JP2005156692A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2005156692A JP2003392046A JP2003392046A JP2005156692A JP 2005156692 A JP2005156692 A JP 2005156692A JP 2003392046 A JP2003392046 A JP 2003392046A JP 2003392046 A JP2003392046 A JP 2003392046A JP 2005156692 A JP2005156692 A JP 2005156692A
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Hideki Yoshinami
英樹 善波
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of carrier adhesion and scumming even if a small-diameter developing roller is used in an image forming apparatus which has a developing means for developing a latent image on an image carrier by a developer composed of a toner and the carrier and a transfer means for transferring the toner image formed by the developing means to a transfer material, has a nonmagnetic sleeve rotating together with the fixed magnet in the developing means, and has a developing roller arranged to face the developer carrier. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is so constituted that the external diameter of the developing roller 51 is ≤18 mm; the developing main pole angle θ of the fixed magnet is inclined 5 to 10° to the upstream side in the rotating direction of the developing roller from a straight line connecting the center of the developing roller and the point nearest to the image carrier in the developing roller; the average grain size of the carrier constituting the developer is 35 to 40 μm; and the electric resistance value measured by a magnetic brush shape of the carrier is 5×10<SP>6</SP>to 5×10<SP>7</SP>Ω. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、静電現像方式を採用した現像装置を具備した画像形成装置たる複写機、ファクシミリ、プリンター、電子写真記録装置のプロッタ、さらに、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジなどに関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copying machine, a facsimile, a printer, an electrophotographic recording apparatus, which is an image forming apparatus equipped with a developing device employing an electrostatic developing system, and a process cartridge that is detachable from the image forming apparatus main body. .

複写機、プリンター等の画像形成装置では、現像手段として二成分現像装置が像担持体に対向して配置されており、該現像装置は固定した磁石と回転する非磁性スリーブを備え、これら磁石とスリーブからなる現像ローラを前記像担持体に対向配置されているのが一般的である。   In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a two-component developing device is arranged as a developing means so as to face the image carrier, and the developing device includes a fixed magnet and a rotating nonmagnetic sleeve, In general, a developing roller formed of a sleeve is disposed opposite to the image carrier.

かかる画像形成装置は、前記像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の潜像をトナーとキャリアからなる現像剤で現像する上記現像手段と、該現像手段により形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手段は固定した磁石と回転する非磁性スリーブを備え、かつ前記像担持体に対向配置された現像ローラを有する(例えば、特許文献1、2参照)。   Such an image forming apparatus includes a charging unit that uniformly charges the image carrier, a latent image forming unit that forms a latent image on the image carrier, and a latent image on the image carrier from toner and a carrier. The developing means for developing with the developer, and a transfer means for transferring the toner image formed by the developing means to a transfer material, the developing means comprising a fixed magnet and a rotating nonmagnetic sleeve, and A developing roller is disposed opposite to the image carrier (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

近年、画像形成装置がカラー化する一方で、装置本体の小型化が望まれている。例えば、4色のトナーを重ね合わせて多色化するカラー画像形成装置では、現像装置に用いられる現像ローラの数は一般に4本であり、かつ小型化のために現像ローラ径は小径化されつつある。近年では18mm以下の現像ローラも上市されている。   In recent years, while image forming apparatuses have become colored, downsizing of the apparatus main body is desired. For example, in a color image forming apparatus that superimposes four color toners to increase the number of colors, the number of developing rollers used in the developing apparatus is generally four, and the diameter of the developing roller is being reduced for miniaturization. is there. In recent years, developing rollers having a diameter of 18 mm or less are also on the market.

径が18mm以下の現像ローラは、小径化のメリットに加えて形成画像の後端カスレが少ない長所がある。すなわち、小径化によって現像剤が像担持体に接する幅が狭くなり、トナー像形成直後に現像剤の穂でトナー像をかすり取る作用が少なくなり、画像の後端カスレが少なくなると考えられる。   The developing roller having a diameter of 18 mm or less has an advantage that the rear end blur of the formed image is small in addition to the merit of reducing the diameter. That is, it is considered that the reduction of the diameter reduces the width at which the developer contacts the image carrier, reduces the effect of rubbing the toner image with the developer spike immediately after forming the toner image, and reduces the trailing edge blur of the image.

一方、径が18mm以下の小径現像ローラを用いると、潜像のエッジ部や地肌部へのキャリア付着、また地肌部へのトナー付着に対しての余裕が低下するという問題が発生する。   On the other hand, when a small-diameter developing roller having a diameter of 18 mm or less is used, there arises a problem that a margin for carrier adhesion to the edge portion or background portion of the latent image and toner adhesion to the background portion is lowered.

特許文献1には、感光体ドラムの線速200mm/s、現像スリーブの線速300mm/s、感光体ドラムの直径50mm、現像スリーブの直径18mm、磁石ローラの直径16mm、現像剤を構成する磁性粒子の粒径が20μm〜50μm、該磁性粒子のダイナミック抵抗がDRで10Ω〜10Ωとする現像法が開示されていて、画質の良好、キャリア付着防止、現像特性の安定化等の信頼性上、コスト抑制などの効果を得る旨の開示がある。 In Patent Document 1, the linear speed of the photosensitive drum is 200 mm / s, the linear speed of the developing sleeve is 300 mm / s, the diameter of the photosensitive drum is 50 mm, the diameter of the developing sleeve is 18 mm, the diameter of the magnet roller is 16 mm, and the magnetics constituting the developer. A development method in which the particle size of the particles is 20 μm to 50 μm and the dynamic resistance of the magnetic particles is 10 4 Ω to 10 8 Ω in DR has been disclosed, such as good image quality, prevention of carrier adhesion, stabilization of development characteristics, etc. There is a disclosure that an effect such as cost reduction is obtained in terms of reliability.

特許文献2には、現像ローラ径25mm以下において、主極角度を15°〜25°に設定することで、キャリア付着と地肌汚れの発生を防止できること、及び上下2つの現像ローラを具備した現像手段の例として、現像能力を主体とする上段現像ローラの主極角度を10°に、キャリア付着や地肌汚れ防止を主体とする下段現像ローラの主極角度を20°にそれぞれ設定する旨の開示がある。   Patent Document 2 discloses that the main pole angle is set to 15 ° to 25 ° at a developing roller diameter of 25 mm or less, so that carrier adhesion and generation of background stains can be prevented, and developing means including two upper and lower developing rollers. As an example, there is disclosed that the main pole angle of the upper developing roller mainly composed of developing ability is set to 10 °, and the main pole angle of the lower developing roller mainly composed of carrier adhesion and background stain prevention is set to 20 °. is there.

特開2002−365914号公報JP 2002-365914 A 特開平11−95558号公報JP-A-11-95558

本発明の課題は、小径現像ローラを用いてもなお、キャリア付着や地汚れの発生を抑制することができる現像手段を備えた画像形成装置を提供することである。また、ユーザーメンテナンス性を向上させるために、本現像手段を具備したプロセスカートリッジを提供することである。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including a developing unit that can suppress the occurrence of carrier adhesion and background contamination even when a small-diameter developing roller is used. Another object of the present invention is to provide a process cartridge equipped with the developing means in order to improve user maintenance.

