JP2010181566A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二本の現像ローラを有する現像装置、この現像装置を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device having two developing rollers and an image forming apparatus having the developing device.
電子写真方式のプリンタ、複写機等の画像形成装置では、一方向に回転する感光体と呼ばれる像担持体上に、画像形成領域を所定電位とし非画像形成領域を所定電位以外の電位として静電潜像を形成する。感光体上に形成された静電潜像は、現像装置から供給されるトナーと呼ばれる像可視化剤により可視像とされる。画像形成装置は、この可視像を記録紙上に印刷する。 In an image forming apparatus such as an electrophotographic printer or copying machine, an image forming area is set to a predetermined potential and a non-image forming area is set to a potential other than the predetermined potential on an image carrier called a photosensitive member rotating in one direction. A latent image is formed. The electrostatic latent image formed on the photoconductor is made visible by an image visualization agent called toner supplied from the developing device. The image forming apparatus prints this visible image on a recording sheet.
従来、この電子写真方式に適用される現像装置では、例えば像可視化剤であるトナーをキャリアと呼ばれる磁性粉体である運搬剤に付着させた2成分現像剤を用いるものがある(特許文献1)。特許文献1に開示された現像装置では、2本の現像ローラが感光体に対向して設置されており、感光体回転方向の下流に位置する現像ローラは感光体の回転に対して順回転し、感光体回転方向の上流に位置する現像ローラは感光体の回転に対して逆回転する。そして特許文献1に開示された現像装置は、現像ローラが隣接する中央位置にドクタブレ−ドと呼ばれる現像剤の流量を規制するための流量規制部材を有する構成(以下、噴水構成)をである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a developing device applied to this electrophotographic system uses a two-component developer in which, for example, a toner as an image visualization agent is attached to a carrier as a magnetic powder called a carrier (Patent Document 1). . In the developing device disclosed in
従来の現像装置では、印刷動作によって現像剤中のトナーのみが消費されるため、現像装置内において、現像剤中のトナーの重量比で定義されるトナー濃度が減少する。そこで従来の現像装置では、現像剤のトナー重量比を均一化するためにトナー貯留供給機構から現像装置の内部にトナーが供給される。 In the conventional developing device, only the toner in the developer is consumed by the printing operation, so that the toner concentration defined by the weight ratio of the toner in the developer is reduced in the developing device. Therefore, in the conventional developing device, the toner is supplied from the toner storing and supplying mechanism into the developing device in order to make the toner weight ratio of the developer uniform.
トナーが供給された現像剤は、混合攪拌部材である一対の螺旋状スクリュー部材の回転軸方向に周回することで攪拌搬送され、スクリューの軸方向にある現像剤のトナー重量比を均一化される。混合攪拌された現像剤は、混合攪拌部材から現像剤を搬送する搬送部材を経由して現像ローラに導かれ、ドクタブレ−ドでそれぞれの現像ローラに分流される。そして混合攪拌された現像剤は、感光体と接触する位置で感光体上の画像形成部にトナーを供給して、可視画像形成を行う。 The developer supplied with the toner is agitated and conveyed by rotating in the direction of the rotation axis of a pair of spiral screw members that are mixing and agitating members, and the toner weight ratio of the developer in the axial direction of the screw is made uniform. . The mixed and agitated developer is guided from the mixing and agitating member to a developing roller via a conveying member that conveys the developer, and is divided into each developing roller by a doctor blade. Then, the developer that has been mixed and agitated is supplied with toner to an image forming portion on the photosensitive member at a position where it contacts the photosensitive member, thereby forming a visible image.
特許文献1では、混合攪拌部材での攪拌不良によって発生する背景部が黒ずんだ画像、所謂、背景かぶりにより、画像品質が著しく劣化する問題を解決する方法として、現像ローラから螺旋状スクリュー部に戻る現像剤の一部のみを螺旋状スクリュー部の現像剤と交換し、再び搬送部材を経て現像ローラに戻す方法が開示されている。また特許文献1記載には、交換比率を定義し、交換比率を小さく調整する方法が開示されている。尚交換比率とは、現像ローラから螺旋状スクリューに戻す現像剤流量に対する螺旋状スクリュー部の現像剤と交換される流量の比率である。
In
特許文献2には、2本の現像ローラのうち、感光体回転方向の上流に位置する現像ローラ上の現像剤を、搬送部材に隣接するスクリュー部材より遠い側のスクリュー部材側に戻す構成の現像装置が開示されている。また引用文献2には、更に1対の螺旋状スクリュー部材間の障壁がない構成と共に図示されている。
上記従来の技術では、印字率100%の画像を連続して印刷し続けると、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度が低下してしまう。 In the above conventional technique, if an image having a printing rate of 100% is continuously printed, the toner concentration of the developer supplied to the developing roller is lowered.
例えば交換比率を小さくすると、螺旋状スクリュー部において所定のトナー濃度に調整された現像剤が現像ローラ部に供給され難くなるため、現像ローラから搬送部材を経て、再び現像ローラを周回する連れ周りの現像剤量が増加する。このため現像ローラでのトナー消費量が増加すると、連れ周り現像剤のトナー濃度は低下することになる。 For example, if the replacement ratio is reduced, the developer adjusted to a predetermined toner density in the spiral screw portion becomes difficult to be supplied to the developing roller portion. Therefore, the developing roller passes through the conveying member, and again rotates around the developing roller. Developer amount increases. For this reason, when the toner consumption amount at the developing roller increases, the toner concentration of the accompanying developer decreases.
また、交換比率に従って交換されて螺旋状スクリューに戻された現像剤は、螺旋状スクリューの回転に伴って回転軸方向に搬送されながら、順次搬送部材側の現像剤との交換が行われる。よって螺旋状スクリューの搬送方向の上流側から下流側にかけて、搬送される現像剤のトナー濃度が低下する。このため、現像ローラにおけるトナー消費量が増大すると、螺旋状スクリューの搬送方向の上流側のトナー濃度と下流側のトナー濃度との差が規定のトナー濃度差を越えてしまい、軸方向の画像濃度差が生じる。また、1段目の現像ローラの戻り現像剤を搬送部材に隣接する螺旋状スクリュー部材に戻してしまうと、螺旋状スクリューを周回すべき現像剤の必要流量が膨大になってしまう。 Further, the developer exchanged according to the exchange ratio and returned to the helical screw is sequentially exchanged with the developer on the conveying member side while being conveyed in the direction of the rotation axis as the helical screw rotates. Therefore, the toner density of the developer conveyed decreases from the upstream side to the downstream side in the conveyance direction of the spiral screw. For this reason, when the toner consumption amount in the developing roller increases, the difference between the upstream toner density and the downstream toner density in the conveying direction of the spiral screw exceeds the specified toner density difference, and the axial image density is increased. There is a difference. Moreover, if the return developer of the first-stage developing roller is returned to the spiral screw member adjacent to the conveying member, the required flow rate of the developer that should go around the spiral screw becomes enormous.
また更に、1段目の現像ローラの戻り現像剤を搬送部材に隣接しない螺旋状スクリュー部材側に戻すような構成であっても、1対のスクリュー部材の両者を搬送される現像剤が自由に授受される構成の場合には、新規にトナー供給を受けた現像剤が、搬送部材と隣接しないスクリュー部材の回転軸方向への搬送において充分な攪拌されず、そのまま搬送部材と隣接するスクリュー部材側に流れ込み、攪拌不良の現像剤による背景かぶりを引き起こす。 Furthermore, even when the developer returned from the first-stage developing roller is returned to the spiral screw member that is not adjacent to the conveying member, the developer conveyed by both of the pair of screw members is free. In the case of a configuration to be transferred, the developer newly supplied with toner is not sufficiently agitated in the conveyance in the rotation axis direction of the screw member not adjacent to the conveyance member, and the screw member side adjacent to the conveyance member as it is To cause background fogging due to poorly stirred developer.
本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、現像ローラ上に供給される現像剤の経時的なトナー濃度低下及び回転軸方向のトナー濃度の低下が小さく、濃度のムラが生じない高品質な画像が得られる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to solve this problem. The decrease in the toner concentration over time and the decrease in the toner concentration in the rotation axis direction of the developer supplied onto the developing roller are small. An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus capable of obtaining a high-quality image without causing unevenness.
本発明は、上記目的を達成するために、以下の如き構成を採用した。 The present invention employs the following configuration in order to achieve the above object.
