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JP2009192700A - Image forming apparatus - Google Patents

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Publication number
JP2009192700A
JP2009192700A JP2008031747A JP2008031747A JP2009192700A JP 2009192700 A JP2009192700 A JP 2009192700A JP 2008031747 A JP2008031747 A JP 2008031747A JP 2008031747 A JP2008031747 A JP 2008031747A JP 2009192700 A JP2009192700 A JP 2009192700A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
lubricant
developing
roller
forming apparatus
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
JP2008031747A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Endo
修一 遠藤
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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 Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2008031747A priority Critical patent/JP2009192700A/en
Publication of JP2009192700A publication Critical patent/JP2009192700A/en
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】長期にわたって安定した現像特性、転写特性、クリーニング特性を維持し、異常画像の発生のない画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像ユニット31には、トナーカートリッジ32から補給されたトナーを溜める現像ホッパ311と、現像ホッパ311にあるトナーをトナー供給部材31bに送る搬送パドル31dと、送られたトナーを現像ローラ31aに供給する供給ローラ31bと、現像ローラ31a上のトナーを規制してトナー層を形成する規制ローラ31cと、規制ローラ31cによって規制されたトナー層を現像ローラ31aに接触して現像する現像ローラ31aから構成されていて、さらに、現像ローラ31aの周囲に接触して、現像ローラ31aの回転方向の下流から上流方向に、規制ローラ31c、供給ローラ31b、潤滑剤除去ローラ31eが配置されている一成分現像装置を用いる。
【選択図】 図3
An image forming apparatus that maintains stable development characteristics, transfer characteristics, and cleaning characteristics over a long period of time and does not generate abnormal images.
In a developing unit 31, a developing hopper 311 for storing toner replenished from a toner cartridge 32, a transport paddle 31d for feeding the toner in the developing hopper 311 to a toner supply member 31b, and the fed toner to a developing roller are provided. A supply roller 31b supplied to 31a, a regulation roller 31c that regulates toner on the development roller 31a to form a toner layer, and a development roller that develops the toner layer regulated by the regulation roller 31c in contact with the development roller 31a Further, a regulating roller 31c, a supply roller 31b, and a lubricant removing roller 31e are arranged in contact with the periphery of the developing roller 31a from the downstream to the upstream in the rotation direction of the developing roller 31a. A one-component developing device is used.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、複写機、プリンタ、FAXなどの画像形成装置に係り、詳しくは接触一成分現像装置を用いる静電複写プロセスによる画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a fax machine, and more particularly to an image forming apparatus using an electrostatic copying process using a contact one-component developing device.

近年、オフィスにおけるOA化、カラー化が一段と進み、従来の文字のみからなる原稿の複写だけではなく、パーソナルコンピュータで作成したグラフ等を含む原稿をプリンタにて出力し、プレゼンテーション用の資料等として多数枚複写する機会が増している。プリンタ出力画像は、ベタ画像、ライン画像、ハーフトーン画像が多く、それにともない画像品質に求められる市場の要求が変化しつつあり、また、高信頼性等の要求も更に高まっている。
電子写真、静電記録、静電印刷等の電子写真方式に使用される現像剤は、その現像工程において、例えば、静電潜像が形成されている像担持体(代表的には、感光体)に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において紙面に定着される。その際、像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤としては、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤及び、キャリアを必要としないでトナーのみからなる一成分系現像剤(磁性トナー、非磁性トナー)が知られている。二成分系現像剤は、トナー粒子がキャリア表面に付着することにより現像剤が劣化し、また、トナーのみが消費されるため現像剤中のトナー濃度が低下するので、キャリアとトナーとの混合比を一定割合に保持しなければならず、そのため現像装置が大型化するといった欠点がある。一方、一成分系現像剤は、装置の小型化が可能等の利点を有しており、あらゆる環境下(低温低湿、高温高湿)での使用が容易であるなどの理由から現像方式の主流になりつつある。
In recent years, office automation and colorization have further progressed in offices, and in addition to copying originals consisting only of conventional characters, many originals including graphs created with a personal computer are output by a printer and used as presentation materials. Opportunities to copy sheets are increasing. Many printer output images are solid images, line images, and halftone images, and accordingly, market demands required for image quality are changing, and requirements such as high reliability are further increased.
Developers used in electrophotographic systems such as electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc., in the development process, for example, an image carrier (typically a photoconductor) on which an electrostatic latent image is formed. ) And then transferred from the photosensitive member to a transfer medium such as transfer paper in the transfer step, and then fixed on the paper surface in the fixing step. At that time, as a developer for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier, a two-component developer composed of a carrier and a toner, and a one-component system composed of only a toner without requiring a carrier. Developers (magnetic toner, non-magnetic toner) are known. In a two-component developer, the developer deteriorates due to toner particles adhering to the carrier surface, and the toner concentration in the developer decreases because only the toner is consumed. Must be maintained at a constant rate, and therefore, there is a disadvantage that the developing device is enlarged. On the other hand, one-component developers have the advantage that the size of the apparatus can be reduced, etc., and the mainstream of the development system is because it is easy to use in any environment (low temperature, low humidity, high temperature, high humidity). It is becoming.

ところで、一成分系現像剤は、磁性トナーを用いる磁性一成分現像剤と、非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像剤とに分類される。磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式は、内部にマグネットなどの磁界発生手段を設けた現像ローラを用いて、マグネタイトなどの磁性体を含有する磁性トナーを保持し、層厚規制部材により、薄層化し現像するもので、近年小型プリンタなどで多数実用化されている。
これに対して、非磁性一成分剤を用いる非磁性一成分現像方式は、トナーが磁気力を持たないため、現像ローラにトナー補給ローラなどを圧接して現像ローラ上にトナーを供給し、静電気的に保持させ、層厚規制部材により、薄層化して現像するものであり、有色の磁性体を含有しないためカラー化に対応できるという利点があり、また現像ローラにマグネットを用いないため、装置のより軽量化、低コスト化が可能となり、近年小型フルカラープリンタ等で実用化されている。しかしながら、一成分現像方式では、未だ改善すべき課題が多いのが現状である。
By the way, the one-component developer is classified into a magnetic one-component developer using a magnetic toner and a non-magnetic one-component developer using a non-magnetic toner. A magnetic one-component developing method using a magnetic one-component developer uses a developing roller provided with a magnetic field generating means such as a magnet inside to hold magnetic toner containing a magnetic material such as magnetite, and a layer thickness regulating member In recent years, many thin-layer printers have been put to practical use in small printers.
On the other hand, in the non-magnetic one-component development method using a non-magnetic one-component agent, since the toner does not have a magnetic force, a toner replenishing roller or the like is pressed against the developing roller to supply the toner onto the developing roller. Since it does not contain a colored magnetic material, it has the advantage that it can be colorized and does not use a magnet for the developing roller. In recent years, it has been put to practical use in small full-color printers and the like. However, in the one-component development system, there are still many problems to be improved.

二成分現像方式では、トナーの帯電、搬送手段としてキャリアを用い、トナーとキャリアは現像装置内部において十分撹拌、混合された後現像ローラに搬送され現像に供されるため比較的長時間の使用においても安定した帯電、搬送を持続することが可能であり、また、高速の現像装置にも対応しやすい。これに比べ、一成分現像方式ではキャリアのような安定した帯電、搬送手段がないため、長時間使用や高速化による帯電、搬送不良が起こりやすい。
特に、非一成分現像方式は現像ローラ上へトナーを搬送した後、層厚規制部材にてトナーを薄層化させて現像するが、トナーと現像ローラ又は層厚規制部材などの摩擦帯電部材との接触・摩擦帯電時間が非常に短いため、キャリアを用いた二成分現像方式より低帯電、逆帯電トナーが多くなりやすい。また、少なくとも1つのトナー搬送部材によってトナーを搬送し、かつ、搬送されたトナーによって像担持体に形成された静電潜像を現像する手段が採られているが、その際、トナー搬送部材表面のトナーの層厚は極力薄くしなければならない。このために、層厚規制部材による押圧力を受けるために、トナー表面に外添された外添剤のトナー内部への埋没が激しく、トナーの帯電性、流動性が大きく低下するという不具合がある。
ここで、従来の一成分現像装置の例としては、特許文献1及び2に記載されている図10、図11のような構成例が知られている。
In the two-component development system, a carrier is used as a means for charging and transporting toner, and the toner and the carrier are sufficiently stirred and mixed in the developing device and then transported to the developing roller for development. However, it is possible to maintain stable charging and conveyance, and it is easy to cope with a high-speed developing device. Compared to this, the one-component development method does not have a stable charging and conveying means like a carrier, and therefore, charging and conveyance defects are likely to occur due to long-term use and high speed.
In particular, in the non-one-component development method, after the toner is conveyed onto the developing roller, the toner is thinned by the layer thickness regulating member and developed, but the toner and the friction charging member such as the developing roller or the layer thickness regulating member are used. Since the contact / friction charging time of the toner is very short, the amount of low-charged and reverse-charged toner tends to increase more than the two-component developing method using a carrier. In addition, means for transporting the toner by at least one toner transport member and developing the electrostatic latent image formed on the image carrier by the transported toner is employed. The toner layer thickness must be as thin as possible. For this reason, in order to receive a pressing force by the layer thickness regulating member, there is a problem that the external additive added to the toner surface is embedded in the toner and the chargeability and fluidity of the toner are greatly reduced. .
Here, as an example of a conventional one-component developing device, there are known configuration examples as shown in FIGS. 10 and 11 described in Patent Documents 1 and 2.

また、一方、近年、モノクロ及びフルカラーの画像形成装置において、寿命の向上や異常画像の低減のために、像担持体(感光体や中間転写体)にステアリン酸亜鉛などの潤滑材を塗布する機構を有するものが提示されてきている。すなわち、像担持体に潤滑剤の微粉を塗布し、像担持体表面に潤滑剤層を形成することで、像担持体のトナーフィルミングを防止したり、像担持体から転写紙等の記録媒体への転写性を向上させたり、クリーニング性の向上、及びクリーニングブレードの磨耗を低減して高寿命化を図ることができる。
そのような、潤滑剤塗布の従来例としては、特許文献3では、初期の潤滑剤塗布量が過剰とならないよう、潤滑剤の塗布部材に接触する面積を変化させる等の方法を提示している。
また、特許文献4では、潤滑剤塗布ムラによるベタ白抜けやフィルミングを防止するためにトナーに潤滑剤を予め添加しておく方法を提示している。
特許文献5では、高画質化に伴うトナーの小粒径化に対して、潤滑剤塗布装置が大型化・複雑化しない簡略な潤滑剤塗布方法を提案している。
以上の例は、上で述べた目的のために潤滑剤を像担持体に塗布する機構を設けているが、塗布のばらつきや、それによる副作用を抑える為の方法を述べている。
当然像担持体等の寿命を延ばし、転写やクリーニングの特性の安定化を図るためには、潤滑剤は適正な量に塗布されることが望ましい事は、当然の要求事項であり、従来例においては潤滑剤の塗布機構でその工夫を行ってきた。
しかし、一方、上記の接触現像タイプの一成分現像装置を用いた画像形成装置においては、現像装置のトナー担持体である現像ローラが像担持体、特に感光体に直接接触するために、感光体表面に塗布された上記潤滑剤が、現像ローラ表面のトナーを介して、現像ローラ表面に付着して、現像ユニット側に取り込まれることが分かっている。
特許文献6では、この潤滑剤の取り込みを利用して、現像ローラ表面に潤滑剤を付着塗布してトナーフィルミングが起きるのを防止する方法を提示している。
On the other hand, in recent years, in monochrome and full-color image forming apparatuses, a mechanism for applying a lubricant such as zinc stearate to an image carrier (photosensitive member or intermediate transfer member) in order to improve the life or reduce abnormal images. Have been presented. That is, by applying fine powder of lubricant to the image carrier and forming a lubricant layer on the surface of the image carrier, toner filming of the image carrier is prevented, or a recording medium such as transfer paper from the image carrier. The life can be extended by improving the transferability to the surface, improving the cleaning property, and reducing the wear of the cleaning blade.
As a conventional example of such lubricant application, Patent Document 3 presents a method of changing the area of the lubricant in contact with the application member so that the initial lubricant application amount does not become excessive. .
Patent Document 4 proposes a method of adding a lubricant in advance to the toner in order to prevent solid white spots and filming due to lubricant application unevenness.
Patent Document 5 proposes a simple lubricant coating method in which the lubricant coating device does not become large and complicated with respect to the reduction in the toner particle size accompanying the increase in image quality.
The above example is provided with a mechanism for applying the lubricant to the image carrier for the above-described purpose, but describes a method for suppressing variation in application and side effects caused thereby.
Naturally, in order to extend the life of the image carrier and stabilize the characteristics of transfer and cleaning, it is a natural requirement that the lubricant should be applied in an appropriate amount. Has devised a lubricant application mechanism.
However, in the image forming apparatus using the above-described contact developing type single-component developing device, the developing roller, which is a toner carrier of the developing device, is in direct contact with the image carrier, particularly the photosensitive member. It has been found that the lubricant applied to the surface adheres to the surface of the developing roller via the toner on the surface of the developing roller and is taken into the developing unit side.
Patent Document 6 proposes a method for preventing toner filming by adhering and applying a lubricant to the surface of the developing roller using the incorporation of the lubricant.

特開2002−162817号公報JP 2002-162817 A 特開2006−208673号公報JP 2006-208673 A 特開2002−365973号公報JP 2002-365993 A 特開2003−263069号公報JP 2003-263069 A 特開2004−354695号公報JP 2004-354695 A 特開2005−250346号公報JP 2005-250346 A

しかし、低コスト・小型化のメリットのある接触一成分現像装置を用い、感光体やクリーニング装置を長寿命・安定化させる潤滑剤塗布装置を設けた上記従来技術に基づく画像形成装置において、以下の検討を行った。
感光体に塗布された潤滑剤の量を変化させて、特許文献1の構成からなる一成分現像装置において、現像ローラのフィルミングの発生状況と、潤滑剤を現像ローラ表面や、トナーに付着させて現像ユニット内に取り込んだことによる副作用の発生状況を調べたところ、潤滑剤塗布をしない条件では現像ローラフィルミングが早期に発生し、潤滑剤塗布量を一定量aに増加するまで、フィルミングを抑えられなかった。
さらに、潤滑剤の塗布量を増加させていって、潤滑剤塗布量が一定量b(b>a)を超えると、現像ローラのトナー搬送力が低下して、現像ローラ上のトナー量が少なくなって、画像濃度が低下する減少や、潤滑剤によりトナーと現像ローラの摩擦帯電、トナーとトナー層厚規制部材との摩擦帯電が阻害されて、地汚れや濃度ムラ、転写不良が発生するという結果が得られた。
しかも、それらの問題が発生する潤滑剤の塗布量の限界量bが、クリーニング性を保証するために必要な潤滑剤の塗布量c1や、クリーニングの磨耗を低減するために必要な潤滑剤の塗布量c2よりも少ない塗布量である事が判明した。(b<c1、b<c2)
すなわち、図10および図11に示すように、接触一成分現像装置を有する画像形成装置においては、潤滑剤塗布量を上記限界量bに設定した場合、現像ローラフィルミングの発生は回避できてもクリーニング性や、クリーニングブレードの寿命を延ばすことができず、さらに現像トナー搬送量の低下が経時で発生してしまう事から、十分高寿命な画像形成装置を得ることができない。
仮に、クリーニング性を維持するためにc1やc2の潤滑剤塗布量を選択した場合には、現像トナー搬送量の低下が早期に発生してしまい、不鮮明な画像(かすれ画像)となる問題を引き起こしやすくなる。
ここで、現像ローラ表面に潤滑剤を取り込む量は、現像トナー量が多いほど、すなわち現像動作時に現像ローラから感光体へトナーが多く移動する方が、取り込み量が少なくなることが判明している。
However, in the image forming apparatus based on the above-described prior art using a contact one-component developing device that has the merit of low cost and downsizing, and provided with a lubricant application device that stabilizes the life of the photosensitive member and the cleaning device, Study was carried out.
By changing the amount of lubricant applied to the photoconductor, in the one-component developing device having the configuration of Patent Document 1, the filming state of the developing roller and the lubricant adhered to the surface of the developing roller and toner. As a result of investigating the occurrence of side effects due to the incorporation into the development unit, filming was continued until the development roller filming occurred at an early stage under the condition that no lubricant was applied, and the lubricant application amount was increased to a fixed amount a. Could not be suppressed.
Furthermore, if the amount of lubricant applied is increased and the amount of lubricant applied exceeds a certain amount b (b> a), the toner conveying force of the developing roller is reduced and the amount of toner on the developing roller is reduced. The decrease in image density, the frictional charge between the toner and the developing roller, and the frictional charge between the toner and the toner layer thickness regulating member are hindered by the lubricant, resulting in background contamination, density unevenness, and transfer failure. Results were obtained.
In addition, the limit amount b of the lubricant application amount that causes these problems is the lubricant application amount c1 necessary for guaranteeing the cleaning performance, and the lubricant application necessary for reducing the cleaning wear. It was found that the amount applied was less than the amount c2. (B <c1, b <c2)
That is, as shown in FIGS. 10 and 11, in the image forming apparatus having the contact one-component developing device, when the lubricant application amount is set to the above limit amount b, the occurrence of developing roller filming can be avoided. Since the cleaning property and the life of the cleaning blade cannot be extended, and further the decrease in the amount of developer toner transported over time, an image forming apparatus with a sufficiently long life cannot be obtained.
If the application amount of the lubricant c1 or c2 is selected in order to maintain the cleaning property, a decrease in the developer toner conveyance amount occurs at an early stage, causing a problem that an unclear image (blurred image) is generated. It becomes easy.
Here, it has been found that the amount of the lubricant taken into the surface of the developing roller becomes smaller as the amount of the developing toner increases, that is, when the toner moves more from the developing roller to the photosensitive member during the developing operation. .

したがって、画像面積率が高い画像を取る頻度が高いほど、上記潤滑剤の取り込み量を抑えることができるが、ユーザーが高面積画像ばかり出力すると言う訳にもいかず、少しでも潤滑剤の取り込み量を減らすために、低面積画像を多く出力した後に、一定面積率に対する不足分を非画像形成時にトナーを消費する方法をとられる場合もある。
たとえば、常に6%以上の面積率の画像を取り続けていたら、上記潤滑剤の取り込み量が抑えられ、不鮮明な画像(かすれ画像)の発生を防止できるトナー消費の下限値とすると、それより少ない画像面積である主にテキストで構成される画像面積3%程度の画像を出し続けた場合、差分の3%分のトナーを、非画像形成時に現像ローラから感光体へ消費することで潤滑剤の取り込み量を抑制することができる。
しかし、この方法では本来印字に使用できるトナーを無駄に消費することになり、装置を使用するユーザーにとっても、装置を提供するメーカーにとっても、相互に不利益が発生する。
Therefore, the higher the frequency of taking an image with a high image area ratio, the lower the amount of lubricant taken in, but the user does not necessarily output only a large area image. In order to reduce this, after a large number of low-area images are output, a method of consuming toner at the time of non-image formation for a shortage with respect to a certain area ratio may be used.
For example, if images with an area ratio of 6% or more are always taken, the amount of lubricant taken in can be suppressed, and the lower limit of toner consumption that can prevent the occurrence of unclear images (blurred images) is less than that. When an image with an area of approximately 3% consisting mainly of text, which is an area, continues to be output, the toner of 3% of the difference is consumed from the developing roller to the photoreceptor during non-image formation, and the lubricant is taken in. The amount can be suppressed.
However, this method wastes toner that can be originally used for printing, which causes a mutual disadvantage for both the user who uses the apparatus and the manufacturer who provides the apparatus.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、長期にわたって安定した現像特性、転写特性、クリーニング特性を維持し、異常画像の発生のない画像形成装置を提供することである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to provide an image forming apparatus that maintains stable development characteristics, transfer characteristics, and cleaning characteristics over a long period of time and does not generate abnormal images. It is.

