JP2005055838A - Development method and system for image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複合機等の画像形成装置における現像方法及び装置に関し、特に、磁性キャリアを用いて非磁性トナーを帯電させる2成分現像剤を使用し、帯電したトナーのみを現像ローラ上に保持し、トナーを飛翔させることにより静電潜像を現像する画像形成装置における現像方法及び装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing method and apparatus in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine using an electrophotographic method, and more particularly, a two-component developer that charges a nonmagnetic toner using a magnetic carrier. The present invention relates to a developing method and apparatus in an image forming apparatus that develops an electrostatic latent image by holding only charged toner on a developing roller and causing the toner to fly.
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複合機等の画像形成装置における現像装置においては、現像ローラ両端から現像装置筐体外にトナー漏れや飛散が発生するのを防止するため、いろいろな方法が提案されている。 In developing devices in image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, or composite machines using electrophotography, toner leakage and scattering from both ends of the developing roller to the outside of the developing device housing are prevented. Various methods have been proposed.
例えば特許文献1乃至3には、現像ローラ両端にトナー漏れ防止のためのシール部材としてフェルトなどを貼り付けるようにした現像装置が示され、さらに現像ローラのスリーブ表面をブラスト処理した場合、長期の使用によってブラスト処理面とフェルトとの間からトナーが漏れるようになってしまうため、例えば前記トナー漏れ防止部材の所はブラスト処理による凹凸を削って滑らかにしたり、シール部材下側にトナー落下用開口部を設け、シール部材の間に入ったトナーを開口部から回収できるようにしたり、現像装置側板と現像ローラ端部との間に、現像ローラ端部に嵌合する凹部を設けた発泡ウレタンなどのシール部材を設けた装置が示されている。 For example, Patent Documents 1 to 3 show a developing device in which felt or the like is attached to both ends of the developing roller as a seal member for preventing toner leakage, and when the sleeve surface of the developing roller is blasted, Since the toner leaks from between the blasting surface and the felt when used, for example, the toner leakage preventing member is smoothed by removing the unevenness caused by the blasting treatment, or the toner dropping opening below the sealing member. A foamed urethane that is provided with a recess so that the toner that has entered between the seal members can be collected from the opening, or a recess that fits into the end of the developing roller is provided between the developing device side plate and the developing roller end. An apparatus provided with a sealing member is shown.
また、特許文献4には、磁石ロール上に磁性キャリアと非磁性トナーによる磁気ブラシを形成し、磁石ロール上のトナーを電位差で現像ローラ上に薄層形成するようにした現像装置に於いて、残像の発生を防ぐため、磁石ロールによってトナーの供給と回収を行うようにした場合、磁石ロールと現像ローラとの長さが同じにすると、現像ローラ両端部分のトナーが回収されずに残像が発生してしまうため、現像ローラの長さを磁石ロールの長さより短くし、かつ、現像ローラ両端に絶縁若しくはトナー抵抗より高抵抗の領域を設けて端面へのトナー付着を防止した現像装置が示されている。
しかしながら、特許文献1乃至3に示された現像装置は、現像ローラ両端にトナー漏れ防止部材としてフェルトなどを貼り付け、かつ、このトナー漏れ防止部材貼り付け箇所のブラスト処理部の凹凸を削って滑らかにしたり、シール部材下側にトナー落下用開口部を設けてシール部材の間に入ったトナーを開口部から回収できるようにしたり、現像装置側板と現像ローラ端部との間に現像ローラ端部に嵌合する凹部を設けた発泡ウレタンなどのシール部材を設けるなど、複雑で部品点数が増える構造をしており、部品点数が多くなると共に組立工数がかかってコストアップとなる。 However, in the developing devices disclosed in Patent Documents 1 to 3, felt or the like is attached to both ends of the developing roller as a toner leakage prevention member, and the unevenness of the blast processing portion at the portion where the toner leakage prevention member is attached is smoothed. Or a toner dropping opening provided on the lower side of the sealing member so that the toner that has entered between the sealing members can be collected from the opening, or the developing roller end between the developing device side plate and the developing roller end. The structure is complicated and increases the number of parts, such as providing a sealing member such as urethane foam provided with a recess to be fitted into the structure. This increases the number of parts and the number of assembly steps, resulting in an increase in cost.
また、特許文献4に示された装置は、磁気ブラシ近傍で電位差が生じる部分にもトナーが飛翔するため、現像ローラの側面部が導電体で構成され、電位差がある場合はこの現像ローラ側面にもトナーが飛翔してしまい、両端部のトナー飛散という問題が生じている。
Further, in the apparatus shown in
そのため本発明においては、現像ローラ側面へのトナー付着や現像ローラ内部へのトナー進入を簡単、安価な方法で防ぎ、トナー飛散やトナー漏れによる画像汚染や画像形成装置の機内汚染を防止できるようにした画像形成装置における現像装置を提供することが課題である。 Therefore, in the present invention, toner adhesion to the side surface of the developing roller and toner intrusion into the developing roller can be prevented by a simple and inexpensive method, and image contamination due to toner scattering and toner leakage and in-machine contamination of the image forming apparatus can be prevented. An object of the present invention is to provide a developing device in the image forming apparatus.
