JP6460023B2 - Developing device and image forming apparatus having the same - Google Patents
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Description
本発明は、現像装置、およびこれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus including the developing device.
従来、電子写真方式が採用されたプリンターや複写機等の画像形成装置は、静電潜像を担持する感光体ドラムと、感光体ドラムにトナーを供給し静電潜像をトナー像に顕在化する現像装置と、該感光体ドラムからトナー像をシートに転写する転写装置と、を備える。 Conventionally, image forming apparatuses such as printers and copiers that employ an electrophotographic method have a photosensitive drum carrying an electrostatic latent image, and toner is supplied to the photosensitive drum so that the electrostatic latent image becomes visible as a toner image. And a transfer device that transfers a toner image from the photosensitive drum to a sheet.
特許文献1には、感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラーと、現像ローラーに現像剤を供給する搬送ローラーと、が開示されている。また、現像ローラーおよび搬送ローラーは、いずれも複数の磁極を備え固定された磁石と、磁石の周囲を回転するスリーブと、を備えている。搬送ローラーに対向して配置された層厚規制部材によって、搬送ローラー上の現像剤の層厚が規制される。そして、搬送ローラーから現像ローラーへの現像剤の供給は、搬送ローラー側の第1のS極と現像ローラー側の第1のN極との間で発生する磁力によって行われる。また、現像ローラーから搬送ローラーへの現像剤の回収は、現像ローラー側の第2のN極と搬送ローラー側の第2のS極との間で発生する磁力によって行われる。このような現像装置では、感光体ドラムへの現像剤の供給機能と現像剤の搬送量(層厚)を規制する機能とが分離され、2つのローラーが個別の機能を備えることができる。
近年、低温定着用のトナーが開発され、現像装置の中で現像剤の凝集物が発生しやすくなっている。上記のような現像装置では、層厚規制部材の裏側に詰まった凝集物によって、層厚規制部材の下流側において現像剤の搬送量に部分的な差が生じやすい。この搬送量の差は、搬送ローラーから現像ローラーに受け渡された現像剤層においても残存するため、画像上に白スジとなって顕在化するという課題があった。 In recent years, toner for low-temperature fixing has been developed, and developer agglomerates are easily generated in a developing device. In the developing device as described above, a partial difference is likely to occur in the transport amount of the developer on the downstream side of the layer thickness regulating member due to aggregates clogged on the back side of the layer thickness regulating member. This difference in the transport amount remains even in the developer layer transferred from the transport roller to the developing roller, so that there is a problem that it appears as white stripes on the image.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、それぞれ内部に磁石を備え、互いに現像剤を受け渡しあう複数のローラーを備える現像装置において、白スジの発生を抑制するとともに、当該現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a developing device including a plurality of rollers each provided with a magnet inside and delivering a developer to each other, while suppressing the occurrence of white stripes, An object is to provide an image forming apparatus provided.
本発明の一局面に係る現像装置は、周方向に沿って複数の磁極を含み固定された第1磁石と、前記第1磁石の周囲を第1回転方向に回転し周面にトナーおよび磁性キャリアを含む現像剤を担持する第1スリーブと、を備え、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムに所定の現像位置で対向して配置され、前記感光体ドラムに前記トナーを供給する現像ローラーと、周方向に沿って複数の磁極を含み固定された第2磁石と、前記第2磁石の周囲を第2回転方向に回転し周面に前記現像剤を担持する第2スリーブと、を備え、前記現像ローラーに所定の対向位置で対向するように配置され、前記現像ローラーに前記現像剤を供給する搬送ローラーと、前記現像剤を攪拌するとともに、前記搬送ローラーに前記現像剤を供給する現像剤攪拌部と、前記搬送ローラーに対向して配置され、前記現像剤攪拌部から前記搬送ローラーに供給された前記現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、を備え、前記第1回転方向および前記第2回転方向は、前記対向位置において互いに対向する方向に設定され、前記第1磁石は、前記対向位置の前記第1回転方向上流側に配置された第1磁極と前記第1磁極に対して前記第1回転方向下流側に前記対向位置を挟んで隣接して配置された第2磁極と、を備え、前記第2磁石は、前記対向位置の前記第2回転方向上流側に配置され、かつ、前記第1磁石の前記第2磁極に対向して配置された第3磁極と前記第3磁極に対して前記第2回転方向下流側に前記対向位置を挟んで隣接して配置され、かつ、前記第1磁石の前記第1磁極に対向して配置されたた第4磁極と、を備え、前記第2磁極および前記第3磁極は同極の磁極であり、前記第1磁極および前記第4磁極のうちの少なくとも一方は、前記第2磁極と同極の磁極であり、前記第3磁極と前記第2磁極によって形成される磁界によって、前記現像剤攪拌部から前記搬送ローラーに供給された前記現像剤が、前記搬送ローラーから前記現像ローラーに受け渡され、前記第1磁極と前記第4磁極によって形成される磁界によって、前記現像位置を通過した前記現像剤が、前記現像ローラーから前記搬送ローラーに受け渡されることを特徴とする。 A developing device according to one aspect of the present invention includes a first magnet fixed including a plurality of magnetic poles along a circumferential direction, and a toner and a magnetic carrier on a circumferential surface rotating around the first magnet in a first rotation direction. And a first sleeve that carries a developer containing the toner, and is disposed to face a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed at a predetermined development position, and supplies the toner to the photosensitive drum. A developing roller, a second magnet fixed including a plurality of magnetic poles along the circumferential direction, a second sleeve rotating around the second magnet in the second rotational direction and carrying the developer on the circumferential surface; A conveying roller that is arranged to face the developing roller at a predetermined facing position, supplies the developer to the developing roller, and agitates the developer, and supplies the developer to the conveying roller. A developer stirring section to A layer thickness regulating member that is disposed to face the conveyance roller and regulates a layer thickness of the developer supplied from the developer stirring unit to the conveyance roller, and includes the first rotation direction and the second rotation direction. The rotation direction is set to a direction opposite to each other at the facing position, and the first magnet is located on the first magnetic pole and the first magnetic pole disposed upstream of the facing position in the first rotation direction. A second magnetic pole arranged adjacent to the opposite position on the downstream side in the one rotation direction, and the second magnet is arranged on the upstream side in the second rotation direction from the opposite position, and A third magnetic pole disposed opposite to the second magnetic pole of the first magnet, and the third magnetic pole adjacent to the third magnetic pole on the downstream side in the second rotational direction with the opposing position interposed therebetween; and A first magnet disposed opposite to the first magnetic pole of the first magnet; And the second magnetic pole and the third magnetic pole are magnetic poles of the same polarity, and at least one of the first magnetic pole and the fourth magnetic pole is a magnetic pole of the same polarity as the second magnetic pole. The developer supplied from the developer stirring unit to the transport roller by the magnetic field formed by the third magnetic pole and the second magnetic pole is transferred from the transport roller to the development roller, and the first The developer passing through the developing position is transferred from the developing roller to the transport roller by a magnetic field formed by the magnetic pole and the fourth magnetic pole.
