JP2009025370A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device used in an electrophotographic image forming apparatus.
従来の一成分トナーを用いた現像方式としては、接触現像方式と非接触現像方式が広く用いられている。そして、現像剤担持体としては、接触現像方式においては弾性体ローラが用いられ、非接触現像方式においては弾性体ローラ又は金属スリーブが用いられることが一般的である。 As a conventional developing method using a single component toner, a contact developing method and a non-contact developing method are widely used. As the developer carrying member, an elastic roller is generally used in the contact development method, and an elastic roller or a metal sleeve is generally used in the non-contact development method.
現像剤担持体上においては、現像剤のコート規制、及び、摩擦による帯電付与を目的として、現像剤担持体に当接する現像剤規制部材が設けられている。 On the developer carrying member, there is provided a developer regulating member that comes into contact with the developer carrying member for the purpose of regulating the coat of the developer and imparting electrification by friction.
現像剤規制部材としては、(1)片持ちタイプの板形状の現像剤規制部材、(2)両持ちタイプのシート状弾性部材による現像剤規制部材等が提案されている。 As the developer regulating member, (1) a cantilever type plate-shaped developer regulating member, (2) a developer regulating member using a both-end supported sheet-like elastic member, and the like are proposed.
<(1)片持ちタイプの板形状(片持ちのブレード形状)の現像剤規制部材を用いた現像方式>
図11は、非磁性1成分トナーを用いた接触現像方式を示したものであり、現像剤担持体には、誘電体層をもつ弾性体ローラが用いられている。現像剤担持体としての現像ローラ103への現像剤の供給は、現像ローラ103に接触して回転する供給ローラ105により行われる。供給ローラ105は、現像器内から現像剤を搬送して現像ローラ103に付着させると共に、感光体に移行せずに現像ローラ103に残った現像剤を一旦除去する機能も担っている。
<(1) Development Method Using a Cantilever-Type Plate-Shaped (Cantilever Blade-Shaped) Developer Restricting Member>
FIG. 11 shows a contact development method using non-magnetic one-component toner, and an elastic roller having a dielectric layer is used as a developer carrying member. The supply of the developer to the developing
現像ローラ103に付着した現像剤は、現像剤規制部材として片持ちタイプの板状規制部材104aにより、コート層規制及び摩擦帯電による電荷付与が行われる。ここで、現像剤規制部材は、現像ローラ103に接触する金属薄板、又は、表面に樹脂層を持つ金属薄板と、これを接着支持する支持板金とから構成される。
The developer adhering to the developing
一方、図12は、磁性1成分トナーを用いた非接触現像方式を示したものであり、現像剤担持体には、アルミ素管上に樹脂層をもつ現像スリーブ108が用いられている。現像スリーブ108への現像剤の供給は、現像スリーブ内部に設けられた固定式のマグネットローラ107により、磁力を利用して行われる。
On the other hand, FIG. 12 shows a non-contact developing method using a magnetic one-component toner, and a developing
ここで、現像スリーブ108に付着した現像剤のコート層規制及び摩擦帯電による電荷付与を行う現像剤規制部材としての片持ちタイプの板状規制部材104aは、現像スリーブ108に接触する板形状のゴムと、これを接着支持する支持板金とから構成される。
Here, a cantilever type plate-shaped regulating
現像剤担持体上において、コート規制及び電荷付与が行われた現像剤は、潜像担持体上に形成された静電潜像と、現像剤担持体に印加されたバイアスによる電位差により、潜像担持体上の潜像を現像する。 On the developer carrier, the developer that has been subjected to coat regulation and charge application is caused by the difference in potential between the electrostatic latent image formed on the latent image carrier and the bias applied to the developer carrier. The latent image on the carrier is developed.
<(2)両持ちタイプのシート状弾性部材による現像剤規制部材を用いた現像方式>
特許文献1により、上述した片持ちのブレード形状の現像剤規制部材の代わりに、シート状弾性部材を両端で支持し、支持部間で現像剤担持体に当接する方法が提案されている。図13に、両持ちタイプのシート状弾性部材による現像剤規制部材104を用いた現像装置について示す。
しかしながら、上記(1)のブレード形状の規制部材においては、トナーが規制部材と現像剤担持体により、短時間に摩擦帯電される必要がある。そのため、規制部材と現像剤担持体に当接してトナーのコート層規制及び摩擦帯電を行う場合、当接部のニップ幅が狭いため、現像剤担持体にかかる規制部材による圧力を高くする必要があった。しかし、規制部材による当接圧が高くなると、規制部材上にトナーの融着が起こりやすくなり、白筋等の発生により画質の低下が起こることが懸念されていた。 However, in the blade-shaped regulating member (1), the toner needs to be frictionally charged in a short time by the regulating member and the developer carrying member. Therefore, when the toner coating layer regulation and frictional charging are performed by contacting the regulating member and the developer carrier, the nip width of the abutting portion is narrow, and therefore it is necessary to increase the pressure by the regulating member on the developer carrier. there were. However, when the contact pressure by the regulating member becomes high, the toner is likely to be fused on the regulating member, and there is a concern that the image quality may deteriorate due to the occurrence of white streaks or the like.
