JP2007133024A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式又は静電記録装置を利用した複写機、プリンタ、FAXなどの画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a fax machine using an electrophotographic system or an electrostatic recording apparatus.
従来、例えば電子写真方式を利用した画像形成装置では、像担持体である電子写真感光体(感光体)の表面が帯電手段で帯電される。その後、この感光体の表面に光が照射されることによって、感光体の表面上に静電像(潜像)が形成される。この静電像は、現像装置から供給される現像剤のトナーによりトナー像として現像される。このトナー像は、転写手段で感光体から転写材(記録用紙、OHPシート、布等)に転写された後、定着手段によって定着処理を受ける。 Conventionally, in an image forming apparatus using, for example, an electrophotographic system, the surface of an electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) that is an image carrier is charged by a charging unit. Thereafter, the surface of the photoconductor is irradiated with light, whereby an electrostatic image (latent image) is formed on the surface of the photoconductor. This electrostatic image is developed as a toner image by the developer toner supplied from the developing device. This toner image is transferred from a photosensitive member to a transfer material (recording paper, OHP sheet, cloth, etc.) by a transfer unit, and then subjected to a fixing process by a fixing unit.
静電像をトナー像とするための現像方法には、大別して1成分現像方式と、2成分現像方式とがある。1成分現像方式では、現像剤として実質的に樹脂トナー粒子(トナー)のみから成る1成分現像剤が使用される。一方、2成分現像方式では、主に樹脂トナー粒子(トナー)と磁性キャリア粒子(キャリア)とを備える2成分現像剤が使用される。1成分現像剤、2成分現像剤のいずれにおいても、トナーの帯電性の安定化や流動性の調整などのために、トナー粒子には外添剤(補助粒子)が加えられることがある。 Development methods for converting an electrostatic image into a toner image are roughly classified into a one-component development method and a two-component development method. In the one-component development method, a one-component developer substantially consisting only of resin toner particles (toner) is used as a developer. On the other hand, in the two-component development method, a two-component developer mainly including resin toner particles (toner) and magnetic carrier particles (carrier) is used. In both the one-component developer and the two-component developer, an external additive (auxiliary particle) may be added to the toner particles in order to stabilize the chargeability of the toner or adjust the fluidity.
又、1成分現像方式には、磁性体を含む磁性1成分現像剤を用いる磁性1成分現像方式と、磁性体を含まない非磁性1成分現像剤を用いる非磁性1成分現像方式とがある。 The one-component development method includes a magnetic one-component development method using a magnetic one-component developer containing a magnetic material and a non-magnetic one-component development method using a non-magnetic one-component developer containing no magnetic material.
非磁性1成分現像剤を用いる現像方法は、現像剤に磁性材料が不要であり、装置の簡略化及び小型化が容易である。又、非磁性1成分現像剤を使用する現像方法は、色味が良好であることからフルカラー画像形成装置への応用が容易である。 The developing method using a non-magnetic one-component developer does not require a magnetic material for the developer, and simplification and miniaturization of the apparatus are easy. The developing method using a non-magnetic one-component developer is easy to apply to a full-color image forming apparatus because of its good color.
例えば、図2に示すように、非磁性1成分現像方式を用いる現像装置4は、現像剤担持体としての現像ローラ41を有する。又、現像装置4は、現像ローラ41にコートされる非磁性1成分現像剤、即ち、トナーの厚みを規制しつつ、摩擦帯電する現像剤層厚規制部材としての現像ブレード43を有する。更に、現像装置4は、トナーを現像ローラ41に供給する現像剤供給部材としての供給ローラ42を有する。そして、現像装置4は、これら現像ローラ41、供給ローラ42、現像ブレード43等の現像手段を支持するための現像フレーム45(現像室)と、現像剤収納部としてのトナー容器46とを結合して構成されている。
For example, as shown in FIG. 2, the developing device 4 using the non-magnetic one-component developing system has a developing
トナー容器46から送られてきたトナーは、供給ローラ42により現像ローラ41に供給される。そして、現像ローラ41に担持されたトナーは、現像ローラ41に当接している現像ブレード43によって層厚を規制されると共に、摩擦帯電により所定の極性、例えば負極性に帯電される。
The toner sent from the
そして、現像電圧印加手段としての現像バイアス電源21によって現像ローラ41に現像バイアスが印加され、現像ローラ41と感光体とが近接又は接触する部分(現像領域)にて、静電像に応じて感光体上へトナーが供給されてトナー像が形成される。
Then, a developing bias is applied to the developing
現像ローラ43上において感光体上の静電像の現像に使用されなかったトナーは、供給ローラ42により現像ローラ41から剥ぎ取られる。こうして剥ぎ取られたトナーは、現像装置4内に収容されて再び使用される。
The toner that has not been used for developing the electrostatic image on the photosensitive member on the developing
しかしながら、上述のような現像動作を多数回繰り返すことにより、画像上に縦スジ状の欠陥が生じることがある。これは、現像ローラ41と現像ブレード43との当接部において、トナー又は外添剤が現像ブレード43に付着したものが次第に現像ブレード43に融着するためであると考えられる。つまり、現像ブレード43に融着したトナー又は外添剤によって、現像ローラ41の長手方向において均一なトナーコーティングを形成することが阻害されることが原因であると考えられる。尚、この外添剤は、トナーの帯電性の安定や流動性の調整などのためにトナー粒子に加えて追加されるものである。
However, by repeating the developing operation as described above many times, vertical streak-like defects may occur on the image. This is considered to be because toner or an external additive attached to the developing
このような現像ブレード43へのトナー又は外添剤の融着を防ぐために、次のような方法がある。画像形成時に、規制部材電圧印加手段としてのブレードバイアス電源22により、現像ブレード43に、現像ローラ41に印加されている現像バイアスよりも同極性方向に電位の絶対値が高いバイアス(以下「ブレードバイアス」という。)を印加する。つまり、現像ローラ41と現像ブレード43との間に、トナーの正規の帯電極性と同極性に帯電した物質(トナーや外添剤)を、現像ブレード43から離れる方向に移動させる電界を形成する電位差を設ける。これにより、現像ブレード43にトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電した物質(トナーや外添剤)を付着させないようにする。
In order to prevent the toner or the external additive from being fused to the developing
ブレードバイアスの印加方法としては、トナーの状態や、現像ローラ41、現像ブレード43の構成により、代表的に次のような2つの方法がある。
As a method for applying the blade bias, there are typically the following two methods depending on the state of the toner and the configuration of the developing
(1)画像形成時:現像バイアスと同電位とするか、又は現像バイアスと同極性方向に高い電位として現像ローラ41との間に比較的小さい電位差を設ける。
非画像形成時:現像バイアスと同極性方向に高い電位として、現像ブレード43と現像ローラ41との間に画像形成時よりも大きな電位差を設ける。
(1) During image formation: The same potential as the developing bias, or a relatively small potential difference between the developing
During non-image formation: A potential difference higher than that during image formation is provided between the developing
即ち、画像形成中に現像ブレード43と現像ローラ41との間に大きな電位差を設けると、現像ローラ41の長手方向におけるトナーのトリボ(単位重量当たりの帯電電荷量)むらや、トナーコートむらが発生し易くなる。そして、画像上に濃度むらが発生し易くなる。しかし、画像形成中に現像ブレード43と現像ローラ41との間に大きな電位差を設けない場合、鏡映力などにより、現像ブレード43にトナーや外添剤が付着する場合がある。そこで、非画像形成中に画像形成時よりも大きな電位差を設ける。
That is, if a large potential difference is provided between the developing
(2)画像形成時:現像バイアスと同極性方向に高い電位として現像ローラ41との間に比較的大きな電差を設ける。
非画像形成時:現像バイアスと逆極性方向の電位として、現像ローラ41と現像ブレード43との間に、トナーの正規の帯電極性と逆極性の物質を、現像ブレード43から離れる方向に移動させる電界を形成する。
