JP2011128419A - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent occurrence of an image defect caused by toner sticking to by preventing toner from sticking onto a developer carrier. <P>SOLUTION: The developing device 1 is provided with: two-component developer made of toner and carrier; and a plurality of developing rollers 4a, 4b, and 4c for conveying developer and forming a toner image on an electrostatic latent image formed on a latent image carrier 6. In the developing device 1, a coating layer of molybdenum disulfide is formed on the surface of at least one of the developing rollers 4a and 4b other than the developing roller 4c which finally develops a toner image among a plurality of the developing rollers 4a, 4b, and 4c. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に係り、特にトナーとキャリアから成る2成分現像剤と、現像剤を搬送し潜像担持体上に形成された静電潜像にトナー像を形成する複数の現像剤担持体とを備えた現像装置、プロセスカートリッジ及びこれらを搭載した画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus, and more particularly, a two-component developer composed of toner and a carrier, and a toner image on an electrostatic latent image formed on a latent image carrier by conveying the developer. The present invention relates to a developing device including a plurality of developer carriers to be formed, a process cartridge, and an image forming apparatus equipped with these.

周知のように、画像形成装置においては、例えば感光体より成る潜像担持体に、所定の静電潜像を作像し、この静電潜像をトナー像として可視像化している。このような可視像化機能を達成する現像装置として、トナーとキャリアを有する2成分系の現像剤を用いるようにしたものがある。   As is well known, in an image forming apparatus, a predetermined electrostatic latent image is formed on a latent image carrier made of, for example, a photoconductor, and this electrostatic latent image is visualized as a toner image. As a developing device that achieves such a visible image forming function, there is one that uses a two-component developer having a toner and a carrier.

ところで、このような現像装置を長時間使用すると、部品摩耗、及び現像装置内部品(現像ローラやドクタ)へのトナー固着が原因となり現像装置異常が発生することがある。ここでの現像装置異常とは、現像装置の機械的な故障、濃度ムラや帯状ムラといった現像画像の異常、現像剤漏れなどである。   By the way, when such a developing device is used for a long time, the developing device may be abnormal due to wear of components and toner adhesion to components in the developing device (developing roller or doctor). The developing device abnormality here refers to a mechanical failure of the developing device, a developed image abnormality such as density unevenness or band-like unevenness, developer leakage, and the like.

このように、現像ローラにトナーが固着すると、固着部分のトナーが電荷を帯び、固着部分の現像ローラ表面電位が変化することとなる。非磁性トナーと磁性キャリアから成る現像装置においては、現像ローラ感光体間の静電気場を用いて感光体の潜像をトナー像として可視像化する(静電気力によって、現像ローラに担持されたトナーを感光体の潜像部へ運ぶ)。このため、現像ローラ表面電位が部分的に変化すると、現像ローラ感光体間の静電場が変化し、出力画像に影響を及ぼす。その結果、画像品質の劣化を招くこととなる。   As described above, when the toner adheres to the developing roller, the toner at the fixed portion is charged, and the surface potential of the developing roller at the fixed portion changes. In a developing device comprising a non-magnetic toner and a magnetic carrier, a latent image on the photosensitive member is visualized as a toner image using an electrostatic field between the developing roller photosensitive member (the toner carried on the developing roller by electrostatic force). To the latent image portion of the photoconductor). For this reason, when the developing roller surface potential partially changes, the electrostatic field between the developing roller photoreceptors changes, which affects the output image. As a result, the image quality is degraded.

現像ローラへのトナー固着は、現像ローラ上に付着したトナーが、現像ドクタや感光体部などで圧力や摩擦を受け、現像ローラ表面に融着することによって発生する。現像装置の高速化(現像速度アップ)に伴い、上記圧力や摩擦力も大きくなり、より現像ローラへとトナー固着しやすい状況になっており対策が要望される。   The toner adhering to the developing roller is generated when the toner adhering to the developing roller is subjected to pressure or friction by the developing doctor or the photosensitive member and fused to the developing roller surface. As the speed of the developing device increases (development speed increases), the pressure and friction force increase, and the toner is more likely to adhere to the developing roller.

特許文献1には、現像ローラ表面に硫化モリブデンを含有した被膜層を形成することで、トナー固着やスリーブゴーストを低減する一成分現像装置が記載されている。   Patent Document 1 describes a one-component developing device that reduces toner adhesion and sleeve ghost by forming a coating layer containing molybdenum sulfide on the surface of a developing roller.

また特許文献2には、現像剤を収納するための現像剤収納室及び該現像剤収納室に収納される現像剤と接触し、該現像剤を表面に担持するための現像剤担持体を有する現像装置において、該現像剤担持体は、表面に担持している該現像剤を、静電潜像担持体の表面と該現像剤担持体の表面との間に形成される現像領域に搬送するものであり、該現像剤担持体は、該現像剤を担持し搬送するための表面が、被膜形成高分子材料及び二硫化モリブデンを少なくとも含有する被膜で形成されていることを特徴とする現像装置が記載されている。   Patent Document 2 includes a developer storage chamber for storing a developer and a developer carrier for contacting the developer stored in the developer storage chamber and supporting the developer on the surface. In the developing device, the developer carrying member conveys the developer carried on the surface to a developing region formed between the surface of the electrostatic latent image carrying member and the surface of the developer carrying member. The developer carrying member is characterized in that a surface for carrying and transporting the developer is formed of a film containing at least a film-forming polymer material and molybdenum disulfide. Is described.

