JP4904754B2 - Developing device and image forming apparatus using the same - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷装置等の画像形成装置で用いられる現像装置に係り、特に、一成分現像剤を用いた現像装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。   The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a printing apparatus, and more particularly to an improvement of a developing device using a one-component developer and an image forming apparatus using the developing device.

従来における電子写真方式等の画像形成装置で用いられる現像装置としては、トナーのみからなる一成分現像剤(トナー)を用いた一成分現像方式と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いる二成分現像方式とが知られている。中でも、一成分現像方式の現像装置は、キャリアとの混合、撹拌、トナー濃度の制御が不要であるため、装置の小型化、低コスト化が可能であり、更に、現像剤の交換作業などが不要なため、主としてメンテナンスフリーが要望されるプリンタにおいて使用されることが多くなってきている。   As a developing device used in an image forming apparatus such as a conventional electrophotographic system, a one-component developing system using a one-component developer (toner) made only of toner and a two-component developer using a toner and a carrier are used. Component development methods are known. Among them, the one-component development type developing device does not require mixing with the carrier, stirring, and toner concentration control, so the device can be reduced in size and cost, and further, the developer can be replaced. Since it is unnecessary, it is increasingly used mainly in printers that require maintenance-free operation.

従来、一成分現像方式においては、現像ロール上に所定のトナー量及びトナー帯電量を備えたトナー層を形成する方式として、フィルム部材を現像ロールに押し付け、この押圧力にて形成されたニップ域内で、現像ロール上のトナー層厚を規制すると共に、同時に摩擦帯電を行う方法が採られている(特許文献1,2参照)。
例えば、特許文献1記載の先行技術によれば、現像ロール近傍に配設された支持枠体にフィルムを貼り渡し、このフィルムの張力に基づいてフィルムを現像ロールに対して押圧させ、トナー層厚の規制及び摩擦帯電を行うことができる。
また、特許文献2記載の先行技術によれば、現像ロールの表面のトナー付着量及び荷電量に応じて、フィルムに電圧を印加し、当該フィルムを現像ロールへ静電吸着させることによって、現像ロール上のトナーの層厚を規制すると共に摩擦帯電を行うことができる。
Conventionally, in the one-component development system, as a system for forming a toner layer having a predetermined toner amount and toner charge amount on a development roll, a film member is pressed against the development roll, and the inside of the nip region formed by this pressing force is used. Thus, a method of regulating the toner layer thickness on the developing roll and simultaneously performing frictional charging is employed (see Patent Documents 1 and 2).
For example, according to the prior art described in Patent Document 1, a film is pasted to a support frame disposed in the vicinity of the developing roll, and the film is pressed against the developing roll based on the tension of the film. Regulation and triboelectric charging.
Further, according to the prior art described in Patent Document 2, a voltage is applied to the film in accordance with the toner adhesion amount and the charge amount on the surface of the developing roll, and the film is electrostatically adsorbed to the developing roll. The toner layer thickness can be regulated and frictional charging can be performed.

更に、帯電方式としては、このような摩擦帯電方式のほかにも、フィルム部材をトナー層に接触させ、直流電界を印加することにより、トナー層を静電的に帯電させる手法を取り入れることも可能であり、例えば、トナーを負極性に帯電させる場合には、フィルム部材と現像ロールとの間にフィルム部材側が負極性になるような電位差を印加するようにした手法が挙げられる。   Furthermore, as a charging method, in addition to the friction charging method, it is also possible to incorporate a method of electrostatically charging the toner layer by bringing a film member into contact with the toner layer and applying a DC electric field. For example, when the toner is charged to a negative polarity, there is a technique in which a potential difference is applied between the film member and the developing roll so that the film member side has a negative polarity.

特開昭63−155065号公報(問題点を解決するための手段、第1図)JP 63-1555065 A (Means for Solving Problems, FIG. 1) 特許第2982384号公報(実施例、図2)Japanese Patent No. 2982384 (Example, FIG. 2)

しかしながら、このような方式では、本来得られるはずのトナー極性に対して反対極性に帯電した逆極性トナーがフィルム部材の表面に付着して堆積してしまうと、新たにフィルム部材と現像ロールとの間に進入してくるトナーがフィルム部材の表面に接触しないため所望のトナー層厚及び帯電量を得ることができなくなってしまう。
また、帯電不良によって現像ロール上に逆極性トナーが存在してしまうと、トナーの感光体ドラムへの静電的な転移に際し、当該逆極性トナーが感光体上の非画像部に転移してしまい、結果として、画像にかぶり現象を発生させてしまうという不具合が生ずる。
However, in such a system, if the reverse polarity toner charged to the opposite polarity to the toner polarity that should originally be obtained adheres to and accumulates on the surface of the film member, a new contact between the film member and the developing roll will occur. Since the toner entering in between does not come into contact with the surface of the film member, a desired toner layer thickness and charge amount cannot be obtained.
In addition, if reverse polarity toner is present on the developing roll due to charging failure, the reverse polarity toner is transferred to the non-image portion on the photoconductor when the toner is electrostatically transferred to the photoconductor drum. As a result, there is a problem that a fog phenomenon occurs in the image.

本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、帯電部材の表面に付着して堆積した現像剤を除去すると共に、現像剤層が所望の層厚及び帯電量に規制可能な現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above technical problem, and removes the developer deposited and deposited on the surface of the charging member, and the developer layer has a desired layer thickness and charge amount. A developing device capable of being regulated and an image forming apparatus using the same are provided.

すなわち、本発明の基本的構成は、図1に示すように、静電潜像が担持される像担持体1に対向し且つ回転可能で表面に現像剤Gを担持する現像剤担持体2と、現像剤担持体2上の現像剤Gに接触又は近接してこの現像剤Gを帯電規制する帯電部材4と、この帯電部材4に所定のバイアスを印加するバイアス電源5とを備えた現像装置において、バイアス電源5が、画像形成時に帯電部材4及び現像剤担持体2間にて予め決められた極性の帯電バイアスが印加され、この帯電バイアスによる放電に伴って予め決められた帯電極性になるように現像剤担持体2上の現像剤Gを帯電させる帯電バイアス印加手段6と、非画像形成時に帯電部材4及び現像剤担持体2間にて前記帯電バイアスとは反対極性の直流成分に交流成分を重畳した除電バイアスが印加され、この除電バイアスによる放電に伴って帯電部材4に付着し且つ前記予め決められた帯電極性とは反対極性に帯電した現像剤Gを放電に伴って除電させる除電バイアス印加手段7と、帯電バイアス印加手段6及び除電バイアス印加手段7のうちいずれか一方が帯電部材4と現像剤担持体2との間に作用するように帯電バイアス印加手段6及び除電バイアス印加手段7の接続を切り替えるバイアス切替手段8とを具備していることを特徴とするものである。 That is, as shown in FIG. 1, the basic structure of the present invention is a developer carrying body 2 that faces the image carrying body 1 carrying an electrostatic latent image and is rotatable and carries a developer G on the surface. A developing device including a charging member 4 that regulates charging of the developer G in contact with or in proximity to the developer G on the developer carrier 2 and a bias power source 5 that applies a predetermined bias to the charging member 4. in the bias power source 5 is, the polarity of the charging bias to a predetermined similar between charged during the image forming member 4 and the developer carrying member 2 is applied, the charge polarity which is determined in advance in accordance with the discharge by the charging bias AC to DC component of the opposite polarity to the charge bias applying means 6 for the developer G on the developing agent carrying member 2 for charging, and the charging bias are similar between the charging member 4 and the developer carrying member 2 at the time of non-image formation as neutralization via superimposed components There is applied, this in accordance with the discharge by discharging bias to adhere to the charging member 4 and the predetermined charging polarity and charge eliminating bias applying means (7) for neutralization with the discharge developer G oppositely charged polarity The connection between the charging bias applying means 6 and the discharging bias applying means 7 is switched so that one of the charging bias applying means 6 and the discharging bias applying means 7 acts between the charging member 4 and the developer carrier 2. Bias switching means 8 is provided.

このような技術的手段において、現像剤担持体2は現像剤Gを担持できるものであればよく、ドラム状、ベルト状を含み、また、効果的に現像を行う観点からは像担持体1とは接触配置される態様が好ましいが、非接触であっても差し支えない。
更に、現像剤担持体2としては弾性体であっても剛体であってもよく、例えば可撓性チューブであっても差し支えない。
更に、帯電部材4はロール状、フィルムシート状、チューブ状、板状、ブラシ状等適宜選定して差し支えないが、本発明では、後述するように、フィルム部材及び可撓性を有する回転体が用いられる
In such technical means, the developer carrier 2 may be any material as long as it can carry the developer G. The developer carrier 2 includes a drum shape and a belt shape. Is preferably in contact with each other, but may be non-contact.
Further, the developer carrier 2 may be an elastic body or a rigid body, and may be a flexible tube, for example.
Further, the charging member 4 may be appropriately selected from a roll shape, a film sheet shape, a tube shape, a plate shape, a brush shape, etc. In the present invention, as described later, a film member and a flexible rotating body are used. Used .

更に、帯電バイアス印加手段6には画像形成時に帯電部材4及び現像剤担持体2間に現像剤を所定の帯電量に帯電させる帯電バイアスが印加可能なものであれば、適宜選定して差し支えない。
また、除電バイアス印加手段7には非画像形成時に帯電部材4及び現像剤担持体2間に例えば帯電バイアス印加手段6に対して逆極性のバイアスを印加することによって帯電部材4に付着した逆極性トナーを除電若しくは正規の極性に帯電させることが可能なものであれば、適宜選定して差し支えない。
更にまた、バイアス切替手段8には、例えば単一の直流電源に対して正負の切り替えが可能なタイプのものや、例えば二つの配線の接続を切り替えるスイッチタイプのもの等適宜選定して差し支えない。
更に、バイアス電源5は、バイアス切替手段8が例えば単一の直流電源に対して正負の切り替えが可能なタイプのものであれば帯電バイアス印加手段6と除電バイアス印加手段7とが兼用可能な単一の印加手段を備えたものであってもよいし、帯電バイアス印加手段6と除電バイアス印加手段7とをそれぞれ別個に設けた複数の印加手段を備えたものであってもよい。
Further, the charging bias applying means 6 may be appropriately selected as long as it can apply a charging bias for charging the developer to a predetermined charge amount between the charging member 4 and the developer carrier 2 during image formation. .
Further, the reverse polarity attached to the charging member 4 by applying a reverse polarity bias, for example, to the charging bias applying unit 6 between the charging member 4 and the developer carrier 2 at the time of non-image formation. Any toner can be appropriately selected as long as the toner can be neutralized or charged to a normal polarity.
Furthermore, the bias switching means 8 may be appropriately selected, for example, a type capable of switching between positive and negative with respect to a single DC power source, or a switch type which switches the connection of two wires, for example.
Further, the bias power source 5 is a single unit that can be used as the charging bias applying unit 6 and the neutralizing bias applying unit 7 if the bias switching unit 8 is of a type that can switch between positive and negative with respect to a single DC power source, for example. One application unit may be provided, or a plurality of application units each provided with the charging bias application unit 6 and the neutralization bias application unit 7 may be provided.

