JP2011150185A - Developing device and image forming apparatus equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられる現像装置、およびそれを備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device used for electrophotographic image formation, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.
電子写真方式を利用した、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体(例えば、感光体ドラムや転写ベルト)上に形成された静電潜像に現像剤を供給して該静電潜像を現像することにより、像担持体上にトナー像を形成する現像装置を含む。 An image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic system supplies a developer to an electrostatic latent image formed on an image carrier (for example, a photosensitive drum or a transfer belt) and supplies the developer. A developing device that forms a toner image on the image carrier by developing the electrostatic latent image is included.
近年の現像装置は、トナー像の画質を高く維持しつつ、現像動作を一層高速化することが要求されている。高速化の要求に応える現像装置として、例えば特許文献1のものが知られている。
Recent development apparatuses are required to further increase the development speed while maintaining high image quality of toner images. As a developing device that meets the demand for higher speed, for example, the one disclosed in
特許文献1の現像装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体の回転方向から見て上流側に配置された第1現像ローラおよび下流側に配置された第2現像ローラとを含む。第1現像ローラおよび第2現像ローラは、現像剤担持体との間の電位差によって現像剤担持体からトナーのみを受け取り、そのトナーにより像担持体上の静電潜像を現像するものである。そして、特許文献1の現像装置では、第1現像ローラに印加されるバイアス電圧が第2現像ローラに印加されるバイアス電圧よりも大きくなるように設定することで、第1現像ローラおよび第2現像ローラ間で現像の割合を略均等にしている。これにより、現像動作を高速化させることができる。
The developing device of
しかしながら、特許文献1の現像装置では、上流側の第1現像ローラにおいて現像に使用されなかったトナーが第2現像ローラに供給されるため、第2現像ローラ上には高帯電のトナーや小粒径のトナーが多数存在することになる。高帯電トナーや小粒径トナーは、現像剤担持体上の磁気ブラシによって第2現像ローラから剥ぎ取ることが難しい。そのため、高帯電トナーや小粒径トナーの剥ぎ取りが不十分となり、第2現像ローラ上に高帯電トナーや小粒径トナーが堆積しやすい。その結果、いわゆる現像ゴースト等の不都合が生じる。
However, in the developing device of
そこで、本発明は、現像ローラ等のトナー担持体上の高帯電トナーや小粒径トナーの剥ぎ取りを十分に行って現像ゴースト等の不都合を解消することが可能な現像装置、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する。 Therefore, the present invention provides a developing device capable of sufficiently removing the highly charged toner and the small particle size toner on a toner carrying member such as a developing roller to eliminate problems such as a developing ghost, and the like. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、非磁性体のトナーと磁性体のキャリアとを含む現像剤を攪拌しつつ貯留する現像剤貯留部と、互いに異なる極性の第1磁極および第2磁極を有し、所定の方向に回転しつつ、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取って現像剤層を前記第1磁極および前記第2磁極の磁力により担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向配置され、前記現像剤担持体上の前記現像剤層から受け取った前記トナーを担持しつつ、該トナーを所定の像担持体に供給する第1トナー担持体と、前記現像剤担持体に対向配置されていると共に、前記現像剤担持体の回転方向から見て前記第1トナー担持体よりも下流側に配置され、前記現像剤担持体上の前記現像剤層から受け取った前記トナーを担持しつつ、該トナーを前記所定の像担持体に供給する第2トナー担持体とを含み、前記第1トナー担持体は、前記第1磁極と対向する位置に該第1磁極とは逆の極性を有する第3磁極を有し、前記第2トナー担持体は、前記第2磁極と対向する位置に該第2磁極とは逆の極性を有する第4磁極を有し、前記第4磁極の磁力は、前記第3磁極の磁力よりも大きく設定されている。 In order to achieve the above object, a developing device according to the present invention includes a developer storage section that stores a developer containing non-magnetic toner and a magnetic carrier while stirring, and a first magnetic pole having different polarities. A developer carrying member having the second magnetic pole and rotating in a predetermined direction, receiving the developer from the developer reservoir and carrying the developer layer by the magnetic force of the first magnetic pole and the second magnetic pole. And a first toner carrier that is disposed opposite to the developer carrier and carries the toner received from the developer layer on the developer carrier and supplies the toner to a predetermined image carrier. The developer layer disposed opposite to the developer carrier and disposed downstream of the first toner carrier as viewed from the rotation direction of the developer carrier, and the developer layer on the developer carrier Carrying the toner received from A second toner carrier for supplying the toner to the predetermined image carrier, and the first toner carrier has a polarity opposite to the first magnetic pole at a position facing the first magnetic pole. The second toner carrier has a fourth magnetic pole having a polarity opposite to the second magnetic pole at a position opposite to the second magnetic pole, and the magnetic force of the fourth magnetic pole is The magnetic force of the third magnetic pole is set larger.
