JP2008033124A - Developing device and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像ローラで搬送するトナーにより像担持体上の静電潜像を現像する現像装置およびこれを用いた、例えばプリンタ、電子写真装置、ファクシミリ等の画像形成装置の技術分野に関し、特に、外周面に規則的な傾斜溝が形成された現像ローラとこの現像ローラにトナーを供給するブラシローラからなるトナー供給ローラとを少なくとも備える現像装置およびこれを用いた画像形成装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a developing device that develops an electrostatic latent image on an image carrier with toner conveyed by a developing roller, and an image forming apparatus using the same, such as a printer, an electrophotographic device, and a facsimile. The present invention relates to a technical field of a developing device including at least a developing roller having a regular inclined groove formed on an outer peripheral surface and a toner supply roller including a brush roller that supplies toner to the developing roller, and an image forming apparatus using the developing device.
従来の電子写真法による画像形成装置において、非磁性一成分トナーにより像担持体上の静電潜像を現像する現像装置では、図9(a)に示すようにトナーTをトナー供給ローラaで現像ローラb上に供給し、このトナーTを現像ローラb上で摩擦帯電させることでトナーTに電荷を付与している(例えば、特許文献1参照)。その場合、トナーTが現像ローラbで良好に擦られる状態にするために、現像ローラbの外周面には、例えばブラスト処理等により形成された所定の表面粗さの表面が現像ローラbの軸方向に所定幅に形成されている。 In a conventional electrophotographic image forming apparatus, in a developing device that develops an electrostatic latent image on an image carrier with nonmagnetic one-component toner, toner T is supplied by a toner supply roller a as shown in FIG. Electric charge is applied to the toner T by supplying the toner T onto the developing roller b and frictionally charging the toner T on the developing roller b (see, for example, Patent Document 1). In that case, in order to make the toner T rub well with the developing roller b, a surface having a predetermined surface roughness formed by, for example, blasting or the like is formed on the outer surface of the developing roller b. A predetermined width is formed in the direction.
ところで、画像形成回数が多くなってくると、現像ローラbの外周面が削られてしまい、その表面粗さが低減する。このように、現像ローラbの外周面の表面粗さが低減してくると、現像ローラbによるトナーTの摩擦状態が初期の状態に比べて良好でなくなってくる。このため、現像ローラbはトナーTを効果的に摩擦帯電させることができなくなり、現像ローラbの寿命すなわち現像装置の寿命となっている。この現像ローラbの表面が削られる理由は、トナー母粒子に外添処理される外添剤のシリカの硬度が非常に高いためである。そこで、特許文献1に記載の画像形成装置では、現像ローラbの寿命を長くするために、現像ローラbの表面にめっき処理を施すことにより現像ローラbの表面が削れ難くしている。しかしながら、現像ローラbの表面にめっき処理を施しただけでは、現像ローラbの寿命として不十分である。 By the way, when the number of times of image formation increases, the outer peripheral surface of the developing roller b is scraped, and the surface roughness is reduced. As described above, when the surface roughness of the outer peripheral surface of the developing roller b is reduced, the friction state of the toner T by the developing roller b becomes less favorable than the initial state. For this reason, the developing roller b cannot effectively frictionally charge the toner T, and the life of the developing roller b, that is, the life of the developing device is reached. The reason why the surface of the developing roller b is shaved is that the external additive silica to be externally added to the toner base particles has a very high hardness. Therefore, in the image forming apparatus described in Patent Document 1, in order to extend the life of the developing roller b, the surface of the developing roller b is hardly scraped by performing a plating process on the surface of the developing roller b. However, the life of the developing roller b is not sufficient if the surface of the developing roller b is simply plated.
現像ローラbの寿命を長くする他の方法として、現像ローラbの表面上に規則的な溝からなる凹凸パターンを形成することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。図9(b)に示すように、この特許文献2に記載の規則的な溝cは、現像ローラbの軸方向(あるいは、周方向)に対して傾斜しかつ軸方向に所定幅に形成されている。その場合、規則的な溝cは、互いに異なる逆方向に傾斜する2種類の傾斜方向の所定数の傾斜溝d,eとして設けられている。これらの規則的な傾斜溝d,eが形成された表面を有する現像ローラbによると、ブラスト処理による不規則な表面粗さの表面を有する現像ローラbよりシリカ等の外添剤による削れが抑制されて耐久性が優れ、現像ローラbの寿命がより効果的に長くなることが確認されている。
As another method for extending the life of the developing roller b, it has been proposed to form a concavo-convex pattern including regular grooves on the surface of the developing roller b (see, for example, Patent Document 2). As shown in FIG. 9B, the regular grooves c described in
ところで、前述のようにトナーTはトナー供給ローラaによって現像ローラb上に供給されるが、このとき、トナーTは回転方向αに回転する現像ローラb上に、この現像ローラbと同じ回転方向αに回転するトナー供給ローラaによって擦りつけられながら供給される。このとき、前述の特許文献2記載の規則的な溝cを有する現像ローラbでは、図9(c)に示すように現像ローラbの回転時に、現像ローラb上のトナー粒子Tがトナー供給ローラaおよびによって現像ローラbの軸方向と直交する方向に力F1が加えられるとともに、各傾斜溝d,eによって力F2が加えられる。したがって、トナー粒子Tには傾斜溝d,eのいずれかの傾斜方向にほぼ沿う方向の合力Fが加えられるため、トナー粒子Tは傾斜溝d,eのいずれかの溝にほぼ沿って移動するようになる。すなわち、トナー粒子Tはこの移動により、現像ローラbの両端のいずれかの端に向かって移動することになる。
By the way, as described above, the toner T is supplied onto the developing roller b by the toner supply roller a. At this time, the toner T is rotated on the developing roller b rotating in the rotation direction α in the same rotational direction as the developing roller b. The toner is supplied while being rubbed by a toner supply roller a rotating to α. At this time, in the developing roller b having the regular groove c described in
しかるに、1つの傾斜方向の傾斜溝dまたは傾斜溝eのみが形成された現像ローラbでは、トナー粒子Tがその傾斜溝d(e)に沿って移動して現像ローラbの軸方向片側のみに集まってしまい、トナーが現像ローラbの端部から外部に漏出してしまうおそれがある。
しかし、傾斜方向の異なる2つの傾斜溝d,eが設けられた場合には、これらの2つの傾斜溝d,eの次の交差点に来ると、一方の傾斜溝dに沿って移動してきたトナー粒子Tと他方の傾斜溝eに沿って移動してきたトナー粒子Tとが衝突する。すると、一方の傾斜溝dに沿って移動してきたトナー粒子Tは他方の傾斜溝eに沿って移動する傾向となるとともに他方の傾斜溝eに沿って移動してきたトナー粒子Tは一方の傾斜溝dに沿って移動する傾向となり、各溝c,dに沿って移動してきたトナー粒子Tは、それぞれ逆方向に移動する傾向となる。こうして、トナー粒子Tが現像ローラbの軸方向片側のみに集まるのが抑制され、トナーが現像ローラbの端部から外部に漏出するのが防止される。
However, in the case where two inclined grooves d and e having different inclination directions are provided, the toner that has moved along one of the inclined grooves d when it comes to the next intersection of the two inclined grooves d and e. The particles T collide with the toner particles T that have moved along the other inclined groove e. Then, the toner particles T that have moved along the one inclined groove d tend to move along the other inclined groove e, and the toner particles T that have moved along the other inclined groove e become one inclined groove e. The toner particles T that have moved along the grooves c and d tend to move in opposite directions. Thus, the toner particles T are prevented from collecting only on one side in the axial direction of the developing roller b, and the toner is prevented from leaking outside from the end of the developing roller b.
ところで、前述の特許文献1に記載の現像ローラbでは、ブラスト処理による不規則な表面粗さの表面であるため、トナー供給ローラaによって供給されたトナーTは現像ローラbに対して現像ローラbの軸方向とほぼ直交する方向に移動する。したがって、不規則な表面粗さの表面を有する現像ローラbでは、トナー供給ローラaによって供給されたトナーTは、不規則な表面粗さの表面の軸方向両端から更に現像ローラbの両端の方へ移動することはほとんどない。 Incidentally, since the developing roller b described in Patent Document 1 has an irregular surface roughness due to blasting, the toner T supplied by the toner supply roller a is in contrast to the developing roller b. It moves in a direction substantially orthogonal to the axial direction of Therefore, in the developing roller b having an irregular surface roughness, the toner T supplied by the toner supply roller a is further moved from the both axial ends of the irregular surface roughness to the both ends of the developing roller b. There is little to move to.
