JP4870458B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、感光体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置、及び、この現像装置を有する画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a photoreceptor with a developer, and an image forming apparatus having the developing device.

従来から、記録媒体に現像剤像を熱圧着させて形成する電子写真記録方式の画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置においては、感光体表面を一様に帯電する帯電部、感光体表面に露光して静電潜像を形成する露光部、静電潜像に現像剤(以下、トナーという。)を付着させて現像させる現像ローラ、トナーを帯電させて現像ローラへと搬送する搬送ローラ、現像ローラ上に、均一なトナー層を形成する現像ブレード、感光体上に現像したトナーを媒体に転写する転写部、転写されずに感光体上に残ったトナーを回収するクリーニング部が備えられている現像装置を有している。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic recording type image forming apparatus that forms a developer image on a recording medium by thermocompression bonding is known. In this type of image forming apparatus, a charging unit that uniformly charges the surface of the photoreceptor, an exposure unit that exposes the surface of the photoreceptor to form an electrostatic latent image, and a developer (hereinafter referred to as toner) on the electrostatic latent image. .) Is applied to the developing roller, the toner is charged and transported to the developing roller, the developing roller forms a uniform toner layer on the developing roller, and the toner developed on the photosensitive member is used as a medium. The image forming apparatus includes a developing device provided with a transfer portion for transferring and a cleaning portion for collecting toner remaining on the photoreceptor without being transferred.

この現像装置には、感光体と現像ローラとが圧接されて備えられている接触現像方式の現像装置がある(例えば、特許文献1参照)。このような現像装置では、図1のように、現像ローラ104の中央の外径に対して現像ローラの端部の外径が小さい形状のものが用いられていた。これにより、現像装置は、図2のような、現像ローラ104と感光体101との圧接部で均一な応力を得ていた。   As this developing device, there is a developing device of a contact developing system in which a photosensitive member and a developing roller are provided in pressure contact (for example, see Patent Document 1). In such a developing device, as shown in FIG. 1, a developing device having a shape in which the outer diameter at the end of the developing roller is smaller than the outer diameter at the center of the developing roller 104 is used. As a result, the developing device obtains a uniform stress at the pressure contact portion between the developing roller 104 and the photosensitive member 101 as shown in FIG.

特開2001−350351号公報JP 2001-350351 A

このように、特許文献1に記載の現像装置をはじめとする接触現像方式に現像装置で用いられている図1のような現像ローラ104は、感光体101に対して軸方向に全面均一な圧力となっている。この場合、軸方向に均一な圧力であるため、現像ローラ104と感光体101との圧接する圧力は均等化されるため、単位面積あたりの圧力は低下してしまう。その結果、トナーが感光体101と現像ローラ104の間から現像装置の外側に漏れてしまう。これにより、記録媒体上にトナーが落ち、トナー漏れによる形成画像の不良が発生するという問題点がある。
As described above, the developing roller 104 as shown in FIG. 1 used in the contact developing method including the developing device described in Patent Document 1 has a uniform pressure across the entire surface in the axial direction with respect to the photoreceptor 101. It has become. In this case, since the pressure is uniform in the axial direction, the pressure at which the developing roller 104 and the photosensitive member 101 are pressed is equalized, and the pressure per unit area is reduced. As a result, the toner leaks from between the photoreceptor 101 and the developing roller 104 to the outside of the developing device. As a result, there is a problem in that the toner falls on the recording medium and the formed image is defective due to toner leakage.

そこで、本発明は、現像剤であるトナーが感光体と現像ローラとの間から現像装置の外側に漏れることを防止することができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a developing device and an image forming apparatus capable of preventing toner as a developer from leaking between a photosensitive member and a developing roller to the outside of the developing device.

本発明の現像装置は像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、表面に弾性体で形成された弾性層を有する現像シャフトを中心に回転し、接触する前記像担持体に前記現像剤を供給する現像ローラと、前記現像ローラの弾性層に当接し、前記現像剤の層厚を規制する現像ブレードと、前記現像ローラの弾性層の端部に当接する位置に設けられたシール部材とを有し、前記現像ローラの弾性層は、該現像ローラの弾性層中央の外径φcと、該現像ローラの弾性層の両端部の外径φrと、前記現像剤が該現像ローラの前記弾性層上に付着する現像剤付着領域の端部と前記弾性層の端部との間の所定の位置における外径φtとの関係が、φc>φt、かつ、φr>φtを満たし、さらに、φt+0.5×(φc−φt)≦φr≦φt+2×(φc−φt)を満たすような形状であることを特徴とする。
The developing device of the present invention is a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developer, and rotates around a developing shaft having an elastic layer formed of an elastic body on the surface, A developing roller that supplies the developer to the image carrier that is in contact; a developing blade that is in contact with the elastic layer of the developing roller and regulates the layer thickness of the developer; and an end of the elastic layer of the developing roller An elastic layer of the developing roller, an outer diameter φc at the center of the elastic layer of the developing roller, an outer diameter φr at both ends of the elastic layer of the developing roller, The relationship between the outer diameter φt at a predetermined position between the end of the developer adhesion region where the developer adheres on the elastic layer of the developing roller and the end of the elastic layer is φc> φt, and , Φr> φt, and φt + 0.5 × (φc−φt) ≦ The shape is such that φr ≦ φt + 2 × (φc−φt).

本発明の現像装置によれば、備えられる現像ローラの弾性層の形状を、現像ローラの弾性層中央の外径φcと、現像ローラの弾性層の端部の外径φrと、現像剤が現像ローラの弾性層上に付着する現像剤付着領域の端部と弾性層の端部との間の所定の位置における外径φtとの関係をφc>φt、かつ、φr>φtを満たし、さらに、φt+0.5×(φc−φt)≦φr≦φt+2×(φc−φt)を満たすようにする。これにより、現像ローラの弾性層端部における感光体への圧力が、該端部よりも内側における感光体への圧力よりも高くなる。そのため、感光体と現像ローラとの間からトナーが漏れることを防止することができる。これにより、より良好な画質を形成するための現像装置を提供することができる。
According to the developing device of the present invention, the shape of the elastic layer of the developing roller provided includes the outer diameter φc at the center of the elastic layer of the developing roller, the outer diameter φr of the end of the elastic layer of the developing roller, and the developer is developed. The relationship between the outer diameter φt at a predetermined position between the end of the developer adhesion region adhering to the elastic layer of the roller and the end of the elastic layer satisfies φc> φt and φr> φt, φt + 0.5 × (φc−φt) ≦ φr ≦ φt + 2 × (φc−φt) is satisfied. As a result, the pressure applied to the photoconductor at the end portion of the elastic layer of the developing roller is higher than the pressure applied to the photoconductor inside the end portion. Therefore, it is possible to prevent toner from leaking between the photosensitive member and the developing roller. Thereby, it is possible to provide a developing device for forming better image quality.

また、本発明の現像装置は、感光体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、表面に弾性体で形成された弾性層を有する現像シャフトを中心に回転し、接触する前記感光体に前記現像剤を供給し、前記現像シャフトの一端にギヤを備える現像ローラと、前記現像ローラの弾性層に当接し、前記現像剤の層厚を規制する現像ブレードと、前記現像ローラの弾性層の端部に当接する位置に設けられたシール部材とを有し、前記現像ローラの弾性層は、該現像ローラの弾性層中央の外径をφcと、前記現像剤付着領域の端部のうち、前記ギヤを有する側の一方端部の外径φgと、前記一方端部の反対側の前記現像剤付着領域の他方端部の外径φhと、該現像ローラの弾性層の両端部の外径φrとの関係が、φc≧φg>φh、かつ、φr>φg>φhを満たすような形状であることを特徴とする。
The developing device of the present invention is a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a photoreceptor with a developer, and rotates about a developing shaft having an elastic layer formed of an elastic body on the surface. And a developing roller that supplies the developer to the contacted photoreceptor and has a gear at one end of the developing shaft, and a developing blade that contacts the elastic layer of the developing roller and regulates the layer thickness of the developer. , and a seal member provided at a position to abut against an end of the elastic layer of the developing roller, the elastic layer of the developing roller, and φc of the outer diameter of the elastic layer center of the developing roller, the developer Of the end portions of the adhesion region, the outer diameter φg of one end portion on the side having the gear, the outer diameter φh of the other end portion of the developer adhesion region on the opposite side of the one end portion, and the developing roller The relationship between the outer diameter φr at both ends of the elastic layer is φc ≧ φg> φh And characterized in that it is a shape that satisfies the φr>φg> φh.

本発明の現像装置によれば、備えられる現像ローラの弾性層の形状を、弾性層中央の外径φcと、現像剤付着領域の端部のうちギヤを有する側の一方端部の外径φgと、一方端部の反対側の現像剤付着領域の他方端部の外径φhと、弾性層の両端部の外径φrとの関係をφc≧φg>φh、かつ、φr>φg>φhを満たすようにする。これにより、現像ローラの弾性層端部における感光体への圧力が、該端部よりも内側における感光体への圧力よりも高くなる。
そのため、感光体と現像ローラとの間からトナーが漏れることを防止することができる。これにより、より良好な画質を形成するための現像装置を提供することができる。
According to the developing device of the present invention, the shape of the elastic layer of the developing roller provided includes the outer diameter φc at the center of the elastic layer and the outer diameter φg at one end on the side having the gear among the ends of the developer adhesion region. And the relationship between the outer diameter φh of the other end of the developer adhesion region opposite to the one end and the outer diameter φr of both ends of the elastic layer is φc ≧ φg> φh and φr>φg> φh Try to meet. As a result, the pressure applied to the photoconductor at the end portion of the elastic layer of the developing roller is higher than the pressure applied to the photoconductor inside the end portion.
Therefore, it is possible to prevent toner from leaking between the photosensitive member and the developing roller. Thereby, it is possible to provide a developing device for forming better image quality.

そして、本発明の画像形成装置によれば、上述の現像装置を備えることを特徴とする。これにより、現像剤の漏れを防止することができ、より良好な画質を形成することができる画像形成装置を提供することができる。
According to the image forming apparatus of the present invention, the above-described developing device is provided. Accordingly, it is possible to provide an image forming apparatus that can prevent leakage of the developer and can form better image quality.

本発明の現像装置及び画像形成装置は、現像ローラの弾性層端部における感光体への圧力が、該端部よりも内側における感光体への圧力よりも高くなる。そのため、感光体と現像ローラとの間からトナーが漏れることを防止することができ、より良好な画質を形成することができる。
In the developing device and the image forming apparatus of the present invention, the pressure on the photoconductor at the end of the elastic layer of the developing roller is higher than the pressure on the photoconductor inside the end. Therefore, it is possible to prevent toner from leaking between the photosensitive member and the developing roller, and it is possible to form a better image quality.

以下、本発明の現像装置及び画像形成装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の現像装置及び画像形成装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。   The developing device and image forming apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. The developing device and the image forming apparatus of the present invention are not limited to the following descriptions, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

本発明の画像形成装置は、感光体としての感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像剤としてのトナーによって現像する現像装置を備える画像形成装置である。特に、この画像形成装置は、感光体ドラムの周面に対向して回転することによって感光体ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、この現像ローラに対してトナーを搬送する搬送ローラとについて、本願出願人が鋭意研究を重ねた結果見出した条件を満足する現像装置を備えるものである。   The image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus provided with a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum as a photosensitive member with toner as a developer. In particular, this image forming apparatus includes a developing roller that adheres toner to the photosensitive drum by rotating opposite to the peripheral surface of the photosensitive drum, and a conveying roller that conveys the toner to the developing roller. It is provided with a developing device that satisfies the conditions found as a result of extensive research by the applicant.

