JP5263675B2 - Developer supply device, development device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置が備える一成分の現像装置の現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給装置、一成分方式の現像装置、およびこれらを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention includes a developer supply device that supplies a developer to a developer carrier of a one-component developing device provided in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copier, a one-component developing device, and the like. The present invention relates to an image forming apparatus.
従来の一成分現像装置としては、潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段としてローラ状の現像剤供給ローラを備えたものが有る。図6に従来の一成分現像装置の一例を示す。図6に示す現像装置10は、潜像担持体である感光体21に対向する現像剤担持体である現像ローラ22に現像剤を供給するローラ状の現像剤供給部材である現像剤供給ローラ412を備える。このような現像剤供給ローラとしては可とう性を有する発泡性材料からなるローラ、所謂スポンジローラを備えるものが用いられる。
図7は、図6に示す現像装置10の現像剤供給ローラ412から現像ローラ22への現像剤の受け渡しの様子を示す模式図である。図7に示すように、現像剤供給ローラ412を1成分現像剤であるトナーTを介して現像ローラ22に擦るような態様で接触させる。これにより、現像剤供給ローラ412が担持するトナーTを摩擦帯電させつつ、現像ローラ22に付着させることができる。その結果、トナーTの帯電と現像ローラ22へのトナーTの供給を行うことができる。
このような現像ローラ22へのトナーTの供給時にトナーTに強いストレスが与えられるので樹脂で形成されたトナーが劣化し易い。具体的にはトナー母体の周りに付着させている流動化粒子と呼ばれるシリカ、チタン等の添加剤のトナー樹脂内部への埋没であり、埋没する事で流動性が低下して現像ローラ22にトナーTが付着しやすくなる。更に摩擦熱も加わることによりトナーTが溶解することがあり、トナーTが溶解すると、所謂、現像ローラ22へのフィルミングと呼ばれる状態が発生する。そして、トナーTが現像ローラ22との摩擦帯電によって帯電する構成では現像ローラ22の表面がトナーTの樹脂で覆われてしまうことでトナーT同士の摩擦帯電と同じ状態となってしまう。その結果、トナーTの帯電状態が所定の極性、帯電量が得られない状態となって地汚れが発生し易くなると共に、現像量が低下して画像品質が低下する。
なお、近年、環境問題にも関わり画像形成装置の消費エネルギー低減の観点から、特に定着で消費するエネルギーを低減する為にトナーの溶解温度を低下させている。トナーTの溶解温度が低いと現像ローラ22への供給時の摩擦熱によってトナーTが溶解し易く、現像ローラ22へのフィルミングが発生しやすくなる。また、定着時の定着部材に対するトナーの離型性を良くするために従来の定着部材へのオイル塗布からトナー内にワックス材料を混合・添加する方式が多く行われてきている。このようなワックスもトナーTの溶解時にトナーTが現像ローラ22に付着し易くさせ、フィルミングが発生する原因となる。これらの点も併せて上述した地汚れや画像品質の低下といった問題に対する更なる加速要因となってきている。
As a conventional one-component developing device, there is one provided with a roller-like developer supply roller as developer supply means for supplying a developer to a developer carrier for developing a latent image on the latent image carrier. FIG. 6 shows an example of a conventional one-component developing device. A developing
FIG. 7 is a schematic diagram showing how the developer is transferred from the
When the toner T is supplied to the developing
In recent years, from the viewpoint of reducing energy consumption of the image forming apparatus due to environmental problems, the melting temperature of the toner has been lowered particularly in order to reduce energy consumed for fixing. When the melting temperature of the toner T is low, the toner T is easily dissolved by frictional heat at the time of supply to the developing
上述したような現像剤供給部材を現像剤を介して現像剤担持体に擦るような状態で接触させることに起因する問題の発生を防止可能な構成として、特許文献1に記載の現像装置がある。
特許文献1に記載の現像装置では、現像剤供給部材として、現像ローラに近接するように配置され、導電性を有するワイヤ状部材を備えている。このワイヤ状部材は、現像剤担持体との間の電位差が放電開始電圧以上となり、且つ、ワイヤ状部材から現像ローラへ現像剤の帯電極性と同極性の電流が流れるように電圧が印加されている。特許文献1の現像装置では、放電によってワイヤ状部材近傍のトナーが帯電し、ワイヤ状部材から現像ローラへの電流によって帯電したトナーが現像ローラへ向かい、帯電したトナーが現像ローラ上に供給される。このような構成であれば、現像剤の帯電及び現像ローラへの現像剤の供給に現像剤を擦る必要がない。よって、図6や図7を用いて説明した従来の現像装置のように、現像剤供給ローラを現像剤を介して現像ローラに擦るような状態で接触させることに起因する問題の発生を防止できる。
As a configuration capable of preventing the occurrence of problems caused by contacting the developer supply member as described above in a state of rubbing against the developer carrier via the developer, there is a developing device described in
In the developing device described in
しかしながら、特許文献1の現像装置では、現像ローラとワイヤ状部材とが近接する位置よりも現像ローラの表面移動方向上流側で現像ローラ表面が現像剤の溜まり部を通過する。そして、現像剤が現像ローラの表面移動に連れ回ることでワイヤ状部材と現像ローラとが近接する位置に現像剤が搬送される。従って、現像ローラ表面が現像剤の溜まり部を通過するときに、現像ローラの表面移動に連れまわらず溜まり部に滞留する現像剤と現像ローラ表面とが擦るような状態で接触することになる。よって、現像ローラが担持・搬送しない現像剤に対して、現像ローラがストレスを加えることになる。
However, in the developing device of
そこで、本出願人は、特願2008−205124号において、次のような現像装置を提案した。すなわち、現像ローラとの間に間隔を有するように現像ローラの下方に配置され、気流を放出するための複数の開口を備えた気流放出部材と、気流放出部材の下方に配置され、負極性の電荷を放出する電荷放出部材とを有している。気流放出部材は電荷が通過可能となっている。また、現像ローラよりも電荷放出部材の方が負極性の電位が高くなるように、現像ローラと電荷放出部材との間に電位差を設けている。そして、気流放出部材の開口から上方に向かって気流を放出するエアポンプが設けられた現像装置である。かかる構成を有することで、気流放出部材と現像ローラとの間に供給された現像剤が、気流放出部材の開口から上方に向かって放出された気流によって撹乱され流動化される。また、現像ローラよりも電荷放出部材の方が負極性の電位が高くなっているので、電荷放出部材から放出された負極性の電荷は現像ローラと電荷放出部材との電位差によって上方の現像ローラに向かって移動する。電荷放出部材の上方、且つ、現像ローラの下方には電荷が通過可能な気流放出部材があり、その上方には開口から上方に向かって放出された気流により流動化した現像剤がある。このため、電荷放出部材から放出され上方に向かった電荷は現像剤の粒子に衝突し、現像剤を帯電せしめる。帯電した現像剤は、電荷放出部材と現像ローラとの電位差によって現像ローラに向かって移動し、現像ローラに担持されることによって、現像ローラへの現像剤の供給が成される。
このとき、現像ローラと気流放出部との間で流動化している現像剤の嵩が現像ローラに接触しない程度の嵩であれば、現像ローラが担持・搬送しない現像剤に現像ローラが接触しない。よって、現像ローラが担持・搬送しない現像剤に対して現像ローラからのストレスを加えることはない。また、現像剤の嵩が現像ローラに接触する程度の嵩であっても、流動化している現像剤は移動し易い。このため、現像ローラが担持・搬送しない現像剤に擦るように接触しても従来の現像ローラが滞留する現像剤に擦るように接触する構成に比べて、現像ローラが担持・搬送しない現像剤のストレスを十分に低減することができる。
Therefore, the present applicant has proposed the following developing device in Japanese Patent Application No. 2008-205124. That is, an airflow discharge member that is disposed below the development roller so as to have a gap between the development roller and that has a plurality of openings for discharging an airflow, and is disposed below the airflow discharge member, and has a negative polarity. A charge discharging member that discharges charges. The airflow discharge member can pass electric charges. In addition, a potential difference is provided between the developing roller and the charge discharging member so that the charge discharging member has a higher negative potential than the developing roller. The developing device is provided with an air pump that discharges airflow upward from the opening of the airflow discharge member. With this configuration, the developer supplied between the airflow discharge member and the developing roller is disturbed and fluidized by the airflow released upward from the opening of the airflow discharge member. In addition, since the negative charge potential of the charge discharging member is higher than that of the developing roller, the negative charge discharged from the charge discharging member is applied to the upper developing roller by the potential difference between the developing roller and the charge discharging member. Move towards. Above the charge releasing member and below the developing roller, there is an airflow releasing member through which charges can pass, and above that there is a developer fluidized by the airflow discharged upward from the opening. For this reason, the upward charge discharged from the charge release member collides with the developer particles and charges the developer. The charged developer moves toward the developing roller due to a potential difference between the charge releasing member and the developing roller, and is carried on the developing roller, whereby the developer is supplied to the developing roller.
