JP2011033748A - Developing device and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、トナー担持体に帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を非接触で現像する現像装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic method, and an image forming apparatus including the developing device, and more particularly, to hold only charged toner on a toner carrier. The present invention relates to a developing device that develops an electrostatic latent image on an image carrier in a non-contact manner.
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリアを用いて非磁性トナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及び磁性キャリアから成る磁気ブラシにより感光体上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。 Conventionally, as a developing method using dry toner in an image forming apparatus using an electrophotographic process, a one-component developing method using no carrier and a two-component developer charging a non-magnetic toner using a magnetic carrier are used. There is known a two-component development system in which an electrostatic latent image on a photosensitive member is developed by a magnetic brush composed of toner and a magnetic carrier formed on a developing roller.
一成分現像方式には、例えば特許文献1に開示されているような磁性トナーを用いる磁性一成分現像方式と、非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像方式とが存在する。磁性一成分現像方式は、現像装置内のトナーを磁力により制御し、現像ローラと非接触に設置された規制ブレードと、現像ローラ内のマグネットとの間においてトナーの帯電が穏やかに行われる。従って、トナーの劣化が少なく画像品質を長期間に亘って維持できるという利点がある。その反面、トナーに対する摩擦帯電性能は不十分であり、高いトナー帯電を得ることは難しくなる。そのため、感光体へトナーを飛翔させるジャンピング現像時、記録媒体上への転写時にトナー飛散が発生したり、定着時の熱により記録媒体中の水分が蒸発して縦スジが生じる、いわゆる尾引き現象が発生したりするという問題点がある。
As the one-component development method, for example, there are a magnetic one-component development method using a magnetic toner as disclosed in
一方、非磁性一成分現像方式では、現像ローラと現像ローラに接触する弾性規制ブレードとの間でトナーを強く摩擦帯電させるため、トナー飛散や尾引き現象は発生し難くなり、良好な初期画像が得られるという利点がある。その反面、弾性規制ブレードからの物理的なストレスによりトナーの劣化が促進されやすく、画像品質を長期間に亘って維持することが困難である。 On the other hand, in the non-magnetic one-component development method, the toner is strongly frictionally charged between the developing roller and the elastic regulating blade that contacts the developing roller, so that toner scattering and tailing phenomenon hardly occur, and a good initial image is obtained. There is an advantage that it can be obtained. On the other hand, the deterioration of the toner is likely to be promoted by physical stress from the elastic regulating blade, and it is difficult to maintain the image quality for a long period of time.
これに対し、二成分現像方式では、トナーの帯電は現像装置内で磁性キャリアと混合される間に行われるため、安定した帯電量を長期間維持することができ、トナーの長寿命化にも適している。但し、前述した磁気ブラシが感光体表面に物理的に接触しながら現像する方式のため、掃きムラと呼ばれる磁気ブラシによる画像の乱れが発生し易く、画質の面で不利であった。 On the other hand, in the two-component development system, the toner is charged while being mixed with the magnetic carrier in the developing device, so that a stable charge amount can be maintained for a long period of time, and the life of the toner can be extended. Is suitable. However, because the above-described magnetic brush is used for development while being in physical contact with the surface of the photoreceptor, image disturbance due to the magnetic brush, which is called sweeping unevenness, tends to occur, which is disadvantageous in terms of image quality.
また、特許文献2には、現像極が複数のピークとピーク間の谷部とを持つように磁力分布し、磁力ピークのいずれかを用いて現像を行うことにより、磁気ブラシによる掃きムラやキャリア付着を抑制する方法が提案されているが、十分なものではなかった。
Further, in
上記の問題を解決する手段の一つとして、例えば特許文献3に示すような、磁気ローラ(トナー供給部材)を用いて現像剤を感光体(像担持体)に対して非接触に設置した現像ローラ(トナー担持体)上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって感光体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
As one means for solving the above-mentioned problem, for example, as shown in
特許文献3の現像方式の場合、トナー飛散や磁気ブラシによる掃きムラ等のない高画質な画像が得られるが、現像ローラに加えて磁気ローラを必要とするため、製造コストが高くなるとともに現像装置の大型化、複雑化に繋がるという問題点があった。
In the case of the development method of
本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成で帯電不良によるトナー飛散と磁気ブラシによる掃きムラを同時に解消できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus including the same that can simultaneously eliminate toner scattering due to charging failure and sweeping unevenness due to a magnetic brush with a simple configuration.