これに対して、上記(2)の両持ちタイプのシート状弾性部材による規制部材においては、シート部に軟弾性体を用いることで当接部のニップ幅を広げ、当接圧が過度に高くなることを回避できる。しかしながら、軟弾性体ではニップ内の当接圧分布にムラが生じ、トナーのコート層規制及び摩擦帯電が不均一になってしまうことが懸念されていた。 On the other hand, in the regulating member using the two-end supported sheet-like elastic member (2), the nip width of the abutting portion is widened by using a soft elastic body for the sheet portion, and the abutting pressure is excessively high. Can be avoided. However, in the soft elastic body, there is a concern that the contact pressure distribution in the nip is uneven and the toner coating layer regulation and frictional charging become non-uniform.
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、白筋等の画質低下を回避しつつ、安定したトナーのコート層規制及び摩擦帯電が可能な現像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a developing device capable of stable toner coat layer regulation and triboelectric charging while avoiding image quality degradation such as white streaks. To do.
上記目的を達成するために本発明にあっては、
回転可能な現像剤担持体の表面に当接するように設けられ、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材を有する現像装置において、
前記現像剤層厚規制部材は、
前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って前記現像剤担持体の表面に当接するシート状弾性部材と、
前記現像剤担持体と前記シート状弾性部材との当接部に対して、前記現像剤担持体の回転方向上流側及び下流側にそれぞれ設けられ、前記シート状弾性部材を支持する2つの支持部材と、
を有し、
前記シート状弾性部材が前記現像剤担持体に当接しない前記現像剤層厚規制部材単体の状態とした場合、前記シート状弾性部材は張力が作用している状態で前記2つの支持部材により支持されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
In a developing device having a developer layer thickness regulating member that is provided so as to contact the surface of a rotatable developer carrier and regulates the layer thickness of the developer carried on the developer carrier.
The developer layer thickness regulating member is
A sheet-like elastic member that comes into contact with the surface of the developer carrier along the rotation axis direction of the developer carrier;
Two support members that are provided on the upstream side and the downstream side, respectively, in the rotation direction of the developer carrier with respect to the contact portion between the developer carrier and the sheet-like elastic member, and support the sheet-like elastic member When,
Have
When the developer layer thickness regulating member is in a state where the sheet-like elastic member is not in contact with the developer carrier, the sheet-like elastic member is supported by the two support members in a state where a tension is applied. It is characterized by being.
本発明によれば、白筋等の画質低下を回避しつつ、安定したトナーのコート層規制及び摩擦帯電が可能な現像装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a developing device capable of stable toner layer regulation and frictional charging while avoiding image quality degradation such as white streaks.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.
[実施形態1]
図2は、実施形態1における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment.
本実施形態の画像形成装置は、電子写真プロセス利用のフルカラーレーザプリンタである。本実施形態の画像形成装置は、画像形成装置本体A、及び、これに着脱自在なプロセ
スカートリッジBにより構成されている。プロセスカートリッジBは、帯電装置、現像装置D、クリーニング装置、及び、像担持体としての感光体ドラム1等が一体となって構成されている。
The image forming apparatus of the present embodiment is a full color laser printer using an electrophotographic process. The image forming apparatus according to the present embodiment includes an image forming apparatus main body A and a process cartridge B that is detachably attached to the image forming apparatus main body A. The process cartridge B includes a charging device, a developing device D, a cleaning device, a
プロセスカートリッジB(By,Bm,Bc,Bk)は、イエロー、マゼンダ、シアン、黒色の各色に対して設けられている。そして、これらが4連に並べられ、各色のプロセスカートリッジでそれぞれ感光体ドラム1上に形成された現像剤による像を、転写装置の中間転写ベルト20上に転写することでフルカラー画像が形成される。その後、記録材への転写工程、及び、定着工程を経て画像が形成されるものである。
The process cartridge B (By, Bm, Bc, Bk) is provided for each color of yellow, magenta, cyan, and black. These are arranged in quadruplicate, and a full color image is formed by transferring an image of the developer formed on the
ここで、本実施形態において、現像剤は、各色共に、平均粒径6.0μmの非磁性1成分トナーが使用されている。なお、プロセスカートリッジの詳細については後述する。 Here, in this embodiment, as the developer, non-magnetic one-component toner having an average particle diameter of 6.0 μm is used for each color. Details of the process cartridge will be described later.
