JP2015187689A - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus.
従来から、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持体たる現像ローラで現像剤を潜像担持体たる感光体との対向領域である現像領域へ搬送し、感光体上の潜像を現像する現像装置を備える画像形成装置が知られている。 Conventionally, the developer is transported to a developing area, which is an area facing the photosensitive member as a latent image carrier, by a developing roller that is a developer bearing member that carries a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and on the photosensitive member. An image forming apparatus including a developing device that develops the latent image is known.
特許文献1には、第一現像ローラと第二現像ローラとを有し、これら現像ローラを用いて感光体上の潜像を現像する多段式の現像装置が記載されている。第一現像ローラに供給された現像剤を、ドクタブレードにより現像剤量が規制されて余剰分を掻き落とす。ドクターブレードを通過した現像剤は、現像領域へ搬送され、感光体上の潜像を現像する。現像領域を通過した現像剤は、第一現像ローラよりも感光体表面移動方向下流側に位置する第二現像ローラに受け渡される。第二現像ローラに受け渡された現像剤は、現像領域へ搬送され感光体ドラム上の潜像を現像する。
かかる構成の現像装置を用いることにより、複数回、感光体上の潜像を現像することができ、画像形成装置の高速化に伴い感光体が高速化されても、十分な画像濃度を得ることができると記載されている。
By using the developing device having such a configuration, the latent image on the photoconductor can be developed a plurality of times, and a sufficient image density can be obtained even when the photoconductor is speeded up as the speed of the image forming device is increased. It is stated that you can.
しかしながら、更なる画像形成装置を高速化するべく、感光体を高速化させ、それに伴い各現像ローラの回転速度を上げると、斑状の画像濃度ムラが発生するという課題があった。 However, when the speed of the photosensitive member is increased and the rotation speed of each developing roller is increased accordingly in order to increase the speed of the further image forming apparatus, there is a problem that uneven image density unevenness occurs.
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、画像形成装置を高速化させたときの斑状の濃度ムラの抑制することができる現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することである。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus that can suppress uneven density unevenness when the speed of the image forming apparatus is increased. That is.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、それぞれ潜像担持体に対向する複数の現像剤担持体間で現像剤を受け渡しながら、上記潜像担持体上の潜像を多段で現像する現像装置であって、現像剤の受け渡しが行われる二つの現像剤担持体において、現像剤を受ける側の現像剤担持体の現像剤搬送力を、現像剤を渡す側の現像剤担持体の現像剤搬送力よりも高くしたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
画像形成装置を高速化させたときの斑状の濃度ムラの抑制することができる。 It is possible to suppress uneven density unevenness when the image forming apparatus is speeded up.
図1は本発明を適用する画像形成装置の一例を示す概略構成図である。同図において符号1は画像形成装置としてのタンデム型中間転写式の画像形成装置本体、符号4は内部にシート状の転写紙Sが収納された給紙テーブルをそれぞれ示している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. In the figure,
また、画像形成装置本体1の内部には像形成手段としての複数の画像形成ユニット3Y,3M,3C,3Kが並設されたタンデム型中間転写式の画像形成部(以下、タンデム型画像形成部と言う)2が設けられている。なお、上記の符号に付けた添え字Y、M、C、Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色をそれぞれ示している。
A tandem intermediate transfer image forming unit (hereinafter referred to as a tandem image forming unit) in which a plurality of image forming units 3Y, 3M, 3C, and 3K as image forming units are arranged in parallel inside the image forming apparatus
画像形成装置本体1には、中央付近に、無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト30が設けられている。この中間転写ベルト30は、複数の支持ローラ等に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
The image forming apparatus
中間転写ベルト30上には、その搬送方向に沿って、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニット3Y,3M,3C,4Kを横に並べて配置してタンデム型画像形成部2を構成する。このタンデム型画像形成部2の各画像形成ユニット3Y,3M,3C,3Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー画像を担持する像担持体としての感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kを有している。
On the
そして、このタンデム型画像形成部2の上には、図1に示すように露光装置100が設けられている。潜像形成手段としての露光装置100としては、光走査方式の露光装置を用いることができる。光走査方式の露光装置は、例えば4つの光源装置(半導体レーザ、半導体レーザアレイ、あるいはマルチビーム光源等)を備えている。また、光走査方式の露光装置は、カップリング光学系、共通の光偏向器(ポリゴンミラー等)、4系統の走査結像光学系等で構成される。そして、露光装置100により、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の画像情報に応じて感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kに露光を行い、静電潜像を形成する。
An
また、画像形成ユニット3Y,3M,3C,3Kの感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kの周囲には、次の装置を備えている。すなわち、上記の露光に先立って感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kを均一に帯電する帯電装置23Y,23M,23C,23Kを備えている。また、露光装置100によって形成された静電潜像を各色のトナーで現像する現像装置22Y,22M,22C,22Kを備えている。また、感光体ドラム20上の転写残トナーを除去する感光体ドラム用クリーニング装置24Y,24M,24C,24Kを備えている。さらに、感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kから中間転写ベルト30にトナー画像を転写する一次転写位置には、一次転写ローラ25Y,25M,25C,25Kが設けられている。一次転写ローラ25Y,25M,25C,25Kは、一次転写装置の構成要素であり、中間転写ベルト30を間に挟んで感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kに対向するように設けられている。
Further, the following devices are provided around the
中間転写ベルト30を支持する複数の支持ローラのうち、支持ローラ26aは中間転写ベルト30を回転駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動伝達機構(ギヤ、プーリ、ベルト等)を介してモータと接続されている。また、黒の単色画像を中間転写ベルト30上に形成する場合には、次のようにして、イエロー、マゼンタ、シアンの感光体ドラム20Y,20M,20Cから中間転写ベルト30を離間させる。すなわち、図示しない移動機構により、支持ローラ26a以外の支持ローラ26bや一次転写ローラ25Y,25M,25Cなどを下方に移動させるのである。
Of the plurality of support rollers that support the
中間転写ベルト30を挟んでタンデム型画像形成部2と反対の側には、二次転写装置31が設けられている。この二次転写装置31は、中間転写ベルト30の支持ローラである二次転写対向ローラ31bに中間転写ベルト30のおもて面側から二次転写ローラ31aを押し当てている。中間転写ベルト30を挟んで二次転写ローラ31aと二次転写対向ローラ31bとの間に転写バイアスを印加し、転写電界を形成させる。これにより、中間転写ベルト30上の画像を転写媒体としてのシート状の転写紙Sに転写する。
A secondary transfer device 31 is provided on the opposite side of the
また、二次転写装置31の図中左横であり二次転写装置31よりも転写紙搬送方向下流側には、転写紙S上の画像を圧力や熱によって転写紙Sに定着させる定着装置50が設けられている。定着装置50は、定着ローラ52に加圧ローラ51を押し当てて構成されている。また、定着ローラ52には、図示しない加熱手段(ヒータ、ランプ、あるいは、電磁誘導式の加熱装置等)が設けられている。 Also, a fixing device 50 that fixes the image on the transfer paper S to the transfer paper S by pressure or heat on the left side of the secondary transfer device 31 in the drawing and downstream of the secondary transfer device 31 in the transfer paper transport direction. Is provided. The fixing device 50 is configured by pressing a pressure roller 51 against a fixing roller 52. The fixing roller 52 is provided with heating means (not shown) (a heater, a lamp, an electromagnetic induction heating device, or the like).
二次転写装置31で画像が転写された転写紙Sは、2つのローラ32a,32bに支持された搬送ベルト32により定着装置50へと搬送される。もちろん、搬送ベルト32の部分は、固定されたガイド部材でも良く、また、搬送ローラや搬送コロ等でも良い。
The transfer sheet S on which the image is transferred by the secondary transfer device 31 is transported to the fixing device 50 by the
画像形成装置本体1に画像データが送られ、作像開始の信号を受けると、タンデム型画像形成部2では、不図示の駆動モータで支持ローラ26aを回転駆動して他の複数の支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト30を図中の時計回り方向に回転させる。同時に、画像形成ユニット3Y、M、C、Kでは、感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kが不図示の駆動モータで反時計回りに回転する。そして、帯電装置23Y,23M,23C,23Kによる帯電、露光装置100による露光(潜像形成)が行われる。次に、現像装置22Y,22M,22C,22Kの各色のトナーによる現像のプロセスが行われる。これにより、感光体ドラム20Y,20M,20C,20K上にそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の単色画像が形成される。そして、中間転写ベルト30の搬送とともに、それらの単色画像を一次転写ローラ25Y,25M,26C,26Kで順次、中間転写ベルト30に転写する。これにより、中間転写ベルト30上に合成カラー画像を形成する。
When image data is sent to the image forming apparatus
一方、このような画像形成動作に合わせて給紙テーブル4内の給紙カセット4aからシート状の転写紙Sを繰り出し、給紙路40に導き、レジストローラ41に突き当てて止める。 On the other hand, in accordance with such an image forming operation, the sheet-like transfer paper S is fed out from the paper feed cassette 4a in the paper feed table 4, guided to the paper feed path 40, and abutted against the registration roller 41 and stopped.
