JP6237548B2 - Developing device and image forming apparatus including the same - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等に用いる現像装置並びに画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus used for a copying machine, a printer, a facsimile, a composite machine of these, and the like.

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における現像方式としては、主として粉末の現像剤が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって可視化し、その可視像(トナー像)を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。   Conventionally, as a developing method in an image forming apparatus using an electrophotographic process, a powder developer is mainly used, and an electrostatic latent image formed on an image carrier such as a photosensitive drum is visualized by the developer. A process in which the visible image (toner image) is transferred onto a recording medium and then a fixing process is performed is common.

現像剤は、トナー及び磁性キャリアから成る二成分現像剤と、非磁性或いは磁性を帯びたトナーのみから成る一成分現像剤とに大別され、二成分現像剤を用いる現像方式としては、周方向位置で磁界の強弱を持つマグネット(磁極)を現像ローラー(現像剤担持体)の中心部に固定し、現像ローラー表面に対向するように数百μmの間隔を隔てて金属製の規制ブレードを配置する方式が知られている。   Developers are broadly divided into two-component developers consisting of toner and magnetic carrier, and one-component developers consisting only of non-magnetic or magnetic toner. Development methods using two-component developers are classified in the circumferential direction. A magnet (magnetic pole) having a magnetic field strength at a position is fixed to the center of the developing roller (developer carrier), and a metal regulating blade is arranged at a distance of several hundreds of micrometers so as to face the developing roller surface. A method for doing this is known.

一方、一成分現像剤を用いる現像方式としては、現像ローラー内部に複数の磁極を備えた固定マグネットローラーを配置し、磁気的担持力を利用して現像容器内のトナーを現像ローラー上に担持した後、規制ブレードを利用して層厚規制を行うことによりトナー薄層を形成し、現像位置において感光体ドラムへトナーを飛翔させる、いわゆるジャンピング一成分現像方式が知られている。   On the other hand, as a developing method using a one-component developer, a fixed magnet roller having a plurality of magnetic poles is arranged inside the developing roller, and the toner in the developing container is carried on the developing roller by using a magnetic carrying force. Thereafter, a so-called jumping one-component developing system is known in which a toner thin layer is formed by regulating the layer thickness using a regulating blade, and the toner is ejected to a photosensitive drum at a development position.

近年、現像ローラー内部に配置されるマグネットとして、例えば特許文献1に示すような樹脂材料中に磁性粉を分散させたプラスチックマグネットが使用されている。プラスチックマグネットは、ラバーマグネットと比較して、低容量で高磁力を確保できるという特徴を有する。   In recent years, for example, a plastic magnet in which magnetic powder is dispersed in a resin material as shown in Patent Document 1 has been used as a magnet disposed inside the developing roller. The plastic magnet has a feature that a high magnetic force can be secured with a low capacity compared to a rubber magnet.

このプラスチックマグネットは射出成型により生産されるが、金型構成上の制約を受けて、金型内に樹脂材料を射出する射出ゲートをマグネットの端部に設けるのが一般的である。このとき、樹脂材料中に混合された磁性粉が射出ゲートと反対側(反ゲート側)に偏る傾向にあり、成型されたプラスチックマグネットは、ゲート側に比べて反ゲート側の磁力が高くなる。   This plastic magnet is produced by injection molding. However, due to restrictions on the mold configuration, an injection gate for injecting a resin material into the mold is generally provided at the end of the magnet. At this time, the magnetic powder mixed in the resin material tends to be biased to the side opposite to the injection gate (on the opposite gate side), and the molded plastic magnet has a higher magnetic force on the opposite gate side than on the gate side.

特開2011−119769号公報JP 2011-119769 A

このプラスチックマグネットを現像ローラー内部のマグネットの主極(感光体ドラムの対向極)として用いた場合、磁力の高い方の端部(反ゲート側)においてトナーを引き付ける磁気吸引力が強くなるため、トナー飛翔性が低下し、結果として現像性が低下する。つまり、現像ローラーの長手方向において現像性に差が生じ、画像の左右で濃度が異なるという問題が生じる。さらに、現像ローラーの長手方向において逆カブリ性能にも差が生じる。   When this plastic magnet is used as the main pole of the magnet inside the developing roller (opposite pole of the photosensitive drum), the magnetic attractive force that attracts the toner at the end with the higher magnetic force (on the opposite gate side) becomes stronger. The flying property is lowered, and as a result, the developing property is lowered. That is, there arises a problem that developability differs in the longitudinal direction of the developing roller, and the density differs between the left and right sides of the image. Further, there is a difference in reverse fogging performance in the longitudinal direction of the developing roller.

また、プラスチックマグネットを現像ローラー内部のマグネットの規制極(規制ブレードの対向極)として用いた場合、磁力の高い方の端部(反ゲート側)において現像ローラー上のトナー搬送量が低下し、トナーの帯電量が上昇する。つまり、現像ローラーと感光体ドラムの対向領域(現像領域)を通過するトナーの絶対量は減少するが、電界応答性の向上により現像性が向上する。従って、現像ローラーの長手方向において現像性に差が生じ、画像の左右で濃度が異なるという問題が生じる。   Also, when a plastic magnet is used as the magnet's restricting pole (opposite pole of the restricting blade) inside the developing roller, the amount of toner transported on the developing roller at the end with the higher magnetic force (on the opposite gate side) decreases, and the toner The amount of charge increases. That is, although the absolute amount of toner passing through the opposite area (development area) between the developing roller and the photosensitive drum is reduced, the developability is improved by improving the electric field response. Therefore, a difference in developability occurs in the longitudinal direction of the developing roller, causing a problem that the density differs between the left and right sides of the image.

上記の現像性、或いは逆カブリ性の差は、プラスチックマグネットの長手方向における磁力勾配に起因するものであり、製造工程上、この磁力勾配を抑えることは困難である。   The difference in developability or reverse fogging is caused by the magnetic gradient in the longitudinal direction of the plastic magnet, and it is difficult to suppress this magnetic gradient in the manufacturing process.

本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤担持体内に配置されるマグネットの磁力勾配に起因する現像性のバラツキを簡易な構成で抑制できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a developing device and an image forming apparatus including the developing device that can suppress a variation in developability due to a magnetic force gradient of a magnet disposed in a developer carrier. With the goal.

上記目的を達成するために本発明は、現像剤担持体と、規制部材と、を備えた現像装置である。現像剤担持体は、像担持体に非接触で対向配置される回転可能な円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に回転不能に固定され、現像スリーブの周方向に複数の磁極を有する磁極部材と、を有する。規制部材は、現像剤担持体上に形成される現像剤層の層厚を規制する。現像スリーブは、長手方向の一端側から樹脂材料から成るコート液中にディッピングし、他端側から引き上げるディッピング法によって外周面にコート層を形成したものである。磁極部材は、現像スリーブと像担持体との近接部に配置される主極と、現像スリーブと規制部材との近接部に配置される規制極と、を含む。主極および規制極の少なくとも一方は現像剤担持体の長手方向において磁力勾配を有しており、磁力勾配に起因する現像剤担持体の長手方向における現像性の差を相殺する方向に、現像スリーブのディッピング時における下端側と上端側とを配置する。   In order to achieve the above object, the present invention is a developing device including a developer carrier and a regulating member. A developer carrying member includes a rotatable cylindrical developing sleeve disposed in a non-contact manner and opposed to the image carrier, and a magnetic pole member fixed in the developing sleeve so as not to rotate and having a plurality of magnetic poles in the circumferential direction of the developing sleeve. And having. The regulating member regulates the layer thickness of the developer layer formed on the developer carrying member. The developing sleeve is formed by dipping in a coating solution made of a resin material from one end side in the longitudinal direction and forming a coating layer on the outer peripheral surface by a dipping method in which the developing sleeve is pulled up from the other end side. The magnetic pole member includes a main pole disposed in the vicinity of the developing sleeve and the image carrier, and a regulation pole disposed in the proximity of the developing sleeve and the regulation member. At least one of the main electrode and the regulating electrode has a magnetic force gradient in the longitudinal direction of the developer carrying member, and the developing sleeve in a direction to cancel out the difference in developability in the longitudinal direction of the developer carrying member caused by the magnetic force gradient The lower end side and the upper end side during dipping are arranged.