At this time, if the volume of the developer fluidized between the developing roller and the airflow discharge portion is large enough not to contact the developing roller, the developing roller does not contact the developer that is not carried or conveyed by the developing roller. Therefore, stress from the developing roller is not applied to the developer that is not carried or conveyed by the developing roller. Further, even when the volume of the developer is such that it contacts the developing roller, the fluidized developer is easy to move. For this reason, the developer roller does not carry or carry the developer roller compared to the conventional construction in which the developer roller rubs against the developer that is not carried or transported, but the developer roller contacts the developer that stays. Stress can be sufficiently reduced.
しかしながら、特願2008−205124号で提案した現像装置においては、次のような課題が残っていた。すなわち、気流放出部材の開口から放出された気流によって、気流放出部材と現像ローラとの間に供給された現像剤が現像ローラに近づく。このとき、十分帯電していないトナーも現像ローラに静電的に付着してしまうおそれがあった。その結果、地汚れなどが生じる課題である。 However, in the developing device proposed in Japanese Patent Application No. 2008-205124, the following problems remain. That is, the developer supplied between the airflow releasing member and the developing roller approaches the developing roller by the airflow released from the opening of the airflow releasing member. At this time, there is a possibility that toner that is not sufficiently charged may electrostatically adhere to the developing roller. As a result, this is a problem that causes soiling and the like.
本発明は以上の課題点に鑑みなされたものであり、その目的は、一成分現像剤に対する電荷の付与と、電荷を付与した現像剤の現像剤担持体への供給とを現像剤に対して低ストレスで行うことができるとともに、弱帯電現像剤の現像剤担持体への付着を抑制することのできる現像剤供給装置、現像装置および画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide the developer with charge imparting to the one-component developer and supply of the developer imparted with charge to the developer carrier. It is an object to provide a developer supply device, a developing device, and an image forming apparatus that can be performed with low stress and can suppress adhesion of a weakly charged developer to a developer carrying member.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、表面移動する表面に一成分現像剤を担持し、潜像担持体上の潜像に該一成分現像剤を供給して潜像を現像する現像剤担持体に該一成分現像剤を供給する現像剤供給装置において、上記現像剤担持体との間に間隔を有するように対向配置され、前記一成分現像剤を表面上に保持し、その表面が無端移動して前記一成分現像剤を前記現像剤担持体との対向領域へ搬送する現像剤搬送部材と、該現像剤搬送部材に形成された吸引孔から空気を吸引して、前記現像剤搬送部材表面に一成分現像剤を吸着させる吸引手段と、前記現像剤搬送部材表面上の一成分現像剤が上記現像剤担持体との対向領域出口を通過する前までに、上記一成分現像剤と非接触で上記一成分現像剤に電荷を付与する電荷付与手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像剤供給装置において、前記対向領域において、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体との間に電位差を形成し、前記対向領域において前記現像剤搬送部材表面の一成分現像剤を前記現像剤担持体表面に静電的に付着させることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の現像剤供給装置において、上記現像剤搬送部材は、中空部を有し、表面と中空部とを連通する複数の吸引孔を備えた多孔質体で形成されており、前記電荷付与手段は、少なくとも電荷を放出する電荷放出部材を備え、前記電荷放出部材を前記現像剤担持体と対向するように、前記現像剤搬送部材の中空部に配置したたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の現像剤供給装置において、前記電荷付与手段は、前記電荷放出部材と対向する対向電極を有し、前記対向電極を、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との間に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項3または4の現像剤供給装置において、前記電荷放出部材として放電可能なワイヤチャージャを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項3乃至5いずれかの現像剤供給装置において、前記吸引孔の直径を一成分現像剤の直径よりも小さくしたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6いずれかの現像剤供給装置において、上記現像剤搬送部材との間に間隔を有するように該現像剤搬送部材の下方に配置され、上方に向かって気流を放出する気流放出手段と、上記現像剤搬送部材と該気流放出手段との間に上記一成分現像剤を移送する現像剤移送手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の現像剤供給装置において、前記現像剤移送手段として、現像剤ポンプを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、一成分の現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段とを有し、該現像剤担持体上の現像剤を潜像担持体上の潜像に供給して潜像を現像する現像装置において、上記現像剤供給手段として、請求項1乃至8いずれかの現像剤供給装置を備えることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、潜像担持体上の潜像に現像手段が一成分現像剤を付着させることにより該潜像を現像し、これにより得られたトナー像を最終的に記録材に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、上記現像手段として、請求項9の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
According to a second aspect of the present invention, in the developer supply apparatus according to the first aspect, a potential difference is formed between the developer conveying member and the developer carrying member in the facing region, and the development is performed in the facing region. The one-component developer on the surface of the agent conveying member is electrostatically adhered to the surface of the developer carrying member.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the developer supply apparatus according to the second aspect, wherein the developer conveying member has a hollow portion and includes a plurality of suction holes communicating the surface and the hollow portion. The charge applying means includes at least a charge releasing member that discharges charges, and the charge releasing member is disposed in a hollow portion of the developer conveying member so as to face the developer carrying member. It is characterized by that.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developer supply apparatus according to the third aspect, the charge applying unit includes a counter electrode facing the charge discharging member, and the counter electrode is connected to the developer carrying member and the developer carrier. It is arranged between the developer conveying member.
According to a fifth aspect of the present invention, in the developer supply device according to the third or fourth aspect, a dischargeable wire charger is used as the charge discharging member.
According to a sixth aspect of the present invention, in the developer supply device according to any of the third to fifth aspects, the diameter of the suction hole is made smaller than the diameter of the one-component developer.
According to a seventh aspect of the present invention, in the developer supply apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the developer conveying member is disposed below the developer conveying member so as to be spaced from the developer conveying member. An airflow discharge unit that discharges an airflow toward the surface, and a developer transfer unit that transfers the one-component developer between the developer transport member and the airflow discharge unit are provided.
The invention of claim 8 is characterized in that, in the developer supply apparatus of claim 7, a developer pump is used as the developer transfer means.
The invention according to claim 9 further comprises a developer carrying member carrying a one-component developer, and a developer supplying means for supplying the developer to the developer carrying member. A developing device for developing a latent image by supplying a developer to a latent image on a latent image carrier, comprising the developer supplying device according to any one of
According to the tenth aspect of the present invention, the developing unit develops the latent image by attaching a one-component developer to the latent image on the latent image carrier, and the resulting toner image is finally recorded on the recording material. In the image forming apparatus that performs image formation by transferring to the above, the developing device according to claim 9 is used as the developing means.
本発明によれば、吸引手段によって現像剤搬送部材に形成された吸引孔から空気を吸引して、現像剤搬送部材表面に一成分現像剤を吸着させるので、現像剤搬送部材から離れた位置にある現像剤を現像剤搬送部材表面に付着させることができる。このように、現像剤搬送部材に対して非接触の現像剤を現像剤搬送部材表面に付着させることができるので、現像剤搬送部材と現像剤とを接触させずに、現像剤搬送部材表面に現像剤を付着させることができる。よって、現像剤搬送部材が保持・搬送しない現像剤に現像剤搬送部材を接触させないことが可能となり、現像剤搬送部材が保持・搬送しない現像剤に対して現像剤搬送部材がストレスを加えることを抑制することが可能となる。
また、静電気力で現像剤搬送部材に現像剤を吸着させるようにしても、現像剤搬送部材に対して非接触の現像剤を現像剤搬送部材表面に付着させることができる。しかし。この場合、現像剤搬送部材に現像剤を静電的に吸着させる前に、現像剤を摩擦帯電させる必要が生じ、現像剤にストレスを加えることになる。一方、本発明は、空気吸引力で現像剤搬送部材に現像剤を吸着させるので、現像剤搬送部材に現像剤を吸着させる前に、現像剤を摩擦帯電させる必要が生じない。よって、静電気力で現像剤搬送部材に吸着させるものに比べて、現像剤に加わるストレスを低下することができる。
また、現像剤搬送部材表面上の一成分現像剤が現像剤担持体との対向領域出口を通過する前に、電荷付与手段で一成分現像剤に電荷を付与することで、現像剤を帯電させる。電荷付与手段は、現像剤と非接触で現像剤に電荷を付与するので、現像剤に接触して電荷を付与するものに比べて、現像剤に加わるストレスを低下することができる。
帯電した現像剤は、上記対向領域において、現像剤担持体と現像剤搬送部材との電位差によって、現像剤担持体へ静電的に移動し、現像剤搬送部材上の一成分現像剤が、現像剤担持体に供給される。このとき、現像剤搬送部材に吸着している現像剤の嵩が現像剤担持体に接触しない程度の嵩であれば、現像剤担持体が担持・搬送しない現像剤に現像剤担持体が接触しない。よって、現像剤担持体が担持・搬送しない現像剤に対して現像剤担持体がストレスを加えることはない。また、吸引手段の吸引力よりも静電引力が弱い弱帯電現像剤は、現像剤担持体側へ移動することがなく、現像剤搬送部材に吸着したままである。よって、現像剤担持体には、十分に帯電した現像剤のみが付着することになり、地汚れなどの画像品質の低下を抑制することができる。
According to the present invention, the one-component developer is adsorbed on the surface of the developer transport member by sucking air from the suction hole formed in the developer transport member by the suction means. A certain developer can be adhered to the surface of the developer conveying member. In this way, a developer that is not in contact with the developer conveying member can be adhered to the surface of the developer conveying member, so that the developer conveying member and the developer are not brought into contact with each other on the surface of the developer conveying member. Developer can be deposited. Therefore, it is possible to prevent the developer conveying member from contacting the developer that is not held or conveyed by the developer conveying member, and the developer conveying member applies stress to the developer that is not held or conveyed by the developer conveying member. It becomes possible to suppress.
