JP4416467B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式等によって画像形成を行う複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that forms an image by an electrophotographic method or an electrostatic recording method.

従来、電子写真方式の画像形成装置は、像担持体上に一様帯電を行った後、アナログ露光又は半導体レーザないしはLEDにより画像露光を行い、像担持体上に静電潜像を形成した後、これを現像装置により現像剤像(以下「トナー像という。」)として可視像化し、前記像担持体上のトナー像を転写手段により記録媒体に転写して画像を形成するものが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus performs uniform charging on an image carrier, and then performs image exposure by analog exposure or semiconductor laser or LED to form an electrostatic latent image on the image carrier. Such a toner image is visualized as a developer image (hereinafter referred to as “toner image”) by a developing device, and the toner image on the image carrier is transferred to a recording medium by a transfer unit to form an image. ing.

図13は、従来の電子写真方式の画像形成装置を示す概略構成図である。この画像形成装置は、非磁性一成分トナーを用いた反転現像方式により接触現像する現像装置を用いた画像形成装置であり、この画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム101を有する。   FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a conventional electrophotographic image forming apparatus. This image forming apparatus is an image forming apparatus using a developing device that performs contact development by a reversal developing method using a non-magnetic one-component toner, and this image forming apparatus has a photosensitive drum 101 as an image carrier.

感光ドラム101はアルミニウムシリンダの表面にOPCやa−Si等の光導電層(不図示)を備え、矢印pの方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。   The photosensitive drum 101 is provided with a photoconductive layer (not shown) such as OPC or a-Si on the surface of an aluminum cylinder, and is driven to rotate at a predetermined process speed in the direction of an arrow p.

感光ドラム101には、帯電ローラ102が当接配置され、帯電ローラ102により前記感光ドラム101の表面は、例えば−700Vに一様に帯電される。そして、前記感光ドラム101の帯電面に対して露光装置103から出力される画像信号に応じて変調された光による画像露光によって、感光ドラム101上の露光部の表面電位を例えば−200Vに減衰させて、感光ドラム101上に画像情報に応じた静電潜像を形成する。前記画像露光には、例えば半導体レーザあるいはLEDアレイが用いられる。   A charging roller 102 is disposed in contact with the photosensitive drum 101, and the surface of the photosensitive drum 101 is uniformly charged to, for example, -700V by the charging roller 102. Then, the surface potential of the exposed portion on the photosensitive drum 101 is attenuated to, for example, −200 V by image exposure with light modulated in accordance with the image signal output from the exposure device 103 on the charging surface of the photosensitive drum 101. Thus, an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed on the photosensitive drum 101. For example, a semiconductor laser or an LED array is used for the image exposure.

前記感光ドラム101には、現像装置104の現像ローラ110が当接配置されている。前記現像装置104に収納されたトナーは、前記現像ローラ110のq方向の回転に伴って、前記現像ローラ110に接触される規制ブレード112により摩擦帯電を受けるとともに現像ローラ110上に薄層形成された後、前記感光ドラム101と現像ローラ110との当接位置である現像部位に搬送される。   A developing roller 110 of the developing device 104 is disposed in contact with the photosensitive drum 101. The toner stored in the developing device 104 is frictionally charged by the regulating blade 112 that is in contact with the developing roller 110 as the developing roller 110 rotates in the q direction, and a thin layer is formed on the developing roller 110. After that, the photosensitive drum 101 and the developing roller 110 are conveyed to a developing site.

そして、前記感光ドラム101上に形成された静電潜像が前記現像ローラ110により搬送されるトナーにより可視化された後、感光ドラム101表面に形成されたトナー像は転写手段105により記録媒体に転写されて、定着器106によって最終的にトナー像が記録媒体に定着されて画像が形成される。   After the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 101 is visualized by the toner conveyed by the developing roller 110, the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 101 is transferred to a recording medium by the transfer unit 105. Then, the toner image is finally fixed on the recording medium by the fixing device 106 to form an image.

また、トナー像転写後の感光ドラム101表面に残留する転写残トナーは、クリーニング装置で回収されるか、又はクリーニング装置を設けず(クリーナーレス)現像装置104によって「現像同時クリーニング」で感光体面上から除去し、現像装置104に回収及び再用される。   Further, the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 101 after the toner image transfer is collected by a cleaning device or is not provided with a cleaning device (cleanerless) on the surface of the photosensitive member by “development simultaneous cleaning” by the developing device 104. And collected and reused in the developing device 104.

「現像同時クリーニング」とは、転写後に感光体上に残留した残留トナーを次工程以降の現像時、即ち引き続き感光ドラム101上の潜像現像時に、かぶり取りバイアス(現像装置104に印加する直流電圧の電位と感光体の表面電位との間の電位差であるかぶり取り電位差Vback)によって回収する方法である。   The “development simultaneous cleaning” is a fog removal bias (DC voltage applied to the developing device 104) for residual toner remaining on the photosensitive member after the transfer at the time of development after the next step, that is, at the time of subsequent latent image development on the photosensitive drum 101. And the surface potential of the photosensitive member, and the surface potential of the photosensitive member is recovered by a fog removal potential difference Vback).

この方法によれば、転写後の感光体上に残留した残留トナーは現像装置104に回収されて次工程以後に再利用されるため、廃トナーをなくし、プリントのランニングコストを上げることができる。またクリーナーレスであることでスペース面での利点も大きく、画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。   According to this method, the residual toner remaining on the photoconductor after the transfer is collected by the developing device 104 and reused after the next step, so that waste toner can be eliminated and the printing running cost can be increased. Further, the cleaner-less has a great space advantage, and the image forming apparatus can be greatly downsized.

また、前記転写手段105の下流側には、前記現像装置104によるクリーニング効果を向上させるため、及び、転写残トナーによる次画像形成工程時の露光妨害による画像不良を防止するため、ローラ等の補助部材107を前記感光ドラム101に当接配置している。   Further, on the downstream side of the transfer unit 105, in order to improve the cleaning effect by the developing device 104, and to prevent image defects due to exposure disturbance during the next image forming process due to the transfer residual toner, an auxiliary such as a roller is provided. A member 107 is disposed in contact with the photosensitive drum 101.

上記従来の画像形成装置は、このような動作を繰り返すことにより画像形成が行われている。   The conventional image forming apparatus performs image formation by repeating such operations.

また、前記非磁性の一成分トナーは、転写性向上を主たる目的として、球形のトナー粒子が用いられる。このような球形のトナー粒子は重合法により形成することにより表面が平滑なトナー粒子を得ることができる。   The non-magnetic one-component toner uses spherical toner particles for the main purpose of improving transferability. By forming such spherical toner particles by a polymerization method, toner particles having a smooth surface can be obtained.

更に、前記トナー表面を外添剤で被覆することが一般的である。外添剤としては、トナーに添加したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の1/10以下の粒径であるものが用いられる。   Further, it is common to coat the toner surface with an external additive. As the external additive, those having a particle diameter of 1/10 or less of the weight average diameter of the toner particles are used from the viewpoint of durability when added to the toner.

このような外添剤として、金属酸化物(酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、等)、窒化物(窒化ケイ素等)、炭化物(炭化ケイ素等)、脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛等)、カーボンブラック、シリカ等が用いられる。   Examples of such external additives include metal oxides (aluminum oxide, titanium oxide, strontium titanate, cerium oxide, magnesium oxide, etc.), nitrides (silicon nitride, etc.), carbides (silicon carbide, etc.), fatty acid metal salts ( Zinc stearate etc.), carbon black, silica etc. are used.

このような外添剤によりトナー表面を被覆することで、トナーの流動性の向上、感光ドラム上に現像されたトナーの感光ドラムに対する離型性の向上、トナーへの摩擦帯電量の調整等が可能となる。   By coating the surface of the toner with such an external additive, the fluidity of the toner can be improved, the releasability of the toner developed on the photosensitive drum from the photosensitive drum can be improved, and the triboelectric charge amount on the toner can be adjusted. It becomes possible.

近年、さらなる高画質化の市場要請が高まり、現像に用いられるトナーの粒径を小さくする必要がある。しかしながら、上記従来の画像形成装置では、1万枚程度の画像形成動作が繰り返されると、粒径の小さいトナーほど、感光ドラム上の非画像形成領域にトナーが付着する「反転かぶり」、十分な帯電量をもっていないトナーが現像時に現像ローラ上に保持されずに落下してしまう「ボタ落ち」、帯電ローラにトナーが付着して感光ドラムを所望の電位に帯電できなくなる「帯電不良」及び「帯電ローラ汚れ」等の現象が発生し易く、所望の画像が得られなくなる画像不良の発生という問題があった。   In recent years, market demand for higher image quality has increased, and it is necessary to reduce the particle size of toner used for development. However, in the conventional image forming apparatus, when the image forming operation of about 10,000 sheets is repeated, the smaller the toner particle diameter, the “reversal fog” in which the toner adheres to the non-image forming area on the photosensitive drum. Toner that does not have a charge amount falls without being held on the developing roller at the time of development, “bottom drop”, “charge failure” and “charging” in which the toner adheres to the charging roller and the photosensitive drum cannot be charged to a desired potential. There is a problem that a phenomenon such as “roller smear” is likely to occur, and an image defect occurs in which a desired image cannot be obtained.

本発明者らが原因究明を行った結果、上記問題点はトナー表面に前記外添剤が埋め込まれることによりトナーが所望の帯電量を保持できなくなること、及びトナー形状の異形化が発生するためにトナーが所望する均一な帯電量が得られなくなること、に起因する「トナー劣化」が原因である事が明らかになってきている。   As a result of investigation by the present inventors, the above problems are caused by the fact that the external additive is embedded in the toner surface, so that the toner cannot maintain a desired charge amount and the toner shape is deformed. In addition, it has become clear that the toner is not able to obtain the desired uniform charge amount due to “toner deterioration”.

このような「トナー劣化」の原因究明結果をさらに詳しく述べる。上記従来のクリーナーレスの画像形成装置では、転写後の感光体上に残留した残留トナーは、現像装置104に回収されて次工程以後に再利用される。また、現像ローラ110上のトナーが前記感光ドラム101上の静電潜像の現像に用いられなかった場合にも前記現像装置104に回収され再利用される。このため、再利用されるトナーは、前記帯電ローラ102や前記現像
ローラ110等の各回転体と感光ドラム101との当接部位を何度も通過することになる。ここで、前記各回転体と感光ドラムとは所定の当接圧力と所定の周速差をもって当接される。従って、前記当接部位を通過するトナーは、当該当接部位において当接応力と周速差による摺擦を受けており、この二つの作用により前記当接部に存在するトナーには摩擦力が生じる。この摩擦力の一部が熱に変換されて、前記トナーが軟化することになる。
The cause investigation result of such “toner deterioration” will be described in more detail. In the conventional cleanerless image forming apparatus, the residual toner remaining on the photoreceptor after the transfer is collected by the developing device 104 and reused after the next process. Further, when the toner on the developing roller 110 is not used for developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 101, it is collected and reused by the developing device 104. For this reason, the reused toner passes many times through the contact portion between the rotating member such as the charging roller 102 and the developing roller 110 and the photosensitive drum 101. Here, the rotating bodies and the photosensitive drum are in contact with each other with a predetermined contact pressure and a predetermined peripheral speed difference. Therefore, the toner passing through the contact part is rubbed by the contact stress and the difference in peripheral speed at the contact part, and the friction force is applied to the toner existing in the contact part due to these two actions. Arise. Part of this frictional force is converted to heat, and the toner is softened.

トナーが軟化すると、前記トナーは前記摩擦力を受けているので、トナー表面を被覆していた外添剤が該トナー表面に埋め込まれる。更には、前記トナーの異形化が生じる。このようなトナー劣化は、粒径の小さいトナーにおいては、トナー1個あたりの表面積が小さいので、表面の1部に劣化が生じてもトナー1個あたりの全表面積に対する劣化部分の表面積の割合が大きい。それに対して、粒径の大きいトナーでは、トナー1個あたりの表面積が大きいので、表面の一部が劣化してもトナー1個あたりの全表面積に対する劣化部分の表面積の割合は小さい。   When the toner is softened, the toner receives the frictional force, so that the external additive that has covered the toner surface is embedded in the toner surface. Further, the toner is deformed. Such toner deterioration has a small surface area per toner in a toner having a small particle diameter, and therefore the ratio of the surface area of the deteriorated portion to the total surface area per toner even if deterioration occurs in one portion of the surface. large. In contrast, a toner having a large particle size has a large surface area per toner, so even if a portion of the surface deteriorates, the ratio of the surface area of the deteriorated portion to the total surface area per toner is small.

このため、粒径の小さいトナーほどトナー劣化の影響を受け上記画像不良を発生し易くなるということが本出願人らの原因究明により明らかになった。   For this reason, it has been clarified by investigation of the cause of the applicants that the smaller the particle diameter, the more easily the image defect is caused by the influence of toner deterioration.

上記画像不良の発生という問題の他に、画像形成装置の小型化及び低価格化が求められている。しかしながら、前記非磁性1成分トナーを用いた接触現像方式の画像形成装置は、簡易にカブリの少ない良好な画像が得られる一方で、装置内で部材同士が接触駆動される部分が多く、装置の駆動に大きな駆動力が必要とされている。このため、高トルクのモータを使用する必要があることから画像形成装置を小型化及び低価格化することが困難となっていた。   In addition to the problem of the occurrence of image defects, there is a demand for downsizing and cost reduction of image forming apparatuses. However, the contact developing type image forming apparatus using the non-magnetic one-component toner can easily obtain a good image with less fogging, but there are many parts in which the members are driven to contact each other. A large driving force is required for driving. For this reason, since it is necessary to use a high-torque motor, it has been difficult to reduce the size and price of the image forming apparatus.

本発明は、このような従来の画像形成装置の問題点を解決し、小粒径のトナーであってもトナー劣化の発生を防止して、高画質の画像を長期間に渡って良好に得られる画像形成装置を提供することを目的とするとともに、更には、装置の小型化を実現した画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention solves such problems of the conventional image forming apparatus, prevents the occurrence of toner deterioration even with a toner having a small particle size, and obtains a high-quality image satisfactorily over a long period of time. In addition, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that achieves downsizing of the apparatus.

