JP2005121774A - Development apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真法を用いて像担持体上の静電潜像を現像して可視化するのに用いる現像装置、およびこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device used for developing and visualizing an electrostatic latent image on an image carrier using electrophotography, and an image forming apparatus provided with the developing device.
像担持体に形成された静電潜像をトナーと磁性キャリアとから成る2成分現像剤を用いて現像するには、内部に磁界発生手段として複数の棒状の磁極を有するマグネットローラを固定して、円筒状で回転する現像剤担持体である現像スリーブが用いられる。 In order to develop an electrostatic latent image formed on an image carrier using a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier, a magnet roller having a plurality of rod-shaped magnetic poles is fixed inside as a magnetic field generating means. A developing sleeve which is a cylindrical and rotating developer carrier is used.
現像スリーブには、内部の磁極によって引き付けられた磁性キャリアにトナーが付着した現像剤が穂立ち状態に付着し、層厚規制部材によって現像剤の層厚が規制され現像スリーブの回転に伴って搬送され、現像領域で像担持体表面に接触し、像担持体上に形成された静電潜像箇所にトナーが付着して現像が行われる。 The developer with toner attached to the magnetic carrier attracted by the internal magnetic poles adheres to the developing sleeve in a rising state, and the layer thickness of the developer is regulated by the layer thickness regulating member, and is conveyed along with the rotation of the developing sleeve. Then, the image is brought into contact with the surface of the image carrier in the development region, and the toner is attached to the portion of the electrostatic latent image formed on the image carrier, and development is performed.
現像領域で現像を終えた現像剤は、現像スリーブの回転にともない現像容器内に戻され、同極の磁極が隣接して配置された反発磁界によって現像スリーブから剥離され、現像容器内に回収される。一方、現像剤が剥離されたあとには新しい現像剤が付着し、現像剤は交換されて現像領域へと搬送される。 The developer that has been developed in the development area is returned to the developing container as the developing sleeve rotates, and is peeled off from the developing sleeve by the repulsive magnetic field that is disposed adjacent to the magnetic pole of the same polarity, and collected in the developing container. The On the other hand, after the developer is peeled off, a new developer adheres, and the developer is exchanged and conveyed to the development area.
現像に当っては、現像スリーブ内部の磁極による磁束密度が現像条件に大きく影響することから、内部磁極についての検討がなされている。形成画像について、エッジ効果を低減しながら、ザラツキや後端白抜けのような異常画像の発生を抑え、画質を高めるには、現像領域入口付近での現像スリーブ上での磁気吸引力が所定の条件を満たしていることが必要であるとの提案がなされている。(特許文献1参照。)
また、反発磁極の1つの極を現像剤層厚規制極として用い、ムラのない均一な画像を得るには、隣接した同極性の周方向の所定領域の磁極間で垂直方向での磁界の強さの下限値(絶対値)を規定することが必要であるとの提案がなされている。(特許文献2参照)
In addition, in order to obtain a uniform image without unevenness by using one pole of the repulsive magnetic pole as the developer layer thickness regulating pole, the magnetic field strength in the vertical direction is between the adjacent magnetic poles in the circumferential direction of the same polarity. A proposal has been made that it is necessary to define a lower limit value (absolute value). (See Patent Document 2)
現像領域で現像された状態の現像剤が現像スリーブから剥がれずに再度現像が行われ、または現像された状態の現像剤が充分撹拌されないで現像スリーブに再び付着し現像に用いられた場合には、像担持体上の現像された画像は現像ムラ等による画質の低下や画像濃度の低下が認められ、また現像剤の耐久性低下の原因となる。 When the developer developed in the development region is developed again without being peeled off from the developing sleeve, or when the developer in the developed state adheres again to the developing sleeve without being sufficiently stirred and is used for development. In the developed image on the image bearing member, image quality deterioration and image density decrease due to uneven development are recognized, and the durability of the developer is reduced.
現像スリーブからブレード等を摺擦させて強制的に現像剤を剥がしたり、現像剤に強力な圧力や摺擦力を加えるときには現像剤の劣化を速めることとなり好ましくない。 When the developer is forcibly peeled off by rubbing a blade or the like from the developing sleeve, or when a strong pressure or rubbing force is applied to the developer, deterioration of the developer is accelerated.
