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JP2008185736A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2008185736A
JP2008185736A JP2007018547A JP2007018547A JP2008185736A JP 2008185736 A JP2008185736 A JP 2008185736A JP 2007018547 A JP2007018547 A JP 2007018547A JP 2007018547 A JP2007018547 A JP 2007018547A JP 2008185736 A JP2008185736 A JP 2008185736A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
roller
magnetic
carrier
component developer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007018547A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Fujishima
正之 藤島
Akihiro Watanabe
昭宏 渡辺
Sayo Uemura
紗代 上村
Yukihiro Mori
幸広 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Document Solutions Inc
Original Assignee
Kyocera Mita Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Mita Corp filed Critical Kyocera Mita Corp
Priority to JP2007018547A priority Critical patent/JP2008185736A/en
Priority to US12/019,744 priority patent/US7773921B2/en
Publication of JP2008185736A publication Critical patent/JP2008185736A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus suppressing the deterioration of toner, maintaining stable developing characteristic over a long term and yielding a stable image by suppressing toner scattering and reducing stress on collected toner, as an image forming apparatus equipped with a touchdown developing type developing device. <P>SOLUTION: A toner collecting roller 14 collecting scattered toner floating near a toner carrier 2 and a two-component developer carrier 1 and rotating in a periphery direction is arranged opposite to the toner carrier and the two-component developer carrier on a more downstream side in the rotating direction of the two-component developer carrier than a position where the two-component developer carrier comes closest to the toner carrier. Then, a magnetic member having a polarity different from that of the magnetic member of the two-component developer carrier is arranged opposite to the magnetic member of the two-component developer carrier inside the toner collecting roller. Magnetic force between the toner collecting roller and the two-component developer carrier is stronger than that between the toner carrier and the two-component developer carrier. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、磁気ブラシを形成し、磁気ブラシにより現像ローラ上にトナー薄層を形成させ、トナー薄層のトナーを静電潜像に飛翔させ、該潜像を現像するようにした画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine using an electrophotographic method, and in particular, using a two-component developer that charges a nonmagnetic toner using a magnetic carrier, The present invention relates to an image forming apparatus in which a magnetic brush is formed, a toner thin layer is formed on a developing roller by the magnetic brush, toner in the toner thin layer is ejected to an electrostatic latent image, and the latent image is developed.

従来、電子写真方式の画像形成装置において、乾式トナーを用いる現像方式としては、一成分現像方式および二成分現像方式が知られている。
一成分現像方式は、キャリアを含まないため、キャリアおよびトナーから形成される磁気ブラシによって感光体の静電潜像が乱されることがなく、高画質化に適している。しかし、一成分現像方式は、トナーの帯電量を安定して維持することが難しい。また、カラートナーの場合、透過性が求められるため、非磁性トナーである必要がある。そのため、フルカラー画像形成装置においては、トナーを帯電および搬送する媒体としてキャリアを用いる二成分現像方式を採用する場合が多い。
Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, as a developing method using a dry toner, a one-component developing method and a two-component developing method are known.
Since the one-component developing method does not include a carrier, the electrostatic latent image on the photosensitive member is not disturbed by the magnetic brush formed from the carrier and the toner, and is suitable for high image quality. However, in the one-component development method, it is difficult to stably maintain the charge amount of the toner. In the case of a color toner, since transparency is required, it must be a non-magnetic toner. For this reason, full-color image forming apparatuses often employ a two-component development system that uses a carrier as a medium for charging and transporting toner.

二成分現像方式を用いた画像形成方法として、二成分現像剤を担持する現像剤担持体上に形成された磁気ブラシで、トナー担持体上にトナー薄層を形成させ、トナー担持体上のトナー薄層により静電潜像担持体上の静電潜像を現像して可視化する、所謂タッチダウン現像(ハイブリッド現像ともいわれる。)による画像形成方法が知られている。しかし、この現像方式は二成分現像方式と一成分現像方式を組み合わせており、静電潜像を現像する時のトナーの適正帯電量とトナー薄層を形成する時のトナーの適正帯電量に差があるという問題があり、トナー薄層のトナー量が少なく画像濃度不良が発生したり、または現像に寄与しなかったトナー薄層の剥ぎ取り不良による現像ゴースト等の問題が発生することがあった。   As an image forming method using the two-component developing method, a toner thin layer is formed on a toner carrier with a magnetic brush formed on a developer carrier carrying a two-component developer, and the toner on the toner carrier There is known an image forming method by so-called touch-down development (also referred to as hybrid development) in which an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier is developed and visualized by a thin layer. However, this development method combines a two-component development method and a one-component development method, and there is a difference between the proper charge amount of toner when developing an electrostatic latent image and the proper charge amount of toner when forming a thin toner layer. In some cases, the toner amount of the toner thin layer is small and an image density defect occurs, or a problem such as a development ghost due to a defective peeling of the toner thin layer that did not contribute to the development may occur. .

上記のような問題の発生する原因のひとつとして飛散トナーの影響が挙げられる。トナーの飛散は、ハウジング内でトナーを撹拌する際の飛散や、磁気ローラ近傍での飛散など現像装置が主たる発生箇所となる。そして、現像装置で発生した飛散トナーは、静電潜像担持体をはじめ光学系装置や帯電装置、転写装置等を配置した電子写真装置の内部に飛散し、上記したような問題を含め、各種の画像不良、動作不良等を引き起こす。   One of the causes of the above problems is the influence of scattered toner. The toner scatters mainly in the developing device, such as when the toner is agitated in the housing and in the vicinity of the magnetic roller. The scattered toner generated in the developing device is scattered inside the electrophotographic apparatus including the electrostatic latent image carrier, the optical system device, the charging device, the transfer device, and the like. Cause image defects and malfunctions.

このような問題を解決するために、特許文献1では、静電潜像担持体に対して離間対向する状態で回転自在に設けられ、現像剤の供給時に飛散する現像剤を表面に付着させて外部への飛散を防止する飛散防止部材と、前記飛散防止部材上に付着した現像剤を掻き落とす掻落手段とを用いてトナー飛散を防止することが提案されている。また、特許文献2では、二成分現像方式において、現像装置のハウジング開口部に回収ローラを設けて飛散トナーを回収し、該回収ローラからトナーを剥ぎ取って現像装置に戻す方式が提案されている。
特開平8−137256号公報 特開2005−242194号公報
In order to solve such a problem, in Patent Document 1, a developer that is rotatably provided in a state of being opposed to and separated from the electrostatic latent image carrier is attached to the surface. It has been proposed to prevent toner scattering by using a scattering prevention member that prevents scattering to the outside, and a scraping means that scrapes off the developer adhered on the scattering prevention member. Patent Document 2 proposes a two-component developing method in which a collecting roller is provided in a housing opening of a developing device to collect scattered toner, and the toner is peeled off from the collecting roller and returned to the developing device. .
JP-A-8-137256 JP 2005-242194 A

しかしながら、特許文献1では、掻落した現像剤はブレードとの接触によりストレスを受け、劣化が促進される。特にタッチダウン現像方式では、選択現像の影響を受けやすい。従って、ブレードで掻き落とすことによるストレスでトナーの外添剤の離脱や埋没などが発生し、帯電特性の変化したトナーが二成分現像剤収容部に戻ることにより、トナー飛散や選択現像の促進、更には画像濃度不良など長期に安定した画像形成が困難となる。また、タッチダウン現像方式では、二成分現像剤のトナー濃度が高く、現像剤の流動性が悪いため、磁気ブラシが二成分現像剤収容部に回収される際に、次々と現像剤が回収されてくるため、押し込まれ圧縮され、同時に空気が行き場を失い、空気と共にトナーが外部に放出されるので、よりトナー飛散が発生しやすい。また、特許文献2では、飛散トナーを回収した回収ローラからトナーを剥ぎ取って現像装置に戻す場合、トナーを戻す経路を別途設ける必要があり、装置が大きくなるデメリットがある他、そこではブレード等でトナーを剥ぎ取るため、トナーの劣化が促進される。
また、タッチダウン現像方式においては、ゴースト現象が最も問題となるが、この解消のためにはトナー担持体上に付着している未現像トナーを二成分現像剤担持体で引き剥がすことが重要である。しかしながら、プロセス線速が高速化すればするほど短時間で多くの静電潜像を現像するのに必要なトナーをトナー担持体に搬送する必要があるが、逆にトナー層を形成する時間が短くなるため、二成分現像剤中のトナー濃度を高くする等の対策が必要となる。すなわち、トナー層を形成した後、二成分現像剤収容部に回収されてくる二成分現像剤は低速時に比べ、トナー濃度が高くなってしまう。また、トナー担持体上の未現像トナーの引き剥がし時間も短くなり、且つ二成分現像剤収容部に回収されてくる二成分現像剤のトナー濃度が高いため、より引き剥がしが困難となってしまう。更にトナー飛散も発生しやすい状態となり、且つ飛散トナーがトナー担持体に付着してしまう場合があり、回収トナー量が増大し、トナー飛散が増加、引き剥がし不良によるゴースト現象が発生しやすくなる。
However, in Patent Document 1, the scraped developer is stressed by contact with the blade, and deterioration is promoted. In particular, the touch-down development method is susceptible to selective development. Accordingly, the external additive is detached or buried due to the stress caused by scraping with the blade, and the toner having changed charging characteristics is returned to the two-component developer container, thereby promoting toner scattering and selective development. Furthermore, it becomes difficult to form an image stably over a long period of time, such as an image density defect. In the touch-down development method, since the toner concentration of the two-component developer is high and the developer fluidity is poor, the developer is collected one after another when the magnetic brush is collected in the two-component developer container. Therefore, the air is pushed and compressed, and at the same time, the air loses its place and the toner is discharged to the outside together with the air, so that the toner is more easily scattered. Further, in Patent Document 2, when the toner is peeled off from the collecting roller that collects the scattered toner and returned to the developing device, it is necessary to provide a separate route for returning the toner. Since the toner is peeled off, the deterioration of the toner is promoted.
In the touch-down development method, the ghost phenomenon is the most serious problem. To solve this problem, it is important to peel off the undeveloped toner adhering to the toner carrier with the two-component developer carrier. is there. However, as the process linear velocity increases, it is necessary to transport the toner necessary for developing a large number of electrostatic latent images to the toner carrier in a short time. Therefore, it is necessary to take measures such as increasing the toner concentration in the two-component developer. That is, after the toner layer is formed, the two-component developer collected in the two-component developer container has a higher toner concentration than at low speed. Also, the undeveloped toner peeling time on the toner carrier is shortened, and the two-component developer collected in the two-component developer container has a high toner concentration, which makes it more difficult to remove. . Further, toner scattering is likely to occur, and the scattered toner may adhere to the toner carrier, increasing the amount of collected toner, increasing toner scattering, and causing a ghost phenomenon due to poor peeling.

