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JP2024083787A - Image forming device - Google Patents

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JP2024083787A
JP2024083787A JP2022197798A JP2022197798A JP2024083787A JP 2024083787 A JP2024083787 A JP 2024083787A JP 2022197798 A JP2022197798 A JP 2022197798A JP 2022197798 A JP2022197798 A JP 2022197798A JP 2024083787 A JP2024083787 A JP 2024083787A
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JP
Japan
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toner
image
image forming
developing
roller
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Pending
Application number
JP2022197798A
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Japanese (ja)
Inventor
実 和田
Minoru Wada
尭洋 大久保
Akihiro Okubo
健留 永本
Takeru Nagamoto
亮太 小林
Ryota Kobayashi
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Kyocera Document Solutions Inc
Original Assignee
Kyocera Document Solutions Inc
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Publication date
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Abstract

To provide an image forming apparatus that uses a non-magnetic one-component developing system, and can prevent the occurrence of a reversely electrified toner when the toner is frictionally electrified and can prevent image fogging.SOLUTION: An image forming apparatus comprises an image carrier, an electrifying device, an exposure device, and a developing device. The developing device has a developer container storing a non-magnetic one-component developer, a developer carrier having a toner layer formed on its outer peripheral surface, and a regulation blade regulating the layer thickness of the toner layer formed on the developer carrier. When the peripheral speed of the developer carrier is defined as Sd [mm/sec], the peripheral speed of the image carrier as Sp [mm/sec], and the drive time of the developer carrier required for printing one sheet as Td [sec], 0≤(Sd-Sp)*Td≤400 is satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、非磁性一成分現像方式の現像装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to image forming devices using electrophotographic processes, such as copiers, printers, and facsimiles, and in particular to image forming devices equipped with a non-magnetic single-component development device.

電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置において使用される現像装置は、現像剤にトナーとキャリアとを使用した二成分現像方式、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した一成分現像方式のものが知られている。 The developing devices used in image forming devices such as electrophotographic copiers, printers, facsimiles, and multifunction machines are of two types: two-component developing devices that use toner and carrier as the developer, and one-component developing devices that use only toner without a carrier.

非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像方式の現像装置では、現像剤規制部材としての規制ブレードが現像剤担持体である現像ローラーの表面に接触するように配置されている。そしてトナーが現像ローラーの表面に設けられた微細な凹凸によって搬送され、余分なトナーは規制ブレードですり切られることでトナー薄層が形成される。また、規制ブレードの下をトナーが通過する際にトナーが規制ブレードおよび現像ローラーの表面と摩擦して帯電する。そして、感光体と現像ローラーを接触回転させ、現像ローラーの表面のトナーは電界により感光体に現像される。 In a developing device that uses a non-magnetic one-component development method that uses non-magnetic toner, a regulating blade, which acts as a developer regulating member, is arranged so that it comes into contact with the surface of the developing roller, which is the developer carrier. The toner is transported by the fine irregularities on the surface of the developing roller, and excess toner is scraped off by the regulating blade, forming a thin layer of toner. When the toner passes under the regulating blade, it becomes charged by friction with the regulating blade and the surface of the developing roller. The photoconductor and the developing roller are then rotated in contact with each other, and the toner on the surface of the developing roller is developed onto the photoconductor by an electric field.

上述したような非磁性一成分現像方式においては、トナーが摩擦帯電する際に、正規の帯電極性とは逆極性に帯電することがある。その結果、逆帯電トナーが発生し、画像の白地部にトナーが付着する、いわゆる画像かぶりが発生するという問題点があった。 In the non-magnetic one-component development method described above, when the toner is triboelectrically charged, it may become charged with a polarity opposite to the normal charging polarity. As a result, reversely charged toner is generated, and the toner adheres to the white parts of the image, causing the problem of so-called image fogging.

非磁性一成分現像方式において画像かぶりを抑制する方法として、例えば特許文献1には、非磁性一成分トナーとして、第1回目のトナー薄層化で付与された帯電量Q1が飽和時の帯電量Q2の65~95%(好ましくは75~95%)で、かつ帯電量Q1の絶対値が3μC/g~20μC/g(好ましくは4μC/g~15μC/g)である非磁性一成分トナーを用いるとともに、トナー層担持体の表面速度を160mm/sec以上に設定するか、あるいは非磁性一成分トナーの体積平均粒径を0.1~8.5μmであるトナーを選択する画像形成方法が開示されている。 As a method for suppressing image fog in a non-magnetic one-component development method, for example, Patent Document 1 discloses an image formation method in which a non-magnetic one-component toner is used in which the charge amount Q1 imparted in the first toner thinning is 65 to 95% (preferably 75 to 95%) of the charge amount Q2 at saturation, and the absolute value of the charge amount Q1 is 3 μC/g to 20 μC/g (preferably 4 μC/g to 15 μC/g), and the surface speed of the toner layer carrier is set to 160 mm/sec or more, or a toner with a volume average particle size of 0.1 to 8.5 μm is selected as the non-magnetic one-component toner.

特開平9-211986号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-211986

特許文献1の画像形成方法は、接触現像であるか非接触現像であるかを限定していないが、感光体とトナーが摩擦帯電したときに正規の帯電極性とは逆帯電をしてしまう接触現像方式の画像形成装置においては、特許文献1の方法を用いたとしても逆帯電トナーの発生および画像かぶりを抑制できないという問題があった。 The image forming method of Patent Document 1 does not limit whether it is contact development or non-contact development, but in a contact development type image forming device in which the photoconductor and toner are charged with a polarity opposite to the normal charging polarity when they are frictionally charged, there is a problem that the generation of oppositely charged toner and image fogging cannot be suppressed even if the method of Patent Document 1 is used.

本発明は、上記問題点に鑑み、非磁性一成分現像方式を用いる構成において、トナーが摩擦帯電したときの逆帯電トナーの発生を抑制し、画像かぶりを抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention aims to provide an image forming device that uses a non-magnetic single-component development method and is capable of suppressing the generation of reversely charged toner when toner is triboelectrically charged, thereby suppressing image fog.

上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、像担持体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、表面に感光層が形成される。帯電装置は、像担持体を所定の表面電位に帯電させる。露光装置は、帯電装置により帯電された像担持体の表面を露光して帯電を減衰させた静電潜像を形成する。現像装置は、トナーのみからなる非磁性一成分現像剤を収容する現像容器と、像担持体に所定の押圧力で圧接され、外周面にトナーを担持することによりトナー層が形成される現像剤担持体と、現像剤担持体の外周面に接触して現像剤担持体の外周面に形成されるトナー層の層厚を規制する規制ブレードと、を有し、静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給する。画像形成装置は、像担持体と摩擦帯電させて帯電量[μC/g]を測定したときの帯電極性が、正規の帯電極性とは逆極性となるようなトナーを用いる。現像剤担持体の周速をSd[mm/sec]、像担持体の周速をSp[mm/sec]、印刷1枚当たりの現像剤担持体の駆動時間をTd[sec]とするとき、0≦(Sd-Sp)*Td≦400を満たす。 In order to achieve the above object, the first configuration of the present invention is an image forming apparatus including an image carrier, a charging device, an exposure device, and a developing device. The image carrier has a photosensitive layer formed on its surface. The charging device charges the image carrier to a predetermined surface potential. The exposure device exposes the surface of the image carrier charged by the charging device to form an electrostatic latent image in which the charge is attenuated. The developing device has a developing container that contains a non-magnetic one-component developer consisting of only toner, a developer carrier that is pressed against the image carrier with a predetermined pressing force and carries toner on its outer circumferential surface to form a toner layer, and a regulating blade that contacts the outer circumferential surface of the developer carrier to regulate the layer thickness of the toner layer formed on the outer circumferential surface of the developer carrier, and supplies toner to the image carrier on which the electrostatic latent image is formed. The image forming apparatus uses a toner whose charge polarity when triboelectrically charged with the image carrier and the charge amount [μC/g] are measured is opposite to the normal charge polarity. If the peripheral speed of the developer carrier is Sd [mm/sec], the peripheral speed of the image carrier is Sp [mm/sec], and the drive time of the developer carrier per print is Td [sec], then 0≦(Sd-Sp)*Td≦400 is satisfied.

本発明の第1の構成によれば、印刷を1枚実行したときにトナーが像担持体と摩擦される距離(逆帯電距離)を示す(Sd-Sp)*Tdを、0≦(Sd-Sp)*Td≦400の範囲に設定することで、現像に必要なトナー帯電量を確保しつつ、逆帯電トナーの発生およびそれに伴う画像かぶりの発生を抑制することができる。 According to the first configuration of the present invention, by setting (Sd-Sp)*Td, which indicates the distance (reverse charging distance) that the toner rubs against the image carrier when one sheet is printed, to the range of 0≦(Sd-Sp)*Td≦400, it is possible to suppress the generation of reversely charged toner and the associated image fog while ensuring the amount of toner charge required for development.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の概略構成を示す側面断面図FIG. 1 is a side cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施形態の画像形成装置1の画像形成部30の概略構成を示す側面断面図FIG. 1 is a side cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming unit 30 of an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. 感光体ドラム31と現像部33の現像ローラー331との接触部周辺を上方から見た平面図FIG. 3 is a plan view of the contact area between the photoconductor drum 31 and the developing roller 331 of the developing unit 33, viewed from above. 現像部33における現像ローラー331と規制ブレード334との接触部分周辺の断面拡大図FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a contact portion between a developing roller 331 and a regulating blade 334 in a developing unit 33; 現像ローラー331と供給ローラー332の当接部分の断面拡大図An enlarged cross-sectional view of a contact portion between the developing roller 331 and the supply roller 332. 本実施形態の画像形成装置1に用いられる制御経路の一例を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing an example of a control path used in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. (Sd-Sp)*Tdを変化させたときのかぶり濃度の推移を示すグラフGraph showing the change in fog density when (Sd-Sp)*Td is changed 現像ローラー331の表面自由エネルギーを変化させたときの現像ローラー331に印加する現像電圧と画像濃度との関係を示すグラフGraph showing the relationship between the developing voltage applied to the developing roller 331 and the image density when the surface free energy of the developing roller 331 is changed

(1.画像形成装置1の全体構成)
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の概略構成を示す側面断面図である。なお、図1において右側を画像形成装置1の前側、左側を後側とする。
(1. Overall configuration of image forming apparatus 1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a side cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. In Fig. 1, the right side is the front side of the image forming apparatus 1, and the left side is the rear side.

