JP2006071734A - Developing apparatus, image forming apparatus and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等に用いられる現象装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関し、さらに詳しくは、現像剤担持体に担持された現像剤を、像担持体と現像剤担持体とが間隙をもって対向する現像領域に搬送し、該像担持体上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置に関する。また、本発明は、かかる現像装置を用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。 The present invention relates to a phenomenon apparatus, an image forming apparatus, and a process cartridge used for a copying machine, a facsimile machine, a printer, and the like, and more specifically, a developer carried on a developer carrier, an image carrier and a developer carrier. The present invention relates to a developing device that forms a toner image by developing an electrostatic latent image on the image bearing member by transporting the toner to an opposing developing area with a gap. The present invention also relates to an image forming apparatus and a process cartridge using such a developing device.
複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置には、種々の現像装置100(例えば、特許文献1ないし4参照)が用いられる。この種の現像装置100は、図6及び図7に示すように、現像剤101を感光体ドラム102に対向する現像領域103に搬送し、感光体ドラム102上に形成された静電潜像を現像剤101により現像してトナー像を形成する現像ローラ104を備えている。
Various image forming apparatuses such as copying machines, facsimile machines, and printers use various developing devices 100 (see, for example,
この現像ローラ104は、円筒状に形成された現像スリーブ105と、前記現像スリーブ105内に収容され且つ当該現像スリーブ105の表面に現像剤101の穂立ちを生じさせるように磁界を形成するマグネットローラ106を備えている。この現像ローラ104には、現像剤101の穂立ちの際、現像剤101の磁性キャリアがマグネットローラ106で生じる磁力線に沿うように現像スリーブ105上に穂立ちすると共に、この穂立ちした磁性キャリアに現像剤101のトナーが付着する。
The developing
また、この現像装置100は、前述した現像剤101を収容する収容槽107と、この収容槽107内の現像剤101を攪拌するスクリュー形状の攪拌スクリュー108と、現像ローラ104に汲み上げられた現像剤の量を均一化する規制ブレード109と、を備えている。図6及び図7に示された現像装置100は、収容槽107と攪拌スクリュー108をそれぞれ一対備えている。
Further, the developing
この現像装置100内の現像剤は、図7中の矢印Kで示すように、収容槽107内を移動する。現像ローラ104から離れた側の一方の収容槽107(以下符号107aで示す)の一端部から補給されたトナーは、攪拌スクリュー108により、該一方の収容槽107aの他端部まで攪拌スクリュー108の軸方向に沿って搬送されながら、現像剤と攪拌される。そして、現像剤101は、一方の収容槽107aの他端部から現像ローラ104寄りの他方の収容槽107(以下符号107bで示す)内に移動する。
The developer in the developing
現像ローラ104寄りの他方の収容槽107bに移った現像剤101は、現像ローラ104の磁力によりスリーブ105の表面に汲み上げられる(スリーブ105の表面に付着する)。その後、現像剤101は、規制ブレード109にて量が均一化された後に、感光体ドラム102と現像ローラ104とが間隔をあけて対向する現像領域103へと搬送される。現像剤101は、感光体ドラム102上に形成された静電潜像を現像して、トナー像を形成する。
The
図6に示す現像装置100は、現像ローラ104の下側に規制ブレード109を設け、現像ローラ104の上側で現像した際に残った現像剤の剤離れを行う。図7に示す現像装置100は、現像ローラ104の上側又は横側に規制ブレード109を設け、現像ローラ104の下側で現像した際に残った現像剤の剤離れを行う。図6に示された現像装置100と、図7に示された現像装置100は、感光体ドラム102等の他のユニットのレイアウトによって使い分けられている。
しかしながら、上述した現像装置100を備えた画像形成装置は、写真などの面積率の比較的大きな画像111を印刷する際に、テキスト文章などの面積率の比較的小さい画像111を印刷する際と比べ、濃度ムラ(以下、「スクリュピッチムラ」という。)112が目立つという問題があった。例えば、図8に示すように、面積率の大きい単色の画像111では、図8に示すように、通紙方向に対して斜め方向のスクリュピッチムラ112が縞状に発生して、美観が損なわれる。図8において、比較的密の平行斜線で示す部分113は、比較的濃く、比較的粗の平行斜線で示す部分114は、比較的薄い。