Further, even when the developer is adsorbed to the developer transport member by electrostatic force, a developer that is not in contact with the developer transport member can be adhered to the surface of the developer transport member. However. In this case, it is necessary to triboelectrically charge the developer before the developer is electrostatically adsorbed to the developer conveying member, and stress is applied to the developer. On the other hand, in the present invention, the developer is adsorbed on the developer conveying member by the air suction force, so that it is not necessary to triboelectrically charge the developer before adsorbing the developer on the developer conveying member. Therefore, the stress applied to the developer can be reduced as compared with the case where the electrostatic force is attracted to the developer transport member.
Further, before the one-component developer on the surface of the developer conveying member passes through the exit of the area facing the developer carrier, the developer is charged by applying a charge to the one-component developer by the charge applying unit. . Since the charge imparting means imparts a charge to the developer in a non-contact manner with the developer, stress applied to the developer can be reduced as compared with the one that imparts a charge by contacting the developer.
The charged developer is electrostatically moved to the developer carrier by the potential difference between the developer carrier and the developer transport member in the above-mentioned facing region, and the one-component developer on the developer transport member is developed. It is supplied to the agent carrier. At this time, if the volume of the developer adsorbed on the developer conveying member is such that it does not contact the developer carrying body, the developer carrying body does not contact the developer that is not carried or conveyed by the developer carrying body. . Therefore, the developer carrier does not apply stress to the developer that is not carried or conveyed by the developer carrier. Further, the weakly charged developer whose electrostatic attraction is weaker than the suction force of the suction means does not move to the developer carrier and remains adsorbed on the developer transport member. Therefore, only a sufficiently charged developer adheres to the developer carrying member, and deterioration of image quality such as background stains can be suppressed.
以下、本発明を、画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタ100という)に適用した実施形態について説明する。
図2は、実施形態に係るプリンタ100の概略構成図である。
プリンタ100は、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの4つの画像形成手段を斜めに並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部においては、個々の画像像形成手段であるトナー像形成部20Y、20C、20M、20Kが、図中左上から順に配置されている。ここで、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成部20Y,C,M,Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体21Y,C,M,Kのまわりに、帯電装置17Y,C,M,K、現像装置10Y,C,M,K、感光体クリーニング装置18Y,C,M,K等を備えている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer 100) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
The
また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書込ユニット9を設ける。この光書込ユニット9は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体21の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。 Further, an optical writing unit 9 as a latent image forming unit is provided below the tandem image forming unit. The optical writing unit 9 includes a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, and the like, and is configured to irradiate the surface of each photoconductor 21 with laser light based on image data. .
また、斜めに配置されたタンデム画像形成部に沿うように、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト1を設けている。この中間転写ベルト1は、支持ローラ1a、1b、1cに掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラ1aの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト1が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ1b、1cが回転する。中間転写ベルト1の内側には、感光体21Y,C,M,K上に形成されたトナー像を中間転写ベルト1上に転写するための一次転写装置としての一次転写ローラ11Y,C,M,Kを設ける。一次転写ローラ11Y,C,M,Kは感光体21Y,C,M,Kとの間に中間転写ベルト1を挟み込み、それぞれ一次転写ニップを形成する。
Further, an endless belt-like
また、一次転写ローラ11Y,C,M,Kより中間転写ベルト1の駆動方向下流に二次転写装置としての二次転写ローラ5を設ける。この二次転写ローラ5と中間転写ベルト1を挟んで反対の側には、支持ローラ1bが配置されており、二次転写対向ローラとしての機能を果たし、支持ローラ1bと二次転写ローラ5との間で中間転写ベルト1を挟み込み、二次転写ニップを形成している。また、記録媒体としての転写しPを収容する給紙カセット8、給紙コロ7、レジストローラ6等を備えている。さらに、二次転写ニップで中間転写ベルト1からトナー像を転写された転写紙Pの進行方向に関して二次転写ニップの下流側には、転写紙P上の画像を定着する定着装置4、排紙ローラ3を備えている。
Further, a
つぎに、プリンタ100の動作を説明する。個々のトナー像形成部20Y,C,M,Kでその感光体21Y,C,M,Kを回転し、感光体21Y,C,M,Kの回転とともに、まず帯電装置17Y,C,M,Kで感光体21Y,C,M,Kの表面を一様に帯電する。次いで画像データを光書込ユニット9からのレーザによる書込み光を照射して感光体21Y,C,M,K上に静電潜像を形成する。その後、現像装置10Y,C,M,Kによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体21Y,C,M,K上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで駆動ローラ1aを回転駆動して他の従動ローラ1bおよび1c、二次転写ローラ5を従動回転し、中間転写ベルト1を回転駆動して、その可視像を各一次転写ニップで中間転写ベルト1上に順次転写する。これによって中間転写ベルト1上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体21Y,C,M,Kの表面は感光体クリーニング装置18Y,C,M,Kで残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。
Next, the operation of the
また、画像形成のタイミングにあわせて、給紙カセット8からは転写紙Pが給紙コロ7により繰り出され、レジストローラ6まで搬送され、一旦停止する。そして、画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ニップに搬送される。二次転写ニップでは、中間転写ベルト1と二次転写ローラ5との間に転写紙Pを挟み、中間転写ベルト1上のトナー像を転写紙P上に二次転写する。
In accordance with the timing of image formation, the transfer paper P is fed out from the paper feed cassette 8 by the paper feed roller 7 and conveyed to the registration roller 6 and temporarily stops. Then, the sheet is conveyed to the secondary transfer nip while taking timing with the image forming operation. In the secondary transfer nip, the transfer paper P is sandwiched between the
