JP2023013157A - developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置に適用される現像装置に関する。 The present invention relates to a developing device applied to an image forming apparatus using an electrophotographic method or an electrostatic recording method.
電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置では、通常、トナーと磁性体のキャリアからなる現像剤が使用される。現像装置では、現像剤がマグネットを有する現像剤担持体に担持された後、現像剤の担持厚さを規制する規制部材によって所望量の現像剤の量に規制され、現像剤担持体の回転運動によって像担持体と現像剤担持体とが対向する画像形成領域へと搬送される。このような現像装置では、現像剤が規制部材から画像形成領域まで搬送される間、現像剤担持体の回転運動によりトナーがキャリアから遊離し、トナーが帯電装置等の現像装置外へ飛散する虞がある。そこで、トナーの飛散を防止するために、規制部材から画像形成領域に至る間を現像剤担持体に対向して配置された対向部材で覆う構成が採用されている。更に、この対向部材には、可撓性のシート状のシール部材が取り付けられていることが多い。シール部材は、ウレタンゴム等からなり、先端を現像剤担持体上の現像剤や像担持体に当接させる構成であることが多い。 An image forming apparatus using an electrophotographic method or an electrostatic recording method normally uses a developer composed of a toner and a magnetic carrier. In the developing device, after the developer is carried on a developer carrying member having a magnet, the amount of developer is regulated to a desired amount by a regulating member for regulating the carrying thickness of the developer, and the developer carrying member rotates. is conveyed to an image forming area where the image carrier and the developer carrier face each other. In such a developing device, while the developer is conveyed from the regulating member to the image forming area, the toner may be separated from the carrier due to the rotational motion of the developer carrier, and the toner may scatter outside the developing device such as the charging device. There is Therefore, in order to prevent the scattering of toner, a configuration is employed in which the area from the regulating member to the image forming area is covered with a facing member arranged to face the developer carrying member. Further, a flexible sheet-like sealing member is often attached to the facing member. The seal member is made of urethane rubber or the like, and often has a structure in which the tip is brought into contact with the developer on the developer carrier or the image carrier.
しかしながら、従来の現像装置では、現像剤担持体の回転運動によって発生した気流がシール部材によって回転方向に流れることを抑制されるため、現像剤担持体の回転軸線方向の両端部の開口部へ流れてしまうことがあった。このような回転軸線方向の両端部の開口部へ流れる気流に乗って、トナーが現像装置外に飛散する可能性があるという課題があった。これを解決するために、先端を現像剤担持体上の現像剤に当接させる第1シール部材と、先端を像担持体に当接させる第2シール部材を設けた現像装置において、2枚のシール部材の間の両端部に封止部材を設ける構成が提案されている(特許文献1参照)。この現像装置では、現像剤担持体の回転運動によって発生した気流が第1シール部材と第2シール部材の間の回転軸線方向の両端部の開口部へと流れ、その気流に乗ったトナーが現像装置外に飛散することを抑制するようにしている。 However, in the conventional developing device, the airflow generated by the rotational motion of the developer carrier is suppressed by the seal member from flowing in the rotational direction, so that the airflow flows into the openings at both ends of the developer carrier in the rotation axis direction. There was a time when I was lost. There is a problem that the toner may be scattered outside the developing device by the airflow flowing to the openings at both ends in the rotation axis direction. In order to solve this problem, in a developing device provided with a first sealing member whose leading end is brought into contact with the developer on the developer carrier and a second sealing member whose leading end is brought into contact with the image carrier, two seals are provided. A configuration has been proposed in which sealing members are provided at both ends between the sealing members (see Patent Document 1). In this developing device, the airflow generated by the rotational movement of the developer carrying member flows into the openings at both ends in the rotation axis direction between the first seal member and the second seal member, and the toner carried by the airflow develops. He is trying to suppress scattering to the outside of the device.
しかしながら、特許文献1に記載の現像装置では、現像剤担持体が現像剤を担持したときに、現像剤によってシール部材が持ち上げられる。このとき、回転軸線方向の両端部の現像剤が担持されない非担持領域では、現像剤担持体とシール部材との間に隙間が発生し開口部を形成してしまう。そのため、現像剤担持体の回転運動によって発生した空気の流れが、非担持領域に形成された開口部へと流れ、キャリアから遊離したトナーがその気流に乗って非担持領域の開口部から飛散する虞がある。飛散したトナーは、回転軸線方向の両端部に設けられた封止部材に蓄積し、蓄積したトナーが落下して、画像汚れなどが発生する虞があるという課題があった。
However, in the developing device disclosed in
本発明は、現像剤担持体の非担持領域において現像剤担持体とシール部材との間に形成された開口部からトナーが気流に乗って飛散することを抑制可能な現像装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a developing device capable of suppressing scattering of toner by an air current from an opening formed between a developer carrier and a seal member in a non-carrying region of the developer carrier. aim.
