JP4041732B2

JP4041732B2 - Image forming apparatus and process cartridge

Info

Publication number: JP4041732B2
Application number: JP2002368108A
Authority: JP
Inventors: 純一寺井; 和之杉原; 和久須藤; 秀樹木村; 克己増田; 清敬堺; 弘恭長島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: JP2003255692A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。詳しくは、表面に現像剤を担持し、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体を用いる現像装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記画像形成装置の現像剤担持体として例えば現像スリーブの表面は、低速機の場合を除き、サンドブラスト加工または溝加工等の荒らし加工を施している。これは高速で回転する現像スリーブ上で現像剤がスリップして停滞することによる画像濃度の低下の発生を防止するためである。
【０００３】
上記サンドブラスト加工では、現像スリーブ材質として、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂の使用が可能であるが、コスト及び精度を考慮するとアルミニウムが一般的である。アルミニウム製の現像スリーブにサンドブラスト加工を行う場合、例えば、高温でスリーブ状に押し出されたアルミ管に冷間で砥粒を吹き付け表面に凹凸を作る。表面粗さは、Ｒｚ５〜１５μｍ程度が多く使用される。このようにサンドブラスト加工を施した現像スリーブでは、高速で回転しても、現像剤は凹凸に引っかかりスリップの発生が防止可能となる。
ところが、サンドブラスト加工を施した現像スリーブでは、経時で表面の凹凸が摩耗し、現像剤搬送能力が低下するという耐久性の問題がある。現像スリーブ材質を高硬度のステンレスにしたり、表面の硬化処理を施したりすることで改善されるが、コストアップになってしまう。
【０００４】
また、上記溝加工では、現像スリーブ材質として、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂の使用が可能であるが、コスト及び精度を考慮するとアルミニウムが一般的である。アルミニウム製の現像スリーブに溝加工を行う場合、例えば、高温でスリーブ状に押し出されたアルミ管を冷間で引き抜き、ダイスにより溝を形成する。溝の形状としては台形型、Ｖ字型、Ｕ字型等が一般的である。また、溝の深さは現像スリーブ表面から０．２ｍｍ程度、溝の数は例えば外径φ２５の現像スリーブで５０本程度が一般的である。このように溝加工を施した現像スリーブでは、高速で回転しても、現像剤は溝部に引っかかりスリップの発生が防止可能となる。また、サンドブラスト加工を施した現像スリーブに比べ長期間の使用でも摩耗が少なく、安定した現像剤の搬送が可能という利点もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記溝加工を施した現像スリーブでは、溝による画像濃度の周期的な変動、いわゆるピッチムラの発生が見られる。一般に溝が深いほど現像剤搬送性能は向上するがピッチムラが発生しやすくなる。一方、溝が浅いほどピッチムラは発生しにくくなるが現像剤搬送性能が低下する。特に近年では、小粒径トナーや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。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤担持体の溝の深さを最適な範囲に設定することで、ピッチムラの発生を防止しつつ、現像剤搬送性能を維持することができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有し、該現像手段として、表面に現像剤を担持し、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体を備えた現像装置を用いる画像形成装置において、上記現像剤担持体として、長手方向に延びる複数の溝を表面に有し、該溝の深さが０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下であり、該溝の断面形状がＶ字型であり、該Ｖ字の開き角度が６０°以上、１２０°以下である現像剤担持体を用い、体積平均粒径が４μｍ以上、８．５μｍ以下のトナーと粒径が３０〜８０μｍのキャリアとを有し該トナーの帯電量が１５〜５０μｃ／ｇであり該キャリアに対するトナー被覆率が５０〜１２０％である現像剤を用い、上記溝による空間周波数は、１．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上であり、上記像担持体と上記現像剤担持体との間の現像ギャップが０．３〜０．６ｍｍであり、上記像担持体の線速が１００〜５００ｍｍ／ｓｅｃであり、上記現像剤担持体とその現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制するドクタとのギャップが０．３〜０．６ｍｍであり、上記現像剤担持体の外径が１６〜４０ｍｍであり、上記像担持体の線速に対する上記現像剤担持体の線速の比が１．５〜３．０であることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、像担持体と該像担持体上の潜像を現像する現像手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成され、表面に現像剤を担持し、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体を備えた現像装置を用いるプロセスカートリッジであって、上記現像剤担持体として、長手方向に延びる複数の溝を表面に有し、該溝の深さが０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下であり、該溝の断面形状がＶ字型であり、該Ｖ字の開き角度が６０°以上、１２０°以下である現像剤担持体を用い、体積平均粒径が４μｍ以上、８．５μｍ以下のトナーと粒径が３０〜８０μｍのキャリアとを有し該トナーの帯電量が１５〜５０μｃ／ｇであり該キャリアに対するトナー被覆率が５０〜１２０％である現像剤を用い、上記溝による空間周波数は、１．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上であり、上記像担持体と上記現像剤担持体との間の現像ギャップが０．３〜０．６ｍｍであり、上記像担持体の線速が１００〜５００ｍｍ／ｓｅｃであり、上記現像剤担持体とその現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制するドクタとのギャップが０．３〜０．６ｍｍであり、上記現像剤担持体の外径が１６〜４０ｍｍであり、上記像担持体の線速に対する上記現像剤担持体の線速の比が１．５〜３．０であることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の画像形成装置に用いる現像装置における現像剤担持体は、その表面に長手方向に延びる複数の溝を有している。この溝の深さは現像剤担持体の表面から０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下である。実験によれば、図４に示すように、現像剤担持体に形成した溝の深さが０．１５ｍｍよりも深いとピッチムラが発生してしまう。これは、現像剤担持体の溝の深さが０．１５ｍｍよりも深いと、像担持体と現像剤担持体とが対向している現像領域において、像担持体と現像剤担持体の溝とが対向したときに、像担持体と溝との間の現像電界が弱くなって現像能力が低下し、溝に対向した部分の像担持体上で現像濃度が薄くなってしまうためと考えられる。一方、溝深さが０．０５ｍｍよりも浅いとピッチムラは発生しないが、現像剤搬送性能が低下してしまう。この現像剤搬送性能が低下する原因としては、現像剤担持体の溝の深さが０．０５ｍｍよりも浅いと、現像剤担持体上で現像剤がスリップしたり、溝による現像剤の搬送量が低下したりするためと考えられる。以上のように、請求項１の現像装置における現像剤担持体では、現像剤担持体表面の溝の深さを０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下の範囲内としたので、ピッチムラ防止と現像剤搬送性能の維持とを図り、濃度ムラのない現像を行なうことができる。