また、前述の特許文献2に記載の現像ローラbでは、規則的な傾斜溝d,eが形成された表面を有しているため、前述のようにトナー粒子Tは各傾斜溝d,eおよびトナー供給ローラaによって現像ローラbの軸方向に移動する。このとき、2つの異なる傾斜方向の規則的な傾斜溝d,eが形成された表面の中央領域では、これらの傾斜溝d,eによって、トナー粒子Tは、その軸方向移動が相殺されつつ現像ローラbの軸方向の所定範囲内で移動する。
Further, since the developing roller b described in
しかしながら、このように現像ローラbに規則的な傾斜溝d,eが設けられると、これらの傾斜溝d,eに入ったトナー粒子Tがリセットされない場合が生じる。すなわち、現像ローラb上のトナー粒子Tが像担持体jに現像されず、現像ローラb上には現像残りのトナー粒子Tが残留する。そして、この現像残りのトナー粒子Tが現像ローラbの回転とともにトナー供給ローラの方へ戻ってきたときに現像ローラbから掻き落とされ、現像ローラbには新しいトナーが供給されることで、現像ローラbのリセットが行われる。しかし、この現像ローラbのリセットが良好に行われないと、現像ローラbには常に同じトナーが残ってしまい、トナーの過剰帯電、トナーの劣化、および現像ローラのフィルミングなどが発生する。 However, when the regular inclined grooves d and e are provided in the developing roller b as described above, the toner particles T that have entered the inclined grooves d and e may not be reset. That is, the toner particles T on the developing roller b are not developed on the image carrier j, and the undeveloped toner particles T remain on the developing roller b. When the undeveloped toner particles T return to the toner supply roller along with the rotation of the developing roller b, they are scraped off from the developing roller b, and new toner is supplied to the developing roller b. The roller b is reset. However, if the developing roller b is not reset satisfactorily, the same toner always remains on the developing roller b, resulting in toner overcharging, toner deterioration, and developing roller filming.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、規則的な傾斜溝を有する現像ローラ上にトナー供給ローラによってトナーを供給しても、現像後の傾斜溝に入った残留トナーを効果的に除去することのできる現像装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an inclined groove after development even when toner is supplied by a toner supply roller onto a developing roller having a regular inclined groove. It is an object of the present invention to provide a developing device that can effectively remove residual toner that has entered, and an image forming apparatus using the developing device.
前述の課題を解決するために、請求項1の発明に係る現像装置は、トナーを搬送する現像ローラと、この現像ローラに当接して前記現像ローラにトナーを供給するトナー供給部材を有するトナー供給ローラとを少なくとも備え、前記現像ローラの外周面の軸方向中央の所定位置に、前記現像ローラの軸方向に対して傾斜しかつ前記現像ローラの回転方向に対して前記現像ローラの一端側から他端側に進む所定数の第1の傾斜溝と前記現像ローラの軸方向に対して前記第1の傾斜溝と逆方向に傾斜しかつ前記現像ローラの回転方向に対して前記現像ローラの他端側から一端側に進む所定数の第2の傾斜溝とからなる溝重なり部が形成されている現像装置において、前記現像ローラの他端側に、前記現像ローラの回転方向に対して前記現像ローラの軸方向中央側から前記現像ローラの他端側に向かって進む所定数の第3の傾斜溝が前記溝重なり部の他端に隣接して形成された第1傾斜溝単独形成部が形成されているとともに、前記現像ローラの一端側に、前記現像ローラの回転方向に対して前記現像ローラの軸方向中央側から前記現像ローラの一端側に向かって進む所定数の第4の傾斜溝が前記溝重なり部の他端に隣接して形成された第2傾斜溝単独形成部が形成されており、更に、前記トナー供給ローラの前記トナー供給部材が弾性的に撓む多数の毛からなり、前記トナー供給部材の軸方向の幅が前記溝重なり部の軸方向の幅より短く設定されているとともに、前記トナー供給部材が前記像担持体に当接されたとき、前記トナー供給部材の両端部における所定数の毛が前記第1および第2傾斜溝単独形成部より現像ローラの両端寄りの溝非形成部に到達するように弾性的に撓み可能にされていることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problem, a developing device according to the invention of claim 1 includes a developing roller that transports toner and a toner supply member that abuts against the developing roller and supplies toner to the developing roller. At least a roller, and at a predetermined position in the axial center of the outer peripheral surface of the developing roller is inclined with respect to the axial direction of the developing roller, and other from one end side of the developing roller with respect to the rotational direction of the developing roller A predetermined number of first inclined grooves proceeding to the end side and the other end of the developing roller inclined in the direction opposite to the first inclined groove with respect to the axial direction of the developing roller and the rotation direction of the developing roller In the developing device in which a groove overlapping portion made up of a predetermined number of second inclined grooves proceeding from the side to one end side is formed, the developing roller on the other end side of the developing roller with respect to the rotation direction of the developing roller A first inclined groove single forming portion is formed in which a predetermined number of third inclined grooves that advance from the axial center toward the other end of the developing roller are formed adjacent to the other end of the groove overlapping portion. In addition, a predetermined number of fourth inclined grooves proceeding from one axial center side of the developing roller toward one end side of the developing roller with respect to the rotation direction of the developing roller are provided on one end side of the developing roller. A second inclined groove single forming portion formed adjacent to the other end of the overlapping portion is formed, and the toner supply member of the toner supply roller is composed of a plurality of elastically bent hairs, and the toner The width of the supply member in the axial direction is set to be shorter than the width of the groove overlapping portion in the axial direction, and when the toner supply member is brought into contact with the image carrier, predetermined widths at both ends of the toner supply member are set. A number of hairs are said first and It is characterized in that it is in an elastically deflectable so than second inclined grooves alone forming section reaches the groove-free portion near both ends of the developing roller.
また、請求項2の発明に係る現像装置は、前記溝重なり部における前記第1の傾斜溝と前記第1傾斜溝単独形成部における前記第3の傾斜溝とが連続した溝で形成されているとともに、前記溝重なり部における前記第2の傾斜溝と前記第2傾斜溝単独形成部における前記第4の傾斜溝とが連続した溝で形成されていることを特徴としている。 In the developing device according to the second aspect of the present invention, the first inclined groove in the groove overlapping portion and the third inclined groove in the first inclined groove independent forming portion are formed as a continuous groove. In addition, the second inclined groove in the groove overlapping portion and the fourth inclined groove in the second inclined groove independent forming portion are formed as continuous grooves.
更に、請求項3の発明に係る現像装置は、前記第1ないし第4の傾斜溝が、いずれも螺旋状溝から形成されていることを特徴としている。
更に、請求項4の発明に係る現像装置は、前記第1および第2の傾斜溝が、いずれも連続的または断続的に形成されていることを特徴としている。
Further, the developing device according to the invention of
Furthermore, the developing device according to a fourth aspect of the invention is characterized in that the first and second inclined grooves are both formed continuously or intermittently.
更に、請求項5の発明に係る現像装置は、前記第1および第2傾斜溝単独形成部にそれぞれ形成される所定数の第3の傾斜溝および第4の傾斜溝が、それぞれ所定のピッチ間隔で形成されており、前記第1および第2傾斜溝単独形成部の各軸方向幅が、それぞれ第3の傾斜溝および第4の傾斜溝の前記ピッチ間隔より大きく設定されていることを特徴としている。 Further, in the developing device according to the fifth aspect of the present invention, the predetermined number of third inclined grooves and fourth inclined grooves respectively formed in the first and second inclined groove independent forming portions respectively have predetermined pitch intervals. The axial widths of the first and second inclined groove single forming portions are set larger than the pitch intervals of the third inclined groove and the fourth inclined groove, respectively. Yes.
