JP5789550B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ファックス、複写機等の電子写真記録方式の画像形成装置に関し、特にこれらの画像形成装置に採用される現像装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic recording type image forming apparatus such as a fax machine and a copying machine, and more particularly to a developing device employed in these image forming apparatuses.
従来、画像形成装置では、静電潜像担持体に形成された静電潜像を、現像装置において、現像装置内部のトナーによって現像し、トナー画像を形成する方法がある。
(例えば、特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus, there is a method in which an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier is developed with toner inside the developing device in a developing device to form a toner image.
(For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、この種の方式を用いた従来の現像装置においては、経時でトナー供給量が変化してしまい、印刷時における画像濃度の低下、カスレ等が発生するといった問題があった。 However, in the conventional developing device using this type of system, there is a problem that the toner supply amount changes with time, resulting in a decrease in image density and blurring during printing.
本発明による現像装置は、
潜像が形成される静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の鉛直下方に配置され、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給体と、前記現像剤供給体の鉛直下方に配置され、且つ前記現像剤供給体と当接してニップを形成することで、前記現像剤供給体へ前記現像剤を供給する現像剤補助供給体と、前記現像剤供給体の鉛直下方において、且つ水平方向における前記ニップを含む領域において、水平方向に延在する界面を現像剤によって形成する現像剤収容部と、前記現像剤補助供給体に定電流を供給する定電流発生手段と、前記現像剤供給体に定電圧を印加する定電圧発生手段とを有することを特徴とする。
The developing device according to the present invention comprises:
An electrostatic latent image carrier on which a latent image is formed; a developer carrier that develops the latent image formed on the electrostatic latent image carrier; and disposed vertically below the developer carrier, A developer supply body for supplying a developer to the developer carrying body, and a developer supply body that is disposed vertically below the developer supply body and forms a nip in contact with the developer supply body. A developer auxiliary supply body for supplying the developer to the developer , and a developer that forms an interface extending in the horizontal direction in a region vertically below the developer supply body and including the nip in the horizontal direction by the developer. And a constant current generating means for supplying a constant current to the developer auxiliary supply body, and a constant voltage generating means for applying a constant voltage to the developer supply body .
本願発明によれば、経時によって、現像剤供給体から現像剤担持体に供給される現像剤の供給量が低下するのを抑制できるため、印刷時における画像濃度の低下、カスレ等の発生を抑制できる。 According to the invention of the present application, it is possible to suppress a decrease in the supply amount of the developer supplied from the developer supply body to the developer carrying member over time, thereby suppressing a decrease in image density and occurrence of blurring during printing. it can.
実施の形態1.
図1は、本発明による実施の形態1の現像装置の要部構成を示す要部構成図である。
FIG. 1 is a main part configuration diagram showing the main part configuration of the developing device according to the first embodiment of the present invention.
同図において、静電潜像担持体としての感光体ドラム1は、導電性支持体と光導電層とによって構成され、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに、光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した有機系感光体である。帯電装置としての帯電ローラ2は、金属シャフトに半導電性エピクロロヒドリンゴム層を被覆したもので、感光体ドラム1に接した状態で回転自在に配設され、後述するように感光体ドラム1の表面を帯電する。露光装置としてのLEDヘッド3は、感光体ドラム1に対向して配置され、感光体ドラム1の表面を露光して静電潜像を形成する。現像剤担持体としての現像ローラ4は、金属シャフトに半導電性ウレタンゴムによる弾性層を被覆したもので、後述するように担持するトナーによって感光体ドラム1の表面に形成された静電潜像を現像する。
In the figure, a
現像剤供給体としての供給ローラ5は、金属シャフトに導電性ウレタン樹脂を被覆したもので、現像ローラ4から所定距離離間した位置で回転自在に配設されている。現像剤補助供給体としての補助供給ローラ6は、金属シャフトに発泡した半導電性シリコーンゴム層を被覆したものであり、供給ローラ5に圧接した状態で回転自在に配設されている。第1の薄層形成器としての層形成ブレード7は、現像ローラ4の表面に当接する折り曲げ部を有する金属板によって形成され、所定の線圧で現像ローラ4に当接するように配設されている。
The
第1の現像剤回収装置としてのトナー回収ブラシローラ8は、金属シャフトに導電性繊維を織り込んだ生地を巻きつけたものであり、現像ローラ4に接して回転自在に配設されている。トナー回収ブラシ用フリッカー9は、トナー回収ブラシローラ8の清掃部材であり、金属製である。現像剤としてのトナー10は、結着樹脂、内部添加剤としての帯電制御剤、離型剤、着色剤、及び外部添加剤によって構成され、このトナー10を収容する現像剤収容体としてのトナーカートリッジ11は、トナー10を補給する際に開閉するシャッタ13を備えている。第2の現像剤回収装置としてクリーニングブレード12は、ウレタンゴム製であり、先端部が感光体ドラム1に所定の圧力で接するように配設されている。
The toner collecting
攪拌バー14a〜14dは、クランク形状の金属バーであり、周囲のトナーを攪拌し且つ搬送する。トナー残量検知部としてのトナー残量検知バー15も、クランク形状の金属バーであり、現像装置内のトナー収容部22のトナー残量に応じて回転状況が変化するように構成されている。第2の薄層形成器としての供給層規制ブレード16は、導電性を有したウレタンゴム製であり、先端部が供給ローラ5に所定の圧力で接するように配設されている。以上の1〜16の構成部材により現像装置100が構成される。
The
