JP2007171277A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 フルカラー出力が可能な画像形成装置の大型化を回避し、高速かつ高画質の黒画像、現像剤消費量が少なく保守間隔の長い黒現像装置を提供することである。
【解決手段】 第一段の現像剤担持部材の周速度が第二段の現像剤担持部材の周速度より小である画像形成装置において前記第一の現像剤担持部材の外径が前記第二の現像剤担持部材の外径より小とすることにより、フルカラー出力が可能な画像形成装置の大型化を回避し、高速かつ高画質の黒画像、現像剤消費量が少なく保守間隔の長い黒現像装置を提供する。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-speed and high-quality black image, a black developing device with a small maintenance amount and a long maintenance interval, avoiding an increase in size of an image forming apparatus capable of full color output.
In an image forming apparatus in which a peripheral speed of a first stage developer carrying member is smaller than a peripheral speed of a second stage developer carrying member, the outer diameter of the first developer carrying member is set to the second diameter. By making it smaller than the outer diameter of the developer carrying member, it is possible to avoid an increase in the size of the image forming apparatus capable of full-color output, high-speed and high-quality black images, black development with low developer consumption and long maintenance intervals Providing equipment.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、感光体等の潜像担持部材上に形成された静電潜像に現像剤を付着させてトナー像を形成する現像装置を備え、電子写真方式や静電記録方式によって画像形成を行う複写機、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 includes a developing device that forms a toner image by attaching a developer to an electrostatic latent image formed on a latent image bearing member such as a photoconductor, and forms an image by an electrophotographic method or an electrostatic recording method. The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.
画像形成装置(図9)では、一般に、潜像担持部材0'を帯電装置2’により帯電し、露光光学系により入力画像を露光して感光体0'の周面に静電潜像を形成し、この感光体0'の周面上に形成された静電潜像を現像装置1'で現像してトナー像を形成する。
In an image forming apparatus (FIG. 9), generally, a latent
そして、このトナー像を転写手段3’によって転写材M`に転写し、定着装置8'でトナー像を転写紙上に定着して排紙する。また、転写後の感光体0'表面はクリーニング装置7'でクリーニングされ、更に帯電前露光10'を行って残留電荷を除去し、次の画像形成に備える。
Then, the toner image is transferred onto the transfer material M ′ by the transfer means 3 ′, and the toner image is fixed on the transfer paper by the
上記した画像形成装置に使用される従来の現像装置1'では、現像剤を担持搬送してトナーに感光体0'に供給するために、通常一本の現像剤担持部材(以下、現像スリーブという)12'が感光体0'に対して接触又は一定の間隙を設けて配置されている。
In the conventional developing
ところで、近年、画像形成装置においては、さらなる高速化が要求されているが、従来の一本の現像スリーブを有する現像装置では、高速化の対応が容易ではなかった。 By the way, in recent years, an image forming apparatus has been required to further increase the speed. However, in a conventional developing apparatus having a single developing sleeve, it is not easy to cope with the increasing speed.
一般に、現像スリーブを、感光体0'の周速の1.5倍程度の速度で回転させて現像を行うが、一本の現像スリーブを有する現像装置で高速化に対応するには、現像スリーブの周速を感光体0'の周速の2倍程度にしなければならないことがある(従来例4)。
In general, development is performed by rotating the developing sleeve at a speed of about 1.5 times the peripheral speed of the
なぜなら、現像スリーブの周速を上げなければ、現像剤の供給が不足し画像濃度が不足してしまうからである。 This is because unless the peripheral speed of the developing sleeve is increased, the supply of the developer is insufficient and the image density is insufficient.
しかしながら、現像スリーブの周速を増すと、現像スリーブ近傍の昇温によっ
て、現像剤の融着・劣化などの問題が発生する虞がある。
However, when the peripheral speed of the developing sleeve is increased, there is a risk that problems such as fusion and deterioration of the developer may occur due to the temperature rise in the vicinity of the developing sleeve.
そこで、上記したような問題を解決するために、複数の現像スリーブを備え各現像スリーブでそれぞれ現像を行う現像装置が提案されている(図12 従来例2)
かかる現像装置では、各現像スリーブの周速を上げることなく高速化に対応することが可能であり、同時にトナー消費量を低減できるという利点があるが、現像スリーブを複数使用するため、現像装置ひいては画像形成装置が大型化し、特に日本の狭いオフィスで使用しにくいという問題があった。
Accordingly, in order to solve the above-described problems, a developing device that includes a plurality of developing sleeves and performs development with each developing sleeve has been proposed (FIG. 12 Conventional Example 2).
In such a developing device, it is possible to cope with a higher speed without increasing the peripheral speed of each developing sleeve, and at the same time, there is an advantage that the toner consumption can be reduced. There has been a problem that the image forming apparatus becomes large and difficult to use particularly in a small office in Japan.
そこで、近年、複数の現像スリーブを近接させ一体的に構成した現像装置が提案されている。 Therefore, in recent years, a developing device in which a plurality of developing sleeves are close to each other and integrated is proposed.
かかる現像装置のなかでも、特に高速化と小型化の両立を図れる構成として、特に二本の現像スリーブを互いに近接させた構成をとる現像装置が急速に発展している(図10 従来例1)。 Among such developing devices, a developing device having a configuration in which two developing sleeves are close to each other is rapidly developed as a configuration capable of achieving both high speed and downsizing (FIG. 10 Conventional Example 1). .
二本の現像スリーブを近接させ一体的に構成した現像装置としては、例えば特開2000−305352号公報に記載されているものがある。 An example of a developing device in which two developing sleeves are close to each other and integrated is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-305352.
かかる構成の現像装置は、図10に示すように、現像剤d'を収納した現像容器11'の、感光ドラム0'と対向した開口部に、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12b’が近接して配置されている。なお、感光ドラム0'は矢印b方向(時計方向)に回転し、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12b’は矢印b方向(反時計方向)に回転するように構成されている。
As shown in FIG. 10, the developing device having such a configuration has a first developing
即ち、感光ドラム0'に対して第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12b’が近接している位置では、感光ドラム0の回転方向と第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12b’の回転方向は同じであり、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12b’が近接して対向する部分SS(以下、SS部という)では、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12b’の回転方向は逆方向である。
That is, at the position where the first developing
そして、現像容器11'内の現像剤d'は、攪拌・搬送部材によって第二現像スリーブ12a'近傍に搬送され、更に第二現像スリーブ12a'の矢印b方向(反時計方向)の回転にともなって、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12b’が近接して対向するSS部近傍に送られる。
Then, the developer d ′ in the developing
ここで、現像剤d'がSS部をすり抜ける際に層厚規制され、第二現像スリーブ12b’の表面に現像剤層d2'が形成される。この現像剤層d2'は感光ドラム0'との最近接点でその一部が現像に供されるが、現像に供されなかった現像剤は、現像容器11'内に回収される。
Here, the layer thickness is regulated when the developer d ′ passes through the SS portion, and the developer layer d2 ′ is formed on the surface of the second developing
一方、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12b’が近接して対向するSS部近傍まで搬送された現像剤d'のうち、第二現像スリーブ12b’の表面に担持されなかった現像剤d'は、第一現像スリーブ12a'の回転にともなって薄層形成部材14'近傍に搬送される。ここで、現像剤d'が薄層形成部材14'と第一現像スリーブ12a'との間の隙間をすり抜ける際に層厚規制され、第一現像スリーブ12a'の表面に現像剤層d1'が形成される。この現像剤層d1'は感光ドラム0との最近接点でその一部が現像に供されるが、現像に供されなかった現像剤は、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12b’が近接して対向するSS部に送られ、ここで、一部が現像容器11'内に回収され、残りは第二現像スリーブ12b’へ移送され、現像剤層d2'の一部となる。
On the other hand, of the developer d ′ transported to the vicinity of the SS portion where the first developing
また、この現像装置では、現像剤残量検知センサ(不図示)で検知した現像剤残量情報に基づいて、現像剤補給容器(不図示)から現像剤(現像剤)が現像容器11'内に補給される。
In this developing device, the developer (developer) is supplied from the developer supply container (not shown) to the
ところで、上記した構成の現像装置では、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12b’が近接して対向するSS部において、第一現像スリーブ12a'の表面に担持される現像剤層d1'と第二現像スリーブ12b’の表面に担持される現像剤層d2'がカウンター方向で衝突するため、この部分(SS部近傍)で現像剤の摺擦が発生する。
By the way, in the developing device having the above-described configuration, the developer layer d1 ′ carried on the surface of the first developing
特に、画像形成装置がより高速化されると、第一、第二現像スリーブ12a',12b’の周速も速くなることによって、SS部近傍で現像剤のより激しい摺擦が発生する。これにより、第一、第二現像スリーブ12a',12b’の表面温度が上昇し、現像剤が第一、第二現像スリーブ12a',12b’の表面に融着する等の不具合が発生する虞があった。
In particular, when the image forming apparatus is further increased in speed, the peripheral speed of the first and second developing
そこで、第一スリーブ12a'と第二スリーブ12b’との間のSS部近傍での現像剤の激しい摺擦を緩和させるため、第一スリーブ12a'もしくは第二スリーブ12b’の周速度を他方の周速度よりも遅くして、前記SS部近傍での現像剤の摺擦を低減させることが提案されている。
Therefore, in order to alleviate the severe rubbing of the developer near the SS portion between the
他方、近年の画像形成装置小型化・フルカラー化の流れはとどまるところを知らず、結果的に現像装置の小型化が必要現像剤っているが、二本スリーブ現像装置は原理上、小型化が困難である。 On the other hand, the trend of downsizing and full-color image forming devices in recent years is unrecognized, and as a result, developers need to reduce the size of developing devices, but it is difficult to reduce the size of a two-sleeve developing device in principle. It is.