However, the image forming apparatus including the developing
また、面積率の大きなカラー画像111では、各色の濃度ムラが色相のズレとなって現れる。例えばデザイン系の職業などの一般的に市場においては、このような面積率の大きな画像111を取り扱うことがあり、縞状のスクリュピッチムラ112によって商品価値を著しく低減してしまう。
In the
前述したスクリュピッチムラ112のピッチは、図9に示すように、現像装置100内の攪拌スクリュー108のピッチと等しい。スクリュピッチムラ112は、近年の高画質化を狙った磁性キャリアの小粒径化に伴い発生率が高い。スクリュピッチムラ112は、現像ローラ104の現像剤汲み上げ性が低い場合(現像ローラ104に付着する現像剤101の量が少ない場合)に発生しやすいこともわかっている。
The pitch of the
このような画像形成装置においては、攪拌スクリュー108上を移動する現像剤101は、攪拌スクリュー108の山で高く谷で低い。攪拌スクリュー108の表層には、剤切れ位置によって現像ローラ104から離脱した現像済みでかつトナーの濃度の低い現像剤101が多いため、特に攪拌スクリュー108山の部分の現像剤101のトナーの濃度は低い。
In such an image forming apparatus, the
現像ローラ104の現像剤の汲み上げ性が低い場合には、図10に示すような状態で、現像ローラ104に汲み上げられた現像剤101が、規制ブレード109に搬送される。一方、逆に現像ローラ104の現像剤の汲み上げ性が高い場合(現像ローラ104に付着する現像剤101の量が多い場合)には、図11に示す状態で、現像ローラ104に汲み上げられた現像剤101が、規制ブレード109に搬送される。
When the developer pumping performance of the developing
このとき、図10に示す場合では、規制ブレード109の通過後にトナー濃度の薄い現像剤101が残りやすく、攪拌スクリュー108のピッチと同周期で画像が薄くなりやすい。また、図11に示す場合には、現像剤101の表層のみでなく充分攪拌された所定のトナー濃度である現像剤101も搬送するため規制ブレード109の通過までに両者が混合され均一な濃度となる。これらの事から一般的な設計としては攪拌スクリュー108と対応する位置のマグネットローラ106の磁極の磁束密度分布を高めたり、攪拌スクリュー108と現像ローラ104の距離を近づける等の手段が用いられる。しかしながら、これらの場合、副作用として規制ブレード109を通過する際の現像剤101への圧縮負荷が大きくなるため現像剤101の特性劣化による画質低下が発生し、近年の高耐久ニーズに合致しないという問題があった。
At this time, in the case shown in FIG. 10, the
また、前記スクリュピッチムラ112以外にも一旦現像ローラ104から離れた現像済みの現像剤101を現像ローラ104が再度吸引してしまうので、不均一画像が生じるという問題があった。特に近年の現像装置100の小型化に伴い、現像ローラ104における現像済みの現像剤101が現像ローラ104から離脱する脱離位置と、新たな現像剤101を吸引する吸引位置が近接する事が多い。このような場合には、前述した現像済みの現像剤の確実な離脱と、新たな現像剤の確実な吸引とを両立させる事は難しく、現像済みの現像剤101を現像ローラ104が再度吸引してしまう事による不均一画像が発生し易いという問題があった。
In addition to the unevenness of the
このような問題を解決するために、前述した特許文献1に示された現像装置では、現像剤の量と現像ローラのマグネットローラの磁束密度分布を規定してスクリュピッチムラを減少させることを試みている。しかしながら、この場合、規制ブレードから現像剤に作用する力が大きくなるために、現像剤の劣化が早くなり、該現像剤の寿命が短くなってしまうといった問題点があった。
In order to solve such problems, the developing device disclosed in
また、前述した特許文献2及び特許文献3に示された現像装置では、スクリュピッチムラの原因を、現像済みの現像剤を収容槽内でトナーなどと十分に攪拌することなく、再度、現像ローラに汲み上げること(以下再汲み上げと呼ぶ)を減少させることを試みている。しかしながら、再汲み上げの防止だけでは不充分であるという問題があった。
Further, in the developing devices described in
さらに、前述した特許文献4に示された現像装置では、攪拌スクリューの寸法を規制することにより、スクリュピッチムラの低減を図っている。しかしながら、攪拌スクリューにより現像ローラに付着した現像剤の凹凸は消せないため、スクリュピッチムラを完全に消せないという問題があった。
Furthermore, in the developing device shown in
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、スクリュピッチムラが少ないと共に画像が均一であり、しかも、現像剤の劣化が少ない現像装置、かかる現像装置を有するプロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, a developing device with little screw pitch unevenness and a uniform image, and less developer deterioration, a process cartridge having such a developing device, and an image. An object is to provide a forming apparatus.