本構成によれば、現像剤攪拌部から搬送ローラーに現像剤が供給されるとともに、搬送ローラーから現像ローラーに前記現像剤が供給される。現像位置において現像剤から一部のトナーが感光体ドラムに供給されると、現像ローラーから搬送ローラーに現像剤が回収される。また、同極の第2磁極および第3磁極の反発力によって、第2スリーブ上に部分的に現像剤が滞留した滞留部が形成される。滞留部では現像剤が軸方向に移動可能なため、現像剤の凝集物や異物の詰まりなどに起因して層厚規制後の現像剤層に部分的な層量の差が存在する場合であっても、当該層量の差が現像剤の移動によって縮小される。また、第1磁極および第4磁極のうちの少なくとも一方が第2磁極と同極の磁極であるため、第2磁極および第3磁極による反発磁界が安定して形成され、搬送ローラーから現像ローラーへの現像剤の受け渡しが安定して実現される。 According to this configuration, the developer is supplied from the developer stirring unit to the conveyance roller, and the developer is supplied from the conveyance roller to the development roller. When a part of the toner is supplied from the developer to the photosensitive drum at the developing position, the developer is collected from the developing roller to the transport roller. Further, a retentive portion in which the developer is partially retained on the second sleeve is formed by the repulsive force of the second magnetic pole and the third magnetic pole having the same polarity. Since the developer can move in the axial direction in the staying part, there is a partial difference in the layer amount in the developer layer after the layer thickness regulation due to developer aggregates or clogging of foreign matters. Even so, the difference in the layer amount is reduced by the movement of the developer. Further, since at least one of the first magnetic pole and the fourth magnetic pole is the same magnetic pole as the second magnetic pole, a repulsive magnetic field is stably formed by the second magnetic pole and the third magnetic pole, and the conveyance roller to the developing roller The delivery of the developer is stably realized.
上記の構成において、前記第1磁極および前記第4磁極のうちの一方は前記第2磁極と同極の磁極であり、前記第1磁極および前記第4磁極のうちの他方は前記第2磁極と異極の磁極であることが望ましい。 In the above configuration, one of the first magnetic pole and the fourth magnetic pole is the same magnetic pole as the second magnetic pole, and the other of the first magnetic pole and the fourth magnetic pole is the second magnetic pole. A magnetic pole with a different polarity is desirable.
本構成によれば、現像剤を搬送ローラーから現像ローラーに安定して受け渡すことができる。 According to this configuration, the developer can be stably transferred from the transport roller to the developing roller.
上記の構成において、前記第1磁極は前記第2磁極と同極の磁極であり、前記第4磁極は前記第2磁極と異極の磁極であることが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the first magnetic pole is a magnetic pole having the same polarity as the second magnetic pole, and the fourth magnetic pole is a magnetic pole having a different polarity from the second magnetic pole.
本構成によれば、現像剤を搬送ローラーから現像ローラーに特に安定して受け渡すことができる。 According to this configuration, the developer can be particularly stably transferred from the transport roller to the developing roller.
上記の構成において、前記第4磁極は前記第2磁極と同極の磁極であり、前記第1磁極は前記第2磁極と異極の磁極であることが望ましい。 In the above configuration, the fourth magnetic pole is preferably a magnetic pole having the same polarity as the second magnetic pole, and the first magnetic pole is preferably a magnetic pole having a different polarity from the second magnetic pole.
本構成によれば、現像剤を搬送ローラーから現像ローラーに特に安定して受け渡すことができる。 According to this configuration, the developer can be particularly stably transferred from the transport roller to the developing roller.
上記の構成において、前記現像ローラーの周速度をVd(mm/sec)、前記搬送ローラーの周速度をVc(mm/sec)とした場合、0.2≦Vc/Vd<1.0の関係を満たすことが望ましい。 In the above configuration, when the peripheral speed of the developing roller is Vd (mm / sec) and the peripheral speed of the transport roller is Vc (mm / sec), a relationship of 0.2 ≦ Vc / Vd <1.0 is satisfied. It is desirable to satisfy.
本構成によれば、搬送ローラーの周速度Vcが現像ローラーの周速度Vdよりも遅いため、現像剤の滞留部が安定して形成される。また、層厚規制後の現像剤層の現像剤量が多いことに起因して搬送ローラー上での搬送不良が発生することが抑止されるとともに、搬送ローラーから現像ローラーに現像剤の受け渡し不良が発生することが抑止される。 According to this configuration, since the peripheral speed Vc of the transport roller is slower than the peripheral speed Vd of the developing roller, the developer retention portion is stably formed. In addition, it is possible to suppress the occurrence of poor conveyance on the conveyance roller due to the large amount of developer in the developer layer after the layer thickness regulation, and there is a poor delivery of developer from the conveyance roller to the development roller. Occurrence is suppressed.
上記の構成において、前記現像ローラーの軸心は、前記感光体ドラムの軸心よりも下方に配置され、前記搬送ローラーの軸心は、前記現像ローラーの軸心よりも下方に配置されていることが望ましい。 In the above configuration, the axis of the developing roller is disposed below the axis of the photosensitive drum, and the axis of the transport roller is disposed below the axis of the developing roller. Is desirable.
本構成によれば、現像剤の滞留部に含まれる異物や凝集物が現像ローラー側に受け渡されることが重力の作用によって抑止される。 According to this configuration, foreign substances and aggregates contained in the developer retention portion are prevented from being transferred to the developing roller side by the action of gravity.
上記の構成において、前記第3磁極の磁力の半径方向成分のピーク位置に対向する前記第2スリーブの外周位置は、前記第2磁極の磁力の半径方向成分のピーク位置に対向する前記第1スリーブの外周位置よりも下方に配置されていることが望ましい。 In the above configuration, the outer peripheral position of the second sleeve facing the peak position of the radial component of the magnetic force of the third magnetic pole is the first sleeve facing the peak position of the radial component of the magnetic force of the second magnetic pole. It is desirable to arrange below the outer peripheral position.
本構成によれば、現像剤の滞留部に含まれる異物が、現像ローラー側に受け渡されることが更に抑止される。 According to this configuration, the foreign matter contained in the developer retention portion is further suppressed from being transferred to the developing roller side.
上記の構成において、前記現像ローラーには、直流バイアスに交流バイアスが重畳された現像バイアスが印加されることが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that a developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied to the developing roller.
本構成によれば、現像位置に交流バイアスからなる振動電界が形成され、白スジが顕在化しやすい場合であっても、滞留部の現像剤の移動によって白スジの発生が抑制される。 According to this configuration, even when an oscillating electric field composed of an AC bias is formed at the development position and white streaks are likely to be manifested, the generation of white streaks is suppressed by the movement of the developer in the staying portion.
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記の何れか1に記載の現像装置と、前記現像装置から前記トナーが供給され、前記周面にトナー像を担持する前記感光体ドラムと、前記感光体ドラムからシートに前記トナー像を転写する転写部と、を有することを特徴とする。 An image forming apparatus according to another aspect of the present invention includes the developing device according to any one of the above, the photosensitive drum that is supplied with the toner from the developing device and carries a toner image on the peripheral surface, And a transfer unit that transfers the toner image from the photosensitive drum to a sheet.
本構成によれば、白スジの発生が抑制され、安定した画像を形成することが可能な画像形成装置が提供される。 According to this configuration, there is provided an image forming apparatus that can suppress the occurrence of white stripes and can form a stable image.
本発明によれば、それぞれ内部に磁石を備え、互いに現像剤を受け渡しあう複数のローラーを備える現像装置において、白スジの発生を抑制するとともに、当該現像装置を備えた画像形成装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a developing device that includes a magnet inside and includes a plurality of rollers that deliver developer to each other, and suppresses the occurrence of white streaks and provides an image forming apparatus that includes the developing device. .
