JP2007057896A - Developing method and developing device, and image forming apparatus using developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置で用いられる現像装置に係り、特に、トナーと磁性キャリアとを具備した二成分現像剤を用い、像担持体上の静電潜像をトナー現像するようにした現像方法並びにこの現像方法を具現化するための現像装置及びこの現像装置を用いた画像形成装置の改良に関する。 The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and in particular, uses a two-component developer including a toner and a magnetic carrier to develop an electrostatic latent image on an image carrier with toner. The present invention relates to a developing method, a developing device for realizing the developing method, and an improvement of an image forming apparatus using the developing device.
従来、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、各種放電によって感光体上に形成される放電生成物を有効に除去する方法として、例えばクリーニングブレードを感光体に直接当てて除去する方法が知られている。
確かに、クリーニングブレードを使用する方法は感光体上の放電生成物や残留トナーを除去する点では優れるが、クリーニングブレードが接触することによってブレード自体や感光体への傷が発生し易くなり、筋状の画像欠陥をもたらすようにもなる。そのため、長期に亘って安定した放電生成物等の除去性能を確保することが困難となる。
一方、クリーニングブレードの代わりにクリーニングブラシにて放電生成物等の除去を行おうとすると、クリーニングブラシの長期的な安定性は得られるものの、感光体表面への摺擦力が小さく、放電生成物の除去という観点からは十分満足のいく結果は得難い。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer, as a method for effectively removing discharge products formed on a photoreceptor by various discharges, for example, a cleaning blade is directly applied to the photoreceptor to remove it. The method is known.
Certainly, the method using a cleaning blade is superior in terms of removing discharge products and residual toner on the photosensitive member, but the blade itself and the photosensitive member are easily damaged by contact with the cleaning blade. It also leads to image defects. Therefore, it becomes difficult to ensure the removal performance of discharge products and the like that are stable over a long period of time.
On the other hand, when the discharge product is removed with a cleaning brush instead of the cleaning blade, the cleaning brush has a long-term stability, but the rubbing force on the surface of the photoreceptor is small, and the discharge product From the point of view of removal, a sufficiently satisfactory result is difficult to obtain.
一方、感光体へのトナーの転写効率を高めるため、感光体と現像ロールとをAgainst構成(対向部位で互いに反対方向に移動する構成)で回転させることが行われる。
更に、このAgainst構成では、With構成(対向部位で互いに同一方向に移動する構成)に比べ磁気ブラシによる感光体への摺擦力を強くすることができるので、感光体上に生成される放電生成物等の除去性能が高められる。そのため、このAgainst構成が感光体上のクリーニングをクリーナレスで行う方式には都合が良いこととなる。
更にまた、Against構成では、現像剤の磁気ブラシが感光体に接触することで生じるトナークラウドが現像域の上流側(感光体のポスト現像側)に主として発生するため、感光体を露光する露光装置の表面にトナークラウドが付着することを抑制でき、露光障害の発生を抑えることができるようになる。
しかしながら、このようなAgainst構成では、現像後の感光体表面に穂の長い磁気ブラシが強く当たるため、現像を終えて感光体上に形成されたトナー像にブラシマーク(画像上に発生する筋状の痕)等の画像欠陥が発生する可能性がある。
On the other hand, in order to increase the transfer efficiency of toner to the photoconductor, the photoconductor and the developing roll are rotated in an Against configuration (a configuration in which they move in directions opposite to each other at opposing portions).
Further, in this Against configuration, since the rubbing force to the photoconductor by the magnetic brush can be increased as compared with the With configuration (a configuration in which the opposite portions move in the same direction), the discharge generated on the photoconductor is generated. The removal performance of objects etc. is improved. Therefore, this Gainst configuration is convenient for a method in which cleaning on the photosensitive member is performed without a cleaner.
Furthermore, in the Against configuration, a toner cloud generated when the magnetic brush of the developer contacts the photoconductor is mainly generated on the upstream side of the development area (post-development side of the photoconductor). Therefore, an exposure apparatus that exposes the photoconductor Therefore, it is possible to suppress the toner cloud from adhering to the surface of the film, and to suppress the occurrence of exposure failure.
However, in such an Against configuration, since the magnetic brush having a long ear hits the surface of the photoconductor after development, the toner image formed on the photoconductor after the development is finished with a brush mark (streaks generated on the image). There is a possibility that image defects such as
そこで、このようなブラシマークの発生を抑えるため、磁性キャリアの磁化や磁界強度を小さくすることで、感光体への磁気ブラシの摺擦力を小さくしようとする提案がなされている(例えば特許文献1,2参照)。
しかしながら、このように磁気ブラシの摺擦力を小さくしてブラシマークの発生を抑えようとする方式では、感光体上に形成された放電生成物等の磁気ブラシによる除去性能が十分得られず、クリーナレスシステムを構築することもできなくなる。
Therefore, in order to suppress the occurrence of such brush marks, proposals have been made to reduce the rubbing force of the magnetic brush on the photoconductor by reducing the magnetization and magnetic field strength of the magnetic carrier (for example, Patent Documents). 1 and 2).
However, the method of reducing the rubbing force of the magnetic brush and suppressing the generation of the brush mark in this way cannot sufficiently obtain the removal performance by the magnetic brush of the discharge product formed on the photoreceptor, You can no longer build a cleanerless system.