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の現像装置は、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を攪拌し搬送する攪拌部材と、複数の固定磁極を有するマグネットローラと、前記マグネットローラを内包するように配置された回転可能な非磁性円筒体と、を備え、かつ、前記攪拌部材により搬送された前記現像剤を吸引し搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に吸引された現像剤の厚みを所定の厚みに保つ規制部材と、を備えた現像装置において、(A)前記現像剤担持体と前記攪拌部材との距離を15mm以下とし、かつ、(B)前記非磁性円筒体の外周面の前記攪拌部材に対向する位置と、前記非磁性円筒体の回転中心と、を結ぶ線分を挟んで、前記非磁性円筒体の回転中心を中心とした±20度の範囲内の前記非磁性円筒体の外周面の1度毎の法線方向の磁気力の総和が、3.5×10-5[N]以上になるように、しかも、前記非磁性円筒体の外周面の前記規制部材に対向する位置と、前記非磁性円筒体の回転中心と、を結ぶ線分を挟んで、前記非磁性円筒体の回転中心を中心とした±20度の範囲内の前記非磁性円筒体の外周面の1度毎の法線方向の磁気力の総和が、前記攪拌部材に対向する位置での磁気力の総和よりも小さくなるように、前記固定磁極のうちの前記攪拌部材に相対する固定磁極と、前記固定磁極のうちの前記規制部材に相対する固定磁極と、を配置したことを特徴としている。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the developing device according to the present invention includes a stirring member that stirs and conveys a developer containing toner and a magnetic carrier, and a magnet having a plurality of fixed magnetic poles. A developer supporting body that sucks and transports the developer transported by the stirring member, and a rotatable nonmagnetic cylindrical body disposed so as to enclose the magnet roller; And a regulating member that keeps the thickness of the developer sucked by the developer carrier at a predetermined thickness, wherein (A) the distance between the developer carrier and the stirring member is 15 mm or less; and (B) The rotation center of the nonmagnetic cylinder is centered across a line segment connecting the position of the outer peripheral surface of the nonmagnetic cylinder facing the stirring member and the rotation center of the nonmagnetic cylinder. Within ± 20 degrees Wherein the sum of the normal direction of the magnetic force of each degree of the outer peripheral surface of the non-magnetic cylindrical body, so as to be 3.5 × 10 -5 [N] or more, yet, the outer peripheral surface of the non-magnetic cylinder The nonmagnetic cylinder within a range of ± 20 degrees around the rotation center of the nonmagnetic cylinder with a line segment connecting the position facing the regulating member and the rotation center of the nonmagnetic cylinder interposed therebetween Relative to the stirring member of the fixed magnetic pole so that the sum of the magnetic forces in the normal direction of the outer peripheral surface of the body at a time is smaller than the sum of the magnetic forces at the position facing the stirring member. And a fixed magnetic pole facing the regulating member among the fixed magnetic poles.
請求項2に記載の本発明の現像装置は、前記磁性キャリアの粒径が、20μm以上でかつ50μm以下であることを特徴としている。
The developing device of the present invention described in
請求項3に記載の本発明のプロセスカートリッジは、現像装置を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置として、請求項1または請求項2に記載の現像装置を有することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a process cartridge having at least a developing device, wherein the developing device includes the developing device according to the first or second aspect.
請求項4に記載の本発明の画像形成装置は、像担持体と、帯電装置と、現像装置と、を少なくとも有する画像形成装置において、前記現象装置として、請求項1または請求項2に記載の現像装置を有することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus according to the first or second aspect, wherein the phenomenon device is an image forming apparatus having at least an image carrier, a charging device, and a developing device. It has a developing device.
以上説明したように、請求項1に記載の本発明は、現像剤担持体の攪拌部材に相対する位置の磁気力の総和が高いため、現像剤の汲み上げ性が向上し、攪拌部材によって起こるスクリュピッチムラを低減することができる。また、規制部材に相対する位置の磁気力の総和が低いため、現像剤への経時劣化を減少することができる。よって優れた画質を長期間得られる現像装置を提供することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, since the sum of the magnetic forces at positions facing the stirring member of the developer carrying member is high, the pumping performance of the developer is improved, and the screw generated by the stirring member is increased. Pitch unevenness can be reduced. In addition, since the total magnetic force at the position facing the regulating member is low, deterioration with time of the developer can be reduced. Therefore, it is possible to provide a developing device that can obtain excellent image quality for a long period of time.
請求項2に記載の本発明は、磁性キャリアの粒径が20μm以上でかつ50μm以下であり、かつ請求項1の項目を満足するものであるために、粒状度に優れ、かつスクリュピッチムラの無い優れた画像を得られる現像装置を提供することができる。
In the second aspect of the present invention, since the magnetic carrier has a particle size of 20 μm or more and 50 μm or less and satisfies the item of
請求項3に記載の本発明は、請求項1または請求項2の現像装置を用いているため、粒状度に優れ、かつスクリュピッチムラの無い優れた画像を得られるプロセスカートリッジを提供することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the developing device according to the first or second aspect is used, it is possible to provide a process cartridge capable of obtaining an excellent image with excellent granularity and no screw pitch unevenness. it can.
請求項4に記載の本発明は、請求項1または請求項2の現像装置を用いているため、粒状度に優れ、かつスクリュピッチムラの無い優れた画像を得ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the developing device according to the first or second aspect is used, an excellent image having excellent granularity and no screw pitch unevenness can be obtained.