そして、中間転写ベルト30上の画像が二次転写装置31の位置に到達するタイミングに合わせてレジストローラ41を回転する。これにより、中間転写ベルト30と二次転写装置31との間に転写紙Sが送り込まれ、二次転写装置31により中間転写ベルト30から転写紙Sに画像を転写して転写紙S上にカラー画像を記録する。
Then, the registration roller 41 is rotated in accordance with the timing at which the image on the
画像が転写された後の転写紙Sは、搬送ベルト32で搬送されて定着装置50へと送り込まれ、定着装置50により熱と圧力とを加えて画像を転写紙Sに定着される。定着装置50により画像が定着された後の転写紙Sは、排出ローラ42で装置外に排出され排紙トレイ43上にスタックされる。
After the image is transferred, the transfer sheet S is transported by the
一方、画像転写後の感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kは、感光体ドラム20Y,20M,20C,20K上に残留する残留トナーを感光体ドラム用クリーニング装置24Y,24M,24C,24Kによって除去される。また、画像転写後の中間転写ベルト30は、中間転写ベルト30上に残留する残留トナーを不図示の中間転写ベルト用クリーニング装置によって除去される。そして、これらクリーニング工程後、画像形成装置はタンデム型画像形成部2による再度の画像形成に備える。
On the other hand, on the
また、露光装置100の上方に配設され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを充填された、トナー収容器としてのトナーボトル10Y、10M、10C、10Kが配設されている。トナーボトル10Y、10M、10C、10Kは、装置本体に対して着脱自在に設けられている。トナーボトル10Y、10C、10M、10K内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、後述するトナー補給装置により、画像形成ユニット3Y、3M、3C、3Kにそれぞれ備えられた現像装置22Y、22M、22C、22Kに補給される。トナーボトル10Y、10M、10C、10Kは、内部のトナーがなくなると交換される消耗品であり、トナーがなくなったとき等に装置本体に脱着され、交換される。
In addition,
また、画像形成装置本体1の上部には、操作手段としてのユーザー操作部905が設けられている。ユーザー操作部905は、画像形成装置本体1に図示しないI/Fにより接続され、ユーザー操作部905からのキー入力により、画像形成装置本体1に対してユーザーから操作入力が行われる。
In addition, a
図2(a)は、本実施形態に係る画像形成装置に用いられる現像装置22の内部の一構成例を示す構成図である。また、図2(b)は図2(a)のX方向から見た現像装置22の内部構成における現像剤搬送部材の位置関係を示す側面図であり、図2(c)は現像装置22内の現像剤の循環・搬送の様子を説明するための模式図である。なお、現像装置22の構成及び動作は各色の現像装置22Y、22M、22C、22Kとも同様であるので、図2(a)〜(c)においては上記各色を示す添え字Y、M、C、Kを省略して符号を記載している(以下、図3〜図5においても同様)。
FIG. 2A is a configuration diagram showing an example of the internal configuration of the developing
図2(a)に示すように、現像装置22は、現像剤収容部材たるケース部材67内に、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタのいずれかの色のトナーと磁性粒子であるキャリアとを含む二成分現像剤(以下、現像剤という。)を収容している。このケース部材67は、図中反時計回り方向に回転する感光体ドラム20の表面と対向する位置が開口しており、その開口から図中時計回り方向に回転する現像剤担持体たる第一現像ローラ61と第二現像ローラ62の一部が露出している。第一現像ローラ61と第二現像ローラ62は、互いに鉛直方向に並ぶようにしてそれぞれ回転駆動可能にケース部材67に収容されている。
As shown in FIG. 2A, the developing
第一現像ローラ61は、感光体ドラム20の表面移動方向における最上流に位置する現像剤担持体である。また、第二現像ローラ62は、最上流の第一現像ローラ61よりも下流側に位置する他の現像剤担持体である。第一現像ローラ61及び第二現像ローラ62はそれぞれ、所定方向に回転駆動される非磁性の円筒状部材であるスリーブと、内部に固定配置された磁界発生手段としての磁石とを備えている。
The first developing
第一現像ローラ61や第二現像ローラ62を収容しているケース部材67は、感光体ドラム20と対向する側の壁に開口を有しており、そこから2つの現像ローラにおけるそれぞれの周面の一部を露出させている。
The
各現像ローラ61,62のスリーブには現像バイアスを印加するための図示しない電源が接続されている。各現像ローラ61,62に現像バイアスが印加されると、現像ローラの表面と感光体ドラム20の表面とが対向する現像領域に現像電界が形成される。この現像電界により、現像ローラの表面に担持された現像剤中のトナーが感光体ドラム20に形成された静電潜像に付着し、現像が行われる。
A power supply (not shown) for applying a developing bias is connected to the sleeves of the developing
また、上記現像装置22は、ケース部材67内に第一の現像剤搬送部材として供給スクリュ63と、第二の現像剤搬送部材としての回収スクリュ64と、第三の現像剤搬送部材としての攪拌スクリュ65とを備えている。供給スクリュ63、回収スクリュ64及び攪拌スクリュ65は、ケース部材67内に設けられた所定の第一の空間V1、第二の空間V2及び第三の空間V3のそれぞれに配設されている。供給スクリュ63が配設されている第一の空間V1と回収スクリュ64が配設されている第二の空間V2とは、両空間V1、V2の間の現像剤の往来を規制する仕切り部材としての第一の隔壁67aが設けられている。更に、回収スクリュ64が配設されている第二の空間V2と攪拌スクリュ65が配設されている第三の空間V3とは、両空間V2、V3の間の現像剤の往来を規制する仕切り部材としての第二の隔壁67bが設けられている。また、攪拌スクリュ65が配設されている第三の空間V3と供給スクリュ63が配設されている第一の空間V1とは、両空間V3、V1の間の現像剤の往来を規制する仕切り部材としての第三の隔壁67cが設けられている。図示の例では、これらの3つの隔壁67a、67b、67cはケース部材67と一体的に形成されている。
The developing
これら隔壁67a、67b、67cは、第一の空間V1と第二の空間V2と第三の空間V3との間で現像剤を循環搬送するための開口部を有している。例えば図2(c)に示すように、第一の空間V1と第二の空間V2とを仕切る隔壁67aは、供給スクリュ63による現像剤搬送方向下流側の端部に、第一の空間V1から現像剤を排出して第二の空間V2に受け渡すための開口部N3を有している。更に、第二の空間V2と第三の空間V3とを仕切る隔壁67bは、回収スクリュ64による現像剤搬送方向下流側の端部に、第二の空間V1から現像剤を排出して第三の空間V3に受け渡すための開口部N1を有している。また、第三の空間V3と第一の空間V1とを仕切る隔壁67cは、攪拌スクリュ65による現像剤搬送方向下流側の端部に、第三の空間V3から現像剤を排出して第一の空間V1に受け渡すための開口部N2を有している。
These
各スクリュ63、64、65及び各現像ローラ61、62それぞれの回転軸の両端部は、ケース部材67に回転可能に支持されている。そして、図示しない駆動源及び駆動伝達機構などを有する回転駆動手段により、図2(a)の矢印方向に回転駆動することができる。供給スクリュ63は、自身の回転軸63aに沿って現像剤を攪拌搬送するとともに、第一現像ローラ61に現像剤を供給する。また、回収スクリュ64は、自身の回転軸64aに沿って現像剤を攪拌搬送するとともに、第二現像ローラ62から現像剤を回収する。また、攪拌スクリュ65は、自身の回転軸65aに沿って現像剤を搬送するとともに、補給されたトナーと既存の現像剤とを攪拌する。
Both ends of the rotation shafts of the
3本のスクリュ63、64、65のそれぞれの回転軸63a、64a、65aは、感光体ドラム20の回転軸心に対して互いに平行に設けられている。また、これら3本のスクリュ63、64、65は、鉛直方向の関係では、上方に供給スクリュ63、下方に回収スクリュ64、スクリュ63とスクリュ64とのほぼ中間の高さの位置に攪拌スクリュ65が配設された構成となっている。また、これら3本のスクリュ63、64、65は、図示しない駆動源からの駆動力によって回転してケース部材67内の現像剤を攪拌搬送する。これにより、ケース部材67内の現像剤は、図中矢印S1、S2、S3、S4、S5、S6に示すように循環搬送される。
The
図2(a)に示すように、供給スクリュ63は、現像剤を攪拌搬送しながら第一現像ローラ61に供給する。図中時計回りに回転する第一現像ローラ61は、供給スクリュ63から供給された現像剤を磁力により保持して磁気ブラシを形成する。ドクターブレード66は、第一現像ローラ61上に形成された磁気ブラシの高さを規制し、規制した現像剤を供給スクリュ63に戻している。そして、図2(c)に示すように、第一現像ローラ61に供給されずに供給スクリュ63の現像剤搬送方向下流側の位置(図中左側)に攪拌搬送された現像剤は、現像剤受け渡し部としての開口部N3から排出されて回収スクリュ64の端部の周囲に落下する。
As shown in FIG. 2A, the
第一現像ローラ61の回転に伴って、第一現像ローラ61と感光体ドラム20とが対向する第一現像領域まで搬送されて現像に寄与した現像剤は、第一現像ローラ61の下方に配設された受け側現像剤担持体としての第二現像ローラ62に受け渡される。その後、第二現像ローラ62の回転に伴って、第二現像ローラ62と感光体ドラム20とが対向する第二現像領域に送られて、ここで再び現像に寄与する。2度目の現像工程を終えた現像剤は、第二現像ローラ62から回収スクリュ64の攪拌搬送によって回収され、回収スクリュ64の現像剤搬送方向下流側の位置(図2(c)中の左側)に搬送される。回収スクリュ64の現像剤搬送方向下流側の位置に搬送された現像剤は、一定量の滞留により開口部N1を通って斜め上方にある攪拌スクリュ65に移動する。移動した現像剤は補給口N4から補給されたトナーとともに攪拌スクリュ65の攪拌搬送によって、搬送方向下流側位置(図2(c)中の右側)に搬送される。攪拌スクリュ65による現像剤の攪拌搬送は、感光体ドラム20が潜像を形成する画像領域の幅において、他のスクリュの攪拌搬送している現像剤と混じらないように設けた隔壁67b、67cで遮断された状態で行われる。
As the first developing
図3(a)は、本実施形態に係る画像形成装置に用いられる現像装置22の内部の他の構成例を示す構成図である。また、図3(b)は、現像装置22の長手方向手前側端部及び長手方向奥側端部の構成を示す断面図である。また、図3(d)は図3(a)中の矢印X方向から見た現像装置22の内部構成における現像剤搬送部材の位置関係を示す側面図である。なお、図3(a)〜(d)において、図2と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
FIG. 3A is a configuration diagram showing another configuration example of the inside of the developing
図3に示す現像装置22は、複数のスクリュのうち少なくとも1本のスクリュ(攪拌スクリュ)68は、現像剤の搬送方向に対して、回転軸68aの上流側端部よりも下流側端部が高い位置に設置されている。また、他の供給スクリュ63及び回収スクリュ64により攪拌搬送される現像剤が混じらないように、隔壁69により遮断されて現像剤の攪拌搬送を行う。
In the developing
第一、第二現像領域での現像に用いられてトナー濃度が低下した現像剤は、回収スクリュ64の攪拌搬送によって回収され、回収スクリュ64の現像剤搬送方向下流側に搬送される。回収スクリュ64の現像剤搬送方向下流側に搬送された現像剤は、その下流側の位置での滞留によって、開口部N1を通り側方にある攪拌スクリュ68の現像剤搬送方向上流側端部(図3(d)中の左側)に移動する。攪拌スクリュ68の現像剤搬送方向上流側端部に移動した現像剤は、補給口N4から補給されたトナーとともに、攪拌スクリュ68によって攪拌搬送され、現像剤搬送方向下流側端部(図3(d)中の右側)の周辺に搬送される。攪拌スクリュ68の現像剤搬送方向下流側端部に搬送された現像剤は、その位置での滞留によって開口部N2を通り側方にある供給スクリュ63の現像剤搬送方向上流側に移動する。供給スクリュ63に移動した現像剤は第一現像ローラ61に供給される。
The developer having a reduced toner concentration used for development in the first and second development areas is collected by agitating and conveying the collecting
上述した現像装置22では、供給スクリュ63と回収スクリュ64とを上下に配置し、現像剤の供給と回収とを別々に行うべく、現像剤を一方向に循環搬送させる方式を採用している。このような一方向循環方式の現像装置22は、第一現像ローラ61の長手方向に亘ってトナー濃度が均一になりやすく、高画質化を実現するためには有用である。
The developing
図4は、第一現像ローラ61と第二現像ローラの法線方向の磁束密度分布を示す図である。