本発明の現像装置は、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、像担持体に形成された静電像を現像する現像位置に向けて現像剤を担持搬送する回転可能な現像剤担持体であって、前記現像剤担持体の現像剤搬送能力の在る領域である担持領域と、前記現像剤担持体の現像剤搬送能力の無い領域である非担持領域とを有する現像剤担持体と、前記担持領域に担持される現像剤の量を規制する規制部と、前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記規制部よりも下流且つ前記現像位置よりも上流において、前記現像剤担持体に対向して配置された対向部と、前記担持領域に担持された現像剤に接触するように前記担持領域及び前記非担持領域に対向して設けられた可撓性のシール部と、前記シール部と前記非担持領域との間に挟持されるように前記シール部に設けられた封止部材と、を備えることを特徴とする。 The developing device of the present invention includes a developing container containing a developer containing toner and carrier, and a rotatable developer carrying and conveying the developer toward a developing position where an electrostatic image formed on an image carrier is developed. A developer carrying member comprising a carrying area which is an area where the developer carrying ability of the developer carrying member exists and a non-carrying area which is an area where the developer carrying ability of the developer carrying member does not have the developer carrying ability. a regulating portion for regulating the amount of developer carried on the carrying area; and a developer carrying member downstream of the regulating portion and upstream of the developing position with respect to the rotational direction of the developer carrying member. a facing portion arranged to face the body; a flexible sealing portion provided facing the carrying region and the non-carrying region so as to come into contact with the developer carried on the carrying region; and a sealing member provided in the seal portion so as to be sandwiched between the seal portion and the non-carrying region.
本発明によれば、現像剤担持体の非担持領域において現像剤担持体とシール部材との間に形成された開口部からトナーが気流に乗って飛散することを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress scattering of toner by an air current from the opening formed between the developer carrier and the seal member in the non-carrying region of the developer carrier.
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態を、図1~図4を参照しながら詳細に説明する。まず、本実施形態の画像形成装置1の概略構成について、図1を用いて説明する。本実施形態では、画像形成装置1は電子写真方式であり、像担持体に形成された静電潜像に対して現像装置から帯電したトナーを供給し可視像化した後、可視像化したトナー像を紙に転写し、熱と圧を加え紙にトナー像を定着させ、永久画像として出力する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. First, a schematic configuration of the
[画像形成装置]
図1は、本実施形態に係る画像形成装置1の構成を示す概略図である。画像形成装置1は、中間転写ベルト44に沿って画像形成部PY、PM、PC、PKを配列したタンデム型中間転写方式の画像形成エンジンを備えたフルカラープリンタである。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材(以下、シートSと略称する)が挙げられる。
[Image forming apparatus]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an
各画像形成部PY~PKは、電子写真式の画像形成ユニットであり、電子写真プロセスを実行することでトナー像を形成する。即ち、画像形成部PYは、感光体である感光ドラム51の表面を帯電装置52によって一様に帯電させ、レーザースキャナ42が照射するレーザ光によってドラム表面に静電潜像を書き込む。この静電潜像は、現像装置20から供給されるトナーによって現像され、イエローのトナー像が可視化される。現像装置20については、後述する。
Each of the image forming units PY to PK is an electrophotographic image forming unit, and forms a toner image by executing an electrophotographic process. That is, the image forming unit PY uniformly charges the surface of the
同様のプロセスは他の画像形成部PM,PC,PKにおいても並行して進められ、マゼンタ・シアン・ブラックの各色のトナー像が形成される。各画像形成部PY~PKの構成は、現像に用いられるトナーの色を除いて実質的に同じであるため、説明を省略する。各画像形成部PY~PKの感光ドラム51に担持されたトナー像は、一次転写ローラ47により、一次転写部において中間転写ベルト44に一次転写される。中間転写ベルト44に転写されずに感光ドラム51に残った転写残トナー等の付着物は、ドラムクリーナ53によって除去される。
A similar process is carried out in parallel in the other image forming units PM, PC, and PK to form magenta, cyan, and black toner images. The configuration of each of the image forming units PY to PK is substantially the same except for the color of the toner used for development, so description thereof will be omitted. The toner images carried on the
中間転写体としての中間転写ベルト44は、テンションローラ44a、二次転写内ローラ45a及び駆動ローラ44dに巻き回され、駆動ローラ44dにより、感光ドラム51の回転方向R1に連れ回る回転方向R2に搬送される。中間転写ベルト44を挟んで二次転写内ローラ45aに対向する位置には二次転写外ローラ45bが配置され、二次転写外ローラ45bと中間転写ベルト44との間のニップ部として二次転写部45が形成されている。二次転写部45には、カセット又はトレイ等からシートSが1枚ずつ給送される。中間転写ベルト44に担持されたトナー像は、二次転写部45に形成されるバイアス電界により、シートSへと二次転写される。シートSに転写されずに中間転写ベルト44に残った転写残トナー等の付着物は、ベルトクリーナ43によって除去される。
An
その後、シートSは定着装置46へ搬送される。定着装置46は、シートSを挟持して搬送する回転体対と、ハロゲンランプ等の熱源とを有し、シートSを搬送しながらトナー像を加熱及び加圧する。これにより、トナー粒子が溶融し、その後固着することで、シートSに定着した画像が得られる。定着装置46を通過したシートSは、画像形成装置1の外部へ排出される。
After that, the sheet S is conveyed to the
各画像形成部PY~PKの現像装置20には、補給装置41が接続される。補給装置41は、補給用の現像剤を収容する収容容器と、収容容器から排出される現像剤を計量しながら現像装置20に補給するホッパ装置とを含む。収容容器に収容される現像剤は、各画像形成部PY~PKに対応する色のトナーを含んでいる。
A
尚、本実施形態では、像担持体として、ドラム状の像担持体を使用したが、ベルト状の像担持体を用いることも可能である。また、帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。 In this embodiment, a drum-shaped image carrier is used as the image carrier, but a belt-shaped image carrier can also be used. Also, the charging method, transfer method, cleaning method, and fixing method are not limited to the above methods.
