JP2008122428A - 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、プリンタ等の画像形成装置にかかり、詳しくはローラ表面上のトナーを静電気力によって該表面に対して浮遊させながら該表面自体を回転移動させて搬送するトナー静電担持ローラを用いる現像装置に関するものである。
また、現像装置を有する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 an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, and the like. Specifically, the electrostatic toner is conveyed by rotating and moving the surface itself while floating the toner on the roller surface with respect to the surface by electrostatic force. The present invention relates to a developing device using a carrying roller.
The present invention also relates to a process cartridge having a developing device and an image forming apparatus.
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、特許文献1や特許文献2に記載のものが知られている。これらの画像形成装置では、表面移動する現像剤担持ローラ等の現像剤担持体に担持したトナーを、感光体等の潜像担持体との対向位置である現像位置に搬送して、潜像担持体上の静電潜像を現像する。かかる構成では、トナーが表面移動する現像剤担持体と潜像担持体との間で擦れ、何れか一方の表面に固着して、画像に悪影響を及ぼすことがあった。また、フルカラー画像を形成する装置において、1つの感光体に連続して複数の色のトナーを現像する構成を考えると、磁気ブラシが感光体に接触して現像するため、既に現像された他色のトナー像がスキャベンジによって乱されたり、磁気ブラシが掻き取った他色のトナーが現像ユニットに混入してしまう問題が発生してしまう。したがって、各色ごとに感光体を設けるタンデム構成が必要であったり、1感光体の場合には、1色ごとに中間転写ベルト等に転写して感光体をクリーニングしてから次の色のトナーを現像するといった構成が必要になり、部品点数の増大、画像形成時間の増大といった問題が生じていた。そのため、既に現像された感光体上のトナー像を乱すことなく、次の色のトナーを現像するには、感光体表面と現像装置の現像部とが非接触であることが望まれていた。
Conventionally, there are known image forming apparatuses such as copying machines, facsimile machines, and printers described in
また、通常の二成分磁気ブラシをギャップを広くして非接触にしただけでは、現像量を確保するためには高いバイアスを印加しなければならず、放電による感光体の損傷などが問題となる。さらに、一成分現像方式の場合も非接触ではトナーが現像ローラ表面に付着している鏡像力に打ち勝って現像しなければならないため、高いバイアスが必要となる。また一般に一成分現像方式は二成分現像方式と比較して耐久性が短いため、高耐久の画像形成装置には二成分方式の現像方式を活用することが望ましいと考えられる。
そこで、非接触現像で、かつトナーが潜像に飛翔しやすい方式として、特許文献3や特許文献4に記載のものが知られている。この画像形成装置の現像装置は、複数の電極が所定ピッチで配設されたトナー静電搬送基板の表面上でEH(Electrostatic Transport&Hopping)現象を生じせしめて、トナーを現像位置まで搬送する。このEH現象とは、粉体に作用する移相電界のエネルギーが機械的なエネルギーに変換されて、粉体自身が動的に変動する現象をいう。EH現象が生起せしめられたトナーは、静電搬送基板面上で移相電界によって進行方向の成分を持って飛び跳ねて、基板面方向の移動(搬送)と、基板面に垂直な方向の移動(ホッピング)とを行う。
しかしながら、EH現像では静電搬送基板自体が回転しないため、トナーの電荷量が小さくなると電界に対する応答性が悪くなり、静電搬送基板上に付着してしまうという現象があり、何らかの機械的なクリーニング手段を設ける必要がある。また、トナーの帯電量が変化すると静電搬送基板上を移動する搬送量が影響を受けるという問題点があった。
In addition, if a normal two-component magnetic brush is merely brought into non-contact with a wide gap, a high bias must be applied in order to secure a developing amount, and there is a problem of damage to the photoreceptor due to discharge. . Further, even in the case of the one-component development method, if the toner is not contacted, the toner must overcome the mirror image force adhering to the surface of the developing roller and be developed, so that a high bias is required. In general, the one-component development method is shorter in durability than the two-component development method, and it is considered desirable to use the two-component development method for a highly durable image forming apparatus.
Therefore, methods described in
However, since the electrostatic transport substrate itself does not rotate in EH development, there is a phenomenon that if the charge amount of the toner is reduced, the responsiveness to the electric field deteriorates and adheres to the electrostatic transport substrate. Means need to be provided. Further, when the charge amount of the toner is changed, there is a problem that the transport amount moving on the electrostatic transport substrate is affected.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、感光体上の色重ねに適した非接触現像方式の現像装置において、潜像への安定したトナー供給が可能であり、かつ地汚れしない現像装置、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である。
また、本発明者らは鋭意研究の結果、トナーをローラ表面に浮遊させて、かつローラ自体を回転させて現像領域まで搬送させる方式を発明するに至った。さらに、トナーの浮遊は静電力に依存するため、トナー静電担持ローラに供給されるトナーは、正常に帯電していなければならず、補給トナーの帯電を素早く立ち上げる手段について研究を重ねた結果、補給側攪拌室で現像剤を圧密にして現像剤の摺擦を促進する方式を発明するに至った。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the problem is that a stable toner supply to a latent image is possible in a non-contact developing type developing device suitable for color superimposition on a photoreceptor. Another object of the present invention is to provide a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus that are free from soiling.
Further, as a result of diligent research, the present inventors have invented a system in which toner is floated on the roller surface and the roller itself is rotated and conveyed to the development area. Furthermore, since toner floating depends on electrostatic force, the toner supplied to the electrostatic toner carrying roller must be normally charged. As a result of repeated research on means for quickly raising the charge of the replenishing toner The inventors have invented a method of compacting the developer in the replenishing side stirring chamber to promote the sliding of the developer.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、ローラ表面上のトナーを静電気力によって浮遊させて、前記ローラの回転とともに前記トナーを現像領域へ搬送するトナー静電担持ローラを有する現像装置において、前記現像装置は、現像によって消費されたトナーを補給するトナー補給口と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内で現像剤を攪拌・帯電する攪拌・帯電手段と、前記現像剤を磁力によって担持し、前記トナー静電担持ローラとの対向部へ搬送する現像剤担持体と、を備えることを特徴とする現像装置である。
本発明は、前記トナー静電担持ローラ表面が、軸方向に延在した2相の微細な電極を周方向に交互に配したものであり、前記電極に位相を180度ずらして周波数1〜5kHzの矩形の駆動パルス電圧を印加することを特徴とする現像装置である。
また、本発明は、前記現像剤担持体に交番電圧を印加して前記トナー静電担持ローラとの間に交番電界を発生させ、前記現像剤担持体から前記トナー静電担持ローラにトナーを移動させることを特徴とする。これにより、現像剤担持体からトナー静電担持ローラにトナーの移動が効率良く移動し、充分な量のトナーをトナー静電担持体に保持させることができる。
本発明は、前記現像剤担持体の内部に配置された複数の固定磁極が、現像スリーブ回転方向に対して、現像剤規制部材の下流から現像剤ガイド上流までの位置にのみ存在することを特徴とする(図1参照)。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
The present invention relates to a developing device having an electrostatic toner carrying roller that floats toner on a roller surface by electrostatic force and conveys the toner to a developing region as the roller rotates. The developing device is consumed by development. A toner replenishing port for replenishing the toner, a developer accommodating portion for accommodating a two-component developer composed of toner and carrier, an agitation / charging means for agitating / charging the developer in the developer accommodating portion, and the developer And a developer carrying body that carries the toner to a portion facing the toner electrostatic carrying roller.