上記課題を解決するため本発明になる画像形成装置における現像方法は、
内部に固定された磁極部材を有する供給ローラの周囲に形成した磁性キャリアと非磁性トナーからなる磁気ブラシを、現像ローラに摺擦させながら両ローラ間に印加した搬送バイアスを利用して現像ローラへトナーのみを転移させ、現像ローラ上のトナー薄層にて潜像担持体上の潜像を非接触現像する画像形成装置における現像方法において
前記現像ローラ幅を磁気ブラシ幅より短くしつつ、前記現像ローラ両端部内周面側を空間絶縁した状態で両ローラ間の電位差を利用して現像ローラへトナーのみを転移させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the developing method in the image forming apparatus according to the present invention is as follows.
A magnetic brush formed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner formed around a supply roller having a magnetic pole member fixed therein is conveyed to the developing roller by using a conveyance bias applied between the two rollers while sliding on the developing roller. In a developing method in an image forming apparatus in which only a toner is transferred and a latent image on a latent image carrier is non-contact developed with a thin toner layer on a developing roller, the developing roller width is made shorter than the magnetic brush width while the developing is performed. Only the toner is transferred to the developing roller using a potential difference between both rollers in a state where the inner peripheral surfaces of both ends of the roller are spatially insulated.
また、同様に本発明になる画像形成装置における現像装置は、
非磁性トナーと磁性キャリアによる磁気ブラシが形成された供給ローラと、該磁気ブラシの摺擦によりトナー薄層が形成される現像ローラと、両ローラ間に電位差を生成する手段を具えた画像形成装置における現像装置において、
前記現像ローラ幅が磁気ブラシ幅より短く、且つ、前記現像ローラ内周面側と回転軸間の少なくとも現像ローラ軸方向両端域が中空であることを特徴とする。
Similarly, the developing device in the image forming apparatus according to the present invention is:
An image forming apparatus comprising: a supply roller on which a magnetic brush made of nonmagnetic toner and a magnetic carrier is formed; a developing roller on which a thin toner layer is formed by sliding of the magnetic brush; and means for generating a potential difference between the two rollers In the developing device in
The developing roller width is shorter than the magnetic brush width, and at least both end regions in the developing roller axial direction between the inner peripheral surface side of the developing roller and the rotation shaft are hollow.
また、同様に本発明になる画像形成装置における現像装置は、
非磁性トナーと磁性キャリアによる磁気ブラシが形成された供給ローラと、該磁気ブラシの摺擦によりトナー薄層が形成される現像ローラと、両ローラ間に電位差を生成する手段を具えた画像形成装置における現像装置において、
前記現像ローラ幅が磁気ブラシ幅より短く、且つ、前記現像ローラ内周側に位置し該現像ローラを回転軸に位置固定する梁が前記現像ローラ両端部より奥側に位置し、現像ローラ軸方向両端域に存在しないことを特徴とする。
Similarly, the developing device in the image forming apparatus according to the present invention is:
An image forming apparatus comprising: a supply roller on which a magnetic brush made of nonmagnetic toner and a magnetic carrier is formed; a developing roller on which a thin toner layer is formed by sliding of the magnetic brush; and means for generating a potential difference between the two rollers In the developing device in
The width of the developing roller is shorter than the width of the magnetic brush, and the beam that is positioned on the inner peripheral side of the developing roller and that fixes the developing roller to the rotation shaft is positioned on the rear side from both ends of the developing roller. It does not exist in both end areas.
そして本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラと、該現像ローラを回転軸に位置固定する梁とが、押し出し若しくは引き抜き成形により一体的に成形されてなることを特徴とする。 The developing device in the image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the developing roller and a beam for fixing the position of the developing roller to the rotation shaft are integrally formed by extrusion or pultrusion molding.
さらに本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラと、該現像ローラを回転軸に位置固定する梁とを有し、前記梁が回転軸軸方向に沿在して現像ローラと一体的に形成してなることを特徴とする。 Further, the developing device in the image forming apparatus according to the present invention includes the developing roller and a beam that fixes the position of the developing roller to the rotation shaft, and the beam is aligned with the developing roller along the rotation shaft axis direction. It is characterized by being formed.
また本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラを構成する基材が、外周面を高抵抗若しくは絶縁被覆した導電材であり、前記現像ローラを回転軸に位置固定する梁が絶縁材で形成されていることを特徴とする。 Further, in the developing device in the image forming apparatus according to the present invention, the base material constituting the developing roller is a conductive material having a high resistance or insulating coating on the outer peripheral surface, and the beam for fixing the position of the developing roller to the rotation shaft is insulated. It is formed of a material.
そして本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラの外周面端縁部を、テーパ若しくはR状に形成したことを特徴とする。 The developing device in the image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the edge of the outer peripheral surface of the developing roller is formed in a taper shape or an R shape.