また、帯電バイアス印加手段6は直流定電流を印加するものであることが好ましい。このような定電流制御方式のほかに、定電圧制御方式を採用しても差し支えないが、定電流制御であれば常時一定の電流が通電可能なため、例えば湿度変動により帯電部材4の電気抵抗値が変動した場合でも一定の電荷量を付与でき、電圧制御に比べて安定して現像剤Gを帯電することができる。   Further, it is preferable that the charging bias applying means 6 applies a DC constant current. In addition to such a constant current control method, a constant voltage control method may be adopted. However, constant current control allows a constant current to be applied at all times. Even when the value fluctuates, a constant charge amount can be applied, and the developer G can be charged more stably than in the voltage control.

更に、バイアス切替手段8は非画像形成時の所定期間に除電バイアス印加手段7に接続を切り替えるものであることが好ましい。この場合、バイアス切替手段8は記録材間の非作像部や、電源投入時のほか、終了モード等の非画像形成時に、適宜除電バイアスに切り替え、帯電部材4に付着した逆極性現像剤を除電する。   Further, it is preferable that the bias switching unit 8 switches the connection to the static elimination bias applying unit 7 during a predetermined period during non-image formation. In this case, the bias switching means 8 appropriately switches to the neutralization bias at the time of non-image formation between the recording materials, when the power is turned on, and at the time of non-image formation such as the end mode, and reverse polarity developer attached to the charging member 4 is removed. Remove static electricity.

更にまた、除電バイアス印加手段7は現像剤Gの帯電極性と反対極性の直流に交流を重畳した除電バイアスを印加するものが用いられる。これにより、帯電部材4に付着した現像剤Gを効果的に除電することができ、現像剤Gを回収した際の現像剤G同士の凝集を静電的に解消することができ、再度この現像剤Gを使用する際にも薄層形成が可能になる。 Furthermore, discharging bias applying means 7 which applies a discharge bias obtained by superimposing a direct current to alternating current to the charge polarity opposite to the polarity of the developer G is used. As a result, the developer G adhering to the charging member 4 can be effectively neutralized, and aggregation of the developers G when the developer G is recovered can be eliminated electrostatically. A thin layer can be formed even when the agent G is used.

ここで、本発明に近似する技術として、静電潜像担持体(例えば感光体)の表面を均一に帯電させる帯電部材において、帯電部材として帯電ロールを用い、この帯電ロールに対して画像形成時には直流電圧を印加し、一方、非画像形成時には当該直流電圧と逆極性の直流電圧又は交流電圧を印加するようにした先行技術が既に提案されている(例えば特開2002−328508号公報参照)。
しかしながら、この種の先行技術は、イオン導電による帯電を行っているため画像形成時のバイアスと逆極性の直流電圧又は交流電圧を印加することによってイオン導電に関与していたイオンが帯電ロールの内側又は外側に偏ってしまうという不具合を防止し、帯電ロールの抵抗値の上昇を抑えるようにしたものである。更に、帯電ロールに当接するパット型のクリーナを配設し、当該クリーナを帯電ロール表面に押し当てることによって、帯電ロールの表面に付着したトナーを清掃するようにしていることから、本態様において非画像形成時に印加されるバイアスは帯電ロールの表面に付着したトナーに対してクリーニング作用を及ぼすものではないと言える。
これに対して、本発明は、現像剤担持体2上のトナーを帯電規制するものであり、さらに、除電バイアスを印加することによって帯電部材4に逆転移した逆極性現像剤にクリーニング作用を及ぼすものである。
したがって、本発明は当該先行技術と解決すべき技術的課題及びその解決手段が全く相違するものであり、当該先行技術に基づいて本発明に想到することはあり得ない。
Here, as a technique that approximates the present invention, a charging member that uniformly charges the surface of an electrostatic latent image carrier (for example, a photoconductor) uses a charging roll as the charging member, and when the image is formed on the charging roll. There has already been proposed a prior art in which a DC voltage is applied while a DC voltage or an AC voltage having a polarity opposite to that of the DC voltage is applied during non-image formation (see, for example, JP-A-2002-328508).
However, this type of prior art performs charging by ionic conduction, so that the ions involved in ionic conduction are applied to the inner side of the charging roll by applying a DC voltage or AC voltage having a polarity opposite to the bias at the time of image formation. Alternatively, the problem of being biased outward is prevented, and an increase in the resistance value of the charging roll is suppressed. Further, a pad-type cleaner that contacts the charging roll is disposed, and the toner adhering to the surface of the charging roll is cleaned by pressing the cleaner against the surface of the charging roll. It can be said that the bias applied during image formation does not exert a cleaning action on the toner adhering to the surface of the charging roll.
On the other hand, the present invention regulates the charge on the toner on the developer carrier 2 and further exerts a cleaning action on the reverse polarity developer reversely transferred to the charging member 4 by applying a neutralizing bias. Is.
Therefore, the technical problem to be solved and the means for solving the problem are completely different from the prior art, and the present invention cannot be conceived based on the prior art.

また、現像剤担持体2の周囲のうち帯電部材4の上流側に対向配置され且つ現像剤担持体2に現像剤Gが供給される現像剤供給部材3を備えることが好ましい。
この現像剤供給部材3は、現像剤Gを担持搬送できるものであれば、ロール状部材等適宜選定して差し支えなく、また、現像剤担持体2とは接触、非接触を問わない。
更に、現像剤供給部材3は現像剤担持体2に離間配置されると共に当該現像剤担持体2との間に現像剤担持体2への現像剤供給を促す供給バイアスが印加され且つ表面に担持された現像剤Gを現像剤担持体2に供給することが好ましい。これにより、現像剤Gが供給時に摺擦帯電してしまう事態を防止できるほか、現像剤Gの供給を安定的に行うことが可能になる。
更にまた、現像剤供給部材3は現像剤供給部材3が現像剤担持体2と離間配置される観点から、安定したギャップを維持できる剛性ロール状が好ましい。
また、現像剤担持体2と現像剤供給部材3との回転方向は対向部位で互いに異なる方向(Against方向)であっても同方向(With方向)であってもよい。
Further, it is preferable that a developer supply member 3 that is disposed opposite to the upstream side of the charging member 4 in the periphery of the developer carrier 2 and that supplies the developer G to the developer carrier 2 is preferably provided.
As long as the developer supply member 3 can carry and convey the developer G, a roll-shaped member or the like may be appropriately selected, and the developer supply member 2 may be in contact or non-contact.
Further, the developer supply member 3 is spaced apart from the developer carrier 2, and a supply bias is applied between the developer carrier 2 and the developer carrier 2 to promote the developer supply to the developer carrier 2, and is carried on the surface. It is preferable to supply the developed developer G to the developer carrier 2. As a result, it is possible to prevent the developer G from being rubbed and charged at the time of supply, and to supply the developer G stably.
Furthermore, the developer supply member 3 is preferably in the form of a rigid roll that can maintain a stable gap from the viewpoint that the developer supply member 3 is spaced from the developer carrier 2.
Further, the rotation directions of the developer carrier 2 and the developer supply member 3 may be different from each other (Against direction) or in the same direction (With direction) at the opposed portions.

また、帯電部材4は現像剤担持体2との接触圧を20g/cm以下として配置されることが好ましい。これにより、帯電部材4が現像剤Gに及ぼすストレスを低減でき、それにより帯電部材4への現像剤Gの固着現象や現像剤Gの割れなどを解消でき、現像装置の性能を長期にわたり維持できる。更に、低温定着が可能な柔らかい現像剤Gを使用でき、このような現像装置が用いられる画像形成装置の消費エネルギーを低減させることもできる。
更に、帯電部材4は現像剤担持体2とのニップ幅を3mm以上として配設されることが好ましい。これにより、現像剤Gを帯電させる接触時間を十分に確保できる。
The charging member 4 is preferably disposed with a contact pressure with the developer carrier 2 of 20 g / cm or less. As a result, the stress exerted on the developer G by the charging member 4 can be reduced, whereby the fixing phenomenon of the developer G to the charging member 4 and cracking of the developer G can be eliminated, and the performance of the developing device can be maintained over a long period of time. . Further, a soft developer G that can be fixed at low temperature can be used, and the energy consumption of an image forming apparatus using such a developing device can be reduced.
Further, the charging member 4 is preferably disposed with a nip width of 3 mm or more with respect to the developer carrier 2. Thereby, a sufficient contact time for charging the developer G can be secured.

更にまた、本発明の帯電部材4の第一の態様は、現像剤担持体2の回転方向上流側に固定端を有し且つ当該回転方向下流側が自由端となるように配置されるフィルム部材からなり、現像剤担持体2上の現像剤Gに接触又は近接して現像剤Gを帯電規制するものである。この場合、別途現像剤担持体2上の現像剤Gの層厚を一定厚に規制する層厚規制部材を設けることが好ましい。このように、フィルム部材を使用することで、現像剤Gへの層厚規制及び帯電規制を同時に行うことができるばかりか、現像剤Gへ与えるストレスが小さくなるため、低温定着が可能な柔らかい現像剤Gを使用でき、画像形成装置の消費エネルギーを低減させることができる。
また、帯電部材4の第一の態様は、現像剤担持体2との対向部位で現像剤担持体2と同方向に回転し且つ周面が可撓性を有する回転体からなり、現像剤担持体2上の現像剤Gに接触又は近接して現像剤Gを帯電規制するものである。
Furthermore, the first aspect of the charging member 4 of the present invention is a film member that has a fixed end on the upstream side in the rotation direction of the developer carrier 2 and is arranged so that the downstream side in the rotation direction is a free end. Thus, charging of the developer G is regulated in contact with or in proximity to the developer G on the developer carrier 2. In this case, it is preferable to separately provide a layer thickness regulating member for regulating the layer thickness of the developer G on the developer carrier 2 to a constant thickness. Thus, by using the film member, not only can the layer thickness regulation and charging regulation to the developer G be performed at the same time, but also the stress applied to the developer G is reduced, so that soft development capable of low-temperature fixing is possible. The agent G can be used, and the energy consumption of the image forming apparatus can be reduced.
Further, the first aspect of the charging member 4 is a developer carrying member that rotates in the same direction as the developer carrying member 2 at the portion facing the developer carrying member 2 and has a flexible peripheral surface. The charging of the developer G is regulated in contact with or in proximity to the developer G on the body 2 .