尚、図1において、矢印A方向が略鉛直下方向を示している。従って、ここでは現像ローラ4に対して供給ローラ5が鉛直方向下方に配置され、更に供給ローラ5に対して補助供給ローラ6が鉛直方向下方に配置されている。これらの高さ位置関係については後で更に説明する。
In FIG. 1, the direction of arrow A indicates a substantially vertical downward direction. Accordingly, here, the
図2は、上記した現像装置100を備えた画像形成装置110の要部構成を概略的に示した概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram schematically illustrating a main configuration of the
同図において、搬送ローラ20a〜20eは、装置内の下部に積層した状態で置かれる印刷媒体としての記録用紙17を、同図中に点線で示す搬送経路に沿って一枚ずつ矢印方向に搬送する。現像装置100は、搬送経路に沿って配設され、転写ローラ18は、現像装置100の感光体ドラム1に対向して配設され、感光体ドラム1と共に、搬送経路を搬送される記録用紙17を挟持し、後述するように、感光体ドラム1に形成されたトナー画像を記録用紙17に転写し、且つ記録用紙17を下流に送り出す。この転写ローラ18は、金属シャフトにウレタンスポンジ層を被覆したものである。定着手段としての定着装置19は、加熱及び加圧によって、記録用紙17に転写されたトナー10を融着して定着させ、スタッカ部21は、印刷されて装置内から排出される記録用紙を載置する。
In the figure,
図3は、現像装置100の各部及び転写ローラ18の電源配線を示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing each part of the developing
同図において、帯電定電圧電源52は帯電ローラ2へ定電圧を印加し、現像ローラ定電圧電源54は現像ローラ4へ定電圧を印加し、層形成ブレード定電圧電源57は層形成ブレード7へ定電圧を印加し、定電圧発生手段としての供給ローラ定電圧電源55は供給ローラ5と供給層規制ブレード16へ電圧を印加し、定電流発生手段である補助供給ローラ定電流電源56は補助供給ローラ6に流れ込む電流を一定にし、トナー回収定電圧電源58はトナー回収ブラシローラ8へ定電圧を印加し、転写定電圧電源68は転写ローラ18へ定電圧を印加する。
In the figure, a charging constant
図4は、上記した現像装置100を備える画像形成装置110の要部制御系のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a main control system of the
同図中、印刷制御部30は、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、入出力ポート、タイマ等によって構成され、上位装置から印刷データ及び制御コマンドを受信して画像形成装置110全体をシーケンス制御し、印刷動作を行う。インターフェイス制御部31は、上位装置ヘプリンタ情報を送信すると共に、上位装置から入力したコマンドを解析し、上位装置から受信したデータを処理する。受信メモリ32は、上位装置からインターフェイス制御部31を介して入力された印刷データを一時的に格納し、画像データ編集メモリ33は、その受信メモリ32に格納された印刷データを受け取るとともに、その印刷データを編集処理するとこによって形成された画像データ、すなわちイメージデータを格納する。
In the figure, the
操作部34は、画像形成装置110の状態を表示するためのLED及び画像形成装置110に操作者からの指示を与えるためのスイッチや表示部を備え、センサ群35は、画像形成装置110の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば用紙位置検出センサ、温湿度センサ、印刷濃度センサ、トナー残量検知センサ等からなる。
The
高電圧電源制御部41は、印刷制御部30からの指示により、画像形成装置110の各部に印加する電圧を制御し、シャッタ駆動制御部42は、トナー残量検知バー15(図1)を監視する印刷制御部30からの指示により、トナーカートリッジ11に配設されたシャッタ13(図1参照)の開閉動作を制御し、現像装置100内部のトナー収容部22(図1)のトナー残量に応じてトナー10を補給する。
The high voltage power
ヘッド駆動制御部43は、画像データ編集メモリ33に格納されたイメージデータをLEDヘッド3(図1参照)に送ってLEDヘッド3を発光駆動し、定着制御部44は、記録用紙17に転写されたトナー像を定着するために定着装置19(図2参照)に電圧を印加する。即ち、定着装置19は、記録用紙17上に転写されたトナー像を構成するトナー10を溶融させるためのヒータ及び定着温度を検出する温度センサ等を備え、定着制御部44は、温度センサのセンサ出力を読み込み、センサ出力に基づいてヒータに対する通電をオンオフ制御し、定着装置19の定着温度が所望値となるように制御する。
The head
搬送モータ制御部45は、搬送ローラ20a〜20e(図2)を駆動する用紙搬送モータ23を制御し、印刷制御部30の指示によって所定のタイミングで記録用紙17を搬送したり停止させたりする。印刷時には、画像形成装置110(図2)内の下部に積層した状態で置かれる記録用紙17を、同図中に点線で示す搬送経路に沿って一枚ずつ矢印方向に搬送する。
The transport
駆動制御部46は、感光体ドラム1を回転駆動するための駆動モータ24を駆動制御し、ギア伝達機構等によって構成された駆動伝達部25は、この感光体ドラム1と、帯電ローラ2、現像ローラ4、供給ローラ5、補助供給ローラ6、及びトナー回収ブラシローラ8の各間に配設され、感光体ドラム1の回転をこれら各部に伝達し、図1に示すように、感光体ドラム1が矢印方向へ所定の速度で回転されるのに伴って、各部を同図に示す矢印方向にそれぞれ所定の速度で回転する。
The
現像装置100について、更に詳しく説明する。
The developing
本実施の形態で使用するトナー10は、粉砕法で製造され、バインダーとしてポリエステル樹脂を用いた非磁性一成分の負帯電性トナーであり、体積平均粒径は約6μmである。現像ローラ4は、感光体ドラム1と接触するように配置され、ここでは、弾性層の材料として、ウレタンゴムを使用している。トナー回収ブラシローラ8は、所望の抵抗値に調整された導電性繊維を織り込んだ生地を、導電性の芯金にスパイラル状に巻き付けたものである。このトナー回収ブラシローラ8には、担持するトナー10、即ち現像ローラ4から回収した未現像トナーをブラシ繊維の弾性を利用して飛翔させるために、円柱状のトナー回収ブラシ用フリッカー9が当接している。トナー回収ブラシ用フリッカー9の形状は、円柱に限らず、厚さが0.1mm程度の金属板でも良い。
The
供給ローラ5は、現像ローラ4へのトナー飛翔性を考慮して、アルミ製の金属シャフトに導電性ウレタン樹脂を被覆する構造とした。本実施の形態では、供給ローラ5と現像ローラ4との間に略250μmのギャップを設けた。
In consideration of the toner flying property to the developing
尚、供給ローラ5と現像ローラ4とを当接することも可能であるが、この接触状態で補助供給ローラ6に一定の電流を流す制御を行うと、現像ローラ4に対して電流が流れこむことがある。この場合、高電圧電源制御部41(図4)により指示された現像ローラ定電圧電源54の印加電圧が変動してしまうため、供給ローラ5と現像ローラ4は離間するのが望ましい。供給ローラ5と現像ローラ4とを当接する例については、本実施の形態の変形例とし後述する。
Although the
導電性ウレタンゴムで形成された供給層規制ブレード16は、先端部が供給ローラ5に比較的弱い力で接するように設置される。尚、供給層規制ブレード16を設置せずに動作させることも可能であるが、現像ローラ4へのトナー供給を安定して行なうためには、供給ローラ5の表面に形成されるトナー層を均す効果がある供給層規制ブレード16を設置することが望ましい。
The supply
補助供給ローラ6は、導電性の芯金上に、シリコーンゴムスポンジを周設する構造とし、図1に示すように供給ローラ5に当接して供給ローラ5とは逆方向に回転する。当接部での摩擦によるトナーダメージを考慮して、補助供給ローラ6と供給ローラ5とは、その接触部において表面がほぼ等速度で同方向に移動するよう設けられている。ここで言うほぼ等速度とは、当接部における補助供給ローラ6の表面の移動速度V6と、供給ローラ5の表面の移動速度V5との差(V6−V5)が、V6の±10%以内であることを言う。
The
尚、供給ローラ5及び補助供給ローラ6の回転駆動はこれに限定されるものではなく、例えば、図1に示した供給ローラ5の回転方向(反時計方向)に対して補助供給ローラ6を同方向(反時計方向)とすることにより、トナー10の摩擦帯電による帯電不足を補うようにしてもよいし、また、供給ローラ5の回転方向を時計方向にすることによって、現像ローラ4へ供給されたトナー10が層形成ブレード7により薄層化される際に、掻き落とされて供給ローラ5上に落下したトナー10が、供給ローラ5と補助供給ローラ6との当接部を介さず、供給ローラ5から直接現像ローラ4に供給されることを防ぐこともできる。
Note that the rotational driving of the
