トナー担持ローラに担持される旧トナーの量を低減させて、トナー担持ローラからのトナー飛散やカブリを抑制することができる。   According to these inventions, as in the developing device described above, the amount of old toner carried on the toner carrying roller can be reduced, and toner scattering and fogging from the toner carrying roller can be suppressed.

図１はこの発明を適用した画像形成装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。   FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This apparatus forms a full color image by superposing four color toners (developers) of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), or only black (K) toner. The image forming apparatus forms a monochrome image using In this image forming apparatus, when an image signal is given to the main controller 11 from an external device such as a host computer, the CPU 101 provided in the engine controller 10 controls each part of the engine unit EG in response to a command from the main controller 11. Then, a predetermined image forming operation is executed, and an image corresponding to the image signal is formed on the sheet S.

このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。   In the engine unit EG, the photosensitive member 22 is provided to be rotatable in the arrow direction D1 in FIG. A charging unit 23, a rotary developing unit 4 and a cleaning unit 25 are arranged around the photosensitive member 22 along the rotation direction D1. The charging unit 23 is applied with a predetermined charging bias, and uniformly charges the outer peripheral surface of the photoconductor 22 to a predetermined surface potential. The cleaning unit 25 removes the toner remaining on the surface of the photosensitive member 22 after the primary transfer, and collects it in a waste toner tank provided inside. The photosensitive member 22, the charging unit 23, and the cleaning unit 25 integrally constitute the photosensitive member cartridge 2, and the photosensitive member cartridge 2 is detachably attached to the apparatus main body as a whole.

そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。   Then, the light beam L is irradiated from the exposure unit 6 toward the outer peripheral surface of the photosensitive member 22 charged by the charging unit 23. The exposure unit 6 exposes the light beam L onto the photosensitive member 22 in accordance with an image signal given from an external device, and forms an electrostatic latent image corresponding to the image signal.

こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されている。そして、このエンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。   The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing unit 4. That is, in this embodiment, the developing unit 4 is configured as a support frame 40 that is rotatably provided about a rotation axis center orthogonal to the paper surface of FIG. A yellow developing device 4Y, a cyan developing device 4C, a magenta developing device 4M, and a black developing device 4K are provided. The developing unit 4 is controlled by the engine controller 10. Based on the control command from the engine controller 10, the developing unit 4 is driven to rotate, and the developing units 4Y, 4C, 4M, and 4K are selectively brought into contact with the photoreceptor 22 or have a predetermined gap. When the developing roller 44 is positioned at a predetermined developing position facing the space, the developing roller 44 provided in the developing unit and carrying the toner of the selected color is disposed to face the photosensitive member 22, and the developing roller 44 is disposed at the facing position. Then, toner is applied to the surface of the photosensitive member 22. As a result, the electrostatic latent image on the photosensitive member 22 is visualized with the selected toner color.

図３は現像器の外観を示す図である。また、図４は現像器の構造を示す断面図である。各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋはいずれも同一構造を有している。したがって、ここでは、現像器４Ｋの構成について図３および図４を参照しながらさらに詳しく説明するが、その他の現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍについてもその構造および機能は同じである。この現像器４Ｋでは、その内部にトナーＴを収容するハウジング４１に供給ローラ４３および現像ローラ４４が軸着されており、当該現像器４Ｋが上記現像位置に位置決めされると、現像ローラ４４が感光体２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向位置決めされるとともに、これらのローラ４３、４４が本体側に設けられた回転駆動部（図示省略）と係合されて所定の方向に回転する。供給ローラ４３は例えば発泡ウレタンゴム、シリコンゴムなどの弾性材料により円筒状に形成されている。また、現像ローラ４４は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金により円筒状に形成されている。そして、２つのローラ４３、４４が接触しながら回転することでトナーが現像ローラ４４の表面に擦り付けられて所定厚みのトナー層が現像ローラ４４表面に形成される。この実施形態では負帯電トナーを用いるが、正帯電トナーであってもよい。   FIG. 3 is a view showing the appearance of the developing device. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the developing device. Each of the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K has the same structure. Therefore, although the structure of the developing device 4K will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4, the structures and functions of the other developing devices 4Y, 4C, and 4M are the same. In the developing device 4K, a supply roller 43 and a developing roller 44 are axially attached to a housing 41 that accommodates toner T therein. When the developing device 4K is positioned at the developing position, the developing roller 44 is photosensitive. While being in contact with the body 2 or opposed to each other with a predetermined gap, these rollers 43 and 44 are engaged with a rotation driving unit (not shown) provided on the main body side and rotated in a predetermined direction. . The supply roller 43 is formed in a cylindrical shape by an elastic material such as foamed urethane rubber or silicon rubber. The developing roller 44 is formed in a cylindrical shape from a metal such as copper, aluminum, or stainless steel or an alloy. Then, when the two rollers 43 and 44 rotate while being in contact with each other, the toner is rubbed against the surface of the developing roller 44 and a toner layer having a predetermined thickness is formed on the surface of the developing roller 44. In this embodiment, negatively charged toner is used, but positively charged toner may be used.

ハウジング４１の内部空間は隔壁４１ａによって第１室４１１および第２室４１２に仕切られている。供給ローラ４３および現像ローラ４４はともに第２室４１２に設けられており、これらのローラの回転に伴って第２室４１２内のトナーが流動し攪拌されながら現像ローラ４４の表面に供給される。一方、第１室４１１に貯留されているトナーは、供給ローラ４３および現像ローラ４４とは隔離されているので、これらの回転によっては流動しない。このトナーは、現像ユニット４が現像器を保持したまま回転することによって、第２室４１２に貯留されたトナーと混合され攪拌される。   The internal space of the housing 41 is partitioned into a first chamber 411 and a second chamber 412 by a partition wall 41a. Both the supply roller 43 and the developing roller 44 are provided in the second chamber 412, and the toner in the second chamber 412 flows and is stirred and supplied to the surface of the developing roller 44 as these rollers rotate. On the other hand, since the toner stored in the first chamber 411 is isolated from the supply roller 43 and the developing roller 44, the toner does not flow due to their rotation. The toner is mixed and agitated with the toner stored in the second chamber 412 as the developing unit 4 rotates while holding the developing device.

このように、この現像器では、ハウジング内部を２室に仕切り、供給ローラ４３および現像ローラ４４の周囲をハウジング４１の側壁および隔壁４１ａで囲み比較的容積の小さい第２室４１２を設けることにより、トナー残量が少なくなった場合でも、トナーが効率よく現像ローラ４４の近傍に供給されるようにしている。また、第１室４１１から第２室４１２へのトナー供給およびトナー全体の攪拌を現像ユニット４の回転によって行うようにすることで、現像器内部にトナー攪拌のための攪拌部材（オーガ）を省いたオーガレス構造を実現している。   As described above, in this developing device, the interior of the housing is divided into two chambers, and the supply roller 43 and the developing roller 44 are surrounded by the side wall of the housing 41 and the partition wall 41a to provide the second chamber 412 having a relatively small volume. Even when the remaining amount of toner decreases, the toner is efficiently supplied to the vicinity of the developing roller 44. Further, by supplying the toner from the first chamber 411 to the second chamber 412 and stirring the whole toner by rotating the developing unit 4, a stirring member (auger) for stirring the toner is omitted in the developing device. The augerless structure that had been realized.

また、この現像器４Ｋでは、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層の厚みを所定厚みに規制するための規制ブレード４６が配置されている。この規制ブレード４６は、ステンレスやリン青銅などの弾性を有する板状部材４６１と、板状部材４６１の先端部に取り付けられたシリコンゴムやウレタンゴムなどの樹脂部材からなる弾性部材４６２とで構成されている。この板状部材４６１の後端部はハウジング４１に固着されており、図４の矢印に示す現像ローラ４４の回転方向Ｄ4において、板状部材４６１の先端部に取り付けられた弾性部材４６２が板状部材４６１の後端部よりも上流側に位置するように配設されている。そして、その弾性部材４６２が現像ローラ４４表面に弾性的に当接することで規制ニップを形成し、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層を最終的に所定の厚みに規制する。   In the developing device 4K, a regulating blade 46 for regulating the thickness of the toner layer formed on the surface of the developing roller 44 to a predetermined thickness is disposed. The regulating blade 46 includes a plate member 461 having elasticity such as stainless steel or phosphor bronze, and an elastic member 462 made of a resin member such as silicon rubber or urethane rubber attached to the tip of the plate member 461. ing. The rear end portion of the plate-like member 461 is fixed to the housing 41, and an elastic member 462 attached to the front end portion of the plate-like member 461 is plate-like in the rotation direction D4 of the developing roller 44 indicated by an arrow in FIG. The member 461 is disposed on the upstream side of the rear end portion. The elastic member 462 elastically contacts the surface of the developing roller 44 to form a restriction nip, and finally the toner layer formed on the surface of the developing roller 44 is restricted to a predetermined thickness.

このようにして現像ローラ４４の表面に形成されたトナー層は、現像ローラ４４の回転によって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２２との対向位置に搬送される。そして、図示を省略するバイアス用電源からの現像バイアスが現像ローラ４４に印加されると、現像ローラ４４上に担持されたトナーは、感光体２２の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体２２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。   The toner layer thus formed on the surface of the developing roller 44 is sequentially conveyed to a position facing the photoconductor 22 on which the electrostatic latent image is formed by the rotation of the developing roller 44. When a developing bias from a bias power supply (not shown) is applied to the developing roller 44, the toner carried on the developing roller 44 is partially applied to each surface of the photoreceptor 22 in accordance with the surface potential. Thus, the electrostatic latent image on the photosensitive member 22 is visualized as a toner image of the toner color.

さらに、ハウジング４１には、現像ローラ４４の回転方向において感光体２２との対向位置よりも下流側で現像ローラ４４表面に圧接されたシール部材４７が設けられている。シール部材４７は、感光体２２との対向位置を通過した現像ローラ４４表面に残留しているトナーをハウジング４１内に案内するともに、ハウジング内のトナーが外部へ漏れ出すのを防止している。   Further, the housing 41 is provided with a seal member 47 pressed against the surface of the developing roller 44 on the downstream side of the position facing the photoconductor 22 in the rotation direction of the developing roller 44. The seal member 47 guides the toner remaining on the surface of the developing roller 44 that has passed through the position facing the photoconductor 22 into the housing 41 and prevents the toner in the housing from leaking outside.

図５は現像ローラおよびその表面の部分拡大図を示す図である。現像ローラ４４は略円筒形のローラ状に形成されており、その長手方向の両端にはローラと同軸にシャフト４４０が設けられており、該シャフト４４０が現像器本体により軸支されて現像ローラ４４全体が回転自在となっている。現像ローラ４４表面のうちその中央部４４ａには、図５の部分拡大図（点線円内）に示すように、規則的に配置された複数の凸部４４１と、それらの凸部４４１を取り囲む凹部４４２とが設けられている。   FIG. 5 is a diagram showing a developing roller and a partially enlarged view of the surface thereof. The developing roller 44 is formed in a substantially cylindrical roller shape, and a shaft 440 is provided at both ends in the longitudinal direction coaxially with the roller. The shaft 440 is supported by the developing device main body and is developed. The whole is freely rotatable. A central portion 44a of the surface of the developing roller 44 has a plurality of regularly arranged convex portions 441 and concave portions surrounding the convex portions 441, as shown in a partial enlarged view (in a dotted circle) of FIG. 442.

