JP2007017904A - Developing unit, process cartridge, and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置にかかり、特に二成分系の現像剤を用いる画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and more particularly to an image forming apparatus using a two-component developer.
近年、複写機やプリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置の小型化やパーソナル化の要求に伴って、その現像装置の小型化が図られている。また、こうした要求に伴って、トナーが無くなった時点で、現像装置ごと交換する使い捨てタイプの現像装置や、この現像装置の他に、原稿画像の静電潜像が形成される潜像担持体(感光体)、および感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング部等が一体化された、いわゆるプロセスカートリッジも一般に広く用いられるようになってきている。
しかしながら、このような小型化された現像装置においては、そのトナーと磁性キャリアとからなる現像剤の収容量が少ない。また、現像剤撹拌部の省スペース化も余儀なくされるため、補給されたトナーがその現像領域に到達するまでの時間が短く、トナーと磁性キャリアとの撹拌が不十分になってトナーの帯電量が小さくなり、浮遊トナーが発生し易くなる。浮遊トナーが発生した場合には、転写紙の地肌汚れがひどくなり好ましくない。このような現象は、特に画像面積率の高い原稿を連続して印刷した際のように、トナー補給量が多くなった時に補給トナーの分散・帯電不足で顕著に発生する。
また、機械の高速化に伴い現像剤撹拌搬送部材は高速で回転し、且つ、トナーは3〜12μmの微小粒子であるため、補給されたトナーの一部が現像剤とうまく撹拌されずに飛散、浮遊あるいは現像剤面を上滑りして移動する。このようなトナーが現像ローラに搬送されて現像領域へ搬送されると、未帯電、逆帯電、弱帯電の帯電不良トナーが、非画像部の地汚れ、濃度ムラを発生したり、トナー飛散が生じる。
In recent years, along with demands for downsizing and personalization of image forming apparatuses using electrophotographic technology such as copying machines and printers, downsizing of developing devices has been attempted. Further, in response to such a request, when the toner runs out, the disposable developing device that is replaced with the developing device, or a latent image carrier (on which an electrostatic latent image of the original image is formed) in addition to the developing device. A so-called process cartridge in which a photosensitive member) and a cleaning unit that removes toner remaining on the photosensitive member are integrated is also widely used.
However, such a miniaturized developing device has a small amount of developer containing the toner and the magnetic carrier. In addition, since the space for the developer agitation unit is also inevitably reduced, the time required for the replenished toner to reach the development area is short, and the agitation between the toner and the magnetic carrier becomes insufficient, resulting in a charge amount of the toner. Becomes smaller, and floating toner is likely to be generated. When floating toner is generated, the background of the transfer paper becomes very dirty, which is not preferable. Such a phenomenon occurs remarkably when the amount of toner replenishment increases, such as when the amount of toner replenishment increases, as in the case of continuously printing a document with a high image area ratio.
In addition, as the machine speed increases, the developer agitating / conveying member rotates at high speed, and the toner is 3 to 12 μm fine particles, so a part of the replenished toner is scattered without being well agitated with the developer. , Float or move on the developer surface. When such toner is transported to the development roller and transported to the development area, uncharged, reversely charged, and weakly charged poorly charged toner may cause non-image area background contamination, density unevenness, or toner scattering. Arise.
このような問題を解消するために、トナー補給部から補給されたトナーが剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ側のスクリュー部に搬送されるのを防止する飛散防止部材を設けることが提案されている(例えば、特許文献1 参照。)。
しかしながらこれらの手段は、トナーが現像部に搬送されるまでに満たさねばならない2つの条件であるトナーの分散と帯電のうち、トナーの均一分散に重点を置いたものである。つまり補給トナーの現像剤への均一な分散までの機能をスクリュー部に与え、トナー帯電は従来と同じく現像剤規制ブレード近傍での現像剤の摺擦によってまかなっていた。このような現像システムの場合、トナーが現像剤規制ブレードの裏側の現像剤溜り部で大きな負荷を受け、現像剤が劣化するという問題点がある。劣化したトナーは弱帯電・逆帯電トナーになりやすく、長期にわたる画像形成プロセスを経ると帯電量分布がブロード化し、地肌汚れ・トナー飛散につながる。しかしながら安易に現像剤規制ブレード裏でのストレスを小さくするとトナーの帯電不足が発生し、かえって地肌汚れ・トナー飛散が多くなりかねない。
In order to solve such a problem, a scattering prevention member that prevents the toner replenished from the toner replenishing portion from sliding on the surface of the agent and being conveyed to the screw portion on the developing roller side without being charged is provided. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
However, these means emphasize the uniform dispersion of the toner among the two conditions that must be satisfied before the toner is transported to the developing unit. In other words, the screw portion is provided with a function to uniformly distribute the replenishment toner to the developer, and the toner charging is covered by the rubbing of the developer in the vicinity of the developer regulating blade as before. In such a development system, there is a problem in that the toner is subjected to a large load in the developer reservoir on the back side of the developer regulating blade and the developer deteriorates. Deteriorated toner tends to be weakly charged / reversely charged toner, and after a long-time image forming process, the charge amount distribution is broadened, leading to background contamination and toner scattering. However, if the stress on the back of the developer regulating blade is easily reduced, insufficient charging of the toner may occur, and on the contrary, background stains and toner scattering may increase.
