JP6477560B2 - 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。
近年、トナー像の高画質化や感光体ドラムの背景部に発生するトナーかぶりを抑制するために、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。このような現像バイアスが特許文献1の現像ローラーに印加されると、現像ローラーのスリーブ面にトナーが現像され、トナー層が形成されやすい。特に、感光体ドラム上の背景部分ではトナーを現像ローラー側に引き戻す方向に電位が設定されているため、現像ローラーのスリーブ面上のトナー層が厚くなる。逆に、感光体ドラム上の画像部分では、トナーが感光体ドラム側に移動する方向に電位が設定されているため、現像ローラーのスリーブ面上のトナー層は薄くなる。そして、このトナー層の厚みの違いが現像ローラーのスリーブ上に残ったまま、スリーブが1回転し、再び現像を行うと、このトナー層の影響を受けて、画像濃度が変化してしまう。この現象は、特にハーフトーン画像において顕著に発生し、画像履歴(ゴースト)という形で発生した。
In recent years, a developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied to the developing roller in order to improve the image quality of the toner image and to suppress the toner fog generated on the background portion of the photosensitive drum. When such a developing bias is applied to the developing roller of
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、ゴースト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 that includes a plurality of rollers each provided with a magnet therein and delivers a developer to each other, suppresses the occurrence of ghosts and includes the developing device. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
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、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、前記現像位置よりも前記第1回転方向下流側、かつ、前記対向位置よりも前記第1回転方向上流側の第1領域において、所定の磁極からなる第1磁極と前記第1磁極に対して前記第1回転方向下流側に隣接して配置され、前記第1磁極と同極の第2磁極と、前記第2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3磁極と、を備え、前記第2磁石は、前記対向位置よりも前記第2回転方向下流側で前記第2磁極に対向し配置され、前記第2磁極と同極の第4磁極と、前記第4磁極に対して前記第2回転方向上流側に前記対向位置を挟んで隣接して配置された第5磁極と、を備え、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、前記第3磁極および前記第5磁極によって形成される磁界によって、前記搬送ローラーから前記現像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 The first rotation direction and the second rotation direction are set in directions opposite to each other at the facing position, and the first magnet is located downstream of the developing position in the first rotation direction and the facing direction. In the first region upstream of the first rotation direction with respect to the position, the first magnetic pole formed of a predetermined magnetic pole and the first magnetic pole are disposed adjacent to the first magnetic rotation direction downstream side, and the first magnetic pole A second magnetic pole having the same polarity as the second magnetic pole, and a third magnetic pole disposed adjacent to the second magnetic pole on the downstream side in the first rotation direction with the facing position interposed therebetween, the second magnet comprising: A fourth magnetic pole disposed opposite to the second magnetic pole on the downstream side in the second rotational direction with respect to the opposed position and having the same polarity as the second magnetic pole, and upstream in the second rotational direction with respect to the fourth magnetic pole And a fifth magnetic pole arranged adjacent to the opposite position The developer supplied from the developer stirring unit to the transport roller is transferred from the transport roller to the development roller by a magnetic field formed by the third magnetic pole and the fifth magnetic pole. To do.
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。そして、現像ローラーの第1磁石の第1領域には、同極の第1および第2磁極が配置される。このため、第1磁極および第2磁極の反発力によって、第1スリーブ上に部分的に現像剤が滞留した滞留部が安定して形成される。したがって、現像位置において消費されたトナーの履歴が第1スリーブ上に残存した場合であっても、トナーの履歴が滞留部で滞留する現像剤の磁気ブラシによって解消される。このため、ゴーストの発生が抑止された現像装置が提供される。更に、第2磁極に対向して配置される第4磁極も、第1、第2磁極と同極の磁極からなる。このため、滞留部の現像剤を3つの同極磁極の反発力によって第1スリーブから剥離させることができる。したがって、現像位置を通過した現像剤が搬送ローラー側に受け渡されることが抑止される。この結果、第3磁極および第5磁極による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とともに、対向位置の周辺でトナーが飛散することが抑止される。 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. Part of the toner is supplied from the developer to the photosensitive drum at the development position. And the 1st and 2nd magnetic pole of the same polarity is arrange | positioned in the 1st area | region of the 1st magnet of a developing roller. For this reason, due to the repulsive force of the first magnetic pole and the second magnetic pole, a stagnant portion in which the developer has partially stagnated is stably formed on the first sleeve. Therefore, even when the history of toner consumed at the development position remains on the first sleeve, the history of toner is eliminated by the magnetic brush of the developer staying at the staying portion. For this reason, a developing device in which the occurrence of ghosts is suppressed is provided. Further, the fourth magnetic pole disposed opposite to the second magnetic pole is also composed of the same magnetic pole as the first and second magnetic poles. For this reason, the developer in the staying portion can be separated from the first sleeve by the repulsive force of the three homopolar magnetic poles. Accordingly, the developer that has passed through the development position is prevented from being delivered to the transport roller side. As a result, the delivery of the developer from the transport roller to the developing roller by the third magnetic pole and the fifth magnetic pole is stably realized, and the toner is prevented from scattering around the opposing position.
