JP2008015169A - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに係るものである。詳しくは、磁性粒子担持体に担持された磁性粒子を、像担持体と磁性粒子担持体とが間隙をもって対向する現像領域に搬送し、像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化するための現像装置に関するものである。また、かかる現像装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device, an image forming apparatus, and a process cartridge used for a copying machine, a facsimile, a printer, and the like. Specifically, the magnetic particles carried on the magnetic particle carrier are conveyed to a developing area where the image carrier and the magnetic particle carrier are opposed to each other with a gap, and the electrostatic latent image on the image carrier is developed to produce a toner image. The present invention relates to a developing device. The present invention also relates to a process cartridge and an image forming apparatus using such a developing device.
複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置には図7(a)に示すように、磁性粒子を像担持体と対向する現像領域に搬送し、そして、この像担持体2の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する磁性粒子担持体1を備えている(特開平11−338233号公報(特許文献1)等)。
As shown in FIG. 7A, in a developing device used in a copying machine, a facsimile machine, a printer, etc., magnetic particles are conveyed to a developing area facing the image carrier and formed on the surface of the
この磁性粒子担持体1は、中空円筒体状に形成された現像スリーブ1aと、この現像スリーブ1a内に収容され、現像スリーブの表面に磁性粒子の穂立ちを生じさせるように磁界を形成する磁界発生手段としてのマグネットローラ1bと、を備えている。磁性粒子担持体1は、磁性粒子7の穂立ちの際に、磁性粒子7を構成する磁性キャリアがマグネットローラ1bで生じる磁力線に沿うように現像スリーブ1a上に穂立ちすると共に、この穂立ちした磁性キャリアとともに磁性粒子7を構成するトナーが付着(吸着)する。
The
その後、現像スリーブ1aに吸着された磁性粒子7は、磁性粒子規制部材5にてその量が均一にされ、続いて、像担持体2と磁性粒子担持体1とが間隔をあけて対向する像担持体(潜像担持体)2との間に形成されている現像領域へと搬送され、そこで磁性粒子7は、像担持体2上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。
Thereafter, the amount of the
一方、磁性粒子担持体1の表面に残った磁性粒子7は、図7(a)に示す磁性粒子離脱位置で離脱して、再び磁性粒子収容槽3aへ戻る。このように磁性粒子担持体1に吸着された磁性粒子7は循環搬送される。
On the other hand, the
このような現像装置Aは、磁性粒子7を収容する磁性粒子収容槽3a及び3bと、この現像材収容槽内の磁性粒子7を攪拌するスクリュ形状の攪拌搬送部材4a及び4bと、磁性粒子担持体1に汲み上げられた磁性粒子7の量を均一にする磁性粒子規制部材5と、を備えている。
Such a developing device A includes magnetic
図7(b)に示した現像装置Bは図7(a)とは形は異なるが、部材及びその動作は同一である。 The developing device B shown in FIG. 7B is different in shape from that in FIG. 7A, but the members and the operation thereof are the same.
図7(a)は現像ローラの上側または横側に磁性粒子規制部材5を有し、磁性粒子担持体1の下側で現像装置内への磁性粒子7の剤離れを行う形態であり、図7(b)では、これとは逆に、磁性粒子担持体1の下側に磁性粒子規制部材5を設け、磁性粒子担持体1の上側で現像装置内への磁性粒子7の剤離れを行う形態であり、これらは、感光体ドラム他のユニットのレイアウトによって使い分けられている。
FIG. 7A shows a form in which the magnetic
これら図7(a)及び図7(b)に示される2つの現像装置は、共に磁性粒子収容槽と攪拌搬送部材をそれぞれ一対備えている。 These two developing devices shown in FIGS. 7A and 7B each include a pair of magnetic particle storage tanks and a stirring and conveying member.
ここで、攪拌搬送部材の機能について図7(a)を用いて説明する。 Here, the function of the stirring and conveying member will be described with reference to FIG.
一方の磁性粒子収容槽3a内に設けられた第1の搬送部材(この例ではスクリュ)4aは円筒状の磁性粒子担持体1と対向するように設けられ、回転により磁性粒子7を攪拌しながら中空円筒体の軸に平行な1方向(図中右から左)に攪拌しながら搬送して磁性粒子7を該磁性粒子担持体1の外表面に供給する。図中左端に達した磁性粒子7は一方の磁性粒子収容槽3aから他方の磁性粒子収容槽3bへ移動した後、他方の磁性粒子収容槽3b内に設けられた第2の攪拌搬送部材(スクリュ)4bは上記第1の攪拌搬送部材4aとは反対方向に回転しているので、第1の攪拌搬送部材4aによって搬送された、第1の攪拌搬送部材4aによる搬送方向の下流側(図中左端)の磁性粒子7は第1の攪拌搬送部材4aによる搬送方向の上流側(図中右側)に攪拌されながら搬送されて、他方の磁性粒子収容槽3bから一方の磁性粒子収容槽3aへ移動され、第1の攪拌搬送部材4aに再度供給(循環供給)されるので、磁性粒子担持体1の表面近くには常に磁性粒子7が供給されている。
A first conveying member (screw in this example) 4a provided in one magnetic
ここで、磁性粒子担持体1に吸着された磁性粒子7のうち、像担持体2に移行した磁性粒子相当分の新たな磁性粒子7は他方の磁性粒子収容槽3b、あるいは、図示しない磁性粒子供給部から、この例では第2の攪拌搬送部材4bへ、図中左下端から供給されるので、常に同じ量の磁性粒子7が第1の攪拌搬送部材4a及び第2の攪拌搬送部材4bにより攪拌、搬送されている。
Here, among the
このような機構により、本来であれば、均一量の磁性粒子7が円筒状の磁性粒子担持体の表面に供給され、結果として均一な濃度の画像が現像される筈である。
By such a mechanism, a uniform amount of
しかしながら、現実には画像は、図7(b)に示すような一方の端部に斜め状濃度斑、他方の端部には帯状の濃度低下が発生してしまう。 In reality, however, the image has oblique density spots at one end as shown in FIG. 7B and a strip-shaped density drop at the other end.