本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
(1). 像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の潜像をトナーとキャリアからなる現像剤で現像する現像手段と、該現像手段により形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手段には固定した磁石と回転する非磁性スリーブを備え、かつ前記像担持体に対向配置された現像ローラを有する画像形成装置において、該現像ローラの外径が18mm以下あり、かつ固定した磁石の現像主極角度が現像ローラの中心と該現像ローラが前記像担持体に最近接した点とを結ぶ直線から現像ローラの回転方向上流側に5°〜10°傾けられており、前記現像剤を構成するキャリアの平均粒径が35μm〜40μmであって、かつ該キャリアの磁気ブラシ形状で測定した電気抵抗値が5×10Ω〜5×10Ωであることとした(請求項1)。
(2). (1)記載の画像形成装置において、前記キャリアがその表面に樹脂皮膜層を有することとした(請求項2)。
(3). (1)乃至(3)の何れかに記載の画像形成装置において、前記現像ローラの線速度が前記像担持体の線速度の1.5乃至2.0倍であることとした(請求項3)。
(4). 像担持体と現像手段を必須の構成とし、これに、帯電手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、前記現像手段を構成する現像ローラの外径が18mm以下であり、かつ固定した磁石の現像主極角度が現像ローラの中心と該現像ローラが前記像担持体に最近接した点とを結ぶ直線から現像ローラの回転方向上流側に5°〜10°傾けられており、前記現像ローラが保持する現像剤を構成するキャリアの平均粒径が35μm〜40μmであって、かつ該キャリアの磁気ブラシ形状で測定した電気抵抗値を5×10Ω〜5×10Ωとした(請求項4)。
(5). (4)記載のプロセスカートリッジにおいて、前記キャリアが核体粒子の表面に樹脂皮膜層を有することとした(請求項5)。
(6). (4)又は(5)に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記現像ローラの線速度が像担持体の線速度の1.5乃至2.0倍であることとした(請求項6)。
(7). 帯電手段により帯電された像担持体を画像情報を含む走査光により走査して静電潜像をつくり、この静電潜像を現像手段によりトナー像として可視像化し、該トナー像を被転写媒体に転写する画像形成装置において、(4)乃至(6)に記載のプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対し脱着可能にした(請求項7)。
The present invention has the following configuration in order to achieve the above object.
(1). A charging unit for uniformly charging the image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the image carrier, and development for developing the latent image on the image carrier with a developer composed of toner and carrier. And a transfer means for transferring the toner image formed by the developing means to a transfer material. The developing means includes a fixed magnet and a rotating nonmagnetic sleeve, and is disposed opposite to the image carrier. In the image forming apparatus having the developing roller, the outer diameter of the developing roller is 18 mm or less, and the developing main pole angle of the fixed magnet is closest to the center of the developing roller and the developing roller is closest to the image carrier. Is inclined at an angle of 5 ° to 10 ° upstream of the developing roller in the rotation direction, and the average particle size of the carrier constituting the developer is 35 μm to 40 μm, and the carrier has a magnetic brush shape. Measured electricity Resistance was to be a 5 × 10 6 Ω~5 × 10 7 Ω ( claim 1).
(2). In the image forming apparatus according to (1), the carrier has a resin film layer on a surface thereof.
(3). In the image forming apparatus according to any one of (1) to (3), the linear velocity of the developing roller is 1.5 to 2.0 times the linear velocity of the image carrier. ).
(4). In a process cartridge in which an image carrier and a developing unit are indispensable components, and at least one unit selected from a charging unit and a cleaning unit is integrally supported, and is detachable from an image forming apparatus main body. The developing roller constituting the developing means has an outer diameter of 18 mm or less, and the development main pole angle of the fixed magnet is from a straight line connecting the center of the developing roller and the point where the developing roller is closest to the image carrier. The developer is inclined 5 ° to 10 ° upstream in the rotation direction of the developing roller, the average particle size of the carrier constituting the developer held by the developing roller is 35 μm to 40 μm, and the carrier has a magnetic brush shape. The measured electric resistance value was set to 5 × 10 6 Ω to 5 × 10 7 Ω.
(5). (4) In the process cartridge according to (4), the carrier has a resin film layer on the surface of the core particle.
(6). In the process cartridge according to (4) or (5), the linear velocity of the developing roller is 1.5 to 2.0 times the linear velocity of the image carrier (claim 6).
(7). The image bearing member charged by the charging unit is scanned with scanning light including image information to create an electrostatic latent image, the electrostatic latent image is visualized as a toner image by the developing unit, and the toner image is transferred. In the image forming apparatus for transferring to a medium, the process cartridge described in (4) to (6) can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus.

請求項1、4記載の発明は、小径現像ローラを用いてもなお、キャリア付着や地汚れの発生を抑制することができる。
請求項2、5記載の発明は、請求項1記載の効果をより安定させることができる。
請求項3、6記載の発明は、ベタの均一な現像能力を保つことができる。
請求項7記載の発明は、ユーザーメンテナンス性がより優れた画像形成装置についてキャリア付着や地汚れの発生を抑制することができる。
In the first and fourth aspects of the present invention, even when a small-diameter developing roller is used, it is possible to suppress the occurrence of carrier adhesion and background contamination.
The inventions according to claims 2 and 5 can further stabilize the effect according to claim 1.
According to the third and sixth aspects of the invention, the solid development ability can be maintained.
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of carrier adhesion and scumming in an image forming apparatus with better user maintenance.

[1] 画像形成装置
以下、図を参照しながら、本発明の一例を説明する。本発明の実施に適するカラー画像形成装置の構成を示した図1を用いて、構成及びカラー画像を得る過程について説明する。
[1] Image Forming Apparatus Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. A configuration and a process of obtaining a color image will be described with reference to FIG. 1 showing a configuration of a color image forming apparatus suitable for the implementation of the present invention.

[1.1] 装置の構成
図1において、箱形をした装置本体100内の略中間位置には中間転写ベルト11を有する転写ベルト装置10が位置している。中間転写ベルト11は左右方向に張設されていて、右下がりに緩く傾斜している。中間転写ベルト11の下側張設面に沿って、4つの画像ステーションST1、ST2、ST3、ST4が配置されている。
[1.1] Device Configuration In FIG. 1, a transfer belt device 10 having an intermediate transfer belt 11 is located at a substantially intermediate position in a box-shaped device main body 100. The intermediate transfer belt 11 is stretched in the left-right direction, and is gently inclined to the lower right. Four image stations ST1, ST2, ST3, and ST4 are arranged along the lower extending surface of the intermediate transfer belt 11.

これら4つの画像ステーションST1、ST2、ST3、ST4のそれぞれは、カラー画像を構成する色である、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)のトナー画像をつくる諸部材の構成からなり、使用するトナーの色が異なるだけで、同じ構成をしている。   Each of these four image stations ST 1, ST 2, ST 3, ST 4 creates various toner images for forming yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) toner colors. It is composed of members and has the same structure except for the color of the toner used.