上記の構成において、前記第1磁石の磁力の半径方向成分の前記周方向の分布において、前記第1磁極のピーク磁力をTp(mT)、前記第1磁極のピーク位置と前記第2磁極のピーク位置との間に配置された前記磁力の最小値をTd(mT)とした場合、Tp−Td≧25の関係を満たすことが望ましい。 In the above configuration, in the circumferential distribution of the radial component of the magnetic force of the first magnet, the peak magnetic force of the first magnetic pole is Tp (mT), the peak position of the first magnetic pole, and the peak of the second magnetic pole When the minimum value of the magnetic force arranged between the positions is Td (mT), it is desirable to satisfy the relationship of Tp−Td ≧ 25.
本構成によれば、第1スリーブ上に現像剤の滞留部が更に安定して形成される。 According to this configuration, the developer retaining portion is more stably formed on the first sleeve.
上記の構成において、前記第3磁極は、前記第2磁極と異極の磁極であり、前記第5磁極は、前記第4磁極と同極の磁極であることが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the third magnetic pole is a magnetic pole different from the second magnetic pole, and the fifth magnetic pole is a magnetic pole having the same polarity as the fourth magnetic pole.
本構成によれば、第3磁極および第5磁極によって形成される磁界によって、現像剤が搬送ローラーから現像ローラーに安定して受け渡される。 According to this configuration, the developer is stably transferred from the transport roller to the developing roller by the magnetic field formed by the third magnetic pole and the fifth magnetic pole.
上記の構成において、前記現像剤攪拌部は、水平方向に沿って所定の方向に前記現像剤を搬送し、かつ、前記搬送ローラーに前記現像剤を供給する第1搬送部材と、水平方向において前記第1搬送部材とは逆の方向に前記現像剤を搬送し、かつ、前記現像ローラーから剥離された前記現像剤を回収する第2搬送部材と、を備え、前記第1搬送部材および前記第2搬送部材の搬送力によって前記現像剤が循環搬送されることが望ましい。 In the above configuration, the developer agitating unit conveys the developer in a predetermined direction along a horizontal direction and supplies the developer to the conveyance roller, and the horizontal direction in the horizontal direction A second conveying member that conveys the developer in a direction opposite to that of the first conveying member and collects the developer peeled from the developing roller, and includes the first conveying member and the second conveying member. It is desirable that the developer is circulated and conveyed by the conveying force of the conveying member.
本構成によれば、現像ローラーから剥離された現像剤を第1搬送部材が回収する場合と比較して、第2搬送部材を現像ローラーに近い位置に配置することができる。このため、剥離後の現像剤からトナーが飛散することが抑制される。 According to this structure, compared with the case where the 1st conveyance member collect | recovers the developer peeled from the developing roller, the 2nd conveyance member can be arrange | positioned in the position near a developing roller. For this reason, the scattering of the toner from the developer after peeling is suppressed.
上記の構成において、前記第1磁石の磁力の半径方向成分の前記周方向の分布において前記第1磁極のピーク位置から前記第2磁極のピーク位置までの範囲で前記現像ローラーに対向して配置され、前記第1スリーブから前記現像剤を剥離させる剥離部材を更に有することが望ましい。 In the above configuration, the radial distribution of the magnetic force component of the first magnet is arranged to face the developing roller in a range from the peak position of the first magnetic pole to the peak position of the second magnetic pole in the circumferential distribution. It is desirable to further include a peeling member for peeling the developer from the first sleeve.
本構成によれば、第1スリーブから安定して現像剤を剥離することができるとともに、現像剤が搬送ローラーに付着することが更に抑止される。 According to this configuration, the developer can be stably peeled from the first sleeve, and the developer can be further prevented from adhering to the transport roller.
上記の構成において、前記第5磁極よりも前記第2回転方向上流側において、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を更に有することが望ましい。 In the above-described configuration, the developer is disposed on the upstream side of the fifth magnetic pole in the second rotation direction so as to face the transport roller, and the layer thickness of the developer supplied to the transport roller from the developer stirring unit It is desirable to further have a layer thickness regulating member for regulating.
本構成によれば、搬送ローラーから現像ローラー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。 According to this configuration, the developer layer thickness can be stably regulated before the developer is 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、重力の作用によって、現像剤の滞留部から溢れた現像剤を落下させ、回収することができる。 According to this configuration, the developer overflowing from the developer retention portion can be dropped and collected by the action of gravity.