本発明に係る現像装置では、第1トナー担持体が現像剤担持体上の現像剤層から受け取ったトナーの全量が像担持体に供給されるわけではなく、一部のトナー、例えば高帯電のトナーや小粒径のトナーが第1トナー担持体上に残留しやすい。しかしながら、第3磁極は、その磁力によって残留トナーを第1トナー担持体から剥がすことができ、剥がされたトナーは、第3磁極と該第3磁極に対向する第1磁極との間で作用する磁界によって現像剤層に回収される。 In the developing device according to the present invention, the total amount of toner received from the developer layer on the developer carrier by the first toner carrier is not supplied to the image carrier. Toner and toner having a small particle diameter are likely to remain on the first toner carrier. However, the third magnetic pole can peel the residual toner from the first toner carrier by its magnetic force, and the peeled toner acts between the third magnetic pole and the first magnetic pole opposite to the third magnetic pole. It is recovered in the developer layer by a magnetic field.
そして、現像剤担持体の回転に伴い、第1トナー担持体より下流側に位置する第2トナー担持体は現像剤層からトナーの供給を受ける。第2トナー担持体上に供給されるトナーは、第1トナー担持体が像担持体に供給できなかった高帯電トナーや小粒径トナーを多く含んでいる。そのため、第2トナー担持体上に存在するトナーのうち、高帯電トナーや小粒径トナーが占める割合は、第1トナー担持体の場合よりも大きくなる。しかしながら、第4磁極の磁力は第3磁極の磁力よりも大きく設定されているので、多量の高帯電トナーや小粒径トナーが第2トナー担持体に付着している場合であっても、そのようなトナーを第2トナー担持体から剥がすことができる。剥がされたトナーは、第4磁極と該第4磁極に対向する第2磁極との間で作用する磁界によって現像剤層に回収される。これにより、高帯電トナーや小粒径トナーが第2トナー担持体上に残留して堆積することに起因する現像ゴースト等の不都合の発生を抑制することができる。 As the developer carrier rotates, the second toner carrier located downstream from the first toner carrier is supplied with toner from the developer layer. The toner supplied onto the second toner carrier contains a large amount of highly charged toner and small particle size toner that the first toner carrier could not supply to the image carrier. For this reason, the proportion of the high-charged toner and the small particle size toner in the toner existing on the second toner carrier is larger than that in the case of the first toner carrier. However, since the magnetic force of the fourth magnetic pole is set larger than the magnetic force of the third magnetic pole, even when a large amount of highly charged toner or small particle size toner is attached to the second toner carrier, Such toner can be peeled off from the second toner carrier. The peeled toner is collected in the developer layer by a magnetic field that acts between the fourth magnetic pole and the second magnetic pole opposite to the fourth magnetic pole. As a result, it is possible to suppress the occurrence of inconveniences such as a development ghost caused by the highly charged toner or the small particle size toner remaining and depositing on the second toner carrier.
本発明の好ましい実施形態では、前記第3磁極は、前記現像剤担持体の前記回転方向から見て前記第1磁極との対向位置から第1角度だけ下流側にずれて配置されており、前記第4磁極は、前記現像剤担持体の前記回転方向から見て前記第2磁極との対向位置から第2角度だけ下流側にずれて配置されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the third magnetic pole is arranged so as to be shifted downstream by a first angle from a position facing the first magnetic pole when viewed from the rotation direction of the developer carrier. The fourth magnetic pole is arranged to be shifted to the downstream side by a second angle from a position facing the second magnetic pole when viewed from the rotation direction of the developer carrier.
この構成によれば、第3磁極と第1磁極との間の磁界が及ぶ範囲を下流側に大きくすることができると共に、第4磁極と第2磁極との間の磁界が及ぶ範囲を下流側に大きくすることができるので、第1トナー担持体から残留トナーを現像剤層に回収する回収性、および第2トナー担持体から残留トナーを回収する回収性を向上させることができる。 According to this configuration, the range covered by the magnetic field between the third magnetic pole and the first magnetic pole can be increased downstream, and the range covered by the magnetic field between the fourth magnetic pole and the second magnetic pole can be reduced downstream. Therefore, the recoverability of recovering residual toner from the first toner carrier to the developer layer and the recoverability of recovering residual toner from the second toner carrier can be improved.
本発明の他の好ましい実施形態では、前記第2角度は前記第1角度よりも大きく設定されている。 In another preferred embodiment of the present invention, the second angle is set larger than the first angle.
この構成によれば、第2角度は第1角度よりも大きく設定されているので、第4磁極と第2磁極との間の磁界が及ぶ範囲を一層大きくすることができる。これにより、第2トナー担持体から残留トナーを回収する回収性を一層向上させることができる。 According to this configuration, since the second angle is set to be larger than the first angle, the range covered by the magnetic field between the fourth magnetic pole and the second magnetic pole can be further increased. Thereby, the recoverability of recovering the residual toner from the second toner carrier can be further improved.
本発明に係る画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体にトナーを供給して該像担持体上に前記トナー像を形成する現像装置と、前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、前記シート上の前記トナー像を該シート上に定着させる定着部とを含み、前記現像装置として、上記構成の現像装置が採用されている。 An image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier on which a toner image is formed, a developing device that supplies toner to the image carrier and forms the toner image on the image carrier, and the toner image The image forming apparatus includes a transfer member to be transferred onto a sheet and a fixing unit that fixes the toner image on the sheet onto the sheet.