潜像担持部材として、ランニングコストの低減を目的としたa−Si感光体を用いる画像形成装置も増えてきた。a−Si感光体は、有機感光体に比べて耐久性に優れているため画像形成装置が寿命を迎えるまで交換不要という利点があり、高速機・高級機を中心に急速に普及してきているが、帯電された際の表面電位のムラ・変動が大きく、電位検知センサにより常に表面電位をモニターし、必要な制御を行うことがほぼ必須である。 An increasing number of image forming apparatuses use an a-Si photoreceptor as a latent image carrying member for the purpose of reducing running costs. The a-Si photosensitive member has an advantage that the image forming apparatus does not need to be replaced until the end of its life because the a-Si photosensitive member is superior to the organic photosensitive member, and is rapidly spreading mainly in high-speed machines and high-end machines. Therefore, it is almost essential that the surface potential is constantly monitored by a potential detection sensor and necessary control is performed.
電位検知センサは、潜像担持部材と非接触で機能するが、正確な電位を測定するための間隙距離の上限は約10mmであり、潜像担持部材周囲のスペースを確保する必要がある(図11)。
発明が解決しようとする課題は、フルカラー出力が可能な画像形成装置の大型化を回避し、高速かつ高画質の黒画像、現像剤消費量が少なく保守間隔の長い黒現像装置を提供することである。 The problem to be solved by the invention is to avoid the enlargement of an image forming apparatus capable of full color output, and to provide a high-speed and high-quality black image, and a black developing apparatus with a small maintenance amount and a long maintenance interval. is there.
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置は、回転する潜像担持部材と、現像剤を収容する現像剤収容部と前記現像剤収容部内から供給され薄層化された前記現像剤を表面に担持する二の現像剤担持部材を備え前記現像剤担持部材を潜像担持部材に近接又は接触させて電界の作用により前記現像剤を前記潜像担持部材に転移させる現像装置を備え、前記二の現像剤担持部材として所定の隙間を設けて互いに近接して対向配置された前記像担持部材の移動方向に対して前記像担持部材との近接又は接触位置にて同方向に回転する第一の現像剤担持部材と第二の現像剤担持部材を備え、前記第一の現像剤担持部材は前記像担持部材の回転方向に対して上流側に位置するとともに、前記第二の現像剤担持部材は前記像担持部材の回転方向に対して下流側に位置し、前記第一の現像剤担持部材の周速度が前記第二の現像剤担持部材の周速度より小である画像形成装置において、前記第一の現像剤担持部材の外径が前記第二の現像剤担持部材の外径より小であることとした。 In order to solve the above-described problems, an image forming apparatus according to the present invention includes a rotating latent image carrying member, a developer containing portion that contains a developer, and the developer supplied from the inside of the developer containing portion and thinned. A developing device for transferring the developer to the latent image carrying member by the action of an electric field by bringing the developer carrying member close to or in contact with the latent image carrying member. The second developer carrying member rotates in the same direction at a position close to or in contact with the image carrying member with respect to the moving direction of the image carrying member arranged close to each other with a predetermined gap therebetween. One developer carrying member and a second developer carrying member, wherein the first developer carrying member is located upstream with respect to the rotation direction of the image carrying member and the second developer carrying member. The member is the rotation direction of the image bearing member In the image forming apparatus that is located downstream of the first developer carrying member and whose peripheral speed is lower than the peripheral speed of the second developer carrying member, The diameter is smaller than the outer diameter of the second developer carrying member.
また、前記第一の現像剤担持部材表面に担持される現像剤の単位面積あたりの質量が、前記第二の現像剤担持部材表面に担持される現像剤の単位面積あたりの質量より大であることとした。 Further, the mass per unit area of the developer carried on the surface of the first developer carrying member is larger than the mass per unit area of the developer carried on the surface of the second developer carrying member. It was decided.
また、前記第一の現像剤担持部材の周速度が、潜像担持部材の周速度より小であることとした。 Further, the peripheral speed of the first developer carrying member is lower than the peripheral speed of the latent image carrying member.
また、前記電界を発生させるために第一の現像剤担持部材に印加されるバイアスと、前記電界を発生させるために前記第二の現像剤担持部材に印加されるバイアスの電源が共通であることとした。 Also, the bias applied to the first developer carrying member for generating the electric field and the bias applied to the second developer carrying member for generating the electric field are common. It was.
また、前記第一の現像剤担持部材は、外径が21mm未満のローラ形状を呈することとした。 The first developer carrying member has a roller shape with an outer diameter of less than 21 mm.
また、前記現像剤は、磁性トナーのみからなることとした。 The developer is made of only magnetic toner.
また、前記第一の現像剤担持部材の磁性トナーへの電荷付与能力が、前記第二の現像剤担持部材の磁性トナーへの電荷付与能力より大であることとした。 Further, the charge imparting ability of the first developer carrying member to the magnetic toner is greater than the charge imparting ability of the second developer carrying member to the magnetic toner.
また、前記潜像担持部材は、非晶質の珪素原子を含有する感光層を備えたこととした。 The latent image carrying member includes a photosensitive layer containing amorphous silicon atoms.
また、前記潜像担持部材は、外径が109mm未満のドラム形状を呈することとした。 Further, the latent image carrying member has a drum shape with an outer diameter of less than 109 mm.
また、フルカラー画像を形成可能であることとした。 In addition, a full color image can be formed.
以上説明したように本発明によれば、フルカラー出力が可能な画像形成装置の大型化が回避され、現像装置近傍の温度上昇を抑えてトナー融着を防止することにより、高速かつ高画質の画像が出力可能で、トナー消費量が少なく、保守頻度の低い現像装置を備えた画像形成装置が提供される。 As described above, according to the present invention, it is possible to avoid an increase in the size of an image forming apparatus capable of full-color output, and to suppress a temperature rise in the vicinity of the developing device and prevent toner fusion, thereby achieving high-speed and high-quality images. Is provided, and an image forming apparatus having a developing device with low toner consumption and low maintenance frequency is provided.