図5は、トナー10の界面と、現像ローラ4、供給ローラ5、補助供給ローラ6、及びトナー回収ブラシローラ8の各位置関係の説明に供する説明図である。尚、図5中の矢印A方向が重力方向である鉛直下方向を示している。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the positional relationship among the interface of the
補助供給ローラ6の鉛直方向最下点の高さを基準位置Pfとし、基準位置Pfから、補助供給ローラ6の軸中心までの高さをh1、トナー収容部22内のトナー10の界面までの高さをhtとすると、補助供給ローラ6は、トナー10をくみ上げるため、トナー10の界面は基準位置Pfより上部にある必要がある。
The height of the vertical lowest point of the
従って、基準位置Pfからのトナー10の界面の高さhtは、
0<ht
を満たすようトナー10を供給する。
尚、より安定したトナー10を供給するためには、
h1<ht
とすることが効果的である。こうすることによって、補助供給ローラ6に供給されたトナー10が重力による影響により直接鉛直下方へ落ちることがなくなるため、補助供給ローラ6からのトナー供給量が安定する。
Accordingly, the height ht of the interface of the
0 <ht
In order to supply a more
h1 <ht
Is effective. By doing so, the
図6は、本実施の形態における、現像ローラ4、供給ローラ5、及び補助供給ローラ6(これらを総称して単にローラ60と称す)の抵抗値の測定方法を説明するための測定説明図であり、同図(a)はその概略正面図であり同図(b)はその概略側面図である。以下、上記抵抗値の測定方法について説明する。
FIG. 6 is a measurement explanatory diagram for explaining a method of measuring the resistance values of the developing
ローラ60の抵抗値は、ヒューレット・パッカード社製ハイレジスタンスメータ(型番:4339B)601を用いて測定した。ローラ60のローラ表面62には、幅2.0mm、直径6.0mmのSUS材のボールベアリング602を20gfの力で接触させ、それぞれ、芯金61とローラ表面間の抵抗値を測定した。
The resistance value of the
ベアリング36は、P1からP6まで6箇所あり、ローラ60を50rpmの速度で回転させながら測定して、P1からP6まで各1周100ポイント、計600ポイント測定し、その平均値をローラ60の抵抗値とした。また、このときのローラ60への印加電圧は、100Vとした。本実施の形態では、
現像ローラ4の抵抗値RdvがRdv=107[Ω]、
供給ローラ5の抵抗値RspがRsp=105[Ω]、
そして補助供給ローラ6の抵抗値RsubがRsub=104[Ω]
のものを用いた。
There are six bearings 36 from P1 to P6. Measure while rotating the
The resistance value Rdv of the developing
The resistance value Rsp of the
The resistance value Rsub of the
The thing of was used.
以上の構成において、画像形成装置の動作について図1〜図5を参照しながら詳細に説明する。 With the above configuration, the operation of the image forming apparatus will be described in detail with reference to FIGS.
例えばパーソナルコンピュータ等の上位装置から印刷命令が入力されると、画像形成装置110の印刷制御部30(図4)は、駆動制御部46を介して駆動モータ24を駆動し、感光体ドラム1を図1に示す矢印方向に一定周速度で回転する。ギア伝達機構等によって構成された駆動伝達部25は、回転駆動される感光体ドラム1の回転を伝達し、現像ローラ4、供給ローラ5、トナー回収ブラシローラ8、及び補助供給ローラ6を、それぞれ図1に示す各方向に回転する。更に図示しないギア列によって、攪拌バー14a、14b、14c、14d、及びトナー残量検知バー15が、それぞれ図1に示す各矢印方向に回転する。
For example, when a print command is input from a host device such as a personal computer, the print control unit 30 (FIG. 4) of the
感光体ドラム1の表面に接触或いは圧接して配設され、帯電定電圧電源52によって直流電圧が印加される帯電ローラ2は、感光体ドラム1に従動して感光体ドラム1の表面を一様均一に帯電する。次の露光プロセスでは、LEDヘッド3によって画像データに対応した光が感光体ドラム1に照射され、感光体ドラム1の表面に静電潜像が形成される。そして次の現像プロセスでは、後述する現像装置100の動作により、トナー10によって静電潜像を現像し、感光体ドラム1の表面にトナー像を形成する。
A charging
一方図2に示すように、記録用紙17は、用紙搬送ローラ20a、20b、及び20cにより搬送されて、感光体ドラム1と転写ローラ18が対向する転写部へと送られる。転写ローラ18には転写定電圧電源68(図4)より直流電圧が印加され、感光体ドラム1上に形成されたトナー像を記録用紙17に転写する。その後、記録用紙17は、更に定着装置19へ搬送され、ここで熱及び圧力により溶融したトナー10が記録用紙17の繊維間に浸透して定着が行われる。定着された記録用紙17は、搬送ローラ20d、20eにより画像形成装置外部のスタッカ部21へ送出される。また、転写後の感光体ドラム1には弱冠量のトナー10が残留する場合があるが、この残留トナー10は、クリーニングブレード12(図1)によって除去される。このようにして感光体ドラム1は繰り返し利用される。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
現像装置100の動作について、図1、図3、図4を用いて更に詳細に説明する。
The operation of the developing
ギア伝達機構等によって構成された駆動伝達部25(図4)は、回転駆動される感光体ドラム1の回転を伝達し、現像ローラ4、供給ローラ5、トナー回収ブラシローラ8、及び補助供給ローラ6を、それぞれ図1に示す各方向に回転する。この時、補助供給ローラ6は、スポンジ表面及びセル目内にトナー10を担持して汲み上げながら回転し、やがて担持されたトナー10が供給ローラ5との当接部に到る。このとき、供給ローラ5には、供給ローラ定電圧電源55により直流電圧−1.0kVが印加されており、補助供給ローラ6には、補助供給ローラ定電流電源56(図4)によって供給ローラ5から補助供給ローラ6に向かう10μA程度の一定の電流を供給している。
A drive transmission unit 25 (FIG. 4) configured by a gear transmission mechanism or the like transmits the rotation of the
従って、補助供給ローラ6と供給ローラ5の当接部において、補助供給ローラ6からトナー供給ローラ5に向かって、トナー10を通過しながら負電荷が移動する。この際にトナー10が帯電すると共に、補助供給ローラ6と供給ローラ5間の電界の作用よって、トナー10は供給ローラ5表面に付着する。付着したトナー10はマイナス帯電しているため、供給ローラ5の表面に対し自己電界による付着力が生じ、供給ローラ5上に保持される。
Accordingly, negative charges move while passing the
供給ローラ5上に保持されたトナー10は、供給ローラ5の回転に従って、供給ローラ5と同一の電圧が印加された供給層規制ブレード16との接触部へ至り、ここで薄層化された後、現像ローラ4との対向部に到る。尚、本実施の形態では、図3に示すように、供給層規制ブレード16と供給ローラ5の間には電位差を持たせていないが、トナー10がここで平滑化される際に帯電させるため、電位差を設けることも可能である。
The
現像ローラ4には、現像ローラ定電圧電源54によって−200Vの直流電圧を印加し、層形成ブレード7には、層形成ブレード定電圧電源57により直流電圧−200Vを印加する。従って、現像ローラ4は、供給ローラ5に対する電位差が+800Vとなっているため、供給ローラ5の表面に付着するマイナス帯電したトナー10は、現像ローラ4の方向に飛翔して現像ローラ4の表面に担持される。現像ローラ4は、回転に伴って、担持するトナー10を層形成ブレード7によって薄層化し、更に薄層化したトナー10により、感光体ドラム1上に形成された静電潜像を現像する。
A DC voltage of −200 V is applied to the developing
この時、静電潜像を現像することなく現像ローラ4の表面に残留するトナー10は、現像ローラ4の回転に従ってトナー回収領域である、現像ローラ4とトナー回収ブラシローラ8とのニップ部に到達する。このとき、トナー回収ブラシローラ8には、トナー回収定電圧電源58(図4)によって直流電圧−100Vが印加されているため、現像ローラ4と現像ローラ4に対して電位差+100Vのトナー回収ブラシローラ8との間には電界が形成されている。従って、トナー回収領域の、現像ローラ4とトナー回収ブラシローラ8とのニップ部では、トナー回収ブラシローラ8のブラシ糸が湾曲しながら現像ローラ4の表面に残留するトナー10を掻き取る作用と電界による作用により、現像ローラ4の表面に残留するトナー10がトナー回収ブラシローラ8に移動して回収される。