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、像担持体上に形成される放電生成物等の除去を現像剤の流れを工夫することで行い、長期に亘って安定した除去性能を有する現像方法並びに現像装置及びこの現像装置を用いた画像形成装置を提供するものである。 The present invention has been made in order to solve the above technical problems, and removes discharge products and the like formed on the image bearing member by devising the flow of the developer, over a long period of time. The present invention provides a developing method, a developing apparatus, and an image forming apparatus using the developing apparatus.
すなわち、本発明は、図1に示すように、現像剤担持体2表面にトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤Gを担持搬送し、像担持体1に対向する現像域Rにて像担持体1上の静電潜像を可視像化する現像方法であって、現像域手前にて現像剤Gを像担持体1に摺擦させ、しかる後、現像域Rにて現像剤Gによる現像を行うことを特徴とする。
That is, according to the present invention, as shown in FIG. 1, a two-component developer G containing toner and a magnetic carrier is carried and conveyed on the surface of the
このような技術的手段において、本願に係る現像方法は二成分現像剤(現像剤)Gを用いるタイプのものであるため、トナーとしては種々の色成分を有するものが使用可能であり、例えば単色の現像装置を用いたモノクロの画像形成装置で用いられる現像方法に適用可能であることは勿論のこと、複数の現像装置を用いた例えばフルカラーの画像形成装置で用いられる現像方法に適用することも可能である。
また、像担持体1と現像剤担持体2とは離間配置されていれば、その移動方向は、Against方向(互いの対向部位で相反する方向に移動する)、With方向(互いの対向部位で同方向に移動する)のいずれであっても差し支えない。
更に、現像剤担持体2は現像剤Gを担持搬送できるものであればよく、代表的態様としては、回転可能な非磁性スリーブとその内部に固定配置される磁石体とで構成される。
In such technical means, the developing method according to the present application is a type using a two-component developer (developer) G, and therefore, toner having various color components can be used. Of course, the present invention can be applied to a developing method used in a monochrome image forming apparatus using the above developing device, and can also be applied to a developing method used in, for example, a full-color image forming apparatus using a plurality of developing devices. Is possible.
If the image carrier 1 and the
Further, the
本発明では、現像域Rの手前において像担持体1表面を現像剤Gにて摺擦することで、像担持体1表面に形成される例えば放電生成物等の汚れを除去することが可能になる。また、その後の現像域Rにて現像剤Gによる現像が行われるようになるため、現像にて形成される像担持体1上のトナー像表面へ例えばブラシマーク等の画像欠陥が発生することを防ぐことが可能になる。また、現像剤Gで像担持体1上の放電生成物を除去することで、専用のクリーニング部材を持たない所謂クリーナレスが可能になる。 In the present invention, by rubbing the surface of the image carrier 1 with the developer G before the development zone R, it is possible to remove stains such as discharge products formed on the surface of the image carrier 1. Become. Further, since development with the developer G is performed in the subsequent development region R, an image defect such as a brush mark occurs on the toner image surface on the image carrier 1 formed by development. It becomes possible to prevent. Further, by removing the discharge products on the image carrier 1 with the developer G, so-called cleaner-less without a dedicated cleaning member becomes possible.
また、本発明にあっては、上述した現像方法を具現化するためには次のようにすればよい。すなわち、図1に示すように、現像剤担持体2表面にトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤Gを担持搬送し、像担持体1に対向する現像域Rにて像担持体1上の静電潜像を可視像化する現像装置において、像担持体1と現像剤担持体2との現像域R手前に位置する像担持体1表面に対して現像剤Gを摺擦させる現像剤流路規制部材3を備えるようにすればよい。
In the present invention, in order to realize the above-described developing method, the following may be performed. That is, as shown in FIG. 1, a two-component developer G containing toner and a magnetic carrier is carried and conveyed on the surface of the
このとき、現像剤流路規制部材3は、現像域R手前で像担持体1を現像剤Gが摺擦できるような現像剤流路が形成されるように構成されればよく、その形状としては特に限定されない。
また、現像剤流路規制部材3にて像担持体1表面を現像剤Gによって確実に摺擦させる観点からは、像担持体1と現像剤担持体2とはAgainst構成の態様が好ましい。この構成によれば、現像剤流路規制部材3によって規制された現像剤Gが像担持体1表面を確実に摺擦するようにでき、放電生成物等の除去効果が一層向上する。
At this time, the developer flow path regulating member 3 may be configured such that a developer flow path that allows the developer G to rub the image carrier 1 before the development area R is formed. Is not particularly limited.
Further, from the viewpoint of surely rubbing the surface of the image carrier 1 with the developer G by the developer flow path regulating member 3, the image carrier 1 and the
そして、現像剤Gによる摺擦力を向上させる観点から、現像剤流路規制部材3は像担持体1に現像剤Gを摺擦させるように、現像剤Gを一旦溜めて像担持体1に押し付けるように設定されるものであることが好ましい。このように、現像剤溜りPを形成して現像剤Gを像担持体1表面に押し付けるようにすることで、摺擦力が向上するようになる。 Then, from the viewpoint of improving the rubbing force by the developer G, the developer flow path regulating member 3 temporarily accumulates the developer G so that the developer G is rubbed against the image carrier 1, and then the image carrier 1. It is preferable that it is set to be pressed. In this way, by forming the developer reservoir P and pressing the developer G against the surface of the image carrier 1, the rubbing force is improved.