[現像装置]
本実施形態の現像装置20について、図2を用いて説明する。図2は、現像装置20を長手方向(現像スリーブ24の回転軸線方向)に垂直な平面で切断した断面図である。現像装置20は、感光ドラム51上に形成された静電潜像をトナーにより可視像化する装置である。現像装置20は、主として、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像容器21と、第1搬送スクリュー22と、第2搬送スクリュー23と、現像スリーブ24と、現像スリーブ24に対向する規制ブレード25等を有している。第1搬送スクリュー22及び第2搬送スクリュー23は、現像容器21内の現像剤を撹拌及び搬送しつつ現像容器21内を循環させる。現像スリーブ24は、現像剤を担持して感光ドラム51に現像剤を供給する。
[Developing device]
The developing
[現像剤]
本実施形態で用いた現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアから構成されている。トナーは、着色剤を有した結着樹脂からなる母体と、母体に添加される添加剤とを有している。トナーの樹脂として、本実施形態では負帯電性ポリエステル系樹脂を用いた。体積平均粒径は4μm以上、10μm以下が好ましく、本実施形態では体積平均粒径が7μmのトナーを用いた。トナーの粒径は小さすぎるとキャリアと摩擦し難くなるため帯電量を制御しづらくなり、大きすぎると精細なトナー像を形成できなくなる。
[Developer]
The developer used in this embodiment is composed of non-magnetic toner and magnetic carrier. The toner has a matrix made of a binder resin containing a colorant and additives added to the matrix. As the toner resin, a negatively chargeable polyester resin is used in this embodiment. The volume average particle diameter is preferably 4 μm or more and 10 μm or less. If the particle size of the toner is too small, it becomes difficult to friction with the carrier, making it difficult to control the amount of charge.
キャリアは、表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、あるいは酸化物フェライトなどが使用可能であり、本実施形態では、平均体積粒径が40μmのフェライトキャリアを用いた。キャリアの粒径は小さすぎると現像時にキャリアが感光ドラム51に付着する問題が起き、大きすぎると現像時にキャリアがトナー像を乱す問題が起こる。また、本実施形態において現像容器21内には500gの現像剤を収容し、設置時の現像剤はトナーの重量割合は9%とした。
The carrier can be surface-oxidized or unoxidized metals such as iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earths, alloys thereof, or oxide ferrite. A ferrite carrier with a thickness of 40 μm was used. If the particle diameter of the carrier is too small, the carrier adheres to the
[現像容器]
現像容器21の内部は、現像スリーブ24に沿って延在する隔壁30によって、供給室31と回収室32に垂直方向の上下に区切られている。供給室31は、現像スリーブ24に現像剤を供給するために、現像剤と第1搬送スクリュー22とが収容されている。回収室32は、画像形成領域Ar1(即ち、感光ドラム51に形成された静電像を現像する現像位置)を通過後の現像スリーブ24上の現像剤を回収し、供給室31に搬送するために、現像剤と第2搬送スクリュー23とが収容されている。また、現像容器21の長手方向両端部には、供給室31と回収室32の間で現像剤の通過を許容する不図示の受け渡し部が設けられている。また、現像容器21は、現像スリーブ24を感光ドラム51に向けて露出するための開口部33を有している。
[Development container]
The interior of the
[搬送スクリュー]
搬送スクリューは、現像装置20に2本用いられており、軸上に螺旋状の羽根を有する構成で、現像容器21の内部において、現像剤の撹拌及び搬送の役割を担っている。本実施形態では、供給室31に現像スリーブ24の軸方向に沿って配置されている搬送スクリューを第1搬送スクリュー22とし、回収室32に現像スリーブ24の軸方向に沿って配置されている搬送スクリューを第2搬送スクリュー23とする。第1搬送スクリュー22は、スクリューモータにより回転軸を回すことで、供給室31内の現像剤を軸線方向に沿って搬送しつつ、現像スリーブ24に現像剤を供給する。第2搬送スクリュー23は、回収室32内の現像剤を第1搬送スクリュー22とは反対の軸方向に搬送し、供給室31へと現像剤を供給する。
[Conveyor screw]
Two conveying screws are used in the developing
[現像スリーブ]
現像スリーブ24は現像剤担持体の一例であり、マグネットローラ26を内包しており、マグネットローラ26の磁力により現像剤を現像スリーブ24に担持させる。現像スリーブ24が回転することで現像剤を現像剤搬送方向に搬送し、感光ドラム51上に形成された静電潜像に対し現像剤を供給する機能を担っている。即ち、現像スリーブ24は、感光ドラム51に形成された静電像を現像する画像形成領域Ar1に向けて現像剤を担持搬送するよう、回転可能に設けられている。
[Development sleeve]
The developing