画像転写後の転写紙Pは定着装置4へと送り込まれ、定着装置4で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して、排紙ローラ3によって機外へ排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト1は、中間転写体クリーニング装置12で、画像転写後に中間転写ベルト1上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
The transfer paper P after the image transfer is sent to the fixing device 4, the heat and pressure are applied by the fixing device 4 to fix the transferred image, and the paper is discharged out of the apparatus by the paper discharge roller 3. On the other hand, the
なお、上述の各色のトナー像形成部20Y、C、M、Kが、一体的に形成され、本体に脱着可能な着脱可能なプロセスカートリッジとなっている。そして、これらの一体的なプロセスカートリッジは、プリンタ100本体に固定された図示しないガイドレールに沿って、プリンタ本体の手前側に引き出すことができる。また、このプロセスカートリッジをプリンタ100本体の奥側に押し込むことによって、トナー像形成部を所定の位置に装填することができる。
The toner
次に本実施形態の特徴部である、現像装置10Y、C、M、Kの現像剤担持体である現像ローラ22に一成分現像剤としてのトナーTを供給する構成について説明する。
なお、4つのトナー像形成部20Y、C、M、Kは、それぞれ同じ構成、動作をおこなうものとなっている。そこで、以下各符号の添字Y、C、M、Kを省略して現像装置10の説明を行う。
Next, a configuration that supplies toner T as a one-component developer to the developing
The four toner
〔実施例1〕
以下、本発明の特徴部を備えた現像剤供給装置を有する現像装置10の一つ目の実施例(以下、実施例1と呼ぶ)について説明する。
図1は、実施例1の現像装置10の概略構成図である。図1(a)は現像ローラ22の回転軸に直交する面における現像装置10の現像ローラ22近傍の断面図であり、図1(b)は図1(a)中の破線αで示す断面における現像装置10が備える現像剤供給装置30の模式図である。
[Example 1]
Hereinafter, a first embodiment (hereinafter, referred to as a first embodiment) of the developing
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a developing
図1に示す現像剤供給手段たる現像剤供給装置30は、表面移動する表面にトナーTを担持し、感光体21上の潜像にトナーTを供給して潜像を現像する現像剤担持体たる現像ローラ22にトナーTを供給するものである。
実施例1の現像剤供給装置30は、現像ローラ22との間に間隔を有するように対向配置された現像剤搬送部材たる現像剤供給ローラ31を備える。また、現像剤供給ローラ31との間に間隔を有するように現像剤供給ローラ31の下方に配置され、下方から上方に気流が通過可能な気流分散部材24aと、気流分散部材24aから上方に向かう気流であるエアを放出するエアポンプ60とを備えた気流放出手段たる気流放出部24を備える。また、トナーTを収容する現像剤収容部としてのホッパ14中のトナーTを現像剤供給ローラ31と気流分散部材24aとの間に移送する現像剤移送部材であるアジテータ28がホッパ14内に配置されている。なお、現像剤移送部材としてはアジテータ28に限るものではなく、現像剤収容部内の一成分現像剤であるトナーTを気流分散部材23と現像剤供給ローラ31との間に移送する構成であればよい。また、現像剤供給ローラ31の内部には、負極性の電荷を放出する電荷放出部材25が配置されている。また、現像剤供給ローラ31と現像ローラ22との間に電荷放出部材25から放出された電荷が到達する対向電極としてのメッシュ電極29を備える。なお、実施例1の現像装置10では、電荷放出部材25とメッシュ電極29とでトナーTに電荷を付与する電荷付与手段を構成している。
A
The
以下、実施例1の現像装置10の各部についてより詳細な説明を行う。
現像装置10の使用初期状態では、ホッパ14内にトナーTは100〜150[g]存在している。この中には回転軸の周りに羽根をつけたアジテータ28が配設され、回転している。これにより現像剤は少量ずつ気流放出部24と現像剤供給ローラ31との間に移送することが可能である。
Hereinafter, each part of the developing
In the initial use state of the developing
気流放出部24は、上端が開口した箱型のケーシング24bと、ケーシング24bの開口を覆う気流分散部材24aと、エアパイプ26と、エアポンプ60とを備えている。気流分散部材24aの表面は水平面に対して5〜10[°]程度の傾きを有している。気流分散部材24aはPTFAの樹脂を固めたシート部材であり、上下方向に連通する複数の開口を備えた多孔質体である。気流分散部材23の複数の開口の大きさは、トナーTの粒径よりも小さくなっており、ケーシング24b内へのトナーTの侵入を防いでいる。
ケーシング24bには、エアパイプ26を介してエアポンプ60が接続されており気流放出部内部にエア流F1が供給される。ケーシング24bは、気流分散部材23が設けられる開口及びエアパイプ26との接続部以外の箇所は密閉された状態であり、エアパイプ26を介して供給されたエア流F1は気流分散部材23の開口から上方へ向かって放出される。
The
An
現像剤供給ローラ31は、中空部を有し、中空部と外周面とが連通する複数の吸引孔31aを有する多孔質体である。現像剤供給ローラ31の中空部一端には、中空部を塞ぐように、軸部材(不図示)が接続されている。不図示の軸部材には、不図示の駆動モータが接続されており、現像剤剤供給ローラ31を図中時計回りに回転せしめる。現像剤供給ローラ31の中空部他端には、吸引ポンプ61が接続されたエアパイプ32が中空部を塞ぐように設けられている。現像剤供給ローラ31の中空部一端は、軸部材によって塞がれているため吸引ポンプ61を駆動させると、現像剤供給ローラ31の吸引孔31aからエアが吸引される(本実施例1では、5[L/min]の流量が設定されている)。
現像剤供給ローラ31の中空部内には、電荷放出部材25が、配置されている。本実施例1の電荷放出部材25は、ワイヤとワイヤ周りを囲ったケーシングとからなるワイヤチャージャであり、コロントロンである。そして、本実施例1においては、ワイヤがメッシュ電極29と対向するように、現像剤供給ローラ31の中空部に配置されている。ワイヤと現像剤供給ローラ31外周面までの距離は5.5[mm]、ワイヤの周りを囲ったケーシングは接地されており、その幅Wは15[mm]、高さHは8[mm]である。これらケーシングを含めた寸法は一通りではなく放電の特性を踏まえた上で決定されるもので自由度は十分広いものである。また、電荷放出部材25としては、他に山型の板状電極や複数の針を含む針状電極等を挙げることができ、それぞれを現像剤供給ローラ31の中空部に配設することにより、電荷放出部材25としての機能を発揮することができる。
The
In the hollow portion of the
現像剤供給ローラ31の吸引孔23aの大きさは、トナーTの粒径よりも小さくなっている。現像剤供給ローラ31の吸引孔31aの大きさをトナーTの粒径よりも小さくすることにより、電荷放出部材25側へのトナーTの侵入を防いでいる。これにより電荷放出部材25にトナーTが付着することを防止でき、電荷放出部材25をフレッシュな状態で維持することができる。現像剤供給ローラ31を構成する多孔質体としては、繊維状の構造を有し、放電電荷とエアとを通過させ、トナーTを通過させないような構成が好ましく、例えば日東電工株式会社製のテミッシュ等が好ましい。
The size of the suction hole 23 a of the
現像剤供給ローラ31と現像ローラ22との間には、電荷放出部材25の対向電極としてのメッシュ電極29が配設されている。実施例1ではメッシュ電極29と現像ローラ22との距離は6[mm]で印加電圧は100[V]としているのでメッシュ電極29と現像ローラ22との間の電界としては、16.7×103[V/m]である。メッシュ電極29の開口部の面積は、通常、30〜50%が好ましい。電極29の面積の割合が低い程、トナーTに対して電荷を付与できる効率が高まる。但し、開口部面積率が低く過ぎると電荷を付与されたトナーTが電極29を通り抜ける事が難しくなるので適度のバランスで値を決める事が必要となる。なお、現像剤供給ローラ31と現像ローラ22との間に配置される電極は、メッシュ形状のみに留まらず複数のワイヤ(例えば40〜90[μm]径のタングステン等)でも良く、上述の面積率の関係より選択可能となる。また、現像ローラ22を対向電極として用いることもできる。この場合は、部品点数を削減することができるというメリットがある。一方、現像剤供給ローラ31と現像ローラ22との間に対向電極としてのメッシュ電極29を設けることで、電荷放出部材25とメッシュ電極29との電位差、及び、メッシュ電極29と現像ローラ22との電位差をそれぞれ調節することにより、トナーTへの電荷付与と現像ローラ22へのトナーTの供給とをそれぞれ独立に制御する事が可能である。このため、より均一な画像を経時でも維持する事が可能となる。また、実施例1の現像装置10では、電荷放出部材25とメッシュ電極29とを現像ローラ22と現像剤供給ローラ31とが対向する対向領域に設けているが、対向領域よりも現像剤供給ローラ移動方向上流側、かつ、気流分散部材24aから現像剤供給ローラ31へトナーTが供給される領域よりも下流側に配置してもよい。この場合は、現像ローラ22と現像剤供給ローラ31との間で電界を形成するための電極を、電荷放出部材25とは別に設ける必要があるが、対向領域を通過する前に、トナーTを予め帯電させることができる。また、電荷放出部材25と対向させる対向電極は、トナーTを通過させる必要がないので、板状部材などを用いることができ、トナーTに対して電荷を付与できる効率を高めることができる。また、気流放出部24のケーシング24b内部に電荷放出部材25を設け、現像剤供給ローラ31の内部に対向電極を設けて、現像剤供給ローラ31と気流放出部24との間でトナーTに電荷を付与してもよい。
Between the
現像剤供給ローラ31と現像ローラ22との間の距離は最大数ミリで、現像剤供給ローラ31と現像ローラ22とにより形成される電界強度を決める事により設定値を適宜選択する事ができる。
The distance between the
次に、現像剤供給装置30の動作について、説明する。
アジテータ28の回転により、ホッパ14内のトナーTが少量ずつ気流分散部材24a表面へ供給される。アジテータ28によって、気流分散部材24a表面に供給されたトナーTが気流放出部24のエアF1の放出により気流分散部材24a表面に対して垂直方向にトナーTを撹乱し、トナーTを流動化する。また、気流分散部材24aは、水平面に対して5〜10[°]程度の傾きを有しているので、表面において重力による作用により流動化した状態のトナーTが、気流分散部材24aの表面に沿って現像剤供給ローラ31との対向領域へ移動する。現像剤供給ローラ31との対向領域へ移動したトナーTは、吸引力により現像剤供給ローラ31の表面に吸着する。
Next, the operation of the
Due to the rotation of the
トナーTは溜まった状態にあると個々のトナーTの接触による付着力が発生し、塊を形成してしまう。それゆえホッパ14内に留まった状態のトナーTは、塊を形成している場合があり、塊のトナーTが気流分散部材24a表面へ移動する場合がある。本実施例1においては、気流放出部24を設けているため、このような塊状のトナーは、気流放出部24から放出されるエアによって、個々に分離することができる。そして、個々に分離した状態のトナーTが、現像剤供給ローラ31に吸着する。よって、塊状のトナーTが現像供給ローラ31表面に吸着することがない。また、現像剤供給ローラ31表面に吸着したトナーTが、現像剤供給ローラ31表面の吸引孔31aを塞ぐので、現像剤供給ローラ31に何層ものトナーTが吸着することがない。これにより、現像剤供給ローラ31の表面に、ほぼ一層状態(好ましくは、細密充填状態)でトナーTを保持することができる。