(2) During image formation: A relatively large electric difference is provided between the developing
During non-image formation: an electric field that moves a substance having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner in a direction away from the developing
この方式では、画像形成中にトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電した物質が現像ブレード43に付着し易くなる。その結果、現像ブレード43に、その物質の融着が発生することがある。このような物質の付着を防止するために、非画像形成時に、画像形成時とは逆向きの電界が発生するように現像ブレード43と現像ローラ41との間に電位差を設ける。トナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電した物質としては、正規の帯電極性とは逆極性に帯電したトナー(反転トナー)や外添剤がある。
In this method, a substance charged to a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner is easily attached to the developing
非画像形成時において現像ローラ41と現像ブレード43との間に電位差を設ける方法としては、例えば特許文献1、特許文献2に開示される方法がある。
しかしながら、近年、画像形成装置は高速化、長寿命化が求められている。例えば、現像装置の長寿命化のためには、現像ローラの現像動作中の回転時間以外での回転数を減らすことが望まれることがある。そのために、非画像形成時での動作を極力短くすることが好ましい。その結果、上述のようにして非画像形成時に現像ローラと現像ブレードとの間の電位差を設ける時間が不足してしまい、効果が得られなくなる場合がある。 However, in recent years, image forming apparatuses are required to have high speed and long life. For example, in order to extend the life of the developing device, it may be desired to reduce the number of rotations other than the rotation time during the developing operation of the developing roller. Therefore, it is preferable to shorten the operation during non-image formation as much as possible. As a result, there is a case where the time for providing the potential difference between the developing roller and the developing blade becomes insufficient during non-image formation as described above, and the effect cannot be obtained.
又、低コスト化のためには現像バイアス、ブレードバイアスのバイアス電源自体を安価なものにすることが望まれることがある。しかし、安価なバイアス電源とすると高圧出力の不足や、高圧出力の立ち上がりの時間がかかってしまうといった欠点がある。この結果、更に非画像形成時間内に効果のある電位差を設けることができなくなり易く、現像ブレードにトナー又は外添剤の融着が発生し易くなる。 In order to reduce the cost, it may be desired that the bias power supply itself for the developing bias and the blade bias be made inexpensive. However, an inexpensive bias power supply has drawbacks such as a shortage of high-voltage output and a rise time of the high-voltage output. As a result, it becomes difficult to provide an effective potential difference within the non-image forming time, and the toner or the external additive is easily fused to the developing blade.
本発明の目的は、より効果的に現像剤層厚規制部材への現像剤や外添剤の融着を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can more effectively suppress the fusion of a developer and an external additive to a developer layer thickness regulating member.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、表面に静電像が形成される像担持体と、前記像担持体の表面に形成された静電像に応じて現像剤を該像担持体の表面に付着させて現像剤像を形成するための現像手段であって、現像剤を前記像担持体へと搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤を規制し且つ前記現像剤担持体との間で現像剤を所定の極性に摩擦帯電させるための現像剤層厚規制部材と、を具備する現像手段と、前記現像剤担持体に電圧を印加するための第1の電圧印加手段と、前記現像剤層厚規制部材に電圧を印加するための第2の電圧印加手段と、を有し、前記第1の電圧印加手段と前記第2の電圧印加手段とは、それぞれ前記現像剤担持体と前記現像剤層厚規制部材とに印加する電圧を逆方向に電圧を変化させて、非画像形成時に画像形成時とは逆方向の電界を形成するように前記現像剤担持体と前記現像剤層厚規制部材との間に電位差を設けることを特徴とする画像形成装置である。 The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention relates to an image carrier on which an electrostatic image is formed on the surface, and a developer attached to the surface of the image carrier in accordance with the electrostatic image formed on the surface of the image carrier. Development means for forming a developer image, the developer carrying body for conveying the developer to the image carrying body, the developer on the developer carrying body being regulated, and the developer carrying body A developer layer thickness regulating member for triboelectrically charging the developer to a predetermined polarity, and a first voltage applying unit for applying a voltage to the developer carrier. And a second voltage applying means for applying a voltage to the developer layer thickness regulating member, wherein the first voltage applying means and the second voltage applying means are respectively configured to carry the developer. The voltage applied to the body and the developer layer thickness regulating member is changed in the reverse direction, and during non-image formation The time imaging is an image forming apparatus, characterized in that a potential difference between said developer carrying member a developer layer thickness regulating member so as to form an electric field in the opposite direction.
本発明によれば、より効果的に現像剤層厚規制部材への現像剤や外添剤の融着を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to more effectively suppress the fusion of the developer and the external additive to the developer layer thickness regulating member.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
実施例1
[画像形成装置]
先ず、図1を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成及び動作について説明する。本実施例の画像形成装置100は、画像情報信号に従って、電子写真方式を利用して転写材(記録用紙、OHPシート、布等)Sにフルカラー画像を形成して出力することのできるフルカラーレーザビームプリンタである。画像情報は、画像形成装置本体(装置本体)10に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ、原稿読み取り装置等から送られてくる。
Example 1
[Image forming apparatus]
First, an overall configuration and operation of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The
又、本実施例の画像形成装置100は、高速化、カラー画像の鮮明さ等の観点から好ましいインライン型の画像形成装置である。インライン型の画像形成装置は、複数個の画像形成部が直列に配列されている。本実施例では、画像形成装置100は、像形成手段として第1、第2、第3、第4の画像形成部(画像形成ユニット)PY、PM、PC、PKを有する。第1〜第4の画像形成部PY、PM、PC、PKは、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成する。又、本実施例では、各画像形成部PY、PM、PC、PKは、現像方式として、負帯電性の非磁性1成分現像剤を用いた非磁性1成分接触現像方式を採用している。
The
尚、各画像形成部PY、PM、PC、PKは、形成する画像の色が異なる他は、実質的に同一の構成を有する。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Y、M、C、Kは省略して総括的に説明する。 The image forming units PY, PM, PC, and PK have substantially the same configuration except that the color of the image to be formed is different. Therefore, in the following, when there is no particular need to distinguish, the subscripts Y, M, C, and K given to the reference numerals to indicate that they are elements provided for any color are omitted and are generally described. To do.