本発明の第1の構成によれば、磁極部材の主極および規制極の少なくとも一方の長手方向における磁力勾配によって生じる、現像剤担持体の長手方向における現像性の差が、現像スリーブのコート層の膜厚の勾配によって相殺されるため、現像剤担持体の長手方向における現像性の差を解消することができ、画像の左右における濃度差を効果的に抑制可能となる。   According to the first configuration of the present invention, the difference in developability in the longitudinal direction of the developer carrier caused by the magnetic force gradient in the longitudinal direction of at least one of the main pole and the regulating pole of the magnetic pole member is caused by the coat layer of the developing sleeve. Therefore, the difference in developability in the longitudinal direction of the developer carrying member can be eliminated, and the density difference between the left and right sides of the image can be effectively suppressed.

本発明の現像装置14を備えた画像形成装置100の概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of the image forming apparatus 100 provided with the developing device 14 of this invention. 本発明の一実施形態に係る現像装置14の側面断面図Side surface sectional drawing of the developing device 14 which concerns on one Embodiment of this invention. 図2における現像ローラー25周辺の拡大図Enlarged view around the developing roller 25 in FIG. 現像装置14に用いられる現像ローラー25の側面断面図Side surface sectional view of the developing roller 25 used in the developing device 14 現像ローラー25の断面拡大図Cross-sectional enlarged view of the developing roller 25 ディッピング法により現像スリーブ25aに形成されたコート層61の膜厚を示す縦断面図A longitudinal sectional view showing the film thickness of the coating layer 61 formed on the developing sleeve 25a by the dipping method 射出成型で成型されたプラスチックマグネットの長手方向における磁力勾配を示す図The figure which shows the magnetic force gradient in the longitudinal direction of the plastic magnet molded by injection molding 実施例2における、出力画像の幅方向左右における画像濃度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the image density in the width direction right and left of an output image in Example 2. 実施例3における、出力画像の幅方向左右における画像濃度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the image density in the width direction right and left of an output image in Example 3.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の現像装置14が搭載される画像形成装置100(ここではモノクロプリンター)の概略構成を示す断面図であり、右側を画像形成装置の前方側として図示している。画像形成装置100の装置本体1aの下部には、積載された用紙を収容する給紙カセット2が配置されている。この給紙カセット2の上方には、装置本体1aの前方から後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて装置本体1aの上面に形成された排紙部3に至る用紙搬送路4が形成されている。この用紙搬送路4に沿って上流側から順に、ピックアップローラー5、フィードローラー6、中間搬送ローラー7、レジストローラー対8、画像形成部9、定着部10及び排出ローラー対21が配置されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus 100 (here, a monochrome printer) on which the developing device 14 of the present invention is mounted, and the right side is illustrated as the front side of the image forming apparatus. A sheet feeding cassette 2 that accommodates stacked sheets is disposed below the apparatus main body 1 a of the image forming apparatus 100. Above this paper feed cassette 2, there is formed a paper conveyance path 4 that extends substantially horizontally from the front to the rear of the apparatus main body 1a and further extends upward to reach the paper discharge unit 3 formed on the upper surface of the apparatus main body 1a. ing. A pickup roller 5, a feed roller 6, an intermediate transport roller 7, a registration roller pair 8, an image forming unit 9, a fixing unit 10, and a discharge roller pair 21 are arranged in this order along the paper transport path 4 from the upstream side.

給紙カセット2には、給紙カセット2に対して回動可能に支持された用紙積載板12が設けられている。用紙積載板12上に積載された用紙がピックアップローラー5によって用紙搬送路4に向けて送出され、ピックアップローラー5によって複数枚の用紙が同時に送出された場合には、フィードローラー6とリタードローラー13とによって用紙が捌かれ、最上位の1枚のみが搬送されるように構成されている。用紙搬送路4に送出された用紙は、中間搬送ローラー7によって装置本体1aの後方へと搬送方向を変えられてレジストローラー対8へと搬送され、レジストローラー対8によってタイミングを調整されて画像形成部9へと供給される。   The paper feed cassette 2 is provided with a paper stacking plate 12 that is rotatably supported with respect to the paper feed cassette 2. When the paper stacked on the paper stacking plate 12 is sent out toward the paper transport path 4 by the pickup roller 5, and when a plurality of papers are sent out simultaneously by the pickup roller 5, the feed roller 6, the retard roller 13, Thus, the sheet is rolled up and only the topmost sheet is conveyed. The sheet sent to the sheet conveyance path 4 is conveyed to the registration roller pair 8 by changing the conveyance direction to the rear of the apparatus main body 1a by the intermediate conveyance roller 7, and the timing is adjusted by the registration roller pair 8 to form an image. Supplied to section 9.

画像形成部9は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、図1において時計回り方向に回転可能に軸支された感光体ドラム11と、この感光体ドラム11の周囲に配置される帯電部15、現像装置14、クリーニング部17、用紙搬送路4を挟んで感光体ドラム11に対向するように配置される転写ローラー18、及び感光体ドラム11の上方に配置される光走査ユニット19から構成されており、現像装置14の上方には、現像装置14へトナーを補給するトナーコンテナ20が配置されている。   The image forming unit 9 forms a predetermined toner image on a sheet by an electrophotographic process, and includes a photosensitive drum 11 rotatably supported in a clockwise direction in FIG. 1 and a periphery of the photosensitive drum 11. The charging unit 15, the developing device 14, the cleaning unit 17, the transfer roller 18 disposed so as to face the photoconductive drum 11 across the paper conveyance path 4, and the photoconductive drum 11. The optical scanning unit 19 is provided, and a toner container 20 for supplying toner to the developing device 14 is disposed above the developing device 14.

帯電部15には、図示しない電源が接続された導電性ゴムローラー15aが備えられており、この導電性ゴムローラー15aが感光体ドラム11に当接するように配置されている。そして、感光体ドラム11が回転すると、導電性ゴムローラー15aが感光体ドラム11の表面に接触して従動回転し、この時、導電性ゴムローラー15aに所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム11の表面が一様に帯電させられることになる。   The charging unit 15 is provided with a conductive rubber roller 15 a to which a power source (not shown) is connected, and the conductive rubber roller 15 a is disposed so as to contact the photosensitive drum 11. When the photosensitive drum 11 rotates, the conductive rubber roller 15a comes into contact with the surface of the photosensitive drum 11 and rotates, and at this time, by applying a predetermined voltage to the conductive rubber roller 15a, the photosensitive member The surface of the drum 11 is uniformly charged.

次いで、パーソナルコンピューター等から入力された画像データに基づくビーム光が光走査ユニット19から感光体ドラム11上に射出され、感光体ドラム11上に静電潜像が形成される。現像装置14から供給されるトナーが静電潜像に付着して感光体ドラム11の表面にトナー像が形成される。そして、レジストローラー対8から、感光体ドラム11と転写ローラー18とで形成される転写ニップ部に用紙が所定のタイミングで供給され、転写ローラー18により用紙上に感光体ドラム11の表面のトナー像が転写される。   Next, beam light based on image data input from a personal computer or the like is emitted from the optical scanning unit 19 onto the photosensitive drum 11, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 11. The toner supplied from the developing device 14 adheres to the electrostatic latent image, and a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 11. Then, a sheet is supplied from the registration roller pair 8 to a transfer nip formed by the photosensitive drum 11 and the transfer roller 18 at a predetermined timing, and the toner image on the surface of the photosensitive drum 11 is formed on the sheet by the transfer roller 18. Is transcribed.

トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム11から分離されて定着部10に向けて搬送される。定着部10は、用紙搬送方向に対し画像形成部9の下流側に配置されており、ヒーター等の加熱手段により加熱される加熱ローラー13と、加熱ローラー13に圧接される加圧ローラー16とを有する。画像形成部9にてトナー像が転写された用紙は、加熱ローラー13及び加圧ローラー16によって加熱、加圧され、用紙に転写されたトナー像が定着される。   The sheet on which the toner image has been transferred is separated from the photosensitive drum 11 and conveyed toward the fixing unit 10. The fixing unit 10 is disposed on the downstream side of the image forming unit 9 with respect to the paper conveyance direction, and includes a heating roller 13 that is heated by a heating unit such as a heater, and a pressure roller 16 that is pressed against the heating roller 13. Have. The paper on which the toner image has been transferred by the image forming unit 9 is heated and pressed by the heating roller 13 and the pressure roller 16, and the toner image transferred to the paper is fixed.

画像形成された用紙は、排出ローラー対21によって排紙部3に排出される。一方、転写後に感光体ドラム11の表面に残留しているトナーはクリーニング部17により除去され、感光体ドラム11は帯電部15によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。   The paper on which the image is formed is discharged to the paper discharge unit 3 by the discharge roller pair 21. On the other hand, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 11 after the transfer is removed by the cleaning unit 17, the photosensitive drum 11 is charged again by the charging unit 15, and image formation is performed in the same manner.

図2は、画像形成装置100に用いられる本発明の一実施形態に係る現像装置14の概略構成を示す断面図である。現像装置14は、磁性一成分現像剤を収容する現像容器22と、現像剤(以下、トナーともいう)を攪拌および搬送する第1攪拌搬送部材23及び第2攪拌搬送部材24と、現像ローラー25と、規制ブレード41とを備えている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the developing device 14 according to the embodiment of the present invention used in the image forming apparatus 100. The developing device 14 includes a developing container 22 that contains a magnetic one-component developer, a first stirring and conveying member 23 and a second stirring and conveying member 24 that agitate and convey the developer (hereinafter also referred to as toner), and a developing roller 25. And a regulating blade 41.

第1及び第2攪拌搬送部材23、24は、現像容器22内に、仕切壁22bを挟んで回転可能に配設されている。また、第1及び第2攪拌搬送部材23、24は、軸方向に螺旋状に形成される螺旋羽根を備える。第1及び第2攪拌搬送部材23、24が回転すると、トナーが攪拌され、攪拌されたトナーが仕切壁22bの両端部に設けた第1連通部、第2連通部(図示せず)を介して、現像容器22内を長手方向(図2の紙面と垂直な方向)に循環し、トナー相互の摩擦によってトナーが帯電する。そして、第2攪拌搬送部材24によってトナーが現像ローラー25に供給される。   The first and second agitating / conveying members 23 and 24 are rotatably disposed in the developing container 22 with the partition wall 22b interposed therebetween. The first and second stirring and conveying members 23 and 24 include spiral blades that are spirally formed in the axial direction. When the first and second agitating and conveying members 23 and 24 rotate, the toner is agitated, and the agitated toner is passed through first and second communicating portions (not shown) provided at both ends of the partition wall 22b. The toner circulates in the developing container 22 in the longitudinal direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2), and the toner is charged by friction between the toners. Then, the toner is supplied to the developing roller 25 by the second stirring and conveying member 24.

現像ローラー25は、アルミニウム等の非磁性材料で円筒状に形成された現像スリーブ25aと、現像スリーブ25aに内蔵される磁極部材25b(いずれも図3参照)とを有している。また、現像ローラー25は、第2攪拌搬送部材24に隣接する位置で現像容器22内に回転可能に支持される。また、現像ローラー25は、現像容器22の開口から露出し、像担持体である感光体ドラム11に一定の間隔を有して対向している。この対向する領域には、現像ローラー25に担持されたトナーを感光体ドラム11に向けて供給するための現像領域Dが形成されている。   The developing roller 25 has a developing sleeve 25a formed in a cylindrical shape with a nonmagnetic material such as aluminum, and a magnetic pole member 25b (see FIG. 3) built in the developing sleeve 25a. Further, the developing roller 25 is rotatably supported in the developing container 22 at a position adjacent to the second stirring and conveying member 24. Further, the developing roller 25 is exposed from the opening of the developing container 22 and faces the photosensitive drum 11 that is an image carrier with a certain interval. A developing area D for supplying the toner carried on the developing roller 25 toward the photosensitive drum 11 is formed in the opposed area.

規制ブレード41は、現像ローラー25の表面に担持されたトナーを所定の層厚に規制するものであり、ブレード状をなし、現像ローラー25の回転方向に対し現像領域Dの上流側において、現像容器22の長手方向に沿って現像ローラー25の表面と所定の間隔を隔てて取り付けられている。規制ブレード41の材質としては、磁性体或いは非磁性体のSUS(ステンレス)等が用いられる。ここでは、非磁性体の規制ブレード41に永久磁石43(図3参照)を装着して磁性を付与している。   The regulating blade 41 regulates the toner carried on the surface of the developing roller 25 to a predetermined layer thickness. The regulating blade 41 has a blade shape and is located upstream of the developing region D with respect to the rotation direction of the developing roller 25. Along the longitudinal direction of 22, the surface of the developing roller 25 is attached at a predetermined interval. As the material of the regulating blade 41, magnetic or non-magnetic SUS (stainless steel) or the like is used. Here, a permanent magnet 43 (see FIG. 3) is attached to the non-magnetic regulating blade 41 to provide magnetism.

現像ローラー25の軸方向両端部には、サイドシール27が現像ローラー25の外周面に沿って略C字状に配置されている。サイドシール27は、フェルトやスポンジ等の弾性部材で形成される接触式シールであり、現像ローラー25の外周面に圧接させることで現像ローラー25の外周面と現像容器22との隙間からのトナーの漏出を防止する。   Side seals 27 are arranged in a substantially C shape along the outer peripheral surface of the developing roller 25 at both axial ends of the developing roller 25. The side seal 27 is a contact-type seal formed of an elastic member such as felt or sponge. The side seal 27 is brought into pressure contact with the outer peripheral surface of the developing roller 25 so that the toner from the gap between the outer peripheral surface of the developing roller 25 and the developing container 22 can be removed. Prevent leakage.

第2攪拌搬送部材24から供給されたトナーが現像ローラー25の表面に担持され、担持されたトナーは、規制ブレード41により一定の層厚に規制され、さらに、現像ローラー25の回転によって現像領域Dに向けて搬送される。現像ローラー25に所定のバイアス電圧が印加されることにより、現像ローラー25と感光体ドラム11との間に電位差が生じ、現像領域Dにおいて、現像ローラー25上のトナーは感光体ドラム11に供給され、感光体ドラム11上の静電潜像はトナー像に現像される。なお、現像容器22内のトナーが現像によって減少したときは、トナーコンテナ20(図1参照)内に貯留されたトナーがトナー補給口22aを介して第1搬送路22cの上流端に補給される。   The toner supplied from the second stirring / conveying member 24 is carried on the surface of the developing roller 25, and the carried toner is regulated to a constant layer thickness by the regulating blade 41, and further, the developing region D is rotated by the rotation of the developing roller 25. It is conveyed toward. By applying a predetermined bias voltage to the developing roller 25, a potential difference is generated between the developing roller 25 and the photosensitive drum 11, and the toner on the developing roller 25 is supplied to the photosensitive drum 11 in the developing region D. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 is developed into a toner image. When the toner in the developing container 22 is reduced by development, the toner stored in the toner container 20 (see FIG. 1) is replenished to the upstream end of the first transport path 22c through the toner replenishing port 22a. .

図3は、図2における現像ローラー25周辺の拡大図である。図3を用いて現像ローラー25上のトナー量の規制方法を詳細に説明する。現像ローラー25の内部に配置された磁極部材25bは、2つのN極(N1、N2)と、2つのS極(S1、S2)から成る4つの磁極を有している。S1極は主極と呼ばれ、感光体ドラム11と対向する現像領域Dに配置されている。   FIG. 3 is an enlarged view around the developing roller 25 in FIG. A method for regulating the amount of toner on the developing roller 25 will be described in detail with reference to FIG. The magnetic pole member 25b disposed inside the developing roller 25 has four magnetic poles including two N poles (N1, N2) and two S poles (S1, S2). The S1 pole is called the main pole, and is disposed in the development area D facing the photosensitive drum 11.