本発明の第1の目的は、現像剤の劣化を招くことが少なく、反発磁極の構成によって、一度現像に使用された現像剤は現像スリーブから充分剥がされ、新たに現像スリーブ上に撹拌された現像剤を供給して良好な現像が行われる現像装置、及びかかる現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。 The first object of the present invention is that the developer is hardly deteriorated, and the developer once used for development is sufficiently peeled off from the developing sleeve and newly stirred on the developing sleeve by the configuration of the repulsive magnetic pole. An object of the present invention is to provide a developing device that supplies a developer and performs good development, and an image forming apparatus including the developing device.
また、現像剤は長期使用によって現像剤電位が低下し、現像剤蒿が低下して現像剤搬送パドルから現像スリーブへの現像剤供給量が減り、画像に現像剤の搬送不良による現像時のピッチムラ等の不良が発生するようになる。 In addition, the developer potential decreases due to long-term use, developer wrinkles decrease, the amount of developer supplied from the developer transport paddle to the developing sleeve decreases, and uneven pitch during development due to poor transport of the developer on the image. Such a defect occurs.
本発明の第2の目的は、現像剤の長期使用後においても初期におけると同様の現像剤の帯電状態が維持されるよう現像剤の撹拌と搬送が行われて良好な現像が行われる画像形成装置を提供することにある。 The second object of the present invention is to form an image in which good development is carried out by stirring and conveying the developer so that the same charged state of the developer as in the initial stage is maintained even after long-term use of the developer. To provide an apparatus.
本発明の第1の目的を達成するために本発明(請求項1〜5)は以下のように構成している。
In order to achieve the first object of the present invention, the present invention (
請求項1記載の発明は、「磁性キャリアとトナーとを含む2成分現像剤を収容した現像容器と、前記現像容器に設置された回転可能の円筒状の現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に非回転に配置された複数の磁極を有する磁界発生手段と、前記現像剤担持体に現像剤を撹拌供給する現像剤搬送パドルとを具備し、前記複数の磁極のうちには隣接した同極性の磁極を設けた現像装置において、
前記現像剤搬送パドル先端は前記現像剤担持体と近接位置において互に反対方向に回転し、
前記隣接した同極性の磁極間で前記現像剤担持体の外周面に立てた法線方向の磁気吸引力の最低値が0.25N以下となる磁界の範囲ABは、120°≧∠AOB≧50°(Oは現像剤担持体中心)であって、
前記現像剤搬送パドル中心と前記現像剤担持体中心とを結ぶラインが前記現像剤担持体周面と交わる位置は、前記現像剤担持体上の円弧ABの中心位置よりも回転方向下流側の円弧AB内にあることを特徴とする現像装置。」である。
The invention according to
The developer transport paddle tip rotates in opposite directions to each other at a position close to the developer carrier,
The range AB of the magnetic field where the minimum value of the normal magnetic attractive force standing on the outer peripheral surface of the developer carrier between the adjacent magnetic poles of the same polarity is 0.25 N or less is 120 ° ≧ ∠AOB ≧ 50 ° (O is the center of the developer carrier),
The position where the line connecting the center of the developer transport paddle and the center of the developer carrier intersects with the peripheral surface of the developer carrier is an arc on the downstream side in the rotation direction from the center position of the arc AB on the developer carrier. A developing device in the AB. It is.
請求項2記載の発明は、「前記現像剤担持体の外径寸法は8mm以上、40mm以下の円筒体から成ることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。」である。
The invention according to
請求項3記載の発明は、「前記磁性キャリアは体積平均粒径が30μm以上、80μm以下のキャリアであることを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。」である。 A third aspect of the present invention is the “developing device according to the first or second aspect, wherein the magnetic carrier is a carrier having a volume average particle diameter of 30 μm or more and 80 μm or less”.
請求項4記載の発明は、「前記トナーは体積平均粒径が3μm以上、8μm以下の重合トナーであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の現像装置。」である。
The invention according to
請求項5記載の発明は、「請求項1〜4の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。」である。
The invention according to claim 5 is “an image forming apparatus comprising the developing device according to
本発明の第2の目的を達成するために本発明(請求項6)は以下のように構成している。 In order to achieve the second object of the present invention, the present invention (Claim 6) is configured as follows.