更に、本発明は、上述した現像装置に限られるものではなく、これを用いた画像形成装置をも対象とする。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described developing device, but also targets an image forming apparatus using the same.

本発明によれば、帯電バイアス印加手段と除電バイアス印加手段とバイアス切替手段とを具備したバイアス電源を備え、画像形成時には帯電部材及び現像剤担持体間にて予め決められた極性の帯電バイアスが印加され、この帯電バイアスによる放電に伴って予め決められた帯電極性になるように現像剤担持体上の現像剤を帯電させ帯電バイアス印加手段に接続を切り替え、一方、非画像形成時には帯電部材及び現像剤担持体間にて帯電バイアスとは反対極性の直流成分に交流成分を重畳した除電バイアスが印加され、この除電バイアスによる放電に伴って帯電部材に付着した逆極性現像剤を除電させる除電バイアス印加手段に接続を切り替えるようにしたので、帯電部材の表面に付着して堆積した逆極性現像剤が除去され、帯電部材の表面を常時きれいな状態に保つことができ、もって、現像剤担持体上の現像剤を所望の現像剤層厚及び帯電量に規制させることが可能な現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, a bias power source including a charging bias applying unit, a neutralizing bias applying unit, and a bias switching unit is provided, and a charging bias having a predetermined polarity is provided between the charging member and the developer carrier during image formation. is applied, switches the connection to the charging bias application means for the developer carrying member of the developer Ru is charged so that the charge polarity which is determined in advance in accordance with the discharge by the charging bias, whereas, at the time of non-image formation charging member And a charge eliminating bias in which an AC component is superimposed on a DC component having a polarity opposite to the charging bias is applied between the developer carrying member and the developer with the opposite polarity attached to the charging member is discharged due to the discharge due to the charge eliminating bias. since to switch the connection to the bias applying means, the opposite polarity developer deposited adhering to the surface of the charging member is removed, the surface of the charging member To provide a developing device that can be kept clean at all times, and that can regulate the developer on the developer carrying member to a desired developer layer thickness and charge amount, and an image forming apparatus using the same. Can do.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態1
図2は、本発明が適用された実施の形態1の画像形成装置を示す。
同図において、本実施の形態に係る画像形成装置は、記録材28にトナー像を形成する作像エンジン20と、この記録材28上の未定着トナー像を定着する定着装置50とを備えている。
この作像エンジン20は、所定方向に回転する像担持体としての感光体ドラム21を有し、この感光体ドラム21の周囲には、感光体ドラム21を帯電する帯電装置22と、この感光体ドラム21上に静電潜像を形成する潜像書込装置としての例えば露光装置23と、感光体ドラム21上に形成された静電潜像を可視像化する現像装置30と、感光体ドラム21上で可視像化されたトナー像を記録媒体である記録材28に転写する転写装置26と、感光体ドラム21上の残留トナーを清掃するクリーニング装置29とを順次配設したものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
Embodiment 1
FIG. 2 shows an image forming apparatus according to the first embodiment to which the present invention is applied.
In FIG. 1, the image forming apparatus according to the present embodiment includes an image forming engine 20 that forms a toner image on a recording material 28 and a fixing device 50 that fixes an unfixed toner image on the recording material 28. Yes.
The image forming engine 20 includes a photosensitive drum 21 as an image carrier that rotates in a predetermined direction. Around the photosensitive drum 21, a charging device 22 that charges the photosensitive drum 21 and the photosensitive member are provided. For example, an exposure device 23 as a latent image writing device that forms an electrostatic latent image on the drum 21, a developing device 30 that visualizes the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 21, and a photoconductor A transfer device 26 that transfers a toner image visualized on the drum 21 to a recording material 28 that is a recording medium, and a cleaning device 29 that cleans residual toner on the photosensitive drum 21 are sequentially arranged. is there.

ここで、帯電装置22としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロンなどの帯電器を用いてもよい。
更に、露光装置23は、感光体ドラム21上に光によって像を書き込めるものであればよく、本例では、例えばLEDを用いたプリントヘッドが用いられるが、これに限られるものではなく、ELを用いたプリントヘッドでも、レーザビームをポリゴンミラーでスキャンするスキャナなど適宜選定して差し支えない。
更にまた、クリーニング装置29は、転写後に感光体ドラム21上に残留したトナーを除去するものであり、例えばドクターブレード式が採用されている。
また、転写装置26は、例えば感光体ドラム21に接触配置される転写ロールにて構成され、バイアス電源27によって感光体ドラム21上で現像されたトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスが印加され、感光体ドラム21上のトナー像を記録材28に転写するようにしたものである。
Here, as the charging device 22, for example, a charging roll is used, but a charging device such as a corotron may be used.
Further, the exposure device 23 only needs to be able to write an image on the photosensitive drum 21 with light. In this example, for example, a print head using LEDs is used, but the present invention is not limited to this. The print head used may be selected as appropriate, such as a scanner that scans a laser beam with a polygon mirror.
Furthermore, the cleaning device 29 removes the toner remaining on the photosensitive drum 21 after the transfer. For example, a doctor blade type is adopted.
Further, the transfer device 26 is composed of, for example, a transfer roll disposed in contact with the photoconductive drum 21, and a transfer bias in a direction in which a toner image developed on the photoconductive drum 21 is attracted by a bias power source 27 is applied. The toner image on the photosensitive drum 21 is transferred to the recording material 28.

一方、定着装置50は、加熱源にて表面が加熱され且つ駆動可能に回転する加熱ロール51と、この加熱ロール51に圧接配置され且つ加熱ロール51との間で記録材28をニップ搬送する加圧ロール52とを備えたものであり、この加熱ロール51と加圧ロール52との間に記録材28を通過させることにより、当該記録材28上にトナー像が定着されるものである。   On the other hand, the fixing device 50 includes a heating roll 51 whose surface is heated by a heating source and rotates so as to be drivable, and a heating roller 51 that is press-contacted with the heating roll 51 and that conveys the recording material 28 between the heating roll 51. A pressure roll 52 is provided, and the toner image is fixed on the recording material 28 by passing the recording material 28 between the heating roll 51 and the pressure roll 52.

更に、本実施の形態の特徴点である現像装置30について、図3(a)に基づいて詳細に説明する。
同図において、現像装置30は、一成分現像剤であるトナーが収容される現像ハウジング31を有し、この現像ハウジング31には感光体ドラム21に対向して現像用開口を開設すると共に、この現像用開口に現像剤担持体としての現像ロール32を配設し、さらに、現像ハウジング31内には前記現像ロール32と対向して現像ロール32へトナーを供給するトナー供給ロール34を設けたものである。
この現像ロール32には直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスをバイアス電源33から印加することで、感光体ドラム21と現像ロール32との間の現像領域に現像電界を作用させるようになっている。
Further, the developing device 30 which is a characteristic point of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.
In the drawing, a developing device 30 has a developing housing 31 in which toner which is a one-component developer is accommodated. In the developing housing 31, a developing opening is opened facing the photosensitive drum 21. A developing roll 32 as a developer carrying member is disposed in the developing opening, and a toner supply roll 34 that supplies toner to the developing roll 32 facing the developing roll 32 is provided in the developing housing 31. It is.
A developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage is applied to the developing roll 32 from a bias power source 33, thereby causing a developing electric field to act on the developing area between the photosensitive drum 21 and the developing roll 32. ing.

本実施の形態での現像ロール32は、例えばステンレス(SUS)等の金属製ロールで構成され、その表面が算術平均粗さを0.7μm以下に形成されたものを用いた。
このように、現像ロール32の算術平均粗さを0.7μm以下に設定することによって、現像ロール32上の残留トナーを剥がしやすくなるため、現像履歴を解消することができる。また、現像ロール32の表面粗さを小さくすることで、トナー供給ロール34からトナーを供給する際、現像ロール32上でのトナー同士の余分な摩擦を防ぐ効果もあり、一層現像ロール32上の逆極性トナーの発生量を小さくすることが可能になる。
As the developing roll 32 in the present embodiment, a roll made of metal such as stainless steel (SUS), for example, whose surface has an arithmetic average roughness of 0.7 μm or less is used.
In this way, by setting the arithmetic average roughness of the developing roll 32 to 0.7 μm or less, the residual toner on the developing roll 32 can be easily peeled off, so that the development history can be eliminated. Further, by reducing the surface roughness of the developing roll 32, when supplying toner from the toner supply roll 34, there is also an effect of preventing excessive friction between the toners on the developing roll 32. It is possible to reduce the generation amount of the reverse polarity toner.

更に、トナー供給ロール34には例えば表面が鏡面仕上げを施されたSUSロールからなるトナー供給ロール34が用いられており、このトナー供給ロール34は現像ロール32との対向部位で互いに同方向(With方向)に回転するように構成されている。
尚、トナー供給ロール34は、これに限られるものではなく、現像ロール32にトナーを供給できるものであればベルト状の態様であっても差し支えない。
Further, for example, a toner supply roll 34 made of a SUS roll having a mirror-finished surface is used as the toner supply roll 34, and the toner supply roll 34 is in the same direction (With) at a portion facing the developing roll 32. Direction).
The toner supply roll 34 is not limited to this, and may be a belt-like form as long as it can supply toner to the developing roll 32.

更にまた、トナー供給ロール34と現像ロール32との間にはバイアス電源35が接続され、トナー供給ロール34から現像ロール32へのトナー供給を行う供給バイアスが印加されるようになっている。
また、このトナー供給ロール34の背後には、トナーを収容するトナーホッパ36が設けられ、例えば図示外のアジテータによってトナーが撹拌され、トナー供給ロール34側へトナーが搬送されるようになっている。尚、図中符号37は、トナー供給ロール34上のトナーを掻き落とすための掻き取り部材である。
Further, a bias power source 35 is connected between the toner supply roll 34 and the developing roll 32 so that a supply bias for supplying toner from the toner supply roll 34 to the developing roll 32 is applied.
Further, a toner hopper 36 for containing toner is provided behind the toner supply roll 34, and the toner is stirred by an agitator (not shown), for example, so that the toner is conveyed to the toner supply roll 34 side. Reference numeral 37 in the figure denotes a scraping member for scraping off the toner on the toner supply roll 34.

