JP2009086112A - Developing apparatus and image forming apparatus mounted with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キャリア及びトナーを有する2成分現像剤を用いた現像装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device using a two-component developer having a carrier and a toner, and an image forming apparatus equipped with the developing device.
この種の現像装置では、静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナー画像を現像し、このトナー画像を用紙に転写及び定着させる。
ここで、この現像装置には、2成分現像方式と1成分現像方式とを組み合わせた方式がある。詳しくは、当該方式は、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させ、このトナーのみをドラムに供給し、その表面にトナー画像を現像している。
In this type of developing device, a toner image is developed on the surface of a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed, and the toner image is transferred and fixed on a sheet.
Here, the developing device includes a method in which a two-component developing method and a one-component developing method are combined. Specifically, in this method, a non-magnetic toner is charged using a magnetic carrier, only this toner is supplied to the drum, and a toner image is developed on the surface thereof.
そして、当該方式を用いた技術が開示されており(例えば、特許文献1参照)、ドラムに対峙する現像ローラと、このローラに対峙する磁気ブラシローラとを備え、このブラシローラには、キャリア及びトナーによる磁気ブラシを形成する磁石が設けられている。そして、現像ローラにはトナーのみの薄層が形成される。 A technique using the method is disclosed (see, for example, Patent Document 1), which includes a developing roller facing the drum and a magnetic brush roller facing the roller. The brush roller includes a carrier and a roller. A magnet that forms a magnetic brush made of toner is provided. A thin layer of only toner is formed on the developing roller.
ところで、上記従来の技術に対し、現像ローラにも磁石を設ければ、磁気ブラシの密度を高めることができる。
しかしながら、現像ローラにも磁石を単に設けた場合には、画像乱れが生ずるとの問題がある。
詳しくは、仮に、この現像ローラ側の磁石が現像ローラ内で揺動可能に構成されていたとしても、当該磁石が、現像ローラと磁気ブラシローラとの隙間が最短距離をなす位置の近傍に配置されると、ブラシローラで搬送された現像剤のうち、この隙間を通過できない現像剤が隙間の手前側に滞留し、これが現像ローラ上のトナー層を乱したり、現像剤の漏れを生じさせる。一方、当該磁石が、上述の隙間から離間した位置に配置されると、当該トナー層がブラシに掻き取られ難くなって、次回の現像時に現像ゴーストが生じてしまうからである。
By the way, the density of the magnetic brush can be increased by providing a magnet on the developing roller as compared with the conventional technique.
However, when a magnet is simply provided on the developing roller, there is a problem that image distortion occurs.
Specifically, even if the magnet on the developing roller side is configured to be swingable within the developing roller, the magnet is disposed near the position where the gap between the developing roller and the magnetic brush roller forms the shortest distance. Then, of the developer conveyed by the brush roller, the developer that cannot pass through the gap stays in front of the gap, which disturbs the toner layer on the developing roller or causes the developer to leak. . On the other hand, if the magnet is disposed at a position apart from the gap, the toner layer is hardly scraped off by the brush, and a development ghost is generated at the next development.
この画像乱れは、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量とに差が生ずることに起因する。つまり、これら各トナーの帯電量の差をなくすための何等かの措置が必要になるが、上記従来の技術ではこの点については格別な配慮がなされていない。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量との差をなくす現像装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。
This image disturbance is caused by a difference between the toner charge amount during development and the toner charge amount during non-development. In other words, some measure is required to eliminate the difference in charge amount between these toners, but the above-described conventional technology does not give any special consideration to this point.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a developing device that eliminates the above-mentioned problems and eliminates the difference between the toner charge amount during development and the toner charge amount during non-development, and an image forming apparatus equipped with the same. is there.
上記目的を達成するための第1の発明は、キャリアを用いてトナーを帯電させ、トナーを像担持体に供給してトナー画像を現像させる現像装置であって、像担持体に対峙した開口を有するハウジングと、ハウジング内に配設されており、キャリア及びトナーによる磁気ブラシを形成させる磁石を備えた磁気ローラと、開口にて磁気ローラの回転軸線に対して略平行に並設されており、磁気ブラシから移送されたトナーの薄層を形成させる磁石を備えた現像ローラと、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を調整する磁力調整手段とを具備し、磁力調整手段は、トナー画像を現像させる場合には、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に向けて移動させる一方、トナー画像を現像させない場合には、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、上流側から下流側に向けて移動させる。 A first invention for achieving the above object is a developing device for developing a toner image by charging a toner using a carrier and supplying the toner to the image carrier, and having an opening facing the image carrier. A housing having a magnetic roller having a magnet for forming a magnetic brush formed of a carrier and toner, and a housing having a magnet and a magnetic roller formed in parallel with the rotation axis of the magnetic roller at an opening; A developing roller having a magnet for forming a thin layer of toner transferred from the magnetic brush; and a magnetic force adjusting means for adjusting the position of the main pole angle of the magnet for forming the thin layer of toner. When developing the toner image, the position of the main pole angle of the magnet that forms the toner thin layer is moved toward the upstream side when viewed in the rotation direction of the developing roller, while the toner image is developed. If not, the position of the main pole angles of the magnet to form a thin layer of toner is moved from the upstream side toward the downstream side.