請求項２のプロセスカートリッジでは、静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段として、上記現像装置を用いることにより、ピッチムラの防止と現像剤搬送性能の維持とを図り、濃度ムラのない高品質な画像を形成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。図１は本実施形態に係るプリンタの要部概略構成図である。
潜像担持体である感光体ドラム１の周囲には、帯電ローラー等で感光体ドラム１の表面を帯電する帯電装置２、レーザー光線等で感光体ドラム１の一様帯電処理面に潜像を形成する露光装置３、感光体ドラム１上において潜像に対し帯電したトナーを付着させることでトナー像を形成させる現像装置４、転写ベルトまたは転写ローラー、チャージャー等で感光体ドラム１上に形成されたトナー像を記録紙６に転写する転写装置５、転写後に感光体ドラム１上に残ったトナーを除去するクリーニング装置７、感光体ドラム１上の残留電位を除去する除電装置８、が順に配列されている。
【００１０】
上記構成のプリンタにおいて、帯電装置２の帯電ローラによって表面を一様に帯電された感光体１は、露光装置３によって静電潜像を形成され、現像装置４によってトナー像を形成される。当該トナー像は転写装置５によって感光体ドラム１表面から、不図示の給紙トレイから搬送された記録紙６へ転写される。その後記録紙上のトナー像は不図示の定着装置によって記録紙に定着される。一方、転写されずに感光体ドラム上に残ったトナーはクリーニング装置７によって回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム１は除電ランプ８で初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
【００１１】
次に、上記現像装置４の構成を図２に基づき説明する。現像装置４は、現像容器４Ａとトナー補給部４Ｂとで構成されており、そのうち現像容器４Ａ内には現像剤担持体としての現像ローラ４１が、潜像担持体としての感光体ドラム１に近接するようにして配置されており、両者の対向部分に現像領域が形成されるようになっている。
【００１２】
上記現像ローラ４１には、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒状に形成してなる現像スリーブ４３が図示を省略した回転駆動機構によって矢印方向すなわち反時計回り方向に回転されるようにして備えられている。現像スリーブ４３内には該現像スリーブ４３の表面上に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成する磁石ローラ体４４が固定状態で備えられている。このとき現像剤を構成するキャリアは、上記磁石ローラ体４４から発せられる磁力線に沿うようにして現像スリーブ４３上にチェーン状に穂立ちされるとともに、このチェーン状に穂立ちされたキャリアに対して帯電トナーが付着されて磁気ブラシが形成されるようになっている。形成された磁気ブラシは、現像スリーブ４３の回転移送にともなって現像スリーブ４３と同方向、すなわち反時計回り方向に移送されることとなる。現像剤の搬送方向すなわち反時計回り方向における前記現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さすなわち現像剤の量を規制するドクターブレード４５が設置されている。
【００１３】
さらに上記現像ローラ４１の後方領域には、撹拌ローラ４６およびパドルホィール４７が設けられており、撹拌ローラ４６により撹拌混合されて現像剤がパドルホィール４７によって汲み上げられるようになっている。現像ローラ４１、パドルホイール４７、撹拌ローラ４６を包み込むように現像剤収納部材としての現像剤ケース５１が下側に配置されている。
【００１４】
また、上記トナー補給部４Ｂは、例えば、感光体ドラム１に供給されるトナーの濃度が低下したことをトナー濃度センサ４８が検知した場合、トナー補給ローラ４Ｂ１の回転によりトナーＴを撹拌ローラ４６に向け繰り出すようになっている。そして、前述したドクターブレード４５の近傍には、延長方向一端をドクターブレード４５の近傍に位置させ、延長方向他端を撹拌ローラ４６の上に位置させたセパレータ４９がそれぞれ配置されており、このセパレータ４９における延長方向他端には、回転可能な搬送スクリュー５０が配置されている。
【００１５】
上記構成の現像容器４Ａにおいては、パドルホィール４７の回転によって現像剤が汲み上げられ、現像ローラ４１に向け放出され、磁石ローラ体４４の磁力により現像ローラ４１の表面に担持される。そして、現像ローラ４１に担持された現像剤は、現像スリーブ４３の回転に伴って表面を移動し、ドクターブレード４５によって層厚を規制された上で、現像ローラ４１と感光体ドラム１とが対向する現像領域Ｄを通過し、現像剤ケース５１との間隙を通過し、磁石ローラ体４４の磁力が作用しなくなる位置で現像ケース５１の底部に落下し、再度、パドルホィール４７により撹拌される。また、ドクターブレード４５によって掻き取られた余剰の現像剤は、セパレータ４９上に配置された複数の傾斜するフィン４９ａによって画像形成装置奥側に順次搬送される。セパレータ４９の最奥端には現像剤案内路が配置され、その延長方向他端に位置する搬送スクリュー５０に向け案内され、搬送スクリュー５０により前述とは反対に画像形成装置の手前側に搬送され、最手前端に配置された撹拌ローラ４６と対向する図示しないスリットを通して落下する。この前後それぞれの現像剤の搬送により、画像形成装置前後方向においてトナー濃度が均一になるよう撹拌されると同時に前後それぞれの現像剤の搬送量を等しく設定することにより現像剤の水準を一定に維持可能である。
【００１６】
次に、本実施形態の特徴部である現像スリーブについて説明する。
図３は、現像スリーブ４３を軸方向からみた部分断面の拡大図である。現像スリーブ４３の表面には長手方向、即ち現像スリーブ上の表面移動方向と直交する方向に延びる複数の溝が等間隔に形成されている。一般に溝が深いほど現像剤搬送性能は向上するがピッチムラが発生しやすくなる。一方、溝が浅いほどピッチムラは発生しにくくなるが現像剤搬送性能が低下する。特に近年では、小粒径トナーや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。そこで、本発明者は、現像剤搬送性能とピッチムラ防止との両立を図ることができる溝深さの適正範囲を求めるべく鋭意実験を行なった。
【００１７】
ここで実際に実験に用いた装置の具体的な条件は、以下の通りである。
メカ条件は以下の通りである。
