JP2007322861A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像ローラの端部にシール部材を設けた現像装置に関する。 The present invention relates to a developing device in which a seal member is provided at an end portion of a developing roller.
プリンタや複写機、ファクシミリ等、電子写真方式の画像形成装置には、通常、着脱を自在に行うことが可能な現像カートリッジが装着されている。この現像カートリッジは、トナーを収容するトナー収容部と、トナー収容部より供給されるトナーを担持する現像ローラとを有している。そして、画像形成時には、装置本体に装着された現像装置内の現像ローラを回転駆動させ、感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを供給して可視画像を形成し、これを用紙等の転写シートに転写、定着してトナー画像を形成する。 In general, an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a copying machine, or a facsimile is equipped with a developing cartridge that can be freely attached and detached. The developing cartridge includes a toner container that contains toner and a developing roller that carries the toner supplied from the toner container. At the time of image formation, the developing roller in the developing device mounted on the apparatus main body is rotated to supply toner to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum to form a visible image. A toner image is formed by transferring and fixing to a transfer sheet.
このような現像カートリッジには、現像ローラの回転駆動によりローラ上に担持されたトナーが軸方向両端部より漏れるのを防ぐために、シール部材が設けられている。このシール部材は、現像ローラの軸方向両端部に現像ローラの外周面と摺擦するように配置され、現像ローラに担持されたトナーがローラ端部より外に漏れないようにしている。 Such a developing cartridge is provided with a seal member in order to prevent toner carried on the roller from leaking from both ends in the axial direction due to the rotational driving of the developing roller. This seal member is disposed at both ends in the axial direction of the developing roller so as to slide on the outer peripheral surface of the developing roller, so that the toner carried on the developing roller does not leak out from the end of the roller.
シール部材には、トナーの漏れ防止と現像ローラの安定した回転駆動の確保が要求されている。この要求を満たすために、現像装置本体に一体的に取付けたシール部材に引張力を加えて現像ローラに押圧力を付与することにより、密着性と回転トルクの低減を実現させた技術がある(例えば、特許文献1参照)。 The seal member is required to prevent toner leakage and ensure a stable rotational drive of the developing roller. In order to satisfy this requirement, there is a technique that realizes a reduction in adhesion and rotational torque by applying a pressing force to the developing roller by applying a tensile force to a seal member integrally attached to the developing device main body ( For example, see Patent Document 1).
また、前述した押圧力と回転トルクを確保するために、シール部材の材質も検討され、例えば、テフロン(登録商標)製のフェルト材等が使用されるようになった。さらに、現像剤担持体の高速動作に対応可能な耐久性を付与させるため、例えば、シール部材上に凸状の織り目を斜めに設け、織り目に沿ってローラ端部にきたトナーを現像室側に戻せるようにしたシール部材も開示されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, in order to ensure the above-described pressing force and rotational torque, the material of the seal member has also been examined, and for example, a Teflon (registered trademark) felt material has been used. Furthermore, in order to provide durability that can cope with high-speed operation of the developer carrier, for example, a convex weave is provided on the seal member obliquely, and the toner that comes to the roller end along the weave is placed on the developing chamber side. A seal member that can be returned is also disclosed (see, for example, Patent Document 2).
ところで、最近のデジタル技術の進展に伴い、例えば1200dpi(dpi;1インチ(2.54cm)あたりのドット数)レベルの微小ドット画像を正確に再現する画像形成技術が求められるようになってきた。そして、この様な微小ドット画像を正確に再現するために、トナーの小径化が検討される様になり、製造工程で種々の制御を加えることが可能な重合トナー(例えば、特許文献3参照)等により、粒径が数ミクロンレベルの小径トナーが得られる様になってきた。
この様に、画像形成に使用されるトナーの小径化に伴い、現像カートリッジのトナー漏れ防止機能はますます高いレベルが要求される様になってきた。すなわち、トナーが小径化した分だけ、シール部材と現像ローラの隙間にトナーが入り込み易くなり、これまで以上に現像ローラ端部からのトナー漏れを防止する必要性が出てきたのである。 As described above, as the diameter of the toner used for image formation is reduced, the toner leakage prevention function of the developing cartridge has been required to have a higher level. That is, as the toner diameter is reduced, the toner easily enters the gap between the seal member and the developing roller, and the need to prevent toner leakage from the end portion of the developing roller has emerged.
本発明は、現像ローラ端部にシール部材を設ける現像装置に関し、数ミクロンレベルのトナーを充填した場合でも現像ローラ端部からトナーが漏れない現像装置を提供することを目的とするものである。 The present invention relates to a developing device in which a seal member is provided at an end portion of a developing roller, and an object thereof is to provide a developing device in which toner does not leak from the end portion of the developing roller even when toner of several micron level is filled.
前記課題は、以下の手段により達成される。 The object is achieved by the following means.
