JP5029555B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、キャリヤとトナーとを含む現像剤を用い、トナー担持体にトナーを供給するためのトナー供給用現像剤担持体と、供給されたトナーで潜像を現像するためのトナー担持体と、トナー担持体から現像残トナーを回収するためのトナー回収用現像剤担持体と、を設けたハイブリッド現像装置、及びそれを用いる画像形成装置に関する。 The present invention uses a developer containing a carrier and toner, and supplies a toner carrier for supplying toner to the toner carrier, and a toner carrier for developing a latent image with the supplied toner. The present invention relates to a hybrid developing device provided with a toner collecting developer carrying member for collecting undeveloped toner from a toner carrying member, and an image forming apparatus using the same.
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置における現像方式としては、現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像方式及びトナーとキャリヤを用いる二成分現像方式が知られている。 Conventionally, as a developing method in an image forming apparatus using an electrophotographic method, a one-component developing method using only toner as a developer and a two-component developing method using toner and a carrier are known.
一成分現像方式では、装置の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である一方、トナーを帯電させる規制部の強いストレスによりトナーの劣化が促進され易く、トナーの電荷受容性が低下しやすい。さらに、トナー規制部材やトナー担持体表面がトナーや外添剤により汚染されることでトナーへの電荷付与性も低下して、結果として現像装置の寿命が短くなってしまう。 The one-component development system is advantageous in terms of simplification, miniaturization, and cost reduction of the apparatus, but the deterioration of the toner is likely to be accelerated by the strong stress of the regulating part that charges the toner, and the charge acceptability of the toner is reduced. It's easy to do. Further, the toner regulating member and the surface of the toner carrying member are contaminated with the toner and the external additive, whereby the charge imparting property to the toner is also lowered, and as a result, the life of the developing device is shortened.
二成分現像方式ではトナーを、キャリヤとの混合による摩擦帯電で帯電するため、ストレスが小さく、トナーの劣化に対して有利である。さらにキャリヤ表面積が大きいため、トナーや外添剤による汚染に対しても相対的に強く、長寿命化に有利である。 In the two-component development system, the toner is charged by frictional charging by mixing with the carrier, so that the stress is small and it is advantageous for the deterioration of the toner. Furthermore, since the surface area of the carrier is large, it is relatively strong against contamination by toner and external additives, which is advantageous for extending the life.
しかしながら、二成分現像法では像担持体上の静電潜像を現像する際に、現像剤の磁気ブラシによって像担持体表面を摺擦するため、磁気ブラシ痕が発生することがある。さらに、像担持体にキャリヤが付着しやすく、画像欠陥となる問題がある。 However, in the two-component development method, when developing the electrostatic latent image on the image carrier, the surface of the image carrier is rubbed with the magnetic brush of the developer, so that a magnetic brush mark may be generated. Furthermore, there is a problem that the carrier easily adheres to the image carrier and causes an image defect.
二成分現像方式の長寿命の特長を有しながら、画像欠陥の問題を解決する現像方式として、現像剤担持体上に二成分現像剤を担持し二成分現像剤からトナーのみをトナー担持体に供給して現像に用いる、所謂ハイブリッド現像方式が開示されている(特許文献1参照)。 As a development method that solves the problem of image defects while having the long-life characteristics of the two-component development method, the two-component developer is supported on the developer carrier, and only the toner from the two-component developer is changed to the toner carrier. A so-called hybrid development system that is supplied and used for development is disclosed (see Patent Document 1).
しかしながら、ハイブリッド現像方式においては、トナー担持体上の現像に使用されなかった現像残トナーが、次の現像工程において現像履歴(ゴースト)として画像上に現れるという問題を有している。これは、現像剤担持体にバイアスを印加して現像に必要なトナーをトナー担持体に供給することを優先するため、現像剤担持体による現像残トナーの回収能力が不足してしまうことに起因している。 However, the hybrid development system has a problem that undeveloped toner that has not been used for development on the toner carrier appears on the image as a development history (ghost) in the next development process. This is because priority is given to supplying a toner necessary for development to the toner carrying member by applying a bias to the developer carrying member, and thus the developer carrying member does not have sufficient ability to collect the development residual toner. doing.
近年、この問題を解決するため、ハイブリッド現像方式において、トナー回収用現像剤担持体を加え、トナー担持体上の現像残トナーを回収する電圧を印加する方式が提案されている(特許文献2参照)。特許文献2に記載の技術によれば、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーを確実に回収できるため、初期的には現像履歴(ゴースト)の問題が発生しない。
In recent years, in order to solve this problem, there has been proposed a method in which a developer collecting member for collecting toner is added and a voltage for collecting the development residual toner on the toner carrying member is applied in the hybrid developing method (see Patent Document 2). ). According to the technique described in
しかしながら、この方式では、トナー回収用現像剤担持体方向にトナーを引き付ける電圧が常に印加されているため、トナー担持体から回収された現像残トナーや、現像剤中のキャリヤから分離されたトナーが、トナー回収用現像剤担持体表面へ移動し、トナーの偏在が生じる。 However, in this method, since a voltage for attracting the toner is always applied in the direction of the toner collecting developer carrier, residual toner collected from the toner carrier and toner separated from the carrier in the developer are removed. The toner moves to the surface of the developer collecting member for toner collection, and the toner is unevenly distributed.
このようにトナーがトナー回収用現像剤担持体表面に偏在した状態では、トナー回収用現像剤担持体から現像剤を除去する際に、偏在したトナーがそのままトナー回収用現像剤担持体表面に残留する。その結果、繰り返し使用によってトナー回収用現像剤担持体上にトナーの蓄積が生じる。 When the toner is unevenly distributed on the surface of the toner collecting developer carrier, the unevenly distributed toner remains on the surface of the toner collecting developer carrier when the developer is removed from the toner collecting developer carrier. To do. As a result, the toner is accumulated on the developer carrying member for collecting the toner by repeated use.
帯電したトナーの蓄積は、トナー回収領域での回収電界を阻害し、トナー回収能力を低下させてしまう。このため、初期的には十分であった回収能力は長期間持続せず、画像形成の繰り返しとともにやはりゴースト発生が問題となってくる。 Accumulation of charged toner obstructs the recovery electric field in the toner recovery area and lowers the toner recovery capability. For this reason, the recovery capability that was initially sufficient does not last for a long period of time, and ghosting becomes a problem as image formation is repeated.
また長期間使用した際には、蓄積したトナーがトナー回収用現像剤担持体表面にフィルミングしてしまう問題も発生する。
上述したように、ハイブリッド現像方式でのゴースト発生に対処するため技術改善が行われてきたが、十分に要求を満たす技術は提示されていない。 As described above, technical improvements have been made to cope with ghosting in the hybrid development method, but no technology that sufficiently satisfies the requirements has been proposed.
本発明の目的は、上記の課題を解決し、トナー回収用現像剤担持体を設けたハイブリッド現像方式を用いて、トナー回収能力を持続させ、現像履歴(画像メモリ、ゴースト)の発生しない高品質の画像を長期に渡って得ることのできる現像装置、及び画像形成装置を提供することである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, use a hybrid development system provided with a developer carrier for collecting toner, maintain the toner collecting ability, and do not generate development history (image memory, ghost). It is an object of the present invention to provide a developing device and an image forming apparatus that can obtain images of the above for a long time.
上記の課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有するものである。 In order to solve the above problems, the present invention has the following characteristics.
1. トナーとキャリヤとを含む現像剤を収容する現像剤槽と、前記現像剤槽において混合撹拌された前記現像剤を表面に担持搬送するトナー供給用現像剤担持体と、前記トナー供給用現像剤担持体から前記トナーの供給を受けて担持搬送し、像担持体上の潜像を現像するトナー担持体と、前記トナー担持体から現像残トナーを回収するトナー回収用現像剤担持体と、を備えた現像装置であって、前記トナー回収用現像剤担持体上のトナー回収した現像剤層を介して、前記トナー回収用現像剤担持体に当接するトナー剥離部材と、前記現像剤層中のトナーを前記トナー回収用現像剤担持体から引き離す方向の電界を形成するためのバイアス電圧を前記トナー剥離部材に印加する電源と、を有し、前記トナー剥離部材は、前記トナー回収用現像剤担持体の有する磁極の磁気吸引力により前記トナー回収用現像剤担持体に当接することを特徴とする現像装置。 1. A developer tank containing a developer containing toner and a carrier; a toner supply developer carrier for carrying and conveying the developer mixed and stirred in the developer tank to the surface; and the toner supply developer carrier A toner carrier for receiving and supplying the toner from the body to develop the latent image on the image carrier, and a developer carrier for collecting toner for collecting the development residual toner from the toner carrier. A toner release member that contacts the toner collecting developer carrier via the toner collecting developer layer on the toner collecting developer carrier, and a toner in the developer layer. A power source for applying a bias voltage to the toner peeling member for forming an electric field in a direction to separate the toner from the toner carrying developer carrying member, the toner peeling member carrying the toner collecting developer carrying A developing device, characterized in that the contact with the toner collecting developer carrier by the magnetic attraction force of the magnetic pole with the.
2. 前記トナー剥離部材は、フィルム部材であることを特徴とする1に記載の現像装置。 2. 2. The developing device according to 1, wherein the toner peeling member is a film member.
3. 前記トナー剥離部材は、前記フィルム部材の背面側に磁性部材を設けたことを特徴とする2に記載の現像装置。 3. 3. The developing device according to 2, wherein the toner peeling member is provided with a magnetic member on the back side of the film member.
4. 前記磁性部材は不連続体であることを特徴とする3に記載の現像装置。 4). 4. The developing device according to 3, wherein the magnetic member is a discontinuous body.
5. 前記磁性部材は可撓性を有することを特徴とする3に記載の現像装置。 5). 4. The developing device according to 3, wherein the magnetic member has flexibility.
6. 前記フィルム部材は磁性体粒子を分散して含むことを特徴とする2に記載の現像装置。 6). 3. The developing device according to 2, wherein the film member contains magnetic particles dispersedly.
7. 前記トナー剥離部材は、前記トナー回収用現像剤担持体の有する磁極と対向する位置に配設されることを特徴とする1乃至6の何れか1項に記載の現像装置。
7). 7. The developing device according to
8. 1乃至7の何れか1項に記載された現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 8). An image forming apparatus comprising the developing device according to any one of 1 to 7.
本発明によれば、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーの回収を確実に行い、またトナー回収用現像剤担持体へのトナーの蓄積を回避できるため、常にトナー担持体上に安定したトナー層が供給される。 According to the present invention, the toner collection developer carrier can reliably collect the development residual toner on the toner carrier and can avoid accumulation of toner on the toner collection developer carrier. A stable toner layer is supplied on the body.
これにより、トナー回収能力が持続し、ゴーストの問題が発生しない高画質の画像を長期に渡って得ることができる現像装置及び画像形成装置が提供できる。 Accordingly, it is possible to provide a developing device and an image forming apparatus that can obtain a high-quality image that maintains the toner recovery capability and does not cause a ghost problem over a long period of time.
本発明の実施の形態について、以下に図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(画像形成装置の構成と動作)
図1に、本発明の一実施形態による画像形成装置の主要部の構成例を示す。図1を用いて画像形成装置の概略構成と動作を説明する。
(Configuration and operation of image forming apparatus)
FIG. 1 shows a configuration example of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The schematic configuration and operation of the image forming apparatus will be described with reference to FIG.
本画像形成装置は、電子写真方式により像担持体(感光体)1に形成されたトナー像を用紙等の転写媒体Pに転写して画像形成を行うプリンタである。 The image forming apparatus is a printer that performs image formation by transferring a toner image formed on an image carrier (photosensitive member) 1 to a transfer medium P such as paper by an electrophotographic method.
