JP2013195448A - Developing device, process unit, and image forming device - Google Patents
Developing device, process unit, and image forming device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013195448A JP2013195448A JP2012059196A JP2012059196A JP2013195448A JP 2013195448 A JP2013195448 A JP 2013195448A JP 2012059196 A JP2012059196 A JP 2012059196A JP 2012059196 A JP2012059196 A JP 2012059196A JP 2013195448 A JP2013195448 A JP 2013195448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- developing roller
- developer
- roller
- developing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、現像剤担持体の無端移動する表面に担持した、トナーを主成分とし且つ磁性キャリアを含まない現像剤（いわゆる一成分現像剤）により、潜像担持体の表面上の潜像を現像する現像装置に関するものである。また、かかる現像装置を用いるプロセスユニットや画像形成装置に関するものである。 According to the present invention, a latent image on the surface of a latent image carrier is formed by a developer (so-called one-component developer) containing toner as a main component and not including a magnetic carrier supported on an endlessly moving surface of the developer carrier. The present invention relates to a developing device for developing. The present invention also relates to a process unit and an image forming apparatus using such a developing device.
従来より、この種の現像装置として、次のような構成のものが知られている。即ち、回転駆動されるスポンジローラからなる現像剤供給ローラと、現像剤担持体たる現像ローラとの当接部において、現像剤供給ローラの発泡セル中に保持している一成分現像剤を現像ローラの表面に供給する。その後、現像ローラと規制ブレードとの当接部にて、現像ローラの表面上における一成分現像剤の単位面積あたりの担持量を規制ブレードによって規制する。この規制により、安定した量の一成分現像剤を、現像ローラと、潜像担持体たる感光体とが対向する現像位置に搬送して現像に寄与させる。 2. Description of the Related Art Conventionally, this type of developing device has the following configuration. That is, the one-component developer held in the foam cell of the developer supply roller at the contact portion between the developer supply roller composed of a rotationally driven sponge roller and the developer roller as the developer carrying member is developed by the developing roller. Supply to the surface. Thereafter, the amount of the one-component developer carried per unit area on the surface of the developing roller is regulated by the regulating blade at the contact portion between the developing roller and the regulating blade. By this regulation, a stable amount of the one-component developer is conveyed to a developing position where the developing roller and the photosensitive member as the latent image carrier face each other, and contributes to development.
また、特許文献１に記載のように、一成分現像剤のトナーを現像ローラの表面上でホッピングさせながら現像に寄与させる現像装置も知られている。この現像装置の現像ローラは、回転可能な筒状の基体と、これの周面に沿って所定のピッチで並ぶように配設された複数の電極とを具備している。この現像ローラに対しては、現像ローラの側方に配設されたアジテータによって一成分現像剤が供給される。現像ローラの表面に供給された一成分現像剤は、現像ローラと予備帯電ローラとの当接部において、トナーの摩擦帯電が助長されるとともに、現像ローラ上での単位面積あたりの担持量が規制される。現像ローラにおいては、ローラ周面に沿って並ぶ複数の電極のうち、互いに隣り合った電極には、互いに位相ずれした周期パルス電圧が印加される。この印加により、電極間には交番電界が形成される。現像ローラの表面に担持された一成分現像剤のトナーは、その交番電界の作用によって電極間をホッピングして往復する。トナーはこのようにしてホッピングしながら、現像ローラの回転に伴って、感光体に対向する現像位置まで搬送されて現像に寄与する。かかる構成では、感光体における潜像とその周囲の地肌部との電位差を非常に小さくした低電位現像を実現することができる。
Further, as described in
上述した何れの現像装置においても、トナーのフィルミングによる画像劣化を引き起こし易いという不具合がある。具体的には、規制部材たる規制ブレードや予備帯電ローラと、現像ローラとの当接部では、一成分現像剤に対して強い圧力をかけながらローラ表面やブレード表面を擦り付けることで、一成分現像剤を発熱させる。そして、発熱させた一成分現像剤のトナーを、ローラ表面やブレード表面に固着させて、固着トナーによる膜を形成してしまう。この現象がフィルミングである。フィルミングが発生すると、現像ローラの表面上における一成分現像剤の単位面積あたりの担持量にムラを発生させたり、トナーの帯電量にムラを発生したりして、画像劣化を引き起こしてしまうのである。 In any of the above-described developing devices, there is a problem that image deterioration due to toner filming is likely to occur. Specifically, at the contact portion between the regulating blade, which is a regulating member, the preliminary charging roller, and the developing roller, one-component development is performed by rubbing the roller surface or blade surface while applying a strong pressure against the one-component developer. Heat the agent. Then, the heated toner of the one-component developer is fixed to the roller surface or the blade surface to form a film of the fixed toner. This phenomenon is filming. When filming occurs, unevenness is caused in the carrying amount per unit area of the one-component developer on the surface of the developing roller, or unevenness is caused in the charge amount of the toner, thereby causing image deterioration. is there.
特許文献２に記載の現像装置のように、湾曲ヒートシンクを設けたものであれば、現像ローラの表面上で発熱した一成分現像剤を冷却してフィルミングの発生を抑えることができる。具体的には、この現像装置は、現像剤として、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いる。そして、現像ローラの表面の曲率に沿って湾曲する湾曲ヒートシンクの凹周面を、現像ローラに対して微小ギャップを介して対向させている。その微小ギャップの大きさは、現像ローラに対して所定のギャップを介して対向している規制ブレードとの対向位置を通過した後の現像ローラ表面上に形成される二成分現像剤の層の厚みよりも僅かに小さな値に設定されている。二成分現像剤の層は、この湾曲ヒートシンクの凹周面に接触して冷却されながら、現像ローラと感光体とが対向する現像位置に向けて搬送される。このように、湾曲ヒートシンクによって二成分現像剤の層を冷却することで、二成分現像剤中のトナーの昇温を抑えて、フィルミングの発生を抑えることができる。
If a curved heat sink is provided as in the developing device described in
しかしながら、現像剤として一成分現像剤を用いる場合、二成分現像剤を用いる場合に比べて、現像ローラの表面上に形成される現像剤の層厚が遙かに小さくなる。このため、現像ローラと湾曲ヒートシンクとのギャップを極めて小さく設定しなければならず、現像ローラや湾曲ヒートシンクの加工誤差や組み付け誤差があると、現像ローラと湾曲ヒートシンクを接触させてしまう。このような接触を回避するためには、高精度に加工された現像ローラや湾曲ヒートシンクを高精度に組み付けなければならず、非常にコスト高になってしまうという問題がある。 However, when a one-component developer is used as the developer, the layer thickness of the developer formed on the surface of the developing roller is much smaller than when a two-component developer is used. For this reason, the gap between the developing roller and the curved heat sink must be set very small. If there is a processing error or assembly error of the developing roller or the curved heat sink, the developing roller and the curved heat sink are brought into contact with each other. In order to avoid such a contact, a developing roller and a curved heat sink processed with high accuracy must be assembled with high accuracy, which causes a problem that the cost becomes very high.
また、特許文献３に記載のように、規制ブレードによって現像ローラ表面から掻き落とした一成分現像剤を回収路上で気流と接触させて冷却する現像装置が知られているが、かかる構成でフィルミングの発生を抑えることはできない。規制ブレードによって現像ローラ表面から掻き落とされる一成分現像剤は、規制ブレードと現像ローラとの当接部を通過できなかったものであり、当接部で擦られることによるフィルミングを発生させることがない。フィルミングを発生させるのは、当接部を通過する際に現像ローラや規制ブレードに強く擦られながら発熱してしまう一成分現像剤であり、特許文献３に記載の現像装置では、このように発熱する一成分現像剤を冷却することができない。このため、フィルミングの発生を抑えることができないのである。
Further, as described in
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、湾曲ヒートシンクを用いることなく、一成分現像剤のフィルミングの発生を抑えることができる現像装置や、これを用いるプロセスユニット及び画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a developing device capable of suppressing the occurrence of filming of a one-component developer without using a curved heat sink, and To provide a process unit and an image forming apparatus to be used.
上記目的を達成するために、本発明は、トナーを主成分とし且つ磁性キャリアを含まない現像剤を自らの無端移動する表面に担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に現像剤を供給する現像剤供給手段と、前記現像剤担持体と画像形成装置の潜像担持体とが対向する現像位置に対し、前記現像剤担持体の無端移動によって搬送される現像剤の量を規制する規制部材とを有し、前記現像位置にて、前記現像剤担持体の表面上の現像剤を前記潜像担持体の潜像に付着させて潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持体の表面を裏面側から冷却する冷却手段を設けたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a developer carrying member for carrying a developer containing toner as a main component and not containing a magnetic carrier on its endlessly moving surface, and developing on the surface of the developer carrying member. The amount of the developer conveyed by the endless movement of the developer carrier relative to the developer supply means for supplying the developer and the development position where the developer carrier and the latent image carrier of the image forming apparatus face each other. A developing device that develops a latent image by attaching a developer on the surface of the developer carrying member to the latent image of the latent image carrying member at the development position. A cooling means for cooling the surface of the agent carrier from the back side is provided.
本発明においては、冷却手段によって現像剤担持体の表面を裏面側から冷却する。このような冷却としては、例えば、無端ベルト状の現像剤担持体のループ外面を、ループ内面側から冷却する方法を例示することができる。また例えば、ローラ状の現像剤担持体として、中空構造の芯金を具備するものを用い、芯金の中空内に対して送風することで、ローラ状の現像担持体の外周面を芯金の裏側から冷却する方法でもよい。それらの例のように、現像剤担持体の表面を裏面側から冷却することで、現像剤担持体の表面上で発熱してしまった現像剤を冷却する。これにより、湾曲ヒートシンクを用いることなく、磁性キャリアを含まない現像剤（一成分現像剤）のフィルミングの発生を抑えることができる。 In the present invention, the surface of the developer carrying member is cooled from the back side by the cooling means. As such cooling, for example, a method of cooling the outer surface of the loop of the endless belt-like developer carrier from the inner surface side of the loop can be exemplified. Further, for example, a roller-shaped developer carrying member having a hollow cored bar is used, and the outer peripheral surface of the roller-shaped developing carrier is made of a cored bar by blowing air into the hollow of the cored bar. A method of cooling from the back side may also be used. As in those examples, the developer that has generated heat on the surface of the developer carrier is cooled by cooling the surface of the developer carrier from the back side. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of filming of a developer (one-component developer) that does not include a magnetic carrier without using a curved heat sink.