請求項1に記載の発明は、『現像剤担持体の端部にシール部材が設けられた現像装置において、該シール部材上に平滑な帯状部材が設けられ、該帯状部材の長手側の部位は、該現像剤担持体の長手方向に対し斜めになる様に該シール部材上に設けられ、かつ、該現像剤担持体の回転方向下流に向かって現像剤担持体の内側を向くように設けられることを特徴とする現像装置。』である。 According to the first aspect of the present invention, "in the developing device in which the seal member is provided at the end portion of the developer carrier, a smooth belt-like member is provided on the seal member, and a longitudinal portion of the belt-like member is And provided on the seal member so as to be inclined with respect to the longitudinal direction of the developer carrier and to face the inside of the developer carrier toward the downstream side in the rotation direction of the developer carrier. A developing device. ].
請求項2に記載の発明は、『前記帯状部材は、前記長手側の部位を前記現像剤担持体の長手方向に対して30°〜75°傾けて前記シール部材上に設けられ、厚みが50μm〜200μmであることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。』である。 According to a second aspect of the present invention, “the belt-like member is provided on the seal member with the portion on the longitudinal side inclined by 30 ° to 75 ° with respect to the longitudinal direction of the developer carrying member, and has a thickness of 50 μm. The developing device according to claim 1, wherein the developing device is about 200 μm. ].
請求項3に記載の発明は、『前記帯状部材が、ポリテトラフルオロエチレンよりなるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。』である。 According to a third aspect of the invention, “the developing device according to the first or second aspect, wherein the belt-like member is made of polytetrafluoroethylene”. ].
請求項4に記載の発明は、『請求項1〜3のいずれか1項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。』である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the developing device according to any one of the first to third aspects. ].
本発明によれば、現像ローラ端部に設けられたシール部材上に設けた平滑な帯状部材を、その長手側部位が現像剤担持体の回転方向下流に向かって現像剤担持体の内側を向く様に斜めに設けることにより、現像ローラ端部からのトナー漏れを解消した。特に、本発明の構成により、現像ローラ端部からのトナー漏れが確実に防止されるので、数ミクロンレベルの小径トナーを用いて画像形成を行う場合でも現像ローラ端部からのトナー漏れが防止される様になった。 According to the present invention, the smooth belt-like member provided on the seal member provided at the end of the developing roller has its longitudinal side facing the inside of the developer carrying member toward the downstream in the rotation direction of the developer carrying member. In this way, toner leakage from the end of the developing roller was eliminated. In particular, according to the configuration of the present invention, toner leakage from the end of the developing roller is surely prevented, so that toner leakage from the end of the developing roller is prevented even when image formation is performed using a small-diameter toner of several microns. It came to be.
上述した様に、本発明は、現像ローラ端部に貼付されるシール部材上に平滑な帯状部材が設けられ、帯状部材を構成する長手側部位が現像ローラを回転させたときに現像ローラの回転方向下流に向かって現像ローラ内側を向く様に設けた。すなわち、帯状部材はその長手側部位が現像ローラの長手方向に対して斜めになる様にシール部材上に設けられ、かつ、現像ローラを回転させた時にその回転方向下流側に向かって現像ローラの内側を向く様に配置されている。 As described above, according to the present invention, the smooth belt-like member is provided on the seal member attached to the end portion of the developing roller, and the rotation of the developing roller is performed when the long side portion constituting the belt-like member rotates the developing roller. It was provided so as to face the inside of the developing roller toward the downstream in the direction. That is, the belt-like member is provided on the seal member so that the longitudinal side portion thereof is inclined with respect to the longitudinal direction of the developing roller, and when the developing roller is rotated, the developing roller is moved downstream in the rotational direction. It is arranged to face the inside.
この様に帯状部材を配置することにより、現像ローラ端部からのトナー漏れが解消された理由は帯状部材の存在により現像ローラとシール部材との密着性が向上するとともに、ローラとシール部材の隙間に入ったトナーの移動を帯状部材が確実に阻止できる様になったためと推測される。すなわち、シール部材上の帯状部材は現像ローラとシール部材の隙間に入ったトナーを堰き止めて移動を阻止するとともに、長手側部位を現像ローラが回転した時に長手側部位が下に向かう様に斜めに配置することにより現像ローラ端部からのトナーこぼれが発生しないものと推測される。 By arranging the belt-like member in this manner, the toner leakage from the end of the developing roller has been eliminated. The presence of the belt-like member improves the adhesion between the developing roller and the seal member, and the gap between the roller and the seal member. This is presumably because the belt-like member can reliably prevent the movement of the toner that has entered. That is, the belt-like member on the seal member blocks the toner that has entered the gap between the developing roller and the seal member to prevent movement, and the longitudinal side portion is slanted so that the longitudinal side portion faces downward when the developing roller rotates. It is estimated that no toner spills from the end of the developing roller.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
最初に、本発明に係る現像装置について説明する。 First, the developing device according to the present invention will be described.