また、現像装置内の剤通過量規制部材を現像ローラに近づけるように作動させて帯電量を上昇させることが提案されている(例えば、特許文献2 参照。)。しかしこの構成では剤にかかる摺擦力が増すものの、剤を規制する場所がドクターブレード近傍であるため、その位置の搬送されるまでのトナーの分散が不完全だと現像剤規制手段を用いても濃度ムラが出てしまう懸念がある。 In addition, it has been proposed to increase the charge amount by operating the agent passage amount regulating member in the developing device so as to approach the developing roller (see, for example, Patent Document 2). However, in this configuration, although the rubbing force applied to the agent is increased, the location where the agent is regulated is in the vicinity of the doctor blade. There is also a concern that density unevenness may occur.
本発明は上記問題点に鑑み、補給されたトナーが低帯電もしくは未帯電状態で直接現像スリーブに到達することを防止でき、長期に亘り画像形成プロセスが繰り返された場合、或いはトナーの消費が少ない特殊な使用状態が長期間に及んだ場合にも、現像剤劣化が少なく、長期に亘って地肌汚れ・トナー飛散のない現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
その根本となる思想は、トナーの帯電機能を撹拌・搬送スクリューでも分担させることにより、現像装置全体として現像剤が受ける負担を減らし、現像剤の長寿命化を図るものである。
In view of the above problems, the present invention can prevent the replenished toner from reaching the developing sleeve directly in a low-charged or uncharged state, and when the image forming process is repeated over a long period of time, or consumes less toner. It is an object of the present invention to provide a developing device and an image forming apparatus in which the developer is hardly deteriorated even in a special use state for a long period of time and there is no background contamination or toner scattering over a long period of time.
The basic idea is that the charging function of the toner is shared by the agitating / conveying screw, thereby reducing the burden on the developer as a whole of the developing device and extending the life of the developer.
請求項1に記載の発明では、トナー粒子とキャリア粒子を有する二成分現像剤を、現像剤容器内に配設された2本の回転自在なスクリューで撹拌・分散して所定位置に搬送する撹拌手段と、現像によって消費されたトナーを補給するトナー補給手段を少なくとも備えた現像装置において、トナーが収容される側の現像剤収容部を補給側撹拌室とし、現像剤担持体と対向している側の現像剤収容部を現像側撹拌室とし、現像剤が現像容器内を1周する平均移流速度をVaverage、現像剤が現像容器内を移動する局所的な移流速度をVlocalとするとき、
0.6<Vlocal/Vaverage<0.9
の関係を満たす遅滞経路が現像容器内に存在することを特徴とする。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の現像装置において、前記遅滞経路が、現像剤の現像装置内の搬送経路全体に対して10〜50%を占めることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, the two-component developer having toner particles and carrier particles is stirred and dispersed by two rotatable screws disposed in the developer container and conveyed to a predetermined position. And a toner supply means for replenishing toner consumed by development, the developer storage portion on the side where the toner is stored is a supply side agitation chamber and faces the developer carrier. When the developer accommodating portion on the side is a development side stirring chamber, the average advection speed at which the developer makes a round in the developer container is Vverage, and the local advection speed at which the developer moves in the developer container is Vlocal.
0.6 <Vlocal / Vaverage <0.9
A delay path satisfying the above relationship exists in the developing container.
According to a second aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the delay path occupies 10 to 50% of the entire conveyance path in the developer developing apparatus.