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の発明においては、モリブデン化合物の電気抵抗が高いため、現像剤との摩擦などによりモリブデン化合物自身がチャージアップしてしまい、トナー固着と同様に出力画像に影響を及ぼしてしまうという問題がある。   However, in the inventions described in Patent Document 1 and Patent Document 2, since the molybdenum compound has a high electric resistance, the molybdenum compound itself is charged up due to friction with the developer, etc. There is a problem of having an influence.

そこで、本発明は、トナーの現像担持体への固着を防ぎ、トナー固着による異常画像が発生を防止することができる現像装置、及びこれを備える画像形成装置を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a developing device that can prevent toner from sticking to a developing carrier and prevent the occurrence of abnormal images due to toner sticking, and an image forming apparatus including the developing device.

請求項1の発明は、トナーとキャリアから成る2成分現像剤と、現像剤を搬送し潜像担持体上に形成された静電潜像にトナー像を形成する複数の現像剤担持体と備えた現像装置において、前記複数の現像剤担持体のうち少なくとも1つの現像剤担持体の表面に二硫化モリブデンの被膜層を設けることを特徴とする現像装置である。   The invention of claim 1 includes a two-component developer comprising toner and a carrier, and a plurality of developer carriers that transport the developer and form a toner image on an electrostatic latent image formed on the latent image carrier. In the developing device, a coating layer of molybdenum disulfide is provided on the surface of at least one developer carrier among the plurality of developer carriers.

請求項2の発明は、請求項1に記載の現像装置において、前記複数の潜像担持体のうち最後にトナー画像を現像する現像剤担持体以外の現像剤担持体の少なくとも1つの現像剤担持体に前記被膜層を設けることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, at least one developer carrier of a developer carrier other than the developer carrier that develops a toner image at the end of the plurality of latent image carriers. The coating layer is provided on the body.

請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の現像装置において、前記現像剤担持体上の現像剤の量を調整する現像剤規制部材を備えない現像剤担持体に前記被膜層を設けることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の現像装置において、前記被膜層はその厚さが10μm以下であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect, the coating layer is provided on the developer carrying member that does not include a developer regulating member that adjusts the amount of the developer on the developer carrying member. It is characterized by providing.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to third aspects, the coating layer has a thickness of 10 μm or less.

請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の現像装置において、前記現像剤担持体の表面はAl(アルミ)で形成されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to fourth aspects, the surface of the developer carrying member is formed of Al (aluminum).

請求項6の発明は、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の現像装置を搭載したことを特徴とするプロセスカートリッジである。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a process cartridge including the developing device according to any one of the first to sixth aspects.

請求項7の発明は、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の現像装置、又は請求項7に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成部装置である。   A seventh aspect of the present invention is an image forming unit comprising the developing device according to any one of the first to sixth aspects or the process cartridge according to the seventh aspect.

本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置によれば、現像剤担持体うち少なくとも1つの現像剤担持体の表面に二硫化モリブデンの被膜層を設けているので、現像剤担持体への現像剤の付着を抑制できるので、トナー固着による異常画像が発生を防止でき、異常画像の発生を抑制して、画像品質を向上させることができるという効果がある。   According to the developing device, the process cartridge, and the image forming apparatus according to the present invention, since the coating layer of molybdenum disulfide is provided on the surface of at least one developer carrying body among the developer carrying bodies, Since the adhesion of the developer can be suppressed, the occurrence of an abnormal image due to toner fixation can be prevented, and the image quality can be improved by suppressing the occurrence of the abnormal image.

実施例に係る画像形成装置の断面該略図である。1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment. 現像装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a developing device. 現像装置のセパレータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the separator of a developing device. 現像装置のセパレータを示す平面図である。It is a top view which shows the separator of a developing device. 現像剤攪拌部材を示すものであり(a)は斜視図、(b)は正面図である。The developer stirring member is shown, (a) is a perspective view, and (b) is a front view. 現像剤搬送部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a developing agent conveyance member. 各種素材による皮膜層を備えた現像ローラの異常発生余裕度を示す表である。It is a table | surface which shows the abnormality margin of a developing roller provided with the film layer by various materials. 複数の現像ローラを備える現像器を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a developing device provided with a some developing roller. 異なる現像ローラに皮膜を形成した場合を示す模式図であるIt is a schematic diagram which shows the case where a film | membrane is formed in a different developing roller.

本発明は、トナーとキャリアから成る2成分現像剤と、現像剤を搬送し潜像担持体上に形成された静電潜像にトナー像を形成する複数の現像剤担持体とを備えた現像装置において、前記複数の現像剤担持体のうち少なくとも1つの現像剤担持体の表面に二硫化モリブデンの被膜層を設けるものである。本例によれば、現像剤担持体への現像剤の付着を抑制できるので、トナー固着による異常画像が発生を防止でき、異常画像の発生を抑制して、画像品質を向上させることができる。   The present invention provides a development comprising a two-component developer comprising toner and a carrier, and a plurality of developer carriers that transport the developer and form a toner image on an electrostatic latent image formed on the latent image carrier. In the apparatus, a coating layer of molybdenum disulfide is provided on the surface of at least one developer carrier among the plurality of developer carriers. According to this example, since the adhesion of the developer to the developer carrying member can be suppressed, the occurrence of an abnormal image due to toner fixation can be prevented, the generation of the abnormal image can be suppressed, and the image quality can be improved.