感光体ドラム１の線速：３６０mm/sec（１００〜５００mm/secの範囲で設定可能）
現像スリーブ４３と感光体ドラム１との間のギャップ：０．３〜０．６ｍｍ
現像スリーブ４３とドクタ４５との間のギャップ：０．３〜０．６ｍｍ
現像スリーブ４３の外径：φ２５ｍｍ（φ１６〜φ４０ｍｍの範囲で設定可能）
感光体ドラム１の線速に対する現像スリーブ４３の線速の比：１．５〜３．０
現像スリーブ４３の溝本数：１００本
磁石ローラ体４４の磁力の強さ：６０〜１４０ｍＴ
【００１８】
また、現像剤条件は以下の通りである。

【００１９】
図４は、溝深さに対するピッチムラと現像剤搬送性能との実験結果を示すグラフである。図４からわかるように、溝深さが０．１５ｍｍよりも深いと現像剤搬送性能は向上するが、ピッチムラが発生してしまう。このピッチムラの発生原因としては、現像スリーブ４３の溝の深さが０．１５ｍｍよりも深いと、感光体ドラム１と現像ローラ４１との現像領域Ｄにおいて、感光体ドラム１と現像スリーブ４３の溝とが対向したときに、感光体ドラム１と溝との間の現像電界が弱くなって現像能力が低下し、溝に対向した部分の感光体ドラム１上で現像濃度が薄くなってしまうためと考えられる。一方、溝深さが０．０５ｍｍよりも浅いとピッチムラは発生しないが、現像剤搬送性能が低下してしまう。この現像剤搬送性能が低下する原因としては、現像スリーブ４３の溝の深さが０．０５ｍｍよりも浅いと、現像スリーブ４３上で現像剤がスリップしたり、溝による現像剤の搬送量が低下したりするためと考えられる。そこで、本実施形態に係るプリンタの現像スリーブ４３では、溝の深さを０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下の範囲内として、従来構成よりも浅めに設定し、ピッチムラ防止と現像剤搬送性能との両立を図っている。
また、例えばサンドブラスト加工で現像スリーブ表面に形成した凹凸に比べ、凹部としての溝の深さが深いので、サンドブラスト加工による凹凸に比べ溝は摩耗しにくく、経時においても現像剤の搬送性を維持し、安定した画像濃度を維持することができる。また、高速で使用した場合でも、現像剤搬送性能を維持することができる。
【００２０】
また、現像スリーブ４３に形成する溝の形状としては、図５に示すようなＶ字型がピッチムラの防止に有効であることがわかった。図６の実験結果のグラフに示すように、溝形状がＶ字型の場合、台形型やＵ字型に比べてピッチムラが目立たなかった。これは、溝形状がＶ字型の場合、台形型やＵ字型に比べ、溝のエッジ部が斜めになっているので、現像領域Ｄにおいて、感光体ドラム１に対して溝が対向したときに、現像電界の大きさが緩やかに変化して現像濃度差が目立ち難くなるためと考えられる。
そして、Ｖ字の開き角度は６０°以上、１２０°以下の範囲内であることが、現像剤搬送性能とピッチムラの防止とに有効であることがわかった。これは、図７の実験結果のグラフに示すように、Ｖ字の開き角度が６０°よりも小さいと現像剤搬送性能が低下してしまう。これは、Ｖ字の開き角度が６０°よりも小さいと、現像スリーブ４３上で現像剤がスリップしたり、溝による現像剤の搬送量が低下したりするためと考えられる。一方、Ｖ字の開き角度が１２０°よりも大きいとピッチムラが目立ち始めるてしまう。これは、現像領域Ｄにおいて、感光体ドラム１と現像スリーブ４３の溝とが対向したときに、感光体ドラム１と溝との間の現像電界が弱くなって現像能力が低下するが、Ｖ字の開き角度が１２０°よりも大きいと溝幅が広くなるため、現像濃度が薄くなる部分が広がって、ピッチムラが目立ちやすくなるものと考えられる。そこで、本実施形態に係るプリンタの現像スリーブ４３では、溝形状をＶ字型とし、その開き角度を６０°以上、１２０°以下の範囲内となるようにして、現像剤搬送性能とピッチムラ防止との両立を図っている。
【００２１】
また、実験によれば、現像スリーブ４３の溝による空間周波数は、１．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上がピッチムラの防止に有効であることがわかった。この場合、感光体ドラム１から記録紙６に転写された画像上でのピッチは０．６６ｍｍ以下に相当する。一般に肉眼では１ｍｍ程度のピッチに最も強い感度を持つと言われ、それより高い空間周波数のピッチムラは目立ちづらくなる。図８は空間周波数とピッチムラとの関係の実験結果を示すグラフである。
ここで、上記空間周波数とは、感光体表面の表面移動方向で１ｍｍあたりに現像スリーブの溝が通過する回数であり、次の数１により算出することができる。
【数１】
ｆ＝現像スリーブの対感光体線速比×溝本数／（現像スリーブ外径×π）
【００２２】
本実施形態に係るプリンタの現像スリーブ４３では、空間周波数を１．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上として、ピッチムラを防いでいる。より具体的には、現像スリーブ４３の現像スリーブ径をφ２５ｍｍ、現像スリーブの対感光体線速比を２倍、溝数を１００本に設定している。これらの数値を数１に代入して空間周波数を算出すると、ｆ＝２．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍが得られ、ピッチムラの発生が有効に抑えられる。
【００２３】
一般的に体積平均粒径が８．５μｍ以下のトナーを使用して画像形成を行なうと、図９のグラフに示すように、画像の再現性が格段に向上するためピッチムラも目立ちやすくなる。本実施形態のプリンタでは、上記構成の現像スリーブ４３を用いることで、体積平均粒径が８．５μｍ以下のトナーを使用した場合であっても、ピッチムラを防ぎつつ再現性のよい高品質な画像を形成することができる。なお、体積平均粒径が４μｍよりも小さいと、感光体上に残ったトナーのクリーニング性が低下するので、トナーの体積平均粒径は４μｍ以上が望ましい。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態では、現像剤担持体としての現像スリーブにおいて、現像スリーブ表面の溝の断面形状は、Ｖ字型であり、このＶ字の開き角度は６０°以上、１２０°以下である。実験によれば溝形状は台形型やＵ字型に比べてＶ字型の方がピッチムラが目立たないことがわかった。これは、溝形状がＶ字型の場合、台形型やＵ字型に比べ、溝のエッジ部が斜めになっているので、現像領域において、像担持体としての感光体ドラムに対して溝が対向したときに、現像電界の大きさが緩やかに変化して現像濃度差が目立ち難くなるためと考えられる。また、実験によればＶ字の開き角度は６０°以上、１２０°以下の範囲内であることが、現像剤搬送性能とピッチムラ防止とに有効であることがわかった。これは、Ｖ字の開き角度が６０°よりも小さいと、現像スリーブ上で現像剤がスリップしたり、溝による現像剤の搬送量が低下したりするためと考えられる。一方、現像領域において、感光体ドラムと現像スリーブの溝とが対向したときに、感光体ドラムと溝との間の現像電界が弱くなって現像能力が低下するが、Ｖ字の開き角度が１２０°よりも大きいと溝幅が広くなるため、現像濃度が薄くなる部分が広がって、ピッチムラが目立ちやすくなるものと考えられる。よって、現像剤担持体としての現像スリーブにＶ字型の溝を形成し、Ｖ字の開き角度を６０°以上、１２０°以下とすることで、現像剤搬送性能とピッチムラ防止との両立を図ることができる。
また、上記現像装置において、現像剤として体積平均粒径が８．５μｍ以下のトナーを用いる。一般的に体積平均粒径が８．５μｍ以下のトナーを使用して画像形成を行なうと、画像の再現性が格段に向上するためピッチムラも目立ちやすくなる。上記現像装置では、体積平均粒径が８．５μｍ以下のトナーを使用した場合であっても、ピッチムラの発生し難い現像スリーブを用いるので、ピッチムラを防止しつつ、画像再現性のよい高品質な画像を形成することが可能となる。