本発明に係る画像形成装置は、像担持体に供給することが難しい高帯電トナーや小粒径トナーの回収性に優れた現像装置を採用しているので、そのようなトナーに起因する画像ゴーストや画像濃度の低下等の不都合が像担持体上のトナー像に発生することを抑制できる。 Since the image forming apparatus according to the present invention employs a developing device that is highly recoverable for highly charged toner and small particle size toner that are difficult to supply to the image carrier, image ghost caused by such toner is used. And inconveniences such as a decrease in image density can be suppressed from occurring in the toner image on the image carrier.
本発明に係る現像装置および画像形成装置によれば、現像ローラ等のトナー担持体上の高帯電トナーや小粒径トナーの剥ぎ取りを十分に行って現像ゴースト等の不都合を解消することが可能である。 According to the developing device and the image forming apparatus of the present invention, it is possible to sufficiently remove the highly charged toner and the small particle size toner on the toner carrying member such as the developing roller, thereby eliminating problems such as a developing ghost. It is.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、画像形成装置の内部構造を示す断面図である。本実施形態では、画像形成装置の一例としてカラープリンタを例示する。画像形成装置1は、パーソナルコンピュータ(図示せず)等に直接またはLAN経由で接続される装置本体200と、装置本体200の下方に設けられ、用紙を装置本体200に供給可能に構成された用紙供給部130とを含む。なお、画像形成装置1は、該画像形成装置1の動作を制御する制御回路など、一般的な画像形成装置に設けられた他の構成要素も有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of the image forming apparatus. In this embodiment, a color printer is illustrated as an example of an image forming apparatus. The
図1に示すように、装置本体200は、画像形成部93、露光装置94、中間転写部92、定着部97および排紙部96を含む。
As shown in FIG. 1, the apparatus
画像形成部93は、対応する色のトナー像を担持する感光体ドラム17(像担持体)と、対応する色のトナーを感光体ドラム17に供給する現像装置10(イエロー用現像装置10Y、マゼンタ用現像装置10M、シアン用現像装置10C、ブラック用現像装置10K)とを含む。
The
感光体ドラム17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。
As the
感光体ドラム17の周囲には、現像装置10(10Y、10M、10C、10K)に加え、帯電器15、転写ローラ19および図略のクリーニング装置等が配置されている。帯電器15は感光体ドラム17のドラム表面を均一に帯電する。帯電後の感光体ドラム17のドラム表面は、露光装置94によって露光され、静電潜像が形成される。現像装置10Y、10M、10C、10Kは、それぞれイエロー用トナーコンテナ900Y、マゼンタ用トナーコンテナ900M、シアン用トナーコンテナ900C、ブラック用トナーコンテナ900Kから供給される各色のトナーを用いて、各々の感光体ドラム17のドラム表面上に形成された静電潜像を現像(可視像化)する。これにより、感光体ドラム17のドラム表面上にトナー像が形成される。転写ローラ19は、中間転写ベルト921を挟んで感光体ドラム17とニップ部を形成し、感光体ドラム17上のトナー像を中間転写ベルト921上に一次転写する。前記クリーニング装置はトナー像転写後の感光体ドラム17のドラム表面を清掃する。
Around the
中間転写部92は、中間転写ベルト921、駆動ローラ922および従動ローラ923を含む。中間転写ベルト921は、複数の感光体ドラム17からトナー像が重ね塗り状態で一次転写される。このトナー像は、用紙供給部130から供給される用紙に、二次転写部98において二次転写される。駆動ローラ922および従動ローラ923は中間転写ベルト921を周回駆動させる。
The
定着部97は、トナー像が二次転写された用紙上のトナー像に対し、定着処理を施すものであり、熱源が内蔵された定着ローラ971と、該定着ローラ971と定着ニップ部を形成する加圧ローラ972とを含む。定着処理が完了した用紙は、装置本体200の上部に形成された排出ユニット96へ向けて搬送される。
The fixing
排紙部96は、排出ローラ対961を有し、定着部97から搬送された用紙を排出ローラ対961の回転によって排紙トレイ911上に排出する。
The
用紙供給部130は、装置本体200の筐体90に対して着脱自在に装着される用紙カセット41と、装置本体200のフロントカバー23に対して前方に(図では右方に)引出し可能に装着された手差しトレイ40とを含む。用紙供給部130と二次転写部98との間には、用紙供給部130からの用紙が搬送される給紙搬送路24が設けられている。給紙搬送路24には、用紙を二次転写部98に給送するための搬送ローラ対27が複数設けられている。
The
手差しトレイ40の用紙載置面42に載置された用紙は、用紙が1枚ずつ給紙搬送路24へと繰り出され、搬送ローラ対27の回転によって二次転写部98へ導入される。一方、用紙カセット41の用紙載置面43に載置された用紙は、ピックアップローラ44等の駆動により、用紙が1枚ずつ給紙搬送路24へと繰り出され、搬送ローラ対27の回転によって二次転写部98へ導入される。
The papers placed on the