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る画像形成装置10について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンタを例示する。画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等であってもよい。
Hereinafter, an
図1は、画像形成装置10の内部構造を示す断面図である。この画像形成装置10は、箱形の筐体構造を備える装置本体11を備える。この装置本体11内には、シートPを給紙する給紙部12、給紙部12から給紙されたシートPに転写するトナー像を形成する画像形成部13、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット14、二次転写ローラー145、画像形成部13にトナーを補給するトナー補給部15、及び、シートP上に形成された未定着トナー像をシートPに定着する処理を施す定着部16が内装されている。さらに、装置本体11の上部には、定着部16で定着処理の施されたシートPが排紙される排紙部17が備えられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of the
装置本体11内には、さらに、画像形成部13より右側位置に、上下方向に延びるシート搬送路111が形成されている。シート搬送路111には、適所にシートを搬送する搬送ローラー対112が設けられている。また、シートのスキュー矯正を行うと共に、後述する二次転写のニップ部に所定のタイミングでシートを送り込むレジストローラー対113も、シート搬送路111における前記ニップ部の上流側に設けられている。シート搬送路111は、シートPを給紙部12から排紙部17まで、画像形成部13(二次転写ニップ部)及び定着部16を経由して搬送させる搬送路である。
In the apparatus
給紙部12は、給紙トレイ121、ピックアップローラー122、及び給紙ローラー対123を備える。給紙トレイ121は、装置本体11の下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚のシートPが積層されたシート束P1を貯留する。ピックアップローラー122は、給紙トレイ121に貯留されたシート束P1の最上面のシートPを1枚ずつ繰り出す。給紙ローラー対123は、ピックアップローラー122によって繰り出されたシートPをシート搬送路111に送り出す。
The
画像形成部13は、シートPに転写するトナー像を形成するものであって、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備える。この画像形成ユニットとして、本実施形態では、後述する中間転写ベルト141の回転方向上流側から下流側へ(図1に示す左側から右側へ)向けて順次配設された、マゼンタ(M)色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット13M、シアン(C)色の現像剤を用いるシアン用ユニット13C、イエロー(Y)色の現像剤を用いるイエロー用ユニット13Y、及びブラック(Bk)色の現像剤を用いるブラック用ユニット13Bkが備えられている。各ユニット13M、13C、13Y、13Bkは、それぞれ感光体ドラム20と、感光体ドラム20の周囲に配置された帯電装置21、現像装置23及びクリーニング装置25とを備える。また、各ユニット13M、13C、13Y、13Bk共通の露光装置22が、画像形成ユニットの下方に配置されている。
The
感光体ドラム20は、その軸回りに回転駆動され、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。この感光体ドラム20としては、アモルファスシリコン(a−Si)系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。各色の画像形成ユニットに対応して、感光体ドラム20がそれぞれ配置される。帯電装置21は、感光体ドラム20の表面を均一に帯電する。帯電装置21は、帯電ローラーと、前記帯電ローラーに付着したトナーを除去するための帯電クリーニングブラシとを備える。露光装置22は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有し、均一に帯電された感光体ドラム20の周面に、画像データに基づき変調された光を照射して、静電潜像を形成する。また、クリーニング装置25は、トナー像転写後の感光体ドラム20の周面を清掃する。
The
現像装置23は、感光体ドラム20上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム20の周面にトナーを供給する。現像装置23は、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤用のものである。なお、本実施形態では、トナーはプラスの極性に帯電する特性を備える。
The developing
中間転写ユニット14は、画像形成部13とトナー補給部15との間に設けられた空間に配置される。中間転写ユニット14は、中間転写ベルト141と、駆動ローラー142と、従動ローラー143と、一次転写ローラー24と、を備える。
The
中間転写ベルト141は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム20の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー142及び従動ローラー143に架け渡されている。中間転写ベルト141は、一の方向に周回駆動され、感光体ドラム20から転写されたトナー像を表面に担持する。
The
駆動ローラー142は、中間転写ユニット14の右端側で中間転写ベルト141を張架し、中間転写ベルト141を周回駆動させる。駆動ローラー142は金属ローラーからなる。従動ローラー143は、中間転写ユニット14の左端側で中間転写ベルト141を張架する。従動ローラー143は、中間転写ベルト141に張力を付与する。
The
一次転写ローラー24は、中間転写ベルト141を挟んで感光体ドラム20と一次転写ニップ部を形成し、感光体ドラム20上のトナー像を中間転写ベルト141上に一次転写する。各色の感光体ドラム20に対向して、それぞれ、一次転写ローラー24が配置される。
The
二次転写ローラー145は、中間転写ベルト141を挟んで駆動ローラー142に対向して配置されている。二次転写ローラー145は、中間転写ベルト141の周面に圧接されて二次転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト141上に一次転写されたトナー像は、給紙部12から供給されるシートPに、前記二次転写ニップ部において二次転写される。本実施形態の中間転写ユニット14および二次転写ローラー145は、本発明の転写部を構成する。転写部は、感光体ドラム20からシートPにトナー像を転写する。
The
トナー補給部15は、画像形成に用いられるトナーを貯留するものであり、本実施形態ではマゼンタ用トナーコンテナ15M、シアン用トナーコンテナ15C、イエロー用トナーコンテナ15Y及びブラック用トナーコンテナ15Bkを備える。これらトナーコンテナ15M、15C、15Y、15Bkは、MCYBk各色に対応する画像形成ユニット13M、13C、13Y、13Bkの現像装置23に、不図示のトナー搬送部を通して各色のトナーを補給する。
The
定着部16へ供給されたシートPは、定着ニップ部を通過することで加熱加圧される。これにより、前記二次転写ニップ部でシートPに転写されたトナー像は、シートPに定着される。
The sheet P supplied to the fixing
排紙部17は、装置本体11の頂部が凹没されることによって形成され、この凹部の底部に排紙されたシートPを受ける排紙トレイ171が形成されている。定着処理が施されたシートPは、定着部16の上部から延設されたシート搬送路111を経由して、排紙トレイ151へ向けて排紙される。
The
次に、図1に加え、図2乃至図6を参照して、本実施形態に係る現像装置23について、更に詳述する。図2は、本実施形態に係る現像装置23の内部構造を示す模式的な断面図である。図2では、現像装置23の各回転部材の回転方向が矢印で示されている。図3は、本実施形態に係る現像ローラー231および搬送ローラー232の磁極配置を示す模式的な断面図である。図4は、現像ローラー231の磁極配置を示す模式的な断面図である。図5は、搬送ローラー232の磁極配置を示す模式的な断面図である。図6は、本実施形態に係る現像装置23のハウジング23Hの構造を示す模式的な断面図である。