図1は、本発明に係る現像装置の一例で、(a)に現像装置31(以下、現像器31ともいう)の断面を示す。図1(a)に示す様に、現像装置31は、感光体ドラム10にトナーを供給する現像ローラ32と、現像ローラ32に供給するトナーを収納するホッパ部34、現像ローラ32に圧接する様に配置されるシール部材36、トナー規制部材38等から構成される。トナー規制部材38は現像ローラ32より感光体ドラム10に供給されるトナー量を規制するとともに、感光体ドラム10に供給するトナーを帯電する。
FIG. 1 shows an example of a developing device according to the present invention. FIG. 1A shows a cross section of a developing device 31 (hereinafter also referred to as a developing device 31). As shown in FIG. 1A, the developing
図1(b)は、現像装置31を構成する本発明でいう現像剤担持体に該当する現像ローラ32と、現像ローラ32の両端部に配置されるシール部材36を示す斜視図である。シール部材36は、現像ローラ32上で画像形成時にトナー層が形成される領域の外側に設けられ、シール部材36上には帯状部材37が配置され、帯状部材37はシール部材36と現像ローラ32との間に挟まれる様に配置されている。
FIG. 1B is a perspective view showing the developing
ここで、現像ローラ32の両端部に配置されるシール部材36について説明する。図1(a)に示す様に、シール部材36は現像ローラ32と現像装置本体との間に配置されるものである。現像ローラ32と現像装置本体との間には曲面が形成され、シール部材36はこの曲面に沿う様に撓らせた状態で配置される。
Here, the
シール部材36について図2を用いてさらに説明する。図2は、現像ローラ32とシール部材36及び帯状部材37の位置関係を示す概略図である。
The
図2に示す様に、帯状部材37を設けたシール部材36は現像ローラ32上で画像形成時にトナー層が形成される領域の外側に隣接する領域(以下、この領域(トナー層形成領域外側の隣接領域)を現像ローラ32の端部という)に配置される。また、本発明でいう現像剤担持体の長手方向、及び、長手方向内側方向は、図2(a)中の実線矢印で示す方向で、図中で現像ローラ長手方向、現像ローラ長手方向内側と示すものである。さらに、図中の白ぬき矢印は、シール部材36上における現像ローラ32の摺動方向である。
As shown in FIG. 2, the
シール部材36は、図1に示す様に、現像装置内の曲面及び現像ローラ32に沿って配置されるので、ある程度の可撓性を有する材質のものが好ましく、可撓性フィルムとして成形可能な樹脂材料により作製される。可撓性フィルムとして成形可能な樹脂材料としては、たとえば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、テフロン(登録商標)等のビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、酢酸セルロース等のセルロース系樹脂等が挙げられる。
As shown in FIG. 1, the
次に、帯状部材37について説明する。図2(a)に示す様に、現像ローラ32と接触するシール部材36の面上に平滑な帯状部材37が設けられている。帯状部材37は図2(a)に示す形態で配置される。すなわち、帯状部材37の長手側部位は、現像ローラ32の回転方向下流側(図中白抜きの矢印で示す方向)の方向に向かって、現像ローラ32の長手方向内側を向く様に配置される。つまり、帯状部材37はその長手側部位を現像ローラ32の長手方向に対して斜めになる様にシール部材36上に設けられ、現像ローラ32の回転方向に対し、回転方向の下流側に向かって長手方向が現像ローラ32の長手方向内側を向く様に配置されるものである。このことを本発明では「長手側の部位が現像剤担持体の回転方向下流に向かって現像剤担持体の内側を向くように設けられること」と表現している。
Next, the
なお、図2(b)はシール部材36と帯状部材37の長手側部位を斜めに貼り付けたシール部材の構成を示すもので、本発明でいう帯状部材37の長手側部位とは図に示す部位を指すものである。
FIG. 2B shows the configuration of the seal member in which the longitudinal side portions of the
また、本発明で使用される帯状部材37は平滑性を有しており、この平滑性はポリテトラフルオロエチレンに代表される樹脂材料を選択することにより発現されるものである。なお、帯状部材37に平滑性を付与する樹脂材料については後述する。
Moreover, the strip | belt-shaped
本発明では、シール部材36上に帯状部材37をその長手側の部位を現像ローラ32の長手方向内側に対して斜めになる様に設けるものである。この様に、現像ローラ32とシール部材36との間に帯状部材37を設けることにより、現像ローラ32とシール部材36との密着性が向上し両者間に隙間が生じにくくなる。また、現像ローラ32とシール部材36との間にトナーが入り込んでも、現像ローラ32の回転により隙間を移動するトナーは帯状部材37端部で堰き止められてそれ以上は移動しなくなる。さらに、帯状部材37の長手側部位を現像ローラ32の長手方向内側に対し斜めに配置しているので、帯状部材37で堰き止められたトナーは、現像ローラ32の回転により徐々に現像ローラ32の長手方向内側に向かって移動する。すなわち、帯状部材37は、現像ローラ32とシール部材36の密着性を向上させるとともに、両者の隙間に入り込んだトナーを現像ローラ32の長手方向内側に戻すガイド部材としても機能している。
