JP2002278283A - Developing unit and image forming device - Google Patents
Developing unit and image forming deviceInfo
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- developer
- magnetic
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Landscapes
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Developing For Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的低電位で画
像形成プロセスを行うプリンタ、ファックス、複写機等
の画像形成装置に関するものであって、現像剤担持体表
面の所謂現像領域部分に現像剤を立ち上げて(穂立ちを
起こして)現像処理するにあたり画像濃度を高く且つ低
コントラスト画像を良好にする画像形成装置に関するす
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a facsimile or a copying machine which performs an image forming process at a relatively low potential. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus which raises an image density and develops a low-contrast image when developing a developer (by raising ears).
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、複写機、プリンタ、ファクシミ
リ等の電子写真式や静電記録式の画像形成装置において
は、感光体ドラムや感光体ベルトなどからなる潜像担持
体上に画像情報に対応した静電潜像が形成され、現像装
置によって現像動作が実行され、可視像が得られるよう
になっている。このように現像動作を実行するにあた
り、転写性、ハーフトーンの再現性、温度・湿度に対す
る現像特性の安定性などの観点から、トナーとキャリア
からなる2成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式が主
流になってきている。つまり、現像装置では、現像剤担
持体上に2成分現像剤がブラシチェーン状に穂立ちを起
こし、現像領域において、現像剤中のトナーを潜像担持
体上の潜像部分に供給するのである。ここで現像領域と
は、現像剤担持体上で磁気ブラシが立ち上がり潜像担持
体と接触している範囲である。2. Description of the Related Art In general, in an electrophotographic or electrostatic recording type image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, etc., image information is stored on a latent image carrier such as a photosensitive drum or a photosensitive belt. An electrostatic latent image is formed, and the developing device performs a developing operation to obtain a visible image. In performing the developing operation as described above, a magnetic brush developing method using a two-component developer composed of a toner and a carrier is used from the viewpoints of transferability, halftone reproducibility, and stability of developing characteristics with respect to temperature and humidity. It is becoming mainstream. In other words, in the developing device, the two-component developer causes brush chains on the developer carrier, and supplies the toner in the developer to the latent image portion on the latent image carrier in the developing area. . Here, the development area is a range where the magnetic brush rises on the developer carrier and is in contact with the latent image carrier.
【0003】上記現像剤担持体は、通常円筒状に形成さ
れたスリーブ(現像スリーブ)でなると共に、当該スリ
ーブ表面に現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形
成する磁石体(磁石ローラ)をスリーブ内部に備えてい
る。穂立ちの際、キャリアが磁石ローラで生じる磁力線
に沿うようにスリーブ上に穂立ちすると共に、この穂立
ちに係るキャリアに対して帯電トナーが付着されてい
る。上記磁石ローラは、複数の磁極を備え、それぞれの
磁極を形成する磁石が棒状などに形成されていて、特に
スリーブ表面の現像領域部分では現像剤を立ち上げる現
像磁極を備えている。上記スリーブと磁石ローラの少な
くとも一方が動くことでスリーブ表面に穂立ちを起こし
た現像剤が移動するようになる。現像領域に搬送された
現像剤は上記現像磁極から発せられる磁力線に沿って穂
立ちを起こし、この現像剤のチェーン穂は撓むように潜
像担持体表面に接触し、接触した現像剤のチェーン穂が
潜像担持体との相対線速差に基づいて静電潜像と擦れ合
いながら、トナー供給を行う。The developer carrier is usually a sleeve (developing sleeve) formed in a cylindrical shape, and a magnet body (magnet roller) for forming a magnetic field so as to cause the developer to stand on the surface of the sleeve. Is provided inside the sleeve. When the ears are raised, the carrier is raised on the sleeve so as to follow the lines of magnetic force generated by the magnet roller, and the charged toner is attached to the carrier related to the raised ears. The magnet roller has a plurality of magnetic poles, and magnets forming the respective magnetic poles are formed in a rod shape or the like. Particularly, a developing magnetic pole for starting up a developer is provided in a developing region on the sleeve surface. When at least one of the sleeve and the magnet roller moves, the developer that has raised ears on the sleeve surface moves. The developer conveyed to the developing area causes ears to rise along the lines of magnetic force generated from the developing magnetic poles, and the chain of the developer contacts the surface of the latent image carrier so as to bend. The toner is supplied while rubbing against the electrostatic latent image based on the relative linear velocity difference with the latent image carrier.
【0004】そして、このような2成分現像剤を用いて
現像処理するにあたり、画像濃度を高くするための現像
条件と低コントラスト画像を良好に得るための現像条件
とを高い時点で満足させ、全濃度域にわたって良質な画
像を得るために、本願出願人は先に特開2000−30
5360号で、現像装置等を提案している。When developing using such a two-component developer, the developing conditions for increasing the image density and the developing conditions for obtaining a good low-contrast image are satisfied at a high point in time. In order to obtain a high quality image over the density range, the applicant of the present application has previously described Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-30.
No. 5360 proposes a developing device and the like.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】画像形成装置において
高画質化と長寿命化の両立を狙う場合に大きな課題とな
る点は、現像剤の長寿命化と、潜像及び顕像形成時に高
精細に再現することである。現像剤は磁性粒子もしくは
規制部材との接触で機械的なハザードを受け、粒子の外
側に付着している外添剤が粒子に埋没して流動性が低下
したり、帯電能が低下して画像品質を維持するのが非常
に難しい。A major problem in achieving both high image quality and long life in an image forming apparatus is that the long life of the developer and the high definition at the time of forming a latent image and a visible image are important. That is to reproduce. The developer is subject to mechanical hazards due to contact with magnetic particles or regulating members, and external additives adhering to the outside of the particles are buried in the particles, resulting in reduced fluidity and reduced charging ability, resulting in poor image quality. Very difficult to maintain quality.
【0006】画像品質を維持することを達成するために
現像剤の帯電時の機械的ハザードを低減することが考え
られるが、そうすると摩擦帯電を行うにあたり帯電量が
あまり高まらない。また、高精細像の形成には帯電及び
露光後電位の差を出来るだけ小さくして、光学系も出来
るだけ低いエネルギーで書き込むようにするが考えられ
る。但し、電位コントラストが低くなるため現像能力を
高める必要性が生じるので、比較的低帯電トナーを使用
して、現像量の増加を見込めるようにする。[0006] In order to achieve the maintenance of image quality, it is conceivable to reduce the mechanical hazard at the time of charging the developer. However, in that case, the amount of charge does not increase so much in performing the triboelectric charging. In order to form a high-definition image, it is conceivable to minimize the difference between the potential after charging and exposure, and to write the optical system with the lowest possible energy. However, since it is necessary to increase the developing ability because the potential contrast is lowered, a relatively low-charged toner is used so that an increase in the development amount can be expected.
【0007】また、転写においては潜像及び地肌ポテン
シャルが比較的小さいことから、転写時の散りが発生し
にくい。長寿命化を達成するには潜像担持体の劣化防止
が有効である。潜像担持体は露光による光疲労もさるこ
とながら、初期帯電時に強いハザードを受ける。スコロ
トロンチャージャに代表される放電を利用した帯電シス
テムでは、潜像担持体表面に直接降りかかるために、電
離作用が表面劣化を促進させる要因となる。そこで通常
設定される初期帯電−800Vを−400Vと1/2と
することで前出の表面劣化促進を遅らせるようにし、長
寿命化が目論まれる。ところが低電位設定、すなわち、
ネガポジ現像方式を採用する時に帯電電位を絶対的に下
げるということは、バイアス設定条件を含めた現像ポテ
ンシャルを低減させることに他ならないので、課題とし
て、現像能力を上げて飽和現像ポテンシャルを低減させ
ることが必要となる。Further, in the transfer, since the latent image and the background potential are relatively small, scattering during the transfer hardly occurs. In order to achieve a longer life, it is effective to prevent the deterioration of the latent image carrier. The latent image carrier receives a strong hazard at the time of initial charging, as well as light fatigue due to exposure. In a charging system using a discharge represented by a scorotron charger, since the toner directly falls on the surface of the latent image carrier, the ionization function is a factor that promotes surface deterioration. Therefore, the previously set initial charge of -800 V is set to -400 V, which is halved, so that the promotion of the above-described surface deterioration is delayed, and a longer life is intended. However, low potential setting, that is,
Absolutely lowering the charging potential when using the negative-positive developing method is nothing less than reducing the developing potential including the bias setting conditions. Is required.
【0008】ところが上記観点から低電位でプロセスを
行うと、潜像担持体表面電位の変動の影響を受けやすく
なる。そもそも帯電電位の絶対値が低いためにばらつき
の影響が大きく出るためである。However, if the process is carried out at a low potential from the above viewpoint, it becomes more susceptible to the fluctuation of the surface potential of the latent image carrier. This is because the influence of the variation is large because the absolute value of the charging potential is low in the first place.
【0009】以上から、本発明では、高画質化と長寿命
化の両立を狙う為に潜像担持体帯電電位を従来より低減
し、且つ、現像剤へのハザードを低減させた状態で、現
像剤の帯電量を従来より低減することによって現像能力
を高めること、潜像担持体の電位変動の影響を低減する
こと及び低エネルギー光量で露光を行うことで精細な潜
像を形成して高品位画像を形成するシステムを提案する
ことを目的とする。As described above, in the present invention, in order to achieve both high image quality and long life, the latent image carrier charging potential is reduced as compared with the prior art, and the development is performed while reducing the hazard to the developer. Higher quality by lowering the charge amount of the developer to increase the developing ability, reducing the effect of potential fluctuation of the latent image carrier, and forming a fine latent image by exposing with a low energy light quantity It is an object to propose a system for forming an image.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明にし
たがって、現像剤担持体表面に現像剤を磁気吸着させて
磁気ブラシを形成する現像磁極を有する現像装置と、当
該現像装置に対向し上記磁気ブラシにより表面潜像を可
視像化される像担持体とを備えた現像ユニットにおい
て、暗部電位をVD、露光後電位をVL、現像バイアス
電圧をVBとすると、0<|VD|−|VB|<|VD
−VL|<400Vを満たし、且つ上記範囲で画像濃度
の現像ポテンシャルに対する関係にて、最大の傾き(Δ
ID/Δ[VB−VL]max);Aに対して、VB−VL
の最大値における傾き(ΔID/Δ[{VB−VL}
MAX]);Bとすると、0.9×A>Bを満たし、且
つ現像領域内の現像磁極の法線方向の減衰率を40%以
上とする現像剤担持体を有することで、解決される。According to the present invention, there is provided a developing device having a developing magnetic pole for forming a magnetic brush by magnetically adsorbing a developer on a surface of a developer carrier, and a developing device having a developing magnetic pole facing the developing device. in the developing unit and a image bearing member is visualized a surface latent image by the magnetic brush, the dark potential V D, the potential after exposure V L, when the developing bias voltage and V B, 0 <| V D | − | V B | <| V D
−V L | <400 V, and the maximum gradient (Δ
ID / Δ [V B -V L ] max); against A, V B -V L
Gradient at the maximum value of (ΔID / Δ [{V B -V L}
MAX ]); If B, 0.9 × A> B is satisfied, and the problem is solved by having a developer carrier having an attenuation rate in the normal direction of the developing magnetic pole in the developing area of 40% or more. .
【0011】0<|VD|−|VB|<|VD−VL|
<400Vを満たし、且つ上記範囲で画像濃度の現像ポ
テンシャルに対する関係にて、最大の傾き(ΔID/Δ
[V B−VL]max);Aに対して、VB−VLの最大値
における傾き(ΔID/Δ[{VB−VL}MAX]);
Bとすると、0.9×A>Bを満たし、且つ現像領域内
の現像剤の汲み上げ量ρ(g/cm2)と像担持体・現
像剤担持体間の最近接距離Gp(mm)の比がGp/ρ
<10であっても、同様に上記課題が解決される。0 <| VD|-| VB| <| VD-VL|
<400 V and the image density within the above range
In relation to the tension, the maximum slope (ΔID / Δ
[V B-VL] max); for A, VB-VLMaximum value of
(ΔID / Δ [{VB-VL}MAX]);
Assuming that B, 0.9 × A> B is satisfied, and in the development area
Pumping amount of developer ρ (g / cm2) And image carrier
The ratio of the closest distance Gp (mm) between the image material carriers is Gp / ρ.
Even with <10, the above-mentioned problem is similarly solved.
【0012】更に、0<|VD|−|VB|<|VD−
VL|<400Vを満たし、且つ上記範囲で画像濃度の
現像ポテンシャルに対する関係にて、最大の傾き(ΔI
D/Δ[VB−VL]max);Aに対して、VB−VLの
最大値における傾き(ΔID/Δ[{VB−VL}
MAX]);Bとすると、0.9×A>Bを満たし、且
つ像担持体・現像剤担持体間の最近接距離を平均キャリ
ア粒径の3倍以上10倍以下とし、当該最近接距離に対
する現像ニップ境界部の像担持体・現像剤担持体間距離
の比を1.5以下としても、上記課題が解決される。を
特徴とする現像ユニット。Further, 0 <| V D | − | V B | <| V D −
V L | <400 V and the maximum gradient (ΔI
D / Δ [V B -V L ] max); against A, slope of the maximum value of V B -V L (ΔID / Δ [{V B -V L}
MAX ]); If B, 0.9 × A> B is satisfied, and the closest distance between the image carrier and the developer carrier is 3 to 10 times the average carrier particle size. The above problem can be solved even if the ratio of the distance between the image carrier and the developer carrier at the boundary of the development nip to 1.5 or less. A developing unit.
【0013】0<|VD|−|VB|<|VD−VL|
<400Vを満たし、且つ上記範囲で画像濃度の現像ポ
テンシャルに対する関係にて、最大の傾き(ΔID/Δ
[V B−VL]max);Aに対して、VB−VLの最大値
における傾き(ΔID/Δ[{VB−VL}MAX]);
Bとすると、0.9×A>Bを満たし、且つ上記現像磁
極とその現像剤搬送方向上流及び/又は下流側の搬送磁
極との間に、上記現像磁極の磁力を補助する補助磁極が
備えられていてもよい。0 <| VD|-| VB| <| VD-VL|
<400 V and the image density within the above range
In relation to the tension, the maximum slope (ΔID / Δ
[V B-VL] max); for A, VB-VLMaximum value of
(ΔID / Δ [{VB-VL}MAX]);
If B, 0.9 × A> B is satisfied, and the developing magnet
The pole and the transport magnet upstream and / or downstream of the developer transport direction
An auxiliary magnetic pole that assists the magnetic force of the developing magnetic pole
It may be provided.
【0014】なお、磁極の減衰率が大きくなるというこ
とは、磁気ブラシの立ち上がり・倒れの間の穂立ち幅が
小さくなることで、その結果、磁気ブラシは短く且つ密
に立ち上がることとなる。このような短く且つ密な立ち
上がりをする磁気ブラシは、スリーブ長手方向において
考察すると、立ち上がり・倒れの均一化をもたらすもの
である。減衰率を大きくするには、その磁極を形成する
磁石の選択によって実現可能である。実験的に、磁極の
半値幅を狭くすることで、その減衰率が大きくなること
が判明している。半値幅を22°以下、望ましくは18
°以下で構成するのが良い。半値幅とは、法線方向の磁
力分布曲線の最高法線磁力(頂点)の半分の値(例えば
N極によって作製されている磁石の最高法線磁力が12
0mT(ミリテスラ)であった場合、半値50%という
と60mTである)を指す部分の角度幅のことである。The increase in the attenuation rate of the magnetic pole means that the width of the spikes between the rise and fall of the magnetic brush is reduced. As a result, the magnetic brush rises short and densely. Such a magnetic brush that rises shortly and densely provides uniform rise and fall when considered in the longitudinal direction of the sleeve. Increasing the attenuation rate can be realized by selecting a magnet forming the magnetic pole. Experimentally, it has been found that decreasing the half width of the magnetic pole increases the attenuation factor. Half width at 22 ° or less, preferably 18
° It is better to configure. The half-value width is a value that is half the maximum normal magnetic force (apex) of the magnetic force distribution curve in the normal direction (for example, the maximum normal magnetic force of a magnet manufactured by the N pole is 12%).
This is the angular width of the portion indicating 0 mT (millitesla), which is 60 mT when the half value is 50%.
【0015】[0015]
【解決手段の概要】図24は潜像担持体現像部における
電位及びバイアス条件を模式的に示したものである。V
Dが帯電後(未露光)電位、VLが露光後電位、VBが
現像バイアス電圧である。更に各電位の関係を見ると、
VL−VBが露光の有無における電位の差異を意味する
ので、露光ポテンシャルと呼ばれる。VL−VBは現像
を行う実質的な現像電位差(ポテンシャル)であり、V
B−VDは地肌(未露光部)と現像バイアスの差による
もので、地肌ポテンシャルと呼ばれる。なお、|VD|
−|VB|はネガポジ現像ではVD、VBそれぞれの符
号が「−(マイナス)」で、絶対値ではVBの方が大き
くなると地肌が現像されてしまうので小さく設定した。
VB−VDは少なくともVL−VBより小さくないと画
像濃度と地肌汚れのバランスが取れない。FIG. 24 schematically shows potential and bias conditions in a latent image carrier developing section. V
D is the charged (unexposed) potential V L is the potential after exposure, is V B is a developing bias voltage. Looking further at the relationship between the potentials,
Since V L -V B means the difference in potential in the presence or absence of exposure, called exposure potential. V L -V B is a substantial development potential for developing (potential), V
B -V D is due to the difference of the development bias and the background (unexposed portion), called a background potential. | V D |
− | V B | is set to a small value because the sign of each of V D and V B is “− (minus)” in the negative-positive development, and the background is developed if V B is larger in absolute value.
V B -V D balance of image density and background fouling can not be taken when not less than at least V L -V B.
【0016】現像プロセスの諸条件を設定するとき、上
記3つのポテンシャルは特に重要である。それは最終的
な画像特性であり、画像濃度に関わることになるので、
その関係を図25に示した。これは一般的には四限チャ
ートと呼ばれるもので、複写機であれば入力画像濃度と
露光特性が付加されるが、本発明ではトナーの特性を示
す、付着量・画像濃度の関係と現像ポテンシャル・画像
濃度、現像ポテンシャル・付着量の関係を示した。この
グラフの説明を行う。図25の第1象限は現像ポテンシ
ャルと画像濃度IDの関係である。第2象限はトナー付
着量と画像濃度IDの関係を示し、ここではトナーの着
色度が大きく関係する。特性的にはほぼ線形になるが規
定の画像濃度になる時の付着量がトナー着色度により、
大きく異なる。第3象限はそのままトナーの付着量であ
り、第4象限は現像ポテンシャルと付着量の関係、一般
的にはm-ID特性と呼ばれるもので、現像ポテンシャ
ルに対するトナー付着量の関係を表している。一連の関
係は現像ポテンシャルと付着量及び画像濃度を結びつけ
るもので、これを使用して本発明の解決手段を説明す
る。図25の第1象限において、これは現像ポテンシャ
ルが決まると一義的に決まるものであり、現像ポテンシ
ャルが変動すると画像濃度IDも変動することになる。
実際の画像形成プロセスでは潜像担持体への帯電部材の
帯電変動によるもの、潜像担持体の光疲労によるVL上
昇(見かけの感度低下)、露光量変動、現像バイアス変
動によるものがある。また1枚の画像中に発生するムラ
と呼ばれる減少が上記項目でもある。特に本発明で規定
する現像ポテンシャル400V近傍では画像濃度は最高
濃度領域なので、最高濃度の変動となって現れる。画像
形成装置では最高濃度が変動すると、画像品質が劣化す
ることとなり大きな問題である。また上記ムラに対して
もその影響が大きくなる。The above three potentials are particularly important when setting the conditions of the development process. Since it is the final image characteristic and will be related to the image density,
FIG. 25 shows the relationship. This is generally called a quadrant chart. In the case of a copying machine, the input image density and the exposure characteristic are added. The relationship between image density, development potential, and amount of adhesion was shown. This graph will be described. The first quadrant in FIG. 25 is the relationship between the development potential and the image density ID. The second quadrant shows the relationship between the toner adhesion amount and the image density ID, and here, the degree of coloring of the toner has a large relationship. Although it becomes almost linear in characteristics, the amount of adhesion at the time of reaching the specified image density depends on the toner coloring degree.
to differ greatly. The third quadrant is the toner adhesion amount as it is, and the fourth quadrant is the relationship between the development potential and the adhesion amount, generally called the m-ID characteristic, and represents the relationship between the development potential and the toner adhesion amount. A series of relationships relate the development potential to the amount of adhesion and the image density, and will be used to explain the solution of the present invention. In the first quadrant of FIG. 25, this is uniquely determined when the developing potential is determined, and when the developing potential changes, the image density ID also changes.
