JP2008122794A - Developing device, process unit, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】トナー担持ローラ16Mの表面の帯電に起因する画質劣化を抑えることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】所定方向に繰り返し並ぶ複数のA相電極17A及びB相電極17Bの対を具備するトナー担持ローラ16Mの回転する表面に担持したMトナーを、A相電極17A、B相電極17Bにそれぞれパルス電圧が印加されることで形成された電界によってトナー担持ローラ16M表面上でホッピングさせながら、図示しない感光ベルトに担持される潜像に付着させて潜像を現像する画像形成装置において、トナー担持ローラ16Mの表面をローラ回転方向における所定位置で除電する除電手段を設けた。この除電手段は、トナー担持ローラ16M上に供給されたトナーのローラ表面上における担持量を規制する規制部材28M、これに除電バイアスを印加する除電電源26M等からなる。
【選択図】図2An image forming apparatus capable of suppressing deterioration in image quality due to charging of a surface of a toner carrying roller 16M.
M toner carried on a rotating surface of a toner carrying roller 16M having a pair of a plurality of A phase electrodes 17A and B phase electrodes 17B repeatedly arranged in a predetermined direction is applied to an A phase electrode 17A and a B phase electrode 17B. In an image forming apparatus that develops a latent image by adhering to a latent image carried on a photosensitive belt (not shown) while hopping on the surface of the toner carrying roller 16M by an electric field formed by applying a pulse voltage, respectively. A neutralizing unit was provided for neutralizing the surface of the carrying roller 16M at a predetermined position in the roller rotation direction. This neutralizing means includes a regulating member 28M that regulates the amount of toner supplied on the toner carrying roller 16M on the roller surface, a neutralizing power source 26M that applies a neutralizing bias to the regulating member 28M, and the like.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、トナー担持体の無端移動する表面上でホッピングさせたトナーによって潜像担持体上の潜像を現像する現像装置、並びにこれを用いるプロセスユニット及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device for developing a latent image on a latent image carrier with toner hopped on an endlessly moving surface of a toner carrier, and a process unit and an image forming apparatus using the same.
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置として、現像ローラや磁性キャリアに吸着させたトナーを現像に用いるのではなく、トナー担持体の表面上でホッピングさせたトナーを現像に用いるものが知られている。 Conventionally, as a developing device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, etc., toner that has been hopped on the surface of a toner carrier is not used for development but toner that is adsorbed on a developing roller or a magnetic carrier. Is used for development.
例えば、特許文献1に記載の現像装置は、周方向に所定のピッチで配設された複数の電極を具備する筒状のトナー担持体を有している。これら電極は、互いに隣り合う2つの電極からなる電極対が繰り返し配設されたものである。それぞれの電極対における2つの電極の間には交番電界が形成される。すると、電極対における一方の電極の上に位置していたトナーが浮上して他方の電極の上に着地したり、他方の電極の上から浮上して一方の電極の上に着地したりする。そして、このようにしてホッピングを繰り返しながら、筒状のトナー担持体の回転駆動に伴う表面移動よって現像領域まで搬送される。現像領域では、潜像担持体上の潜像の近傍まで浮上したトナーが、トナー担持体の電極に向けて下降することなく、潜像による電界に引かれて潜像に付着する。かかる構成では、現像ローラや磁性キャリアなどに吸着しているトナーではなく、ホッピングによって吸着力を発揮していないトナーを現像に用いる。これにより、従来の1成分現像方式や二成分現像方式では実現が望めなかったほどの低電位現像を実現することができる。例えば、周囲の非画像部との電位差が僅か数十[V]である静電潜像にトナーを選択的に付着させることも可能である。 For example, the developing device described in Patent Document 1 includes a cylindrical toner carrier including a plurality of electrodes arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction. These electrodes are formed by repeatedly arranging electrode pairs composed of two adjacent electrodes. An alternating electric field is formed between the two electrodes in each electrode pair. Then, the toner located on one electrode in the electrode pair floats and landes on the other electrode, or floats on the other electrode and landes on one electrode. Then, while repeating the hopping in this manner, the toner is conveyed to the developing region by the surface movement accompanying the rotational driving of the cylindrical toner carrier. In the developing region, the toner that has floated to the vicinity of the latent image on the latent image carrier is attracted to the electric field by the latent image and does not descend toward the electrode of the toner carrier, and adheres to the latent image. In such a configuration, not the toner adsorbed on the developing roller or the magnetic carrier but the toner that does not exhibit the adsorbing force by hopping is used for the development. As a result, it is possible to realize low-potential development that cannot be realized by the conventional one-component development method or two-component development method. For example, toner can be selectively attached to an electrostatic latent image having a potential difference of only a few tens [V] with respect to surrounding non-image portions.
しかしながら、かかる構成においては、トナー担持体の表面層の帯電に起因する画質劣化を引き起こし易いことが本発明者らの実験によって判明した。具体的には、上述した複数の電極がトナー担持体の表面で剥き出しになっていると、電極に接触したトナーの電荷が電極にリークして、トナーのホッピングが行われなくなってしまう。このため、トナー担持体として、電極の上に表面層を被覆したものを用いて、トナーから電極への電荷のリークを阻止するのが一般的である。ところが、かかる構成のトナー担持体では、ホッピングするトナーとの摺擦に伴う表面層の帯電により、潜像担持体とトナー担持体との間の電位差が変動して、現像濃度ムラや地汚れによる画質劣化を引き起こし易くなることが本発明者らの実験によって判明した。更に、トナー担持体の表面層に対し、トナー供給ローラなどといった高電圧が印加される部材を対向させる構成を採用していると、その高電圧によって表面層に電荷を誘起させてしまうことによっても、潜像担持体とトナー担持体との間の電位差を変動させることがわかった。 However, it has been found through experiments by the present inventors that such a configuration tends to cause image quality deterioration due to charging of the surface layer of the toner carrier. Specifically, when the plurality of electrodes described above are exposed on the surface of the toner carrier, the charge of the toner in contact with the electrodes leaks to the electrodes, and toner hopping is not performed. For this reason, it is common to use a toner carrier having an electrode coated with a surface layer to prevent charge leakage from the toner to the electrode. However, in the toner carrier having such a configuration, the potential difference between the latent image carrier and the toner carrier varies due to charging of the surface layer accompanying the rubbing with the toner to be hopped. It has been found by experiments by the present inventors that image quality is likely to be deteriorated. Furthermore, if a configuration in which a member to which a high voltage is applied, such as a toner supply roller, is opposed to the surface layer of the toner carrying member, a charge is induced in the surface layer by the high voltage. It was found that the potential difference between the latent image carrier and the toner carrier was varied.
なお、トナー担持体の表面上でホッピングさせたトナーによって現像を行う現像装置としては、既に説明した特許文献1に記載のものの他、特許文献2に記載のものが知られている。この現像装置は、絶縁性の支持板の上に所定のピッチで配設された複数の電極を具備するトナー担持体としてのトナー搬送基板を有している。これら電極は、互いに連続して並んでいる3個以上の電極からなる電極組が繰り返し配設されたものである。3個以上の電極からなる電極組におけるそれぞれの電極に対しては、互いに位相ズレしたパルス電圧が印加される。これにより、搬送基板上には、トナーをホッピングさせながら基板の一端側から他端側に向けて順次移動させていく進行電界が形成される。そして、搬送基板の表面上のトナーは、ある電極の上からこれに隣り合う電極の上に向けてのホッピングを、基板の一端側から他端側に向かう方向で繰り返して行うことで、搬送基板と感光体等の潜像担持体とが所定の間隙を介して対向している現像領域に搬送される。かかる構成においても、表面層の帯電に起因する同様の問題が生じ得る。
As a developing device that performs development with toner hopped on the surface of the toner carrier, a device described in
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー担持体の表面の帯電に起因する画質劣化を抑えることができる現像装置、並びにこれを用いるプロセスユニット及び画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a developing device capable of suppressing image quality deterioration caused by charging of the surface of the toner carrier, and a process unit and an image using the developing device. A forming apparatus is provided.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、所定方向に並ぶ複数の電極を具備するトナー担持体の無端移動する表面に担持したトナーを、それら複数の電極に電圧が印加されることで形成された電界によって該表面上でホッピングさせながら、潜像担持体に担持される潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置において、上記トナー担持体の表面を該トナー担持体の無端移動方向における所定位置で除電する除電手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記トナー担持体の表面に対向する対向部材と、該対向部材に電圧を印加する電圧印加手段とを有するものを、上記除電手段として用いたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の現像装置において、上記対向部材として、トナー供給手段によって上記トナー担持体の表面に供給されたトナーの該表面上における担持量を規制する規制部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2の現像装置において、上記対向部材として、上記トナー担持体の表面上のトナーを自らの表面に転移させて回収する回収部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項2の現像装置において、上記トナー担持体の無端移動する表面と、現像装置筺体との間を塞ぐシール部材を、上記対向部材として用いたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項2乃至5の何れかの現像装置において、上記トナー担持体の表面にトナーを供給するトナー供給部材として、弾性材料からなる弾性層を該表面に接触させながら回転させて、該弾性層に担持しているトナーを該表面に供給するトナー供給ローラを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項2乃至5の何れかの現像装置において、上記トナー担持体の表面にトナーを供給するトナー供給部材として、回転軸部材の周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシローラ部を該表面に接触させながら回転させて、該ブラシローラ部内に捕捉しているトナーを該表面に供給するトナー供給ブラシローラを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項2乃至7の何れかの現像装置において、上記トナー担持体の表面電位を検知する表面電位検知手段と、該表面電位検知手段による検知結果に基づいて上記電圧印加手段による印加電圧の値を決定する電圧決定手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項2乃至7の何れかの現像装置において、上記トナー担持体上のトナーの帯電量を推定する帯電量推定手段と、該帯電量推定手段による推定結果と上記複数の電極に印加される電圧とに基づいて上記電圧印加手段による印加電圧の値を決定する電圧決定手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項9の現像装置において、上記トナー担持体の表面上における単位面積あたりのトナー担持量を検知するトナー担持量検知手段を設け、上記推定結果及び電圧に加えて、該トナー担持量検知手段による検知結果にも基づいて上記印加電圧の値を決定させるように、上記電圧決定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項2乃至10の何れかの現像装置において、上記電圧印加手段として、上記対向部材に直流電圧を印加するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項2乃至10の何れかの現像装置において、上記電圧印加手段として、上記対向部材に交流直流重畳電圧を印加するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、少なくとも、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを共通の保持体に保持させて、1つのユニットとして画像形成装置本体に着脱可能にしたプロセスユニットにおいて、上記現像手段として、請求項1乃至12の何れかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、上記現像手段として、請求項1乃至12の何れかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項14の画像形成装置において、上記現像装置を複数設け、これら現像装置によって上記潜像担持体に対して重ね合わせ現像を行わせるようにしたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a voltage is applied to the plurality of electrodes, the toner carried on the endlessly moving surface of the toner carrier having a plurality of electrodes arranged in a predetermined direction. In the developing device for developing the latent image by causing it to adhere to the latent image carried on the latent image carrier while being hopped on the surface by the electric field formed in Step 1, the surface of the toner carrier is made to adhere to the surface of the toner carrier. The present invention is characterized in that a charge eliminating means for eliminating charges at a predetermined position in the endless moving direction is provided.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the first aspect, comprising: a counter member that faces the surface of the toner carrier; and a voltage applying unit that applies a voltage to the counter member. It is characterized by being used as.
According to a third aspect of the present invention, in the developing device of the second aspect, as the opposing member, a regulating member that regulates the amount of toner supplied on the surface of the toner carrier by the toner supply means on the surface. It is characterized by being used.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device of the second aspect, a recovery member that transfers and collects toner on the surface of the toner carrier onto the surface of the toner carrier is used as the counter member. To do.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the second aspect, wherein a seal member that closes a space between the endlessly moving surface of the toner carrier and the developing device housing is used as the facing member. To do.
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to any of the second to fifth aspects, an elastic layer made of an elastic material is brought into contact with the surface as a toner supply member that supplies toner to the surface of the toner carrier. And a toner supply roller that is rotated while supplying toner carried on the elastic layer to the surface.
According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the second to fifth aspects, the toner supply member that supplies toner to the surface of the toner carrier is erected on the peripheral surface of the rotating shaft member. The present invention is characterized in that a toner supply brush roller is used which rotates a brush roller portion made of a plurality of raised brushes in contact with the surface and supplies toner trapped in the brush roller portion to the surface. .
According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the second to seventh aspects, the surface potential detecting means for detecting the surface potential of the toner carrier, and the detection result by the surface potential detecting means. Voltage determining means for determining the value of the voltage applied by the voltage applying means is provided.
According to a ninth aspect of the present invention, in the developing device according to any of the second to seventh aspects, the charge amount estimating means for estimating the charge amount of the toner on the toner carrier, and the estimation result by the charge amount estimating means, Voltage determining means for determining the value of the voltage applied by the voltage applying means based on the voltages applied to the plurality of electrodes is provided.
According to a tenth aspect of the present invention, in the developing device according to the ninth aspect, a toner carrying amount detecting means for detecting a toner carrying amount per unit area on the surface of the toner carrying member is provided, in addition to the estimation result and the voltage. Thus, the voltage determining means is configured to determine the value of the applied voltage based on the detection result of the toner carrying amount detecting means.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the second to tenth aspects, the voltage applying unit applies a DC voltage to the facing member.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the second to tenth aspects of the present invention, the voltage applying unit applies an AC / DC superimposed voltage to the facing member. is there.