また、特許文献2では、飛散トナーを回収した回収ローラからトナーを剥ぎ取って現像装置に戻す場合、トナーを戻す経路を別途設ける必要があり、装置が大きくなるデメリットがある他、そこではブレード等でトナーを剥ぎ取るため、トナーの劣化が促進される。特にタッチダウン現像方式において、ドラム線速が180mm/sec以上であるような高速機では飛散トナーの回収が一層困難となる。ちなみに、目安としてドラム線速180mm/secはA4横で約40枚/分、250mm/secで約50枚/分、340mm/secで約60枚/分である。   Further, in Patent Document 2, when the toner is peeled off from the collecting roller that collects the scattered toner and returned to the developing device, it is necessary to provide a separate route for returning the toner. Since the toner is peeled off, the deterioration of the toner is promoted. Particularly in the touch-down development method, it is more difficult to collect the scattered toner on a high-speed machine in which the drum linear speed is 180 mm / sec or more. Incidentally, as a guideline, the drum linear speed of 180 mm / sec is about 40 sheets / min at the A4 side, about 50 sheets / min at 250 mm / sec, and about 60 sheets / min at 340 mm / sec.

本発明の課題は、タッチダウン現像方式の現像装置を具備する画像形成装置において、トナー飛散を抑制し、回収トナーのストレスを低減することで、トナーの劣化を抑制し、長期に亘って安定した現像特性を維持し、安定した画像を得ることのできる画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to suppress toner scattering in an image forming apparatus including a touch-down developing type developing device and reduce the stress of collected toner, thereby suppressing toner deterioration and stable over a long period of time. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of maintaining development characteristics and obtaining a stable image.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記に示す構成の画像形成装置により、トナー飛散を抑制すると共に、トナーの劣化を抑制し、長期間安定した画像品質が得られることを見出して、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の画像形成装置は、以下の構成を有する。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has achieved image quality stable for a long period of time by suppressing toner scattering and toner deterioration by an image forming apparatus having the following configuration. As a result, the present invention has been completed.
That is, the image forming apparatus of the present invention has the following configuration.

(1)内部に磁性部材を配置しキャリアとトナーからなる現像剤を磁気的に保持する二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体よりトナーを移送してその表面にトナー薄層を担持する、内部に磁性部材を配置したトナー担持体とをハウジング内に少なくとも備え、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加して、静電潜像担持体表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成装置であって、前記トナー担持体および前記二成分現像剤担持体の近傍に浮遊する飛散トナーを回収する回収ローラを、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で且つ前記トナー担持体および前記二成分現像剤担持体に対向して配置し、前記トナー回収ローラ内部に前記二成分現像剤担持体の磁性部材と極性が異なる磁性部材を、前記二成分現像剤担持体の磁性部材に対向して配置し、前記トナー回収ローラと前記二成分現像剤担持体間の磁力が、前記トナー担持体と前記二成分現像剤担持体間の磁力より大きいことを特徴とする画像形成装置。
(2)内部に設けられた磁性部材の半径方向における前記トナー回収ローラ表面での磁力は、内部に設けられた磁性部材の半径方向における前記トナー担持体表面での磁力よりも大きいことを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。
(3)内部に設けられた磁性部材の半径方向における前記トナー回収ローラ表面での磁力は、内部に前記トナー回収ローラに対向して設けられた磁性部材の半径方向における前記二成分現像剤担持体表面での磁力よりも小さいことを特徴とする(1)または(2)に記載の画像形成装置。
(4)前記トナー回収ローラと前記二成分現像剤担持体間の磁力は、100〜160mTであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の画像形成装置。
(5)前記トナー回収ローラ表面の算術平均粗さRaは、前記トナー担持体表面の算術平均粗さRaより大きいことを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の画像形成装置。
(6)前記トナー回収ローラ表面の算術平均粗さRaは、0.505〜3.0μmであることを特徴とする(5)に記載の画像形成装置。
画像形成装置。
(7)前記トナー回収ローラに、前記飛散トナーを回収するためのバイアス電圧を印加するバイアス手段を設けたことを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の画像形成装置。
(8)前記静電潜像担持体の周速が180mm/sec以上であることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の画像形成装置。
(1) A two-component developer carrying member that has a magnetic member disposed therein and magnetically holds a developer composed of a carrier and toner, and a toner thin layer on the surface of the two-component developer carrying member by transferring toner from the two-component developer carrying member An electrostatic latent image carrier having at least a toner carrier having a magnetic member disposed in the housing and applying a developing bias to the toner carrier and / or the two-component developer carrier. An image forming apparatus for developing an electrostatic latent image formed on a surface, wherein the two-component development includes a collecting roller for collecting scattered toner floating in the vicinity of the toner carrier and the two-component developer carrier. The toner carrying member and the toner carrying member are disposed downstream of the closest position of the two-component developer carrying member in the rotational direction of the two-component developer carrying member and facing the toner carrying member and the two-component developer carrying member; Low A magnetic member having a polarity different from that of the magnetic member of the two-component developer carrier is disposed inside the magnetic member of the two-component developer carrier so as to be opposed to the toner collecting roller and the two-component developer carrier. The image forming apparatus is characterized in that the magnetic force is greater than the magnetic force between the toner carrier and the two-component developer carrier.
(2) The magnetic force on the surface of the toner collecting roller in the radial direction of the magnetic member provided inside is larger than the magnetic force on the surface of the toner carrier in the radial direction of the magnetic member provided inside. The image forming apparatus according to (1).
(3) The magnetic force on the surface of the toner collecting roller in the radial direction of the magnetic member provided inside is the two-component developer carrier in the radial direction of the magnetic member provided facing the toner collecting roller inside. The image forming apparatus according to (1) or (2), wherein the magnetic force is smaller than the magnetic force on the surface.
(4) The image forming apparatus according to any one of (1) to (3), wherein a magnetic force between the toner collecting roller and the two-component developer carrier is 100 to 160 mT.
(5) The image forming apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner collecting roller is larger than the arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner carrying member. .
(6) The image forming apparatus according to (5), wherein the arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner collecting roller is 0.505 to 3.0 μm.
Image forming apparatus.
(7) The image forming apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the toner collecting roller is provided with a bias unit that applies a bias voltage for collecting the scattered toner.
(8) The image forming apparatus according to any one of (1) to (7), wherein a peripheral speed of the electrostatic latent image carrier is 180 mm / sec or more.

本発明によれば、飛散トナーを回収するトナー回収ローラを二成分現像剤担持体とトナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で、且つ前記二成分現像剤担持体とハウジング壁の間に配置するので、飛散トナーを前記トナー回収ローラに付着させて捕集することができる。
また、前記トナー回収ローラ内部に前記二成分現像剤担持体の磁性部材と極性が異なる磁性部材を、前記二成分現像剤担持体の磁性部材に対向して配置するので、トナー回収ローラと二成分現像剤担持体間に形成される磁気ブラシにて、トナー回収ローラ上に付着した飛散トナーにストレスを与えることなく二成分現像剤収容部に戻すことができる。さらに、前記トナー回収ローラと前記二成分現像剤担持体間の磁力を前記トナー担持体と前記二成分現像剤担持体間の磁力より大きくするので、前記トナー回収ローラと前記二成分現像剤担持体間の磁気拘束力が強まり、これにより磁気ブラシ層が前記二成分現像剤担持体とハウジング壁との隙間を飛散していく飛散トナーの流れを防ぐと共に、飛散トナーを確実に捕集し、この捕集したトナーを磁気ブラシにて回収し、二成分現像剤収容部に戻すことができる。その結果、トナー飛散を抑制すると共に、トナーの劣化を抑制し、長期間安定した画像品質が得られる。
According to the present invention, the toner collecting roller that collects the scattered toner is disposed on the downstream side of the two-component developer carrying member in the rotational direction from the closest position between the two-component developer carrying member and the toner carrying member, and the two-component developing device. Since it is disposed between the agent carrier and the housing wall, the scattered toner can be collected by adhering to the toner collecting roller.
Also, a magnetic member having a polarity different from that of the magnetic member of the two-component developer carrying member is disposed inside the toner collecting roller so as to face the magnetic member of the two-component developer carrying member. The magnetic brush formed between the developer carrying members can be returned to the two-component developer container without applying stress to the scattered toner adhering to the toner collecting roller. Further, since the magnetic force between the toner collecting roller and the two-component developer carrier is larger than the magnetic force between the toner carrier and the two-component developer carrier, the toner collecting roller and the two-component developer carrier In this way, the magnetic binding force between the two-component developer carrying member and the housing wall is prevented from flowing, and the scattered toner is reliably collected. The collected toner can be collected with a magnetic brush and returned to the two-component developer container. As a result, toner scattering is suppressed and toner deterioration is suppressed, and stable image quality can be obtained for a long period of time.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係るタッチダウン現像方式の画像形成装置の概略構成を示す説明図である。図2は本発明の一実施形態に係る磁性部材の配置を説明するためのトナー回収ローラおよび現像剤担持体の説明図である。図3は図1の現像手段の一部を示す概略構成図である。図4は、図1に示す現像手段を用いたタンデム式カラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus of a touch-down development system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a toner collection roller and a developer carrier for explaining the arrangement of magnetic members according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a part of the developing means of FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of a tandem color image forming apparatus using the developing unit shown in FIG.

(画像形成装置)
本発明の画像形成装置は、磁性キャリア4とトナー5からなる二成分現像剤を用いて磁気ローラ1上に担持された二成分現像剤により現像ローラ2上にトナー薄層9を形成し、感光体3(静電潜像担持体)上に形成された静電潜像を現像する、所謂タッチダウン現像方式による画像形成装置である。図1に示すように、該画像形成装置は、前記感光体3を備え、この感光体3の周囲には帯電手段8、露光手段16、現像手段18、一次転写手段22、二次転写手段25、定着手段26およびクリーニング手段24等が配置されている。
(Image forming device)
The image forming apparatus of the present invention forms a toner thin layer 9 on the developing roller 2 by using the two-component developer carried on the magnetic roller 1 by using the two-component developer comprising the magnetic carrier 4 and the toner 5, and photosensitive. This is an image forming apparatus based on a so-called touch-down development system that develops an electrostatic latent image formed on a body 3 (electrostatic latent image carrier). As shown in FIG. 1, the image forming apparatus includes the photoreceptor 3, and around the photoreceptor 3, a charging unit 8, an exposing unit 16, a developing unit 18, a primary transfer unit 22, and a secondary transfer unit 25. The fixing unit 26, the cleaning unit 24, and the like are disposed.