上記目的を達成するために本発明は、磁性トナーと非磁性キャリアとから成る二成分現像剤を収容する筐体と、該筐体内の磁性トナーを担持して非接触で対向配置された像担持体に供給するトナー担持体と、該トナー担持体内に配置され、前記像担持体と前記トナー担持体とが対峙する現像領域近傍に配置される主極を含む複数の磁極を有する固定マグネット体と、前記トナー担持体に対し前記非磁性キャリアの最小粒子径よりも小さい所定の間隔を隔てて配置される規制ブレードと、前記トナー担持体に直流電圧及び交流電圧を印加する電圧印加手段と、を備えた現像装置である。 To achieve the above object, the present invention provides a housing for storing a two-component developer composed of a magnetic toner and a non-magnetic carrier, and an image carrier that carries the magnetic toner in the housing and is arranged in a non-contact manner. A toner carrier to be supplied to the body, and a fixed magnet body having a plurality of magnetic poles disposed in the toner carrier and including a main pole disposed in the vicinity of a developing region where the image carrier and the toner carrier face each other A regulating blade disposed at a predetermined interval smaller than the minimum particle diameter of the non-magnetic carrier with respect to the toner carrier, and voltage applying means for applying a DC voltage and an AC voltage to the toner carrier. The developing device provided.
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記規制ブレードと前記トナー担持体との間に、磁性トナーが前記トナー担持体側に移動する方向の電位差を設けたことを特徴としている。 According to the present invention, in the developing device configured as described above, a potential difference in a direction in which the magnetic toner moves toward the toner carrier is provided between the regulating blade and the toner carrier.
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記非磁性キャリアの最小粒子径は、前記規制ブレードと前記トナー担持体との間隔の2倍以上であることを特徴としている。 According to the present invention, in the developing device configured as described above, the minimum particle diameter of the nonmagnetic carrier is at least twice the interval between the regulating blade and the toner carrier.
また本発明は、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置である。 The present invention also provides an image forming apparatus including the developing device having the above-described configuration.
本発明の第1の構成によれば、トナー担持体に対し非磁性キャリアの最小粒子径よりも小さい所定の間隔を隔てて規制ブレードを配置することにより、磁性トナーのみがトナー担持体と規制ブレードとの隙間を通過し、非磁性キャリアは規制ブレードの上流側に堰き止められるため、簡易な構成でトナー担持体上に高帯電且つ均一なトナー薄層を形成でき、トナーの帯電不良に起因するトナー飛散を抑制可能となる。また、従来の二成分現像方式のようにトナー担持体上に磁気ブラシを形成せず、現像領域において良好な磁性ジャンピング現像を行うため、磁気ブラシによる掃きムラも解消できる。 According to the first configuration of the present invention, by disposing the regulating blade at a predetermined interval smaller than the minimum particle diameter of the non-magnetic carrier with respect to the toner carrier, only the magnetic toner can be separated from the toner carrier and the regulating blade. The non-magnetic carrier is blocked on the upstream side of the regulating blade, and thus a highly charged and uniform thin toner layer can be formed on the toner carrier with a simple configuration, resulting in poor charging of the toner. Toner scattering can be suppressed. Further, unlike the conventional two-component development system, a magnetic brush is not formed on the toner carrier, and good magnetic jumping development is performed in the development region, so that unevenness in sweeping with the magnetic brush can be eliminated.