N1極は規制極と呼ばれ、規制ブレード41と現像ローラー25との隙間(ギャップ)により形成される規制部31での現像剤の密度を左右する磁界を発生させる。具体的には、永久磁石43のN極によって規制ブレード41の先端に誘起されたS極とN1極との間に引き合う方向の磁界が発生する。この磁界により、規制ブレード41と現像ローラー25との間にトナー及びキャリアがブラシ状に起立する、いわゆる磁気ブラシが形成される。なお、本実施例では現像ローラー25の回転方向に対し規制部31から若干上流側(現像ローラー25に沿って時計回り方向)にN1極を配置しているため、形成された磁気ブラシは直立せず斜めに寝た状態で規制部31を通過する。   The N1 pole is called a regulation pole, and generates a magnetic field that affects the density of the developer in the regulation section 31 formed by a gap (gap) between the regulation blade 41 and the developing roller 25. Specifically, a magnetic field in a direction attracting between the S pole and the N1 pole induced at the tip of the regulating blade 41 by the N pole of the permanent magnet 43 is generated. This magnetic field forms a so-called magnetic brush in which the toner and the carrier stand up like a brush between the regulating blade 41 and the developing roller 25. In this embodiment, the N1 pole is arranged slightly upstream from the restricting portion 31 with respect to the rotation direction of the developing roller 25 (clockwise direction along the developing roller 25). Without passing through the restricting portion 31 in an oblique state.

現像ローラー25が反時計回り方向に回転すると、磁気ブラシはN1極とS1極との間で発生する水平方向(ローラ周方向)の磁界によりローラー表面に沿って寝た状態で移動する。磁気ブラシがS1極の位置(現像領域D)まで来るとS1極の磁界により直立し、感光体ドラム11の表面に接触してトナー像を形成する。   When the developing roller 25 rotates counterclockwise, the magnetic brush moves along the roller surface by a horizontal (roller circumferential direction) magnetic field generated between the N1 pole and the S1 pole. When the magnetic brush reaches the position of the S1 pole (development region D), the magnetic brush stands upright by the magnetic field of the S1 pole and contacts the surface of the photosensitive drum 11 to form a toner image.

さらに現像ローラー25が反時計回りに回転すると、今度はS1極とN2極との間で発生する水平方向の磁界により磁気ブラシはドラム表面から引き離され、トナー像の形成に使われなかったトナーがキャリアと共に現像容器22の開口端と現像ローラー25との隙間から現像容器22内に回収される。S2極はキャッチ極と呼ばれ、第2攪拌搬送部材24(図2参照)から供給される現像剤を現像ローラー25に受け渡す。   When the developing roller 25 further rotates counterclockwise, this time, the magnetic brush is pulled away from the drum surface by the horizontal magnetic field generated between the S1 pole and the N2 pole, and the toner that has not been used to form the toner image is removed. Together with the carrier, the toner is collected in the developing container 22 through the gap between the opening end of the developing container 22 and the developing roller 25. The S2 pole is called a catch pole, and transfers the developer supplied from the second stirring and conveying member 24 (see FIG. 2) to the developing roller 25.

そして、N1極の磁界により再び現像ローラー25上に磁気ブラシが形成される。即ち、規制部31の間隔だけでなく、そこに発生する磁界によって現像ローラー25へのトナー付着量を厳密に制御している。   Then, a magnetic brush is formed again on the developing roller 25 by the magnetic field of the N1 pole. That is, not only the interval between the restricting portions 31 but also the amount of toner adhering to the developing roller 25 is strictly controlled by the magnetic field generated there.

次に、本発明の現像装置14に用いられる現像ローラー25について説明する。図4は、現像ローラー25の側面断面図であり、図5は、現像ローラー25の断面拡大図(図4におけるAA′矢視断面図)である。現像ローラー25は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の現像スリーブ25aの外周面にアルマイト層(アルミニウムの酸化被膜)45が形成されており、アルマイト層45の表面にはシリコン変性ポリウレタン樹脂或いはアクリル樹脂からなるコート層47が積層されている。なお、図4及び図5では現像スリーブ25a内の磁極部材25bは記載を省略している。   Next, the developing roller 25 used in the developing device 14 of the present invention will be described. 4 is a side cross-sectional view of the developing roller 25, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the developing roller 25 (cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. 4). The developing roller 25 has an alumite layer (aluminum oxide film) 45 formed on the outer peripheral surface of an aluminum or aluminum alloy developing sleeve 25a, and the surface of the anodized layer 45 is a coating made of a silicon-modified polyurethane resin or an acrylic resin. Layer 47 is laminated. 4 and 5, the magnetic pole member 25b in the developing sleeve 25a is not shown.

次に、現像ローラー25の製造方法について説明する。先ず、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒を切削、研磨等により所定の外径寸法の現像スリーブ25aに仕上げた後、酸水溶液中で陽極酸化処理を行うことにより表面にアルマイト層45を形成する。アルマイト層45は、中心に微細孔を有する六角柱状のセルの集合体であり、微細孔の底面がアルミ素地との界面(バリア層)となる。アルマイト層45は、現像ローラー25へ現像バイアスを印加する際のリークの発生を防止する。   Next, a method for manufacturing the developing roller 25 will be described. First, an aluminum or aluminum alloy cylinder is finished into a developing sleeve 25a having a predetermined outer diameter by cutting, polishing or the like, and then anodized in an acid aqueous solution to form an alumite layer 45 on the surface. The alumite layer 45 is an aggregate of hexagonal columnar cells having a fine hole in the center, and the bottom surface of the fine hole serves as an interface (barrier layer) with the aluminum substrate. The alumite layer 45 prevents the occurrence of leakage when a developing bias is applied to the developing roller 25.

アルマイト層45が厚すぎると、現像ローラー25全体の抵抗が大きくなって高電圧の現像バイアスを印加する必要が生じる。一方、アルマイト層45が薄すぎると、アルマイト層を均一に形成することができずリークが発生するおそれがある。従って、アルマイト層45の層厚は10μm〜20μm程度が好ましい。   If the alumite layer 45 is too thick, the resistance of the entire developing roller 25 becomes large, and it becomes necessary to apply a high-voltage developing bias. On the other hand, if the alumite layer 45 is too thin, the alumite layer cannot be formed uniformly and a leak may occur. Therefore, the layer thickness of the alumite layer 45 is preferably about 10 μm to 20 μm.

その後、アルマイト層45の表面を熱処理する。この熱処理は、後述するコート層47の乾燥工程の前に予めアルマイト層45にクラックを生じさせておくことで、乾燥工程においてアルマイト層45及びコート層47にクラックを生じさせないようにするものである。熱処理時間は、例えば乾燥工程に要する時間以上(例えば120℃で10分以上)の一定時間に定められており、全ての現像スリーブ25aに対して概ね一定量のクラックが生じる。   Thereafter, the surface of the alumite layer 45 is heat-treated. This heat treatment prevents cracks from occurring in the alumite layer 45 and the coat layer 47 in the drying step by causing cracks in the alumite layer 45 in advance before the drying step of the coat layer 47 described later. . The heat treatment time is set to a certain time, for example, a time required for the drying process or more (for example, 10 minutes or more at 120 ° C.), and a substantially constant amount of cracks are generated in all the developing sleeves 25a.

熱処理の後、アルマイト層45の表面にコート層47を形成する。コート層47は、現像スリーブ23a上に供給されたトナーのアルマイト層45への固着を抑制する。さらに、コート層47が現像剤に与える機械的ストレスは金属表面に比べて少ないため、現像剤搬送量を増加させたときの現像ローラー25からのトナー回収性の向上と現像剤の劣化防止との両立を図ることができる。   After the heat treatment, a coat layer 47 is formed on the surface of the alumite layer 45. The coat layer 47 suppresses adhesion of the toner supplied on the developing sleeve 23a to the alumite layer 45. Furthermore, since the mechanical stress applied to the developer by the coat layer 47 is less than that on the metal surface, improvement in toner recovery from the developing roller 25 and prevention of developer deterioration when the developer conveyance amount is increased. Both can be achieved.