上記目的を達成するために本発明にあっては、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転し、現像剤を担持するとともに前記像担持体に形成される静電潜像を担持した前記現像剤により可視化して現像する現像剤担持体と、を有し、
可視化された前記像担持体上の現像剤像を転写手段により記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記現像剤担持体が前記像担持体に接触する接触部を有し、
前記現像剤担持体と前記像担持体とが接触しない場合において、
前記接触部になる領域における前記像担持体の曲率は、
前記接触部になる領域における前記現像剤担持体の曲率よりも大きく、
前記像担持体の表面のアスカーC硬度は、前記現像剤担持体の表面のアスカーC硬度よりも高いことを特徴とする。
このような構成を備えた本発明によれば、前記現像剤担持体の前記接触部両端が当該接触部から押し出されるように変形することが無く、当該接触部両端近辺の応力が低減される。従って、前記接触部に存在するトナーが受ける摩擦力を低減することが可能となる。このため、小粒径のトナーであってもトナー劣化の発生を防止して、高画質の画像を長期間に渡って良好に得ることが可能となる。また、前記像担持体又は前記現像剤担持体の一方が他方に侵入する場合における侵入量を一定量に保った状態でも前記像担持体又は前記現像剤担持体の駆動に要する負荷を軽減することができるので、前記現像剤担持体の振れを防止して良好な画像を得るとともに、装置の小型化が可能となる。
また、回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体を一様に帯電する帯電手段よりも前記像担持体の回転方向上流側で、現像剤像を記録媒体に転写する転写手段よりも前記像担持体回転方向下流側に設けられた補助部材と、を有し、
前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤により可視化し、可視化された前記像担持体上の現像剤像を前記転写手段により記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記補助部材が前記像担持体に接触する接触部を有し、
前記補助部材と前記像担持体とが接触しない場合において、
前記接触部になる領域における前記像担持体の曲率は、
前記接触部になる領域における前記補助部材の曲率よりも大きく、
前記像担持体の表面のアスカーC硬度は、前記補助部材の表面のアスカーC硬度よりも高いことを特徴とする。
また、回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体を一様に帯電する帯電手段よりも前記像担持体の回転方向上流側で、現像剤像を記録媒体に転写する転写手段よりも前記像担持体回転方向下流側に設けられた補助部材と、を有し、
前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤により可視化し、可視化された前記像担持体上の現像剤像を前記転写手段により記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体が前記補助部材に接触する接触部を有し、
前記像担持体と前記補助部材とが接触しない場合において、
前記接触部になる領域における前記補助部材の曲率は、
前記接触部になる領域における前記像担持体の曲率よりも大きく、
前記補助部材の表面のアスカーC硬度は、前記像担持体の表面のアスカーC硬度よりも高いことを特徴とする。
また、回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体を一様に帯電する帯電手段と、を有し、
前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤により可視化し、可視化された前記像担持体上の現像剤像を転写手段により記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記帯電手段が前記像担持体に接触する接触部を有し、
前記帯電手段と前記像担持体とが接触しない場合において、
前記接触部になる領域における前記像担持体の曲率は、
前記接触部になる領域における前記帯電手段の曲率よりも大きく、
前記像担持体の表面のアスカーC硬度は、前記帯電手段の表面のアスカーC硬度よりも高いことを特徴とする。
また、回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体を一様に帯電する帯電手段と、を有し、
前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤により可視化し、可視化された前記像担持体上の現像剤像を転写手段により記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体が前記帯電手段に接触する接触部を有し、
前記像担持体と前記帯電手段とが接触しない場合において、
前記接触部になる領域における前記帯電手段の曲率は、
前記接触部になる領域における前記像担持体の曲率よりも大きく、
前記帯電手段の表面のアスカーC硬度は、前記像担持体の表面のアスカーC硬度よりも高いことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A rotatable image carrier;
A developer carrier that rotates in contact with the image carrier, carries the developer, and visualizes and develops with the developer carrying an electrostatic latent image formed on the image carrier. ,
In the image forming apparatus for transferring the visualized developer image on the image carrier to a recording medium by a transfer unit to form an image,
The developer carrier has a contact portion that contacts the image carrier,
In the case where the developer carrier and the image carrier are not in contact,
The curvature of the image carrier in the region to be the contact portion is
Greater than the curvature of the developer carrier in the region to be the contact portion,
The Asker C hardness of the surface of the image carrier is higher than the Asker C hardness of the surface of the developer carrier.
According to the present invention having such a configuration, both ends of the contact portion of the developer carrier are not deformed so as to be pushed out from the contact portion, and stress in the vicinity of both ends of the contact portion is reduced. Therefore, it is possible to reduce the frictional force that the toner present at the contact portion receives. For this reason, even when the toner has a small particle diameter, it is possible to prevent the toner from being deteriorated and to obtain a high-quality image favorably over a long period of time. Further, the load required for driving the image carrier or the developer carrier can be reduced even when the penetration amount when one of the image carrier or the developer carrier enters the other is kept constant. Therefore, the developer carrying member can be prevented from shaking and a good image can be obtained, and the apparatus can be miniaturized.
A rotatable image carrier;
Than the transfer means for transferring the developer image to the recording medium on the upstream side of the rotation direction of the image carrier relative to the charging means for rotating in contact with the image carrier and uniformly charging the image carrier. An auxiliary member provided on the downstream side in the rotation direction of the image carrier,
An image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer, and transfers the visualized developer image on the image carrier to a recording medium by the transfer unit to form an image. ,
The auxiliary member has a contact portion that contacts the image carrier;
In the case where the auxiliary member and the image carrier do not contact,
The curvature of the image carrier in the region to be the contact portion is
Larger than the curvature of the auxiliary member in the region to be the contact portion,
The Asker C hardness of the surface of the image carrier is higher than the Asker C hardness of the surface of the auxiliary member.
A rotatable image carrier;
Than the transfer means for transferring the developer image to the recording medium on the upstream side of the rotation direction of the image carrier relative to the charging means for rotating in contact with the image carrier and uniformly charging the image carrier. An auxiliary member provided on the downstream side in the rotation direction of the image carrier,
An image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer, and transfers the visualized developer image on the image carrier to a recording medium by the transfer unit to form an image. ,
The image carrier has a contact portion that contacts the auxiliary member;
In the case where the image carrier and the auxiliary member do not contact,
The curvature of the auxiliary member in the region to be the contact portion is
Larger than the curvature of the image carrier in the region to be the contact portion,
The Asker C hardness of the surface of the auxiliary member is higher than the Asker C hardness of the surface of the image carrier.
A rotatable image carrier;
Charging means for rotating in contact with the image carrier and uniformly charging the image carrier;
In an image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer, and transfers the visualized developer image on the image carrier to a recording medium by a transfer unit to form an image.
The charging means has a contact portion that contacts the image carrier;
In the case where the charging means and the image carrier are not in contact,
The curvature of the image carrier in the region to be the contact portion is
Greater than the curvature of the charging means in the region to be the contact portion,
The Asker C hardness of the surface of the image carrier is higher than the Asker C hardness of the surface of the charging means.
A rotatable image carrier;
Charging means for rotating in contact with the image carrier and uniformly charging the image carrier;
In an image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer, and transfers the visualized developer image on the image carrier to a recording medium by a transfer unit to form an image.
The image carrier has a contact portion that contacts the charging means;
In the case where the image carrier and the charging means do not contact,
The curvature of the charging means in the region to be the contact portion is
Larger than the curvature of the image carrier in the region to be the contact portion,
The Asker C hardness of the surface of the charging means is higher than the Asker C hardness of the surface of the image carrier.

尚、1の回転体(像担持体又は前記像担持体に接触して回転する回転部材の一方)がそれ自身は変形すること無く2の回転体(前記像担持体又は前記回転部材の他方)に侵入する場合のみならず、前記第1の回転体自身も変形しつつ前記第2の回転体に侵入し、即ち、前記第1の回転体及び前記第2の回転体の双方が変形して接触部を形成する場合も含まれる。

The first rotating body ( one of the image bearing member or the rotating member that rotates in contact with the image bearing member) itself is not deformed and the second rotating body (the image bearing member or the rotating member ) is not deformed . Not only when entering the other) , but also entering the second rotating body while deforming the first rotating body itself, that is, both the first rotating body and the second rotating body are deformed. In this case, the contact portion is formed.

このような構成を備えた本発明によれば、前記第1の回転体が接触部において前記第2の回転体に侵入して接触する場合において、前記当接部での前記第2の回転体表面に加わる応力を低減することが可能となる。このため前記像担持体と前記回転体との接触部に存在するトナーが、前記像担持体及び前記回転体から受ける摩擦力を低減することが可能となる。このため、小粒径のトナーであってもトナー劣化の発生を防止して、高画質の画像を長期間に渡って良好に得ることが可能となる。また、前記回転体又は前記像担持体の駆動力を低減できるので画像形成装置の小型化を実現できる。
また、劣化したトナーが帯電手段表面を覆い前記像担持体を所望の帯電電位に帯電できなくなるという不具合を防止でき、高画質の画像を長期間に渡って良好に得られる。

According to the present invention having such a configuration, when the first rotating body enters and contacts the second rotating body at the contact portion, the second rotating body at the contact portion. It is possible to reduce the stress applied to the surface. Therefore, it is possible to reduce the frictional force that the toner present at the contact portion between the image carrier and the rotating body receives from the image carrier and the rotating body. For this reason, even when the toner has a small particle diameter, it is possible to prevent the toner from being deteriorated and to obtain a high-quality image favorably over a long period of time. Further, since the driving force of the rotating body or the image carrier can be reduced, the image forming apparatus can be downsized.
Further, it is possible to prevent a problem that the deteriorated toner covers the surface of the charging unit and the image carrier cannot be charged to a desired charging potential, and a high-quality image can be obtained satisfactorily over a long period of time.

本発明の好ましい態様によれば、前記像担持体と、前記現像剤担持体とは、相対速度差をもって当接回転することを特徴とする。また、前記像担持体と、前記補助部材とは、相対速度差をもって当接回転することを特徴とする。また、前記像担持体と、前記帯電手段とは、相対速度差をもって当接回転することを特徴とする。

According to a preferred aspect of the present invention, the image carrier and the developer carrier are rotated in contact with each other with a relative speed difference. Further, the image carrier and the auxiliary member abut on and rotate with a relative speed difference. Further, the image carrier and the charging unit rotate in contact with each other with a relative speed difference.

本発明の好ましい態様によれば、前記現像剤の重量平均粒径が10μm以下であることを特徴とする。   According to a preferred aspect of the present invention, the developer has a weight average particle diameter of 10 μm or less.

このような構成によれば、高画質の画像を長期間に渡って良好に得られる。   According to such a configuration, a high-quality image can be obtained satisfactorily over a long period of time.

次に本発明の「作用」について以下、図9から図12を用いて説明する。   Next, the “action” of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図9において本発明の「作用」を代表例として像担持体としての感光ドラムと回転体として現像剤担持体である現像ローラの場合を例に説明する。   In FIG. 9, the “action” of the present invention will be described as a representative example, with a photosensitive drum as an image carrier and a developing roller as a developer carrier as a rotating member.

図9は感光ドラムと現像ローラとの接触部における模式図を示したものである。現像ローラはゴム又はスポンジ等の弾性体からなる表面層を有している。一方、感光ドラムは金属製のシリンダー上に10〜30μm程度の感光層を設けた剛体である。両者が接触する部分では、前記感光ドラムが前記現像ローラに侵入して前記現像ローラが歪んだ形で前記現像ローラ上に接触部が形成される。ここで、前記接触部での摩擦力を考えると、感光ドラムと現像ローラとは周速差をもって回転している為、滑り摩擦としてモデル化できる。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a contact portion between the photosensitive drum and the developing roller. The developing roller has a surface layer made of an elastic material such as rubber or sponge. On the other hand, the photosensitive drum is a rigid body in which a photosensitive layer of about 10 to 30 μm is provided on a metal cylinder. In the part where both are in contact, the photosensitive drum enters the developing roller and the developing roller is distorted to form a contact portion on the developing roller. Here, considering the frictional force at the contact portion, the photosensitive drum and the developing roller rotate with a peripheral speed difference, and therefore can be modeled as sliding friction.

すなわち、前記接触部の微小空間内でトナーに生じる摩擦力は、感光ドラム及び現像ローラの材料で決定される摩擦係数μと、前記接触部の微小空間内でトナーが受ける力、言い替えれば、前記接触部における現像ローラ表面での応力(圧力)pとの積、μ×pで表わされる。ここで、前記応力pは前記接触部に沿って図10に示す分布を持つ。従って、前記接触部内のトナーに生じるトータルの摩擦力Fは、前記応力pを前記接触部全域で積分した値(図10中斜線部)に摩擦係数μを掛けたものと等しくなる。   That is, the frictional force generated in the toner in the minute space of the contact portion is the friction coefficient μ determined by the material of the photosensitive drum and the developing roller, and the force received by the toner in the minute space of the contact portion, in other words, The product of the stress (pressure) p on the surface of the developing roller at the contact portion, expressed by μ × p. Here, the stress p has a distribution shown in FIG. 10 along the contact portion. Therefore, the total frictional force F generated in the toner in the contact portion is equal to a value obtained by integrating the stress p over the entire contact portion (shaded portion in FIG. 10) multiplied by the friction coefficient μ.

従って、前記接触部内でトナー劣化を低減するためには、前記接触部内での前記応力pを低減させることが有効となる。ここで、応力pを低減する為には、現像ローラの硬度を低くする手法もあるが、弾性層の硬度を低くすると接触部での現像ローラの歪みによる画像不良や、放置によるゴム変形の不可逆化(接触跡)等が発生する場合があり限界がある。   Therefore, in order to reduce toner deterioration in the contact portion, it is effective to reduce the stress p in the contact portion. Here, in order to reduce the stress p, there is a method of lowering the hardness of the developing roller. However, if the hardness of the elastic layer is lowered, an image failure due to distortion of the developing roller at the contact portion or irreversible deformation of rubber due to neglecting. (Contact marks) may occur and there is a limit.

図11は、前記接触部の状態を示した図であり、図示するように感光ドラムが現像ローラに侵入して接触部が形成される。   FIG. 11 is a diagram illustrating the state of the contact portion. As illustrated, the photosensitive drum enters the developing roller to form the contact portion.

ここで、図11(a)に示すようにS1は前記感光ドラムが前記現像ローラに侵入した状態での前記現像ローラの前記接触部における周方向に沿った長さである。また、S2は前記感光ドラムが前記現像ローラに侵入しない場合の前記現像ローラ外周面において、前記感光ドラムが前記現像ローラに侵入した時に前記感光ドラムとの前記接触部となる領域(前記現像ローラの変形前における当該現像ローラ外周面)での周方向の長さである。 Here, as shown in FIG. 11A, S1 is a length along the circumferential direction at the contact portion of the developing roller in a state where the photosensitive drum has entered the developing roller. S2 is a region on the outer peripheral surface of the developing roller when the photosensitive drum does not enter the developing roller (a region that becomes the contact portion with the photosensitive drum when the photosensitive drum enters the developing roller). This is the circumferential length of the developing roller outer peripheral surface before deformation.

図11(b)に示すように感光ドラムの直径が現像ローラの直径より大きい場合には、前記S1が前記S2より短くなり(S1<S2)、現像ローラの接触部における弾性体が余剰となり、当該弾性体が当該接触部両端部に押し出されて接触部両端部付近での応力が高くなる。   As shown in FIG. 11B, when the diameter of the photosensitive drum is larger than the diameter of the developing roller, the S1 is shorter than the S2 (S1 <S2), and the elastic body at the contact portion of the developing roller becomes redundant, The elastic body is pushed out to both ends of the contact portion, and stress near both ends of the contact portion is increased.

それに対し、図11(c)に示すように感光ドラムの直径が現像ローラの直径より小さい場合には、前記S1方が前記S2より長くなり(S1>S2)、前記現像ローラの接触部
両端部に余剰な部分がなく、前記接触部における前記現像ローラが当該接触部中央方向に引っ張られる結果、前記接触部端部近辺の応力が低減され応力分布曲線の幅を狭くすることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 11C, when the diameter of the photosensitive drum is smaller than the diameter of the developing roller, S1 is longer than S2 (S1> S2), and both ends of the contact portion of the developing roller. As a result, the developing roller at the contact portion is pulled in the center direction of the contact portion, so that the stress near the end portion of the contact portion is reduced and the width of the stress distribution curve can be narrowed.

尚、前記感光ドラムと前記現像ローラとの接触部での曲率が、前記感光ドラムが前記現像ローラに侵入した時に前記接触部となる前記現像ローラの外周面での曲率と同一かそれよりも大きくなるように前記感光ドラム及び前記現像ローラの曲率を適宜設定することにより上記S1>S2の関係とすることが出来る。   The curvature at the contact portion between the photosensitive drum and the developing roller is equal to or larger than the curvature at the outer peripheral surface of the developing roller that becomes the contact portion when the photosensitive drum enters the developing roller. Thus, the relationship of S1> S2 can be established by appropriately setting the curvatures of the photosensitive drum and the developing roller.

図12は、現像ローラの直径を18mmで一定として、感光ドラムの直径を20mm、18mm、16mmと変化させた場合の前記接触部での現像ローラ表面の応力分布を示す図である。図12に示すように、感光ドラムの直径が小さくなるにつれて、応力分布の両端における力を低減することが出来、その結果、前記接触部全体での応力を減少させて、前記接触部内でのトナーに加わる摩擦力を小さくすることが可能となる。   FIG. 12 is a diagram showing the stress distribution on the surface of the developing roller at the contact portion when the diameter of the developing roller is constant at 18 mm and the diameter of the photosensitive drum is changed to 20 mm, 18 mm, and 16 mm. As shown in FIG. 12, as the diameter of the photosensitive drum decreases, the force at both ends of the stress distribution can be reduced. As a result, the stress in the entire contact portion is reduced and the toner in the contact portion is reduced. It becomes possible to reduce the frictional force applied to.

