JP2021026213A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device and an image forming device.
従来、内部に磁界発生手段を備え、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を担持し回転によって現像領域へ搬送する現像剤担持体を有する現像装置が知られている。
例えば、特許文献1には、この種の現像装置であって、現像剤規制部材と、現像剤供給搬送路と、現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を、現像剤供給搬送路における現像剤担持体側の側壁上端との間に確保しつつ、現像剤規制部材によって通過を阻止された現像剤が現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材とを有するものが記載されている。そして、前記磁界発生手段が備える、前記側壁上端を超えて現像剤を汲み上げるための汲み上げ磁極の法線方向の磁束密度のピーク位置を、上記供給通路の下端よりも下方に配置することで、次の目的が達成できるとされている。規制滞留現像剤と現像剤供給搬送路から汲み上げられた他の現像剤との混ざり具合が不十分な状態の現像剤(以下、混ざり具合不十分な現像剤という。)の層が現像領域に送り込まれる事態の発生を抑制して、画像濃度ムラによる画質劣化を抑制するという目的である。
Conventionally, there is known a developing apparatus having a magnetic field generating means inside and having a developing agent carrier that carries a developing agent containing toner and a magnetic carrier and conveys it to a developing region by rotation.
For example,
ところが、従来の現像装置では、前記現像剤担持体の回転軸方向に対して直交する方向の前記供給通路の幅の設定によっては、現像剤の供給量が不足したり、混ざり具合不十分な現像剤が現像領域に送り込まれたりして画像濃度ムラを抑制し切れないという課題が残されていた。 However, in a conventional developing apparatus, the amount of the developing agent supplied may be insufficient or the mixing condition may be insufficient depending on the width of the supply passage in the direction orthogonal to the rotation axis direction of the developing agent carrier. There remains a problem that the agent is sent to the developing area and the image density unevenness cannot be completely suppressed.
上述した課題を解決するために、本発明は、内部に磁界発生手段を備え、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を担持し回転によって現像領域へ搬送する現像剤担持体と、現像剤規制部材と、現像剤供給搬送路と、前記現像剤供給搬送路内の現像剤を前記現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を、前記現像剤供給搬送路における前記現像剤担持体側の側壁上端との間に確保しつつ、前記現像剤規制部材によって通過を阻止された現像剤が前記現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材とを有する現像装置であって、前記現像剤担持体の回転軸方向に対して直交する方向の前記供給通路の幅を前記現像剤担持体の外径周長の7%以上、10%未満としたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a developer carrier having a magnetic field generating means inside, carrying a developer containing a toner and a magnetic carrier and transporting the developer to a developing region by rotation, and a developer regulating member. The developer supply transport path and the supply passage for passing the developer in the developer supply transport path to the developer carrier side are connected to the upper end of the side wall of the developer supply transport path on the developer support side. A developing apparatus having a developing device that prevents the developer blocked by the developer restricting member from moving to the surface side of the developing agent carrier while securing the space between the developing apparatus. The width of the supply passage in a direction orthogonal to the rotation axis direction of the body is set to 7% or more and less than 10% of the outer diameter peripheral length of the developer carrier.
本発明によれば、現像剤の供給量不足や、混ざり具合不十分な現像剤が現像領域へ送り込まれることによる画像濃度ムラを従来に比して良好に抑制できる。 According to the present invention, it is possible to satisfactorily suppress image density unevenness due to insufficient supply of the developing agent and insufficient mixing of the developing agent being sent to the developing region as compared with the conventional case.
以下、本発明を適用した現像装置を備えた画像形成装置として、電子写真方式によって画像を形成するプリンタの一実施形態について説明する。以下に説明する実施形態に係るプリンタは、あくまでも本発明を適用した画像形成装置の一例である。本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a printer that forms an image by an electrophotographic method as an image forming apparatus provided with a developing apparatus to which the present invention is applied will be described. The printer according to the embodiment described below is merely an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The present invention is not limited thereto.