また、本発明における現像剤流路規制部材3はロール部材とすることが好ましく、この場合、ロール部材の回転により現像剤Gの流れが安定し、現像剤溜りPを安定した形状で形成することができるようになる。また、このとき、ロール部材内部の像担持体1と対向する位置に固定配置される磁極を備えるようにすれば、像担持体1側に対向する位置に現像剤溜りPを確実に形成できると共に、現像剤Gの穂立ちを有効に活用することも可能になり、像担持体1表面への現像剤Gの摺擦力を一定に確保することができるようになる。尚、この磁極を配置することで、現像域Rでの現像剤Gの流れに影響を与えないようになっていることは云うまでもない。
更に、現像剤流路規制部材3は現像剤担持体2の回転力によって連れ回るようにすることが好ましく、これにより現像剤流路規制部材3の回転が現像剤担持体2と等しくなり、現像剤担持体2上の現像剤Gの搬送安定性が維持できるようになる。ここで、「連れ回り」とは、現像剤流路規制部材3と現像剤担持体2とは現像剤層を挟んで回転することを意味する。
更にまた、現像剤流路規制部材3は、現像剤担持体2とばねによって係止されることが好ましく、例えば互いの回転中心軸間をばね付勢することで、現像剤流路規制部材3と現像剤担持体2との間の現像剤量が変化しても現像剤流路規制部材3の連れ回りを一層安定させることができるようになる。
Further, the developer flow path regulating member 3 in the present invention is preferably a roll member. In this case, the flow of the developer G is stabilized by the rotation of the roll member, and the developer pool P is formed in a stable shape. Will be able to. At this time, if a magnetic pole fixedly arranged at a position facing the image carrier 1 inside the roll member is provided, the developer reservoir P can be reliably formed at a position facing the image carrier 1 side. Further, it is possible to effectively utilize the rising of the developer G, and the sliding force of the developer G on the surface of the image carrier 1 can be ensured to be constant. Needless to say, the arrangement of the magnetic poles does not affect the flow of the developer G in the development zone R.
Further, it is preferable that the developer flow path regulating member 3 is rotated by the rotational force of the
Furthermore, the developer flow path regulating member 3 is preferably locked with the
本発明では、更に、現像剤流路規制部材3を板状部材とすることもでき、この場合、板状部材によって現像域Rの手前の像担持体1表面に現像剤Gが摺擦できるように現像剤Gの流路が規制されるようになっていればよく、そのため、有効な現像剤溜りPが形成できるようになっていればよい。 In the present invention, the developer flow path regulating member 3 can also be a plate-like member. In this case, the developer G can be slid on the surface of the image carrier 1 in front of the development area R by the plate-like member. It is sufficient that the flow path of the developer G is regulated, so that an effective developer pool P can be formed.
また、本発明では、現像剤流路規制部材3と像担持体1との間隙は、現像剤担持体2と像担持体1との間隙より狭く設定されることが好ましく、このように設定することで、現像剤流路規制部材3によって流れを抑制された現像剤Gが確実に像担持体1に当たり、像担持体1表面から放電生成物等を除去することができるようになる。
更に、現像剤流路規制部材3と現像剤担持体2との間隙は、現像剤担持体2とこの現像剤担持体2上の現像剤量を規制する層規制部材との間隙より狭く設定されることが好ましく、層規制部材によって規制された現像剤が現像剤流路規制部材3と現像剤担持体2との間隙から容易に流出することがなく、現像剤溜りPを有効に形成することができ、現像剤Gを像担持体1に押し付けることが可能になる。
In the present invention, the gap between the developer flow path regulating member 3 and the image carrier 1 is preferably set narrower than the gap between the
Further, the gap between the developer flow path regulating member 3 and the
更にまた、本発明では、現像剤流路規制部材3にて像担持体1へ押し付けられる現像剤Gによって、像担持体1上の潜像が現像されないようにする観点から、現像剤流路規制部材3には現像不可バイアスを印加することが好ましい。
このとき、現像不可バイアスとしては、図2に示すように、像担持体1上の静電潜像の画像部電位と現像剤流路規制部材3の電位との電位差Vbaと、画像部電位と現像剤担持体2の現像電位との電位差VbdとがVba<Vbdの関係を満足するように設定されれば、現像剤溜りPでの現像剤Gによって像担持体1上の静電潜像が現像されることを防ぐことができるようになる。
また、上述した現像不可バイアスを印加する代わりに現像剤流路規制部材3をフロート状態に維持する(電気的に絶縁された状態で保つ)ようにしても、像担持体1上の静電潜像が現像されることを防ぐことが可能になる。
Furthermore, in the present invention, from the viewpoint of preventing development of the latent image on the image carrier 1 by the developer G pressed against the image carrier 1 by the developer passage restriction member 3, the developer flow passage restriction is performed. It is preferable to apply a non-developable bias to the member 3.
At this time, as the development impossible bias, as shown in FIG. 2, the potential difference Vba between the image portion potential of the electrostatic latent image on the image carrier 1 and the potential of the developer flow path regulating member 3, the image portion potential, If the potential difference Vbd with the developing potential of the
Further, instead of applying the non-developable bias, the developer flow path regulating member 3 may be maintained in a floated state (maintained in an electrically insulated state). It is possible to prevent the image from being developed.
更に、本発明は、上述した現像装置を含む画像形成装置をも対象とするものである。更にまた、本発明は、上述した現像装置と、静電潜像を担持する像担持体とを備える画像形成装置において、像担持体1上の専用のクリーニング部材を不要にした、所謂クリーナレスの画像形成装置をも対象とするものである。 Furthermore, the present invention is also intended for an image forming apparatus including the developing device described above. Furthermore, the present invention provides a so-called cleaner-less image forming apparatus that includes the developing device described above and an image carrier that carries an electrostatic latent image, and that does not require a dedicated cleaning member on the image carrier 1. The present invention is also intended for image forming apparatuses.