以下、本発明の一実施の形態を、図1ないし図4に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施の形態にかかる画像形成装置の要部を示す断面図である。図2は、図1に示された画像形成装置の本発明の一実施の形態にかかる現像装置の断面図である。図3は、図2中のX−Y−Z線に沿う断面図である。図4は、図2に示された現像装置13の動作状況を示す説明図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the developing device according to the embodiment of the image forming apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XYZ in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation status of the developing
画像形成装置1は、図1に示すように、装置本体2(図1に一部のみ示す)と、レジストローラ3と、転写部材4と、定着装置5と、図示しないレーザ書き込み装置と、プロセスカートリッジ6とを少なくとも備えている。
As shown in FIG. 1, the
装置本体2は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体2は、レジストローラ3と、転写部材4と、定着装置5と、レーザ書き込み装置と、プロセスカートリッジ6とを収容している。レジストローラ3は、記録紙7を転写部材4と後述する感光体ドラム8との間に送り出す。転写部材4は、転写材としての記録紙7を感光体ローラ8の外周面に押し付けるとともに、該記録紙7を定着装置5に向けて送り出す。定着装置5は、感光体ドラム8などに形成されたトナー像を記録紙7に定着させる。レーザ書き込み装置は、後述の帯電ローラ9により一様に帯電された感光体ドラム8の外周面にレーザ光10を照射して、静電潜像を形成する。
The apparatus
プロセスカートリッジ6は、装置本体2に着脱自在である。プロセスカートリッジ6は、カートリッジケース11と、帯電装置としての帯電ローラ9と、像担持体としての感光体ドラム8と、クリーニング装置としてのクリーニングブレード12と、現像装置13と、を備えている。このため、画像形成装置1は、帯電ローラ9と、感光体ドラム8と、クリーニングブレード12と、現像装置13と、を少なくとも備えている。
The
カートリッジケース11は、装置本体2に着脱自在で、かつ帯電ローラ9と、感光体ドラム8と、クリーニングブレード12と、現像装置13と、を収容している。帯電ローラ9は、感光体ドラム8の外周面を一様に帯電する。感光体ドラム8は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム8は、レーザ書き込み手段により形成され且つ担持する静電潜像にトナーが付着して現像し、こうして得られたトナー像を転写部材4との間に位置付けられた記録紙7に転写する。クリーニングブレード12は、記録紙7にトナー像を転写した後に、感光体ドラム8の外周面に残留した転写残トナーを除去する。
The
現像装置13は、図1ないし図3に示すように、現像剤供給部14と、現像剤担持体としての現像ローラ15と、規制部材としての規制ブレード16と、を少なくとも備えている。現像剤供給部14は、収容槽17と、攪拌部材としての一対の攪拌スクリュー18と、を備えている。収容槽17は、感光体ドラム8と長さが略等しい箱状に形成されている。また、収容槽17内には、該収容槽17の長手方向に沿って延びた仕切壁19が設けられている。仕切壁19は、収容槽17内を第1空間20と、第2空間21とに区画している。また、第1空間20と第2空間21とは、両端部22,23,24,25が互いに連通している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the developing
収容槽17は、第1空間20と第2空間21との双方に現像剤26(図4に示す)を収容する。現像剤26は、トナーと、磁性キャリア(磁性粉ともいう)とからなる。トナーは、第1空間20と、第2空間21とのうち現像ローラ15から離れた側の第1空間20の一端部23に、適宜供給される。磁性キャリアは、第1空間20と第2空間21との双方に収容されている。磁性キャリアの粒径は、20μm以上でかつ50μm以下である。
The
攪拌スクリュー18は、第1空間20と第2空間21それぞれに収容されている。攪拌スクリュー18の長手方向は、収容槽17、現像ローラ15及び感光体ドラム8の長手方向と平行である。攪拌スクリュー18は、軸芯周りに回転自在に設けられており、軸芯周りに回転することで、トナーと磁性キャリアとを攪拌するとともに、該軸芯に沿って現像剤26を搬送する。
The stirring
図示例では、第1空間20内の攪拌スクリュー18は、現像剤26を前述した一端部23から他端部25に向けて搬送する。第2空間21内の攪拌スクリュー18は、現像剤26を他端部24から一端部22に向けて搬送する。
In the illustrated example, the stirring
前述した構成によれば、現像剤供給部14は、第1空間20の一端部23に供給されたトナーを、磁性キャリアと攪拌しながら、他端部25に搬送し、この他端部25から第2空間21の他端部24に搬送する。そして、現像剤供給部14は、第2空間21内でトナーと磁性キャリアとを攪拌し軸心方向に搬送しながら、現像ローラ15の外周面に現像剤26を供給する。
According to the above-described configuration, the
現像ローラ15は、円柱状に形成され、第2空間21と、感光体ドラム8との間に設けられている。現像ローラ15は、感光体ドラム8と収容槽17との双方と平行である。現像ローラ15は、感光体ドラム8と間隔をあけて配されている。現像ローラ15と感光体ドラム8との間の空間は、現像剤26のトナーを感光体ドラム8に付着させて、静電潜像を現像してトナー像を得る現像領域31をなしている。現像領域31では、現像ローラ15と感光体ドラム8とが相対する。
The developing
現像ローラ15は、図2に示すように、非磁性円筒体としての円筒状の現像スリーブ32と、円柱状のマグネットローラ(磁石体ともいう)33と、を備えている。現像スリーブ32は、非磁性体からなり、軸芯回りに回転自在に設けられている。現像スリーブ32は、その内周面が後述の磁極C,B,A,E,Dと順に相対するように、矢印Gに沿って回転される。現像スリーブ32は、アルミニウム、ステンレス鋼(SUS)などからなる。アルミニウムは、加工性、軽さの面で優れている。アルミニウムを用いる場合には、A6063、A5056及びA3003を用いるのが好ましい。SUSを用いる場合には、SUS303、SUS304及びSUS316を用いるのが好ましい。
