JP5960516B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

この発明は、電子写真法を用いる画像形成装置、およびその現像装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus using electrophotography, and a developing device for the same.

従来より、画像形成装置に用いられる現像装置に関し、現像装置の下部に堆積したトナーを、塗布ローラおよび供給ローラにより汲み上げ、現像ローラに供給するものが知られている。特許文献1に開示された現像装置では、塗布ローラおよび供給ローラの表面(外周面)が互い逆方向に移動しながら接触し、供給ローラおよび現像ローラの表面が互いに逆方向に移動しながら接触する。これにより、ローラ同士の接触部でトナーを摩擦帯電させ、現像ローラまで移動させている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a developing device used in an image forming apparatus is known in which toner accumulated in a lower portion of a developing device is pumped up by an application roller and a supply roller and supplied to the developing roller. In the developing device disclosed in Patent Document 1, the surfaces (outer peripheral surfaces) of the application roller and the supply roller are in contact with each other while moving in opposite directions, and the surfaces of the supply roller and the development roller are in contact with each other while moving in the opposite directions. . Thereby, the toner is frictionally charged at the contact portion between the rollers and moved to the developing roller.

特開平5−27567号公報JP-A-5-27567

しかしながら、上記のようにトナーを摩擦帯電させて移動させる構成では、トナーがダメージを受けやすく、トナーの帯電性や流動性の低下を招く原因となる。そのため、カブリやカスレなどが発生しやすく、例えば連続印刷時に画像品質が低下するという問題があった。   However, in the configuration in which the toner is moved while being frictionally charged as described above, the toner is easily damaged, which causes a decrease in chargeability and fluidity of the toner. For this reason, fogging and blurring are likely to occur, and there has been a problem that image quality deteriorates, for example, during continuous printing.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、画像品質の低下を防止することができる現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a developing device and an image forming apparatus capable of preventing a reduction in image quality.

本発明の現像装置は、静電潜像担持体に現像剤を付着させて静電潜像を現像する現像剤担持体と、現像剤担持体の下方に設けられ、現像剤担持体に現像剤を供給する第1の供給部材と、第1の供給部材の下方に設けられ、第1の供給部材に現像剤を供給する第2の供給部材と、第1の供給部材に接触するように配置され、電圧を印加されて、第1の供給部材に担持される現像剤の帯電を補助する導電性フィルムとを備える。現像剤担持体と第1の供給部材との対向部において、現像剤担持体の表面と第1の供給部材の表面とが同じ方向に略同じ速度で移動し、
第1の供給部材と第2の供給部材との対向部において、第1の供給部材の表面と第2の供給部材の表面とが同じ方向に略同じ速度で移動する
The developing device of the present invention is provided with a developer carrying member that develops an electrostatic latent image by attaching a developer to the electrostatic latent image carrying member, and a developer carrier that is provided below the developer carrying member. A first supply member that supplies the first supply member, a second supply member that is provided below the first supply member, and that supplies the developer to the first supply member, and is disposed so as to contact the first supply member And a conductive film that is applied with a voltage and assists charging of the developer carried on the first supply member . In the facing portion between the developer carrier and the first supply member, the surface of the developer carrier and the surface of the first supply member move in the same direction at substantially the same speed ,
In the facing portion between the first supply member and the second supply member, the surface of the first supply member and the surface of the second supply member move in the same direction at substantially the same speed .

本発明の画像形成装置は、上記の現像装置を備える。本発明の画像形成装置は、また、上記の現像装置と、現像剤保持部内に保持された現像剤の上面レベルを検知するための検知手段とを備える。 An image forming apparatus of the present invention includes the above developing device. The image forming apparatus of the present invention also includes the above-described developing device and a detecting unit for detecting the upper surface level of the developer held in the developer holding unit.

本発明によれば、現像剤のダメージを抑制し、これにより画像品質の低下を防止することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the damage to the developer, thereby preventing the deterioration of the image quality.

本発明の第1の実施の形態における現像装置の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a developing device according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施の形態における現像装置の各ローラ間のニップ量およびギャップ量を示す模式図(A)、および、ブレードとローラとのニップ量を説明するための模式図(B)である。FIG. 4 is a schematic diagram (A) showing a nip amount and a gap amount between rollers of the developing device in the first embodiment, and a schematic diagram (B) for explaining a nip amount between a blade and a roller. 第1の実施の形態における現像装置の駆動伝達部の構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a drive transmission unit of the developing device according to the first embodiment. 第1の実施の形態におけるトナー残量検知バーの端部の形状を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view illustrating a shape of an end portion of a toner remaining amount detection bar in the first embodiment. 第1の実施の形態におけるトナー残量検知バーを含むトナー残量検知機構の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a toner remaining amount detecting mechanism including a toner remaining amount detecting bar in the first embodiment. 第1の実施の形態におけるトナー残量検知機構の動作を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of a toner remaining amount detection mechanism in the first embodiment. 第1の実施の形態における画像形成装置の基本構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a basic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment. 第1の実施の形態における画像形成装置の制御系を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a control system of the image forming apparatus according to the first embodiment. FIG. 第1の実施の形態における現像ローラの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the developing roller in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定方法を説明するための正面図(A)および側面図(B)である。It is the front view (A) and side view (B) for demonstrating the measuring method of the resistance value of the developing roller in 1st Embodiment. 第1の実施の形態におけるトナー回収ローラの断面構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of a toner collection roller according to the first embodiment. 第1の実施の形態における現像ローラ、供給ローラおよび補助供給ローラの回転方向を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the rotation direction of the developing roller in the 1st Embodiment, a supply roller, and an auxiliary supply roller. 第1の実施の形態において、トナーレベルがトナー残量検知バーの回転軌跡の頂点より高い位置にある状態を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a state where the toner level is higher than the vertex of the rotation locus of the remaining toner amount detection bar in the first embodiment. 第1の実施の形態において、トナーレベルがトナー残量検知バーの回転中心より低い位置にある状態を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a state where the toner level is lower than the rotation center of the remaining toner amount detection bar in the first embodiment. 第1の実施の形態において、トナーレベルと、受光素子による反射光の受光時間との関係を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a relationship between a toner level and a light reception time of reflected light by a light receiving element in the first embodiment. 第1の実施の形態におけるトナーレベル制御を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating toner level control according to the first embodiment. 比較例の現像装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image development apparatus of a comparative example. 第1の実施の形態および比較例の現像装置を用いて連続印刷を行った場合のカブリの評価結果を示す図である。It is a figure which shows the fog evaluation result at the time of performing continuous printing using the image development apparatus of 1st Embodiment and a comparative example. 第1の実施の形態および比較例の現像装置を用いて連続印刷を行った場合のカスレの評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the blur at the time of performing continuous printing using the image development apparatus of 1st Embodiment and a comparative example. 本発明の第2の実施の形態における現像装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the developing device in the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施の形態における現像装置の各ローラ間のニップ量およびギャップ量を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the nip amount and gap amount between each roller of the developing device in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態におけるトナー供給ローラの断面構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of a toner supply roller according to a second embodiment. 第1の実施の形態および第2の実施の形態の現像装置を用いて連続印刷を行った場合のカブリの評価結果を示す図である。It is a figure which shows the fog evaluation result at the time of performing continuous printing using the image development apparatus of 1st Embodiment and 2nd Embodiment. 第1の実施の形態および第2の実施の形態の現像装置を用いて連続印刷を行った場合のカスレの評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the blur at the time of performing continuous printing using the image development apparatus of 1st Embodiment and 2nd Embodiment. 第1の実施の形態および第2の実施の形態の現像装置を用いて低温低湿環境で連続印刷を行った場合のカブリの評価結果を示す図である。It is a figure which shows the fog evaluation result at the time of performing continuous printing in a low-temperature, low-humidity environment using the developing device of 1st Embodiment and 2nd Embodiment. 第1の実施の形態および第2の実施の形態の現像装置を用いて低温低湿環境で連続印刷を行った場合のカスレの評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the blur at the time of performing continuous printing in a low-temperature, low-humidity environment using the developing device of 1st Embodiment and 2nd Embodiment. 第1の実施の形態および第2の実施の形態の現像装置を用いて低温低湿環境で連続印刷を行った場合の汚れの評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the stain | pollution | contamination at the time of performing continuous printing in a low-temperature low-humidity environment using the image development apparatus of 1st Embodiment and 2nd Embodiment. 図27の評価に用いた2by2パターンを示す図である。It is a figure which shows 2by2 pattern used for evaluation of FIG.

第1の実施の形態.
<現像装置の構成>
まず、本発明の第1の実施の形態における現像装置100の構成について説明する。図1は、現像装置100の構成を示す断面図である。現像装置(プロセスユニットとも称する)100は、筺体としてのケーシング101と、このケーシング101にトナー(現像剤)を供給するための現像剤補給部としてのトナー補給部12とを有している。ケーシング101内には、静電潜像担持体としての感光体ドラム3が設けられている。
First embodiment.
<Configuration of developing device>
First, the configuration of the developing device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the developing device 100. A developing device (also referred to as a process unit) 100 includes a casing 101 as a casing and a toner replenishing unit 12 as a developer replenishing unit for supplying toner (developer) to the casing 101. In the casing 101, a photosensitive drum 3 as an electrostatic latent image carrier is provided.

この現像装置100は、感光体ドラム3を内蔵する「ドラム一体型構造」を有しているが、このような構造には限定されない。静電潜像担持体(例えば感光体ドラム3)に形成された静電潜像を現像する役割を担う部分を、現像装置と称する。また、現像装置100は、トナー補給部12を有さない形態であってもよい。   The developing device 100 has a “drum-integrated structure” in which the photosensitive drum 3 is built, but is not limited to such a structure. A portion that plays a role of developing the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier (for example, the photosensitive drum 3) is referred to as a developing device. Further, the developing device 100 may have a form that does not include the toner replenishing unit 12.

感光体ドラム3の表面に対向するように、感光体ドラム3の表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ4と、感光体ドラム3の表面に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体としての現像ローラ1と、感光体ドラム3の表面に残留したトナーを掻き取るクリーニング部材としてのクリーニングブレード9とが配置されている。帯電ローラ4、現像ローラ1およびクリーニングブレード9は、感光体ドラム3の回転方向(図1における反時計回り方向)に沿って、この順で配置されている。   A charging roller 4 as a charging member for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 3 so as to face the surface of the photosensitive drum 3 and the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 3 are developed. A developing roller 1 as a developer carrying member and a cleaning blade 9 as a cleaning member for scraping off toner remaining on the surface of the photosensitive drum 3 are disposed. The charging roller 4, the developing roller 1, and the cleaning blade 9 are arranged in this order along the rotation direction of the photosensitive drum 3 (counterclockwise direction in FIG. 1).

ここでは、帯電ローラ4およびクリーニングブレード9は、感光体ドラム3の表面に上方から当接している。また、現像ローラ1は、感光体ドラム3の表面に側方(図1における左側)の斜め下から当接している。   Here, the charging roller 4 and the cleaning blade 9 are in contact with the surface of the photosensitive drum 3 from above. Further, the developing roller 1 is in contact with the surface of the photosensitive drum 3 from the obliquely lower side (left side in FIG. 1).

現像ローラ1は、感光体ドラム3とは反対の方向(ここでは図中時計回り)に回転する。すなわち、現像ローラ1と感光体ドラム3とは、互いの対向部において、表面が同じ方向に移動するようにそれぞれ回転する。帯電ローラ4も、感光体ドラム3とは反対の方向(ここでは図中時計回り)に回転する。   The developing roller 1 rotates in a direction opposite to the photosensitive drum 3 (here, clockwise in the figure). That is, the developing roller 1 and the photosensitive drum 3 rotate so that the surfaces thereof move in the same direction at the opposing portions. The charging roller 4 also rotates in the opposite direction to the photosensitive drum 3 (here, clockwise in the figure).

現像ローラ1に対向するように、層規制部材としての現像ブレード6が配置されている。現像ブレード6は、現像ローラ1の表面に形成されるトナーの薄層(後述)の厚さを規制するものである。   A developing blade 6 as a layer regulating member is disposed so as to face the developing roller 1. The developing blade 6 regulates the thickness of a thin toner layer (described later) formed on the surface of the developing roller 1.

また、現像ローラ1に非接触で対向するように、第1の供給部材としてのトナー供給ローラ2が設けられている。トナー供給ローラ2は、現像ローラ1の下方(ここでは斜め下側)に位置している。現像ローラ1の回転方向において、トナー供給ローラ2は、現像ブレード6よりも上流側で、且つ、感光体ドラム3よりも下流側に位置している。   Further, a toner supply roller 2 as a first supply member is provided so as to face the developing roller 1 in a non-contact manner. The toner supply roller 2 is located below the developing roller 1 (here, obliquely below). In the rotation direction of the developing roller 1, the toner supply roller 2 is positioned upstream of the developing blade 6 and downstream of the photosensitive drum 3.

トナー供給ローラ2は、現像ローラ1とは反対の方向(ここでは図中反時計回り)に回転する。すなわち、トナー供給ローラ2および現像ローラ1は、互いの対向部において、表面が同じ方向に移動するようにそれぞれ回転する。   The toner supply roller 2 rotates in a direction opposite to the developing roller 1 (here, counterclockwise in the figure). That is, the toner supply roller 2 and the developing roller 1 rotate so that the surfaces thereof move in the same direction at the mutually facing portions.

トナー供給ローラ2に接触するように、第2の供給部材としての補助供給ローラ10が設けられている。補助供給ローラ10は、トナー供給ローラ2の下方に位置している。補助供給ローラ10は、トナー供給ローラ2とは反対の方向(ここでは図中時計回り)に回転する。すなわち、補助供給ローラ10およびトナー供給ローラ2は、互いの対向部において、表面が同方向に移動するようにそれぞれ回転する。   An auxiliary supply roller 10 as a second supply member is provided so as to contact the toner supply roller 2. The auxiliary supply roller 10 is located below the toner supply roller 2. The auxiliary supply roller 10 rotates in the opposite direction to the toner supply roller 2 (here, clockwise in the figure). That is, the auxiliary supply roller 10 and the toner supply roller 2 rotate so that the surfaces thereof move in the same direction at the opposing portions.

この補助供給ローラ10は、ケーシング101の下部に配置されており、このケーシング101の下部には、補助供給ローラ10に供給される現像剤としてのトナーが堆積する。ケーシング101の下部は、トナー(現像剤)11を保持する現像剤保持部102と称する。   The auxiliary supply roller 10 is disposed at a lower portion of the casing 101, and toner as a developer supplied to the auxiliary supply roller 10 is accumulated at the lower portion of the casing 101. A lower portion of the casing 101 is referred to as a developer holding portion 102 that holds the toner (developer) 11.

上述したトナー補給部12は、ケーシング101内の現像剤保持部102にトナー11を補給するためのものであり、ケーシング101の上部に配置されている。このトナー補給部12は、内部にトナー11を収容する収容器(例えばトナーカートリッジ)である。トナー補給部12の下部には、トナー11をケーシング101内(現像剤保持部102)に供給するための現像剤補給口としてのトナー補給口12bが形成されており、このトナー補給口12bを開閉するためのシャッタ12aが設けられている。   The toner replenishing portion 12 described above is for replenishing the toner 11 to the developer holding portion 102 in the casing 101, and is disposed on the upper portion of the casing 101. The toner replenishing unit 12 is a container (for example, a toner cartridge) that stores the toner 11 therein. A toner supply port 12b as a developer supply port for supplying the toner 11 into the casing 101 (developer holding unit 102) is formed below the toner supply unit 12, and the toner supply port 12b is opened and closed. A shutter 12a is provided for this purpose.

また、現像ローラ1に対向するように、現像ローラ1の表面に残留したトナー(感光体ドラム3上の静電潜像の現像に使用されなかったトナー)を回収する現像剤回収部材としてのトナー回収ローラ5が配置されている。現像ローラ1の回転方向において、トナー回収ローラ5は、トナー供給ローラ2よりも上流側で、且つ、感光体ドラム3よりも下流側に位置している。   Further, a toner as a developer collecting member that collects toner remaining on the surface of the developing roller 1 (toner that has not been used for developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 3) so as to face the developing roller 1. A collection roller 5 is arranged. In the rotation direction of the developing roller 1, the toner collection roller 5 is located upstream of the toner supply roller 2 and downstream of the photosensitive drum 3.

このトナー回収ローラ5に対向するように、トナー回収ローラ5の表面からトナーを掻き落とすための現像剤除去部材としてのトナー除去ブレード8が配置されている。このトナー除去ブレード8は、例えばウレタンゴム等の弾性体8aと、弾性体8aを保持する例えば金属製の固定板8bで構成されている。固定板8bは、ケーシング101の内面に固定されている。   A toner removing blade 8 as a developer removing member for scraping off the toner from the surface of the toner collecting roller 5 is disposed so as to face the toner collecting roller 5. The toner removing blade 8 is composed of, for example, an elastic body 8a such as urethane rubber and a fixing plate 8b made of, for example, metal that holds the elastic body 8a. The fixed plate 8b is fixed to the inner surface of the casing 101.

また、トナー供給ローラ2に対向するように、トナー供給ローラ2の表面に付着したトナーを薄層化させると共に帯電させる帯電補助部材としての規制フィルム7が設けられている。規制フィルム7は、トナー供給ローラ2の表面に接するように設けられた導電性のフィルム7aと、このフィルム7aを保持する金属製の支持フレーム7bとを有している。フィルム7aは、トナー供給ローラ2の軸方向に長い長尺形状を有し、その幅方向一端(固定端)が支持フレーム7bに固定され、他端(自由端)がトナー供給ローラ2の表面に接している。   In addition, a regulation film 7 is provided as a charging auxiliary member for thinning and charging the toner adhering to the surface of the toner supply roller 2 so as to face the toner supply roller 2. The restriction film 7 includes a conductive film 7a provided so as to be in contact with the surface of the toner supply roller 2, and a metal support frame 7b that holds the film 7a. The film 7 a has a long shape that is long in the axial direction of the toner supply roller 2, one end (fixed end) in the width direction is fixed to the support frame 7 b, and the other end (free end) is on the surface of the toner supply roller 2. It touches.