複数の凸部４４１のそれぞれは、図５紙面の手前側に向けて突出しており、各凸部４４１の頂面は、現像ローラ４４の回転軸と同軸である単一の円筒面の一部をそれぞれ成している。また、凹部４４２は凸部４４１の周りを網目状に取り囲む連続した溝となっており、凹部４４２全体も現像ローラ４４の回転軸と同軸かつ凸部の成す円筒面とは異なる１つの円筒面を成す。このような構造の現像ローラ４４については、例えば特開２００７−１４００８０号公報に記載の製造方法により製造することができる。なお、凸部４４１の頂面がいずれも平面となるように、さらに加工を施してもよい。   Each of the plurality of convex portions 441 protrudes toward the front side of the paper surface of FIG. 5, and the top surface of each convex portion 441 is a part of a single cylindrical surface that is coaxial with the rotation axis of the developing roller 44. Each is made. The concave portion 442 is a continuous groove surrounding the convex portion 441 in a mesh shape, and the entire concave portion 442 also has one cylindrical surface that is coaxial with the rotation axis of the developing roller 44 and different from the cylindrical surface formed by the convex portion. Make it. The developing roller 44 having such a structure can be manufactured by a manufacturing method described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-140080. In addition, you may process further so that all the top surfaces of the convex part 441 may become a plane.

各凸部４４１の頂面の１辺の長さＬ1および各凸部の間隔Ｌ2は、例えば１０〜１００μｍ程度とすることができるがこれに限定されるものではない。また、凸部４４１の形状やその配列も、ここに説明したものには限定されない。また、凸部４４１と凹部４４２との高低差については後に説明する。   The length L1 of one side of the top surface of each convex portion 441 and the interval L2 between the convex portions can be, for example, about 10 to 100 μm, but are not limited thereto. Further, the shape of the convex portions 441 and the arrangement thereof are not limited to those described here. The height difference between the convex portion 441 and the concave portion 442 will be described later.

図１に戻って画像形成装置の説明を続ける。上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。   Returning to FIG. 1, the description of the image forming apparatus will be continued. The toner image developed by the developing unit 4 as described above is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer region TR1. The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 stretched between a plurality of rollers 72 to 75, and a drive unit (not shown) that rotates the intermediate transfer belt 71 in a predetermined rotation direction D2 by rotationally driving the roller 73. It has. When a color image is transferred to the sheet S, each color toner image formed on the photosensitive member 22 is superimposed on the intermediate transfer belt 71 to form a color image and taken out from the cassette 8 one by one. The color image is secondarily transferred onto the sheet S conveyed to the secondary transfer region TR2 along the conveyance path F.

このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。   At this time, in order to correctly transfer the image on the intermediate transfer belt 71 to a predetermined position on the sheet S, the timing of feeding the sheet S to the secondary transfer region TR2 is managed. Specifically, a gate roller 81 is provided on the transport path F on the front side of the secondary transfer region TR2, and the gate roller 81 rotates in accordance with the timing of the circumferential movement of the intermediate transfer belt 71. S is sent to the secondary transfer region TR2 at a predetermined timing.

また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９によりトナー像を定着され、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ3方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。   Further, the sheet S on which the color image is formed in this manner is fixed with the toner image by the fixing unit 9 and is conveyed to the discharge tray portion 89 provided on the upper surface portion of the apparatus main body via the pre-discharge roller 82 and the discharge roller 83. The Further, when images are formed on both sides of the sheet S, when the rear end portion of the sheet S on which the image is formed on one side as described above is conveyed to the reversal position PR behind the pre-discharge roller 82. The rotation direction of the discharge roller 83 is reversed, whereby the sheet S is conveyed in the direction of the arrow D3 along the reverse conveyance path FR. Then, the sheet is again placed on the transport path F before the gate roller 81. At this time, the surface of the sheet S to which the image is transferred by contacting the intermediate transfer belt 71 in the secondary transfer region TR2 is first transferred. It is the opposite surface. In this way, images can be formed on both sides of the sheet S.

また、図２に示すように、各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋには該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶するメモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。さらに、各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ、４Ｋには無線通信器４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋがそれぞれ設けられている。そして、必要に応じて、これらが選択的に本体側に設けられた無線通信器１０９と非接触にてデータ通信を行い、インターフェース１０５を介してＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４との間でデータの送受を行って該現像器に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。なお、この実施形態では、無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行っているが、本体側および各現像器側にコネクタ等を設け、コネクタ等を機械的に嵌合させることで相互にデータ送受を行うようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 2, each of the developing devices 4Y, 4C, 4M and 4K is provided with memories 91 to 94 for storing data relating to the manufacturing lot and usage history of the developing devices, the remaining amount of the built-in toner, and the like. ing. Further, the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K are provided with wireless communication devices 49Y, 49C, 49M, and 49K, respectively. Then, if necessary, these selectively communicate with the wireless communication device 109 provided on the main body side in a non-contact manner, and data is transmitted between the CPU 101 and each of the memories 91 to 94 via the interface 105. Various information such as consumables management for the developing device is managed by sending and receiving. In this embodiment, data is transmitted and received in a non-contact manner using electromagnetic means such as wireless communication. However, a connector is provided on the main body side and each developer side, and the connector is mechanically fitted. By doing so, you may make it mutually transmit / receive data.

また、この装置では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。   Further, as shown in FIG. 2, this apparatus includes a display unit 12 that is controlled by the CPU 111 of the main controller 11. The display unit 12 is constituted by, for example, a liquid crystal display, and in accordance with a control command from the CPU 111, the operation guidance to the user, the progress of the image forming operation, the occurrence of an abnormality in the apparatus, the replacement timing of any unit, etc. A predetermined message for notification is displayed.

なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。   In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing an image given from an external device such as a host computer via the interface 112. Reference numeral 106 is a ROM for storing a calculation program executed by the CPU 101, control data for controlling the engine unit EG, and the like. Reference numeral 107 is a RAM for temporarily storing calculation results in the CPU 101 and other data. is there.

また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。   A cleaner 76 is disposed in the vicinity of the roller 75. The cleaner 76 can be moved toward and away from the roller 75 by an electromagnetic clutch (not shown). Then, the blade of the cleaner 76 abuts on the surface of the intermediate transfer belt 71 that is stretched over the roller 75 while moving to the roller 75 side, and the toner that remains on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 after the secondary transfer. Remove.

さらに、ローラ７５の近傍には、濃度センサ６０が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像器に与える現像バイアスや、露光ビームＬの強度、さらには装置の階調補正特性などの調整を行っている。   Further, a density sensor 60 is disposed in the vicinity of the roller 75. The density sensor 60 is provided to face the surface of the intermediate transfer belt 71 and measures the image density of the toner image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 as necessary. Based on the measurement results, this apparatus uses the operating conditions of each part of the apparatus that affect the image quality, such as the developing bias applied to each developing device, the intensity of the exposure beam L, and the tone correction characteristics of the apparatus. Adjustments are being made.

この濃度センサ６０は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト７１上の所定面積の領域の濃淡に対応した信号を出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルト７１を周回移動させながらこの濃度センサ６０からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト７１上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。   The density sensor 60 is configured to output a signal corresponding to the density of a predetermined area on the intermediate transfer belt 71 using, for example, a reflective photosensor. The CPU 101 can detect the image density of each part of the toner image on the intermediate transfer belt 71 by periodically sampling the output signal from the density sensor 60 while rotating the intermediate transfer belt 71.

次に、上記のように構成された画像形成装置の現像器４Ｋ等における、現像ローラ４４上のトナー層規制の詳細について説明する。前記したように、この画像形成装置の現像器４Ｋ等では、トナーＴを収容したハウジング４１内部において現像ローラ４４の表面に供給ローラ４３が当接するとともに、その現像ローラ回転方向において下流側で規制ブレード４６が現像ローラ上のトナー層に当接することによって、現像ローラ４４表面に担持されるトナー層の厚さを規定している。この厚さが適切でないと画像形成動作に影響を及ぼす。すなわち、トナー層が薄すぎると、感光体２２との対向位置へのトナー搬送量が少なくなり十分な画像濃度を得ることができない。また、トナー層を厚くしすぎると、トナーが現像ローラ４４表面から落下して装置内に漏れ出したり、現像ローラ４４からクラウドとして飛散したり、また感光体２２上に付着してカブリを生じさせたりする（以下ではこれらの現象を総称して「トナー飛散等」という）。   Next, details of the toner layer regulation on the developing roller 44 in the developing device 4K and the like of the image forming apparatus configured as described above will be described. As described above, in the developing device 4K and the like of this image forming apparatus, the supply roller 43 contacts the surface of the developing roller 44 inside the housing 41 containing the toner T, and the regulating blade is downstream in the developing roller rotation direction. 46 abuts against the toner layer on the developing roller, thereby defining the thickness of the toner layer carried on the surface of the developing roller 44. If the thickness is not appropriate, the image forming operation is affected. That is, if the toner layer is too thin, the amount of toner transported to the position facing the photoreceptor 22 is reduced, and a sufficient image density cannot be obtained. If the toner layer is too thick, the toner may fall from the surface of the developing roller 44 and leak into the apparatus, or may be scattered from the developing roller 44 as a cloud, or may adhere to the photoreceptor 22 and cause fogging. (Hereinafter, these phenomena are collectively referred to as “toner scattering etc.”).

まず、この実施形態におけるトナー層規制の原理について説明する。本願発明者は、トナー層を比較的厚く（トナーの体積平均粒径の数倍程度）した状態で、トナー層が形成された現像ローラ４４の表面状態とトナー飛散等との因果関係について種々の実験を行った。その結果トナー飛散等の発生メカニズムについては、例えば以下のモデルにより説明することができることが明らかになった。   First, the principle of toner layer regulation in this embodiment will be described. The inventor of the present application has various causal relationships between the surface state of the developing roller 44 on which the toner layer is formed and the toner scattering, etc., in a state where the toner layer is relatively thick (about several times the volume average particle diameter of the toner). The experiment was conducted. As a result, it became clear that the generation mechanism of toner scattering and the like can be explained by the following model, for example.

図６はトナー飛散等の発生メカニズムを説明するモデルを示す図である。現像器内には当初、新しいトナーが充填されているが、現像器を用いた画像形成動作が繰り返されるにつれて現像器内には、未使用で当初の特性を保持したトナー（本明細書では「新トナー」という）と、いったん現像ローラ４４表面に担持されたものの現像には使用されず再び現像器内に戻されたことによって特性が劣化した使用済みのトナー（本明細書では「旧トナー」という）とが混在することになる。そのため、図６（ａ）に示すように、現像ローラ４４の周囲は新トナーＴnと旧トナーＴoとが混在した状態となっている。なお、図６においては、新トナーＴnを白丸印により、旧トナーＴoをハッチング付きの丸印により表している。   FIG. 6 is a diagram illustrating a model for explaining a generation mechanism such as toner scattering. The developing device is initially filled with new toner. However, as the image forming operation using the developing device is repeated, the developing device contains unused toner that retains the original characteristics (in this specification, “ New toner ”) and used toner (characterized as“ old toner ”in this specification) that has been once carried on the surface of the developing roller 44 but has not been used for development and has been deteriorated by being returned to the developing device again. Will be mixed). Therefore, as shown in FIG. 6A, the periphery of the developing roller 44 is in a state where the new toner Tn and the old toner To are mixed. In FIG. 6, the new toner Tn is represented by a white circle, and the old toner To is represented by a hatched circle.