前記画像形成装置による画像形成は以下のようにして行われる。即ち、前記感光体3の表面が帯電手段8により均一に帯電され、この帯電された表面を露光手段16により露光して静電潜像が形成される。得られた静電潜像には現像手段18からトナー5を付着させることによりトナー像として現像される。このトナー像は一次転写手段としての一次転写ローラ22によって、中間転写ベルト20上に感光体3から転写される。そして、複数色のトナー像を中間転写ベルト20上に重ねて転写した後、二次転写手段としての二次転写ローラ25により、給紙カセット27から二次転写位置に搬送された被転写体にトナー像を転写する。この被転写体は定着手段としての定着ローラ26に搬送されて、ここでトナー像が被転写体上に定着された後、例えば、排紙トレー(不図示)に排紙される。転写後に感光体3表面に残った未現像のトナーはクリーニング手段24により除去される。   Image formation by the image forming apparatus is performed as follows. That is, the surface of the photosensitive member 3 is uniformly charged by the charging unit 8, and the charged surface is exposed by the exposure unit 16 to form an electrostatic latent image. The obtained electrostatic latent image is developed as a toner image by attaching the toner 5 from the developing means 18. This toner image is transferred from the photoreceptor 3 onto the intermediate transfer belt 20 by a primary transfer roller 22 as a primary transfer unit. After the toner images of a plurality of colors are transferred on the intermediate transfer belt 20 in an overlapping manner, a secondary transfer roller 25 as a secondary transfer unit transfers the toner image to a transfer target conveyed from the paper feed cassette 27 to the secondary transfer position. Transfer the toner image. The transferred body is conveyed to a fixing roller 26 as a fixing unit, and after the toner image is fixed on the transferred body, it is discharged to, for example, a discharge tray (not shown). Undeveloped toner remaining on the surface of the photoreceptor 3 after the transfer is removed by the cleaning means 24.

感光体3としては、セレン、アモルファスシリコン等の無機感光体、導電性基体上に電荷発生剤、電荷輸送剤、結着樹脂等を含有する単層または積層の感光層が形成された有機感光体(OPC)等が挙げられる。帯電手段8としては、スコロトロン方式、帯電ローラ、帯電ブラシ等が挙げられる。露光手段16は、露光光としてLEDまたは半導体レーザー等が挙げられる。また、クリーニング手段24としては例えばドクターブレード式等が挙げられ、それぞれ公知のものを用いることができる。   Examples of the photoreceptor 3 include inorganic photoreceptors such as selenium and amorphous silicon, and organic photoreceptors in which a single-layer or multilayer photosensitive layer containing a charge generating agent, a charge transport agent, a binder resin, and the like is formed on a conductive substrate. (OPC) and the like. Examples of the charging unit 8 include a scorotron system, a charging roller, and a charging brush. As for the exposure means 16, LED or a semiconductor laser is mentioned as exposure light. Moreover, as the cleaning means 24, for example, a doctor blade type or the like can be used, and known ones can be used.

現像手段18は、図2および図3に示すように、内部のローラ軸R1に複数の磁性部材M1,M11が固定して配設され、該磁性部材M1,M11の外周部を回転するスリーブ状の磁気ローラ1(二成分現像剤担持体)と、内部のローラ軸R2に前記磁気ローラ1とは異極の磁性部材M2が固定して配設され、該磁性部材M2の外周部を回転するスリーブ状の現像ローラ2(トナー担持体)と、前記磁気ローラ1と前記現像ローラ2の互いに異なる磁極の磁力により磁界が形成され、この磁界により磁気ローラ1上に形成された磁気ブラシ6の高さを一定に保つための規制ブレード7と、飛散トナーを回収するためのトナー回収ローラ14(以下、回収ローラともいう。)とから構成されている。さらに、磁気ローラ1に印加する交流(AC)バイアス電源11aおよび直流(DC:Vdc1)バイアス電源11bと、現像ローラ2に印加する交流(AC)バイアス電源12aおよび直流(DC:Vdc2)バイアス電源12bとを備えている。また、トナー回収ローラ14へ直流(DC:Vdc3)バイアスを印加する電源13を備えてもよい。そして、これらバイアス電源11a,11b,12a,12bおよび13を制御する制御手段(不図示)を備えている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the developing means 18 has a sleeve-like shape in which a plurality of magnetic members M1 and M11 are fixed to an inner roller shaft R1, and the outer peripheral portions of the magnetic members M1 and M11 are rotated. The magnetic member M2 (two-component developer carrier) and a magnetic member M2 having a different polarity from the magnetic roller 1 are fixed to the inner roller shaft R2, and the outer periphery of the magnetic member M2 is rotated. A magnetic field is formed by the magnetic force of the different magnetic poles of the sleeve-like developing roller 2 (toner carrier) and the magnetic roller 1 and the developing roller 2, and the magnetic brush 6 formed on the magnetic roller 1 by this magnetic field The control blade 7 is configured to maintain a constant thickness and a toner recovery roller 14 (hereinafter also referred to as a recovery roller) for recovering scattered toner. Further, an alternating current (AC) bias power supply 11a and a direct current (DC: Vdc1) bias power supply 11b applied to the magnetic roller 1, and an alternating current (AC) bias power supply 12a and a direct current (DC: Vdc2) bias power supply 12b applied to the developing roller 2 are used. And. Further, a power source 13 that applies a direct current (DC: Vdc3) bias to the toner recovery roller 14 may be provided. Control means (not shown) for controlling these bias power supplies 11a, 11b, 12a, 12b and 13 is provided.

また、本発明の画像形成装置は、トナー5が収納されたトナーコンテナ(不図示)と、該トナーコンテナから二成分現像剤を収容する二成分現像剤収容部45に供給されたトナー5を、キャリア4とともに攪拌し帯電させる攪拌スクリュー40と攪拌スクリュー44を有し、仕切板42の両端部で連通し、その一端側を通って攪拌スクリュー40から攪拌スクリュー44に供給された二成分現像剤を磁気ローラ1へ供給し、攪拌スクリュー44は前記一端とは他端側から攪拌スクリュー40側へと二成分現像剤を循環してなる、磁気ローラ1、現像ローラ2、攪拌スクリュー40および攪拌スクリュー44が収納されたハウジング46とを備えている。   The image forming apparatus of the present invention also includes a toner container (not shown) in which the toner 5 is stored and the toner 5 supplied from the toner container to the two-component developer storage unit 45 that stores the two-component developer. The two-component developer supplied to the stirring screw 44 from the stirring screw 40 through both ends of the partition plate 42 is communicated at both ends of the partition plate 42 and stirred with the carrier 4 to be charged. Supplied to the magnetic roller 1, the stirring screw 44 circulates the two-component developer from the other end side to the stirring screw 40 side, and the magnetic roller 1, the developing roller 2, the stirring screw 40, and the stirring screw 44. And a housing 46 in which is stored.

なお、本発明の画像形成装置は、図4に示すように、4つの感光体3A,3B,3C,3Dが中間転写ベルト20上に配列されたタンデム式(間接転写タンデム方式)のカラー画像形成装置に好適に用いることができる。そこでは、上記した現像手段18を用いて、マゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各トナーをそれぞれ収容した現像装置18A,18B,18C,18Dにより前記感光体3A,3B,3C,3D上の静電潜像が可視像化されトナー像がそれぞれ形成される。そして中間転写ベルト20の表面に、前記感光体3A,3B,3C,3D上に可視像化されたトナー像が、上流側の感光体3Aから順に転写される。この中間転写ベルト20上に転写されたフルカラー画像は、給紙カセット27から搬送されてきた被転写体に二次転写ローラ25により転写され、次いで定着ローラ26で定着された後、この被転写体が排出される。   As shown in FIG. 4, the image forming apparatus of the present invention forms a tandem (indirect transfer tandem system) color image in which four photoconductors 3A, 3B, 3C, and 3D are arranged on the intermediate transfer belt 20. It can use suitably for an apparatus. In this case, using the developing means 18 described above, the developing devices 18A, 18B, 18C, and 18D respectively containing magenta, cyan, yellow, and black toners electrostatically charge the photosensitive members 3A, 3B, 3C, and 3D. The latent image is visualized and a toner image is formed. The toner images visualized on the photoreceptors 3A, 3B, 3C, 3D are sequentially transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 20 from the upstream photoreceptor 3A. The full-color image transferred onto the intermediate transfer belt 20 is transferred by the secondary transfer roller 25 to the transfer target conveyed from the paper feed cassette 27 and then fixed by the fixing roller 26. Is discharged.

ここで、前記飛散トナーは、その発生源として、主として磁気ローラ1上の二成分現像剤が二成分現像剤収容部45に回収される際、磁気ブラシ6が圧縮されることにより、磁気ブラシ6間の空気が二成分現像剤収容部45に入りこめずにはね返されるため、二成分現像剤回収部45から空気と共にトナー5も噴出し発生する。タッチダウン現像方式では、磁気ローラ1が現像ローラ2との最近接位置付近で、現像ローラ2上にトナー5を供給してトナー薄層9を形成すると共に、静電潜像の現像に寄与しなかった現像ローラ2上の未現像トナーを引き剥がして回収しており、この未現像トナーはキャリア4との付着性が小さく(トナー薄層形成時の二成分現像剤中のトナーとキャリアの付着力に比べて)、またタッチダウン現像方式では二成分現像剤中のトナー濃度を通常の二成分現像方式に比べ高く保っているため、二成分現像剤の流動性が低く、磁気ブラシ6間の空気が二成分現像剤収容部45により入り込みにくい構成となっているので、トナー飛散が発生しやすい。そして、飛散トナーは各種の画像不良、動作不良等を引き起こし、特に現像ローラ2の表面に付着し、引き剥がし不良によるゴースト現象が発生しやすくなり、良好な画像形成を妨げる要因のひとつとなっていた。   Here, as the generation source of the scattered toner, when the two-component developer on the magnetic roller 1 is mainly collected in the two-component developer container 45, the magnetic brush 6 is compressed, so that the magnetic brush 6 Since the air in between is repelled without entering the two-component developer accommodating portion 45, the toner 5 is also ejected from the two-component developer collecting portion 45 together with the air. In the touchdown development method, the magnetic roller 1 supplies toner 5 on the developing roller 2 near the position closest to the developing roller 2 to form a thin toner layer 9 and contributes to the development of the electrostatic latent image. The undeveloped toner on the developing roller 2 that has not been removed is peeled off and collected. The undeveloped toner has low adhesion to the carrier 4 (the toner and carrier in the two-component developer when the toner thin layer is formed). In addition, since the toner concentration in the two-component developer is kept higher than that in the normal two-component development method in the touch-down development method, the fluidity of the two-component developer is low, and the magnetic brush 6 Since air is less likely to enter the two-component developer accommodating portion 45, toner scattering is likely to occur. The scattered toner causes various image defects, operation defects, and the like, and particularly adheres to the surface of the developing roller 2 and is likely to cause a ghost phenomenon due to a peeling defect, which is one of the factors that hinder good image formation. It was.