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の現像装置において、前記遅滞経路が補給側撹拌室に存在することを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の現像装置において、前記遅滞経路が、前記現像側撹拌室へ現像剤を受け渡す開口部を含めた、前記補給側撹拌室の現像剤搬送方向下流側に存在することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect, the delay path exists in the supply side stirring chamber.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to third aspects, the replenishment path includes an opening for passing the developer to the developing side stirring chamber. It exists in the developer conveyance direction downstream of a side stirring chamber, It is characterized by the above-mentioned.
請求項5に記載の発明では、請求項1に記載の現像装置において、前記スクリューのスクリューピッチを局所的に変えることで、現像剤が現像容器内を移動する局所的な移流速度Vlocalを、
0.6<Vlocal/Vaverage<0.9
の関係を満たすように変化させていることを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、請求項1に記載の現像装置において、スクリューの軸部分の太さを局所的に変えることで、現像剤が現像容器内を移動する局所的な移流速度Vlocalを、
0.6<Vlocal/Vaverage<0.9
の関係を満たすように変化させていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, by locally changing the screw pitch of the screw, the local advection speed Vlocal where the developer moves in the developing container is
0.6 <Vlocal / Vaverage <0.9
It is characterized by changing so as to satisfy the relationship.
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the local advection speed Vlocal where the developer moves in the developing container is changed by locally changing the thickness of the shaft portion of the screw. ,
0.6 <Vlocal / Vaverage <0.9
It is characterized by changing so as to satisfy the relationship.
請求項7に記載の発明では、請求項1に記載の現像装置において、スクリューを構成する羽根の条数を局所的に変えることで、現像剤が現像容器内を移動する局所的な移流速度Vlocalを
0.6<Vlocal/Vaverage<0.9
の関係を満たすように変化させていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明では、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の現像装置において、現像剤担持体単体駆動時の動トルクをTsleeve、現像装置全体駆動時の動トルクをTallとしたときに、
0.4<Tsleeve/Tall<0.7
の関係を満たすことを特徴とする。
請求項9に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の現像装置と、潜像担持体、帯電装置、潜像担持体のクリーニング装置、のうち少なくとも2つを一体としたプロセスカートリッジを特徴とする。
請求項10に記載の発明では、一連の画像プロセスによって形成された画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の現像装置を備える画像形成装置を特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the local advection speed Vlocal where the developer moves in the developing container by locally changing the number of blades constituting the screw. 0.6 <Vlocal / Vaverage <0.9
It is characterized by changing so as to satisfy the relationship.
According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to seventh aspects, the dynamic torque when the developer carrier alone is driven is Tsleeve, and the dynamic torque when the entire developing device is driven is Tall. When
0.4 <Tsleeve / Tall <0.7
It is characterized by satisfying the relationship.
According to a ninth aspect of the present invention, the developing device according to any one of the first to eighth aspects and at least two of the latent image carrier, the charging device, and the latent image carrier cleaning device are integrated. The process cartridge is characterized.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus for recording an image formed by a series of image processes on a recording medium, wherein the image forming apparatus includes the developing device according to any one of the first to ninth aspects. Features the device.
本発明によれば、現像剤が現像容器内を1周する平均移流速度をVaverage、現像剤が現像容器内を移動する局所的な移流速度をVlocalとするとき、
0.6<Vlocal/Vaverage<0.9
の関係を満たすことにより、移流速度の遅い箇所での現像剤の滞留が生じ、現像剤を圧密状態にし、帯電立ち上がり促進の効果がある。
この関係を満たす状態で印字を行うと、トナー飛散・地肌汚れのない良好な画像形成を行うことができる。
According to the present invention, when the average advection speed in which the developer makes one round in the developer container is Vaverage, and the local advection speed in which the developer moves in the developer container is Vlocal,
0.6 <Vlocal / Vaverage <0.9
By satisfying the above relationship, the developer stays at a location where the advection speed is slow, and the developer is brought into a compacted state, and there is an effect of promoting the charge rising.
When printing is performed in a state satisfying this relationship, good image formation without toner scattering and background stains can be performed.