本発明は、静電潜像を形成して周回する感光体に近接して配置されており、前記感光体の回転方向に対して逆回転しながら現像剤に含まれるトナーを前記感光体に現像する第一の現像ロ−ラと、前記第一の現像ローラよりも前記感光体の回転方向の下流に配置され、前記感光体の回転方向に対して順回転しながら前記トナーを前記感光体に現像する第二の現像ロ−ラと、前記第一の現像ロ−ラと前記第二の現像ローラとの間に配置されており、前記感光体と前記第一の現像ロ−ラ及び前記第二の現像ローラとの近接部に供給される前記現像剤の量を規制する規制部材と、前記規制部材に現像剤を搬送する搬送部材と、
前記現像剤にトナーを供給するトナー供給部材と、前記搬送部材と隣接しており且つ前記第一の現像ローラ及び前記第二の現像ローラと回転軸が平行になるように配置され、回転して前記現像剤を攪拌する第一の混合攪拌部材と、前記第一の混合攪拌部材と前記トナー供給機構との間に前記第一の混合攪拌部材と平行に配置され、回転して前記トナー供給部材から供給された前記トナーと前記現像剤と攪拌し、前記現像剤を所定のトナー濃度とする第二の混合攪拌部材と、を有し、前記第一の混合攪拌部材と前記第二の混合攪拌部材との間には前記第一の混合攪拌部材及び前記第二の混合攪拌部材の回転軸と平行に仕切りが設けられており、前記現像剤は、前記第一の混合攪拌部材及び前記第二の混合攪拌部材の回転軸方向に搬送され、前記第一の混合攪拌部材の両端と前記第二の混合攪拌部材の両端との間においてのみ受け渡される現像装置であって、前記第一の現像ローラ及び前記第二の現像ローラが前記感光体に現像する前記トナーの総量と前記第二の現像ローラが前記感光体に現像する前記トナーの量との比率を比率βとし、前記第二の現像ローラから前記第一の混合攪拌部材へ戻される前記現像剤の量と前記搬送部材から前記規制部材へ戻される前記現像剤の量との比率を比率γとし、前記感光体に付着した前記トナーの付着量をN1とし、前記規制部材による前記現像剤の規制量をN2とし、前記第一の現像ローラの周速度及び前記第二の現像ローラの周速度の前記感光体の周速度に対する比率をそれぞれK1、K2としたとき、
The present invention is disposed in the vicinity of a photosensitive member that forms an electrostatic latent image and circulates, and develops toner contained in the developer on the photosensitive member while rotating backward with respect to the rotation direction of the photosensitive member. A first developing roller that is disposed downstream of the first developing roller in the rotation direction of the photoconductor, and the toner is transferred to the photoconductor while rotating forward with respect to the rotation direction of the photoconductor. A second developing roller to be developed; and disposed between the first developing roller and the second developing roller; and the photosensitive member, the first developing roller, and the first developing roller. A regulating member that regulates the amount of the developer that is supplied to the vicinity of the second developing roller, a conveying member that conveys the developer to the regulating member,
A toner supply member that supplies toner to the developer, and is arranged adjacent to the transport member and arranged so that the rotation axis thereof is parallel to the first development roller and the second development roller, A first mixing and agitating member for agitating the developer, and disposed in parallel with the first mixing and agitating member between the first mixing and agitating member and the toner supply mechanism; A second mixing and stirring member that stirs the toner and the developer supplied from the developer and sets the developer to a predetermined toner concentration, and the first mixing and stirring member and the second mixing and stirring member. A partition is provided between the first and second mixing and agitating members in parallel with the rotation shafts of the first and second agitating members. Is conveyed in the direction of the rotation axis of the mixing stirring member, A developing device that is transferred only between both ends of one mixing agitating member and both ends of the second mixing agitating member, wherein the first developing roller and the second developing roller are developed on the photosensitive member. The ratio of the total amount of toner to be developed and the amount of toner to be developed on the photosensitive member by the second developing roller is a ratio β, and the developing is returned from the second developing roller to the first mixing and agitating member. A ratio between the amount of the developer and the amount of the developer returned from the conveying member to the regulating member is a ratio γ, and an adhesion amount of the toner adhering to the photosensitive member is N1, and the developer by the regulating member When the regulation amount is N2, and the ratio of the circumferential speed of the first developing roller and the circumferential speed of the second developing roller to the circumferential speed of the photosensitive member is K1 and K2, respectively.
<数2>
ΔT=(1−γ)×β×N1/{N2×(K1+K2)×[1−(1−γ)×K2/K1]}+0.001
で求められるΔTが0.002(百分率で0.2wt%)以下である構成とした。
<
ΔT = (1-γ) × β × N1 / {N2 × (K1 + K2) × [1- (1-γ) × K2 / K1]} + 0.001
ΔT obtained in step (b) was 0.002 (0.2 wt% as a percentage) or less.
また本発明の現像装置において、前記ΔTは、前記比率βと前記比率γとを変化させることにより0.002(百分率で0.2wt%)以下とされる構成としても良い。 In the developing device of the present invention, the ΔT may be set to 0.002 (percentage 0.2 wt%) or less by changing the ratio β and the ratio γ.
また本発明の現像装置では、前記比率βが0.25以下であり、前記比率γが0.2以上0.4以下の範囲である構成としても良い。 In the developing device of the present invention, the ratio β may be 0.25 or less, and the ratio γ may be in the range of 0.2 to 0.4.
また本発明の現像装置では、前記第一の現像ローラにおける現像に使用された前記現像剤が、前記第二の混合攪拌部材へ戻される構成としても良い。 In the developing device of the present invention, the developer used for development in the first developing roller may be returned to the second mixing and agitating member.
本発明の画像形成装置は、上記何れかの現像装置と、静電潜像を形成して周回し当該現像装置からトナーを供給して前記静電潜像を可視化した像を保持する感光体と、前記比率β及び前記比率γを制御する制御装置と、を有する構成とした。 An image forming apparatus according to the present invention includes any one of the developing devices described above, a photoreceptor that forms an electrostatic latent image, circulates, supplies toner from the developing device, and holds an image obtained by visualizing the electrostatic latent image. And a control device that controls the ratio β and the ratio γ.
また本発明の画像形成装置において、前記制御装置は、前記第一の現像ローラ及び前記第二の現像ローラに印加する現像バイアスを変化させることで、前記比率βを所定の値に制御する構成としても良い。 In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the controller may control the ratio β to a predetermined value by changing a developing bias applied to the first developing roller and the second developing roller. Also good.
また本発明の画像形成装置において、前記制御装置は、前記第一の現像ローラ及び前記第二の現像ローラの回転速度を変化させることで、前記比率βを所定の値に制御する構成としても良い。 In the image forming apparatus of the present invention, the control device may be configured to control the ratio β to a predetermined value by changing the rotation speeds of the first developing roller and the second developing roller. .
また本発明の画像形成装置において、前記制御装置は、前記搬送部材の回転速度を変化させることで、前記比率γを所定の値に制御する構成としても良い。 In the image forming apparatus of the present invention, the control device may be configured to control the ratio γ to a predetermined value by changing a rotation speed of the transport member.
本発明によれば、現像ローラ上に供給される現像剤の経時的なトナー濃度低下及び回転軸方向のトナー濃度の低下が小さく、濃度のムラが生じない高品質な画像が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a high-quality image in which a decrease in toner concentration over time and a decrease in toner concentration in the rotation axis direction of the developer supplied onto the developing roller are small and density unevenness does not occur.
本実施形態では、1段目の現像ローラに供給される現像剤における軸方向のトナー濃度差と、2段目の現像ローラに供給される現像剤における軸方向のトナー濃度差を含めたトナー濃度差ΔTを適正な値に設定する。トナー濃度差ΔTを適正に設定することで、1段目及び2段目の現像ローラ上に供給される現像剤の経時的なトナー濃度低下及び回転軸方向のトナー濃度の低下が小さく、濃度のムラが生じない高品質な画像が得られる。 In this embodiment, the toner density including the axial toner density difference in the developer supplied to the first stage developing roller and the axial toner density difference in the developer supplied to the second stage developing roller. The difference ΔT is set to an appropriate value. By appropriately setting the toner density difference ΔT, the decrease in the toner density with time and the decrease in the toner density in the direction of the rotation axis of the developer supplied onto the first and second developing rollers are small. A high-quality image without unevenness can be obtained.
(実施形態)
以下に図面を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。図1は、第一の実施形態の現像装置の全体構成の概略を説明するための図である。
(Embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of the overall configuration of the developing device according to the first embodiment.