なお、以上説明した画像形成装置1では、画像形成部93は、上記のようにフルカラー画像を形成することができる構成であるが、これに限定されることはなく、白黒画像やフルカラーではないカラー画像を形成する構成のものであってもよい。
In the
図2は、現像装置10の内部構造を概略的に示す断面図である。現像装置10はその内部空間を画定する現像容器31を含む。現像装置10は、前記内部空間内において、現像容器31の底部分に形成された現像剤貯留部32と、現像剤貯留部32の上方に配置されたマグネットローラ33(現像剤担持体)と、マグネットローラ33の上方位置で該マグネットローラ33に対向配置された第1現像ローラ34(第1トナー担持体)および第2現像ローラ35(第2トナー担持体)と、マグネットローラ33に対向配置された現像剤規制ブレード36とを含む。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the developing
現像剤貯留部32は、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む現像剤を貯留すると共に、現像剤を攪拌しつつ搬送することが可能とされたものであって、現像装置10の長手方向に延びる2つの隣り合う現像剤貯留室32a,32bから構成されている。現像剤貯留室32a,32bは、現像容器31に一体に形成された仕切り板37によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両端部において互いに連通されている。また、各現像剤貯留室32a,32bには、回転により現像剤を攪拌するスクリューフィーダ38,39が回転可能に装着されている。スクリューフィーダ38,39は、回転方向が互いに逆方向に設定されているので、現像剤は、現像剤貯留室32aおよび現像剤貯留室32b間を攪拌されつつ搬送される。この攪拌により、非磁性体からなるトナーと磁性体からなるキャリアとが混合され、トナーが帯電される。
The
マグネットローラ33は、現像装置10の長手方向に延びるように配設され、図2では時計回りに回転可能な中空のマグネットスリーブ51と、マグネットスリーブ51を回転させる図略の回転軸とを含む。マグネットスリーブ51の内部空間には、該マグネットスリーブ51の軸方向に延びる所謂磁石ロールが内蔵されている。前記磁石ロールは、支持軸56に固定状態で支持されており、マグネットスリーブ51と共に回転しない。前記磁石ロールには、現像剤貯留部32から現像剤を該マグネットスリーブ51の周面52上に磁気的に汲み上げるための汲上極53が形成されている。汲み上げられた現像剤は、マグネットスリーブ51の周面52上に現像剤層として磁気的に保持され、マグネットスリーブ51の回転に伴って現像剤規制ブレード36に向けて搬送される。
The
現像剤規制ブレード36は、マグネットスリーブ51の周面52に磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制するものである。現像剤規制ブレード36は、マグネットスリーブ51の長手方向に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、現像容器31の適所に支持されている。また、現像剤規制ブレード36は、マグネットスリーブ51の周面52との間で所定の規制ギャップを形成する先端部54を有する。
The
マグネットスリーブ51内の前記磁石ロールには、汲上極53に加え、現像剤規制ブレード36の先端部54に対向配置された規制極55が形成されている。したがって、磁性材料から形成された現像剤規制ブレード36は、マグネットローラ33の規制極55によって磁化されて、現像剤規制ブレード36の先端部54と規制極55との間に、つまり規制ギャップにおいて磁路が形成される。
The magnet roll in the
前記磁石ロールには、さらに、第1搬送極57(第1磁極)、第2搬送極58(第2磁極)および剥離極59が形成されている。第1搬送極57は、マグネットスリーブ51の回転方向から見て規制極55よりも下流側に形成された磁極である。第2搬送極58は、マグネットスリーブ51の回転方向から見て第1搬送極57よりも下流側に形成された磁極である。第1搬送極57および第2搬送極58は、互いに異なる極性を有し、周面52上に形成された現像剤層がマグネットスリーブ51の回転に伴って後述する第1現像ローラ34および第2現像ローラ35に向けて搬送されるときに、現像剤層を周面52上に保持する。剥離極59は、マグネットスリーブ51の回転方向から見て第2搬送極58よりも下流側に形成された磁極であり、周面52上の現像剤層が第2現像ローラ35を通過した後に該現像剤層を現像剤貯留部に戻すための極性を有している。なお、汲上極53、規制極55、第1搬送極57、第2搬送極58および剥離極59はマグネットスリーブ51と略同一の長手方向寸法を有する。
The magnet roll further includes a first transport pole 57 (first magnetic pole), a second transport pole 58 (second magnetic pole), and a
第1現像ローラ34は、マグネットスリーブ51に対して平行に延びるように配設され、図2では時計回りに回転可能な中空の第1現像スリーブ61と、第1現像スリーブ61を回転させる図略の回転軸とを含む。第1現像スリーブ61は、後述するように、マグネットスリーブ51の周面52上の現像剤層からトナーのみを受け取り、該トナーをその周面67上に担持するものである。
The first developing
第1現像スリーブ61の内部空間には、該第1現像スリーブ61の軸方向に延びる磁石ロールが内蔵されている。前記磁石ロールは、支持軸62に固定状態で支持されており、第1現像スリーブ61と共に回転しない。前記磁石ロールには、マグネットローラ33の第1搬送極57と対向する位置に、かつ、第1現像スリーブ61の周面67がマグネットスリーブ51の周面52に最も近接する位置に第1剥取極63(第3磁極)が形成されている。図2では、マグネットローラ33の軸心C1(図4)と第1現像ローラ34の軸心C2(図4)とを結ぶ仮想線L1上に第1搬送極57および第1剥取極63が位置するように設定されている。
A magnet roll extending in the axial direction of the first developing