各色のプロセスカートリッジにより、感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト20を挟んで、各色の感光体ドラム1の対向位置に設けられた1次転写ローラ22y,22m,22c,22kにより、中間転写ベルト20上に転写される。そして、中間転写ベルト20上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト20の移動方向下流側に設けられた2次転写ローラ23により、一括して記録材上に転写される。なお、中間転写ベルト上の未転写トナーは、中間転写ベルトクリーナ21によって回収される。
The toner images formed on the
記録材Pは画像形成装置本体Aの下部のカセット24内に積載されており、画像形成動作の要求とともに給送ローラ25により搬送され、2次転写ローラ23による転写位置において、中間転写ベルト20上に形成されたトナー像が転写される。
The recording material P is stacked in a
その後、定着ユニット26により記録材上のトナー像は記録材に加熱定着され、排出部27を経て画像形成装置本体Aの外部に排出される。
Thereafter, the toner image on the recording material is heated and fixed on the recording material by the
本実施形態の画像形成装置においては、各4色のプロセスカートリッジ等を収納する上部のユニットと、転写ユニットや記録材等を収納する下部のユニットとは分離可能になっている。これにより、記録材の詰まり等のジャム発生時や、プロセスカートリッジの交換時において、上下のユニットを分離することで、ジャム処理やカートリッジ交換作業を容易に行うことができる。 In the image forming apparatus according to the present embodiment, the upper unit that stores the process cartridges of the four colors and the lower unit that stores the transfer unit, the recording material, and the like are separable. As a result, when a jam such as a jam of a recording material occurs or when a process cartridge is replaced, the upper and lower units are separated, so that jam processing and cartridge replacement can be easily performed.
次に、プロセスカートリッジBの構成について述べる。 Next, the configuration of the process cartridge B will be described.
図3は、一方向に並列に配置された4つのプロセスカートリッジBy,Bm,Bc,Bkのうち1つのプロセスカートリッジBについて、その概略構成を示す断面図である。なお、4つのプロセスカートリッジBy,Bm,Bc,Bkの構成は、本質的にはすべて同じである。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of one process cartridge B among the four process cartridges By, Bm, Bc, Bk arranged in parallel in one direction. The configuration of the four process cartridges By, Bm, Bc, Bk is essentially the same.
画像形成プロセス(画像形成動作)の中心となる感光体ドラム1には、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層が順にコーティングされた有機感光体ドラムが用いられている。画像形成プロセスにおいて、感光体ドラム1は所定の速度で図3において矢印a方向へ駆動される。
An organic photoreceptor in which an outer peripheral surface of an aluminum cylinder is coated with an undercoat layer, a carrier generation layer, and a carrier transfer layer, which are functional films, in this order on the
帯電装置としての帯電ローラ2は、導電性ゴムのローラ部が感光体ドラム1に加圧接触されることにより、図3における矢印b方向に従動回転する。ここで、帯電ローラ2の芯金には、帯電工程として、感光体ドラム1に対して−1100Vの直流電圧が印加されており、これにより誘起された電荷によって、感光体ドラム1の表面電位は、−550Vとなる一様な暗部電位(Vd)が形成される。
The charging
この一様な表面電荷分布面に対して、スキャナユニット10により、画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、図3において矢印Lで示されるように感光体ドラム1を露光する。感光体ドラム1において露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Vl=−100V、未露光部位は暗部電位Vd=−550Vの静電潜像が、感光体ドラム1上に形成される。
The spot pattern of the laser light emitted by the
感光体ドラム1上に形成された静電潜像は、回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ3上に形成され、所定のコート量及び電荷量のトナーコート層を有する現像装置Dの現像作用により現像される。現像装置Dの構成については、後述する。
The electrostatic latent image formed on the
現像ローラ3は、感光体ドラム1に接触しながら、感光体ドラム1の回転方向に対して順方向(図3において矢印c方向)に回転する。現像ローラ3には、画像形成工程時にDCバイアス=−350Vが印加されている。そして、現像ローラ3上の摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーは、感光体ドラム1に接触する現像部において、その電位差により、明部電位部にのみ飛翔することで、静電潜像が実像化される。
The developing
各プロセスカートリッジBの感光体ドラム1に接触する中間転写ベルト20は、感光体ドラム1に対向した1次転写ローラ22y,22m,22c,22kにより感光体ドラム1に加圧されている。また、1次転写ローラ22y,22m,22c,22kには直流電圧が印加されており、感光体ドラム1との間で電界が形成されている。
The
これにより、感光体ドラム1上で実像化されたトナー像は、前記の加圧接触する転写領域において、電界の力を受けて感光体ドラム1上から中間転写ベルト20上に転写される。
As a result, the toner image formed on the
一方、感光体ドラム1上で中間転写ベルト20に転写されずに残った未転写トナーは、クリーニング装置Cに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード6により、ドラム表面から掻き落とされ、クリーニング装置C(クリーニング容器)内に収納される。
On the other hand, the untransferred toner remaining on the
図4は、現像装置Dの概略断面図である。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the developing device D.