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、潜像を形成する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電する帯電装置と、帯電した像担持体表面を露光し潜像を形成する露光装置と、像担持体にトナー担持体を接触させて、像担持体に形成された潜像にトナーを供給して現像する接触一成分現像装置と、像担持体のトナー像を直接記録媒体に転写もしくは、中間転写体に転写した後記録媒体に転写する転写装置と、像担持体又は中間転写体に残留したトナーを除去するクリーニング装置と、記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置とを備え、さらに、前記像担持体に潤滑剤を塗布する手段を有した画像形成装置において、前記接触一成分現像装置は、現像ユニットにトナーを補給するトナーカートリッジを配列して構成され、前記現像ユニットは、トナーカートリッジから補給されたトナーを溜める現像ホッパと、現像ホッパにあるトナーをトナー供給部材に送る搬送パドルと、送られたトナーをトナー担持体に供給するトナー供給部材と、トナー担持体上のトナーを規制してトナー層を形成するトナー層厚規制部材と、トナー層厚規制部材によって規制されたトナー層を像担持体に接触して現像するトナー担持体から構成されていて、さらに、前記トナー担持体の周囲に接触して、該トナー担持体の回転方向の下流から上流方向に、トナー層厚規制部材、トナー供給部材、潤滑剤除去部材が配置されていることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記接触一成分現像装置は、トナーカートリッジと現像ユニットとの間でトナーを通過させる連通口と、その通過させるトナー量を制御するために現像ホッパ側内面に制御弁を備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記潤滑剤除去部材は、スポンジローラで構成し、その表面の発泡セルの径を0.1mm〜2mmの範囲にあることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記潤滑剤除去部材表面に、前記現像ホッパ内のトナーを供給することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記潤滑剤除去部材表面に当接する潤滑剤除去当接部材を設けることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記潤滑剤除去部材表面と、前記潤滑剤除去当接部材の当接部に、前記現像ホッパ内のトナーを供給することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナー担持体の回転方向に対して、前記潤滑剤除去部材の回転方向が、それらの当接部において逆方向(カウンター方向)となるように、潤滑剤除去部材を回転させ、さらに、潤滑剤除去部材の周速が、トナー担持体の周速に対して0.5〜2倍速の周速比とすることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナー担持体の回転方向に対して、前記トナー供給部材の回転方向が、それらの当接部において逆方向(カウンター方向)であり、かつ、前記トナー担持体の回転方向に対して、前記潤滑剤除去部材の回転方向が、それらの当接部において同方向(連れ周り方向)となるように、潤滑剤除去部材を回転させ、さらに、潤滑剤除去部材の周速が、トナー担持体の周速に対して1.1〜3倍速の周速比とすることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナー担持体から前記潤滑剤除去部材にトナーが移動する電界を形成するために、前記トナー担持体と前記潤滑剤除去部材の間に、電圧を印加する電圧印加手段を設けることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記現像装置に用いるトナーの外添剤の添加剤量が、トナーに対して、1.2重量部から7重量部の間であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記潤滑剤除去部材の下方にトナー攪拌部材を設けることを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
An image forming apparatus of the present invention includes an image carrier that forms a latent image, a charging device that uniformly charges the surface of the image carrier, an exposure device that exposes the charged image carrier surface to form a latent image, and an image A contact one-component developing device for bringing a toner carrier into contact with the carrier and supplying toner to the latent image formed on the image carrier for development; and a toner image on the image carrier directly transferred to a recording medium or intermediate A transfer device for transferring to a recording medium after transfer to a transfer body, a cleaning device for removing toner remaining on the image carrier or intermediate transfer body, and a fixing device for fixing a toner image on the recording medium; In the image forming apparatus having means for applying a lubricant to the image carrier, the contact one-component developing device is configured by arranging a toner cartridge for supplying toner to the developing unit, and the developing unit includes a toner cartridge. A developing hopper that stores toner replenished from the ridge, a transport paddle that sends toner in the developing hopper to the toner supply member, a toner supply member that supplies the supplied toner to the toner carrier, and a toner on the toner carrier. A toner layer regulating member that forms a toner layer by regulation, and a toner carrier that develops the toner layer regulated by the toner layer thickness regulating member in contact with the image carrier, and further comprising the toner carrier A toner layer thickness regulating member, a toner supply member, and a lubricant removing member are disposed in contact with the periphery of the body from the downstream side to the upstream side in the rotation direction of the toner carrier.
In the image forming apparatus of the present invention, the contact one-component developing device further includes a communication port through which the toner passes between the toner cartridge and the developing unit, and a developing hopper side for controlling the amount of toner to pass therethrough. A control valve is provided on the inner surface.
The image forming apparatus of the present invention is further characterized in that the lubricant removing member is constituted by a sponge roller, and the diameter of the foam cell on the surface thereof is in the range of 0.1 mm to 2 mm.
The image forming apparatus of the present invention is further characterized in that the toner in the developing hopper is supplied to the surface of the lubricant removing member.
The image forming apparatus according to the present invention further includes a lubricant removal contact member that contacts the surface of the lubricant removal member.
Further, the image forming apparatus of the present invention is further characterized in that the toner in the developing hopper is supplied to the surface of the lubricant removing member and a contact portion of the lubricant removing contact member.
Further, in the image forming apparatus of the present invention, the rotation direction of the lubricant removing member is opposite to the rotation direction of the toner carrier (counter direction) at the contact portion. The lubricant removing member is rotated, and the peripheral speed of the lubricant removing member is set to a peripheral speed ratio of 0.5 to 2 times the peripheral speed of the toner carrier.
Further, in the image forming apparatus of the present invention, the rotation direction of the toner supply member is reverse (counter direction) at the contact portion with respect to the rotation direction of the toner carrier, and The lubricant removing member is rotated so that the rotation direction of the lubricant removing member is the same direction (coordinate direction) at the contact portion with respect to the rotation direction of the toner carrier, and further the lubricant The peripheral speed of the removing member is a peripheral speed ratio of 1.1 to 3 times the peripheral speed of the toner carrier.
Further, the image forming apparatus of the present invention further applies a voltage between the toner carrier and the lubricant removing member in order to form an electric field in which the toner moves from the toner carrier to the lubricant removing member. A voltage applying means for applying is provided.
The image forming apparatus of the present invention is further characterized in that the additive amount of the toner external additive used in the developing device is between 1.2 parts by weight and 7 parts by weight with respect to the toner. To do.
The image forming apparatus of the present invention is further characterized in that a toner stirring member is provided below the lubricant removing member.

上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。
本発明の画像形成装置は、低コスト・小型化のメリットのある接触一成分現像装置を用い、感光体やクリーニング装置を長寿命・安定化させる潤滑剤塗布装置を設けて画像を安定化させる一方、現像装置への潤滑剤の取り込みによる、現像ローラ上のトナー層への影響をおさえて、トナー層の付着量を長期にわたり安定化して、低コストでかつ長寿命にすることができる。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、現像装置内のトナーの循環性を高めることによって、トナーの劣化や現像ローラの特性低下を抑えられ、現像装置への潤滑剤の取り込みによる、現像ローラ上のトナー層への影響をおさえて、トナー層の付着量を長期にわたり安定化させ、低コストでかつ長寿命にすることができる。
The present invention, which is a means for solving the above problems, has the following specific effects.
The image forming apparatus of the present invention uses a contact one-component developing device having the advantages of low cost and downsizing, and is provided with a lubricant coating device that stabilizes a photoconductor and a cleaning device with a long life and stabilizes an image. By suppressing the influence on the toner layer on the developing roller due to the incorporation of the lubricant into the developing device, the adhesion amount of the toner layer can be stabilized over a long period of time, and the cost can be reduced and the service life can be extended.
Further, the image forming apparatus of the present invention further suppresses toner deterioration and deterioration of the characteristics of the developing roller by improving the circulation of the toner in the developing apparatus, and the developing roller by incorporating the lubricant into the developing apparatus. The influence on the upper toner layer can be suppressed, and the adhesion amount of the toner layer can be stabilized over a long period of time, resulting in a low cost and a long life.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.

図1は、本発明の一実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。
この画像形成装置1は、感光体ユニット10、書き込み光学ユニット20、現像ユニット30、中間転写ユニット40、2次転写ユニット50、定着ユニット60、両面印刷用紙反転ユニット70等で構成されている。そして、黒(以下、Bkという)、シアン(以下、Cという)、マゼンタ(以下、Mという)、イエロー(以下、Yという)のカラー画像を感光体ユニット10の感光体ベルト11上に順次顕像化し、これらを重ね合わせて最終的な4色フルカラー画像を形成する。感光体ベルト11の周りには、感光体クリーニング装置12、帯電ローラ13、複数の現像装置30、中間転写ユニット40の中間転写ベルト41などが配置されている。感光体ベルト11は、駆動ローラ14、1次転写対向ローラ15、張架ローラ16間に張架され、駆動モータによって回転する。また、上記書き込み光学ユニット20は、カラー画像データを光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト11に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット20は、光源としての半導体レーザ21、ポリゴンミラー22、3つの反射ミラー23などで構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
The image forming apparatus 1 includes a photosensitive unit 10, a writing optical unit 20, a developing unit 30, an intermediate transfer unit 40, a secondary transfer unit 50, a fixing unit 60, a duplex printing paper reversing unit 70, and the like. Then, black (hereinafter referred to as Bk), cyan (hereinafter referred to as C), magenta (hereinafter referred to as M), and yellow (hereinafter referred to as Y) color images are successively developed on the photoreceptor belt 11 of the photoreceptor unit 10. These are then superimposed to form the final four-color full-color image. Around the photoreceptor belt 11, a photoreceptor cleaning device 12, a charging roller 13, a plurality of developing devices 30, an intermediate transfer belt 41 of an intermediate transfer unit 40, and the like are disposed. The photosensitive belt 11 is stretched between a driving roller 14, a primary transfer counter roller 15, and a stretching roller 16, and is rotated by a driving motor. The writing optical unit 20 converts color image data into an optical signal, performs optical writing corresponding to each color image, and forms an electrostatic latent image on the photosensitive belt 11. The writing optical unit 20 includes a semiconductor laser 21 as a light source, a polygon mirror 22, three reflecting mirrors 23, and the like.

また、上記現像装置30は、画像形成装置1本体の下側から順に、黒トナーを収容したBk現像装置30K、シアントナーを収容したC現像装置30C、マゼンタトナーを収容したM現像装置30M、イエロートナーを収容したY現像装置30Yとなっている。ここでは、さらに、各現像装置30を図中左右方向に移動させ感光体ベルト11に対し、接離動作を行う接離機構(図示せず)を備える。
現像装置30内のトナーは所定の極性に帯電され、現像ローラ31aには、現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像ローラ31aが感光体ベルト11に対して所定電位にバイアスされている。また、接離機構は、モータから各現像装置30に駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で現像装置30を感光体ベルト11側に移動させるようになっている。現像時には、現像装置30のうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベルト11に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト11に当接していた現像装置が感光体ベルト11から離間する方向に移動する。
画像形成装置1本体の待機状態では、現像装置30K、C、M、Yも感光体ベルト11と離間した位置にセットされており、画像形成動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像の形成が開始される(以下、Bk画像データによる静電潜像をBk静電潜像という。C、M、Yについても同様)。このBk静電潜像の先端部から現像可能とすべくBk現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Bk現像ローラ31aを回転開始して、Bk静電潜像をBkトナーで現像する。そして、以後、Bk静電潜像領域の現像動作が続行されるが、Bk静電潜像後端部がBk現像位置を通過した時点で、K現像装置30Kが感光体ベルト11から離間し、次の色の現像に備えて該当する色の現像装置30が感光体ベルト11に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了される。
The developing device 30 includes, in order from the bottom of the image forming apparatus 1 main body, a Bk developing device 30K containing black toner, a C developing device 30C containing cyan toner, an M developing device 30M containing magenta toner, and a yellow. A Y developing device 30Y containing toner is provided. Here, a contact / separation mechanism (not shown) is further provided that moves each developing device 30 in the left-right direction in the drawing to perform contact / separation operation with respect to the photosensitive belt 11.
The toner in the developing device 30 is charged with a predetermined polarity. A developing bias is applied to the developing roller 31a by a developing bias power source, and the developing roller 31a is biased to a predetermined potential with respect to the photosensitive belt 11. The contact / separation mechanism moves the developing device 30 toward the photosensitive belt 11 by the driving force when an electromagnetic clutch (not shown) for transmitting driving from the motor to each developing device 30 is turned on. At the time of development, any one selected from the developing device 30 moves and contacts the photosensitive belt 11. On the other hand, when the electromagnetic clutch is turned off and the drive transmission is released, the developing device that has been in contact with the photosensitive belt 11 moves away from the photosensitive belt 11.
In the standby state of the main body of the image forming apparatus 1, the developing devices 30K, C, M, and Y are also set at positions separated from the photosensitive belt 11, and when the image forming operation is started, the laser beam is based on the color image data. Is started, and electrostatic latent image formation is started (hereinafter, an electrostatic latent image based on Bk image data is referred to as a Bk electrostatic latent image; the same applies to C, M, and Y). Before the leading edge of the electrostatic latent image reaches the Bk development position so that the leading edge of the Bk electrostatic latent image can be developed, the Bk developing roller 31a starts to rotate, and the Bk electrostatic latent image is transformed with Bk toner. develop. Thereafter, the developing operation of the Bk electrostatic latent image area is continued, but when the rear end portion of the Bk electrostatic latent image passes the Bk developing position, the K developing device 30K is separated from the photosensitive belt 11, The corresponding color developing device 30 contacts the photosensitive belt 11 in preparation for the next color development. This is completed at least before the leading edge of the electrostatic latent image based on the next image data reaches the developing position.

また、上記中間転写ユニット40は、中間転写ベルト41、ベルトクリーニング装置42、位置検出用センサ43などで構成されている。中間転写ベルト41は駆動ローラ44、1次転写ローラ45、2次転写対向ローラ46、クリーニング対向ローラ47及びテンションローラ48に張架されており、図示しない駆動モータによりに駆動制御される。中間転写ベルト41端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マークが設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つを位置出用センサ43で検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。また、ベルトクリーニング装置42は、クリーニングブラシ42a、接離機構等で構成されており、1色目のBk画像を中間転写ベルト41に転写している間、及び、2、3、4色目の画像を中間転写ベルト41に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト41面からクリーニングブラシ42aを離間させておく。
さらに、2次転写ユニット50は、2次転写ローラ51、2次転写ローラ51を中間転写ベルト41に対して接離するためのクラッチ等を備えた接離機構等で構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合致させて2次転写ローラ51が接離機構の回転軸を中心に揺動する。この2次転写ローラ51と2次転写対向ローラ46とにより転写紙と中間転写ベルト41とを一定の圧力で接触させる。2次転写ローラ51は中間転写ユニット40に設けられた図示しない位置決め部材により2次転写対向ローラ46との平行度の位置精度が保たれている。また、2次転写ローラ51に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト41に対する2 次転写ローラ51の接触圧を一定にしている。2次転写ローラ51を中間転写ベルト41に接触させると同時に、2次転写ローラ51はトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト41上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。
The intermediate transfer unit 40 includes an intermediate transfer belt 41, a belt cleaning device 42, a position detection sensor 43, and the like. The intermediate transfer belt 41 is stretched around a drive roller 44, a primary transfer roller 45, a secondary transfer counter roller 46, a cleaning counter roller 47, and a tension roller 48, and is driven and controlled by a drive motor (not shown). A plurality of position detection marks are provided in the non-image forming area at the end of the intermediate transfer belt 41, and any one of these position detection marks is detected by the position detection sensor 43, and this detection is performed. Image formation starts at the timing. Further, the belt cleaning device 42 includes a cleaning brush 42a, a contact / separation mechanism, and the like, while transferring the Bk image of the first color to the intermediate transfer belt 41 and the images of the second, third, and fourth colors. During the transfer to the intermediate transfer belt 41, the cleaning brush 42a is separated from the surface of the intermediate transfer belt 41 by the contact / separation mechanism.
Further, the secondary transfer unit 50 includes a contact / separation mechanism including a clutch or the like for contacting / separating the secondary transfer roller 51, the secondary transfer roller 51 with the intermediate transfer belt 41. The secondary transfer roller 51 swings about the rotation axis of the contact / separation mechanism in accordance with the timing when the transfer paper reaches the transfer position. The secondary transfer roller 51 and the secondary transfer counter roller 46 bring the transfer paper and the intermediate transfer belt 41 into contact with each other with a constant pressure. The secondary transfer roller 51 maintains the positional accuracy of the parallelism with the secondary transfer counter roller 46 by a positioning member (not shown) provided in the intermediate transfer unit 40. Further, the contact pressure of the secondary transfer roller 51 with respect to the intermediate transfer belt 41 is made constant by a positioning roller (not shown) provided on the secondary transfer roller 51. At the same time as the secondary transfer roller 51 is brought into contact with the intermediate transfer belt 41, a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the secondary transfer roller 51, and the superimposed toner images on the intermediate transfer belt 41 are collectively transferred onto the transfer paper.

一方、画像形成動作が開始される時期に、転写紙は上記転写紙カセット80又は手差しトレイ83のいずれかから給送され、レジストローラ82対のニップで待機している。そして、2次転写ローラ51に中間転写ベルト41上の4色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対82が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト41上のトナー像と重ねられて2次転写位置を通過する。このとき2次転写ローラ51による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。そして、中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット60に搬送され、所定温度に制御された定着ベルト61と加圧ローラ62のニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され、排紙トレイ84 に裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
更に、両面印刷を行う場合には、定着ユニット60を通過した転写紙は両面切替爪85により両面印刷用紙反転ユニット70に送られる。両面印刷用紙反転ユニット70においては、転写紙はまず反転切替爪71によって矢印D方向に案内され、転写紙後端が反転切替爪71を通過した後、反転ローラ対72が停止し、転写紙も停止する。そして、反転ローラ対72が一定のブランク時間ののち逆転を開始し、転写紙はスイッチバックを始める。このときに、反転切替爪71が切り替わり、転写紙はレジストローラ対82に送られる。レジストローラ対82に送られた転写紙は表裏反転した状態でレジストローラ対82のニップで待機する。そして、所定のタイミングでレジストローラ対82が駆動され、転写紙は2次転写位置に送られて中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転写された後、定着ユニット60でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出される。
一方、1次転写後の感光体ベルト11の表面は、感光体クリーニング装置12でクリーニングされ、除電ランプ等で均一に除電して、クリーニングしやすくすることもできる。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト41の表面は、ベルトクリーニング装置42のクリーニングブラシ42aを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト41からクリーングされたトナーは廃トナータンク49に蓄えられる。
On the other hand, at the time when the image forming operation is started, the transfer paper is fed from either the transfer paper cassette 80 or the manual feed tray 83 and is waiting at the nip of the pair of registration rollers 82. Then, when the leading edge of the four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 41 approaches the secondary transfer roller 51, the registration roller pair 82 is driven so that the leading edge of the transfer paper coincides with the leading edge of the toner image. The transfer paper and the toner image are aligned. Then, the transfer paper is superimposed on the toner image on the intermediate transfer belt 41 and passes through the secondary transfer position. At this time, the transfer paper is charged by the transfer bias by the secondary transfer roller 51, and most of the toner image is transferred onto the transfer paper. Then, the transfer paper onto which the four-color superimposed toner images are collectively transferred from the intermediate transfer belt 41 is conveyed to the fixing unit 60, and the toner image is melted at the nip portion between the fixing belt 61 and the pressure roller 62 controlled to a predetermined temperature. It is fixed, sent out of the apparatus main body, and stacked face down on the paper discharge tray 84 to obtain a full color copy.
Furthermore, when performing duplex printing, the transfer paper that has passed through the fixing unit 60 is sent to the duplex printing paper reversing unit 70 by the duplex switching claw 85. In the double-sided printing paper reversing unit 70, the transfer paper is first guided in the direction of arrow D by the reversal switching claw 71, and after the rear end of the transfer paper passes through the reversal switching claw 71, the reversing roller pair 72 stops and the transfer paper also Stop. Then, the reverse roller pair 72 starts reverse rotation after a certain blank time, and the transfer paper starts to switch back. At this time, the reverse switching claw 71 is switched, and the transfer paper is sent to the registration roller pair 82. The transfer sheet sent to the registration roller pair 82 stands by at the nip of the registration roller pair 82 with the front and back reversed. Then, the registration roller pair 82 is driven at a predetermined timing, the transfer paper is sent to the secondary transfer position, and the four-color superimposed toner image is collectively transferred from the intermediate transfer belt 41, and then the toner image is melted by the fixing unit 60. It is fixed and sent out of the main body.
On the other hand, the surface of the photoconductor belt 11 after the primary transfer can be cleaned by the photoconductor cleaning device 12 and uniformly discharged with a charge removal lamp or the like to facilitate cleaning. Further, the surface of the intermediate transfer belt 41 after the toner image is transferred onto the transfer paper is cleaned by pressing the cleaning brush 42a of the belt cleaning device 42 with a contact / separation mechanism. The toner cleaned from the intermediate transfer belt 41 is stored in a waste toner tank 49.