また、本発明の現像装置において、前記複数の潜像担持体のうち最後にトナー画像を現像する現像剤担持体以外の現像剤担持体の少なくとも1つの現像剤担持体に前記被膜層を設けるようにすることができる。本例によれば、潜像担持体に最後にトナー画像を現像する現像剤担持体を以外の現像剤担持体のいずれかに前記被膜層を設けるので、被膜層のチャージアップによる異常画像が、下流の現像ローラによる現像で是正され、画像品質を向上させることができる。   In the developing device of the present invention, the coating layer may be provided on at least one developer carrier of a developer carrier other than the developer carrier that develops a toner image at the end of the plurality of latent image carriers. Can be. According to this example, since the coating layer is provided on any of the developer carriers other than the developer carrier that develops the toner image last on the latent image carrier, the abnormal image due to the charge-up of the coating layer is Corrected by development by the downstream developing roller, the image quality can be improved.

また、本発明の現像装置において、前記現像剤担持体上の現像剤の量を調整する現像剤規制部材を備えない現像剤担持体に前記被膜層を設けることができる。現像剤規制部では、現像剤と現像ローラ表面とが強く擦れ合うため、現像ローラ表面の被膜層が摩擦帯電しやすくなる。現像ドクタを有さない現像ローラに前記被膜層を形成することで、現像剤規制部での摩擦が抑制され、2硫化モリブデンの被膜のチャージアップ量を抑えられ、画像品質が向上する。   In the developing device of the present invention, the coating layer can be provided on a developer carrying member that does not include a developer regulating member that adjusts the amount of developer on the developer carrying member. In the developer restricting section, the developer and the developing roller surface rub against each other strongly, so that the coating layer on the developing roller surface is easily triboelectrically charged. By forming the coating layer on the developing roller that does not have a developing doctor, friction at the developer regulating portion is suppressed, the amount of charge-up of the molybdenum disulfide coating is suppressed, and the image quality is improved.

また、本発明の現像装置において、前記被膜層はその厚さが10μm以下とすることができる。絶縁体である二硫化モリブデンの被膜層が薄膜なほど、電荷が抜けやすくなりチャージアップ量を抑えることができ、被膜のチャージアップによる異常画像の発生を抑制でき、画像品質を向上することができる。   In the developing device of the present invention, the coating layer may have a thickness of 10 μm or less. The thinner the coating layer of molybdenum disulfide, which is an insulator, the easier it is to remove charges and reduce the amount of charge-up, and the generation of abnormal images due to charge-up of the coating can be suppressed, and the image quality can be improved. .

また、本発明の現像装置において、前記現像剤担持体の表面はAl(アルミ)で形成することができる。現像ローラ表面の材質として、AlやSUS(ステンレススチール)が一般的に用いられるが、SUSはAlに比べて硬く、加工性が悪いため、製造コストも高くなってしまう。それに対して、Alは加工性も良く、安価に製造できるため、コストダウンを図ることができる。   In the developing device of the present invention, the surface of the developer carrying member can be formed of Al (aluminum). Al or SUS (stainless steel) is generally used as the material of the developing roller surface, but SUS is harder than Al and has poor workability, and therefore the manufacturing cost is increased. On the other hand, since Al has good workability and can be manufactured at low cost, the cost can be reduced.

また、本発明は、前記現像装置を搭載したことを特徴とするプロセスカートリッジである。ここで、プロセスカートリッジは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと潜像担持体とを一体に構成して装置本体に着脱可能にしたものをいう。なお、全ての手段が一体に構成されていない場合であっても、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の各手段が装置本体に着脱可能にされている場合は、着脱可能にされている部分でプロセスカートリッジを形成する。   The present invention also provides a process cartridge on which the developing device is mounted. Here, the process cartridge refers to a cartridge in which at least one of a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit and a latent image carrier are integrally formed and detachable from the apparatus main body. Even when all the units are not integrated, if the charging unit, the developing unit, and the cleaning unit are detachable from the apparatus main body, the detachable portion is used. A process cartridge is formed.

そして、本発明は、前記現像装置、又は前記プロセスカートリッジを備える画像形成装置である。   The present invention is an image forming apparatus including the developing device or the process cartridge.

以下本発明に係る画像形成装置について説明する。図1は実施例に係る画像形成装置の断面該略図である。画像形成装置は、用紙Sを搬送する用紙搬送部100、前記用紙搬送部100の上方に配置され搬送された用紙搬送部100に画像を形成する画像形成部200、前記画像形成部200の上方に配置され原稿の画像を読み取る画像読取部300備えている。用紙搬送部100は、用紙Sを積載する用紙トレイ101、用紙トレイ101上の用紙Sを送り出すピックアップコロ101a、用紙Sを分離するフィードコロ101b及びリバースコロ101c等の給紙部、搬送ローラ103、レジストローラ102を備える。   The image forming apparatus according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment. The image forming apparatus includes a sheet conveying unit 100 that conveys the sheet S, an image forming unit 200 that forms an image on the sheet conveying unit 100 that is arranged and conveyed above the sheet conveying unit 100, and an image forming unit 200 that is above the image forming unit 200. An image reading unit 300 is provided that reads the image of the document that is placed. The paper transport unit 100 includes a paper tray 101 on which the paper S is stacked, a pickup roller 101a that feeds the paper S on the paper tray 101, a paper feed unit such as a feed roller 101b and a reverse roller 101c that separates the paper S, a transport roller 103, A registration roller 102 is provided.