特に、本実施の形態では、現像ロール32と対向する位置で、現像ロール32とトナー供給ロール34との対向部位のトナー搬送方向下流側に帯電シート41が配設されている。この帯電シート41は、現像ロール32上のトナーに対して層厚規制及び帯電規制を行うもので、導電剤としてイオン伝導性物質を使用した樹脂層で形成されたフィルム部材41aを備えており、これにより、帯電時のトナーに与える電界を一様にすることができ、一層安定した帯電量をトナーに付与することができる。   In particular, in the present exemplary embodiment, the charging sheet 41 is disposed on the downstream side in the toner conveyance direction at the position facing the developing roll 32 and the toner supply roll 34 at a position facing the developing roll 32. The charging sheet 41 performs layer thickness regulation and charging regulation on the toner on the developing roll 32, and includes a film member 41a formed of a resin layer using an ion conductive material as a conductive agent. As a result, the electric field applied to the toner during charging can be made uniform, and a more stable charge amount can be imparted to the toner.

本実施の形態における帯電シート41は、フィルム部材41aの一部を現像ハウジング31に固定された導電性支持体41bに片側固定したもので、フィルム部材41aの自由端側を現像ロール32の回転方向下流側となるようにして現像ロール32に接触させている。このとき、現像ロール32とフィルム部材41aとの接触ニップ幅(現像ロール32の周長方向)は3mm以上に設定され、また、接触圧は20g/cm以下に設定されている。このように、現像ロール32とフィルム部材41aとのニップ幅を3mm以上とし、接触圧を20g/cm以下に設定することによって、トナーに及ぼすストレスを低減でき、それによりフィルム部材41aへのトナーの固着現象やトナーの割れなどを解消でき、現像装置の性能を長期にわたり維持できる。更に、低温定着が可能な柔らかいトナーを使用でき、画像形成装置の消費エネルギーを低減させることもできる。また、十分なニップ幅によりトナーを帯電させる時間を十分に確保できる。   The charging sheet 41 according to the present embodiment is obtained by fixing a part of the film member 41 a to a conductive support 41 b fixed to the developing housing 31, and the free end side of the film member 41 a is the rotation direction of the developing roll 32. The developing roller 32 is brought into contact with the downstream side. At this time, the contact nip width (peripheral length direction of the developing roll 32) between the developing roll 32 and the film member 41a is set to 3 mm or more, and the contact pressure is set to 20 g / cm or less. As described above, by setting the nip width between the developing roll 32 and the film member 41a to 3 mm or more and setting the contact pressure to 20 g / cm or less, it is possible to reduce the stress on the toner, thereby the toner on the film member 41a. Fixing phenomenon and toner breakage can be eliminated, and the performance of the developing device can be maintained over a long period of time. Furthermore, a soft toner that can be fixed at a low temperature can be used, and energy consumption of the image forming apparatus can be reduced. In addition, a sufficient time for charging the toner can be secured with a sufficient nip width.

更に、本実施の形態では、帯電シート41の導電性支持体41bと現像ロール32との間にバイアス電源43が接続されており、帯電バイアス及び除電バイアスが印加されるようになっている。
特に、このバイアス電源43は、図3(b)に示すように、一方の極性例えば負極性の直流電圧434を備えた帯電バイアス電源432と、他方の極性例えば正極性の直流電圧435及び交流電圧436を重畳した除電バイアス電源433と、帯電バイアス電源432及び除電バイアス電源433の接続を切り替える切替スイッチ431とを備えたものである。
この切替スイッチ431は、帯電バイアス電源432側の配線に設けられた接点a及び除電バイアス電源433側の配線に設けられた接点bを選択的に切り替えるようになっている。
Further, in the present embodiment, a bias power source 43 is connected between the conductive support 41b of the charging sheet 41 and the developing roll 32 so that a charging bias and a discharging bias are applied.
In particular, as shown in FIG. 3B, the bias power source 43 includes a charging bias power source 432 having a DC voltage 434 having one polarity, for example, a negative polarity, and a DC voltage 435 and an AC voltage having the other polarity, for example, a positive polarity. And a changeover switch 431 for switching the connection between the charging bias power source 432 and the neutralizing bias power source 433.
The changeover switch 431 selectively switches between a contact point a provided in the wiring on the charging bias power source 432 side and a contact point b provided in the wiring on the neutralization bias power source 433 side.

また、帯電バイアス電源432は、画像形成時の画像作成モードとして接続されるものであり、現像ロール32上のトナーを一定に帯電させるため定電流制御されている。このような定電流制御によれば、例えば環境変動により帯電部材の電気抵抗値が変動した場合でもトナーに与える電荷量を一定に維持でき、あるいは、環境変動等によりトナーの帯電量が所望の値よりも増減したときには定電流値を変動させてトナーの帯電量を増減させ所望の値に復帰させることもできるようになる。
尚、帯電バイアス電源432は現像ロール32が回転している間、常時バイアスを印加する必要はなく、少なくとも、感光体ドラム21の画像部に対応するトナー層がフィルム部材41aと感光体ドラム21との間にあるときに、バイアスを印加すればよい。
The charging bias power source 432 is connected as an image creation mode at the time of image formation, and is subjected to constant current control in order to charge the toner on the developing roll 32 uniformly. According to such constant current control, for example, even when the electrical resistance value of the charging member fluctuates due to environmental fluctuations, the charge amount given to the toner can be kept constant, or the toner charge quantity can be set to a desired value due to environmental fluctuations, When the value is increased / decreased, the constant current value is changed to increase / decrease the charge amount of the toner to return it to a desired value.
The charging bias power source 432 does not always need to apply a bias while the developing roll 32 is rotating, and at least the toner layer corresponding to the image portion of the photosensitive drum 21 has the film member 41a, the photosensitive drum 21, and the like. A bias may be applied when it is between.

一方、除電バイアス電源433は、電源投入時、印刷ジョブ終了時のほか、連続印刷時における記録材28間の非作像時等、非画像形成時の所定期間のみに清掃モードとして接続されるものである
また、本実施の形態においては、バイアス電源43は、このような態様に限られるものではなく、切替スイッチ431が一つの電源に対して正負の切り替えを行うタイプのものであれば、帯電バイアス電源432と除電バイアス電源433とが兼用可能な電源を使用することも可能である。
On the other hand, the neutralizing bias power source 433 is connected as a cleaning mode only during a predetermined period during non-image formation, such as when the power is turned on, when the print job is finished, or when non-image formation between the recording materials 28 is performed during continuous printing. It is .
Further, in the present embodiment, the bias power source 43 is not limited to such a mode. If the changeover switch 431 is of a type that switches between positive and negative with respect to one power source, the charging bias power source is used. It is also possible to use a power source that can be used as both the power source 432 and the neutralizing bias power source 433.

更に、本実施の形態におけるトナー供給ロール34と現像ロール32との間に印加される供給バイアスについて説明する。
図4は、本実施の形態における供給バイアスの電圧波形の一例を示すもので、台形波(矩形波)の大きな電圧変動がある作用時間(作用領域に相当)と、その後に続く電圧ゼロの非作用時間(非作用領域に相当)とで1周期をなす電圧波形となっている。そして、この電圧波形が加わるように、バイアス電源35が構成されている。尚、トナー供給ロール34には、現像ロール32へ印加される現像バイアスに重畳された波形として加えられる。
すなわち、本実施の形態では、トナー供給ロール34から現像ロール32へのトナー飛翔を台形波の大きな変動がある作用時間に行い、1周期に占める作用時間の割合(デューティ比)を変えることで現像ロール32へ供給されるトナー量を制御できるようにしている。また、トナーが不要な帯電をすることもない。仮に、この作用時間を連続させると、供給されるトナー量が多くなりすぎて所定の供給量に制御することが困難となる。
尚、供給バイアスのデューティ比を変えたときの現像ロール上に供給されたトナー層のトナー供給量及びトナー層表面電位について、後述する実施例2で示す。
Further, the supply bias applied between the toner supply roll 34 and the developing roll 32 in the present embodiment will be described.
FIG. 4 shows an example of the voltage waveform of the supply bias in the present embodiment. The operation time (corresponding to the operation region) in which the trapezoidal wave (rectangular wave) has a large voltage fluctuation and the subsequent non-zero voltage zero are shown. The voltage waveform forms one cycle with the action time (corresponding to the non-action area). The bias power supply 35 is configured so that this voltage waveform is applied. The toner supply roll 34 is applied with a waveform superimposed on the developing bias applied to the developing roll 32.
In other words, in the present embodiment, toner flying from the toner supply roll 34 to the developing roll 32 is performed during an action time with a large fluctuation of the trapezoidal wave, and development is performed by changing the ratio (duty ratio) of the action time in one cycle. The amount of toner supplied to the roll 32 can be controlled. Further, the toner is not charged unnecessarily. If this operation time is continued, the amount of toner to be supplied becomes too large, and it becomes difficult to control to a predetermined supply amount.
A toner supply amount and a toner layer surface potential of the toner layer supplied onto the developing roll when the supply bias duty ratio is changed will be described in Example 2 described later.

このようなバイアスを印加するには、例えばCPU等を基にした波形発生回路を用い、現像バイアスとしては直流成分と交流成分を重畳したものをバイアス電源33に、更に、供給バイアスとしては図4のような波形を合成した後バイアス電源35に印加するようにすればよい。
尚、供給バイアスとしては、図4に示す台形波(矩形波)に限らず、作用時間と非作用時間をもっていれば、例えば正弦波や三角波であってもよい。
また、現像ロール32上のトナー層の帯電量を抑える(表面電位を小さくする)ために、例えばトナー供給ロール34上のトナーに対し、除電を施すようにしても、差し支えない。
In order to apply such a bias, for example, a waveform generation circuit based on a CPU or the like is used, a development bias in which a DC component and an AC component are superimposed is applied to the bias power source 33, and a supply bias is shown in FIG. After the waveform is synthesized, it may be applied to the bias power source 35.
The supply bias is not limited to the trapezoidal wave (rectangular wave) shown in FIG. 4 and may be, for example, a sine wave or a triangular wave as long as it has an operation time and a non-operation time.
Further, in order to suppress the charge amount of the toner layer on the developing roll 32 (reduce the surface potential), for example, the toner on the toner supply roll 34 may be neutralized.

