JP5268341B2 - Image forming apparatus - Google Patents
Image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5268341B2 JP5268341B2 JP2007321438A JP2007321438A JP5268341B2 JP 5268341 B2 JP5268341 B2 JP 5268341B2 JP 2007321438 A JP2007321438 A JP 2007321438A JP 2007321438 A JP2007321438 A JP 2007321438A JP 5268341 B2 JP5268341 B2 JP 5268341B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- developer
- flexible
- developing roller
- regulating member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を用いた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic recording system, such as a laser printer, a copying machine, and a facsimile.
従来、電子写真方式を利用した現像装置において、供給するべき現像剤(トナー)であるトナー量を規制するための現像剤層厚規制部材(即ち、トナー規制部材)として、トナー規制板や円筒型トナー規制部材が知られている。現像剤担持体としての現像ローラ上にトナーの薄層を安定に形成することは困難であり、画像の高画質化が求められている現在、安定したトナーの薄層形成方法は必須技術となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a developing device using an electrophotographic system, a toner regulating plate or a cylindrical type is used as a developer layer thickness regulating member (that is, a toner regulating member) for regulating the amount of toner that is a developer (toner) to be supplied. Toner regulating members are known. It is difficult to stably form a thin layer of toner on a developing roller as a developer carrier, and a stable method for forming a thin layer of toner is an essential technology at present when there is a demand for higher image quality. ing.
トナー規制板を使用した現像装置は、現像ローラと線接触、若しくは、面接触し、現像ローラが回転することによりトナー層の形成がなされ、トナー規制板と現像ローラとの間で起こる摩擦によりトナーの摩擦帯電を行う。この構成は、板ばねを片持ち梁として用いて加圧力を得るため、トナーに必要以上の負荷を与えないために、片持ち梁の作用点と支点の距離を確保していた。 In the developing device using the toner regulating plate, the toner layer is formed by the line contact or surface contact with the developing roller, and the developing roller rotates, and the toner is generated by the friction generated between the toner regulating plate and the developing roller. Perform triboelectric charging. In this configuration, the leaf spring is used as a cantilever beam to obtain a pressing force, and the distance between the working point and the fulcrum of the cantilever beam is ensured in order not to apply an excessive load to the toner.
円筒型トナー規制部材を使用した現像装置は、円筒型トナー規制部材を回転、又は、静止させ、現像ローラを圧接させることで、円筒型トナー規制部材と現像ローラとの間で起こる摩擦によりトナーの摩擦帯電を行う。 The developing device using the cylindrical toner regulating member rotates or stops the cylindrical toner regulating member and presses the developing roller so that the toner is caused by friction between the cylindrical toner regulating member and the developing roller. Perform triboelectric charging.
例えば、特許文献1には、現像装置本体の壁面に設けられた窪み内に円筒或いは四角柱形状の可撓性素材からなるトナー規制部材を嵌め込む構造の現像装置が記載されている。この構造の現像装置では、取り付け位置等に高精度を必要とせずに、均一な圧接力を現像ローラに与えることが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a developing device having a structure in which a toner regulating member made of a flexible material having a cylindrical or quadrangular prism shape is fitted in a recess provided on a wall surface of a developing device main body. In the developing device having this structure, it is described that uniform pressure contact force is applied to the developing roller without requiring high accuracy in the mounting position or the like.
また、特許文献2では、トナー規制部材に円筒型のトナー規制部材を使用し、該円筒型トナー規制部材は現像ローラと平行な固定部材によって、現像ローラに均一に接し、トナー層を形成することを特徴としている。
しかしながら、前記現像装置のトナー規制板を用いる場合では、現像ローラへの好ましい圧接力を得るために片持ち梁の作用点と支点の距離を確保する必要がある。圧接力の変化する要因としては、現像ローラの回転振れ、円筒度、真円度等様々なものがあるが、これらの変化に対して圧接力を所定範囲に納めるためには、トナー規制板の材質・厚さ・片持ち梁の作用点と支点の距離を適宜選択することとなる。 However, when using the toner regulating plate of the developing device, it is necessary to secure the distance between the working point of the cantilever and the fulcrum in order to obtain a preferable pressure contact force to the developing roller. There are various factors that cause the pressure contact force to change, such as rotational fluctuation of the developing roller, cylindricity, and roundness. To keep the pressure contact force within a predetermined range against these changes, the toner regulating plate The material, thickness, and the distance between the working point of the cantilever and the fulcrum will be selected as appropriate.
しかしこの中で材質については、バネ定数、耐久性、防錆性、コスト等の観点からある程度に限定されることとなる。また厚さについては、流通材料の規格によるため、最適な厚さを選ぶことは困難である。そのため、圧接力の変化に対応させるためには、片持ち梁の作用点と支点の距離を長くすることが好ましくなる。しかし、片持ち梁の作用点と支点の距離を長くすることは、そのまま現像装置が大きくなることを意味することになる。従って、トナー規制板を用いる場合においてはトナー層規制部材を小型化することが難しかった。 However, among these materials, the material is limited to some extent from the viewpoints of spring constant, durability, rust prevention, cost, and the like. In addition, since the thickness depends on the standard of the distribution material, it is difficult to select an optimum thickness. For this reason, it is preferable to increase the distance between the working point of the cantilever and the fulcrum in order to cope with the change in the pressure contact force. However, increasing the distance between the working point and the fulcrum of the cantilever means that the developing device becomes larger as it is. Therefore, it is difficult to downsize the toner layer regulating member when the toner regulating plate is used.
また、中心部に空洞を有する円筒型等のトナー規制部材を用いる場合、従来の構成ではトナー規制部材が現像ローラとトナー規制部材の保持部材により挟まれ、この保持部材により圧接された構成である。即ち、特許文献1では、前記窪みが保持部材であり、又、特許文献2では、円筒型トナー規制部材固定部材が保持部材であり、斯かる構成は、部品点数が少なくなるためコストダウンには非常に有効な方法である。 Further, when a cylindrical type toner regulating member having a cavity at the center is used, in the conventional configuration, the toner regulating member is sandwiched between the developing roller and the holding member of the toner regulating member, and is pressed by the holding member. . That is, in Patent Document 1, the recess is a holding member, and in Patent Document 2, a cylindrical toner regulating member fixing member is a holding member. Such a configuration reduces the number of parts, thereby reducing the cost. This is a very effective method.
しかし、トナー規制部材が固定されず移動自在であったため、現像ローラの回転により、現像ローラに当接しているトナー規制部材は、力を受けることになる。特に、現像ローラに回転中心のずれや円筒の振れがあった場合には現像ローラがトナー規制部材を押す力も変化することとなる。このためトナー規制部材がねじれたり、回転による振動により当接状態が不安定になったりする。 However, since the toner restricting member is not fixed and is movable, the toner restricting member in contact with the developing roller receives a force by the rotation of the developing roller. In particular, when the developing roller is deviated from the center of rotation or the cylinder is shaken, the force with which the developing roller pushes the toner regulating member also changes. For this reason, the toner regulating member is twisted or the contact state becomes unstable due to vibration caused by rotation.
更に、近年トナー規制部によるトナーコートの安定化のために現像ローラと異なる電圧をトナー規制部材に印加する場合がある。 Furthermore, in recent years, a voltage different from that of the developing roller may be applied to the toner regulating member in order to stabilize the toner coat by the toner regulating unit.
しかし、上記のようにトナー規制部材がねじれたり、振動してしまう状態では安定的に電圧を印加することが難しく、トナー規制部材を流れる電流の経路が現像ローラの回転や回転による振動により不安定になりがちであった。その結果、現像ローラ上のトナーコートが不安定になり、現像ローラ上に横スジ状にトナーがコートされたり、部分的にトナーコートの濃淡が発生したりした。 However, it is difficult to stably apply a voltage when the toner regulating member is twisted or vibrated as described above, and the path of the current flowing through the toner regulating member is unstable due to the rotation of the developing roller or the vibration caused by the rotation. Tended to be. As a result, the toner coat on the developing roller became unstable, and the toner was coated on the developing roller in the form of a horizontal stripe, or the toner coat was partially shaded.
本発明の目的は、現像剤層厚規制部材が固定されず、表層面に対して部材内部に空洞を有する現像剤層厚規制部材を用いることで生じる横スジや現像剤層の不均一性を解消し、小型化を実現することができる現像装置を備えた画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to prevent lateral streaks and non-uniformity of the developer layer caused by using a developer layer thickness regulating member having a cavity inside the member with respect to the surface layer surface without fixing the developer layer thickness regulating member. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus provided with a developing device that can solve the problem and achieve miniaturization.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、
現像剤を担持し搬送し、前記静電潜像を現像剤にて可視像とする現像剤担持体と、前記現像剤担持体にて担持し搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材と、前記現像剤担持体に電圧を供給する現像バイアス手段と、前記現像剤層厚規制部材に電圧を供給する規制バイアス手段と、を備えた現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記現像剤層厚規制部材は、部材内部に空洞を有する可撓性部材と、前記可撓性部材を保持する保持部材と、で形成され、前記可撓性部材は、前記保持部材にて保持されていない部分における表面の一部が前記現像剤担持体に当接しており、
前記保持部材は、前記規制バイアス手段からの電圧を前記可撓性部材に給電し、且つ、前記可撓性部材を前記保持部材に固定する給電部材を有し、
前記給電部材は、針状の電極部材とされ、前記可撓性部材に突き刺すことで給電し、且つ、前記可撓性部材を前記保持部材に固定する、
ことを特徴とする画像形成装置である。
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention comprises an image carrier on which an electrostatic latent image is formed,
A developer carrying body that carries and conveys the developer and makes the electrostatic latent image a visible image with the developer, and development that regulates the layer thickness of the developer carried and carried by the developer carrying body A developing device comprising: a developer layer thickness regulating member; a developing bias means for supplying a voltage to the developer carrying member; and a regulating bias means for supplying a voltage to the developer layer thickness regulating member;
In an image forming apparatus having
The developer layer thickness regulating member is formed by a flexible member having a cavity inside the member and a holding member that holds the flexible member, and the flexible member is held by the holding member. A part of the surface in the part that is not in contact with the developer carrier,
The holding member is to feed a voltage from the regulating bias means to said flexible member, and, have a power supply member for fixing the flexible member to the holding member,
The power supply member is a needle-like electrode member, supplies power by piercing the flexible member, and fixes the flexible member to the holding member.
An image forming apparatus characterized by the above.