(実施例1)
図1は、本実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。
Example 1
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the image forming apparatus according to the present embodiment.
本画像形成装置は、フルカラー出力時のプロセススピードが200mm/sで毎分40枚のフルカラーデジタル複写機である。 This image forming apparatus is a full-color digital copying machine of 40 sheets per minute at a process speed of 200 mm / s during full-color output.
本複写機の寸法は、幅800mm、高さ790mmである。 The copying machine has a width of 800 mm and a height of 790 mm.
Y,M,C,Kの各ステーションを備え、フルカラー画像のそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成可能である。以下の説明において、例えば「一次帯電器2」とあれば、Y,M,C,Kの各ステーションにおける一次帯電器2Y,2M,2C,2Kを指すものとする。
Y, M, C, and K stations are provided, and full-color images of yellow, magenta, cyan, and black can be formed. In the following description, for example, “
デフォルトのフルカラーモードでの画像形成は次のように行われる。 Image formation in the default full color mode is performed as follows.
先ず、潜像担持体である感光ドラム0が回転し、感光ドラム0の表面が一次帯電器2によって一様に帯電され、次いで、例えばレーザのような発光素子(不図示)によって情報信号に応じた露光して感光ドラム0の表面に静電潜像が形成される。
First, the
潜像担持部材0Y,0M,0Cとして、外径30mmの有機感光体を用いている。有機感光体は、a−Si感光体に比べて耐久性は低い(寿命10万枚)が、小径にすることができ、オフィス用のフルカラー機に適している。 As the latent image carrying members 0Y, 0M, and 0C, organic photoreceptors having an outer diameter of 30 mm are used. The organic photoreceptor has lower durability than the a-Si photoreceptor (lifetime of 100,000 sheets), but can be reduced in diameter, and is suitable for a full-color machine for office use.
潜像担持部材0Kとして、外径84mmのa−Si感光体を用いている。a−Si感光体は、有機感光体に比べて高耐久(寿命500万枚)であり、黒出力の比率の高いオフィス用の高速機に適している。 As the latent image carrying member 0K, an a-Si photosensitive member having an outer diameter of 84 mm is used. The a-Si photosensitive member has higher durability (a life of 500,000 sheets) than the organic photosensitive member, and is suitable for a high-speed machine for office use with a high ratio of black output.
次に、a-Si感光体0Kについて、図8の概略構成図を参照して説明する。 Next, the a-Si photosensitive member 0K will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG.
図8は円柱状の感光体の表面付近の一部を切り取って側面を示したものである。この感光体0Kは、感光体用の基体0aKと、基体0aK上に設けられたa−Si:H,Xからなる感光層0bKとを有している。感光層0bK上には必要に応じてa−Si:H,Xまたはa−SiC:H,Xからなる中間層または第2表面層0cKが設けられる。さらに最外周面にはa−SiC:H,Xまたはa−C:H,Xからなる表面層0dKが設けられる。 FIG. 8 shows a side surface of a cylindrical photoconductor that is partly cut out. This photoreceptor 0K has a substrate 0aK for the photoreceptor and a photosensitive layer 0bK made of a-Si: H, X provided on the substrate 0aK. On the photosensitive layer 0bK, an intermediate layer or a second surface layer 0cK made of a-Si: H, X or a-SiC: H, X is provided as necessary. Further, a surface layer 0dK made of a-SiC: H, X or aC: H, X is provided on the outermost peripheral surface.
a−Si:Hを用いた画像形成装置用の感光体0Kは、一般的には、導電性の基体0aKを加熱し、基体0aK上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD(法、光CVD法、プラズマCVD法(以下、「PCVD法」と称する)などの成膜法によりa−Siからなる光導電層を形成して製造される。なかでもPCVD法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波のグロー放電によって分解し、分解された原料ガスを基体0aK上に堆積させてa−Si堆積膜を形成する方法が好適である。 In general, a photoconductor 0K for an image forming apparatus using a-Si: H heats a conductive substrate 0aK, and vacuum deposition, sputtering, ion plating, thermal CVD on the substrate 0aK. (A method, a photo CVD method, a plasma CVD method (hereinafter referred to as “PCVD method”), etc. are used to manufacture a photoconductive layer made of a-Si. A method is preferred in which the gas is decomposed by direct current, high frequency or microwave glow discharge, and the decomposed source gas is deposited on the substrate 0aK to form an a-Si deposited film.
図8に示す感光体0Kの表面層0dKは、上記のような製造方法により、中心線平均粗さRaが0.01μmから0.9μmになるようにした。 The surface layer 0dK of the photoconductor 0K shown in FIG. 8 has a center line average roughness Ra of 0.01 μm to 0.9 μm by the manufacturing method as described above.
中心線平均粗さRaはJISに準拠し、表面粗さ測定器SE−3300(小坂研究所製)によって、基準長さ0.25mmの条件で測定した。 The center line average roughness Ra was measured in accordance with JIS, using a surface roughness measuring instrument SE-3300 (manufactured by Kosaka Laboratory) under the condition of a reference length of 0.25 mm.
本画像形成装置は、感光ドラム0の周囲に一次帯電器2、現像装置1、転写ローラ51、転写ベルト52、クリーニング装置7等を備えている。
The image forming apparatus includes a
Y,M,Cステーションにおいては、この静電潜像を公知の現像装置1の現像剤担持部材として現像スリーブ12a上に担持された薄層の現像剤によって反転現像を行い、トナー像として可視像化する。
In the Y, M, and C stations, this electrostatic latent image is subjected to reversal development with a thin layer of developer carried on the developing
本実施例においては、フルカラー画像に求められる均一性に優れた二成分現像剤dを用いた二成分現像方式によって現像動作を行う。 In this embodiment, the developing operation is performed by a two-component developing method using a two-component developer d having excellent uniformity required for a full-color image.
二成分現像は、磁性キャリア粒子と非磁性トナーから構成されている。 Two-component development is composed of magnetic carrier particles and non-magnetic toner.
Kステーションにおいては、この静電潜像を現像装置1Kの現像剤担持部材としての二本の現像スリーブ12aK,13bK上に担持された薄層の現像剤によって正規現像を行い、トナー像として可視像化する(本実施例における現像装置1Kの詳細については後述する)。
At the K station, the electrostatic latent image is normally developed with a thin layer of developer carried on the two developing sleeves 12aK and 13bK as the developer carrying member of the developing
本実施例においては、取り扱いが簡易で、現像スリーブ寿命の200万枚まで保守作業の要らない磁性トナーを用いた。 In this embodiment, magnetic toner is used which is easy to handle and requires no maintenance work up to the developing sleeve life of 2 million sheets.
本実施例で用いた磁性トナーは、負帯電性で、重量平均粒径は約5.8μmである。 The magnetic toner used in this example is negatively chargeable and has a weight average particle diameter of about 5.8 μm.
重量平均粒径は、マルチサイザー(商標)(コールター社製)を用い、電解液はISOTON R−II(ISOTONは登録商標です)(コールターサイエンティフィックジャパン社製)を用いて測定する。 The weight average particle diameter is measured using Multisizer (trademark) (manufactured by Coulter) and the electrolyte using ISOTON R-II (ISOTON is a registered trademark) (manufactured by Coulter Scientific Japan).
測定法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散機で約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、体積、個数を測定して、重量平均粒径を算出する。 As a measurement method, 0.1 to 5 ml of a surfactant as a dispersant is added to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume and number of particles are measured with the measuring device to calculate the weight average particle diameter.
重量平均粒径が6.0μmより大きい場合は100μmのアパーチャーを用い2〜60μmの粒子を測定し、重量平均粒径3.0〜6.0μmの場合は50μmのアパーチャーを用い1〜30μmの粒子を測定し、重量平均粒径3.0μm未満の場合は30μmのアパーチャーを用い0.6〜18μmの粒子を測定する。
現像装置1Kのすぐ上流には、電位センサ90Kが配置されている。
When the weight average particle size is larger than 6.0 μm, the particle size of 2 to 60 μm is measured using a 100 μm aperture. When the weight average particle size is 3.0 to 6.0 μm, the particle size of 1 to 30 μm is measured using a 50 μm aperture. When the weight average particle size is less than 3.0 μm, particles of 0.6 to 18 μm are measured using a 30 μm aperture.