[実施の形態1]
まず、本発明の画像形成装置について説明する。図3に、画像形成装置の構造を説明する側方断面図を示し、図4に画像形成装置における現像装置の構造を説明する側方断面図を示す。この画像形成装置は、図3に示すように、未画像形成の記録媒体としての用紙を収納する用紙カセット91を備える。この用紙カセット91に収納された用紙は、ホッピングローラ92が回転するのに応じて繰り出され、さらに、このホッピングローラ92の下流に配設されているレジストローラ96、97と、ピンチローラ93、95が回転するのに応じて、所定のタイミングで図3中矢印方向に搬送される。
[Embodiment 1]
First, the image forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a side sectional view for explaining the structure of the image forming apparatus, and FIG. 4 is a side sectional view for explaining the structure of the developing device in the image forming apparatus. As shown in FIG. 3, the image forming apparatus includes a paper cassette 91 that stores paper as a recording medium on which no image is formed. The paper stored in the paper cassette 91 is fed out as the hopping roller 92 rotates, and further, registration rollers 96 and 97 and pinch rollers 93 and 95 disposed downstream of the hopping roller 92. Is rotated in the direction of the arrow in FIG. 3 at a predetermined timing in accordance with the rotation.

また、画像形成装置は、現像装置10を配設している。現像装置10は、用紙に対して、トナーを用いた画像形成を行う。具体的には、現像装置10は、画像形成装置側に備えられる露光装置3によって静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム1と、これら感光体ドラム1の表面を帯電させる帯電ローラ2と、感光体ドラム1の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像ローラ4と、現像ローラ4に供給するトナーを搬送する搬送ローラ5と、現像ローラ4に搬送されたトナーを一定の厚さのトナー層を形成する現像ブレード6と、用紙上にトナーが転写されずに感光体ドラム1の表面に残存したトナーをクリーニングして回収するクリーニング装置8とを有する。画像形成装置側に備えられる露光装置3は、図示しないインターフェース部を介して外部装置から受信した印刷データに基づいて感光体ドラム1の表面を選択的に光を照射して露光し、感光体ドラム1の表面に静電潜像を形成させる。また、画像形成装置側に備えられる転写ローラ7は、感光体ドラム1上の静電潜像をトナーによって可視化して得られたトナー像を用紙上に転写する。なお、感光体ドラム1、帯電ローラ2、転写ローラ7は、それぞれ、図示しないモータや駆動を伝達するギヤ等によって回転駆動されるように構成されている。また、露光装置3及び現像ローラ4並びに図示しないモータは、それぞれ、図示しない電源及び制御部が接続されている。   Further, the image forming apparatus is provided with a developing device 10. The developing device 10 forms an image using toner on a sheet. Specifically, the developing device 10 charges the photosensitive drum 1 as an image carrier on which an electrostatic latent image is formed by the exposure device 3 provided on the image forming apparatus side, and the surface of the photosensitive drum 1. The charging roller 2, the developing roller 4 that develops the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 with toner, the conveying roller 5 that conveys the toner supplied to the developing roller 4, and the developing roller 4. A developing blade 6 that forms a toner layer of a certain thickness from the toner, and a cleaning device 8 that cleans and collects the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 without being transferred onto the paper. The exposure device 3 provided on the image forming apparatus side selectively exposes the surface of the photosensitive drum 1 by irradiating light on the basis of print data received from an external device via an interface unit (not shown). An electrostatic latent image is formed on the surface of 1. The transfer roller 7 provided on the image forming apparatus side transfers a toner image obtained by visualizing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 with toner onto a sheet. The photosensitive drum 1, the charging roller 2, and the transfer roller 7 are configured to be rotationally driven by a motor (not shown), a gear that transmits driving, or the like. The exposure device 3, the developing roller 4, and a motor (not shown) are connected to a power source and a control unit (not shown), respectively.

このような現像装置10は、図示しない制御部の制御のもとに、図示しない電源によって所定の電圧が印加された帯電ローラ2によって感光体ドラム1の表面を一様電圧に帯電させた上で、この感光体ドラム1が回転するのにともない、その帯電された表面が露光装置3の近傍に到達すると、この露光装置3によって画像変調された光を感光体ドラム1に照射して静電潜像を形成する。そして、現像装置10は、形成された静電潜像に現像ローラ4から供給されるトナーを付着させることによりトナー像を生成する。   Such a developing device 10 charges the surface of the photosensitive drum 1 to a uniform voltage by a charging roller 2 to which a predetermined voltage is applied by a power source (not shown) under the control of a control unit (not shown). When the charged surface reaches the vicinity of the exposure device 3 as the photosensitive drum 1 rotates, the photosensitive drum 1 is irradiated with light modulated by the exposure device 3 to electrostatic latent image. Form an image. The developing device 10 generates a toner image by attaching the toner supplied from the developing roller 4 to the formed electrostatic latent image.

これら現像装置10によって現像されたトナー像は、図示しない制御部の制御のもとに、感光体ドラム1が回転するのにともない、トナー像が生成された表面が感光体ドラム1と対向して配設された転写ローラ7の近傍に到達するとともに、用紙が感光体ドラム1と転写ローラ7との間に搬送され、転写ローラ7によって用紙上に転写される。このとき、転写ローラ7には、図示しない電源によって所定の電圧が印加される。   The toner image developed by the developing device 10 faces the surface of the photosensitive drum 1 with the surface on which the toner image is generated as the photosensitive drum 1 rotates under the control of a control unit (not shown). While reaching the vicinity of the arranged transfer roller 7, the sheet is conveyed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 7, and is transferred onto the sheet by the transfer roller 7. At this time, a predetermined voltage is applied to the transfer roller 7 by a power source (not shown).

そして、現像装置10は、転写が完了すると、図示しない制御部の制御のもとに、感光体ドラム1のそれぞれの表面に残存したトナーを、クリーニング装置8によってクリーニングする。画像形成装置においては、このような構成からなる現像装置10により、用紙上に画像形成を行い、画像を形成する。そして、画像形成装置においては、用紙を定着装置98へと搬送する。   When the transfer is completed, the developing device 10 cleans the toner remaining on each surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning device 8 under the control of a control unit (not shown). In the image forming apparatus, the developing device 10 having such a configuration forms an image on a sheet to form an image. In the image forming apparatus, the sheet is conveyed to the fixing device 98.

さらに、画像形成装置は、このような現像装置10の下流に定着装置98を備える。この定着装置98は、ローラの外表に弾性部材が構成される定着ローラと、この定着ローラとともに用紙を押圧する加圧ローラとを有する。加圧ローラは、定着ローラに対向して当接されるように配設され、用紙を挟み込むニップ部を形成する。また、定着ローラの内部には、図示しない電源によって発熱又は発光するヒータやハロゲンランプが埋設されている。定着装置98においては、図示しない制御部の制御のもとに、これらヒータに通電したりハロゲンランプを発光させたりすることによって定着ローラを加熱する。このような定着装置98は、定着ローラ及び加圧ローラを回転させてニップ部に用紙を通紙させ、この用紙を加熱及び押圧することにより、用紙上のトナーを溶融させ、トナー像を熱定着させる。画像形成装置においては、このような定着装置98によって用紙上に画像を定着させると、排出ローラ99の回転に応じて、用紙を搬送して外部へと排紙させ、画像形成装置上部に備えられたスタッカ上に積載させる。   Further, the image forming apparatus includes a fixing device 98 downstream of the developing device 10. The fixing device 98 includes a fixing roller having an elastic member on the outer surface of the roller, and a pressure roller that presses the sheet together with the fixing roller. The pressure roller is disposed so as to be in contact with the fixing roller so as to form a nip portion that sandwiches the sheet. In addition, a heater or a halogen lamp that generates heat or emits light from a power source (not shown) is embedded in the fixing roller. In the fixing device 98, the fixing roller is heated by energizing these heaters or causing a halogen lamp to emit light under the control of a control unit (not shown). Such a fixing device 98 rotates the fixing roller and the pressure roller to pass the paper through the nip portion, and heats and presses the paper to melt the toner on the paper and heat-fix the toner image. Let In the image forming apparatus, when the fixing device 98 fixes the image on the sheet, the sheet is conveyed to the outside according to the rotation of the discharge roller 99 and is discharged to the outside. Load it on the stacker.

上述した画像形成装置は、1つの現像装置10を備えるものとして説明したが、本発明はこれだけに限られるものではなく、例えばシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の4色のトナーのそれぞれに対応する現像装置をこの順序で、用紙の給紙側から排紙側へと転写ベルトに沿って並設されたものであってもよい。この場合、各色のトナーに対応する現像装置10は、図示されない制御部の制御に基づいて、各色のトナー像をそれぞれ転写することで、カラー画像を形成することができる。   The image forming apparatus described above has been described as including one developing device 10, but the present invention is not limited to this. For example, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), black (K) The developing devices corresponding to each of the four color toners may be arranged along the transfer belt in this order from the paper supply side to the paper discharge side. In this case, the developing device 10 corresponding to the toner of each color can form a color image by transferring the toner image of each color based on the control of a control unit (not shown).

次に画像形成装置に配設される現像装置10について説明する。この現像装置10は、上述のように、感光体ドラム1と、帯電ローラ2と、現像ローラ4と、搬送ローラ5と、現像ブレード6と、クリーニング装置8とを有している。図5は、現像ローラ4と感光体ドラム1と搬送ローラ5との関係を説明する配置図であり、図6は、現像ローラ4の外観形状を示す図である。   Next, the developing device 10 provided in the image forming apparatus will be described. As described above, the developing device 10 includes the photosensitive drum 1, the charging roller 2, the developing roller 4, the conveying roller 5, the developing blade 6, and the cleaning device 8. FIG. 5 is a layout diagram for explaining the relationship among the developing roller 4, the photosensitive drum 1, and the conveying roller 5, and FIG. 6 is a diagram illustrating the external shape of the developing roller 4.

感光体ドラム1は、図5のように、アルミニウム等のからなる導電性基層と有機感光体からなる感光層11により構成されている。感光体ドラム1は、現像装置10のフレームの両端に固定シャフトを中心軸として回転可能に軸固定されている。この固定シャフトの一方端部には、感光体ドラム1を回転駆動させるための感光体ギヤ12が設けられており、この感光体ギヤ12と下記で説明する現像ローラ4の現像ギヤ42とが噛合うように感光体ドラム1が軸固定されている。この感光体ドラム1は、静電潜像担持体で、その表面に電荷を蓄えることが可能に構成されている。この表面に蓄えられた電荷は、露光装置3での露光によって表面の電荷を除去することが可能に構成される。この感光体ドラム1は、その表面に形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付着させることにより、トナー像が形成される。   As shown in FIG. 5, the photosensitive drum 1 includes a conductive base layer made of aluminum or the like and a photosensitive layer 11 made of an organic photosensitive member. The photosensitive drum 1 is fixed to both ends of the frame of the developing device 10 so as to be rotatable about a fixed shaft as a central axis. At one end portion of the fixed shaft, a photoconductor gear 12 for rotating the photoconductor drum 1 is provided. The photoconductor gear 12 and a developing gear 42 of the developing roller 4 described below mesh with each other. The photosensitive drum 1 is fixed on the shaft so as to fit. The photosensitive drum 1 is an electrostatic latent image carrier and is configured to be able to store electric charges on the surface thereof. The charges stored on the surface are configured such that the charges on the surface can be removed by exposure with the exposure apparatus 3. The photosensitive drum 1 forms a toner image by attaching toner as a developer to the electrostatic latent image formed on the surface thereof.