本発明になる画像形成装置における現像方法及び装置は、内部に固定された磁極部材を有する供給ローラの周囲に形成した磁性キャリアと非磁性トナーからなる磁気ブラシを、現像ローラに摺擦させながら両ローラ間に印加した搬送バイアスを利用して現像ローラへトナーのみを転移させ、現像ローラ上のトナー薄層にて潜像担持体上の潜像を非接触現像する画像形成装置における現像方法及び装置において、前記現像ローラ幅を磁気ブラシ幅より短くしつつ、前記現像ローラ両端部内周面側を空間絶縁した状態で両ローラ間の電位差を利用して現像ローラへトナーのみを転移させたり、前記現像ローラ幅が磁気ブラシ幅より短く、且つ、前記現像ローラ内周面側と回転軸間の少なくとも現像ローラ軸方向両端域を中空にしたり、前記現像ローラ幅が磁気ブラシ幅より短く、且つ、前記現像ローラ内周側に位置し該現像ローラを回転軸に位置固定する梁が前記現像ローラ両端部より奥側に位置し、現像ローラ軸方向両端域に存在しないようにすることにより、現像ローラ側面へのトナー付着や現像ローラ内部へのトナー進入を簡単、安価な方法で防ぎ、トナー飛散やトナー漏れによる画像汚染や画像形成装置の機内汚染を防止できるようにした画像形成装置における現像装置を提供することができる。 The developing method and apparatus in the image forming apparatus according to the present invention includes a magnetic brush formed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner formed around a supply roller having a magnetic pole member fixed therein, while sliding the developing roller while sliding the developing roller. Development method and apparatus in an image forming apparatus in which only a toner is transferred to a developing roller using a conveyance bias applied between rollers, and a latent image on a latent image carrier is non-contact developed with a thin toner layer on the developing roller The developing roller width is made shorter than the magnetic brush width, and only the toner is transferred to the developing roller using the potential difference between the two rollers while the inner peripheral surfaces of both end portions of the developing roller are spatially insulated. The roller width is shorter than the magnetic brush width, and at least both end regions in the developing roller axial direction between the inner peripheral surface side of the developing roller and the rotating shaft are made hollow, or the developing roller The width of the roller is shorter than the width of the magnetic brush, and the beam that is positioned on the inner peripheral side of the developing roller and that fixes the developing roller to the rotation shaft is positioned on the inner side of both ends of the developing roller. By preventing the toner from adhering to the developing roller, it is possible to prevent the toner from adhering to the side of the developing roller and the toner from entering the developing roller with a simple and inexpensive method, and preventing image contamination due to toner scattering and toner leakage and in-machine contamination of the image forming apparatus. It is possible to provide a developing device in an image forming apparatus which can be provided.
そして本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラと、該現像ローラを回転軸に位置固定する梁とが、押し出し若しくは引き抜き成形により一体的に成形されていることにより、軸芯精度や表面精度が良く、簡単、安価に製作することができる。 In the developing device in the image forming apparatus according to the present invention, the developing roller and the beam that fixes the position of the developing roller to the rotation shaft are integrally formed by extrusion or pultrusion, so that the axial accuracy is increased. It has good surface accuracy and can be manufactured easily and inexpensively.
さらに本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラと、該現像ローラを回転軸に位置固定する梁とを有し、前記梁が回転軸軸方向に沿在して現像ローラと一体的に形成されていることにより、強度的に優れ、歪みが少なく、片側ギアでも変形が少ない現像ローラとすることができる。また、一体に作ることにより、歪みが無く、大型、細径に対応でき、現像時に、バイアスが均等化されて軸方向にバラつかないから、印字品質の安定化を計ることができる。 Further, the developing device in the image forming apparatus according to the present invention includes the developing roller and a beam that fixes the position of the developing roller to the rotation shaft, and the beam is aligned with the developing roller along the rotation shaft axis direction. Thus, the developing roller is excellent in strength, less distorted, and less deformed even with one-side gear. Also, by making it integrally, it is possible to cope with large size and small diameter without distortion, and at the time of development, since the bias is equalized and does not vary in the axial direction, the printing quality can be stabilized.
また本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラを構成する基材が、外周面を高抵抗若しくは絶縁被覆した導電材であり、前記現像ローラを回転軸に位置固定する梁が絶縁材で形成して外周面と支持体を別部材で構成することにより、簡単、安価に現像ローラを作成することができる。 Further, in the developing device in the image forming apparatus according to the present invention, the base material constituting the developing roller is a conductive material having a high resistance or insulating coating on the outer peripheral surface, and the beam for fixing the position of the developing roller to the rotation shaft is insulated. By forming the outer peripheral surface and the support member as separate members using a material, a developing roller can be easily and inexpensively created.
