JP5064163B2 - Developing device, image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は電子写真方式の画像形成装置に備えられている現像装置に関する。 The present invention relates to a developing device provided in an electrophotographic image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成プロセスにおいては、均一に帯電された感光体が画像情報に応じて露光されることによって前記感光体に静電潜像が形成され、前記感光体に形成された静電潜像に対して現像装置によって現像剤が供給され前記静電潜像が現像される。 In an electrophotographic image forming process, a uniformly charged photoconductor is exposed according to image information to form an electrostatic latent image on the photoconductor, and the electrostatic latent image formed on the photoconductor. A developer is supplied to the image by a developing device to develop the electrostatic latent image.
現像の方式としては、磁性1成分現像剤または非磁性2成分現像剤を用いる1成分現像方式と、トナーと磁性キャリアとを含む2成分現像剤を用いる2成分現像方式とがある。2成分現像方式では、現像槽内において磁性キャリアとトナーとを攪拌して互いに摩擦帯電させることによってキャリアの表面にトナーを付着させる。そして、現像ローラの内側から発生する磁界によって現像ローラの外周面に現像槽内の現像剤を引き付けて、引き付けた現像剤を現像ローラから感光体の静電潜像へ移行させて現像する。このような2成分現像方式は1成分現像方式に比べて装置の構成が若干複雑になるが、トナーの電位設定が比較的容易であり、高速対応性および安定性に優れるため、多用されている。 As a developing method, there are a one-component developing method using a magnetic one-component developer or a non-magnetic two-component developer and a two-component developing method using a two-component developer containing a toner and a magnetic carrier. In the two-component development method, the magnetic carrier and the toner are agitated and frictionally charged with each other in the developing tank, so that the toner adheres to the surface of the carrier. Then, the developer in the developing tank is attracted to the outer peripheral surface of the developing roller by a magnetic field generated from the inside of the developing roller, and the attracted developer is transferred from the developing roller to the electrostatic latent image on the photosensitive member for development. Such a two-component development method is a little more complicated than the one-component development method, but is frequently used because the potential setting of the toner is relatively easy and high-speed compatibility and stability are excellent. .
つぎに、2成分現像方式の現像装置の構成について説明する。前記現像装置には、現像槽と現像ローラとが備えられている。現像ローラは、回転可能な現像スリーブと、現像スリーブ内側にて非回転に固定される磁気部材とからなる。現像スリーブは、その外周面が現像槽の内部と現像槽の外部の現像領域とを交互に繰り返し通るよう回転し、現像槽の内部にて磁力によって前記外周面に現像剤を引き付け、前記外周面に引き付けた現像剤を現像領域にて感光体に供給する。なお、現像剤は、現像スリーブ表面に引き付けられている時、トナーの付着されたキャリアからなる磁気ブラシ(穂立ち状)になっている。 Next, the configuration of a two-component developing type developing device will be described. The developing device includes a developing tank and a developing roller. The developing roller includes a rotatable developing sleeve and a magnetic member fixed non-rotatingly inside the developing sleeve. The developing sleeve rotates so that its outer peripheral surface alternately and repeatedly passes through the inside of the developing tank and the developing area outside the developing tank, and attracts the developer to the outer peripheral surface by a magnetic force inside the developing tank. The developer attracted to the toner is supplied to the photoconductor in the development area. When the developer is attracted to the surface of the developing sleeve, the developer is in the form of a magnetic brush (like a head) made of a carrier to which toner is attached.
また、現像槽の内部であって前記現像スリーブの周囲には、現像スリーブの回転方向の下流から上流に向けて順に、現像領域を通る前の前記外周面に対して前記現像槽の現像剤が引き付けられる引付領域と、前記現像領域を通った後の前記外周面に残存する現像剤が前記外周面から引き離される引離領域とが設定されている。 Further, the developer in the developing tank is in the developing tank and around the developing sleeve in order from the downstream to the upstream in the rotation direction of the developing sleeve with respect to the outer peripheral surface before passing through the developing region. An attracting region to be attracted and a separation region in which the developer remaining on the outer peripheral surface after passing through the developing region is separated from the outer peripheral surface are set.
そして、現像スリーブ内側の中空部においては、前記外周面に前記現像剤を引き付けるための磁界を前記引付領域に形成する第1磁極と前記外周面から前記現像剤を引き離すための磁界を前記引離領域に形成する第2磁極とを有する磁気部材が非回転に固定されている。 In the hollow portion inside the developing sleeve, the magnetic field for pulling the developer away from the outer peripheral surface and the first magnetic pole that forms the magnetic field for attracting the developer on the outer peripheral surface and the outer peripheral surface are drawn. A magnetic member having a second magnetic pole formed in the separation region is fixed in a non-rotating manner.
これにより、現像スリーブは、現像槽内の引付領域にて現像剤を外周面に引き付けて、前記外周面に引き付けられた現像剤を現像槽外の現像領域にて感光体に供給し、現像領域を通過した後の前記外周面に残存している現像剤を現像槽内の引離領域にて前記外周面から引き離して現像槽へ戻す。そして、前記引離領域にて現像槽へ戻された現像剤は、前記引付領域にて再び現像スリーブの外周面に引き付けられる。 As a result, the developing sleeve attracts the developer to the outer peripheral surface in the attracting region in the developing tank, and supplies the developer attracted to the outer peripheral surface to the photosensitive member in the developing region outside the developing tank. The developer remaining on the outer peripheral surface after passing through the region is separated from the outer peripheral surface in the separation region in the developing tank and returned to the developing tank. Then, the developer returned to the developing tank in the separation region is attracted again to the outer peripheral surface of the developing sleeve in the attraction region.
また、下記特許文献1および特許文献2には2成分現像方式の現像装置の典型的構成が示されている。なお、特許文献1の図5および図7には現像ローラが示されているが、この現像ローラに含まれるP2極は前記引付領域に磁界を形成する前記第1磁極に相当し、この現像ローラに含まれるP3極は前記引離領域に磁界を形成する前記第2磁極に相当する。また、特許文献2の図2および図4〜図6にも現像ローラが示されているが、この現像ローラに含まれるS2極は前記引付領域に磁界を形成する前記第1磁極に相当し、この現像ローラに含まれるS3極は前記引離領域に磁界を形成する前記第2磁極に相当する。
ところで、従来の現像装置では、現像ローラに含まれる現像スリーブの内側においては、現像スリーブの回転方向下流側から上流側に向けて前記第1磁極と前記第2磁極とがこの順序にて互いに隣り合うように配列されている。それゆえ、現像槽内且つ現像スリーブの外周においては、前記引付領域と前記引離領域とは互いに隣り合うことになる。 By the way, in the conventional developing device, inside the developing sleeve included in the developing roller, the first magnetic pole and the second magnetic pole are adjacent to each other in this order from the downstream side in the rotation direction of the developing sleeve toward the upstream side. Arranged to fit. Therefore, in the developing tank and the outer periphery of the developing sleeve, the attraction area and the attraction area are adjacent to each other.
したがって、従来の現像装置では、特許文献2の図2に示されるように、引離領域と引付領域との境界付近において現像スリーブ外周面から引き離された現像剤が直ぐに現像スリーブ外周面に引き付けられるという現象が生じる。それゆえ、現像槽内の現像剤のうち、一部の現像剤のみが連続して繰り返し現像スリーブに引き付けられるという事態が生じ、現像剤が直ぐに劣化してしまうといった問題が生じる。
Therefore, in the conventional developing device, as shown in FIG. 2 of
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、現像剤の劣化速度を抑える事の可能な現像装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a developing device capable of suppressing the deterioration rate of a developer.