At this time, the
トナー回収ブラシローラ8とフリッカー9との当接部では、トナー回収ブラシローラ8の回転に伴ってブラシ糸が弾かれ、ブラシ糸に保持されたトナーがトナー回収ブラシローラ8の外部に弾き飛ばされて落下し、再びトナー収容部22内のトナー10として再利用される。
At the contact portion between the toner
ここで、比較例として、補助供給ローラ6に定電流でなく定電圧を印加する比較例装置の場合の構成について説明する。
Here, as a comparative example, the configuration of a comparative example device that applies a constant voltage to the
図7は比較例装置での電源配線を示す概略構成図であり、図8は比較例装置での要部制御系のブロック図である。図7、図8から明らかなように、この比較例装置では、補助供給ローラ定電圧電源556によって補助供給ローラ6に定電圧を印加している。その他の構成は、前記した本実施の形態の画像形成装置110と同じである。ここで補助供給ローラ定電圧電源556は、−1.8kVを補助供給ローラ6に印加している。この印加電圧値は、ここで、初期状態として画像形成に必要な電流量を供給することが出来る印加電圧値である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing power supply wiring in the comparative apparatus, and FIG. 8 is a block diagram of a main control system in the comparative apparatus. As is apparent from FIGS. 7 and 8, in this comparative example device, a constant voltage is applied to the
次に、上記した比較例に言及しながら、本実施の形態において、補助供給ローラ定電流電源56が補助供給ローラ6へ供給する電流の電流値の算出方法について説明する。
Next, a method for calculating the current value of the current supplied from the auxiliary supply roller constant
図9は、トナー10によるトナー層が補助供給ローラ6から供給ローラ5へ供給される際に供給ローラ5から補助供給ローラ6に流れる電流の様子を等価回路で表した等価回路図である。トナー層を介して供給ローラ5と補助供給ローラ6は直列接続されており、図3に示す電源配線と同様に、供給ローラ5から補助供給ローラ6に電流が流れるように電圧を印加している。
各部材の電気抵抗Riは、
[式1]
で表される。ここで、ρiは電気抵抗率、Aiは断面積、そしてdiは厚さである。iは各部材を表す添え字であり、以後、補助供給ローラ6はsub、供給ローラ5はsp、そしてトナー10はtで表す。
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram showing the state of current flowing from the
The electrical resistance R i of each member is
[Formula 1]
It is represented by Here, ρ i is the electrical resistivity, A i is the cross-sectional area, and d i is the thickness. i is a subscript representing each member, hereinafter, the
供給ローラ5と補助供給ローラ6は、トナー10を介して当接されているため、当接部における断面積は3つの要素で等しくなる。そのため
A=Asp=At=Asub (2)
で表わされる。従って、3つの要素の合成抵抗Rは、
[式3]
で表すことができる。更に、オームの法則
V=RI (4)
と式(3)から
[式5]
となる。
Since the
It is represented by Therefore, the combined resistance R of the three elements is
[Formula 3]
Can be expressed as Furthermore, Ohm's Law V = RI (4)
And Equation (3) [Equation 5]
It becomes.
式(5)を電流Iに対する式に変形すると
[式6]
となる。ここで、
[式7]
であり、供給ローラ5、補助供給ローラ6の厚さ、電気抵抗率は変化しないため、Bは定数である。
When formula (5) is transformed into formula for current I [Formula 6]
It becomes. here,
[Formula 7]
Since the thickness and electric resistivity of the
ここで、放電開始電圧Vp(d)を考える。
距離に依存したパッシェンの法則
[式8]
を式(6)に適用する。
距離dはトナー10の厚さdtと同等であり、式(6)と式(7)から
[式9]
が得られる。
Here, the discharge start voltage V p (d) is considered.
Paschen's law depending on distance [Equation 8]
Is applied to equation (6).
The distance d is equivalent to the thickness dt of the
Is obtained.
本実施の形態においては、供給ローラ5と現像ローラ4とが離間しており、離間している距離がトナー10の厚さdtよりも小さい場合、接触していると同等となるため、離間している距離をdgapとしたとき、
dgap>dt (10)
も満たさなければならない。そのためトナー10は、画像形成に十分な量として厚さdt=150μmを上限値とした。そのときの放電開始電圧Vp(d)はおよそ1.2kVとなる。
In the present embodiment, when the
d gap > d t (10)
Must also be met. Therefore, the
以上の条件から本実施の形態の構成における補助供給ローラ定電流電源56が出力する電流値は
I<12.6μA (11)
が得られる。
From the above conditions, the current value output from the auxiliary supply roller constant
Is obtained.
印加電流の下限値は、上記した比較例装置で説明したように、初期状態として画像形成に必要な電流量を供給するために定電圧−1.8kVを補助供給ローラ6へ印加したときの電流値とする。即ち、この定電圧−1.8kVと供給ローラ5に印加した供給定電圧−1000Vから電位差800Vが得られ、得られた電位差を式(6)に代入すると、初期状態として画像形成に必要な電流量として8.4μAが得られる。
The lower limit value of the applied current is the current when a constant voltage of −1.8 kV is applied to the
以上の条件から、補助供給ローラ定電流電源56が補助供給ローラ6へ供給する電流の電流値Iは、
8.4μA<I<12.6μA (12)
の範囲で設定するのが好ましい。本実施の形態では、以上の算出方法に基づいて、補助供給ローラ6へ供給する補助供給ローラ定電流電源56が出力する電流値を10μAとした。尚、印加電流の値を設定する場合は実験などで決めてよく、上述の限りではない。
From the above conditions, the current value I of the current supplied from the auxiliary supply roller constant
8.4 μA <I <12.6 μA (12)
It is preferable to set in the range. In the present embodiment, based on the above calculation method, the current value output from the auxiliary supply roller constant
次に、本実施の形態の画像形成装置を用いて印刷評価試験を行った結果について、上記した比較例装置を用いて行った同結果と比較しながら説明する。 Next, the results of a print evaluation test using the image forming apparatus of the present embodiment will be described in comparison with the same results obtained using the above-described comparative apparatus.