帯電ローラ2は、導電性の金属シャフトにエピクロルヒドリンゴム等の半導電性のゴムがロール状に形成されている。この帯電ローラ2は、感光体ドラム1の現像ローラ4よりも回転上流側で一定の圧力で感光体ドラム1の表面に接触するように、現像装置10のフレームに回転自在に軸固定されている。この帯電ローラ2は、感光体ドラム1に対して所定の正電圧又は負電圧を印加することにより、感光体ドラム1を帯電させる。   In the charging roller 2, semiconductive rubber such as epichlorohydrin rubber is formed in a roll shape on a conductive metal shaft. The charging roller 2 is rotatably fixed to the frame of the developing device 10 so as to be in contact with the surface of the photosensitive drum 1 at a constant pressure upstream of the developing roller 4 of the photosensitive drum 1 with a constant pressure. . The charging roller 2 charges the photosensitive drum 1 by applying a predetermined positive voltage or negative voltage to the photosensitive drum 1.

そして、クリーニング装置8は、所定の弾性体からなり、この感光体ドラム1の帯電ローラ2よりも回転上流側で一端が一定の圧力でこの感光体ドラム1の表面に接触するように、現像装置10のフレームに固定されている。このクリーニング装置8は、感光体ドラム1の表面に残存するトナーを掻き落として感光体ドラム1の清掃を行う。   The cleaning device 8 is made of a predetermined elastic body, and a developing device so that one end of the cleaning device 8 is in contact with the surface of the photosensitive drum 1 at a constant pressure upstream of the charging roller 2 of the photosensitive drum 1 with a constant pressure. It is fixed to 10 frames. The cleaning device 8 cleans the photosensitive drum 1 by scraping off the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1.

露光装置3は、感光体ドラム1の上方に配設される。露光装置3は、画像変調された光を矢印の方向から感光体ドラム1の表面に照射し、この感光体ドラム1上に静電潜像を形成する。このような露光装置3としては、例えば、LED(Light Emitting Diode)アレイといわゆるレンズアレイとを組み合わせたものや、レーザと作像光学系とを組み合わせたもの等、任意のものを適用することができる。   The exposure device 3 is disposed above the photosensitive drum 1. The exposure device 3 irradiates the surface of the photosensitive drum 1 with the image-modulated light from the direction of the arrow, and forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1. As such an exposure apparatus 3, for example, an arbitrary one such as a combination of a LED (Light Emitting Diode) array and a so-called lens array, a combination of a laser and an image forming optical system, or the like can be applied. it can.

搬送ローラ5は、導電性の金属の搬送シャフト53にトナーの搬送性を向上させるための発泡弾性層51が形成されている。搬送ローラ5は、現像ローラ4の感光体ドラム1よりも回転上流側で一定の圧力で現像ローラ4の表面に接触するように、現像装置10のフレームに回転自在に軸固定されている。発泡弾性層51は、シリコーンゴムやウレタンゴム等の材料を使用することができる。また、金属の搬送シャフト53の外径Ψsは、少なくとも発泡弾性層51がある部分において例えば15.30mmで軸方向に均一な形状である。この搬送シャフト53の一端には搬送ギヤ52が備えられている。この搬送ギヤ52は、下記で説明する現像ギヤ42とは噛合っていない。発泡弾性層51がない部分においては、異なる大きさの外径であってもよい。この搬送ローラ5には、所定の正電圧又は負電圧が印加される。そして、この供給ローラ4は、トナーカートリッジからトナー槽に供給されたトナーを現像ローラ4に供給する。   In the transport roller 5, a foamed elastic layer 51 is formed on a conductive metal transport shaft 53 to improve toner transport. The transport roller 5 is rotatably fixed to the frame of the developing device 10 so as to come into contact with the surface of the developing roller 4 at a constant pressure upstream of the photosensitive drum 1 of the developing roller 4. For the foamed elastic layer 51, materials such as silicone rubber and urethane rubber can be used. Further, the outer diameter Ψs of the metal conveying shaft 53 is, for example, 15.30 mm at least in a portion where the foamed elastic layer 51 is present, and has a uniform shape in the axial direction. A conveyance gear 52 is provided at one end of the conveyance shaft 53. The transport gear 52 does not mesh with the developing gear 42 described below. In the portion where the foamed elastic layer 51 is not provided, the outer diameters may be different sizes. A predetermined positive voltage or negative voltage is applied to the transport roller 5. The supply roller 4 supplies the toner supplied from the toner cartridge to the toner tank to the developing roller 4.

トナーカートリッジは、搬送ローラ5の上方となるように、現像装置10のフレームの上部に着脱自在に配置される。このトナーカートリッジは、現像剤であるトナーを収納し、収納されているトナーをその下方のトナー槽に供給する。そして、トナー槽のトナーは、例えば平均粒径が8.0μmといった粉砕トナーや懸濁重合トナーや乳化重合トナーであってもよい。搬送ローラ5によって現像ローラ4に搬送される。   The toner cartridge is detachably disposed on the upper portion of the frame of the developing device 10 so as to be above the conveyance roller 5. The toner cartridge stores toner as a developer and supplies the stored toner to a toner tank below the toner cartridge. The toner in the toner tank may be, for example, a pulverized toner having a mean particle size of 8.0 μm, a suspension polymerization toner, or an emulsion polymerization toner. It is conveyed to the developing roller 4 by the conveying roller 5.

現像ブレード6は、例えば板状のステンレス等の一様の厚さの板状弾性部材をL字状に折り曲げて形成されている。この現像ブレード6は、現像ローラ4と感光体ドラム1との接触部よりも現像ローラ4の回転上流側で、L字状に折り曲げた部分のエッジ部が現像ローラ4の表面に圧接され、ブレードホルダを介して現像装置10のフレームに固定されている。この現像ブレード6は、現像ローラ4の表面に搬送ローラ5から搬送されるトナーを掻き取り、現像ローラ4の表面に形成されるトナーの層の厚さを規制する。   The developing blade 6 is formed by bending a plate-like elastic member having a uniform thickness, such as plate-like stainless steel, into an L shape. The developing blade 6 is in contact with the surface of the developing roller 4 at the edge portion bent in an L-shape on the upstream side of the developing roller 4 from the contact portion between the developing roller 4 and the photosensitive drum 1. It is fixed to the frame of the developing device 10 via a holder. The developing blade 6 scrapes off the toner conveyed from the conveying roller 5 on the surface of the developing roller 4 and regulates the thickness of the toner layer formed on the surface of the developing roller 4.

現像ブレード6は、ステンレス板やゴム材料等を使用することができる。ゴム材料を用いる場合、板状の弾性部材にゴム材料を貼り付け、そのゴム材料の部分を現像ローラ4に押し当てて設置されるようにするのが好ましい。   The developing blade 6 can use a stainless plate, a rubber material, or the like. When a rubber material is used, it is preferable that the rubber material is attached to a plate-like elastic member, and the rubber material portion is pressed against the developing roller 4 to be installed.

この感光体ドラム1は、図示しない素管の周面上に感光層11が形成され、素管の一端に感光体ギヤ12が取り付けられている。感光体ドラム1の外径φkは、例えば30.00mmで軸方向に均一な形状である。この感光体ドラム1は、下記で説明する現像ローラ4に圧接し、感光体ギヤ12と現像ギヤ42とを噛み合わせて設置される。感光体ドラム1と現像ローラ4とは、圧接される力が現像ローラ4と感光体ドラム1のNIP量が100μmとなるように設置される。このNIP量は、現像ローラ4の現像シャフト43が撓ってしまうため、感光体ドラム1の中心と現像ローラ4の現像シャフト43の軸方向両端部の中心との間の距離をL、現像ローラ4の現像剤付着領域Pの端部Tの外径φtとした場合、NIP量=(φk+φt)/2−Lで算出することができる。   In the photosensitive drum 1, a photosensitive layer 11 is formed on a peripheral surface of a raw tube (not shown), and a photosensitive gear 12 is attached to one end of the raw tube. The outer diameter φk of the photosensitive drum 1 is 30.00 mm, for example, and has a uniform shape in the axial direction. The photosensitive drum 1 is placed in pressure contact with a developing roller 4 described below, and the photosensitive gear 12 and the developing gear 42 are engaged with each other. The photosensitive drum 1 and the developing roller 4 are installed so that the force of pressure contact is 100 μm between the developing roller 4 and the photosensitive drum 1. This NIP amount causes the developing shaft 43 of the developing roller 4 to bend, so that the distance between the center of the photosensitive drum 1 and the centers of both ends of the developing shaft 43 in the axial direction of the developing roller 4 is L, the developing roller Assuming that the outer diameter φt of the end portion T of the developer adhesion region P of 4 is NIP amount = (φk + φt) / 2−L.

感光体ドラム1には、形成された静電潜像に現像ローラ4によってトナーを供給することで、トナー像が形成される。このトナー像を形成するための静電潜像が形成される領域は、感光体ドラム1の端部の所定の領域を除いた中央部分で、所謂印字領域となる。現像ローラ4には、この印字領域に接触する領域があり、この領域にトナーを付着させる。この領域が現像剤付着領域Pである。   A toner image is formed on the photosensitive drum 1 by supplying toner to the formed electrostatic latent image by the developing roller 4. The area where the electrostatic latent image for forming the toner image is formed is a so-called print area at the central portion excluding a predetermined area at the end of the photosensitive drum 1. The developing roller 4 has a region in contact with the print region, and toner is attached to this region. This area is a developer adhesion area P.

現像ローラ4は、図6のように、例えば、外径が10.00mmの円筒状の導電性の金属の現像シャフト43にウレタンゴムやシリコーン等の半導電性ゴムにより形成されている弾性層41が巻装されている。そして、弾性層41は、これら材料の単層構造であってもよいが、多層構造であってもよく、表面に樹脂コート層を有する構造であってもよい。   As shown in FIG. 6, the developing roller 4 includes an elastic layer 41 formed of a semiconductive rubber such as urethane rubber or silicone on a cylindrical conductive metal developing shaft 43 having an outer diameter of 10.00 mm. Is wound. The elastic layer 41 may have a single-layer structure of these materials, but may have a multilayer structure or a structure having a resin coat layer on the surface.

現像ローラ4の端部には、図7のように、シール部材45が端部周面に押し当て、現像ローラ4の端部上にトナーが載ることを防止するように設置されている。シール部材45は、現像ローラ4に押し当てる面に、テフロン(登録商標)コートを施してもよく、トナーの掻き取り性に優れるフェルトを配設してもよい。このシール部材45は、シール部材45の形状としては、例えば幅5mm長さ14mmのローラの端部周面に沿うような形状であってもよい。   As shown in FIG. 7, a seal member 45 is installed at the end of the developing roller 4 so as to press against the peripheral surface of the end and prevent the toner from being placed on the end of the developing roller 4. The seal member 45 may be provided with a Teflon (registered trademark) coat on the surface pressed against the developing roller 4 or may be provided with a felt excellent in toner scraping property. The seal member 45 may have a shape along the peripheral surface of the end of a roller having a width of 5 mm and a length of 14 mm, for example.