以上の目的を達成するために、本発明は、磁性キャリアおよびトナーを含む現像剤を収納する現像槽と、外周面が前記現像槽の内部と前記現像槽の外部の現像領域とを交互に通るように回転し、前記現像槽の内部の第1領域にて磁力によって前記外周面に現像剤を引き付け、前記外周面に引き付けられている現像剤によって前記現像領域にて現像を行い、前記現像槽の内部に位置し且つ前記第1領域より前記回転の方向の上流に位置する第2領域にて前記現像領域通過後の前記外周面に残存する現像剤を磁力により引き離して前記現像槽に戻す現像スリーブと、前記現像スリーブの内周側にて固定され、前記現像剤を前記外周面に引き付ける磁界を前記第1領域に形成する第1磁極、および、前記現像剤を前記外周面から引き離す磁界を前記第2領域に形成する第2磁極を含む磁気部材とを有する現像装置において、前記現像剤が前記外周面に引き付けられる事を抑制する磁界を、前記現像槽の内部に位置し且つ第1領域よりも前記回転の方向の上流側であって前記第2領域よりも前記回転の方向の下流側に位置する中間領域に形成する第3磁極が前記磁気部材に含まれていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a developing tank that stores a developer containing a magnetic carrier and toner, and an outer peripheral surface alternately passes through the inside of the developing tank and the developing area outside the developing tank. The developer is attracted to the outer peripheral surface by a magnetic force in the first region inside the developing tank, and development is performed in the developing region by the developer attracted to the outer peripheral surface. The developer remaining on the outer peripheral surface after passing through the developing region is separated by a magnetic force in a second region located inside the first region and upstream of the first region in the direction of rotation, and returned to the developing tank. A sleeve, a first magnetic pole fixed on the inner peripheral side of the developing sleeve, and forming a magnetic field in the first region for attracting the developer to the outer peripheral surface; and a magnetic field for separating the developer from the outer peripheral surface. Above In a developing device having a magnetic member including a second magnetic pole formed in two regions, a magnetic field that suppresses the developer from being attracted to the outer peripheral surface is located inside the developing tank and more than in the first region. The magnetic member includes a third magnetic pole formed in an intermediate region located upstream of the rotation direction and downstream of the second region in the rotation direction.
本願発明の現像装置によれば、現像槽内において、現像スリーブに現像剤が引き付けられる領域である第1領域と、現像スリーブに引き付けられている現像剤が現像槽へ戻される領域である第2領域との間には、現像槽の現像剤が現像スリーブに引き付けられる事が抑制される領域である中間領域が配され、第2領域と第1領域とは離間していることになる。それゆえ、第2領域にて現像スリーブから現像槽へ戻された現像剤が直ちに第1領域にて現像スリーブへ引き付けられるというような事は生じない。これにより、一部の現像剤のみが繰り返し使用される事を抑制でき、現像剤の劣化速度を抑制する事が可能になるという効果を奏する。 According to the developing device of the present invention, in the developing tank, the first area, which is an area where the developer is attracted to the developing sleeve, and the second area, where the developer attracted to the developing sleeve is returned to the developing tank. An intermediate area, which is an area in which the developer in the developing tank is suppressed from being attracted to the developing sleeve, is disposed between the areas, and the second area and the first area are separated from each other. Therefore, the developer returned from the developing sleeve to the developing tank in the second region is not immediately attracted to the developing sleeve in the first region. Thereby, it is possible to suppress only a part of the developer from being repeatedly used, and it is possible to suppress the deterioration rate of the developer.
これに対し、従来の現像装置では、現像スリーブに引き付けられている現像剤が現像スリーブから引き離されて現像槽へ落下する領域である引離領域と、現像槽の現像剤が現像スリーブへ引き付けられる領域である引付領域とが隣接し合っていたため、引離領域と引付領域との境界付近において現像スリーブから落下した現像剤が落下後直ちに現像スリーブへ引き付けられるという事が生じ、これにより、一部の現像剤のみが繰り返し使用され、一部の現像剤のみが直ぐに劣化してしまうという不都合が生じていた。 On the other hand, in the conventional developing device, the separation region where the developer attracted to the developing sleeve is separated from the developing sleeve and falls to the developing tank, and the developer in the developing tank is attracted to the developing sleeve. Since the attracting area that is an area is adjacent, the developer that has dropped from the developing sleeve near the boundary between the separating area and the attracting area is attracted to the developing sleeve immediately after dropping, Only a part of the developer is repeatedly used, and only a part of the developer is deteriorated immediately.
また、前記第2磁極の極性と前記第3磁極の極性とを同一にした場合に、前記第3磁極の磁束密度のピーク値が10mTに満たなければ、第1磁極の影響が第2領域にまで及び、第2領域において前記現像剤を前記外周面から反発させるような磁界を形成することが困難になる。また、前記第3磁極の磁束密度のピーク値が30mTを超えてしまうと、前記第3磁極に形成される磁界によって現像剤が現像スリーブに引き付けられてしまい、中間領域にて現像剤が現像スリーブに引き付けられるという不都合が生じる。それゆえ、本発明の現像装置は、前記構成に加えて、前記第2磁極の極性と前記第3磁極の極性とは同一であり、前記第3磁極のピーク値は10mT以上であって30mT以下であることが好ましい。 In addition, when the polarity of the second magnetic pole is the same as the polarity of the third magnetic pole, if the peak value of the magnetic flux density of the third magnetic pole is less than 10 mT, the influence of the first magnetic pole is applied to the second region. It is difficult to form a magnetic field that repels the developer from the outer peripheral surface in the second region. Further, when the peak value of the magnetic flux density of the third magnetic pole exceeds 30 mT, the developer is attracted to the developing sleeve by the magnetic field formed in the third magnetic pole, and the developer is attracted to the developing sleeve in the intermediate region. The inconvenience that it is attracted to. Therefore, in the developing device of the present invention, in addition to the above configuration, the polarity of the second magnetic pole is the same as the polarity of the third magnetic pole, and the peak value of the third magnetic pole is 10 mT or more and 30 mT or less. It is preferable that
なお、前記の極性とはN極またはS極を意味する。つまり、第2磁極の極性と前記第3磁極の極性とを同一である場合とは、第2磁極と第3磁極とのいずれもがN極である場合、または、第2磁極と第3磁極とのいずれもがS極である場合を意味する。 In addition, the said polarity means a N pole or a S pole. That is, the case where the polarity of the second magnetic pole is the same as the polarity of the third magnetic pole is the case where both the second magnetic pole and the third magnetic pole are N poles, or the case where the second magnetic pole and the third magnetic pole are Means the case where both are S poles.
さらに、本発明の現像装置には、前記現像領域よりも前記回転の方向の上流側且つ前記第1領域よりも前記回転の方向の下流側において前記現像スリーブの外周面に対して間隙を空けて配され、前記外周面に引き付けられている現像剤の一部を前記外周面から前記現像槽へ掻き落とすブレード部材を備えてもよい。 Further, the developing device of the present invention has a gap with respect to the outer peripheral surface of the developing sleeve on the upstream side in the rotational direction from the developing region and on the downstream side in the rotational direction from the first region. A blade member that is disposed and scrapes off a part of the developer attracted to the outer peripheral surface from the outer peripheral surface to the developing tank may be provided.
また、前記第1磁極の磁束密度のピーク値が30mTに満たなければ、十分な量の現像剤を現像スリーブに引き付けることができず、現像処理に必要な量の現像剤を現像領域まで搬送できないため、良質な画像を得る事ができなくなる。また、前記第1磁極の磁束密度のピーク値が60mTを超えてしまうと、第1領域にて現像スリーブに引き付けられる現像剤が多くなりすぎ、ブレード部材によって掻き落とされる現像剤の量が増加し、現像剤に対するストレスの付加頻度が高くなり、現像剤の劣化が促進されるために、画質劣化が生じやすくなる。それゆえ、前記第1磁極の磁極密度のピーク値は30mT以上であって60mT以下であることが好ましい。 If the peak value of the magnetic flux density of the first magnetic pole is less than 30 mT, a sufficient amount of developer cannot be attracted to the developing sleeve, and the amount of developer necessary for the developing process cannot be conveyed to the developing area. Therefore, it becomes impossible to obtain a good quality image. If the peak value of the magnetic flux density of the first magnetic pole exceeds 60 mT, too much developer is attracted to the developing sleeve in the first region, and the amount of developer scraped off by the blade member increases. Since the frequency of stress applied to the developer increases and the deterioration of the developer is promoted, the image quality is likely to deteriorate. Therefore, the peak value of the magnetic pole density of the first magnetic pole is preferably 30 mT or more and 60 mT or less.