また、上記画像形成装置において、溝による空間周波数は、１．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上である。感光体ドラム上に形成された画像は略そのままの形で転写紙に転写されので、上記空間周波数は、像担持体としての感光体ドラム表面の表面移動方向で１ｍｍあたりに現像剤担持体としての現像スリーブの溝が通過する回数としている。一般に肉眼では画像上で１ｍｍ程度のピッチに最も強い感度を持つとされており、実験によれば、現像スリーブ４３の溝による空間周波数が、１．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上であればピッチムラが目立ち難いことがわかった。この場合、感光体ドラムから記録紙に転写された画像上でのピッチは０．６６ｍｍ以下に相当する。よって、溝による空間周波数を１．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上とすることで、ピッチムラを目立ち難くすることができる。
【００２５】
なお、本実施形態の画像形成装置（プリンタ）では、像担持体としての感光体ドラム１と現像装置４とが一体的に支持され画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジを用いてもよい。例えば、図１０のプロセスカートリッジ８０の構成例では、感光体ドラム１と現像装置４と帯電装置２とクリーニング装置７と除電装置８とが一体的にケーシング８１で支持され、画像形成装置本体に対して着脱可能にに構成されている。このようにプロセスカートリッジを用いた場合は、感光体ドラム１と現像装置４とを含む作像手段を一体的に着脱できるため、作像手段の保守及び交換が容易になる。
また、本実施形態では、プリンター及びそれに用いる現像装置の場合について説明したが、本発明は、複写機、ＦＡＸなどの他の画像形成装置及びそれに用いる現像装置の場合についても適用できるものである。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１及び２の発明によれば、ピッチムラの防止と現像剤搬送性能の維持とを図り、濃度ムラのない高品質な画像を形成することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの要部概略構成図。
【図２】同プリンタに用いた現像装置の構成図。
【図３】同現像装置に用いた現像スリーブを軸方向からみた部分断面拡大図。
【図４】現像スリーブの溝深さに対するピッチムラと現像剤搬送性能との実験結果を示すグラフ。
【図５】現像スリーブにＶ字型溝を形成した説明図。
【図６】ピッチムラと、現像スリーブの溝の断面形状との関係を示すグラフ。
【図７】Ｖ字型溝の開き角度と、ピッチムラ及び現像剤搬送性能との関係を示すグラフ。
【図８】空間周波数とピッチムラとの関係を示すグラフ。
【図９】トナーの体積平均粒径とピッチムラとの関係を示すグラフ。
【図１０】プロセスカートリッジの概略構成図。
【符号の説明】
１感光体ドラム
２帯電装置
３露光装置
４現像装置
５転写装置
６記録紙
７クリーニング装置
８駆動ローラ
９電極ベルト
４１現像ローラ
４３現像スリーブ
４４磁石ローラ体
４５ドクターブレード
８０プロセスカートリッジ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a copying machine, a facsimile, to images forming apparatus and a process cartridge such as a printer. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus and a process cartridge including a developing device that uses a developer carrying member that carries a developer on the surface and develops a latent image formed on the image carrying member.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, the surface of the developing sleeve as the developer carrying member of the image forming apparatus has been subjected to roughening processing such as sandblasting or groove processing, except in the case of a low speed machine. This is to prevent the occurrence of a decrease in image density due to the developer slipping and stagnating on the developing sleeve rotating at high speed.
[0003]
In the sandblasting process, aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin can be used as the developing sleeve material, but aluminum is generally used in consideration of cost and accuracy. When sandblasting an aluminum developing sleeve, for example, abrasive grains are sprayed cold on an aluminum tube extruded into a sleeve shape at a high temperature to create irregularities on the surface. As the surface roughness, Rz of about 5 to 15 μm is often used. In the developing sleeve subjected to sandblasting in this way, even when the developing sleeve is rotated at a high speed, the developer is caught by the unevenness and the occurrence of slip can be prevented.
However, the development sleeve subjected to the sandblasting has a problem in durability that the unevenness of the surface is worn over time and the developer conveying ability is lowered. This can be improved by making the developing sleeve material stainless steel or by subjecting the surface to a hardening treatment, but this increases the cost.