弾性層41が巻装された部分の現像シャフト43の外径Ψdは、現像剤付着領域Pにおいて例えば10.00mmといった均一な長さの外径を有する形状であってもよく、中央部分の外径を太くした形状であってもよいが、現像シャフト43の撓りが軽減されるのに対して、負荷トルクが増大することを考慮して、現像剤付着領域Pにおける現像シャフト43の外径は均一である方がより好ましい。また、弾性層41が巻装されていない部分の現像シャフト43は、弾性層41が巻装された部分の現像シャフト43の外径Ψdと同じであってもよく、異なる長さであってあってもよい。   The outer diameter Ψd of the developing shaft 43 at the portion around which the elastic layer 41 is wound may have a shape having a uniform outer diameter of, for example, 10.00 mm in the developer adhesion region P. Although the diameter may be increased, the outer diameter of the developing shaft 43 in the developer adhesion region P is considered in consideration of an increase in load torque while the bending of the developing shaft 43 is reduced. Is more preferably uniform. Further, the developing shaft 43 in the portion where the elastic layer 41 is not wound may be the same as the outer diameter Ψd of the developing shaft 43 in the portion where the elastic layer 41 is wound, and may have a different length. May be.

この弾性層41が巻装された現像シャフト43の一端に現像ギヤ42が取り付けられる。現像ローラ4は、この現像ギヤ42によって回転駆動する。この現像ローラ4は、現像シャフト43を介して、所定の正電圧又は負電圧が印加されることにより、現像ローラ4の弾性層41の表面の所定の領域にトナーを付着させる。付着したトナーを現像ブレード6によって均一のトナー層を形成し、現像ローラを回転させて、感光体ドラム1にトナーを供給する。   A developing gear 42 is attached to one end of the developing shaft 43 around which the elastic layer 41 is wound. The developing roller 4 is rotationally driven by the developing gear 42. The developing roller 4 is applied with a predetermined positive voltage or negative voltage via the developing shaft 43, thereby causing the toner to adhere to a predetermined region on the surface of the elastic layer 41 of the developing roller 4. A uniform toner layer is formed by the developing blade 6 with the adhered toner, the developing roller is rotated, and the toner is supplied to the photosensitive drum 1.

図6は、実施の形態1における現像ローラ4の外観形状を示す図である。現像ローラ4は、上述のように、例えば円筒状の導電性の金属シャフト43の周面に弾性層41が巻装されている。この弾性層41は、弾性層41の中央部Cから現像剤付着領域Pの両方の端部Tにかけてその外径が徐々に小さく、弾性層41の両方の端部Rのそれぞれから現像剤付着領域Pの両方の端部Tにかけてその外径が徐々に小さくなる形状を有している。すなわち、弾性層41は、弾性層41の中央部Cの外径をφc、現像剤付着領域Pの両端部Tの外径をφt、弾性層41の両端部Rの外径をφrとしたとき、φc>φt、及び、φt<φrが成り立つような形状を有している。φcとφrはどちらが大きくなってもよく、同じ大きさであってもよい。これにより、現像ローラ4からのトナー漏れを防止することができる。現像ローラ4は、φc>φt、及び、φt<φrが成り立つような形状であれば、どのような形状でもよく、弾性層41の現像剤付着領域Pの端部Tに該当する箇所が、くびれたような形状であればよい。本実施の形態で説明する現像ローラ4のくびれ部分は、現像剤付着領域Pの端部Tであるが、このくびれ部分の位置は、これに限らず現像剤付着領域Pの端部(本実施の形態で説明する端部T)と弾性層の端部(本実施の形態で説明する端部R)との間であればよい。   FIG. 6 is a diagram illustrating an external shape of the developing roller 4 according to the first embodiment. As described above, the developing roller 4 has the elastic layer 41 wound around the circumferential surface of a cylindrical conductive metal shaft 43, for example. The outer diameter of the elastic layer 41 gradually decreases from the central portion C of the elastic layer 41 to both ends T of the developer adhesion region P, and the developer adhesion region from each of both ends R of the elastic layer 41. It has a shape in which the outer diameter gradually decreases toward both end portions T of P. That is, the elastic layer 41 has an outer diameter of the central portion C of the elastic layer 41 as φc, an outer diameter of both ends T of the developer adhesion region P as φt, and an outer diameter of both ends R of the elastic layer 41 as φr. , Φc> φt, and φt <φr. Either φc or φr may be larger or the same size. Thereby, toner leakage from the developing roller 4 can be prevented. The developing roller 4 may have any shape as long as φc> φt and φt <φr are satisfied, and a portion corresponding to the end T of the developer adhesion region P of the elastic layer 41 is constricted. Any shape can be used. The constricted portion of the developing roller 4 described in the present embodiment is an end portion T of the developer adhesion region P. However, the position of the constricted portion is not limited to this, and the end portion of the developer adhesion region P (this embodiment) Between the end T) described in the embodiment and the end of the elastic layer (end R described in the present embodiment).

図8は、現像ローラ4の断面図であり、現像ローラ4の中心軸から上半分を拡大した要部拡大図である。弾性層41の中央部C、現像剤付着領域Pの端部T、弾性層41の端部Rの外径の関係について図8を参照しながら説明する。現像ローラ4は、図8のように、弾性層41の中央部Cから現像剤付着領域Pの端部Tにかけて外径を小さくし、端部Tから弾性層41の端部R1又は端部R2にかけて外径を大きくする形状である。ここでは、弾性層41の端部Rとして、弾性層41の中央部Cの外径φcよりも小さい外径を有する端部R1と、弾性層41の中央部Cの外径φcよりも大きい外径を有する端部R2とを例に挙げる。図中Dは、現像ローラ4の中心軸を示す線である。弾性層41の中央部Cの外径φcは、中心軸Dから表面までの長さφc’の2倍である。また、現像剤付着領域Pの端部Tの外径φtは、中心軸Dから表面までの長さφt’の2倍である。そして、弾性層41の端部R1または端部R2のそれぞれの外径φr1とφr2は、それぞれ中心軸Dから表面までの長さφr1’、φr2’の2倍である。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the developing roller 4 and is an enlarged view of a main part in which the upper half is enlarged from the central axis of the developing roller 4. The relationship among the outer diameters of the central portion C of the elastic layer 41, the end portion T of the developer adhesion region P, and the end portion R of the elastic layer 41 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the developing roller 4 has a smaller outer diameter from the center C of the elastic layer 41 to the end T of the developer adhesion region P, and the end R1 or end R2 of the elastic layer 41 from the end T. It is the shape which enlarges an outer diameter over. Here, as the end portion R of the elastic layer 41, an end portion R1 having an outer diameter smaller than the outer diameter φc of the central portion C of the elastic layer 41 and an outer diameter larger than the outer diameter φc of the central portion C of the elastic layer 41 are used. The end R2 having a diameter is taken as an example. In the figure, D is a line indicating the central axis of the developing roller 4. The outer diameter φc of the central portion C of the elastic layer 41 is twice the length φc ′ from the central axis D to the surface. Further, the outer diameter φt of the end T of the developer adhesion region P is twice the length φt ′ from the central axis D to the surface. The outer diameters φr1 and φr2 of the end R1 or the end R2 of the elastic layer 41 are twice the lengths φr1 ′ and φr2 ′ from the central axis D to the surface, respectively.

弾性層41の中央部Cの外径φcと現像剤付着領域Pの端部Tの外径φtとの差は、Δφ0=2×φO’=φc−φt=(φc’−φt’)×2で表される。また、端部Tの外径φtと弾性層41の端部Rの外径φrとの差は、φr−φt=(φr’−φt’)×2で表される。弾性層41は、弾性層41の中央部Cの外径φc、現像剤付着領域Pの端部Tの外径φt、弾性層41の端部Rの外径φrの関係が、φc>φt、及び、φt<φrが成り立つような形状であればよいが、より好ましくは、中央部Cの外径φc、端部Tの外径φt、端部Rの外径φrの関係が、0.5×Δφ0≦φr−φt≦2×Δφ0を満たすような形状であることがより好ましい。Δφ0=φc−φtであることから、0.5×(φc−φt)≦φr−φt≦2×(φc−φt)であり、φt+0.5×(φc−φt)≦φr≦φt+2×(φc−φt)である。したがって、端部Rの外径φrは、φt+0.5×(φc−φt)以上、φt+2×(φc−φt)以下であることで好適となる。端部Rの外径φrがφt+0.5×(φc−φt)より大きくすることで、現像ローラ4からのトナー漏れを防止することができる。また、端部Rの外径φrがφt+2×(φc−φt)より大きい場合、圧接する現像ブレード6の端部が浮き上がってしまうために現像剤付着領域における現像ローラ4上のトナー層厚を制御することができなくなる。一例とした端部R1及び端部R2は、このφt+0.5×(φc−φt)≦φr≦φt+2×(φc−φt)を満たす位置にあるため、ともに好適である。なお、図8においては、弾性層41の中央部Cの外径φc及び現像剤付着領域Pの端部Tの外径φtの大きさは固定して説明したが、この外径φc及び外径φtは、必要に応じて適宜変更可能であり、それにともない、弾性層41の端部Rの外径φrも変更される。   The difference between the outer diameter φc of the central portion C of the elastic layer 41 and the outer diameter φt of the end portion T of the developer adhesion region P is Δφ0 = 2 × φO ′ = φc−φt = (φc′−φt ′) × 2 It is represented by Further, the difference between the outer diameter φt of the end portion T and the outer diameter φr of the end portion R of the elastic layer 41 is represented by φr−φt = (φr′−φt ′) × 2. In the elastic layer 41, the relationship between the outer diameter φc of the central portion C of the elastic layer 41, the outer diameter φt of the end T of the developer adhesion region P, and the outer diameter φr of the end R of the elastic layer 41 is φc> φt, In addition, it is sufficient that the shape satisfies φt <φr. More preferably, the relationship among the outer diameter φc of the central portion C, the outer diameter φt of the end portion T, and the outer diameter φr of the end portion R is 0.5. A shape satisfying × Δφ0 ≦ φr−φt ≦ 2 × Δφ0 is more preferable. Since Δφ0 = φc−φt, 0.5 × (φc−φt) ≦ φr−φt ≦ 2 × (φc−φt), and φt + 0.5 × (φc−φt) ≦ φr ≦ φt + 2 × (φc −φt). Therefore, it is preferable that the outer diameter φr of the end portion R is not less than φt + 0.5 × (φc−φt) and not more than φt + 2 × (φc−φt). By making the outer diameter φr of the end portion R larger than φt + 0.5 × (φc−φt), toner leakage from the developing roller 4 can be prevented. Further, when the outer diameter φr of the end portion R is larger than φt + 2 × (φc−φt), the end portion of the developing blade 6 that is in pressure contact is lifted, so that the toner layer thickness on the developing roller 4 in the developer adhesion region is controlled. Can not do. The end portion R1 and the end portion R2 as an example are both suitable because they are at positions satisfying this φt + 0.5 × (φc−φt) ≦ φr ≦ φt + 2 × (φc−φt). In FIG. 8, the outer diameter φc of the central portion C of the elastic layer 41 and the outer diameter φt of the end portion T of the developer adhesion region P are described as being fixed, but the outer diameter φc and the outer diameter are described. φt can be appropriately changed as necessary, and accordingly, the outer diameter φr of the end portion R of the elastic layer 41 is also changed.