また、前記ブレード部材は、前記現像スリーブの外周面に対する法線方向に沿った磁束の磁束密度よりも前記外周面に対する接線方向に沿った磁束の磁束密度が大きい領域に配置されていることが好ましい。これにより、現像剤がドクターブレードに衝突する際に生じる磁性キャリアと磁性キャリアとの間の摩擦が起こりにくくなり、現像剤の劣化速度を抑制することが可能になる。 The blade member is preferably disposed in a region where the magnetic flux density of the magnetic flux along the tangential direction with respect to the outer peripheral surface is larger than the magnetic flux density of the magnetic flux along the normal direction with respect to the outer peripheral surface of the developing sleeve. . As a result, friction between the magnetic carrier and the magnetic carrier that occurs when the developer collides with the doctor blade is less likely to occur, and the deterioration rate of the developer can be suppressed.
さらに、前記ブレード部材は、前記接線方向に沿った磁束の磁束密度が前記回転の方向の上流側よりも下流側の方が高くなっている領域に配置されていることが好ましい。これにより、現像剤がブレード部材に衝突する際に生じる磁性キャリアと磁性キャリアとの間の摩擦をより一層低減でき、現像剤の劣化速度をより一層抑制できる。 Further, it is preferable that the blade member is disposed in a region where the magnetic flux density of the magnetic flux along the tangential direction is higher on the downstream side than on the upstream side in the rotation direction. As a result, the friction between the magnetic carrier and the magnetic carrier generated when the developer collides with the blade member can be further reduced, and the deterioration rate of the developer can be further suppressed.
また、本発明の現像装置は画像形成装置に備えられる。なお、画像形成装置とは、電子写真方式のプリンタ,複写機,複合機,ファクシミリ等の印刷装置を意味する。 The developing device of the present invention is provided in an image forming apparatus. The image forming apparatus means a printing apparatus such as an electrophotographic printer, a copier, a multifunction machine, a facsimile machine.
以上のように、本発明の現像装置は、前記現像剤が前記現像スリーブの外周面に引き付けられる事を抑制する磁界を、前記現像槽の内部に位置し且つ第1領域よりも前記回転の方向の上流側であって前記第2領域よりも前記回転の方向の下流側に位置する中間領域に形成する第3磁極を含むことを特徴とする。これにより、一部の現像剤のみが繰り返し使用される事を抑制でき、現像剤の劣化速度を抑制する事が可能になるという効果を奏する。 As described above, in the developing device of the present invention, the magnetic field that suppresses the developer from being attracted to the outer peripheral surface of the developing sleeve is positioned inside the developing tank and the direction of the rotation is more than the first region. And a third magnetic pole formed in an intermediate region located downstream of the second region in the direction of rotation. Thereby, it is possible to suppress only a part of the developer from being repeatedly used, and it is possible to suppress the deterioration rate of the developer.
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態の画像形成装置について説明する。図1は、本実施形態の画像形成装置の内部構成を示す図である。
[Embodiment 1]
An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an internal configuration of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment.
画像形成装置100は、電子写真方式のプリンタであり、感光体ドラム10が配置されている。さらに、感光体ドラム10の周囲には、感光体ドラム10の回転方向に沿って、帯電装置11、露光装置12、現像装置13、転写装置14、クリーニング装置15、除電装置16が順に配されている。
The
感光体ドラム10は、図1に示すように、アルミニウム等の金属ドラムからなる基材と、基材の外周面において薄膜状に形成されている有機光半導体(OPC)やアモルファスシリコン(a−Si)等の光導電層とからなる。
As shown in FIG. 1, the
帯電装置11は、感光体ドラム10の表面を均一に帯電する装置である。なお、帯電装置11は、タングステンワイヤ等の帯電線、金属製のシールド板またはグリット板よりなるコロナ帯電器、帯電ローラ、帯電ブラシのいずれであってもよい。
The charging
露光装置12は、均一に帯電された感光体ドラム10上に光を走査して感光体ドラム10上に静電潜像を書き込むものである。なお、露光装置12は、レーザスキャニングユニット(LSU)であってもよいし、LED(Light Emitting Diode)アレイであってもよい。
The
現像装置13は、露光装置12によって書き込まれた静電潜像に対して現像剤を供給することにより当該静電潜像を顕像化(現像処理)するものである。この現像装置13については後に詳述する。
The developing
転写装置14は、感光体ドラム10上に顕像化された画像を記録媒体(用紙)上に転写するための転写バイアスを放出するものである。なお、転写装置14としては、図1に示される転写ローラであってもよいし、帯電ブラシやコロナ帯電器を転写装置14として用いてもよい。
The
クリーニング装置15は、転写後の感光体ドラム10上に残留した現像剤を除去して感光体ドラム10上に新たな画像を記録することを可能にするものである。除電装置16は、感光体ドラム10表面を除電するためのものである。除電装置16にて除電された感光体ドラム10表面は再び帯電装置11により一様に帯電され、上記で述べたプロセスが繰り返される。
The
また、転写装置14によって画像が転写された記録媒体は定着装置17に搬送される。そして、定着装置17において、記録媒体上の画像は熱と圧力とによって定着され、これにより記録媒体上に画像が印刷されることになる。
The recording medium on which the image is transferred by the
図2に、現像装置13の要部の一構成例を示す。なお、図2は、現像装置13を、現像ローラ89の長手方向(軸方向)の端部側より見た図面である。図2に示すように、現像装置13は、現像剤を引き付ける現像スリーブ20および磁気部材21からなる現像ローラ89と、現像スリーブ20による現像剤の引き付け量を規制するドクターブレード101と、現像剤を収容する現像槽19と、現像槽19の内部で現像剤を攪拌搬送する第1攪拌搬送部材28及び第2攪拌搬送部材29と、現像槽19の内部の現像剤量を検出するセンサ34とを備えている。なお、本実施形態の現像剤とは、磁性キャリアとトナーとからなる2成分現像剤であるものとする。また、本実施形態では、平均粒径が6.2μmのトナーと平均粒径が50μmの磁性キャリアとが用いられるが、各平均粒径はこれら値に限定されるものではない。
FIG. 2 shows a configuration example of a main part of the developing
現像スリーブ20は、参照符102に示される回転方向に回転、つまり現像槽19から露出している部分が下方から上方へ向けて回転する汲み上げ現像方式であり、感光体ドラム10と対向する領域である現像領域において、感光体ドラム10と同一方向に移動する(つまり、回転方向は逆)。なお、本実施形態の現像装置13では汲み上げ現像方式が採用されているが、この方式に限定されるものではない。そして、現像スリーブ20は、現像槽19内の現像剤を磁気部材21の磁力によって外周面に吸着し、現像剤が穂状に連なった磁気ブラシを前記外周面に形成する。つまり、現像剤は磁気ブラシの形で現像スリーブ20に担持される。さらに、現像スリーブ20は、回転することによって、外周面に吸着した現像剤を現像領域に搬送する。現像領域では、磁気ブラシを形成する現像剤中の電荷を有するトナーが、現像スリーブ20と感光体ドラム10との電位差に応じて、現像スリーブ20から感光体ドラム10に供給される。これにより、感光体ドラム10上の静電潜像が現像され、トナー像が形成される。なお、現像スリーブ20および磁気部材21の構成については後に詳述する。