(トナー回収ローラ)
本発明に係るトナー回収ローラ14は、前記飛散トナーを捕集し、それを磁気ローラ1に戻すためのものであり、図1に示すように、感光体3、現像ローラ2、磁気ローラ1、および攪拌スクリュー40、44の配置構成において、前記磁気ローラ1と前記現像ローラ2の最近接位置よりも前記磁気ローラ1の回転方向下流側で、且つ前記磁気ローラ1とハウジング46壁との隙間を塞ぐようにして磁気ローラ1に対向して配設される。回収ローラ14を前記配置とすることにより、磁気ローラ1の下部側の隙間を通して図1中の矢印方向Aに移動して、前記画像形成装置内に飛散していく飛散トナーの流れを防ぐと共に、回収ローラ14表面に飛散トナーを付着させ、捕集することができる。
(Toner recovery roller)
The toner collecting roller 14 according to the present invention is for collecting the scattered toner and returning it to the magnetic roller 1. As shown in FIG. 1, the photosensitive member 3, the developing roller 2, the magnetic roller 1, In the arrangement configuration of the agitating screws 40 and 44, a gap between the magnetic roller 1 and the wall of the housing 46 is provided on the downstream side in the rotation direction of the magnetic roller 1 with respect to the closest position of the magnetic roller 1 and the developing roller 2. The magnetic roller 1 is disposed so as to be closed. By disposing the collection roller 14 in the above-described manner, the toner flow moves in the direction indicated by the arrow A in FIG. 1 through the gap on the lower side of the magnetic roller 1 and prevents the flow of scattered toner scattered in the image forming apparatus. The scattered toner can be attached to the surface of the collection roller 14 and collected.

前記回収ローラ14の周方向に回転し、その回転方向は、磁気ローラ1の回転方向とは、その対向位置で互いに同一の方向である。そして、前記回収ローラ14の周速は、10〜100mm/secがよく、好ましくは20〜70mm/secである。前記回収ローラ14の周速が10mm/sec未満であると、回転数が少なく飛散トナーの回収量が好ましくない。また、100mm/secを超えると飛散トナーの回収性が低下すると共に、磁気ブラシ6による付着トナーの剥離の際に再び飛散してしまうおそれがあるので好ましくない。更に、前記磁気ローラ1上に担持されている磁気ブラシ6からキャリア4を引いてしまうおそれがあるので好ましくない。
前記回収ローラ14が、上記範囲内で回転することにより飛散トナーを回収ローラ14表面に付着させ捕集することができると共に、回収ローラ14の表面に付着したトナーは、回収ローラ14と磁気ローラ1間に形成された磁気ブラシ6と接触してストレスを与えられることなく剥離され、磁気ローラ1側に戻すことができる。更に前記トナー回収ローラ側へのキャリア引きを防止することが出来る。
The collection roller 14 rotates in the circumferential direction, and the rotation direction is the same as the rotation direction of the magnetic roller 1 at the opposite position. And the peripheral speed of the said collection | recovery roller 14 has good 10-100 mm / sec, Preferably it is 20-70 mm / sec. When the circumferential speed of the collecting roller 14 is less than 10 mm / sec, the number of rotations is small and the amount of scattered toner collected is not preferable. On the other hand, if it exceeds 100 mm / sec, the collectability of the scattered toner is lowered, and it may be scattered again at the time of peeling of the adhered toner by the magnetic brush 6, which is not preferable. Furthermore, the carrier 4 may be pulled from the magnetic brush 6 carried on the magnetic roller 1, which is not preferable.
When the collecting roller 14 rotates within the above range, the scattered toner can adhere to and collect on the surface of the collecting roller 14, and the toner adhering to the surface of the collecting roller 14 is collected by the collecting roller 14 and the magnetic roller 1. It contacts with the magnetic brush 6 formed therebetween and is peeled off without being stressed, and can be returned to the magnetic roller 1 side. Further, it is possible to prevent the carrier from being pulled toward the toner collecting roller.

前記トナー回収ローラは、内部に前記磁気ローラ1の磁性部材M1と極性が異なる磁性部材M3を、前記磁気ローラ1の磁性部材M1に対向して配置している。こうすることによりトナー回収ローラ14と磁気ローラ1間に磁気ブラシ6が形成され、この磁気ブラシ6にて、トナー回収ローラ14上に付着した飛散トナーをストレスを与えることなく前記磁気ローラ1に戻すことができる。   In the toner collecting roller, a magnetic member M3 having a polarity different from that of the magnetic member M1 of the magnetic roller 1 is disposed inside the toner collecting roller so as to face the magnetic member M1 of the magnetic roller 1. As a result, a magnetic brush 6 is formed between the toner collecting roller 14 and the magnetic roller 1, and the scattered toner adhering on the toner collecting roller 14 is returned to the magnetic roller 1 without applying stress by the magnetic brush 6. be able to.

さらに、前記トナー回収ローラ14と前記磁気ローラ1間の磁力は、前記現像ローラ2と前記磁気ローラ1間の磁力より大きくする。その理由は以下に示すとおりである。前記現像ローラ2と前記磁気ローラ1はその対向面においてカウンター回転であり、前記トナー回収ローラ14と前記磁気ローラ1はその対向面においてトレール回転となるように構成されている。すなわち、例えば前記現像ローラ2と前記トナー回収ローラ14の周速が同じで、表面粗さ等の表面状態が同じであるとすると、前記磁気ローラ1上に担持される前記磁気ブラシ6による各々の表面に付着しているトナー5の回収は前記現像ローラ2の方が容易であり、たとえ前記トナー回収ローラ14が停止していたとしても同じである。また、前記トナー回収ローラ14は飛散トナーの回収性を高めるために、算術表面粗さRaが前記現像ローラ2より高く構成されている。従って、前記磁気ローラ1上に担持される前記磁気ブラシ6による各々の表面に付着しているトナー5の回収は前記現像ローラ2の方が容易であり、前記トナー回収ローラ14からのトナー5の引き剥がしは困難となる。従って、前記トナー回収ローラ14と前記磁気ローラ1間の磁力を、前記現像ローラ2と前記磁気ローラ1間の磁力より大きくすることにより、前記トナー回収ローラ14と前記磁気ローラ1間の磁気拘束力が強まり、これにより磁気ブラシ6層が前記磁気ローラ1とハウジング46壁との隙間を飛散していく飛散トナーの流れ(図1に示す矢印A方向)を防ぐと共に、飛散トナーを確実に捕集し、この捕集したトナーを磁気ブラシ6にて回収し、二成分現像剤収容部45に戻すことができる。   Further, the magnetic force between the toner collecting roller 14 and the magnetic roller 1 is made larger than the magnetic force between the developing roller 2 and the magnetic roller 1. The reason is as follows. The developing roller 2 and the magnetic roller 1 are counter-rotated on their facing surfaces, and the toner recovery roller 14 and the magnetic roller 1 are configured to be trail-rotated on their facing surfaces. That is, for example, assuming that the developing roller 2 and the toner collection roller 14 have the same peripheral speed and the same surface condition such as surface roughness, each of the magnetic brushes 6 carried on the magnetic roller 1 is used. The developing roller 2 is easier to collect the toner 5 adhering to the surface, even if the toner collecting roller 14 is stopped. Further, the toner collection roller 14 is configured to have an arithmetic surface roughness Ra higher than that of the developing roller 2 in order to improve the recovery of scattered toner. Accordingly, the developing roller 2 is easier to collect the toner 5 adhering to each surface by the magnetic brush 6 carried on the magnetic roller 1, and the toner 5 from the toner collecting roller 14 is collected. Peeling becomes difficult. Accordingly, by making the magnetic force between the toner collecting roller 14 and the magnetic roller 1 larger than the magnetic force between the developing roller 2 and the magnetic roller 1, the magnetic binding force between the toner collecting roller 14 and the magnetic roller 1 is increased. This prevents the flow of scattered toner (in the direction of arrow A shown in FIG. 1) in which the magnetic brush 6 layer scatters through the gap between the magnetic roller 1 and the housing 46 wall, and reliably collects the scattered toner. The collected toner can be collected by the magnetic brush 6 and returned to the two-component developer container 45.

前記トナー回収ローラ14と前記磁気ローラ1間の磁力は、好ましくは100〜160mTとするのがよい。キャリアの飽和磁化が小さい場合に、100mT未満の場合はトナーの掻き取り効果が弱くなる恐れがあり、160mTを超えるとキャリア引きが発生する恐れがある。一方、キャリアの飽和磁化が大きい場合、160mTより大きい場合は現像剤ブリッジが強固になり、トナー劣化を促進するおそれがある。   The magnetic force between the toner collecting roller 14 and the magnetic roller 1 is preferably 100 to 160 mT. When the saturation magnetization of the carrier is small, if it is less than 100 mT, the toner scraping effect may be weakened, and if it exceeds 160 mT, carrier pulling may occur. On the other hand, when the saturation magnetization of the carrier is large, when the carrier magnetization is larger than 160 mT, the developer bridge becomes strong and there is a risk of promoting toner deterioration.