上記の構成において前記現像ローラーの軸心と直交する断面で見た場合、前記現像ローラーの軸心は、前記感光体ドラムの軸心に対して水平方向の一端側に所定の間隔をおいて配置され、前記搬送ローラーの軸心は、水平方向において前記現像ローラーの軸心と前記感光体ドラムの軸心との間に配置されていることが望ましい。 When viewed in a cross section perpendicular to the axis of the developing roller in the above configuration, the axis of the developing roller is arranged at a predetermined interval on one end side in the horizontal direction with respect to the axis of the photosensitive drum. It is desirable that the axis of the transport roller is disposed between the axis of the developing roller and the axis of the photosensitive drum in the horizontal direction.
本構成によれば、現像ローラーから剥離された現像剤が、搬送ローラーに付着することが一層抑止される。 According to this configuration, the developer peeled from the developing roller is further suppressed from adhering to the transport roller.
上記の構成において、前記現像ローラーの軸心と直交する断面で見た場合、前記第1磁極、前記第2磁極および前記第4磁極は、略一直線上に配置されていることが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the first magnetic pole, the second magnetic pole, and the fourth magnetic pole are arranged substantially in a straight line when viewed in a cross section orthogonal to the axis of the developing roller.
本構成によれば、第1、第2および第4磁極によって形成される反発磁界によって、現像ローラーの第1スリーブ上に現像剤の滞留部を安定して形成することができるとともに、第1スリーブから現像剤を安定して剥離させることができる。 According to this configuration, the staying portion of the developer can be stably formed on the first sleeve of the developing roller by the repulsive magnetic field formed by the first, second, and fourth magnetic poles, and the first sleeve The developer can be stably peeled off.
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ゴーストが生じやすい場合であっても、滞留部の現像剤の磁気ブラシによってゴースト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 a ghost is likely to occur, the occurrence of the ghost is suppressed by the magnetic brush 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、ゴーストの発生が抑制され、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, it is possible to provide an image forming apparatus that can suppress the occurrence of ghosts 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、ゴースト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, an image forming apparatus provided with a developing device that includes a magnet therein and includes a plurality of rollers that deliver a developer to each other while suppressing the occurrence of ghosts.
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。なお、図1に示される現像装置23は模式的なものであり、各部材の配置は実際ものとは相違している。現像装置23の詳細な構造については、後記で詳述する。
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4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、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4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。
Next, the developing
図2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、セパレーター236(剥離部材)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。
Referring to FIG. 2, 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2)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。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、一例として、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の表面には、所定の表面粗さ(Rzjis)が備えられる代わりに、公知の複数の溝形状が形成されるものでもよい。
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4の矢印D2方向)に回転し、周面に非磁性トナーおよび磁性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。
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。また、図2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方向に設定されている(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(第1搬送部材)と、第2スクリュー233B(第2搬送部材)と、を備える。第1スクリュー233Aは、水平方向に沿って所定の方向(後方向)に現像剤を搬送する。第2スクリュー233Bは、水平方向において第1スクリュー233Aとは逆の方向(前方向)に現像剤を搬送し、かつ、現像ローラー231から剥離された現像剤を回収する。
The stirring
なお、図2に示すように、ハウジング23Hは、第1スクリュー233Aが配置される第1搬送部23S1と、第2スクリュー233Bが配置される第2搬送部23S2と、を備える。第1搬送部23S1と第2搬送部23S2とは、軸方向(長手方向)の両端部において互いに連通されている。また、図2に示すように、第2搬送部23S2は、第1搬送部23S1よりも上方に配置されている。現像剤は、第1スクリュー233Aおよび第2スクリュー233Bの搬送力によって、第1搬送部23S1と第2搬送部23S2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搬送部23S1と第2搬送部23S2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。