本発明によれば、従来発生していた、現像剤層厚規制部材が固定されず、表層面に対して部材内部に空洞を有する現像剤層厚規制部材を用いることで生じる横スジや現像剤層の不均一性を解消し、小型化を実現することができる。 According to the present invention, the horizontal streak and developer generated by using a developer layer thickness regulating member that has been generated in the past, and the developer layer thickness regulating member is not fixed and has a cavity inside the member with respect to the surface layer surface. The non-uniformity of the layers can be eliminated and downsizing can be realized.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
実施例1
図1に、本発明に係る画像形成装置の一実施例である電子写真プロセス利用のフルカラーレーザープリンタ100の概略構成を断面図で示す。図2は、本実施例の画像形成装置にて画像形成に寄与するプロセスカートリッジの概略構成である。また、図3は、本発明に従う現像手段としての現像装置7による現像作動を説明する現像装置7の概略構成図である。
Example 1
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a full-
以下に本実施例における画像形成装置の全体構成について述べる。 The overall configuration of the image forming apparatus in this embodiment will be described below.
(画像形成装置の全体構成)
本実施例にて、画像形成装置100は、イエロー(y)、マゼンダ(m)、シアン(c)、黒(k)色の各色の画像を各々形成する4つのプロセスカートリッジ9(9y、9m、9c、9k)を有している。数字の後に示される「y、m、c、k」は各トナー色に対応したものである。例えば、プロセスカートリッジ9yは、イエロートナーを画像形成するためのプロセスカートリッジを示す。
(Overall configuration of image forming apparatus)
In this embodiment, the
詳しくは後述するように、各プロセスカートリッジ9は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体(以下、「感光ドラム」という。)1を備えている。プロセスカートリッジ9は、本実施例では、この感光ドラム1に対して、帯電手段2、現像手段4及びクリーニング手段6を一体としたユニットであり、画像形成装置本体100Aに対して装着手段(図示せず)により着脱可能に装着されている。本実施例では、4つのプロセスカートリッジ9は、記録媒体としての転写材である記録紙Pの搬送経路上流側から下流側に沿って垂直方向に配列して配置されている。
As will be described in detail later, each process cartridge 9 includes a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 1 as an image carrier. In this embodiment, the process cartridge 9 is a unit in which the charging unit 2, the developing unit 4 and the cleaning unit 6 are integrated with the photosensitive drum 1, and is mounted on the image forming apparatus
各色のプロセスカートリッジ9により感光ドラム1上に形成されたトナー像は、転写装置8を構成する中間転写体である中間転写ベルト20上に転写することでフルカラー画像を形成する。即ち、感光ドラム1上のトナー像は、各色の感光ドラム1の対向位置に設けられた1次転写ローラ22(22y、22m、22c、22k)により、中間転写ベルト20上に重ねて転写され、カラー画像とされる。そして、このカラー画像は、中間転写ベルト20の移動方向下流側に設けられた2次転写ローラ23により、一括して記録紙P上に転写される。なお、中間転写ベルト20上の未転写トナーは、中間転写ベルトクリーナー21によって回収される。
The toner image formed on the photosensitive drum 1 by the process cartridge 9 of each color is transferred onto an
記録紙Pは、画像形成装置100の下部に設けられたカセット24内に積載されており、印字動作の要求とともに給紙ローラ25により搬送され、前記2次転写ローラ23位置において、中間転写ベルト20上に形成されたトナー像を転写される。
The recording paper P is stacked in a
その後、定着ユニット26により記録紙P上のトナー像は、記録紙Pに加熱定着し、排紙部27を経て画像形成装置100から外部に排出される。
Thereafter, the toner image on the recording paper P is heated and fixed on the recording paper P by the fixing
なお、本実施例の画像形成装置100においては、プロセスカートリッジ9のトナー容量を含む寿命は、A4用紙印字率5%換算で4000枚相当に設定されているものを使用している。
In the
次に、プロセスカートリッジ9における画像形成プロセスについて説明する。 Next, an image forming process in the process cartridge 9 will be described.
(プロセスカートリッジ及び画像形成プロセス)
図2は、並列におかれた4つのプロセスカートリッジ9の1つに注目し、その近傍の断面を示したものである。
(Process cartridge and image forming process)
FIG. 2 shows a cross section in the vicinity of one of the four process cartridges 9 arranged in parallel.
画像形成プロセスの中心となる感光ドラム1は、本実施例では、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光ドラム1を用いている。画像形成プロセスにおいて、感光ドラム1は、98mm/secの速度で、図中矢印にて示すように、時計回り方向へ駆動される。 In this embodiment, the photosensitive drum 1 which is the center of the image forming process is an organic photosensitive drum 1 in which an outer surface of an aluminum cylinder is coated with a functional undercoat layer, a carrier generation layer, and a carrier transfer layer in this order. ing. In the image forming process, the photosensitive drum 1 is driven in a clockwise direction as indicated by an arrow in the drawing at a speed of 98 mm / sec.
帯電手段である帯電ローラ2は、芯金2aの周りに形成された導電性ゴムのローラ部2bを感光ドラム1に加圧接触することで従動回転する。ここで、帯電ローラ2の芯金2aには、帯電工程として、感光ドラム1に対して―1100Vの直流電圧が印加されている。これにより感光ドラム1の表面電位は、約―550Vとなる一様な暗部電位(Vd)が形成される。 The charging roller 2 as charging means is driven to rotate by bringing a roller portion 2 b of conductive rubber formed around the core metal 2 a into pressure contact with the photosensitive drum 1. Here, a DC voltage of −1100 V is applied to the core 2a of the charging roller 2 with respect to the photosensitive drum 1 as a charging step. As a result, a uniform dark portion potential (Vd) of about −550 V is formed as the surface potential of the photosensitive drum 1.
この一様な表面電荷分布面に対して、露光手段であるスキャナーユニット10により、画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンが感光ドラム1を露光する。露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Vl=−100V、未露光部位は暗部電位Vd=−550Vの静電潜像が、感光ドラム1上に形成される。
A spot pattern of laser light emitted corresponding to the image data is exposed on the photosensitive drum 1 by the
前記静電潜像は、現像剤担持体としての現像ローラ3を備えた現像手段7にて現像される。現像ローラ3は、所定のコート量及び電荷量のトナーコート層が形成される。このトナー層の形成方法については後述するが、前記現像ローラ3は、感光ドラム1に接触しながら、感光ドラム1に対して順方向に回転(反時計回り回転)している。又、本実施例では、現像バイアス手段12(図3)により、現像ローラ3にDCバイアス=―350Vが印加されている。それによって、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム1に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化し、可視像(トナー像)とする。
The electrostatic latent image is developed by developing
各プロセスカートリッジ9の感光ドラム1に接触する中間転写ベルト20は、感光ドラム1に対向した1次転写ローラ22(22y、22m、22c、22k)により感光ドラム1に加圧されている。また、1次転写ローラ22y、22m、22c、22kには、転写バイアス手段(図示せず)により直流電圧が印加されており、感光ドラム1との間で電界が形成されている。これにより、感光ドラム1上で顕像化されたトナー像は、前記の加圧接触する転写領域において、電界の力を受けて感光ドラム1上から中間転写ベルト20上に転写される。一方、感光ドラム1上で中間転写ベルト20に転写されずに残った未転写トナーは、クリーニング手段としてのクリーニング装置6に設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード6aにより、ドラム表面から掻き落とされ、クリーニング装置6内に収納される。
The
(現像手段)
以下、本実施例に用いた現像手段である現像装置7の詳細を述べる。
(Development means)
The details of the developing
図3は、後述する実施例1の規制部材4を用いた現像装置7の概略構成を示す。現像装置7は、現像容器40を備えており、現像容器中には現像剤である非磁性一成分トナーTが収容されている。また、現像装置7には、上述のように、感光ドラム1に対して接触しながら順方向に回転(反時計回り)する現像剤担持体である現像ローラ3が設置されている。更に、現像装置7は、前記現像ローラ3に対して接触しながら該接触部にて逆方向に回転(反時計回り)するトナー供給ローラ5と、トナーTを撹拌する撹拌部材11を備えている。
FIG. 3 shows a schematic configuration of a developing
本実施例にて、現像ローラ3の回転速度は140mm/secであり、トナー供給ローラ5の回転速度は86mm/secである。
In this embodiment, the rotation speed of the developing
更に、現像装置7は、現像ローラ回転方向に対して、供給ローラ5の下流側で現像ローラ3に当接し、現像に臨み、現像剤の量を規制及び電荷付与するための現像剤層厚規制部材(以下、「トナー規制部材」という。)4を備えている。
Further, the developing
トナー規制部材4は、現像ローラ3上のトナーを感光ドラム1上における現像に適した所定のコート量、及び、所定の電荷量に制御することを目的とする。
The toner regulating member 4 is intended to control the toner on the developing
以下、本実施例の現像装置7における各部材について説明する。
Hereinafter, each member in the developing
(現像ローラの構成)
現像ローラ3は、図3(b)に示すように、芯金3a上に弾性層3bを有する、所謂弾性現像ローラである。本実施例においては、直径6mmのステンレス製の芯金3a上にシリコーンゴムにカーボンが分散されたソリッドゴムからなる第1層(基層)3bを約3mmの層厚で形成する。
(Development roller configuration)
As shown in FIG. 3B, the developing
更に、第2層(中間層)3cとして、導電剤により抵抗調整されたウレタン樹脂中に約20μm〜60μm程度の球形状樹脂を分散させた層を約10μmの層厚で形成する。該球形状樹脂は現像ローラの表面粗さ調整の役目を担っている。 Further, as the second layer (intermediate layer) 3c, a layer in which a spherical resin of about 20 μm to 60 μm is dispersed in a urethane resin whose resistance is adjusted by a conductive agent is formed with a layer thickness of about 10 μm. The spherical resin serves to adjust the surface roughness of the developing roller.
第2層の上に、第3層(表層)3dを形成する。表層3dは導電剤によって抵抗調整されたウレタン樹脂からなり、約10μmの層厚を有する。表層3dの樹脂は、トナーと摩擦され、トナーを帯電させる目的を有するため、トナーを所定極性に帯電させ得る樹脂が好適に用いられる。
A third layer (surface layer) 3d is formed on the second layer. The
(現像ローラの材料)
現像ローラの基層3b及び中間層3cの材料としては、上記の他に、ブチルゴム、ブダジエンゴム(BR)、天然ゴム、アクリルゴム、EPDM(エチレン・プロピレン共重合体)又はこれらの混合されたゴム等、一般的に用いられるゴムが使用可能である。
(Development roller material)
As materials for the
これらのゴムを母体として、カーボン樹脂粒子、金属粒子、イオン導電剤等を分散させることで所望する抵抗値が得られる。イオン導電剤としては、過塩素酸リチウム、4級アンモニウム塩等のイオン導電剤をバインダー中に分散させることで導電性をだすことができる。 A desired resistance value can be obtained by dispersing carbon resin particles, metal particles, an ionic conductive agent, and the like using these rubbers as a base material. As the ionic conductive agent, conductivity can be obtained by dispersing an ionic conductive agent such as lithium perchlorate or a quaternary ammonium salt in a binder.