更に、請求項6の発明に係る画像形成装置は、少なくとも静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に前記静電潜像を現像するトナーを供給する現像ローラ、前記現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラおよび前記現像ローラに当接して前記現像ローラ上のトナーの量を規制する規制ブレードを少なくとも備える現像装置と、前記像担持体上の前記静電潜像が現像されたトナー像を転写媒体に転写する転写装置とを少なくとも備えている画像形成装置において、前記現像装置が、請求項1ないし5のいずれか1記載の現像装置であることを特徴としている。 Furthermore, an image forming apparatus according to a sixth aspect of the invention includes an image carrier on which at least an electrostatic latent image is formed, a developing roller that supplies toner for developing the electrostatic latent image to the image carrier, and the development A developing device including at least a toner supply roller that supplies toner to the roller and a regulating blade that contacts the developing roller and regulates the amount of toner on the developing roller; and the electrostatic latent image on the image carrier is developed. An image forming apparatus comprising at least a transfer device that transfers the toner image to a transfer medium, wherein the developing device is the developing device according to any one of claims 1 to 5.
このように構成された請求項1ないし5の発明に係る現像装置によれば、現像ローラの外周面の軸方向中央の所定位置に、現像ローラの回転方向に対して現像ローラの一端側から他端側に進む所定数の第1の傾斜溝と現像ローラの他端側から一端側に進む所定数の第2の傾斜溝とからなる溝重なり部と、この溝重なり部の他端に隣接して、現像ローラの回転方向に対して現像ローラの軸方向中央側から現像ローラの他端側に向かって進む第3の傾斜溝が形成された第1傾斜溝単独形成部と、溝重なり部の他端に隣接して、現像ローラの回転方向に対して現像ローラの軸方向中央側から現像ローラの一端側に向かって進む第4の傾斜溝が形成された第2傾斜溝単独形成部とを形成し、またトナー供給ローラのトナー供給部材を弾性的に撓む多数の毛からなるブラシとして形成し、更にトナー供給部材の軸方向の幅が溝重なり部の軸方向の幅より短く設定されているとともに、トナー供給部材が像担持体に当接されたとき、トナー供給部材の両端部における所定数の毛を第1および第2傾斜溝単独形成部より現像ローラの両端寄りの溝非形成部に到達するように弾性的に撓み可能にしているので、現像後に、現像ローラ上に残った現像残りの残留トナーがトナー供給ローラに戻されたとき、このトナーをブラシの所定数の毛で現像ローラから確実に掻き落とすことができる。 According to the developing device according to the first to fifth aspects of the present invention, the other end of the developing roller from the one end side with respect to the rotation direction of the developing roller is placed at a predetermined position in the axial center of the outer peripheral surface of the developing roller. A groove overlapping portion composed of a predetermined number of first inclined grooves extending toward the end side and a predetermined number of second inclined grooves extending from the other end side of the developing roller to the one end side, and adjacent to the other end of the groove overlapping portion. A first inclined groove single forming portion formed with a third inclined groove that advances from the axial center side of the developing roller toward the other end side of the developing roller with respect to the rotation direction of the developing roller, and a groove overlapping portion Adjacent to the other end is a second inclined groove single forming portion formed with a fourth inclined groove that advances from the axial center of the developing roller toward the one end side of the developing roller with respect to the rotation direction of the developing roller. Many formed and elastically bent the toner supply member of the toner supply roller When the toner supply member is set to be shorter than the axial width of the groove overlapping portion and the toner supply member comes into contact with the image carrier, the toner supply Since a predetermined number of bristles at both end portions of the member can be elastically bent so as to reach the groove non-forming portion near both ends of the developing roller from the first and second inclined groove single forming portions, development is performed after development. When the residual toner remaining on the roller is returned to the toner supply roller, the toner can be reliably scraped off from the developing roller with a predetermined number of bristles of the brush.
しかも、第1および第2傾斜溝単独形成部に存在するトナーを、第1および第2傾斜溝とブラシの毛との協働作用により、第1および第2傾斜溝内のトナーを積極的に現像ローラの両端側へ掃き出すことができる。その場合、現像ローラの第1および第2傾斜溝単独形成部の第1および第2傾斜溝内に入った残留トナーの粒子も、ブラシの毛によって第1および第2傾斜溝から積極的にかつ効果的に掘り出して掃き出すことができる。これにより、現像ローラに新しいトナーを供給することで、現像ローラのリセットを確実に行うことができる。したがって、現像ローラの良好なリセット性を得ることができ、トナーの過剰帯電、トナーの劣化、および現像ローラのフィルミングなどの発生を抑制することができる。 In addition, the toner in the first and second inclined grooves alone is positively applied to the toner in the first and second inclined grooves by the cooperative action of the first and second inclined grooves and the brush bristles. It can be swept out to both ends of the developing roller. In this case, the residual toner particles that have entered the first and second inclined grooves of the first and second inclined groove forming portions of the developing roller are also positively and actively removed from the first and second inclined grooves by the bristles of the brush. Can be dug and swept out effectively. Thus, the developing roller can be reliably reset by supplying new toner to the developing roller. Therefore, it is possible to obtain a favorable resetting property of the developing roller, and it is possible to suppress the occurrence of excessive charging of the toner, toner deterioration, filming of the developing roller, and the like.
更に、トナー供給ローラのトナー供給部材の幅を溝重なり部の幅より短くしているので、第1および第2傾斜溝単独形成部に当接するブラシの毛の量が適正な値に設定することができる。これにより、第1および第2傾斜溝単独形成部に当接するブラシの毛を弾性的に十分に撓ませることができるので、第1および第2傾斜溝内に入り込んだトナ−粒子をブラシの毛の弾力により効果的に掻き落として除去することができる。 Further, since the width of the toner supply member of the toner supply roller is made shorter than the width of the groove overlapping portion, the amount of brush bristles contacting the first and second inclined groove independent forming portions should be set to an appropriate value. Can do. As a result, the bristles of the brush that are in contact with the first and second inclined groove single forming portions can be sufficiently elastically bent, so that the toner particles that have entered the first and second inclined grooves can be removed. It can be effectively scraped off and removed by the elasticity of.
特に、請求項2の発明に係る現像装置によれば、溝重なり部における第1の傾斜溝と第1傾斜溝単独形成部における第3の傾斜溝とを連続して1つの共通の傾斜溝として形成するとともに、溝重なり部における第2の傾斜溝と第2傾斜溝単独形成部における第4の傾斜溝とを連続した1つの共通の傾斜溝として形成しているので、第1および第2傾斜溝単独形成部に移動してきたトナー粒子をスムーズに現像ローラの両端の方に移動させることができる。 In particular, according to the developing device of the second aspect of the present invention, the first inclined groove in the groove overlapping portion and the third inclined groove in the first inclined groove independent forming portion are continuously formed as one common inclined groove. Since the second inclined groove in the groove overlapping portion and the fourth inclined groove in the second inclined groove single forming portion are formed as one continuous inclined groove, the first and second inclined grooves are formed. The toner particles that have moved to the single groove forming portion can be smoothly moved toward both ends of the developing roller.
また、請求項3の発明に係る現像装置によれば、第1ないし第4の傾斜溝をいずれも螺旋状溝で形成しているので、加圧ローラによる溝加工が容易となる。
更に、請求項4の発明に係る現像装置によれば、第1および第2の傾斜溝を、いずれも連続的に形成することで、トナー粒子の移動をより一層スムーズにしてトナー粒子による現像ローラの摩耗を抑制できるので、現像ローラの耐久性を良好にして、その分、現像装置の寿命を長くすることができる。また、第1および第2の傾斜溝を、いずれも断続的に形成することで、トナーを現像ローラ上で良好に摩擦帯電させることができる。
In the developing device according to the third aspect of the present invention, since the first to fourth inclined grooves are all formed as spiral grooves, groove processing by the pressure roller is facilitated.
Further, according to the developing device of the fourth aspect of the present invention, the first and second inclined grooves are both formed continuously, so that the movement of the toner particles is further smoothed, and the developing roller by the toner particles is used. Therefore, the durability of the developing roller can be improved, and the life of the developing device can be extended accordingly. Further, by intermittently forming both the first and second inclined grooves, the toner can be favorably frictionally charged on the developing roller.
