JP4391656B2 - An electrophotographic apparatus having an image carrier and a non-magnetic one-component developing device - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は電子写真装置に使用され、像担持体上に形成された静電潜像を非磁性一成分現像剤によって現像して可視化する非磁性一成分現像装置に関し、特には、常時一定のニップ幅で現像ローラを像担持体に押圧することが可能な像担持体と非磁性一成分現像装置を備えた電子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
非磁性一成分現像剤を用いた現像装置の一例として、像担持体に現像剤を供給するための現像剤担持体として導電性のまたは適度な電気抵抗を有する弾性現像ローラを用い、該ローラの表面に現像剤の薄層を形成した後、該ローラを像担持体面に適宜な圧力で接触させて現像を行う接触型現像装置が提案されている。かかる非磁性一成分現像装置は、白黒2値で画像が構成されるようなデジタルプリンタなど、エッジ強調効果を必要とせず且つ線画像および面画像の現像特性が同一であることが要求されるような現像に好ましく使用できることが知られている。
【0003】
非磁性一成分現像装置の一例として、像担持体に対する現像ローラの圧接力が比較的大きく且つ像担持体の周速度に対して現像ローラの周速度に差があるとその摺擦力により現像ローラ表面のトナーが粉砕され、トナー劣化が早まり、また、現像ローラ上に形成する現像剤層の厚さを規制する現像剤層規制部材の表面に、例えば数千mの現像で、トナーの固着(または融着)が生じ、この固着が現像剤薄層の均一な形成を妨げて画像に白筋を発生させる。また、周速を異にする現像ローラによる像担持体への圧接力の作用により、像担持体が回転ムラを生じ易いという欠点を有し、更には、大サイズの現像を行うための大型の電子写真装置においては、前記摺擦を生じさせるために現像ローラの駆動トルクがかなり大きくなり不経済となる。
【0004】
このため本出願人は、上記問題点を解決するために、非磁性一成分トナーからなるトナー薄層を弾性現像ローラ上に形成し、該ローラをドラム状像担持体表面に当接させることにより像担持体表面に形成された静電潜像に弾性現像ローラ上の現像剤を供給して現像を行う現像装置において、像担持体の周速度と弾性現像ローラの周速度とがほぼ同速度となるように像担持体および弾性現像ローラを順方向に回転させ且つ弾性現像ローラの像担持体表面への食い込み量が現像ローラの半径の1/40以上となるように設定し、像担持体への弾性現像ローラの接触開始地点から接触離脱地点までの現像ニップ区間において弾性現像ローラの像担持体表面に接触する局部分の移動速度がローラ自体の弾性により接触開始地点から徐々に遅くなり、その後徐々に元の速度に回復しながら像担持体との接触から離脱するようにした非磁性一成分現像装置を提案した。
【0005】
このような構成により、現像ローラの径のばらつきや偏心、環境変化により径の変化、像担持体の偏心等があっても充分な食い込みに設定される。像担持体周速と現像ローラの周速がほぼ同じ値で現像が行われるために像担持体の回転ムラが発生しない。像担持体に当接する現像ローラの食い込み量が大きく配置されるためにその変化が無視され、さらに現像ローラは半径の約1/40以上、好ましく1/20以上の食い込み量で設定する事により現像ローラ上のトナー層は像担持体表面周速に対し接触開始からそのほぼ接触中心点まで徐々に遅くなり、その後接触中心点から接触離点まで像担持体周速に戻る作用を行わせるために、現像作用とクリーニング作用とが同時に行われ非常にジッターのない鮮明な画像を形成することができる。特に、大サイズ現像においても白筋の発生や、カブリや濃度不足のない鮮明な画像を得ることができる。現像ローラの駆動トルクが少なくなり、現像ローラを像担持体に押圧する寸法精度が向上するという効果を有するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記した現像装置は像担持体と現像ローラとをほぼ同速度で回転させるようにしている。このため、像担持体と現像ローラとの駆動を別々に行った場合、双方の駆動の負荷変動により像担持体と現像ローラとの間で周速度のずれが生じジッターが発生するという問題を有する。また、同期信号により同時に駆動を行ってもそれぞれの駆動源の立ち上がり速度の差によりトルクが発生して異音や振動が発生するという問題を有する。
【0007】
更に、上述した現像方式の現像ローラは、長時間にわたって画像形成を行わない場合に同一の場所で押圧され続けており、押圧されている弾性現像ローラの一部分が変形したり、現像ローラが押圧した部分の像担持体表面において帯電や転写など電気的にも影響を及ぼし、出力画像に悪影響を与えてしまうという問題を有する。
【0008】
このため、カム機構などによって長時間使用しない場合においてタイマー制御や手動などにより現像装置を移動させて像担持体から現像ローラの押圧を開放している。このとき像担持体のギアと現像ローラのギアとが完全に離間してしまった場合、再度、現像ローラを像担持体に押圧させたときにそれぞれのギアの噛み合いがうまく噛み合わずにギアの先端同士がぶつかってしまいギアに負担が加わり、最悪の場合ギアが破損してしまうという問題を有する。