A potential sensor 90K is disposed immediately upstream of the developing
現像装置1Kのすぐ下流には、感光体近傍を浮遊する飛散現像剤を回収するための飛散現像剤回収装置95Kが、飛散現像剤回収装置95Kのすぐ下流には、感光体0K上に形成されたトナー像の帯電量を増加させるためのポスト帯電器96Kが配設されている。
Immediately downstream of the developing
Y,M,Cステーションには、電位センサ90、飛散トナー回収装置95 ,ポスト帯電器96ともに配設されていない。
In the Y, M, and C stations, neither the
Y,M,Cステーションにおいては感光ドラム0上に形成されたトナー像を、Kステーションにおいては感光ドラム0K上に形成されたトナー像をポスト帯電器4によって帯電させた後、このトナー像が感光ドラム0と転写ローラ51と転写ベルト52の転写ニップ部NTに達すると、現像剤dと逆極性の転写バイアスが印加された転写ローラ51により、感光ドラム0と転写ローラ51に発生する静電力によって転写ベルト52上の転写材Mに転写される。
In the Y, M, and C stations, the toner image formed on the
そして、分離バイアスが印加された分離帯電器53によって、転写材Mを感光ドラム0から分離して定着装置8に搬送し、定着装置8の定着ローラ8aと加圧ローラ8b間の定着ニップ部にてトナー像を転写材Mに加熱、加圧して定着した後に外部に出力する。
Then, the transfer material M is separated from the
また、上記転写後に感光ドラム0上に残留している転写残トナーは、クリーニング装置7によって除去されて回収される。
Further, the transfer residual toner remaining on the
黒出力モードが選択された場合、Y,M,Cステーションは動作せず、Kステーションのみ動作する。 When the black output mode is selected, the Y, M, and C stations do not operate and only the K station operates.
この場合、プロセス速度は300mm/s、毎分60枚の高速出力が可能である。 In this case, the process speed is 300 mm / s, and high-speed output of 60 sheets per minute is possible.
次に、本実施例における現像装置1Kの詳細について説明する。
Next, details of the developing
現像装置1Kは、図2に示すように、現像剤担持部材としての第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKの2つの現像スリーブを備えている。
As shown in FIG. 2, the developing
第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKは、磁性トナーtを収容する現像容器11Kの感光ドラム0Kに対向した開口部に、互いに近接して(間隙距離ともに200μum)感光ドラム0Kの長手方向に沿って並設された筒状の回転体である。
The first sleeve 12aK and the second sleeve 12bK are close to each other (the gap distance is 200 μm) along the longitudinal direction of the photosensitive drum 0K, close to the opening facing the photosensitive drum 0K of the developing
ここでは、感光ドラム0Kの回転方向(時計方向)に対し、上流側の現像スリーブが第一スリーブ12aKであり、下流側の現像スリーブが第二スリーブ12bKである。 Here, the upstream developing sleeve is the first sleeve 12aK and the downstream developing sleeve is the second sleeve 12bK with respect to the rotation direction (clockwise) of the photosensitive drum 0K.
第一スリーブ12aの上方に位置する現像容器11Kの開口部には、第一スリーブ12aK表面に近接して(間隙距離240μum)SPCC製の薄層形成部材16K(幅10mm、厚さ1.6mm)が設けられており、第一スリーブ12aKの表面に現像剤を層厚規制して薄層形成する。
At the opening of the developing
薄層現像剤の単位面積あたりの質量mは0.9g/cm^2である。 The mass m per unit area of the thin layer developer is 0.9 g / cm ^ 2.
mの測定は、薄層現像剤を掃除機で吸引して捕集し、捕集した現像剤の質量を測定し(M(mg))、現像スリーブの表面の現像剤の吸引領域の面積を計測し(S(cm2))、MをSで除して算出する。 m is measured by sucking and collecting the thin layer developer with a vacuum cleaner, measuring the mass of the collected developer (M (mg)), and determining the area of the developer suction area on the surface of the developing sleeve. Measure (S (cm 2)), and calculate by dividing M by S.
第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKは、それぞれの回転軸(不図示)が現像容器11Kの両側壁(不図示)に軸受け(不図示)を介して回転自在に支持されている。
The first sleeve 12aK and the second sleeve 12bK are rotatably supported by their respective rotation shafts (not shown) on both side walls (not shown) of the developing
現像容器11K内には、収容しているトナーtを攪拌・搬送する2つの羽根状の攪拌部材17K,18Kが設けられており、攪拌部材17K,18Kの回転によってトナーtを、第二スリーブ12bK側近傍に搬送する。
In the developing
第二スリーブ12bK近傍に搬送されたトナーtは、第二スリーブ12bKの矢印b方向の回転にともなって、近接配置されている第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKとの間のSS部(間隙距離400μm)近傍に送られるとともに、第一スリーブ12aKに送られる。 The toner t transported to the vicinity of the second sleeve 12bK is the SS portion (gap distance) between the first sleeve 12aK and the second sleeve 12bK that are disposed in close proximity with the rotation of the second sleeve 12bK in the direction of arrow b. 400 [mu] m) and the first sleeve 12aK.
また、現像容器11Kの上部にはトナー補給容器(不図示)が設けられており、トナー残量検知センサ(不図示)で検知したトナー残量情報に基づいて、トナー補給容器からトナーtが現像容器11K内に補給される。
A toner replenishing container (not shown) is provided above the developing
第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKは、それぞれ同方向に回転する。 The first sleeve 12aK and the second sleeve 12bK rotate in the same direction.
詳しくは、第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKの各表面に担持されている現像剤が感光ドラム0側に飛翔(搬送)するときに、第一、第二スリーブ12aK,12bKの上方からトナーがそれぞれ飛翔するような回転方向、つまり、感光ドラム0Kの回転方向(矢印b)に対して従動するように、矢印a方向に回転する。
Specifically, when the developer carried on each surface of the first sleeve 12aK and the second sleeve 12bK flies (conveys) to the
第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKの周速度はそれぞれ160mm/s、360mm/sである。 The peripheral speeds of the first sleeve 12aK and the second sleeve 12bK are 160 mm / s and 360 mm / s, respectively.
因みに、第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKの大小関係を逆にすると、つまり、(第一スリーブ12aKの周速度)>(第二スリーブ12bKの周速度)とすると、現像剤薄層に乱れが生じ、画像欠陥ひいては現像装置の故障につながる(従来例3)。 Incidentally, if the magnitude relationship between the first sleeve 12aK and the second sleeve 12bK is reversed, that is, (the peripheral speed of the first sleeve 12aK)> (the peripheral speed of the second sleeve 12bK), the developer thin layer is disturbed. This leads to image defects and, in turn, failure of the developing device (conventional example 3).
その理由は、第一スリーブ12から第二スリーブ12aKへと移送される現像剤量より、SS部近傍に溜まるトナー量が多くなるので、SS部近傍に溜まったトナーはある限界を超えたところで、一気に第二スリーブ12bKへと移送されるからである。
The reason is that the amount of toner collected in the vicinity of the SS portion is larger than the amount of developer transferred from the
第一スリーブ12aKは、外径20mmのアルミ合金製素管上に、フェノール樹脂と結晶性グラファイト及びカーボンを、100:36:4の割合で混合した膜が形成されている。 In the first sleeve 12aK, a film in which phenol resin, crystalline graphite, and carbon are mixed at a ratio of 100: 36: 4 is formed on an aluminum alloy tube having an outer diameter of 20 mm.
これは、ゴースト画像を防止するとともに、第一スリーブ12aK表面の耐久性を高めるためである。 This is for preventing a ghost image and enhancing the durability of the surface of the first sleeve 12aK.