以下、本発明を画像形成装置としての電子写真複写機（以下、複写機５００という）に適用した実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る複写機５００を示す概略構成図である。複写機５００は、複写装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部３００という）から構成される。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as a copying machine 500) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a copying
プリンタ部１００は、プロセスユニットとしての４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、複数の張架ローラに張架されて図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。
The
４つのプロセスカートリッジ１における１という符号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、イエロー，マゼンタ，シアン，黒用の仕様であることを示している。４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略して説明する。
The subscripts Y, M, C, and K added after the
プロセスカートリッジ１は、潜像担持体である感光体２、帯電手段である帯電部材３、現像手段である現像装置４、及び、クリーニング手段である感光体クリーニング装置５を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機５００本体に対して着脱可能となっている。
The
感光体２は、図中の矢印で示されるように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。実施形態に係るプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
The
露光装置６は、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体２の表面に対して露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部１００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
The exposure device 6 exposes the surface of the
The
４つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。そして、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
The four
図１において、各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には、一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
In FIG. 1, a
４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。給紙部２００から給紙され、図１中の矢印Ｓ方向に搬送される記録紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に形成された二次転写電界によって記録紙Ｐに転写される。
With respect to the position where the four
二次転写ニップに対して記録紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって記録紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された記録紙Ｐは複写機５００から機外へと排出される。
A fixing
一方、二次転写ニップで記録紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
On the other hand, the toner remaining on the surface of the
図１に示されるように、中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル４００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。各色トナーボトル４００に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置４に供給される。
As shown in FIG. 1, above the
図２は、実施形態に係る複写機の現像装置４を示す概略構成図であり、図１におけるの紙面奥側からの眺めを示している。また、図３、図４はそれぞれ、現像装置４を示す斜視図であり、互いに異なる方向からの眺めを示している。これらの図において、現像装置４の外形を形成する現像ケーシング４１は、上ケース４１１、中ケース４１２及び下ケース４１３が組み合わさることで形成される。中ケース４１２はトナー収容部４３を形成し、上ケース４１１にはトナー収容部４３と外部とを連通する現像剤補給部であるトナー補給口５５が形成されている。また、上ケース４１１には、現像ローラ４２と上ケース４１１との隙間をシールする入口シール４７が設けられている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the developing
図５は、現像装置４を図２と同じ方向から示す断面図である。また、図６は、現像装置４の長手方向の一端部を示す斜視図である。これらの図において、中ケース４１２には、現像ローラ４２、供給ローラ４４、ドクタブレード４５、パドル４６、供給スクリュー４８及びトナー残量センサ４９等が設けられている。
FIG. 5 is a sectional view showing the developing
現像装置４には、内部と外部とを連通する開口部５６が長手方向（図中Ｙ軸方向）に沿って設けられている。この開口部５６は、現像ローラ４２の周面の一部を現像装置４の外部に露出させて、感光体２に直接対向させるためのものである。感光体２と現像ローラ４２とが微小ギャップを介して対向している位置が、現像位置αである。
The developing
図７は、現像装置４の長手方向の一端部（図１中の奥側端部）を示す分解斜視図である。図７に示される現像装置４は、下ケース（４１３）が取り外されている。また、図８は、現像ローラを取り外した状態の現像装置４における長手方向の一端部を示す分解斜視図である。また、図９は、下ケースを取り外した状態の現像装置４における長手方向の他端部（図１中の手前側端部）を示す分解斜視図である。また、図１０は、現像ローラを取り外した状態の現像装置４における長手方向の他端部を示す分解斜視図である。
FIG. 7 is an exploded perspective view showing one end portion (the rear end portion in FIG. 1) of the developing
これらの図において、現像装置４では、供給ローラ４４が図２中の矢印Ｃ方向（図２中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、トナー収容部４３内のトナーＴを現像ローラ４２に対向する領域である供給ニップβに搬送し、現像ローラ４２の表面にトナーを供給する。現像ローラ４２は、供給されたトナーを表面上に担持して、図２中の矢印Ｂ方向（図２中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、現像ローラ４２上のトナーを所定量に規制するドクタブレード４５との対向部までトナーを搬送する。ドクタブレード４５は現像ローラ４２との対向部で、現像ローラ４２の表面移動方向に対してカウンター方向（ドクタブレード４５の先端がドクタブレード４５の基部よりも現像ローラ４２の回転方向上流側になるように）に当接し、ドクタブレード４５との対向部で所定量に規制されたトナーは、現像ローラ４２の回転に伴って感光体２に対して微小ギャップを介して対向する現像位置αに到達する。
In these drawings, in the developing
供給ニップβでは、供給ローラ４４の表面は下方から上方に向かって移動し、現像ローラ４２の表面は上方から下方に向かって移動する。なお、供給ローラ４４と現像ローラ４２とは、供給ニップβにおいて互いに接触している。
In the supply nip β, the surface of the
現像位置αでは、現像バイアス電源１４２から現像ローラ４２に印加された現像バイアスと感光体２表面上の潜像との電位差によって形成される現像電界に応じて、現像ローラ４２の表面上のトナーＴが感光体２の表面に移動し、感光体２の表面上の静電潜像部分にトナーが付着し、現像が行われる。感光体２は、現像ローラ４２に対して非接触で、図２中の矢印Ｄ方向に回転する。このため、現像位置αにおいて、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とは同方向となる。
At the developing position α, the toner T on the surface of the developing
現像バイアス電源１４２は、現像位置αに搬送されたトナーによる潜像の現像のために、現像ローラ４２から感光体２へトナーを向かわせるための第一電圧と、感光体２から現像ローラ４２へトナーを向かわせるための第二電圧とを備えた交番電圧を現像ローラ４２に印加する電圧印加部である。
The development bias
詳細は後述するが、現像ローラ４２の表面には非凹部としての平面部４２ａの高さや凹部４２ｂの深さが実質的に一定の規則的な凹凸形状を外周面の全周に渡って有している。現像位置αで現像に寄与せず、現像位置αを通過した現像ローラ４２の表面上のトナーＴは、供給ニップβにおける現像ローラ４２の回転方向上流側の部分で供給ローラ４４によって回収され、現像ローラ４２表面のリセットがなされる。つまり、供給ローラ４４は、回収ローラとしての役割も有している。なお、非凹部は、具体的には、凹部の天端と同じレベルに存在していて規制部材に接触する面、及び前記レベルよりも上に存在していて規制部材に接触する面である。凸部と称することもできる。
As will be described in detail later, the surface of the developing
現像ローラ４２の表面上に規則的に形成された凹部４２ｂに担持されたトナーＴは回収され難い。そして、現像位置αを通過したトナーＴが供給ニップβを通過し、現像ローラ４２に担持されたままとなると、トナーＴが現像ローラ４２に固着してトナーフィルミングが発生する。トナーフィルミングが発生すると、現像ローラ４２上のトナーＴの単位重量当たりの帯電量や現像ローラ４２の単位面積当たりのトナー量が不安定になり、現像時の濃度ムラの発生原因となる。
The toner T carried in the
現像ローラ４２と供給ローラ４４とが対向する供給ニップβでは、現像ローラ４２の表面移動方向と供給ローラ４４の表面移動方向とが逆方向となっている。これにより、供給ニップβにおける現像ローラ４２の表面と供給ローラ４４の表面との線速差が大きくなり、供給ニップβでの供給ローラ４４による回収性能の向上を図ることが出来る。よって、トナーが現像ローラ４２に担持されたままとなることを抑制し、現像ローラ４２の表面にトナーが固着することを抑制でき、現像剤担持体の表面に現像剤が固着することに起因する現像時の濃度ムラの発生を抑制することが出来る。
In the supply nip β where the developing
現像ローラ４２と供給ローラ４４との線速比は、現像ローラ４２の表面移動速度：供給ローラ４４の表面移動速度＝１：０．８５となっているが、線速比としてはこの値に限るものではない。
The linear speed ratio between the developing
図２に示されるように、供給ローラ４４は、トナー収容部４３の上部に配設され、その少なくとも一部がパドル４６の回転を停止した状態のトナー収容部４３内のトナーＴの剤面よりも上方に位置している。そして、供給ニップβに対して供給ローラ４４の表面移動方向下流側の領域（以下、供給ニップ下流側領域と呼ぶ。）がトナーＴの剤面よりも上方に位置している。特許文献１の図４に記載の構成のように、供給ニップ下流側領域にトナーが充填されていると、供給ニップ下流側領域に充填された状態のトナーが新たなトナーが供給ニップ下流側領域に入ってくることを阻害し、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収効率を低下させるおそれがある。これに対し、実施形態に係る現像装置４は、図２に示されるように、供給ニップ下流側領域がトナーＴの剤面よりも上方に位置しているため、供給ニップ下流側領域にはトナーが充填されておらず、供給ニップ下流側領域に存在するトナーによって、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収を阻害されることがない。このため、効率的にトナーの回収を行うことができ、トナーのリセット性を向上させることができる。
As shown in FIG. 2, the
次に、現像ローラ４２について説明する。図１１は、現像ローラ４２を示す斜視図である。また、図１２は、現像ローラ４２を示す正面図である。また、図１３は、現像ローラ４２の表面形状を説明するための図である。詳しくは、図１３（ａ）は、現像ローラ４２の全体を示す全体模式図である。また、図１３（ｂ）は、現像ローラ４２の表面の一部を拡大して示す拡大模式図である。また、図１３（ｃ）は、現像ローラ４２を図１３（ｂ）中のＬ１１又はＬ１３の位置で破断した断面図である。また、図１３（ｄ）は、図１３（ｂ）中のＬ１２又はＬ１４の位置で破断した断面図である。
Next, the developing
これらの図において、現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１に表面にトナーを担持する現像ローラ円筒部４２０を設けた構成であり、現像ローラ円筒部４２０に対して軸方向外側である軸方向両端部近傍の現像ローラ軸４２１には、スペーサー４２２が設けられている。現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１を中心に回転可能に設けられており、現像ローラ軸４２１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。現像ローラ４２の現像ローラ軸４２１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。現像ローラ４２の表面の一部は開口部５６から現像装置４の外部に露出し、この露出した表面が下方から上方に表面移動してトナーを搬送するように、現像ローラ４２は図２中の矢印Ｂ方向に回転する。
In these drawings, the developing
また、現像ローラ４２は、軸方向両端部近傍に設けられたスペーサー４２２が感光体２の表面に接触することにより、現像位置αにおける現像ローラ円筒部４２０の表面と感光体２の表面との距離（現像ギャップ）を一定に保っている。現像ローラ４２の基材４２ｇは、５０５６アルミニウム合金や６０６３アルミニウム合金等のアルミニウム系やＳＴＫＭ等の鉄系等の金属材料スリーブからなる。この基材４２ｇの外周面には、表面層４２ｆが形成されている（図３１参照）。現像ローラ４２は、基材４２ｇである金属材料スリーブの表面に凹凸加工を施し、凹凸加工を施した金属材料スリーブに対して、ニッケル鍍金を施することで、現像ローラ４２の腐食の防止や、トナーの帯電性補助を行う表面層４２ｆを形成している。
Further, in the developing
現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０は、図１３（ａ）に示されるように、その表面の構造の相違に基づき、主として、２つの部分（溝形成部４２０ａ、非溝形成部４２０ｂ）に分けられる。溝形成部４２０ａは、現像ローラ４２の軸方向において中央部を含む部分であり、トナーを適切に担持させるために凹凸加工がその表面に施されている。凹凸加工としては、いわゆる転造加工が採用されており、平面部４２ａは互いに巻き方向の異なる螺旋状の第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２に囲まれて形成されている。巻き方向の異なる螺旋状の溝を形成することで、現像ローラ４２の表面には網目上の凹凸が形成される。転造加工としては、従来公知の加工方法を採用することができる。また、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、それぞれ現像ローラ４２の軸方向に対して所定角度（実施形態では、Ｌ１およびＬ２ともに４５［°］であるが、これに限定されるものではない）で傾斜している。