The developing
ドクターブレード(ブレード部材)101は非磁性材料からなる。ドクターブレード101は、現像槽19や、固定用板金(不図示)等にネジもしくはリベットにより固定される。ここでは、固定用板金等に固定ビスを用いて固定したが、特に限定するものではない。また、ドクターブレード101は、現像スリーブ20の外周面に対して間隙を空けて設置されている。この間隔をドクターギャップ(以下、DGと記載)とする。本実施の形態の現像装置13では、DGは例えば0.5mmに設定されている。DGの設定値は、現像剤の条件、現像ローラ89の条件などにより適宜調整しても良い。
The doctor blade (blade member) 101 is made of a nonmagnetic material. The
図3に、図2に示した現像槽19の内部構成を示す。なお、図3は、現像槽19内部を上方より見た図面である。現像槽19は、たとえば硬質の合成樹脂などからなり、図3に示すように、現像ローラ89の軸方向を長手方向とした筐体である。現像槽19は、現像ローラ89の軸方向の長さL1にほぼ対応する長さを有しており、内部は、現像槽19の長手方向(現像ローラ89の軸方向に同じ)と平行に延設される仕切壁部材25にて2槽に仕切られている。
FIG. 3 shows an internal configuration of the developing
2槽のうちの一方は、現像剤を攪拌搬送して現像ローラ89に供給する現像領域槽23であり、他方は、トナーホッパ104(図2参照)から補給されるトナーを現像剤と攪拌し、かつ搬送して現像領域槽23へ供給される攪拌領域槽24である。
One of the two tanks is a developing
ここで、仕切壁部材25は、現像領域槽23と攪拌領域槽24とを仕切るものではあるが、現像領域槽23と攪拌領域槽24との各々を完全に封じきるように仕切るものではない。即ち、仕切壁部材25における現像槽19の長手方向の両側部の2箇所には、現像領域槽23と攪拌領域槽24とを連通させる第1通路26及び第2通路27が形成されている。
Here, the
これにより、現像槽19内に収容される現像剤は、その一部が現像領域槽23から攪拌領域槽24へ移動することが可能であり、また逆に攪拌領域槽24から現像領域槽23へ移動可能となる。
Thereby, a part of the developer stored in the developing
そして、現像槽19内には、回転軸方向が現像槽19の長手方向に対して平行になるように、現像ローラ89と、現像剤を攪拌搬送する第1攪拌搬送部材28と第2攪拌搬送部材29とが回転自在に設けられている。詳細には、現像領域槽23内に、現像ローラ89と第1攪拌搬送部材28とが設けられ、攪拌領域槽24内に第2攪拌搬送部材29が設けられている。
In the developing
本実施の形態において、第1攪拌搬送部材28及び第2攪拌搬送部材29は、いわゆるスクリュー部材であり、回転動作することによって、現像槽19内の現像剤を攪拌し、搬送する。
In the present embodiment, the first agitation and
第1攪拌搬送部材28は、現像領域槽23内の現像ローラ89の下近傍にて、矢印35方向(現像槽19の一方の端部Aから他方の端部Bへ向う方向)へ現像剤を搬送する。第2攪拌搬送部材29は、第1攪拌搬送部材28によって現像槽19の端部B付近に搬送された現像剤を、第1通路26で攪拌領域槽24に移動させ、矢印36方向に搬送するとともに、仕切壁部材25に沿って矢印37方向(端部Bから端部Aへ向かう方向)へ搬送する。
The first agitating / conveying
現像剤は、端部A付近で第2通路27を通りぬけ矢印38方向へと搬送され、再び第1攪拌搬送部材28にて移動される。したがって、現像槽19内では、第1及び第2の各攪拌搬送部材28,29と仕切壁部材25とによって、矢印35,36,37,38で示される現像剤の循環流が形成される。
The developer passes through the
センサ34は、現像槽19内の現像剤量を検出するものである。センサ34としては、透磁率センサや、圧電検知式センサを用いることができる。これらのセンサによれば、現像剤量として、現像剤中のトナー量、換言すれば磁性キャリアとトナーとの配合比であるトナー濃度を検出できる。
The
また、センサ34は、図2および図3に示すように、現像領域槽23内で、現像剤の攪拌搬送方向下流側、すなわち現像槽19の端部B付近且つ現像領域槽23の壁材に装着されている。このような位置にセンサ34を取り付けることによって、センサ34は、現像ローラ89でトナーを消費した直後の現像剤のトナー濃度を測定することができる。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the
現像装置13では、トナー濃度の検出出力に応じ、制御部(不図示)がトナーホッパ104(図2)を動作させて、攪拌領域槽24へトナーを補給する。
In the developing
このように、現像装置13では、現像された後の現像剤のトナー濃度を検出して、適正なトナー濃度になるように、現像剤のトナー濃度を高い精度で制御することが可能になる。なお、センサ34の位置は、上記位置以外に設置しても、トナー濃度を適正に検知できればどこでも良い。
In this manner, the developing
つぎに、図2を用いて、トナーホッパ104から現像槽19にトナーを補給する処理の概要を説明する。トナーホッパ104は、たとえば硬質合成樹脂などからなる容器部材である。トナーホッパ104は、内部空間にトナーを収容し、制御部(不図示)からの動作指令に応じて内部のトナー補給ローラ49を駆動させて、現像槽19に対してトナー50を補給する。
Next, an outline of processing for supplying toner from the
トナー補給ローラ49は、攪拌領域槽24の直上であって、その外周がトナー補給口104aに摺接しながら回転可能なように設けられる。トナー補給ローラ49は、芯金のまわりに円筒状のたとえば発泡ウレタンなどの多孔性弾性部材が設けられたものである。トナーホッパ104内でトナー補給ローラ49に保持されるトナーが、トナー補給口104aとトナー補給ローラ49との摺擦でトナー補給ローラ49から脱落し、現像槽19へ補給される。
The
また、トナーホッパ104のトナー補給口104aは、攪拌領域槽24内の第2攪拌搬送部材29の上方に配されている。これにより、トナーホッパ104のトナー50が第2攪拌搬送部材29上に落下するように現像槽19に補給される。攪拌領域槽24において、トナー50が補給された現像剤は、前述の現像槽19内の循環流(矢印35〜38で示す流れ)に従って攪拌される。
The
つぎに、現像ローラ89に含まれる現像スリーブ20および磁気部材21の詳細について説明する。図2に示すように、現像スリーブ20は、感光体ドラム10に対面し、且つ、その軸方向が感光体ドラム10の軸方向に平行になるように配置され、現像槽19のフレームに支持されている。
Next, details of the developing
そして、現像スリーブ20は、磁気部材21の外周に回転自在に設けられた部材であり、磁気部材21は、現像スリーブ20の中空部(内周側)にて非回転に配設されると共に複数の磁石より形成された円柱状のマグネットローラである。また、磁気部材21は、たとえば複数の永久磁石から構成され、永久磁石が円周方向に沿って並ぶように配され、全体では円柱形状を成している。
The developing
現像スリーブ20は、非磁性材料からなる円筒形状の部材である。非磁性材料としては、例えば、SUS302、SUS303、SUS304、SUS304Cu、SUS304L、SUS304N1、SUS304J3、SUS305、SUS305J1、SUS309S、SUS310S、SUS316、SUS316L、SUS316N、SUS316Ti、SUS316J1、SUS316F、SUS317、SUS317F、SUS321、SUS347などのステンレス、アルミニウム、銅を用いることができる。
The developing
磁気部材21は、現像領域に対向する位置に配されるN1極と、N1極よりも回転方向102の下流側にてN1極に隣り合うように配されるS2極と、S2極よりも回転方向102の下流側にてS2極に隣り合うように配されるN3極と、N3極よりも回転方向102の下流側にてN3極と隣り合うように配されるN2極と、N1極よりも回転方向102の上流側且つN2極よりも回転方向102の下流側にて配されるS1極とを含む。なお、S1極およびS2極は各々S極の磁極であり、N1極〜N3極は各々N極の磁極である。
The
S1極(第1磁極)は、現像槽19内に位置し且つ現像領域より回転方向102の上流側に位置する第1領域40に対して、現像槽19の現像剤を現像スリーブ20の外周面に引き付ける(汲み上げる)ための磁界を形成する引付極(汲み上げ極)としての機能を有する。
The S1 pole (first magnetic pole) is located in the developing
N1極は、S1極によって現像スリーブ20の外周面に引き付けられた現像剤が現像領域においても前記外周面に保持され続けるための磁界を現像領域に形成する現像極としての機能を有する。
The N1 pole has a function as a developing pole that forms a magnetic field in the developing area so that the developer attracted to the outer circumferential face of the developing
N3極(第2磁極)は、現像槽19内に位置し且つ現像領域より回転方向102の下流側であって第1領域40よりも回転方向102の上流側に位置する第2領域41に、現像スリーブ20外周面に付着している現像剤を当該外周面から引き離す(釈放する)ための磁界を形成する引離極(釈放極)としての機能を有する。これにより、現像領域通過後の現像スリーブ20外周面に残存している現像剤は、第2領域41において前記外周面から現像槽19へ落下する。したがって、第2領域41を通過した後の現像スリーブ20外周面からは現像剤がほぼ除去されていることとなる。