第1の発明によれば、キャリア及びトナーからなる2成分現像剤が用いられており、磁気ローラでは、この現像剤による磁気ブラシが形成される。詳しくは、このブラシは磁気ローラ内の磁石によって形成され、現像ローラにトナーの薄層を形成させる。そして、このトナーが像担持体に供給されることにより、トナー画像が現像される。一方、このブラシは、現像後には現像ローラのトナー層を掻き取って回収する。 According to the first invention, a two-component developer composed of a carrier and a toner is used, and a magnetic brush made of this developer is formed on the magnetic roller. Specifically, this brush is formed by a magnet in a magnetic roller, and causes a thin layer of toner to be formed on the developing roller. The toner image is developed by supplying the toner to the image carrier. On the other hand, this brush scrapes off and collects the toner layer of the developing roller after development.
ここで、上述の如く現像ローラに磁石を単に設けた場合には、現像ローラにトナーの薄層が良好に形成され得るものの、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量とに差が生ずることになる。
しかしながら、磁力調整手段は、現像時には、当該磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に向けて移動させるので、現像時におけるトナーの帯電量は従来に比して少なくなるものの、このトナーは現像ローラから漏れ難くなる。よって、トナー層が現像ローラに存在し易くなり、画像濃度の不良が抑えられる。
Here, when a magnet is simply provided on the developing roller as described above, a toner thin layer can be satisfactorily formed on the developing roller, but the toner charge amount during development and the toner charge amount during non-development There will be a difference.
However, since the magnetic force adjusting means moves the position of the main pole angle of the magnet toward the upstream side when viewed in the rotation direction of the developing roller at the time of development, the toner charge amount at the time of development is smaller than that of the conventional case. Although less, this toner is difficult to leak from the developing roller. Therefore, the toner layer is likely to be present on the developing roller, and image density defects are suppressed.
一方、磁力調整手段は、非現像時には、当該磁石の主極角度の位置を、上述の上流側から下流側に向けて移動させることから、非現像時におけるトナーの帯電量は従来に比して多くなる。よって、当該トナー層がブラシに掻き取られ易くなり、現像ゴーストの発生も抑えられる。
そして、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量との差がなくなる結果、画像乱れが回避可能になる。
On the other hand, the magnetic force adjusting means moves the position of the main pole angle of the magnet from the upstream side to the downstream side during non-development. Become more. Therefore, the toner layer is easily scraped off by the brush, and the occurrence of development ghost is suppressed.
As a result of the elimination of the difference between the toner charge amount during development and the toner charge amount during non-development, image disturbance can be avoided.
第2の発明は、第1の発明の構成において、磁力調整手段は、トナー画像を現像させる場合には、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に約10°以上移動した位置に設定することを特徴とする。
第2の発明によれば、第1の発明の作用に加えてさらに、磁力調整手段は、現像時には、当該磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に約10°以上移動した位置に設定しているので、当該トナー層が現像ローラに確実に存在し、画像濃度の不良が確実に抑えられる。
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, when the magnetic force adjusting means develops the toner image, the position of the main pole angle of the magnet for forming the toner thin layer is determined in the rotation direction of the developing roller. It is characterized by being set to a position moved about 10 ° or more upstream as viewed.
According to the second invention, in addition to the action of the first invention, the magnetic force adjusting means further comprises about 10 upstream of the position of the main pole angle of the magnet in the rotation direction of the developing roller during development. Since the position is set at a position moved by more than 0 °, the toner layer is surely present on the developing roller, and image density defects can be reliably suppressed.
第3の発明は、第1や第2の発明の構成において、磁力調整手段は、トナー画像を現像させない場合には、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に約5°以下移動した位置に設定することを特徴とする。
第3の発明によれば、第1や第2の発明の作用に加えてさらに、磁力調整手段は、非現像時には、当該磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に約5°以下移動した位置に設定していることから、当該トナー層がブラシに確実に掻き取られ、現像ゴーストの発生も確実に抑えられる。
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, when the magnetic force adjusting means does not develop the toner image, the position of the main pole angle of the magnet that forms the thin toner layer is set to the position of the developing roller. It is characterized in that it is set at a position moved about 5 ° or less upstream in the rotational direction.
According to the third aspect of the invention, in addition to the effects of the first and second aspects, the magnetic force adjusting means, when not developing, can be seen upstream by looking at the position of the main pole angle of the magnet in the rotation direction of the developing roller. Therefore, the toner layer is surely scraped off by the brush, and development ghosts can be reliably suppressed.