本画像形成装置は、画像を担持するための像担持体1を有しており、像担持体1の周囲には、像担持体1を帯電するための帯電部材3、像担持体1上の静電潜像を現像する現像装置2、像担持体1上のトナー像を転写するための転写ローラ5、及び像担持体1上の残留トナー除去用のクリーニングブレード6が、像担持体1の回転方向Aに沿って順に配置されている。
The image forming apparatus includes an
像担持体1は、帯電部材3で帯電された後に、図中のE点の位置でレーザ発光器などを備えた露光装置4により露光されて、その表面上に静電潜像が形成される。現像装置2は、この静電潜像を現像し、トナー像を形成する。転写ローラ5は、この像担持体1上のトナー像を転写媒体Pに転写した後、図中の矢印F方向に排出する。クリーニングブレード6は、転写後の像担持体1上の残留トナーを機械的な力で除去する。
The
画像形成装置に用いられる像担持体1、帯電部材3、露光装置4、転写ローラ5、クリーニングブレード6等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。例えば、帯電部材3として図中、帯電ローラが示されているが、像担持体1と非接触の帯電装置であってもよい。また例えば、クリーニングブレードはなくてもよい。
The
次に、本実施形態に係るハイブリッド現像方式の現像装置2の構成例を説明する。
Next, a configuration example of the developing
現像装置2は、以下の構成要素を備える。すなわち、トナーとキャリヤを含む現像剤24を収容する現像剤槽16、現像剤槽16から供給された現像剤24を表面に担持して搬送するトナー供給用現像剤担持体11、トナー供給用現像剤担持体11からトナー供給領域7においてトナーの供給を受け、前記像担持体1上に形成された静電潜像を現像するトナー担持体25、現像領域8を通過した後にトナー担持体25上に残留する現像残トナーをトナー回収領域9において回収するトナー回収用現像剤担持体26を備える。
The developing
またトナー回収領域9通過後のトナー回収用現像剤担持体26表面に偏在したトナーを引き付け、トナー回収用現像剤担持体26表面から引き離すトナー剥離部材(フィルム部材)41を備える。これにより、現像剤分離領域で分離される現像剤とともに回収トナーを現像剤槽16に戻す構成となっており、トナー担持体25上のトナー層を常にリフレッシュ可能になっている。
Further, a toner peeling member (film member) 41 that attracts the unevenly distributed toner on the surface of the toner collecting
また現像装置2は、トナー担持体25に現像バイアス電圧Vb2を供給するトナー担持体用バイアス電源31、トナー供給用現像剤担持体11にトナー供給バイアス電圧Vb1を供給するトナー供給用現像剤担持体用バイアス電源32、トナー回収用現像剤担持体26にトナー回収バイアス電圧Vb3を供給するトナー回収用現像剤担持体用バイアス電源33、トナー剥離部材41にトナー剥離バイアス電圧Vb4を供給するトナー剥離用バイアス電源34を備える。
Further, the developing
現像装置2の詳細な構成と動作については、後述する。
The detailed configuration and operation of the developing
(現像剤の構成)
本実施形態に係る現像装置において使用する現像剤の構成について説明する。
(Developer composition)
The configuration of the developer used in the developing device according to this embodiment will be described.
本実施形態において使用する現像剤24はトナーと該トナーを帯電するためのキャリヤを含んでなるものである。
The
<トナー>
トナーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、バインダー樹脂中に着色剤や、必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理させたものを使用できる。トナー粒径としてはこれに限定されるものではないが、3〜15μm程度が好ましい。
<Toner>
The toner is not particularly limited, and a known toner that is generally used can be used, and a colorant, a charge control agent, a release agent, and the like are contained in the binder resin, and external additives are added. What processed the agent can be used. The toner particle diameter is not limited to this, but is preferably about 3 to 15 μm.
このようなトナーを製造するにあたっては、一般に使用されている公知の方法で製造することができる。例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。 In producing such a toner, it can be produced by a publicly known method. For example, it can be produced using a pulverization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method or the like.
トナーに使用するバインダー樹脂としては、これに限定されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)やポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂単体もしくは複合体により、軟化温度が80〜160℃の範囲のものを、またガラス転移点が50〜75℃の範囲のものを用いることが好ましい。 The binder resin used in the toner is not limited to this. For example, styrene resin (monopolymer or copolymer containing styrene or a styrene-substituted product), polyester resin, epoxy resin, vinyl chloride Resins, phenol resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polyurethane resins, silicone resins and the like can be mentioned. It is preferable to use those having a softening temperature in the range of 80 to 160 ° C. and those having a glass transition point in the range of 50 to 75 ° C., depending on the resin alone or the composite.
また、着色剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂に対して2〜20質量%の割合で用いることが好ましい。 Moreover, as a coloring agent, the publicly known well-known thing can be used, for example, carbon black, aniline black, activated carbon, magnetite, benzine yellow, permanent yellow, naphthol yellow, phthalocyanine blue, first sky blue, ultra Marine blue, rose bengal, lake red and the like can be used, and it is generally preferable to use them in a proportion of 2 to 20% by mass with respect to the binder resin.
また、上記の荷電制御剤としても、公知のものを用いることができ、正帯電性トナー用の荷電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、4級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。負帯電性トナー用荷電制御剤としては、Cr、Co、Al、Fe等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物などがある。荷電制御剤は一般に上記のバインダー樹脂に対して0.1〜10質量%の割合で用いることが好ましい。 As the charge control agent, known ones can be used. Examples of the charge control agent for positively chargeable toners include nigrosine dyes, quaternary ammonium salt compounds, triphenylmethane compounds, imidazoles. System compounds and polyamine resins. Examples of the charge control agent for negatively chargeable toners include metal-containing azo dyes such as Cr, Co, Al, and Fe, salicylic acid metal compounds, alkyl salicylic acid metal compounds, and curlyx arene compounds. In general, the charge control agent is preferably used in a proportion of 0.1 to 10% by mass with respect to the binder resin.
また、上記の離型剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独あるいは2種類以上組み合わせて使用することができ、一般に上記のバインダー樹脂に対して0.1〜10質量%の割合で用いることが好ましい。 In addition, as the above-mentioned mold release agent, known ones that are generally used can be used. For example, polyethylene, polypropylene, carnauba wax, sazol wax and the like can be used alone or in combination of two or more. In general, it is preferably used at a ratio of 0.1 to 10% by mass with respect to the binder resin.
また、上記の外添剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができ、特にシランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコーンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を上記のトナーに対して0.1〜5質量%の割合で添加させて用いるようにする。外添剤の個数平均一次粒径は10〜100nmであることが好ましい。 Also, as the above external additives, publicly known publicly known materials can be used. For example, inorganic fine particles such as silica, titanium oxide, aluminum oxide, acrylic resin, styrene resin, silicone resin, fluorine resin Resin fine particles such as silane coupling agent, titanium coupling agent, and silicone oil are preferably used. Such a fluidizing agent is added to the toner at a ratio of 0.1 to 5% by mass and used. The number average primary particle size of the external additive is preferably 10 to 100 nm.
さらに上記外添剤として、トナーと逆極性の荷電性を有する逆極性粒子を使用してもよい。好適に使用される逆極性粒子はトナーの帯電極性によって適宜選択される。 Further, as the external additive, reverse polarity particles having a chargeability opposite to that of the toner may be used. The reverse polarity particles preferably used are appropriately selected depending on the charging polarity of the toner.
トナーとして負帯電性トナーを用いる場合、逆極性粒子としては、正帯電性を有する微粒子が用いられ、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、アルミナ等の無機微粒子やアクリル樹脂、ベンゾグァナミン樹脂、ナイロン(登録商標)樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子を使用することができる。また樹脂中に正帯電性を付与する正荷電制御剤を含有させたり、含窒素モノマーの共重合体を構成するようにしてもよい。 When a negatively chargeable toner is used as the toner, fine particles having positive chargeability are used as the opposite polarity particles. For example, inorganic fine particles such as strontium titanate, barium titanate, and alumina, acrylic resin, benzoguanamine resin, nylon ( Fine particles made of thermoplastic resin such as (registered trademark) resin, polyimide resin, polyamide resin or thermosetting resin can be used. Further, a positive charge control agent imparting positive chargeability may be contained in the resin, or a copolymer of nitrogen-containing monomers may be constituted.
上記の正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、4級アンモニウム塩等を使用することができ、また上記の含窒素モノマーとしては、アクリル酸2−ジメチルアミノエチル、アクリル酸2−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸2−ジエチルアミノエチル、ビニルピリジン、N−ビニルカルバゾール、ビニルイミダゾール等を使用することができる。 As the positive charge control agent, for example, nigrosine dye, quaternary ammonium salt and the like can be used, and as the nitrogen-containing monomer, 2-dimethylaminoethyl acrylate, 2-diethylaminoethyl acrylate, 2-Dimethylaminoethyl methacrylate, 2-diethylaminoethyl methacrylate, vinylpyridine, N-vinylcarbazole, vinylimidazole and the like can be used.
一方、正帯電性トナーを用いる場合、逆極性粒子としては、負帯電性を有する微粒子が用いられ、例えば、シリカ、酸化チタン等の無機微粒子に加え、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子を使用することができる。また樹脂中に負帯電性を付与する負荷電制御剤を含有させたり、含フッ素アクリル系モノマーや含フッ素メタクリル系モノマーの共重合体を構成するようにしてもよい。上記の負荷電制御剤としては、例えば、サリチル酸系、ナフトール系のクロム錯体、アルミニウム錯体、鉄錯体、亜鉛錯体等を使用することができる。 On the other hand, in the case of using a positively chargeable toner, fine particles having negative chargeability are used as the reverse polarity particles. For example, in addition to inorganic fine particles such as silica and titanium oxide, fluorine resin, polyolefin resin, silicone resin, polyester resin Fine particles composed of a thermoplastic resin such as a thermosetting resin or the like can be used. Further, a negative charge control agent imparting negative chargeability may be contained in the resin, or a copolymer of a fluorine-containing acrylic monomer or a fluorine-containing methacrylic monomer may be constituted. Examples of the negative charge control agent include salicylic acid-based and naphthol-based chromium complexes, aluminum complexes, iron complexes, and zinc complexes.
また、逆極性粒子の帯電性及び疎水性を制御するために、無機微粒子の表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理するようにしてもよく、特に、無機微粒子に正帯電性を付与する場合には、アミノ基含有カップリング剤で表面処理することが好ましく、また負帯電性を付与する場合には、フッ素基含有カップリング剤で表面処理することが好ましい。 In addition, in order to control the chargeability and hydrophobicity of the reverse polarity particles, the surface of the inorganic fine particles may be surface treated with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicone oil, etc. When imparting positive chargeability, surface treatment with an amino group-containing coupling agent is preferred, and when imparting negative chargeability, surface treatment with a fluorine group-containing coupling agent is preferred.
逆極性粒子の個数平均粒径は、100〜1000nmであることが好ましい。トナーに対して0.1〜10質量%の割合で添加させて用いるようにする。 The number average particle diameter of the reverse polarity particles is preferably 100 to 1000 nm. It is used by adding 0.1 to 10% by mass with respect to the toner.
<キャリヤ>
キャリヤとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリヤを使用することができ、バインダー型キャリヤやコート型キャリヤなどが使用できる。キャリヤ粒径としてはこれに限定されるものではないが、15〜100μmが好ましい。
<Carrier>
The carrier is not particularly limited, and a commonly used carrier can be used, and a binder type carrier, a coat type carrier, and the like can be used. The carrier particle size is not limited to this, but is preferably 15 to 100 μm.
バインダー型キャリヤは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリヤ表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けることもできる。バインダー型キャリヤの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。 The binder type carrier is obtained by dispersing magnetic fine particles in a binder resin, and positive or negative chargeable fine particles can be fixed to the carrier surface or a surface coating layer can be provided. The charging characteristics such as the polarity of the binder type carrier can be controlled by the material of the binder resin, the chargeable fine particles, and the type of the surface coating layer.
バインダー型キャリヤに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。 Examples of the binder resin used in the binder-type carrier include thermoplastic resins such as vinyl resins, polyester resins, nylon resins, polyolefin resins, and the like typified by polystyrene resins, and curable resins such as phenol resins. .
バインダー型キャリヤの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属(Mn、Ni、Mg、Cu等)を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。その形状は粒状、球状、針状の何れであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリヤを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリヤ中に50〜90質量%の量で添加することが適当である。 Magnetic fine particles of the binder type carrier include spinel ferrite such as magnetite and gamma iron oxide, and magnets such as spinel ferrite and barium ferrite containing one or more metals other than iron (Mn, Ni, Mg, Cu, etc.). Plumbite type ferrite, iron or alloy particles having an oxide layer on the surface can be used. The shape may be granular, spherical, or needle-shaped. In particular, when high magnetization is required, it is preferable to use iron-based ferromagnetic fine particles. In consideration of chemical stability, it is preferable to use ferromagnetic fine particles of magnetoplumbite type ferrite such as spinel ferrite and barium ferrite containing magnetite and gamma iron oxide. A magnetic resin carrier having a desired magnetization can be obtained by appropriately selecting the type and content of the ferromagnetic fine particles. The magnetic fine particles are suitably added to the magnetic resin carrier in an amount of 50 to 90% by mass.