そして本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラの外周面端縁部を、テーパ若しくはR状に形成したことにより、たとえ少量のトナーがR状に形成した先端部に付着したとしても、R状部によって感光体との距離は大きくなっているから、感光体に飛翔して画像汚れを発生させるということがない。 In the developing device in the image forming apparatus according to the present invention, it is assumed that a small amount of toner adheres to the tip formed in the R shape by forming the outer peripheral surface edge of the developing roller in a taper or R shape. However, since the distance from the photosensitive member is increased by the R-shaped portion, it does not fly to the photosensitive member and cause image smearing.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
図1は本発明になる画像形成装置における現像装置の現像ローラ端面の形状を説明するための斜視図、図2は本発明になる画像形成装置における現像装置の現像ローラの形状を説明するための側面図、図3は本発明になる画像形成装置における現像装置の現像ローラと磁気ロール(供給ローラ)の軸受けの形態を説明するための斜視図、図4は本発明になる画像形成装置における現像装置の現像ローラの軸受けの構造を説明するための一部断面図、図5は本発明になる画像形成装置における現像装置の斜視図、図6は本発明になる画像形成装置における現像装置の感光体と現像装置との関係を説明する模式図、図7は本発明になる画像形成装置における現像装置の一実施形態の断面図、図8は本発明になる現像装置を備えた画像形成装置の一実施例の模式図である。 FIG. 1 is a perspective view for explaining the shape of the developing roller end face of the developing device in the image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is for explaining the shape of the developing roller of the developing device in the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a side view, FIG. 3 is a perspective view for explaining the form of the bearings of the developing roller and magnetic roll (supply roller) of the developing device in the image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is the development in the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 5 is a perspective view of a developing device in the image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 6 is a photosensitive image of the developing device in the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of an embodiment of the developing device in the image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 8 is an image forming apparatus equipped with the developing device according to the present invention. one It is a schematic diagram of 施例.
図中1は非磁性金属材料で円筒状に形成され、内部に複数の固定磁石が配設されて該固定磁石の周囲を回転可能としたスリーブ状の磁気ロール(供給ローラ)、2は磁気ロール(供給ローラ)1上に形成される磁気ブラシによってトナーの薄層を形成される現像ローラ、3は感光体、7aは現像ローラ2へ直流(DC)バイアスを印加する電源、7bは同じく現像ローラ2へ交流(AC)バイアスを印加する電源、8は磁気ロール(供給ローラ)1へ直流(DC)バイアスを印加する電源、9は磁気ロール(供給ローラ)1上に形成された磁気ブラシの高さを一定に保つための穂切りブレード、11は露光、12は現像装置の枠体、20は画像形成装置、22は現像剤を撹拌して磁気ロール(供給ローラ)1へ供給するパドルミキサー、23は同じく現像剤を撹拌しながら搬送して帯電させる撹拌ミキサー、25は現像装置50A内のトナー量を検出するトナーセンサー、26は現像装置内の仕切り板で、この仕切り板は、図6から明らかなように、長手方向両端が現像装置50Aの長さより短く、両端を現像剤が自由に通り抜けられるようになっている。30は現像ローラ2の軸、31は磁気ロール(供給ローラ)1の軸、32は現像ローラ2内部に軸30と現像ローラのスリーブ間に設けられている支持体たる梁、33は現像ローラ軸30、磁気ロール(供給ローラ)軸31の軸受け部材、34は現像ローラ2の両端部と非接触でフタをするように設けられ、空間絶縁層部35を形成する支持体、50Aは画像形成装置20のブラック用現像装置、50Bは同じくイエロー用現像装置、50Cは同じくシアン用現像装置、50Dは同じくマゼンタ用現像装置、53は記録紙を収容した給紙カセット、54は記録紙を搬送するための無端状ベルト、56は感光体3を帯電するための帯電器、57は帯電された感光体を露光して潜像を形成するための露光器、58は現像されたトナー像を記録紙に転写するための転写装置、59はトナー像を転写された記録紙上のトナー像を定着するための定着装置である。
In the figure, reference numeral 1 is a non-magnetic metal material formed in a cylindrical shape, and a plurality of fixed magnets are arranged inside the sleeve-shaped magnetic roll (supply roller) that can rotate around the fixed magnets, and 2 is a magnetic roll (Supply roller) A developing roller in which a thin layer of toner is formed by a magnetic brush formed on 1, 3 is a photosensitive member, 7 a is a power source for applying a direct current (DC) bias to the developing