本発明者等は上記問題点に関して詳細な検討を行ったところ、運転状態の磁性粒子収容槽では、一方の磁性粒子収容槽3aと他方の磁性粒子収容槽3bとの内部に存在する磁性粒子7の量は図8(c)にモデル的に示すように、一方の磁性粒子収容槽3aでは、図中右側、すなわち、磁性粒子7の搬送方向上流側が下流側に比べて少なくなるとともに、下流端で滞留して量が多くなる状態が形成されやすく、他方の磁性粒子収容槽3bでは、図中左側、すなわち、やはり磁性粒子7の搬送方向上流側が下流側に比べて少なくなるとともに、下流端で滞留して磁性粒子7の存在量が多くなる状態が形成されやすい傾向があることが判った。
As a result of detailed studies on the above problems, the present inventors have found that in the operating magnetic particle storage tank, the
この場合、攪拌搬送部材4aでの磁性粒子7の搬送方向上流端付近においては、磁性粒子7からなる集合体の高さが低くなるため、磁性粒子担持体1からの磁性粒子7への磁気力の及ぶ力が弱く、磁性粒子担持体1への磁性粒子7の吸着不良が発生し、図7(b)の右端付近に示すような斜め状の濃度斑が発生したり、画像濃度が低下したりする、という問題点が生じ、逆に攪拌搬送部材4aの磁性粒子7の搬送方向下流端付近では、磁性粒子7からなる集合体の高さが高くなって磁性粒子担持体1における磁性粒子離脱位置に近づくため、磁性粒子担持体1から磁性粒子7が離脱するのを妨害、もしくは一旦離脱した磁性粒子7が磁性粒子担持体1に再度吸着してしまう現象が発生しやすく、その結果、トナー濃度が低い磁性粒子7が磁性粒子担持体1に移動し、現像されるため、図7(b)の左端付近に示されるように帯状の濃度低下が生じて画像濃度が薄くなり、もしくは白く抜けてしまうことが判った。
In this case, in the vicinity of the upstream end in the conveyance direction of the
このような、磁性粒子7の磁性粒子担持体1の軸方法のバランス不良は、根本的には一方の攪拌搬送部材4aと他方の攪拌搬送部材4bとの間の磁性粒子7の受け渡しにおいて受け渡しがスムーズに行われないために生じるものであり、受け渡す側に磁性粒子7が滞留しやすく、かつ、受け渡される側では受け渡された磁性粒子7が直ちに下流へ搬送されてしまうために受け渡し箇所、すなわち、各攪拌搬送部材の上流端で磁性粒子7の量が少なくなってしまう。このような現象は、近年の高速化に伴い、その発生が顕著になり、また、高寿命化要求に伴い長時間の使用による発生確率が高くなったものと考えられる。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、形成される画像に斜め状の濃度斑や、帯状の濃度低下の発生がない、均一な濃度の画像形成が可能となる現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to form an image having a uniform density without causing oblique density spots and band-shaped density reduction in the formed image. It is an object to provide a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus.
本発明の現像装置は、上記の知見を基に上記課題を解決するために想到されたものである。すなわち、請求項1に記載の通り、磁界発生手段と、該磁界発生手段を内包しているとともに該磁界発生手段により外表面に磁性粒子を吸着する中空円筒体と、を備えた磁性粒子担持体、前記磁性粒子担持体と対向するように設けられ、磁性粒子を攪拌しながら前記中空円筒体の軸に平行な1方向に搬送して磁性粒子を該磁性粒子担持体の外表面に供給する第1の攪拌搬送部材、及び、前記第1の攪拌搬送部材により搬送された、搬送方向の下流側の磁性粒子を該第1の攪拌搬送部材による搬送方向の上流側に再度供給する第2の攪拌搬送部材を備えた現像装置において、
(イ)前記第1の攪拌搬送部材における、磁性粒子搬送方向の上流側部分の磁性粒子搬送能力が、該磁性粒子搬送方向の下流側部分の磁性粒子搬送能力に比べて小さく、かつ、
(ロ)上記第2の攪拌搬送部材における、磁性粒子搬送方向の上流側部分の磁性粒子搬送能力が、該磁性粒子搬送方向の下流側部分の磁性粒子搬送能力に比べて小さい
ことを特徴とする現像装置である。
The developing device of the present invention has been conceived to solve the above problems based on the above knowledge. A magnetic particle carrier comprising: a magnetic field generating means; and a hollow cylindrical body containing the magnetic field generating means and adsorbing magnetic particles on the outer surface by the magnetic field generating means. The magnetic particle carrier is provided so as to face the magnetic particle carrier, and while stirring the magnetic particles, the magnetic particles are conveyed in one direction parallel to the axis of the hollow cylindrical body to supply the magnetic particles to the outer surface of the magnetic particle carrier. 1 stir-conveying member and second stirrer for supplying again the magnetic particles on the downstream side in the conveying direction conveyed by the first agitating-conveying member to the upstream side in the conveying direction by the first agitating / conveying member In a developing device provided with a conveying member,
(A) In the first stirring and conveying member, the magnetic particle conveying ability of the upstream portion in the magnetic particle conveying direction is smaller than the magnetic particle conveying ability of the downstream portion in the magnetic particle conveying direction, and
(B) In the second stirring and conveying member, the magnetic particle conveying ability in the upstream portion in the magnetic particle conveying direction is smaller than the magnetic particle conveying ability in the downstream portion in the magnetic particle conveying direction. It is a developing device.