As shown in FIG. 2, the developing
マグネットローラ33は、現像スリーブ32内に収容されており(内包されており)、軸芯回りに回転することなく固定されている。マグネットローラ33には、複数の磁極A,B,C,D,Eが形成されている。これらの磁極A,B,C,D,Eは、マグネットローラ33則ち現像ローラ15の長手方向に沿って延びており、該マグネットローラ33の全長に亘って設けられている。
The
磁極Aは、マグネットローラ33の感光体ドラム8に対向する位置に配されている。磁極Aは、現像スリーブ32と感光体ドラム8との間に磁界を形成して、該磁界によって磁気ブラシを形成するようになっている。磁極Aは、後述する磁極Cによって現像スリーブ32の外表面付着された現像剤26の内トナーを現像スリーブ32から離して、感光体ドラム8に移動させる。また、磁極Aは、現像剤26の磁性キャリアを現像スリーブ32の外表面に付着したままにする。
The magnetic pole A is disposed at a position facing the
磁極Bは、マグネットローラ33の規制ブレード16に対向する位置P1に配されている。磁極Bは、規制ブレード16と協働して、現像スリーブ32の外周面上の現像剤の厚さを所定の厚さに保つ。即ち、磁極Bは、後述する磁極Cによって現像スリーブ32の外表面に付着された現像剤26の表面をそぎ落とす。このため、現像剤26は、所定のトナー濃度のものだけが現像スリーブ32の表面に残る。
The magnetic pole B is disposed at a position P 1 facing the regulating
磁極Cは、マグネットローラ33の第2空間21内の攪拌スクリュー18に対向する位置P2に配されている。磁極Cは、第2空間21内の現像剤26を現像スリーブ32の表面上に付着させる。
The magnetic pole C is disposed at a position P 2 facing the stirring
磁極D,Eは、反発磁界を発生して、現像スリーブ32上から現像を収容した現像剤26をはぎ取る。
The magnetic poles D and E generate a repulsive magnetic field, and peel off the
これらの磁極A,B,C,D,Eは、本明細書に記した固定磁極をなしている。特に、磁極Cは、攪拌スクリュー18に相対する固定磁極である。磁極Bは、規制ブレード16に相対する固定磁極である。磁極Aは、磁極Bと隣接しかつ矢印Gの下流側の固定磁極である。磁極Dは、磁極Cと隣接しかつ矢印Gの上流側の固定磁極である。また、図4に示す破線は、これらの固定磁極が作り出す法線方向の磁束密度分布を表している。
These magnetic poles A, B, C, D, and E constitute fixed magnetic poles described in this specification. In particular, the magnetic pole C is a fixed magnetic pole facing the stirring
規制ブレード16は、現像装置13の感光体ドラム8寄りの端部に設けられている。規制ブレード16は、所望の厚さを越える現像スリーブ32の外周面上の現像剤26を収容槽17内にそぎ落として、現像領域31に搬送される現像スリーブ32の外周面上の現像剤26を所望の厚さにする。
The regulating
現像ローラ15と攪拌スクリュー18との距離は、0mmを越え15mm以下となっている。これにより、攪拌スクリュー18側にある現像剤26が現像ローラ15に確実に付着する。即ち、現像剤26を効率的に汲み上げることができる。
The distance between the developing
現像ローラ15と攪拌スクリュー18との距離が15mmを越えると、磁極Cの磁気力を高めなければ現像剤26が現像ローラ15に付着しにくくなる。このように、磁極Cの磁気力を高めると、現像剤26の特性劣化を発生させることとなるので好ましくない。
If the distance between the developing
また、現像ローラ15と攪拌スクリュー18との距離を、0mmとすると、現像ローラ15と攪拌スクリュー18とが接触する。このため、効率的に現像剤26を汲み上げることができない。現像ローラ15と攪拌スクリュー18との距離が、0mm以下となると、物理的に不可能となる。このため、現像ローラ15と攪拌スクリュー18との距離は、0mmを越え15mm以下とすることが望ましい。
If the distance between the developing
現像スリーブ32の外周面の攪拌スクリュー18に対向する位置P2と現像スリーブ32の回転中心Pとを結ぶ線分R(図4中に実線で示す)を挟んで、回転中心Pを中心とした±20度の範囲内の現像スリーブ32の外周面の1度毎の磁気力を求める。これら40個の磁気力の総和(以下磁気力和と呼ぶ)が3.5×10-5[N]と成るように磁極C,B,Dが配置されている。なお、位置P2は、回転中心Pと攪拌スクリュー18の回転中心とを結んだ線分上に位置する。
With a line segment R (shown by a solid line in FIG. 4) connecting the position P 2 of the outer peripheral surface of the developing
現像スリーブ32の外周面の規制ブレード16に対向する位置P1と現像スリーブ32の回転中心Pとを結ぶ線分Q(図4中に実線で示す)を挟んで、回転中心Pを中心とした±20度の範囲内の現像スリーブ32の外周面の1度毎の磁気力を求める。これら40個の磁気力の総和は、前記攪拌スクリュー18に対向する位置P2の磁気力の総和より小さくなるように磁極B,C,Aが配置されている。なお、位置P1は、回転中心Pと規制ブレード16の厚みを二等分する位置とを結んだ線分上に位置する。
Centering on the rotation center P across a line segment Q (shown by a solid line in FIG. 4) connecting the position P 1 of the outer peripheral surface of the
なお、各磁極B,Cの、磁束の高さ、磁束の幅及び位置を変更することによって、上述した磁気力和を得ることができる。 In addition, the magnetic force sum mentioned above can be obtained by changing the height of the magnetic flux, the width and the position of the magnetic flux of each of the magnetic poles B and C.