尚、試験は以下の試験条件の下でおこなった。
・温度23℃、相対湿度50%の環境下において、トナー供給性能による印字品質の指標として、カスレの変化を確認した。
・試験には図2に示す、補助供給ローラ定電流電源56(図3)を備えた画像形成装置110(以下、実施例装置という場合がある)と、補助供給ローラ定電圧電源556(図7)を備えた比較例装置を用いた。
・印刷速度(=感光体ドラム1の線速=通紙速度)を200(mm/s)に設定した。
・A4標準用紙(例えばOKIクセレントホワイト紙)、坪量=80(g/m2)を用いた。
・横方向送り(4辺の長い2辺が先端と後端として印刷)、100%デューティ(A4用紙1枚の印刷可能範囲に、全面ベタ印刷時の面積率100%印刷すること)で印刷した。
・それぞれ100枚ずつ連続印刷を行い、印刷枚数20枚ごとに印刷された記録用紙において、カスレ評価を行う。
・カスレの占める割合が皆無の時をレベル10とし、以下、カスレの占める割合が2%未満、4%未満、・・・となるに従いレベル9、レベル8、・・・と判定した。レベル8以上が良好な画像の範囲である。
The test was conducted under the following test conditions.
-In an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%, a change in scum was confirmed as an index of print quality by toner supply performance.
In the test, an image forming apparatus 110 (hereinafter also referred to as an example apparatus) having an auxiliary supply roller constant current power source 56 (FIG. 3) and an auxiliary supply roller constant voltage power source 556 (FIG. 7) shown in FIG. ) Was used.
The printing speed (= linear speed of the
A4 standard paper (for example, OKI excellent white paper), basis weight = 80 (g / m 2 ) was used.
・ Printed with horizontal feed (printing two long sides as the leading and trailing edges), 100% duty (printing 100% of the area ratio when printing all over the printable area of one A4 sheet) .
-Continuous printing is performed 100 sheets each, and the blur evaluation is performed on the recording paper printed every 20 printed sheets.
・ When there was no scumming ratio, the level was 10; hereinafter, the scumming ratio was less than 2%, less than 4%,...
図10は、試験の評価結果をグラフにした図である。尚、点線で示すレベルは、良否判定レベルを示し、点線レベル未満となった場合、画像不良と判定される。 FIG. 10 is a graph showing the evaluation results of the test. The level indicated by a dotted line indicates a pass / fail judgment level. When the level is less than the dotted line level, it is determined that the image is defective.
同図に示すように、比較例装置では、印刷枚数の増加と共にカスレレベルが低下し、40枚を超えた段階で画像不良と判定されるが、実施例装置の場合、実験の範囲ではカスレが生じない。以下、比較例装置の場合のカスレ発生原因について考察する。 As shown in the figure, in the comparative apparatus, the blur level decreases as the number of printed sheets increases, and when it exceeds 40, it is determined that the image is defective. Does not occur. Hereinafter, the cause of blurring in the case of the comparative apparatus will be considered.
実施例装置、比較例装置の何れの場合も、補助供給ローラ6から供給ローラ5へトナー10が供給された後、現像ローラ4へトナー10が供給されるが、供給ローラ5上のトナー10がすべて現像ローラ4へ供給されていない。そのため、現像ローラ4へ供給されないトナー10が供給ローラ5と補助供給ローラ6の接触領域へ再び戻ってくる。一旦補助供給ローラ6から供給ローラ5へ供給されたトナー10はすでに負に帯電しているため、供給ローラ5上に残ったトナー10は電界を形成する。
In each of the embodiment apparatus and the comparative apparatus, the
従って、補助供給ローラ6へ定電圧を印加する比較例装置の場合、補助供給ローラ6と供給ローラ5の電位差が小さくなるため、帯電したトナー10が電界から受けるクーロン力が弱くなり、補助供給ローラ6から供給ローラ5へトナーが移動しにくくなる。その結果、トナー10の供給量が少なくなり、カスレが生じるものと考えられる。
Therefore, in the case of the comparative apparatus that applies a constant voltage to the
一方、補助供給ローラ6へ定電流を供給する実施例装置の場合、帯電したトナー10が再び補助供給ローラ6、供給ローラ5の接触領域に戻ってきた場合においても電流が流れ、それに伴い電圧が増加する。従って、帯電したトナー10がある場合においても十分な電位差が生じるため、比較例装置のようにトナー10が供給ローラ5側へ異動しにくくなることがない。
On the other hand, in the case of the embodiment device that supplies a constant current to the
図11は、本実施の形態の変形例の現像装置の要部構成を示す要部構成図であり、図12は、その各部及び転写ローラ18の電源配線を示す概略構成図である。
FIG. 11 is a main part configuration diagram showing the main part configuration of a developing device according to a modification of the present embodiment, and FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing the power wiring of each part and the
図1に示す本実施の形態の現像装置100では、現像ローラ4に対して供給ローラ5が離間して配置されているが、この変形例では、現像ローラ4に対して供給ローラ5が接した状態で配置されている点が異なる。その他の構成は全く同じである。
In the developing
図11、図12に示すように供給ローラ5と現像ローラ4とを接触させて設置する場合、画像品質に直接影響を与える現像ローラ4と、これと接触する接触部材との間に流れる電流によって、現像ローラ4の設定電圧が変化しないように考慮する必要がある。従って、現像ローラ4の抵抗値Rdv[Ω]、供給ローラ5の抵抗値Rsp[Ω]、そして層形成ブレード7の抵抗値Rbl[Ω]の関係を、
Rdv>Rsp×103、及びRdv>Rbl×103
と設定することにより、現像ローラ4が、他の接触している部材から概ね絶縁体としてみなせ、現像ローラ4への電流の流れ込みの影響を小さくすることが可能であり電圧の変動を抑えることができる。尚、Rdv>Rbl×103 については、変形例だけでなく、図1に示す本願実施の形態1の現像装置100においても同様である。
11 and 12, when the
R dv > R sp × 10 3 and R dv > R bl × 10 3
Therefore, the developing
感光体ドラム1については、絶縁層を被覆しているため、これとの接触による現像ローラ4への影響は無視できる。また、補助供給ローラ6の抵抗値Rsub[Ω]に対して、
Rsp>Rsubを満たすと良い。
これにより、供給ローラ5と現像ローラ4の間で更に電流が流れにくくなる。
Since the
It is preferable to satisfy R sp > R sub .
As a result, the current is less likely to flow between the
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、補助供給ローラ6に所定の定電流を流しているため、経時によらず、安定して補助供給ローラ6から供給ローラ5にトナーを供給でき、トナー供給不足による印刷時のカスレ現象を抑制することができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, since a predetermined constant current is passed through the
実施の形態2.