画像形成装置1(ここではモノクロプリンター)は、略直方体形状の筐体構造を有する本体ハウジング10、本体ハウジング10内に収容される給紙部20、画像形成部30および定着部40を含む。本体ハウジング10の前面側には前カバー11が、後面側には後カバー12が各々備えられている。また、本体ハウジング10の上面には、画像形成後のシートが排出される排紙部13が備えられている。画像形成部30の各ユニットは、排紙部13を持ち上げて上部を開放することで、本体ハウジング10の上面側から出し入れ可能となる。尚、以下の説明において、「シート」との用語は、コピー用紙、コート紙、OHPシート、厚紙、葉書、トレーシングペーパーや画像形成処理を受ける他のシート材料を意味する。 The image forming device 1 (here, a monochrome printer) includes a main housing 10 having a substantially rectangular parallelepiped casing structure, a paper feed section 20, an image forming section 30, and a fixing section 40 housed within the main housing 10. A front cover 11 is provided on the front side of the main housing 10, and a rear cover 12 is provided on the rear side. The top surface of the main housing 10 is provided with a paper discharge section 13 into which sheets after image formation are discharged. Each unit of the image forming section 30 can be inserted or removed from the top side of the main housing 10 by lifting the paper discharge section 13 to open the top. In the following description, the term "sheet" refers to copy paper, coated paper, overhead projector sheets, cardboard, postcards, tracing paper, or other sheet material that undergoes image formation processing.

給紙部20は、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット21を含む。給紙カセット21は、その一部が本体ハウジング10の前面から更に前方に突出している。給紙カセット21のうち、本体ハウジング10内に収容されている部分の上面は、給紙カセット天板21Uによって覆われている。給紙カセット21には、シートの束が収容される用紙収容空間、シートの束を給紙のためにリフトアップするリフト板等が備えられている。給紙カセット21の後端側の上部には用紙繰出部21Aが設けられている。この用紙繰出部21Aには、給紙カセット21内のシート束の最上層のシートを1枚ずつ繰り出すための給紙ローラー21Bが配置されている。 The paper feed section 20 includes a paper feed cassette 21 that stores sheets on which image formation processing is performed. A portion of the paper feed cassette 21 protrudes further forward from the front surface of the main housing 10. The upper surface of the portion of the paper feed cassette 21 that is stored inside the main housing 10 is covered by a paper feed cassette top plate 21U. The paper feed cassette 21 is provided with a paper storage space that stores a stack of sheets, a lift plate that lifts up the stack of sheets for feeding, and the like. A paper feed section 21A is provided at the top of the rear end side of the paper feed cassette 21. A paper feed roller 21B is arranged in this paper feed section 21A to feed the topmost sheet of the stack of sheets in the paper feed cassette 21 one by one.

画像形成部30は、給紙部20から送り出されるシートにトナー像(現像剤像)を形成する画像形成動作を行う。画像形成部30は、感光体ドラム31と、感光体ドラム31の周囲に配置された、帯電部32、露光部35、現像部33および転写ローラー34を含む。 The image forming unit 30 performs an image forming operation to form a toner image (developer image) on a sheet fed from the paper feed unit 20. The image forming unit 30 includes a photoconductor drum 31, and a charging unit 32, an exposure unit 35, a developing unit 33, and a transfer roller 34 arranged around the photoconductor drum 31.

感光体ドラム31(像担持体)は、回転軸と、回転軸周りに回転する外周面(ドラム本体)と、を備える。感光体ドラム31の外周面には、例えば公知の有機(OPC)感光体で構成され、外周面に電荷発生層、電荷輸送層等で構成される感光層が形成される。感光層は、後述する帯電部32により均一に帯電された後、露光部35により光照射されて帯電を減衰させた静電潜像が形成され、現像部33により静電潜像を顕在化したトナー像が担持される。 The photosensitive drum 31 (image carrier) has a rotating shaft and an outer peripheral surface (drum body) that rotates around the rotating shaft. The outer peripheral surface of the photosensitive drum 31 is made of, for example, a known organic (OPC) photosensitive material, and a photosensitive layer made of a charge generation layer, a charge transport layer, etc. is formed on the outer peripheral surface. The photosensitive layer is uniformly charged by the charging unit 32 described below, and then irradiated with light by the exposure unit 35 to form an electrostatic latent image with the charge attenuated, and the developing unit 33 develops the electrostatic latent image into a toner image that is carried.

帯電部32(帯電装置)は、感光体ドラム31の外周面に対して所定の間隔を置いて配置され、感光体ドラム31の外周面を非接触の状態で均一に帯電させる。具体的には、帯電部32は、チャージワイヤー321およびグリッド電極322(いずれも図2参照)を有する。チャージワイヤー321は、感光体ドラム31の回転軸方向に延びる線状の電極であり、感光体ドラム31との間でコロナ放電を発生させる。グリッド電極322は、感光体ドラム31の回転軸方向に延びる格子状の電極であり、チャージワイヤー321と感光体ドラム31との間に配設される。帯電部32は、チャージワイヤー321に所定の電流値の電流を流すことでコロナ放電を発生させ、且つ、グリッド電極322に所定電圧を印加することで、グリッド電極322に対向する感光体ドラム31の外周面を、所定の表面電位に均一に帯電させる。 The charging section 32 (charging device) is disposed at a predetermined interval from the outer peripheral surface of the photosensitive drum 31, and charges the outer peripheral surface of the photosensitive drum 31 uniformly without contact. Specifically, the charging section 32 has a charge wire 321 and a grid electrode 322 (see FIG. 2 for both). The charge wire 321 is a linear electrode extending in the direction of the rotation axis of the photosensitive drum 31, and generates a corona discharge between the charge wire 321 and the photosensitive drum 31. The grid electrode 322 is a lattice-shaped electrode extending in the direction of the rotation axis of the photosensitive drum 31, and is disposed between the charge wire 321 and the photosensitive drum 31. The charging section 32 generates a corona discharge by passing a current of a predetermined current value through the charge wire 321, and applies a predetermined voltage to the grid electrode 322 to uniformly charge the outer peripheral surface of the photosensitive drum 31 facing the grid electrode 322 to a predetermined surface potential.

露光部35(露光装置)は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム31の外周面に、パーソナルコンピューター等の外部装置から与えられる画像データに基づき変調された光を照射する。これにより、露光部35は、感光体ドラム31の外周面に、画像データに基づく画像に対応する静電潜像を形成する。 The exposure section 35 (exposure device) has a laser light source and optical equipment such as mirrors and lenses, and irradiates the outer peripheral surface of the photoconductor drum 31 with light modulated based on image data provided from an external device such as a personal computer. As a result, the exposure section 35 forms an electrostatic latent image on the outer peripheral surface of the photoconductor drum 31 that corresponds to the image based on the image data.

現像部33(現像装置)は、本体ハウジング10に着脱可能であり、感光体ドラム31の外周面に非磁性一成分のトナー(現像剤)を供給することにより、感光体ドラム31の外周面に形成された静電潜像を現像する。静電潜像を現像するとは、静電潜像を顕在化したトナー像(現像剤像)を形成することを示す。現像部33の詳細な構成については後述する。 The developing unit 33 (developing device) is detachable from the main housing 10, and develops the electrostatic latent image formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 31 by supplying non-magnetic single-component toner (developer) to the outer peripheral surface of the photosensitive drum 31. Developing an electrostatic latent image means forming a toner image (developer image) that manifests the electrostatic latent image. The detailed configuration of the developing unit 33 will be described later.

転写ローラー34は、感光体ドラム31の外周面に形成されたトナー像をシート上に転写させるためのローラーである。具体的には、転写ローラー34は、軸周りに回転し、感光体ドラム31の回転方向における現像ローラー331よりも下流側の位置で、感光体ドラム31の外周面と対向する外周面を有する。転写ローラー34は、感光体ドラム31の外周面との間のニップ部を通過するシートに、感光体ドラム31の外周面に担持されているトナー像を転写する。当該転写の際、転写ローラー34にはトナーと逆極性の転写電圧が印加される。 The transfer roller 34 is a roller for transferring the toner image formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 31 onto a sheet. Specifically, the transfer roller 34 rotates around its axis, and has an outer peripheral surface that faces the outer peripheral surface of the photosensitive drum 31 at a position downstream of the developing roller 331 in the rotation direction of the photosensitive drum 31. The transfer roller 34 transfers the toner image carried on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 31 to a sheet that passes through a nip portion between the transfer roller 34 and the outer peripheral surface of the photosensitive drum 31. During this transfer, a transfer voltage of the opposite polarity to that of the toner is applied to the transfer roller 34.