バインダー型キャリヤの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。 Silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, fluorine resin, etc. are used as the surface coating material of the binder type carrier, and these resins are coated on the surface and cured to form a coating layer, thereby providing a charge imparting ability. Can be improved.
バインダー型キャリヤの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリヤと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリヤの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与え、微粒子を磁性樹脂キャリヤ中に打ち込むようにして固定することにより行われる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリヤ中に完全に埋設されるのではなく、その一部を磁性樹脂キャリヤ表面から突き出すようにして固定される。 For example, the charging fine particles or the conductive fine particles are fixed to the surface of the binder type carrier by, for example, mixing the magnetic resin carrier and the fine particles uniformly, adhering these fine particles to the surface of the magnetic resin carrier, and then mechanically and thermally. By applying a strong impact force and fixing the fine particles so as to be driven into the magnetic resin carrier. In this case, the fine particles are not completely embedded in the magnetic resin carrier, but are fixed so that a part thereof protrudes from the surface of the magnetic resin carrier.
帯電性微粒子としては、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的には、有機系としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂及びこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベル及び極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電及び極性を得ることができる。また、無機系としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電性の無機微粒子などが用いられる。 As the chargeable fine particles, organic or inorganic insulating materials are used. Specifically, organic insulating fine particles such as polystyrene, styrene copolymer, acrylic resin, various acrylic copolymers, nylon, polyethylene, polypropylene, fluororesin, and cross-linked products thereof may be used as the organic type. Regarding the charge level and polarity, a desired level of charge and polarity can be obtained by a material, a polymerization catalyst, surface treatment, and the like. Further, as the inorganic type, negatively charged inorganic fine particles such as silica and titanium dioxide, and positively charged inorganic fine particles such as strontium titanate and alumina are used.
一方、コート型キャリヤは磁性体からなるキャリヤコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリヤであり、コート型キャリヤにおいてもバインダー型キャリヤ同様、キャリヤ表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたりできる。コート型キャリヤの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリヤと同様の材料を用いることができる。特にコート樹脂はバインダー型キャリヤのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。 On the other hand, a coated carrier is a carrier in which a carrier core particle made of a magnetic material is coated with a resin, and in a coated carrier, positive or negatively chargeable fine particles are fixed on the surface of the carrier as in a binder type carrier. it can. Charging characteristics such as polarity of the coat type carrier can be controlled by the type of the surface coating layer and the chargeable fine particles, and the same material as the binder type carrier can be used. In particular, the coating resin can be the same resin as the binder resin of the binder type carrier.
トナーとキャリヤの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー混合比はトナーとキャリヤとの合計量に対して3〜50質量%、好ましくは6〜30質量%が適している。 The mixing ratio of the toner and the carrier may be adjusted so as to obtain a desired toner charge amount. The mixing ratio of the toner is 3 to 50% by mass, preferably 6 to 30% by mass with respect to the total amount of the toner and the carrier. Is suitable.
(現像装置2の構成と動作)
図1を参照して本実施形態に係る現像装置2の詳細な構成例と動作例を説明する。
(Configuration and operation of developing device 2)
A detailed configuration example and operation example of the developing
<装置構成>
現像装置2において使用する現像剤24は、既述したようにトナーとキャリヤからなり、現像剤槽16に収容される。
<Device configuration>
The
現像剤槽16は、ケーシング19により形成されており、通常は内部に混合撹拌部材17、18を収納している。混合撹拌部材17、18は、現像剤24を混合・撹拌し、トナー供給用現像剤担持体11へ現像剤24を供給する。ケーシング19の混合撹拌部材18に対向する位置には、好ましくは、トナー濃度検出用のATDC(Automatic Toner Density Control)センサ20が配設されている。
The
現像装置2は通常、現像領域8で消費される分のトナーを現像剤槽16内に補給するための補給部10を有している。補給部10において、補給トナー23を収納した図示しないホッパから送られた補給トナー23が現像剤槽16内へ補給される。
The developing
現像装置2はまた、トナー供給用現像剤担持体11上の現像剤量を規制するための現像剤薄層化用の規制部材(規制ブレード)15を有している。
The developing
トナー供給用現像剤担持体11は、固定配置された磁石体13と、これを内包する回転自在なスリーブローラ12とから構成され、画像形成時には、トナー担持体25へとトナーを供給するためのトナー供給バイアスVb1が、トナー供給用現像剤担持体用バイアス電源32により印加される。
The toner
磁石体13は、スリーブローラ12の回転方向Bに沿ってS1、N1、S2、S3、N2の5つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極N1は、トナー担持体25と対向するトナー供給領域7の位置に配されている。
The
トナー回収用現像剤担持体26も同様に、固定配置された磁石体28と、これを内包する回転自在なスリーブローラ27とから構成され、トナー担持体25上の現像残トナーを回収するためのトナー回収バイアスVb3が、トナー回収用現像剤担持体用バイアス電源33により印加される。
Similarly, the toner collecting
磁石体28は、スリーブローラ27の回転方向Dに沿ってN3、S4、N4、S5、N5の5つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極S4は、トナー担持体25と対向するトナー回収領域9の位置に配されている。
The
また、スリーブローラ27上の現像剤24を剥離するための反発磁界を発生させる同極部N5、N3が、現像剤槽16内部に対向した位置に配置されている。
Further, homopolar portions N5 and N3 that generate a repulsive magnetic field for peeling off the
トナー回収用現像剤担持体26のトナー回収領域9から現像剤分離領域(上記同極部)の間には、トナー回収領域9通過後のトナー回収用現像剤担持体表面に偏在したトナーを引き付けるためのトナー剥離部材(フィルム部材)41が設けられており、保持電極42を介してトナー剥離バイアスVb4が電源34により印加される。また、トナー剥離部材(フィルム部材)41の現像剤24との当接面の背面には、トナー剥離部材(フィルム部材)41の現像剤24との当接圧を安定させるための磁性部材43が設けられている。
Between the
さらに、現像装置2においては、トナー供給用現像剤担持体11上の現像剤24をトナー回収用現像剤担持体26へと受け渡すために、それぞれのS2極とN3極がトナー供給用現像剤担持体11とトナー回収用現像剤担持体26の対向部に配されている。トナー供給用現像剤担持体11のS2磁極側からトナー回収用現像剤担持体26のN3磁極側へ、現像剤24は受け渡され、搬送されていく。
Further, in the developing
トナー担持体25はトナー供給用現像剤担持体11、トナー回収用現像剤担持体26及び像担持体1のそれぞれに対向するように配され、像担持体1上の静電潜像を現像するための現像バイアスVb2がトナー担持体用バイアス電源31により印加されている。
The
トナー担持体25は上記電圧を印加可能な限りいかなる材料からなっていてもよく、例えば、アルマイト等の表面処理を施したアルミローラが挙げられる。その他アルミ等の導電性基体上に、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂コートやシリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムコーティングを施したものを用いてもよい。コーティング材料としては、これに限定されるものではない。
The
さらに上記コーティングのバルクもしくは表面に導電剤が添加されていてもよい。導電剤としては、電子導電剤もしくはイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤として、ケッチンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられるが、これに制約されない。イオン導電剤として、四級アンモニウム塩等のカチオン性化合物や、両性化合物、その他イオン性高分子材料が挙げられるが、これにこだわらない。さらに、アルミ等の金属材料からなる導電性ローラであっても構わない。 Further, a conductive agent may be added to the bulk or surface of the coating. Examples of the conductive agent include an electronic conductive agent or an ionic conductive agent. Examples of the electronic conductive agent include carbon black such as kettin black, acetylene black, and furnace black, metal powder, and metal oxide fine particles, but are not limited thereto. Examples of the ionic conductive agent include cationic compounds such as quaternary ammonium salts, amphoteric compounds, and other ionic polymer materials. Furthermore, a conductive roller made of a metal material such as aluminum may be used.
<装置の動作>
図1を参照して現像装置2の動作例について詳しく説明する。
<Operation of the device>
An example of the operation of the developing
現像剤槽16内の現像剤24は、混合撹拌部材17、18の回転により混合撹拌され、摩擦帯電すると同時に現像剤槽16内で循環搬送され、現像剤担持体11表面のスリーブローラ12へと供給される。
The
この現像剤24は、トナー供給用現像剤担持体11内部の磁石体13の磁力によってスリーブローラ12の表面側に保持され、スリーブローラ12とともに回転移動して、トナー供給用現像剤担持体11に対向して設けられた規制部材15で通過量を規制される。
The
その後、現像剤24はトナー担持体25と対向するトナー供給領域7へと搬送される。
Thereafter, the
トナー供給領域7では磁石体13の主磁極N1の磁力によって現像剤穂立ちが形成され、トナー担持体25に印加された現像バイアスVb2とトナー供給用現像剤担持体11に印加されたトナー供給バイアスVb1により形成された供給電界がトナーに与える力により、現像剤24中のトナーがトナー担持体25側へ供給される。
In the
トナー担持体25に供給されたトナー層は、トナー担持体25の回転に伴って現像領域8へと搬送され、現像バイアスと像担持体1上の潜像電位とによって形成される現像電界により潜像が顕像へと現像される。現像方式は反転現像方式であってもよいし、または正規現像方式であってもよい。
The toner layer supplied to the
現像領域8でトナーを消費したトナー担持体25上のトナー層(現像残トナー)は、さらにトナー担持体25の回転によって、トナー回収用現像剤担持体26と対向するトナー回収領域9へと搬送される。
The toner layer (development residual toner) on the
一方、トナー供給領域7においてトナー担持体25へとトナーを供給した残りの現像剤24は、トナー回収用現像剤担持体26との対向部まで搬送され、トナー供給用現像剤担持体11の磁極S2とトナー回収用現像剤担持体26の磁極N3により形成される磁界によって、トナー回収用現像剤担持体26へと受け渡される。
On the other hand, the remaining
トナー回収用現像剤担持体26へと受け渡された現像剤24は、トナー回収用現像剤担持体26のスリーブローラ27とともに回転移動して、トナー担持体25と対向するトナー回収領域9まで搬送される。
The
トナー回収領域9では、トナー担持体25に印加された現像バイアスVb2とトナー回収用現像剤担持体26に印加されたトナー回収バイアスVb3により形成された回収電界がトナーに与える静電気力、及びトナー回収用現像剤担持体26に保持された現像剤24による機械的摺擦力によって、トナー担持体25からトナー回収用現像剤担持体26へと現像残トナーが移動し、回収される。
In the
トナー回収用現像剤担持体26上に回収されたトナーは、トナー回収領域9での回収電界の作用により、トナー回収用現像剤担持体26に担持された現像剤24層内において、トナー回収用現像剤担持体表面近傍に偏在した状態(トナー回収用現像剤担持体26表面にトナー層を形成)となる。
The toner collected on the toner collecting
しかし、現像剤24が現像剤槽16に向けて搬送される過程のトナー剥離部材(フィルム部材)41との当接領域において、トナー回収用現像剤担持体26に印加されたトナー回収バイアスVb3とフィルム部材41に印加されたトナー剥離バイアスVb4とによって形成された剥離電界がトナーに与える力によって、トナーの偏在状態は解消される。トナーの偏在とトナー剥離部材によるその解消について、及びトナー剥離部材の現像剤層への当接についての詳細は後述する。
However, the toner collection bias Vb3 applied to the toner
その後、トナーは現像剤とともに現像剤槽16に向けて搬送され、磁石体28の同極部N5、N3の反発磁界によってトナー回収用現像剤担持体26上から剥離され、現像剤槽16内へと回収される。
Thereafter, the toner is transported together with the developer toward the
図示しない補給制御部が、ATDCセンサ20の出力値から、現像剤24中のトナー濃度が画像濃度確保のための最低トナー濃度以下になったことを検出すると、図示しないトナー補給手段によってホッパ内に貯蔵された補給トナー23がトナー補給部10を介して現像剤槽16内へ供給される。
When a supply control unit (not shown) detects from the output value of the
<現像剤の流れについて>
なお、上記現像装置2の構成と動作例では、現像剤の流れは次のようであった。
<Developer flow>
In the configuration and operation example of the developing
すなわち、トナー供給用現像剤担持体11とトナー回収用現像剤担持体26が対向して配置し、現像剤槽16からトナー供給用現像剤担持体11上に供給された現像剤24をトナー供給用現像剤担持体11上で規制し、トナー供給用現像剤担持体11からトナー回収用現像剤担持体26へ受け渡し、トナー回収用現像剤担持体26から分離して現像剤槽16へと戻すようにしている。
That is, the toner
しかしながら、現像剤24の流れは上記の流れに限定されるものではない。
However, the flow of the
例えば、トナー回収用現像剤担持体26から再度トナー供給用現像剤担持体11に現像剤24を受け渡した後に、トナー供給用現像剤担持体11から現像剤槽16へと戻すようにしてもよい。この場合、トナー剥離部材(フィルム部材)41は、トナー回収領域9通過後、現像剤受け渡し前の間に設ければよい。
For example, the
また、現像剤槽16からトナー供給用現像剤担持体11及びトナー回収用現像剤担持体26のそれぞれに現像剤24を供給し、それぞれで搬送量を規制した後にトナー供給領域7及びトナー回収領域9に搬送し、それぞれの現像剤担持体上から現像剤24を分離して現像剤槽16へと戻す(トナー供給用現像剤担持体11とトナー回収用現像剤担持体26との現像剤の流れを別にする)ようにしてもよい。この場合、トナー剥離部材(フィルム部材)41はトナー回収領域9通過後、現像剤分離領域までの間に設ければよい。
Further, the
つまり、トナー供給領域7に搬送される現像剤24が現像剤槽16でトナー濃度が調整された現像剤であればよく、トナー剥離部材(フィルム部材)41はトナー回収領域9通過後の現像剤がトナー回収用現像剤担持体上から除去されるまでの間に設ければよい。
That is, the
(トナー回収領域での問題とトナー剥離部材について)
トナー回収領域でのトナー回収能力の問題(トナー回収用現像剤担持体表面のトナー蓄積)とそれを防止するためのトナー剥離部材の詳細について説明する。
(Regarding problems in the toner recovery area and toner peeling member)
The problem of the toner collection capability in the toner collection area (toner accumulation on the surface of the developer carrying member for collecting toner) and details of the toner peeling member for preventing it will be described.