規制フィルム7は、トナー供給ローラ2の回転方向において、トナー供給ローラ2と現像ローラ1との対向部の上流側に配置されている。   The restriction film 7 is disposed on the upstream side of the facing portion between the toner supply roller 2 and the developing roller 1 in the rotation direction of the toner supply roller 2.

ケーシング101の下部(すなわち現像剤保持部102)には、トナー11を撹拌し、搬送する撹拌部材13a,13b,13c,13dが設けられている。撹拌部材は、例えばクランク形状を有する金属製のバーであり、複数の(ここでは4つ)の撹拌部材13a,13b,13c,13dが、それぞれの軸方向が現像ローラ1の軸方向と平行になるように配置されている。   Stirring members 13 a, 13 b, 13 c, and 13 d that stir and transport the toner 11 are provided in the lower portion of the casing 101 (that is, the developer holding unit 102). The stirring member is, for example, a metal bar having a crank shape, and a plurality (four in this case) of the stirring members 13 a, 13 b, 13 c, and 13 d have their axial directions parallel to the axial direction of the developing roller 1. It is arranged to be.

さらに、ケーシング101の現像剤保持部102内におけるトナーレベル(トナー11の上面レベル)11aを検知するため、検知部としてのトナー残量検知バー14が設けられている。トナー残量検知バー14は、クランク形状を有する金属製のバーであるが、詳細については後述する。   Further, in order to detect the toner level (upper surface level of the toner 11) 11a in the developer holding unit 102 of the casing 101, a toner remaining amount detection bar 14 as a detection unit is provided. The toner remaining amount detection bar 14 is a metal bar having a crank shape, which will be described later in detail.

図2(A)は、現像装置100の各ローラ間のニップ量およびギャップ量を示す模式図である。図2(A)に示すように、現像ローラ1とトナー供給ローラ2とは互いに離間しており、ギャップd1は0.25mmである。トナー供給ローラ2と規制フィルム7とは互いに当接しており、ニップ量d2は1.0mmである。   FIG. 2A is a schematic diagram showing a nip amount and a gap amount between the rollers of the developing device 100. As shown in FIG. 2A, the developing roller 1 and the toner supply roller 2 are separated from each other, and the gap d1 is 0.25 mm. The toner supply roller 2 and the regulating film 7 are in contact with each other, and the nip amount d2 is 1.0 mm.

また、現像ローラ1とトナー回収ローラ5とは互いに当接しており、ニップ量d3は0.5mmである。また、トナー回収ローラ5とトナー除去ブレード8とは互いに当接しており、ニップ量d4は0.5mmである。トナー供給ローラ2と補助供給ローラ10とは互いに当接しており、ニップ量d5は0.5mmである。   Further, the developing roller 1 and the toner collecting roller 5 are in contact with each other, and the nip amount d3 is 0.5 mm. Further, the toner collecting roller 5 and the toner removing blade 8 are in contact with each other, and the nip amount d4 is 0.5 mm. The toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10 are in contact with each other, and the nip amount d5 is 0.5 mm.

なお、ローラ間のニップ量は、2つのローラの半径の合計からローラの中心間距離を引いた値である。また、図2(B)に模式的に示すように、ブレードまたはフィルム(符号Bで示す)とローラ(符号Rで示す)とのニップ量は、ブレード(またはフィルム)BがローラRに当接する前(すなわち弾性変形する前)の位置aとローラの中心cとの距離dを、ローラの半径rから引いた値eである。   The nip amount between the rollers is a value obtained by subtracting the distance between the centers of the rollers from the sum of the radii of the two rollers. Further, as schematically shown in FIG. 2B, the nip amount between the blade or film (indicated by symbol B) and the roller (indicated by symbol R) is such that the blade (or film) B contacts the roller R. This is a value e obtained by subtracting the distance d between the previous position (that is, before elastic deformation) and the center c of the roller from the radius r of the roller.

図2(A)に示すように、現像ローラ1およびトナー供給ローラ2は、互いの対向部において表面の移動方向が同じ方向(α方向)になるように回転する。また、トナー供給ローラ2および補助供給ローラ10は、ニップ部において表面の移動方向が同じ方向(β方向)になるように回転する。対向部およびニップ部におけるトナー11へのダメージを抑制するためである。   As shown in FIG. 2A, the developing roller 1 and the toner supply roller 2 rotate so that the moving directions of the surfaces are the same direction (α direction) at the opposing portions. Further, the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10 rotate so that the moving direction of the surface is the same direction (β direction) in the nip portion. This is for suppressing damage to the toner 11 in the facing portion and the nip portion.

図3は、現像装置100の駆動伝達部38の構成を示す模式図である。上述した感光体ドラム3、現像ローラ1、トナー供給ローラ2、補助供給ローラ10およびトナー回収ローラ5の軸部には、それぞれ、感光体ドラムギア3G、現像ローラギア1G、トナー供給ローラギア2G、補助供給ローラギア10Gおよび回収ローラギア5Gが取り付けられている。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of the drive transmission unit 38 of the developing device 100. The photosensitive drum gear 3G, the developing roller gear 1G, the toner supply roller gear 2G, and the auxiliary supply roller gear are respectively provided on the shaft portions of the photosensitive drum 3, the developing roller 1, the toner supply roller 2, the auxiliary supply roller 10, and the toner collection roller 5. 10G and a collection roller gear 5G are attached.

駆動モータ27(図8)に取り付けられたモータギア27Gは、感光体ドラムギア3Gと噛み合っている。感光体ドラムギア3Gは、現像ローラギア1Gと噛み合っている。現像ローラギア1Gは、アイドルギア38a,38cと噛み合っている。アイドルギア38aはアイドルギア38bと噛み合い、このアイドルギア38bはトナー供給ローラギア2Gと噛み合っている。トナー供給ローラギア2Gは、補助供給ローラギア10Gと噛み合っている。また、アイドルギア38cは、アイドルギア38dと噛み合い、アイドルギア38dは回収ローラギア5Gと噛み合っている。   A motor gear 27G attached to the drive motor 27 (FIG. 8) meshes with the photosensitive drum gear 3G. The photosensitive drum gear 3G meshes with the developing roller gear 1G. The developing roller gear 1G meshes with the idle gears 38a and 38c. The idle gear 38a meshes with the idle gear 38b, and the idle gear 38b meshes with the toner supply roller gear 2G. The toner supply roller gear 2G meshes with the auxiliary supply roller gear 10G. Further, the idle gear 38c meshes with the idle gear 38d, and the idle gear 38d meshes with the collection roller gear 5G.

このように構成されているため、駆動モータ27の回転は、感光体ドラム3、現像ローラ1、トナー供給ローラ2、補助供給ローラ10およびトナー回収ローラ5に伝達され、これらがそれぞれ矢印で示した方向に回転する。   With this configuration, the rotation of the drive motor 27 is transmitted to the photosensitive drum 3, the developing roller 1, the toner supply roller 2, the auxiliary supply roller 10, and the toner recovery roller 5, which are indicated by arrows, respectively. Rotate in the direction.

また、図1に示した撹拌部材13a,13b,13c,13dは、駆動伝達部38から更にギア列を介して駆動力が伝達され、例えば図1に示す時計回りに回転する。   Further, the agitating members 13a, 13b, 13c, and 13d shown in FIG. 1 are further transmitted with a driving force from the drive transmitting unit 38 via a gear train, and rotate, for example, clockwise as shown in FIG.

図4は、図1に示したトナー残量検知バー14の端部の形状を示す斜視図である。図5は、トナー残量検知バー14を含むトナー残量検知機構(検知手段)200の構成を示す図である。トナー残量検知バー14は、その回転軸方向の端部に位置する軸部14aと、軸部14aから屈曲して回転半径方向に延在する半径部14bと、トナー残量検知バー14の回転軸方向の中央に位置して回転軸方向に延在する中央部14cとを有している。   FIG. 4 is a perspective view showing the shape of the end of the toner remaining amount detection bar 14 shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a toner remaining amount detecting mechanism (detecting means) 200 including the toner remaining amount detecting bar 14. The toner remaining amount detection bar 14 includes a shaft portion 14a positioned at an end portion in the rotation axis direction, a radius portion 14b bent from the shaft portion 14a and extending in the rotation radius direction, and rotation of the toner remaining amount detection bar 14. A central portion 14c located in the axial center and extending in the rotational axis direction.

トナー残量検知バー14の軸部14aは、トナー残量検知バー14を回転させるギア28に嵌め込まれている。なお、ギア28の回転に対しては、トナー残量検知バー14は自由である。   A shaft portion 14 a of the toner remaining amount detection bar 14 is fitted into a gear 28 that rotates the toner remaining amount detection bar 14. Note that the remaining toner amount detection bar 14 is free for the rotation of the gear 28.

ギア28には、トナー残量検知バー14の半径部14bに当接する当接部28aが取り付けられている。当接部28aは、例えばL字状の断面を有し、トナー残量検知バー14の回転軸の方向に所定の長さを有している。   A contact portion 28 a that contacts the radius portion 14 b of the toner remaining amount detection bar 14 is attached to the gear 28. The contact portion 28 a has, for example, an L-shaped cross section, and has a predetermined length in the direction of the rotation axis of the toner remaining amount detection bar 14.

ギア28は、駆動モータ27(図8)の駆動力が、図3に示した駆動伝達部38および図示しないギア列により伝達される。これにより、ギア28は、感光体ドラム3の回転と共に、図4に矢印で示す方向に一定速度で回転する。ギア28が回転すると、当接部28aがトナー残量検知バー14を回転方向に付勢し、トナー残量検知バー14がギア28と同方向に回転する。   In the gear 28, the driving force of the driving motor 27 (FIG. 8) is transmitted by the drive transmission unit 38 shown in FIG. 3 and a gear train (not shown). As a result, the gear 28 rotates at a constant speed in the direction indicated by the arrow in FIG. 4 along with the rotation of the photosensitive drum 3. When the gear 28 rotates, the contact portion 28 a urges the remaining toner amount detection bar 14 in the rotation direction, and the remaining toner amount detection bar 14 rotates in the same direction as the gear 28.

ギア28の回転速度は、トナー残量検知バー14がその回転軌跡の頂点から自重で下方に回転する(落下する)速度よりも遅く設定されている。   The rotational speed of the gear 28 is set slower than the speed at which the toner remaining amount detection bar 14 rotates downward (drops) by its own weight from the top of the rotation locus.

図5に示すように、トナー残量検知バー14の両端の軸部14aのうち、ギア28が取り付けられた側と反対側の軸部14aは、現像装置100の外部に突出している。現像装置100の外部に突出した軸部14aの先端には、被検知部材としての反射板29が固定されている。反射板29は、トナー残量検知バー14の回転と共に回転する。   As shown in FIG. 5, of the shaft portions 14 a at both ends of the toner remaining amount detection bar 14, the shaft portion 14 a on the opposite side to the side on which the gear 28 is attached protrudes to the outside of the developing device 100. A reflection plate 29 as a member to be detected is fixed to the tip of the shaft portion 14a that protrudes outside the developing device 100. The reflecting plate 29 rotates with the rotation of the remaining toner amount detection bar 14.

この反射板29は、レーザー光を反射できるものが望ましく、本実施の形態では鏡を用いる。また、後述する画像形成装置300の本体には、レーザー光30aを出射する発光素子30と、この発光素子30から出射されて反射板29で反射された反射光31aを受光する受光素子31とが備えられている。   The reflecting plate 29 is preferably capable of reflecting laser light, and a mirror is used in the present embodiment. The main body of the image forming apparatus 300, which will be described later, includes a light emitting element 30 that emits laser light 30a and a light receiving element 31 that receives reflected light 31a emitted from the light emitting element 30 and reflected by the reflecting plate 29. Is provided.

図6は、図5に示したトナー残量検知機構(検知手段)200を、矢印L方向から見た図である。図6に示すように、発光素子30と受光素子31は、反射板29が回転軌跡の頂点29Tから底29Bへ移動する際に、これらの中間点29Mを通過している間のみ、発光素子30から出射された光30aの反射光31aを受光素子31が受光できるように配置されている。   FIG. 6 is a view of the remaining toner amount detection mechanism (detection means) 200 shown in FIG. As shown in FIG. 6, the light emitting element 30 and the light receiving element 31 are only in a state where the reflecting plate 29 passes through the intermediate point 29M when the reflecting plate 29 moves from the top 29T of the rotation locus to the bottom 29B. It arrange | positions so that the light receiving element 31 can receive the reflected light 31a of the light 30a radiate | emitted from.

<画像形成装置の構成>
次に、第1の実施の形態における現像装置100を備えた画像形成装置300について説明する。図7は、画像形成装置300の基本構成を示す図である。画像形成装置300は、ここでは、単色(モノクロ)画像を形成する電子写真プリンタとして構成されている。画像形成装置300は、その本体301の下部に、印刷用紙等の媒体18を収容する媒体収容部302(例えばトレイ)を有している。
<Configuration of image forming apparatus>
Next, the image forming apparatus 300 including the developing device 100 according to the first embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a basic configuration of the image forming apparatus 300. Here, the image forming apparatus 300 is configured as an electrophotographic printer that forms a single-color (monochrome) image. The image forming apparatus 300 includes a medium accommodating unit 302 (for example, a tray) that accommodates a medium 18 such as printing paper at a lower portion of the main body 301.

媒体収容部302に収容された媒体の表面に接するように、給紙手段としての搬送ローラ19aが配置されている。搬送ローラ19aは、後述する搬送モータ26(図8)によって回転駆動され、媒体収容部302に収容された媒体18を一枚ずつ繰り出す。   A conveyance roller 19a as a sheet feeding unit is disposed so as to be in contact with the surface of the medium stored in the medium storage unit 302. The transport roller 19a is rotationally driven by a transport motor 26 (FIG. 8) to be described later, and feeds the medium 18 stored in the medium storage unit 302 one by one.

搬送ローラ19aに隣接して、搬送ローラ19aによって媒体収容部302から繰り出された媒体18をさらに搬送する搬送手段としての搬送ローラ対19bが配置されている。ここでは、搬送ローラ対19bは、媒体収容部302から繰り出された媒体18を、斜め上方(図中右上方向)に搬送する。   Adjacent to the conveyance roller 19a, a conveyance roller pair 19b is disposed as a conveyance unit that further conveys the medium 18 fed from the medium storage unit 302 by the conveyance roller 19a. Here, the conveyance roller pair 19b conveys the medium 18 fed out from the medium storage unit 302 obliquely upward (upper right direction in the figure).

媒体18の搬送方向において搬送ローラ対19bの下流側には、上述した現像装置100が配置されている。また、媒体18を挟んで現像装置100の感光体ドラム3と対向するように、転写部材としての転写ローラ16が配置されている。転写ローラ16は、感光体ドラム3の表面に形成されたトナー像(現像剤像)を媒体18に転写するものである。   The developing device 100 described above is disposed on the downstream side of the conveyance roller pair 19b in the conveyance direction of the medium 18. A transfer roller 16 as a transfer member is disposed so as to face the photosensitive drum 3 of the developing device 100 with the medium 18 interposed therebetween. The transfer roller 16 transfers a toner image (developer image) formed on the surface of the photosensitive drum 3 to the medium 18.

また、現像装置100の感光体ドラム3に対して、転写ローラ16と反対の側には、露光装置としてのLEDヘッド15が配置されている。LEDヘッド15は、感光体ドラム3の表面の感光層をイメージデータに応じて露光して、静電潜像を形成するものである。   Further, an LED head 15 as an exposure device is disposed on the side opposite to the transfer roller 16 with respect to the photosensitive drum 3 of the developing device 100. The LED head 15 exposes the photosensitive layer on the surface of the photosensitive drum 3 according to image data to form an electrostatic latent image.

媒体18の搬送方向において現像装置100の下流側には、定着手段としての定着器17が配置されている。定着器17は、トナー像が転写された媒体18を加圧・加熱することにより、トナー像を媒体18に定着させるものであり、トナーを溶融させるため熱源(ヒータ)および温度を検出する温度センサ等を備えている。   A fixing device 17 as a fixing unit is disposed on the downstream side of the developing device 100 in the conveyance direction of the medium 18. The fixing device 17 fixes the toner image on the medium 18 by pressurizing and heating the medium 18 on which the toner image is transferred. The fixing device 17 detects a heat source (heater) and a temperature for melting the toner. Etc.

媒体18の搬送方向において定着器17の下流側には、トナー像が定着した媒体18を装置外に排出する排出手段としての搬送ローラ対19cが配置されている。また、画像形成装置300の上部には搬送ローラ対19cによって排出された媒体18を載置するスタッカ部19dが設けられている。   On the downstream side of the fixing device 17 in the conveyance direction of the medium 18, a conveyance roller pair 19 c is disposed as a discharge unit that discharges the medium 18 on which the toner image is fixed to the outside of the apparatus. In addition, a stacker unit 19d on which the medium 18 discharged by the conveying roller pair 19c is placed is provided on the upper portion of the image forming apparatus 300.

<制御系>
図8は、画像形成装置300の制御系を示すブロック図である。画像形成装置300の全体の動作を制御する制御手段としての印刷制御部20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ている。印刷制御部20は、パーソナルコンピュータ等の上位装置50から送られた印刷データおよび制御コマンドに基づき、画像形成装置300のシーケンスを制御して、画像形成プロセスを実行する。
<Control system>
FIG. 8 is a block diagram illustrating a control system of the image forming apparatus 300. The print control unit 20 as a control unit that controls the entire operation of the image forming apparatus 300 includes a microprocessor, a ROM, a RAM, an input / output port, a timer, and the like. The print control unit 20 executes the image forming process by controlling the sequence of the image forming apparatus 300 based on the print data and control commands sent from the host apparatus 50 such as a personal computer.

インターフェイス(I/F)制御部21は、インターフェイスコネクタ、インターフェイス用IC等を有し、上位装置50から送られた印刷データや制御コマンドを受信し、印刷制御部20に転送する。   The interface (I / F) control unit 21 includes an interface connector, an interface IC, and the like. The interface (I / F) control unit 21 receives print data and control commands sent from the host device 50 and transfers them to the print control unit 20.

