JP6981171B2 - A developing device and an image forming device equipped with the developing device. - Google Patents
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Description
本発明は、現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像式の現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing apparatus and an image forming apparatus including the developing apparatus, and more particularly to a two-component developing type developing apparatus using a two-component developing agent containing a magnetic carrier and a toner, and an image forming apparatus provided thereof. ..
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を現像装置により現像し、トナー像として可視化することを行っている。このような現像装置として、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像式の現像装置が用いられている。 In the image forming apparatus, a latent image formed on an image carrier made of a photoconductor or the like is developed by a developing apparatus and visualized as a toner image. As such a developing device, a two-component developing type developing device using a two-component developing agent containing a magnetic carrier and toner is used.
二成分現像式の現像装置としては、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を攪拌搬送する第1攪拌搬送部材および第2攪拌搬送部材と、第2攪拌搬送部材から供給される現像剤を担持する現像ローラー(現像剤担持体)と、を備える現像装置が知られている。第1攪拌搬送部材は、現像剤を現像ローラーの軸方向の一方側に搬送し、第2攪拌搬送部材は、現像剤を他方側(一方側とは反対側)に搬送しながら現像ローラーに供給する。現像剤は現像器内の攪拌部で混合搬送され、現像ローラー上に汲み上げられて磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは規制部材で層厚を規制され、磁気ブラシ中のトナーが現像電界により感光体上の静電潜像を顕像する。現像に用いられなかったトナーは現像ローラーから回収され、攪拌部に送られて新たに供給されたトナーと混合搬送されて再び現像に用いられる。 The two-component developing type developing apparatus includes a developing container for accommodating a developing agent, a first stirring and transporting member and a second stirring and transporting member for stirring and transporting the developer, and a developer supplied from the second stirring and transporting member. A developing apparatus including a developing roller (developer carrier) for carrying the developing roller is known. The first stirring and transporting member transports the developer to one side in the axial direction of the developing roller, and the second stirring and transporting member supplies the developer to the developing roller while transporting the developer to the other side (opposite to one side). do. The developer is mixed and conveyed by a stirring unit in the developer and pumped onto a developing roller to form a magnetic brush. The layer thickness of the magnetic brush is regulated by a regulating member, and the toner in the magnetic brush reveals an electrostatic latent image on the photoconductor by the developing electric field. The toner that has not been used for development is collected from the developing roller, sent to the stirring unit, mixed and conveyed with the newly supplied toner, and used again for development.
上記のような従来の現像装置では、高画像面積の現像に供された現像剤を現像スリーブから分離させ、現像剤搬送部材(スクリュー)へと回収する部分と、新たな現像剤を現像スリーブへと汲み上げ供給する部分が比較的近くに存在するため、分離回収された現像剤が再度現像スリーブへ汲み上げ供給されてしまい、新しいトナーが補給されないまま現像に供されてしまうために画像濃度ムラとなってしまう不具合が生じていた。また、現像剤の少ない部分に新たなトナーが補給されると、補給トナー濃度が局所的に高い部分が発生する。補給トナーはキャリアと十分に混合されておらず帯電量が低いため、補給トナー濃度が高い部分が現像に用いられるとカブリ画像や画像濃度ムラが発生する。 In a conventional developing apparatus as described above, a portion for separating a developing agent used for developing a high image area from a developing sleeve and collecting it on a developing agent transport member (screw) and a new developing agent on the developing sleeve. Since the part to be pumped up and supplied is relatively close, the developer that has been separated and recovered will be pumped up and supplied to the developing sleeve again, and will be used for development without being replenished with new toner, resulting in uneven image density. There was a problem that it would end up. Further, when new toner is replenished to a portion where the amount of the developer is small, a portion where the replenishment toner concentration is locally high is generated. Since the replenishing toner is not sufficiently mixed with the carrier and the amount of charge is low, a fog image or uneven image density occurs when a portion having a high replenishing toner concentration is used for development.