According to a thirteenth aspect of the present invention, at least a latent image carrier that bears a latent image and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier are held by a common holder, so that one unit is provided. In the process unit which is detachably attached to the image forming apparatus main body, the developing device according to any one of claims 1 to 12 is used as the developing means.
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus having a latent image carrier for carrying a latent image and a developing means for developing the latent image on the latent image carrier. The developing device is characterized in that any one of the developing devices 1 to 12 is used.
The invention of claim 15 is characterized in that, in the image forming apparatus of claim 14, a plurality of the developing devices are provided, and the latent image carrier is superposed and developed by these developing devices. To do.
これらの発明においては、トナー担持体の表面をその無端移動方向における所定位置で除電することで、トナー担持体の表面の帯電に起因する画質劣化を抑えることができる。 In these inventions, the surface of the toner carrying member is neutralized at a predetermined position in the endless movement direction, whereby image quality deterioration due to charging of the surface of the toner carrying member can be suppressed.
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタの一実施形態について説明する。
図1は本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック(以下、M、C、Y、Kと記す)のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成することができる。そして、ベルトユニット1、4つの現像装置10M,C,Y,K、レジストローラ対30、転写ローラ31、定着装置32、図示しない給紙カセット、給紙路などを備えている。
An embodiment of an electrophotographic printer will be described below as an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a printer according to the present embodiment. This printer can form a full color image by superposing toner images of magenta, cyan, yellow, and black (hereinafter referred to as M, C, Y, and K). The belt unit 1 includes four developing
ベルトユニット1は、潜像担持体たる無端状の感光ベルト2を、水平方向よりも鉛直方向にスペースをとる縦長の姿勢で張架しながら図中時計回り方向に無端移動せしめる。より詳しくは、感光ベルト2を、駆動ローラ3、テンションローラ4、転写上流ローラ5、転写バックアップローラ6、及び4つの現像対向ローラ7M,C,Y,Kによって裏面側から支えながら張架している。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる駆動ローラ3の回転によって感光ベルト2を無端移動せしめる。この感光ベルト2における図中左側の張架面(以下、左側張架面という)は、ほぼ鉛直方向に延在する姿勢になっている。
The belt unit 1 moves the endless
感光ベルト2の左側張架面の図中左側方には、M,C,Y,K用の現像装置10M,C,Y,Kが鉛直方向に並ぶように配設されており、それぞれ感光ベルト2の左側張架面に対向している。
Developing
4つの現像装置10M,C,Y,Kのうち、鉛直方向の最も下側に位置するM用の現像装置10Mの更に下方には、M用の帯電装置29Mが感光ベルト2の左側張架面に対向するように配設されている。また、M用の現像装置10Mと、C用の現像装置10Cとの間には、C用の帯電装置29Cが感光ベルト2の左側張架面に対向するように配設されている。また、C用の現像装置10Cと、Y用の現像装置10Yとの間には、Y用の帯電装置29Yが感光ベルト2の左側張架面に対向するように配設されている。更に、Y用の現像装置10Yと、K用の現像装置10Kとの間には、K用の帯電装置29Kが感光ベルト2の左側張架面に対向するように配設されている。
Among the four developing
鉛直方向に並ぶ4つの現像装置10M,C,Y,Kの図中左側方には、図示しない光書込ユニットが配設されている。この光書込ユニットは、外部の図示しないパーソナルコンピュータやスキャナから送られてくる画像情報に基づいて、図示しない4つの半導体レーザーを駆動してM,C,Y,K用の4つの書込光Lm,Lc,Ly,Lkを出射する。そして、これらを図示しないポリゴンミラーによって偏向せしめながら、図示しない反射ミラーで反射させたり光学レンズに通したりすることで感光ベルト2に対する光走査を行う。かかる構成のものに代えて、LEDアレイによって光走査を行うものを用いてもよい。なお、光走査は暗中にて行われる。
On the left side of the four developing
感光ベルト2は、自らを張架している複数の張架ローラのうち、最も下方に位置する転写バックアップローラ6と、最も上方に位置する駆動ローラ3との間では、鉛直方向下方から上方に向けてほぼ真っ直ぐに移動する。そして、駆動ローラ3に対する掛け回し箇所を通過すると、今度は相対的に鉛直方向上方から下方に向けて移動する。駆動ローラ3に対する掛け回し箇所を通過して鉛直方向下方から上方に向けて移動するようになったベルト箇所は、M用の帯電装置29Mとの対向位置を通過する際に、例えば負極性に一様帯電せしめられる。そして、M用の書込光Lmによる光走査によってM用の静電潜像を担持した後、M用の現像装置10Mとの対向位置を通過する。この際、感光ベルト2に書き込まれたM用の静電潜像がM用の現像装置10Mによって現像されてMトナー像になる。
The
Mトナー像が形成された感光ベルト2は、鉛直方向下方から上方に向けての移動に伴って、C用の帯電装置29Cによって再び一様帯電せしめられた後、C用の書込光Lcによる光走査によってC用の静電潜像を担持する。このC用の静電潜像は、C用の現像装置10Cによって現像されてCトナー像となる。このとき、Cトナー像の全領域又は一部領域は、既に感光ベルト2上に形成されているMトナー像の上に重ね合わせた状態で現像される。そして、その重ね合わせ箇所は、M及びCによる2次色となる。
The
Cトナー像が形成された感光ベルト2は、鉛直方向下方から上方に向けての移動に伴って、Y用の帯電装置29Yによって再び一様帯電せしめられた後、Y用の書込光Lyによる光走査によってY用の静電潜像を担持する。このY用の静電潜像は、Y用の現像装置10Yによって現像されてYトナー像となる。このとき、Yトナー像の全領域又は一部領域は、既に感光ベルト2上に形成されているMトナー像やCトナー像の上に重ね合わせた状態で現像される。そして、その重ね合わせ箇所は、M及びYによる2次色、C及びYによる2次色、あるいはM,C及びYによる3次色となる。
The
Yトナー像が形成された感光ベルト2は、鉛直方向下方から上方に向けての移動に伴って、K用の帯電装置29Kによって再び一様帯電せしめられた後、K用の書込光Lkによる光走査によってK用の静電潜像を担持する。このK用の静電潜像は、K用の現像装置10Kによって現像されてKトナー像となる。このようなM,C,Y,Kトナー像の重ね合わせ現像により、感光ベルト2のおもて面(ループ外面)には、4色重ね合わせトナー像が形成される。
The
感光ベルト2における転写バックアップローラ6に対する掛け回し箇所には、転写ローラ31がおもて面側から当接して転写ニップを形成している。転写バックアップローラ6は接地されているのに対し、導電性の転写ローラ31には図示しないバイアス印加手段によって転写バイアスが印加されている。これにより、転写ニップを間に挟んでいる転写バックアップローラ6と転写ローラ31との間には、感光ベルト2上のトナー像を転写バックアップローラ6側から転写ローラ31側に静電移動させる転写電界が形成されている。
A
一方、所定のタイミングで本プリンタの図示しない給紙カセットから図示しない給紙路に送り出された記録紙Pは、転写ニップの図中右側方に配設されたレジストローラ対30のローラ間に挟み込まれる。レジストローラ対30は、記録紙Pの先端部を挟み込むとすぐに回転駆動を一時停止する。そして、記録紙Pを感光ベルト2上の4色重ね合わせトナー像と同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、記録紙Pを転写ニップに送り出す。
On the other hand, the recording paper P sent out from a paper feeding cassette (not shown) of the printer to a paper feeding path (not shown) at a predetermined timing is sandwiched between rollers of a
転写ニップで記録紙Pに密着せしめられた4色重ね合わせトナー像は、ニップ圧や転写電界の作用によってベルトから記録紙Pに一括転写され、記録紙Pの白色と相まってフルカラー画像となる。 The four-color superimposed toner image brought into intimate contact with the recording paper P at the transfer nip is collectively transferred from the belt to the recording paper P by the action of the nip pressure and the transfer electric field, and becomes a full color image combined with the white color of the recording paper P.
このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Pは、転写ニップから定着装置32に送り込まれる。定着装置32は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ32aと、これに圧接せしめられている加圧ローラ32bとの当接によって定着ニップを形成しており、送り込まれてきた記録紙Pをこの定着ニップ内に挟み込む。そして、定着ローラ32aによる加熱やニップ圧の作用によってフルカラー画像を記録紙Pに定着せしめる。
The recording paper P on which a full-color image has been formed in this way is sent to the fixing
定着装置32内でフルカラー画像の定着処理が施された記録紙Pは、図示しない排紙ローラ対を経由した後、機外へと排出される。なお、転写ニップを通過した後の感光ベルト2のおもて面に付着している転写残トナーは、図示しないベルトクリーニング手段によってベルトから除去される。
The recording paper P on which the full color image has been fixed in the fixing
図2は、M用の現像装置10Mを示す拡大構成図である。同図において、現像装置10Mは、ケーシング11M内に形成されたトナー収容部12Mに、Mトナーを収容している。このMトナーは、トナー収容部12M内で回転駆動される第1撹拌パドル13M、第2撹拌パドル14Mによって撹拌されながら、トナー収容部12M内を図中左側から右側に向けて搬送される。トナー収容部12Mの図中右側方には、スポンジ等からなるローラ部を具備するトナー供給ローラ15Mが配設されており、図中反時計回りに回転駆動されている。第2撹拌パドル14Mによってトナー収容部12M内から排出されるMトナーは、このトナー供給ローラ15Mに汲み上げられる。
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram showing the
トナー供給ローラ15Mの図中右上には、トナー担持ローラ16Mが配設されており、トナー供給ローラ15Mに当接しながら図中反時計回りに回転駆動している。両ローラの当接部では、トナー供給ローラ15M上のMトナーがトナー担持ローラ16Mに供給される。トナー供給ローラ15Mからトナー担持ローラ16Mへのトナー供給効率を高める目的で、トナー供給ローラ15Mには、図示しない供給バイアス電源によってトナーと同極性の供給バイアスが印加されている。
A
トナー担持ローラ16Mに供給されたMトナーは、トナー担持ローラ16Mの表面上でホッピングしながら、トナー担持ローラ16Mの回転駆動に伴って図中反時計回りに回転する。そして、回転するトナー担持ローラ16Mと、ケーシング11Mに固定されている規制部材28Mとの当接部に進入して、トナー担持ローラ16Mの表面上における担持量が規制される。
The M toner supplied to the
トナー担持ローラ16Mは、ケーシング11Mに設けられた開口から周面の一部を露出させており、その露出箇所を上記感光ベルト(2)に対して所定の間隙を介して対向させている。規制部材28Mによってトナー担持ローラ16Mの表面上における担持量が規制されたMトナーは、トナー担持ローラ16Mの回転駆動に伴って、感光ベルトと対向する現像領域に至る。そして、その一部が感光ベルト上のM用の静電潜像に付着して現像に寄与する。現像に寄与しなかったMトナーは、トナー担持ローラ16Mの回転駆動に伴ってケーシング11M内に戻る。
The
図3は、トナー担持ローラ16Mを示す斜視図である。このトナー担持ローラ16Mは、ローラ部の周面上において、ローラ軸線方向に延在しつつローラ周方向に所定のピッチで並ぶ複数の電極を有している。より詳しく説明すると、これら複数の電極は、図4に示すように、A相電極17Aと、B相電極17Bとがローラ周方向に交互に並べられたものである。
FIG. 3 is a perspective view showing the
先に示した図3において、トナー担持ローラ16Mのローラ部における軸線方向の一端部には、A相共通電極18Aがローラ部の全周に渡って延在するように設けられており、これには複数のA相電極17Aの一端部がそれぞれ接続されている。また、ローラ部における軸線方向の他端部には、B相共通電極18Bがローラ部の全周に渡って延在するように設けられており、これには複数のB相電極17Bの他端部がそれぞれ接続されている。
In FIG. 3, the A-phase
便宜上、図3や図4には示していなかったが、複数のA相電極17AやB相電極17Bの上には、図5に示すように、非導電性の材料からなる表面層19Mが被覆されており、この表面層19Mによってそれら電極とトナーとの接触が回避される。但し、図3に示したA相共通電極18AやB相共通電極18Bの上には表面層が設けられておらず、それら共通電極は剥き出しの状態になっている。そして、トナー担持ローラ16Mの回転に伴って無端移動するA相共通電極18Aには、ケーシング(11M)に固定された図示しないA相ブラシ接点部材が摺擦する。A相パルス電源27Aから出力されるA相パルス電圧は、このA相ブラシ接点部材とA相共通電極18Aとを介して、各A相電極17Aに印加される。また、トナー担持ローラ16Mの回転に伴って無端移動するB相共通電極18Bには、ケーシングに固定された図示しないB相ブラシ接点部材が摺擦する。B相パルス電源27Bから出力されるB相パルス電圧は、このB相ブラシ接点部材とB相共通電極18Bとを介して、各B相電極17Bに印加される。
Although not shown in FIGS. 3 and 4 for convenience, a
なお、以下、A相パルス電圧が印加される複数のA相電極17Aの集合をA相電極群という。また、B相パルス電圧が印加される複数のB相電極17Bの集合をB相電極群という。A相電極17AとB相電極17Bとは交互に配設されているため、複数のA相電極17Aはローラ周方向における所定位置からの並び順が何れも、奇数番目又は偶数番目となる。また、複数のB相電極17Bの並び順は、A相電極17Aの並び順が奇数番目である場合には偶数番目、A相電極17Aの並び順が偶数番目である場合には偶数番目となる。
Hereinafter, a set of a plurality of
A相電極群には、例えば図6に示すような所定周期で立ち上がりと立ち下がりとを繰り返す矩形波状のA相パルス電圧Vaが印加される。これに対し、B相電極群には、例えば図6に示すような、立ち上がりや立ち下がりの位相がA相パルス電圧Vbと逆位相になる矩形波状のB相パルス電圧Vbが印加される。このようなパルス電圧が印加されると、トナー担持ローラ(16M)上のMトナーは、A相電極17Aの真上から浮上して放物線を描くようにして隣のB相電極17Bの真上に着地した後、今度はB相電極17Bの真上から浮上して放物線を描くようにして隣のA相電極17B上に逆戻りするという、ホッピングによる往復移動を繰り返す。
For example, a rectangular wave A-phase pulse voltage Va that repeats rising and falling at a predetermined cycle as shown in FIG. 6 is applied to the A-phase electrode group. On the other hand, a rectangular wave B-phase pulse voltage Vb whose rising and falling phases are opposite to the A-phase pulse voltage Vb is applied to the B-phase electrode group, for example, as shown in FIG. When such a pulse voltage is applied, the M toner on the toner carrying roller (16M) floats right above the
このようにしてホッピングによる往復移動を繰り返しているMトナーは、トナー担持ローラ(16M)の回転駆動によって現像領域まで搬送される。そして、現像領域にて、その放物線状のホッピング軌跡の頂点付近で感光ベルト(2)の静電潜像の近傍に位置すると、静電潜像の静電気力によって引かれながらホッピング軌跡から外れて、静電潜像に付着する。これに対し、放物線状のホッピング軌跡の頂点付近で感光ベルト(2)の地肌部(一様帯電部)の近傍に位置すると、ホッピング軌跡から外れることなく下降して、トナー担持ローラ(16M)の表面に着地する。 The M toner that has been reciprocated by hopping in this way is conveyed to the development area by the rotational driving of the toner carrying roller (16M). Then, in the development area, when it is located near the apex of the parabolic hopping trajectory and in the vicinity of the electrostatic latent image of the photosensitive belt (2), it deviates from the hopping trajectory while being pulled by the electrostatic force of the electrostatic latent image, Adhere to the electrostatic latent image. On the other hand, when it is located near the background portion (uniformly charged portion) of the photosensitive belt (2) in the vicinity of the apex of the parabolic hopping locus, it descends without deviating from the hopping locus, and the toner carrying roller (16M). Land on the surface.