また、本発明の現像装置は請求項2に記載の通り、請求項1に記載の現像装置において、前記第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材が、共にスクリュ形状であり、かつ、これら攪拌搬送部材の磁性粒子搬送方向の上流側のスクリュ羽根の厚さが下流側のスクリュ羽根の厚さよりも厚いことを特徴とする。
The developing device according to the present invention is the developing device according to
また、本発明の現像装置は請求項3に記載の通り、請求項2に記載の現像装置において、前記第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材のスクリュ羽根が、共に、外周側の厚さが一定であり、かつ、スクリュ軸側の厚さが攪拌搬送部材の磁性粒子搬送方向の下流側よりも上流側が厚くなっていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the second aspect, wherein the screw blades of the first agitating and conveying member and the second agitating and conveying member are both on the outer peripheral side. The thickness is constant, and the thickness on the screw shaft side is thicker on the upstream side than the downstream side in the magnetic particle transport direction of the stirring transport member.
また、本発明の現像装置は請求項4に記載の通り、請求項2に記載の現像装置において、前記第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材のスクリュ羽根が、共に、スクリュ軸側の厚さが一定であり、かつ、外周側の厚さが攪拌搬送部材の磁性粒子搬送方向の下流側よりも上流側が厚くなっていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the second aspect, wherein the screw blades of the first agitating and conveying member and the second agitating and conveying member are both on the screw shaft side. And the thickness of the outer peripheral side is thicker on the upstream side than the downstream side of the stirring and conveying member in the magnetic particle conveying direction.
本発明のプロセスカートリッジは請求項5に記載の通り、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, a process cartridge includes the developing device according to any one of the first to fourth aspects.
本発明の画像形成装置は請求項6に記載の通り、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the developing device according to any one of the first to fourth aspects.
本発明の現像装置によれば、上記構成により、2つの攪拌搬送部材の攪拌搬送部材の、磁性粒子搬送方向の上流側部分の磁性粒子搬送能力が、該磁性粒子搬送方向の下流側部分の磁性粒子搬送能力に比べて小さくなっているために、長時間の運転によっても、搬送開始箇所付近の磁性粒子の減少が発生せず、軸方向全域に渡って均一な磁性粒子の磁性粒子担持体への供給が可能となるため、斜め状の濃度斑や、帯状の濃度低下の発生がない、均一な濃度の画像形成が安定して可能となる。 According to the developing device of the present invention, with the above-described configuration, the magnetic particle carrying ability of the upstream part in the magnetic particle carrying direction of the stirring and carrying member of the two stirring and carrying members is the same as that of the downstream part in the magnetic particle carrying direction. Since it is smaller than the particle transfer capacity, even if it is operated for a long time, the magnetic particles near the transfer start point do not decrease, and the magnetic particle carrier with uniform magnetic particles over the entire axial direction Therefore, it is possible to stably form an image having a uniform density without occurrence of oblique density spots or band-shaped density reduction.
また、請求項2に係る現像装置によれば、請求項1に係る発明の効果を簡単な攪拌搬送部材の構成で実現することができ、製造コストも高くならないため、従来技術同等の安価な現像装置を提供することができる。
Further, according to the developing device according to
請求項3、及び、請求項4に係る現像装置によれば、攪拌搬送部材のスクリュに傾斜を設けているため、樹脂の射出成形にて製作することが容易であり、煩雑な金型構造とならないため、さらに安価な現像装置とすることができる。 According to the developing device according to claim 3 and claim 4, since the screw of the stirring and conveying member is provided with an inclination, it can be easily manufactured by resin injection molding and has a complicated mold structure. Therefore, the developing device can be made more inexpensive.
また、請求項5に記載のプロセスカートリッジによれば請求項1ないし請求項4のいずれ1項記載の現像装置を用いているため、小型で粒状度に優れ、かつ、長期に亘って画像斑の無い優れた画像を得られるプロセスカートリッジとすることができる。 Further, according to the process cartridge of the fifth aspect, since the developing device according to any one of the first to fourth aspects is used, it is small in size and excellent in granularity, and image spots can be observed over a long period of time. It is possible to obtain a process cartridge capable of obtaining an excellent image without any problem.
また、請求項6に記載の画像形成装置によれば請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の現像装置を用いているため、小型で粒状度に優れ、かつ、長期に亘って画像斑のない優れた画像を得ることができる。 Further, according to the image forming apparatus of the sixth aspect, since the developing device according to any one of the first to fourth aspects is used, the image forming apparatus is small in size, excellent in granularity, and has a long-term image. An excellent image without spots can be obtained.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明するが、本発明は下記例に限定されない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples.
本発明の一例について図1を用いて説明する。 An example of the present invention will be described with reference to FIG.