定着部40は、シートに転写されたトナー像を、シート上に定着させる定着処理を行う。定着部40は、定着ローラー41と加圧ローラー42とを有する。定着ローラー41は、加熱源を内部に備え、シートに転写されたトナーを所定温度で加熱する。加圧ローラー42は、定着ローラー41に対して圧接され、定着ローラー41との間に定着ニップ部を形成する。トナー像が転写されたシートが定着ニップ部に通紙されると、トナー像は、定着ローラー41による加熱、および加圧ローラー42による加圧によりシート上に定着される。 The fixing unit 40 performs a fixing process to fix the toner image transferred to the sheet onto the sheet. The fixing unit 40 has a fixing roller 41 and a pressure roller 42. The fixing roller 41 has an internal heating source and heats the toner transferred to the sheet to a predetermined temperature. The pressure roller 42 is pressed against the fixing roller 41 to form a fixing nip between the fixing roller 41. When the sheet onto which the toner image has been transferred is passed through the fixing nip, the toner image is fixed onto the sheet by heating from the fixing roller 41 and pressure from the pressure roller 42.

本体ハウジング10内には、シートを搬送するための主搬送路22Fおよび反転搬送路22Bが備えられている。主搬送路22Fは、給紙部20の用紙繰出部21Aから画像形成部30および定着部40を経由して、本体ハウジング10上面の排紙部13に対向して設けられている排紙口14まで延びている。反転搬送路22Bは、シートに対して両面印刷を行う場合に、片面印刷されたシートを主搬送路22Fにおける画像形成部30の上流側に戻すための搬送路である。 The main housing 10 is provided with a main transport path 22F and a reverse transport path 22B for transporting sheets. The main transport path 22F extends from the paper feed section 21A of the paper feed section 20, through the image forming section 30 and the fixing section 40, to the paper discharge port 14 provided opposite the paper discharge section 13 on the top surface of the main housing 10. The reverse transport path 22B is a transport path for returning a sheet that has been printed on one side to the upstream side of the image forming section 30 on the main transport path 22F when performing double-sided printing on the sheet.

主搬送路22Fは、感光体ドラム31および転写ローラー34によって形成される転写ニップ部を、下方から上方に向かって通過するように延設される。また、主搬送路22Fの、転写ニップ部よりも上流側には、レジストローラー対23が配置されている。シートは、レジストローラー対23にて一旦停止され、スキュー矯正が行われた後、画像転写のための所定のタイミングで転写ニップ部に送り出される。主搬送路22Fおよび反転搬送路22Bの適所には、シートを搬送するための搬送ローラーが複数配置されている。排紙口14の近傍には排紙ローラー対24が配置されている。 The main transport path 22F extends from below to above the transfer nip formed by the photosensitive drum 31 and the transfer roller 34. A pair of registration rollers 23 is disposed upstream of the transfer nip on the main transport path 22F. The sheet is temporarily stopped by the pair of registration rollers 23, and after skew correction is performed, it is sent to the transfer nip at a predetermined timing for image transfer. A plurality of transport rollers for transporting the sheet are disposed at appropriate positions on the main transport path 22F and the reverse transport path 22B. A pair of paper discharge rollers 24 is disposed near the paper discharge outlet 14.

反転搬送路22Bは、反転ユニット25の外側面と、本体ハウジング10の後カバー12の内面との間に形成されている。尚、反転ユニット25の内側面には、転写ローラー34およびレジストローラー対23の一方のローラーが搭載されている。後カバー12および反転ユニット25は、それらの下端に設けられた支点部121の軸回りに各々回動可能である。反転搬送路22Bにおいてジャム(紙詰まり)が発生した場合、後カバー12が開放される。主搬送路22Fでジャムが発生した場合、或いは感光体ドラム31のユニットや現像部33が外部に取り出される場合には、後カバー12に加えて反転ユニット25も開放される。 The reverse transport path 22B is formed between the outer surface of the reversing unit 25 and the inner surface of the rear cover 12 of the main housing 10. The transfer roller 34 and one of the pair of registration rollers 23 are mounted on the inner surface of the reversing unit 25. The rear cover 12 and the reversing unit 25 can each rotate around the axis of the fulcrum 121 provided at their lower ends. If a jam (paper jam) occurs in the reverse transport path 22B, the rear cover 12 is opened. If a jam occurs in the main transport path 22F, or if the photosensitive drum 31 unit or the developing unit 33 is removed to the outside, the reverse unit 25 is opened in addition to the rear cover 12.

(2.画像形成部30の構成)
図2は、本実施形態の画像形成装置1における画像形成部30の断面図である。図3は、感光体ドラム31と現像部33の現像ローラー331との接触部周辺を上方から見た平面図である。図4は、現像部33における現像ローラー331と規制ブレード334との接触部分周辺の断面拡大図である。図5は、現像ローラー331と供給ローラー332の当接部分の断面拡大図である。
(2. Configuration of Image Forming Unit 30)
Fig. 2 is a cross-sectional view of the image forming unit 30 in the image forming apparatus 1 of this embodiment. Fig. 3 is a plan view seen from above of the periphery of the contact portion between the photoconductor drum 31 and the developing roller 331 of the developing unit 33. Fig. 4 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the contact portion between the developing roller 331 and the regulating blade 334 in the developing unit 33. Fig. 5 is an enlarged cross-sectional view of the abutment portion between the developing roller 331 and the supply roller 332.

図2および図3に示すように、現像部33は、現像ハウジング330(現像容器)と、現像ローラー331(現像剤担持体)と、供給ローラー332と、攪拌パドル333と、規制ブレード334と、を備える。 As shown in Figures 2 and 3, the developing unit 33 includes a developing housing 330 (developing container), a developing roller 331 (developer carrier), a supply roller 332, an agitating paddle 333, and a regulating blade 334.

現像ハウジング330は、内部にトナーのみからなる非磁性一成分現像剤を収容すると共に、現像ローラー331、供給ローラー332、規制ブレード334等を収容する。現像ハウジング330は、攪拌された状態の現像剤(トナー)を収容する攪拌室335を備える。攪拌室335には攪拌パドル333が配置される。攪拌パドル333は、攪拌室335内のトナーを攪拌する。 The developing housing 330 contains a non-magnetic single-component developer consisting only of toner, and also contains a developing roller 331, a supply roller 332, a regulating blade 334, etc. The developing housing 330 has an agitation chamber 335 that contains the developer (toner) in an agitated state. An agitation paddle 333 is disposed in the agitation chamber 335. The agitation paddle 333 agitates the toner in the agitation chamber 335.

現像ローラー331は、回転軸331aと、ローラー部331bを備える。回転軸331aは、現像ハウジング330の軸受部(不図示)に回転可能に支持される。ローラー部331bは、回転軸331aの外周面に積層される円筒状の部材であり、基材ゴム(例えばシリコーンゴム)の表面にウレタン等の凹凸のあるコーティング材によってコート層を積層した構成である。ローラー部331bは、回転軸331aの回転に伴って回転軸331aと一体的に回転する。ローラー部331bの表面には、所定厚さのトナー層(現像剤層)が形成される。トナー層は、後述する規制ブレード334により層厚が規制(所定厚さに均一に調整)される。トナー層は、規制ブレード334とローラー部331bとの当接(摩擦)により生じる静電気により帯電する。 The developing roller 331 includes a rotating shaft 331a and a roller portion 331b. The rotating shaft 331a is rotatably supported by a bearing portion (not shown) of the developing housing 330. The roller portion 331b is a cylindrical member laminated on the outer circumferential surface of the rotating shaft 331a, and is configured by laminating a coating layer of a coating material having an uneven surface such as urethane on the surface of a base rubber (e.g., silicone rubber). The roller portion 331b rotates integrally with the rotating shaft 331a as the rotating shaft 331a rotates. A toner layer (developer layer) of a predetermined thickness is formed on the surface of the roller portion 331b. The layer thickness of the toner layer is regulated (adjusted uniformly to a predetermined thickness) by the regulating blade 334 described later. The toner layer is charged by static electricity generated by the contact (friction) between the regulating blade 334 and the roller portion 331b.

現像ローラー331は、感光体ドラム31と対向する位置において、感光体ドラム31の回転方向(図2の時計回り方向)における上流側から下流側に向かう方向(図2の反時計回り方向)に回転する。つまり、現像ローラー331は、感光体ドラム31と対向する位置では、感光体ドラム31と同方向に回転する。 When facing the photosensitive drum 31, the developing roller 331 rotates in a direction from the upstream side to the downstream side (counterclockwise direction in FIG. 2) in the rotation direction of the photosensitive drum 31 (clockwise direction in FIG. 2). In other words, when facing the photosensitive drum 31, the developing roller 331 rotates in the same direction as the photosensitive drum 31.

供給ローラー332は、現像ローラー331に対向して配置される。供給ローラー332は、攪拌室335に収容された現像剤を外周面に保持する。また、供給ローラー332は、外周面に保持した現像剤を現像ローラー331に供給する。 The supply roller 332 is disposed opposite the developing roller 331. The supply roller 332 holds the developer contained in the stirring chamber 335 on its outer circumferential surface. The supply roller 332 also supplies the developer held on its outer circumferential surface to the developing roller 331.

供給ローラー332は、現像ローラー331と対向する位置において、現像ローラー331の回転方向(図2の反時計回り方向)における下流側から上流側に向かう方向(図2の反時計回り方向)に回転する。つまり、供給ローラー332は、現像ローラー331と対向する位置では、現像ローラー331と逆方向に回転する。供給ローラー332から現像ローラー331にトナーを移動させるために、供給ローラー332に所定の供給電圧(直流電圧)が印加される。 At a position facing the developing roller 331, the supply roller 332 rotates in a direction from downstream to upstream in the rotation direction of the developing roller 331 (counterclockwise direction in FIG. 2). In other words, at a position facing the developing roller 331, the supply roller 332 rotates in the opposite direction to the developing roller 331. In order to move toner from the supply roller 332 to the developing roller 331, a predetermined supply voltage (DC voltage) is applied to the supply roller 332.