In the present invention, the surface of the electrostatic toner carrying roller is formed by alternately arranging two-phase fine electrodes extending in the axial direction in the circumferential direction. The phase is shifted by 180 degrees to the electrodes and the frequency is 1 to 5 kHz. The developing device is characterized in that a rectangular driving pulse voltage is applied.
Further, the present invention applies an alternating voltage to the developer carrying member to generate an alternating electric field between the developer carrying member and the toner carrying member from the developer carrying member to the electrostatic toner carrying roller. It is characterized by making it. Thus, the toner can be efficiently moved from the developer carrying member to the electrostatic toner carrying roller, and a sufficient amount of toner can be held on the electrostatic toner carrying member.
The present invention is characterized in that the plurality of fixed magnetic poles arranged inside the developer carrying member are present only at positions from the downstream of the developer regulating member to the upstream of the developer guide with respect to the developing sleeve rotation direction. (See FIG. 1).
本発明は、補給側攪拌室の断面形状がスクリューの外周に沿った円形状である区間が、現像剤搬送方向下流にあり、かつ、前記区間内でのみ現像剤が攪拌室の壁面に360°接触していることを特徴とする現像装置である。なお、本発明で、トナーが補給される側の現像剤収容部が補給側攪拌室であり、現像剤担持体と対向している側の現像剤収容部が現像側攪拌室である。また、図2において、区間C、Dの断面形状は、補給側攪拌室の断面形状がスクリューの外周に沿った円形状を示している。
本発明は、前記補給側攪拌室の断面形状がスクリューの外周に沿った円形状である区間の中で、現像剤が前記補給側攪拌室の壁面に360°接触している部分が、前記補給側攪拌室の下流端部を含む連続する区間であり、その区間長は、前記現像剤担持体の現像剤を担持する部分の全長の10乃至40%であることを特徴とする。ここで、前記現像剤担持体の現像剤を担持する部分とは、軸を除く部分である(図3参照)。図3で、0.1L<x<0.4Lである。
本発明は、前記補給側攪拌室の断面形状がスクリューの外周に沿った円形状である区間が、前記補給側攪拌室の下流端部を含む連続する区間であり、その区間長は、現像剤が前記補給側攪拌室の壁面に360°接触している区間長よりも長いことを特徴とする(図3参照)。図3で、x<dである。
本発明は、前記補給側攪拌室から現像側攪拌室へ現像剤が受け渡される開口部面積が、前記現像側攪拌室から前記補給側攪拌室へ現像剤が受け渡される開口部の面積の30%未満であることを特徴とする。
In the present invention, a section in which the cross-sectional shape of the replenishing side stirring chamber is circular along the outer periphery of the screw is downstream in the developer transport direction, and the developer is 360 ° on the wall surface of the stirring chamber only within the section. The developing device is in contact with each other. In the present invention, the developer accommodating portion on the side where toner is replenished is the replenishing side stirring chamber, and the developer accommodating portion on the side facing the developer carrying member is the developing side agitating chamber. Moreover, in FIG. 2, the cross-sectional shape of the sections C and D has shown the circular shape where the cross-sectional shape of the replenishment side stirring chamber followed the outer periphery of the screw.
According to the present invention, in the section where the cross-sectional shape of the replenishing side stirring chamber is a circular shape along the outer periphery of the screw, the portion where the developer is in contact with the wall surface of the replenishing side stirring chamber is 360 °. It is a continuous section including the downstream end of the side agitating chamber, and the section length is 10 to 40% of the total length of the developer carrying portion of the developer carrying member. Here, the portion carrying the developer of the developer carrying member is a portion excluding the shaft (see FIG. 3). In FIG. 3, 0.1L <x <0.4L.
In the present invention, the section in which the cross-sectional shape of the replenishment-side stirring chamber is a circular shape along the outer periphery of the screw is a continuous section including the downstream end portion of the replenishment-side stirring chamber, and the length of the section is developer Is longer than the section length in contact with the wall surface of the replenishing side stirring chamber 360 ° (see FIG. 3). In FIG. 3, x <d.
According to the present invention, the opening area where the developer is transferred from the replenishing side stirring chamber to the developing side stirring chamber is 30 times the area of the opening where the developer is transferred from the developing side stirring chamber to the replenishing side stirring chamber. It is characterized by being less than%.
本発明は、前記補給側攪拌室のスクリュー形状が、上流では長手方向への搬送力が大きく、下流に行くほど相対的に円周方向への攪拌力が大きくなる形状であることを特徴とする現像装置である。ここで、円周方向への攪拌力とは、縦方向へのせん断力である。
本発明は、前記補給側攪拌室のスクリュー形状が、現像剤搬送方向の下流部に、スクリューの最外周に長手方向につながった板状部材が設けられていることを特徴とする(図4参照)。
本発明は、前記補給側攪拌室のスクリュー形状が、現像剤搬送方向の上流では下流よりもスクリューピッチが長い、ことを特徴とする。
According to the present invention, the screw shape of the replenishing side agitating chamber is characterized in that the conveying force in the longitudinal direction is large in the upstream and the agitating force in the circumferential direction is relatively large toward the downstream. It is a developing device. Here, the stirring force in the circumferential direction is a shearing force in the vertical direction.
In the present invention, the screw shape of the replenishment side stirring chamber is characterized in that a plate-like member connected in the longitudinal direction to the outermost periphery of the screw is provided in the downstream portion in the developer conveying direction (see FIG. 4). ).
The present invention is characterized in that the screw shape of the replenishing side stirring chamber has a screw pitch longer in the upstream in the developer conveying direction than in the downstream.
本発明は、前記記載の現像装置と、潜像担持体、帯電装置、潜像担持体のクリーニング装置、の少なくとも1つ以上と、を一体としたことを特徴とするプロセスカートリッジである。
本発明は、前記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。
本発明は、前記記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置である。
The present invention is a process cartridge in which the developing device described above is integrated with at least one or more of a latent image carrier, a charging device, and a latent image carrier cleaning device.
The present invention is an image forming apparatus having the developing device described above.
The present invention is an image forming apparatus having the process cartridge described above.
本発明は、上記解決するための手段によって、感光体上の色重ねに適した非接触現像方式の現像装置において、潜像への安定したトナー供給が可能であり、かつ地汚れしない現像装置、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が可能となった。
また、トナーをローラ表面に浮遊させて、かつローラ自体を回転させて現像領域まで搬送させる方式の現像装置、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が可能となった。
さらに、補給側攪拌室で現像剤を圧密にして現像剤の摺擦を促進する方式の現像装置、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が可能となった。
According to the present invention, in the non-contact developing type developing device suitable for color superimposition on the photosensitive member by the means for solving the above, a developing device capable of supplying stable toner to the latent image and not causing background staining, It has become possible to provide a process cartridge and an image forming apparatus.