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の現像装置において、規制ブレードとトナー担持体との間に、磁性トナーがトナー担持体側に移動する方向の電位差を設けることにより、磁性トナーがトナー担持体上へ強制的に付着されるため、均一なトナー薄層を円滑に且つ安定して形成できる。 According to the second configuration of the present invention, in the developing device having the first configuration, a potential difference in a direction in which the magnetic toner moves toward the toner carrier is provided between the regulating blade and the toner carrier. Since the magnetic toner is forcibly attached onto the toner carrier, a uniform toner thin layer can be formed smoothly and stably.
また、本発明の第3の構成によれば、上記第1又は第2の構成の現像装置において、非磁性キャリアの最小粒子径を規制ブレードとトナー担持体との間隔の2倍以上とすることにより、規制ブレードによる磁性トナーと非磁性キャリアの選別(分離)を効率良く行うことができる。 According to the third configuration of the present invention, in the developing device having the first or second configuration, the minimum particle diameter of the nonmagnetic carrier is set to be twice or more the interval between the regulating blade and the toner carrier. This makes it possible to efficiently sort (separate) the magnetic toner and the non-magnetic carrier by the regulating blade.
また、本発明の第4の構成によれば、上記第1乃至第3のいずれかの構成の現像装置を搭載することにより、簡易且つ低コストな構成で帯電不良によるトナー飛散と磁気ブラシによる掃きムラを同時に解消し、高画質な画像を安定して出力可能な画像形成装置となる。 Further, according to the fourth configuration of the present invention, by mounting the developing device having any one of the first to third configurations, toner scattering due to charging failure and sweeping by a magnetic brush can be performed with a simple and low-cost configuration. An image forming apparatus that can eliminate unevenness at the same time and stably output high-quality images.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略構成図であり、右側を画像形成装置の前方側として図示している。図1に示すように、画像形成装置100は、本体下部に積載された用紙を収容する給紙カセット2が備えられている。この給紙カセット2の上方には、本体前方から本体後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて本体上面に形成された排紙部3に至る用紙搬送路4が形成されており、この用紙搬送路に沿って上流側から順に、ピックアップローラ5、フィードローラ6、中間搬送ローラ7、レジストローラ対8、画像形成部9、定着部10及び排出ローラ対11が配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus including a developing device of the present invention, and the right side is illustrated as a front side of the image forming apparatus. As shown in FIG. 1, the
給紙カセット2には、用紙搬送方向後端部に設けられた回動支点12aによって、給紙カセット2に対して回動自在に支持された用紙積載板12が備えられており、用紙積載板12上に積載された用紙がピックアップローラ5に押圧されるようになっている。また、給紙カセット2の前方側には、フィードローラ6に圧接するようにリタードローラ13が配設されており、ピックアップローラ5によって複数枚の用紙が同時に給送された場合には、これらフィードローラ6とリタードローラ13とによって用紙が捌かれ、最上位の1枚のみが搬送されるよう構成されている。
The
そして、フィードローラ6とリタードローラ13とによって捌かれた用紙は、中間搬送ローラ7によって搬送方向を装置後方へと変えられてレジストローラ対8へと搬送され、レジストローラ対8によってタイミングを調整されて画像形成部9へと供給される。
Then, the sheet fed by the feed roller 6 and the
画像形成部9は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、図1において時計回りに回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム14と、この感光体ドラム14の周囲に配置される帯電装置15、現像装置16、クリーニング装置17、用紙搬送路4を挟んで感光体ドラム14に対向するように配置される転写ローラ18及び感光体ドラム14の上方に配置される露光ユニット(LSU)19から構成されており、現像装置16の上方には、現像装置16へトナーを補給するトナーコンテナ20が配置されている。