Next, the developing
図1乃至図6を参照して、現像装置23は、ハウジング23Hと、現像ローラー231と、搬送ローラー232と、二本の攪拌スクリュー233(現像剤攪拌部)と、仕切り板234と、層厚規制部材235と、を含む。ハウジング23Hは、現像装置23の各部材を支持する筐体部分である。
1 to 6, the developing
現像ローラー231は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム20に所定の現像位置NP(図3)で対向して配置され、感光体ドラム20にトナーを供給する。現像ローラー231は、第1磁石231Aと、第1スリーブ231Bと、を備える(図3)。なお、本実施形態では、現像位置NPは、感光体ドラム20と現像ローラー231との最近接位置を含む。第1磁石231Aは、周方向に沿って複数の磁極を含み、ハウジング23Hに固定された円柱状の磁石である。第1スリーブ231Bは、第1磁石231Aの周囲を第1回転方向(図2、図3の矢印D1方向)に回転し、周面にトナーおよび磁性キャリアを含む現像剤を担持する。本実施形態では、第1スリーブ231Bは、アルミ製の円管部材(基材)からなる。第1スリーブ231Bの円管部材の周面には、サンドブラスト処理(ブラスト処理)が施されているとともに、更に、その周面上に施されたNiメッキ層を含む。第1スリーブ231BのNiメッキ層の表面は、所定の表面粗さを備えている。本実施形態では、第1スリーブ231Bの表面粗さRzjisは、4.0μmから14.0μmの範囲に設定されている。現像ローラー231の第1スリーブ231Bは、ハウジング23Hに回転可能に支持されている。なお、他の実施形態において、第1スリーブ231Bの周面には、公知の溝形状が備えられるものでもよい。
The developing
搬送ローラー232は、現像ローラー231に所定の対向位置TP(図3)で対向するように配置され、現像ローラー231に現像剤を供給する。なお、本実施形態では、対向位置TPは、搬送ローラー232と現像ローラー231との最近接位置を含む。搬送ローラー232は、第2磁石232Aと、第2スリーブ232Bと、を備える。第2磁石232Aは、周方向に沿って複数の磁極を含み、ハウジング23Hに固定されている。第2スリーブ232Bは、第2磁石232Aの周囲を第2回転方向(図2、図3の矢印D2方向)に回転し、周面にトナーおよびキャリアを含む現像剤を担持する。搬送ローラー232の第2スリーブ232Bは、ハウジング23Hに回転可能に支持されている。搬送ローラー232の第2スリーブ232Bの周面には、公知の溝形状が形成されている。
The
なお、現像ローラー231および搬送ローラー232には、直流バイアスに交流バイアスが重畳された現像バイアスが印加される(図2)。なお、層厚規制部材235は、不図示の導通路によって、搬送ローラー232と同電位となるように接続されている。また、図3に示すように、現像ローラー231が回転する第1回転方向D1、および搬送ローラー232が回転する第2回転方向D2は、対向位置TPにおいて互いに対向するように設定されている(カウンタ方向)。
A developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied to the developing
攪拌スクリュー233は、2成分現像剤を攪拌しながら循環搬送することで、トナーを帯電させる。攪拌スクリュー233は、第1スクリュー233Aと、第2スクリュー233Bと、を備える。なお、図2では図示していないが、ハウジング23Hは、第1スクリュー233Aが配置される不図示の第1攪拌部と、第2スクリュー233Bが配置される不図示の第2攪拌部と、を備える(図1の現像装置23参照)。現像剤は、第1スクリュー233Aと、第2スクリュー233Bとの間を循環搬送される。そして、第1スクリュー233Aは、搬送ローラー232に現像剤を供給する。仕切り板234は、ハウジング23Hに備えられた板状部材である。仕切り板234は、第1攪拌部と第2攪拌部とを第1スクリュー233Aおよび第2スクリュー233Bの軸方向に沿って仕切っている。また、トナー補給部15から補給されたトナーは、第2スクリュー233Bの軸方向の一端側からハウジング23H内に流入し、他の現像剤と攪拌される。
The stirring
層厚規制部材235は、搬送ローラー232の周面に対向して配置された非磁性金属からなる板状部材である。なお、他の実施形態において、層厚規制部材235の上流側の側面には、磁性部材が固定されてもよい。層厚規制部材235は、攪拌スクリュー233の第1スクリュー233Aから搬送ローラー232に供給された現像剤の層厚を規制する。
The layer
また、図2に示すように、現像ローラー231の軸心は、感光体ドラム20の軸心よりも下方に配置され、搬送ローラー232の軸心は、現像ローラー231の軸心よりも更に下方に配置されている。
As shown in FIG. 2, the axis of the developing
また、図2を参照して、トナーおよびキャリアからなり、攪拌スクリュー233で循環搬送された現像剤は、第1スクリュー233Aから搬送ローラー232に供給される。その後、層厚規制部材235によって現像剤の層厚が規制された後、当該現像剤は現像ローラー231に供給される。現像位置NP(図3)においてトナーの一部が感光体ドラム20に供給されると、現像ローラー231から搬送ローラー232に現像剤が回収される。その後、搬送ローラー232に回収された現像剤は、再び第1スクリュー233Aの周辺の第1攪拌部に流入する。
Referring to FIG. 2, the developer composed of toner and carrier and circulated and conveyed by stirring
図3および図4を参照して、本実施形態では、現像ローラー231の第1磁石231Aは、周方向に沿って5つの磁極を備えている。現像ローラー231と搬送ローラー232との対向位置TPから第1回転方向(D1)下流側には、N11極(第2磁極)が配置される。また、N11極の第1回転方向下流側には、S11極が配置される。S11極は、搬送ローラー232から受け取った現像剤を感光体ドラム20側に搬送する搬送極として機能する。更に、S11極の第1回転方向下流側には、感光体ドラム20にトナーを供給する主極として機能するN12極が配置される。N12極は、現像位置NPの近傍に配置されている。
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, in the present embodiment, the
更に、第1磁石231Aは、現像位置NPよりも第1回転方向下流側、かつ、対向位置TPよりも第1回転方向上流側の第1領域において、2つの磁極(S12、N13)を備えている。S12極は、N12極の第1回転方向下流側に配置される。N13極(第1磁極)は、S12極に対して第1回転方向下流側に隣接し、かつ、対向位置TPの第1回転方向上流側に配置された磁極である。また、前述のN11極は、N13極に対して第1回転方向下流側に対向位置TPを挟んで隣接して配置されている。
Furthermore, the
表1には、本実施形態に係る第1磁石231Aとして、5つの磁極の角度および磁力(半径方向成分のピーク値)を例示したものが示されている。なお、表1に示される各磁極の角度は、図4の対向位置TPを始点(角度0°)として、第1回転方向に沿って示されている。図4では、対向位置TPと現像ローラー231の回転軸心とを結ぶ直線CL(現像ローラー231の回転軸心と搬送ローラー232の回転軸心とを結ぶ直線)が上記の始点として示されている。
Table 1 shows examples of the angles and magnetic forces (peak values of radial components) of five magnetic poles as the