ここで、感光体への潤滑剤塗布装置は、前記感光体クリーニング装置12内に設けられている。図2は、潤滑剤塗布装置の構成を詳細に示す概略図である。
図2に示すように、潤滑剤の粉体を棒状に成型した潤滑剤バー12cと、潤滑剤バー12cに当接して回転し、潤滑剤バー12cから潤滑剤粒子を削り取り搬送して感光体に該潤滑剤粒子を塗布する潤滑剤塗布ブラシ12bと、潤滑剤バー12cを潤滑剤塗布ブラシ12bに所定の加圧力で当接させる潤滑剤加圧手段12dを設けている。図2では、潤滑剤バー12cの上部にある平板部材が錘12dとなって、潤滑剤塗布ブラシ12bに潤滑剤バー12cを加圧する構成となっている。
さらに、感光体表面に塗布された潤滑剤粒子を前記感光体クリーニング装置12のクリーニングブレード12aで感光体表面に均し広げて、感光体表面に潤滑剤層を形成する。
潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸銅、パルミチン酸、パルミチン酸カルシウム、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム等の金属脂肪酸を用いることができる。
また、潤滑剤塗布ブラシ12bは、原糸がカーボン分散アクリル繊維で、太さが6〜15デニール、密度は30k〜100k本/inchである。潤滑剤塗布ブラシの回転は、出力する画像の面積率や、連続枚数、温湿度の環境条件等による潤滑剤の必要塗布量に応じて、回転塗布時間や回転速度を制御され、塗布量を可変としている方法が採られる。
Here, a lubricant application device for the photoconductor is provided in the photoconductor cleaning device 12. FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the lubricant application device in detail.
As shown in FIG. 2, a lubricant bar 12c obtained by molding a lubricant powder into a rod shape and rotating while contacting the lubricant bar 12c, scraping and conveying the lubricant particles from the lubricant bar 12c to the photoreceptor. A lubricant application brush 12b for applying the lubricant particles and a lubricant pressurizing means 12d for bringing the lubricant bar 12c into contact with the lubricant application brush 12b with a predetermined pressure are provided. In FIG. 2, the flat plate member at the upper part of the lubricant bar 12c is a weight 12d, and the lubricant bar 12c is pressed against the lubricant application brush 12b.
Further, the lubricant particles applied to the surface of the photoreceptor are spread evenly on the surface of the photoreceptor by the cleaning blade 12a of the photoreceptor cleaning device 12 to form a lubricant layer on the surface of the photoreceptor.
Lubricants include zinc stearate, barium stearate, calcium stearate, iron stearate, copper stearate, magnesium stearate, zinc oleate, manganese oleate, copper oleate, palmitic acid, calcium palmitate, magnesium palmitate Metal fatty acids such as aluminum palmitate can be used.
Furthermore, the lubricant application brush 12b is yarn is a carbon dispersion acrylic fiber, 6 to 15 denier thickness, density is 30k~100k present / inch 2. The rotation of the lubricant application brush is controlled by changing the application time and the rotation speed according to the required application amount of lubricant according to the area ratio of the output image, the number of continuous images, the environmental conditions of temperature and humidity, etc. The method is taken.

図3は、本発明の一実施形態である画像形成装置が備える現像装置の構成を示す概略図である。
現像装置30は、像担持体である感光体11の潜像を現像剤であるトナーで現像する現像ユニット31と現像ユニット31にトナーを補給するトナーカートリッジ32とを備えている。
現像ユニット31は、感光体11に対向していて、感光体11との間に形成される現像領域にトナーを搬送するトナー担持体である現像ローラ31aと、現像ローラ31a上にトナーを供給する供給ローラ31bと、現像ローラ31a上のトナー量を規制する層厚規制部材である規制ローラ31cと、トナーを搬送する第1搬送パドル31dとを備える。
トナーカートリッジ32は、トナーを収納している第1及び第2収納室321、322と、現像ユニット31へトナーを搬送する第2及び第3搬送パドル32a、32bとを備えている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the developing device provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
The developing device 30 includes a developing unit 31 that develops the latent image of the photoconductor 11 as an image carrier with toner as a developer, and a toner cartridge 32 that replenishes the developing unit 31 with toner.
The developing unit 31 faces the photoconductor 11 and supplies toner onto the developing roller 31a, which is a toner carrier that conveys toner to a developing area formed between the photoconductor 11 and the developing roller 31a. A supply roller 31b, a regulating roller 31c that is a layer thickness regulating member that regulates the amount of toner on the developing roller 31a, and a first conveyance paddle 31d that conveys toner are provided.
The toner cartridge 32 includes first and second storage chambers 321 and 322 that store toner, and second and third transport paddles 32 a and 32 b that transport the toner to the developing unit 31.

現像動作については、現像ユニット31内にある第1搬送パドル31dで、トナーを攪拌しつつ現像剤供給ローラ31bに搬送し、供給ローラ31bが現像ローラ31aに摺擦しながら、同時にトナーを摺擦させて摩擦帯電させて、トナーを帯電させる。帯電したトナーは、現像ローラ31aに鏡像力で吸着されて搬送される。その後、規制ローラ31cで現像領域に搬送されるトナー量を規制して現像ローラ31a上に形成されるトナー薄層を形成する。現像領域において、現像ローラ31aに現像バイアスを印加して現像電界を形成し感光体ベルト11の静電像を現像する。
従来技術の課題の項でも述べたが、現像ローラ31aと感光体11は、現像動作時に現像ローラ上のトナー層を介して接触していて、感光体表面の潤滑剤層は、現像ローラ31aやそのトナー層からの機械的な力を受けて、感光体表面からその一部分もしくは大部分が剥離されている。
剥離した潤滑剤の微粒子はトナーやトナーの表面を外添している添加剤の表面に付着する。
もし、潤滑剤を付着させたトナーが現像動作によって現像ローラ表面から感光体側に移動すれば、その潤滑剤は、再度感光体に戻される。しかし、現像されない画像の無い部分については、潤滑剤を含んだトナーは現像ローラ上を搬送されていく。
これら、潤滑剤を表面に付着させたトナーがその後、現像ローラ上で転がりや移動などを行うと、そのトナーから潤滑剤が現像ローラ表面に付着する。
With regard to the developing operation, the first transport paddle 31d in the developing unit 31 transports the toner to the developer supply roller 31b while stirring, and the supply roller 31b rubs against the development roller 31a while simultaneously rubbing the toner. The toner is charged by friction charging. The charged toner is attracted to the developing roller 31a with a mirror image force and conveyed. Thereafter, a toner thin layer formed on the developing roller 31a is formed by regulating the amount of toner conveyed to the developing region by the regulating roller 31c. In the developing area, a developing bias is applied to the developing roller 31a to form a developing electric field, and the electrostatic image on the photosensitive belt 11 is developed.
As described in the section of problems in the prior art, the developing roller 31a and the photosensitive member 11 are in contact with each other via a toner layer on the developing roller during the developing operation, and the lubricant layer on the surface of the photosensitive member is the developing roller 31a or A part or most of the surface is peeled off from the surface of the photosensitive member under the mechanical force from the toner layer.
The separated fine particles of the lubricant adhere to the surface of the toner or the additive that externally adds the surface of the toner.
If the toner to which the lubricant is attached moves from the developing roller surface to the photoreceptor side by the developing operation, the lubricant is returned to the photoreceptor again. However, the toner containing the lubricant is conveyed on the developing roller for a portion where there is no image that is not developed.
When the toner having the lubricant adhered to the surface is subsequently rolled or moved on the developing roller, the lubricant adheres to the developing roller surface from the toner.

また、トナーの滞留部位(特に、トナー規制部材31cのニップ入口)では、その潤滑剤を含んだトナーも蓄積し易く、他の場所よりも局所的に潤滑剤の混入濃度が高くなる傾向がある。
そして、現像ローラ31aがその滞留部を通過する度に、現像ローラ31aの表面に潤滑剤の付着が進み、現像ローラ上の潤滑剤被覆率が高まっていく。そうなることによって、現像ローラ表面とトナーの摩擦帯電作用が、現像ローラ表面を覆う潤滑剤によって阻害され、トナーの帯電量が低下したり、潤滑剤が現像ローラ表面の摩擦係数を低下させて、物理的にトナーを付着搬送させる能力を低下させたりして、現像ローラ上に適正なトナー層を形成できなくなって、トナーの供給不良となって、濃度低下やかすれ画像、また地汚れの悪化等の問題を引き起こす。
この問題は、感光体11の潤滑剤をトナーを介して現像ローラ31に取り込む事が主原因であるが、現像ローラ付近に潤滑剤を多く含んだトナーが滞留するような現像装置30の構成である事も、さらに短時間のうちに現像かすれを引き起こす要因となっている。
すなわち現像装置30の寿命に到達するかなり以前に、またトナーカートリッジ32に未使用のトナーが多く残っているにも関わらず、濃度低下の異常を引き起こし、現像ローラ等の磨耗による本来の寿命まで使用されること無く、同じくトナーカートリッジ32にトナーが十分残っている状態でも、濃度低下が復帰せず、現像装置30を交換せざる終えなくなるので、大きな損失が発生する。
In addition, toner containing the lubricant is likely to accumulate at the toner staying portion (particularly at the nip entrance of the toner regulating member 31c), and the concentration of the lubricant locally tends to be higher than other locations. .
Each time the developing roller 31a passes through the staying portion, the adhesion of the lubricant advances on the surface of the developing roller 31a, and the lubricant coverage on the developing roller increases. As a result, the frictional charging action between the developing roller surface and the toner is hindered by the lubricant covering the developing roller surface, the toner charge amount is reduced, or the lubricant reduces the friction coefficient of the developing roller surface, The ability to physically adhere and transport toner can be reduced, making it impossible to form an appropriate toner layer on the developing roller, resulting in poor toner supply, reduced density, blurred images, and worsening of background stains. Cause problems.
This problem is mainly caused by taking the lubricant of the photoconductor 11 into the developing roller 31 through the toner, but in the configuration of the developing device 30 in which toner containing a large amount of lubricant stays in the vicinity of the developing roller. There are also factors that cause development fading in a shorter time.
That is, long before the developing device 30 reaches the end of its life, and even though a large amount of unused toner remains in the toner cartridge 32, it causes an abnormal density drop and is used to the original end due to wear of the developing roller. Even if a sufficient amount of toner remains in the toner cartridge 32, the decrease in density is not restored and the developing device 30 has to be replaced, resulting in a large loss.

そのような事態を、防止し、現像装置30を本来の寿命まで使用できるようにするために、本実施例では、上記潤滑剤を含んだトナーを現像ローラ31aによって、感光体11における現像ニップを通過後搬送されても、潤滑剤除去ローラ31eでそのトナーを除去することによって、潤滑剤除去ローラ31e通過後の現像ローラ上の潤滑剤を含んだトナーの比率を低下させて、供給ローラ31bやトナー層厚規制部材31cと現像ローラ31aの接触部で、現像ローラ表面に潤滑剤が付着する機会を低減して、現像ローラ上の潤滑剤付着量の増加を抑えている。
ここでは、潤滑剤を含んだトナーを現像ローラ周辺からホッパの中に移動させ、ホッパの潤滑剤が付着していないトナーと攪拌接触させることで、トナー粒子に付着している潤滑剤を他のトナーに拡散させ、個々のトナーの潤滑剤付着量を平均化して、多く潤滑剤が付着しているトナーの割合を低減し、現像ローラ31aに再付着しても、現像ローラ31aに(悪影響が出る量の)潤滑剤が付着しないように制限することである。
In this embodiment, in order to prevent such a situation and to enable the developing device 30 to be used up to its original life, in this embodiment, the toner containing the lubricant is applied to the developing nip in the photosensitive member 11 by the developing roller 31a. Even if the toner is transported after passing, the toner is removed by the lubricant removing roller 31e, whereby the ratio of the toner containing the lubricant on the developing roller after passing the lubricant removing roller 31e is reduced, and the supply roller 31b or At the contact portion between the toner layer thickness regulating member 31c and the developing roller 31a, the opportunity for the lubricant to adhere to the surface of the developing roller is reduced, and the increase in the amount of lubricant adhering on the developing roller is suppressed.
Here, the toner containing the lubricant is moved from the periphery of the developing roller into the hopper, and agitated and contacted with the toner to which the lubricant on the hopper is not adhered, so that the lubricant adhering to the toner particles is moved to another hopper. The amount of lubricant adhering to each toner is averaged by diffusing to the toner, the ratio of the toner to which much lubricant is adhering is reduced, and even if it adheres again to the developing roller 31a, Limiting the amount of lubricant to come out.

次に、潤滑剤除去の作用について、さらに説明する。
図3では、潤滑剤除去部材31eが、発泡ローラとして用いているが、発泡ローラ以外の実施例として、潤滑剤を含んだトナーを現像ローラ31aから引き剥がす作用を行う目的では、潤滑剤除去部材31eがスクレーパのような板状部材でも可能である。例えばステンレス鋼板や、リン青銅板などで厚み0.05mm〜0.2mm程度の金属ブレードポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、などの樹脂ブレード、ポリウレタンゴムブレード、等である。
また、発泡構造でない表面が滑らかなローラ状の潤滑剤除去部材31eでも、現像ローラ31aから電界の作用などでトナーを現像ローラ31a側に移動させて現像ローラ表面から除去することで、ある程度の目的が達せられる。例えば、半導電性のEPDMや、ポリウレタン、シリコン、などのゴムローラ、ゴムローラの上に樹脂コートして平滑性を高めた2層以上の複層弾性ローラなどである。
ただ、現像ローラ31aを傷つけたり磨耗させたりすることを防止するために潤滑剤除去部材31eと現像ローラ31aの接触圧力をできるだけ低減し、また、潤滑剤除去部材31e上の潤滑剤を含んだトナーをさらにその表面から剥離させる事がやり易い点から、発泡ローラ31eを除去部材として選択するのがより望ましい。
Next, the action of removing the lubricant will be further described.
In FIG. 3, the lubricant removing member 31e is used as a foaming roller. However, as an embodiment other than the foaming roller, the lubricant removing member 31e is used for the purpose of removing the toner containing the lubricant from the developing roller 31a. 31e can be a plate-like member such as a scraper. For example, a resin blade such as a metal blade polyethylene or polyethylene terephthalate having a thickness of about 0.05 mm to 0.2 mm made of a stainless steel plate or phosphor bronze plate, a polyurethane rubber blade, or the like.
Further, even with a roller-like lubricant removing member 31e having a smooth surface that is not foamed, the toner is moved from the developing roller 31a to the developing roller 31a side by the action of an electric field or the like to be removed from the developing roller surface to some extent. Can be reached. For example, a semi-conductive EPDM, a rubber roller such as polyurethane or silicon, and a two- or more-layered elastic roller in which smoothness is improved by coating a resin on a rubber roller.
However, in order to prevent the developing roller 31a from being damaged or worn, the contact pressure between the lubricant removing member 31e and the developing roller 31a is reduced as much as possible, and the toner containing the lubricant on the lubricant removing member 31e is used. It is more desirable to select the foaming roller 31e as the removing member because it is easy to peel off the surface from the surface.

従って、以降は、発泡ローラの潤滑剤除去部材31eについての説明とする。
潤滑剤除去ローラ31eは、現像ローラ31aの回転方向に対して、トナー供給ローラ31bの上流側に配置し、現像ローラ31aと所定のニップを形成して接触、現像ローラ31aの駆動系やもしくは外部駆動系によって回転可能とする。現像ローラ表面には、接触一成分現像の場合、層厚規制部材31cで形成されるトナー薄層は単層でなく2層以上で形成していることが多い。すなわち、感光体表面から潤滑剤が移動付着し易いトナーは現像ローラ上のトナー層の最上層に位置するトナーである。図示している入口シール31h(除去ローラ31eのさらに上流に配置しているフィルム部材)の当接力はあまり強くないので、ここで、トナーに含まれる潤滑剤が現像ローラ31aの塗りつけられると言うことはあまり無く、感光体11とのニップを通過した状態のままで、潤滑剤を含んだトナーは潤滑剤除去ローラ31eに搬送されてくると考えられる。
潤滑剤除去ローラ31aは、比較的に潤滑剤を多く含んだ上記最上層のトナーを除去することで、現像ローラ上の潤滑剤を含んだトナーの量をある程度低減できるが、ここでは、潤滑剤除去ローラ31aの現像ローラ31aとの接触を十分確保して、現像ローラ31aに搬送されてくる大部分のトナーを除去することで、さらなる潤滑剤を含んだトナー量の低減を図る。
さらに、潤滑剤除去ローラ31eと現像ローラ31aの接触圧を高めて、現像ローラ31aの表面に直接接触して付着した潤滑剤を剥ぎ取り、現像ローラ31a表面を清浄化させて、常に適正なトナー層を形成できるようにする。
したがって、これらによって、低コスト・小型化のメリットのある接触一成分現像装置を用い、
感光体やクリーニング装置を長寿命・安定化させる潤滑剤塗布装置を設けて画像を安定化させる一方、
現像装置への潤滑剤の取り込みによる、現像ローラ31a上のトナー層への影響をおさえて、トナー層の付着量を長期にわたり安定化して、
低コストでかつ長寿命の画像形成装置とする事が出来る
Accordingly, the following description will be made on the lubricant removing member 31e of the foam roller.
The lubricant removing roller 31e is disposed on the upstream side of the toner supply roller 31b with respect to the rotation direction of the developing roller 31a. The lubricant removing roller 31e is in contact with the developing roller 31a by forming a predetermined nip. It can be rotated by the drive system. In the case of contact one-component development, the toner thin layer formed by the layer thickness regulating member 31c is often formed of two or more layers on the surface of the developing roller instead of a single layer. That is, the toner on which the lubricant is likely to move and adhere from the surface of the photoreceptor is the toner located in the uppermost layer of the toner layer on the developing roller. Since the contact force of the illustrated inlet seal 31h (the film member disposed further upstream of the removal roller 31e) is not so strong, the lubricant contained in the toner is applied to the developing roller 31a here. It is considered that the toner containing the lubricant is conveyed to the lubricant removing roller 31e while passing through the nip with the photoconductor 11.
The lubricant removing roller 31a can reduce the amount of toner containing the lubricant on the developing roller to some extent by removing the uppermost layer toner containing a relatively large amount of lubricant. By sufficiently securing the contact of the removing roller 31a with the developing roller 31a and removing most of the toner conveyed to the developing roller 31a, the amount of toner including a lubricant is further reduced.
Further, the contact pressure between the lubricant removing roller 31e and the developing roller 31a is increased, and the lubricant adhering to the surface of the developing roller 31a is peeled off and the surface of the developing roller 31a is cleaned, so that the proper toner is always obtained Allow layers to be formed.
Therefore, with these, using a contact one-component developing device with the merit of low cost and downsizing,
While providing a lubricant application device that stabilizes the photoconductor and cleaning device for a long service life,
By suppressing the influence on the toner layer on the developing roller 31a due to the incorporation of the lubricant into the developing device, the adhesion amount of the toner layer is stabilized over a long period of time,
A low-cost and long-life image forming apparatus can be obtained.