従って、感光ドラム及び現像ローラの材質を変えることなく、応力分布曲線の形状をコントロールし、前記接触部での摩擦力を小さくして、トナー劣化の防止をするとともに装置の駆動トルクの減少を図ることが可能となる。   Accordingly, the shape of the stress distribution curve is controlled without changing the material of the photosensitive drum and the developing roller, and the frictional force at the contact portion is reduced to prevent toner deterioration and reduce the driving torque of the apparatus. It becomes possible.

尚、上記作用は感光ドラムと現像ローラの硬度が逆転した場合、その効果も逆転することになる。よって、感光体の硬度より現像ローラの硬度が高い場合には、感光ドラムの直径を現像ローラの直径をより大きくすることが応力の低減には必要となる。この場合、感光ドラムに弾性を持たせたとしても、感光ドラムの直径が現像ローラの直径をより大きいので接触部において感光ドラム面に歪みが起きるおそれがなく、良好な画像が形成される。   Note that when the hardness of the photosensitive drum and the developing roller is reversed, the effect is also reversed. Therefore, when the hardness of the developing roller is higher than the hardness of the photosensitive member, it is necessary to reduce the stress by increasing the diameter of the photosensitive drum and the diameter of the developing roller. In this case, even if the photosensitive drum is made elastic, since the diameter of the photosensitive drum is larger than the diameter of the developing roller, there is no possibility that the photosensitive drum surface is distorted at the contact portion, and a good image is formed.

更に、上述の像担持体及び回転部材の双方が円筒状の回転体である場合の他に、ベルト状の像担持体又は回転部材を一方として円筒状の像担持体又回転部材を他方とした場合でも、像担持体と回転部材の硬度、接触部の周長及び曲率の関係を上述のとおりとすることにより同様の効果を得ることができる。   Further, in addition to the case where both of the above-described image carrier and rotating member are cylindrical rotating members, the belt-like image bearing member or rotating member is set as one side, and the cylindrical image bearing member or rotating member is set as the other side. Even in this case, the same effect can be obtained by setting the relationship between the hardness of the image carrier and the rotating member, the circumference of the contact portion, and the curvature as described above.

この場合、例えば、一対のプーリ間に巻きがけされるベルト状像担持体とそれに接触する回転部材について、前記ベルト状像担持体のプーリへの巻きがけ部分に前記回転部材が当接する場合及び前記プーリ間の平坦状のベルト部分に前記回転部材が当接する場合の双方を含むものである。   In this case, for example, with respect to the belt-shaped image carrier that is wound between a pair of pulleys and the rotating member that contacts the belt-shaped image carrier, the rotating member abuts on a portion of the belt-shaped image carrier that is wound around the pulley, and This includes both cases where the rotating member abuts against a flat belt portion between the pulleys.

以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、回転部材又は像担持体の一方が他方に接触部において侵入して接触する場合において、前記接触部での前記回転部材又は像担持体の他方の表面に加わる応力を低減することが可能となり、前記像担持体と前記回転部材との接触部に存在するトナーが受ける摩擦力を低減することが可能となる。このため、小粒径のトナーであってもトナー劣化の発生を防止して、高画質の画像を長期間に渡って良好に得ることが可能となる。また、前記回転部材及び前記像担持体の駆動力を低減できるので画像形成装置の省電力化及び小型化を実現できる。   As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, when one of the rotating member or the image carrier enters and contacts the other at the contact portion, the rotating member or the image carrier at the contact portion. It is possible to reduce the stress applied to the other surface of the toner, and it is possible to reduce the frictional force applied to the toner present at the contact portion between the image carrier and the rotating member. For this reason, even when the toner has a small particle diameter, it is possible to prevent the toner from being deteriorated and to obtain a high-quality image favorably over a long period of time. In addition, since the driving force of the rotating member and the image carrier can be reduced, power saving and downsizing of the image forming apparatus can be realized.

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.

〔第1の実施の形態〕
図1は本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

図1中、中央の円形部材1は、像担持体としての感光ドラムである。前記感光ドラム1の上方には、所定の押圧力をもって当接され前記感光ドラム1表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ2が回転自在に軸支される。また、前記帯電ローラ2よりも前記感光ドラム1の回転方向下流側には、画像情報の時系列デジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザ光を出力するとともに、該レーザ光で上記感光ドラム1の帯電面を走査露光し、前記感光ドラム1上に画像情報に応じた静電潜像を形成するレーザダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザビームスキャナ(露光装置)3が配置される。   In FIG. 1, a central circular member 1 is a photosensitive drum as an image carrier. Above the photosensitive drum 1, a charging roller 2 is rotatably supported as a charging unit that contacts with a predetermined pressing force and uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1. Further, a laser beam whose intensity is modulated in accordance with a time-series digital pixel signal of image information is output downstream of the charging roller 2 in the rotation direction of the photosensitive drum 1, and the photosensitive drum is irradiated with the laser beam. A laser beam scanner (exposure device) 3 including a laser diode, a polygon mirror, and the like that scans and exposes one charged surface and forms an electrostatic latent image corresponding to image information on the photosensitive drum 1 is disposed.

前記感光ドラム1の右側に配置される筺体4は、前記感光ドラム1上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置である。前記現像装置4の左方には一部が該現像装置4から露出するとともにその露出部分が前記感光ドラム1に接触するように配置される回転部材として現像剤担持体であるところの現像ローラ8が回転可能に軸支されている。前記現像ローラ8と前記感光ドラム1との接触部より前記感光ドラム1の回転方向下流側には前記感光ドラム1表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写手段としての転写ローラ5が、前記感光ドラム1に当接配置される。前記転写ローラ5よりも前記感光ドラム1の回転方向下流側には転写後の感光ドラム1上に残留した残留トナーを回収するクリーナ7が配置されている。また、図中、前記感光ドラム1と前記転写ローラ5との当接部位より下流側には前記転写ローラ5により記録媒体に転写されたトナー像を定着するための定着器6が、配置されている。   The housing 4 disposed on the right side of the photosensitive drum 1 is a developing device that develops an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 to form a toner image. On the left side of the developing device 4 is a developing roller 8 that is a developer carrying member as a rotating member that is partly exposed from the developing device 4 and that the exposed portion is in contact with the photosensitive drum 1. Is rotatably supported. A transfer roller as a transfer means for transferring a toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 to a recording medium downstream of the contact portion between the developing roller 8 and the photosensitive drum 1 in the rotation direction of the photosensitive drum 1. 5 is disposed in contact with the photosensitive drum 1. A cleaner 7 that collects residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer is disposed downstream of the transfer roller 5 in the rotation direction of the photosensitive drum 1. In the drawing, a fixing device 6 for fixing the toner image transferred to the recording medium by the transfer roller 5 is disposed downstream of the contact portion between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5. Yes.

前記感光ドラム1は、直径16mmのアルミニウム製回転ドラム上に有機感光を塗布した、いわゆる負極性OPC感光体(ネガ感光体)である。前記感光ドラム1のアスカーC硬度は100度であった。   The photosensitive drum 1 is a so-called negative-polarity OPC photosensitive member (negative photosensitive member) in which organic photosensitive is applied on an aluminum rotating drum having a diameter of 16 mm. The Asker C hardness of the photosensitive drum 1 was 100 degrees.

ここで、アスカーC硬度は、スプリング式硬度計アスカーC(高分子計器株式会社製)を用いて計測される硬度である。本発明においては、荷重1kgとして測定した。   Here, Asker C hardness is hardness measured using a spring type hardness meter Asker C (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.). In the present invention, the load was measured as 1 kg.

また、前記感光ドラム1は、図1において矢印の時計方向に周速度120mm/secの一定速度をもって回転駆動される。   The photosensitive drum 1 is rotationally driven at a constant speed of 120 mm / sec in the clockwise direction indicated by an arrow in FIG.

前記帯電ローラ2は、前記感光ドラム1の回転方向と逆方向(カウンター)に、前記感光ドラム1の表面速度に対し約80%のスピードで回転駆動されている。また、前記帯電ローラ2にはバイアス電源により電圧(約−1300V)が印加されている。この構成により前記帯電ローラ2が前記感光ドラム1表面を一様に負極性(約−700V)に帯電する。   The charging roller 2 is driven to rotate in a direction (counter) opposite to the rotation direction of the photosensitive drum 1 at a speed of about 80% of the surface speed of the photosensitive drum 1. Further, a voltage (about -1300 V) is applied to the charging roller 2 from a bias power source. With this configuration, the charging roller 2 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1 to a negative polarity (about −700 V).

前記現像装置4は、図1に示すように筺体左方の下部が開口しており、この開口を塞ぐように前記現像ローラ8が回転可能に軸支されている。また、前記現像ローラ8の右方には該現像ローラ8に当接するように剥ぎ取り供給ローラ11が回転可能に軸支されている。また、前記現像ローラ8の右上方には前記現像ローラに付着するトナー層の厚さを規制するための規制ブレード12が前記現像ローラ8を圧接するように配置される。また、前記剥ぎ取り供給ローラ11の右方には中央に回転軸を有する回転板により構成されるトナーの攪拌部材13を備えている。前記現像装置4を構成する筐体内には現像剤としての非磁性一成分絶縁トナー(ネガトナー)及び該トナー表面を被覆する外添剤が収納されている。   As shown in FIG. 1, the developing device 4 has an opening in the lower left part of the housing, and the developing roller 8 is rotatably supported so as to close the opening. Further, a peeling supply roller 11 is rotatably supported on the right side of the developing roller 8 so as to be in contact with the developing roller 8. Further, a regulating blade 12 for regulating the thickness of the toner layer adhering to the developing roller is arranged on the upper right side of the developing roller 8 so as to press the developing roller 8 in pressure contact therewith. A toner agitating member 13 is provided on the right side of the stripping supply roller 11 and includes a rotating plate having a rotating shaft in the center. A housing constituting the developing device 4 contains a nonmagnetic one-component insulating toner (negative toner) as a developer and an external additive covering the toner surface.

前記現像ローラ8は、直径8mmの金属芯体にEPDMゴムを成型した直径18mmの弾性ローラであり、アスカーC硬度は45度である。アスカーC硬度は、上記と同様にスプリング式硬度計アスカーC(高分子計器株式会社製)を用いて計測した値である。   The developing roller 8 is an elastic roller having a diameter of 18 mm obtained by molding EPDM rubber on a metal core having a diameter of 8 mm, and has an Asker C hardness of 45 degrees. The Asker C hardness is a value measured using a spring type hardness meter Asker C (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) in the same manner as described above.

前記現像ローラ8の直径は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記感光ドラム1の直径と同一(本実施の形態では直径約16mm)か、それよりも大きいものから適宜選択することが可能である。   The diameter of the developing roller 8 is not particularly limited to this embodiment, and is appropriately selected from those having the same diameter as the photosensitive drum 1 (in this embodiment, a diameter of about 16 mm) or larger. It is possible.

前記感光ドラム1及び前記現像ローラ8のアスカーC硬度は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記感光ドラム1のアスカーC硬度よりも低いものから適宜選択することが可能である。   The Asker C hardness of the photosensitive drum 1 and the developing roller 8 is not particularly limited to this embodiment, and can be appropriately selected from those lower than the Asker C hardness of the photosensitive drum 1.

前記剥ぎ取り供給ローラ11は、直径5mmの金属芯体にウレタンゴムからなる連泡体を成型した直径16mmの弾性体であり、アスカーC硬度は3度である。尚、アスカーC硬度の測定は前記現像ローラ8の場合と同様である。   The stripping supply roller 11 is an elastic body having a diameter of 16 mm obtained by molding a continuous foam made of urethane rubber on a metal core having a diameter of 5 mm, and has an Asker C hardness of 3 degrees. The Asker C hardness is measured in the same manner as in the developing roller 8.

前記現像ローラ8は、前記剥ぎ取り供給ローラ11に侵入量1mmで接触する。尚、前記侵入量は前記現像ローラ8及び前記剥ぎ取り供給ローラ11の金属芯体同士が当接しないように設定する必要がある。   The developing roller 8 contacts the stripping supply roller 11 with an intrusion amount of 1 mm. The intrusion amount needs to be set so that the metal cores of the developing roller 8 and the peeling supply roller 11 do not come into contact with each other.

前記現像ローラ8は、図1中矢印の方向(図中反時計回り)に周速度200mm/secで回転駆動されている。前記剥ぎ取り供給ローラ11は前記現像ローラ8と同方向に周速度100mm/secで回転駆動されている。また、前記現像ローラ8及び前記剥ぎ取り供給ローラ11にはバイアス電源S2により直流電圧が印加されている。   The developing roller 8 is rotationally driven at a peripheral speed of 200 mm / sec in the direction of the arrow in FIG. 1 (counterclockwise in the figure). The stripping supply roller 11 is rotationally driven in the same direction as the developing roller 8 at a peripheral speed of 100 mm / sec. A DC voltage is applied to the developing roller 8 and the peeling supply roller 11 by a bias power source S2.

このように構成された第1の実施の形態に係る画像形成装置は、前記現像装置4内のトナーは、前記攪拌部材13により攪拌され前記剥ぎ取り供給ローラ11近傍に供給される。そして、前記剥ぎ取り供給ローラ11の回転によりトナーが前記現像ローラ8に搬送され、該現像ローラ8の表面に担持される。そして、前記現像ローラ8上に担持されたトナーは前記規制ブレード12により均一の厚さに規制されるとともに負電極に帯電される。前記現像ローラ8上で均一の厚さに担持されたトナーは、前記感光ドラム1との当接部に搬送され、前記感光ドラム1表面に静電潜像が存在する場合には該感光ドラム1上の静電潜像に該トナーが付着して該静電潜像が可視化される。他方、前記感光ドラム1表面に静電潜像が存在しない場合には前記現像ローラ8上に残留したまま、現像装置4内に戻される。そして、現像装置4内に戻された前記感光ドラム1上のトナーは前記剥ぎ取り供給ローラ11により前記感光ドラム1上から剥ぎ取られ現像装置4内に回収される。   In the image forming apparatus according to the first embodiment configured as described above, the toner in the developing device 4 is stirred by the stirring member 13 and supplied to the vicinity of the peeling supply roller 11. Then, the toner is conveyed to the developing roller 8 by the rotation of the peeling supply roller 11 and is carried on the surface of the developing roller 8. The toner carried on the developing roller 8 is regulated to a uniform thickness by the regulating blade 12 and charged to the negative electrode. The toner carried on the developing roller 8 with a uniform thickness is conveyed to a contact portion with the photosensitive drum 1, and when an electrostatic latent image is present on the surface of the photosensitive drum 1, the photosensitive drum 1. The toner adheres to the upper electrostatic latent image and the electrostatic latent image is visualized. On the other hand, when there is no electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1, it remains on the developing roller 8 and is returned to the developing device 4. The toner on the photosensitive drum 1 returned to the developing device 4 is peeled off from the photosensitive drum 1 by the peeling supply roller 11 and collected in the developing device 4.

前記転写ローラ5には、感光ドラム1に付着しているトナーを記録紙に転写するために、正極性の転写バイアスがバイアス電源S3により印加されている。   A positive transfer bias is applied to the transfer roller 5 by a bias power source S3 in order to transfer the toner adhering to the photosensitive drum 1 onto a recording sheet.

前記磁性一成分絶縁トナー(ネガトナー)は重量平均粒径が10μm以下、好ましくは4μm〜10μmの範囲のものを用いることが画質の向上の上では望ましい。   The magnetic one-component insulating toner (negative toner) having a weight average particle diameter of 10 μm or less, preferably 4 μm to 10 μm is desirably used for improving image quality.

トナーの重量平均粒径は、種々の方法によって測定できるが、本発明においては、コールターカウンターマルチサイザーII型(コールター社製)を用い、測定方法としては1%ナトリウム電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5ml加え、更に、そこに測定試料であるトナーを2〜20mg加える。その後、前記試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置でトナー体積及び個数を測定して、その測定値から体積分布と個数分布とを算出する。そして、この値からトナーの重量平均粒径を求める。   The weight average particle diameter of the toner can be measured by various methods. In the present invention, Coulter Counter Multisizer II type (manufactured by Coulter) is used, and the measurement method is as follows: dispersed in 100 to 150 ml of 1% sodium electrolytic aqueous solution. 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as an agent, and 2 to 20 mg of toner as a measurement sample is further added thereto. Thereafter, the electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the toner volume and number are measured with the measuring device, and the volume distribution and the number distribution are determined from the measured values. calculate. Then, the weight average particle diameter of the toner is obtained from this value.