When the toner T is in the accumulated state, an adhesion force due to contact of the individual toners T is generated, and a lump is formed. Therefore, the toner T remaining in the hopper 14 may form a lump, and the lump toner T may move to the surface of the
また、エアによって、トナーTを現像剤供給ローラ31との対向領域へ移動させるので、搬送スクリュウなどのように、機械的にトナーTを現像剤供給ローラ31との対向領域へ移動させるものに比べて、トナーTに加わるストレスを低減することができる。さらに、エアを吸引することで、トナーTを現像剤供給ローラ31に吸着させるので、現像剤供給ローラ31に対して非接触のトナーTを現像剤供給ローラ31表面に付着させることができる。これにより、現像剤供給ローラ31表面に吸着してないトナーTと現像剤供給ローラ31とが接触するのを抑制することができ、気流分散部材24aの表面のトナーTにストレスを加えることを抑制することができる。
In addition, since the toner T is moved to the area facing the
現像剤供給ローラ31に吸着したトナーTは、現像ローラ22との対向領域へ搬送される。現像ローラ22との対向領域では、電荷放出部材25とメッシュ電極29との間に形成された電界により、電荷放出部材25から放出された電荷は静電引力が作用する現像ローラ22の方向に移動する。そして、現像剤供給ローラ31の吸引孔31aを通って、吸引孔31aを塞いでいるトナーTに電荷が付与される。対向領域で電荷が付与されて十分帯電した現像剤供給ローラ31表面のトナーTは、現像ローラ22に印加された現像バイアスと、電荷放出部材25に印加された電圧とによって形成された電界による静電引力により、吸引力に抗って、静電的に現像ローラ22へ移動して現像ローラ22表面に付着する。一方、十分に帯電していないトナーTは、現像ローラ22と現像剤供給ローラ31との間の電界による静電引力よりも吸引力の方が勝り、現像ローラ22へ移動することがなく、現像剤供給ローラ31表面に吸着し続ける。その結果、現像ローラ31表面に、低帯電もしくは未帯電トナーが付着するのを抑制することができ、地汚れ等の画像品質の低下を抑制することができる。また、現像剤供給ローラ31をトナーTを介して現像ローラ22に擦るような状態で接触させなくても、現像ローラ22にトナーを付着させることができる。これにより、現像剤供給ローラ31から現像ローラ22へトナーTを供給するときにおけるトナーTに加わるストレスを低減することができる。また、現像剤供給ローラ31表面には、ほぼ一層状態(好ましくは、細密充填状態)のトナーが付着しているため、現像ローラ22表面には、何層もの現像剤が付着することなく、現像ローラ22表面にもほぼ一層状態の現像剤を付着させることができる。
一方、現像ローラ22へ移動しなかったトナーTはバイアス電圧が印加され、現像供給ローラ31と同速、同方向に回転する現像剤回収部材27により回収され、現像剤回収部材27に回収されたトナーTは、クリーニングブレードによって掻き取られて、適宜ホッパへ戻される。
The toner T adsorbed on the
On the other hand, the toner T that has not moved to the developing
図6に示した従来の現像装置においては、図8に示すように、現像前に現像剤薄層を整えるために規制ブレード413をトナーTを介して現像ローラ22へ当接させて圧接する様態で、ある層厚に均すことを行い、現像ローラ22が潜像担持体と対向して現像が行われる。このような薄層形成時(図8)にトナーTに強いストレスが与えられるので樹脂で形成されたトナーTを使用するプロセスではトナーTが劣化し易い。一方、本実施例1においては、上述したように、現像ローラ22表面にほぼ一層状態の現像剤を付着させることができるため、図8に示すような現像ローラ22上のトナーTと圧接する規制ブレード413による均しが不要となる。その結果、従来の現像装置に比べて現像剤へのストレスを軽減することができる。
In the conventional developing device shown in FIG. 6, as shown in FIG. 8, the
また、本実施例1においては、現像剤供給ローラ31の表面に吸着したトナーTに対して電荷を付与しているので、先願(特願2008−205124号)に比べて、効率よくトナーTに電荷付与を行なうことができる。これは、先願のように、気流放出部材からエアを放出して、気流放出部材から浮かせた状態のトナーに対して電荷を付与するため、トナーと電荷放出部との距離が遠くなり、トナーに電荷が付着し難い。一方、本実施例1においては、現像剤供給ローラ表面に吸着されたトナーTに対して電荷が付与されるので、電荷放出部材とトナーとの距離を先願のものに比べて近づけることができ、電荷がトナーに付着し易い。これにより、未帯電・弱帯電トナーをすばやく所定の帯電量にまで帯電させることができ、先願(特願2008−205124号)に比べて、効率よくトナーTに電荷付与を行なうことができる。
In the first embodiment, since the charge is applied to the toner T adsorbed on the surface of the
現像ローラ22に付着したトナーTは、現像領域において感光体21の潜像電界と現像ローラ22に印加された現像バイアスによる電界により感光体21に付着し、現像が行われ顕像化される。一方、現像されなかったトナーTは、そのまま現像ローラ22に付着させて、再度、現像領域に搬送して、現像に用いるようにしてもよいし、回収手段によって現像ローラから回収し、適宜ホッパへ戻すようにしてもよい。
The toner T adhering to the developing
現像ローラ22に電圧を印加する電源Vd、電荷放出部材25に電圧を印加する電源Vch、および、メッシュ電極29に電圧を印加する電源Veは、DC電源である。
本実施例1の条件では、表面移動により現像剤供給ローラ31との対向領域を通過した現像ローラ22の表面上の現像剤薄層特性は、付着量が0.33[mg/cm2]で、帯電量が平均で−10.2[μC/g]となっていた。
ここで、現像剤供給ローラ31との対向領域を通過した現像ローラ22の表面上のトナーTを回収し、現像装置10で使用する前のトナーTと帯電量分布を比較した。帯電量分布を比較したものを図3に示す。図3中の「帯電前」が現像装置10で使用する前のトナーTの帯電量分布を示すグラフであり、「帯電供給後」が現像装置10で現像剤供給ローラ31との対向領域を通過した現像ローラ22の表面上のトナーTの帯電量分布を示すグラフである。なお、図3に示す帯電量分布は、(株)ホソカワミクロン製 E−Spart Analyzerを使用し、それぞれトナーTの1000〜3000個をサンプリングして得られたデータである。
図3に示すように、電荷放出部材に印加する電圧により帯電量分布のピーク値がマイナス帯電が強まる方向にシフトしており、さらに、全体としてマイナス帯電が強まったことが確認できる。これより、ほとんど未帯電だったものが放電による電荷付与を受け、トナーTが現像ローラ22に供給されたときにはマイナス側の帯電量分布が増加している効果が得られることが確認された。
A power source Vd that applies a voltage to the developing
Under the conditions of the first embodiment, the developer thin layer characteristic on the surface of the developing
Here, the toner T on the surface of the developing
As shown in FIG. 3, it can be confirmed that the peak value of the charge amount distribution is shifted in the direction in which the negative charge is strengthened by the voltage applied to the charge releasing member, and further, the negative charge is strengthened as a whole. As a result, it was confirmed that an almost uncharged toner was given a charge by discharging, and when the toner T was supplied to the developing
次に、本実施形態の現像装置10で用いることができる現像ローラ22について説明する。
現像ローラ22の表層コート材料は、シリコン、アクリル、ポリウレタン等の樹脂、ゴムを含有する材料を挙げることができる。また別の材料としては、フッ素を含有する材料を挙げることができる。フッ素を含んだいわゆるテフロン(登録商標)系材料は表面エネルギーが低く、離型性が優れるため、経時における現像剤フィルミングが発生しにくい。また、上記表層コート材料に用いることができる一般的な樹脂材料として、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン重合体(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体(ECTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリビニルフルオライド(PVF)等を挙げることができる。これに導電性を得るために適宜カ−ボンブラック等の導電性材料を含有させることが多い。更にトナーTTが均一に現像ローラ22に付着するように、他の樹脂を混ぜ合わせることもある。電気抵抗に関してはコート層を含めてバルクの体積抵抗率を設定するもので、103〜108[Ω・cm]に設定できるようにベース層の抵抗と調整を行う。本実施形態で使用する現像ローラ22のベース層の体積抵抗率は103〜105[Ω・cm]なので、表層の体積抵抗率は少し高めに設定することがある。
Next, the developing
Examples of the surface layer coating material of the developing
本実施形態のプリンタ100ではアルミ素管をベースとした剛体のドラム状の感光体21を用いているので、現像装置10の現像ローラ22はゴム材料を選択すると硬度は10〜70[°](JIS−A)の範囲が良好である。また、現像ローラ22の直径は10〜30[mm]が好適である。本実施形態の現像装置10ではでは直径16[mm]のものを用いた。また、現像ローラ22の表面は適宜あらして粗さRz(十点平均粗さ)を1〜4[μm]とした。この表面粗さRzの範囲は、現像剤の体積平均粒径に対して13〜80[%]となり、現像ローラ22の表面に埋没することなく現像剤が搬送される範囲である。ここで、現像ローラ22のゴム材料として使用できるものとしてシリコン、ブタジエン、NBR、ヒドリン、EPDM等を挙げることができる。また現像ローラ22の硬度を下げるために、金属薄板を使用した無端状ベルト等も使用可能である。
Since the
本実施形態の現像装置10に用いる現像剤は、高画質画像を実現するために、現像剤の平均粒径が3〜8[μm]であることが必要である。この現像剤の重量平均粒径は3〜8[μm]であり、さらに好ましくは4〜7[μm]である。重量平均粒径2[μm]未満では長期間の使用での現像剤飛散による機内の汚れ、低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題が生じやすい。また重量平均粒径が8[μm]を超える場合では100[μm]以下の微小スポットの解像度が充分でなく非画像部への飛び散りも多く画像品位が劣る傾向となる。
The developer used in the developing
ここで、現像剤の詳細を以下に示す。
樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等がある。ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体:スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体:ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等がある。
Here, details of the developer are shown below.