As shown in FIG. 2, the
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
セパレーター236は、現像ローラー231に対向して配置され、第1スリーブ231Bから現像剤を剥離させる。セパレーター236の先端部は、第1スリーブ231Bに対して所定の隙間をおいて配置される。セパレーター236は、金属製またはゴム製の板状部材からなる。
The
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。また、現像ローラー231の軸心と直交する断面で見た場合、現像ローラー231の軸心は、感光体ドラム20の軸心に対して水平方向の一端側(左側)に所定の間隔をおいて配置されている。また、搬送ローラー232の軸心は、水平方向において現像ローラー231の軸心と感光体ドラム20の軸心との間に配置されている。
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においてトナーの一部が感光体ドラム20に供給された後、現像ローラー231から剥離された現像剤は、自由落下し、第2スクリュー233Bに回収される。その後、回収された現像剤は、攪拌スクリュー233によって循環搬送される。
Referring to FIG. 2, the developer composed of toner and carrier and circulated and conveyed by stirring
図2および図3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、S11極(第3磁極)が配置される。また、S11極の第1回転方向下流側には、N11極が配置される。N11極は、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。N11極は、現像位置NPの近傍に配置されている。
2 and 3, 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Rにおいて、3つの磁極(S12極、N12極、N13極)を備えている。N12極(第1磁極)は、第1領域Rの略中央部に配置される。N13極(第2磁極)は、N12極に対して第1回転方向下流側に隣接して配置され、N12極と同極の磁極である。また、S12極は、N12極に対して第1回転方向上流側に隣接して配置され、N12極と異極の磁極である。S12極は、現像位置NPを通過した現像剤をN12極に向かって搬送する機能を備える。また、前述のS11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、N13極と異極の磁極である。
Further, the
表1には、本実施形態に係る第1磁石231Aの一例として、5つの磁極の角度および半径方向成分のピーク磁力が示されている。また、表1に示される各磁極の角度は、図3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。なお、図3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)が示されている。
Table 1 shows the angles of the five magnetic poles and the peak magnetic force of the radial component as an example of the
一方、図2および図4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、N3極(第4磁極)が配置されている。また、N3極の第2回転方向下流側には、S2極が配置される。S2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。S2極の第2回転方向下流側には、N1極、S1極およびN2極(第5磁極)が配置されている。N1極、S1極は、S2極によって汲み上げられた現像剤をN2極に向かって搬送する搬送極として機能する。図2に示すように、N2極よりも第2回転方向上流側であって、S1極とN1極との間(N1極の近傍)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。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。
On the other hand, referring to FIGS. 2 and 4,
なお、N3極は、対向位置TPよりも第2回転方向下流側で第1磁石231AのN13極に対向し配置され、N13極と同極の磁極である。また、N2極は、N3極に対して第2回転方向上流側に対向位置TPを挟んで隣接して配置され、N3極と同極の磁極である。そして、第1スクリュー233Aから搬送ローラー232に供給され層厚規制部材235によって規制された現像剤が、第1磁石231AのS11極および第2磁石232AのN2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。更に、現像ローラー231の軸心と直交する断面で見た場合(図2)、第1磁石231AのN12極、N13極および第2磁石232AのN3極は、上方かつ左方から下方且つ右方に向かって延びる直線に沿って、略一直線上に配置されている。更に、上記の直線上であってN3極の延長線上には、汲上極としてのS2極が配置されている。
Note that the N3 pole is disposed opposite to the N13 pole of the
また、この磁極の傾斜配置に沿うように、第2スクリュー233Bは第1スクリュー233Aの上方に配置されている。換言すれば、第2スクリュー233Bの回転軸心および第1スクリュー233Aの回転軸心も、上方かつ左方から下方且つ右方に向かって延びる直線に沿って、段差をもって配置されている。
Further, the
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4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4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
図2を参照して、仕切り板234は、ハウジング23Hの底部から第2スクリュー233Bの周面に沿うように上方に延びた後、左方に湾曲して延びている。そして、仕切り板234の先端部は、セパレーター236の基端部を支持している。本実施形態では、セパレーター236は鉛直方向に延びている。このため、セパレーター236上に現像剤が堆積することが抑止される。また、セパレーター236の先端部は、第1磁石231Aの磁力の半径方向成分の周方向の分布において、N12極のピーク位置からN13極のピーク位置までの範囲で、現像ローラー231に対向して配置されている。このため、図2に示すように、セパレーター236および仕切り板234によって、現像ローラー231の下方の位置で、ハウジング23Hの収容空間23Sが左右に二分されている。
Referring to FIG. 2, the
前述のように、感光体ドラム20上の静電潜像を現像する現像動作に、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。これによって、現像位置NP(現像ニップ)では交流バイアスによる振動電界が形成されるため、感光体ドラム20上の背景部に付着したかぶりトナーを回収することができる。しかしながら、このような振動電界は、トナーを現像ローラー231の第1スリーブ231B上にも引き付ける。この結果、第1スリーブ231B上では、トナーおよびキャリアからなる磁気ブラシの根元部分に薄いトナー層(トナー膜)が形成されやすくなる。
As described above, a developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied to the developing
現像ローラー231の第1スリーブ231Bに上記のようなトナー層が形成されると、現像位置NPにおいて消費されたトナーの画像部と背景部との間の履歴が残存しやすい。図7は、このようなトナーの消費履歴によってハーフトーン画像上に発生したゴースト画像を示す模式図である。プロセス方向(シートの搬送方向)の上流側で形成されたリング状の画像の履歴が後続のハーフトーン画像上に現れている。このような履歴は、上記のトナー層におけるトナーの消費量の差に基づくものであり、次のハーフトーン画像では残存するトナーの電荷分だけ第1スリーブ231Bと感光体ドラム20との間の電位差が部分的にシフトすることに起因している。