一方、図3および図5を参照して、搬送ローラー232の第2磁石232Aは、周方向に沿って5つの磁極を備えている。現像ローラー231と搬送ローラー232との対向位置TPから第2回転方向(D2)下流側には、S1極(第4磁極)が配置される。また、S1極の第2回転方向下流側には、N1極が配置される。更に、N1極の第2回転方向下流側には、間隔をおいてN2極が配置される。N1極は、搬送ローラー232から現像剤を剥離する剥離極として機能する。N2極は、第1スクリュー233Aから現像剤を汲み上げる汲上極として機能する。N2極の第2回転方向下流側には、S2極およびN3極(第3磁極)が配置されている。図5に示すように、N3極よりも第2回転方向上流側であって、N2極とS2極との間において前述の層厚規制部材235が搬送ローラー232の第2スリーブ232Bに所定の間隔をおいて対向して配置されている。本実施形態では、N2極が規制極としても機能する。このため、搬送ローラー232から現像ローラー231に現像剤が受け渡される前に、現像剤の層厚を安定して規制することができる。なお、N3極は、対向位置TPの第2回転方向上流側に配置され、前述のS1極は、N3極に対して第2回転方向下流側に対向位置TPを挟んで隣接して配置されている。また、N3極は、第1磁石231AのN11極に対向して配置され、S1極は、第1磁石231AのN13極に対向して配置されている。
On the other hand, referring to FIGS. 3 and 5,
表2には、本実施形態に係る第2磁石232Aの一例として、5つの磁極の角度および磁力(半径方向成分のピーク値)が示されている。表2に示される各磁極の角度は、図5の対向位置TPを始点(角度0°)として、第2回転方向に沿って示されている。なお、図5では、対向位置TPと搬送ローラー232の回転軸心とを結ぶ直線CL(現像ローラー231の回転軸心と搬送ローラー232の回転軸心とを結ぶ直線)が上記の始点として示されている。
Table 2 shows angles and magnetic forces (peak values of radial components) of five magnetic poles as an example of the
更に、現像ローラー231の第1磁石231Aおよび搬送ローラー232の第2磁石232Aのうち対向位置TPの周囲に配置された4つの磁極の配置および機能について付言する。図7は、本実施形態に係る現像装置23の現像ローラー231および搬送ローラー232において、対向位置TPの周辺の様子を示す模式図である。第1磁石231AのN11極、N13極および第2磁石232AのN3極は、同極の磁極であり、第2磁石232AのS1極は、これらの磁極に対して異極の磁極である。そして、N13極およびS1極によって形成される磁界によって、現像位置NPを通過した現像剤が、現像ローラー231から搬送ローラー232に受け渡される。また、攪拌スクリュー233の第1スクリュー233Aから搬送ローラー232に供給された現像剤は、層厚規制部材235によって規制された後、N3極およびN11極によって形成される磁界によって、搬送ローラー232から現像ローラー231に受け渡される。
Further, the arrangement and function of four magnetic poles arranged around the opposing position TP among the
図6を参照して、ハウジング23Hは、現像ローラー231および搬送ローラー232に対向する複数の内壁部を備えている。詳しくは、ハウジング23Hは、第1内壁部23H1と、第2内壁部23H2と、第3内壁部23H3と、第4内壁部23H4と、を備える。第1内壁部23H1は、S12極およびN13極に対向し、かつ、現像位置NPからN13極に対向する位置まで現像ローラー231の第1スリーブ231Bの周面に沿うように延設されている。第2内壁部23H2は、第1内壁部23H1に接続されるとともに、S1極およびN1極に対向し、かつ、搬送ローラー232の第2スリーブ232Bの周面に沿うように延設されている。同様に、第3内壁部23H3は、第1内壁部23H1とは反対側でS11極およびN11極に対向し、かつ、現像位置NPからN11極に対向する位置まで現像ローラー231の第1スリーブ231Bの周面に沿うように延設されている。第1内壁部23H1と第3内壁部23H3との間において、現像ローラー231の第1スリーブ231Bが部分的に露出され、感光体ドラム20に対向して配置されている。第4内壁部23H4は、第3内壁部23H3に接続されるとともに、N3極およびS2極に対向し、かつ、搬送ローラー232の第2スリーブ232Bの周面に沿うように延設されている。なお、図6に示すように、各内壁部と現像ローラー231の第1スリーブ231Bおよび搬送ローラー232の第2スリーブ232Bとの間には、略均等な隙間H(現像剤の搬送路)が形成されている。本実施形態では、当該隙間Hの高さは、現像ローラー231および搬送ローラー232の半径よりも小さく、0.5mmから2.0mmの範囲に設定されている。
With reference to FIG. 6, the
近年、環境などへの影響が考慮され、画像形成装置10に低温定着用のトナーが使用されることが多い。この場合、現像装置23やトナー補給部15の中でトナーの凝集物が発生しやすい。この凝集物が、現像装置23の層厚規制部材235(図2)と搬送ローラー232との間に詰まると、現像剤の部分的な搬送不良が発生し、印刷画像上に白スジなどの画像欠陥が発生する。特に、現像ローラー231に対して、直流バイアスに交流バイアスが重畳された現像バイアスが印加されている場合、このような画像欠陥は顕著に現れやすい。
In recent years, considering the influence on the environment and the like, toner for low-temperature fixing is often used in the
本実施形態では、2本の磁気ローラー(現像ローラー231、搬送ローラー232)を備えた現像装置23において、感光体ドラム20には1本の現像ローラー231が対向して配置されている。また、層厚規制部材235は搬送ローラー232に対向して配置されている。そして、上記のような現像剤の部分的な搬送不良が現像ローラー231上に形成されることを抑止するとともに、白スジ画像の発生を抑止するために、現像装置23は、対向位置TPの周辺の磁極配置に特徴を備えている。
In the present embodiment, in the developing
すなわち、図6および図7を参照して、現像ローラー231および搬送ローラー232の現像剤の搬送経路の中で、搬送ローラー232のN3極から現像ローラー231のN11極に向かって、同極磁極による現像剤の受け渡しが行われる。なお、本来、同極の磁極間における現像剤の移動は容易ではない。本実施形態では、この現像剤の移動(受け渡し)が、対向位置TPを挟んで反対側に位置するS1極及びN13極によって促進される。通常であれば、N3極の周辺の現像剤はS1極に向かって搬送されやすい。しかし、本実施形態では、このS1極に異極のN13極が配置されることで、S1極から発生する磁力線の多くは、このN13極へ向かって形成される。この結果、S1極とN3極とを結ぶ磁力線は非常に少なくなる。
That is, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, in the developer transport path of the developing
また、N3極には、同極のN11極が対向しているため、N3極からの磁力線の多くは、N11極の影響を受け第2回転方向上流側のS2極(図6)に向かって形成される。同様に、N11極の磁力線の多くは、N3極の影響を受け第1回転方向下流側のS11極へ向かって形成される。この結果、搬送ローラー232の第2スリーブ232B上を搬送されてきた現像剤は、N3極で滞留し(図6の滞留部TD)、一部の現像剤がN11極へ飛翔する。なお、N13極の第1回転方向下流側には同極のN11極が配置されている。このため、N13極とN11極との間には、反発磁界による磁気シールドMS(図7)が形成されている。この結果、現像ニップNPを通過し現像ローラー231上を搬送された現像剤が、N11極側に回りこむことが抑止される。