まず、現像履歴(ゴースト)について述べ、次に現像剤担持体によるトナー供給、回収能力とバイアス設定について説明し、最後にトナー回収用現像剤担持体上のトナー蓄積とそれによる回収能力の低下を防止するためのトナー剥離部材の設定について説明する。 First, the development history (ghost) will be described, then the toner supply, recovery capability and bias setting by the developer carrier will be described. Finally, the toner accumulation on the toner recovery developer carrier and the recovery capability will be reduced. The setting of the toner peeling member for preventing will be described.
<ゴーストについて>
図2を用いて現像履歴(ゴースト、画像メモリーともいう)について説明する。
<About Ghost>
The development history (also referred to as ghost or image memory) will be described with reference to FIG.
図2(a)はゴーストを検知するために使用する画像チャートの一例である。背景領域である白部51に黒ベタ領域52及びハーフ画像領域53が図に示すように配置されている。図2(b)は、図2(a)の画像チャートを図示するような印刷方向で印刷し、ゴーストが発生した様子を示す印刷画像例である。
FIG. 2A is an example of an image chart used for detecting a ghost. A black
現像履歴(画像メモリー、ゴースト)とは、次のような現象である。 The development history (image memory, ghost) is the following phenomenon.
図2(a)の画像チャートに示すような、白地部51に黒ベタ部52のようにコントラストの高い画像を印刷した後に、グレーなどのハーフトーン画像領域53の印刷が続くような中間調画像を出力する。そうすると、出力した印刷画像には、図2(b)に示すようにハーフトーン画像領域53内に、原稿とした画像チャートには存在しなかった、上流側で印刷したハイコントラスト画像のパターンが現れる。図2(b)では、黒ベタ部のトナー担持体一周期分後で印刷されるハーフトーン画像領域53内にゴーストであるパターン54が見られる。
As shown in the image chart of FIG. 2A, a halftone image in which a
このような現象は、次のようなことに起因するものである。 Such a phenomenon is caused by the following.
ハイコントラスト画像を印刷した直後のトナー担持体上には、印刷画像パターンに対応した現像残トナー層が残留するため、それが十分除去されていないと、それに続くトナー担持体へのトナー供給後にも、トナー担持体上には、印刷した画像パターンに応じたトナー層の厚みムラなどが残る。 Since the undeveloped toner layer corresponding to the print image pattern remains on the toner carrier immediately after printing the high-contrast image, if it is not sufficiently removed, the toner carrier after the subsequent toner supply to the toner carrier On the toner carrier, unevenness in the thickness of the toner layer corresponding to the printed image pattern remains.
そのトナー層の厚みムラによる現像特性変化が、次の印刷画像上に、先行して印刷したパターンに対応した濃度ムラ(ゴースト)を生じさせる。この現像特性変動による濃度ムラは特に中間調画像において視認性が高い。 The development characteristic change due to the thickness unevenness of the toner layer causes density unevenness (ghost) corresponding to the previously printed pattern on the next print image. The density unevenness due to the development characteristic fluctuation is highly visible particularly in a halftone image.
従って、トナー担持体表面の現像残トナーを十分に回収することが、ゴーストの発生を抑止するために必要となる。 Therefore, it is necessary to sufficiently collect the development residual toner on the surface of the toner carrying member in order to suppress the occurrence of ghost.
<各現像剤担持体によるトナー供給、回収能力とバイアス設定について>
本実施形態は、ハイブリッド現像方式である。特に、トナー担持体にトナーを供給するトナー供給用現像剤担持体に加えて、トナー回収用現像剤担持体を設け、トナー回収用現像剤担持体にトナー担持体上の現像残トナーを回収する電圧を印加するようにしたトナー供給回収機能分離型のハイブリッド現像方式である。
<Toner supply, recovery capability and bias setting by each developer carrier>
This embodiment is a hybrid development system. In particular, in addition to a toner supply developer carrier that supplies toner to the toner carrier, a toner collection developer carrier is provided, and the development residual toner on the toner carrier is collected on the toner collection developer carrier. This is a hybrid development system of a toner supply / recovery function separation type in which voltage is applied.
トナー剥離部材を設けない場合を例にして、トナー供給用現像剤担持体、及びトナー回収用現像剤担持体によるトナー供給、回収能力とバイアス設定について、図3を用いて説明する。 The toner supply, recovery capability and bias setting by the toner supply developer carrier and the toner recovery developer carrier will be described with reference to FIG.
図3は、トナー剥離部材を設けない場合の、トナー供給用現像剤担持体11、トナー担持体25、トナー回収用現像剤担持体26に印加される各バイアス電圧、及びトナー蓄積に伴うトナー層電位について、負帯電トナーを用いたとして示したものである。
FIG. 3 shows the respective bias voltages applied to the toner
トナー供給用現像剤担持体11、トナー担持体25、及びトナー回収用現像剤担持体26のそれぞれに印加される各バイアス電圧は、直流電圧であっても、直流電圧に交流電圧が重畳された電圧であってもよいが、ここでは単純のためにそれぞれの印加電圧の平均値を用いて説明する。ここで、印加電圧の平均値とはDCバイアスであれば電圧値、AC重畳バイアスであればDC成分の値である。例えばDuty比を設けた矩形波など非対称波形の場合は時間平均のことである(以下、同様)。
Each bias voltage applied to each of the toner
図3(a)は、トナー供給用現像剤担持体11、トナー担持体25、トナー回収用現像剤担持体26のそれぞれに印加されるバイアス電圧Vb1、Vb2、Vb3の関係の一例を示している。
FIG. 3A shows an example of the relationship among bias voltages Vb1, Vb2, and Vb3 applied to the toner
この例では、トナー供給用現像剤担持体11上の現像剤からトナー担持体25へトナーを供給させるために、トナー供給用現像剤担持体11とトナー担持体25間に電位差Vb2−Vb1(トナー供給電位差)が設定されている。
In this example, in order to supply toner from the developer on the toner
また、トナー担持体25上の現像に使用されなかったトナー(現像残トナー)をトナー回収用現像剤担持体26に回収するために、トナー担持体25とトナー回収用現像剤担持体26との間に電位差Vb3−Vb2(トナー回収電位差)が設定されている。
Further, in order to collect the toner (development residual toner) that has not been used for the development on the
まず、トナー供給用現像剤担持体11からトナー担持体23へのトナー供給のみを考える。
First, only the toner supply from the toner
トナー供給用現像剤担持体11からトナー担持体25へのトナー供給量は、トナー供給電位差Vb2−Vb1の大きさに依存し、繰り返しトナー供給が行われることによってトナー供給量は次第に増大し、その最大供給量は、トナー担持体25上に供給されたトナー層によるトナー層電位Vtdがトナー供給電位差Vb2−Vb1とほぼ等しくなる量である(図3(b)参照)。
The amount of toner supplied from the toner
このようにトナー担持体25上のトナー量はトナー供給履歴(トナー供給前のトナー担持体25上のトナー量、すなわち現像履歴)によって変化するため、トナー回収用現像剤担持体26を設けない構成においては、トナー担持体25上のトナー量を一定に保つことが難しく、現像履歴に応じてトナー担持体25上のトナー量にムラが生じ、これが画像メモリー(ゴースト)の要因となる。
As described above, the toner amount on the
そこで、トナー回収用現像剤担持体26を設け、現像残トナーの少なくとも一部を回収することで、現像履歴に関わらずトナー供給前のトナー担持体25上のトナー量を揃えることを可能としている。
Therefore, by providing a toner
このため、トナー担持体25上の現像残トナーのトナー回収用現像剤担持体26への回収は、トナー担持体25とトナー回収用現像剤担持体26間の電位差Vb3−Vb2(トナー回収電位差)に加えて、トナー担持体25上のトナー層電位Vtdの影響も受ける。
For this reason, the recovery of the development residual toner on the
すなわちトナー担持体25への印加電圧Vb2にトナー層電位Vtdを加えたVb2+Vtdとトナー回収用現像剤担持体26への印加電圧Vb3との電位差Vb3−(Vb2+Vtd)が実効的なトナー回収電位差となる。
That is, the potential difference Vb3− (Vb2 + Vtd) between the voltage Vb2 + Vtd obtained by adding the toner layer potential Vtd to the voltage Vb2 applied to the
従って、トナー回収用現像剤担持体26への印加電圧Vb3は、Vb2+Vtd−Vb3がトナー回収方向となる電圧であれば静電気力によるトナー回収効果が得られる。
Therefore, if the voltage Vb3 applied to the toner collecting
例えば、図3(c)に示すように、トナー回収用現像剤担持体26への印加電圧Vb3がトナー担持体11への印加電圧Vb2に対してトナーを供給する方向であっても、実効的なトナー回収電位差によって、トナー層の一部に対しては回収方向へ作用し、トナー供給前のトナー担持体25上の現像履歴(トナー量ムラ)を均す効果が得られる。
For example, as shown in FIG. 3C, even if the applied voltage Vb3 to the toner collecting
このように、トナー回収領域9でのトナー担持体25からトナー回収用現像剤担持体26への現像残トナーの回収は、実効的なトナー電位差に依存する。しかしながら、トナー回収領域9で、この回収方向の電界が強すぎると次のような問題が生じてくる。
Thus, the collection of the development residual toner from the
すなわち、トナー回収領域9でトナー担持体25から回収されたトナーや現像剤(穂立ち)中のキャリヤから分離されたトナーが、トナー回収用現像剤担持体26表面へ移動し、表面でのトナーの偏在が生じてくることが起こる。
That is, the toner recovered from the
<トナー回収用現像剤担持体上のトナー蓄積とトナー回収能力の低下>
図4は、トナー回収領域9における、トナー回収用現像剤担持体26の磁極による現像剤の穂立ちの状態と電界方向へのトナーの移動の様子を示す断面図である。図4を用いて、トナー回収用現像剤担持体26表面でのトナーの偏在と蓄積、それによる回収能力の低下について説明する。
<Toner accumulation on toner carrier for toner recovery and reduction in toner recovery capability>
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the state of developer spikes by the magnetic poles of the toner