When the toner layer as described above is formed on 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)が配置された現像装置23において、感光体ドラム20に対向する1本のローラーである現像ローラー231上にトナー層が形成され、上記のようなゴースト画像が発生することが好適に抑止される。すなわち、このようなゴースト画像の抑止のために、現像装置23の現像ローラー231は、前述のN12極およびN13極を備えている。また、搬送ローラー232は、上記のN13極に対向したN3極を備えている。この場合、図2を参照して、現像ローラー231のS12極からN12極に搬送された現像剤は、N13極に移動しにくいため、N12極上において部分的に滞留する。この結果、現像ローラー231の第1スリーブ231B上には現像剤の滞留部TDが形成される。滞留部TDでは、現像剤の磁気ブラシが第1スリーブ231B上でスリップしながら滞留している。したがって、現像位置NPにおいて消費されたトナーの履歴が第1スリーブ231B上のトナー層に残存した場合であっても、トナーの履歴が滞留部TDで滞留する現像剤の磁気ブラシによって解消(研磨)される。このため、前述のようなゴーストの発生が抑止された現像装置23が提供される。特に、本実施形態のように、現像ローラー231と搬送ローラー232との対向位置TPに磁極のピーク位置が存在しない場合、搬送ローラー232上の現像剤の磁気ブラシの研磨力(掻き取り力)が、第1スリーブ231Bの表面に及びにくい。このような場合であっても、現像ローラー231が自ら備えるN12−N13極の反発力によって滞留部TDを好適に形成することができる。更に、N13極に対向して配置されるN3極も、N12極、N13極と同極の磁極からなる。このため、滞留部TDで保持しきれなくなった余剰現像剤を反発力によって第1スリーブ231Bから剥離させることができる。したがって、現像位置NPを通過した現像剤が搬送ローラー232側に受け渡されることが抑止される。この結果、N2極およびS11極による搬送ローラー232から現像ローラー231への現像剤の受け渡しが安定して実現されるとともに、対向位置TPの周辺でトナーが飛散することが抑止される。更に、本実施形態では、N12極とN13極との間にセパレーター236が配置されている。このため、上記の反発力の作用とともに、第1スリーブ231Bから安定して現像剤を剥離することができる。また、現像剤が搬送ローラー232に付着することが更に抑止される。
In the present embodiment, a toner layer is formed on the developing
なお、現像ローラー231上の現像剤を搬送ローラー232が仮に回収する場合、対向位置TPの周辺では、現像ローラー231から搬送ローラー232に向かう磁気ブラシの流れと搬送ローラー232から現像ローラー231に向かう磁気ブラシの流れが近接する。この場合、両者の磁気ブラシの衝突によってトナー飛散が生じやすい。本実施形態では、このようなトナー飛散の発生が好適に抑止される。
When the
更に、本実施形態では、現像ローラー231の軸心と直交する断面で見た場合、N12極、N13極およびN3極は、略一直線上に配置されている。このため、N12、N13およびN3極によって形成される反発磁界によって、現像ローラー231の第1スリーブ231B上に現像剤の滞留部TDを安定して形成することができるとともに、第1スリーブ231Bから現像剤を安定して剥離させることができる。
Furthermore, in this embodiment, when viewed in a cross section orthogonal to the axis of the developing
図5は、本実施形態に係る現像装置23の現像ローラー231において、隣接する同極磁極であるN12極およびN13極の間の半径方向成分の磁力分布を示すグラフである。本実施形態では、第1磁石231Aの磁力の半径方向成分(Radial成分)の周方向の分布において、N12極のピーク磁力をTp(mT)、N12極のピーク位置とN13極のピーク位置との間に配置された磁力の最小値(磁力の谷部分)をTd(mT)とした場合、
Tp−Td≧25 ・・・(式1)
の関係が満たされる。このように、N12極のピーク磁力TpとN12−N13極間の谷部分の磁力Tdとの差が大きく設定されることによって、N12極およびN13極によって形成される反発磁力が更に高くなる。したがって、現像位置NPで発生したトナー層上の履歴を更に安定して取り除くことが可能となる。なお、このような滞留部TDの形成は、公知の現像剤の剥離極では充分に形成できない。上記のように、同極の3つの磁極が順に配置されることや、式1が満たされることで、第1スリーブ231B上のトナー層を研磨可能な滞留部TDが形成可能とされる。
FIG. 5 is a graph showing the magnetic force distribution of the radial component between the N12 pole and the N13 pole, which are adjacent homopolar poles, in the developing
Tp−Td ≧ 25 (Formula 1)
The relationship is satisfied. Thus, by setting the difference between the peak magnetic force Tp of the N12 pole and the magnetic force Td of the valley portion between the N12 and N13 poles, the repulsive magnetic force formed by the N12 pole and the N13 pole is further increased. Therefore, the history on the toner layer generated at the development position NP can be more stably removed. Such a stay portion TD cannot be formed sufficiently with a known developer peeling electrode. As described above, the three magnetic poles having the same polarity are sequentially arranged, and when
本実施形態では、N12極およびN13極はそれぞれ扇形状のフェライト磁石から形成されている。そして、N12極のピーク値とN13極のピーク値との磁力差は、30mT以下の範囲に設定される。この範囲であれば、上流側のN12極のピーク値Tpと谷部分の磁力Tdとの比較によって滞留部TDの形成具合を判断することが可能とされる。なお、滞留部TDの形成をより安定させるためには、N12極のピーク値は、N13極のピーク値以上に設定されることが望ましい。 In the present embodiment, the N12 pole and the N13 pole are each formed from a fan-shaped ferrite magnet. The magnetic force difference between the peak value of the N12 pole and the peak value of the N13 pole is set to a range of 30 mT or less. Within this range, it is possible to determine the formation state of the staying portion TD by comparing the peak value Tp of the N12 pole on the upstream side with the magnetic force Td of the valley portion. In order to further stabilize the formation of the retention portion TD, the peak value of the N12 pole is preferably set to be equal to or higher than the peak value of the N13 pole.