第2現像ローラ35は、マグネットスリーブ51の回転方向から見て第1現像スリーブ61よりも下流側に、かつマグネットスリーブ51および第1現像スリーブ61に対して平行に延びるように配設され、図2では時計回りに回転可能な中空の第2現像スリーブ64と、第2現像スリーブ64を回転させる図略の回転軸とを含む。第2現像スリーブ64は、後述するように、マグネットスリーブ51の周面52上の現像剤層からトナーのみを受け取り、該トナーをその周面68上に担持するものである。
The second developing
第2現像スリーブ64の内部空間には、該第2現像スリーブ64の軸方向に延びる磁石ロールが内蔵されている。前記磁石ロールは、支持軸65に固定状態で支持されており、第2現像スリーブ64と共に回転しない。前記磁石ロールには、マグネットローラ33の第2搬送極58と対向する位置に、かつ、第2現像スリーブ64の周面68がマグネットスリーブ51の周面52に最も近接する位置に第2剥取極66(第4磁極)が形成されている。図2では、マグネットローラ33の軸心C1と第2現像ローラ64の軸心C3(図4)とを結ぶ仮想線L2上に第2搬送極58および第2剥取極66が位置するように設定されている。
A magnet roll extending in the axial direction of the second developing
第1現像ローラ34の第1剥取極63は、マグネットローラ33の第1搬送極57とは逆の極性を有するように、かつトナーの帯電極性とは逆の極性を有するように設定されている。また、第2現像ローラ35の第2剥取極66は、マグネットローラ33の第2搬送極58とは逆の極性を有するように、かつトナーの帯電極性とは逆の極性を有するように設定されている。そして、第2剥取極66の磁力は、第1剥取極63の磁力よりも大きく設定されている。例えば、第2剥取極66の磁力は45mTに設定され、第1剥取極63の磁力は35mTに設定されている。また、第1剥取極63および第2剥取極66は、第1搬送極57および第2搬送極58の長手方向寸法と略同一の長手方向寸法を有する。
The first stripping
上記のように、第1剥取極63を第1搬送極57に対向配置させると共に、第2剥取極66を第2搬送極58に対向配置させてもよいが、第1剥取極63を、マグネットスリーブ51の回転方向から見て第1搬送極57との対向位置から所定の角度だけ下流側にずらして配置させると共に、第2剥取極66を、マグネットスリーブ51の回転方向から見て第2搬送極58との対向位置から所定の角度だけ下流側にずらして配置させてもよい。本発明の好ましい実施形態では、図3に示すように、第1剥取極63は、仮想線L1を基準として第1角度αだけ下流側にずれて配置されていると共に、第2剥取極66は、仮想線L2を基準として第2角度βだけ下流側にずれて配置されている。第1角度αおよび第2角度βは、例えば5°に設定されている。
As described above, the first stripping
このように、第1剥取極63および第2剥取極66を下流側にずらして配置することで、第1剥取極63と第1搬送極57との間で発生する磁界の及ぶ範囲(いわゆる現像ニップ幅)を、第1現像ローラ34およびマグネットスリーブ51の周方向における前記回転方向の下流側において大きくすることができると共に、第2剥取極66と第2搬送極58との間で発生する磁界の及ぶ範囲(現像ニップ幅)を、第2現像ローラ35およびマグネットスリーブ51の周方向における前記回転方向の下流側において大きくすることができる。
As described above, the first stripping
また、本発明の好ましい実施形態では、第2剥取極66の第2角度βは第1剥取極63の第1角度αよりも大きく設定されている。こうすることで、第2剥取極66と第2搬送極58との間の磁界が及ぶ範囲を、第2現像ローラ35およびマグネットスリーブ51の周方向における前記回転方向の下流側において一層大きくすることができる。その場合、例えば、第1角度αは5°に設定され、第2角度βは7.5°に設定されている。
In a preferred embodiment of the present invention, the second angle β of the second stripping
以下、上記構成の現像装置10による現像動作およびその作用について、図3および図4を参照しながら説明する。
Hereinafter, the developing operation and its action by the developing
まず、非磁性体のトナーは、現像剤貯留部32において磁性体のキャリアと共に攪拌されることで帯電される。キャリアと帯電されたトナーとを含む現像剤は、マグネットローラ33の汲上極53の磁力によって現像剤貯留部32からマグネットスリーブ51の周面52上に汲み上げられる。汲み上げられた現像剤は、マグネットスリーブ51の周面52上に現像剤層として磁気的に保持され、マグネットスリーブ51の回転に伴って現像剤規制ブレード36に向けて搬送される。
First, the non-magnetic toner is charged by being stirred together with the magnetic carrier in the
そして、現像剤規制ブレード36は、前記規制ギャップにおいて周面52上の現像剤層を規制して均一化かつ薄層化する。これにより、周面52上には、所定厚さの現像剤層(以下、磁気ブラシ層Dという)が形成される。
The
周面52上の磁気ブラシ層Dは、マグネットスリーブ51の回転に伴って第1現像ローラ34に向けて搬送される。マグネットスリーブ51および第1現像スリーブ61のそれぞれには、所定のバイアスが印加されており、それらの電位差によって第1搬送極57よりも上流側の位置で磁気ブラシ層DからトナーTのみが第1現像スリーブ61の周面67に移動する。これにより、周面67上に所定厚さのトナー層が形成される。
The magnetic brush layer D on the
周面67上のトナー層は、第1現像スリーブ61の回転に伴って感光体ドラム17のドラム表面に向けて搬送される。感光体ドラム17にも所定のバイアスが印加されているので、感光体ドラム17と第1現像スリーブ61との間の電位差によってトナー層のトナーTが感光体ドラム17のドラム表面に移動する。これにより、ドラム表面上の静電潜像が現像される。
The toner layer on the
ところで、トナーTの帯電の度合いにはばらつきがある。そのため、第1現像スリーブ61がマグネットスリーブ51上の磁気ブラシ層Dから受け取ったトナーTの全量が感光体ドラム17に移動するわけではなく、一部のトナーTA、例えば高帯電のトナーや小粒径のトナーが感光体ドラム17を通過した後に第1現像スリーブ61の周面67上に残留しやすい。残留トナーTAは、第1現像スリーブ61の回転に伴ってマグネットスリーブ51の周面52上の磁気ブラシ層Dに向けて搬送されるが、周面67に対する付着力が強いため、磁気ブラシ層Dによって回収され難い。