Further, since the N11 pole of the same polarity is opposed to the N3 pole, most of the magnetic lines of force from the N3 pole are affected by the N11 pole and are directed to the S2 pole upstream in the second rotation direction (FIG. 6). It is formed. Similarly, many of the magnetic field lines of the N11 pole are formed toward the S11 pole downstream of the first rotation direction due to the influence of the N3 pole. As a result, the developer transported on the
このように、本実施形態では、層厚規制部材235よりも第2回転方向下流側であって、搬送ローラー232から現像ローラー231へ現像剤が受け渡される直前に、現像剤の滞留部TDが形成される。滞留部TDでは、現像剤が第2スリーブ232B上をスリップしながら滞留しているため、搬送ローラー232の回転における軸方向に沿って僅かに現像剤の移動が可能となる。このため、層厚規制部材235と搬送ローラー232の第2スリーブ232Bとの間に現像剤の凝集物が挟まり、層厚規制部材235よりも第2回転方向下流側において現像剤の搬送量が筋状に低下している場合でも、滞留部TDにおいて現像剤の搬送量の差が緩和される。この結果、滞留部TDから飛翔し、現像ローラー231の第1スリーブ231Bに受け渡された現像剤では、現像ローラー231の軸方向に沿って、より均一化された搬送量を得ることが可能となる。この結果、感光体ドラム20上および印刷されたシートP上において、白スジ画像が発生することが抑止される。なお、本実施形態のように2つのローラー間に同極磁極が対向配置され、現像剤の受け渡し部に滞留部TDが形成される場合には、1つのローラーの周上に同極磁極が隣接配置される場合と比較して、以下のような作用効果が発現される。すなわち、本実施形態では、滞留部TDから現像剤が飛翔する際に、現像剤は搬送ローラー232の略半径方向に沿って移動する。したがって、層厚規制部材235を通過した現像剤は、第2スリーブ232Bの周方向に沿って滞留部TDに至り、滞留部TDで滞留した後、略半径方向に沿って移動する。このような現像剤の移動によって、部分的な現像剤の層量の差が好適に補完される。一方、1つのローラー上では、周方向に沿って滞留部に至った現像剤は、再び周方向に沿って移動するため、軸方向の移動が限定される。
As described above, in the present embodiment, the developer retention portion TD is located downstream of the layer
なお、N3極およびN11極の同極磁極間における現像剤の飛翔移動を促進するためには、搬送ローラー232(第2スリーブ232B)の周速度が現像ローラー231(第1スリーブ231B)の周速度よりも遅いことが望ましい。このような速度関係においては、所望の現像剤搬送量を得るために、層厚規制部材235と第2スリーブ232Bとの間のギャップが広く設定される。この結果、搬送ローラー232と現像ローラー231とが等速で回転される場合、または、現像ローラー231が搬送ローラー232よりも遅く回転される場合と比較して、滞留部TDの現像剤量が増大される。このため、滞留による補完効果が高まり、白スジの発生を抑制することが可能となる。なお、現像ローラー231の周速度をVd(mm/sec)、搬送ローラー232の周速度をVc(mm/sec)とした場合、0.2≦Vc/Vd<1.0の関係が満たされることが望ましい。
In order to promote the flying movement of the developer between the N3 pole and the N11 pole, the peripheral speed of the transport roller 232 (
また、本実施形態では、図6に示すように、現像ローラー231の軸心は感光体ドラム20の軸心よりも下方に配置され、搬送ローラー232の軸心は現像ローラー231の軸心よりも下方に配置されている。そして、N11極がN3極よりも上方に配置されている。換言すれば、N3極の磁力の半径方向成分のピーク位置に対向する第2スリーブ232Bの外周位置は、N11極の磁力の半径方向成分のピーク位置に対向する第1スリーブ231Bの外周位置よりも下方に配置されている。したがって、滞留部TDから飛翔する現像剤は、N11極(N11極とS11極との間の磁力線)に向かって、上方に移動する。この際、磁力に拘束されにくいトナーの凝集物や異物は、重力の作用によって、現像ローラー231に到達することなく落下する。このため、これらの凝集物や異物が画像上に現れることが抑止される。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the axis of the developing
また、本実施形態では、対向位置TPを挟んだ位置に、異なる方向に向かって現像ローラー231および搬送ローラー232間の現像剤の受け渡し領域が安定して形成される。特に、搬送ローラー232から現像ローラー231へは、同極同士の磁極によって現像剤が受け渡され、現像ローラー231から搬送ローラー232へは、異極同士の磁極によって現像剤が受け渡される。なお、本実施形態では、一例として、現像ローラー231と感光体ドラム20との間のギャップ(現像位置NP)が、0.25mmよりも大きく0.40mm以下に設定される。一方、現像ローラー231と搬送ローラー232との間のギャップ(対向位置TP)は、0.18mm以上0.25mm以下に設定される。換言すれば、現像ローラー231と搬送ローラー232との間のギャップは、現像ローラー231と感光体ドラム20との間のギャップよりも狭く設定される。そして、このように狭く設定された対向位置TPを挟むように、現像ローラー231と搬送ローラー232との間で現像剤の受け渡しが行われる。なお、前述のように、対向位置TPには、いずれの磁極のピーク位置も対向していない。このため、上記のように対向位置TPのギャップが狭く設定されても、対向位置TPに現像剤が介在し現像剤の固着が発生することが抑止される。また、周方向において対向位置TPを挟むように、受け渡しの現像剤の磁気ブラシが2つ形成されるため、対向位置TPでトナーが飛散した場合でも、当該トナーを封じ込めることができる。
Further, in the present embodiment, a developer delivery region between the developing
また、図6を参照して、本実施形態では、第1内壁部23H1および第2内壁部23H2が、現像ローラー231および搬送ローラー232の周面に沿って形成されながら互いに接続されている。このため、現像ローラー231から搬送ローラー232に現像剤をスムーズに受け渡すことができる。同様に、搬送ローラー232から現像ローラー231への現像剤の受け渡し領域においても、第3内壁部23H3および第4内壁部23H4によって、搬送ローラー232から現像ローラー231に現像剤をスムーズに受け渡すことができる。
Referring to FIG. 6, in the present embodiment, the first
次に、実施例に基づいて、本発明を更に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。後記の各実験では、以下の実験条件において実験を行った。
<実験条件>
・プリント速度:55枚/分
・感光体ドラム20:アモルファスシリコン感光体(a−Si)、直径φ30mm、表面電位Vo(白地部、背景部)=+270V、VL(画像部)=+20V、周速=300mm/sec
・層厚規制部材235と第2スリーブ232Bとのギャップ:200〜600μm
・搬送ローラー232、現像ローラー231上の現像剤搬送量(層厚規制後):100〜300g/m2
・キャリア:体積平均粒径35μm、磁力80emu/g、フェライト樹脂コートキャリア
・トナー:体積平均粒径6.8μm、トナー濃度7%、正帯電性
Next, based on an Example, this invention is further demonstrated. In addition, this invention is not limited to a following example. In each experiment described later, the experiment was performed under the following experimental conditions.