給紙信号がオンになると、用紙トレイ101上の用紙Sが一枚分離されて搬送ローラ103で搬送されてレジストローラ102のニップ部に突き当てられてスキュー補正され、ドラム状をした感光体からなる潜像担持体6上のトナー画像と会合する適時のタイミングで送り出される。   When the paper feed signal is turned on, the sheet S on the paper tray 101 is separated, transported by the transport roller 103, abutted against the nip portion of the registration roller 102, skew corrected, and from the drum-shaped photoconductor. The toner image is sent out at a timely timing associated with the toner image on the latent image carrier 6.

画像形成部200は、感光体である潜像担持体6と、該潜像担持体6のまわりに配置された帯電手段500、現像装置1、転写手段700、クリーニング手段800、画像転写後の用紙を搬送する搬送ベルト850、定着装置900、一様に帯電された潜像担持体6を部分的に露光して潜像を形成する書込み手段1000などから成り、用紙搬送部100から供給された用紙Sに画像を形成し、排紙ローラ250を経て、排紙トレイ350へと排出する。   The image forming unit 200 includes a latent image carrier 6 as a photosensitive member, a charging unit 500 arranged around the latent image carrier 6, a developing device 1, a transfer unit 700, a cleaning unit 800, and a sheet after image transfer. A paper belt supplied from the paper transport unit 100, and a writing unit 1000 that partially exposes the uniformly charged latent image carrier 6 to form a latent image. An image is formed on S, and is discharged to a discharge tray 350 via a discharge roller 250.

次に前記実施例に係る画像形成装置に搭載される現像装置について説明する。図2は現像装置の構成を示す断面図である。現像装置1は、非磁性トナーと磁性キャリアを有する2成分系の現像剤で潜像担持体6の潜像にトナー像を形成する。現像装置1は、トナーを補給するトナーホッパー2、トナー補給ローラ3、現像剤担持体である現像ローラ4,5、現像剤搬送部材7、現像剤攪拌部材8、現像ドクタ9、セパレータ10を備える。図中符号17はケース、符号18はトナー濃度検出器を示している。ここで、本実施例では現像装置1は、外周面にトナー画像が形成される潜像担持体6と、を一体に構成され画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されている。   Next, the developing device mounted on the image forming apparatus according to the embodiment will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the developing device. The developing device 1 forms a toner image on the latent image on the latent image carrier 6 with a two-component developer having a non-magnetic toner and a magnetic carrier. The developing device 1 includes a toner hopper 2 that replenishes toner, a toner replenishing roller 3, developing rollers 4 and 5 that are developer carriers, a developer conveying member 7, a developer stirring member 8, a developing doctor 9, and a separator 10. . In the figure, reference numeral 17 denotes a case, and reference numeral 18 denotes a toner concentration detector. Here, in this embodiment, the developing device 1 is configured as a process cartridge that is integrally configured with a latent image carrier 6 on which a toner image is formed on the outer peripheral surface and is detachable from the image forming apparatus main body.

現像装置1において、トナーホッパー2はトナーを蓄留しており、トナー濃度検出器18で現像剤中のトナーの濃度の低下を検出すると、トナー補給ローラ3の回転によってトナーホッパー2内のトナーが現像剤中に補給される。現像剤搬送部材7は、現像剤を現像ローラ4に向けて搬送する現像剤攪拌部材8は、現像剤を現像ローラ4の軸方向に横攪拌する。   In the developing device 1, the toner hopper 2 stores toner, and when the toner concentration detector 18 detects a decrease in the toner concentration in the developer, the toner in the toner hopper 2 is removed by the rotation of the toner supply roller 3. Replenished in the developer. The developer conveying member 7 conveys the developer toward the developing roller 4, and the developer agitating member 8 laterally agitates the developer in the axial direction of the developing roller 4.

現像剤搬送部材7は、図1中反時計方向に回転駆動され、現像剤攪拌部材8は、図2中時計方向に回転駆動される。現像剤搬送部材7(図6参照)は現像剤を現像ローラ4に供給する。この供給された現像剤は、反時計方向に回転する現像ローラ4の周面に担持されつつ、搬送され、この担持搬送される現像剤で、時計方向に回転する感光体6上に作像された静電潜像がトナー像として可視像化される。また、現像ローラ4の周面に担持された現像剤は現像ローラ5の周面に担持搬送され、この担持搬送される現像剤でも、感光体6上に作像された静電潜像がトナー像として可視像化される。   The developer conveying member 7 is driven to rotate counterclockwise in FIG. 1, and the developer agitating member 8 is driven to rotate clockwise in FIG. The developer conveying member 7 (see FIG. 6) supplies the developer to the developing roller 4. The supplied developer is conveyed while being carried on the peripheral surface of the developing roller 4 rotating in the counterclockwise direction, and an image is formed on the photoreceptor 6 rotating in the clockwise direction by the developer carried and carried. The electrostatic latent image is visualized as a toner image. Further, the developer carried on the peripheral surface of the developing roller 4 is carried and conveyed on the circumferential surface of the developing roller 5, and the electrostatic latent image formed on the photosensitive member 6 is also transferred to the toner by this carried and conveyed developer. Visualized as an image.