By charging fluctuation of the charging member to the image bearing member in an actual image forming process, V L rises due to light fatigue of the latent image carrier (decrease the apparent sensitivity), exposure variation is by developing bias fluctuation. Further, the reduction called unevenness occurring in one image is also the above item. Particularly, in the vicinity of the developing potential of 400 V specified in the present invention, since the image density is the highest density area, it appears as a fluctuation of the highest density. In the image forming apparatus, if the maximum density fluctuates, the image quality deteriorates, which is a major problem. Also, the above-mentioned unevenness is greatly affected.
【0017】そこで本発明では現像ポテンシャル400
V近傍における現像ポテンシャル・IDの傾きが、現像
ポテンシャル・IDの傾きの最大値の0.9倍したもの
より小さくすることで低電位プロセスにおける画像濃度
安定性を得ようとしたものである。尚、現像ポテンシャ
ル・IDの傾きの最大値を取るのは飽和画像濃度が得ら
れるトナー付着量の約1/2になる。Therefore, in the present invention, the developing potential 400
The inclination of the development potential ID near V is made smaller than 0.9 times the maximum value of the inclination of the development potential ID to obtain image density stability in a low potential process. It should be noted that the maximum value of the gradient of the development potential ID is about 1/2 of the toner adhesion amount at which the saturated image density is obtained.
【0018】しかしながら、このような装置において
は、画像濃度を高くするための現像条件と低コントラス
ト画像を良好に得るための現像条件とが両立せず、高濃
度部と低濃度部との双方を同時に改善することが困難で
ある。すなわち、画像濃度を高くするための現像条件と
しては、(i)潜像担持体と現像スリーブとの間隔である
現像ギャップを狭くすること、あるいは(ii)現像領域幅
を広くすることなどが挙げられる。一方、低コントラス
ト画像を良好に得るための現像条件としては、(i')現像
ギャップを広くすること、あるいは(ii')現像領域幅を
狭くすることなどがある。つまり、双方の現像条件は相
対するものであって両立せず、全濃度域にわたって双方
の条件を満たして良質な画像を得ることは一般に困難と
されている。However, in such an apparatus, the developing conditions for increasing the image density and the developing conditions for obtaining a good low-contrast image are incompatible, and both the high-density part and the low-density part are used. It is difficult to improve at the same time. That is, the developing conditions for increasing the image density include (i) reducing the developing gap, which is the distance between the latent image carrier and the developing sleeve, or (ii) increasing the developing area width. Can be On the other hand, developing conditions for obtaining a low-contrast image satisfactorily include (i ′) widening the developing gap or (ii ′) narrowing the developing region width. In other words, both development conditions are opposite and incompatible, and it is generally difficult to satisfy both conditions over the entire density range to obtain a good quality image.
【0019】例えば低コントラスト画像を重視する場合
には、ベタラインのクロス部や黒ベタ、ハーフトーンベ
タ画像の後端部に白抜けを生じる所謂「後端白抜け」と
称される異常画像が発生しやすい。また同じ幅で形成し
た格子画像の横線が縦線よりも細くなったり、1ドット
などの小さい点画像が現像されないなどの現象も発生し
ている。For example, when emphasis is placed on a low-contrast image, an abnormal image referred to as a so-called "back-end blank area" occurs in which a blank area occurs at a cross portion of a solid line, a black solid area, or a rear end of a half-tone solid image. It's easy to do. Further, such a phenomenon that a horizontal line of a grid image formed with the same width becomes thinner than a vertical line, and a small point image such as one dot is not developed has occurred.
【0020】このような現象のメカニズムを考える。図
26に示すように、現像スリーブ上に形成される磁気ブ
ラシが潜像担持体と摺擦する部分で発生する接触部(現
像ニップ)において、潜像担持体と現像スリーブの線速
差(対感光体線速比)がある場合に、上記現象は生じ
る。例えば対感光体線速比を2.5倍とする場合、現像
スリーブは潜像担持体(感光体)よりも2.5倍速く動
くということである。また現像スリーブの現像磁極半値
幅が48°の磁石を用いる時の現像ニップの幅は約4m
m(実験値)であり、また現像ギャップは0.4mmで
あった。Consider the mechanism of such a phenomenon. As shown in FIG. 26, at a contact portion (developing nip) generated at a portion where the magnetic brush formed on the developing sleeve rubs against the latent image carrier, a linear velocity difference between the latent image carrier and the developing sleeve (vs. The above phenomenon occurs when there is a photoconductor linear speed ratio). For example, if the linear speed ratio to the photosensitive member is set to 2.5 times, the developing sleeve moves 2.5 times faster than the latent image carrier (photoconductor). The width of the developing nip when using a magnet whose developing magnetic pole half width of the developing sleeve is 48 ° is about 4 m.
m (experimental value), and the developing gap was 0.4 mm.
【0021】潜像担持体上の潜像は磁気ブラシによって
トナー像とされるが、図26に示した現像ニップにおい
て潜像が現像される際の、キャリアに付着するトナーの
挙動を、磁気ブラシの穂立ち・穂倒れと静電潜像の位置
関係を示す図27において、考察する。The latent image on the latent image carrier is formed into a toner image by a magnetic brush. When the latent image is developed in the developing nip shown in FIG. FIG. 27 showing the positional relationship between the standing and falling of the ear and the electrostatic latent image will be considered.
【0022】図27a,bは、静電潜像の表面電位と現
像バイアスの関係、現像ニップでの静電潜像位置、及び
現像ニップ前後での磁気ブラシの動きを示している。現
像スリーブは通常円筒状に形成されるが、ここでは説明
の便宜上、平坦なものとして示す。FIGS. 27a and 27b show the relationship between the surface potential of the electrostatic latent image and the developing bias, the position of the electrostatic latent image at the developing nip, and the movement of the magnetic brush before and after the developing nip. The developing sleeve is usually formed in a cylindrical shape, but is shown here as a flat one for convenience of explanation.
【0023】図27aでは静電潜像の地肌部と画像部の
境がニップのほぼ中心に位置している。現像スリーブと
潜像担持体が共に同一方向に移動し、潜像担持体移動速
度Sp<現像スリーブ移動速度Ssの関係にあるので、
相対的に潜像担持体が停止していると想定すると磁気ブ
ラシの動きは次のようになる。すなわち、磁気ブラシは
H1の位置で穂立ちを生じ、潜像担持体と磁気ブラシ先
端のキャリアとが接触を開始する。H2の位置では磁気
ブラシは地肌部を擦って移動し、H3の位置では磁気ブ
ラシは画像部を通過し、H4の位置では穂倒れを起こ
し、磁気ブラシ先端のキャリアが潜像担持体と離間す
る。これらH1〜H4間で潜像担持体と接触する磁気ブ
ラシ先端のキャリアは、ほとんどその高さ位置を変える
ことなく、但しキャリア単体では自転しながら、ニップ
内を通過する。In FIG. 27A, the boundary between the background portion and the image portion of the electrostatic latent image is located substantially at the center of the nip. Since both the developing sleeve and the latent image carrier move in the same direction and the latent image carrier moving speed Sp <the developing sleeve moving speed Ss,
Assuming that the latent image carrier is relatively stationary, the movement of the magnetic brush is as follows. That is, the magnetic brush causes ears at the position H1, and the latent image carrier and the carrier at the tip of the magnetic brush start to contact. At the position of H2, the magnetic brush moves by rubbing the background portion, at the position of H3, the magnetic brush passes through the image portion, at the position of H4, the tip falls, and the carrier at the tip of the magnetic brush separates from the latent image carrier. . The carrier at the tip of the magnetic brush that comes into contact with the latent image carrier between H1 and H4 passes through the nip with almost no change in the height position, but the carrier alone rotates.
【0024】図27aに示したH1〜H4間の磁気ブラ
シにおける先端キャリアとトナーの付着状態を、モデル
図として示したものが図28a〜dである。磁気ブラシ
位置H1が図28aに相当し、以下H2〜H4が図28
b〜図28dに相当する。FIGS. 28a to 28d are model diagrams showing the state of adhesion between the tip carrier and the toner in the magnetic brush between H1 and H4 shown in FIG. 27a. The magnetic brush position H1 corresponds to FIG. 28a, and the following H2 to H4 correspond to FIG.
b to FIG. 28d.
【0025】磁気ブラシ位置H1はニップに入ってから
間もない箇所なので、比較的均一にキャリアの周囲にト
ナーが付着している(図28a)。磁気ブラシ位置H2
では、現像バイアスVbの電圧と潜像担持体の地肌部の
静電電位で形成される電界が潜像担持体側から現像スリ
ーブに向かう方向性を有する領域であるため、トナーは
潜像担持体から遠ざかるように移動し、図28bのよう
に潜像担持体近傍でのトナーが減少する。この状態はニ
ップ内をキャリアがローリングしながら移動するため、
ニップ幅が広くなるのに伴い、潜像担持体近傍のキャリ
ア表面のトナーが減っている表面積が、増加する。Since the magnetic brush position H1 is shortly after entering the nip, the toner is relatively uniformly attached around the carrier (FIG. 28a). Magnetic brush position H2
In this case, the electric field formed by the voltage of the developing bias Vb and the electrostatic potential of the background portion of the latent image carrier is a region having directionality from the latent image carrier to the developing sleeve. The toner moves away, and the toner in the vicinity of the latent image carrier decreases as shown in FIG. 28B. In this state, the carrier moves while rolling in the nip,
As the nip width increases, the surface area of the carrier surface near the latent image carrier where toner is reduced increases.
【0026】磁気ブラシ位置H3では現像バイアスVb
の電圧と潜像担持体の画像部の静電電位で形成される電
界が現像スリーブ側から潜像担持体に向かう方向性を有
する領域になるが、下方に移動していたトナーが瞬時に
潜像担持体上の静電画像に付着することはできない。そ
してその間に、当該画像部を先に通過した別の磁気ブラ
シによって潜像担持体に付着した当該潜像担持体上のト
ナーが磁気ブラシ側キャリアのカウンターチャージのた
めにキャリア側に移る「トナー逆移動」が生じる。磁気
ブラシ先端のキャリア表面のトナーが増えて、潜像担持
体画像部後端のトナー付着が減っている状態が図28c
である。At the magnetic brush position H3, the developing bias Vb
And the electric field formed by the electrostatic potential of the image portion of the latent image carrier becomes a region having directionality from the developing sleeve side to the latent image carrier. It cannot adhere to the electrostatic image on the image carrier. In the meantime, the toner on the latent image carrier adhered to the latent image carrier by another magnetic brush that has passed the image portion first moves to the carrier side for the counter charge of the magnetic brush side carrier. "Move" occurs. FIG. 28c shows a state in which toner on the carrier surface at the leading end of the magnetic brush has increased and toner adhesion on the trailing end of the image portion of the latent image carrier has decreased.
It is.
【0027】トナー逆移動によってトナー量が増えると
カウンターチャージも減じ、下方に移動していたトナー
が再び磁気ブラシ先端に移動しやすくなり、現像スリー
ブ側から潜像担持体に向いた電界によってキャリア上の
トナーが潜像担持体に向かう正規な現像領域になり、逆
移動していたトナーも再度潜像担持体に付着することが
できる。この状態を図28dに示した。When the amount of toner increases due to the reverse movement of the toner, the counter charge also decreases, and the toner that has moved downward becomes easy to move to the tip of the magnetic brush again, and the electric field from the developing sleeve side to the latent image carrier causes the toner to move on the carrier. The toner becomes a normal development area toward the latent image carrier, and the toner that has moved backward can adhere to the latent image carrier again. This state is shown in FIG. 28d.
【0028】時間の経過に伴って潜像スリーブと潜像担
持体とが相対移動し、図27bに示したように画像部後
端が磁気ブラシ位置H4に近づくと、図28cに示した
状態において穂倒れが起こる。すなわち、潜像担持体上
のかなりのトナーが磁気ブラシ先端のキャリア側に逆移
動して、画像部のトナー付着が少なくなった状態におい
て穂倒れが起きて現像を終了することとなる。これが
「後端白抜け」で、ハーフトーンでは一層顕著に現れ
る。更に線速比を比較して大きくして現像する場合、磁
気ブラシが潜像担持体に接触した際の衝撃力が大きく、
キャリアとトナーの付着力が低減して、トナーの移動が
起こりやすくなっている。この「後端白抜け」現象を生
じる際、後端白抜け部はギザギザになっている(波打ち
状態)が、そのメカニズムについて考察する。When the latent image sleeve and the latent image carrier relatively move with the passage of time and the rear end of the image portion approaches the magnetic brush position H4 as shown in FIG. 27B, the state shown in FIG. Ear falls. That is, considerable toner on the latent image carrier moves backward to the carrier side of the tip of the magnetic brush, and in a state where toner adhesion to the image portion is reduced, the tip falls and the development is completed. This is the "back end blank area", which appears more prominently in halftone. Further, when developing by comparing the linear velocity ratio, the impact force when the magnetic brush contacts the latent image carrier is large,
The adhesive force between the carrier and the toner is reduced, and the movement of the toner is likely to occur. When this phenomenon occurs, the trailing edge blank portion is jagged (wavy state), but the mechanism will be considered.
【0029】固定配置された磁石外周を回動する現像ス
リーブ上の現像剤は磁力線に沿って磁気ブラシを形成
し、磁極ピークのある部分では完全に立ち上がり、磁極
間の接線磁極が高い部分では現像スリーブ表面に沿うよ
うになり、これを繰り返しながら現像スリーブ上を搬送
される。特に規制部材により薄層に形成された現像剤で
は上記現象が顕著である。そして磁気ブラシが現像領域
に入る際、現像磁極と当該磁極の1極前の磁極との間で
現像スリーブ表面に沿って搬送された現像剤は、現像磁
極磁界にしたがって立ち上がり潜像担持体に摺擦して現
像を行う。そして現像後、現像磁極磁界にしたがって穂
倒れを起こした磁気ブラシが現像スリーブ表面を下流側
に搬送されるものである。The developer on the developing sleeve, which rotates around the fixed magnet, forms a magnetic brush along the lines of magnetic force. It is along the sleeve surface, and is conveyed on the developing sleeve while repeating this. In particular, the above phenomenon is remarkable in a developer formed in a thin layer by a regulating member. When the magnetic brush enters the developing area, the developer conveyed along the surface of the developing sleeve between the developing magnetic pole and the magnetic pole immediately before the magnetic pole rises according to the magnetic field of the developing magnetic pole and slides on the latent image carrier. Rub and develop. After the development, the magnetic brush that has fallen down according to the magnetic field of the developing magnetic pole is transported on the surface of the developing sleeve to the downstream side.
【0030】ここで、現像磁極磁界にしたがう磁気ブラ
シの立ち上がり始めの段階で現像スリーブの長手方向に
おいて立ち上がりにばらつきがあるならば、磁気ブラシ
が潜像担持体に接触する位置もばらつくこととなる。つ
まり、磁気ブラシの立ち上がりのばらつきによって、磁
気ブラシが現像磁極のピーク部分から外れた位置で完全
な立ち上がりを迎える状態がスリーブ長手方向において
散在することになり、更にスリーブ長手方向で隣り合っ
た磁気ブラシが引き合うこともあって、個々に分かれた
大きな穂となり、潜像担持体への接触位置がスリーブ長
手方向において不揃いでばらつく。このような事態は、
磁気ブラシの潜像担持体との摺擦後にも同じように発生
する。その結果、既述したように磁気ブラシ先端キャリ
アのトナードリフト現象によって発生したカウンターチ
ャージによる画像後端白抜けは、画像縁でギザギザ形状
となるのである。一方、現像磁極磁界にしたがって立ち
上がる磁気ブラシがスリーブ長手方向で均一な立ち上が
りを実現できるならば、後端白抜けの解消に伴って、画
像後端のギザギザ形状もなくなるはずである。Here, if the rise of the magnetic brush in the longitudinal direction at the start of the rise of the magnetic brush according to the developing magnetic pole magnetic field varies, the position where the magnetic brush contacts the latent image carrier also varies. In other words, due to variations in the rise of the magnetic brush, the state where the magnetic brush completely rises at a position deviating from the peak portion of the developing magnetic pole is scattered in the longitudinal direction of the sleeve, and the magnetic brushes adjacent in the longitudinal direction of the sleeve are further scattered. In some cases, large spikes are separately formed, and the contact positions with the latent image carrier are irregular in the longitudinal direction of the sleeve and vary. Such a situation,
The same occurs after the magnetic brush rubs against the latent image carrier. As a result, as described above, the trailing edge of the image due to the counter charge caused by the toner drift phenomenon of the magnetic brush tip carrier becomes jagged at the image edge. On the other hand, if the magnetic brush that rises in accordance with the developing magnetic pole magnetic field can realize uniform rising in the longitudinal direction of the sleeve, the jagged shape at the rear end of the image should disappear with the elimination of the trailing white spot.
【0031】以上のような「後端白抜け」現象に関し
て、図29に示したように、数cm角のベタ画像におい
て後端にかかる状態で5mmφ程度の面積濃度を測定す
ると、図30における条件2での濃度特性(現像ニップ
幅が4mm程度)として結果が表れる。図30のグラフ
は、縦軸に図29に示したベタ画像の後端濃度を、横軸
に現像スリーブ移動速度Ssと潜像担持体移動速度Sp
との速度比を示すものである。線速比を例えば1.1程
度から一段と増加すると、後端白抜けを起こす部分以外
での濃度は上がるが、図28cに示した状態が著しく、
したがって後端白抜けも著しくなり、その幅も次第に広
がって、濃度測定位置での測定濃度結果に大きなばらつ
きがでる。Regarding the above-mentioned "back end blank area" phenomenon, as shown in FIG. 29, when an area density of about 5 mm.phi. The result appears as the density characteristic at 2 (the developing nip width is about 4 mm). In the graph of FIG. 30, the vertical axis represents the trailing edge density of the solid image shown in FIG. 29, and the horizontal axis represents the developing sleeve moving speed Ss and the latent image carrier moving speed Sp.
It shows the speed ratio with the above. When the linear velocity ratio is further increased from, for example, about 1.1, the density in the portion other than the portion where the trailing edge white spot occurs increases, but the state shown in FIG.
Therefore, the trailing edge white spots become remarkable, and the width gradually widens, resulting in large variations in the measured density results at the density measurement positions.
【0032】以上の欠点をなくすために、図27及び図
28に関連して説明した挙動状態から図28bに示す状
態にならない条件を見い出し、図330の破線(条件
1)に示すような、線速比が大きくなっても後端濃度の
低下がないか、線速比が大きくなりトナー供給の増加が
あることに伴って後端濃度が上昇するような特性が得ら
れる方法を見いだす。In order to eliminate the above drawbacks, a condition in which the behavior described with reference to FIGS. 27 and 28 is not changed to the state shown in FIG. A method is found in which the trailing edge density does not decrease even when the speed ratio increases, or a characteristic can be obtained in which the trailing edge density increases as the linear speed ratio increases and toner supply increases.