請求項6記載の発明は、「像担持体上の静電潜像の現像を行う現像装置は、
磁性キャリアとトナーとを含む2成分現像剤を収容した現像容器と、前記現像容器に設置された回転可能の円筒状の現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に非回転に配置された複数の磁極を有する磁界発生手段と、前記現像剤担持体に現像剤を撹拌供給する現像剤搬送パドルとを具備し、前記複数の磁極のうちには反発磁界を形成する同極性の磁極が隣接して配設され、前記現像剤搬送パドル先端は前記現像剤担持体の反発磁界領域と近接した位置で反対方向に回転する構成となっていて、
制御部は前記現像容器内の現像剤の使用時間に応じて前記現像剤搬送パドルの回転速度を増速するよう制御を行うことを特徴とする画像形成装置。」である。
The invention according to
A developer container containing a two-component developer containing a magnetic carrier and toner, a rotatable cylindrical developer carrier installed in the developer container, and a non-rotating arrangement inside the developer carrier. A magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles, and a developer transport paddle that stirs and supplies the developer to the developer carrying member, and a magnetic pole of the same polarity that forms a repulsive magnetic field among the plurality of magnetic poles. Arranged adjacent to each other, the developer transport paddle tip is configured to rotate in the opposite direction at a position close to the repulsive magnetic field region of the developer carrier,
The image forming apparatus according to
請求項1記載の発明によるときは、回転する現像スリーブ上の現像を終えた現像剤は現像剤搬送パドルによって撹拌され摩擦帯電によってキャリアにトナーが付着した新たな現像剤に円滑に交換されるので、現像ムラのない均一で良質の現像が行われることとなる。 According to the first aspect of the present invention, since the developer on the rotating developing sleeve has been developed, the developer is agitated by the developer transport paddle and is smoothly replaced with a new developer having toner adhered to the carrier by frictional charging. Thus, uniform and high-quality development without uneven development is performed.
請求項2記載の発明によるときは、現像スリーブを小径としたコンパクトな現像装装置についても現像ムラのない均一で良質の現像が行われることとなる。 According to the second aspect of the present invention, even with a compact developing device having a small diameter developing sleeve, uniform and high-quality development without uneven development is performed.
請求項3、4記載の発明によるときは、小粒径トナーを用いての均一で良質の現像が行われ、解像度の高い高画質の現像が行われることとなる。 According to the third and fourth aspects of the invention, uniform and high-quality development is performed using a small particle size toner, and high-quality development with high resolution is performed.
請求項5記載の発明によるときは、小型でコンパクトな画像形成装置によって、均一で良質な現像が行われて、解像度の高い高画質の画像が記録される効果が生じる。 According to the invention of claim 5, uniform and high-quality development is performed by a small and compact image forming apparatus, and an effect of recording a high-quality image with high resolution is produced.
請求項6記載の発明によるときは、従来は現像剤は長期間使用によって現像剤の帯電特性は低下して、像担持体の静電潜像部への現像剤の搬送は不良となり、現像ムラ等が発生していたのが解消し、現像剤の疲労劣化に関係なく長期に亘って変動なく良好な現像が行われる画像形成装置が提供されることとなった。 According to the sixth aspect of the present invention, conventionally, the developer is deteriorated in charging characteristics due to long-term use, and the developer is poorly conveyed to the electrostatic latent image portion of the image carrier. Thus, an image forming apparatus that can perform good development without fluctuation over a long period of time regardless of the fatigue deterioration of the developer is provided.
図面を用いて本発明の画像形成装置について説明する。 The image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) 図1の断面構成図に示す画像形成装置は、本発明が適用されるモノクロ画像を形成する電子写真プロセスを利用した複写機の画像形成部を図示したものである。但し、本発明は図1に示した構成に限定されるものではない。 (1) The image forming apparatus shown in the cross-sectional configuration diagram of FIG. 1 illustrates an image forming unit of a copying machine using an electrophotographic process for forming a monochrome image to which the present invention is applied. However, the present invention is not limited to the configuration shown in FIG.