受信メモリ22は、上位装置50からインターフェイス制御部21を介して入力された印刷データを一時的に記録する。画像データ編集メモリ23は、受信メモリ22に記録された印刷データを受け取ると共に、その印刷データを編集処理して生成された画像データ、すなわちイメージデータを記録する。   The reception memory 22 temporarily records print data input from the host device 50 via the interface control unit 21. The image data editing memory 23 receives the print data recorded in the reception memory 22 and records image data generated by editing the print data, that is, image data.

操作部24は、画像形成装置300の状態を表示するための表示部(例えばLED)と、画像形成装置300に対する操作者の指示を入力するための入力部(例えばスイッチ、表示部等を含むもの)とを有している。   The operation unit 24 includes a display unit (for example, an LED) for displaying the state of the image forming apparatus 300, and an input unit (for example, a switch, a display unit, etc.) for inputting an operator instruction to the image forming apparatus 300. ).

センサ群25は、画像形成装置300の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば媒体位置検出センサ、温度・湿度センサ、印刷濃度センサ、トナー残量検知センサ等を含む。   The sensor group 25 includes various sensors for monitoring the operating state of the image forming apparatus 300, such as a medium position detection sensor, a temperature / humidity sensor, a print density sensor, a toner remaining amount detection sensor, and the like.

タイマ32は、発光素子30から出射されて反射板29で反射された反射光31aを受光素子31が検出する時間を計測するタイマである。   The timer 32 is a timer that measures the time for the light receiving element 31 to detect the reflected light 31 a emitted from the light emitting element 30 and reflected by the reflecting plate 29.

帯電ローラ用電源4aは、印刷制御部20の指示に基づき、感光体ドラム3の表面を一様に帯電させるため、帯電ローラ4に所定の帯電電圧を印加する。現像ローラ用電源1aは、感光体ドラム3上の静電潜像を現像するため、現像ローラ1に所定の現像電圧を印加し、また、現像ブレード6にも所定の電圧を印加する。   The charging roller power supply 4 a applies a predetermined charging voltage to the charging roller 4 in order to uniformly charge the surface of the photosensitive drum 3 based on an instruction from the printing control unit 20. The developing roller power source 1 a applies a predetermined developing voltage to the developing roller 1 and also applies a predetermined voltage to the developing blade 6 in order to develop the electrostatic latent image on the photosensitive drum 3.

トナー供給ローラ用電源2aは、現像ローラ1にトナー11を供給するため、トナー供給ローラ2に所定の電圧を印加する。補助供給ローラ用電源10aは、トナー供給ローラ2にトナーを供給し、且つトナー11を帯電させるため、補助供給ローラ10に所定の電圧を印加する。   The toner supply roller power source 2 a applies a predetermined voltage to the toner supply roller 2 in order to supply the toner 11 to the developing roller 1. The auxiliary supply roller power supply 10 a applies a predetermined voltage to the auxiliary supply roller 10 in order to supply toner to the toner supply roller 2 and charge the toner 11.

トナー回収ローラ用電源5aは、現像ローラ1からトナー11を回収するため、トナー回収ローラ5に所定の電圧を印加する。規制フィルム用電源7cは、トナー11を帯電させるため、規制フィルム7に所定の電圧を印加する。転写ローラ用電源16aは、感光体ドラム3上のトナー像を媒体18に転写するため、転写ローラ16に所定の転写電圧を印加する。   The toner recovery roller power supply 5 a applies a predetermined voltage to the toner recovery roller 5 in order to recover the toner 11 from the developing roller 1. The regulating film power source 7 c applies a predetermined voltage to the regulating film 7 in order to charge the toner 11. The transfer roller power supply 16 a applies a predetermined transfer voltage to the transfer roller 16 in order to transfer the toner image on the photosensitive drum 3 to the medium 18.

なお、帯電ローラ用電源4a、現像ローラ用電源1a、トナー供給ローラ用電源2a、補助供給ローラ用電源10a、トナー回収ローラ用電源5a、規制フィルム用電源7cおよび転写ローラ用電源16aは、印刷制御部20の指示により、印加する電圧を変更することができる。   The charging roller power supply 4a, the developing roller power supply 1a, the toner supply roller power supply 2a, the auxiliary supply roller power supply 10a, the toner recovery roller power supply 5a, the regulating film power supply 7c, and the transfer roller power supply 16a The voltage to be applied can be changed by an instruction from the unit 20.

シャッタ駆動制御部(補給制御部)12cは、トナー補給部12のシャッタ12aの開閉動作を制御する。シャッタ駆動制御部12cは、ケーシング101内のトナーレベル11a(図1)を、トナー残量検知機構200により検知し、ケーシング101内のトナー残量が少なくなったとき、シャッタ12aを開き、トナー補給部12からケーシング101内にトナーを補給する制御を行う。   The shutter drive control unit (replenishment control unit) 12 c controls the opening / closing operation of the shutter 12 a of the toner replenishment unit 12. The shutter drive control unit 12c detects the toner level 11a (FIG. 1) in the casing 101 by the toner remaining amount detecting mechanism 200, and when the remaining amount of toner in the casing 101 becomes low, opens the shutter 12a and supplies toner. Control for replenishing toner from the section 12 into the casing 101 is performed.

ヘッド駆動制御部15aは、画像データ編集メモリ23に記録されたイメージデータをLEDヘッド15に送り、そのLEDヘッド15を駆動する。   The head drive control unit 15 a sends the image data recorded in the image data editing memory 23 to the LED head 15 and drives the LED head 15.

定着制御部17aは、媒体18に転写されたトナー像を当該媒体18に定着するために、定着器17のヒータに電圧を印加する。具体的には、定着制御部17aは、定着器17に設けられた温度センサのセンサ出力を読み込み、当該センサ出力に基づいてヒータに通電して、定着器17を一定の温度に保つように制御を行う。   The fixing controller 17 a applies a voltage to the heater of the fixing device 17 in order to fix the toner image transferred to the medium 18 to the medium 18. Specifically, the fixing control unit 17a reads the sensor output of the temperature sensor provided in the fixing device 17, energizes the heater based on the sensor output, and controls the fixing device 17 to maintain a constant temperature. I do.

搬送モータ制御部26aは、印刷制御部20の指示に基づき、媒体18を搬送するための搬送モータ26を制御する。これにより、媒体収容部302に収容した媒体18を搬送ローラ19aによって一枚ずつ搬送路に繰出し、搬送ローラ対19bによって現像装置100を通過させ、搬送ローラ対19cによって装置外に排出する。   The transport motor control unit 26 a controls the transport motor 26 for transporting the medium 18 based on an instruction from the print control unit 20. Thereby, the medium 18 stored in the medium storage unit 302 is fed one by one to the transport path by the transport roller 19a, passed through the developing device 100 by the transport roller pair 19b, and discharged outside the apparatus by the transport roller pair 19c.

駆動制御部27aは、感光体ドラム3を回転させるための駆動モータ27を制御する。駆動モータ27が回転すると、上述した駆動伝達部38により、感光体ドラム3、現像ローラ1、トナー供給ローラ2、補助供給ローラ10、トナー回収ローラ5、撹拌部材13a,13b,13c,13dおよびトナー残量検知バー14がそれぞれ回転する。   The drive control unit 27 a controls the drive motor 27 for rotating the photosensitive drum 3. When the drive motor 27 rotates, the above-described drive transmission unit 38 causes the photosensitive drum 3, the developing roller 1, the toner supply roller 2, the auxiliary supply roller 10, the toner recovery roller 5, the stirring members 13a, 13b, 13c, and 13d and the toner. The remaining amount detection bar 14 rotates.

<現像装置の好ましい構成例>
次に、第1の実施の形態における現像装置100の好ましい構成例について説明する。ここで説明する構成例は、後述する印刷試験(図18、図19)の条件でもある。
<Preferred configuration example of developing device>
Next, a preferred configuration example of the developing device 100 in the first embodiment will be described. The configuration example described here is also a condition of a printing test (FIGS. 18 and 19) described later.

まず、トナー11について説明する。ここで使用したトナー11は、粉砕法で製造され、バインダ(結着樹脂)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る。トナー11の体積平均粒径は5.7μm、円形度は0.92、ブローオフ帯電量は−36μC/gである。   First, the toner 11 will be described. The toner 11 used here is a non-magnetic one-component negatively chargeable toner manufactured by a pulverization method and using a polyester resin as a binder (binder resin). The volume average particle diameter of the toner 11 is 5.7 μm, the circularity is 0.92, and the blow-off charge amount is −36 μC / g.

体積平均粒径の測定には、ベックマンコールター株式会社製「コールターマルチサイザーII」を使用した。また、円形度の測定は、シスメックス株式会社製「フロー式粒子像分析装置FPIA−3000」を使用した。   For the measurement of the volume average particle diameter, “Coulter Multisizer II” manufactured by Beckman Coulter Inc. was used. The circularity was measured using a “flow type particle image analyzer FPIA-3000” manufactured by Sysmex Corporation.

ブローオフ帯電量の測定は、京セラ株式会社製「粉体帯電量測定装置TYPE TB−203」を使用した。測定に当たっては、トナー0.5gと、パウダーテック株式会社製フェライトキャリア(F−60)9.5gとを混合し、30分攪拌した後、ブロー圧7.0kPa、吸引圧−4.5kPaの条件で飽和帯電量を測定した。   The blow-off charge amount was measured using a “powder charge amount measuring device TYPE TB-203” manufactured by Kyocera Corporation. In the measurement, 0.5 g of toner and 9.5 g of ferrite carrier (F-60) manufactured by Powdertech Co., Ltd. were mixed, stirred for 30 minutes, and then subjected to conditions of a blow pressure of 7.0 kPa and a suction pressure of -4.5 kPa. The saturation charge amount was measured with

次に、各ローラおよびブレードについて説明する。図9は、現像ローラ1の断面構造を示す図である。現像ローラ1は、導電性を有するシャフト(芯金)33と、このシャフト33の表面に形成された弾性層34と、弾性層34の表面に被覆された半導電性樹脂膜35とを有している。弾性層34は、例えば、シリコーンゴムやウレタンゴムなどの一般的なゴム材料で形成することができる。ここでは、弾性層34をシリコーンゴムで形成した。半導電性樹脂膜35は、トナー11への電荷付与性を考慮して、アクリル樹脂にカーボンブラック等を分散したものを用いた。   Next, each roller and blade will be described. FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional structure of the developing roller 1. The developing roller 1 has a conductive shaft (core metal) 33, an elastic layer 34 formed on the surface of the shaft 33, and a semiconductive resin film 35 coated on the surface of the elastic layer 34. ing. The elastic layer 34 can be formed of a general rubber material such as silicone rubber or urethane rubber. Here, the elastic layer 34 is formed of silicone rubber. As the semiconductive resin film 35, in consideration of the charge imparting property to the toner 11, an acrylic resin in which carbon black or the like is dispersed is used.

弾性層34のゴム硬度は、アスカーC硬度で50〜80°程度が適当であり、ここでは、アスカーC硬度60°とした。   The rubber hardness of the elastic layer 34 is suitably about 50 to 80 ° in terms of Asker C hardness. Here, the Asker C hardness is 60 °.

現像ブレード6は、ステンレス(SUS)製であり、板厚は例えば0.08mmである。また、現像ブレード6の現像ローラ1との当接部には、曲げ加工が施されている。ここでは、曲げ部の曲率半径Rは0.18mmとし、現像ローラ1に対する線圧は35gf/cmとした。   The developing blade 6 is made of stainless steel (SUS) and has a plate thickness of, for example, 0.08 mm. Further, the contact portion of the developing blade 6 with the developing roller 1 is bent. Here, the radius of curvature R of the bent portion was 0.18 mm, and the linear pressure against the developing roller 1 was 35 gf / cm.

現像ローラ1の表面粗さおよび抵抗値は、現像ブレード6の条件と共に、現像ローラ1上に形成されるトナー層厚、トナー帯電量を決定する要因となる。ここでは、現像ローラ1の表面の十点平均粗さRz(JIS B0601−1994)を2〜8μmとした。なお、表面粗さの測定は、小坂研究所製「サーフコーダSEF3500」で行った。測定器の触針半径は2μm、触針圧は0.7mN、触針の送り速さは0.1mm/secとした。   The surface roughness and resistance value of the developing roller 1 are factors that determine the thickness of the toner layer formed on the developing roller 1 and the toner charge amount together with the conditions of the developing blade 6. Here, the ten-point average roughness Rz (JIS B0601-1994) of the surface of the developing roller 1 was set to 2 to 8 μm. The surface roughness was measured with “Surf Coder SEF3500” manufactured by Kosaka Laboratory. The stylus radius of the measuring device was 2 μm, the stylus pressure was 0.7 mN, and the stylus feed speed was 0.1 mm / sec.

また、現像ローラ1の抵抗値は、弾性層34と半導電性樹脂膜35を含めた測定で、1×10〜1×10Ωの範囲が好ましい。図10は、現像ローラ1の抵抗値の測定方法を説明するための正面図(A)および側面図(B)である。現像ローラ1の抵抗値の測定装置36には、ヒューレット・パッカード株式会社製「ハイレジスタンスメータ(4339B)」を用いた。 Further, the resistance value of the developing roller 1 is preferably in the range of 1 × 10 6 to 1 × 10 9 Ω as measured including the elastic layer 34 and the semiconductive resin film 35. FIG. 10 is a front view (A) and a side view (B) for explaining a method of measuring the resistance value of the developing roller 1. As the measuring device 36 for the resistance value of the developing roller 1, “High Resistance Meter (4339B)” manufactured by Hewlett-Packard Co., Ltd. was used.

現像ローラ1の表面(外周面)に、幅2.0mm、直径6.0mmのステンレス(SUS)製のボールベアリング37を20gfの力で接触させ、シャフト33とローラ表面(半導電性樹脂膜35)間の抵抗値を、測定装置36により測定した。ベアリング37は、現像ローラ1の軸方向の6箇所(図10(A)に示すP1からP6まで)に設け、現像ローラ1を50rpmの速度で回転させながら測定した。P1からP6まで、それぞれ1周100ポイント、合計600ポイントで測定を行い、その平均値をローラの抵抗値とした。また、このときの現像ローラ1への印加電圧は、100Vとした。   A ball bearing 37 made of stainless steel (SUS) having a width of 2.0 mm and a diameter of 6.0 mm is brought into contact with the surface (outer peripheral surface) of the developing roller 1 with a force of 20 gf, and the shaft 33 and the roller surface (semiconductive resin film 35) are contacted. ) Was measured by the measuring device 36. The bearings 37 were provided at six locations in the axial direction of the developing roller 1 (from P1 to P6 shown in FIG. 10A), and measurement was performed while rotating the developing roller 1 at a speed of 50 rpm. From P1 to P6, measurements were made at a total of 600 points for each round of 100 points, and the average value was taken as the roller resistance value. The applied voltage to the developing roller 1 at this time was 100V.

トナー供給ローラ2は、外径12.5mmのアルミニウム製のローラを用いた。トナー供給ローラ2の表面粗さ(十点平均粗さ)Rzが1μm以下となるよう表面加工を行うことにより、トナー供給ローラ2表面からのトナーの離形性(すなわち現像ローラ1へのトナーの移り易さ)を確保した。   As the toner supply roller 2, an aluminum roller having an outer diameter of 12.5 mm was used. By performing surface processing so that the surface roughness (ten-point average roughness) Rz of the toner supply roller 2 is 1 μm or less, the releasability of the toner from the surface of the toner supply roller 2 (that is, the toner to the developing roller 1) (Easy to move).

補助供給ローラ10は、導電性を有するシャフト(芯金)の表面に、発泡体、具体的にはシリコーンゴムスポンジを設けたものである。シリコーンゴムスポンジは、未加硫のシリコーンゴムコンパウンドを押し出し等の方法で成形し、加熱により加硫発泡して得られる。   The auxiliary supply roller 10 is provided with a foam, specifically a silicone rubber sponge, on the surface of a conductive shaft (core metal). The silicone rubber sponge is obtained by molding an unvulcanized silicone rubber compound by a method such as extrusion and vulcanizing and foaming by heating.

シリコーンゴムコンパウンドは、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等の各種生ゴムに、補強性シリカ充填剤、加硫硬化に必要な加硫剤および発泡剤を添加して得られる。発泡剤としては、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、ADCA等の有機発泡剤が用いられる。また、半導電性を付与する場合は、アセチレンブラックやカーボンブラック等を添加する。   The silicone rubber compound is obtained by adding a reinforcing silica filler, a vulcanizing agent necessary for vulcanization and a foaming agent, to various raw rubbers such as dimethyl silicone raw rubber and methylphenyl silicone raw rubber. As the foaming agent, an inorganic foaming agent such as sodium bicarbonate or an organic foaming agent such as ADCA is used. In addition, in order to impart semiconductivity, acetylene black, carbon black or the like is added.

ここでは、補助供給ローラ10のセル目(発泡により生じた微細な孔)の直径は、200〜500μmであり、アスカーF硬度は50〜80度の範囲とした。補助供給ローラ10の硬度は、加硫剤の添加量により調整可能である。   Here, the diameter of the cell of the auxiliary supply roller 10 (fine holes generated by foaming) was 200 to 500 μm, and the Asker F hardness was in the range of 50 to 80 degrees. The hardness of the auxiliary supply roller 10 can be adjusted by the amount of vulcanizing agent added.

補助供給ローラ10の抵抗値は、図10を参照して説明した測定方法で、印加電圧100Vに対して1×10〜1×1010Ωの範囲が望ましい。ここでは、1×10Ωとした。補助供給ローラ10の抵抗値が上記の範囲より低くなると、補助供給ローラ10とトナー供給ローラ2の間の電流値が大きくなり、所望の電圧を印加することが難しくなる。 The resistance value of the auxiliary supply roller 10 is desirably in the range of 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω with respect to the applied voltage of 100 V by the measurement method described with reference to FIG. Here, it was 1 × 10 9 Ω. When the resistance value of the auxiliary supply roller 10 is lower than the above range, the current value between the auxiliary supply roller 10 and the toner supply roller 2 becomes large, and it becomes difficult to apply a desired voltage.