かかる構成においては、ホッピングによってトナー担持ローラ(16M)との吸着力が解かれた状態のMトナーを現像に用いることで、従来の1成分現像方式や二成分現像方式では実現が望めなかったほどの低電位現像を実現することができる。なお、以下、本プリンタのようにトナー担持体の電極間でトナーをホッピングによって往復移動させながら、トナー担持体の表面移動によって現像領域まで搬送して現像を行う方式をフレア(Flare)現像方式という。 In such a configuration, the M toner in which the adsorbing force with the toner carrying roller (16M) is released by hopping is used for development, so that the conventional one-component development method or two-component development method could not be realized. Low potential development can be realized. Hereinafter, a method in which development is performed by transporting the toner to the development region by moving the surface of the toner carrier while reciprocating the toner between the electrodes of the toner carrier by hopping as in the present printer is referred to as a flare development method. .
ところで、従来の2成分現像方式では、現像剤担持体に磁気吸着した磁性キャリアの表面に付着しているトナーを磁性キャリアとともに潜像担持体に擦り付けながら現像を行っている。また、従来の1成分現像方式では、現像剤担持体の表面に担持したトナーを潜像担持体に擦り付けたり、潜像担持体に対して非接触に配設された現像剤担持体上のトナーを交番電界によって現像剤担持体と潜像担持体との間で往復移動させたりして現像を行っている。そして、これらの方式では、本プリンタのような重ね合わせ現像を行うと、潜像担持体上で先行して現像されたトナー像中のトナーが、後続の現像時に後続色の現像装置内に転移して混色を引き起こす。 By the way, in the conventional two-component development system, development is performed while rubbing the toner adhering to the surface of the magnetic carrier magnetically attracted to the developer carrier with the magnetic carrier together with the latent image carrier. Further, in the conventional one-component development method, the toner carried on the surface of the developer carrying member is rubbed against the latent image carrying member, or the toner on the developer carrying member arranged in non-contact with the latent image carrying member. The image is reciprocated between the developer carrying member and the latent image carrying member by an alternating electric field. In these methods, when overlay development is performed as in this printer, the toner in the toner image previously developed on the latent image carrier is transferred to the subsequent color developing device during the subsequent development. Cause color mixing.
これに対し、本プリンタにおいては、トナー担持ローラ(16M)上のトナーを感光ベルト(2)に摺擦させないで現像を行う。更には、交番電界による感光ベルト表面とトナー担持ローラ表面との間のトナーの往復移動も行っておらず、ホッピングしたトナーのうち、現像に寄与しないものについて感光ベルトに接触させることなくトナー担持ローラ上に戻す。しかも、感光ベルトの静電潜像に寄与したトナーをトナー担持ローラ上に再転移させてしまうこともない。これらの結果、後続色の現像装置内での混色を回避することができる。 On the other hand, in this printer, development is performed without causing the toner on the toner carrying roller (16M) to rub against the photosensitive belt (2). Further, the toner is not reciprocated between the surface of the photosensitive belt and the surface of the toner carrying roller by an alternating electric field. Among the hopped toners, the toner carrying roller that does not contribute to the development is not brought into contact with the photosensitive belt. Return to the top. In addition, the toner contributing to the electrostatic latent image on the photosensitive belt is not re-transferred onto the toner carrying roller. As a result, it is possible to avoid color mixing in the developing device for subsequent colors.
また、複数の潜像担持体上でそれぞれ現像したトナー像を転写体に重ね合わせて転写していくいわゆるタンデム方式の画像形成装置とは異なり、同一の潜像担持体に各色の光書込を行い、しかも各色のトナー像を重ね合わせ転写する工程を行わないことから、色ズレの少ない高画質のフルカラー画像を得ることができる。 Unlike the so-called tandem type image forming apparatus that transfers toner images developed on a plurality of latent image carriers on a transfer body, the respective latent image carriers are optically written on the same latent image carrier. In addition, since the process of superimposing and transferring the toner images of the respective colors is not performed, a high-quality full-color image with little color misregistration can be obtained.
A相電極群やB相電極群に印加するパルス電圧としては、図7に記載のような矩形波からなるA相パルス電圧Vaと、これの振幅の中心値であるDC電圧Vbあるいは0[V]との組合せを採用してもよい。また、この組合せにおけるA相、B相の関係を逆にして採用してもよい。また、パルス電圧の波形としては、矩形波以外のもの、例えばサイン波、時定数を持った三角波、時定数に相当する正弦波などを採用してもよい。 The pulse voltage applied to the A-phase electrode group and the B-phase electrode group includes an A-phase pulse voltage Va composed of a rectangular wave as shown in FIG. 7 and a DC voltage Vb or 0 [V] that is the center value of the amplitude of the A-phase pulse voltage Va. ] May be adopted. Further, the relationship between the A phase and the B phase in this combination may be reversed. Further, as the waveform of the pulse voltage, other than a rectangular wave, for example, a sine wave, a triangular wave having a time constant, a sine wave corresponding to the time constant, or the like may be employed.
先に示した図2において、現像領域で現像に寄与しなかったMトナーは、トナー担持ローラ16Mの回転に伴って現像装置10M内に戻った後、トナー供給ローラ15Mとの当接位置に進入する。このとき、トナー担持ローラ16M上のMトナーはホッピングによってローラ表面との付着力を発揮していないので、トナー担持ローラ16Mに対してカウンター方向に表面移動するように回転するトナー供給ローラ15Mによって容易に掻き取られたり均されたりする。同時に、新しいトナーがトナー供給ローラ15Mからトナー担持ローラ16Mに供給される。このような掻き取り回収、均し、及び供給の相乗作用により、トナー供給領域を通過した後のトナー担持ローラ16M表面上には均一量のトナーがホッピングするようになる。
In FIG. 2, the M toner that has not contributed to the development in the development area returns to the developing
先に示した図5において、A相電極17AやB相電極17Bは、絶縁性の支持基板20M上に、0.1〜10[μm]の厚み、好ましくは0.5〜2.0[μm]の厚みで成膜されたAl、Ni−Crなどの導電性材料からなる導電層が、フォトリソグラフィー法などによって所要の電極形状に加工されたものである。支持基板20Mとしては、ガラス基板、樹脂基板、セラミックス基板、ポリイミド基板等の絶縁性材料からなる基板、あるいはSUS等の導電性材料からなる基板にSiO2等の絶縁膜を成膜した基板などを用いることが可能である。
In FIG. 5 shown above, the
かかる構成のトナー担持ローラ16Mの製法としては、従来から周知の技術を用いる種々の方法が挙げられる。その一例について説明すると、電極パターンや表面層を形成したフレキシブルな支持基板を支持ドラムに巻き付ける方法がある。
As a method of manufacturing the
具体的には、ポリイミド製のベースフィルム(厚さ20〜100μm)を支持基板として用い、その上に蒸着法によってCu、Al、Ni−Cr等からなる厚み0.1〜0.3[μm]の導電膜を得る。蒸着法としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、CVD法、イオンビーム法などを例示することができる。スパッタ法を採用する場合、ポリイミド等からなる支持基板との密着性の向上を図るべく、Cr膜を介在させたり、プラズマ処理やプライマー処理を施したりしてもよい。また、蒸着法とは異なる方法によって導電膜を形成してもよい。例えば、電着法を採用してもよい。この場合、支持基板上を塩化Sn、塩化Pd、塩化Niに順次浸漬して基板表面に下地を形成した後、Ni電解液中で無電解電解メッキを行って1〜3[μm]のNi膜を形成するなどすればよい。
Specifically, a polyimide base film (
支持基板上に導電膜を形成したら、次に、それにレジスト塗布、パタンニング、エッチングなどを施して電極パターンを得る。0.1〜3[μm]厚さの導電膜であれば、フォトリソグラフィー法やエッチング処理によって5〜数十[μm]の幅や間隔のパターンを精度良く形成することができる。 After the conductive film is formed on the support substrate, an electrode pattern is obtained by applying resist coating, patterning, etching or the like to the conductive film. If the conductive film has a thickness of 0.1 to 3 [μm], a pattern having a width and interval of 5 to several tens [μm] can be formed with high accuracy by a photolithography method or an etching process.
なお、幅30〜60[cm]の導電膜であれば、ロール・トゥ・ロール方式(ロール状に巻いた基板に回路パターンを印刷した後、ロール状に巻いた封止膜などと張り合わせてから、再びロールに巻き取る方式)の装置で支持基板、電極パターン及び表面層の組合せを容易に形成することが可能である。電極パターンを形成する際には、A相電極及びB相電極とともに、A相共通電極及びB相共通電極も形成しておく。共通電極の幅は1〜5[mm]程度が望ましい。 In the case of a conductive film having a width of 30 to 60 [cm], a roll-to-roll method (after printing a circuit pattern on a substrate wound in a roll shape and pasting it with a sealing film wound in a roll shape, etc. It is possible to easily form a combination of a support substrate, an electrode pattern, and a surface layer with an apparatus of a method of winding again on a roll. When forming the electrode pattern, the A-phase common electrode and the B-phase common electrode are also formed together with the A-phase electrode and the B-phase electrode. The width of the common electrode is preferably about 1 to 5 [mm].
電極パターンを得たら、次に、SiO2、BaTiO2、TiO2、TiO4、SiON、BN、TiN、Ta2O5等からなる厚さ0.5〜2[μm]の表面層をスパッタ等によって形成する。ロールコータやその他のコーティング装置によってPI(ポリイミド)からなる厚さ2〜5[μm]の膜を塗布した後、ベークして表面層として仕上げてもよい。PIのままで支障を生じるときには、更にその上側に、SiO2やその他の無機材料からなる絶縁性の膜をスパッタ等によって0.1〜0.5[μm]の厚みで形成し、これを表面層としてもよい。また、更には、SiO2等の上にポリカなどの有機材料をコートし、これを最終的な表面層として良い。ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂などを選択することもできる。なお、表面層の厚みは、0.5〜10[μm]、好ましくは0.5〜3[μm]がよい。また、その材質については、絶縁性、耐久性、ローラの製法、使用するトナーとの帯電列などを総合的に考慮して選択することが望ましい。 Once the electrode pattern is obtained, next, a surface layer of 0.5 to 2 [μm] thickness made of SiO 2 , BaTiO 2 , TiO 2 , TiO 4 , SiON, BN, TiN, Ta 2 O 5, etc. is sputtered, etc. Formed by. After a film of 2 to 5 [μm] made of PI (polyimide) is applied by a roll coater or other coating apparatus, it may be baked and finished as a surface layer. When trouble occurs with PI, an insulating film made of SiO 2 or other inorganic material is further formed on the upper surface by sputtering or the like to a thickness of 0.1 to 0.5 [μm]. It is good also as a layer. Furthermore, an organic material such as polycarbonate may be coated on SiO 2 or the like, and this may be used as the final surface layer. Zirconia or a material generally used as a coating material for a carrier of a two-component developer, such as a silicone resin, can also be selected. The thickness of the surface layer is 0.5 to 10 [μm], preferably 0.5 to 3 [μm]. Further, the material is preferably selected in consideration of the insulating properties, durability, roller manufacturing method, charge train with the toner to be used, and the like.