In addition, it is possible to provide a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus in which toner is floated on the roller surface and the roller itself is rotated and conveyed to the developing region.
Furthermore, it has become possible to provide a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus of a type in which the developer is compacted in the replenishing side stirring chamber to promote the sliding of the developer.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
図5は、本発明の一実施の形態に係る現像装置を適用するカラー画像形成装置の感光体周りの内部構成図である。
感光体40の周りに帯電装置60と現像装置61が交互に複数配置されている。現像装置61は、4色の異なる色であるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(Bk)のトナーを用いて現像する。帯電装置60で一定の電位に帯電された感光体40は、原稿に応じてレーザ光を照射されて露光された部分だけ電位が下がり、静電潜像が形成される。そして、現像装置61のトナー静電担持ローラ68表面から非接触でトナーが現像されて静電潜像が顕像化された後、再び帯電装置60によってトナー像の上から感光体40が帯電される。このプロセスを繰り返すことによって、感光体40上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、現像装置61と次の帯電装置60の間に除電装置を設けて、各色を現像した後に感光体40を除電してから次の帯電を行うようにしても良い。また露光装置はLED等を利用したものであっても良い。
感光体40上に現像されたフルカラートナー像は、直接シートに、又は、図示しない中間転写体に転写された後、シートに転写される。画像転写後のシートは、図示しない定着装置へ搬送され、熱と圧力とを加えられて転写画像が定着された後、排紙トレイ上にスタックされる。
FIG. 5 is an internal configuration diagram around the photosensitive member of the color image forming apparatus to which the developing device according to the embodiment of the invention is applied.
A plurality of charging
The full-color toner image developed on the
図1は、画像形成装置の内部の現像装置を示す図である。図1に示すように現像剤収容部(以下、「現像剤容器」)100内に、現像剤攪拌・搬送手段としてのトナー補給側攪拌スクリュー66、現像剤担持ローラ側攪拌スクリュー67、現像剤担持体(以下、「現像剤担持ローラ」)69、トナー静電担持ローラ68を備える。
補給側攪拌室86の容器外壁には図示しない補給口が設けられており、図示しないトナー補給装置からトナーが供給される。トナー補給側の攪拌スクリュー66は、トナー補給装置から補給されたトナーと現像剤容器100内の磁性粒子とトナーとを有する二成分現像剤を攪拌、搬送する。また、現像剤担持ローラ69側にある現像側攪拌室87の攪拌スクリュー67は、現像剤容器100内の現像剤を攪拌、搬送する。なお図1の補給側攪拌室の断面図は、現像剤搬送方向の下流端部の断面形状を示している。
本発明では、非接触現像により、混色のない感光体40上の色重ね現像ができる。また2成分方式を用いているため、トナー帯電が長期にわたって安定であり、地汚れがなく濃度が安定した画像を得ることができる。
FIG. 1 is a diagram illustrating a developing device inside the image forming apparatus. As shown in FIG. 1, in a developer accommodating portion (hereinafter referred to as “developer container”) 100, a toner replenishing
A supply port (not shown) is provided on the outer wall of the supply
In the present invention, color overlap development on the
トナー静電担持ローラ68は、例えば次のようにして製造されたものである。即ち、まず、ポリイミドなどからなる円筒状の樹脂基材のおもて全面に、アルミ等からなる導電層が蒸着された後、導電層がフォトリソグラフィー法によって各搬送電極やバスライン(共通電極)にパターンニングされる。そして、パターンニングされた各電極や樹脂基材の上に、絶縁層が被覆されたものである。絶縁層としては、SiO2等の無機材料をスパッタ工法によって薄層化したものや、スピンコートによって形成した厚み1〜2μm程度の有機膜などを、各搬送電極の上に貼り付けたものでもよい。かかる構成のトナー静電担持ローラ68は、図示しない駆動手段によって回転駆動されるようになっている。
For example, the electrostatic
図6は、トナー静電担持ローラを示す斜視図である。同図では、ドラム表面に被覆されている絶縁層の図示を省略している。トナー静電担持ローラ68のおもて面には、ローラ軸線方向に延在する短冊状の電極が、周方向の全周に渡って所定間隔で並ぶように複数設けられている。これら電極は、幅寸法が30μmになっており、互いに30μmの間隙を介して配設される。そして、A相電極68a、B相電極68bという順で交互に並んでおり、それぞれ、現像中には図7に示したA相、B相駆動パルス電圧が出力される。
FIG. 6 is a perspective view showing an electrostatic toner carrying roller. In the drawing, the illustration of the insulating layer coated on the drum surface is omitted. A plurality of strip-shaped electrodes extending in the roller axial direction are provided on the front surface of the electrostatic
図2の区間C、Dの断面形状は、補給側攪拌室86の現像剤搬送方向下流側に攪拌室の断面形状がスクリューの外周に沿った円形状であり、かつ、前記区間内でのみ現像剤が攪拌室の壁面に360°接触している箇所を設けている。これにより、区間C、Dの一部でのみ、現像剤が圧密状態になる箇所を設けることができる。また、区間C、Dでは天井がスクリューの外径に沿った形状であるため、現像剤が圧密状態になっていてもスクリューの駆動力が伝わらない不動層がなく、良好な現像剤分散・搬送能力を確保することができる。
また、圧密領域では、現像剤の摺擦力が高まり、補給トナーの分散が促進されると同時にトナーの帯電が促進される。したがって、補給されたトナーが現像側攪拌室87に搬送されて現像に供される時点でトナーが十分に帯電しており、トナー飛散・地肌汚れのない良好な画像形成が行われる。
さらに、このような構成の現像装置61を用いる場合、補給側攪拌室86でトナー帯電機能を持たせているため、従来の現像装置のようにドクターブレードで集中的に摺擦して帯電させなくてよい。したがってドクターブレード付近の機械的な力を弱く設計することができ、ユニット全体のストレス低減により、現像剤の長寿命化を図ることができる。
The cross-sectional shape of sections C and D in FIG. 2 is a circular shape in which the cross-sectional shape of the stirring chamber is along the outer periphery of the screw on the downstream side in the developer conveying direction of the replenishment-
In the compacted region, the rubbing force of the developer is increased, and the dispersion of the replenishing toner is promoted and the charging of the toner is promoted. Therefore, when the replenished toner is conveyed to the development
Further, when the developing
また、本発明では、補給側攪拌室内86で、現像剤が360°壁面に接触する区間の長さを規定した。図3に示すように、補給側攪拌室の全長をL(現像スリーブの長さと補給側攪拌室の長さがほぼ同じであるとした)と、区間Cと区間Dを合計した区間長をd、現像剤が圧密状態で、周囲の壁面に360°接触している区間長をxとすると、
0.1L<x<0.4L (1)
と表せる。
現像剤が360°壁面に接触している圧密領域が攪拌室の全長Lの40%より大きすぎると、補給トナーの分散に適した剤レベルの低い領域が60%以下となってしまい、トナーの分散性が悪くなってしまう。逆に10%以下だと、十分な摺擦が得られず、帯電が十分に立ち上がらないまま現像領域へ運ばれてしまう。したがって本発明の範囲内にすることで、補給トナーの分散と、帯電を高いレベルで両立させることが可能である。
さらに、補給側攪拌室86の断面形状がスクリュー形状に沿った円形状となっている区間の長さを規定した。本発明を数式で表現すると、
x<d (2)
と表せる。
補給側攪拌室86の断面形状がスクリューの外周に沿った円形状の区間は、補給側攪拌室86の下流端部を含む連続する区間であり、図2の区間Cの断面形状の区間である。その区間長は、現像剤が攪拌室の壁面に360°接触している区間長よりも長くなっている。また、区間Cと区間Dを合計した区間長をdは、現像剤担持ローラ69の現像剤を担持する部分の全長Lの50%以下であり、好ましくは、40%以下である。これにより、現像剤が圧密状態になっている領域は360°円形状の壁面であるため不動層が発生せずスムーズに現像剤が搬送される。また現像剤と壁面、現像剤とスクリュー部材、現像剤同士の摺擦が十分になされ、トナーの帯電が促進される。したがって補給されたトナーが現像スリーブに供給されるまでの間に、帯電することができ、トナー飛散や地肌汚れのない画像形成を行うことができる。
Further, in the present invention, the length of the section where the developer contacts the 360 ° wall surface in the supply
0.1L <x <0.4L (1)
It can be expressed.