表層3dの樹脂バインダーとしては、負帯電性トナーを用いた場合には、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂等が好適に用いられる。また、正帯電性トナーを使用するのであれば、フッ素樹脂等が好適に用いられる。これらの樹脂に前述のカーボン樹脂粒子、金属粒子、イオン導電剤等を分散させることで所望する抵抗値が得られる。
As the resin binder for the
本実施例においては3層構成としたが、これにとらわれるものではない。所望の表面粗さを形成するのに、中間層3cに球形状樹脂を用いたが、基層3aの表面の粗さ等を利用して2層構成とすることも可能である。
In this embodiment, a three-layer structure is used, but the present invention is not limited to this. In order to form the desired surface roughness, a spherical resin is used for the
現像ローラ3の抵抗値としては、2×104Ω〜5×108Ωであることが望ましい。2×104Ω未満であると、弾性層に流れる電流が多くなり、必要な電流容量が大きくなってしまうためである。また5×108Ωを超えると、現像時に流れる電流を阻害されやすくなるからである。本実施形態においては5×105Ωのものを用いた。
The resistance value of the developing
(現像ローラ抵抗の測定法)
抵抗測定について図4を用いて説明する。
(Development roller resistance measurement method)
The resistance measurement will be described with reference to FIG.
同図において、測定対象であるローラ63は、ステンレス等からなる導電性芯金62と、その外周に形成された弾性層61と、ローラ表面60からなる。ローラ63が単層である場合は、弾性層61とローラ表面60は同種の材料で構成されることとなる。長手幅は約230mmのものである。
In the figure, a
直径30mmのステンレス鋼の円筒部材66は、矢印方向に約48mm/secの速度で回転する。このとき、ローラ63は円筒部材66の回転に伴って、従動回転する。ローラ63の端部には、円筒部材66への侵入量を50μmに規制する(ローラと円筒部材との当接領域を一定にするため)端部コロ69が嵌合される。端部コロ69は、ローラ63の外径よりも100μm外径が小さい円筒形状をしている。
The stainless
ローラ63の両端部(導電性芯金62部)には荷重67が付加される。荷重67は、片側500g重ずつ、計1kg重の荷重によりローラ63が円筒部材66に押圧される。
A
測定回路68は、電源Ein2、抵抗Ro2、電圧計Eout2からなる。本測定では、Ein2:300V(DC)で行った。抵抗Ro2については、Ro2:100Ω〜10MΩが使用可能である。抵抗Ro2は微弱電流を測定するためのものであるため、測定対象であるローラ抵抗の2〜4桁下の抵抗値を用いるとよい。即ち、ローラの抵抗が1×106Ω程度の抵抗を持つものであれば、Ro2としては1kΩの抵抗でよい。
The
ローラの抵抗値Rbは、下式により算出される。
Rb=Ro2×(Ein2/Eout2−1)(Ω)
The roller resistance value Rb is calculated by the following equation.
Rb = Ro2 × (Ein2 / Eout2-1) (Ω)
本実施例においては、電圧を印加してから10秒後のEout2の値を測定して求めた。
In this example, the value of
(現像ローラ表面粗さ)
現像ローラ3の表面粗さとしては、使用するトナーの粒径にもよるが、十点平均粗さRzで1μm〜10μmが好ましい。使用するトナー粒径が平均体積粒径で6μmであれば好適には十点平均粗さRzで2μm〜8μmが使用可能である。トナー粒径がより小さい場合は十点平均粗さRzをやや小さくすることが好ましい。十点平均粗さRzが1μm未満であると十分なトナー搬送力が得られず濃度不足となる。一方、10μmを超えるとトナーに十分な帯電が得られず、非画像部にトナーが付着する所謂「かぶり」が発生することになる。本実施例においてはRzで3μmのものを用いた。
(Development roller surface roughness)
The surface roughness of the developing
十点平均粗さRzは、JIS B0601に示されている定義を用い、測定には小坂研究所製の表面粗さ試験器「SE−30H」を使用した。 The ten-point average roughness Rz was defined according to JIS B0601, and a surface roughness tester “SE-30H” manufactured by Kosaka Laboratory was used for measurement.
(ゴム硬度)
現像ローラのゴム硬度はAskerCゴム硬度計(高分子計器株式会社製)を用いた。ゴム硬度としては、30度〜75度(AskerC)のものが好適に使用される。75度(AskerC)を超えると、現像ローラ3の摺擦によってトナーが溶融し、ブレード融着やローラ融着を発生させるため好ましくない。また、現像ローラ3と感光ドラム1との当接状態が不安定となりやすいからである。30度未満では、圧縮永久歪みによる永久変形により、現像ローラとしての使用は困難である。更に好ましくは、35度〜60度であり、この範囲の低硬度にすることで、トナーに過度なストレスをかけることなく、摩擦帯電をすることができる。本実施例においては45度のものを用いた。
(Rubber hardness)
The rubber hardness of the developing roller was an Asker C rubber hardness meter (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.). A rubber hardness of 30 to 75 degrees (Asker C) is preferably used. If it exceeds 75 degrees (Asker C), the toner melts due to the rubbing of the developing
(現像ローラの製造方法)
本実施例における現像ローラの製造方法の一例を述べる。
(Development roller manufacturing method)
An example of a developing roller manufacturing method in this embodiment will be described.
芯金3a上にまずゴムの接着及び導電性の確保をする接着剤を塗布する。そして、芯金3aの周囲にカーボン樹脂粒子等を分散させたソリッドゴムを巻き付け、金型内に入れる。金型をプレス機により熱及び圧力を加えて加硫させ、加硫後に表面を研磨して、基層3bから成るソリッドの弾性ローラを得る。そして中間層3c及び表層3dは、ロールコーター法、スプレー法、ディッピング法などにより行うことができる。最表層3dの塗工厚さは3μm〜50μm程度が好ましい。3μm未満では感光ドラム1との摺擦による削れが懸念され、50μmを超えると所望の塗工厚さを得るために何度も塗工をしなければならず、生産するのに現実的ではないからである。
First, an adhesive for securing rubber and ensuring electrical conductivity is applied onto the
また、供給ローラ5は、図3(b)に示すように、本実施例においては、外径5mmの芯金5a上に発泡骨格構造で比較的低硬度のポリウレタンフォームにて層厚5.5mmの弾性層(発泡層)5b形成した外径16mmの弾性スポンジローラを用いた。供給ローラ5は連泡性の発泡体で構成することにより、過大な圧を加えることなく現像ローラ3と当接し、発泡体表面の適度な凸凹で現像ローラ3上へのトナー供給及び現像時に消費されずに残像したトナーの剥ぎ取りを行っている。このセル構造の掻き取り性はウレタンフォームに限定されるものでなく、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム(EPDMゴム)等を発泡させたゴム等が使用可能である。
In addition, as shown in FIG. 3B, the
発泡層5bの抵抗調整として適宜、公知のイオン導電剤、無機微粒子若しくはカーボンブラック等を分散可能である。
As the resistance adjustment of the foamed
また供給ローラ5には現像ローラ3へのトナー供給を補助するために、バイアスを印加される。現像ローラ側に負帯電トナーを付勢するバイアスを印加することで、トナー規制部材4による層厚規制前に現像ローラ3に担持されるトナー量を増加させることが可能となる。さらにバイアスにより現像ローラ3上でのトナー密度が上がりやすく均一なトナー濃度を得やすくなる。
A bias is applied to the
図3を参照すると、現像ローラ3、トナー規制部材4、供給ローラ5には、それぞれ現像バイアス手段12、規制バイアス手段13(−350V)、供給バイアス手段14(−450V)の高圧電源が接続される。
Referring to FIG. 3, the developing
規制バイアス手段13の電圧(−450V)はトナー規制部材4に供給され、現像バイアス手段12の電圧は現像ローラ3に供給されることでトナーが介在するトナー規制部材4の表面と現像ローラ3表面との間で電界を形成することになる。
The voltage (−450 V) of the regulating
(トナー)
本実施例に使用する一成分現像用トナーは、透過電子顕微鏡(TEM)を用いたトナー粒子の断層面観察において、ワックス成分が結着樹脂と相溶しない状態で、実質的に球状及び/又は紡錘形で島状に分散されていることが好ましい。
(toner)
The one-component developing toner used in this example is substantially spherical and / or in a state where the wax component is not compatible with the binder resin in the tomographic observation of the toner particles using a transmission electron microscope (TEM). It is preferably dispersed in an island shape in a spindle shape.
ワックス成分を上記の如く分散させ、トナー中に内包化させることによりトナーの劣化や画像形成装置への汚染等を防止することができるので、良好な帯電性が維持され、ドット再現に優れたトナー画像を長期にわたって形成することが可能となる。また、加熱時にはワックス成分が効率よく作用するため、低温定着性と耐オフセット性を満足なものとする。 By dispersing the wax component as described above and encapsulating it in the toner, it is possible to prevent deterioration of the toner, contamination of the image forming apparatus, etc. An image can be formed over a long period of time. Further, since the wax component acts efficiently during heating, the low-temperature fixability and offset resistance are satisfied.
トナー粒子の断層面を観察する具体的な方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子を十分分散させた後、温度40度の雰囲気中で2日間硬化させる。得られた硬化物を四三酸化ルテニウム、必要により四三酸化オスミウムを併用し染色を施した後、ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサンプルを切り出し、透過電子顕微鏡(TEM)を用いてトナー粒子の断層形態を観察する。 As a specific method for observing the tomographic plane of the toner particles, the toner particles are sufficiently dispersed in a room temperature curable epoxy resin and then cured in an atmosphere at a temperature of 40 degrees for 2 days. The obtained cured product was dyed with ruthenium tetroxide and, if necessary, osmium tetroxide, and after that, a flaky sample was cut out using a microtome equipped with diamond teeth, and a transmission electron microscope (TEM) was used. Observe the tomographic morphology of the toner particles.