【0009】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、上記した非磁性一成分現像装置の構成に加え、簡単な構成で安定した周速度を維持することができ、像担持体に押圧している現像ローラをギアが破損することなく接離することができる像担持体と非磁性一成分現像装置を備えた電子写真装置を提供するとこを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、非磁性一成分トナーからなるトナー薄層を現像ローラ上に形成し、該ローラを像担持体表面に所定のニップ幅となるように当接させることにより像担持体表面に形成された静電潜像に現像ローラ上の現像剤を供給して現像を行う現像装置であって、且つ像担持体の周速度と現像ローラの周速度とがほぼ同速度となるように像担持体および現像ローラを順方向に回転させるように設定した非磁性一成分現像装置において、像担持体のフランジ部に設けたギアを現像ローラの端部に設けたギアに噛み合わせて像担持体からの駆動を現像装置に伝達させ、更に、現像ローラの両端側に設けた当接コロを像担持体の両端側に当接させてニップ幅を規制し、像担持体と現像ローラとが離間した状態のときに、再度の現像ローラの押圧により像担持体のフランジ部に設けたギアの先端と現像ローラの端部に設けたギアの先端とがぶつかることなく噛み合わせが可能なように、像担持体のギアと現像ローラのギアとがわずかに噛み合っていることを特徴とする。
【0011】
また、前記弾性現像ローラが像担持体表面に接触するニップ幅が4mm以上であることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照として説明する。
図1は、本発明が適用された現像装置の概略側面図であり、図2に概略上面図を示す。
図中、符号1は矢印Aで示す方向、即ち時計方向に回転するドラム状の像担持体であり、例えば、アルミニウム等のドラム状基体の表面に電子写真感光体を備えた構成よりなる。感光体としては、OPC感光体やアモルファスシリコン感光体等の周知の感光体が使用し得る。
【0014】
図示していないが、像担持体1の周囲には、回転方向Aに沿って像担持体の残留電荷を消去するためのイレーサランプ、像担持体を特定極性に一様に帯電する帯電器、帯電された像担持体表面にデジタル光情報を入射して像担持体上に静電潜像を形成させるLEDヘッド等の露光装置、像担持体にトナーを供給して前記静電潜像を反転現像をして、即ち露光部分にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置2(図1)、像担持体上のトナー像を紙等の転写材上に転写させる転写装置が配置されている。これら像担持体周りの構成は現像装置2を除き周知のものを採択できる。
【0015】
かかる配置において現像装置2は、例えば絶縁性非磁性一成分トナーからなる現像剤が収容された現像容器3と、弾性体からなる現像ローラ4と、現像ローラ4と適宜な圧力で接触して配置され現像ローラ4上に形成するトナー層厚を規制する層厚規制部材5と、現像ローラ4と接触して設けられ現像ローラ4にトナーを供給する供給ローラ6と、供給ローラ6の後方に配置された撹拌部材7などを備え、現像ローラ4、供給ローラ6、層厚規制部材5は、後述するように、適当なバイアス電源に接続されてそれぞれに所定のバイアス電圧が印加されている。なお、トナーは例えば反転現像のために、像担持体の帯電極性と同じ極性のトナーが使用される。
【0016】
これら構成について詳述する。現像容器3内には所定量の非磁性一成分現像剤(以下、トナーという)が収容されており、像担持体1と対向する位置には、像担持体1の長さとほぼ等しい長さを有し、像担持体1の軸線と平行する方向に延びている現像ローラ4が、現像容器3に形成された開口8からその周面の一部を像担持体側に露出するようにして配置されている。現像容器3内のトナーの収容量は、図示していないが、供給ローラ6の頭が露出する程度の量とされ、常時に現像容器の後壁に設けたセンサーにより監視され、所定量以下となった時にはトナーカートリッジ9からトナーを補給すべく指示信号が発せられる。
【0017】
現像ローラ4はステンレス等の導電性の剛体からなる中心軸11の周りに弾性中間層12を形成し、更に中間層12の外周に弾性表面層13を形成した構成よりなり、表面層13、中間層12が弾性変形をして4mm以上、好ましくは5〜10mmのニップ幅で像担持体1の表面に圧接するように配置され、像担持体1の回転と順方向に、即ち反時計方向Bに回転するようになっている。
【0018】
先に述べたように、現像ローラ4の中心軸11はスイッチ21を介してバイアス電源14aに接続されている。バイアス電源14aは、静電潜像を現像し画像背景部(バックグランド)へのトナーのかぶりを防止するためのバイアス電圧を印加する。かかるバイアス電圧は、像担持体1の表面帯電位よりも絶対値で100〜500V、好ましくは300〜400V低い値に設定されている。かかる電位差が300V以下の場合には現像濃度が濃くなり、400V以上になると現像濃度が低下するという傾向がある。なお、図示例ではバイアス電源14aとは正負逆極性の第2のバイアス電源14bを備えており、前記したスイッチ31の切り換えにより、いずれかのバイアス電源への接続が行われる。この切り換えは、現像ローラ4が主として現像に寄与する画像形成時と、例えば画像形成前、または画像形成と画像形成との間のアイドリング中など主としてクリーニングに寄与する時とに依り所定のタイミングで切り換えられ、即ち、現像時には像担持体1の表面の帯電電位と同極性に、非帯電時には像担持体1の表面の帯電電位と逆極性になるように行われる。
【0019】