本発明によれば、トナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を像担持体に当接させて現像する現像方法において、現像域手前にて現像剤を像担持体に摺擦させ、しかる後、現像域にて現像剤による現像を行うようにしたので、像担持体上に形成される放電生成物等の汚れを有効に除去することができると共に、現像後の像担持体上のトナー像表面の画像欠陥を防ぐことが可能になる。 According to the present invention, in a developing method in which a two-component developer containing a toner and a magnetic carrier is brought into contact with an image carrier and developed, the developer is slid on the image carrier before the development zone. Thereafter, development with a developer is performed in the development area, so that stains such as discharge products formed on the image carrier can be effectively removed and the toner on the image carrier after development can be removed. Image defects on the image surface can be prevented.
また、上述した現像方法を具現化するために、像担持体と現像剤担持体との現像域手前に位置する像担持体表面に対して現像剤を摺擦させる現像剤流路規制部材を備えるようにしたので、現像後のトナー像にブラシマーク等の傷を付けることなく、像担持体表面の放電生成物等の汚れを有効に除去することができる。そのため、長期に亘って現像性能が安定した現像装置を提供することができる。
更に、この現像装置を使用することで、現像性能が安定した画像形成装置を提供することができる。
更にまた、像担持体上の専用のクリーニング部材を不要にすることができ、クリーナレスの画像形成装置を提供することも可能になる。
In order to embody the above-described developing method, a developer flow path regulating member that slides the developer against the surface of the image carrier positioned in front of the development area between the image carrier and the developer carrier is provided. As a result, stains such as discharge products on the surface of the image carrier can be effectively removed without causing scratches such as brush marks on the developed toner image. Therefore, it is possible to provide a developing device having a stable development performance over a long period of time.
Further, by using this developing device, it is possible to provide an image forming apparatus having a stable developing performance.
Furthermore, a dedicated cleaning member on the image carrier can be eliminated, and a cleanerless image forming apparatus can be provided.
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態1
図3は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態1を示す。
同図において、本実施の形態における画像形成装置は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置であり、装置本体10内に例えば電子写真方式にて各色成分(例えばイエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K))トナー像が形成担持される感光体ドラム11(11a〜11d)を中間転写ベルト20上に並列配置したものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
Embodiment 1
FIG. 3 shows Embodiment 1 of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
In the figure, the image forming apparatus in the present embodiment is a so-called tandem color image forming apparatus, and each color component (for example, yellow (Y), magenta (M), The photosensitive drums 11 (11a to 11d) on which the cyan (C) and black (K) toner images are formed and supported are arranged on the
また、感光体ドラム11の周囲には、感光体ドラム11を帯電する帯電ロール等の帯電装置13、帯電された感光体ドラム11に静電潜像を形成するLEDアレイ等からなる露光装置14、感光体ドラム11上に形成された潜像をトナーにて可視像化する現像装置12(12a〜12d)、感光体ドラム11と中間転写ベルト20を挟んで対向する位置に設けられて感光体ドラム11上のトナー像を中間転写ベルト20上に転写する転写ロール等の一次転写装置15が配設されている。
Further, around the
中間転写ベルト20は、3個の張架ロール21〜23に掛け渡され、例えば張架ロール22を駆動ロールとして図の矢印方向に循環移動するようになっている。また、この中間転写ベルト20の感光体ドラム11aの上流側に位置する張架ロール21と対向する位置には、中間転写ベルト20上の残留トナーを清掃するベルトクリーナー24が中間転写ベルト20に対し接離自在に設けられている。
The
更に、装置本体10内には、各現像装置12(12a〜12d)へ各色トナーを補給するトナー補給ボトル16(16a〜16d)が設けられ、図示外の連通路を経由して夫々の現像装置12へトナーを供給できるようになっている。尚、例えば現像装置12から余剰現像剤を回収排出するような機構を備えるような態様にあっては、トナー補給ボトル16内のトナーの代わりに適宜キャリアを含む現像剤とするようにしてもよい。
Further, in the apparatus
そして、本実施の形態では、装置本体10の下部には、記録材としての用紙Sを供給可能にする給紙カセット25が装置本体10に対し引き出し可能に設けられている。また、この給紙カセット25の近傍には、給紙カセット25から用紙Sをピックアップするピックアップロール26、このピックアップロール26の下流側に対向配置されるフィードロール27とリタードロール28とが設けられ、ピックアップされた用紙Sを捌いて一番上の1枚だけが所定の用紙搬送経路に搬送されるようになっている。