現像装置Dは、現像ローラ3、供給ローラ5、規制部材4、現像剤t、及び、これらを収納する現像容器などから構成される。規制部材4は、本実施形態の特徴的な構成であって、シート状弾性部材が支持部材で両端支持されることにより現像ローラ3の表面に当接するように構成されるもので、現像ローラ3上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材に相当する。
The developing device D includes a developing
現像ローラ3には、外径φ6mmの芯金に導電性の弾性層3mmが形成されたφ12mmの弾性ローラが用いられており、前記弾性層には体積抵抗値106Ωmのシリコーンゴムが用いられている。なお、前記弾性ローラ表層には現像剤への電荷付与機能を持つコート層等を設けるようにしてもよい。本実施形態では、感光体ドラム1に安定して弾性接触させるために、弾性層の硬度をJIS−Aで45°、また、所定のトナーコート量を得るために表面粗さRzを6μmとした現像ローラ3を用いた。
The developing
供給ローラ5には、外径φ8mmの芯金上に体積抵抗値1014Ωcmの絶縁性ウレタンスポンジゴムの弾性層4mmが形成された、外径φ16mmの弾性スポンジローラが用いられている。
The
現像ローラ3は、感光体ドラム1に接触しながら、感光体ドラム1の回転方向に対して順方向(図4に矢印cで示す方向)に回転している。また、供給ローラ5は、現像ローラ3に接触しながら、現像ローラ3の回転方向と逆方向(図4に矢印dで示す方向)に回転している。
The developing
供給ローラ5は、現像容器内の非磁性一成分トナーである現像剤tを付着させ、現像ローラ3との接触部に搬送し、現像ローラ3に現像剤tを供給する機能を有する。さらに、供給ローラ5は、現像ローラ3上において、現像部で現像されずに残ったトナーを、現像ローラ3上から剥ぎ取り、現像容器内に回収する機能を有する。
The
供給ローラ5から現像ローラ3上に供給された非磁性一成分トナーは、現像ローラ3と規制部材4との当接面を通過する際、摩擦帯電により帯電されると共に、コート層厚の規制を受け、所定の帯電量、及び、コート層厚を持つトナーコート層が形成される。
When the non-magnetic one-component toner supplied from the
[実施形態2]
図5は、実施形態2における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。なお、実施形態1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the image forming apparatus according to the second embodiment. In addition, about the component similar to
本実施形態の画像形成装置は、電子写真プロセス利用のモノクロレーザプリンタであり、画像形成装置本体A、及び、これに着脱自在なプロセスカートリッジBにより構成されている。プロセスカートリッジBは、帯電装置、現像装置D、クリーニング装置、及び、像担持体としての感光体ドラム1等が一体となって構成されている。
The image forming apparatus according to the present embodiment is a monochrome laser printer using an electrophotographic process, and includes an image forming apparatus main body A and a process cartridge B that is detachable from the main body. The process cartridge B includes a charging device, a developing device D, a cleaning device, a
そして、プロセスカートリッジBの感光体ドラム1上に形成されたトナー像を、記録材へ転写させた後、定着させることにより、記録材に画像を形成するものである。ここで、現像剤は平均粒径6.0μmの磁性1成分トナーが使用されている。なお、プロセスカートリッジの詳細については後述する。
The toner image formed on the
記録材Pは画像形成装置本体Aの下部のカセット24内に積載されており、画像形成動作の要求とともに給送ローラ25により搬送され、転写ローラ28と感光体ドラム1とのニップ部(転写領域)において、感光体ドラム1上に形成されたトナー像が転写される。
The recording material P is stacked in a
その後、定着ユニット26により記録材上のトナー像は記録材に加熱定着され、排出部27を経て画像形成装置本体Aの外部に排出される。
Thereafter, the toner image on the recording material is heated and fixed on the recording material by the fixing
次に、プロセスカートリッジBの構成について述べる。 Next, the configuration of the process cartridge B will be described.