現像ローラ4に供給された現像剤は、現像ドクタ9で余剰現像剤が掻き取られ、この掻き取られた現像剤はセパレータ10に導かれる。図3は現像装置のセパレータを示す斜視図、図4は現像装置のセパレータを示す平面図である。セパレータ10は、図3及び図4に示すように、一定の角度aをもって列設させたフィン11、回転駆動される現像剤搬送スクリュー部材12を備え、このうちのフィン11を通る現像剤は、図2に示す現像装置において、手前側から奥側に寄せられつつ搬送され(図4の矢印参照)、現像剤攪拌部材8の方に落とされるのである。   The developer supplied to the developing roller 4 is scraped off by the developing doctor 9, and the scraped developer is guided to the separator 10. FIG. 3 is a perspective view showing a separator of the developing device, and FIG. 4 is a plan view showing the separator of the developing device. As shown in FIGS. 3 and 4, the separator 10 includes fins 11 that are arranged at a certain angle a and a developer transport screw member 12 that is rotationally driven, and the developer passing through the fins 11 is In the developing device shown in FIG. 2, the developer is conveyed from the near side to the far side (see the arrow in FIG. 4) and dropped toward the developer stirring member 8.

一方、一部の現像剤は、セパレータ開口13を通って現像剤搬送スクリュー部材12上に落下し、この落下した現像剤は、その現像剤搬送スクリュー部材12によって図4に示すように破線矢印の向きに運ばれながら、現像剤攪拌部材8の方に落とされる。図5は現像剤攪拌部材を示すものであり(a)は斜視図、(b)は正面図である。現像剤攪拌部材8は、図5に示すように、例えば1本の軸14上に、多数の楕円板15が、一定の間隔Pで一定の角度bをもって固定的に軸装されるものであり、この現像剤攪拌部材8が回転駆動されながら現像剤を横攪拌(回転軸方向の往復運動)する。図6は現像剤搬送部材を示す斜視図である。現像剤搬送部材7は軸7aに放射状にフィン7bを形成した部材である。   On the other hand, a part of the developer falls on the developer conveying screw member 12 through the separator opening 13, and the dropped developer is broken by the broken arrow as shown in FIG. 4 by the developer conveying screw member 12. While being carried in the direction, it is dropped toward the developer stirring member 8. FIG. 5 shows a developer stirring member, where (a) is a perspective view and (b) is a front view. As shown in FIG. 5, the developer agitating member 8 is configured such that, for example, a large number of ellipsoidal plates 15 are fixedly mounted on a single shaft 14 with a constant angle P and a constant angle b. The developer is laterally stirred (reciprocating in the direction of the rotation axis) while the developer stirring member 8 is driven to rotate. FIG. 6 is a perspective view showing the developer conveying member. The developer conveying member 7 is a member in which fins 7b are radially formed on the shaft 7a.

次に現像ローラ4,5について説明する。本例では現像ローラ4,5の表面を構成するはアルミニウム(Al)で構成されている。また、現像ローラ4及び現像ローラ5の表面には、厚さ4〜8μmの二硫化モリブデン(MoS2)の被膜層が形成されている。   Next, the developing rollers 4 and 5 will be described. In this example, the surface of the developing rollers 4 and 5 is made of aluminum (Al). Further, a coating layer of molybdenum disulfide (MoS2) having a thickness of 4 to 8 μm is formed on the surfaces of the developing roller 4 and the developing roller 5.

以下、現像ローラのAlの上に種々の被膜層を形成した時の現像ローラへのトナー固着による異常画像発生余裕度について説明する。図7は各種素材による皮膜層を備えた現像ローラの異常発生余裕度を示す表である。なお、異常画像発生余裕度とは、余裕度が大きいほど、異常画像が発生しにくい(画像品質が良い)という意味である。Ni、Crコーティングやアルマイト処理では、現像ローラへのトナー固着による異常画像発生余裕度は、Al表面と同等であり、改善効果は見られなかった。それに対して、MoS2(ニ硫化モリブデン)コーティングでは異常画像発生余裕度が大幅に向上した。Ni、Cr、アルマイトとMoS2では、表面の摺動性が異なる。MoS2はその他の材質に比べて摩擦係数が小さく摺動性に優れる(図7参照)。摺動性に優れると、表面にトナーが付着しにくくなり、スリーブ固着を抑えられる。   Hereinafter, the margin for occurrence of abnormal images due to toner adhesion to the developing roller when various coating layers are formed on Al of the developing roller will be described. FIG. 7 is a table showing an abnormality occurrence margin of a developing roller having a film layer made of various materials. Note that the abnormal image occurrence margin means that the larger the margin is, the less an abnormal image is generated (the image quality is better). In Ni, Cr coating and alumite treatment, the margin for occurrence of abnormal images due to toner adhesion to the developing roller was equivalent to that on the Al surface, and no improvement effect was observed. In contrast, the MoS2 (molybdenum disulfide) coating greatly improved the margin for abnormal image generation. Ni, Cr, anodized and MoS2 have different surface slidability. MoS2 has a small coefficient of friction and excellent slidability compared to other materials (see FIG. 7). If the slidability is excellent, it is difficult for toner to adhere to the surface, and the sticking of the sleeve can be suppressed.