In the present invention, the belt-
この様に、シール部材36上に帯状部材37の長手側部位が現像ローラ長手方向に対して斜めになる様に帯状部材37をシール部材36上に設けることにより、現像ローラ32端部近傍にあるトナーが現像ローラ端部より漏れることを回避するものである。
In this way, the belt-
シール部材36上に設けられる帯状部材37についてさらに説明する。帯状部材37は、長手側部位を現像ローラ32の長手方向に対して30°〜75°傾けてシール部材36上に設けることが好ましい。本発明では、帯状部材37はその長手側部位を現像ローラ32の長手方向に対して斜めになる様にシール部材36上に設けられるものであるが、このことについて図3を用いて説明する。
The band-shaped
図3(a)において、θは帯状部材37の長手側部位と現像ローラ32の長手方向との角度を示すものである。また、図中の白ぬき矢印はシール部材36上における現像ローラ32の摺動方向を示す。本発明では、図3(a)に示す様に、現像ローラ32の摺動方向に対し帯状部材37の長手側部位が現像ローラ32の長手方向内側を向く様に斜めに配置されたものである。この様に配置することにより、現像ローラ32の回転により移動するトナーを帯状部材37の長手側部位で堰き止めるとともに現像ローラ32の長手方向内側に移動させることが可能である。
In FIG. 3A, θ represents an angle between the longitudinal side portion of the belt-shaped
角度θの具体的な値としては、前述した30°〜75°が好ましく、帯状部材37を設けるときの角度をこの範囲にすることで、トナーの堰き止めと現像ローラ32の長手方向内側への移動を確実に実施できる様にする。特に、体積基準メディアン径が3〜8μm程度の小径トナーを用いた場合に、その効果がより明確に発現される。
The specific value of the angle θ is preferably 30 ° to 75 ° as described above. By setting the angle at which the belt-shaped
なお、本発明に該当しない帯状部材37の配置形態の例を図3(b)と(c)に示す。図3(b)は、現像ローラ32の摺動方向に対し帯状部材37の長手側部位が現像ローラ32の長手方向外側を向く様に斜めに配置したもので、図3(c)は帯状部材37の長手側部位を斜めに配置したものではない。なお、(b)のシール部材36を帯状部材37の長手側部位が現像ローラ32の長手方向内側に向かって下がる様に配置した場合、すなわち、(b)の状態を逆さまにしたものは本発明の効果が期待されるが、(c)は本発明の効果を奏することができない。
Examples of the arrangement of the belt-
また、帯状部材37は、その厚みが50μm〜200μmであることが好ましく、厚みをこの範囲にすることで、帯状部材37の配置により隙間を発生させることがなく、また、シール部材36と現像ローラ32の間に入り込んだトナーが帯状部材37を乗り越えて外部に漏れることもない。したがって、画像形成を繰り返し行っても、現像ローラ32の端部からのトナー漏れの発生を長期にわたり防止することが可能である。
The band-shaped
また、帯状部材37は、シール部材36同様に曲面に沿って配置されるので、ある程度の可撓性を有するものが好ましい。さらに、シール部材36上に配置されることから、現像ローラ32の摺動に影響を与えない様、ある程度の平滑性を有することが好ましい。したがって、可撓性フィルムとして成形可能で、しかも、平滑な表面が形成可能な樹脂材料が選択される。具体的には、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のビニル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))等のフッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、酢酸セルロース等のセルロース系樹脂等が挙げられる。この中でも、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE;テフロン(登録商標))に代表されるフッ素系樹脂フィルムは、樹脂自身が潤滑性を有するとともに高い平滑性が得られるので特に好ましい。ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)以外のフッ素系樹脂としては、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)等が挙げられる。
Moreover, since the strip | belt-shaped
また、フッ素樹脂フィルム以外の樹脂フィルムでも、シリカやケイ酸マグネシウム(タルク)等の滑り性向上剤で処理を行った樹脂フィルムでも同様の効果が得られる。 The same effect can be obtained even with a resin film other than the fluororesin film or with a resin film treated with a slipping improver such as silica or magnesium silicate (talc).