【0033】上記欠点をなくすための改良の方向とし
て、一つには、現像バイアスVbと地肌部の電位差を零
にするやり方が考えられる。このようなやり方は、トナ
ーが電荷量分布を持ち、地汚れを発生させ得る低い電荷
量のトナーに合わせて、地汚れを生じない電位差に設定
する必要があるため、現実的な改良の方策にはなり得な
い。また、トナーに磁性体を混合させた磁性トナーを使
用すると、トナーが現像スリーブ側の磁界の影響を受け
上記電界による移動が緩慢となり、図28bの状態が起
こりにくくなる。しかし、潜像担持体上の画像部へのト
ナー付着も減じ、画像全体の濃度が高くならないこと
と、磁性体を含むためにカラートナーへの展開ができな
いことの理由で、有効な改良の方策とすることが困難で
ある。キャリア特性やキャリア表面の構成を改良するこ
とで改良法としての可能性も残るが、耐久性等を考慮す
ると、この狙いだけのためにキャリアを変更するのは実
用的でなく、現実的な改良の方策にはなり得ない。As a direction of improvement for eliminating the above-mentioned drawbacks, one way is to make the potential difference between the developing bias Vb and the background portion zero. In this way, since the toner has a charge amount distribution and needs to be set to a potential difference that does not cause background contamination in accordance with toner having a low charge amount that can cause background contamination, it is a practical improvement measure. Can not be. When a magnetic toner in which a magnetic substance is mixed with the toner is used, the toner is affected by the magnetic field on the developing sleeve side, and the movement by the electric field is slow, so that the state of FIG. However, toner adhesion to the image area on the latent image carrier is reduced, and the density of the entire image does not increase. It is difficult to do. Improving the carrier characteristics and the structure of the carrier surface will leave the possibility of an improved method, but considering durability etc., it is not practical to change the carrier just for this purpose, and it is a practical improvement. It can not be the measure of.
【0034】良質な画質を確保するために、細線の再現
性、特に縦横比、ドットの再現性、トナー付着の均一性
等のファクターを考慮することが指摘でき、これらは、
後端白抜け/ギザギザ発生の排除と共に達成されるべき
項目である。In order to ensure good image quality, it can be pointed out that factors such as the reproducibility of fine lines, especially the aspect ratio, the reproducibility of dots, and the uniformity of toner adhesion, are taken into consideration.
This is an item to be achieved together with the elimination of the occurrence of trailing white spots / jaggies.
【0035】以上の観点より、高画質化と長寿命化の両
立を狙って本発明が提案された。すなわち、潜像担持体
帯電電位を従来より低減し、且つ、現像剤へのハザード
を低減させた状態で、現像剤の帯電量を従来より低減す
ることによって現像能力を高め、低エネルギー光量で露
光を行い精細な潜像を形成して高品位画像を形成すると
共に、特に低コントラスト画像の後端白抜け/ギザギザ
発生を改善することができ、良好な画像濃度と画質を確
保することに成功したのである。In view of the above, the present invention has been proposed with the aim of achieving both high image quality and long life. That is, in a state where the latent image carrier charging potential is reduced as compared with the conventional one and the hazard to the developer is reduced, the developing ability is increased by reducing the charging amount of the developer compared with the conventional one, and the exposure with a low energy light amount is performed. To form a high-quality image by forming a fine latent image, and particularly to improve the occurrence of white spots / jaggies at the rear end of a low-contrast image, and succeeded in securing good image density and image quality. It is.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0037】例1:先ず本発明に係る現像装置を含む感
光体ユニット全体について説明する。図1において、静
電潜像担持体である感光体ドラム1の周囲には、当該ド
ラム表面を帯電するための帯電装置2、一様帯電処理面
に潜像を形成するためのレーザー光線でなる露光3、ド
ラム表面の潜像に帯電トナーを付着することでトナー像
を形成する現像装置4、形成されたドラム上のトナー像
を記録紙へ転写するための転写装置5、ドラム上の残留
トナーを除去するためのクリーニング装置7、ドラム上
の残留電位を除去するための除電ランプ8が順に配設さ
れている。Example 1: First, the entire photosensitive unit including the developing device according to the present invention will be described. In FIG. 1, a charging device 2 for charging the surface of a photosensitive drum 1 serving as an electrostatic latent image carrier and a laser beam for forming a latent image on a uniformly charged surface are exposed. 3. a developing device 4 for forming a toner image by attaching charged toner to a latent image on the drum surface; a transfer device 5 for transferring the formed toner image on the drum to recording paper; A cleaning device 7 for removing and a static elimination lamp 8 for removing a residual potential on the drum are sequentially arranged.
【0038】このような構成において、帯電装置2の帯
電ローラによって表面を一様に帯電された感光体1は、
露光3によって静電潜像を形成され、現像装置4によっ
てトナー像を形成される。当該トナー像は、転写ベルト
などでなる転写装置5によって、感光体ドラム1表面か
ら、不図示の給紙トレイから搬送された記録紙へ転写さ
れる。この転写の際に感光体ドラムに静電的に付着した
記録紙は、分離爪によって感光体ドラム1から分離され
る。そして未定着の記録紙上のトナー像は定着器9によ
って記録紙に定着される。一方、転写されずに感光体ド
ラム上に残留したトナーは、クリーニング装置7によっ
て除去され回収される。残留トナーを除去された感光体
ドラム1は除電ランプ8で初期化され、次回の画像形成
プロセスに供される。In such a configuration, the photosensitive member 1 whose surface is uniformly charged by the charging roller of the charging device 2 is
The exposure 3 forms an electrostatic latent image, and the developing device 4 forms a toner image. The toner image is transferred from the surface of the photosensitive drum 1 to recording paper conveyed from a paper feed tray (not shown) by a transfer device 5 including a transfer belt or the like. The recording paper electrostatically attached to the photosensitive drum at the time of this transfer is separated from the photosensitive drum 1 by a separation claw. The unfixed toner image on the recording paper is fixed on the recording paper by the fixing device 9. On the other hand, the toner remaining on the photosensitive drum without being transferred is removed and collected by the cleaning device 7. The photosensitive drum 1 from which the residual toner has been removed is initialized by the discharge lamp 8, and is used for the next image forming process.
【0039】ここで、トナーは、磁性体を含有させて磁
性トナーとしても使用することもできる。具体的な磁性
体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等
の酸化鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこ
れら金属とアルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、ス
ズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミ
ウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タング
ステン、バナジウムのような金属との合金及びその混合
物等が挙げられる。これらの磁性体は平均粒径が0.1
〜2μm程度のものが望ましく、このときの磁性体の含
有量は、結着樹脂100重量部に対して20〜200重
量部、特に好ましくは結着樹脂100重量部に対して4
0〜150重量部である。Here, the toner may be used as a magnetic toner by containing a magnetic substance. Specific magnetic materials include iron oxides such as magnetite, hematite, and ferrite, metals such as cobalt and nickel, or these metals and aluminum, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, and calcium. , Manganese, selenium, titanium, tungsten, alloys with metals such as vanadium and mixtures thereof. These magnetic materials have an average particle size of 0.1.
The magnetic material content is preferably 20 to 200 parts by weight, more preferably 4 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
0 to 150 parts by weight.
【0040】用いられる添加剤としては、従来公知のも
のが使用できるが、具体的には、Si,Ti,Al,M
g,Ca,Sr,Ba,In,Ga,Ni,Mn,W,
Fe,Co,Zn,Cr,Mo,Cu,Ag,V,Zr
等の酸化物や複合酸化物等が挙げられ、特にSi,T
i,Alの酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナが
好適に用いられる。また、このときの添加剤の添加量
は、母体粒子100重量部に対して0.5〜1.8重量
部であることが好ましく、特に好ましくは、0.7〜
1.5重量部である。添加剤の添加量が、0.5重量部
未満であると、トナーの流動性が低下するため、十分な
帯電性が得られず、また、転写性や耐熱保存性も不十分
となり、また、地汚れやトナー飛散の原因にもなりやす
い。一方、1.8重量部より多いと、流動性は向上する
ものの、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニン
グ不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体等へ
のフィルミングが生じやすくなり、クリーニングブレー
ドや感光体等の耐久性が低下し、定着性も悪化する。更
に、細線部におけるトナーのチリが発生しやすくなり、
特に、フルカラー画像における細線の出力の場合には、
少なくとも2色以上のトナーを重ねる必要があり、付着
量が増えるため、特にその傾向が顕著である。更に、カ
ラートナーとして用いる場合には、添加剤が多く含有さ
れていると、透明シートに形成されたトナー画像をオー
バーヘッドプロジェクターで投影した場合に投影像にか
げりが生じ、鮮明な投影像が得られにくくなる。As the additives to be used, conventionally known additives can be used. Specifically, Si, Ti, Al, M
g, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W,
Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, Zr
And oxides such as Si, T, and the like.
Silica, titania and alumina which are oxides of i and Al are preferably used. Further, the amount of the additive at this time is preferably 0.5 to 1.8 parts by weight, particularly preferably 0.7 to 1.8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base particles.
1.5 parts by weight. When the amount of the additive is less than 0.5 part by weight, the fluidity of the toner is reduced, so that sufficient chargeability cannot be obtained, and the transferability and heat-resistant storage stability also become insufficient. It is also likely to cause soiling and toner scattering. On the other hand, when the amount is more than 1.8 parts by weight, although the fluidity is improved, poor cleaning of the photoreceptor such as chattering and turning up of the blade and filming on the photoreceptor due to the additives released from the toner are liable to occur. The durability of the blade, the photoreceptor and the like is reduced, and the fixing property is also deteriorated. Further, toner dust easily occurs in the thin line portion,
In particular, in the case of a thin line output in a full-color image,
At least two or more colors of toner need to be overlapped, and the amount of adhesion increases, and this tendency is particularly remarkable. Further, when used as a color toner, if a large amount of additives is contained, when a toner image formed on a transparent sheet is projected by an overhead projector, the projected image is blurred, and a clear projected image is obtained. It becomes difficult.
【0041】ここで、添加剤の含有量の測定には種々の
方法があるが、蛍光X線分析法で求めるのが一般的であ
る。すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、
蛍光X線分析法で検量線を作成し、この検量線を用い
て、添加剤の含有量を求めることができる。更に、本発
明で用いられる添加剤は、必要に応じ、疎水化、流動性
向上、帯電性制御等の目的で、表面処理を施されている
ことが好ましい。Here, there are various methods for measuring the content of the additive, but it is generally determined by X-ray fluorescence analysis. That is, for a toner having a known additive content,
A calibration curve is prepared by X-ray fluorescence analysis, and the content of the additive can be determined using the calibration curve. Furthermore, it is preferable that the additive used in the present invention has been subjected to a surface treatment, if necessary, for the purpose of hydrophobicity, improvement of fluidity, control of chargeability, and the like.
【0042】ここで、表面処理に用いる処理剤として
は、有機系シラン化合物等が好ましく、例えば、メチル
トリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチ
ルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチ
ルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等の
アルキルメトキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、
シリコーンオイル等が挙げられる。また処理方法として
は、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を漬積
し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有す
る溶液を噴霧し乾燥させる方法等があるが、いずれの方
法も好適に用いることができる。The treating agent used for the surface treatment is preferably an organic silane compound, for example, alkylchlorosilanes such as methyltrichlorosilane, octyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, dimethyldimethoxysilane, octyltrimethoxysilane. Such as alkylmethoxysilanes, hexamethyldisilazane,
And silicone oil. Examples of the treatment method include a method of immersing and drying an additive in a solution containing an organic silane compound, a method of spraying and drying a solution containing an organic silane compound as an additive, and any of these methods. It can be suitably used.
【0043】トナーの体積平均粒径の範囲は3〜12μ
mが好適であるが、本例では5μmであり、1200dp
i以上の高解像度の画像にも十分対応することが可能で
ある。一方、キャリア(磁性粒子)は金属もしくは樹脂
をコアとしてフェライトもしくはマグネタイト等の磁性
材料を含有し、表層はシリコン樹脂等で被覆されたもの
である。粒径は20〜50μmの範囲が良好である。ま
た抵抗はダイナミック抵抗で104〜106Ωの範囲が
最適である。但し測定方法は磁石を内包したローラ(φ
20;600RPM)に担持して、幅65mm、長さ1
mmの面積の電極をギャップ0.9mmで当接させ、耐
圧上限レベル(高抵抗シリコンコートキャリアでは40
0Vから鉄粉キャリアでは数V)の印加電圧を印加した
時の測定値である。The range of the volume average particle size of the toner is 3 to 12 μm.
m is preferable, but in this example, it is 5 μm and 1200 dp
It is possible to sufficiently cope with high-resolution images of i or higher. On the other hand, the carrier (magnetic particles) contains a magnetic material such as ferrite or magnetite using a metal or resin as a core, and the surface layer is coated with a silicon resin or the like. The particle size is preferably in the range of 20 to 50 μm. The optimum resistance is a dynamic resistance in the range of 10 4 to 10 6 Ω. However, the measuring method is a roller (φ
20; 600 RPM), width 65 mm, length 1
mm electrode with a gap of 0.9 mm, withstand voltage upper limit level (40 with high-resistance silicon-coated carrier).
It is a measured value when an applied voltage of 0 V to several V for iron powder carrier is applied.
【0044】上記現像装置4の構成を図2に基づいて説
明する。現像装置4内には、現像剤担持体である現像ロ
ーラ41が感光体ドラム1に近接するように配置されて
いて、双方の対向部分には、感光体ドラムと磁気ブラシ
が接触する現像領域が形成されている。現像ローラ41
は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂など
の非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブ43
(図2)が不図示の回転駆動機構によって図中時計回り
に回転されるようになっている。表面はサンドブラスト
もしくは1〜数mmの深さを有する複数の溝を形成する
処理を行い、10〜20μmRZの範囲に入るように荒
らしている。感光体ドラムはアルミ等の素管に感光性を
有する有機感光体を塗布し、感光層を形成したドラムタ
イプのものを用いた。The structure of the developing device 4 will be described with reference to FIG. In the developing device 4, a developing roller 41, which is a developer carrying member, is disposed so as to be close to the photosensitive drum 1, and a developing area where the photosensitive drum and the magnetic brush are in contact is provided on both opposing portions. Is formed. Developing roller 41
Is a developing sleeve 43 made of a non-magnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin in a cylindrical shape.
(FIG. 2) is rotated clockwise in the figure by a rotation drive mechanism (not shown). The surface is subjected to sandblasting or a process of forming a plurality of grooves having a depth of 1 to several mm, and is roughened so as to fall within a range of 10 to 20 μm RZ. The photoreceptor drum used was a drum type in which a photosensitive layer was formed by applying an organic photoreceptor having photosensitivity to a base tube made of aluminum or the like.
【0045】本例においては、感光体ドラム1のドラム
径が60mmで、ドラム線速が240mm/秒に設定さ
れ、現像スリーブ43のスリーブ径が20mmで、スリ
ーブ線速が600mm/秒に設定されている。したがっ
て、ドラム線速に対するスリーブ線速の比は2.5であ
る。また感光体ドラム1と現像スリーブ43との間隔で
ある現像ギャップは0.4mmに設定されている。現像
ギャップは、従来ではキャリア粒径が50μmであれば
0.65mmから0.8mm程度、言い換えれば、現像
剤粒径の10倍以上に設定されていたが、本例では10
倍以下(0.55mm)に設定するのが良い。これより
広くすると望ましいとされる画像濃度が出にくくなる。In this embodiment, the drum diameter of the photosensitive drum 1 is set to 60 mm, the linear velocity of the drum is set to 240 mm / sec, the developing sleeve 43 is set to 20 mm, and the linear velocity of the sleeve is set to 600 mm / sec. ing. Therefore, the ratio of the sleeve linear speed to the drum linear speed is 2.5. The developing gap, which is the distance between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 43, is set to 0.4 mm. Conventionally, the developing gap is set to about 0.65 mm to 0.8 mm when the carrier particle size is 50 μm, in other words, 10 times or more the developer particle size.
It is better to set it to twice or less (0.55 mm). If the width is wider than this, it becomes difficult to obtain a desirable image density.
【0046】また現像剤の搬送方向(図で見て時計回り
方向)における現像領域の上流側部分には、現像剤チェ
ーン穂の穂高さ、すなわち現像スリーブ上の現像剤量を
規制するドクタブレード45が設置されている。このド
クタブレード45と現像スリーブ43との間隔であるド
クタギャップは0.4mmに設定されている。更に現像
ローラの感光体ドラムとは反対側領域には、現像装置ケ
ーシング46内の現像剤を攪拌しながら現像ローラ41
へ汲み上げるためのスクリュー47が設置されている。A doctor blade 45 for regulating the height of the developer chain, that is, the amount of the developer on the developing sleeve, is provided on the upstream side of the developing area in the developer conveying direction (clockwise direction in the drawing). Is installed. The doctor gap, which is the distance between the doctor blade 45 and the developing sleeve 43, is set to 0.4 mm. Further, in the region of the developing roller opposite to the photosensitive drum, the developing roller 41 is stirred while the developer in the developing device casing 46 is stirred.
A screw 47 for pumping water is provided.
【0047】ここで現像条件に言及する。本例では感光
体の帯電(露光前)電位V0を−350V、露光後電位
VLを−50Vとして、現像バイアス電圧VBを−25
0V、すなわち現像ポテンシャル(VL−VB=200
V)として現像工程が行われる。この時|VD−VL|
>|VL−VB|は400V>300Vとなる。図3を
用いて範囲を説明する。図3は横軸に|VD−VL|、
縦軸には|VL−VB|を取ったものである。|VD−
VL|<400Vは感光体の露光部分とそうでない部分
の放電を避けるためにパッシェンの放電則より設定した
ものである。図4に示すように400V以下では剥離放
電が発生しにくいことが実験的に検証されている。図3
に戻って、グラフの斜めの線は|VD−VL|>|VL
−VB|を示すもので、本例はネガポジのプロセスであ
り、VD、VL、VBが全て同極性なので斜線部分はグ
ラフより|VD|−|VB|>0の範囲を示すものにな
る。これより本発明では斜線の部分が|VD−VL|、
|VL−VB|の取り得る範囲となる。Here, reference will be made to development conditions. Charging of the photosensitive member in this embodiment (prior to exposure) -350 V potential V 0, the potential after exposure V L as -50 V, the developing bias voltage V B -25
0V, that is, the development potential (V L -V B = 200
A development step is performed as V). At this time, | V D -V L |
> | V L -V B | becomes a 400V> 300V. The range will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows | V D −V L |
The ordinate | those took | V L -V B. | VD-
VL | <400 V is set according to Paschen's discharge law in order to avoid discharge of the exposed portion of the photoconductor and the portion other than the exposed portion. As shown in FIG. 4, it has been experimentally verified that peeling discharge hardly occurs at 400 V or less. FIG.
Returning to, the oblique line of the graph is | V D -V L |> | VL
-V B | those shown, this embodiment is a process of negative-positive, V D, V L, shaded area because all the V B of the same polarity than the graph | V D | - | a> range of 0 | V B It will be shown. From this hatched portion in the present invention is | V D -V L |,
| Becomes of the possible range | V L -V B.