図4に示すように、第一現像ローラ61のスリーブ内には5つの磁極N1,S1,N2,S2,S3が第一現像ローラの表面移動方向に沿って配置されている。磁極N1は、第一現像ローラ61の表面上に担持されている現像剤を第一現像領域で穂立ちさせるための現像磁気力を発生させる現像磁極である。磁極S2は、供給スクリュ63が配設されている第一の空間V1内の現像剤を第一現像ローラ61の表面上に汲み上げるための磁気力を発生させる汲み上げ磁極である。磁極N2は、第一現像ローラ61の表面と現像剤規制部材としてのドクターブレード66との間に形成される規制ギャップを通過する際に現像剤を穂立ちさせるための規制磁気力を発生させる規制磁極である。磁極S3は、第一現像ローラ61の表面上に担持されている現像剤を現像領域へと搬送するための磁気力を発生させる搬送磁極である。磁極S1は、磁極S2と協働して反発磁界を形成して、第一現像ローラ61の表面から現像剤を剥離して第二現像ローラ62へ渡すための磁気力を発生させる受け渡し磁極である。
FIG. 4 is a diagram showing the magnetic flux density distribution in the normal direction of the first developing
As shown in FIG. 4, five magnetic poles N1, S1, N2, S2, and S3 are arranged in the sleeve of the first developing
第二現像ローラ62のスリーブ内にも、5つの磁極S1,N1,S2,S3,N2が第二現像ローラ62の表面移動方向に沿って配置されている。磁極S1は、第二現像ローラ62の表面上に担持されている現像剤を第二現像領域で穂立ちさせるための現像磁気力を発生させる現像磁極である。磁極N1は、第二現像ローラ62の表面上に担持されている現像剤を回収スクリュ64が配設されている第二の空間V2へ搬送するための磁気力を発生させる搬送磁極である。磁極S2、S3は、互いに協働して反発磁界を形成して、第二現像ローラ62の表面から現像剤を剥離して回収スクリュ64が配設されている第二の空間V2へ回収するための回収磁極である。磁極N2は、第一現像ローラ61からの現像剤を受け取るための磁気力を発生させる受け取り磁極である。
Also in the sleeve of the second developing
本実施形態においては、図4に示すように、第一現像ローラ61の現像剤を第二現像ローラへ受け渡す受け渡し磁極S1の極性と、第二現像ローラ62の第一現像ローラ61の現像剤を受け取る受け取り磁極N2の極性とを互いに異ならせている。かかる構成とすることで、第一現像ローラ61から第二現像ローラ62へ受け渡される現像剤が、受け渡し磁極S1と受け取り磁極N1との間の磁気力で保持される。これにより、画像形成装置の高速化に伴い、各現像ローラ61,62の回転速度を上げても、第一現像ローラ61に担持された現像剤が、搬送の勢いで受け渡し部Uよりも下流側へ移動するのを抑制することができる。その結果、受け渡し部Uで良好に現像剤の受け渡しを行うことができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the polarity of the transfer magnetic pole S <b> 1 that transfers the developer of the first developing
しかし、更なる画像形成装置の高速化のために、さらに各現像ローラ61,62の回転速度を上げていくと、上記磁気力では拘束しきれず、第一現像ローラ61上の現像剤の一部が搬送の勢いで受け渡し部Uよりも下流側まで移動する。そして、受け渡し部Uよりも下流側で第一現像ローラ61から離れ、第二現像ローラ62に受け渡される。このように、受け渡し部Uよりも下流側で受け渡された現像剤は、第二現像ローラ62により受け渡し部Uへと搬送される。その結果、受け渡し部Uでは、受け渡し部Uで受け渡しが行われた現像剤に、この受け渡し部Uよりも下流側で受け渡された現像剤が加わるため、受け渡し部の現像剤が過剰となり、受け渡し部Uで現像剤の滞留が発生してしまう。そして、滞留した現像剤の一部が第一現像ローラ61の現像磁極N1の影響を受けて、図中矢印Xに示すように、第二現像ローラ62から離れて、第一現像ローラ61へ向かうような流れが発生する。その結果、このような流れが発生した部分の第二現像ローラ62の現像剤量が減少し、その部分の現像能力が低下して画像濃度が低下する。受け渡し部Uで現像剤が第二現像ローラ62から離れて、第一現像ローラ61へ向かうような流れは、第二現像ローラ62の軸方向でランダムに発生し、所定時間経過すると消滅する。その結果、画像に斑状の濃度ムラが発生するという不具合発生した。かかる不具合は、感光体ドラム20の線速440mm/sに対応する各現像ローラの回転速度では発生しなかったが、感光体ドラム20の線速630mm/sに対応する各現像ローラの回転速度(線速:915mm/s)のとき発生した。
However, if the rotation speed of the developing
かかる不具合を抑制するために、第一現像ローラ61の受け渡し磁極S1や、第二現像ローラ62の受け取り磁極N2の磁力を高くし、受け渡し部Uでの現像剤に作用する磁気力を高めて磁気拘束力を高めることが考えられる。しかし、第二現像ローラ62の受け取り磁極N2の磁力を高くすると、受け取り磁極N2の磁力が、その反対側にまで及び磁極S2、S3で形成した反発磁界に影響を及ぼす。その結果、第二現像ローラ62から現像剤が良好に剤離れしないとい不具合が発生する。
In order to suppress such problems, the magnetic force of the transfer magnetic pole S1 of the first developing
そこで、本実施形態では、第二現像ローラ62の現像剤搬送力を、第一現像ローラ61の現像剤搬送力よりも高くした。ここで、現像剤搬送力は、単位面積当たりの現像剤搬送量であり、ドクターブレード66を通過した現像剤量を計測することで測定することができる。なお、測定の際には、現像ローラ内部の磁石、ドクターブレード、現像剤などは共通のものを使用し、現像ローラ表面となるスリーブのみを交換して測定する。第二現像ローラ62の表面形状と、第一現像ローラ61の表面形状とを互いに異ならせることにより、第二現像ローラ62の現像剤搬送力(単位面面積当たりの現像剤搬送量)を第一現像ローラ61の搬送力よりも高くすることができる。
Therefore, in the present embodiment, the developer conveying force of the second developing
図5は、表面形状が互いに異なる現像スリーブAと、現像スリーブBとを用いて各ドクターギャップにおけるドクターギャップを通過した単位面積当たりの現像剤量を調べたグラフである。なお、グラフには、現像スリーブAの測定結果を一点鎖線、現像スリーブBの測定結果例を点線で示している。図に示すように、現像スリーブBよりも現像スリーブAの方が、現像剤通過量が多い。よって、この場合は現像スリーブAの方が現像剤搬送力が高いと判断できる。なお、現像剤搬送力の測定については、各ドクターギャップにて測定する必要はなく、狙いドクターギャップで測定すればよい。このように、第一現像ローラ61の表面形状と、第二現像ローラ62の表面形状とを互いに異ならせることで、第二現像ローラ62の現像剤搬送力を第一現像ローラ61の搬送力よりも高くすることができることがわかる。本実施形態では、第一現像ローラ61は、ドクターギャップ0.5mmのときの単位面積当たりの現像剤通過量が約30mg/cm2、第二現像ローラ62の単位面積当たりの現像剤通過量が約38mg/cm2である。
FIG. 5 is a graph showing the amount of developer per unit area passing through the doctor gap in each doctor gap using the developing sleeve A and the developing sleeve B having different surface shapes. In the graph, the measurement result of the developing sleeve A is indicated by a one-dot chain line, and the measurement result example of the developing sleeve B is indicated by a dotted line. As shown in the figure, the developing sleeve A has a larger amount of developer passing than the developing sleeve B. Therefore, in this case, it can be determined that the developing sleeve A has a higher developer conveying force. Note that the developer conveying force need not be measured at each doctor gap, but may be measured at the target doctor gap. In this way, by making the surface shape of the first developing
以下のようにして、第二現像ローラ62の表面形状による現像剤搬送力を、第一現像ローラ61よりも高めることができる。
(1)機械加工や押し出し加工によって周期的に溝を設け、第一現像ローラ61よりも第二現像ローラ62の溝数を多くしたり溝深さを深くしたりする。
(2)第二現像ローラ62にのみ周期的な溝を設けて、第一現像ローラ61の表面には、溝を設けない構成とする。
(3)第二現像ローラ62の表面にサンドブラスト加工などを施して、第一現像ローラ61よりも表面を粗くする。
(4)第一現像ローラ61よりも第二現像ローラ62の溝数を多くしたり溝深さを深くしたりするともに、第二現像ローラ62の表面粗さを、第一現像ローラ61よりも粗くする。
上記に挙げた(1)〜(4)は、一例であり、第二現像ローラ62の現像剤搬送力を、第一現像ローラ61よりも高める構成は、上記(1)〜(4)に限られない。
The developer conveying force due to the surface shape of the second developing
(1) Periodic grooves are provided by machining or extrusion, and the number of grooves of the second developing
(2) A periodic groove is provided only on the second developing
(3) The surface of the second developing
(4) The number of grooves of the second developing
The above-described (1) to (4) are examples, and the configuration in which the developer conveying force of the second developing
上記(1)に示すように、溝数を多くしたり、溝深さ深くしたりすることにより、現像剤が現像ローラの表面に引っ掛かりやすくなり、現像剤搬送力を高めることができる。また、上記(3)に示すように、表面が粗い方が、現像ローラ61の表面の凹凸に現像剤が引っ掛かりやすくなり、現像剤搬送力を高めることができる。
As shown in (1) above, by increasing the number of grooves or increasing the depth of the groove, the developer can be easily caught on the surface of the developing roller, and the developer conveying force can be increased. Further, as shown in the above (3), when the surface is rough, the developer is easily caught on the irregularities on the surface of the developing
各現像ローラの表面形状としては、図6(a)に示すような、回転軸方向に平行な平行溝を複数設けた形状や、図6(b)に示すような溝を回転軸方向斜めに交わらせ、表面を文目模様にしてもよい。また、図6(c)に示すように、楕円形状の凹みを多数設け、表面をウロコ模様にしてもよい。また、溝の断面形状としては、例えば、図7(a)に示すようなV字形状、図7(b)に示すような四角形状、図7(c)に示すような円弧形状などにすることができる。 As the surface shape of each developing roller, a shape in which a plurality of parallel grooves parallel to the rotation axis direction are provided as shown in FIG. 6A, or a groove as shown in FIG. 6B is inclined in the rotation axis direction. They may be crossed to create a pattern on the surface. Moreover, as shown in FIG.6 (c), many ellipse-shaped dents may be provided and the surface may be made into a scale pattern. Further, as the cross-sectional shape of the groove, for example, a V shape as shown in FIG. 7A, a square shape as shown in FIG. 7B, an arc shape as shown in FIG. be able to.