次に、本実施の形態の作動について、特に現像装置30を中心に図3を基に説明する。
同図において、トナーホッパ36内でアジテータ(図示せず)によって撹拌されたトナーは、トナー供給ロール34へ供給される。
そして、トナー供給ロール34上に付着したトナーは、トナー供給ロール34と現像ロール32との対向ギャップに達すると、バイアス電源35による供給バイアスにより現像ロール32に転移する。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the drawing, the toner stirred by an agitator (not shown) in the toner hopper 36 is supplied to the toner supply roll 34.
Then, when the toner adhering to the toner supply roll 34 reaches the facing gap between the toner supply roll 34 and the developing roll 32, the toner is transferred to the developing roll 32 by the supply bias from the bias power source 35.

更に、現像ロール32上に形成されたトナーは、現像ロール32の回転に伴い帯電シート41まで搬送されると、当該帯電シート41により層厚規制されると共に、帯電バイアスが印加され、負極性に帯電する。
そして、このトナーが感光体ドラム21との対向部位まで搬送され、バイアス電源33により現像バイアスが印加されると、当該トナーは感光体ドラム21側に転移すると共に、感光体ドラム21上の静電潜像が可視像化される。
また、現像ロール32上の感光体ドラム21との対向部の下流側には現像で消費されなかったトナーが残留する。これは、現像ロール32上に均一に形成されたトナー層が感光体ドラム21側の静電潜像に沿って現像される一方、感光体ドラム21上の非画像部にはトナーが転移されないため、トナー消費量は箇所毎に異なることによるものである。
Further, when the toner formed on the developing roll 32 is conveyed to the charging sheet 41 as the developing roll 32 rotates, the layer thickness is regulated by the charging sheet 41 and a charging bias is applied to make the toner negative. Charge.
Then, when the toner is conveyed to a portion facing the photosensitive drum 21 and a developing bias is applied by the bias power source 33, the toner is transferred to the photosensitive drum 21 side and the electrostatic on the photosensitive drum 21 is also transferred. The latent image is visualized.
Further, the toner that has not been consumed by the development remains on the downstream side of the portion of the developing roll 32 facing the photosensitive drum 21. This is because the toner layer uniformly formed on the developing roll 32 is developed along the electrostatic latent image on the photosensitive drum 21 side, while the toner is not transferred to the non-image portion on the photosensitive drum 21. This is because the toner consumption varies from place to place.

そして、この現像ロール32上に残留したトナーは現像ロール32の回転に伴ってそのまま搬送され、トナー供給ロール34との対向ギャップに到達する。本実施の形態では、現像ロール32表面の粗さを小さくしていることから、現像ロール32とトナー供給ロール34とのギャップ間で飛翔するトナーによって現像ロール32上の残留トナーは剥離される。
尚、トナー供給ロール34上で現像ロール32側に供給されなかったトナーは、掻き取り部材37によって掻き取られ、トナーホッパ36に回収される。
Then, the toner remaining on the developing roll 32 is conveyed as it is with the rotation of the developing roll 32 and reaches the gap facing the toner supply roll 34. In the present embodiment, since the surface roughness of the developing roll 32 is reduced, the residual toner on the developing roll 32 is peeled off by the toner flying between the gap between the developing roll 32 and the toner supply roll 34.
The toner that has not been supplied to the developing roll 32 side on the toner supply roll 34 is scraped off by the scraping member 37 and collected by the toner hopper 36.

特に、本実施の形態では、バイアス電源43は帯電バイアスと除電バイアスとを切替え可能としたものであるため、トナー帯電性は極めて良好である。
すなわち、図5に示すように、本実施の形態においては、画像作成モードであれば切替スイッチ431が帯電バイアス電源432側に接続され、清掃モードであれば切替スイッチ431が除電バイアス電源433側に接続されるようになっている。このとき、切替スイッチ431が帯電バイアス電源432側に接続されると帯電処理が行われ、一方、除電バイアス電源433側に接続されると除電処理が行われるようになっている。
In particular, in the present embodiment, since the bias power source 43 can switch between the charging bias and the neutralizing bias, the toner charging property is extremely good.
That is, as shown in FIG. 5, in the present embodiment, the changeover switch 431 is connected to the charging bias power supply 432 side in the image creation mode, and the changeover switch 431 is connected to the neutralization bias power supply 433 side in the cleaning mode. Connected. At this time, the charging process is performed when the changeover switch 431 is connected to the charging bias power supply 432 side, while the discharging process is performed when the changeover switch 431 is connected to the discharging bias power supply 433 side.

今、画像作成モードにあるとすると、切替スイッチ431が帯電バイアス電源432側に接続されており、現像ロール32上に供給されたトナー層は帯電シート41によって層厚規制されると共に帯電バイアスが印加されることにより、所定の帯電量を得ることができる。
つまり、この場合、図6(a)に示すように、画像形成領域に対応したトナー層がフィルム部材41aとの対向部を通過する時には、帯電シート41の導電部に負極性の直流定電流が印加される。このとき、フィルム部材41aと現像ロール32とのニップ域内には、放電に伴って空気中分子の電離した正電荷60及び負電荷61が存在する。このうち、負電荷61は、電界により現像ロール32側に移動し、現像ロール32表面側のトナーに付着することによってトナーを負帯電させる。
この負帯電したトナーは鏡像力により現像ロール32に付着し、感光体ドラム21と現像ロール32との対向部位である現像領域にて現像に供される。
If it is now in the image creation mode, the changeover switch 431 is connected to the charging bias power source 432 side, and the toner layer supplied onto the developing roll 32 is regulated by the charging sheet 41 and the charging bias is applied. As a result, a predetermined charge amount can be obtained.
That is, in this case, as shown in FIG. 6A, when the toner layer corresponding to the image forming region passes through the portion facing the film member 41a, a negative DC constant current is applied to the conductive portion of the charging sheet 41. Applied. At this time, in the nip region between the film member 41a and the developing roll 32, there are a positive charge 60 and a negative charge 61 that are ionized by molecules in the air due to discharge. Among these, the negative charge 61 moves to the developing roll 32 side by an electric field, and adheres to the toner on the surface side of the developing roll 32, thereby negatively charging the toner.
The negatively charged toner adheres to the developing roll 32 due to a mirror image force, and is used for development in a developing area which is a portion where the photosensitive drum 21 and the developing roll 32 are opposed to each other.

一方、正電荷60はフィルム部材41a側のトナー粒子に付着してこのトナーを正極性(逆極性)に帯電させてしまう。この正帯電した逆極性トナーは鏡像力によりフィルム部材41aに付着し、蓄積してしまう。
そこで、本実施の形態においては、清掃モードとして、切替スイッチ431を除電バイアス電源433側に接続することにより、除電バイアスを印加し、フィルム部材41aに付着し、蓄積した逆極性トナーを除去することができる。
すなわち、図6(b)に示すように、帯電シート41の導電部には放電開始電圧以上の電圧が印加されており、電界が作用し、放電により電離した空気中分子の電荷のうち、負電荷61はフィルム部材41a側に移動し、フィルム部材41aに付着している逆極性(正極性)トナーに付着して、この正極性のトナーを除電させる。この除電されたトナーは、交流電界成分の振動作用及び現像ロール32との摺擦力によりフィルム部材41aから剥離される。
On the other hand, the positive charge 60 adheres to the toner particles on the film member 41a side and charges the toner to positive polarity (reverse polarity). The positively charged reverse polarity toner adheres to and accumulates on the film member 41a due to a mirror image force.
Therefore, in the present embodiment, as the cleaning mode, by connecting the changeover switch 431 to the neutralization bias power source 433 side, a neutralization bias is applied, and the accumulated reverse polarity toner attached to the film member 41a is removed. Can do.
That is, as shown in FIG. 6B, a voltage equal to or higher than the discharge start voltage is applied to the conductive portion of the charging sheet 41, and an electric field acts on the negative charge of the molecules in the air ionized by the discharge. The electric charge 61 moves to the film member 41a side, adheres to the reverse polarity (positive polarity) toner adhering to the film member 41a, and discharges the positive polarity toner. The discharged toner is peeled off from the film member 41 a by the vibration action of the alternating electric field component and the rubbing force with the developing roll 32.

更に、一部のトナーは負電荷61により負極性に帯電され、フィルム部材41a側に再度付着することがあるが、画像作成モード時に負極性の定電流が印加されることによってフィルム部材41aから剥離される。
一方、電離した正電荷60が現像ロール32側のトナー粒子に付着することにより、一部のトナーは逆極性の正極性に帯電してしまう。この正帯電したトナーは鏡像力により現像ロール32に付着し、トナー供給ロール34との対向部位にて飛翔するトナーによって剥離される。
このような現像ロール32側の逆極性トナーの帯電量を抑制させるためには直流成分の電流値は、例えば、+4μA程度の低い値に設定することが好ましい。
Furthermore, some toner is negatively charged by the negative charge 61 and may adhere again to the film member 41a side. However, the toner is peeled off from the film member 41a by applying a negative constant current in the image forming mode. Is done.
On the other hand, the positively charged ionized 60 adheres to the toner particles on the developing roll 32 side, so that a part of the toner is charged to a positive polarity with a reverse polarity. The positively charged toner adheres to the developing roll 32 due to a mirror image force, and is peeled off by the toner flying at a portion facing the toner supply roll 34.
In order to suppress the charge amount of the reverse polarity toner on the developing roll 32 side, it is preferable to set the current value of the DC component to a low value of about +4 μA, for example.