【0048】また現像スリーブ43内には、当該現像ス
リーブ43の周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁
界を形成する磁石体(磁石ローラ)44が固定状態で備
えられる。この磁石ローラ44から発せられる法線方向
磁力線に沿うように、現像剤のキャリアが現像スリーブ
43上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状
に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着されて、
磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシは現像スリー
ブ43の回転によって現像スリーブ43と同方向(図で
見て時計回り方向)に移送されることとなる。In the developing sleeve 43, a magnet body (magnet roller) 44 for generating a magnetic field so as to cause the developer to spike on the peripheral surface of the developing sleeve 43 is provided in a fixed state. The carrier of the developer causes a chain-like spike on the developing sleeve 43 on the developing sleeve 43 along the line of magnetic force in the normal direction emitted from the magnet roller 44, and the charged toner adheres to the carrier having the chain-shaped spike. hand,
A magnetic brush is configured. The magnetic brush is transferred in the same direction as the developing sleeve 43 (clockwise as viewed in the figure) by the rotation of the developing sleeve 43.
【0049】上記磁石ローラ44は、複数の磁極を有し
ている。具体的には図5にも示すように、現像領域部分
に現像剤の穂立ちを生じさせる現像主磁石P1b、当該
主磁極の磁力形成を補助する主磁極磁力形成補助磁石P
1a、P1c、現像スリーブ43上に現像剤を汲み上げ
るための磁石P4、汲み上げられた現像剤を現像領域ま
で搬送するための搬送磁石P2、P3である。これら各
磁石P1b,P1a,P1c,P4,P5,P2及びP
3は、現像スリーブ43の半径方向に向けて配置されて
いる。本例では、磁石ローラ44を8極の磁石によって
構成しているが、汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上
させるためにP3極からドクタブレード45の間に磁石
(磁極)を更に増やして10極や12極で構成してもよ
い。The magnet roller 44 has a plurality of magnetic poles. Specifically, as shown in FIG. 5, the developing main magnet P1b for causing the developer to spike in the developing area portion, and the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet P for assisting in forming the magnetic force of the main magnetic pole.
1a and P1c, a magnet P4 for pumping the developer onto the developing sleeve 43, and transport magnets P2 and P3 for transporting the pumped developer to the developing area. These magnets P1b, P1a, P1c, P4, P5, P2 and P
Reference numeral 3 is arranged in the radial direction of the developing sleeve 43. In this example, the magnet roller 44 is constituted by an eight-pole magnet. It may be composed of poles or 12 poles.
【0050】特に図2に示すように、上記現像極群P1
は、P1a,P1b,P1cの順で上流側から並ぶ横断
面の小さな磁石から構成されている。横断面の小さいこ
れら磁石は希土類金属合金により作製されているが、サ
マリウム合金系磁石、特にサマリウムコバルト合金系磁
石などを用いることもできる。希土類金属合金磁石のう
ち代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では最大エネル
ギー積が358kJ/m3であり、鉄ネオジウムボロン
合金ボンド磁石では最大エネルギー積が80kJ/m3
前後である。このような磁石によって従来の磁石と異な
り、相当に小サイズ化しても必要な現像ローラ表面磁力
を確保できる。従来の通常フェライト磁石やフェライト
ボンド磁石では最大エネルギー積がそれぞれ36kJ/
m3前後、20kJ/m3前後である。スリーブ径を大
きくすることが許容される場合には、フェライト磁石や
フェライトボンド磁石を用いて形状を大きくとり、ある
いはスリーブ側に向いた磁石先端を細く形成することに
よっても半値幅を狭くすることが可能である。また本例
では横断面の小さな磁石により構成しているが、一体成
形で形成される磁石ローラ(磁性粉末を樹脂体に分散さ
せたもの)により成形しても良く、更に、P1極群以外
の磁石を一体成形しP1極群を個別に形成し一体化もし
くは同時に形成しても良い。扇状に形成した磁石を磁石
ローラ軸に貼り合わせによって成形しても良い。In particular, as shown in FIG.
Is composed of magnets having a small cross section arranged in order of P1a, P1b, and P1c from the upstream side. Although these magnets having a small cross section are made of a rare earth metal alloy, a samarium alloy magnet, in particular, a samarium cobalt alloy magnet can also be used. Among the rare earth metal alloy magnets, a typical iron neodymium boron alloy magnet has a maximum energy product of 358 kJ / m 3 , and a iron neodymium boron alloy bonded magnet has a maximum energy product of 80 kJ / m 3.
Before and after. With such a magnet, unlike the conventional magnet, the required magnetic force on the surface of the developing roller can be secured even if the size is considerably reduced. Conventional conventional ferrite magnets and ferrite bonded magnets have a maximum energy product of 36 kJ /
m 3 before and after, is 20kJ / m 3 before and after. If it is permissible to increase the sleeve diameter, the half-width can be reduced by using a ferrite magnet or a ferrite bonded magnet to make the shape larger, or by making the magnet end facing the sleeve thinner. It is possible. In this embodiment, the magnet is formed by a magnet having a small cross section. However, the magnet may be formed by a magnet roller (a magnetic powder dispersed in a resin body) formed by integral molding. The magnets may be integrally formed to form the P1 pole groups individually and integrated or formed simultaneously. The fan-shaped magnet may be formed by bonding to a magnet roller shaft.
【0051】本例では、現像主磁石P1bと、現像スリ
ーブ43上に現像剤を汲み上げるための磁石P4と、汲
み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石P6
と、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極P2,P3が
N極をなし、主磁極の磁力形成を補助する主磁極磁力形
成補助磁石P1a,P1cと、汲み上げられた現像剤を
搬送する磁石P5がS極をなしている。法線方向の磁束
密度を測定し円チャートグラフとして示した図5で理解
できるように、主磁石P1bとして、現像ローラ上で8
5mT以上の法線方向磁力を有する磁石が用いられた。
本例では、当該主磁石P1bより回転下流側の主磁極磁
力形成補助磁石P1cとして60mT以上の磁力を有す
る磁石を用いることにより、キャリア付着などの異常画
像の発生が無いことが確認された。これよりも小さい磁
力の場合にはキャリア付着が発生した。キャリア付着に
関係する磁力は接線磁力であり、この接線磁力を大きく
するためにはP1b,P1cの磁力を大きくする必要が
あるが、どちらかを十分に大きくすることでキャリア付
着の発生を抑えることができる。磁石P1a,P1b,
P1cの磁石幅は2mmであった。この時のP1bの半
値幅は16°であった。In this embodiment, the developing main magnet P1b, the magnet P4 for pumping the developer onto the developing sleeve 43, and the magnet P6 for conveying the pumped developer to the developing area.
And magnetic poles P2 and P3 for transporting the developer in the region after development form N poles, and main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a and P1c for assisting the magnetic force generation of the main magnetic pole, and a magnet for transporting the pumped developer. P5 forms the south pole. As can be understood from FIG. 5 in which the magnetic flux density in the normal direction was measured and shown as a pie chart graph, as the main magnet P1b, 8
A magnet having a normal magnetic force of 5 mT or more was used.
In this example, it was confirmed that no abnormal image such as carrier adhesion occurred by using a magnet having a magnetic force of 60 mT or more as the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet P1c on the downstream side of the main magnet P1b. When the magnetic force was smaller than this, carrier adhesion occurred. The magnetic force related to carrier adhesion is a tangential magnetic force. To increase this tangential magnetic force, it is necessary to increase the magnetic force of P1b or P1c. Can be. The magnets P1a, P1b,
The magnet width of P1c was 2 mm. At this time, the half width of P1b was 16 °.
【0052】なお別の例として図6に示すように、主磁
石P1bの下流側のみに主磁極磁力形成補助磁石P1c
を配置したところ、主磁石P1bでの半値幅は変わりな
かったが、主磁極(P1b部分)の磁力が数%低下し
た。上流側に主磁極磁力形成補助磁石(P1a)が無い
ためにP1a部分の磁力は低下し、30mT程度になっ
たことが確認されたが、この箇所は入口シールによって
覆うことができる部分であり、そのような構成では当該
箇所が作像部に露出しないので、画像に影響が出ないよ
うにして主磁極に現像剤を供給することが可能である。
更に磁石の幅を狭くすることで、半値幅は更に細くなる
ことが確認された。1.6mm幅の磁石を用いた際の主
磁極の半値幅は12°であった。As another example, as shown in FIG. 6, the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet P1c is provided only on the downstream side of the main magnet P1b.
Was arranged, the half-value width of the main magnet P1b did not change, but the magnetic force of the main magnetic pole (P1b portion) decreased by several percent. Since there was no main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet (P1a) on the upstream side, it was confirmed that the magnetic force of the P1a portion was reduced to about 30 mT, but this portion is a portion that can be covered by the inlet seal, In such a configuration, since the portion is not exposed to the image forming unit, the developer can be supplied to the main magnetic pole without affecting the image.
Further, it was confirmed that the half width was further reduced by reducing the width of the magnet. The half width of the main pole when using a magnet having a width of 1.6 mm was 12 °.
【0053】法線方向の磁力密度の減衰率を考察するに
あたり、改めて図5に戻る。当該図は法線磁力パターン
を示すもので、実線は現像スリーブ表面上の磁束密度を
測定して円チャートグラフであり、破線は現像スリーブ
表面から1mm離れたところでの法線方向の磁束密度を
測定した円チャートグラフである。対照のため、図7に
従来の磁石ローラでの磁力詳細を概略的に示す。測定に
使用した計測装置はADS社製ガウスメーター(HGM
-8300)並びにADS社製A1型アキシャルプロー
ブであり、円チャートレコーダにて記録した。Returning to FIG. 5, when considering the attenuation rate of the magnetic force density in the normal direction. The figure shows the normal magnetic force pattern, the solid line is a circular chart graph measuring the magnetic flux density on the surface of the developing sleeve, and the broken line measures the magnetic flux density in the normal direction at a distance of 1 mm from the surface of the developing sleeve. It is a pie chart graph. For comparison, FIG. 7 schematically shows details of the magnetic force of the conventional magnet roller. The measuring device used for the measurement was a Gauss meter (HGM) manufactured by ADS.
-8300) and ADS A1 axial probe, recorded by a pie chart recorder.
【0054】本例での磁石ローラによる観測では、主磁
極P1bのスリーブ表面上の法線方向の磁束密度は95
mTを示し、スリーブ表面から1mm離れた部分での法
線方向磁束密度は44.2mTであり、磁束密度の変化
量は50.8mTの磁力差であった。この時の法線方向
磁束密度の減衰率(スリーブ表面上の法線方向磁束密度
のピーク値からとスリーブ表面から1mm離れたところ
での法線方向磁束密度のピーク値の差をスリーブ表面上
の法線方向磁束密度のピーク値で割った比率)は53.
5%である。主磁極P1bの上流側に位置する主磁極磁
力形成補助磁石P1aのスリーブ表面上の法線方向磁束
密度は93mTを示し、スリーブ表面上から1mm離れ
た部分での法線方向磁束密度は49.6mTであり、磁
束密度の変化量は43.4mTの磁力差であった。この
時の法線方向磁束密度の減衰率は46.7%である。主
磁極P1bの下流側に位置する主磁極磁力形成補助磁石
P1cのスリーブ表面上の法線方向磁束密度は92mT
を示し、スリーブ表面上から1mm離れた部分での法線
方向磁束密度は51.7mTであり、磁束密度の変化量
は40.3mTの磁力差であった。この時の法線方向磁
束密度の減衰率は43.8%である。本例では、磁石ロ
ーラ上に発生した磁力線に沿って形成された磁気ブラシ
は、主磁極P1bに形成されるブラシ部分のみが感光体
に接し、感光体上の静電潜像を顕像化する。この際、感
光体が接しない状態で測定すると当該箇所での磁気ブラ
シの長さは約1.5mmで、従来の磁石ローラで形成さ
れる磁気ブラシ(約3mm)よりも穂立ちが短く、密に
なった状態を作り出すことが可能となった。現像剤規制
部材と現像スリーブの間の距離が従来と同じである場合
には、現像剤規制部材を通過する現像剤量が同じである
ので、現像領域にある磁気ブラシは短く、密になってい
ることが確認できた。この現象は図5の法線磁力パター
ンからも理解でき、現像スリーブ表面から1mm離れた
ところでの法線磁束密度が大きく減少しているので、磁
気ブラシは現像スリーブより離れたところではブラシチ
ェーンを形成することができず、磁気ブラシが短く現像
スリーブ表面に密に形成することとなる。ちなみに従来
の磁石ローラ(図7)では、主磁極のスリーブ表面上の
法線方向磁束密度は73mTを示し、スリーブ表面上か
ら1mm離れた部分での法線方向磁束密度は51.8m
Tであり、磁束密度の変化量は21.2mTの磁力差で
あった。この時の法線方向磁束密度の減衰率は29%で
ある。According to the observation by the magnet roller in this example, the magnetic flux density in the normal direction on the sleeve surface of the main magnetic pole P1b is 95%.
mT, the normal direction magnetic flux density at a portion 1 mm away from the sleeve surface was 44.2 mT, and the change in magnetic flux density was a magnetic force difference of 50.8 mT. At this time, the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction (the difference between the peak value of the magnetic flux density in the normal direction on the sleeve surface and the peak value of the magnetic flux density in the normal direction at a distance of 1 mm from the sleeve surface is calculated by the method on the sleeve surface. The ratio of the linear magnetic flux density divided by the peak value) is 53.
5%. The normal magnetic flux density on the sleeve surface of the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet P1a located on the upstream side of the main magnetic pole P1b is 93 mT, and the normal magnetic flux density at a portion 1 mm away from the sleeve surface is 49.6 mT. And the amount of change in magnetic flux density was a magnetic force difference of 43.4 mT. At this time, the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction is 46.7%. The magnetic flux density in the normal direction on the sleeve surface of the main pole magnetic force forming auxiliary magnet P1c located downstream of the main pole P1b is 92 mT.
The magnetic flux density in the normal direction at a portion 1 mm away from the surface of the sleeve was 51.7 mT, and the amount of change in the magnetic flux density was a magnetic force difference of 40.3 mT. At this time, the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction is 43.8%. In this example, in the magnetic brush formed along the lines of magnetic force generated on the magnet roller, only the brush portion formed on the main magnetic pole P1b is in contact with the photoconductor, and the electrostatic latent image on the photoconductor is visualized. . At this time, when measured in a state where the photoreceptor is not in contact, the length of the magnetic brush at that location is about 1.5 mm, which is shorter than the magnetic brush (about 3 mm) formed by a conventional magnet roller, and has a denser brush. It is possible to create a state that has become. If the distance between the developer regulating member and the developing sleeve is the same as before, the amount of developer passing through the developer regulating member is the same, so the magnetic brush in the developing area is short and dense. Was confirmed. This phenomenon can also be understood from the normal magnetic force pattern shown in FIG. 5. Since the normal magnetic flux density at a distance of 1 mm from the surface of the developing sleeve is greatly reduced, the magnetic brush forms a brush chain at a distance from the developing sleeve. Therefore, the magnetic brush is short and densely formed on the surface of the developing sleeve. Incidentally, in the conventional magnet roller (FIG. 7), the normal magnetic flux density on the sleeve surface of the main magnetic pole is 73 mT, and the normal magnetic flux density at a portion 1 mm away from the sleeve surface is 51.8 mT.
T, and the amount of change in magnetic flux density was a magnetic force difference of 21.2 mT. At this time, the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction is 29%.
【0055】磁石ローラの法線方向磁力分布とその大き
さ程度を示す図5を基礎にして主磁石P1bと補助磁石
P1a,P1cの位置関係を中心として改めて表した図
8から認識できるように、主磁石の最高法線磁力が95
mTである時の半値は47.5mTで、その半値幅は2
2°である。この主磁極の半値幅22°を境に、それよ
り大きくすると異常画像の発生があることが確認され
た。As can be seen from FIG. 8 again showing the positional relationship between the main magnet P1b and the auxiliary magnets P1a and P1c on the basis of FIG. Maximum normal magnetic force of main magnet is 95
The half value at the time of mT is 47.5 mT, and the half value width is 2
2 °. It was confirmed that an abnormal image was generated when the half width of the main magnetic pole was set to be larger than 22 °.
【0056】主磁極磁力形成補助磁石P1a,P1cの
半値幅は35°以下に形成する。この部分での半値幅は
外側に位置するP2やP6の半値幅が大きいために主磁
極でのように半値幅を相対的に狭く設定することができ
ない。また主磁石P1bの両側にある主磁極磁力形成補
助磁石P1a,P1cによる挟角を30°以下に形成す
る。主磁極の現像剤搬送方向上流及び下流に補助磁極を
形成した上記の例では、主磁極での半値幅を16°に設
定するために当該挟角は22°とした。更に主磁極磁力
形成補助磁石P1a,P1cと当該補助磁石の外側にあ
る磁石P2,P6とによる変極点(0mT:磁力がN極
からS極、S極からN極に変わる点)の挟角を120°
以下にする。The half widths of the main pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a and P1c are set to 35 ° or less. The half width at this portion cannot be set relatively small as at the main pole because the half width of P2 and P6 located outside is large. Further, the included angle between the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a and P1c on both sides of the main magnet P1b is set to 30 ° or less. In the above-described example in which the auxiliary magnetic pole is formed upstream and downstream of the main magnetic pole in the developer transport direction, the included angle is set to 22 ° in order to set the half width at the main magnetic pole to 16 °. Further, the included angle of the inflection point (0 mT: the point at which the magnetic force changes from the N pole to the S pole and the magnetic force changes from the S pole to the N pole) by the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a and P1c and the magnets P2 and P6 outside the auxiliary magnet is set. 120 °
Do the following.
【0057】例2:現像剤による現像駆動トルクの範囲
を0.15N・mに設定したものである。現像の駆動ト
ルクのうち、現像剤の攪拌に使用される割合は大きい。
現像剤攪拌はトナーの均一な帯電に必要だからである。
それを決める条件は現像剤量、攪拌に使用する部材、特
に最近はスクリュー形状のものが多く提案されている
が、現像剤に当接する面積、接触頻度(回転数)、現像
スリーブ中の磁極の磁力、現像剤中のキャリアの飽和磁
化、現像剤層厚のための規制部材45の現像スリーブ4
3(現像ローラ41)との間隙等に依存することが分か
っている。条件を組み合わせてトナーの効率的な帯電を
促していたが、既述したように現像剤が受ける機械的な
ハザードが寿命を短くする要因になっており、これを低
減することが重要である。Example 2: The range of the developing drive torque by the developer is set to 0.15 N · m. A large percentage of the driving torque for development is used for stirring the developer.
This is because developer stirring is necessary for uniform charging of the toner.
Conditions for determining the amount of developer, members used for agitation, especially screw-shaped ones have recently been proposed, but the area in contact with the developer, the contact frequency (number of rotations), Development sleeve 4 of regulating member 45 for magnetic force, saturation magnetization of carrier in developer, and developer layer thickness
3 (development roller 41). Although efficient charging of the toner has been promoted by combining the conditions, as described above, the mechanical hazard applied to the developer is a factor that shortens the life, and it is important to reduce this.
【0058】ここでは、トナーへストレスを与える要因
となる現像トルクに着目し、これを低減する構成にする
ことで、比較的低い帯電量でも十分な現像特性を得つ
つ、現像剤の寿命を延ばすことを考える。表1に示した
ように、現像器における幾つかのパラメータを変更した
ときの現像トルクとトナー帯電量の関係が分かってい
る。これを現状条件(比較例)に対して本発明の条件A
〜Dの範囲で選択することで、平均帯電量は低減しなが
ら、経時において現像剤の劣化促進が低減し、比較例の
150K枚通紙の寿命に対して、本発明では最大230
K枚へと飛躍的に向上した。Here, attention is paid to the development torque which causes a stress on the toner, and by adopting a configuration in which the development torque is reduced, sufficient development characteristics can be obtained even with a relatively low charge amount, and the life of the developer can be extended. Think about it. As shown in Table 1, the relationship between the developing torque and the toner charge amount when some parameters in the developing device are changed is known. This is compared with the current condition (Comparative Example) by the condition A of the present invention.