第一スリーブの帯電付与能力qは9μC/gである。 The charge imparting ability q of the first sleeve is 9 μC / g.
ここで、帯電付与能力qは、次のように求めた。 Here, the charge imparting ability q was determined as follows.
23℃、50%RHの環境下で、第一スリーブ12aKと同じ材質で作成した樋91(長さ300mm、幅40mm、深さ30mm)をCrめっき膜を上にして、60°の傾斜角をもって固定する。 In an environment of 23 ° C and 50% RH, 樋 91 (length 300mm, width 40mm, depth 30mm) made of the same material as the first sleeve 12aK is tilted at 60 ° with the Cr plating film facing up. Fix it.
樋91を接地した後、接地を解き、代わりに、ゼロリセットした市販の電荷計92を接続する。
After grounding 樋 91, the grounding is released and, instead, a commercially
その後、ガラス製ビーカー93に収納されている10gの現像剤を、ビーカー93を小刻みに揺らしながら約10秒間かけて少しずつ滑落させる(図3)。
Thereafter, 10 g of the developer stored in the
その後のクーロンメータの帯電量(μC)を10gで除した。 Thereafter, the charge amount (μC) of the coulometer was divided by 10 g.
また、第一スリーブ12aKは、その内部に固定配置された固定マグネット14Kを備えている。固定マグネット14Kは、五の極を有する。
The first sleeve 12aK is provided with a
一方、第二スリーブ12aKは、外径24.5mmのアルミ合金製素管上に、フェノール樹脂と結晶性グラファイト及びカーボンを、100:40:5の割合で混合した膜が形成されている。これは、ゴースト画像を防止するとともに、第二スリーブ12bK表面の耐久性を高めるためである。 On the other hand, in the second sleeve 12aK, a film in which phenol resin, crystalline graphite, and carbon are mixed at a ratio of 100: 40: 5 is formed on an aluminum alloy tube having an outer diameter of 24.5 mm. This is for preventing the ghost image and enhancing the durability of the surface of the second sleeve 12bK.
第二スリーブの帯電付与能力qは7μC/gである。 The charging ability q of the second sleeve is 7 μC / g.
帯電付与能力qの測定は、前述の方法に準ずる(以下同じ)。 The charge imparting ability q is measured according to the above-described method (the same applies hereinafter).
また、第二スリーブ12bKは、その内部に固定配置された固定マグネット15Kを備えている。
The second sleeve 12bK includes a fixed
固定マグネット15Kは、時計回りに四の極を有する。
The fixed
ここで、(第一スリーブ12aKの径)>(第二スリーブ12bKの径)とすることも不可能ではないが、上述の通り、(第一スリーブ12aKの周速度)>(第二スリーブ12bKの周速度)とすることはできないので、(第一スリーブ12aKの周速度)≦(第二スリーブ12bKの周速度)とせざるを得ないが、周速度が大きいほど径も大きくするのが自然であるので、(第一スリーブ12aKの径)<(第二スリーブ12bKの径)としている。 Here, (the diameter of the first sleeve 12aK)> (the diameter of the second sleeve 12bK) is not impossible, but as described above, (the peripheral speed of the first sleeve 12aK)> (the second sleeve 12bK) (Peripheral speed) cannot be set, (peripheral speed of the first sleeve 12aK) ≤ (peripheral speed of the second sleeve 12bK), but it is natural to increase the diameter as the peripheral speed increases. Therefore, (the diameter of the first sleeve 12aK) <(the diameter of the second sleeve 12bK).
周速度が大きいのにスリーブ径を小さくすると、スリーブ表面の磨耗やトナー飛散が大きくなる。(従来例5)
そして、現像動作時には、第一スリーブ12aKに、+300VのDCバイアスとピーク間電圧が1000V、周波数が3.5kHzの矩形波をACバイアスとして重畳印加して現像電界を発生させ、第一スリーブ12a上のトナー層t1を感光ドラム0上の静電潜像に飛翔させて、トナー像化する。この際、現像コントラストは200Vであり、かぶり除去コントラストは100Vである。
If the sleeve diameter is reduced even though the peripheral speed is high, the wear of the sleeve surface and toner scattering increase. (Conventional example 5)
During the developing operation, a DC electric bias of +300 V, a peak-to-peak voltage of 1000 V, and a rectangular wave with a frequency of 3.5 kHz are superimposed and applied to the first sleeve 12aK as an AC bias to generate a developing electric field. The toner layer t1 is made to fly to the electrostatic latent image on the
一方、第二スリーブ12bKにも同様に、+300VのDCバイアスとピーク間電圧が1000V、周波数が3.5kHzの矩形波をACバイアスとして重畳印加して現像電界を発生させ、第二スリーブ12bK上に層厚規制されたトナー層t2を感光ドラム0K上の静電潜像に飛翔させて、トナー像として可視像化する。 On the other hand, similarly to the second sleeve 12bK, a DC wave of +300 V, a peak-to-peak voltage of 1000 V and a frequency of 3.5 kHz are superimposed and applied as an AC bias to generate a developing electric field, and on the second sleeve 12bK. The toner layer t2 whose layer thickness is regulated is made to fly to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 0K, and is visualized as a toner image.
この際、現像コントラストは200Vであり、かぶり除去コントラストは100Vである。 At this time, the development contrast is 200V and the fog removal contrast is 100V.
二本のスリーブへ接続される現像バイアス高圧電源3Kは、共通であり、この電源のコストを1(相対値)とする。
The development bias high
実施例4(二本のスリーブへ接続される現像バイアス高圧電源がそれぞれ独立)の現像バイアス高圧電源の1.8に比べて安価である。 Compared to 1.8 of the development bias high voltage power source of Example 4 (each of the development bias high voltage power sources connected to the two sleeves is independent), the cost is low.
第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKは、感光ドラム0Kの周速度に対してそれぞれ0.53倍、1.2倍の周速度で回転する。 The first sleeve 12aK and the second sleeve 12bK rotate at a circumferential speed of 0.53 times and 1.2 times the circumferential speed of the photosensitive drum 0K, respectively.
図13に、本実施例の画像形成装置の性能を示した。 FIG. 13 shows the performance of the image forming apparatus of this embodiment.
ここで、画質が良好とは、「画像濃度が十分で、スリーブゴースト、白地部かぶり、縦スジなどの画像欠陥がないこと」を意味する(以下同じ)。 Here, “good image quality” means “the image density is sufficient and there is no image defect such as sleeve ghost, white background fog, vertical stripe” (hereinafter the same).
スリーブゴーストとは、画像濃度の高いベタ画像を現像した位置が、現像スリーブの次以降の回転時に現像位置に来てハーフトーン画像を現像すると、画像上にベタ画像の跡が現れてしまう画像欠陥をいう。 Sleeve ghost is an image defect in which a solid image trace appears on the image when a solid image with a high image density is developed and the halftone image is developed when the development sleeve is rotated after the development sleeve is rotated. Say.
トナー飛散は、画像形成装置の前扉を開けただけでその裏側現像剤が舞えば「多」、そうではないが前扉を外から指で弾いて現像剤が舞えば「やや多」、そうではないが前扉の裏が汚れていれば「少」、前扉の裏を倍率5のルーペで拡大してはじめて現像剤が観察できるならば「極少」と評価した(以下同じ)。 Toner scattering is “many” if the developer on the back side of the image forming apparatus just opens the front door, but “slightly” if the developer flicks from the outside with your finger. However, if the back of the front door was dirty, it was evaluated as “low”. If the front door was magnified with a magnifying glass at a magnification of 5, the developer was evaluated as “very small” (the same applies hereinafter).