感光体ドラム1は、現像ローラ4の現像ギヤ42を介して時計回りに回転駆動し、帯電ローラ2により、感光体ドラム1の表面を例えば約−600Vに帯電する。そして、露光装置3は、感光体ドラム1を露光し、照射された場所の感光体ドラム1表面の電位を消去し、感光体ドラム1の表面に静電潜像を形成する。   The photosensitive drum 1 is driven to rotate clockwise via the developing gear 42 of the developing roller 4, and the surface of the photosensitive drum 1 is charged to, for example, about −600 V by the charging roller 2. Then, the exposure device 3 exposes the photosensitive drum 1, erases the potential on the surface of the photosensitive drum 1 at the irradiated location, and forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1.

現像ローラ4と搬送ローラ5は、図示しない駆動モータにより、反時計回りに駆動をし、搬送ローラ5は、現像ローラ4にトナーを搬送する。この図示しない駆動モータは、感光体ドラム1を駆動するように備えられていてもよい。搬送されたトナーは、現像ローラ4上に雑に形成されているため、トナー層の厚みにバラツキが生じている。そこで、現像ブレード6は、L字状に曲げられたエッジ部分により、現像ローラ4上の余分なトナーを掻き取り、現像ローラ4上に均一なトナー層を形成する。また、トナー層を形成する際に、現像ローラ4や現像ブレード6に擦られることで摩擦帯電し、トナーがマイナスに帯電する。このトナーの摩擦帯電は、感光体ドラム1と現像ローラ4との間の圧力に応じてトナーの帯電量が増減する。感光体ドラム1と現像ローラ4との間の圧力が大きくなると、強く擦られ、トナーの帯電量が増加する。逆に、感光体ドラム1と現像ローラ4との間の圧力が小さくなると、弱く擦られ、トナーの帯電量が減少する。   The developing roller 4 and the conveying roller 5 are driven counterclockwise by a driving motor (not shown), and the conveying roller 5 conveys the toner to the developing roller 4. This drive motor (not shown) may be provided to drive the photosensitive drum 1. Since the conveyed toner is loosely formed on the developing roller 4, the thickness of the toner layer varies. Therefore, the developing blade 6 scrapes off excess toner on the developing roller 4 by an edge portion bent in an L shape, and forms a uniform toner layer on the developing roller 4. Further, when the toner layer is formed, the toner is frictionally charged by being rubbed against the developing roller 4 and the developing blade 6, and the toner is negatively charged. As for the frictional charging of the toner, the charge amount of the toner increases or decreases according to the pressure between the photosensitive drum 1 and the developing roller 4. When the pressure between the photosensitive drum 1 and the developing roller 4 is increased, the pressure is rubbed strongly and the charge amount of the toner is increased. On the contrary, when the pressure between the photosensitive drum 1 and the developing roller 4 is reduced, the pressure is rubbed weakly and the charge amount of the toner is reduced.

現像ローラ4は、図示しない電源により、例えば−200Vの電圧を印加し、現像ローラ4と感光体ドラム1の間に電位差が生じる。その電位差により、感光体ドラム1上の静電潜像ヘトナーが現像される。静電潜像に現像されたトナーは、転写ローラ7により感光体ドラム1の表面から用紙に転写される。転写されずに感光体ドラム表面に残留したトナーは、クリーニング装置8により掻き取られる。トナーが転写された用紙は、上述のようにトナーの定着が行われ、外部に排出される。   For example, a voltage of −200 V is applied to the developing roller 4 by a power source (not shown), and a potential difference is generated between the developing roller 4 and the photosensitive drum 1. Due to the potential difference, the toner is developed on the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1. The toner developed into the electrostatic latent image is transferred from the surface of the photosensitive drum 1 to the paper by the transfer roller 7. The toner remaining on the surface of the photosensitive drum without being transferred is scraped off by the cleaning device 8. The sheet on which the toner is transferred is fixed with toner as described above, and is discharged to the outside.

感光体ドラム1と現像ローラ4とは、NIP量100μmで押し込んで設置している。そのため、現像ローラ4の現像シャフト43が、軸方向中央部で感光体ドラム1から離れる方向に撓ってしまう。現像シャフト43が感光体ドラム1から離れてしまうが、上述のように、現像ローラ4の弾性部41の形状が、弾性層41の中央部Cから現像剤付着領域Pの端部Tにかけて外径が小さくなるように形成されているため、軸方向中央部の感光体ドラム1への圧接する圧力は減少せずに、図9のように軸方向で均一となる。   The photosensitive drum 1 and the developing roller 4 are installed by being pushed in with an NIP amount of 100 μm. For this reason, the developing shaft 43 of the developing roller 4 is bent in a direction away from the photosensitive drum 1 at the central portion in the axial direction. Although the developing shaft 43 is separated from the photosensitive drum 1, as described above, the shape of the elastic portion 41 of the developing roller 4 is the outer diameter from the central portion C of the elastic layer 41 to the end portion T of the developer adhesion region P. Therefore, the pressure in contact with the photosensitive drum 1 at the central portion in the axial direction does not decrease and becomes uniform in the axial direction as shown in FIG.

また、弾性層41の端部Rの外径φrは、現像剤付着領域Pの端部Tの外径φtよりも大きいため、弾性層41の端部Rにおける感光体ドラム1に圧接する圧力は、図9のように、現像剤付着領域Pよりも強くなる。これにより、現像ローラ4と感光体ドラム1との相対的な位置が軸方向にずれることがなくなり、現像ローラ4と感光体ドラム1との間からトナーが漏れるのを防止することができる。   Further, since the outer diameter φr of the end portion R of the elastic layer 41 is larger than the outer diameter φt of the end portion T of the developer adhesion region P, the pressure pressed against the photosensitive drum 1 at the end portion R of the elastic layer 41 is As shown in FIG. 9, it becomes stronger than the developer adhesion region P. As a result, the relative position between the developing roller 4 and the photosensitive drum 1 is not shifted in the axial direction, and toner can be prevented from leaking between the developing roller 4 and the photosensitive drum 1.

そこで、現像ローラ4の弾性層41の中央部Cの外径φcと端部Rの外径φrと現像剤付着領域Pの端部Tの外径φtとを変えた現像ローラにおいて、カブリの測定を行った。このカブリは、トナーが通常とは逆に帯電してしまったことで発生する現象で、用紙の白地部分にトナーが付着して用紙の汚れを引き起こす。   Therefore, fog measurement is performed on the developing roller in which the outer diameter φc of the central portion C, the outer diameter φr of the end portion R, and the outer diameter φt of the end portion T of the developer adhesion region P are changed. Went. This fogging is a phenomenon that occurs when the toner is charged in the opposite direction, and the toner adheres to the white background of the paper and causes the paper to become dirty.

このカブリの測定は、白紙となるような印刷データに基づいて現像装置10が動作させ、動作後、感光体ドラム1の印字領域の一部を覆うようにテープを貼り付け、感光体ドラム1からテープをはがすことで、テープに付着したカブリトナーを採取する。そして、このテープを真白な用紙の上に貼り付ける。また、比較として、カブリトナーの付いていないテープも真白な用紙の上に貼り付ける。このテープのL*a*b*表色系色度をスペクトロフォトメータ(コニカミノルタ製 SpectrophotoMeter CM2600d)で測定する。テープを貼る位置は、感光体ドラム1の印字領域端部と印字領域中央部とし、それぞれの位置で測定されたL*a*b*表色系色度をΔE=(ΔL+Δa+Δb1/2で算出し、それぞれの位置におけるカブリを測定する。その結果を下記表1に示す。この端部カブリ及び中央部カブリの値は、経時の平均値を記載する。トナー漏れの項目は、A4サイズの用紙(横送り)20,000枚の印刷を行い、用紙にトナーが落ちてきたら×と判定する。このとき、感光体ドラム1の回転速度は1分間に145回転とし、現像ローラ17は感光体ドラム1の回転速度の1.24倍の回転速度とした。また、端部付着量の項目は、現像ブレード6を通過した後、現像ローラ4の表面における現像剤付着領域Pの端部でのトナーが付着している量であり、0.6mg/mm以下であれば○、0.6mg/mmより大きい場合は×とした。 For the measurement of fog, the developing device 10 is operated based on print data that becomes blank paper, and after the operation, a tape is applied so as to cover a part of the print area of the photosensitive drum 1, and By removing the tape, the fog toner attached to the tape is collected. And this tape is stuck on a pure white paper. For comparison, a tape without fog toner is also stuck on a pure white paper. The L * a * b * color system chromaticity of this tape is measured with a spectrophotometer (Spectrophotometer CM2600d manufactured by Konica Minolta). The position where the tape is applied is the end of the print area of the photosensitive drum 1 and the center of the print area, and the L * a * b * color system chromaticity measured at each position is ΔE = (ΔL 2 + Δa 2 + Δb 2). ) Calculate by 1/2 and measure fog at each position. The results are shown in Table 1 below. The values of the end fog and the central fog describe an average value over time. For the item of toner leakage, 20,000 sheets of A4 size paper (transverse feed) are printed, and it is determined that the toner is dropped on the paper. At this time, the rotational speed of the photosensitive drum 1 was 145 rotations per minute, and the developing roller 17 was 1.24 times the rotational speed of the photosensitive drum 1. Further, the item of the edge adhesion amount is the amount of toner adhered at the edge of the developer adhesion region P on the surface of the developing roller 4 after passing through the developing blade 6, and is 0.6 mg / mm 2. In the following, it was marked as ◯, and when larger than 0.6 mg / mm 2, it was marked as x.

上記表1に示されるとおり、カブリはΔEが小さいほどよく、より好ましくは、ΔE<2.5が好ましい。また、4色のトナーを備えたカラー画像形成装置の場合、単色で、ΔE<2.0が好ましい。印字領域の端部と中央部とでカブリのばらつきを小さくするには、上記表1より、0.05mm≦Δφ0となるのが好ましく、0.10mm≦Δφ0であればさらに好ましい。トナー漏れは、上述のように、φr−φt<0.5×Δφ0で発生してしまうため、0.5×Δφ0≦φr−φtが好ましい。   As shown in Table 1, the fog is better as ΔE is smaller, and more preferably ΔE <2.5. Further, in the case of a color image forming apparatus provided with four color toners, it is preferable that ΔE <2.0 for a single color. In order to reduce the variation in fogging between the end portion and the central portion of the printing area, it is preferable that 0.05 mm ≦ Δφ0 from Table 1, and more preferably 0.10 mm ≦ Δφ0. As described above, since toner leakage occurs when φr−φt <0.5 × Δφ0, 0.5 × Δφ0 ≦ φr−φt is preferable.