現像スリーブ24は、図3に示すように、現像スリーブ24の現像剤搬送能力の在る領域である担持領域24aと、現像スリーブ24の現像剤搬送能力の無い領域である非担持領域24bとを有している。本実施形態では、担持領域24aには表面に凹凸処理が施されており、非担持領域24bには表面に凹凸処理が施されていない。ここでの凹凸とは、例えば、ブラストショット処理による凹みや、その他の処理による溝や掘り込みや溶射や凹みなどを含む。現像スリーブ24は、担持領域24aにおいて現像剤を担持して搬送する。また、担持領域24aは、表面に現像剤を担持可能な現像剤コート領域であり、感光ドラム51の表面上に形成することが可能な静電潜像の最大領域(最大画像領域)に対応する領域である。尚、本実施形態では、現像スリーブ24は1本のみであるが、これには限られず、2本であってもよい。また、本実施形態では、担持領域24aには表面に凹凸処理が施されており、非担持領域24bには表面に凹凸処理が施されていないようにしているが、これには限られない。例えば、担持領域24aであっても凹凸処理が施されていないようにしてもよく、あるいは非担持領域24bであっても凹凸処理が施されているようにしてもよい。
As shown in FIG. 3, the developing
[マグネットローラ]
図2に示すように、マグネットローラ26は、現像磁極S2と、現像剤を搬送する磁極N1、S1、N2、N3の計5極を有しており、現像容器21に対して非回転状態で固定設置されている。各極の役割を、現像剤の搬送の流れと紐づけて説明する。まず、供給室31内で第1搬送スクリュー22によって跳ね上げられた現像剤は、N1極で現像スリーブ24の表面に担持され、現像剤を規制ブレード25まで搬送し、その規制ブレード25によって、現像スリーブ24の表面に担持する現像剤の量を規制する。次に、現像剤は、S1極→N2極と搬送され通過し、感光ドラム51に対向するS2極へ供給される。現像剤は、現像磁極S2の磁界により現像剤の磁気ブラシが、画像形成領域Ar1で感光ドラム51に接触しつつ、帯電したトナーによって静電潜像をトナー像として現像する。画像形成領域Ar1を通過後、N3極に搬送された現像剤は、N3極とN1極の極間において、磁極による磁気拘束力から解放され、回収室32に回収される。
[Magnet roller]
As shown in FIG. 2, the
[規制ブレード]
規制ブレード25は規制部の一例であり、現像スリーブ24上に担持される現像剤を所定量にする役割を担っており、画像形成領域Ar1に対して現像スリーブ24の回転方向上流で現像スリーブ24と対向するように配置されている。本実施形態では、現像スリーブ24の軸方向(回転軸線方向)に沿って延在した板状の非磁性の規制ブレード25を用いている。規制ブレード25と現像スリーブ24の表面との間隔を変更することによって、現像スリーブ24上に担持される現像剤の量(画像形成領域Ar1に供給される現像剤の量)を調整することができる。即ち、規制ブレード25は、担持領域24a(図3参照)に担持される現像剤の量を規制する。
[Regulation blade]
The regulating
しかし、規制ブレード25と現像スリーブ24の間隔が狭すぎると、画像形成領域Ar1に供給する現像剤の量が少なくなり、所望のトナー像を形成できなくなる虞がある。また、現像剤内の異物やトナーの凝集塊が詰まりやすくなり、現像スリーブ24上に現像剤が担持できなくなることで、トナー像を形成できなくなる虞がある。一方で、規制ブレード25と現像スリーブ24の間隔が広すぎると、画像形成領域Ar1に搬送される現像剤の量が増え、感光ドラム51の対向位置近傍で現像剤が詰まったり、感光ドラム51にキャリアが付着したりする等の虞がある。そこで、本実施形態においては、現像剤搬送量が30mg/cm2となるように、規制ブレード25と現像スリーブ24の間隔を400μmに設定した。但し、規制ブレード25と現像スリーブ24の間隔としては400μmには限られず、他の値であってもよい。
However, if the gap between the regulating
[画像形成領域]
画像形成領域Ar1とは、現像スリーブ24と感光ドラム51とが対向した領域において、現像スリーブ24上のトナーが感光ドラム51に飛翔可能な範囲である。本実施形態では、現像スリーブ24の直径は30mm、感光ドラム51の直径は50mmであり、画像形成領域Ar1における現像スリーブ24と感光ドラム51の間隔は、0.300mmとなるように設定されている。この構成によって、画像形成領域Ar1に搬送した現像剤を感光ドラム51と接触させた状態で、トナー像を形成できるように設定した。
[Image forming area]
The image forming area Ar1 is a range in which the developing
画像形成領域Ar1内での現象を説明する。現像スリーブ24が、現像時に回転方向R3に回転し、規制ブレード25によって適量に規制された現像剤を感光ドラム51と対向した画像形成領域Ar1に搬送する。画像形成領域Ar1において現像剤はマグネットローラ26の磁界によって磁気ブラシを形成し、感光ドラム51上に形成された静電潜像にトナーを供給し、トナー像を得る。この時、現像スリーブ24には不図示の電源から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。
A phenomenon within the image forming area Ar1 will be described. The developing
本実施形態では、-400V~-900Vの直流電圧と、矩形波で振幅電圧(Vpp/2)が700V、周波数fが12kHzの交流電圧としている。しかし、直流電圧値及び交流電圧波形は、これに限られるものではない。また、画像形成領域Ar1において、感光ドラム51上は所定の電圧で帯電し、静電潜像形成部は出力画像の濃度に応じて電位が上がるようにレーザによって静電潜像が形成されている。また、画像形成領域Ar1において、現像スリーブ24は、感光ドラム51の回転方向R1と順方向で回転している。感光ドラム51と現像スリーブ24の周速比に関しては、通常は1~3倍の間で設定される。周速比が大きくなればなるほど、静電潜像に供給するトナー量は多くなるが、大きすぎるとトナー飛散等の問題が発生する。
In this embodiment, the DC voltage is -400 V to -900 V, and the AC voltage is a rectangular wave with an amplitude voltage (Vpp/2) of 700 V and a frequency f of 12 kHz. However, the DC voltage value and the AC voltage waveform are not limited to these. In the image forming area Ar1, the
[対向部材]
規制ブレード25から画像形成領域Ar1に向けて突出した部分において、現像スリーブ24に対向して配置された対向部の一例である対向部材27が設けられている。即ち、対向部材27は、現像スリーブ24の回転方向R3に関して、規制ブレード25よりも下流且つ画像形成領域Ar1(現像位置)よりも上流において、現像スリーブ24に対向して配置されている。