As resins, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene acrylic resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, polyethylene resin, silicon resin, butyral resin, terpene There are resins, polyol resins and the like. Examples of vinyl resins include styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and homopolymers thereof: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer. Polymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic copolymer Acid methyl copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer Coalescence, styrene-vinyl ethyl acetate Copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester Styrene copolymers such as copolymers: polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and the like.
ポリエステル樹脂としては以下のA群に示したような2価のアルコールと、B群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにC群に示したような3価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
A群:エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4ブテンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3,3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2,0)−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等。
B群:マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
C群:グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の3価以上のカルボン酸等。ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。
The polyester resin is composed of a dihydric alcohol as shown in the following group A and a dibasic acid salt as shown in the group B, and further a trihydric or higher alcohol as shown in the group C or Carboxylic acid may be added as a third component.
Group A: ethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4 butanediol, neopentyl glycol, 1,4 butenediol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane Bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylene (2,2) -2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3,3) -2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2,0) -2,2′-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane and the like.
Group B: maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, linolenic acid, or These acid anhydrides or esters of lower alcohols.
Group C: Trivalent or higher alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol, and trivalent or higher carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid. As the polyol resin, an alkylene oxide adduct of an epoxy resin and a dihydric phenol, or a compound having one active hydrogen in the molecule that reacts with the glycidyl ether and the epoxy group, and an active hydrogen that reacts with the epoxy resin in the molecule. There are those obtained by reacting two or more compounds.
本実施形態の現像剤で用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ等がある。
The following are used as pigments used in the developer of the present embodiment.
Examples of black pigments include azine dyes such as carbon black, oil furnace black, channel black, lamp black, acetylene black, and aniline black, metal salt azo dyes, metal oxides, and composite metal oxides.
Examples of yellow pigments include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel yellow, navel yellow, naphthol yellow S, hansa yellow G, hansa yellow 10G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, and tartrazine lake. .
Examples of the orange pigment include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
Examples of red pigments include Bengala, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Resol Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B.
Examples of purple pigments include fast violet B and methyl violet lake.
Examples of blue pigments include cobalt blue, alkali blue, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, first sky blue, and indanthrene blue BC.
Examples of green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, and malachite green lake.
これらは1種または2種以上を使用することができる。特にカラー現像剤においては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本実施形態で用いる現像剤では水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。 These can use 1 type (s) or 2 or more types. Especially in color developers, it is essential to uniformly disperse a good pigment. Instead of putting the pigment directly into a large amount of resin, a master batch in which the pigment is once dispersed at a high concentration is prepared and diluted. The method of throwing in the form is used. In this case, a solvent is generally used to help dispersibility. However, there is a problem of environment and the like, and the developer used in this embodiment is dispersed using water. When water is used, temperature control is important so that residual moisture in the masterbatch does not become a problem.
本実施形態で用いる現像剤には定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は65〜90[℃]であることが好ましい。この範囲より低い場合には、現像剤の保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラ温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。 A release agent can be internally added to the developer used in the exemplary embodiment in order to prevent an offset at the time of fixing. Release agents include natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax and derivatives thereof, paraffin wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, sazol wax, low molecular weight polyethylene, and low molecular weight polypropylene. And alkyl phosphate esters. The melting point of these release agents is preferably 65 to 90 [° C.]. When the temperature is lower than this range, blocking during storage of the developer is likely to occur, and when the temperature is higher than this range, an offset is likely to occur in a region where the fixing roller temperature is low.
現像剤には離型剤等の分散性を向上させるなどの目的の為に、添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を2種以上混合した物でも良い。
現像剤の樹脂としては、結晶性ポリエステルを用いても良い。結晶性を有し、分子量分布がシャープでかつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルである。この樹脂はガラス転移温度(Tg)において結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現する。この結晶性ポリエステル樹脂の使用により、樹脂のTgや分子量を下げ過ぎるこ現像剤く低温定着化を達成することができる。そのため、Tg低下に伴なう保存性の低下はない。また、低分子量化に伴なう高すぎる光沢や耐オフセット性の悪化もない。したがってこの結晶性ポリエステル樹脂の導入は、現像剤の低温定着性の向上に非常に有効である。
なお、現像剤粒子の円形度はフロー式粒子像分析装置FPIA−1000(東亜医用電子株式会社製)により平均円形度として計測した。
An additive may be added to the developer for the purpose of improving the dispersibility of a release agent or the like. As additives, styrene acrylic resin, polyethylene resin, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, butyral resin, terpene resin, There is a polyol resin or the like, and a mixture of two or more of these resins may be used.
Crystalline polyester may be used as the developer resin. It is an aliphatic polyester having crystallinity, having a sharp molecular weight distribution, and increasing the absolute amount of its low molecular weight as much as possible. This resin undergoes a crystal transition at the glass transition temperature (Tg), and at the same time, the melt viscosity suddenly decreases from the solid state and exhibits a fixing function to paper. By using this crystalline polyester resin, the Tg and molecular weight of the resin can be lowered too much, and the developer can be fixed at low temperature. Therefore, there is no decrease in storage stability associated with a decrease in Tg. Further, there is no excessively high gloss and offset resistance deterioration due to the low molecular weight. Therefore, the introduction of the crystalline polyester resin is very effective for improving the low-temperature fixability of the developer.
The circularity of the developer particles was measured as an average circularity using a flow particle image analyzer FPIA-1000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.).
また、本実施形態で用いる現像剤は流動性向上剤として無機微粉体を現像剤表面に付着または固着させる。この無機微粉体の平均粒径は10〜200[nm]が適している。10[nm]より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、200[nm]より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、現像剤形状の問題が生じる。
上記無機微粉体としてはSi、Ti、Al、Mg、Ca、Sr、Ba、In、Ga、Ni、Mn、W、Fe、Co、Zn、Cr、Mo、Cu、Ag、V、Zr等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素(シリカ)、二酸化チタン(チタニア)、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
Further, the developer used in the present embodiment adheres or fixes an inorganic fine powder to the developer surface as a fluidity improver. The average particle size of the inorganic fine powder is suitably 10 to 200 [nm]. When the particle size is smaller than 10 [nm], it is difficult to produce an uneven surface having an effect on fluidity. When the particle size is larger than 200 [nm], the powder shape becomes rough, and the developer shape Problems arise.
As the inorganic fine powder, oxidation of Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, Zr, etc. And composite oxides. Of these, fine particles of silicon dioxide (silica), titanium dioxide (titania), and alumina are preferably used. Furthermore, it is effective to perform a surface modification treatment with a hydrophobizing agent or the like. Typical examples of the hydrophobizing agent include the following.
Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, hexaphenyldisilazane, hexatolyldisilazane, etc.
無機微粉体は現像剤に対して0.1〜3[重量%]使用されるのが好ましい。0.1[重量%]未満では、現像剤凝集を改善する効果が乏しくなり、3[重量%]を超える場合は、細線間の現像剤飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は10〜200[nm]の小さい粒径のものが最適である。10[nm]より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、200[nm]より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、現像剤形状の問題が生じる。
The inorganic fine powder is preferably used in an amount of 0.1 to 3% by weight based on the developer. If it is less than 0.1 [% by weight], the effect of improving the developer aggregation is poor. If it exceeds 3 [% by weight], the developer scatters between fine wires, contamination in the machine, scratches or abrasion of the photoreceptor, etc. Problems tend to occur.
In addition, a charge control agent may be attached or fixed to the surface of at least a powder composed of a resin and a pigment so that the powder surface shape has a small period and a large period. The average particle size is optimally as small as 10 to 200 [nm]. When the particle size is smaller than 10 [nm], it is difficult to produce an uneven surface having an effect on fluidity. When the particle size is larger than 200 [nm], the powder shape becomes rough, and the developer shape Problems arise.
また、本実施形態で用いる現像剤には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン(登録商標)粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤;あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。 In addition, the developer used in the exemplary embodiment is further added with other additives, for example, a lubricant powder such as Teflon (registered trademark) powder, zinc stearate powder, and polyvinylidene fluoride powder within a range that does not substantially adversely affect the developer; Alternatively, a polishing agent such as cerium oxide powder, silicon carbide powder, and strontium titanate powder; or a conductivity imparting agent such as carbon black powder, zinc oxide powder, and tin oxide powder can be used in small amounts as a developability improver.