図8は本発明になる現像装置を有した画像形成装置の一実施例の模式図であり、この画像形成装置20は、無端状ベルト54が、給紙カセット53からの記録紙を定着装置59に向かって搬送可能に配設されており、記録紙を搬送するベルト54の上側には、ブラック用現像装置50A、イエロー用現像装置50B、シアン用現像装置50C及びマゼンタ用現像装置50Dが配設されている。そしてこれらの現像装置50(A、B、C、D)には、それぞれ磁気ロール(供給ローラ)1(A、B、C、D)、該磁気ロール(供給ローラ)1(A、B、C、D)に近接して現像ローラ2(A、B、C、D)が配設され、該現像ローラ2に対面して感光体3(A、B、C、D)が、さらにこの感光体3の周囲には、帯電器56(A、B、C、D)及び露光器57(A、B、C、D)が配置されている。
FIG. 8 is a schematic diagram of an embodiment of an image forming apparatus having a developing device according to the present invention. In this
そして、図示しない制御回路からプリント開始信号が来ると、現像装置内50Aのキャリアとトナーが撹拌され、トナーが摩擦帯電されてキャリア表面に付着し、磁気ロール(供給ローラ)1(A、B、C、D)の表面にキャリアによる磁気ブラシが形成され、現像ローラ2(A、B、C、D)上にトナーの薄層が形成される。このとき記録紙は、給紙カセット53から送りだされてベルト54に送られ、その記録紙が各色の感光体3(A、B、C、D)に達するタイミングに合うように、帯電器56(A、B、C、D)による感光体3の帯電、露光器57(A、B、C、D)からの画像信号による感光体3への露光と潜像の形成、現像ローラ2上のトナーによる該潜像の現像が行われ、記録紙が感光体3に達したとき、転写装置58(A、B、C、D)による転写バイアスが印加されて記録紙にトナー像が転写され、定着装置59で定着されて排紙される。
When a print start signal comes from a control circuit (not shown), the carrier and toner in the developing
次に現像装置50について説明する。図8には4種類の現像装置が示されているが、作用は同じであり、そのため一例としてブラック用トナーを用いる現像装置50Aを代表して説明する。図1は現像ローラ端面の形状を説明するための斜視図、図2は現像ローラの形状を説明するための側面図、図3は現像ローラと磁気ロール(供給ローラ)の軸受けの形態を説明するための斜視図、図4は現像ローラの軸受けの構造を説明するための一部断面図、図5は現像装置50Aの斜視図、図6は平面断面図、図7側面断面図である。
Next, the developing device 50 will be described. Although four types of developing devices are shown in FIG. 8, the operation is the same, and therefore, a developing
図5乃至図7から明らかなように、断面コ字状に形成された現像装置50Aの枠体12内には、感光体3に所定距離離間して現像ローラ2が配設されている。そしてその現像ローラ2から所定距離離間して、非磁性金属材料で円筒状に形成され、内部に複数の固定磁石が配設されて該固定磁石の周囲を回転可能としたスリーブ状の磁気ロール(供給ローラ)1が配設され、このスリーブの磁気ブラシ形成領域H3は、現像ローラ2の軸方向幅H1よりも長い寸法に形成されている。またこの磁気ロール(供給ローラ)1の上流には、パドルミキサー22、仕切り板26を挟んで撹拌ミキサー23が設けられ、トナーとキャリアからなる2成分現像剤は、この撹拌ミキサー23とパドルミキサー22の回転によって撹拌、帯電され、仕切り板26両端の仕切がない部分によってこの撹拌ミキサー23とパドルミキサー22の間を循環してゆく。そのため、この2成分現像剤によって磁気ロール(供給ローラ)1の表面に磁気ブラシが形成され、その磁気ブラシは、穂切りブレード9によって一定の層厚とされ、現像ローラ2に接触する。
As is apparent from FIGS. 5 to 7, the developing roller 2 is disposed at a predetermined distance from the
この穂切りブレード9と磁気ロール(供給ローラ)1とのギャップは0.3から1.5mm、磁気ロール(供給ローラ)1と現像ローラ2間のギャップは同様に0.3から1.5mm程度である。現像ローラ20と感光体3との間のギャップは、150から400μm、好ましくは200から300μmである。150μmより狭いとカブリの要因になり、400μmより広いとトナーを感光体3に飛翔させることが困難になり、十分な画像濃度得ることが出来ない。また、選択現像を発生させる要因になる。
The gap between the cutting blade 9 and the magnetic roll (supply roller) 1 is 0.3 to 1.5 mm, and the gap between the magnetic roll (supply roller) 1 and the developing roller 2 is also about 0.3 to 1.5 mm. It is. The gap between the developing
一方、この磁気ロール(供給ローラ)1と現像ローラ2の間には、図7に示したように直流(DC)電源7a、交流(AC)電源7bによって直流に交流が重畳されたバイアスが、直流(DC)電源8によって直流バイアスがそれぞれ印加され、磁気ロール(供給ローラ)1上の磁気ブラシ中のトナーは、この直流(DC)電源7aと直流(DC)電源8によるバイアスの電位差|DC7a−DC8|(以下Δと表現する)によって現像ローラ2上にトナーのみの薄層を形成する。この現像ローラ2上のトナーの薄層は、現像剤の抵抗や現像ローラ2と磁気ロール(供給ローラ)1の回転速度差などによっても変化するが、上記の電位差によっても制御することが可能であり、Δを大きくすると現像ローラ2上のトナーの層が厚くなり、Δを小さくすると薄い層となる。Δの範囲は、一般的に100Vから250V程度が適切である。
On the other hand, between the magnetic roll (supply roller) 1 and the developing roller 2, as shown in FIG. 7, there is a bias in which an alternating current is superimposed on a direct current by a direct current (DC)