以上のようにして得られたフレキシブルな基板を、円筒形状のドラムに貼り付けたり、部分的に曲面形状にしたりすることで、トナー担持ローラを製造することができる。 The toner carrying roller can be manufactured by sticking the flexible substrate obtained as described above to a cylindrical drum or by partially forming a curved surface.
フレキシブルな基板の他の製法としては、ポリイミドのベースフィルム(厚さ20〜100μm)を基材として、その上に厚さ10〜20[μm]のCu、SUS等からなる導電膜を形成する方法が挙げられる。この方法では、例えばロールコータによって金属材の上にポリイミドを20〜100[μm]の厚みで塗布してベークする。その後、金属材をフォトリソグラフィー法やエッチング処理によって電極パターン化し、その上にポリイミドをコーティングして表面層を形成すればよい。電極パターンの存在する場所と、存在しない場所との段差による10〜20[μm]程度の凹凸がある場合には、平坦化を行う。例えば、粘度50〜10,000[cps]、より好ましくは100〜300[cps]のポリイミド系材料、ポリウレタン系材料をスピンコートして放置すると、材料の表面張力によって凹凸がスムージングされる。
As another method for producing a flexible substrate, a method of forming a conductive film made of Cu, SUS, or the like having a thickness of 10 to 20 [μm] on a polyimide base film (
また、フレキシブルな基板の更なる別の製法としては、次のような製法が挙げられる。即ち、厚さ20〜30[μm]の基材の上に、SUS、Al等からなる導電膜を形成し、その上にロールコータによって5[μm]程度の希釈ポリイミド材をコーティングする。そして、このポリイミドを例えば150[℃]の環境下で30分のプリベークを施すか、あるいは、350℃の環境下で60分のポストベークを施すかして薄層ポリイミド膜を形成する。その後、密着性向上のプラズマ処理やプライマー処理を施した後、導電膜としてNi−Crを0.1〜0.2[μm]の厚みに蒸着し、フォトリソグラフィー法や、エッチング処理によって数十[μm]の微細ピッチの電極パターンを形成する。さらに、その上に、SiO2、BaTiO2、TiO2等からなる表面層をスパッタによって0.5〜1[μm]の厚みで形成することで、フレキシブル基板を得ることができる。表面層として、SiO2等の上にポリカなどの有機材料をコートしても良い。ジルコニア、あるいは二成分現像剤のキャリアのコート材料として一般的に使われる材料、例えばシリコーン系樹脂を選択することもできる。 Moreover, the following manufacturing method is mentioned as another manufacturing method of a flexible board | substrate. That is, a conductive film made of SUS, Al or the like is formed on a base material having a thickness of 20 to 30 [μm], and a diluted polyimide material of about 5 [μm] is coated thereon by a roll coater. Then, this polyimide is pre-baked for 30 minutes in an environment of 150 [° C.] or post-baked for 60 minutes in an environment of 350 ° C. to form a thin-layer polyimide film. Thereafter, after performing plasma treatment and primer treatment for improving adhesion, Ni—Cr is deposited as a conductive film to a thickness of 0.1 to 0.2 [μm], and several tens [ An electrode pattern with a fine pitch of μm] is formed. Furthermore, a flexible substrate can be obtained by forming a surface layer made of SiO 2 , BaTiO 2 , TiO 2 or the like with a thickness of 0.5 to 1 [μm] thereon by sputtering. As the surface layer, an organic material such as polycarbonate may be coated on SiO 2 or the like. It is also possible to select zirconia or a material generally used as a coating material for a carrier of a two-component developer, for example, a silicone resin.
トナー担持ローラの別の製法としては、円筒状のドラムや円柱状のローラに対して、電極パターンや表面層を直接形成する方法が挙げられる。例えば、ドラム状の基体表面を外周旋削によって平滑に仕上げて、図8(a)に示すようなドラム上の支持基板20Mを得る。次いで、図8(b)に示すように、切削加工により、支持基板20Mの表面上に幅50[μm]の溝を100[μm]のピッチで複数形成する。そして、図8(c)に示すように、複数の溝が形成された支持基板20Mの表面に無電解ニッケルメッキを施した後、図8(d)に示すように、メッキ部のうち、溝の外に存在している箇所を旋削することで、各溝内に収まっているメッキ材からなる複数の電極(17A、17Bなど)を得る。次に、図8(e)に示すように、シリコーン系樹脂を平滑にコーティングして約5[μm]の厚みで約1010[Ω・cm]の体積抵抗率を発揮する表面層19Mを得る。
As another method for manufacturing the toner carrying roller, there is a method in which an electrode pattern or a surface layer is directly formed on a cylindrical drum or a cylindrical roller. For example, the surface of the drum-like substrate is smoothly finished by peripheral turning to obtain a
導電性インクを支持基板上にスクリーン印刷したり、導電性インクをインクジェットによってパターン印刷したり、メッキ加工によって得た導電膜をレーザー加工によって除去したりすることによっても、支持基板の曲面状に電極パターンを形成することが可能である。 Electrodes can also be applied to the curved surface of the support substrate by screen-printing the conductive ink on the support substrate, pattern-printing the conductive ink by inkjet, or removing the conductive film obtained by plating by laser processing. A pattern can be formed.
支持基板、電極、表面層の材料としては、これまで述べたもの以外のものを使用することも可能である。例えば、電極の材料として、銀や銅などを使用しても良い。 As materials for the support substrate, the electrodes, and the surface layer, materials other than those described so far can be used. For example, silver or copper may be used as the electrode material.
先に示した図3において、Rは、A相電極17AとB相電極17Bとの間の隙間を示している。また、Lは、それら電極の短手方向の長さである幅を示している。電極の配設ピッチPについては、隙間R+幅Lで表すことができる。ローラ表面上において、電極間に位置している図示しないMトナーは、電極の並び方向に向けて延びる電気力線に沿って、ほぼローラ表面を舐めるようにして移動する。これに対し、電極(17A、17B)上に位置しているMトナーは、電極間で放物線を描くようにして形成される電気力線に沿ってホッピングするため、ローラ表面に対して接離する。また、電極の幅方向端部の付近に位置しているMトナーは、隣の電極を飛び越えるようにホッピングすることがある。このため、幅Lが比較的大きい場合には、電極端部付近の上に乗るMトナー粒子の数が比較的多くなることから、移動距離の大きいトナーが比較的多くなる。但し、幅Lが大きすぎると、電極中央付近の電界強度が比較的弱くなるために、ホッピング効率が悪くなる。低電圧で効率よくMトナーをホッピングさせるための適正な幅Lの値が存在するのである。
In FIG. 3 described above, R indicates a gap between the
また、隙間Rは、電極間の電界強度を左右する1要素であり、電極に印加されるパルス電圧の大きさ(振幅)が一定である場合、隙間Rが小さくなるほど電極間の電界強度は強くなってホッピング速度が上昇する。但し、電極の真上から隣の電極の真上にホッピングするMトナーでは、ホッピング1回あたりの移動距離が比較的短くなる。このため、パルス電圧の周波数fを高めに設定しないと、浮上している時間よりも着地している時間の方が長くなって効率が悪くなる。よって、低電圧で効率よくMトナーをホッピングさせるための適切な隙間Rの値も存在する。 The gap R is an element that affects the electric field strength between the electrodes. When the magnitude (amplitude) of the pulse voltage applied to the electrodes is constant, the electric field strength between the electrodes increases as the gap R decreases. Hopping speed increases. However, with the M toner that hops from right above the electrode to right above the adjacent electrode, the moving distance per hopping is relatively short. For this reason, if the frequency f of the pulse voltage is not set high, the landing time becomes longer than the floating time, resulting in poor efficiency. Therefore, there is also an appropriate gap R value for efficiently hopping M toner at a low voltage.
更に、表面層19Mの厚さもローラ表面上での電界強度を左右する一要素となる。特に、垂直方向成分の電気力線への影響が大きく、ホッピングの効率に大きな影響を与える。即ち、幅L、隙間R、表面層厚さをそれぞれ適正に設定することが、低電圧で効率的なホッピングを行わせるための重要な要素となる。本プリンタでは、幅L、隙間Rともに、トナーの平均粒径の1倍以上20倍以下に設定している。なお、トナー担持ローラ16Mのローラ部の軸線方向長さを、A4縦幅である21[cm]以上、好ましくは30[cm]以上の長尺としている。
Further, the thickness of the
M用の現像装置10Mについて詳細に説明してきたが、他色用の現像装置(10C,Y,K)も、M用のものと同様の構成になっている。
Although the developing
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
本発明者らは、先に図2に示したM用の現像装置10Mと同様の構成を有するK用の現像装置の試験機を用意した。この試験機におけるトナー担持ローラのA相電極とB相電極との間で測定した静電容量は1000〜2000[pF]であった。
Next, a characteristic configuration of the printer will be described.
The present inventors prepared a test device for a developing device for K having the same configuration as the developing
試験機のトナー供給ローラとしては、体積抵抗率が108[Ω・cm]であるスポンジローラを用いた。かかる構成のトナー供給ローラを、0.5[mm]の食い込み量でトナー担持ローラに当接させた。トナー担持ローラの回転に伴い、現像領域を通過して再びトナー供給ローラとの当接位置(トナー供給位置)まで戻ってきたトナーはホッピングによってトナー担持ローラとの付着力を弱めているため、0.5[mm]程度の少ない食い込み量でも十分にトナー供給ローラに回収することができる。 As the toner supply roller of the test machine, a sponge roller having a volume resistivity of 10 8 [Ω · cm] was used. The toner supply roller having such a configuration was brought into contact with the toner carrying roller with a biting amount of 0.5 [mm]. With the rotation of the toner carrying roller, the toner that has passed through the developing region and returned to the contact position (toner supply position) with the toner supply roller has weakened the adhesive force with the toner carrying roller by hopping. Even a biting amount as small as about 5 mm can be sufficiently collected by the toner supply roller.
トナー担持ローラ上のトナー担持量を規制する規制部材としては、絶縁性のゴムブレードを用いた。また、試験機に搭載するトナーとしては、平均粒径が3〜12[μm]の範囲にあるものを用いた。この範囲の平均粒径であって且つシリカの添加量が100重量部のトナー母材樹脂に対して1〜5重量部であるものでは、試験機内で正常な帯電量で帯電させて、帯電不良によるホッピング不良や過剰帯電によるトナー担持ローラ表面への貼り付などを引き起こさないことを確認した。 An insulating rubber blade was used as a regulating member for regulating the toner carrying amount on the toner carrying roller. In addition, a toner having an average particle diameter in the range of 3 to 12 [μm] was used as a toner to be mounted on the testing machine. When the average particle diameter is in this range and the silica addition amount is 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base resin, charging is performed with a normal charge amount in the test machine, resulting in poor charging. It was confirmed that hopping failure due to toner and sticking to the surface of the toner carrying roller due to excessive charging were not caused.
次に、試験機に体積平均粒径が6[μm]である負帯電性(マイナス帯電性)のKトナーをセットし、トナー担持ローラを300[mm/sec]の線速で回転させた。このとき、トナー供給ローラをカウンター方向でトナー担持ローラに摺擦させるように、線速200[mm/sec]の線速で回転させた。また、トナー担持ローラのA相電極群、B相電極群には、先に図6に示したように互いに逆位相のA相パルス電圧、B相パルス電圧を印加した。これらパルス電圧の周波数fとしては1[kHz]を採用し、且つVpp(ピーク・ツウ・ピーク電圧)としては200[V]を採用した。また、振幅の中心であるオフセット電圧としては、−200[V]を採用した。即ち、A相パルス電圧、B相パルス電圧は、−200[V]を中心にして、−100[V]のMax値と−300[V]のMin値との間で上昇・下降を繰り返す。なお、トナー供給ローラには−450[V]の直流の供給バイアスを印加した。また、以下に説明する全ての実験においては、トナーとしてマイナス帯電性のものを用いた。 Next, negatively chargeable (minus chargeable) K toner having a volume average particle diameter of 6 [μm] was set in the test machine, and the toner carrying roller was rotated at a linear speed of 300 [mm / sec]. At this time, the toner supply roller was rotated at a linear velocity of 200 [mm / sec] so that the toner supply roller was rubbed against the toner carrying roller in the counter direction. Further, as shown in FIG. 6, the A phase pulse voltage and the B phase pulse voltage having opposite phases were applied to the A phase electrode group and the B phase electrode group of the toner carrying roller. As the frequency f of these pulse voltages, 1 [kHz] was adopted, and 200 [V] was adopted as Vpp (peak-to-peak voltage). Further, −200 [V] was adopted as the offset voltage which is the center of the amplitude. That is, the A-phase pulse voltage and the B-phase pulse voltage repeat rising and lowering between a Max value of −100 [V] and a Min value of −300 [V], centering on −200 [V]. A DC supply bias of −450 [V] was applied to the toner supply roller. In all experiments described below, a negatively chargeable toner was used.