Incidentally, the degree of charging of the toner T varies. Therefore, the entire amount of toner T received by the first developing
しかしながら、本実施形態では、第1現像ローラ34には、トナーの帯電極性と逆の極性を有する第1剥取極63が設けられているので、周面67上の残留トナーTAは第1剥取極63の磁力によって周面67から剥がされる。そして、剥がされた残留トナーTAは、第1剥取極63と該第1剥取極63に略対向する第1搬送極57との間で発生する磁界によって磁気ブラシ層Dに回収される。また、本実施形態では、第1剥取極63を仮想線L1に対して第1角度αだけ下流側にずらして配置することにより、第1剥取極63および第1搬送極57間の磁界の及ぶ範囲を大きくしているので、残留トナーTAを磁気ブラシ層Dに回収する回収性を向上させることができる。
However, in the present embodiment, the first developing
そして、残留トナーTAを回収した磁気ブラシ層Dは、マグネットスリーブ51の回転に伴って第2現像スリーブ64に向けて搬送される。第2現像スリーブ64にも所定のバイアスが印加されているので、マグネットスリーブ51および第2現像スリーブ64間の電位差によって第2搬送極58よりも上流側の位置で磁気ブラシ層DからトナーTのみが第2現像スリーブ64の周面68に移動する。これにより、周面68上に所定厚さのトナー層が形成される。
The magnetic brush layer D from which the residual toner TA has been collected is transported toward the second developing
周面68上のトナー層は、第1現像スリーブ61が感光体ドラム17に供給できなかった高帯電トナーTAや小粒径トナーTAを多く含んでいるので、トナー層のトナーTのうち、高帯電トナーTAや小粒径トナーTAが占める割合は、第1現像スリーブ61上のトナー層の場合よりも大きくなる。そのため、トナー層は第2現像スリーブ64の回転に伴って感光体ドラム17に向けて搬送されるものの、トナー層中の少量のトナーTのみが感光体ドラム17上の静電潜像の現像に用いられ、大部分のトナー(つまり、高帯電トナーTAや小粒径トナーTA)が感光体ドラム17を通過した後に周面68上に残留する。残留トナーTBは、第2現像スリーブ64の回転に伴ってマグネットスリーブ51の周面52上の磁気ブラシ層Dに向けて搬送されるが、周面68に対する付着力が強いため、磁気ブラシ層Dによって回収され難い。
The toner layer on the
周面68上の残留トナーTBが磁気ブラシ層Dによって回収されず、周面68上に堆積したまま、第2現像スリーブ64の回転に伴って再び感光体ドラム17に搬送されると、一部のトナーTBが感光体ドラム17に移動して、所謂現像ゴーストを発生させる場合がある。
When the residual toner TB on the
しかしながら、本実施形態では、第2現像ローラ35には、第1剥取極63の磁力よりも大きく設定された磁力を有し、かつトナーの帯電極性と逆の極性を有する第2剥取極66が設けられているので、高帯電トナーTBや小粒径トナーTBが周面68に多量に付着している場合であっても、そのような残留トナーTBを第2剥取極66の磁力によって周面68から剥ぎ取ることができる。そして、剥がされた残留トナーTBは、第2剥取極66と該第2剥取極66に略対向する第2搬送極58との間で発生する磁界によって磁気ブラシ層Dに回収される。これにより、現像ゴーストの発生を抑制することができる。
However, in the present embodiment, the second developing
また、本実施形態では、第2剥取極66を仮想線L2に対して第2角度βだけ下流側にずらして配置することにより、第2剥取極66および第2搬送極58間の磁界の及ぶ範囲を大きくしているので、残留トナーTBを磁気ブラシ層Dに回収する回収性を向上させることができる。
In the present embodiment, the magnetic field between the second stripping
さらに、本実施形態では、第2角度βは第1角度αよりも大きく設定されているので、第2剥取極66および第2搬送極58間の磁界が及ぶ範囲を、第1剥取極63および第1搬送極57間の磁界のそれと比較して大きくすることができる。これにより、残留トナーTBの磁気ブラシ層Dによる回収性を一層向上させることができる。
Further, in the present embodiment, since the second angle β is set to be larger than the first angle α, the range covered by the magnetic field between the second stripping
さらに、本実施形態では、第1剥取極63の磁力(例えば35mT)は、第1剥取極63が残留トナーTAを第1現像スリーブ61の周面67から剥ぎ取る剥取性を確保したうえで、第1剥取極63および第1搬送極57間の磁界の強度を適正に保つことが可能な程度に第2剥取極66の磁力(例えば45mT)よりも小さく設定されている。
Further, in the present embodiment, the magnetic force (for example, 35 mT) of the first stripping
第1剥取極63および第1搬送極57間の磁界が強すぎると、磁気ブラシ層D中のトナーTは前記磁界によって拘束されてしまって周面67上に移動できなくなり、周面67上に形成されるトナー層の層厚が所定の層厚未満となる。この状態で感光体ドラム17上の静電潜像の現像を行うと、トナー像の画像濃度が低下しやすい。
If the magnetic field between the first stripping
しかしながら、本実施形態では、第1剥取極63および第1搬送極57間の磁界の強度は適正に保たれているので、現像剤規制ブレード36を通過した磁気ブラシ層DからトナーTを第1現像スリーブ61の周面67上に円滑に移動させることができる。これにより、周面67上に所定の層厚を有するトナー層を形成することができるので、トナー像の画像濃度の低下を抑制することができる。