前記トナーに対して、トナー表面を被覆する外添剤が添加される。外添剤としては、トナーに添加したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の1/10以下の粒径であるものが用いられる。   An external additive for coating the toner surface is added to the toner. As the external additive, those having a particle diameter of 1/10 or less of the weight average diameter of the toner particles are used from the viewpoint of durability when added to the toner.

このような外添剤として、金属酸化物(酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、等)、窒化物(窒化ケイ素等)、炭化物(炭化ケイ素等)、脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛等)、カーボンブラック、シリカ等が用いられる。   Examples of such external additives include metal oxides (aluminum oxide, titanium oxide, strontium titanate, cerium oxide, magnesium oxide, etc.), nitrides (silicon nitride, etc.), carbides (silicon carbide, etc.), fatty acid metal salts ( Zinc stearate etc.), carbon black, silica etc. are used.

前記現像ローラ8に対して前記感光ドラム1が侵入量0.1mmで接触して前記現像ローラ8表面に接触部が形成される。前記現像ローラ8は表面が弾性体からなる直径18mmの回転部材であり、前記感光ドラム1の直径は16mmであるので、前記現像ローラ8の前記感光ドラム1との接触部における周方向に沿った長さは、前記感光ドラム1が前記現像ローラ8に侵入しない場合の前記現像ローラ8の外周面において、前記感光ドラム1が前記現像ローラ8に侵入した時に前記感光ドラム1との接触部となる領域での周方向の長さよりも長くなることになる。   The photosensitive drum 1 comes into contact with the developing roller 8 with an intrusion amount of 0.1 mm, and a contact portion is formed on the surface of the developing roller 8. The developing roller 8 is a rotating member having a diameter of 18 mm whose surface is made of an elastic body, and the diameter of the photosensitive drum 1 is 16 mm. Therefore, the developing roller 8 extends along the circumferential direction at the contact portion of the developing roller 8 with the photosensitive drum 1. The length is a contact portion with the photosensitive drum 1 when the photosensitive drum 1 enters the developing roller 8 on the outer peripheral surface of the developing roller 8 when the photosensitive drum 1 does not enter the developing roller 8. This is longer than the circumferential length in the region.

以上のように構成した結果、前記感光ドラム1と前記現像ローラ8との当接部位に存在するトナーが受ける摩擦力を低減することが可能となる。   As a result of the configuration described above, it is possible to reduce the frictional force that the toner present at the contact portion between the photosensitive drum 1 and the developing roller 8 receives.

このため、感光ドラム及び現像ローラの材質を変えることなく、応力分布曲線の形状をコントロールし、接触部での摩擦力を小さくして、装置の駆動トルクの減少及びトナー劣化を低減することが可能となる。   For this reason, it is possible to control the shape of the stress distribution curve without changing the material of the photosensitive drum and the developing roller, reduce the frictional force at the contact portion, and reduce the driving torque of the device and the toner deterioration. It becomes.

尚、感光ドラムと現像ローラの硬度が逆転した場合、その効果も逆転することになる。よって、感光体の硬度より現像ローラの硬度が高い場合には、感光ドラムの直径を現像ローラの直径より大きくすることで前記接触部での摩擦力を低減することが可能となる。この場合、感光ドラムに弾性を持たせたとしても、感光ドラムの直径が現像ローラの直径をより大きいので接触部において感光ドラム面に歪みが起きるおそれがなく、良好な画像が形成される。   When the hardness of the photosensitive drum and the developing roller is reversed, the effect is also reversed. Therefore, when the hardness of the developing roller is higher than the hardness of the photosensitive member, the frictional force at the contact portion can be reduced by making the diameter of the photosensitive drum larger than the diameter of the developing roller. In this case, even if the photosensitive drum is made elastic, since the diameter of the photosensitive drum is larger than the diameter of the developing roller, there is no possibility that the photosensitive drum surface is distorted at the contact portion, and a good image is formed.

次に、上記本実施の形態に係る画像形成装置の性能を調べるために、感光ドラムの直径と、トナーの重量平均粒径を変化させて、1万枚の画像形成動作を繰り返した後に、「反転かぶり」や「ボタ落ち」の発生状況を調べる実験を行った。   Next, in order to examine the performance of the image forming apparatus according to the present embodiment, the diameter of the photosensitive drum and the weight average particle diameter of the toner are changed, and after 10,000 image forming operations are repeated, “ Experiments were conducted to investigate the occurrence of “inversion fog” and “bottom drop”.

表1は上記実験の条件及び実験結果を示したものである。実験では、現像ローラの直径を18mmで一定として、感光ドラムの直径を16mm、18mm、20mmと変更した場合に、トナーの重量平均粒径が4μm、7μm、10μm、13μmである画像形成装置の「反転かぶり」や「ボタ落ち」の発生状況を観察したものである。尚、その他の構成は上記画像形成装置と同一とした。   Table 1 shows the conditions and results of the above experiment. In the experiment, when the diameter of the developing roller is constant at 18 mm and the diameter of the photosensitive drum is changed to 16 mm, 18 mm, and 20 mm, the weight average particle diameter of the toner is 4 μm, 7 μm, 10 μm, and 13 μm. This is an observation of the occurrence of “inversion fog” and “bottom drop”. Other configurations are the same as those of the image forming apparatus.

表1から明らかなように、感光ドラム径>現像ローラ径の場合には、トナーの重量平均粒径が10μm以下になると「反転かぶり」や「ボタ落ち」などの画像不良が生じたが、
感光ドラム径≦現像ローラ径の場合では10μmのトナーを用いても、画像不良は生じず
、特に感光ドラム径<現像ローラ径の場合では4μmのトナーを用いても、画像不良は生
じず、高品位な画像出力を行うことができることが分かる。
As is apparent from Table 1, when the photosensitive drum diameter> the developing roller diameter, image defects such as “reverse fogging” and “blur-off” occurred when the weight average particle diameter of the toner was 10 μm or less.
In the case of photosensitive drum diameter ≦ developing roller diameter, even if a toner of 10 μm is used, no image defect occurs. It can be seen that high-quality image output can be performed.

Figure 0004416467
Figure 0004416467

〔第2の実施の形態〕
図2は本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図2中、前記第1の実施の形態に係る画像形成装置と同一の部材には同一の符号を記す。第2の実施の形態に係る画像形成装置は現像ローラ80に対して感光体10の硬度が低く、且つ感光体の曲率が小さく設定されたものである。   In FIG. 2, the same members as those in the image forming apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In the image forming apparatus according to the second embodiment, the hardness of the photosensitive member 10 is lower than that of the developing roller 80, and the curvature of the photosensitive member is set to be small.

前記感光体10は、図3に示すとおり、直径12mmのアルミニウム製の軸体10a上にウレタンスポンジから成る弾性体層10bを形成し、この上に金属蒸着した厚さ50μmの樹脂フィルムから成る導電層10cが形成される。さらに最上層に有機感光体層10dが薄膜塗布され、全体として直径20mmの弾性体からなる回転体とされる。この場合、前記感光体10表面のアスカーC硬度は40〜50度の間で適宜選択される。尚、上記弾性体層10bはウレタンスポンジ以外に他の発泡樹脂や低硬度のゴム材料等適宜選択することが可能である。   As shown in FIG. 3, the photoreceptor 10 is formed of an elastic body layer 10b made of urethane sponge on an aluminum shaft body 10a having a diameter of 12 mm, and a conductive film made of a resin film having a thickness of 50 μm deposited on the metal. Layer 10c is formed. Further, an organic photoreceptor layer 10d is applied as a thin film on the uppermost layer to form a rotating body made of an elastic body having a diameter of 20 mm as a whole. In this case, the Asker C hardness on the surface of the photoreceptor 10 is appropriately selected between 40 and 50 degrees. The elastic layer 10b can be appropriately selected from other foamed resins and low-hardness rubber materials in addition to the urethane sponge.

また、前記感光体10は、図2において矢印の時計方向に周速度100mm/secの一定速度をもって回転駆動される。   The photosensitive member 10 is rotationally driven at a constant speed of 100 mm / sec in the clockwise direction indicated by an arrow in FIG.

前記現像ローラ80は、直径18mmの金属からなる回転体であり、アスカーC硬度は100度である。   The developing roller 80 is a rotating body made of a metal having a diameter of 18 mm and has an Asker C hardness of 100 degrees.

前記現像ローラ80は、図2中矢印の方向(図中反時計回り)に周速度200mm/secで回転駆動されている。   The developing roller 80 is rotationally driven at a peripheral speed of 200 mm / sec in the direction of the arrow in FIG. 2 (counterclockwise in the figure).

前記現像ローラ80は、前記感光体14に対して侵入量0.1mmで一定のニップ幅をもって当接される。   The developing roller 80 is brought into contact with the photoreceptor 14 with an intrusion amount of 0.1 mm and a constant nip width.

上記構成とすることにより、前記感光体10の前記現像ローラ80との当接部における周方向に沿った長さは、前記現像ローラ80が前記感光体10に侵入しない場合の前記感光体の外周面において、前記現像ローラ80が前記感光体10に侵入した時に前記現像ローラ80との接触部となる領域での周方向の長さよりも長くなる。   With this configuration, the length along the circumferential direction of the contact portion of the photoconductor 10 with the developing roller 80 is the outer circumference of the photoconductor when the developing roller 80 does not enter the photoconductor 10. On the surface, the length of the developing roller 80 is longer than the length in the circumferential direction in a region that becomes a contact portion with the developing roller 80 when the developing roller 80 enters the photosensitive member 10.

この結果、前記前記感光体10と前記現像ローラ80との前記接触部に存在するトナーが受ける摩擦力を低減することが可能となる。   As a result, it is possible to reduce the frictional force that the toner present at the contact portion between the photoconductor 10 and the developing roller 80 receives.

その他の構成は前記第1の実施の形態に係る画像形成装置と同一であるので説明を省略する。   Since other configurations are the same as those of the image forming apparatus according to the first embodiment, description thereof will be omitted.

次に、上記第2の実施の形態に係る画像形成装置の性能を調べるために、感光体の直径と、トナーの重量平均粒径を変化させて、1万枚の画像形成動作を繰り返した後に、「反転かぶり」や「ボタ落ち」の発生状況を調べる実験を行った。   Next, in order to examine the performance of the image forming apparatus according to the second embodiment, after the 10,000-sheet image forming operation was repeated by changing the diameter of the photoconductor and the weight average particle diameter of the toner. An experiment was conducted to investigate the occurrence of “inversion fogging” and “bottom drop”.

表2は、上記実験の条件及び実験結果を示したものである。実験では、現像ローラの直径を18mmで一定として、感光体の直径を20mm、16mmと変更した場合に、トナーの重量平均粒径が4μm、7μm、10μm、13μmである画像形成装置の「反転かぶり」や「ボタ落ち」の発生状況を観察したものである。その他の構成は上記像形成装置と同一とした。   Table 2 shows the conditions and results of the above experiment. In the experiment, when the diameter of the developing roller is constant at 18 mm and the diameter of the photosensitive member is changed to 20 mm and 16 mm, the “reversal fogging” of the image forming apparatus in which the weight average particle diameter of the toner is 4 μm, 7 μm, 10 μm, and 13 μm. ”Or“ dropping out ”is observed. Other configurations are the same as those of the image forming apparatus.

その結果、感光体硬度が現像ローラ硬度より低い場合は、表2で示すよう感光体径>現像ローラ径とすることにより小径トナーを用いた場合でも良好な画像出力を行えることが分かった。   As a result, it was found that when the photoconductor hardness is lower than the developing roller hardness, satisfactory image output can be performed even when a small diameter toner is used by setting the photoconductor diameter> the developing roller diameter as shown in Table 2.

Figure 0004416467
Figure 0004416467

上記第1の実施の形態及び第2の実施の形態に係る画像形成装置によれは、非磁性1成分接触現像方式における現像ローラと像担持体との接触部での摩擦力を小さくして、装置の駆動トルクの減少及びトナー劣化を低減することが可能となる。従って、安価な画像形成装置を提供することが可能となるとともに、小径トナーを用いてもトナーを劣化させず長期にわたって良好な画像を得ることが可能となる。   According to the image forming apparatus according to the first embodiment and the second embodiment, the frictional force at the contact portion between the developing roller and the image carrier in the nonmagnetic one-component contact development method is reduced, It becomes possible to reduce the driving torque of the apparatus and toner deterioration. Accordingly, it is possible to provide an inexpensive image forming apparatus, and it is possible to obtain a good image over a long period of time without deteriorating the toner even if a small diameter toner is used.

〔第3の実施の形態〕
図4は本発明の第3の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention.

本実施の形態の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス、接触帯電方式及びトナーリサイクルシステムのレーザプリンタである。従って、係るシステムでは画像転写後の感光ドラム面に残留する転写残トナーは、専用のクリーナー(クリーニング装置)で除去されることなく、感光ドラムの回転にともない帯電ローラ2との当接部を経由して現像ローラとの当接部に至り、現像装置において現像同時クリーニングにて回収・再使用される。   The image forming apparatus of the present embodiment is a laser printer of a transfer type electrophotographic process, a contact charging method, and a toner recycling system. Therefore, in such a system, the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum after image transfer is not removed by a dedicated cleaner (cleaning device), but passes through a contact portion with the charging roller 2 as the photosensitive drum rotates. Then, it reaches the contact portion with the developing roller, and is collected and reused in the developing device by simultaneous development cleaning.

図4中、中央の円形部材1は、像担持体としての感光ドラムである。前記感光ドラム1の上方に配置されるローラ2は、前記感光ドラム1の上方に所定の押圧力をもって接触され前記感光ドラム1表面を帯電する帯電手段としての導電性弾性ローラである。前記感光ドラム1の下方には転写ローラ5が配置されている。前記転写ローラ5よりも前記感光ドラム1の回転方向下流側には回転部材としての補助部材であるところの補助ローラ9が前記感光ドラム1に接触するように配置される。   In FIG. 4, the central circular member 1 is a photosensitive drum as an image carrier. The roller 2 disposed above the photosensitive drum 1 is a conductive elastic roller as a charging unit that is brought into contact with the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force to charge the surface of the photosensitive drum 1. A transfer roller 5 is disposed below the photosensitive drum 1. An auxiliary roller 9, which is an auxiliary member as a rotating member, is disposed downstream of the transfer roller 5 in the rotation direction of the photosensitive drum 1 so as to contact the photosensitive drum 1.

前記補助ローラ9は、前記転写ローラ5による記録紙への転写後の感光ドラム1上に残留した残留トナーを非パターン化して、残留トナーによる次画像形成工程時の露光阻害による画像不良を防止するとともに、前記感光ドラム1と前記補助ローラ9との当接部での摩擦帯電により、残留トナーに負極性の帯電を与えて、残留トナーの回収性を高めるものである。しかしながら残留トナーは。補助ローラー(及び帯電ローラー)との接触部においても摩擦を受けることになる為、クリーナーがある場合に比べ、トナーの劣化は促進され、かぶり等の画像不良が発生し易くなる。   The auxiliary roller 9 unpatterns the residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after being transferred onto the recording paper by the transfer roller 5, thereby preventing image defects due to exposure inhibition during the next image forming process due to the residual toner. At the same time, the residual toner is negatively charged by frictional charging at the contact portion between the photosensitive drum 1 and the auxiliary roller 9, thereby improving the recoverability of the residual toner. However, residual toner. Since friction is also received at the contact portion with the auxiliary roller (and charging roller), the deterioration of the toner is promoted and image defects such as fog are likely to occur as compared with the case where there is a cleaner.

前記感光ドラム1は、直径20mmのアルミニウム製回転ドラム上に有機感光を塗布した、いわゆる負極性OPC感光体(ネガ感光体)である。前記感光ドラム1のアスカーC硬度は100度である。   The photosensitive drum 1 is a so-called negative-polarity OPC photosensitive member (negative photosensitive member) in which organic photosensitive is applied on an aluminum rotating drum having a diameter of 20 mm. The Asker C hardness of the photosensitive drum 1 is 100 degrees.