第4の発明は、第3の発明の構成において、現像ローラは、トナー画像を現像させない場合には、所定の交流バイアスが印加されないことを特徴とする。
第4の発明によれば、第3の発明の作用に加えてさらに、現像バイアス、すなわち、所定の直流バイアスを重畳した交流バイアスが印加されると、現像ローラのトナー層が像担持体に向けて飛翔するが、非現像時には、この交流バイアスを印加させないので、この現像ローラのトナー層が像担持体に向けて飛翔し難くなる。よって、当該トナー層がブラシにより一層確実に掻き取られる。
A fourth invention is characterized in that, in the configuration of the third invention, the developing roller is not applied with a predetermined AC bias when the toner image is not developed.
According to the fourth invention, in addition to the action of the third invention, when a developing bias, that is, an AC bias superimposed with a predetermined DC bias is applied, the toner layer of the developing roller is directed toward the image carrier. However, since the AC bias is not applied during non-development, the toner layer of the developing roller is difficult to fly toward the image carrier. Therefore, the toner layer is more reliably scraped off by the brush.
第5の発明は、第1から第4の発明の構成において、磁気ブラシを形成させる磁石の主極角度の位置は、磁気ローラの回転方向で見て下流側に約5°以上であって約15°以下の範囲内に移動した位置に設定されていることを特徴とする。
第5の発明によれば、第1から第4の発明の作用に加えてさらに、当該磁石の主極角度の位置を、磁気ローラの回転方向で見て下流側に約5°以上であって約15°以下の範囲内に移動した位置に設定している。これは、約5°未満では、現像ローラには多くの電流が流れ、トナーが飛散し易くなるためである。
但し、約15°を超えると、磁力が小さくなってこの現像ローラに形成されたトナー層を回収できなくなる。そこで、上述のように、約5°から約15°の範囲内の値に設定すれば、高密度で掻き取り力の強い適切な磁気ブラシが形成される。
According to a fifth aspect of the present invention, in the configurations of the first to fourth aspects of the invention, the position of the main pole angle of the magnet that forms the magnetic brush is about 5 ° or more on the downstream side in the rotation direction of the magnetic roller, and about It is characterized by being set at a position moved within a range of 15 ° or less.
According to the fifth invention, in addition to the actions of the first to fourth inventions, the position of the main pole angle of the magnet is about 5 ° or more downstream in the rotation direction of the magnetic roller. The position is set within a range of about 15 ° or less. This is because when the angle is less than about 5 °, a large amount of current flows through the developing roller, and the toner is likely to be scattered.
However, if the angle exceeds about 15 °, the magnetic force becomes small and the toner layer formed on the developing roller cannot be collected. Therefore, as described above, when the value is set within the range of about 5 ° to about 15 °, an appropriate magnetic brush having high density and strong scraping force is formed.
第6の発明は、第1から第5の発明の構成において、トナーは、約0.95以上であって約0.98以下の球形度を有することを特徴とする。
第6の発明によれば、第1から第5の発明の作用に加えてさらに、トナーが約0.95以上であって約0.98以下の球形度を有していることから、現像ローラとの接触面積が従来に比して小さくなり、トナー層はブラシにより一層掻き取られ易くなる。
A sixth invention is characterized in that, in the configurations of the first to fifth inventions, the toner has a sphericity of about 0.95 or more and about 0.98 or less.
According to the sixth aspect, in addition to the effects of the first to fifth aspects, the toner has a sphericity of about 0.95 or more and about 0.98 or less. The contact area becomes smaller than that of the prior art, and the toner layer is more easily scraped off by the brush.
第7の発明は、第1から第6の現像装置を搭載した画像形成装置であることを特徴とする。
第7の発明によれば、第1から第6の発明の作用に加えてさらに、画像乱れが回避され、良好な画像形成が行われるので、画像形成装置の信頼性向上に寄与する。
A seventh invention is an image forming apparatus equipped with the first to sixth developing devices.
According to the seventh aspect, in addition to the effects of the first to sixth aspects, image disturbance is avoided and good image formation is performed, which contributes to improving the reliability of the image forming apparatus.