また、補助供給ローラ10は、図1を参照して説明したように、トナー供給ローラ2と当接し、トナー供給ローラ2とは逆方向に回転するが、当接部での摩擦によりトナーにダメージを与えないよう、補助供給ローラ10およびトナー供給ローラ2は、互いの当接部において表面が略同じ速度で同方向に移動するように回転する。   As described with reference to FIG. 1, the auxiliary supply roller 10 contacts the toner supply roller 2 and rotates in the opposite direction to the toner supply roller 2, but the toner is damaged due to friction at the contact portion. The auxiliary supply roller 10 and the toner supply roller 2 rotate so that the surfaces thereof move in the same direction at substantially the same speed at the mutual contact portion.

ここで、「略同じ速度」とは、補助供給ローラ10とトナー供給ローラ2と当接部における、補助供給ローラ10の表面の移動速度V10と、トナー供給ローラ2の表面の移動速度V2との差(V10−V2)の絶対値が、V10の10%以内であることを言う。   Here, “substantially the same speed” means the movement speed V10 of the surface of the auxiliary supply roller 10 and the movement speed V2 of the surface of the toner supply roller 2 at the contact portion between the auxiliary supply roller 10 and the toner supply roller 2. The absolute value of the difference (V10−V2) is within 10% of V10.

また、トナー11のダメージとは、例えば、トナー母粒子からの外添剤の剥離またはトナー母粒子への外添剤の埋没等であり、トナー11の帯電性の低下や、粉体としての流動性の低下を生じる。   Further, the damage of the toner 11 is, for example, peeling of the external additive from the toner base particles or embedding of the external additive in the toner base particles, and the like. This causes a decrease in sex.

規制フィルム7は、図2(A)に示したように、導電性を有するフィルム7aの一端(固定端)を金属製の支持フレーム7bに貼り付け、フィルム7aの他端(自由端)をトナー供給ローラ2の表面に接触させている。   As shown in FIG. 2A, the regulating film 7 has one end (fixed end) of a conductive film 7a attached to a metal support frame 7b, and the other end (free end) of the film 7a is a toner. The surface of the supply roller 2 is brought into contact.

トナー供給ローラ2の回転方向において、トナー供給ローラ2とフィルム7aとの接触位置は、トナー供給ローラ2と補助供給ローラ10との接触部よりも下流側で、なお且つトナー供給ローラ2と現像ローラ1との対向部よりも上流側である。フィルム7aとしては、例えばウレタンフィルム、PETフィルム、PEフィルムなどのフィルム形状の樹脂にカーボンブラックなどの導電材を練り込んだもの、または、導電性を付与したウレタンゴム等を用いることができる。   In the rotation direction of the toner supply roller 2, the contact position between the toner supply roller 2 and the film 7a is downstream of the contact portion between the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10, and the toner supply roller 2 and the developing roller. 1 is upstream of the portion facing 1. As the film 7 a, for example, a film-shaped resin such as a urethane film, a PET film, or a PE film, in which a conductive material such as carbon black is kneaded, or urethane rubber that has been imparted with conductivity can be used.

フィルム7aは、補助供給ローラ10からトナー供給ローラ2上に供給されたトナー11の表面を均し、未帯電のまま現像ローラ1への供給部へ運ばれるのを防止する作用を有している。トナー11への摩擦によるダメージを極力小さくするために、フィルム7aをトナー供給ローラ2の表面に軽接触させて電圧を印加することにより、トナー11の帯電量および層厚さを制御している。   The film 7a has a function of leveling the surface of the toner 11 supplied from the auxiliary supply roller 10 onto the toner supply roller 2 and preventing the toner 11 from being conveyed to the supply unit to the developing roller 1 without being charged. . In order to minimize damage caused by friction on the toner 11, the charge amount and the layer thickness of the toner 11 are controlled by applying a voltage while lightly contacting the film 7 a with the surface of the toner supply roller 2.

ここで、「軽接触」とは、フィルム7aをトナー供給ローラ2に接触させなかった場合に駆動モータ27にかかる駆動負荷トルクをTa、フィルム7aをトナー供給ローラ2に接触させた場合に駆動モータ27にかかる駆動負荷トルクをTbとしたとき、(Tb−Ta)がTaの5%以下であることを言う。この範囲であれば、摩擦によるトナー11へのダメージを抑制することができる。   Here, “light contact” means that the drive load torque applied to the drive motor 27 when the film 7 a is not in contact with the toner supply roller 2 is Ta, and the drive motor when the film 7 a is in contact with the toner supply roller 2. 27, when the drive load torque applied to Tb is Tb, (Tb−Ta) is 5% or less of Ta. Within this range, damage to the toner 11 due to friction can be suppressed.

ここでは、フィルム7aとして、株式会社栄和製の「ニューライトフィルムSCB」を用い、フィルム7aの厚みは0.39mmとした。また、トナー供給ローラ2とフィルム7aとの当接部での線圧は、約30gf/cmとした。この場合、(Tb−Ta)は、Taの4.8%程度(すなわち軽接触)であった。   Here, “New Light Film SCB” manufactured by Eiwa Co., Ltd. was used as the film 7a, and the thickness of the film 7a was 0.39 mm. The linear pressure at the contact portion between the toner supply roller 2 and the film 7a was about 30 gf / cm. In this case, (Tb-Ta) was about 4.8% of Ta (that is, light contact).

図11は、トナー回収ローラ5の断面構造を示す図である。トナー回収ローラ5は、金属製のシャフト(芯金)5と、このシャフト5の表面に形成されたウレタンゴム等の発泡体層5bと、この発泡体層5bの表面に被覆されたニトリルゴム等の弾性層5cとを有している。弾性層5cの表面は、所定の表面粗さを有している。 FIG. 11 is a diagram showing a cross-sectional structure of the toner collection roller 5. The toner collecting roller 5 includes a metal shaft (core metal) 5 s , a foam layer 5 b such as urethane rubber formed on the surface of the shaft 5 s , and a nitrile coated on the surface of the foam layer 5 b. And an elastic layer 5c made of rubber or the like. The surface of the elastic layer 5c has a predetermined surface roughness.

ここでは、シャフト5の外径を6mmとし、発泡体層5bの厚さを2mmとし、弾性層5cの厚さを1mmとした。シャフト5と発泡体5bと弾性層5cとを含むトナー回収ローラ5の抵抗値は、上述した図10と同様の測定方法で、印加電圧100Vに対して1×107Ω・cm〜1×108Ω・cmとした。トナー回収ローラ5と現像ローラ1とのニップ量d3(図2(A))は、0.5mmとした。 Here, the outer diameter of the shaft 5 s was 6 mm, the thickness of the foam layer 5 b was 2 mm, and the thickness of the elastic layer 5 c was 1 mm. The resistance value of the toner collecting roller 5 including the shaft 5s , the foam 5b, and the elastic layer 5c is 1 × 10 7 Ω · cm to 1 × 10 8 Ω · cm. The nip amount d3 (FIG. 2A) between the toner recovery roller 5 and the developing roller 1 was 0.5 mm.

トナー除去ブレード8は、厚さ2mm、抵抗値が1×10Ω・cm〜1×10Ω・cmのウレタンゴム製の弾性体8aを、金属製の固定板8bに固定して構成した。トナー回収ローラ5とトナー除去ブレード8とのニップ量d4は、0.5mmとした。 The toner removing blade 8 is configured by fixing an elastic body 8a made of urethane rubber having a thickness of 2 mm and a resistance value of 1 × 10 6 Ω · cm to 1 × 10 8 Ω · cm to a metal fixing plate 8b. . The nip amount d4 between the toner collecting roller 5 and the toner removing blade 8 was 0.5 mm.

<画像形成装置の動作>
次に、図1〜図3および図7,8を参照して、本実施の形態の画像形成装置300の画像形成動作について説明する。
<Operation of Image Forming Apparatus>
Next, an image forming operation of the image forming apparatus 300 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIGS.

パーソナルコンピュータ等の上位装置50から印刷命令が入力されると、画像形成装置300の印刷制御部20は、駆動制御部27aを制御して駆動モータ27を駆動し、感光体ドラム3を図1に示す矢印方向に一定の周速度で回転させる。駆動モータ27の駆動力は、さらに駆動伝達部38(図3)により伝達され、現像ローラ1、トナー供給ローラ2、トナー回収ローラ5、補助供給ローラ10がそれぞれ矢印方向に回転する。   When a print command is input from a host device 50 such as a personal computer, the print control unit 20 of the image forming apparatus 300 controls the drive control unit 27a to drive the drive motor 27, and the photosensitive drum 3 is shown in FIG. It is rotated at a constant peripheral speed in the direction of the arrow shown. The driving force of the drive motor 27 is further transmitted by a drive transmission unit 38 (FIG. 3), and the developing roller 1, the toner supply roller 2, the toner collection roller 5, and the auxiliary supply roller 10 are rotated in the directions of arrows.

また、駆動モータ27の回転は駆動伝達部38および図示しないギア列を経て、拌部材13a,13b,13c,13dおよびトナー残量検知バー14に伝達される。これにより、拌部材13a,13b,13c,13dおよびトナー残量検知バー14は、図1に示す矢印方向に回転する。 The rotation of the drive motor 27 via a gear train, not the drive transmission unit 38, and shown, 拌部material 13a, 13b, 13c, is transmitted to 13d and the toner remaining amount detection bar 14. Thus, 拌部material 13a, 13b, 13c, 13d and the toner remaining amount detection bar 14 is rotated in the arrow direction shown in FIG.

帯電ローラ4は、帯電ローラ用電源4aから帯電電圧(直流)が印加され、感光体ドラム3の表面に圧接された状態で従動回転する。これにより、感光体ドラム3の表面が均一に帯電する。   The charging roller 4 is driven to rotate in a state where a charging voltage (direct current) is applied from the charging roller power source 4 a and is in pressure contact with the surface of the photosensitive drum 3. As a result, the surface of the photosensitive drum 3 is uniformly charged.

次に、ヘッド駆動制御部15aの制御により、LEDヘッド15がイメージデータに基づいて光を出射し、感光体ドラム3の表面を露光して静電潜像を形成する。   Next, under the control of the head drive controller 15a, the LED head 15 emits light based on the image data, and the surface of the photosensitive drum 3 is exposed to form an electrostatic latent image.

感光体ドラム3の表面に形成された静電潜像は、現像ローラ1によりトナーで現像され、感光体ドラム3の表面にトナー像(現像剤像)が形成される。   The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 3 is developed with toner by the developing roller 1, and a toner image (developer image) is formed on the surface of the photosensitive drum 3.

一方、画像形成装置300の媒体収容部302から、搬送ローラ19a,19bにより媒体18が一枚ずつ搬送され、現像装置100の感光体ドラム3と転写ローラ16との間の転写部に到達する。 On the other hand, the medium 18 is conveyed one by one from the medium accommodating unit 302 of the image forming apparatus 300 by the conveying roller pair 19a and 19b, and reaches the transfer unit between the photosensitive drum 3 and the transfer roller 16 of the developing device 100. .

転写ローラ16は、転写ローラ用電源16aにより転写電圧が印加されており、感光体ドラム3の表面に形成されたトナー像が媒体18に転写される。   The transfer roller 16 is applied with a transfer voltage by the transfer roller power supply 16 a, and the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 3 is transferred to the medium 18.

トナー像が転写された媒体18は、定着器17に搬送される。定着器17では、媒体18に熱および圧力が加えられ、トナー11が溶融して媒体18の繊維間に浸透し、定着される。トナー像が定着した媒体18は、搬送ローラ19cによって画像形成装置300の外部に送出され、スタッカ部19dに積載される。   The medium 18 onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 17. In the fixing device 17, heat and pressure are applied to the medium 18, and the toner 11 melts and penetrates between the fibers of the medium 18 to be fixed. The medium 18 on which the toner image is fixed is sent to the outside of the image forming apparatus 300 by the transport roller 19c and is stacked on the stacker unit 19d.

また、トナー像が転写された後の感光体ドラム3の表面には、若干量のトナー11が残留する場合がある。この残留トナー11は、クリーニングブレード9によって書き取られ、除去される。このようにして感光体ドラム3は繰り返し利用される。   In addition, a small amount of toner 11 may remain on the surface of the photosensitive drum 3 after the toner image is transferred. This residual toner 11 is written and removed by the cleaning blade 9. In this way, the photosensitive drum 3 is repeatedly used.

<現像装置の動作>
次に、図1および図2を参照して、現像装置100の動作を詳細に説明する。現像装置100のケーシング101の下部(現像剤保持部102)には、トナー補給部12から補給されたトナー11が堆積している。また、感光体ドラム3が回転すると、上述したように、現像ローラ1、トナー供給ローラ2、トナー回収ローラ5、補助供給ローラ10、拌部材13a,13b,13c,13dおよびトナー残量検知バー14が、それぞれ図1に示す矢印方向に回転する。
<Operation of developing device>
Next, the operation of the developing device 100 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. The toner 11 replenished from the toner replenishing unit 12 is accumulated in a lower portion (developer holding unit 102) of the casing 101 of the developing device 100. Further, when the photosensitive drum 3 rotates, as described above, the developing roller 1, the toner supplying roller 2, the toner recovery roller 5, the auxiliary supply roller 10, 拌部material 13a, 13b, 13c, 13d and the toner remaining amount detection bar 14 rotate in the direction of the arrow shown in FIG.

このとき、補助供給ローラ10は、そのスポンジ表面およびセル目内にトナーを担持して、ケーシング101の下部(現像剤保持部102)のトナーを汲み上げるように回転し、トナー供給ローラ2との当接部に搬送する。   At this time, the auxiliary supply roller 10 carries the toner on the sponge surface and in the cells, and rotates so as to pump up the toner in the lower part of the casing 101 (developer holding part 102). Transport to contact.

トナー供給ローラ2には、トナー供給ローラ用電源2aにより、−300Vの直流バイアス電圧が印加され、さらに600V(ピークトゥピーク)の交流バイアス電圧が周波数2kHzの矩形波で印加されている。つまり、トナー供給ローラ2には、0Vから−600Vまでのバイアス電圧(交流+直流)が印加されている。   To the toner supply roller 2, a DC bias voltage of −300 V is applied from the power supply 2 a for the toner supply roller, and an AC bias voltage of 600 V (peak to peak) is applied as a rectangular wave with a frequency of 2 kHz. That is, a bias voltage (AC + DC) from 0 V to −600 V is applied to the toner supply roller 2.

補助供給ローラ10には、トナー供給ローラ2から補助供給ローラ10に10μA程度の定電流が流れるように、補助供給ローラ用電源10aによって、実効値が−1kV〜−4kVとなるようなバイアス電圧が印加されている。   The auxiliary supply roller 10 is biased by the auxiliary supply roller power supply 10a so that an effective value is −1 kV to −4 kV so that a constant current of about 10 μA flows from the toner supply roller 2 to the auxiliary supply roller 10. Applied.

上記のように、トナー供給ローラ2から補助供給ローラ10に電流(定電流)が流れることにより、両ローラの当接部に位置するトナー11を通過するように、補助供給ローラ10からトナー供給ローラ2に向けて負電荷が移動する。   As described above, when a current (constant current) flows from the toner supply roller 2 to the auxiliary supply roller 10, the toner supply roller 10 passes through the toner supply roller 10 so as to pass the toner 11 positioned at the contact portion of both rollers. The negative charge moves toward 2.

従って、トナー11は、電流が流れることによって帯電すると共に、補助供給ローラ10とトナー供給ローラ2との間の電界の作用および鏡像力によって、トナー供給ローラ2の表面に付着する。このときのトナー11が保持する電荷量(トナー帯電量)は、−4〜−7μC/g程度である。   Therefore, the toner 11 is charged by the current flowing, and adheres to the surface of the toner supply roller 2 by the action of the electric field between the auxiliary supply roller 10 and the toner supply roller 2 and the image force. The charge amount (toner charge amount) held by the toner 11 at this time is about −4 to −7 μC / g.

トナー供給ローラ2の回転に従って、トナー供給ローラ2の表面に付着したトナー11は、規制フィルム(帯電補助部材)7との当接部に到達する。規制フィルム7がトナー供給ローラ2の表面に軽接触しているため、トナー供給ローラ2の表面には均一な厚さのトナー層が形成される。   As the toner supply roller 2 rotates, the toner 11 attached to the surface of the toner supply roller 2 reaches a contact portion with the regulation film (charging auxiliary member) 7. Since the regulation film 7 is in light contact with the surface of the toner supply roller 2, a toner layer having a uniform thickness is formed on the surface of the toner supply roller 2.

また、規制フィルム7には、規制フィルム用電源7cより、トナー供給ローラ2との電位差が−300Vとなるように、トナー供給ローラ2の交流電圧に同期したバイアス電圧が印加されている。この電位差により、トナー供給ローラ2と規制フィルム7との間に電流が流れ、トナー11は、摩擦に因らずに電流の効果でさらに帯電される。トナー供給ローラ2と規制フィルム7との当接部を通過した後には、トナー11の帯電量は−7〜−13μC/g程度となる。   Further, a bias voltage synchronized with the AC voltage of the toner supply roller 2 is applied to the restriction film 7 from the restriction film power supply 7c so that the potential difference with the toner supply roller 2 becomes −300V. Due to this potential difference, a current flows between the toner supply roller 2 and the regulating film 7, and the toner 11 is further charged by the effect of the current regardless of friction. After passing through the contact portion between the toner supply roller 2 and the regulating film 7, the charge amount of the toner 11 becomes about −7 to −13 μC / g.