[0004]
In the groove processing, aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin can be used as the developing sleeve material, but aluminum is generally used in consideration of cost and accuracy. When groove processing is performed on an aluminum developing sleeve, for example, an aluminum tube extruded into a sleeve shape at a high temperature is pulled out cold, and a groove is formed by a die. The shape of the groove is generally a trapezoidal shape, a V shape, a U shape, or the like. Further, the depth of the groove is generally about 0.2 mm from the surface of the developing sleeve, and the number of grooves is generally about 50 for a developing sleeve having an outer diameter φ25, for example. In the developing sleeve subjected to the groove processing as described above, even when the developing sleeve is rotated at a high speed, the developer is caught in the groove portion and the occurrence of slip can be prevented. In addition, there is an advantage that the developer can be stably transported with less wear even when used for a long period of time as compared with a developing sleeve subjected to sandblasting.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the developing sleeve subjected to the groove processing, periodic fluctuation of image density due to the groove, so-called pitch unevenness, is observed. In general, the deeper the groove, the better the developer conveyance performance, but the more likely the pitch unevenness occurs. On the other hand, as the groove is shallower, pitch unevenness is less likely to occur, but the developer conveying performance is lowered. In particular, in recent years, the image reproducibility has been improved due to the progress of image forming technology for small-diameter toner and carrier and the image forming technology for proximity development.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to set the depth of the groove of the developer carrier to an optimal range, thereby preventing development of pitch unevenness and developing. it is to provide images forming apparatus and a process cartridge Ru can maintain the agent transport performance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 comprises a charging means for charging the surface of the image carrier, a latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the image carrier, A developing means for developing the electrostatic latent image into a toner image, and carrying the developer on the surface as the developing means to develop the latent image formed on the image carrier. In the image forming apparatus using the developing device, the developer carrier has a plurality of grooves extending in the longitudinal direction on the surface, and the depth of the grooves is 0.05 mm or more and 0.15 mm or less, A toner carrier having a groove-shaped cross-sectional shape of V-shape, an opening angle of the V-shape of 60 ° or more and 120 ° or less, and a volume average particle diameter of 4 μm or more and 8.5 μm or less; in the charge amount of the toner particle size have a carrier of 30~80μm is 15~50μc / g Toner coverage using a developer which is 50 to 120% of Ri該carrier, the spatial frequency by the groove is at 1.5cycle / mm or more, development between the image carrier and the developer carrier A doctor having a gap of 0.3 to 0.6 mm, a linear velocity of the image carrier of 100 to 500 mm / sec, and regulating a layer thickness of the developer carrier and a developer on the developer carrier The outer diameter of the developer carrier is 16 to 40 mm, and the ratio of the linear velocity of the developer carrier to the linear velocity of the image carrier is 1. It is characterized by being 5-3.0 .
According to the second aspect of the present invention, the image carrier and the developing means for developing the latent image on the image carrier are integrally supported, and are configured to be detachable from the image forming apparatus main body. A process cartridge using a developing device that includes a developer carrier that supports and develops a latent image formed on the image carrier, the developer carrier having a plurality of grooves extending in a longitudinal direction on the surface. And a developer having a groove depth of 0.05 mm or more and 0.15 mm or less, a cross-sectional shape of the groove being V-shaped, and an opening angle of the V-shaped being 60 ° or more and 120 ° or less. A toner having a volume average particle size of 4 μm or more and 8.5 μm or less and a carrier having a particle size of 30 to 80 μm, and a charge amount of the toner of 15 to 50 μc / g using the carrier; Using a developer with a rate of 50 to 120%, The spatial frequency is 1.5 cycles / mm or more, the development gap between the image carrier and the developer carrier is 0.3 to 0.6 mm, and the linear velocity of the image carrier is 100. The gap between the developer carrier and the doctor that regulates the layer thickness of the developer on the developer carrier is 0.3 to 0.6 mm, and the outside of the developer carrier is The diameter is 16 to 40 mm, and the ratio of the linear velocity of the developer carrier to the linear velocity of the image carrier is 1.5 to 3.0.
[0008]
The developer carrier in the developing device used in the image forming apparatus according to claim 1 has a plurality of grooves extending in the longitudinal direction on the surface thereof. The depth of the groove is 0.05 mm or more and 0.15 mm or less from the surface of the developer carrying member. According to the experiment, as shown in FIG. 4, when the depth of the groove formed in the developer carrying member is deeper than 0.15 mm, the pitch unevenness occurs. If the depth of the groove of the developer carrier is deeper than 0.15 mm, the groove between the image carrier and the developer carrier in the development region where the image carrier and the developer carrier are opposed to each other. This is considered to be because the developing electric field between the image carrier and the groove is weakened and the developing ability is lowered when the toners face each other, and the development density is reduced on the image carrier in the portion facing the groove. On the other hand, if the groove depth is shallower than 0.05 mm, pitch unevenness does not occur, but the developer conveying performance is deteriorated. The cause of the decrease in developer transport performance is that if the groove depth of the developer carrier is less than 0.05 mm, the developer slips on the developer carrier or the amount of developer transported by the groove This is thought to be caused by a decrease in As described above, in the developer carrying member in the developing device of claim 1 , the groove depth on the surface of the developer carrying member is set in the range of 0.05 mm or more and 0.15 mm or less. Ri figure and maintenance of the conveying performance can be performed without concentration unevenness development.
The process cartridge according to claim 2, as a developing means for toners Zoka by developing the electrostatic latent image, by using the above Kigen image apparatus, aims to prevent the pitch irregularity and the maintenance of the developer conveying performance, A high-quality image without density unevenness can be formed.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a printer which is an image forming apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of the printer according to the present embodiment.
A latent image is formed on the uniformly charged surface of the photosensitive drum 1 with a laser beam or the like, around the photosensitive drum 1 that is a latent image carrier, and a charging device 2 that charges the surface of the photosensitive drum 1 with a charging roller or the like. Formed on the photosensitive drum 1 by the developing device 4, the transfer belt or the transfer roller, the charger, etc. that form the toner image by attaching the charged toner to the latent image on the photosensitive drum 1 A transfer device 5 for transferring the toner image to the recording paper 6, a cleaning device 7 for removing the toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer, and a static eliminating device 8 for removing the residual potential on the photosensitive drum 1 are arranged in this order. ing.