<Experimental conditions>
Print speed: 55 sheets / min Photoconductor drum 20: Amorphous silicon photoconductor (a-Si), diameter φ30 mm, surface potential Vo (white background portion, background portion) = + 270 V, VL (image portion) = + 20 V, peripheral speed = 300mm / sec
A gap between the layer
-Developer conveyance amount (after layer thickness regulation) on the
Carrier: Volume average particle size 35 μm, magnetic force 80 emu / g, ferrite resin coated carrierToner: Volume average particle size 6.8 μm, toner concentration 7%, positive chargeability
現像ローラー231の条件は以下のとおりである。
・現像ローラー231:直径φ20mm
・現像ローラー231の感光体ドラム20に対する周速比:1.8(対向位置で同方向、ウィズ方向)
・現像ローラー231と感光体ドラム20とのギャップ:300μm
・現像バイアス:直流バイアス=170V、交流バイアス=Vpp1.4kV、周波数f3.7kHz、Duty50%、矩形波(なお、搬送ローラー232および層厚規制部材235も同電位である)。
・第1スリーブ231Bの表面条件:サンドブラスト(Rzjis7μm)、Niメッキ処理。
また、実験に用いた現像ローラー231の磁極分布は、先の表1に示された条件である。なお、以下の現像ローラー231および搬送ローラー232の磁力測定は、日本電磁測器株式会社 GAUSS METER Model GX−100を用いて行った。
The conditions of the developing
・ Developing roller 231: Diameter φ20 mm
-Peripheral speed ratio of the developing
A gap between the developing
Development bias: DC bias = 170 V, AC bias = Vpp 1.4 kV, frequency f3.7 kHz, Duty 50%, rectangular wave (note that the
-Surface condition of the
Further, the magnetic pole distribution of the developing
また、実験に用いた搬送ローラー232の条件は以下のとおりである。
・搬送ローラー232:直径φ20mm
・第2スリーブ232Bの表面条件:ローレットV溝(溝深さ80μm、溝幅0.2mm、溝本数120本)
・搬送ローラー232の現像ローラー231に対する周速比:0.18〜1.0で可変(対向位置で逆方向、カウンタ方向)
・搬送ローラー232と現像ローラー231とのギャップ:250μm
また、実験に用いた搬送ローラー232の磁極分布は、先の表2に示されたものである。
Moreover, the conditions of the
・ Conveyance roller 232: Diameter φ20mm
-Surface condition of the
-Peripheral speed ratio of the
-Gap between
Further, the magnetic pole distribution of the
上記の実験条件において、搬送ローラー232の周速度および各ローラーの配置を変化させ、各画質の評価を行った結果を表3に示す。
Table 3 shows the results of evaluating each image quality by changing the peripheral speed of the
なお、ローラー配置については、現像ローラー231側のN11極および搬送ローラー232側のN3極の上下関係が反転するように、画像形成装置10内での現像装置23の配置を試験的に変更して実験を行った。
Regarding the roller arrangement, the arrangement of the developing
また、画質評価のうち、白スジ解消性では、印刷画像上でのハーフトーン画像に白スジが発生しているか否かを評価しており、○は白スジが発生せず、△は僅かに白スジが発生している状態を示している。なお、白スジの結果が△の場合でも、実使用上は問題ない。また、搬送むらとは、搬送ローラー232の現像剤量が多すぎることで、搬送ローラー232上で現像剤のスリップが生じ、搬送不良が生じる現象である。表3では、○は搬送むらが発生せず、×は搬送むらが発生している状態を示している。更に、凝集物回収性の評価では、層厚規制部材235と搬送ローラー232との間を通過した凝集物が、現像ローラー231側に移動し、画像上に色点などとして現れるか否かを評価したものである。表3では、○は色点が発生せず、×は色点が発生している状態を示している。
Among the image quality evaluations, white streak elimination evaluates whether or not white streaks are generated in the halftone image on the printed image. ○ indicates no white streaks and Δ indicates slightly. It shows a state where white stripes are generated. Even when the result of white stripes is Δ, there is no problem in actual use. Further, the uneven transport is a phenomenon in which a developer slip on the
表3に示すように、本発明に係る現像ローラー231および搬送ローラー232の磁極、特に、現像ローラー231側のN13極、N11極、搬送ローラー232側のN3極、S1極の関係が満たされることで、白スジ解消性が良好な結果を示す結果となった。なお、表3から、現像ローラー231の周速度をVd(mm/sec)、搬送ローラー232の周速度をVc(mm/sec)とした場合、Vc/Vd<1.0の関係が満たされることで、白スジが発生しない結果を得ることができる。
As shown in Table 3, the relationship between the magnetic poles of the developing
一方、現像ローラー231側に供給する現像剤量を変えずに、搬送ローラー232の周速度を低下させる場合、搬送ローラー232上の単位面積あたりの現像剤搬送量を増大させる必要がある。この場合、層厚規制部材235と搬送ローラー232との間の調整ギャップが拡大される。しかしながら、搬送ローラー232上の現像剤搬送量が多くなり過ぎると、搬送ローラー232上での現像剤の搬送不良や搬送ローラー232から現像ローラー231への現像剤の受け渡しにむらが発生する場合がある。この結果、表3に示すように、現像ローラー231の周速度をVdおよび搬送ローラー232の周速度をVcが、0.2≦Vc/Vdの関係を満たすことで、搬送むらが良好な結果となった。更に、N11極がN3極の上方に配置されている場合、搬送ローラー232から現像ローラー231に現像剤が飛翔する間に、凝集物が落下するため、色点などの画像欠陥が発生しない結果となった。
On the other hand, when the peripheral speed of the
なお、同極磁極(N3極、N11極)での現像剤の受け渡しは、搬送ローラー232の第2スリーブ232Bの溝形状(ローレット溝)に応じた現像剤の搬送むらを抑制する作用を備えている。特に、搬送ローラー232の周速度が遅くなると、搬送ローラー232上の溝部分の凹凸に応じて、現像剤の搬送量に差異が生じる。しかしながら、滞留部TDにおける現像剤の滞留によって、この搬送量の変動を縮小することが可能となる。
In addition, the delivery of the developer at the same polarity magnetic pole (N3 pole, N11 pole) has an action of suppressing the unevenness of the developer conveyance according to the groove shape (knurl groove) of the
また、搬送ローラー232の周速度を低下させるに際して、搬送ローラー232上の現像剤搬送量を増大させるためには、層厚規制部材235に非磁性材料が使用されることが望ましい。磁性材料の場合と比較して非磁性材料では現像剤の規制力が弱いため、搬送ローラー232の駆動トルクが小さくなる。その結果、トルクの低下と回転数の低下とによって、搬送ローラー232を回転させるモーター(不図示)の発熱を抑えることが可能になる。
In order to increase the developer transport amount on the
なお、上記の実験において、第1スリーブ231Bの表面条件については、Rzjis4μm以上14μm以下の範囲で同様の評価を行った結果、上記と同様の結果が得られることがわかった。また、トナー濃度5%以上12%以下の範囲で、上記と同様の評価を行ったところ、白スジの抑制効果、現像剤の受け渡し、搬送むらおよび凝集物回収性に関して同様の結果が得られた。更に、現像ローラー231および搬送ローラー232の直径が16mm以上35mm以下の範囲、感光体ドラム20の周速が200mm/sec以上400mm/sec以下の範囲で同様の評価を行った場合も、同様の結果が得られた。
In the experiment described above, the surface condition of the
以上、本発明の一実施形態に係る現像装置23およびこれを備える画像形成装置10につき詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。
The developing
(1)上記の実施形態では、第1磁石231Aおよび第2磁石232Aにおいて、3つの同極の磁極がN3極、N11極およびN13極の場合にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。同極の磁極はS極からなるものでもよい。この場合、対向位置TPの周辺の他の磁極がS極とN極との間で反転されればよい。
(1) In the above embodiment, the
(2)上記の実施形態では、図6および図7に示すように、N13極、N11極およびN3極が同極の磁極からなり、S1極がこれらの磁極とは異極の磁極からなる態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図8は、本発明の変形実施形態に係る現像装置23Mの現像ローラー231Mおよび搬送ローラー232Mの磁極配置を示す模式的な断面図である。本変形実施形態では、現像ローラー231Mは、第1磁石231AMと第1スリーブ231BMとを備える。また、搬送ローラー232Mは、第2磁石232AMと、第2スリーブ232BMとを備える。そして、第1磁石231AMのN11極、第2磁石232AMのN1極およびN4極は同極の磁極からなり、第2磁石232AMのS2極は、これらの磁極とは異極の磁極からなる。このような場合であっても、図8のN4極周辺に形成される現像剤の滞留部によって、白スジの発生が抑止される。
(2) In the above embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the N13 pole, the N11 pole, and the N3 pole are magnetic poles having the same polarity, and the S1 pole is a magnetic pole having a different polarity from these magnetic poles. However, the present invention is not limited to this. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the magnetic pole arrangement of the developing