そしてこの現像ローラ2上のトナーは、直流(DC)電源7a、交流(AC)電源7bによって現像ローラ2に印加されたバイアスで感光体3との間を飛翔し、感光体3上に形成された潜像を現像する。なお、トナーの飛散を防ぐため、交流(AC)電源7bによるバイアスは、現像の直前に印加する。また、現像に使われずに現像ローラ2上に残ったトナーは、掻き取りブレードなどの特別な装置を設けることなく、磁気ロール(供給ローラ)1上の磁気ブラシが現像ローラ2上のトナー層に接触し、両ロールの周速差によるブラシ効果とパドルミキサー22による磁気ブラシの攪拌で、現像剤の回収と入れ替えがおこなわれる。前記したように、現像ローラ2の幅H1は磁気ブラシ1の幅H3より短くされているから、磁気ブラシ1は現像ローラ2の幅H1より長い区間にわたって形成され、現像ローラ2上のトナー全てを回収できるようにしてあるから、現像ローラ2上のトナーは確実に入れ替えを行うことができる。
The toner on the developing roller 2 flies between the
そして本発明になる現像装置50Aの現像ローラ2は、図1、図2に示したように、その端部に壁が設けられておらず、表面スリーブと中心を貫通している軸30間を、これらスリーブと軸30と一体に押し出し成型した支持体たる梁32が設けられている。しかもこの梁32は、図1から明らかなように現像ローラ2の端部から内側に入り込んだ位置から形成されており、さらにこの現像ローラ2の端部は、図4から明らかなように面取りされている。そのため、この現像ローラ2の端部は従来の現像ローラのように、トナーが付着する平面が無く、その上スリーブの端部が面取りされているから、この端部にもトナーが付着することがない。また、たとえ少量のトナーが面取りした先端部に付着したとしても、面取りによって感光体3との距離は大きくなっているから、感光体3に飛翔して画像汚れを発生させるということがない。さらにこの現像ローラ2の両外周端面に面取りが施されていることにより、現像ローラ2端部の電界強調が低減され、端部からトナーが飛翔することがない。従って、感光体ドラム1の非印字部をトナーで汚すことが無く、良好な画像を得ることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the developing roller 2 of the developing
なお、この現像ローラ2の材質はアルミの引抜き管が一般的であるが、それに限定するものではなく、また、現像ローラ2の外壁と内壁との差、つまりローラの肉厚は機械強度が十分であればトナーが付着する面を考えると薄いほうが望ましい。またこの現像ローラ2は、前記したように押し出し成型で作ることにより、表面精度、粗さが良好で軸芯精度の良い現像ローラ2を作ることができ、さらに軸が現像ローラ2の両端部まで延在しているから、長い現像ローラとしても歪み無く細径に対応できる。さらに現像時も、中芯が通っているからバイアスが均等化されて軸方向にバラつかず、印字品質が安定化する。 The material of the developing roller 2 is generally an aluminum drawing tube, but is not limited thereto, and the difference between the outer wall and the inner wall of the developing roller 2, that is, the thickness of the roller has sufficient mechanical strength. Therefore, it is desirable that the surface is thin when the surface to which the toner adheres is considered. Further, the developing roller 2 can be made by extrusion molding as described above, so that the developing roller 2 having good surface accuracy and roughness and good axial center accuracy can be made. Further, the shaft extends to both ends of the developing roller 2. Since it extends, even a long developing roller can cope with a small diameter without distortion. Further, even during development, since the core passes, the bias is equalized and does not vary in the axial direction, and the print quality is stabilized.
また本発明の現像装置は、これら現像ローラ2の軸30と磁気ロール(供給ローラ)1の軸31を支持する軸受け部33における現像ローラ2の軸30を受ける部分に、図3、図4に示したように、好ましくは絶縁体、またはトナーより高抵抗の部材で形成して現像ローラ2の端面から内部に非接触状態でわずかな間隙を設けて入り込み、35で示したように空間絶縁層部を形成している支持体34を有している。すなわちこのような空間絶縁層部を設けることにより、現像ローラ2の両端にフタがされ、トナーは現像ローラ2の内部に入り込むということがなく、よりトナーの飛散を防ぐことができる。
Further, the developing device of the present invention has a portion that receives the
また、前記したように支持体34を現像ローラ2のスリーブと非接触としたが、これを接触させて回動自在に嵌合させた場合、支持体34に高い寸法精度が要求され、ちょっとでも精度が悪いとトルクアップになるというデメリットが生じる。しかしこのように非接触とすることによりその必要性が無く、例えば0.1〜0.2mm程度の隙間を設けてフタをすることにより、風の流れが無くなってトナーが入らなくなる。 Further, as described above, the support 34 is not in contact with the sleeve of the developing roller 2. However, when the support 34 is brought into contact with the sleeve so as to be rotatable, high dimensional accuracy is required for the support 34. There is a demerit that torque increases when accuracy is poor. However, there is no need for such non-contact, and for example, by providing a gap with a gap of about 0.1 to 0.2 mm, the flow of wind is eliminated and toner does not enter.