このような条件下で空運転(現像を行わない状態で運転)しながら、トナー担持ローラの表面電位を非接触方式の表面電位センサで測定したところ、時間経過とともに、測定値が上昇していった(プラス側に大きくなっていった)。なお、A相電極群やB相電極群にはそれぞれパルス電圧を印加しているが、これらは−200[V]のオフセット電位Voを中心としてごく短時間のうちに上昇・下降を繰り返す。よって、パルス電圧を印加し、且つローラ上にトナーを載せていない状態ではそれらパルス電圧の中心電位である−200[V]が表面電位センサに検知される。 Under such conditions, the surface potential of the toner carrying roller was measured with a non-contact surface potential sensor while idling (running without developing), and the measured value increased with time. (It became larger on the plus side). Note that pulse voltages are applied to the A-phase electrode group and the B-phase electrode group, respectively, and they repeatedly rise and fall within an extremely short time around the offset potential Vo of −200 [V]. Therefore, when a pulse voltage is applied and no toner is placed on the roller, -200 [V] which is the center potential of the pulse voltage is detected by the surface potential sensor.
次に、A相電極群やB相電極群にパルス電圧を印加しておらず(GND接続)、且つ表面にトナーを載せていない初期状態のトナー担持ローラの表面電位を測定してその結果が0[V]であることを確認した。そして、トナー担持ローラの表面にマイナス帯電性のトナーを供給した後、先と同様にして90秒間の空運転を行った。その後、パルス電圧の印加を停止してから(電極をGND接続)トナー担持ローラの表面電位を測定したところ、−250[V]程度の測定結果が得られた。これは、トナー供給バイアスとオフセット電位Voとの電位差の絶対値に等しい値であり、供給電界をゼロにするように表面電位が変化することが分かる。 Next, the surface potential of the toner carrying roller in the initial state in which no pulse voltage is applied to the A-phase electrode group and the B-phase electrode group (GND connection) and no toner is placed on the surface is measured, and the result is It was confirmed that the voltage was 0 [V]. Then, after negatively charged toner was supplied to the surface of the toner carrying roller, an idle operation for 90 seconds was performed in the same manner as before. Then, after stopping the application of the pulse voltage (electrode connected to GND), the surface potential of the toner carrying roller was measured, and a measurement result of about -250 [V] was obtained. This is a value equal to the absolute value of the potential difference between the toner supply bias and the offset potential Vo, and it can be seen that the surface potential changes so that the supply electric field is zero.
次いで、トナー収容部にKトナーを搭載していない初期状態の試験機において、各電極に図6に示したパルス電圧を印加しながら空運転を開始した。そして、30秒経過毎に空運転を一時停止して、パルス電圧を印加していない状態でトナー担持ローラの表面電位を測定した。トナー供給バイアスを+50「V」、−200「V」、−450「V」、−750「V」にそれぞれ設定した条件下で、それぞれ前述のような空運転の実験を行った。なお、空運転時のパルス電圧におけるオフセット電位Voはいずれも−200[V]である。 Next, in an initial state tester in which K toner is not mounted in the toner container, the idling operation was started while applying the pulse voltage shown in FIG. 6 to each electrode. Then, the idle operation was temporarily stopped every 30 seconds, and the surface potential of the toner carrying roller was measured in a state where no pulse voltage was applied. Under the conditions in which the toner supply bias was set to +50 “V”, −200 “V”, −450 “V”, and −750 “V”, the above-described empty driving experiments were performed. Note that the offset potential Vo in the pulse voltage during idling is all −200 [V].
この結果を図9にグラフとして示す。このグラフから、トナー供給バイアスVcをパルス電圧のオフセット電位Voと等しくしたとき(Vc=−200V)には、90秒の空運転を実施しても、トナー担持ローラの表面電位をあまり変化させないことがわかる。これに対し、トナー供給バイアスVcとオフセット電位Vo(−200V)とに電位差を設けた場合には、供給ポテンシャル(Vo−Vc)と逆極性で且つ絶対値が等しくなる値まで、トナー担持ローラの表面電位(トナーの電位を含む)を変化させてしまうことがわかる。これらの結果から、供給バイアスが印加されるトナー供給ローラとの対向位置で、供給電界の影響によってトナー担持ローラの表面層に電荷を誘起させていると考えられる。図10に示すように、トナー担持ローラの表面層をRC直列回路のコンデンサのように機能させて、表面層に電荷を蓄積させてしまうのである。 The results are shown as a graph in FIG. From this graph, when the toner supply bias Vc is equal to the offset potential Vo of the pulse voltage (Vc = −200 V), the surface potential of the toner carrying roller does not change much even if the idle operation for 90 seconds is performed. I understand. On the other hand, when a potential difference is provided between the toner supply bias Vc and the offset potential Vo (−200 V), the toner carrying roller has a polarity that is opposite to the supply potential (Vo−Vc) and has the same absolute value. It can be seen that the surface potential (including the toner potential) is changed. From these results, it is considered that charges are induced in the surface layer of the toner carrying roller at the position facing the toner supply roller to which the supply bias is applied, due to the influence of the supply electric field. As shown in FIG. 10, the surface layer of the toner carrying roller functions like a capacitor of an RC series circuit, and charges are accumulated on the surface layer.
このようにして表面層に電荷を蓄積させてしまうと、トナー担持ローラと感光ベルトとが対向する現像領域における現像ポテンシャル(オフセット電位と潜像電位との差)や地肌ポテンシャル(オフセット電位と地肌部との差)を変化させて、画像濃度不足や地汚れを発生させてしまうことになる。複数枚の記録紙に連続的に画像を形成する連続プリントモードでは、現像装置の運転時間が長くなるため、かかる画像濃度不足や地汚れを特に発生させ易い。また、供給バイアスの印加が停止されても、表面層に蓄積された電荷はなかなか消えていかないため、1枚プリントであっても、前回のプリントからあまり時間が経過していない場合には、画像濃度不足や地汚れを発生させてしまう。 If charges are accumulated in the surface layer in this way, the development potential (difference between the offset potential and the latent image potential) or the background potential (offset potential and background portion) in the development region where the toner carrying roller and the photosensitive belt face each other. The difference between the image density and the image density may be changed, resulting in insufficient image density or background contamination. In the continuous print mode in which images are continuously formed on a plurality of recording sheets, the operation time of the developing device becomes long, so that such an image density shortage and background stain are particularly likely to occur. Further, even if the supply bias is stopped, the electric charge accumulated in the surface layer does not disappear easily, so even if it is a single print, if the time has not passed since the previous print, Insufficient concentration or soiling will occur.
なお、トナー供給バイアスVcとして、トナーとは逆極性のものを採用している例があるが、このようなバイアスでも、トナー供給ローラとトナー担持ローラとの機械的な接触により、ある程度の量の低帯電量トナーをトナー供給ローラからトナー担持ローラに供給することができた。 Although there is an example in which the toner supply bias Vc has a polarity opposite to that of the toner, even with such a bias, a certain amount of the toner supply bias Vc is caused by the mechanical contact between the toner supply roller and the toner carrying roller. Low charge amount toner could be supplied from the toner supply roller to the toner carrying roller.
次に、本発明者らは、トナー供給バイアスVcとしてトナー供給ローラに+50[V]を印加しながら、トナー担持ローラを連続回転させてみた。そして、回転開始から90秒後に、トナー担持ローラの各電極に対するパルス電圧の印加を停止し、各電極をアース接続してからトナー担持ローラの表面電位を測定した。すると、測定結果は250[V]程度になった。 Next, the inventors continuously rotated the toner carrying roller while applying +50 [V] to the toner supply roller as the toner supply bias Vc. Then, 90 seconds after the start of rotation, the application of the pulse voltage to each electrode of the toner carrying roller was stopped, and the surface potential of the toner carrying roller was measured after each electrode was grounded. Then, the measurement result became about 250 [V].
これらの結果をまとめると、次のようなことが言える。即ち、トナー担持ローラの回転開始直後において、たとえその表面電位が0[V]であって狙い通りの画像が得られたとしても、その後、回転時間の経過とともに表面電位が徐々に変化していってしまう。そして、トナー担持ローラの表面電位がプラス側に大きくなっていく場合には、それに伴って現像ポテンシャル(潜像とトナー担持ローラとの電位差)が小さくなっていくため、画像濃度が徐々に薄くなっていく。この逆に、トナー担持ローラの表面電位がマイナス側に大きくなっていく場合には、それに伴って現像ポテンシャルが大きくなっていくため、画像濃度が徐々に濃くなっていく。 Summarizing these results, the following can be said. That is, immediately after the rotation of the toner carrying roller, even if the surface potential is 0 [V] and an intended image is obtained, the surface potential gradually changes with the passage of the rotation time thereafter. End up. When the surface potential of the toner carrying roller increases to the plus side, the developing potential (potential difference between the latent image and the toner carrying roller) decreases accordingly, and the image density gradually decreases. To go. On the contrary, when the surface potential of the toner carrying roller increases to the minus side, the developing potential increases accordingly, and the image density gradually increases.
次に、本発明者らは、トナー収容部にKトナーを搭載していない初期状態の試験機において、パルス電圧及び供給バイアスを印加しないで(接地)空運転を行いながら、トナー担持ローラの表面電位を測定した。このような試験においては、トナー担持ローラの表面層を帯電させる要因が、トナー供給ローラや規制部材と、表面層との摩擦のみになる。この試験の結果は、図11に示すように、空運転開始直後からトナー担持ローラの表面電位が少しずつ低下していき、30秒経過以降は約−40[V]で安定した。これにより、トナー供給ローラや規制部材との摩擦によっても、トナー担持ローラの表面層を帯電させてしまうことがわかった。なお、この試験では、摩擦帯電後の表面層の電位が約−40[V]で安定したが、トナー供給ローラ、規制部材、表面層の材料の関係によっては、それとは異なる電位値で安定化すると考えられる。また、材料の関係、トナー供給ローラの食い込み量、規制部材の当接圧力によっては、表面層が正極性に摩擦帯電したり、電位を安定化させる時間が30秒よりも早かったり、遅かったりする。 Next, the inventors of the present invention tested the surface of the toner carrying roller while performing idling without applying a pulse voltage and a supply bias (grounding) in a test machine in an initial state in which K toner is not mounted in the toner container. The potential was measured. In such a test, the only factor that charges the surface layer of the toner carrying roller is the friction between the toner supply roller and the regulating member and the surface layer. As a result of this test, as shown in FIG. 11, the surface potential of the toner carrying roller gradually decreased immediately after the idling operation was started, and stabilized at about −40 [V] after 30 seconds. As a result, it has been found that the surface layer of the toner carrying roller is charged by friction with the toner supply roller and the regulating member. In this test, the potential of the surface layer after frictional charging was stabilized at about −40 [V]. However, depending on the relationship between the toner supply roller, the regulating member, and the material of the surface layer, the potential was stabilized at a different potential value. I think that. In addition, depending on the material relation, the amount of biting of the toner supply roller, and the contact pressure of the regulating member, the surface layer may be triboelectrically charged positively, or the time for stabilizing the potential may be faster or slower than 30 seconds. .
更に、本発明者らは、試験機から規制部材を取り外した。そして、−200[V]の各電極にオフセット電位Voを含むパルス電圧を印加しながら、試験機を空運転した。このような空運転を、+50[V]、−200[V]、−450[V]のトナー供給バイアスVcの条件下でそれぞれ行った。それぞれの条件で空運転を開始した後、任意のタイミングでパルス電圧の印加を停止してトナー担持ローラ上のKトナーを吸引除去してから、各電極を接地した条件下でトナー担持ローラの表面電位を測定した。 Furthermore, the present inventors removed the regulating member from the testing machine. Then, the test machine was idled while applying a pulse voltage including the offset potential Vo to each electrode of −200 [V]. Such idling was performed under the conditions of toner supply bias Vc of +50 [V], -200 [V], and -450 [V], respectively. After starting the idling operation under each condition, the application of the pulse voltage is stopped at an arbitrary timing, the K toner on the toner carrying roller is sucked and removed, and then the surface of the toner carrying roller under the condition that each electrode is grounded The potential was measured.
この結果を図12に示す。同図における各測定点においては、トナー担持ローラの表面にトナーが存在していないので、表面層が帯電していなければ、測定値は何れも0[V]になるはずである。ところが、同図に示すように、測定値は経過時間とともに変化していった。この変化は、トナー供給バイアスによるトナー担持ローラの表面層における電荷の誘起、トナー供給ローラとの摩擦によるトナー担持ローラの表面層の帯電、トナーとの摺擦による表面層の逆電荷の誘起、の3つの現象が全て行った結果である。空運転開始から90秒後の時点における各測定値から150[V]を差し引くと、それぞれのデータは+250[V]、0[V]、−250[V]となり、図9に示した実験結果と一致する。このことから、どの条件においても、トナーが表面層に電荷を誘起させることによるトナー担持ローラの表面電位の変化量は150[V]程度であると言える。
The result is shown in FIG. At each measurement point in the figure, since no toner is present on the surface of the toner carrying roller, the measured value should be 0 [V] if the surface layer is not charged. However, as shown in the figure, the measured value changed with the elapsed time. This change is caused by induction of charge on the surface layer of the toner carrying roller due to the toner supply bias, charging of the surface layer of the toner carrying roller due to friction with the toner supply roller, and induction of reverse charge on the surface layer due to friction with the toner. This is the result of all three phenomena. When 150 [V] is subtracted from each measured
以上のように、トナー担持ローラの表面層は、現像装置の動作に伴い、次の3通りの要因によって帯電してしまうことがわかった。
(A)自らに対向する部材に印加される高電圧によって電荷が誘起される(コンデンサモデル)。
(B)トナー供給ローラや規制部材などとの摺擦に伴って摩擦帯電する。
(C)ホッピングするトナーとの摺擦に伴って表面層にトナーとは逆極性の電荷が誘起される。
As described above, it has been found that the surface layer of the toner carrying roller is charged due to the following three factors as the developing device operates.