また、図9は、本発明の変形実施形態に係る現像装置23Nの現像ローラー231Nおよび搬送ローラー232Nの磁極配置を示す模式的な断面図である。本変形実施形態では、現像ローラー231Nは、第1磁石231ANと第1スリーブ231BNとを備える。また、搬送ローラー232Nは、第2磁石232ANと、第2スリーブ232BNとを備える。そして、第1磁石231ANのN13極およびN11極、第2磁石232AMのN1極およびN4極は同極の磁極からなる。このような場合であっても、図9のN4極周辺に形成される現像剤の滞留部によって、白スジの発生が抑止される。なお、図11は、本発明と比較される他の現像装置23Zの現像ローラー231Zおよび搬送ローラー232Zの磁極配置を示す模式的な断面図である。このように、対向位置TPを挟んで2つのN極および2つのS極が対向して配置された場合、すなわち、S13極およびS1極が、N11極およびN3極と異なる極性の磁力である場合、N13極とS1極との間、およびN11極とS13極との間に強い磁力線が形成される。このため、搬送ローラー232上の現像剤は、対向する現像ローラー231側に飛翔しにくく、N3極からS1極側に搬送されやすくなる。このため、対向位置TPよりも第1回転方向上流側の第1磁石231Aの磁極、または、対向位置TPよりも第2回転方向下流側の第2磁石232Aの磁極のうち少なくとも一方は、図11のN3極およびN11極とは異なる極性の磁極(S極)であることが望ましい。なお、上記の変形実施形態においても、各磁極がN極とS極との間で反転されてもよい。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the magnetic pole arrangement of the developing
(3)更に、図10は、本発明の変形実施形態に係る現像装置23のハウジング23Hの構造を示す模式的な断面図である。本変形実施形態では、N11極の下方に位置する領域に、回収部50が備えられている。このような構成によれば、滞留部TDから他の現像剤とともに上方に持ち上げられた後、重力によって落下した凝集物や異物を回収することが可能となる。
(3) Furthermore, FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the
10 画像形成装置
11 装置本体
13 画像形成部
14 中間転写ユニット(転写部)
145 二次転写ローラー(転写部)
20 感光体ドラム(像担持体)
23 現像装置
231 現像ローラー
231A 第1磁石
231B 第1スリーブ
232 搬送ローラー
232A 第2磁石
232B 第2スリーブ
233 攪拌スクリュー
233A 第1スクリュー
233B 第2スクリュー
234 仕切り板
235 層厚規制部材
23H ハウジング
23H1 第1内壁部
23H2 第2内壁部
23H3 第3内壁部
23H4 第4内壁部
24 一次転写ローラー
NP 現像位置
TP 対向位置
DESCRIPTION OF
145 Secondary transfer roller (transfer section)
20 Photosensitive drum (image carrier)
23
Claims (6)
周方向に沿って複数の磁極を含み固定された第2磁石と、前記第2磁石の周囲を第2回転方向に回転し周面に前記現像剤を担持する第2スリーブと、を備え、前記現像ローラーに所定の対向位置で対向するように配置され、前記現像ローラーに前記現像剤を供給する搬送ローラーと、
前記現像剤を攪拌するとともに、前記搬送ローラーに前記現像剤を供給する現像剤攪拌部と、
前記搬送ローラーに対向して配置され、前記現像剤攪拌部から前記搬送ローラーに供給された前記現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
を備え、
前記第1回転方向および前記第2回転方向は、前記対向位置において互いに対向する方向に設定され、
前記第1磁石は、
前記対向位置の前記第1回転方向上流側に配置された第1磁極と
前記第1磁極に対して前記第1回転方向下流側に前記対向位置を挟んで隣接して配置された第2磁極と、
を備え、
前記第2磁石は、
前記対向位置の前記第2回転方向上流側に配置され、かつ、前記第1磁石の前記第2磁極に対向して配置された第3磁極と
前記第3磁極に対して前記第2回転方向下流側に前記対向位置を挟んで隣接して配置され、かつ、前記第1磁石の前記第1磁極に対向して配置された第4磁極と、
を備え、
前記第2磁極および前記第3磁極は同極の磁極であり、前記第1磁極および前記第4磁極のうちの少なくとも一方は、前記第2磁極と同極の磁極であり、
前記第4磁極は前記第2磁極と同極の磁極であり、前記第1磁極は前記第2磁極と異極の磁極であり、
前記第3磁極と前記第2磁極によって形成される磁界によって、前記現像剤攪拌部から前記搬送ローラーに供給された前記現像剤が、前記搬送ローラーから前記現像ローラーに受け渡され、
前記第1磁極と前記第4磁極によって形成される磁界によって、前記現像位置を通過した前記現像剤が、前記現像ローラーから前記搬送ローラーに受け渡されることを特徴とする現像装置。 A first magnet including a plurality of magnetic poles fixed along the circumferential direction; a first sleeve that rotates around the first magnet in a first rotational direction and carries a developer containing toner and a magnetic carrier on the circumferential surface; A developing roller that is arranged opposite to a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed at a predetermined development position and supplies the toner to the photosensitive drum;
A second magnet that includes a plurality of magnetic poles fixed along the circumferential direction, and a second sleeve that rotates around the second magnet in a second rotational direction and carries the developer on the circumferential surface, A transport roller that is arranged to face the developing roller at a predetermined facing position, and that supplies the developer to the developing roller;
A developer agitating unit for agitating the developer and supplying the developer to the transport roller;
A layer thickness regulating member that is arranged to face the conveyance roller and regulates the layer thickness of the developer supplied from the developer stirring unit to the conveyance roller;
With
The first rotation direction and the second rotation direction are set in directions facing each other at the facing position,
The first magnet is
A first magnetic pole disposed on the upstream side in the first rotational direction of the opposing position; and a second magnetic pole disposed adjacent to the first magnetic pole on the downstream side in the first rotational direction with the opposing position interposed therebetween. ,
With
The second magnet is
A third magnetic pole disposed upstream of the opposed position in the second rotational direction and disposed opposite the second magnetic pole of the first magnet; and downstream in the second rotational direction with respect to the third magnetic pole A fourth magnetic pole disposed adjacent to the opposite position on the side and disposed opposite the first magnetic pole of the first magnet;
With
The second magnetic pole and the third magnetic pole are magnetic poles of the same polarity, and at least one of the first magnetic pole and the fourth magnetic pole is a magnetic pole of the same polarity as the second magnetic pole;
The fourth magnetic pole is a magnetic pole having the same polarity as the second magnetic pole, the first magnetic pole is a magnetic pole different from the second magnetic pole,
By the magnetic field formed by the third magnetic pole and the second magnetic pole, the developer supplied from the developer stirring unit to the transport roller is transferred from the transport roller to the developing roller,
The developing device, wherein the developer passing through the developing position is transferred from the developing roller to the transport roller by a magnetic field formed by the first magnetic pole and the fourth magnetic pole.
前記搬送ローラーの軸心は、前記現像ローラーの軸心よりも下方に配置されてい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。 The axial center of the developing roller is disposed below the axial center of the photosensitive drum,
The axis of the conveying roller, a developing device according to claim 1 or 2, characterized in that it is disposed below the axis of the developing roller.
前記現像装置から前記トナーが供給され、前記周面にトナー像を担持する前記感光体ドラムと、
前記感光体ドラムからシートに前記トナー像を転写する転写部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 A developing device according to any one of claims 1 to 5 ,
The photosensitive drum that is supplied with the toner from the developing device and carries a toner image on the peripheral surface;
A transfer unit for transferring the toner image from the photosensitive drum to a sheet;
An image forming apparatus comprising:
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