図1は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。実施形態に係るプリンタは、像担持体としてのドラム状の感光体1を備えている。この感光体1は、駆動手段によって図中矢印Aで示す方向(時計回り)に回転駆動される。この感光体1の周囲に、一様帯電処理手段としての帯電装置2、現像装置3、転写装置4、クリーニング装置5、除電装置6が配設されている。感光体1の下方にレジストローラ対7、感光体1の上方に光書込装置8などを備えている。また、給紙カセット30、給紙ローラ31、定着装置32、排紙路33、排紙ローラ対34、排紙トレイ35なども備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a printer according to an embodiment. The printer according to the embodiment includes a drum-
ドラム状の感光体1は、帯電装置2によって一様帯電せしめられる。この感光体1の表面に対し、光書込装置8から発せられる書込光Lによって光走査がなされる。感光体1の全域のうち、光走査によって書込光Lが照射された領域は、電位を減衰させて静電潜像を担持する。
The drum-
そして、感光体1の回転駆動に伴って静電潜像は現像装置3との対向位置に進入する。現像装置3は、自らと感光体1との対向領域である現像領域で感光体1の静電潜像に対してトナーを付着させることで、静電潜像を現像してトナー像を得る。このようにして現像されたトナー像は、感光体1の回転駆動に伴って、感光体1と転写装置4とが対向する転写部に進入する。
Then, as the
一方、プリンタ本体には、給紙カセット30が装着されている。給紙カセット30に収容されているシート束における一番上の転写体としての記録シートPには、給紙ローラ31が当接している。給紙路の末端付近には、レジストローラ対7が配設されている。レジストローラ対7は、記録シートPを感光体1と転写装置4との対向部である転写部に向けて送り出す。
On the other hand, the
転写装置4は、転写部に送り込まれてきた記録シートPと感光体1の静電潜像との間に、トナーを感光体1側から記録シートP側に静電移動させる転写電界を形成する。転写部に送り込まれてきた記録シートPの表面には、転写電界の作用により、感光体1上のトナー像が転写される。
The
転写部を通り過ぎた記録シートPは、定着装置32に送られる。定着装置32に送り込まれた記録シートPは、定着ニップ内で加熱及び加圧されることで、表面上のトナー像が定着せしめられる。
The recording sheet P that has passed the transfer unit is sent to the
一方、転写部を通り過ぎた感光体1表面は、クリーニング装置5との対向位置に進入する。クリーニング装置5は、クリーニング部材を具備している。感光体1の表面に付着している転写残トナーをクリーニング部材によって感光体1の表面から掻き取る。その後、感光体1の表面は一様除電装置6で除電される。除電された感光体1の表面は、帯電装置2によって再び一様帯電せしめられて次の潜像形成に備える。
On the other hand, the surface of the
定着装置32を通過した記録シートPは、排紙路33と、排紙ローラ対34の排紙ニップとを経由して機外へと排出される。そして、機外に設けられた排紙トレイ35上にスタックされる。
The recording sheet P that has passed through the
図2は現像装置3の拡大図である。図1とは紙面反対側から見た図である。この現像装置3の基本構成は特許文献1に記載の現像装置と同じである。すなわち、内部に磁界発生手段としての非回転のマグネットローラ12aを備えていて、マグネットローラ12aが発生させる磁気力によりトナー及び磁性キャリアを含む現像剤を表面上に担持して回転することにより感光体1の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体としての現像ローラ12を備えている。現像ローラ12の現像スリーブは矢印B(図中時計回り)で示すように回転される。
FIG. 2 is an enlarged view of the developing device 3. FIG. 1 is a view seen from the opposite side of the paper. The basic configuration of the developing device 3 is the same as that of the developing device described in
また、現像ローラ12の表面上に担持された現像剤が通過することで現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを現像ローラ12の表面との間に形成する現像剤規制部材としてのドクタブレード13を備えている。
Further, a developer that forms a regulation gap between the surface of the developing
また、現像ローラ12の表面に隣接して配置され、現像ローラ12の表面上に供給される現像剤を現像剤供給搬送部材として搬送スクリュー部材14により現像ローラ12の回転軸方向に沿って搬送するとともに、規制ギャップの通過をドクタブレード13によって阻止され図中矢印Cで示すように落下してきた現像剤を回収する現像剤供給搬送路15を備えている。
Further, the developer arranged adjacent to the surface of the developing
現像ローラ12内のマグネットローラ12aは、少なくとも、現像剤供給搬送路15における現像ローラ12側の側壁上端(供給通路の下端)24を超えて現像剤供給搬送路15内の現像剤を現像ローラ12側に引き寄せて現像ローラ12の表面に汲み上げるための汲み上げ磁気力を発生させる汲み上げ磁極S2と、規制ギャップを通過する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N2とを備える。汲み上げ磁極S2及び規制磁極N2は、現像ローラ表面移動方向で互いに隣接していて、かつ、互いに逆極性である。これに加えて、現像領域には現像主極N1、搬送磁極S1、S3も備えられている。