また、それらの下流側には、捌かれて搬送された用紙Sの位置決め規制を行うレジストロール29が配設され、更にその下流側には、中間転写ベルト20上に一次転写されたトナー像を用紙S上に一括転写する二次転写ロール等の二次転写装置30が、張架ロール23をバックアップロールとして配設されている。
更に、この二次転写装置30の下流側には、用紙S上に転写されたトナー像を定着する定着装置32が設けられ、例えば加熱ロール32aと加圧ロール32bとで構成されるようになっている。そして、この定着装置32の下流側で装置本体10の端部には、定着を終えた用紙Sを装置本体10の筐体表面に設けられた排出トレイ10aへ排出する排出ロール31が設けられている。
In the present embodiment, a
In addition, on the downstream side thereof, a
Further, on the downstream side of the
本実施の形態における現像装置12は、図4に示すように、現像ハウジング41内にトナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を収容し、現像ハウジング41の開口部には感光体ドラム11に対向して現像剤を担持するマグロール42を備えている。
本実施の形態のマグロール42は、回転可能な非磁性の現像スリーブ42aと、この現像スリーブ42aの内部に固定的に配置され、複数の磁極を有する磁石体42bとを備え、現像スリーブ42aは感光体ドラム11とAgainst方向に回転するようになっている。また、このマグロール42の磁石体42bは、その外周部に複数の磁極(S2,N3,S1,N1,N2)を備えており、感光体ドラム11と対向する位置に磁極S1を設ける一方、磁極S2に対向する位置にはマグロール42上の現像剤量を規制するトリマ43が設けられている。
このように、本実施の形態では、磁石体42bの磁極N2がピックアップ磁極、磁極S2がトリミング磁極、磁極N3が搬送磁極、磁極S1が現像磁極、磁極N1と磁極N2とで反発磁極(ピックオフ磁極)を形成するようになっている。尚、本実施の形態において、夫々の磁極の配置や数は本形態に限定されるものではなく、適宜選定して差し支えない。
As shown in FIG. 4, the developing
The
Thus, in this embodiment, the magnetic pole N2 of the
更に、本実施の形態では、マグロール42と感光体ドラム11とが対向する現像域の手前側(マグロール42の磁極N1に近い側)では、この部位で現像剤の溜りを形成する現像剤流路規制部材としての補助ロール44がマグロール42と現像剤を挟むように配設されている。
更にまた、マグロール42の後方には、現像剤を撹拌搬送すると共にマグロール42への現像剤を供給する一対のオーガー45(45a,45b)が、例えばオーガー45aをサプライオーガー、オーガー45bをアドミクスオーガーとして設けられている。
Further, in the present embodiment, on the front side of the developing area where the
Furthermore, behind the
次に、本実施の形態における補助ロール44の周辺について図5を基に詳述する。
本実施の形態では、補助ロール44は、マグロール42と同様に、回転可能な非磁性スリーブ44aとその内部に固定配置された磁石体44bとで構成されている。この磁石体44bは、感光体ドラム11側の表面に磁極を備え、この対向磁極はマグロール42の磁石体42bへの磁気的影響がないようになっている。
更に、補助ロール44の中心軸とマグロール42の中心軸とは、図示外のばねによって係止され、マグロール42と補助ロール44との間の現像剤量が変化しても、確実に補助ロール44がマグロール42の回転に合わせて従動回転するようになっている。
Next, the periphery of the
In the present embodiment, the
Further, the central axis of the
また、図5に示すように、補助ロール44にはバイアス電源48が接続される一方、マグロール42にはバイアス電源47が接続され、所定の現像バイアスが印加されるようになっている。そして、これらのバイアス電源47,48によって、感光体ドラム11の画像部電位とバイアス電源48との電位差が画像部電位とバイアス電源47(現像バイアスを印加)との電位差より小さくなっているため、感光体ドラム11上の潜像が補助ロール44近傍での現像剤によって可視像化されることを防ぐことができる。
更に、本実施の形態では、感光体ドラム11とマグロール42とのギャップD1を補助ロール44と感光体ドラム11とのギャップD2より広くしてあるので、補助ロール44の近傍での現像剤溜りを確実に形成することができるようになる。
Further, as shown in FIG. 5, a
Furthermore, in the present embodiment, the gap D1 between the
次に、本実施の形態における現像装置12の作動について、特にマグロール42での現像剤の挙動を中心に図4〜6を用いて説明する。尚、図6は図4の部分拡大図である。
ピックアップ磁極N2によってマグロール42上に供給された現像剤Gは、マグロール42の現像スリーブ42aに吸着されて搬送される。そして、トリマ43を通過した現像剤Gは所定の量に調整され、感光体ドラム11と対向する現像域に達する。そして、バイアス電源47による現像バイアスにより、現像剤G中のトナーが感光体ドラム11上の潜像に付着してトナー像として可視像化(現像)する。
現像域を通過した現像剤Gは、補助ロール44とマグロール42とのギャップD2が小さくなっており、また、補助ロール44の磁極に吸引されることで、ここに現像剤Gの溜りを形成する(α領域)。
Next, the operation of the developing
The developer G supplied onto the
The developer G that has passed through the development zone has a small gap D2 between the
このα領域では、現像剤Gが直接感光体ドラム11に当たって表面を摺擦すると共に、補助ロール44の磁石体44bの磁力の影響による現像剤の穂立ちも手伝って、感光体ドラム11表面の放電生成物等の汚れを一層有効に除去することができる。尚、このときバイアス電源48では補助ロール44に対し現像不可バイアスが印加されるようになっているため、感光体ドラム11上の潜像を不要に現像することもない。
また、α領域で放電生成物等の除去を終えた現像剤Gは、補助ロール44の回転に伴ってβ領域へ進み、再度マグロール42側に吸着される。マグロール42に吸着された現像剤Gは、補助ロール44とマグロール42とのギャップD2を通常より嵩密度が高くなった状態でδ領域まで搬送されるようになる。
一方、一部の現像剤Gは補助ロール44の回転方向と逆方向のγ領域に達することがあるが、その後、δ領域でマグロール42の磁極に再び吸引されるようになる。
In this α region, the developer G directly hits the
Further, the developer G that has finished removing the discharge products and the like in the α region proceeds to the β region as the
On the other hand, a part of the developer G may reach the γ region in the direction opposite to the rotation direction of the