1は潜像担持体のドラム状をした感光体であって、マイナス帯電する有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散したものを接地された金属製のシリンダ状の基板上に塗布してあり、電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚30μmであって、ドラム径φ60mmで矢示方向に例えば230mm/sの周速(vp)又はこれを上回る高速で駆動回転される。
2は回転する感光体1の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理するスコロトロン帯電手段で、グリッド印加電圧を−730Vとし、帯電電流値−800μAをもってバイアス電圧を印加し、感光体1の帯電電位を−750Vとしている。
3はレーザ走査方式をとった像露光手段で、レーザ波長780nmの半導体レーザ(LD)を用い、その出力パワーは300μWである。像露光手段3はレーザビームを出射して感光体1の一様に帯電した表面を走査露光し、静電潜像を形成する。
現像装置4は、後に詳しく説明するが、感光体1に対向して回転する現像スリーブ41により感光体1上の静電潜像をトナー像として現像する。接触或いは非接触による現像が、イメージ露光と反転現像との組み合わせで2成分現像剤を用いての現像が行われる。現像スリーブ41は磁性部材であるマグネットロール42の周囲に回転するローラ径φ8mm以上40mm以下の円筒部材で、本実施例においては現像スリーブ41のローラ径φ25mm、線速(vs)500mm/s以上の線速をもって回転し、感光体1との線速比(vs/vp)は1.5〜2.8の間に設定している。現像スリーブ41には直流成分の現像バイアスによって現像が行われるが、直流成分としては−600Vの現像バイアスを印加して反転現像が行われる。
As will be described in detail later, the developing
非磁性トナーと磁性キャリアを含有する2成分現像剤のトナーとしては、体積平均粒径が3〜8μmの重合トナーが好ましい。重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定しかぶりの発生が極めて少ない画像形成装置が可能となる。 As the toner of the two-component developer containing a nonmagnetic toner and a magnetic carrier, a polymerized toner having a volume average particle diameter of 3 to 8 μm is preferable. By using the polymerized toner, an image forming apparatus having a high resolving power and a stable density and a very small occurrence of fog can be realized.
重合トナーは次のような製造方法により製造される。 The polymerized toner is manufactured by the following manufacturing method.
トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。より具体的には、懸濁重合又は乳化重合等の重合反応と必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程を経て得られ、重合トナーでは、原料モノマー又はプレポリマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布及び形状の均一な球形トナーが得られる。 The formation of the binder resin for toner and the toner shape are obtained by polymerization of the raw material monomer or prepolymer of the binder resin and subsequent chemical treatment. More specifically, it is obtained through a polymerization reaction such as suspension polymerization or emulsion polymerization and, if necessary, a step of fusing particles between them, and in the polymerization toner, the raw material monomer or prepolymer is uniformly dispersed in an aqueous system. Since the toner is subsequently polymerized, a spherical toner having a uniform toner particle size distribution and shape can be obtained.
トナーは体積平均粒径が3μmを下回ると、かぶりの発生やトナー飛散が起こりやすくなる。上限8μmは本実施の形態が目標とする高画質を形成することを可能する粒径の上限である。 If the toner has a volume average particle size of less than 3 μm, fogging and toner scattering are likely to occur. The upper limit of 8 μm is the upper limit of the particle size that can form the high image quality targeted by this embodiment.
キャリアとしては、体積平均粒径が30〜80μmで磁化量が20〜70emu/gの磁性粒子からなるフェライトコアのキャリアが好ましい。30μmよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じやすくなる。また、80μmよりも粒径の大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合が生じうる。 As the carrier, a ferrite core carrier made of magnetic particles having a volume average particle size of 30 to 80 μm and a magnetization of 20 to 70 emu / g is preferable. Carrier adhesion tends to occur with a carrier having a particle size smaller than 30 μm. In addition, in the case of a carrier having a particle diameter larger than 80 μm, an image having a uniform density may not be formed.