[0010]
In the printer configured as described above, the photosensitive member 1 whose surface is uniformly charged by the charging roller of the charging device 2 forms an electrostatic latent image by the exposure device 3 and forms a toner image by the developing device 4. The toner image is transferred from the surface of the photosensitive drum 1 by the transfer device 5 to the recording paper 6 conveyed from a paper supply tray (not shown). Thereafter, the toner image on the recording paper is fixed on the recording paper by a fixing device (not shown). On the other hand, the toner remaining on the photosensitive drum without being transferred is collected by the cleaning device 7. The photosensitive drum 1 from which the residual toner has been removed is initialized by the charge eliminating lamp 8 and used for the next image forming process.
[0011]
Next, the configuration of the developing device 4 will be described with reference to FIG. The developing device 4 includes a developing container 4A and a toner replenishing unit 4B. A developing roller 41 as a developer carrier is close to the photosensitive drum 1 as a latent image carrier in the developing container 4A. In this way, a development region is formed in the opposite portion of both.
[0012]
On the developing roller 41, a developing sleeve 43 formed of a nonmagnetic material such as aluminum, brass, stainless steel or conductive resin in a cylindrical shape is rotated in the direction of the arrow, that is, in the counterclockwise direction by a rotation driving mechanism (not shown). Be prepared to be. In the developing sleeve 43, a magnet roller body 44 that forms a magnetic field is provided in a fixed state so as to cause the developer to stand on the surface of the developing sleeve 43. At this time, the carrier constituting the developer is spiked in a chain shape on the developing sleeve 43 so as to follow the lines of magnetic force emitted from the magnet roller body 44, and against the carrier spiked in the chain shape. The charged toner is attached to form a magnetic brush. The formed magnetic brush is transferred in the same direction as the developing sleeve 43, that is, in the counterclockwise direction as the developing sleeve 43 rotates. A doctor blade 45 that regulates the height of the spikes of the developer chain, that is, the amount of the developer, is installed on the upstream side of the development region in the developer conveyance direction, that is, in the counterclockwise direction.
[0013]
Further, a stirring roller 46 and a paddle wheel 47 are provided in the rear region of the developing roller 41, and the developer is pumped up by the paddle wheel 47 by being stirred and mixed by the stirring roller 46. A developer case 51 as a developer storage member is disposed on the lower side so as to enclose the developing roller 41, the paddle wheel 47, and the stirring roller 46.
[0014]
For example, when the toner concentration sensor 48 detects that the concentration of the toner supplied to the photosensitive drum 1 has decreased, the toner replenishing unit 4B causes the toner T to be fed to the stirring roller 46 by the rotation of the toner replenishing roller 4B1. It comes to pay out. In the vicinity of the above-described doctor blade 45, a separator 49 having one end in the extending direction positioned in the vicinity of the doctor blade 45 and the other end in the extending direction positioned on the stirring roller 46 is disposed. At the other end in the extending direction at 49, a rotatable conveying screw 50 is arranged.
[0015]
In the developing container 4A having the above configuration, the developer is pumped up by the rotation of the paddle wheel 47, discharged toward the developing roller 41, and carried on the surface of the developing roller 41 by the magnetic force of the magnet roller body 44. The developer carried on the developing roller 41 moves on the surface along with the rotation of the developing sleeve 43, the layer thickness is regulated by the doctor blade 45, and the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 face each other. The developer passes through the developing region D, passes through the gap with the developer case 51, falls to the bottom of the developing case 51 at a position where the magnetic force of the magnet roller body 44 does not act, and is again stirred by the paddle wheel 47. Further, excess developer scraped off by the doctor blade 45 is sequentially conveyed to the back side of the image forming apparatus by a plurality of inclined fins 49 a arranged on the separator 49. A developer guide path is disposed at the innermost end of the separator 49, guided toward the conveying screw 50 located at the other end in the extension direction, and conveyed to the front side of the image forming apparatus by the conveying screw 50, contrary to the above. Then, it falls through a slit (not shown) facing the stirring roller 46 disposed at the foremost end. By this developer transport before and after, the developer is stirred so that the toner density becomes uniform in the front-rear direction of the image forming apparatus, and at the same time the developer transport amount of each front and rear is set equal to keep the developer level constant. Is possible.
[0016]
Next, the developing sleeve which is a characteristic part of the present embodiment will be described.
FIG. 3 is an enlarged view of a partial cross section of the developing sleeve 43 as seen from the axial direction. On the surface of the developing sleeve 43, a plurality of grooves extending in the longitudinal direction, that is, in a direction orthogonal to the surface moving direction on the developing sleeve are formed at equal intervals. In general, the deeper the groove, the better the developer conveyance performance, but the more likely the pitch unevenness occurs. On the other hand, as the groove is shallower, pitch unevenness is less likely to occur, but the developer conveying performance is lowered. In particular, in recent years, the image reproducibility has been improved due to the progress of image forming technology for small-diameter toner and carrier and the image forming technology for proximity development. In view of this, the present inventor conducted intensive experiments in order to obtain an appropriate range of the groove depth that can achieve both the developer conveying performance and the prevention of pitch unevenness.
[0017]
Here, the specific conditions of the apparatus actually used for the experiment are as follows.
The mechanical conditions are as follows.
Photoconductor drum 1 linear velocity: 360 mm / sec (can be set in the range of 100 to 500 mm / sec)
Gap between the developing sleeve 43 and the photosensitive drum 1: 0.3 to 0.6 mm
Gap between developing sleeve 43 and doctor 45: 0.3 to 0.6 mm
Development sleeve 43 outer diameter: φ25 mm (can be set in the range of φ16 to φ40 mm)
Ratio of the linear velocity of the developing sleeve 43 to the linear velocity of the photosensitive drum 1: 1.5 to 3.0
Number of grooves of the developing sleeve 43: 100 Strength of the magnetic force of the magnet roller body 44: 60 to 140 mT
[0018]
The developer conditions are as follows.