なお、以上の説明では、現像ローラ2を一体に押し出し成形する場合を例に説明してきたが、スリーブ部と軸30や梁32を別部材とし、外周面のスリーブ部を高抵抗、若しくは絶縁被覆した導電材で構成し、支持体たる梁32を絶縁材で構成して組立式にしても良いことは勿論である。なおこの場合、現像ローラ2へのバイアスは、スリーブ部に直接印加する。
In the above description, the case where the developing roller 2 is integrally formed by extruding has been described as an example. However, the sleeve portion and the
また以上の説明では、本件発明を、タンデム型カラー画像形成装置における磁性キャリアを用いて非磁性トナーを帯電させる2成分現像剤を使用し、帯電したトナーのみを現像ローラ上に保持し、トナーを飛翔させることにより静電潜像を現像する現像装置の場合を例に説明してきたが、本発明は、内部に磁石集成体がない現像ローラならどのような形式の現像装置にも使えることは明かであり、例えば非磁性トナージャンピング現像装置などにも応用できる。 In the above description, the present invention uses a two-component developer that charges a non-magnetic toner using a magnetic carrier in a tandem color image forming apparatus, holds only the charged toner on the developing roller, and removes the toner. Although the case of a developing device that develops an electrostatic latent image by flying is described as an example, it is clear that the present invention can be used for any type of developing device as long as the developing roller does not have a magnet assembly inside. For example, it can be applied to a non-magnetic toner jumping developing device.
以上種々述べてきたように本発明によれば、内部に固定された磁極部材を有する供給ローラの周囲に形成した磁性キャリアと非磁性トナーからなる磁気ブラシを、現像ローラに摺擦させながら両ローラ間に印加した搬送バイアスを利用して現像ローラへトナーのみを転移させ、現像ローラ上のトナー薄層にて潜像担持体上の潜像を非接触現像する画像形成装置における現像方法及び装置において、前記現像ローラ幅を磁気ブラシ幅より短くしつつ、前記現像ローラ両端部内周面側を空間絶縁した状態で両ローラ間の電位差を利用して現像ローラへトナーのみを転移させたり、前記現像ローラ幅が磁気ブラシ幅より短く、且つ、前記現像ローラ内周面側と回転軸間の少なくとも現像ローラ軸方向両端域を中空にしたり、前記現像ローラ幅が磁気ブラシ幅より短く、且つ、前記現像ローラ内周側に位置し該現像ローラを回転軸に位置固定する梁が前記現像ローラ両端部より奥側に位置し、現像ローラ軸方向両端域に存在しないようにすることにより、現像ローラ側面へのトナー付着や現像ローラ内部へのトナー進入を簡単、安価な方法で防ぎ、トナー飛散やトナー漏れによる画像汚染や画像形成装置の機内汚染を防止できるようにした画像形成装置における現像装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, both rollers are formed while sliding a magnetic brush made of a magnetic carrier and a non-magnetic toner formed around a supply roller having a magnetic pole member fixed inside the developing roller. In a developing method and apparatus in an image forming apparatus in which only a toner is transferred to a developing roller using a conveyance bias applied in between and a latent image on a latent image carrier is non-contact developed with a thin toner layer on the developing roller. The developing roller width is made shorter than the magnetic brush width, and only the toner is transferred to the developing roller using the potential difference between the two rollers while the inner peripheral surfaces of both end portions of the developing roller are spatially insulated. The width is shorter than the width of the magnetic brush, and at least both end regions in the developing roller axial direction between the inner peripheral surface side of the developing roller and the rotation shaft are made hollow, or the developing roller width is magnetic. The beam that is shorter than the lash width and that is positioned on the inner peripheral side of the developing roller and that fixes the developing roller to the rotating shaft is positioned on the inner side of both ends of the developing roller and does not exist in both end regions in the axial direction of the developing roller. By this, toner adhesion to the side of the developing roller and toner intrusion into the developing roller can be prevented with a simple and inexpensive method, and image contamination due to toner scattering and toner leakage and in-machine contamination of the image forming apparatus can be prevented. A developing device in the image forming apparatus can be provided.
そして本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラと、該現像ローラを回転軸に位置固定する梁とが、押し出し若しくは引き抜き成形により一体的に成形されていることにより、軸芯精度や表面精度が良く、簡単、安価に製作することができる。 In the developing device in the image forming apparatus according to the present invention, the developing roller and the beam that fixes the position of the developing roller to the rotation shaft are integrally formed by extrusion or pultrusion, so that the axial accuracy is increased. It has good surface accuracy and can be manufactured easily and inexpensively.