内部に磁界発生手段であるマグネットロール42を有し、矢示方向に回転する現像スリーブ41には、相互摩擦によって帯電しキャリアの周りにトナーが付着した状態となった現像剤が磁力によって付着し、層厚規制部材45によって現像剤の層厚が規制されて感光体1と対向した現像領域へと搬送されて現像が行われる。
The
現像容器46内には1対の撹拌搬送スクリュ43A、43Bと現像剤搬送パドル44があって、新たに供給されるトナーやリサイクルトナーを現像容器46内の現像剤と混合・撹拌しながら現像スリーブ41へと搬送する。撹拌搬送スクリュ43A、43Bは共に棒状のスクリュ部材であって、一方は紙面の手前方向から後方向に、他方は紙面の後方向から手前方向に現像剤を撹拌しながら搬送する。トナーは撹拌搬送スクリュ43A、43Bによって巡回する現像剤上に落下し、混合・撹拌されて回転パドル44方向へと排出される。排出されたトナーと混合・撹拌状態にある現像剤は、後に説明する水車状の現像剤搬送パドル44によって更に撹拌されて現像スリーブ41の反発磁界領域へと供給され、現像領域において感光体1上の静電潜像部分の現像が行われる。
In the developing
5はトナー像の転写性を高めるために照射する転写前露光光源で、光波長700nmのLEDで、光出力10luxをもって照射する。 Reference numeral 5 denotes a pre-transfer exposure light source for irradiating in order to improve the transferability of the toner image.
6はコロトロンの転写極で、転写電流200μAの定電流制御によって感光体1上のトナー像の転写紙上への転写を行う。
7はコロトロンの分離極で、AC成分100μA、DC成分−200μAの分離電流によって転写紙の感光体1からの分離を促す。
Reference numeral 7 denotes a corotron separation pole, which promotes separation of the transfer paper from the
給紙部より給紙された転写紙Pは、レジストローラ21によって感光体1上に形成されたトナー像と同期して給紙がなされ、転写ニップ部において転写極6によってトナー像の転写を受ける。転写ニップ部を通過した転写紙Pは、感光体1の面から分離極7によって分離され、搬送ベルト22によって定着装置23へ搬送される。
The transfer paper P fed from the paper feed unit is fed in synchronism with the toner image formed on the
定着装置23は内部にヒータを配置した加熱ローラ23aと加圧ローラ23bとより成り、トナー像を保持した転写紙Pは加熱ローラ23aと加圧ローラ23bとの間で加熱・加圧がなされて定着し、トナー像が定着された転写紙Pは排紙ローラ24によって機外の排紙トレイ上に排出される。
The fixing
一方、転写紙Pへのトナー像の転写後の感光体1の表面は摺接するクリーニングブレードを用いたクリーニング装置8により転写残トナーの清掃が行われる。クリーニング装置8を通過して表面が清掃された感光体1周面は、光波長700nm、光出力10lux光源を用いた帯電前露光(PCL)手段9によって照射がなされ、残留電位を低下して次の画像形成サイクルへと移行する。
On the other hand, the transfer residual toner is cleaned by a
(2) 図2には前記現像装置4の要部拡大図を示している。本実施例においては5極のマグネットロール42を有していて、N極としてN1、N2を、S極としてS1、S2、S3をしていて磁極N1が感光体1に対向した現像磁極である。本発明においては、隣接した同極性の磁性S1、S2が設けられていて反発磁界を構成し、現像領域で現像を行った現像剤を反発磁界において回転する現像スリーブ41周面から剥離すると共に現像剤搬送パドル44から供給される新しい現像剤を現像スリーブ41周面に付着させ、付着する現像剤の交換がなされて現像領域へと搬送する。
(2) FIG. 2 shows an enlarged view of a main part of the developing
本発明においては、磁極S1、S2間で現像スリーブ41の外周面に立てた法線方向の磁気吸引力Frの最低値が0.25N以下となる磁界の範囲ABを120°≧∠AOB≧50°(Oは現像スリーブ中心)に設定している。
In the present invention, the magnetic field range AB where the minimum value of the normal magnetic attractive force Fr standing on the outer peripheral surface of the developing
磁気吸引力Frは、法線磁束密度Br、接線磁束密度Bθとし、軸対称円筒座標系(r,θ)で表示すると、
Fr=m×{Br(δBr/δr)+(Bθ/r)(δBr/δθ)}
上式で演算がなされるが、数値計算誤差が生じ易いことから、磁気吸引力Frは図4に示す測定装置により測定される。
When the magnetic attraction force Fr is represented by a normal magnetic flux density Br and a tangential magnetic flux density Bθ, and expressed in an axisymmetric cylindrical coordinate system (r, θ),
Fr = m × {Br (δBr / δr) + (Bθ / r) (δBr / δθ)}
Although the calculation is performed by the above equation, since a numerical calculation error is likely to occur, the magnetic attractive force Fr is measured by the measuring device shown in FIG.