このように、第二現像ローラ62の現像剤搬送力を第一現像ローラ61の搬送力よりも高くすることによって、受け渡し部Uで、第二現像ローラ62の搬送力が支配的となる。これにより、受け渡し部Uに搬送されてきた第一現像ローラ61上の現像剤の搬送の勢いを、第二現像ローラ62の現像剤搬送力で弱めることができる。これにより、第一現像ローラ61上の現像剤が、受け渡し部Uよりも下流側へ移動するのを抑制することができる。その結果、受け渡し部Uで現像剤が滞留するのを抑制することができ、受け渡し部Uで第一現像ローラ61へ戻るような流れが発生するのを抑制することができる。これにより、第二現像ローラ62上で現像剤量が規定よりも少なくなる箇所が生じるのを抑制することができ、軸方向均一に感光体ドラム上の潜像を現像することができる。よって、画像に斑状の濃度ムラが生じるの抑制することができる。
Thus, by making the developer conveying force of the second developing
転写紙Sが厚紙のときも高速で画像形成を行うと、定着性などが悪くなり良好な画像を形成できない。このため、本実施形態においては、厚紙に画像形成を行うときは、画像形成速度を落とすようにしている。画像形成速度を落とすことにより、厚紙の搬送速度を遅くでき、二次転写ニップ進入時の衝撃を弱めることができる。これにより、中間転写ベルトに突発的な速度変動が生じるのを抑制することができ、ショックジターを抑制することができる。また、厚紙上の画像に十分な熱量を与えることができ、良好に画像を厚紙に定着させることができる。本実施形態では、厚紙時における感光体ドラムの線速を、380mm/sにしている。一方、厚紙以外のときの感光体の線速を630mm/sにしている。 Even when the transfer paper S is a thick paper, if image formation is performed at high speed, the fixing property is deteriorated and a good image cannot be formed. For this reason, in this embodiment, when image formation is performed on thick paper, the image formation speed is reduced. By reducing the image forming speed, it is possible to slow the transport speed of cardboard and to weaken the impact when entering the secondary transfer nip. Thereby, it is possible to suppress sudden speed fluctuations in the intermediate transfer belt, and to suppress shock jitter. In addition, a sufficient amount of heat can be applied to the image on the cardboard, and the image can be satisfactorily fixed on the cardboard. In the present embodiment, the linear velocity of the photosensitive drum during thick paper is 380 mm / s. On the other hand, the linear velocity of the photosensitive member other than thick paper is 630 mm / s.
厚紙のときは、感光体ドラム20の線速を低速に落とすことにより、それに伴い各現像ローラ61,62の線速を落とすことになる。第二現像ローラ62から離れた現像剤は、後続の現像剤に押されることにより、回収スクリュ64が配設されている第二の空間V2へ流れ込む。しかし、厚紙のとき、第二現像ローラ62の線速を落とすと、この押し込みが弱くなる。その結果、第二現像ローラから離れた現像剤が、第二現像ローラ62とケース部材67との隙間付近Y(図4の丸で囲った部分)に留まるおそれがある。その結果、現像装置内の内圧の高まりで、上記隙間付近Yに留まった現像剤が飛散するおそれがある。しかし、本実施形態においては、第二現像ローラ62の現像剤搬送力を高めているため、第二現像ローラ62の線速が遅くても、第二現像ローラ62から剤離れした現像剤を、良好に押し込むことができる。その結果。第二現像ローラ62から剤離れした現像剤を、良好に回収スクリュ64が配設されている第二の空間V2へ流しこむことができ、先の図4に示した隙間付近Yに現像剤が留まるのを抑制することができる。これにより、低速時におけるトナー飛散を抑制することができる。
In the case of thick paper, the linear velocity of the
本実施形態の各現像ローラ61,62の諸条件を表1に示す。
Table 1 shows various conditions of the developing
上記表1のように設定することにより、厚紙のときの低速画像形成時、それ以外の高速画像形成時いずれも、良好に潜像を現像することができ、良好な画像を得ることができる。なお、各現像ローラの表面形状は、図6(a)に示す回転軸方向に平行な平行溝を複数設けた形状である。 By setting as shown in Table 1, the latent image can be developed satisfactorily and a good image can be obtained both when the low-speed image is formed on thick paper and when the other high-speed image is formed. The surface shape of each developing roller is a shape in which a plurality of parallel grooves parallel to the rotation axis direction shown in FIG.
次に、本出願人が行った検証試験について説明する。
本出願人は、溝深さが互いに異なる4つの現像スリーブを、第二現像ローラ62の現像スリーブとして用いて、画像評価を行った。溝深さ以外は、先の表1と同様な条件で試験を行った。また、試験は、高速画像形成時(感光体ドラムの線速:630mm/s、各現像ローラ61,62の線速:915mm/s)で行った。その結果を表2に示す。
Next, a verification test conducted by the applicant will be described.
The present applicant performed image evaluation by using four developing sleeves having different groove depths as developing sleeves of the second developing
なお、表2に示す現像剤搬送量は、ドクターギャップを0.5mmのときのドクターブレードを通過した現像剤搬送量である。
表2に示すように第二現像ローラ62の現像剤搬送力が、第一現像ローラ61以下の比較例1および比較例2は、斑状の画像濃度ムラ(モヤ画像)が発生した。一方、第二現像ローラ62の現像剤搬送力が、第一現像ローラ61よりも高い実施例1、実施例2においては、斑状の画像濃度ムラ(モヤ画像)を許容レベルに抑えることができた。また、特に、現像剤搬送量が、第一現像ローラよりも8mg/cm2以上多い実施例2に関しては、モヤ画像の発生を確認できず、良好な画像を得ることができた。
The developer transport amount shown in Table 2 is the developer transport amount that has passed through the doctor blade when the doctor gap is 0.5 mm.
As shown in Table 2, in Comparative Examples 1 and 2 in which the developer conveying force of the second developing
上述では、溝の深さにより、第二現像ローラの現像剤搬送力を第一現像ローラの現像剤搬送力よりも高める実施例について説明したが、溝数でモヤ画像の発生を抑制する構成の一例は、以下のようになる。
・各現像ローラの直径:φ20mm
・各現像ローラの表面形状:平行溝(図6(a))
・各現像ローラの溝の断面形状:V字型(図7)
・各現像ローラの溝深さ:0.1mm、
・各現像ローラのV字角度:90°
以上の条件において、第一現像ローラ61の溝数:60本、第二現像ローラ62の溝数:90本にすることにより、高速画像形成時において、斑状の画像濃度ムラ(モヤ画像)などの画像異常のない良好な画像を得ることができる。
In the above description, the embodiment has been described in which the developer conveying force of the second developing roller is higher than the developer conveying force of the first developing roller depending on the depth of the groove. An example is as follows.
・ Diameter of each developing roller: φ20mm
・ Surface shape of each developing roller: parallel groove (FIG. 6A)
・ Cross sectional shape of each developing roller: V shape (Fig. 7)
-Groove depth of each developing roller: 0.1 mm,
・ V-shaped angle of each developing roller: 90 °
Under the above conditions, by setting the number of grooves of the first developing
また、各現像ローラの表面粗さにより、斑状の画像濃度ムラ(モヤ画像)の発生を抑制する構成の一例は、各現像ローラ61,62の直径:φ25mmのとき、第一現像ローラ61の表面粗さ:1.4μm、第二現像ローラの表面粗さ:3.7μmである。第一、第二現像ローラの表面粗さの関係を、上述のようにすることにより、高速画像形成時において、斑状の画像濃度ムラ(モヤ画像)などの画像異常のない良好な画像を得ることができる。なお、表面粗さは、サンドブラスト加工で行う場合、現像ローラ表面に吹き付ける砂種や吹きつけ条件をによって、コントロールすることができる。また、上記表面粗さには、JIS B0601やJIS B0031などに基づく粗さ評価である。
An example of a configuration that suppresses the occurrence of spotted image density unevenness (smooth image) by the surface roughness of each developing roller is as follows. When the diameter of each developing
現像ローラの表面形状としては、先の図6(c)に示した楕円形状の凹みを多数設けたウロコ模様が好ましい。
図8、図9は、図6(a)に示した回転軸方向に平行な平行溝202aを複数設けた表面形状の現像スリーブ200aを用いたときの現像領域D付近を模式的に示した断面図である。図10は、楕円状の凹み202bを複数有する表面ウロコ模様の現像スリーブ200bを用いたときの現像領域D付近を模式的に示した断面図である。
通常、現像スリーブは感光体ドラム20より1.1〜2.5倍の表面速度で回転駆動される。現像剤203が高速で現像領域Dを通過する際、相対的に低速な感光体ドラム20との摩擦は負荷抵抗となる。現像スリーブ200aの平行溝202aが設けられていない部分が、現像領域Dに到達すると、この平行溝202aが設けられていない部分に担持されている現像剤203は、上記負荷抵抗により、現像スリーブ200aの表面に対してスリップする。このため、図8に示すように、現像領域Dにおいて、感光体ドラム表面移動方向上流側に比べて、下流側の現像剤量が少なくなってしまう。その結果、現像能力が低下して、画像濃度が薄くなるおそれがある。
As the surface shape of the developing roller, a scale pattern provided with a large number of oval-shaped recesses as shown in FIG.