As shown in FIG. 13A, the developing roller
第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、いずれもそれらの傾斜方向に所定の周期幅で周期的に形成されることで、平面部４２ａが軸方向のピッチ幅Ｗ１で形成される。また、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、の各傾斜角および周期幅は、いずれも互いに異ならせることもできる。また、平面部４２ａの頂面４２ｔの軸方向長さＷ２はピッチ幅Ｗ１の１／２以上の大きさとなるように形成する。
Both the first groove L1 and the second groove L2 are periodically formed with a predetermined periodic width in the inclined direction, so that the
現像ローラ４２における平面部４２ａの軸方向のピッチ幅Ｗ１は８０［μｍ］であり、平面部４２ａの頂面４２ｔの軸方向長さＷ２は４０［μｍ］である。また、凹部４２ｂから平面部４２ａの頂面４２ｔまでの高さである凹部深さＷ３は１０［μｍ］である。ピッチ幅Ｗ１、頂面４２ｔの軸方向長さＷ２及び凹部深さＷ３の値は一例であり、この値に限られるものではない。
The pitch width W1 in the axial direction of the
現像ローラ４２の表面層４２ｆの材料は、トナーを正規帯電させる材料であることことが望ましい。フィルミングによって低帯電トナーが生まれた場合においても、ジャンピングしたトナーＴによってたたき出された低帯電トナーが、平面部４２ａや凹部４２ｂのフィルミングがおきていない部分で帯電できるため、低帯電トナーを減少させることができ、画像濃度が安定化する。実施形態の現像ローラ４２では、ニッケル鍍金を施すことにより、その表面層４２ｆがトナーを正規帯電させる材料となっている。
The material of the
また、現像ローラ４２の表面層４２ｆの材料は、ドクタブレード４５（ブレード部材４５０）よりも硬いものであることが望ましい。これにより、現像ローラ４２の表面の平面部４２ａがドクタブレード４５によって削れ難くなるため、平面部４２ａとドクタブレード４５で囲まれる凹部４２ｂの体積が変わりにくくなり、Ｍ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
The material of the
現像ローラ４２の平面部４２ａの高さについては、使用するトナーＴの重量平均粒径よりも大きくすることが望ましい。平均的な大きさのトナーＴが凹部４２ｂ内に収まるため、粒径の選択が起こりにくくなり、経時でのＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
The height of the
次に、供給ローラ４４について説明する。図１４は、供給ローラ４４を示す斜視図である。また、図１５は、供給ローラ４４を示す側面図である。これらの図において、現像装置４の内部では、トナー収容部４３の上方の現像ローラ４２側に、円筒状の供給ローラ４４が設けられている。供給ローラ４４は、その軸部である供給ローラ軸４４１を中心に円筒状の発泡材が巻きついた構成であり、この円筒状の発泡材が表面にトナーを担持する供給ローラ円筒部４４０となる。
Next, the
供給ローラ４４は、供給ローラ軸４４１を中心に回転可能に構成され、中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。供給ローラ４４は、供給ローラ円筒部４４０の外周面の一部が、現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０の外周面と供給ニップβで接触するように配置されており、図２及び図５に示されるように、供給ローラ軸４４１は、現像ローラ軸４２１よりも上方に配置されている。
The
供給ローラ４４は、現像ローラ４２と対向する箇所である供給ニップβで現像ローラ４２の表面移動方向に対して逆方向に表面が移動するように回転する。また、現像装置４は、図２に示されるように、供給ニップβの位置が、現像ローラ４２に対するドクタブレード４５の当接位置に対して、上方に位置する配置となっている。
The
供給ローラ４４の供給ローラ円筒部４４０は、発泡材料からなる。そして、供給ローラ円筒部４４０において、現像ローラ４２に接触する表面層は、表面に多数の微小孔が分散しているスポンジ層となっている。供給ローラ４４の表面層をスポンジ状にすることで、凹部４２ｂの底まで供給ローラ４４が届きやすくなるため、現像ローラ４２上トナーのリセット性が向上する。
The supply roller
供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量（「現像ローラ４２の半径」＋「供給ローラ４４の半径」−「現像ローラ４２と供給ローラ４４との軸間距離」）は、現像ローラ４２の平面部４２ａの高さよりも大きくなっている。平面部４２ａの高さよりも供給ローラ４４の食い込み量を大きくすることで、凹部４２ｂにおけるトナーのリセット性を向上できる。なお、供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量が平面部４２ａの高さに対して大きすぎると、トナーが凹部４２ｂに押し込まれてしまい、凝集の原因となるため、食い込み量が大きくなりすぎないように設定する必要がある。
The amount of biting of the
供給ローラ４４の供給ローラ円筒部４４０に用いる発泡材料は、電気抵抗が１０３〜１０１４［Ω］の範囲に調整されている。供給ローラ４４には、回収バイアス電源５２によって回収バイアスが印加されるが、この回収バイアスについては後に詳述する。現像ローラ４２と供給ローラ４４とが当接する供給ニップβでは、供給ローラ４４の発泡セル内に保持されているトナーが現像ローラ４２の表面に供給されるとともに、現像ローラ４２の凹部内に残留している残留トナーが供給ローラ４４の発泡セル内に回収される。
The foaming material used for the supply roller
現像ローラ４２に印加される交番電圧からなる現像バイアスは、その中心値（単位時間あたりの平均値）が、トナーの正規帯電極性と同極性になっている（本例ではマイナス極性）。供給ローラ４４は、表面に存在している複数の空泡の中に保持したトナーを、供給ニップβにおいて、現像ローラ４２に供給する。供給ニップβでは、現像ローラ４２の表面と、供給ローラ４４の方面とが互いにカウンター方向に移動する。供給ニップβにおいて、供給ローラ４４の表面の空泡内から現像ローラ４２の凹部４２ｂに移動したトナーが両ローラの摺擦によってすり切られる。そして、供給ニップβの出口において、凹部４２ｂ内のトナーがそのまま現像ローラ４２の表面移動に追従して現像ローラ４２とともに移動する。
The developing bias composed of an alternating voltage applied to the developing
次に、ドクタブレード４５について説明する。図５〜図１０に示されるように、現像ローラ４２の下方で下ケース４１３の内側となる中ケース４１２には、ドクタブレード４５が設けられている。図１６は、ドクタブレード４５を示す斜視図である。また、図１７は、ドクタブレード４５を示す正面図である。これらの図において、ドクタブレード４５は、規制部材を構成する薄い板状の金属部材であるブレード部材４５０と、ブレード部材４５０の一端が固定されている金属製の台座部４５２とを有する。そして、ブレード部材４５０の他端側が現像ローラ４２に接触するように構成されている。ブレード部材４５０の現像ローラ４２に対する接触状態は、先端が接触する先端当て状態（後述するエッジ当て）、及び、先端よりも根元側の面部が接触する腹当て状態、の何れでもよい。しかし、先端当て状態の方が、平面部４２ａの頂面４２ｔに存在するトナーをすり切ることができ、凹部４２ｂに存在するトナーのみを現像位置αに搬送することで、現像位置αに搬送するトナー量が安定するため、より好ましい。
Next, the
エッジ当てとは、図３８に示されるように、ドクタブレード４５において、現像ローラ４２の対向面と、ブレード先端面との間の稜線を形成している先端エッジを、現像ローラ４２の表面に接触させる状態である。稜線を形成している先端エッジにおいて、稜線は丸みを帯びていても良いし、面取りされていてもよい。ドクタブレード４５における現像ローラ４２との対向面をブレード先端に向けて延長した仮想線と、ブレード先端面を現像ローラ４２に向けて延長した仮想線との交点や、その近傍に一するブレード箇所が、先端エッジである。より詳しくは、平板状のドクタブレード４５の自由端側の先端における現像ローラ４２側の角部（丸みがあってもよいし、面取りされていてもよい）が、現像ローラ４２の非凹部たる平面部（４２ａ）に接触する箇所である。
As shown in FIG. 38, the edge pad contacts the front edge of the
エッジ当て方向としては、カウンター方向と順方向とのうち、カウンター方向を採用している。カウンター方向は、図３８に示されるように、片持ち支持されているドクタブレード４５における固定端側の固定部分を、ドクタブレード４５における現像ローラ４２との接触部分よりも、現像ローラ４２の回転方向の下流側に位置させるブレードの向きである。この向きでは、回転に伴ってドクタブレード４５との当接位置に進入する直前の現像ローラ４２の表面が、ドクタブレード４５の自由端側の先端エッジに向けて移動し、且つ、ドクタブレード４５の全域のうち、自由端側の先端エッジに対して始めに接触することになる。
As the edge contact direction, the counter direction is adopted among the counter direction and the forward direction. As shown in FIG. 38, the counter direction is such that the fixed portion on the fixed end side of the
一方、順方向は、図３９に示されるように、片持ち支持されているドクタブレード４５における固定端側の固定部分を、ドクタブレード４５における現像ローラ４２との接触部分よりも、現像ローラ４２の回転方向の上流側に位置させるブレードの向きである。この向きでは、回転に伴ってドクタブレード４５との当接位置に進入する直前の現像ローラ４２の表面が、ドクタブレード４５の全域のうち、自由端側の先端エッジよりも固定端側の箇所（ブレードの腹の部分）に始めに接触することになる。
On the other hand, in the forward direction, as shown in FIG. 39, the fixed portion on the fixed end side of the
ドクタブレード４５のブレード部材４５０は台座部４５２に対して複数のリベット４５１によって固定されている。台座部４５２はブレード部材４５０よりも厚い金属で構成されており、ブレード部材４５０を現像装置４の本体（中ケース４１２の側面部）に固定するための基板として機能している。台座部４５２の長手方向端部にはピン穴４５４が設けられており、一方は真円形状の主基準穴４５４ａであり、もう一方は主基準穴４５４ａ方向に長径を有する楕円形状の従基準穴４５４ｂである。主基準穴４５４ａに不図示のピンが入ることで台座部４５２の現像装置４本体に対する位置が決定し、従基準穴４５４ｂで支えられる。ブレード部材４５０が固定された台座部４５２が、現像装置４本体（中ケース４１２）にドクタ固定ネジ４５５で固定されることによってブレード部材４５０が現像装置４に固定されることになる。
The
ブレード部材４５０は、自由端側を、現像ローラ４２表面に対して１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させており、その押圧力下を通過したトナーを所定量に規制すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。なお、ブレード部材４５０には、摩擦帯電を補助するために、ドクタバイアス電源１４５からバイアスを印加してもよい。
The
また、ドクタブレード４５のブレード部材４５０としては、導電性を有するものを用いることが望ましい。ブレード部材４５０が導電性であることにより、Ｑ／Ｍ値（単位体積当りの帯電量）が大きなトナーＴの帯電量を下げることが出来、トナーＴのＱ／Ｍ値の均一化を図ることができる。これにより、トナーＴの現像ローラ４２に対する張り付きを防ぐことが出来る。
In addition, it is desirable to use a conductive member as the
ドクタバイアス電源１４５によってブレード部材４５０に印加する電圧としては、現像ローラ４２に印加された交番電圧の中心値（デューティ５０％である場合には時間平均値）に対して、±２００［Ｖ］の範囲でシフトさせた値の直流電圧を例示することができる。使用環境に応じて、直流電圧の値を制御するようにしてもよい。これにより、環境変動によるＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）の変動を抑制することができる。
The voltage applied to the
次に、パドル４６について説明する。現像装置４内には、トナーが収容される空間としてトナー収容部４３が設けられており、このトナー収容部４３内にはパドル４６が現像ケーシング４１に対して回転可能に取り付けられている。図１８は、パドル４６を示す斜視図である。また、図１９は、パドル４６を示す正面図である。これらの図において、パドル４６は、その軸部であるパドル軸４６１と、マイラー等の弾性シート材からなる薄い羽部材としてのパドル羽４６０とを備える。パドル軸４６１は、向かい合う二つの平面部を有し、この二つの平面部にパドル羽４６０がそれぞれ取り付けられている。二枚のパドル羽４６０は、パドル軸４６１を中心に互いに反対方向に突出するように、パドル軸４６１の平面部に固定されている。
Next, the
パドル羽４６０の付け根部分には、複数の穴がパドル軸４６１の軸方向に平行になるように並べて設けられている。パドル軸４６１の周面には、パドル軸４６１に対してパドル羽４６０を固定するための複数のヘラ部が突設せしめられている。一方、パドル羽４６０には、それらヘラ部を貫通させるための複数の穴が設けられている。ヘラ部がその穴に貫通した状態で熱曲げ処理されることで、パドル軸４６１に対してパドル羽４６０が固定されている。
A plurality of holes are arranged in the base portion of the
パドル４６は、パドル軸４６１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。パドル軸４６１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
The
パドル４６は、パドル軸４６１から伸びるパドル羽４６０の先端がトナー収容部４３の内壁面に接触する程度の長さになるように、パドル羽４６０の突出量が設定されている。図２及び図５等に示されるように、トナー収容部４３の底面部４３ｂはパドル４６の回転方向に沿った円弧状であり、パドル４６の回転に伴う摺擦動作でパドル羽４６０がトナー収容部４３の底面部４３ｂに引っかからないようになっている。
トナー収容部４３の現像ローラ４２側には底面部４３ｂから垂直に立ち上がる側壁面部４３ｓが形成されており、この側壁面部４３ｓはパドル軸４６１の中心と同等若しくは若干低い程度のところでＸ軸に平行なローラに向かう方向に水平になり、段部５０を形成している。
The amount of protrusion of the
A side wall surface portion 43 s that rises perpendicularly from the
側壁面部４３ｓとパドル軸４６１との距離は、底面部４３ｂとパドル軸４６１との距離よりも短く設定されている。そのため、底面部４３ｂを摺擦してきたパドル羽４６０は側壁面部４３ｓに突き当たり、より大きくたわむことになる。その後、段部５０にパドル羽４６０の先端部が差し掛かるとパドル羽４６０を押さえるものが無くなり、パドル羽４６０の先端部は開放されることで上方に跳ね上がる。このようなパドル羽４６０の動きによってトナーは上方へと跳ね上げられ攪拌、搬送、供給される。
The distance between the side wall surface portion 43s and the