The image forming unit 9 forms a predetermined toner image on a sheet by an electrophotographic process. The
帯電装置15には、図示しない電源が接続された導電性ゴムローラ15aが備えられており、この導電性ゴムローラ15aが感光体ドラム14に当接するよう配置されている。そして、感光体ドラム14が回転すると、導電性ゴムローラ15aが感光体ドラム14の表面に接触して従動回転し、この時、導電性ゴムローラ15aに所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム14の表面が一様に帯電させられることとなる。
The
次いで、露光ユニット(LSU)19からのレーザビームにより感光体ドラム14上に入力された画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置16により静電潜像にトナーが付着されて感光体ドラム14の表面にトナー像が形成され、転写ローラ18により感光体ドラム14の表面のトナー像が、感光体ドラム14と転写ローラ18とのニップ部に形成された転写位置に供給された用紙へと転写される。
Next, an electrostatic latent image based on the image data input on the
トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム14から分離されて定着部10に向けて搬送される。この定着部10は、画像形成部9の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部9においてトナー像が転写された用紙は、定着部10に備えられた加熱ローラ21、及びこの加熱ローラ21に圧接される加圧ローラ22によって加熱、加圧され、用紙に転写されたトナー像が定着される。
The sheet on which the toner image has been transferred is separated from the
そして、画像形成部9及び定着部10において画像形成がなされた用紙は、排出ローラ対11によって排紙部3に排出される。一方、転写後に感光体ドラム14の表面に残留しているトナーはクリーニング装置17により除去される。そして、感光体ドラム14は帯電装置15によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。
The paper on which the image is formed in the image forming unit 9 and the fixing
続いて、図2及び図3を参照して本発明の現像装置16について詳述する。図2は現像装置の側面断面図であり、図3は現像装置を上方から見た平面図である。なお、図2は図3におけるXX′矢視断面図に相当し、図3においては説明の便宜上、カバー31bを外した状態を示している。
Next, the developing
図2及び図3に示すように、現像装置16は、磁性トナー及び非磁性キャリアから成る二成分現像剤が収容されるハウジング31aと、ハウジング31aに収容されたトナーが外部に漏れないように封止するカバー31bとから構成される筐体31内に、第1スパイラル部材32、第2スパイラル部材33、現像ローラ35、規制ブレード36が備えられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the developing
ハウジング31aの内部は、長手方向に延在する仕切板37によって第1貯留室38と第2貯留室39とに区画されており、第1貯留室38には第1スパイラル部材32が、第2貯留室39には第2スパイラル部材33がそれぞれ配設されている。また、仕切板37は、図3に示すようにハウジング31aの左右両端部には設けられておらず、この部分が第1貯留室38と第2貯留室39の間を現像剤が移動する通路(現像剤受け渡し部)40となっている。
The interior of the
第1スパイラル部材32及び第2スパイラル部材33は、回転軸32a、33aと、その外周面に一体形成された螺旋羽32b、33bとで構成されており、互いに略平行となるようにハウジング31a内に回転可能に軸支されている。そして、第1スパイラル部材32及び第2スパイラル部材33が所定方向に回転することによって第1貯留室38内の現像剤を矢印A方向に搬送し、第2貯留室39内の現像剤を矢印B方向に搬送するように構成されている。また、トナー量検知センサ(図示せず)の検出結果に応じてハウジング31a内にトナーを補給できるように、カバー31bにはトナーコンテナ20(図1参照)からトナーが供給されるトナー補給口34が設けられている。
The
そして、第1スパイラル部材32及び第2スパイラル部材33の回転軸32a、33aにギヤ列を介してモータ(図示せず)を接続し、第1及び第2スパイラル部材32、33を所定方向に回転駆動することによって、現像剤が第1貯留室38及び第2貯留室39内を搬送され、また、上述したようにハウジング31aの左右両端部に設けられた通路40を通過して、第1貯留室38と第2貯留室39とを循環するようになっている。
A motor (not shown) is connected to the
現像ローラ35は、第1スパイラル部材32及び第2スパイラル部材33と略平行となるように第1貯留室38内に回転可能に軸支され、ギヤ列を介して第1及び第2スパイラル部材32、33と共通のモータに接続されている。この現像ローラ35の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成る固定マグネット体35a(図4参照)が固定されており、感光体ドラム14の回転に応じて現像ローラ35が回転すると、この固定マグネット体35aの磁力により現像ローラ35の表面にトナーが付着(担持)されてトナー層が形成される。
The developing