8 and 9 are cross-sectional views schematically showing the vicinity of the developing region D when the surface-shaped developing
Usually, the developing sleeve is driven to rotate at a surface speed 1.1 to 2.5 times that of the
一方、現像領域Dに平行溝202aが形成された部分が到達すると、現像剤203はこの平行溝202aに引っ掛かり、現像領域Dで現像スリーブ200aに対してスリップするこがない。その結果、図9に示すように、現像領域Dの全域で現像剤203が感光体20と接触し、良好な現像を行うことができる。
On the other hand, when the portion where the
現像スリーブ202aの表面移動により、図8、図9に示す現象が交互に発生するため、平行溝202aを複数設けた現像スリーブ200aを用いた場合は、平行溝202aのピッチに応じた画像濃度ムラが発生するおそれがある。
Since the phenomenon shown in FIGS. 8 and 9 occurs alternately due to the surface movement of the developing
一方、表面ウロコ模様の現像スリーブ200bにおいては、現像スリーブの表面移動方向(円周方向)に非常に短い間隔で楕円形状の凹み202bが形成されている。従って、感光体ドラム20との摩擦抵抗が生じても、現像剤203は、楕円形状の凹み202bに引っ掛かり、スリップするのが抑制される。その結果、図10に示すように、現像領域Dにおいて、現像剤量に偏差が生じることが抑制され、現像領域Dの全域で現像剤203を感光体ドラム20に接触させることができ、良好に現像を行うことができる。
On the other hand, in the
また、平行溝202aを複数設けた現像スリーブ200aの場合は、平行溝間の溝がない箇所の現像剤搬送量が、平行溝202aがある箇所に比べて低くなる。その結果、現像スリーブ200aの円周方向に現像剤搬送量の偏差が生じる。一方、表面ウロコ模様の現像スリーブ200bにおいては、現像スリーブの円周方向に非常に短い間隔で楕円形状の凹みが形成されているため、円周方向に現像剤搬送量の偏差が生じにくいというメリットもある。
In addition, in the case of the developing
図11は、表面ウロコ模様の現像スリーブ200bの表面を展開して模式的に示す説明図である。また、図12(a)は、図11に示された現像スリーブ200bの表面の一部を模式的に拡大して示す説明図であり、(b)は、図12(a)中のVIB−VIB線に沿う断面図であり、(c)は、図12(a)中のVIC−VIC線に沿う断面図である。なお、図11、図12(a)において、図中左右方向が、現像スリーブの回転軸方向であり、図中上下方向が、円周方向である。
図11に示すように、現像スリーブ表面に形成する楕円形状の凹み202bは、現像スリーブ200bの回転軸方向に沿って複数並べられて配置されている。また、現像スリーブの円周方向に隣り合うもの同士は、凹み202bの長さの約半分程度回転軸方向に位置ずれして配置されている。
FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a developed surface of the
As shown in FIG. 11, a plurality of
凹み202bは、その長手方向が現像スリーブの回転軸方向に対して、僅かに傾いた状態(以下、略平行という)で配置されている。凹み202bを現像スリーブの回転軸方向に対して、平行に配置してもよい。
The
また、凹み202bは、図11(b)に示すように、短手方向の断面形状がV字状に形成され、図11(c)に示すように、長手方向の断面形状が円弧状の曲面に形成されている。また、凹み202bの製造方法によっては、図13に示すように、その長手方向が若干弓状に湾曲している場合もあるが、その長さが幅よりも長く、外縁が曲線で形成されていれば、その長手方向が直線であっても若干湾曲していても、総称して楕円形状とする。
In addition, as shown in FIG. 11 (b), the
凹み202bの長手方向の長さ(長径)は、1.0mm以上、2.3mm以下が好ましく、短手方向(短径)は、0.3mm以上、0.7mm以下が好ましい。また、凹み202bの深さは、0.05mm以上、0.15mm以下が好ましい。さらに、凹み202bは、現像スリーブ202bの外表面100mm2当たり50〜250個程度設けるのが好ましい。即ち、複数(多数)の凹み202bの総容量が、現像スリーブ202bの外表面100mm2当たり0.5mm3以上、7.0mm3以下が好ましい。さらに、凹み202bは、現像スリーブ200bとともに回転する感光体ドラム20の周方向に1mm当たり1.0個以上、3.0個以下設けるのが好ましい。
The length (major axis) in the longitudinal direction of the
一般に凹み202bの深さが深いほど現像剤の搬送性能は向上するが平行溝を複数設けた現像スリーブと同様、周期的なピッチムラが発生しやすくなる。一方、凹み202bの深さが浅いほど、ピッチムラは発生しにくくなるが、現像剤の搬送性能が低下する。特に近年では、小粒径のトナーや磁性キャリアの画像形成技術の進歩及び近接現像の画像形成技術の進歩等により画像再現性が向上しているため、ピッチムラが発生しやすくなっている。このため、上述したように、凹み202bの深さは、0.05mm以上、0.15mm以下と浅めに設定し、現像スリーブ202bの外表面100mm2当たり50〜250個程度凹み202bを設けて、凹み202bの分布密度を増やすのが好ましい。これにより、現像剤搬送性能とピッチムラ防止の両立を図ることができる。
Generally, the developer conveyance performance improves as the depth of the
また、先の図11に示したように、現像スリーブ202bの円周方向及び回転軸方向に互いに隣り合う凹み202b間の間隔が一定となるように規則的に凹みを配置する態様としては、他に、以下のような態様を挙げることができる。例えば、図14に示すように、凹み202bを二列で、円周方向に螺旋状に配置し、かつ、1列目と2列目とがそれぞれ円周方向に同ピッチで、各列の凹み202bを回転軸方向に揃えて配置する態様が挙げられる。また、図15に示すように、凹み202bを二列で、円周方向に螺旋状に配置し、1列目と2列目とがそれぞれ円周方向に同ピッチで、各列の凹み202bを回転軸方向で揃わないように円周方向にずらして配置する態様を挙げることができる。また、凹み202bの配置が三列またはそれ以上の螺旋状であってもよい。
Further, as shown in FIG. 11 above, as an aspect in which the recesses are regularly arranged so that the interval between the
また、円周方向及び回転軸方向に互いに隣り合う凹み202b間の間隔が一定でなく、不規則に配置してもよい。凹み202bを不規則に配置する例としては、以下のような態様を挙げることができる。例えば、図16や図17に示すように、凹み202bの円周方向の間隔を、回転軸方向中央から端部に向かって狭くする態様を挙げることができる。図16は、凹み202b短手方向の長さを、現像スリーブ202bの回転軸方向中央から端部に向かって長くなるようにし、凹み202bの円周方向の間隔を、回転軸方向中央から端部に向かって狭くした態様である。図17は、各凹み202bの大きさは、同じにして、回転軸方向向中央部から両端部に向かって単位面積当たりの凹み202bの個数を多くして、回転軸方向中央から端部に向かって凹み202bの円周方向の間隔を狭くする態様である。
Further, the interval between the
また、図18に示すように、凹み202bを円周方向に二列の螺旋状に配置し、1列目と2列目との円周方向のピッチをそれぞれ異ならせる(例えば、1列目ピッチP1>2列目ピッチP2)。そして、円周方向のある位置で、回転軸方向に凹み202bを整列させた態様も挙げることができる。さらに、図19に示すように、凹み202bを円周方向に二列の螺旋状に配置し、1列目と2列目との円周方向のピッチをそれぞれ異ならせる(例えば、1列目ピッチP1>2列目ピッチP2)。そして、円周方向のどの位置でも、凹み202bが回転軸方向に整列しないように配置する態様も挙げることができる。
In addition, as shown in FIG. 18, the
次に、本発明を適用する画像形成装置の他の例について説明する。
図20は、画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
図20に示すように、他の例の画像形成装置101は、装置本体102(図20に一部のみ示す)と、レジストローラ103と、転写部材104と、定着装置105と、図示しないレーザ書き込み装置と、プロセスカートリッジ106とを少なくとも備えている。
Next, another example of the image forming apparatus to which the present invention is applied will be described.
FIG. 20 is a schematic configuration diagram illustrating another example of the image forming apparatus.
As shown in FIG. 20, an
装置本体102は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体102は、レジストローラ103と、転写部材104と、定着装置105と、レーザ書き込み装置と、プロセスカートリッジ106とを収容している。レジストローラ103は、記録紙107を転写部材104と後述する感光体ドラム108との間に送り出す。転写部材104は、転写材としての記録紙107を感光体ドラム108の外周面に押し付けるとともに、該記録紙107を定着装置105に向けて送り出す。定着装置105は、感光体ドラム108などに形成されたトナー像を記録紙107に定着させる。レーザ書き込み装置は、後述の帯電ローラ109により一様に帯電された感光体ドラム108の外周面にレーザ光110を照射して、静電潜像を形成する。
The apparatus
プロセスカートリッジ106は、装置本体102に着脱自在である。プロセスカートリッジ106は、カートリッジケース111と、帯電装置としての帯電ローラ109と、像担持体としての感光体ドラム108と、クリーニング装置としてのクリーニングブレード112と、現像装置113と、を備えている。このため、画像形成装置101は、帯電ローラ109と、感光体ドラム108と、クリーニングブレード112と、現像装置113と、を少なくとも備えている。
The
カートリッジケース111は、装置本体102に着脱自在で、かつ帯電ローラ109と、感光体としての感光体ドラム108と、クリーニングブレード112と、現像装置113と、を収容している。帯電ローラ109は、感光体ドラム108の外周面を一様に帯電する。感光体ドラム108は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム108は、レーザ書き込み装置により形成され且つ担持する静電潜像にトナーが付着して現像されて得られたトナー像を転写部材104との間に位置付けられた記録紙107に転写する。クリーニングブレード112は、記録紙107にトナー像を転写した後に、感光体ドラム108の外周面に残留した転写残トナーを除去する。
The cartridge case 111 is detachable from the apparatus
現像装置113は、図20及び図21に示すように、現像剤供給部114と、ケース119と、規制部材としてのドクターブレード116と、複数の現像ローラ115と、連動回転手段としての連動回転部120(図21に示す)と、を少なくとも備えている。現像剤供給部114は、収容槽117と、攪拌部材としての攪拌スクリュー118と、を備えている。収容槽117は、感光体ドラム108と長さが略等しい箱状に形成されている。
As shown in FIGS. 20 and 21, the developing
収容槽117は、現像剤を収容する。現像剤は、トナーと、磁性キャリアとを含んでいる。トナーは、前述した収容槽117内に適宜供給される。トナーは、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子である。なお、トナーは、種々の染料又は顔料を混入・分散した合成樹脂で構成される塊を粉砕して得られても良い。トナーの平均粒径は、3μm以上、7μm以下である。また、トナーは、粉砕加工などにより形 成されても良い。
The
磁性キャリア135は、収容槽117内に収容されている。磁性キャリア135の平均粒径は、20μm以上、50μm以下である。磁性キャリア135は、芯材136と、該芯材136の外表面を被覆した樹脂コート膜137と、樹脂コート膜137に分散されたアルミナ粒子138と、を備えている。
The magnetic carrier 135 is accommodated in the
芯材136は、磁性材料としてのフェライトで構成されているとともに、球形に形成されている。樹脂コート膜137は、芯材136の外表面全体を被覆している。樹脂コート膜137は、アクリルなどの熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有している。この樹脂コート膜137は、弾力性と強い接着力を有している。アルミナ粒子138は、外径が樹脂コート膜137の厚みより大きな球形に形成されている。アルミナ粒子138は、樹脂コート膜137の強い接着力で保持されている。アルミナ粒子138は、樹脂コート膜137より磁性キャリア135の外周側に突出している。 The core 136 is made of ferrite as a magnetic material and is formed in a spherical shape. The resin coat film 137 covers the entire outer surface of the core material 136. The resin coat film 137 contains a resin component obtained by crosslinking a thermoplastic resin such as acrylic and a melamine resin, and a charge adjusting agent. This resin coat film 137 has elasticity and strong adhesive force. The alumina particles 138 are formed in a spherical shape whose outer diameter is larger than the thickness of the resin coat film 137. The alumina particles 138 are held with a strong adhesive force of the resin coat film 137. The alumina particles 138 protrude from the resin coat film 137 to the outer peripheral side of the magnetic carrier 135.