更に、請求項5の発明に係る現像装置によれば、第1傾斜溝単独形成部の軸方向幅を、この第1傾斜溝単独形成部における第3の傾斜溝のピッチ間隔より大きく設定し、また、第2傾斜溝単独形成部の軸方向幅を、この第2傾斜溝単独形成部における第4の傾斜溝のピッチ間隔より大きく設定しているので、第1および第2傾斜溝単独形成部の全周にわたって周方向のどの位置においても、それぞれ、第3および第4の傾斜溝を配置することができる。したがって、第1および第2傾斜溝とブラシの毛との前述の協働作用をより効果的に行うことができ、第1および第2傾斜溝内のトナーをより一層確実に現像ローラの両端側へ掃き出すことができる。 Furthermore, according to the developing device of the invention of claim 5, the axial width of the first inclined groove single forming portion is set larger than the pitch interval of the third inclined grooves in the first inclined groove single forming portion, Further, since the axial width of the second inclined groove single forming portion is set larger than the pitch interval of the fourth inclined grooves in the second inclined groove single forming portion, the first and second inclined groove single forming portions are formed. The third and fourth inclined grooves can be arranged at any position in the circumferential direction over the entire circumference. Therefore, the above-mentioned cooperative action of the first and second inclined grooves and the bristles of the brush can be performed more effectively, and the toner in the first and second inclined grooves can be more reliably secured to both end sides of the developing roller. Can be swept out.
更に、請求項6の発明に係る画像形成装置によれば、外添剤が添加されたトナー粒子による現像ローラの削れを抑制して現像ローラの優れた耐久性を得ることができるとともに、現像ローラの寿命をより効果的に長くできることから、長期にわたって、トナーを現像ローラ上で良好に摩擦帯電させることができ、しかもトナーの漏出を防止できる。したがって、良好な画像形成を長期に行うことができるとともに、トナー漏出による現像装置内の汚れを長期に防止できる。 Further, according to the image forming apparatus of the invention of the sixth aspect, the developing roller can be prevented from being scraped by the toner particles to which the external additive is added, and the developing roller can have excellent durability. Thus, the toner can be effectively frictionally charged on the developing roller over a long period of time, and toner leakage can be prevented. Therefore, good image formation can be performed for a long time, and contamination in the developing device due to toner leakage can be prevented for a long time.
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す断面図、図2はこの例の画像形成装置に用いられている各現像装置に共通の現像装置を模式的に示す断面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 schematically shows a developing device common to each developing device used in the image forming apparatus of this example. FIG.
図1に示すように、この例の画像形成装置1はタンデム型の画像形成装置として形成され、ハウジング本体2を有している。このハウジング本体2内には、画像形成ユニット3、中間転写ユニット(以下、一次転写ユニットともいう)4、給紙ユニット5、二次転写ユニット6、定着ユニット7、および記録媒体搬送手段8がそれぞれ配設されている。画像形成ユニット3および給紙ユニット5内の消耗品はハウジング本体2に対して着脱可能に構成されており、これらは一次転写ユニット4を含めて取り外して修理あるいは交換可能とされている。
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 of this example is formed as a tandem type image forming apparatus and has a
画像形成ユニット3は、複数個の異なる色(この例では4色であるが、例えば、4色のうち、2色または3色でもよい:以下、4色として説明する)、つまりイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)の画像をそれぞれ形成するイエロー用画像形成ステーション9Y、マゼンタ用画像形成ステーション9M、シアン用画像形成ステーション9C、ブラック用画像形成ステーション9Kを備えている。その場合、この例では、各色Y、M、C、Kの画像形成ステーション9Y,9M,9C,9Kの配置順序は図1において斜め右下方向に向かってこれらの順に直線状に配列されている。なお、各色の画像形成ステーション9Y,9M,9C,9Kの配置順序はこれに限定されることはなく、任意に設定することができる。
The
また、これらの画像形成ステーション9Y,9M,9C,9Kは、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体10Y,10M,10C,10Kと、これらの像担持体10Y,10M,10C,10Kの周囲にそれぞれ配設された、各像担持体10Y,10M,10C,10Kを帯電する帯電装置11Y,11M,11C,11K、各像担持体10Y,10M,10C,10Kに潜像を書き込む像書込装置12Y,12M,12C,12K、各像担持体10Y,10M,10C,10K上の潜像を現像する現像装置13Y,13M,13C,13K、各像担持体10Y,10M,10C,10Kを除電する除電装置14Y,14M,14C,14K、および各像担持体10Y,10M,10C,10Kをクリーニングするクリーナ15Y,15M,15C,15Kとを備えている。
These
各色の画像形成ステーション9Y,9M,9C,9Kの像担持体10Y,10M,10C,10K、帯電装置11Y,11M,11C,11K、像書込装置12Y,12M,12C,12K、現像装置13Y,13M,13C,13K、除電装置14Y,14M,14C,14K、およびクリーナ15Y,15M,15C,15Kの各構成はいずれも各色Y,M,C,Kにかかわらず同一に構成されている。
各帯電装置11Y,11M,11C,11Kは、高電圧発生源に接続された導電性ゴムローラからなる帯電ローラを備え、各帯電ローラでそれぞれ対応する各像担持体10Y,10M,10C,10Kの表面を一様に帯電させる。
Each charging
各像書込装置12Y,12M,12C,12Kには、LEDランプを像担持体10Y,10M,10C,10Kの軸方向に列状に配列したLEDラインヘッドが用いられている。LEDラインヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであるため、像担持体10Y,10M,10C,10Kに対して近接配置が可能であり、装置本体を小型化できるという利点を有している。
Each of the
図2に示すように、各現像装置13Y,13M,13C,13Kは、それぞれ、現像器ハウジング16Y,16M,16C,16Kと、各現像器ハウジング16Y,16M,16C,16K内にそれぞれ形成されて各トナーTY,TM,TC,TKを貯留するトナー貯留部17Y,17M,17C,17Kと、各トナー貯留部17Y,17M,17C,17Kにそれぞれ設けられて各トナーTY,TM,TC,TKを撹拌するトナー撹拌部材18Y,18M,18C,18Kと、各現像器ハウジング16Y,16M,16C,16Kにそれぞれ設けられて各トナーTY,TM,TC,TKを各トナー貯留部17Y,17M,17C,17Kから供給するトナー供給ローラ19Y,19M,19C,19Kと、現像器ハウジング16Y,16M,16C,16Kにそれぞれ設けられた各トナー供給ローラ19Y,19M,19C,19Kから供給される各トナーTY,TM,TC,TKを各像担持体10Y,10M,10C,10Kに搬送する現像ローラ20Y,20M,20C,20Kと、各現像ローラ20Y,20M,20C,20K上の各トナーTY,TM,TC,TKのトナー層厚をそれぞれ規制する規制ブレード21Y,21M,21C,21Kとを備えている。
As shown in FIG. 2, the developing
各現像ローラ20Y,20M,20C,20Kおよび各トナー供給ローラ19Y,19M,19C,19Kはそれらの回転方向がともに同じであり、像担持体10Y,10M,10C,10Kの回転方向と逆の反時計回りの回転方向αに回転駆動される。トナー貯留部17Y,17M,17C,17Kにおいてそれぞれ各トナー撹拌部材18Y,18M,18C,18Kにより撹拌された各色のトナーTY,TM,TC,TKが、それぞれ各トナー供給ローラ19Y,19M,19C,19Kによって各現像ローラ20Y,20M,20C,20Kの表面に供給される。現像ローラ20Y,20M,20C,20Kに供給された各トナーTY,TM,TC,TKは、それぞれ各規制ブレード21Y,21M,21C,21Kにより所定の厚さの薄い層厚に規制され、この規制により薄層化された各トナーTY,TM,TC,TKは、各像担持体10Y,10M,10C,10Kへ搬送される。そして、各現像ローラ20Y,20M,20C,20Kで搬送された各トナーTY,TM,TC,TKにより、それぞれ各像担持体10Y,10M,10C,10Kの各色の静電潜像が現像される。
The developing
ところで、この例の画像形成装置1の各現像装置13Y,13M,13C,13Kでは、各現像ローラ20Y,20M,20C,20Kの外周面には、前述の特許文献2に記載の現像ローラと同様に凹凸パターンが形成されている。
図3は、この例の現像ローラをトナー供給ローラとともに模式的に示す図である。なお、以後の図3ないし図8を用いた説明においては、各色Y,M,C,Kについて共通であるので、各符号からY,M,C,Kの符号を削除して説明する。
By the way, in each of the developing
FIG. 3 is a diagram schematically showing the developing roller of this example together with the toner supply roller. In the following description with reference to FIGS. 3 to 8, since the colors Y, M, C, and K are common, the description will be made with the Y, M, C, and K codes deleted from the respective codes.