本発明によれば、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量との差をなくし、画像乱れを防止する現像装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a developing device that eliminates the difference between the charge amount of toner during development and the charge amount of toner during non-development and prevents image disturbance, and an image forming apparatus equipped with the same.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施例であるタンデム方式のカラープリンタの概略構成図であり、同図の右方向がプリンタ1の正面に対応し、左方向が背面に対応している。
同図に示されるように、この装置本体2の下部には用紙のカセット3が配置されており、カセット3には画像形成前の用紙Pが積層状態で収容され、この用紙Pはローラ21を介して1枚ずつ分離され、カセット3から左方向に向けて送出される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a tandem color printer according to the present embodiment, in which the right direction corresponds to the front of the
As shown in the figure, a
カセット3から送出された用紙Pは本体2の左側面に沿って上方に向けて搬送される。この本体2の内部には、用紙搬送方向でみて下流側にフィードローラ22、レジストローラ24、画像形成部4及び転写部71が順番に配置されている。この画像形成部4の下方には露光ユニット20が備えられており、このユニット20からは画像形成部4の感光体ドラム(像担持体)5に向けてレーザ光が照射される。
The paper P delivered from the
また、用紙搬送方向でみて転写部71の下流側には、定着部72及び排出分岐部74が順番に配置され、片面印刷の場合には、定着部72から排出された用紙Pは排出分岐部74を経て排紙トレイ76に排出される。
一方、この排出分岐部74とカセット3との間には両面印刷用ユニット78が配置されており、このユニット78では定着部72から排出された用紙Pをレジストローラ24に戻し、画像形成部4に向けて再び送出する。
In addition, a
On the other hand, a
ここで、本実施例の画像形成部4は、4つの画像形成ユニット4a,4b,4c,4dで構成されている。これら各ユニット4a〜4dは、プリンタ1の正面側から背面側に向けて順に配列され、異なる4色(イエロー、マゼンタ、シアン及びブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程を通じてイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像を順次形成している。
Here, the image forming unit 4 according to the present exemplary embodiment includes four
具体的には、各ユニット4a〜4dには、各対応色の可視像(トナー画像)を担持するドラム5a,5b,5c,5dが設けられている。各ドラム5a〜5dは本体2に対して回転自在に設置され、図示しない駆動モータによって同図の反時計回りに駆動する。
また、各ドラム5a〜5dの周囲の適宜位置には、それぞれ対応する帯電器6a,6b,6c,6d、現像装置7a,7b,7c,7d、クリーニング部8a,8b,8c,8dや、中間転写ローラ9a,9b,9c,9dが設けられている。
Specifically, each of the
Further, at appropriate positions around the
この帯電器6a〜6dでは、対応するドラム5a〜5dの表面を一様に帯電させる。また、現像装置7a〜7dでは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナーを用いてドラム5a〜5dの表面に静電的に付着させる。これにより、ドラム5a〜5dの表面には、露光ユニット20による静電潜像に応じたトナー画像が現像される。そして、これらドラム5a〜5d上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト10上に順次転写され、1ページ分のトナー画像として合成される。
In the
詳しくは、上記ベルト10は、誘電体樹脂製のシート材の両端部分を重ね合わさせて接合したエンドレス形状のベルトや、継ぎ目を有しないシームレスのベルトが用いられており、駆動ローラ12と搬送ローラ11との間に掛け回され、図示しない駆動モータによって同図の時計回りに走行する。
このベルト10は、ドラム5a〜5dと中間転写ローラ9a〜9dとの間を走行しており、これにより、ドラム5a〜5d上に形成されたトナー画像はベルト10上に1次転写される。なお、クリーニング部8a〜8dでは、ドラム5a〜5d上に残留したトナーが除去される。
Specifically, the
The
上述した転写部71は駆動ローラ12に隣接して設けられ、この転写部71のローラとベルト10との間を用紙Pが通過すると、ベルト10上に転写されたトナー画像は用紙Pに2次転写され、この用紙Pは定着部72に向けて搬送される。
ここで、上述した現像装置7等は装置本体2内のコントローラ(メインECU)90に電気的に接続されている(図2)。
The
Here, the developing
このコントローラ90では、印刷の元になる画像データが得られたか否かを検出している。具体的には、本実施例の入力ポート80は、図示しない外部コンピュータから画像データが受信可能に構成されており、この画像データがコントローラ90に入力されている。
そして、コントローラ90は画像データの受信を検出した場合には、露光ユニット20、画像形成部4、転写部71及び定着部72を作動させる。
This controller 90 detects whether image data to be printed is obtained. Specifically, the
When the controller 90 detects reception of image data, the controller 90 operates the
すなわち、コントローラ90はレジストローラ24を駆動させ、待機した用紙Pを画像転写タイミングに間に合うように転写部71に向けて給紙させる。なお、このコントローラ90は、カセット3内の用紙Pを待機させる場合には、ローラ21,22も駆動させる。
ここで、本実施例の各現像装置7には、2成分現像方式と1成分現像方式とを組み合わせた方式が採用されている。
That is, the controller 90 drives the
Here, the developing