現像ローラー331は、供給ローラー332から現像剤の供給を受けると共に、外周面にトナー層を保持する。そして、現像ローラー331は、感光体ドラム31に現像剤を供給する。現像ローラー331および供給ローラー332の軸方向(図2の紙面と直交する方向)の長さは、感光体ドラム31の軸方向長さと略同一である。現像ローラー331から感光体ドラム31にトナーを移動させるために、現像ローラー331に所定の現像電圧(直流電圧)が印加される。 The developing roller 331 receives developer from the supply roller 332 and holds a toner layer on its outer circumferential surface. The developing roller 331 then supplies developer to the photoconductor drum 31. The axial length (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2) of the developing roller 331 and the supply roller 332 is approximately the same as the axial length of the photoconductor drum 31. To move the toner from the developing roller 331 to the photoconductor drum 31, a predetermined developing voltage (DC voltage) is applied to the developing roller 331.

画像形成部30には、現像ハウジング330を挟んで感光体ドラム31と反対側(図2の右下側、図3の下側)に、押圧部材361と押圧バネ362から成る押圧機構36が配置されている。押圧機構36は、現像ハウジング330の長手方向の2箇所(感光体ドラム31の軸方向中央からそれぞれ85mmの位置)に配置されている。画像形成部30に現像部33を装着すると、現像ハウジング330に押圧部材361が圧接されて感光体ドラム31に近づく方向(図2の左上方向、図3の上方向)に押圧され、現像ローラー331が感光体ドラム31に所定の押圧力で押圧される。なお、本実施形態では、現像部33および感光体ドラム31には現像ローラー331と感光体ドラム31との間の距離を規制する機構、即ち、感光体ドラム31に対する現像ローラー331の押圧力を規制する機構は存在しない。但し、感光体ドラム31に対する現像ローラー331の押圧力を規制する機構を設けてもよい。 In the image forming unit 30, a pressing mechanism 36 consisting of a pressing member 361 and a pressing spring 362 is arranged on the opposite side of the photosensitive drum 31 (lower right side in FIG. 2, lower side in FIG. 3) across the developing housing 330. The pressing mechanism 36 is arranged at two locations in the longitudinal direction of the developing housing 330 (85 mm from the axial center of the photosensitive drum 31, respectively). When the developing unit 33 is attached to the image forming unit 30, the pressing member 361 is pressed against the developing housing 330 and pressed in a direction approaching the photosensitive drum 31 (upper left direction in FIG. 2, upper direction in FIG. 3), and the developing roller 331 is pressed against the photosensitive drum 31 with a predetermined pressing force. In this embodiment, the developing unit 33 and the photosensitive drum 31 do not have a mechanism for regulating the distance between the developing roller 331 and the photosensitive drum 31, i.e., a mechanism for regulating the pressing force of the developing roller 331 against the photosensitive drum 31. However, a mechanism may be provided to regulate the pressure of the developing roller 331 against the photoconductor drum 31.

規制ブレード334は、金属製の薄板状の部材である。規制ブレード334は、基端部334aが現像ハウジング330に固定され、先端部334bが自由端となるよう構成される。規制ブレード334は、感光体ドラム31と現像ローラー331とが対向する位置よりも現像ローラー331の回転方向における上流側の位置で現像ローラー331の外周面に接触する。 The regulating blade 334 is a thin plate-like member made of metal. The regulating blade 334 is configured so that the base end 334a is fixed to the developing housing 330 and the tip end 334b is a free end. The regulating blade 334 contacts the outer peripheral surface of the developing roller 331 at a position upstream in the rotation direction of the developing roller 331 from the position where the photoconductor drum 31 and the developing roller 331 face each other.

規制ブレード334は撓み変形可能であり、現像ローラー331の周方向において規制ブレード334と現像ローラー331の接触部分(規制ニップ)が存在する。規制ブレード334は、所定の規制圧および規制ニップ幅Wで現像ローラー331(ローラー部331b)の外周面に当接する。なお、後述するように規制ブレード334に所定の規制電圧(直流電圧)を印加する構成としてもよい。 The regulating blade 334 is flexible and deformable, and there is a contact portion (regulating nip) between the regulating blade 334 and the developing roller 331 in the circumferential direction of the developing roller 331. The regulating blade 334 abuts against the outer peripheral surface of the developing roller 331 (roller portion 331b) with a predetermined regulating pressure and regulating nip width W. Note that, as described below, the regulating blade 334 may be configured to apply a predetermined regulating voltage (DC voltage).

規制ブレード334の材質は、例えばステンレス(SUS304)であり、本実施形態では自由長を10mmとしている。規制ブレード334の先端部334bには曲げ加工が施され、湾曲部分334cが形成される。この湾曲部分334cが現像ローラー331の外周面に当接する。湾曲部分334cの曲率半径は0.1mm以上である。 The material of the regulating blade 334 is, for example, stainless steel (SUS304), and in this embodiment, the free length is 10 mm. The tip 334b of the regulating blade 334 is bent to form a curved portion 334c. This curved portion 334c abuts against the outer circumferential surface of the developing roller 331. The radius of curvature of the curved portion 334c is 0.1 mm or more.

図4に示すように、規制ブレード334が一定の規制圧(接触線圧)で現像ローラー331に当接するので、現像ローラー331の外周面に担持されたトナー層が均一な厚さに調整される。これにより、規制ブレード334は、現像ローラー331の外周面トナーの量を規制する。また、規制ブレード334は、現像ローラー331の外周面に担持されたトナーを摩擦することで、トナーを帯電させる。規制ブレード334の現像ローラー331に対する接触線圧とは、規制ブレード334と現像ローラー331の外周面との接触位置における規制ブレード334の単位長さ当たりの接触圧である。 As shown in FIG. 4, the regulating blade 334 contacts the developing roller 331 with a constant regulating pressure (contact line pressure), so that the toner layer carried on the outer peripheral surface of the developing roller 331 is adjusted to a uniform thickness. In this way, the regulating blade 334 regulates the amount of toner on the outer peripheral surface of the developing roller 331. The regulating blade 334 also charges the toner carried on the outer peripheral surface of the developing roller 331 by rubbing the toner. The contact line pressure of the regulating blade 334 against the developing roller 331 is the contact pressure per unit length of the regulating blade 334 at the contact position between the regulating blade 334 and the outer peripheral surface of the developing roller 331.

図5に示すように、現像ローラー331と供給ローラー332の当接部分(供給ニップN)では現像ローラー331が供給ローラー332に喰い込んだ構成となっている。また、現像ローラー331の回転方向に対し供給ニップNの下流側(図5の右上側)にはトナー溜まりTが形成されている。 As shown in FIG. 5, the developing roller 331 is configured to bite into the supply roller 332 at the contact portion (supply nip N) between the developing roller 331 and the supply roller 332. In addition, a toner pool T is formed downstream of the supply nip N in the rotation direction of the developing roller 331 (upper right side in FIG. 5).

現像ローラー331と供給ローラー332が供給ニップNで線接触していると、トナー溜まりTが形成されずトナー供給性が著しく低下することが知られている。そこで、現像ローラー331と供給ローラー332が適度な喰い込み量になるように現像ローラー331と供給ローラー332の軸間距離、直径および硬度を設計する必要がある。現像ローラー331は感光体ドラム31という硬い部材と接触するためアスカーC硬度で50~80程度に設計する。そのため、現像ローラー331が供給ローラー332に喰い込んだ構成にするためには、供給ローラー332の硬度を現像ローラー331より下げる必要がある。 It is known that if the developing roller 331 and the supply roller 332 are in line contact at the supply nip N, toner pool T is not formed and toner supply performance is significantly reduced. Therefore, it is necessary to design the axial distance, diameter, and hardness of the developing roller 331 and the supply roller 332 so that the developing roller 331 and the supply roller 332 are appropriately biting into each other. The developing roller 331 is designed to have an Asker C hardness of about 50 to 80 because it comes into contact with the photosensitive drum 31, a hard member. Therefore, in order to configure the developing roller 331 to bite into the supply roller 332, it is necessary to make the hardness of the supply roller 332 lower than that of the developing roller 331.

供給ローラー332と現像ローラー331との間に電位差を発生させることで、トナーが供給ローラー332から現像ローラー331へ移動する方向の電界エネルギーが発生する。また、トナー粒子間には電位差に関係なくファンデルワールス力が作用する。この電界エネルギーやファンデルワールス力により供給ローラー332から現像ローラー331へトナーが供給される。ベタ画像の濃度追随性(画像の先端と後端の濃度差がないこと)を向上させるためには、供給ローラー332を現像ローラー331に押圧する力である圧縮荷重を最適な範囲にすることも重要である。 By generating a potential difference between the supply roller 332 and the development roller 331, electric field energy is generated in the direction in which the toner moves from the supply roller 332 to the development roller 331. In addition, van der Waals force acts between toner particles regardless of the potential difference. This electric field energy and van der Waals force supply the toner from the supply roller 332 to the development roller 331. In order to improve the density tracking of a solid image (no density difference between the leading and trailing ends of the image), it is also important to set the compression load, which is the force that presses the supply roller 332 against the development roller 331, in an optimal range.

(3.画像形成装置1の制御経路)
図6は、本実施形態の画像形成装置1に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置1を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置1全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
(3. Control Path of Image Forming Apparatus 1)
6 is a block diagram showing an example of a control path used in the image forming apparatus 1 of this embodiment. Note that, since various controls are performed on each part of the image forming apparatus 1 when the image forming apparatus 1 is used, the control path of the entire image forming apparatus 1 becomes complicated. Therefore, the following description will focus on the parts of the control path that are necessary for implementing the present invention.