The
現像ローラ12の下方の搬送磁極S3と汲み上げ磁極S2は同磁性であり、この間の現像ローラ表面から現像剤が離脱し下方の現像剤回収路28に落下するようになっている。現像剤回収路28には搬送スクリュー部材29が収容されている。この現像剤回収路28内と、現像剤供給搬送路15内とでは現像ローラ軸方向で互いに逆方向に現像剤が搬送され、端部で連絡されて現像剤循環路を形成している。現像剤回収路28にはトナー補給装置から適宜トナーが補給される。
The lower conveying magnetic pole S3 and the pumping magnetic pole S2 of the developing
そして、現像剤供給搬送路15の側壁上端(供給通路の下端)24との間に、少なくとも現像領域の現像ローラ回転軸方向全域にわたって現像剤供給搬送路15内の現像剤を、図中矢印Dで示すように現像ローラ12側へ通過させるための供給通路20を確保しつつ、ドクタブレード13によって規制ギャップの通過を阻止された現像剤が規制磁気力の磁力線に沿って現像ローラ12の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材21を備えている。
Then, between the upper end of the side wall (lower end of the supply passage) 24 of the developer
図2で示すように供給通路20の下端24は、側壁上端と一致する。また、供給通路20の上端22は阻止部材21の下端と一致する。そして、この供給通路20の現像ローラ12の回転軸方向に対して直交する方向の幅Wは現像ローラ12の外径周長の7%以上、10%未満とする。外径周長の7%以上とすることで現像剤が十分に供給されるようにする。外径周長の10%未満とすることで搬送スクリュー部材14内部上側の密度の低い、良く混ざっていない現像剤を汲み上げないようにしている。
As shown in FIG. 2, the
また、図3に示すように、供給通路20の上端22を、搬送スクリュー部材14の外径の上端23の高さよりも低い位置とする。これにより、搬送スクリュー部材14の上側の密度の低い、良く混ざっていない現像剤の汲み上げをより防止することができ、よりムラの発生を防止できる。また、供給通路20の下端24を、搬送スクリュー部材14の回転中心25よりも上方に位置させる。これにより、搬送スクリュー部材14の羽根により密度ムラができている現像剤供給搬送路15下側の現像剤の汲み上げを防止することができ、搬送スクリュー部材14の羽根による現像剤密度ムラに起因するムラ(オーガスジ)の発生を防止できる。
Further, as shown in FIG. 3, the
また、図4に示すように、現像ローラ12の汲み上げ磁極(S2)26の法線方向の磁束密度のピーク位置を、現像ローラ12の回転中心27と搬送スクリュー部材14の回転中心25を結ぶ線L1より現像剤搬送方向上流にする。且つ、供給通路20の下端24を汲み上げ磁極26の中心(中心27から汲み上げ磁極26の法線方向の磁束密度のピーク位置方向への直線)よりも現像ローラ12回転方向下流側に位置するようにする。これらにより、現像ローラ12の回転中心27と搬送スクリュー部材14の回転中心25を結ぶ線、即ち、搬送スクリュー部材14の羽根が最も現像剤供給部に近くなる部分からの現像剤の汲み上げを防止することで、搬送スクリュー部材14の羽根の先端によって現像剤の密度にピッチ状のムラができている部分の現像剤の汲み上げを防止することができ、搬送スクリュー部材14の羽根のピッチに起因するムラ(オーガスジ)の発生を防止できる。
Further, as shown in FIG. 4, the peak position of the magnetic flux density in the normal direction of the pumping magnetic pole (S2) 26 of the developing
表1は、供給通路20の幅Wの現像ローラ12の外径周長に対する比率(%)と画像濃度むらの状態との実験結果を示すものである。6%では、スクリューピッチムラが発生した。10%では画像濃度むらが発生した。
表2は、供給通路20の幅Wの現像ローラ12の外径周長に対する比率(%)に加え、阻止部材21の幅(現像ローラ12の回転軸方向に対して直交する方向の幅Y、図5参照)の現像ローラ12の外径周長に対する比率(%)を異ならせた場合の、画像濃度むらの状態の実験結果を示すものである。
この表2でも、表1と同様に、スクリュウピッチムラについては、供給通路の幅の適正範囲が存在する。具体的には、5.3%以下と、10.7%以上とでスクリュウピッチムラが発生することが確認された。このことから、スクリュウピッチムラ防止のためには、6.4%以上、かつ、10%以下の範囲が望ましい。そして、供給通路20の幅や阻止部材21の幅によっては、まだら状の画像濃度ムラである「もやムラ」が発生することが判明した。これは、スクリュウピッチムラほどではないが画質を劣化させる。すなわち、スクリュウピッチムラ防止の観点からは適正な供給通路20の幅である、6.4%以上、かつ、10%以下の範囲でも、阻止部材21の幅が小さすぎる場合、具体的には3.2%以下では、「もやムラ」が発生した。また、供給通路20の幅が小さすぎる場合、具体的には5.3%以下では、阻止部材21の幅が6.4%あるいは8.5%でも「もやムラ」が発生した。