図1は本発明の一実施の形態に係る現像装置を適用するカラー画像形成装置の内部構成図である。
同図において符号100は複写装置本体、200は複写装置本体100を載せる給紙テーブル、300は複写装置本体100上に取り付けるスキャナ(読取り光学系)、400はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)をそれぞれ示す。その他の符号は詳細な説明中で直接引用する。
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。同図に示す画像形成装置は、具体的にはタンデム型間接転写方式の電子写真複写装置である。複写装置本体100の中央位置には、横方向へ延びる無端ベルト状の中間転写体10を設ける。そして、図示例では中間転写体を3つの支持ローラ14・15・16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、3つの支持ローラの中で、第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設ける。また、3つの支持ローラの中で第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成部20を構成する。タンデム画像形成部20の直上には、図1に示すように、さらに露光装置21を設ける。一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成部20と反対の側には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像をシートに転写する。2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。上述した2次転写装置22は、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えている。なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成部20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
FIG. 1 is an internal configuration diagram of a color image forming apparatus to which a developing device according to an embodiment of the present invention is applied.
In the figure,
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. The image forming apparatus shown in the figure is specifically a tandem indirect transfer type electrophotographic copying apparatus. An endless belt-like
さて、いまこのカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動させた後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14、15、16のうちの1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。
Now, when making a copy using this color electrophotographic apparatus, a document is set on the document table 30 of the
中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部20による再度の画像形成に備える。
Along with the conveyance of the
図2は上記画像形成装置に用いる現像装置の1実施形態を示す図である。
同図において、符号61は現像装置、65は現像剤容器、66はトナー補給側撹拌スクリュー、67は現像剤担持体側撹拌スクリュー、68は現像剤担持体(現像ローラ)、75はトナー濃度センサ、77はドクターブレード、86は補給側撹拌室、87は現像側撹拌室をそれぞれ示す。
図3は現像装置の長手方向断面図である。
同図において符号78は現像剤通過量規制部材、80はしきり板をそれぞれ示す。
上述したタンデム画像形成部20において、個々の画像形成手段18は、ドラム状の感光体40のまわりに、帯電装置、現像装置、1次転写装置、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。
現像装置61は、現像剤容器65内に、現像剤撹拌・搬送手段としてのトナー補給側撹拌スクリュー66、現像剤担持体側撹拌スクリュー67、現像剤担持体(現像ローラ)68を備える。第一の現像剤撹拌室86の容器外壁には図示しない補給口を設けて図示しないトナー補給装置からトナーが供給される。(以後、第一の現像剤撹拌室を補給側撹拌室と呼ぶ。)トナー補給側の撹拌スクリュー66は、トナー補給装置から補給されたトナーと現像剤容器65内の現像剤(磁性粒子とトナーとを有する二成分現像剤)とを撹拌、搬送する。また、第二の現像剤撹拌室87(現像剤担持体側)の撹拌スクリュー67は、現像剤容器65内の現像剤を撹拌、搬送する。(以後、第二の現像剤撹拌室を現像側撹拌室と呼ぶ。)
補給側撹拌室と現像側撹拌室は図3に示すように仕切り板80で仕切られており、両端部に現像剤を受け渡す開口部がある。
FIG. 2 is a view showing an embodiment of a developing device used in the image forming apparatus.
In the figure, reference numeral 61 denotes a developing device, 65 denotes a developer container, 66 denotes a toner replenishing side stirring screw, 67 denotes a developer carrying member side stirring screw, 68 denotes a developer carrying member (developing roller), 75 denotes a toner density sensor,
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the developing device.
In the figure,
In the tandem
The developing device 61 includes a developer supply-side stirring screw 66 as a developer stirring / conveying means, a developer carrier-
As shown in FIG. 3, the replenishment side stirring chamber and the development side stirring chamber are partitioned by a
図4は本発明の他の実施形態を示す図である。
図5は或る位置におけるトナー濃度の時間的変化を示す図である。
図6は現像剤の移流速度を説明するための模式図である。
図7は実験結果を示す図である。同図(a)は比較例の結果、同図(b)は本実施例の結果をそれぞれ示す図である。
本実施例では体積平均粒径が35μmのキャリアと6μmのトナーを用いてトナー濃度7wt%の条件で実験を行った。まず現像剤の移流速度の測定方法について説明する。実験に用いた現像装置には図3、図4に示すように補給側撹拌室と現像側撹拌室に複数のトナー濃度センサ75を取り付けてある。トナーを一定量補給して撹拌したときの個々のトナー濃度センサ出力の時間推移を調べると、図5に模式的に示すようにある位置におけるトナー濃度の時間推移が得られるので、平均的な移流速度成分(波形のピーク位置)の移流速度が求められる。これを平均移流速度Vaverageとする。
現像剤が現像器内を1周するときの平均移流速度V2は、搬送経路長を、1周目から2周目のピークまでの時間で割ることによって求められる。
FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a temporal change in toner density at a certain position.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the developer advection speed.