図2にこれら4つの画像ステーションST1、ST2、ST3、ST4を一般化して符号STで示す。図2において、画像ステーションSTは、像担持体(以降は、感光体ドラムという。)20と、そのまわりに配置された帯電手段としての帯電装置30、現像手段としての現像装置50、クリーニング手段としてのクリーニング装置40などを具備している。その他の構成については後述する。感光体ドラム20は中間転写ベルト11に近接配置されている。   In FIG. 2, these four image stations ST1, ST2, ST3, ST4 are generalized and denoted by the symbol ST. In FIG. 2, an image station ST includes an image carrier 20 (hereinafter referred to as a photosensitive drum), a charging device 30 as a charging unit disposed around the image carrier ST, a developing device 50 as a developing unit, and a cleaning unit. The cleaning device 40 is provided. Other configurations will be described later. The photosensitive drum 20 is disposed in proximity to the intermediate transfer belt 11.

各画像ステーションST1、ST2、ST3、ST4は、扱うトナーの色が異なるだけで、基本的な構成は同じであるので、図1では各画像ステーションについて扱う色で区別するために、上記した符号の後に、イエロー用の画像ステーションについてはY、シアン用の画像ステーションについてはC、マゼンタ用の画像ステーションについてはM、ブラック用の画像ステーションについてはBkの符号をそれぞれ添えて示してある。   Since each image station ST1, ST2, ST3, ST4 has the same basic configuration except for the color of the toner to be handled, in FIG. Later, the yellow image station is indicated by Y, the cyan image station is indicated by C, the magenta image station is indicated by M, and the black image station is indicated by Bk.

図1において、転写ベルト11の下側張設面は右向きに進行する構成であり、この下側張設面に沿って、最も左側の画像ステーションST1はイエロー画像を形成する画像ステーションであり、感光体ドラム20Yと、そのまわりに配置された帯電装置30Y、現像装置50Y、クリーニング装置40Yなどを具備した構成からなる。   In FIG. 1, the lower stretched surface of the transfer belt 11 is configured to travel rightward, and along the lower stretched surface, the leftmost image station ST1 is an image station that forms a yellow image. The body drum 20Y includes a charging device 30Y, a developing device 50Y, a cleaning device 40Y, and the like disposed around the body drum 20Y.

イエロー画像を形成する画像ステーションST1の右隣には、シアン画像を形成する画像ステーションST2が位置している。このシアン画像用の画像ステーションST2は、感光体ドラム20Cと、そのまわりに配置された帯電装置30C、現像装置50C、クリーニング装置40Cなどを具備した構成からなる。   An image station ST2 for forming a cyan image is positioned to the right of the image station ST1 for forming a yellow image. The cyan image station ST2 includes a photosensitive drum 20C and a charging device 30C, a developing device 50C, a cleaning device 40C, and the like disposed around the photosensitive drum 20C.

シアン画像を形成する画像ステーションST2の右隣には、マゼンタ画像を形成する画像ステーションが位置している。このマゼンタ画像用の画像ステーションは、感光体ドラム20Mと、そのまわりに配置された帯電装置30M、現像装置50M、クリーニング装置40Mなどを具備した構成からなる。   An image station for forming a magenta image is located to the right of the image station ST2 for forming a cyan image. The image station for magenta image includes a photosensitive drum 20M and a charging device 30M, a developing device 50M, a cleaning device 40M, and the like disposed around the photosensitive drum 20M.

マゼンタ画像を形成する画像ステーションST3の右隣には、ブラック画像を形成する画像ステーションST4が位置している。このブラック画像用の画像ステーションST4は、感光体ドラム20Bkと、そのまわりに配置された帯電装置30Bk、現像装置50Bk、クリーニング装置40Bkなどを具備した構成からなる。   An image station ST4 for forming a black image is positioned to the right of the image station ST3 for forming a magenta image. The image station ST4 for black image includes a photosensitive drum 20Bk and a charging device 30Bk, a developing device 50Bk, a cleaning device 40Bk, and the like disposed around the photosensitive drum 20Bk.

中間転写ベルト11の内側であって、各画像ステーションにおける感光体ドラム40Y、40C、40M、40Bkと対向する位置には、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkがベルトに連れ回りするようにして配置されている。   The primary transfer rollers 12Y, 12C, 12M, and 12Bk are rotated around the belt at positions inside the intermediate transfer belt 11 and facing the photosensitive drums 40Y, 40C, 40M, and 40Bk in each image station. Are arranged.

各画像ステーションST1〜ST4に共通して対向する配置で、書込み装置8が位置している。この書込み装置8はよく知られるように、レーザー光源から射出されるレーザービームをY、C、M、Bkの各カラー画像情報信号で制御して走査光を得、これを偏向器で偏向して、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20Bkに向けて射出する。   The writing device 8 is positioned so as to face each of the image stations ST1 to ST4 in common. As is well known, the writing device 8 obtains scanning light by controlling the laser beam emitted from the laser light source with each color image information signal of Y, C, M, and Bk, and deflects it with a deflector. Then, the light is emitted toward each of the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20Bk.

中間転写ベルト11の左側上方には、各現像装置50Y、50C、50M、50Bkに補給するトナーを収容したトナーボトルが配置されている。図中左からイエロートナーを充填したトナーボトル60Y、シアントナーを充填したトナーボトル60C、マゼンタトナーを充填したトナーボトル60M、ブラックトナーを充填した60Bkなどであり、これらトナーボトルから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置50Y、50C、50M、50Bkに補給されるようになっている。   A toner bottle containing toner to be supplied to each of the developing devices 50Y, 50C, 50M, and 50Bk is disposed on the upper left side of the intermediate transfer belt 11. From the left in the figure, a toner bottle 60Y filled with yellow toner, a toner bottle 60C filled with cyan toner, a toner bottle 60M filled with magenta toner, 60Bk filled with black toner, etc. The developing devices 50Y, 50C, 50M, and 50Bk for each color are replenished by a predetermined replenishment amount.

書込み装置8の下方には給紙装置70が配置されている。給紙装置70には転写紙2を収容した給紙カセット1が装着されている。給紙装置70はまた、給紙ローラ3を具備していて、給紙カセット1に収容された多数の転写紙を上から1枚だけ分離して送り出す。給紙ローラ3から出た転写紙は、上向きに設けられた搬送経路を進むようにしてある。搬送経路上、2次転写ローラ5の直前位置には一対のレジストローラ4が配置されている。   A paper feeding device 70 is disposed below the writing device 8. A paper feed cassette 1 containing transfer paper 2 is mounted on the paper feed device 70. The paper feeding device 70 is also provided with a paper feeding roller 3, and separates and sends out a large number of transfer sheets stored in the paper feeding cassette 1 from the top. The transfer paper that has come out of the paper feed roller 3 travels along a transport path provided upward. A pair of registration rollers 4 is disposed immediately before the secondary transfer roller 5 on the conveyance path.