攪拌スクリュー118は、収容槽117内に収容されている。攪拌スクリュー118の長手方向は、収容槽117、現像ローラ115及び感光体ドラム108の長手方向と平行である。攪拌スクリュー118は、軸芯周りに回転自在に設けられており、軸芯周りに回転することで、トナーと磁性キャリア135とを攪拌するとともに、該軸芯に沿って現像剤を搬送する。
The stirring
前述した構成によれば、現像剤供給部114は、収容槽117内に供給されたトナーを、磁性キャリア135と攪拌しながら、軸方向に搬送する。そして、現像剤供給部114は、収容槽117内でトナーと磁性キャリア135とを攪拌し、軸芯方向に搬送しながら、後述の第一現像ローラ115aの外表面に供給する。
According to the configuration described above, the
ケース119は、箱状に形成され、前述した現像剤供給部114の収容槽117に取り付けられて、該収容槽117とともに、複数の現像ローラ115などを覆う。また、ケース119の感光体ドラム108と相対する部分には、開口部が設けられている。
The
ドクターブレード116は、前述したケース119の感光体ドラム108寄りの開口部の近傍に取り付けられている。ドクターブレード116は、第一現像ローラ115aの現像スリーブ132の外表面と間隔をあけた状態で、前述したケース119に取り付けられている。ドクターブレード116は、所望の厚さを越える前述した第一現像ローラ115aの現像スリーブ132の外表面上の現像剤を収容槽117内にそぎ落として、現像領域131に搬送される現像スリーブ132aの外表面上の現像剤を所望の厚さにする。
The
第一現像ローラ115aおよび第二現像ローラ115bは、それぞれ、感光体ドラム108と間隔をあけて配置されている。各の現像ローラ115a,115bは、互いに平行に配置されている。各現像ローラ115a,115bの軸芯は、前述した感光体ドラム108の軸芯と収容槽117の長手方向と平行である。これら二つの現像ローラ115a,115bは、図示例では、鉛直方向に沿って、互いに並設されている。
The first developing roller 115a and the second developing
それぞれの現像ローラ115a,115bと感光体ドラム108との間の空間は、現像剤のトナーを感光体ドラム108の外周面に付着させて、静電潜像を現像してトナー像を得る現像領域131をなしている。現像領域131では、各現像ローラ115a,115bと感光体ドラム108とが相対する。
The space between each of the developing
各現像ローラ115a,115bは、図21及び図22に示すように、芯金134と、円筒状のマグネットローラ(磁石体ともいう)133と、前述した円筒状の現像スリーブ132とを備えている。芯金134は、長手方向が感光体ドラム108の長手方向と平行に配され、前述したケース119に回転することなく固定されている。
As shown in FIGS. 21 and 22, each of the developing
マグネットローラ133は、磁性材料で構成され、かつ円筒状に形成されているとともに、図示しない複数の固定磁極が取り付けられている。マグネットローラ133は、芯金134の外周に軸芯回りに回転することなく固定されている。
The
固定磁極は、長尺で棒状の磁石であり、マグネットローラ133に取り付けられている。固定磁極は、マグネットローラ133則ち現像ローラ115の長手方向に沿って延びており、マグネットローラ133の全長に亘って設けられている。前述した構成のマグネットローラ133は、現像スリーブ132内に収容されている(内包されている)。
The fixed magnetic pole is a long and rod-shaped magnet, and is attached to the
図21中に上方に位置する第一現像ローラ115aのマグネットローラ133に取り付けられた一つの固定磁極は、前述した攪拌スクリュー118と相対している。この一つの固定磁極は、汲み上げ磁極をなしており、第一現像スリーブ132a即ち第一現像ローラ115aの外表面上に磁気力を生じて、収容槽117内の現像剤を第一現像ローラ115aの第一現像スリーブ132aの外表面に吸着する。
One fixed magnetic pole attached to the
第一現像ローラ115aのマグネットローラ133に取り付けられた他の一つの固定磁極は、前述した感光体ドラム108と相対している。この固定磁極は、現像磁極をなしており、第一現像スリーブ132a即ち第一現像ローラ115aの外表面上に磁気力を生じて、第一現像スリーブ132aと感光体ドラム108との間に磁界を形成する。この固定磁極は、磁界によって磁気ブラシを形成することで、第一現像スリーブ132aの外表面に吸着された現像剤のトナーを感光体ドラム108に受け渡すようになっている。
Another fixed magnetic pole attached to the
図21中下方に位置する第二現像ローラ115bのマグネットローラ133に取り付けられた一つの固定磁極は、前述した感光体ドラム108と相対している。この固定磁極は、現像磁極をなしており、第二現像ローラ115bの第二現像スリーブ132b即ち第二現像ローラ115bの外表面上に磁気力を生じて、第二現像スリーブ132bと感光体ドラム108との間に磁界を形成する。この固定磁極は、磁界によって磁気ブラシを形成することで、第一現像ローラ115aによって一度トナーが感光体ドラム108に供給された後に、第二現像スリーブ132bの外表面に吸着された現像剤のトナーを感光体ドラム108に受け渡すようになっている。
One fixed magnetic pole attached to the
前述した各現像ローラ115a,115bのマグネットローラ133には、前述した汲み上げ磁極と現像磁極とに加え、少なくとも一つの固定磁極が設けられている。この少なくとも一つの固定磁極は、現像剤を搬送するために設けられるものである。
The
前述した固定磁極は、各現像スリーブ132a,132bの外表面に現像剤を吸着すると、現像剤の磁性キャリア135が該固定磁極が生じる磁力線に沿って複数重ねさせて、該現像スリーブ132a,132bの外表面上に立設(穂立ち)させる。このように、磁性キャリア135が磁力線に沿って複数重なって各現像スリーブ132a,132bの外表面上に立設する状態を、磁性キャリア135が現像スリーブ132a,132bの外表面上に穂立ちするという。すると、この穂立ちした磁性キャリア135に前述したトナーが吸着する。則ち、各現像スリーブ132a,132bは、マグネットローラ133の磁力により外表面に現像剤を吸着する。
When the developer is adsorbed to the outer surface of each of the developing
連動回転部120は、図21に示すように、駆動源としてのモータ143と、ピニオン144と、回動歯車145と、第1チェーン146とを備えている。また、各々の現像ローラ115a,115bの現像スリーブ132a,132bに固定された図示しない歯車と、第2チェーン148とを備えている。モータ143は、カートリッジケース111、収容槽117やケース119などと固定されている。
As shown in FIG. 21, the
ピニオン144は、モータ143の出力軸に取り付けられている。回動歯車145は、カートリッジケース111、収容槽117やケース119などに回転自在に支持されている。第1チェーン146は、無端環状(輪状)に形成されており、ピニオン144と、回動歯車145とに掛け渡されて、これらと噛み合っている。第1チェーン146は、モータ143の駆動力によって、ピニオン144と回動歯車145の外周を循環して、回動歯車145を回転させる。
The
歯車は、それぞれ、現像スリーブ132a,132bと同軸に配置され、該現像スリーブ132a,132bの端部に固定されている。歯車の外径は、互いに等しい。第2チェーン148は、無端環状(輪状)に形成されており、回動歯車145と歯車とに掛け渡されて、これらと噛み合っている。第2チェーン148は、回動歯車145がモータ143の駆動力によって回転することで、回動歯車145及び歯車の外周を循環して、各歯車即ち現像スリーブ132a,132bを互いに同方向に同回転数で回転させる。
The gears are arranged coaxially with the developing
各現像スリーブ132a,132bは、図22に示すように、円筒状に形成されている。各現像スリーブ132a,132bは、マグネットローラ133を内包し(収容し)て、軸芯回りに回転自在に設けられている。各現像スリーブ132a,132bは、その内周面が固定磁極に順に相対するように回転される。
Each developing
図23は、第一現像スリーブ132aの斜視図である。
第一現像スリーブ132aは、ステンレス鋼(SUS)で構成されており、その外表面に、ステンレス鋼製ワイヤを金属溶射手段によって溶射して、スリーブの表面に凹凸を形成したものである。ステンレス鋼として、SUS304からなる中空管(外径30mm、肉厚1mm、長さ490mm)を準備し、この中空管の外表面をブラスト処理を施して6μm(Rz)の表面粗さとする。その後に、SUS304のワイヤをアーク溶射することによって、スリーブ表面に凹凸139aを形成した(Rz20〜50μm、平均厚さ30〜80μm)。更に、磨耗性を向上させる場合には、この被覆層の表面にTiNの被覆層(平均厚さ1〜4μm)を形成する。
FIG. 23 is a perspective view of the first developing
The first developing
第一現像スリーブ132aの表面に、高硬度のステンレス材を溶射して凹凸を形成することにより、経年変化によってスリーブ表面の凹凸139aが摩耗することを防止できる。これにより、第一現像ローラ151aが長期間に亘って安定的に現像剤をくみ上げることができる(経年変化によって、現像剤のくみ上げる量が減少することを防止できる。)。また、第一現像スリーブ132aを、ステンレス材とすることで、ステンレス溶射材と融合性が高く、溶射材が剥がれにくく、耐久性をさらに高めることができる。また、ステンレス溶射時において、アルミニウムに比べて熱膨張率が小さいので、スリーブの温度上昇による熱変形が少なく、また、アルミニウムに比べて機械的強度が強いので、ステンレス溶射時の衝撃力による変形が少ない。よって、アルミニウムの場合に比べて、現像スリーブの外径振れ精度の悪化を抑え、画像濃度の周期的な変動を抑えることができる。
By spraying a high-hardness stainless steel on the surface of the first developing
図24は、第二現像スリーブ132bの斜視図である。
第二現像スリーブ132bは、アルミニウム合金で構成されており、表面に楕円形状の凹み139bを多数設け、表面をウロコ模様に処理されている。アルミニウム合金は、加工性、軽さの面で優れている。アルミニウム合金を用いる場合には、A6063、A5056及びA3003を用いるのが好ましい。更に、磨耗性を向上させる場合には、この被覆層の表面にTaCの被覆層(平均厚さ0.1〜1.5μm)を形成する。
FIG. 24 is a perspective view of the second developing
The second developing
第二現像スリーブ132bは、押し出し成型しやすいアルミニウム合金からなるので、コストが安く、かつ外径の振れ精度が良くでき、感光体ドラム108と第二現像スリーブ132bとのギャップ変動を少なくできる。また、ステンレス鋼に比べてアルミニウム合金は加工性が良く、凹み139bを容易に加工することができる。その結果、凹み139bの加工時間を短くできたり、切削工具の交換周期を長くできたりし、製造コストを抑えることができる。