トナー消費量は、現像装置外からの自動トナー補給を不可として状態で、画像比率6%の文字原稿をA4サイズの転写材に50枚連続して複写した際の、現像剤込みの現像装置の質量の低下ΔMdu(mg)を50で除した値である。 The amount of toner consumed is determined by the amount of toner contained in the developing device that contains the developer when automatic copying of toner from the outside of the developing device is disabled and a text document with an image ratio of 6% is continuously copied on an A4 size transfer material. This is a value obtained by dividing the decrease in mass ΔMdu (mg) by 50.
図13によれば、本実施例の画像形成装置が優れていることが理解できる。 It can be understood from FIG. 13 that the image forming apparatus of this embodiment is excellent.
(実施例2)
本実施例に係る画像形成装置も実施例1と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
(Example 2)
The image forming apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and redundant description is omitted.
本実施例では、第一スリーブ12aK上のmを、第二スリーブ12bK上のmより小としたため、第一スリーブ12aKから感光ドラム0Kへの現像剤の供給能力は低下している。 In this embodiment, since m on the first sleeve 12aK is smaller than m on the second sleeve 12bK, the ability of supplying the developer from the first sleeve 12aK to the photosensitive drum 0K is reduced.
しかしながら、第一スリーブ12aKの回転による感光ドラム0Kへの現像剤の供給能力が低下した状態であっても、第二スリーブ12bKの回転による感光ドラム0Kへの現像剤の供給能力は低下していないので、第一スリーブ12aKの下流側に位置する第二スリーブ12bKによる現像動作である程度補償することが可能であるため、画像濃度が極端に減少することはない(図13参照)。 However, even if the developer supply capability to the photosensitive drum 0K is reduced due to the rotation of the first sleeve 12aK, the developer supply capability to the photosensitive drum 0K due to the rotation of the second sleeve 12bK is not reduced. Therefore, it is possible to compensate to some extent by the developing operation by the second sleeve 12bK located on the downstream side of the first sleeve 12aK, so that the image density does not extremely decrease (see FIG. 13).
(実施例3)
本実施例に係る画像形成装置も実施例1と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
(Example 3)
The image forming apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and redundant description is omitted.
本実施例では、第一スリーブ12aKを実施例1の第二スリーブ12bKと同様の材質とし、第二スリーブ12bKを実施例1の第一スリーブ12bKと同様の材質とした。 In this embodiment, the first sleeve 12aK is made of the same material as the second sleeve 12bK of the first embodiment, and the second sleeve 12bK is made of the same material as the first sleeve 12bK of the first embodiment.
第一スリーブ12aKの帯電付与能力が低いのにも拘わらず担持される現像剤質量が大であるため、外側の現像剤の帯電が不十分となりトナー飛散・かぶりがやや多いが、実用上は問題がない(図13参照)。 Despite the low charge imparting capability of the first sleeve 12aK, the amount of developer carried is large, so the outside developer is insufficiently charged, and the toner scattering and fogging are somewhat high, but there is a problem in practical use. (See Fig. 13).
(実施例4)
本実施例に係る画像形成装置も実施例1と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
Example 4
The image forming apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and redundant description is omitted.
本実施例では、第一スリーブ12aKに印加するバイアスは、+300VのDCバイアスとピーク間電圧が1000Vで周波数が1.8kHzの矩形波をACバイアスとして重畳したものであり、第二スリーブ12bKに印加するバイアスは、+300VのDCバイアスとピーク間電圧が1000Vで周波数が3.5kHzの矩形波をACバイアスとして重畳したものである。 In this embodiment, the bias applied to the first sleeve 12aK is a DC bias of + 300V and a rectangular wave with a peak-to-peak voltage of 1000V and a frequency of 1.8kHz superimposed as an AC bias, and is applied to the second sleeve 12bK. The bias to be applied is a superposition of a DC bias of +300 V and a rectangular wave having a peak-to-peak voltage of 1000 V and a frequency of 3.5 kHz as an AC bias.
二本のスリーブへ接続される現像バイアス高圧電源がそれぞれ独立(3aK,3bK)である(図5)ため、電源のコストが1.8(相対比)と高価である(図13)。 Since the development bias high-voltage power supplies connected to the two sleeves are independent (3aK, 3bK) (FIG. 5), the cost of the power supply is as high as 1.8 (relative ratio) (FIG. 13).
図13には記載していないが、第一スリーブ12aに印加するACバイアスの周波数を低く抑えることにより、「ブロッチ」と呼ばれる画像欠陥の発生を抑制できる。
Although not shown in FIG. 13, by suppressing the frequency of the AC bias applied to the
なお、「ブロッチ」とは、スリーブ上のトナーの薄層形成の異常であり、画像上で、不定形のあばたの様相を呈する。 Note that “blotch” is an abnormality in the formation of a thin layer of toner on the sleeve, and exhibits an irregularly shaped appearance on the image.
一般に「ブロッチ」は、雰囲気の湿度が低いほど、また、スリーブ上のトナーの質量が大きいほど発生しやすい。 In general, the “blotch” is more likely to occur as the humidity of the atmosphere is lower and the mass of toner on the sleeve is larger.
電源のコストは高価であるが、二本のスリーブ上のトナーの状態を、雰囲気温度や湿度、画像の種類(ベタが多いか、文字が多いか)等に応じて独立に制御できるため、コストよりも画質を重視する高級機等においては、有効な手法である。 Although the cost of the power supply is expensive, the toner state on the two sleeves can be controlled independently according to the ambient temperature, humidity, image type (whether there are many solids or characters), etc. This is an effective method for high-end machines that place more importance on image quality.
(実施例5)
本実施例に係る画像形成装置も実施例1と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
(Example 5)
The image forming apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and redundant description is omitted.
本実施例では、現像剤として、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分型を使用している。 In this embodiment, a two-component type composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier is used as the developer.
現像装置1K(図6)は、現像容器11Kを備え、その内部は隔壁11Kwによって現像室Z1と現像室Z2に区画され、現像室Z2の上方にはトナー貯蔵室Z3があり、中には補給用トナーtが収容されている。
The developing
トナー貯蔵室Z3下部にある補給口からは、現像で消費されたトナーに見合った量のトナーが現像室Z2内に落下補給される。 An amount of toner commensurate with the toner consumed in the development falls and is replenished into the developing chamber Z2 from the replenishing port at the bottom of the toner storage chamber Z3.
一方、現像室Z1及び現像室Z2内には、上記トナーtとキャリアが混合された現像剤dが収容されている。 On the other hand, the developer d in which the toner t and the carrier are mixed is accommodated in the developing chamber Z1 and the developing chamber Z2.
本発明で用いるキャリアは、フェライト製のものやバインダ樹脂と磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物を含む樹脂製のもの等を用いればよい。 The carrier used in the present invention may be made of a ferrite material or a resin material containing a binder resin, a magnetic metal oxide, and a nonmagnetic metal oxide.