本実施形態の現像装置100は、二本の現像ローラ10、現像ローラ20、ドクタブレード40、トナー貯蓄機構50、混合攪拌部材60、混合攪拌部材70、搬送部材80、経路板90、経路板92を有する。
The developing
現像ローラ10、現像ローラ20は、現像装置100が搭載される後述する画像形成装置の有する感光体30と対向して設けられている。現像ローラ10は、感光体30の回転方向(図1中の矢印A方向)とは逆の方向へ回転する。現像ローラ10の回転方向は、図1中の矢印Bにより示される。現像ローラ10は、現像ローラ20と比べて感光体30の回転方向の上流へ配置される。
The developing
現像ローラ20は、現像ローラ10と比べて感光体30の回転方向の下流に配置される。感光体30は、図1中の矢印Aで示した方向へ回転する。以下、感光体30の回転方向と同方向の回転を順回転と呼ぶ。現像ローラ20は、図1中の矢印Cで示した方向(順方向)へ順回転を行う。尚本実施形態では、像担持体としてドラム状の感光体30を用いているが、これは例えば特定の軌道上を周回する感光体ベルトのような構成であっても良い。
The developing
ドクタブレード40は、現像ローラ10と現像ローラ20との間に配置された仕切り板である。ドクタブレード40は、現像ローラ10と現像ローラ20とへ流れる現像剤Zの流量を規制する。
The
トナー貯蓄部材50には、現像装置100において現像剤Zと混合されるトナーNが貯蓄されている。トナーNは、トナー貯蓄部材50から混合攪拌部材70へ供給される。
The
混合攪拌部材70は、混合攪拌部材60に隣接して配置されている。混合攪拌部材60は、混合攪拌部材60から現像ローラ10、現像ローラ20に現像剤Zを供給搬送する搬送部材80と隣接して配置されている。
The
尚本実施形態の現像剤Zは、トナーNを運搬する運搬剤である。現像剤Zは、キャリアと呼ばれる磁性粉体と、トナーNと呼ばれる感光体30上に可視像を形成する像可視化剤とで構成される。現像剤Zは、全重量の2〜8%の重量比でトナーNが混合されている。尚本実施形態では、現像剤Zの全重量に対するトナーの重量のことをトナー濃度と呼ぶ。本実施形態の現像剤Zは、図示しない印刷装置の印刷動作によって、現像剤Z中のトナーNのみが消費されるため、現像装置100内にある現像剤Zのトナー濃度、印刷動作によって低くなる。
Note that the developer Z of the present embodiment is a transport agent that transports the toner N. The developer Z is composed of magnetic powder called a carrier and an image visualization agent called a toner N that forms a visible image on the
このため本実施形態の現像装置100では、トナー貯留供給機構50からトナーNが現像剤Zに供給され、供給されたトナーNと現像剤Zとを混合攪拌部材60と混合攪拌部材70により混合攪拌する。トナーNが混合攪拌された現像剤Zは、搬送部材80により現像ローラ10及び現像ローラ20へ搬送される。
For this reason, in the developing
混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70は、螺旋状のスクリューとなっており(図3参照)、両者の両端部付近を除いて完全に仕切られるように構成されている。よって混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70間における現像剤Zの受け渡しは、両者の両端部のみで行われる。
The mixing and stirring
混合攪拌部材60は図1中の矢印E方向へ回転し、混合攪拌部材70は図1中の矢印F方向へ回転する。本実施形態の混合攪拌部材60と混合攪拌部材70は、それぞれの螺旋方向がスクリューの回転方向に対して反対になるように配置されている。混合攪拌部材70は、スクリューが回転することにより現像剤Zを図1中のトナー貯蓄部材50側から混合攪拌部材60側へ搬送し、現像剤Zを混合攪拌部材60へ渡す。
The
混合攪拌部材60は、現像剤Zを混合攪拌部材70側から搬送部材80側へ搬送した後、再度現像剤Zを混合攪拌部材70へ渡す。本実施形態の現像剤Zは、この混合攪拌部材60と混合攪拌部材70の動作により、混合攪拌部材60と混合攪拌部材70のスクリューの回転軸方向に周回し、攪拌搬送される。尚搬送部材80は、図1中の矢印D方向へ回転し、混合攪拌部材60から搬送された現像剤Zを現像ローラ10及び現像ローラ20へ搬送している。
The
また本実施形態の現像装置100において、現像ローラ10及び現像ローラ20による画像形成動作により消費されたトナーNは、トナー貯留供給機構50から供給される。トーTが供給された現像剤Zは、混合攪拌部材70の軸方向に搬送されながら周囲の現像剤Zと混ざり込み、トナー濃度が所定の値に収束していく。
In the developing
現像剤Zに加えられたトナーNは、現像剤Zの攪拌による現像剤Z同士の摺擦動作により、摩擦帯電される。また現像剤Zは、混合攪拌部材70の端部71において混合攪拌部材60に渡される(図3参照)。混合攪拌部材60に渡された現像剤Zは、混合攪拌部材60の軸方向に搬送され、混合攪拌部材60の端部61において再び混合攪拌部材70に戻される。本実施形態の混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70では、以上のような周回搬送が行われる(図3参照)。本実施形態では、周回搬送における混合攪拌動作の継続によって、現像剤Z中のトナーNが最終的に−15〜−35μc/g程度に帯電する。
The toner N added to the developer Z is frictionally charged by the rubbing operation between the developers Z by the stirring of the developer Z. The developer Z is transferred to the mixing and stirring
尚、以下の本実施形態の説明では、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の軸方向に搬送される現像剤Zの流れを横流れと呼ぶ。本実施形態の現像装置100では、横流れに対して後述する現像剤Zの縦流れが存在する。
In the following description of the present embodiment, the flow of the developer Z conveyed in the axial direction of the mixing and stirring
以下に図2、図3を参照して本実施形態の現像装置100における現像剤Zの流れについて説明する。図2は現像剤の流れを説明するための第一の図であり、図3は現像剤の流れを説明するための第二の図である。
The flow of the developer Z in the developing
始めに図2を参照して現像剤Zの縦流れについて説明する。 First, the vertical flow of the developer Z will be described with reference to FIG.
図2に示すように、混合攪拌部材60から搬送部材80への現像剤Zの流れは、流れM8と流れM7とがある。この流れM7と流れM8とに、後述する流れM6を加えると、搬送部材80からドクタブレード40へ導かれる現像剤Zの流れM1となる。ドクタブレード40において、流れM1は、現像ローラ10へ流れる流れM2と現像ローラ20へ流れる流れM3とに分流される。
As shown in FIG. 2, the flow of the developer Z from the mixing and agitating
現像ローラ10へ導かれた流れM2は、現像ローラ10上の感光体30との最近接領域R′における現像動作によりトナーNが消費される。トナーNの消費によりトナー濃度が減少した流れM2′は、現像ローラ10から離れ、経路板90を経て図示しない混合攪拌部材70へ戻される。
The flow M2 guided to the developing
現像ローラ20に導かれた流れM3は、現像ローラ20上の感光体30との最近接領域Rにおける現像動作によりトナーNが消費される。トナーNの消費によりトナー濃度が減少した流れM3′は、現像ローラ20から離れ、搬送部材80の下側に潜り込む。
In the flow M3 guided to the developing
搬送部材80の近傍には、搬送部材80と混合攪拌部材60との間で現像剤Zの出し入れを行う開口部85が形成されている。開口部85は、経路板92と現像装置100の底部壁面とを利用して形成されている。
In the vicinity of the conveying
この開口部85では、混合攪拌部材60が図2中の矢印E方向に回転することにより生じる流れM7と流れM8とが存在する。流れM7と流れM8は、混合攪拌部材60から搬送部材80へ向かう流れである。また開口部85には、現像ローラ20から離れて搬送部材80により搬送された流れM3′が存在する。よって開口部85では、流れM7、流れM8、流れM3′がぶつかることになる。
In the
流れM7、流れM8、流れM3′がぶつかると、流れM3′の一部である流れM5が混合攪拌部材60から流れてくる流れM7と交換され、流れM5は混合攪拌部材60の下部へ導かれる。
When the flow M7, the flow M8, and the flow M3 ′ collide, the flow M5 that is a part of the flow M3 ′ is exchanged with the flow M7 that flows from the mixing and stirring
一方流れM3′のうち交換されなかった残りの流れを流れM6は、交換により新たに混合攪拌部材60側から導かれた流れM7及び流れM8と合流し、流れM1となったドクタブレード40へ供給される。
On the other hand, the remaining flow that has not been exchanged in the flow M3 ′ is merged with the flow M7 and the flow M8 that are newly introduced from the side of the mixing and stirring
本実施形態の以下の説明では、この一連の流れを縦流れと呼ぶ。現像装置100内で縦流れを安定させるためには、流量保存則に従い現像剤Zの流量が保存されることが必要である。現像装置100内で流量保存則を成立させるためには、搬送部材80側から混合攪拌部材60に戻される流れM5の代わりに混合攪拌部材60から搬送部材80側へ供給される流れM7の流量が、流れM5の流量と同量であることが必要である。また搬送部材80側から混合攪拌部材70へ戻される流れM2′の代わりに搬送部材80側へ供給される流れM8の流量が、流れM2′の流量と同量であることが必要となる。
In the following description of the present embodiment, this series of flows is referred to as a longitudinal flow. In order to stabilize the longitudinal flow in the developing
尚現像装置100内には、経路板92の周囲を周回する流れM4が存在する。流れM4は、バッファ現像剤としてドクタブレード40での現像剤Zの分流及び流量規制を安定させるものであり、ドクタブレード40でせき止められ、現像ローラ10と現像ローラ20に供給されない余剰の流れである。
In the developing
尚本実施形態の現像装置100内の流れM2、流れM3は現像ローラ10及び現像ローラ20とドクタブレード40との間の規制ギャップG1による流量規制により発生する流れである。また本実施形態の現像装置100内の流れM5、流れM6、流れM7、流れM8の流量は、搬送部材80の搬送能力(回転速度の調整)と開口部85の開口量(開口面積)の調整と、混合攪拌部材60及び搬送部材80の重力方向(紙面上の下方向)の配置の調整とにより設定される。余剰流れである流れM4は、搬送部材80の搬送能力の調整に伴い、流れM1に対する搬送部材80の搬送量過多分として発生するものである。
Note that the flows M2 and M3 in the developing
流れM4は、流量が多い程搬送されるトナーNの量が増えるため、現像ローラ10及び現像ローラ20におけるトナー消費による縦流れ現像剤Zのトナー濃度低下が緩和される。しかしながら流れM4に含まれるトナーNは、連続的な印刷動作によって消費されて流れM4のトナー濃度も減少することから、経時的に流れM4に含まれるトナーNが皆無の状態と見なすことができる。よって、現像装置100全体のトナー濃度の安定化を考慮する際には、余剰流れである流れM4を含めなくても良い。
In the flow M4, since the amount of the toner N conveyed increases as the flow rate increases, the decrease in the toner density of the longitudinal flow developer Z due to toner consumption in the developing
次に図3を参照して本実施形態の搬送部材80と混合攪拌部材60との間で交換される流れM5及び流れM7と、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の軸方向への現像剤Zの搬送について説明する。
Next, with reference to FIG. 3, the flow M5 and the flow M7 exchanged between the conveying
図3に示す混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の軸方向の現像剤Zの搬送経路において、混合攪拌部材70から混合攪拌部材60へ現像剤Zが渡される流点をIN点とする。また混合攪拌部材60から混合攪拌部材70へ現像剤Zが渡される流点をOUT点とする。
In the transport path of the developer Z in the axial direction of the mixing and stirring
IN点とOUT点との間では、至る所で流れM5と流れM7との交換が行われる。流れM5のトナー濃度は、現像ローラ20におけるトナー消費に伴い、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70を周回する横流れM0のトナー濃度よりも低下している。トナー濃度が低下している流れM5が、横流れM0に逐次混合されることにより、横流れM0のトナー濃度も徐々に低下する。
Between the IN point and the OUT point, the flow M5 and the flow M7 are exchanged everywhere. The toner concentration in the flow M5 is lower than the toner concentration in the lateral flow M0 that circulates around the mixing and stirring