現像ローラ4において、現像ローラ4上のトナー層厚が0.6mg/mmよりも大きい場合、トナー層が薄層化されていないため印字不良が発生してしまう。そのため、現像ローラ4上のトナー層厚が0.6mg/mm以下であることが好ましい。ただし、2×Δφ0<φr−φtの場合、現像ブレード6の端部が自由端であるために浮き上がってしまう。その影響により、現像ローラ4における現像剤付着領域Pの端部Tでの現像ブレード6も現像ローラ4への圧接が不充分となる。そのため、現像ローラ4上における現像剤付着領域Pの端部Tのトナー層厚が制御できずに印字不良が発生する。したがって、φr−φt≦2×Δφ0が好ましい。 In the developing roller 4, if the toner layer thickness on the developing roller 4 is larger than 0.6 mg / mm 2, a printing failure occurs because the toner layer is not thinned. Therefore, the toner layer thickness on the developing roller 4 is preferably 0.6 mg / mm 2 or less. However, in the case of 2 × Δφ0 <φr−φt, the end of the developing blade 6 is a free end and thus floats up. Due to the influence, the developing blade 6 at the end T of the developer adhesion region P in the developing roller 4 is also insufficiently pressed against the developing roller 4. For this reason, the toner layer thickness at the end T of the developer adhesion region P on the developing roller 4 cannot be controlled, and printing failure occurs. Therefore, φr−φt ≦ 2 × Δφ0 is preferable.

また、0.10mm≦Δφ0として、感光体ドラム1と現像ローラ4との間の圧力分布を均一としていても、圧力が弱すぎると、カブリが悪化してしまうため、所定の値以上で、感光体ドラム1と現像ローラ4を互いに押し付ける必要がある。ただし、カブリを良くするために感光体ドラム1と現像ローラ4との間の圧接の圧力を高くしすぎると、感光体ドラム1の表面の感光層11の膜減りが激しくなり、感光体ドラム1の寿命が短くなる。   Further, even if the pressure distribution between the photosensitive drum 1 and the developing roller 4 is uniform with 0.10 mm ≦ Δφ0, the fog is deteriorated if the pressure is too weak. It is necessary to press the body drum 1 and the developing roller 4 against each other. However, if the pressure of the pressure contact between the photosensitive drum 1 and the developing roller 4 is excessively increased in order to improve fogging, the film thickness of the photosensitive layer 11 on the surface of the photosensitive drum 1 becomes severe, and the photosensitive drum 1 The life of the is shortened.

そこで、現像ローラ4の弾性層41の中央部Cの外径φcと端部Rの外径φrと現像剤付着領域Pの端部Tの外径φtとを変えた現像ローラにおいて、A4サイズの用紙(横送り)20,000枚の印刷後の感光層11の厚みを測定した。感光層11の厚みの測定は感光体1の素管を基準とし、膜厚測定器(ケット製 LH−300)で測定を行った。この測定は、高周波渦電流方式で行った。この高周波渦電流方式とは、一定の高周波電流を流した誘導コイルを金属に近づけることで、金属表面上に渦電流が生じる。この渦電流は、誘導コイルと金属面との距離に応じて変化するため、誘導コイル両端にかかる電圧が変化する。この変化を電流値から読み取り、膜厚に換算する方法である。ここで使用する感光体ドラム1は、印刷前の感光体ドラム1の膜厚が18μmのものを使用した。   Therefore, in the developing roller in which the outer diameter φc of the central portion C of the elastic layer 41 of the developing roller 4, the outer diameter φr of the end portion R, and the outer diameter φt of the end portion T of the developer adhesion region P are changed, A4 size. The thickness of the photosensitive layer 11 after printing 20,000 sheets of paper (transverse feed) was measured. The thickness of the photosensitive layer 11 was measured with a film thickness measuring device (LH-300 manufactured by Kett) based on the raw tube of the photoreceptor 1. This measurement was performed by a high-frequency eddy current method. In the high-frequency eddy current method, an induction coil that has passed a constant high-frequency current is brought close to a metal to generate an eddy current on the metal surface. Since this eddy current changes according to the distance between the induction coil and the metal surface, the voltage applied to both ends of the induction coil changes. This change is read from the current value and converted into a film thickness. As the photosensitive drum 1 used here, a photosensitive drum 1 having a film thickness of 18 μm before printing was used.

感光層11の膜厚は、印刷に影響を及ぼさない10μm以上であることが好ましい。したがって、表2より、1.003≦φc/φt<1.009であることで、好適であるといえる。   The film thickness of the photosensitive layer 11 is preferably 10 μm or more which does not affect printing. Therefore, from Table 2, it can be said that it is preferable that 1.003 ≦ φc / φt <1.009.

このように、現像ローラ4を弾性層41の中央部Cの外径φcと、現像ローラ4の現像剤付着領域Pの端部Tの外径φtと、現像ローラ4の弾性層41の端部Rの外径φrとの関係が、φc>φt及びφr>φtを満たすような形状とすることで、本発明の画像形成装置及び現像装置は、現像ローラ4と感光体ドラム1とを圧接した状態で回転させても軸方向へのずれがなくなり、現像ローラ4からのトナー漏れを防止することができる。これにより、良質な画像を形成することができる。   As described above, the developing roller 4 has the outer diameter φc of the central portion C of the elastic layer 41, the outer diameter φt of the end T of the developer adhesion region P of the developing roller 4, and the end of the elastic layer 41 of the developing roller 4. The image forming apparatus and the developing device of the present invention press-contact the developing roller 4 and the photosensitive drum 1 so that the relationship between R and the outer diameter φr satisfies φc> φt and φr> φt. Even if it is rotated in this state, there is no deviation in the axial direction, and toner leakage from the developing roller 4 can be prevented. Thereby, a good quality image can be formed.

さらに、現像ローラ4をφt+0.5×(φc−φt)≦φr≦φt+2.0×(φc−φt)を満たすような形状とすることで、本発明の画像形成装置及び現像装置は、トナー漏れだけでなく、カブリのよい画像を形成することができる。これにより、より良質な画像を形成することができる。   Further, by forming the developing roller 4 into a shape satisfying φt + 0.5 × (φc−φt) ≦ φr ≦ φt + 2.0 × (φc−φt), the image forming apparatus and the developing apparatus according to the present invention can prevent toner leakage. In addition to this, an image with good fog can be formed. Thereby, a higher quality image can be formed.

またさらに、現像ローラ4を1.003≦φc/φt<1.009を満たすような形状とすることで、本発明の画像形成装置及び現像装置は、感光体ドラム1の感光層11の膜厚の減少が著しく起こらないため、長寿命の感光体ドラム1となる。したがって、長い間、良質の画像を形成することができる。   Furthermore, by forming the developing roller 4 into a shape that satisfies 1.003 ≦ φc / φt <1.009, the image forming apparatus and the developing apparatus according to the present invention have a film thickness of the photosensitive layer 11 of the photosensitive drum 1. Therefore, the photosensitive drum 1 has a long life. Therefore, a high-quality image can be formed for a long time.

本発明は、実施の形態1で説明した形状の現像ローラ4に限られるものではない。例えば、図10に示したような形状の現像ローラであってもよい。図10(a)に示される現像ローラは、現像剤付着領域の端部Tから弾性層の端部Rにかけて円弧状となるように、外径が大きくなるような形状であってもよい。また、図10(b)のように、現像剤付着領域の端部Tから弾性層の端部Rにかけて直線状となるように、外径が大きくなるような形状であってもよい。さらに、図10(c)に示される現像ローラは、現像剤付着領域の端部Tから弾性層の端部Rにかけて図10(a)とは逆の円弧状となるような形状となるよ0うに、外径が大きくなるような形状であってもよい。またさらに、図10(d)に示される現像ローラは、現像剤付着領域の端部Tから弾性層の端部Rにかけて一部が平坦状となっているとともに、端部Tから端部Rにかけて外径を大きくするような形状であってもよい。このような形状であっても、上述と同様の効果を得ることができる。   The present invention is not limited to the developing roller 4 having the shape described in the first embodiment. For example, a developing roller having a shape as shown in FIG. 10 may be used. The developing roller shown in FIG. 10A may have a shape that increases the outer diameter so as to form an arc shape from the end T of the developer adhesion region to the end R of the elastic layer. Further, as shown in FIG. 10B, the outer diameter may be increased so as to be linear from the end T of the developer adhesion region to the end R of the elastic layer. Further, the developing roller shown in FIG. 10C has a shape that forms an arc shape opposite to that of FIG. 10A from the end T of the developer adhesion region to the end R of the elastic layer. In other words, the outer diameter may be increased. Furthermore, the developing roller shown in FIG. 10 (d) is partially flat from the end T of the developer adhesion region to the end R of the elastic layer, and from the end T to the end R. It may be a shape that increases the outer diameter. Even if it is such a shape, the effect similar to the above can be acquired.

[実施の形態2]
実施の形態2で説明する画像形成装置及び現像装置は、現像ローラの弾性層の現像ギヤ側の一端とその他端との外径の大きさが異なる現像ローラを使用したものである。以下、この現像ローラを用いた現像装置及び画像形成装置について図面を参照しながら説明するが、実施の形態1と重複する部材については、同じ番号を付して説明を省略する。
[Embodiment 2]
The image forming apparatus and the developing apparatus described in the second embodiment use developing rollers having different outer diameters at one end on the developing gear side of the elastic layer of the developing roller and the other end. Hereinafter, a developing device and an image forming apparatus using the developing roller will be described with reference to the drawings. However, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図11は、実施の形態2で説明する現像ローラの外観形状を示す図である。現像ローラ4は、図11のように、実施の形態1と同様の円筒状の導電性金属の現像シャフト43に弾性層41が巻装されている。そして、この弾性層41が巻装された現像シャフト43の一端に現像ギヤ42が取り付けられる。弾性層41の材料に関しては、実施の形態1の弾性層41と同様である。現像ローラ4は、この現像ギヤ42によって回転駆動する。   FIG. 11 is a diagram illustrating an appearance of the developing roller described in the second embodiment. As shown in FIG. 11, the developing roller 4 has an elastic layer 41 wound around a cylindrical conductive metal developing shaft 43 similar to that of the first embodiment. A developing gear 42 is attached to one end of the developing shaft 43 around which the elastic layer 41 is wound. The material of the elastic layer 41 is the same as that of the elastic layer 41 of the first embodiment. The developing roller 4 is rotationally driven by the developing gear 42.

この現像ローラ4の弾性層41は、弾性層41の中央部から現像剤付着領域の端部にかけてその外径が徐々に小さくなる形状であるが、現像ギヤ43を有する側の現像剤付着領域Pの端部Gの外径φgの大きさと、現像ギヤ43を有する側の反対側の現像剤付着領域Pの端部Hの外径φhの大きさとを比較すると、φg>φhとなる形状を有している。また、現像剤付着領域Pの端部G又は端部Hから弾性層41の端部Rにかけて、その外径が徐々に大きくなるの形状である。すなわち、弾性層41は、弾性層41の中央部Cの外径をφc、現像剤付着領域Pの現像ギヤ43側の端部Gの外径をφg、端部Gとは反対側の現像剤付着領域Pの端部Hの外径をφh、弾性層41の端部Rの外径をφrとしたとき、φc≧φg>φh及びφr>φg>φhが成り立つような形状を有している。φcとφrはどちらが大きくなってもよく、同じ大きさであってもよい。これにより、現像ローラ4からのトナー漏れを防止することができる。現像ローラ4は、φc≧φg>φh、及び、φr>φg>φhが成り立つような形状であれば、どのような形状でもよい。   The elastic layer 41 of the developing roller 4 has a shape in which the outer diameter gradually decreases from the center of the elastic layer 41 to the end of the developer adhesion region, but the developer adhesion region P on the side having the development gear 43. When the size of the outer diameter φg of the end portion G of the toner is compared with the size of the outer diameter φh of the end portion H of the developer adhesion region P on the side opposite to the side having the developing gear 43, there is a shape satisfying φg> φh. is doing. Further, the outer diameter gradually increases from the end G or the end H of the developer adhesion region P to the end R of the elastic layer 41. That is, the elastic layer 41 has the outer diameter of the central portion C of the elastic layer 41 as φc, the outer diameter of the end G on the developing gear 43 side of the developer adhesion region P as φg, and the developer opposite to the end G. When the outer diameter of the end H of the adhesion region P is φh and the outer diameter of the end R of the elastic layer 41 is φr, it has a shape that satisfies φc ≧ φg> φh and φr> φg> φh. . Either φc or φr may be larger or the same size. Thereby, toner leakage from the developing roller 4 can be prevented. The developing roller 4 may have any shape as long as φc ≧ φg> φh and φr> φg> φh.