このうち、新トナーＴnは流動性が高くまた帯電量も高いため、静電気力Ｆtにより現像ローラ４４の表面に引き寄せられる。一方、旧トナーは外添剤の埋没や剥離などの原因から流動性および帯電性に劣るため、現像ローラ４４に引き寄せられる力は新トナーよりも弱い。この結果、図６（ｂ）に示すように、現像ローラ４４に直接接触するトナーはその殆どが新トナーＴnとなる。つまり、現像ローラ４４表面に形成されるトナー層のうち現像ローラ４４直近の第１層は新トナーにより形成される。   Among these, the new toner Tn has a high fluidity and a high charge amount, and therefore is attracted to the surface of the developing roller 44 by the electrostatic force Ft. On the other hand, since the old toner is inferior in fluidity and chargeability due to causes such as embedding and peeling of the external additive, the force attracted to the developing roller 44 is weaker than that of the new toner. As a result, as shown in FIG. 6B, most of the toner that directly contacts the developing roller 44 becomes the new toner Tn. That is, of the toner layer formed on the surface of the developing roller 44, the first layer immediately adjacent to the developing roller 44 is formed with the new toner.

一方、こうして形成された第１層の上に堆積する層では、図６（ｃ）に示すように、新トナーＴnおよび旧トナーＴoが混在している。というのは、現像ローラ４４表面が新トナー層により覆われると、その上層では現像ローラ自身の静電気力の影響が弱まるので、新トナーの持つ電荷が新たなトナーを引き寄せることになり、結果として新トナーだけでなく劣化して帯電量が低下したり逆極性に帯電するようになった旧トナーがこのような電荷に引き寄せられるからである。この明細書では、このように現像ローラ４４表面に近い層に新トナーが集中する一方、該表面から遠い層に旧トナーが多く含まれるという現象を「層分離現象」という。   On the other hand, in the layer deposited on the first layer thus formed, the new toner Tn and the old toner To are mixed as shown in FIG. 6C. This is because when the surface of the developing roller 44 is covered with a new toner layer, the influence of the electrostatic force of the developing roller itself is weakened on the upper layer, so that the charge of the new toner attracts new toner, resulting in a new toner. This is because not only the toner but also the old toner which has deteriorated due to deterioration and has been charged to the opposite polarity is attracted to such charge. In this specification, a phenomenon in which new toner concentrates in a layer close to the surface of the developing roller 44 and a large amount of old toner is contained in a layer far from the surface is referred to as a “layer separation phenomenon”.

なお、現像ローラ４４の持つ静電気力やトナー自身の帯電特性によっては、図６（ｄ）に示すように、現像ローラ４４の表面に２層以上の新トナー層が形成される場合もあり得る。このような場合においても、現像ローラ４４表面から離れた層では新トナーＴnと旧トナーＴoとが混在し層分離現象が起きている。   Depending on the electrostatic force of the developing roller 44 and the charging characteristics of the toner itself, two or more new toner layers may be formed on the surface of the developing roller 44 as shown in FIG. Even in such a case, the new toner Tn and the old toner To are mixed in the layer far from the surface of the developing roller 44, and the layer separation phenomenon occurs.

このように、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層のうち現像ローラ４４から離れた外側の層では旧トナーＴoの割合が多くなっている。旧トナーＴoは帯電量が低いため現像ローラ４４表面あるいはその上のトナー層への付着力が弱く、その結果、現像ローラ４４の回転によるトナー搬送の過程で現像ローラ４４表面から剥がれ落ちて装置内に飛散してしまう。また、本来の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーは、感光体２２の静電潜像のうち本来トナーを付着させるべきでない領域に付着してカブリを生じさせる。   Thus, the ratio of the old toner To increases in the outer layer far from the developing roller 44 in the toner layer formed on the surface of the developing roller 44. Since the old toner To has a low charge amount, the adhesion force to the surface of the developing roller 44 or the toner layer thereon is weak, and as a result, the toner is peeled off from the surface of the developing roller 44 in the course of toner conveyance by the rotation of the developing roller 44. Will be scattered. In addition, the toner charged to a polarity opposite to the original charged polarity adheres to a region of the electrostatic latent image on the photosensitive member 22 where the toner should not be originally attached, thereby causing fogging.

このモデルにより以下のような実験事実を説明することができる。例えば、長期間使用されてトナー残量が少なくなった現像器に新しいトナーを補充したところ、一時的にトナー飛散やカブリが多くなり、その後次第に減少してゆくことが観測された。これは、現像器内の劣化したトナーに大量の新トナーが混入された結果、現像ローラ４４表面近傍は新トナーにより占められ、トナー層の最表面が旧トナーを多く含むようになったためと考えられる。そして、さらに使用を続けると、新トナーが選択的に使用された結果、旧トナーとの特性差が少なくなって層分離現象は緩和されるため、トナー飛散等のレベルも低下するものと考えられる。   This model can explain the following experimental facts. For example, when new toner is replenished to a developing device that has been used for a long time and the remaining amount of toner is reduced, it was observed that toner scattering and fogging temporarily increased and then gradually decreased. This is because a large amount of new toner is mixed in the deteriorated toner in the developing unit, so that the vicinity of the surface of the developing roller 44 is occupied by the new toner, and the outermost surface of the toner layer contains a lot of old toner. It is done. If the toner is further used, the new toner is selectively used. As a result, the difference in characteristics from the old toner is reduced and the layer separation phenomenon is alleviated. Therefore, it is considered that the level of toner scattering and the like also decreases. .

このことは、元のトナー色とは異なる色のトナーを補充する実験によってより裏付けられる。例えば、トナー残量が少なくなったシアン現像器４Ｃに新しいイエロートナーを補充して現像ローラ４４の表面を観察した。その結果、現像ローラ表面にはシアントナーとイエロートナーとが混じり合ったグリーンに近い色のトナー層が形成されたが、その表面にエアを吹き付けたり刷毛で払うなどして表面のトナーを除去してゆくと、現像ローラ４４表面の色は次第にイエロー色に変化していった。特に、現像ローラ４４の表面に直接接触している第１層のトナーは元のトナー色とほぼ同じイエロー色であった。一方、このような現像器を用いて画像形成動作を実行してみると、現像器の周囲に飛散したり、感光体２２上でカブリとなっていたのは主にシアン色のトナーであった。   This is further supported by experiments in which a toner of a color different from the original toner color is replenished. For example, new cyan toner is replenished to the cyan developing device 4C where the remaining amount of toner is low, and the surface of the developing roller 44 is observed. As a result, a toner layer with a color close to green, in which cyan toner and yellow toner are mixed, was formed on the surface of the developing roller, but the surface toner was removed by blowing air or brushing the surface. Over time, the color of the surface of the developing roller 44 gradually changed to yellow. In particular, the toner of the first layer that is in direct contact with the surface of the developing roller 44 is almost the same yellow color as the original toner color. On the other hand, when an image forming operation is executed using such a developing device, it was mainly cyan toner that was scattered around the developing device or fogged on the photosensitive member 22. .

これらのことから、現像ローラ４４表面に近い層は主に新トナーによって占められる一方、該表面から遠い層には旧トナーも多く含まれるという層分離現象が起きていること、トナー飛散等は主に旧トナーによって引き起こされていることがわかる。   For these reasons, the layer close to the surface of the developing roller 44 is mainly occupied by new toner, while the layer far from the surface contains a large amount of old toner. It can be seen that this is caused by the old toner.

なお、ここでいう「新トナー」および「旧トナー」は、現像器内のトナー粒子間の相対的な特性差を表す概念であって、トナー自体が新品であるか否かとは必ずしも関係しない。例えば新品のトナーであっても、その中には上記した旧トナーと同様に十分な特性の出ないトナーがいくらか含まれていることがあり、このような場合には当該トナーが「旧トナー」と同じように作用することになる。また、新品でないトナーであっても、各トナー粒子間の相対的な特性差が少なければ全て「新トナー」と考えることができる。   Here, “new toner” and “old toner” are concepts representing a relative characteristic difference between toner particles in the developing device, and are not necessarily related to whether or not the toner itself is new. For example, even if it is a new toner, there may be some toner that does not have sufficient characteristics as in the case of the old toner described above. In such a case, the toner is referred to as “old toner”. Will work in the same way. Further, even if the toner is not new, it can be considered as “new toner” if the relative characteristic difference between the toner particles is small.

また、同様の現象は、現像器にトナーを補充するための補給口を設けた構造としている場合はもちろんのこと、そうでない場合であっても生じる。例えば本実施形態のように、現像器内が２室以上に分かれておりあるタイミングで１つの室から他の室へトナーが供給されるように構成されている場合には、その供給のタイミングで新トナーと旧トナーとの混合が生じる。この実施形態では現像器内にオーガを設けていないが、ロータリー現像ユニット４の回転に伴い現像器４Ｋ等が回転されると、第１室４１１に貯留されていた新トナーが旧トナーの比率の増大した第２室４１２に流れ込むことにより混合が起きる。現像器内にオーガ等のトナー輸送機構を設けた構成や、現像器とは別個に設けたトナータンクから定期的にトナーを補給する構成においても同様である。   The same phenomenon occurs not only when the developer is provided with a supply port for supplying toner, but also when it is not. For example, as in the present embodiment, when the developer is divided into two or more chambers and toner is supplied from one chamber to another chamber at a certain timing, the supply timing is the same. Mixing of new toner and old toner occurs. In this embodiment, the auger is not provided in the developing device. However, when the developing device 4K is rotated with the rotation of the rotary developing unit 4, the new toner stored in the first chamber 411 has the ratio of the old toner. Mixing occurs by flowing into the increased second chamber 412. The same applies to a configuration in which a toner transport mechanism such as an auger is provided in the developing device or a configuration in which toner is periodically replenished from a toner tank provided separately from the developing device.

図７はトナー粒子径と現像ローラへの付着力との関係を示す図である。トナー粒子を現像ローラ４４表面あるいは該表面上のトナー層に付着させるべく作用する力としては、帯電トナーに働く静電気的な引力である接触帯電付着力とファンデルワールス力とが主なものである。図７に示すように、トナー粒子径が大きいときには接触帯電付着力とファンデルワールス力とで大きさに顕著な差はない。これに対し、トナー粒子径が小さく、特に５μｍ以下になるとファンデルワールス力が支配的となる。ファンデルワールス力が強くなると、トナー粒子同士が付着しやすくなる。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the toner particle diameter and the adhesion force to the developing roller. As the force that acts to adhere the toner particles to the surface of the developing roller 44 or the toner layer on the surface, the contact charging adhesion force and van der Waals force that are electrostatic attraction acting on the charged toner are the main ones. . As shown in FIG. 7, when the toner particle diameter is large, there is no significant difference in the size between the contact charging adhesion force and the van der Waals force. On the other hand, the van der Waals force becomes dominant when the toner particle diameter is small, particularly 5 μm or less. When Van der Waals force becomes strong, the toner particles tend to adhere to each other.