よって、現像ローラ20の軸方向の全領域においてトナーNが消費されるような画像形成動作が行われると、混合攪拌部材60の軸方向の全領域において横流れM0がトナー濃度の低下した流れM5と交換されることになる。このため横流れM0においてIN点のトナー濃度が最も高くなり、OUT点のトナー濃度が最も低くなる。
Therefore, when an image forming operation is performed such that the toner N is consumed in the entire area in the axial direction of the developing
この場合現像ローラ10及び現像ローラ20に供給される現像剤Zは、軸方向でトナー濃度の異なる現像剤Zとなる。現像剤Zにおけるトナー濃度の差が大きい場合には、軸方向において濃度の異なる画像が印刷される。
In this case, the developer Z supplied to the developing
さらに、流れM5と流れM7の交換量が多い場合、混合攪拌部材60内で搬送される現像剤Zは、縦流れに乗って現像ローラ10及び現像ローラ20に供給される割合が増加する。縦流れに送られる現像剤Zの割合が増加した場合、現像剤Zが十分に攪拌されない状態で現像ローラ10及び現像ローラ20へ供給される虞がある。また混合攪拌部材70中に供給されるトナーNは、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70を周回する際に攪拌されて帯電する。よって十分攪拌されていない現像剤Zでは、トナーNが十分に帯電されていない虞がある。十分帯電されていないトナーNで画像形成を行った場合、画像領域以外の背景部にかぶり成分となって現像される可能性が高くなり、画像品質の低下を招く。
Further, when the exchange amount of the flow M5 and the flow M7 is large, the ratio of the developer Z conveyed in the mixing and stirring
本実施形態の現像装置100では、上記事情を考慮したものであり、現像剤Zの流量及び現像剤Zの流れに伴うトナーNの流量のバランスが適正となるようにした。
In the developing
以下に図4を参照して本実施形態における流量バランスについて説明する。図4は、現像装置100における現像剤Zの流れのバランスを説明するための図である。
The flow rate balance in the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the balance of the flow of the developer Z in the developing
前述のように、縦流れは混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の軸方向に幅を持つ。幅方向の単位長さにおける各流量の単位は、[g/s/cm]である。
As described above, the longitudinal flow has a width in the axial direction of the mixing and stirring
ここで、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の幅方向を一纏めにした縦流れの流量(単位は[g/s])について説明する。
Here, the flow rate (unit: [g / s]) of the longitudinal flow in which the width directions of the mixing and stirring
図4において、縦流れのうち流れM5と横流れM0とは、点Qで合流する。図3に示すIN点及びOUT点は、それぞれが点Qに対応する。点Qでは、流入する横流れM0に対し、幅方向に纏められた縦流れによって、一気に横流れM0のトナー濃度が変えられる。トナー濃度が変えられた横流れM0′は、点Qから流出する。従って点Qの流入する横流れM0のトナー濃度と点Qから流出する横流れM0′のトナー濃度との差が、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の幅方向(IN点とOUT点)のトナー濃度の差に相当するようになる。
In FIG. 4, the flow M <b> 5 and the cross flow M <b> 0 of the longitudinal flows merge at a point Q. The IN point and OUT point shown in FIG. At the point Q, the toner density of the lateral flow M0 is changed at a stretch by the longitudinal flow collected in the width direction with respect to the flowing lateral flow M0. The lateral flow M0 ′ with the changed toner density flows out from the point Q. Accordingly, the difference between the toner concentration of the lateral flow M0 flowing in from the point Q and the toner concentration of the lateral flow M0 'flowing out from the point Q is the toner concentration in the width direction (IN point and OUT point) of the
また図4において、縦流れのうち流れM6、流れM7、流れM8は点Pで合流し、流れM1となって点Pから流出する。この時、流れM1の流量をM[g/s]、流れM1のトナー濃度をT0と定義する。但しトナー濃度T0は、百分率単位ではなく現像剤Zの重量中のトナー重量の比率とした。 In FIG. 4, the flow M6, the flow M7, and the flow M8 out of the longitudinal flows merge at the point P, become the flow M1, and flow out from the point P. At this time, the flow rate of the flow M1 is defined as M [g / s], and the toner density of the flow M1 is defined as T0. However, the toner concentration T0 is not a percentage unit but a ratio of the toner weight to the weight of the developer Z.
流れM1がドクタブレード40において現像ローラ10と現像ローラ20とに分流される点を点Sとし、点Sにおいて現像剤Zが現像ローラ10と現像ローラ20とへ分流される際の分流比率をαとした。分流比率αは、流れM1が流れM3として分流される割合であり、現像ローラ10に分流される流れM2の分流比率は(1−α)となる。
A point at which the flow M1 is divided into the developing
現像ローラ10及び現像ローラ20では、現像動作によりトナーNが消費される。現像ローラ10におけるトナーNの消費点を点R、現像ローラ20におけるトナーNの消費点を点R′とする。点R及び点R′でのトナー消費流量をt[g/s]とし、現像ローラ20で消費されるトナーNの割合(トナー消費比率)をβと定義すると、点R′における現像ローラ10のトナー消費比率は(1−β)となる。よって現像ローラ10のトナー消費流量は(1−β)×t[g/s]、点Rにおけるトナー消費流量はβ×t[g/s]となる。
In the developing
流れM3は、点RにおいてトナーNが消費された流れM3′となり、点Xにおいて流れM5と流れM6とに分流される。点Xで分流された流れM5は点Qにおいて横流れM0と合流する。点Xにおいて分流された流れM6は、再び縦流れとして点Pで流れM7、流れM8と合流する。点Xにおいて流れM3′が分流される比率を、縦流れを分離して横流れM0に導かれる交換比率γとした。 The flow M3 becomes the flow M3 ′ in which the toner N is consumed at the point R, and is divided into the flow M5 and the flow M6 at the point X. The flow M5 divided at the point X joins the cross flow M0 at the point Q. The flow M6 divided at the point X joins the flow M7 and the flow M8 at the point P again as a longitudinal flow. The ratio at which the flow M3 ′ is split at the point X is defined as an exchange ratio γ that separates the longitudinal flow and leads to the transverse flow M0.
流れM2は、点R′においてトナーが消費された流れM2′となり、混合攪拌部材70へ導かれる。流れM2′は、混合攪拌部材70においてトナー貯蓄部材50からトナーNが補給されて規定のトナー濃度S0とされた後に横流れM0となって点Qへ戻る。
The flow M <b> 2 becomes a flow M <b> 2 ′ where the toner is consumed at the point R ′ and is guided to the mixing and stirring
以上に説明したように、現像剤Zの横流れM0、流れM1、流れM2、流れM3、流れM5、流れM6、流れM7、流れM8、横流れM0′、流れM2′、流れM3′は、それぞれ固有のトナー濃度を有している。流れM1、流れM2、流れM3は、トナーNが消費される前の現像剤Zであり、トナー濃度はT0である。流れM3′、流れM5、流れM6は、現像ローラ20によりトナーNが消費されており、トナー濃度はT1とした。
As described above, the lateral flow M0, the flow M1, the flow M2, the flow M3, the flow M5, the flow M6, the flow M7, the flow M8, the lateral flow M0 ′, the flow M2 ′, and the flow M3 ′ of the developer Z are respectively unique. Toner density. The flow M1, the flow M2, and the flow M3 are the developer Z before the toner N is consumed, and the toner density is T0. In the flow M3 ′, the flow M5, and the flow M6, the toner N is consumed by the developing
流れM7、流れM8及び横流れM0のトナー濃度は、規定のトナー濃度S0である。流れM0′のトナー濃度は、現像剤Zの交換により規定のトナー濃度S0から変化したトナー濃度S1とした。 The toner concentrations of the flow M7, the flow M8, and the lateral flow M0 are the prescribed toner concentration S0. The toner concentration in the flow M0 ′ was changed to the toner concentration S1 changed from the specified toner concentration S0 by the replacement of the developer Z.
これらのトナー濃度を現像剤Zの各流れの流量に乗じたものが、図4に示す各流れにおけるトナー流量の流れm0、m1、m2、m3、m5、m6、m7、m8、及びm0′、m3′となる。 The toner density multiplied by the flow rate of each flow of the developer Z is a flow rate of toner flow m0, m1, m2, m3, m5, m6, m7, m8, and m0 ′ in each flow shown in FIG. m3 '.
次に図4に印す各点におけるトナーNの流量(以下、トナー流量)のバランスを考える。図4に示す各点では、複数の流れが混在する点P及び点Qのバランスと、トナーNの消費点である点Rの流量のバランスが重要である。 Next, consider the balance of the flow rate of toner N (hereinafter referred to as toner flow rate) at each point marked in FIG. At each point shown in FIG. 4, the balance between the points P and Q where a plurality of flows coexist and the balance between the flow rates at the point R where the toner N is consumed are important.
各点では、流量保存則が成り立つことから、点Pのトナー流量においては、m1=m6+m7+m8が成り立つ。また点Qのトナー流量においては、m0+m5=m0′+m7+m8が成り立つ。また点Rのトナー流量においては、m3=β×t+m3′が成り立つ。 Since the flow rate conservation law holds at each point, m1 = m6 + m7 + m8 holds at the toner flow rate at point P. At the toner flow rate at point Q, m0 + m5 = m0 ′ + m7 + m8 holds. At the toner flow rate at point R, m3 = β × t + m3 ′ holds.
ここでトナー濃度S0とトナー濃度T0との差(S0−T0)をトナー濃度差ΔR1とし、トナー濃度S0とトナー濃度S1との差(S0−S1)をトナー濃度差ΔR2と定義すると、上記の3つの式から以下の式(1)、式(2)が得られる。 Here, the difference between the toner density S0 and the toner density T0 (S0−T0) is defined as the toner density difference ΔR1, and the difference between the toner density S0 and the toner density S1 (S0−S1) is defined as the toner density difference ΔR2. The following formulas (1) and (2) are obtained from the three formulas.