メインモーター50は、制御部90からの出力信号により給紙ローラー21B、感光体ドラム31、現像部33内の現像ローラー331、供給ローラー332、攪拌パドル333、定着部40内の定着ローラー41等を所定の回転速度で回転駆動する。 The main motor 50 drives the paper feed roller 21B, the photosensitive drum 31, the developing roller 331 in the developing unit 33, the supply roller 332, the stirring paddle 333, the fixing roller 41 in the fixing unit 40, etc. to rotate at a predetermined rotational speed in response to an output signal from the control unit 90.

電圧制御回路51は、帯電電圧電源52、現像電圧電源53、転写電圧電源54と接続され、制御部90からの出力信号によりこれらの各電源を作動させる。電圧制御回路51からの制御信号によって、帯電電圧電源52は帯電部32内のチャージワイヤー321に帯電電圧を印加する。現像電圧電源53は現像部33内の現像ローラー331に現像電圧を印加し、供給ローラー332に供給電圧を印加する。現像部33内の規制ブレード334に規制電圧を印加する場合、現像電圧電源は規制ブレード334に規制電圧を印加する。転写電圧電源54は転写ローラー34に転写電圧を印加する。 The voltage control circuit 51 is connected to the charging voltage power supply 52, the developing voltage power supply 53, and the transfer voltage power supply 54, and operates each of these power supplies according to an output signal from the control unit 90. According to a control signal from the voltage control circuit 51, the charging voltage power supply 52 applies a charging voltage to the charge wire 321 in the charging unit 32. The developing voltage power supply 53 applies a developing voltage to the developing roller 331 in the developing unit 33, and applies a supply voltage to the supply roller 332. When applying a regulating voltage to the regulating blade 334 in the developing unit 33, the developing voltage power supply applies the regulating voltage to the regulating blade 334. The transfer voltage power supply 54 applies a transfer voltage to the transfer roller 34.

画像入力部60は、画像形成装置1にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部60より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部94に送出される。 The image input unit 60 is a receiving unit that receives image data sent from a personal computer or the like to the image forming device 1. The image signal input from the image input unit 60 is converted into a digital signal and then sent to the temporary storage unit 94.

機内温湿度センサー61は、画像形成装置1内部の温度および湿度、特に現像部33周辺の温度および湿度を検知するものであり、画像形成部30の近傍に配置される。 The internal temperature and humidity sensor 61 detects the temperature and humidity inside the image forming device 1, particularly the temperature and humidity around the developing unit 33, and is located near the image forming unit 30.

操作部70には、液晶表示部71、各種の状態を示すLED72が設けられており、画像形成装置1の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したりするようになっている。画像形成装置1の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。 The operation unit 70 is provided with an LCD display 71 and an LED 72 that indicates various states, and is configured to indicate the state of the image forming device 1, the image formation status, and the number of copies to be printed. Various settings for the image forming device 1 are made using the printer driver of the computer.

制御部90は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)91、読み出し専用の記憶部であるROM(Read Only Memory)92、読み書き可能な記憶部であるRAM(Random Access Memory)93、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部94、カウンター95、画像形成装置1内の各装置に制御信号を送信したり操作部70からの入力信号を受信したりする複数(ここでは2つ)のI/F(インターフェイス)96を少なくとも備えている。 The control unit 90 includes at least a CPU (Central Processing Unit) 91 as a central processing unit, a ROM (Read Only Memory) 92 as a read-only memory unit, a RAM (Random Access Memory) 93 as a readable and writable memory unit, a temporary memory unit 94 that temporarily stores image data and the like, a counter 95, and multiple (here, two) I/Fs (interfaces) 96 that transmit control signals to each device in the image forming device 1 and receive input signals from the operation unit 70.

ROM92には、画像形成装置1の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置1の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。RAM93には、画像形成装置1の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置1の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。 ROM 92 stores control programs for image forming device 1, numerical values necessary for control, and other data that will not change while image forming device 1 is in use. RAM 93 stores necessary data that is generated during the control of image forming device 1, data that is temporarily required for the control of image forming device 1, and the like.

一時記憶部94は、パソコン等から送信される画像データを受信する画像入力部60より入力され、デジタル信号に変換された画像信号を一時的に記憶する。カウンター95は、印刷枚数を累積してカウントする。 The temporary storage unit 94 temporarily stores the image signal that is input from the image input unit 60, which receives image data sent from a personal computer or the like and converted into a digital signal. The counter 95 accumulates and counts the number of printed sheets.

また、制御部90は、画像形成装置1における各部分、装置に対し、CPU91からI/F96を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がI/F96を通じてCPU91に送信される。制御部90が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部30、定着部40、メインモーター50、電圧制御回路51、画像入力部60、操作部70等が挙げられる。 The control unit 90 also transmits control signals from the CPU 91 through the I/F 96 to each part and device in the image forming apparatus 1. Furthermore, signals indicating the state and input signals are transmitted from each part and device to the CPU 91 through the I/F 96. Examples of parts and devices controlled by the control unit 90 include the image forming unit 30, the fixing unit 40, the main motor 50, the voltage control circuit 51, the image input unit 60, and the operation unit 70.

(4.画像形成動作における現像部の設定)
以下、本実施形態の画像形成装置1の特徴部分である、画像形成時(現像時)における現像部33の設定について説明する。前述したように、非磁性一成分現像方式では、感光体ドラム31とトナーが摩擦帯電したときに、トナーが正規の帯電極性(本実施形態では正極性)とは逆極性(負極性)に帯電してしまうという問題があった。より詳細には、感光体ドラム31とトナーを摩擦帯電させ、トナー全体の電荷量[μC]をトナーの全体重量[g]で除算してトナーの帯電量[μC/g]を測定したとき、トナーの帯電極性が正規の帯電極性(正極性)とは逆極性(負極性)となる。この逆極性に帯電したトナー(逆帯電トナー)が感光体ドラム31の白地部に付着し、画像かぶりが発生する。
(4. Setting of the developing unit in the image forming operation)
The setting of the developing unit 33 during image formation (development), which is a characteristic part of the image forming apparatus 1 of this embodiment, will be described below. As described above, in the non-magnetic one-component development method, when the photoconductor drum 31 and the toner are triboelectrically charged, the toner is charged to a polarity (negative polarity) opposite to the normal charging polarity (positive polarity in this embodiment). More specifically, when the photoconductor drum 31 and the toner are triboelectrically charged and the charge amount [μC] of the toner is divided by the total weight [g] of the toner to measure the charge amount [μC/g] of the toner, the charge polarity of the toner becomes the polarity opposite to the normal charging polarity (positive polarity). This toner charged to the opposite polarity (oppositely charged toner) adheres to the white background part of the photoconductor drum 31, causing image fogging.

そこで、本実施形態では、現像ローラー331の周速をSd[mm/sec]、感光体ドラム31の周速をSp[mm/sec]、印刷1枚当たりの現像ローラー331の駆動時間をTd[sec]とするとき、以下の式(1)を満たすこととしている。
0≦(Sd-Sp)*Td≦400 ・・・(1)
Therefore, in this embodiment, when the circumferential speed of the developing roller 331 is Sd [mm/sec], the circumferential speed of the photosensitive drum 31 is Sp [mm/sec], and the driving time of the developing roller 331 per printed sheet is Td [sec], the following formula (1) is satisfied.
0≦(Sd−Sp)*Td≦400 (1)

式(1)は、印刷を1枚実行したときに、トナーが感光体ドラム31と摩擦される距離(逆帯電距離)を示しており、感光体ドラム31とトナーを摩擦帯電した際に逆極性に帯電してしまう場合においては、逆帯電トナーの発生し易さに影響するものである。(Sd-Sp)*Tdが0よりも小さくなると、トナーが感光体ドラム31と摩擦される距離が小さ過ぎてトナーの帯電が不十分となる。一方、(Sd-Sp)*Tdが大きくなり過ぎると、トナーが感光体ドラム31と摩擦される距離が大きくなり過ぎて逆帯電トナーの発生が顕著となる。(Sd-Sp)*Tdを0以上400以下の範囲に設定することで、現像に必要なトナー帯電量を確保しつつ、逆帯電トナーの発生およびそれに伴う画像かぶりの発生を抑制することができる。 Formula (1) shows the distance (reverse charging distance) over which the toner rubs against the photoconductor drum 31 when one sheet is printed, and affects the likelihood of reverse charging toner occurring when the toner is charged to the opposite polarity when frictionally charged against the photoconductor drum 31. If (Sd-Sp)*Td is smaller than 0, the distance over which the toner rubs against the photoconductor drum 31 is too small, and the toner is not sufficiently charged. On the other hand, if (Sd-Sp)*Td is too large, the distance over which the toner rubs against the photoconductor drum 31 becomes too large, and the occurrence of reverse charging toner becomes prominent. By setting (Sd-Sp)*Td in the range of 0 to 400, the occurrence of reverse charging toner and the associated occurrence of image fog can be suppressed while ensuring the amount of toner charge required for development.

また、後述する実施例に示すように、(Sd-Sp)*Tdが以下の式(2)を満たすようにすることで、トナーの帯電を維持可能な範囲で逆帯電距離をさらに減少させることができ、耐久印刷後の高温高湿環境においても画像かぶりの発生を抑制することができる。
0≦(Sd-Sp)*Td≦200 ・・・(2)
Furthermore, as shown in the examples described later, by making (Sd-Sp)*Td satisfy the following formula (2), the reverse charge distance can be further reduced within a range in which the toner charge can be maintained, and the occurrence of image fog can be suppressed even in a high-temperature, high-humidity environment after endurance printing.
0≦(Sd−Sp)*Td≦200 (2)

さらに、トナーにスペーサー粒子を外添することにより、感光体ドラム31とトナー母粒子との接触頻度が減少する。その結果、トナーと感光体ドラム31との摩擦帯電が適正化されるため、逆帯電トナーの発生をより効果的に抑制することができる。 Furthermore, by adding spacer particles to the toner, the frequency of contact between the photoconductor drum 31 and the toner base particles is reduced. As a result, the frictional charging between the toner and the photoconductor drum 31 is optimized, so the generation of reversely charged toner can be more effectively suppressed.