中間転写ベルト11の右端を支持しているローラに対向して2次転写ローラ5が対向位置して2次転写部を構成し、上記搬送経路はこの2次転写部を経てさらに上に延び、定着装置6を経て、さらに、排出コロ7を経て、排紙部9へと導かれている。また、中間転写ベルト11の右端を支持しているローラに対向して中間転写ベルトクリーニング装置13が配置されている。   The secondary transfer roller 5 is opposed to the roller supporting the right end of the intermediate transfer belt 11 to form a secondary transfer portion, and the conveying path extends further through the secondary transfer portion, It is guided to the paper discharge unit 9 through the fixing device 6 and further through the discharge roller 7. Further, an intermediate transfer belt cleaning device 13 is disposed so as to face the roller supporting the right end of the intermediate transfer belt 11.

[1.2] 画像形成プロセス
あらかじめ帯電装置30Y、30C、30M、30Bkによって一様に帯電された感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、光書込み装置8からの走査光により露光走査される。これにより、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk上に静電潜像が作られる。
[1.2] Image Forming Process The photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk that are uniformly charged in advance by the charging devices 30Y, 30C, 30M, and 30Bk are exposed and scanned by the scanning light from the optical writing device 8. . As a result, electrostatic latent images are formed on the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk.

各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置50Y、50C、50M、50Bkにより現像され、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。   The electrostatic latent images are developed by the developing devices 50Y, 50C, 50M, and 50Bk for the respective colors, and yellow, cyan, magenta, and black toner images are formed on the surfaces of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk.

次に中間転写ドラム11が回転し、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkに電圧が印加され、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk上のトナー像が、中間転写ベルト11上に順次重ね転写されていく。ここで、各感光体ドラム上での上記各色の作像動作は、各感光体ドラム上のトナー像が中間転写ベルト11上の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。   Next, the intermediate transfer drum 11 rotates and a voltage is applied to the primary transfer rollers 12Y, 12C, 12M, and 12Bk, and the toner images on the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk are transferred onto the intermediate transfer belt 11. Sequentially overprinted. Here, the image forming operation of each color on each photosensitive drum is performed from the upstream side to the downstream side so that the toner image on each photosensitive drum is transferred to the same position on the intermediate transfer belt 11. It is executed with the timing shifted.

こうして、中間転写ベルト11上には各色の重ね転写により色重ねフルカラートナー像が形成され、該中間転写ベルト11の移動と共に右方に移動していく。一方、2次転写ローラ部で会合するようにタイミングを合わせて、転写紙2が給紙カセット1より給紙ローラ3で送り出され、転写紙2の先端部がレジストローラ対4まで到達すると図示しないセンサによって検知され、この検出信号でタイミングを取りながら、レジストローラ対4によって転写紙2を2次転写ローラ5と中間転写ベルト11のニップ部からなる2次転写部に搬送する。中間転写ベルト11上に形成されたフルカラートナー画像は、2次転写部で、転写紙2に2次転写される。フルカラートナー画像が転写された転写紙2は、定着装置6に搬送されて熱定着され、排出コロ7により、排紙トレイ9に送り出され積載される。   In this way, a color-superimposed full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 11 by overlapping transfer of each color, and moves to the right as the intermediate transfer belt 11 moves. On the other hand, the transfer paper 2 is fed from the paper feed cassette 1 by the paper feed roller 3 at the timing so as to meet at the secondary transfer roller portion, and when the leading edge of the transfer paper 2 reaches the registration roller pair 4, it is not shown. The transfer sheet 2 is conveyed by a registration roller pair 4 to a secondary transfer portion formed by a nip portion between the secondary transfer roller 5 and the intermediate transfer belt 11 while being detected by a sensor and timed by this detection signal. The full color toner image formed on the intermediate transfer belt 11 is secondarily transferred to the transfer paper 2 at the secondary transfer portion. The transfer paper 2 onto which the full-color toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 6 and thermally fixed, and is sent out and stacked on a paper discharge tray 9 by a discharge roller 7.

なお、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk上の残留トナーは、それぞれのクリーニング装置40Y、40C、40M、40Bkでクリーニングされ、その後、直流に交流成分のバイアスが重畳印加された帯電装置30Y、30C、30M、30Bkによって除電と同時に帯電され、次の作像に備える。また、中間転写ベルト11上の残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置13によってクリーニングされ、次の作像工程に備える。   The residual toner on the photoconductive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk is cleaned by the respective cleaning devices 40Y, 40C, 40M, and 40Bk, and then the charging device 30Y, in which the bias of the AC component is superimposed and applied to the direct current. 30C, 30M, and 30Bk are charged simultaneously with static elimination to prepare for the next image formation. The residual toner on the intermediate transfer belt 11 is cleaned by the intermediate transfer belt cleaning device 13 to prepare for the next image forming process.

[1.3] 画像ステーション
図2に画像ステーションの1つを拡大して示す。この画像ステーションは、図1に示した4つの画像ステーションST1〜ST4を代表して画像ステーションSTと表示し、その構成部材は、4つの画像ステーションST1〜ST4についてカラーを識別するために付していた符号Y、C、M、Bkの添え字を除いて示している。また、図1では煩雑を避けるため説明を省略した部材についても、ここでは説明している。
[1.3] Image Station FIG. 2 shows an enlarged view of one of the image stations. This image station represents the four image stations ST1 to ST4 shown in FIG. 1 as an image station ST, and its constituent members are attached to identify the colors of the four image stations ST1 to ST4. The reference numerals Y, C, M, and Bk are omitted. In addition, members that are not described in FIG. 1 to avoid complexity are also described here.

図2において、現像装置50は開口部を有する現像ケース55、感光体ドラム20の表面に近接対向するように配置された現像ローラ51、現像ローラ51上の現像剤を一定の層厚に規制するドクタブレード52、現像ローラ51と対向する位置に配置される第1搬送スクリュ53と第2搬送スクリュ54等により構成されている。   In FIG. 2, the developing device 50 regulates the developing case 55 having an opening, the developing roller 51 disposed so as to face the surface of the photosensitive drum 20, and the developer on the developing roller 51 to a constant layer thickness. The first conveying screw 53 and the second conveying screw 54 are arranged at positions facing the doctor blade 52 and the developing roller 51, and the like.

また、クリーニング装置40は開口部を有するクリーニングケース43、感光体ドラム20上の残留トナーをクリーニングする為のクリーニングブレード41、クリーニングした廃トナーを図示しない廃トナーボトルに搬送する為の廃トナースクリュ42等により構成されている。   The cleaning device 40 includes a cleaning case 43 having an opening, a cleaning blade 41 for cleaning residual toner on the photosensitive drum 20, and a waste toner screw 42 for transporting the cleaned waste toner to a waste toner bottle (not shown). Etc.

転写ベルト装置10は中間転写ベルト11、感光体ドラム20上のトナー像を中間転写ベルト11に転写するための1次転写ローラ12、これらの部品を保持する中間転写ベルトケース14等にて構成されている。感光体ドラム20には帯電装置としての帯電ローラ30が接しており、さらに、この帯電ローラ30には、帯電ローラ30をクリーニングするクリーニングローラ31が接している。   The transfer belt device 10 includes an intermediate transfer belt 11, a primary transfer roller 12 for transferring a toner image on the photosensitive drum 20 to the intermediate transfer belt 11, an intermediate transfer belt case 14 for holding these components, and the like. ing. A charging roller 30 as a charging device is in contact with the photosensitive drum 20, and a cleaning roller 31 for cleaning the charging roller 30 is in contact with the charging roller 30.