If the compacted area where the developer is in contact with the 360 ° wall surface is too larger than 40% of the total length L of the stirring chamber, the area with a low agent level suitable for replenishing toner replenishment will be 60% or less. Dispersibility will deteriorate. On the other hand, if it is 10% or less, sufficient rubbing cannot be obtained, and the toner is carried to the development area without sufficiently rising the charge. Therefore, by making it within the scope of the present invention, it is possible to achieve both high-level dispersion of replenishment toner and charging.
Furthermore, the length of the section where the cross-sectional shape of the replenishment
x <d (2)
It can be expressed.
The section in which the cross-sectional shape of the replenishment
また、本発明では、補給側攪拌室86から現像側攪拌室87へ現像剤が受け渡される開口部面積が、現像側攪拌室87から補給側攪拌室86へ現像剤が受け渡される開口部の面積の30%未満であることにより、現像側攪拌室87へ移流しにくくなる。このとき、補給側攪拌室86の下流部では圧密状態が作られやすくなる。したがって、現像剤と壁面、現像剤とスクリュー部材、現像剤同士の摺擦が十分になされ、トナーの帯電が促進される。したがって補給されたトナーが現像スリーブに供給されるまでの間に、帯電することができ、トナー飛散や地肌汚れのない画像形成を行うことができる。
Further, in the present invention, the opening area where the developer is transferred from the replenishment
さらに、本発明では、補給側攪拌室86のスクリュー形状が、上流では長手方向への搬送力が大きく、下流に行くほど円周方向への攪拌力が大きくなる形状であることにより、上流では、現像剤の剤レベルが低くなり、下流では剤レベルが高くなり、一部の区間では壁面の天井まで、つまり周囲360°接触する領域が生まれる。このような剤レベル状態では3つの効果がある。
1つ目の効果は、トナー補給口付近で剤レベルが低いことは、補給されたトナーが、スクリューの回転とともに動く現像剤に巻き込まれやすく、補給トナーがすぐに、キャリアと分散することである。逆に剤レベルが高い位置にトナー補給をすると、補給トナーが元の現像剤の表面に層を成したまま、搬送されてしまう、いわゆる上滑りという現象が発生してしまう。上滑りしたトナーはキャリアと接触する機会がないため、帯電せず、トナー飛散の原因となる。
2つ目の効果は、攪拌室の途中で剤レベルが高くなることは、上流側で補給トナーの上滑りが100%解消できなくても、剤レベルが高くなっている位置で、補給トナーが堰き止められ、それより下流に未分散のトナーがそのまま搬送されることを防ぐことである。
3つ目の効果は下流側の剤レベルが高く、圧密状態であることによって、現像剤と壁面、現像剤とスクリュー部材、現像剤同士の摺擦が十分になされ、トナーの帯電が促進されることである。したがって補給されたトナーが現像スリーブに供給されるまでの間に、帯電することができ、トナー飛散や地肌汚れのない画像形成を行うことができる。
Furthermore, in the present invention, the screw shape of the replenishment
The first effect is that the low agent level in the vicinity of the toner supply port means that the supplied toner is likely to be caught in the developer that moves as the screw rotates, and the supplied toner is immediately dispersed with the carrier. . Conversely, when toner is replenished to a position where the agent level is high, a so-called upslip phenomenon occurs in which the replenished toner is conveyed while being layered on the surface of the original developer. Since the toner that has slipped does not have an opportunity to come into contact with the carrier, it is not charged and causes toner scattering.
The second effect is that the agent level increases in the middle of the stirring chamber. Even if the upslip of the replenishment toner cannot be eliminated 100% on the upstream side, the replenishment toner blocks at the position where the agent level is high. This is to prevent the undispersed toner from being transported as it is downstream.
The third effect is that the agent level on the downstream side is high, and the developer is in a compacted state, so that the developer and the wall surface, the developer and the screw member, and the developer are sufficiently rubbed with each other, and toner charging is promoted. That is. Therefore, charging can be performed before the replenished toner is supplied to the developing sleeve, and an image can be formed without toner scattering and background contamination.