前記回収ローラ14の磁性部材M3の磁力は、前記現像ローラ2のS極M2の磁力よりも大きくするのがよい。これにより、前記トナー回収ローラ14と前記磁気ローラ1間の磁力を、前記現像ローラ2と前記磁気ローラ1間の磁力より大きくすることができる。また、前記回収ローラ14の磁性部材M3の磁力は、前記磁気ローラ1の引き込み極M1の磁力よりも小さくするのがよい。これにより、多くのキャリア4を磁気ローラ1側に引き込み、それに伴って回収ローラ14上のトナー5が磁気ローラ1に効率よく回収されると共に、磁気ローラ1上のキャリア4が回収ローラ14側に取られることもない。
前記回収ローラ14に配置される磁性部材M3の半径方向における回収ローラ14表面上での磁力(表面磁束密度)は30〜70mT、好ましくは40〜60mTである。このとき、現像ローラ2の磁性部材M2の半径方向における現像ローラ2表面上での磁力(表面磁束密度)は、前記回収ローラ14の磁性部材M3よりも小さく、且つ前記磁気ローラ1の主極M11より小さく、20〜60mT、好ましくは30〜50mTである。また、磁気ローラ1の主極M11は70〜100mT、好ましくは80〜100mTである。そして、引き込み極M1の半径方向における磁気ローラ1表面上での磁力(表面磁束密度)は、前記回収ローラ14の磁性部材M3よりも大きく、且つ前記磁気ローラ1の主極M11より小さく、60〜90mT、好ましくは70〜90mTである。
The magnetic force of the magnetic member M3 of the collecting roller 14 is preferably larger than the magnetic force of the south pole M2 of the developing roller 2. Thereby, the magnetic force between the toner collecting roller 14 and the magnetic roller 1 can be made larger than the magnetic force between the developing roller 2 and the magnetic roller 1. The magnetic force of the magnetic member M3 of the recovery roller 14 is preferably smaller than the magnetic force of the pulling pole M1 of the magnetic roller 1. As a result, a large number of carriers 4 are drawn to the magnetic roller 1 side, and accordingly, the toner 5 on the collecting roller 14 is efficiently collected by the magnetic roller 1 and the carrier 4 on the magnetic roller 1 is moved to the collecting roller 14 side. It is never taken.
The magnetic force (surface magnetic flux density) on the surface of the collection roller 14 in the radial direction of the magnetic member M3 disposed on the collection roller 14 is 30 to 70 mT, preferably 40 to 60 mT. At this time, the magnetic force (surface magnetic flux density) on the surface of the developing roller 2 in the radial direction of the magnetic member M2 of the developing roller 2 is smaller than the magnetic member M3 of the collecting roller 14, and the main pole M11 of the magnetic roller 1 It is smaller, 20-60 mT, preferably 30-50 mT. The main pole M11 of the magnetic roller 1 is 70 to 100 mT, preferably 80 to 100 mT. The magnetic force (surface magnetic flux density) on the surface of the magnetic roller 1 in the radial direction of the drawing pole M1 is larger than the magnetic member M3 of the recovery roller 14 and smaller than the main pole M11 of the magnetic roller 1, 90 mT, preferably 70 to 90 mT.

前記トナー回収ローラ14は、図2に示すように、内部に磁性部材M3が配設され、該磁性部材M3の外周部を回転するスリーブからなる。前記磁性部材M3は、前記回収ローラ14内のローラ軸R3に設けられ、周方向の所定の角度で回転不能に固定して支持されている。回収ローラ14の磁性部材M3の位置は、磁気ローラ1の中心と回収ローラ14の中心を結んだ線Cに対し、回収ローラ14の回転方向の上流側に配置するのがよい。図2に示すように、その角度αは1〜6°、好ましくは5°程度上流側に配置する。一方、磁気ローラ1の引き込み極M1は前記中心を結んだ線Cに対して磁気ローラ1の回転方向の上流側に配置するのがよく、図2に示すように、その角度βは1〜6°、好ましくは5°程度上流側に配置する。角度αが1°未満であるとキャリアが回収ローラに引き付けられてしまう場合があり好ましくない。また、角度αが6°を超えると、回収ローラ上のトナーを磁気ローラ側へ戻す力が弱過ぎ、トナーを回収できない場合があり好ましくない。このとき、回収ローラ14の磁性部材M3と磁気ローラ1の引き込み極M1とは、それぞれの半径方向先端部の極性が互いに異なるように対向して配置する。例えば図2に示す例では、回収ローラ14の前記磁性部材M3はN極であり、磁気ローラ1の引き込み極M1はS極である。   As shown in FIG. 2, the toner collecting roller 14 includes a sleeve in which a magnetic member M3 is disposed and rotates on the outer periphery of the magnetic member M3. The magnetic member M3 is provided on a roller shaft R3 in the collecting roller 14, and is fixed and supported at a predetermined angle in the circumferential direction so as not to rotate. The position of the magnetic member M3 of the collecting roller 14 is preferably arranged on the upstream side in the rotation direction of the collecting roller 14 with respect to the line C connecting the center of the magnetic roller 1 and the center of the collecting roller 14. As shown in FIG. 2, the angle α is 1 to 6 °, preferably about 5 ° upstream. On the other hand, the drawing pole M1 of the magnetic roller 1 is preferably arranged on the upstream side in the rotation direction of the magnetic roller 1 with respect to the line C connecting the centers, and as shown in FIG. °, preferably about 5 ° upstream. If the angle α is less than 1 °, the carrier may be attracted to the collecting roller, which is not preferable. If the angle α exceeds 6 °, the force to return the toner on the collecting roller to the magnetic roller side is too weak, and the toner may not be collected. At this time, the magnetic member M3 of the collection roller 14 and the lead-in pole M1 of the magnetic roller 1 are arranged to face each other so that the polarities of the respective distal ends in the radial direction are different from each other. For example, in the example shown in FIG. 2, the magnetic member M3 of the collection roller 14 has an N pole, and the drawing pole M1 of the magnetic roller 1 has an S pole.

回収ローラ14に磁性部材M3を配置して磁気ローラ1の磁極M1との位置関係を上記のように設定することで、磁気ローラ1の引き込み極M1(S極)に対向して磁極の異なった回収ローラ14磁極M3(N極)が存在することになるので、回収ローラ14と磁気ローラ1が最近接する位置よりも上流側で、磁気ローラ1と回収ローラ14との間に磁界が形成され、磁気ブラシ6の層ができる。そして、この磁気ブラシ6は回収ローラ14と磁気ローラ1間で、前記α=β=0の時の場合に比べて、磁気ローラ1回転方向下流側に傾いて形成されるので、回収ローラ14上の付着トナーは前記磁気ブラシ6により機械的な力で剥がされた後、磁気ローラ1の回転方向下流側に搬送されやすくなる。その結果、回収トナーが滞留することなく、効率的に磁気ローラ1側に回収される。さらに、回収ローラ14と磁気ローラ1間に磁気ブラシ6の層ができることで、磁気ローラ1の前記攪拌スクリュー44側から現像ローラ2側へと飛散する飛散トナーの行き場を塞ぐ効果も果たし、この飛散トナーも同時に捕集して磁気ローラ1側に戻すことができる。
また、前記回収ローラ14と磁気ローラ1とがその対向位置で周方向の回転を互いに同一の方向にしたことで、回収トナーに加えられるストレスが低減し、回収されるトナーの劣化を防止できる。
By arranging the magnetic member M3 on the recovery roller 14 and setting the positional relationship with the magnetic pole M1 of the magnetic roller 1 as described above, the magnetic poles differ from each other in opposition to the drawing pole M1 (S pole) of the magnetic roller 1. Since the recovery roller 14 magnetic pole M3 (N pole) exists, a magnetic field is formed between the magnetic roller 1 and the recovery roller 14 on the upstream side of the position where the recovery roller 14 and the magnetic roller 1 are closest to each other. A layer of magnetic brush 6 is formed. The magnetic brush 6 is formed between the collection roller 14 and the magnetic roller 1 so as to be inclined to the downstream side in the rotation direction of the magnetic roller 1 as compared with the case where α = β = 0. After the toner is peeled off by the magnetic brush 6 with a mechanical force, the toner is easily conveyed downstream in the rotation direction of the magnetic roller 1. As a result, the collected toner is efficiently collected on the magnetic roller 1 side without stagnation. Further, since the magnetic brush 6 layer is formed between the collecting roller 14 and the magnetic roller 1, the magnetic roller 1 also has an effect of blocking the location of the scattered toner scattered from the stirring screw 44 side to the developing roller 2 side. The toner can also be collected at the same time and returned to the magnetic roller 1 side.
In addition, since the recovery roller 14 and the magnetic roller 1 are rotated in the same direction in the circumferential direction at the opposed positions, the stress applied to the recovered toner is reduced, and deterioration of the recovered toner can be prevented.

前記トナー回収ローラ14は、その表面の算術平均粗さRaが前記現像ローラ2より大きく、且つ0.505〜3.0μm、好ましくは0.75〜2.0μmである。前記トナー回収ローラ14表面の算術平均粗さRaが前記現像ローラ2より小さいと、飛散トナーの捕集力が現像ローラ2より小さくなるので、飛散トナーが現像ローラ2に捕集され回収ローラ14での捕集が悪くなる。また、前記トナー回収ローラ14表面の算術平均粗さRaが0.505μmより小さいと、飛散トナーの回収力および保持力が十分ではなく、3.0μmより大きくなると、磁気ブラシ6への回収性が不十分となり、トナー回収ローラ14上に回収トナーが蓄積してしまう。なお、現像ローラ2表面の算術平均粗さRaは0.5〜1.0μmが好ましい。   The toner recovery roller 14 has an arithmetic average roughness Ra on the surface larger than that of the developing roller 2 and is 0.505 to 3.0 μm, preferably 0.75 to 2.0 μm. If the arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner collecting roller 14 is smaller than the developing roller 2, the scattered toner collecting force is smaller than that of the developing roller 2, so that the scattered toner is collected by the developing roller 2 and collected by the collecting roller 14. The collection becomes worse. Further, when the arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner collecting roller 14 is smaller than 0.505 μm, the collecting power and holding power of the scattered toner are not sufficient, and when it is larger than 3.0 μm, the recoverability to the magnetic brush 6 is improved. Insufficient toner is collected on the toner collecting roller 14. The arithmetic average roughness Ra on the surface of the developing roller 2 is preferably 0.5 to 1.0 μm.

また、前記トナー回収ローラ14表面の算術平均粗さRaは現像ローラ2表面の算術平均粗さRaに対して1.01〜3.0倍であるのが好ましい。前記トナー回収ローラ14表面の算術平均粗さRaが前記範囲内であれば、トナーとの付着力を強め、飛散したトナーの捕集能力が高まる。   Further, the arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner collecting roller 14 is preferably 1.01 to 3.0 times the arithmetic average roughness Ra of the surface of the developing roller 2. If the arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner collecting roller 14 is within the above range, the adhesion with the toner is strengthened, and the scattered toner collecting ability is enhanced.

前記回収ローラ14の回転スリーブの材質は、アルミニウム、ステンレススチール等の金属を用いることができる。飛散トナーの付着性の観点から比表面積が大きいアルマイト処理をしたアルミニウム、または/更に静電的な付着性の観点からはフッ素系樹脂等で表面を被覆していることが好ましい(トナーの帯電特性が正帯電性の場合)。また、前記磁性部材M3としては、磁力を発生する材料であれば特に限定されるものでないが、好ましくは磁石であるのがよく、例えば加工が容易なラバーマグネットなどが好適である。   The material of the rotating sleeve of the collecting roller 14 can be a metal such as aluminum or stainless steel. It is preferable that the surface is coated with anodized aluminum having a large specific surface area from the viewpoint of adhesion of scattered toner, and / or fluorine resin from the viewpoint of electrostatic adhesion (toner charging characteristics). Is positively charged). The magnetic member M3 is not particularly limited as long as it is a material that generates a magnetic force, but is preferably a magnet, for example, a rubber magnet that can be easily processed.