そして、感光体ドラム14と現像ローラ35とが対峙する現像領域Dにおいて、現像ローラ35に付着したトナーが、感光体ドラム14の表面電位と現像ローラ35に印加される現像バイアス(後述)との電位差により感光体ドラム14へと飛翔して感光層に付着し、感光体ドラム14表面にトナー像が形成される。なお、現像ローラ35が独立して駆動するように、第1スパイラル部材32及び第2スパイラル部材33とは別個のモータを現像ローラ35に接続しても良い。
In the developing region D where the
規制ブレード36は、感光体ドラム14に供給するトナー量、すなわち現像ローラ35へのトナー付着量を規制するものであり、例えばSUS(ステンレス)等の磁性体が用いられる。そして、規制ブレード36は、その先端と現像ローラ35との間に所定の間隔(以下、規制部という)が形成されるように配設されており、この規制部の間隔、並びに規制部に発生する磁界及び電位差によって現像ローラ35へのトナー付着量が規制され、現像ローラ35の表面には数十ミクロンのトナー薄層が形成される。
The regulating
また、本発明の現像装置では、規制部の間隔によって小径の磁性トナーと大径の非磁性キャリアとを選別(分離)し、現像ローラ35上に磁性トナーのみを付着させる機能も備えている。規制部の間隔は、例えば0.1mm程度に設定される。
The developing device according to the present invention also has a function of sorting (separating) a small-diameter magnetic toner and a large-diameter non-magnetic carrier according to the interval between the restricting portions and attaching only the magnetic toner onto the developing
次に、本発明の現像装置に用いられる二成分現像剤について説明する。二成分現像剤は、磁性トナーと非磁性キャリアとを含有するものである。二成分現像剤における磁性トナーと非磁性キャリアとの重量比(T/C)は、キャリア100重量部に対してトナー5〜20重量部が好ましく、8〜15重量部がより好ましい。 Next, the two-component developer used in the developing device of the present invention will be described. The two-component developer contains a magnetic toner and a nonmagnetic carrier. The weight ratio (T / C) between the magnetic toner and the non-magnetic carrier in the two-component developer is preferably 5 to 20 parts by weight, more preferably 8 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carrier.
磁性トナーはトナー母粒子に外添剤を添加したものである。トナー母粒子は、結着樹脂着色剤及び磁性粉を含有する。トナー母粒子には、必要に応じて離型剤、電荷制御剤等を含有させてもよい。トナー母粒子の重量平均粒子径は、5〜12μmが好ましく、6〜10μmがより好ましい。トナー母粒子の重量平均粒子径は、粒度分布測定装置(例えば、コールター社製、マルチサイザーII型)によって測定する。トナー母粒子は、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、重合法等の公知の方法で製造される。 The magnetic toner is obtained by adding an external additive to toner base particles. The toner base particles contain a binder resin colorant and magnetic powder. The toner base particles may contain a release agent, a charge control agent and the like as necessary. The weight average particle diameter of the toner base particles is preferably 5 to 12 μm, and more preferably 6 to 10 μm. The weight average particle diameter of the toner base particles is measured by a particle size distribution measuring device (for example, Multisizer II type manufactured by Coulter, Inc.). The toner base particles are produced by a known method such as a pulverization classification method, a melt granulation method, a spray granulation method, or a polymerization method.
外添剤としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ等の無機酸化物、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸等が挙げられる。外添剤の量は、トナー母粒子100重量部に対して、通常0.1〜5重量部である。 Examples of the external additive include inorganic oxides such as silica, titanium oxide, and alumina, and metal soaps such as calcium stearate. The amount of the external additive is usually 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles.