画像形成部Pは、像担持体としての円筒型の感光体(感光ドラム)1を有する。感光ドラム1の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ2、露光手段(画像書き込み手段)としての露光装置(レーザスキャナ)3、現像装置4、転写ローラ5、クリーニング手段としてのクリーニング装置6などが配置されている。クリーニング手段としてのクリーニング装置6は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード61と、クリーニングブレードにより感光ドラム1から回収された廃トナーを貯留する貯留部62とを有する。 The image forming unit P includes a cylindrical photosensitive member (photosensitive drum) 1 as an image carrier. Around the photosensitive drum 1, there are a charging roller 2 as a charging means, an exposure device (laser scanner) 3 as an exposure means (image writing means), a developing device 4, a transfer roller 5, and a cleaning device 6 as a cleaning means. Has been placed. The cleaning device 6 as a cleaning unit includes a cleaning blade 61 as a cleaning member, and a storage unit 62 that stores waste toner collected from the photosensitive drum 1 by the cleaning blade.
又、各画像形成部Pの感光ドラム1に対向して、転写材担持体としての無端移動するベルト、即ち、搬送ベルト7が配置されている。転写ローラ5は、搬送ベルト7を介して感光ドラム1に対向配置されており、各転写ローラ5の位置で搬送ベルト7が感光ドラム1に接触して転写部(転写ニップ)Nを形成している。 In addition, a belt that moves endlessly as a transfer material carrier, that is, a conveyance belt 7 is disposed facing the photosensitive drum 1 of each image forming portion P. The transfer roller 5 is disposed opposite to the photosensitive drum 1 via the conveyance belt 7, and the conveyance belt 7 contacts the photosensitive drum 1 at the position of each transfer roller 5 to form a transfer portion (transfer nip) N. Yes.
更に、装置本体10内には、転写材供給部8、定着手段としての定着装置9などが配置されている。
Further, a transfer material supply unit 8 and a fixing device 9 as fixing means are arranged in the apparatus
尚、本実施例では、感光ドラム1、帯電ローラ2、現像装置4及びクリーニング装置6がプロセスカートリッジ50として一体化されており、装置本体10に着脱可能となっている。プロセスカートリッジ50は、装置本体10に設けられた装着ガイド、位置決め部材等とされる装着手段12を介して、取り外し可能に装置本体10に装着される。
In this embodiment, the photosensitive drum 1, the charging roller 2, the developing device 4 and the cleaning device 6 are integrated as a process cartridge 50 and can be attached to and detached from the apparatus
更に説明すると、本実施例では、プロセスカートリッジ50は、現像装置4を備えた現像ユニット51と、感光ドラム1、帯電ローラ2及びクリーニング装置6を備えたドラムユニット52とを有する。これら現像ユニット51とドラムユニット52とが一体化されてプロセスカートリッジ50が構成される。
More specifically, in this embodiment, the process cartridge 50 includes a developing
プロセスカートリッジ50は、装置本体10より容易に脱着可能となっている。プロセスカートリッジ50は、トナーが消費し尽くされた場合や感光ドラム1が消耗した際に、消耗品として現像ユニット51及びドラムユニット52ごと交換することができる。これにより、画像形成装置のメンテナンスにおけるユーザーの利便性の向上が図られている。
The process cartridge 50 can be easily detached from the apparatus
本実施例では、第1、第2、第3、第4のプロセスカートリッジ50Y、50M、50C、50Kは、装置本体10内にて搬送ベルト7による転写材Sの搬送方向に沿って、水平方向と交差する方向(本実施例では略鉛直方向)に配列される。
In the present embodiment, the first, second, third, and
画像形成時には、感光ドラム1は、駆動手段(図示せず)により図中矢印R1方向に回転駆動される。回転する感光ドラム1の表面は、帯電ローラ2により所定の極性・電位(本実施例では、負極性である−650V)に一様に帯電される。このとき、帯電ローラ2には、帯電電圧印加手段としての帯電バイアス電源(図示せず)から出力された帯電バイアスが印加される。 At the time of image formation, the photosensitive drum 1 is rotationally driven in a direction indicated by an arrow R1 in the drawing by a driving unit (not shown). The surface of the rotating photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity / potential (in this embodiment, −650 V, which is negative polarity) by the charging roller 2. At this time, a charging bias output from a charging bias power source (not shown) as a charging voltage applying unit is applied to the charging roller 2.
帯電した感光ドラム1の表面には、露光装置3より、各画像形成部Pに対応する分解色の画像パターンに従った光Lが照射される。これにより、感光ドラム1上に静電像(潜像)が形成される。感光ドラム1上に形成された潜像は、現像装置4によりトナー像として可視化される。 The surface of the charged photosensitive drum 1 is irradiated with light L in accordance with the separation color image pattern corresponding to each image forming portion P from the exposure device 3. As a result, an electrostatic image (latent image) is formed on the photosensitive drum 1. The latent image formed on the photosensitive drum 1 is visualized as a toner image by the developing device 4.
感光ドラム1上に形成されたトナー像は、転写部Nにおいて、転写ローラ5の作用によって、搬送ベルト7上に担持された転写材Sに転写される。搬送ベルト7は、感光ドラム1と略同速で図中矢印R4方向に周回移動する。この時、図中矢印方向に回転する転写ローラ5には、転写電圧印加手段としての転写バイアス電源(図示せず)から出力された、トナーの正規の帯電極性(本実施例では負極性)と逆極性のバイアスが印加される。 The toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred to the transfer material S carried on the conveyance belt 7 by the action of the transfer roller 5 in the transfer portion N. The conveyor belt 7 moves in the direction of the arrow R4 in the drawing at substantially the same speed as the photosensitive drum 1. At this time, the transfer roller 5 rotating in the direction of the arrow in the figure has a normal charging polarity (negative polarity in this embodiment) of the toner output from a transfer bias power source (not shown) as transfer voltage application means. A reverse polarity bias is applied.
尚、転写材Sは、所定のタイミングで転写材供給部8から送給されて、搬送ベルト7に担持される。つまり、転写材供給部8において、転写材カセット81に収納されている転写材Sは、送給ローラ82により送り出される。次いで、転写材Sは、レジストローラ83によって、感光ドラム1上へのトナー像の形成に同期して搬送されて、搬送ベルト7上に担持される。
The transfer material S is fed from the transfer material supply unit 8 at a predetermined timing and is carried on the transport belt 7. That is, in the transfer material supply unit 8, the transfer material S stored in the
転写材S上へのトナー像の転写工程時に転写されずに感光ドラム1上に残った転写残トナーは、クリーニングブレード61により掻き取られて貯留部62に回収される。これにより、感光ドラム1上はクリーニングされ、再び画像形成動作に供される。 Untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1 without being transferred during the transfer process of the toner image onto the transfer material S is scraped off by the cleaning blade 61 and collected in the storage unit 62. As a result, the photosensitive drum 1 is cleaned and again subjected to the image forming operation.
例えば、フルカラー画像形成時には、上述のような動作が、第1、第2、第3、第4の画像形成部PY、PM、PC、PKにおいて行われて、搬送ベルト7に担持された転写材S上に、4色のトナー像が重ね合わされた多重トナー像が形成される。 For example, when a full-color image is formed, the above-described operation is performed in the first, second, third, and fourth image forming units PY, PM, PC, and PK, and the transfer material carried on the conveyance belt 7 is performed. On S, a multiple toner image is formed by superimposing four color toner images.