前述した構成の現像装置13は、現像剤供給部14でトナーと磁性キャリアとを十分に攪拌し、この攪拌した現像剤26を磁極Cにより現像スリーブ32に付着させる。そして、現像装置13は、現像スリーブ32が回転して、付着した現像剤26を現像領域31に向かって搬送する。現像装置13は、規制ブレード16で所望の厚さになった現像剤26を感光体ドラム8に付着させる。こうして、現像装置13は、現像剤26を現像ローラ15に担持し、現像領域31に搬送して、感光体ドラム8上の静電潜像を現像して、トナー像化する。そして、現像装置13は、現像が収容した現像剤26を磁極D,Eなどで現像スリーブ32の外周面からそぎ落とす。そぎ落とされた現像剤26は、再度、第2空間21内で他の現像剤26と十分に攪拌されて、感光体ドラム8の静電潜像の現像に用いられる。
In the developing
前述した構成の画像形成装置1は、以下に示すように、記録紙7に画像を形成する。まず、画像形成装置1は、感光体ドラム8を回転して、この感光体ドラム8の外周面を一様に帯電ローラ9により帯電する。感光体ドラム8の外表面にレーザ光10を照射して、該感光体ドラム8の外周面に静電潜像を形成する。そして、静電潜像が現像領域31に位置付けられると、現像装置13の現像スリーブ32の外周面に付着した現像剤26が感光体ドラム8の外周面に付着して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム8の外周面に形成する。そして、画像形成装置1は、レジストローラ3などにより搬送されてきた記録紙7が転写部材4と感光体ドラム8との間に位置して、感光体ローラ8の外周面上に形成されたトナー像を記録紙7に転写する。画像形成装置1は、定着装置5で、記録紙7にトナー像を定着する。こうして、画像形成装置1は、記録紙7に画像を形成する。
The
本実施形態によれば、現像ローラ15の攪拌スクリュー18に相対する位置P2の磁気力和が3.5×10-5N以上であり、現像剤26の汲み上げ性が向上し、攪拌スクリュー18によって起こるスクリュピッチムラを低減することができる。また、規制ブレード16に相対する位置P1の磁気力和が低いため、現像剤26への経時劣化を減少することができる。よって優れた画質を長期間得られる現像装置13を提供することができる。
According to this embodiment, the magnetic force sum at the position P 2 facing the stirring
現像ローラ15と攪拌スクリュー18との距離が、0mmを越え15mm以下であるので、現像剤26を特性劣化させることなく、効率的に汲み上げることができる。このため、スクリュピッチムラを少なくすることができる。
Since the distance between the developing
磁性キャリアの粒径が20μm以上でかつ50μm以下であるために、粒状度に優れ、かつスクリュピッチムラの無い優れた画像を得られる現像装置を提供することができる。 Since the particle size of the magnetic carrier is 20 μm or more and 50 μm or less, it is possible to provide a developing device that can obtain an excellent image with excellent granularity and no screw pitch unevenness.