このようにファンデルワールス力が強く作用する小粒径トナーを使用する場合に上記した層分離現象が特に問題となる。というのは、ファンデルワールス力が弱ければトナーは主に静電気的な引力により現像ローラ４４表面に付着するため、帯電量の小さな旧トナーが現像ローラ４４表面に集まることがない。これに対してファンデルワールス力の作用が強いと、現像ローラ４４上のトナー層に対して、帯電量の多少に関係なくさらなるトナーが付着することになる。このようなトナーには、必然的に旧トナーも多く含まれ、上記した層分離現象を引き起こす。また、旧トナー同士がファンデルワールス力によって凝集し大きなトナー塊を形成しやすくなり、こうしたトナー塊はその粒径に比して帯電量が小さいため現像ローラ４４表面から落下しやすく、トナー飛散等を引き起こす。このように、層分離現象に起因する問題は、使用するトナーＴの粒径が小さい場合に特に顕著であることがわかる。   As described above, the above-mentioned layer separation phenomenon becomes a particular problem when using a toner having a small particle size in which van der Waals force acts strongly. This is because if the van der Waals force is weak, toner adheres to the surface of the developing roller 44 mainly due to electrostatic attraction, so that old toner with a small charge amount does not collect on the surface of the developing roller 44. On the other hand, when the van der Waals force is strong, further toner adheres to the toner layer on the developing roller 44 regardless of the amount of charge. Such toner inevitably contains a lot of old toner, and causes the above-mentioned layer separation phenomenon. Further, the old toners are easily aggregated by van der Waals force to easily form a large toner lump. Since such a toner lump has a smaller charge amount than its particle size, it easily falls from the surface of the developing roller 44, and the toner scatters. cause. Thus, it can be seen that the problem caused by the layer separation phenomenon is particularly remarkable when the particle size of the toner T to be used is small.

そこで、この実施形態では、現像ローラ４４表面のうち凸部４４１にはトナーを担持させず、凹部４４２にのみ新トナーによる薄く均一なトナー層が担持されるようにした。凸部４４１にトナーを担持させないのは以下の理由による。凸部４４１にトナーを担持させると、規制ニップにおいて規制ブレード４６に加圧されることにより凝集し、現像ローラ４４表面に固着してフィルミング現象を起こしたり、凝集したトナー塊が現像器外へ飛散したりすることがある。このことは、凸部４４１に旧トナーが担持されている場合に顕著であり、また上記したようにトナーＴが例えば体積平均粒径５μｍ以下の小粒径トナーであれば特に顕著となる。このような問題を回避するために、ハウジング４１内で現像ローラ４４表面のうち凸部４４１に担持されたトナーについては、規制ブレード４６により掻き取ることとしている。   Therefore, in this embodiment, toner is not carried on the convex portion 441 of the surface of the developing roller 44, and a thin and uniform toner layer of new toner is carried only on the concave portion 442. The reason why the toner is not carried on the convex portion 441 is as follows. When toner is carried on the convex portion 441, the toner is aggregated by being pressed by the regulating blade 46 in the regulating nip, and is fixed to the surface of the developing roller 44 to cause a filming phenomenon. It may be scattered. This is remarkable when the old toner is carried on the convex portion 441, and particularly when the toner T is a small particle diameter toner having a volume average particle diameter of 5 μm or less as described above. In order to avoid such a problem, the toner carried on the convex portion 441 on the surface of the developing roller 44 in the housing 41 is scraped off by the regulating blade 46.

また、凹部４４２のみにトナーを担持させることで次のような効果が得られる。凹部４４２に担持されたトナーは規制ブレード４６による押圧や摺擦を受けないため、凝集したり劣化することが少ない。このことは、帯電量や流動性などのトナーの特性を長期にわたって新品に近い状態に維持することができるという点で有利である。また、特性の劣化した「旧トナー」の生成を抑えることによって、トナー飛散等をさらに抑制することが可能となる。   Further, the following effects can be obtained by carrying the toner only in the concave portion 442. The toner carried in the recess 442 is not pressed or rubbed by the regulating blade 46, and therefore hardly aggregates or deteriorates. This is advantageous in that toner characteristics such as charge amount and fluidity can be maintained in a state close to that of a new product over a long period of time. Further, by suppressing the generation of “old toner” having deteriorated characteristics, it is possible to further suppress toner scattering and the like.

図８は現像ローラと規制ブレードとの当接の状態を示す図である。この実施形態では、図８（ａ）に示すように、現像ローラ４４の表面にその回転方向Ｄ4に対しいわゆるカウンタ方向に規制ブレード４６が当接しており、その先端に設けた弾性部材４６２が現像ローラ４４表面に圧接されて部分的に弾性変形することで、現像ローラ４４表面と弾性部材４６２とが接触する規制ニップＮ１を形成している。また、現像ローラ４４の回転方向Ｄ4における弾性部材４６２の上流側端部４６２ａはその上側のエッジが規制ニップＮ１内に含まれ、いわゆるエッジ規制によりトナーを規制している。   FIG. 8 is a diagram showing a contact state between the developing roller and the regulating blade. In this embodiment, as shown in FIG. 8A, a regulating blade 46 is in contact with the surface of the developing roller 44 in a so-called counter direction with respect to the rotational direction D4, and an elastic member 462 provided at the tip of the developing roller 44 develops. A regulating nip N <b> 1 where the surface of the developing roller 44 and the elastic member 462 come into contact is formed by being pressed against the surface of the roller 44 and partially elastically deforming. Further, the upstream end 462a of the elastic member 462 in the rotation direction D4 of the developing roller 44 includes an upper edge thereof in the regulation nip N1, and regulates the toner by so-called edge regulation.

図８（ｂ）に示すように、弾性部材４６２の上流側端部４６２ａは、現像ローラ４４の回転中心から弾性部材４６２の上面に下ろした垂線よりも、現像ローラ４４の回転方向Ｄ4において上流側に位置している。このため、上流側端部４６２ａ近傍における弾性変形による弾性部材４６２の変形量Ｄｂは、上記垂線の足近傍における弾性部材４６２の最大変形量Ｄａよりは幾分小さくなっている。このようにすると、弾性部材４６２はその上面の広い範囲で現像ローラ４４と接触することとなり、規制ニップ幅Ｗn1も比較的大きくなる。   As shown in FIG. 8B, the upstream end 462a of the elastic member 462 is located upstream in the rotation direction D4 of the developing roller 44 with respect to the perpendicular line extending from the rotation center of the developing roller 44 to the upper surface of the elastic member 462. Is located. For this reason, the deformation amount Db of the elastic member 462 due to the elastic deformation in the vicinity of the upstream end portion 462a is somewhat smaller than the maximum deformation amount Da of the elastic member 462 in the vicinity of the foot of the perpendicular line. In this way, the elastic member 462 comes into contact with the developing roller 44 in a wide range on the upper surface thereof, and the regulation nip width Wn1 becomes relatively large.

図９はこの実施形態における規制ニップの拡大模式図である。図９に「規制前」と記した、現像ローラ４４表面の移動方向Ｄ4において規制ニップＮ１よりも上流側の領域では、現像ローラ４４表面直下には白丸印で示す新トナーＴnからなる層が形成される一方、該トナー層の表面には新トナーＴnおよびハッチング付きの丸印で示す旧トナーＴoが混在した層が形成されている。一方、規制ニップN１においては、規制ブレード４６の弾性部材４６２が現像ローラ４４の表面、特にその凸部４４１に圧接されているため、規制前に凸部４４１に担持されていたトナーはその新旧に関わりなく弾性部材４６２の上流側端部４６２ａで掻き取られる。   FIG. 9 is an enlarged schematic view of the restriction nip in this embodiment. In the region upstream of the regulation nip N1 in the movement direction D4 of the surface of the developing roller 44, which is marked “before regulation” in FIG. 9, a layer made of a new toner Tn indicated by a white circle is formed immediately below the surface of the developing roller 44. On the other hand, a layer in which the new toner Tn and the old toner To indicated by hatched circles are mixed is formed on the surface of the toner layer. On the other hand, in the regulation nip N1, the elastic member 462 of the regulation blade 46 is in pressure contact with the surface of the developing roller 44, in particular, the projection 441. Therefore, the toner carried on the projection 441 before regulation is old and new. Regardless, it is scraped off at the upstream end 462a of the elastic member 462.

こうして凸部４４１から掻き取られたトナーには新トナーおよび旧トナーが混在しているが、このうち凸部４４１の表面近傍から除去されたトナーは特に帯電量が高い。これは、凸部４４１表面に付着していたトナーは帯電性の良好な新トナーがほとんどであり、さらに凸部４４１から掻き取られる際の規制ブレード４６との摺擦、転動により帯電量が上昇するため、現像ローラ４４に引き寄せられる強い静電気力が作用することとなるからである。一方、規制ブレード４６との当接位置よりも後方（図９において左方）には帯電量の低い旧トナーも存在している。このような旧トナーに凸部４４１表面近傍から掻き取られた帯電量の高いトナーが衝突すると、高帯電量の新トナーＴn1、Ｔn2は後方の低帯電量の旧トナーＴo1、Ｔo2を弾き出してしまう。こうして現像ローラ４４表面近傍に存在する旧トナーは次第に新トナーＴnにより置換されてゆくこととなり、旧トナーは後方へ追いやられてゆく。結果として、規制ニップＮ１内およびそれよりも現像ローラ回転方向Ｄ4において下流側では、トナーは凹部４４２にのみ担持され、しかも、その中に含まれる旧トナーの比率は極めて低くなっている。   New toner and old toner are mixed in the toner scraped off from the convex portion 441 in this way, and among these, the toner removed from the vicinity of the surface of the convex portion 441 has a particularly high charge amount. This is because most of the toner adhering to the surface of the convex portion 441 is a new toner having good chargeability, and the amount of charge is increased due to sliding and rolling with the regulating blade 46 when scraped from the convex portion 441. This is because a strong electrostatic force attracted to the developing roller 44 acts due to the rise. On the other hand, there is also an old toner with a low charge amount behind the contact position with the regulating blade 46 (leftward in FIG. 9). When the toner with a high charge amount scraped from the vicinity of the surface of the convex portion 441 collides with such an old toner, the new toners Tn1 and Tn2 with a high charge amount eject the old toners To1 and To2 with a low charge amount behind. . Thus, the old toner existing in the vicinity of the surface of the developing roller 44 is gradually replaced by the new toner Tn, and the old toner is driven backwards. As a result, in the regulation nip N1 and on the downstream side in the developing roller rotation direction D4 from the regulation nip N1, the toner is carried only by the concave portion 442, and the ratio of the old toner contained therein is extremely low.