ΔR1=(1−γ)×β×t/[M×{1−(1−γ)×α}] (1)式
ΔR2=γ×β×t/[(1−γ)×α−1]/[(1−α)×M−m] (2)式
本実施形態において、ΔR1は、規定のトナー濃度S0と、実際に現像ローラ10及び現像ローラ20に供給される現像剤Zのトナー濃度T0との差である。
ΔR1 = (1−γ) × β × t / [M × {1− (1−γ) × α}] (1) Expression ΔR2 = γ × β × t / [(1-γ) × α-1] / [(1−α) × M−m] (2) Formula In the present embodiment, ΔR1 is the specified toner concentration S0 and the toner concentration of the developer Z that is actually supplied to the developing
トナー濃度差ΔR1が大きいと、印刷される画像の濃度が大きく異なり、画質が低下する。またトナー濃度差ΔR2は、現像ローラ10及び現像ローラ20の軸方向のトナー濃度の差を示している。トナー濃度差ΔR2が大きいと、前述のように軸方向に印刷画像の濃淡ができてしまう。従って、これらの値の和、即ち、トナー濃度差ΔT=トナー濃度差ΔR1+トナー濃度差ΔR2で定義される値が、実際に現像ローラ10及び現像ローラ20に供給される現像剤Zにおいて軸方向の濃度差を含めたトナー濃度の差となる。本実施形態では、このトナー濃度差ΔTを所定の値よりも小さくすることにより、トナー濃度低下及び回転軸方向のトナー濃度の低下を小さくし、濃度のムラが生じていない高品質な画像を得る。
When the toner density difference ΔR1 is large, the density of the printed image is greatly different, and the image quality is deteriorated. Further, the toner density difference ΔR2 indicates a difference in toner density in the axial direction between the developing
近年では、感光体30上において色差の許容範囲は3以下とされる。近年の画像形成装置では、トナーNの粒径を小さくして感光体上のトナー付着量を0.4〜0.5mg/cm^2程度に抑え、画質の緻密さを向上させたものがある。
In recent years, the allowable range of color difference on the
この画像形成装置で形成される画像において、色差を許容範囲内とするためには、画像におけるトナー付着量差の変動を5%以下に抑える必要がある。トナー付着量差を抑えるためには、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度差(前述のΔTに相当)を0.2以下に抑える必要がある。このときΔR1=0となるように現像装置を構成した場合、現像ローラの軸方向のトナー濃度差であるΔR2は、0.002(百分率で0.2wt%)まで許容できるようになる。 In an image formed by this image forming apparatus, in order to make the color difference within an allowable range, it is necessary to suppress the fluctuation of the toner adhesion amount difference in the image to 5% or less. In order to suppress the toner adhesion amount difference, it is necessary to suppress the toner density difference (corresponding to ΔT described above) of the developer supplied to the developing roller to 0.2 or less. When the developing device is configured so that ΔR1 = 0 at this time, ΔR2, which is the toner density difference in the axial direction of the developing roller, can be allowed to be 0.002 (0.2 wt% in percentage).
しかしながら、種々の印刷パターンが随時切り替わる印刷動作及びこれに伴うトナー濃度の制御動作によるトナー濃度差の変動幅の値は約0.1である。よって、色差を許容範囲内とするためには、現像ローラの軸方向のトナー濃度差を0.1程度まで抑制する必要がある。 However, the value of the fluctuation range of the toner density difference due to the printing operation in which various printing patterns are switched as needed and the toner density control operation associated therewith is about 0.1. Therefore, in order to make the color difference within the allowable range, it is necessary to suppress the toner density difference in the axial direction of the developing roller to about 0.1.
そこで本実施形態では、ΔTが0.002(百分率で0.2wt%)以下、ΔR2が0.001(百分率で0.1wt%)以下となるように現像装置100を構成した。
Therefore, in this embodiment, the developing
本実施形態の現像装置100において、ドクタブレード40における現像剤Zの規制量をN2[g/cm^2]、感光体30の周速度をV[cm/s]、現像ローラ10、現像ローラ20及び軸方向の幅をL[cm]、感光体30の周速度に対する現像ローラ10の周速比をK1、感光体30の周速度に対する現像ローラ20の周速比をK2とすると、分流比率αはα=K2/K1、現像ローラ10及び現像ローラ20の流量MはM=N2×(K1+K2)×V×L[g/s]となる。
In the developing
さらに感光体30に印刷されたトナー付着量をN1[g/cm^2]とすると、トナー消費量tは、t=N1×V×L[g/s]である。上記各値と(1)式、(2)式から、以下の(3)式、(4)式が得られる。
Further, if the toner adhesion amount printed on the
ΔT=(1−γ)×β×N1/{N2×(K1+K2)×[1−(1−γ)×K2/K1]}+0.001 式(3)
m=(1−K2/K1)×N2×(K1+K2)×V×L−γ×β×N1×V×L/{[(1−γ)×K2/K1−1]×0.2} 式(4)
本実施形態の現像装置100では、現像剤Zの規制量N2=0.055g/cm^2、感光体30の周速度V=76.2cm/s、軸方向の幅L=50.8cm、現像ローラ10の周速比K1と現像ローラ20の周速比K2は、同一の1.4、トナー付着量N1=0.0056g/cm^2(但し、感光体30から用紙への転写効率81%において、用紙上の付着量0.0045g/cm^2が得られる感光体上のトナー付着量)とした。式(3)からわかるように、ΔTは感光体30の周速度V及び軸方向の幅Lに依存しない。
ΔT = (1−γ) × β × N1 / {N2 × (K1 + K2) × [1- (1-γ) × K2 / K1]} + 0.001 Formula (3)
m = (1−K2 / K1) × N2 × (K1 + K2) × V × L−γ × β × N1 × V × L / {[(1-γ) × K2 / K1-1] × 0.2} (4)
In the developing
尚本実施形態の現像装置100では、式(3)に代入するパラメータの値を上記値としたが、これに限定されない。本実施形態の現像装置100は、式(3)で定義されるトナー濃度差ΔTを0.2以下になるように、各値が設定されていれば良い。
In the developing
本実施形態の現像装置100では、現像ローラ10及び現像ローラ20におけるトナー消費比率βを調整することにより、トナー濃度差ΔTを調整することができる。現像ローラ10及び現像ローラ20のトナー消費比率βは、例えば現像装置100を制御する制御装置等により現像ローラの回転速度を変化させることにより調整しても良い
図5は、現像装置において式(3)より算出したトナー消費比率βとトナー濃度差ΔTとの関係を各交換比率γに対して示した図である。図6は、現像装置において算出した交換比率γとトナー濃度差ΔTとの関係を各トナー消費比率βに対して示した図である。図5、図6よりトナー消費比率βを小さく、或いは交換比率γを大きくすることでトナー濃度差ΔTを小さくすることができ、トナー消費比率βを0.25以下、交換比率γを0.3以上とすることで、トナー濃度差ΔTを0.2以下とすることができる。
In the developing
以下に現像装置100におけるトナー消費比率βについて説明する。
Hereinafter, the toner consumption ratio β in the developing
本実施形態の現像装置100は、ドクタブレード40を有する噴水型の構成(以下、噴水構成)を有する。噴水構成では、1段目の現像ローラ10が感光体30の回転に対して逆回転、2段目の現像ローラ20が感光体30に対して順回転をしている。噴水構成を有する現像装置100では、使用する現像剤Zの抵抗、現像ギャップG10、G20(図1参照)、現像ギャップG10、G20を占める現像剤Zの量(単位[g/cm^3])が同一の場合、それぞれの現像能力ηが異なる。尚現像ギャップG10は、現像ローラ10の現像部12(図1参照)における感光体30と現像ローラ10と間の最近接距離である。また現像ギャップG20は、現像ローラ20の現像部22(図1参照)における感光体30と現像ローラ20と間の最近接距離である。
The developing
現像ギャップG10、G20における現像能力ηは、現像されるトナー付着量N0[mg/cm^2]、現像ローラ10及び現像ローラ20に供給された現像剤Zのトナー濃度T0、現像部12及び現像部22における現像ポテンシャルΔP、現像されるトナーNの電荷量Q[μC/g]とすると、N0=η×T0×ΔP/Qで表される比例定数である。尚現像ポテンシャルΔPは、現像ローラ10及び現像ローラ20に印加される電圧VBと感光体30上の画像領域電位VRとの差である。
The developing ability η in the developing gaps G10 and G20 is the toner adhesion amount N0 [mg / cm ^ 2] to be developed, the toner concentration T0 of the developer Z supplied to the developing
図7は、順逆回転の単独現像ローラの周速比Kと現像能力ηの関係を各現像効率η0に対して示した図である。尚現像効率η0は、使用する現像剤の抵抗、現像ギャップ中を示す現像剤の量等により変化する。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the peripheral speed ratio K and the developing ability η of the forward and reverse rotating single developing roller with respect to each developing efficiency η0. The development efficiency η0 varies depending on the resistance of the developer to be used, the amount of developer showing in the development gap, and the like.