ここで、アスカーC硬度は、上記第1の実施の形態に係る画像形成装置における測定方法と同様の方法により測定した。   Here, the Asker C hardness was measured by the same method as the measuring method in the image forming apparatus according to the first embodiment.

また、前記感光ドラム1は、図4において矢印の時計回り方向に周速度120mm/secの一定速度をもって回転駆動される。   The photosensitive drum 1 is rotationally driven at a constant speed of 120 mm / sec in the clockwise direction indicated by an arrow in FIG.

前記補助ローラ9は、直径8mmの金属製の芯体表面に半導電性ゴム層を成型した直径24mmの弾性ローラで、アスカーC硬度は15度である。アスカーC硬度は、上記と同様に計測した値である。   The auxiliary roller 9 is an elastic roller having a diameter of 24 mm in which a semiconductive rubber layer is molded on the surface of a metal core having a diameter of 8 mm, and has an Asker C hardness of 15 degrees. Asker C hardness is a value measured in the same manner as described above.

また、前記補助ローラ9は、前記感光ドラム1と同方向に周速度100mm/secの一定速度をもって回転駆動される。   The auxiliary roller 9 is rotationally driven in the same direction as the photosensitive drum 1 at a constant speed of 100 mm / sec.

前記感光ドラム1は、前記補助ローラ9に対して侵入量1.0mmで一定のニップ幅をもって当接される。前記感光ドラム1の前記補助ローラ9に対する侵入量は、前記補助ローラ9の金属芯体が前記感光ドラム1面に当接しないように適宜設定された値である。   The photosensitive drum 1 is brought into contact with the auxiliary roller 9 with an intrusion amount of 1.0 mm and a constant nip width. The amount of penetration of the photosensitive drum 1 into the auxiliary roller 9 is a value set appropriately so that the metal core of the auxiliary roller 9 does not contact the surface of the photosensitive drum 1.

前記補助ローラ9の直径は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記感光ドラム1の直径と同一(本実施の形態では直径約20mm)か、それよりも大きいものから適宜選択することが可能である。また、感光ドラム1及び前記補助ローラ9のアスカーC硬度は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記感光ドラムのアスカーC硬度よりも低いものから適宜選択することが可能である。   The diameter of the auxiliary roller 9 is not particularly limited to this embodiment, and is appropriately selected from the same as the diameter of the photosensitive drum 1 (in this embodiment, a diameter of about 20 mm) or larger. It is possible. The Asker C hardness of the photosensitive drum 1 and the auxiliary roller 9 is not particularly limited to this embodiment, and can be appropriately selected from those lower than the Asker C hardness of the photosensitive drum.

上記構成とすることにより、前記補助ローラ9の前記感光ドラム1との接触部における周方向に沿った長さは、前記感光ドラム1が前記補助ローラ9に侵入しない場合の前記補助ローラ9の外周面において、前記感光ドラム1が前記補助ローラ9に侵入した時に当該感光ドラム1との接触部となる領域での周方向の長さよりも長くなる。   With the above configuration, the length of the auxiliary roller 9 along the circumferential direction at the contact portion with the photosensitive drum 1 is the outer circumference of the auxiliary roller 9 when the photosensitive drum 1 does not enter the auxiliary roller 9. On the surface, when the photosensitive drum 1 enters the auxiliary roller 9, it becomes longer than the length in the circumferential direction in a region that becomes a contact portion with the photosensitive drum 1.

この結果、前記感光ドラム1と前記補助ローラ9との接触部に存在するトナーが受ける摩擦力を低減することが可能となる。   As a result, it is possible to reduce the frictional force that the toner present at the contact portion between the photosensitive drum 1 and the auxiliary roller 9 receives.

次に、上記第3の実施の形態に係る画像形成装置の性能を調べるために、感光体の直径と、トナーの重量平均粒径を変化させて、1万枚の画像形成動作を繰り返した後に、「反転かぶり」や「帯電ローラ汚れ」の発生状況を調べる実験を行った。   Next, in order to investigate the performance of the image forming apparatus according to the third embodiment, after changing the diameter of the photoconductor and the weight average particle diameter of the toner and repeating the image forming operation for 10,000 sheets, An experiment was conducted to investigate the occurrence of “reverse fogging” and “charging roller contamination”.

表3は上記実験の条件及び実験結果を示したものである。実験では、感光ドラムの直径を20mmで一定として、補助ローラ16の直径を16mm、24mmと変更した場合に、トナーの重量平均粒径が4μm、7μm、10μm、13μmである画像形成装置の「反転かぶり」や「帯電ローラ汚れ」の発生状況を観察したものである。尚、その他の構成は上記第3の実施の形態に係る像形成装置と同一とした。   Table 3 shows the conditions and results of the above experiment. In the experiment, when the diameter of the photosensitive drum is constant at 20 mm and the diameter of the auxiliary roller 16 is changed to 16 mm and 24 mm, the “reversal” of the image forming apparatus in which the weight average particle diameter of the toner is 4 μm, 7 μm, 10 μm, and 13 μm. This is an observation of the occurrence of “fogging” and “charging roller contamination”. Other configurations are the same as those of the image forming apparatus according to the third embodiment.

その結果、補助ローラの硬度が感光ドラムの硬度より低い場合は、表3で示すように補助ローラの直径≧感光ドラムの直径とすることにより小径トナーを用いた場合でも効果が得られることが分かった。   As a result, when the hardness of the auxiliary roller is lower than the hardness of the photosensitive drum, it is found that the effect can be obtained even when a small diameter toner is used by setting the diameter of the auxiliary roller ≧ the diameter of the photosensitive drum as shown in Table 3. It was.

Figure 0004416467
Figure 0004416467

上記のように、感光ドラムの硬度が補助ローラの硬度よりも高い場合、感光ドラムの直径を補助ローラの直径よりも小さくすることで、感光ドラムと補助ローラとの接触部内でトナーに生じる摩擦力を低減し、トナー劣化を低減することができる。   As described above, when the hardness of the photosensitive drum is higher than the hardness of the auxiliary roller, the frictional force generated on the toner in the contact portion between the photosensitive drum and the auxiliary roller is reduced by making the diameter of the photosensitive drum smaller than the diameter of the auxiliary roller. And toner deterioration can be reduced.

〔第4の実施の形態〕
図5は本発明の第4の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

図5中、前記第3の実施の形態に係る画像形成装置と同一の部材には同一の符号を記す。第4の実施の形態に係る画像形成装置は補助ローラ90に対して感光体10の硬度が低く、且つ感光体の曲率が小さく設定されたものである。   In FIG. 5, the same members as those in the image forming apparatus according to the third embodiment are denoted by the same reference numerals. In the image forming apparatus according to the fourth embodiment, the hardness of the photoconductor 10 is lower than that of the auxiliary roller 90, and the curvature of the photoconductor is set to be small.

前記感光体10は、図3に示した第1の実施の形態における感光体と同様の構成であり、直径12mmのアルミニウム製の軸体10a上にウレタンスポンジから成る弾性体層10bを形成し、この上に表面が金属蒸着された厚さ50μmの誘電性樹脂フィルムから成る導電層10cが形成され、更に最上層に有機感光体層10dが薄膜状に塗布され、全体として直径20mmの弾性感光体が形成される。第4の実施の形態における前記感光体10のアスカーC硬度は15度である。アスカーC硬度は、第1の実施の形態と同様に計測した値である。尚、上記弾性体層10bはウレタンスポンジ以外に他の発泡樹脂や低硬度のゴム材料等適宜選択することが可能である。   The photoconductor 10 has the same configuration as the photoconductor in the first embodiment shown in FIG. 3, and an elastic body layer 10b made of urethane sponge is formed on a shaft body 10a made of aluminum having a diameter of 12 mm. A conductive layer 10c made of a dielectric resin film having a thickness of 50 μm and having a metal deposited on the surface is formed thereon. Further, an organic photoreceptor layer 10d is applied as a thin film on the uppermost layer, and an elastic photoreceptor having a diameter of 20 mm as a whole. Is formed. The Asker C hardness of the photoreceptor 10 in the fourth embodiment is 15 degrees. The Asker C hardness is a value measured in the same manner as in the first embodiment. The elastic layer 10b can be appropriately selected from other foamed resins and low-hardness rubber materials in addition to the urethane sponge.

前記感光体10は、図5において矢印の時計方向に周速度100mm/secの一定速度をもって回転駆動される。   The photoreceptor 10 is rotationally driven at a constant speed of 100 mm / sec in the clockwise direction indicated by an arrow in FIG.

また、前記補助ローラ90は金属芯体表面に薄い弾性層を成型した直径16mmの剛体ローラであり、アスカーC硬度は100度である。   Further, the auxiliary roller 90 is a rigid roller having a diameter of 16 mm in which a thin elastic layer is formed on the surface of the metal core, and the Asker C hardness is 100 degrees.

前記感光体10の直径は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記補助ローラ90の直径と同一か(本実施の形態では直径約16mm)、それよりも大きいものから適宜選択することが可能である。また、前記感光体10及び前記補助ローラ90のアスカーC硬度は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記感光体10のアスカーC硬度は前記補助ローラ90のアスカーC硬度よりも低いものから適宜選択することが可能である。   The diameter of the photosensitive member 10 is not particularly limited to this embodiment, and is appropriately selected from those having the same diameter as the auxiliary roller 90 (in this embodiment, a diameter of about 16 mm) or larger. It is possible. Further, the Asker C hardness of the photoconductor 10 and the auxiliary roller 90 is not particularly limited to this embodiment, and the Asker C hardness of the photoconductor 10 is lower than the Asker C hardness of the auxiliary roller 90. It is possible to select from those appropriately.

前記補助ローラ90は図2中矢印の方向(図中反時計回り)に周速度200mm/secで回転駆動されている。   The auxiliary roller 90 is rotationally driven at a peripheral speed of 200 mm / sec in the direction of the arrow in FIG. 2 (counterclockwise in the figure).

前記補助ローラ90は前記感光体10に対して侵入量1.0mmで一定のニップ幅をもって接触される。   The auxiliary roller 90 is brought into contact with the photoreceptor 10 with an intrusion amount of 1.0 mm and a constant nip width.

上記構成とすることにより、前記補助ローラ90の前記感光体10との接触部における周方向に沿った長さは、前記補助ローラ90が前記感光体10に侵入しない場合の前記感光体10の外周面において、前記補助ローラ90が前記感光体10に侵入した時に前記補助ローラ90との接触部となる領域での周方向の長さよりも長くなる。   With the above configuration, the length of the auxiliary roller 90 along the circumferential direction at the contact portion with the photoconductor 10 is the outer circumference of the photoconductor 10 when the auxiliary roller 90 does not enter the photoconductor 10. On the surface, the auxiliary roller 90 becomes longer than the circumferential length in a region that becomes a contact portion with the auxiliary roller 90 when the auxiliary roller 90 enters the photoconductor 10.

この結果、前記補助ローラ90と前記感光体10との接触部に存在するトナーが受ける摩擦力を低減することが可能となる。   As a result, it is possible to reduce the frictional force applied to the toner present at the contact portion between the auxiliary roller 90 and the photosensitive member 10.

その他の構成は前記第3の実施の形態に係る画像形成装置と同一であるので説明を省略する。   Since other configurations are the same as those of the image forming apparatus according to the third embodiment, description thereof will be omitted.

尚、上記実施の形態以外にも、補助ローラに対して感光体の硬度の方が低くして、感光体径と補助ローラ径を様々に変化させた構成においても、感光体径<補助ローラ径とした場合には、重量平均粒径10μm以下のトナーを使用したときでも、1万枚の画像形成動作後における画像不良は生じず、高品位な画像出力を行うことができる。   In addition to the above embodiment, even in a configuration in which the hardness of the photosensitive member is lower than that of the auxiliary roller and the photosensitive member diameter and the auxiliary roller diameter are variously changed, the photosensitive member diameter <the auxiliary roller diameter. In this case, even when a toner having a weight average particle size of 10 μm or less is used, no image defect occurs after 10,000 sheets of image forming operation, and high-quality image output can be performed.

次に、上記第4の実施の形態に係る画像形成装置の性能を調べるために、感光体の直径と、トナーの重量平均粒径を変化させて、1万枚の画像形成動作を繰り返した後に、「反転かぶり」や「帯電ローラ汚れ」の発生状況を調べる実験を行った。   Next, in order to investigate the performance of the image forming apparatus according to the fourth embodiment, after changing the diameter of the photoconductor and the weight average particle diameter of the toner and repeating the image forming operation for 10,000 sheets, An experiment was conducted to investigate the occurrence of “reverse fogging” and “charging roller contamination”.

表4は上記実験の条件及び実験結果を示したものである。実験は、上記第4の実施の形態に係る画像形成装置と、以下による比較例の画像形成装置により1万枚の画像形成動作を繰り返した後に、「反転かぶり」や「帯電ローラ汚れ」の発生状況を調べる実験を行った。   Table 4 shows the conditions and results of the above experiment. In the experiment, after the image forming operation of 10,000 sheets was repeated by the image forming apparatus according to the fourth embodiment and the image forming apparatus of the comparative example described below, occurrence of “reversal fog” and “charging roller smear” An experiment was conducted to investigate the situation.

比較例における感光体は、直径20mmのアルミニウム製回転ドラム上に有機感光を塗布した、いわゆる負極性OPC感光体(ネガ感光体、)である。この場合、前記感光ドラム1のアスカーC硬度は100度である。また、比較例における補助ローラは、直径8mmの金属製の芯体表面に半導電性ゴム層を成型した直径16mmの弾性ローラで、アスカーC硬度は15度である。   The photoconductor in the comparative example is a so-called negative-polarity OPC photoconductor (negative photoconductor) obtained by applying organic photosensitivity on an aluminum rotating drum having a diameter of 20 mm. In this case, the Asker C hardness of the photosensitive drum 1 is 100 degrees. The auxiliary roller in the comparative example is an elastic roller having a diameter of 16 mm in which a semiconductive rubber layer is molded on the surface of a metal core having a diameter of 8 mm, and has an Asker C hardness of 15 degrees.

上記実施例及び比較例の画像形成装置に対して、トナーの重量平均粒径を4μm、7μm、10μm、13μmの範囲で変更して「反転かぶり」や「帯電ローラ汚れ」の発生状況を観察したものである。尚、その他の構成は上記像形成装置と同一とした。   With respect to the image forming apparatuses of the above examples and comparative examples, the weight average particle diameter of the toner was changed within the range of 4 μm, 7 μm, 10 μm, and 13 μm, and the occurrence of “reversal fog” and “charging roller contamination” was observed. Is. The other configuration is the same as that of the image forming apparatus.

その結果、表4に示すように補助ローラに対して感光体の硬度の方が高く、且つ感光体径が大きい構成では、トナー重量平均粒径が10μm以下では、「反転かぶり」や「帯電ローラ汚れ」などの画像不良要因が発生した。一方、補助ローラに対して感光体の硬度の方が低く、且つ感光ドラム径の方が大きい構成では、10μmのトナーを用いても、画像不良が生じにくいことが分かった。   As a result, as shown in Table 4, in the configuration in which the hardness of the photoconductor is higher than that of the auxiliary roller and the photoconductor diameter is large, when the toner weight average particle size is 10 μm or less, “reverse fogging” and “charging roller” An image defect factor such as “dirt” occurred. On the other hand, it has been found that image defects are less likely to occur even when 10 μm toner is used in a configuration in which the photoconductor has a lower hardness and a larger photosensitive drum diameter than the auxiliary roller.

Figure 0004416467
Figure 0004416467

上記第3の実施の形態及び第4の実施の形態に係る画像形成装置によれは、感光ドラム(感光体)及び補助ローラのうち、接触部での硬度が低い方の曲率を、硬度が高い方の曲率よりも大きくすることで、感光ドラム(感光体)と補助ローラとの接触部で生じるトナー劣化を低減し、トナー重量平均粒径が10μm以下のトナーを使用しても、長期にわたって良好な画像出力を行うことができる。   In the image forming apparatus according to the third embodiment and the fourth embodiment, the curvature having the lower hardness at the contact portion of the photosensitive drum (photosensitive member) and the auxiliary roller has a higher hardness. By making the curvature larger than this, the toner deterioration caused at the contact portion between the photosensitive drum (photoconductor) and the auxiliary roller is reduced, and even if a toner having a toner weight average particle size of 10 μm or less is used, it is good for a long period of time. Image output can be performed.