図13は、本発明による実施の形態2の画像形成装置の要部制御系のブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram of a main control system of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
この制御系を採用する本実施の形態の画像形成装置が、前記した図4に示す実施の形態1の画像形成装置と主に異なる点は、制御系における補助供給ローラ定電流電源256による定電流制御方法である。従って、この本実施の形態の画像形成装置が、前記した実施の形態1の画像形成装置110(図1)と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の要部構成は、上記制御系以外において図1に示す実施の形態1の画像形成装置110の要部構成と共通するため、必要に応じて図1〜図3を参照する。
The image forming apparatus of the present embodiment that employs this control system is mainly different from the image forming apparatus of the first embodiment shown in FIG. 4 described above in that a constant current by an auxiliary supply roller constant
本実施の形態の画像形成装置では、補助供給ローラ定電流電源256により、補助供給ローラ6に印加する印加電圧に上限を設けるものである。以下、その内容について説明する。
In the image forming apparatus of the present embodiment, an upper limit is applied to the voltage applied to the
図14は、補助供給ローラ定電流電源256によって行なわれる電源制御のフローチャートである。先ず制御開始後、高電圧電源制御部41から電流供給の指示を受けると、補助供給ローラ定電流電源256が設定電流値Isubの出力電流Ioutを出力する(ステップS101、102)。そしてこのとき補助供給ローラ6に印加される印加電圧Voutを測定し(ステップS103)、測定した印加電圧Voutと予め設定した制限電圧値Vout_limitとを比較する(ステップS104)。
FIG. 14 is a flowchart of power control performed by the auxiliary supply roller constant
ここで、印加電圧Voutが制限電圧値Vout_limit以下の場合(ステップS104、No)、そのままステップS106に至り、印加電圧Voutが制限電圧Vout_limitよりも大きい場合(ステップS104、Yes)、このときの出力電流Ioから0.1μA減少させた新たな出力電流を出力する(ステップS105、ステップS102)。そして、印加電圧Voutが制限電圧値Vout_limit以下となるまで、ステップS102〜ステップS105を繰り返した後ステップS106に至る。 Here, when the applied voltage Vout is equal to or lower than the limit voltage value Vout_limit (step S104, No), the process directly reaches step S106, and when the applied voltage Vout is larger than the limit voltage Vout_limit (step S104, Yes), A new output current that is 0.1 μA less than the current output current Io is output (step S105, step S102). Then, Step S102 to Step S105 are repeated until the applied voltage Vout becomes equal to or lower than the limit voltage value Vout_limit, and then Step S106 is reached.
ステップS106では、このときの出力電流Ioutが設定電流値Isub未満か否かを判定し、出力電流Ioutが設定電流値Isub未満の場合(ステップS104、Yes)、このときの出力電流Ioutに0.1μAを加えた新たな出力電流outをステップS102に戻って出力し、出力電流Ioutが設定電流値Isub以上の場合(ステップS104、No)、そのままステップS102に戻って出力する。 In step S106, determines the output current I out is whether less than the set current value I sub at this time, if the output current I out is less than the set current value I sub (step S104, Yes), the output current at this time A new output current out obtained by adding 0.1 μA to I out is returned to step S102 and output. If the output current I out is equal to or greater than the set current value I sub (step S104, No), the process returns to step S102 and output as it is. To do.
このフローは、少なくとも印刷動作中にリアルタイムで行うものであり、このフローに従って動作する補助供給ローラ定電流電源256は、通常は定電流源として設定電流値Isubの定電流を出力するが、負荷の変動に応じて補助供給ローラ6に印加される印加電圧Voutが上限としての制限電圧値Vout_limitに至ると、それ以上、印加電圧Voutが上昇しないように定電圧駆動を行う。
This flow is performed in real time at least during the printing operation, and the auxiliary supply roller constant
図15は、補助供給ローラ6の直流電源として定電流電源を用いた場合の、印加電圧Voutと出力電流Ioutの関係を表す説明図である。Ioutは補助供給ローラ6へ供給する出力電流、Voutはこのとき補助供給ローラ6に印加される印加電圧である。出力電流Ioutは、一定の設定電流値Isubを維持するため、負荷条件次第で電圧は無尽蔵に大きくなり放電開始電圧に達してしまう。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the relationship between the applied voltage V out and the output current I out when a constant current power source is used as the DC power source of the
一方図16は、補助供給ローラ定電流電源256のように、上記した図14のフローにより、定電流電源に印加電圧Voutの上限値である制限電圧値Vout_limitを設けた場合における、印加電圧Voutと出力電流Ioutの関係を表す説明図である。本実施の形態による補助供給ローラ定電流電源256は、負荷である補助供給ローラ6及びこれに関連する部材の状態に応じて、同図に示す太線Lに沿って、その印加電圧Voutと出力電流Ioutとが変動するものである。
On the other hand, FIG. 16 shows the applied voltage Vout when the limited voltage value Vout_limit, which is the upper limit value of the applied voltage Vout, is provided in the constant current power supply according to the flow of FIG. 14 like the auxiliary supply roller constant
ここで、制限電圧値Vout_limitの設定条件について説明する。先ず、図15、図16の条件下におけるトナー層の取りうる厚さを表す式を導出する。 Here, the setting conditions of the limit voltage value Vout_limit will be described. First, an expression representing the possible thickness of the toner layer under the conditions of FIGS. 15 and 16 is derived.
前記した式(5)を、トナー10の厚さdtに対する式に変形すると、
[式13]
となる。ここで、
[式14]
である。
When the above equation (5) is transformed into an equation for the thickness dt of the
[Formula 13]
It becomes. here,
[Formula 14]
It is.
図17は、式(13)をグラフによって概略的に表現した概略図である。このグラフから、本実施の形態では、補助供給ローラ6へ供給する出力電流Ioutを変化させた場合においても、印加電圧Voutに上限値である制限電圧値Vout_limitを設けることにより、トナー層の厚さdtが、一定の上限値dlimit以上に増加することを防ぐことができことが分かる。
尚、ここでのトナー10の厚さdtは、実質的に供給ローラ5の表面に形成されるトナー層の層厚を示している。
FIG. 17 is a schematic diagram schematically representing Expression (13) by a graph. From this graph, in the present embodiment, in a case of changing the output current I out supplied to the
Here, the thickness dt of the
以上の点を踏まえ、本実施の形態おける補助供給ローラ定電流電源256の印加電圧上限値である制限電圧値Vout_limitの設定方法について説明する。
Based on the above points, a method for setting the limit voltage value Vout_limit that is the upper limit value of the applied voltage of the auxiliary supply roller constant
補助供給ローラ6へ供給する電流値が10μA(方向は図3に示す)のとき、トナー10の厚さdtが、供給ローラ5と現像ローラ4との離間距離250μmに達する電圧は、式(13)からトナー10の層に−1.6kVを印加した場合となる。本実施の形態では、供給ローラ5へ印加する電圧を−1.0kVとしているため、補助供給ローラ6に−2.6kVを印加した段階で、トナー10の層厚が現像ローラ4に直接接触する厚さになる。これを避けるため、補助供給ローラ定電流電源256の印加電圧上限値である制限電圧値Vout_limitを−2.5kVに設定した。
When the current value supplied to the
供給ローラ5の表面に形成されるトナー層の厚さdtが大きくなって、現像ローラ4に接触するようになると、現像ローラ4に過剰のトナーが供給されて、印刷時の地汚れの要因になると考えられる。本実施の形態の画像形成装置は、上記したように、補助供給ローラ定電流電源256の印加電圧に適切な上限値を設け、これ等の不都合を解消するものである。この効果を確認するために行なった印刷試験について、以下に説明する。
When the thickness dt of the toner layer formed on the surface of the
制限電圧値Vout_limitを−2.5kVに設定した補助供給ローラ定電流電源256(図13)を採用した本実施の形態の画像形成装置を用いてカスレと地汚れにおける印刷評価試験を行った結果について、制限電圧値が設定されていない補助供給ローラ定電流電源56(図4)を採用した実施の形態1の画像形成装置を用いて行った同結果と比較しながら説明する。尚、試験は、実施の形態1で行った印刷評価試験と全く同じ試験条件の下で行ったため、試験条件に関するここでの説明は省略する。 Results of performing a print evaluation test on blurring and scumming using the image forming apparatus according to the present embodiment employing the auxiliary supply roller constant current power supply 256 (FIG. 13) in which the limit voltage value Vout_limit is set to −2.5 kV. Will be described in comparison with the same results obtained using the image forming apparatus of the first embodiment that employs the auxiliary supply roller constant current power source 56 (FIG. 4) in which no limit voltage value is set. Since the test was performed under exactly the same test conditions as the print evaluation test performed in the first embodiment, the description of the test conditions here is omitted.