また、本実施形態では、N13極の第1回転方向下流側にはS11極が配置され、N3極の第2回転方向上流側には、N2極が配置されている。そして、異極関係にあるN2極およびS11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に安定して現像剤を供給することができる。この際、対向位置TPを挟んだ位置に、同極のN2極およびN3極が形成されているため、両者の反発磁界によって搬送ローラー232上の現像剤を現像ローラー231側に押し上げることができる。更に、S11極側に移動した現像剤は、N2極、N3極およびN13極によって形成される反発磁界によって、第1スリーブ231Bの回転とともに速やかにN11極側に搬送される。換言すれば、S11極側に移動した現像剤が対向位置TPで詰まることが抑止される。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。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。
In the present embodiment, the S11 pole is disposed downstream of the N13 pole in the first rotation direction, and the N2 pole is disposed upstream of the N3 pole in the second rotation direction. Then, the developer can be stably supplied from the
また、本実施形態では、現像ローラー231から剥離された現像剤が、第1スクリュー233Aではなく、第2スクリュー233Bによって回収される。この場合、現像ローラー231から剥離された現像剤を第1スクリュー233Aが回収する場合と比較して、図2のように、第2搬送部材233Bを現像ローラー231に近い位置(上方)に配置することができる。このため、剥離後の現像剤からトナーが飛散することが抑制される。したがって、現像装置23のハウジング23Hの隙間などからトナーが画像形成装置10内に飛散することも抑止される。
In the present embodiment, the developer peeled from the developing
なお、現像ローラー231から剥離された現像剤を第1スクリュー233Aによって回収する場合には、第1スクリュー233Aの配置を図2よりも左方にずらす必要がある。この場合、第1スクリュー233Aから搬送ローラー232への現像剤の供給機能が低下しやすい。また、第1スクリュー233Aの外径を大型化することでも、第1スクリュー233Aが現像剤の供給と回収の2つの機能を備えることができるが、この場合、現像装置23全体が大型化してしまう。
In the case where the developer peeled off from the developing
更に、本実施形態では、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。このため、重力の作用によって、現像剤の滞留部TDから溢れた現像剤を落下させ、回収することができる。更に、図2を参照して、現像ローラー231の外径と搬送ローラー232の外径とは略同じであり、現像ローラー231の軸心は、感光体ドラム20の軸心に対して左側に所定の間隔をおいて配置され、搬送ローラー232の軸心は水平方向において現像ローラー231の軸心と感光体ドラム20の軸心との間に配置されている。このため、現像ローラー231の真下に搬送ローラー232が配置されていないため、N12極およびN13極の下方には、搬送ローラー232が存在しない空間が形成されている。したがって、現像ローラー231から剥離された現像剤が、搬送ローラー232に付着することが一層抑止される。
Furthermore, in this embodiment, the axis of the developing
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。
<実験>
本実験では、以下の実験条件において実験を行った。
<実験条件>
・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=270V、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:300μm
・現像ローラー231上の現像剤搬送量(層厚規制後):250g/m2
・キャリア:体積平均粒径35μm、磁力80emu/g
・トナー:体積平均粒径6.8μm、トナー濃度7%
Next, based on an Example, this invention is further demonstrated. In addition, this invention is not limited to a following example.
<Experiment>
In this experiment, the experiment was performed under the following experimental conditions.