その後、転写材Sは、搬送ベルト7から分離されて定着装置9に搬送される。定着装置9によって転写材S上の未定着画像の定着が行われた後、転写材Sは、装置本体10の上部の排出トレイ11に搬出される。こうして、画像形成は終了する。
Thereafter, the transfer material S is separated from the conveyance belt 7 and conveyed to the fixing device 9. After the unfixed image on the transfer material S is fixed by the fixing device 9, the transfer material S is carried out to the discharge tray 11 at the upper part of the
尚、所望の色用の画像形成部のみを用いて画像を形成することで、単色、又はいずれかの複数色の組み合わせによるマルチカラーの画像を形成することもできる。 Note that by forming an image using only an image forming unit for a desired color, it is possible to form a single color or a multicolor image by combining any one of a plurality of colors.
[現像装置]
次に、図2をも参照して、本実施例における現像装置(現像ユニット)4の構成について更に説明する。
[Developer]
Next, the configuration of the developing device (developing unit) 4 in this embodiment will be further described with reference to FIG.
現像装置4は、現像剤担持体としての現像ローラ41を有する。又、現像装置4は、現像ローラ41にコートされるトナーの厚みを規制しつつ、摩擦帯電するための現像剤層厚規制部材としての現像ブレード43を有する。更に、現像装置4は、トナーを現像ローラ41に供給するための現像剤供給部材としての供給ローラ42を有する。そして、現像装置4は、これら現像ローラ41、供給ローラ42、現像ブレード43等の現像手段を支持するための現像フレーム(現像室)45と、現像剤収納部としてのトナー容器46とを結合して構成されている。
The developing device 4 has a developing
トナー容器46から送られてきたトナーは、供給ローラ42により現像ローラ41に供給される。そして、現像ローラ41に担持されたトナーは、現像ローラ41に当接している現像ブレード43によって層厚を規制されると共に、摩擦帯電により本実施例では負極性に帯電される。
The toner sent from the
そして、現像ローラ41には、現像電圧印加手段(第1の電圧印加手段)としての現像バイアス電源21から出力された現像バイアスが印加される。これにより、現像ローラ41と感光ドラム1とが接触する部分(現像領域)にて、静電像に応じて感光ドラム1上へトナーが供給されて、感光ドラム1上にトナー像が形成される。
The developing
現像ローラ43から感光ドラム1上の静電像にトナーを付着させる現像動作が終了した後に、現像に使用されなかったトナーは、供給ローラ42により現像ローラ41から剥ぎ取られる。こうして剥ぎ取られたトナーは、現像装置4内に収容されて再び現像剤として利用される。
After the developing operation for attaching the toner from the developing
更に説明すると、本実施例では、現像方式として非磁性1成分接触現像方式が採用されている。現像装置4のトナー容器46内には、正規の帯電極性が負極性の非磁性1成分現像剤、即ち、トナーが150gが充填されている。
More specifically, in this embodiment, a non-magnetic one-component contact development method is adopted as a development method. The
現像剤担持体としての現像ローラ41は、現像室45の長手方向に延びている開口部45aに位置して、回転可能に配設されている。現像ローラ41は、開口部45aにて、約半周面が現像室45内に臨み、他の約半周面が現像室45外に露出している。そして、現像室45外に露出した現像ローラ41の一部が、感光体ドラム1と当接している。本実施例では、現像ローラ41は、剛体である感光ドラム1に接触して、感光ドラム1にトナーを供給する。そのため、現像ローラ41としては、弾性体を有するローラを好適に用いることができる。弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等を用いることができる。例えば、芯金として、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属の円筒体を用いることができる。又、弾性層の基層として、NBR、EPDM、シリコーンゴム、ウレタンゴム等のゴム材等で作製されたものを用いることができる。更に、表層として、エーテルウレタンやナイロン等で作製されたものを用いることができる。
The developing
本実施例では、現像ローラ41は、図中矢印R2方向(感光ドラム1との当接部において感光ドラム1の表面移動方向R1と順方向に移動する方向)に170mm/secの表面移動速度(周速度)で回転する。又、本実施例では、現像ローラ41は、トナーの搬送を良好に行うためにその表面は適度な凹凸を有している。より具体的には、本実施例では、現像ローラ41は、直径6mmのSUS(ステンレススチール)製の芯金に、肉厚3mm、表面粗さRz(十点平均粗さ:JIS B 0601)約8μmのNBR(ニトリル−ブタジエンゴム)系ゴムを設けて構成される。尚、表面粗さの測定には、小坂研究所製の表面粗さ試験器「SE−30H」を使用した。
In this embodiment, the developing
現像剤供給部材としての供給ローラ42は、図中矢印R3方向(現像ローラ41との接触部において現像ローラ41の表面移動方向R2と逆方向に移動する方向)に回転する。供給ローラ42としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属の円筒体の周囲にウレタンフォームを設けた直径14mmのスポンジローラを用いることができる。
A
現像剤撹拌搬送部材としての撹拌羽根45によりトナー容器46から現像室45にトナーが供給される。そして、現像ローラ41と供給ローラ42とが接触して回転することで、供給ローラ42から現像ローラ41にトナーが付着し、現像ローラ41上にトナーが供給される。
Toner is supplied from the
現像剤層厚規制部材としての現像ブレード43は、支持板44により現像室45に固定されている。本実施例では、現像ブレード43として、板状の弾性部材である、ストレート形状の、バネ弾性を有する厚さ100μmのリン青銅板を用いた。現像ブレード43は、自由端を現像ローラ41の表面移動方向上流側に向けて配置されている。又、本実施例では、現像ブレード43の現像ローラ41との当接面には、ポリアミドエラストマー(PAE)を30μmコートした。しかし、この限りではなく、リン青銅板の代わりにステンレス板を用いても良い。又、PAEのコート厚は10〜500μm程度でも良い。又、現像ブレード43を構成する板の先端の形状がL字型形状とされていても良い。更に、現像ブレード43の現像ローラ41との当接面に、ナイロンやゴム材料などを接着又はコートしても良い。本実施例では、支持板44は、板厚1〜2mm程度、現像ブレード43と当接する面の幅が7mmの板金である。この支持板44に錆等が発生すると現像の不具合が発生する虞があるため、支持板44としてはステンレス鋼を用いた。又、支持板44には、ニッケル等のメッキを施してもよい。
A developing
供給ローラ42によって現像ローラ41上に供給されたトナーは、現像ローラ41の回転に伴って、現像ローラ41と現像ブレード43との当接部を通過する。このとき、現像ローラ41上のトナーは、最適な層厚に規制されると共に、本実施例では負極性に摩擦帯電される。
The toner supplied onto the developing
又、現像ブレード43には、規制部材電圧印加手段(第2の電圧印加手段)としてのブレードバイアス電源22により出力された所定のブレードバイアスが、所定のタイミングで印加されるようになっている。ブレードバイアスについては後述して詳しく説明する。
The developing
本実施例では、画像形成時には、現像バイアス印加手段である現像バイアス電源21により出力された−400Vの現像バイアスが、現像ローラ41に印加される。そして、この現像ローラ41に感光ドラム1が接触する。この時、感光ドラム1上は、帯電ローラ2により表面を−650Vに帯電されており、そして露光装置3により画像部の電荷の減衰されることにより静電像が形成されている。これにより、静電像に応じて、現像ローラ41から感光ドラム1上へトナーが供給され、感光ドラム1上にトナー像が形成される。現像バイアスについては後述して更に詳しく説明する。
In this embodiment, at the time of image formation, a developing bias of −400 V output from the developing
尚、本実施例における現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22は、100V当りの立ち上がり時間(電位の絶対値を高くする時にかかる時間)が約40msであった。又、本実施例における現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22は、100V当たりの立ち下がり時間(電位の絶対値を低くする時にかかる時間)が約60msであった。
The developing
[現像バイアス及びブレードバイアス]
次に、本実施例における現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22の動作について更に説明する。
[Development bias and blade bias]
Next, the operation of the developing
本発明の目的の一つは、現像手段の長寿命化、電圧印加手段の低コスト化などを図ることができると共に、現像剤層厚規制部材への現像剤や外添剤等の物質の融着を抑制することである。又、本発明の他の目的の一つは、上記目的を達成しつつ、特に、現像剤の正規の帯電極性と同極性に帯電した物質及び逆極性に帯電した物質の両方を現像剤層厚規制部材から剥ぎ取ることを可能とすることである。 One of the objects of the present invention is to extend the life of the developing means and reduce the cost of the voltage applying means, and to fuse substances such as developer and external additives to the developer layer thickness regulating member. It is to suppress wearing. Another object of the present invention is to achieve the above-mentioned object, in particular, both the developer charged in the same polarity as the regular charged polarity of the developer and the material charged in the opposite polarity to the developer layer thickness. It is possible to peel off from the regulating member.