感光体ドラム20の周面上であって、帯電ローラ30が接している位置と現像ローラ51が近接対向している部位との間の領域には、書込み装置8からの走査光が照射されるようになっている。   Scanning light from the writing device 8 is applied to a region on the circumferential surface of the photosensitive drum 20 between a position where the charging roller 30 is in contact and a portion where the developing roller 51 is in close proximity. It is like that.

[1.4] 現像装置
図2に示した現像手段としての現像装置50及び感光体ドラム20を取り出して示した図3において、現像ローラ51は、矢印方向に回転する非磁性のスリーブを備えており、このスリーブの内側に複数個の不動の磁石を具備している。
[1.4] Developing Device In FIG. 3 where the developing device 50 and the photosensitive drum 20 as the developing means shown in FIG. 2 are taken out, the developing roller 51 includes a nonmagnetic sleeve that rotates in the direction of the arrow. A plurality of stationary magnets are provided inside the sleeve.

これらの磁石中、感光体ドラム20に対向配置された極が主極M1であり、また符号θは主極角度を示している。なお、ここでいう主極角度θとは現像ローラ51の中心と現像ローラ51が感光体ドラムに最も近接した点とを結ぶ直線Lから、矢印で示す現像ローラ51の回転方向上流側に主極の中心をずらした角度のことである。よって、本例の場合、像担持体がドラムなので、直線Lは現像ローラ51の中心と感光体ドラム20の中心とを結ぶ直線と合致し、この直線Lに対して主極M1の中心をずらした角度が主極角度θとなる。   Among these magnets, the pole disposed opposite to the photosensitive drum 20 is the main pole M1, and the symbol θ indicates the main pole angle. The main pole angle θ here is a main pole on the upstream side in the rotation direction of the developing roller 51 indicated by an arrow from a straight line L connecting the center of the developing roller 51 and the point where the developing roller 51 is closest to the photosensitive drum. It is the angle which shifted the center of. Therefore, in this example, since the image carrier is a drum, the straight line L coincides with a straight line connecting the center of the developing roller 51 and the center of the photosensitive drum 20, and the center of the main pole M1 is shifted with respect to the straight line L. This angle becomes the main pole angle θ.

[2] 実施例
画像形成装置の構成及び現像条件を具体的に示す。
現像剤としてはフェライト芯材質で印加磁場5kOeでの飽和磁化72Am^2/kg、直流抵抗値は5×106Ωのキャリア、トナーは平均粒径5μmで現像剤に占めるトナー濃度は7重量%、ドクタブレード52と現像スリーブ(現像ローラ51の外径部)とのギャップは0.50mm、現像ローラ(現像ローラ51の外径部)と感光体ドラム20とのギャップ(現像ギャップ)は0.35mm、感光体ドラム20の直径は30mm、感光体ドラム20の外径部の線速度は155mm/sec、現像主極磁力は105mTである。ここで直流抵抗値とは、実際に使用する画像形成装置において、感光体の代わりにアースされたアルミ素管を用いた構成において、現像スリーブに20Vの電圧を印加したときの抵抗値を測定した結果である。
[2] Example The configuration and development conditions of an image forming apparatus will be specifically described.
As a developer, a ferrite core material, a saturation magnetization of 72 Am ^ 2 / kg at an applied magnetic field of 5 kOe, a DC resistance value of 5 × 10 6 Ω carrier, a toner having an average particle diameter of 5 μm, a toner concentration accounting for 7% by weight, a doctor The gap between the blade 52 and the developing sleeve (outer diameter portion of the developing roller 51) is 0.50 mm, and the gap (developing gap) between the developing roller (outer diameter portion of the developing roller 51) and the photosensitive drum 20 is 0.35 mm. The diameter of the photosensitive drum 20 is 30 mm, the linear velocity of the outer diameter portion of the photosensitive drum 20 is 155 mm / sec, and the development main pole magnetic force is 105 mT. Here, the direct current resistance value is a value obtained by measuring a resistance value when a voltage of 20 V is applied to the developing sleeve in an image forming apparatus that is actually used and using a grounded aluminum element tube instead of the photosensitive member. It is a result.

本現像装置と類似した現像装置として、現像スリーブ径を14mm、16mm、18mm、20mm、主極角度θを0°、5°、10°、15°、平均キャリア粒径を30μm、35μm、40μm、55μmと振った場合の画像濃度、地肌部のトナー汚れ、キャリア付着等について調べた。その結果を表1〜3に示す。   As a developing device similar to this developing device, the developing sleeve diameter is 14 mm, 16 mm, 18 mm, 20 mm, the main pole angle θ is 0 °, 5 °, 10 °, 15 °, the average carrier particle size is 30 μm, 35 μm, 40 μm, The image density, the toner stain on the background, the carrier adhesion, etc. when shaking with 55 μm were examined. The results are shown in Tables 1-3.

Figure 2005156692
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これらより、現像ローラ径(現像スリーブ径)が小さくなるとキャリア付着や地肌部トナー汚れが悪化していく傾向にある。キャリア付着は画像形成工程において、現像より後工程になる転写装置や定着装置にダメージを与え、如いては画像形成装置本体としての故障として扱われてしまう。また、地肌トナー汚れは出力画像を汚染し、程度によっては異常画像として扱われる。   Accordingly, as the developing roller diameter (developing sleeve diameter) becomes smaller, carrier adhesion and background toner contamination tend to worsen. In the image forming process, the carrier adhesion damages a transfer device and a fixing device, which are later processes than the development, and is thus treated as a failure of the image forming apparatus main body. Further, the background toner stains contaminate the output image and is treated as an abnormal image depending on the degree.

一方、現像ローラ径を18mmよりも大きくすると、画像濃度に対する余裕がやや低下するし、大きいほどに機械本体が大型化してしまうために、特にカラー機の中でも現像装置を複数備える機械本体の大型化へ与える影響は大きく好ましくない。   On the other hand, if the diameter of the developing roller is larger than 18 mm, the margin for the image density is slightly reduced, and the larger the machine body, the larger the machine body. The influence on is great and undesirable.

また、キャリア粒径が小さいほどキャリア付着が悪化する。一方で、潜像へのトナー現像時に現像されたトナーを掻き取る力が弱まるために小粒径のキャリアを用いた場合の方が画像は滑らかで均一なベタ画像を形成できる長所がある。   Also, the smaller the carrier particle size, the worse the carrier adhesion. On the other hand, since the force for scraping off the developed toner at the time of developing the toner on the latent image is weakened, the use of a carrier having a small particle diameter has an advantage that a smooth and uniform solid image can be formed.

また、主極角度θを低く(小さく)することで画像濃度を得やすいがキャリア付着や地肌トナー汚れは悪化する。逆に主極角度θを高めに(大きく)することで画像濃度は低くなるがキャリア付着や地肌トナー汚れは良化する。   Further, by reducing (decreasing) the main pole angle θ, it is easy to obtain image density, but carrier adhesion and background toner contamination are worsened. On the contrary, by increasing (increasing) the main pole angle θ, the image density is lowered, but carrier adhesion and background toner contamination are improved.