The N3 pole (second magnetic pole) is located in the developing
N2極(第3磁極)は、現像槽19内に位置し且つ第1領域40より回転方向102の上流側であって第2領域41よりも回転方向102の下流側に位置する中間領域42に、現像槽19内の現像剤が現像スリーブ20外周面に引き付けられる(汲み上げられる)ことを抑制するための磁界を形成する引付規制極(汲み上げ規制極)としての機能を有する。これにより、第2領域41を通過した後であって第1領域40へ到達する前の現像スリーブ20の外周面には現像槽19の現像剤は引き付けられない。
The N2 pole (third magnetic pole) is located in the developing
また、現像スリーブ20の周囲において、現像領域よりも回転方向102の上流側且つ第1領域40よりも回転方向102の下流側にドクターブレード101が配されている。
In addition, around the developing
このような構成により、現像槽19内の現像剤は、第1領域40において、S1極(引付極)に形成される磁界によって現像スリーブ20の外周面に引き付けられる。そして、ドクターブレード101が、S1極によって現像スリーブ20の外周面に引き付けられている現像剤の量を規制する。これによって、現像領域に搬送される現像剤の量が調整されることになる。
With such a configuration, the developer in the developing
その後、現像スリーブ20外周面に引き付けられている現像剤に含まれるトナーが、現像領域において感光体ドラム10へ供給される。さらに、現像領域通過後の現像スリーブ20の外周面に残存している現像剤は、第2領域41において、N3極(引離極)に形成される磁界によって前記外周面から引き離されて現像槽19へ落下する。
Thereafter, toner contained in the developer attracted to the outer peripheral surface of the developing
そして、第2領域41よりも回転方向102下流側であって第1領域40よりも回転方向102の上流側の中間領域42においては、N2極(引付規制極)に形成される磁界によって、現像槽19内の現像剤は現像スリーブ20の外周面に対して反発する。
Then, in the
つまり、図2に示すように、現像槽19の現像剤が現像スリーブ20へ引き付けられる領域である第1領域40と、現像スリーブ20に引き付けられている現像剤が現像槽19へ落下する領域である第2領域41との間には、現像槽19の現像剤が現像スリーブ20に対して反発する領域である中間領域42が配され、第2領域41と第1領域40とは離間していることになる。それゆえ、第2領域41にて現像スリーブ20から現像槽19へ落下した現像剤が、落下後直ちに第1領域40にて現像スリーブ20へ引き付けられるというような事は生じない。これにより、一部の現像剤のみが繰り返し使用される事を抑制でき、現像剤の劣化速度を抑制する事が可能になる。
That is, as shown in FIG. 2, the
これに対し、従来の現像装置では、現像スリーブに引き付けられている現像剤が現像スリーブから引き離され現像槽へ落下する領域である引離領域と、現像槽の現像剤が現像スリーブへ引き付けられる領域である引付領域とが隣接し合っていたため、落下領域と引付領域との境界付近において現像スリーブから落下した現像剤が落下後直ちに現像スリーブへ引き付けられるという事が生じ、これにより、一部の現像剤のみが繰り返し使用され、一部の現像剤のみが直ぐに劣化してしまうという不都合が生じていた。 On the other hand, in the conventional developing device, a separation area where the developer attracted to the developing sleeve is separated from the developing sleeve and falls to the developing tank, and an area where the developer in the developing tank is attracted to the developing sleeve. Since the attracting area is adjacent to each other, the developer that has fallen from the developing sleeve near the boundary between the falling area and the attracting area may be attracted to the developing sleeve immediately after dropping, Only one developer was repeatedly used, and only a part of the developer deteriorated immediately.
また、本実施形態においては、S1極を前記引付極として機能させ、N1極を前記現像極として機能させ、N3極を前記引離極として機能させ、N2極を前記引付規制極として機能させるために、磁束密度のピーク値が125mTのN極をN1極とし、磁束密度のピーク値が45mTのS極をS1極とし、磁束密度のピーク値が20mTのN極をN2極とし、磁束密度のピーク値が42mTのN極をN3極とし、磁束密度のピーク値が80mTのS極をS2極とした。 In this embodiment, the S1 pole functions as the attracting pole, the N1 pole functions as the developing pole, the N3 pole functions as the separating pole, and the N2 pole functions as the attracting regulating pole. Therefore, the N pole with a magnetic flux density peak value of 125 mT is the N1 pole, the S pole with a magnetic flux density peak value of 45 mT is the S1 pole, the N pole with a magnetic flux density peak value of 20 mT is the N2 pole, and the magnetic flux The N pole with a density peak value of 42 mT was designated as the N3 pole, and the S pole with a magnetic flux density peak value of 80 mT was designated as the S2 pole.
なお、N3極を前記引離極として機能させ、且つ、N3極よりも回転方向102の下流側にてN3極と隣り合うN2極を前記引付規制極として機能させるためには、N3極とN2極とを同一極性の磁極として、N2極の磁束密度のピーク値を10mT〜30mTにする必要がある。
In order to cause the N3 pole to function as the separation pole and to cause the N2 pole adjacent to the N3 pole on the downstream side of the
また、本実施形態では、磁気部材21は5つの磁石を有していることになるが、磁気部材21に前記現像極と前記引付極と前記引離極と前記引付規制極とが含まれていれば、磁石の含有数は5つに限定されるものではない。なお、磁気部材21に含有される各磁石の厚みや幅を調整し、また、磁気部材21に含有されている各磁石に対する着磁処理の条件を変更することによって、各極の磁力強さを調整することが可能である。
In this embodiment, the
〔実施の形態2〕
感光体ドラム上に高画質のトナー画像を長期間安定して形成し続けるためには、現像ローラによって現像領域に搬送される現像剤の搬送量を安定させることが肝心である。しかし、現像剤が劣化すると、現像剤のスペント化(トナーが融けてキャリアにトナーの膜が形成される)が生じ、また、トナーから外添剤(シリカや酸化チタン)が剥れると共に外添剤がトナーに埋没する現象が生じる。これにより、現像剤の流動性が悪くなり、現像剤の搬送量が不安定化し、その結果、ベタ画像等を印字した時に白筋が生じてしまうという画質不良が生じる。
[Embodiment 2]
In order to continuously form a high-quality toner image on the photosensitive drum for a long period of time, it is important to stabilize the amount of developer transported to the development area by the developing roller. However, when the developer deteriorates, the developer becomes spent (the toner melts and a toner film is formed on the carrier), and the external additive (silica and titanium oxide) is peeled off from the toner and the external additive is added. A phenomenon occurs in which the agent is buried in the toner. As a result, the fluidity of the developer is deteriorated, the developer transport amount becomes unstable, and as a result, an image quality defect that white stripes occur when a solid image or the like is printed occurs.