本実施例では、画像形成装置100は、現像ローラ41に電圧を印加する現像バイアス電源(第1の電圧印加手段)21と、現像ブレード43に電圧を印加するブレードバイアス電源(第2の電圧印加手段)22とを有する。そして、画像形成時と非画像形成時との間で、現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22の出力値を変更する。その場合に、現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22のそれぞれの出力値を、変更前を基準として逆方向に変化させる。
In this embodiment, the
ここで、画像形成時とは、余白部を除いて転写材S上に形成する画像形成領域に相当するタイミングである。又、非画像形成時とは、転写材S上の余白領域、画像形成前の準備前回転時、画像形成終了後の準備後回転時、複数枚の転写材Sに対する連続画像形成時の転写材間(以下「紙間」という。)の時間などの画像形成時以外のタイミングである。本実施例では、特に、複数の転写材Sに対する連続画像形成時における紙間において、現像ローラ41と現像ブレード43に印加するバイアスを変更する場合について説明する。本実施例では、連続プリント動作時の紙間時間は、約400msである。
Here, the time of image formation is a timing corresponding to an image forming area formed on the transfer material S excluding a blank portion. The non-image forming means a blank area on the transfer material S, a rotation before preparation before image formation, a rotation after preparation after completion of image formation, a transfer material at the time of continuous image formation on a plurality of transfer materials S It is a timing other than the time of image formation, such as a time between intervals (hereinafter referred to as “sheet interval”). In the present embodiment, a case will be described in which the bias applied to the developing
尚、以下の説明において、現像バイアスの電位に対してブレードバイアスの電位がマイナス側となるように現像ローラ41と現像ブレード43との間に設けられた電位差を、負極性(マイナス)の電位差という。即ち、この場合、本実施例では現像バイアスの電位よりもブレードバイアスの電位の方が、トナーの正規の帯電極性側に高い電位となる。又、現像バイアスの電位に対してブレードバイアスの電位がプラス側となるとなるように現像ローラ41と現像ブレード43との間に設けられた電位差を、正極性(プラス)の電位差という。即ち、この場合、本実施例ではブレードバイアスの電位よりも現像バイアスの電位の方が、トナーの正規の帯電極性側に高い電位となる。又、現像バイアス及びブレードバイアスについて、変更前の電位とは、バイアス値の変更動作を開始する前の安定値(目標値)である。又、現像バイアス及びブレードバイアスについて、変更後の電位とは、バイアス値の変更動作が終了した後の安定値(目標値)である。
In the following description, the potential difference provided between the developing
本実施例では、現像バイアス電源21、ブレードバイアス電源22の動作は、装置本体10が備えるコントローラ13により制御される。コントローラ13は、画像形成装置100の動作を統括的に制御するエンジン制御部が備えた制御手段(CPU)が兼ねるものであってよい。コントローラ13には、記憶手段が内蔵されているか又は電気的に接続されている。コントローラ13は、記憶手段に記憶された、画像形成動作プログラム(現像バイアス及びブレードバイアス制御プログラムを含む)に従って、所定のタイミングで、現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22の出力を所定の極性・電位に制御する。このように、本実施例では、コントローラ13が、現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22によるバイアスの出力開始・停止を制御すると共に、バイアスの出力値を制御する制御手段の機能を有する。
In this embodiment, the operations of the developing
図3は、現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22の動作の一例を示す。図3に示す例では、非画像形成時には、現像ブレード43の電位を、現像ローラ41の電位よりもトナーの正規の帯電極性と同極性側に大きくしている。この場合、非画像形成時に、トナーの正規の帯電極性と同極性(第1の極性)の物質を、現像ブレード43から現像ローラ41側へ移動させる方向の電界が、現像ブレード43と現像ローラ41との間に形成される。
FIG. 3 shows an example of the operation of the developing
ここで、現像ローラ41や現像ブレード43の特性によっては、現像ローラ41に対して現像ブレード43がエッジ当接となるように構成することがある。極端な例では、現像ブレード43の先端は、製造段階やプロセスカートリッジ50の組み立て段階において、PAEの剥がれや傷によって金属面が生じることがある。このような状態で、画像形成時に現像ローラ41と現像ブレード43との間に大きな電位差を設けると、長手方向において現像ローラ41と現像ブレード43との間に電界ムラが生じる虞がある。その結果、現像ローラ41上のトナーのトリボムラやトナーコートムラ等が生じ、画像上に濃度ムラが発生する虞がある。そのために、画像形成中は、現像ローラ41と現像ブレード43との間には、大きな電位差を設けることは望ましくない。
Here, depending on the characteristics of the developing
従って、より効果的に現像ブレード43へのトナーや外添剤の付着、堆積を防止するために、非画像形成時に現像ローラ41と現像ブレード43との間により大きな電位差を設けることが有効である。
Therefore, in order to more effectively prevent toner and external additives from adhering to and accumulating on the developing
本発明者らの検討によれば、トナー又は外添剤の融着を効果的に防止するためには、非画像形成時に現像ローラ41と現像ブレード43との間に設けられる電位差の絶対値は100V以上であることが好ましい。又、現像ブレード43から現像ローラ41へのリークや放電を考えると、この電位差の絶対値は400V以下とするのが好ましい。又、本実施例では、感光ドラム1の表面電位(暗部電位:非画像部電位)は−650Vである。そのため、かぶりや、それによる転写材Sの裏汚れが発生しないように、現像バイアスの範囲は、−300V〜−600Vとすることが好ましい。
According to the study by the present inventors, in order to effectively prevent the fusion of the toner or the external additive, the absolute value of the potential difference provided between the developing
図3に示す例では、画像形成時には現像バイアス電源21とブレードバイアス電源22の出力値は共に−400Vの同電位とする。そして、画像形成終了後に現像バイアス電源21の出力値を−400Vから−200Vにし、同時にブレードバイアス電源22の出力値を−400Vから−600Vとする。これにより、紙間において現像ローラ41と現像ブレード43との間に−400Vの電位差を設定する。この場合、画像形成中に現像ブレード43に付着した負極性のトナーを引き剥がすことができる。又、図3に示す例では、画像形成時には、現像ブレード43と現像ローラ41との間には電位差は設けられていない。
In the example shown in FIG. 3, the output values of the developing
その後、現像バイアス電源21の出力値を−200Vから−400Vとし、又ブレードバイアス電源22の出力値を−600Vから−400Vとして、再度画像形成を行う。以後、この動作を繰り返す。
Thereafter, the output value of the developing