図4(a)では、回収電界の方向(図中央の太い矢印参照)に対して、ほぼ平行に現像剤24の穂立ち(磁気ブラシ)が生じている。トナー回収用現像剤担持体26へ回収されたトナー及びトナー回収用現像剤担持体26上の現像剤24に含まれているトナーのうちの一部は、トナー回収電界の作用を受けることによって、磁極により穂立ちを形成された磁気ブラシチェーンを伝わり、容易にトナー回収用現像剤担持体26表面まで移動する。
In FIG. 4A, the rising of the developer 24 (magnetic brush) occurs substantially parallel to the direction of the recovery electric field (see the thick arrow in the center of the figure). A part of the toner collected on the toner collecting
その結果、トナー回収領域9の上流側において、図4(b)に示すようにトナー45がキャリヤ46粒子表面に付着して分散した状態であったものが、トナー回収領域9通過後の下流側では、図4(c)に示すように一部のトナー45がキャリヤ46と分離した状態となり、トナー回収用現像剤担持体26表面に偏在したトナー層を形成するようになる。
As a result, on the upstream side of the
このように、トナー回収用現像剤担持体26表面へ移動し、偏在したトナーは、キャリヤと分離された状態となる。そのため、現像剤24がトナー回収用現像剤担持体26の回転に伴い搬送され、磁石ロール28の同極部N5、N3の反発磁界によって現像剤槽16へと戻される際に、キャリヤと共に現像剤槽16には戻らず、トナー回収用現像剤担持体26表面に残留した状態となる。
In this way, the toner that has moved to the surface of the
このトナー回収用現像剤担持体26の表面残留トナーの量は、回収動作を繰り返し行うことで次第に増加、蓄積する。図3(a)の電位設定の場合、最終的には、図5に示すように、トナー回収用現像剤担持体26上のトナー層電位Vtrは、トナー担持体25の印加電圧Vb2にトナー担持体25上トナー層電位Vtdを加えた値とほぼ等しくなるまで増大する。
The amount of toner remaining on the surface of the toner collecting
トナー回収用現像剤担持体26上の帯電トナーの蓄積により、トナー層電位Vtrが増大するということは、トナー回収用現像剤担持体26によるトナー回収のための実効的な回収電位差Vb3+Vtr−(Vb2+Vtd)が減少していくということを表す。
The increase in the toner layer potential Vtr due to the accumulation of charged toner on the toner collecting
特にトナー回収用現像剤担持体26上のトナー層電位Vtrが、図5に示すような状態までに増加すると回収のための実効電位差はゼロとなってしまう。
In particular, when the toner layer potential Vtr on the toner collecting
従って、トナー回収用現像剤担持体26表面での帯電したトナーの蓄積は、トナー回収領域9での回収電界を阻害し、トナー回収能力を低下させてしまう。このため、トナーの蓄積が生ずるまでは良好であった現像残トナーの回収能力が、長期間は持続せず、画像形成の繰り返しとともにゴースト発生が問題となってくる。
Accordingly, accumulation of charged toner on the surface of the toner collecting
本実施形態では、トナー回収領域において、トナー回収用現像剤担持体26表面に偏在したトナーを、トナー剥離部材を設けることで解消し、上述のトナー蓄積によるトナー回収能力の低下を抑制している。以下にその効果について説明する。
In this embodiment, in the toner collection area, the toner unevenly distributed on the surface of the toner
<トナー剥離部材の機能動作>
図6及び図7は、本発明のトナー剥離部材(フィルム部材)41を設けた場合の、トナー供給用現像剤担持体11、トナー担持体25、トナー回収用現像剤担持体26及びトナー剥離部材(フィルム部材)41への印加電圧、そしてそれぞれの電位差によって移動するトナーに伴うトナー層電位について、図3と同様に負帯電トナーを用いたとして示したものである。
<Functional operation of toner release member>
6 and 7 show a toner
図6及び図7においても図3と同様に、トナー供給用現像剤担持体11、トナー担持体25、トナー回収用現像剤担持体26及びトナー剥離部材(フィルム部材)41のそれぞれに印加される電圧は、直流電圧であっても、直流電圧に交流電圧が重畳された電圧であってもよいが、ここでは単純のためにそれぞれの印加電圧の平均値を用いて説明する。
6 and 7, as in FIG. 3, the toner is applied to the toner
図6(a)はトナー供給用現像剤担持体11、トナー担持体25、トナー回収用現像剤担持体26及びトナー剥離部材(フィルム部材)41のそれぞれに印加される電圧Vb1、Vb2、Vb3及びVb4の関係の一例を示している。
FIG. 6A shows the voltages Vb1, Vb2, Vb3 applied to the toner
この例でも同様にトナー供給用現像剤担持体11上の現像剤からトナーをトナー担持体25へと供給させるためのトナー供給電位差Vb2−Vb1が設定されている。また、トナー担持体25上の現像に使用されなかったトナー(現像残トナー)をトナー回収用現像剤担持体26に回収するためのトナー回収電位差Vb3−Vb2が設定されている。
In this example as well, a toner supply potential difference Vb2-Vb1 for supplying toner from the developer on the toner
加えて、トナー回収用現像剤担持体表面に偏在するトナー層をトナー剥離部材(フィルム部材)41側に引き付けるためにトナー回収用現像剤担持体26とトナー剥離部材(フィルム部材)41との間にトナー剥離電位差Vb4−Vb3が設定されている。
In addition, in order to attract the toner layer unevenly distributed on the surface of the toner collecting developer carrying member to the toner peeling member (film member) 41 side, between the toner collecting
トナー供給用現像剤担持体11からトナー担持体25へのトナー供給、トナー担持体25上の現像残トナーのトナー回収用現像剤担持体26へのトナー回収は図3の場合と同様であるため説明は省略する。
The toner supply from the toner
図6(b)に示すようにトナー回収用現像剤担持体表面にある量のトナー層(トナー層電位Vtr)が形成された状態を考える。 Let us consider a state in which a certain amount of toner layer (toner layer potential Vtr) is formed on the surface of the toner carrying developer carrying member as shown in FIG.
トナー回収用現像剤担持体26表面に偏在したトナー層(トナー層電位Vtr)は、実効的なトナー剥離電位差Vb4−(Vb3+Vtr)の作用により、トナー剥離部材(フィルム部材)41の方向へと引き付けられて解消される。そのためVtrが減少し、トナー担持体25とトナー回収用現像剤担持体26間のトナー回収電位差Vb3−(Vb2+Vtd)が、トナー回収用現像剤担持体26表面にトナー層が形成されることによるトナー層電位Vtrによって打ち消されることがなくなる。
The toner layer (toner layer potential Vtr) unevenly distributed on the surface of the toner collecting
ここで、図7(a)に示すように、トナー回収用現像剤担持体26表面のトナー層(トナー層電位Vtr)がトナー剥離電位差Vb4−(Vb3+Vtr)によってトナー剥離部材(フィルム部材)41側に引き付けられた結果、トナー剥離部材(フィルム部材)41上にトナー層(トナー層電位Vtf)が形成されることが懸念される。
Here, as shown in FIG. 7A, the toner layer (toner layer potential Vtr) on the surface of the toner collecting
すなわち、繰り返し動作によってトナー剥離部材(フィルム部材)41上のトナー層(トナー層電位Vtf)が増大すると、トナー剥離電位差Vb4−(Vb3+Vtr)がトナー層電位Vtfによって打ち消され、実効的なトナー剥離電位差が小さくなってしまうと考えられる。 That is, when the toner layer (toner layer potential Vtf) on the toner peeling member (film member) 41 is increased by the repetitive operation, the toner peeling potential difference Vb4− (Vb3 + Vtr) is canceled by the toner layer potential Vtf, and the effective toner peeling potential difference. Will be smaller.
しかしながら、以下の理由によりトナー剥離部材(フィルム部材)41上にはトナー層(トナー層電位Vtf)がほとんど形成されない。 However, the toner layer (toner layer potential Vtf) is hardly formed on the toner peeling member (film member) 41 for the following reason.
図8(a)に示すように、トナー回収用現像剤担持体26上の現像剤24の移動速度は、現像剤24がトナー回収用現像剤担持体26表面に磁力により吸着されて移動するため、トナー回収用現像剤担持体26表面(スリーブローラ27)の移動速度とほぼ等しい(トナー回収用現像剤担持体26と現像剤24との界面に速度差が生じない)。
As shown in FIG. 8A, the moving speed of the
従って、トナー回収用現像剤担持体26表面に形成されたトナー45層に対して摺擦力が作用せず、現像剤24を用いてトナー45層を除去することができない。
Accordingly, the rubbing force does not act on the
それに対して、図8(b)に示すように、トナー剥離部材(フィルム部材)41を設けた場合では、トナー剥離電界によってトナー剥離部材(フィルム部材)41側にトナー45が引き付けられるものの、トナー剥離部材(フィルム部材)41とトナー回収用現像剤担持体26上の現像剤24との当接ニップ部に着目すると、トナー剥離部材(フィルム部材)41が固定されているのに対して、現像剤24はトナー回収用現像剤担持体26の回転に伴い移動している状態である。
On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the toner peeling member (film member) 41 is provided, the
これにより、トナー剥離部材(フィルム部材)41と現像剤24との界面で速度差が生じ、トナー剥離電界によってフィルム部材41上にトナー45層が形成されるようなことがあっても、トナー45層に現像剤24による摺擦力が作用するために掻き取られ、フィルム部材41上にトナー層が蓄積していくことがない。
As a result, even if a speed difference occurs at the interface between the toner peeling member (film member) 41 and the
この作用により、図7(b)に示すように、フィルム部材41上のトナー層電位Vtfは繰り返し動作によって増大することがなく、ほぼゼロか、極めて小さいレベルに制限され、トナー剥離電位差を安定して維持することが可能である。
As a result, as shown in FIG. 7B, the toner layer potential Vtf on the
以上のことから、少なくともトナー剥離電位差Vb4−(Vb3+Vtr)が正帯電トナーの場合には負の値、負帯電トナーの場合には正の値になるよう設定すればよい。さらにフィルム部材41とトナー回収用現像剤担持体26との間の電界は振動電界であることが好ましい。
From the above, at least the toner peeling potential difference Vb4− (Vb3 + Vtr) may be set to a negative value when the toner is positively charged and to a positive value when the toner is negatively charged. Further, the electric field between the
フィルム部材41とトナー回収用現像剤担持体26との間の電界を振動電界とすることで、トナー回収用現像剤担持体26表面に付着したトナーを確実にフィルム部材41側へ引き付けることが可能となる。
By making the electric field between the
(各ニップ部でのトナー層の状態推移)
図10から図13には、トナー剥離部材(フィルム部材)41を設けた場合の各ニップ通過前後での各部材上のトナー層の状態を整理して示す。ここで、各部材の電圧設定は一例であり、必ずしもこれに制限されるものではない。図9は、参照のために図1の主要部を抜き出したものである。
(Toner layer state transition at each nip)
10 to 13 show the state of the toner layer on each member before and after passing through each nip when the toner peeling member (film member) 41 is provided. Here, the voltage setting of each member is an example, and is not necessarily limited thereto. FIG. 9 shows the main part of FIG. 1 extracted for reference.