段部５０は、Ｘ−Ｙ平面に平行な水平面で、現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）に延在するように形成されている。実施形態の現像装置４では、段部５０が幅方向の全域に設けられているが、パドル羽４６０が跳ね上がるようになっていれば、現像装置４内の一部分に設けられていても良い。
The
供給スクリュー４８は、供給スクリュー軸４８１と、この供給スクリュー軸４８１に固定された螺旋状の羽部である供給スクリュー羽部４８０となるスクリュー部材である。供給スクリュー軸４８１を中心に回転可能に設けられており、供給スクリュー軸４８１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。供給スクリュー軸４８１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
The
供給スクリュー４８の軸方向端部は、現像装置４の長手方向端部に形成されたトナー補給口５５の下方に位置している。そして、供給スクリュー４８が回転することによって螺旋状の供給スクリュー羽部４８０がトナー補給口５５から補給されたトナーを長手方向における現像装置４の中央部方向に搬送する。
The axial end of the
上ケース４１１の開口部５６を形成する縁部分には、マイラー等のシート部材からなる入口シール４７が長手方向に沿って貼着されている。入口シール４７は略矩形のシートであってその短手の一端が上ケース４１１の縁部分に貼着され、他端は自由端とされている。入口シール４７の自由端側は現像装置４の内部方向に突出されており、さらに、現像ローラ４２に接触するように設けられている。入口シール４７は、現像ローラ４２の回転方向上流側が上ケース４１１に固定されており、現像ローラ４２の回転方向下流側が自由端とされ、現像ローラ４２に対して、入口シール４７の面部分が接触するように配置している。また、上ケース４１１の現像装置４の内部側は供給ローラ４４の上部形状に沿うように湾曲形状をしており、上ケース４１１の湾曲形状の表面と供給ローラ４４の表面との隙間は、１．０［ｍｍ］である。
An
図７〜図１０に示されるように、現像装置４の開口部５６の長手方向両端部にあたる中ケース４１２の一部にはサイドシール５９が貼着されている。サイドシール５９は、現像ローラ４２の軸方向両端近傍に設けられたスペーサー４２２よりも軸方向における内側で、且つ、現像ローラ４２にドクタブレード４５が接触する軸方向の端部が重なる領域に設けられている。このようなサイドシール５９によって現像ケーシング４１における開口部５６の長手方向端部からトナーが漏れ出ることを防止している。なお、中ケース４１２に設けられたトナー残量センサ４９は、トナー収容部４３内のトナーの量を検知するものである。
As shown in FIGS. 7 to 10, side seals 59 are attached to a part of the
次に、現像装置４内でのトナーの動きについて説明する。トナー補給口５５から現像装置４内に補給されたトナーは、供給スクリュー４８によってトナー収容部４３に供給され、パドル４６によって攪拌される。また、パドル４６の跳ね上げによって現像ローラ４２及び供給ローラ４４の方向に跳ね上げ、搬送される。供給ローラ４４に供給されたトナーは、供給ローラ４４が現像ローラ４２と接触する供給ニップβで現像ローラ４２の表面に受け渡される。現像ローラ４２の表面に受け渡されたトナーのうち現像位置αに搬送する所定量を超えた分のトナーは、ドクタブレード４５によって現像ローラ４２の表面から掻き落とされる。
Next, the movement of toner in the developing
ドクタブレード４５との対向部を通過した現像ローラ４２の表面に残ったトナーは、そのまま現像ローラ４２の回転による表面移動方によって搬送され、感光体２と対向する現像位置αに到達する。現像に用いられることなく現像位置αを通過したトナーは、入口シール４７が接触する位置を通過し、供給ローラ４４との対向位置である供給ニップβにまで搬送される。現像ローラ４２によって供給ニップβに到達したトナーは、供給ローラ４４によって現像ローラ４２の表面から掻き取られ、供給ローラ４４によって搬送される。
The toner remaining on the surface of the developing
トナー収容室１０１に収容されるトナーは、重合法で製造されたものであって、その平均粒径は６．５［μｍ］程度である。また、円形度は０．９８程度であり、安息角は３３［°］程度である。外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有している。本発明に係る現像装置に用いられるトナーは、これに限るものではない。
The toner stored in the
現像装置４の現像ローラ４２の表面上には、凸部の高さや凹部の深さ（Ｗ３）が一定で規則的な凹部パターンが形成されている。従来の一成分現像装置としては、現像ローラの表面にサウンドブラスト処理等の粗面処理を施して表面に凹凸形状を形成したものがある。現像ローラの表面に粗面化処理を施すことにより、現像ローラのトナー担持性能やトナー搬送性能を向上させていた。しかしながら、粗面化処理によって現像ローラの表面上に形成される微小凹凸は、凸部の高さ、凹部の深さ及び凹凸のパターンが不規則となる。凹凸のパターンや深さが不規則であると、現像ローラ表面上のトナー担持量が安定せず、感光体上の潜像を現像したときに濃度ムラとなることがあった。一方、実施形態の現像装置４では、凹部の深さ（Ｗ３）が一定で、その形成パターンが規則的であるため、現像ローラ４２表面上のトナー担持量が安定し、現像時の濃度ムラの発生を抑制することができる。
On the surface of the developing
図１及び図２０に示されるように、実施形態に係る現像装置では、図中矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ４２がドクタ部において上方から下方に移動する。このような場合には、トナーＴに働く自重によってトナーには下方向の力（Ｆｇ）が加わるため、ドクタブレード４５の応力（Ｆｂ）によるトナーに対する圧縮力を減少させることができる。よって、現像ローラ４２の凸部４２ａにおける現像ローラ４２の表面移動方向下流側の部分（図２０中の４２ｃの部分）にトナーが凝集することを抑制できる。これにより、フィルミングの発生を抑制することができ、現像ローラ４２上でのＱ／Ｍ値やＭ／Ａ値の変動を抑制することができる。
As shown in FIGS. 1 and 20, in the developing device according to the embodiment, the developing
また、現像装置４で用いる現像剤であるトナーとして、加速凝集度が４０［％］以下となるトナーを用いることで、現像ローラ４２の凸部４２ａにおける現像ローラ４２の表面移動方向下流側の部分（図２０中の４２ｃの部分）でのトナーの凝集をより緩和することが可能となる。なお、図２０で示すドクタ部では、ドクタブレード４５が現像ローラ４２の表面に対して腹当て状態となっている。ドクタブレード４５の現像ローラ４２の表面に対する当接状態としては、図２１に示されるように、先端当て状態である方が、凸部４２ａの頂面４２ｔに存在するトナーＴをすり切ることができ、より好ましい。
Further, as the toner that is a developer used in the developing
現像ローラ４２に対しては、現像バイアス電源１４２により、現像バイアスとして、次のような交番電圧が印加されている。即ち、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝１．７［ｋＶ］、プラス側ピーク＝＋８．５［ｋＶ］、マイナス側ピーク＝−８．５［ｋＶ］の矩形波からなる交番電圧に対して、−３００［Ｖ］の直流電圧を重畳した交番電圧である。矩形波の周波数は５００［Ｈｚ］である。また、矩形波のデューティは５０［％］である。よって、この交番電圧の単位時間あたりの平均値は−３００［Ｖ］である。また、この交番電圧の中心値（ピークとピークとの中心）も−３００［Ｖ］である。
The following alternating voltage is applied to the developing
一方、回収バイアス電源５２は、回収バイアスとして、次のような交番電圧を出力する。即ち、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝１．７［ｋＶ］、プラス側ピーク＝＋８．５［ｋＶ］、マイナス側ピーク＝−８．５［ｋＶ］の矩形波からなる交番電圧に対して、−２００［Ｖ］の直流電圧を重畳した交番電圧である。矩形波の周波数は５００［Ｈｚ］である。また、矩形波のデューティは５０［％］である。この交番電圧の単位時間あたりの平均値や中心値は何れも−２００［Ｖ］である。このような交番電圧が、供給ローラ４４に対して印加される。
On the other hand, the recovery
トナーの正規帯電極性はマイナスなので、回収バイアスの単位時間たりの平均値（−２００Ｖ）は、現像バイアスの単位時間あたりの平均値（−３００Ｖ）よりもトナーの帯電極性とは逆極性であるプラス側にシフトした値である。このような電位の関係により、現像ローラ４２と供給ローラ４４とが当接する供給ニップβには、現像ローラ４２の凹部内に残留しているマイナス帯電性の残留トナーに対して、現像ローラ４２側から供給ローラ４４側に静電移動させる電界が形成される。供給ニップβにおいて、現像ローラ４２の凹部内に食い込んでいる供給ローラ４４の導電性発泡弾性層によって凹部内から掻き出された残留トナーは、その電界によって供給ローラ４４の導電性発泡弾性層に静電吸着する。これにより、現像ローラ４２の凹部内から供給ローラ４４に残留トナーを積極的に転移させて回収することで、連続プリント時における凹部内での残留トナーの経時的な増加を抑えて、画像濃度不足の発生を抑えることができる。
Since the normal charging polarity of the toner is negative, the average value (−200 V) of the recovery bias per unit time is a polarity opposite to the charging polarity of the toner than the average value (−300 V) of the developing bias per unit time. The value is shifted to the side. Due to such a potential relationship, in the supply nip β where the developing
従来の一成分現像装置においては、供給部材に印加する供給バイアスとして、単位時間ありの平均値が、現像バイアスの単位時間あたりの平均値よりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値であるものを出力するように構成されていた。このような供給バイアスにより、供給部材と現像ローラとの間にトナーを供給部材側から現像ローラ側に静電移動させる電界を形成して、供給部材から現像ローラへのトナーの転移を助長するためである。 In a conventional one-component developing device, the supply bias applied to the supply member is a value in which the average value with unit time is shifted to the same polarity side as the toner charging polarity with respect to the average value of the developing bias per unit time. It was configured to output something. By such a supply bias, an electric field for electrostatically moving the toner from the supply member side to the development roller side is formed between the supply member and the development roller, thereby facilitating transfer of the toner from the supply member to the development roller. It is.
これに対し、実施形態に係る複写機では、供給部材たる供給ローラ４４に対し、供給バイアスを印加する代わりに、上述した回収バイアスを印加している。そして、この回収バイアスは、供給バイアスとは逆に、供給ローラ４４と現像ローラ４２との間に、マイナス帯電性のトナーを現像ローラ４２側から供給ローラ４４側に静電移動させる電界を形成する。にもかかわらず、供給ローラ４４から現像ローラ４２に対してトナーが供給されるのは、以下に説明する理由からである。
On the other hand, in the copying machine according to the embodiment, instead of applying a supply bias to the
実施形態に係る複写機では、現像ローラ４２の凹部として、粗面化処理による微小凹凸よりもかなり大きな段差を形成する深さの大きなものを形成している。そして、現像ローラ４２表面の非凹部にはトナーを殆ど担持させず（すり切り）、凹部内に充填したトナーを現像に寄与させている。供給ローラ４４は、導電性発泡層の発泡セル内に、比較的多くの量のトナーを保持している。そして、現像ローラ４２との当接部である供給ニップβにおいて、その多量のトナーを現像ローラ４２の凹部に供給する。供給ニップβでは、トナーを現像ローラ４２側から供給ローラ４４側に静電移動させる電界が形成されているものの、この電界によって凹部内のトナーの殆どが供給ローラ４４の発泡セル内に逆戻りすることはない。もともと供給ローラ４４の発泡セル内に保持されていたトナー量が比較的多く、且つ、現像ローラの凹部内にもある程度の残留トナーが残っているため、凹部から空泡に戻るトナーの量はそれほど多くないのである。そして、殆どのトナーは、現像ローラ４２の凹部内に充填された状態で、供給ニップβの出口において、現像ローラ４２の表面とは逆方向に移動する供給ローラ４４の表面によってすり切られる。このため、上述のような電界を形成していても、トナーを供給ローラ４４から現像ローラ４２に供給することができる。
In the copying machine according to the embodiment, the concave portion of the developing
また、現像ローラ４２と供給ローラ４４との間には、交番電界が形成されるため、現像ローラ４２の凹部と供給ローラ４４の発泡セルとの間では、トナーが全体的に両者間を往復移動する。この際、供給ニップβに進入する前に現像ローラ４２の凹部内に残留していた残留トナーが、供給ローラ４４の発泡セル内に存在していた新しいトナーと混ざり合う。このとき、帯電量が多いトナーが優先的に、上述した電界によって現像ローラ４２の凹部から供給ローラ４４の発泡セル内に転移する。このため、供給ニップβでは、現像ローラ４２の凹部内の残留トナーが供給トナー４４の発泡セル内に良好に回収される。
In addition, since an alternating electric field is formed between the developing
本発明者らが、上述したバイアスの条件で実際に実験を行ったところ、供給ローラ４４から現像ローラ４２に対して必要量のトナーを良好に供給しつつ、現像ローラ４２の凹部内の残留トナーを供給ローラ４４に良好に回収して、連続プリント時における画像濃度不足の発生を有効に抑えることができた。
When the inventors actually conducted an experiment under the above-described bias conditions, the toner remaining in the recesses of the developing
次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図２２は、現像ローラ４２を示す拡大正面図である。また、図２３は、現像ローラ４２を図２２のＡ−Ａ’の位置で破断した状態を示す縦断面図である。図２３に示されるように、現像ローラ４２は、芯金に中空構造を有している。現像ローラ４２は、回転軸線方向において、一端側の回転軸部材４２ｆと、ローラ部４２ｄと、他端側の回転軸部材４２ｇとに大別される。現像ローラ４２は、図示しない２つの軸受けにより、一端側の回転軸部材４２ｆと、他端側の回転軸部材４２ｅとをそれぞれ個別に回転可能に支持している。
Next, a characteristic configuration of the copier according to the embodiment will be described.