なお、本明細書でいうスペーサー粒子とは、シリカ等のトナー外添剤に比べて粒子径が大きく、トナー母粒子へのシリカの埋没を抑制する機能を持つ粒子をいう。本実施形態では、スペーサー粒子として帯電性を有する樹脂製の微粒子を用いる。 In this specification, the spacer particles refer to particles that have a larger particle diameter than external toner additives such as silica and have the function of suppressing the embedding of silica into the toner base particles. In this embodiment, electrostatically charged resin particles are used as the spacer particles.

スペーサー粒子の粒子径が小さすぎると、感光体ドラム31とトナー母粒子との接触頻度を十分に減少させることができない。一方、スペーサー粒子の粒子径が大きすぎると、トナー母粒子の表面に均一に外添させることが困難となる。そこで、本実施形態ではスペーサー粒子の数平均粒子径を0.05~0.8μmとしている。 If the particle diameter of the spacer particles is too small, it is not possible to sufficiently reduce the frequency of contact between the photoconductor drum 31 and the toner base particles. On the other hand, if the particle diameter of the spacer particles is too large, it becomes difficult to uniformly add the spacer particles to the surface of the toner base particles. Therefore, in this embodiment, the number average particle diameter of the spacer particles is set to 0.05 to 0.8 μm.

また、後述する実施例に示すように、スペーサー粒子の極性をトナーの帯電極性と逆極性(ここでは負極性)にすることで、さらに感光体ドラム31とトナーの逆帯電を抑制することができる。これは、トナー母粒子から離脱したトナーの帯電極性と逆極性のスペーサー粒子が感光体ドラム31に付着することで、感光体ドラム31とトナーとの摩擦帯電による逆帯電トナーの発生を抑制するためであると考えられる。 Furthermore, as shown in the examples described later, by making the polarity of the spacer particles the opposite polarity to the charge polarity of the toner (negative polarity in this case), it is possible to further suppress reverse charging of the photoconductor drum 31 and the toner. This is thought to be because the spacer particles, which have a polarity opposite to the charge polarity of the toner that has detached from the toner base particles, adhere to the photoconductor drum 31, suppressing the generation of reversely charged toner due to frictional charging between the photoconductor drum 31 and the toner.

感光体ドラム31との摩擦によるトナーの摩擦帯電量については、回転ディスク治具を用いて感光体シート(感光体ドラムの感光層をシート状にしたもの)でトナーを挟んで所定時間(10~20秒間)摩擦帯電させ、トナーを吸引することで測定することができる。一般的には感光体ドラム31と摩擦帯電したトナーは正規の極性(ここでは正極性)に帯電するが、逆帯電する場合には、上記のように構成することで画像かぶりを抑制することができる。 The amount of triboelectric charge of the toner caused by friction with the photosensitive drum 31 can be measured by using a rotating disk tool to sandwich the toner between photosensitive sheets (the photosensitive layer of the photosensitive drum in sheet form) and frictionally charging it for a specified period of time (10 to 20 seconds), then sucking in the toner. Generally, toner that is triboelectrically charged with the photosensitive drum 31 is charged to the normal polarity (positive polarity in this case), but if it is reversely charged, image fog can be suppressed by using the above configuration.

本実施形態では、非磁性トナーとして低温定着トナーを使用することを想定している。より詳細には、現像ハウジング330に収容されるトナーの95℃における溶融粘度[Pa・s]は、10,000以上200,000以下の範囲であることが好ましい。溶融粘度が上限の200,000を超える範囲では、本実施形態に係る周速比Sd/Spや現像比Mp/Mdの条件が設定されなくても、容易に画像品質を維持することが可能であるが、定着処理に必要な電力が本実施形態よりも大きくなる。また、下限値の10,000未満のトナーは、製造上の理由から使用が困難である。以下、本実施形態の現像部33において用いるトナーの製造例について説明する。 In this embodiment, it is assumed that a low-temperature fixing toner is used as the non-magnetic toner. More specifically, the melt viscosity [Pa·s] of the toner contained in the development housing 330 at 95°C is preferably in the range of 10,000 to 200,000. When the melt viscosity exceeds the upper limit of 200,000, image quality can be easily maintained even without setting the conditions of the peripheral speed ratio Sd/Sp and the development ratio Mp/Md according to this embodiment, but the power required for the fixing process becomes larger than in this embodiment. In addition, it is difficult to use a toner with a viscosity below the lower limit of 10,000 for manufacturing reasons. Below, a manufacturing example of the toner used in the development unit 33 of this embodiment will be described.

(製造例1)
攪拌機、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた1000mLの四つ口フラスコ内に、アクリル酸単量体としてメタクリル酸ブチル(BMA)80gと、スチレン単量体としてスチレン80gと、ビニル基を2個以上有する単量体としてジビニルベンゼン(DVB)40gと、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム(SLS)15gと、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド(BPO)15gと、イオン交換水600gとを、攪拌しながら投入した。フラスコ内に窒素ガスを導入しながら、フラスコの内容物を90℃で3時間、攪拌下で反応(共重合)させた。攪拌条件を調整することにより、得られる樹脂微粒子の数平均一次粒子径を調整した。その結果、反応生成物(樹脂微粒子)のエマルションが得られた。樹脂微粒子のエマルションを冷却し、洗浄し、脱水した。エマルションから共重合体粒子を分離し、負帯電性樹脂微粒子(数平均一次粒子径50nm)を得た。
(Production Example 1)
In a 1000 mL four-neck flask equipped with a stirrer, a cooling tube, a thermometer, and a nitrogen inlet tube, 80 g of butyl methacrylate (BMA) as an acrylic acid monomer, 80 g of styrene as a styrene monomer, 40 g of divinylbenzene (DVB) as a monomer having two or more vinyl groups, 15 g of sodium lauryl sulfate (SLS) as an emulsifier, 15 g of benzoyl peroxide (BPO) as a polymerization initiator, and 600 g of ion-exchanged water were added while stirring. While introducing nitrogen gas into the flask, the contents of the flask were reacted (copolymerized) at 90° C. for 3 hours under stirring. The number average primary particle diameter of the resulting resin fine particles was adjusted by adjusting the stirring conditions. As a result, an emulsion of the reaction product (resin fine particles) was obtained. The emulsion of resin fine particles was cooled, washed, and dehydrated. The copolymer particles were separated from the emulsion to obtain negatively charged resin fine particles (number average primary particle diameter 50 nm).

(製造例2)
オートクレーブ内に、イオン交換水と、乳化剤(例えばパーフルオロヘキサン酸アンモニウム等)と、パラフィンワックスとを投入した。次いで、オートクレーブ内温を40℃以上90℃以下の温度に維持しつつ、窒素ガスおよびフッ素樹脂の原料ガス(例えばテトラフルオロエチレンガス等)でオートクレーブ内を置換した。
(Production Example 2)
Ion-exchanged water, an emulsifier (e.g., ammonium perfluorohexanoate, etc.), and paraffin wax were charged into the autoclave. Next, the inside of the autoclave was replaced with nitrogen gas and a raw material gas for the fluororesin (e.g., tetrafluoroethylene gas, etc.) while maintaining the temperature inside the autoclave at 40° C. or higher and 90° C. or lower.

次いで、重合開始剤水溶液(例えば過硫酸アンモニウム水溶液、ジコハク酸パーオキサイド水溶液等)を、オートクレーブ内に圧入した後、フッ素樹脂の原料ガスを連続的にオートクレーブ内に供給し、重合反応を行った。重合反応中は、オートクレーブ内温を40℃以上90℃以下の温度に維持し、回転速度200rpm以上300rpm以下でオートクレーブ内容物を攪拌した。そして、重合開始剤水溶液の圧入開始(オートクレーブ内容物の攪拌開始)から所定時間(例えば30分以上150分以内)が経過した後、原料ガスの供給を停止するとともに、オートクレーブ内容物の攪拌を停止し、重合反応を終了させた。 Next, an aqueous solution of a polymerization initiator (e.g., an aqueous solution of ammonium persulfate, an aqueous solution of disuccinic acid peroxide, etc.) was injected into the autoclave, and the raw material gas of the fluororesin was continuously supplied into the autoclave to carry out the polymerization reaction. During the polymerization reaction, the temperature inside the autoclave was maintained at 40°C or higher and 90°C or lower, and the contents of the autoclave were stirred at a rotation speed of 200 rpm or higher and 300 rpm or lower. Then, after a predetermined time (e.g., 30 minutes or higher and 150 minutes or lower) has elapsed since the start of injection of the aqueous solution of the polymerization initiator (start of stirring the contents of the autoclave), the supply of the raw material gas was stopped and the stirring of the contents of the autoclave was stopped, and the polymerization reaction was terminated.

次いで、上記重合反応後の分散液(オートクレーブ内容物)に濃硝酸を加えた後、濃硝酸を加えた分散液を、回転速度200rpm以上600rpm以下で所定時間(例えば30分以上2時間以内)攪拌することにより重合物を凝析させた。次いで、凝析後の分散液を固液分離し、得られた固形物を乾燥させることにより、フッ素樹脂粒子の粉体を得た。 Next, concentrated nitric acid was added to the dispersion liquid (autoclave contents) after the polymerization reaction, and the dispersion liquid to which the concentrated nitric acid was added was stirred at a rotation speed of 200 rpm to 600 rpm for a predetermined time (e.g., 30 minutes to 2 hours) to coagulate the polymer. Next, the dispersion liquid after the coagulation was subjected to solid-liquid separation, and the obtained solid was dried to obtain a powder of fluororesin particles.