そこで、現像剤の劣化が生じる要因について検討したので、検討内容について以下説明する。現像槽内においては、スクリューによる現像剤の攪拌、現像スリーブ外周面への現像剤の引き付け、現像領域での現像、現像スリーブ外周面からの現像剤の引き離しが繰り返し行われ、常に、現像剤にストレスがかかっている。その中でも、現像スリーブ外周面に現像剤が引き付けられる過程と、ドクターブレードによって現像スリーブ外周面に引き付けられる現像剤の量が規制される過程とで顕著にストレスが付与され、このストレスによって現像剤の劣化が顕著に促進されることになる。 Then, since the factor which causes deterioration of a developer was examined, the examination content is demonstrated below. In the developer tank, the developer is agitated by the screw, the developer is attracted to the outer peripheral surface of the developing sleeve, the development in the developing region, and the developer is separated from the outer peripheral surface of the developing sleeve. I am stressed. Among them, significant stress is applied in the process of attracting the developer to the outer peripheral surface of the developing sleeve and in the process of regulating the amount of the developer attracted to the outer peripheral surface of the developing sleeve by the doctor blade. Deterioration will be significantly promoted.
また、ドクターブレードに起因した現像剤の劣化について詳細に検討したので、この検討の内容も以下説明する。現像槽内の現像剤は、引付極から発生する磁束であって現像スリーブ外周の法線方向に伸びる磁束によって現像スリーブ外周面に引き付けられ、現像スリーブ外周面に付着する。また、現像剤は、現像スリーブ外周面において、前記法線方向の磁束によって前記法線方向に伸びる穂立ち状の磁気ブラシになる。そして、現像スリーブの回転によって磁気ブラシは現像スリーブの回転方向(スリーブ外周の接線方向)に沿って移動し、DG(ドクターギャップ)においてドクターブレード101に衝突する。このとき、磁気ブラシには前記法線方向の磁束によって前記法線方向の拘束力が作用している一方で前記衝突による衝撃力が前記回転方向に作用する。これにより、磁気ブラシのキャリアとキャリアとが摩擦を起こし、この摩擦によって現像剤に大きなストレスが付与され、このストレスによって現像剤が劣化する。
Further, since the deterioration of the developer due to the doctor blade has been examined in detail, the contents of this examination will be described below. The developer in the developing tank is attracted to the outer peripheral surface of the developing sleeve by the magnetic flux generated from the attracting pole and extending in the normal direction of the outer periphery of the developing sleeve, and adheres to the outer peripheral surface of the developing sleeve. Further, the developer becomes a brush-like magnetic brush that extends in the normal direction by the magnetic flux in the normal direction on the outer peripheral surface of the developing sleeve. The magnetic brush moves along the rotation direction of the developing sleeve (tangential direction of the outer periphery of the sleeve) by the rotation of the developing sleeve, and collides with the
以上にて示した検討の内容からすれば、前記法線方向の磁束とドクターブレードとが現像剤の劣化に寄与しているものと考えられる。そこで、本願発明者は、ドクターブレードの配置を調整することによって現像剤の劣化を抑制することを検討した。この検討内容を図4に基づいて説明する。 Considering the contents of the examination described above, it is considered that the magnetic flux in the normal direction and the doctor blade contribute to the deterioration of the developer. Therefore, the inventor of the present application studied to suppress the deterioration of the developer by adjusting the arrangement of the doctor blade. The contents of this examination will be described with reference to FIG.
図4は、実施の形態1にて示した現像スリーブ20の周囲に形成される磁界の分布を示した図である。図4において、1点鎖線によって示される領域は、接線方向(現像スリーブ外周に対する接線の方向)に伸びる磁束からなる磁界の分布を示し、2点鎖線によって示される領域は、法線方向(現像スリーブ外周に対する法線の方向)に伸びる磁束からなる磁界の分布を示す。
FIG. 4 is a view showing the distribution of the magnetic field formed around the developing
また、図4では、N1極(現像極)によって形成され且つ法線方向の磁束からなる磁界105の磁束密度(磁力)と、N1極とS1極とによって形成され且つ接線方向の磁束からなる磁界106の磁束密度と、が点線L1上にて等しくなる。さらに、図4では、磁界106の磁束密度と、S1極(引付極,汲み上げ極)によって形成され且つ法線方向の磁束からなる磁界107の磁束密度とが、点線L2上において等しくなる。そして、図4において、点線L1と点線L2との間の領域では、接線方向の磁束からなる磁界106の磁束密度が法線方向の磁束からなる磁界105の磁束密度よりも大きくなる。
In FIG. 4, the magnetic flux density (magnetic force) of the
ここで、図4に示すように、点線L1と点線L2との間の領域にドクターブレード101を配置すれば、現像スリーブ20外周面に形成されている磁気ブラシがドクターブレード101に衝突する際に磁気ブラシに作用する摩擦力が低減し、これにより現像剤に付与されるストレスも低減し、現像剤の劣化速度が抑制される。これは、点線L1と点線L2との間の領域においては、法線方向の磁束よりも接線方向の磁束の方が顕著になり、前記磁気ブラシに作用する前記法線方向の拘束力は小さくなると共に、前記接線方向(現像スリーブ20の回転方向)に移動する磁気ブラシに対して前記接線方向への磁力が作用するため、前記接線方向に移動する磁気ブラシがドクターブレードに衝突しても、キャリアとキャリアとの間に摩擦が起こりにくくなるからである。
Here, as shown in FIG. 4, if the
〔実験例〕
現像ローラに含まれる各磁極について磁束密度の適正値の検討を行う為の実験を行ったので、この実験を以下にて説明する。
[Experimental example]
An experiment for examining an appropriate value of the magnetic flux density for each magnetic pole included in the developing roller was conducted, and this experiment will be described below.
実験は、実施例1の現像装置〜実施例8の現像装置,比較例1の現像装置〜比較例6の現像装置に対して行われた。この実験とは、現像スリーブを10時間回転させ続ける間(回転数:500rpm)、一定時間ごとに複写機(商品名:MX−7000N、シャープ(株)社製)にて一定現像条件(帯電、現像、一定条件)下で全面ベタ画像を印字し、ベタ画像中に濃度ムラや白筋が生じているかチェックを行うものである。このチェックにおいて、画像に問題がない場合は○、画像に濃度ムラや白筋が明らかに発生している場合は×、画像には問題ないレベルであるが若干濃度ムラが発生しかかっている場合は△とした。なお、(1)現像槽の内部温度25℃且つ内部湿度50%,(2)現像槽の内部温度35℃且つ内部湿度50%,(3)現像槽の内部温度45℃且つ内部湿度50%,の各条件にて実験を行った。実験の結果は以下の表1に示される。 The experiment was performed on the developing device of Example 1 to the developing device of Example 8, and the developing device of Comparative Example 1 to the developing device of Comparative Example 6. In this experiment, while the developing sleeve is continuously rotated for 10 hours (rotation speed: 500 rpm), a constant development condition (charging, charging, and so on) is made at a certain time by a copying machine (trade name: MX-7000N, manufactured by Sharp Corporation). A solid image is printed under a certain condition (development, constant condition), and it is checked whether density unevenness or white streaks occur in the solid image. In this check, if there is no problem in the image, ○, if the image has obvious density unevenness or white streaks, ×, if the image is at a level where there is no problem but density unevenness is about to occur Δ. (1) The internal temperature of the developing tank is 25 ° C. and the internal humidity is 50%, (2) The internal temperature of the developing tank is 35 ° C. and the internal humidity is 50%, (3) The internal temperature of the developing tank is 45 ° C. and the internal humidity is 50%, The experiment was performed under each condition. The results of the experiment are shown in Table 1 below.