次に、請求項2から成る、現像ホッパ31とカートリッジ32間のトナーを循環させて、潤滑剤除去ローラ31eで現像ローラ31a上から除去した潤滑剤が付着したトナーと、他のトナーとの接触確率を高めて、早期にトナーの安定化を図れる実施例について、説明する。
図4は、本発明の一実施形態である画像形成装置が備える現像装置の構成を示す概略図である。制御弁をつけて、カートリッジと現像ホッパのトナーの循環性を改良したタイプである。この循環タイプでは、カートリッジ32と現像ホッパ311間でトナーを循環して攪拌するため、劣化度合いが均一化され、極度に劣化が進むことなく、最小限のトナー劣化で抑えられるため、トナーの特性の安定性については、こちらの方が優れている。
現像装置30は、像担持体である感光体11の潜像を現像剤であるトナーで現像する現像ユニット31と現像ユニット31にトナーを補給するトナーカートリッジ32とを備える。
現像ユニット31は、感光体11に対向していて、感光体11との間に形成される現像領域にトナーを搬送する現像剤担持体である現像ローラ31aと、現像ローラ31a上にトナーを供給する供給ローラ31bと、現像ローラ31a上のトナー量を規制する層厚規制部材である規制ローラ31cと、トナーを搬送する第1搬送パドル31dとを備える。
トナーカートリッジ32は、トナーを収納している第1及び第2収納室321、322と、現像ユニット31へトナーを搬送する第2及び第3搬送パドル32a、32bと、また、第2搬送パドル32aが回転している部分のトナーカートリッジ32の底部には突き出たリブ35を備えている。
Next, the toner between the developing hopper 31 and the cartridge 32 according to claim 2 is circulated, and the toner to which the lubricant removed from the developing roller 31a by the lubricant removing roller 31e adheres to the other toner. An embodiment that can increase the probability and stabilize the toner at an early stage will be described.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. This type is equipped with a control valve to improve toner circulation in the cartridge and developing hopper. In this circulation type, since the toner is circulated and stirred between the cartridge 32 and the developing hopper 311, the degree of deterioration is made uniform, and the toner characteristics can be suppressed with minimal toner deterioration without excessive deterioration. This is better for stability.
The developing device 30 includes a developing unit 31 that develops the latent image of the photoconductor 11 as an image carrier with toner as a developer, and a toner cartridge 32 that replenishes the developing unit 31 with toner.
The developing unit 31 faces the photoconductor 11 and supplies a toner onto the developing roller 31a, which is a developer carrying member that conveys the toner to a developing area formed between the developing unit 31 and the developing roller 31a. Supply roller 31b, a regulating roller 31c that is a layer thickness regulating member that regulates the amount of toner on the developing roller 31a, and a first conveyance paddle 31d that conveys toner.
The toner cartridge 32 includes first and second storage chambers 321 and 322 that store toner, second and third transport paddles 32a and 32b that transport the toner to the developing unit 31, and a second transport paddle 32a. A protruding rib 35 is provided at the bottom of the toner cartridge 32 where the toner cartridge rotates.

ここで、現像剤としては、非磁性一成分現像剤を用いるが、非磁性一成分現像剤では、トナー表面の外添剤が、トナーの帯電性、流動性に与える影響が大きい。磁性一成分現像剤では、磁性材料の量による磁化の強さで現像性を制御することができる。非磁性一成分現像剤では、外添剤による帯電量、流動性によって現像性が大きく影響されることから、本発明の現像装置30に用いることで、安定したトナー表面状態を得ることができる。
また、この現像装置30は、現像ユニット31とトナーカートリッジ32とを水平方向の横方向に並列させて配置している。さらに、トナーカートリッジ32と現像ユニット31とには、トナーカートリッジ32と現像ユニット31との間をトナーが通過する連通口33が設けられている。さらに、現像ユニット31側の連通口33に制御弁34が設けられている。
本発明の現像装置30は、この連通口33を介してトナーを通過させる。これによって、現像ユニット31で消費されたトナーをトナーカートリッジ32から現像ユニット31へ補給し、また、この連通口33を介して、現像ユニット31で劣化したトナーを現像ユニット31からトナーカートリッジ32へを排出する。また、このトナーカートリッジ32は、現像ユニット31とは別に単独で独立して交換することが可能である。
Here, a non-magnetic one-component developer is used as the developer. However, in the non-magnetic one-component developer, the external additive on the toner surface has a great influence on the chargeability and fluidity of the toner. In a magnetic one-component developer, developability can be controlled by the strength of magnetization depending on the amount of magnetic material. In the non-magnetic one-component developer, the developability is greatly influenced by the charge amount and fluidity due to the external additive. Therefore, when used in the developing device 30 of the present invention, a stable toner surface state can be obtained.
In the developing device 30, the developing unit 31 and the toner cartridge 32 are arranged in parallel in the horizontal direction. Further, the toner cartridge 32 and the developing unit 31 are provided with a communication port 33 through which the toner passes between the toner cartridge 32 and the developing unit 31. Further, a control valve 34 is provided at the communication port 33 on the developing unit 31 side.
The developing device 30 of the present invention allows the toner to pass through the communication port 33. As a result, the toner consumed in the developing unit 31 is supplied from the toner cartridge 32 to the developing unit 31, and the toner deteriorated in the developing unit 31 is transferred from the developing unit 31 to the toner cartridge 32 through the communication port 33. Discharge. The toner cartridge 32 can be replaced independently of the developing unit 31 independently.

トナーは、現像ユニット31におけるトナー供給ローラ31b、規制ローラ31cで押圧力を受ける。この押圧力を受けることで、トナー表面の凸凹が欠けて表面が滑らかになり、感光体11との付着力が大きくなりクリーニングされにくくなる。そのために、環境が低湿になるとクリーニング不良が発生することがある。また、転写性は向上するが、従来転写されても目視上表れなかった白地背景部にカブリが表れるようになる。また、トナーが押圧を受けることで、トナー表面に存在する外添剤がトナー内部に埋没する。これは、後で外添剤に関しては詳説するが、外添剤はトナーより硬度が高いために、トナー内部に埋没する。トナー表面に存在する外添剤が少なくなることで、トナーの帯電性が変わる。特に、外添剤として用いるシリカは、比表面積が大きいので帯電量が高く埋没によるトナー表面の外添剤量によってトナーの帯電量は大きく変化する。また、もう一つの影響として、外添剤埋没によってトナーの流動性が低下する。この流動性は、トナーの付着力を示すもので、流動性が高ければ、トナーと例えば感光体11等との間の付着力を小さくする。同様に、現像ローラ31aとトナーとの間の付着力を小さくして現像性を高める。逆に、埋没でトナー表面に存在する外添剤量が少なくなると、即ち、トナーの流動性が低下し、現像性が低下する。
そこで、本発明の現像装置30では、現像ホッパ311内の劣化したトナーを、トナーカートリッジ32から現像ユニット31へトナーを補給する連通口33を介して、現像ユニット31にあるトナーをいったんトナーカートリッジ32に排出して戻して、トナーカートリッジ32にある劣化していないトナーと混合して、劣化したトナーに添加剤を移行して回復させると同時に、劣化したトナー量の存在比率を低下させた上で再度現像ユニット31に連通口33を介して供給して補給して、現像ホッパ311内トナーの帯電の安定化を図る。
The toner is subjected to a pressing force by the toner supply roller 31b and the regulating roller 31c in the developing unit 31. By receiving this pressing force, the toner surface is not smooth, the surface becomes smooth, the adhesion to the photoconductor 11 is increased, and cleaning becomes difficult. Therefore, when the environment becomes low humidity, cleaning failure may occur. In addition, although transferability is improved, fogging appears on a white background portion that has not been visually observed even if it has been transferred conventionally. Further, when the toner is pressed, the external additive present on the toner surface is buried inside the toner. This will be described in detail later with regard to the external additive, but the external additive is harder than the toner, and is therefore buried in the toner. As the external additive present on the toner surface decreases, the chargeability of the toner changes. In particular, since silica used as an external additive has a large specific surface area, the charge amount is high, and the charge amount of the toner varies greatly depending on the amount of the external additive on the toner surface due to burying. Another effect is that the fluidity of the toner is reduced by burying the external additive. This fluidity indicates the adhesion force of the toner. If the fluidity is high, the adhesion force between the toner and, for example, the photoreceptor 11 is reduced. Similarly, the adhesion between the developing roller 31a and the toner is reduced to improve the developability. On the contrary, when the amount of the external additive existing on the toner surface is reduced due to the embedding, that is, the fluidity of the toner is lowered and the developability is lowered.
Therefore, in the developing device 30 of the present invention, the toner in the developing unit 31 is temporarily removed from the toner cartridge 32 through the communication port 33 for supplying the deteriorated toner in the developing hopper 311 from the toner cartridge 32 to the developing unit 31. The toner cartridge 32 is mixed with undeteriorated toner in the toner cartridge 32, and the additive is transferred to the deteriorated toner to be recovered, and at the same time, the ratio of the deteriorated toner amount is reduced. The developing unit 31 is supplied again through the communication port 33 and replenished to stabilize the charging of the toner in the developing hopper 311.

本発明の画像形成装置1では、トナー表面に付着した潤滑剤を他のトナーに移行することで、トナー全体で、潤滑剤の付着量を平均化して、現像ローラ31a周辺のトナーが、潤滑剤の付着量が高くなるのを防止するために、潤滑剤除去部材(潤滑剤除去ローラ)31eと、潤滑剤除去当接部材(当接部材)31fの下方にトナー攪拌部材31gを設ける。
図5は、本発明の一実施形態である画像形成装置が備える現像装置の構成を示す概略図である。
潤滑剤除去ローラ31eにより現像ローラ31aから除去された潤滑剤を含んだトナーは、以前に説明したように、潤滑剤除去ローラ31eに搬送され、除去当接部材31fによって潤滑除去ローラ31e表面から現像ホッパ311に掻き落される。
潤滑剤を含んだトナーは、現像ホッパ311内に存在するだけでは、潤滑剤の移行は効率的に行われない。第1搬送パドル31dの回転による混合・攪拌によって、現像ホッパ311のトナーが移動力を受けるので、それによって移行する。
また、現像ホッパ311とトナーカートリッジ32の間にある連通口33を通じて、現像ホッパ311のトナーとカートリッジ32のトナーを行き来させ、現像装置30全体でトナー循環を行い、それによってトナーどうしが接触する機会を増やして、添加剤の不足したトナーは添加剤の移行を受け、潤滑剤が多く付着したトナーは少ないトナーへと潤滑剤の移行を行わせている。
ただし、より効率的に潤滑剤の移行を実現するためには、除去ローラ31eの近傍で、第1搬送パドル31dによって供給ローラ31bに搬送される前に、現像ホッパ311のトナーと攪拌する方が、効果的である。
従って、ここでは、潤滑剤除去ローラ31eの下方にトナー攪拌部材31gを配置して、搬送パドル31dで送られる、潤滑剤が広く拡散して平均化された現像ホッパ311のトナーと潤滑剤を多く含んだトナーをその場で攪拌することで、潤滑剤の付着の偏りを速やかに平準化するものである。
In the image forming apparatus 1 of the present invention, the lubricant adhering to the toner surface is transferred to another toner, so that the adhering amount of the lubricant is averaged over the entire toner, so that the toner around the developing roller 31a becomes the lubricant. In order to prevent the adhesion amount from becoming high, a toner agitating member 31g is provided below the lubricant removing member (lubricant removing roller) 31e and the lubricant removing contact member (contact member) 31f.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a developing device provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
The toner containing the lubricant removed from the developing roller 31a by the lubricant removing roller 31e is conveyed to the lubricant removing roller 31e and developed from the surface of the lubricant removing roller 31e by the removing contact member 31f as described above. It is scraped off by the hopper 311.
If the toner containing the lubricant is only present in the developing hopper 311, the lubricant cannot be transferred efficiently. The toner of the developing hopper 311 receives a moving force due to the mixing / stirring by the rotation of the first transport paddle 31d, so that the toner moves.
Further, the toner in the developing hopper 311 and the toner in the cartridge 32 are moved back and forth through the communication port 33 between the developing hopper 311 and the toner cartridge 32, and the toner is circulated throughout the developing device 30 so that the toners come into contact with each other. Thus, the toner lacking the additive is subjected to the transfer of the additive, and the toner having a large amount of lubricant attached is transferred to the toner having a small amount of the lubricant.
However, in order to more efficiently realize the transfer of the lubricant, it is preferable to stir the toner in the developing hopper 311 in the vicinity of the removing roller 31e and before being transported to the supply roller 31b by the first transport paddle 31d. Is effective.
Accordingly, here, the toner agitating member 31g is arranged below the lubricant removing roller 31e, and the toner and lubricant in the developing hopper 311 which are fed by the transport paddle 31d and diffused and averaged are increased. By agitating the contained toner on the spot, the uneven adhesion of the lubricant is quickly leveled.

このトナー攪拌部材31gは、図5で、反時計方向に回転させる方が以下の理由によって良いと考える。すなわち、潤滑剤を含んだトナーが攪拌部材31gにより、供給ローラ31bと離れる方向に移動力を受けるので、現像ローラ31aへ再到達する時間を長くする事ができ、その分現像ホッパ311のトナーとの接触回数が増えて、潤滑剤の移行が効率的に行える。
第1搬送パドル31dで送られたトナーの流れと攪拌部材31gによるトナーの流れが、ぶつかる形になって、潤滑剤を含んだトナーと搬送パドル31dで送られたトナーとの混合攪拌性が向上し、トナーどうしの接触をより多く起こすことができる。
攪拌部材31gの回転によって、トナーの流れが良くなり、現像ローラ31a周辺、特に供給ローラとトナー規制ローラ近傍のトナーの流れが改善し、劣化トナーの滞留を防ぐことができる。
攪拌部材31gの形状は、軸の周囲に放射状に羽根を設けたものでも良いし、さらに軸方向の移動力を発生させるために図示していないが、軸の中央付近をスクリュウ状にするのも良い。
また、攪拌部材31gの羽根に接触する図示していないフリッカを設ける事も、攪拌の効果が上がり、トナーの潤滑剤付着量を速やかに平均化する事ができる。
これによって、潤滑剤を含んだトナーと搬送パドル31dで送られた現像ホッパ311のトナーとの混合攪拌性が向上し、トナーどうしの接触をより多く起こすことができる。また、攪拌部材31gの回転によって、トナーの流れが良くなり、現像ローラ31a周辺、特に、供給ローラ31bとトナー規制ローラ31c近傍のトナーの流れが改善し、劣化トナーの滞留を防ぐことができので、上記のそれぞれの作用により、現像装置30への潤滑剤の取り込みによる、現像ローラ31a上のトナー層への影響をおさえて、トナー層の付着量を長期にわたり安定化させ、低コストでかつ長寿命の画像形成装置1とすることができる。
The toner stirring member 31g is considered to be better to rotate counterclockwise in FIG. 5 for the following reason. That is, since the toner containing the lubricant is subjected to a moving force in a direction away from the supply roller 31b by the stirring member 31g, the time for re-arrival to the developing roller 31a can be lengthened, and the toner of the developing hopper 311 The number of times of contact increases, and the lubricant can be transferred efficiently.
The flow of the toner sent by the first transport paddle 31d and the flow of the toner by the stirring member 31g collide with each other, and the mixing and stirring property of the toner containing the lubricant and the toner sent by the transport paddle 31d is improved. In addition, more contact between toners can be caused.
The rotation of the stirring member 31g improves the flow of toner, improves the flow of toner around the developing roller 31a, particularly in the vicinity of the supply roller and the toner regulating roller, and prevents the staying of deteriorated toner.
The shape of the stirring member 31g may be one in which blades are provided radially around the shaft, and although not shown in order to generate a moving force in the axial direction, the vicinity of the center of the shaft may be screw-shaped. good.
In addition, providing flicker (not shown) that contacts the blades of the stirring member 31g also improves the stirring effect and can quickly average the toner adhesion amount of the toner.
As a result, the mixing and stirring property of the toner containing the lubricant and the toner of the developing hopper 311 fed by the transport paddle 31d is improved, and more contact between the toners can be caused. Further, the rotation of the agitating member 31g improves the toner flow, improves the toner flow around the developing roller 31a, particularly in the vicinity of the supply roller 31b and the toner regulating roller 31c, and prevents retention of deteriorated toner. Each of the above actions suppresses the influence on the toner layer on the developing roller 31a due to the incorporation of the lubricant into the developing device 30 and stabilizes the amount of toner layer deposited over a long period of time, thereby reducing the cost and length. The lifetime of the image forming apparatus 1 can be obtained.

図6は、本発明の現像装置における現像ユニットに配置される制御弁の構造を示す概略図である。図7は、連通口の形状を示す概略図である。
図6に示すように、制御弁34は、現像ユニット31の連通口33に対応して設けられ、制御弁34を支持部34aに貼着されていて、筐体に配置されている。制御弁34の形態は、図6に示すように、各連通口33に対応して矩形状にして連通口33がない部分は制御弁34を設けず交互にする。支持部34aは、剛性を有する金属製でSUS、Cu、Alを用いる。制御弁34は、弾性のある樹脂フィルム34bで、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂を用いる。
現像ユニット31の第1搬送パドル31dは、パドル用フィルムを備える。このフィルムは、1枚であっても、複数枚設けてもよい。第1搬送パドル31dは、回転してトナーカートリッジ32側から供給されたトナーを現像ローラ31aに供給する。また、このフィルムは、板状であってもよい。また、連通口33に対応して設けられた櫛歯状の矩形状の制御弁34に対して、同様に制御弁34に当たる部分をのみを矩形形状にしたものであってもよい。また、複数枚設けるときはこれらを組み合わせて用いてもよい。
FIG. 6 is a schematic view showing the structure of a control valve arranged in the developing unit in the developing device of the present invention. FIG. 7 is a schematic view showing the shape of the communication port.
As shown in FIG. 6, the control valve 34 is provided corresponding to the communication port 33 of the developing unit 31, and the control valve 34 is attached to the support portion 34 a and is disposed in the housing. As shown in FIG. 6, the control valve 34 has a rectangular shape corresponding to each communication port 33, and the portions without the communication port 33 are alternately provided without the control valve 34. The support portion 34a is made of a metal having rigidity and uses SUS, Cu, or Al. The control valve 34 is an elastic resin film 34b and uses polypropylene, polyethylene, polyester resin, or fluororesin.
The first transport paddle 31d of the developing unit 31 includes a paddle film. This film may be a single film or a plurality of films. The first transport paddle 31d rotates and supplies the toner supplied from the toner cartridge 32 side to the developing roller 31a. The film may be plate-shaped. Further, with respect to the comb-like rectangular control valve 34 provided corresponding to the communication port 33, only the portion corresponding to the control valve 34 may be rectangular. Moreover, when providing two or more sheets, you may use combining these.

図8は、トナーカートリッジ側から現像ユニットにトナーが供給される状態を説明するための模式図である。図8(1)に示すように、現像ユニット31内に設けられた第1搬送パドル31dは、回転しており、制御弁34は、制御弁34自身の弾性変形能によって、連通口33を開放する方向に付勢されている。図8(2)に示すように、第1搬送パドル31dが、図中の矢印方向に回転して、制御弁34に当たり、制御弁34を図中の矢印方向に、押さえつけられて、連通口33を塞ぐように変形させられる。
次に、図8(3)では、その後、第1搬送パドル31dが通過して、弾性を有する制御弁34が素早く弾かれて戻り、そのときに同時に、連通口33が開放される。連通口33が開放されたときに、図8(4)に示すように、トナーカートリッジ32で押されていたトナーが、トナーカートリッジ32側から押し込まれていたトナーが連通口33を介して現像ユニット31側に供給される。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a state in which toner is supplied from the toner cartridge side to the developing unit. As shown in FIG. 8A, the first transport paddle 31d provided in the developing unit 31 is rotating, and the control valve 34 opens the communication port 33 by the elastic deformability of the control valve 34 itself. It is energized in the direction to do. As shown in FIG. 8 (2), the first transport paddle 31 d rotates in the direction of the arrow in the figure, hits the control valve 34, and the control valve 34 is pressed in the direction of the arrow in the figure to thereby connect the communication port 33. It is transformed so as to block.
Next, in FIG. 8 (3), after that, the first transport paddle 31d passes, the elastic control valve 34 is quickly bounced back, and at the same time, the communication port 33 is opened. When the communication port 33 is opened, as shown in FIG. 8 (4), the toner pushed by the toner cartridge 32 is replaced by the toner pushed from the toner cartridge 32 side through the communication port 33. 31 side is supplied.