尚、地汚れの評価としては、0%dutyでそれぞれ100枚ずつ連続印刷を行い、印刷枚数20枚ごとに印刷された記録用紙において、地汚れの占める割合が皆無の時をレベル10とし、以下、地汚れの占める割合が0.5%未満、1.0%未満、・・・となるに従いレベル9、レベル8、・・・と判定した。レベル8以上が良好な画像の範囲である。
For evaluation of background stain, 100 sheets were continuously printed at 0% duty and recording paper printed every 20 printed sheets was set to
図18は、カスレの評価結果をグラフにした図であり、図19は、地汚れの評価結果をグラフにした図である。尚、図18、図19中に点線で示すレベルは、良否判定レベルを示し、点線レベル未満となった場合、画像不良と判定される。 FIG. 18 is a graph showing the evaluation result of the blur, and FIG. 19 is a graph showing the evaluation result of the background stain. Note that the level indicated by a dotted line in FIGS. 18 and 19 indicates a pass / fail judgment level.
図18に示すように、カスレ評価においては、本願の画像形成装置は、実施の形態1の画像形成装置と同様に、実験の範囲ではカスレが生じない良好な結果が得られた。一方、図19に示すように、地汚れ評価においては、実施の形態1の画像形成装置が、40枚を超えたあたりから地汚れが発生しているのに対し、本実施の形態の画像形成装置では、実験の範囲では地汚れが発生しない良好な結果が得られた。 As shown in FIG. 18, in the blur evaluation, the image forming apparatus of the present application, as in the case of the image forming apparatus of the first embodiment, obtained a good result in which no blur occurred in the experimental range. On the other hand, as shown in FIG. 19, in the scumming evaluation, the image forming apparatus according to the first embodiment has scumming from around 40 sheets, whereas the image forming of the present embodiment is performed. In the apparatus, a good result was obtained that no scumming occurred in the range of the experiment.
尚、ここでは、実施の形態1の図1に示すように、現像ローラ4と供給ローラ5とが離間した状態で配置された現像装置を想定して説明したが、実施の形態1の変形例である図11に示すように、現像ローラ4と供給ローラ5とが接触した状態で配置された現像装置においても、同様の評価結果が得られるものである。
Here, as illustrated in FIG. 1 of the first embodiment, the description has been made assuming a developing device in which the developing
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、実施の形態1の装置と同様に、経時によらず、トナー供給不足による印刷時のカスレ現象を抑制することができ、更に、トナー供給過多による印刷時の地汚れを防止することができる。 As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, as with the apparatus of the first embodiment, it is possible to suppress the blurring phenomenon during printing due to insufficient toner supply regardless of time, It is possible to prevent scumming during printing due to excessive toner supply.
実施の形態3.
図20は、本発明による実施の形態3の現像装置の各部及び転写ローラ18の電源配線を示す概略構成図であり、図21は、実施の形態3の現像装置を備える画像形成装置の要部制御系のブロック図である。
20 is a schematic configuration diagram showing each part of the developing device according to the third embodiment and the power supply wiring of the
この現像装置を採用する本実施の形態の画像形成装置が、前記した実施の形態2の画像形成装置と主に異なる点は、供給ローラ5に交流定電圧を印加する交流電圧発生手段としての供給ローラ定電圧交流電源355を設けた点である。従って、この本実施の形態の画像形成装置が、前記した実施の形態1の画像形成装置110(図1)及び実施の形態2の画像形成装置と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の要部構成は、上記制御系以外において図1に示す実施の形態1の画像形成装置110の要部構成と共通するため、必要に応じて図2を参照する。
The image forming apparatus according to the present embodiment that employs this developing device is mainly different from the image forming apparatus according to the second embodiment described above in that supply as an AC voltage generating unit that applies an AC constant voltage to the
供給ローラ定電圧交流電源355は、−300±300Vの両電圧間で、周波数2kHzで変化する矩形波の交流電圧を供給ローラ5に印加し、補助供給ローラ定電流電源256は、前記した実施の形態2で説明したように、印加電圧の上限値として−2.5kVを設定した上で、所定の定電流(方向は図20に示す)を補助供給ローラ6に供給する。
The supply roller constant voltage
供給ローラ5に印加する電圧が直流電圧の場合、供給ローラ5上には帯電しているトナーが多いため、トナー10が凝集している場合では帯電していないトナー10も現像ローラ4に供給されてしまうことがある。そこで、供給ローラ5に交流電圧を印加すると、現像ローラ4と供給ローラ5の間で供給するトナー10を往復運動させことになり、この間に凝集していたトナーの凝集状態が解れ、供給ローラ5上で凝集していた帯電していないトナー10を現像ローラ4へ移動させないようにできる。
When the voltage applied to the
適切な帯電が行われていないトナーが現像ローラ4上に発生すると、感光体ドラム1の表面の、静電潜像が形成されてトナーが付着されるべき領域以外にもトナーが付着してしまう、所謂「カブリ」とよばれる現象が起き、印刷時に画像不良となることがある。本実施の形態の画像形成装置は、上記したように、逆極性に帯電したトナーが現像ローラ4に移動するのを抑制して、これらの不都合を解消するものである。この効果を確認するために行なった印刷試験について、以下に説明する。
When toner that is not properly charged is generated on the developing
上記した供給ローラ定電圧交流電源355を採用した本実施の形態の画像形成装置を用いてカスレとカブリにおける印刷評価試験を行った結果について、直流の供給ローラ定電圧電源55(図4)を備えた実施の形態1の画像形成装置を用いて行った同結果と比較しながら説明する。尚、試験は、実施の形態1で行った印刷評価試験と全く同じ試験条件の下で行ったため、試験条件に関するここでの説明は省略する。
As a result of performing a print evaluation test on blur and fog using the image forming apparatus of the present embodiment employing the above-described supply roller constant voltage
尚、カブリの評価としては、A4標準紙で白紙を印刷し、印刷枚数20枚ごとに紙が感光体ドラム1を通過中に画像形成装置の電源を切り、強制的に装置を停止させる。その状態で感光体ドラム1上に残存したトナー10を「スコッチテープ」(住友3M社製)で剥離し、トナーが付着したスコッチテープと未使用のスコッチテープとを同一紙上に貼り付け、貼り付けたスコッチテープを分光測色計「CM−2600d」(コニカミノルタ社製)を用いL*a*b*表色系での色差ΔE*abを測定した。この評価を5回繰り返し100枚印刷した。評価基準は印刷品質が良好な範囲は、色差ΔEが0.6以下である。
As the evaluation of fogging, print the white paper of A4 standard paper, paper every 20 sheets the number of printed sheets off the power supply of the image forming apparatus while passing through the
図22は、カスレの評価結果をグラフにした図であり、図23は、カブリ評価の色差ΔEの結果である。尚、図22、図23中に点線で示すレベルは、良否判定レベルを示し、図22のカスレの評価の場合は点線レベル未満となった場合に、また図23のカブリ評価の場合は、色差ΔEが0.6より大きい場合にそれぞれ画像不良と判定される。 FIG. 22 is a graph showing the evaluation result of blur, and FIG. 23 is the result of the color difference ΔE of fog evaluation. The level indicated by the dotted line in FIGS. 22 and 23 indicates the pass / fail judgment level. In the case of the blur evaluation in FIG. 22, the color difference is less than the dotted line level, and in the case of the fog evaluation in FIG. When ΔE is larger than 0.6, it is determined that the image is defective.