そこで、現像装置内の現像剤と補給トナーとを十分に混合する方法が種々提案されており、例えば特許文献1には、現像剤の供給区画と回収区画とは別に、攪拌させるための迂回搬送区画を設けて攪拌手段によって濃度の低下した回収現像剤と補充されたトナーの混合、分散を改善し、画像濃度の均一化を図った現像装置が開示されている。さらに、現像装置で用いられるトナーは、体積平均粒径が3〜8μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることも記載されている。 Therefore, various methods have been proposed in which the developer in the developing apparatus and the replenishing toner are sufficiently mixed. For example, in Patent Document 1, a detour transport for stirring is performed separately from the developing agent supply section and the recovery section. Disclosed is a developing apparatus in which a section is provided to improve the mixing and dispersion of the recovered developer whose density has been reduced by a stirring means and the replenished toner, and to make the image density uniform. Further, the toner used in the developing apparatus has a volume average particle size of 3 to 8 μm, and the ratio (Dv / Dn) of the volume average particle size (Dv) to the number average particle size (Dn) is 1.00 to 1. It is also stated that it is in the range of 40.
特許文献1の方法によれば、混合、分散性のやや劣るトナーにおいてもトナー濃度(キャリアに対するトナーの重量比)を精度良く検知させることで、現像剤中のトナーの濃度ムラやそれに起因する画像濃度ムラを抑制することができる。 According to the method of Patent Document 1, the toner concentration (weight ratio of the toner to the carrier) is detected accurately even in the toner having slightly inferior mixing and dispersibility, so that the density unevenness of the toner in the developing agent and the resulting image are obtained. It is possible to suppress density unevenness.
キャリアに担持されたトナーは現像ローラー上の磁気ブラシ中では動きを抑制されて大きな力を受ける一方で、攪拌部ではトナーが自由に動けるため受ける力が小さくなる。トナーが現像ローラー上と攪拌部とを循環する中でトナー−キャリア間の接触距離の変化が接触面の静電容量の変化をもたらし、静電容量が上昇する現像ローラー上では帯電量が上昇し、静電容量が低下する攪拌部では緩和されて帯電量が低下する。その結果、現像剤中の滞留トナーの帯電の緩和が進行しつつある攪拌部で新たなトナーが補給されると、補給トナーからの電子を受け取り易くなり、トナー粒子間での静電的な作用を招いてトナーの帯電不良が発生するおそれがあった。 The toner carried on the carrier is restrained from moving in the magnetic brush on the developing roller and receives a large force, while the toner is freely moved in the stirring portion, so that the force received is small. As the toner circulates between the developing roller and the stirring part, the change in the contact distance between the toner and the carrier causes a change in the capacitance of the contact surface, and the amount of charge increases on the developing roller where the capacitance increases. In the stirring section where the capacitance decreases, it is relaxed and the amount of charge decreases. As a result, when new toner is replenished in the stirring part where the charge of the stagnant toner in the developer is being relaxed, it becomes easier to receive electrons from the replenished toner, and electrostatic action between the toner particles occurs. There was a risk of poor charging of the toner.
本発明は、上記問題点に鑑み、トナーの帯電緩和が効率的に起こるように現像剤担持体から回収された現像剤中のトナーを十分に攪拌可能である現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。 In view of the above problems, the present invention is a developing apparatus capable of sufficiently stirring the toner in the developing agent recovered from the developing agent carrier so that the charge relaxation of the toner occurs efficiently, and an image forming apparatus provided with the same. The purpose is to provide the device.