[1]トナー供給領域7の前後では、図10に示すように、ニップ通過前にはトナー担持体25上にはトナーが存在せず、ニップを通過することでトナー供給用現像剤担持体11とトナー担持体25との間に形成されたトナー供給電位差を埋めるように、トナー供給用現像剤担持体11上の現像剤からトナーのみがトナー担持体25に供給される。
[1] Before and after the
[2]現像領域8の前後では、画像部と非画像(背景)部で挙動が異なる。
[2] Before and after the
画像部では図11(a)に示すように、ニップ通過前にはトナー担持体25上に存在していたトナーが、ニップを通過することで、トナー担持体25と像担持体1の画像部電位Viとの間に形成された現像電位差を埋めるように、トナー担持体25から像担持体1の画像部に現像され、トナー担持体25上のトナー量が少なくなる(図では完全に現像されている)。
In the image portion, as shown in FIG. 11A, the toner existing on the
一方、非画像部では図11(b)に示すように、ニップ通過前にはトナー担持体25上に存在するトナーは、ニップを通過してもトナー担持体25と像担持体1の非画像部電位V0との間に形成された背景部電位差のために、トナー担持体25から像担持体1の非画像部に移動することができず、トナー担持体25上に留まる。
On the other hand, in the non-image portion, as shown in FIG. 11B, the toner existing on the
この結果、トナー担持体25上に現像残トナー量の違いとして現像履歴が生じる。
As a result, a development history is generated on the
[3]トナー回収領域9の前後では、現像履歴の有無で挙動が異なる。
[3] Before and after the
現像履歴を受けた場合には、図12(a)に示すように、ニップ通過前にはトナー担持体25上にはトナーが存在せず(もしくは非画像領域と比較して少なく)、ニップを通過してもトナー担持体25とトナー回収用現像剤担持体26との間に形成されたトナー回収電位差のために、トナー担持体25上にトナーが付着することはない(現像後にトナー担持体25上にトナーが残っていた場合には、トナー担持体25上のトナーはトナー回収用現像剤担持体26に回収される)。
When the development history is received, as shown in FIG. 12A, no toner is present on the toner carrier 25 (or less than the non-image area) before passing through the nip, and the nip is removed. Even if the toner passes through the
しかし、トナー回収用現像剤担持体26上には現像剤24が存在するため、トナー回収電位差によって、現像剤中のトナーの一部がトナー回収用現像剤担持体26表面に付着する。
However, since the
一方、現像履歴を受けていない場合、図12(b)に示すように、ニップ通過前にはトナー担持体25上に存在していた現像残トナーは、ニップを通過するとトナー担持体25とトナー回収用現像剤担持体26との間に形成されたトナー回収電位差を埋めるように、トナー担持体25からトナー回収用現像剤担持体26へ回収される。
On the other hand, if no development history has been received, as shown in FIG. 12B, the development residual toner existing on the
この結果、トナー担持体25上に現像残トナーの有無による現像履歴はリセットされ、トナー担持体25は[1]のニップ通過前の状態に戻る。一方、トナー担持体25上の現像履歴の影響はトナー回収用現像剤担持体26へ転写され、トナー回収用現像剤担持体26表面に付着したトナー量の差として残る。
As a result, the development history based on the presence or absence of the development residual toner on the
[4]トナー剥離領域29の前後では、トナー剥離部材(フィルム部材)41上にトナーが留まらないため、トナー回収用現像剤担持体26表面に付着したトナー量の影響は受けない。図13に示すように、ニップ通過前にはトナー回収用現像剤担持体26表面に付着していたトナーが、ニップを通過することにより、トナー回収用現像剤担持体26とトナー剥離部材(フィルム部材)41との間に形成されたトナー剥離電位差を埋めるように、トナー回収用現像剤担持体26からトナー剥離部材(フィルム部材)41側へ剥離される。
[4] Before and after the
それと同時に、トナー剥離部材(フィルム部材)41に付着したトナーは、トナー回収用現像剤担持体26上の現像剤24によって摺擦されるため、トナー剥離部材(フィルム部材)41上に留まることはない。現像剤分離領域においてトナー回収用現像剤担持体26に内包される磁石体の磁極N5、N3の同極部が形成する反発磁界によって現像剤槽16へと戻される。
At the same time, the toner adhering to the toner peeling member (film member) 41 is rubbed by the
これによって、トナー回収用現像剤担持体26表面に付着していたトナーはリセットされ、トナー回収用現像剤担持体26は[3]のニップ通過前の状態に戻る。
As a result, the toner adhering to the surface of the toner collecting
(トナー剥離部材の材質、構成)
上述のように、本実施形態に係るトナー剥離部材(フィルム部材)41には、
(a)トナー回収用現像剤担持体26表面のトナー層をトナー剥離部材(フィルム部材)41側に引き付けるためのトナー剥離電位差を形成すること、及び、
(b)トナー剥離電位差によってトナー剥離部材(フィルム部材)41上に付着したトナーが現像剤24の磁気ブラシにより掻き取られ、トナー剥離部材(フィルム部材)41表面の汚染が抑制されること、
が求められる。
(Material and configuration of toner release member)
As described above, the toner peeling member (film member) 41 according to this embodiment includes
(A) forming a toner peeling potential difference for attracting the toner layer on the surface of the
(B) Toner adhering to the toner peeling member (film member) 41 due to the toner peeling potential difference is scraped off by the magnetic brush of the
Is required.
トナー剥離部材としてはフィルム状の部材を用いることが好ましい。フィルム部材を用いることで、
・現像剤との広い当接ニップ幅を容易に確保できる、
・現像剤への適度な安定した当接圧が確保できる、
といった利点が得られる。
A film-like member is preferably used as the toner peeling member. By using a film member,
・ A wide contact nip width with the developer can be easily secured.
・ A moderate and stable contact pressure to the developer can be secured.
The following advantages are obtained.
現像剤との当接ニップ幅を広くすることで、トナー回収用現像剤担持体表面に付着したトナーがトナー回収用現像剤担持体とフィルム部材間に形成されるトナー剥離電界によって現像剤層中をフィルム部材側へ移動する時間が確保され、より小さい電界での使用や速いシステム速度での使用が可能となる。 By widening the contact nip width with the developer, the toner adhering to the surface of the developer carrying member for collecting toner is formed in the developer layer by the toner peeling electric field formed between the developer carrying member for collecting toner and the film member. Time for moving the film to the film member side is ensured, and use at a smaller electric field and high system speed are possible.
現像剤への適度な当接圧とすることで、フィルム部材と現像剤とが安定して接触することが可能となり、フィルム部材に引き付けたトナーを現像剤によって確実に掻き取ることが可能になる。同時に、環境や耐久によって現像剤搬送量が増加した場合においても、フィルム部材当接部を現像剤が通過することができずにニップ入り口で滞留するような不具合が生じることを抑制できる。 By setting an appropriate contact pressure to the developer, the film member and the developer can be stably contacted, and the toner attracted to the film member can be reliably scraped off by the developer. . At the same time, even when the developer transport amount increases due to the environment and durability, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the developer cannot stay through the film member contact portion and stay at the nip entrance.
フィルム部材の材料としては、特に制限はなくリン青銅、ニッケルやSUSなどの金属薄膜、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂からなるフィルムや、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等からなるゴムフィルムが挙げられるが、これらに制約されない。 The material of the film member is not particularly limited, and phosphor bronze, metal thin film such as nickel or SUS, polyester resin, polycarbonate resin, acrylic resin, polyethylene resin, polypropylene resin, urethane resin, polyamide resin, polyimide resin, polysulfone resin, poly Examples include films made of resins such as ether ketone resins, vinyl chloride resins, vinyl acetate resins, silicone resins, fluororesins, and rubber films made of silicone rubber, urethane rubber, nitrile rubber, natural rubber, isoprene rubber, etc. It is not constrained by.
また、フィルム部材は単層構造であってもよいし、必要に応じて2層以上の構造であってもよい。フィルム部材に付着したトナーを現像剤の摺擦力により掻き取るという観点からは表面エネルギーが低い材料(例えばフッ素樹脂やシリコーン樹脂などを用いる)を用いることが好ましく、さらに、トナーを除電する帯電性を備える材料(例えば負帯電性トナーに対してフッ素樹脂など)を用いることが好ましい。 Further, the film member may have a single layer structure, or may have a structure of two or more layers as necessary. From the viewpoint of scraping off the toner adhering to the film member by the rubbing force of the developer, it is preferable to use a material having a low surface energy (for example, using a fluororesin or a silicone resin), and further chargeability for removing the toner. It is preferable to use a material provided with (for example, a fluororesin for a negatively chargeable toner).
フィルム部材の低表面エネルギーや帯電性はフィルム材料によって得ても良いし、フィルムに、例えばシリコーン化合物、フッ素化合物等の低表面エネルギー材料をバルク中に添加、もしくはコーティングを施すことで制御しても良い。 The low surface energy and chargeability of the film member may be obtained by a film material, or may be controlled by adding a low surface energy material such as a silicone compound or a fluorine compound in the bulk or coating the film. good.
また、フィルム表面粗さによってもトナーの付着力を低減することが可能であり、フィルム部材の現像剤当接面の算術平均表面粗さRaは0.01μm〜2μmが好ましい。表面粗さが小さすぎるとフィルム部材とトナーとの付着力が大きくなり掻き取りが容易でなくなり、大きすぎるとフィルム部材表面の凹凸が現像剤による摺擦に対して抗うように作用してしまい掻き取り不良の要因となる。 Further, the adhesion force of the toner can be reduced also by the film surface roughness, and the arithmetic average surface roughness Ra of the developer contact surface of the film member is preferably 0.01 μm to 2 μm. If the surface roughness is too small, the adhesion between the film member and the toner will increase and scratching will not be easy, and if it is too large, the irregularities on the surface of the film member will act to resist rubbing by the developer. It will be a factor of removal failure.
所望のフィルム部材表面粗さを得るには、フィルム部材のバルクまたは表面に粗さ調整剤を必要に応じて添加すればよい。粗さ調整剤としては、例えば、シリカ、酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウム等の無機微粒子やPMMA等の樹脂微粒子が挙げられるが、これに限定されない。また、後述するカーボンブラック等の導電剤を粗さ調整剤として用いても構わない。 In order to obtain a desired film member surface roughness, a roughness adjusting agent may be added to the bulk or surface of the film member as necessary. Examples of the roughness adjuster include, but are not limited to, inorganic fine particles such as silica, titanium oxide, alumina, and calcium carbonate, and resin fine particles such as PMMA. Moreover, you may use electrically conductive agents, such as carbon black mentioned later, as a roughness regulator.
フィルム部材の電気抵抗もフィルム部材とトナー回収用現像剤担持体間に電界を形成することが可能であれば特に制約されることなく、金属のような導電性でも使用可能であるし、樹脂フィルムのような絶縁性のものであっても背面に金属蒸着などを施し電極を形成することで使用可能となる。 The electrical resistance of the film member is not particularly limited as long as an electric field can be formed between the film member and the developer carrier for collecting toner, and can be used even with conductivity such as metal. Even an insulating material such as this can be used by forming an electrode by performing metal vapor deposition on the back surface.
但し、導電性が高い場合、フィルム部材とトナー回収用現像剤担持体間でリークが生じない範囲でトナー剥離電位差を設定する必要がある。また、絶縁性フィルムを用いる場合、絶縁性フィルムと現像剤との間の摩擦によって絶縁性フィルムが帯電され、トナー剥離電位差を打ち消す恐れがあるために、材料選択の範囲が狭められる。 However, when the conductivity is high, it is necessary to set the toner peeling potential difference within a range where no leakage occurs between the film member and the toner collecting developer carrier. Further, when an insulating film is used, the insulating film is charged by friction between the insulating film and the developer, and there is a possibility that the toner peeling potential difference may be canceled, so that the range of material selection is narrowed.
このような観点から、フィルム部材抵抗としては104〜1010Ω/□程度が好ましい。このような適度なフィルム部材抵抗を得るために、樹脂フィルムやゴムフィルムのバルクまたは表面に導電剤を必要に応じて添加してもよい。係る導電剤としては電子導電剤又はイオン導電剤が挙げられる。 From such a viewpoint, the film member resistance is preferably about 10 4 to 10 10 Ω / □. In order to obtain such an appropriate film member resistance, a conductive agent may be added to the bulk or surface of the resin film or rubber film as necessary. Examples of the conductive agent include an electronic conductive agent or an ionic conductive agent.
電子導電剤としては、ケッチンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられるが、これらに制約されない。イオン導電剤の例としては、4級アンモニウム塩等のカチオン性化合物や、両性化合物、イオン性高分子材料が挙げられるが、これに限定されない。 Examples of the electronic conductive agent include, but are not limited to, carbon black such as kettin black, acetylene black, and furnace black, metal powder, and metal oxide fine particles. Examples of the ionic conductive agent include, but are not limited to, cationic compounds such as quaternary ammonium salts, amphoteric compounds, and ionic polymer materials.
フィルム部材の厚さとしては、5μm以上1mm以下、好ましくは10μm以上200μm以下を例示できる。薄すぎると強度不足となり、厚すぎると、フィルム部材の弾性率やフィルムの支点から当接部までの長さにもよるが、フィルム部材の現像剤層への当接圧が大きくなりすぎ、当接部に現像剤がせき止められて現像剤こぼれが生じる恐れがある。さらに、現像剤との接触ニップ幅が十分確保しにくいという問題が生じる。 Examples of the thickness of the film member include 5 μm or more and 1 mm or less, preferably 10 μm or more and 200 μm or less. If it is too thin, the strength will be insufficient, and if it is too thick, the contact pressure on the developer layer of the film member will become too large, depending on the elastic modulus of the film member and the length from the fulcrum of the film to the contact part. There is a risk that developer spills due to the clogging of the developer at the contact portion. Furthermore, there arises a problem that it is difficult to ensure a sufficient contact nip width with the developer.