この現像ローラ4は、実施の形態1で説明した感光体ドラム1に、現像ギヤ42と感光体ギヤ12とを噛み合わせるように配置され、現像ローラ4と感光体ドラム1とが圧接されている。この現像ローラ4と感光体ドラム1とは、弾性層41と感光層11とを例えば現像ローラ4の両端部Rの外径φrを16.00mm、感光体ドラム1の外径を30.00mmとした時にNIP量100μmとなるように配置されている。このとき、感光体ドラム1と現像ローラ4とは、中心軸が平衡となるように設置されている。   The developing roller 4 is disposed so as to mesh the developing gear 42 and the photosensitive gear 12 with the photosensitive drum 1 described in the first embodiment, and the developing roller 4 and the photosensitive drum 1 are pressed against each other. . The developing roller 4 and the photosensitive drum 1 are composed of the elastic layer 41 and the photosensitive layer 11, for example, the outer diameter φr of both ends R of the developing roller 4 is 16.00 mm, and the outer diameter of the photosensitive drum 1 is 30.00 mm. Are arranged so that the NIP amount is 100 μm. At this time, the photosensitive drum 1 and the developing roller 4 are installed so that the central axes are balanced.

感光体ドラム1は、実施の形態1と同様に、現像ローラ4の現像ギヤ42を介して時計回りに回転駆動し、現像ローラ4は、図示しない駆動モータにより、反時計回りに駆動する。この駆動により、実施の形態1と同様にトナーにより現像され、現像されたトナーを用紙に転写し、トナーの定着により用紙に画像が形成される。   As in the first embodiment, the photosensitive drum 1 is driven to rotate clockwise via the developing gear 42 of the developing roller 4, and the developing roller 4 is driven counterclockwise by a drive motor (not shown). By this driving, the toner is developed with the toner as in the first embodiment, the developed toner is transferred to the paper, and an image is formed on the paper by fixing the toner.

感光体ドラムと現像ローラとは、回転速度が速くなるにつれて、感光体ギヤと現像ギヤは、お互いに離れる方向に力が働き、特にギヤ側のNIP量が低下する現象が起こる。しかしながら、この現像ローラ4は、現像ローラ4と感光体ドラム1との中心軸同士が平行となるように設置してある。また、現像ローラ4の弾性層41の現像ギヤ41側の現像剤付着領域Pの端部Gの外径φg端部Gの反対側の端部Hの外径φhよりも大きくなっている。これにより、ギヤ側の現像ローラ4と感光体ドラム1との接触部分にかかる圧力が高くなり、回転によって生じるNIP量の低下を防ぐことができる。   As the rotational speed of the photosensitive drum and the developing roller increases, the photosensitive gear and the developing gear act in a direction away from each other, and in particular, a phenomenon occurs in which the amount of NIP on the gear side decreases. However, the developing roller 4 is installed so that the central axes of the developing roller 4 and the photosensitive drum 1 are parallel to each other. Further, the outer diameter φg of the end portion G of the elastic layer 41 of the developing roller 4 on the side of the developing gear 41 on the developing gear 41 side is larger than the outer diameter φh of the end portion H opposite to the end portion G. Thereby, the pressure applied to the contact portion between the developing roller 4 on the gear side and the photosensitive drum 1 is increased, and the decrease in the NIP amount caused by the rotation can be prevented.

これにより、ギヤ側のNIP量が低下することで生じるカブリの悪化や全くトナーが現像されないホワイトブローチの発生を防ぐことができる。また、このギヤ側のNIP量の低下を防止する為に、感光体ドラムの中心軸と、現像ローラとの中心軸との関係を、ギヤ側で近づけるように設置する方法もあるが、中心軸同士が平行ではない為、ジッタに影響を与えてしまう。本発明は中心軸同士が平行である為、このようなジッタに影響を与えることがない。   As a result, it is possible to prevent the occurrence of fogging caused by a decrease in the amount of NIP on the gear side and the occurrence of a white broach where no toner is developed. In order to prevent the reduction of the NIP amount on the gear side, there is a method in which the relationship between the central axis of the photosensitive drum and the central axis of the developing roller is set closer to the gear side. Since they are not parallel to each other, the jitter is affected. In the present invention, since the central axes are parallel to each other, such jitter is not affected.

ここで、弾性層41の中央部Cの外径φcと現像剤付着領域Pの現像ギヤ43側の端部Gの外径φgとの大きさを変えた種々の現像ローラ4とによるカブリの測定を行った結果を以下に示す。カブリの測定は第1の実施の形態と同じ方法で行い、現像剤付着領域Pのギヤ側の端部G付近のカブリと、端部Gとは反対側の端部H付近のカブリと、弾性層41の中央部Cのカブリとを測定し、経時の平均値を記載している。なお、測定した各ローラの端部Hの外径φhは16.00mmで固定し、感光体ドラム1の回転速度は、1分間に145回転としている。また、現像ローラ17は、感光体ドラム1の回転速度の1.24倍の回転速度としている。   Here, the measurement of fogging with various developing rollers 4 in which the outer diameter φc of the central portion C of the elastic layer 41 and the outer diameter φg of the end portion G on the developing gear 43 side of the developer adhesion region P are changed. The results are shown below. The fog is measured by the same method as in the first embodiment. The fog near the end G on the gear side of the developer adhesion region P, the fog near the end H opposite to the end G, and the elasticity The fog of the central portion C of the layer 41 is measured, and the average value over time is described. The measured outer diameter φh of the end H of each roller is fixed at 16.00 mm, and the rotation speed of the photosensitive drum 1 is 145 rotations per minute. Further, the developing roller 17 has a rotational speed of 1.24 times the rotational speed of the photosensitive drum 1.

上述の表3より、外径φgが小さくなるのに応じて、端部Gのカブリがよくなることが分かる。しかしながら、φg>φcとなることで、中央部Cのカブリや端部H側のカブリが悪化していることが分かる。また、端部Gの外径φgが大きすぎると、感光体ドラム1と現像ローラ4との間の圧力が大きくなり、トナーを擦る力も大きくなってしまうことで、トナーが過剰帯電してしまう。このトナーの過剰帯電は、地汚れを発生させる。この結果から、実施の形態1で説明した画像形成装置及び現像装置の効果に加えて、現像ローラ4の弾性層41が、φc≧φg>φhを満たすことで、現像剤付着領域Pのカブリがよくなる。また、感光体ドラム1と現像ローラ4との中心軸同士が平行であるため、ジッタのない良好な画像を形成することができる。   From the above Table 3, it can be seen that the fogging of the end G is improved as the outer diameter φg is reduced. However, it can be seen that the fogging at the central portion C and the fogging at the end H side are deteriorated when φg> φc. On the other hand, if the outer diameter φg of the end G is too large, the pressure between the photosensitive drum 1 and the developing roller 4 is increased, and the force for rubbing the toner is increased, so that the toner is overcharged. This excessive charging of the toner causes scumming. From this result, in addition to the effects of the image forming apparatus and the developing apparatus described in the first embodiment, the elastic layer 41 of the developing roller 4 satisfies φc ≧ φg> φh, so that the developer adhesion region P is fogged. Get better. Further, since the central axes of the photosensitive drum 1 and the developing roller 4 are parallel to each other, a good image without jitter can be formed.

[実施の形態3]
実施の形態3で説明する画像形成装置及び現像装置は、実施の形態1で説明した現像ローラ4との現像シャフトの外径と搬送ローラ5の搬送シャフトの外径と関係に注目したものである。この実施の形態3で説明する画像形成装置及び現像装置において、実施の形態1と重複する部材については、同じ番号を付して説明を省略する。
[Embodiment 3]
The image forming apparatus and the developing apparatus described in the third embodiment pay attention to the relationship between the outer diameter of the developing shaft with the developing roller 4 described in the first embodiment and the outer diameter of the conveying shaft of the conveying roller 5. . In the image forming apparatus and the developing apparatus described in the third embodiment, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図5のように、現像ローラ4と搬送ローラ5とは、実施の形態1と同様の形状材質であり、現像ローラ4と搬送ローラ5とが圧接されるように配置されている。また、現像ローラ4と感光体ドラム1とは圧接されるように配置されている。現像ローラ4の現像シャフト43は、現像剤付着領域Pにおける外径Ψdが例えば30.00mmといった長さで軸方向に均一である。   As shown in FIG. 5, the developing roller 4 and the conveyance roller 5 are made of the same material as in the first embodiment, and are arranged so that the development roller 4 and the conveyance roller 5 are pressed against each other. The developing roller 4 and the photosensitive drum 1 are disposed so as to be in pressure contact with each other. The developing shaft 43 of the developing roller 4 has an outer diameter ψd in the developer adhesion region P that is, for example, 30.00 mm and is uniform in the axial direction.

搬送ローラ5の搬送シャフト53には、例えば軸方向で一定な15.30mmの外径φsを有する半導電性の発泡弾性層51が形成されている。また、搬送シャフト53の外径Ψsは、軸方向に均一で、Ψd>Ψsを満たす。この搬送ローラ5と現像ローラ4は、例えば、NIP量が1.0mmで圧接されている。   A semiconductive foamed elastic layer 51 having an outer diameter φs of 15.30 mm that is constant in the axial direction, for example, is formed on the transport shaft 53 of the transport roller 5. Further, the outer diameter ψs of the conveying shaft 53 is uniform in the axial direction and satisfies ψd> ψs. The conveying roller 5 and the developing roller 4 are in pressure contact with an NIP amount of 1.0 mm, for example.

現像ローラ4は、図5のように、感光体ドラム1と搬送ローラ5とにより挟まれて配置されている。したがって、感光体ドラム1と現像ローラ4の圧接により、現像ローラ4の現像シャフト43は、感光体ドラム1から離れる方向、すなわち、搬送ローラ5に近づく方向に撓る。さらに、現像ローラ4が弾性層41の中央部Cの外径φcが現像剤付着領域Pの端部Tの外径φtよりも大きい形状であるため、現像ローラ4と搬送ローラ5との圧力分布は、軸方向中央部で大きくなる。   As shown in FIG. 5, the developing roller 4 is disposed between the photosensitive drum 1 and the conveying roller 5. Therefore, due to the pressure contact between the photosensitive drum 1 and the developing roller 4, the developing shaft 43 of the developing roller 4 bends in a direction away from the photosensitive drum 1, that is, in a direction approaching the conveying roller 5. Further, since the developing roller 4 has a shape in which the outer diameter φc of the central portion C of the elastic layer 41 is larger than the outer diameter φt of the end portion T of the developer adhesion region P, the pressure distribution between the developing roller 4 and the conveying roller 5. Increases at the center in the axial direction.