以上のように、本実施の形態においては、感光体ドラム11の現像域の手前で現像剤Gを感光体ドラム11表面に摺擦させることができ、更に、この部位では現像剤Gを強く当てるようにしても現像前の段階のため、現像されたトナー像に影響することもない。したがって、放電生成物等の汚れを容易に除去することができると共に、ブラシマーク等の画像欠陥を起こすこともない。
そのため、ブレード等の新たなクリーニング部材を必要とせず、また、長期的使用に際しても安定した放電生成物等の除去効果を持続させることが可能になる。そして、この方式は、クリーナレス方式を志向する画像形成装置において特に有効である。尚、クリーナレスとせず、例えば感光体ドラム11に別途クリーニングブラシ等の専用のクリーニング部材を設けるようにしても差し支えないことは明らかである。
As described above, in the present embodiment, the developer G can be rubbed against the surface of the
Therefore, a new cleaning member such as a blade is not required, and a stable discharge product removal effect can be maintained even during long-term use. This method is particularly effective in an image forming apparatus oriented to the cleanerless method. Obviously, it may be possible to provide a separate cleaning member such as a cleaning brush on the
本実施の形態では、補助ロール44の回転方向をマグロール42に連れ回る方向としたが、例えば補助ロール44をマグロール42とAgainst方向(互いの対向部位で相反する方向に移動する)とすることも可能で、この場合、補助ロール44と感光体ドラム11ともAgainst構成となり、補助ロール44近傍の現像剤Gの摺擦力が一層向上するようになる。
In the present embodiment, the rotation direction of the
また、本実施の形態では、補助ロール44として磁極を備える態様を示したが、磁極に限らず、例えばバイアス電源を接続することで現像剤Gを電気的に吸着搬送するようにしても同様の効果を奏することは明らかである。尚、この場合、バイアス電源によって印加されるバイアスとしては現像域手前の感光体ドラム11の潜像が現像されない条件にすることは云うまでもない。
Further, in the present embodiment, an aspect in which a magnetic pole is provided as the
更に、本実施の形態では、感光体ドラム11とマグロール42とはAgainst構成としたが、例えば両者をWith構成(互いの対向する部位で同方向に移動する構成)とし、現像域の手前に例えば細い径の補助ロールなどを配置することで、現像剤Gを感光体ドラム11側に当てるようにすれば、放電生成物等の汚れを除去することも可能になる。
Further, in the present embodiment, the
◎実施の形態2
図7は、本発明が適用された画像形成装置に使用される現像装置12の実施の形態2を示す。同図において、本実施の形態は実施の形態1における現像装置12と略同様に構成されるが、実施の形態1で用いた補助ロールの代わりに板状の補助部材49が使用される点が異なる。尚、実施の形態1と同様な構成要素には同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
FIG. 7 shows a second embodiment of the developing
本実施の形態では、感光体ドラム11とマグロール42との現像域手前の感光体ドラム11には、固定配置された補助部材49によって現像剤が当接するようになっている。
本実施の形態における補助部材49の周辺について図8を基に詳述する。
本実施の形態では、補助部材49は、例えば金属等の導電性を有する板状部材からなり、感光体ドラム11とマグロール42との現像域に向かって凸形状となるように弧状に配設されている。また、本実施の形態においても実施の形態1同様、補助部材49にはバイアス電源48が接続される一方、マグロール42にはバイアス電源47が接続され所定の現像バイアスが印加されるようになっている。そして、これらのバイアス電源47,48によって感光体ドラム11の画像部電位とバイアス電源48との電位差が画像部電位とバイアス電源47(現像バイアス)との電位差より小さくなっているため、感光体ドラム11上の潜像が補助部材49近傍での現像剤によって可視像化されることを防ぐことができるようになっている。
In the present embodiment, developer is brought into contact with the
The periphery of the
In the present embodiment, the
更に、本実施の形態では、マグロール42とトリマ43とのギャップD3をマグロール42と補助部材49とのギャップD4より広くしてあるので、補助部材49近傍での現像剤溜りを確実に形成することができるようになる。
Further, in the present embodiment, the gap D3 between the
次に、本実施の形態における現像装置12の作動について、特にマグロール42での現像剤の挙動を中心に図7〜9を用いて説明する。尚、図9は図7の部分拡大図である。
ピックアップ磁極N2によってマグロール42上に供給された現像剤Gは、マグロール42の現像スリーブ42aに吸着されて搬送される。そして、トリマ43を通過した現像剤Gは所定の量に調整され、感光体ドラム11と対向する現像域に達する。そして、バイアス電源47による現像バイアスにより、現像剤G中のトナーが感光体ドラム11上の潜像に付着してトナー像として可視像化(現像)する。
現像域を通過した現像剤Gは、マグロール42とトリマ43とのギャップD3よりマグロール42と補助部材49とのギャップD4が小さくなっているため、マグロール42に吸着されたまま搬送されることができず、補助部材49の現像域側(β領域)にて現像剤Gが徐々に溜まるようになる。この溜りは、補助部材49に沿って徐々に拡大してα領域に達すると、感光体ドラム11表面を摺擦するようになる。
Next, the operation of the developing
The developer G supplied onto the
Since the gap D4 between the
このように、本実施の形態においても、α領域では現像剤Gが直接感光体ドラム11に当たって表面を摺擦することから、感光体ドラム11表面の放電生成物等の汚れを除去することができると共に、感光体ドラム11上の潜像を不要に現像することもない。
また、感光体ドラム11表面を摺擦した現像剤Gは、補助部材49から溢れて再びδ領域でマグロール42に吸着されたり、α領域からマグロール42と補助部材49とのギャップD4を通ってδ領域に至るようになる。
以上のように、本実施の形態においても、実施の形態1と同様の現像剤G溜りを形成することができることから、同様の効果を奏する。
As described above, also in the present embodiment, in the α region, the developer G directly hits the
Further, the developer G that has rubbed the surface of the
As described above, also in the present embodiment, the same developer G pool as that in the first embodiment can be formed, and thus the same effect can be obtained.