(実施例1)
実施例では体積平均粒径が35μmのキャリアと6μmのトナーを用いてトナー濃度7wt%の条件で実験を行った。この現像剤を現像装置に規定量入れ、画像形成実験を行った。なお、ここでトナーはマイナス帯電されている。
補給側攪拌スクリューのピッチは12.5mmであり、現像側攪拌スクリューのピッチは12.5mmで、2条タイプのものを使用した。現像剤担持ローラ69表面はアルミスリーブからなり、サンドブラスト加工がなされている。本実施例で用いた現像剤担持ローラ69の法線方向磁束密度を図8(a)に示す。現像剤担持ローラ69とトナー静電担持ローラ68とのギャップは0.5mmとし、DC成分が−500V、Vppが800V、周波数が4kHzのパルス電圧を印加した。
また、トナー静電担持ローラ68と感光体40とのギャップは、0.2mmとし、トナー静電担持ローラ68の2相の電極には、DC成分が−150V、Vppが300Vで周波数が1kHzのパルス電圧を、位相を180度ずらしてA相電極とB相電極に印加した。
感光体上の色重ねを評価するために、感光体40最上流に、シアンの現像ユニットをセットし、2番目にイエローの現像ユニットをセットした。そして1色目にシアンで細線(600dpi、2ドットライン)を現像した後に、2色目にイエローのベタを現像するという実験を行った。
まず2色目の現像時に感光体40上の1色目のトナー像が乱されていないことを確認したところ、シアンで現像した細線を乱すことなく、2色目のイエローを現像することができた。また、イエローの付着量を充分に確保することができた。
次に2色目の現像ユニットに1色目のトナーが混入しないことを確認した。ユニットへの混色確認の方法は、1000枚印字後の現像ユニットから現像剤をサンプリングし、光学顕微鏡での目視観察において、混色トナーのないことを確認した。その結果、2色目のイエローユニットに1色目のシアントナーの混入は認められず、感光体からトナー静電担持ローラ68への逆現像は発生していないことが確認できた。
トナー静電担持ローラ68へ印加する電圧の周波数を変えて実験したところ、1〜5kHzの周波数がトナーの浮遊に適していた。すなわち、周波数が低すぎると、トナーがトナー静電担持ローラ68上に付着して動きが鈍くなって現像されにくくなり、周波数が高すぎるとトナーが電界に応答しにくくなり、やはり動きが鈍くなった。最適な周波数は、トナーの電荷量、トナーの質量に依存し、トナー粒径が小さくなって質量が軽くなれば、高い周波数でも活性に浮遊する。
また、トナー静電担持ローラ68表面が、軸方向に延在した2相の微細な電極を周方向に交互に配したものであり、前記電極に位相を180度ずらして周波数1〜5kHzの矩形の駆動パルス電圧を印加したことにより、トナー静電担持ローラ68表面に浮遊したトナーが活発に電極間を振動する。従って、感光体40と対向した現像領域へ該トナーが搬送されると、静電潜像によって形成される電界に従って、トナーが潜像に飛翔し、現像される。一方、地肌部にはトナーが飛翔せず、地汚れがない良好な現像がなされる。さらに、感光体68とトナー静電担持ローラ68の表面は非接触であるため、感光体40上に既に現像されている他の色のトナー像を乱したり、掻きとって、現像剤収容部100で混色したりすることもない。
(Example 1)
In the example, an experiment was performed under the condition of a toner concentration of 7 wt% using a carrier having a volume average particle diameter of 35 μm and a toner having a particle diameter of 6 μm. A prescribed amount of this developer was put in a developing device, and an image forming experiment was conducted. Here, the toner is negatively charged.
The pitch of the replenishing side stirring screw was 12.5 mm, and the pitch of the developing side stirring screw was 12.5 mm. The surface of the
The gap between the electrostatic
In order to evaluate the color overlap on the photoconductor, a cyan developing unit was set on the uppermost stream of the
First, when it was confirmed that the toner image of the first color on the
Next, it was confirmed that the first color toner was not mixed into the second color developing unit. As a method for confirming the color mixture on the unit, the developer was sampled from the development unit after printing 1000 sheets, and it was confirmed by visual observation with an optical microscope that there was no color mixture toner. As a result, it was confirmed that the cyan toner of the first color was not mixed in the yellow unit of the second color, and no reverse development from the photosensitive member to the electrostatic
When an experiment was conducted by changing the frequency of the voltage applied to the electrostatic
Further, the surface of the electrostatic
実施例2
次の実施例で用いた現像剤担持ローラ69の法線方向磁束密度は図8(b)に示す。剤離れ極11の法線方向磁束密度がほとんど0であり、汲み上げ極12の法線方向磁束密度もドクターブレードより現像剤搬送方向の上流側では小さくしてある。トナー静電担持ローラ68にトナーを供給し終わった後の現像剤は、現像剤担持ローラ69に近接して備えられている現像剤ガイド88に沿ってスリーブの回転とともに押し出されるようにして現像剤担持ローラ69から離され、トナーリッチな現像剤と一緒に攪拌スクリュー87で攪拌される(図5参照)。つまり剤離れ極11がなくても現像剤がそのまま連れ回りしないため、トナー静電担持ローラ68に供給されるトナーが枯渇してしまう問題もない。また、ドクターブレード近傍の法線方向磁束密度に拘束される現像剤の量が少なくなり、ストレスが低減される。このような法線方向磁束密度分布を持つマグローラを内包した現像剤担持ローラ69を用いることにより、現像剤の長寿命化が図れ、安定したトナー帯電を長期にわたって維持することができた。
Example 2
The magnetic flux density in the normal direction of the
実施例3
次の実施例では現像剤担持ローラ69周りの法線方向磁束密度分布を変えてストレスを弱くしたことによるトナー帯電能力の減少を補うために、補給側攪拌室86でトナー帯電促進機能をより一層向上させることを行った。またここでの一連の施策によって帯電が促進されるだけでなく、補給トナーの分散性も向上するため、より一層、トナー静電担持ローラ68へのトナー供給量の安定化を図ることができる。
従来はストレスを低減しすぎると、キャリア表面にトナー微粉がスペントしたり、補給トナーとキャリアとの摺擦が不十分で帯電量不足のまま現像領域へ搬送され、トナー飛散や地肌汚れを発生させたりする原因となっていた。
しかしながら、本発明によれば、トナーの帯電を補給側攪拌室86にて行うため、ドクターブレードで過度なストレスを与える必要がなく、現像剤の量を規制する役割だけを果たせばよい。これにより現像剤へかかるストレスが低減し、現像剤の長寿命化が図れる。
Example 3
In the next embodiment, in order to compensate for the decrease in toner charging ability caused by changing the normal direction magnetic flux density distribution around the
Conventionally, if the stress is reduced too much, toner fine powder will be spent on the carrier surface, or the toner will be transported to the development area with insufficient charge amount due to insufficient rubbing between the replenishment toner and the carrier, causing toner scattering and background contamination. It was a cause.
However, according to the present invention, since the toner is charged in the replenishing-
ここで、トナーの帯電立ち上がり性を調べる方法を説明する。トナー帯電立ち上がり評価には上記の現像装置61からトナー静電担持ローラ68を外した現像装置61を用いた。この現像装置61に規定量の現像剤を入れる。また現像側攪拌室87への流量が所定の量となるように補給側攪拌室86のスクリュー回転数を適宜変更した。次に1gのトナーをトナー補給口(図9の点A)に補給した。補給トナーのピークが現像剤担持ローラ69に搬送されてくる時刻において、現像剤担持ローラ69上の現像剤をサンプリングして、トナーの帯電量分布をホソカワミクロン製のE−spartアナライザーを用いて測定した。補給トナーが現像剤担持ローラ69に到達する時刻は、事前の実験で、トナー補給後に現像剤担持ローラ69上の現像剤のトナー濃度をこまめに測定し、最もトナー濃度が高くなる時刻をあらかじめ調べておいたものを用いる。
このような手順で測定される帯電量分布から、−0.1[fC/μm]よりプラス側のトナーの個数頻度をWST率(Wrong Sign Toner)として評価した。なお、本実施例ではマイナス帯電のトナーを用いた。
また、実際の現像装置では1回に補給される量は0.2g/s以下であり、今回の実験の補給量1gは、攪拌部の帯電性能を評価するための極端な条件であることを付記しておく。
本発明者らが鋭意検討した結果、この評価においてWST率が10%以下となる条件であれば、トナー飛散、地汚れのない良好な画像形成が行われることがわかっている。したがって、この指標を用いて条件の可否を判断した。
Here, a method for examining the charge rising property of the toner will be described. The developing
From the charge amount distribution measured by such a procedure, the number frequency of the toner on the plus side of −0.1 [fC / μm] was evaluated as a WST rate (Wong Sign Toner). In this embodiment, a negatively charged toner is used.