主極角度θを高くすることの効果を考察する。現像ローラ51上でのマグブラシは穂立ち部分Aと穂腹部分Bで構成される。これらのうち、穂立ち部分Aはチェーン状にキャリアがトナーを保持しながら繋がり、それぞれのチェーンの間には空間ができるいわゆる疎の状態になる。   Consider the effect of increasing the main pole angle θ. The mug brush on the developing roller 51 is composed of a head portion A and a head portion B. Among these, the raised portions A are connected in a chain shape while the carrier holds the toner, and a so-called sparse state is created in which spaces are formed between the respective chains.

よって、穂立ち部分Aではキャリアが動き易く現像能力が高い。一方、穂腹部分Bはトナーを保持したキャリアが密に存在している。キャリアそのものはトナーとは異なり像を形成することはないので現像能力が低いが電界は均一になりやすいためにキャリア同士の磁気力も強い。   Therefore, the carrier is easy to move in the heading portion A, and the developing ability is high. On the other hand, in the panicle portion B, a carrier holding toner is densely present. Unlike the toner, the carrier itself does not form an image, so the developing ability is low, but since the electric field tends to be uniform, the magnetic force between the carriers is also strong.

すなわち、主極角度θを高く(大きく)することによって現像ニップ入り口で疎の状態を作ってトナーを現像し、現像ニップ中央付近では密の状態を作ってキャリア付着を防止する効果があると考えられる。   That is, by increasing (increasing) the main pole angle θ, the toner is developed by creating a sparse state at the entrance of the development nip, and a dense state is created near the center of the development nip to prevent carrier adhesion. It is done.

主極角度θを高く(大きく)したときの画像濃度低下だけに関していえば、トナー濃度を高めたり現像ローラ51の線速度を上げることによって現像能力を高めたりすることも考えられるが、トナー濃度を上げることによるトナー汚れやトナー飛散、現像ローラ線速を高めたことによる遠心力の影響でのトナー飛散やキャリア付着余裕度の低下、現像トナーの擦り跡によるベタ濃度の不均一等が発生しやすくなるために好ましい方法とは言えない。   With regard to only a decrease in image density when the main pole angle θ is increased (increased), it is conceivable to increase the developing capacity by increasing the toner density or by increasing the linear velocity of the developing roller 51. Toner contamination and toner scattering due to increase, toner scattering due to the influence of centrifugal force due to increased development roller linear velocity, carrier adhesion margin decrease, solid density unevenness due to development toner rubbing, etc. are likely to occur. Therefore, it is not a preferable method.

さらに、キャリア付着余裕度をより向上させるために、現像ローラ(現像スリーブ)の外径を14mm、16mm、18mm、主極角度θを5°、10°、平均キャリア粒径を35μm、40μmのそれぞれの組み合わせにおいて、キャリア直流抵抗を1×10Ω、5×10Ω、1×10Ω、5×10Ω、1×10Ω、と振った場合についての結果を表4に示す。 Further, in order to further improve the carrier adhesion margin, the outer diameter of the developing roller (developing sleeve) is 14 mm, 16 mm and 18 mm, the main pole angle θ is 5 ° and 10 °, and the average carrier particle size is 35 μm and 40 μm, respectively. Table 4 shows the results when the carrier DC resistance is shaken as 1 × 10 6 Ω, 5 × 10 6 Ω, 1 × 10 7 Ω, 5 × 10 7 Ω, and 1 × 10 8 Ω in the above combinations. .

Figure 2005156692
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表4によると、キャリア抵抗が5×10Ω未満だとキャリア付着に対する余裕が低下する。また、願わくば、1×10Ω以上にすることでキャリア付着に対する余裕度をさらに向上させつつ、他の画像品質を保てることが分かった。一方で、キャリア直流抵抗を1×10Ω程度まで上げてしまうと、ベタ部と白部との境界において、電界のエッジ効果によるハロー画像と呼ばれる、ベタ部先端(進行方向先端)白抜けの不具合が発生し始めてしまう。 According to Table 4, if the carrier resistance is less than 5 × 10 6 Ω, the margin for carrier adhesion decreases. In addition, it was hoped that by setting it to 1 × 10 7 Ω or more, it is possible to maintain other image quality while further improving the margin for carrier adhesion. On the other hand, if the carrier DC resistance is increased to about 1 × 10 8 Ω, a solid portion tip (advancing direction tip) white-out at the boundary between the solid portion and the white portion, which is called a halo image due to the edge effect of the electric field. Problems start to occur.

均一なべた画像を形成し、かつ地肌部へのトナー汚れを無くし、かつ機械本体にとってダメージが大きいキャリア付着を極力抑制できる方法として、現像ローラ径を18mm以下の小径にした上で、キャリア粒径を40μm以下(35μm〜40μm)にして、かつ主極角度を5°〜10°、キャリア直流抵抗を5×10Ω〜5×10Ωの範囲に設定すればよいことを見出した(請求項1)。 As a method of forming a uniform solid image, eliminating toner stains on the background, and suppressing the carrier adhesion that is highly damaging to the machine body, the developing roller diameter is reduced to a small diameter of 18 mm or less, and the carrier particle size is reduced. Has been found to be 40 μm or less (35 μm to 40 μm), a main pole angle of 5 ° to 10 °, and a carrier direct current resistance of 5 × 10 6 Ω to 5 × 10 7 Ω. Item 1).

ここで、キャリアは、その各体粒子の表面に樹脂皮膜層(樹脂コート)、を有するようにした。このように、キャリアに樹脂コート層を設けることによって、キャリアとトナーの摩擦およびまたは剥離帯電によるトナー粒子電荷量の付与を長期に渡って安定して行うことができ、請求項1の発明の効果をより安定させることができる(請求項2)。   Here, the carrier had a resin film layer (resin coat) on the surface of each body particle. As described above, by providing the resin coat layer on the carrier, the toner particle charge amount can be stably applied over a long period of time by friction between the carrier and the toner and / or peeling charging. Can be made more stable (claim 2).

キャリア芯材およびまたはコート層の電気抵抗を制御するための材料としては、従来公知のものでよく、その例としては、鉄・金・銅等の金属、フェライト、マグネタイト等の酸化鉄、カーボンブラック等の顔料を挙げることができる。   As a material for controlling the electric resistance of the carrier core material and / or the coat layer, a conventionally known material may be used. Examples thereof include metals such as iron, gold and copper, iron oxides such as ferrite and magnetite, and carbon black. And the like.

これらの中でも特に、カーボンブラックの一つであるファーネスブラックとアセチレンブラックの混合物を用いることにより、少量の抵抗調整微粉末の添加で効果的に導電性の調整が可能であり、好ましく用いられる。   Among these, in particular, by using a mixture of furnace black and acetylene black, which is one of carbon blacks, the conductivity can be effectively adjusted with the addition of a small amount of resistance adjusting fine powder, which is preferably used.