非磁性キャリアとしては、ガラス粒子やスチレン−アクリル系共重合体等から成る樹脂粒子が挙げられる。非磁性キャリアは、カーボン等の導電剤を含有していても良いし、表面にコート樹脂からなる被覆層を有していてもよい。非磁性キャリアは、例えば樹脂材料を2軸混練機にて溶融混練し、所望の粒径に粉砕分級して製造することができる。非磁性キャリアの粒子径が小さいほど単位重量当たりの表面積が大きくなり、磁性トナーの摩擦帯電に有利となる反面、規制ブレード36による非磁性キャリアCの選別が困難となる。非磁性キャリアの最小粒子径は0.2mm〜1mm程度が好ましく、0.5mm程度がより好ましい。
Examples of nonmagnetic carriers include resin particles made of glass particles, styrene-acrylic copolymers, and the like. The nonmagnetic carrier may contain a conductive agent such as carbon, or may have a coating layer made of a coating resin on the surface. The non-magnetic carrier can be produced, for example, by melt-kneading a resin material with a biaxial kneader and pulverizing and classifying the resin material to a desired particle size. The smaller the particle size of the nonmagnetic carrier, the larger the surface area per unit weight, which is advantageous for frictional charging of the magnetic toner, but it is difficult to select the nonmagnetic carrier C by the regulating
図4は、図2における現像ローラ周辺の部分拡大図である。図4を用いて本発明の現像装置における現像ローラ35上へのトナー薄層の形成方法を詳細に説明する。図4に示すように、固定マグネット体35aは、感光体ドラム14に対向するN1極(主極)と、S1極(剥離極)、S2極(規制極)から成る3つの磁極を有している。規制ブレード36には固定マグネット体35aのS2極が対向するため、規制ブレード36として磁性体を用いることにより、規制部50に引き合う方向の磁界が発生する。
4 is a partially enlarged view of the periphery of the developing roller in FIG. A method for forming a toner thin layer on the developing
前述のように、第1スパイラル部材32及び第2スパイラル部材33によって、現像剤が攪拌されつつ現像容器31a内を循環して磁性トナーTと非磁性キャリアCとを十分に摩擦帯電させることにより、磁性トナーTは高い正帯電を得る。同時に非磁性キャリアCは負電荷を帯びるため、磁性トナーTと静電的に結合する。磁性トナーTに覆われた非磁性キャリアCは、磁性トナーTの磁性とS2極の磁力によって規制ブレード36近傍まで搬送される。
As described above, the
規制ブレード36には規制バイアス回路51により直流バイアス(Vdc=230V)及び交流バイアス(Vpp=1.5kV、周波数2.8kHz、Duty50%)が印加されており、現像ローラ35には現像バイアス回路53により直流バイアス(Vdc=150V)及び交流バイアス(Vpp=1.5kV、周波数2.8kHz、Duty50%)が印加されている。ここで、規制ブレード36に印加される直流バイアスは現像ローラ35に印加される直流バイアスよりもプラス側に高いため、非磁性キャリアCを覆っている磁性トナーTには、規制ブレード36と現像ローラ35との電位差、及びS2極の磁力によって現像ローラ35側へ移動する力が作用する。
A DC bias (Vdc = 230 V) and an AC bias (Vpp = 1.5 kV, frequency 2.8 kHz,
ここで、規制ブレード36にも現像ローラ35に印加する交流バイアスと同期した交流バイアスを印加しているのは、規制ブレード36と現像ローラ35との間に直流成分のみに基づく一定の電位差を発生させて規制部50における磁性トナーTの移動を安定化させるためである。なお、規制ブレード36への交流バイアスの印加は必ずしも必要ではなく、規制ブレード36に直流バイアスのみを印加して現像ローラ35との間に電位差を発生させても良い。
Here, the AC blade synchronized with the AC bias applied to the developing
その結果、磁性トナーTは現像ローラ35表面に付着するが、非磁性キャリアCの最小粒子径(0.5mm)は規制部50の間隔(0.1mm)よりも大きいため、非磁性キャリアCは規制ブレード36により堰き止められる。つまり、非磁性キャリアCは規制ブレード36の外側(下流側)へは搬送されず、現像ローラ35の回転により規制ブレード36の内側(上流側)において転がりながら滞留して現像ローラ35表面へ磁性トナーTを供給する。非磁性キャリアCは表面から磁性トナーTが外れるにつれて磁性を失うので、S2極の拘束から離れ、再び現像剤中へ落下して第1及び第2スパイラル部材32、33により攪拌される。
As a result, although the magnetic toner T adheres to the surface of the developing
一方、現像ローラ35上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ35の回転によって規制部50を通過し、現像領域Dに搬送される。現像ローラ35には直流バイアス及び交流バイアスから成る現像バイアスが印加されているため、感光体ドラム14との間の電位差によって現像ローラ35上の磁性トナーTが感光体ドラム14側に飛翔し、感光体ドラム14上の静電潜像が現像される。