さらに、トナー供給ローラ2の回転に伴って、トナー供給ローラ2の表面に付着したトナー11は、現像ローラ1との対向部に到達する。現像ローラ1および現像ブレード6には、現像ローラ用電源1aにより直流バイアス電圧−200Vが印加されている。従って、トナー供給ローラ2と現像ローラ1との間の電界は、+200vから−400Vまでの振動電界となる。この振動電界により、トナー供給ローラ2の表面のトナー11は、現像ローラ1に向けて移動(飛翔)する。   Further, as the toner supply roller 2 rotates, the toner 11 attached to the surface of the toner supply roller 2 reaches a portion facing the developing roller 1. A DC bias voltage of −200 V is applied to the developing roller 1 and the developing blade 6 by the developing roller power source 1a. Therefore, the electric field between the toner supply roller 2 and the developing roller 1 is an oscillating electric field from + 200v to −400V. Due to this oscillating electric field, the toner 11 on the surface of the toner supply roller 2 moves (flys) toward the developing roller 1.

現像ローラ1の表面に付着したトナーは、現像ローラ1の回転に従い、現像ブレード6により薄層化された後、静電潜像が形成された感光体ドラム3の表面に付着して、静電潜像を現像する。   The toner adhering to the surface of the developing roller 1 is thinned by the developing blade 6 according to the rotation of the developing roller 1, and then adheres to the surface of the photosensitive drum 3 on which the electrostatic latent image is formed. Develop the latent image.

一方、現像ブレード6により現像ローラ1上で薄層化されたトナーのうち、静電潜像の現像に用いられずに現像ローラ1上に残ったトナー11は、現像ローラ1の回転に従って、現像ローラ1とトナー回収ローラ5とのニップ部、すなわちトナー回収領域(現像剤回収領域)に到達する。   On the other hand, among the toner thinned on the developing roller 1 by the developing blade 6, the toner 11 remaining on the developing roller 1 without being used for developing the electrostatic latent image is developed according to the rotation of the developing roller 1. It reaches the nip portion between the roller 1 and the toner recovery roller 5, that is, the toner recovery area (developer recovery area).

トナー回収ローラ5には、トナー回収ローラ用電源5aにより直流バイアス電圧−100Vが印加されている。現像ローラ1上のトナー11は、トナー回収領域を通過する際に、現像ローラ1とトナー回収ローラ5との間に電位差によって生じる電界により、トナー回収ローラ5の表面に移動して回収される。   A DC bias voltage of −100 V is applied to the toner collecting roller 5 by a toner collecting roller power source 5a. The toner 11 on the developing roller 1 moves to the surface of the toner collecting roller 5 and is collected by an electric field generated by a potential difference between the developing roller 1 and the toner collecting roller 5 when passing through the toner collecting region.

トナー回収ローラ5と現像ローラ1とは、トナー11にダメージを与えないよう、互いの当接部において表面が略同じ速度で同方向に移動するように回転する。ここで、「略同じ速度」とは、当接部におけるトナー回収ローラ5の表面の移動速度V5と、現像ローラ1の表面の移動速度V1との差(V5−V1)の絶対値が、V5の10%以下であることを言う。   The toner collecting roller 5 and the developing roller 1 rotate so that the surfaces thereof move in the same direction at substantially the same speed at the contact portions so as not to damage the toner 11. Here, “substantially the same speed” means that the absolute value of the difference (V5−V1) between the moving speed V5 of the surface of the toner collecting roller 5 at the contact portion and the moving speed V1 of the surface of the developing roller 1 is V5. Of 10% or less.

トナー回収ローラ5の表面に保持されたトナー11は、トナー除去ブレード8と接触し、トナー回収ローラ5の表面から掻き落とされる。トナー回収ローラ5の表面から掻き落とされたトナー11は、自重で撹拌部材13aの近傍に落下する。さらに、撹拌部材13a,13bおよび補助供給ローラ10の回転によって攪拌・搬送され、再利用される。   The toner 11 held on the surface of the toner collection roller 5 comes into contact with the toner removal blade 8 and is scraped off from the surface of the toner collection roller 5. The toner 11 scraped off from the surface of the toner collecting roller 5 falls to the vicinity of the stirring member 13a by its own weight. Further, the agitating members 13a and 13b and the auxiliary supply roller 10 are rotated and agitated and conveyed for reuse.

<現像装置の作用>
次に、図12を参照して、トナー供給ローラ2の回転方向について説明する。本実施の形態では、上述したように、現像ローラ1およびトナー供給ローラ2は、互いの対向部において表面の移動方向が同じ方向(α方向)になるように回転する。
<Operation of developing device>
Next, the rotation direction of the toner supply roller 2 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as described above, the developing roller 1 and the toner supply roller 2 rotate so that the moving directions of the surfaces are the same direction (α direction) at the opposing portions.

現像ブレード6によって現像ローラ1の表面から掻き落されたトナー11が、トナー供給ローラ2と現像ローラ1の対向部(すなわちトナー11が飛翔して現像ローラ1に付着する領域)に侵入することを防止できる。   The toner 11 scraped off from the surface of the developing roller 1 by the developing blade 6 enters the opposing portion of the toner supply roller 2 and the developing roller 1 (that is, the region where the toner 11 flies and adheres to the developing roller 1). Can be prevented.

すなわち、現像ブレード6によって掻き落とされたトナー11がトナー供給ローラ2と現像ローラ1との対向部に侵入すると、電界によるトナー11の飛翔を妨げる可能性があり、現像ローラ1に付着するトナー11の量にムラができ、印刷画像上の濃度ムラやカスレの原因となる。これに対し、本実施の形態では、現像ブレード6により掻き落されたトナー11がトナー供給ローラ2の表面上に落下しても、そのトナー11はトナー供給ローラ2と現像ローラ1との対向部から離れる方向に搬送されるため、トナー11の飛翔を妨げることがない。   That is, if the toner 11 scraped off by the developing blade 6 enters the opposing portion between the toner supply roller 2 and the developing roller 1, there is a possibility that the flying of the toner 11 due to an electric field may be prevented, and the toner 11 attached to the developing roller 1. This causes unevenness in the amount of density and causes density unevenness and blurring on the printed image. On the other hand, in this embodiment, even if the toner 11 scraped off by the developing blade 6 falls on the surface of the toner supply roller 2, the toner 11 is opposed to the toner supply roller 2 and the developing roller 1. Therefore, the toner 11 is not hindered from flying.

また、上述したように、トナー供給ローラ2および補助供給ローラ10は、ニップ部において表面の移動方向が同じ方向(β方向)になるように回転する。そのため、当該ニップ部のβ方向上流側のトナー11を効率よくニップ部に議導して、帯電を付与することができる。また、トナー供給ローラ2および補助供給ローラ10のニップ部において、表面の移動速度が略同じ(速度差が±10%以内)であるため、トナー11に対するダメージを抑制することができる。   Further, as described above, the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10 rotate so that the movement direction of the surface is the same direction (β direction) in the nip portion. Therefore, the toner 11 on the upstream side in the β direction of the nip portion can be efficiently guided to the nip portion and charged. Further, since the moving speed of the surface is substantially the same (the speed difference is within ± 10%) at the nip portion between the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10, damage to the toner 11 can be suppressed.

上述したトナー補給部12(図1)からのトナー補給位置は、現像ローラ1とトナー供給ローラ2との対向部に対して、α方向の下流側に位置している。また、上述したトナー回収ローラ5およびトナー除去ブレード8は、現像ローラ1とトナー供給ローラ2との対向部に対して、α方向の上流側に位置している。   The toner replenishing position from the toner replenishing portion 12 (FIG. 1) described above is located on the downstream side in the α direction with respect to the facing portion between the developing roller 1 and the toner supply roller 2. Further, the toner collection roller 5 and the toner removal blade 8 described above are located on the upstream side in the α direction with respect to the facing portion between the developing roller 1 and the toner supply roller 2.

このような配置により、トナー補給部12から補給されたトナー11がそのままトナー供給ローラ2から現像ローラ1に供給されるのではなく、トナー供給ローラ2と補助供給ローラ10とのニップ部、およびトナー供給ローラ2と規制フィルム7との当接部とを経由して現像ローラ1に供給される。   With such an arrangement, the toner 11 replenished from the toner replenishing unit 12 is not directly supplied from the toner supply roller 2 to the developing roller 1, but the nip portion between the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10, and the toner The toner is supplied to the developing roller 1 through a contact portion between the supply roller 2 and the regulating film 7.

また、上述したトナー補給部12(図1)からのトナー補給位置は、トナー供給ローラ2および補助供給ローラ10のニップ部に対して、β方向の上流側に位置している。また、上述したトナー回収ローラ5およびトナー除去ブレード8は、トナー供給ローラ2および補助供給ローラ10のニップ部に対して、β方向の下流側に位置している。   Further, the toner replenishment position from the toner replenishing portion 12 (FIG. 1) is located upstream in the β direction with respect to the nip portion of the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10. Further, the toner collection roller 5 and the toner removal blade 8 described above are located on the downstream side in the β direction with respect to the nip portion of the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10.

このような配置により、トナー補給部12から補給されたトナー11は、トナー供給ローラ2と補助供給ローラ10とのニップ部を通過した後、(現像ローラ1からトナー回収ローラ5で回収された)回収トナーと混合されるため、帯電むらを抑えることができる。   With such an arrangement, the toner 11 replenished from the toner replenishing portion 12 passes through the nip portion between the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10 (and is recovered from the developing roller 1 by the toner recovery roller 5). Since it is mixed with the collected toner, uneven charging can be suppressed.

また、トナー補給部12から補給されたトナー11を、補助供給ローラ10の回転(図1における時計回り)により、トナー供給ローラ2と補助供給ローラ10とのニップ部に円滑に誘導することができる。そのため、トナー補給部12から補給されたトナー11がトナー供給ローラ2と補助供給ローラ10とのニップ部を通過せずに回収領域(トナー回収ローラ5が配置された領域)に移動することが少なくなる。   Further, the toner 11 supplied from the toner supply unit 12 can be smoothly guided to the nip portion between the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10 by the rotation of the auxiliary supply roller 10 (clockwise in FIG. 1). . For this reason, the toner 11 replenished from the toner replenishing portion 12 is less likely to move to the collection region (the region where the toner collection roller 5 is disposed) without passing through the nip portion between the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10. Become.

さらに、トナー供給ローラ2の表面と補助供給ローラ10の表面の移動方向(β方向)が同じであるため、トナー供給ローラ2と補助供給ローラ10とのニップ部にトナー11を誘導しやすく、これにより、未帯電あるいは帯電が不十分なトナー11が現像ローラ1に供給されることを防止することができる。   Further, since the movement direction (β direction) of the surface of the toner supply roller 2 and the surface of the auxiliary supply roller 10 is the same, the toner 11 can be easily guided to the nip portion between the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10. Accordingly, it is possible to prevent the uncharged or insufficiently charged toner 11 from being supplied to the developing roller 1.

また、トナー回収ローラ5で回収されたトナー11(回収トナー)は、現像剤保持部102(図1)内のトナーと混合されてからトナー供給ローラ2に付着して現像ローラ1に付着する。回収トナーは既に帯電されているため、トナー供給ローラ2と補助供給ローラ10とのニップ部に案内されると過剰帯電される可能性があるが、トナー供給ローラ2と補助供給ローラ10とのニップ部に対してトナー回収ローラ5がβ方向下流側にあるため、回収トナーは当該ニップ部に到達しにくい。これによりトナー11の過剰帯電を防止することができる。   Further, the toner 11 (collected toner) collected by the toner collecting roller 5 is mixed with the toner in the developer holding unit 102 (FIG. 1), and then adheres to the toner supply roller 2 and adheres to the developing roller 1. Since the collected toner is already charged, it may be overcharged when guided to the nip portion between the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10. However, the nip between the toner supply roller 2 and the auxiliary supply roller 10 may be overcharged. Since the toner collection roller 5 is downstream in the β direction with respect to the portion, the collected toner hardly reaches the nip portion. Thereby, excessive charging of the toner 11 can be prevented.

また、図12に示したように、現像ローラ1とトナー供給ローラ2との対向部において、両ローラの表面の移動方向(α方向)が同じであり、当該対向部のα方向下流側に層規制部材として現像ブレード6が配置されている。これにより、以下の作用効果が得られる。   Also, as shown in FIG. 12, the moving direction (α direction) of the surfaces of both rollers is the same in the facing portion between the developing roller 1 and the toner supply roller 2, and a layer is formed downstream of the facing portion in the α direction. A developing blade 6 is disposed as a regulating member. Thereby, the following effects are obtained.

すなわち、現像ブレード6は、現像ローラ1上の帯電量の少ないトナー11を掻き落とすため、現像ローラ1上に残留するトナーと比較して、掻き落とされるトナー11の帯電量は不十分である場合が多い。そこで、掻き落とされたトナー11を、現像ローラ1とトナー供給ローラ2との対向部よりもα方向下流側のトナー供給ローラ2の表面に付着させることで、当該トナー11を、トナー供給ローラ2と補助供給ローラ10との対向部およびトナー供給ローラ2と規制フィルム7との対向部で十分に帯電させてから、現像ローラ1に搬送することができる。これにより、現像ローラ1に供給するトナー11の帯電量を均一化することができる。   That is, since the developing blade 6 scrapes off the toner 11 having a small charge amount on the developing roller 1, the charged amount of the toner 11 that is scraped off is insufficient compared to the toner remaining on the developing roller 1. There are many. Therefore, the toner 11 that has been scraped off is attached to the surface of the toner supply roller 2 on the downstream side in the α direction with respect to the portion where the developing roller 1 and the toner supply roller 2 face each other. And the auxiliary supply roller 10 and the toner supply roller 2 and the regulating film 7 are sufficiently charged at the opposing portion, and can be conveyed to the developing roller 1. Thereby, the charge amount of the toner 11 supplied to the developing roller 1 can be made uniform.

なお、この作用効果は、現像ローラ1とトナー供給ローラ2とを離間した配置した場合だけでなく、現像ローラ1とトナー供給ローラ2とを当接させて配置した場合(後述する第2の実施の形態)も同様である。   This effect is not only when the developing roller 1 and the toner supply roller 2 are arranged apart from each other, but also when the developing roller 1 and the toner supply roller 2 are arranged in contact with each other (second implementation described later). This is the same as the above.

また、図12に示したように、現像ブレード6と現像ローラ1との接触位置が、トナー供給ローラ2の最も高い位置を通る鉛直線Aよりも、トナー供給ローラ2の回転方向の下流側(矢印Bで示す方向)にあることが望ましい。   Further, as shown in FIG. 12, the contact position between the developing blade 6 and the developing roller 1 is downstream in the rotation direction of the toner supply roller 2 with respect to the vertical line A passing through the highest position of the toner supply roller 2 ( It is desirable to be in the direction indicated by arrow B).

<トナーレベル制御>
次に、現像装置100のケーシング101内のトナーレベル(トナー11の上面レベル)の制御について、図13から図16を用いて説明する。
<Toner level control>
Next, control of the toner level in the casing 101 of the developing device 100 (the upper surface level of the toner 11) will be described with reference to FIGS.

上述したように、本実施の形態における現像装置100では、補助供給ローラ10とトナー供給ローラ2との当接部およびトナー供給ローラ2と規制フィルム7との当接部で(トナー11を流れる電流により)トナー11を効率よく帯電させ、且つ現像ローラ1にスムースに移動させるためには、ケーシング101の下部(現像剤保持部102)に堆積したトナー11が、現像ローラ1とトナー供給ローラ2との対向部、および規制フィルム7とトナー供給ローラ2との当接部に到達せず、且つ、補助供給ローラ10がトナー11に十分に浸かっていることが望ましい。   As described above, in the developing device 100 according to the present embodiment, the current flowing through the toner 11 at the contact portion between the auxiliary supply roller 10 and the toner supply roller 2 and at the contact portion between the toner supply roller 2 and the regulating film 7. In order to charge the toner 11 efficiently and smoothly move the developing roller 1, the toner 11 deposited on the lower portion of the casing 101 (developer holding portion 102) is transferred to the developing roller 1, the toner supply roller 2, and the like. It is desirable that the auxiliary supply roller 10 is sufficiently immersed in the toner 11 and does not reach the contact portion of the control film 7 and the contact portion between the restriction film 7 and the toner supply roller 2.

そこで、本実施の形態では、ケーシング101内のトナーレベル11aを、現像ローラ1とトナー供給ローラ2との対向部、および規制フィルム7とトナー供給ローラ2との当接部よりも下方で、且つ、補助供給ローラ10の回転中心以上となるように制御する。そのため、トナー残量検知バー14の回転中心を、図1に符号Hで示す範囲内に設ける。   Therefore, in the present embodiment, the toner level 11a in the casing 101 is lower than the facing portion between the developing roller 1 and the toner supply roller 2 and the contact portion between the regulating film 7 and the toner supply roller 2, and Then, the auxiliary supply roller 10 is controlled to be equal to or greater than the rotation center. Therefore, the rotation center of the toner remaining amount detection bar 14 is provided within the range indicated by the symbol H in FIG.

なお、トナーレベル11aを、補助供給ローラ10の回転中心以上の高さとなるようにするのは、補助供給ローラ10が、自身の回転によりケーシング101内のトナー11を担持しやすくするためである。   The reason why the toner level 11a is set to be higher than the rotation center of the auxiliary supply roller 10 is to make it easier for the auxiliary supply roller 10 to carry the toner 11 in the casing 101 by its own rotation.

図13は、トナーレベル11aがトナー残量検知バー14の回転軌跡の頂点14Tより高い位置にある状態を示す模式図である。この状態では、トナー残量検知バー14の回転軌跡の全体がトナー11に理まっている。そのため、トナー残量検知バー14は、その半径部14bがギア28の当接部28aに当接付勢されることにより回転する。すなわち、トナー残量検知バー14はギア28と同じ回転速度で回転する。   FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a state in which the toner level 11a is higher than the vertex 14T of the rotation locus of the toner remaining amount detection bar 14. In this state, the entire rotation locus of the remaining toner amount detection bar 14 is stored in the toner 11. For this reason, the toner remaining amount detection bar 14 rotates when its radius portion 14 b is urged against the contact portion 28 a of the gear 28. That is, the toner remaining amount detection bar 14 rotates at the same rotational speed as the gear 28.