コート層47の材質としては、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられるが、正帯電トナーの樹脂材料と帯電性が近く、トナーの剥離性が良好であるとともに、後述するディッピング法によるコーティングが可能なアルコール可溶性ナイロン樹脂が好ましい。   Examples of the material of the coat layer 47 include nylon resin, urethane resin, acrylic resin, melamine resin, silicon resin, and fluorine resin. However, the chargeability is close to the resin material of the positively charged toner, and the toner releasability is good. In addition, an alcohol-soluble nylon resin that can be coated by a dipping method described later is preferable.

なお、コート層47には抵抗調整剤として誘電率10以上の導電材を含有させて、コート層47の体積抵抗値を調整し、且つ抵抗ムラを抑制している。抵抗調整剤としてはカーボンブラックや酸化チタン、繊維形状のチタン酸カリウム等が挙げられる。これにより、トナー層の帯電状態の安定化とトナー回収時における剥離性の向上を図ることができる。コート層47の体積抵抗値としては、現像ローラー25表面の残留電荷を適度に滞留可能な104〜108Ω程度が好ましい。 In addition, the coating layer 47 contains a conductive material having a dielectric constant of 10 or more as a resistance adjusting agent, thereby adjusting the volume resistance value of the coating layer 47 and suppressing resistance unevenness. Examples of the resistance adjuster include carbon black, titanium oxide, and fiber-shaped potassium titanate. As a result, it is possible to stabilize the charged state of the toner layer and improve the releasability during toner recovery. The volume resistance value of the coat layer 47 is preferably about 10 4 to 10 8 Ω that can appropriately retain the residual charge on the surface of the developing roller 25.

本発明では、コート層47をディッピング法により形成する。具体的には、アルマイト層45が形成された現像スリーブ25aを一端側からコート液中にディッピングし、他端側から引き上げる。その後、コート液がコーティングされた現像スリーブ25aを所定温度で所定時間(例えば130℃で10分)乾燥させる乾燥工程を行い、膜厚が約2〜11μmのコート層47を形成する。   In the present invention, the coat layer 47 is formed by dipping. Specifically, the developing sleeve 25a on which the alumite layer 45 is formed is dipped into the coating liquid from one end side and pulled up from the other end side. Thereafter, a drying process is performed in which the developing sleeve 25a coated with the coating liquid is dried at a predetermined temperature for a predetermined time (eg, 130 ° C. for 10 minutes) to form a coat layer 47 having a film thickness of about 2 to 11 μm.

上記のディッピング法でコート層47を作成した現像ローラー25は、図6に示すように、ディッピング時の下端側(図6の左端)が現像ローラー25の長手方向の中央部分よりもコート層47の膜厚が厚くなる傾向にある。つまり、ディッピング時の下端側では現像ローラー25の外径が大きくなるため、感光体ドラム−現像ローラー間(現像領域D)の距離が近くなる。その結果、現像ローラー25はディッピング時の下端側で電界強度が大きくなるため現像性が良くなる。このため、ディッピング法によりコート層47が形成された現像ローラー25では、ディッピング時の上端側よりも下端側で現像性が良くなり、逆カブリ性能は悪化する。なお、本明細書中において「現像性」とは、現像ローラー25から感光体ドラム11へのトナー飛翔性(移動性)を意味する。   As shown in FIG. 6, the developing roller 25 in which the coating layer 47 is formed by the above-described dipping method has a lower end side (left end in FIG. 6) at the time of dipping of the coating layer 47 than the central portion in the longitudinal direction of the developing roller 25. The film thickness tends to increase. That is, since the outer diameter of the developing roller 25 is increased on the lower end side during dipping, the distance between the photosensitive drum and the developing roller (developing region D) is reduced. As a result, the developing roller 25 is improved in developability because the electric field strength increases on the lower end side during dipping. For this reason, in the developing roller 25 in which the coat layer 47 is formed by the dipping method, the developability is improved on the lower end side than the upper end side at the time of dipping, and the reverse fogging performance is deteriorated. In the present specification, “developability” means toner flying property (movability) from the developing roller 25 to the photosensitive drum 11.

一方、磁極部材25bとして、射出成型で成型されたプラスチックマグネットを用いる場合、長手方向の磁力分布に偏りが発生する。図7は、磁極部材25bに用いるプラスチックマグネットの長手方向の磁力分布を示すグラフである。   On the other hand, when a plastic magnet molded by injection molding is used as the magnetic pole member 25b, the magnetic force distribution in the longitudinal direction is biased. FIG. 7 is a graph showing the magnetic force distribution in the longitudinal direction of the plastic magnet used for the magnetic pole member 25b.

図7に示すように、射出成型で成型されたプラスチックマグネットでは、長手方向のゲート側の端部に比べて反ゲート側の端部で磁力が高くなる磁力勾配が生じる。   As shown in FIG. 7, in a plastic magnet molded by injection molding, a magnetic force gradient is generated in which the magnetic force is higher at the end on the opposite gate side than at the end on the gate side in the longitudinal direction.

このプラスチックマグネットを磁極部材25bの主極(図3のS1極)として用いた場合、磁力の高い側の端部(反ゲート側)においてトナーを引き付ける磁気吸引力が強くなるため、トナー飛翔性が低下し、結果として現像性が低下する。一方、磁力の低い側の端部(ゲート側)において磁気吸引力が弱くなるため、トナー飛翔性が向上し、結果として現像性が向上する。つまり、現像ローラー25の長手方向において現像性に差が生じ、出力画像の左右で濃度差が発生する。また、磁力の低い側の端部(ゲート側)では磁力の高い側の端部(反ゲート側)に比べて逆カブリ性能が悪化するため、現像ローラー25の長手方向において逆カブリ性能にも差が生じる。   When this plastic magnet is used as the main pole (S1 pole in FIG. 3) of the magnetic pole member 25b, the magnetic attraction force that attracts toner at the end portion on the high magnetic force side (the anti-gate side) becomes strong, so that the toner flying property is improved. As a result, the developability decreases. On the other hand, since the magnetic attraction force becomes weak at the end portion (gate side) on the low magnetic force side, the toner flying property is improved, and as a result, the developing property is improved. That is, a difference in developability occurs in the longitudinal direction of the developing roller 25, and a density difference occurs between the left and right sides of the output image. Further, since the reverse fog performance is deteriorated at the end portion on the low magnetic force side (gate side) as compared with the end portion on the high magnetic force side (counter gate side), the reverse fog performance in the longitudinal direction of the developing roller 25 is also different. Occurs.

そこで、本実施形態では、プラスチックマグネットを磁極部材25bの主極(S1極)として用いる場合、ディッピング法によってコート層47が形成された現像ローラー25の、ディッピング時の下端側(図6の左端)にプラスチックマグネットの磁力が高い側(反ゲート側)を配置するようにした。即ち、プラスチックマグネットの磁力が高い側においてコート層47の膜厚が大きくなり、磁力が低い側においてコート層47の膜厚が小さくなるように現像スリーブ25aと磁極部材25bの主極(S1極)の方向を規定した。   Therefore, in this embodiment, when a plastic magnet is used as the main pole (S1 pole) of the magnetic pole member 25b, the lower end side (left end in FIG. 6) of the developing roller 25 on which the coating layer 47 is formed by the dipping method. The side where the magnetic force of the plastic magnet is high (the anti-gate side) is arranged. That is, the main pole (S1 pole) of the developing sleeve 25a and the magnetic pole member 25b so that the film thickness of the coat layer 47 is large on the side where the magnetic force of the plastic magnet is high and the film thickness of the coat layer 47 is small on the side where the magnetic force is low. The direction of was defined.