本実施例に係るワックス成分は、示差走査熱量計により測定されるDSC曲線において、昇温時に40度〜130度の領域に最大吸熱ピークを有するものが用いられる。上記温度領域に最大吸熱ピークを有することにより低温定着に大きく貢献しつつ、離型性をも効果的に発現する。 As the wax component according to the present embodiment, a wax component having a maximum endothermic peak in a region of 40 to 130 degrees at the time of temperature rise in the DSC curve measured by a differential scanning calorimeter is used. Having a maximum endothermic peak in the above temperature range greatly contributes to low-temperature fixing, and effectively exhibits releasability.
この最大吸熱ピークが40度未満であるとワックス成分の自己凝集力が弱くなり、結果として耐高温オフセット性が悪化すると共に、グロスが高くなりすぎる。一方、最大吸熱ピークが130度をこえると定着温度が高くなると共に、定着画像表面を適度に平滑化せしめることが困難となるため、特にカラートナーに用いた場合には混色性低下の点から好ましくない。更に、水系媒体中で造粒・重合を行い重合方法により直接トナーを得る場合、最大吸熱ピーク温度が高いと主に造粒中にワックス成分が析出する等の問題を生じ好ましくない。 When this maximum endothermic peak is less than 40 degrees, the self-cohesive force of the wax component becomes weak, resulting in deterioration of high temperature offset resistance and excessive gloss. On the other hand, if the maximum endothermic peak exceeds 130 ° C., the fixing temperature becomes high and it becomes difficult to appropriately smooth the surface of the fixed image. Absent. Further, in the case where granulation and polymerization are carried out in an aqueous medium and a toner is obtained directly by the polymerization method, if the maximum endothermic peak temperature is high, problems such as precipitation of a wax component mainly during granulation are undesirable.
ワックス成分の最大吸熱ピーク温度の測定は、「ASTM D 3418−8」に準じて行う。測定には、例えば、パーキンエルマー社製DSC−7を用いる。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。測定サンプルにはアルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、1回昇温−降温させ前履歴をとった後、昇温速度10度/minで測定を行う。 The maximum endothermic peak temperature of the wax component is measured according to “ASTM D 3418-8”. For the measurement, for example, DSC-7 manufactured by PerkinElmer is used. The temperature correction of the device detection unit uses the melting points of indium and zinc, and the correction of heat uses the heat of fusion of indium. An aluminum pan is used as a measurement sample, and an empty pan is set as a control. After the temperature is raised and lowered once to obtain a previous history, the measurement is performed at a rate of temperature rise of 10 degrees / min.
上記ワックス成分としては、具体的にはパラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、フィッシャートロピッシュワックス、アミドワックス、高級脂肪酸、エステルワックス及びこれらの誘導体又はこれらのグラフト/ブロック化合物等が利用できる。 Specific examples of the wax component include paraffin wax, polyolefin wax, Fischer tropish wax, amide wax, higher fatty acid, ester wax and derivatives thereof, or graft / block compounds thereof.
本実施例に係るトナーは、画像解析装置で測定した形状係数SF−1の値が100〜160であり、形状係数SF−2の値が100〜140であることが好ましい。形状係数SF−1の値が100〜140であり、形状係数SF−2の値が100〜120であれば更に好ましい。また、上記の条件を満たし、かつ、(SF−2)/(SF−1)の値を1.0以下とすることにより、トナーの諸特性のみならず、画像解析装置とのマッチングがきわめて良好なものとなる。 The toner according to this embodiment preferably has a shape factor SF-1 value of 100 to 160 and a shape factor SF-2 value of 100 to 140 as measured by the image analysis apparatus. More preferably, the value of the shape factor SF-1 is 100 to 140, and the value of the shape factor SF-2 is 100 to 120. Further, by satisfying the above conditions and setting the value of (SF-2) / (SF-1) to 1.0 or less, not only the characteristics of the toner but also matching with the image analysis apparatus is extremely good. It will be something.
上記形状係数SF−1、SF−2は、日立製作所製FE−SEM(S−800)を用い倍率500倍に拡大したトナー像を100個無作為にサンプリングする。その画像情報をインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置(Luzex3)に導入し解析を行い、下式より算出し得られた値によって定義されるパラメータである。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(π/4)×100
SF−2={(PERI)2/AREA}×(1/4π)×100
AREA:トナー投影面積、 MXLNG:絶対最大長、PERI:周長
For the shape factors SF-1 and SF-2, 100 toner images enlarged by a magnification of 500 times using FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, Ltd. are randomly sampled. The image information is a parameter defined by a value obtained by introducing the image information into an image analysis apparatus (Luxex 3) manufactured by Nicole through an interface and performing analysis.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (π / 4) × 100
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (1 / 4π) × 100
AREA: toner projected area, MXLNG: absolute maximum length, PERI: circumference
トナーの形状係数SF−1はトナー粒子の丸さの度合を示し、球形から徐々に不定形となる。SF−2はトナー粒子の凹凸度合を示し、トナー表面の凹凸が顕著となる。 The toner shape factor SF-1 indicates the degree of roundness of the toner particles, and gradually changes from a spherical shape to an irregular shape. SF-2 indicates the degree of unevenness of the toner particles, and the unevenness of the toner surface becomes remarkable.
前述の形状係数SF−1が160を越える場合には、トルクが増大する。また、摩擦が大きくなるため、摩擦熱が大きくなりトナー劣化を起こしやすい。 When the aforementioned shape factor SF-1 exceeds 160, the torque increases. In addition, since friction increases, frictional heat increases and toner deterioration is likely to occur.
トナー像の転写効率を高めるためには、トナー粒子の形状係数SF−2は、100〜140であり、(SF−2)/(SF−1)の値が1.0以下であるのがよい。トナー粒子の形状係数SF−2が140より大きく、(SF−2)/(SF−1)の値が1.0を超える場合、トナー粒子の表面がなめらかではなく、多数の凹凸をトナー粒子が有しており、感光ドラム1から転写材等への転写効率が低下する傾向にある。 In order to increase the transfer efficiency of the toner image, the shape factor SF-2 of the toner particles is 100 to 140, and the value of (SF-2) / (SF-1) is preferably 1.0 or less. . When the toner particle shape factor SF-2 is greater than 140 and the value of (SF-2) / (SF-1) exceeds 1.0, the toner particle surface is not smooth, and the toner particles have a large number of irregularities. The transfer efficiency from the photosensitive drum 1 to the transfer material or the like tends to be reduced.
特に、形状係数SF−1が160以下、形状係数SF−2が140とすることで、トナー規制部材4と現像ローラ3に電位差を設けた場合に、トナーがトナー規制部材4から離間しやすくなり、ブレード融着防止には有効である。
In particular, when the shape factor SF-1 is 160 or less and the shape factor SF-2 is 140, when a potential difference is provided between the toner regulating member 4 and the developing
トナーの体積平均粒径は、種々の方法によって測定できるが、本実施例においては、コールターカウンターのマルチサイザーを用いて行った。即ち、測定装置としてはコールターカウンターのマルチサイザーII型(コールター社製)を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びCX−1パーソナルコンピュータ(キヤノン製)を接続した。電解液は特級または1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。測定方法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5ml加え、更に、この中に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記コールターカウンターのマルチサイザーII型により、アパーチャーとして、トナー粒径を測定するときは、100μmアパーチャーを用いて測定する。トナーの体積及び個数を測定して、体積分布と個数分布とを算出した。それから、体積分布から求めた重量基準の体積平均粒径を求める。本実施例中では、体積平均粒径として5.6μmのトナーで、体積平均粒径が2μm以下のトナーの割合は5%未満のものを使用した。 The volume average particle diameter of the toner can be measured by various methods. In this embodiment, the toner was measured using a multisizer of a Coulter counter. In other words, a Coulter counter Multisizer II type (manufactured by Coulter Inc.) was used as a measuring apparatus, and an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) for outputting number distribution and volume distribution and a CX-1 personal computer (manufactured by Canon) were connected. For the electrolyte, a 1% NaCl aqueous solution is prepared using special grade or first grade sodium chloride. As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added thereto. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and when measuring the toner particle size as an aperture by the multisizer type II of the Coulter counter, a 100 μm aperture is used. taking measurement. The volume and number of toners were measured, and the volume distribution and number distribution were calculated. Then, a weight-based volume average particle diameter obtained from the volume distribution is obtained. In this embodiment, a toner having a volume average particle diameter of 5.6 μm and a toner having a volume average particle diameter of 2 μm or less is less than 5%.
さらには、本実施例で使用するトナー粒子としては、トナー粒子表面が外添剤で被覆された物を用い、トナーが所望の帯電量が付与されるようにすることが好ましい。その意味で、トナー表面の外添剤被覆率が、5%〜99%さらに好ましくは、10%〜99%であることが好ましい。 Further, as the toner particles used in this embodiment, it is preferable to use a toner particle whose surface is coated with an external additive so that the toner has a desired charge amount. In this sense, the external additive coverage on the toner surface is preferably 5% to 99%, more preferably 10% to 99%.
トナー表面の外添剤被覆率は、日立製作所製FE−SEM(S−800)を用いトナー像を100個無作為にサンプリングし、その画像情報をインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置(Luzex3)に導入して計測する。得られる画像情報は、トナー粒子表面部分と外添剤部分との明度が異なるため、2値化して、外添剤部分の面積SGとトナー粒子部分の面積(外添剤部分の面積も含む)STに分けてもとめ、下記式により算出する。
外添剤被覆率(%)=(SG/ST)×100
As for the external additive coverage on the toner surface, 100 toner images were randomly sampled using FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, Ltd., and the image information was sent to the image analysis apparatus (
External additive coverage (%) = (SG / ST) × 100
本実施例に使用される外添剤としては、トナーに添加した時の耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の1/10以下の粒径であることが好ましい。この添加剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。外添剤としては、たとえば、以下のようなものが用いられる。 The external additive used in this embodiment preferably has a particle size of 1/10 or less of the weight average diameter of the toner particles from the viewpoint of durability when added to the toner. The particle size of the additive means the average particle size obtained by observing the surface of the toner particles with an electron microscope. As the external additive, for example, the following are used.
金属酸化物(酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛など)・窒化物(窒化ケイ素など)・炭化物(炭化ケイ素など)・金属塩(硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど)・脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなど)・カーボンブラック・シリカなど。 Metal oxide (aluminum oxide, titanium oxide, strontium titanate, cerium oxide, magnesium oxide, chromium oxide, tin oxide, zinc oxide, etc.), nitride (silicon nitride, etc.), carbide (silicon carbide, etc.), metal salt (sulfuric acid) Calcium, barium sulfate, calcium carbonate, etc.), fatty acid metal salts (zinc stearate, calcium stearate, etc.), carbon black, silica, etc.
