JP2006099022A - Developing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、像担持体に現像剤を供給する現像装置に関し、特に、2成分現像剤を用いる現像装置に関する。 The present invention relates to a developing device that supplies a developer to an image carrier, and more particularly to a developing device that uses a two-component developer.
磁性キャリアと非磁性トナーを含む2成分現像剤は、トナーの帯電制御や現像剤の搬送が比較的容易であり、カラー化や高速化にも対応し易いというメリットがある。さらに、2成分現像剤において、粒径の小さい非磁性トナーを使用することにより、高解像度化にも対応可能あった。 A two-component developer containing a magnetic carrier and a non-magnetic toner has the advantage that toner charge control and developer transport are relatively easy, and it is easy to cope with colorization and high speed. Further, in the two-component developer, it was possible to cope with higher resolution by using a non-magnetic toner having a small particle diameter.
ところが、トナーの粒径が小さくなると、トナー粒子どうしの結合や、トナーとキャリアとの結合が強くなり、現像剤の凝縮が発生し易くなるという不都合があった。 However, when the particle size of the toner is reduced, there is a disadvantage that the binding between the toner particles and the binding between the toner and the carrier become strong and the developer is likely to be condensed.
そこで、従来の現像装置の中には、現像剤担持体に対する間隔が現像剤の移動方向に沿って連続的に変化する電極を現像領域の上流側に設置し、現像剤担持体と電極との間に振動電圧を印加する電源回路を備えるものがある(例えば、特許文献1参照。)。この現像装置によれば、現像剤の粒径が小さい場合でも、現像剤の凝集を防止して現像剤の帯電制御を容易にし、良好な現像を実行できる、とされている。
しかしながら、上述の特許文献1に係る現像装置では、現像ローラを介して像担持体に供給される現像剤中のトナー濃度が低下する虞があった。このトナー濃度の低下は、現像ローラの周りにおけるトナー濃度に低下によって、現像ローラに引き付けられるトナー量が低下することによって発生する。このため、現像ローラの近くの現像剤におけるトナー濃度を高く維持することが重要である。
However, in the developing device according to
この発明の目的は、現像剤担持体に担持される2成分現像剤に含まれるトナーの濃度の低下を防止できる現像装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a developing device that can prevent a decrease in the concentration of toner contained in a two-component developer carried on a developer carrying member.
(1)本発明に係る現像装置は、
磁性キャリア及び非磁性トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器内で前記現像剤を循環させつつ攪拌する攪拌手段と、
前記攪拌手段の上方に位置するとともに、像担持体に形成された静電潜像を現像するために前記攪拌手段によって攪拌された前記現像剤を担持し前記像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記攪拌手段によって前記現像剤担持体の下方を循環搬送される現像剤を振動させる振動伝達手段と、
を備えたことを特徴とする。
(1) A developing device according to the present invention includes:
A developer container containing a developer containing a magnetic carrier and a non-magnetic toner;
Stirring means for stirring while circulating the developer in the developer container;
A developer carrier that is located above the stirring means and that carries the developer stirred by the stirring means to develop the electrostatic latent image formed on the image carrier and supplies the developer to the image carrier. When,
Vibration transmitting means for vibrating the developer circulated and conveyed under the developer carrying member by the stirring means;
It is provided with.
本発明に係る現像装置は、現像容器、攪拌手段、現像剤担持体、および振動伝達手段を備える。現像容器にはトナー補給口を介してトナーが補給される。現像容器に補給されたトナーは攪拌手段によって現像容器内を循環される間に磁性キャリアと混ぜ合わされる。攪拌手段によって攪拌された現像剤は磁力によって現像剤担持体に担持され、現像剤担持体を介して像担持体に供給される。 The developing device according to the present invention includes a developing container, a stirring means, a developer carrier, and a vibration transmitting means. Toner is supplied to the developing container through a toner supply port. The toner supplied to the developing container is mixed with the magnetic carrier while being circulated through the developing container by the stirring means. The developer stirred by the stirring means is carried on the developer carrier by magnetic force, and is supplied to the image carrier via the developer carrier.
振動伝達手段は、現像剤担持体の下方に位置する現像剤を振動させる。現像剤を構成する磁性キャリアと非磁性トナーでは、通常、非磁性トナーの方が小粒径で比重が軽いため、現像剤が振動すると非磁性トナーが上方に移動し易くなる。この結果、現像剤担持体の近くにより多くの非磁性トナーが集められる。 The vibration transmitting means vibrates the developer located below the developer carrier. Of the magnetic carrier and non-magnetic toner constituting the developer, the non-magnetic toner usually has a smaller particle diameter and lighter specific gravity. Therefore, when the developer vibrates, the non-magnetic toner easily moves upward. As a result, more non-magnetic toner is collected near the developer carrier.