(製造例3)
シアントナーの未外添品100部に、外添剤としてシリカ(CAB-O-SIL(登録商標)TG-308F、キャボット社製)2.0部、アルミナ(AKP-20、住友化学工業社製)0.5部、製造例1で製造した負帯電性樹脂微粒子(スペーサー粒子)0.5部、製造例2で製造したフッ素微粒子0.5部を外添し、トナーを製造した。
(Production Example 3)
To 100 parts of the cyan toner not containing any external additives, 2.0 parts of silica (CAB-O-SIL (registered trademark) TG-308F, manufactured by Cabot Corporation), 0.5 parts of alumina (AKP-20, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 0.5 parts of the negatively charged resin fine particles (spacer particles) manufactured in Production Example 1, and 0.5 parts of the fluorine fine particles manufactured in Production Example 2 were externally added to produce a toner.

(6.現像部の設定による画像評価)
以下、本実施形態のように現像部33を設定した場合の画像評価結果について説明する。先ず、印刷条件(感光体ドラム31の周速Sd、現像ローラー331の周速Sp、印刷1枚当たりの現像ローラー331の駆動時間Td)を変化させて耐久印刷試験を行い、画像かぶりの発生に対する効果を検証した。試験機として、図1に示したような画像形成装置1(京セラドキュメントソリューションズ社製)を用いた。
(6. Image Evaluation by Development Unit Settings)
The following describes the image evaluation results when the developing unit 33 is set as in this embodiment. First, a durability printing test was performed by changing the printing conditions (the peripheral speed Sd of the photoconductor drum 31, the peripheral speed Sp of the developing roller 331, and the driving time Td of the developing roller 331 per printed sheet) to verify the effect on the occurrence of image fog. The image forming apparatus 1 (manufactured by Kyocera Document Solutions Inc.) shown in FIG. 1 was used as the test machine.

現像ローラー331は、シャフト径6mmの回転軸331aと、基材層として層厚3.5mmのシリコーンゴム層にコーティグを施した外径13mm、軸方向長さ232mmのローラー部331bとを有し、アスカーC硬度が55°であるローラーを用いた。コーティングは、100重量部の共重合ナイロン樹脂に1重量部のカーボンブラック若しくは4級アンモニウム塩を添加したもの、および添加しないものを5μmコーティングし、ローラー抵抗を9~11[logΩ]に調整した。ローラー抵抗は、金属ローラーMに1kgの荷重Fを加えて現像ローラー331に接触させて停止させた状態で、現像ローラー331と金属ローラーとの間に100Vの直流電圧を印加して測定した。 The developing roller 331 has a rotating shaft 331a with a shaft diameter of 6 mm, and a roller portion 331b with an outer diameter of 13 mm and an axial length of 232 mm, coated with a silicone rubber layer with a thickness of 3.5 mm as a base layer, and has an Asker C hardness of 55°. The coating was 5 μm thick, with 100 parts by weight of copolymer nylon resin to which 1 part by weight of carbon black or quaternary ammonium salt was added, and with no addition, and the roller resistance was adjusted to 9 to 11 [log Ω]. The roller resistance was measured by applying a DC voltage of 100 V between the developing roller 331 and the metal roller while a load F of 1 kg was applied to the metal roller M and the metal roller M was stopped in contact with the developing roller 331.

感光体ドラム31は、外径24mm、感光層膜厚22μmの正帯電単層OPC感光体ドラム(京セラドキュメントソリューションズ社製)を用いた。 The photoconductor drum 31 was a positively charged single-layer OPC photoconductor drum (manufactured by Kyocera Document Solutions, Inc.) with an outer diameter of 24 mm and a photosensitive layer thickness of 22 μm.

((Sd-Sp)*Tdと画像かぶりとの関係)
(Sd-Sp)*Tdの値と画像かぶりとの関係について調査した。試験方法としては、製造例3で製造したトナーを現像部33に充填した画像形成装置1を準備した。これらの画像形成装置1を用いて、Sp:118~122[mm/sec]、Sd:130~180[mm/sec]、Td:9~10.5[sec]の範囲で(Sd-Sp)*Tdを変化させて、テスト画像としてISO/IEC19752に規定された標準データ(印字率3.9%の文字パターン)を1500枚連続して印刷を行った後に、常温常湿環境(NN環境、25℃、50%RH)、または高温高湿環境(HH環境、32.5℃、80%RH)において白紙画像(印字率0%)を出力したときのかぶり濃度を反射濃度計(FD-9、コニカミノルタ社製)で測定した。結果を図7に示す。
(Relationship between (Sd-Sp)*Td and image fog)
The relationship between the value of (Sd-Sp)*Td and image fog was investigated. As a test method, an image forming apparatus 1 was prepared in which the toner produced in Production Example 3 was filled in the developing section 33. Using these image forming apparatuses 1, (Sd-Sp)*Td was changed within the ranges of Sp: 118 to 122 [mm/sec], Sd: 130 to 180 [mm/sec], and Td: 9 to 10.5 [sec], and 1500 sheets of standard data (character pattern with a print rate of 3.9%) specified in ISO/IEC19752 were printed as test images in succession. Then, the fog density when a blank image (print rate of 0%) was output in a normal temperature and normal humidity environment (NN environment, 25°C, 50% RH) or a high temperature and high humidity environment (HH environment, 32.5°C, 80% RH) was measured with a reflection densitometer (FD-9, manufactured by Konica Minolta, Inc.). The results are shown in Figure 7.

図7に示すように、(Sd-Sp)*Td≦400とすることで、耐久印刷後のNN環境におけるかぶり濃度(図の○のデータ系列)が0.01以下(斜線領域)となり画像かぶりが発生しなかった。また、HH環境におけるかぶり濃度(図の●のデータ系列)も0.01~0.015以下(ドット領域)となり、画像かぶりは発生したが実用上問題のない範囲であった。 As shown in Figure 7, by setting (Sd - Sp) * Td ≦ 400, the fog density in the NN environment after durable printing (data series marked with circles in the figure) was 0.01 or less (shaded area), and no image fog occurred. Also, the fog density in the HH environment (data series marked with circles in the figure) was 0.01 to 0.015 or less (dot area), and although image fog occurred, it was within a range that did not cause any problems in practical use.

また、(Sd-Sp)*Td≦200とすることで、耐久印刷後のNN環境およびHH環境におけるかぶり濃度がいずれも0.01以下(斜線領域)となり、画像かぶりの抑制効果がより高くなった。 In addition, by setting (Sd-Sp)*Td≦200, the fog density in both the NN and HH environments after endurance printing was 0.01 or less (shaded area), further improving the effect of suppressing image fog.

(7.その他の構成)
図8は、現像ローラー331の表面自由エネルギーを変化させたときの現像ローラー331に印加する現像電圧と画像濃度(1D)との関係を示すグラフである。表面自由エネルギー(surface free energy)とは、固体における液体での表面張力に当たるもので、固体の表面自体がもつ分子のエネルギーのことである。図8において、現像ローラー331の表面自由エネルギーが12mJ/mの場合を◇のデータ系列、21mJ/mの場合を□のデータ系列、30mJ/mの場合を△のデータ系列で示している。
(7. Other Configurations)
8 is a graph showing the relationship between the developing voltage applied to the developing roller 331 and the image density (1D) when the surface free energy of the developing roller 331 is changed. Surface free energy corresponds to the surface tension of a liquid in a solid, and is the molecular energy of the solid surface itself. In FIG. 8, the case where the surface free energy of the developing roller 331 is 12 mJ/ m2 is shown by the data series of ◇, the case where it is 21 mJ/ m2 is shown by the data series of □, and the case where it is 30 mJ/ m2 is shown by the data series of △.

図8に示すように、現像ローラー331の表面自由エネルギーが高くなるほど現像電圧の使用可能領域OWは狭くなる傾向にある。これは、現像ローラー331の表面自由エネルギーが高くなるにつれてハーフトーン画像の白抜けが発生する現像ローラー331の押圧力の上限値が低下するためである。現像ローラー331の表面自由エネルギーは5mj/m以上27mj/m以下が好ましい。 8, the usable development voltage range OW tends to become narrower as the surface free energy of the developing roller 331 increases. This is because the upper limit of the pressing force of the developing roller 331 at which blank areas occur in a halftone image decreases as the surface free energy of the developing roller 331 increases. The surface free energy of the developing roller 331 is preferably 5 mj/ m2 or more and 27 mj/ m2 or less.

また、規制ブレード334によって規制されるトナーの量は、現像ローラー331の外周面の接触面積率によっても変化する。現像ローラー331の外周面の接触面積率とは、現像ローラー331の外周面の面積に対する当該外周面における凹部(非接触部)を除いた領域の面積の占める割合である。つまり、現像ローラー331の周面の接触面積率は、現像ローラー331の外周面と規制ブレード334との見掛け上の接触面積に対する、真の接触面積を表すものである。接触面積率は4.5~10%が好ましく、6~8%がより好ましい。 The amount of toner regulated by the regulating blade 334 also varies depending on the contact area ratio of the outer peripheral surface of the developing roller 331. The contact area ratio of the outer peripheral surface of the developing roller 331 is the ratio of the area of the outer peripheral surface of the developing roller 331 excluding recesses (non-contact areas). In other words, the contact area ratio of the outer peripheral surface of the developing roller 331 represents the true contact area relative to the apparent contact area between the outer peripheral surface of the developing roller 331 and the regulating blade 334. The contact area ratio is preferably 4.5 to 10%, and more preferably 6 to 8%.