すなわち、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させ、この帯電されたトナーのみを各ドラム5に向けて飛翔させており、非接触の現像方式によってトナー画像をドラム5に現像している。より具体的には、現像装置7は図3に示されたハウジング30を有しており、本実施例のハウジング30は、ドラム5に対峙する開口32と、この開口32から下方に向けて延設する周壁34と、この周壁34の下端部分に形成される底壁36とを有している。
That is, non-magnetic toner is charged using a magnetic carrier, and only the charged toner is caused to fly toward each
この底壁36には上述のキャリア及びトナーが収納され、撹拌ミキサー40及びパドルミキサー44がそれぞれ配置されている。各ミキサー40,44の軸42,46はハウジング30に対して回転自在に支持されており、これらミキサー40,44が図示しない駆動モータによって回転すると、キャリア及びトナーが撹拌されてトナーを帯電させる。そして、これらキャリア及びトナーはミキサー44を介して磁気ブラシローラ(磁気ローラ)50に搬送される。
The
磁気ブラシローラ50は、ミキサー44の上方に配設されており、ブラシローラ50はハウジング30に対して回転自在に支持されている。詳しくは、ブラシローラ50は中心に軸52を有し、この軸52の両端部分には軸受を介してフランジが配設され、このフランジの外周には管状のブラシ側スリーブ54が一体的に嵌合されている。そして、このフランジがギアを介して駆動モータによって回転すると、このスリーブ54は図3の時計回りに回転する。
The
一方、ブラシ側スリーブ54内において、軸52の外周側にはブラシ側磁石(磁石)56が所定の主極磁力や主極角度を有して固定されており、ミキサー44からのキャリア及びトナーを吸引して磁気ブラシを形成させる。詳しくは、当該磁気ブラシは、スリーブ54の外周面において、ブラシ側磁石56を有する領域に形成される。
On the other hand, in the brush-
また、この磁気ブラシの厚さは穂切りブレード38で規制されており、所定の直流(DC)バイアスが印加されると、磁気ブラシはトナーを現像ローラ60に向けて搬送させる。一方、この磁気ブラシは現像後のトナー層を現像ローラ60から掻き取っている。
このように、当該磁気ブラシでは、強固に付着したトナー層を現像ローラ60から機械的な力で引き剥がす一方、現像に必要な新たなトナーを現像ローラ60に供給している。
Further, the thickness of the magnetic brush is regulated by the
As described above, in the magnetic brush, the toner layer firmly attached is peeled off from the developing
そして、上述した磁気ブラシによれば、現像後のトナーは掻き取りブレードなどの特別な装置を設けなくて済み、この磁気ブラシは、現像ローラ60のトナー層に接触し、各ローラ50,60の回転速度差によるブラシ効果と、ミキサー40,44での攪拌による磁気ブラシの現像剤の入れ替えとによってトナーの回収と搬送とが容易にされている。
According to the magnetic brush described above, it is not necessary to provide a special device such as a scraping blade for the toner after development. This magnetic brush contacts the toner layer of the developing
この現像ローラ60は、ブラシローラ50の上方にて開口32の近傍に配設されている。
ローラ60の軸62は、ブラシローラ50の回転軸線に対して略平行に並設されており、この現像ローラ60はハウジング30に回転自在に支持されている。詳しくは、現像ローラ60も中心に軸62を有し、この軸62の両端部分には軸受を介してフランジが配設され、このフランジの外周には管状の現像側スリーブ64が一体的に嵌合されている。そして、このフランジがギアを介して駆動モータによって回転すると、スリーブ64は図3の時計回りに回転する。
The developing
The
このスリーブ64内においても、軸62の外周側には現像側磁石(磁石)66が所定の主極磁力や主極角度を有して固定されている。これにより、各ローラ50,60に対峙した部分の磁気ブラシの密度が高められる。そして、これらブラシローラ50と現像ローラ60との電位差によって、ブラシローラ50から移送されたトナーのみの薄層が形成される。
Also in the
一方、本実施例の軸62は揺動可能に構成されており、後述の如く、現像側磁石66は上述した主極磁力や主極角度を適宜変更することができる。そして、現像バイアス、すなわち、所定のDCバイアスを重畳した交流(AC)バイアスが印加されると、現像ローラ60のトナーがドラム5に向けて飛翔する。これにより、各ドラム5の表面にはトナー画像が現像されることになる。
On the other hand, the
ところで、上述したドラム5への現像時(用紙Pへの印字時)におけるトナーの帯電量と、ドラム5への非現像時(用紙Pへの非印字時)、換言すれば、現像ローラ60のトナー層の掻き取り時におけるトナーの帯電量との間には差が生ずるとの懸念がある。
そこで、本実施例では、コントローラ90が磁力調整部(磁力調整手段)92を備えており(図2)、磁力調整部92では、現像側磁石66の主極角度の位置を調整している。
By the way, the toner charge amount at the time of development on the drum 5 (at the time of printing on the paper P) and at the time of non-development on the drum 5 (at the time of non-printing on the paper P), in other words, of the developing
Therefore, in this embodiment, the controller 90 includes a magnetic force adjusting unit (magnetic force adjusting unit) 92 (FIG. 2), and the magnetic
詳しくは、現像側磁石66を保持する軸62は、図示しない駆動モータによって駆動可能に構成されており、磁力調整部92は、用紙Pへの印字時には、現像側磁石66の主極角度の位置(磁力ピーク位置)を、現像ローラ60の回転方向で見て上流側に向けて移動させる。一方、磁力調整部92は、トナー層の掻き取り時には、現像側磁石66の主極角度の位置(磁力ピーク位置)を、この上流側に移動させた位置から下流側に向けて再び移動させる。
Specifically, the