(2) (1)に記載の現像装置であって、
前記振動伝達手段は、前記攪拌手段の下方に位置する前記現像容器の底部に配置されることを特徴とする。
(2) The developing device according to (1),
The vibration transmitting means is arranged at the bottom of the developing container located below the stirring means.
この構成においては、振動伝達手段が現像容器の底部に配置される。振動伝達手段を底部に配置することにより、現像容器の底部に滞留している現像剤にも振動が伝達し易くなる。この結果、現像容器の底部に滞留しているトナーが上方に移動し易くなり、現像剤担持体の近くに、より多くのトナーが集められる。 In this configuration, the vibration transmitting means is disposed at the bottom of the developing container. By arranging the vibration transmitting means at the bottom, the vibration is easily transmitted to the developer staying at the bottom of the developing container. As a result, the toner staying at the bottom of the developing container easily moves upward, and more toner is collected near the developer carrier.
(3) (2)に記載の現像装置であって、
前記振動伝達手段は、圧電素子と、この圧電素子を挟むように配置される2つの電極と、前記2つの電極に交流電圧を印加する振動用電源部と、を備えることを特徴とする。
(3) The developing device according to (2),
The vibration transmitting means includes a piezoelectric element, two electrodes arranged so as to sandwich the piezoelectric element, and a vibration power supply unit that applies an AC voltage to the two electrodes.
この構成においては、圧電素子の両側に配置される電極に交流電圧を印加することにより圧電素子が振動し、その振動が現像剤に伝達される。振動用電源部から電極に印加される交流電圧値を変化させることにより、圧電素子の振動周波数が任意に設定される。 In this configuration, the piezoelectric element vibrates by applying an AC voltage to the electrodes arranged on both sides of the piezoelectric element, and the vibration is transmitted to the developer. The vibration frequency of the piezoelectric element is arbitrarily set by changing the AC voltage value applied to the electrode from the vibration power supply unit.
(4) (3)に記載の現像装置であって、
前記2つの電極は上下方向に配置されており、上側の電極が弾性体で構成されることを特徴とする。
(4) The developing device according to (3),
The two electrodes are arranged in the vertical direction, and the upper electrode is made of an elastic body.
この構成においては、圧電素子が弾性体の電極を介して現像剤に接触する。このため、弾性体振動が圧電素子の振動に重畳される。 In this configuration, the piezoelectric element comes into contact with the developer via the elastic electrode. For this reason, the elastic body vibration is superimposed on the vibration of the piezoelectric element.
(5) (3)または(4)に記載の現像装置であって、
前記現像容器内の現像剤が、キャリア層とトナー層とに分離しないように、前記振動用電源部の交流電圧値が設定されることを特徴とする。
(5) The developing device according to (3) or (4),
The AC voltage value of the vibration power supply unit is set so that the developer in the developer container is not separated into a carrier layer and a toner layer.
この構成においては、圧電素子の振動が強過ぎると、現像容器内の現像剤がキャリア層とトナー層とに分離する虞があることを考慮して、振動用電源部から圧電素子に対して電圧が印加される。 In this configuration, in consideration of the possibility that the developer in the developer container may be separated into the carrier layer and the toner layer if the vibration of the piezoelectric element is too strong, the voltage from the vibration power supply unit to the piezoelectric element is considered. Is applied.
(6) (1)〜(5)のいずれかに記載の現像装置であって、
前記振動伝達手段が動作中に、前記攪拌手段の動作を停止させる停止手段をさらに備えたことを特徴とする。
(6) The developing device according to any one of (1) to (5),
The apparatus further comprises stop means for stopping the operation of the stirring means while the vibration transmitting means is in operation.
この構成においては、振動伝達手段が現像剤を振動させている時には、攪拌手段によって現像が攪拌されない。停止手段を設けたのは、常に攪拌手段を動作させていると、振動伝達手段によって上方に移動したトナーが再度下方に押し下げられる虞があるからである。停止手段の代表例としては、攪拌手段と駆動源との間に配置されるクラッチが挙げられる。 In this configuration, when the vibration transmitting means vibrates the developer, the development is not stirred by the stirring means. The stop means is provided because if the stirring means is always operated, the toner moved upward by the vibration transmitting means may be pushed down again. A typical example of the stopping means is a clutch disposed between the stirring means and the drive source.
(1)請求項1に係る発明によれば、現像剤担持体に担持される2成分現像剤に含まれるトナーの濃度の低下を防止できる。 (1) According to the first aspect of the invention, it is possible to prevent a decrease in the concentration of toner contained in the two-component developer carried on the developer carrying member.