図9は、トナーカートリッジ側のトナーが供給される状態を説明するための模式図である。図9に示すように、このトナーカートリッジ32には、第2収納室322の第3搬送パドル32bで第1収納室321に搬送して、さらに、第2搬送パドル32aで現像ユニット31側に搬送する。
詳細には、図9(1)に示すように、第2搬送パドル32aは、単数のパドル用フィルムを備えていて、このフィルムを回転させることで、トナーカートリッジ32のトナー中を、トナーを押しつけながら、図中の矢印方向に、回転する。このときに、図9(2)に示すように、第2搬送パドル32aは、トナーを現像ユニット31側に搬送する。さらに、第1収納室321にリブ35を設けておくことで、図に示すように、先のパドル用フィルムがリブ35に当たると、リブ35の部分でトナーが堰き止められ、リブ35と第2搬送パドル32aの搬送用フィルムとの間にトナーの無い空間が形成される。この空間は、流動性のよいトナーの侵入によって少しずつ埋められていくが、ある一定時間はトナー内部に空間が形成される。さらに、第2搬送パドル32aの搬送用フィルムが回転すると上部からもトナーが空間に侵入するために、トナー内部に空間のない状態になる。次に、この状態で回転してゆくと第2搬送パドル32aの搬送用フィルムは、トナーを現像ユニット31側に押し込む状態になっている時と、現像ユニット31の制御弁34が第1搬送パドル31dのパドル用フィルムに押さえられていなくて制御弁34が開放されている時と重なることでトナーは、連通口33を通してトナーカートリッジ32側から現像ユニット31側に移動して供給される。
次に、図9(3)に示すように、開放された連通口33から、現像ユニット31にあるトナーが入り込んでくる。これは、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが回転して制御弁34を押し込むトナーを現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に押し込んでいる時と第1収納室321で第2搬送パドルのパドル用フィルムによってトナー内部に空間ができ、その空間がちょうど連通口33にかかった時が重なることでトナーは、連通口33を通して現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出される。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a state where toner on the toner cartridge side is supplied. As shown in FIG. 9, the toner cartridge 32 is transported to the first storage chamber 321 by the third transport paddle 32b of the second storage chamber 322, and further transported to the developing unit 31 side by the second transport paddle 32a. To do.
Specifically, as shown in FIG. 9A, the second transport paddle 32a includes a single paddle film, and the toner is pressed against the toner in the toner cartridge 32 by rotating the film. However, it rotates in the direction of the arrow in the figure. At this time, as shown in FIG. 9B, the second transport paddle 32a transports the toner to the developing unit 31 side. Further, by providing the rib 35 in the first storage chamber 321, as shown in the figure, when the previous paddle film hits the rib 35, the toner is blocked by the rib 35, and the rib 35 and the second A space without toner is formed between the transport paddle 32a and the transport film. This space is gradually filled by the intrusion of toner with good fluidity, but a space is formed inside the toner for a certain period of time. Further, when the transport film of the second transport paddle 32a rotates, the toner also enters the space from above, so there is no space inside the toner. Next, when rotating in this state, the transport film of the second transport paddle 32a is in a state where the toner is pushed into the developing unit 31, and the control valve 34 of the developing unit 31 is moved to the first transport paddle. The toner is moved from the toner cartridge 32 side to the developing unit 31 side through the communication port 33 by being overlapped with the time when the control valve 34 is opened without being pressed by the 31d paddle film.
Next, as shown in FIG. 9 (3), the toner in the developing unit 31 enters through the open communication port 33. This is because the paddle film of the first conveyance paddle 31d rotates and the toner that pushes the control valve 34 is pushed from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side and the paddle of the second conveyance paddle in the first storage chamber 321. The toner film creates a space inside the toner, and when the space just reaches the communication port 33, the toner moves through the communication port 33 from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side and is discharged.

このときの現像装置30における現像ユニット31とトナーカートリッジ32との第1、第2及び第3搬送パドル31d、32a、32bの動きとトナーの移動についてさらに詳細に説明する。
図10−1ないし図10−3は、現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動の状態を説明するための模式図である。なお、ここでは、現像ユニット31内の現像ローラ31a等は省略してある。
現像装置30では、図10(1)に示すように、現像ユニット31内にある制御弁34は、支持体に貼着されていて一定の角度を有している。第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムを回転させている。また、トナーカートリッジ32内の第2及び第3搬送パドル32a、32bは、単数のパドル用フィルムを回転させている。図10(2)に示すように、現像ユニット31内で、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34を押し込み、このときに、制御弁34と連通口33との間にあるトナーは、トナーカートリッジ32側もトナーで満たされていることで、連通口33を移動することができず、現像ユニット31内の制御弁34から横方向で、現像ユニット31内に戻る。次に、図10(3)に示すように、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34をさらに押し込み、制御弁34と連通口33との間にはほとんど隙間がない状態になる。次に、図10(4)及び図10(5)に示すように、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34からはずれることで、制御弁34が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ、空間を形成することでトナーカートリッジ32側から連通口33を通してトナーが移動して供給される。
さらに、図10(6)に示すように、複数枚有することで第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいく。このときに、トナーカートリッジ32内の第2収納室322で第2搬送パドル32aのパドル用フィルムがリブ35に当たっている。さらに回転すると、図10(7)に示すように、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが制御弁34をさらに押し込み、制御弁34と連通口33で隙間のない状態を形成してゆく。このときに、第2搬送パドル32aのパドル用フィルムがリブ35から先に回転したときにリブ35が障害になってトナーが搬送されないために、トナー内部に空間を形成する。さらに、図10(8)及び図10(9)に示すように、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34からはずれることで、制御弁34が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ空間を形成することで、さらに、第2搬送パドル32aのパドル用フィルムによって持ち上げられたトナーが、トナーカートリッジ32側から連通口33を通してトナーが移動して供給される。
The movement of the first, second and third transport paddles 31d, 32a and 32b between the developing unit 31 and the toner cartridge 32 and the toner movement in the developing device 30 at this time will be described in more detail.
10A to 10C are schematic diagrams for explaining the state of toner movement between the developing unit and the toner cartridge. Here, the developing roller 31a and the like in the developing unit 31 are omitted.
In the developing device 30, as shown in FIG. 10 (1), the control valve 34 in the developing unit 31 is adhered to the support and has a certain angle. The first transport paddle 31d rotates a plurality of paddle films. The second and third transport paddles 32a and 32b in the toner cartridge 32 rotate a single paddle film. As shown in FIG. 10 (2), in the developing unit 31, a plurality of paddle films push the control valve 34 in the first transport paddle 31 d, and at this time, the first transport paddle 31 d is between the control valve 34 and the communication port 33. Since the toner cartridge 32 side is also filled with toner, the toner cannot move through the communication port 33 and returns from the control valve 34 in the developing unit 31 into the developing unit 31 in the lateral direction. Next, as shown in FIG. 10 (3), in the first transport paddle 31 d, the plurality of paddle films push the control valve 34 further, and there is almost no gap between the control valve 34 and the communication port 33. Become. Next, as shown in FIGS. 10 (4) and 10 (5), the first transport paddle 31d has the control valve 34 returned to the original angle as the plurality of paddle films are separated from the control valve 34. Sometimes, a large gap is formed, and the toner is moved and supplied from the toner cartridge 32 side through the communication port 33 by forming a space.
Furthermore, as shown in FIG. 10 (6), the paddle film of the first transport paddle 31d pushes the control valve 34 again by having a plurality of sheets. At this time, the paddle film of the second transport paddle 32 a hits the rib 35 in the second storage chamber 322 in the toner cartridge 32. When further rotated, as shown in FIG. 10 (7), the paddle film of the first transport paddle 31 d further pushes the control valve 34, and a state without a gap is formed between the control valve 34 and the communication port 33. At this time, when the paddle film of the second transport paddle 32a is rotated first from the rib 35, the rib 35 becomes an obstacle and the toner is not transported, so that a space is formed inside the toner. Further, as shown in FIGS. 10 (8) and 10 (9), the first transport paddle 31d is moved back to the original angle by the plurality of paddle films being separated from the control valve 34. In addition, by forming a space with a large gap, the toner lifted by the paddle film of the second transport paddle 32a is further moved and supplied from the toner cartridge 32 side through the communication port 33.

しかし、次に、図10(10)に示すように、複数枚有することで第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいく。これまでは、トナーカートリッジ32側の連通口33付近にはトナーがあったが、トナー内部に形成された空間が存在する場合は、現像ユニット31内の制御弁34から横方向で、現像ユニット31内に戻るのではなく、連通口33を通して現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出される。図10(11)及び図10(12)に示すように、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいくことで、さらに、現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出される。
さらに、第1搬送パドル31dの回転スピードを第2搬送パドル32aより早くすることで、図10(13)から図10(16)に示すように、現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出させることができる。
これを繰り返すことで、現像ユニット31とトナーカートリッジ32との間で連通口33を通してトナーを移動させることができる。
However, next, as shown in FIG. 10 (10), the paddle film of the first transport paddle 31d pushes the control valve 34 again by having a plurality of sheets. Until now, there has been toner in the vicinity of the communication port 33 on the toner cartridge 32 side. Instead of returning to the inside, it is moved from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side through the communication port 33 and discharged. As shown in FIGS. 10 (11) and 10 (12), the paddle film of the first transport paddle 31d pushes the control valve 34 again to further move from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side. It is moved and discharged.
Further, by making the rotation speed of the first transport paddle 31d faster than that of the second transport paddle 32a, as shown in FIGS. 10 (13) to 10 (16), the first transport paddle 31d moves from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side. Can be discharged.
By repeating this, the toner can be moved through the communication port 33 between the developing unit 31 and the toner cartridge 32.

ここでは、現像ユニット31内の第1搬送パドル31dとトナーカートリッジ32内の第2搬送パドル32aの回転数を制御することでトナーの移動による供給・排出の量を調整することができる。特に、現像ユニット31内の第1搬送パドル31dの回転数をトナーカートリッジ32内の第2搬送パドル32aよりも早くすることで、トナー内部に形成される空間が連通口33に接する回数を少なくして、第1搬送パドル31dが制御弁34を押し込む回数を多くすることで、連通口33を通してトナーを供給させる回数を多くすることができる。
また、トナーの移動による供給・排出の量は、連通口33の数によって調整することができ、したがって、連通口33は、1以上設けることができる。この連通口33は、画像形成装置本体の画像形成する速度によって適宜数を決定する。
また、連通口33に対応して設けられる制御弁34は、櫛の歯状に設け、隣り合う制御弁34を交互に動作させることができる。これは、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムを櫛の歯状の制御弁34に対応させて櫛の歯状に1つおきに設け、それを2数のパドル用フィルムですべての制御弁34に対応させて制御弁34を交互に動作させることができる。交互に動作させることで、現像ユニット31内のトナーのデッドスペースを形成することなく、均等に排出させることができる。
Here, by controlling the rotational speeds of the first transport paddle 31d in the developing unit 31 and the second transport paddle 32a in the toner cartridge 32, the amount of supply / discharge due to the movement of the toner can be adjusted. In particular, by making the rotation speed of the first transport paddle 31d in the developing unit 31 faster than the second transport paddle 32a in the toner cartridge 32, the number of times the space formed inside the toner contacts the communication port 33 is reduced. Thus, by increasing the number of times the first transport paddle 31d pushes the control valve 34, the number of times of supplying the toner through the communication port 33 can be increased.
Further, the amount of supply / discharge due to the movement of the toner can be adjusted by the number of the communication ports 33. Therefore, one or more communication ports 33 can be provided. The number of the communication ports 33 is appropriately determined according to the image forming speed of the image forming apparatus main body.
Moreover, the control valve 34 provided corresponding to the communication port 33 is provided in the shape of a comb, and the adjacent control valves 34 can be operated alternately. This is because the paddle film of the first transport paddle 31d is provided in every other comb tooth shape corresponding to the comb tooth shaped control valve 34, and all the control valves 34 are composed of two paddle films. The control valves 34 can be operated alternately corresponding to the above. By alternately operating, the toner can be discharged evenly without forming a toner dead space in the developing unit 31.

図11は、本発明の一実施形態である画像形成装置が備える現像装置に配置される第1搬送パドルの構成を示す概略図である。詳細には、その第1搬送パドルの斜視図である。
第1搬送パドル31dは、断面4角形の軸にフィルム31d−1、フィルム31d−2が取りつけられており、そのうち2枚は対向する面に、それぞれ逆方向に伸びている。この対向するフィルム31d−1は凹凸形状(櫛歯状)であり、2枚の凸部をずらすような形状である。このようにすることで隣り合う制御弁34を交互に駆動させることが可能になる。この凹凸部は連通口33の位置に対応しており、連通口33に設けた制御弁34をフィルムの凸部が押し込める長さとし、また凹部においては制御弁34に接触しないような形状とする。
さらに、フィルムの凸部の根元部分は、先端部分よりも広くなるよう「ハの字型」にしてあり、第1搬送パドル31dが回転することによって、フィルムの凸部でトナーを横方向にも移動させる力を発生させ、現像ユニット31内の横方向の攪拌を生じさせている。
また、第1搬送パドル31dの回転で、フィルムの凸部が上記制御弁34を押して、制御弁34下のトナーをトナーカートリッジ32側に戻す作用をする。この動きは後述する。
第1搬送パドル31dは、第2搬送パドル32aより速く回転するように設定しているので、カートリッジに空間ができている時間内に第1搬送パドル31dで何度か制御弁34を動作させることができ、効率良くトナーをトナーカートリッジ32に戻すができる。
フィルムの凸部が制御弁34を通過すると、制御弁34は押圧力から解放され、弾性によって元に戻り、制御弁34上のトナーを現像ユニット31側に送ると共に、制御弁34下側にトナーカートリッジ32のトナーを引き込む空間を形成する。
第1搬送パドル31dの2枚のフィルム31d−1の凸部をずらすことで、制御弁34の押し込み・解放動作を交互に行う、即ち、隣り合う制御弁34を交互に駆動させることで現像ユニット31内のトナーの動きが良くなり、トナーカートリッジ32内のトナーとの循環性を向上させることができる。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration of a first transport paddle disposed in a developing device provided in an image forming apparatus that is an embodiment of the present invention. Specifically, it is a perspective view of the first transport paddle.
The first transport paddle 31d has a film 31d-1 and a film 31d-2 attached to an axis having a quadrangular cross section, and two of them extend in opposite directions on opposite surfaces. This opposing film 31d-1 has a concavo-convex shape (comb shape), and is a shape that shifts the two convex portions. In this way, adjacent control valves 34 can be driven alternately. The uneven portion corresponds to the position of the communication port 33, and the control valve 34 provided in the communication port 33 has a length that allows the convex portion of the film to be pushed in, and the concave portion has a shape that does not contact the control valve 34.
Further, the base portion of the convex portion of the film is formed in a “C” shape so as to be wider than the leading end portion. A moving force is generated to cause horizontal agitation in the developing unit 31.
Further, as the first transport paddle 31d rotates, the convex portion of the film pushes the control valve 34 to return the toner below the control valve 34 to the toner cartridge 32 side. This movement will be described later.
Since the first transport paddle 31d is set so as to rotate faster than the second transport paddle 32a, the control valve 34 is operated several times by the first transport paddle 31d within the time that the cartridge has space. The toner can be returned to the toner cartridge 32 efficiently.
When the convex portion of the film passes through the control valve 34, the control valve 34 is released from the pressing force and returns to its original state by elasticity, and the toner on the control valve 34 is sent to the developing unit 31 side, and the toner is placed below the control valve 34. A space for drawing the toner in the cartridge 32 is formed.
By shifting the convex portions of the two films 31d-1 of the first transport paddle 31d, the control valve 34 is alternately pushed and released, that is, the adjacent control valves 34 are driven alternately so that the developing unit The movement of the toner in the toner 31 is improved, and the circulation property with the toner in the toner cartridge 32 can be improved.

ここで、上記のような櫛歯状のフィルム2枚構成の第1搬送パドル31dを採用することにより、トナーの循環、横攪拌性が向上したが、この2枚のみの構成では、連通口33にトナーが多くなる傾向があり、現像ユニット31内のトナー面が上下方向に波打ち、山と谷ができる。連通口33に山ができるとトナーカートリッジ32からのトナーの供給が阻害されるので、現像ユニット31全体へのトナーの供給量が低下する。さらに、トナーの山の裾野付近にトナーカートリッジ32からのトナーの流れができるため、若干ではあるが、トナー攪拌の均一性が確保されないという現象が見られた。この点を改善する為に、検討した結果、櫛歯状の2枚のフィルムの間に、櫛歯状フィルム31d−1と90度の角度で、櫛歯状フィルムの凸部より短い長さで凹凸の無いフィルム、即ち、矩形状のフィルムフィルム31d−2を第1搬送パドル31dに追加することにより、連通口33のトナーの山を崩し、現像ユニット31内のトナー面をほぼ水平にすることができた。
このように、第1搬送パドルにおいて、櫛歯状の2枚のフィルム31d−1の間に、矩形状のフィルムフィルム31d−2を配置することにより、トナーカートリッジ32の第2、第3の搬送パドル32a、32bのフィルムからのトナーの補給量及びトナーカートリッジ32へのトナーの戻し量ともに安定し、十分な循環作用を達成することができる。また、局所的なトナーの流れを形成しないので、現像ユニット31内で均一な攪拌性を維持することができる。
Here, by adopting the first conveyance paddle 31d having the two comb-shaped films as described above, the toner circulation and the lateral agitation are improved. However, in the case of only the two sheets, the communication port 33 is used. The amount of toner tends to increase, and the toner surface in the developing unit 31 undulates in the vertical direction to form peaks and valleys. If the communication port 33 is clogged, the supply of toner from the toner cartridge 32 is hindered, and the amount of toner supplied to the entire developing unit 31 is reduced. Further, since the toner flows from the toner cartridge 32 in the vicinity of the bottom of the toner peak, a phenomenon that the toner agitation uniformity is not ensured is observed. In order to improve this point, as a result of investigation, between the two comb-like films, the comb-like film 31d-1 and the angle of 90 degrees are shorter than the convex portion of the comb-like film. By adding a film without unevenness, that is, a rectangular film film 31d-2 to the first transport paddle 31d, the toner pile at the communication port 33 is broken and the toner surface in the developing unit 31 is made almost horizontal. I was able to.
As described above, in the first transport paddle, the second and third transports of the toner cartridge 32 are performed by disposing the rectangular film film 31d-2 between the two comb-shaped films 31d-1. Both the replenishment amount of toner from the films of the paddles 32a and 32b and the return amount of toner to the toner cartridge 32 are stable, and a sufficient circulation action can be achieved. In addition, since a local toner flow is not formed, uniform agitation can be maintained in the developing unit 31.