現像ローラ4と搬送ローラ5は、上述のように、現像ローラ4の現像シャフト43の外径Ψdと、搬送ローラ5の搬送シャフト53の外径Ψsとの関係が、外径Ψd>Ψsである。これにより、搬送ローラ5の搬送シャフト53は、撓りやすくなるため、発泡弾性層51にかかる現像ローラ4の弾性層41との摩擦力を軽減することができる。   As described above, in the developing roller 4 and the conveying roller 5, the relationship between the outer diameter Ψd of the developing shaft 43 of the developing roller 4 and the outer diameter Ψs of the conveying shaft 53 of the conveying roller 5 is the outer diameter Ψd> Ψs. . Thereby, since the conveyance shaft 53 of the conveyance roller 5 becomes easy to bend, the frictional force with the elastic layer 41 of the developing roller 4 concerning the foaming elastic layer 51 can be reduced.

現像ローラの現像シャフトに比べて搬送ローラの搬送シャフトのしなりが小さいと、現像ローラの現像シャフトが撓ることで搬送ローラの発泡弾性層が凹み、現像ローラの弾性層と搬送ローラとの発泡弾性層とが強く擦られ続ける。これにより、発泡弾性層が磨耗し、現像ローラにトナーを搬送しにくくなるため、用紙に転写される画像がかすれてしまう。上述のようにすることで、発泡弾性層の磨耗を防ぐことができるため、良好な画像を用紙に形成することができる。   If the conveyance shaft of the conveyance roller is less bent than the development shaft of the development roller, the development shaft of the development roller is bent and the foamed elastic layer of the conveyance roller is recessed, and the elastic layer of the development roller and the conveyance roller are foamed. The elastic layer continues to be rubbed strongly. As a result, the foamed elastic layer is worn and it becomes difficult to convey the toner to the developing roller, so that the image transferred to the paper becomes faint. By doing as described above, the foamed elastic layer can be prevented from being worn, so that a good image can be formed on the paper.

下記表4に搬送ローラ5の搬送シャフト53の外径Ψsと搬送ローラ5の発泡弾性層51との磨耗量を示す。これは、種々異なる外径Ψsの搬送シャフト53を有する搬送ローラ5を使用し、A4サイズの用紙(横送り)20,000枚印刷後の発泡弾性層51の軸方向端部の磨耗量及び軸方向中央部の磨耗量を測定したものである。   Table 4 below shows the amount of wear of the outer diameter ψs of the conveying shaft 53 of the conveying roller 5 and the foamed elastic layer 51 of the conveying roller 5. This is because the conveyance roller 5 having the conveyance shafts 53 with different outer diameters Ψs is used, and the amount of wear and the shaft at the axial end of the foamed elastic layer 51 after printing 20,000 sheets of A4 size paper (transverse feed). The amount of wear at the center of the direction is measured.

磨耗量は、0.30mm以上で、印刷される画像がかすれてしまうことから、搬送シャフト53の外径Ψs≦7.0mmが好ましいことが分かる。しかしながら、Ψs=5.0mmでは、搬送シャフト53の撓りの振れが大きくなり、搬送ローラ5が偏心回転するため、トナーの搬送量が変化してしまう。そのため、印刷される画像の横帯の濃度ムラが発生する。したがって、搬送ローラ5の搬送シャフト53の外径が、5.0mm<Ψs≦7.0とすることで、実施の形態1で説明した画像形成装置及び現像装置の効果に加えて、上述のような濃度ムラのない良好な画像を形成することができる。 Since the amount of wear is 0.30 mm or more and the printed image is faint, it can be seen that the outer diameter Ψs ≦ 7.0 mm of the conveying shaft 53 is preferable. However, when Ψs = 5.0 mm, the deflection of the conveyance shaft 53 becomes large and the conveyance roller 5 rotates eccentrically, so that the toner conveyance amount changes. For this reason, density unevenness occurs in the horizontal band of the printed image. Therefore, by setting the outer diameter of the conveying shaft 53 of the conveying roller 5 to 5.0 mm <Ψs ≦ 7.0, in addition to the effects of the image forming apparatus and the developing apparatus described in the first embodiment, as described above. A good image without uneven density can be formed.

また、本発明の画像形成装置1としては、電子写真方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ、マルチファンクションプリンタ等にも適応することができる。   Further, the image forming apparatus 1 of the present invention can be applied to a printer, a copying machine, a facsimile, a multifunction printer, and the like using an electrophotographic system.

従来の現像装置の現像ローラ及び感光体の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the developing roller of a conventional developing device, and a photoreceptor. 図1における現像ローラと感光体との圧接部における圧力を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a pressure at a pressure contact portion between a developing roller and a photoreceptor in FIG. 1. 本発明の画像形成装置の構造を説明する側方断面図である。1 is a side sectional view for explaining the structure of an image forming apparatus of the present invention. 本発明の画像形成装置における現像装置の構造を説明する側方断面図である。FIG. 3 is a side cross-sectional view illustrating the structure of the developing device in the image forming apparatus of the present invention. 本発明の現像装置の現像ローラと感光体ドラムと搬送ローラとの関係を説明するThe relationship among the developing roller, the photosensitive drum, and the conveying roller of the developing device of the present invention will be described. 本発明の現像装置の現像ローラの外観形状を示す図である。配置図である。It is a figure which shows the external appearance shape of the developing roller of the developing device of this invention. FIG. 本発明の現像装置の現像ローラと感光体ドラムとシール部材とを説明する図である。It is a figure explaining the developing roller of the developing device of this invention, a photoconductive drum, and a sealing member. 本発明の現像装置の現像ローラの要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part of the developing roller of the developing device of the present invention. 図7における現像ローラと感光体ドラムの圧接部における圧力を示す図である。It is a figure which shows the pressure in the press-contact part of the developing roller and photosensitive drum in FIG. 本発明の現像装置の現像ローラの変形例の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the modification of the developing roller of the developing device of this invention. 本発明の現像装置の現像ローラの外観形状を示す図である。It is a figure which shows the external appearance shape of the developing roller of the developing device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム
2 帯電ローラ
3 露光装置
4 現像ローラ
5 搬送ローラ
6 現像ブレード
7 転写ローラ
8 クリーニング装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging roller 3 Exposure apparatus 4 Developing roller 5 Conveying roller 6 Developing blade 7 Transfer roller 8 Cleaning apparatus

Claims (7)

像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、
表面に弾性体で形成された弾性層を有する現像シャフトを中心に回転し、接触する前記像担持体に前記現像剤を供給する現像ローラと、
前記現像ローラの弾性層に当接し、前記現像剤の層厚を規制する現像ブレードと、
前記現像ローラの弾性層の端部に当接する位置に設けられたシール部材とを有し、
前記現像ローラの弾性層は、
該現像ローラの弾性層中央の外径φcと、
該現像ローラの弾性層の両端部の外径φrと、
前記現像剤が該現像ローラの前記弾性層上に付着する現像剤付着領域の端部と前記弾性層の端部との間の所定の位置における外径φtとの関係が、
φc>φt、かつ、φr>φtを満たし、
さらに、φt+0.5×(φc−φt)≦φr≦φt+2×(φc−φt)を満たすような形状であることを特徴とする現像装置。
A developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developer,
A developing roller that rotates around a developing shaft having an elastic layer formed of an elastic body on the surface and supplies the developer to the image carrier that is in contact with the developing roller;
A developing blade that contacts the elastic layer of the developing roller and regulates the layer thickness of the developer;
A seal member provided at a position in contact with an end of the elastic layer of the developing roller;
The elastic layer of the developing roller is
An outer diameter φc at the center of the elastic layer of the developing roller;
Outer diameter φr at both ends of the elastic layer of the developing roller;
The relationship between the outer diameter φt at a predetermined position between the end of the developer adhesion region where the developer adheres on the elastic layer of the developing roller and the end of the elastic layer is:
φc> φt and φr> φt are satisfied,
Further, the developing device has a shape satisfying φt + 0.5 × (φc−φt) ≦ φr ≦ φt + 2 × (φc−φt).
前記所定の位置は、前記現像剤付着領域の端部であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the predetermined position is an end of the developer adhesion region. 前記弾性層の最小外径が現像剤付着領域にあることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein a minimum outer diameter of the elastic layer is in a developer adhesion region. 前記現像ローラの前記弾性層は、
前記現像剤付着領域の両端部の外径φtに対する該現像ローラの弾性層中央の外径φcが1.003≦φc/φt<1.009を満たすような形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の現像装置。
The elastic layer of the developing roller is
The outer diameter φc at the center of the elastic layer of the developing roller with respect to the outer diameter φt at both ends of the developer adhesion region is a shape satisfying 1.003 ≦ φc / φt <1.009. The developing device according to any one of claims 1 to 3.
感光体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、
表面に弾性体で形成された弾性層を有する現像シャフトを中心に回転し、接触する前記感光体に前記現像剤を供給し、前記現像シャフトの一端にギヤを備える現像ローラと、
前記現像ローラの弾性層に当接し、前記現像剤の層厚を規制する現像ブレードと、
前記現像ローラの弾性層の端部に当接する位置に設けられたシール部材とを有し、
前記現像ローラの弾性層は、
該現像ローラの弾性層中央の外径をφcと、
前記現像剤付着領域の端部のうち、前記ギヤを有する側の一方端部の外径φgと、
前記一方端部の反対側の前記現像剤付着領域の他方端部の外径φhと、
該現像ローラの弾性層の両端部の外径φrとの関係が、
φc≧φg>φh、かつ、φr>φg>φhを満たすような形状であることを特徴とする現像装置。
A developing device for developing an electrostatic latent image formed on a photoreceptor with a developer,
A developing roller that rotates around a developing shaft having an elastic layer formed of an elastic body on a surface thereof, supplies the developer to the photosensitive member that contacts, and includes a gear at one end of the developing shaft;
A developing blade that contacts the elastic layer of the developing roller and regulates the layer thickness of the developer;
A seal member provided at a position in contact with an end of the elastic layer of the developing roller;
The elastic layer of the developing roller is
The outer diameter of the elastic layer center of the developing roller is φc,
Outer diameter φg of one end portion on the side having the gear among the end portions of the developer adhesion region,
An outer diameter φh of the other end portion of the developer adhesion region opposite to the one end portion;
The relationship with the outer diameter φr at both ends of the elastic layer of the developing roller is
A developing device having a shape satisfying φc ≧ φg> φh and φr>φg> φh.
搬送シャフトを中心に回転して前記現像ローラに前記現像剤を搬送する搬送ローラを備え、
前記搬送ローラの前記搬送シャフトの外径Ψsに対する前記現像ローラの前記現像シャフトの外径Ψdが0.5<Ψs/Ψd<0.8であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の現像装置。
A transport roller that rotates around a transport shaft and transports the developer to the developing roller;
6. The outer diameter Ψd of the developing shaft of the developing roller with respect to the outer diameter Ψs of the conveying shaft of the conveying roller is 0.5 <Ψs / Ψd <0.8. The developing device according to claim 1.
記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、搬送された記録媒体に対して画像形成を行う画像形成手段は、請求項1乃至請求項6のうちいずれか1項記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。   7. An image forming apparatus for forming an image on a recording medium, wherein the image forming means for forming an image on the conveyed recording medium has the developing device according to claim 1. An image forming apparatus.
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