再び現像ローラ4の構成に戻ると、中心軸11の外側に形成されている中間層12とその外周に形成されている表面層13とは、例えば中間層12が比較的高抵抗であり、表面層13が相対的に低抵抗であるような体積抵抗値を持つ異なる性質を持つシリコンゴムからなる2層の弾性体により形成される。例えば、中間層12を構成するシリコンゴムは104〜109Ω・cmの体積抵抗、表面層13を構成するシリコンゴムは105〜106Ω・cmの体積抵抗値を有するものが好ましい。現像ローラ4としては、かかる二層構造に限定されることなく、単層の構造であっても良く、逆に三層以上の構造であっても良い。また材料としては、シリコンゴムの他、中間層12としてNBRゴム(アクリロニトリルブタジエン共重合ゴム)やウレタンゴム等の弾性を有する多孔質発泡体からなるものを使用し、表面層13もウレタンゴム等の弾性体で形成したものを使用しても良い。
また、NBRゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムなどの単層タイプであっても良い。
【0020】
これら単層の現像ローラの弾性層または多層の現像ローラの中間層および表面層からなる弾性層の比抵抗は105〜108Ω・cmの範囲内が好ましく、またゴム硬度は20〜30度程度の範囲のものが好ましく、特には表面層13はトナー搬送力を得るめに微小な凹凸を表面に有し且つトナーとの離型性が良く、トナーに対して摩擦帯電系列が離れた材料によって形成されることが望ましい。
【0021】
現像ローラ4の表面はトナーの粒径により異なるが、トナー平均粒径が8〜10μm程度の場合は、約10μmの凹凸を有することが好ましく、中間層に約10〜20度程度の低い硬度のものを用い、表面層に20〜30度程度の硬度の弾性体を用い、かかる現像ローラを、像担持体1に対して食い込み量が現像ローラ4の半径の1/40倍(2.5%)、好ましくは1/20倍(5%)以上となるように配置し、像担持体1の周速度とほぼ同じ周速度で回転して現像を行う。ここで重要なことは表面層13の凹凸の粗さと現像ローラ4の表面みかけ硬度であり、現像ローラの表面みかけ硬度が低硬度である方が回転トルクが小さく好ましい。
【0022】
現像ローラ4の後方に位置する供給ローラ6は、現像ローラ4の軸線と平行に延びて配置され、現像ローラ4とほぼ全長にわたって接触している。供給ローラ6は、例えばカーボン微粉末が混入されたウレタンゴムの発泡体からなり、現像ローラ4に対して所定の圧力で接触しながら現像ローラ4の回転方向とは対向する方向、即ち反時計方向に回転し、現像容器3内のトナーを現像ローラ4に供給すると共に、摩擦帯電により現像ローラ4上のトナーを荷電する。現像ローラ4や供給ローラ6との摩擦によるトナーの帯電は現像品質に大きく影響し、帯電が不足した場合には、カブリや濃度ムラが発生する。
【0023】
供給ローラ6の中心軸16はツェナーダイオード(図示なし)を介してバイアス電源14cに接続されており所定のバイアス電圧が印加されている。かかる供給ローラ6へ印加されるバイアス電位は、現像ローラ4のバイアス電位よりも絶対値で100〜500V高い電位に設定されており、この電位差によりトナーを供給ローラ6から現像ローラ4へと移転させる。
【0024】
供給ローラ6の後方に設けられた撹拌部材7は、現像ローラ4の軸線と同方向に延びる中心軸18と、該軸に軸線方向の複数箇所において設けられた複数の撹拌翼19を有し、その回転により現像容器3内のトナーを撹拌すると共にトナーを供給ローラ6へと搬送し供給する。この例では撹拌翼19は時計方向に回転している。
【0025】
供給ローラ6により現像ローラ4上に層状に供給されたトナーは層厚規制部材5によりその層厚が規制される。層厚規制部材5は、現像ローラ4の回転方向で見て、現像ローラ4と像担持体1との接触部、即ち現像ニップ区間の上流位置に配置された導電性または半導電性のローラ体からなり、現像ローラ4とほぼ同じ長さを有し、現像ローラ4の全長にわたって、その周面の一部が現像ローラ4の表面層に対し所定の圧力で接触しながら回転するように設けられている。図示例では層厚規制部材5は現像ローラ4の直上位置に配置されている。層厚規制部材5には前出の供給ローラ6と同極性のバイアスが印加されている。
【0026】
層厚規制部材5は現像ローラ4の回転方向Bと対向する方向、即ち反時計方向に回転し、現像ローラ4上に付着したトナーの一部を現像ローラ4に薄層(トナーの1〜3層)分だけを残すように、その他のトナーをその周面に転写吸着して除去するように働く。こうして層厚規制部材5により剥ぎ取られ転写された余剰のトナーは、層厚規制部材5の周面と先端が当接するようにして配置された弾性除去ブレード21により層厚規制部材5から除去される。
【0027】
更に、図2に示すように上述した現像装置の構成に加え、像担持体1を回転中心に保持するフランジ10と、一方のフランジ10に設けられたギア15aと、現像ローラ4の回転軸の一端側に支持されたギア15bと、現像ローラ4の中心軸11に支持された当接コロ17とを有する。
フランジ10は筒状の像担持体1を軸中心に回転駆動するように設けられ、不図示の駆動源により連結されている。
当接コロ17は樹脂製あるいは金属製の円盤形状をしており、現像ローラ4の中心軸11の両端側に自由回転可能に設けられ、現像ローラ4が像担持体1に向かって押圧する量を規制し、像担持体1の端部あるいはフランジ10に当接して回転する。こうして当接コロが像担持体に当接したときには現像ローラが所定のニップ幅となる。現像装置2の移動は、後述するカムが現像装置を像担持体に向かって当接コロが像担持体あるいはフランジに当接するまで付勢するように設けられている。