また、樹脂フィルムの成形方法としては、例えば、樹脂材料を溶媒等に溶かし、溶解物をガラス板上でフィルム成形し、溶媒除去することにより、シート状のフィルムを作製するキャスト成形が代表的である。また、樹脂材料を延伸処理してフィルム成形を行う2軸延伸法や、熱溶融した樹脂材料を冷却してフィルム成形する方法等が挙げられる。 In addition, as a method for molding a resin film, for example, cast molding in which a resin material is dissolved in a solvent or the like, a melt is formed into a film on a glass plate, and the solvent is removed to produce a sheet-like film is representative. is there. In addition, a biaxial stretching method in which a resin material is stretched to form a film, a method in which a heat-melted resin material is cooled to form a film, and the like can be given.
また、シール部材36は、現像装置31内に収容されるトナーの体積基準メディアン径の4.5〜30.0倍の厚さを有するものであることが好ましい。この範囲の厚みを有するシール部材を用いることにより、現像ローラ32端部からのトナー漏れが確実に防止される。また、現像ローラ32やケーシングの曲面に沿ってシール部材を密着させて配置できるので、現像ローラの摺動に対し部分的な摩耗を起こさずに十分な耐久性を発現することができる。
The
シール部材36の具体的な厚みは、例えば、小径トナーとして注目されている体積基準メディアン径(D50v径)が5.5μmのトナーを用いる現像装置では、シール部材の厚さを25μm〜165μmとすることにより、上記効果が得られる。また、体積基準メディアン径(D50v径)が8μmのトナーを用いる場合は、厚さが36μm〜240μmのシール部材を用いることが好ましい。
The specific thickness of the
本発明に係る現像装置31が使用可能なフルカラー画像形成装置の一例を図4に示す。なお、本発明に係る現像装置31が使用可能な画像形成装置は図4に示すものに限定されるものではない。図4の画像形成装置は、回転駆動される感光体ドラム10の周囲に、感光体ドラム10表面を所定電位に均一帯電させる帯電ブラシ111、感光体ドラム10上の残留トナーを除去するクリーナ112が設けられている。
An example of a full-color image forming apparatus that can be used by the developing
レーザ走査光学系20は、帯電ブラシ111により均一帯電された感光体ドラム10上を走査露光し、感光体ドラム10上に静電潜像を形成する。レーザ走査光学系20は、レーザダイオード、ポリゴンミラー、fθ光学素子を内蔵し、その制御部にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送される。そして、上記各色の印字データに基づいて、レーザビームが順次出力され、感光体ドラム10上を走査露光して、各色毎の静電潜像を形成する。
The laser scanning
本発明に係る現像装置31を収納した現像装置ユニット30は、静電潜像が形成された感光体ドラム10に各色トナーを供給して現像を行う。現像装置ユニット30には、支軸33の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性1成分トナーをそれぞれ収納した4つの現像装置31Y、31M、31C、31Bkが装着され、支軸33を中心に回転して、各現像装置31が感光体ドラム10と対向する位置に導かれる。
The developing
現像装置ユニット30は、レーザ走査光学系20により感光体ドラム10上に各色の静電潜像が形成される毎に、支軸33を中心に回転し、対応する色のトナーを収容した現像装置31を感光体ドラム10に対向する位置に導く。そして、各現像装置31Y、31M、31C、31Bkより感光体ドラム10上に、帯電された各色トナーを順次供給して現像を行う。
The developing
図4の画像形成装置は、現像装置ユニット30より感光体ドラム10の回転方向下流側に無端状の中間転写ベルト40が設けられ、感光体ドラム10と同期して回転駆動する。中間転写ベルト40は、1次転写ローラ41により押圧された部位で感光体ドラム10と接触し、感光体ドラム10上に形成されたトナー画像を転写する。また、中間転写ベルト40を支持する支持ローラ42と対向して、2次転写ローラ43が回転可能に設けられ、支持ローラ42と2次転写ローラ43との対向する部位で、中間転写ベルト40上のトナー画像が記録紙等の記録材S上に押圧転写される。
In the image forming apparatus of FIG. 4, an endless
なお、フルカラー現像装置ユニット30と中間転写ベルト40との間には、中間転写ベルト40上の残留トナーを除去するクリーナ50が中間転写ベルト40に対して接離可能に設けられている。
A cleaner 50 that removes residual toner on the
記録材Sを中間転写ベルト40に導く給紙手段60は、記録材Sを収容する給紙トレイ61と、給紙トレイ61に収容した記録材Sを1枚ずつ給紙する給紙ローラ62、給紙した記録材Sを2次転写部位に送るタイミングローラ63より構成される。
A
トナー画像が押圧転写された記録材Sは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段66により定着装置70に搬送され、定着装置70で転写されたトナー画像が記録材S上に定着される。定着後、記録材Sは垂直搬送路80を搬送され、装置本体100の上面に排出される。
The recording material S on which the toner image is pressed and transferred is conveyed to the fixing
次に、本発明に使用可能なトナーについて説明する。 Next, the toner that can be used in the present invention will be described.