On the other hand, the toner thin layer formed on the developing
さらに現像ローラ35が反時計回りに回転すると、今度はS1極により引き合う磁界が付与されて、トナー像の形成に使われなかった磁性トナーTがハウジング31a内に回収される。さらに、S1極及びS2極により反発する磁界が付与されるため、磁性トナーTはハウジング31a内で現像ローラ35から離脱する。そして、第1スパイラル部材32により非磁性キャリアCと共に摩擦帯電され、非磁性キャリアCを被覆した後、S2極の磁界により再び規制ブレード36近傍に搬送される。
When the developing
本発明の構成によれば、簡易な構成で規制ブレード36の下流側への非磁性キャリアCの流出を確実に防止するとともに、現像ローラ35上に高帯電且つ均一なトナー薄層を形成できるため、トナーの帯電不良に起因するトナー飛散を抑制可能となる。また、従来の二成分現像方式のように現像ローラ35上に磁気ブラシを形成せず、現像領域において良好な磁性ジャンピング現像を行うため、磁気ブラシによる掃きムラも解消できる。
According to the configuration of the present invention, the nonmagnetic carrier C can be reliably prevented from flowing to the downstream side of the
また、非磁性キャリアCの粒子径が規制部50の間隔の2倍未満である場合、非磁性キャリアCが規制部50に搬送された時に規制ブレード36の先端が非磁性キャリアCの中心よりも上方に接触する。そのため、非磁性キャリアCが規制部50に挟まって磁性トナーTの通過を妨げ、現像ローラ35上に形成されるトナー薄層に縦スジが発生するおそれがある。そこで、非磁性キャリアCの最小粒子径を規制部50の間隔の2倍以上とすることで、非磁性キャリアCが規制部50に挟まるおそれもなくなり、規制部50における磁性トナーTと非磁性キャリアCの選別(分離)を効率良く行うことができる。
Further, when the particle diameter of the nonmagnetic carrier C is less than twice the interval of the restricting
なお、ここでは規制ブレード36と現像ローラ35との間に、磁性トナーTが現像ローラ35側に移動する方向の電位差を設けたが、非磁性キャリアCが規制ブレード36の内側(上流側)において転がりながら滞留する際に、磁性トナーTは非磁性キャリアCから離れて分子間力により現像ローラ35表面へ移動する。そのため、規制バイアス回路51による規制ブレード36への直流バイアスの印加は必ずしも必要ではない。
Here, a potential difference in the direction in which the magnetic toner T moves toward the developing
しかし、現像ローラ35表面へのトナー付着を円滑に行うためには、本実施形態のように規制ブレード36と現像ローラ35との間に電位差を設けた方が好ましい。上記実施形態において現像ローラ35及び規制ブレード36に印加される直流バイアス及び交流バイアスは一例であり、非磁性キャリアCや磁性トナーTの組成、粒子径、及び規制部50の間隔等に応じて適宜設定すれば良い。
However, in order to smoothly adhere the toner to the surface of the developing
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、各実施形態を適宜組み合わせて得られる実施形態も本発明に包含され、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では帯電方向が正(プラス側)である正帯電トナーを用いる現像装置を例に挙げて説明したが、帯電方向が負(マイナス側)である負帯電トナーを用いる現像装置にも全く同様に適用可能である。その場合、電位が低い(マイナス側に高い)側から高い(マイナス側に低い)側へトナーが移動するため、規制ブレード36と現像ローラ35、及び現像ローラ35と感光体ドラム14の電位差の関係は正帯電トナーを用いる場合と逆になる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Embodiment which is obtained by combining each embodiment suitably is also included in this invention, and various changes are possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above embodiment, the developing device using positively charged toner whose charging direction is positive (plus side) has been described as an example. However, the developing device using negatively charged toner whose charging direction is negative (minus side) is described. Is equally applicable. In this case, since the toner moves from a low potential (higher to the negative side) to a higher side (lower to the negative side), the relationship between the potential difference between the regulating
また、固定マグネット体35aの各磁極N1、S1、S2の配置(ピーク位置)及び磁力の強さは、現像装置の仕様や現像剤の特性等に応じて適宜設定すれば良い。また、3極構造に限らず、例えば5極構造や7極構造の固定マグネット体35aを用いても良い。