FIG. 7 is a diagram showing experimental results. FIG. 4A shows the result of the comparative example, and FIG. 4B shows the result of the present example.
In this example, an experiment was performed under the condition of a toner concentration of 7 wt% using a carrier having a volume average particle diameter of 35 μm and a toner having a particle diameter of 6 μm. First, a method for measuring the developer advection speed will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, the developing device used in the experiment is provided with a plurality of
The average advection speed V2 when the developer makes one round in the developing device is obtained by dividing the transport path length by the time from the first round to the second round peak.
一方局所的な移流速度Vlocalは、隣接するトナー濃度センサの波形ピークの時間差、およびセンサ間距離から求められる。
本実施例では補給側撹拌室の下流側50%(全現像剤搬送経路に対しては25%)の部分のスクリューピッチを12.5mm(その他の部分のスクリューピッチは37mm)に変えて実験を行った。このとき、現像器内の局所的な移流速度は図6に示すようになっており、この条件で移流速度比Vlocal/Vaverageを測定したところ、0.72であった。この条件での現像剤の挙動について説明すると、スクリューピッチを短くした現像剤が受け渡される開口部付近では、現像剤の移流速度が局所的に遅くなっているため、現像剤が現像器の天井部に接触する状態になっており、現像剤は圧密状態になっている。移流速度の遅い箇所では現像剤の滞留が生じ、現像剤を圧密状態にし、帯電立ち上がり促進の効果がある。搬送経路の中でこのような状態になっている領域を遅滞経路と呼ぶことにする。
移流速度比Vlocal/Vaverageの適正値を調べたところ、以下のようになった。
0.6<Vlocal/Vaverage<0.9
この比が上限を超えると、現像剤が圧密状態とならず帯電立ち上がり促進の効果が現れない。逆に下限を超えると、現像剤にかかるストレスが過剰になり、現像器の撹拌トルクの増大や、トナー劣化の原因となるため適切ではない。
On the other hand, the local advection velocity Vlocal is obtained from the time difference between waveform peaks of adjacent toner density sensors and the distance between the sensors.
In this example, the experiment was conducted by changing the screw pitch of the 50% downstream side of the replenishment side stirring chamber (25% with respect to the total developer transport path) to 12.5 mm (the screw pitch of the other part was 37 mm). went. At this time, the local advection speed in the developing unit is as shown in FIG. 6, and when the advection speed ratio Vlocal / Vaverage was measured under these conditions, it was 0.72. The behavior of the developer under these conditions will be described. Since the developer advancing speed is locally slow in the vicinity of the opening where the developer with the screw pitch shortened is delivered, the developer moves to the ceiling of the developer unit. The developer is in a compacted state. In the portion where the advection speed is slow, the developer stays, and the developer is brought into a compacted state, which has the effect of promoting the charge rising. An area in such a state in the transport path is referred to as a delay path.
When an appropriate value of the advection speed ratio Vlocal / Vaverage was examined, it was as follows.
0.6 <Vlocal / Vaverage <0.9
If this ratio exceeds the upper limit, the developer will not be in a compacted state, and the effect of promoting charge rise will not appear. On the other hand, if the lower limit is exceeded, the stress applied to the developer becomes excessive, resulting in an increase in the stirring torque of the developing device and toner deterioration, which is not appropriate.