ここで、比較例1として、基本的な構成は本実施例のものと同一である現像装置4を用いて、ブレードバイアス電源22の出力値のみを変化させた。そして、紙間において現像ローラ41と現像ブレード43との間の電位差が−400Vになるようにブレードバイアスを設定した。この時の現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22の動作を図4に示す。
Here, as Comparative Example 1, only the output value of the blade
上述のように、本実施例の画像形成装置100では、現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22は、100V当りの立ち上がり時間は約40ms、100V当たりの立ち下がり時間は約60msである。
As described above, in the
図4に示す比較例1では、立ち上がり時間及びたち下がり時間が生じるために、非画像形成時に現像ローラ41と現像ブレード43との間に−400Vの電位差を設ける時間はほとんどない。
In the comparative example 1 shown in FIG. 4, since the rise time and the fall time occur, there is almost no time for providing a potential difference of −400 V between the developing
これに対して、図3に示す例では、現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22を動作させることにより、非画像形成時に−400Vの電位差を設ける時間として約160msを確保できる。
On the other hand, in the example shown in FIG. 3, by operating the developing
又、図3に示す例及び図4に示す比較例1について、印字比率(印字面の全面積に対する総印字面積の比)を5%として比較耐久試験を行った。その結果、比較例1の画像形成装置では、約3000枚から画像上に縦スジ上の欠陥が見られることがあった。これに対して、図3に示す例では、プロセスカートリッジ50の印刷可能枚数5000枚まで、画像上に縦スジの発生は改善した。 3 and Comparative Example 1 shown in FIG. 4 were subjected to a comparative durability test at a printing ratio (ratio of the total printing area to the total area of the printing surface) of 5%. As a result, in the image forming apparatus of Comparative Example 1, defects on vertical stripes were sometimes seen on the image from about 3000 sheets. In contrast, in the example shown in FIG. 3, the occurrence of vertical stripes on the image is improved up to 5000 printable sheets of the process cartridge 50.
このように、現像バイアス電源21とブレードバイアス電源22とがそれぞれ逆方向に電圧を変化させることにより、どちらか一方で電圧を変化させる場合よりも、現像ローラ41と現像ブレード41との間に所定の電位差を短時間で設けることができる。これにより、短い時間でも十分に電位差を設けることができ、その結果、短い非画像形成時間においても現像ブレード43へのトナー等の融着を防止することができる。又、現像バイアス電源21とブレードバイアス電源22との双方の出力を変化させることで、安価な電源を採用することができ、画像形成装置の低コスト化を図ることができる。
As described above, when the developing
ところで、図3に示すように非画像形成時にマイナスの電位差を設けていても、現像ブレード43にトナー又は外添剤が融着することがある。そして、このような現象は、トナーに、トナーの正規の帯電極性と逆極性(本実施例では正極性)に帯電する外添剤が添加されている場合に顕著となることが分かった。即ち、非画像形成時にマイナスの電位差を印加するために、正極性の外添剤が現像ブレード43に融着してしまうものと考えられる。又、この場合、トナーの正規の帯電極性と逆極性(本実施例では正極性)に帯電したトナー(反転トナー)が現像ブレード43に融着することがある。
Incidentally, as shown in FIG. 3, even if a negative potential difference is provided during non-image formation, the toner or the external additive may be fused to the developing
そこで、本実施例では、トナーの正規の帯電極性と同極性に帯電した物質と、トナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電した物質との両方の現像ブレード43への融着を防ぐために、次のような動作を行う。
Accordingly, in this embodiment, in order to prevent the material charged to the same polarity as the normal charging polarity of the toner and the material charged to the opposite polarity to the normal charging polarity of the toner from being fused to the developing
画像形成時には現像ローラ41に対して現像ブレード43の電位をプラス側とする。つまり、画像形成時には、現像ローラ41と現像ブレード43との間にプラスの電位差を設ける。これにより、画像形成時に正極性の外添剤(又は反転トナー)が現像ブレード43に付着することを防ぐことができる。
At the time of image formation, the potential of the developing
そして、非画像形成時には、現像ローラ41に対して現像ブレード43の電位をマイナス側とする。つまり、非画像形成時には、現像ローラ41と現像ブレード43との間にマイナスの電位差を設ける。これにより、非画像形成時に負極性のトナーを現像ブレード43から引き剥がすことができる。
During non-image formation, the potential of the developing
即ち、本実施例の画像形成装置100は、次のような構成とされる。先ず、上述のように、画像形成装置100は、現像ローラ41に電圧を印加する現像バイアス電源(第1の電圧印加手段)21と、現像ブレード43に電圧を印加するブレードバイアス電源(第2の電圧印加手段)22と、を有する。そして、画像形成時と非画像形成時との間で、現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22の出力値を変更する。その場合に、現像バイアス電源21とブレードバイアス電源22とは、それぞれの出力値を、変更前を基準として逆方向に変化させる。この時、特に、画像形成時と非画像形成時とで、現像ローラ41と現像ブレード43との間に設けられる電位差で形成される電界の向きが逆となるようにする。
That is, the
典型的には、非画像形成時には、現像ブレード43の電位をトナーの正規の帯電極性と同極性側に大きくする。これにより、非画像形成時に、トナーの正規の帯電極性と同極性(第1の極性)の物質を現像ブレード43から現像ローラ41側へ移動させる方向の電界を現像ブレード43と現像ローラ41との間に形成する。
Typically, during non-image formation, the potential of the developing
又、典型的には、画像形成時には、現像ローラ41の電位をトナーの正規の帯電極性側に大きくする。これにより、画像形成時に、トナーの正規の帯電極性と逆極性(第2の極性)の物質を現像ブレード43から現像ローラ41側へ移動させる方向の電界(非画像形成時とは逆方向の電界)を現像ブレード43と現像ローラ41との間に形成する。
Typically, during image formation, the potential of the developing