図1には、磁界発生手段1bと、磁界発生手段1bを内包しているとともに磁界発生手段1bにより外表面に磁性粒子を吸着する中空円筒体1aとを備え、対向するように設けられた図示しない像担持体に吸着した磁性粒子を搬送する磁性粒子担持体1と、磁性粒子担持体1と対向するように設けられ、磁性粒子を攪拌しながら中空円筒体1aの軸に平行な1方向に搬送して磁性粒子を磁性粒子担持体1の外表面に供給する第1の攪拌搬送部材4aと、第1の攪拌搬送部材4aによって搬送された、第1の攪拌搬送部材4aによる磁性粒子搬送方向の下流側の磁性粒子を第1の攪拌搬送部材4aによる搬送方向の上流側に再度供給する第2の攪拌搬送部材4bとを備えた現像装置、第1の攪拌搬送部材4a及び第2の攪拌搬送部材4bは、共にスクリュ形状であり、かつ、これら攪拌搬送部材4a及び4bの磁性粒子搬送方向の上流側のスクリュ羽根の厚さが下流側のスクリュ羽根の厚さよりも厚くなっていることにより、(イ)前記第1の攪拌搬送部材4aにおける、磁性粒子搬送方向の上流側部分の(単位時間当たりの)磁性粒子搬送能力が、該磁性粒子搬送方向の下流側部分の(単位時間当たりの)磁性粒子搬送能力に比べて小さく、かつ、(ロ)上記第2の攪拌搬送部材4bにおける、磁性粒子搬送方向の上流側部分の(単位時間当たりの)磁性粒子搬送能力が、該磁性粒子搬送方向の下流側部分の単位時間当たりの(単位時間当たりの)磁性粒子搬送能力に比べて小さくなっている。
FIG. 1 includes a magnetic
このような構成により、攪拌搬送部材4bから攪拌搬送部材4aへの磁性粒子受け渡し部分において、長時間運転後においても攪拌搬送部材4aでの磁性粒子の減少が防止できるので、磁性粒子収容槽3a及び3bの両方で、これらでの搬送方向での磁性粒子の存在の分布が一定となるため、磁性粒子担持体1への磁性粒子の吸着不良が発生せず、良好な画像を安定して得ることができる。
With such a configuration, in the magnetic particle transfer portion from the stirring and conveying
一方、攪拌搬送部材4bにおいても、攪拌搬送部材4bによる磁性粒子搬送方向の上流部分のスクリュ羽根が他の部分のスクリュ羽根に比べて厚いため、図7(c)に示されたような、上流側の磁性粒子が部分的に少なくなる状態を防止し、磁性粒子搬送方向での磁性粒子の存在の分布が一定とすることができる。このような攪拌搬送部材4aと攪拌搬送部材4bとで行われる磁性粒子の搬送領域全体で、磁性粒子の集合体の高さが一定になることにより、従来生じていた部分的な画像不良が解消する。
On the other hand, in the agitating / conveying
図1に示した例では、攪拌搬送部材4a及び4bの上流側のスクリュ羽根の厚さを下流側のスクリュの厚さに比べ厚くすることで、スクリュの軸方向の単位時間当たりの磁性粒子搬送能力を適正化した。しかし、本発明では上流側のスクリュ羽根の厚さを下流側のスクリュ羽根の厚さに比べて相対的に厚くすればよいので、図2に示すように、攪拌搬送部材4aの上流側のスクリュ羽根厚さに比べ、下流側のスクリュ羽根厚さを薄くしてもよく、この場合も勿論、攪拌搬送部材4a及び攪拌搬送部材4bで行われる磁性粒子の搬送領域全体で、磁性粒子の集合体の高さが一定になることにより、従来生じていた部分的な画像不良が解消すると云う本発明の効果を得ることができる。
In the example shown in FIG. 1, the magnetic particle transport per unit time in the axial direction of the screw is made by making the thickness of the screw blades on the upstream side of the stirring
第1の攪拌搬送部材4a及び第2の攪拌搬送部材4bが共にスクリュ形状であり、かつ、これら攪拌搬送部材の磁性粒子搬送方向の上流側のスクリュ羽根の厚さが下流側のスクリュ羽根の厚さよりも厚くなっている例を図3(a)及び図3(b)を用いて説明する。図3(a)はスクリュの一部のモデル図であり、図3(b)は図3(a)の直線KKでのモデル断面図である。
The first stirring and conveying
この例では、軸側のスクリュ羽根の厚さT2が外径側のスクリュ羽根の厚さT1よりも厚いスクリュを用い、攪拌搬送部材の搬送方向で、厚さT1を一定としながら、厚さT2を変化させて、例えば搬送方向の上流側のT2を部分的に他の箇所よりも厚くしても良いし、下流側のT2を部分的に他の箇所より薄くしても良い。 In this example, a screw having a thickness T2 of the screw blade on the shaft side is thicker than a thickness T1 of the screw blade on the outer diameter side, and the thickness T1 is kept constant in the conveying direction of the agitating and conveying member. For example, T2 on the upstream side in the transport direction may be partially thicker than other locations, or T2 on the downstream side may be partially thinner than other locations.
このような調整により、攪拌搬送部材の軸方向の磁性粒子搬送能力を調整し、攪拌搬送部材の、磁性粒子搬送方向の上流側部分の単位時間当たりの磁性粒子搬送能力を、方向下流側部分の単位時間当たりの磁性粒子搬送能力に比べて小さいものとし、長時間の運転によっても、搬送開始箇所付近の磁性粒子の減少が発生せず、軸方向全域に渡って均一な磁性粒子の磁性粒子担持体への供給が可能となるため、斜め状の濃度斑や、帯状の濃度低下の発生がない、均一な濃度の画像形成が安定して可能となる。 By such an adjustment, the magnetic particle conveying capacity in the axial direction of the stirring and conveying member is adjusted, and the magnetic particle conveying capacity per unit time of the upstream portion of the stirring and conveying member in the magnetic particle conveying direction is set to the The magnetic particle carrying capacity is small compared to the magnetic particle carrying capacity per unit time, and even when operated for a long time, there is no decrease in the magnetic particles in the vicinity of the starting point of conveyance, and the magnetic particles are evenly carried over the entire axial direction. Since it can be supplied to the body, it is possible to stably form an image having a uniform density without occurrence of oblique density spots or band-shaped density reduction.
また、逆に厚さT2を固定しながら厚さT1を変化させて、攪拌搬送部材の、磁性粒子搬送方向の上流側部分の単位時間当たりの磁性粒子搬送能力を、方向下流側部分の単位時間当たりの磁性粒子搬送能力に比べて小さいものとすることにより同様の効果が得られる。 Conversely, by changing the thickness T1 while fixing the thickness T2, the magnetic particle carrying capacity per unit time of the upstream portion in the magnetic particle carrying direction of the stirring and carrying member is changed to the unit time of the downstream portion in the direction. The same effect can be obtained by making it smaller than the hitting magnetic particle carrying ability.