図14は、トナーレベル11aがトナー残量検知バー14の回転中心より低い位置にある状態を示す模式図である。この状態では、トナー残量検知バー14の回転軌跡の頂点14Tを含む一定の領域にはトナー11が存在しない。そのため、トナー残量検知バー14は、ギア28の回転によって回転軌跡の頂点14Tに達すると、自重で(ギア28の当接部28aから離れて)落下し、トナーレベル11aの高さでトナー11からの抵抗力を受けて回転を停止する。そして、一定速度で回転するギア28の当接部28aがトナー残量検知バー14の半径部14bに追い付き、当接することで、トナー残量検知バー14はギア28と同じ回転速度で回転を再開する。   FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a state in which the toner level 11a is at a position lower than the rotation center of the toner remaining amount detection bar 14. In this state, the toner 11 does not exist in a certain region including the vertex 14T of the rotation locus of the toner remaining amount detection bar 14. Therefore, when the toner remaining amount detection bar 14 reaches the apex 14T of the rotation locus by the rotation of the gear 28, the toner remaining amount detection bar 14 falls by its own weight (away from the contact portion 28a of the gear 28), and the toner 11 has a height of the toner level 11a. Stops rotation in response to resistance from Then, the contact portion 28a of the gear 28 rotating at a constant speed catches up with and contacts the radius portion 14b of the toner remaining amount detection bar 14, so that the toner remaining amount detection bar 14 resumes rotating at the same rotational speed as the gear 28. To do.

図15に、トナーレベル11aと、反射板29が回転軌跡の頂点29Tと底29Bとの中間点29M(図6)を通過するときの受光素子31による反射光31aの受光時間Tの関係を示す。なお、反射板29の回転軌跡の頂点29Tと底29Bとの中間点29Mは、トナー残量検知バー14の回転軌跡の頂点14Tと底14Bとの中間点14M(図14)、すなわちトナー残量検知バー14の回転中心に対応している。   FIG. 15 shows the relationship between the toner level 11a and the light receiving time T of the reflected light 31a by the light receiving element 31 when the reflecting plate 29 passes through an intermediate point 29M (FIG. 6) between the vertex 29T and the bottom 29B of the rotation locus. . An intermediate point 29M between the vertex 29T and the bottom 29B of the rotation locus of the reflecting plate 29 is an intermediate point 14M (FIG. 14) between the vertex 14T and the bottom 14B of the rotation locus of the toner remaining amount detection bar 14, that is, the toner remaining amount. This corresponds to the rotation center of the detection bar 14.

トナーレベル11aが、反射板29の回転軌跡における中間点29Mより高い場合には、反射板29が中間点29Mを(底29Bに向けて)通過する速度は、ギア28の回転速度と一致している。このときに、受光素子31が反射光31aを受光する時間(受光時間)をT1とする。   When the toner level 11a is higher than the intermediate point 29M in the rotation locus of the reflection plate 29, the speed at which the reflection plate 29 passes through the intermediate point 29M (toward the bottom 29B) coincides with the rotation speed of the gear 28. Yes. At this time, the time (light reception time) for the light receiving element 31 to receive the reflected light 31a is T1.

一方、トナーレベル11aが、反射板29の回転軌跡における中間点29Mより低い場合には、中間点29Mを反射板29が通過する速度は、トナー残量検知バー14が自重で落下する速度になるため、ギア28の回転速度より速い。従って、このときの受光素子31による反射光31aの受光時間をT2とすると、T1とT2の関係は、T1>T2となる。   On the other hand, when the toner level 11a is lower than the intermediate point 29M in the rotation locus of the reflecting plate 29, the speed at which the reflecting plate 29 passes through the intermediate point 29M is the speed at which the remaining toner amount detection bar 14 falls by its own weight. Therefore, the rotational speed of the gear 28 is faster. Therefore, if the light receiving time of the reflected light 31a by the light receiving element 31 at this time is T2, the relationship between T1 and T2 is T1> T2.

従って、受光素子31による反射光31aの受光時間を計測することにより、トナーレベル11aが、反射板29の回転軌跡における中間点29Mよりも高いか否か(すなわちトナー残量検知バー14の回転中心よりも高いか否か)を判断することができる。   Accordingly, by measuring the light reception time of the reflected light 31a by the light receiving element 31, it is determined whether or not the toner level 11a is higher than the intermediate point 29M in the rotation locus of the reflection plate 29 (that is, the rotation center of the toner remaining amount detection bar 14). Or higher).

図16は、トナーレベル制御を示すフローチャートである。画像形成装置300の印刷制御部20は、画像形成動作(印刷動作)において現像装置100の駆動を開始すると(ステップS1)、タイマ32による受光素子31の受光時間Tを取得し(ステップS2)、受光時間Tが上記のT2よりも長いか否かを判断する(ステップS3)。   FIG. 16 is a flowchart showing toner level control. When the printing control unit 20 of the image forming apparatus 300 starts driving the developing device 100 in the image forming operation (printing operation) (step S1), the light receiving time T of the light receiving element 31 by the timer 32 is acquired (step S2). It is determined whether or not the light receiving time T is longer than T2 (step S3).

受光時間Tが上記のT2よりも長いと判断した場合には(ステップS3でYES)、トナー補給部12のシャッタ12aを閉じたまま現像装置100の駆動を継続する。この場合には、トナーレベル11aがトナー残量検知バー14の回転中心よりも高い位置にあり、ケーシング101内に十分な量のトナー11が存在するためである。   If it is determined that the light receiving time T is longer than T2 (YES in step S3), the developing device 100 continues to be driven while the shutter 12a of the toner replenishing unit 12 is closed. In this case, the toner level 11 a is higher than the rotation center of the remaining toner amount detection bar 14, and a sufficient amount of toner 11 exists in the casing 101.

一方、受光素子31の受光時間TがT2以下である場合(ステップS3でNO)、ケーシング101内のトナー11の残量が少ないと判断し、トナー補給部12のシャッタ12aを開いて、トナー補給部12からケーシング101内にトナー11を補給する(ステップS4)。   On the other hand, when the light receiving time T of the light receiving element 31 is T2 or less (NO in step S3), it is determined that the remaining amount of the toner 11 in the casing 101 is small, and the shutter 12a of the toner replenishing unit 12 is opened to replenish the toner. The toner 11 is supplied from the portion 12 into the casing 101 (step S4).

さらに、印刷制御部20は、タイマ32により受光素子31の受光時間Tを取得し(ステップS5)、受光時間Tが上記のT2よりも長いか否かを判断する(ステップS6)。受光素子31の受光時間TがT2以下である場合には(ステップS6でNO)、トナー補給部12のシャッタ12aを開いたままとし、トナー補給を続ける。一方、受光素子31の受光時間TがT2より長い場合には(ステップS6でYES)、トナー補給部12のシャッタ12aを閉じる(ステップS7)。   Further, the print control unit 20 acquires the light reception time T of the light receiving element 31 by the timer 32 (step S5), and determines whether or not the light reception time T is longer than the above T2 (step S6). If the light receiving time T of the light receiving element 31 is T2 or less (NO in step S6), the shutter 12a of the toner replenishing unit 12 is kept open and toner replenishment is continued. On the other hand, when the light receiving time T of the light receiving element 31 is longer than T2 (YES in step S6), the shutter 12a of the toner replenishing unit 12 is closed (step S7).

このようなトナー残量検知およびトナー補給により、現像装置100内のトナーレベル11aが、現像ローラ1とトナー供給ローラ2との対向部、および規制フィルム7とトナー供給ローラ2との当接部よりも低く、かつ、補助供給ローラ10の回転中心よりも上方にあるように保たれる。 By such toner remaining amount detection and toner replenishment, the toner level 11 a in the developing device 100 is changed from the facing portion between the developing roller 1 and the toner supply roller 2 and the contact portion between the regulating film 7 and the toner supply roller 2. And is kept above the rotational center of the auxiliary supply roller 10.

<印刷試験>
次に、以上のように構成された現像装置100を用いた画像形成装置300による印刷試験について説明する。
<Printing test>
Next, a printing test by the image forming apparatus 300 using the developing device 100 configured as described above will be described.

ここでは、温度23℃、相対湿度50%の環境下において、媒体18に白紙パターンを連続して印刷した。このように白紙パターンの連続印刷試験を行ったのは、感光体ドラム3側にトナー11を移動させずに、現像装置100内の現像ローラ1、トナー供給ローラ2、補助供給ローラ10、規制フィルム7、トナー回収ローラ5等によってトナー11に継続的に摩擦を与えるためである。   Here, a blank paper pattern was continuously printed on the medium 18 in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. In this way, the continuous printing test of the blank paper pattern was performed without moving the toner 11 to the photosensitive drum 3 side, without developing the developing roller 1, the toner supplying roller 2, the auxiliary supplying roller 10, the regulating film in the developing device 100. 7. This is because friction is continuously applied to the toner 11 by the toner collecting roller 5 and the like.

そして、連続印刷の結果、トナー11が継続的に摩擦を受けることを原因とする、トナー母粒子からの外添剤の剥離またはトナー母粒子への外添剤が埋没等(トナーダメージ)による帯電性の低下や、紛体としての流動性の低下によるトナー供給性の低下によって生じるカブリおよびカスレの発生状態を評価した。   Then, as a result of continuous printing, the toner 11 is continuously rubbed, and the external additive is peeled off from the toner base particles or the external additive is buried in the toner base particles (toner damage). The occurrence state of fogging and blurring caused by a decrease in toner supply ability due to a decrease in toner property and a decrease in fluidity as a powder was evaluated.

カブリの評価は、以下のようにして行った。すなわち、白紙パターンの印刷の途中で画像形成装置300の動作を停止し、感光体ドラム3の表面の現像後転写前の位置(すなわち現像ローラ1に対向する位置と、転写ローラ16に対向する位置との間)のトナー11を、粘着テープ(住友スリーエム株式会社製「スコッチメンディングテープ」)に付着させた。この粘着テープを感光体ドラム3から剥がして、印刷用紙に貼り付けた。   The fog was evaluated as follows. That is, the operation of the image forming apparatus 300 is stopped in the middle of printing a blank paper pattern, and the position of the surface of the photosensitive drum 3 before development and before transfer (that is, the position facing the developing roller 1 and the position facing the transfer roller 16). The toner 11 was adhered to an adhesive tape (“Scotch Mending Tape” manufactured by Sumitomo 3M Limited). The adhesive tape was peeled off from the photosensitive drum 3 and attached to the printing paper.

そして、これとは別に、感光体ドラム3に貼り付けていない同種の粘着テープを印刷用紙に貼り付け、両粘着テープの色差△Eを、分光測色計(コニカミノルタ製CM2600d)により測定した。色差△Eが小さいほど、カブリが少ないことを示す。   Separately, the same type of adhesive tape not attached to the photosensitive drum 3 was attached to the printing paper, and the color difference ΔE between the two adhesive tapes was measured with a spectrocolorimeter (CM2600d manufactured by Konica Minolta). The smaller the color difference ΔE, the smaller the fog.

カスレの評価は、上記の白紙パターンの連続印刷試験の後、黒色のベタ画像(100%DUTY)を印刷し、印刷画像を観察することにより行った。   Scratch evaluation was performed by printing a black solid image (100% DUTY) after the continuous printing test of the above-mentioned blank paper pattern and observing the printed image.

具体的には、ベタ画像にカスレの発生が見られない場合をレベル10とし、ベタ画像においてカスレの占める割合が2%未満の場合をレベル9とし、2%以上4%未満の場合をレベル8とした。同様に、ベタ画像においてカスレの占める割合が4%以上6%未満の場合をレベル7とし、6%以上8%未満の場合をレベル6というように、2%毎にレベルが1段階下がるようにした。   Specifically, the level 10 indicates that no blur is observed in the solid image, the level 9 indicates that the blur is less than 2% in the solid image, and the level 8 indicates that the solid image is less than 4%. It was. Similarly, the level in which the blur occupies the solid image is 4% or more and less than 6% is referred to as level 7, and the case where it is 6% or more and less than 8% is referred to as level 6. did.

本実施の形態の現像装置100と対比するため、図17に示す比較例の現像装置400を用いた。   For comparison with the developing device 100 of the present embodiment, a developing device 400 of a comparative example shown in FIG. 17 was used.

図17に示す比較例の現像装置400が、本実施の形態の現像装置100と異なる点は、以下の3点である。(1)現像ローラ401とトナー供給ローラ402とが互いに当接している。(2)トナー供給ローラ402と帯電補助部材としての帯電ブレード407とが、摩擦帯電を目的として互いに当接している。(3)現像ローラ401、トナー供給ローラ402および補助供給ローラ410の回転方向が同方向であり、それぞれの当接部における表面の移動方向が互いに逆方向である。   The developing device 400 of the comparative example shown in FIG. 17 is different from the developing device 100 of the present embodiment in the following three points. (1) The developing roller 401 and the toner supply roller 402 are in contact with each other. (2) The toner supply roller 402 and the charging blade 407 as a charging auxiliary member are in contact with each other for the purpose of frictional charging. (3) The rotation directions of the developing roller 401, the toner supply roller 402, and the auxiliary supply roller 410 are the same, and the moving directions of the surfaces at the respective contact portions are opposite to each other.

図18は、本実施の形態における現像装置100および比較例の現像装置400をそれぞれ画像形成装置300に搭載して、22,000枚(一般的な現像装置の寿命)まで、1日に4,400枚ずつ連続印刷を行ったときのカブリの評価結果を示す図である。   In FIG. 18, the developing device 100 according to the present embodiment and the developing device 400 of the comparative example are mounted on the image forming apparatus 300, respectively, and up to 22,000 sheets (general developing device life) It is a figure which shows the evaluation result of fog when performing continuous printing 400 sheets at a time.

ここでは、1日4,400枚ずつの連続印刷において、2,200枚の印刷が完了した時点でカブリを測定し、4,400枚の印刷が完了した時点で再びカブリを測定した。これを5日間繰り返した。   Here, in continuous printing of 4,400 sheets per day, fog was measured when 2,200 printing was completed, and fog was measured again when 4,400 printing was completed. This was repeated for 5 days.

図19は、本実施の形態における現像装置100および比較例の現像装置400をそれぞれ画像形成装置300に搭載して同様に(22,000枚まで、1日に4,400枚ずつ)連続印刷を行ったときのカスレの評価結果を示す図である。   In FIG. 19, the developing device 100 according to the present embodiment and the developing device 400 of the comparative example are mounted on the image forming apparatus 300, and continuous printing is performed in the same manner (up to 22,000 sheets, 4,400 sheets per day). It is a figure which shows the evaluation result of the blur when performed.

ここでは、1日4,400枚ずつの連続印刷において、2,200枚の印刷が完了した時点でベタパターンを印刷してカスレを測定し、4,400枚の印刷が完了した時点で再びベタパターンを印刷してカスレを測定した。これを5日間繰り返した。   Here, in continuous printing of 4,400 sheets per day, when 2,200 printing is completed, a solid pattern is printed and the blur is measured, and when 4,400 printing is completed, solid printing is performed again. The pattern was printed and the blur was measured. This was repeated for 5 days.

また、1日の印刷枚数(4,400枚)に達した時点で画像形成装置300を停止し、約15時間放置した後に、次の(翌日の)連続印刷を開始することとした。   Further, when the number of printed sheets per day (4,400 sheets) is reached, the image forming apparatus 300 is stopped and left for about 15 hours, and then the next (next day) continuous printing is started.

図18および図19の結果から、本実施の形態における現像装置100を用いた場合、比較例の現像装置400を用いた場合と比較して、カブリおよびカスレが抑制されていることが分かる。すなわち、本実施の形態における現像装置100では、トナーダメージによるトナー11の帯電性の低下や供給性の低下が抑制されていることが分かる。   From the results of FIGS. 18 and 19, it can be seen that when the developing device 100 according to the present embodiment is used, fogging and blurring are suppressed as compared with the case where the developing device 400 of the comparative example is used. That is, it can be seen that in the developing device 100 according to the present embodiment, a decrease in charging property and a decrease in supply property of the toner 11 due to toner damage are suppressed.

このような結果が得られた理由は、以下のように考えられる。すなわち、比較例の現像装置400では、現像ローラ401に当接するトナー供給ローラ402を用いて現像ローラ401にトナー11を供給し、また、トナー11に積極的に摩擦を生じさせて帯電させているため、トナーダメージが増加しやすい。   The reason why such a result was obtained is considered as follows. That is, in the developing device 400 of the comparative example, the toner 11 is supplied to the developing roller 401 using the toner supply roller 402 that is in contact with the developing roller 401, and the toner 11 is positively charged by being frictionally charged. Therefore, toner damage is likely to increase.

これに対し、本実施の形態の現像装置100では、現像ローラ1に非接触で対向配置されたトナー供給ローラ2を用いて現像ローラ1にトナー11を供給しており、また、現像ローラ1およびトナー供給ローラ2の対向部における表面の移動方向を同じ方向とし、摩擦帯電ではなく、両ローラの対向部でトナー11に電流が流れるようにすることでトナー11を帯電させているため、トナーダメージを抑制できたと考えられる。   On the other hand, in the developing device 100 according to the present embodiment, the toner 11 is supplied to the developing roller 1 using the toner supply roller 2 that is disposed so as to face the developing roller 1 in a non-contact manner. Since the toner 11 is charged not by friction charging but by causing the current to flow through the toner 11 at the opposite portions of both rollers, the toner 11 is charged by the same direction as the moving direction of the surface at the opposite portion of the toner supply roller 2. It is thought that we were able to suppress.

以上説明したように、この発明の第1の実施の形態によれば、現像ローラ1と非接触で配置されたトナー供給ローラ2を用いて現像ローラ1にトナー11を供給し、また、現像ローラ1およびトナー供給ローラ2の対向部における表面の移動方向を同じ方向としたため、トナーダメージを抑制し、画像品質の劣化(カブリやカスレ等)を抑制することが可能である。その結果、連続印刷時における画像品質の低下を防止することができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the toner 11 is supplied to the developing roller 1 using the toner supply roller 2 arranged in non-contact with the developing roller 1, and the developing roller 1 and the toner supply roller 2 are opposed to each other in the same direction, so that toner damage can be suppressed and image quality deterioration (fogging, blurring, etc.) can be suppressed. As a result, it is possible to prevent deterioration in image quality during continuous printing.