図3に示すように、この例の現像装置13の現像ローラ20ではこの凹凸パターンとして、その外周面の所定位置に螺旋状の溝22が形成されている。その場合、螺旋状の溝22は、軸方向に所定のピッチ間隔pでかつ軸方向に所定幅W1に形成されて、現像ローラ20が回転方向αに回転するときつまり現像ローラ20の回転方向αに対して図3において現像ローラ20の右端側(一端側)から左端側(他端側)に向かって進みかつ連続して形成された螺旋状溝からなる規則的な所定数の第1傾斜溝22aと、軸方向に第1傾斜溝22aと同じピッチ間隔pでかつ軸方向に第1傾斜溝22aと同じ幅W2(W2=W1)に形成されて、現像ローラ20が回転方向αに回転するときつまり現像ローラ20の回転方向αに対して図3において現像ローラ20の左端側(他端側)から右端側(一端側)に向かって進みかつ連続して形成された螺旋状溝からなる第1傾斜溝22aと同数の規則的な第2傾斜溝22bとからなっている。すなわち、この例の規則的な螺旋状の溝22は、現像ローラ20の軸方向(あるいは周方向)に対して互いに異なる逆方向に傾斜する2種類の傾斜方向の第1および第2傾斜溝22a,22bからなっている。
As shown in FIG. 3, in the developing
なお、第2傾斜溝22bのピッチ間隔pおよび数は、いずれも第1傾斜溝22aと必ずしも同じである必要はなく異なってもよい。また、第1および第2傾斜溝22a,22bの数は1本以上任意の数だけ設けることができる。
Note that the pitch interval p and the number of the second
そして、第1傾斜溝22aは現像ローラ20の左端20aから所定距離だけ軸方向中央側の左端位置22a1から右方へ所定幅W1の右端位置22a2まで形成されており、また、第2傾斜溝22bは現像ローラ20の右端20bから所定距離だけ軸方向中央側の右端位置22b1から左方へ所定幅W1の左端位置22b2まで形成されている。これにより、第1傾斜溝22aの形成領域は現像ローラ20の軸方向中心位置から軸方向やや左寄りとなり、また、第2傾斜溝22bの形成領域は現像ローラ20の軸方向中心位置から軸方向やや右寄りとなっている。第1傾斜溝22aの左端位置22a1と第2傾斜溝22bの右端位置22b1、および第1傾斜溝22aの右端位置22a2と第2傾斜溝22bの左端位置22b2は、それぞれ現像ローラ20の軸方向中心に関し左右対称に設定されている。
The first
したがって、第1および第2傾斜溝22a,22bは、第2傾斜溝22bの左端位置22b2から第1傾斜溝22aの右端位置22a2までの軸方向の領域が互い交差して重なった幅W3の溝重なり部20cとされている。この溝重なり部20cは像担持体の画像形成領域に対向するようにされている。また、現像ローラ20の溝重なり部20cの左端に隣接する、第1傾斜溝22aの左端位置22a1から第2傾斜溝22bの左端位置22b2までの軸方向の領域が、溝重なり部20cの左端に連続して第1傾斜溝22aが形成された軸方向の幅W4の第1傾斜溝単独形成部20dとされている。更に、現像ローラ20の溝重なり部20cの右端に隣接する、第1傾斜溝22aの右端位置22a2から第2傾斜溝22bの右端位置22b1までの軸方向の領域が、溝重なり部20cの右端に連続して第2傾斜溝22bが形成された軸方向の幅W5の第2傾斜溝単独形成部20eとされている。その場合、第1および第2傾斜溝単独形成部22d,20eの各幅W4,W5は、いずれも対応する第1および第2傾斜溝22a,22bのピッチ間隔pより大きく設定されている。
Thus, the first and second
更に、現像ローラ20の左端20aと第1傾斜溝22aの左端位置22a1との間の現像ローラ20の外周面が左側の溝非形成部20fとされるとともに、現像ローラ20の右端20bと第2傾斜溝22bの右端位置22b1との間の現像ローラ20の外周面が右側の溝非形成部20gとされる。したがって、第1傾斜溝22aの左端位置22a1から第2傾斜溝22bの右端位置22b1までの現像ローラ20の軸方向の領域が幅W6の全溝形成部(20c,20d,20e)となっている。
Furthermore, with the outer peripheral surface of the developing
そして、この例の現像装置13では、第1傾斜溝22aのうち、溝重なり部20cに形成される第1傾斜溝22aが本発明の第1の傾斜溝を構成し、また、第2傾斜溝22bのうち、溝重なり部20cに形成される第2傾斜溝22bが本発明の第2の傾斜溝を構成し、更に、第1傾斜溝22aのうち、第1傾斜溝単独形成部20dに形成される第1傾斜溝22aが本発明の第3の傾斜溝を構成し、また、第2傾斜溝22bのうち、第2傾斜溝単独形成部20eに形成される第2傾斜溝22bが本発明の第4の傾斜溝を構成している。したがって、本発明における第1の傾斜溝および第3の傾斜溝が連続した1つの共通の第1傾斜溝22aで構成され、また、本発明における第2の傾斜溝および第4の傾斜溝が連続した1つの共通の第2傾斜溝22bで構成される。なお、図3中。符号20h,20iはともに現像ローラ20の回転軸である。
In the developing device 13 of this example, of the first
次に、この例の現像ローラ20の溝加工方法について説明する。
この例の現像ローラ20の溝加工方法は、例えば、特許文献2に記載の溝加工方法を始め、従来公知の溝加工方法を採用することができる。図4(a)ないし(c)は、現像ローラ20の溝加工方法の一例を簡略的に説明する図である。
Next, the groove processing method of the developing
As the groove processing method of the developing
この例の現像ローラ20の溝加工方法は、図4(a)に示すように、まず第1傾斜溝22aの加工工程が行われる。すなわち、この加工工程では、現像ローラ20の基体20′を互いに並設されている一対の保持ローラ23(図4(a)には1つのみ図示)の所定位置にセットされる。この基体20′の材料としては、例えば、特許文献2に記載のアルミニウム、鉄等の金属材料、ABSやPPF等の各樹脂やセラミック等の非金属材料を始め、従来現像ローラに使用されている材料を使用することができる。
In the groove processing method of the developing
次いで、この基体20′が現像ローラ20の使用時の回転方向αと逆の回転方向βに回転されるとともに、所定数の第1傾斜溝22aを形成するための凹凸パターンである所定数の第1螺旋突条24aを備えた加圧ローラ24が回転方向βと逆の回転方向γで回転されながら、回転している基体20′に当接、加圧される。このとき、第1螺旋突条24aの幅(軸方向の長さ)は第1傾斜溝22aの幅W1と等しく設定されるとともに、第1螺旋突条24aの左端位置24a1が第1傾斜溝22aの左端位置22a1に対応する基体20′の左端位置22a1′となるように設定する。これにより、基体20′に所定数の基体上第1傾斜溝22a′が形成される。基体20′への基体上第1傾斜溝22a′の加工が完了すると、加圧ローラ24が加工機から取り外される。
Next, the
次に、図4(b)に示すように、このように基体上第1傾斜溝22a′が形成された基体20′が、基体上第1傾斜溝22a′の形成時の位置から軸方向左方に所定量ずれた一対の保持ローラ23の所定位置にセットされる。この基体20′の軸方向左方のずれ量は、現像ローラ20の第1傾斜溝単独形成部の幅W4に等しい量に設定される。そして、前述と同様に基体20′が回転方向βに回転されるとともに、所定数の第2傾斜溝22bを形成するための凹凸パターンである所定数の第2螺旋突条25aを備えた加圧ローラ25が回転方向βと逆の回転方向γで回転されながら、回転している基体20′に当接、加圧される。このとき、第2螺旋突条25aの幅(軸方向の長さ)は第2傾斜溝22bの幅W2と等しく設定されるとともに、第2螺旋突条25aの左端位置25a1が第2傾斜溝22bの左端位置22b2に対応する基体20′の左端位置22b2′となるように設定する。これにより、基体20′に所定数の基体上第2傾斜溝22b′が形成される。
Next, as shown in FIG. 4 (b), the base 20 'in which the first
こうして、基体20′の外周面には、左端部側の基体上第1螺旋単独形成部20a′と、右端部側の基体上第2螺旋単独形成部20b′と、これらの間に形成された、基体上第1傾斜溝22a′と基体上第2傾斜溝22b′とが交差して部分的に重なる基体上溝重なり部20c′とが形成される。
Thus, on the outer peripheral surface of the
最後に、基体20′の外周面に従来と同様に所定の電着塗装を行うことで、図4(c)に示すように、左端部側の第1螺旋単独形成部20dと、右端部側の第2螺旋単独形成部20eと、これらの間に形成された、第1傾斜溝22aと第2傾斜溝22bとが交差して部分的に重なる溝重なり部20cとが形成された現像ローラ20が完成される。