上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、現像容器と、現像剤担持体と、トナー補給口と、第1搬送経路と、第2搬送経路と、を備えた現像装置である。現像容器は、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する。現像剤担持体は、現像容器に回転可能に支持され、現像容器内の現像剤を表面に担持する。トナー補給口は、現像容器に設けられ、現像容器内にトナーを供給する。第1搬送経路は、トナー補給口から現像剤担持体まで現像剤を搬送する。第2搬送経路は、現像剤担持体から前記トナー補給口まで現像剤を搬送する。第1搬送経路の搬送経路長を第1搬送経路長L1、第2搬送経路の搬送経路長を第2搬送経路長L2、現像剤担持体の軸方向長さをXとするとき、以下の式(1)、(2)
L2≧2X・・・(1)
L1≧X・・・(2)
を満たす。
In order to achieve the above object, the first configuration of the present invention is a developing apparatus including a developing container, a developer carrier, a toner supply port, a first transport path, and a second transport path. .. The developing container contains a two-component developer containing a carrier and toner. The developer carrier is rotatably supported by the developing container and supports the developer in the developing container on the surface. The toner supply port is provided in the developing container and supplies toner into the developing container. The first transport path transports the developer from the toner supply port to the developer carrier. The second transport path transports the developer from the developer carrier to the toner supply port. When the transport path length of the first transport path is the first transport path length L1, the transport path length of the second transport path is the second transport path length L2, and the axial length of the developer carrier is X, the following formula is used. (1), (2)
L2 ≧ 2X ・ ・ ・ (1)
L1 ≧ X ... (2)
Meet.
本発明の第1の構成によれば、第2搬送経路長L2、現像剤担持体の軸方向長さXがL2≧2Xを満たすことにより、現像剤担持体から引き剥がされた現像剤は、トナー補給口の位置まで十分な距離を攪拌されながら搬送される。従って、滞留トナーの帯電緩和時間を確保することができ、帯電不足のトナーによるトナー飛散や、逆帯電(負帯電)トナーによる地肌かぶりの発生を抑制することができる。また、第1搬送経路長L1、現像剤担持体の軸方向長さXがL1≧Xを満たすことにより、トナー補給口から補給された補給トナーは現像剤担持体まで十分な距離を攪拌されながら搬送される。従って、トナーの分散不足による帯電不良の発生を抑制することができる。 According to the first configuration of the present invention, the developer peeled off from the developer carrier by satisfying the second transport path length L2 and the axial length X of the developer carrier L2 ≧ 2X. It is conveyed while being agitated for a sufficient distance to the position of the toner supply port. Therefore, it is possible to secure the charge relaxation time of the retained toner, and it is possible to suppress the toner scattering due to the insufficiently charged toner and the occurrence of the background fog due to the back-charged (negatively charged) toner. Further, when the first transport path length L1 and the axial length X of the developer carrier satisfy L1 ≧ X, the replenished toner replenished from the toner replenishment port is stirred at a sufficient distance to the developer carrier. Be transported. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of charging defects due to insufficient dispersion of toner.
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3a〜3dを備えたカラープリンター100の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンターについて示している。カラープリンター100本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、PcおよびPdが、Pd〜Paの順に搬送方向上流側(図1では右側)から順に配設されている。これらの画像形成部Pa〜Pdは、異なる4色(ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアン)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a