前記トナー回収ローラ14は、前記飛散トナーを捕集するために、直流バイアス電圧(DC:Vdc3)を印加するバイアス手段が設けてもよい。該バイアス手段により、使用するトナーの帯電極性に応じて前記トナー回収ローラに印加するバイアス電圧Vdc3が、前記磁気ローラ1に印加する直流バイアス電圧Vdc1より低いか、または高い電圧で印加される。例えば、トナー5に正帯電トナーを用いた場合、前記直流バイアス電圧Vdc3は、回収ローラ14の電位を磁気ローラ1の電位よりも低くなるように印加する。これにより、磁気ローラ1近傍の正帯電した飛散トナーは磁気ローラ1より電位の低い回収ローラ14に静電気的に引かれ、該回収ローラ14の表面に付着し、捕集される。逆に、負帯電トナーを用いた場合は、回収ローラ14の電位が高くなるよう前記電圧を印加すればよい。   The toner collecting roller 14 may be provided with bias means for applying a direct current bias voltage (DC: Vdc3) in order to collect the scattered toner. The bias means applies a bias voltage Vdc3 applied to the toner recovery roller at a voltage lower or higher than the DC bias voltage Vdc1 applied to the magnetic roller 1 according to the charging polarity of the toner to be used. For example, when a positively charged toner is used as the toner 5, the DC bias voltage Vdc 3 is applied so that the potential of the collection roller 14 is lower than the potential of the magnetic roller 1. As a result, the positively charged scattered toner in the vicinity of the magnetic roller 1 is electrostatically attracted to the collection roller 14 having a lower potential than the magnetic roller 1, adheres to the surface of the collection roller 14, and is collected. Conversely, when negatively charged toner is used, the voltage may be applied so that the potential of the collection roller 14 is increased.

(現像方法)
図3に本発明にかかる現像手段の一部を模式的に示す。以下に、現像方法について説明する。
磁気ローラ1に内包されている固定マグネットで磁気的に拘束されているキャリア4(磁性体粒子)と、その表面と帯電保持しているトナー5とからなる磁気ブラシ6が、磁気ローラ1表面を回動し現像ローラ2へ搬送される。磁気ローラ1の表面はブラスト処理や溝加工を施したものを用いることで磁気ブラシ6の搬送をよりスムーズに行える。
(Development method)
FIG. 3 schematically shows a part of the developing means according to the present invention. The developing method will be described below.
A magnetic brush 6 comprising a carrier 4 (magnetic particles) that is magnetically constrained by a fixed magnet contained in the magnetic roller 1 and a toner 5 that is charged and held on the surface of the carrier 4 is attached to the surface of the magnetic roller 1. It is rotated and conveyed to the developing roller 2. The surface of the magnetic roller 1 can be conveyed more smoothly by using a blasted or grooved surface.

図3に示すように、現像ローラ2には直流電圧(DC:Vdc2)12bに交流電圧(AC)12aを重畳させた現像バイアス電圧12が印加され、磁気ローラ1には直流電圧(DC:Vdc1)11bに交流電圧(AC)11aを重畳させた現像バイアス電圧11が印加される。そして、磁気ローラ1上には前記磁気ブラシ6が形成され、磁気ローラ1上の磁気ブラシ6は規制ブレード7によって層規制されて、磁気ローラ1と現像ローラ2との間の電位差によって、搬送された磁気ブラシ6の帯電しているトナー5のみが現像ローラ2に移動しトナー層9を形成する。そして、現像ローラ2上のトナー層9によって感光体3上の静電潜像が現像される。なお、前記直流電圧Vdcは、面積中心電圧であり、DUTY比を変化させた際変化する。本発明において、DUTY比は矩形波の交流電圧1周期分において、正極性側に印加される継続時間T1、負極性側に印加される継続時間T2とするとDUTY比(%)=[T1/(T1+T2)]×100で表される。このとき正極性側性に立ち上がる波形と負極性側に立ち上がる波形の面積が互いに等しくなる電圧を面積中心電圧と言う。必要に応じて直流電圧を重畳してもよく、直流電圧を重畳した場合はVdc=直流電圧+免疫中心電圧となる。交流を印加しない場合のVdcは単なる直流電圧である。   As shown in FIG. 3, a developing bias voltage 12 in which an alternating voltage (AC) 12a is superimposed on a direct current voltage (DC: Vdc2) 12b is applied to the developing roller 2, and a direct current voltage (DC: Vdc1) is applied to the magnetic roller 1. ) 11b is applied with a developing bias voltage 11 in which an alternating voltage (AC) 11a is superimposed. The magnetic brush 6 is formed on the magnetic roller 1. The magnetic brush 6 on the magnetic roller 1 is layer-regulated by a regulating blade 7 and conveyed by the potential difference between the magnetic roller 1 and the developing roller 2. Only the charged toner 5 of the magnetic brush 6 moves to the developing roller 2 to form a toner layer 9. Then, the electrostatic latent image on the photoreceptor 3 is developed by the toner layer 9 on the developing roller 2. The DC voltage Vdc is an area center voltage, and changes when the DUTY ratio is changed. In the present invention, the DUTY ratio is a duration T1 applied to the positive polarity side and a duration T2 applied to the negative polarity side in one cycle of the rectangular wave AC voltage, and the DUTY ratio (%) = [T1 / ( T1 + T2)] × 100. At this time, a voltage where the areas of the waveform rising to the positive polarity side and the waveform rising to the negative polarity side are equal to each other is called an area center voltage. A DC voltage may be superimposed as necessary, and when a DC voltage is superimposed, Vdc = DC voltage + immunocenter voltage. Vdc when no AC is applied is simply a DC voltage.

感光体3上の前記静電潜像は、感光体3の表面に帯電手段8により+250〜800Vに帯電したところへ、露光手段16を用いて形成することができる。OPC感光体を用いると、全露光で+70〜220Vが得られ、アモルファスシリコン感光体では10〜50Vの露光後電位が得られる。露光には、半導体レーザーおよびLEDのどちらも用いることができる。   The electrostatic latent image on the photoreceptor 3 can be formed using the exposure means 16 on the surface of the photoreceptor 3 charged to +250 to 800 V by the charging means 8. When an OPC photoconductor is used, +70 to 220 V is obtained in all exposures, and an amorphous silicon photoconductor provides a post-exposure potential of 10 to 50 V. For the exposure, either a semiconductor laser or an LED can be used.

上述のようにして現像が行われた後、残留トナー層を有する現像ローラ2はその対向位置において現像剤層を有する磁気ローラ1と最接近し、この対向位置で磁気ブラシ6による機械的な力によって、現像ローラ2上のトナー層9が掻き取られる。それと同時に、磁気ローラ1と現像ローラ2との間に形成される電位差(つまり、電界)に応じて磁気ローラ1上の現像剤層からトナー5が現像ローラ2側に供給されることになる。   After the development is performed as described above, the developing roller 2 having the residual toner layer comes closest to the magnetic roller 1 having the developer layer at the facing position, and the mechanical force by the magnetic brush 6 at the facing position. As a result, the toner layer 9 on the developing roller 2 is scraped off. At the same time, the toner 5 is supplied from the developer layer on the magnetic roller 1 to the developing roller 2 side according to a potential difference (that is, an electric field) formed between the magnetic roller 1 and the developing roller 2.

現像時、バイアス条件は、磁気ローラ1に+300〜500Vを、現像ローラ2に+100Vを印加するのがよい。薄層形成の電位差としては、200〜400Vが適正でトナー5の帯電量とのバランスで調整すればよい。フィードバック制御等を用いることで、トナー薄層9の層厚をある程度一定にすることが可能である。   At the time of development, it is preferable to apply a bias condition of +300 to 500 V to the magnetic roller 1 and +100 V to the developing roller 2. The potential difference for forming the thin layer is appropriately 200 to 400 V, and may be adjusted according to the balance with the charge amount of the toner 5. By using feedback control or the like, the layer thickness of the toner thin layer 9 can be made constant to some extent.

トナー回収ローラ14にバイアス電圧を印加するバイアス電源13を用いる場合、例えばプラス帯電したトナー5を用いた場合には、回収ローラの印加電圧は、磁気ローラ1の電位より低く、且つその電位差が+50〜150Vであるのがよい。この範囲であれば、前記磁気ローラ1近傍の正帯電した飛散トナーを回収ローラ14に静電的に吸引し、付着させることができると共に、該付着した飛散トナーを磁気ブラシ6により容易に剥がして磁気ローラ1に戻すことができる。   When the bias power supply 13 for applying a bias voltage to the toner collecting roller 14 is used, for example, when the positively charged toner 5 is used, the voltage applied to the collecting roller is lower than the potential of the magnetic roller 1 and the potential difference is +50. It should be ~ 150V. Within this range, the positively charged scattered toner in the vicinity of the magnetic roller 1 can be electrostatically attracted and adhered to the collecting roller 14, and the adhered scattered toner can be easily peeled off by the magnetic brush 6. It can be returned to the magnetic roller 1.

交流条件は、磁気ローラ1に現像ローラ2と同周期で逆位相のVP-P(ピーク交流バイアス)=0.1〜2.0kV、周波数=2〜4kHz、DUTY比=60〜80%を、現像ローラ2にはVP-P=1.0〜2.0kV、周波数=2〜4kHz、DUTY比=20〜40%が好ましい。VP-Pを高めると薄層形成がより瞬時に行われるが、反面耐リーク性が弱くなりノイズの発生原因になる。これらの点については、磁気ローラ1や現像ローラ2の表面にアルマイト処理等で絶縁性を高めることはマージンが広がるので好ましい。周波数については、トナー5の帯電量で調整すればよい。 The AC conditions are as follows: V PP (peak AC bias) = 0.1-2.0 kV, frequency = 2-4 kHz, DUTY ratio = 60-80% in the same period and opposite phase as the developing roller 2 in the magnetic roller 1 For the roller 2, V PP = 1.0 to 2.0 kV, frequency = 2 to 4 kHz, and DUTY ratio = 20 to 40% are preferable. When V PP is increased, a thin layer is formed more instantaneously, but on the other hand, the leak resistance is weakened and noise is generated. With respect to these points, it is preferable to increase the insulation by anodizing the surface of the magnetic roller 1 or the developing roller 2 because the margin is widened. The frequency may be adjusted by the charge amount of the toner 5.