FIG. 22 is an enlarged front view showing the developing
ローラ部４２ｄは、円筒状の中空構造のものである。現像ローラ４２は、ローラ部４２ｄだけではなく、一端側の回転軸部材４２ｆや、他端側の回転軸部材４２ｇも中空になっており、それらは互いに連通している。一端側の回転軸部材４２ｆの一端には、貫通口４２ｈが形成されている。これにより、一端側の回転軸部材４２ｆの内部空間と、外部とが互いに連通している。また、他端側の回転軸部材４２ｇの他端には、貫通口４２ｉが形成されている。これにより、他端側の回転軸部材４２ｇの内部空間と、外部とが互いに連通している。このように、現像ローラ４２は、一端側の回転軸部材４２ｅからローラ部４２ｄを経て他端側の軸部材４２ｇに至るまで、ローラ４２を回転軸線方向に貫いた構造になっている。
The
現像ローラ４２の一端側の回転軸部材４２ｅには、図２４に示されるように送気ノズル５３が挿入されている。この送気ノズル５３は、図示しない送気チューブに接続されている。また、送気チューブにおける送気ノズル５３との接続側とは反対側は、図示しない吸気ファンが接続されている。この吸気ファンは、複写機のプリンタ部の筺体に固定された状態で、筺体外の空気を取り込むものである。
An
送気ノズル５３から排出された空気は、図中矢印ｘで示されるように、ローラ部４２ｄの中空内を回転軸線方向の一端側から他端側に向けて移動する。この際、ローラ部４２ｄの内壁に接触しながら移動することで、ローラ部４２ｄの表面を裏面側から冷却する。冷却によって温められた空気は、他端側の回転軸部材４２ｆの中空内を通ってローラの外に排出される。このような空気の流れにより、現像ローラ４２の表面上において、現像ローラ４２とドクタブレード４５との間に挟まれて発熱してしまったトナーを、ローラの裏側から冷却する。これにより、湾曲ヒートシンクを用いることなく、フィルミングの発生を抑えることができる。
The air discharged from the
なお、図２５に示されるように、現像ローラ４２の２つの回転軸部材のうち、一方だけに貫通口を設けて、その貫通口を通じて、ローラ部に対する送気と、ローラ部からの排気とを行うようにしてもよい。
As shown in FIG. 25, only one of the two rotation shaft members of the developing
また、プリンタ部の筺体内では、筺体に設けた図示しない吸引ファンと、筺体に設けた図示しない排気口との組み合わせにより、図２４の矢印ｃ方向と同じ方向に気流を発生させている。このため、現像ローラ４２の一端側の回転軸部材４２ｆからプリンタ部の筺体内に排出された空気は、筺体内の気流に乗って機外へと排出される。
Further, in the housing of the printer unit, an air flow is generated in the same direction as the arrow c in FIG. 24 by a combination of a suction fan (not shown) provided in the housing and an exhaust port (not shown) provided in the housing. For this reason, the air discharged from the
本発明者らは、実施形態に係る複写機と同様の構成の試験機を用意した。そして、冷却手段としての送気ファンを停止させた状態で、テストプリントを行いながら、現像ローラ４２やドクタブレード４５の表面に対するトナーのフィルミングのし易さを調べる実験を行った。
The inventors prepared a test machine having the same configuration as the copying machine according to the embodiment. Then, an experiment was conducted to examine the ease of toner filming on the surfaces of the developing
まず、ドクタブレード４５として、リン青銅からなるものを現像装置４にセットして連続テストプリントを行った。次に、ドクタブレード４５として、リン青銅からなるものに代えて、ステンレスからなるものをセットして、同じ時間だけ連続テストプリントを行った。すると、リン青銅からなるドクタブレード４５を使用した連続テストプリントでは、異常画像が発生しなかったのに対し、ステンレスからなるドクタブレード４５を使用した連続テストプリントでは、画像の一部が白く抜ける白スジが発生した。ステンレスからなるドクタブレード４５を取り外して確認したところ、表面にフィルミングが発生していた。
First, a
次に、本発明者らは、ゴムからなるドクタブレード４５を現像装置４にセットして、同様の連続テストプリントを行ったところ、画像の一部が白く抜ける白スジが発生した。ステンレスからなるドクタブレード４５を取り外して確認したところ、表面にフィルミングが発生していた。
Next, the present inventors set the
次に、本発明者らは、リン青銅からなるドクタブレード４５、ステンレスからなるドクタブレード４５についてそれぞれ、ブレード摩耗速度を調べる実験を行った。具体的には、連続テストプリントを定期的に停止させてドクタブレード４５を取り外してその厚さを測定した後、ドクタブレード４５を再セットしてから連続テストプリントを再開する。連続テストプリントの累積実施時間が所定時間に達するまで、この作業を繰り返した。この摩耗実験における結果を図２６に示す。図示のように、リン青銅からなるドクタブレード４５の摩耗速度が、ステンレスから成るドクタブレード４５の摩耗速度よりも速いことがわかる。リン青銅からなるドクタブレード４５では、現像ローラ４２との摺擦によって摩耗し易いため、表面に僅かなトナーが固着しても、それはすぐにブレード表面とともにブレード本体から削り取られるため、フィルミングが発生しなかったのである。
Next, the present inventors conducted an experiment for examining the blade wear rate of the
そこで、実施形態に係る複写機においては、ドクタブレード４５として、リン青銅からなるものを用いている。かかる構成では、ドクタブレード４５として、ステンレスからなるものや、ゴムからなるものを用いる場合に比べて、フィルミングの発生を抑えることができる。
Therefore, in the copying machine according to the embodiment, the
現像ローラ４２としては、表面にニッケルメッキを施したものを用いている。ニッケルメッキを施すことにより、現像ローラ４２の表面の錆び付きを防止しつつ、現像ローラ４２の表面上でトナーを帯電させることができる。
As the developing
実施形態に係る複写機においては、現像ローラ４２の凹部パターンの平面形状と、現像ローラ４２とドクタブレード４５との当接部におけるローラ表面移動方向の長さとの組み合わせとして、次のようなものを採用している。即ち、現像ローラ４２表面における非凹部たる平面部４２ａの全てを、現像ローラ４２の１周あたりに当接部でドクタブレード４２に接触させる組み合わせである。具体的には、先に示した図１３（ｂ）では、矢印Ｂ方向がローラ表面移動方向である。図中で、Ｌ１１の線上に位置する非凹部としての菱形の平面部４２ａを、第１行目の平面部４２ａという。また、Ｌ１２の線上に位置する平面部４２ａを、第２行目の平面部４２ａという。また、Ｌ１３の線上に位置する平面部４２ａを、第３行目の平面図４２ａという。また、Ｌ１４の線上に位置する平面部４２ａを、第４行目の平面部４２ａという。
In the copying machine according to the embodiment, combinations of the planar shape of the concave pattern of the developing
例えば、１行目と３行目のように、奇数番目の行では、同じ列番号になる菱形の平面部４２ａが、矢印Ｂ方向において一直線上に位置する。また、２行目と４行目のように、偶数番目の行においても、同じ列番号になる菱形の平面部４２ａが、矢印Ｂ方向において一直線上に位置する。但し、奇数番目の行と、偶数番目の行とでは、同じ列番号になる平面部４２ａが、行方向における平面部４２ａの配設ピッチの半分だけ、行方向にずれて位置する。そして、例えば１行目と２行目との間では、２行目の平面部４２ａの矢印Ｂ方向の前半分が位置している。かかる構成では、矢印Ｂ方向において、図示しないドクタブレード（４５）を互いに隣り合う行間と同等以上の長さで当接させることで、当接部において、各行の平面部４２ａの矢印Ｂ方向の全域をドクタブレードに当接させる。これにより、現像ローラ４２の平面部４２ａの全てを、現像ローラ４２の１周あたりに当接部でドクタブレード４２に接触させる。かかる構成では、平面部４２ａの全てを均一に摩耗させて、摩耗ムラによる画像異常の発生を回避することができる。
For example, as in the first and third rows, in the odd-numbered rows, the
次に、実施形態に係る複写機の一部の構成を他の構成に置き換えた変形例に係る複写機について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係る複写機の構成は、実施形態と同様である。 Next, a copying machine according to a modification in which a part of the configuration of the copying machine according to the embodiment is replaced with another configuration will be described. Unless otherwise specified below, the configuration of the copying machine according to each modification is the same as that of the embodiment.
［第１変形例］
図２７は、第１変形例に係る複写機のプリンタ部６００の要部を示す要部構成図である。プリンタ部６００は、４つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１、複数の張架ローラに張架されながら図中反時計回り方向に無端移動せしめられる中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。
[First Modification]
FIG. 27 is a main part configuration diagram showing the main part of the
４つのプロセスカートリッジ１はそれぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、帯電手段としての帯電部材３と、現像剤としてのトナーＴを用いて感光体２上の潜像を現像する現像装置４と、感光体クリーニング装置５とを一体的に支持してユニット状とした構成になっている。プロセスカートリッジ１は、図示しないストッパーを解除することにより、プリンタ部６００本体に対して着脱可能となっている。
Each of the four
感光体２は、図中矢印で示されるように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。変形例のプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
The
露光装置６は、感光体２の表面に対して画像情報に基づいて露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ６００部の露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式のものであるが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
The exposure device 6 exposes the surface of the
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
The
４つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。また、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
The four
４つの感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されており、一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
A
４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成することにより、図２７中の矢印Ｂ方向に搬送される転写材である記録紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が記録紙Ｐに転写される。
With respect to the position where the four
二次転写ニップに対して記録紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって記録紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された記録紙Ｐはプリンタ部６００の機外に出力される。
A fixing
一方、二次転写ニップで記録紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーＴは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
On the other hand, the toner T remaining on the surface of the
次に、図２８、図２９、図３０を用いて、プロセスカートリッジ１について説明する。図２８は、４つのプロセスカートリッジ１のうち、１つを、現像ローラ４２の軸方向中央部近傍で破断して示す横断面図である。また、図２９は、４つのプロセスカートリッジ１のうち、１つを、軸方向端部近傍のサイドシール５９の位置で破断して示す横断面図である。また、図３０は、プロセスカートリッジの現像装置のトナー搬送部を示す縦断面図である。
Next, the
現像装置４は、一成分現像剤であるトナーＴを収容するトナー収容室１０１と、トナー収容室１０１の下方に設けられたトナー供給室１０２とを具備しており、トナー収容室１０１とトナー供給室１０２とを仕切るように仕切り部材１１０が設けられている。仕切り部材１１０には、図３０に示されるように、それら供給室を互いに連通させる複数の開口部が設けられている。この仕切り部材１１０の複数の開口部として、トナー収容室１０１内のトナーＴをトナー供給室１０２へ供給する供給口１１１と、トナー供給室１０２内のトナーＴをトナー収容室１０１に戻す返送口１０７とが設けられている。
The developing
トナー供給室１０２の下部には、現像剤担持体である現像ローラ４２が設けられている。また、トナー供給室１０２には、現像ローラ４２の表面にトナーＴを供給する現像剤供給部材である供給ローラ４４が現像ローラ４２の表面に当接するように設けられている。さらに、トナー供給室１０２には、供給ローラ４４によって現像ローラ４２の表面上に供給され、感光体２と現像ローラ４２との対向部に向かうトナーＴの量（層厚）を規制する規制部材としてのドクタブレード４５が現像ローラ４２の表面に当接している。
Below the
現像ローラ４２は、感光体２に対して非接触で配置されており、図示しない高圧電源から所定のバイアスが印加される。
The developing
トナー収容室１０１内にはトナー収容室１０１内のトナーＴを感光体２の回転軸に平行な方向（図２８中の紙面に直交する方向）に搬送するトナー搬送部材１０６が設けられている。
A
トナー収容室１０１に収容するトナーＴは、重合法で製造されたものである。このトナーＴは、例えば、平均粒径が６．５［μｍ］で、円形度が０．９８、安息角３３［°］、外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有しているトナーＴである。なお、トナーＴは、これに限られるものではない。
The toner T stored in the
トナー収容室１０１内に設けられたトナー搬送部材１０６は、図３０に示されるように搬送スクリュー形状部１０６ａと搬送板形状部１０６ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー搬送部材１０６は、搬送スクリュー形状部１０６ａの回転動作によりトナー収容室１０１内のトナーＴをトナー搬送部材１０６の回転軸に平行な略水平方向（図３０中の矢印Ｈ方向）に搬送できる構成となっている。現像装置４では、トナー搬送部材１０６の回転軸に平行な方向にトナーＴを搬送する搬送スクリュー形状部１０６ａを備えた構成であるが、現像剤搬送部材としてはこれに限ったものでなく、搬送ベルトやコイル状の回転体等の搬送機能を有するものを用いることができる。さらにこれらの搬送機能を有するものと、羽根のような板部材や針金を曲げて構成したパドルのようなもの等のほぐし機能を有するものを組み合わせたものでも良い。
As shown in FIG. 30, the
現像装置４は、トナー収容室１０１から供給ローラ４４に向けて、トナーＴをトナー搬送部材１０６の回転軸に直交し、且つ、略鉛直下方にトナーＴを搬送する構成になっている。トナーＴの搬送方向としては、トナー搬送部材１０６の回転軸に直交し、且つ、略水平方向に搬送する構成としてもよい。
The developing
仕切り部材１１０の鉛直下方のトナー供給室１０２内にはトナー撹拌部材１０８が配置されている。トナー撹拌部材１０８は、図示のように撹拌スクリュー形状部１０８ａと撹拌板形状部１０８ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー撹拌部材１０８は、撹拌スクリュー形状部１０８ａの回転動作によりトナー供給室１０２内のトナーＴをトナー撹拌部材１０８の回転軸に平行な略水平方向（図３０中の矢印ＩまたはＪ方向）に搬送できる構成となっている。
A
トナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュー形状部１０８ａは、軸方向について供給口１１１を挟んで外側に向かう方向（図３０中の矢印Ｉ方向）にトナーＴを搬送するように螺旋状の羽部が設けられている。また、トナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュー形状部１０８ａは、軸方向について二つの返送口１０７よりも外側と内側とは螺旋状の羽部が逆巻きになっている。このため、供給口１１１からトナー供給室１０２に供給されたトナーＴはトナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュー形状部１０８ａの回転によって軸方向外側（矢印Ｉ方向）に搬送され、返送口１０７よりも外側に到達したトナーＴは羽部が逆巻きの撹拌スクリュー形状部１０８ａによって返送口１０７に向かって（矢印Ｊ方向に）搬送される。返送口１０７を挟んで軸方向の外側と内側とでは、撹拌スクリュー形状部１０８ａによるトナーＴの搬送方向が逆であり、返送口１０７に向かうようにトナーＴに搬送力を付与するため、返送口１０７の下方ではトナーＴが軸方向両側から集められ、山状に押し上げられる。これにより、トナー収容室１０１から供給口１１１または返送口１０７を通過してトナー供給室１０２に供給されたトナーＴが過剰である場合は、返送口１０７で山状に押し上げられたトナーＴがトナー供給室１０２から返送口１０７を通ってトナー収容室１０１に戻される。また、トナー撹拌部材１０８は、トナー供給室１０２にあるトナーＴを攪拌し、さらに下部にある供給ローラ４４や現像ローラ４２にトナーＴを供給する役割を持つ。