次に、清掃モード時の現像バイアスについて詳述する。
上述した様に、清掃モード時に現像ロール32上に転移したトナーは、逆極性の正電荷60あるいはゼロ電荷を保有しながら現像領域を通過してトナー供給部(トナー供給ロール34)にて回収される。このとき、現像ロール32の感光体ドラム21との対向部位には、正電荷60あるいはゼロ電荷に近いトナーが感光体ドラム21側に転移しないような現像バイアスを印加する必要がある。
すなわち、本実施の形態では、感光体ドラム21表面が均一に、例えば−600Vに帯電された非画像領域を保持して回転するものであるとすると、フィルム部材41aから回収されたトナーが現像領域を通過する際には、現像ロール32に現像バイアスとして−600Vより絶対値の大きい、例えば−750Vの現像バイアスを印加することによって、廃トナーを現像ロール32側に保持させることができる。一方、それ以外のタイミングにおいては、現像バイアスとして−600Vより絶対値の小さい、例えば−300Vを印加するようにすれば、正規に帯電されている負極性のトナーが感光体ドラム21上の非画像形成部に転移することなく、かぶり現象を防止することができる。
Next, the developing bias in the cleaning mode will be described in detail.
As described above, the toner transferred onto the developing roll 32 in the cleaning mode passes through the developing area while having a positive charge 60 or zero charge having a reverse polarity, and is collected by the toner supply unit (toner supply roll 34). The At this time, it is necessary to apply a developing bias to a portion of the developing roll 32 facing the photosensitive drum 21 so that toner having a positive charge 60 or near zero charge does not transfer to the photosensitive drum 21 side.
That is, in the present embodiment, assuming that the surface of the photosensitive drum 21 rotates uniformly while holding a non-image area charged to, for example, −600 V, the toner collected from the film member 41a is developed. When passing through, waste toner can be held on the developing roll 32 side by applying a developing bias having a larger absolute value than −600 V, for example, −750 V, as the developing bias to the developing roll 32. On the other hand, at other timings, the negatively charged toner that is normally charged becomes non-image on the photosensitive drum 21 by applying a developing bias having an absolute value smaller than −600 V, for example, −300 V. The fog phenomenon can be prevented without transferring to the formation portion.

本実施の形態によれば、帯電シート41上から回収された廃トナーは、除電されているので、トナー同士の凝集が解消される。そのため、この回収されたトナーを再度現像ロール32に供給する際に生ずる虞れのあるトナーの薄層形成のムラを解消させることができると共に、トナー帯電量が安定し、高画質を得ることが可能になる。
更に、帯電部材としては、トナーへ与えるストレスの小さい帯電シート41を用いることにより、トナーへのストレスを小さくすることができるため、柔らかいトナーを使用できる。このように、柔らかいトナーを使用できれば、低温定着化が可能になるため、画像形成装置の消費エネルギーの削減に繋がる。
According to the present embodiment, since the waste toner collected from the charged sheet 41 has been neutralized, aggregation of the toner is eliminated. Therefore, unevenness in the formation of a thin layer of toner that may occur when the collected toner is supplied again to the developing roll 32 can be eliminated, the toner charge amount can be stabilized, and high image quality can be obtained. It becomes possible.
Furthermore, as the charging member, the use of the charging sheet 41 that exerts a small stress on the toner can reduce the stress on the toner, so that a soft toner can be used. Thus, if soft toner can be used, low-temperature fixing can be achieved, leading to reduction of energy consumption of the image forming apparatus.

また、本実施の形態では、フィルム部材41aの表面に付着した逆極性トナーやゼロ帯電に近いトナーが常に除電、回収されるため、フィルム部材41aは常にリフレッシュされた状態を維持できる。また、本実施の形態は、トナー供給性に優れ均一なトナー層が形成されるのに加え、フィルム部材41aがリフレッシュ状態を維持できるため、より安定したトナー層の形成が可能になる。更に、現像ロール32上のトナーがフィルム部材41aに確実に接触するため、使用期間や使用頻度に関係なく、正規のトナー帯電極性を得ることが可能になる。
更にまた、本実施の形態によれば、フィルム部材41aの表面には逆極性トナー及びゼロ帯電トナーが堆積せず、フィルム部材41aの抵抗値が不変であるため、バイアス印加方式として、定電圧制御を採用したとしても、定電流を維持させることが可能である。したがって、定電圧制御のバイアス印加方式を採用することも可能である。
Further, in the present embodiment, the reverse polarity toner attached to the surface of the film member 41a and the toner close to zero charge are always removed and collected, so that the film member 41a can always maintain a refreshed state. Further, according to the present embodiment, a uniform toner layer having excellent toner supply property is formed, and the film member 41a can maintain a refreshed state, so that a more stable toner layer can be formed. Furthermore, since the toner on the developing roll 32 is surely in contact with the film member 41a, it is possible to obtain a normal toner charging polarity regardless of the period of use and frequency of use.
Furthermore, according to the present embodiment, the reverse polarity toner and the zero charged toner are not deposited on the surface of the film member 41a, and the resistance value of the film member 41a is not changed. Even if is adopted, it is possible to maintain a constant current. Therefore, it is also possible to employ a constant voltage control bias application method.

また、本実施の形態においては、特有の供給バイアスが印加されているため、トナー供給性を極めて良好に保つことができる。
つまり、通常、トナー粒子がトナーホッパ36の内壁やアジテータと摺擦すると、トナーは両極性電荷を帯びることから、供給バイアスの交番電界作用により一部のトナー粒子が現像ロール32側に付着することとなる。このとき、供給バイアスの小さい交番電界により、トナー粒子がギャップ間で往復振動を行う結果、現像ロール32上に付着したトナーは均一な薄層を構成する。また、供給バイアスのデューティ比が小さく、非作用時間を長く取っていることから、現像ロール32上に付着したトナーの帯電量も少なくて済む。
In this embodiment, since a specific supply bias is applied, toner supply performance can be kept extremely good.
That is, normally, when the toner particles are rubbed against the inner wall of the toner hopper 36 or the agitator, the toner has a bipolar charge, so that some toner particles adhere to the developing roll 32 side due to the alternating electric field effect of the supply bias. Become. At this time, as a result of the reciprocal vibration of the toner particles between the gaps due to the alternating electric field having a small supply bias, the toner adhering to the developing roll 32 forms a uniform thin layer. Further, since the duty ratio of the supply bias is small and the non-operation time is long, the charge amount of the toner attached on the developing roll 32 can be reduced.

仮に、供給バイアスとして直流電界のみを印加すると、現像ロール32上に形成されるトナー層は帯電量が多く、厚みむらの大きな不均一な層が形成されることになる。
すなわち、現像ロール32とトナー供給ロール34との間に印加された供給バイアスによって、現像ロール32へ帯電量の少ない所定量のトナーが供給され、現像ロール32上には均一で表面電位の小さなトナー層が形成されるようになる。
If only a DC electric field is applied as the supply bias, the toner layer formed on the developing roll 32 has a large amount of charge, and a non-uniform layer with large thickness unevenness is formed.
That is, a predetermined amount of toner with a small charge amount is supplied to the developing roll 32 by a supply bias applied between the developing roll 32 and the toner supply roll 34, and the toner is uniform and has a small surface potential on the developing roll 32. A layer is formed.

◎実施の形態2
図7は、本発明が適用された実施の形態2に係る現像装置30の概要を示す。同図において、本実施の形態は、実施の形態1の現像装置30(図3参照)と略同様に構成されるが、帯電部材に実施の形態1の帯電シート41の代わりに帯電ロール42を使用している点が異なる。尚、実施の形態1と同様な構成要素には同様の符号を付し、ここでは詳細な説明は省略する。
Embodiment 2
FIG. 7 shows an outline of the developing device 30 according to the second embodiment to which the present invention is applied. In this figure, the present embodiment is configured in substantially the same manner as the developing device 30 (see FIG. 3) of the first embodiment, but a charging roll 42 is used instead of the charging sheet 41 of the first embodiment as a charging member. Different points are used. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted here.

本実施の形態における帯電ロール42は、例えば、PVDFのチューブ内面に導電層を設けた可撓性チューブとし、このチューブの内面にはチューブを固定するための回転支持体を設け、可撓性チューブ表面を現像ロール32に当接又は近接配置したものである。
また、帯電ロール42は、現像ロール32の周速に対し、例えば、0.5の周速比で対向部位で同方向に回転(With方向)させるようにしている。
The charging roll 42 in the present embodiment is, for example, a flexible tube in which a conductive layer is provided on the inner surface of the PVDF tube, and a rotary support for fixing the tube is provided on the inner surface of the tube. The surface is in contact with or close to the developing roll 32.
Further, the charging roll 42 is rotated in the same direction (within the direction) at the facing portion with a peripheral speed ratio of 0.5, for example, with respect to the peripheral speed of the developing roll 32.

本実施の形態においても、実施の形態1と同様の効果を奏する。
尚、本実施の形態では、帯電ロール42として、可撓性チューブを中空体に被せる構成としたが、これに限らず可撓性チューブの両端内部に設けた円形支持板に可撓性チューブを固定し、これら両端の円形支持板間を可撓性チューブ内径より十分に小さい外径をもつ棒状部材で連結して可撓性チューブの両端部以外を現像ロール32に当接又は近接配置してもよい。このように、可撓性チューブを現像ロール32に圧接する構成にしても、可撓性を備えているため、トナーに与えるストレスは小さくなり、また、帯電時のニップ域を広く(現像ロール32の周長方向)保つことができ、安定した帯電制御が可能になる。
更に、本例では設けていないが、図7中、仮想線で示すように、帯電ロール42表面のクリーニング性を上げるため、帯電ロール42の現像ロール32との略反対側には、帯電ロール42上の付着トナーを掻き取る、例えばPET(ポリエステル)シートからなる掻き取り部材44を設けてもよい。
Also in this embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
In the present embodiment, the charging roll 42 is configured to cover the flexible tube with the hollow body. However, the present invention is not limited to this, and the flexible tube is attached to the circular support plate provided inside the both ends of the flexible tube. The circular support plates at both ends are connected by a rod-shaped member having an outer diameter sufficiently smaller than the inner diameter of the flexible tube, and the other ends of the flexible tube are in contact with or close to the developing roll 32. May be. As described above, even if the flexible tube is pressed against the developing roll 32, since it is flexible, the stress applied to the toner is reduced, and the nip area during charging is widened (developing roll 32). (Peripheral length direction) can be maintained, and stable charge control becomes possible.
Further, although not provided in this example, as shown by a phantom line in FIG. 7, in order to improve the cleaning property of the surface of the charging roll 42, the charging roll 42 is disposed on the opposite side of the charging roll 42 from the developing roll 32. A scraping member 44 made of, for example, a PET (polyester) sheet may be provided to scrape off the attached toner.