Further, in an actual developing device, the amount replenished at one time is 0.2 g / s or less, and the replenishment amount 1 g in this experiment is an extreme condition for evaluating the charging performance of the stirring unit. It is noted.
As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that good image formation without toner scattering and scumming can be performed under the condition that the WST rate is 10% or less in this evaluation. Therefore, whether or not the condition is acceptable was determined using this index.
本実施例での実験に用いた現像装置61の攪拌部についてさらに詳しく説明する。
補給側攪拌室86と現像側攪拌室87を隔てる仕切り板80の長手方向の断面図を図2に示す。仕切り板80の両端部には、補給側攪拌室86から現像側攪拌室87への現像剤受け渡し部78、および現像側攪拌室87から補給側攪拌室86への受け渡し部79が設けられている。本実施例では現像側攪拌室87から補給側攪拌室86への受け渡し開口面積を800mm2、補給側攪拌室86から現像側攪拌室87への開口面積を180mm2とした。
補給側攪拌室86から現像側攪拌室87への開口部78の形状は長方形に限定するものではなく、複数の円や多角形をメッシュ状に並べたものなどでも構わない。また開口位置も、図2のように仕切り板の下部にある必要はなく、現像剤が存在する高さに開口部があればよい。また、開口部面積を制御できる機構を備えた可変式シャッターでも良い。
補給側攪拌室86のスクリューは全長Lが320mmで、図10の(c)に示すように、ピッチが25mmの螺旋状のスクリュー羽根がついているものを用いた。
The stirring unit of the developing
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
The shape of the opening 78 from the replenishing
The screw of the replenishing
次に補給側攪拌室86の壁面について詳しく説明する。図2の下側に区間A〜Dの各区間の攪拌室断面図を示す。区間Aでは、現像側攪拌室87から補給側攪拌室86へ現像剤が戻ってくるための開口部が設けられている。区間Bの途中には、トナー補給口があり、外部からトナーが補給される。したがって、区間Bでは、補給されたトナーを現像剤の中に均一に分散させることが重要な働きである。次に区間Cが本発明の特徴であり、攪拌室の天井部分が、スクリューの外周面に沿うように円形状となっている。最後の区間Dでは、攪拌室壁面は区間Cと同様であるが、現像側攪拌室87へ現像剤を受け渡すための開口部が設けられている。そしてこの開口部の面積は、現像側攪拌室87から補給側攪拌室86への開口部よりも小さくしたことを特徴としている。
本実施例では、区間C、Dにおけるスクリュー羽根と攪拌室壁面との隙間は1mmとした。また表1の条件1に示すように開口面積を180mm2とし、区間C、Dを合計した区間長dは0.4Lとした。
Next, the wall surface of the supply
In this example, the gap between the screw blade and the stirring chamber wall surface in the sections C and D was 1 mm. Further, as shown in
補給側攪拌室86から現像側攪拌室87への開口部面積を小さくしたことによって、補給側攪拌室86下流部では、現像剤が圧密になっている。このとき、壁面の形状が区間Bのようにスクリューの上半分が開いた形状であると、スクリューが回転しても、攪拌室上部の隅の部分では現像剤に搬送方向への力が伝わらず、不動層を形成してしまう。一方、本発明では、現像剤が圧密状態になる領域は、必ず円形状の壁面の領域になるようにしてあるため、現像剤が圧密状態になっても、不動層が発生せずに現像剤がスムーズに搬送される。
本実施例の構成では、区間C、Dの合計の区間長dが128mm(=0.4L)のうち、現像剤が天井まで接触している区間長は補給側攪拌室86の最下流から110mm(=0.33L)の区間であった。なお補給側攪拌スクリュー66の軸トルクを測定したところ、0.35kgf・cmであった。
この条件で補給トナーの帯電立ち上げ評価を行ったところ、トナーの分散、帯電立ち上げとも充分なレベルを確保することができた。
この条件でトナー静電担持ローラ68を付けた現像装置61を用いて画像出力を行うと、トナー補給が厳しい条件(ベタ画像現像時)においても補給トナーは現像側攪拌室87に到達するまでの間に十分に、分散・帯電し、地肌汚れ・トナー飛散のない良好な画像形成が行えた。
By reducing the area of the opening from the supply
In the configuration of this embodiment, of the total section length d of the sections C and D is 128 mm (= 0.4 L), the section length where the developer is in contact with the ceiling is 110 mm from the most downstream side of the replenishment
When charging start-up evaluation of the replenishing toner was performed under these conditions, a sufficient level of both toner dispersion and charge start-up could be secured.
When image output is performed using the developing
一方、比較例として表1の条件2〜条件7で同様の評価を行った。
条件2では、補給側攪拌室86から現像側攪拌室87への受け渡し部78の開口面積を800mm2としたところ、現像剤が圧密にならず、補給側攪拌室86の壁面に現像剤が360°接触する区間を作ることができなかった。トナー補給後のWST率は30%と悪く、トナー飛散が発生した。
On the other hand, the same evaluation was performed under
Under
条件3では、開口面積を140mm2と狭くしたところ、現像剤が攪拌室の壁面に360°接触する圧密領域が192mm(=0.6L)と長くなってしまい、トナーが補給されてから充分に分散されるまもなく圧密領域に突入してしまった。このとき、トナー濃度が均一化されないまま現像領域へトナーが搬送されてしまうため、実際にこの条件で現像剤担持ローラ69を付けた現像装置61にて画像出力を行うと、濃度ムラが出た。
Under
条件4では、補給側攪拌室86の壁面を円形状にする区間長dを0.8Lと長くした。補給直後の区間Bの現像剤レベルを図11に示すように、攪拌室の左右の端部では現像剤90がスクリュー投影面からはみ出している部分がある。このような端部の現像剤96にはスクリュー95が回転しても搬送方向への力がかかりにくいため、スクリュー投影面内の現像剤と、端部の現像剤96では搬送速度差が生じる。トナー補給時にはこの速度差によってトナーの長手方向への分散が促進される。一方、区間C、Dの形状の壁面ではすべての現像剤がスクリュー投影面内に存在するため、搬送方向の速度差が生じにくい。したがって条件4のように、補給側攪拌室86の壁面を円形状にする区間長dを0.8Lと長くしすぎると補給トナーの分散がやや不十分だった。
In condition 4, the section length d for making the wall surface of the replenishing
条件5では開口面積を140mm2と小さくしたことによって圧密状態の区間が0.6Lと長くなったが、円形状の壁面の区間が0.3Lしかない条件である。この場合、区間Bの壁面に現像剤が360°壁面に接触しているが、スクリューの力が及ばない攪拌室の隅の部分では、現像剤が滞留して不動層が形成されてしまう。 In condition 5, the area of the compacted state became as long as 0.6 L by reducing the opening area to 140 mm 2 , but this is a condition where the section of the circular wall surface is only 0.3 L. In this case, the developer is in contact with the 360 ° wall surface on the wall surface of the section B, but the developer stays in the corner portion of the stirring chamber where the force of the screw does not reach and a non-moving layer is formed.