これらの抵抗調整微粉末は、粒径0.01〜10μm程度のものが好ましく、芯材またはコート層樹脂100部に対して2〜30部重量添加されることが好ましい。磁性体分散タイプのコア材粒子には、これらの密着性を向上させたり抵抗制御材の分散性を向上させる目的でシランカップリング剤、チタンカップリング剤等のカップリング剤を助剤として添加してもよい。   These resistance adjusting fine powders preferably have a particle size of about 0.01 to 10 μm, and are preferably added in an amount of 2 to 30 parts by weight with respect to 100 parts of the core material or coat layer resin. A coupling agent such as a silane coupling agent or a titanium coupling agent is added to the magnetic material dispersion type core material particles as an auxiliary agent for the purpose of improving the adhesion or dispersibility of the resistance control material. May be.

キャリアの直流抵抗を調整する手段としてはキャリア芯材に樹脂皮膜層をコートし、該コートにアルミナ、アミノシラン、カーボン等の添加材料を適量添加する。添加材料の種類・量は本発明の範囲内であればよく、上記材料に限定するものではない。   As means for adjusting the direct current resistance of the carrier, a resin film layer is coated on the carrier core material, and an appropriate amount of an additive material such as alumina, aminosilane, or carbon is added to the coat. The kind and amount of the additive material may be within the scope of the present invention, and are not limited to the above materials.

ベタの均一な現像能力を保つためには、感光体に対する現像スリーブの回転線速度比を1.5〜2.0にすることが望ましい。この範囲を超えて線速比を上げてしまうと遠心力が大きくなり、キャリアやトナーが遠心力で飛散しやすくなってしまうし、現像トナーの擦り跡によるベタ濃度の低下が発生しやすくなる傾向がある。また、この範囲の未満だとベタ濃度が出ない(請求項3)。   In order to maintain a uniform solid development capability, it is desirable that the rotation linear velocity ratio of the developing sleeve to the photosensitive member be 1.5 to 2.0. If the linear velocity ratio is increased beyond this range, the centrifugal force increases, and the carrier and toner tend to scatter due to the centrifugal force, and the solid density tends to decrease due to the rubbing marks of the developing toner. There is. Moreover, if it is less than this range, the solid density does not appear (Claim 3).

なお、キャリア付着の評価方法としては、実機にて感光体ドラムの感光体上のキャリア付着個数を計数する方法を用いる。感光体地肌電位と現像電位でつくられる地肌ポテンシャル画像(非露光白画像)を現像させた後にメイン電源をオフする。   As a method for evaluating carrier adhesion, a method of counting the number of carrier adhesions on the photosensitive drum of the photosensitive drum using an actual machine is used. After the background potential image (non-exposed white image) created by the photoreceptor background potential and the development potential is developed, the main power supply is turned off.

ここで現像後かつ転写前の領域において、感光体上のキャリア付着個数を計数して実機地肌ポテンシャル制御範囲での該個数を任意に設置した面積75cm当たりに換算する。この作業を地肌ポテンシャルを振りつつ実施し、地肌ポテンシャル制御範囲でのキャリア付着換算個数の最悪値が、
40個以下の場合は…○
41個〜70個の場合は…△
71個以上の場合は…×
と判定した。
Here, in the area after development and before transfer, the number of carriers attached on the photoconductor is counted, and the number in the actual machine background potential control range is converted to an area of 75 cm 2 arbitrarily installed. Perform this work while shaking the ground potential, the worst value of the number of carrier adhesion conversion in the ground potential control range,
In case of 40 or less ... ○
In case of 41 to 70 ...
In case of 71 or more… ×
It was determined.

地肌トナー汚れの評価方法としては、
上記キャリア付着判定時における感光体上のトナー付着程度を、
良い・トナー付着皆無の場合は…○
やや悪い・トナー付着極軽微に存在の場合は…△
悪い・トナー付着有りの場合は…×
のランク評価で行った。
As an evaluation method of background toner stains,
The degree of toner adhesion on the photoreceptor at the time of carrier adhesion determination,
Good, if there is no toner adhesion ...
Slightly bad ・ In the case of very slight toner adhesion… △
If it is bad or there is toner adhesion ... ×
It was performed by rank evaluation.

画像濃度の評価方法としては現像能力の判定を行うために、実機にてベタパッチ画像を感光体上に現像させた後にメイン電源をオフする。ここで現像後、かつ転写前の領域において、感光体上の単位面積あたりのトナー付着量を測定し、
0.5mg/cm以上の場合は…○
0.4〜0.5mg/cmの場合は…△
0.4mg/cm未満の場合は…×
と判定した。
As a method for evaluating the image density, in order to determine the developing ability, the main power is turned off after the solid patch image is developed on the photoconductor with an actual machine. Here, in the region after development and before transfer, the amount of toner adhered per unit area on the photoreceptor is measured,
In the case of 0.5mg / cm 2 or more ... ○
In the case of 0.4 to 0.5 mg / cm 2 ... △
In case of less than 0.4 mg / cm 2 ... ×
It was determined.

請求項4記載の発明は、感光体ドラム20と現像装置50とを必須とし、この構成に帯電装置30、クリ−ニング装置40より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカ−トリッジとして構成するときに、該現像ローラ51の外径が18mm以下であり、かつ固定した磁石の現像主極角度θが現像ローラ51の中心と該現像ローラ51が感光体ドラム20に最近接した点とを結ぶ直線から現像ローラ51の回転方向上流側に5°〜10°傾けられており、現像剤を構成するキャリアの平均粒径が35μm〜40μmであって、かつ該キャリアの磁気ブラシ形状で測定した電気抵抗値を5×10〜5×10Ωとしたものである。 According to the fourth aspect of the present invention, the photosensitive drum 20 and the developing device 50 are indispensable, and at least one means selected from the charging device 30 and the cleaning device 40 is integrally supported in this configuration, and the image forming apparatus main body The developing roller 51 has an outer diameter of 18 mm or less, and the development main pole angle θ of the fixed magnet is the center of the developing roller 51 and the developing roller 51 is photosensitive. It is inclined 5 ° to 10 ° upstream of the straight line connecting the point closest to the body drum 20 in the rotation direction of the developing roller 51, and the average particle size of the carrier constituting the developer is 35 μm to 40 μm, And the electrical resistance value measured with the magnetic brush shape of the carrier is 5 × 10 6 to 5 × 10 7 Ω.

請求項5記載の発明は、上記プロセスカートリッジにおいて、キャリアが核体粒子の表面に樹脂皮膜層を有するようにし、請求項6記載の発明は、現像ローラ51の線速度を感光体ドラム20の線速度の1.5乃至2.0倍とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the above process cartridge, the carrier has a resin film layer on the surface of the core particle, and the sixth aspect of the present invention sets the linear velocity of the developing roller 51 to the linear velocity of the photosensitive drum 20. The speed is 1.5 to 2.0 times.