このような現象を促進するために、弾性部材４６２の上流側端部４６２ａにおいては、端面が現像ローラ４４表面に対し略垂直に屹立した壁となっていることが好ましい。弾性部材４６２の端部が成す角θが鋭角であると、掻き取られたトナーは現像ローラ４４表面から引き離されるため、上記した新トナーによる旧トナーの置換が起こりにくくなる。また、上記角θが鈍角であると、掻き取られたトナーが規制ニップＮ１に押し込まれ押圧されてしまう。この角度θを９０度程度とすると、掻き取られたトナーが弾性部材４６２の上流側端部４６２ａ近傍に滞留することとなり、トナーの置換が促進される。   In order to promote such a phenomenon, it is preferable that the upstream end portion 462a of the elastic member 462 has a wall standing upright substantially perpendicular to the surface of the developing roller 44. If the angle θ formed by the end portion of the elastic member 462 is an acute angle, the scraped toner is separated from the surface of the developing roller 44, so that the replacement of the old toner with the new toner is less likely to occur. If the angle θ is an obtuse angle, the scraped toner is pushed into the regulation nip N1 and pressed. When the angle θ is about 90 degrees, the scraped toner stays in the vicinity of the upstream end 462a of the elastic member 462, and the replacement of the toner is promoted.

図１０は規制前後で測定したトナーの帯電量分布を示す図である。規制ブレード４６による規制前の現像ローラ４４表面から採取されたトナーの帯電量ごとの個数比率をプロットすると、図１０の実線で示すように、分布曲線は比較的ブロードで、電気的に中性のトナーや正帯電トナーも高い比率で含まれていたのに対し、規制ニップＮ１以降の現像ローラ４４表面から採取されたトナーでは、図１０の破線で示すように、分布曲線がシャープになり、しかも正帯電トナーの比率が格段に低下している。この結果から、本実施形態のトナー規制により、規制後のトナー層は帯電の良好なトナーにより構成されていることがわかる。このように規制されたトナー層を感光体２２との対向位置に搬送し静電潜像を現像することにより、この実施形態では、カブリの少ない良好な画像を形成することができるとともに、帯電量の低い旧トナーが現像器外へ飛散することも抑制される。   FIG. 10 is a diagram showing the toner charge amount distribution measured before and after the regulation. When plotting the number ratio of the toner collected from the surface of the developing roller 44 before the regulation by the regulation blade 46 for each charge amount, the distribution curve is relatively broad and electrically neutral as shown by the solid line in FIG. While toner and positively charged toner were also included in a high ratio, the toner collected from the surface of the developing roller 44 after the regulation nip N1 has a sharp distribution curve as shown by the broken line in FIG. The ratio of positively charged toner is remarkably reduced. From this result, it can be seen that the toner layer after the regulation is composed of a well-charged toner by the toner regulation of the present embodiment. By transporting the toner layer thus regulated to a position facing the photoconductor 22 and developing the electrostatic latent image, in this embodiment, a good image with less fog can be formed and the charge amount can be increased. It is also possible to prevent the old toner having a low value from scattering outside the developing device.

次に、現像ローラ４４表面の凸部４４１と凹部４４２との高低差について検討する。この実施形態では、規制ブレード４６との当接により凸部４４１のトナーが除去され、凹部４４２にのみトナーが担持される。したがって、感光体２２との対向位置へのトナー搬送量は凹部４４２に担持されるトナーの量によって決まることになり、良好な画質を得る上でこの高低差は重要な要素である。   Next, the height difference between the convex portion 441 and the concave portion 442 on the surface of the developing roller 44 will be examined. In this embodiment, the toner on the convex portion 441 is removed by contact with the regulating blade 46, and the toner is carried only on the concave portion 442. Therefore, the amount of toner transported to the position facing the photoreceptor 22 is determined by the amount of toner carried in the recess 442, and this difference in height is an important factor in obtaining good image quality.

図１１は現像ローラ表面の高低差と担持されるトナーとの関係を示す模式図である。この実施形態では、凸部４４１に弾性部材４６２を当接させた状態で凹部４４２にトナーを担持させるために、凸部４４１と凹部４４２との高低差、より厳密には、凹部４４２と弾性部材４６２との間隔を、トナーの体積平均粒径以上とする必要がある。より詳しく述べると、弾性部材４６２の硬度が比較的高い、規制ニップＮ１の面積が比較的大きい等の理由で規制ニップＮ１における弾性部材４６２の弾性変形がさほど大きくない場合には、凸部４４１と凹部４４２との高低差と、凹部４４２と弾性部材４６２との間隔とはほとんど等しくなるので、それらのいずれに着目しても実質的には問題がない。しかしながら、規制ニップＮ１において弾性部材４６２の弾性変形が大きく、凹部４４２の底に向けて大きくせり出しているような場合には、凹部４４２と弾性部材４６２との間隔に着目し、この間隔をトナーの体積平均粒径以上とすることが好ましい。以下では、トナーの体積平均粒径を符号Ｄaveによって表す。ここで、図１１（ａ）に示すように、凹部４４２と弾性部材４６２との間隔をトナーの体積平均粒径Ｄaveの２倍以上の値Ｇ１とすると、凹部４４２には平均的には２層分以上のトナーが担持されることとなる。   FIG. 11 is a schematic diagram showing the relationship between the height difference of the developing roller surface and the toner to be carried. In this embodiment, since the toner is carried in the concave portion 442 in a state where the elastic member 462 is in contact with the convex portion 441, the level difference between the convex portion 441 and the concave portion 442, more strictly, the concave portion 442 and the elastic member. It is necessary that the distance from 462 be equal to or greater than the volume average particle diameter of the toner. More specifically, if the elastic deformation of the elastic member 462 in the restriction nip N1 is not so large because the hardness of the elastic member 462 is relatively high and the area of the restriction nip N1 is relatively large, the convex portion 441 Since the height difference from the concave portion 442 is almost equal to the distance between the concave portion 442 and the elastic member 462, there is substantially no problem if attention is paid to any of them. However, when elastic deformation of the elastic member 462 is large at the regulation nip N1 and protrudes toward the bottom of the concave portion 442, attention is paid to the interval between the concave portion 442 and the elastic member 462, and this interval is set as the toner. It is preferable that the volume average particle size be greater than or equal to. Hereinafter, the volume average particle diameter of the toner is represented by the symbol Dave. Here, as shown in FIG. 11A, when the distance between the recess 442 and the elastic member 462 is a value G1 that is twice or more the volume average particle diameter Dave of the toner, the recess 442 has an average of two layers. More than a minute of toner is carried.

現像ローラ４４の表面に接触している第１層目のトナーは強い静電気力で現像ローラ４４に付着しているが、第１層目のトナーの上に付着している第２層目以降のトナーに働く静電気力はこれより弱いので現像ローラ４４から離れやすく、感光体２２との対向位置において静電潜像を現像する際に主要な役割を担う。すなわち、このように第２層目以降のトナー層を凹部４４２に形成しておくことで、１層のみのトナー層を担持させた場合よりも現像効率を高めることができる。このことは、ファンデルワールス力によるトナー粒子間の付着力が高くなる小粒径（例えば体積平均粒径が５μｍ以下）のトナーを使用する場合に特に有効である。この点において凹部４４２と弾性部材４６２との間隔をトナーの体積平均粒径Ｄaveの２倍以上とすることがより好ましいが、間隔を大きくしすぎると旧トナーの混入を許すこととなるので、トナーの体積平均粒径Ｄaveの３倍以下が適当である。すなわち、次式：
Ｄave≦Ｇ１≦３Ｄave … （式１）
の関係が成立するようにするとよい。特にトナーの粒径ばらつきが小さいトナーにおいてはこのようにすることが好ましい。 The toner of the first layer that is in contact with the surface of the developing roller 44 adheres to the developing roller 44 with a strong electrostatic force, but the second and subsequent layers adhering on the toner of the first layer Since the electrostatic force acting on the toner is weaker than this, the toner easily separates from the developing roller 44 and plays a major role in developing the electrostatic latent image at a position facing the photoreceptor 22. That is, by forming the second and subsequent toner layers in the recesses 442 in this way, the development efficiency can be increased as compared with the case where only one toner layer is carried. This is particularly effective when using a toner having a small particle size (for example, a volume average particle size of 5 μm or less) in which the adhesion between toner particles due to van der Waals force is high. In this respect, it is more preferable that the interval between the concave portion 442 and the elastic member 462 be at least twice the volume average particle diameter Dave of the toner. However, if the interval is too large, mixing of old toner is permitted. The volume average particle diameter Dave of 3 times or less is appropriate. That is, the following formula:
Dave ≦ G1 ≦ 3Dave (Formula 1)
It is better to establish the relationship. In particular, this is preferable for a toner having a small toner particle size variation.

なお、十分な現像効率を確保するためには、現像ローラ４４表面の凹部４４２に２層以上のトナーを担持させることが好ましい。すなわち、
２Ｄave≦Ｇ１ … （式１ａ）
であることがより好ましい。 In order to secure sufficient development efficiency, it is preferable to carry two or more layers of toner in the concave portion 442 on the surface of the developing roller 44. That is,
2Dave ≦ G1 (Formula 1a)
It is more preferable that

一方、トナーの粒径ばらつきを考慮して、図１１（ｂ）に示すように、トナーＴのうち粒径が最大である最大粒径トナーＴｍの粒径以上となるように、凹部４４２と弾性部材４６２との間隔Ｇ２を定めてもよい。ここで、トナーの最大粒径については統計的に次のように定めることができる。すなわち、トナーＴの個数基準の５０％粒子径Ｄ50、その幾何標準偏差σとしたとき、最大粒径Ｄｍを次式：
Ｄｍ＝Ｄ50＋３σ … （式２）
により定義することができる。常用されているトナーではこの最大粒径Ｄｍを超える粒径を有するトナーの比率は極めて小さい。 On the other hand, considering the particle size variation of the toner, as shown in FIG. 11B, the concave portion 442 and the elasticity are adjusted so as to be equal to or larger than the maximum particle size Tm of the toner T. A gap G2 with the member 462 may be determined. Here, the maximum particle diameter of the toner can be statistically determined as follows. In other words, the maximum particle diameter Dm is expressed by the following equation, where the number standard of toner T is 50% particle diameter D50 and the geometric standard deviation σ.
Dm = D50 + 3σ (Formula 2)
Can be defined by In a commonly used toner, the ratio of toner having a particle size exceeding the maximum particle size Dm is extremely small.