より具体的には、磁力調整部92は、まず、図4(A)に示されるように、用紙Pへの印字時には、現像側磁石66の主極角度の位置(磁力ピーク位置)を、各ローラ50,60の中心を結んだ基準線(図中に1点鎖線で示す)に対し、現像ローラ60の回転方向で見て上流側に約10°以上であって約18°以下の範囲内に移動した位置に設定している。
More specifically, as shown in FIG. 4A, the magnetic
なお、ブラシ側磁石56の主極角度の位置(磁力ピーク位置)は、上記基準線に対し、ブラシローラ50の回転方向で見て下流側に約5°以上であって約15°以下の範囲内に移動した位置に設定されている。
一方、磁力調整部92は、次に、図4(B)に示されるように、現像ローラ60のトナー層の掻き取り時には、現像側磁石66の主極角度の位置(磁力ピーク位置)を、上記基準線に対し、現像ローラ60の回転方向で見て上流側に約0°以上であって約5°以下の範囲内に移動した位置に設定している。
The position of the main pole angle (magnetic force peak position) of the brush-
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the magnetic
しかも、このトナー層の掻き取り時には、上述した現像バイアスのうち、ACバイアスを現像ローラ60に印加させない。なお、この場合にも、ブラシ側磁石56の主極角度の位置(磁力ピーク位置)は図4(A)の状態と同じ状態に維持されている。
そして、この現像装置7を搭載したプリンタ1では、カセット3から用紙Pが1枚ずつ分離して送出され、この用紙Pはレジストローラ24に到達する。このローラ24は、用紙Pの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部4で形成されるトナー画像とのタイミングを計りながら、用紙Pを転写部71へと送出する。
In addition, when the toner layer is scraped off, the AC bias is not applied to the developing
In the
また、コントローラ90からの画像データに基づき、プリンタ1では露光ユニット20によるレーザ光の照射が制御される。これにより、画像形成部4において各ドラム5a〜5d上に原稿画像の静電潜像が作られ、続いてこの潜像から各ドラム5a〜5d上にトナー画像が形成され、中間転写ベルト10に転写合成される。続いて、このベルト10に転写合成されたトナー画像は転写部71にて用紙Pに転写される。
Further, based on the image data from the controller 90, the laser beam irradiation by the
その後、用紙Pは未定着トナー画像を担持した状態で定着部72に向けて送られる。次いで、定着部72から排出された用紙Pは排出分岐部74を通ってトレイ76に排出される。
この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着部72から排出された用紙Pは排出分岐部74にてユニット78側に引き戻され、この用紙Pはレジストローラ24を経て、再び転写部71に向けて送られる。そして、この場合には、用紙Pの未だ印刷がされていない方の面にトナー画像が転写される。
Thereafter, the paper P is fed toward the fixing
When double-sided printing is performed in contrast to this single-sided printing, the paper P discharged from the fixing
以上のように、本実施例によれば、キャリア及びトナーからなる2成分現像剤が用いられており、ブラシローラ50では、この現像剤による磁気ブラシが形成される。詳しくは、このブラシはブラシ側56磁石によって形成され、現像ローラ60にトナーの薄層を形成させる。そして、このトナーがドラム5に供給されることにより、トナー画像が現像される。一方、このブラシは、現像後には現像ローラ60のトナー層を掻き取って回収する。
As described above, according to this embodiment, the two-component developer composed of the carrier and the toner is used, and the
ここで、現像ローラ60に磁石66を単に設けた場合には、現像ローラ60にトナーの薄層が良好に形成され得るものの、用紙Pへの印字時におけるトナーの帯電量と掻き取り時におけるトナーの帯電量とに差が生ずることになる。
しかしながら、磁力調整部92は、この印字時には、現像側磁石66の主極角度の位置を、現像ローラ60の回転方向で見て上流側に向けて移動させるので、印字時におけるトナーの帯電量は従来に比して少なくなるものの、このトナーは、現像ローラ60が回転してもこのローラ60から漏れ難くなる。よって、トナー層が現像ローラ60に存在し易くなり、画像濃度の不良が抑えられる。
Here, when the developing
However, since the magnetic
一方、磁力調整部92は、掻き取り時には、現像側磁石66の主極角度の位置を、上述の上流側から下流側に向けて移動させることから、掻き取り時におけるトナーの帯電量は従来に比して多くなる。よって、当該トナー層がブラシに掻き取られ易くなり、現像ゴーストの発生も抑えられる。そして、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量との差がなくなる結果、画像乱れが回避可能になる。
On the other hand, the magnetic
この点ついて詳述する。図5は、印字時において、現像側磁石66の主極角度の位置を上述の上流側に向けて変更させた実験結果を示している。
この実験は、現像ローラ60に存在するトナー層の多さを調べたものである。当該実験条件は、まず、ドラム5の線速は180mm/sec、ドラム5の表面電位は330V、現像剤中のトナーの帯電量は20μC/gである。また、このトナーは、約0.95以上であって約0.98以下の球形度(ファカルティー)を有している。
This point will be described in detail. FIG. 5 shows an experimental result in which the position of the main pole angle of the developing
In this experiment, the number of toner layers present on the developing
さらに、このトナーの粒径(体積平均粒径)は7.5μm(1μm=1×10−6m)である一方、キャリアの粒径(重量平均粒径)は45μmであり、トナーとの接点が増やされている。また、各ローラ50,60間の距離は350μmである。そして、この現像ローラ60に対する現像バイアスのDC成分(Vdc)は50V、AC成分(Vpp)は1.6kV、周波数fは2.7kHzであって、デューティ比は27%である。一方、ブラシローラ50に対する現像バイアスのDC成分(Vdc)は200V、現像時におけるAC成分(Vpp)は300V、周波数fは2.7kHzであって、デューティ比は27%である。