フィルム部材は、バイアスを印加する保持電極に固定されることで保持され、保持方法は片端を自由端とする片持ち支持でも良いし、両端を固定する両端支持であってもよい。さらに、フィルム部材を円筒形状のスリーブ構成として保持電極に保持しても良い。 The film member is held by being fixed to a holding electrode to which a bias is applied, and the holding method may be cantilever support with one end as a free end, or may be end support with both ends fixed. Further, the film member may be held on the holding electrode as a cylindrical sleeve structure.
保持電極に固定されたフィルム部材の現像剤層への当接は、以下の理由からフィルム部材の弾性復元力よりもトナー回収用現像剤担持体の磁極への磁気吸引力を用いて行うものとする。 The contact of the film member fixed to the holding electrode with the developer layer is performed using the magnetic attraction force on the magnetic pole of the developer carrying member for toner recovery rather than the elastic restoring force of the film member for the following reason. To do.
すなわち、フィルム部材の当接を弾性復元力によって行うと、高温高湿環境での長期使用や長期保管によってフィルム部材にクリープ変形が生じた場合、フィルム部材の当接圧が低下する。フィルム部材の当接圧が一定以上低下すると、トナー回収用現像剤担持体上の現像剤による摺擦力の低下を招き、フィルム部材表面に付着したトナーを除去することが困難になり、フィルム部材の効果が損なわれる恐れがある。 That is, when the contact of the film member is performed by an elastic restoring force, the contact pressure of the film member is lowered when creep deformation occurs in the film member due to long-term use or long-term storage in a high-temperature and high-humidity environment. If the contact pressure of the film member decreases by a certain level or more, the rubbing force by the developer on the developer carrier for collecting toner is reduced, and it becomes difficult to remove the toner adhering to the surface of the film member. The effect of may be impaired.
フィルム部材の当接をトナー回収用現像剤担持体への磁気吸引力で行うことで、上記フィルム部材クリープ変形による当接圧の低下が生ずる恐れはなくなり、安定した当接圧を長期に渡って維持することができる。 By abutting the film member with a magnetic attraction force to the toner collecting developer carrying member, there is no risk of a decrease in the contact pressure due to the creep deformation of the film member, and a stable contact pressure is maintained over a long period of time. Can be maintained.
フィルム部材をトナー回収用現像剤担持体への磁気吸引力によって当接させるには、現像剤に当接させるフィルム部材の背面側に磁性部材43を設けることによって容易に達成できる。
The film member can be easily brought into contact with the developer collecting member for collecting toner by providing the
図14のフィルム部材当接部の拡大図に示すように、フィルム部材41の背面側に磁性部材43を設けることで、フィルム部材41を介して、トナー回収用現像剤担持体26の磁極の形成する磁界による磁気吸引力によって磁性部材43がトナー回収用現像剤担持体26側に引き付けられる。これにより、フィルム部材41の、トナー回収用現像剤担持体26上の現像剤層24への当接圧を確保することが可能となる。
As shown in the enlarged view of the film member abutting portion in FIG. 14, the
ここで、磁性部材43に作用する磁気吸引力によってフィルム部材41を現像剤層24に当接することで、フィルム部材の特徴である柔軟性が損なわれないようにしなければならない。フィルム部材の柔軟性が損なわれると、フィルム部材の現像剤への当接圧の均一性が損なわれるばかりでなく、フィルム部材による現像剤との当接ニップ幅が狭くなる恐れがある。
Here, the
図14の例では、フィルム部材41に磁性部材43を接着せず、磁性部材43をハウジング側板に設けたガイドによってトナー回収用現像剤担持体表面法線方向に移動可能な構成にし、フィルム部材と磁性部材が独立な可動状態で設置することが望ましい。
In the example of FIG. 14, the
また、図15の(a)当接部の断面図、及び(b)フィルム部材上面図に例を示すように、磁性部材を連続体ではなく、トナー回収用現像剤担持体周方向、長手方向に対して不連続体で構成することにより、フィルム部材に磁性部材を固定化してもフィルムの柔軟性が損なわれることなく、磁気吸引力による当接圧の確保が可能となる。 Further, as shown in FIG. 15 (a) a cross-sectional view of the contact portion and (b) a top view of the film member, the magnetic member is not a continuous member but a circumferential direction and a longitudinal direction of the toner collecting developer carrier. On the other hand, when the magnetic member is fixed to the film member, the contact pressure by the magnetic attractive force can be ensured without losing the flexibility of the film even if the magnetic member is fixed to the film member.
同様に、磁性部材として磁性粒子を分散させたフィルム状の部材を用いれば、磁性部材自体が可撓性を有するため、磁気吸引力によるフィルム部材の現像剤への当接圧と当接ニップ幅の確保が両立可能となる。同様の効果は、ワイヤー状の柔軟性のある磁性体をフィルム背面に張架することによっても得ることが可能である。 Similarly, if a film-like member in which magnetic particles are dispersed is used as the magnetic member, the magnetic member itself has flexibility, so that the contact pressure of the film member to the developer and the contact nip width due to magnetic attraction force. Can be secured at the same time. Similar effects can be obtained by stretching a wire-like flexible magnetic body on the back of the film.
さらにフィルム部材41中に磁性体粒子を分散させる構成とすることで、フィルム部材41自体に磁気吸引力が作用するようにしてもよい。
Furthermore, a magnetic attractive force may act on the
また、フィルム部材の現像剤層への当接位置はトナー回収用現像剤担持体内部の磁石体の磁極位置近傍が好ましい。当接位置を磁極位置近傍とすることで現像剤の磁気ブラシが穂立ちした状態となり、トナー剥離電界によってトナー回収用現像剤担持体表面に付着したトナー層のフィルム部材側へ移動が容易になるだけでなく、フィルム部材に付着したトナーを現像剤が掻き取る際の摺擦力を大きくすることが可能となる。 The contact position of the film member with the developer layer is preferably in the vicinity of the magnetic pole position of the magnet body inside the toner collecting developer carrier. By setting the contact position in the vicinity of the magnetic pole position, the developer magnetic brush is raised, and the toner layer adhered to the surface of the developer carrying member for toner recovery by the toner peeling electric field can be easily moved to the film member side. In addition, it is possible to increase the rubbing force when the developer scrapes off the toner adhering to the film member.
さらに、磁性部材の磁気吸引力によりフィルム部材を当接する構成であるため、フィルム部材の当接圧の安定性向上の効果も得られる。またトナー回収用現像剤担持体と磁性体感に現像剤のブリッジが形成され、フィルム部材に付着したトナーを効率的に掻き取ることが可能となる。 Furthermore, since the film member is brought into contact with the magnetic attractive force of the magnetic member, the effect of improving the stability of the contact pressure of the film member can also be obtained. Further, a developer bridge is formed between the developer carrying member for collecting toner and the magnetic feel, so that the toner adhering to the film member can be efficiently scraped off.
このように、本実施形態に係る現像装置、及び画像形成装置では、トナー回収領域を通過後に、トナー回収した現像剤層を介して、トナー回収用現像剤担持体に当接するトナー剥離部材を設け、バイアス電圧を印加してトナーをトナー回収用現像剤担持体から引き離す方向の電界を形成する。これにより、トナー回収用現像剤担持体表面へのトナー偏在を解消し、トナー蓄積による回収能力の低下を抑制し、ゴーストの問題が発生しない高画質の画像を長期に渡って得ることができる。 As described above, the developing device and the image forming apparatus according to the present embodiment are provided with the toner peeling member that comes into contact with the toner collecting developer carrier via the developer layer after collecting the toner after passing through the toner collecting region. Then, a bias voltage is applied to form an electric field in a direction that separates the toner from the toner collecting developer carrier. As a result, the uneven distribution of toner on the surface of the toner collecting developer carrying member can be eliminated, a reduction in collecting ability due to toner accumulation can be suppressed, and a high-quality image free from ghost problems can be obtained over a long period of time.
さらにトナー剥離部材(フィルム部材)の現像剤への当接をトナー回収用現像剤担持体の有する磁極の磁気吸引力によって行うことで、フィルム部材のクリープ変形による当接圧の低下を抑制することができ、上記の効果を安定して維持することが可能となる。 Further, the contact of the toner peeling member (film member) with the developer is performed by the magnetic attraction force of the magnetic pole of the developer carrier for collecting the toner, thereby suppressing the decrease in the contact pressure due to the creep deformation of the film member. And the above effect can be stably maintained.
上述した実施形態に係る現像装置を用いて、効果を確認するために実施した結果を述べる。 The result of having carried out in order to confirm an effect using the developing device concerning the embodiment mentioned above is described.
用いた現像装置は、上記現像装置2に相当する構成の現像装置を用意した。但し、本発明に係るトナー剥離部材としてのフィルム部材及びフィルム部材の当接圧を安定化するための磁性部材を設けたもの(実施例に使用)と、磁性部材を設けていないもの(比較例に使用)とを用意した。
As the developing device used, a developing device having a configuration corresponding to the developing
画像形成装置は、コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株)製のMFPであるbizhubC350を改造し、図1に示した構成の現像装置2を装着して用いた。現像剤も上記bizhubC350用の現像剤を用いた。トナーの極性はマイナス帯電であり、現像剤のトナー濃度は8%であった。
As the image forming apparatus, a bizhub C350, which is an MFP manufactured by Konica Minolta Business Technologies, Ltd., was modified and used with the developing
各現像装置において、像担持体とトナー担持体との現像ギャップは0.15mmとした。トナー担持体とトナー供給用現像剤担持体とのトナー供給ギャップ、トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体とのトナー回収ギャップ、トナー供給用現像剤担持体と規制部材とのギャップはそれぞれ0.35mmとした。 In each developing device, the development gap between the image carrier and the toner carrier was 0.15 mm. The toner supply gap between the toner carrier and the toner supply developer carrier, the toner collection gap between the toner carrier and the toner collection developer carrier, and the gap between the toner supply developer carrier and the regulating member are 0 respectively. .35 mm.
トナー担持体に印加する電圧は、振幅がpeak to peakで1.4kV、DC成分が−350V、周波数が4kHz、Duty比が50%の矩形波電圧とした。 The voltage applied to the toner carrier was a rectangular wave voltage with an amplitude of peak to peak of 1.4 kV, a DC component of −350 V, a frequency of 4 kHz, and a duty ratio of 50%.
トナー供給用現像剤担持体に印加する電圧はDC−550V、トナー回収用現像剤担持体に印加する電圧はDC−200Vとした。 The voltage applied to the toner supply developer carrier was DC-550V, and the voltage applied to the toner recovery developer carrier was DC-200V.
像担持体上に形成された静電潜像の背景部電位は−550V、画像部電位は−60Vであった。 The background potential of the electrostatic latent image formed on the image bearing member was −550V, and the image portion potential was −60V.
後述する実施例及び比較例においては、上記の画像形成装置を用いて、図2(a)に示した画像チャートを1000枚連続印刷し、印刷枚数による現像履歴(ゴースト)の発生状態を、初期及び高温高湿環境(50℃80%RH)に一週間放置後で比較した。 In the examples and comparative examples described later, the image chart shown in FIG. 2A is continuously printed using the above-described image forming apparatus, and the development history (ghost) occurrence state depending on the number of printed sheets is initially set. In addition, comparison was made after standing for one week in a high temperature and high humidity environment (50 ° C., 80% RH).
図2(b)の出力画像に54で示したのはゴーストが発生した例で、黒ベタ部52の1周期後の位置にハーフ画像部53より薄い領域54が発生している。この黒ベタ部52に対応する領域54と白ベタ部51に対応するハーフ画像部53の濃度測定によりゴースト発生を評価した。
In FIG. 2B, an
現像履歴(ゴースト)の評価は、濃度計(X−Rite社製X−Rite310)により行った。印刷されたハーフ画像部の黒ベタ部、白部に対応する領域の濃度を測定し、濃度差が0.05以下の場合を○(特に良好)、濃度差が0.05を超えて0.1以下の場合を△(良好)、それ以外を×(発生)とした。 The development history (ghost) was evaluated by a densitometer (X-Rite 310 manufactured by X-Rite). The density of the areas corresponding to the black solid part and the white part of the printed half-image part is measured. If the density difference is 0.05 or less, the density difference is more than 0.05 (particularly good), and the density difference exceeds 0.05. In the case of 1 or less, Δ (good), and x (occurrence) in other cases.