画像形成プロセスの中心となる感光体ドラム1は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層が順にコーティングされた有機感光体ドラムが用いられている。画像形成プロセスにおいて、感光体ドラム1は所定の速度で画像形成装置により図5において矢印a方向へ駆動される。
As the
帯電装置としての帯電ローラ2は、導電性ゴムのローラ部が感光体ドラム1に加圧接触されることにより、図5における矢印b方向に従動回転する。ここで、帯電ローラ2の芯金には、帯電工程として、感光体ドラム1に対して−1100Vの直流電圧が印加されており、これにより誘起された電荷によって、感光体ドラム1の表面電位は、−550Vとなる一様な暗部電位(Vd)が形成される。
The charging
この一様な表面電荷分布面に対して、スキャナユニット10により、画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、図5において矢印Lで示されるように感
光体ドラム1を露光する。感光体ドラム1において露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Vl=−100V、未露光部位は暗部電位Vd=−550Vの静電潜像が、感光体ドラム1上に形成される。
A spot pattern of laser light emitted by the
感光体ドラム1上に形成された静電潜像は、回転可能な現像剤担持体としての現像スリーブ8上に形成され、所定のコート量及び電荷量のトナーコート層を有する現像装置Dの現像作用により現像される。現像装置Dの構成については、後述する。
The electrostatic latent image formed on the
現像スリーブ8は、感光体ドラム1との間に、最近接部において280μmのギャップが保たれており、感光体ドラム1の回転方向に対して順方向(図5において矢印c方向)に回転する。現像スリーブ8には、画像形成工程時にDCバイアス=−350Vと、周波数f=2200HzのACバイアス=1400Vppの矩形波が印加されている。
The developing
現像スリーブ8上で摩擦帯電によりマイナスに帯電された磁性トナーは、現像スリーブに印加されたACバイアスにより、感光体ドラム1と現像スリーブ8が近接する現像部で、その間を往復運動する。そして、磁性トナーが、感光体ドラム1上に形成された静電潜像の電位と、現像スリーブに印加されたバイアスによる電位との関係により、明部電位部にのみ飛翔することで、静電潜像が実像化される。
The magnetic toner, which is negatively charged by frictional charging on the developing
なお、現像スリーブに内包された固定のマグネットローラには、現像容器内及び現像部付近に磁極が設けられており、本実施形態においては、現像部付近の磁極の磁力を、現像スリーブ表面で800Gにしている。このことで、上述した電位設定で制御できないような、不適当な電荷を持ったトナーが、誤ってVd部に飛翔することを抑えている。 The fixed magnet roller included in the developing sleeve is provided with a magnetic pole in the developing container and in the vicinity of the developing portion. In this embodiment, the magnetic force of the magnetic pole in the vicinity of the developing portion is set to 800 G on the surface of the developing sleeve. I have to. Thus, it is possible to prevent the toner having an inappropriate charge that cannot be controlled by the above-described potential setting from erroneously flying to the Vd portion.
感光体ドラム1に接触する転写ローラ28には直流電圧が印加されており、感光体ドラム1との間で電界が形成されている。これにより、感光体ドラム1上で実像化されたトナー像は、感光体ドラム1と転写ローラ28とが加圧接触する転写領域において、電界の力を受けて感光体ドラム1上から記録材に転写される。
A DC voltage is applied to the
一方、感光体ドラム1上で記録材に転写されずに残った未転写トナーは、クリーニング装置Cに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレードにより、ドラム表面から掻き落とされ、クリーニング装置C(クリーニング容器)内に収納される。
On the other hand, untransferred toner remaining on the
図6は、現像装置Dの概略断面図である。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the developing device D.