図2における磁極S1、S2を有するマグネットロール42を被測定物として駆動部31と支持腕32に水平に取り付ける。電子天秤33に磁石ローラ30の回転軸に平行であり、マグネットロール42の回転軸を通る垂線が中心となるように吸引部材40を保持した保持部材34を設定する。
A
磁性体である鉄の棒からなる吸引部材40は、図5(a)に示すように保持部材34に保持され、図5(b)に示すように高さ10±0.1mm、幅10±0.1mm、長さ35±0.5mmであり、底部の両側部に、2×2mmの面取りを付けた比透磁率が5000の鉄材からなる棒である。マグネットロール42と吸引部材40間の間隔は、吸引ギャップ設定部35により設定される。
The attracting
駆動部31でマグネットロール42を回転させ、電子天秤33で、マグネットロール42の各回転位置における磁気吸引力Frを測定する。
The
測定結果は、コントローラ36で演算されてレコーダ37において記録される。 The measurement result is calculated by the controller 36 and recorded in the recorder 37.
前記磁気吸引力Frは、吸引ギャップ設定部35により、現像スリーブ20の外周面から0.1mm上方の位置に相当する位置に、吸引部材40の図5における上面を設定した条件での測定値である。
The magnetic attraction force Fr is a measured value under the condition that the upper surface of the
図3にはレコーダ37によって記録された反発磁界での磁気吸引力Frを示している。磁気吸引力Frが0.25Nよりも大きいと現像を終えた現像剤は現像スリーブ41への付着を維持する傾向にあって、現像剤の交換が充分に行われない。
FIG. 3 shows the magnetic attractive force Fr in the repulsive magnetic field recorded by the recorder 37. When the magnetic attractive force Fr is larger than 0.25 N, the developer that has been developed tends to maintain adhesion to the developing
また現像剤の交換が行われる磁気吸引力Frが0.25N以下の現像剤の交換が行われる範囲は、本発明が適用されるφ40mm以下、本実施例においてはφ25mmの小径の現像スリーブ41にあっては50°以上の含み角をもっていることが必要であって、外径がφ8mmの現像スリーブ41にあっては3極のマグネットロール42が用いられ、磁気吸引力Frが0.25N以下の範囲は120°近くに設定されていることが必要である。
Further, the range of the replacement of the developer having a magnetic attraction force Fr of 0.25 N or less in which the developer is replaced is 40 mm or less to which the present invention is applied. In this embodiment, the developing
現像容器46内で撹拌搬送スクリュ43A、43Bで撹拌された現像剤は、現像剤搬送パドル44によって上記の現像スリーブ41の反発磁界へと供給され、現像を終えた現像剤が剥離したあとに新たに付着して現像領域へと搬送される。次に現像剤搬送パドル44について説明する。
The developer agitated by the agitating and conveying
水車状に4枚羽根や6枚羽根を有した現像剤搬送パドル44は、現像スリーブ41の外径と近似した約25mmの径を有していて、現像剤搬送パドル44先端は現像スリーブ41周面の反発磁界領域と1〜4mmの間隙をもった近接位置で、現像スリーブ41と反対方向に現像スリーブ41の周速よりもやや遅い周速(本実施例においては現像スリーブ41の5/8の周速)をもって回転している。
The
本発明にあっては、現像剤搬送パドル44の中心O’と、現像スリーブ41の中心Oとを結ぶラインが現像スリーブ41の周面と交わる位置Qは、現像スリーブ41周面の磁気吸引力Frが0.25N以下の磁界の範囲ABの中心位置Mよりも現像スリーブ41の回転方向下流側の円弧AB内にあるよう配設している。このような位置関係を構成することによって、現像を終えた現像剤が現像スリーブ41より剥離したあとに新たな現像剤が供給されて付着し、ピッチムラ等のない視覚によって充分に許容される範囲内にある均一な条件での現像が行われる。
In the present invention, the position Q where the line connecting the center O ′ of the
現像剤搬送パドル44の中心O’と、現像スリーブ41の中心Oとを結ぶラインが現像スリーブ41の周面と交わる位置Qが円弧ABの中心位置Mよりも上流側にあるときは、現像を終えた現像剤が現像スリーブ41からの剥離が不充分の状態の上に新たな現像剤が不充分の状態で供給されて付着するので、ピッチムラ状の現像ムラの発生が認められる。
When the position Q where the line connecting the center O ′ of the
本発明者らのテストによれば、現像剤搬送パドル44の中心O’と、現像スリーブ41の中心Oとを結ぶラインが現像スリーブ41の周面と交わる位置Qは、現像スリーブ41周面の磁気吸引力Frが0.25N以下の磁界の範囲ABの回転方向上流側より(2/3)近傍の位置にあることが、最も現像ムラが生じない安定した配設関係にあることを確認している。
According to the tests of the present inventors, the position Q where the line connecting the center O ′ of the