図7に示すように、現像効率η0が高いほど現像能力ηは大きくなる。単独現像ローラが逆回転する場合、現像能力ηは、周速比Kの絶対値が1〜2の範囲において現像効率η0を比例定数とし、周速比Kの絶対値に対して増加傾向を示す。周速比Kを図7に示す以上の値とした場合には、例えばトナー濃度による制限に伴って飽和傾向となる。尚図7において周速比Kが正の値である場合は現像ローラが順方向に回転していることを示し、周速比Kが負の値である場合は現像ローラが感光体の回転に対して逆方向に回転していることを示す。 As shown in FIG. 7, the higher the development efficiency η0, the larger the development capability η. When the single developing roller rotates in the reverse direction, the developing ability η shows a tendency to increase with respect to the absolute value of the peripheral speed ratio K, with the developing efficiency η0 being a proportional constant in the range where the absolute value of the peripheral speed ratio K is 1-2. . When the peripheral speed ratio K is set to a value greater than that shown in FIG. 7, for example, the tendency to saturation occurs due to the restriction by the toner concentration. In FIG. 7, when the peripheral speed ratio K is a positive value, it indicates that the developing roller is rotating in the forward direction. When the peripheral speed ratio K is a negative value, the developing roller is rotated by the photosensitive member. On the other hand, it shows rotating in the opposite direction.
また単独現像ローラが順回転する場合、現像能力ηは、周速比Kが1より小さい領域で不安定な挙動を示す。そして現像能力ηは、周速比Kが1以上となってから単調増加を始める。現像能力ηは、周速比Kが1〜2の範囲で見ると、現像効率η0を比例定数とし、周速比Kから0.5を差し引いた値に対して増加傾向を示すようになる。尚現像能力ηは、周速比Kが2以上になると、例えばトナー濃度による制限に伴って飽和傾向となる。 When the single developing roller rotates forward, the developing ability η exhibits an unstable behavior in a region where the peripheral speed ratio K is smaller than 1. The developing ability η starts to increase monotonously after the peripheral speed ratio K becomes 1 or more. When the peripheral speed ratio K is in the range of 1 to 2, the developing ability η shows an increasing tendency with respect to a value obtained by subtracting 0.5 from the peripheral speed ratio K with the development efficiency η0 as a proportional constant. The developing capacity η tends to be saturated when the peripheral speed ratio K is 2 or more, for example, due to the restriction by the toner concentration.
次に本実施形態の現像装置100のように2段構成を有する場合の現像能力ηについて説明する。
Next, the developing ability η in the case where the developing
本実施形態のように、現像ローラ10及び現像ローラ20を有する2段構成の現像装置100の場合、1段目の現像ローラ10による現像では、前述の現像能力ηに(T0×ΔP/Q)を掛け合わせたトナーNがそのまま現像される。以下に図8を参照して2段目の現像ローラ20による現像について説明する。
In the case of the two-
図8は、感光体表面電位を説明する模式図である。2段目の現像ローラ20による現像では、現像部22の現像ポテンシャルは、ΔV′である。現像ポテンシャルΔV′は、現像部11の現像ポテンシャルΔPから、現像ローラ10による現像で感光体30上に付着したトナーNの電荷により発生する電位(Q×N0×d/ε,d=感光体30の誘電層の厚さ、ε=誘電率)を差し引いた電位である。よって2段目の現像ローラ20による現像では、現像能力ηに(T0×ΔV′/Q)を掛け合わせたトナーNが現像される。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the photoreceptor surface potential. In the development by the
以上のことを考慮すると、1段目の現像部12で現像されるトナー付着量N01は、
N01=η0×T0/Q×K1×ΔP
となる。また2段目の現像部22で現像されるトナー付着量N02は、
N02=η0×T0/Q×(K2−0.5)×(1−η0×T0×K1×d/ε)×ΔP
となる。よって1段目の現像ローラ10と2段目の現像ローラ20とのトナー消費比率βを求めることができる。トナー消費比率βは、
β=N02/(N01+N02)
となる。これを整理すると、以下の式(5)が得られる。
Considering the above, the toner adhesion amount N01 developed in the first
N01 = η0 × T0 / Q × K1 × ΔP
It becomes. Further, the toner adhesion amount N02 developed by the second
N02 = η0 × T0 / Q × (K2-0.5) × (1-η0 × T0 × K1 × d / ε) × ΔP
It becomes. Therefore, the toner consumption ratio β between the first developing
β = N02 / (N01 + N02)
It becomes. If this is rearranged, the following formula (5) is obtained.
β=1/[1+K1/(K2−0.5)/(1−η0×T0×K1×d/ε)] 式(5)
式(5)からわかるように、トナー消費比率βは、現像ポテンシャルΔP、トナーNの電荷量Qには依存せず、現像ローラ10及び現像ローラ20の周速比K1及び周速比K2、現像効率η0、トナー濃度T0に依存する。よって本実施形態の現像装置100では、現像ローラ10及び現像ローラ20の周速度を変化させて周速比K1及び周速比K2を変化させれば、トナー消費比率βを調整することができる。
β = 1 / [1 + K1 / (K2-0.5) / (1-η0 × T0 × K1 × d / ε)] Formula (5)
As can be seen from the equation (5), the toner consumption ratio β does not depend on the development potential ΔP and the charge amount Q of the toner N, and the peripheral speed ratio K1 and the peripheral speed ratio K2 of the developing
図9及び図10は、現像ローラ10及び現像ローラ20の周速比K1及び周速比K2が同一の条件(K=K1=K2)のもとで、周速比Kとトナー消費比率βとの関係を示した図である。図9は、現像効率η0=6でトナー濃度T0を変化させた場合の周速比Kとトナー消費比率βとの関係を示す図であり、図10は、トナー濃度T0=0.05(百分率で5wt%)のとき現像効率η0を変化させた場合の周速比Kとトナー消費比率βとの関係を示す図である。
9 and 10 show that the peripheral speed ratio K and the toner consumption ratio β are the same under the condition that the peripheral speed ratio K1 and the peripheral speed ratio K2 of the developing
図9、図10に示されるように、トナー濃度T0=0.05より大きく、現像効率η0が6より大きい場合に、トナー消費比率βは0.25を超えない。本実施形態では、トナー消費比率βが0.25を超えないように現像ローラ10の周速比K1と現像ローラ20の周速比K2とを設定すれば良い。
As shown in FIGS. 9 and 10, when the toner density T0 is larger than 0.05 and the development efficiency η0 is larger than 6, the toner consumption ratio β does not exceed 0.25. In this embodiment, the peripheral speed ratio K1 of the developing
また本実施形態の現像装置100の有する噴水構成では1段目の現像ローラ10と2段目の現像ローラ20の周速比を自由に設定することができる。
Further, in the fountain configuration of the developing
図11は、η0=6、トナー濃度T0=0.05(百分率で5wt%)の場合に、2段目の周速比K2を変化させた際の1段目の周速比K1とトナー消費比率βとの関係を示す図である。 FIG. 11 shows the peripheral speed ratio K1 and the toner consumption of the first stage when the peripheral speed ratio K2 of the second stage is changed when η0 = 6 and the toner density T0 = 0.05 (percentage 5 wt%). It is a figure which shows the relationship with ratio (beta).
図11では、周速比K2を1.2、1.4、1.6、1.8と変化させている。この場合、周速比K1と周速比K2との関係が少なくともK1≧K2のときにトナー消費比率βは0.25を超えないようになる。 In FIG. 11, the peripheral speed ratio K2 is changed to 1.2, 1.4, 1.6, and 1.8. In this case, the toner consumption ratio β does not exceed 0.25 when the relationship between the circumferential speed ratio K1 and the circumferential speed ratio K2 is at least K1 ≧ K2.
先に示した図5及び図6では、現像ローラ10の周速比K1及び現像ローラ20の周速比K2を同一の1.4としていたが、以下に周速比K1を1.9、周速比K2を1.4とした場合について説明する。尚図11の結果から、周速比K1を1.9、周速比K2を1.4とした場合トナー消費比率βは0.25を下回る。現像剤Zの規制量N2=0.055g/cm^2、感光体30の周速度V=76.2cm/s、軸方向の幅L=50.7cmm、印刷画像のトナー付着量N1=0.0056g/cm^2であり、図5及び図6に示した例と同一である。
In FIGS. 5 and 6, the peripheral speed ratio K1 of the developing
図12及び図13に周速比K1を1.9、周速比K2を1.4とした場合の結果を示す。図12は、トナー消費比率βとトナー濃度差ΔTの関係を各交換比率γに対して示した図である。図13は、交換比率γとトナー濃度差ΔTの関係を各トナー消費比率βに対して示した結果である。 12 and 13 show the results when the peripheral speed ratio K1 is 1.9 and the peripheral speed ratio K2 is 1.4. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the toner consumption ratio β and the toner density difference ΔT with respect to each replacement ratio γ. FIG. 13 shows the relationship between the replacement ratio γ and the toner density difference ΔT with respect to each toner consumption ratio β.
図12、図13に示すように、トナー消費比率βが0.25以下では、交換比率γが0.2でもΔT≦0.002(百分率で0.2wt%)となる。 As shown in FIGS. 12 and 13, when the toner consumption ratio β is 0.25 or less, ΔT ≦ 0.002 (0.2 wt% in percentage) even when the replacement ratio γ is 0.2.