However, in this embodiment, since the magnetic field strength between the first stripping
なお、第2現像スリーブ64の周面68から残留トナーTBを回収した磁気ブラシ層Dは、マグネットスリーブ51の回転に伴って第2搬送極58の下流側に位置する剥離極59に向けて搬送される。そして、剥離極59の磁力によって、磁気ブラシ層Dはマグネットスリーブ51の周面52から剥ぎ取られ、残留トナーTBおよびキャリアを含む現像剤が現像剤貯留部32に戻される。
Note that the magnetic brush layer D from which the residual toner TB has been collected from the
以下、現像装置10を用いて行った実験について説明する。実験では、第1剥取極63、第2剥取極66、第1角度αおよび第2角度βを適宜設定して、現像ゴーストの発生の有無およびトナー像の画像濃度について調べた。実験では、実験対象として、図5に示す実施例1および2と比較例1および2とが用いられた。実施例1では、第1剥取極63の磁力を35mT、第2剥取極66の磁力を45mT、第1角度αを5°、第2角度βを5°に設定した。実施例2では、第1剥取極63の磁力を35mT、第2剥取極66の磁力を45mT、第1角度αを5°、第2角度βを7.5°に設定した。比較例1では、第1剥取極63の磁力を35mT、第2剥取極66の磁力を35mT、第1角度αを5°、第2角度βを5°に設定した。比較例2では、第1剥取極63の磁力を45mT、第2剥取極66の磁力を45mT、第1角度αを7.5°、第2角度βを7.5°に設定した。
Hereinafter, an experiment performed using the developing
現像ゴーストの有無の判定は、図6に示す、トナー濃度の高いソリッド部71と該ソリッド部71よりもトナー濃度の低いハーフ部72とを有する画像を現像して出力し、次の現像動作以降において図7に示すようなソリッド部71の履歴(ゴースト)73が発生したか否かを目視で確認することにより行った。また、画像濃度の判定は、図6に示す画像を100枚印字し、ソリッド部71の画像濃度を、マクベス反射濃度計を用いて測定することにより行った。画像濃度が1.2以上であった場合、画像濃度は良好であると判定し、画像濃度が1.2未満であった場合、画像濃度が低下したと判定した。実験1の結果を図5に示す。
The determination of the presence or absence of the development ghost is performed by developing and outputting an image having a
図5に示すように、実施例1では、現像ゴーストは発生せず、画像濃度は低下しなかった。これは、第2剥取極66の磁力を第1剥取極63の磁力よりも大きく設定することで、第2剥取極66による残留トナーの剥取性を確保することができたためであると共に、第1剥取極63の磁力を適切な値(35mT)に設定することにより、第1剥取極63および第1搬送極57間の磁界の強度を適切に設定できたためである。また、実施例2では、現像ゴーストは発生せず、画像濃度は低下しなかった。特に、実施例2では、第2角度βを第1角度αよりも大きく設定したので、磁気ブラシ層Dによる残留トナーの回収性は、実施例1の場合よりも優れていたと考えられる。
As shown in FIG. 5, in Example 1, the development ghost did not occur, and the image density did not decrease. This is because, by setting the magnetic force of the second stripping
一方、比較例1では、画像濃度の低下は無かったものの、現像ゴーストが発生した。これは、第2剥取極66の磁力を第1剥取極63の磁力と同一に設定したため、多量の高帯電トナーや小粒径トナーが付着しやすい第2現像ローラ35の周面68からそのようなトナーを十分に剥ぎ取ることができなかったためである。また、比較例2では、現像ゴーストが発生しなかったものの、画像濃度の低下が確認された。これは、第1剥取極63の磁力を適切な値よりも大きな45mTに設定したため、第1剥取極63および第1搬送極57間の磁界の強度が大きくなり過ぎ、磁気ブラシ中のトナーが前記磁界によって拘束されてしまったためである。
On the other hand, in Comparative Example 1, a development ghost occurred although there was no decrease in image density. This is because the magnetic force of the second stripping
1 画像形成装置
10 現像装置
17 感光体ドラム(像担持体)
32 現像剤貯留部
33 マグネットローラ(現像剤担持体)
34 第1現像ローラ(第1トナー担持体)
35 第2現像ローラ(第2トナー担持体)
57 第1搬送極(第1磁極)
58 第2搬送極(第2磁極)
63 第1剥取極(第3磁極)
66 第2剥取極(第4磁極)
D 現像剤層
T トナー
TA,TB 残留トナー
DESCRIPTION OF
32
34 First developing roller (first toner carrier)
35 Second developing roller (second toner carrier)
57 First conveying pole (first magnetic pole)
58 Second transport pole (second magnetic pole)
63 First stripped pole (third pole)
66 Second stripped pole (fourth pole)
D Developer layer T Toner TA, TB Residual toner
Claims (4)
互いに異なる極性の第1磁極および第2磁極を有し、所定の方向に回転しつつ、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取って現像剤層を前記第1磁極および前記第2磁極の磁力により担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対向配置され、前記現像剤担持体上の前記現像剤層から受け取った前記トナーを担持しつつ、該トナーを所定の像担持体に供給する第1トナー担持体と、