これにより、磁極部材25bの主極(S1極)の長手方向における磁力勾配によって生じるトナーの飛翔性の差が、現像スリーブ25aのコート層47の膜厚の勾配によって相殺されるため、現像ローラー25の長手方向における現像性および逆カブリ性の差を解消することができ、画像の左右における濃度差や逆カブリ現象を効果的に抑制可能となる。   As a result, the difference in toner flying properties caused by the magnetic gradient in the longitudinal direction of the main pole (S1 pole) of the magnetic pole member 25b is offset by the gradient in the film thickness of the coat layer 47 of the developing sleeve 25a. The difference in developability and reverse fogging in the longitudinal direction of the image can be eliminated, and the difference in density between the left and right sides of the image and the reverse fog phenomenon can be effectively suppressed.

また、プラスチックマグネットを磁極部材25bの規制極(図3のN1極)として用いた場合、磁力の高い側の端部(反ゲート側)において現像ローラー25上のトナー搬送量が低下し、トナーの帯電量が上昇する。つまり、磁力の高い側の端部(反ゲート側)では、感光体ドラム−現像ローラー間(現像領域D)を通過するトナーの絶対量は減少するが、現像領域Dの電界に対する応答性の向上により現像性が向上する。その結果、現像ローラー25の長手方向において現像性に差が生じ、出力画像の左右で濃度差が発生する。   In addition, when a plastic magnet is used as the regulating pole (N1 pole in FIG. 3) of the magnetic pole member 25b, the toner conveyance amount on the developing roller 25 is reduced at the end portion on the high magnetic force side (on the opposite gate side), and The amount of charge increases. That is, the absolute amount of toner passing between the photosensitive drum and the developing roller (developing area D) is reduced at the end portion on the high magnetic force side (on the opposite gate side), but the response to the electric field in the developing area D is improved. This improves the developability. As a result, a difference in developability occurs in the longitudinal direction of the developing roller 25, and a density difference occurs between the left and right of the output image.

そこで、本実施形態では、プラスチックマグネットを磁極部材25bの規制極(N1極)として用いる場合、ディッピング法によってコート層47が形成された現像ローラー25の、ディッピング時の上端側(図6の右端)にプラスチックマグネットの磁力が高い側(反ゲート側)を配置するようにした。即ち、プラスチックマグネットの磁力が高い側においてコート層47の膜厚が小さくなり、磁力が低い側においてコート層47の膜厚が大きくなるように現像スリーブ25aと磁極部材25bの規制極(N1極)の方向を規定した。   Therefore, in the present embodiment, when a plastic magnet is used as the regulation pole (N1 pole) of the magnetic pole member 25b, the upper end side (right end in FIG. 6) of the developing roller 25 on which the coating layer 47 is formed by the dipping method. The side where the magnetic force of the plastic magnet is high (the anti-gate side) is arranged. That is, the regulation pole (N1 pole) of the developing sleeve 25a and the magnetic pole member 25b so that the film thickness of the coat layer 47 is small on the side where the magnetic force of the plastic magnet is high and the film thickness of the coat layer 47 is large on the side where the magnetic force is low. The direction of was defined.

これにより、磁極部材25bの規制極(N1極)の長手方向における磁力勾配によって生じる現像性の差が、現像スリーブ25aのコート層47の膜厚の勾配によって相殺されるため、現像ローラー25の長手方向における現像性の差を解消することができ、画像の左右における濃度差を効果的に抑制可能となる。   Thereby, the difference in developability caused by the magnetic gradient in the longitudinal direction of the regulation pole (N1 pole) of the magnetic pole member 25b is offset by the gradient of the film thickness of the coat layer 47 of the developing sleeve 25a. The difference in developability in the direction can be eliminated, and the density difference between the left and right sides of the image can be effectively suppressed.

その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、プラスチックマグネットを用いる磁極部材25bの主極(S1極)及び規制極(N1極)の両方の磁力勾配を相殺するように、現像スリーブ25aと主極(S1極)、及び現像スリーブ25aと規制極(N1極)の方向を規定したが、磁極部材25bの主極(S1極)または規制極(N1極)のいずれか一方の磁力勾配を相殺するように現像スリーブ25aの方向を規定しても画像の左右における濃度差や逆カブリ現象の抑制効果が期待できる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above embodiment, the developing sleeve 25a and the main pole (S1 pole), so as to cancel the magnetic gradient of both the main pole (S1 pole) and the regulation pole (N1 pole) of the magnetic pole member 25b using a plastic magnet, Although the direction of the developing sleeve 25a and the regulation pole (N1 pole) is defined, the development sleeve 25a is arranged so as to cancel the magnetic force gradient of either the main pole (S1 pole) or the regulation pole (N1 pole) of the magnetic pole member 25b. Even if the direction is defined, the effect of suppressing the difference in density between the left and right sides of the image and the reverse fog phenomenon can be expected.

また、上記実施形態では、本発明を磁性一成分現像方式の現像装置14に適用した例について説明したが、本発明は磁性一成分現像方式に限らず、磁性キャリアと非磁性トナーとを含む二成分現像剤を用い、現像ローラー上に磁性キャリアと非磁性トナーから成る磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを用いて感光体ドラム上の静電潜像を現像する二成分現像方式の現像装置にも同様に適用可能である。   In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the developing device 14 of the magnetic one-component developing system has been described. However, the present invention is not limited to the magnetic one-component developing system, and includes a magnetic carrier and a non-magnetic toner. In a two-component developing type developing device that uses a component developer, forms a magnetic brush composed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner on a developing roller, and develops an electrostatic latent image on a photosensitive drum using the magnetic brush. Is equally applicable.

また、本発明は図1に示したモノクロプリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、カラープリンター、カラー複写機、ファクシミリ等の、現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明する。   The present invention is not limited to the monochrome printer shown in FIG. 1, and can be applied to various image forming apparatuses having a developing device such as a digital or analog monochrome copying machine, a color printer, a color copying machine, and a facsimile. is there. Hereinafter, the effects of the present invention will be described more specifically with reference to examples.

(現像ローラーの作製)
直径20mmのアルミニウム素管から成る現像スリーブ25aの外周面にアルマイト処理を施して、厚さ10μmのアルマイト層45を形成し、アルマイト層45の表面を120℃で10分以上熱処理した。一方、結着樹脂としてアルコール可溶性ナイロン樹脂(CM8000、東レ製)100重量部、導電材として酸化チタン(ET−300W、石原産業製)100重量部、および分散媒としてメタノール800重量部を、ボールミル(φ1mmのジルコニアビーズ)にて48時間混合、分散させてコート液を調製した。次いで、アルマイト処理された現像スリーブ25aを、円筒形状の軸方向が鉛直方向に沿うようにして一端側からコート液中にディッピング(浸漬)し、他端側から引き上げた後、130℃で10分間乾燥させて、アルマイト層45の表面に膜厚が約2〜11μmのコート層47を形成した。
(Development roller development)
Alumite treatment was performed on the outer peripheral surface of the developing sleeve 25a made of an aluminum tube having a diameter of 20 mm to form an alumite layer 45 having a thickness of 10 μm, and the surface of the alumite layer 45 was heat-treated at 120 ° C. for 10 minutes or more. On the other hand, 100 parts by weight of an alcohol-soluble nylon resin (CM8000, manufactured by Toray Industries Inc.) as a binder resin, 100 parts by weight of titanium oxide (ET-300W, manufactured by Ishihara Sangyo) as a conductive material, and 800 parts by weight of methanol as a dispersion medium, The coating solution was prepared by mixing and dispersing for 48 hours using zirconia beads having a diameter of 1 mm. Next, the anodized developing sleeve 25a is dipped (immersed) in the coating solution from one end side so that the axial direction of the cylindrical shape is along the vertical direction, pulled up from the other end side, and then at 130 ° C. for 10 minutes. By drying, a coat layer 47 having a thickness of about 2 to 11 μm was formed on the surface of the alumite layer 45.