本実施例においては、トナー粒子中(100重量部)に補助粒子を外添した。外添した補助粒子は負極性外添剤としてシリカを1重量部、正極性外添剤として酸化チタン0.1重量部を加えた。特に、正極性外添剤を加えた場合には、トナーの流動性の調節、安定したトナーへの帯電性付与が可能である。 In this embodiment, auxiliary particles were externally added to the toner particles (100 parts by weight). The externally added auxiliary particles added 1 part by weight of silica as a negative-polarity external additive and 0.1 part by weight of titanium oxide as a positive-polarity external additive. In particular, when a positive external additive is added, it is possible to adjust the fluidity of the toner and to impart stable chargeability to the toner.
これら外添剤は、トナー粒子100重量部に対し、0.01重量部〜10重量部が用いられ、好ましくは、0.05重量部〜5重量部が用いられる。これら外添剤は、単独で用いても、又、複数併用しても良い。それぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。 These external additives are used in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.05 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of toner particles. These external additives may be used alone or in combination. Those subjected to hydrophobic treatment are more preferable.
外添剤の添加量が0.01重量部未満の場合には、一成分系現像剤の流動性が悪化し、転写及び現像の効率が低下してしまい、画像の濃度ムラや画像部周辺にトナーが飛び散ってしまう、所謂飛び散りが発生する。 When the amount of the external additive is less than 0.01 parts by weight, the fluidity of the one-component developer is deteriorated, and the efficiency of transfer and development is lowered. So-called scattering occurs in which toner is scattered.
一方、外添剤の量が10重量部を越える場合には、過多な外添剤が感光ドラム1や現像ローラ3に付着してトナーへの帯電性を悪化させたり、画像を乱したりする。
On the other hand, when the amount of the external additive exceeds 10 parts by weight, excessive external additive adheres to the photosensitive drum 1 and the developing
(現像剤層厚規制部材)
本実施例における現像剤層厚規制部材、即ち、トナー規制部材4は、図5(a)、(b)に示すように、可撓性部材41と、保持部材42と、給電部材としての電極部材43とにて構成される。そして、可撓性部材41は、電極部材43により保持部材42に取り付けられる。
(Developer layer thickness regulating member)
As shown in FIGS. 5A and 5B, the developer layer thickness regulating member in this embodiment, that is, the toner regulating member 4 includes a
本実施例では、可撓性部材41は、変形前においては横断面形状が円形とされ、外径Dが4〜10mm、肉厚tが0.4〜1.2mm、の円筒形状とされる。外径が4mm未満となると、可撓性部材41の変形に対する圧力の変化が大きくなるため、高精度を要求することとなり好ましくない。また、10mmを超えると、小型にすることができず現像装置が大型化してしまう。肉厚tに関しては後述する当接圧を満足するように外径Dの中で適宜選択可能である。
In this embodiment, the
可撓性部材41の硬度としては、JIS Aで55度から90度程度のものが使用可能である。55度以下となると可撓性部材からのオイル等のシミだしがひどくなり、規制部材としての使用が困難となる。90度を超えると、変形に対する圧力の変化が大きくなるため、高精度を要求することとなり好ましくない。傾向としては、硬度が高い可撓性部材を用いるときは前述の肉厚tを薄くし、硬度が低い可撓性部材を用いる場合は肉厚tを厚くして使用される。
As the hardness of the
可撓性部材のゴム硬度の測定については、JIS A ゴム硬度計(高分子計器株式会社製)を用いた。 A JIS A rubber hardness meter (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) was used for measuring the rubber hardness of the flexible member.
本実施例では、外径Dが5mm、肉厚tが0.5mmとされた。このように、本実施例では、可撓性部材41は、可撓性円筒部材とされるが、これに限定されるものではない。その他、横断面形状が長円形、楕円形、など種々の形状とすることができる。
In this example, the outer diameter D was 5 mm, and the wall thickness t was 0.5 mm. Thus, in the present embodiment, the
本実施例の可撓性円筒部材41は、表層面に対して部材内部に空洞を有する可撓性の部材で形成される。可撓性の部材としては、硬化前に流動性を示すものであればよく、それ自体公知の材料の中から適宜選択することができる。例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エチレン・プロピレンゴム(EPM)、フッ素ゴムラテックス等の液状ゴム、ポリマーブレンドなどが挙げられる。これらの中でも、液状ゴムが好ましく、適度な極性を有し、導電性粉との適度な相溶性を示す点でウレタンゴムやシリコーンゴムがより好ましく、2液型ウレタンゴムや1液型シリコーンゴムが特に好ましい。本実施例では、可撓性円筒部材41は、上述のように、外径Dが5mm、肉厚tが0.5mm、シリコーンゴム製の円筒型部材とされた。
The flexible
さらに、バイアスを印加した場合の効果を得るためには前記可撓性部材に導電性を付与することが望ましい。導電性付与剤としては、それ自体公知の材料の中から適宜選択することができる。例えば、カーボンブラック、カーボンビーズ、カーボンフィラー、チタン酸カリウム、酸化亜鉛、酸化チタンなどの導電性無機粉末、導電性無機粒子、導電性無機フィラー、金属酸化物などが挙げられる。イオン導電剤としては、過塩素酸リチウム、4級アンモニウム塩等のイオン導電剤を弾性素材中に分散させることで導電性をだすことができる。これらの中でも、硬化条件の制御が容易である等の点で導電性無機粉末が好ましく、硬化前の前記エラストマー中での分散性に優れ、密度、比重等のバランスが良好な点でカーボンブラックが好ましい。二次粒径が数十〜500μmであり、DBP吸油量が50〜500g/dlであるカーボンブラックは、硬化前の前記エラストマー中で適度な相溶化を示し、遠心成形時に拡散する結果、良好な傾斜分散を達成できる点で特に好ましい。本実施例において、これらの導電性粉は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Further, in order to obtain the effect when a bias is applied, it is desirable to impart conductivity to the flexible member. The conductivity imparting agent can be appropriately selected from materials known per se. Examples thereof include conductive inorganic powders such as carbon black, carbon beads, carbon filler, potassium titanate, zinc oxide, and titanium oxide, conductive inorganic particles, conductive inorganic filler, and metal oxide. As the ionic conductive agent, conductivity can be obtained by dispersing an ionic conductive agent such as lithium perchlorate or quaternary ammonium salt in the elastic material. Among these, conductive inorganic powder is preferable in terms of easy control of curing conditions, and carbon black is preferable in terms of excellent dispersibility in the elastomer before curing and good balance of density, specific gravity, and the like. preferable. Carbon black having a secondary particle size of several tens to 500 μm and a DBP oil absorption of 50 to 500 g / dl exhibits an appropriate compatibilization in the elastomer before curing, and diffuses during centrifugal molding. This is particularly preferable in that the gradient dispersion can be achieved. In this embodiment, these conductive powders may be used alone or in combination of two or more.
トナー規制部材4の抵抗値は、可撓性円筒部材41に添加する導電性粉の種類・比重・量、前記エラストマーの種類・極性、成形条件(例えば遠心成形の場合には回転数やG)等を適宜変更することにより、調整することができる。
The resistance value of the toner regulating member 4 includes the type / specific gravity / amount of conductive powder added to the flexible
(トナー規制部材の抵抗測定)
トナー規制部材4の抵抗測定は、現像装置7にトナー規制部材4を組み付け、現像ローラ3の代わりに現像ローラ3と同じ外径を有するSUS304の金属棒を配置する。該金属棒とトナー規制部材4の電極部材43の間に5μAの電流を流し、そのときの印加電圧を読むことでトナー規制部材4の抵抗値を測定する。
(Measurement of resistance of toner regulating member)
To measure the resistance of the toner regulating member 4, the toner regulating member 4 is assembled to the developing
トナー規制部材の抵抗値としては、10-3Ω〜108Ωの抵抗値のものが使用可能である。10-3Ω未満のものは製造するのが困難であり108Ωを超えるとトナー規制部材4と現像ローラ3間に有効な電界の形成ができないからである。本実施例においては、トナー規制部材の抵抗値は3×104Ωものを使用した。
As the resistance value of the toner regulating member, a resistance value of 10 −3 Ω to 10 8 Ω can be used. This is because it is difficult to manufacture a material having a resistance of less than 10 −3 Ω, and an effective electric field cannot be formed between the toner regulating member 4 and the developing
(トナー規制部材の構成)
図5に実施例1のトナー規制部材を示す。図5に示すように、トナー規制部材4の保持部材42において、可撓性円筒部材41との当接部分(即ち、内面部)44は、円滑な凹面形状に形成され、可撓性円筒部材41の外周面45と保持部材42の内面部44が接するように形成される。これは、可撓性円筒部材41の外周部分45の三方向の面、即ち、図5(b)にて頂部45a、両側部45bが保持部材42の内面部44により囲われ、残りの一方向45cが現像ローラ3と当接することとなるためである。
(Configuration of toner regulating member)
FIG. 5 shows a toner regulating member of Example 1. As shown in FIG. 5, in the holding
本実施例にて、保持部材42の内面44は、現像ローラ3に押圧された可撓性円筒部材41を囲うために、可撓性円筒部材41が変形した状態における外周面と一致する湾曲形状とされている。しかし、これに限定されるものではなく、保持部材42の内面部44は、可撓性部材41の断面形状に応じてその他種々の断面形状とすることもできる。
In this embodiment, the
本実施例では、可撓性円筒部材41は、図5(b)に示すように、△dが0.4〜1.5mm程度押圧されるようにした。これにより、詳しくは後述するように、現像ローラ3との、所定長さとされる当接部(L3)を得ることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 5B, the flexible
保持部材42の材料としては、絶縁性の汎用プラスチックが使用可能である。保持部材42と電極部材43の結合は、電極部材を43金型内に整列させた後に汎用プラスチックを金型で成型することによって得られる。他の方法としては、汎用プラスチックを金型で成型した後、保持部材42に穴を開けて電極部材43を挿入した後、溶着することによっても得られる。