凹部４４２と弾性部材４６２との間隔が小さいと、凹部４４２に入り込んだ粒径の大きなトナーが弾性部材４６２により押圧されて劣化してしまう。また、粒径の大きなトナーが凹部４４２に取り込まれずにいつまでも現像器内に残留したままになり、現像器内におけるトナーの粒径分布が次第に大粒径側にシフトして現像に使えなくなる。これに対し、上記のように凹部４４２と弾性部材４６２との間隔を最大粒径Ｄｍ以上とすると、現像器内に収容されたトナーＴに含有されるトナー粒子のほとんどを凹部４４２に担持することが可能となり、現像器内のトナーを最後まで有効に使い切ることができる。すなわち、次式：
Ｇ２≧Ｄｍ＝Ｄ50＋３σ … （式３）
が成立するようにするとよい。 If the distance between the concave portion 442 and the elastic member 462 is small, the toner having a large particle size that has entered the concave portion 442 is pressed by the elastic member 462 and deteriorates. In addition, the toner having a large particle diameter is not taken into the concave portion 442 and remains in the developing device indefinitely, and the particle size distribution of the toner in the developing device gradually shifts to the large particle size side and cannot be used for development. On the other hand, as described above, when the distance between the concave portion 442 and the elastic member 462 is set to the maximum particle diameter Dm or more, most of the toner particles contained in the toner T accommodated in the developing device are carried on the concave portion 442. Thus, the toner in the developing device can be used up effectively to the end. That is, the following formula:
G2 ≧ Dm = D50 + 3σ (Formula 3)
Should be satisfied.

さらに、図１１（ｃ）に示すように、凹部４４２に担持されたトナー層の第１層目の上に最大粒径のトナーＴｍを担持可能としてもよい。すなわち、凹部４４２と弾性部材４６２との間隔Ｇ３が次式：
Ｇ３≧Ｄave＋Ｄｍ＝Ｄave＋Ｄ50＋３σ … （式４）
が成立するように、間隔Ｇ３を定めてもよい。このようにすると、最大粒径のトナーＴｍであっても現像ローラ４４に接触したトナー層の上に担持させることができるので、大粒径トナーをより効率よく現像に使用することが可能となる。 Further, as shown in FIG. 11C, the toner Tm having the maximum particle diameter may be supported on the first layer of the toner layer supported by the recess 442. That is, the gap G3 between the recess 442 and the elastic member 462 is expressed by the following formula:
G3 ≧ Dave + Dm = Dave + D50 + 3σ (Formula 4)
The interval G3 may be set so that is established. In this way, even the toner Tm having the maximum particle diameter can be carried on the toner layer in contact with the developing roller 44, and therefore, the large particle diameter toner can be used for development more efficiently. .

以上のように、この実施形態では、現像ローラ４４表面のうち凸部４４１に担持されるトナーを規制ニップＮ１において規制ブレード４６により掻き落とし、凹部４４２にのみトナーを担持させるようにしている。こうすることで、規制ニップＮ１においてトナーに圧力が加わりトナーが凝集したり劣化したりするのを抑制している。こうしてトナーを劣化させないことにより、劣化したトナーが主因となっている現像ローラ４４から現像器外へのトナーの飛散を低減することができる。また、規制ブレード４６２の上流側端面を現像ローラ４４から略垂直に屹立した壁とし、掻き取ったトナーを滞留させることで、凹部４４２に入り込んだ旧トナーを新トナーにより置換して、トナー層に含まれる旧トナーの比率を低下させる。これにより、現像器外へ搬送される旧トナーの量が少なくなり、トナー飛散やカブリの抑制効果がさらに向上する。   As described above, in this embodiment, the toner carried on the convex portion 441 on the surface of the developing roller 44 is scraped off by the regulating blade 46 in the regulating nip N1, and the toner is carried only on the concave portion 442. In this way, pressure is applied to the toner in the regulation nip N1, and the toner is prevented from aggregating or deteriorating. By not deteriorating the toner in this way, it is possible to reduce the scattering of the toner from the developing roller 44 to the outside of the developing device due to the deteriorated toner. In addition, the upstream end surface of the regulating blade 462 is a wall that stands substantially vertically from the developing roller 44, and the scraped toner is retained to replace the old toner that has entered the recess 442 with the new toner. Reduce the percentage of old toner contained. As a result, the amount of old toner conveyed outside the developing device is reduced, and the effect of suppressing toner scattering and fogging is further improved.

次に、この発明を適用した画像形成装置の第２実施形態について説明する。第２実施形態の装置においては、現像ローラ４４への規制ブレード４６の当接の状態が第１実施形態のものとは異なっている。これ以外の構成や動作は第１実施形態のものと同じである。そこで、第１および第２実施形態の間で共通する構成には同一符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点を中心に第２実施形態を説明する。   Next, a second embodiment of the image forming apparatus to which the invention is applied will be described. In the apparatus of the second embodiment, the state of contact of the regulating blade 46 with the developing roller 44 is different from that of the first embodiment. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the components common to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.

図１２は第２実施形態における現像ローラと規制ブレードとの当接の状態を示す図である。図１２（ａ）に示すように、この実施形態においても規制ブレード４６を現像ローラ４４の表面にカウンタ方向に当接させて規制ニップＮ２を形成している。ただし、図１２（ｂ）に示すように、弾性部材４６２の上流側端部４６２ａは、現像ローラ４４の回転中心から弾性部材４６２の上面に下ろした垂線よりも、現像ローラ４４の回転方向Ｄ4において下流側に位置している。このため、弾性変形による弾性部材４６２の変形量は、その上流側端部４６２ａにおいて最大値Ｄｃとなっている。つまり弾性部材４６２はその上流側先端部が最も大きく弾性変形している。また、弾性部材４６２と現像ローラ４４との接触面積も小さくなり、規制ニップ幅Ｗn2は第１実施形態におけるニップ幅Ｗn1よりも小さくなっている。   FIG. 12 is a diagram showing a contact state between the developing roller and the regulating blade in the second embodiment. As shown in FIG. 12A, also in this embodiment, the regulating blade 46 is brought into contact with the surface of the developing roller 44 in the counter direction to form the regulating nip N2. However, as shown in FIG. 12B, the upstream end 462 a of the elastic member 462 is located in the rotation direction D 4 of the developing roller 44 with respect to a perpendicular line that extends from the rotation center of the developing roller 44 to the upper surface of the elastic member 462. Located downstream. For this reason, the amount of deformation of the elastic member 462 due to elastic deformation is the maximum value Dc at the upstream end 462a. That is, the elastic member 462 has the largest elastic deformation at the upstream end. Further, the contact area between the elastic member 462 and the developing roller 44 is also reduced, and the regulation nip width Wn2 is smaller than the nip width Wn1 in the first embodiment.

図１３はこの実施形態における規制ニップの拡大模式図である。上記のように、弾性部材４６２はその上流側端部４６２ａにおいて最も大きく弾性変形しているため、規制ニップＮ２の上流側端部近傍では弾性部材４６２のうち現像ローラ４４の凸部４４１に対向する箇所に最も大きな当接圧が加わる。一方、現像ローラ４４の凹部４４２に対向する箇所では圧力が加わらない。このため、図１３に示すように、弾性部材４６２のうち凹部４４２に対向する箇所が凹部４４２の底（図１３においては上方）に向けて撓み込み、凹部４４２が臨む空間に対し弾性部材４６２の表面がせり出した状態となる。この撓み込み量は、最も当接圧の高い規制ニップＮ２の上流側端部で最も大きく、下流側に向かうにつれて小さくなる。つまり、次式：
Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３ … （式５）
の関係が成立する。また、この関係は規制ニップ内に含まれる凹部４４２が１つだけである場合においても成立し、１つの凹部４４２の中でも下流に向かうほど撓み込み量が小さくなる。 FIG. 13 is an enlarged schematic view of the restriction nip in this embodiment. As described above, since the elastic member 462 is most elastically deformed at the upstream end portion 462a, the elastic member 462 faces the convex portion 441 of the developing roller 44 in the elastic member 462 in the vicinity of the upstream end portion of the restriction nip N2. The largest contact pressure is applied to the location. On the other hand, no pressure is applied at a location facing the recess 442 of the developing roller 44. For this reason, as shown in FIG. 13, the portion of the elastic member 462 facing the concave portion 442 is bent toward the bottom of the concave portion 442 (upward in FIG. 13), and the elastic member 462 is in the space where the concave portion 442 faces. The surface protrudes. The amount of bending is greatest at the upstream end of the regulation nip N2 having the highest contact pressure, and decreases toward the downstream side. That is, the following formula:
M1>M2> M3 (Formula 5)
The relationship is established. This relationship is also established when there is only one concave portion 442 included in the regulation nip, and the amount of bending becomes smaller toward the downstream in one concave portion 442.

凹部４４２に向けてせり出した弾性部材４６２は当該凹部に担持されている複数層のトナーのうち、弾性部材４６２の先端と凹部４４２の底部との距離に対応する厚さのトナー層の搬送を許容しそれ以外を規制することになるが、上記のように現像ローラ４４の移動方向Ｄ4における下流側ほど撓み込み量が小さくなるので、トナーに加わる圧力が規制ニップ内で上昇することはなく、凹部４４２の底にトナーが固着することにはならない。また、弾性部材４６２の先端と凹部４４２の底部との距離が下流側に比べて大きい場合には、規制ニップに進入したトナー層が下流に進むにしたがい圧力が加わりトナー同士が変形・固着することも考えられるが、上記のようにすればこのような問題も生じない。   The elastic member 462 protruding toward the concave portion 442 allows the toner layer having a thickness corresponding to the distance between the tip of the elastic member 462 and the bottom portion of the concave portion 442 among the plurality of layers of toner carried in the concave portion to be allowed. However, since the amount of deflection becomes smaller toward the downstream side in the moving direction D4 of the developing roller 44 as described above, the pressure applied to the toner does not rise in the regulating nip, and the concave portion is restricted. The toner does not adhere to the bottom of 442. Further, when the distance between the tip of the elastic member 462 and the bottom of the concave portion 442 is larger than that on the downstream side, the toner layer that has entered the regulation nip is applied with pressure, and the toners are deformed and fixed. However, such a problem does not occur as described above.

このような構成によっても、上記した第１実施形態と同様に、凸部４４１のトナーを規制ブレード４６により除去しているので、押圧によるトナーの劣化を防止することができる。また、凹部４４２に含まれる旧トナーを新トナーにより置換して、現像器外へ搬送される旧トナーの量を少なくすることができる。このため、第２実施形態の装置においても、第１実施形態と同様に、トナー飛散やカブリの発生を抑えることが可能である。また、第１実施形態においてした凸部４４１と凹部４４２との高低差についての考察は、本実施形態においても同様に成立する。   Also with such a configuration, as in the first embodiment described above, the toner on the convex portion 441 is removed by the regulating blade 46, so that it is possible to prevent toner deterioration due to pressing. In addition, the old toner contained in the concave portion 442 can be replaced with new toner, so that the amount of old toner conveyed outside the developing device can be reduced. For this reason, also in the apparatus of the second embodiment, it is possible to suppress the occurrence of toner scattering and fog as in the first embodiment. Moreover, the consideration about the height difference between the convex portion 441 and the concave portion 442 in the first embodiment is similarly established in the present embodiment.