図4は、経時における現像剤の添加剤埋没ランクを本発明を適用した現像装置と従来の現像装置とで比較を行ったグラフである。図4に示すように、本発明では100[k枚]を越えても添加剤埋没ランクは4.7を維持しているのに対して現行のものでは20[k枚]でランク3になり、50[k枚]ではランク1となった。
なお、図4に示す添加剤埋没ランクの各ランクの評価基準は以下のとおりである。
ランク1:全ての外添剤が埋没して表面に残存していない状態。
ランク2:ほとんどの外添剤がトナーに埋没して表面に残存していない状態。
ランク3:ほとんどの外添剤がトナーに埋没しているが、トナー表面には残存している状態。
ランク4:一部の外添剤が埋没した状態。
ランク5:外添剤が埋没していない状態。
FIG. 4 is a graph comparing the developer burying rank of the developer over time between a developing device to which the present invention is applied and a conventional developing device. As shown in FIG. 4, in the present invention, the additive burying rank is maintained at 4.7 even if 100 [k sheets] is exceeded, whereas in the current one, the rank is 3 at 20 [k sheets]. , 50 [k] was ranked 1st.
In addition, the evaluation criteria of each rank of the additive buried rank shown in FIG. 4 are as follows.
Rank 1: All external additives are buried and not left on the surface.
Rank 2: Most external additives are buried in the toner and do not remain on the surface.
Rank 3: Most external additives are buried in the toner, but remain on the toner surface.
Rank 4: A state in which some external additives are buried.
Rank 5: The external additive is not buried.
このように、本実施形態の現像装置10が備える現像剤供給装置30のように、現像剤担持体へ現像剤の供給及び現像剤への電荷付与を従来の摩擦帯電を利用せずに非接触で非静電的付着力、放電によるイオンシャワーを利用することによって、現像剤に機械的なストレスを与える事無く、画像形成を行えるため、経時でも現像剤の劣化を防止することができ、画像品質を維持することができる。
Thus, like the
〔実施例2〕
次に、本発明の特徴部を備えた現像剤供給装置を有する現像装置10の二つ目の実施例(以下、実施例2と呼ぶ)について説明する。なお、実施例1と共通する構成については説明を省略する。
図5は、実施例2の現像装置10の概略構成図である。図5(a)は現像ローラ22の回転軸に直交する面における現像装置10の現像ローラ22近傍の断面図であり、図5(b)は図5(a)中の破線αで示す断面における現像装置10が備える現像剤供給装置30の模式図である。
[Example 2]
Next, a second embodiment (hereinafter referred to as a second embodiment) of the developing
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the developing
実施例2の現像装置10では、気流放出部24の上部の気流分散部材24aの上面までは図5(a)に示すようにトナーホッパ43より現像剤ポンプたる粉体ポンプ40によってトナーTが搬送・供給される。
粉体ポンプ40は、主としてステータ42とロータ41からなる。この粉体ポンプ40は従来公知の通称「モーノポンプ」と称されるもので、雌ねじ型ステータ42内に挿入された雄ねじ型ロータ41を、不図示の駆動装置の駆動軸に連結したコネクティングロッドを介し偏心センタを中心に回転させる。これにより、ステータ42の横断面長円形孔(回転偏心空間)内をその長手方向軸方向に移動回転する横断面円形のロータ41によるポンピング作用によって、被移送物たるトナーTをステータ42内に吸い込み、ステータ42を通して吐出させ、その前後で圧縮空気を不図示の空気供給装置により供給することでトナーTを拡散状態で流動させ、トナーTの搬送を実現する。このように、トナーTを拡散状態で流動させ、トナーTの搬送を行なうことができるので、トナー搬送時におけるトナーに加わるストレスを低減することができる。トナーホッパ43中のトナーは粉体ポンプ40によって気流放出部24に搬送され、その後、実施例1と同様のメカニズムで現像ローラ表面に供給される。
In the developing
The
なお、粉体ポンプ40としては、ステータ42の内面もしくはロータ41の表面に、即ち、粉体ポンプ40の内壁に、トナーTに対し表面エネルギーが低い材料(トナーと逆極性に帯電し易い材料)、例えばシリコン、ウレタン等の樹脂材料を1〜10[μm]程度の厚みで塗布したり、ポンプ内を立体的な繊維構造とし、その構造部分に上記帯電し易い材料を塗布したりすることにより、気流放出部材24と現像ローラ22との間の帯電・供給領域に達するまでにトナーTが受ける機械的ストレスを非常に少なくすることができる。
As the
上述したように、実施例1及び実施例2として、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明した。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすとは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
また、本発明に係る現像方法は、接触または非接触現像方式に使用する一成分現像方法を用いる。接触または非接触現像方式は色々な公知のものが使用される。例えば、アルミスリーブを用いた接触現像法、導電性ゴムベルトを用いた接触現像法、アルミ素管の表面にカーボンブラック、金属フィラー等を含む導電性樹脂層を形成した現像スリーブを用いる非接触現像法等がある。
As described above, as the first embodiment and the second embodiment, the best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
The developing method according to the present invention uses a one-component developing method used in a contact or non-contact developing method. As the contact or non-contact development method, various known methods are used. For example, contact development using an aluminum sleeve, contact development using a conductive rubber belt, non-contact development using a development sleeve in which a conductive resin layer containing carbon black, metal filler, etc. is formed on the surface of an aluminum tube. Etc.
以上、本実施形態の現像剤供給装置30は、表面移動する表面に一成分現像剤としてのトナーTを担持し、潜像担持体たる感光体21上の潜像にトナーTを供給して潜像を現像する現像剤担持体たる現像ローラ22にトナーを供給するものである。この現像剤供給装置30は、現像ローラ22との間に間隔を有するように対向配置され、トナーTを現像ローラ22との対向領域へ搬送する現像剤搬送部材たる現像剤供給ローラ31と、現像剤供給ローラ31に形成された吸引孔31aから空気を吸引して、現像剤供給ローラ31表面にトナーTを吸着させる吸引手段たる吸引ポンプ61とを備えている。また、現像ローラ22との対向領域を通過中または通過前に、トナーTと非接触でトナーに電荷を付与する電荷放出部材25、対向電極たるメッシュ電極29などからなる電荷付与手段を備えている。
かかる構成を備えることで、現像剤供給ローラ表面にトナーTを付着させるときのトナーTに加わるストレスを低減することが可能となる。また、トナーTを帯電させるときのトナーTに加わるストレスも低減することができる。さらに、現像供給ローラ31から現像ローラ22へトナーTを付着させるときのトナーTに加わるストレスも低減することができる。さらに、弱帯電トナーや未帯電トナーが現像ローラ22に付着するのを抑制することができる。
As described above, the
With such a configuration, it is possible to reduce the stress applied to the toner T when the toner T is adhered to the surface of the developer supply roller. Further, the stress applied to the toner T when the toner T is charged can be reduced. Further, the stress applied to the toner T when the toner T is adhered from the developing
また、現像ローラ22と現像剤供給ローラ31との対向領域において、現像剤供給ローラ31と現像ローラ22との間に電位差を形成し、対向領域において現像剤供給ローラ31表面の一成分現像剤を現像ローラ22表面に静電的に付着させる。これにより、現像剤供給ローラ31をトナーTを介して現像ローラ22に擦るような状態で接触させなくても、現像ローラ22にトナーTを付着させることができる。その結果、現像剤供給ローラ31から現像ローラ22へトナーTを供給するときにおけるトナーTに加わるストレスを低減することができる。
Further, a potential difference is formed between the
また、電荷放出部材25を現像ローラ22と対向するように、現像剤供給ローラ31の中空部に配置することによって、電荷放出部材25と現像ローラ22との電位差によって、現像剤供給ローラ31と現像ローラ22との間に電位差を形成することができる。これにより、電荷放出部材25と現像ローラ22との間の電位差によって、電荷放出部材25から現像ローラ22へ向けて電荷を放出することができる。すなわち、現像ローラ22を対向電極29として用いることができる。そして、電荷放出部材25から放出した電荷は、中空部と表面とが連通した吸引孔31aを通って、現像剤供給ローラ31に吸着しているトナーTに電荷を付与することができる。また、電荷が付与されて帯電したトナーTは、電荷放出部材25と現像ローラ31との電位差によって、現像ローラ31へ静電的に移動し、現像ローラ31へ付着させることができる。このように、電荷放出部材25を現像ローラ31と対向するように、現像剤供給ローラ31の中空部に配置することによって、電荷放出と、現像ローラ22へのトナー供給という2つの機能を同時に達成させることができる。
また、現像剤供給ローラ31の表面に吸着したトナーTに対して、電荷付与を行なうことができるので、流動しているトナーに対して電荷付与を行なうものに比べて、効率よくトナーTを帯電させることができる。
Further, by disposing the
Further, since charge can be applied to the toner T adsorbed on the surface of the
また、対向電極たるメッシュ電極29を、現像ローラ22と現像剤供給ローラ31との間に配置することによって、電荷放出部材25とメッシュ電極29との電位差、及び、メッシュ電極29と現像ローラ22との電位差をそれぞれ調節することにより、トナーTへの電荷付与と現像ローラ22へのトナーTの供給とをそれぞれ独立に制御する事が可能となる。このため、より均一な画像を経時でも維持する事が可能となる。
Further, by disposing the
また、電荷放出部材25は、放電可能なワイヤチャージャである。これにより、メッシュ電極29との最近接領域を広く設定することが出来、放電量が安定し易く、トナーTが均一な帯電量が得られる。
The
また、吸引孔31aの直径をトナーTの直径よりも小さくしたので、トナーTが電荷放出部材25側に進入しないので電荷放出部材25がフレッシュな状態を維持できる。
Further, since the diameter of the
また、現像剤供給ローラ31との間に間隔を有するように現像剤供給ローラ31の下方に配置され、上方に向かって気流を放出する気流放出手段たる気流放出部24と、現像剤供給ローラ31と気流放出部24との間にトナーを移送する現像剤移送手段とを設けた。かかる構成によれば、現像剤供給ローラ31と気流放出部24との間に移送されたトナーが、気流放出部24から放出された気流によって流動化される。これにより、塊状のトナーを個々に分離することができ、個々に分離した状態のトナーを、現像剤供給ローラ31に吸着させることができる。よって、現像剤供給ローラ31上にほぼ一層状態(好ましくは、細密充填状態)のトナーを付着させることができる。