◎実施例1
本実施例は、実施の形態1に係る現像装置モデルを具現化したものであり、本実施の形態に係る現像装置モデルの性能を確認した。また、本実施例の性能を比較する上で、除電バイアス非印加方式の比較例(帯電バイアス電源のみを具備)を用い、そのときのフィルム部材へのトナー付着量及び帯電量を調べた。
本実施例及び比較例は、図8(a),(b)に示すように、トナーを担持搬送する現像ロール100と、現像ロール100に対向配置されトナーを層厚規制すると共に当該トナーを帯電する帯電シート101とを配設し、帯電シート101のフィルム部材101aによって、現像ロール100上のトナーを層厚規制させた後に、フィルム部材101aと現像ロール100との電位差が0の状態で、静かにフィルム部材101aを引き離し、ニップ部における各部材上のトナー層の特性を測定したものである。
Example 1
In this example, the developing device model according to the first embodiment is embodied, and the performance of the developing device model according to the present embodiment was confirmed. In order to compare the performance of the present embodiment, a comparative example of a static elimination bias non-application method (comprising only a charging bias power source) was used, and the toner adhesion amount and the charge amount at that time were examined.
In this embodiment and the comparative example, as shown in FIGS. 8A and 8B, the developing roll 100 carrying and transporting the toner, the toner roll is disposed opposite to the developing roll 100, and the toner is charged with the layer thickness. The charging sheet 101 is disposed, and the toner on the developing roll 100 is regulated in layer thickness by the film member 101a of the charging sheet 101. Then, the potential difference between the film member 101a and the developing roll 100 is zero in a quiet state. The film member 101a was pulled apart, and the characteristics of the toner layer on each member in the nip portion were measured.

本実施例における現像条件は以下の通りである。
・現像ロール:SUSロール,直径30mm,鏡面仕上げ(算術平均粗さ=0.145μm,最大高さ=1.801μm,十点平均粗さ=1.118μm),周速220mm/sec
・トナー供給ロール:SUSロール,直径20mm,鏡面仕上げ(現像ロールと同仕様),周速440mm/sec
・現像ロールとトナー供給ロールとの配置:ギャップ100μm,対向部位で互いに同方向(With方向)に回転
・帯電シート:ポリフッ化ビニリデン(PVDF)のフィルム部材(体積抵抗率1×1010Ω・cm,50μm厚)
・現像ロールとフィルム部材との接触ニップ:幅(現像ロールの周長方向)約10mm,接触圧10g/cm
・帯電バイアス:直流定電流値−10μA
・除電バイアス:直流定電流値+4μA+交流電圧(周波数2kHz、ピーク間電圧Vpp500V)
尚、現像ロールの表面粗さの測定は、JIS B0601−1994に準拠し、(株)東京精密製Surfcom1400Aにて、ロールの円周方向に沿って測定長1.5mm、カットオフ波長0.25mm、測定速度0.3mm/secの条件で測定した。
The development conditions in this example are as follows.
Developing roll: SUS roll, diameter 30 mm, mirror finish (arithmetic average roughness = 0.145 μm, maximum height = 1.801 μm, ten-point average roughness = 1.118 μm), peripheral speed 220 mm / sec
Toner supply roll: SUS roll, diameter 20 mm, mirror finish (same specifications as developing roll), peripheral speed 440 mm / sec
Arrangement of developing roll and toner supply roll: gap 100 μm, rotating in the same direction (with direction) at opposite parts. Charged sheet: polyvinylidene fluoride (PVDF) film member (volume resistivity 1 × 10 10 Ω · cm , 50μm thickness)
-Contact nip between the developing roll and the film member: width (perimeter direction of the developing roll) of about 10 mm, contact pressure of 10 g / cm
・ Charging bias: DC constant current value -10μA
-Static elimination bias: DC constant current value + 4 μA + AC voltage (frequency 2 kHz, peak-to-peak voltage Vpp 500 V)
The surface roughness of the developing roll was measured in accordance with JIS B0601-1994, with a measurement length of 1.5 mm and a cutoff wavelength of 0.25 mm along the circumferential direction of the roll using Surfcom 1400A manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. The measurement speed was 0.3 mm / sec.

比較例は、図8(a)の作用図に示すように、フィルム部材101aに付着した堆積トナー102によって、現像ロール100上のトナーに対して充分な層厚規制及び帯電規制を行うことができなかった。
すなわち、フィルム部材101a側の堆積トナー102のトナー量は、単位面積当たり約2mg/cm(フィルム全体に付着したトナー重量を測定し、トナーが付着している面積で割った値)であった。また、ニップ域内の現像ロール100上のトナー量は、ブックテープによって測定したところ約1.9mg/cmであった。一方、ニップ域通過後の現像ロール100上のトナー量は0.83mg/cmであった。
このように、比較例によれば、ニップ域には2mg/cm+1.9mg/cm=約3.9mg/cmのトナーが存在する一方、ニップ域通過後のトナー量は0.83mg/cmであり、ニップ域通過後のトナーはニップ域のトナー量の4分の1程度しか存在しないことが確認された。
In the comparative example, as shown in the operation diagram of FIG. 8A, sufficient layer thickness regulation and charging regulation can be performed on the toner on the developing roll 100 by the deposited toner 102 attached to the film member 101 a. There wasn't.
That is, the toner amount of the deposited toner 102 on the film member 101a side was about 2 mg / cm 2 per unit area (the value obtained by measuring the toner weight attached to the entire film and dividing by the area where the toner is attached). . The amount of toner on the developing roll 100 in the nip area was about 1.9 mg / cm 2 as measured with a book tape. On the other hand, the toner amount on the developing roll 100 after passing through the nip region was 0.83 mg / cm 2 .
Thus, according to the comparative example, while the nip region exists in the toner is 2mg / cm 2 + 1.9mg / cm 2 = about 3.9 mg / cm 2, the toner amount after nip pass is 0.83mg / Cm 2 , and it was confirmed that the toner after passing through the nip region was present only about a quarter of the amount of toner in the nip region.

また、トレック社製q/Mメータを用いトナー帯電量(比電荷量)を測定したところ、フィルム部材101a側に付着した堆積トナー102のトナー帯電量は+7μC/gであった。また、ニップ域内の現像ロール100上のトナー帯電量は−2.6μC/gであった。更に、ニップ域通過後の現像ロール100上のトナー帯電量は−9.6μC/gであった。
このように、比較例によれば、ニップ域に搬送されるトナーはフィルム部材101aの表面に付着する堆積トナー102の存在によりニップ部通過時にトナー層の表面層がフィルム部材101aに接触せず、所望の帯電量を得ることができないことが確認された。
Further, when the toner charge amount (specific charge amount) was measured using a Trek q / M meter, the toner charge amount of the deposited toner 102 adhering to the film member 101a side was +7 μC / g. The toner charge amount on the developing roll 100 in the nip area was −2.6 μC / g. Further, the toner charge amount on the developing roll 100 after passing through the nip region was −9.6 μC / g.
As described above, according to the comparative example, the toner conveyed to the nip area does not come into contact with the film member 101a when the toner layer passes through the nip due to the presence of the accumulated toner 102 attached to the surface of the film member 101a. It was confirmed that the desired charge amount could not be obtained.

これに対し、本実施例のトナー量は、図8(b)の作用図に示すように、フィルム部材101aに付着する堆積トナー102がほとんど付着せず、良好なトナー量及びトナー帯電量を得ることができた。
すなわち、フィルム部材101a側に付着したトナー量は極少量の約0.01mg/cm、ニップ域内の現像ロール100上のトナー量は0.7mg/cm、一方、ニップ域通過後の現像ロール100上のトナー量は0.6mg/cmであった。
また、トナー帯電量を測定したところ、フィルム部材101a側に付着したトナーは極少量で測定不能、ニップ域内の現像ロール100上のトナーの帯電量は−20μC/g、一方、ニップ域通過後の現像ロール100上のトナーの帯電量は−32μC/gであった。
On the other hand, as shown in the operation diagram of FIG. 8B, the toner amount of the present embodiment hardly deposits the deposited toner 102 attached to the film member 101a, and obtains a good toner amount and toner charge amount. I was able to.
That is, the amount of toner adhering to the film member 101a side is a very small amount of about 0.01 mg / cm 2 , and the amount of toner on the developing roll 100 in the nip area is 0.7 mg / cm 2 , while the developing roll after passing through the nip area The toner amount on 100 was 0.6 mg / cm 2 .
Further, when the toner charge amount was measured, the amount of toner adhering to the film member 101a side was too small to be measured. The charge amount of the toner on the developing roll 100 was −32 μC / g.

以上のことから、本実施例によれば、除電バイアスによりフィルム部材の表面に付着した逆極性トナーやゼロ帯電に近いトナーが常に除電、回収されるため、フィルム部材表面は常にリフレッシュされることが確認された。これにより、トナーに対して安定した層厚規制が行われると共に、帯電バイアスによるトナーへの帯電が安定して行われることが確認された。   From the above, according to the present embodiment, the reverse polarity toner or the toner close to zero charge that has adhered to the surface of the film member due to the neutralization bias is always neutralized and collected, so that the surface of the film member is always refreshed. confirmed. As a result, it was confirmed that stable layer thickness regulation was performed on the toner and that the toner was stably charged by the charging bias.

◎実施例2
本実施例は、実施例1と同様の構成にて、供給バイアスのデューティ比を変えたときの現像ロール上に供給されたトナー層のトナー供給量及びトナー層表面電位を測定したものである。
そして、現像ロールとトナー供給ロールとの間へ印加する供給バイアスとしては、図4の電圧波形で、ピーク間電圧Vppが1.5kV、周波数が2kHzとなるように調整した。
Example 2
In this embodiment, the toner supply amount and the toner layer surface potential of the toner layer supplied onto the developing roll when the duty ratio of the supply bias is changed are measured with the same configuration as in the first embodiment.
The supply bias applied between the developing roll and the toner supply roll was adjusted so that the peak-to-peak voltage Vpp was 1.5 kV and the frequency was 2 kHz in the voltage waveform of FIG.

結果は、図9に示すように、トナー供給量はデューティ比に比例して増加する傾向が確認された。また、トナー層表面電位は、デューティ比0.6程度までは0〜5V程度であったが、それを超えると急激に変化し、トナー層の表面電位(絶対値)が増加する傾向が確認された。
本実施例では、トナー供給時にトナーに対する積極的な摩擦力は加えておらず、トナーの帯電量はかなり小さいものと推測され、結果もそれを反映したものであった。
この結果から、現像ロールでのトナー供給量(トナー付着量に相当)を6〜14g/m程度と薄層にした場合には、トナー層表面電位は0〜+5V程度と小さくなることから、このような薄層のトナー層を供給することで、供給されたトナーは殆ど帯電していないレベルと判断して差し支えないことが確認された。また、トナー供給量が14g/mを超えると、トナー層厚が厚くなることも手伝って、トナー層表面電位(絶対値)が急に大きくなり、帯電時への影響が懸念されるようになる。
As a result, as shown in FIG. 9, it was confirmed that the toner supply amount tends to increase in proportion to the duty ratio. The toner layer surface potential was about 0 to 5 V until the duty ratio was about 0.6. However, when the toner layer surface potential was exceeded, the toner layer surface potential changed rapidly, and the toner layer surface potential (absolute value) tended to increase. It was.
In this embodiment, no positive frictional force was applied to the toner when the toner was supplied, and the charge amount of the toner was estimated to be quite small, and the result also reflected this.
From this result, when the toner supply amount (corresponding to the toner adhesion amount) on the developing roll is made as thin as about 6 to 14 g / m 2 , the toner layer surface potential becomes as small as about 0 to +5 V. It was confirmed that by supplying such a thin toner layer, the supplied toner can be judged to be at an almost uncharged level. Further, when the toner supply amount exceeds 14 g / m 2 , the toner layer surface potential (absolute value) suddenly increases due to the increase in the toner layer thickness, and there is a concern about the influence on charging. Become.