以下、図面を用いて本発明を適用した画像形成装置の実施の形態について説明する。以下の実施形態では、フルカラーの画像形成が可能な電子写真方式のプリンタを例示している。 Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, an electrophotographic printer capable of forming a full-color image is illustrated.
図4に示すプリンタαは、プロセスカートリッジとしての4色分の作像装置10Y(イエロー)、10C(シアン)、10M(マゼンダ)、10K(黒)が、装置本体α側に形成された対応する図示しない画像形成ステーションに着脱自在になっており、レーザー光を照射可能な露光手段としての光学ユニット20、中間転写体ユニット30、給紙ユニット40、及び定着ユニット50等を備えている。
The printer α shown in FIG. 4 corresponds to four color
作像装置10Y、10C、10M、10Kの構造は同一であり、それぞれ潜像担持体としての感光体ドラム12Y、12C、12M、12K、これに作用するプロセス手段として、各感光体ドラムを帯電する帯電装置13Y、13C、13M、13K、感光体ドラムに残留した磁性粒子等を除去するクリーニング装置15Y、15C、15M、15Kが一体的にそれぞれ構成されており、これに各感光体ドラムに形成された潜像を現像する現像装置14Y、14C、14M、14Kが連結する構成になっている。
The
中間転写体ユニット30は、中間転写体としての転写ベルト31、該転写ベルト31を回転可能に支持する複数(ここでは3つ)ローラ32、33、34、各感光体ドラム12に形成されたトナー像を転写ベルト31にそれぞれ転写する一次転写ローラ35、及び転写ベルト31上に転写されたトナー像を更に記録紙Pに転写する二次転写ローラ36を備えている。
The intermediate
給紙ユニット40は、給紙カセット41或いは手差し給紙トレイ42から記録紙Pを二次転写領域に搬送する給紙ローラ43、レジストローラ44等を備えている。定着ユニット50は、定着ローラ51及び加圧ローラ52を備え、記録紙P上のトナー像に熱と圧力とを加えることで定着を行う周知の構成が採られている。
The
このような構成において、まず1色目、イエローの作像装置10Yにおいて、感光体ドラム12Yが帯電装置12Yによって一様に帯電された後、光学ユニット20から照射されたレーザー光によって潜像が現像装置14によって現像されてトナー像が形成される。
In such a configuration, first, in the first color yellow
感光体ドラム12上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ35の作用によって転写ベルト31上に転写される。一次転写が終了した感光体ドラム12Yはクリーニング装置15Yによってクリーニングされ、次の画像形成に備える。クリーニング装置15Yによって回収された残留トナーは、作像装置10Yの取出方向(感光体ドラムの回転軸方向)に設置された廃トナー回収ボトル16に貯蔵される。廃トナー回収ボトル16は、貯蔵量が満杯になると交換できるように画像形成装置本体αに対して着脱自在とされている。同様の画像形成工程がC、M、K用の各作像装置10C、10M、10Kにおいても行われて各色のトナー像が形成され、先に形成されたトナー像に順次重ねて転写される。
The toner image formed on the
一方、給紙カセット41、又は手差し給紙トレイ42から二次転写領域に搬送された記録紙Pには、二次転写ローラ36の作用によって転写ベルト31上に形成されたトナー像が転写される。トナー像を転写された記録紙Pは定着ユニット50に搬送され、この定着ユニット50の定着ローラ51と加圧ローラ52のニップ部にてトナー像が定着され、排紙ローラ55によって装置上部の排紙トレイ56に排紙される。
On the other hand, the toner image formed on the
画像形成装置本体αの上部には、後述するトナー補給口145への補給トナーがそれぞれ収納されたトナーボルトY1、C1、M1、K1が各作像装置と個別に画像形成装置本体αから着脱可能に装着されている。
At the upper part of the image forming apparatus main body α, toner bolts Y1, C1, M1, and K1 respectively storing toner to be supplied to a
次に作像装置と現像装置の構成について説明する。各装置構成は、供給される磁性粒子としてのトナーの色が異なる以外は、同一構成であるので、以下、作像装置10Yの例を図5を用いて説明する。
Next, the configuration of the image forming device and the developing device will be described. Each device configuration is the same except that the color of the supplied toner as the magnetic particles is different, so an example of the
作像装置10Yに設けられた帯電装置13Yは、帯電ローラ131と帯電ローラ131の表面を清掃するクリーニングローラ132とを備えている。クリーニング装置15Yは、感光体ドラム表面に接触するクリーニングブラシ151とクリーニングブレード152及び、クリーニングブラシ151とクリーニングブレード152で掻き取られたトナーを廃トナー回収ボトル16へ向かって搬送するトナー回収コイル153とを備えている。
The
現像装置14Yは、二成分磁性粒子のトナーを担持して感光体ドラム12Yと対向する現像領域に図6において反時計回りに回転移動することで搬送する磁性粒子担持体としての現像スリーブ(外表面に磁性粒子を吸着する中空円筒体)141と、現像スリーブ141と対向配置され、現像スリーブ141の表面に担持されたトナーの層厚を規制する磁性粒子規制部としてのドクタギャップSを現像スリーブ141の表面との間に形成する規制部材としてのドクタブレード146、現像装置14Y内に収納されている磁性粒子とトナー補給口145から供給される補給トナーとを攪拌しながら感光体ドラム12Yの軸線方向に往復搬送させつつ現像スリーブ141に案内する2本の搬送スクリュ(磁性粒子を攪拌しながら中空円筒体の軸に平行な1方向に搬送して磁性粒子を該磁性粒子担持体の外表面に供給する第1の攪拌搬送部材と、前記第1の攪拌搬送部材によって搬送された、該第1の攪拌搬送部材による搬送方向の下流側の磁性粒子を該第1の攪拌搬送部材による搬送方向の上流側に再度供給する第2の攪拌搬送部材)142、143と、これら各部材を収納支持する現像ケーシング144とを備えている。ドクタブレード146は現像ケーシング144に挟まれるように支持されている。
The developing
現像スリーブ141の内部には、複数の図示しない磁石が磁界発生手段として配設されている。
Inside the developing
ドクタブレード146よりも現像スリーブ141の移動方向上流側には、現像ケーシング144に支持された受け部材147が設けられている。現像スリーブ141、ドクタブレード146及び受け部材147は、感光体ドラムの軸線方向に延設されている。受け部材147はその形状が略直角三角形をしていて、現像ケーシング144の内部となる搬送スクリュ143によってトナーが汲み上げられて滞留する空間部148に向かって、この現像ケーシングから突出している。具体的には、直角三角形の頂部が現像スリーブ141の表面に向かって位置するように突出して、ドクタブレード146に隣接されている。受け部材147には、空間部148からドクタブレード146に向かって移動するトナーの受け面147aが設けられている。受け部材147の頂部は、ドクタブレード146の先端とほぼ同一か、幾分低い位置とされている。
A receiving