それぞれ感光体ドラム20に、請求項1、2、3記載の現像装置50とを一体に支持したプロセスカートリッジ形態にしたものである。一体化した感光体ドラム20と現像装置50との組合せの構成において、さらに、帯電手段としての帯電器やクリーニング手段としてのクリ−ニング装置40を一体的に構成したプロセスカートリッジ形態にしてもよく、ユーザーメンテナンス性がより優れたカートリッジとなる。   Each of the photosensitive drums 20 is in the form of a process cartridge in which the developing device 50 according to claims 1, 2, and 3 is integrally supported. In the configuration of the combination of the integrated photosensitive drum 20 and the developing device 50, a process cartridge in which a charger as a charging unit and a cleaning device 40 as a cleaning unit are integrally configured may be used. The cartridge has better user maintenance.

請求項7記載の発明は、請求項4、5、6のプロセスカートリッジを当該画像形成装置の本体に対して着脱可能とした画像形成装置である。図4はY、C、M、Bk各色のプロセスカートリッジ160Y、160C、160M、160Bkが装置本体から抜き取られようとしている状態を表している。これらプロセスカートリッジ160Y、160C、160M、160Bkは、感光体ドラム20に現像装置50と、さらに、帯電装置30やリ−ニング装置40を一体的に構成したものとしている。これによって、ユーザーはカートリッジ形態で像担持体、現像装置、またはおよび帯電手段、クリーニング手段をまとめて交換することができる。   A seventh aspect of the invention is an image forming apparatus in which the process cartridges of the fourth, fifth and sixth aspects are detachable from the main body of the image forming apparatus. FIG. 4 shows a state in which the process cartridges 160Y, 160C, 160M, and 160Bk for Y, C, M, and Bk colors are about to be extracted from the apparatus main body. In these process cartridges 160Y, 160C, 160M, and 160Bk, the developing device 50, the charging device 30, and the cleaning device 40 are integrally configured on the photosensitive drum 20. As a result, the user can replace the image carrier, the developing device, or the charging unit and the cleaning unit together in a cartridge form.

本発明の実施に適する画像形成装置の構成を説明した正面図である。1 is a front view illustrating a configuration of an image forming apparatus suitable for implementing the present invention. 任意の画像ステーション及びその周辺部の構成を取り出して示した正面図である。It is the front view which took out and showed the composition of arbitrary image stations and its peripheral part. 現像ローラまわりの磁力分布を示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a magnetic force distribution around a developing roller. 本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを説明した斜視図である。It is the perspective view explaining the process cartridge which can be attached or detached with respect to a main body.

符号の説明Explanation of symbols

51 現像ローラ
51 Developing roller

Claims (7)

像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の潜像をトナーとキャリアからなる現像剤で現像する現像手段と、該現像手段により形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手段には固定した磁石と回転する非磁性スリーブを備え、かつ前記像担持体に対向配置された現像ローラを有する画像形成装置において、
該現像ローラの外径が18mm以下であり、かつ固定した磁石の現像主極角度が現像ローラの中心と該現像ローラが前記像担持体に最近接した点とを結ぶ直線から現像ローラの回転方向上流側に5°〜10°傾けられており、前記現像剤を構成するキャリアの平均粒径が35μm〜40μmであって、かつ該キャリアの磁気ブラシ形状で測定した電気抵抗値が5×10Ω〜5×10Ωであることを特徴とする画像形成装置。
A charging unit for uniformly charging the image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the image carrier, and development for developing the latent image on the image carrier with a developer composed of toner and carrier. And a transfer means for transferring the toner image formed by the developing means to a transfer material. The developing means includes a fixed magnet and a rotating nonmagnetic sleeve, and is disposed opposite to the image carrier. In an image forming apparatus having a developed developing roller,
The developing roller has an outer diameter of 18 mm or less, and the developing main pole angle of the fixed magnet is a rotation direction of the developing roller from a straight line connecting the center of the developing roller and the point where the developing roller is closest to the image carrier. The carrier is inclined at an angle of 5 ° to 10 ° on the upstream side, the carrier constituting the developer has an average particle size of 35 μm to 40 μm, and the electrical resistance value measured by the magnetic brush shape of the carrier is 5 × 10 6. An image forming apparatus characterized by having an impedance of Ω to 5 × 10 7 Ω.
請求項1記載の画像形成装置において、
前記キャリアがその表面に樹脂皮膜層を有することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1.
An image forming apparatus, wherein the carrier has a resin film layer on a surface thereof.
請求項1乃至3の何れかに記載の画像形成装置において、
前記現像ローラの線速度が前記像担持体の線速度の1.5乃至2.0倍であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a linear velocity of the developing roller is 1.5 to 2.0 times a linear velocity of the image carrier.
像担持体と現像手段を必須の構成とし、これに帯電手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、前記現像手段を構成する現像ローラの外径が18mm以下であり、かつ固定した磁石の現像主極角度が現像ローラの中心と該現像ローラが前記像担持体に最近接した点とを結ぶ直線から現像ローラの回転方向上流側に5°〜10°傾けられており、前記現像ローラが保持する現像剤を構成するキャリアの平均粒径が35μm〜40μmであって、かつ該キャリアの磁気ブラシ形状で測定した電気抵抗値が5×10Ω〜5×10Ωであることを特徴とするプロセスカ−トリッジ。 In the process cartridge in which the image carrier and the developing unit are indispensable components, and at least one unit selected from a charging unit and a cleaning unit is integrally supported on the image carrier and is detachable from the main body of the image forming apparatus. The developing roller constituting the developing means has an outer diameter of 18 mm or less, and the developing main pole angle of the fixed magnet is developed from a straight line connecting the center of the developing roller and the point where the developing roller is closest to the image carrier. The carrier is inclined 5 ° to 10 ° upstream of the rotation direction of the roller, the average particle size of the carrier constituting the developer held by the developing roller is 35 μm to 40 μm, and measured with the magnetic brush shape of the carrier A process cartridge characterized by having an electrical resistance value of 5 × 10 6 Ω to 5 × 10 7 Ω. 請求項4記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記キャリアが核体粒子の表面に樹脂皮膜層を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
The process cartridge according to claim 4, wherein
A process cartridge, wherein the carrier has a resin film layer on a surface of a core particle.
請求項4又は5に記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記現像ローラの線速度が像担持体の線速度の1.5乃至2.0倍であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
The process cartridge according to claim 4 or 5,
A process cartridge wherein the linear velocity of the developing roller is 1.5 to 2.0 times the linear velocity of the image carrier.
帯電手段により帯電された像担持体を画像情報を含む走査光により走査して静電潜像をつくり、この静電潜像を現像手段によりトナー像として可視像化し、該トナー像を被転写媒体に転写する画像形成装置において、
請求項4乃至6に記載のプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対し脱着可能にしたことを特徴とする画像形成装置。
The image bearing member charged by the charging unit is scanned with scanning light including image information to create an electrostatic latent image, the electrostatic latent image is visualized as a toner image by the developing unit, and the toner image is transferred. In an image forming apparatus that transfers to a medium,
7. An image forming apparatus, wherein the process cartridge according to claim 4 is removable from a main body of the image forming apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015141379A (en) * 2014-01-30 2015-08-03 株式会社リコー Developing device, image forming method, image forming apparatus, process cartridge, and developing method

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