Since the second developing
また、第二現像ローラ151bの表面を、ウロコ模様とすることにより、上述したように第二現像ローラ151bの表面に複数の平行溝を設けた構成に比べて、周期的な画像濃度ムラが生じるのを抑制することができる。また、第一現像ローラ115aの現像剤搬送力よりも、第二現像ローラ115bの現像剤搬送力を高くできる。これにより、画像形成速度が高速化させても、第一現像ローラ115aから第二現像ローラ115bへ現像剤が受け渡される領域で、現像剤が滞留せず、良好に潜像を現像できる。
Further, by making the surface of the second developing roller 151b a scale pattern, periodic image density unevenness occurs as compared with the configuration in which a plurality of parallel grooves are provided on the surface of the second developing roller 151b as described above. Can be suppressed. Further, the developer conveying force of the second developing
さらに、表面に形成された楕円形状の凹み139bは、サンドブラスト加工や電磁ブラスト加工により表面に形成された凸部に比べて磨耗しにくい。これにより、サンドブラスト加工や電磁ブラスト加工で表面に凹凸を形成した場合に比べて、経時に亘り現像剤搬送力を維持することができる。凹み139bを現像スリーブ132bの外表面に設けた構成は、ステンレス材を溶射して現像スリーブの外表面に凹凸を形成した構成に比べて耐久性が劣る。しかし、ステンレス材を溶射して現像スリーブの外表面に凹凸を形成する場合、溶射厚の不均一によって現像スリーブの振れ精度が悪化したり、現像スリーブの温度上昇によって熱変形し、現像スリーブの外径振れ精度が悪化する。また、スリーブ表面の磨耗は、特に、スリーブとドクターブレード116が近接する部分で、現像剤がスリーブを摺擦することによって発生する。一方、第2現像ローラ151bにおいては、ドクターブレードが対向していないため、現像剤がスリーブを摺擦する力は小さく、現像スリーブの磨耗は少ない。よって、第二現像ローラ151bの現像スリーブ132bとして、ステンレス材を溶射して現像スリーブの外表面に凹凸を形成したものを用いずとも、現像装置の耐久性に影響を及ぼすことがない。むしろ、第2現像ローラ151bの現像スリーブとして、表面ウロコ模様の現像スリーブを用いることで、ステンレス材を溶射して現像スリーブの外表面に凹凸を形成する構成に比べて、振れ精度を高くできる。よって、感光体ドラム108と第二現像スリーブ132bとのギャップ変動が少なくでき、画像濃度の周期的な変動が生じることを防止できる。
Furthermore, the oval-shaped
一方、上述したように、第一現像ローラ115aの第一現像スリーブ132aは、ステンレス材を溶射して現像スリーブの外表面に凹凸139aを形成したものであり、フレ精度が悪くなっている。しかし、多段ロール現像方式では、感光体表面移動方向下流側の第二現像ローラでの現像工程で最終画質を決定するものである。すなわち、現像能力は、第一現像ローラ115aの現像効率に依存し、ドット再現性や白抜け、画像濃度変動などの画質は、第二現像ローラ115bでの現像工程に強く依存する。このため、第一現像スリーブ132bの外径振れ精度が多少悪く、現像スリーブの回転周期で第一現像ローラで現像された画像の画像濃度が変動していても、第二現像ローラ115bの現像で画像濃度変動を改善すればよい。そして、上述したように、第二現像ローラ115bの現像スリーブとして、外径振れ精度のよい表面ウロコ模様の現像スリーブを用いているので、第一現像ローラで現像された画像の画像濃度が変動していても第二現像ローラ115bの現像工程で改善できる。特に、第二現像スリーブ132bは、押し出し成型しやすいアルミニウム合金からなるので、コストが安く、かつ外径の振れ精度が良くできる。よって、第一現像ローラ115aの第一現像スリーブ132aは、ステンレス材を溶射して現像スリーブの外表面に凹凸を形成したものを用いても、画像に影響が生じることがない。また、外径振れ精度の悪化による画像濃度変動の変動周期は、現像スリーブの一回転周期であり、画像濃度変動周期が、平行溝ピッチ周期の表面に平行溝を設けた現像スリーブに比べて長い。よって、第2現像ローラによる画質改善が十分でなくても、現像スリーブの表面に平行溝を設けた現像スリーブに比べて、知覚されにくいというメリットもある。
また、第一現像ローラの現像スリーブ132aは、ドクターブレード116と対向しており、上述したように、スリーブとドクターブレード116が近接する部分で、現像剤がスリーブを摺擦し、磨耗しやすい。このため、第一現像ローラの現像スリーブ132aとして、ステンレス材を溶射して現像スリーブの外表面に凹凸を形成したものを用いることにより、第一現像スリーブの耐久性を向上させることができ、現像装置の寿命を高めることができる。
On the other hand, as described above, the first developing
Further, the developing
また、各現像スリーブ132a,132bの表面にキャリアの硬度よりも大きい硬度を有する被膜層を形成するのが好ましい。これにより、各現像スリーブの表面がキャリアにより削られのを抑制することができ、各現像ローラの耐久性をさらに向上できる。被膜層としては、汎用的に使用されているCrN、ZrN、TiN、TaCなどを用いることができる。これら、汎用的に使用されている材料で、各現像スリーブ132a,132bの表面を被覆することにより、低コストで、現像ローラの耐久性を向上できる。
Further, it is preferable to form a coating layer having a hardness larger than the hardness of the carrier on the surface of each developing
以上に説明したものは一例であり、本発明は、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
それぞれ感光体ドラム20などの潜像担持体に対向する複数の現像剤担持体間で現像剤を受け渡しながら、潜像担持体上の潜像を多段で現像する現像装置22であって、現像剤の受け渡しが行われる二つの現像剤担持体において、第二現像ローラ62などの現像剤を受ける側の現像剤担持体の現像剤搬送力を、第一現像ローラ61などの現像剤を渡す側の現像剤担持体の現像剤搬送力よりも高くした。
What has been described above is an example, and the present invention has a specific effect for each of the following aspects.
(Aspect 1)
A developing
本出願人は、上述したように、斑状の濃度ムラが発生する原因について、鋭意研究した結果、次のことが判明した。すなわち、感光体ドラム20などの潜像担持体表面移動速度の高速化に伴い、現像ローラなどの各現像剤担持体の回転速度を上げていくと、第一現像ローラ61などの受け渡し部Uで現像剤を渡す側の現像剤担持体に担持されている現像剤の移動速度も速くなる。その結果、渡す側現像剤担持体上の現像剤の一部が、受け渡し部Uよりも渡す側の現像剤担持体表面移動方向下流側まで搬送の勢いで移動し、そこで第二現像ローラ62などの受け渡し部で現像剤を受ける側の現像剤担持体に受け渡される。その結果、受け渡し部Uで受け渡しが行われた現像剤に、この受け渡し部Uよりも下流側で受け渡された現像剤が加わるため、受け渡し部Uの現像剤が過剰となり、受け渡し部Uで現像剤の滞留が発生してしまう。そして、滞留した現像剤の一部が渡す側の現像剤担持体の剤離れ部よりも上流側の磁極に引き寄せられ、受け渡し部Uで現像剤が受ける側の現像剤担持体から離れて、渡す側の現像剤担持体へ向かうような流れが発生する。その結果、このような流れが発生した部分の受ける側の現像剤担持体の現像剤量が減少し、その部分の現像能力が低下して画像濃度が低下する。受け渡し部Uで現像剤が受ける側の現像剤担持体から離れて、渡す側の現像剤担持体へ向かうような流れは、現像剤担持体軸方向でランダムに発生し、所定時間経過すると消滅する。その結果、画像に斑状の濃度ムラが発生することが判明したのである。
As described above, as a result of intensive studies on the cause of the occurrence of the uneven density of spots, the present applicant has found the following. That is, when the rotational speed of each developer carrier such as the developing roller is increased as the moving speed of the surface of the latent image carrier such as the
(態様1)は、このような背景に基づいてなされたものであり、第二現像ローラ62などの現像剤を受ける側の現像剤担持体の現像剤搬送力を、第一現像ローラ61などの現像剤を渡す側の現像剤担の現像剤搬送力よりも高くした。受ける側の現像剤担持体の現像剤搬送力を高くすることにより、現像剤が、渡す側の現像剤担持体から受ける側の現像剤担持体へ現像剤が受け渡される受け渡し部Uにおいて、受ける側の現像剤担持体の現像剤搬送力が支配的となる。これにより、渡す側の現像剤担持体から受ける側の現像剤担持体へ現像剤が受け渡される際に、現像剤の渡す側の現像剤担持体表面移動方向の勢いを、受ける側の現像剤担持体の搬送力により抑えることができる。これにより、渡す側の現像剤担持体に担持されていた現像剤が、受け渡し部Uよりも渡す側の現像剤担持体移動方向下流側へ移動するのを抑制することができる。これにより、受け渡し部Uで現像剤が滞留するのを抑制することができ、受け渡し部Uで現像剤が渡す側の現像剤担持体へ向かう流れが生じるのを抑制することができる。その結果、現像領域において、受ける側の現像剤担持体の現像剤量が低下する部分が生じるのを抑制することができ、軸方向で均一な現像を行うことができ、斑状の濃度ムラが抑制された良好な画像を得ることができる。
(Aspect 1) is made on the basis of such a background. The developer carrying force of the developer carrier on the side receiving the developer such as the second developing
(態様2)
(態様1)において、現像剤を受ける側の現像剤担持体の表面形状による現像剤搬送力を、現像剤を渡す側の表面形状による現像剤搬送力よりも高くした。
(態様2)によれば、簡単な構成で、現像剤を受ける側の現像剤担持体の現像剤搬送力を、現像剤を渡す側の現像剤搬送力よりも高くすることができる。
(Aspect 2)
In (Aspect 1), the developer conveying force due to the surface shape of the developer carrier on the developer receiving side is made higher than the developer conveying force due to the surface shape on the developer passing side.