(A) A charge is induced by a high voltage applied to a member facing itself (capacitor model).
(B) Friction charging occurs in accordance with the rubbing with the toner supply roller and the regulating member.
(C) A charge having a polarity opposite to that of the toner is induced on the surface layer in accordance with the rubbing with the toner to be hopped.
表面層を帯電させる要因が上記(A)だけであれば、トナー供給ローラに供給バイアスを印加しないで、機械的な作用だけによってトナーを供給すれば、トナー担持ローラの表面電位の変動を回避することができる。しかしながら、上記(B)や(C)の要因もからんでいるため、トナー担持ローラの帯電を回避することは困難である。 If only the above-mentioned factor (A) is to charge the surface layer, it is possible to avoid fluctuations in the surface potential of the toner-carrying roller by supplying the toner only by mechanical action without applying a supply bias to the toner supply roller. be able to. However, since the factors (B) and (C) are also involved, it is difficult to avoid charging of the toner carrying roller.
そこで、本実施形態に係るプリンタにおいては、各色の現像装置10M,C,Y,Kにそれぞれ、トナー担持ローラの表面をその無端移動方向(回転方向)における所定位置で除電する除電手段を設けている。かかる構成では、除電手段によってトナー担持ローラの表面層を除電することで、現像領域におけるトナー担持ローラの表面電位変動を抑えることができる。そして、これにより、表面電位変動に起因する画像濃度ムラや地汚れの発生を抑えることができる。
Therefore, in the printer according to the present embodiment, each of the developing
なお、本実施形態では、上記除電手段として、トナー担持ローラの表面に対向する対向部材である規制部材(例えば図2の28M)と、これに除電バイアスを印加する電圧印加手段たる除電電源(例えば図2の26M)とを有するもの、を用いている。 In the present embodiment, as the charge eliminating means, a regulating member (for example, 28M in FIG. 2) which is a facing member facing the surface of the toner carrying roller, and a charge removing power source (for example, a voltage applying means for applying a charge eliminating bias) to the regulating member. 26M) in FIG. 2 is used.
本発明者らは、先に図2に示したM用の現像装置10Mと同様の構成を有するK用の現像装置の試験機を用意した。この試験機の諸条件は次に列記する通りである。
・トナー供給ローラ:体積抵抗が108[Ω・cm]であるスポンジローラ
・トナー供給ローラのトナー担持ローラに対する食い込み量:0.5[mm]
・規制部材:導電性のステンレスブレード
・供給バイアス:交流直流重畳バイアス
・供給バイアスの直流成分:A相パルス電圧VaやB相パルス電圧Vbのオフセット電位Voと同じ
・供給バイアスの交流成分の周波数:300[Hz]
・供給バイアスの交流成分のピーク・ツー・ピーク電圧(Vpp):400〜800[V]
・Kトナーの体積平均粒径:6[μm]
・Kトナーのシリカ添加量:100重量部のトナー母材樹脂に対して2重量部
・トナー担持ローラの線速:300[mm/sec]
・トナー供給ローラの線速:200[mm/sec]
・トナー供給ローラとトナー担持ローラとの摺擦方向:カウンター方向
・電極へのパルス電圧:図6に示したA相パルス電圧Va、B相パルス電圧Vb
・パルス電圧の周波数f:1[kHz]
・パルス電圧のVpp:が200[V]
・パルス電圧のオフセット電位Vo:−200[V]
The present inventors prepared a test device for a developing device for K having the same configuration as the developing
Toner supply roller: Sponge roller with a volume resistance of 10 8 [Ω · cm] Biting amount of toner supply roller with respect to the toner carrying roller: 0.5 [mm]
・ Regulator: Conductive stainless steel blade ・ Supply bias: AC / DC bias bias ・ DC component of supply bias: Same as offset potential Vo of A-phase pulse voltage Va and B-phase pulse voltage Vb ・ Frequency of AC component of supply bias: 300 [Hz]
-Peak-to-peak voltage (Vpp) of AC component of supply bias: 400 to 800 [V]
-Volume average particle size of K toner: 6 [μm]
-Addition amount of silica in K toner: 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of toner base resin-Linear speed of toner carrying roller: 300 [mm / sec]
-Linear speed of toner supply roller: 200 [mm / sec]
The rubbing direction between the toner supply roller and the toner carrying roller: counter direction. Pulse voltage to the electrodes: A-phase pulse voltage Va and B-phase pulse voltage Vb shown in FIG.
-Frequency of pulse voltage f: 1 [kHz]
・ Vpp of pulse voltage is 200 [V]
・ Offset potential Vo of the pulse voltage: -200 [V]
かかる構成の試験機では、規制部材に除電バイアスを印加することで、トナー担持ローラの表面層がトナー層を介して除電される。実際に空運転を行ったところ、図13に示すように、経時的な表面層の電位上昇を回避することができた。 In the testing machine having such a configuration, the surface layer of the toner carrying roller is discharged through the toner layer by applying a discharging bias to the regulating member. When the idling was actually performed, as shown in FIG. 13, the potential increase of the surface layer over time could be avoided.
なお、図13に示した表面電位は、パルス電圧の印加を停止した状態で測定されたものである。また、規制部材として、金属性基体の表面に絶縁層を被覆したものを用いてもよい。また、除電バイアスとしては、直流電圧の他に、交流電圧や交流直流重畳電圧を採用することも可能である。但し、交流直流重畳電圧を採用する場合には、規制部材からトナー担持ローラへの放電によって除電を行う必要があるため、規制部材として、導電性表面を剥き出しにしたものを用いる必要がある。更には、直流成分として、パルス電圧のオフセット電位Voと同じ値のものを採用する必要がある。 Note that the surface potential shown in FIG. 13 is measured in a state where the application of the pulse voltage is stopped. Moreover, you may use as a control member what coat | covered the surface of the metallic base | substrate with the insulating layer. In addition to the DC voltage, an AC voltage or an AC / DC superimposed voltage can be employed as the charge eliminating bias. However, when an AC / DC superposed voltage is employed, it is necessary to remove electricity by discharging from the regulating member to the toner carrying roller, and therefore, it is necessary to use a bare conductive surface as the regulating member. Furthermore, it is necessary to employ a DC component having the same value as the offset potential Vo of the pulse voltage.
図14は、実施形態に係るプリンタの第1変形例装置におけるM用の現像装置10Mを示す拡大構成図である。この現像装置10Mは、トナー担持ローラ16Mの周方向における全領域のうち、回転に伴って現像領域を通過した後、トナー供給ローラ15Mとの当接位置に進入する前の領域(以下、回収領域という)からMトナーを回収する回収手段を有している。この回収手段は、前述の領域に当接する回収ローラ21M、これに当接するフリッカー部材22M、回収電源25M等から構成されている。
FIG. 14 is an enlarged configuration diagram illustrating the
回収ローラ21Mは、回転自在に支持される金属製の回転軸部材と、これの周面に被覆された弾性材料からなるローラ部とを有している。そして、ローラ部をトナー担持ローラ16Mの回収領域に当接させながら回転駆動される。
The collection roller 21M has a metal rotating shaft member that is rotatably supported and a roller portion made of an elastic material coated on the peripheral surface thereof. Then, the roller portion is driven to rotate while contacting the collection area of the
回収電源25Mは、回収ローラ21Mの回転軸部材に対して、トナーの帯電極性とは逆極性(本例では正極性)の回収バイアスを印加する。この印加により、トナー担持ローラ16Mの表面上でホッピングしている負帯電性のMトナーが、回収ローラ21Mに向けて静電的に引かれる。
The
トナー担持ローラ16M上のMトナーは、ローラの回転に伴って回収ブラシローラ21Mとの対向位置に進入すると、回収ローラ21Mに掻き取られながら回収ローラ21Mに転移する。このとき、上記回収バイアスによる静電気力によってMトナーを引き寄せることで、Mトナーの転移が促される。
When the M toner on the
フリッカー部材22Mは、ケーシング11に片持ち支持されており、その自由端側を回収ローラ21Mに当接させている。そして、回収ローラ21Mとの摺擦に伴って、固定端側を中心にして自由端側を揺動させることで、回収ローラ21M上のMトナーをふるい落とす。
The
かかる構成においては、トナー担持ローラの表面に対向する対向部材である回収ローラ21M、これに回収バイアスを印加する回収電源25Mなどの組合せが、トナー担持ローラの表面層を除電する除電手段として機能している。供給バイアスの影響によってトナーとは逆極性(本例ではプラス)の電荷が誘起されてしまった表面層を、トナーとは逆極性の回収バイアスの影響によるトナーと同極性の電荷の誘起によって除電するからである。
In such a configuration, a combination of the collection roller 21M, which is a facing member facing the surface of the toner carrying roller, and the
本発明者らは、同図に示したM用の現像装置10Mと同様の構成を有するK用の現像装置の試験機を用意した。この試験機における諸条件は次に列記する通りである。
・トナー供給ローラ:体積抵抗が108[Ω・cm]であるスポンジローラ
・トナー供給ローラのトナー担持ローラに対する食い込み量:0.5[mm]
・規制部材:絶縁性のゴムブレード
・回収ローラ:スポンジローラ
・回収ローラとトナー担持ローラとの摺擦方向:カウンター方向
・回収ローラのトナー担持ローラに対する食い込み量:0.5[mm]
・パルス電圧:図6に示したA相パルス電圧Va、B相パルス電圧Vb
・パルス電圧のオフセット電位Vo:−200[V]
・供給バイアス:−400[V]の直流電圧
・回収バイアス:+400[V]の直流電圧
The present inventors prepared a test device for a developing device for K having the same configuration as the developing
Toner supply roller: Sponge roller with a volume resistance of 10 8 [Ω · cm] Biting amount of toner supply roller with respect to the toner carrying roller: 0.5 [mm]
・ Regulator: Insulating rubber blade ・ Recovery roller: Sponge roller ・ Rubbing direction between the recovery roller and the toner carrying roller: Counter direction ・ Intrusion amount of the collection roller with respect to the toner carrying roller: 0.5 [mm]
Pulse voltage: A phase pulse voltage Va and B phase pulse voltage Vb shown in FIG.
・ Offset potential Vo of the pulse voltage: -200 [V]
・ Supply bias: DC voltage of −400 [V] ・ Recovery bias: DC voltage of +400 [V]
かかる構成の試験機で空運転を行ったところ、供給バイアスによって表面層に誘起された+400[V]分の正電荷を、回収バイアスによって表面層に誘起せしめた+400[V]分の負電荷で相殺することで、表面層を除電することができた。 When the test machine having such a configuration was idled, a positive charge of +400 [V] induced in the surface layer by the supply bias was a negative charge of +400 [V] induced in the surface layer by the recovery bias. By canceling out, the surface layer could be neutralized.
なお、回収バイアスが印加される回収部材として、回収ローラを用いる必要は必ずしもない。例えば、回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシローラ部とを有する回収ブラシローラを回収部材として用いてもよい。また、トナークリーニング手段を設けた電極板を回収部材として用いてもよい。また、トナー担持ローラに対して非接触に配設するのであれば、ゴムローラを回収部材として用いてもよい。 Note that it is not always necessary to use a collection roller as the collection member to which the collection bias is applied. For example, a recovery brush roller having a rotating shaft member and a brush roller portion formed of a plurality of raised brushes standing on the peripheral surface of the rotation shaft member may be used as the recovery member. Further, an electrode plate provided with toner cleaning means may be used as the recovery member. Further, a rubber roller may be used as the collecting member as long as it is disposed in a non-contact manner with respect to the toner carrying roller.