尚、本実施例のように非画像形成時にトナーの正規の帯電極性と同極性の物質を現像ブレード43から現像ローラ41側へ移動させる方向の電界を形成する方が、その逆の電界を形成する場合よりも、反転トナーによる転写材への付着(反転かぶり)防止の点で好ましい。又、本実施例のように画像形成時にトナーの正規の帯電極性と逆極性の物質を現像ブレード43から現像ローラ41側へ移動させる方向の電荷を形成する方が、その逆の電界を形成するよりも、濃度低下防止の点で好ましい。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、非画像形成時と画像形成時に現像ローラ41と現像ブレード43との間に形成する電界を上記の場合とそれぞれ逆にすることもできる。
It is to be noted that the opposite electric field is formed when the electric field in the direction in which the substance having the same polarity as the normal charging polarity of the toner is moved from the developing
又、非画像形成時に現像ローラ41と現像ブレード43との間に設けられる電位差の絶対値は、画像形成時に現像スリーブ41と現像ブレード43との間に設けられる電位差の絶対値よりも大きくすることが好ましい。これにより、画像形成中に現像ローラ41と現像ブレード43との間に過大な電位差を設けることによる、現像ローラ41の長手方向におけるトナーのトリボむらやトナーコートむらが発生することを防止することができる。
Also, the absolute value of the potential difference provided between the developing
前述のように、現像ローラ41の長手方向におけるトナートリボむら、トナーコートむらの観点から、画像形成時に現像ローラ41と現像ブレード43との間に設ける電位差を大きくすることは望ましくない。例えば、現像ローラ41に対して現像ブレード43のエッジ部が当接するような場合であって、又そのエッジ部に金属面が生じる場合があるような場合には、上記トナートリボむら、トナーコートむらの発生が懸念される。画像形成時に現像ローラ41と現像ブレード43との間に設ける電位差の絶対値は、100V以下であることが好ましい。又、この電位差の絶対値は、画像形成時に電位差を設けることによる所望の効果によって適宜決定し得るものであるが、0Vより大きく、好ましくは10V以上、より好ましくは50V以上とされる。
As described above, from the viewpoint of uneven toner tribo and uneven toner coat in the longitudinal direction of the developing
以下、図5をも参照して更に詳しく説明する。図5は、本実施例における現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22の動作を示す。
Hereinafter, further details will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows operations of the developing
本実施例では、画像形成開始時に、現像バイアス電源21は、現像ローラ11に−500Vの現像バイアスを印加する。又、ブレードバイアス電源22は、現像バイアス電源21が現像ローラ41にバイアスを印加するのと同時に、現像ブレード43に−400Vのブレードバイアスを印加する。即ち、画像形成時に、現像ローラ41と現像ブレード43との間に+100Vの電位差を設定する。これにより、画像形成中に正極性の外添剤(又は反転トナー)が現像ブレ−ド43に付着することを防ぐ。
In this embodiment, the developing
そして、画像形成終了後に現像バイアスを−500Vから−300Vにし、同時にブレードバイアスを−400Vから−600Vとする。こうして、紙間において現像ローラ41と現像ブレード43との間に−300Vの電位差を設定する。これにより、画像形成中に現像ブレード43に付着した負極性のトナーを引き剥がす。
After the image formation is completed, the developing bias is changed from -500 V to -300 V, and at the same time, the blade bias is changed from -400 V to -600 V. Thus, a potential difference of −300 V is set between the developing
その後、現像バイアス電源21の出力値を−300Vから−500Vとし、又ブレードバイアス電源22の出力値を−600Vから−400Vとし、再度画像形成を行う。以後、この動作を繰り返す。
Thereafter, the output value of the developing
以上のように、本実施例では、画像形成時において、現像ローラ41と現像ブレード43との間には電位差が設けられる。そして、複数の転写材Sに対する連続画像形成時において、一の画像形成時から次の画像形成時の前の非画像形成時に移行する時、及び、非画像形成時から次の画像形成時に移行する時に、現像バイアスとブレードバイアスとを変更する。この時、現像バイアス電源21とブレードバイアス電源22とは、それぞれの出力値を、変更前を基準として逆方向に変化させる。そして、画像形成時と非画像形成時とで、現像ローラ41と現像ブレード43との間に設けられた電位差により形成される電界の向きが逆方向となるようにする。特に、本実施例では、現像ローラ41と現像ブレード43との間に形成される電位差の絶対値は、画像形成時よりも非画像形成時の方が大きくされる。
As described above, in this embodiment, a potential difference is provided between the developing
ここで、比較例2として、基本的な構成は本実施例のものと同一である現像装置4を用いて、紙間においてブレードバイアス電源22の出力値のみを変化させた。そして、現像ローラ41と現像ブレード43との間の電位差を、画像形成時には+100V、紙間には−300Vになるようにブレードバイアスを設定した。この時の現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22の動作を図6に示す。
Here, as Comparative Example 2, only the output value of the blade
図6に示す比較例2では、立ち上がり時間及びたち下がり時間が生じるために、非画像形成時に現像ローラ41と現像ブレード43との間に−300Vの電位差を設ける時間はほとんどない。
In the comparative example 2 shown in FIG. 6, since the rise time and the fall time occur, there is almost no time for providing a potential difference of −300 V between the developing
これに対して、図5に示すように、本実施例に従って現像バイアス電源21及びブレードバイアス電源22を動作させることにより、非画像形成時に−300Vの電位差を設ける時間として約160msを確保できる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, by operating the developing
又、本実施例の画像形成装置及び比較例2の画像形成装置を用いて、印字比率(印字面の全面積に対する総印字面積の比)を5%として比較耐久試験を行った。その結果、比較例2の画像形成装置では、約2000枚から画像上に縦スジ上の欠陥が見られることがあった。これに対して、本実施例の画像形成装置では、プロセスカートリッジの印刷可能枚数5000枚まで、画像上に縦スジは発生しなかった。 Further, using the image forming apparatus of this example and the image forming apparatus of Comparative Example 2, a comparative durability test was performed with a printing ratio (ratio of the total printing area to the total area of the printing surface) of 5%. As a result, in the image forming apparatus of Comparative Example 2, defects on the vertical stripes may be seen on the image from about 2000 sheets. On the other hand, in the image forming apparatus of this embodiment, no vertical streak occurred on the image up to 5000 printable sheets of the process cartridge.