本実施例は、上述した実施の形態1,2の構成において、ブラシマークの発生状況及び放電生成物除去効果を評価確認したものである。尚、本実施例では次の4例を確認した。
◎実施例1
実施の形態1の構成(補助ロールを使用)にて、比透磁率が4.5の磁性キャリアが含まれる現像剤を用いた。
◎実施例2
実施の形態2の構成(補助部材を使用)にて、比透磁率が4.5の磁性キャリアが含まれる現像剤を用いた。
◎比較例1
従来例として、Against構成において放電生成物の除去が可能な通常の磁気ブラシ、摺擦力を得るため、比透磁率4.5の磁性キャリアが含まれる現像剤を用いた。
◎比較例2
他の従来例として、比較例1と同様の構成にて、更にブラシマークの発生を抑える観点から、比透磁率が2.9の磁性キャリアが含まれる現像剤を用いた。
In this example, in the configuration of the above-described first and second embodiments, the brush mark generation state and the discharge product removal effect are evaluated and confirmed. In this example, the following four examples were confirmed.
Example 1
In the configuration of Embodiment 1 (using an auxiliary roll), a developer containing a magnetic carrier having a relative permeability of 4.5 was used.
Example 2
In the configuration of the second embodiment (using an auxiliary member), a developer containing a magnetic carrier having a relative permeability of 4.5 was used.
◎ Comparative Example 1
As a conventional example, in order to obtain a normal magnetic brush capable of removing discharge products in an Against configuration and a rubbing force, a developer containing a magnetic carrier having a relative permeability of 4.5 was used.
◎ Comparative Example 2
As another conventional example, a developer containing a magnetic carrier having a relative permeability of 2.9 was used in the same configuration as that of Comparative Example 1 from the viewpoint of further suppressing the generation of brush marks.
本実施例では、磁性キャリアの比透磁率を変えることで磁気ブラシの強さを変化させるようにしたが、これは次の理由による。
磁気ブラシの感光体ドラムに対する摺擦力は、磁気ブラシの磁気並進力が大きければ大きくなる。また、この磁気並進力は、磁気双極子モーメントや外部磁場に比例することから、摺擦力を変化させるには、外部磁場を変化させるようにしてもよいが、具体的に外部磁場を変化させようとするとマグロールの磁極の磁化を部分的に変化させる必要があり、このようにすると現像剤の流れそのものにも影響を及ぼす可能性がある。
そのため、本実施例では磁気双極子モーメントを変化させるようにした。そこで、比透磁率をμとすると、磁気双極子モーメントmは(μ−1)/(μ+2)に比例することから、本実施例では比透磁率を変えることで、磁気ブラシの摺擦力を変化させるようにした。
In this embodiment, the strength of the magnetic brush is changed by changing the relative permeability of the magnetic carrier. This is due to the following reason.
The rubbing force of the magnetic brush against the photosensitive drum increases as the magnetic translation force of the magnetic brush increases. Further, since this magnetic translation force is proportional to the magnetic dipole moment and the external magnetic field, the external magnetic field may be changed to change the rubbing force, but the external magnetic field is specifically changed. If this is the case, it is necessary to partially change the magnetization of the magnetic poles of the mag roll, and this may affect the flow of the developer itself.
Therefore, in this embodiment, the magnetic dipole moment is changed. Therefore, when the relative permeability is μ, the magnetic dipole moment m is proportional to (μ−1) / (μ + 2). Therefore, in this embodiment, by changing the relative permeability, the rubbing force of the magnetic brush is increased. I changed it.
また、本実施例での評価は、次のように行った。
ブラシマークについては、ソリッド画像(ベタ画像)表面へのひっかき傷の発生状態を目視確認し、ブラシマーク官能値として次の5段階にて評価した。
G1:ひっかき傷なし
G2:ひっかき傷はあるが、目視確認できない
G3:ひっかき傷はあるが、実用上問題ないレベル
G4:ひっかき傷が目視確認され、気になる
G5:ひっかき傷が非常に気になる
The evaluation in this example was performed as follows.
For the brush mark, the state of occurrence of scratches on the surface of the solid image (solid image) was visually confirmed and evaluated as the sensor value of the brush mark in the following five stages.
G1: No scratches G2: There are scratches but cannot be confirmed visually G3: There are scratches, but there is no problem in practical use G4: Scratches are visually confirmed and anxious G5: Scratches are very worrisome Become
一方、放電生成物除去量については、感光体ドラムの帯電性能に起因する画像欠陥を目視確認することで、次の3段階にて評価した。
○印:帯電性能に起因する画像欠陥が確認されない
△印:画像欠陥は確認されるが、実用上問題ないレベル
×印:画像欠陥が問題となるレベルで発生
On the other hand, the discharge product removal amount was evaluated in the following three stages by visually confirming image defects caused by the charging performance of the photosensitive drum.