(3) 上記に説明した現像装置では、現像容器46内での現像剤間での機械的なストレスは小さく、長期使用によっても現像剤の劣化は従来に較べると遅い。しかし現像領域での現像によって現像剤は劣化し、キャリアの帯電電位が低下してキャリアに摩擦帯電によって付着するトナー量は減少して現像剤嵩は低下し、現像スリーブ41による現像剤の搬送不良が生じるようになって現像ムラが生じ易い状態となる。
(3) In the developing device described above, mechanical stress between the developers in the
本発明にあっては、現像容器46内の現像剤の使用時間に応じて現像剤搬送パドル44の回転速度を増速するよう制御を行い、現像剤が劣化しても劣化前と同様の良好な現像が行われるよう制御を行っている。
In the present invention, control is performed so as to increase the rotational speed of the
図6、図7には現像装置駆動関連の電気制御系の概要を示している。 6 and 7 show an outline of an electric control system related to developing device driving.
101は演算制御処理を行うCPUで、画像形成プログラムをはじめデータ処理プログラムを記憶したROM102、現像駆動部の駆動時間の累計を記憶するRAM103等が接続されていて、CPU101はインターフェース110を介して外部機器に接続されている。インターフェース110には現像装置駆動関連として出力側に現像駆動部111A又は111Bと現像バイアス電源112が接続されている。
画像形成時には、CPU101はROM102に記録された画像形成プログラムを呼び出してインターフェース110を介して現像駆動部111A又は111Bの駆動を行い、現像バイアス電源へのバイアス電圧印加が行われ、感光体1上に形成された静電潜像部分に対して現像が行われる。
At the time of image formation, the
本発明においては、CPU101は現像駆動部11A又は111Bの駆動時間を計測し、計測された駆動時間をRAM103に入力し、新規の現像剤を現像容器46内に装填して以降の現像駆動時間の累計が記憶される。
In the present invention, the
図8に示すのは、現像駆動累計時間と現像剤搬送パドル44の回転速度の関係を示すテーブルでCPU101はこのテーブルを記憶したROM102からこのテーブル呼び出し、現像駆動累計時間が100Hまでは現像剤搬送パドル44は240rpmで回転するよう制御を行い、100Hを超えると現像剤搬送パドル44は270rpmの回転数に切り換えられて現像時における増速がなされる。
FIG. 8 shows a table showing the relationship between the total development drive time and the rotation speed of the
このようなCPU101の現像駆動累計時間に基づいての現像剤搬送パドル44の回転数制御によって、現像剤が劣化して来たときは現像剤搬送パドル44の回転速度を増速し、キャリアとトナーとの間での撹拌・摩擦を盛んとし、キャリアの帯電を高めて現像初期と同じ状態での現像が継続して行われることとなる。なお、本実施例においては現像駆動累計時間が200Hを超えると、現像剤搬送パドル44の回転数を330rpmに増速すると共に、画像形成装置の表示部に現像剤の交換時期に至ったことを示す表示がなされる。
By controlling the number of rotations of the
上記説明においては、現像剤搬送パドル44のみが現像駆動累計時間に応じて増速するとの説明を行ったが現像剤搬送パドル44と共に撹拌搬送スクリュ43A、43Bも同時に増速する構成となっていることが望ましい。
In the above description, it has been described that only the
上記に説明した現像駆動について、図6に示す現像駆動部111Aにおいては、現像スリーブ41を駆動する駆動モータと、現像剤搬送パドル44を駆動する駆動モータとは別の駆動モータとし、現像剤搬送パドル44を駆動する駆動モータの回転速度を現像駆動累計時間に応じて増速するようCPU101が制御する回路例を示している。
Regarding the development drive described above, in the
また、図7に示す現像駆動部111Bにおいては、現像スリーブ41と現像剤搬送パドル44とは同一の駆動モータによって回転し、現像剤搬送パドル44と駆動モータとの間の駆動伝達部には速度切り換えがなされる変速機が設けられている。ここに示す実施例は、CPU101がこの変速機を現像駆動累計時間に応じて増速するよう制御を行う回路例である。
Further, in the
4 現像装置
41 現像スリーブ
42 マグネットロール
43A、43B 撹拌搬送スクリュ
44 現像剤搬送パドル
46 現像容器
100 制御部
101 CPU
110 インターフェース
111A、111B 現像駆動部
4 Developing
110
Claims (6)
前記現像剤搬送パドル先端は前記現像剤担持体と近接位置において互に反対方向に回転し、
前記隣接した同極性の磁極間で前記現像剤担持体の外周面に立てた法線方向の磁気吸引力の最低値が0.25N以下となる磁界の範囲ABは、120°≧∠AOB≧50°(Oは現像剤担持体中心)であって、