Further, the particle size (volume average particle size) of this toner is 7.5 μm (1 μm = 1 × 10 −6 m), while the particle size (weight average particle size) of the carrier is 45 μm, and it is in contact with the toner. Has been increased. The distance between the
そして、磁力調整部92が、印字時において、現像側磁石66の主極角度の位置を、現像ローラ60の回転方向で見て上流側に向けて0°移動させた場合には、トナー層は、実験前には現像ローラ60に100%残存しているのに対し、現像ローラ60の1周目で約62%になり、2周目で約44%、3周目で約35%になっており(同図(B)に△で示す)、トナー層の掻き取り効果が大きいことが分かる。
When the magnetic
次に、現像側磁石66の主極角度の位置を、現像ローラ60の回転方向で見て上流側に向けて5°移動させた場合にも、トナー層は、現像ローラ60の1周目で約60%、2周目で約40%、3周目で約30%になっており(同図(B)に▽で示す)、トナー層の掻き取り効果が大きいことが分かる。
これに対し、現像側磁石66の主極角度の位置を、現像ローラ60の回転方向で見て上流側に向けて10°移動させた場合には、トナー層は、現像ローラ60の1周目で約63.6%になるものの、2周目では約49.1%、3周目でも約41%になっており(同図(B)に○で示す)、トナー層の掻き取り効果が少ないことが分かる。
Next, even when the position of the main pole angle of the
On the other hand, when the position of the main pole angle of the developing
そして、現像側磁石66の主極角度の位置を、現像ローラ60の回転方向で見て上流側に向けて15°移動させた場合には、トナー層は、現像ローラ60の1周目で約71%、2周目で約53%、3周目で約45%になっており(同図(B)に◇で示す)、トナー層の掻き取り効果が少なくなるし、さらに、現像ローラ60の回転方向で見て上流側に向けて18°移動させた場合にも、トナー層は、現像ローラ60の1周目で約94.1%、2周目で約76.5%、3周目で約58.8%になっており(同図(B)に□で示す)、トナー層の掻き取り効果が少ないことが分かる。
When the position of the main pole angle of the
また、図5(A)より、5°以下では、ブラシローラ50から現像ローラ60に向けて多くの電流が流れ、現像剤がブラシローラ50と現像ローラ60との間に溜り易くなり、このローラ60の回転に伴ってトナーがローラ60から周囲に漏れてしまう。
但し、18°を超えると、磁力が小さくなってトナーを現像ローラ60に溜め難くなる。そこで、本実施例のように、印字時には、10°から18°の範囲内の値に設定すれば、現像ローラのトナー層の乱れや、現像剤の漏れを生じさせず、適切なトナー層が形成されて画像濃度の不良が抑えられる。
Further, from FIG. 5A, at 5 ° or less, a large amount of current flows from the
However, if the angle exceeds 18 °, the magnetic force becomes small and it becomes difficult to collect the toner on the developing
これに対し、磁力調整部92は、非印字時には、現像側磁石66の主極角度の位置を、現像ローラ60の回転方向で見て上流側に約0°以上であって約5°以下の範囲内に移動した位置に設定していることから、当該トナー層がブラシに確実に掻き取られ、次回の現像時における現像ゴーストの発生も確実に抑えられる。非印字時は、トナー層の掻き取りのために行うのであって、印字時のように長時間回転させるわけではないので、現像剤の漏れは起こらない。
On the other hand, the magnetic
また、現像バイアス、すなわち、DCバイアスを重畳したACバイアスが印加されると、現像ローラ60のトナー層がドラム5に向けて飛翔するが、非現像時には、このACバイアスを印加させないので、現像ローラ60のトナー層がドラム5に向けて飛翔し難くなる。よって、当該トナー層が磁気ブラシにより一層確実に掻き取られる。
Further, when a developing bias, that is, an AC bias superimposed with a DC bias is applied, the toner layer of the developing
さらに、ブラシ側磁石56の主極角度の位置を、ブラシローラ50の回転方向で見て下流側に約5°以上であって約15°以下の範囲内に移動した位置に設定している。これは、約5°未満では、現像ローラ60に向けて多くの電流が流れ、現像ローラ60の回転に伴ってトナーが飛散し易くなるためである。
但し、約15°を超えると、磁力が小さくなって現像ローラ60に形成されたトナー層を回収できなくなる。そこで、本実施例のように、約5°から約15°の範囲内の値に設定すれば、高密度で掻き取り力の強い適切な磁気ブラシが形成される。
Further, the position of the main pole angle of the brush-
However, if the angle exceeds about 15 °, the magnetic force becomes small and the toner layer formed on the developing
さらにまた、トナーが約0.95以上であって約0.98以下の球形度を有していることから、現像ローラ60との接触面積が従来に比して小さくなり、トナー層はブラシにより一層掻き取られ易くなる。
また、画像乱れが回避され、良好な画像形成が行われるので、プリンタ1の信頼性向上に寄与する。
Furthermore, since the toner has a sphericity of about 0.95 or more and about 0.98 or less, the contact area with the developing
Further, image disturbance is avoided and good image formation is performed, which contributes to improving the reliability of the
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
例えば、本発明の画像担持体は4つの感光体ドラムに限定されるものではなく、また、上記実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているが、本発明の画像形成装置は複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims.