これらの画像形成部Pa〜Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム1a、1b、1cおよび1dがそれぞれ配設されており、さらに図1において時計回り方向に回転する中間転写ベルト8が各画像形成部Pa〜Pdに隣接して設けられている。
Photoreceptor drums 1a, 1b, 1c and 1d carrying visible images (toner images) of each color are disposed of these image forming portions Pa to Pd, respectively, and are further rotated clockwise in FIG. An
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器2a〜2dによって感光体ドラム1a〜1dの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置5によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置3a〜3dには、トナーコンテナ4a〜4dによりブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色のトナーを含む二成分現像剤(以下、単に現像剤ともいう)が所定量充填されており、現像装置3a〜3dによって感光体ドラム1a〜1d上に現像剤中のトナーが供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置5からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
When image data is input from a host device such as a personal computer, first, the surfaces of the photoconductor drums 1a to 1d are uniformly charged by the
そして、一次転写ローラー6a〜6dにより一次転写ローラー6a〜6dと感光体ドラム1a〜1dとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム1a〜1d上のブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナー像が中間転写ベルト8上に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム1a〜1dの表面に残留したトナー等はクリーニング装置7a〜7dにより除去される。
Then, an electric field is applied between the
トナー像が転写される転写紙Pは、カラープリンター100内の下部に配置された用紙カセット16内に収容されており、給紙ローラー12aおよびレジストローラー対12bを介して転写紙Pが所定のタイミングで中間転写ベルト8に隣接して設けられた二次転写ローラー9と中間転写ベルト8のニップ部(二次転写ニップ部)へ搬送される。トナー像が二次転写された転写紙Pは定着部13へと搬送される。
The transfer paper P on which the toner image is transferred is housed in a
定着部13に搬送された転写紙Pは、定着ローラー対13aにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Pの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Pは、そのまま(或いは分岐部14によって反転搬送路18に振り分けられ、両面に画像が形成された後)排出ローラー対15によって排出トレイ17に排出される。
The transfer paper P conveyed to the fixing
図2は、カラープリンター100に搭載される本発明の一実施形態に係る現像装置3aの構成を示す側面断面図である。図3は、現像装置3aの第3搬送室22c、第4搬送室22dの構造を示す平面断面図(図2のYY′矢視断面図)である。なお、ここでは図1の画像形成部Paに配置される現像装置3aについて説明するが、画像形成部Pb〜Pdに配置される現像装置3b〜3dの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。また、図2では現像装置3aを図1の裏面側から見た状態を示しており、現像装置3a内の各部材の配置は図1と左右が逆になっている。
FIG. 2 is a side sectional view showing a configuration of a developing
図2に示すように、現像装置3aは、現像ローラー(現像剤担持体)20と、現像容器21と、規制ブレード25と、5本の攪拌搬送スクリュー42a〜42eとを備えている。現像容器21は、現像装置3aの外郭を構成し、内部は仕切り部23によって第1搬送室22a〜第5搬送室22eに区画されている。現像容器21内にはキャリアおよびトナーからなる二成分現像剤が収容される。また、現像容器21は、現像ローラー20、規制ブレード25、および攪拌搬送スクリュー42a〜42eを回転可能に保持している。
As shown in FIG. 2, the developing
現像ローラー20は、固定軸(図示せず)と現像スリーブ20aとを備える。固定軸には、複数の磁極を有するマグネット(図示せず)が固定されるとともに現像スリーブ20aが回転可能に保持される。現像スリーブ20aの近傍には、現像スリーブ20aから所定の距離を隔てて配置され、現像スリーブ20a表面の磁気ブラシを層厚規制する規制ブレード25が設けられている。現像スリーブ20aは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図2の矢印方向(反時計回り方向)に回転する。また、現像スリーブ20aには、直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧が印加される。
The developing
現像電圧を印加された現像スリーブ20aが図2の反時計回り方向に回転すると、現像スリーブ20aの電位と感光体ドラム1aの露光部の電位との電位差により、現像スリーブ20a表面に担持されたトナーが感光体ドラム1aに供給される。トナーは時計回り方向に回転する感光体ドラム1a上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム1a上の静電潜像が現像される。
When the developing
攪拌搬送スクリュー42a〜42eは、それぞれ第1搬送室22a〜第5搬送室22e内に設けられる。攪拌搬送スクリュー42a〜42eは現像剤を攪拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。