前記現像剤搬送パドル中心と前記現像剤担持体中心とを結ぶラインが前記現像剤担持体周面と交わる位置は、前記現像剤担持体上の円弧ABの中心位置よりも回転方向下流側の円弧AB内にあることを特徴とする現像装置。 A developer container containing a two-component developer containing a magnetic carrier and toner, a rotatable cylindrical developer carrier installed in the developer container, and a non-rotating arrangement inside the developer carrier. A magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles, and a developer transport paddle for stirring and supplying the developer to the developer carrying member, and a developing having a magnetic pole of the same polarity adjacent to the plurality of magnetic poles. In the device
The developer transport paddle tip rotates in opposite directions to each other at a position close to the developer carrier,
The range AB of the magnetic field where the minimum value of the normal magnetic attractive force standing on the outer peripheral surface of the developer carrier between the adjacent magnetic poles of the same polarity is 0.25 N or less is 120 ° ≧ ∠AOB ≧ 50 ° (O is the center of the developer carrier),
The position where the line connecting the center of the developer transport paddle and the center of the developer carrier intersects with the peripheral surface of the developer carrier is an arc on the downstream side in the rotation direction from the center position of the arc AB on the developer carrier. A developing device in the AB.
磁性キャリアとトナーとを含む2成分現像剤を収容した現像容器と、前記現像容器に設置された回転可能の円筒状の現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に非回転に配置された複数の磁極を有する磁界発生手段と、前記現像剤担持体に現像剤を撹拌供給する現像剤搬送パドルとを具備し、前記複数の磁極のうちには反発磁界を形成する同極性の磁極が隣接して配設され、前記現像剤搬送パドル先端は前記現像剤担持体の反発磁界領域と近接した位置で反対方向に回転する構成となっていて、
制御部は前記現像容器内の現像剤の使用時間に応じて前記現像剤搬送パドルの回転速度を増速するよう制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 The developing device for developing the electrostatic latent image on the image carrier is
A developer container containing a two-component developer containing a magnetic carrier and toner, a rotatable cylindrical developer carrier installed in the developer container, and a non-rotating arrangement inside the developer carrier. A magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles, and a developer transport paddle that stirs and supplies the developer to the developer carrying member, and a magnetic pole of the same polarity that forms a repulsive magnetic field among the plurality of magnetic poles. Arranged adjacent to each other, the developer transport paddle tip is configured to rotate in the opposite direction at a position close to the repulsive magnetic field region of the developer carrier,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control so as to increase a rotation speed of the developer transport paddle in accordance with a usage time of the developer in the developer container.
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