To D, the average charge amount is reduced, and the acceleration of the deterioration of the developer with time is reduced.
It has been dramatically improved to K cards.
【0059】[0059]
【表1】 [Table 1]
【0060】図9において、S1極が所謂主磁極となる
が全ての磁極に関係し、キャリアを含めた現像剤の搬送
及び磁気ブラシの硬さに影響を及ぼす。これは、各磁極
の磁力とキャリアの飽和磁化によって決まるもので、本
例では主磁極の磁力MDが70T、キャリアの飽和磁化
MCが100emu/gである。この範囲では磁気ブラシ
の硬さは適度であり、経時的にも現像剤がストレスを受
けることなく使用し続けることができる。図10にその
使用可能範囲を示したが、MD<60TもしくはMC<
60emu/gでは十分強固な磁気ブラシが形成できず、
均一な現像が行えない。またMD>80TもしくはMC
>130emu/gでは磁気ブラシが現像スリーブ上で強
固に形成されるのでトナー、キャリアの摩擦力が高ま
り、両者の表面が前者では添加剤の塊、後者ではトナー
の一部がキャリアに付着する、所謂スペント化現象が発
生し、トナーの流動性低減、トナー帯電量の低減により
現像特性が著しく劣化して、画像品質も劣化する。In FIG. 9, the S1 pole is a so-called main magnetic pole, but is related to all the magnetic poles, and affects the conveyance of the developer including the carrier and the hardness of the magnetic brush. This is determined by the magnetic force of each magnetic pole and the saturation magnetization of the carrier. In this example, the magnetic force MD of the main magnetic pole is 70 T, and the saturation magnetization MC of the carrier is 100 emu / g. In this range, the hardness of the magnetic brush is appropriate, and the developer can be used without stress even over time. FIG. 10 shows the usable range, where MD <60T or MC <
At 60 emu / g, a sufficiently strong magnetic brush cannot be formed,
Uniform development cannot be performed. MD> 80T or MC
At> 130 emu / g, the magnetic brush is firmly formed on the developing sleeve, so that the frictional force between the toner and the carrier increases, and the surfaces of both adhere to the carrier in the former, and a part of the toner adheres to the carrier in the latter. A so-called spent phenomenon occurs, and the development characteristics are remarkably deteriorated due to the decrease in the fluidity of the toner and the charge amount of the toner, and the image quality is also deteriorated.
【0061】現像ローラ41(スリーブ)上のトナー
は、現像スリーブに印加された現像バイアスで感光体上
1に移ることで感光体1上に形成された潜像を現像し、
当該潜像を顕像化する。ちなみに本例では感光体1の線
速を200mm/s、現像スリーブの線速を300mm
/sとしている。感光体1の直径を50mm、供給ホッ
パーの直径を18mm、現像スリーブの直径を16mm
として、現像行程が行われる。ここで現像スリーブ上の
トナー帯電量は−10〜−30μC/gの範囲である。
感光体の厚みを28μmとし、光学系のビームスポット
径を50×60μm、光量を0.23mWとしている。
感光体の帯電(露光前)電位V0を−300V、露光後
電位VLを−100Vとして現像バイアス電圧を−25
0V、すなわち現像ポテンシャル(VL−VB=150
V)として現像工程が行われる。感光体1上に形成され
たトナー像はその後、転写、定着工程を経て画像として
完成される。The toner on the developing roller 41 (sleeve) is transferred to the photosensitive member 1 by a developing bias applied to the developing sleeve, thereby developing a latent image formed on the photosensitive member 1.
The latent image is visualized. Incidentally, in this example, the linear velocity of the photosensitive member 1 is 200 mm / s, and the linear velocity of the developing sleeve is 300 mm / s.
/ S. The diameter of the photoconductor 1 is 50 mm, the diameter of the supply hopper is 18 mm, and the diameter of the developing sleeve is 16 mm.
The development process is performed as follows. Here, the toner charge amount on the developing sleeve is in the range of -10 to -30 C / g.
The thickness of the photoconductor is 28 μm, the beam spot diameter of the optical system is 50 × 60 μm, and the light amount is 0.23 mW.
Charging the photosensitive member (before exposure) -300 V potential V 0, a developing bias voltage to the potential after exposure V L as -100 V -25
0V, that is, the development potential (V L -V B = 150
A development step is performed as V). Thereafter, the toner image formed on the photoconductor 1 is completed as an image through a transfer and fixing process.
【0062】例3(低光量露光):光量を高密度として
ビーム径を絞って露光する手法を用いて、所謂2値プロ
セスと称して提案が行われている。ところが光量をアッ
プすることで課題が存在する。一つは高密度の光量のビ
ーム径を絞ることは光学設計の余裕度を低減させ、部品
精度の向上が不可欠となってコストが上昇してしまう。
更にもう一つの点は光量が大きいために感光体に対する
帯電・露光において、通電電荷量アップによる所謂静電
ハザードを受け、寿命が短くなる要因の一つとなること
である。そこで感光体の初期帯電電位を低くすること
で、露光量も同時に低減して、汎用光学部品を使用して
高精細な潜像を形成すると共に感光体への静電ハザード
を低減して長寿命化を可能とするものである。Example 3 (Low Light Exposure): A proposal has been made in what is called a so-called binary process by using a technique in which the light amount is made high and the beam diameter is narrowed. However, there is a problem with increasing the amount of light. One is that reducing the beam diameter of a high-density light beam reduces the margin of optical design, and inevitably increases the accuracy of parts, resulting in an increase in cost.
Another point is that the large amount of light causes a so-called electrostatic hazard due to an increase in the amount of electrified charge during charging / exposure of the photoconductor, which is one of the factors that shortens the life. Therefore, by lowering the initial charging potential of the photoreceptor, the exposure amount is also reduced, a high-definition latent image is formed using general-purpose optical components, and the electrostatic hazard on the photoreceptor is reduced, resulting in a long life. It is possible to make it possible.
【0063】本発明において、現像特性におけるγ曲線
(現像電位差に対する現像量)をみるとその傾きが大き
く、比較的低電位でも現像し易く、すぐに飽和してしま
う。これは現像ローラ41上のトナー担持量を一定にし
てベタ画像でローラ上の全量のトナーで現像するのは比
較的容易ではあるが、小径ドットを形成するには従来の
感光体及び書き込みの諸条件では、微分感度が十分下が
らない場合は現像量の変化が生じて、その結果ドット径
の変動が見られるが、本発明ではそもそも帯電電位が低
く、上記潜像形成条件が1/e2で規定される潜像ドッ
ト径の部分で十分、微分感度が下がっているので均一な
ドット画像が形成できる。本例では従来の0.47mW
に対して0.23mWの露光パワーで十分均一な地汚れ
のない画像が得られた。In the present invention, the γ curve (development amount with respect to the development potential difference) in the development characteristics has a large slope, and the development is easy even at a relatively low potential, and the saturation occurs immediately. This is because it is relatively easy to develop a solid image with the entire amount of toner on the roller while keeping the amount of toner carried on the developing roller 41 constant. Under the conditions, if the differential sensitivity is not sufficiently lowered, the development amount changes, and as a result, the dot diameter fluctuates. Since the differential sensitivity is sufficiently reduced at the portion of the latent image dot diameter to be formed, a uniform dot image can be formed. In this example, the conventional 0.47 mW
In contrast, a sufficiently uniform image without background contamination was obtained with an exposure power of 0.23 mW.
【0064】例4:現像剤層の静電容量と感光体の静電
容量の関係をCD(現像剤層の静電容量)>CP(感光
体の静電容量)と設定した。ここで感光体に静電容量を
計算すると本例では比誘電率2.7、厚み30μmなの
で静電容量は単位面積当たり79.6pF/cm2とな
る。またトナー層の比誘電率が3、層厚が15μmとす
るとCD=177pF/cm2となり、CP<CDの条件
を満たしている。従来例では比誘電率2.7、厚み20
μmなので静電容量は単位面積当たり、119pF/cm
2となる。またトナー層の比誘電率が3、層厚が25μ
mとするとCTL=106pF/cm2となり、CP>C
Dとなっている。Example 4: Electrostatic capacity of developer layer and electrostatic capacity of photoreceptor
The relationship between the capacitances is CD (capacitance of the developer layer)> CP (photosensitive
Body capacitance). Here, the capacitance is applied to the photoconductor.
According to calculation, in this example, the relative dielectric constant is 2.7 and the thickness is 30 μm.
And the capacitance is 79.6 pF / cm per unit area2Tona
You. Further, it is assumed that the relative dielectric constant of the toner layer is 3 and the layer thickness is 15 μm.
Then CD = 177pF / cm2And the condition of CP <CD
Meets. In the conventional example, the relative dielectric constant is 2.7 and the thickness is 20.
μm, the capacitance is 119 pF / cm per unit area
2Becomes Further, the relative dielectric constant of the toner layer is 3 and the layer thickness is 25 μm.
m = CTL = 106 pF / cm2And CP> C
D.
【0065】これを現像γで比較したものが図11、1
2である。図11は従来例でベタとライン・ドットのγ
曲線が乖離しているが、図12は本発明でライン・ドッ
トのγ曲線が近接しているのが特徴である。FIG. 11 and FIG.
2. FIG. 11 shows γ of solid and line dots in a conventional example.
Although the curves deviate, FIG. 12 is characterized by the fact that the gamma curves of the lines and dots are close to each other in the present invention.
【0066】更にこれをベタ画像における画像濃度の端
部での濃度変化で比較すると図13のように従来例では
エッジ効果が顕著であるが、本発明では低減できるの
で、ベタとライン・ドットの濃度の差を低減することが
できる。When this is compared with the density change at the end of the image density in the solid image, the edge effect is remarkable in the conventional example as shown in FIG. The difference in density can be reduced.
【0067】現像剤層の抵抗による現像特性を、現像剤
層のダイナミック抵抗による現像γ特性として、図14
に示した。ダイナミック抵抗の測定方法に関しては既に
記述した。この抵抗が低い程現像γの傾きが大きくな
る。図14では105、106、107Ω・cmのもの
の比較結果を示した。107Ω・cmでは現像ポテンシ
ャルで飽和する領域に達するまでに400Vを超えてし
まう。それに対して105Ω・cm、106Ω・cmでは
400V以内で飽和付着量に達するので、現像能力が高
まっており、より低い現像ポテンシャルで現像を行うこ
とが可能である。The development characteristic due to the resistance of the developer layer is defined as the development γ characteristic due to the dynamic resistance of the developer layer.
It was shown to. The method of measuring the dynamic resistance has already been described. The lower the resistance, the greater the inclination of the development γ. FIG. 14 shows the results of comparison for 105, 106, and 107 Ω · cm. At 107 Ω · cm, the voltage exceeds 400 V before reaching the region saturated with the developing potential. On the other hand, at 105 Ω · cm and 106 Ω · cm, since the saturation adhesion amount is reached within 400 V, the developing ability is increased, and development can be performed with a lower developing potential.
【0068】具体的な例として、16mm径と20mm
径での本発明に関わるFeNdBボンドの磁石ローラで
の磁束密度等を従来構成での磁石ローラとの比較におい
て表2に示す。当該磁石ローラの測定は既述したADS
社製TS−10A型プローブ、ガウスメータHGM−8
900Sを用いて行った。法線方向、接線方向の磁束密
度の測定のホール素子の位置はスリーブ表面より0.5
mmに設定した。As a specific example, 16 mm diameter and 20 mm
Table 2 shows the magnetic flux density and the like of the FeNdB-bonded magnet roller according to the present invention in terms of diameter in comparison with the magnet roller of the conventional configuration. The measurement of the magnet roller is based on the ADS described above.
TS-10A type probe, Gauss meter HGM-8
Performed using 900S. The position of the Hall element in the measurement of the magnetic flux density in the normal direction and the tangential direction is 0.5 from the sleeve surface.
mm.
【0069】[0069]
【表2】 [Table 2]
【0070】以上の条件により、後端白抜け及びギザギ
ザ形状の発生が抑制される。つまり、主磁極の半値幅を
狭くしたことで、短い磁気ブラシでの立ち上がりと穂倒
れを実現して現像ニップを狭くし、図28bに示された
磁気ブラシ先端側トナーの根元側への移動を極力少なく
し、スリーブ長手方向においては、その立ち上がりと倒
れを均一化するので、画像後端におけるギザギザ形状と
白抜けの発生がし難くなるのである。Under the above conditions, the occurrence of the trailing edge white spot and the jagged shape are suppressed. In other words, by narrowing the half width of the main pole, the development and nip with a short magnetic brush are realized, the developing nip is narrowed, and the movement of the magnetic brush tip side toner to the root side shown in FIG. Since the rise and fall of the sleeve are made uniform in the longitudinal direction of the sleeve as much as possible, jagged shapes and white spots at the rear end of the image are less likely to occur.
【0071】図15は磁気ブラシ穂立ち均一度と画像後
端白抜けランクの関係を示していて、磁気ブラシが主磁
極によって発生する磁力線に沿って穂立ちを起こす穂立
ち均一度をランクで表している。ランク数字が小さい方
が穂立ちがばらついている状態であり、ランク数字が大
きい方が穂立ちの均一性に優れている。穂立ちの均一度
が上がるほど画像後端白抜けランクも良くなることが分
かる。FIG. 15 shows the relationship between the magnetic brush spike uniformity and the rank at the trailing edge of the image. ing. The smaller the rank number, the more the ears vary, and the larger the rank number, the more uniform the ears. It can be seen that the higher the degree of uniformity of the ears, the better the rank at the trailing edge of the image.
【0072】磁気ブラシの穂立ち均一度が悪い場合、図
16bに示すように、潜像担持体に接する部分における
磁気ブラシが不均一になるため、トナー移動の挙動が現
像スリーブ長手方向各位置によって異なり、非画像部の
電荷により移動するトナーの距離が変わり、潜像担持体
近傍のトナー濃度が長手方向に対して不均一になってし
まい、画像後端白抜けが起きやすくなる。また、画像後
端部が波打った状態で画像後端白抜けが発生する。反対
に穂立ち均一度が良い場合には、図16aのように、潜
像担持体に接触する際に磁気ブラシが長手方向に対して
均一に接触するため、トナーの移動が均一となり、画像
後端白抜けの発生を抑えることができる。このようなこ
とは磁気ブラシが潜像担持体から離間する側でも同じで
あり、均一に離間することが望ましく、磁気ブラシが現
像領域から抜ける際、スリーブ長手方向において均一な
状態でブラシ穂が現像スリーブに倒れる状態となると、
スキャベンジが均一となる。従来の磁石ローラのように
不均一に磁気ブラシが現像スリーブに穂倒れを起こす場
合にはスキャベンジ量に差が生まれ、画像後端部を磁気
ブラシが掃き取る状態を作り出して、異常画像の発生を
促してしまう。When the spike uniformity of the magnetic brush is poor, as shown in FIG. 16B, the magnetic brush at the portion in contact with the latent image carrier becomes non-uniform, so that the toner movement depends on each position in the longitudinal direction of the developing sleeve. In contrast, the distance of the toner that moves due to the electric charge in the non-image portion changes, and the toner density in the vicinity of the latent image carrier becomes non-uniform in the longitudinal direction. In addition, an image trailing edge white spot occurs when the trailing edge of the image is wavy. Conversely, when the spike uniformity is good, as shown in FIG. 16A, when the magnetic brush contacts the latent image carrier uniformly in the longitudinal direction, the movement of the toner becomes uniform, and the The occurrence of white spots can be suppressed. This is the same on the side where the magnetic brush is separated from the latent image carrier, and it is desirable that the magnetic brush be separated uniformly. When the magnetic brush comes out of the developing area, the brush spikes are developed in a uniform state in the longitudinal direction of the sleeve. When it falls into the sleeve,
Scavenging becomes uniform. If the magnetic brush causes the developer sleeve to fall over the developing sleeve unevenly like a conventional magnet roller, there will be a difference in the amount of scavenging, creating a state in which the magnetic brush sweeps the trailing edge of the image, causing the occurrence of abnormal images. Will prompt you.
【0073】本発明によれば、後端白抜けやギザギザ形
状の発生抑制と同様に、横線の再現性(特に縦横比の確
保)、ドットの再現性、トナー付着の均一性が改善され
る。そのイメージを図17に示し、図26と比較する。According to the present invention, the reproducibility of the horizontal line (especially, the securing of the aspect ratio), the reproducibility of the dots, and the uniformity of the toner adhesion are improved, as well as the occurrence of the occurrence of the trailing edge white spot and the jagged shape. The image is shown in FIG. 17 and compared with FIG.
【0074】主磁極が更に制御され、キャリアの穂列を
1列のみ感光体に接触可能である場合は、[キャリア粒
径×線速比(Ss/Sp)]以上のニップ幅で現像が可
能となる。When the main magnetic pole is further controlled and only one row of carriers can contact the photoconductor, development can be performed with a nip width of [carrier particle diameter × linear velocity ratio (Ss / Sp)] or more. Becomes
【0075】磁気ブラシ均一度は半値幅によって表すこ
とが可能である。図18は主磁極半値幅と磁気ブラシの
穂立ち均一度の関係を表す。半値幅が小さくなるほど磁
気ブラシの穂立ちの均一性が向上する。穂立ちが均一に
なることによって画像が良くなることは図15より明ら
かである。The magnetic brush uniformity can be represented by a half width. FIG. 18 shows the relationship between the half width of the main magnetic pole and the uniformity of spikes of the magnetic brush. The smaller the half width, the better the uniformity of the magnetic brush ears. It is clear from FIG. 15 that the image is improved by making the ears uniform.
【0076】また半値幅を狭くすることによって後端白
抜けランクが良くなることは図19から明らかである。
この図19は図15と図18の関係から導き出せるもの
で、半値幅が狭くなるほど磁気ブラシの穂立ち均一度が
上がり(図18)、当該穂立ち均一度が上がるほど画像
後端白抜けランクも上がる(図15)であるから、図1
9に示されるような関係が成り立つのである。It is apparent from FIG. 19 that the trailing edge blank rank is improved by reducing the half width.
19 can be derived from the relationship between FIG. 15 and FIG. 18. The smaller the half width, the higher the uniformity of the magnetic brush ears (FIG. 18). Because it is going up (FIG. 15), FIG.
The relationship shown in FIG. 9 holds.
【0077】穂立ちの均一性が良い状態は、減衰率の高
い磁石ローラを用いて主磁極を形成させることによっ
て、作り出すことができる。実験値では半値幅を小さく
することによって減衰率が高まることが判明している。
半値幅を小さくするには、磁石の幅(スリーブ円周方向
での幅)を小さくすることによって達成できるが、半値
幅を狭くすることにより隣り合う磁石に回り込む磁力線
量が増え、スリーブ表面より離れた部分での法線磁束密
度が低下する。磁石ローラと現像スリーブの間には、磁
石ローラが固定され現像スリーブが回転するのに必要な
空間と現像スリーブの肉厚分とに基づく実質空隙が存在
し、接線磁束密度位置が実質的に現像スリーブ側に集中
するので、法線磁束密度はスリーブ表面から遠ざかるほ
ど低下するのである。A state in which the spikes are uniform can be created by forming the main magnetic pole using a magnet roller having a high damping rate. It has been found from experiments that the attenuation rate is increased by reducing the half width.
The half-width can be reduced by reducing the width of the magnet (width in the circumferential direction of the sleeve). However, by reducing the half-width, the amount of magnetic force wrapping around the adjacent magnet increases, and the distance from the sleeve surface increases. The magnetic flux density in the normal part at the bent portion is reduced. Between the magnet roller and the developing sleeve, there is a substantial gap based on the space required for the magnet roller to be fixed and the developing sleeve to rotate and the thickness of the developing sleeve, and the tangential magnetic flux density position is substantially the same as that of the developing sleeve. Since the magnetic flux density is concentrated on the sleeve side, the normal magnetic flux density decreases as the distance from the sleeve surface increases.