制御弁34の幅は、連通口33の幅より0mm〜20mm大きくする。制御弁34が連通口33より小さいとトナーが供給される連通口33を現像ユニット31側のトナーで塞がれるためにトナーが供給されにくくなる。また、トナーの排出においても、制御弁34と連通口33との間にトナーが入り込み、その入り込んだトナーを排出することで、連通口33を通して大量のトナーが現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に排出されるのを防止しているが、制御弁34の幅が小さくなることで大量のトナーが排出され、現像ユニット31内のトナーが少なくなる。
一方、トナーの排出は、制御弁34の脇から制御弁34と連通口33との間に入ったトナーが第1搬送パドル31dの押し込みで連通口33を通して排出される。このために、制御弁34の幅が連通口33より大きくなると、連通口33付近に回り込むトナー量が少なくなり排出されるトナー量が少なくなり、トナーの入れ替えが少なくなる。また、連通口33から供給されたトナーは、連通口33から下の方に移動して、制御弁34の下にあるトナーと混合される。したがって、制御弁34の幅が大きくなると供給されるトナーの箇所が少なくなり、トナーの混合による均質性が低下する。
これらのために、制御弁34の幅は、少なくとも連通口33の幅以上であって、20mm未満にする。この幅にすることで、トナーの供給・排出の制御を容易にし、さらに、供給後のトナーの混合による均質性を高めることができる。
The width of the control valve 34 is 0 mm to 20 mm larger than the width of the communication port 33. When the control valve 34 is smaller than the communication port 33, the communication port 33 to which toner is supplied is blocked by the toner on the developing unit 31 side, so that it is difficult to supply toner. Further, in discharging the toner, toner enters between the control valve 34 and the communication port 33, and a large amount of toner is discharged from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side through the communication port 33 by discharging the inserted toner. However, since the width of the control valve 34 is reduced, a large amount of toner is discharged and the toner in the developing unit 31 is reduced.
On the other hand, toner is discharged from the side of the control valve 34 between the control valve 34 and the communication port 33 through the communication port 33 when the first transport paddle 31d is pushed. For this reason, when the width of the control valve 34 is larger than the communication port 33, the amount of toner that wraps around the communication port 33 is reduced, the amount of discharged toner is reduced, and toner replacement is reduced. The toner supplied from the communication port 33 moves downward from the communication port 33 and is mixed with the toner under the control valve 34. Therefore, when the width of the control valve 34 is increased, the number of supplied toners is reduced, and the homogeneity due to the mixing of the toner is lowered.
For these reasons, the width of the control valve 34 is at least the width of the communication port 33 and less than 20 mm. By setting this width, it is possible to easily control the supply / discharge of the toner, and to improve the homogeneity due to the mixing of the toner after the supply.

また、制御弁34の間隔を、2mm〜20mmとする。制御弁34の間隔が、2mm未満では制御弁34と連通口33との間に入り込む量が少なくなるために、排出できるトナー量が少なくなる。また、20mmを越えると、設けることができる連通口33が少なくなり、トナーの供給・排出する量が少なくなる。
また、制御弁34の長さを、10mm〜25mmとする。制御弁34の長さによって、制御弁34と連通口33との間にできる空間の大きさが決定される。したがって、制御弁34が10mm未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。25mmを越えると排出する量が多くなり、現像ホッパ内のトナー量が少なくなる。
また、制御弁34の角度を、10°〜45°とする。制御弁34の角度によって、制御弁34と連通口33との間にできる空間の大きさが決定される。したがって、制御弁34の角度が10°未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。45°を越えると排出する量が多くなり、現像ホッパ内のトナー量が少なくなる。
The interval between the control valves 34 is 2 mm to 20 mm. When the distance between the control valves 34 is less than 2 mm, the amount of toner entering between the control valve 34 and the communication port 33 is small, and the amount of toner that can be discharged is small. Further, if it exceeds 20 mm, the number of communication ports 33 that can be provided decreases, and the amount of toner supplied and discharged decreases.
The length of the control valve 34 is 10 mm to 25 mm. The size of the space formed between the control valve 34 and the communication port 33 is determined by the length of the control valve 34. Therefore, if the control valve 34 is less than 10 mm, the amount of discharged toner is reduced, and toner replacement is insufficient. If it exceeds 25 mm, the amount to be discharged increases and the amount of toner in the developing hopper decreases.
Further, the angle of the control valve 34 is set to 10 ° to 45 °. The size of the space formed between the control valve 34 and the communication port 33 is determined by the angle of the control valve 34. Therefore, if the angle of the control valve 34 is less than 10 °, the amount of toner discharged becomes small, and the replacement of toner becomes insufficient. When the angle exceeds 45 °, the amount to be discharged increases and the amount of toner in the developing hopper decreases.

ここで、現像装置30についてさらに詳述する。現像装置30は、感光体ベルト11表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像ローラ31aと、トナーを汲み上げて撹拌するために回転するトナー第1搬送パドル31dとを含む現像ユニット31と、トナーを収容するトナーカートリッジ32で構成されている。このように2つのユニットに分割されている理由は、現像ユニット31は、トナーカートリッジ32を数回交換して使用しても耐えうる耐久性を有しているからである。
図12は、本発明の一実施形態である画像形成装置が備える現像装置における連通口の構成を示した概略図であり、(A)は現像ユニット側の構成を示し、(B)はトナーカートリッジ側の構成を示している。現像ユニット31の筐体の外側にはスライドシャッタ31jを備え、そのスライドシャッタ31jには弾性部材31kを貼付している。このスライドシャッタ31jを開閉することで現像ユニット31の連通口33の開閉を行う。また、トナーカートリッジ32側は、筐体に設けられた連通口33に対応して開けた部分のある弾性部材32d、連通口33からトナーがこぼれるのを防止し、または、トナーを補給できるように開放するスライドシャッタ32c、これらを筐体に固定する固定シール32eが設けられている。
トナーカートリッジ32を現像装置に配置して、現像ユニット31側のスライドシャッタ31jを開け、また、トナーカートリッジ32側のスライドシャッタ32cを開けて、トナーを通過させることができる連通口33ができる。
Here, the developing device 30 will be further described in detail. The developing device 30 includes a developing roller 31a that rotates while carrying toner on the surface to develop an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor belt 11, and a toner first transport paddle 31d that rotates to pump up and stir the toner. And a toner cartridge 32 for containing toner. The reason why it is divided into two units in this way is that the developing unit 31 has durability that can withstand even if the toner cartridge 32 is replaced several times.
12A and 12B are schematic views showing the configuration of the communication port in the developing device provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 12A shows the configuration on the developing unit side, and FIG. 12B shows the toner cartridge. The structure of the side is shown. A slide shutter 31j is provided outside the housing of the developing unit 31, and an elastic member 31k is attached to the slide shutter 31j. The communication port 33 of the developing unit 31 is opened and closed by opening and closing the slide shutter 31j. Further, the toner cartridge 32 side prevents the toner from spilling from the elastic member 32d having an opening corresponding to the communication port 33 provided in the housing, and the communication port 33, or can replenish the toner. A slide shutter 32c to be opened and a fixed seal 32e for fixing them to the housing are provided.
By arranging the toner cartridge 32 in the developing device, the slide shutter 31j on the developing unit 31 side is opened, and the slide shutter 32c on the toner cartridge 32 side is opened, so that a communication port 33 through which toner can pass is formed.

現像ユニット31側の連通口33は複数あり、現像ユニット31とトナーカートリッジ32との間には弾性部材31kを貼着したスライドシャッタ31jを設けて、スライドシャッタ31jを移動させることで、現像ユニット31筐体に設けた連通口33の開閉を行う。トナーカートリッジ32がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、スライドシャッタで連通口33を閉じておくことで現像ユニット31からのトナーのこぼれるのを防止する。
また、トナーカートリッジ32も、現像ユニット31がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、トナーカートリッジ32からのトナーのこぼれるのを防止するために、連通口33を閉じておくためにスライドシャッタ32cを設ける。弾性部材32dは、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の発泡材が好ましい。
図12に示すように、現像ユニット31とトナーカートリッジ32に設けられた連通口33に対応してスライドシャッタ31jに開放した窓部31mを設ける。連通口33を閉じるときはスライドシャッタ31jの窓部31mのないところで連通口33を塞ぎ、連通口33を開放するときはスライドシャッタ31jを移動させて、窓部31mと連通口33を合わせて、連通口33全体を連通させる。
There are a plurality of communication ports 33 on the developing unit 31 side. A slide shutter 31j with an elastic member 31k attached is provided between the developing unit 31 and the toner cartridge 32, and the developing unit 31 is moved by moving the slide shutter 31j. The communication port 33 provided in the housing is opened and closed. When there is no toner cartridge 32 or when it is not attached to the image forming apparatus main body, the communication port 33 is closed with a slide shutter to prevent toner from spilling from the developing unit 31.
Further, when the developing unit 31 is not provided or the toner cartridge 32 is not attached to the image forming apparatus main body, the communication port 33 is closed in order to prevent the toner from spilling out from the toner cartridge 32. A slide shutter 32c is provided. The elastic member 32d is preferably a foamed material such as urethane resin or silicone resin.
As shown in FIG. 12, a window portion 31m opened to the slide shutter 31j is provided corresponding to the communication port 33 provided in the developing unit 31 and the toner cartridge 32. When the communication port 33 is closed, the communication port 33 is closed where there is no window 31m of the slide shutter 31j. The entire communication port 33 is communicated.

画像形成装置1において現像装置30は、現像ユニット31内にある第1搬送パドル31dで、トナーを攪拌しつつ現像剤供給ローラ31bに搬送し、供給ローラ31bが現像ローラ31aに摺擦しながら、同時にトナーを摺擦させて摩擦帯電させて、トナーを帯電させる。帯電したトナーは、現像ローラ31aに鏡像力で吸着されて搬送される。その後、規制ローラ31cで現像領域に搬送されるトナー量を規制する。現像ローラ31a上に形成されるトナー薄層が現像領域における現像バイアスで感光体ベルトに現像される。
このときに、供給ローラ31bで現像ローラ31aに摺擦されたトナーは大きな押圧力を受けて、トナー表面の凸凹が削られて球形化しトナーの付着力が大きくなる。また、この押圧力でトナー表面の外添剤が埋没して流動性が低下し、さらに、外添剤による帯電量調整ができなくなるために帯電量が変わってくる。これらの影響でトナーの現像性が低下し、さらに、転写性、クリーニング性が低下する。
このように、現像ホッパ311内に劣化したトナーが多くなり、また、トナーが現像によって消費されるために現像ユニット31内のトナーが少なくなる。そこで、連通口33を通過してトナーカートリッジ32から、現像ユニット31へとトナーが補給される。トナーカートリッジ32内には、トナーカートリッジ本体32の内壁に先端が摺接する第2搬送パドル32a、第3搬送パドル32bがそれぞれ第1収納室321と第2収納室322に設けられており、第2又は第3搬送パドル32a、32bが回転することによりトナーを現像ユニット31側に押し込んで、現像ユニット31に連通口33からトナーが補給される。
In the image forming apparatus 1, the developing device 30 conveys the toner to the developer supply roller 31b while stirring the toner with the first conveyance paddle 31d in the developing unit 31, and the supply roller 31b rubs against the developing roller 31a. At the same time, the toner is rubbed and frictionally charged to charge the toner. The charged toner is attracted to the developing roller 31a with a mirror image force and conveyed. Thereafter, the amount of toner conveyed to the development area is regulated by the regulation roller 31c. A thin toner layer formed on the developing roller 31a is developed on the photosensitive belt with a developing bias in the developing region.
At this time, the toner rubbed against the developing roller 31a by the supply roller 31b receives a large pressing force, and the irregularities on the surface of the toner are scraped to become spherical and increase the adhesion force of the toner. Further, the external additive on the surface of the toner is buried by this pressing force and the fluidity is lowered, and further, the charge amount cannot be adjusted by the external additive, so that the charge amount is changed. Under these influences, the developing property of the toner is lowered, and further, the transfer property and the cleaning property are lowered.
Thus, the amount of deteriorated toner increases in the developing hopper 311 and the toner in the developing unit 31 decreases because the toner is consumed by the development. Therefore, the toner is supplied from the toner cartridge 32 to the developing unit 31 through the communication port 33. In the toner cartridge 32, a second transport paddle 32a and a third transport paddle 32b whose tips are in sliding contact with the inner wall of the toner cartridge main body 32 are provided in the first storage chamber 321 and the second storage chamber 322, respectively. Alternatively, the third transport paddles 32 a and 32 b rotate to push the toner toward the developing unit 31, and the toner is supplied to the developing unit 31 from the communication port 33.

さらに、この連通口33を通して現像ユニット31内のトナーがトナーカートリッジ32側に排出されて、このトナーがトナーカートリッジ32内のトナーと混合される。トナーカートリッジ32内には、未使用のトナーが多く収納されており、現像ユニット31内で劣化したトナーと混合される。この混合によって、未使用トナーの表面に多く存在する外添剤が劣化したトナーに再分配されることで、劣化したトナーの帯電量、流動性が元の未使用トナーの状態に近くなる。これは、現像ユニット31から第1収納室321に排出されたトナーは、さらに、第2搬送パドル32aで第2収納室322に搬送されて、次に、第3搬送パドルで第1収納室321に戻される。この間に、外添剤の再分配を受けることになる。
この元の未使用の状態に近づいたトナーを、トナーカートリッジ32の第1収納室321から現像ユニット31に、再度供給する。この元の状態に近づいたトナーと未使用のトナーで、現像ローラ31aに薄層を形成してトナーを現像することで、長期にわたって高品位の画像を得ることができる。
Further, the toner in the developing unit 31 is discharged to the toner cartridge 32 through the communication port 33, and the toner is mixed with the toner in the toner cartridge 32. A large amount of unused toner is stored in the toner cartridge 32 and is mixed with the deteriorated toner in the developing unit 31. As a result of this mixing, the external additive present in large amounts on the surface of the unused toner is redistributed to the deteriorated toner, whereby the charge amount and fluidity of the deteriorated toner become close to those of the original unused toner. This is because the toner discharged from the developing unit 31 to the first storage chamber 321 is further transported to the second storage chamber 322 by the second transport paddle 32a, and then to the first storage chamber 321 by the third transport paddle. Returned to During this time, the external additive is redistributed.
The toner approaching the original unused state is supplied again from the first storage chamber 321 of the toner cartridge 32 to the developing unit 31. A high-quality image can be obtained over a long period of time by forming a thin layer on the developing roller 31a and developing the toner with the toner that has approached the original state and the unused toner.

ところで、潤滑剤除去ローラ31eについては、図5の例と同じく、現像ローラ31a上に搬送されてきた潤滑剤を含んだトナーを除去して現像ホッパ311に移動させ、そこから本構成からなる現像装置30では、トナーの循環性が優れているので、現像ホッパ311からトナーカートリッジ32にいたる範囲で移動させることができるので、現像ローラ31aの周囲に滞留する事なく、また移動する際に他の潤滑剤を付着していないトナーとの接触機会も十分にあるので、トナーの安定化がより積極的に図れる。
以下、種々の実施例について記述する。
潤滑剤除去ローラ31eに用いるスポンジローラは、ステンレス鋼などの芯金の周囲を円筒状の発泡体で覆って構成するが、発泡体の材質としては、ポリウレタン、ポリエチレン、メラミン、シリコンゴム等が使用できる。
潤滑剤除去ローラ31eをスポンジローラで構成した場合に、潤滑剤を含んだトナーおよび現像ローラ31aの上に付着した潤滑剤の除去性について、スポンジローラの諸特性を評価したところ、スポンジの圧縮強さの特性である25%圧縮荷重(JIS−K6767)と、スポンジのセル径に、適正な範囲があることが分かった。
By the way, as for the lubricant removing roller 31e, as in the example of FIG. 5, the toner containing the lubricant conveyed onto the developing roller 31a is removed and moved to the developing hopper 311 from which the developing of this configuration is performed. In the apparatus 30, since the toner circulation property is excellent, the toner can be moved in the range from the developing hopper 311 to the toner cartridge 32. Since there is a sufficient chance of contact with the toner not adhering the lubricant, the toner can be more actively stabilized.
Various embodiments will be described below.
The sponge roller used for the lubricant removing roller 31e is constructed by covering the periphery of a core metal such as stainless steel with a cylindrical foam, and the foam is made of polyurethane, polyethylene, melamine, silicon rubber or the like. it can.
When the lubricant removing roller 31e is composed of a sponge roller, various properties of the sponge roller were evaluated for the removability of the toner containing the lubricant and the lubricant adhering to the developing roller 31a. It was found that there is an appropriate range for the 25% compression load (JIS-K6767), which is the characteristic of the thickness, and the cell diameter of the sponge.

25%圧縮荷重は0.015MPa〜0.5MPaの間にあるスポンジが良く、それよりも低ければ、現像ローラ31aに対する圧力が下がるため、潤滑剤を掻き落す能力が足りなくなる。一方、高いものでは、接触面積を確保しずらくなり、また振動が発生しやすくなるので安定した接触条件が得にくくなる。圧縮荷重はスポンジのほぼ通常に近い特性範囲であるが、もう一つの特性であるセル径は、必然的に次の範囲である事が要求される。
すなわち平均のセルの径は0.1mm〜2mmの範囲が望ましく、それよりも小さい場合には、除去したトナーをスポンジローラの表面に保持する能力が、セルがトナーで埋まって阻害され易く搬送性能が低下するなど、十分な効果が期待できなくなる。
現像ローラ31aに付着した潤滑剤を機械的に除去するのは、スポンジローラの表面のセルとセルの間を仕切り、セル構造の骨格を成す壁面部が現像ローラ31aに接触して作用すると考えられる。したがって、セル径が小さいと、上記壁面も薄く強度が高くないので、除去性能が不足する。
一方、スポンジローラのセル径が大きい場合、潤滑剤除去スポンジローラ31eと現像ローラ31aのニップ幅の通過時間内に上記壁面部が接触しない状況が発生し、潤滑剤除去残りが発生する。現像ローラ31aとスポンジローラのニップ幅が1〜3mmに設定するのが望ましいので、上記セル径の上限は2mmとなる。ここで、一般的にスポンジのセル径は、平均セル径として表記される。上記セル径の範囲内で広くばらついて良いと言うわけではない。個々のセル径の中心値に対するばらつきは、上記潤滑剤除去の安定性の点で、小さいほど望ましい事は明らかである。ただ、過度にばらつきを抑えることが必要では無く、現在の通常の製法で作成されるスポンジであれば、除去性能の安定性を確保できる。
A sponge with a 25% compressive load between 0.015 MPa and 0.5 MPa is good, and if it is lower than that, the pressure on the developing roller 31a is lowered, and the ability to scrape off the lubricant becomes insufficient. On the other hand, if it is high, it is difficult to secure a contact area, and vibration is likely to occur, so that it is difficult to obtain stable contact conditions. The compressive load is in a characteristic range that is almost normal to the sponge, but the cell diameter, which is another characteristic, is necessarily required to be in the following range.
In other words, the average cell diameter is preferably in the range of 0.1 mm to 2 mm. If the average cell diameter is smaller than that, the ability to hold the removed toner on the surface of the sponge roller is easily obstructed because the cells are buried with the toner. As a result, the effect cannot be expected.
The reason why the lubricant adhering to the developing roller 31a is mechanically removed is that the cells on the surface of the sponge roller are partitioned between the cells, and the wall surface portion forming the skeleton of the cell structure is in contact with the developing roller 31a. . Therefore, if the cell diameter is small, the wall surface is thin and the strength is not high, so that the removal performance is insufficient.
On the other hand, when the cell diameter of the sponge roller is large, a situation occurs in which the wall portion does not contact within the nip width passage time between the lubricant removing sponge roller 31e and the developing roller 31a, and the lubricant removal residue occurs. Since the nip width between the developing roller 31a and the sponge roller is desirably set to 1 to 3 mm, the upper limit of the cell diameter is 2 mm. Here, the cell diameter of the sponge is generally expressed as an average cell diameter. It does not mean that it may vary widely within the range of the cell diameter. It is clear that the smaller the variation of the individual cell diameters relative to the center value is, the more desirable it is in terms of the stability of the lubricant removal. However, it is not necessary to suppress the variation excessively, and the stability of the removal performance can be secured if the sponge is produced by the current normal manufacturing method.