このような構成の現像装置14Yによると、トナーが滞留してドクタブレード146に向かって流れる空間部148の、ドクタブレード146の層厚規制部周辺に受け部材147を設けているので、ドクタギャップS以外は、受け部材147で隠蔽されることになる。この結果、ドクタギャップSにかかるトナーの剤圧が減少し、ドクタギャップSの変位を抑制されるため、感光体ドラム12Yへ供給するトナーのばらつきが極めて少なくなる。
According to the developing
ドクタブレード146の背面側に受け部材147を設けているが、ドクタブレード146の背面側と受け部材147との間に隙間ができてしまうと、両者の間にトナーが貯まることがあり、ドクタギャップSを狭めかねない。このため、ドクタブレード146の背面側と受け部材147との間に隙間S1を予め設け、この隙間S1にシール部材となる板状の弾性部材150を挿み込む事により介装させることで、この隙間に対するトナーの貯まりや剤の落ちを防止することができる。
Although the receiving
また、本形態においは、各トナーボトルが各作像装置と個別に画像形成装置本体αから着脱可能とされているので、各トナーボトルと各作像装置の交換とを個別に行えるので、不要な交換をしなくて済み、部品交換時のユーザーの出費を低減することができる。また、装置の他の部分の開閉や出し入れの回数が減るため、トナー飛散も防止できるようになり、メンテナンス性の向上を図れる。 Also, in this embodiment, each toner bottle is detachable from the image forming apparatus main body α separately from each image forming apparatus, so that each toner bottle and each image forming apparatus can be exchanged individually, which is unnecessary. Therefore, the user's expense at the time of parts replacement can be reduced. Further, since the number of times of opening / closing and taking in / out of other parts of the apparatus is reduced, it is possible to prevent toner scattering and improve maintainability.
本形態でも用いるトナーに、球形度が0.93以上のものを使用することができる。すなわち、画像の画質を向上させるには、トナー粒径を小さくすることが知られているが、小粒径化を行う場合、従来の粉砕型のトナーでは粒径分布がブロードになってしまい扱いにくいという特性がある。そのため重合法等によってトナーの円形度を上げ、粒径分布もシャープなものとして高画質化を実現することができる。しかし、トナーの円形度を上げると球形に近づくために、クリーニング装置15Yでのクリーニングが非常に難しくなるが、本形態では、受け部材147を設けているので、ドクタギャップSの変位による感光体ドラム12Yへのトナー供給量のばらつきが無くなるので、重合法等による球形トナーを使用してもクリーニング性能を維持することができる。
A toner having a sphericity of 0.93 or more can also be used as the toner used in this embodiment. In other words, it is known to reduce the toner particle size in order to improve the image quality of the image, but in the case of reducing the particle size, the conventional pulverized toner has a particle size distribution that is broad. There is a characteristic that it is difficult. Therefore, it is possible to achieve high image quality by increasing the circularity of the toner by a polymerization method or the like and by making the particle size distribution sharp. However, when the circularity of the toner is increased, the toner approaches a spherical shape, so that cleaning with the
また、本実施形態の現像装置によれば、現像剤を構成する磁性粒子(磁気キャリア)は、平均粒径は20μm以上50μm以下のものである。このような範囲の粒径の磁性粒子を用いることにより、画像の粒状度が向上し、高品質の画像を得ることができる。また、この磁性粒子は、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有するものであって、該樹脂コート膜が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に帯電調整剤を含有させたものである。この磁性粒子を用いることにより、衝撃を吸収して削れを抑制し、強い接着力により大粒子を保持できる効果と、コート膜への衝撃阻止およびスペント物のクリーニングという効果とをバランス良く得ることができる。従って、磁性粒子の長寿命すなわち膜削れとスペント化を防止できる。 Further, according to the developing device of the present embodiment, the magnetic particles (magnetic carrier) constituting the developer have an average particle diameter of 20 μm or more and 50 μm or less. By using magnetic particles having a particle size in such a range, the granularity of the image is improved and a high-quality image can be obtained. In addition, the magnetic particles have a resin coating film on the magnetic core, and the resin coating film is charged with a resin component obtained by crosslinking a thermoplastic resin such as acrylic and a melamine resin. It contains an agent. By using this magnetic particle, it is possible to obtain a good balance between the effect of absorbing impact and suppressing scraping and holding large particles with a strong adhesive force, and the effect of preventing impact on the coating film and cleaning spent materials. it can. Accordingly, it is possible to prevent the magnetic particles from having a long life, that is, film scraping and spent.