(a)実施例1〜3、比較例1〜2について
実施例1は、図2の現像装置13において、N1極の磁束密度のピーク値を125mT、S1極の磁束密度のピーク値を45mT、N2極の磁束密度のピーク値を20mT、N3極の磁束密度のピーク値を42mT、S2極の磁束密度のピーク値を80mTとしたものである。実施例2は、N2極の磁束密度のピーク値を10mTとした以外は実施例1と同一条件にしたものである。実施例3は、N2極の磁束密度のピーク値を30mTとした以外は実施例1と同一条件にしたものである。また、比較例1は、N2極の磁束密度のピーク値を5mTとした以外は実施例1と同一条件にしたものである。比較例2は、N2極の磁束密度のピーク値を40mTとした以外は実施例1と同一条件にしたものである。
(A) About Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2 In Example 1, in the developing
表1に示されるように、実施例1〜実施例3では良好な画像が得られたのに対して、比較例1および比較例2では、各環境下において1時間後に白筋が発生した。これは、比較例1では、N2極の磁力が弱いため、S1極による影響が第2領域41やN3極に及ぼされ、第2領域41においてN3極によって現像スリーブ20外周面から引き離されるはずの現像剤が十分に引き離されずに現像スリーブ20外周面に残ったままになり、同じ現像剤が使用され続けるという事態が生じ、直ぐに現像剤が劣化したためであると考えられる。また、比較例2では、N2極の磁力が実施例1に比べて強すぎるため、図6に示すように、中間領域42においてN2極によって現像槽19の現像剤が現像スリーブ20に引き付けられるという事態が生じ、第2領域41にて現像スリーブ20から現像槽19へ落下した現像剤が、落下後直ちに中間領域42にて現像スリーブ20へ引き付けられるというようになり、同じ現像剤が何度も使用され続けることになり、直ぐに現像剤が劣化したためであると考えられる。
As shown in Table 1, good images were obtained in Examples 1 to 3, whereas in Comparative Examples 1 and 2, white streaks occurred after 1 hour in each environment. In Comparative Example 1, since the magnetic force of the N2 pole is weak, the influence of the S1 pole is exerted on the
それゆえ、実施例1〜3および比較例1〜2からすれば、N2極の磁束密度のピーク値は10mT〜30mTが好ましいといえる。 Therefore, according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, it can be said that the peak value of the magnetic flux density of the N2 pole is preferably 10 mT to 30 mT.
(b)実施例4〜5、比較例3〜4について
実施例4は、S1極の磁束密度のピーク値を30mTとした以外は実施例1と同一条件にしたものである。実施例5は、S1極の磁束密度のピーク値を60mTとした以外は実施例1と同一条件にしたものである。また、比較例3は、S1極の磁束密度のピーク値を20mTとした以外は実施例1と同一条件としたものである。比較例4は、S1極の磁束密度のピーク値を70mTとした以外は実施例1と同一条件にしたものである。
(B) Examples 4 to 5 and Comparative Examples 3 to 4 Example 4 is the same as Example 1 except that the peak value of the magnetic flux density of the S1 pole is set to 30 mT. In Example 5, the same conditions as in Example 1 were used except that the peak value of the magnetic flux density of the S1 pole was set to 60 mT. Comparative Example 3 is the same as Example 1 except that the peak value of the magnetic flux density of the S1 pole is 20 mT. Comparative Example 4 is the same as Example 1 except that the peak value of the magnetic flux density of the S1 pole is 70 mT.
表1に示されるように、実施例4および実施例5では良好な画像が得られたのに対して、比較例3では初期から実験終了までベタ画像において濃度ムラが生じ、比較例4では35℃及び45℃環境下において実験途中からベタ画像に白筋が発生した。これは、比較例3では、S1極の磁力が弱いために、十分な量の現像剤を現像スリーブ20に引き付けることができず、現像処理に必要な量の現像剤を現像領域まで搬送できないため、良質な画像を得る事ができないものと考えられる。また、比較例4では、S1極の磁力が強すぎるために、第1領域40にて現像スリーブ20に引き付けられる現像剤が多くなりすぎ、ドクターブレード101によって掻き落とされる現像剤の量が増加し、現像剤に対するストレスの付加頻度が高くなり、現像剤の劣化が促進されるために、画質劣化が生じたものと考えられる。
As shown in Table 1, good images were obtained in Example 4 and Example 5, whereas in Comparative Example 3, density unevenness occurred in the solid image from the initial stage to the end of the experiment. White streaks occurred in the solid image from the middle of the experiment in the environment of ℃ and 45 ℃. In Comparative Example 3, since the magnetic force of the S1 pole is weak, a sufficient amount of developer cannot be attracted to the developing
それゆえ、実施例4〜5および比較例3〜4からすれば、S1極の磁束密度のピーク値は30mT〜60mTが好ましいといえる。 Therefore, according to Examples 4 to 5 and Comparative Examples 3 to 4, it can be said that the peak value of the magnetic flux density of the S1 pole is preferably 30 mT to 60 mT.
(c)実施例6〜8、比較例5〜6について
実施例6〜8、比較例5〜6は、図5に示す現像ローラ89aを有する現像装置である。現像ローラ89aは、図5に示すように、現像スリーブ20と現像スリーブ20の内側に配される磁気部材21aとを有し、磁気部材21aは7つの磁石を含んでいる。そして、磁気部材21aにおいては、図5に示すように、N11極とS14極とN13極とS13極とS12極とN12極とS11極とがこの順で現像スリーブ20の回転方向102aに沿って並ぶように配置される。なお、S11極〜S14極は各々S極の磁極であって、N11極〜N13極は各々N極の磁極である。
(C) Examples 6 to 8 and Comparative Examples 5 to 6 Examples 6 to 8 and Comparative Examples 5 to 6 are developing devices having the developing roller 89a shown in FIG. As shown in FIG. 5, the developing roller 89a includes a developing
さらに、図5の磁気部材21aにおいて、現像極として機能する磁極はN11極であり、引離極(釈放極)として機能する磁極はS13極であり、引付規制極(汲み上げ規制極)として機能する磁極はS12極であり、引付極(汲み上げ極)として機能する磁極はN12極である。また、図5の磁気部材21aにおいては、N11極の磁束密度のピーク値は115mTであり、S11極の磁束密度のピーク値は65mTであり、N12極の磁束密度のピーク値は40mTであり、S12極の磁束密度のピーク値は25mTであり、S13極の磁束密度のピーク値は25mTであり、N13極の磁束密度のピーク値は45mTであり、S13極の磁束密度のピーク値は75mTである。
Furthermore, in the
また、図5では、S11極によって形成され且つ法線方向の磁束からなる磁界105aの磁束密度(磁力)と、S11極とN12極とによって形成され且つ接線方向の磁束からなる磁界106aの磁束密度と、が点線L1´上において等しくなる。さらに、図5では、磁界106aの磁束密度と、N12極(引付極,汲み上げ極)によって形成され且つ法線方向の磁束からなる磁界107aの磁束密度と、が点線L2´上において等しくなる。
Further, in FIG. 5, the magnetic flux density (magnetic force) of the
そして、点線L1´と点線L2´との間の領域では接線方向の磁束からなる磁界106aの磁束密度が法線方向の磁束からなる磁界105aの磁束密度よりも高くなり、点線L1´と点線L2´との間の領域にある点線L3´上においては接線方向の磁束からなる磁界106aの磁束密度がピークを示す。
In the region between the dotted line L1 'and the dotted line L2', the magnetic flux density of the
さらに、図5では、点線L4´上において磁界105aの磁束密度がピークを示し、点線L5´上において磁界107aの磁束密度がピークを示す。ここで、点線L4´と点線L1´との間の領域では接線方向の磁束からなる磁界106aの磁束密度よりも法線方向の磁束からなる磁界105aの磁束密度の方がおおきくなる。また、点線L2´と点線L5´との間の領域では接線方向の磁束からなる磁界106aの磁束密度よりも法線方向の磁束からなる磁界107aの磁束密度の方がおおきくなる。
Further, in FIG. 5, the magnetic flux density of the
そして、図示していないが、実施例6の現像装置では、図5において点線L1´と点線L3´との間にドクターブレードが設置されている。また、実施例7の現像装置では、図5において点線L2´と点線L3´との間にドクターブレードが配置されている。さらに、実施例8の現像装置では、図5において点線L3´上にドクターブレードが配置されている。 Although not shown, in the developing device of Example 6, a doctor blade is installed between the dotted line L1 ′ and the dotted line L3 ′ in FIG. In the developing device of Example 7, the doctor blade is disposed between the dotted line L2 ′ and the dotted line L3 ′ in FIG. Furthermore, in the developing device of Example 8, the doctor blade is disposed on the dotted line L3 ′ in FIG.