The stirring
図3に示すように、第3搬送室22cと第4搬送室22dとを仕切る仕切り部23の長手方向の一端部(図3の左端部)には連通部23aが設けられている。また、第1搬送室22aと第2搬送室22bとを仕切る仕切り部23の一端部(図2の紙面手前側)、第1搬送室22aと第5搬送室22eとを仕切る仕切り部23の一端部(図2の紙面奥側)にも連通部23aが形成されている。これにより、現像剤が第1搬送室22a〜第5搬送室22eを循環する。そして、第2搬送室22bに配置された攪拌搬送スクリュー42bから現像ローラー20に現像剤が供給され、現像ローラー20上に磁気ブラシが形成される。
As shown in FIG. 3, a
また、第1搬送室22aの一端部(図3の左端部)には、現像容器21内にトナーを補給するトナー補給口30が設けられている。トナー補給口30には、トナーコンテナ4a(図1参照)に連接されたトナー補給経路(図示せず)が接続されている。トナー補給口30から補給されたトナーは第1搬送室22aおよび第2搬送室22b内の現像剤と混合、攪拌されながら現像ローラー20に供給される。なお、トナー補給口30から現像ローラー20までの搬送経路を第1搬送経路A(図3の白矢印で表示)と称し、第1搬送経路Aの搬送経路長を第1搬送経路長L1と称する。第2搬送室22bは現像ローラー20と対向しているため、第1搬送経路L1は、具体的には第1搬送室22aの長さとなる。
Further, at one end (left end in FIG. 3) of the
一方、現像に用いられなかった現像ローラー20上の現像剤は、現像ローラー20から引き剥がされて第3搬送室22cに回収される。そして、攪拌搬送スクリュー42c、42dが回転すると、第3搬送室22c内の現像剤が一方向(図3の右から左方向)に搬送され、仕切り部23に設けられた連通部23aを通過して第4搬送室22dに搬送される。そして、第4搬送室22d内の現像剤が逆方向(図3の左から右方向)に搬送され、連通部23aと反対側の端部に形成された開口部24から第5搬送室22e内に落下する。
On the other hand, the developer on the developing
第5搬送室22e内の現像剤は攪拌搬送スクリュー42eにより一方向(図2の手前から奥方向)に搬送され、トナー補給口30が形成された第1搬送室22aの一端部に合流する。なお、現像ローラー20からトナー補給口30までの搬送経路を第2搬送経路B(図2、図3の黒矢印で表示)と称し、第2搬送経路Bの搬送経路長を第2搬送経路長L2と称する。第2搬送経路L2は、具体的には第3搬送室22c〜第5搬送室22eの長さの合計となる。
The developer in the
前述したように、キャリアに担持されたトナーは現像ローラー20上の磁気ブラシ中で動きを制限される(磁気的拘束力を受ける)ため、規制ブレード25(規制部)を通過する際にトナーが受ける物理的ストレスは大きくなる。一方、第1搬送室22a〜第5搬送室22e内(攪拌部)ではトナーが自由に動けるため、トナーが受ける物理的ストレスは小さくなる。そのため、規制部と攪拌部とでトナー粒子−キャリア粒子間の接触距離が異なり、規制部ではトナーおよびキャリアの静電容量が増加する。また、規制部ではトナー表面に存在するトナー外添剤の劣化、変質も発生する。その結果、規制部では攪拌部に比べてトナー自体のイオン化ポテンシャルが低下する。
As described above, the toner carried on the carrier is restricted in movement (subjects magnetic binding force) in the magnetic brush on the developing
即ち、現像容器22内に存在するトナー(以下、滞留トナーという)が規制部と攪拌部とを循環するとき、トナー粒子−キャリア粒子間の接触距離の変化がキャリアとトナーとの接触面の静電容量の変化をもたらし、静電容量が上昇する規制部では帯電が進行して帯電量が上昇し、静電容量が低下する攪拌部で帯電が緩和されて帯電量が低下する。 That is, when the toner existing in the developing container 22 (hereinafter referred to as stagnant toner) circulates between the regulating portion and the stirring portion, the change in the contact distance between the toner particles and the carrier particles causes static electricity on the contact surface between the carrier and the toner. In the regulation part where the electrostatic capacity increases due to the change in the electric capacity, the charge progresses and the charge amount increases, and in the stirring part where the electrostatic capacity decreases, the charge is relaxed and the charge amount decreases.
従って、トナーコンテナ4aから新たに補給されたトナー(以下、補給トナーという)は、キャリアとの間で電子の授受を行うとともに、イオン化ポテンシャルが低下して電子を受け取り易くなっている滞留トナーとの間でも電子の授受を行う。
Therefore, the toner newly replenished from the
具体的には、現像剤中の滞留トナーの帯電の緩和が進行しつつある第1搬送室22a内でトナー補給口30からトナーが補給されると、補給トナーはキャリアに電子を付与して帯電(正帯電)するが、補給トナーから滞留トナーにも電子が付与される。これにより、滞留トナーの正帯電量が低下し、帯電不足のトナーによるトナー飛散や、逆帯電(負帯電)トナーによる地肌かぶりが発生する。
Specifically, when the toner is replenished from the
そこで、本実施形態の現像装置3aでは、第2搬送経路長L2を一定長さ以上として滞留トナーの帯電緩和時間を確保することとしている。具体的には、現像ローラー20の軸方向(長手方向)の長さをXとするとき、以下の式(1)
L2≧2X・・・(1)
を満たすように第2搬送経路長L2を決定する。
Therefore, in the developing
L2 ≧ 2X ・ ・ ・ (1)
The second transport path length L2 is determined so as to satisfy the above conditions.