以上説明したように、上記各実施形態においては、現像器４Ｋ等が本発明の「現像装置」に相当しており、ハウジング４１、現像ローラ４４および規制ブレード４６がそれぞれ本発明の「収容部」、「トナー担持ローラ」および「規制部材」として機能している。また、規制ブレード４６に取り付けた弾性部材４６２が本発明の「弾性当接体」として機能している。また、上記各実施形態では、現像器４Ｋ内の第１室４１１および第２室４１２が本発明の「トナー収容室」に相当する一方、現像器全体を回転させることで第１室のトナーを第２室に送り込むロータリー現像ユニット４が本発明の「トナー移送機構」として機能している。また、上記実施形態の画像形成装置において、感光体２２および現像器４Ｋ等が本発明の「像担持体」および「現像器」として機能している。   As described above, in each of the above embodiments, the developing device 4K and the like correspond to the “developing device” of the present invention, and the housing 41, the developing roller 44, and the regulation blade 46 are each the “accommodating portion” of the present invention. , “Toner carrying roller” and “regulating member”. Further, the elastic member 462 attached to the regulating blade 46 functions as the “elastic contact body” of the present invention. In each of the above-described embodiments, the first chamber 411 and the second chamber 412 in the developing device 4K correspond to the “toner storage chamber” of the present invention, while the toner in the first chamber is removed by rotating the entire developing device. The rotary developing unit 4 fed into the second chamber functions as the “toner transfer mechanism” of the present invention. In the image forming apparatus of the above-described embodiment, the photosensitive member 22, the developing device 4K, and the like function as the “image carrier” and the “developing device” of the invention.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態の現像ローラ４４の凸部４４１は略菱形に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば凸部を円形や三角形など他の形状となるようにしてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the convex portion 441 of the developing roller 44 of the above embodiment is formed in a substantially rhombus shape, but the present invention is not limited to this. For example, the convex portion may have another shape such as a circle or a triangle. .

また、上記実施形態の現像ローラ４４は金属製の円筒であるが、これ以外の材質により形成された現像ローラを有する装置に対しても本発明を適用することが可能である。ただし、本願発明者の実験によれば、金属製あるいは非金属に金属めっきを施した現像ローラなど、表面が導電性の材料で形成された現像ローラを使用した場合に前述の層分離現象が顕著に現れることが確認されており、本発明は、このような表面が導電性を有する現像ローラを持つ装置に適用されたときに特に大きな効果を発揮するものである。この点において、例えばゴムや樹脂製の円筒にカーボンブラックや金属微粉末などの導電性材料を分散させることによって導電性を持たせた現像ローラを備えた装置に対しても、本発明は有効である。   Further, although the developing roller 44 of the above embodiment is a metal cylinder, the present invention can also be applied to an apparatus having a developing roller formed of a material other than this. However, according to the experiments of the present inventor, the above-mentioned layer separation phenomenon is noticeable when a developing roller whose surface is formed of a conductive material such as a developing roller made of metal or non-metal is subjected to metal plating is used. The present invention is particularly effective when applied to an apparatus having a developing roller having such a conductive surface. In this respect, the present invention is also effective for an apparatus provided with a developing roller made conductive by dispersing conductive material such as carbon black or fine metal powder in a rubber or resin cylinder. is there.

また、上記実施形態における規制ブレード４６は、金属製の板状部材４６１に樹脂製の弾性部材４６２を取り付けたものであるが、このような構造に限定されるものではない。例えば、金属板に弾性樹脂をコートしたものを用いることができる。また、規制ブレードに適宜のバイアス電位を与えてもよい。   In addition, the regulation blade 46 in the above embodiment is obtained by attaching a resin elastic member 462 to a metal plate member 461, but is not limited to such a structure. For example, a metal plate coated with an elastic resin can be used. Further, an appropriate bias potential may be applied to the regulating blade.

また、上記実施形態において使用するトナーについては特に限定しないが、帯電特性の経時変化の比較的大きい一成分系トナーを用いた場合において特に本発明の効果が顕著である。また、平均粒径の小さなトナーではトナー飛散等の問題がより深刻であることからこのようなトナーを用いる装置に対し本発明を適用するのが効果的である。特に、近年では画像の高精細化およびトナー消費量削減の観点からトナーの小粒径化が求められ、例えば体積平均粒径が５μｍ以下の微粉トナーが製造されるようになってきている。このような微粉トナーではトナー飛散等が発生しやすいが、本発明を適用することによりその問題を解消することが可能となる。   The toner used in the above embodiment is not particularly limited, but the effect of the present invention is particularly remarkable when a one-component toner having a relatively large change in charging characteristics with time is used. In addition, since the problem such as toner scattering is more serious with toner having a small average particle diameter, it is effective to apply the present invention to an apparatus using such toner. In particular, in recent years, a reduction in toner particle size has been demanded from the viewpoints of higher image definition and reduction in toner consumption. For example, fine toner particles having a volume average particle size of 5 μm or less have been manufactured. Such fine powder toner easily causes toner scattering and the like, but the problem can be solved by applying the present invention.

特に、トナーに添加された外添剤の粒径が５０ｎｍ以下であり、かつトナー母粒子への被覆率が１００％以上であるトナーを使用した場合に本発明の効果が顕著となる。このような外添剤を加えたトナーでは、その初期においては流動性が高いが経時的な流動性の変化が大きく、耐久（長時間の使用）により流動性が大きく低下する傾向がある。このようなトナーでは、新トナーと旧トナーとの間での流動性の違いに起因して層分離現象が起きやすいので、本発明を適用する効果が大きい。   In particular, the effect of the present invention becomes remarkable when a toner in which the particle size of the external additive added to the toner is 50 nm or less and the coverage of the toner base particles is 100% or more is used. In the toner to which such an external additive is added, the fluidity is high in the initial stage, but the change in fluidity with time is large, and the fluidity tends to be greatly lowered due to durability (long-term use). In such a toner, the layer separation phenomenon is likely to occur due to the difference in fluidity between the new toner and the old toner, so that the effect of applying the present invention is great.

また、上記実施形態の画像形成装置は、ロータリー現像ユニット４に現像器４Ｋ等を装着したカラー画像形成装置であるとともに、現像器４Ｋ等を回転させることにより現像器内のトナーを混合させる装置であるが、前述した通り、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。例えば、現像器を１個だけ備えてモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても本発明を適用することが可能であり、特に、現像器に設けた補給口からユーザまたは専任オペレータによりトナーを補充することが可能な装置や、現像器とは別個のトナータンク等から定期的にトナーを補給するように構成された装置に対して本発明を好適に適用することが可能である。   The image forming apparatus of the above embodiment is a color image forming apparatus in which the developing unit 4K and the like are mounted on the rotary developing unit 4, and an apparatus that mixes toner in the developing unit by rotating the developing unit 4K and the like. However, as described above, the application target of the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to a monochrome image forming apparatus that includes only one developing device and forms a monochrome image. In particular, the toner is supplied from a replenishment port provided in the developing device by a user or a dedicated operator. The present invention can be suitably applied to an apparatus capable of replenishing toner or an apparatus configured to periodically replenish toner from a toner tank or the like separate from the developing device.

この発明を適用した画像形成装置の第１実施形態を示す図。1 is a diagram showing a first embodiment of an image forming apparatus to which the invention is applied. 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus in FIG. 1. 現像器の外観を示す図。The figure which shows the external appearance of a developing device. 現像器の構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of a developing device. 現像ローラおよびその表面の部分拡大図を示す図。The figure which shows the image development roller and the elements on larger scale of the surface. トナー飛散等の発生メカニズムを説明するモデルを示す図。The figure which shows the model explaining the generation | occurrence | production mechanism of toner scattering. トナー粒子径と現像ローラへの付着力との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a toner particle diameter and the adhesive force to a developing roller. 現像ローラと規制ブレードとの当接の状態を示す図。The figure which shows the state of contact | abutting with a developing roller and a control blade. 第１実施形態における規制ニップの拡大模式図。The expansion schematic diagram of the control nip in 1st Embodiment. 規制前後で測定したトナーの帯電量分布を示す図。The figure which shows the charge amount distribution of the toner measured before and behind regulation. 現像ローラ表面の高低差と担持されるトナーとの関係を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a relationship between a difference in height on the surface of a developing roller and a carried toner. 第２実施形態の現像ローラと規制ブレードとの当接の状態を示す図。The figure which shows the state of contact | abutting with the developing roller of 2nd Embodiment, and a control blade. 第２実施形態における規制ニップの拡大模式図。The expansion schematic diagram of the control nip in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

４…ロータリー現像ユニット（トナー移送機構）、 ２２…感光体（像担持体）、 ４Ｃ，４Ｋ，４Ｍ，４Ｙ…現像器（現像装置、現像器）、 ４１…ハウジング（収容部）、 ４４…現像ローラ（トナー担持ローラ）、 ４６…規制ブレード（規制部材）、 ４１１…第１室（トナー収容室）、 ４１２…第２室（トナー収容室）、 ４４１…（現像ローラ表面の）凸部、 ４４２…（現像ローラ表面の）凹部、 ４６１…板状部材（規制部材）、 ４６２…弾性部材（弾性当接体）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Rotary developing unit (toner transfer mechanism), 22 ... Photoconductor (image carrier), 4C, 4K, 4M, 4Y ... Developing device (developing device, developing device), 41 ... Housing (accommodating portion), 44 ... Developing Roller (toner carrying roller) 46 ... Restriction blade (regulation member) 411 ... First chamber (toner accommodation chamber) 412 ... Second chamber (toner accommodation chamber) 441 ... Convex part (on developing roller surface) 442 ... concave portion (on developing roller surface), 461 ... plate-like member (regulating member), 462 ... elastic member (elastic contact body)

Claims (15)