本発明に使用可能なトナーは、特に限定されるものではないが、非磁性一成分系の現像方式に使用されるトナーが好ましく使用される。非磁性一成分系の現像方式に使用されるトナーは、その作製方法が特に限定されるものではないが、重合性単量体を水系媒体中で重合させて樹脂粒子を形成する工程を経て作製されるいわゆる重合トナーが好ましい。 The toner that can be used in the present invention is not particularly limited, but a toner that is used in a non-magnetic one-component development system is preferably used. The toner used in the non-magnetic one-component development method is not particularly limited in its production method, but is produced through a process of polymerizing a polymerizable monomer in an aqueous medium to form resin particles. The so-called polymerized toner is preferred.
その理由は、重合トナーではその製造工程において、形状や大きさを制御しながらトナー粒子を作製することが可能なので、形状と大きさの揃った小径のトナーが得られ易いことによる。すなわち、非磁性一成分系の現像方式で作成されることの多い高精細なデジタル画像の再現や写真画像レベルのピクトリアル画像形成を行う上で、形状と大きさの揃った小径トナーが好ましい。具体的な重合トナーの作製方法は、例えば、特開2000−214629号公報、特開2001−42564号公報、特開2002−116574号公報等に記載のものが挙げられる。 The reason for this is that in the production process of polymerized toner, toner particles can be produced while controlling the shape and size, and it is easy to obtain a small diameter toner having the same shape and size. That is, a small-diameter toner having a uniform shape and size is preferable for reproducing a high-definition digital image that is often produced by a non-magnetic one-component developing method and for forming a pictorial image at the photographic image level. Specific methods for preparing the polymerized toner include, for example, those described in JP-A No. 2000-214629, JP-A No. 2001-42564, JP-A No. 2002-116574, and the like.
本発明では、現像装置31に使用するシール部材36の厚さを、現像装置31に収納されるトナーの体積基準メディアン径の4.5〜30.0倍とすることにより、本発明の効果がより確実に奏されるものである。
In the present invention, the thickness of the
トナーの体積基準メディアン径(D50v径)は、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。 The volume-based median diameter (D50v diameter) of the toner can be measured and calculated using a device in which a computer system for data processing is connected to Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
測定手順としては、トナー0.02gを、界面活性剤溶液20ml(トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー分散液を作製する。このトナー分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定濃度5〜10%になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを2500個に設定して測定する。なお、マルチサイザー3のアパチャ−径は50μmのものを使用する。本発明では、体積基準メディアン径(D50v径)で3〜8μmのトナーを用いて画像形成を行う場合でも、シール部材36上に設けられた帯状部材37により現像ローラ32端部からのトナー漏れを確実に防止することが可能である。
As a measurement procedure, 0.02 g of toner is blended with 20 ml of a surfactant solution (for example, a surfactant solution obtained by diluting a neutral detergent containing a
以下、実施例により本発明の実施態様を具体的に説明するが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
1.評価部材1〜13の作製
以下に示す市販フィルムを用い、図3に示す形状のシール部材を作製した。
(1)ポリエチレン製フィルム ハイリークMB(厚さ100μm) 東興資材工業株式会社製
(2)ポリテトラフルオロエチレン製フィルム ニトフロン No.903UL(厚さ80μm) 日東電工株式会社製
(3)ポリエチレンテレフタレート製フィルム テイジンテトロンフィルム とHS(厚さ175μm及び240μm) 帝人デュポンフィルム株式会社製。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described by way of examples, but the embodiments of the present invention are not limited thereto.
1. Production of Evaluation Members 1 to 13 Using the commercially available films shown below, a sealing member having the shape shown in FIG. 3 was produced.
(1) Polyethylene film High leak MB (
次に、上記シール部材上に表1に示す条件を有する帯状部材を設け、条件の異なる帯状部材を設けたシール部材からなる評価部材No.1〜13を用意した。なお、表1中の帯状部材条件における角度は図3(a)に示すものである。なお、帯状部材のシール部材への取付けはアクリル系粘着剤を使用した市販の両面テープ「467MP」(厚さ50μm 住友スリーエム株式会社製)を用いて行った。 Next, a strip-shaped member having the conditions shown in Table 1 was provided on the seal member, and evaluation members No. 1 made of a seal member provided with strip-shaped members having different conditions were provided. 1-13 were prepared. In addition, the angle in the strip | belt-shaped member conditions in Table 1 is shown to Fig.3 (a). The band-shaped member was attached to the seal member using a commercially available double-sided tape “467MP” (thickness 50 μm, manufactured by Sumitomo 3M Limited) using an acrylic adhesive.