マグネタイトやフェライトなどの磁性体から成るキャリアと現像ローラには、現像ドクタや感光体部で現像剤と擦れ合うことで摩擦力が加えられる。このような現像剤との接触が繰り返されると、トナーが現像ローラ表面に融着し、固着に至る。一般的に、トナーとキャリアから成る2成分現像剤から成る現像装置においては、現像ローラ感光体間の静電気場を用いて感光体の潜像をトナー像として可視像化する(静電気力によって、現像ローラに担持されたトナーを感光体の潜像部へ運ぶ)。トナーは、キャリアとの摩擦帯電(主に現像ドクタで行われる)によって電荷を付与され、静電場を移動する。このため、トナーにはある程度の抵抗を持たせることで帯電能力を持たせている。このトナーが現像ローラ表面に固着すると、固着部に電荷が付与され(チャージアップ)、現像ローラ4の表面電位が部分的に変化する。その結果、現像ローラ感光体間の静電場が部分的に変化してしまい、地汚れや画像濃度ムラといった異常画像が発生し、画像品質の劣化を招く。   A friction force is applied to the carrier and the developing roller made of a magnetic material such as magnetite or ferrite by rubbing with the developer at the developing doctor or the photosensitive member. When such contact with the developer is repeated, the toner is fused to the surface of the developing roller and fixed. In general, in a developing device composed of a two-component developer composed of a toner and a carrier, a latent image on the photoreceptor is visualized as a toner image using an electrostatic field between the developing roller photoreceptors (by electrostatic force, The toner carried on the developing roller is conveyed to the latent image portion of the photoreceptor). The toner is charged by frictional charging with the carrier (mainly performed by a developing doctor), and moves the electrostatic field. For this reason, the toner is given a charging ability by giving a certain amount of resistance. When this toner adheres to the surface of the developing roller, an electric charge is applied to the fixing portion (charge up), and the surface potential of the developing roller 4 partially changes. As a result, the electrostatic field between the developing roller photoconductors partially changes, and abnormal images such as background smudges and image density unevenness occur, resulting in degradation of image quality.

MoS2の被膜層を形成した現像ローラにおいては、摺動性に優れるので、現像剤が表面で滑り、現像ローラ表面にトナーが付着しにくく、現像剤と現像ローラとの摩擦も低減する。そのため、現像ローラへのトナー固着が低減できる。その結果、現像ローラへのトナー固着による異常画像の発生を抑制でき、画像品質の向上に繋がる。しかしながら、MoS2は絶縁体であり、それ自身がチャージアップしてしまう。その結果、トナー固着と同様の異常画像が発生してしまう。   Since the developing roller on which the MoS2 coating layer is formed is excellent in slidability, the developer slips on the surface, the toner hardly adheres to the surface of the developing roller, and the friction between the developer and the developing roller is reduced. Therefore, toner adhesion to the developing roller can be reduced. As a result, it is possible to suppress the occurrence of an abnormal image due to toner sticking to the developing roller, leading to an improvement in image quality. However, MoS2 is an insulator and charges itself up. As a result, an abnormal image similar to toner fixation occurs.

次に複数の現像ローラを備える現像装置について説明する。図8は複数の現像ローラを備える現像器を示す模式図である。この現像装置は4本の現像ローラ4a、4b、4cを備え、その全てが同一方向に回転しているものである。なお、図中の矢印は現像ローラ、感光体の回転方向を表す。この場合、現像ローラ4aに設置された現像ドクタ9により、現像剤量が規制され、現像ローラ4a→現像ローラ4b→現像ローラ4cへと現像剤が運ばれながら、感光体6上の静電潜像にトナーを付着させて現像していく。この時、現像剤規制部材である現像ドクタ9を持たない現像ローラ4b、4cに比べて、現像ドクタ9を持つ現像ローラ4aは、より現像剤と擦れ合うので、トナー固着しやすい。現像ローラ4aにトナー固着が発生すると、固着した部分がチャージアップしていく。   Next, a developing device including a plurality of developing rollers will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing a developing device including a plurality of developing rollers. This developing device includes four developing rollers 4a, 4b, and 4c, all of which rotate in the same direction. In addition, the arrow in a figure represents the rotation direction of a developing roller and a photoreceptor. In this case, the amount of the developer is regulated by the developing doctor 9 installed on the developing roller 4a, and the developer is carried from the developing roller 4a to the developing roller 4b to the developing roller 4c, and the electrostatic latent image on the photosensitive member 6 is transferred. The toner is attached to the image and developed. At this time, the developing roller 4a having the developing doctor 9 is more rubbed with the developer than the developing rollers 4b and 4c having no developing doctor 9 which is a developer regulating member, so that the toner is easily fixed. When toner adheres to the developing roller 4a, the adhered portion is charged up.

トナー固着量が少なく、チャージアップ量が小さい場合は、現像ローラ4aで発生した地汚れや画像濃度ムラも程度が小さく、下流の現像ローラ4b、4cの現像で是正される。しかし、チャージアップ量が大きくなると、下流の現像ローラ4a、4cの現像で是正できなくなる。さらに、固着トナーはトナーと同極性にチャージアップするため、現像ローラ4aがチャージアップすると、現像ローラ4aと4bの間に電位差が発生する。その電位差が大きくなると、現像ローラ4aから4bへとトナーが現像されるので、現像ローラ4b表面にトナーが付着しやすくなる。その結果、トナー固着が発生してしまう。同様に、現像ローラ4bがトナー固着すると、現像ローラ4cもトナー固着してしまう。結果として、経時でトナー固着による異常画像が発生してしまう。   When the toner fixing amount is small and the charge-up amount is small, the background contamination and image density unevenness generated in the developing roller 4a are small and corrected by the development of the downstream developing rollers 4b and 4c. However, when the charge-up amount increases, correction cannot be made by developing the downstream developing rollers 4a and 4c. Furthermore, since the fixed toner is charged up to the same polarity as the toner, when the developing roller 4a is charged up, a potential difference is generated between the developing rollers 4a and 4b. When the potential difference becomes large, the toner is developed from the developing roller 4a to 4b, so that the toner easily adheres to the surface of the developing roller 4b. As a result, toner sticking occurs. Similarly, when the developing roller 4b is fixed with toner, the developing roller 4c is also fixed with toner. As a result, an abnormal image due to toner fixation occurs over time.