条件6ではスクリュー形状を変えた。スクリュー外周に長手方向に差し渡した部材を設けると、縦方向である円周方向の攪拌力が増すが、図10の(d)タイプのスクリューは、この部材が、最下流ではなく、途中の位置に設けられている。したがって、いったん圧密状態になるものの、その圧が攪拌室の最下流部で解除されてしまい、効率的な摺擦ができない。本発明の目的は、補給側攪拌室86の上流部では剤レベルの低い区間を多く設けてトナーの分散を良くし、下流部では圧密部を効率的に作り出して現像剤の摺擦を促進させてトナーの帯電を立ち上げることであるから、条件6のように上流側に圧密部を移動させて、最下流部で再び圧力を緩めるような構成は分散の面からもトナー帯電の面からも好ましくない。
In condition 6, the screw shape was changed. When a member extending in the longitudinal direction is provided on the outer periphery of the screw, the stirring force in the circumferential direction, which is the longitudinal direction, increases. However, in the screw of type (d) in FIG. Is provided. Therefore, although it is once in a consolidated state, the pressure is released at the most downstream portion of the stirring chamber, and efficient sliding cannot be performed. The object of the present invention is to provide a lot of sections with low agent level in the upstream part of the replenishing
条件7では、補給側攪拌室86から現像側攪拌室87への受け渡し部78の開口面積を400mm2としたところ、現像剤が圧密にならず、補給側攪拌室86の壁面に現像剤が360°接触する区間を作ることができなかった。トナー補給後のWST率は30%と悪く、トナー飛散が発生した。
Under condition 7, when the opening area of the
実施例4
次の実施例では、条件8から12に示すように、受け渡し開口部の面積は180mm2、円形状の壁面の区間を0.4L固定とし、補給側攪拌室86のスクリュー形状を変化させた。
Example 4
In the next example, as shown in Conditions 8 to 12, the area of the transfer opening was 180 mm 2 , the section of the circular wall surface was fixed to 0.4 L, and the screw shape of the supply
条件8では、図10の(a−1)に示すように、螺旋状のスクリュー羽根がついている全長320mmのうち、上流側160mmをピッチ50mm、それより下流の部分をピッチ25mmとした。このスクリューを用いると、下流側よりも上流側の搬送速度が速くなるため、下流側で現像剤が圧密状態になる。したがって現像剤の摺擦が促進されトナーが帯電し、トナー飛散のない良好な画像形成を行うことができる。 In condition 8, as shown in (a-1) of FIG. 10, out of the total length of 320 mm with spiral screw blades, the upstream side 160 mm was 50 mm pitch, and the downstream part was 25 mm pitch. When this screw is used, the conveyance speed on the upstream side is faster than that on the downstream side, so that the developer is in a compacted state on the downstream side. Accordingly, the sliding of the developer is promoted, the toner is charged, and good image formation without toner scattering can be performed.
条件9では、図10の(b−1)に示すように、ピッチ25mmの螺旋状のスクリュー羽根がついている全長320mmのうち、最下流部から3ピッチ分だけスクリュー羽根外周部に長手方向につながった板状部材を備えたスクリューを用いた。このスクリューを用いると、板状攪拌部材がついている部分では移流速度が遅くなる。また、板状部材がついていることにより縦方向である円周方向の攪拌力が強いため、さらに現像剤が圧縮されて強い圧密状態を作ることができる。したがって現像剤の摺擦が促進されトナーが帯電し、トナー飛散のない良好な画像形成を行うことができる。 In condition 9, as shown in FIG. 10 (b-1), out of the total length of 320 mm with a helical screw blade having a pitch of 25 mm, it is connected in the longitudinal direction to the outer periphery of the screw blade by 3 pitches from the most downstream portion. A screw provided with a plate-like member was used. When this screw is used, the advection speed becomes slow at the portion where the plate-like stirring member is attached. Further, since the plate-like member is attached, the circumferential stirring direction, which is the vertical direction, is strong, so that the developer can be further compressed to create a strong compacted state. Accordingly, the sliding of the developer is promoted, the toner is charged, and good image formation without toner scattering can be performed.
条件10では、図10の(b−2)に示すように、最下流部に備える攪拌部材を5ピッチ分とした他は、条件9と同じである。この条件でも圧密部が形成されて現像剤の摺擦が促進されトナーが帯電し、トナー飛散のない良好な画像形成を行うことができる。 The condition 10 is the same as the condition 9 except that, as shown in FIG. Even under these conditions, the compacted portion is formed, the sliding of the developer is promoted, the toner is charged, and good image formation without toner scattering can be performed.
条件11では、図10の(a−2)に示すように、螺旋状のスクリュー羽根がついている全長320mmのうち、上流側160mmをピッチ50mm、それより下流の部分をピッチ25mmとした。そのうちピッチ25mmの螺旋状のスクリュー羽根がついている部分のうち、最下流部から3ピッチ分だけスクリュー羽根外周部に長手方向につながった板状部材を備えたスクリューを用いた。このスクリューを用いると、上流ではピッチが大きいため下流側よりも搬送速度が速く、に板状攪拌部材がついている部分では移流速度がさらに遅くなる。また、板状部材がついていることにより縦方向である円周方向の攪拌力が強いため、さらに現像剤が圧縮されて強い圧密状態を作ることができる。したがって現像剤の摺擦が促進されトナーが帯電し、トナー飛散のない良好な画像形成を行うことができる。
In
条件12では、図10の(a−3)に示すように、最下流部に備える攪拌部材を5ピッチ分とした他は、条件11と同じである。この条件でも圧密部が形成されて現像剤の摺擦が促進されトナーが帯電し、トナー飛散のない良好な画像形成を行うことができる。
発明者らの検討の結果、本発明で示した剤レベルを維持した状態では、ストレスが強すぎて現像剤の劣化を早めるといった不具合もなく、また、現像側攪拌室87の現像剤が不足して現像剤担持ローラ69への汲み上げ不良が生じることもなく良好な画像形成が行えた。
The condition 12 is the same as the
As a result of the examination by the inventors, in the state where the agent level shown in the present invention is maintained, there is no problem that the stress is too strong and the deterioration of the developer is accelerated, and the developer in the developing
以上述べたのように、補給側攪拌室86で補給トナーの分散・帯電を促進することにより、従来のようにドクターブレード近傍でトナーを帯電させるために現像剤に強い負荷を与える必要がなくなる。現像剤への過剰な負荷を低減させることができれば、現像剤の劣化を抑制することができる。したがって初期的な地肌汚れ、トナー飛散だけではなく、長期間にわたって地肌汚れ、トナー飛散のない良好な画像形成が可能である。
As described above, by promoting the dispersion and charging of the replenishment toner in the replenishment-
11 剤離れ極
12 汲み上げ極
40 潜像担持体(感光体)
60 帯電装置
61 現像装置
66 補給側攪拌スクリュー
67 現像剤担持ローラ側攪拌スクリュー
68 トナー静電担持ローラ
68a A相電極
68b B相電極
69 現像剤担持体(現像剤担持ローラ)
75 トナー濃度センサ
77 現像剤規制部材
78 補給側攪拌室から現像側攪拌室への現像剤受け渡し部
79 現像側攪拌室から補給側攪拌室への現像剤受け渡し部
80 仕切り板
86 補給側攪拌室
87 現像側攪拌室
88 現像剤ガイド
90 現像剤
91 現像剤搬送方向
92 トナー補給口
93 板状部材
94 長手方向
95 スクリュー
96 スクリュー投影面外の現像剤
100 現像剤収容部(現像剤容器)
Point A トナー補給口
Point B 受け渡し部
11 Electrode separating electrode 12
60
75
Point A Toner supply point Point B Delivery section
Claims (14)
前記現像装置は、
現像によって消費されたトナーを補給するトナー補給口と、
トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内で現像剤を攪拌・帯電する攪拌・帯電手段と、
前記現像剤を磁力によって担持し、前記トナー静電担持ローラとの対向部へ搬送する現像剤担持体と、
を備える
ことを特徴とする現像装置。 In the developing device having a toner electrostatic carrying roller that floats the toner on the roller surface by electrostatic force and conveys the toner to the developing area as the roller rotates.