The agitating screw-shaped
供給ローラ４４の表面には空孔（セル）を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室１０２内に供給されたトナーＴを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ４２との当接部での圧力集中によるトナーＴの劣化を防止している。なお、この発泡材料は１０３〜１０１４［Ω］の電気抵抗値に設定される。供給ローラ４４には、供給バイアスが印加され、現像ローラ４２との当接部ある供給ニップβで予備帯電されたトナーＴを現像ローラ４２に押し付ける作用を補助する。供給ローラ４４は図２８中の矢印で示されるように反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーＴを現像ローラ４２の表面に塗布するように供給する。
The surface of the
供給ニップβに対して現像ローラ４２の表面移動方向下流側の現像ローラ４２の表面に接触するように、規制部材であるドクタブレード４５が配置されている。供給ローラ４４から現像ローラ４２の表面に供給されたトナーＴは、現像ローラ４２の回転によってドクタブレード４５が接触する位置に搬送される。
A
ドクタブレード４５としては、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用いることができ、その自由端側を現像ローラ４２の表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたもので、現像ローラ４２上のトナーＴに対してその押圧力下を通過させることで、トナー層を薄層化すると共に、摩擦帯電によってトナーＴに電荷を付与する。また、ドクタブレード４５には、トナーＴの摩擦帯電を補助するために、図示しないバイアス電源によりバイアスが印加される。
As the
感光体２は現像ローラ４２と非接触であり、図２９中の時計回りの方向に回転している。このため、現像ローラ４２と感光体２とが対向する現像位置αにおいては、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とが同方向となる。
The
現像ローラ４２上の薄層化されたトナー層は、現像ローラ４２の回転に伴って現像位置αに搬送され、現像ローラ４２に印加されたバイアスと感光体２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体２の表面に移動して感光体２の表面上の静電潜像が現像される。
The thinned toner layer on the developing
現像位置αで現像に用いられず、現像ローラ４２上に残されたトナーＴが再びトナー供給室１０２内へと戻る箇所には、入口シール４７が配設されている。この入口シール４７は、現像ローラ４２の周面を外部に向けて部分的に露出させるための開口を有する現像装置筺体に片持ち支持された状態で、自らの自由端側を現像ローラ４２に当接させることで、現像ローラ４２と開口内壁との隙間を塞いでいる。樹脂材料にカーボンブラックなどの導電性材料が分散せしめられた導電性樹脂からなり、非常に薄厚に成型されていることで、柔軟に撓むことができる。その撓み易さ故に、現像ローラ４２の表面との当接部において、現像ローラ４２の表面に対して大きな圧力を付与しない。
An
現像ローラ４２は、実施形態に係る複写機と同様の中空構造を具備するものである。そして、現像ローラ４２の一端側の回転軸部材には、図示しない送気ノズルが挿入されていて、現像ローラ４２のローラ部の中空内に向けて空気を排出する。排出された空気は、ローラ部を裏面側から冷却した後、他端側の回転軸部材の中空を通ってローラ外に排出される。かかる構成においても、現像ローラ４２の表面を裏側から冷却することで、現像ローラ４２とドクタブレード４５との当接部に挟まれて発熱してしまったトナーを冷却する。これにより、フィルミングの発生を抑えることができる。
The developing
［第２変形例］
図３１は、第２変形例に係る複写機のプリンタ部を示す概略構成図である。同図において、無端状の中間転写ベルト７は、鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の姿勢の状態で複数の張架ローラに掛け回されている。そして、駆動ローラの回転駆動に伴って図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。
[Second Modification]
FIG. 31 is a schematic configuration diagram showing a printer unit of a copying machine according to a second modification. In the figure, the endless
中間転写ベルト７の下方には、４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、中間転写ベルト７のおもて面に沿って水平方向に並んでいる。プロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおけるそれぞれの感光体２は、中間転写ベルト７に当接してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを形成している。
Below the
電子写真プロセスによってプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体２の表面に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップで中間転写ベルト７の表面に重ね合わせて１次転写される。そして、２次転写ローラ９と中間転写ベルト７との当接による２次転写ニップにて、記録紙Ｐの表面に一括２次転写されてフルカラートナー像になる。
The Y, M, C, and K toner images formed on the surface of the
図３２は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうちの１つを拡大して示す拡大構成図である。感光体２の周囲には、帯電部材３、現像装置４、感光体クリーニング装置５がそれぞれ、感光体２の表面に対向するように配設されている。
FIG. 32 is an enlarged configuration diagram showing one of the
現像装置４は、現像ローラ４２、トナー収容部４３、供給ローラ４４、ドクタブレード４５、パドル４６、トナー補給スクリュウ５６などを備えている。トナー補給スクリュウ５６は、図示しないトナー補給装置から送られてくるトナーをトナー収容部４３に補給する役割を担っている。
The developing
トナー収容部４３内のトナーは、パドル４６によって供給ローラ４４に供給される。供給ローラ４４の構成は、実施形態に係る複写機と同様である。供給ローラ４４の発泡セル内に保持されたトナーは、供給ローラ４４と現像ローラ４２との当接による供給ニップにて、現像ローラ４２の表面に供給される。供給ニップにおいては、供給ローラ４４の表面と、現像ローラ４２の表面とがカウンター方向に移動する。
The toner in the
現像ローラ４２は、実施形態に係る複写機のものとは異なり、表面に凹部パターンを具備していない。
図３３は、現像ローラ４２を示す斜視図である。また、図３４は、現像ローラ４２を示す横断面図である。また、図３５は、現像ローラ４２の円筒部４０１を平面的に展開した平面展開図である。図３３に示されるように、現像ローラ４２は、円筒部４０１、これの軸線方向の両端面にそれぞれ接続されたフランジ４０６，フランジ４０８、それぞれのフランジの中心から突出する軸部材４０７，軸部材４０９などを有している。
Unlike the copying machine according to the embodiment, the developing
FIG. 33 is a perspective view showing the developing
円筒部４０１の周面には、ローラ軸線方向に延在する形状の複数の電極４０３が、周方向（回転方向）に所定のピッチで並ぶように形成されている。これら電極のうち、周方向において１個おきに並んでいるもの同士は、互いに同じ電位状態にされる電気的に同相の電極になっている。具体的には、円筒部４０１の周面には、図３４や図３５に示されるように、Ａ相電極４０３ａとＢ相電極４０３ｂとが周方向に交互に並ぶように配設されている。Ａ相電極４０３ａは、円筒部４０１の軸線方向の一端まで延在しており、円筒部４０１の一端には金属製のフランジ４０６が接続されている（図３３を参照）。このフランジ４０６により、複数のＡ相電極４０３ａが互いに電気的に導通している。また、Ｂ相電極４０３ｂは、円筒部４０１の軸線方向の他端まで延在しており、円筒部４０１の他端には金属製のフランジ４０８が接続されている。このフランジ４０８により、複数のＢ相電極４０３ｂが互いに電気的に導通している。
On the circumferential surface of the
図３３に示される現像ローラ４２は、軸線方向の両端の軸部材４０７，４０９がそれぞれ回転自在に支持されながら回転駆動される。そして、図示のように、図中左側のフランジ４０６には、現像電源４９１によって周期パルス電圧からなるＡ相ホッピング電圧（Ａ相ホッピング用周期パルス電圧）が印加される。この印加は、フランジ４０６に摺擦する図示しない摺擦電極を介して行われる。フランジ４０６に印加されたＡ相ホッピング電圧は、複数のＡ相電極４０３ａにそれぞれ導かれる。
The developing
また、図中右側のフランジ４０８には、現像電源４９１によって周期パルス電圧からなるＢ相ホッピング電圧が印加される。この印加は、フランジ４０８に摺擦する図示しない摺擦電極を介して行われる。フランジ４０８に印加されたＢ相ホッピング電圧は、複数のＢ相電極４０３ｂにそれぞれ導かれる。
Further, a B-phase hopping voltage composed of a periodic pulse voltage is applied to the
図３６は、Ａ相電極４０３ａに印加されるＡ相ホッピング電圧、及びＢ相電極４０３ｂに印加されるＢ相ホッピング電圧の波形を示すグラフである。Ａ相ホッピング電圧と、Ｂ相ホッピング電圧とは、図示のように互いに逆位相になっており、単位時間あたりにおける平均電位は互いに同じである。それぞれのホッピング電圧の波形における中心位置で水平方向に延在している線が、この平均電位を示している。これにより、Ａ相電極４０３ａやＢ相電極４０３ｂは、平均的にトナーとは逆極性の電位になる。このようなホッピング電圧がそれぞれの電極に印加されると、現像ローラ４２における円筒部４０１の表面上のトナーが、Ａ相電極４０３ａ上とＢ相電極４０３ｂ上との間を往復移動するように繰り返しホッピングする。以下、現像ローラ４２の表面上でトナーが所定の周期でホッピングを繰り返している状態をフレア（Ｆｌａｒｅ）という。
FIG. 36 is a graph showing waveforms of the A-phase hopping voltage applied to the
Ａ相ホッピング電圧やＢ相ホッピング電圧としては、周波数が０．５〜７［ｋＨｚ］でピークツウピーク電圧が±６０〜±３００Ｖである周期パルス電圧に、平均電位調整のためのＤＣ電圧を重畳したものを例示することができる。なお、図示のような矩形波状のパルス電圧では、極性が瞬時に切り替わるため、トナーに対して大きな静電力を付与することが可能である。但し、サイン波状のパルス電圧や三角波状のパルス電圧を採用してもよい。また、Ａ相電極４０３ａとＢ相電極４０３ｂとのうち、一方に対して周波数ｆの矩形波状のホッピング電圧を印加する一方で、もう一方に対して前記パルス電圧の平均電位となる直流電圧を印加しても、互いに逆位相のホッピング電圧を採用する場合と同様に、フレア現象を生起せしめることが可能である（例えば図３７）。
As the A-phase hopping voltage and B-phase hopping voltage, a DC voltage for adjusting the average potential is superimposed on a periodic pulse voltage having a frequency of 0.5 to 7 [kHz] and a peak-to-peak voltage of ± 60 to ± 300 V. Can be illustrated. Note that with the rectangular wave pulse voltage as shown in the figure, the polarity is instantaneously switched, so that a large electrostatic force can be applied to the toner. However, a sinusoidal pulse voltage or a triangular wave pulse voltage may be employed. In addition, a rectangular wave-shaped hopping voltage having a frequency f is applied to one of the
円筒部４０１の周面におけるＡ相電極４０３ａ上とＢ相電極４０３ｂとの間をホッピングによる往復移動の繰り返しで、円筒部４０１の周面上にフレアを形成しているトナーは、現像ローラ４２の回転駆動により、現像ローラ４２とドクタブレード４５（図３２参照）とが当接する規制位置でフレア層厚が規制された後、感光体（２）に対向する現像位置まで搬送される。そして、その現像位置にて、感光体の静電潜像に付着して静電潜像を現像する。
The toner forming the flare on the peripheral surface of the
なお、図３４に示されるように、円筒部４０１の表面には、絶縁材料からなる表面保護層４０４が被覆されている。この表面保護層４０４により、トナーとＡ相電極４０３ａやＢ相電極４０３ｂとの直接接触を回避することで、電極からトナーへの電荷注入が回避されている。
As shown in FIG. 34, the surface of the
現像ローラ４２は、実施形態に係る複写機と同様に、中空構造になっており、その中空の内部に対して、送気ノズルによって送気が行われる。これにより、現像ローラ４２が裏面側から冷却されて、フィルミングの発生が抑えられる。
The developing
円筒部４０１の円筒状の基体４０２としては、ガラス基板、樹脂基板、セラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、アルミ等の導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルム等の変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。
As the
Ａ相電極４０３ａやＢ相電極４０３ｂは、次のようにして製造されたものである。即ち、まず、基板４０２上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜１０［μｍ］（好ましくは０．５〜２．０μｍ）の厚みで成膜してから、これをフォトリソグラフィー技術等によって所要の電極形状にパターン化して各電極を得た。導電性材料からなる膜を、メッキ等によって電極形状にパターン加工してもよい。
The
表面保護層４０４としては、ＳｉＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ４、ＳｉＯＮ。ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などを厚さ０．５〜３０［μｍ］で成膜して形成したものを例示することができる。ポリカーボネート、ポリイミド、メチルメタアクリレート等の有機材料を０．５〜３０μｍ厚に薄膜印刷塗布して加熱硬化したものでもよい。ＳｉＯ２等の上にポリカなどの有機材料をコートしたものでも良い。ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を、表面保護層４０４の材料として用いることも可能である。
The surface protective layer 404, SiO 2, BaTiO 2, TiO 2,
現像ローラ４２の表面上におけるトナーのホッピング性は、電極幅Ｌと、電極間距離Ｒ（図３４参照）とに大きく影響を受ける。なお、電極ピッチＰは、Ｐ＝電極間距離Ｒ＋電極幅Ｌという式によって表される。Ａ相電極４０３ａとＢ相電極４０３ｂとの間に存在するトナーは、両電極間に形成される複数の電気力線のうち、電極間でほぼ水平方向に延びている電気力線に沿って、Ａ相電極４０３ａ又はＢ相電極４０３ｂの上までホッピングする。これに対し、Ａ相電極４０３ａ又はＢ相電極４０３ｂの真上に載っているトナーは、両電極間に形成される複数の電気力線のうち、放物線を描く方に延びている電気力線に沿ってホッピングする。電極幅Ｌが比較的大きい場合には、電極上に乗っているトナーの数が比較的多くなり、放物線状の電気力線に沿ってホッピングするトナーの量が比較的多くなる。これにより、現像能力が比較的高くなる。但し、電極幅Ｌが大きすぎると、電極中央付近の電界強度が低下することから、電極面上からホッピングしないトナーが発生して、ホッピング効率が低下する。
The hopping property of the toner on the surface of the developing
電極間距離Ｒが小さくなるほど、電極間に形成される電界強度は強くなって、ホッピング速度が速くなる。電極上から電極上に移動するトナーにおいては、一回の移動距離が短くなることから、ホッピング用のパルス電圧の周波数が比較的高くないと、電極間移動時間が非常に短くなって、電極上に着地している時間が長くなる。 As the inter-electrode distance R decreases, the electric field strength formed between the electrodes increases and the hopping speed increases. For toner that moves from electrode to electrode, the distance traveled once is shortened. Therefore, if the frequency of the pulse voltage for hopping is not relatively high, the movement time between the electrodes becomes very short, The landing time will be longer.