次に、本発明の発明者らは、前述した磁気力和が1.7×10-5から4.0×10-5となるように、磁極A,B,C,D,Eを形成した現像ローラ15を用いて、記録紙7に画像を形成したときの本発明の効果を確認した。各現像ローラ15で記録紙7に画像を形成したときのスクリュピッチムラランクを求めた。また、この結果より回帰曲線Lを求めた。結果を以下の図5に示す。なお、図5中の縦軸のスクリュピッチムラランクとは、記録紙に形成された画像の良いものから悪いものまでの段階見本を設定し、その見本画像を参照してランク付けしたものである。
Next, the inventors of the present invention formed the magnetic poles A, B, C, D, and E so that the above-described magnetic force sum was changed from 1.7 × 10 −5 to 4.0 × 10 −5 . The effect of the present invention when an image was formed on the
図5に示されたように、磁気力和が、3.5×10-5[N]よりも小さいときは、スクリュピッチムラランクが4を下回ることとなって、十分にスクリュピッチムラを抑制できないことが明らかとなった。磁気力和が3.5×10-5[N]以上でスクリュピッチムラランクが4以上となり、十分にスクリュピッチムラを抑制できることが明らかとなった。このため、現像ローラ15の攪拌スクリュー18との対向する位置P2の近傍の磁気力が現像剤26の汲み上げ性に影響していたことが明らかとなった。従って、必要な範囲(前述した±20°の範囲)での磁気力和を高く、規制ブレード16に対向する位置P1の磁気力和を低くすることで、スクリュピッチムラが少なくかつ現像剤26の劣化の小さい現像装置13となることが明らかになった。
As shown in FIG. 5, when the magnetic force sum is smaller than 3.5 × 10 −5 [N], the screw pitch unevenness rank is less than 4, and the screw pitch unevenness is sufficiently suppressed. It became clear that it was not possible. When the magnetic force sum is 3.5 × 10 −5 [N] or more, the screw pitch unevenness rank is 4 or more, and it has become clear that the screw pitch unevenness can be sufficiently suppressed. For this reason, it became clear that the magnetic force in the vicinity of the position P 2 of the developing
次に、本発明の発明者らは、攪拌スクリュー18に対向する位置P2の磁気力和と磁性キャリアの粒径を種々変化させて、記録紙7に画像を形成したときの本発明の効果を確認した。結果を以下の表1に示す。
Next, the inventors of the present invention have various effects of the present invention when an image is formed on the
(比較例1)
攪拌スクリュー18に対向する位置P2の磁気力和を2.5×10-5Nとし、磁性キャリアの粒径を50μmとした。現像ローラ15の外径を18mm、角速度(回転数)を294RPMとした。現像ローラ15からの攪拌スクリュー18の位置を253°の位置とした。なお、図4に示すように、現像スリーブ32の回転中心Pと感光体ドラム8の回転中心を結んだ直線を0度として、回転中心Pを中心に矢印G方向に回転すると、角度が徐々に増えるような座標により前述した攪拌スクリュー18の位置を示した。攪拌スクリュー18の外径を12mm、ピッチを20mm、回転数を376RPMとした。この結果、粒状度は優れていた。スクリュピッチムラは許容限度外であった。画像均一性は許容限度外であった。現像剤の耐久性は許容限度外であった。
(Comparative Example 1)
The magnetic force at the position P 2 facing the stirring
(実施例1)
攪拌スクリュー18に対向する位置P2の磁気力和を3.7×10-5Nとし、磁性キャリアの粒径を50μmとした。現像ローラ15の外径を18mm、角速度(回転数)を294RPMとした。現像ローラ15からの攪拌スクリュー18の位置を253°の位置とした。攪拌スクリュー18の外径を12mm、ピッチを20mm、回転数を376RPMとした。この結果、粒状度は優れていた。スクリュピッチムラは非常に優れていた。画像均一性は非常に優れていた。現像剤の耐久性は非常に優れていた。
Example 1
The magnetic force at the position P 2 facing the stirring
(実施例2)
攪拌スクリュー18に対向する位置P2の磁気力和を3.7×10-5Nとし、磁性キャリアの粒径を37μmとした。現像ローラ15の外径を18mm、角速度(回転数)を294RPMとした。現像ローラ15からの攪拌スクリュー18の位置を253°の位置とした。攪拌スクリュー18の外径を12mm、ピッチを20mm、回転数を376RPMとした。この結果、粒状度は非常に優れていた。スクリュピッチムラは非常に優れていた。画像均一性は非常に優れていた。現像剤の耐久性は非常に優れていた。
(Example 2)
The magnetic force at the position P 2 facing the stirring
現像剤の耐久性においては、現像剤そのものの特性、現像ローラスリーブ特性、現像プロセス条件等によって変化するので、上記を同条件とした場合の相対評価とする。なお、表1中の評価基準において、◎は、非常に優れている(実用上まったく問題がない)ことを示す。○は、優れている(実用上問題がない)ことを示す。△,×は、許容限度外である(実用に耐えられない)ことを示す。 Since the durability of the developer varies depending on the characteristics of the developer itself, the characteristics of the developing roller sleeve, the development process conditions, and the like, the relative evaluation is performed under the above conditions. In addition, in the evaluation criteria in Table 1, “A” indicates that it is very excellent (no problem in practical use). ○ indicates excellent (no problem in practical use). Δ and × indicate that it is outside the allowable limit (it cannot withstand practical use).