そして、特に、トナー供給量を10g/m以下にすることで、トナー層表面電位も小さく確保され、帯電時の均一な帯電制御が一層可能になり、トナーへのストレスも一層低減させることができるということが理解される。
その後、更に、現像ロールとトナー供給ロールとのギャップを50〜400μmとして、上記と同様の評価を行ったところ、同様の効果が得られることが確認された。
以上のことから、充分均一なトナー層が形成され、その後の均一な帯電制御が可能であり、トナーへのストレス付与も小さいことが理解された。
In particular, when the toner supply amount is 10 g / m 2 or less, the surface potential of the toner layer is kept small, uniform charge control at the time of charging is further possible, and stress on the toner can be further reduced. It is understood that it can be done.
Thereafter, when the same evaluation as described above was performed with the gap between the developing roll and the toner supply roll being 50 to 400 μm, it was confirmed that the same effect was obtained.
From the above, it has been understood that a sufficiently uniform toner layer is formed, the subsequent uniform charge control is possible, and the stress applied to the toner is small.

本発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the image development apparatus concerning this invention. 本発明が適用された実施の形態1の画像形成装置を示す説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment to which the present invention is applied. (a)は実施の形態1の現像装置を示す説明図であり、(b)はバイアス切替手段を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the developing device of Embodiment 1, (b) is explanatory drawing which shows a bias switching means. 実施の形態1の供給バイアスの波形を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a waveform of a supply bias according to the first embodiment. 実施の形態1のバイアス切替処理のフローチャートを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a flowchart of bias switching processing according to the first embodiment. (a),(b)は実施の形態1のニップ域内のトナーの作用を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows the effect | action of the toner in the nip area | region of Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係る現像装置の概要を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an overview of a developing device according to a second embodiment. (a)は比較例の現像装置の要部を示す説明図、(b)は実施例の現像装置の要部を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the principal part of the developing apparatus of a comparative example, (b) is explanatory drawing which shows the principal part of the developing apparatus of an Example. 実施例2の結果を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the results of Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1…像担持体,2…現像剤担持体,3…現像剤供給部材,4…帯電部材,5…バイアス電源,6…帯電バイアス印加手段,7…除電バイアス印加手段,8…バイアス切替手段,G…現像剤   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image carrier, 2 ... Developer carrier, 3 ... Developer supply member, 4 ... Charging member, 5 ... Bias power supply, 6 ... Charging bias application means, 7 ... Static elimination bias application means, 8 ... Bias switching means, G ... Developer

Claims (9)

静電潜像が担持される像担持体に対向し且つ回転可能で表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、
現像剤担持体の回転方向上流側に固定端を有し且つ当該回転方向下流側が自由端となるように配置されるフィルム部材からなり、現像剤担持体上の現像剤に接触又は近接して当該現像剤を帯電規制する帯電部材と、
この帯電部材に所定のバイアスを印加するバイアス電源とを備え、
バイアス電源は、
画像形成時に帯電部材及び現像剤担持体間にて予め決められた極性の帯電バイアスが印加され、この帯電バイアスによる放電に伴って予め決められた帯電極性になるように現像剤担持体上の現像剤を帯電させる帯電バイアス印加手段と、
非画像形成時に帯電部材及び現像剤担持体間にて前記帯電バイアスとは反対極性の直流成分に交流成分を重畳した除電バイアスが印加され、この除電バイアスによる放電に伴って前記帯電部材に付着し且つ前記予め決められた帯電極性とは反対極性に帯電した現像剤を除電させる除電バイアス印加手段と、
帯電バイアス印加手段及び除電バイアス印加手段のうちいずれか一方が帯電部材と現像剤担持体との間に作用するように前記帯電バイアス印加手段及び前記除電バイアス印加手段の接続を切り替えるバイアス切替手段とを具備していることを特徴とする現像装置。
A developer carrying member that faces the image carrier on which the electrostatic latent image is carried and is rotatable and carries a developer on the surface;
Consists film member and the downstream side in the rotational direction has a rotation direction upstream side to the fixed end of the developer carrying member is disposed so that the free end, in contact or in proximity to the developer on the developer carrying member the A charging member that regulates charging of the developer;
A bias power source for applying a predetermined bias to the charging member;
Bias power supply
A charging bias polarity predetermined Te between the charging member and the developer carrying member at the time of image formation is applied, developed on the developer carrying member so that the charge polarity which is determined in advance in accordance with the discharge by the charging bias Charging bias applying means for charging the agent;
The hand the charging bias between the charging member and the developer carrying member at the time of non-image forming discharge bias obtained by superimposing an AC component on a DC component of the opposite polarity is applied, to adhere to the charging member with the discharge by the discharging bias And a neutralizing bias applying means for neutralizing a developer charged to a polarity opposite to the predetermined charging polarity ;
And a bias switching means for switching the connection of the charging bias applying means and said discharge bias applying means so that one acts between the charging member and the developer carrying member of the charging bias applying means and charge eliminating bias application means A developing device comprising:
静電潜像が担持される像担持体に対向し且つ回転可能で表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、
現像剤担持体との対向部位で現像剤担持体と同方向に回転し且つ周面が可撓性を有する回転体からなり、現像剤担持体上の現像剤に接触又は近接して当該現像剤を帯電規制する帯電部材と、
この帯電部材に所定のバイアスを印加するバイアス電源とを備え、
バイアス電源は、
画像形成時に帯電部材及び現像剤担持体間にて予め決められた極性の帯電バイアスが印加され、この帯電バイアスによる放電に伴って予め決められた帯電極性になるように現像剤担持体上の現像剤を帯電させる帯電バイアス印加手段と、
非画像形成時に帯電部材及び現像剤担持体間にて前記帯電バイアスとは反対極性の直流成分に交流成分を重畳した除電バイアスが印加され、この除電バイアスによる放電に伴って前記帯電部材に付着し且つ前記予め決められた帯電極性とは反対極性に帯電した現像剤を除電させる除電バイアス印加手段と、
帯電バイアス印加手段及び除電バイアス印加手段のうちいずれか一方が帯電部材と現像剤担持体との間に作用するように前記帯電バイアス印加手段及び前記除電バイアス印加手段の接続を切り替えるバイアス切替手段とを具備していることを特徴とする現像装置。
A developer carrying member that faces the image carrier on which the electrostatic latent image is carried and is rotatable and carries a developer on the surface;
Rotating and the circumferential surface in the developer carrying member in the same direction in the opposing portion between the developer carrier from the rotating member having flexibility, contact or in proximity to the developer on the developer carrying member the developer A charging member that regulates charging,
A bias power source for applying a predetermined bias to the charging member;
Bias power supply
A charging bias polarity predetermined Te between the charging member and the developer carrying member at the time of image formation is applied, developed on the developer carrying member so that the charge polarity which is determined in advance in accordance with the discharge by the charging bias Charging bias applying means for charging the agent;
The hand the charging bias between the charging member and the developer carrying member at the time of non-image forming discharge bias obtained by superimposing an AC component on a DC component of the opposite polarity is applied, to adhere to the charging member with the discharge by the discharging bias And a neutralizing bias applying means for neutralizing a developer charged to a polarity opposite to the predetermined charging polarity ;
And a bias switching means for switching the connection of the charging bias applying means and said discharge bias applying means so that one acts between the charging member and the developer carrying member of the charging bias applying means and charge eliminating bias application means A developing device comprising:
請求項1又は2に記載の現像装置において、
現像剤担持体の周囲のうち帯電部材の上流側に対向配置され且つ現像剤担持体に現像剤が供給される現像剤供給部材を備えることを特徴とする現像装置
The developing device according to claim 1 or 2 ,
A developing device comprising a developer supply member that is disposed opposite to the upstream side of the charging member in the periphery of the developer carrier and that supplies the developer to the developer carrier.
請求項1又は2に記載の現像装置において、
バイアス電源のバイアス切替手段は非画像形成時の所定期間に除電バイアス印加手段に接続を切り替えるものであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2 ,
2. A developing device according to claim 1, wherein the bias switching means of the bias power source switches the connection to the static elimination bias applying means during a predetermined period during non-image formation.
請求項1又は2に記載の現像装置において、
バイアス電源の帯電バイアス印加手段は直流定電流を印加するものであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2 ,
A developing device characterized in that the charging bias applying means of the bias power source applies a DC constant current.
請求項1又は2に記載の現像装置において、
帯電部材は現像剤担持体との接触圧を20g/cm以下として配置されることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2 ,
The developing device, wherein the charging member is disposed with a contact pressure with the developer carrying member of 20 g / cm or less.
請求項1又は2に記載の現像装置において、
帯電部材は現像剤担持体とのニップ幅を3mm以上として配設されることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2 ,
The developing device, wherein the charging member is disposed with a nip width of 3 mm or more with respect to the developer carrying member.
請求項記載の現像装置において、
現像剤供給部材は、現像剤担持体に離間配置されると共に当該現像剤担持体との間に現像剤担持体への現像剤供給を促す供給バイアスが印加され且つ表面に担持された現像剤を現像剤担持体に供給することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 3 .
The developer supply member is spaced apart from the developer carrying member, and a supply bias for energizing the developer to the developer carrying member is applied between the developer carrying member and the developer carried on the surface. A developing device for supplying to a developer carrying member.
静電潜像が担持される像担持体と、この像担持体上の静電潜像を現像する請求項1乃至のいずれかに記載の現像装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 Imaging of an image bearing member on which an electrostatic latent image is carried, characterized by comprising a developing device according to any one of claims 1 to 8 for developing an electrostatic latent image on the image carrier apparatus.
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