帯状部材は以下のプラスチック製シートフィルムを使用した。すなわち、
(1)ポリテトラフルオロエチレン製フィルム ニトフロン No.903UL(厚さ130μm) 日東電工株式会社製、表1中でPTFEと略す。
(2)ポリエチレンテレフタレート製フィルム テイジンテトロンフィルム G2(厚さ45μm、80μm)とHS(厚さ130μm、210μm) 帝人デュポンフィルム株式会社製、表1中でPETと略す。
2.評価条件
次に、上記評価部材1〜13を図2(a)に示す様に現像ローラの両端部に装着し、図1に示す現像装置1〜13を用意した。なお、現像装置中には表1に示す様に、体積基準メディアン径(D50v径)が5.5μm、3.0μm、8.0μmの黒色トナーを所定量収納した。
The following plastic sheet film was used for the band-shaped member. That is,
(1) Polytetrafluoroethylene film Nitoflon No. 903UL (thickness 130 μm) Nitto Denko Corporation, abbreviated as PTFE in Table 1.
(2) Polyethylene terephthalate film Teijin Tetron film G2 (thickness: 45 μm, 80 μm) and HS (thickness: 130 μm, 210 μm) Teijin DuPont Films, Inc., abbreviated as PET in Table 1.
2. Evaluation Conditions Next, the evaluation members 1 to 13 were mounted on both ends of the developing roller as shown in FIG. 2A to prepare the developing devices 1 to 13 shown in FIG. As shown in Table 1, a predetermined amount of black toner having a volume-based median diameter (D50v diameter) of 5.5 μm, 3.0 μm, and 8.0 μm was stored in the developing device.
作製した現像装置1〜13を市販のカラーレーザプリンタ「Magicolor2430DL(コニカミノルタビジネステクノロジー株式会社製)」に搭載して評価を行った。評価は、低温低湿環境(10℃、15%RH)にて、各現像装置について連続4500枚のプリント作成を行ったものである。すなわち、各現像装置中には、画素率が10%の画像(画素率が7%の文字画像(4ポイント、6ポイント、8ポイントの文字)、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にあるオリジナル画像)を用いて連続4500枚分のプリントが十分可能な量の黒色トナーを充填した。プリント用紙には、A4上質紙(CFペーパー(コニカミノルタビジネステクノロジー株式会社製)を用い、モノクロの画像形成を行った。現像装置1〜9を用いたものを実施例1〜9、現像装置10〜13を用いたものを比較例1〜4とした。実施例1〜9と比較例1〜4の構成を表1に示す。 The produced developing devices 1 to 13 were mounted on a commercially available color laser printer “Magicolor 2430DL (manufactured by Konica Minolta Business Technology Co., Ltd.)” for evaluation. In the evaluation, continuous printing of 4500 sheets was performed for each developing device in a low temperature and low humidity environment (10 ° C., 15% RH). That is, in each developing device, an image with a pixel rate of 10% (a character image with a pixel rate of 7% (characters with 4 points, 6 points, and 8 points), a human face photo, a solid white image, and a solid black image) An original image that is divided into ¼ equal parts) was filled with a black toner in an amount sufficient for continuous printing of 4,500 sheets. A4 quality paper (CF paper (manufactured by Konica Minolta Business Technology Co., Ltd.)) was used as the print paper, and monochrome image formation was performed. To 13 were used as Comparative Examples 1 to 4. Table 1 shows the configurations of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4.
3.評価項目
〈機内汚れ〉
各現像装置による4500枚の連続プリント後の現像装置からのトナーの飛散状態を目視で評価するとともに、現像装置を画像形成装置から取り外し作業を行ったときの手の汚れ具合を評価した。以下の4ランクに分類し判定した。
3. Evaluation item <In-flight dirt>
The state of toner scattering from the developing device after the continuous printing of 4500 sheets by each developing device was visually evaluated, and the degree of soiling of the hand when the developing device was removed from the image forming apparatus was evaluated. The following four ranks were classified and judged.