また、印刷履歴によるトナー回収用現像剤担持体表面へのトナーの蓄積が発生しているかを確認するため、印刷枚数により現像器を取り出して、キャリヤとともに分離されずに同極部(N5極からN3極の間)で表面に付着しているトナー層の表面電位を測定した。 Also, in order to check whether toner has accumulated on the surface of the developer carrying member for collecting toner based on the printing history, the developing device is taken out according to the number of printed sheets, and is not separated with the carrier, but is separated from the same pole portion (from N5 pole). The surface potential of the toner layer adhering to the surface was measured between the N3 poles).
表面電位の測定に際してはTREK社製表面電位計Model344を用い、トナー回収用現像剤担持体を接地した状態で測定を行った。評価は、測定したトナー層電位の絶対値が10V以下であれば○(特に良好)、10Vを超えて100V以下であれば△(良好)、それ以外を×(不良)とした。 When measuring the surface potential, the surface potential meter Model 344 manufactured by TREK was used, and the measurement was performed with the developer carrying member for collecting toner grounded. In the evaluation, when the absolute value of the measured toner layer potential is 10 V or less, it is evaluated as ◯ (particularly good), when it exceeds 10 V and is equal to or less than 100 V, Δ (good), and x (defective) otherwise.
<実施例>
図1に示す現像装置を用い、トナー回収用現像剤担持体26の磁極S5と対向するようにトナー剥離部材としてのフィルム部材41を設けた。
<Example>
Using the developing device shown in FIG. 1, a
フィルム部材としてはPTFE中にカーボンを分散し、フィルム抵抗104Ω/□とした、厚み80μmのフィルムを用いた。 As the film member, a film having a thickness of 80 μm, in which carbon was dispersed in PTFE to make a film resistance of 10 4 Ω / □, was used.
フィルム部材への印加電圧は、振幅がpeak to peakで1.4kV、DC成分0V、周波数4kHz、Duty比50%の矩形波電圧とした。 The voltage applied to the film member was a rectangular wave voltage with an amplitude of peak to peak of 1.4 kV, a DC component of 0 V, a frequency of 4 kHz, and a duty ratio of 50%.
フィルム部材を磁気吸引力によって当接するための磁性部材としては、図15に示すように磁性粒子をフィルム部材に固定化した。磁性粒子としてはキャリヤ粒子を用いた。 As a magnetic member for contacting the film member with a magnetic attractive force, magnetic particles were fixed to the film member as shown in FIG. Carrier particles were used as the magnetic particles.
<比較例>
比較例1は、実施例の現像装置から磁性部材を除いた構成とした。さらに比較例2は、その現像装置からトナー剥離部材自体を除いた構成とした。
<Comparative example>
In Comparative Example 1, the magnetic member was removed from the developing device of the example. Further, Comparative Example 2 has a configuration in which the toner peeling member itself is removed from the developing device.
(評価結果)
実施例、比較例1、及び比較例2の評価結果を表1に示す。
(Evaluation results)
Table 1 shows the evaluation results of Examples, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
表1には初期と高温高湿環境放置後の結果を示す。 Table 1 shows the results after the initial stage and after leaving in a high-temperature and high-humidity environment.
表中、実施例と比較例1の磁性部材あり、なしは、それぞれ上述したトナー剥離部材としてのフィルム部材の背面に設けた磁性部材の有無を表す(比較例2は、トナー剥離部材自体を有しない)。 In the table, the presence and absence of the magnetic member of Example and Comparative Example 1 indicate the presence or absence of the magnetic member provided on the back surface of the film member as the toner peeling member described above (Comparative Example 2 has the toner peeling member itself). do not do).
「現像履歴」は、ゴースト発生状況を前記の基準で判断した評価であり、1枚目から1000枚目までの各印刷枚数で評価している。 The “development history” is an evaluation based on the above criteria for determining the ghost occurrence status, and is evaluated for each number of printed sheets from the first sheet to the 1000th sheet.
「トナー層電位」は、トナー回収用現像剤担持体表面における、N3からN5極の間の表面電位を測定した結果を前記の基準で判断した評価であり、これも1枚目から1000枚目までの各印刷枚数で評価している。 The “toner layer potential” is an evaluation based on the result of measuring the surface potential between the N3 and N5 poles on the surface of the developer carrying member for collecting toner, based on the above-mentioned criteria. It is evaluated by each number of printed sheets up to.
表1に示したように、初期評価では、トナー剥離部材のない比較例2と比べて、実施例、比較例1ともトナー剥離部材(フィルム部材)の効果が得られている。しかしながら、高温高湿環境放置後では、実施例と比較例1の間で、磁性部材の有無によってトナー剥離部材の効果に相違が生じた。 As shown in Table 1, in the initial evaluation, the effect of the toner peeling member (film member) is obtained in both Example and Comparative Example 1 as compared with Comparative Example 2 without the toner peeling member. However, after leaving in a high temperature and high humidity environment, the effect of the toner peeling member differs between the example and the comparative example 1 depending on the presence or absence of the magnetic member.
高温高湿環境放置の評価後にそれぞれのトナー剥離部材(フィルム部材)を取り外したところ、何れもフィルム部材が湾曲した形状にクリープ変形が生じていること、また比較例の磁性部材なしのフィルム部材の現像剤当接面にはトナーが付着してしまっていることが確認できた。 When the respective toner release members (film members) were removed after the evaluation of leaving in a high-temperature and high-humidity environment, creep deformation was generated in the curved shape of each film member. It was confirmed that toner adhered to the developer contact surface.
以上のことから、磁性部材を設けることで、フィルム部材のクリープ変形が生じた場合においてもトナー剥離部材(フィルム部材)の当接圧が確保できていることが分かる。 From the above, it can be seen that by providing the magnetic member, the contact pressure of the toner peeling member (film member) can be secured even when creep deformation of the film member occurs.
すなわち、本発明に係る、トナー剥離部材を磁気吸引力によって当接する現像装置では、高温高湿環境放置などによってフィルム部材にクリープ変形が生じた場合であっても、トナー回収用現像剤担持体表面への付着トナー量がほとんどない状態で維持することが可能であり、これによってトナー担持体上の現像残トナーのリセット性の安定化、ひいては安定して良好な画像出力が可能である。 That is, in the developing device according to the present invention in which the toner peeling member is brought into contact with the magnetic attraction force, even when the film member is subjected to creep deformation due to leaving in a high temperature and high humidity environment, the surface of the toner carrying developer carrier Therefore, it is possible to maintain a state in which the amount of toner adhering to the surface of the toner carrying member is almost zero, thereby stabilizing the resetting property of the development residual toner on the toner carrier, and stably outputting a good image.
このように、本実施形態に係る現像装置、及び画像形成装置では、トナー回収領域を通過後に、トナー回収した現像剤層を介して、トナー回収用現像剤担持体に当接するトナー剥離部材を設け、バイアス電圧を印加してトナーをトナー回収用現像剤担持体から引き離す方向の電界を形成する。 As described above, the developing device and the image forming apparatus according to the present embodiment are provided with the toner peeling member that comes into contact with the toner collecting developer carrier via the developer layer after collecting the toner after passing through the toner collecting region. Then, a bias voltage is applied to form an electric field in a direction that separates the toner from the toner collecting developer carrier.
これにより、トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体間のトナー回収領域でトナー回収電界によってトナー回収用現像剤担持体表面にトナーが偏在、付着しても、トナー剥離部材(フィルム部材)で剥離することが可能となり、トナー担持体からトナー回収用現像剤担持体へのトナー回収を安定させることが可能となる。 As a result, even if toner is unevenly distributed and adhered to the surface of the toner collecting developer carrier due to the toner collecting electric field in the toner collecting region between the toner carrying member and the toner collecting developer carrier, the toner peeling member (film member) The toner can be peeled off, and the toner collection from the toner carrying member to the toner collecting developer carrying member can be stabilized.
さらに、トナー剥離部材(フィルム部材)の現像剤への当接を磁気吸引力によって行っているので、柔軟なトナー剥離部材(フィルム部材)を用いた場合においても、高温高湿環境放置などによってトナー剥離部材(フィルム部材)のクリープ変形によって当接圧が低下することを抑制できる。また、フィルムの柔軟性による広い当接ニップ幅の確保と安定した当接圧の確保を両立させることが可能となる。 Further, since the toner peeling member (film member) is brought into contact with the developer by a magnetic attraction force, even when a flexible toner peeling member (film member) is used, the toner is left by being left in a high temperature and high humidity environment. It can suppress that a contact pressure falls by creep deformation of a peeling member (film member). In addition, it is possible to ensure both a wide contact nip width and a stable contact pressure due to the flexibility of the film.
従って、トナー担持体上の現像残トナーのリセット性が安定して維持でき、現像履歴の影響を受けない安定した良好な画像出力が可能となる。 Therefore, the resetting property of the development residual toner on the toner carrier can be stably maintained, and stable and good image output without being affected by the development history can be achieved.
すなわち、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーの回収を確実に行い、常にトナー担持体上に安定したトナー層が供給される。これにより、トナー回収能力が持続し、ゴーストの問題が発生しない高画質の画像を長期に渡って得ることができる。 In other words, the toner collection developer carrying member reliably collects the development residual toner on the toner carrying member, and a stable toner layer is always supplied onto the toner carrying member. As a result, it is possible to obtain a high-quality image over a long period of time, in which the toner recovery capability is maintained and the ghost problem does not occur.
なお、上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 In addition, the above-mentioned embodiment is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 像担持体
2 現像装置
3 帯電部材
4 露光装置
5 転写ローラ
6 クリーニングブレード
7 トナー供給領域
8 現像領域
9 トナー回収領域
11 トナー供給用現像剤担持体
12 スリーブローラ
13 磁石体
16 現像剤槽
24 現像剤
25 トナー担持体
26 トナー回収用現像剤担持体
27 スリーブローラ
28 磁石体
29 トナー剥離領域
41 トナー剥離部材(フィルム部材)
42 保持電極
43 磁性部材
DESCRIPTION OF
42
Claims (8)
前記現像剤槽において混合撹拌された前記現像剤を表面に担持搬送するトナー供給用現像剤担持体と、
前記トナー供給用現像剤担持体から前記トナーの供給を受けて担持搬送し、像担持体上の潜像を現像するトナー担持体と、
前記トナー担持体から現像残トナーを回収するトナー回収用現像剤担持体と、を備えた現像装置であって、
前記トナー回収用現像剤担持体上のトナー回収した現像剤層を介して、前記トナー回収用現像剤担持体に当接するトナー剥離部材と、
前記現像剤層中のトナーを前記トナー回収用現像剤担持体から引き離す方向の電界を形成するためのバイアス電圧を前記トナー剥離部材に印加する電源と、を有し、
前記トナー剥離部材は、前記トナー回収用現像剤担持体の有する磁極の磁気吸引力により前記トナー回収用現像剤担持体に当接する
ことを特徴とする現像装置。 A developer tank containing a developer including toner and a carrier;
A developer carrying member for supplying toner that carries the developer mixed and stirred in the developer tank to the surface; and
A toner carrier that receives and supplies the toner from the toner supply developer carrier and develops a latent image on the image carrier;
A toner collecting developer carrying member for collecting undeveloped toner from the toner carrying member,
A toner peeling member that comes into contact with the toner collecting developer carrier through the toner collected developer layer on the toner collecting developer carrier;
A power source for applying a bias voltage to the toner peeling member for forming an electric field in a direction to separate the toner in the developer layer from the toner collecting developer carrier.
The developing device according to claim 1, wherein the toner peeling member abuts on the toner collecting developer carrying member by a magnetic attractive force of a magnetic pole of the toner collecting developer carrying member.
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the toner peeling member is a film member.
ことを特徴とする請求項2に記載の現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein the toner peeling member is provided with a magnetic member on a back side of the film member.
ことを特徴とする請求項2に記載の現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein the film member includes magnetic particles dispersed therein.
ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the toner peeling member is disposed at a position facing a magnetic pole of the toner collecting developer carrier.
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1.
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