トナーを収容する収容部と、
規則的に配置された複数の凸部および該凸部を取り囲む凹部を表面に有する略円筒形状に形成され、その表面に前記収容部から供給される帯電トナーによるトナー層を担持しながら回転するトナー担持ローラと、
前記トナー担持ローラ表面に当接して規制ニップを形成し、該規制ニップにおいて前記トナー担持ローラ表面に担持されるトナー層の厚さを規制する規制部材と
を備え、
前記規制部材は、弾性体により形成され前記トナー担持ローラの表面に圧接されて前記規制ニップを形成する弾性当接体を有し、前記トナー担持ローラの回転方向における前記規制ニップの上流側端部において、前記弾性当接体の上流側端部が前記トナー担持ローラの前記凸部と当接して、前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナーを除去し、
前記凸部と前記凹部との高低差がトナーの体積平均粒径以上であるとともに、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの体積平均粒径の１倍以上３倍以下である
ことを特徴とする現像装置。 A storage section for storing toner;
A toner that is formed in a substantially cylindrical shape having a plurality of regularly arranged convex portions and concave portions surrounding the convex portions on its surface, and rotates while carrying a toner layer of charged toner supplied from the housing portion on the surface. A carrying roller;
A regulating member that abuts against the surface of the toner carrying roller to form a regulating nip, and regulates the thickness of the toner layer carried on the surface of the toner carrying roller at the regulating nip,
The restricting member includes an elastic contact body that is formed of an elastic body and is pressed against the surface of the toner carrying roller to form the restricting nip. The upstream end of the restricting nip in the rotation direction of the toner carrying roller The upstream end portion of the elastic contact member is in contact with the convex portion of the toner carrying roller to remove the toner on the convex portion of the toner layer carried on the surface of the toner carrying roller;
The height difference between the convex portion and the concave portion is equal to or greater than the volume average particle size of the toner, and the interval between the elastic contact body and the concave portion in the regulation nip is one or more times the volume average particle size of the toner. A developing device characterized in that it is 3 times or less. トナーを収容する収容部と、
規則的に配置された複数の凸部および該凸部を取り囲む凹部を表面に有する略円筒形状に形成され、その表面に前記収容部から供給される帯電トナーによるトナー層を担持しながら回転するトナー担持ローラと、
前記トナー担持ローラ表面に当接して規制ニップを形成し、該規制ニップにおいて前記トナー担持ローラ表面に担持されるトナー層の厚さを規制する規制部材と
を備え、
前記規制部材は、弾性体により形成され前記トナー担持ローラの表面に圧接されて前記規制ニップを形成する弾性当接体を有し、前記トナー担持ローラの回転方向における前記規制ニップの上流側端部において、前記弾性当接体の上流側端部が前記トナー担持ローラの前記凸部と当接して、前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナーを除去し、
前記凸部と前記凹部との高低差がトナーの体積平均粒径以上であるとともに、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの最大粒径以上である
ことを特徴とする現像装置。 A storage section for storing toner;
A toner that is formed in a substantially cylindrical shape having a plurality of regularly arranged convex portions and concave portions surrounding the convex portions on its surface, and rotates while carrying a toner layer of charged toner supplied from the housing portion on the surface. A carrying roller;
A regulating member that abuts against the surface of the toner carrying roller to form a regulating nip, and regulates the thickness of the toner layer carried on the surface of the toner carrying roller at the regulating nip,
The restricting member includes an elastic contact body that is formed of an elastic body and is pressed against the surface of the toner carrying roller to form the restricting nip. The upstream end of the restricting nip in the rotation direction of the toner carrying roller The upstream end portion of the elastic contact member is in contact with the convex portion of the toner carrying roller to remove the toner on the convex portion of the toner layer carried on the surface of the toner carrying roller;
The height difference between the convex portion and the concave portion is not less than the volume average particle size of the toner, and the interval between the elastic contact member and the concave portion in the regulation nip is not less than the maximum particle size of the toner. A developing device. 前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの体積平均粒径と最大粒径との和以上である請求項２に記載の現像装置。   The developing device according to claim 2, wherein a distance between the elastic contact body and the concave portion in the regulation nip is equal to or larger than a sum of a volume average particle diameter and a maximum particle diameter of the toner. 前記複数の凸部の頂面が互いに同一の円筒面の一部を成している請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the top surfaces of the plurality of convex portions form part of the same cylindrical surface. 前記トナー担持ローラの回転方向における前記弾性当接体の上流側端面は、前記トナー担持ローラ表面に対し略垂直に屹立している請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置。 The upstream end surface of the elastic abutting member in the rotation direction of the toner carrier roller, a developing device according to any one of the toner carrier roller claims 1 are towering substantially perpendicular to the surface 4. 前記トナー担持ローラとの当接により弾性変形する前記弾性当接体の変形量は、前記トナー担持ローラの回転方向における上流側端部で最大となっている請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置。 Deformation amount of the elastic abutting member which is elastically deformed by the contact with the toner carrying roller, according to any one of the claims 1 and has a maximum at the upstream-side end portion in the rotation direction of the toner carrier roller 5 Development device. 前記凸部と前記凹部との高低差が前記トナーの体積平均粒径の２倍以上である請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置。 An apparatus according to any one of the height difference between said convex portion and the concave claims 1 to more than twice the volume average particle diameter of the toner 6. 前記トナー担持ローラの表面は導電性材料により形成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の現像装置。 An apparatus according to any one of the toner carrying roller surface of claims 1 are formed of a conductive material 7. 前記収容部は、外部からトナーを補給するための補給口を有している請求項１ないし８のいずれかに記載の現像装置。 The accommodating unit, a developing device according to any one of claims 1 and has a supply opening for supplying the toner 8 from the outside. 前記収容部は、トナーを収容するトナー収容室を複数有しており、前記トナー担持ローラの表面の少なくとも一部が前記複数のトナー収容室のうち１つの内部に露出するとともに、該１つのトナー収容室に対し他のトナー収容室に収容されたトナーを送り込むためのトナー移送機構を備えている請求項１ないし８のいずれかに記載の現像装置。 The storage section has a plurality of toner storage chambers for storing toner, and at least a part of the surface of the toner carrying roller is exposed inside one of the plurality of toner storage chambers, and the one toner an apparatus according to any one of accommodating claims 1 comprises a toner transfer mechanism for feeding toner contained in other toner storage chamber to the chamber 8. 前記トナーの体積平均粒径が５μｍ以下である請求項１ないし１０のいずれかに記載の現像装置。 An apparatus according to any one of 1 0 to volume average particle diameter of toner claims 1 is 5μm or less. 前記トナーには粒径が５０ｎｍ以下の外添剤が添加されており、トナー母粒子に対する前記外添剤の被覆率が１００％以上である請求項１ないし１１のいずれかに記載の現像装置。 The particle size has been added following external additive 50nm to the toner, the developing device according to the external additive coverage to the toner base particles claims 1 to 100% or more to any one of 1 1 . 静電潜像を担持する像担持体と、
規則的に配置された複数の凸部および該凸部を取り囲む凹部を表面に有する略円筒形状に形成され、その表面に帯電トナーによるトナー層を担持するトナー担持ローラ、および、前記トナー担持ローラ表面に当接して前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナー層を除去する規制部材を有する現像器と
を備え、
前記規制部材は、弾性体により形成され前記トナー担持ローラの表面に圧接されて前記規制ニップを形成する弾性当接体を有し、前記トナー担持ローラの回転方向における前記規制ニップの上流側端部において、前記弾性当接体の上流側端部が前記トナー担持ローラの前記凸部と当接して、前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナーを除去し、
前記凸部と前記凹部との高低差がトナーの体積平均粒径以上であるとともに、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの体積平均粒径の１倍以上３倍以下である
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying an electrostatic latent image;
A toner carrying roller formed in a substantially cylindrical shape having a plurality of regularly arranged convex portions and concave portions surrounding the convex portions on the surface, and carrying a toner layer of charged toner on the surface, and the surface of the toner carrying roller A developer having a regulating member for removing the toner layer of the convex portion of the toner layer carried on the surface of the toner carrying roller in contact with the toner carrying roller,
The restricting member includes an elastic contact body that is formed of an elastic body and is pressed against the surface of the toner carrying roller to form the restricting nip. The upstream end of the restricting nip in the rotation direction of the toner carrying roller The upstream end portion of the elastic contact member is in contact with the convex portion of the toner carrying roller to remove the toner on the convex portion of the toner layer carried on the surface of the toner carrying roller;
The height difference between the convex portion and the concave portion is equal to or greater than the volume average particle size of the toner, and the interval between the elastic contact body and the concave portion in the regulation nip is one or more times the volume average particle size of the toner. An image forming apparatus characterized by being 3 times or less. 静電潜像を担持する像担持体と、
規則的に配置された複数の凸部および該凸部を取り囲む凹部を表面に有する略円筒形状に形成され、その表面に帯電トナーによるトナー層を担持するトナー担持ローラ、および、前記トナー担持ローラ表面に当接して前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナー層を除去する規制部材を有する現像器と
を備え、
前記規制部材は、弾性体により形成され前記トナー担持ローラの表面に圧接されて前記規制ニップを形成する弾性当接体を有し、前記トナー担持ローラの回転方向における前記規制ニップの上流側端部において、前記弾性当接体の上流側端部が前記トナー担持ローラの前記凸部と当接して、前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナーを除去し、
前記凸部と前記凹部との高低差がトナーの体積平均粒径以上であるとともに、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの最大粒径以上である
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying an electrostatic latent image;
A toner carrying roller formed in a substantially cylindrical shape having a plurality of regularly arranged convex portions and concave portions surrounding the convex portions on the surface, and carrying a toner layer of charged toner on the surface, and the surface of the toner carrying roller A developer having a regulating member for removing the toner layer of the convex portion of the toner layer carried on the surface of the toner carrying roller in contact with the toner carrying roller,
The restricting member includes an elastic contact body that is formed of an elastic body and is pressed against the surface of the toner carrying roller to form the restricting nip. The upstream end of the restricting nip in the rotation direction of the toner carrying roller The upstream end portion of the elastic contact member is in contact with the convex portion of the toner carrying roller to remove the toner on the convex portion of the toner layer carried on the surface of the toner carrying roller;
The height difference between the convex portion and the concave portion is not less than the volume average particle size of the toner, and the interval between the elastic contact member and the concave portion in the regulation nip is not less than the maximum particle size of the toner. An image forming apparatus. 静電潜像を担持する像担持体に対し、規則的に配置された複数の凸部および該凸部を取り囲む凹部を表面に有する略円筒形状に形成されその表面に帯電トナーによるトナー層を担持するトナー担持ローラを対向配置して、前記静電潜像を前記トナーにより現像し、
前記トナー層を前記像担持体と対向させるのに先立って、前記トナー担持ローラ表面の前記凸部および前記凹部にトナー層を担持させ、さらに、そのうち前記凸部のトナー層を、前記トナー担持ローラ表面に当接させた規制部材により除去し、しかも、
前記規制部材は、弾性体により形成され前記トナー担持ローラの表面に圧接されて規制ニップを形成する弾性当接体を有し、前記トナー担持ローラの回転方向における前記規制ニップの上流側端部において、前記弾性当接体の上流側端部が前記トナー担持ローラの前記凸部と当接して、前記トナー担持ローラ表面に担持されたトナー層のうち前記凸部のトナーを除去し、
前記凸部と前記凹部との高低差がトナーの体積平均粒径以上であるとともに、前記規制ニップ内における前記弾性当接体と前記凹部との間隔が、トナーの体積平均粒径の１倍以上３倍以下である
ことを特徴とする現像方法。 An image carrier that carries an electrostatic latent image is formed in a substantially cylindrical shape having a plurality of regularly arranged convex portions and concave portions surrounding the convex portions on the surface, and a toner layer made of charged toner is carried on the surface. A toner carrying roller to be opposed, and developing the electrostatic latent image with the toner;
Prior to making the toner layer face the image carrier, the toner layer is supported on the convex portion and the concave portion on the surface of the toner carrying roller, and the toner layer on the convex portion is further transferred to the toner carrying roller. Removed by the regulating member that is in contact with the surface,
The restricting member includes an elastic contact member that is formed of an elastic member and is pressed against the surface of the toner carrying roller to form a restricting nip, and at an upstream end portion of the restricting nip in the rotation direction of the toner carrying roller. The upstream end portion of the elastic contact member contacts the convex portion of the toner carrying roller to remove the toner on the convex portion of the toner layer carried on the surface of the toner carrying roller;
The height difference between the convex portion and the concave portion is equal to or greater than the volume average particle size of the toner, and the interval between the elastic contact body and the concave portion in the regulation nip is one or more times the volume average particle size of the toner. A developing method characterized by being 3 times or less.
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