Finally, by performing predetermined electrodeposition coating on the outer peripheral surface of the base body 20 'as in the prior art, as shown in FIG. 4 (c), the first spiral
なお、現像ローラ20の溝加工方法は、前述の例のように2種類の加圧ローラを用いることに限定されるものではなく、図4(d)に示すように予め所定数の第1および第2螺旋突条24a,25aを備えた1つの加圧ローラ26で第1および第2傾斜溝22a,22bを同時に加工することもできる。この場合には、基体20′を軸方向に移動させる必要はなくなる。
The groove processing method of the developing
図3に示すように、トナー供給ローラ19は芯金19aの外周面にトナー供給部材19bを固定して形成されている。このトナー供給ローラ19はブラシローラとして形成されており、そのトナー供給部材19bは芯金19aに植毛された柔らかく弾性変形可能な多数の毛19b1を有するブラシから構成されている。トナー供給部材19bの軸方向の幅(植毛幅)W7が現像ローラ20の溝重なり部20cの幅W3より短く設定されている。ブラシの毛19b1には、例えばナイロン等の柔らかくかつ弾性的に撓み変形する樹脂材料が用いられる。
As shown in FIG. 3, the
そして、トナー供給ローラ19は、その軸方向中心が現像ローラ20の軸方向中心と一致またはほぼ一致して配設されている。また、トナー供給部材19bは現像ローラ20に圧接されることで、その両端部において現像ローラ20に圧接される毛19b1が現像ローラ20の両端の方へ向けて弾性的に撓み変形するようになっている。その場合、弾性的に撓み変形した所定数の毛19b1の先端部が第1および第2傾斜溝単独形成部20d,20eを越えて溝非形成部20f,20gの領域に到達するように設定されている。したがって、ブラシ最大撓み幅W8は全溝形成部(20c,20d,20e)の幅W6より大きく設定される。これにより、トナー供給部材19bは現像ローラ20に当接時には、そのブラシの毛19b1が溝重なり部20c、第1および第2傾斜溝単独形成部20d,20e、および溝非形成部20f,20gの一部に当接するようになる。
The
このように構成されたこの例の現像装置13においては、現像動作時にトナー供給ローラ19および現像ローラ20がともに回転方向αに回転し、従来と同様にトナーがトナー供給ローラ19から現像ローラ20上の溝重なり部20cに供給されるとともに、現像ローラ20上のトナーの層厚が規制ブレード(図2に示す規制ブレード21Y,21M,21C,21K)によって規制されて像担持体(図2に示す像担持体10Y,10M,10C,10K)の方へ搬送される。このとき、前述の従来例と同様に現像ローラ20の溝重なり部20c上のトナー粒子Tが現像ローラ20の第1および第2傾斜溝22a,22bおよび規制ブレード21によってこれらの第1および第2傾斜溝22a,22bに沿ってガイドされて流動する。
In the developing device 13 of this example configured as described above, both the
そして、溝重なり部20cにおける、第2傾斜溝22bの左端位置22b2の近傍部においては、第2傾斜溝22bに沿ってガイドされて流動するトナー粒子が溝重なり部20cから第1傾斜溝単独形成部20dの領域に侵入する。しかし、図5に示すように第1傾斜溝単独形成部20dの領域に侵入したトナ−粒子Tは、第1傾斜溝22aによる現像ローラ20の軸方向と直交する方向の力F1と、同じく第1傾斜溝22aによる現像ローラ20の軸方向でかつ軸方向中心に向かう力F2との合力Fを受けるようになる。そして、この合力Fを受けながら現像ローラ20の回転方向αの回転により、第1傾斜溝単独形成部20d上のトナ−粒子Tは第1傾斜溝22aにほぼ沿って、現像ローラ20の軸方向中心の方へ向かって流動するようになる。したがって、第1傾斜溝単独形成部20dの領域に侵入したトナ−粒子Tは、第1傾斜溝単独形成部20dの左側に連続する溝非形成部20fに侵入するのを抑制され、更に現像ローラ20の左端部から外部に漏出するのを効果的に防止される。
Then, in the
また、図示しないが、第2傾斜溝単独形成部20eの領域に侵入したトナ−粒子Tも、第1傾斜溝単独形成部20dの領域に侵入したトナ−粒子Tと左右方向が逆になるが同様の合力を受け、第2傾斜溝22bにほぼ沿って現像ローラ20の軸方向中心の方へ向かって流動するようになる。したがって、第2傾斜溝単独形成部20eの領域に侵入したトナ−粒子Tも、第2傾斜溝単独形成部20eの右側に連続する溝非形成部20gに侵入するのを抑制され、更に現像ローラ20の右端部から外部に漏出するのを効果的に防止される。
Although not shown in the drawing, the toner particles T that have entered the region of the second inclined groove
更に、現像ローラ20上のトナーが像担持体10に現像された後、現像ローラ20上に残った現像残りのトナーが現像ローラ20の回転により再びトナー供給部材19bの方へ移動する。トナー供給部材19bに到達した現像ローラ20上の現像残りのトナーは、ブラシの毛19b1の弾性力で現像ローラ20から掻き落とされて、現像装置13のトナー貯留部(図2に示すトナー貯留部17Y,17M,17C,17K)に再び戻される。その場合、現像ローラ20の第1および第2傾斜溝22a,22b内に入ったトナー粒子は、ブラシの毛19b1によって第1および第2傾斜溝22a,22bから効果的に掘り出されて除去される。
Further, after the toner on the developing
図1に示すように、各除電装置14Y,14M,14C,14Kは、それぞれ画像形成ユニット3における一次転写部4Y,4M,4C,4Kとクリーナ15Y,15M,15C,15Kとの間に配置されている。これらの除電装置14Y,14M,14C,14Kは一次転写終了後に像担持体10Y,10M,10C,10Kを除電するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
一次転写ユニット4は、ハウジング本体2の下方に回動可能に支持された図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ29と、ハウジング本体2の上方に回動可能に支持された従動ローラ30と、これらの駆動ローラ29と従動ローラ30との間に張架されて図1に矢印で示す反時計方向に回転駆動される中間転写ベルト31とを備えている。
The
そして、中間転写ベルト31は、一次転写部4Y,4M,4C,4Kでそれぞれ各像担持体10Y,10M,10C,10Kに接触して各像担持体10Y,10M,10C,10Kからそれぞれ各色のトナー像が一次転写(中間転写)されるようになっている。また、中間転写ベルト31には例えば従動ローラ30近傍にクリーニング装置32が設けられており、このクリーニング装置32により、二次転写の転写残りトナーが回収されるようになっている。
The
各クリーナ15Y,15M,15C,15Kは従来公知ものであり、それぞれ一次転写後に各像担持体10Y,10M,10C,10K上に残った転写残りトナーをクリーニングするものであ。
Each of the
給紙ユニット5は、図1に示すように紙等の記録媒体Rが積層保持されている給紙カセット35と、この給紙カセット35から記録媒体Rを1枚ずつ給送するピックアップローラ36とからなる給紙部とを備えている。更に、ハウジング本体2には、二次転写部への記録媒体Rの給紙タイミングを規定するレジストローラ対37が配設されている。
As shown in FIG. 1, the paper feeding unit 5 includes a
二次転写ユニット6は二次転写部において中間転写ベルト31を駆動ローラ29に圧接させる二次転写ローラ38を備えている。このとき、一次転写ユニット4の駆動ローラ29は二次転写ローラ38のバックアップローラを兼ねている。
The
更に、定着ユニット7は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵した回転自在な加熱ローラ39と、この加熱ローラ39を押圧付勢する加圧ローラ40とを備えている。そして、二次転写部で記録媒体Rに二次転写されたカラー画像が、この定着ユニット7の加熱ローラ39と加圧ローラ40とで形成するニップ部において所定の温度で記録媒体Rに定着される。
更に、定着後の記録媒体Rを排紙トレイ41に排出する排紙ローラ対42と、記録媒体Rの両面に画像を形成するためにこの記録媒体Rを搬送する両面プリント用搬送路43とが配設されている。
Further, the fixing unit 7 includes a
Further, there are a pair of