【0028】
符号20は現像装置2を像担持体1に対して接離する機能を備えたカムを示し、例えば、現像装置2の一部に当接して電源の投入時に回動して現像ローラ4を像担持体1に押圧させるカム20を有し、電源を投入されているときに充電するようにコンデンサを設け、電源を切断したときにコンデンサが電源となるように切り替わってカム20を回動させて現像装置2を像担持体1から離れる方向に移動させるように設けられている。
【0029】
装置本体の電源を投入すると、カム20の外周面が現像装置の一部に当接する位置が最少半径の位置から最大半径の位置の近傍となるまで回動し、除々に現像装置2を像担持体1方向に移動させ、所定のニップ幅となるまで現像ローラ4を像担持体1に押圧する。
次いで図3に示すように電源を切断したときにリレーなどによりコンデンサがカムを駆動させる駆動手段に接続するように切り替わり、コンデンサに充電された電気により駆動手段を駆動させ、最大半径の近傍の位置から最少半径の位置までカムを所定の角度回動させる。カム20の回動により、カムの段差を通って瞬時に現像装置が像担持体から離れる方向に移動して現像ローラの押圧力が緩和あるいは離間される。
【0030】
上記カム20の動作により現像装置2を像担持体1に移動させ、現像ローラ4が所定のニップ幅となるように像担持体1に押圧したときに像担持体1に設けたギア15aと現像ローラ4に設けたギア15bとが噛み合って駆動伝を行うことができる。また、現像装置2を像担持体1から離れる方向に移動して現像ローラ4の押圧力が緩和あるいは離間したとき、像担持体1のギア15aと現像ローラ4のギア15bとは完全に離間せずに、ギアの先同士で駆動は伝達することができないがわずかに噛み合わさっている。これにより再度の現像ローラ4の押圧によりギア15a、15bの先端同士がぶつかることなく噛み合わせを行うことができる。
【0031】
次に、動作について説明すると、まず像担持体1が矢印A方向に回転している状態において、像担持体1に残留していた残留電位がイレーサランプより除去され、次いでコロナ帯電器または帯電ローラ等の帯電器により像担持体面が一様に帯電される。続いて露光装置によりデジタル露光が行われて、像担持体1上に静電潜像が形成される。該潜像は像担持体1の回転により現像装置2の現像ローラ4と接触する位置、即ち現像ニップ区間へと搬送される。
【0032】
一方、現像装置2では、像担持体1の回転とほぼ同時に、現像ローラ4、供給ローラ6、撹拌部材7が図示しない駆動源によりそれぞれの矢印で示した方向に回転し、且つ現像ローラ4、供給ローラ6および層厚規制部材5にはそれぞれ所定のバイアス電圧が印加される。
【0033】
撹拌部材7および供給ローラ6の回転により、現像容器3内のトナーが撹拌され且つ供給されて現像ローラ4上にトナー層が形成される。トナー層は層厚規制部材5により1〜3層のトナーの均一な薄層となるように規制された後、現像ローラの回転に伴い現像ニップ区間に運ばれる。
【0034】
この薄層化されたトナーは現像ニップ区間において像担持体の静電潜像に供給され、吸引付着することで現像が行われ、可視トナー像が形成される。
【0035】
トナー像は像担持体1の回転により図示しない転写領域まで搬送され、ここで転写コロナまたは転写ローラ等の転写装置の作用により転写材の背面側からトナーの極性とは反対の極性の電界が付与されてトナーの転写材上への転写が行われ、転写されたトナー像は図示しない定着部で転写材上に定着される。一方、転写材に転写されない像担持体上の残留トナーはイレーサにより全面露光を受けて像担持体の暗部電位(画像背景部の電位)とほぼ同電位となるようにされ、次いで上記したと同様に次の作像のための帯電、露光を受け、再び現像ローラ4に運ばれる。現像ローラ4は像担持体1上に残留しているトナーを現像装置2へと回収すると共に、新しいトナーを像担持体1の表面に提供して次の潜像を現像する。
【0036】
A0サイズ対応の直径120mm、長さ約930mmのOPC感光体からなる像担持体1と、直径40mm、長さ約930mmの表面みかけ硬度25〜35度、体積固有抵抗約3×106Ω・cmの表面粗さ約10μmの現像ローラ4を用い、現像ローラ4の像担持体1への食い込み量が約0.5〜3mm(現像ローラの半径の1/40〜3/20倍)、現像ニップ幅(現像ニップ区間)が3.5〜10mmになるようにカムの押圧により現像ローラに設けた当接コロが像担持体に当接させて現像ローラ4を所定のニップ幅となるように配置し、像担持体の駆動力を現像ローラにギアにより伝達させて現像ローラ4を像担持体1と順方向に像担持体1の周速度とほぼ同じ周速度、約200mm/secで回転させた。供給ローラ6としては体積固有抵抗5×104Ω・cmのスポンジローラを用いた。現像ローラ4に250〜350V、体積固有抵抗5×104Ω・cmの供給ローラ6に約350V〜550Vのバイアスを印加し、供給ローラ6で現像ローラ4に平均粒径8μmのトナーを塗布した後、層厚規制部材5で現像ローラ4上の層厚がトナー平均粒径の1〜3倍となるようにトナー層を形成し、暗部電位約550V〜650V、明部電位約20Vの静電潜像を形成した像担持体1にこれを接触させて現像を行い、次いで、転写材に転写し、定着して良好な最終画像を得た。
【0037】
この現像過程において現像ローラ4の接触開始地点から接触離脱地点までの現像ニップ区間においては、現像ローラ4の像担持体1の表面に接触する局部分の移動速度は、接触開始地点では像担持体1の周速度とほぼ同じであるが、現像ローラ4自体の弾性により且つ像担持体1に対する現像ローラ4を上記食い込みにより現像ニップ区間における現像ローラの局部の半径が変化することにより、局部分の移動速度が徐々に像担持体周速より遅くなり、その後徐々に元の速度に回復しながら像担持体との接触から離脱するように動作すると考えられる。