現像装置Dは、固定のマグネットローラ7を内包した現像スリーブ8、規制部材4、現像剤t、及び、これらを収納する現像容器などから構成される。規制部材4は、本実施形態の特徴的な構成であって、シート状弾性部材が支持部材で両端支持されることにより現像スリーブ8の表面に当接するように構成されるもので、現像スリーブ8上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材に相当する。
The developing device D includes a developing
現像スリーブ8には、導電性樹脂をコートしたφ12mmの金属スリーブが用いられており、現像スリーブ8内部には所定の磁極配置を持った固定のマグネットローラ7が設けられている。現像容器内の磁性トナーは、マグネットローラ7の磁力により、現像スリーブ8表面に引き寄せられる。
The developing
現像スリーブ8表面に付着した磁性トナーは、現像スリーブ8の回転により搬送され、現像スリーブ8と規制部材4との当接面を通過する際、摩擦帯電により帯電される。さらに、磁性トナーは、コート層厚の規制を受け、所定の帯電量、及び、コート層厚を持つト
ナーコート層が形成される。
The magnetic toner adhering to the surface of the developing
以下に、本発明の特徴的な構成である、シート状弾性部材が支持部材で両端支持されることにより構成される規制部材4を、上述した実施形態の画像形成装置に適用した実施例について述べる。なお、上述した実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付している。
Hereinafter, an example in which the regulating
[実施例1]
図1は、実施例1の規制部材4を示す概略断面図である。
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a regulating
本実施例は、実施形態1の画像形成装置において、図1に示すように、シート状弾性部材4aを支持部材4bにて両端支持した規制部材4を用いたものである。ここで、支持部材4bは、現像ローラ3とシート状弾性部材4aとの当接部9に対して、現像ローラ3の回転方向上流側及び下流側にそれぞれ設けられ、シート状弾性部材4aを支持している。また、現像ローラ3の回転軸方向に沿ってシート状弾性部材4aが現像ローラ3の表面に当接することにより当接部9が構成されている。
In this example, as shown in FIG. 1, the image forming apparatus of
シート状弾性部材4aは、ゴム製であることが好適であり、本実施例においては、JIS−A硬度65度、厚さ0.5mmのシート形状のウレタンゴムにより構成されている。そして、シート状弾性部材4aのうち現像ローラ3回転方向に沿う両端部は、断面略コの字形状の支持部材4bの外壁に接着により固定されている。
The sheet-like
そして、現像装置Dが組立てられる前の状態であって、規制部材4(シート状弾性部材4a)が現像ローラ3と当接する前の状態において、シート状弾性部材4aは張力が作用した状態で断面略コの字形状の支持部材4bの両支持部間で支持される。シート状弾性部材4aは、この状態で現像ローラ3へと当接される。以下、このときの規制部材4と現像ローラ3との距離を「進入(侵入)量」という。ここで、規制部材4は、シート状弾性部材4aが現像ローラ3に当接しない状態(規制部材4単体(現像剤層厚規制部材単体)の状態)とした場合、シート状弾性部材4aは張力が作用している状態で支持部材4bの両支持部間で支持されることとなる。
Then, in a state before the developing device D is assembled and before the regulating member 4 (sheet-like
張力の規定に際しては、シート状弾性部材4aを支持する支持部間(断面略コの字形状の支持部材4bの両支持部間)において自然長に対する引張歪みが30%となるようにしている。
In defining the tension, the tensile strain relative to the natural length is 30% between the support portions that support the sheet-like
この当接状態では、シート状弾性部材4aと現像ローラ3との当接に伴う抗力が適度に発生し、当接ニップ内での圧力を過度に高くせず、ニップ幅を広く、且つ当接圧分布を均一にできるため、安定したトナーのコート層規制及び摩擦帯電が可能となる。
In this contact state, a drag force accompanying the contact between the sheet-like
ここで、本実施例と比較例との当接圧分布について、有限要素法にて計算した結果を図7に示す。 Here, FIG. 7 shows the result calculated by the finite element method for the contact pressure distribution between the present example and the comparative example.
比較例としては、片持ちタイプの板形状規制部材、及び両持ちタイプのシート状規制部材を用いた。図10(a)は、片持ちタイプの板状規制部材104aを用いた場合を示し、図10(b)は、両持ちタイプのシート状規制部材104bを用いた場合を示している。
As a comparative example, a cantilever type plate shape restricting member and a double supported sheet shape restricting member were used. FIG. 10A shows a case where a cantilever type plate-
図7からわかるように、本実施例ではニップ幅を広く、且つ当接圧分布を均一に設定することができる。進入量を変化させた場合でも、ニップ幅は広く、当接圧分布も均一にできている。 As can be seen from FIG. 7, in this embodiment, the nip width can be widened and the contact pressure distribution can be set uniformly. Even when the amount of entry is changed, the nip width is wide and the contact pressure distribution is uniform.