In addition, the arrangement (peak position) and magnetic strength of each of the magnetic poles N1, S1, and S2 of the fixed
また、本発明の現像装置が搭載される画像形成装置としては、図1に示したようなモノクロプリンタに限らず、モノクロ及びカラー複写機、カラープリンタ、ファクシミリ等の他の画像形成装置であっても良い。 Further, the image forming apparatus on which the developing device of the present invention is mounted is not limited to the monochrome printer as shown in FIG. 1, but other image forming apparatuses such as monochrome and color copiers, color printers, and facsimiles. Also good.
本発明は、磁性トナーと非磁性キャリアとから成る二成分現像剤を用いる現像装置に利用可能であり、磁性一成分現像方式の課題であった帯電不良によるトナー飛散と、二成分現像方式の課題であった磁気ブラシによる掃きムラとを簡易な構成で同時に解決できる現像装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to a developing device using a two-component developer composed of a magnetic toner and a non-magnetic carrier. Thus, it is possible to provide a developing device that can simultaneously solve the unevenness of sweeping by the magnetic brush with a simple configuration.
14 感光体ドラム(像担持体)
16 現像装置
17 クリーニング装置
31 筐体
32 第1スパイラル部材
33 第2スパイラル部材
35 現像ローラ(トナー担持体)
35a 固定マグネット体
36 規制ブレード
37 仕切板
38 第1貯留室
39 第2貯留室
50 規制部
51 規制バイアス回路
53 現像バイアス回路(電圧印加手段)
100 画像形成装置
T 磁性トナー
C 非磁性キャリア
D 現像領域
14 Photosensitive drum (image carrier)
16 Developing
35a Fixed
100 Image forming apparatus T Magnetic toner C Non-magnetic carrier D Development area
Claims (4)
該筐体内の磁性トナーを担持して非接触で対向配置された像担持体に供給するトナー担持体と、
該トナー担持体内に配置され、前記像担持体と前記トナー担持体とが対峙する現像領域近傍に配置される主極を含む複数の磁極を有する固定マグネット体と、
前記トナー担持体に対し前記非磁性キャリアの最小粒子径よりも小さい所定の間隔を隔てて配置される規制ブレードと、
前記トナー担持体に直流電圧及び交流電圧を印加する電圧印加手段と、
を備えた現像装置。 A housing that contains a two-component developer comprising a magnetic toner and a non-magnetic carrier;
A toner carrier that carries the magnetic toner in the housing and supplies the magnetic toner to an image carrier that is arranged in a non-contact manner and opposed thereto;
A fixed magnet body having a plurality of magnetic poles including a main pole disposed in the vicinity of a developing region disposed in the toner bearing body, the image bearing body and the toner bearing body facing each other;
A regulating blade disposed at a predetermined interval smaller than the minimum particle diameter of the non-magnetic carrier with respect to the toner carrier;
Voltage application means for applying a DC voltage and an AC voltage to the toner carrier;
A developing device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009178618A JP2011033748A (en) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | Developing device and image forming apparatus including the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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2009
- 2009-07-31 JP JP2009178618A patent/JP2011033748A/en active Pending
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