In Table 2 as well, as in Table 1, there is an appropriate range of the width of the supply passage for screw pitch unevenness. Specifically, it was confirmed that screw pitch unevenness occurred at 5.3% or less and 10.7% or more. From this, in order to prevent screw pitch unevenness, it is desirable that the range is 6.4% or more and 10% or less. Then, it was found that "haze unevenness", which is a mottled image density unevenness, occurs depending on the width of the
「もやムラ」の原因について鋭意研究したところ次のことが分かった。高温高湿環境などで現像剤の流動性が低下したときに供給通路20を通過して現像ローラ12に供給される現像剤の量が少なくなり、現像ローラ12上の現像剤が不足する。すると、現像ローラ12の磁力により阻止部材21の上側を乗り越えるように現像剤供給搬送路15から現像剤を吸い寄せてしまい、ドクタブレード13によって規制ギャップ追加を阻止された現像剤が現像剤供給搬送路15に戻る動きが制限されてしまう。
After diligent research on the cause of "mist unevenness", the following was found. When the fluidity of the developer decreases in a high temperature and high humidity environment, the amount of the developer supplied to the developing
図5(a)は正常な状態の現像剤移動の説明図、図5(b)は阻止部材21の上側を乗り越えるように現像剤供給搬送路15から現像剤が吸い寄せられたときの現像剤移動の説明図である。これらの図では現像剤供給搬送路15と現像剤回収路28のうち現像剤供給搬送路15のみを図示している。阻止部材21の上側を乗り越えるように現像剤供給搬送路15から吸い寄せられる現像剤の移動を矢印Eで示している。符号Gはドクタブレード13によって規制ギャップ追加を阻止された現像剤の滞留領域を示す。
FIG. 5A is an explanatory view of the movement of the developer in a normal state, and FIG. 5B shows the movement of the developer when the developer is sucked from the developer
滞留領域Gで滞留した現像剤のトナーは帯電量の高く、現像剤供給搬送路15からくみ上げられたばかりの現像剤のトナーは帯電量の低い。これらがまざりながらドクタブレード13を通過するので、混ざり方のむらで「もやムラ」の画像濃度ムラが発生していたのである。阻止部材21の上側を乗り越えるように現像剤供給搬送路15から吸い寄せられる現像剤の移動(図5(b)矢印E)は、供給通路20の幅が小さいほど、また、阻止部材21の上端位置が低いほど発生し易い。
The developer toner retained in the retention region G has a high charge amount, and the developer toner freshly pumped from the developer
表2において、スクリュウピッチムラ防止の観点からは適正な供給通路20の幅である、6.0%以上、かつ、10%以下の範囲でも、阻止部材の幅が大きすぎる場合、具体的には13.8%以上では、経時で白スジの異常画像が発生した。図6に示すように、阻止部材の上端が高すぎ、滞留領域Gの現像剤が現像剤供給搬送路15に環流できずに固化したためであった。阻止部材の幅を11%以下、好ましくは10%以下にすることで滞留領域Gの現像剤の現像剤供給搬送路15への環流が阻害されないようにできる。
In Table 2, if the width of the blocking member is too large even in the range of 6.0% or more and 10% or less, which is an appropriate width of the
なお、表2の右上のスクリューピッチの画像不良は、阻止部材21の上端位置が高く、かつ、供給通路20の幅が小さくて現像剤供給量が少ないことで発生している。表2の左下のスクリューピッチの画像不良は、供給通路20の上端位置が高すぎ、滞留領域Gから阻止部材21の上側を通過して現像剤供給搬送路15上方に至った現像剤がそのまま供給通路20内に入り込んでしまって現像ローラ12に担持されてしまう。つまり、ドクタブレード13で通過を阻止された現像剤が現像ローラ12の表面側へ移動するのを阻止するという阻止部材21の本来の機能が十分に発揮できなくなっているために発生していると考えられる。
The image defect of the screw pitch on the upper right of Table 2 occurs because the upper end position of the blocking
以上、表2の結果から、スクリュウピッチムラと「もやムラ」の両方を防止するには、供給通路の幅が6%以上、10%以下、かつ、阻止部材の幅が6%以上、11%以下(さらに好ましくは、6%以上、10%以下)の範囲が好適である。 From the results shown in Table 2, in order to prevent both screw pitch unevenness and "haze unevenness", the width of the supply passage is 6% or more and 10% or less, and the width of the blocking member is 6% or more, 11 The range of% or less (more preferably 6% or more and 10% or less) is preferable.