(2)請求項2に係る発明によれば、より多くのトナーを現像剤担持体付近に集めることができ、現像剤担持体に担持される2成分現像剤に含まれるトナーの濃度の低下を防止できる。
(2) According to the invention of
(3)請求項3に係る発明によれば、振動手段が現像剤に与える振動の強弱の設定が容易になる。 (3) According to the third aspect of the present invention, it is easy to set the strength of vibration given to the developer by the vibration means.
(4)請求項4に係る発明によれば、現像剤を振動させる振動手段の振動効率を向上させることができる。
(4) According to the invention of
(5)請求項5に係る発明によれば、現像容器内において適正にキャリアとトナーとを混ぜ合わせることができ、画像形成装置における画像形成不良の発生が抑えられる。
(5) According to the invention of
(6)請求項6に係る発明によれば、トナーを現像剤担持体の近くに集め易くなる。
(6) According to the invention of
以下、図を用いて本発明の現像装置の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the developing device of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、図1および図2を用いて、現像装置1の概略構成を説明する。現像装置1は、現像容器15の内部に、現像ローラ5、攪拌スクリュ11、12を備える。現像ローラ5は、本発明の現像剤担持体を構成する。現像ローラ5は、支持軸により固定支持されたマグネットローラ7と、マグネットローラ7の周面に沿って回転自在に支持された現像スリーブ6と、を備える。マグネットローラ7は、周面に沿って複数の磁極を備える。マグネットローラ7の周面は、感光体ドラム4の周面に対向するように配置される。本実施形態では、マグネットローラ7は2つのS極と3つのN極から構成され、現像剤を拘束しつつ搬送する。現像スリーブ6は、厚みが0.4mmのステンレススチールからなる円筒状を呈しており、交流電源13Bおよび直流電源13Aを有する現像用電源部13に接続される。現像用電源部13は、交流電圧に直流を重畳した直流重畳交流電圧を現像スリーブ6に印加する。
First, a schematic configuration of the developing
現像容器15における現像ローラ5の上方に、現像ローラ5の周面に積層された現像剤層3の高さを調整する穂高規制部材2が配設される。現像ローラ5の下方には、本発明の攪拌手段を構成する攪拌スクリュ11,12が配置される。
Above the developing
攪拌スクリュ11,12は、モータ20に接続されており、図示しないトナー収容器から現像剤供給口19を介して供給される現像剤を循環搬送する。攪拌スクリュ11と、攪拌スクリュ12との間に、仕切り板22が配置される。攪拌スクリュ11,12によって現像剤は、現像容器15内における仕切り板22の周りを循環する。現像剤の循環搬送の方向は、図2に示す矢印のようになる。
The agitation screws 11 and 12 are connected to the
攪拌スクリュ11の下方に位置する現像容器15の底部に、振動発生部材10が配置される。振動発生部材10は、交流電源を有する振動用電源部14に接続される。振動発生部材10は、図3に示すように、積層型の圧電素子である。なお、圧電素子とは、電圧を印加することにより、機械的ひずみを生ずる素子である。振動発生部材10は、2枚の金属電極10Aおよび10Cと、その間に挟まれた振動子10Bを備えたラジュバン型である。振動発生部材10の金属電極10Aおよび10Cは、振動用電源部14から高周波電圧が印加される。
The
本実施形態では、振動子10Bの材料として、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミック等のファインセラミックが使用される。ただし、振動子10Bの材料として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の単結晶、または酸化亜鉛スパッタ薄膜など、振動周波数や装置の寿命に応じて適宜用いることができる。
In this embodiment, fine ceramics such as barium titanate and lead zirconate titanate ceramics are used as the material of the
振動用電源部14は、振動発生部材10の発生する微小振幅振動周波数が10kHz以上の超音波域になるように、交流電圧を振動発生部材10に印加する。このとき、振動用電源部14は、振動発生部材10の振動は、周波数1MHz以下の正弦波になるようにする。これは、振動周波数が高くなると、金属電極10A,10Cおよび振動子10Bにおける発熱が無視できなくなり、振動の減衰の程度が大きくなるからである。本実施形態では、振動発生部材10の振動が20kHzの正弦波になるように、振動用電源部14から現像ローラ5に対し周波数20kHz、20Vppの交番電圧が印加される。
The vibration
図4は、現像装置1の概略構成を示すブロック図である。図4に示すように現像装置1は、マイコン8を備えており、マイコン8に現像用電源部13、振動用電源部14、モータ20、濃度センサ17、クラッチ21、およびコネクタ18が接続される。濃度センサ17は、現像容器15内のトナーの濃度を検出する。クラッチ21は、モータ20から現像スリーブ6または攪拌スクリュ11,12への動力伝達のオン/オフを切り換える。コネクタ18は、画像形成装置と現像装置1の接続に用いられる。マイコン8は、現像装置1の各部の動作を総括的に制御する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the developing
攪拌スクリュ11,12によって現像容器15内部を循環搬送される現像剤は、マグネットローラ7の磁力にて磁気ブラシの状態で現像ローラ5の周面に担持される。現像ローラ5の周面担持された現像剤は、現像スリーブ6の回転に基づいて、感光体ドラム4との対向位置である現像領域に搬送される。現像ローラ5の周面に磁気ブラシの状態で保持された現像剤層は、穂高規制部材2によって穂切りされ、現像領域に搬送される現像剤量が適正に維持される。