[0019]
FIG. 4 is a graph showing experimental results of pitch unevenness and developer conveyance performance with respect to the groove depth. As can be seen from FIG. 4, when the groove depth is deeper than 0.15 mm, the developer conveying performance is improved, but pitch unevenness occurs. The cause of this pitch unevenness is that if the groove depth of the developing sleeve 43 is deeper than 0.15 mm, the groove between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 43 in the developing region D between the photosensitive drum 1 and the developing roller 41. The developing electric field between the photosensitive drum 1 and the groove is weakened, the developing ability is lowered, and the developing density is reduced on the photosensitive drum 1 in the portion facing the groove. Conceivable. On the other hand, if the groove depth is shallower than 0.05 mm, pitch unevenness does not occur, but the developer conveying performance is deteriorated. As a cause of the decrease in the developer conveying performance, if the groove depth of the developing sleeve 43 is shallower than 0.05 mm, the developer slips on the developing sleeve 43 or the developer conveying amount by the groove decreases. It is thought to do. Therefore, in the developing sleeve 43 of the printer according to the present embodiment, the groove depth is set within a range of 0.05 mm or more and 0.15 mm or less, which is set shallower than the conventional configuration, thereby preventing pitch unevenness and developer conveyance performance. To achieve both.
Also, for example, the depth of the groove as the recess is deeper than the unevenness formed on the surface of the developing sleeve by sandblasting, so the groove is less likely to wear than the unevenness by sandblasting, and the developer transportability is maintained over time. , Stable image density can be maintained. Further, even when used at a high speed, the developer conveying performance can be maintained.
[0020]
Further, it has been found that a V-shape as shown in FIG. 5 is effective in preventing pitch unevenness as the shape of the groove formed in the developing sleeve 43. As shown in the graph of the experimental results in FIG. 6, when the groove shape is V-shaped, the pitch unevenness was not conspicuous compared to the trapezoidal shape or the U-shape. This is because when the groove shape is V-shaped, the edge portion of the groove is slanted compared to the trapezoidal shape or U-shape, so that the groove is opposed to the photosensitive drum 1 in the development region D. In addition, it is considered that the magnitude of the development electric field changes gradually and the difference in development density becomes inconspicuous.
It was found that the opening angle of the V-shape is within the range of 60 ° or more and 120 ° or less, which is effective for the developer conveyance performance and the prevention of pitch unevenness. As shown in the graph of the experimental results in FIG. 7, when the V-shaped opening angle is smaller than 60 °, the developer conveying performance is deteriorated. This is presumably because if the V-shaped opening angle is smaller than 60 °, the developer slips on the developing sleeve 43 or the amount of developer transported by the groove decreases. On the other hand, if the V-shaped opening angle is larger than 120 °, the pitch unevenness starts to stand out. This is because, in the development region D, when the photosensitive drum 1 and the groove of the developing sleeve 43 are opposed to each other, the developing electric field between the photosensitive drum 1 and the groove is weakened and the developing ability is reduced. If the opening angle is larger than 120 °, the groove width is widened, so that the portion where the development density is thinned spreads, and pitch unevenness is likely to be noticeable. Therefore, in the developing sleeve 43 of the printer according to the present embodiment, the groove shape is V-shaped, and the opening angle is in the range of 60 ° or more and 120 ° or less, so that the developer conveying performance and pitch unevenness prevention can be achieved. To achieve both.
[0021]
Further, according to experiments, it has been found that a spatial frequency of 1.5 cycle / mm or more due to the groove of the developing sleeve 43 is effective in preventing pitch unevenness. In this case, the pitch on the image transferred from the photosensitive drum 1 to the recording paper 6 corresponds to 0.66 mm or less. In general, it is said that the naked eye has the strongest sensitivity at a pitch of about 1 mm, and pitch irregularities with higher spatial frequencies are less noticeable. FIG. 8 is a graph showing the experimental results of the relationship between spatial frequency and pitch unevenness.
Here, the spatial frequency is the number of times the groove of the developing sleeve passes per 1 mm in the surface movement direction of the surface of the photoreceptor, and can be calculated by the following equation (1).
[Expression 1]
f = Linear speed ratio of developing sleeve to photoreceptor × number of grooves / (developing sleeve outer diameter × π)
[0022]
In the developing sleeve 43 of the printer according to the present embodiment, the spatial frequency is set to 1.5 cycles / mm or more to prevent pitch unevenness. More specifically, the developing sleeve diameter of the developing sleeve 43 is set to φ25 mm, the developing sleeve to photosensitive member linear velocity ratio is doubled, and the number of grooves is set to 100. By substituting these numerical values into Equation 1 and calculating the spatial frequency, f = 2.5 cycle / mm is obtained, and the occurrence of pitch unevenness is effectively suppressed.
[0023]
In general, when an image is formed using a toner having a volume average particle size of 8.5 μm or less, as shown in the graph of FIG. 9, the reproducibility of the image is remarkably improved, so that the pitch unevenness becomes conspicuous. In the printer of this embodiment, by using the developing sleeve 43 having the above-described configuration, even when toner having a volume average particle size of 8.5 μm or less is used, high-quality images with good reproducibility while preventing pitch unevenness. Can be formed. If the volume average particle size is smaller than 4 μm, the cleaning property of the toner remaining on the photoreceptor is deteriorated. Therefore, the volume average particle size of the toner is desirably 4 μm or more.
[0024]
As described above, in this embodiment, in the developing sleeve as the developer carrying member, the cross-sectional shape of the groove on the developing sleeve surface is V-shaped, and the V-shaped opening angle is 60 ° or more and 120 °. It is as follows. According to experiments, it has been found that pitch unevenness is less noticeable in the V shape than in the trapezoidal shape or U shape. This is because, when the groove shape is V-shaped, the edge of the groove is slanted compared to the trapezoidal shape or U-shape, so that the groove is formed on the photosensitive drum as the image carrier in the development region. It is considered that when facing each other, the magnitude of the developing electric field gradually changes and the difference in developing density becomes inconspicuous. Further, according to experiments, it has been found that the opening angle of the V-shape is in the range of 60 ° or more and 120 ° or less, which is effective for developer conveyance performance and prevention of pitch unevenness. This is presumably because when the V-shaped opening angle is smaller than 60 °, the developer slips on the developing sleeve or the amount of developer transported by the groove decreases. On the other hand, when the photosensitive drum and the groove of the developing sleeve face each other in the developing region, the developing electric field between the photosensitive drum and the groove is weakened and the developing ability is lowered, but the V-shaped opening angle is 120. If the angle is larger than 0 °, the groove width becomes wide, so that the portion where the development density becomes thin spreads, and the pitch unevenness is likely to be noticeable. Therefore, by forming a V-shaped groove on the developing sleeve as the developer carrying member and setting the V-shaped opening angle to 60 ° or more and 120 ° or less, both the developer conveyance performance and pitch unevenness prevention are achieved. be able to.