この構成によれば、現像ローラー20から引き剥がされた現像ローラー20上の現像剤は、トナー補給口30の位置まで十分な距離を攪拌されながら搬送される。従って、滞留トナーの帯電緩和時間を確保することができ、帯電不足のトナーによるトナー飛散や、逆帯電(負帯電)トナーによる地肌かぶりの発生を抑制することができる。
According to this configuration, the developer on the developing
また、トナー補給口30から現像容器22内に補給された補給トナーが滞留トナーと十分に攪拌されずに現像ローラー20へ供給されると、補給トナーの帯電量が十分に上昇せず、トナー飛散や地肌かぶりが発生する。そこで、第1搬送経路長L1、現像ローラー20の軸方向の長さXが以下の式(2)を満足する必要がある。
L1≧X・・・(2)
Further, when the replenishing toner replenished in the developing container 22 from the
L1 ≧ X ... (2)
本発明は、上述したように規制ブレード25(規制部)において現像剤に付与される大きな物理ストレス(トナー粒子−キャリア粒子間の距離低下による静電容量増加)により帯電量が上昇したトナーが、現像ローラー20からトナー補給口30までの第2搬送経路Bを搬送される際の帯電緩和を促進するものである。この帯電緩和には現像剤の電気特性が影響する。現像剤中のトナーおよびキャリアの帯電緩和現象は指数関数的に起こり、指数関数の速度定数である時定数は1/tanδに比例することが知られている。即ち、トナーおよびキャリアのtanδが小さ過ぎると帯電緩和が起こらず、大き過ぎると緩和経路(第2搬送経路B)を延長する必要がなくなる。時定数をτとするとき、帯電量Qが減衰する過程を時間tの関数で示すと以下の式(3)のようになる。
Q=Qmax*exp(−t/τ) ・・・(3)
In the present invention, as described above, the toner whose charge amount has increased due to a large physical stress (increased capacitance due to a decrease in the distance between the toner particles and the carrier particles) applied to the developer in the regulated blade 25 (regulated portion) can be obtained. This is intended to promote charge relaxation when the second transport path B from the developing
Q = Qmax * exp (-t / τ) ・ ・ ・ (3)
本発明の現像装置3a〜3dでは、現像容器22内の場所(位置)による物理的ストレスの変化によって現像剤が帯電量の変化を起こしにくい構成とするために、トナーの誘電正接tanθtの、1V、100kHzにおける測定値が0.005〜0.01、キャリアの誘電正接tanθcの、1V、100kHzにおける測定値が0.05〜0.2であるような現像剤を用いることが好ましい。このようなトナーおよびキャリアを用いることで、トナーおよびキャリアが現像容器22内のどの場所においても必要十分な帯電量を保持することができる。
In the developing
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、上記実施形態では、攪拌搬送スクリュー42bから現像ローラー20に現像剤を供給する例について示したが、本発明はこれに限らない。攪拌搬送スクリュー42bと現像ローラー20との間に磁気ローラー等の現像剤担持体をさらに設け、攪拌搬送スクリュー42bから磁気ローラー等に現像剤を供給した後に、磁気ローラー等から現像ローラー20にトナーを供給してもよい。この場合、トナー補給口から磁気ローラーまでの搬送経路が第1搬送経路となり、磁気ローラーからトナー補給口までの搬送経路が第2搬送経路となる。
Others The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, an example of supplying a developer to the developing
また、本発明は図1に示したタンデム式のカラープリンター100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、カラー複写機、ファクシミリ等の、トナー補給口30から現像ローラー20まで現像剤を搬送する第1搬送経路Aと、現像ローラー20からトナー補給口30まで現像剤を搬送する第2搬送経路Bと、を含む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。
Further, the present invention is not limited to the
現像ローラー20からトナー補給口30までの第2搬送経路長L2と現像ローラー20の軸方向の長さXとの比率と、トナー帯電量との関係について調査した。試験機として、図2に示した現像装置3a〜3dが搭載されたカラー複合機(TASKalfa2552ci、京セラドキュメントソリューションズ社製)を用いた。そして、第2搬送経路長L2と現像ローラー20の軸方向の長さXとの比率が3:1(L2=3X)、2:1(L2=2X)である場合(本発明1、2)と、第2搬送経路長L2と現像ローラー20の軸方向の長さXとの比率が1.5:1(L2=1.5X)、1:1(L2=1X)、0.2:X(L2=0.2X)である場合(比較例1〜3)とで、トナーの帯電量分布を比較した。なお、本発明1、2および比較例1〜3において、トナー補給口から現像ローラーまでの第1搬送経路長L1と現像ローラー20の軸方向の長さXとの関係をL1=Xとした。