For example, the image carrier of the present invention is not limited to four photosensitive drums. In the above embodiment, an example in which a printer is embodied as an image forming apparatus is shown. Naturally, it can also be applied to multifunction devices, copiers, facsimiles, and the like.
1 プリンタ(画像形成装置)
5 感光体ドラム(像担持体)
7 現像装置
30 ハウジング
32 開口
50 磁気ブラシローラ(磁気ローラ)
56 ブラシ側磁石(磁石)
60 現像ローラ
66 現像側磁石(磁石)
92 磁力調整部(磁力調整手段)
1 Printer (image forming device)
5 Photosensitive drum (image carrier)
7 Developing Device 30
56 Brush side magnet (magnet)
60
92 Magnetic adjustment part (Magnetic adjustment means)
Claims (7)
前記像担持体に対峙した開口を有するハウジングと、
該ハウジング内に配設されており、前記キャリア及び前記トナーによる磁気ブラシを形成させる磁石を備えた磁気ローラと、
前記開口にて前記磁気ローラの回転軸線に対して略平行に並設されており、前記磁気ブラシから移送されたトナーの薄層を形成させる磁石を備えた現像ローラと、
該トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を調整する磁力調整手段とを具備し、
該磁力調整手段は、前記トナー画像を現像させる場合には、前記トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、前記現像ローラの回転方向で見て上流側に向けて移動させる一方、前記トナー画像を現像させない場合には、前記トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、前記上流側から下流側に向けて移動させることを特徴とする現像装置。 A developing device for charging a toner using a carrier and supplying the toner to an image carrier to develop a toner image;
A housing having an opening facing the image carrier;
A magnetic roller provided in the housing and provided with a magnet for forming a magnetic brush made of the carrier and the toner;
A developing roller provided with a magnet that is arranged substantially parallel to the rotation axis of the magnetic roller at the opening and forms a thin layer of toner transferred from the magnetic brush;
Magnetic force adjusting means for adjusting the position of the main pole angle of the magnet for forming the toner thin layer,
When the toner image is developed, the magnetic force adjusting means moves the position of the main pole angle of the magnet for forming the toner thin layer toward the upstream side when viewed in the rotation direction of the developing roller. When the toner image is not developed, the position of the main pole angle of the magnet for forming the toner thin layer is moved from the upstream side toward the downstream side.
前記磁力調整手段は、前記トナー画像を現像させる場合には、前記トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、前記現像ローラの回転方向で見て上流側に約10°以上移動した位置に設定することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
When the toner image is developed, the magnetic force adjusting means moves the position of the main pole angle of the magnet for forming the toner thin layer about 10 ° or more upstream in the rotation direction of the developing roller. A developing device characterized in that the developing device is set at the position.
前記磁力調整手段は、前記トナー画像を現像させない場合には、前記トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、前記現像ローラの回転方向で見て上流側に約5°以下移動した位置に設定することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1 or 2,
When the toner image is not developed, the magnetic force adjusting means moves the position of the main pole angle of the magnet for forming the toner thin layer about 5 ° or less upstream in the rotation direction of the developing roller. A developing device characterized in that the developing device is set at the position.
前記現像ローラは、前記トナー画像を現像させない場合には、所定の交流バイアスが印加されないことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 3,
The developing device is characterized in that a predetermined AC bias is not applied to the developing roller when the toner image is not developed.
前記磁気ブラシを形成させる磁石の主極角度の位置は、前記磁気ローラの回転方向で見て下流側に約5°以上であって約15°以下の範囲内に移動した位置に設定されていることを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 4, wherein
The position of the main pole angle of the magnet that forms the magnetic brush is set to a position that is about 5 ° or more downstream and about 15 ° or less when viewed in the rotation direction of the magnetic roller. A developing device.
前記トナーは、約0.95以上であって約0.98以下の球形度を有することを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 5,
The developing device according to claim 1, wherein the toner has a sphericity of about 0.95 or more and about 0.98 or less.
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