In the developing device, a toner having a volume average particle size of 8.5 μm or less is used as a developer. In general, when an image is formed using a toner having a volume average particle size of 8.5 μm or less, the reproducibility of the image is remarkably improved, so that the pitch unevenness becomes conspicuous. The developing device uses a developing sleeve that is less likely to cause pitch unevenness even when toner having a volume average particle size of 8.5 μm or less is used. Therefore, high-quality images with good image reproducibility can be prevented while preventing pitch unevenness. An image can be formed.
In the image forming apparatus, the spatial frequency due to the grooves is 1.5 cycles / mm or more. Since the image formed on the photosensitive drum is transferred to the transfer paper in a substantially as-is form, the spatial frequency is as the developer carrier per 1 mm in the surface movement direction of the surface of the photosensitive drum as the image carrier. This is the number of times the groove of the developing sleeve passes. In general, the naked eye is considered to have the strongest sensitivity at a pitch of about 1 mm on an image. According to experiments, if the spatial frequency by the groove of the developing sleeve 43 is 1.5 cycle / mm or more, pitch unevenness is not noticeable. I understood. In this case, the pitch on the image transferred from the photosensitive drum to the recording paper corresponds to 0.66 mm or less. Therefore, pitch unevenness can be made inconspicuous by setting the spatial frequency by the grooves to 1.5 cycle / mm or more.
[0025]
In the image forming apparatus (printer) of the present embodiment, a process cartridge that supports the photosensitive drum 1 as an image carrier and the developing device 4 integrally and is detachable from the image forming apparatus main body may be used. Good. For example, in the configuration example of the process cartridge 80 in FIG. 10, the photosensitive drum 1, the developing device 4, the charging device 2, the cleaning device 7, and the charge removal device 8 are integrally supported by the casing 81, and are attached to the image forming apparatus main body. It is configured to be detachable. When the process cartridge is used as described above, the image forming means including the photosensitive drum 1 and the developing device 4 can be integrally attached and detached, so that maintenance and replacement of the image forming means are facilitated.
In this embodiment, the case of the printer and the developing device used therefor has been described. However, the present invention can also be applied to the case of another image forming apparatus such as a copying machine or a FAX and the developing device used therefor.
[0026]
【The invention's effect】
According to the invention of

claim

1 and 2, work to prevent pin Tchimura and sustain developer conveyance performance, an excellent effect that it is possible to form a high quality image without density unevenness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a printer according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a developing device used in the printer.
FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view of the developing sleeve used in the developing device as seen from the axial direction.
FIG. 4 is a graph showing experimental results of pitch unevenness and developer conveying performance with respect to the groove depth of the developing sleeve.
FIG. 5 is an explanatory diagram in which a V-shaped groove is formed in the developing sleeve.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between pitch unevenness and a sectional shape of a groove of a developing sleeve.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an opening angle of a V-shaped groove, pitch unevenness, and developer conveyance performance.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between spatial frequency and pitch unevenness.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the volume average particle diameter of toner and pitch unevenness.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a process cartridge.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging device 3 Exposure device 4 Developing device 5 Transfer device 6 Recording paper 7 Cleaning device 8 Driving roller 9 Electrode belt 41 Developing roller 43 Developing sleeve 44 Magnet roller body 45 Doctor blade 80 Process cartridge

Claims

A charging unit for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and a development for developing the electrostatic latent image into a toner image Means,
In the image forming apparatus using a developing device that includes a developer carrying member that carries a developer on the surface and develops a latent image formed on the image carrier as the developing unit.
As the developer carrier, the surface has a plurality of grooves extending in the longitudinal direction, the depth of the grooves is 0.05 mm or more and 0.15 mm or less, and the cross-sectional shape of the grooves is V-shaped, Using a developer carrier having an opening angle of the V-shape of 60 ° or more and 120 ° or less,
The volume average particle diameter of 4μm or more, the charge amount of the toner below the toner and the particle diameter 8.5μm is have a carrier of 30~80μm is 15~50μc / g toner coverage relative to the carrier is 50 to 120 % Developer,
The spatial frequency due to the groove is 1.5 cycle / mm or more,
A development gap between the image carrier and the developer carrier is 0.3 to 0.6 mm ;
The linear velocity of the image carrier is 100 to 500 mm / sec,
The gap between the developer carrier and the doctor that regulates the layer thickness of the developer on the developer carrier is 0.3 to 0.6 mm;
The outer diameter of the developer carrier is 16 to 40 mm,
An image forming apparatus, wherein a ratio of a linear velocity of the developer carrier to a linear velocity of the image carrier is 1.5 to 3.0 .

The image carrier and the developing means for developing the latent image on the image carrier are integrally supported, and are configured to be detachable from the image forming apparatus main body. A process cartridge using a developing device having a developer carrier for developing the formed latent image,
As the developer carrier, the surface has a plurality of grooves extending in the longitudinal direction, the depth of the grooves is 0.05 mm or more and 0.15 mm or less, and the cross-sectional shape of the grooves is V-shaped, Using a developer carrier having an opening angle of the V-shape of 60 ° or more and 120 ° or less,
The volume average particle diameter of 4μm or more, the charge amount of the toner below the toner and the particle diameter 8.5μm is have a carrier of 30~80μm is 15~50μc / g toner coverage relative to the carrier is 50 to 120 % Developer,
The spatial frequency due to the groove is 1.5 cycle / mm or more,
A development gap between the image carrier and the developer carrier is 0.3 to 0.6 mm ;
The linear velocity of the image carrier is 100 to 500 mm / sec,
The gap between the developer carrier and the doctor that regulates the layer thickness of the developer on the developer carrier is 0.3 to 0.6 mm;
The outer diameter of the developer carrier is 16 to 40 mm,
A process cartridge wherein the ratio of the linear velocity of the developer carrying member to the linear velocity of the image carrying member is 1.5 to 3.0 .