また、本実施形態の現像装置によれば、磁性粒子のトナーは、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散させ、該トナー組成物を重付加反応させて得られた重合トナーを用いる。このようなトナーを用いることにより、粉砕工程がなく、小資源化を図ることができ、粒径分布および帯電分布がシャ−プにでき、円形度を変える形状制御が容易にできる等の効果を得ることができる。 Further, according to the developing device of the present embodiment, the toner of the magnetic particles is prepared by dispersing a toner composition including at least a prepolymer, a colorant, and a release agent in an aqueous medium in the presence of resin fine particles. A polymerized toner obtained by polyaddition reaction of the toner composition is used. By using such a toner, there is no pulverization step, resource can be reduced, particle size distribution and charge distribution can be sharpened, and shape control that changes the circularity can be easily performed. Obtainable.
また、本実施形態の現像装置によれば、前記第1の攪拌搬送部材の、磁性粒子搬送方向の上流側部分の単位時間当たりの磁性粒子搬送能力が、該磁性粒子搬送方向の下流側部分の単位時間当たりの磁性粒子搬送能力に比べて小さく、かつ、上記第2の攪拌搬送部材の、磁性粒子搬送方向の上流側部分の単位時間当たりの磁性粒子搬送能力が、該磁性粒子搬送方向の下流側部分の単位時間当たりの磁性粒子搬送能力に比べて小さいので、長時間の運転によっても、搬送開始箇所付近の磁性粒子の減少が発生せず、軸方向全域に渡って均一な磁性粒子の磁性粒子担持体への供給が可能となるため、斜め状の濃度斑や、帯状の濃度低下の発生がない、均一な濃度の画像形成が安定して可能となる。 Further, according to the developing device of the present embodiment, the magnetic particle transport capability per unit time of the upstream portion of the first stirring transport member in the magnetic particle transport direction is the same as that of the downstream portion of the magnetic particle transport direction. The magnetic particle carrying capacity per unit time is small compared to the magnetic particle carrying capacity per unit time, and the second agitating and conveying member of the upstream part in the magnetic particle carrying direction is downstream in the magnetic particle carrying direction. Since it is smaller than the magnetic particle transfer capacity per unit time of the side part, even if it is operated for a long time, the magnetic particles near the transfer start point do not decrease, and the magnetic properties of the magnetic particles are uniform over the entire axial direction. Since supply to the particle carrier is possible, it is possible to stably form an image having a uniform density without occurrence of oblique density spots and band-shaped density reduction.
また、本実施形態の画像形成装置は、このような現像装置を備えるので、長時間の運転によっても、搬送開始箇所付近の磁性粒子の減少が発生せず、軸方向全域に亘って磁性粒子の磁性粒子担持体への均一な供給が可能となるため、斜め状の濃度斑や、帯状の濃度低下の発生がない、均一な濃度の画像形成が安定して可能となる。 In addition, since the image forming apparatus of the present embodiment includes such a developing device, the magnetic particles near the conveyance start point do not decrease even when the operation is performed for a long time. Since uniform supply to the magnetic particle carrier is possible, it is possible to stably form an image having a uniform density without occurrence of oblique density spots and band-shaped density reduction.
4種類のスクリュ型攪拌搬送部材(1)〜(4)を2本ずつ作製して、それぞれ図4に示すプリンタの現像装置に第1及び第2の攪拌搬送部材として組み込み、実際に使用してみた。 Four types of screw type agitating / conveying members (1) to (4) are produced two by two, and incorporated into the developing device of the printer shown in FIG. 4 as the first and second agitating / conveying members, respectively, and actually used. saw.
このとき、従来技術に係るスクリュ型攪拌搬送部材(1)では磁性粒子搬送方向の上流側のスクリュ羽根の周側の厚さT11、同上流側のスクリュ羽根の軸側の厚さT21、同下流側のスクリュ羽根の周側の厚さT12、及び、同下流側のスクリュ羽根の軸側の厚さT22はすべて1mmとした。
At this time, in the screw type stirring and conveying member (1) according to the conventional technique, the thickness T1 1 on the circumferential side of the upstream screw blade in the magnetic particle conveying direction, the thickness T2 1 on the axial side of the screw blade on the upstream side, circumferential
また、本発明に係るスクリュ型攪拌搬送部材(2)(実施例1)では磁性粒子搬送方向の上流側のスクリュ羽根の周側の厚さT11、同上流側のスクリュ羽根の軸側の厚さT21、同下流側のスクリュ羽根の周側の厚さT12、及び、同下流側のスクリュ羽根の軸側の厚さT22はそれぞれ、1.5mm、1.5mm、1mm、及び、1mmとした。 Further, in the screw type agitating and conveying member (2) (Example 1) according to the present invention, the thickness T1 1 on the circumferential side of the upstream screw blade in the magnetic particle conveying direction, and the thickness on the axial side of the upstream screw blade. T2 1 , circumferential thickness T1 2 of the downstream screw blade, and axial thickness T2 2 of the downstream screw blade are 1.5 mm, 1.5 mm, 1 mm, and It was 1 mm.
あるいは、本発明に係るスクリュ型攪拌搬送部材(3)(実施例2)では磁性粒子搬送方向の上流側のスクリュ羽根の周側の厚さT11、同上流側のスクリュ羽根の軸側の厚さT21、同下流側のスクリュ羽根の周側の厚さT12、及び、同下流側のスクリュ羽根の軸側の厚さT22はそれぞれ、1.5mm、2mm、1.5mm、及び、1.8mmとした。 Alternatively, in the screw type stirring and conveying member (3) according to the present invention (Example 2), the thickness T1 1 on the circumferential side of the upstream screw blade in the magnetic particle conveying direction and the thickness on the axial side of the upstream screw blade in the same direction. T2 1 , circumferential thickness T1 2 of the downstream screw blade, and axial thickness T2 2 of the downstream screw blade are 1.5 mm, 2 mm, 1.5 mm, and It was 1.8 mm.