【0038】
なお、上記した現像ニップ区間での現像ローラの局部分の動作は、像担持体上の残留トナーのクリーニングに関しても良好な作用をなし、即ち、像担持体1の残留トナーに対し上記のように移動速度を変化させる局部分の動作と現像ローラ表面の凹凸とによりトナーを除去するためのブレード効果が生じて良好なクリーニングがなされるものと考えられる。
【0039】
更に、上記例に示すように像担持体と現像ローラが接触式である場合、抵抗値が低過ぎるとリークする関係上、トナーは、限定されるものではないが、重合トナーであって106Ω・cm以上の高抵抗または絶縁性のものが用いられ、特には、粒径が5〜8μmの球形で且つ帯電量が50μC/g以上のものが好ましい。
【0040】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、現像ローラを当接コロで像担持体に所定のニップ幅となるように押圧する非磁性一成分現像装置において、像担持体の駆動を現像ローラにギアにより伝達することにより画像のぶれがなくなり、安定した画像を得ることができる。また、現像装置の不使用時に現像装置を像担持体に対して離れる方向に移動させ、像担持体のギアと現像ローラのギアとを完全に離れないようにわずかに噛み合わせた状態にすることにより再度の現像装置の押圧によりスムーズにギアが噛み合い破損することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による現像装置の好適な一例を示す概略側面図。
【図2】 本発明による現像装置の概略上面図。
【図3】 現像装置が像担持体から離れる方向に移動した状態を示す概略側面図。
【符号の説明】
1 像担持体
2 現像装置
3 現像容器
4 現像ローラ
5 層厚規制部材
6 供給ローラ
7 撹拌部材
8 開口
9 トナーカートリッジ
10 フランジ
11 中心軸
12 中間層
13 表面層
14a、b バイアス電源
15a、b ギア
16 中心軸
17 当接コロ
18 中心軸
19 撹拌翼
20 カム
21 スイッチ[0001]
The present invention relates to a non-magnetic one-component developing device that is used in an electrophotographic apparatus and develops and visualizes an electrostatic latent image formed on an image carrier with a non-magnetic one-component developer. The present invention relates to an electrophotographic apparatus including an image carrier capable of pressing a developing roller against the image carrier with a width and a non-magnetic one-component developing device .
[0002]
[Prior art]
As an example of a developing device using a non-magnetic one-component developer, an elastic developing roller having a conductive or moderate electric resistance is used as a developer carrying member for supplying the developer to the image carrying member. There has been proposed a contact-type developing device in which development is performed by forming a thin layer of developer on the surface and then bringing the roller into contact with the surface of the image carrier at an appropriate pressure. Such a non-magnetic one-component developing device does not require an edge enhancement effect such as a digital printer in which an image is composed of black and white binary values, and the development characteristics of the line image and the surface image are required to be the same. It is known that it can be preferably used for such development.
[0003]