このように、トナー消費比率βが0.25以下、交換比率γが0.3以上であれば、周速比K1≧周速比K2を満足する条件範囲で、トナー濃度差ΔTが0.2を超えないようにすることができる。この場合、式(4)より、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70で搬送すべき現像剤Zの流量Mは、546g/s以上が必要となることがわかる。
As described above, when the toner consumption ratio β is 0.25 or less and the replacement ratio γ is 0.3 or more, the toner density difference ΔT is 0.2 in a condition range that satisfies the peripheral speed ratio K1 ≧ the peripheral speed ratio K2. Can not be exceeded. In this case, the expression (4) shows that the flow rate M of the developer Z to be transported by the mixing and stirring
以上、検討した条件に基づき、本実施形態の現像装置100では、現像ギャップG10及びG20、現像剤Zの抵抗、現像ギャップG10、G20中を占める現像剤Zの量を、現像効率η0が6を超えるように設定し、現像ローラ10及び現像ローラ20の周速比K2及び周速比K2を同一の1.4、規定のトナー濃度S0を5wt%として、トナー消費比率βが0.25となるように調整した。
Based on the conditions studied above, in the developing
さらに本実施形態の現像装置100では、上記設定に加え、ドクタブレード40での現像剤Zの規制量N2=0.055g/cm^2、感光体30の周速度V=76.2cm/s、軸方向の幅L=50.8cm、狙いの印刷画像のトナー付着量N1=0.0056g/cm^2とした。
Further, in the developing
また本実施形態の現像装置100では、交換比率γが0.3となるように、搬送部材80の回転速度、開口部85の開口量(開口面積)、及び混合攪拌部材60と搬送部材80の配置を設定した。本実施形態の現像装置100では、このように設定することで、十分に攪拌されない現像剤Zが現像部12及び現像部22に供給され、画像の背景部にかぶり成分となって現像される割合を低減することができる。
In the developing
更に本実施形態の現像装置100では、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の外径を45mmとし、回転数を500rpmとすることで、横流れM0の搬送量として600g/s以上を確保した。
Furthermore, in the developing
尚、本実施形態で説明した現像剤Zの流れのモデルは、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の周回流れ(横流れM0)が確立され、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の両端部においてのみ両者間での現像剤Zの受け渡しが行われる構成においてのみ成立する。即ち本実施形態で説明した流れモデルは、縦流れと横流れの合流点である混合攪拌部材60の上流端部から規定のトナー濃度S0に調整された現像剤Zが流入し、混合攪拌部材60の下流端部から流出する構成において成り立つものである。
In the model of the developer Z flow described in the present embodiment, the circumferential flow (lateral flow M0) of the mixing and stirring
本実施形態で説明した現像剤の流れのモデルは、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材80の間に障壁が設けられず、両端部以外で自由に現像剤Zの受け渡しが行われるような構成においては成立しない。その理由は、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70との間に障壁が設けられない構成では、全てが縦流れであり、横流れと縦流れのバランスを取ることは不要となるからである。しかしながら障壁が設けられない構成では、横流れによる充分な現像剤の攪拌を行うことができず、攪拌不十分な現像剤が現像部に到達し、画質の低下を引き起こす。
The developer flow model described in the present embodiment has a configuration in which no barrier is provided between the mixing and stirring
本実施形態の現像装置100では、感光体30に負帯電のOPC(有機感光体)を用い、感光体30の表面のうち画像形成領域と非画像形成領域の電位を−100Vおよび−700V、現像ローラ10及び現像ローラ20のバイアス電位を同一の−350Vとし、現像ポテンシャルΔPが250Vとなる条件で印刷を行った。
In the developing
この結果、現像ローラ10及び現像ローラ20に供給される現像剤Zの規定のトナー濃度S0=0.05(百分率で5wt%)に対し、トナー濃度差ΔTの変動を0.002(百分率で0.2wt%)以内であり、且つ現像ローラ10及び現像ローラ20の軸方向のトナー濃度差ΔR2を0.001(百分率で0.1wt%)以下とすることができ、印刷画像の濃淡が発生せず良好な品質の画質を得ることができた。
As a result, with respect to the prescribed toner concentration S0 = 0.05 (percentage of 5 wt%) of the developer Z supplied to the
また本実施形態の現像装置100では、交換比率γが0.3程度に抑えられるため、攪拌の不十分な現像剤の現像ローラへの供給が防止され、画像品質を向上させることができた。
Further, in the developing
更に、長期的に画像品質を高品質に保つことを考慮した場合、トナー消費比率βを安定させ、且つ交換比率γを長時間の使用においても安定させることが必要となる。 Furthermore, when considering keeping the image quality high in the long term, it is necessary to stabilize the toner consumption ratio β and stabilize the replacement ratio γ even during long-time use.
一般的に現像剤Zは、使用時間が長くなると現像効率η0が低下する。現像効率η0が低下する主な理由は、現像剤Zの抵抗値の上昇である。 In general, the developing efficiency η0 of the developer Z decreases as the usage time increases. The main reason for the decrease in the development efficiency η0 is an increase in the resistance value of the developer Z.
上述した実施形態では、現像ローラ10及び現像ローラ20に印加される電位(現像バイアス)が同一の場合には、トナー消費比率βは現像ポテンシャルΔPに依存しない結果であった。
In the above-described embodiment, when the potential (development bias) applied to the developing
本実施形態では、現像ローラ10及び現像ローラ20に印加される現像バイアスが異なる場合には、トナー消費比率βは現像バイアスの値により調整することができる。
In this embodiment, when the developing bias applied to the developing
例えば現像装置100の長期使用により現像剤Zの現像効率η0が低下し、トナー消費比率βが上昇する場合、現像ローラ10及び現像ローラ20に印加する現像バイアスを変更する制御を行い、所定のトナー消費比率βとすることができる。
For example, when the developing efficiency η0 of the developer Z decreases and the toner consumption ratio β increases due to long-term use of the developing
トナー消費比率βを所定の値とする際には、トナー消費比率βを減少させるように制御する。このため現像ローラ10に印加する現像バイアスの絶対値が、現像ローラ20に印加する現像バイアスの絶対値よりも大きくなるように制御することが好ましい。尚制御のタイミングは、現像剤の使用時間を積算して記憶し、積算された値が所定値に達したときに制御が開始されても良い。この場合上記制御は、現像装置100を制御する制御装置が設けられ、この制御装置により行われるとする。
When the toner consumption ratio β is set to a predetermined value, control is performed so as to decrease the toner consumption ratio β. Therefore, it is preferable to control the absolute value of the developing bias applied to the developing
またトナー消費比率βを調整する方法として、現像ローラ10及び現像ローラ20の周速比K1及び周速比K2の比であるK1/K2を変化させる方法もある。この場合、搬送部材80、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70における現像剤Zの搬送流量を変えるために、搬送部材80、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の回転速度を変更し、交換比率γを変更することも必要となる。
Further, as a method of adjusting the toner consumption ratio β, there is a method of changing K1 / K2, which is a ratio of the peripheral speed ratio K1 and the peripheral speed ratio K2 between the developing
また本実施形態の現像装置100は、画像形成装置300に搭載されていても良い。図14は、現像装置を制御する制御装置とそれらを備えた画像形成装置を説明するための図である。
Further, the developing
画像形成装置300は、例えば電子写真方式のプリンタ、複写機等である。画像形成装置300は、現像装置100の他に、図示しない帯電器、転写手段、そして定着装置等を備えている。ここで画像形成装置300が入力された画像を出力する過程について説明すると、現像装置100によって、感光体上に形成された静電潜像がトナーを供給されることでトナー像となって可視化される。そして、感光体上に形成されたトナー像が図示しない転写装置によって用紙等の記録媒体に転写され、そのトナー像が転写された記録媒体は、図示しない定着装置により熱と圧力を与えられることでトナー像を定着される。そして、トナー像が定着された記録媒体は画像形成装置300の外へ画像として出力される。尚、画像形成装置300に用いられる上述した技術は一般的に知られている技術である。
The
画像形成装置300は、例えば電子写真方式のプリンタ、複写機等である。画像形成装置300は入力された画像データに基づき、現像装置100により感光体上に静電潜像を形成する。画像形成装置300は、感光体上に形成された静電潜像を図示しない定着装置等により記録用紙に定着させて出力する。
The
画像形成装置300は、現像装置100を制御する制御装置310を有する。本実施形態において制御装置310は、現像装置100の有する現像ローラ10及び現像ローラ20の回転速度を変化させる制御や、現像ローラ10及び現像ローラ20に印加する現像バイアスを変化させる制御等を行い、トナー消費比率βを所定値とする制御を行う。尚トナー消費比率βを所定値とする制御は、上述した方法に限定されない。
The
また本実施形態において制御装置310は、例えば搬送部材80の回転速度を制御し、交換比率γが所定値とする制御を行う。尚交換比率γを所定値とする制御は、上述した方法に限定されない。
Further, in the present embodiment, the control device 310 controls, for example, the rotational speed of the
画像形成装置300では、本実施形態の現像装置100を有することにより、高品質な画像を得ることができる。
The
(比較例)
本実施形態の現像装置では、図1に示したように1段目の現像ローラ10に供給された現像剤Zを混合攪拌部70に戻す構成とした。以下に、この構成が生み出した結果に関し、比較例を用いて説明する。
(Comparative example)
In the developing device of the present embodiment, the developer Z supplied to the first-
図15は、比較例となる現像装置の概略を説明するための図である。図15に示す現像装置200は、二本の現像ローラ210、現像ローラ220、ドクタブレード240、トナー貯蓄機構250、混合攪拌部材260、搬送部材280、経路板290、経路板292を有する。
FIG. 15 is a diagram for explaining the outline of a developing device as a comparative example. A developing
現像装置200は、現像装置100とほぼ同一の構成である。現像装置200は、1段目の現像ローラ210に供給された現像剤Zの戻し先が、搬送部材280に隣接する混合攪拌部材260である点が現像装置100と異なる。現像装置100では、1段目の現像ローラ10に供給された現像剤Zは、搬送部材80と隣接しない混合攪拌部材70へ戻される。
The developing
図16は、現像装置における流量バランスを説明するための図である。尚現像装置200においても、現像装置100と同様に、横流れである2つの混合攪拌部材の周回流れが確立されている。よって現像装置200においても、現像剤Zの受け渡しは、2つの混合攪拌部材の両端部においてのみ行われる。
FIG. 16 is a diagram for explaining the flow rate balance in the developing device. Also in the developing
現像装置200においても、現像装置100と同様に、点P、点Q、点R及び点R′におけるトナーの流量のバランスを考える。比較例では、点Pのトナーの流量は、m1=m6+m7+m8となる。点Qでは、m0+m5+m2′=m0′+m7+m8となる。点Rでは、m3=β×t+m3′、点R′では、m2=(1−β)×t+m2′となる。これらの式を整理すると、以下の式(6)、式(7)が得られる。
In the developing
ΔR1=(1−γ)×β×t{M×[1−(1−γ)×α]} 式(6)
ΔR2=t/m 式(7)
式(6)は式(1)と同一であることから、トナー濃度差ΔR1とトナー濃度差ΔR2との和であるトナー濃度差ΔTが、0.002(百分率で0.2wt%)以下となるトナー消費比率β及び交換比率γの条件は、実施形態で説明した現像装置100と同じになる。
ΔR1 = (1-γ) × β × t {M × [1- (1-γ) × α]} Equation (6)
ΔR2 = t / m (7)
Since Expression (6) is the same as Expression (1), the toner density difference ΔT, which is the sum of the toner density difference ΔR1 and the toner density difference ΔR2, is 0.002 (0.2 wt% in percentage) or less. The conditions of the toner consumption ratio β and the replacement ratio γ are the same as those of the developing
しかしながら、式(7)に示される混合攪拌部材260、搬送部材280で搬送されるべき現像剤Zの流量Mは、トナー濃度差ΔR2とトナー消費流量tと比で求められる。
However, the flow rate M of the developer Z to be transported by the mixing and agitating
図17は、実施形態と比較例とのそれぞれにおける必要な流量Mの値を示した図である。尚図17に示す値を求める際の条件は、実施形態と同様の条件である。求めた条件は実施例の場合と同等である。 FIG. 17 is a diagram showing a necessary value of the flow rate M in each of the embodiment and the comparative example. The conditions for obtaining the values shown in FIG. 17 are the same as those in the embodiment. The obtained conditions are the same as in the example.