トナー5は、プラスおよびマイナスに帯電したトナーのいずれも用いることができる。好ましくはプラス帯電を用いる。その体積平均粒子径は4.0〜7.5μmであるのがよい。4.0μm未満では非静電的な付着力の影響が大きくなり現像性、回収性が低下し、7.5μmより大きいと画質の滑らかさなど高画質な画像が得られにくい。また、トナー5の帯電量は6〜30μC/g程度が好ましい。これよりも低い帯電量では、磁気ブラシ6からトナー5が舞って周辺を汚してしまい、またこれよりも高いと薄層形成が弱くなる。
トナー体積平均粒子径はマルチサイザーIII(ベックマン・コールター社製)を用い、アパチャー径100μm(測定範囲2.0〜60μm)で測定することができる。
また、トナー帯電量は、QMメータ(TREK社製、MODEL 210HS)で測定することができる。
As the toner 5, any of positively and negatively charged toners can be used. Preferably, positive charging is used. The volume average particle diameter is preferably 4.0 to 7.5 μm. If the thickness is less than 4.0 μm, the influence of non-electrostatic adhesion increases, and developability and recoverability deteriorate. If the thickness is greater than 7.5 μm, it is difficult to obtain a high-quality image such as smooth image quality. The charge amount of the toner 5 is preferably about 6 to 30 μC / g. If the charge amount is lower than this, the toner 5 will fly from the magnetic brush 6 and stain the periphery, and if it is higher than this, the thin layer formation will be weakened.
The toner volume average particle diameter can be measured using Multisizer III (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) with an aperture diameter of 100 μm (measurement range: 2.0 to 60 μm).
The toner charge amount can be measured with a QM meter (manufactured by TREK, MODEL 210HS).

キャリア4は、公知のものを用いることができるが、好ましくはフェライトのコアを用いて表面に樹脂のコーティングを施したものを用いるのがよい。また、キャリア粒径(重量平均粒径)は30〜60μmのものを用いるのが好ましい。30μm未満であると磁力による保持力が弱まるため、現像ローラ2、回収ローラ14へキャリア4が移行してしまうキャリア飛び等が発生し、60μmを超えると、磁気ブラシの密さが適度でなく、またトナー薄層の形成が滑らかではなく、比表面積が小さいためトナーの回収性も低下する。さらにキャリア4の飽和磁化は35〜90emu/gのものが好ましい。飽和磁化が35emu/gより低いと顕著にキャリア4飛びが悪くなり、90emu/gより高いと磁気ブラシ6が疎になり均一な薄層形成が出来なくなる。
キャリア4の飽和磁化は、TOEI社製「VSM−P7」を用いて、磁場79.6kA/m(1kOe)で測定することが出来る。
As the carrier 4, a known carrier can be used. Preferably, a carrier whose surface is coated with a resin using a ferrite core is preferably used. The carrier particle size (weight average particle size) is preferably 30 to 60 μm. If it is less than 30 μm, the holding force due to the magnetic force is weakened, so that carrier jumping or the like that causes the carrier 4 to move to the developing roller 2 and the collection roller 14 occurs. Further, the toner thin layer is not smoothly formed and the specific surface area is small, so that the toner recoverability is also lowered. Further, the saturation magnetization of the carrier 4 is preferably 35 to 90 emu / g. When the saturation magnetization is lower than 35 emu / g, the carrier 4 jumps remarkably, and when it is higher than 90 emu / g, the magnetic brush 6 becomes sparse and a uniform thin layer cannot be formed.
The saturation magnetization of the carrier 4 can be measured at a magnetic field of 79.6 kA / m (1 kOe) using “VSM-P7” manufactured by TOEI.

磁気ローラ1と現像ローラ2のギャップは200〜600μm、好ましくは300〜400μmである。ギャップは薄層形成を瞬時に行うために最も効果的な因子である。その幅が広いとその効率が低下し、現像ゴースト等の問題が生じる。また狭いとブレードギャップを通過する磁気ブラシ6がギャップを通過できずにトナー薄層9を乱してしまう等の問題が生じる。
また、磁気ローラ1とトナー回収ローラ14のギャップは、磁気ブラシ6が回収ローラ14に接触する程度の間隔であり、磁気ローラ1と現像ローラ2のギャップと同じか、より小さくするのがよく、150〜500μm、好ましくは200〜300μmである。
The gap between the magnetic roller 1 and the developing roller 2 is 200 to 600 μm, preferably 300 to 400 μm. The gap is the most effective factor for instantly forming a thin layer. If the width is wide, the efficiency is lowered, and problems such as development ghosts occur. On the other hand, if it is narrow, the magnetic brush 6 that passes through the blade gap cannot pass through the gap and the toner thin layer 9 is disturbed.
In addition, the gap between the magnetic roller 1 and the toner collection roller 14 is such that the magnetic brush 6 comes into contact with the collection roller 14 and should be the same as or smaller than the gap between the magnetic roller 1 and the development roller 2. It is 150-500 micrometers, Preferably it is 200-300 micrometers.

磁気ローラ1と回収ローラ14間との距離を磁気ローラ1と現像ローラ2の間の距離以下とすることで磁気ローラ1周辺から発生する飛散トナーが現像ローラ2側へ飛散していくのを防止することが可能となる。なお、磁気ローラ1と回収ローラ14とのギャップを狭めると、リークが発生するので、このリークを抑えるために回収ローラ14の表面にアルマイト処理等で絶縁性を高め、抵抗を持たせることが必要となる。その場合、回収ローラ14表面の電気抵抗率は、107〜1012Ω・mであるのがよい。 By setting the distance between the magnetic roller 1 and the collection roller 14 to be equal to or less than the distance between the magnetic roller 1 and the developing roller 2, scattering toner generated from the periphery of the magnetic roller 1 is prevented from scattering to the developing roller 2 side. It becomes possible to do. Note that if the gap between the magnetic roller 1 and the collection roller 14 is narrowed, a leak occurs. Therefore, in order to suppress this leak, it is necessary to increase the insulation and provide resistance to the surface of the collection roller 14 by anodizing. It becomes. In that case, the electrical resistivity of the surface of the collection roller 14 is preferably 10 7 to 10 12 Ω · m.

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited only to a following example.

[実施例1]
以下に示す仕様により、図1に示す本発明の画像形成装置を作製した。感光体3、現像ローラ2、磁気ローラ1および回収ローラ14の各スリーブの径は、それぞれ30mm、20mm、25mmおよび10mmで、それぞれアルミニウムを使用した。
また、各ドラムの周速は下記の通りである。
感光体3:300mm/sec
現像ローラ2:450mm/sec
磁気ローラ1:675mm/sec
回収ローラ14:30mm/sec
[Example 1]
The image forming apparatus of the present invention shown in FIG. 1 was produced according to the following specifications. The diameters of the sleeves of the photosensitive member 3, the developing roller 2, the magnetic roller 1, and the collecting roller 14 were 30 mm, 20 mm, 25 mm, and 10 mm, respectively, and aluminum was used.
The peripheral speed of each drum is as follows.
Photoconductor 3: 300 mm / sec
Developing roller 2: 450 mm / sec
Magnetic roller 1: 675mm / sec
Collection roller 14: 30 mm / sec

回収ローラ14に磁性部材を配置する場合については、回収ローラ14の磁極位置をα=5°、磁気ローラ1の引き込み極M1の位置をβ=5°になるよう配置した。そして、各磁性部材の半径方向における各ローラ表面での磁力は下記に示すとおりである。
現像ローラ2のS極M2:40mT
磁気ローラ1の主極M11(N極):90mT
磁気ローラ1の引き込み極M1(S極):80mT
回収ローラ14のN極M3:55mT
When the magnetic member is disposed on the collection roller 14, the magnetic pole position of the collection roller 14 is arranged to be α = 5 °, and the position of the drawing pole M1 of the magnetic roller 1 is arranged to be β = 5 °. And the magnetic force in each roller surface in the radial direction of each magnetic member is as showing below.
S pole M2 of developing roller 2: 40 mT
Main pole M11 (N pole) of magnetic roller 1: 90 mT
Pull-in pole M1 (S pole) of the magnetic roller 1: 80 mT
N pole M3 of recovery roller 14: 55 mT

トナー回収ローラ14表面および現像ローラ2表面の算術平均粗さRaは、表1に示すように組合せ、実施例1〜6、比較例1〜4とした。
なお、磁力測定は、テスラメータGX-100(日本電磁測器(株)社製)を用いて、回収ローラ14および磁気ローラ1の表面上の磁力を測定した。
また、表面粗さRaの測定は、SURFCOM1500DX(東京精密(株)社製)を用いて、以下の条件にて行った。算出規格:JIS-1994規格、測定種別:粗さ測定、測定長さ:4.0mm、カットオフ波長:0.8mm、測定速度:0.3mm/s、評価長さ:4.0mm。
The arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner collecting roller 14 and the surface of the developing roller 2 is combined as shown in Table 1, and Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 are used.
In addition, magnetic force measurement measured the magnetic force on the surface of the collection | recovery roller 14 and the magnetic roller 1 using Teslameter GX-100 (made by Nippon Electromagnetic Instrument Co., Ltd.).
Moreover, the measurement of surface roughness Ra was performed on condition of the following using SURFCOM 1500DX (made by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). Calculation standard: JIS-1994 standard, measurement type: roughness measurement, measurement length: 4.0 mm, cutoff wavelength: 0.8 mm, measurement speed: 0.3 mm / s, evaluation length: 4.0 mm.

上記で作製した画像形成装置を用いて下記に示す作像時の条件により、画像形成を実施した。
感光体表面電位:+310V
現像剤中のトナーのQ/m:18μC/g
トナー粒径(体積平均粒子径):6.5μm
キャリア粒径(重量平均粒子径):50μm
磁気ローラと現像ローラ間距離:350μm
磁気ローラと回収ローラ間距離:250μm
現像ローラ印加電圧:Vdc2=100V、VP-P=1.6kV,周波数f=2.7kHz、Duty比=27%
磁気ローラ印加電圧:Vdc1=300V、現像ローラと同周期で逆位相のVP-P=300V,周波数f=2.7kHz、Duty比=73%
回収ローラ印加電圧:Vdc3=200V
Using the image forming apparatus prepared above, image formation was performed under the following conditions for image formation.
Photoconductor surface potential: + 310V
Q / m of toner in developer: 18 μC / g
Toner particle size (volume average particle size): 6.5 μm
Carrier particle size (weight average particle size): 50 μm
Distance between magnetic roller and developing roller: 350 μm
Distance between magnetic roller and collection roller: 250 μm
Developing roller applied voltage: Vdc2 = 100 V, V PP = 1.6 kV, frequency f = 2.7 kHz, Duty ratio = 27%
Magnetic roller applied voltage: Vdc1 = 300 V, V PP = 300 V in the same period and opposite phase as the developing roller, frequency f = 2.7 kHz, Duty ratio = 73%
Recovery roller applied voltage: Vdc3 = 200V

[実施例2〜7、比較例1、2]
回収ローラ14のマグネットM3および表面粗さRa,並びに現像ローラ2の表面粗さRaを、表1に示すような組合せとした以外は、実施例1と同様にして実施例2〜7、比較例1,2の画像形成装置を作製した。
[Examples 2 to 7, Comparative Examples 1 and 2]
Examples 2 to 7 and Comparative Example were the same as Example 1 except that the magnet M3 and the surface roughness Ra of the collection roller 14 and the surface roughness Ra of the developing roller 2 were combined as shown in Table 1. 1 and 2 image forming apparatuses were produced.