As an example of a non-magnetic one-component developing device, if the pressing force of the developing roller against the image carrier is relatively large and there is a difference in the peripheral speed of the developing roller with respect to the peripheral speed of the image carrier, the developing roller is caused by the rubbing force The toner on the surface is pulverized, the toner deterioration is accelerated, and the toner adheres to the surface of the developer layer regulating member that regulates the thickness of the developer layer formed on the developing roller by developing, for example, several thousand meters ( (Or fusion) occurs, and this fixation prevents uniform formation of the developer thin layer and causes white streaks in the image. Further, due to the action of the pressure contact force on the image carrier by the developing rollers having different peripheral speeds, the image carrier is liable to cause rotation unevenness, and further, a large size for carrying out a large size development. In the electrophotographic apparatus, the driving torque of the developing roller is considerably increased to cause the rubbing, which is uneconomical.
[0004]
Therefore, in order to solve the above problems, the present applicant forms a toner thin layer made of non-magnetic one-component toner on the elastic developing roller, and makes the roller contact the surface of the drum-shaped image carrier. In a developing device that performs development by supplying a developer on an elastic developing roller to an electrostatic latent image formed on the surface of an image carrier, the peripheral speed of the image carrier and the peripheral speed of the elastic developer roller are substantially the same. Rotate the image carrier and the elastic developing roller in the forward direction so that the amount of biting of the elastic developing roller into the surface of the image carrier is 1/40 or more of the radius of the developing roller. In the development nip section from the contact start point of the elastic developing roller to the contact detachment point, the moving speed of the local portion that contacts the surface of the image carrier of the elastic developing roller gradually decreases from the contact start point due to the elasticity of the roller itself. Xu A non-magnetic one-component developing device has been proposed in which the original speed is restored while being removed from contact with the image carrier.