〔第5の実施の形態〕
図6は本発明の第5の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.

本実施の形態の画像形成装置は、上記第3及び第4の実施の形態と同様に転写式電子写真プロセス、接触帯電方式及びトナーリサイクルシステムのレーザプリンタである。   The image forming apparatus of the present embodiment is a laser printer of a transfer type electrophotographic process, a contact charging method, and a toner recycling system, as in the third and fourth embodiments.

図6中、中央の円形部材1は、像担持体としての感光ドラムである。2は、前記感光ドラム1の上方に所定の押圧力をもって接触され前記感光ドラム1表面を帯電する回転部材であるところの帯電手段としての帯電ローラである。図中、前記感光ドラム1の右側に配置される筺体4は、前記感光ドラム1上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する前記現像装置である。前記現像装置4の左方には一部が該現像装置4から露出するとともにその露出部分が前記感光ドラム1に当接するように配置される現像ローラ8が、回転可能に軸支されている。前記感光ドラム1の下方には転写ローラ5が配置されている。   In FIG. 6, a circular member 1 at the center is a photosensitive drum as an image carrier. Reference numeral 2 denotes a charging roller as a charging unit that is a rotating member that is brought into contact with the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force and charges the surface of the photosensitive drum 1. In the figure, a housing 4 disposed on the right side of the photosensitive drum 1 is the developing device that develops an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 to form a toner image. A developing roller 8 is rotatably supported on the left side of the developing device 4 so that a part of the developing device 4 is exposed from the developing device 4 and the exposed portion is in contact with the photosensitive drum 1. A transfer roller 5 is disposed below the photosensitive drum 1.

前記感光ドラム1は、直径20mmのアルミニウム製回転ドラム上に有機感光を塗布した、いわゆる負極性OPC感光体(ネガ感光体)である。前記感光ドラム1のアスカーC硬度は100度であった。   The photosensitive drum 1 is a so-called negative-polarity OPC photosensitive member (negative photosensitive member) in which organic photosensitive is applied on an aluminum rotating drum having a diameter of 20 mm. The Asker C hardness of the photosensitive drum 1 was 100 degrees.

ここで、アスカーC硬度は、上記第1の実施の形態に係る画像形成装置における測定方法と同様の方法により測定した。   Here, the Asker C hardness was measured by the same method as the measuring method in the image forming apparatus according to the first embodiment.

また、前記感光ドラム1は、図6において矢印の時計方向に周速度100mm/secの一定速度をもって回転駆動される。   Further, the photosensitive drum 1 is rotationally driven at a constant speed of 100 mm / sec in the clockwise direction indicated by an arrow in FIG.

前記帯電ローラ2は、直径8mmの導電性芯体に厚さ3.5mmのEPDMからなる弾性体を成型し、その上にリーク防止のために厚さ500μmのヒドリンゴムを被覆し、更にその上層にトナーに対する帯電付与を補助するフッ素化合物のトレジン樹脂からなる薄膜表層を形成したものであり、全体として直径24mmの積層構造の弾性ローラとされている。また、前記帯電ローラ2のアスカーC硬度は20度である。ここで、前記アスカーC硬度は、上記第1の実施の形態に係る画像形成装置における測定方法と同様の方法により測定した。   The charging roller 2 is formed by molding an elastic body made of EPDM having a thickness of 3.5 mm on a conductive core having a diameter of 8 mm, and covering it with a hydrin rubber having a thickness of 500 μm to prevent leakage. A thin film surface layer made of a resin resin of a fluorine compound that assists the charging of the toner is formed. The elastic roller has a laminated structure with a diameter of 24 mm as a whole. The charging roller 2 has an Asker C hardness of 20 degrees. Here, the Asker C hardness was measured by the same method as the measuring method in the image forming apparatus according to the first embodiment.

前記帯電ローラ2の直径は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記感光ドラム1の直径と同一(本実施の形態では直径約20mm)か、それよりも大きいものか
ら適宜選択することが可能である。
The diameter of the charging roller 2 is not particularly limited to this embodiment, and is appropriately selected from those having the same diameter as the photosensitive drum 1 (in this embodiment, a diameter of about 20 mm) or larger. It is possible.

前記感光ドラム1及び前記帯電ローラ2のアスカーC硬度は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記帯電ローラ2のアスカーC硬度が前記感光ドラム1のアスカーC硬度よりも低いものから適宜選択することが可能である。   The Asker C hardness of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 is not particularly limited to this embodiment, and the Asker C hardness of the charging roller 2 is lower than the Asker C hardness of the photosensitive drum 1. It is possible to select appropriately.

前記帯電ローラ2は図6中矢印の方向(図中反時計回り)に周速度150mm/secで回転駆動されている。また、前記帯電ローラ2にはバイアス電源S1により約−1300Vの直流電圧が印加されている。前記帯電ローラ2により前記感光ドラム1表面が均一に約−700Vで帯電される。   The charging roller 2 is rotationally driven at a peripheral speed of 150 mm / sec in the direction of the arrow in FIG. 6 (counterclockwise in the figure). Further, a DC voltage of about -1300 V is applied to the charging roller 2 by a bias power source S1. The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged at about −700 V by the charging roller 2.

前記感光ドラム1は前記帯電ローラ2に対して侵入量1.0mmで一定のニップ幅をもって接触される。   The photosensitive drum 1 is brought into contact with the charging roller 2 with an intrusion amount of 1.0 mm and a constant nip width.

上記構成により、感光ドラム1上に形成されたトナー像は前記転写ローラ5と前記感光ドラム1とのニップ部で記録紙に転写される。そして、転写後に前記感光ドラム1上に残留する転写残トナーは、前記転写ローラ5により弱正極性に帯電され、前記感光ドラム1の回転に伴って、前記帯電ローラ2と前記感光ドラム1との接触部(帯電ニップ部)に搬送される。前記帯電ニップ部に搬送された転写残トナーは前記帯電ローラ2と前記感光ドラム1との摩擦により負極性に戻される。   With the above configuration, the toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred onto the recording paper at the nip portion between the transfer roller 5 and the photosensitive drum 1. The transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer is charged to a weak positive polarity by the transfer roller 5, and is rotated between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 as the photosensitive drum 1 rotates. It is conveyed to the contact part (charging nip part). The untransferred toner conveyed to the charging nip is returned to negative polarity by friction between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1.

その後、前記感光ドラム上の画像形成領域に存在する転写残トナーは、前記感光ドラム1の回転に伴って、前記現像ローラ8と前記感光ドラム1との当接部に搬送され、ここで、前記現像ローラ8から前記感光ドラム1へトナーを付勢する電界の作用により、現像装置4から現像ローラ8を介して搬送されるトナーと共に、次現像工程において感光ドラム1上の潜像を可視化するために再度用いられる。   Thereafter, the untransferred toner present in the image forming area on the photosensitive drum is conveyed to a contact portion between the developing roller 8 and the photosensitive drum 1 as the photosensitive drum 1 rotates. In order to visualize the latent image on the photosensitive drum 1 in the next developing step together with the toner conveyed from the developing device 4 via the developing roller 8 by the action of an electric field that urges the toner from the developing roller 8 to the photosensitive drum 1. Used again.

他方、前記感光ドラム上の非画像形成領域に存在する転写残トナーは、前記感光ドラム1から前記現像ローラ8へトナーを付勢する電界の作用により、感光ドラム1上から前記現像ローラ8を介して前記現像装置4に回収される。このような動作を繰り返すことにより、画像形成が行われる。   On the other hand, the untransferred toner existing in the non-image forming area on the photosensitive drum passes through the developing roller 8 from the photosensitive drum 1 by the action of an electric field that urges the toner from the photosensitive drum 1 to the developing roller 8. And collected by the developing device 4. By repeating such an operation, image formation is performed.

従って、上記構成とすることにより、前記帯電ローラ2の前記感光ドラム1との接触部における周方向に沿った長さは、前記感光ドラム1が前記帯電ローラ2に侵入しない場合の前記帯電ローラ2の外周面において、前記感光ドラム1が前記帯電ローラ2に侵入した時に前記感光ドラム1との接触部となる領域での周方向の長さよりも長くなる。   Therefore, with the above configuration, the length of the charging roller 2 along the circumferential direction at the contact portion with the photosensitive drum 1 is the charging roller 2 when the photosensitive drum 1 does not enter the charging roller 2. Is longer than the circumferential length in a region that becomes a contact portion with the photosensitive drum 1 when the photosensitive drum 1 enters the charging roller 2.

この結果、前記帯電ローラ2と前記感光ドラム1との接触部に存在するトナーが受ける摩擦力を低減することが可能となる。   As a result, it is possible to reduce the frictional force that the toner present at the contact portion between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 receives.

次に、上記第5の実施の形態に係る画像形成装置の性能を調べるために、感光ドラムの半径を一定として、帯電ローラの半径、及びトナーの重量平均粒径を変化させて、1万枚の画像形成動作を繰り返した後に、「反転かぶり」、「ボタ落ち」、及び「帯電不良」の発生状況を調べる実験を行った。   Next, in order to examine the performance of the image forming apparatus according to the fifth embodiment, the radius of the photosensitive drum is constant, the radius of the charging roller and the weight average particle diameter of the toner are changed, and 10,000 sheets After repeating the image forming operation, an experiment was conducted to examine the occurrence of “reverse fogging”, “blurring drop”, and “charging failure”.

表5は上記実験の条件及び実験結果を示したものである。実験では、感光ドラムの径を20mmで一定として、帯電ローラの径を16mm、20mm、24mmと変更した場合に、トナーの重量平均粒径が4μm、7μm、10μm、13μmである画像形成装置の「反転かぶり」、「帯電ローラ汚れ」、及び「帯電不良」の発生状況を観察したものである。   Table 5 shows the conditions and results of the above experiment. In the experiment, when the diameter of the photosensitive drum is constant at 20 mm and the diameter of the charging roller is changed to 16 mm, 20 mm, and 24 mm, the weight average particle diameter of the toner is 4 μm, 7 μm, 10 μm, and 13 μm. This is an observation of the occurrence of “reversal fogging”, “charging roller dirt”, and “charging failure”.

その結果、帯電ローラの硬度が感光ドラムの硬度より低い場合は、表5で示すように感光ドラム径≦帯電ローラ径とすることにより小径トナーを用いた場合でも「反転かぶり」、「ボタ落ち」、及び「帯電不良」が発生せずに、良好な画像出力を行えることが分かった。   As a result, when the hardness of the charging roller is lower than the hardness of the photosensitive drum, as shown in Table 5, even when a small-diameter toner is used by setting the photosensitive drum diameter ≦ the charging roller diameter, In addition, it was found that good image output can be performed without causing “charging failure”.

Figure 0004416467
Figure 0004416467

また、本実施の形態では、感光ドラムは100mm/secで図6中時計回りに回転し、帯電ローラは150mm/secで反時計回りに回転しているので、両者の相対速度は50mm/secである。本発明者らは、相対速度500mm/sec以下の条件範囲で同様の検討を行ったところ、感光ドラムの径>帯電ローラの径の構成において、トナー粒径が小さく相対速度が速い場合に画像不良が生じたが、感光ドラムの半径≦帯電ローラの半径の構成であれば、10μm以下のトナーを用いた場合でも画像不良は発生せず、良好な画像が得られた。   In the present embodiment, the photosensitive drum rotates clockwise in FIG. 6 at 100 mm / sec, and the charging roller rotates counterclockwise at 150 mm / sec. Therefore, the relative speed of both is 50 mm / sec. is there. The inventors of the present invention have made a similar investigation under a condition range of a relative speed of 500 mm / sec or less. As a result, in the configuration where the diameter of the photosensitive drum> the diameter of the charging roller, an image failure occurs when the toner particle size is small and the relative speed is high. However, when the photosensitive drum radius is equal to or smaller than the charging roller radius, even when a toner of 10 μm or less is used, an image defect does not occur and a good image is obtained.

上記のように、感光ドラムの硬度が帯電ローラの硬度よりも高い場合、感光ドラムの径を帯電ローラの径よりも小さくすることで、感光ドラム及び帯電ローラとの当接部内でトナーに生じる摩擦力を低減し、トナー劣化を低減することができる。従って、劣化の影響を受けやすい小粒径トナーにおいても、「反転かぶり」、「帯電ローラ汚れ」、及び「帯電不良」などの画像不良の発生要因を防止することができる。   As described above, when the hardness of the photosensitive drum is higher than the hardness of the charging roller, the friction generated on the toner in the contact portion between the photosensitive drum and the charging roller is reduced by making the diameter of the photosensitive drum smaller than the diameter of the charging roller. The force can be reduced and toner deterioration can be reduced. Therefore, even in a small particle size toner that is easily affected by deterioration, it is possible to prevent the occurrence of image defects such as “reversal fogging”, “charging roller dirt”, and “charging failure”.

〔第6の実施の形態〕
図7は本発明の第6の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.

図7中、前記第5の実施の形態に係る画像形成装置と同一の部材には同一の符号を記す。第6の実施の形態に係る画像形成装置は帯電ローラ20に対し感光体10の硬度が低く、且つ感光体の曲率が小さく設定されたものである。   In FIG. 7, the same members as those in the image forming apparatus according to the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals. In the image forming apparatus according to the sixth embodiment, the hardness of the photosensitive member 10 is lower than that of the charging roller 20, and the curvature of the photosensitive member is set to be small.

前記感光体10は、図3に示した第1の実施の形態における感光体と同様の構成であり、直径6mmのアルミニウム製の軸体10a上にウレタンスポンジから成る弾性体層10bを形成し、この上に表面が金属蒸着された厚さ50μmの誘電性樹脂フィルムから成る導電層10cを形成し、更に最上層に有機感光体層10dを薄膜状に塗布した構成を有するものであり、全体として直径20mmの弾性感光体である。前記感光体10のアスカーC硬度は20である。アスカーC硬度は、上記と同様に計測した値である。尚、上記弾性体層10bはウレタンスポンジ以外に他の発泡樹脂や低硬度のゴム材料等適宜選択することが可能である。   The photoconductor 10 has the same configuration as the photoconductor in the first embodiment shown in FIG. 3, and an elastic body layer 10b made of urethane sponge is formed on an aluminum shaft 10a having a diameter of 6 mm. A conductive layer 10c made of a dielectric resin film having a thickness of 50 μm and having a metal vapor-deposited surface is formed thereon, and an organic photoreceptor layer 10d is applied as a thin film on the uppermost layer. It is an elastic photoconductor having a diameter of 20 mm. The photoreceptor 10 has an Asker C hardness of 20. Asker C hardness is a value measured in the same manner as described above. The elastic layer 10b can be appropriately selected from other foamed resins and low-hardness rubber materials in addition to the urethane sponge.

前記感光体10は、図7において矢印の時計方向に周速度100mm/secの一定速度をもって回転駆動される。   The photoreceptor 10 is rotationally driven at a constant speed of 100 mm / sec in the clockwise direction indicated by an arrow in FIG.

前記帯電ローラ20は金属芯体表面にリーク防止のための500μmのヒドリンゴムからなる抵抗層を成型し、更にその上層にトナーに対する帯電付与を補助するフッ素化合物のトレジン樹脂からなる膜厚30μmの薄膜表層を形成したものであり、全体として直径16mmの積層構造のローラである。また、前記帯電ローラ2のアスカーC硬度は100度である。   The charging roller 20 is formed by forming a resistance layer made of 500 μm hydrin rubber for preventing leakage on the surface of the metal core, and further forming a thin film surface layer having a thickness of 30 μm made of a fluororesin resin resin for assisting the charging of the toner. This is a roller having a laminated structure having a diameter of 16 mm as a whole. The charging roller 2 has an Asker C hardness of 100 degrees.