現像室Z1内には搬送スクリュー17Kが収容されており、回転駆動により現像剤を、現像スリーブ12aKの長手方向に沿って搬送する。
A conveying
スクリュー18Kによる現像剤搬送方向はスクリュー17Kによるそれとは反対方向である。
The developer conveying direction by the
隔壁11Kwには手前側と奥側に開口が設けられており、スクリュー17Kによって搬送された現像剤がこの開口の1つからスクリュー18Kに受渡され、スクリュー18Kで搬送された現像剤が、上記の開口の他の1つからスクリュー17Kに受渡される。
The partition 11Kw is provided with openings on the front side and the back side, and the developer conveyed by the
よって、現像室Z2で、補給されたトナーtと現像剤dをスクリュー18Kにてよく混合攪拌して、現像室Z1に搬送して現像に供し、現像に供した後の現像剤を現像室Z2に戻して現像によって消費された分のトナーtを補給して、いつも新鮮な状態の現像剤dが現像に使用されるように循環させる。
Therefore, in the developing chamber Z2, the replenished toner t and developer d are thoroughly mixed and stirred by the
本実施例では、現像容器11Kの感光ドラム0Kに近接する開口部には、アルミニウムや非磁性ステンレス鋼製で、その表面に適度な凹凸を有する第一現像スリーブ12aK及びそれと対になった第二現像スリーブ12bKが設けられている。
In the present embodiment, the opening adjacent to the photosensitive drum 0K of the developing
第一現像スリーブ12aKは感光ドラム0K と400μmの距離を以って配置され、矢印a方向に周速度300mm/sで回転し、現像容器11K開口下端にあるブレード状の薄層形成部材16Kにて適正な現像剤層厚に規制された後、現像剤dを第1の現像部に担持搬送する。
The first developing sleeve 12aK is arranged at a distance of 400 μm from the photosensitive drum 0K, rotates at a peripheral speed of 300 mm / s in the direction of arrow a, and is formed by a blade-like thin
本実施例では、薄層形成部材16Kとして、非磁性金属板製のブレードに磁性板を貼り付けたものを用いた。
In this embodiment, the thin
現像スリーブ12aK内には、マグネット14Kが固定配置されている。このマグネット14Kは、感光体0Kに対向する現像磁極S1を有している。現像磁極S1が、第一現像部Z4に形成する現像磁界により現像剤dの磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが矢印b方向に回転する感光体0Kに接触して、その表面に形成されている静電潜像を現像する。
A
その際、磁気ブラシに付着しているトナーと、現像スリーブ12aK表面に付着しているトナーも、静電潜像の画像領域に転移する。 At that time, the toner adhering to the magnetic brush and the toner adhering to the surface of the developing sleeve 12aK are also transferred to the image area of the electrostatic latent image.
本実施例では、固定マグネット14Kは、現像磁極S1の他に、N1、N2、N3、S2極を有しており、このうち第一現像スリーブ12aKの移動方向aで、現像磁極S1の下流で第二現像スリーブ12bKとの対向部に位置する、N3極と、その下流且つ現像容器11Kの内部側に位置するN2極と、は同極で隣り合っており、その反発磁極によって、現像剤dが現像スリーブ12aKと第二現像スリーブ12bKとの対向部から進入するのを防ぎ、第2の磁極であるN2極によって汲み上げられた、現像室Z1内のよく攪拌された現像剤dのみが、薄層形成部材16Kの位置に搬送されるように、第二現像スリーブ12bKとの対向部付近にて、現像剤dに対してバリアが形成されている。
In this embodiment, the fixed
対向磁極のN2極とN3極の間を避け、現像容器11K内部のN2極にて現像室Z1から現像剤dを汲み上げ、現像スリーブ12aKの回転に従って、薄層形成部材16Kに対向した磁極S2にて、現像剤量の規制を受けてから現像容器11K外に出てN1を通過して現像磁極であるS1に到達する。N3極は、現像磁極S1極の位置である現像スリーブ12aKと感光体0Kとの対向部の下流にある。
Avoiding between the N2 and N3 poles of the opposing magnetic pole, the developer d is pumped up from the developing chamber Z1 by the N2 pole inside the developing
本実施例においては、更に、現像容器11K開口部で上記第一現像スリーブ12aKと並列するように、第一現像スリーブ12aK及び感光体0Kの双方に略対向した領域に、第2の現像剤担持体である第二現像スリーブ12bKを、第一現像スリーブ12aKの回転方向aと同方向である矢印a方向に周速360mm/sで回転可能に配設している。
In the present embodiment, the second developer is carried in a region substantially opposed to both the first developing sleeve 12aK and the photoreceptor 0K so as to be parallel to the first developing sleeve 12aK at the opening of the developing
この第二現像スリーブ12bKは、第一現像スリーブ12aKと同様に、感光ドラム0K と400μmの距離を以って配置され、非磁性材料で構成され、その内部には磁界発生手段であるローラ状の第二マグネット15が非回転状態で設置されている。 Similar to the first developing sleeve 12aK, the second developing sleeve 12bK is arranged with a distance of 400 μm from the photosensitive drum 0K and is made of a non-magnetic material. The second magnet 15 is installed in a non-rotating state.
この第二マグネット15Kは、ここでは磁極S3、S4、N4の3極を有している。このうち、N4極は、第二現像部Z5で感光体0Kに対向しており、感光体0Kの、第一現像部Z4を通過後の表面に対し、第二現像部Z5において、2度目の現像を行う。
Here, the
現像部Z5における現像の後の現像剤は、現像スリーブ12bKの回転に従って、又、現像磁極N4と反対側で、上記の第一現像スリーブ12aKとの対向部に位置するS3極と、第二現像スリーブ12bK位同方向上流に隣り合った、現像容器11K内部側に位置するS4極とは同極であり、S3極とS4極の間には反発磁界が形成され、現像部Z5を通過して現像容器11K内部に戻ってきた現像後の現像剤を、第二スリーブ12bKより引き離して現像室Z1内に落とし、現像剤dに対してバリアが形成されている。
The developer after development in the development section Z5 is the second development and the S3 pole located in the opposite portion to the first development sleeve 12aK on the opposite side of the development magnetic pole N4 as the development sleeve 12bK rotates. The S4 pole adjacent to the upstream in the same direction as the sleeve 12bK and located on the inner side of the developing
S3極は、第一現像スリーブ12aKに内包された固定マグネット14KのN3極に、両スリーブが最も接近している位置の近傍で対向している。S3極と同極性で、それの上流側に隣り合ったS4極は、ここでは現像容器11Kの内部で開口付近に位置する。
The S3 pole faces the N3 pole of the fixed
第一現像スリーブ12aKのN3極とN2極間、及び、第二現像スリーブ12bKのS3極とS4極間に反発磁界が形成されているため、S2極で規制ブレード16Kの層厚規制を受けた現像剤dは、第一現像スリーブ12aK上を搬送され、現像部Z4を通過してきた現像剤はN3極へ至り、N3極からS3極方向へのびる磁力線に従って、第二現像スリーブ12bK側へ移動する。
Because the repulsive magnetic field is formed between the N3 pole and N2 pole of the first developing sleeve 12aK and between the S3 pole and S4 pole of the second developing sleeve 12bK, the layer thickness of the
そして、第二現像スリーブ12bKの回転に従って、現像容器11K内部で、S3極とS4極との反発磁界によって、現像スリーブ12bKから離れ、現像室Z1内の搬送スクリュー17Kまで搬送される。
Then, according to the rotation of the second developing sleeve 12bK, the developing
本実施例のように、第一現像スリーブ12aKの下に、第二現像スリーブ12bKを設けることで、現像剤の流れは第一現像スリーブ12aKを、固定マグネット14Kにおける位置で、現像容器11K内部のN2→規制ブレード16Kに対向したS2→N1→S1→N3と搬送された後、第一現像スリーブ12aK上の現像剤は両スリーブの反発磁界N2とN3、S3とS4、によりブロックされ、N3と対向したS3との間に形成された磁界によって、第二現像スリーブ12bKへと移動する。
As in this embodiment, by providing the second developing sleeve 12bK under the first developing sleeve 12aK, the developer flows at the position of the first developing sleeve 12aK in the fixed
第二現像スリーブ12bK上をS3→N4→S4と搬送され、S4極で反発磁界にブロックされ再び現像室Z1へと現像剤dが剥ぎ落とされ、新たに現像剤が固定マグネット14KのN2極によって第一現像スリーブ12bKに汲み上げられる。
The second developing sleeve 12bK is transported in the order of S3 → N4 → S4, blocked by the repulsive magnetic field at the S4 pole, the developer d is peeled off again into the developing chamber Z1, and the developer is newly fed by the N2 pole of the fixed
両スリーブ12aK、12bKに印加される現像バイアスは、休止部を含む複合矩形波(図4)である。 The developing bias applied to both sleeves 12aK and 12bK is a composite rectangular wave (FIG. 4) including a resting portion.
(実施例6)
本実施例に係る画像形成装置も実施例1と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
(Example 6)
The image forming apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and redundant description is omitted.