<Experimental conditions>
Photosensitive drum 20: Amorphous silicon photosensitive member (a-Si), diameter φ30 mm, surface potential Vo = 270 V, peripheral speed = 300 mm / sec
A gap between the layer
-Developer transport amount on developing roller 231 (after regulation of layer thickness): 250 g / m 2
Carrier: volume average particle size 35 μm, magnetic force 80 emu / g
Toner: Volume average particle size 6.8 μm, toner concentration 7%
実験に用いた現像ローラー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:1.6
・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f4.7kHz、Duty50%、矩形波(なお、搬送ローラー232の現像バイアスも同電位である)
・第1スリーブ231Bの表面条件:
(条件1)ローレットV溝(溝深さ80μm、溝幅0.2mm、溝本数120本)
(条件2)サンドブラスト(Rzjis10μm)
また、実験1に用いた現像ローラー231の磁極分布は、先の表1に示されたものである。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
A peripheral speed ratio of the developing
A gap between the developing
Development bias: DC bias = 170 V, AC bias = Vpp 1.4 kV, frequency f4.7 kHz, Duty 50%, rectangular wave (note that the development bias of the
-Surface condition of the
(Condition 1) Knurled V groove (groove depth 80 μm, groove width 0.2 mm, groove number 120)
(Condition 2) Sandblasting (
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:1.05
・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
-Gap between
Further, the magnetic pole distribution of the
本実験では、上記の条件のもと、第1磁石231Aにおいて、Tp−Tdの磁力差の関係を変更して行った。表3は、本実験の実施例および比較例の一覧と、それぞれの条件における現像ゴースト(ゴースト画像)の評価結果を示したものである。
In this experiment, under the above-described conditions, the relationship of the magnetic force difference of Tp-Td was changed in the
なお、現像ゴーストの発生レベルは、図7に示すようなパターン画像を印刷した上で、下記の基準をもとに目視にてランク付けし、レベル3以上をOKレベルと判定している。 5:全くない(実使用上、問題なし)
4:よくみると確認できるが気にならないレベル(実使用上、問題なし)
3:発生しているが気にならないレベル(実使用上、問題なし)
2: 確認できる
1:はっきりと確認できる
The development ghost occurrence level is visually ranked based on the following criteria after a pattern image as shown in FIG. 7 is printed, and level 3 or higher is determined as an OK level. 5: Not at all (no problem in actual use)
4: Level that can be confirmed if you look closely but is not worrisome (no problem in actual use)
3: Level that is generated but not worrisome (no problem in actual use)
2: Can be confirmed 1: Can be clearly confirmed
比較例1においては、TpとTdとの磁力差が小さく、現像剤の滞留部TD(図2)が充分形成されなかったため、現像ゴーストが発生している。また、実施例1、2、3においては、TpとTdとの磁力差が充分あり、N12極からN13極までの現像剤の搬送が一時的に阻害されるため、現像剤の滞留部TDが充分に形成された。この結果、現像ゴーストの発生が抑制される結果となった。一方、比較例2においては、比較例1に比べて現像ローラー231の第1スリーブ231Bの搬送性能が低下し滞留部TDが形成されやすいものの、やはりTpとTdとの磁力差が小さいため、滞留部TDが充分形成されず、現像ゴーストが発生する結果となった。実施例4、5、6においては、実施例1、2、3に比べて第1スリーブ231Bの搬送性能が低下したことも加わって、現像剤の滞留部TDが顕著に形成され、現像ゴーストが更に改善されている。
In Comparative Example 1, the difference in magnetic force between Tp and Td is small, and the developer retention portion TD (FIG. 2) is not sufficiently formed, and therefore development ghost is generated. In Examples 1, 2, and 3, there is a sufficient difference in magnetic force between Tp and Td, and transport of the developer from the N12 pole to the N13 pole is temporarily hindered. Well formed. As a result, the occurrence of development ghost was suppressed. On the other hand, in Comparative Example 2, although the conveyance performance of the
なお、第1スリーブ231Bの条件2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。
As for
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において、隣接する2つの同極の磁極がN12極、N13極にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。隣接する2つの同極の磁極はS極からなるものでもよい。この場合、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, in the
(2)また、上記の実施形態では、層厚規制部材235が搬送ローラー232に対向して配置され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。層厚規制部材235は、現像ローラー231のS1極周辺などに対向して配置されてもよい。この場合、現像剤を搬送するための他の磁極が第1磁石231Aに追加されてもよい。
(2) In the above-described embodiment, the layer
(3)また、上記の実施形態では、現像装置23がセパレーター236(図2)を備え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6は、本発明の変形実施形態に係る現像装置23Mの内部構造を示す模式的な断面図である。なお、図6では、先の実施形態に係る現像装置23と同様の機能および構造を備える部材については、図2と同じ符号を付している。現像装置23Mは、先の実施形態に係る現像装置23と比較して、セパレーター236を備えていない。また、現像装置23Mの仕切り板234は、第1スクリュー233Aと第2スクリュー233Bとの間を仕切る機能を備えている。このような構成においても、N12極とN13極との間に形成される現像剤の滞留部TDによってゴースト画像が抑止される。また、N12極、N13極およびN3極によって形成される反発極によって、第1スリーブ231Bから滞留部TDの余剰現像剤を安定して剥離することができる。
(3) In the above embodiment, the developing
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(第1搬送部材)
233B 第2スクリュー(第2搬送部材)
234 仕切り板
235 層厚規制部材
236 セパレーター(剥離部材)
23H ハウジング