【0078】減衰率の高い磁石ローラを使用すると磁気
ブラシは短く密に形成される。これに対して、減衰率の
低い従来の磁石ローラでは磁気ブラシは長く疎に形成さ
れる。これは、減衰率の大きい磁石により形成された磁
界は隣の磁石(例えばP1bに対するP1a,P1c)
に引き付けられやすくなり、法線方向に磁束が広がるよ
りも接線方向に磁束が回り込む寄与が高くなり、法線方
向の磁束密度が小さくなることによって法線方向に磁気
ブラシが形成されにくくなり、短く且つ密に磁気ブラシ
が形成されるのである。例えば減衰率の高い磁石P1b
に形成される磁気ブラシは細長く個別に形成されるより
も隣り合って短く形成された方が安定する。減衰率の低
い従来の磁石ローラでは現像剤の汲み上げ量を少なくし
ても磁気ブラシは短くならず、ほぼ前述した磁気ブラシ
と同等の長さとなってしまう。When a magnet roller having a high damping rate is used, the magnetic brush is formed short and dense. On the other hand, in a conventional magnet roller having a low damping rate, the magnetic brush is formed long and sparsely. This is because the magnetic field formed by the magnet having a large attenuation rate is equal to that of the adjacent magnet (for example, P1a and P1c with respect to P1b).
The magnetic flux tangentially wraps around more than the magnetic flux spreads in the normal direction, and the magnetic flux density in the normal direction decreases. In addition, the magnetic brush is formed densely. For example, a magnet P1b having a high damping rate
When the magnetic brushes are formed to be short and adjacent to each other, they are more stable than those formed separately and elongated. With a conventional magnet roller having a low damping rate, the magnetic brush does not become short even if the amount of developer pumped is reduced, and the length is almost the same as that of the above-described magnetic brush.
【0079】減衰率を高くするには、主磁極と隣り合う
主磁極形成補助磁石を(スリーブ周方向において)主磁
極位置に近づけることでも達成可能である。こうするこ
とにより、主磁極から発せられる磁力線が隣り合う主磁
極形成補助磁極に流れ込む磁力線が増すことになって、
減衰率が高くなる。The attenuation factor can also be increased by bringing the main magnetic pole forming auxiliary magnet adjacent to the main magnetic pole closer to the main magnetic pole position (in the sleeve circumferential direction). By doing so, the lines of magnetic force emitted from the main magnetic pole flow into the adjacent main magnetic pole forming auxiliary magnetic poles, so that the magnetic lines of force increase.
The decay rate increases.
【0080】主磁極の半値幅を狭くして、短い磁気ブラ
シでの立ち上がりと穂倒れを実現し、スリーブ長手方向
においては、その立ち上がりと倒れを均一化すること
で、図30に破線で示した曲線の如く、線速比が大きく
なっても後端濃度の低下がない特性となること(条件
1)が確認された。これにより、後端白抜け/ギザギザ
が発生しない画質向上を実現する現像装置を提供するこ
とができる。The half-width of the main pole is narrowed to realize rising and falling with a short magnetic brush, and the rising and falling are made uniform in the longitudinal direction of the sleeve. As shown in the curve, it was confirmed that the characteristics were not reduced even when the linear velocity ratio was increased (condition 1). Thereby, it is possible to provide a developing device that realizes an improvement in image quality without occurrence of trailing edge white spots / jaggies.
【0081】例5:次に、本発明の適用を電子写真式カ
ラー複写装置(以下、カラー複写機という)に広げて説
明する。まず、図20を用いて、本カラー複写機の概略
構成及び動作について説明する。このカラー複写機は、
カラー画像読取装置(以下、カラースキャナという)1
1、カラー画像記録装置(以下、カラープリンタとい
う)12、給紙バンク13等で構成されている。Example 5 Next, the application of the present invention is extended to an electrophotographic color copying machine (hereinafter referred to as a color copying machine). First, the schematic configuration and operation of the color copying machine will be described with reference to FIG. This color copier
Color image reading device (hereinafter referred to as color scanner) 1
1, a color image recording apparatus (hereinafter referred to as a color printer) 12, a paper feed bank 13, and the like.
【0082】上記カラースキャナ11は、コンタクトガ
ラス101上の原稿10の画像を照明ランプ102、ミ
ラー群103a,103b,103c及びレンズ104
を介してカラーセンサ105に結像して、原稿10のカ
ラー画像情報を、例えば赤、緑、青(以下、夫々R,
G,Bという)の色分解光毎に読み取り、電気的な画像
信号に変換する。ここで、カラーセンサ105は、本例
ではR,G,Bの色分解手段とCCDのような光電変換
素子で構成され、原稿10の画像を色分解した3色のカ
ラー画像を同時に読み取っている。そして、このカラー
スキャナ11で得たR,G,Bの色分解画像信号強度レ
ベルを基にして、不図示の画像処理部で色変換処理を行
い、黒(以下、Bkという)、シアン(以下、Cとい
う)、マゼンタ(以下、Mという)、イエロー(以下、
Yという)のカラー画像データを得る。The color scanner 11 converts the image of the original 10 on the contact glass 101 into an illumination lamp 102, mirror groups 103a, 103b, 103c and a lens 104.
To form an image on the color sensor 105, and color image information of the document 10 is, for example, red, green, and blue (hereinafter, R and G, respectively).
G, B), and converts them into electrical image signals. In this example, the color sensor 105 is composed of R, G, B color separation means and a photoelectric conversion element such as a CCD in this example, and simultaneously reads three color images obtained by color separation of the image of the document 10. . Based on the R, G, and B color separation image signal intensity levels obtained by the color scanner 11, a color conversion process is performed by an image processing unit (not shown), and black (hereinafter, referred to as Bk) and cyan (hereinafter, referred to as Bk). , C), magenta (hereinafter, referred to as M), yellow (hereinafter, referred to as M)
Y) is obtained.
【0083】上記Bk、C、M、Yのカラー画像データ
を得るためのカラースキャナ11の動作は次の通りであ
る。後述のカラープリンタ12の動作とタイミングを取
ったスキャナスタート信号を受けて、照明ランプ102
及びミラー群103a,103b,103c等からなる
光学系が矢印左方向へ原稿10を走査し、1回の走査毎
に1色のカラー画像データを得る。この動作を合計4回
繰り返すことによって、順次4色のカラー画像データを
得る。そして、その都度カラープリンタ12で順次顕像
化しつつ、これを重ね合わせて最終的な4色フルカラー
画像を形成する。The operation of the color scanner 11 for obtaining the Bk, C, M, Y color image data is as follows. The illumination lamp 102 receives a scanner start signal at the same timing as the operation of the color printer 12 described later.
An optical system including mirror groups 103a, 103b, 103c and the like scans the document 10 in the left direction of the arrow, and obtains one color image data for each scan. By repeating this operation four times in total, color image data of four colors is sequentially obtained. Then, each time the color printer 12 sequentially visualizes the images and superimposes them to form a final four-color full-color image.
【0084】上記カラープリンタ12は、像担持体とし
ての感光体ドラム20、書き込み光学ユニット22、リ
ボルバ現像ユニット23、中間転写装置26、定着装置
27等で構成されている。 上記感光体ドラム20は矢
印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体クリー
ニング装置201、除電ランプ202、帯電器203、
電位センサ204、リボルバ現像ユニット23の選択さ
れた現像器、現像濃度パターン検知器205、中間転写
装置26の中間転写ベルト261などが配置されてい
る。The color printer 12 includes a photosensitive drum 20 as an image carrier, a writing optical unit 22, a revolver developing unit 23, an intermediate transfer device 26, a fixing device 27 and the like. The photosensitive drum 20 rotates in the counterclockwise direction indicated by an arrow, and around the photosensitive drum 20, a photosensitive member cleaning device 201, a static elimination lamp 202, a charger 203,
A potential sensor 204, a selected developing device of the revolver developing unit 23, a development density pattern detector 205, an intermediate transfer belt 261 of the intermediate transfer device 26, and the like are arranged.
【0085】また、上記書き込み光学ユニット22は、
カラースキャナ11からのカラー画像データを光信号に
変換して、原稿10の画像に対応した光書き込みを行
い、感光体ドラム20に静電潜像を形成する。この書き
込み光学ユニット22は、光源としての半導体レーザー
221、不図示のレーザー発光駆動制御部、ポリゴンミ
ラー222とその回転用モータ223、f/θレンズ2
24、反射ミラー225などで構成されている。The writing optical unit 22 includes:
The color image data from the color scanner 11 is converted into an optical signal, and optical writing corresponding to the image of the document 10 is performed, thereby forming an electrostatic latent image on the photosensitive drum 20. The writing optical unit 22 includes a semiconductor laser 221 as a light source, a laser emission drive control unit (not shown), a polygon mirror 222 and a rotation motor 223 thereof, and an f / θ lens 2.
24, a reflection mirror 225 and the like.
【0086】また、上記リボルバ現像ユニット23は、
Bk現像器231K、C現像器231C、M現像器23
1M及びY現像器231Yと、各現像器を矢印の反時計
方向に回転させる後述のリボルバ回転駆動部などで構成
されている。各現像器は、静電潜像を現像するために現
像剤の穂を感光体ドラム20の表面に接触させて回転す
る現像スリーブと、現像剤を汲み上げて攪拌するために
回転する現像剤パドルなどで構成されている。各現像器
231内のトナーはフェライトキャリアとの攪拌によっ
て負極性に帯電され、また、各現像スリーブには不図示
の現像バイアス電源によって負の直流電圧Vdcに交流
電圧Vacが重畳された現像バイアスが印加され、現像
スリーブが感光体ドラム20の金属基体層に対して所定
電位にバイアスされている。複写機本体の待機状態で
は、リボルバ現像ユニット23はBk現像器231Kが
現像位置にセットされており、コピー動作が開始される
と、カラースキャナ11で所定のタイミングからBkカ
ラー画像データの読み取りが開始され、このカラー画像
データに基づいてレーザー光による光書き込み、静電潜
像形成が始まる(以下、Bk画像データによる静電潜像
をBk潜像という。C、M、Yについても同様)。この
Bk潜像の先端部から現像可能とすべくBk現像位置に
静電潜像先端部が到達する前にBk現像スリーブを回転
開始しておいて、Bk潜像をBKトナーで現像する。B
k潜像領域の現像動作が続いて、静電潜像後端部がBk
現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器
(本例では通常C現像器)が現像位置にくるまで、リボ
ルバ現像ユニット23が回転する。これは少なくとも、
次の画像データによる静電潜像先端部が到達する前に完
了する。The revolver developing unit 23 includes:
Bk developing device 231K, C developing device 231C, M developing device 23
It comprises a 1M and Y developing unit 231Y, a revolver rotation drive unit which rotates each developing unit in a counterclockwise direction indicated by an arrow, and the like. Each developing device includes a developing sleeve that rotates by contacting a spike of developer with the surface of the photosensitive drum 20 to develop an electrostatic latent image, and a developer paddle that rotates to pump up and agitate the developer. It is composed of The toner in each developing unit 231 is negatively charged by stirring with the ferrite carrier, and a developing bias in which an AC voltage Vac is superimposed on a negative DC voltage Vdc by a developing bias power supply (not shown) is applied to each developing sleeve. The developing sleeve is biased to a predetermined potential with respect to the metal base layer of the photosensitive drum 20. In the standby state of the copying machine main body, the Bk developing unit 231K of the revolver developing unit 23 is set at the developing position, and when the copying operation is started, the color scanner 11 starts reading the Bk color image data from a predetermined timing. Then, based on this color image data, optical writing with a laser beam and formation of an electrostatic latent image are started (hereinafter, an electrostatic latent image based on the Bk image data is referred to as a Bk latent image. The same applies to C, M, and Y). The Bk developing sleeve is started to rotate before the leading end of the electrostatic latent image reaches the Bk developing position so that development can be performed from the leading end of the Bk latent image, and the Bk latent image is developed with BK toner. B
The development operation of the k latent image area continues, and the rear end of the electrostatic latent image is Bk
Upon passing the developing position, the revolver developing unit 23 rotates until the developing device for the next color (in this example, the normal C developing device) immediately comes to the developing position. This is at least
The process is completed before the leading end of the electrostatic latent image based on the next image data arrives.
【0087】このリボルバ現像ユニット23について
は、後で詳しく説明する。上記中間転写装置26は、中
間転写ベルト261、ベルトクリーニング装置262、
紙転写コロナ放電器(以下、紙転写器という)263な
どで構成されている。中間転写ベルト261は駆動ロー
ラ264a、転写対向ローラ264b、クリーニング対
向ローラ264c及び従動ローラ群に張架されており、
不図示の駆動モータにより、駆動制御される。またベル
トクリーニング装置262は、入口シール、ゴムブレー
ド、排出コイル、入口シール及びゴムブレードの接離機
構等で構成されており、1色目のBk画像を中間転写ベ
ルト261に転写した後の2、3、4色目の画像をベル
ト転写している間は接離機構によって中間転写ベルト2
61の表面から入口シール、ブレードを離間させてお
く。また紙転写器263は、コロナ放電方式にてAC電
圧+DC電圧、又はDC電圧を印加して、中間転写ベル
ト261上の重ねトナー像を記録紙に一括転写する。The revolver developing unit 23 will be described later in detail. The intermediate transfer device 26 includes an intermediate transfer belt 261, a belt cleaning device 262,
It comprises a paper transfer corona discharger (hereinafter referred to as a paper transfer device) 263 and the like. The intermediate transfer belt 261 is stretched around a driving roller 264a, a transfer facing roller 264b, a cleaning facing roller 264c, and a group of driven rollers.
The drive is controlled by a drive motor (not shown). The belt cleaning device 262 includes an entrance seal, a rubber blade, a discharge coil, an entrance seal, a mechanism for contacting and releasing the rubber blade, and the like. While the image of the fourth color is being transferred to the belt, the intermediate transfer belt 2 is
The entrance seal and the blade are kept apart from the surface of 61. The paper transfer unit 263 applies an AC voltage + DC voltage or a DC voltage by a corona discharge method, and collectively transfers the superimposed toner image on the intermediate transfer belt 261 to recording paper.
【0088】また、カラープリンタ12内の記録紙カセ
ット207及び給紙バンク13内の記録紙カセット30
a,30b,30cには、各種サイズの記録紙が収納さ
れており、指定されたサイズの記録紙のカセットから、
給紙コロ28,31a,31b,31cによってレジス
トローラ対29方向に給紙、搬送される。また、プリン
タ12の図で見て右側面には、OHP用紙や厚紙などの
手差し給紙用の手差しトレイ21が設けられている。The recording paper cassette 207 in the color printer 12 and the recording paper cassette 30 in the paper supply bank 13 are also provided.
Recording papers of various sizes are stored in a, 30b, and 30c.
Paper is fed and conveyed in the direction of the registration roller pair 29 by the paper feed rollers 28, 31a, 31b, 31c. Further, a manual tray 21 for manually feeding OHP paper or thick paper is provided on the right side of the printer 12 in the drawing.
【0089】上記構成のカラー複写機において、画像形
成サイクルが開始されると、まず感光体ドラム20は矢
印の反時計方向に、中間転写ベルト261は矢印の時計
回りに不図示の駆動モータによって回転される。中間転
写ベルト261の回転に伴ってBkトナー像形成、Cト
ナー像形成、Mトナー像形成、Yトナー像形成が行わ
れ、最終的にBk、C、M、Yの順に中間転写ベルト2
61上に重ねてトナ−像が形成される。When the image forming cycle is started in the above-described color copying machine, first, the photosensitive drum 20 is rotated counterclockwise by an arrow and the intermediate transfer belt 261 is rotated clockwise by an arrow by a drive motor (not shown). Is done. With the rotation of the intermediate transfer belt 261, Bk toner image formation, C toner image formation, M toner image formation, and Y toner image formation are performed, and finally the intermediate transfer belt 2 in the order of Bk, C, M, and Y
A toner image is formed superimposed on 61.
【0090】上記Bkトナー像形成は次のように行なわ
れる。帯電器203はコロナ放電によって感光体ドラム
20を負電荷で約−700Vに一様帯電する。そして、
半導体レーザー221はBkカラー画像信号に基づいて
ラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当
初一様荷電された感光体ドラム20の露光部分は、露光
光量に比例する電荷が消失し、Bk潜像が形成される。
そして、このBk潜像にBk現像スリーブ上の負帯電の
Bkトナーが接触することにより、感光体ドラム20の
電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無
い部分、つまり露光された部分にはBkトナーが吸着さ
れ、静電潜像と相似なBkトナー像が形成される。そし
て、感光体ドラム20上に形成されたBkトナー像は、
感光体ドラム20と接触状態で等速駆動している中間転
写ベルト261の表面に、ベルト転写器265によって
転写される(以下、感光体ドラム20から中間転写ベル
ト261へのトナー像転写をベルト転写という)。The Bk toner image is formed as follows. The charger 203 uniformly charges the photosensitive drum 20 with a negative charge to about -700 V by corona discharge. And
The semiconductor laser 221 performs raster exposure based on the Bk color image signal. When this raster image is exposed, in the exposed portion of the photosensitive drum 20, which is initially uniformly charged, the charge proportional to the exposure light amount disappears, and a Bk latent image is formed.
Then, when the negatively charged Bk toner on the Bk developing sleeve comes into contact with the Bk latent image, the toner does not adhere to the portion of the photosensitive drum 20 where the charge remains, and the portion without the charge, that is, the light is exposed. The Bk toner is adsorbed to the portion, and a Bk toner image similar to the electrostatic latent image is formed. Then, the Bk toner image formed on the photosensitive drum 20 is
The toner image is transferred from the photosensitive drum 20 to the intermediate transfer belt 261 by belt transfer onto the surface of the intermediate transfer belt 261 which is driven at a constant speed in contact with the photosensitive drum 20. ).
【0091】感光体ドラム20上の若干の未転写残留ト
ナーは、感光体ドラム20の再使用に備えて感光体クリ
ーニング装置201で清掃される。ここで回収されたト
ナーは回収パイプを経由して不図示の排トナータンクに
蓄えられる。Some untransferred residual toner on the photoconductor drum 20 is cleaned by the photoconductor cleaning device 201 in preparation for reuse of the photoconductor drum 20. The collected toner is stored in a waste toner tank (not shown) via a collection pipe.
【0092】感光体ドラム20側ではBk画像形成工程
の次にC画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラ
ースキャナ11によるC画像データ読み取りが始まり、
そのC画像データによるレーザー光書き込みで、C潜像
形成が行われる。そして、先のBk潜像の後端部が通過
した後で、かつC潜像の先端部が到達する前にリボルバ
ー現像ユニット23の回転動作が行なわれ、C現像器2
31Cが現像位置にセットされてC潜像がCトナーで現
像される。C潜像領域の現像が続いて、C潜像の後端部
が現像位置を通過した時点で、先のBk現像器231B
の場合と同様にリボルバー現像ユニット23の回転動作
がなされ、次のM現像器231Mを現像位置に移動させ
る。これもやはり次のM潜像の先端部が現像位置に到達
する前に完了させる。On the photosensitive drum 20 side, the process proceeds to the C image forming process after the Bk image forming process, and C image data reading by the color scanner 11 starts at a predetermined timing.
The formation of the C latent image is performed by the laser light writing based on the C image data. Then, after the rear end of the previous Bk latent image has passed and before the front end of the C latent image has reached, the rotating operation of the revolver developing unit 23 is performed, and the C developing device 2 is rotated.