The relationship between the ratio of the second transport path length L2 from the developing
現像剤は、平均粒径が6.5μmの正帯電トナーと、平均粒径が35μmのフェライトキャリアとから成る二成分現像剤を用い、トナーに対するキャリアの割合(重量比、T/C)を8%とした。また、トナーおよびキャリアのtanδ(1V、100kHzにおける測定値)は、それぞれ0.01、0.15であった。現像装置3aへの現像剤の投入量は、第2搬送経路長L2を考慮して、本発明1(L2=3X)で720g、本発明2(L2=2X)で590g、比較例1(L2=1.5X)で520g、比較例2(L2=1X)で450g、比較例3(L2=0.2X)で300gとした。
The developer is a two-component developer consisting of a positively charged toner having an average particle size of 6.5 μm and a ferrite carrier having an average particle size of 35 μm, and the carrier ratio (weight ratio, T / C) to the toner is 8. %. The toner and carrier tan δ (measured values at 1 V and 100 kHz) were 0.01 and 0.15, respectively. The amount of the developer charged into the developing
試験方法としては、20℃、65%RHの環境下で印字率1%の文字画像3枚のパターンを500回連続印字した。この状態で、現像ローラー20からトナー補給口30までの第2搬送経路Bでの帯電量変化を実測し、第2搬送経路長L2とトナーの平均帯電量との関係をシミュレートした。その後、印字率30%の原稿を100枚連続印字し、トナーを印字率50%相当で補給したときの帯電量分布の拡がり(Q/S偏差;相対平均偏差)をシミュレートした。
As a test method, a pattern of three character images having a printing rate of 1% was continuously printed 500 times in an environment of 20 ° C. and 65% RH. In this state, the change in the charge amount in the second transport path B from the developing
トナーの帯電量の測定は、現像剤5mgをネオジム磁石上に固定し、以下の条件で測定を行った。得られた1粒子当たりの電荷量Qと粒子径Dを用いて1粒子毎のQ/Sを計算し、Q/Sの小さい値から順に並べ替え、図4に示すように、横軸に1粒子当たりの表面積Sの累積値をとり、縦軸に1粒子当たりの帯電量Qの累積値をとってプロットした(図4の曲線R1)。そして、1粒子毎のQ/Sが一定である理想状態を表す直線をR2とし、R1とR2で囲まれた領域の面積をA、R1とX軸とで囲まれた領域の面積をBとして、R2からのずれ(Q/S偏差)をA+Bに対するAの割合で示した。このQ/S偏差を地肌かぶり・トナー飛散の程度を表す指標として算出した。 The toner charge amount was measured by fixing 5 mg of the developer on a neodymium magnet and measuring under the following conditions. The Q / S for each particle is calculated using the obtained charge amount Q per particle and the particle diameter D, sorted in order from the smallest value of Q / S, and 1 on the horizontal axis as shown in FIG. The cumulative value of the surface area S per particle was taken, and the cumulative value of the charge amount Q per particle was taken on the vertical axis and plotted (curve R1 in FIG. 4). Then, let R2 be a straight line representing an ideal state in which the Q / S of each particle is constant, let A be the area of the region surrounded by R1 and R2, and let B be the area of the region surrounded by R1 and the X axis. , The deviation from R2 (Q / S deviation) is shown by the ratio of A to A + B. This Q / S deviation was calculated as an index showing the degree of background fog and toner scattering.