The developer circulated and conveyed through the developing
ここで、マグネットローラ7の各磁極の作用を説明する。攪拌スクリュ11によって循環搬送される現像剤は、汲み上げ極S2の磁力によって拘束される。続いて、現像スリーブ6の回転により拘束された現像剤が現像剤溜まり部3に搬送される。現像剤溜まり部3に搬送された現像剤は、カット極N2により十分に拘束される。穂高規制部材2によって穂切りされた現像剤は、搬送用磁極S1によって現像領域に搬送される。現像領域において現像剤は、現像極N1によって拘束される。現像用電源部13を介して現像スリーブ6にバイアス電圧が印加されると、現像剤における非磁性トナーが感光体ドラム4側に移動し、感光体ドラム4の周面に形成された静電潜像が現像される。
Here, the operation of each magnetic pole of the
本実施形態において、振動発生部材10は、攪拌スクリュ11により現像ローラ5のすぐ下を搬送される現像剤のトナー濃度を高めるために使用される。すなわち、振動発生部材10は、攪拌スクリュ11と現像ローラ5の間に、十分なトナー濃度を有する現像剤を供給するために使用される。
In the present embodiment, the
現像装置1の動作が開始すると、マイコン8は振動用電源部14を制御し、振動用電源部14から振動発生部材10に対して、周波数20kHz、20Vppの交番電圧が印加させる。金属電極10Aに接続された厚さ1mm程度の振動子10Bは、交番電極の印加により縦方向に振動する。振動子10Bの振動は、金属電極10Cを介して現像剤に伝達する。このとき、金属電極10Cは弾性部材で構成させておけば、振動子10Bの振動に、金属電極10Cの弾性体振動が重畳されるため、振動効率が向上する。本実施形態では、現像容器15内でキャリア層とトナー層とに分離しないように、振動発生部材10の振動の大きさが調整される。
When the operation of the developing
本実施形態によれば、現像容器15内において現像剤を高周波で微小振動させることにより、現像剤のうち比重の小さいトナーが現像剤表面に上昇し易くなる。このため、現像ローラ5にトナー濃度が十分な現像剤を供給することが可能になる。
According to the present embodiment, by causing the developer to slightly vibrate at a high frequency in the developing
上述の実施形態では、振動発生部材10が振動している時にも攪拌スクリュー11,12を駆動しているが、振動発生部材10の振動中にマイコン8がクラッチ21を制御して攪拌スクリュー11,12を停止するようにしても良い。このようにすることで、振動発生部材10の振動により現像ローラ5の近くまで上昇していたトナーが、攪拌スクリュー11によって再度現像容器15の底部の方に押し下げられることがなくなる。
In the above-described embodiment, the stirring screws 11 and 12 are driven even when the
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Finally, the description of the above-described embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
1−現像装置
5−現像ローラ
6−現像スリーブ
7−マグネットローラ
11,12−攪拌スクリュ
1-developing device 5-developing roller 6-developing sleeve 7-
Claims (6)
前記現像容器内で前記現像剤を循環させつつ攪拌する攪拌手段と、
前記攪拌手段の上方に位置するとともに、像担持体に形成された静電潜像を現像するために前記攪拌手段によって攪拌された前記現像剤を担持し前記像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記攪拌手段によって前記現像剤担持体の下方を循環搬送される現像剤を振動させる振動伝達手段と、
を備えたことを特徴とする現像装置。 A developer container containing a developer containing a magnetic carrier and a non-magnetic toner;
Stirring means for stirring while circulating the developer in the developer container;
A developer carrier that is located above the stirring means and that carries the developer stirred by the stirring means to develop the electrostatic latent image formed on the image carrier and supplies the developer to the image carrier. When,
Vibration transmitting means for vibrating the developer circulated and conveyed under the developer carrying member by the stirring means;
A developing device comprising:
Priority Applications (1)
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JP2004288208A JP2006099022A (en) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | Developing device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019057283A1 (en) * | 2017-09-21 | 2019-03-28 | Hp Indigo B.V. | Applying force to print agent |
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2004
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