これに対して、片持ちタイプの板状規制部材104aでは、ニップ幅を本実施例と同等に維持するために進入量を増すと、ニップ内最大圧力が過大になり過ぎてしまい、トナー融着を引き起こしてしまうことが懸念される。また、トナーニップ内最大圧力を本実施例と同等に維持するために進入量を減らすと、ニップ幅が狭くなってしまい、トナー帯電不良を引き起こしてしまうことが懸念される。
On the other hand, in the cantilever type plate-shaped
両持ちタイプのシート状規制部材104bでは、ニップ幅を本実施例と同等に維持するために進入量を増すと、当接圧分布が不均一になってしまい、トナーコート層が不均一になってしまう。当接圧分布を均一にしようとすると、十分な圧力が得られず、ニップ幅も狭くなってしまう。
In the double-sided sheet-
次に、本実施例における自然長に対する引張歪みの適正値を決定するため、有限要素法を用いて引張歪みと当接状態との関係を検討した。 Next, in order to determine an appropriate value of the tensile strain with respect to the natural length in this example, the relationship between the tensile strain and the contact state was examined using a finite element method.
図8は本実施例の構成において、シート状弾性部材4aの歪みを10%〜30%の範囲で規定したときの当接圧分布を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the contact pressure distribution when the strain of the sheet-like
このグラフから、歪みが15%以下では圧力が不均一になってしまうことが懸念される。よって、シート状弾性部材4aは、現像ローラ3との当接前の状態において、自然長に対する引張歪みが20%以上生じた状態にあることが望ましい。
From this graph, there is a concern that the pressure becomes non-uniform when the strain is 15% or less. Therefore, it is desirable that the sheet-like
以上のように、本実施例では当接部9内での圧力を過度に高くせず、ニップ幅を広く、且つ当接圧分布を均一に設定することができる。当接部9において過度に圧力が高くならないことにより、規制部材4(シート状弾性部材4a)においてトナーの融着の発生を抑制することができ、白筋等の画質低下を回避することが可能となる。また、当接部9の幅が広く、当接圧分布も均一となることにより、安定したトナーのコート層規制及び摩擦帯電が可能な現像装置を提供することが可能となる。
As described above, in this embodiment, the pressure in the
[実施例2]
図9は、実施例2の規制部材4を示す概略図であり、同図(a)は断面図、同図(b)は斜視図である。
[Example 2]
FIG. 9 is a schematic view showing the regulating
本実施例では、シート状弾性部材として、実施例1のシート状弾性部材4aに対してシームレスな円筒状(無端状)に形成された円筒状弾性部材4dが用いられている。
In this embodiment, a cylindrical
また、本実施例において、円筒状弾性部材4dを支持する支持部材は、実施例1の支持部材4bに対し、当接部9を挟むようにして所定の間隔を設けて並列に配置された2つの円柱状支持部材4eにより構成されている。2つの円柱状支持部材4eは、円筒状弾性部材4dの内面(内周側)に配置されるものであって、図示しない保持部材により移動可能な状態で保持されている。2つの円柱状支持部材4eのうち少なくとも1つを移動させることにより、円筒状弾性部材4dの周長が変更可能(調整可能)となり、これにより、円筒状弾性部材4dに作用する張力を調整することができる。
Further, in this embodiment, the support member that supports the cylindrical
そして、現像装置Dが組立てられる前の状態であって、規制部材4(円筒状弾性部材4d)が現像ローラ3と当接する前の状態において、円筒状弾性部材4dに張力が作用するように2つの円柱状支持部材4eの間隔が調整され、保持部材により保持される。円筒状弾性部材4dは、この状態で現像ローラ3へと当接される。このとき、円筒状弾性部材4dは円柱状支持部材4eに接着されている必要はない。
In a state before the developing device D is assembled and before the regulating member 4 (cylindrical
本実施例においても、円筒状弾性部材4dと現像ローラ3との当接に伴う抗力が適度に発生し、当接ニップ内での圧力を過度に高くせず、ニップ幅を広く、且つ当接圧分布を均一にできるため、安定したトナーのコート層規制及び摩擦帯電が可能となる。
Also in this embodiment, a drag force accompanying the contact between the cylindrical
さらには、円筒状弾性部材4dを円柱状支持部材4eに接着する必要がないため剥がれ等の心配がなく、経時変化に対する安定性も有している。
Furthermore, since there is no need to bond the cylindrical
なお、本実施例では、現像装置Dが組立てられる前の状態であって、規制部材4が現像ローラ3と当接する前の状態において、円筒状弾性部材4dに張力が作用するように2つの円柱状支持部材4eの間隔が調整されるものであったが、これに限るものではない。円筒状弾性部材4dに張力が作用するような間隔を予め設定(導出)しておくことにより、規制部材4と現像ローラ3とが当接した後、予め設定された間隔に2つの円柱状支持部材4eを配置(移動)してもよい。このように、規制部材4は、シート状弾性部材4aが現像ローラ3に当接しない状態(規制部材4単体の状態)とした場合、シート状弾性部材4aは張力が作用している状態で円筒状弾性部材4dで支持されるものであればよい。