前記現像剤担持体に対向配置されていると共に、前記現像剤担持体の回転方向から見て前記第1トナー担持体よりも下流側に配置され、前記現像剤担持体上の前記現像剤層から受け取った前記トナーを担持しつつ、該トナーを前記所定の像担持体に供給する第2トナー担持体と、
を備え、
前記第1トナー担持体は、前記第1磁極と対向する位置に該第1磁極とは逆の極性を有する第3磁極を有し、
前記第2トナー担持体は、前記第2磁極と対向する位置に該第2磁極とは逆の極性を有する第4磁極を有し、
前記第4磁極の磁力は、前記第3磁極の磁力よりも大きく設定されている現像装置。 A developer storage section for storing a developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier while stirring;
The first magnetic pole and the second magnetic pole having different polarities from each other, rotating in a predetermined direction, receiving the developer from the developer storage section, and separating the developer layer from the magnetic force of the first magnetic pole and the second magnetic pole. A developer carrier carried by
A first toner carrier that is disposed opposite to the developer carrier and carries the toner received from the developer layer on the developer carrier and supplies the toner to a predetermined image carrier;
The developer carrier is disposed opposite to the developer carrier, and is disposed downstream of the first toner carrier as viewed from the rotation direction of the developer carrier, and from the developer layer on the developer carrier. A second toner carrier for carrying the received toner and supplying the toner to the predetermined image carrier;
With
The first toner carrier has a third magnetic pole having a polarity opposite to the first magnetic pole at a position facing the first magnetic pole,
The second toner carrier has a fourth magnetic pole having a polarity opposite to the second magnetic pole at a position facing the second magnetic pole,
The developing device, wherein the magnetic force of the fourth magnetic pole is set larger than the magnetic force of the third magnetic pole.
前記第4磁極は、前記現像剤担持体の前記回転方向から見て前記第2磁極との対向位置から第2角度だけ下流側にずれて配置されている現像装置。 2. The developing device according to claim 1, wherein the third magnetic pole is arranged to be shifted to the downstream side by a first angle from a position facing the first magnetic pole when viewed from the rotation direction of the developer carrier. ,
The developing device, wherein the fourth magnetic pole is arranged to be shifted downstream by a second angle from a position facing the second magnetic pole when viewed from the rotation direction of the developer carrier.
前記像担持体にトナーを供給して該像担持体上に前記トナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、
前記シート上の前記トナー像を該シート上に定着させる定着部と、
を備え、
前記現像装置として、請求項1〜3のいずれか一項に記載の現像装置が採用されている画像形成装置。 An image carrier on which a toner image is formed;
A developing device for supplying toner to the image carrier and forming the toner image on the image carrier;
A transfer member for transferring the toner image onto a sheet;
A fixing unit for fixing the toner image on the sheet onto the sheet;
With
An image forming apparatus in which the developing device according to claim 1 is employed as the developing device.
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