As a material of the holding
トナー規制部材4の組み立ては、上記保持部材42上に形成された、本実施例では、先端が針状とされる電極部材43を可撓性円筒部材41に突き刺すことにより行う。このように、電極部材43を可撓性円筒部材41に突き刺すことにより可撓性円筒部材41の姿勢の安定と、途切れることのない電極接点が得られる。こうして組み立てられたトナー規制部材4を可撓性円筒部材41の露出部が現像ローラ3に当接するようにして現像装置7に取り付けられる。電極部材43には規制バイアス電源14(図3)が接続される。
The toner regulating member 4 is assembled by piercing the flexible
電極部材43は、図5に示すように、保持部材42の略中央部に略等間隔、例えば間隔P=15〜40mmにて配置される。電極部材43は、規制バイアス電源14が接続されており、電極部材43を通して可撓性円筒部材41に電圧が供給される。
As shown in FIG. 5, the
電極部材43の大きさは、根元の太さ(d)が0.5〜2mm、保持部材内面44からの突出長さ(h)は0.5〜2mm程度が望ましい。太さ(d)は0.5mm未満では強度不足になりやすく、2mmを超えると突き刺したときにしわが発生しやすくなるためである。突出長さ(h)は0.5mm未満では固定状態が不安定になりやすく、2mmを超えると可撓性円筒部材41が大変形したときに可撓性円筒部材41の現像ローラ3側の内面が電極に当たらないようにするためである。
The
可撓性円筒部材41は、図5(b)に示したように保持部材42の湾曲内面形状部44にはめ込まれることとなる。このとき、針状の電極部材43は可撓性円筒部材41に突き刺さることで電気的な接点を確保すると同時に、可撓性円筒部材41は電極部材43を介して保持部材42に固定されることとなる。
The flexible
したがって、現像ローラ3の回転振れによる振動やねじれがあったとしても、規制バイアス電源14からの電圧が供給される接点部分が針状の電極部材43により安定するため、規制バイアス電源14からの電圧が途切れることはない。
Therefore, even if there is vibration or twist due to rotational fluctuation of the developing
電極部材43により固定され嵌め込まれた可撓性円筒部材41は、電極部材43との略反対面が現像ローラ3と当接される。表層面に対して部材内部に空洞を有する可撓性素材の可撓性円筒部材41は長手方向で現像ローラ3と均一に接触し、所定の範囲内の圧接力を持つ。
The flexible
現像ローラ3上のトナーを均一に帯電し、かつ薄層に形成するために、トナー規制部材4の現像ローラ3への押圧力(現像ローラの母線方向の線圧)の設定値は15g/cm〜70g/cmが好ましく、本実施例では20g/cmとした。即ち、本実施例にて、可撓性円筒部材41の変形量△dは、1.2mm程度とされた。
In order to uniformly charge the toner on the developing
線圧の測定方法はSUS304H材の20μmの薄板を三枚重ねにして、可撓性円筒部材41と現像ローラ3の当接部に挿入し、中央の薄板をバネ秤で引き抜き、その時の力から線圧を換算した。
The linear pressure is measured by stacking three 20 μm thin plates of SUS304H material into the abutting portion of the flexible
可撓性円筒部材41の表面粗さはRzで0.02〜4μm程度が好ましい。0.02μm未満は製造上困難であり、4μmを超えるとトナーへの帯電が不足気味になりかぶりやすくなるためである。本実施例ではRzで0.2μmのものを用いた。
The surface roughness of the flexible
本現像装置の構成では可撓性円筒部材41を電極部材43にて固定している。そのため、現像ローラ2の回転によって受ける力により、可撓性円筒部材41が長手方向でねじれたり、よれたりせず、規制バイアス電源により均一なトナー層を形成でき、安定した画像を得ることができた。また、表層面に対して部材内部に空洞を有する可撓性円筒部材41を用いることにより、片持ち梁の例のようにバネ定数を調節するための長さを必要とせず、可撓性部材の弾性率を調節することで好ましい圧接力を得ることができるため、トナー規制部材4、及び現像装置7の小型化が実現できる。
In the configuration of the developing device, a flexible
実施例2
図6(a)〜(c)は、本発明に従ったトナー規制部材4の他の実施例を示す概略構成図である。
Example 2
FIGS. 6A to 6C are schematic configuration diagrams showing another embodiment of the toner regulating member 4 according to the present invention.
実施例1では給電部材としての電極部材43を可撓性円筒部材41に突き刺すことで組み立てを行った。本実施例では可撓性円筒部材41と電極部材43が嵌合するように形成される
図6(a)〜(c)に示すように、保持部材42には円柱状の突起とされる電極部材43が形成されている。可撓性円筒部材41には、図6(b)に示すように、窪み46が形成される。図6(b)の実施例では可撓性円筒部材41に窪み46を形成したが、図6(c)に示すように、窪み46は貫通穴47としてもよい。即ち、電極部材43は、可撓性円筒部材41と、少なくとも一部において嵌合する突起形状とされる。
In Example 1, the assembly was performed by piercing the flexible
例えば、図6(b)にて、電極部材43の突起と可撓性円筒部材41の窪み46を嵌合させる。このとき、窪み46の穴径は電極部材43の突起の外径よりわずかに小さくすることが好ましい。可撓性円筒部材41が電極部材43に密着するようになるためである。さらに、互いの嵌合部にテーパをつけることで嵌合を容易に行うことが可能となる。
For example, in FIG. 6B, the protrusion of the
電極部材43の突起と可撓性円筒部材41の窪み46は、図6(a)に示すように、保持部材42の長手方向で2箇所以上設置し、可撓性円筒部材41を固定する。この嵌合部は、長手方向で左右対称に設置することが望ましい。
As shown in FIG. 6A, two or more protrusions of the
電極部材43の材質は、金属製のものであってもよいし、樹脂に金属粉を分散させた導電樹脂を用いてもよい。
The material of the
本実施例では、電極部材43を突起形状とし、可撓性円筒部材41に窪み46或いは穴47を有するものとしたが、図7(a)、(b)に示すように、電極部材43に窪み48を形成し、可撓性円筒部材41に凸形状の突起49を設け、嵌合させてもよい。勿論、電極部材43の窪み48は、貫通穴としても良い。
In this embodiment, the
本実施例も又、上記実施例1と同様の効果を達成することができ、更に、電極部材43と可撓性円筒部材41を互いに嵌合させる構成にすることにより、位置決めを容易に行うことができる。そのため、工場において自動機により容易に組み立てることが可能となる。
This embodiment can also achieve the same effect as the first embodiment, and can be easily positioned by fitting the
実施例3
図8に、本発明に従ったトナー規制部材4の他の実施例を示す。本実施例は、実施例2の可撓性円筒部材41の変形例である。本実施例では、保持部材42に長手方向に連続して、且つ、内面部44より可撓性円筒部材41側へと突出して凸状の電極部材43が形成される。一方、可撓性円筒部材41には、長手方向に連続して凹状の溝50を形成し、保持部材42の凸状電極部材43と互いに嵌合される。
Example 3
FIG. 8 shows another embodiment of the toner regulating member 4 according to the present invention. The present embodiment is a modification of the flexible
可撓性円筒部材41に、長手方向に連続した溝50を形成した場合には可撓性円筒部材41を製造する時に押し出し成型で作ることができるので、安価に製造可能である。
When the
また、上記実施例では、可撓性円筒部材41は、シリコーンゴム層の単一層とされた。これに対して、本実施例においては、可撓性円筒部材41は、内層としての可撓性部材41aと、外層としての表面層41bとの複数層の構成にて作製されている。
Moreover, in the said Example, the flexible
表面層41bは、導電樹脂とされ、可撓性部材41aの外周表面を被覆している。表面層41bの樹脂バインダーとしては、現像装置7が負帯電性トナーを用いた場合には、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂等が好適に用いられる。また、正帯電性トナーを使用するのであれば、フッ素樹脂等が好適に用いられる。これらの樹脂に前述のカーボン樹脂粒子、金属粒子、イオン導電剤等を分散させることで所望する抵抗値が得られる。
The
本実施例におけるトナー規制部材4の抵抗値は20Ωものを使用した。 The resistance value of the toner regulating member 4 in this embodiment is 20Ω.
可撓性円筒部材41の表面に表面層41bを塗工するのはスプレー法、ディッピング法などにより行うことができる。最表層41bの塗工厚さは3μm〜50μm程度が好ましい。3μm未満では感光ドラム1との摺擦による削れが懸念され、50μmを超えると所望の塗工厚さを得るために何度も塗工をしなければならず、生産するのに現実的ではないからである。
The
本実施例の可撓性円筒部材41の別な優位性としては、可撓性部材41aとは別に導電性を有する表面層41bがあるため、トナー規制部材4としての抵抗調整が容易に行えること、それに付随して可撓性円筒部材41の素材の選択の幅が広がることが挙げられる。
Another advantage of the flexible
実施例4
図9に、本発明に従ったトナー規制部材4の他の実施例を示す。本実施例では保持部材42を導電樹脂で成形すると共に、保持部材42と可撓性円筒部材41の接触する表面を互いに粗面化することで可撓性円筒部材41の固定と電圧供給を図るものである。
Example 4
FIG. 9 shows another embodiment of the toner regulating member 4 according to the present invention. In the present embodiment, the holding
電極部材43は、実施例2と同様に、可撓性円筒部材41に形成された貫通穴47に嵌合され、給電可能とされる。更に、本実施例では、可撓性円筒部材41の表面にも給電可能とされ、それによって、電圧の安定性が向上する。
Similarly to the second embodiment, the
つまり、本実施例によると、保持部材42は、汎用プラスチックにカーボン若しくは金属微粒子を分散させた導電樹脂で形成される。保持部材42に規制バイアス電源14が接続され、電極部材43には、保持部材42を介して規制バイアス電源14が接続される。勿論、電極部材43に規制バイアス電源14を接続することも可能である。
That is, according to the present embodiment, the holding
可撓性円筒部材41は、実施例3と同様に、可撓性部材41aと、表面層41bとを有している。可撓性円筒部材41は、保持部材42と当接される部分(図9(a)にて斜線を施した部分)51が粗面部分であり、保持部材39とは当接しない残余の部分52は、トナー規制部材として所望な表面粗さが選択される非粗面部分である。非粗面部分52は前述の実施例と同様、Rzで0.2μmのものを用いた。
The flexible
可撓性円筒部材41の粗面部分51と当接する保持部材42の当接部、即ち、内面部44も粗面化される。互いの粗面化された部分51、44の表面粗さはRzで30〜500μmが望ましい。表面粗さが30μm未満では粗した効果が得られず接触が不安定になりやすく、表面粗さが500μmを超えると均一に粗すのが困難だからである。
The contact portion of the holding
表面の粗さの形成には、可撓性円筒部材41の表面を粗してもよいし、先述のように最表層41bに導電樹脂粒子や金属粒子を分散させて表面を粗すことも可能である。
For the formation of the surface roughness, the surface of the flexible
なお、上記実施例では、可撓性円筒部材41と保持部材42の当接部は、全面的に粗面化するものとしたが、保持部材42と可撓性円筒部材41が当接される面の少なくとも一部を粗面化することでもよい。
In the above embodiment, the contact portion between the flexible
このように、本実施例では保持部材42を導電樹脂で成形するとともに保持部材42と可撓性円筒部材41の接触する表面51、44を互いに粗面化することで可撓性円筒部材41の固定と電圧供給を図ることが可能である。また、部品点数においても削減可能なため安価に製造可能である。
Thus, in this embodiment, the holding
実施例5
図10に、本発明に従ったトナー規制部材4の他の実施例を示す。上記実施例では保持部材42の凹状内面部44の略中央に電極部材43が取り付けられていたが、本実施例では、電極部材43の配置を現像ローラ3の回転方向下流側にずらして保持部材42に配置する。
Example 5
FIG. 10 shows another embodiment of the toner regulating member 4 according to the present invention. In the above embodiment, the
本実施例において、トナー規制部材4と現像ローラ3が当接する、現像ローラ3の回転方向に沿った当接面の長さ、即ち、当接長さ(L3)は、従来の片持ち梁の現像ブレードと現像ローラが当接する当接長さより長くとることが可能である。
In this embodiment, the length of the contact surface along the rotation direction of the developing
従来の片持ち梁の現像ブレードでは当接長さは約0.5〜1mm程度である。当接長さを増やそうとすると現像ブレードの当接圧が上昇するため当接長さを増やすのは容易ではない。 In a conventional cantilever developing blade, the contact length is about 0.5 to 1 mm. Increasing the contact length increases the contact pressure of the developing blade, so it is not easy to increase the contact length.