さらに本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラと、該現像ローラを回転軸に位置固定する梁とを有し、前記梁が回転軸軸方向に沿在して現像ローラと一体的に形成されていることにより、強度的に優れ、歪みが少なく、片側ギアでも変形が少ない現像ローラとすることができる。また、一体に作ることにより、歪みが無く、大型、細径に対応でき、現像時に、バイアスが均等化されて軸方向にバラつかないから、印字品質の安定化を計ることができる。 Further, the developing device in the image forming apparatus according to the present invention includes the developing roller and a beam that fixes the position of the developing roller to the rotation shaft, and the beam is aligned with the developing roller along the rotation shaft axis direction. Thus, the developing roller is excellent in strength, less distorted, and less deformed even with one-side gear. Also, by making it integrally, it is possible to cope with large size and small diameter without distortion, and at the time of development, since the bias is equalized and does not vary in the axial direction, the printing quality can be stabilized.
また本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラを構成する基材が、外周面を高抵抗若しくは絶縁被覆した導電材であり、前記現像ローラを回転軸に位置固定する梁が絶縁材で形成して外周面と支持体を別部材で構成することにより、簡単、安価に現像ローラを作成することができる。 Further, in the developing device in the image forming apparatus according to the present invention, the base material constituting the developing roller is a conductive material having a high resistance or insulating coating on the outer peripheral surface, and the beam for fixing the position of the developing roller to the rotation shaft is insulated. By forming the outer peripheral surface and the support member as separate members using a material, a developing roller can be easily and inexpensively created.
そして本発明になる画像形成装置における現像装置は、前記現像ローラの外周面端縁部を、テーパ若しくはR状に形成したことにより、たとえ少量のトナーがR状に形成した先端部に付着したとしても、R状部によって感光体との距離は大きくなっているから、感光体に飛翔して画像汚れを発生させるということがない。 In the developing device in the image forming apparatus according to the present invention, it is assumed that a small amount of toner adheres to the tip formed in the R shape by forming the outer peripheral surface edge of the developing roller in a taper or R shape. However, since the distance from the photosensitive member is increased by the R-shaped portion, it does not fly to the photosensitive member and cause image smearing.
本発明によれば、現像ローラ側面へのトナー付着や現像ローラ内部へのトナー進入を簡単、安価な方法で防ぎ、トナー飛散やトナー漏れによる画像汚染や画像形成装置の機内汚染を防止できるようにした画像形成装置における現像方法及び装置を提供することができる。 According to the present invention, toner adhesion to the side surface of the developing roller and toner intrusion into the developing roller can be prevented by a simple and inexpensive method, and image contamination due to toner scattering and toner leakage and in-machine contamination of the image forming apparatus can be prevented. The developing method and apparatus in the image forming apparatus can be provided.
1 磁気ロール(供給ローラ)
2 現像ローラ
30 現像ローラ軸
31 磁気ロール(供給ローラ)軸
32 梁
1 Magnetic roll (supply roller)
2 Developing
Claims (7)
前記現像ローラ幅を磁気ブラシ幅より短くしつつ、前記現像ローラ両端部内周面側を空間絶縁した状態で両ローラ間の電位差を利用して現像ローラへトナーのみを転移させることを特徴とする画像形成装置における現像方法。 A magnetic brush formed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner formed around a supply roller having a magnetic pole member fixed therein is conveyed to the developing roller by using a conveyance bias applied between the two rollers while sliding on the developing roller. In a developing method in an image forming apparatus in which only a toner is transferred and a latent image on a latent image carrier is non-contact developed with a thin toner layer on a developing roller, the developing roller width is made shorter than the magnetic brush width while the developing is performed. A developing method in an image forming apparatus, wherein only toner is transferred to a developing roller using a potential difference between both rollers in a state where the inner peripheral surfaces of both ends of the roller are spatially insulated.
前記現像ローラ幅が磁気ブラシ幅より短く、且つ、前記現像ローラ内周面側と回転軸間の少なくとも現像ローラ軸方向両端域が中空であることを特徴とする画像形成装置における現像装置。 An image forming apparatus comprising: a supply roller on which a magnetic brush made of nonmagnetic toner and a magnetic carrier is formed; a developing roller on which a thin toner layer is formed by sliding of the magnetic brush; and means for generating a potential difference between the two rollers In the developing device in
A developing device in an image forming apparatus, wherein the developing roller width is shorter than a magnetic brush width, and at least both end regions in the developing roller axial direction between the inner peripheral surface side of the developing roller and the rotation shaft are hollow.
前記現像ローラ幅が磁気ブラシ幅より短く、且つ、前記現像ローラ内周側に位置し該現像ローラを回転軸に位置固定する梁が前記現像ローラ両端部より奥側に位置し、現像ローラ軸方向両端域に存在しないことを特徴とする画像形成装置における現像装置。 An image forming apparatus comprising: a supply roller on which a magnetic brush made of nonmagnetic toner and a magnetic carrier is formed; a developing roller on which a thin toner layer is formed by sliding of the magnetic brush; and means for generating a potential difference between the two rollers In the developing device in
The width of the developing roller is shorter than the width of the magnetic brush, and the beam that is positioned on the inner peripheral side of the developing roller and that fixes the developing roller to the rotation shaft is positioned on the rear side from both ends of the developing roller. A developing device in an image forming apparatus, wherein the developing device does not exist in both end areas.
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