[opposing member]
A facing
対向部材27は、現像剤が規制ブレード25から画像形成領域Ar1に向けて搬送される際に、現像スリーブ24の回転運動によりキャリアから遊離したトナーが現像装置20の外部へ飛散することを防止する役割を担っている。即ち、キャリアから遊離したトナーが現像装置20の外部において、例えば帯電装置52(図1参照)等へ飛散して堆積することを防止する。対向部材27は、現像容器21に溶着されている構成でもよく、取り外し可能な構成であってもよい。本実施形態では、対向部材27は、現像容器21から取り外し可能な構成となっている。また、対向部材27は、現像スリーブ24の非担持領域24bの外側の領域において、トナーが長手方向外側に吹き出さないように、現像スリーブ24の中心軸に向けて突出した形状の封止部27a(図3参照)を有している。
The facing
[シール部材]
本実施形態では、トナーの凝集塊の画像形成領域Ar1への搬送を防ぐことや規制ブレード25から画像形成領域Ar1の間の範囲でキャリアから遊離したトナーの飛散を防止することなどを目的として、可撓性のシール部材28を採用している。図3に示すように、シール部材28はシール部の一例であり、担持領域24aに担持された現像剤に接触するように担持領域24a及び非担持領域24bに対向して設けられている。シール部材28は、一般的にマイラーと呼ばれ、ウレタンゴム等のシート材で構成されている。シール部材28は、基端部が対向部材27に接着などにより取り付けられており、先端部が自由端となっている。本実施形態では、シール部材28は、先端部が現像剤に当接されることで、トナーの凝集塊を崩す役割を担っている。即ち、シール部材28は、現像スリーブ24の回転方向R3に関して下流端部で担持領域24a(図3参照)に担持された現像剤に接する。
[Seal member]
In the present embodiment, for the purpose of preventing toner agglomerates from being conveyed to the image forming area Ar1 and preventing the toner separated from the carrier from scattering in the range between the regulating
[トナーの飛散]
ここで、シール部材28の長手方向の端部からトナーが飛散するメカニズムについて、図6及び図7を用いて説明する。図7(a)は図6の第1方向D1から視た図、図7(b)は図6の第2方向D2から視た図であり、現像装置20内外から見た端部の構成と空気の流れを示す。図6に矢印で示すように、規制ブレード25から画像形成領域Ar1まで搬送される間、現像スリーブ24の回転運動によりトナーがキャリアから遊離する。そして、図7(a),(b)に矢印で示すように、現像スリーブ24の回転運動によって発生した気流が端部の現像スリーブ24の非担持領域24bとシール部材28との間に形成された開口部へと流れ、その気流に乗ってトナーが移動する。
[Toner scattering]
Here, the mechanism by which the toner scatters from the ends of the sealing
現像スリーブ24の非担持領域24bに開口部が発生してしまう要因は、以下の通りである。まず、現像スリーブ24が現像剤を担持した時、担持領域24aでは、シール部材28が持ち上げられる。しかし、端部の非担持領域24bでは、現像剤が担持されていないため、シール部材28が浮き上がった分、現像スリーブ24とシール部材28の間に空間が生じ、開口部となる。
The factors causing the opening in the
[封止部材]
以下、図2及び図3を用いて、本実施形態で特徴的な構成及び動作について詳述する。本実施形態では、シール部材28と非担持領域24bとの間に挟持されるように、シール部材28に設けられた封止部材29を備えている。封止部材29は、現像スリーブ24の端部、即ち非担持領域24bにおいて、現像スリーブ24と対向部材27とシール部材28によって形成された空隙を封止するように設置されている。封止部材29は、現像スリーブ24とシール部材28に当接かつ挟持されている。
[Sealing member]
The configuration and operation characteristic of this embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. In this embodiment, a sealing
封止部材29の厚みは、1mm以下が好ましい。その理由は以下の通りである。現像スリーブ24が担持する現像剤が形成する磁気穂の高さは、0.4~1mm程度である。このため、封止部材29の厚みが1mmより大きくなると、シール部材28を過剰に持ち上げてしまい、封止部材29の部分で新たな開口部を形成してしまうためである。尚、現像スリーブ24が担持する現像剤の磁気穂の高さは、規制ブレード25により決定される。従って、封止部材29は、規制ブレード25と現像スリーブ24との間隔以下の厚さを有することが望ましい。
The thickness of the sealing
図3に、現像スリーブ24の軸方向に関する封止部材29の位置を示す。本実施形態では、封止部材29は、現像スリーブ24の長手方向に対して、現像スリーブ24の表面が加工された担持領域24aと表面加工がされていない非担持領域24bとの境界から、金環部(非担持領域24b)の端部に亘って設置される。封止部材29を担持領域24aに設置した場合は、現像スリーブ24上での現像剤の流れを封止してしまい、画像形成領域Ar1への現像剤の搬送が不安定になり、濃度ムラが生じる原因になるので好ましくない。
3 shows the position of the sealing
封止部材29の材質について言及する。封止部材29の目的としては、端部の開口部を封止することであるので、材料を指定する必要性はない。しかし、封止部材29は、回転運動をする現像スリーブ24に接するため、現像スリーブ24の表面を傷つける部材や部材自体が破損しやすい部材は好ましくない。そのため、現像スリーブ24や感光ドラム51といった回転体に当接する構成に採用されているシール部材28と同じウレタンゴム製やスポンジシート製などの材質が好ましい。
The material of the sealing