規制ブレード334の規制圧は10~60N/mが好ましく、20~40N/mがより好ましい。なお、現像ローラー331の製法は特に限定されず、現像ローラー331の表面粗さは粒子を含むコート層をコーティングして調整してもよいし、研磨のみで粗さを調整してもよい。 The regulating pressure of the regulating blade 334 is preferably 10 to 60 N/m, and more preferably 20 to 40 N/m. The manufacturing method of the developing roller 331 is not particularly limited, and the surface roughness of the developing roller 331 may be adjusted by coating with a coating layer containing particles, or the roughness may be adjusted by polishing alone.

また、本実施形態では粉砕法により製造されたトナー(粉砕トナー)、重合法により製造されたトナー(重合トナー)の両方を使用することができる。重合トナーは円形度が高い真球形状のため付着力が低く、現像性が良いため使用可能領域OWが広い。そのため、本発明は重合トナーに比べて低コストである粉砕トナーを用いる非磁性一成分現像方式において特に有効である。 In addition, in this embodiment, both toner produced by a pulverization method (pulverized toner) and toner produced by a polymerization method (polymerized toner) can be used. Polymerized toner has a highly circular, true spherical shape, so it has low adhesion and good developability, so it has a wide usable range OW. Therefore, the present invention is particularly effective in non-magnetic one-component development methods that use pulverized toner, which is less expensive than polymerized toner.

また、本実施形態では中心粒径が6.0~8.0μmのトナーで良好な結果が得られることを確認している。中心粒径の範囲の選択理由は、中心粒径が6.0μmより小さくなるとトナーの製造コストアップにつながり、8.0μmより大きいとトナー消費量が増えて定着性が悪化し、好ましくないためである。 In addition, in this embodiment, it has been confirmed that good results are obtained with toner having a median particle size of 6.0 to 8.0 μm. The reason for selecting this range of median particle size is that a median particle size smaller than 6.0 μm leads to increased toner manufacturing costs, while a median particle size larger than 8.0 μm increases toner consumption and deteriorates fixability, which is undesirable.

また、本実施形態では円形度が0.93~0.97のトナーで良好な結果が得られることを確認している。円形度が0.93以下の場合は画像品質が低下する傾向にある。円形度が0.97以上である場合は製造コストが大幅にアップするため、それぞれ好ましくない。 In addition, in this embodiment, it has been confirmed that good results are obtained with toner having a circularity of 0.93 to 0.97. If the circularity is 0.93 or less, image quality tends to decrease. If the circularity is 0.97 or more, the manufacturing costs increase significantly, so neither is preferable.

また、本実施形態では90℃における溶融粘度が100,000Pa・s以下のトナーで良好な結果が得られることを確認している。90℃における溶融粘度が100,000Pa・sを超える場合はトナーの定着性が悪くなるため、省エネルギーの観点から好ましくない。 In addition, in this embodiment, it has been confirmed that good results are obtained with a toner having a melt viscosity of 100,000 Pa·s or less at 90°C. If the melt viscosity at 90°C exceeds 100,000 Pa·s, the fixing properties of the toner deteriorate, which is not preferable from the viewpoint of energy saving.

また、感光体ドラム31の表面電位V0は500~800V、露光後電位VLは70~200Vの範囲で同様の結果が得られることを確認している。 It has also been confirmed that similar results can be obtained when the surface potential V0 of the photoconductor drum 31 is in the range of 500 to 800 V and the post-exposure potential VL is in the range of 70 to 200 V.

その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、画像形成装置1の例として、モノクロプリンターについて説明したが、例えば、タンデム方式やロータリー式のカラープリンターにも適用できる。また、複写機、ファクシミリ或いはこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置にも適用できる。ただし、感光体ドラム31と、非磁性一成分現像方式の現像部33を備える必要はある。また、上記実施形態では、現像部33の現像ハウジング330の内部に非磁性トナーを貯留する構成について説明したが、現像ハウジング330とは別に非磁性トナーを収容するトナーコンテナ、トナーカートリッジを有していてもよい。 In addition, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, a monochrome printer has been described as an example of the image forming device 1, but the present invention can also be applied to, for example, tandem or rotary color printers. The present invention can also be applied to image forming devices such as copiers, facsimiles, or multifunction devices equipped with these functions. However, it is necessary to have a photoconductor drum 31 and a developing unit 33 that uses a non-magnetic single-component development method. In the above embodiment, a configuration in which non-magnetic toner is stored inside the developing housing 330 of the developing unit 33 has been described, but a toner container or toner cartridge that contains non-magnetic toner may be provided separately from the developing housing 330.

また、上記実施形態における感光体ドラム31は、支持体として円筒状の素管を利用したが、他の形状の支持体を利用しても良い。他の形状としては、板状、無端ベルト状であってもよい。また、上記実施形態における感光体ドラム31は、感光層としてアモルファスシリコンを利用したが、例えば、支持体からの電荷の注入を阻止する電荷注入阻止層を有してもよい。 In addition, the photoconductor drum 31 in the above embodiment uses a cylindrical tube as the support, but other shapes of support may be used. Other shapes may include a plate shape or an endless belt shape. In addition, the photoconductor drum 31 in the above embodiment uses amorphous silicon as the photosensitive layer, but may have, for example, a charge injection blocking layer that blocks the injection of charge from the support.

本発明は、非磁性トナーを用いた非磁性一成分現像方式の現像装置を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、非磁性一成分現像方式を用いる構成において、感光体の画像部電位が変化しても安定した画像形成が可能であり、且つベタ画像の均一性も確保可能な画像形成装置を提供することができる。 The present invention can be used in an image forming apparatus equipped with a developing device that uses a non-magnetic one-component development method with non-magnetic toner. By utilizing the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus that uses a non-magnetic one-component development method, in which stable image formation is possible even if the image area potential of the photoreceptor changes, and which can also ensure the uniformity of solid images.

1 画像形成装置
30 画像形成部
31 感光体ドラム(像担持体)
32 帯電部(帯電装置)
33 現像部(現像装置)
330 現像ハウジング(現像容器)
331 現像ローラー(現像剤担持体)
331a 回転軸
331b ローラー部
332 供給ローラー(トナー供給部材)
334 規制ブレード
35 露光部(露光装置)
53 現像電圧電源
61 機内温湿度センサー(温度検知装置)
90 制御部
1 Image forming apparatus 30 Image forming section 31 Photoconductor drum (image carrier)
32 Charging section (charging device)
33 Development section (developing device)
330 Development housing (developing container)
331 Developing roller (developer carrier)
331a Rotating shaft 331b Roller portion 332 Supply roller (toner supply member)
334 Regulating blade 35 Exposure section (exposure device)
53 Development voltage power supply 61 In-machine temperature and humidity sensor (temperature detection device)
90 Control unit

Claims (5)

表面に感光層が形成される像担持体と、
前記像担持体を所定の表面電位に帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記像担持体の表面を露光して帯電を減衰させた静電潜像を形成する露光装置と、
トナーのみからなる非磁性一成分現像剤を収容する現像容器と、
前記像担持体に所定の押圧力で圧接され、外周面に前記トナーを担持することによりトナー層が形成される現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の外周面に接触して前記現像剤担持体の外周面に形成される前記トナー層の層厚を規制する規制ブレードと、
を有し、前記静電潜像が形成された前記像担持体に前記トナーを供給する現像装置と、
を備え、
前記像担持体と摩擦帯電させて帯電量[μC/g]を測定したときの帯電極性が、正規の帯電極性とは逆極性となるような前記トナーを用いる画像形成装置において、
前記現像剤担持体の周速をSd[mm/sec]、前記像担持体の周速をSp[mm/sec]、印刷1枚当たりの前記現像剤担持体の駆動時間をTd[sec]とするとき、以下の式(1)を満たすことを特徴とする画像形成装置。
0≦(Sd-Sp)*Td≦400 ・・・(1)
an image carrier having a photosensitive layer formed on its surface;
a charging device for charging the image carrier to a predetermined surface potential;
an exposure device that exposes the surface of the image carrier charged by the charging device to light and forms an electrostatic latent image by attenuating the charge;
a developing container that contains a non-magnetic one-component developer consisting of only toner;
a developer carrier that is pressed against the image carrier with a predetermined pressing force and that carries the toner on its outer circumferential surface to form a toner layer;
a regulating blade that comes into contact with an outer peripheral surface of the developer carrier to regulate a thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developer carrier;
a developing device for supplying the toner to the image carrier on which the electrostatic latent image is formed;
Equipped with
In an image forming apparatus using the toner, the charge polarity of which is opposite to a normal charge polarity when the charge amount [μC/g] is measured by frictionally charging the toner with the image carrier,
An image forming apparatus characterized in that, when a peripheral speed of the developer carrier is Sd [mm/sec], a peripheral speed of the image carrier is Sp [mm/sec], and a drive time of the developer carrier per printed sheet is Td [sec], the following formula (1) is satisfied:
0≦(Sd−Sp)*Td≦400 (1)
以下の式(2)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
0≦(Sd-Sp)*Td≦200 ・・・(2)
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the following formula (2) is satisfied:
0≦(Sd−Sp)*Td≦200 (2)
前記トナーには、帯電性を有する樹脂製のスペーサー粒子が外添されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the toner has externally added spacer particles made of a resin having electrostatic properties. 前記スペーサー粒子の数平均粒子径が、0.05~0.8μmであることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3, characterized in that the number average particle diameter of the spacer particles is 0.05 to 0.8 μm. 前記スペーサー粒子は、前記トナーの帯電極性と逆極性であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3, characterized in that the spacer particles have a charge polarity opposite to that of the toner.
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