以上、本実施例によれば、非画像形成時に、現像ローラ41と現像ブレード43との間に所定の電位差を設ける際に、現像バイアスとブレードバイアスとを、それぞれ変更前の値を基準として逆方向に変化させる。これにより、非画像形成時に、現像ローラ41と現像ブレード43との間の所望の電位差を十分な時間設けることができると共に、該電位差を設ける動作の全体の時間を短く抑えることができる。従って、現像ローラ41等の画像形成動作以外での駆動時間(回転時間)を減らし、現像装置4、プロセスカートリッジ50の長寿命化にも貢献することができる。又、ブレードバイアス電源22、更には現像バイアス電源21として、高圧の立ち上がり時間、立ち下がり時間が比較的長い安価な電源を用いることが可能となる。即ち、そのような電源を用いる場合であっても、非画像形成時の時間内に効果のある電位差を十分な時間設けることができる。
As described above, according to the present embodiment, when a predetermined potential difference is provided between the developing
そして、特に、本実施例によれば、画像形成時及び非画像形成時に現像ローラ41と現像ブレード43との間に電位差を設ける。この時、画像形成時と非画像形成時とで現像ブレード43と現像ローラ41との間に形成される電界の向きが逆になるようにする。これによって、非画像形成時に負極性のトナーを現像ブレード43から剥ぎ取ると共に、画像形成時には正極性の外添剤(又は反転トナー)を現像ブレード43から剥ぎ取ることができる。即ち、トナーの正規の帯電極性に帯電した物質と、トナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電した物質との両方を現像ブレード43から剥ぎ取り、これらが現像ブレード43に融着するのを防止することができる。
In particular, according to this embodiment, a potential difference is provided between the developing
従って、本実施例によれば、現像ブレード43に対するトナーや外添剤が融着することによる、スジ状の画像欠陥等の画像不具合が発生するのを抑制することができる。又、本実施例によれば、プロセスカートリッジ(現像装置、画像形成装置)の長寿命化、画像形成装置の低下価格化にも貢献することができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of image defects such as streak-like image defects due to the fusion of the toner and the external additive to the developing
尚、本実施例では正規の帯電極性が負極性のトナー、正極性の外添剤を用いた。そのため、画像形成時には、正極性の外添剤の現像ブレード43への付着を防止するためにプラス側の電位差を設けるように、現像バイアス及びブレードバイアスを設定した。又、非画像形成時には、負極性のトナーの現像ブレード43への付着を防止するためにマイナス側の電位差を設けるように、現像バイアス及びブレードバイアスを設定した。しかし、各種バイアスの好適な設定は、トナーの種類、現像ローラ41や現像ブレード43の特性又は構成等によって種々異なるため、本実施例のものに限定されるものではない。
In the present embodiment, a negatively charged toner having a normal charging polarity and a positive external additive are used. Therefore, at the time of image formation, the developing bias and the blade bias are set so as to provide a positive potential difference in order to prevent the positive external additive from adhering to the developing
又、上述のようにして画像形成時と非画像形成時との間で現像バイアスとブレードバイアスとを変化させる動作は、毎回の画像形成時と紙間との間で行ってもよいし、所定枚数の転写材Sに対する画像形成を行う毎に行うようにしてもよい。又、本実施例では、非画像形成時として紙間のタイミングで現像ローラ41と現像ブレード43との間に所定の電位差を設ける動作を行った。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、画像形成時と、非画像形成時としての準備前回転時及び/又は画像形成後の準備後回転時に、現像ローラ41と現像ブレード43との間に上記同様の所定の電位差を設けるようにしてもよい。即ち、非画像形成時(前回転)から最初の画像形成時に移行する時に、現像バイアス電源21とブレードバイアス電源22の出力値をそれぞれ逆方向にを変化させることができる。又、最後の画像形成時から非画像形成時(後回転)に移行する時に、現像バイアス電源21とブレードバイアス電源22の出力値をそれぞれ逆方向に変化させることができる。
Further, as described above, the operation of changing the developing bias and the blade bias between the image forming time and the non-image forming time may be performed between the image forming time and the interval between the papers. It may be performed each time image formation is performed on the number of transfer materials S. In this embodiment, the operation of providing a predetermined potential difference between the developing
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施態様に限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated according to the specific Example, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment.
例えば、画像形成装置は、カラー画像形成装置ではなく、上記実施例の画像形成装置における1つの画像形成部に相当する単一の画像形成部を有する単色画像形成装置であってもよい。又、上記実施例では、現像剤として非磁性1成分現像剤を用いたが、磁性1成分現像剤を用いた画像形成装置においても本発明は適用でき、同様の効果を奏し得る。磁性1成分現像剤を用いる場合、現像装置は、磁気力により現像剤担持体上に現像剤が供給される。そして、この現像剤担持体上の現像剤が、現像剤層厚規制部材によって規制されると共に、摩擦帯電電荷が付与される。 For example, the image forming apparatus may not be a color image forming apparatus but may be a single color image forming apparatus having a single image forming unit corresponding to one image forming unit in the image forming apparatus of the above embodiment. In the above embodiment, a non-magnetic one-component developer is used as the developer. However, the present invention can be applied to an image forming apparatus using a magnetic one-component developer, and the same effects can be obtained. In the case of using a magnetic one-component developer, the developing device supplies the developer onto the developer carrier by magnetic force. The developer on the developer carrying member is regulated by the developer layer thickness regulating member, and triboelectric charge is applied.
又、上記実施例では、感光ドラム1、帯電ローラ2、現像装置4及びクリーニング装置6が一体的にカートリッジ化されて装置本体10に対して着脱可能なプロセスカートリッジとされているものとして説明した。しかし、プロセスカートリッジはこれに限定されるものではなく、像担持体と、像担持体に作用するプロセス手段としての少なくとも現像手段とを一体的にカートリッジ化して装置本体に対して着脱可能としたものであればよい。プロセスカートリッジは更に、像担持体を帯電させる帯電手段及び像担持体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくとも1つが一体的にカートリッジ化されていてよい。更に、装置本体に対して着脱可能なカートリッジは、上記プロセスカートリッジに限定されるものではなく、少なくとも現像手段がカートリッジ化されて、装置本体に対して着脱可能とされているものであればよい。
In the above embodiment, the photosensitive drum 1, the charging roller 2, the developing device 4, and the cleaning device 6 are integrated into a cartridge and are described as process cartridges that can be attached to and detached from the apparatus
1 感光ドラム(像担持体)
4 現像装置
21 現像バイアス電源(第1の電圧印加手段)
22 ブレードバイアス電源(第2の電圧印加手段)
41 現像ローラ
43 現像ブレード
1 Photosensitive drum (image carrier)
4 Developing
22 Blade bias power supply (second voltage applying means)
41 Developing
Claims (6)
前記像担持体の表面に形成された静電像に応じて現像剤を該像担持体の表面に付着させて現像剤像を形成するための現像手段であって、現像剤を前記像担持体へと搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤を規制し且つ前記現像剤担持体との間で現像剤を所定の極性に摩擦帯電させるための現像剤層厚規制部材と、を具備する現像手段と、
前記現像剤担持体に電圧を印加するための第1の電圧印加手段と、
前記現像剤層厚規制部材に電圧を印加するための第2の電圧印加手段と、
を有し、
前記第1の電圧印加手段と前記第2の電圧印加手段とは、それぞれ前記現像剤担持体と前記現像剤層厚規制部材とに印加する電圧を逆方向に変化させて、非画像形成時に画像形成時とは逆方向の電界を形成するように前記現像剤担持体と前記現像剤層厚規制部材との間に電位差を設けることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which an electrostatic image is formed on the surface;
Development means for forming a developer image by attaching a developer to the surface of the image carrier in accordance with the electrostatic image formed on the surface of the image carrier, wherein the developer is the image carrier. A developer layer thickness regulating member for regulating the developer on the developer carrier and the developer on the developer carrier and frictionally charging the developer to a predetermined polarity between the developer carrier and the developer carrier Developing means comprising:
First voltage applying means for applying a voltage to the developer carrying member;
Second voltage applying means for applying a voltage to the developer layer thickness regulating member;
Have
The first voltage applying unit and the second voltage applying unit change the voltages applied to the developer carrying member and the developer layer thickness regulating member in opposite directions, respectively, so that an image is formed during non-image formation. An image forming apparatus, wherein a potential difference is provided between the developer carrier and the developer layer thickness regulating member so as to form an electric field in a direction opposite to that at the time of formation.
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JP (1) | JP2007133024A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7917068B2 (en) | 2007-07-11 | 2011-03-29 | Oki Data Corporation | Developing device and image forming apparatus |
JP2012163706A (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Sharp Corp | Developing device and image forming apparatus |
JP2018072382A (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-10 | 株式会社沖データ | Image forming apparatus |
JP2018180420A (en) * | 2017-04-20 | 2018-11-15 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Developing device and image forming apparatus |
-
2005
- 2005-11-08 JP JP2005323914A patent/JP2007133024A/en active Pending
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