評価基準は、Q/S偏差が25%未満である場合を○、25%以上30%未満である場合を△、30%以上である場合を×とした。評価結果を平均帯電量、Q/S偏差と併せて表1に示す。 The evaluation criteria were ◯ when the Q / S deviation was less than 25%, Δ when the Q / S deviation was 25% or more and less than 30%, and × when the Q / S deviation was 30% or more. The evaluation results are shown in Table 1 together with the average charge amount and the Q / S deviation.
表1から明らかなように、第2搬送経路長L2が現像ローラー20の軸方向長さXの2倍以上(L2≧2X)である本発明1、2の現像装置3aでは、それぞれ平均帯電量が26.7μC/g、28.3μC/gであり、第2搬送経路Bでのトナーの帯電が抑制された。また、Q/S偏差がそれぞれ20.3%、21.2であり、地肌かぶりやトナー飛散が抑制されることが確認された。
As is clear from Table 1, in the developing
これに対し、第2搬送経路長L2が現像ローラー20の軸方向長さXの2倍未満(L2<2X)である比較例1〜3の現像装置3aでは、それぞれ平均帯電量が31.6μC/g、32.7μC/g、34.2μC/gであり、第2搬送経路Bでトナーの帯電量が大きくなった。また、Q/S偏差がそれぞれ28.7%、33.7%、35.7%となり、地肌かぶりやトナー飛散が発生することが確認された。
On the other hand, in the developing
本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像式の現像装置に利用可能である。本発明の利用により、トナーの帯電の緩和が効率的に起こるように現像剤担持体から回収された現像剤中のトナーを十分に攪拌可能である現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a two-component developing type developing apparatus using a two-component developing agent containing a magnetic carrier and a toner. By utilizing the present invention, a developer capable of sufficiently stirring the toner in the developer recovered from the developer carrier and an image forming apparatus provided with the same can be provided so that the charge of the toner can be alleviated efficiently. can do.
3a〜3d 現像装置
20 現像ローラー(現像剤担持体)
21 現像容器
22a 第1搬送室
22b 第2搬送室
22c 第3搬送室
22d 第4搬送室
22e 第5搬送室
23 仕切り部
25 規制ブレード
30 トナー補給口
42a〜42e 攪拌搬送スクリュー
100 カラープリンター(画像形成装置)
A 第1搬送経路
B 第2搬送経路
3a-
21
A 1st transport route B 2nd transport route
Claims (3)
前記現像容器に回転可能に支持され、前記現像容器内の現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
前記現像容器に設けられ、前記現像容器内にトナーを供給するトナー補給口と、
前記トナー補給口から前記現像剤担持体まで現像剤を搬送する第1搬送経路と、
前記現像剤担持体から前記トナー補給口まで現像剤を搬送する第2搬送経路と
を備えた現像装置において、
前記第1搬送経路の搬送経路長を第1搬送経路長L1、前記第2搬送経路の搬送経路長を第2搬送経路長L2、前記現像剤担持体の軸方向長さをXとするとき、以下の式(1)、(2)
L2≧2X・・・(1)
L1≧X・・・(2)
を満たすことを特徴とする現像装置。 A developing container containing a two-component developer containing a carrier and toner,
A developer carrier that is rotatably supported by the developing container and supports the developer in the developing container on the surface, and a developer carrier.
A toner supply port provided in the developing container and supplying toner into the developing container,
A first transport path for transporting the developer from the toner supply port to the developer carrier,
In a developing apparatus provided with a second transport path for transporting the developer from the developer carrier to the toner supply port.
When the transport path length of the first transport path is the first transport path length L1, the transport path length of the second transport path is the second transport path length L2, and the axial length of the developer carrier is X. The following equations (1) and (2)
L2 ≧ 2X ・ ・ ・ (1)
L1 ≧ X ... (2)
A developing device characterized by satisfying.
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