また、電極表面を覆う表面保護層４０４の厚さも、電極表面の電界強度に影響を与える。特に、垂直方向成分の電気力線への影響が大きく、ホッピングの効率に大きく影響する。よって、所望の現像性能を得るためには、電極幅Ｌと、電極間距離Ｒと、表面保護層４０４の厚さとの関係を適正に設定する必要がある。これにより、低電位現像が可能になる。なお、電極幅Ｌや電極間距離Ｒとしては、それぞれ、トナーの平均粒径の１倍以上、２０倍以下を例示することができる。
The thickness of the surface
現像ローラ４２の製造方法の一例は、次の通りである。即ち、フレキシブルな電極パターンを形成し、それを支持ドラムに巻きつけて現像ローラ４２を得る。例えば、ポリイミドのベースフィルム（厚さ２０〜１００μｍ）を基体４０２として用い、その上に蒸着法によって０．１〜０．３［μｍ］の膜をＣｕ、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の<>医療によって形成する。幅３０〜６０ｃｍ程度の大きさであれば、ロール・トゥ・ロールの装置によって製造可能であり、量産性が非常に高まる。共通バスラインとして、幅１〜５ｍｍ程度の電極を形成する。
An example of a method for manufacturing the developing
上述した蒸着法の具体例としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、イオンビーム法等を例示することができる。例えば、スパッタ法で電極を形成する場合では、ポリイミドとの密着性を向上させるため、Ｃｒ膜を介在させても良いし、プラズマ処理やプライマー処理によっても密着性を向上させることができる。 Specific examples of the above-described vapor deposition method include a sputtering method, an ion plating method, a CVD method, and an ion beam method. For example, when an electrode is formed by sputtering, a Cr film may be interposed in order to improve adhesion with polyimide, and adhesion can also be improved by plasma treatment or primer treatment.
上述した蒸着法とは異なる工法としては、電着法を例示することができる。電着法を用いる場合には、上述したポリイミド製の基体４０４上に、まず、無電解メッキによって電極を形成する。塩化Ｓｎ、塩化Ｐｄ、塩化Ｎｉに順次浸漬して下地電極を形成した後、Ｎｉ電解液中で電解メッキを行って、１〜３μｍ程度の厚みのＮｉ膜をロール・トゥ・ロールによって製造することが可能である。
An electrodeposition method can be exemplified as a method different from the vapor deposition method described above. When the electrodeposition method is used, an electrode is first formed on the above-described
蒸着法や電着法によって形成した薄膜電極に対し、レジスト塗布、パターンニング、エッチング等を施して、Ａ相電極４０３ａやＢ相電極４０３ｂを得る。０．１〜３μｍ程度の厚みの薄層電極であれば、フォトリソグラフィー処理やエッチング処理によって５〜数１０μｍ幅の電極を精度良く形成することができる。
A thin film electrode formed by a vapor deposition method or an electrodeposition method is subjected to resist coating, patterning, etching, and the like to obtain an
電極を形成したら、次に、表面保護層４０４を形成する。ＳｉＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２等の材料からなる厚さ０．５〜２μｍ程度の層を、スパッタ等によって形成する。あるいは、ＰＩ（ポリイミド）をロールコータやその他のコーティング装置によって２〜５μｍ程度の厚さで塗布し、ベークして仕上げる。ＰＩのままで支障を生じるときには、更に最表面にＳｉＯ２やその他の無機材料をスパッタ等によって０．１〜０．５μｍの厚みで成膜する。また、ＳｉＯ２等の上にポリカなどの有機材料をコートしても良い。ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。
After the electrode is formed, a surface
以上のようにして形成したフレキシブル基板を、円筒状のドラムに貼り付けたり、部分的に曲面形状にしたりして、現像ローラ４２を製造することができる。
The developing
現像ローラ４２の製造方法の第２例として、次のようなものを例示することもできる。即ち、ポリイミドのベースフィルム（厚さ２０〜１００μｍ）を基体４０２として用意し、その上にＣｕやＳＵＳ等の電極材料を１０〜２０μｍの厚みで成膜する。この場合、金属材料の上にポリイミドをロールコータにて２０〜１００μｍの厚みで塗布してベークする。その後、金属材料をフォトリソグラフィー処理やエッチング処理によって電極の形状にパターン化し、その電極上に表面保護層４０４としてポリイミドをコーティングする。電極の厚みに応じた１０〜２０μｍの凹凸がある場合は平坦化する。例えば、粘度＝５０〜１００００［ｃｐｓ］、より好ましくは１００〜３００［ｃｐｓ］のポリイミド系材料、ポリウレタン系材料をスピンコートして放置することによって、材料の表面張力による基板の凹凸を平坦化することができる。
As a second example of the manufacturing method of the developing
現像ローラ４２の製造方法の第３例として、次のようなものを例示することもできる。即ち、基体４０２として厚さ２０〜３０μｍのステンレスシート又はアルミシートを用意し、その表面に絶縁層（電極と基体との間の絶縁）として希釈したポリイミド材をロールコータによって５μｍ程度の厚みでコーティングする。そして、このポリイミドを例えば１５０℃、３０分のプリベーク、３５０℃、６０分のポストベークによって薄層ポリイミド膜にする。
As a third example of the manufacturing method of the developing
その後、密着性向上のためのプラズマ処理やプライマー処理を施した後、薄層電極層としてＮｉ−Ｃｒを０．１〜０．２μｍの厚みに蒸着し、フォトリソグラフィー処理やエッチング処理によって数１０μｍのファインパターンの電極を形成する。さらに、スパッタ等により、ＳｉＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２等からなる表面保護層４０４を０．５〜１μｍ程度の厚みで形成して、フレキシブル基板を得る。また、ＳｉＯ２等の上にポリカなどの有機材料をコートしても良い。ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。
Then, after performing plasma treatment and primer treatment for improving adhesion, Ni-Cr is deposited to a thickness of 0.1 to 0.2 μm as a thin electrode layer, and several tens of μm is formed by photolithography treatment or etching treatment. A fine pattern electrode is formed. Further, by sputtering or the like, to form a surface
現像ローラ４２の製造方法の第４例として、次のようなものを例示することもできる。即ち、導電インクを用いたスクリーン印刷、インクジェットによるプリント、メッキ加工した電極の非電極部をレーザ加工で除去する。
As a fourth example of the manufacturing method of the developing
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
〔態様Ａ〕
態様Ａは、トナーを主成分とし且つ磁性キャリアを含まない現像剤を自らの無端移動する表面に担持する現像剤担持体（例えば現像ローラ４２）と、前記現像剤担持体の表面に現像剤を供給する現像剤供給手段（例えば供給ローラ４４）と、前記現像剤担持体の無端移動する表面における全域のうち、前記現像剤供給手段に対向する供給位置を通過した後、画像形成装置の潜像担持体に対向する現像位置に進入する前の領域に当接することで、前記現像位置に搬送される現像剤の量を規制する規制部材（例えばドクタブレード４５）とを有し、前記現像位置にて、前記現像剤担持体の表面上の現像剤を前記潜像担持体の潜像に付着させて潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持体の表面を裏面側から冷却する冷却手段（例えば送気ノズルや送気ファンからなるもの）を設けたことを特徴とするものである。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
[Aspect A]
Aspect A is a developer carrying member (for example, developing roller 42) carrying a developer containing toner as a main component and not containing a magnetic carrier on its endlessly moving surface, and a developer on the surface of the developer carrying member. A latent image of the image forming apparatus after passing through a supply position facing the developer supply means among the entire area of the developer supply means (for example, supply roller 44) to be supplied and the endlessly moving surface of the developer carrier. A regulating member (for example, a doctor blade 45) that regulates the amount of the developer conveyed to the developing position by contacting a region before entering the developing position facing the carrier, and at the developing position. In the developing device for developing the latent image by attaching the developer on the surface of the developer carrier to the latent image of the latent image carrier, cooling means for cooling the surface of the developer carrier from the back side (For example, air supply In which characterized in that a thing) consisting of nozzle and air blower.
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記現像剤担持体の裏面に対して送気を行うことで、前記現像剤担持体の表面を裏面側から冷却するように、前記冷却手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、機内や機外の空気を利用して現像剤担持体の表面を冷却することができる。
[Aspect B]
Aspect B is characterized in that, in aspect A, the cooling means is configured to cool the surface of the developer carrier from the back side by supplying air to the back surface of the developer carrier. It is what. In this configuration, the surface of the developer carrying member can be cooled using air inside or outside the machine.
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記現像剤担持体として、中空構造を具備する現像剤担持ローラを用い、前記現像剤担持ローラの軸線方向の一端と、他端とにそれぞれ貫通口を設け、且つ、送気手段によって前記一端の貫通口から前記中空構造の内部に向けて送気することで、前記現像剤担持ローラの周面をローラ裏面側から冷却するように、前記冷却手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、裏面が外部に露出していないローラ状の現像剤担持ローラ（例えば現像ローラ４２）であっても、そのおもて面を裏面側から冷却することができる。
[Aspect C]
Aspect C uses the developer carrying roller having a hollow structure as the developer carrying body in aspect B, and provides through holes at one end and the other end in the axial direction of the developer carrying roller, and The cooling means is configured to cool the peripheral surface of the developer carrying roller from the back side of the roller by supplying air from the through hole at the one end toward the inside of the hollow structure. It is characterized by. In such a configuration, even if it is a roller-shaped developer carrying roller (for example, the developing roller 42) whose back surface is not exposed to the outside, the front surface can be cooled from the back surface side.