また、比較例5の現像装置では、図5において点線L2´と点線L5´との間にドクターブレードが配置されている。比較例6の現像装置では、図5において点線L4´と点線L1´との間にドクターブレードが配置されている。 Further, in the developing device of Comparative Example 5, the doctor blade is disposed between the dotted line L2 ′ and the dotted line L5 ′ in FIG. In the developing device of Comparative Example 6, a doctor blade is disposed between the dotted line L4 ′ and the dotted line L1 ′ in FIG.
そして、表1に示されるように、比較例5および比較例6では、実験途中からベタ画像に白筋が発生し、良好な画像が得られなかった。この理由を以下説明する。比較例5および比較例6では、接線方向の磁束よりも法線方向の磁束が強い場所にドクターブレードが配置されているため、ドクターブレードに衝突する磁気ブラシには法線方向の磁束による磁気的拘束力が強く作用する一方、前記衝突によって現像スリーブの回転方向に向いた衝撃力が磁気ブラシに作用する。そして、これらの作用によって、磁気ブラシのキャリアとキャリアとが摩擦を起こし、この摩擦によって現像剤に大きなストレスが付与され、このストレスによって現像剤の劣化が促進され、印刷画像の画質が劣化するものと考えられる。 As shown in Table 1, in Comparative Example 5 and Comparative Example 6, white streaks occurred in the solid image from the middle of the experiment, and a good image was not obtained. The reason for this will be described below. In Comparative Example 5 and Comparative Example 6, since the doctor blade is disposed at a location where the normal magnetic flux is stronger than the tangential magnetic flux, the magnetic brush colliding with the doctor blade is magnetically generated by the normal magnetic flux. While the restraining force acts strongly, the impact force directed in the rotation direction of the developing sleeve due to the collision acts on the magnetic brush. These actions cause friction between the carrier of the magnetic brush and the carrier, and this friction gives a large stress to the developer. This stress promotes the deterioration of the developer and degrades the image quality of the printed image. it is conceivable that.
これに対し、実施例6〜8では各環境とも良好な画像が得られた。これは、実施例6〜8では、前記法線方向の磁束が弱く且つ前記接線方向の磁束の強い場所にドクターブレードが配置されているため、ドクターブレード近傍において、磁気ブラシに作用する前記法線方向の拘束力は小さくなり、磁気ブラシに対して前記接線方向への磁力が作用するため、前記接線方向に移動する磁気ブラシがドクターブレードに衝突しても、キャリアとキャリアとの間に摩擦が起こりにくくなるからである。 In contrast, in Examples 6 to 8, good images were obtained in each environment. This is because, in Examples 6 to 8, since the doctor blade is disposed at a location where the magnetic flux in the normal direction is weak and the magnetic flux in the tangential direction is strong, the normal acting on the magnetic brush in the vicinity of the doctor blade. Since the magnetic force in the tangential direction acts on the magnetic brush, even if the magnetic brush moving in the tangential direction collides with the doctor blade, friction is generated between the carrier and the carrier. It is difficult to happen.
特に、実施例7および実施例8では、ドクターブレード101は、前記接線方向に沿った磁束の磁束密度が前記回転の方向の上流側よりも下流側の方が高くなっている領域(L2´とL3´との間)に配置されていることになるが、このような配置によって現像剤の劣化速度をより低減させることができ、より良好な画像を得ることができる。
In particular, in Example 7 and Example 8, the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining the respective technical means disclosed in the above-described embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention.
本発明の現像装置は電子写真方式の印刷装置に好適である。 The developing device of the present invention is suitable for an electrophotographic printing apparatus.
10 感光体ドラム
13 現像装置
19 現像槽
20 現像スリーブ
21 磁気部材
40 第1領域
41 第2領域
42 中間領域
89 現像ローラ
100 画像形成装置
101 ドクターブレード(ブレード部材)
S1極 引付極(第1磁極)
N3極 引離極(第2磁極)
N2極 引付規制極(第3磁極)
DESCRIPTION OF
S1 pole Attracting pole (first magnetic pole)
N3 pole Separating pole (second magnetic pole)
N2 pole Pulling restriction pole (third pole)
Claims (4)
外周面が前記現像槽の内部と前記現像槽の外部の現像領域とを交互に通るように回転し、前記現像槽の内部の第1領域にて磁力によって前記外周面に現像剤を引き付け、前記外周面に引き付けられている現像剤によって前記現像領域にて現像を行い、前記現像槽の内部に位置し且つ前記第1領域より前記回転の方向の上流に位置する第2領域にて前記現像領域通過後の前記外周面に残存する現像剤を磁力により引き離して前記現像槽に戻す現像スリーブと、
前記現像スリーブの内周側にて固定され、前記現像剤を前記外周面に引き付ける磁界を前記第1領域に形成する第1磁極、および、前記現像剤を前記外周面から引き離す磁界を前記第2領域に形成する第2磁極を含む磁気部材とを有する現像装置において、
前記現像剤が前記外周面に引き付けられる事を抑制する磁界を、前記現像槽の内部に位置し且つ第1領域よりも前記回転の方向の上流側であって前記第2領域よりも前記回転の方向の下流側に位置する中間領域に形成する第3磁極が前記磁気部材に含まれており、
前記現像領域よりも前記回転の方向の上流側且つ前記第1領域よりも前記回転の方向の下流側において前記現像スリーブの外周面に対して間隙を空けて配され、前記外周面に引き付けられている現像剤の一部を前記外周面から前記現像槽へ掻き落とすブレード部材が備えられ、
前記ブレード部材は、前記現像スリーブの外周面に対する法線方向に沿った磁束の磁束密度よりも前記外周面に対する接線方向に沿った磁束の磁束密度が大きい領域であって、前記接線方向に沿った磁束の磁束密度が前記回転の方向の上流側よりも下流側の方が高くなっている領域に配置されていることを特徴とする現像装置。 A developer tank containing a developer containing a magnetic carrier and toner;
The outer peripheral surface rotates so as to alternately pass through the inside of the developing tank and the developing area outside the developing tank, and attracts the developer to the outer peripheral surface by a magnetic force in the first area inside the developing tank, Development is performed in the development area by the developer attracted to the outer peripheral surface, and the development area is located in a second area located inside the development tank and upstream in the rotation direction from the first area. A developing sleeve that pulls away the developer remaining on the outer peripheral surface after passing by a magnetic force and returns the developer to the developing tank;
A first magnetic pole that is fixed on the inner peripheral side of the developing sleeve and that forms a magnetic field in the first region that attracts the developer to the outer peripheral surface, and a magnetic field that pulls the developer away from the outer peripheral surface. In a developing device having a magnetic member including a second magnetic pole formed in a region,
A magnetic field that suppresses the developer from being attracted to the outer peripheral surface is located inside the developing tank and is upstream of the first region in the direction of rotation and is more rotated than the second region. A third magnetic pole formed in an intermediate region located downstream in the direction is included in the magnetic member ;
The developing sleeve is arranged with a gap with respect to the outer peripheral surface of the developing sleeve at the upstream side in the rotation direction from the developing region and the downstream side in the rotational direction from the first region, and is attracted to the outer peripheral surface. A blade member that scrapes off a part of the developer from the outer peripheral surface to the developer tank,
The blade member is a region in which the magnetic flux density of the magnetic flux along the tangential direction with respect to the outer peripheral surface is larger than the magnetic flux density of the magnetic flux along the normal direction with respect to the outer peripheral surface of the developing sleeve, and is along the tangential direction. A developing device, wherein the developing device is disposed in a region where the magnetic flux density of the magnetic flux is higher on the downstream side than on the upstream side in the rotation direction .
前記第3磁極の磁束密度のピーク値は10mT以上であって30mT以下であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The polarity of the second magnetic pole and the polarity of the third magnetic pole are the same,
The developing device according to claim 1, wherein a peak value of the magnetic flux density of the third magnetic pole is 10 mT or more and 30 mT or less.
Image forming apparatus including a developing device according to any one of claims 1 to 3.
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