図17において、比較例と表記した以外の数値は、実施形態で説明した現像装置100において必要な流量Mの値である。現像装置100の場合、交換比率γが0.1から0.5、トナー消費比率βが0.1から0.3の条件で、800g/s以下の流量となっている。これに対して比較例では、各条件で一様に2000g/sを超えた流量となっている。
In FIG. 17, a numerical value other than the comparative example is a value of the flow rate M necessary in the developing
現像装置100において、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70の外径を45mm程度とし、回転数を600rpmとした場合に搬送可能な搬送量は、700g/s程度である。よって比較例程度の流量を得るためには、回転数を1800rpm以上とする必要がある。しかしながら混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70をこのように高速に回転させることは一般的ではない。
In the developing
以上に説明したように、本実施形態の現像装置100は、有する1段目の現像ローラ10に供給された現像剤Zを混合攪拌部60に戻す構成により、混合攪拌部材60及び混合攪拌部材70で搬送すべき現像剤Zの流量を低減することができる。よって本実施形態では、一般的な800g/s以下の流量を得ることができる。
As described above, the developing
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on each embodiment, this invention is not limited to the requirements shown in the said embodiment. With respect to these points, the gist of the present invention can be changed without departing from the scope of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.
本発明は、二本の現像ローラを有する現像装置と、この現像装置を有する画像形成装置に利用可能である。 The present invention is applicable to a developing device having two developing rollers and an image forming apparatus having the developing device.
10、20 現像ローラ
30 感光体
40 ドクタブレード
50 トナー貯蓄部材
60、70 混合攪拌部材
80 搬送部材
90、92 経路板
100 現像装置
300 画像形成装置
310 制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第一の現像ローラよりも前記感光体の回転方向の下流に配置され、前記感光体の回転方向に対して順回転しながら前記トナーを前記感光体に現像する第二の現像ロ−ラと、
前記第一の現像ロ−ラと前記第二の現像ローラとの間に配置されており、前記感光体と前記第一の現像ロ−ラ及び前記第二の現像ローラとの近接部に供給される前記現像剤の量を規制する規制部材と、
前記規制部材に現像剤を搬送する搬送部材と、
前記現像剤にトナーを供給するトナー供給部材と、
前記搬送部材と隣接しており且つ前記第一の現像ローラ及び前記第二の現像ローラと回転軸が平行になるように配置され、回転して前記現像剤を攪拌する第一の混合攪拌部材と、
前記第一の混合攪拌部材と前記トナー供給機構との間に前記第一の混合攪拌部材と平行に配置され、回転して前記トナー供給部材から供給された前記トナーと前記現像剤と攪拌し、前記現像剤を所定のトナー濃度とする第二の混合攪拌部材と、
を有し、
前記第一の混合攪拌部材と前記第二の混合攪拌部材との間には前記第一の混合攪拌部材及び前記第二の混合攪拌部材の回転軸と平行に仕切りが設けられており、
前記現像剤は、前記第一の混合攪拌部材及び前記第二の混合攪拌部材の回転軸方向に搬送され、前記第一の混合攪拌部材の両端と前記第二の混合攪拌部材の両端との間においてのみ受け渡される現像装置であって、
前記第一の現像ローラ及び前記第二の現像ローラが前記感光体に現像する前記トナーの総量と前記第二の現像ローラが前記感光体に現像する前記トナーの量との比率を比率βとし、
前記第二の現像ローラから前記第一の混合攪拌部材へ戻される前記現像剤の量と前記搬送部材から前記規制部材へ戻される前記現像剤の量との比率を比率γとし、
前記感光体に付着した前記トナーの付着量をN1とし、前記規制部材による前記現像剤の規制量をN2とし、前記第一の現像ローラの周速度及び前記第二の現像ローラの周速度の前記感光体の周速度に対する比率をそれぞれK1、K2としたとき、
<数1>
ΔT=(1−γ)×β×N1/{N2×(K1+K2)×[1−(1−γ)×K2/K1]}+0.001
で求められるΔTが0.002(百分率で0.2wt%)以下である現像装置。 A first photosensitive member is disposed in the vicinity of a rotating photoreceptor that forms an electrostatic latent image, and develops toner contained in the developer on the photoreceptor while rotating in the reverse direction with respect to the rotation direction of the photoreceptor. A development roller;
A second developing roller disposed downstream of the first developing roller in the rotation direction of the photoconductor and developing the toner on the photoconductor while rotating forward with respect to the rotation direction of the photoconductor; ,
It is disposed between the first developing roller and the second developing roller, and is supplied to a proximity portion between the photoconductor and the first developing roller and the second developing roller. A regulating member for regulating the amount of the developer,
A conveying member that conveys the developer to the regulating member;
A toner supply member for supplying toner to the developer;
A first mixing and agitating member which is adjacent to the conveying member and is arranged so that a rotation axis thereof is parallel to the first developing roller and the second developing roller and which agitates the developer by rotating; ,
Between the first mixing and agitating member and the toner supply mechanism, disposed in parallel with the first mixing and agitating member, and rotates and agitates the toner and the developer supplied from the toner supply member; A second mixing and agitating member having a predetermined toner concentration as the developer;
Have
Between the first mixing and stirring member and the second mixing and stirring member, a partition is provided in parallel with the rotation shafts of the first and second stirring members,
The developer is conveyed in the rotation axis direction of the first mixing and agitating member and between the both ends of the first and the agitating member. A developing device that is delivered only in
The ratio β of the total amount of the toner developed on the photosensitive member by the first developing roller and the second developing roller and the amount of the toner developed on the photosensitive member by the second developing roller is a ratio β,
The ratio of the amount of the developer returned from the second developing roller to the first mixing and agitating member and the amount of the developer returned from the conveying member to the regulating member is a ratio γ,
The amount of toner adhering to the photoreceptor is N1, the amount of developer regulated by the regulating member is N2, and the circumferential speed of the first developing roller and the circumferential speed of the second developing roller are the same. When the ratio to the peripheral speed of the photoreceptor is K1 and K2, respectively.
<Equation 1>
ΔT = (1-γ) × β × N1 / {N2 × (K1 + K2) × [1- (1-γ) × K2 / K1]} + 0.001
Is a developing device in which ΔT obtained in step ≦ 0.002 (0.2 wt% in percentage).
前記比率βと前記比率γとを変化させることにより0.2以下とされる請求項1記載の現像装置。 ΔT is
The developing device according to claim 1, wherein the ratio β and the ratio γ are changed to 0.2 or less.
静電潜像を形成して周回し当該現像装置からトナーを供給して前記静電潜像を可視化した像を保持する感光体と、
前記比率β及び前記比率γを制御する制御装置と、を有する画像形成装置。 A developing device according to any one of claims 1 to 4,
A photoreceptor that forms an electrostatic latent image, circulates, supplies toner from the developing device, and holds an image obtained by visualizing the electrostatic latent image;
A control device that controls the ratio β and the ratio γ.
前記第一の現像ローラ及び前記第二の現像ローラに印加する現像バイアスを変化させることで、前記比率βを所定の値に制御する請求項5記載の画像形成装置。 The control device includes:
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the ratio β is controlled to a predetermined value by changing a developing bias applied to the first developing roller and the second developing roller.
前記第一の現像ローラ及び前記第二の現像ローラの回転速度を変化させることで、前記比率βを所定の値に制御する請求項5記載の画像形成装置。 The control device includes:
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the ratio β is controlled to a predetermined value by changing a rotation speed of the first developing roller and the second developing roller.
前記搬送部材の回転速度を変化させることで、前記比率γを所定の値に制御する請求項5記載の画像形成装置。 The control device includes:
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the ratio γ is controlled to a predetermined value by changing a rotation speed of the conveying member.
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JP (1) | JP2010181566A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011150113A (en) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Canon Inc | Developing device and image forming apparatus |
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2009
- 2009-02-04 JP JP2009024000A patent/JP2010181566A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011150113A (en) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Canon Inc | Developing device and image forming apparatus |
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