ここで、潤滑剤除去性を評価する方法を幾つか説明する。
感光体の潤滑剤塗布条件、現像させるトナーの画像面積条件を固定にして、通常の通紙試験を行い、経時で、現像ローラ31a上に付着した潤滑剤のを定量分析を行う。または、現像ローラ31a周辺で場所を予め決めておき、そこでトナーを採取して、トナーに含まれる潤滑剤を定量分析する。現像ローラ31aの潤滑剤の付着量の代用として、現像ローラ31aの表面の摩擦係数を測定する方法でもある程度推定する事は可能である。
このときは、潤滑剤が一定面積以上付着すると摩擦係数は、下限値に飽和する傾向があるので、初期の摩擦係数から、下限値に達するまでの変化過程を調べると良い。
現像ローラ31aに、金属ローラ表層にメラミン樹脂をコートした物を使用した場合、この摩擦係数の変化は初期0.5から、下限値0.1と言う状況であった。なお、摩擦係数の測定する際に摺擦相手としては、PPC用上質紙を用いた。
画像や現像特性を評価対象として経時変化を調べる事も可能である。
ベタ画像の濃度、画像先端部濃度と後端部濃度の差で見たり、現像ローラ31a上のトナーの付着量変化(減少)で見たりして、定量的に評価を行う。
潤滑剤の除去は、現像ローラ31a表面に接触する対象物が多いほど(接触回数が多いほど)、表面の潤滑剤が移動する確率が高くなるので、
現像ローラ31aに付着した潤滑剤をするのに、除去を補助する作用を与える事によって、潤滑剤の除去が効率的に行える。
ここでは、その補助作用を潤滑剤を多く付着していないホッパのトナーに担わせる。
Here, several methods for evaluating lubricant removability will be described.
A normal paper passing test is performed with the conditions for applying the lubricant on the photoconductor and the image area of the toner to be developed fixed, and quantitative analysis of the lubricant adhering to the developing roller 31a over time is performed. Alternatively, the location around the developing roller 31a is determined in advance, and the toner is collected there to quantitatively analyze the lubricant contained in the toner. As a substitute for the amount of lubricant adhering to the developing roller 31a, it is possible to estimate to some extent by a method of measuring the friction coefficient of the surface of the developing roller 31a.
In this case, the friction coefficient tends to saturate to the lower limit value when the lubricant adheres to a certain area or more. Therefore, it is preferable to examine the changing process from the initial friction coefficient to the lower limit value.
When the developing roller 31a used was a metal roller surface layer coated with melamine resin, the change in the friction coefficient was from the initial 0.5 to the lower limit of 0.1. Note that, when measuring the friction coefficient, a PPC quality paper was used as the friction partner.
It is also possible to examine the change with time using the image and development characteristics as evaluation targets.
The evaluation is made quantitatively by looking at the density of the solid image, the difference between the density at the front end and the density at the rear end, or by the change (decrease) in the amount of toner attached to the developing roller 31a.
The removal of the lubricant increases the probability that the lubricant on the surface moves as the number of objects in contact with the surface of the developing roller 31a increases (the more the number of contacts).
Lubricant can be removed efficiently by providing an action of assisting the removal of the lubricant adhering to the developing roller 31a.
Here, the assisting function is assigned to the toner of the hopper that is not attached with much lubricant.

図5で、現像ホッパ311に第1搬送パドル31dが反時計周りで回転して、供給ローラ31bにトナーを送っているが、供給ローラ31bの位置を現像ユニット31内の下方に配置し、また潤滑剤除去ローラ31eは現像ローラ31aのほぼ水平位置に配置することで、搬送パドル31dで汲み上げられたトナーが潤滑剤除去ローラ31eに接触するようにする。すなわち第1搬送パドル31dからは両方のローラ31b、31eにトナーを送っている。
仮に、潤滑剤除去ローラ31eの回転方向を時計回りとすると、現像ホッパ311から搬送されたトナーは潤滑剤除去ローラ31eの上を、時計回りに移動して、現像ローラ31aとのニップに入る。現像ローラ31aと潤滑剤除去ローラ31eはそのニップで摺擦し、その間で潤滑剤の受け渡しが潤滑剤の多いほうから少ない方へと行われる。
現像ローラ31aと潤滑剤除去ローラ31eの間に、現像ローラ31aで搬送されてきたトナー層しかない場合は、トナー層には潤滑剤が含まれているので、潤滑剤除去ローラ31eの表面に潤滑剤が付着蓄積するに従って、現像ローラ31a表面から潤滑剤を除去する能力が徐々に低下して、最後は潤滑剤除去能力がなくなってしまう。
本実施形態では、現像ローラ31aと潤滑剤除去ローラ31eに間に常時、現像ホッパ311のトナーを流し込むので、そのトナーによって現像ローラ31a表面に付着した潤滑剤との接触機会が増えて、現像ローラ31aから潤滑剤を除去しやすくすると共に、潤滑剤除去ローラ31eの表面に付着する潤滑剤も低く抑えられ、何時までも潤滑剤除去能力が保たれる。
In FIG. 5, the first transport paddle 31d rotates counterclockwise to the developing hopper 311 and feeds the toner to the supply roller 31b. The position of the supply roller 31b is arranged below the developing unit 31, and The lubricant removing roller 31e is arranged at a substantially horizontal position with respect to the developing roller 31a so that the toner pumped up by the transport paddle 31d contacts the lubricant removing roller 31e. That is, toner is sent from the first transport paddle 31d to both rollers 31b and 31e.
If the rotational direction of the lubricant removing roller 31e is clockwise, the toner conveyed from the developing hopper 311 moves clockwise on the lubricant removing roller 31e and enters the nip with the developing roller 31a. The developing roller 31a and the lubricant removing roller 31e are rubbed at their nips, and during that time, the delivery of the lubricant is performed from the more lubricant to the lesser.
When there is only the toner layer conveyed by the developing roller 31a between the developing roller 31a and the lubricant removing roller 31e, the toner layer contains a lubricant, so the surface of the lubricant removing roller 31e is lubricated. As the agent adheres and accumulates, the ability to remove the lubricant from the surface of the developing roller 31a gradually decreases, and finally the ability to remove the lubricant is lost.
In this embodiment, since the toner of the developing hopper 311 is always poured between the developing roller 31a and the lubricant removing roller 31e, the chance of contact with the lubricant adhered to the surface of the developing roller 31a by the toner increases, and the developing roller The lubricant can be easily removed from 31a, and the lubricant adhering to the surface of the lubricant removing roller 31e is also kept low, so that the ability to remove the lubricant is maintained at any time.

潤滑剤除去ローラ31eの回転方向は、上記説明では時計周り方向としたが、掻き取り部材31fの配置を上方に変更する事で、搬送パドル31dから現像ホッパ311のトナーを潤滑剤除去ローラ31eに搬送することができ、同様の効果が得られる。
潤滑剤除去ローラ31eで現像ローラ31aから搬送した潤滑剤を含むトナーを、潤滑剤除去ローラ31eから効率良く現像ホッパ311に移動させるために、潤滑剤除去ローラ31eに当接して、その表面のトナーを掻き落す潤滑剤除去当接部材31fを設ける。
潤滑剤除去当接部材31fと潤滑剤除去ローラ31eとの食い込み量は、0.5mm〜3mm程度として、トナーが十分掻き落せるようにかつ、潤滑剤除去ローラ31eの表面が損傷しないように設定する。
潤滑剤除去当接部材31fは、掻き落したトナーが滞留せずに現像ホッパ311に落下し易いように角度を付けたりして、トナーの移動を損なわないように配置するのが望ましい。
Although the rotation direction of the lubricant removing roller 31e is clockwise in the above description, the toner in the developing hopper 311 is transferred from the transport paddle 31d to the lubricant removing roller 31e by changing the arrangement of the scraping member 31f upward. The same effect can be obtained.
In order to efficiently move the toner containing the lubricant conveyed from the developing roller 31a by the lubricant removing roller 31e to the developing hopper 311 from the lubricant removing roller 31e, the toner on the surface thereof is brought into contact with the lubricant removing roller 31e. A lubricant removing contact member 31f is provided to scrape off.
The amount of biting between the lubricant removing contact member 31f and the lubricant removing roller 31e is set to about 0.5 mm to 3 mm so that the toner can be scraped off sufficiently and the surface of the lubricant removing roller 31e is not damaged. To do.
It is desirable that the lubricant removing contact member 31f be disposed so as not to impair the movement of the toner by providing an angle so that the scraped toner does not stay and easily falls to the developing hopper 311.

また、現像剤除去当接部材31fは、金属板や、樹脂板などの材質で機能上問題ない。
現像剤除去当接部材31fと潤滑剤除去ローラ31eのニップ部に第1搬送パドル31dによって現像ホッパ311のトナーを搬送できるようにすると、該ニップに潤滑剤を含んだトナーが滞留するのを防げるのでさらに効果が上がる。
現像剤除去当接部材31fによって掻き落されたトナーは、現像ホッパ311内で、周囲のトナーと第1搬送パドル31dの攪拌作用で混合攪拌され、潤滑剤を多く含んだトナーから周囲のトナーに潤滑剤が拡散する事で、影響に無いレベルまでトナー全体で潤滑剤の量が平均化され、現像ローラ31aへの最付着を防止する事ができる。
前の実施形態では、現像ローラ31aが時計回りと反対方向に回転し、かつ潤滑剤除去ローラ31eが時計回りに回転する場合、すなわち、現像ローラ31aに対して潤滑剤除去ローラ31eが連れまわり方向に回転させる例を説明した。ここでは、現像ローラ31aに対して、潤滑剤除去ローラ31eがカウンター方向に回転させる例を説明する。
現像ローラ31aは同様に反時計回りに回転させ、潤滑剤除去ローラ31eも反時計回り方向に回転させると、潤滑剤除去ローラ31eは現像ローラ31aと当接部においてカウンター方向に回転する事になる。一般的に潤滑剤除去ローラ31eをカウンター方向に回転させた方が、潤滑剤を含んだトナーや現像ローラ31a表面に付着した潤滑剤を除去する能力が高い。また、この方向に回転させるメリットは、現像ローラ31aから除去ローラ31eに移動した潤滑剤を含むトナーを潤滑剤除去ローラ31e上で現像ローラ31aから離れる方向に搬送できること、除去当接部材31fが、搬送したトナーが現像ホッパ311に落下し易いように配置できる事が上げられる。
Further, the developer removing contact member 31f is made of a material such as a metal plate or a resin plate and has no functional problem.
If toner in the developing hopper 311 can be transported by the first transport paddle 31d to the nip portion between the developer removal contact member 31f and the lubricant removal roller 31e, toner containing lubricant can be prevented from staying in the nip. So the effect goes up further.
The toner scraped off by the developer removal contact member 31f is mixed and stirred in the developing hopper 311 by the stirring action of the surrounding toner and the first transport paddle 31d, and the toner containing a large amount of lubricant is changed to the surrounding toner. By diffusing the lubricant, the amount of the lubricant is averaged over the entire toner up to an unaffected level, and the most adhering to the developing roller 31a can be prevented.
In the previous embodiment, when the developing roller 31a rotates in the direction opposite to the clockwise direction and the lubricant removing roller 31e rotates in the clockwise direction, that is, the lubricant removing roller 31e is rotated in the rotating direction with respect to the developing roller 31a. An example of rotating in the above has been described. Here, an example in which the lubricant removing roller 31e rotates in the counter direction with respect to the developing roller 31a will be described.
Similarly, when the developing roller 31a is rotated counterclockwise and the lubricant removing roller 31e is also rotated counterclockwise, the lubricant removing roller 31e rotates in the counter direction at the contact portion with the developing roller 31a. . Generally, rotating the lubricant removing roller 31e in the counter direction has a higher ability to remove the toner containing the lubricant and the lubricant adhering to the surface of the developing roller 31a. Further, the merit of rotating in this direction is that the toner including the lubricant moved from the developing roller 31a to the removing roller 31e can be conveyed on the lubricant removing roller 31e in a direction away from the developing roller 31a, and the removing contact member 31f is It can be arranged that the conveyed toner can be easily placed on the developing hopper 311.

さらに、第1搬送パドル31dで潤滑剤除去ローラ31eに供給したトナーが、除去ローラ31eと現像ローラ31aのニップで摩擦帯電され、除去ローラ31eから現像ローラ31aに予備的に供給されるので、供給ローラ31bの前段で供給の補助を行って、供給不足を補充する事ができる。
このときの、除去ローラ31eの現像ローラ31aに対する回転線速比は、0.5倍速から2倍速とするのが望ましい。これは、除去ローラ31eのスポンジのセル径に対しても、除去能力を効果的に引き出せる線速比である。ただし、線速比を高めすぎると熱が発生し、トナーに熱ストレスを与えて流動性を低下させたり、潤滑剤を熱でかえって軟化させ、現像ローラ31aに付着させやすくしたりするので、上限は2倍速程度とする必要がある。
特に、供給ローラ31bの回転方向の規定は行わず、供給ローラ31bが現像ローラ31aに対してカウンター方向、連れまわり方向どちらでも選択可能であった。
強いていえば、供給ローラ31bはカウンター方向の方が、現像ローラ31aとの摺擦する相対速度が上がるので、補給・予備帯電に有利であるので、通常は、供給ローラ31bもカウンター方向を選択する事が一般的である。
Further, the toner supplied to the lubricant removing roller 31e by the first transport paddle 31d is frictionally charged at the nip between the removing roller 31e and the developing roller 31a, and is preliminarily supplied from the removing roller 31e to the developing roller 31a. It is possible to supplement supply shortage by supplementing supply before the roller 31b.
At this time, it is desirable that the rotational linear speed ratio of the removing roller 31e to the developing roller 31a is 0.5 times to 2 times. This is a linear speed ratio that can effectively extract the removal capability even with respect to the cell diameter of the sponge of the removal roller 31e. However, if the linear speed ratio is increased too much, heat is generated, and heat stress is applied to the toner to lower the fluidity, or the lubricant is softened by changing the heat to make it easier to adhere to the developing roller 31a. Needs to be about double speed.
In particular, the rotation direction of the supply roller 31b is not defined, and the supply roller 31b can be selected in either the counter direction or the follow-up direction with respect to the developing roller 31a.
If it is strong, the supply roller 31b is advantageous in replenishment / preliminary charging because the relative speed of sliding with the developing roller 31a is higher in the counter direction, so the supply roller 31b usually also selects the counter direction. Things are common.

次に、現像装置30や作像装置のレイアウト上の制約があり、前項のように潤滑剤除去ローラ31eがカウンター方向を選択できない場合について説明する。
潤滑剤除去ローラ31eを現像ローラ31aに対して、つれ回り方向で回転させる際に、現像ローラ31aに付着した潤滑剤除去性を上げるために第1搬送パドル31dで現像ホッパ311のトナーを供給する場合、潤滑剤除去ローラ31eの回転方向は、時計回りの方向であるので、該供給されたトナーもその方向で移動する。すなわち、潤滑剤除去ローラ31eと現像ローラ31aのニップの入り口側(ニップの上方)からトナーは入り、ニップで両ローラと摺擦して、現像ローラ31aに付着している潤滑剤や現像ローラ31a上に搬送されてきた潤滑剤を含んだトナーと接触して、現像ホッパ311から供給されたトナー表面にその潤滑剤を移して、潤滑剤除去ローラ31eと現像ローラ31aのニップの出口側(ニップの下方)よりその下の方向に排出される。そのまま潤滑剤除去ローラ31eに付着したトナーは、除去当接部材31fで現像ホッパ311の下方に掻き落される。
潤滑剤除去ローラ31eの下方には、トナー供給ローラ31bがあるので、潤滑剤除去ローラ31eより排出された潤滑剤を含むトナーが供給ローラ31bに直接降りかかり、供給ローラ31bの回転方向が現像ローラ31aにつれ回り方向であると、現像ローラ31aに、トナーが供給されてしまうので、この場合は、供給ローラ31bは、現像ローラ31aとカウンター方向に回転させる必要がある。そのような構成にすると、前項同様現像ローラ31aの潤滑剤付着を効果的に防止する事ができる。この際には、供給ローラ31bにも潤滑剤除去ローラ31eと同様の除去当接部材31fを設けると良い。
Next, a case will be described in which there is a restriction on the layout of the developing device 30 and the image forming device, and the lubricant removal roller 31e cannot select the counter direction as in the previous section.
When the lubricant removing roller 31e is rotated in the direction of rotation with respect to the developing roller 31a, the toner of the developing hopper 311 is supplied by the first transport paddle 31d in order to improve the ability to remove the lubricant adhering to the developing roller 31a. In this case, since the rotation direction of the lubricant removing roller 31e is a clockwise direction, the supplied toner also moves in that direction. That is, the toner enters from the entrance side (above the nip) of the nip between the lubricant removing roller 31e and the developing roller 31a, and rubs with both rollers at the nip, so that the lubricant adhering to the developing roller 31a and the developing roller 31a In contact with the toner containing the lubricant conveyed above, the lubricant is transferred to the surface of the toner supplied from the developing hopper 311, and the nip exit side of the nip between the lubricant removing roller 31 e and the developing roller 31 a (nip Is discharged in the direction below that (below the lower side). The toner adhering to the lubricant removing roller 31e as it is is scraped off below the developing hopper 311 by the removing contact member 31f.
Since there is a toner supply roller 31b below the lubricant removal roller 31e, the toner containing the lubricant discharged from the lubricant removal roller 31e directly falls on the supply roller 31b, and the rotation direction of the supply roller 31b is the developing roller 31a. In this case, since the toner is supplied to the developing roller 31a, it is necessary to rotate the supply roller 31b in the counter direction with the developing roller 31a. With such a configuration, it is possible to effectively prevent the lubricant from adhering to the developing roller 31a as in the previous section. At this time, the supply roller 31b may be provided with a removal contact member 31f similar to the lubricant removal roller 31e.

該除去ローラ31eの回転数は、現像ローラ31aと連れ回り方向なので、現像ローラ31aとの当接部で線速比が少なくとも現像ローラ31aより早く1.1倍速以上、3倍速以下とする。
これは、上記除去ローラ31eのスポンジのセル径に対しても、除去能力を効果的に引き出せる線速比である。
ただし、線速比を高めすぎると熱が発生し、トナーに熱ストレスを与えて流動性を低下させたり、潤滑剤を熱でかえって軟化させ、現像ローラ31aに付着させやすくしたりするので、上限は2倍速程度とする必要がある。
この方式のメリットは、現像ローラ31aに対して潤滑剤除去ローラ31eが連れまわり方向で、しかも現像ローラ31aより早い線速で回転しているので、第1搬送パドル31dで供給され、両ローラのニップを通過するトナー量を多くできるので、そのトナーと潤滑剤の接触機会を増加させて、線速比が大きくなくても、より多く潤滑剤を除去できる。
また、供給ローラ31bと潤滑剤除去ローラ31eの回転方向が逆なので、それぞれの駆動ギアを直結でき、ギア配置が容易となり、駆動系のスペースを減らす事ができる。
本実施形態では、現像ローラ31aから潤滑剤除去ローラ31e側に潤滑剤を含んだトナーを機械的に除去するだけでなく、電界の作用で移動させることにより除去性能を高めた例である。潤滑剤除去ローラ31eを、体積抵抗で10の5乗Ωcmから10の8乗Ωcmとして、半導電性を持たせる。
一般的には、カーボンブラックや、金属粉体、界面活性体などのイオン導電性物質などを含有して抵抗を調整する。
現像ローラ31a上を現像領域を通過して運ばれてくるトナーの大部分を潤滑剤除去ローラ31e側に引き寄せるには、感光体への現像作用の類推から、ポテンシャル差を200Vから400V設ける事で達成できる。
すなわち、トナーの帯電極性がマイナスの場合は、現像ローラ31aが0Vの時には、除去ローラ31eに+200Vから+400V印加して、現像ローラ31a上のトナーを除去する事が可能である。現像ローラ31aが感光体に対して現像動作を行っていて現像バイアスが印加されている場合、例えばー400Vの現像バイアスが印加されている場合には、除去ローラ31eにはー200Vから0Vとすれば良い。
以上のようにして、機械的な作用以上にトナーの除去性を上げて、潤滑剤が現像ローラ31aに付着するのを防止することができる。
Since the rotation speed of the removal roller 31e is in the rotation direction with the developing roller 31a, the linear speed ratio at the contact portion with the developing roller 31a is at least 1.1 times faster than the developing roller 31a and not more than 3 times speed.
This is a linear speed ratio that can effectively extract the removal capability even with respect to the cell diameter of the sponge of the removal roller 31e.
However, if the linear speed ratio is increased too much, heat is generated, and heat stress is applied to the toner to lower the fluidity, or the lubricant is softened by changing the heat to make it easier to adhere to the developing roller 31a. Needs to be about double speed.
The merit of this method is that the lubricant removing roller 31e rotates in the follower direction with respect to the developing roller 31a and at a higher linear speed than the developing roller 31a. Since the amount of toner passing through the nip can be increased, the chance of contact between the toner and the lubricant can be increased, and more lubricant can be removed even if the linear speed ratio is not large.
Further, since the rotation directions of the supply roller 31b and the lubricant removal roller 31e are opposite, the respective drive gears can be directly connected, the gear arrangement can be facilitated, and the drive system space can be reduced.
In this embodiment, the toner containing the lubricant is not only mechanically removed from the developing roller 31a to the lubricant removing roller 31e, but the removal performance is improved by moving the toner by the action of an electric field. The lubricant removing roller 31e has a volume resistance of 10 5 Ωcm to 10 8 Ωcm so as to have semiconductivity.
Generally, the resistance is adjusted by containing an ion conductive material such as carbon black, metal powder, or a surfactant.
In order to draw most of the toner carried on the developing roller 31a through the developing area toward the lubricant removing roller 31e, a potential difference of 200V to 400V is provided from the analogy of the developing action on the photosensitive member. Can be achieved.
That is, when the charging polarity of the toner is negative, when the developing roller 31a is 0V, the toner on the developing roller 31a can be removed by applying + 200V to + 400V to the removing roller 31e. When the developing roller 31a performs a developing operation on the photosensitive member and a developing bias is applied, for example, when a developing bias of −400V is applied, the removal roller 31e is changed from −200V to 0V. It ’s fine.
As described above, the toner removability can be improved more than the mechanical action, and the lubricant can be prevented from adhering to the developing roller 31a.