アルマイト層45及びコート層47が形成された現像スリーブ25a内に、磁極部材25bを構成するS1、S2、N1、N2として射出成型により成型されたプラスチックマグネットを配置して現像ローラー25を作製した。このとき、主極S1の長手方向の磁力が高い側に現像ローラー25のディッピング時の下端側を配置したものを本発明1、主極S1の長手方向の磁力が高い側に現像スリーブ25aのディッピング時の上端側を配置したものを比較例1とした。また、アルマイト層45の表面にスプレーコーティングによってコート層47を形成した現像スリーブ25a(コート層47の膜厚が長手方向において略均一)を用いたものを比較例2とした。   In the developing sleeve 25a on which the alumite layer 45 and the coat layer 47 were formed, plastic magnets molded by injection molding as S1, S2, N1, and N2 constituting the magnetic pole member 25b were arranged to produce the developing roller 25. At this time, the lower end side of the developing roller 25 when dipping the developing roller 25 is arranged on the side where the magnetic force in the longitudinal direction of the main pole S1 is high, and the developing sleeve 25a is dipped on the side where the magnetic force in the longitudinal direction is high. The one in which the upper end side of the hour is arranged is referred to as Comparative Example 1. Further, Comparative Example 2 was used in which a developing sleeve 25a (the thickness of the coating layer 47 was substantially uniform in the longitudinal direction) in which the coating layer 47 was formed on the surface of the alumite layer 45 by spray coating was used.

(画像濃度差の評価1)
実施例1で作製した本発明1、比較例1、比較例2の現像ローラー25のいずれかを装着し、粒径6.8μmの正帯電性トナーのみから成る磁性一成分現像剤を用いた磁性一成分現像方式の現像装置14(図2参照)を作製した。これらの現像装置14を図1に示したような試験機に搭載し、常温常湿環境下(25℃、50%)で現像装置14に現像剤を充填した直後にテスト画像(25mm×25mmのベタパッチ画像)を出力し、出力画像の幅方向左右における画像濃度(ID;イメージデンシティ)を、反射濃度計により測定した。
(Evaluation of image density difference 1)
A magnetic one-component developer comprising only the positively chargeable toner having a particle size of 6.8 μm, equipped with any of the developing roller 25 of the present invention 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 prepared in Example 1, was used. A one-component developing type developing device 14 (see FIG. 2) was produced. These developing devices 14 are mounted on a testing machine as shown in FIG. 1, and a test image (25 mm × 25 mm) is immediately after the developing device 14 is filled with a developer in a normal temperature and humidity environment (25 ° C., 50%). A solid patch image) was output, and the image density (ID; image density) on the left and right in the width direction of the output image was measured with a reflection densitometer.

画像出力条件は、プリント速度を30枚/min、ドラム線速を180mm/sec、ドラム表面電位(V0)を+200V、画像部電位(VL)を+10Vとし、現像ローラー25に印加される現像バイアスの交流成分を1200V、周波数3.0kHz、Duty比50%、直流成分を130Vとした。また、感光体ドラム11としては有機感光層(OPC)を形成したOPCドラムを使用し、現像ローラー−感光体ドラム間のギャップ0.3mm、感光体ドラム11に対する現像ローラー25の線速比S/Dを1.5(順回転)とした。試験結果を図8に示す。なお、図8では主極S1であるプラスチックマグネットの長手方向において磁力が高い側を「右側」とする。   The image output conditions are as follows: the printing speed is 30 sheets / min, the drum linear speed is 180 mm / sec, the drum surface potential (V0) is +200 V, the image portion potential (VL) is +10 V, and the developing bias applied to the developing roller 25 is The AC component was 1200 V, the frequency was 3.0 kHz, the duty ratio was 50%, and the DC component was 130 V. Further, an OPC drum having an organic photosensitive layer (OPC) formed thereon is used as the photosensitive drum 11, the gap between the developing roller and the photosensitive drum is 0.3 mm, and the linear speed ratio S / of the developing roller 25 with respect to the photosensitive drum 11. D was set to 1.5 (forward rotation). The test results are shown in FIG. In FIG. 8, the side on which the magnetic force is high in the longitudinal direction of the plastic magnet, which is the main pole S1, is referred to as the “right side”.

図8から明らかなように、主極S1の長手方向の磁力が高い側に現像スリーブ25aのディッピング時の下端側を配置した本発明の現像装置14では、出力画像の左側(図8の斜線領域)、中央(図8の白抜き領域)、及び右側(図8のドット領域)の画像濃度に大きな差は見られず、出力画像の幅方向左右における画像濃度差を解消することができた。   As is clear from FIG. 8, in the developing device 14 of the present invention in which the lower end side during the dipping of the developing sleeve 25a is arranged on the side where the magnetic force in the longitudinal direction of the main pole S1 is high, the left side of the output image (the hatched area in FIG. 8). ), The center (the white area in FIG. 8), and the right side (the dot area in FIG. 8) did not show a large difference in image density, and the image density difference between the left and right in the width direction of the output image could be eliminated.

一方、主極S1の長手方向の磁力が高い側に現像スリーブ25aのディッピング時の上端側を配置した比較例1の現像装置14では、出力画像の左側から右側に向かうにつれて画像濃度が低下し、出力画像の幅方向左右における画像濃度差はより大きくなった。また、スプレーコーティングによって略均一なコート層47を形成した現像スリーブ25aを用いた比較例2の現像装置14では、比較例1ほどではないが、本発明に比べて出力画像の幅方向左右における画像濃度差が生じた。   On the other hand, in the developing device 14 of Comparative Example 1 in which the upper end side during dipping of the developing sleeve 25a is arranged on the side where the magnetic force in the longitudinal direction of the main pole S1 is high, the image density decreases from the left side to the right side of the output image, The difference in image density between the left and right in the width direction of the output image became larger. Further, in the developing device 14 of the comparative example 2 using the developing sleeve 25a in which the substantially uniform coat layer 47 is formed by spray coating, although not as much as the comparative example 1, the image on the left and right in the width direction of the output image is compared with the present invention. A concentration difference occurred.

(画像濃度差の評価2)
実施例1の手順によってアルマイト層45及びコート層47が形成された現像スリーブ25a内に、磁極部材25bを構成するS1、S2、N1、N2として射出成型により成型されたプラスチックマグネットを配置して現像ローラー25を作製した。このとき、規制極N1の長手方向の磁力が高い側に現像ローラー25のディッピング時の上端側を配置したものを本発明2、規制極N1の長手方向の磁力が高い側に現像スリーブ25aのディッピング時の下端側を配置したものを比較例3とした。また、アルマイト層45の表面にスプレーコーティングによってコート層47を形成した現像スリーブ25a(コート層47の膜厚が長手方向において略均一)を用いたものを比較例2とした。
(Evaluation of image density difference 2)
In the developing sleeve 25a in which the alumite layer 45 and the coat layer 47 are formed by the procedure of Example 1, plastic magnets molded by injection molding as S1, S2, N1, and N2 constituting the magnetic pole member 25b are arranged and developed. A roller 25 was produced. At this time, an arrangement in which the upper end side during the dipping of the developing roller 25 is arranged on the side where the magnetic force in the longitudinal direction of the regulation pole N1 is high is dipping the developing sleeve 25a on the side where the longitudinal magnetic force of the regulation pole N1 is high. The one in which the lower end side of the hour is arranged is referred to as Comparative Example 3. Further, Comparative Example 2 was used in which a developing sleeve 25a (the thickness of the coating layer 47 was substantially uniform in the longitudinal direction) in which the coating layer 47 was formed on the surface of the alumite layer 45 by spray coating was used.

本発明2、比較例2、比較例3の現像ローラー25のいずれかを装着し、粒径6.8μmの正帯電性トナーのみから成る磁性一成分現像剤を用いた磁性一成分現像方式の現像装置14(図2参照)を作製した。これらの現像装置14を図1に示したような試験機に搭載し、常温常湿環境下(25℃、50%)で現像装置14に現像剤を充填した直後にテスト画像(25mm×25mmのベタパッチ画像)を出力し、出力画像の幅方向左右における画像濃度(ID;イメージデンシティ)を、反射濃度計により測定した。画像形成条件は実施例2と同様とした。結果を図9に示す。なお、図9では規制極N1であるプラスチックマグネットの長手方向において磁力が高い側を「右側」とする。   Development of a magnetic one-component development system using any one of the developing roller 25 of the present invention 2, comparative example 2, and comparative example 3 and using a magnetic one-component developer composed only of a positively charged toner having a particle size of 6.8 μm. A device 14 (see FIG. 2) was produced. These developing devices 14 are mounted on a testing machine as shown in FIG. 1, and a test image (25 mm × 25 mm) is immediately after the developing device 14 is filled with a developer in a normal temperature and humidity environment (25 ° C., 50%). A solid patch image) was output, and the image density (ID; image density) on the left and right in the width direction of the output image was measured with a reflection densitometer. The image forming conditions were the same as in Example 2. The results are shown in FIG. In FIG. 9, the side on which the magnetic force is high in the longitudinal direction of the plastic magnet that is the regulation pole N <b> 1 is the “right side”.