◎;現像装置上蓋のトナー付着や装置内の機内汚れが見られず、現像装置を取り外しても全く手が汚れなかった
○;現像装置では現像ローラ付近の上蓋に若干のトナー付着があったが、それ以外の個所ではトナーの付着が見られない。また、装置内のトナー飛散も見られず、現像装置を取り外しても手はよごれなかった
△;現像装置上蓋の一部にトナー付着があったが、装置内のトナー飛散は見られず、現像装置を取り外しても手は汚れなかった
×:機内へのトナー飛散が確認され、また、現像装置を取り外した際に手洗いが必要な程に手が汚れた。
〈画像汚れ〉
各現像器による4500枚の連続プリントを行った際、1000枚目、2000枚目、3000枚目、4500枚目のプリント物の画像汚れを評価した。具体的には、1000枚目の評価では998枚目、999枚目、1000枚目のプリント、2000枚目の評価では1998枚目、1999枚目、2000枚目のプリント、3000枚目の評価では2998枚目、2999枚目、3000枚目のプリント、及び、4500枚目の評価では4498枚目、4499枚目、4500枚目をスケール付きのルーペと目視で観察し、現像装置からの落下トナーに起因する黒ポチの有無を評価した。
◎: No toner adherence to the upper lid of the developing device or in-machine dirt inside the device, and even when the developing device was removed, the hands were not soiled at all. ○: In the developing device, a slight amount of toner adhered to the upper lid near the developing roller. In other locations, toner adhesion is not observed. Also, there was no toner scattering inside the device, and even when the developing device was removed, the hands did not get dirty. Δ: Toner adhered to a part of the upper lid of the developing device, but no toner scattering inside the device was seen and development Even if the apparatus was removed, the hands did not get dirty. ×: Toner scattering into the machine was confirmed, and when the developing apparatus was removed, the hands became dirty to the extent that hand washing was necessary.
<Image dirt>
When 4500 sheets were continuously printed by each developing device, the image stain on the 1000th, 2000th, 3000th, and 4500th prints was evaluated. Specifically, in the 1000th evaluation, the 998th, 999th, and 1000th prints, and in the 2000th evaluation, the 1998th, 1999th, 2000th prints, and the 3000th evaluation In the evaluation, the 2998th sheet, 2999th sheet, 3000th sheet print, and 4500th sheet evaluation, the 4498th sheet, 4499th sheet, and 4500th sheet were visually observed with a magnifier with a scale, and dropped from the developing device. The presence or absence of black spots caused by the toner was evaluated.
○;3枚のプリントから黒ポチの発生が確認されなかった
△;3枚のプリント中に黒ポチの発生したものが確認されたが、大きさが0.4mm未満で画像上問題なしと判断した
×;3枚のプリント中に0.4mm以上の黒ポチの発生したものが確認された。
○: No black spots were confirmed from the three prints. Δ: Black spots were confirmed during the three prints, but the size was less than 0.4 mm and it was judged that there was no problem with the image. X: Black spots with a size of 0.4 mm or more were observed during the printing of three sheets.
結果を表2に示す。 The results are shown in Table 2.
表2に示す様に、本発明に該当する実施例1〜9では、連続4500枚のプリント作成を行っても、機内汚れや画像汚れが全く見られなかったか、あるいは、発生が見られても問題のないレベルのものであった。一方、本発明外の比較例1〜4では、いずれもプリント枚数が増大するにしたがって、画像汚れが顕著に見られる様になり、4500枚のプリント終了時には機内汚れが顕著にあらわれた。 As shown in Table 2, in Examples 1 to 9 corresponding to the present invention, even if the continuous printing of 4500 sheets was performed, no in-machine stains or image stains were observed, or occurrences were observed. It was a problem-free level. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4 outside the present invention, image smearing was more noticeable as the number of printed sheets increased, and in-machine smearing was noticeable at the end of printing for 4500 sheets.
この様に、現像ローラ端部に帯状部材を設けたシール部材を設け、シール部材上の帯状部材を前述の構成を満足する様に配置することにより、現像ローラが回転するとローラ端部のトナーが規制されて現像ローラ内側に戻され、現像ローラ端部からのトナー漏れが解消されることが確認された。 In this manner, by providing a seal member provided with a belt-like member at the end of the developing roller and arranging the belt-like member on the seal member so as to satisfy the above-described configuration, when the developing roller rotates, the toner at the roller end is It was regulated and returned to the inside of the developing roller, and it was confirmed that toner leakage from the end of the developing roller was eliminated.
10 感光体ドラム
11 帯電装置
12、50 残留トナー除去装置
20 レーザ走査光学系
30 現像装置ユニット
31 現像装置(現像器)
32 現像剤担持体(現像ローラ)
34 ホッパ部
36 シール部材
37 帯状部材
38 トナー規制部材
40 中間転写ベルト
41 1次転写ローラ
42 支持ローラ
43 2次転写ローラ
60 給紙手段
70 定着装置
100 装置本体
S 記録材
10
32 Developer carrier (developing roller)
34
Claims (4)
該シール部材上に平滑な帯状部材が設けられ、
該帯状部材の長手側の部位は、
該現像剤担持体の長手方向に対し斜めになる様に該シール部材上に設けられ、かつ、該現像剤担持体の回転方向下流に向かって現像剤担持体の内側を向くように設けられることを特徴とする現像装置。 In the developing device in which the seal member is provided at the end of the developer carrier,
A smooth belt-like member is provided on the seal member,
The longitudinal part of the strip member is
It is provided on the seal member so as to be inclined with respect to the longitudinal direction of the developer carrier, and is provided so as to face the inside of the developer carrier toward the downstream in the rotation direction of the developer carrier. A developing device.
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