さらに、本発明に係るスクリュ型攪拌搬送部材(4)(実施例3)では磁性粒子搬送方向の上流側のスクリュ羽根の周側の厚さT11、同上流側のスクリュ羽根の軸側の厚さT21、同下流側のスクリュ羽根の周側の厚さT12、及び、同下流側のスクリュ羽根の軸側の厚さT22はそれぞれ、1.8mm、2mm、1.5mm、及び、2mmとした。 Further, in the screw type agitating and conveying member (4) according to the present invention (Example 3), the thickness T1 1 on the circumferential side of the upstream screw blade in the magnetic particle conveying direction and the thickness on the axial side of the upstream screw blade are shown. T2 1 , circumferential thickness T1 2 of the downstream screw blade, and axial thickness T2 2 of the downstream screw blade are 1.8 mm, 2 mm, 1.5 mm, and It was 2 mm.
なお、攪拌搬送部材(1)〜(4)の外径(外周径)はいずれも16mm、攪拌搬送部材の軸径はいずれも7mmで、攪拌搬送部材のスクリュ羽根のピッチはいずれも20mmである。 The outer diameters (outer diameters) of the stirring and conveying members (1) to (4) are all 16 mm, the shaft diameters of the stirring and conveying members are all 7 mm, and the pitch of the screw blades of the stirring and conveying members is 20 mm. .
このようなスクリュ型攪拌搬送部材(1)〜(4)をそれぞれ組み込んだ画像形成装置でそれぞれ同様の条件で長時間の画像形成を繰り返し行った。このときの磁性粒子収容槽内の磁性粒子の分布バランスを目視で観察し、著しく崩れていた場合を”×”、崩れていた場合を”△”、若干崩れていた場合を”○”、バランスの崩れがほとんどなかった場合を”◎”としてそれぞれ評価した。 For a long time, image formation was repeatedly performed under the same conditions in the image forming apparatuses each incorporating such screw type stirring and conveying members (1) to (4). At this time, the distribution balance of the magnetic particles in the magnetic particle storage tank was visually observed, and “×” indicates that the magnetic particles are significantly collapsed, “△” indicates that they are collapsed, and “○” indicates that they are slightly collapsed. Each case where there was almost no collapse was evaluated as “◎”.
また、斜め状の濃度斑下と帯状の濃度とについて、最終的に得られた画像について目視で評価し、斑及び濃度低下画像が実用上問題あるレベルである場合を”×”、画像上若干斑及び濃度低下があるものの、実用上問題ないレベルである場合を”△”、斑、及び濃度低下もほぼなく、何ら問題ないレベルである場合を”○”、さらに濃度低下がなく、全く問題ない場合を”◎”としてそれぞれ評価した。 In addition, the final obtained image was visually evaluated with respect to the oblique density spots and the belt-like density. When the spots and the density-reduced images were at a level having a practical problem, “x”, “△” indicates that there are spots and a decrease in density, but there is no problem in practical use, “O” indicates that there is almost no spots and a decrease in density, and there is no problem, and there is no decrease in density. Each case was evaluated as “◎”.
表1に示すように、本発明に係る現像装置を用いた場合には磁性粒子収容槽内の磁性粒子分布バランスは良好であり、斜め状の濃度斑や帯状の濃度低下は軽減されて実用上問題のないレベルとなっていることが理解できる。 As shown in Table 1, when the developing device according to the present invention is used, the balance of magnetic particle distribution in the magnetic particle storage tank is good, and slant-like density spots and strip-like density reductions are reduced. I can understand that it is a problem-free level.
本発明の現像装置、本発明のプロセスカートリッジ、及び、本発明の画像形成装置における現像装置では斜め状の濃度斑や帯状の濃度低下は軽減され、事実上問題とならないレベルとすることが可能であるので、従来用いられてきた、電気写真技術分野に広く用いることができる。 In the developing device of the present invention, the process cartridge of the present invention, and the developing device in the image forming apparatus of the present invention, slanting density spots and strip-shaped density reduction can be reduced, and it can be set to a level that does not cause a problem in practice. Therefore, it can be widely used in the field of electrophotography which has been conventionally used.
1 磁性粒子担持体
1a 現像スリーブ
1b マグネットローラ
2 像担持体(潜像担持体)
3a、3b 磁性粒子収容槽
4a、4b 攪拌搬送部材
5 磁性粒子規制部材
7 磁性粒子
DESCRIPTION OF
3a, 3b Magnetic
Claims (6)
(イ)前記第1の攪拌搬送部材における、磁性粒子搬送方向の上流側部分の磁性粒子搬送能力が、該磁性粒子搬送方向の下流側部分の磁性粒子搬送能力に比べて小さく、かつ、
(ロ)上記第2の攪拌搬送部材における、磁性粒子搬送方向の上流側部分の磁性粒子搬送能力が、該磁性粒子搬送方向の下流側部分の磁性粒子搬送能力に比べて小さい
ことを特徴とする現像装置。 A magnetic particle carrier comprising: a magnetic field generating means; and a hollow cylindrical body containing the magnetic field generating means and adsorbing magnetic particles on the outer surface by the magnetic field generating means, so as to face the magnetic particle carrier A first agitating and conveying member that is provided on the outer surface of the magnetic particle carrier to convey the magnetic particles in one direction parallel to the axis of the hollow cylindrical body while stirring the magnetic particles; and In a developing device including a second agitating and conveying member that is supplied by the first agitating and conveying member and supplies the magnetic particles on the downstream side in the conveying direction to the upstream side in the conveying direction by the first agitating and conveying member.
(A) In the first stirring and conveying member, the magnetic particle conveying ability of the upstream portion in the magnetic particle conveying direction is smaller than the magnetic particle conveying ability of the downstream portion in the magnetic particle conveying direction, and
(B) In the second stirring and conveying member, the magnetic particle conveying ability in the upstream portion in the magnetic particle conveying direction is smaller than the magnetic particle conveying ability in the downstream portion in the magnetic particle conveying direction. Development device.
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