1 :感光体
2 :帯電装置
3 :現像装置
4 :転写装置
5 :クリーニング装置
6 :除電装置
7 :レジストローラ対
8 :光書込装置
12 :現像ローラ
12a :マグネットローラ
13 :ドクタブレード
14 :搬送スクリュー部材
15 :現像剤供給搬送路
20 :供給通路
21 :阻止部材
32 :定着装置
23 :上端
24 :側壁上端
25 :回転中心
26 :汲み上げ磁極
27 :回転中心
28 :現像剤回収路
29 :搬送スクリュー部材
30 :給紙カセット
31 :給紙ローラ
32 :定着装置
33 :排紙路
34 :排紙ローラ対
35 :排紙トレイ
N1 :現像主極
N2 :規制磁極
S1 :搬送磁極
S2 :汲み上げ磁極
S3 :搬送磁極
1: Photoreceptor 2: Charging device 3: Developing device 4: Transfer device 5: Cleaning device 6: Static elimination device 7: Resist roller pair 8: Optical writing device 12: Developing
Claims (7)
現像剤規制部材と、
現像剤供給搬送路と、
前記現像剤供給搬送路内の現像剤を前記現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を、前記現像剤供給搬送路における前記現像剤担持体側の側壁上端との間に確保しつつ、前記現像剤規制部材によって通過を阻止された現像剤が前記現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材とを有する現像装置であって、
前記現像剤担持体の回転軸方向に対して直交する方向の前記供給通路の幅を前記現像剤担持体の外径周長の7%以上、10%未満としたことを特徴とする現像装置。 A developer carrier having a magnetic field generating means inside, carrying a developer containing toner and a magnetic carrier, and transporting the developer to the developing region by rotation.
Developer control member and
Developer supply transport path and
The development while securing a supply passage for passing the developer in the developer supply transport path to the developer carrier side with the upper end of the side wall on the developer carrier side in the developer supply transport path. A developing apparatus having a developing device that prevents the developer blocked from passing by the agent regulating member from moving to the surface side of the developer carrier.
A developing apparatus characterized in that the width of the supply passage in a direction orthogonal to the rotation axis direction of the developer carrier is 7% or more and less than 10% of the outer diameter peripheral length of the developer carrier.
現像剤規制部材と、
現像剤供給搬送路と、
前記現像剤供給搬送路内の現像剤を前記現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を、前記現像剤供給搬送路における前記現像剤担持体側の側壁上端との間に確保しつつ、前記現像剤規制部材によって通過を阻止された現像剤が前記現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材とを有する現像装置であって、
前記現像剤担持体の回転軸方向に対して直交する方向の前記供給通路の幅を前記現像剤担持体の外径周長の6%以上、10%以下とし、
前記現像剤担持体の回転軸方向に対して直交する方向の前記阻止部材の幅を前記現像剤担持体の外径周長の6%以上、11%以下としたことを特徴とする現像装置。 A developer carrier having a magnetic field generating means inside, carrying a developer containing toner and a magnetic carrier, and transporting the developer to the developing region by rotation.
Developer control member and
Developer supply transport path and
The development while securing a supply passage for passing the developer in the developer supply transport path to the developer carrier side with the upper end of the side wall on the developer carrier side in the developer supply transport path. A developing apparatus having a developing device that prevents the developer blocked from passing by the agent regulating member from moving to the surface side of the developer carrier.
The width of the supply passage in the direction orthogonal to the rotation axis direction of the developer carrier is set to 6% or more and 10% or less of the outer diameter peripheral length of the developer carrier.
A developing apparatus characterized in that the width of the blocking member in a direction orthogonal to the rotation axis direction of the developer carrier is 6% or more and 11% or less of the outer diameter peripheral length of the developer carrier.
Priority Applications (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019140512 | 2019-07-31 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2021026213A true JP2021026213A (en) | 2021-02-22 |
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