次に本実施例の条件でトナーの帯電立ち上がり性を調べる方法について説明する。補給トナーを1g、補給側撹拌室の最上流部に補給する。スクリューを所定の速度で回転させ、補給トナーのピークが現像器を一周した時刻において、現像側撹拌室最下流の現像剤の帯電量分布を測定する。その結果を図7に示す。なお、このグラフは、現像剤経路部改良の効果を検証するために、現像器から現像ローラ、ドクターブレードを外して単純な撹拌装置(補給側撹拌装置、現像側撹拌装置、スクリュー)にて測定した結果である。現像剤経路部改良の効果は明らかであり、帯電立ち上がりが促進され未帯電トナーが少ないことが確認できる。次にこの条件を実際の現像ユニット内で実施し、印字試験を行った。その結果、トナー補給が厳しい条件(べた画像現像時)においても補給トナーは、現像側撹拌室に到達するまでの間に十分に、分散・帯電し、地肌汚れ・トナー飛散のない良好な画像形成が行えた。 Next, a method for examining the charge rising property of the toner under the conditions of this embodiment will be described. 1 g of replenishment toner is replenished to the most upstream part of the replenishment side stirring chamber. The screw is rotated at a predetermined speed, and the charge amount distribution of the developer at the most downstream side of the developing side stirring chamber is measured at the time when the peak of the replenished toner makes a round of the developing device. The result is shown in FIG. This graph is measured with a simple stirring device (supply side stirring device, development side stirring device, screw) after removing the developing roller and doctor blade from the developer unit in order to verify the effect of improving the developer path. It is the result. The effect of improving the developer path portion is clear, and it can be confirmed that the charge rising is promoted and the amount of uncharged toner is small. Next, this condition was carried out in an actual developing unit, and a printing test was conducted. As a result, even under strict toner replenishment conditions (during solid image development), the replenished toner is sufficiently dispersed and charged before reaching the developing side stirring chamber, and good image formation with no background contamination or toner scattering is achieved. Was done.
本実施例では実施例1と補給側撹拌室のスクリュー以外は同じ現像器を用い、補給側撹拌室の下流側50%の部分のスクリューの軸径を太くして実験を行った。軸径が太くなった部分は現像剤収容容積が小さくなるため、結果として現像剤は圧密状態となり、帯電立ち上がりを促進できる。この領域が遅滞経路となっている。
本実施例の構成で、トナー飛散・地肌汚れのない良好な画像形成を行うことができた。
In the present example, the same developer was used as in Example 1 except for the screw in the replenishment side stirring chamber, and the experiment was performed with the shaft diameter of the 50% downstream portion of the replenishment side stirring chamber being increased. Since the developer storage volume is reduced in the portion where the shaft diameter is increased, as a result, the developer is in a compacted state, and the rise of charging can be promoted. This area is a delay path.
With the configuration of this example, it was possible to perform good image formation without toner scattering and background stains.
本実施例では実施例1と補給側撹拌室のスクリュー以外は同じ現像器を用い、補給側撹拌室の下流側50%の部分のスクリューを3条(その他の部分は2条)として実験を行った。3条とすることで現像剤移流速度が遅くなり、結果として現像剤は圧密状態となり、帯電立ち上がりを促進できる。この領域が遅滞経路となっている。。
本実施例の構成で、トナー飛散・地肌汚れのない良好な画像形成を行うことができた。
これら実施例では、トナーが補給された後に現像ローラへ供給される前の現像剤を圧密状態にできるため、より確実に帯電立ち上がりを促進できる。さらに補給側撹拌室の下流側にて移流速度を遅くすることで、トナー補給時のトナーの上滑りの影響を受けにくくすることができる。
In this example, the same developer is used as in Example 1 except for the screw in the replenishment side agitation chamber, and the experiment was performed with 3 threads (the other part is 2) in the 50% downstream side of the replenishment side agitation chamber. It was. By setting the number to three, the developer advancing speed becomes slow, and as a result, the developer becomes a compacted state, and it is possible to accelerate the charge rising. This area is a delay path. .
With the configuration of this example, it was possible to perform good image formation without toner scattering and background stains.
In these embodiments, since the developer before being supplied to the developing roller after being replenished with toner can be brought into a compacted state, the rise of charging can be promoted more reliably. Further, by slowing the advection speed on the downstream side of the replenishing side stirring chamber, it is possible to make it less susceptible to the effect of toner upslip during toner replenishment.