[0005]
With such a configuration, even if there is a variation or eccentricity of the diameter of the developing roller, a change in diameter due to environmental changes, an eccentricity of the image carrier, etc., sufficient biting is set. Since the development is performed with the peripheral speed of the image carrier and the peripheral speed of the developing roller being substantially the same value, uneven rotation of the image carrier does not occur. Since the amount of biting of the developing roller in contact with the image carrier is large, the change is ignored, and further, the developing roller is developed by setting the biting amount to about 1/40 or more, preferably 1/20 or more of the radius. The toner layer on the roller gradually slows down from the contact start to the contact center point with respect to the image carrier surface peripheral speed, and then returns to the image carrier peripheral speed from the contact center point to the contact separation point. The developing action and the cleaning action are performed at the same time, and a clear image with very little jitter can be formed. In particular, it is possible to obtain a clear image free from white streaks, fogging, and insufficient density even in large-size development. The driving torque of the developing roller is reduced, and the dimensional accuracy for pressing the developing roller against the image carrier is improved.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The developing device described above rotates the image carrier and the developing roller at substantially the same speed. For this reason, when the image carrier and the developing roller are driven separately, there is a problem in that a deviation in peripheral speed occurs between the image carrier and the developing roller due to load fluctuations of both driving, and jitter occurs. . Further, even if driving is performed simultaneously by the synchronization signal, there is a problem that torque is generated due to a difference in rising speeds of the respective driving sources, and abnormal noise and vibration are generated.
[0007]
Further, the development type developing roller described above continues to be pressed at the same place when image formation is not performed for a long time, and a part of the pressed elastic developing roller is deformed or the developing roller is pressed. There is a problem that the surface of a part of the image carrier has an electrical influence such as charging and transfer, and adversely affects the output image.
[0008]
Therefore, when the cam mechanism is not used for a long time, the developing device is moved by timer control or manual operation to release the pressure of the developing roller from the image carrier. At this time, if the gear of the image carrier and the gear of the developing roller are completely separated from each other, when the developing roller is pressed against the image carrier again, the meshing of each gear does not mesh well, and the tip of the gear They collide with each other and put a burden on the gear, and in the worst case, the gear is damaged.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points. In addition to the above-described configuration of the non-magnetic one-component developing device, the developing device can maintain a stable peripheral speed with a simple configuration and is pressed against the image carrier. It is an object of the present invention to provide an electrophotographic apparatus including an image carrier and a non-magnetic one-component developing device that can contact and separate the rollers without damaging the gears.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the present invention forms a toner thin layer made of nonmagnetic one-component toner on a developing roller , and makes the roller abut on the surface of the image carrier so as to have a predetermined nip width. The developing device supplies the developer on the developing roller to the electrostatic latent image formed on the surface of the image bearing member for development, and the peripheral speed of the image bearing member and the circumferential speed of the developing roller are substantially the same. In a non-magnetic one-component developing device set so that the image carrier and the developing roller are rotated in the forward direction so as to achieve speed, the gear provided at the flange portion of the image carrier is changed to the gear provided at the end of the developing roller. The drive from the image carrier is transmitted to the developing device by meshing, and the contact rollers provided on both ends of the developing roller are brought into contact with both ends of the image carrier to regulate the nip width. When the developer roller is separated from the developing roller, As the tip of the gear provided by the pressure of the developing roller to the flange portion of the image bearing member and the tip of the gear provided at an end portion of the developing roller capable engagement without hits, gear and the developing roller of the image carrier It is characterized by slightly meshing with the gear.
[0011]
Further, the nip width at which the elastic developing roller contacts the surface of the image carrier is 4 mm or more.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic side view of a developing device to which the present invention is applied, and FIG. 2 shows a schematic top view.
In the figure,
[0014]
Although not shown, around the
[0015]
In such an arrangement, the developing
[0016]
These configurations will be described in detail. A predetermined amount of non-magnetic one-component developer (hereinafter referred to as toner) is accommodated in the developing
[0017]
The developing
[0018]
As described above, the
[0019]
When returning to the configuration of the developing
Further, it may be a single layer type such as NBR rubber, urethane rubber, or silicon rubber.