本実施例では、潜像担持部材0Kとして、直径84mmの負帯電性の有機感光体を用いている。 In this embodiment, a negatively chargeable organic photoreceptor having a diameter of 84 mm is used as the latent image carrying member 0K.
第一スリーブ12aK、第二スリーブ12bKともに、‐500VのDCバイアスとピーク間電圧が1300Vで周波数が3.5kHzの矩形波をACバイアスとして重畳印加し、第一スリーブ12a上の現像剤層d1を感光ドラム0上の静電潜像に飛翔させて、トナー像化する。この際、現像コントラストは300Vであり、かぶり除去コントラストは200Vである。
In both the first sleeve 12aK and the second sleeve 12bK, a -500V DC bias, a peak-to-peak voltage of 1300V, and a frequency of 3.5 kHz are applied as an AC bias, and the developer layer d1 on the
有機感光体の寿命が30万枚と短いため保守頻度が高いが、a-Si感光体より電位ムラが少なく、画質の点でも遜色はない(図13)。 Maintenance life is high because the lifetime of the organic photoconductor is as short as 300,000 sheets, but there is less potential unevenness than the a-Si photoconductor, and there is no discoloration in terms of image quality (Fig. 13).
(実施例7)
本実施例に係る画像形成装置も実施例1と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
(Example 7)
The image forming apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and redundant description is omitted.
本実施例に係る画像形成装置は、黒出力時のプロセススピードが500mm/sで毎分105枚、フルカラー出力時のプロセススピードが300mm/sで毎分75枚のフルカラーデジタル複写機である。 The image forming apparatus according to the present embodiment is a full-color digital copying machine having a process speed of 500 mm / s at the time of black output at 105 sheets per minute and a process speed of 300 mm / s at the time of full color output at 75 sheets per minute.
高速化に対応すべく、潜像担持部材0Kとして、直径120mmのa-Si感光体、潜像担持部材0Y,0M,0Cとして、直径60mmの有機感光体を用い、第一スリーブ12aKの周速度を270mm/s、第二スリーブ12bKの周速度を600mm/sとしている。 In order to cope with the higher speed, an a-Si photosensitive member with a diameter of 120 mm is used as the latent image carrier member 0K, an organic photosensitive member with a diameter of 60 mm is used as the latent image carrier members 0Y, 0M, and 0C, and the peripheral speed of the first sleeve 12aK 270mm / s, and the peripheral speed of the second sleeve 12bK is 600mm / s.
潜像担持部材・定着装置等の大型化に伴い、画像形成装置の寸法は、幅900mm、高さ840mmである。 The size of the image forming apparatus is 900 mm in width and 840 mm in height as the latent image carrying member, the fixing device, and the like increase in size.
画像形成装置は若干大型化したが、それに見合った生産性が確保されている。画質の点でも遜色はない(図13)。 Although the image forming apparatus has been slightly increased in size, productivity commensurate with it is ensured. There is no discoloration in terms of image quality (Figure 13).
(実施例8)
本実施例に係る画像形成装置も実施例1と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
(Example 8)
The image forming apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and redundant description is omitted.
本実施例に係る画像形成装置は、黒出力専用であり、フルカラー出力はできない。 The image forming apparatus according to the present embodiment is exclusively for black output and cannot perform full color output.
ステーションの数が少ないこともあり、画像形成装置の寸法は、幅560mm、高さ790mmと小型である(図13)。 Since the number of stations is small, the dimensions of the image forming apparatus are small, with a width of 560 mm and a height of 790 mm (FIG. 13).
(実施例9)
本実施例に係る画像形成装置も実施例1と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
Example 9
The image forming apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and redundant description is omitted.
本実施例に係る画像形成装置では、第一スリーブ12aKの周速度を310mm/sとしている。 In the image forming apparatus according to the present embodiment, the peripheral speed of the first sleeve 12aK is 310 mm / s.
現像装置が新しいうちは画像濃度は高いものの、その後やや低下しているが、許容下限を下回ることはない(図7)。 While the developing device is new, the image density is high, but after that it has decreased slightly, but does not fall below the allowable lower limit (FIG. 7).
トナー飛散もやや多いが、実用上問題ない(図13)。 Toner scattering is slightly higher, but there is no practical problem (Figure 13).
参考までに、これまで詳述した画像形成装置の構成の一覧を示す(図14)。 For reference, a list of configurations of the image forming apparatus described in detail so far is shown (FIG. 14).
0 潜像担持部材
1 現像装置
11 現像剤収容部
12a 第一の現像剤担持部材
12b 第二の現像剤担持部材
16b 第二の現像剤担持部材表面に現像剤薄層を形成する専用の部材
3 現像バイアス電源
d 現像剤
t トナー
DESCRIPTION OF
Claims (11)
現像剤を収容する現像剤収容部と前記現像剤収容部内から供給され薄層化された前記現像剤を表面に担持する二の現像剤担持部材を備え前記現像剤担持部材を潜像担持部材に近接又は接触させて電界の作用により前記現像剤を前記潜像担持部材に転移させる現像装置
を備え、
前記二の現像剤担持部材として隙間を設けて互いに近接して対向配置された前記像担持部材の移動方向に対して前記像担持部材との近接又は接触位置にて同方向に回転する第一の現像剤担持部材と第二の現像剤担持部材を備え、前記第一の現像剤担持部材は前記像担持部材の回転方向に対して上流側に位置するとともに、前記第二の現像剤担持部材は前記像担持部材の回転方向に対して下流側に位置し、前記第一の現像剤担持部材の周速度が前記第二の現像剤担持部材の周速度より小である
画像形成装置において、
前記第一の現像剤担持部材の外径が前記第二の現像剤担持部材の外径より小である
ことを特徴とする画像形成装置。 A rotating latent image carrying member;
A developer containing portion for containing the developer, and two developer carrying members for carrying the thinned developer supplied from within the developer containing portion on the surface, the developer carrying member as a latent image carrying member A developing device for transferring the developer to the latent image carrying member by the action of an electric field in proximity or contact;
A first developer that rotates in the same direction at a position close to or in contact with the image carrying member with respect to a moving direction of the image carrying members arranged opposite to each other with a gap provided as the second developer carrying member. A developer carrying member and a second developer carrying member, wherein the first developer carrying member is located upstream with respect to the rotation direction of the image carrying member, and the second developer carrying member is In the image forming apparatus, which is located downstream with respect to the rotation direction of the image carrying member, the circumferential speed of the first developer carrying member is smaller than the circumferential speed of the second developer carrying member.
An image forming apparatus, wherein an outer diameter of the first developer carrying member is smaller than an outer diameter of the second developer carrying member.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The mass per unit area of the developer carried on the surface of the first developer carrying member is larger than the mass per unit area of the developer carried on the surface of the second developer carrying member. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1乃至2の一に記載の画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a peripheral speed of the first developer carrying member is smaller than a peripheral speed of the latent image carrying member.
ことを特徴とする請求項1乃至3の一に記載の画像形成装置。 The bias applied to the first developer carrying member for generating the electric field and the power source of the bias applied to the second developer carrying member for generating the electric field are common. The image forming apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1乃至4の一に記載の画像形成装置。 5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first developer carrying member has a roller shape with an outer diameter of less than 21 mm.
ことを特徴とする請求項1乃至5の一に記載の画像形成装置。 6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developer comprises only magnetic toner.
ことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 7. The image according to claim 6, wherein the charge imparting capability of the first developer carrying member to the magnetic toner is greater than the charge imparting capability of the second developer carrying member to the magnetic toner. Forming equipment.
ことを特徴とする請求項1乃至7の一に記載の画像形成装置。 8. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the latent image carrying member includes a photosensitive layer containing amorphous silicon atoms.
ことを特徴とする請求項1乃至8の一に記載の画像形成装置。 9. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the latent image carrying member has a drum shape with an outer diameter of less than 109 mm.
ことを特徴とする請求項1乃至9の一に記載の画像形成装置。 10. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a full color image can be formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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