しかし、本実施例に係るトナー規制部材4においては、上述のように、外径5mm、肉厚0.5mmの可撓性円筒部材41を用いているが、現像装置7に装着した時の可撓性円筒部材41の当接長さ(L3)は2.5〜3.5mmは可能である。
However, in the toner regulating member 4 according to the present embodiment, as described above, the flexible
図10において、現像ローラ3は、図中、矢印方向に右から左へ移動している。現像ローラ3に対しトナーTを挟んでトナー規制部材4が当接される。先述のように電極部材43は、現像ローラ3の回転方向下流側にずらして保持部材46に配置される。
In FIG. 10, the developing
即ち、現像ローラ3と可撓性円筒部材41の当接部L3において、現像ローラ回転方向最上流側をK1、最下流側をK2とする。電極部材43は、可撓性円筒部材41に沿って、現像ローラ3の回転方向最上流側の位置K1より現像ローラ3の回転方向最下流側の位置K2により近接して設けられる。このように、電極部材43は、現像ローラ3の回転方向下流側にずらして配置することで、現像ローラ3とトナー規制部材4が形成する電界を当接部L3の中で変化させることが可能となる。
That is, in the contact portion L3 between the developing
つまり、電極部材43を介して規制バイアス電源14から電圧が、現像ローラ3には現像バイアス電源12から電圧が供給される。電圧の大きさは規制バイアス電源14の電圧のほうが現像バイアス電源12の電圧よりトナーの帯電極性側に大きい値(本実施例では負極性のトナーを使用していることから負極性側に大きい電圧)が印加される。当接部L3ではトナーを介して当接していることから直接大電流が流れるわけではなく、現像ローラ3の表面と可撓性円筒部材41間に電界が形成される。しかし現像ローラ3の回転に伴ってトナーへの摩擦帯電電荷の付与及び電荷注入が発生することでトナー規制部材4には数μAの電流が流れる。
That is, a voltage is supplied from the regulating
可撓性円筒部材41は、抵抗を有していることから、電流が流れることにより電位降下が発生する。本実施例に係るトナー規制部材4は、当接部L3を長く有することからK1地点での電圧はK2地点の電圧より小さくなる。これは電流の流れる経路がK1地点では電極部材43から長さL2あるのに対し、K2地点ではL2より短いL1だからである。このようにして本実施例のトナー規制部材4は、従来の現像ブレードより当接部L3中での電界の変化を大きくすることが可能となる。
Since the flexible
ここで、K1地点での可撓性円筒部材41の表面の電圧は低いことから、トナーにかかる電界は小さく、摩擦帯電が支配的となり現像ローラ3上にトナーが密に詰められる。現像ローラ3の回転に伴い移動したトナーはK2の地点まで移動する過程において電界を受け、負極性に帯電したトナーは現像ローラ3側へ押し付けられることになる。逆に、正極性に帯電したトナー(所謂、反転トナー)は可撓性円筒部材41側に付勢されることになるため、可撓性円筒部材41により積極的に帯電される。
Here, since the voltage on the surface of the flexible
トナー規制部材4の抵抗値としては、現像ローラ3の抵抗値よりも大きいものが望ましい。現像ローラ3より小さくなると当接部L3におけるトナー規制部材と現像ローラ間に有効な電界の変化の形成ができないからである。
The resistance value of the toner regulating member 4 is desirably larger than the resistance value of the developing
このように、トナー規制部材4と現像ローラ3で形成する電界を当接部L3の中で除々に大きくしていくことで、トナーの帯電性が向上し、文字再現性がシャープになると共にべた画像の追従性が向上する。
As described above, by gradually increasing the electric field formed by the toner regulating member 4 and the developing
(比較例1)
図11に、比較例1のトナー規制部材140の概略構成を示す。
(Comparative Example 1)
FIG. 11 shows a schematic configuration of the
図11において、トナー規制部材140は、可撓性円筒部材141と保持部材142からなる。変形前の可撓性円筒部材140の外径は5mm、肉厚は0.5mmであり、トナー規制部材140と現像ローラ3との当接圧は20g/cmとした。可撓性円筒部材141は絶縁性のものを用いた。
In FIG. 11, the
(比較例2)
図12に、比較例2のトナー規制部材150の概略構成を示す。
(Comparative Example 2)
FIG. 12 shows a schematic configuration of the
図12において、トナー規制部材150は、支持部材151に支持された片持ち梁の現像ブレード152を備えている。規制バイアス電源153から電圧(−450V)が供給される。現像ブレード152の材質は、厚さ0.1mmのステンレス鋼を用いた。トナー規制部材4と現像ローラ3との当接圧は20g/cmとした。現像ブレード152の長さL4は30mmのものを用いた。現像バイアス電源154の電圧を−350Vとした。
In FIG. 12, the
(比較例3)
比較例3は、比較例2の規制バイアス電源153の電圧を−350Vとし、現像バイアス電源154の電圧(−350V)と同電位とした。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, the voltage of the regulation
(評価)
本発明における実施例及び比較例について以下の評価を行った。
(Evaluation)
The following evaluation was performed about the Example and comparative example in this invention.
1)規制部材の小型化評価
規制部材自体の大きさの評価を以下のように行なった。
×:規制部材の短手長さが20mm以上である場合
○:規制部材の短手長さが20mm以下である場合
1) Evaluation of downsizing of regulating member The size of the regulating member itself was evaluated as follows.
×: When the short length of the regulating member is 20 mm or more ○: When the short length of the regulating member is 20 mm or less
2)規制部材の当接圧安定性評価
規制部材の当接安定性/外れを評価するために、現像ローラにトナーがついていない状態での外れやすさを評価した。具体的には、現像ローラをトナーがついていない状態で、現像装置に組み込み、現像ローラを回転させ、評価は、以下の基準で10回行った。
×:10回の評価のうち、1回でも、現像ローラ回転始動時にトナー規制部材がよれたり、外れたりするもの
○:10回の評価のうち、一度も現像ローラ回転始動時のトナー規制部材よれたり外れたりしないもの
2) Evaluation of contact pressure stability of regulating member In order to evaluate the contact stability / disengagement of the regulating member, the ease with which the developing roller was not detached was evaluated. Specifically, the developing roller was incorporated in the developing device in a state where no toner was attached, the developing roller was rotated, and the evaluation was performed 10 times according to the following criteria.
X: Among the 10 evaluations, the toner regulating member is moved or detached even at one time when the developing roller rotation is started. ○: Among the 10 evaluations, the toner regulating member is once when the developing roller is rotated. What does not come off
可撓性円筒部材が外れると、トナーの規制ができなくなるため、トナー漏れが発生する。さらに、可撓性円筒部材が転写部を経て、定着部に到達すると定着部での詰まり、故障へとつながる可能性がある。特にトナーが少なくなったときに、現像ローラの一部にトナーが供給できない状態が発生することがある。その際に、可撓性円筒部材と現像ローラがトナー介在しない状態で、直接接触する。直接接触する部分においては、摩擦力が著しく増加するため、その摩擦力により、可撓性円筒部材が外れやすくなる。 When the flexible cylindrical member is detached, toner cannot be regulated, and toner leakage occurs. Furthermore, when the flexible cylindrical member reaches the fixing unit through the transfer unit, it may be clogged at the fixing unit and lead to a failure. In particular, when the amount of toner is low, a state where toner cannot be supplied to a part of the developing roller may occur. At that time, the flexible cylindrical member and the developing roller are in direct contact with each other without toner. Since the frictional force is remarkably increased in the direct contact portion, the flexible cylindrical member is easily detached by the frictional force.
本評価は、この摩擦力が高くなったときの可撓性円筒部材の外れやすさを評価することも目的としている。 The purpose of this evaluation is also to evaluate the detachability of the flexible cylindrical member when the frictional force becomes high.
3)規制部材の組み立て性評価
規制部材の組み立て性を以下の基準で評価した。
×:現像ローラを組み込む前の状態が不安定で、高精度な組立性を有し、かつ、所望の当接圧を得るために、高精度な組立性を有する。
△:現像ローラを組み込む前の状態が安定であるが、所望の当接圧を得るために、高精度な組立性を有する。
○:現像ローラを組み込む前の状態が安定であり、所望の当接圧を得るために、高精度な組立性を必要としない。
◎:現像ローラを組み込む前の状態が安定であり、非常に簡便である。また所望の当接圧を得るために、高精度な組立性を必要としない。
3) Assemblerability evaluation of regulating member The assembling property of the regulating member was evaluated according to the following criteria.
X: The state before assembling the developing roller is unstable, has high precision assembly, and has high precision assembly to obtain a desired contact pressure.
(Triangle | delta): Although the state before incorporating a developing roller is stable, in order to obtain desired contact pressure, it has a highly accurate assembly property.
◯: The state before the development roller is assembled is stable, and high-precision assembly is not required to obtain a desired contact pressure.
A: The state before incorporating the developing roller is stable and very simple. Moreover, in order to obtain a desired contact pressure, high-precision assembly is not required.