[0020]
The specific resistance of the elastic layer of the single layer developing roller or the elastic layer composed of the intermediate layer and the surface layer of the multilayer developing roller is preferably in the range of 10 5 to 10 8 Ω · cm, and the rubber hardness is 20 to 30 degrees. In particular, the
[0021]
The surface of the developing
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The stirring
[0025]
The layer thickness of the toner supplied in layers on the developing
[0026]
The layer
[0027]
Further, in addition to the configuration of the developing device described above as shown in FIG. 2, the
The
The
[0028]
[0029]
When the power of the apparatus main body is turned on, the position where the outer peripheral surface of the
Next, as shown in FIG. 3, when the power is cut off, the capacitor is switched to be connected to the driving means for driving the cam by a relay or the like, and the driving means is driven by the electricity charged in the capacitor, and the position near the maximum radius. The cam is rotated by a predetermined angle from the position to the position of the minimum radius. As the
[0030]
When the developing
[0031]
Next, the operation will be described. First, in a state where the
[0032]
On the other hand, in the developing
[0033]
By the rotation of the stirring
[0034]
The thinned toner is supplied to the electrostatic latent image on the image carrier in the development nip section, and is developed by being attracted to adhere to form a visible toner image.
[0035]
The toner image is conveyed to a transfer area (not shown) by the rotation of the
[0036]
An
[0037]
In this development process, in the development nip section from the contact start point of the
[0038]
The operation of the local portion of the developing roller in the developing nip section described above has a good effect on cleaning of the residual toner on the image carrier, that is, as described above with respect to the residual toner on the
[0039]
Further, if the image bearing member and the developing roller as shown in the above example is a contact type, the relationship that the resistance value is too low leakage, toner, but are not limited to, a polymerized toner 10 6 A high resistance or insulating material of Ω · cm or more is used, and in particular, a spherical shape having a particle size of 5 to 8 μm and a charge amount of 50 μC / g or more are preferable.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the non-magnetic one-component developing device that presses the developing roller against the image carrier with the contact roller so as to have a predetermined nip width, the drive of the image carrier is transmitted to the developing roller by the gear. As a result, image blurring is eliminated and a stable image can be obtained. In addition, when the developing device is not used, the developing device is moved away from the image carrier so that the gear of the image carrier and the gear of the developing roller are slightly engaged so as not to completely separate. As a result, the gears are smoothly meshed and not damaged by the pressing of the developing device again.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing a preferred example of a developing device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic top view of a developing device according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic side view showing a state where the developing device is moved away from the image carrier.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記像担持体のフランジ部に設けたギアを前記現像ローラの端部に設けたギアに噛み合わせて前記像担持体からの駆動を現像装置に伝達させ、更に、前記現像ローラの両端側に設けた当接コロを前記像担持体の両端側に当接させて前記ニップ幅を規制し、
前記像担持体と前記現像ローラとが離間した状態のときに、再度の前記現像ローラの押圧により前記像担持体のフランジ部に設けたギアの先端と前記現像ローラの端部に設けたギアの先端とがぶつかることなく噛み合わせが可能なように、前記像担持体のギアと前記現像ローラのギアとがわずかに噛み合っていることを特徴とする像担持体と非磁性一成分現像装置を備えた電子写真装置。A thin toner layer made of a non-magnetic one-component toner is formed on the developing roller, and the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier is brought into contact with the surface of the image carrier so as to have a predetermined nip width. A developing device for developing an image by supplying a developer on a developing roller to the image, and the image bearing member and the developing roller are arranged so that the circumferential speed of the image bearing member and the circumferential speed of the developing roller are substantially the same. In an electrophotographic apparatus comprising an image carrier set to rotate in the forward direction and a non-magnetic one-component developing device ,
A gear provided on the flange portion of the image carrier is meshed with a gear provided on an end portion of the developing roller to transmit the drive from the image carrier to the developing device, and further provided on both ends of the developing roller. The contact roller is brought into contact with both end sides of the image carrier to regulate the nip width,
When the image carrier and the developing roller are separated from each other, the tip of the gear provided at the flange portion of the image carrier and the end of the developing roller by the pressing of the developing roller again. An image carrier and a non-magnetic one-component developing device, characterized in that the gear of the image carrier and the gear of the developing roller are slightly meshed so that they can be meshed without colliding with the tip. Electrophotographic equipment .
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