(評価)
評価は、上記で作製した画像形成装置を用いて、捕集した飛散トナーの回収ローラ14による二成分現像剤収容部45への回収性およびトナー飛散を評価対象とし、以下に示すような評価方法および評価基準により行った。
回収ローラ14上に付着した飛散トナーの磁気ブラシ6による二成分現像剤収容部45への回収性については、キャリア4とトナー5からなる二成分現像剤におけるトナー濃度を略7%とし、印字濃度6%の原稿出力を50枚連続で出力後、回収ローラ14上のトナー付着量M(mg/cm2)を測定し、以下の基準により評価した。
なお、回収ローラ14上の回収トナーの付着量および後述する飛散トナーの部材47への付着量は、QMメータ MODEL 210PS(TREK社製)を用いて測定した。
◎:M≦0.01
○:0.01<M≦0.05
△:0.05<M≦0.1
×:0.1<M
トナー飛散は、図1に示した部材47(ハウジングと同じABS樹脂製)を現像装置18から脱着可能に改造し、印字率6%の原稿を1000枚出力した時の、部材47の内壁部に付着した単位面積あたりのトナー量を測定し、以下の基準により評価した。
◎:0.05mg/cm2未満
○:0.05〜0.1mg/cm2未満
△:0.1〜0.15mg/cm2未満
×:0.15mg/cm2以上

Figure 2008185736
(Evaluation)
The evaluation is performed using the image forming apparatus manufactured as described above, and the collection property of the collected scattered toner to the two-component developer container 45 by the collection roller 14 and the toner scattering are evaluated. And performed according to evaluation criteria.
Regarding the recoverability of the scattered toner adhering on the recovery roller 14 to the two-component developer accommodating portion 45 by the magnetic brush 6, the toner concentration in the two-component developer composed of the carrier 4 and the toner 5 is approximately 7%, and the print density After 50% of 6% original output was output continuously, the toner adhesion amount M (mg / cm 2 ) on the collecting roller 14 was measured and evaluated according to the following criteria.
The amount of collected toner adhering on the collecting roller 14 and the amount of scattered toner adhering to the member 47 described later were measured using a QM meter MODEL 210PS (manufactured by TREK).
A: M ≦ 0.01
○: 0.01 <M ≦ 0.05
Δ: 0.05 <M ≦ 0.1
×: 0.1 <M
Toner scattering occurs on the inner wall portion of the member 47 when the member 47 (made of the same ABS resin as the housing) shown in FIG. 1 is modified to be detachable from the developing device 18 and 1000 originals with a printing rate of 6% are output. The amount of toner adhered per unit area was measured and evaluated according to the following criteria.
◎: less than 0.05mg / cm 2 ○: 0.05~0.1mg / cm less than 2 △: 0.1~0.15mg / cm 2 less than ×: 0.15mg / cm 2 or more
Figure 2008185736

表1に示すように、本発明の範囲内の実施例1〜7では、磁気ブラシ6による回収ローラ14上のトナー5の二成分現像剤収容部45への回収性は良好であり、更に飛散トナーの回収性は良好であり、トナー飛散も抑制された。
これに対して、回収ローラ14と磁気ローラ1間の磁力が現像ローラ2と磁気ローラ1間の磁力より小さい比較例1では、磁気ブラシ6による回収ローラ14上のトナー5の二成分現像剤収容部45への回収性は実施例1〜7に比べ良好ではなく、トナー飛散の発生も顕著であり、更に磁性部材M3を設置しない比較例2では、磁気ブラシによる回収ローラ14上のトナー5の回収性は不良であり、回収ローラ14による飛散トナーの回収性も不良となった。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 7 within the scope of the present invention, the recoverability of the toner 5 on the recovery roller 14 to the two-component developer accommodating portion 45 by the magnetic brush 6 is good, and the scattering is further performed. The toner recoverability was good and toner scattering was also suppressed.
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the magnetic force between the collecting roller 14 and the magnetic roller 1 is smaller than the magnetic force between the developing roller 2 and the magnetic roller 1, the two-component developer containing the toner 5 on the collecting roller 14 by the magnetic brush 6 is accommodated. The recoverability to the portion 45 is not as good as in Examples 1 to 7, and the occurrence of toner scattering is remarkable. Further, in Comparative Example 2 where the magnetic member M3 is not installed, the toner 5 on the recovery roller 14 by the magnetic brush is removed. The collection performance was poor, and the collection performance of the scattered toner by the collection roller 14 was also poor.

本発明の一実施形態に係るタッチダウン現像方式の画像形成装置の概略構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus of a touchdown development system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る磁性部材の配置を説明するためのトナー回収ローラおよび二成分現像剤担持体の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a toner collection roller and a two-component developer carrier for explaining the arrangement of magnetic members according to an embodiment of the present invention. 図1の現像手段の一部を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a part of developing means of FIG. 図1に示す現像手段を用いたタンデム式カラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a tandem color image forming apparatus using the developing unit illustrated in FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

1 二成分現像剤担持体(磁気ローラ)
2 トナー担持体(現像ローラ)
3 静電潜像担持体(感光体)
4 キャリア
5 トナー
6 磁気ブラシ
7 規制ブレード
8 帯電手段
9 トナー薄層
11a 交流電源
11b 直流電源
12a 交流電源
12b 直流電源
13 直流電源
14 トナー回収ローラ
16 露光手段
22 一次転写手段
24 クリーニング手段
25 二次転写手段
26 定着手段
1 Two-component developer carrier (magnetic roller)
2 Toner carrier (developing roller)
3 Electrostatic latent image carrier (photoreceptor)
4 Carrier 5 Toner 6 Magnetic Brush 7 Regulating Blade 8 Charging Means 9 Toner Thin Layer 11a AC Power Supply 11b DC Power Supply 12a AC Power Supply 12b DC Power Supply 13 DC Power Supply 14 Toner Collection Roller 16 Exposure Means 22 Primary Transfer Means 24 Cleaning Means 25 Secondary Transfer Means 26 Fixing means

Claims (8)

内部に磁性部材を配置しキャリアとトナーからなる現像剤を磁気的に保持する二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体よりトナーを移送してその表面にトナー薄層を担持する、内部に磁性部材を配置したトナー担持体とをハウジング内に少なくとも備え、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加して、静電潜像担持体表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成装置であって、
前記トナー担持体および前記二成分現像剤担持体の近傍に浮遊する飛散トナーを回収する回収ローラを、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で且つ前記トナー担持体および前記二成分現像剤担持体に対向して配置し、
前記トナー回収ローラ内部に前記二成分現像剤担持体の磁性部材と極性が異なる磁性部材を、前記二成分現像剤担持体の磁性部材に対向して配置し、
前記トナー回収ローラと前記二成分現像剤担持体間の磁力が、前記トナー担持体と前記二成分現像剤担持体間の磁力より大きいことを特徴とする画像形成装置。
A two-component developer carrying member that magnetically holds a developer composed of a carrier and toner by arranging a magnetic member inside, and a toner thin layer on the surface of the two-component developer carrying member by transferring toner from the two-component developer carrying member And at least a toner carrier having a magnetic member disposed therein, and a developing bias is applied to the toner carrier and / or the two-component developer carrier to form on the surface of the electrostatic latent image carrier. An image forming apparatus for developing the electrostatic latent image formed,
A collecting roller that collects the scattered toner floating in the vicinity of the toner carrier and the two-component developer carrier is arranged so that the two-component developer carrier is closer than the closest position between the two-component developer carrier and the toner carrier. Arranged downstream of the rotation direction of the body and facing the toner carrier and the two-component developer carrier,
A magnetic member having a polarity different from that of the magnetic member of the two-component developer carrier is disposed inside the toner collecting roller so as to face the magnetic member of the two-component developer carrier,
An image forming apparatus, wherein a magnetic force between the toner collecting roller and the two-component developer carrier is larger than a magnetic force between the toner carrier and the two-component developer carrier.
内部に設けられた磁性部材の半径方向における前記トナー回収ローラ表面での磁力は、内部に設けられた磁性部材の半径方向における前記トナー担持体表面での磁力よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The magnetic force on the surface of the toner collecting roller in the radial direction of the magnetic member provided inside is larger than the magnetic force on the surface of the toner carrying member in the radial direction of the magnetic member provided inside. The image forming apparatus according to 1. 内部に設けられた磁性部材の半径方向における前記トナー回収ローラ表面での磁力は、内部に前記トナー回収ローラに対向して設けられた磁性部材の半径方向における前記二成分現像剤担持体表面での磁力よりも小さいことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   The magnetic force on the surface of the toner collecting roller in the radial direction of the magnetic member provided inside is the surface of the two-component developer carrier in the radial direction of the magnetic member provided facing the toner collecting roller inside. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is smaller than a magnetic force. 前記トナー回収ローラと前記二成分現像剤担持体間の磁力は、100〜160mTであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein a magnetic force between the toner collecting roller and the two-component developer carrier is 100 to 160 mT. 前記トナー回収ローラ表面の算術平均粗さRaは、前記トナー担持体表面の算術平均粗さRaより大きいことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。   5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner collecting roller is larger than an arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner carrying member. 前記トナー回収ローラ表面の算術平均粗さRaは、0.505〜3.0μmであることを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
画像形成装置。
6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein an arithmetic average roughness Ra of the surface of the toner collecting roller is 0.505 to 3.0 [mu] m.
Image forming apparatus.
前記トナー回収ローラに、前記飛散トナーを回収するためのバイアス電圧を印加するバイアス手段を設けたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein a bias unit that applies a bias voltage for collecting the scattered toner is provided on the toner collecting roller. 前記静電潜像担持体の周速が180mm/sec以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein a peripheral speed of the electrostatic latent image carrier is 180 mm / sec or more.
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