上述したように本実施形態の現像装置20によれば、シール部材28と非担持領域24bとの間に挟持されるようにシール部材28に設けられた封止部材29を備えている。このため、現像スリーブ24が現像剤を担持したときに現像剤によってシール部材28が持ち上げられて非担持領域24bで形成される開口部を、封止部材29によって封止することができる。これにより、非担持領域24bで形成される開口部からトナーが気流に乗って飛散することを抑制できる。
As described above, according to the developing
また、本実施形態の現像装置20によれば、封止部材29の厚みは、規制ブレード25と現像スリーブ24との間隔以下の厚さとし、1mm以下としている。このため、封止部材29がシール部材28を過剰に持ち上げてしまい、封止部材29の部分で新たな開口部を形成してしまうことを防止でき、トナーの飛散をより効果的に抑制できる。
Further, according to the developing
また、本実施形態の現像装置20によれば、シール部材28は、現像スリーブ24の回転方向R3に関して下流端部で担持領域24aに担持された現像剤に接するので、トナーの凝集塊をより崩すことができる。
Further, according to the developing
尚、上述した本実施形態の現像装置20では、封止部材29はシール部材28と現像スリーブ24との間にのみ設けられた場合について説明したが、これには限られない。例えば、図4に示すように、封止部材129をシール部材28及び対向部材27と現像スリーブ24との間に設けるようにしてもよい。即ち、この封止部材129は、非担持領域24bにおいて、シール部材28及び対向部材27に亘って設けられ、シール部材28及び対向部材27と非担持領域24bとの間に挟持されている。この場合、封止部材129によって現像スリーブ24と対向部材27との間の軸方向への気流を封止できると共に、封止部材29がシール部材28のみに設けられている場合に封止部材29の回転方向R3の上流側にトナーが蓄積することを抑制できる。
In the developing
(実施例1)
上述した本実施形態の現像装置20を用いて、シール部材28の両端部から吹き出されるトナーによる画像汚れの程度について検証し、封止部材29を設けていない従来の現像装置の場合と比較した。方法としては、図1に示す画像形成装置1を用いて、シートSに10万枚の連続画像形成を行い、シートSの画像汚れを確認した。環境は、常温常湿(23℃、50%RH)に設定し、画像比率は、画像汚れの発生を分かりやすくするために2%に設定した。その結果、10万枚程度のシートSに対して、1枚もシートSに画像汚れを生じなかった。
(Example 1)
Using the developing
(比較例1)
封止部材29を設けていない従来の現像装置を利用し、図1に示す画像形成装置1を利用して10万枚の連続画像形成を行い、シートSの画像汚れを確認した。環境は、実施例1と同じく常温常湿(23℃、50%RH)に設定し、画像比率は2%に設定した。その結果、10万枚程度のシートSに対して、70枚程度のシートSに画像汚れを生じた。従って、現像装置に封止部材29を設置することで、画像汚れの発生を大幅に低減できることが確認された。
(Comparative example 1)
Continuous image formation was performed on 100,000 sheets using the
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態を、図5を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、現像スリーブ24の非担持領域24bと封止部材29との間にカバー部材34が設けられている点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
<Second embodiment>
A second embodiment of the invention will now be described in detail with reference to FIG. This embodiment differs from the first embodiment in that a
まず、カバー部材34の必要性について説明する。現像装置は長寿命化(現像スリーブ24の総回転時間の延長)が要求されている。カバー部材34を採用していない図2に示すような現像スリーブ24と封止部材29とが接する構成では、現像スリーブ24の回転時間の延長に伴い、現像スリーブ24と封止部材29の間で働く摩擦力が作用する時間が長くなる。そのため、長寿命化に伴って、封止部材29が摩耗して削れてしまう可能性がある。封止部材29が摩耗して削れた場合、現像スリーブ24と封止部材29の間で空隙が生じ、トナーの飛散抑制という効果が低下してしまう虞がある。そこで、本実施形態では、封止部材29と現像スリーブ24との間にカバー部材34を設けることで、封止部材29の摩耗を抑制するようにしている。
First, the necessity of the
[封止部材]
図7に、カバー部材34と封止部材29を採用した現像装置120を示す。カバー部材34はカバー部の一例であり、感光ドラム51に対向した現像スリーブ24の非担持領域24bの表面上を覆うように配置されている。尚、カバー部材34としては、非担持領域24bのみを覆う構成としたり、非担持領域24bに加えて担持領域24aの一部を覆う構成としてもよい。本実施形態では、カバー部材34は、上端部を規制ブレード25に取り付け、下端部を現像容器21の開口部33の下縁部33aに取り付けて、現像容器21に固定されている。即ち、カバー部材34は、回転方向R3に関して、現像容器21の開口部33の下流側の下縁部33aと、規制ブレード25とに接着により取り付けられている。尚、本実施形態のようにカバー部材34の上端部と下端部を現像容器21に接着により取り付けることには限られず、一端のみを接着させて他端を自由端にすることで現像スリーブ24との密着性を上げるようにしてもよい。
[Sealing member]
FIG. 7 shows a developing
本実施形態では、カバー部材34は、現像スリーブ24の非担持領域24bの表面に接するように覆い、カバー部材34の上端と下端を現像容器21に接着させる構成を採用している。カバー部材34は、感光ドラム51や現像スリーブ24と接するため、感光ドラム51や現像スリーブ24の表面を傷つけない材料が用いられており、ウレタンゴムやスポンジシート等の材料が採用されている。また、カバー部材34の表面に少量のトナーをまぶすことで表面粗さを小さくすることができる。
In this embodiment, the