図15は、実施形態に係るプリンタの第2変形例装置におけるM用の現像装置10Mを示す拡大構成図である。この現像装置10Mの現像装置筺体であるケーシング11Mは、トナー担持ローラ16Mの無端移動する表面と、ケーシング11Mとの間を塞ぐシール部材23Mを片持ち支持している。このシール部材23Mは、導電性材料からなり、自由端側をトナー担持ローラ16Mに摺擦させることで、ケーシング11Mとトナー担持ローラ16Mとの間をシーリングしている。そして、このシール部材23Mには、除電電源24Mによって交流直流重畳電圧からなる除電バイアスが印加されている。
FIG. 15 is an enlarged configuration diagram illustrating the
かかる構成においては、トナー担持ローラの表面に対向する対向部材であるシール部材23M、これに除電バイアスを印加する除電電源24Mなどの組合せが、トナー担持ローラの表面層を除電する除電手段として機能している。供給バイアスの影響によってトナーとは逆極性(本例ではプラス)の電荷が誘起されてしまった表面層を、シール部材23Mからの放電によって除電するからである。
In such a configuration, a combination of a
本発明者らは、同図に示したM用の現像装置10Mと同様の構成を有するK用の現像装置の試験機を用意した。この試験機における諸条件は次に列記する通りである。
・シール部材:導電性のマイラーシート
・除電バイアスの交流成分の周波数:300[Hz]
・同交流成分のピーク・ツー・ピーク電圧(Vpp):400〜800[V]
・除電バイアスの直流成分:パルス電圧のオフセット電位Voと同じ値
The present inventors prepared a test device for a developing device for K having the same configuration as the developing
-Seal member: Conductive mylar sheet-Frequency of AC component of static elimination bias: 300 [Hz]
-Peak-to-peak voltage (Vpp) of the AC component: 400 to 800 [V]
-DC component of static elimination bias: Same value as offset potential Vo of pulse voltage
かかる構成の試験機で空運転を行ったところ、供給バイアスによって表面層に誘起された正電荷を、シール部材からの放電によって除電することができた。なお、除電バイアスとして、供給バイアスとは逆極性の直流電圧を採用してもよい。この場合、その絶対値については、供給バイアスの絶対値と同じに設定する。 When the idling operation was performed with the test machine having such a configuration, the positive charge induced in the surface layer by the supply bias could be eliminated by the discharge from the seal member. Note that a DC voltage having a polarity opposite to that of the supply bias may be adopted as the charge eliminating bias. In this case, the absolute value is set to be the same as the absolute value of the supply bias.
次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。
[第1実施例]
上述したように、トナー供給ローラにトナー供給バイアスを印加する場合、表面層での電荷の誘起によってトナー担持ローラの表面電位がトナー供給バイアスと逆極性で且つ絶対値の等しい値(以下、供給バイアス極性反転値という)になる。このような場合、基本的には、トナー供給バイアスから判明しているその供給バイアス極性反転値を打ち消し得るような値に、上記除電バイアスを設定すればよい。但し、トナー担持ローラの表面電位は、図9等に示したように、画像形成動作開始後に直ちに供給バイアス極性反転値になるのではなく、供給バイアス極性反転値になるまである程度の時間を要する。このため、画像形成動作開始直後から供給バイアス極性反転値に対応する値の除電バイアスを印加すると、画像形成動作開始直後には過剰除電による表面層の逆帯電を引き起こしてしまう。
Next, printers according to the respective examples in which a more characteristic configuration is added to the printer according to the embodiment will be described. Note that the configuration of the printer according to each example is the same as that of the embodiment unless otherwise specified.
[First embodiment]
As described above, when a toner supply bias is applied to the toner supply roller, the surface potential of the toner carrying roller has a polarity opposite to that of the toner supply bias and an absolute value equal to the absolute value (hereinafter referred to as supply bias) due to charge induction in the surface layer. Polarity inversion value). In such a case, basically, the neutralization bias may be set to a value that can cancel the supply bias polarity reversal value determined from the toner supply bias. However, the surface potential of the toner carrying roller does not immediately become the supply bias polarity inversion value immediately after the start of the image forming operation as shown in FIG. For this reason, if a static elimination bias having a value corresponding to the supply bias polarity inversion value is applied immediately after the start of the image forming operation, the surface layer is reversely charged due to excessive static elimination immediately after the start of the image forming operation.
そこで、第1実施例に係るプリンタにおいては、トナー担持ローラの表面電位を周知の技術によって検知する図示しない表面電位センサを各色の現像装置(10M,C,Y,K)に設けている。これら表面電位センサは、トナー担持ローラの回転方向における全領域のうち、上述のトナー供給位置を通過した後、規制部材(28M,C,Y,K)との当接位置に進入する前の領域の全て又は一部、と所定の間隙を介して対向するように配設されている。 Therefore, in the printer according to the first embodiment, a surface potential sensor (not shown) for detecting the surface potential of the toner carrying roller by a known technique is provided in each color developing device (10M, C, Y, K). These surface potential sensors are areas before passing into the contact position with the regulating member (28M, C, Y, K) after passing through the toner supply position in the entire area in the rotation direction of the toner carrying roller. Are arranged so as to face all or a part of each of them with a predetermined gap.
一方、規制部材(28M,C,Y,K)に除電バイアスを印加する除電電源(26M,C,Y,K)は、表面電位検知手段たる表面電位センサによる検知結果に基づいて、除電バイアスの出力値(印加電圧の値)を決定する電圧決定手段を有している。この電圧決定手段は、演算手段たるCPU(Central Processing Unit)、データ記憶手段たるRAM(Random Access Memory)、データ記憶手段たるROM(Read Only Memory)などから構成されている。そして、表面電位の検知結果と、それに対応する適切な除電バイアスとの関数式をROM内に記憶しており、この関係式と表面電位センサによる検知結果とに基づいて、適切な除電バイアスの値を特定した後、特定と同じ値の除電バイアスを除電電源から出力させる。 On the other hand, the static elimination power source (26M, C, Y, K) that applies the static elimination bias to the regulating member (28M, C, Y, K) has the static elimination bias based on the detection result by the surface potential sensor as the surface potential detection means. Voltage determining means for determining an output value (value of applied voltage) is included. This voltage determination means is composed of a CPU (Central Processing Unit) as a calculation means, a RAM (Random Access Memory) as a data storage means, a ROM (Read Only Memory) as a data storage means, and the like. A function expression of the detection result of the surface potential and the appropriate neutralization bias corresponding thereto is stored in the ROM. Based on this relational expression and the detection result by the surface potential sensor, an appropriate neutralization bias value is stored. Then, the neutralization bias having the same value as that of the identification is output from the neutralization power source.
かかる構成においては、画像形成動作開始直後に不適切な値の除電バイアスを印加してしまうことによるトナー担持ローラの表面層の逆帯電の発生を回避することができる。 In such a configuration, it is possible to avoid the occurrence of reverse charging of the surface layer of the toner carrying roller due to improper application of the neutralizing bias immediately after the start of the image forming operation.
[第2実施例]
第2実施例に係るプリンタにおいては、各色の現像装置(10M,C,Y,K)におけるトナー供給ローラ(15M,C,Y,K)に対してトナー供給バイアスを印加することなく、トナー供給ローラ(15M,C,Y,K)からトナー担持ローラ16(M,C,Y,K)にトナーを供給する。トナー供給ローラにトナー供給バイアスを印加しなくても、トナー供給ローラとトナー担持ローラとの機械的な接触によってトナーをトナー担持ローラに供給することが可能である。
[Second Embodiment]
In the printer according to the second embodiment, toner is supplied without applying a toner supply bias to the toner supply rollers (15M, C, Y, K) in the developing devices (10M, C, Y, K) of the respective colors. Toner is supplied from the rollers (15M, C, Y, K) to the toner carrying rollers 16 (M, C, Y, K). Even if a toner supply bias is not applied to the toner supply roller, the toner can be supplied to the toner support roller by mechanical contact between the toner supply roller and the toner support roller.
かかる構成においては、トナー担持ローラの表面層の電荷量変動による表面電位変動量が、トナー供給バイアスに支配されず、トナー担持ローラ上のトナー量や表面層の摩擦帯電量などに影響されるため、表面電位を把握することが困難になる。 In such a configuration, the surface potential fluctuation amount due to the charge amount fluctuation of the surface layer of the toner carrying roller is not controlled by the toner supply bias, but is affected by the toner amount on the toner carrying roller, the triboelectric charge amount of the surface layer, and the like. It becomes difficult to grasp the surface potential.
そこで、本第2実施例に係るプリンタにおいても、第1実施例と同様に、各色の現像装置に表面電位センサを設けるとともに、これによる検知結果に基づいて除電バイアスの出力値(印加電圧の値)を決定する電圧決定手段を各色の除電電源に設けている。 Therefore, in the printer according to the second embodiment, as in the first embodiment, the surface potential sensor is provided in the developing device for each color, and the output value of the static elimination bias (the value of the applied voltage) is determined based on the detection result. ) Is provided in each color neutralizing power source.
かかる構成では、トナー供給バイアスに影響されないトナー担持ローラの表面電位変動を正確に把握しながら、トナー担持ローラを適切に除電することができる。 With this configuration, the toner carrying roller can be appropriately discharged while accurately grasping the surface potential fluctuation of the toner carrying roller that is not affected by the toner supply bias.
[第3実施例]
このプリンタにおいては、各色のトナー担持ローラ(16M,C,Y,K)として、良好な光反射性を発揮する例えば銀色の材料からなる表面層を被覆したもので、且つその表面層を鏡面仕上げしたものを有している。また、このトナー担持ローラと所定の間隙を介して対向する反射型フォトセンサを有している。この反射型フォトセンサは、このトナー担持ローラの回転方向における全領域のうち、上述のトナー供給位置を通過した後、規制部材との当接位置に進入する前の領域の全て又は一部、の光反射率に応じた電圧を出力する。トナー担持ローラの単位面積あたりのトナー担持量が多くなるほど、表面層の光反射率が低下するので、反射型フォトセンサからの出力電圧が小さくなるほど、トナー担持量が多いことになる。つまり、反射型フォトセンサは、トナー担持ローラの表面上における単位面積あたりのトナー担持量を検知するトナー担持量検知手段として機能している。
[Third embodiment]
In this printer, each color toner carrying roller (16M, C, Y, K) is coated with a surface layer made of, for example, a silver material that exhibits good light reflectivity, and the surface layer is mirror-finished. Have. In addition, a reflection type photosensor facing the toner carrying roller via a predetermined gap is provided. The reflection type photosensor includes all or part of the entire region in the rotation direction of the toner carrying roller, after passing through the toner supply position and before entering the contact position with the regulating member. A voltage corresponding to the light reflectance is output. As the toner carrying amount per unit area of the toner carrying roller increases, the light reflectance of the surface layer decreases. Therefore, the toner carrying amount increases as the output voltage from the reflective photosensor decreases. In other words, the reflection type photosensor functions as a toner carrying amount detection unit that detects the toner carrying amount per unit area on the surface of the toner carrying roller.
また、本プリンタは、感光ベルト2上に形成された所定の基準トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量たる現像濃度を検知するベルト用反射型フォトセンサも有している。そして、所定のタイミングで感光ベルト2上に各色の基準トナー像を形成して、それぞれの現像濃度をベルト用反射型フォトセンサによって検知する。
The printer also includes a reflective photosensor for a belt that detects a developing density as a toner adhesion amount per unit area with respect to a predetermined reference toner image formed on the
また、本プリンタは、周知の技術によって湿度を検知する湿度センサや、これによる検知結果に基づいてトナー担持ローラ上の帯電量を推定する帯電量推定手段も有している。この帯電量推定手段は、演算手段たるCPU(Central Processing Unit)、データ記憶手段たるRAM(Random Access Memory)、データ記憶手段たるROM(Read Only Memory)などから構成されている。そして、予めの実験結果に基づいて構築されたトナー帯電量と湿度との関係を示すデータテーブルをROM内に記憶しており、このデータテーブルと湿度センサによる検知結果とに基づいてトナー担持ローラ上のトナーの帯電量を推定する。 The printer also includes a humidity sensor that detects humidity using a known technique, and a charge amount estimation unit that estimates the charge amount on the toner carrying roller based on the detection result. This charge amount estimation means is composed of a CPU (Central Processing Unit) as a calculation means, a RAM (Random Access Memory) as a data storage means, a ROM (Read Only Memory) as a data storage means, and the like. A data table indicating the relationship between the toner charge amount and the humidity constructed based on the result of the experiment in advance is stored in the ROM. Based on the data table and the detection result by the humidity sensor, the data on the toner carrying roller is stored. The charge amount of the toner is estimated.
各色の規制部材(28M,C,Y,K)に除電バイアスを印加する除電電源(26M,C,Y,K)は、帯電量推定手段による推定結果と、パルス電圧のオフセット電位Voと、反射型フォトセンサによる検知結果と、上述の現像濃度の検知結果とに基づいて、除電バイアスを決定するようになっている。 The neutralizing power source (26M, C, Y, K) for applying a neutralizing bias to the regulating members (28M, C, Y, K) of the respective colors has an estimation result by the charge amount estimating means, an offset potential Vo of the pulse voltage, and reflection. The static elimination bias is determined on the basis of the detection result by the mold photosensor and the above-described development density detection result.
かかる構成においても、画像形成動作開始直後に不適切な値の除電バイアスを印加してしまうことによるトナー担持ローラの表面層の逆帯電の発生を回避することができる。更には、トナー供給ローラにトナー供給バイアスを印加しない場合には、トナー供給バイアスに影響されないトナー担持ローラの表面電位変動を正確に把握しながら、トナー担持ローラを適切に除電することができる。 Even in such a configuration, it is possible to avoid the occurrence of reverse charging of the surface layer of the toner carrying roller due to improper application of the neutralizing bias immediately after the start of the image forming operation. Further, when no toner supply bias is applied to the toner supply roller, the toner carrying roller can be appropriately discharged while accurately grasping the surface potential fluctuation of the toner carrying roller that is not affected by the toner supply bias.