本実施例では、現像剤担持体単体駆動時の動トルクを100kgf、現像装置全体駆動時の動トルク200kgfで実験を行っている。本発明の構成では、現像剤の帯電は、現像ローラに現像剤が供給されてドクターにて規制される時と、ローラへの供給前の圧密部で行われる。ドクター規制時の現像剤へのストレスは非常に高いため、なるべくドクター部のストレスを下げるのが望ましい。
現像剤担持体単体駆動時の動トルクをTsleeve、現像装置全体駆動時の動トルクをTallとしたときに、
0.4<Tsleeve/Tall<0.7
の範囲にストレスと帯電立ち上げ性を両立する最適値が存在する。
0.4>Tsleeve/Tall
とした場合は、圧密部での帯電立ち上げ促進のみでは、十分に帯電立ち上げを行うことができず、また、
Tsleeve/Tall>0.7
とした場合には、帯電立ち上げに対して過剰なストレスを与えてしまい、現像剤の劣化を早めてしまう。
In this embodiment, the experiment is performed with a dynamic torque of 100 kgf when the developer carrier alone is driven and a dynamic torque of 200 kgf when the entire developing device is driven. In the configuration of the present invention, the developer is charged when the developer is supplied to the developing roller and regulated by the doctor and at the compacted portion before being supplied to the roller. Since the stress on the developer during doctor regulation is very high, it is desirable to reduce the stress on the doctor part as much as possible.
When the dynamic torque when driving the developer carrier alone is Tsleeve, and the dynamic torque when driving the entire developing device is Tall,
0.4 <Tsleeve / Tall <0.7
There is an optimum value that achieves both stress and electrostatic start-up characteristics within the range of.
0.4> Tsleeve / Tall
In such a case, it is not possible to sufficiently start up the charge only by promoting the charge start-up at the compacted part.
Tsleeve / Tall> 0.7
In this case, an excessive stress is applied to the start-up of the charge, and the deterioration of the developer is accelerated.
66、67 撹拌スクリュー
75 トナー濃度センサ
78 現像剤通過量規制部材
80 仕切り板
86 補給側撹拌室
87 現像側撹拌室
66, 67 Agitating
Claims (10)
0.6<Vlocal/Vaverage<0.9
の関係を満たす遅滞経路が現像容器内に存在することを特徴とする現像装置。 Agitating means for agitating and dispersing a two-component developer having toner particles and carrier particles with two rotatable screws disposed in a developer container and transporting them to a predetermined position, and toner consumed by development In the developing device having at least toner replenishing means for replenishing the toner, the developer accommodating portion on the side where the toner is accommodated is a replenishing side stirring chamber, and the developer accommodating portion on the side facing the developer carrying member is the developing side When the average advection speed at which the developer makes one round in the developing container is Vaverage and the local advection speed at which the developer moves within the developing container is Vlocal,
0.6 <Vlocal / Vaverage <0.9
A developing apparatus characterized in that a delay path satisfying the above relationship exists in the developing container.
0.6<Vlocal/Vaverage<0.9
の関係を満たすように変化させていることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein a local advection speed Vlocal where the developer moves in the developing container is changed by locally changing a screw pitch of the screw.
0.6 <Vlocal / Vaverage <0.9
The developing device is changed so as to satisfy the above relationship.
0.6<Vlocal/Vaverage<0.9
の関係を満たすように変化させていることを特徴とする現像装置。 In the developing device according to claim 1, by locally changing the thickness of the shaft portion of the screw, the local advection speed Vlocal where the developer moves in the developing container is
0.6 <Vlocal / Vaverage <0.9
The developing device is changed so as to satisfy the above relationship.
0.6<Vlocal/Vaverage<0.9
の関係を満たすように変化させていることを特徴とする現像装置。 2. The developing device according to claim 1, wherein the local advection speed Vlocal at which the developer moves in the developing container is 0.6 <Vlocal / Vaverage <by changing locally the number of blades constituting the screw. 0.9
The developing device is changed so as to satisfy the above relationship.
0.4<Tsleeve/Tall<0.7
の関係を満たすことを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 1 to 7, when the dynamic torque when driving the developer carrier alone is Tsleeve, and the dynamic torque when driving the entire developing device is Tall,
0.4 <Tsleeve / Tall <0.7
A developing device satisfying the relationship:
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2005202247A JP2007017904A (en) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Developing unit, process cartridge, and image forming device |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH04124685A (en) * | 1990-09-14 | 1992-04-24 | Mita Ind Co Ltd | Developer stirring method |
JP2004198852A (en) * | 2002-12-19 | 2004-07-15 | Fuji Xerox Co Ltd | Developing device and image forming apparatus |
-
2005
- 2005-07-11 JP JP2005202247A patent/JP2007017904A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH04124685A (en) * | 1990-09-14 | 1992-04-24 | Mita Ind Co Ltd | Developer stirring method |
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