In the present embodiment, in a state before the developing device D is assembled and before the regulating
また、本実施例では、円筒状弾性部材4dを支持する支持部材として、円柱状支持部材4eを2つ用いているが、これに限るものではない。すなわち、円筒状弾性部材4dを支持する支持部材としては、当接部9に対して現像ローラ3の回転方向上流側及び下流側に設けられた2つの支持部材を含んで複数設けられるものであればよい。そして、複数の支持部材のうち少なくとも1つが移動可能に設けられることで、円筒状弾性部材4dの周長を変更して、円筒状弾性部材4dに作用する張力を調整することができる構成であればよい。
In this embodiment, two
上述した実施例1,2においては、規制部材4を実施形態1の画像形成装置に適用した場合について説明したが、実施形態2の画像形成装置に対しても、同様に適用することができる。
In Examples 1 and 2 described above, the case where the regulating
D 現像装置
3 現像ローラ
4 規制部材
4a シート状弾性部材
4b 支持部材
4d 円筒状弾性部材
4e 円柱状支持部材
8 現像スリーブ
9 当接部
Claims (8)
前記現像剤層厚規制部材は、
前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って前記現像剤担持体の表面に当接するシート状弾性部材と、
前記現像剤担持体と前記シート状弾性部材との当接部に対して、前記現像剤担持体の回転方向上流側及び下流側にそれぞれ設けられ、前記シート状弾性部材を支持する2つの支持部材と、
を有し、
前記シート状弾性部材が前記現像剤担持体に当接しない前記現像剤層厚規制部材単体の状態とした場合、前記シート状弾性部材は張力が作用している状態で前記2つの支持部材により支持されていることを特徴とする現像装置。 In a developing device having a developer layer thickness regulating member that is provided so as to contact the surface of a rotatable developer carrier and regulates the layer thickness of the developer carried on the developer carrier.
The developer layer thickness regulating member is
A sheet-like elastic member that comes into contact with the surface of the developer carrier along the rotation axis direction of the developer carrier;
Two support members that are provided on the upstream side and the downstream side, respectively, in the rotation direction of the developer carrier with respect to the contact portion between the developer carrier and the sheet-like elastic member, and support the sheet-like elastic member When,
Have
When the developer layer thickness regulating member is in a state where the sheet-like elastic member is not in contact with the developer carrier, the sheet-like elastic member is supported by the two support members in a state where a tension is applied. A developing device.
前記2つの支持部材は、無端状に設けられた前記シート状弾性部材の内周側に設けられることにより、前記シート状弾性部材を支持することを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。 The sheet-like elastic member is provided endlessly,
3. The development according to claim 1, wherein the two support members support the sheet-like elastic member by being provided on an inner circumferential side of the sheet-like elastic member provided endlessly. apparatus.
前記複数の支持部材のうち少なくとも1つの支持部材を移動可能に保持する保持手段が設けられ、
前記保持手段により移動可能に保持されている支持部材の移動により、前記シート状弾性部材の周長が変更可能に構成されることを特徴とする請求項3に記載の現像装置。 A plurality of support members including the two support members are provided on the inner peripheral side of the sheet-like elastic member provided endlessly,
A holding means for holding at least one of the plurality of support members so as to be movable is provided,
The developing device according to claim 3, wherein the peripheral length of the sheet-like elastic member is configured to be changeable by movement of a support member that is movably held by the holding unit.
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