第2の実施の形態.
<現像装置の構成>
図20は、第2の実施の形態における現像装置500を示す断面図である。図21は、第2の実施の形態における現像装置500の各ローラ間のニップ量を説明するための模式図である。第2の実施の形態の現像装置500が、第1の実施の形態の現像装置100の構成と相違する点は、トナー供給ローラ502の構成および配置である。
Second embodiment.
<Configuration of developing device>
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a developing device 500 according to the second embodiment. FIG. 21 is a schematic diagram for explaining the nip amount between the rollers of the developing device 500 according to the second embodiment. The developing device 500 of the second embodiment is different from the configuration of the developing device 100 of the first embodiment in the configuration and arrangement of the toner supply roller 502.

図22は、第2の実施の形態におけるトナー供給ローラ502の断面構成を示す図である。第2の実施の形態におけるトナー供給ローラ502は、例えば金属製のシャフト(芯金)502aの表面に、ウレタンゴム等の発泡体層502bを形成し、さらに発泡体層502bの表面をニトリルゴム等の弾性層502cで被覆したものである。ここでは、シャフト502aの外径を6mmとし、発泡体層502bの厚さを3mmとし、弾性層502cの厚さを1mmとする。   FIG. 22 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of the toner supply roller 502 according to the second embodiment. In the toner supply roller 502 according to the second embodiment, for example, a foam layer 502b such as urethane rubber is formed on the surface of a metal shaft (core metal) 502a, and the surface of the foam layer 502b is further coated with nitrile rubber or the like. It coat | covers with the elastic layer 502c. Here, the outer diameter of the shaft 502a is 6 mm, the thickness of the foam layer 502b is 3 mm, and the thickness of the elastic layer 502c is 1 mm.

また、図21に示すように、トナー供給ローラ502は、現像ローラ1に対して所定のニップ量d501で当接するように設けられている。ここでは、ニップ量d501を0.5mmとする。   Further, as shown in FIG. 21, the toner supply roller 502 is provided so as to contact the developing roller 1 with a predetermined nip amount d501. Here, the nip amount d501 is 0.5 mm.

シャフト502aと発泡体502bと弾性層502cとを含むトナー供給ローラ502の抵抗値は、図10を参照して説明した測定方法で、印加電圧100Vに対して1×10〜1×10Ωの範囲が望ましい。 The resistance value of the toner supply roller 502 including the shaft 502a, the foam layer 502b, and the elastic layer 502c is 1 × 10 6 to 1 × 10 9 with respect to an applied voltage of 100 V by the measurement method described with reference to FIG. A range of Ω is desirable.

第2の実施の形態における補助供給ローラ510は、第1の実施の形態における補助供給ローラ10よりも小さい抵抗値を有する。これは、第2の実施の形態におけるトナー供給ローラ502が、第1の実施の形態におけるトナー供給ローラ2(例えばアルミニウム製のローラ)よりも大きな抵抗を有することを考慮したものである。   The auxiliary supply roller 510 in the second embodiment has a smaller resistance value than the auxiliary supply roller 10 in the first embodiment. This is because the toner supply roller 502 in the second embodiment has a larger resistance than the toner supply roller 2 (for example, an aluminum roller) in the first embodiment.

具体的には、補助供給ローラ510の抵抗値は、トナー供給ローラ502の抵抗値と同等の桁数であることが望ましい。より具体的には、図10を参照して説明した測定方法で、印加電圧100Vに対して1×10〜1×10Ωの範囲が望ましく、ここでは1×10Ωとする。 Specifically, it is desirable that the resistance value of the auxiliary supply roller 510 has the same number of digits as the resistance value of the toner supply roller 502. More specifically, in the measurement method described with reference to FIG. 10, a range of 1 × 10 6 to 1 × 10 9 Ω with respect to an applied voltage of 100 V is desirable, and here it is 1 × 10 8 Ω.

補助供給ローラ510とトナー供給ローラ502とは、所定のニップ量d505で互いに当接している。ここでは、d505=0.5mmとする。   The auxiliary supply roller 510 and the toner supply roller 502 are in contact with each other with a predetermined nip amount d505. Here, d505 = 0.5 mm.

トナー供給ローラ502および現像ローラ1は、互いの当接部において表面が略同じ速度で同方向に移動する。なお、「略同じ速度」とは、当接部におけるトナー供給ローラ502の表面の移動速度V502と、現像ローラ1の表面の移動速度V1との差(V502−V1)の絶対値が、V502の10%以下であることを言う。   The surfaces of the toner supply roller 502 and the developing roller 1 are moved in the same direction at substantially the same speed at the contact portions. The “substantially the same speed” means that the absolute value of the difference (V502−V1) between the moving speed V502 of the surface of the toner supply roller 502 at the contact portion and the moving speed V1 of the surface of the developing roller 1 is V502. Say that it is 10% or less.

また、補助供給ローラ510はトナー供給ローラ502と当接するが、トナーダメージを抑えるため、補助供給ローラ510およびトナー供給ローラ502は、互いの当接部において表面が略同じ速度で同方向に移動する。なお、略同じ速度とは、当接部におけるトナー供給ローラ502の表面の移動速度V502と、補助供給ローラ510の表面の移動速度V510との差(V502−V510)の絶対値が、V502の10%以下であることを言う。   The auxiliary supply roller 510 contacts the toner supply roller 502. In order to suppress toner damage, the surfaces of the auxiliary supply roller 510 and the toner supply roller 502 move in the same direction at substantially the same speed at the contact portions. . Note that the substantially same speed means that the absolute value of the difference (V502-V510) between the moving speed V502 of the surface of the toner supply roller 502 at the contact portion and the moving speed V510 of the surface of the auxiliary supply roller 510 is 10 of V502. Say that it is less than%.

第2の実施の形態における現像装置500および画像形成装置の他の構成は、実施の形態1における現像装置および画像形成装置と同様である。   Other configurations of the developing device 500 and the image forming apparatus in the second embodiment are the same as those of the developing device and the image forming apparatus in the first embodiment.

<現像装置の動作>
次に、現像装置500の動作について説明する。現像装置500のケーシング101の下部(現像剤保持部102)には、トナー補給部12から補給されたトナーが堆積している。また、感光体ドラム3が回転すると、上述した駆動伝達部38により、現像ローラ1、トナー供給ローラ502、トナー回収ローラ5、補助供給ローラ510、拌部材13a,13b,13c,13dおよびトナー残量検知バー14が、それぞれ図1に示す矢印方向に回転する。
<Operation of developing device>
Next, the operation of the developing device 500 will be described. The toner replenished from the toner replenishing unit 12 is accumulated in a lower portion (developer holding unit 102) of the casing 101 of the developing device 500. Further, when the photosensitive drum 3 is rotated by the drive transmission unit 38 described above, the developing roller 1, the toner supply roller 502, the toner recovery roller 5, the auxiliary supply roller 510, 拌部material 13a, 13b, 13c, 13d and the toner remaining The amount detection bar 14 rotates in the direction of the arrow shown in FIG.

このとき、補助供給ローラ510は、そのスポンジ表面およびセル目内にトナーを担持して、ケーシング101の下部(現像剤保持部102)のトナーを汲み上げるように回転し、トナー供給ローラ502との当接部に搬送する。   At this time, the auxiliary supply roller 510 carries toner on the sponge surface and in the cells, and rotates so as to pump up the toner in the lower part of the casing 101 (developer holding part 102). Transport to contact.

トナー供給ローラ502には、トナー供給ローラ用電源2aにより、−600Vの直流バイアス電圧が印加されている。補助供給ローラ510には、補助供給ローラ用電源10aにより、トナー供給ローラ502から補助供給ローラ510に向かって10μA程度の定電流が流れるように、−1kV〜−4kVのバイアス電圧(直流電圧)が印加されている。   A DC bias voltage of −600 V is applied to the toner supply roller 502 from the power supply 2a for the toner supply roller. A bias voltage (DC voltage) of −1 kV to −4 kV is applied to the auxiliary supply roller 510 so that a constant current of about 10 μA flows from the toner supply roller 502 toward the auxiliary supply roller 510 by the auxiliary supply roller power source 10a. Applied.

このように、トナー供給ローラ502から補助供給ローラ510に電流(定電流)が流れるため、両ローラの当接部に位置するトナー11を通過するように、補助供給ローラ510からトナー供給ローラ502に向かって負電荷が移動する。トナー11は、電流が流れることによって帯電すると共に、補助供給ローラ510とトナー供給ローラ502との間の電界の作用および鏡像力によって、トナー供給ローラ502の表面に付着する。このときのトナー11が保持する電荷量(トナー帯電量)は、−4〜−7μc/g程度である。   Thus, since a current (constant current) flows from the toner supply roller 502 to the auxiliary supply roller 510, the auxiliary supply roller 510 transfers to the toner supply roller 502 so as to pass the toner 11 positioned at the contact portion of both rollers. Negative charge moves toward it. The toner 11 is charged by the current flowing, and adheres to the surface of the toner supply roller 502 by the action of the electric field between the auxiliary supply roller 510 and the toner supply roller 502 and the image force. The charge amount (toner charge amount) held by the toner 11 at this time is about −4 to −7 μc / g.

トナー供給ローラ502の回転に従って、トナー供給ローラ502の表面に付着したトナー11は、規制フィルム(帯電補助部材)7との当接部に到達する。規制フィルム7がトナー供給ローラ502の表面に軽接触しているため、トナー供給ローラ502の表面には均一な厚さのトナー層が形成される。   As the toner supply roller 502 rotates, the toner 11 adhering to the surface of the toner supply roller 502 reaches a contact portion with the regulation film (charging auxiliary member) 7. Since the regulation film 7 is in light contact with the surface of the toner supply roller 502, a toner layer having a uniform thickness is formed on the surface of the toner supply roller 502.

また、規制フィルム7には、規制フィルム用電源7cより、トナー供給ローラ502との電位差が−600Vとなるように、バイアス電圧が印加されている。この電位差により、トナー供給ローラ502と規制フィルム7との間に電流が流れ、トナー11は、摩擦に因らずに電流の効果でさらに帯電される。トナー供給ローラ502と規制フィルム7との当接部を通過した後には、トナー11の帯電量は−7〜−13μC/g程度となる。   Further, a bias voltage is applied to the regulating film 7 from the regulating film power source 7c so that the potential difference from the toner supply roller 502 becomes −600V. Due to this potential difference, a current flows between the toner supply roller 502 and the regulating film 7, and the toner 11 is further charged by the effect of the current regardless of friction. After passing through the contact portion between the toner supply roller 502 and the regulating film 7, the charge amount of the toner 11 becomes about −7 to −13 μC / g.

さらに、トナー供給ローラ502の回転に伴って、トナー供給ローラ502の表面に付着したトナー11は、現像ローラ1との当接部(ニップ部)に到達する。現像ローラ1および現像ブレード6には、現像ローラ用電源1aにより直流バイアス電圧−200Vが印加されており、トナー供給ローラ2と現像ローラ1との間には−400Vの電界が形成されている。これにより、トナー供給ローラ2の表面のトナー11は、現像ローラ1に付着する。   Further, as the toner supply roller 502 rotates, the toner 11 attached to the surface of the toner supply roller 502 reaches a contact portion (nip portion) with the developing roller 1. A DC bias voltage of −200 V is applied to the developing roller 1 and the developing blade 6 from the power supply 1 a for the developing roller, and an electric field of −400 V is formed between the toner supply roller 2 and the developing roller 1. As a result, the toner 11 on the surface of the toner supply roller 2 adheres to the developing roller 1.

現像ローラ1の表面に付着したトナー11は、現像ローラ1の回転に従い、現像ブレード6により薄層化された後、静電潜像が形成された感光体ドラム3の表面に付着して、静電潜像を現像する。現像ブレード6によるトナーの薄層化、およびトナー回収ローラ5による現像ローラ1の表面のトナーの回収については、第1の実施の形態で説明したとおりである。   The toner 11 adhering to the surface of the developing roller 1 is thinned by the developing blade 6 as the developing roller 1 rotates, and then adheres to the surface of the photosensitive drum 3 on which the electrostatic latent image is formed. Develop the electrostatic latent image. The toner thinning by the developing blade 6 and the recovery of the toner on the surface of the developing roller 1 by the toner recovery roller 5 are as described in the first embodiment.

この第2の実施の形態では、トナー供給ローラ502および現像ローラ1が、互いの当接部において、表面が同一方向に略同じ速度(速度差を±10%以下)で移動するように回転する。そのため、現像ローラ1とトナー供給ローラ502の当接部において、トナー11の摩擦によるダメージを抑制することができる。   In the second embodiment, the toner supply roller 502 and the developing roller 1 rotate so that the surfaces of the toner supply roller 502 and the developing roller 1 move in the same direction at substantially the same speed (speed difference is ± 10% or less). . Therefore, damage due to friction of the toner 11 can be suppressed at the contact portion between the developing roller 1 and the toner supply roller 502.

また、第1の実施の形態でも説明したように、現像ブレード6によって現像ローラ1から掻き落されたトナー11がトナー供給ローラ502の表面に落下したとしても、当該トナー11は、トナー供給ローラ502と現像ローラ1との当接部から離れる方向に移動し、当該当接部に入り込むことがない。   Further, as described in the first embodiment, even when the toner 11 scraped off from the developing roller 1 by the developing blade 6 falls on the surface of the toner supply roller 502, the toner 11 remains in the toner supply roller 502. And the developing roller 1 move away from the contact portion, and do not enter the contact portion.

さらに、この第2の実施の形態では、トナー供給ローラ502が現像ローラ1に当接しているため、トナー供給ローラ502と現像ローラ1との間で意図しない放電が起こることがない。   Further, in the second embodiment, since the toner supply roller 502 is in contact with the developing roller 1, no unintended discharge occurs between the toner supply roller 502 and the developing roller 1.

<印刷試験>
次に、以上のように構成された現像装置500を用いた画像形成装置による印刷試験について説明する。印刷試験および画像品質(カブリおよびカスレ)の評価方法は、第1の実施の形態で説明したとおりである。
<Printing test>
Next, a printing test by the image forming apparatus using the developing device 500 configured as described above will be described. The printing test and the image quality (fogging and blurring) evaluation method are as described in the first embodiment.

図23および図24は、この第2の実施の形態における現像装置500と、第1の実施の形態における現像装置100を画像形成装置300に搭載し、22,000枚の連続印刷を行った場合のカブリおよびカスレの評価結果を示した図である。   23 and 24 show a case where the developing device 500 according to the second embodiment and the developing device 100 according to the first embodiment are mounted on the image forming apparatus 300 and 22,000 sheets are continuously printed. It is the figure which showed the evaluation result of fogging and blurring.

印刷条件は、第1の実施の形態で説明したとおりである。1日の連続印刷枚数は4,400枚とし、1日の印刷枚数に達した時点で画像形成装置を停止し、約15時間放置した後に、次の(翌日の)連続印刷を開始した。   The printing conditions are as described in the first embodiment. The number of continuous prints per day was 4,400. When the daily print number was reached, the image forming apparatus was stopped and left for about 15 hours, and then the next (next day) continuous printing was started.

図23および図24に示した結果から、この第2の実施の形態の現像装置500を用いた場合、カブリの評価結果(図23)は第1の実施の形態に比べて若干劣るものの、カスレの評価結果(図24)は第1の実施の形態とほぼ同等であることが分かる。   From the results shown in FIGS. 23 and 24, when the developing device 500 of the second embodiment is used, the fog evaluation result (FIG. 23) is slightly inferior to that of the first embodiment, but It can be seen that the evaluation result (FIG. 24) is almost the same as that of the first embodiment.

また、同様の連続印刷試験を、低温低湿環境(温度10℃、相対湿度20%)で行い、同様にしてカブリとカスレの変化を評価した。具体的には、画像形成装置を低温低湿環境(温度10℃、相対湿度20%)で48時間以上保管した後に、1日に4,400枚の連続印刷を、22,000枚まで行った。   Further, the same continuous printing test was conducted in a low temperature and low humidity environment (temperature 10 ° C., relative humidity 20%), and the change in fog and blur was evaluated in the same manner. Specifically, after storing the image forming apparatus in a low temperature and low humidity environment (temperature: 10 ° C., relative humidity: 20%) for 48 hours or more, 4,400 continuous printings per day were performed up to 22,000 sheets.

図25および図26は、低温低湿環境での連続印刷試験におけるカブリおよびカスレの評価結果を示した図である。カブリおよびカスレの評価結果は、上述したとおりである。   25 and 26 are diagrams showing the evaluation results of fogging and blurring in a continuous printing test in a low temperature and low humidity environment. The evaluation results of fogging and blurring are as described above.

また、画像品質として、カブリおよびカスレの他に、汚れの評価も行った。具体的には、1日に4,400枚の連続印刷試験を行い、そのうち、0枚、2,200枚、4,400の時点で印刷動作を停止し、白紙画像および2by2と呼ばれる25%DUTYのハーフトーン画像を形成した。そして、白紙画像およびハーフトーン画像を観察し、白地部分(画像を形成する部分以外の部分)にトナーが付着する汚れの発生の有無を確認した。図27に、その結果を示す。   In addition to fog and blur, image quality was also evaluated for dirt. Specifically, a continuous printing test of 4,400 sheets per day is performed, and the printing operation is stopped at time points 0, 2,200, and 4,400, and a 25% DUTY called a blank image and 2by2 A halftone image was formed. Then, a blank paper image and a halftone image were observed, and it was confirmed whether or not stains occurred on the white background portion (portion other than the portion where the image is formed). FIG. 27 shows the result.

なお、2by2パターンは、図28に示すように、縦方向4ドットおよび横方向4ドットで形成される16マスのうち、縦方向2ドットおよび横方向2ドットで形成される4マスのドットを形成するものである。   As shown in FIG. 28, the 2by2 pattern forms four square dots formed by two vertical dots and two horizontal dots out of 16 square dots formed by four vertical dots and four horizontal dots. To do.