この例の画像形成装置1における全体の画像形成動作は、各色毎の画像形成ステーション9Y,9M,9C,9Kがタンデムに配置されるとともに、一次転写ユニット4、給紙ユニット5、二次転写ユニット6、定着ユニット7、および記録媒体搬送手段8を備えた従来周知のタンデム型の画像形成装置における画像形成動作と同じであり、しかも本発明の特徴部分の動作に直接関係しないので、その説明は省略する。
The entire image forming operation in the image forming apparatus 1 of this example is such that the
この例の画像形成装置1に用いられている現像装置13によれば、全溝形成部の軸方向中央領域を互いに異なる2種類の傾斜方向の溝22a,22bによる溝重なり部20cとするとともに、全溝形成部の両端領域を、それぞれ、溝重なり部20cに連続しかつ現像ローラ20の回転方向αに対して現像ローラ20の両端側(溝重なり部20c側と反対側)の方へ進む第1および第2傾斜溝22a,22bからなる第1および第2傾斜溝単独形成部20d,20eとするとともに、ブラシの所定数の毛19b1の先端部を現像ローラ20の左右両端部の溝非形成部20f,20gまで到達させているので、現像後に、現像ローラ20上に残った現像残りのトナーがトナー供給ローラ19に戻されたとき、このトナーをブラシの所定数の毛19b1で現像ローラ20から確実に掻き落とすことができる。
According to the developing device 13 used in the image forming apparatus 1 of this example, the central region in the axial direction of all the groove forming portions is the
しかも、第1および第2傾斜溝単独形成部20d,20eに存在するトナーを、第1および第2傾斜溝22a,22bとブラシの毛19b1との協働作用により、第1および第2傾斜溝22a,22b内のトナーTを積極的に現像ローラ20の両端側へ掃き出すことができる。その場合、現像ローラ20の第1および第2傾斜溝単独形成部22d,22eの第1および第2傾斜溝22a,22b内に入ったトナー粒子も、ブラシの毛19b1によって第1および第2傾斜溝22a,22bから積極的にかつ効果的に掘り出して現像ローラ20の両端側に掃き出すことができる。これにより、現像ローラ20に新しいトナーを供給することで、現像ローラ20のリセットを確実に行うことができる。したがって、現像ローラ20の良好なリセット性を得ることができ、トナーの過剰帯電、トナーの劣化、および現像ローラのフィルミングなどの発生を抑制することができる。
Moreover, the first and second inclined grooves alone forming
また、第1および第2傾斜溝22a,22bをいずれも連続的に形成することで、トナー粒子Tの移動をより一層スムーズにしてトナー粒子Tによる現像ローラ20の摩耗を抑制できるので、現像ローラの耐久性を良好にして、その分、現像装置の寿命を長くすることができる。
Further, since both the first and second
更に、トナー供給ローラ19のトナー供給部材19bの幅W7を溝重なり部20cの幅W3より短くしているので、第1および第2傾斜溝単独形成部22d,22eに当接するブラシの毛19b1の量が適正な値に設定することができる。これにより、第1および第2傾斜溝単独形成部22d,22eに当接するブラシの毛19b1を弾性的に十分に撓ませることができるので、第1および第2傾斜溝22a,22b内に入り込んだトナ−粒子をブラシの毛19b1の弾力により効果的に掻き落として掃き出すことができる。
Furthermore, since the width W 7 of the
更に、第1傾斜溝単独形成部20dの軸方向幅W4を、この第1傾斜溝単独形成部20dにおける第1傾斜溝22aのピッチ間隔pより大きく設定し、また、第2傾斜溝単独形成部20eの軸方向幅W5を、この第2傾斜溝単独形成部20eにおける第2傾斜溝22bのピッチ間隔pより大きく設定しているので、第1および第2傾斜溝単独形成部20d,20eの全周にわたって周方向のどの位置においても、それぞれ、第1および第2傾斜溝22a,22bを配設することができる。これにより、第1および第2傾斜溝22a,22bとブラシの毛19b1との前述の協働作用により、第1および第2傾斜溝22a,22b内のトナーをより一層確実に現像ローラ20の両端側へ掃き出すことができる。
Furthermore, the axial width W 4 of the first inclined groove
更に、この例の現像装置13を用いた画像形成装置1によれば、外添剤が添加されたトナー粒子Tによる現像ローラ20の削れを抑制して現像ローラ20の優れた耐久性を得ることができるとともに、現像ローラ20の寿命をより効果的に長くすることができる。したがって、この例の画像形成装置によれば、長期にわたって、トナーを現像ローラ上で良好に摩擦帯電させることができ、しかもトナーの漏出を防止できるので、良好な画像形成を長期に行うことができるとともに、トナー漏出による現像装置内の汚れを長期に防止できる。
Furthermore, according to the image forming apparatus 1 using the developing device 13 of this example, the developing
なお、前述の例では、2つの第1および第2傾斜溝22a,22bを連続した螺旋状の溝に形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図6に示すように2つの溝22a,22bを連続させることなく断続的な螺旋状の規則的な溝に形成することもできる。この場合には、第1および第2傾斜溝22a,22bをいずれも断続的に形成することで、トナー粒子Tを現像ローラ20上で良好に摩擦帯電させることができる。
In the above-described example, the two first and second
また、前述の例では、第1および第2傾斜溝22a,22bは、第1および第2傾斜溝単独形成部22d,22eから溝重なり部20cにわたって連続して形成するものとしているが、第1および第2傾斜溝単独形成部22d,22eに形成される第1および第2傾斜溝22a,22bと溝重なり部20cに形成される第1および第2傾斜溝22a,22bとは必ずしも連続していなく、別々に形成してもよい。更に、第1および第2傾斜溝単独形成部22d,22eと溝重なり部20cとは互いに連続して形成されるものとしているが、第1および第2傾斜溝単独形成部22d,22eと溝重なり部20cとは必ずしも連続して設ける必要はなく、第1および第2傾斜溝単独形成部22d,22eと溝重なり部20cとの間に軸方向に小幅の溝非形成部を設けることもできる。
In the above-described example, the first and second
更に、現像ローラ20上の溝22は螺旋溝に限定されることはなく、現像ローラ20の軸方向あるいは周方向に延びる蛇行溝に形成することもできる。この場合にも、第1および第2傾斜溝単独形成部22d,22eには、前述の例の第1および第2傾斜溝22a,22bと同様の、現像ローラ20の回転方向αに対して現像ローラ20の軸方向中央側から現像ローラ20の両端側に向かって進む傾斜溝が形成される。
Further, the
この例の現像装置13の具体的な一例について説明する。なお、本発明の現像装置13はこれに限定されるものではない。以下の説明において、「′」を付した符号は図4(a)および(b)に対応する。
図7(a)および図8に示すように、現像ローラ20の基体20′は鉄からなり、直径φが18mm、溝22を構成する第1および第2螺旋状溝22a′,22b′の溝深さが3μm、同溝ピッチ間隔pの溝と垂直方向の成分の大きさp′が0.1mm、溝重なり部20c′の幅W3が300mm、第1および第2傾斜溝単独形成部20d′,20e′の幅(第1および第2傾斜溝の軸方向のずれ量)W4,W5が1mm、全溝形成部の幅が302mmである。そして、基体20′の外周面に従来と同様に所定の電着塗装を適宜行うことで、現像ローラ20が完成される。この具体例の現像ローラ20では、第1および第2傾斜溝単独形成部20d′,20e′の各サイズと同じ第1および第2傾斜溝単独形成部20d,20eが形成される。また、現像ローラ20の回転軸20h,20iが現像ローラ20の左右両端から同軸上に軸方向に突出されている。
A specific example of the developing device 13 of this example will be described. The developing device 13 of the present invention is not limited to this. In the following description, the reference numerals with “′” correspond to FIGS. 4 (a) and 4 (b).