封止部材29は、回転しないカバー部材34と当接させる。これにより、封止部材29とカバー部材34の間で摩擦力は働かず、封止部材29が削れることを大幅に抑制することができる。一方、カバー部材34が現像スリーブ24との摩擦によって削れる可能性について説明する。封止部材29の表面粗さRaは約0.5μmであるのに対して、カバー部材34の表面粗さRaは約2.5μmとしている。即ち、カバー部材34の現像スリーブ24への対向面の表面粗さは、封止部材29の表面粗さより大きい。このように、表面粗さを大きくすることにより、現像スリーブ24の表面と接触面積を小さくし、摩擦係数を下げることができる。これにより現像スリーブ24の表面とカバー部材34に働く摩擦力を低減させることができ、カバー部材34が削れることを防止することができる。以上から、封止部材29に加えて、カバー部材34を採用することにより、長寿命化に対応することが可能となる。
The sealing
上述したように本実施形態の現像装置120によれば、封止部材29と現像スリーブ24との間にカバー部材34を設けているので、封止部材29の摩耗による削れを抑制できる。このため、封止部材29の摩耗による削れに起因するトナーの飛散を抑制できると共に、現像装置120の長寿命化を図ることができる。
As described above, according to the developing
(実施例2)
上述した本実施形態の現像装置120を用いて、シール部材28の両端部から吹き出されるトナーによる画像汚れと封止部材29の削れについて検証し、カバー部材34を設けていない従来の現像装置の場合と比較した。方法としては、図1に示す画像形成装置1を用いて、シートSに20万枚の連続画像形成を行い、シートSの画像汚れと封止部材29の削れを確認した。環境は、常温常湿(23℃、50%RH)に設定し、画像比率は、画像汚れの発生を分かりやすくするために2%に設定した。その結果、20万枚のシートSに対して、1枚もシートSに画像汚れを生じず、封止部材29の削れは確認できなかった。
(Example 2)
Using the developing
(比較例2)
カバー部材34を設けていない従来の現像装置を利用し、図1に示す画像形成装置1を利用して20万枚の連続画像形成を行い、シートSの汚れと封止部材29の削れを確認した。環境は、実施例2と同じく常温常湿(23℃、50%RH)に設定し、画像比率は2%に設定した。その結果、10万枚の時点では、画像汚れは発生しなかったが、20万枚まで通紙すると、50枚のシートSに画像汚れが生じた。20万枚を通紙後の現像装置を確認したところ、封止部材29が削れ、開口部が生じていた。このことから、通紙枚数が10万枚を超えると、封止部材29が削れ、開口部が生じ、そこから飛散したトナーが現像スリーブ24の下部の現像容器21の側面に蓄積し、蓄積したトナーが落下することで画像汚れを発生したと推察できる。
(Comparative example 2)
Continuous image formation of 200,000 sheets was carried out using the
そこで、改めて、10万枚、15万枚を通紙した現像装置の封止部材29を確認したところ、10万枚を通紙後では、封止部材29は削れ始めており、現像容器21の側面にトナーが付着していた。15万枚の通紙後では、封止部材29は、封止効果が無くなるほど削られていることを確認した。従って、現像装置に封止部材29及びカバー部材34を設置することで、画像汚れの発生を大幅に低減でき、かつ、現像装置の長寿命化できることが確認された。
Therefore, when the sealing
20,120…現像装置、21…現像容器、24…現像スリーブ(現像剤担持体)、24a…担持領域、24b…非担持領域、25…規制ブレード(規制部)、27…対向部材(対向部)、28…シール部材(シール部)、29,129…封止部材、33…開口部、33a…下縁部、34…カバー部材(カバー部)、Ar1…画像形成領域(現像位置)
Claims (9)
像担持体に形成された静電像を現像する現像位置に向けて現像剤を担持搬送する回転可能な現像剤担持体であって、前記現像剤担持体の現像剤搬送能力の在る領域である担持領域と、前記現像剤担持体の現像剤搬送能力の無い領域である非担持領域とを有する現像剤担持体と、
前記担持領域に担持される現像剤の量を規制する規制部と、
前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記規制部よりも下流且つ前記現像位置よりも上流において、前記現像剤担持体に対向して配置された対向部と、
前記担持領域に担持された現像剤に接触するように前記担持領域及び前記非担持領域に対向して設けられた可撓性のシール部と、
前記シール部と前記非担持領域との間に挟持されるように前記シール部に設けられた封止部材と、を備える、
ことを特徴とする現像装置。 a developer container containing developer containing toner and carrier;
A rotatable developer carrier that carries and transports developer toward a development position where an electrostatic image formed on the image carrier is developed, in a region where the developer carrier has a developer transport capability a developer carrying member having a carrying area and a non-carrying area which is an area having no developer carrying ability of the developer carrying member;
a regulating portion that regulates the amount of developer carried on the carrying area;
a facing portion arranged to face the developer carrier downstream from the regulating portion and upstream from the developing position with respect to the rotation direction of the developer carrier;
a flexible sealing portion provided opposite to the carrying area and the non-carrying area so as to come into contact with the developer carried on the carrying area;