このことから、比較例1に比べて実施例1では、現像剤26を現像ローラ15に汲み上げる位置での磁気力が高いためスクリュピッチムラを減少させる。そのため、前述した現像装置13はスクリュピッチムラの無い優れた画像を得ることができることが明らかとなった。この際、現像剤26の磁性キャリアは、平均粒径が20μm以上50μm以下であることが望ましい。これは、磁性キャリアが、50μmを超えると画質が劣化するためである。また、磁性キャリアが、20μm未満であると、感光体ドラムへの磁性キャリアの付着及び現像剤供給部内への磁性キャリア飛散が発生しやすくなる不具合が発生する。
From this, in Example 1, compared with Comparative Example 1, the magnetic force at the position where the
前述した実施形態では、プロセスカートリッジ6は、感光体ドラム8と現像装置13と帯電ローラ9とクリーニングブレード12を備えている。しかしながら、本発明ではプロセスカートリッジ6は、少なくとも現像装置13を備えていれば良く、感光体ドラム8と帯電ローラ9とクリーニングブレード12を必ずしも備えていなくても良い。
In the above-described embodiment, the
又、前述した実施形態では、画像形成装置1は、装置本体2に着脱自在なプロセスカートリッジ6を備えている。しかしながら、本発明では、画像形成装置1は、現像装置13を備えていればプロセスカートリッジ6を必ずしも備えていなくても良い。
In the above-described embodiment, the
さらに、前述した実施形態では、マグネットローラ33に磁石を埋め込んで磁極A,B,C,D,Eを配置している。しかしながら、本発明では必ずしもマグネットローラ33に磁石を埋め込んで磁極A,B,C,D,Eを配置しなくても良い。つまり、マグネットローラ33の必要な箇所を着脱して磁極A,B,C,D,Eを配置しても良いし、マグネットローラ本体に周知のマグネットピースを接着固定して磁極A,B,C,D,Eを配置しても良い。要するに本発明におけるマグネットローラは、実施形態で述べた磁極A,B,C,D,Eを形成するものであれば良く、本発明の主旨を満足するものであれば種々のマグネットローラを用いて良い。
Further, in the embodiment described above, the magnetic poles A, B, C, D, and E are arranged by embedding magnets in the
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 画像形成装置
6 プロセスカートリッジ
8 感光体ドラム(像担持体)
9 帯電ローラ(帯電装置)
12 クリーニングブレード(クリーニング装置)
13 現像装置
15 現像ローラ(現像剤担持体)
16 規制ブレード(規制部材)
18 攪拌スクリュー(攪拌部材)
26 現像剤
31 現像領域
32 現像スリーブ(非磁性円筒体)
33 マグネットローラ
A,B,C,D,E 磁極(固定磁極)
P 回転中心
P1,P2 位置
R,Q 線分
DESCRIPTION OF
9 Charging roller (charging device)
12 Cleaning blade (cleaning device)
13 Developing
16 Regulation blade (regulation member)
18 Stirring screw (stirring member)
26
33 Magnet roller A, B, C, D, E Magnetic pole (fixed magnetic pole)
P rotation center P 1 , P 2 position R, Q line segment
Claims (4)
(A)前記現像剤担持体と前記攪拌部材との距離を15mm以下とし、かつ、
(B)前記非磁性円筒体の外周面の前記攪拌部材に対向する位置と、前記非磁性円筒体の回転中心と、を結ぶ線分を挟んで、前記非磁性円筒体の回転中心を中心とした±20度の範囲内の前記非磁性円筒体の外周面の1度毎の法線方向の磁気力の総和が、3.5×10-5[N]以上になるように、しかも、前記非磁性円筒体の外周面の前記規制部材に対向する位置と、前記非磁性円筒体の回転中心と、を結ぶ線分を挟んで、前記非磁性円筒体の回転中心を中心とした±20度の範囲内の前記非磁性円筒体の外周面の1度毎の法線方向の磁気力の総和が、前記攪拌部材に対向する位置での磁気力の総和よりも小さくなるように、前記固定磁極のうちの前記攪拌部材に相対する固定磁極と、前記固定磁極のうちの前記規制部材に相対する固定磁極と、を配置した
ことを特徴とする現像装置。 A stirring member that stirs and conveys a developer including toner and a magnetic carrier, a magnet roller having a plurality of fixed magnetic poles, and a rotatable nonmagnetic cylindrical body disposed so as to contain the magnet roller. And a developer carrying member that sucks and conveys the developer carried by the stirring member, and a regulating member that maintains the thickness of the developer sucked by the developer carrying member at a predetermined thickness. In the developing device,
(A) The distance between the developer carrying member and the stirring member is 15 mm or less, and
(B) Centering on the rotation center of the nonmagnetic cylinder with a line segment connecting the position of the outer peripheral surface of the nonmagnetic cylinder facing the stirring member and the rotation center of the nonmagnetic cylinder sandwiched therebetween The sum of the magnetic forces in the normal direction for each degree of the outer peripheral surface of the non-magnetic cylinder within the range of ± 20 degrees is 3.5 × 10 −5 [N] or more, and ± 20 degrees around the rotation center of the nonmagnetic cylinder with a line segment connecting the position of the outer peripheral surface of the nonmagnetic cylinder facing the regulating member and the rotation center of the nonmagnetic cylinder The fixed magnetic pole so that the sum of the magnetic forces in the normal direction for each degree of the outer peripheral surface of the non-magnetic cylindrical body within the range is smaller than the sum of the magnetic forces at the position facing the stirring member. A fixed magnetic pole opposed to the stirring member, and a fixed magnetic pole opposed to the regulating member of the fixed magnetic poles. A developing device characterized by comprising:
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