図9は異なる現像ローラに皮膜を形成した場合を示す模式図である。図9(a)は図8に示した現像ローラ4aにMoS2被膜をコーティングした場合を示している。このとき、MoS2皮膜により、現像ローラ4aのトナー固着を防げることとなる。すると、現像ローラ4aと現像ローラ4bに固着トナーによる電位差が発生しないので、現像ローラ4aから4bへとトナーが現像されることはない。つまり、現像ローラ4b表面にトナーが付着するのを抑制できるので、トナー固着の進行を抑えられる。すると、現像ローラ4cの固着の進行も抑制できる。その結果、トナー固着による異常画像の発生を抑制でき、画像品質を向上させることができる。   FIG. 9 is a schematic view showing a case where a film is formed on different developing rollers. FIG. 9A shows a case where the developing roller 4a shown in FIG. 8 is coated with a MoS2 film. At this time, the toner sticking of the developing roller 4a can be prevented by the MoS2 film. Then, since no potential difference due to the fixed toner is generated between the developing roller 4a and the developing roller 4b, the toner is not developed from the developing roller 4a to 4b. That is, since it is possible to suppress the toner from adhering to the surface of the developing roller 4b, the progress of the toner fixing can be suppressed. Then, the progress of fixing of the developing roller 4c can be suppressed. As a result, the occurrence of abnormal images due to toner fixation can be suppressed, and the image quality can be improved.

ここで、絶縁体であるMoS2自身のチャージアップが問題となる。発明者の測定では時間を経るに従い、トナーの固着とともにチャージアップ量も増えていき、その値は200V以上に達した。一般的にトナー画像を形成する静電ポテンシャルは〜400Vであるので、200Vというのがいかに大きい値であるかが分かる。しかし、同じ条件でアルミ基材に厚さ10μmのMoS2被膜層を設けた現像ローラ表面のチャージアップ量は〜20V程度であった。MoS2のチャージアップ量は、進行していくトナー固着のチャージアップ量よりも少ない。このため、現像ローラ4aでMoS2チャージアップによる異常画像が発生しても、現像ローラ4b、4cの現像で是正されることとなる。その結果、画像品質が向上する。   Here, the charge-up of MoS2 itself, which is an insulator, becomes a problem. According to the inventor's measurement, as time passed, the charge-up amount increased with toner fixation, and the value reached 200 V or more. Generally, since the electrostatic potential for forming a toner image is ˜400V, it can be seen how large value is 200V. However, the charge-up amount on the surface of the developing roller in which the MoS2 coating layer having a thickness of 10 μm was provided on the aluminum substrate under the same conditions was about ˜20V. The charge-up amount of MoS2 is smaller than the charge-up amount of toner fixing that proceeds. For this reason, even if an abnormal image is generated due to the MoS2 charge-up on the developing roller 4a, it is corrected by the development of the developing rollers 4b and 4c. As a result, the image quality is improved.

また、図9(b)に示すように、図8に示した現像ユニットの現像ローラ4bにMoS2をコーティングした場合には、現像ローラ4aの表面はトナー固着していき、現像ローラ4aと4bの間に固着トナーによる電位差が発生し、現像ローラ4aから4bにトナーが現像される。しかし、現像ローラ4b表面にはコーティング層があるため、トナーの固着を防げることとなる。また、現像ローラ4bがトナー固着しないので、現像ローラ4cのトナー固着の進行を抑制できる。なお、この場合は、トナー固着によって、現像ローラ4aでの現像で固着トナーのチャージアップによる異常画像が発生するが、その後の現像ローラ4b、4cによる現像によって、4aでの異常画像が是正される。また、現像ローラ4bのMoS2被膜層のチャージアップによる異常画像は、現像ローラ4cの現像で是正される。その結果、トナー固着による異常画像の発生を抑制でき、画像品質の向上を図ることができる。   As shown in FIG. 9B, when the developing roller 4b of the developing unit shown in FIG. 8 is coated with MoS2, the surface of the developing roller 4a is fixed with toner, and the developing rollers 4a and 4b In the meantime, a potential difference due to the fixed toner is generated, and the toner is developed on the developing rollers 4a to 4b. However, since there is a coating layer on the surface of the developing roller 4b, the toner can be prevented from sticking. Further, since the developing roller 4b does not adhere the toner, it is possible to suppress the progress of the toner fixing of the developing roller 4c. In this case, an abnormal image due to the fixed toner charge-up is generated by the development with the developing roller 4a due to the toner fixing, but the abnormal image at 4a is corrected by the subsequent development with the developing rollers 4b and 4c. . An abnormal image due to the charge-up of the MoS2 coating layer of the developing roller 4b is corrected by the development of the developing roller 4c. As a result, the occurrence of abnormal images due to toner fixation can be suppressed, and the image quality can be improved.