a sealing member provided in the seal portion so as to be sandwiched between the seal portion and the non-carrying region;
A developing device characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 wherein the sealing member has a thickness equal to or less than the gap between the regulating portion and the developer carrier;
2. The developing device according to claim 1, wherein:
前記非担持領域には、前記現像剤担持体の表面に凹凸処理が施されていない、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。 In the carrying area, the surface of the developer carrying member is subjected to unevenness treatment,
In the non-carrying region, the surface of the developer carrying member is not subjected to unevenness treatment.
3. The developing device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の現像装置。 The sealing member is made of urethane rubber,
4. The developing device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の現像装置。 The sealing portion is in contact with the developer carried on the holding area at a downstream end portion in the rotational direction.
5. The developing device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の現像装置。 The seal portion is made of a sheet material,
6. The developing device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の現像装置。 The sealing member is provided across the sealing portion and the facing portion in the non-supporting region, and is sandwiched between the sealing portion and the facing portion and the non-supporting region.
7. The developing device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
前記カバー部の前記現像剤担持体への対向面の表面粗さは、前記封止部材の表面粗さより大きい、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の現像装置。 a cover portion provided between the sealing member and the non-carrying region and fixed to the developer container so as to be in contact with the non-carrying region;
The surface roughness of the surface of the cover facing the developer carrier is greater than the surface roughness of the sealing member.
8. The developing device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
前記カバー部は、前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記現像容器の前記開口部の下流側の縁部と、前記規制部と、に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項8に記載の現像装置。 The developer container has an opening for exposing the developer carrier,
The cover portion is attached to a downstream edge portion of the opening of the developer container and the regulation portion with respect to the rotation direction of the developer carrier.
9. The developing device according to claim 8, wherein:
Priority Applications (1)
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JP2021117129A JP2023013157A (en) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | developing device |
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Publications (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2023013157A (en) |
-
2021
- 2021-07-15 JP JP2021117129A patent/JP2023013157A/en active Pending
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