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａ〜Ｃの何れかにおいて、前記現像剤担持体として、表面に形成された所定の凹部パターンの凹部内に現像剤を保持するものを用い、前記規制部材として、リン青銅からなるものを用い、且つ、前記現像剤担持体として、表面にニッケルメッキを施したものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、現像剤担持体の表面上に担持した現像剤のうち、凹部内に存在しているものだけ、規制部材との対向位置を通過させ、且つ、通過の際に大きな圧力をかけることがない。よって、現像剤担持体の平坦面に現像剤を担持させる構成に比べて、フィルミングの発生を抑えることができる。また、リン青銅からなる規制部材を用いることで、ステンレスやゴムからなる規制部材を用いる場合に比べて、フィルミングの発生を抑えることができる。更に、現像剤担持体の表面にニッケルメッキを施すことで、現像剤担持体の表面の錆び付きを防止するとともに、その表面上の現像剤を帯電させることができる。
[Aspect D]
Aspect D is any one of Aspects A to C, wherein the developer carrying member is one that retains the developer in a concave portion of a predetermined concave pattern formed on the surface, and the restriction member is made of phosphor bronze. And the developer carrying member having a surface plated with nickel is used. In such a configuration, among the developer carried on the surface of the developer carrying member, only the developer existing in the recess is allowed to pass through the position facing the regulating member, and a large pressure is applied during the passage. There is no. Therefore, the occurrence of filming can be suppressed as compared with the configuration in which the developer is carried on the flat surface of the developer carrying member. In addition, by using a restricting member made of phosphor bronze, it is possible to suppress the occurrence of filming compared to the case of using a restricting member made of stainless steel or rubber. Furthermore, by applying nickel plating to the surface of the developer carrying member, it is possible to prevent the surface of the developer carrying member from being rusted and to charge the developer on the surface.
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｄにおいて、前記凹部パターンの平面形状と、前記現像剤担持体と前記規制部材との当接部における前記現像剤担持体の表面移動方向の長さとの組み合わせとして、前記現像剤担持体の表面における非凹部の全を、現像剤担持体の１周あたりに前記当接部で前記規制部材に接触させる組み合わせを採用したことを特徴とするものである。かかる構成では、現像剤担持体の表面における非凹部の全てを均一に摩耗させて、摩耗ムラによる画像異常の発生を回避することができる。
[Aspect E]
Aspect E is characterized in that, in aspect D, the developer is a combination of the planar shape of the recess pattern and the length in the surface movement direction of the developer carrier at the contact portion between the developer carrier and the regulating member. A combination is adopted in which the entire non-recessed portion on the surface of the carrier is brought into contact with the regulating member at the contact portion around one circumference of the developer carrier. With this configuration, it is possible to uniformly wear all the non-recessed portions on the surface of the developer carrying member, thereby avoiding the occurrence of image abnormality due to uneven wear.
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ａ〜Ｃの何れかであって、前記現像剤担持体が、表面移動方向に沿って並ぶように配設された複数の電極を具備し、自らの表面上に担持した現像剤を、それら電極のうち、第１周期パルス電圧が印加される電極である第１電極と、前記第１周期パルス電圧とは異なる電圧が印加されるか、あるいは接地された電極である第２電極との間でホッピングさせながら、表面の無端移動に伴って前記現像位置に搬送するものであることを特徴とするものである。かかる構成では、現像剤担持体の表面に付着している現像剤を潜像担持体の潜像に付着させる構成に比べて、潜像と現像剤担持体との電位差を大幅に低くした低電位現像を実現することができる。
[Aspect F]
Aspect F is any one of aspects A to C, wherein the developer carrying member includes a plurality of electrodes arranged so as to be aligned along the surface movement direction, and is carried on its own surface. Among these electrodes, a first electrode which is an electrode to which a first periodic pulse voltage is applied and a second electrode which is applied with a voltage different from the first periodic pulse voltage or is grounded. It is characterized in that it is transported to the developing position as the surface moves endlessly while hopping between the electrodes. In this configuration, the potential difference between the latent image and the developer carrier is significantly lower than that in which the developer attached to the surface of the developer carrier is attached to the latent image of the latent image carrier. Development can be realized.
１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：プロセスカートリッジ（プロセスユニット）
２：感光体（潜像担持体）
３：帯電部材（一様帯電手段）
４：現像装置
４２：現像ローラ（現像剤担持体、現像剤担持ローラ）
４２ａ：平面部（非凹部）
４２ｂ：凹部
４２ｈ：貫通口
４２ｉ：貫通口
４４：供給ローラ（現像剤供給手段）
４５：ドクタブレード（規制部材）
５３：送気ノズル（冷却手段の一部）
４０３ａ：Ａ相電極（第１電極）
４０３ｂ：Ｂ相電極（第２電極）
1Y, M, C, K: Process cartridge (process unit)
2: Photoconductor (latent image carrier)
3: Charging member (uniform charging means)
4: Developing device 42: Developing roller (developer carrying member, developer carrying roller)
42a: plane part (non-recessed part)
42b:
45: Doctor blade (regulating member)
53: Air supply nozzle (part of cooling means)
403a: A phase electrode (first electrode)
403b: B phase electrode (second electrode)
Claims (8)
前記現像剤担持体の表面に現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤担持体と画像形成装置の潜像担持体とが対向する現像位置に対し、前記現像剤担持体の無端移動によって搬送される現像剤の量を規制する規制部材とを有し、
前記現像剤担持体によって前記現像位置に搬送される現像剤の量を規制する規制部材とを有し、
前記現像位置にて、前記現像剤担持体の表面上の現像剤を前記潜像担持体の潜像に付着させて潜像を現像する現像装置において、
前記現像剤担持体の表面を裏面側から冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする現像装置。 A developer carrier that carries a developer mainly composed of toner and not containing a magnetic carrier on its endlessly moving surface;
Developer supplying means for supplying a developer to the surface of the developer carrying member;
A regulating member that regulates the amount of developer conveyed by the endless movement of the developer carrier relative to the development position where the developer carrier and the latent image carrier of the image forming apparatus face each other;
A regulating member that regulates the amount of developer conveyed to the development position by the developer carrier,
In the developing device for developing the latent image by attaching the developer on the surface of the developer carrier to the latent image of the latent image carrier at the development position.
A developing device comprising cooling means for cooling the surface of the developer carrying member from the back side.
前記現像剤担持体の裏面に対して送気を行うことで、前記現像剤担持体の表面を裏面側から冷却するように、前記冷却手段を構成したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1.
The developing device according to claim 1, wherein the cooling means is configured to cool the surface of the developer carrier from the back side by supplying air to the back surface of the developer carrier.
前記現像剤担持体として、中空構造を具備する現像剤担持ローラを用い、
前記現像剤担持ローラの軸線方向の一端と、他端とにそれぞれ貫通口を設け、
且つ、送気手段によって前記一端の貫通口から前記中空構造の内部に向けて送気することで、前記現像剤担持ローラの周面をローラ裏面側から冷却するように、前記冷却手段を構成したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2.
As the developer carrying member, a developer carrying roller having a hollow structure is used,
A through hole is provided at each of one end and the other end in the axial direction of the developer carrying roller,
In addition, the cooling means is configured to cool the peripheral surface of the developer carrying roller from the back side of the roller by supplying air from the through hole at the one end toward the inside of the hollow structure by the air supply means. A developing device.
前記現像剤担持体として、表面に形成された所定の凹部パターンの凹部内に現像剤を保持するものを用い、
前記規制部材として、リン青銅からなるものを用い、
且つ、前記現像剤担持体として、表面にニッケルメッキを施したものを用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 3,
As the developer carrier, what holds the developer in the recesses of the predetermined recess pattern formed on the surface,
As the regulating member, a material made of phosphor bronze is used,
In addition, a developing apparatus using a developer carrying member having a surface plated with nickel.
前記凹部パターンの平面形状と、前記現像剤担持体と前記規制部材との当接部における前記現像剤担持体の表面移動方向の長さとの組み合わせとして、前記現像剤担持体の表面における非凹部の全を、現像剤担持体の１周あたりに前記当接部で前記規制部材に接触させる組み合わせを採用したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4.
As a combination of the planar shape of the concave pattern and the length in the direction of surface movement of the developer carrier at the contact portion between the developer carrier and the regulating member, a non-recessed surface on the surface of the developer carrier is obtained. A developing device characterized by adopting a combination in which the entire portion is brought into contact with the regulating member at the contact portion per circumference of the developer carrying member.
前記現像剤担持体が、表面移動方向に沿って並ぶように配設された複数の電極を具備し、自らの表面上に担持した現像剤を、それら電極のうち、第１周期パルス電圧が印加される電極である第１電極と、前記第１周期パルス電圧とは異なる電圧が印加されるか、あるいは接地された電極である第２電極との間でホッピングさせながら、表面の無端移動に伴って前記現像位置に搬送するものであることを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 3,
The developer carrying member has a plurality of electrodes arranged so as to be aligned along the surface movement direction, and the developer carried on its surface is applied with a first periodic pulse voltage among these electrodes. A voltage different from the first periodic pulse voltage is applied to the first electrode, which is an electrode to be applied, or a second electrode which is a grounded electrode is hopped while accompanying the endless movement of the surface And a developing device that conveys the toner to the developing position.
前記現像装置として、請求項１乃至６の何れかの現像装置を用いたことを特徴とするプロセスユニット。 A latent image carrier for carrying a latent image; uniform charging means for uniformly charging the surface of the latent image carrier; a developing device for developing the latent image carried on the surface of the latent image carrier; Transfer means for transferring the toner image developed on the surface of the latent image carrier to a transfer body, and a transfer residue adhering to the surface of the latent image carrier after passing through a position facing the transfer means. The image forming apparatus includes a cleaning unit that cleans toner, and holds the developing device and at least one of the latent image carrier, the uniform charging unit, and the cleaning unit with a common holding unit. In the process unit that is integrally attached to and detached from the image forming apparatus main body in the
7. A process unit using the developing device according to claim 1 as the developing device.
前記現像装置として、請求項１乃至６の何れかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier for carrying a latent image; uniform charging means for uniformly charging the surface of the latent image carrier; a developing device for developing the latent image carried on the surface of the latent image carrier; Transfer means for transferring the toner image developed on the surface of the latent image carrier to a transfer body, and a transfer residue adhering to the surface of the latent image carrier after passing through a position facing the transfer means. In an image forming apparatus comprising a cleaning means for cleaning toner,
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1 as the developing device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012059196A JP2013195448A (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Developing device, process unit, and image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012059196A JP2013195448A (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Developing device, process unit, and image forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013195448A true JP2013195448A (en) | 2013-09-30 |
Family
ID=49394528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012059196A Pending JP2013195448A (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Developing device, process unit, and image forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013195448A (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002091158A (en) * | 2000-07-14 | 2002-03-27 | Ricoh Co Ltd | One-component developing roller, its developing device and image forming device |
| JP2002229330A (en) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Katsuragawa Electric Co Ltd | Developing device |
| JP2004206070A (en) * | 2002-10-31 | 2004-07-22 | Hitachi Ltd | Electrophotographic apparatus |
| JP2008116852A (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Seiko Epson Corp | Developing roller, its manufacturing method, developing device, and image forming apparatus |
| JP2012042667A (en) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Ricoh Co Ltd | Development device, process cartridge, and image forming apparatus |
-
2012
- 2012-03-15 JP JP2012059196A patent/JP2013195448A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002091158A (en) * | 2000-07-14 | 2002-03-27 | Ricoh Co Ltd | One-component developing roller, its developing device and image forming device |
| JP2002229330A (en) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Katsuragawa Electric Co Ltd | Developing device |
| JP2004206070A (en) * | 2002-10-31 | 2004-07-22 | Hitachi Ltd | Electrophotographic apparatus |
| JP2008116852A (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Seiko Epson Corp | Developing roller, its manufacturing method, developing device, and image forming apparatus |
| JP2012042667A (en) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Ricoh Co Ltd | Development device, process cartridge, and image forming apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5177649B2 (en) | Developing device, process unit, and image forming apparatus | |
| JP5067846B2 (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
| US10108108B2 (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
| JP2004163911A (en) | Image forming apparatus | |
| JP4596012B2 (en) | Developing device, image forming apparatus, and image forming method | |
| JP2005275127A (en) | Developing device and image forming device having same | |
| JP2009288474A (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
| JP2006053468A (en) | Image forming apparatus | |
| US6611669B2 (en) | Image forming apparatus with superposed direct current and alternating current charging voltage | |
| JP2013195448A (en) | Developing device, process unit, and image forming device | |
| JP6128409B2 (en) | Developing device, process unit, and image forming apparatus | |
| JP2001051567A (en) | Image forming device | |
| JP2011022396A (en) | Developing device, process cartridge and image forming apparatus | |
| JP2013195492A (en) | Developing device, process unit, and image forming apparatus | |
| JP5448746B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| US11860565B2 (en) | Restricting member, developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
| US10191410B2 (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
| JP2013218320A (en) | Developing device, process unit, and image forming apparatus | |
| US7899372B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2009109557A (en) | Developing device, image forming apparatus, and developing method | |
| JP2008275834A (en) | Developing roller and its manufacturing method, and developing method using the same | |
| JP5442462B2 (en) | Developing device and image forming apparatus having the same | |
| JP2013195461A (en) | Developing device, process cartridge, and image forming device | |
| JP4682083B2 (en) | Electrostatic transfer device, developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
| JP2020095188A (en) | Development device, process cartridge, and image formation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150218 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151127 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151204 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160325 |