前記感光体10の直径は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記帯電ローラ20の直径と同一か(本実施の形態では直径約16mm)、それよりも大きいものから適宜選択することが可能である。また、前期帯電ローラ20及び前記感光体10のアスカーC硬度は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記感光体のアスカーC硬度が前記帯電ローラ20のアスカーC硬度よりも低いものから適宜選択することが可能である。   The diameter of the photoreceptor 10 is not particularly limited to this embodiment, and is appropriately selected from the same as the diameter of the charging roller 20 (in this embodiment, a diameter of about 16 mm) or larger. It is possible. Also, the Asker C hardness of the charging roller 20 and the photoreceptor 10 is not particularly limited to this embodiment, and the Asker C hardness of the photoreceptor is lower than the Asker C hardness of the charging roller 20. It is possible to select as appropriate.

前記帯電ローラ20は図7中矢印の方向(図中反時計回り)に周速度150mm/secで回転駆動されている。   The charging roller 20 is rotationally driven at a peripheral speed of 150 mm / sec in the direction of the arrow in FIG. 7 (counterclockwise in the figure).

前記帯電ローラ20は前記感光体10に対して侵入量1.0mmで一定の接触幅をもって接触される。   The charging roller 20 is brought into contact with the photosensitive member 10 with an intrusion amount of 1.0 mm and a constant contact width.

上記構成とすることにより、前記感光体10の前記帯電ローラ20との当接部における周方向に沿った長さは、前記帯電ローラ20が前記感光体10に侵入しない場合の前記感光体10の外周面において、前記帯電ローラ20が前記感光体10に侵入した時に前記帯電ローラ20との接触部となる領域での周方向の長さよりも長くなる。   With this configuration, the length along the circumferential direction of the contact portion of the photoconductor 10 with the charging roller 20 is such that the charging roller 20 does not enter the photoconductor 10. On the outer peripheral surface, the length becomes longer than the length in the circumferential direction in a region that becomes a contact portion with the charging roller 20 when the charging roller 20 enters the photoreceptor 10.

この結果、前記帯電ローラ20と前記感光体10との接触部位に存在するトナーが受ける摩擦力を低減することが可能となる。   As a result, it is possible to reduce the frictional force that the toner present at the contact portion between the charging roller 20 and the photosensitive member 10 receives.

その他の構成は前記第5の実施の形態に係る画像形成装置と同一であるので説明を省略する。   Since other configurations are the same as those of the image forming apparatus according to the fifth embodiment, description thereof is omitted.

尚、上記実施の形態以外にも、帯電ローラに対して感光体の硬度の方が低く、感光体径と帯電ローラ径を様々に変化させた構成においても、帯電ローラ径<感光体径とした場合には、重量平均粒径10μm以下のトナーを使用したときでも、1万枚の画像形成動作後における画像不良は生じず、高品位な画像出力を行うことができる。   In addition to the above embodiment, the hardness of the photosensitive member is lower than that of the charging roller, and the charging roller diameter is smaller than the photosensitive member diameter even when the photosensitive member diameter and the charging roller diameter are variously changed. In this case, even when a toner having a weight average particle size of 10 μm or less is used, no image defect occurs after 10,000 sheets of image forming operation, and high-quality image output can be performed.

次に、上記第6の実施の形態に係る画像形成装置の性能を調べるために、感光体の硬度と帯電ローラの硬度とを、トナーの重量平均粒径に対して変化させて、1万枚の画像形成動作を繰り返した後に、「反転かぶり」、「ボタ落ち」、及び「帯電不良」の発生状況を調べる実験を行った。   Next, in order to examine the performance of the image forming apparatus according to the sixth embodiment, the hardness of the photoconductor and the hardness of the charging roller are changed with respect to the weight average particle diameter of the toner to obtain 10,000 sheets. After repeating the image forming operation, an experiment was conducted to examine the occurrence of “reverse fogging”, “blurring drop”, and “charging failure”.

表6は上記実験の条件及び実験結果を示したものである。実験は、上記第6の実施の形態に係る画像形成装置と、以下による比較例の画像形成装置により1万枚の画像形成動作を繰り返した後に、「反転かぶり」、「ボタ落ち」、及び「帯電不良」の発生状況を調べる実験を行った。   Table 6 shows the conditions and results of the above experiment. In the experiment, after the image forming operation of 10,000 sheets was repeated by the image forming apparatus according to the sixth embodiment and the image forming apparatus of the comparative example described below, “reverse fogging”, “bottom dropping”, and “ An experiment was conducted to investigate the occurrence of “charge failure”.

比較例における感光体は、半径10mmのアルミニウム製回転ドラム上に有機感光を塗布した、いわゆる負極性OPC感光体(ネガ感光体)である。この場合、前記感光体1のアスカーC硬度は100度である。   The photoconductor in the comparative example is a so-called negative-polarity OPC photoconductor (negative photoconductor) obtained by applying organic photosensitivity on an aluminum rotating drum having a radius of 10 mm. In this case, the Asker C hardness of the photoreceptor 1 is 100 degrees.

また、比較例における補助ローラは、半径8mmの導電性芯体に厚さ3.5mmのEP
DMからなる弾性体を成型し、その上にリーク防止のために厚さ500μmのヒドリンゴムを被覆し、更にその上層にトナーに対する帯電付与を補助するフッ素化合物のトレジン樹脂からなる薄膜表層を形成し、全体として直径16mmの積層構造の弾性ローラとされている。また、前記帯電ローラ2のアスカーC硬度は20度である。
Further, the auxiliary roller in the comparative example has an EP of 3.5 mm in thickness on a conductive core having a radius of 8 mm.
An elastic body made of DM is molded, and a hydrin rubber having a thickness of 500 μm is coated thereon to prevent leakage, and a thin film surface layer made of a fluororesin resin resin that assists in imparting charging to the toner is formed thereon. The elastic roller has a laminated structure with a diameter of 16 mm as a whole. The charging roller 2 has an Asker C hardness of 20 degrees.

上記実施例及び比較例の画像形成装置に対して、トナーの重量平均粒径を4μm、7μm、10μm、13μmの範囲で変更して「反転かぶり」や「ボタ落ち」、及び「帯電不良」の発生状況を観察したものである。尚、その他の構成は上記像形成装置と同一とした。   With respect to the image forming apparatuses of the above-mentioned examples and comparative examples, the weight average particle diameter of the toner is changed in the range of 4 μm, 7 μm, 10 μm, and 13 μm, and “reversal fogging”, “blur-off”, and “charging failure” This is an observation of the state of occurrence. The other configuration is the same as that of the image forming apparatus.

その結果、表6に示すように帯電ローラに対して感光体の硬度の方が高く、且つ感光体の径が大きい構成では、トナー重量平均粒径が10μm以下では、「反転かぶり」や「ボタ落ち」、及び「帯電不良」が発生した。一方、帯電ローラに対して感光体の硬度の方が低く、且つ感光体の径が大きい構成では、10μm以下のトナーを用いても、画像不良は生じず、高品位な画像出力を行うことができることが分かった。   As a result, as shown in Table 6, in the configuration in which the hardness of the photoconductor is higher than that of the charging roller and the diameter of the photoconductor is large, when the toner weight average particle size is 10 μm or less, “reversal fog” and “bottom” Drop "and" charge failure "occurred. On the other hand, in a configuration where the hardness of the photoconductor is lower than that of the charging roller and the diameter of the photoconductor is large, even if toner of 10 μm or less is used, image defects do not occur, and high-quality image output can be performed. I understood that I could do it.

Figure 0004416467
Figure 0004416467

〔第7の実施の形態〕
図8は本発明の第7の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.

図8中、前記第7の実施の形態に係る画像形成装置と同一の部材には同一の符号を記す。第7の実施の形態に係る画像形成装置は感光体が無端ベルト状とされたものである。   In FIG. 8, the same members as those in the image forming apparatus according to the seventh embodiment are denoted by the same reference numerals. In the image forming apparatus according to the seventh embodiment, the photosensitive member has an endless belt shape.

第7の実施の形態における感光体17は、弾性体層を有した無端状ベルトの基体上に表面が金属蒸着された厚さ50μmの誘電性樹脂フィルムから成る導電層が形成され、更に最上層に有機感光体層が薄膜状に塗布されたものであり、全体として厚さ4mmの無端状弾性感光体とされてものである。前記感光体17のアスカーC硬度は約25度である。尚、アスカーC硬度は、上記他の実施の形態と同様に計測した値である。   In the photoconductor 17 according to the seventh embodiment, a conductive layer made of a dielectric resin film having a thickness of 50 μm, the surface of which is metal-deposited, is formed on a base of an endless belt having an elastic layer. The organic photoreceptor layer is applied in a thin film, and the endless elastic photoreceptor is 4 mm thick as a whole. The photoreceptor 17 has an Asker C hardness of about 25 degrees. The Asker C hardness is a value measured in the same manner as in the other embodiments.

上記無端ベルト状感光体17は、半径4mmの一対のプーリ18間に掛け渡され、前記プーリへの巻きがけ部分の曲率半径が8mmとされている。前記感光体17の駆動は前記プーリ18の回転により行われる。   The endless belt-like photoconductor 17 is stretched between a pair of pulleys 18 having a radius of 4 mm, and the radius of curvature of the portion wound around the pulley is 8 mm. The photosensitive member 17 is driven by the rotation of the pulley 18.

また、前記感光体17は、図8において矢印の時計方向に周速度100mm/secの一定速度をもって回転駆動される。   The photosensitive member 17 is rotationally driven at a constant speed of 100 mm / sec in the clockwise direction indicated by an arrow in FIG.

前記帯電ローラ20は、半径3mmの金属芯体表面にリーク防止のための厚さ3mmのヒドリンゴムからなる抵抗層を成型し、更にその上層にトナーに対する帯電付与を補助するフッ素化合物のトレジン樹脂からなる膜厚30μmの薄膜表層を形成したものであり、全体として半径6mmの積層構造のローラとされている。また、前記帯電ローラ2のアスカーC硬度は約50度である。   The charging roller 20 is formed by molding a resin layer made of hydrin rubber having a thickness of 3 mm for preventing leakage on the surface of a metal core having a radius of 3 mm, and further comprising a resin compound of fluorine compound for assisting the charging of the toner on the upper layer. A thin film surface layer having a film thickness of 30 μm is formed, and a roller having a laminated structure having a radius of 6 mm as a whole. The charging roller 2 has an Asker C hardness of about 50 degrees.

前記帯電ローラ20及び前記感光体17のアスカーC硬度は、特にこの実施の形態に限定されるものではなく、前記感光体17のアスカーC硬度が前記帯電ローラ20のアスカーC硬度よりも低いものから適宜選択することが可能である。   The Asker C hardness of the charging roller 20 and the photoreceptor 17 is not particularly limited to this embodiment, and the Asker C hardness of the photoreceptor 17 is lower than the Asker C hardness of the charging roller 20. It is possible to select appropriately.

前記帯電ローラ20は図2中矢印の方向(図中反時計回り)に周速度150mm/secで回転駆動されている。   The charging roller 20 is rotationally driven at a peripheral speed of 150 mm / sec in the direction of the arrow in FIG. 2 (counterclockwise in the figure).

前記帯電ローラ20は、図8に示すように、前記感光体17における曲率半径8mmで前記プーリ18へ巻きがけられた部分に接触するとともに、その侵入量は1.0mmで一定のニップ幅をもって接触される。   As shown in FIG. 8, the charging roller 20 contacts a portion of the photosensitive member 17 wound around the pulley 18 with a curvature radius of 8 mm, and the intrusion amount is 1.0 mm and has a constant nip width. Is done.

上記構成とすることにより、前記感光体17の前記帯電ローラ20との接触部における周方向に沿った長さは、前記帯電ローラ20が前記感光体17に侵入しない場合の前記感光体17の外周面において、前記帯電ローラ20が前記感光体17に侵入した時に前記帯電ローラ20との接触部となる領域での周方向の長さよりも長くなる。   With this configuration, the length along the circumferential direction of the contact portion of the photoconductor 17 with the charging roller 20 is the outer circumference of the photoconductor 17 when the charging roller 20 does not enter the photoconductor 17. On the surface, when the charging roller 20 enters the photoconductor 17, it becomes longer than the circumferential length in the region that becomes the contact portion with the charging roller 20.

この結果、前記帯電ローラ20と前記感光体17との接触部位に存在するトナーが受ける摩擦力を低減することが可能となる。このため、重量平均粒径10μm以下のトナーを使用したときでも、1万枚の画像形成動作後における画像不良は生じず、高品位な画像出力を行うことができる。   As a result, it is possible to reduce the frictional force that the toner present at the contact portion between the charging roller 20 and the photoconductor 17 receives. For this reason, even when a toner having a weight average particle size of 10 μm or less is used, no image defect occurs after 10,000 sheets of image forming operation, and high-quality image output can be performed.

尚、上記第7の実施の形態以外に、帯電ローラ20が前記感光体17の前記プーリ18間の非巻きがけ部分に接触する場合でも、帯電ローラ20の曲率半径は6mmであり、感光体17の曲率半径はほぼ無限大(曲率0)となるので、前記感光体17の前記帯電ローラ20との接触部における周方向に沿った長さは、前記帯電ローラ20が前記感光体17に侵入しない場合の前記感光体17の外周面において、前記帯電ローラ20が前記感光体17に侵入した時に前記帯電ローラ20との接触部となる領域での周方向の長さよりも長くなり同様の効果を得ることが出来る。   In addition to the seventh embodiment, even when the charging roller 20 contacts the non-rolled portion between the pulleys 18 of the photoconductor 17, the radius of curvature of the charging roller 20 is 6 mm, and the photoconductor 17 Therefore, the length of the photosensitive member 17 along the circumferential direction at the contact portion with the charging roller 20 does not allow the charging roller 20 to enter the photosensitive member 17. In this case, the outer circumferential surface of the photoconductor 17 is longer than the circumferential length in the region that becomes the contact portion with the charging roller 20 when the charging roller 20 enters the photoconductor 17, thereby obtaining the same effect. I can do it.

次に、上記第7の実施の形態に係る画像形成装置の性能を調べるために、感光体の硬度と帯電ローラの硬度とを、トナーの重量平均粒径に対して変化させて、1万枚の画像形成動作を繰り返した後に、「反転かぶり」、「ボタ落ち」、及び「帯電不良」の発生状況を調べる実験を行った。   Next, in order to investigate the performance of the image forming apparatus according to the seventh embodiment, the hardness of the photosensitive member and the hardness of the charging roller are changed with respect to the weight average particle diameter of the toner, and 10,000 sheets After repeating the image forming operation, an experiment was conducted to examine the occurrence of “reverse fogging”, “blurring drop”, and “charging failure”.

表7は上記実験の条件及び実験結果を示したものである。実験は、上記第7の実施の形態に係る画像形成装置と、以下による比較例の画像形成装置により1万枚の画像形成動作を繰り返した後に、「反転かぶり」、「ボタ落ち」、及び「帯電不良」の発生状況を調べる実験を行った。   Table 7 shows the conditions and results of the above experiment. In the experiment, after the image forming operation of 10,000 sheets was repeated by the image forming apparatus according to the seventh embodiment and the image forming apparatus of the comparative example described below, “reverse fogging”, “bottom dropping”, and “ An experiment was conducted to investigate the occurrence of “charge failure”.

比較例における感光体は、弾性体層を有した無端状ベルトの基体上に表面が金属蒸着された厚さ50μmの誘電性樹脂フィルムから成る導電層が形成され、更に最上層に有機感光体層が薄膜状に塗布され、全体として4mmの無端状弾性感光体である。前記感光体のアスカーC硬度は約50度である。アスカーC硬度は、上記他の実施の形態と同様に計測した値である。尚、比較例の感光体の硬度は弾性体の硬度を変更して調整されたものである。   In the photoconductor in the comparative example, a conductive layer made of a dielectric resin film having a thickness of 50 μm, the surface of which is metal-deposited, is formed on a base of an endless belt having an elastic layer, and an organic photoconductor layer is further formed as the uppermost layer. Is an endless elastic photoconductor having a thickness of 4 mm as a whole. The photoreceptor has an Asker C hardness of about 50 degrees. The Asker C hardness is a value measured in the same manner as in the other embodiments. Incidentally, the hardness of the photoconductor of the comparative example is adjusted by changing the hardness of the elastic body.

上記無端ベルト状感光体は上記第7の実施の形態と同様の一対のプーリ間に巻きがけられて駆動される。   The endless belt-like photoconductor is wound and driven between a pair of pulleys as in the seventh embodiment.