According to (Aspect 2), with a simple configuration, the developer transport force of the developer carrier on the developer receiving side can be made higher than the developer transport force on the developer passing side.
(態様3)
(態様2)において、第二現像ローラ62などの現像剤を受ける側の現像剤担持体および第一現像ローラ61などの現像剤を渡す側の現像剤担持体の表面には、周期的な複数の溝が形成されており、現像剤を受ける側の現像剤担持体の溝数を、現像剤を渡す側の現像剤担持体の溝数よりも多くした。
(態様3)によれば、実施形態で説明したように、溝数を多くすることにより、現像剤が現像剤担持体の表面に引っ掛かりやすくなる。これにより、第一現像ローラ61などの渡す側の現像剤担持体よりも第二現像ローラ62などの受ける側の現像剤担持体の現像剤搬送力を高めることができる。
(Aspect 3)
In (Aspect 2), the surface of the developer carrier on the side receiving the developer such as the second developing
According to (Aspect 3), as described in the embodiment, the developer is easily caught on the surface of the developer carrying member by increasing the number of grooves. Thereby, the developer carrying force of the developer carrier on the receiving side such as the second developing
(態様4)
(態様2)または(態様3)において、第二現像ローラ62などの現像剤を受ける側の現像剤担持体および第一現像ローラ61などの現像剤を渡す側の現像剤担持体の表面には、周期的な複数の溝が形成されており、現像剤を受ける側の現像剤担持体の溝深さを、現像剤を渡す側の現像剤担持体の溝深さよりも深くした。
実施形態で説明したように、溝深さを深くすることでも、現像剤を現像剤担持体の表面に引っ掛かりやすくすることができる。これにより、第一現像ローラ61などの渡す側の現像剤担持体よりも第二現像ローラ62などの受ける側の現像剤担持体の現像剤搬送力を高めることができる。
(Aspect 4)
In (Aspect 2) or (Aspect 3), the developer carrier on the side that receives the developer such as the second developing
As described in the embodiment, the developer can be easily caught on the surface of the developer carrier by increasing the depth of the groove. Thereby, the developer carrying force of the developer carrier on the receiving side such as the second developing
(態様5)
(態様2)乃至(態様4)いずれかにおいて、第二現像ローラ62などの現像剤を受ける側の現像剤担持体の表面粗さを、第一現像ローラ61などの現像剤を受ける側の現像剤担持体の表面粗さよりも粗くした。
実施形態で説明したように、表面粗さを粗くすることでも、現像剤を現像剤担持体の表面に引っ掛かりやすくすることができる。これにより、第一現像ローラ61などの渡す側の現像剤担持体よりも第二現像ローラ62などの受ける側の現像剤担持体の現像剤搬送力を高めることができる。
(Aspect 5)
In any one of (Aspect 2) to (Aspect 4), the surface roughness of the developer carrier on the side receiving the developer such as the second developing
As described in the embodiment, the developer can be easily caught on the surface of the developer carrier by increasing the surface roughness. Thereby, the developer carrying force of the developer carrier on the receiving side such as the second developing
(態様6)
(態様1)乃至(態様5)いずれかにおいて、現像剤の受け渡しが行われる箇所における第一現像ローラ61などの現像剤を渡す側の現像剤担持体の磁極(受け渡し磁極S1)と、第二現像ローラ62などの現像剤を受ける側の現像剤担持体の磁極(受け取り磁極N2)とを互いに異ならせた。
(態様6)によれば、実施形態で説明したように、受け取り部Uで、現像剤を拘束する磁力を発生することができる。これにより、第一現像ローラ61などの渡す側の現像剤担持体上の現像剤の搬送の勢いを、上記磁力により弱めることができる。その結果、渡す側の現像剤担持体上の現像剤が、受け渡し部Uより渡す側の現像剤担持体表面移動方向下流側へ移動するのを抑制することができる。
(Aspect 6)
In any one of (Aspect 1) to (Aspect 5), the magnetic pole (delivery magnetic pole S1) of the developer carrier on the developer delivery side, such as the first developing
According to (Aspect 6), as described in the embodiment, the receiving unit U can generate a magnetic force that restrains the developer. As a result, the momentum of the developer transport on the developer carrier on the passing side such as the first developing
(態様7)
潜像を担持する感光体ドラム20などの潜像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像装置22などの現像手段とを備えた画像形成装置であって、現像手段として、(態様1)乃至(態様6)のいずれかの現像装置を用いた。
(態様7)によれば、画像形成速度を高速化させても、斑状の濃度ムラを抑えた良好な画像を得ることができる。
(Aspect 7)
An image forming apparatus including a latent image carrier such as a
According to (Aspect 7), even if the image forming speed is increased, a good image with suppressed uneven density can be obtained.
(態様8)
潜像を担持する感光体ドラム20などの潜像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像装置22などの現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも潜像担持体と該現像手段とを1つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にした画像形成ユニット3などのプロセスカートリッジにおいて、現像手段として、(態様1)乃至(態様6)いずれかの現像装置を用いた。
(態様8)によれば、画像形成速度を高速化させても、斑状の濃度ムラを抑えた良好な画像を得ることができるプロセスカートリッジを提供することができる。
(Aspect 8)
At least the latent image carrier and the development in an image forming apparatus comprising a latent image carrier such as a
According to (Aspect 8), it is possible to provide a process cartridge capable of obtaining a good image in which uneven density unevenness is suppressed even when the image forming speed is increased.
3:画像形成ユニット
20:感光体ドラム
22:現像装置
61:第一現像ローラ
62:第二現像ローラ
66:ドクターブレード
108:感光体ドラム
113:現像装置
115a:第一現像ローラ
115b:第二現像ローラ
116:ドクターブレード
3: image forming unit 20: photosensitive drum 22: developing device 61: first developing roller 62: second developing roller 66: doctor blade 108: photosensitive drum 113: developing device 115a: first developing
Claims (8)
現像剤の受け渡しが行われる二つの現像剤担持体において、現像剤を受ける側の現像剤担持体の現像剤搬送力を、現像剤を渡す側の現像剤担持体の現像剤搬送力よりも高くしたことを特徴とする現像装置。 A developing device that develops the latent image on the latent image carrier in multiple stages while delivering the developer between a plurality of developer carriers each facing the latent image carrier,
In the two developer carriers to which the developer is transferred, the developer carrying force of the developer carrier on the developer receiving side is higher than the developer carrying force of the developer carrier on the developer passing side. A developing device characterized by that.
上記現像剤を受ける側の現像剤担持体の表面形状による現像剤搬送力を、上記現像剤を渡す側の表面形状による現像剤搬送力よりも高くしたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
A developing device characterized in that a developer conveying force due to the surface shape of the developer carrying member on the developer receiving side is higher than a developer conveying force due to the surface shape on the developer passing side.
上記現像剤を受ける側の現像剤担持体および上記現像剤を渡す側の現像剤担持体の表面には、周期的な複数の溝が形成されており、
上記現像剤を受ける側の現像剤担持体の溝数を、上記現像剤を渡す側の現像剤担持体の溝数よりも多くしたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2,
A plurality of periodic grooves are formed on the surface of the developer carrier on the side receiving the developer and the developer carrier on the side passing the developer,
A developing device characterized in that the number of grooves on the developer carrier on the developer receiving side is greater than the number of grooves on the developer carrier on the developer passing side.
上記現像剤を受ける側の現像剤担持体および上記現像剤を渡す側の現像剤担持体の表面には、周期的な複数の溝が形成されており、
上記現像剤を受ける側の現像剤担持体の溝深さを、上記現像剤を渡す側の現像剤担持体の溝深さよりも深くしたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein
A plurality of periodic grooves are formed on the surface of the developer carrier on the side receiving the developer and the developer carrier on the side passing the developer,
2. A developing device according to claim 1, wherein a groove depth of the developer carrier on the developer receiving side is made deeper than a groove depth of the developer carrier on the developer passing side.
上記現像剤を受ける側の現像剤担持体の表面粗さを、上記現像剤を受ける側の現像剤担持体の表面粗さよりも粗くしたことを特徴と現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein
A developing device characterized in that the surface roughness of the developer carrier on the side receiving the developer is made rougher than the surface roughness of the developer carrier on the side receiving the developer.
現像剤の受け渡しが行われる箇所における上記現像剤を渡す側の現像剤担持体の磁極と、上記現像剤を受ける側の現像剤担持体の磁極とを互いに異ならせたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 5,
A developing device characterized in that a magnetic pole of a developer carrying body on the developer delivery side and a magnetic pole of a developer carrying body on the side receiving the developer are made different from each other in a place where the developer is delivered .
該現像手段として、請求項1乃至6のいずれかに記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: a latent image carrier that carries a latent image; and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier.
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1 as the developing means.
上記現像手段として、請求項1乃至6いずれかに記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 In an image forming apparatus comprising a latent image carrier that carries a latent image and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier, at least the latent image carrier and the developing unit are shared as one unit. In the process cartridge that is held by the holding body and is detachable from the image forming apparatus main body,
A process cartridge using the developing device according to claim 1 as the developing means.
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