The developing device includes:
A toner replenishing port for replenishing toner consumed by development;
A developer accommodating portion for accommodating a two-component developer composed of toner and carrier;
Stirring and charging means for stirring and charging the developer in the developer container;
A developer carrying member that carries the developer by a magnetic force and conveys the developer to a portion facing the electrostatic toner carrying roller;
A developing device comprising:
前記現像装置は、前記トナー静電担持ローラ表面が、軸方向に延在した2相の微細な電極を周方向に交互に配したものであり、
前記電極に位相を180度ずらして周波数1〜5kHzの矩形の駆動パルス電圧を印加する
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
In the developing device, the surface of the electrostatic toner carrying roller is alternately arranged in the circumferential direction with two-phase fine electrodes extending in the axial direction.
A developing device characterized in that a rectangular driving pulse voltage having a frequency of 1 to 5 kHz is applied to the electrode by shifting the phase by 180 degrees.
前記現像装置は、前記現像剤担持体に交番電圧を印加して前記トナー静電担持ローラとの間に交番電界を発生させ、
前記現像剤担持体から前記トナー静電担持ローラにトナーを移動させる
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2,
The developing device applies an alternating voltage to the developer carrying member to generate an alternating electric field between the toner electrostatic carrying roller,
A developing device that moves toner from the developer carrying member to the electrostatic toner carrying roller.
前記現像装置は、前記現像剤担持体の内部に配置された複数の固定磁極が、現像スリーブ回転方向に対して、現像剤規制部材の下流から現像剤ガイド上流までの位置にのみ存在する
ことを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 1 to 3,
In the developing device, a plurality of fixed magnetic poles arranged inside the developer carrier are present only at positions from the downstream of the developer regulating member to the upstream of the developer guide with respect to the rotation direction of the developing sleeve. A developing device.
前記現像装置は、補給側攪拌室の断面形状がスクリューの外周に沿った円形状である区間が、現像剤搬送方向下流にあり、
かつ、前記区間内でのみ現像剤が攪拌室の壁面に360°接触している
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 4,
In the developing device, a section in which the cross-sectional shape of the replenishment side stirring chamber is a circular shape along the outer periphery of the screw is downstream in the developer transport direction,
The developing device is characterized in that the developer is in contact with the wall surface of the stirring chamber at 360 ° only within the section.
前記現像装置は、前記補給側攪拌室の断面形状がスクリューの外周に沿った円形状である区間の中で、現像剤が前記補給側攪拌室の壁面に360°接触している部分が、前記補給側攪拌室の下流端部を含む連続する区間であり、
その区間長は、前記現像剤担持体の現像剤を担持する部分の全長の10乃至40%である
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 5,
In the developing device, in the section where the cross-sectional shape of the replenishing side stirring chamber is a circular shape along the outer periphery of the screw, the portion where the developer is in contact with the wall surface of the replenishing side stirring chamber is 360 °. It is a continuous section including the downstream end of the replenishment side stirring chamber,
The section length is 10 to 40% of the total length of the portion of the developer carrying member carrying the developer.
前記現像装置は、前記補給側攪拌室の断面形状がスクリューの外周に沿った円形状である区間が、前記補給側攪拌室の下流端部を含む連続する区間であり、
その区間長は、現像剤が前記補給側攪拌室の壁面に360°接触している区間長よりも長い、
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 5 or 6,
In the developing device, a section in which the cross-sectional shape of the replenishing side stirring chamber is a circular shape along the outer periphery of the screw is a continuous section including a downstream end portion of the replenishing side stirring chamber.
The section length is longer than the section length where the developer is in contact with the wall surface of the replenishing side stirring chamber 360 °,
A developing device.
前記現像装置は、前記補給側攪拌室から現像側攪拌室へ現像剤が受け渡される開口部面積が、前記現像側攪拌室から前記補給側攪拌室へ現像剤が受け渡される開口部の面積の30%未満である
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 5 to 7,
The developing device has an opening area where the developer is transferred from the replenishing side agitating chamber to the developing side agitating chamber, and an opening area where the developer is transferred from the developing side agitating chamber to the replenishing side agitating chamber. A developing device characterized by being less than 30%.
前記現像装置は、前記補給側攪拌室のスクリュー形状が、上流では長手方向への搬送力が大きく、下流に行くほど相対的に円周方向への攪拌力が大きくなる形状である
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 5 to 8,
The developing device is characterized in that the screw shape of the replenishing side stirring chamber is such that the upstream conveying force is large in the longitudinal direction and the circumferential stirring force is relatively large toward the downstream. Developing device.
前記現像装置は、前記補給側攪拌室のスクリュー形状が、現像剤搬送方向の下流部に、スクリューの最外周に長手方向につながった板状部材が設けられている
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 9, wherein
The developing device is characterized in that the screw shape of the replenishing-side stirring chamber is provided with a plate-like member connected to the outermost periphery of the screw in the longitudinal direction at the downstream portion in the developer transport direction.
前記現像装置は、前記補給側攪拌室のスクリュー形状が、現像剤搬送方向の上流では下流よりもスクリューピッチが長い、
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 9 or 10,
In the developing device, the screw shape of the replenishment side stirring chamber has a screw pitch longer in the upstream in the developer transport direction than in the downstream,
A developing device.
請求項5乃至11のいずれか一つに記載の現像装置と、
潜像担持体、帯電装置、潜像担持体のクリーニング装置、の少なくとも1つ以上と、
を一体としたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 Process cartridge
A developing device according to any one of claims 5 to 11,
At least one of a latent image carrier, a charging device, and a latent image carrier cleaning device; and
Is a process cartridge that is integrated.
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