また、比較例における感光体は、図8における感光体17と同様の方向である時計方向に周速度100mm/secの一定速度をもって回転駆動される。   Further, the photoconductor in the comparative example is rotationally driven at a constant speed of 100 mm / sec in the clockwise direction, which is the same direction as the photoconductor 17 in FIG.

また、比較例における帯電ローラは半径3mmの金属芯体表面にリーク防止のための厚さ3mmのヒドリンゴムからなる抵抗層を成型し、更にその上層にトナーに対する帯電付与を補助するフッ素化合物のトレジン樹脂からなる膜厚30μmの薄膜表層を形成し、全体として半径6mmの積層構造のローラとされている。また、前記帯電ローラ2のアスカーC硬度は約25度である。尚、比較例の帯電ローラの硬度は弾性体の硬度を変更して調整されたものである。   Further, the charging roller in the comparative example is formed by forming a resistance layer made of hydrin rubber having a thickness of 3 mm for preventing leakage on the surface of a metal core having a radius of 3 mm, and further, a fluororesin resin resin for assisting the charging of the toner on the upper layer. A thin film surface layer having a thickness of 30 μm is formed, and a roller having a laminated structure with a radius of 6 mm as a whole is formed. The charging roller 2 has an Asker C hardness of about 25 degrees. Incidentally, the hardness of the charging roller of the comparative example is adjusted by changing the hardness of the elastic body.

上記実施例及び比較例の画像形成装置に対して、トナーの重量平均粒径を4μm、7μm、10μm、13μmの範囲で変更して「反転かぶり」や「ボタ落ち」、及び「帯電不良」の発生状況を観察したものである。尚、その他の構成は上記像形成装置と同一とした。   With respect to the image forming apparatuses of the above-mentioned examples and comparative examples, the weight average particle diameter of the toner is changed in the range of 4 μm, 7 μm, 10 μm, and 13 μm, and “reversal fogging”, “blur-off”, and “charging failure” This is an observation of the state of occurrence. The other configuration is the same as that of the image forming apparatus.

その結果、表7に示すように帯電ローラに対して感光体の硬度の方が高く、且つ感光体の半径が大きい構成では、トナー重量平均粒径が10μm以下では、「反転かぶり」や「ボタ落ち」、及び「帯電不良」が発生した。一方、帯電ローラに対して感光体の硬度の方が低く、且つ感光体の半径が大きい構成では、10μmのトナーを用いても、画像不良は生じず、高品位な画像出力を行うことができることが分かった。   As a result, as shown in Table 7, in the configuration in which the hardness of the photosensitive member is higher than that of the charging roller and the radius of the photosensitive member is large, when the toner weight average particle diameter is 10 μm or less, “reversal fog” and “bottom” Drop "and" charge failure "occurred. On the other hand, in a configuration in which the photoconductor has a lower hardness than the charging roller and the photoconductor has a large radius, even if toner of 10 μm is used, image defects do not occur and high-quality image output can be performed. I understood.

Figure 0004416467
Figure 0004416467

上記のように真円形状でない感光体を用いた場合でも、感光体の硬度を帯電ローラの硬度より低く、かつ接触部での感光体17の曲率は、帯電ローラ20が前記感光体17に侵入しない場合における前記感光体17の前記接触部となる領域での曲率と同一かそれよりも大きくすることにより、接触部内でトナーに生じる摩擦力を低減し、トナー劣化を抑制することができ、劣化の影響を受けやすい小粒径トナーにおいても、「反転かぶり」や「ボタ落ち」などの画像不良や、帯電不良の発生を防止することができる。   Even when a non-circular photoconductor is used as described above, the hardness of the photoconductor is lower than that of the charging roller and the curvature of the photoconductor 17 at the contact portion is such that the charging roller 20 enters the photoconductor 17. By making the curvature equal to or larger than the curvature in the region to be the contact portion of the photoconductor 17 in the case where the contact is not made, the frictional force generated in the toner in the contact portion can be reduced, and toner deterioration can be suppressed. Even in the case of a small particle size toner which is easily affected by the above, it is possible to prevent image defects such as “reversal fog” and “blurring” and charging failure.

本実施の形態では感光体がベルト形状の場合を例示したが、帯電部材がベルト形状の場合や、感光体及び帯電部材の両者がベルト形状の場合でも、両者のうちより低硬度の部材の曲率半径をもう一方の曲率半径より大きくすることにより、接触部内でトナーに生じる摩擦力及び摩擦熱を低減し、トナー劣化を低減することができる。   In the present embodiment, the case where the photosensitive member is in the shape of a belt has been exemplified. However, even when the charging member is in the shape of a belt or when both the photosensitive member and the charging member are in the shape of a belt, the curvature of a member having a lower hardness among the two. By making the radius larger than the other radius of curvature, the frictional force and frictional heat generated in the toner in the contact portion can be reduced, and toner deterioration can be reduced.

上記第5の実施の形態、第6の実施の形態及び第7の実施の形態に係る画像形成装置によれは、感光ドラム(感光体)と帯電部材との接触部で生じるトナー劣化を低減し、長期にわたって良好な画像形成を行うことができる帯電装置、クリーナーレス画像形成装置を提供することができる。   According to the image forming apparatuses according to the fifth embodiment, the sixth embodiment, and the seventh embodiment, toner deterioration that occurs at the contact portion between the photosensitive drum (photoconductor) and the charging member is reduced. Therefore, it is possible to provide a charging device and a cleanerless image forming apparatus that can perform good image formation over a long period of time.

本明細書では、非磁性1成分負帯電トナーを用いた場合について説明したが、特にこれに限定するものではなく、例えば磁性1成分トナーでも、正帯電トナーでも同様の効果が
得られる。
In this specification, the case of using a non-magnetic one-component negatively charged toner has been described. However, the present invention is not particularly limited to this. For example, the same effect can be obtained with either a magnetic one-component toner or a positively charged toner.

また、トナー形状についても、球状・粉砕などと限定することなく、どんな形状のトナーでも効果を得ることができた。   In addition, the toner shape is not limited to spherical or pulverized, and the effect can be obtained with any shape of toner.

また、上記各実施例では、反転現像方式を例示して説明したが、反転・正規現像に関わらず、同様の効果を得ることができる。   In each of the above embodiments, the reversal development method has been described as an example, but the same effect can be obtained regardless of reversal and normal development.

また、上記各実施例では像担持体の回転方向に対して、補助部材等の回転体の回転方向が接触部において逆方向のものを例示して説明したが、同方向であっても、同様の効果を得ることができる。   In each of the above-described embodiments, the rotation direction of the rotating member such as the auxiliary member is illustrated in the contact portion in the reverse direction with respect to the rotation direction of the image carrier. The effect of can be obtained.

また、像担持体や補助部材の形状が上記各実施例のような円筒でない場合でも、接触部での、硬度の高い部材の方が、硬度の低い部材の曲率よりも大きい、ということを満たしているならば、同様の効果を得ることができる。   Further, even when the shape of the image carrier and the auxiliary member is not a cylinder as in each of the above embodiments, it satisfies that the member having a higher hardness at the contact portion is larger than the curvature of the member having a lower hardness. If so, the same effect can be obtained.

更に、前記非磁性1成分トナーを用いた接触現像方式の画像形成装置は、簡易にカブリの少ない良好な画像が得られる一方、装置内で部材同士が接触駆動される部分が多く、装置の駆動に大きな駆動力が必要とされるが、本発明の画像形成装置によれば、高トルクのモータを使用する必要がなくなり画像形成装置を小型化することが可能となる。   Further, the contact developing type image forming apparatus using the non-magnetic one-component toner can easily obtain a good image with less fogging, while there are many parts in which the members are driven to contact each other. However, according to the image forming apparatus of the present invention, it is not necessary to use a high torque motor, and the image forming apparatus can be downsized.

図1は本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図2は本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図3は像担持体(感光体)の断面構成図である。FIG. 3 is a sectional view of an image carrier (photosensitive member). 図4は本発明の第3の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention. 図5は本発明の第4の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. 図6は本発明の第5の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. 図7は本発明の第6の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. 図8は本発明の第7の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. 図9は感光ドラムと現像ローラとの接触部における模式図である。FIG. 9 is a schematic view of a contact portion between the photosensitive drum and the developing roller. 図10は感光ドラムと現像ローラとの接触部における応力分布図である。FIG. 10 is a stress distribution diagram at the contact portion between the photosensitive drum and the developing roller. 図11は感光ドラムと現像ローラとの接触部の状態を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a state of a contact portion between the photosensitive drum and the developing roller. 図12は感光ドラムの外径を変化させた場合の接触部における応力分布図である。FIG. 12 is a stress distribution diagram at the contact portion when the outer diameter of the photosensitive drum is changed. 図13は従来の画像形成装置の概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a conventional image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 像担持体(感光ドラム)
2 帯電手段(帯電ローラ)
4 現像装置
5 転写手段(転写ローラ)
8 現像剤担持体(現像ローラ)
9 補助部材(補助ローラ)
10 像担持体(感光体)
17 像担持体(感光体)
20 帯電手段(帯電ローラ)
80 現像剤担持体(現像ローラ)
90 補助部材(補助ローラ)
1 Image carrier (photosensitive drum)
2 Charging means (charging roller)
4 Developing device 5 Transfer means (transfer roller)
8 Developer carrier (developing roller)
9 Auxiliary member (auxiliary roller)
10 Image carrier (photoreceptor)
17 Image carrier (photoreceptor)
20 Charging means (charging roller)
80 Developer carrier (developing roller)
90 Auxiliary member (auxiliary roller)

Claims (9)

回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転し、現像剤を担持するとともに前記像担持体に形成される静電潜像を担持した前記現像剤により可視化して現像する現像剤担持体と、を有し、
可視化された前記像担持体上の現像剤像を転写手段により記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記現像剤担持体が前記像担持体に接触する接触部を有し、
前記現像剤担持体と前記像担持体とが接触しない場合において、
前記接触部になる領域における前記像担持体の曲率は、
前記接触部になる領域における前記現像剤担持体の曲率よりも大きく、
前記像担持体の表面のアスカーC硬度は、前記現像剤担持体の表面のアスカーC硬度よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
A rotatable image carrier;
A developer carrier that rotates in contact with the image carrier, carries the developer, and visualizes and develops with the developer carrying an electrostatic latent image formed on the image carrier. ,
In the image forming apparatus for transferring the visualized developer image on the image carrier to a recording medium by a transfer unit to form an image,
The developer carrier has a contact portion that contacts the image carrier,
In the case where the developer carrier and the image carrier are not in contact,
The curvature of the image carrier in the region to be the contact portion is
Greater than the curvature of the developer carrier in the region to be the contact portion,
An image forming apparatus, wherein the Asker C hardness of the surface of the image carrier is higher than the Asker C hardness of the surface of the developer carrier.
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体を一様に帯電する帯電手段よりも前記像担持体の回転方向上流側で、現像剤像を記録媒体に転写する転写手段よりも前記像担持体回転方向下流側に設けられた補助部材と、を有し、
前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤により可視化し、可視化された前記像担持体上の現像剤像を前記転写手段により記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記補助部材が前記像担持体に接触する接触部を有し、
前記補助部材と前記像担持体とが接触しない場合において、
前記接触部になる領域における前記像担持体の曲率は、
前記接触部になる領域における前記補助部材の曲率よりも大きく、
前記像担持体の表面のアスカーC硬度は、前記補助部材の表面のアスカーC硬度よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
A rotatable image carrier;
Than the transfer means for transferring the developer image to the recording medium on the upstream side of the rotation direction of the image carrier relative to the charging means for rotating in contact with the image carrier and uniformly charging the image carrier. An auxiliary member provided on the downstream side in the rotation direction of the image carrier,
An image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer, and transfers the visualized developer image on the image carrier to a recording medium by the transfer unit to form an image. ,
The auxiliary member has a contact portion that contacts the image carrier;
In the case where the auxiliary member and the image carrier do not contact,
The curvature of the image carrier in the region to be the contact portion is
Larger than the curvature of the auxiliary member in the region to be the contact portion,
An image forming apparatus, wherein the Asker C hardness of the surface of the image carrier is higher than the Asker C hardness of the surface of the auxiliary member.
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体を一様に帯電する帯電手段よりも前記像担持体の回転方向上流側で、現像剤像を記録媒体に転写する転写手段よりも前記像担持体
回転方向下流側に設けられた補助部材と、を有し、
前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤により可視化し、可視化された前記像担持体上の現像剤像を前記転写手段により記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体が前記補助部材に接触する接触部を有し、
前記像担持体と前記補助部材とが接触しない場合において、
前記接触部になる領域における前記補助部材の曲率は、
前記接触部になる領域における前記像担持体の曲率よりも大きく、
前記補助部材の表面のアスカーC硬度は、前記像担持体の表面のアスカーC硬度よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
A rotatable image carrier;
Than the transfer means for transferring the developer image to the recording medium on the upstream side of the rotation direction of the image carrier relative to the charging means for rotating in contact with the image carrier and uniformly charging the image carrier. An auxiliary member provided on the downstream side in the rotation direction of the image carrier,
An image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer, and transfers the visualized developer image on the image carrier to a recording medium by the transfer unit to form an image. ,
The image carrier has a contact portion that contacts the auxiliary member;
In the case where the image carrier and the auxiliary member do not contact,
The curvature of the auxiliary member in the region to be the contact portion is
Larger than the curvature of the image carrier in the region to be the contact portion,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an Asker C hardness of a surface of the auxiliary member is higher than an Asker C hardness of a surface of the image carrier.
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体を一様に帯電する帯電手段と、を有し、
前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤により可視化し、可視化された前記像担持体上の現像剤像を転写手段により記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記帯電手段が前記像担持体に接触する接触部を有し、
前記帯電手段と前記像担持体とが接触しない場合において、
前記接触部になる領域における前記像担持体の曲率は、
前記接触部になる領域における前記帯電手段の曲率よりも大きく、
前記像担持体の表面のアスカーC硬度は、前記帯電手段の表面のアスカーC硬度よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
A rotatable image carrier;
Charging means for rotating in contact with the image carrier and uniformly charging the image carrier;
In an image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer, and transfers the visualized developer image on the image carrier to a recording medium by a transfer unit to form an image.
The charging means has a contact portion that contacts the image carrier;
In the case where the charging means and the image carrier are not in contact,
The curvature of the image carrier in the region to be the contact portion is
Greater than the curvature of the charging means in the region to be the contact portion,
An image forming apparatus characterized in that the Asker C hardness of the surface of the image carrier is higher than the Asker C hardness of the surface of the charging means.
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体を一様に帯電する帯電手段と、を有し、
前記像担持体に形成される静電潜像を現像剤により可視化し、可視化された前記像担持体上の現像剤像を転写手段により記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体が前記帯電手段に接触する接触部を有し、
前記像担持体と前記帯電手段とが接触しない場合において、
前記接触部になる領域における前記帯電手段の曲率は、
前記接触部になる領域における前記像担持体の曲率よりも大きく、
前記帯電手段の表面のアスカーC硬度は、前記像担持体の表面のアスカーC硬度よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
A rotatable image carrier;
Charging means for rotating in contact with the image carrier and uniformly charging the image carrier;
In an image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer, and transfers the visualized developer image on the image carrier to a recording medium by a transfer unit to form an image.
The image carrier has a contact portion that contacts the charging means;
In the case where the image carrier and the charging means do not contact,
The curvature of the charging means in the region to be the contact portion is
Larger than the curvature of the image carrier in the region to be the contact portion,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an Asker C hardness of the surface of the charging unit is higher than an Asker C hardness of the surface of the image carrier.
前記像担持体と、前記現像剤担持体とは、相対速度差をもって当接回転することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image carrier and the developer carrier are in contact with each other and rotated with a relative speed difference. 前記像担持体と、前記補助部材とは、相対速度差をもって当接回転することを特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image carrier and the auxiliary member are rotated in contact with each other with a relative speed difference. 前記像担持体と、前記帯電手段とは、相対速度差をもって当接回転することを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the image carrier and the charging unit rotate in contact with each other with a relative speed difference. 前記現像剤の重量平均粒径が10μm以下であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developer has a weight average particle diameter of 10 μm or less.
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