31C is set at the development position, and the C latent image is developed with C toner. After the development of the C latent image area continues, when the rear end of the C latent image passes the development position, the Bk developing device 231B
As in the case of the above, the rotation operation of the revolver developing unit 23 is performed, and the next M developing device 231M is moved to the developing position. This is also completed before the leading end of the next M latent image reaches the developing position.
【0093】なお、M及びYの画像形成工程について
は、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形
成、現像の動作が上述のBk、Cの工程と同様であるの
で説明を省略する。In the M and Y image forming steps, the operations of reading the color image data, forming the electrostatic latent image, and developing are the same as those of the above-described steps Bk and C, and thus the description thereof is omitted.
【0094】上記中間転写ベルト261には、感光体ド
ラム20に順次形成されるBk、C、M、Yのトナー像
を、同一面に順次位置合わせして、4色重ねのトナー像
が形成され、次の転写工程において、この4色のトナー
像が記録紙に紙転写器263により一括転写される。The toner images of Bk, C, M, and Y sequentially formed on the photosensitive drum 20 are sequentially aligned on the same surface of the intermediate transfer belt 261 to form a four-color superimposed toner image. In the next transfer step, the four color toner images are collectively transferred to the recording paper by the paper transfer unit 263.
【0095】上記画像形成動作が開始される時期に、記
録紙は上記記録紙カセット又は手差しトレイのいずれか
から給送され、レジストローラ対29のニップで待機し
ている。そして、紙転写器263に中間転写ベルト26
1上のトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど記録
紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジス
トローラ対29が、駆動され、記録紙とトナー像とのレ
ジスト合わせが行われる。そして、記録紙が中間転写ベ
ルト261上のトナー像と重ねられて正電位の紙転写器
263の上を通過する。このときコロナ放電電流で記録
紙が正電荷で荷電され、トナー画像が記録紙上に転写さ
れる。続いて紙転写器263の図で見て左側に配置され
るべき不図示のAC+DCコロナによる分離除電器との
対向部を通過するときに、記録紙は除電され、中間転写
ベルト261から剥離して搬送ベルト211に移る。At the time when the image forming operation is started, the recording paper is fed from either the recording paper cassette or the manual feed tray, and stands by at the nip of the registration roller pair 29. Then, the intermediate transfer belt 26 is supplied to the paper transfer device 263.
When the leading edge of the toner image on the recording paper 1 is approaching, the registration roller pair 29 is driven so that the leading edge of the recording paper coincides with the leading edge of the toner image, and registration of the recording paper with the toner image is performed. Then, the recording paper is superimposed on the toner image on the intermediate transfer belt 261 and passes over the positive potential paper transfer unit 263. At this time, the recording paper is charged with a positive charge by the corona discharge current, and the toner image is transferred onto the recording paper. Subsequently, when the recording paper passes through a portion opposite to a separation static eliminator by an AC + DC corona (not shown) to be disposed on the left side in the drawing of the paper transfer device 263, the recording paper is neutralized, and peels off from the intermediate transfer belt 261. Move to the conveyor belt 211.
【0096】そして、中間転写ベルト261面から4色
重ねトナー像を一括転写された記録紙は、搬送ベルト2
11で定着装置27に搬送され、所定温度に制御された
定着ローラ271と加圧ローラ272のニップ部でトナ
ー像が溶融定着され、排出ローラ対32で装置本体外に
送り出され、不図示のコピートレイに表向きにスタック
され、フルカラーコピーを得る。The recording paper on which the four-color superimposed toner image has been collectively transferred from the surface of the intermediate transfer belt 261 is transferred to the conveyance belt 2.
The toner image is conveyed to the fixing device 27 at 11 and is fused and fixed at a nip portion between the fixing roller 271 and the pressure roller 272 controlled to a predetermined temperature, sent out of the apparatus main body by the discharge roller pair 32, and copied (not shown). Stacked face up on tray to get full color copy.
【0097】一方、ベルト転写後の感光体ドラム20の
表面は、感光体クリーニング装置201(ブラシロー
ラ、ゴムブレード)でクリーニングされ、除電ランプ2
02で均一に除電される。また、記録紙にトナー像を転
写した後の中間転写ベルト261の表面は、ベルトクリ
ーニング装置262のブレードを再びブレード接離機構
で押圧することによってクリーニングされる。On the other hand, the surface of the photoreceptor drum 20 after the belt transfer is cleaned by a photoreceptor cleaning device 201 (brush roller, rubber blade).
02, the charge is uniformly removed. Further, the surface of the intermediate transfer belt 261 after the transfer of the toner image onto the recording paper is cleaned by pressing the blade of the belt cleaning device 262 again by the blade contact / separation mechanism.
【0098】次に、上記リボルバ現像ユニット23につ
いて説明する。図21は、各現像器231K,231
C,231M,231Yが一体となったリボルバ現像ユ
ニット23の内部構造を示す断面図である。このリボル
バ現像ユニット23の各現像器231K,231C,2
31M,231Yは、不図示の前後端板間に設けられた
中空角筒状のステー部材242によってそれぞれ支持さ
れている。また、各現像器231K,231C,231
M,231Yは、それぞれ同型の現像器ケーシング部2
83K,283C,283M,283Yを備えている。
これら各現像器ケーシング部283K,283C,28
3M,283Yには、現像剤としてのキャリア及び各色
のトナーからなる二成分現像剤がそれぞれ収容されてい
る。図示の例では感光体ドラム20に対向する現像位置
にあるのが黒トナーとキャリアを収容したBk現像器2
31Kで、図中反時計回りの順に、イエロートナーとキ
ャリアを収容したY現像器231Y、マゼンタトナーと
キャリアを収容したM現像器231M、シアントナーと
キャリアを収容したC現像器231Cになっている。Next, the revolver developing unit 23 will be described. FIG. 21 shows each of the developing devices 231K and 231.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of a revolver developing unit 23 in which C, 231M, and 231Y are integrated. Each of the developing units 231K, 231C, 2 of the revolver developing unit 23
31M and 231Y are respectively supported by stay members 242 in the shape of a hollow rectangular tube provided between front and rear end plates (not shown). Further, each of the developing devices 231K, 231C, 231
M and 231Y are developing device casing portions 2 of the same type, respectively.
83K, 283C, 283M, 283Y.
These developing device casing portions 283K, 283C, 28
3M and 283Y contain a carrier as a developer and a two-component developer composed of toner of each color. In the illustrated example, the Bk developing device 2 containing the black toner and the carrier is located at the developing position facing the photosensitive drum 20.
At 31K, a Y developing device 231Y containing yellow toner and carrier, an M developing device 231M containing magenta toner and carrier, and a C developing device 231C containing cyan toner and carrier are arranged in a counterclockwise direction in the figure. .
【0099】ここで、4つの各現像器の内部構造はまっ
たく同様なので、以下、図21において現像位置にある
Bk現像器231Kを例にとってその内部構造を説明
し、他の現像器の内部構造については、対応する部材の
符号として、Bk現像器における符号と同じ数字にイエ
ロー、マゼンタ、シアンの各現像器を区別するためY,
M,Cの添字を付した符号を図中に示し、その説明を省
略する。Since the internal structure of each of the four developing units is exactly the same, the internal structure of the Bk developing unit 231K at the developing position will be described below with reference to FIG. 21, and the internal structure of the other developing units will be described. Are the same reference numerals as those in the Bk developing device, and are Y, Magenta, and cyan developing devices.
Reference numerals with subscripts of M and C are shown in the figure, and the description thereof is omitted.
【0100】図21に示すように現像装置に設けられて
いる現像剤担持体としての現像ローラ284は、潜像担
持体としての感光体ドラム20に近接するようにして配
置されており、両者の対向部分に現像領域が形成される
ようになっている。上記現像ローラ284には、アルミ
ニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体
を円筒状に形成してなる現像スリーブ285が不図示の
回転駆動機構によって時計回り方向に回転されるように
して備えられている。本例においては、感光体ドラム2
0のドラム径が90mmに設定されているとともに、ド
ラム線速が200mm/secが設定されている。また
現像スリーブ285のスリーブ径は30mmに設定され
ているとともに、スリーブ線速は240mm/secに
設定されている。したがって感光体ドラム20のドラム
線速に対する現像スリーブ285のスリーブ線速の比は
1.2である。また感光体ドラム20と現像スリーブ2
85との間隔である現像ギャップは0.4mmに設定さ
れている。As shown in FIG. 21, a developing roller 284 as a developer carrying member provided in the developing device is arranged so as to be close to the photosensitive drum 20 as a latent image carrying member. A developing region is formed in the facing portion. On the developing roller 284, a developing sleeve 285 formed of a non-magnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin in a cylindrical shape is rotated clockwise by a rotation drive mechanism (not shown). Provided. In this example, the photosensitive drum 2
The drum diameter of 0 is set to 90 mm, and the linear velocity of the drum is set to 200 mm / sec. The sleeve diameter of the developing sleeve 285 is set to 30 mm, and the linear velocity of the sleeve is set to 240 mm / sec. Therefore, the ratio of the sleeve linear speed of the developing sleeve 285 to the drum linear speed of the photosensitive drum 20 is 1.2. The photosensitive drum 20 and the developing sleeve 2
The developing gap, which is an interval from the distance 85, is set to 0.4 mm.
【0101】上記現像スリーブ285内には当該現像ス
リーブ285の表面上に現像剤を立ち上げるように磁界
を形成する磁石ローラ体286が固定状態で備えられて
いる。このとき現像剤を構成するキャリアは、上記磁石
ローラ体286から発せられる磁力線に沿うようにして
現像スリーブ285上にチェーン状に穂立ちを起こすと
ともに、このチェーン状に穂立ちを起こしたキャリアに
対して帯電トナーが付着されて磁気ブラシが構成される
ようになっている。この磁気ブラシは、現像スリーブ2
85の回転移送にともなって現像スリーブ285と同方
向(時計回り方向)に移送されることとなる。上記磁石
ローラ体286は、複数の磁極を備えている。具体的に
は、図22に詳細を示すように、現像領域部分に現像剤
を立ち上げる現像主磁極P1bと、現像主磁極磁力の形
成を補助する主磁極形成補助部材P1a,P1c、現像
スリーブ285上に現像剤を汲み上げるための磁極P
4,P5、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送さ
せる磁極P6,P7,P8、現像後の領域で現像剤を搬
送させる磁極P2,P3を備えている。これらの各磁極
P1b,P1a,P1c,P4,P5,P6,P7,P
8,P2及びP3は、現像スリーブ285の半径方向に
向けて配置されている。その30mm径での本発明に係
るFeNdBボンドの磁石ローラでの磁束密度等を従来
構成での磁石ローラとの比較において表3に示す。In the developing sleeve 285, there is fixedly provided a magnet roller body 286 which forms a magnetic field so that the developer rises on the surface of the developing sleeve 285. At this time, the carrier constituting the developer causes a chain-like spike on the developing sleeve 285 along the lines of magnetic force generated from the magnet roller body 286, and the carrier that spikes in the chain-like form. The magnetic brush is formed by the charged toner being attached. This magnetic brush is used for the developing sleeve 2
With the rotation transfer of 85, the transfer is performed in the same direction (clockwise) as the developing sleeve 285. The magnet roller body 286 has a plurality of magnetic poles. Specifically, as shown in detail in FIG. 22, a developing main magnetic pole P1b for raising a developer in a developing area portion, main magnetic pole forming auxiliary members P1a and P1c for assisting formation of a developing main magnetic pole magnetic force, and a developing sleeve 285 are provided. Magnetic pole P for pumping up developer
4, P5, magnetic poles P6, P7, P8 for transporting the pumped developer to the development area, and magnetic poles P2, P3 for transporting the developer in the area after development. These magnetic poles P1b, P1a, P1c, P4, P5, P6, P7, P
8, P2 and P3 are arranged radially of the developing sleeve 285. Table 3 shows the magnetic flux density and the like of the FeNdB-bonded magnet roller according to the present invention at the diameter of 30 mm in comparison with the magnet roller having the conventional configuration.
【0102】[0102]
【表3】 [Table 3]
【0103】上記磁石ローラ286は10極によって構
成されているが、汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上
させるためにP3極からドクタブレード間に磁極を更に
増やして12極で構成する磁石ローラとしても良い。磁
石の形状に関しては、上記磁石ローラ内部の個々の磁石
断面形状は四角でもよいが、その他に扇型、竹輪型など
が考えられる。The magnet roller 286 is composed of 10 poles. However, in order to improve the pumping property and the black solid image followability, the number of magnetic poles is further increased from the P3 pole to the doctor blade, and the magnet roller is composed of 12 poles. Is also good. Regarding the shape of the magnet, the sectional shape of each magnet inside the magnet roller may be square, but other shapes such as a fan shape and a bamboo ring shape are also conceivable.
【0104】上記磁石ローラの測定は既述したADS社
製TS−10A型プローブ、ガウスメータHGM−89
00Sを用いて行った。法線方向、接線方向の磁束密度
の測定のホール素子の位置はスリーブ表面より0.5m
mに設定した。The measurement of the magnet roller was performed by using the TS-10A type probe manufactured by ADS and the Gauss meter HGM-89 described above.
This was performed using 00S. The position of the Hall element for measuring the magnetic flux density in the normal direction and the tangential direction is 0.5 m from the sleeve surface.
m.
【0105】以上のような構成を有する現像ローラを有
する現像装置において、現像器ケーシング部283K内
には、現像ローラ284に担持され感光体ドラム20と
の対向部に搬送される現像剤量を規制するドクタブレー
ド287、当該ドクタブレード287で規制されて現像
器ケーシング内に押し留められた現像剤の−部を中心軸
線方向に沿って後から前に搬送する第1搬送スクリュー
288、及び、中心軸線方向に沿って上記第1搬送スク
リュー288とは逆の向きに現像剤を搬送する第2搬送
スクリュー289が配設されている。この第2搬送スク
リュー289の下方の現像器ケーシング部283Kに
は、現像器ケーシング部283Kに収容されている現像
剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサが設
置されている。In the developing device having the developing roller having the above-described configuration, the amount of the developer carried on the developing roller 284 and conveyed to the portion facing the photosensitive drum 20 is regulated in the developing device casing 283K. Doctor blade 287, a first conveying screw 288 that conveys the negative part of the developer regulated by the doctor blade 287 and pressed into the developing device casing from the rear to the front along the central axis direction, and the central axis. A second transport screw 289 that transports the developer in a direction opposite to the first transport screw 288 along the direction is provided. A toner concentration sensor for detecting the toner concentration of the developer contained in the developing device casing 283K is provided in the developing device casing 283K below the second conveying screw 289.
【0106】作像条件はGp(現像ギャップ)とGd
(ドクタギャップ)を変えて行い「ざらつき」並びに
「後端白抜け」を評価した。Gdは剤規制部材に関わる
ものである為に、広くなると汲み上げ量ρが増加し、狭
めると汲み上げ量が低下する。The image forming conditions are Gp (development gap) and Gd
(Doctor gap) was changed, and "roughness" and "back-end white spots" were evaluated. Since Gd relates to the agent regulating member, the pumping amount ρ increases when the Gd is widened, and the pumping amount decreases when the Gd is narrowed.
【0107】Gp/ρが小さいほどざらつきの向上が見
られた。つまり、狭い現像ギャップ内に多くの現像剤を
充填することによってトナーが潜像に対し忠実に付き、
ざらつきが改善される。後端白抜けに関してはどの条件
においても良好であり、現像領域内の現像剤密度、感光
体に接触する長さが短いことで改善されている。現像領
域内に突入した現像剤の接触率が増加し、現像スリーブ
から感光体への電荷の移動も一層効率的になっている。
要するに現像慮域内に均一に現像電界が形成されること
によって潜像に対し忠実に現像されるのである。更に交
番電界を印加することによってトナーの現像領域内での
移動が容易になり、更に改善に繋がることは言うまでも
ない。The smaller the value of Gp / ρ, the higher the roughness. In other words, by filling a lot of developer into the narrow developing gap, the toner adheres faithfully to the latent image,
Roughness is improved. The trailing edge white spots are good under any conditions, and are improved by the developer density in the developing area and the short length of contact with the photosensitive member. The contact ratio of the developer that has entered the developing area is increased, and the transfer of charge from the developing sleeve to the photoconductor is more efficient.
In short, the latent image is faithfully developed by uniformly forming the developing electric field in the development area. Further, it is needless to say that the application of the alternating electric field facilitates the movement of the toner in the development area, which leads to further improvement.
【0108】例6:図23に、低電位プロセスによるプ
ロセスカ−トリッジを有する画像形成装置の概略構成を
示す。本例においては、上述の感光体1、帯電装置2、
現像装置4(現像ローラ41)及びクリ−ニング手段7
等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッ
ジとして一体的に結合して構成し、このプロセスカ−ト
リッジを画像形成装置本体に対して着脱可能に取り付け
る。本発明の現像装置を有するプロセスカ−トリッジを
備えた画像形成装置は、感光体が所定の周速度で回転駆
動される。感光体は回転過程において、帯電装置により
その周面に正又は負の所定電位の均一帯電を受け、次い
で、スリット露光やレ−ザ−ビ−ム走査露光等の像露光
手段からの画像露光光を受け、こうして感光体の周面に
静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次い
で現像装置によりトナ−現像され、現像されたトナ−像
は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転
と同期給送された転写材に、転写手段により順次転写さ
れていく。像転写を受けた転写材は感光体表面から分離
されて定着手段へ導入されて定着され、複写物(コピ
−)として装置外へプリントアウトされる。Example 6 FIG. 23 shows a schematic configuration of an image forming apparatus having a process cartridge by a low potential process. In this example, the above-described photoconductor 1, charging device 2,
Developing device 4 (developing roller 41) and cleaning means 7
Among these components, a plurality of components are integrally connected as a process cartridge, and this process cartridge is detachably attached to the image forming apparatus main body. In the image forming apparatus provided with the process cartridge having the developing device of the present invention, the photosensitive member is driven to rotate at a predetermined peripheral speed. During the rotation process, the photosensitive member is uniformly charged with a predetermined positive or negative potential on its peripheral surface by a charging device. Then, an electrostatic latent image is sequentially formed on the peripheral surface of the photoreceptor, and the formed electrostatic latent image is then toner-developed by a developing device. The image is sequentially transferred by the transfer means to a transfer material fed between the body and the transfer means in synchronization with the rotation of the photoconductor. The transfer material having undergone the image transfer is separated from the surface of the photoreceptor, introduced into fixing means and fixed, and printed out of the apparatus as a copy (copy).
【0109】像転写後の感光体の表面は、クリ−ニング
手段によって転写残りトナ−の除去を受けて清浄面化さ
れ、更に除電された後、繰り返し画像形成に使用され
る。プロセスカートリッジは独立して取り外しが可能
で、感光体ユニット、現像装置とも本発明で寿命は延び
るが、必ずしもその長さは一致しない場合もあり、その
時はそれぞれ別々に容易に交換することが可能となる。
また、独立して配設できるので簡単な機構を追加するこ
とで、非現像時に現像ローラを感光体から退避させるこ
とが可能となり、現像ローラへのトナーフィルミングの
促進が低減され、更に現像装置の寿命が延びる。図にお
いて、プロセスカ−トリッジ全体を示し、像担持体、帯
電手段、現像手段、クリーニング手段を示す。After the transfer of the image, the surface of the photoreceptor is cleaned to remove the toner remaining after the transfer by a cleaning means, and the surface of the photoreceptor is further neutralized. The process cartridge can be removed independently, and the life of the photoconductor unit and the developing device is extended by the present invention, but the lengths may not always match, and at that time, it is possible to easily replace each separately. Become.