図22に示すように、カスレ評価においては、本願の画像形成装置は、実施の形態1の画像形成装置と同様に、実験の範囲ではカスレが生じない良好な結果が得られた。一方、図23に示すように、カブリ評価においては、供給ローラ定電圧交流電源355を採用した本実施の形態の画像形成装置が直流の供給ローラ定電圧電源55(図4)を備えた実施の形態1の画像形成装置より、更に良好な結果を示すことが実証された。
As shown in FIG. 22, in the blur evaluation, the image forming apparatus according to the present application, as in the case of the image forming apparatus according to the first embodiment, obtained a good result in which no blur occurred in the experimental range. On the other hand, as shown in FIG. 23, in the fog evaluation, the image forming apparatus of the present embodiment adopting the supply roller constant voltage
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、実施の形態1の装置と同様に、経時によらず、トナー供給不足による印刷時のカスレ現象を抑制することができ、更に、カブリ現象による印刷時の画像不良を抑制することができる。 As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, as with the apparatus of the first embodiment, it is possible to suppress the blurring phenomenon during printing due to insufficient toner supply regardless of time, Image defects during printing due to fogging can be suppressed.
前記した各実施の形態では、現像装置が1台のモノクロプリンタを例としての画像形成装置を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像装置を複数有するカラーの画像形成装置にも適用可能である。また、MFP(Multi Function Printer)やファクシミリ、複写機等にも利用できる。 In each of the above-described embodiments, the image forming apparatus has been described by taking a monochrome printer having one developing device as an example. However, the present invention is not limited to this, and a color image forming apparatus having a plurality of developing devices. It is also applicable to. It can also be used for an MFP (Multi Function Printer), a facsimile, a copying machine, and the like.
1 感光体ドラム、 2 帯電ローラ、 3 LEDヘッド、 4 現像ローラ、 5 供給ローラ、 6 補助供給ローラ、 7 層形成ブレード、 8 トナー回収ブラシローラ、 9 トナー回収ブラシ用フリッカー、 10 トナー、 11 トナーカートリッジ、 12 クリーニングブレード、 13 シャッタ、 14 攪拌バー、 15 トナー残量検知バー、 16 供給層規制ブレード、 17 記録用紙、 18 転写ローラ、 19 定着装置、 20a〜20e 搬送ローラ、 21 スタッカ部、 22 トナー収容部、 23 用紙搬送モータ、 24 駆動モータ、 25 駆動伝達部、 30 印刷制御部、 31 インターフェイス制御部、 32 受信メモリ、 33 画像データ編集メモリ、 34 操作部、 35 センサ群、 41 高電圧電源制御部、 42 シャッタ駆動制御部、 43 ヘッド駆動制御部、 44 定着制御部、 45 搬送モータ制御部、 46 駆動制御部、 52 帯電定電圧電源、 54 現像ローラ定電圧電源、 55 供給ローラ定電圧電源、 56 補助供給ローラ定電流電源、 57 層形成ブレード定電圧電源、 58 トナー回収定電圧電源、 60 ローラ、 68 転写定電圧電源、 100 現像装置、 110 画像形成装置、 256 補助供給ローラ定電流電源、 355 供給ローラ定電圧交流電源。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum, 2 Charging roller, 3 LED head, 4 Developing roller, 5 Supply roller, 6 Auxiliary supply roller, 7 Layer formation blade, 8 Toner collection brush roller, 9 Toner collection brush flicker, 10 Toner, 11 Toner cartridge , 12 Cleaning blade, 13 Shutter, 14 Stirring bar, 15 Toner remaining amount detection bar, 16 Supply layer regulating blade, 17 Recording paper, 18 Transfer roller, 19 Fixing device, 20a-20e Conveying roller, 21 Stacker unit, 22 Toner storage Section, 23 paper transport motor, 24 drive motor, 25 drive transmission section, 30 print control section, 31 interface control section, 32 reception memory, 33 image data editing memory, 34 operation section, 35 sensor group, 41 high power Power supply control unit, 42 shutter drive control unit, 43 head drive control unit, 44 fixing control unit, 45 transport motor control unit, 46 drive control unit, 52 charging constant voltage power source, 54 developing roller constant voltage power source, 55 supply roller constant voltage Power supply, 56 Auxiliary supply roller constant current power supply, 57 Layer forming blade constant voltage power supply, 58 Toner recovery constant voltage power supply, 60 Roller, 68 Transfer constant voltage power supply, 100 Developing device, 110 Image forming device, 256 Auxiliary supply roller constant current power supply 355 Supply roller constant voltage AC power supply.
Claims (12)
前記静電潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の鉛直下方に配置され、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給体と、
前記現像剤供給体の鉛直下方に配置され、且つ前記現像剤供給体と当接してニップを形成することで、前記現像剤供給体へ前記現像剤を供給する現像剤補助供給体と、
前記現像剤供給体の鉛直下方において、且つ水平方向における前記ニップを含む領域において、水平方向に延在する界面を現像剤によって形成する現像剤収容部と、
前記現像剤補助供給体に定電流を供給する定電流発生手段と、
前記現像剤供給体に定電圧を印加する定電圧発生手段と
を有することを特徴とする現像装置。 An electrostatic latent image carrier on which a latent image is formed;
A developer carrier for developing the latent image formed on the electrostatic latent image carrier;
A developer supply body that is disposed vertically below the developer carrier and supplies the developer to the developer carrier;
A developer auxiliary supply body that is disposed vertically below the developer supply body, and that forms a nip in contact with the developer supply body to supply the developer to the developer supply body;
A developer container that forms an interface extending in the horizontal direction with the developer in a region vertically below the developer supply body and including the nip in the horizontal direction;
Constant current generating means for supplying a constant current to the developer auxiliary supply body ;
And a constant voltage generating means for applying a constant voltage to the developer supply body .
Rdv>Rsp×103
であることを特徴とする請求項3記載の現像装置。 The relationship between the resistance value Rdv [Ω] of the developer carrying member and the resistance value Rsp [Ω] of the developer supply member is Rdv> Rsp × 10 3
The developing device according to claim 3, wherein:
Rsp>Rsub
であることを特徴とする請求項6記載の現像装置。 The relationship between the resistance value Rsp [Ω] of the developer supply body and the resistance value Rsub [Ω] of the developer auxiliary supply body is Rsp> Rsub
The developing device according to claim 6, wherein:
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