○: Image defect due to charging performance is not confirmed. Δ: Image defect is confirmed, but there is no practical problem. ×: Image defect occurs at a problem level.
結果は、図10に示すように、実施例1及び実施例2では、ブラシマーク官能値及び放電生成物除去量のいずれにおいても良好な結果を得た。
しかしながら、比較例1のように、現像域後の感光体ドラム表面に摺擦力の大きい磁気ブラシを当てるようにすると、放電生成物は除去できるものの、ブラシマークの発生を抑えることはできなかった。一方、比較例2のように、摺擦力を小さくすると、ブラシマークの発生は抑えられるものの放電生成物の除去が困難となる結果となった。
以上のことから、本件の有効性が確認された。
As shown in FIG. 10, in Example 1 and Example 2, good results were obtained in both the brush mark sensory value and the discharge product removal amount.
However, as in Comparative Example 1, when a magnetic brush having a large rubbing force was applied to the surface of the photosensitive drum after the development area, the discharge product could be removed, but the generation of brush marks could not be suppressed. . On the other hand, when the rubbing force was reduced as in Comparative Example 2, although the generation of brush marks was suppressed, it was difficult to remove the discharge products.
From the above, the effectiveness of this case was confirmed.
1…像担持体,2…現像剤担持体,3…現像剤流路規制部材,G…現像剤(二成分現像剤),R…現像域,P…現像剤溜り DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image carrier, 2 ... Developer carrier, 3 ... Developer flow path regulating member, G ... Developer (two-component developer), R ... Development area, P ... Developer reservoir
Claims (15)
現像域手前にて現像剤を像担持体に摺擦させ、しかる後、現像域にて現像剤による現像を行うことを特徴とする現像方法。 A developing method for carrying and transporting a two-component developer containing toner and a magnetic carrier on the surface of a developer carrying member and visualizing an electrostatic latent image on the image carrying member in a developing area facing the image carrying member Because
A developing method characterized in that a developer is rubbed against an image carrier in front of the developing area, and thereafter development with the developer is performed in the developing area.
像担持体と現像剤担持体との現像域手前に位置する像担持体表面に対して現像剤を摺擦させる現像剤流路規制部材を備えることを特徴とする現像装置。 A developing device that carries and conveys a two-component developer containing toner and a magnetic carrier on the surface of the developer carrying member, and visualizes the electrostatic latent image on the image carrying member in a developing area facing the image carrying member. In
A developing device comprising: a developer flow path regulating member that slidably rubs a developer against the surface of an image carrier positioned in front of a development area between the image carrier and the developer carrier.
像担持体と現像剤担持体とは、現像域で互いに反対方向に回動するように設定されることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein
The developing device, wherein the image carrier and the developer carrier are set to rotate in opposite directions in the development area.
現像剤流路規制部材は、像担持体に現像剤を摺擦させるように、現像剤を一旦溜めて像担持体に押し付けるように設定されるものであることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein
The developing device, wherein the developer flow path regulating member is set to temporarily accumulate the developer and press it against the image carrier so that the developer is rubbed against the image carrier.
現像剤流路規制部材は、ロール部材であることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4, wherein the developer flow path regulating member is a roll member.
ロール部材は、少なくとも像担持体に対向する位置に固定配置される一つの磁極を備えることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 5, wherein
The developing device, wherein the roll member includes at least one magnetic pole fixedly disposed at a position facing the image carrier.
現像剤流路規制部材は、板状部材であることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4.
The developing device, wherein the developer flow path regulating member is a plate-like member.
現像剤流路規制部材には現像不可バイアスが印加され、像担持体上の静電潜像の画像部と現像剤流路規制部材のバイアスとの電位差Vbaと、画像部と現像剤担持体のバイアスとの電位差VbdとがVba<Vbdの関係を満足するように設定されることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein
A developer non-developable bias is applied to the developer flow path regulating member, the potential difference Vba between the image portion of the electrostatic latent image on the image carrier and the bias of the developer flow path regulating member, and the image portion and the developer carrying body A developing device characterized in that a potential difference Vbd from a bias is set so as to satisfy a relationship of Vba <Vbd.
現像剤流路規制部材は、バイアスが印加されずにフロート状態で設定されることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein
The developing device, wherein the developer flow path regulating member is set in a float state without applying a bias.
現像剤流路規制部材と像担持体との間隙は、現像剤担持体と像担持体との間隙より狭く設定されることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein
A developing device characterized in that a gap between the developer flow path regulating member and the image carrier is set narrower than a gap between the developer carrier and the image carrier.
現像剤流路規制部材は、現像剤担持体の回転力によって連れ回ることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 5, wherein
The developing device, wherein the developer flow path regulating member is rotated by the rotational force of the developer carrying member.
現像剤流路規制部材は、現像剤担持体とばねによって係止されることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 5, wherein
The developing device, wherein the developer flow path regulating member is locked by a developer carrier and a spring.
現像剤流路規制部材と現像剤担持体との間隙は、現像剤担持体とこの現像剤担持体上の現像剤量を規制する層規制部材との間隙より狭く設定されることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 7.
The gap between the developer flow path regulating member and the developer carrier is set narrower than the gap between the developer carrier and the layer regulating member that regulates the amount of developer on the developer carrier. Development device.
この像担持体上の静電潜像を現像する請求項2乃至13のいずれかに記載の現像装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying an electrostatic latent image;
An image forming apparatus comprising: the developing device according to claim 2, which develops an electrostatic latent image on the image carrier.
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-
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