以上、実施形態に係るプリンタ、各変形例装置、各実施例に係るプリンタにおいては、トナー担持体たるトナー担持ローラの表面に対向する対向部材と、対向部材に電圧を印加する電圧印加手段たる電源とを有するものを、除電手段として用いている。かかる構成では、対向部材に印加した電圧の作用によってトナー担持ローラの表面層を除電することができる。 As described above, in the printer according to the embodiment, each modification device, and the printer according to each example, the opposing member that faces the surface of the toner carrying roller that is the toner carrying member, and the power source that is the voltage applying unit that applies a voltage to the opposing member. Are used as static elimination means. In this configuration, the surface layer of the toner carrying roller can be neutralized by the action of the voltage applied to the opposing member.
また、実施形態に係るプリンタにおいては、上記対向部材として、トナー供給手段たるトナー供給ローラによってトナー担持ローラの表面に供給されたトナーのトナー担持ローラ表面上における担持量を規制する規制部材を用いている。かかる構成では、除電バイアスを印加する対向部材として規制部材を兼用することで、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。 In the printer according to the embodiment, a regulating member that regulates the carrying amount of the toner supplied onto the surface of the toner carrying roller by the toner supply roller serving as the toner supply unit is used as the facing member. Yes. In such a configuration, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus by using the restricting member also as the opposing member to which the neutralizing bias is applied.
また、第1変形例装置においては、上記対向部材として、トナー担持ローラの表面上のトナーを自らの表面に転移させて回収する回収部材たる回収ローラを用いている。かかる構成では、回収ローラを上記対向部材として兼用するとともに、該回収ローラに回収バイアスを印加する回収電源を、上記対向部材に除電バイアスを印加する電源として兼用することで、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。 In the first modified apparatus, a recovery roller that is a recovery member that transfers the toner on the surface of the toner carrying roller to its own surface and recovers it is used as the counter member. In such a configuration, the collection roller is also used as the counter member, and the recovery power source that applies the recovery bias to the recovery roller is also used as the power source that applies the neutralization bias to the counter member. Cost can be reduced.
また、第2変形例装置においては、トナー担持ローラの無端移動する表面と、現像装置筺体たるケーシングとの間を塞ぐシール部材を、上記対向部材として用いている。かかる構成では、除電バイアスを印加する対向部材としてシール部材を兼用することで、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。 In the second modified apparatus, a sealing member that closes the space between the endlessly moving surface of the toner carrying roller and the casing that is the developing device housing is used as the facing member. In such a configuration, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus by using the sealing member also as the opposing member to which the neutralizing bias is applied.
また、実施形態に係るプリンタ、各変形例装置、各実施例に係るプリンタにおいては、トナー担持ローラの表面にトナーを供給するトナー供給部材として、弾性材料からなる弾性層(スポンジ)をトナー担持ローラ表面に接触させながら回転させて、前記弾性層に担持しているトナーをトナー担持ローラ表面に供給するトナー供給ローラを用いている。かかる構成では、柔軟に変形する弾性層をトナー担持ローラに比較的弱い圧力で接触させながらトナー担持ローラにトナーを供給することが可能であるので、トナー担持ローラの長寿命化を図ることができる。 In addition, in the printer according to the embodiment, each modification device, and the printer according to each example, an elastic layer (sponge) made of an elastic material is used as a toner supply member that supplies toner to the surface of the toner carrying roller. A toner supply roller that rotates while being in contact with the surface and supplies the toner carried on the elastic layer to the surface of the toner carrying roller is used. In such a configuration, since it is possible to supply toner to the toner carrying roller while the elastic layer that is flexibly deformed is brought into contact with the toner carrying roller with a relatively weak pressure, it is possible to extend the life of the toner carrying roller. .
なお、弾性層として、発泡セルやスポンジなど、表面に複数の凹部を有するものを用いれば、凹部内にトナーを収容させて、柔軟に変形する弾性層をトナー担持ローラに比較的弱い圧力で接触させながらトナー担持ローラにトナーを供給することが可能であるので、トナー担持ローラの長寿命化を図ることができる。 If an elastic layer having a plurality of recesses on the surface, such as foamed cells or sponges, is used, the toner is accommodated in the recesses, and the elastically deformable elastic layer is brought into contact with the toner carrying roller with a relatively weak pressure. Since the toner can be supplied to the toner carrying roller, the life of the toner carrying roller can be extended.
また、トナー供給部材として、回転軸部材の周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシローラ部をトナー担持ローラ表面に接触させながら回転させて、前記ブラシローラ部内に捕捉しているトナーをトナー担持ローラ表面に供給するトナー供給ブラシローラを用いてもよい。この場合にも、柔軟に変形するブラシローラ部をトナー担持ローラに比較的弱い圧力で接触させながらトナー担持ローラにトナーを供給することが可能であるので、トナー担持ローラの長寿命化を図ることができる。更には、ブラシローラ部のブラシ間にトナーを補足させて、柔軟に変形する弾性層をトナー担持ローラに比較的弱い圧力で接触させながらトナー担持ローラにトナーを供給することが可能であるので、トナー担持ローラの長寿命化を図ることができる。 Further, as the toner supply member, a toner that is trapped in the brush roller portion by rotating a brush roller portion made up of a plurality of raised portions standing on the peripheral surface of the rotating shaft member while contacting the surface of the toner carrying roller. A toner supply brush roller that supplies toner to the surface of the toner carrying roller may be used. In this case as well, it is possible to supply toner to the toner carrying roller while the brush roller portion that is flexibly deformed is brought into contact with the toner carrying roller with a relatively weak pressure, so that the life of the toner carrying roller can be extended. Can do. Furthermore, it is possible to supply toner to the toner carrying roller while capturing the toner between the brushes of the brush roller portion and bringing the elastically deformable elastic layer into contact with the toner carrying roller with a relatively weak pressure. The life of the toner carrying roller can be extended.
また、実施形態に係るプリンタにおいては、上記対向部材に電圧を印加する電圧印加手段として、対向部材たる規制部材に直流電圧からなる除電バイアスを印加するものを用いている。かかる構成では、交流電圧を印加する電圧印加手段に比べて、低コスト化を図ることができる。 In the printer according to the embodiment, as the voltage applying unit that applies a voltage to the facing member, a device that applies a neutralizing bias including a DC voltage to a regulating member that is the facing member is used. In such a configuration, the cost can be reduced as compared with the voltage applying means for applying the AC voltage.
第2変形例装置においては、上記対向部材に電圧を印加する電圧印加手段として、対向部材たるシール部材に交流直流重畳電圧からなる除電バイアスを印加するものを用いている。かかる構成では、直流電圧だけならなる除電バイアスを採用する場合に比べて、トナー担持ローラをより確実に除電することができる。 In the second modified apparatus, as the voltage applying means for applying a voltage to the facing member, a device for applying a static elimination bias composed of an AC / DC superposed voltage to the sealing member as the facing member is used. In such a configuration, the toner carrying roller can be discharged more reliably than in the case of using a discharging bias consisting of only a DC voltage.
2:感応ベルト(潜像担持体)
10M,C,Y,K:現像装置
15M:トナー供給ローラ(トナー供給部材)
16M:トナー担持ローラ(トナー担持体)
17A:A相電極(電極)
17B:B相電極(電極)
21M:回収ローラ(除電手段の一部、対向部材)
23M:シール部材(除電手段の一部、対向部材)
24M:除電電源(除電手段の一部、電圧印加手段)
25M:回収電源(除電手段の一部、電圧印加手段)
26M:除電電源(除電手段の一部、電圧印加手段)
28M:規制部材(除電手段の一部、対向部材)
2: Sensitive belt (latent image carrier)
10M, C, Y, K: Developing
16M: toner carrier roller (toner carrier)
17A: Phase A electrode (electrode)
17B: Phase B electrode (electrode)
21M: Recovery roller (a part of the static elimination means, opposing member)
23M: Sealing member (a part of the static elimination means, opposing member)
24M: Static elimination power source (part of static elimination means, voltage application means)
25M: Recovery power supply (a part of static elimination means, voltage application means)
26M: Static elimination power source (part of static elimination means, voltage application means)
28M: Restricting member (a part of the static eliminating means, opposing member)
Claims (15)
上記トナー担持体の表面を該トナー担持体の無端移動方向における所定位置で除電する除電手段を設けたことを特徴とする現像装置。 A toner carried on an endlessly moving surface of a toner carrier having a plurality of electrodes arranged in a predetermined direction is laid on the surface while being hopped on the surface by an electric field formed by applying a voltage to the plurality of electrodes. In a developing device for developing a latent image attached to a latent image carried on an image carrier,
A developing device, comprising: a discharging means for discharging the surface of the toner carrier at a predetermined position in the endless movement direction of the toner carrier.
上記トナー担持体の表面に対向する対向部材と、該対向部材に電圧を印加する電圧印加手段とを有するものを、上記除電手段として用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1.
A developing device comprising: a member having a facing member facing the surface of the toner carrying member; and a voltage applying unit for applying a voltage to the facing member.
上記対向部材として、トナー供給手段によって上記トナー担持体の表面に供給されたトナーの該表面上における担持量を規制する規制部材を用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2.
2. A developing device according to claim 1, wherein the opposing member is a regulating member that regulates a carrying amount of the toner supplied to the surface of the toner carrier by a toner supply unit.
上記対向部材として、上記トナー担持体の表面上のトナーを自らの表面に転移させて回収する回収部材を用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2.
2. A developing device according to claim 1, wherein a recovery member that transfers toner on the surface of the toner carrying member to the surface of the toner carrying member for recovery is used as the counter member.
上記トナー担持体の無端移動する表面と、現像装置筺体との間を塞ぐシール部材を、上記対向部材として用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2.
A developing device, wherein a seal member for closing a space between the endlessly moving surface of the toner carrier and the developing device housing is used as the facing member.
上記トナー担持体の表面にトナーを供給するトナー供給部材として、弾性材料からなる弾性層を該表面に接触させながら回転させて、該弾性層に担持しているトナーを該表面に供給するトナー供給ローラを用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 2 to 5,
As a toner supply member for supplying toner to the surface of the toner carrier, a toner supply for supplying the toner carried on the elastic layer to the surface by rotating an elastic layer made of an elastic material in contact with the surface A developing device using a roller.
上記トナー担持体の表面にトナーを供給するトナー供給部材として、回転軸部材の周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシローラ部を該表面に接触させながら回転させて、該ブラシローラ部内に捕捉しているトナーを該表面に供給するトナー供給ブラシローラを用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 2 to 5,
As a toner supply member for supplying toner to the surface of the toner carrying member, a brush roller portion composed of a plurality of raised brushes erected on the peripheral surface of the rotary shaft member is rotated while being in contact with the surface, and the brush roller A developing device using a toner supply brush roller for supplying toner trapped in the section to the surface.
上記トナー担持体の表面電位を検知する表面電位検知手段と、該表面電位検知手段による検知結果に基づいて上記電圧印加手段による印加電圧の値を決定する電圧決定手段とを設けたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 2 to 7,
A surface potential detecting means for detecting the surface potential of the toner carrier, and a voltage determining means for determining the value of the applied voltage by the voltage applying means based on the detection result by the surface potential detecting means, Developing device.
上記トナー担持体上のトナーの帯電量を推定する帯電量推定手段と、該帯電量推定手段による推定結果と上記複数の電極に印加される電圧とに基づいて上記電圧印加手段による印加電圧の値を決定する電圧決定手段とを設けたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 2 to 7,
A charge amount estimating means for estimating a charge amount of the toner on the toner carrier, a value of an applied voltage by the voltage applying means based on an estimation result by the charge amount estimating means and a voltage applied to the plurality of electrodes; And a voltage determining means for determining a developing device.
上記トナー担持体の表面上における単位面積あたりのトナー担持量を検知するトナー担持量検知手段を設け、上記推定結果及び電圧に加えて、該トナー担持量検知手段による検知結果にも基づいて上記印加電圧の値を決定させるように、上記電圧決定手段を構成したことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 9.
A toner carrying amount detecting unit for detecting a toner carrying amount per unit area on the surface of the toner carrying member is provided, and the application is performed based on a detection result by the toner carrying amount detecting unit in addition to the estimation result and the voltage. A developing device characterized in that the voltage determining means is configured to determine a voltage value.
上記電圧印加手段として、上記対向部材に直流電圧を印加するものを用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 2 to 10,
A developing device using a means for applying a DC voltage to the opposing member as the voltage applying means.
上記電圧印加手段として、上記対向部材に交流直流重畳電圧を印加するものを用いたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 2 to 10,
2. A developing apparatus according to claim 1, wherein said voltage applying means applies an AC / DC superimposed voltage to said opposing member.
上記現像手段として、請求項1乃至12の何れかの現像装置を用いたことを特徴とするプロセスユニット。 At least a latent image carrier that carries a latent image and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier are held by a common holder so that the unit can be attached to and detached from the image forming apparatus main body as a single unit. Process unit
13. A process unit using the developing device according to claim 1 as the developing means.
上記現像手段として、請求項1乃至12の何れかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus having a latent image carrier that carries a latent image, and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier.
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1 as the developing means.
上記現像装置を複数設け、これら現像装置によって上記潜像担持体に対して重ね合わせ現像を行わせるようにしたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 14.
An image forming apparatus, comprising: a plurality of the developing devices, wherein the developing devices are superposed on the latent image carrier.
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| JP2006308176A JP2008122794A (en) | 2006-11-14 | 2006-11-14 | Developing device, process unit, and image forming apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
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