図9から明らかなように、規制極N1の長手方向の磁力が高い側に現像スリーブ25aのディッピング時の上端側を配置した本発明の現像装置14では、出力画像の左側(図9の斜線領域)、中央(図9の白抜き領域)、及び右側(図9のドット領域)の画像濃度に大きな差は見られず、出力画像の幅方向左右における画像濃度差を解消することができた。   As is apparent from FIG. 9, in the developing device 14 of the present invention in which the upper end side of the developing sleeve 25a is placed on the side where the magnetic force in the longitudinal direction of the regulation pole N1 is high, the left side of the output image (the hatched area in FIG. 9) ), The center (the white area in FIG. 9), and the right side (the dot area in FIG. 9) did not show a large difference in image density, and the image density difference between the left and right in the width direction of the output image could be eliminated.

一方、規制極N1の長手方向の磁力が高い側に現像スリーブ25aのディッピング時の下端側を配置した比較例3の現像装置14では、出力画像の左側から右側に向かうにつれて画像濃度が上昇し、出力画像の幅方向左右における画像濃度差はより大きくなった。また、スプレーコーティングによって略均一なコート層47を形成した現像スリーブ25aを用いた比較例2の現像装置14では、比較例3ほどではないが、本発明に比べて出力画像の幅方向左右における画像濃度差が生じた。   On the other hand, in the developing device 14 of Comparative Example 3 in which the lower end side during dipping of the developing sleeve 25a is arranged on the side where the magnetic force in the longitudinal direction of the regulation pole N1 is high, the image density increases from the left side to the right side of the output image, The difference in image density between the left and right in the width direction of the output image became larger. Further, in the developing device 14 of the comparative example 2 using the developing sleeve 25a in which the substantially uniform coat layer 47 is formed by spray coating, although not as much as the comparative example 3, the image on the left and right in the width direction of the output image is compared with the present invention. A concentration difference occurred.

なお、上記の実施例では本発明を磁性一成分現像方式の現像装置14に適用した場合の効果について説明したが、磁性キャリアと非磁性トナーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像方式の現像装置に適用した場合にも同様の効果が確認されている。   In the above embodiment, the effect of applying the present invention to the developing device 14 of the magnetic one-component developing method has been described. However, the two-component developing method using a two-component developer containing a magnetic carrier and a non-magnetic toner is used. The same effect has been confirmed when applied to a developing device.

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、現像剤担持体内に配置されるマグネットの磁力勾配に起因する現像性や逆カブリ性のバラツキを簡易な構成で抑制できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することができる。   The present invention is applicable to a developing device used in a copying machine, a printer, a facsimile, a composite machine thereof, and an image forming apparatus including the developing device. To provide a developing device capable of suppressing variations in developability and reverse fogging caused by a magnetic force gradient of a magnet disposed in a developer carrying body by using the present invention, and an image forming apparatus including the same. Can do.

14 現像装置
22 現像容器
22a トナー補給口
22b 仕切壁
22c 第1搬送路
22g 内側壁
23 第1攪拌搬送部材
24 第2攪拌搬送部材
25 現像ローラー(現像剤担持体)
25a 現像スリーブ
25b 磁極部材
27 サイドシール
31 規制部
29 規制ブレード(規制部材)
45 アルマイト層
47 コート層
100 画像形成装置
S1 主極
N1 規制極
14 Developing Device 22 Developing Container 22a Toner Supply Port 22b Partition Wall 22c First Conveying Path 22g Inner Wall 23 First Agitation Conveying Member 24 Second Agitation Conveying Member 25 Developing Roller (Developer Carrier)
25a Development sleeve 25b Magnetic pole member 27 Side seal 31 Restriction part 29 Restriction blade (regulation member)
45 Anodized layer 47 Coat layer 100 Image forming device S1 Main electrode N1 Regulating electrode

Claims (4)

像担持体に非接触で対向配置される回転可能な円筒状の現像スリーブと、
該現像スリーブ内に回転不能に固定され、前記現像スリーブの周方向に、前記現像スリーブと前記像担持体との近接部に配置される主極と、前記現像スリーブと前記規制部材との近接部に配置される規制極と、を含む複数の磁極を有する磁極部材と、
を有する現像剤担持体と、
該現像剤担持体上に形成される現像剤層の層厚を規制する規制部材と、
を備えた現像装置の製造方法であって、
前記現像スリーブ長手方向の一端側から樹脂材料から成るコート液中にディッピングし、他端側から引き上げるディッピング法によって、前記現像スリーブの外周面に前記トナー担持体のディッピング時における下端側の膜厚が前記トナー担持体の長手方向の中央部分の膜厚よりも厚くなるようなコート層を形成し
前記主極が前記現像剤担持体の長手方向において磁力勾配を有する場合、前記主極の長手方向において磁力が高い側に前記現像スリーブのディッピング時における下端側配置し、
前記規制極が前記現像剤担持体の長手方向において磁力勾配を有する場合、前記規制極の長手方向において磁力が高い側に前記現像スリーブのディッピング時における上端側配置することを特徴とする現像装置の製造方法。
A rotatable cylindrical developing sleeve that is disposed to face the image carrier in a non-contact manner;
A main pole fixed in the developing sleeve in a non-rotatable manner and disposed in the vicinity of the developing sleeve and the image carrier in the circumferential direction of the developing sleeve, and a proximity of the developing sleeve and the regulating member A magnetic pole member having a plurality of magnetic poles including a regulating pole disposed on
A developer carrier having
A regulating member that regulates the layer thickness of the developer layer formed on the developer carrier;
A method for producing a developing device comprising :
The developing sleeve is dipped in a coating solution made of a resin material from one end side in the longitudinal direction and is pulled up from the other end side, and the film thickness on the lower end side when the toner carrier is dipped on the outer peripheral surface of the developing sleeve. Forming a coat layer that is thicker than the film thickness of the central portion in the longitudinal direction of the toner carrier ,
When the main pole has a magnetic force gradient in the longitudinal direction of the developer carrier, the lower end side during dipping of the developing sleeve is arranged on the side where the magnetic force is higher in the longitudinal direction of the main pole ,
If the regulating pole has a magnetic force gradient in the longitudinal direction of the developer carrier, a developing apparatus characterized by disposing the upper side at the time of the dipping of the developing sleeve to force the higher side in the longitudinal direction of the regulating pole Manufacturing method.
前記主極および前記規制極の少なくとも一方を構成する磁石は、樹脂材料中に磁性粉を分散させたプラスチックマグネットであることを特徴とする請求項1に記載の現像装置の製造方法2. The method of manufacturing a developing device according to claim 1, wherein the magnet constituting at least one of the main electrode and the regulating electrode is a plastic magnet in which magnetic powder is dispersed in a resin material. 前記コート層はアルコール可溶性ナイロンで形成されており、前記コート層中に酸化チタンが分散されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像装置の製造方法The method for manufacturing a developing device according to claim 1, wherein the coat layer is formed of alcohol-soluble nylon, and titanium oxide is dispersed in the coat layer. 前記現像スリーブは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にアルマイト層を形成し、該アルマイト層の表面に前記コート層を形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の現像装置の製造方法4. The developing sleeve according to claim 1, wherein an alumite layer is formed on an outer peripheral surface made of aluminum or an aluminum alloy, and the coat layer is formed on a surface of the alumite layer. A method for manufacturing a developing device.
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