As shown in FIGS. 7A and 8, the base 20 ′ of the developing
また、図7(b)および図8に示すように、トナー供給ローラ19は直径φ8mmの鉄製の芯金19aの外周面に、柔らかく弾性変形可能なナイロン製の多数の毛19b1が植毛されてブラシローラとして形成される。トナー供給部材19bの幅つまり植毛幅W7は298mmである。自由状態でのブラシの毛19b1の長さ(植毛高さ)は6mmであり、したがってトナ供給部材19bの外径はφ20mmである。ブラシの毛19b1の太さは330texである。トナー供給ローラ19および現像ローラ20の軸間距離は17.5mmであり、したがってブラシの毛19b1の現像ローラ20に対するくい込み量は1.5mmである。また、このときのトナー供給部材19bの両端部にあるブラシの毛19b1の軸方向の変形量(毛19b1の植毛位置からその毛19b1の現像ローラ20に当接する先端までの軸方向距離)は最大3.97mmである。
Further, as shown in FIGS. 7B and 8, the
そして、図8に示すように、これらのトナー供給ローラ19および現像ローラ20は、それぞれそれらの軸方向中心が互いに一致しかつトナー供給ローラ19が前述のくい込み量で現像ローラ20に当接されるようにして配置される。トナー供給部材19bの両端部にあるブラシの毛19b1はその先端が現像ローラ20の溝非形成部20f,20gの領域内まで到達する。
As shown in FIG. 8, the
したがって、トナー供給部材19bのブラシの毛19b1の軸方向全幅にわたって溝重なり部20c、第1および第2傾斜溝単独形成部20d,20eに当接する。その場合、第1および第2傾斜溝単独形成部20d,20eには、それぞれ、現像ローラ20の回転方向αに対して現像ローラ20に、軸方向中央側からそれぞれ両端に向かって進む第1および第2傾斜溝22a,22bが形成される。そして、ブラシの毛19b1の先端が第1および第2傾斜溝単独形成部20d,20eにある第1および第2傾斜溝22a,22bのすべてに到達可能となる。
Therefore, the
本発明の現像装置は、外周面に規則的な傾斜溝が形成された現像ローラとこの現像ローラにトナーを供給するブラシローラからなるトナー供給ローラとを少なくともを備える現像装置に好適に利用することができ、また、本発明の画像形成装置は、このような現像装置によって像担持体上の静電潜像を現像することで画像を形成する画像形成装置に好適に利用することができる。 The developing device of the present invention is preferably used for a developing device including at least a developing roller having a regular inclined groove formed on the outer peripheral surface and a toner supply roller including a brush roller for supplying toner to the developing roller. In addition, the image forming apparatus of the present invention can be suitably used for an image forming apparatus that forms an image by developing an electrostatic latent image on an image carrier using such a developing device.
1…画像形成装置、2…ハウジング本体、3…画像形成ユニット、4…中間転写ユニット(一次転写ユニット)、4Y,4M,4C,4K…各色の一次転写部、6…二次転写ユニット、7…定着ユニット、8…記録媒体搬送手段、9Y,9M,9C,9K…画像形成ステーション、10Y,10M,10C,10K…像担持体、11Y,11M,11C,11K…帯電装置、12Y,12M,12C,12K…像書込装置、13,13Y,13M,13C,13K…現像装置、14Y,14M,14C,14K…除電装置、19…トナー供給ローラ、19a…芯金、19b…トナー供給部材、19b1…ブラシの毛、20…現像ローラ、20c…溝重なり部、20d…第1傾斜溝単独形成部、20e…第2傾斜溝単独形成部、20f,20g…溝非形成部、21…規制ブレード、22…傾斜溝、22a…第1傾斜溝、22a1…第1傾斜溝22aの左端位置、22a2…第1傾斜溝22aの右端位置、22b…第2傾斜溝、22b1…第2傾斜溝22bの右端位置、22b2…第2傾斜溝22bの左端位置、31…中間転写ベルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 2 ... Housing main body, 3 ... Image forming unit, 4 ... Intermediate transfer unit (primary transfer unit), 4Y, 4M, 4C, 4K ... Primary transfer part of each color, 6 ... Secondary transfer unit, 7 ... fixing unit, 8 ... recording medium conveying means, 9Y, 9M, 9C, 9K ... image forming station, 10Y, 10M, 10C, 10K ... image carrier, 11Y, 11M, 11C, 11K ... charging device, 12Y, 12M, 12C, 12K ... Image writing device, 13, 13Y, 13M, 13C, 13K ... Developing device, 14Y, 14M, 14C, 14K ... Static eliminating device, 19 ... Toner supply roller, 19a ... Core metal, 19b ... Toner supply member, 19b 1 ... brush hair, 20 ... developing roller, 20c ... groove overlapping part, 20d ... first inclined groove single forming part, 20e ... second inclined groove single forming part, 20f, 20g ... groove non-forming part, 21 ... regulation Bray , 22 ... oblique grooves, 22a ... left end of the first inclined groove, 22a 1 ... first inclined
Claims (6)
前記現像ローラの他端側に、前記現像ローラの回転方向に対して前記現像ローラの軸方向中央側から前記現像ローラの他端側に向かって進む所定数の第3の傾斜溝が前記溝重なり部の他端に隣接して形成された第1傾斜溝単独形成部が形成されているとともに、前記現像ローラの一端側に、前記現像ローラの回転方向に対して前記現像ローラの軸方向中央側から前記現像ローラの一端側に向かって進む所定数の第4の傾斜溝が前記溝重なり部の他端に隣接して形成された第2傾斜溝単独形成部が形成されており、
更に、前記トナー供給ローラの前記トナー供給部材は弾性的に撓む多数の毛からなり、前記トナー供給部材の軸方向の幅が前記溝重なり部の軸方向の幅より短く設定されているとともに、前記トナー供給部材が前記像担持体に当接されたとき、前記トナー供給部材の両端部における所定数の毛が前記第1および第2傾斜溝単独形成部より現像ローラの両端寄りの溝非形成部に到達するように弾性的に撓み可能にされていることを特徴とする現像装置。 A developing roller that conveys the toner; and a toner supply roller that has a toner supply member that contacts the developing roller and supplies the toner to the developing roller; and at a predetermined position in the axial center of the outer peripheral surface of the developing roller A predetermined number of first inclined grooves which are inclined with respect to the axial direction of the developing roller and proceed from one end side to the other end side of the developing roller with respect to the rotational direction of the developing roller, and in the axial direction of the developing roller On the other hand, a groove overlapping portion formed of a predetermined number of second inclined grooves which are inclined in the opposite direction to the first inclined grooves and proceed from the other end side to the one end side of the developing roller with respect to the rotation direction of the developing roller. In the developing device in which is formed,
On the other end side of the developing roller, a predetermined number of third inclined grooves proceeding from the axial center side of the developing roller toward the other end side of the developing roller with respect to the rotation direction of the developing roller overlap the groove. A first inclined groove forming portion formed adjacent to the other end of the developing portion is formed, and at the one end side of the developing roller, the axially central side of the developing roller with respect to the rotation direction of the developing roller A second inclined groove independent forming portion is formed in which a predetermined number of fourth inclined grooves proceeding from the developing roller toward one end side of the developing roller are formed adjacent to the other end of the groove overlapping portion;
Further, the toner supply member of the toner supply roller is composed of a large number of elastically bent hairs, and the axial width of the toner supply member is set shorter than the axial width of the groove overlapping portion, When the toner supply member is brought into contact with the image carrier, a predetermined number of bristles at both ends of the toner supply member are not formed in the groove closer to both ends of the developing roller than the first and second inclined groove independent forming portions. A developing device characterized by being elastically deflectable so as to reach the portion.
前記現像装置は、請求項1ないし5のいずれか1記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 At least an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, a developing roller that supplies toner for developing the electrostatic latent image to the image carrier, a toner supply roller that supplies toner to the developing roller, and the developing roller A developing device that includes at least a regulating blade that abuts to regulate the amount of toner on the developing roller; and a transfer device that transfers the toner image on which the electrostatic latent image on the image carrier is developed to a transfer medium. In at least the image forming apparatus provided,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is a developing device according to claim 1.
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