そして、図9(c)に示すように、図8に示した現像ユニットの現像ローラ4cにMoS2コーティングした場合には、現像ローラ4a、4bは時を経るに従ってトナーが固着していくが、MoS2被覆をコーティングした現像ローラ4cはトナー固着を抑制できる。また、現像ローラ4a、4bによる現像での異常画像の発生を現像ローラ4cによる現像で是正できる。しかし、現像ローラ4cは、感光体6に最後にトナー像を可視化するので、MoS2自身のチャージアップの影響を受けてしまう。しかし、1本の現像ローラの場合に比べて、複数の現像ローラを持つ現像装置では、現像ローラ1本当たりの現像寄与が小さくなる。そのため、1本の現像ローラの場合に比べて、図9(c)ではMoS2のチャージアップによる異常画像の程度を小さくできる。結果として、画像品質の向上に繋がる。   As shown in FIG. 9C, when the developing roller 4c of the developing unit shown in FIG. 8 is coated with MoS2, the toner is fixed to the developing rollers 4a and 4b as time passes. The developing roller 4c coated with the coating can suppress toner sticking. In addition, the occurrence of an abnormal image in the development by the developing rollers 4a and 4b can be corrected by the development by the developing roller 4c. However, since the developing roller 4c finally visualizes the toner image on the photosensitive member 6, the developing roller 4c is affected by the charge-up of the MoS 2 itself. However, in a developing device having a plurality of developing rollers, the development contribution per developing roller is smaller than in the case of one developing roller. Therefore, compared to the case of one developing roller, in FIG. 9C, the degree of abnormal images due to the charge-up of MoS2 can be reduced. As a result, the image quality is improved.

なお、前記例では現像ローラが3段の現像装置について説明したが、現像ローラは2段又は4段以上であっても差し支えない。 In the above example, the developing device having three stages of developing rollers has been described. However, the developing roller may have two stages or four stages or more.

1 現像装置
2 トナーホッパー
3 トナー補給ローラ
4 現像ローラ
4a、4b、4c 現像ローラ
5 現像ローラ
6 潜像担持体
7 現像剤搬送部材
7a 軸
7b フィン
8 現像剤攪拌部材
9 現像ドクタ
10 セパレータ
11 フィン
12 現像剤搬送スクリュー部材
13 セパレータ開口
14 軸
15 楕円板
18 トナー濃度検出器
100 用紙搬送部
101 用紙トレイ
101a ピックアップコロ
101b フィードコロ
101c リバースコロ
102 レジストローラ
103 搬送ローラ
200 画像形成部
250 排紙ローラ
300 画像読取部
350 排紙トレイ
500 帯電手段
700 転写手段
800 クリーニング手段
850 搬送ベルト
900 定着装置
1000 手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Developing device 2 Toner hopper 3 Toner supply roller 4 Developing roller 4a, 4b, 4c Developing roller 5 Developing roller 6 Latent image carrier 7 Developer conveying member 7a Shaft 7b Fin 8 Developer stirring member 9 Developing doctor 10 Separator 11 Fin 12 Developer conveying screw member 13 Separator opening 14 Shaft 15 Elliptical plate 18 Toner density detector 100 Paper conveying unit 101 Paper tray 101a Pickup roller 101b Feeding roller 101c Reverse roller 102 Registration roller 103 Conveying roller 200 Image forming unit 250 Paper discharging roller 300 Image Reading unit 350 Paper discharge tray 500 Charging means 700 Transfer means 800 Cleaning means 850 Conveying belt 900 Fixing device 1000 Means

特開2006−301485公報JP 2006-301485 A 特許第2835964号公報Japanese Patent No. 2835964

Claims (7)

トナーとキャリアから成る2成分現像剤と、現像剤を搬送し潜像担持体上に形成された静電潜像にトナー像を形成する複数の現像剤担持体と備えた現像装置において、
前記複数の現像剤担持体のうち少なくとも1つの現像剤担持体の表面に二硫化モリブデンの被膜層を設けることを特徴とする現像装置。
In a developing device comprising a two-component developer comprising a toner and a carrier, and a plurality of developer carriers that transport the developer and form a toner image on an electrostatic latent image formed on the latent image carrier.
A developing device, wherein a coating layer of molybdenum disulfide is provided on a surface of at least one developer carrier among the plurality of developer carriers.
前記複数の潜像担持体のうち最後にトナー画像を現像する現像剤担持体以外の現像剤担持体の少なくとも1つの現像剤担持体に前記被膜層を設けることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。   2. The coating layer is provided on at least one developer carrier of a developer carrier other than the developer carrier that develops a toner image lastly among the plurality of latent image carriers. Development device. 前記現像剤担持体上の現像剤の量を調整する現像剤規制部材を備えない現像剤担持体に前記被膜層を設けることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the coating layer is provided on a developer carrier that does not include a developer regulating member that adjusts the amount of the developer on the developer carrier. 前記被膜層はその厚さが10μm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the coating layer has a thickness of 10 μm or less. 前記現像剤担持体の表面はAl(アルミニウム)で形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein a surface of the developer carrying member is made of Al (aluminum). 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の現像装置を搭載したことを特徴とするプロセスカートリッジ。   A process cartridge comprising the developing device according to any one of claims 1 to 6. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の現像装置、又は請求項7に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成部装置。


An image forming unit comprising the developing device according to claim 1, or the process cartridge according to claim 7.


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