「汚れ」とは、カブリ(媒体の表面にトナー11がかすかに一様に付着する現象)ではなく、色差計を用いるまでもなく、トナー11が白地に付着していることが明らかな状態を指す。これは、現像ローラ1上に多量のトナー11が供給された場合など、現像ローラ1上のトナー層電位が高くなった場合に、感光体ドラム3上の現像予定部分でないところにトナーが付着して生じる。   “Dirt” is not fog (a phenomenon in which the toner 11 adheres faintly uniformly on the surface of the medium) but does not require the use of a color difference meter, and is a state where it is clear that the toner 11 is attached to a white background. Point to. This is because when the toner layer potential on the developing roller 1 becomes high, such as when a large amount of toner 11 is supplied onto the developing roller 1, the toner adheres to a portion that is not planned for development on the photosensitive drum 3. Arises.

図25から、カブリについては、第1の実施の形態と第2の実施の形態とで、ほぼ同等の結果が得られていることが分かる。一方、図26から、カスレについては、第1の実施の形態と比較して、第2の実施の形態の方が、4,400枚(1日分)を印刷し終わった時点で良い結果が得られていることが分かる。   From FIG. 25, it can be seen that the same results are obtained for the fog in the first embodiment and the second embodiment. On the other hand, as shown in FIG. 26, with respect to the blur, the second embodiment is better than the first embodiment when 4,400 sheets (one day) have been printed. You can see that it is obtained.

また、図27から、第1の実施の形態では4,400枚(1日分)を印刷した時点で汚れが発生する場合があるが、第2の実施の形態では、汚れの発生は見られない。つまり、低温低湿環境で連続印刷を行った場合の画像品質の安定性については、第2の実施の形態の方が優れていることが分かる。   In addition, from FIG. 27, in the first embodiment, stains may occur when 4,400 sheets (one day) are printed, but in the second embodiment, stains are observed. Absent. That is, it can be seen that the second embodiment is superior in terms of image quality stability when continuous printing is performed in a low-temperature and low-humidity environment.

ここで、 図23から図27までの評価結果について考察する。まず、図23に示したように、温度23℃、相対湿度50%の環境下でのカブリの評価結果については、第2の実施の形態は第1の実施の形態よりも若干劣っている。これは、以下のように考えられる。   Here, the evaluation results from FIG. 23 to FIG. 27 are considered. First, as shown in FIG. 23, with respect to the fog evaluation results in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%, the second embodiment is slightly inferior to the first embodiment. This is considered as follows.

すなわち、第1の実施の形態では、トナー供給ローラ2と現像ローラ1が非接触であるため、現像ローラ1に付着するトナー11は、電界の作用で飛翔して供給されたトナー11のみとなり、従って正規の帯電量を有するもののみとなる。すなわち、カブリの原因となる異常帯電トナー(非正規の帯電量を有するトナー)が現像ローラ1に付着することがない。これに対し、第2の実施の形態では、トナー供給ローラ502が現像ローラ1と接触しているため、現像ローラ1に付着するトナー11には、若干ながら異常帯電のものも含まれ、これがカブリの原因となったと考えられる。但し、比較例の現像装置(図17)のようにトナー11に摩擦によるダメージを与える構成ではないため、カブリの発生が時間と共に増加することはない。   That is, in the first embodiment, since the toner supply roller 2 and the developing roller 1 are not in contact with each other, the toner 11 attached to the developing roller 1 is only the toner 11 that is supplied by flying due to the action of an electric field. Accordingly, only those having a regular charge amount are obtained. That is, abnormally charged toner (toner having an irregular charge amount) that causes fogging does not adhere to the developing roller 1. On the other hand, in the second embodiment, since the toner supply roller 502 is in contact with the developing roller 1, the toner 11 adhering to the developing roller 1 includes a little abnormally charged toner, which is fogged. This is thought to be the cause of However, unlike the developing device of the comparative example (FIG. 17), the toner 11 is not configured to be damaged by friction, and thus the occurrence of fog does not increase with time.

次に、図26および図27の結果について説明する。低温低湿環境下(温度10℃、相対湿度20%)では、一度帯電したトナー11の帯電電荷は自然放電によって抜けにくいため、連続印刷を行うにつれて、帯電したトナー11が現像装置内に徐々に蓄積されていく。このトナー11の影響で、現像装置内でトナー11が静電凝集を起こし、トナー11の流動性が低下する場合がある。   Next, the results of FIGS. 26 and 27 will be described. In a low-temperature and low-humidity environment (temperature: 10 ° C., relative humidity: 20%), the charged charge of the toner 11 that has been charged is difficult to escape due to natural discharge, so the charged toner 11 gradually accumulates in the developing device as continuous printing is performed. It will be done. Due to the influence of the toner 11, the toner 11 may cause electrostatic aggregation in the developing device, and the fluidity of the toner 11 may be reduced.

この場合、現像ローラ1に非接触でトナー11を供給する第1の実施形態では、トナー11の流動性の低下に伴って、トナー11を飛翔させて供給する能力が低下するため、カスレが発生しやすくなる。これに対し、第2の実施の形態では、現像ローラ1に対して接触によりトナー11を供給するため、トナー11の流動性が低下した場合であっても、トナー11の供給能力の低下を抑制することができる。そのため、カスレが生じにくくなったと考えられる。   In this case, in the first embodiment in which the toner 11 is supplied to the developing roller 1 in a non-contact manner, the ability to fly and supply the toner 11 is reduced as the fluidity of the toner 11 is reduced. It becomes easy to do. On the other hand, in the second embodiment, the toner 11 is supplied to the developing roller 1 by contact, and therefore, even if the fluidity of the toner 11 is reduced, the reduction in the supply capability of the toner 11 is suppressed. can do. For this reason, it is considered that blurring is less likely to occur.

また、静電凝集したトナー11の塊が現像ローラ1に供給されると、局所的にトナー層が厚くなってトナー層電位が高くなるため、媒体の表面に汚れが発生する原因となる。この第2の実施の形態では、現像ローラ1にトナー11が供給される際に、トナー11の塊がトナー供給ローラ502と現像ローラ1とに挟まれて崩されるため、汚れの発生を防止することができる。これらの理由から、特に低温低湿環境での連続印刷において、安定した画像品質を得ることが可能となる。   Further, when a lump of toner 11 that is electrostatically aggregated is supplied to the developing roller 1, the toner layer becomes thick locally and the potential of the toner layer becomes high, which causes a stain on the surface of the medium. In the second embodiment, when the toner 11 is supplied to the developing roller 1, the lump of the toner 11 is sandwiched between the toner supplying roller 502 and the developing roller 1 and broken, so that the occurrence of contamination is prevented. be able to. For these reasons, it is possible to obtain stable image quality particularly in continuous printing in a low temperature and low humidity environment.

以上のように、本発明の第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態で説明した効果に加えて、さらに、低温低湿環境下における連続印刷においても、安定した画像品質を得ることができるという効果が得られる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, in addition to the effects described in the first embodiment, stable image quality can be obtained even in continuous printing in a low temperature and low humidity environment. The effect that it can be obtained.

上記の各実施の形態では、図1および図20に示したように一つの現像装置を備えた画像形成装置について説明したが、複数の現像装置を備えたカラーの画像形成装置に適用することもできる。   In each of the above-described embodiments, the image forming apparatus including one developing device as illustrated in FIGS. 1 and 20 has been described. However, the image forming apparatus may be applied to a color image forming apparatus including a plurality of developing devices. it can.

また、各実施の形態では、現像ローラ1とトナー供給ローラ2とが、互いの対向部において表面が同じ方向に移動するように回転すると説明したが、現像ローラ1とトナー供給ローラ2との対向部において、現像ローラ1の表面とトナー供給ローラ2の表面とが同じ方向に移動する構成であればよい。   In each of the embodiments, it has been described that the developing roller 1 and the toner supply roller 2 rotate so that the surfaces move in the same direction at the facing portions. However, the developing roller 1 and the toner supply roller 2 face each other. In this configuration, the surface of the developing roller 1 and the surface of the toner supply roller 2 may be moved in the same direction.

また、本発明は、例えば、プリンタ、MFP(Multi−Function Peripheral)、ファクシミリおよび複写機等の画像形成装置に適用することができる。   Further, the present invention can be applied to image forming apparatuses such as a printer, an MFP (Multi-Function Peripheral), a facsimile machine, and a copying machine.

1 現像ローラ(現像剤担持体)、 2 トナー供給ローラ(第1の供給部材)、 3 感光体ドラム(静電潜像担持体)、 4 帯電ローラ(帯電部材)、 5 トナー回収ローラ(現像剤回収部材)、 6 現像ブレード(層規制部材)、 7 規制フィルム(帯電補助部材)、 10 補助供給ローラ(第2の供給部材)、 11 トナー(現像剤)、 11a トナーレベル(現像剤の上面レベル)、 12 トナー補給部(現像剤収容部)、 14 トナー残量検知バー(検知部)、 16 転写ローラ(転写部材)、 17 定着器(定着手段)、 18 媒体、 20 印刷制御部(制御手段)、 29 反射板(被検知部材)、 30 発光素子、 31 受光素子、 100 現像装置、 101 ケーシング、 102 現像剤保持部、 200 トナー残量検知機構(検知手段)、 300 画像形成装置、 500 現像装置、 502 トナー供給ローラ(第1の供給部材)、 510 補助供給ローラ(第2の供給部材)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Developing roller (developer carrier), 2 Toner supply roller (1st supply member), 3 Photosensitive drum (electrostatic latent image carrier), 4 Charging roller (charging member), 5 Toner collection roller (developer) Collecting member), 6 developing blade (layer regulating member), 7 regulating film (charging auxiliary member), 10 auxiliary feeding roller (second feeding member), 11 toner (developer), 11a toner level (upper surface level of developer) ), 12 toner replenishment section (developer storage section), 14 toner remaining amount detection bar (detection section), 16 transfer roller (transfer member), 17 fixing device (fixing means), 18 medium, 20 print control section (control means) ), 29 reflector (detected member), 30 light emitting element, 31 light receiving element, 100 developing device, 101 casing, 102 developer holding part, 200 toner Residual amount detecting mechanism (detecting means), 300 image forming apparatus, 500 a developing device, 502 toner supply roller (first supply member) 510 auxiliary supply roller (second supply member).

Claims (18)

静電潜像担持体に現像剤を付着させて静電潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の下方に設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第1の供給部材と、
前記第1の供給部材の下方に設けられ、前記第1の供給部材に現像剤を供給する第2の供給部材と
前記第1の供給部材に接触するように配置され、電圧を印加されて、前記第1の供給部材に担持される現像剤の帯電を補助する導電性フィルムと
を備え、
前記現像剤担持体と前記第1の供給部材との対向部において、前記現像剤担持体の表面と前記第1の供給部材の表面とが同じ方向に略同じ速度で移動し、且つ、前記第1の供給部材と前記第2の供給部材との対向部において、前記第1の供給部材の表面と前記第2の供給部材の表面とが同じ方向に略同じ速度で移動すること
を特徴とする現像装置。
A developer carrier for developing the electrostatic latent image by attaching a developer to the electrostatic latent image carrier;
A first supply member that is provided below the developer carrier and supplies the developer to the developer carrier;
A second supply member that is provided below the first supply member and supplies developer to the first supply member ;
A conductive film that is disposed in contact with the first supply member, is applied with a voltage, and assists charging of the developer carried on the first supply member ;
At the facing portion between the developer carrier and the first supply member, the surface of the developer carrier and the surface of the first supply member move in the same direction at substantially the same speed , and the first The surface of the first supply member and the surface of the second supply member move at substantially the same speed in the same direction at the facing portion between one supply member and the second supply member. Development device.
前記現像剤担持体および前記第1の供給部材は、互いの対向部において、前記現像剤担持体の表面と前記第1の供給部材の表面とが同じ方向に略同じ速度で移動するように回転すること
を特徴とする請求項1に記載の現像装置。
The developer carrying member and the first supply member rotate so that the surface of the developer carrying member and the surface of the first supply member move in the same direction at substantially the same speed at the opposing portions. The developing device according to claim 1, wherein:
前記第1の供給部材および前記第2の供給部材は、互いの対向部において、前記第1の供給部材の表面と前記第2の供給部材の表面とが同じ方向に略同じ速度で移動するように回転することを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。 In the first supply member and the second supply member, the surface of the first supply member and the surface of the second supply member are moved in the same direction at substantially the same speed at the opposing portions. The developing device according to claim 1, wherein the developing device rotates. 前記現像剤担持体の表面に形成される現像剤層の厚さを規制する層規制部材をさらに備え、
前記層規制部材は、前記現像剤担持体の回転方向において、前記現像剤担持体と前記第1の供給部材との対向部よりも下流側に配置されていることを特徴とする請求項2または3に記載の現像装置。
A layer regulating member for regulating the thickness of the developer layer formed on the surface of the developer carrying member;
The layer regulating member, wherein the rotational direction of the developer carrying member, said claim, characterized in that it is arranged on the downstream side of the opposing portion between the developer carrying member a first feed member 2 or 3. The developing device according to 3 .
前記現像剤担持体の表面に残った現像剤を回収する回収部材をさらに備え、
前記回収部材は、前記現像剤担持体の回転方向において、前記現像剤担持体と前記第1の供給部材との対向部よりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項2からまでのいずれか1項に記載の現像装置。
A recovery member for recovering the developer remaining on the surface of the developer carrier;
The collecting member, in the rotating direction of said developer carrying member, claims 2 to 4, characterized in that arranged on the upstream side of the facing portion of said first supply member and the developer carrying member The developing device according to any one of the above.
前記回収部材は、前記現像剤担持体と前記第1の供給部材との対向部での前記現像剤担持体の表面および前記第1の供給部材の表面の移動方向において、当該対向部の上流側に配置されていることを特徴とする請求項に記載の現像装置。 The recovery member is upstream of the facing portion in the moving direction of the surface of the developer carrying member and the surface of the first supply member at the facing portion between the developer carrying member and the first supply member. The developing device according to claim 5 , wherein the developing device is disposed in the middle. 前記第2の供給部材に供給される現像剤を保持する現像剤保持部と、
前記現像剤保持部に現像剤を補給する現像剤補給部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1からまでのいずれか1項に記載の現像装置。
A developer holding unit for holding the developer supplied to the second supply member;
An apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said a developer supply unit for supplying a developer to the developer holding section further.
前記現像剤補給部は、前記現像剤担持体と前記第1の供給部材との対向部での前記現像剤担持体の表面および前記第1の供給部材の表面の移動方向において、当該対向部の下流側に配置されていることを特徴とする請求項に記載の現像装置。 The developer replenishing section is configured so that the surface of the developer carrying body and the surface of the first supply member at the facing section between the developer carrying body and the first supply member are in the moving direction of the facing section. The developing device according to claim 7 , wherein the developing device is disposed on the downstream side. 前記第1の供給部材は、前記現像剤担持体に非接触で対向配置されていることを特徴とする請求項1からまでのいずれか1項に記載の現像装置。 Wherein the first supply member, a developing device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that disposed opposite a non-contact with the developer carrying member. 前記第1の供給部材は、前記現像剤担持体に当接するように配置されていることを特徴とする請求項1からまでのいずれか1項に記載の現像装置。 Wherein the first supply member, a developing device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it is arranged so as to contact with the developer carrying member. 前記第2の供給部材は、前記第1の供給部材に当接するように配置されていることを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項に記載の現像装置。 The second supply member, a developing device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is arranged to abut a first supply member. 前記第2の供給部材は、発泡体を備えたローラであることを特徴とする請求項1から11までのいずれか1項に記載の現像装置。 The second supply member, a developing device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that a roller having a foam. 前記現像剤担持体と前記第1の供給部材との対向部における前記現像剤担持体の表面の移動速度と前記第1の供給部材の表面の移動速度との差の絶対値が、前記第1の供給部材の表面の移動速度の10%以下であることを特徴とする請求項1から12までの何れか1項に記載の現像装置。The absolute value of the difference between the moving speed of the surface of the developer carrying body and the moving speed of the surface of the first supply member at the facing portion between the developer carrying body and the first supply member is the first value. The developing device according to claim 1, wherein the developing device is 10% or less of a moving speed of the surface of the supply member. 前記第1の供給部材と前記第2の供給部材との対向部における前記第1の供給部材の表面の移動速度と前記第2の供給部材の表面の移動速度との差の絶対値が、前記第2の供給部材の表面の移動速度の10%以下であることを特徴とする請求項1から13までの何れか1項に記載の現像装置。The absolute value of the difference between the movement speed of the surface of the first supply member and the movement speed of the surface of the second supply member at the facing portion between the first supply member and the second supply member is The developing device according to claim 1, wherein the developing device is 10% or less of the moving speed of the surface of the second supply member. 請求項1から14までの何れか1項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1 . 請求項7に記載の現像装置と、
前記現像剤保持部内に保持された現像剤の上面レベルを検知するための検知手段
備えたことを特徴とする像形成装置。
A developing device according to claim 7;
Detecting means for detecting the upper surface level of the developer held in the developer holding section ;
Images forming apparatus characterized by comprising a.
前記検知手段の検知結果に基づき、前記現像剤補給部から前記現像剤保持部に現像剤を補給する制御を行う制御手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。
Wherein based on the detection result of the detecting means, the image forming apparatus according to claim 16, wherein the provided from the developer replenishing unit further a control means for performing control to supply the developer to the developer holding unit .
前記制御手段は、前記現像剤保持部に保持された現像剤の上面レベルが、前記第1の供給部材と前記現像剤担持体との対向部よりも下方で、なお且つ、前記導電性フィルムと前記第1の供給部材との対向部よりも下方となるように、前記現像剤補給部からの現像剤の補給を制御することを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。 The control means is configured so that the upper surface level of the developer held in the developer holding portion is lower than the facing portion between the first supply member and the developer carrier, and the conductive film The image forming apparatus according to claim 17, wherein the supply of the developer from the developer supply unit is controlled to be lower than a portion facing the first supply member.
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