Also, an
また、現像剤移送手段として、現像剤ポンプたる粉体ポンプ40を用いることで、トナーTを拡散状態で流動させ、トナーTの搬送を行なうことができるので、トナー搬送時におけるトナーに加わるストレスを低減することができる。
Further, by using the
また、本実施形態の現像装置10は、一成分の現像剤であるトナーTを担持する現像剤担持体としての現像ローラ22と、現像ローラ22に現像剤を供給する現像剤供給手段とを有し、現像ローラ22上のトナーTを潜像担持体である感光体21上の潜像に供給して潜像を現像するものである。そして、現像剤供給手段として、実施例1または実施例2を用いて説明した現像剤供給装置30を備えため、経時でも安定して高品質の現像を行うことが出来る。さらに、現像装置10を構成する部材とトナーTとの摩擦帯電が無く、部材に対して溶解したトナーが付着することを防止でき、現像装置の長寿命化を図ることができる。
Further, the developing
また、本実施形態の画像形成装置としてのプリンタ100は、潜像担持体である感光体21上の潜像に現像手段が一成分現像剤であるトナーTを付着させることにより潜像を現像し、これにより得られたトナー像を最終的に記録材に転移させて画像形成を行うものである。そして、現像手段として、実施例1または実施例2を用いて説明した現像装置10を備えため、経時でも安定して高品質の画像形成を行うことが出来る。さらに、現像装置10を構成する部材とトナーTとの摩擦帯電が無く、部材に対して溶解したトナーが付着することを防止でき、現像装置の長寿命化を図ることができ、プリンタ100の装置全体としての長寿命化を図ることができる。
Further, in the
1 中間転写ベルト
3 排紙ローラ
4 定着装置
5 二次転写ローラ
6 レジストローラ
7 給紙コロ
8 給紙カセット
9 光書込ユニット
10 現像装置
11 一次転写装置
12 中間転写体クリーニング装置
17 帯電装置
18 感光体クリーニング装置
20 トナー像形成部
21 感光体
22 現像ローラ
24a 気流分散部材
24 気流放出部
25 電荷放出部材
26 エアパイプ
27 回収ローラ
28 アジテータ
29 メッシュ電極
30 現像剤供給装置
31 現像剤供給ローラ
31a 吸引孔
40 粉体ポンプ
41 ロータ
42 ステータ
43 トナーホッパ
61 吸引ポンプ
100 プリンタ
412 供給ローラ
413 規制ブレード
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記現像剤担持体との間に間隔を有するように対向配置され、前記一成分現像剤を表面上に保持し、その表面が無端移動して前記一成分現像剤を前記現像剤担持体との対向領域へ搬送する現像剤搬送部材と、
該現像剤搬送部材に形成された吸引孔から空気を吸引して、前記現像剤搬送部材表面に一成分現像剤を吸着させる吸引手段と、
前記現像剤搬送部材表面上の一成分現像剤が前記現像剤担持体との対向領域出口を通過する前までに、前記一成分現像剤と非接触で前記一成分現像剤に電荷を付与する電荷付与手段とを備えたことを特徴とする現像剤供給装置。 Development in which a one-component developer is carried on a surface that moves, and the one-component developer is supplied to the latent image on the latent image carrier to develop the latent image. In the agent supply device,
Oppositely arranged so as to have a gap between the developer carrier and the one-component developer is held on the surface, and the surface moves endlessly so that the one-component developer is separated from the developer carrier. A developer conveying member that conveys to the facing area;
A suction means for sucking air from a suction hole formed in the developer transport member to adsorb the one-component developer on the surface of the developer transport member;
Charge that imparts a charge to the one-component developer in a non-contact manner with the one-component developer before the one-component developer on the surface of the developer conveying member passes through the exit of the area facing the developer carrier. And a developer supplying device.
前記対向領域において、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体との間に電位差を形成し、前記対向領域において前記現像剤搬送部材表面の一成分現像剤を前記現像剤担持体表面に静電的に付着させることを特徴とする現像剤供給装置。 The developer supply device according to claim 1.
In the facing region, a potential difference is formed between the developer transport member and the developer carrying member, and in the facing region, a one-component developer on the surface of the developer transporting member is electrostatically applied to the developer carrying member surface. A developer supply device characterized in that the developer supply device is attached.
前記現像剤搬送部材は、中空部を有し、表面と中空部とを連通する複数の吸引孔を備えた多孔質体で形成されており、
前記電荷付与手段は、少なくとも電荷を放出する電荷放出部材を備え、
前記現像剤担持体と対向するように、前記現像剤搬送部材の中空部に前記電荷放出部材を配置したことを特徴とする現像剤供給装置。 The developer supply apparatus according to claim 2, wherein
The developer conveying member has a hollow portion, and is formed of a porous body having a plurality of suction holes communicating the surface and the hollow portion,
The charge imparting means includes at least a charge releasing member that discharges charges,
The developer supply apparatus, wherein the charge releasing member is disposed in a hollow portion of the developer transport member so as to face the developer carrying member.
前記電荷付与手段は、前記電荷放出部材と対向する対向電極を有し、
前記対向電極を、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との間に配置したことを特徴とする現像剤供給装置。 The developer supply device according to claim 3.
The charge applying means has a counter electrode facing the charge discharging member,
The developer supply apparatus, wherein the counter electrode is disposed between the developer carrier and the developer transport member.
前記電荷放出部材として放電可能なワイヤチャージャを用いたことを特徴とする現像剤供給装置。 The developer supply device according to claim 3 or 4,
A developer supply apparatus using a dischargeable wire charger as the charge discharging member.
前記吸引孔の直径を一成分現像剤の直径よりも小さくしたことを特徴とする現像剤供給装置。 The developer supply device according to any one of claims 3 to 5,
A developer supply apparatus, wherein the suction hole has a diameter smaller than that of the one-component developer.
前記現像剤搬送部材との間に間隔を有するように該現像剤搬送部材の下方に配置され、上方に向かって気流を放出する気流放出手段と、
前記現像剤搬送部材と該気流放出手段との間に前記一成分現像剤を移送する現像剤移送手段とを設けたことを特徴とする現像剤供給装置。 In the developer supply apparatus according to any one of claims 1 to 6,
An air flow releasing means disposed below the developer transport member so as to have a space between the developer transport member and discharging an air flow upward;
A developer supply apparatus, comprising: a developer transport unit configured to transport the one-component developer between the developer transport member and the airflow discharge unit.
前記現像剤移送手段として、現像剤ポンプを用いたことを特徴とする現像剤供給装置。 The developer supply apparatus according to claim 7.
A developer supply apparatus using a developer pump as the developer transfer means.
前記現像剤供給手段として、請求項1乃至8いずれかの現像剤供給装置を備えることを特徴とする現像装置。 A developer carrying member for carrying a one-component developer; and developer supplying means for supplying the developer to the developer carrying member. The developer on the developer carrying member is placed on the latent image carrier. In a developing device that supplies a latent image to develop the latent image,
A developing device comprising the developer supplying device according to claim 1 as the developer supplying means.
前記現像手段として、請求項9の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image in which the latent image on the latent image carrier is developed by attaching a one-component developer to the latent image to develop the latent image, and the resulting toner image is finally transferred to a recording material to form an image. In the forming device,
An image forming apparatus using the developing device according to claim 9 as the developing unit.
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