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
233B Second screw (second conveying member)
234
Claims (9)
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、
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、前記現像位置よりも前記第1回転方向下流側、かつ、前記対向位置よりも前記第1回転方向上流側の第1領域において、
所定の磁極からなる第1磁極と
前記第1磁極に対して前記第1回転方向下流側に隣接して配置され、前記第1磁極と同極の第2磁極と、
前記第2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3磁極と、
を備え、
前記第2磁石は、
前記対向位置よりも前記第2回転方向下流側で前記第2磁極に対向し配置され、前記第2磁極と同極の第4磁極と、
前記第4磁極に対して前記第2回転方向上流側に前記対向位置を挟んで隣接して配置された第5磁極と、
を備え、
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、前記第3磁極および前記第5磁極によって形成される磁界によって、前記搬送ローラーから前記現像ローラーに受け渡され、
前記現像剤攪拌部は、
水平方向に沿って所定の方向に前記現像剤を搬送し、かつ、前記搬送ローラーに前記現像剤を供給する第1搬送部材と、
水平方向において前記第1搬送部材とは逆の方向に前記現像剤を搬送し、かつ、前記現像ローラーから剥離された前記現像剤を回収する第2搬送部材と、
を備え、前記第1搬送部材および前記第2搬送部材の搬送力によって前記現像剤が循環搬送され、
前記第1磁石の磁力の半径方向成分の前記周方向の分布において、前記第1磁極のピーク磁力をTp(mT)、前記第1磁極のピーク位置と前記第2磁極のピーク位置との間に配置された前記磁力の最小値をTd(mT)とした場合、
Tp−Td≧25
の関係を満たす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;
With
The first rotation direction and the second rotation direction are set in directions facing each other at the facing position,
In the first region, the first magnet is downstream in the first rotation direction from the development position and upstream in the first rotation direction from the facing position.
A first magnetic pole composed of a predetermined magnetic pole, a second magnetic pole disposed adjacent to the first magnetic pole downstream of the first rotation direction, and having the same polarity as the first magnetic pole;
A third magnetic pole disposed adjacent to the second magnetic pole on the downstream side in the first rotational direction with the facing position interposed therebetween;
With
The second magnet is
A fourth magnetic pole disposed opposite to the second magnetic pole on the downstream side in the second rotational direction from the opposing position, and having the same polarity as the second magnetic pole;
A fifth magnetic pole disposed adjacent to the fourth magnetic pole on the upstream side in the second rotational direction with the facing position interposed therebetween;
With
The developer supplied from the developer stirring unit to the transport roller is transferred from the transport roller to the developing roller by a magnetic field formed by the third magnetic pole and the fifth magnetic pole ,
The developer stirring unit is
A first conveying member that conveys the developer in a predetermined direction along a horizontal direction and that supplies the developer to the conveying roller;
A second conveying member that conveys the developer in a direction opposite to the first conveying member in the horizontal direction and collects the developer peeled from the developing roller;
The developer is circulated and conveyed by the conveying force of the first conveying member and the second conveying member,
In the circumferential distribution of the radial component of the magnetic force of the first magnet, the peak magnetic force of the first magnetic pole is Tp (mT), and the peak position of the first magnetic pole is between the peak position of the second magnetic pole. When the minimum value of the arranged magnetic force is Td (mT),
Tp−Td ≧ 25
A developing device satisfying the relationship:
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乃至4の何れか1項に記載の現像装置。 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 apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is disposed below the axis of the developing roller.
前記現像ローラーの軸心は、前記感光体ドラムの軸心に対して水平方向の一端側に所定の間隔をおいて配置され、
前記搬送ローラーの軸心は、水平方向において前記現像ローラーの軸心と前記感光体ドラムの軸心との間に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の現像装置。 When viewed in a cross section perpendicular to the axis of the developing roller,
The axial center of the developing roller is disposed at a predetermined interval on one end side in the horizontal direction with respect to the axial center of the photosensitive drum,
The developing device according to claim 5 , wherein an axis of the conveying roller is disposed between the axis of the developing roller and the axis of the photosensitive drum in a horizontal direction.
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 8 ,
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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