一成分トナーは、トナーの特性を安定化させたり、より良い特性を付加する目的でトナー粒子の周囲に微粒子から成る添加剤を付着させる。
トナー粒子内部に混練で練りこむのでなく、トナー粒子表面に付着させるので外添剤と呼ばれる。外添剤は上述したように、その粒径は小さく、トナーが4〜10μm程度であるのに対して、外添剤の一次粒子の粒径は、十nm〜数十nmと、トナーに較べて1/100以下であるため、添加剤量はそう多くないが、添加剤の表面積は相対的に大きい。
従って、添加剤による潤滑剤の吸着作用での、潤滑剤除去効果は大きく、トナーに外添する添加剤の量が、該潤滑剤除去効果に大きく影響する。
外添剤に用いられる無機物の微粒子の種類は、多種多様であるが、よく用いられる例としては、疎水性シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭化珪素、酸化セリウム、窒化ホウ素、などである。
外添剤は一種類を使用する場合もあるが、外添剤種それぞれの材質によって、帯電性、流動性などの特性が異なるので、それらの特性を引き出すために複数種類混合して用いられる事が多い。
添加剤種類ごとに、上記潤滑剤吸着作用に差があるかは、明確になっていないが、添加剤微粒子の粒径は同じオーダーにあるので、表面積も同じレベルと考えられ、ここでは、ほぼ同等の吸着作用と仮定する。
幾つか添加剤処方のパターンを変えて潤滑剤の除去性能について、上記で説明した方法により、評価を行ったところ、ここでは、15K枚使用で交換するトナーカートリッジを用いる。トナーカートリッジを新しくすると、供給されるトナーは潤滑剤が含まれていないので、現像ローラ31aの潤滑剤付着の防止には有利な方向となり、カートリッジ交換まで濃度低下が発生しなければ寿命を延ばせるという考えかたができる。
In the case of a one-component toner, an additive composed of fine particles is attached around the toner particles for the purpose of stabilizing the properties of the toner or adding better properties.
It is not externally kneaded into the toner particles, but is attached to the toner particle surfaces, so it is called an external additive. As described above, the external additive has a small particle size, and the toner has a particle size of about 4 to 10 μm, whereas the primary additive has a primary particle size of 10 nm to several tens of nm compared to the toner. The amount of the additive is not so large, but the surface area of the additive is relatively large.
Therefore, the effect of removing the lubricant by the adsorbing action of the lubricant by the additive is large, and the amount of the additive added to the toner greatly affects the effect of removing the lubricant.
There are various kinds of inorganic fine particles used for the external additive, and examples of frequently used fine particles include hydrophobic silica, titanium oxide, aluminum oxide, silicon carbide, cerium oxide, and boron nitride.
One type of external additive may be used, but the characteristics such as chargeability and fluidity differ depending on the material of each type of external additive. There are many.
It is not clear whether there is a difference in the lubricant adsorption action for each additive type, but since the particle size of the additive fine particles is in the same order, the surface area is considered to be the same level. Assuming equivalent adsorption action.
When the additive removal pattern was changed and the lubricant removal performance was evaluated by the method described above, a toner cartridge that is replaced by using 15K sheets is used here. When the toner cartridge is renewed, the supplied toner contains no lubricant, which is advantageous for preventing the lubricant from adhering to the developing roller 31a. If the density does not decrease until the cartridge is replaced, the life can be extended. I can think about it.

外添剤として疎水化シリカのみのトナーでは、実際の評価結果を表1に示す。

Figure 2009192700
Table 1 shows the actual evaluation results for a toner containing only hydrophobic silica as an external additive.
Figure 2009192700

外添剤として疎水化シリカ+酸化チタンのトナーでは、実際の評価結果を表2に示す。

Figure 2009192700
Table 2 shows the actual evaluation results for the hydrophobic silica + titanium oxide toner as the external additive.
Figure 2009192700

外添剤として疎水化シリカ+酸化チタン+酸化アルミニウムのトナーでは、実際の評価結果を表3に示す。

Figure 2009192700

という結果が得られた。 Table 3 shows the actual evaluation results for the toner of hydrophobic silica + titanium oxide + aluminum oxide as the external additive.
Figure 2009192700

The result was obtained.

すなわち、添加材料の全体量が1.2重量部を下回ると、潤滑剤除去作用が低下して、現像ローラ31aの潤滑剤付着が進んで、現像ローラ31aのトナー搬送力が低下して、現像濃度低下が発生しているものと考えられる。
これは、トナー表面の添加剤の被覆率が、添加剤の量によって変化し、潤滑剤の除去作用はトナー粒子の表面よりも添加剤の方が優れていると考えられるので、添加剤の表面被覆率をある程度高めないと、潤滑剤除去能力が不足し、一定被覆率以上あれば、潤滑剤の除去能力が目標を満足するレベルに達する事を示している。
また、現像特性上の理由から、外添剤をもっと多く処方する場合モあるが、潤滑剤除去不足による濃度低下が防止できるかわりに、トナーから離脱した添加剤が増える事で、感光体表面に添加剤が付着してフィルミングが発生する事がある。
疎水化シリカのみ場合は、7重量部を超えると、現像ローラ31aと感光体11の接触圧力を可能な限り下げても、また感光体11に潤滑剤を塗布してもそれらを除去してしまって、上記フィルミングが発生した。
疎水化シリカに他の添加剤を混ぜた系では、7重量部を超えてすぐ上記フィルミングが出ると言うわけでは無かったが、基本的に余裕は無く、高面積率の画像を取りつづけた場合、7.5重量部程度の添加剤量で、フィルミングが発生した。
これら一連の検討から、潤滑剤除去性を引き出し、また過剰な潤滑剤塗布条件とならないような、本構成からなる画像形成装置に使用されるトナーとして、外添剤の量の適正範囲は、1.2重量部から7重量部の範囲であるとの確認が取れた。
この範囲を選択する事により、潤滑剤付着によって起こる濃度低下とフィルミングなどの問題をともに防止する事ができる。
That is, when the total amount of the additive material is less than 1.2 parts by weight, the action of removing the lubricant is lowered, the adhesion of the lubricant to the developing roller 31a is advanced, the toner conveying force of the developing roller 31a is lowered, and the development is performed. It is considered that a decrease in concentration has occurred.
This is because the coverage ratio of the additive on the toner surface changes depending on the amount of the additive, and the additive removal action is considered to be superior to the surface of the toner particles because the lubricant removal action is considered to be superior. If the coverage is not increased to some extent, the ability to remove the lubricant is insufficient, and if the coverage is above a certain level, the ability to remove the lubricant reaches a level that satisfies the target.
In addition, for reasons of development characteristics, there are cases where more external additives are prescribed, but instead of preventing a decrease in density due to insufficient removal of the lubricant, the amount of additives released from the toner increases, so that the surface of the photoconductor is increased. Filming may occur due to adhesion of additives.
In the case of using only hydrophobized silica, if it exceeds 7 parts by weight, even if the contact pressure between the developing roller 31a and the photoconductor 11 is lowered as much as possible, or even if a lubricant is applied to the photoconductor 11, they are removed. Thus, the filming occurred.
In the system in which other additives were mixed with hydrophobized silica, the filming did not occur immediately after exceeding 7 parts by weight, but basically there was no room, and images with a high area ratio were kept. In this case, filming occurred with an additive amount of about 7.5 parts by weight.
From these series of studies, the proper range of the amount of the external additive is 1 as the toner used in the image forming apparatus having this configuration, which draws out the lubricant removability and does not result in excessive lubricant application conditions. It was confirmed that it was in the range of 2 to 7 parts by weight.
By selecting this range, it is possible to prevent both problems such as density reduction and filming caused by adhesion of the lubricant.

本発明の一実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 潤滑剤塗布装置の構成を詳細に示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a lubricant application apparatus in detail. 本発明の一実施形態である画像形成装置が備える現像装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device provided in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態である画像形成装置が備える現像装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device provided in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態である画像形成装置が備える現像装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device provided in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の現像装置における現像ユニットに配置される制御弁の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the control valve arrange | positioned at the image development unit in the image development apparatus of this invention. 連通口の形状を示す概略図である。It is the schematic which shows the shape of a communicating port. トナーカートリッジ側から現像ユニットにトナーが供給される状態を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a state in which toner is supplied from a toner cartridge side to a developing unit. トナーカートリッジ側のトナーが供給される状態を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a state in which toner on the toner cartridge side is supplied. 現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動の状態を説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a state of toner movement between a developing unit and a toner cartridge. 現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動の状態を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a state of toner movement between a developing unit and a toner cartridge. 現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動の状態を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a state of toner movement between a developing unit and a toner cartridge. 本発明の一実施形態である画像形成装置が備える現像装置に配置される第1搬送パドルの構成を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a first transport paddle disposed in a developing device provided in an image forming apparatus that is an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態である画像形成装置が備える現像装置における連通口の構成を示した概略図であり、(A)は現像ユニット側の構成を示し、(B)はトナーカートリッジ側の構成を示している。4A and 4B are schematic diagrams illustrating a configuration of a communication port in a developing device provided in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, in which FIG. Show. 従来の現像装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the conventional image development apparatus. 従来の現像装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the conventional image development apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
11 感光体
12 感光体クリーニング装置
12a クリーニングブレード
12b 塗布ブラシ
12c 潤滑剤バー
12d 潤滑剤加圧手段(錘)
13 第1の帯電手段
14 駆動ローラ(感光体)
15、16 従動ローラ(感光体)
20 露光手段
21 レジストローラ
25 給紙ローラ
26 接離機構
30 現像装置
31 現像ユニット
311 現像ホッパ
31a 現像ローラ
31b 供給ローラ
31c 規制ローラ
31d 第1搬送パドル
31d−1、31d−2 フィルム
31e 現像剤除去部材(ローラ)
31f 現像剤除去当接部材
31g トナー攪拌部材
31h 入口シール
31j スライドシャッタ
31k 弾性部材
31m 窓部
32 トナーカートリッジ
321 第1収納室
322 第2収納室
32a 第2搬送パドル
32b 第3搬送パドル
32c スライドシャッタ
32d 弾性部材
32e 固定シール
33 連通口
34 制御弁
34a 支持部
34b フィルム
35 リブ
40 中間転写ベルトユニット
41 中間転写ベルト
42 ベルトクリーニングユニット
43 マークセンサ
44 駆動ローラ(中間転写ベルト)
45 一次転写バイアスローラ
46、47 従動ローラ
49 ベルト位置検出マーク
50 二次転写ユニット
51 二次転写バイアスローラ
60 定着手段
70 両面搬送装置
80 給紙装置
81 給紙ローラ
83 手差しトレイ
90 転写材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 11 Photoconductor 12 Photoconductor cleaning apparatus 12a Cleaning blade 12b Application brush 12c Lubricant bar 12d Lubricant pressurizing means (weight)
13 First charging means 14 Driving roller (photosensitive member)
15, 16 Followed roller (photosensitive member)
20 exposure means 21 registration roller 25 paper feed roller 26 contact / separation mechanism 30 developing device 31 developing unit 311 developing hopper 31a developing roller 31b supply roller 31c regulating roller 31d first transport paddle 31d-1, 31d-2 film 31e developer removing member (roller)
31f Developer removing contact member 31g Toner stirring member 31h Inlet seal 31j Slide shutter 31k Elastic member 31m Window 32 Toner cartridge 321 First storage chamber 322 Second storage chamber 32a Second transport paddle 32b Third transport paddle 32c Slide shutter 32d Elastic member 32e Fixed seal 33 Communication port 34 Control valve 34a Support portion 34b Film 35 Rib 40 Intermediate transfer belt unit 41 Intermediate transfer belt 42 Belt cleaning unit 43 Mark sensor 44 Drive roller (intermediate transfer belt)
45 Primary transfer bias rollers 46, 47 Followed roller 49 Belt position detection mark 50 Secondary transfer unit 51 Secondary transfer bias roller 60 Fixing means 70 Double-sided transport device 80 Paper feed device 81 Paper feed roller 83 Manual feed tray 90 Transfer material

Claims (11)

潜像を形成する像担持体と、
像担持体表面に均一に帯電する帯電装置と、
帯電した像担持体表面を露光し潜像を形成する露光装置と、
像担持体にトナー担持体を接触させて、像担持体に形成された潜像にトナーを供給して現像する接触一成分現像装置と、
像担持体のトナー像を直接記録媒体に転写もしくは、中間転写体に転写した後記録媒体に転写する転写装置と、
像担持体又は中間転写体に残留したトナーを除去するクリーニング装置と、
記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置とを備え、さらに、
前記像担持体に潤滑剤を塗布する手段を有した画像形成装置において、
前記接触一成分現像装置は、
現像ユニットにトナーを補給するトナーカートリッジを配列して構成され、
前記現像ユニットは、
トナーカートリッジから補給されたトナーを溜める現像ホッパと、
現像ホッパにあるトナーをトナー供給部材に送る搬送パドルと、
送られたトナーをトナー担持体に供給するトナー供給部材と、
トナー担持体上のトナーを規制してトナー層を形成するトナー層厚規制部材と、
トナー層厚規制部材によって規制されたトナー層を像担持体に接触して現像するトナー担持体から構成されていて、さらに、
前記トナー担持体の周囲に接触して、該トナー担持体の回転方向の下流から上流方向に、トナー層厚規制部材、トナー供給部材、潤滑剤除去部材が配置されている
ことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier for forming a latent image;
A charging device for uniformly charging the surface of the image carrier;
An exposure device that exposes a charged image carrier surface to form a latent image;
A contact one-component developing device for bringing a toner carrier into contact with an image carrier, supplying toner to a latent image formed on the image carrier, and developing the toner;
A transfer device for transferring the toner image of the image carrier directly to a recording medium or transferring the toner image on the intermediate transfer body to a recording medium;
A cleaning device for removing toner remaining on the image bearing member or the intermediate transfer member;
A fixing device for fixing the toner image on the recording medium, and
In the image forming apparatus having means for applying a lubricant to the image carrier,
The contact one-component developing device is:
Constructed by arranging toner cartridges for supplying toner to the developing unit,
The developing unit is
A developing hopper for collecting toner replenished from the toner cartridge;
A transport paddle for sending the toner in the developing hopper to the toner supply member;
A toner supply member for supplying the toner to the toner carrier;
A toner layer thickness regulating member that regulates the toner on the toner carrier to form a toner layer;
A toner carrier that develops the toner layer regulated by the toner layer thickness regulating member in contact with the image carrier;
An image in which a toner layer thickness regulating member, a toner supply member, and a lubricant removing member are arranged in contact with the periphery of the toner carrying member from the downstream to the upstream in the rotation direction of the toner carrying member. Forming equipment.
請求項1に記載の画像形成装置において、
前記接触一成分現像装置は、
トナーカートリッジと現像ユニットとの間でトナーを通過させる連通口と、
その通過させるトナー量を制御するために現像ホッパ側内面に制御弁を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
The contact one-component developing device is:
A communication port through which the toner passes between the toner cartridge and the developing unit;
An image forming apparatus comprising a control valve on an inner surface of the developing hopper in order to control the amount of toner to be passed therethrough.
請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記潤滑剤除去部材は、スポンジローラで構成し、その表面の発泡セルの径を0.1mm〜2mmの範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, wherein
The lubricant removing member is constituted by a sponge roller, and the diameter of the foam cell on the surface thereof is in the range of 0.1 mm to 2 mm.
請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記潤滑剤除去部材表面に、前記現像ホッパ内のトナーを供給する
ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The toner in the developing hopper is supplied to the surface of the lubricant removing member.
請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記潤滑剤除去部材表面に当接する潤滑剤除去当接部材を設ける
ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus comprising: a lubricant removing contact member that contacts the surface of the lubricant removing member.
請求項5に記載の画像形成装置において、
前記潤滑剤除去部材表面と、前記潤滑剤除去当接部材の当接部に、前記現像ホッパ内のトナーを供給する
ことを特徴とする画像形成装置。
In the image forming apparatus according to claim 5,
An image forming apparatus, wherein toner in the developing hopper is supplied to a surface of the lubricant removing member and a contact portion of the lubricant removing contact member.
請求項3ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナー担持体の回転方向に対して、前記潤滑剤除去部材の回転方向が、それらの当接部において逆方向(カウンター方向)となるように、潤滑剤除去部材を回転させ、さらに、潤滑剤除去部材の周速が、トナー担持体の周速に対して0.5〜2倍速の周速比とする
ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 3 to 6,
The lubricant removing member is rotated so that the rotation direction of the lubricant removing member is opposite (counter direction) at the contact portion with respect to the rotation direction of the toner carrier, and the lubricant An image forming apparatus, wherein the peripheral speed of the removing member is a peripheral speed ratio of 0.5 to 2 times the peripheral speed of the toner carrier.
請求項3ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナー担持体の回転方向に対して、前記トナー供給部材の回転方向が、それらの当接部において逆方向(カウンター方向)であり、かつ、前記トナー担持体の回転方向に対して、前記潤滑剤除去部材の回転方向が、それらの当接部において同方向(連れ周り方向)となるように、潤滑剤除去部材を回転させ、さらに、潤滑剤除去部材の周速が、トナー担持体の周速に対して1.1〜3倍速の周速比とする
ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 3 to 6,
The rotation direction of the toner supply member is the opposite direction (counter direction) at the contact portion with respect to the rotation direction of the toner carrier, and the lubrication is performed with respect to the rotation direction of the toner carrier. The lubricant removing member is rotated so that the rotation direction of the agent removing member is the same direction (the direction of rotation) at the contact portion, and the peripheral speed of the lubricant removing member is An image forming apparatus having a peripheral speed ratio of 1.1 to 3 times the speed.
請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナー担持体から前記潤滑剤除去部材にトナーが移動する電界を形成するために、前記トナー担持体と前記潤滑剤除去部材の間に、電圧を印加する電圧印加手段を設ける
ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
In order to form an electric field in which toner moves from the toner carrying member to the lubricant removing member, voltage applying means for applying a voltage is provided between the toner carrying member and the lubricant removing member. Image forming apparatus.
請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記現像装置に用いるトナーの外添剤の添加剤量が、トナーに対して、1.2重量部から7重量部の間である
ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an additive amount of the external additive of the toner used in the developing device is between 1.2 parts by weight and 7 parts by weight with respect to the toner.
請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記潤滑剤除去部材の下方にトナー攪拌部材を設ける
ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus comprising: a toner stirring member provided below the lubricant removing member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012103493A (en) * 2010-11-10 2012-05-31 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus, image forming method, and process cartridge
JP2014211471A (en) * 2013-04-17 2014-11-13 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus

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