In addition, since the developing roller can be disposed independently, by adding a simple mechanism, the developing roller can be retracted from the photoconductor at the time of non-development, the promotion of toner filming to the developing roller is reduced, and the developing device is further improved. Prolong the life of the device. In the figure, the entire process cartridge is shown, and an image carrier, a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit are shown.
【0110】図23に概念的にのみ示した本例の現像装
置41において、現像時、現像スリーブには、不図示の
電源より現像バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重
畳した振動バイアス電圧が印加される。背景部電位と画
像部電位は、上記振動バイアス電位の最大値と最小値の
間に位置している。これによって現像領域において向き
が交互に変化する交互電界が形成される。この交互電界
中で現像剤のトナーとキャリアが激しく振動し、トナー
が現像スリーブ及びキャリアへの静電的拘束力を振り切
って感光体ドラムに飛翔し、感光体ドラムの潜像に対応
して付着する。In the developing device 41 of this embodiment conceptually shown only in FIG. 23, at the time of development, an oscillating bias voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied to the developing sleeve from a power source (not shown) as a developing bias. Is done. The background portion potential and the image portion potential are located between the maximum value and the minimum value of the vibration bias potential. As a result, an alternating electric field whose direction alternates in the developing region is formed. In this alternating electric field, the toner and carrier of the developer vibrate violently, and the toner shakes off the electrostatic restraining force on the developing sleeve and the carrier and flies to the photosensitive drum, and adheres to the latent image on the photosensitive drum. I do.
【0111】振動バイアス電圧の最大値と最小値の差
(ピーク間電圧)は、0.5〜5KVが好ましく、周波数
は1〜10KHzが好ましい。振動バイアス電圧の波形
は、矩形波、サイン波、三角波等が使用できる。振動バ
イアスの直流電圧成分は、上記したように背景部電位と
画像部電位の間の値であるが、画像部電位よりも背景部
電位に近い値である方が、背景部電位領域へのかぶりト
ナーの付着を防止する上で好ましい。Difference between maximum value and minimum value of vibration bias voltage
(Peak-to-peak voltage) is preferably 0.5 to 5 KV, and the frequency is preferably 1 to 10 KHz. As the waveform of the oscillation bias voltage, a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like can be used. As described above, the DC voltage component of the vibration bias is a value between the background portion potential and the image portion potential. However, a value closer to the background portion potential than the image portion potential is more likely to cover the background portion potential region. It is preferable from the viewpoint of preventing toner from adhering.
【0112】振動バイアス電圧の波形が矩形波の場合、
デューティ比を50%以下とすることが望ましい。ここ
でデューティ比とは、振動バイアスの1周期中でトナー
が感光体に向かおうとする時間の割合である。このよう
にすることにより、トナーが感光体に向かおうとするピ
ーク値とバイアスの時間平均値との差を大きくすること
ができるので、トナーの運動が更に活発化し、トナーが
潜像面の電位分布に忠実に付着してざらつき感や解像力
を向上させることができる。またトナーとは逆極性の電
荷を有するキャリアが感光体に向かおうとするピーク値
とバイアスの時間平均値との差を小さくすることができ
るので、キャリアの運動を沈静化し、潜像の背景部にキ
ャリアが付着する確率を大幅に低減することができる。When the waveform of the oscillation bias voltage is a rectangular wave,
It is desirable that the duty ratio be 50% or less. Here, the duty ratio is a ratio of a time during which the toner goes to the photoconductor in one cycle of the vibration bias. By doing so, the difference between the peak value of the toner going to the photoreceptor and the time average value of the bias can be increased. It adheres faithfully to the distribution and can improve roughness and resolution. Also, since the difference between the peak value of the carrier having the opposite polarity to the toner and the time average value of the bias toward the photoreceptor can be reduced, the motion of the carrier is calmed down, and the background portion of the latent image is reduced. Can significantly reduce the probability that the carrier adheres to the substrate.
【0113】[0113]
【発明の効果】本発明によれば、通電電荷量が低減する
ことで像担持体表面の劣化が防止される一方で、現像能
力の向上を図ることができる。更には画像のざらつき
感、細線再現性が改善する。According to the present invention, it is possible to prevent the deterioration of the surface of the image carrier by reducing the amount of electric charge, and to improve the developing ability. Further, the roughness of the image and the reproducibility of fine lines are improved.
【図1】本発明に係る現像装置を含む感光体ユニットの
概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a photoconductor unit including a developing device according to the present invention.
【図2】図1における現像装置の詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a developing device in FIG.
【図3】|VD−VL|と|VL−VB|の関係を示す
グラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between | V D -V L | and | V L -V B |.
【図4】パッシェンの放電則を説明するグラフである。FIG. 4 is a graph illustrating Paschen's discharge law.
【図5】本発明に係る現像装置での現像ローラの磁力分
布とその大きさ程度を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a magnetic force distribution of a developing roller and its magnitude in the developing device according to the present invention.
【図6】磁石P1aが欠けた場合の磁力分布を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing a magnetic force distribution when the magnet P1a is missing.
【図7】比較のために従来公知の現像ローラの磁力分布
を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a magnetic force distribution of a conventionally known developing roller for comparison.
【図8】主磁石と主磁極磁力形成補助磁石の角度位置関
係を表す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an angular positional relationship between a main magnet and a main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet.
【図9】現像駆動トルクを関連した構成を示す概念図で
ある。FIG. 9 is a conceptual diagram showing a configuration related to a developing drive torque.
【図10】最大磁極磁力とキャリア飽和磁化の関係を示
すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between maximum magnetic pole magnetic force and carrier saturation magnetization.
【図11】従来構成での潜像による現像γの関係を示す
グラフである。FIG. 11 is a graph showing a relationship of development γ by a latent image in a conventional configuration.
【図12】本発明の構成での潜像による現像γの関係を
示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a relationship of development γ due to a latent image in the configuration of the present invention.
【図13】本発明の構成と従来構成でのエッジ効果の違
いを説明するグラフである。FIG. 13 is a graph illustrating a difference between an edge effect between the configuration of the present invention and a conventional configuration.
【図14】現像剤層の抵抗による現像γ特性を説明する
グラフである。FIG. 14 is a graph illustrating a development γ characteristic depending on the resistance of a developer layer.
【図15】磁気ブラシの穂立ち均一度と画像後端白抜け
の程度の関係をランク的に示すグラフである。FIG. 15 is a graph rank-by-rank showing the relationship between the degree of spike uniformity of the magnetic brush and the degree of white spots at the rear end of an image.
【図16】後端白抜けの有無に伴う現像スリーブ長手方
向での様子を示す概念図で、(a)が本発明に係る磁気
ブラシによるものであり、(b)が従来の磁気ブラシに
よるものである。FIGS. 16A and 16B are conceptual diagrams showing a state in the longitudinal direction of the developing sleeve according to the presence or absence of a trailing edge white spot, where FIG. It is.
【図17】本発明での現像領域での現像ギャップやニッ
プの大きさを示すイメージ図である。FIG. 17 is an image diagram showing the size of a developing gap and a nip in a developing region in the present invention.
【図18】主磁極の半値幅と磁気ブラシの穂立ち均一度
の程度の関係を示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing a relationship between a half width of a main pole and a degree of spike uniformity of a magnetic brush.
【図19】主磁極の半値幅と画像後端白抜けの程度の関
係を示すグラフである。FIG. 19 is a graph showing the relationship between the half width of the main pole and the degree of white spots on the trailing edge of the image.
【図20】本発明に係る画像形成装置としてのカラー複
写機の概略構成図である。FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a color copying machine as an image forming apparatus according to the present invention.
【図21】本発明に係る現像装置としてのリボルバ現像
ユニットの部分概略構成図である。FIG. 21 is a partial schematic configuration diagram of a revolver developing unit as a developing device according to the present invention.
【図22】図10のリボルバ現像ユニットでの現像ロー
ラの磁力分布とその大きさ程度を示す図である。22 is a diagram showing a magnetic force distribution of a developing roller in the revolver developing unit of FIG. 10 and its magnitude.
【図23】プロセスカートリッジを有する画像形成装置
の概略構成図である。FIG. 23 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus having a process cartridge.
【図24】感光体現像部における電位及びバイアス条件
の模式図である。FIG. 24 is a schematic diagram of potential and bias conditions in a photoconductor developing unit.
【図25】画像濃度と画像特性の関係を示す四限チャー
トである。FIG. 25 is a four-limit chart showing the relationship between image density and image characteristics.
【図26】比較のために従来公知の現像ギャップやニッ
プの大きさを示すイメージ図である。FIG. 26 is an image diagram showing conventionally known developing gaps and nip sizes for comparison.
【図27】現像ニップ内での磁気ブラシにおけるキャリ
アに付着しているトナーの振る舞いを静電潜像との位置
関係で示すもので、静電潜像の表面電位とニップでの静
電潜像位置の状態及びニップ内での磁気ブラシの動きを
夫々a,bで示す。FIG. 27 shows the behavior of the toner attached to the carrier in the magnetic brush in the developing nip in terms of the positional relationship with the electrostatic latent image, and shows the surface potential of the electrostatic latent image and the electrostatic latent image at the nip The position state and the movement of the magnetic brush in the nip are indicated by a and b, respectively.
【図28】図27aでの磁気ブラシの先端キャリアとト
ナーの付着状態をモデル図として表したもので、a〜d
がそれぞれ磁気ブラシ位置H1,H2,H3,H4に相
当する。FIG. 28 is a model diagram showing the state of adhesion between the tip carrier of the magnetic brush and the toner in FIG.
Correspond to the magnetic brush positions H1, H2, H3, and H4, respectively.
【図29】後端白抜けの観察のために用いたベタ画像を
示す図である。FIG. 29 is a diagram showing a solid image used for observing a trailing edge white spot.
【図30】現像スリーブの移動速度と感光体の移動速度
の速度比と画像濃度の関係を示すグラフである。FIG. 30 is a graph showing the relationship between the image density and the speed ratio of the moving speed of the developing sleeve to the moving speed of the photosensitive member.
1 感光体ドラム 4 現像装置 41 現像ローラ 43 現像スリーブ 44 磁石ローラ体 45 ドクタブレード 47 スクリュー Reference Signs List 1 photosensitive drum 4 developing device 41 developing roller 43 developing sleeve 44 magnet roller body 45 doctor blade 47 screw
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 勝弘 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 有泉 修 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H027 DA02 DA04 EA05 EC07 EC14 2H031 AC19 AC20 AC30 AD05 BA04 CA03 CA07 CA09 FA01 2H073 AA02 BA02 BA03 BA23 CA03 2H077 AD06 AD13 AD18 AD35 BA07 DB08 EA03 FA19 GA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Katsuhiro Aoki, 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company, Ltd. (72) Osamu Ariizumi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F term in Ricoh Co., Ltd. (reference) 2H027 DA02 DA04 EA05 EC07 EC14 2H031 AC19 AC20 AC30 AD05 BA04 CA03 CA07 CA09 FA01 2H073 AA02 BA02 BA03 BA23 CA03 2H077 AD06 AD13 AD18 AD35 BA07 DB08 EA03 FA19 GA12
Claims (7)
せて磁気ブラシを形成する現像磁極を有する現像装置
と、当該現像装置に対向し上記磁気ブラシにより表面潜
像を可視像化される像担持体とを備えた現像ユニットに
おいて、 暗部電位をVD、露光後電位をVL、現像バイアス電圧
をVBとすると0<|VD|−|VB|<|VD−VL
|<400Vを満たし、且つ上記範囲で画像濃度の現像
ポテンシャルに対する関係にて、最大の傾き(ΔID/
Δ[VB−VL]max);Aに対して、VB−VLの最大
値における傾き(ΔID/Δ[{VB−
VL}MAX]);Bとすると、0.9×A>Bを満た
し、且つ現像領域内の現像磁極の法線方向の減衰率を4
0%以上とする現像剤担持体を有することを特徴とする
現像ユニット。1. A developing device having a developing magnetic pole for forming a magnetic brush by magnetically adsorbing a developer on a surface of a developer carrier, and a surface latent image is visualized by the magnetic brush facing the developing device. in the developing unit and a image bearing member that, the dark potential V D, the potential after exposure V L, when the developing bias voltage and V B 0 <| V D | - | V B | <| V D -V L
| <400 V, and the maximum gradient (ΔID /
Δ [V B -V L] max ); against A, slope of the maximum value of V B -V L (ΔID / Δ [{V B -
V L } MAX ]); Assuming that B, 0.9 × A> B is satisfied, and the attenuation factor in the normal direction of the developing magnetic pole in the developing area is 4
A developing unit comprising a developer carrying member at 0% or more.
せて磁気ブラシを形成する現像磁極を有する現像装置
と、当該現像装置に対向し上記磁気ブラシにより表面潜
像を可視像化される像担持体とを備えた現像ユニットに
おいて、 暗部電位をVD、露光後電位をVL、現像バイアス電圧
をVBとすると0<|VD|−|VB|<|VD−VL
|<400Vを満たし、且つ上記範囲で画像濃度の現像
ポテンシャルに対する関係にて、最大の傾き(ΔID/
Δ[VB−VL]max);Aに対して、VB−VLの最大
値における傾き(ΔID/Δ[{VB−
VL}MAX]);Bとすると、0.9×A>Bを満た
し、且つ現像領域内の現像剤の汲み上げ量ρ(g/cm
2)と像担持体・現像剤担持体間の最近接距離Gp(m
m)の比がGp/ρ<10であることを特徴とする現像
ユニット。2. A developing device having a developing magnetic pole for forming a magnetic brush by magnetically adsorbing a developer on the surface of a developer carrier, and a surface latent image is visualized by the magnetic brush opposed to the developing device. in the developing unit and a image bearing member that, the dark potential V D, the potential after exposure V L, when the developing bias voltage and V B 0 <| V D | - | V B | <| V D -V L
| <400 V, and the maximum gradient (ΔID /
Δ [V B -V L] max ); against A, slope of the maximum value of V B -V L (ΔID / Δ [{V B -
V L } MAX ]); Assuming B, 0.9 × A> B is satisfied, and the pumping amount ρ (g / cm) of the developer in the developing area
2 ) and the closest distance Gp (m) between the image carrier and the developer carrier.
a developing unit wherein the ratio of m) is Gp / ρ <10.
せて磁気ブラシを形成する現像磁極を有する現像装置
と、当該現像装置に対向し上記磁気ブラシにより表面潜
像を可視像化される像担持体とを備えた現像ユニットに
おいて、 暗部電位をVD、露光後電位をVL、現像バイアス電圧
をVBとすると0<|VD|−|VB|<|VD−VL
|<400Vを満たし、且つ上記範囲で画像濃度の現像
ポテンシャルに対する関係にて、最大の傾き(ΔID/
Δ[VB−VL]max);Aに対して、VB−VLの最大
値における傾き(ΔID/Δ[{VB−
VL}MAX]);Bとすると、0.9×A>Bを満た
し、且つ像担持体・現像剤担持体間の最近接距離を平均
キャリア粒径の3倍以上10倍以下とし、当該最近接距
離に対する現像ニップ境界部の像担持体・現像剤担持体
間距離の比を1.5以下とすることを特徴とする現像ユ
ニット。3. A developing device having a developing magnetic pole for forming a magnetic brush by magnetically adsorbing a developer on a surface of a developer carrier, and a surface latent image is visualized by the magnetic brush facing the developing device. in the developing unit and a image bearing member that, the dark potential V D, the potential after exposure V L, when the developing bias voltage and V B 0 <| V D | - | V B | <| V D -V L
| <400 V, and the maximum gradient (ΔID /
Δ [V B -V L] max ); against A, slope of the maximum value of V B -V L (ΔID / Δ [{V B -
V L } MAX ]); If B, 0.9 × A> B is satisfied, and the closest distance between the image carrier and the developer carrier is 3 to 10 times the average carrier particle size. A developing unit wherein the ratio of the distance between the image carrier and the developer carrier at the boundary of the developing nip to the closest distance is 1.5 or less.
せて磁気ブラシを形成する現像磁極を有する現像装置
と、当該現像装置に対向し上記磁気ブラシにより表面潜
像を可視像化される像担持体とを備えた現像ユニットに
おいて、 暗部電位をVD、露光後電位をVL、現像バイアス電圧
をVBとすると0<|VD|−|VB|<|VD−VL
|<400Vを満たし、且つ上記範囲で画像濃度の現像
ポテンシャルに対する関係にて、最大の傾き(ΔID/
Δ[VB−VL]max);Aに対して、VB−VLの最大
値における傾き(ΔID/Δ[{VB−
VL}MAX]);Bとすると、0.9×A>Bを満た
し、且つ上記現像磁極とその現像剤搬送方向上流及び/
又は下流側の搬送磁極との間に、上記現像磁極の磁力を
補助する補助磁極が備えられていることを特徴とする現
像ユニット。4. A developing device having a developing magnetic pole for forming a magnetic brush by magnetically adsorbing a developer on the surface of a developer carrier, and a surface latent image is visualized by the magnetic brush opposed to the developing device. in the developing unit and a image bearing member that, the dark potential V D, the potential after exposure V L, when the developing bias voltage and V B 0 <| V D | - | V B | <| V D -V L
| <400 V, and the maximum gradient (ΔID /
Δ [V B -V L] max ); against A, slope of the maximum value of V B -V L (ΔID / Δ [{V B -
V L } MAX ]); where B satisfies 0.9 × A> B, and the developing magnetic pole and its upstream in the developer transport direction and / or
Alternatively, an auxiliary magnetic pole for assisting the magnetic force of the developing magnetic pole is provided between the developing magnetic pole and a downstream conveying magnetic pole.
とを特徴とする請求項1に記載の現像ユニット。5. The developing unit according to claim 1, comprising at least two developing devices.
交互電界を印加するようになったことを特徴とする請求
項1〜5のいずれか一項に記載の現像ユニット。6. When developing the latent image on the image carrier,
The developing unit according to claim 1, wherein an alternating electric field is applied.
像ユニットを備えた画像形成装置。7. An image forming apparatus comprising the developing unit according to claim 1. Description:
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
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US10/050,955 US6721516B2 (en) | 2001-01-19 | 2002-01-22 | Image forming apparatus |
US10/732,482 US6901233B2 (en) | 2001-01-19 | 2003-12-11 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004341252A (en) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Ricoh Co Ltd | Carrier for electrophotographic developer, developer, developing device and process cartridge |
JP2020126191A (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-20 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming apparatus |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1048926A (en) * | 1996-08-07 | 1998-02-20 | Fuji Xerox Co Ltd | Image-forming device |
JP2000305360A (en) * | 1999-02-17 | 2000-11-02 | Ricoh Co Ltd | Developing method, developing device, magnetic roll and image forming device |
JP2001005290A (en) * | 1999-06-17 | 2001-01-12 | Minolta Co Ltd | Developing device |
JP2001027849A (en) * | 1999-05-10 | 2001-01-30 | Ricoh Co Ltd | Developing device, magnet roller and image forming device |
-
2001
- 2001-03-22 JP JP2001083545A patent/JP2002278283A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1048926A (en) * | 1996-08-07 | 1998-02-20 | Fuji Xerox Co Ltd | Image-forming device |
JP2000305360A (en) * | 1999-02-17 | 2000-11-02 | Ricoh Co Ltd | Developing method, developing device, magnetic roll and image forming device |
JP2001027849A (en) * | 1999-05-10 | 2001-01-30 | Ricoh Co Ltd | Developing device, magnet roller and image forming device |
JP2001005290A (en) * | 1999-06-17 | 2001-01-12 | Minolta Co Ltd | Developing device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004341252A (en) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Ricoh Co Ltd | Carrier for electrophotographic developer, developer, developing device and process cartridge |
JP2020126191A (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-20 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming apparatus |
JP7206979B2 (en) | 2019-02-06 | 2023-01-18 | コニカミノルタ株式会社 | image forming device |
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