4)画像濃度評価
画像評価は、全面に黒を印字するベタ画像を出力し、マクベス社の濃度計により評価を行なった。
×:画像濃度が1.2未満
○:画像濃度が1.2以上
濃度ムラ評価は、1000枚の印字テスト後に行った。印字テストは、画像比率5%の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。
4) Image Density Evaluation In the image evaluation, a solid image on which black was printed on the entire surface was output, and the evaluation was performed using a Macbeth densitometer.
×: Image density is less than 1.2 ○: Image density is 1.2 or more Density unevenness evaluation was performed after a 1000-sheet printing test. The printing test was performed by continuously passing a horizontal line of recorded images having an image ratio of 5%.
5)画像階調性及び文字再現性評価
画像階調性及び文字再現性については、官能評価で行った。
画像階調性 ◎:非常に階調がある ○:階調が十分ある △:階調が不十分
文字再現性 ◎:非常に再現性がある ○:再現が十分ある △:再現が不十分
5) Evaluation of image gradation and character reproducibility Image gradation and character reproducibility were performed by sensory evaluation.
Image gradation ◎: Very gradation exists ○: Gradation is sufficient △: Gradation is insufficient Character reproducibility ◎: Very reproducibility ○: Reproduction is sufficient △: Reproduction is insufficient
評価結果を表1に示す。 The evaluation results are shown in Table 1.
1)規制部材の小型化評価
比較例2及び比較例3の×は従来の現像ブレードでは片持ち梁形状のため短手側の大きさは本発明のトナー規制部材よりは大きくなってしまうためである。
1) Evaluation of size reduction of regulating member The x in Comparative Example 2 and Comparative Example 3 is a cantilever shape in the conventional developing blade, and the size on the short side is larger than that of the toner regulating member of the present invention. is there.
薄板弾性部材を片持ちで支持する構成では、現像ローラ3の押し込み量の増加に伴い、トナー規制部材への当接圧の変化量は増加する特徴を有する。従来、この変化を小さくするためには、薄板を片持ち支持した支点から現像ローラ3との当接点までの距離、すなわち自由長さを十分大きく確保し、バネ定数を小さくする必要がある。ところが、小型化時においては、自由長さが短くなるため、バネ定数が大きくなる。結果、トナー規制部材の設定位置がわずかに変化しただけでも当接圧が大きく変化してしまう。つまり、小型化時においては、安定して所定の当接圧を得ることが難しくなる。
In the configuration in which the thin plate elastic member is supported in a cantilever manner, the amount of change in the contact pressure against the toner regulating member increases as the developing
2)規制部材の当接圧安定性評価
比較例1では前述のように回転に対して固定する手段がないため可撓性円筒部材がよれたり外れたりした。
2) Evaluation of stability of contact pressure of regulating member In Comparative Example 1, as described above, there is no means for fixing against rotation, so that the flexible cylindrical member is twisted or detached.
3)規制部材の組み立て性評価
比較例1はあらかじめ止める手段がないため、現像ローラの挿入とともに可撓性円筒部材がよれやすく、組み立てが難しい。
3) Assemblerability evaluation of restriction member Since Comparative Example 1 has no means for stopping in advance, the flexible cylindrical member is easily swung with the insertion of the developing roller, and the assembly is difficult.
4)画像濃度評価
画像評価は、規制バイアス電源が接続されない比較例1と比較例3においては現像ローラ上の単位面積あたりのトナー量が少なく、所望の濃度が得られなかった。特に、トナー粒径が小さいものの場合に顕著である。
4) Image density evaluation In Comparative Example 1 and Comparative Example 3 in which the regulation bias power source is not connected, the toner amount per unit area on the developing roller is small, and a desired density cannot be obtained. This is particularly noticeable when the toner particle size is small.
以上説明したよう本発明によれば、
(1)現像剤層厚規制部材は表層面に対して部材内部に空洞を有する可撓性部材と、可撓性部材を保持する保持部材と、で形成されるので、現像剤担持体との当接圧の変化を空洞部分の形状変化で対応できるため、規制部材の小型化を達成し得る。
(2)上記に加え、規制バイアス手段からの電圧を可撓性部材に給電する給電部材を有することにより、給電部材は針状電極からなり可撓性部材が固定化される。その結果、現像剤担持体の回転や回転による振動により接触状態が不安定になることはなく、安定した給電と規制部材の当接圧安定性が確保可能となる。
(3)給電部材は可撓性部材と少なくとも一部において嵌合する形状を有していることにより、組み立て性が良化する。
(4)前記可撓性部材が現像剤担持体と当接される面であって、現像剤担持体の回転方向最上流側と回転方向最下流側の位置では現像剤担持体との間に形成される電界の大きさが異なることにより、トナーの帯電性が向上し文字再現性がシャープになるとともにべた画像の追従性が向上する。
As described above, according to the present invention,
(1) The developer layer thickness regulating member is formed of a flexible member having a cavity inside the member with respect to the surface layer surface, and a holding member that holds the flexible member. Since the change in the contact pressure can be dealt with by the change in the shape of the hollow portion, the size of the regulating member can be reduced.
(2) In addition to the above, by having a power supply member that supplies the voltage from the regulation bias means to the flexible member, the power supply member is formed of a needle-like electrode, and the flexible member is fixed. As a result, the contact state does not become unstable due to the rotation of the developer carrier and the vibration caused by the rotation, and it is possible to ensure stable power feeding and contact pressure stability of the regulating member.
(3) Since the power supply member has a shape that fits at least partially with the flexible member, the assemblability is improved.
(4) The surface on which the flexible member is brought into contact with the developer carrying member, and is located between the developer carrying member at a position on the most upstream side in the rotation direction and the most downstream side in the rotation direction of the developer carrying member. When the magnitude of the formed electric field is different, the chargeability of the toner is improved, the character reproducibility is sharpened, and the followability of the solid image is improved.
1(1y、1m、1c、1k) 感光ドラム(感光ドラム)
2(2y、2m、2c、2k) 帯電ローラ(帯電手段)
3(3y、3m、3c、3k) 現像ローラ(現像剤担持体)
4(4y、4m、4c、4k) トナー規制部材(現像剤層厚規制部材)
7(7y、7m、7c、7k) 現像装置(現像手段)
9(9y、9m、9c、9k) プロセスカートリッジ
41 可撓性円筒部材(可撓性部材)
42 保持部材
43 電極部材
1 (1y, 1m, 1c, 1k) Photosensitive drum (photosensitive drum)
2 (2y, 2m, 2c, 2k) Charging roller (charging means)
3 (3y, 3m, 3c, 3k) Development roller (developer carrier)
4 (4y, 4m, 4c, 4k) Toner regulating member (developer layer thickness regulating member)
7 (7y, 7m, 7c, 7k) Developing device (developing means)
9 (9y, 9m, 9c, 9k)
42 Holding
Claims (5)
現像剤を担持し搬送し、前記静電潜像を現像剤にて可視像とする現像剤担持体と、前記現像剤担持体にて担持し搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材と、前記現像剤担持体に電圧を供給する現像バイアス手段と、前記現像剤層厚規制部材に電圧を供給する規制バイアス手段と、を備えた現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記現像剤層厚規制部材は、部材内部に空洞を有する可撓性部材と、前記可撓性部材を保持する保持部材と、で形成され、前記可撓性部材は、前記保持部材にて保持されていない部分における表面の一部が前記現像剤担持体に当接しており、
前記保持部材は、前記規制バイアス手段からの電圧を前記可撓性部材に給電し、且つ、前記可撓性部材を前記保持部材に固定する給電部材を有し、
前記給電部材は、針状の電極部材とされ、前記可撓性部材に突き刺すことで給電し、且つ、前記可撓性部材を前記保持部材に固定する、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which an electrostatic latent image is formed;
A developer carrying body that carries and conveys the developer and makes the electrostatic latent image a visible image with the developer, and development that regulates the layer thickness of the developer carried and carried by the developer carrying body A developing device comprising: a developer layer thickness regulating member; a developing bias means for supplying a voltage to the developer carrying member; and a regulating bias means for supplying a voltage to the developer layer thickness regulating member;
In an image forming apparatus having
The developer layer thickness regulating member is formed by a flexible member having a cavity inside the member and a holding member that holds the flexible member, and the flexible member is held by the holding member. A part of the surface in the part that is not in contact with the developer carrier,
The holding member is to feed a voltage from the regulating bias means to said flexible member, and, have a power supply member for fixing the flexible member to the holding member,
The power supply member is a needle-like electrode member, supplies power by piercing the flexible member, and fixes the flexible member to the holding member.
An image forming apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007321438A JP5268341B2 (en) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007321438A JP5268341B2 (en) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | Image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009145509A JP2009145509A (en) | 2009-07-02 |
JP5268341B2 true JP5268341B2 (en) | 2013-08-21 |
Family
ID=40916191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007321438A Expired - Fee Related JP5268341B2 (en) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5268341B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6478014B2 (en) * | 2014-10-03 | 2019-03-06 | セイコーエプソン株式会社 | Recording device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3533510B2 (en) * | 1995-07-25 | 2004-05-31 | バンドー化学株式会社 | Blade body for electrophotographic equipment |
JP2001083799A (en) * | 1999-09-14 | 2001-03-30 | Fuji Xerox Co Ltd | Developer layer regulation member, developing device using it and image forming device using it |
-
2007
- 2007-12-12 JP JP2007321438A patent/JP5268341B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009145509A (en) | 2009-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8019260B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2009237463A (en) | Developing roller | |
US8909110B2 (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
US20050008401A1 (en) | Developing apparatus | |
US7734205B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4497978B2 (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
JP4496111B2 (en) | Unit and image forming apparatus | |
US10031439B2 (en) | Developing device having developer regulating member, process cartridge, and image forming apparatus | |
JP4546552B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5196919B2 (en) | Developing device and image forming apparatus having the same | |
JP5268341B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5049482B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4307034B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5279361B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5053764B2 (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
EP2741143A2 (en) | Developing Device, Process Cartridge Including Developing Device, and Image Forming Device Including Developing Device | |
JP4630474B2 (en) | Image forming apparatus | |
EP1069483B1 (en) | Developing apparatus | |
JP5147374B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2009109746A (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
JP5196307B2 (en) | Developer supply apparatus, development apparatus, image forming apparatus, and developer supply method | |
JP2004191823A (en) | Development device | |
JP2009288539A (en) | Image forming apparatus | |
JP4416296B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2010020168A (en) | Developing device, process cartridge and image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101206 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120731 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120927 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130409 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130507 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |