JP4630707B2 - Developing device, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents

Developing device, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus Download PDF

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Description

本発明は、被現像体を現像する現像装置に関する。より詳しくは、被現像体に接触して現像する接触現像装置に関する。   The present invention relates to a developing device that develops an object to be developed. More specifically, the present invention relates to a contact developing device that develops in contact with a development target.

また、該現像装置を像担持体の現像処理手投として使用した複写機やプリンタ等の電子写真画像形成装置に関する。   The present invention also relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer that uses the developing device as a manual processing for developing an image carrier.

また、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに関する。   The present invention also relates to a process cartridge that can be attached to and detached from an image forming apparatus.

更に、被現像体を現像する現像装置に使用される固定磁場発生手段に関する。   Further, the present invention relates to a fixed magnetic field generating means used in a developing device that develops a developing object.

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。   Here, the electrophotographic image forming apparatus forms an image on a recording medium using an electrophotographic image forming system. Examples of the electrophotographic image forming apparatus include an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, a laser printer, an LED printer, etc.), a facsimile apparatus, a word processor, and the like.

また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体（像担持体）とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。   The process cartridge is a cartridge in which a charging unit, a developing unit or a cleaning unit and an electrophotographic photosensitive member (image carrier) are integrally formed, and the cartridge can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. . In addition, at least one of the charging unit, the developing unit, and the cleaning unit and the electrophotographic photosensitive member are integrally formed into a cartridge that can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. Further, it means that at least the developing means and the electrophotographic photosensitive member are integrated into a cartridge so as to be detachable from the image forming apparatus main body.

従来の一成分現像方式としては、（１）非磁性接触現像方式と（２）磁性非接触現像方式が広く用いられている。   As conventional one-component development methods, (1) non-magnetic contact development method and (2) magnetic non-contact development method are widely used.

（１）非磁性接触現像方式
誘電体層をもつ現像ローラ上に、非磁性現像剤を担持し感光体表面に接触させて現像を行う方式が提案されている。現像器内の現像剤は機械的攪拌機構や重力により現像ローラに供給する。現像ローラに接触する弾性ローラを設け現像剤の搬送供給を行う。この弾性ローラは、現像ローラ上の現像剤を均一にする目的から、被現像体に移行せずに現像ローラに残った現像剤を一旦除去する機能も担っている。感光体の基材と現像ローラの間にはＤＣバイアスが印加される。 (1) Non-magnetic contact development method A method has been proposed in which development is performed by supporting a non-magnetic developer on a developing roller having a dielectric layer and bringing it into contact with the surface of the photoreceptor. The developer in the developing device is supplied to the developing roller by a mechanical stirring mechanism or gravity. An elastic roller that contacts the developing roller is provided to carry and supply the developer. The elastic roller also has a function of temporarily removing the developer remaining on the developing roller without shifting to the developing target for the purpose of making the developer on the developing roller uniform. A DC bias is applied between the photoconductor substrate and the developing roller.

（２）磁性非接触現像方式
この方式（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）は、磁性一成分現像剤を用い、マグネットを内包した現像スリーブに現像剤を担持し、現像剤担持体の表面から所定の微小間隙をおいて感光体に対向させ、この間隙を飛翔する現像剤により現像する。現像器内の現像剤は、機械的攪拌機構や重力により現像スリーブに搬送されるとともに、現像剤はマグネットによる一定の磁力を受けて現像スリーブに供給される。そして、規制手段により現像スリーブ上に一定の現像剤層を形成し、現像に用いられる。マグネットにより現像剤に働く力は現像剤の搬送のみでなく、現像部においても積極的に使用される。現像部においては現像剤が非画像部に移行しカブリなどの画像不良が発生するのを防止する。つまり、現像時に現像剤は現像スリーブに内包したマグネットからの磁界により、現像スリーブに引きつけられる力を受けているからである。現像剤の飛翔にはＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳したバイアスが使用される。ＤＣバイアス電圧は、感光体の画像部電位と非画像部電位の間の値に調整される。重畳されたＡＣバイアスは、ある時は画像部電位を超える電圧を印加するとともに、ある時には非画像部電位より低い電圧を印加することにより、画像部及び非画像部に対し現像剤が往復運動することにより現像剤で画像部を現像する。 (2) Magnetic non-contact development method This method (for example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2) uses a magnetic one-component developer, carries a developer on a developing sleeve containing a magnet, Development is performed with a developer that is opposed to the photoconductor with a predetermined minute gap from the surface and flies through the gap. The developer in the developing device is conveyed to the developing sleeve by a mechanical stirring mechanism or gravity, and the developer is supplied to the developing sleeve under a certain magnetic force by a magnet. Then, a constant developer layer is formed on the developing sleeve by the regulating means and used for development. The force acting on the developer by the magnet is positively used not only in the transport of the developer but also in the developing section. In the developing portion, the developer is prevented from moving to the non-image portion and causing image defects such as fogging. That is, at the time of development, the developer receives a force attracted to the developing sleeve by a magnetic field from a magnet included in the developing sleeve. A bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is used for flying the developer. The DC bias voltage is adjusted to a value between the image portion potential and the non-image portion potential of the photoreceptor. In some cases, the superimposed AC bias applies a voltage exceeding the image portion potential, and in other cases, a voltage lower than the non-image portion potential causes the developer to reciprocate with respect to the image portion and the non-image portion. As a result, the image portion is developed with a developer.

上記２つの現像方式における、双方のメリットを生かした現像方式が提案されている。   Development methods that take advantage of both of the above two development methods have been proposed.

また、上記（１）と（２）の２つの現像方式における、双方のメリットを生かした現像方式として磁性接触現像方式（例えば、特許文献３参照）が提案されている。   Also, a magnetic contact development method (see, for example, Patent Document 3) has been proposed as a development method that takes advantage of both of the two development methods (1) and (2).

（３）磁性接触現像方式
磁性接触現像方式においては、磁性一成分現像剤を用い、マグネットを内包した現像スリーブに現像剤を担持させるものであるが、現像スリーブ表面には弾性層が設けてあり、これが感光体に接触し、（１）の非磁性接触現像方式と同様にして現像を行う。一方、現像容器内における現像スリーブへの現像剤の供給等は、（２）の磁性非接触現像方式と同様に、現像スリーブ内に内包されたマグネットの磁界により行うものである。 (3) Magnetic contact development method In the magnetic contact development method, a magnetic one-component developer is used, and the developer is carried on a development sleeve containing a magnet. An elastic layer is provided on the surface of the development sleeve. This contacts the photoconductor, and development is performed in the same manner as in the nonmagnetic contact development method of (1). On the other hand, the supply of the developer to the developing sleeve in the developing container is performed by the magnetic field of the magnet contained in the developing sleeve, as in the magnetic non-contact developing method (2).

（４）クリーナレス（トナーリサイクル）システム
装置構成の簡略化や廃棄物を無くすという観点から、転写方式の画像形成装置において感光体の転写工程後の表面清掃手段である専用のドラムクリーナーを廃し、トナーを装置内でリサイクルする電子写真プロセスの提案がされている。例えば、前述の非磁性接触現像方式を用いて、現像時に同時に転写残となった現像剤を回収する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
特開昭５４−４３０２７号公報 特開昭５５−１８６５６号公報 特開平０７−３０１９４８号公報 特許第２５９８１３１号公報 (4) Cleanerless (toner recycling) system From the viewpoint of simplifying the device configuration and eliminating waste, a dedicated drum cleaner, which is a surface cleaning means after the transfer process of the photosensitive member, is eliminated in the transfer type image forming apparatus. There has been proposed an electrophotographic process in which toner is recycled in the apparatus. For example, there has been proposed an image forming apparatus that collects a developer that remains untransferred at the same time during development using the above-described nonmagnetic contact development method (see, for example, Patent Document 4).
JP 54-43027 A Japanese Patent Laid-Open No. 55-18656 Japanese Patent Laid-Open No. 07-301948 Japanese Patent No. 2598131

しかしながら、従来の磁性接触現像においては、現像スリーブと感光体との接触において、現像剤が双方の圧力を受けて、現像剤表面が摩擦劣化し、その結果、現像剤の電荷不足による「かぶり」画像の悪化や、現像剤の流動性の低下における転写性の悪化等が発生しやすいという問題があった。   However, in the conventional magnetic contact development, in contact between the developing sleeve and the photosensitive member, the developer is subjected to both pressures, and the developer surface is frictionally deteriorated. As a result, “fogging” due to insufficient charge of the developer. There has been a problem that image deterioration and transferability deterioration due to a decrease in developer fluidity are likely to occur.

接触現像方式に比べ、非接触現像方式では、現像スリーブ及び感光体からの直接の圧力を受けることがないため、現像部における現像剤表面の劣化は遙かに少ない。これに対し、一般に、接触現像方式では、上記の圧力の点を考慮し、現像剤担持体表面を弾性層とすることで、現像剤への圧力を低減している。磁性接触現像方式においても、現像スリーブ表面に弾性層を設けることで、現像剤への圧力を低減しているが、非磁性現像剤を用いた接触現像方式が、十分な肉厚の弾性層を備えた現像剤担持体を用いることに比べると、現像剤担持体内部にマグネットを設けるためにスリーブ形状にしなければならず、また、現像剤担持体表面で十分な磁界を得る必要があることなどから、現像スリーブ表層の弾性層の厚みは、それほど厚くすることが出来ず、非磁性接触現像方式に比べて、現像剤が高い圧力を受けやすい。   Compared to the contact development method, the non-contact development method does not receive direct pressure from the developing sleeve and the photosensitive member, and therefore, the deterioration of the developer surface in the developing portion is much less. On the other hand, in general, in the contact development method, the pressure on the developer is reduced by taking the developer carrier surface into an elastic layer in consideration of the above-mentioned pressure. Even in the magnetic contact development method, the pressure on the developer is reduced by providing an elastic layer on the surface of the developing sleeve. However, the contact development method using a non-magnetic developer has a sufficiently thick elastic layer. Compared to using the provided developer carrier, it must be sleeve-shaped in order to provide a magnet inside the developer carrier, and it is necessary to obtain a sufficient magnetic field on the surface of the developer carrier. Therefore, the thickness of the elastic layer on the surface layer of the developing sleeve cannot be increased so much, and the developer is likely to be subjected to high pressure as compared with the non-magnetic contact developing method.

この場合、現像スリーブ表層の弾性層の硬度を低くすることで、圧力を低く抑えることも可能であるが、単に硬度を低くしただけでは、一般的な材料特性として、感光体との接触部や、現像コートの規制手段が圧接する部分で、長期放置の際、当接跡としての変形が現像スリーブ弾性層にでき、これが画像上において横スジ状のムラとして現れやすくなる。   In this case, it is possible to keep the pressure low by lowering the hardness of the elastic layer on the surface of the developing sleeve. However, if the hardness is simply lowered, as a general material characteristic, the contact portion with the photoconductor and In the portion where the development coating regulating means is in pressure contact, when left for a long period of time, deformation as a contact mark can be generated in the development sleeve elastic layer, and this tends to appear as horizontal stripe-like unevenness on the image.

また、現像剤への圧力を低く抑えるためには、現像スリーブと感光体との接触圧を下げる方法も効果が大きいが、上記の現像スリーブのような構成では、弾性層が薄いため、現像スリーブと感光体との圧力をわずかに下げようとした場合においても、現像スリーブと感光体とが非接触になってしまう場合も少なくなく、公差を考えると、これらの接触圧を非磁性接触現像方式並みに下げることは難しかった。   In order to keep the pressure on the developer low, the method of reducing the contact pressure between the developing sleeve and the photosensitive member is also effective. However, in the configuration like the developing sleeve described above, since the elastic layer is thin, the developing sleeve Even if the pressure between the photosensitive member and the photosensitive member is slightly reduced, the developing sleeve and the photosensitive member are often not in contact with each other. It was difficult to lower it to the same level.

このような条件のもとで、磁性接触現像方式では、感光体と接触する現像部において、現像スリーブに内包されたマグネットの垂直磁界が大きい場合では、現像剤が更に大きな圧力を受け、「かぶり」や転写性という上記問題画像が、更に悪化しやすいという問題があった。これは、大きな垂直磁界のもとでは、現像剤による磁気穂が感光体方向に向かって形成されるため、この磁気穂を形成しようとする力の反作用を、現像剤自身が感光体から受けるためである。   Under such conditions, in the magnetic contact development method, when the vertical magnetic field of the magnet contained in the developing sleeve is large in the developing portion that comes into contact with the photosensitive member, the developer receives a larger pressure, and the “fogging” "And the above-mentioned problem image of transferability is more likely to deteriorate. This is because, under a large vertical magnetic field, magnetic spikes due to the developer are formed in the direction of the photoconductor, so that the developer itself receives the reaction of the force to form the magnetic spikes from the photoconductor. It is.

また、磁性接触現像方式においては、上記の垂直磁界による磁気穂の形成が原因となり、初期から画像不良を発生させるという問題もあった。これは、一般にブロッチ（シミ）画像と言われるもので、その発生原因は、大きく分けて２つある。   In addition, the magnetic contact development method has a problem in that an image defect is generated from the initial stage due to the formation of magnetic spikes by the vertical magnetic field. This is generally referred to as a blotch (stain) image, and there are two major causes of the occurrence.

１）第１には、現像剤の持つ電荷が、過度に高くなることに起因するもので、この現象をチャージアップ現象という。   1) First, the charge of the developer is excessively high, and this phenomenon is called a charge-up phenomenon.

一般に、電子写真方式における現像剤への電荷付与は、摩擦帯電により行われるものであり、この電荷付与の工程は、現像剤のコントロールのため、最も重要なものである。しかしながら、この摩擦帯電の工程が過度に進んでしまい、必要以上の電荷を現像剤がもってしまうことがチャージアップ現象である。この現象は、当然ながら、通常の電子写真システムでは発生しないように設定されているものであるが、例えば、電子写真装置の使用初期と後期では、現像剤の表面状態が変化し、同じ摩擦帯電工程を行っても電荷保持能力が変化したり、また、低湿度環境と高湿度環境では、低湿度環境のほうが電荷保持能力が高かったりなどの理由により、発生する場合があった。   Generally, charge imparting to a developer in an electrophotographic system is performed by frictional charging, and this charge imparting step is the most important for controlling the developer. However, the charge-up phenomenon is that the process of frictional charging proceeds excessively, and the developer has an unnecessary charge. Naturally, this phenomenon is set so as not to occur in a normal electrophotographic system. For example, the surface condition of the developer changes in the early and late stages of use of the electrophotographic apparatus, and the same triboelectric charging occurs. Even if the process is performed, the charge retention ability may change, or in low and high humidity environments, the low humidity environment may have higher charge retention ability.

通常の電子写真の現像工程においては、帯電した現像剤は現像電界にしたがって感光体に現像されるが、上記のように、過度に帯電した現像剤は、電界から受ける力より、現像剤の電荷の持つ鏡像力のほうが強くなり、結果として現像せず、現像スリーブ表面に強く付着する。これがチャージアップ現象である。このとき、強く現像スリーブ表面に付着した現像剤は、現像スリーブを覆い、絶縁性のコート層と化してしまう。このため、この現像剤層の上層にある現像剤は、現像スリーブとの間で電荷の授受を行うことができず、摩擦帯電工程を経ても、十分な電荷をもつことができない。このような現象が発生した部分では、電荷をほとんどもたない電荷の層ができ、これがシミ状や波状に存在するため、この部分の現像剤が、本来現像されるべきではない感光体上に飛翔し、ブロッチ画像を発生させてしまう。   In a normal electrophotographic development process, a charged developer is developed on a photoreceptor in accordance with a development electric field. However, as described above, an excessively charged developer is charged with a developer by the force received from the electric field. The image power of the image becomes stronger, and as a result, it does not develop and adheres strongly to the surface of the developing sleeve. This is the charge-up phenomenon. At this time, the developer strongly adhering to the surface of the developing sleeve covers the developing sleeve and becomes an insulating coating layer. For this reason, the developer in the upper layer of the developer layer cannot transfer charges to and from the developing sleeve, and cannot have a sufficient charge even after undergoing the tribocharging process. In the portion where such a phenomenon has occurred, a charge layer having almost no charge is formed, and this layer exists in the form of spots or waves, so that the developer in this portion is on the photoreceptor that should not be developed originally. Fly and generate a blotch image.

ここで、上記のように、現像部において垂直磁界が大きい場合では、現像剤は、磁気穂の形成により、より強い力を受けてしまうため、感光体と現像スリーブの間で摩擦帯電してしまい、現像スリーブへの付着力がより高くなって、上記のチャージアップによるブロッチ画像の発生を促進してしまうものであった。   Here, as described above, when the vertical magnetic field is large in the developing portion, the developer receives a stronger force due to the formation of the magnetic spikes, and thus is frictionally charged between the photosensitive member and the developing sleeve. Further, the adhesion force to the developing sleeve becomes higher, and the generation of the blotch image due to the above charge-up is promoted.

２）次に、ブロッチ画像における第２の発生原因としては、現像スリーブ上に現像剤の塊が強く付着してしまう、「固着」現象によるものがある。   2) Next, as a second cause of occurrence in the blotch image, there is a “sticking” phenomenon in which a lump of developer strongly adheres to the developing sleeve.

この現象も、根本的には、現像剤の過度の帯電による現像スリーブへの強い付着を起点として発生する現象であるが、固着現象では、現像スリーブ上で動きにくくなった現像剤を種とし、他の現像剤がこれに雪達磨式に強く付着してゆき、現像スリーブ上に大きな現像剤の塊を形成するものである。この現像剤の固まりの部分は、他の部分よりも高い層となり、また、この塊の上に乗った現像剤は十分な電荷をもつことができないため、この部分でも、シミ状のブロッチ現象が発生してしまう。特にこの現象は、現像剤の塊が発生した部分でその厚みの分だけ、更に、その部分の現像剤が感光体から強い圧力を受けることになり、上記のチャージアップ現象に比べて、連鎖反応的に悪化してゆく傾向が強く、一度発生するとほとんど回復は望めない。   This phenomenon is also a phenomenon that basically starts from strong adhesion to the developing sleeve due to excessive charging of the developer, but in the sticking phenomenon, the developer becomes difficult to move on the developing sleeve, The other developer adheres strongly to the snow sanding type and forms a large developer lump on the developing sleeve. The portion of this developer mass is higher than the other portions, and the developer on this lump cannot have a sufficient charge. Will occur. In particular, this phenomenon is caused by the thickness of the portion where the developer lump is generated, and the developer in that portion is subjected to strong pressure from the photoconductor, which is a chain reaction compared to the above charge-up phenomenon. There is a strong tendency to get worse, and once it occurs, almost no recovery can be expected.

上記の固着現象は、チャージアップ現象に比べて現像剤同士が付着しあうことが特徴的であり、これは、現像スリーブ上における現像剤の動きの自由度がより制限されるときに発生しやすい。したがって、現像剤が同じような電荷を持っている場合であっても、現像剤コートの規制力が比較的低い場合く、コート層厚が高い場合に顕著に発生する。   The above sticking phenomenon is characterized in that the developers adhere to each other as compared with the charge-up phenomenon, which is likely to occur when the freedom of movement of the developer on the developing sleeve is more limited. . Therefore, even when the developer has a similar charge, it occurs remarkably when the developer coating is relatively low in regulation and the coating layer thickness is high.

現像部において、強い磁力により、現像剤が動きにくくなる場合でも同様である。特に、垂直磁場が大きい場合では、前記のとおり、磁気穂形成時の磁力の反作用により、現像剤同士も高い圧力を受けることになり、固着現象は悪化しやすい。   The same applies to the case where the developer becomes difficult to move due to the strong magnetic force in the developing unit. In particular, when the vertical magnetic field is large, as described above, due to the reaction of the magnetic force at the time of magnetic spike formation, the developers are also subjected to high pressure, and the fixing phenomenon is likely to deteriorate.

また、磁性接触現像方式において、（４）クリーナレスシステムを実施する場合では、上記のようなブロッチ画像、特に固着現象を原因としたものは、更に発生しやすくなる。これは、非画像形成時に上記のようなブロッチ画像が感光体上で発生した場合、クリーナレスシステムでは、ブロッチ画像の発生した部分では感光体上に現像剤が付着したまま、再び、現像スリーブに接触することになる。このため、ここでは、現像スリーブ上の現像剤だけではなく、感光体上の現像剤をも含めた厚い現像剤の層が高い圧力を受けるため、固着現象は、クリーナがある場合よりも悪化しやすいという問題があった。   Further, in the magnetic contact development method, when the (4) cleanerless system is implemented, the above-described blotch image, particularly those caused by the sticking phenomenon, are more likely to occur. This is because when a blotch image such as that described above occurs on the photoconductor during non-image formation, the cleanerless system again causes the developer to adhere to the photoconductor in the portion where the blotch image is generated, and again onto the developing sleeve. Will come into contact. For this reason, not only the developer on the developing sleeve but also the thick developer layer including the developer on the photosensitive member is subjected to high pressure, so the fixing phenomenon is worse than when there is a cleaner. There was a problem that it was easy.

本発明においては、以上のような課題を解決し、新たに優れた現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。すなわち、磁性接触現像システムにおいて、現像剤のチャージアップ、または、固着を原因とするブロッチ画像の発生を防ぎ、また、使用劣化に伴う、かぶりの悪化や、転写性の悪化という画像劣化を防ぐことを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a newly excellent developing device and image forming apparatus. That is, in a magnetic contact development system, the occurrence of blotch images due to developer charge-up or sticking is prevented, and image deterioration such as fogging deterioration and transferability deterioration due to use deterioration is prevented. With the goal.

（１）上記目的を達成するための本発明に係る現像装置の代表的な構成は、現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制手段と、を有し、前記現像剤担持体が被現像体を押圧しながら前記被現像体を磁性一成分現像剤で現像する現像装置において、前記現像剤担持体は、表面に弾性層を持つと共に、その内部に固定磁場発生手段を有し、回転することで、前記固定磁場発生手段により前記現像剤担持体表面に吸着した現像剤を、前記現像剤量規制手段を経て、前記現像剤担持体上で搬送、コートし、前記被現像体に押圧する現像部において、前記被現像体上に形成された静電潜像を現像するものであり、前記固定磁場発生手段は、少なくとも４極の磁極を有し、その一つは現像装置内の現像剤を吸着させる吸着極、他の一つは前記吸着極に対して現像剤担持体回転方向の下流側に位置し、前記現像剤量規制手段の近傍に現像剤を搬送する搬送極、また、他の二つは、前記吸着極及び搬送極のいずれか、もしくは双方に対向する隣接する同極性の対向極であり、前記隣接する同極性の対向極の二つの磁極は、極間が３０°から９０°の範囲であり、前記現像部が前記二つの磁極の極間に設けられ、前記現像部における前記現像剤担持体上における現像剤のコート量ＭＳ（ｇ／ｍ ２ ）は、現像剤の平均粒径をＲ（μｍ）、比重をＧとすると、１．１７＞ＭＳ／（Ｒ×Ｇ）＞０．４７を満たし、前記現像部における磁束密度の垂直成分｜Ｂｖ｜は３０ｍＴ以下であり、前記固定磁場発生手段により発生される磁束密度は、前記現像剤担持体の表面において、鉛直方向の磁束密度成分を｜Ｂｖ｜、水平方向の磁束密度成分を｜Ｂｈ｜としたとき、前記現像部において、｜Ｂｖ｜／｜Ｂｈ｜＜ｔａｎ４５°を満たすことを特徴とする。 (1) A typical configuration of the developing device according to the present invention for achieving the above object includes a developer carrying member and a developer amount regulating means for regulating the developer amount on the developer carrying member. And a developing device that develops the developing object with a magnetic one-component developer while the developer carrying member presses the developing object. The fixed magnetic field generating means is provided on the developer carrier, and the developer adsorbed on the surface of the developer carrier by the fixed magnetic field generator means is conveyed on the developer carrier via the developer amount regulating means. The electrostatic latent image formed on the developing member is developed in a developing unit that coats and presses the developing member, and the fixed magnetic field generating means has at least four magnetic poles. One of them is the adsorption electrode that adsorbs the developer in the developing device. The other is located on the downstream side of the developer carrying member rotation direction with respect to the suction electrode, wherein the conveying pole for transporting the developer in the vicinity of the developer amount controlling means, the other two, the The two adjacent magnetic poles of the same polarity opposite to one or both of the attracting pole and the transport pole are adjacent to each other, and the distance between the poles is in the range of 30 ° to 90 °. The developing portion is provided between the two magnetic poles, and the developer coating amount MS (g / m 2 ) on the developer carrying member in the developing portion is defined by the average particle size of the developer R ( μm) and the specific gravity is G, 1.17> MS / (R × G)> 0.47 is satisfied, the vertical component | Bv | of the magnetic flux density in the developing unit is 30 mT or less, and the fixed magnetic field generating means The magnetic flux density generated by the developer is vertical on the surface of the developer carrier. The magnetic flux density component of direction | Bv | when a and, in the developing unit, | |, the horizontal direction of the magnetic flux density component | Bh Bv | / | Bh | <and satisfies the tan 45 °.

上記（１）の現像装置構成によれば、現像部と磁極のピーク位置とが離れているため、現像部における現像剤の磁気穂形成を弱めることが出来る。また、磁力線の向きを被現像体方向から逸らすことが出来るため、同様に磁気穂の形成を弱めることが出来る。従って、現像部における現像剤が受ける力は、現像部に磁極のピーク位置がある場合に比べて小さくなる。これによって、磁極のピーク位置がある場合では発生頻度の高い、固着現象、または、チャージアップ現象を原因とするブロッチ画像の発生を抑制する効果がある。   According to the developing device configuration of (1) above, since the developing portion and the peak position of the magnetic pole are separated from each other, it is possible to weaken the formation of magnetic spikes of the developer in the developing portion. In addition, since the direction of the magnetic lines of force can be deviated from the direction of the developing object, the formation of magnetic spikes can be similarly weakened. Accordingly, the force received by the developer in the developing unit is smaller than when the magnetic pole peak position is in the developing unit. This has the effect of suppressing the occurrence of blotch images due to the sticking phenomenon or the charge-up phenomenon, which is frequently generated when there is a magnetic pole peak position.

また、同様に、現像剤へのストレスを低減できるため、通紙耐久を行った後でも、磁極のピーク位置がある場合に比べて、「かぶり」画像の悪化と、転写性の悪化を抑える効果がある。   Similarly, since the stress on the developer can be reduced, the effect of suppressing the deterioration of the “fogging” image and the deterioration of the transferability, even after the endurance of paper passing, compared to the case where the peak position of the magnetic pole is present. There is.

これらにより、使用開始から終了時まで、長期にわたって使用環境を問わず、安定した良好が画像を得ることが出来る効果がある。   As a result, there is an effect that a stable and good image can be obtained regardless of the use environment over a long period from the start to the end of use.

また、現像部の位置とは磁極ピーク位置を一致しない対向極は高い磁力にしても良いため、対向極以外の磁極の磁力も十分に確保でき、現像容器内における現像剤担持体への現像剤の供給、搬送、電荷付与、コーティング等の作業が効果的に実現でき、良好な現像システムによる良好な画像を得ることが出来る効果がある。   In addition, since the counter pole that does not match the magnetic pole peak position with the position of the developing portion may have a high magnetic force, the magnetic force of the magnetic poles other than the counter pole can be sufficiently secured, and the developer to the developer carrier in the developer container The operations such as supply, conveyance, charge application, and coating can be effectively realized, and a good image can be obtained by a good development system.

また、簡易な構成の現像スリーブ、マグネットロールを使用することが出来るため、安価な磁性接触現像システムが実現できる効果がある。   In addition, since a developing sleeve and a magnet roll having a simple configuration can be used, there is an effect that an inexpensive magnetic contact developing system can be realized.

上記（２）の現像装置構成によれば、現像部における現像剤の磁気穂形成を弱めることが出来るため、現像部における現像剤が受ける力は、現像部に強い磁極のピーク位置がある場合に比べて小さくなる。これによって、強い磁極のピーク位置がある場合では発生頻度の高い、固着現象、または、チャージアップ現象を原因とするブロッチ画像の発生を抑制する効果がある。   According to the configuration of the developing device of (2) above, since the magnetic spike formation of the developer in the developing section can be weakened, the force received by the developer in the developing section is when the developing section has a strong magnetic pole peak position. Smaller than that. This has the effect of suppressing the occurrence of blotch images due to the sticking phenomenon or the charge-up phenomenon, which is frequently generated when there is a strong magnetic pole peak position.

また、同様に、現像剤へのストレスを低減できるため、通紙耐久を行った後でも、磁極のピーク位置がある場合に比べて、「かぶり」画像の悪化と、転写性の悪化を抑える効果がある。   Similarly, since the stress on the developer can be reduced, the effect of suppressing the deterioration of the “fogging” image and the deterioration of the transferability, even after the endurance of paper passing, compared to the case where the peak position of the magnetic pole is present. There is.

これらにより、使用開始から終了時まで、長期にわたって使用環境を問わず、安定した良好が画像を得ることが出来る効果がある。   As a result, there is an effect that a stable and good image can be obtained regardless of the use environment over a long period from the start to the end of use.

また、対向極の位置に対する現像部の設定位置範囲が広いため、被現像体と現像装置との構成の自由度が高いため、構成の簡素化、小型化に効果がある。   In addition, since the setting position range of the developing unit with respect to the position of the counter electrode is wide, the degree of freedom in the configuration of the developing object and the developing device is high, which is effective in simplifying the configuration and reducing the size.

また、対向極以外の磁極の磁力を十分に確保できるため、現像容器内における現像剤担持体への現像剤の供給、搬送、電荷付与、コーティング等の作業が効果的に実現でき、良好な現像システムによる良好な画像を得ることが出来る効果がある。   In addition, since the magnetic force of the magnetic poles other than the counter pole can be sufficiently secured, operations such as supplying, transporting, applying charges, and coating the developer to the developer carrier in the developer container can be effectively realized, and good development can be achieved. There is an effect that a good image can be obtained by the system.

また、簡易な構成の現像スリーブ、マグネットロールを使用することが出来るため、安価な磁性接触現像システムが実現できる効果がある。   In addition, since a developing sleeve and a magnet roll having a simple configuration can be used, there is an effect that an inexpensive magnetic contact developing system can be realized.

すなわち、磁性接触現像システムにおいては、現像剤担持体が固定磁場発生手段を内包しており、複数の磁極のピークが必要となる。上記の磁極ピーク形成のために間接的に必要となる対向磁極ピーク位置を、現像部である被現像体と現像剤担持体との接触部から離すことで、この部分での磁界を弱め、現像剤に及ぼす磁力を抑えると共に、磁力線の方向を傾斜させることでトナーの穂立ちの力を抑え、ブロッチ画像の発生、かぶり、転写性の悪化を防ぐことができる。   That is, in the magnetic contact development system, the developer carrying member contains the fixed magnetic field generating means, and a plurality of magnetic poles are required. The counter magnetic pole peak position indirectly required for the magnetic pole peak formation is separated from the contact portion between the developing object and the developer carrier, which is the developing portion, thereby weakening the magnetic field in this portion and developing By suppressing the magnetic force exerted on the agent and inclining the direction of the lines of magnetic force, it is possible to suppress the force of toner rising and prevent the occurrence of blotch images, fogging, and transferability.

（１）画像形成装置例
図１は本発明に従う現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。この画像記録装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザプリンタである。以下に本実施例における画像形成装置の全体的な概略構成について述べる。 (1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using a developing device according to the present invention. This image recording apparatus is a laser printer using a transfer type electrophotographic process. The overall schematic configuration of the image forming apparatus in this embodiment will be described below.

１は像担持体（被現像体）であり、本例ではφ２４ｍｍの回転ドラム型の負極性ＯＰＣ感光体（ネガ感光体、以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１は矢印の時計方向に周速度８５ｍｍ／ｓｅｃ（＝プロセススピードＰＳ、印字速度）の一定速度をもって回転駆動される。   Reference numeral 1 denotes an image carrier (object to be developed), which in this example is a rotating drum type negative-polarity OPC photoreceptor (negative photoreceptor, hereinafter referred to as a photosensitive drum) having a diameter of 24 mm. The photosensitive drum 1 is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow at a constant speed of 85 mm / sec (= process speed PS, printing speed).

２は感光ドラム１の帯電装置としての帯電ローラである。この帯電ローラ２は導電性の弾性ローラであり、２ａは芯金、２ｂは導電性弾性層である。この帯電ローラ２を感光ドラム１に所定の押圧力で圧接させて感光ドラム１との間に帯電部ｎを形成させてある。本例ではこの帯電ローラ２は感光ドラム１の回転に従動して回転する。   Reference numeral 2 denotes a charging roller as a charging device for the photosensitive drum 1. The charging roller 2 is a conductive elastic roller, 2a is a metal core, and 2b is a conductive elastic layer. The charging roller 2 is pressed against the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force to form a charging portion n between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1. In this example, the charging roller 2 rotates following the rotation of the photosensitive drum 1.

Ｓ１は帯電ローラ２に帯電バイアスを印加する帯電電源である。本例ではこの帯電電源Ｓ１から帯電ローラ２と感光ドラム１との間の接触部に放電開始電圧以上の直流電圧を印加する。具体的には帯電バイアスとして−１３００Ｖの直流電圧を印加して、感光ドラム１面を帯電電位（暗部電位）−７００Ｖに一様に接触帯電させている。   S 1 is a charging power source that applies a charging bias to the charging roller 2. In this example, a DC voltage equal to or higher than the discharge start voltage is applied from the charging power source S 1 to the contact portion between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1. Specifically, a DC voltage of -1300V is applied as a charging bias, and the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly contact-charged to a charging potential (dark portion potential) of -700V.

４はレーザダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザビームスキャナ（露光装置、潜像書き込み装置）である。このレーザビームスキャナ４は画像情報の時系列電気ディジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザ光を出力し、該レーザ光で上記回転感光ドラム１の一様帯電面を走査露光Ｌする。感光ドラム１の一様帯電処理面をレーザ光で全面露光した場合、感光ドラム面の電位が−１５０Ｖになるようにレーザパワーは調整されている。この走査露光Ｌにより回転感光ドラム１の面（被現像体上）に画像情報に対応した静電潜像が形成される。 Reference numeral 4 denotes a laser beam scanner (exposure device, latent image writing device) including a laser diode and a polygon mirror. The laser beam scanner 4 outputs a laser beam whose intensity is modulated in accordance with a time-series electric digital pixel signal of image information, and scans and exposes the uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 1 with the laser beam. When the uniformly charged surface of the photosensitive drum 1 is exposed entirely with laser light, the laser power is adjusted so that the potential of the photosensitive drum surface becomes −150V. By this scanning exposure L, an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the rotating photosensitive drum 1 (on the development target) .

３は現像装置である。現像装置３において、一定の摩擦帯電を帯びた現像剤ｔは、現像バイアス印加電源Ｓ２により現像スリーブ（現像剤担持体）３ｂと感光ドラム１との間の電位差によって、現像部Ａにおいて感光ドラム１上の静電潜像を顕像化する。現像装置３については、次の（２）項で詳述する。   Reference numeral 3 denotes a developing device. In the developing device 3, the developer t having a constant triboelectric charge is caused by the potential difference between the developing sleeve (developer carrying member) 3 b and the photosensitive drum 1 by the developing bias application power source S <b> 2, and the photosensitive drum 1 in the developing unit A. The upper electrostatic latent image is visualized. The developing device 3 will be described in detail in the next section (2).

６は転写装置に用いられている接触転写手投としての中抵抗の転写ローラであり、感光ドラム１に所定に圧接させて転写ニップ部ｂを形成させてある。この転写ニップ部ｂに給紙部の給紙カセット９内から給紙ローラ１０により所定のタイミングで被記録体としての転写材Ｐが給紙され、かつ転写ローラ６に転写バイアス印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加されることで、感光ドラム１側のトナー画像が転写ニップ部ｂに給紙された転写材Ｐの面に順次に転写されていく。   Reference numeral 6 denotes a medium-resistance transfer roller as a contact transfer hand thrower used in the transfer device, which is in contact with the photosensitive drum 1 at a predetermined pressure to form a transfer nip portion b. A transfer material P as a recording medium is fed to the transfer nip portion b from the inside of the paper feed cassette 9 of the paper feed portion by a paper feed roller 10 at a predetermined timing, and the transfer roller 6 is supplied with a predetermined voltage from a transfer bias application power source S3. When the transfer bias voltage is applied, the toner image on the photosensitive drum 1 side is sequentially transferred onto the surface of the transfer material P fed to the transfer nip b.

本例で使用の転写ローラ６は、芯金６ａに中抵抗発泡層６ｂを形成した、ローラ抵抗値５×１０８Ωのものであり、＋２．０ｋＶの電圧を芯金６ａに印加して転写を行う。転写ニップ部ｂに導入された転写材Ｐはこの転写ニップ部ｂを挟持搬送されて、その表面側に回転感光ドラム１の表面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と押圧力にて転写されていく。 The transfer roller 6 used in this example has a roller resistance value of 5 × 10 8 Ω, in which a medium-resistance foam layer 6b is formed on a cored bar 6a, and is transferred by applying a voltage of +2.0 kV to the cored bar 6a. I do. The transfer material P introduced into the transfer nip portion b is nipped and conveyed by the transfer nip portion b, and the toner images formed and supported on the surface of the rotary photosensitive drum 1 on the surface side thereof are successively subjected to electrostatic force and pressing force. Will be transcribed.

７は熱定着方式等の定着装置である。転写ニップ部ｂに給紙されて感光ドラム１側のトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは回転感光ドラム１の面から分離されてこの定着装置７に導入され、トナー画像の定着を受けて画像形成物（プリントコピー）として装置外へ排出される。   Reference numeral 7 denotes a fixing device such as a heat fixing method. The transfer material P that has been fed to the transfer nip portion b and has received the transfer of the toner image on the photosensitive drum 1 side is separated from the surface of the rotating photosensitive drum 1 and introduced into the fixing device 7 to receive the toner image fixing. It is discharged out of the apparatus as an image formed product (print copy).

８は感光ドラムクリーニング装置であり、感光ドラム１上に残留した転写残トナーをクリーニングブレード８ａで掻き落として廃トナー容器８ｂに回収する。   Reference numeral 8 denotes a photosensitive drum cleaning device, which removes transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 with a cleaning blade 8a and collects it in a waste toner container 8b.

そして、感光ドラム１は再度帯電装置２により帯電され、繰り返して画像形成に用いられる。   The photosensitive drum 1 is charged again by the charging device 2 and repeatedly used for image formation.

なお、本実施例においては、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置３、ドラムクリーナー８を一体に画像形成装置本体から着脱可能としたプロセスカートリッジに構成してある。   In this embodiment, the photosensitive drum 1, the charging roller 2, the developing device 3, and the drum cleaner 8 are integrally formed in a process cartridge that can be detached from the main body of the image forming apparatus.

（２）現像装置３
本実施例の現像装置３において、３ｂは現像剤担持体としての現像スリーブである。３ａは現像スリーブ３ｂに内包させた、固定の磁場（磁界）発生手段としてのマグネットロールである。 (2) Developing device 3
In the developing device 3 of this embodiment, reference numeral 3b denotes a developing sleeve as a developer carrying member. Reference numeral 3a denotes a magnet roll as a fixed magnetic field (magnetic field) generating means enclosed in the developing sleeve 3b.

現像スリーブ３ｂは、現像剤ｔを付着、搬送して、現像部Ａにおいて、上記現像剤ｔで感光ドラム１上の静電潜像を現像するものであり、アルミシリンダー上に非磁性の導電弾性層を形成して構成され、感光ドラム１に対し一定の加圧量をもって当接されている。感光ドラム１と現像スリーブ３ｂ間の圧力は、２３ｋＰａ（キロパスカル）に設定されている。   The developing sleeve 3b adheres and conveys the developer t, and develops the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 with the developer t in the developing section A. The developing sleeve 3b is a nonmagnetic conductive elastic material on the aluminum cylinder. A layer is formed, and is in contact with the photosensitive drum 1 with a certain amount of pressure. The pressure between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 3b is set to 23 kPa (kilopascal).

現像剤ｔは一成分磁性トナー（磁性一成分現像剤）である。この一成分磁性トナーｔは、結着樹脂、磁性体粒子、電荷制御剤を混合し混練、粉砕、分級の各工程を経て作製し、流動化剤などを外添剤として添加されたものである。磁性体粒子は結着樹脂と同重量処方し十分な磁力による搬送を可能な磁性粒子を作製した。なお、本実施例で用いたトナーの重量平均粒径（Ｄ４）は７．０μｍである。   Developer t is a one-component magnetic toner (magnetic one-component developer). This one-component magnetic toner t is prepared by mixing a binder resin, magnetic particles, and a charge control agent, and kneading, pulverizing, and classifying the toner, and adding a fluidizing agent or the like as an external additive. . The magnetic particles were formulated in the same weight as the binder resin, and magnetic particles capable of being conveyed by a sufficient magnetic force were produced. The weight average particle diameter (D4) of the toner used in this example is 7.0 μm.

本実施例における、トナーの個数平均粒径は、コールターマルチサイザー（コールター社製）を用いることで、個数分布、体積分布より求めた。電解液としては、ISOTON R-II（コールターサイエンティフィックジャパン社製）を使用し、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。この電解水溶液に１００〜１５０ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーによりアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナー粒子の体積、個数を測定して体積分布を算出し、体積分布から求めた体積基準の重量平均粒径（Ｄ４）を求めた。本発明において、現像剤の平均粒径Ｒ（μｍ）はこの重量平均粒径（Ｄ４）である。   The number average particle diameter of the toner in this example was obtained from the number distribution and the volume distribution by using a Coulter Multisizer (manufactured by Coulter). As an electrolytic solution, ISOTON R-II (manufactured by Coulter Scientific Japan) is used, and a 1% NaCl aqueous solution is prepared using first-grade sodium chloride. 100 to 150 ml is added to this electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolyte in which the sample is suspended is dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume distribution is calculated by measuring the volume and number of toner particles of 2 μm or more using an aperture with a Coulter multisizer. The volume-based weight average particle diameter (D4) determined from the volume distribution was determined. In the present invention, the average particle diameter R (μm) of the developer is this weight average particle diameter (D4).

なお、本実施例における現像容器３ｅ中の初期のトナー量は９０ｇを充填されている。これは、印字率４％の標準テストチャートを用いて通紙テストを行った場合、上記の感光ドラム１の電位に対して、本現像装置３により消費されるトナー消費寿命が３０００枚になるように設定されているものである。   The initial toner amount in the developing container 3e in this embodiment is filled with 90 g. This is because, when a paper passing test is performed using a standard test chart with a printing rate of 4%, the toner consumption life consumed by the developing device 3 is 3000 sheets with respect to the potential of the photosensitive drum 1 described above. Is set to.

現像スリーブ３ｂは、非磁性の導電性弾性層となる材料を混練し、これを押出し成形して、アルミスリーブ上に層として接着し、上記導電性弾性層を厚さ５００μｍに研摩したものである。現像スリーブ３ｂのマイクロ硬度は６０度、表面粗さはＲｚで７．５μｍ、Ｒａで１．０μｍである。   The developing sleeve 3b is obtained by kneading a material to be a nonmagnetic conductive elastic layer, extruding it, adhering it as a layer on an aluminum sleeve, and polishing the conductive elastic layer to a thickness of 500 μm. . The developing sleeve 3b has a micro hardness of 60 degrees, a surface roughness of Rz 7.5 μm, and Ra 1.0 μm.

本発明において、マイクロ硬度計によって測定される表面硬度の測定は、マイクロ硬度計（アスカーMD-1 F360A：高分子株式会社製）を用いて行った。表面粗さの測定器には小坂研究所（株）製、サーフコーダＳＥ３４００に接触検出ユニットＰＵ−ＤＪ２Ｓを用い、測定条件は測定長２．５ｍｍ、垂直方向倍率２０００倍、水平方向倍率１００倍、カットオフ０．８ｍｍ、フィルタ設定２ＣＲ、レベリング設定をフロントデータで行った。   In the present invention, the surface hardness measured by the micro hardness tester was measured using a micro hardness tester (Asker MD-1 F360A: manufactured by Kobunshi Co., Ltd.). The surface roughness measuring instrument is manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd., and the contact detection unit PU-DJ2S is used for Surfcoder SE3400. The measurement conditions are 2.5 mm measuring length, 2000 times vertical magnification, 100 times horizontal magnification, Cut-off 0.8mm, filter setting 2CR, and leveling setting were performed with front data.

マグネットロール３ａは現像スリーブ３ｂ上の各場所における磁力を発生するための磁場発生手段としての固定磁石である。   The magnet roll 3a is a fixed magnet as magnetic field generating means for generating a magnetic force at each location on the developing sleeve 3b.

本発明に関するマグネットロール３ａによる磁束密度の測定は、ベル社製のガウスメータのシリーズ９９００、プローブＡ−９９−１５３を用いて行った。上記マグネットロール３ａからの現像スリーブ表面で発生している磁束密度の測定方法を以下に述べる。   Measurement of the magnetic flux density by the magnet roll 3a according to the present invention was performed using a Gauss meter series 9900, probe A-99-153 manufactured by Bell. A method for measuring the magnetic flux density generated on the surface of the developing sleeve from the magnet roll 3a will be described below.

同ガウスメータはガウスメータ本体に接続された棒状のアキシャルプローブを有する。内部にマグネットロール３ａを配置した現像スリーブ３ｂに対し、その表面にプローブを直角に配置し、現像スリーブ３ｂの中心とプローブの中心が略同一水平面上に位置するようにして固定し、その状態で磁束密度を測定する。ここで、現像スリーブ表面の全方向に向けて上記マグネットロール３ａから発生する磁界を測定するために、測定の便宜上、上記マグネットロール３ａを、現像スリーブ内部で回転可能に設置しておき、上記マグネットロール３ｂを回転しながら、各位置における磁束密度を測定する。これにより、現像スリーブ表面の磁界を測定する。なお、この方法で測定される磁束密度は、マグネットロール３ａが持つ磁界のうち、現像スリーブ表面における磁束密度の垂直成分である。   The Gauss meter has a rod-shaped axial probe connected to the Gauss meter body. With respect to the developing sleeve 3b in which the magnet roll 3a is arranged, a probe is arranged at a right angle on the surface thereof, and fixed so that the center of the developing sleeve 3b and the center of the probe are located on substantially the same horizontal plane. Measure the magnetic flux density. Here, in order to measure the magnetic field generated from the magnet roll 3a in all directions on the surface of the developing sleeve, for convenience of measurement, the magnet roll 3a is installed rotatably inside the developing sleeve, and the magnet The magnetic flux density at each position is measured while rotating the roll 3b. Thereby, the magnetic field on the surface of the developing sleeve is measured. The magnetic flux density measured by this method is a vertical component of the magnetic flux density on the surface of the developing sleeve in the magnetic field of the magnet roll 3a.

一方、上記プローブを９０度回転させ、現像スリーブ表面に対して水平に設置し、上記同様にマグネットロール３ａを回転させながら、各位置において測定される磁束密度は、水平成分の磁束密度となる。   On the other hand, the magnetic flux density measured at each position while rotating the magnet roll 3a in the same manner as described above while rotating the probe 90 degrees horizontally with respect to the developing sleeve surface becomes the magnetic flux density of the horizontal component.

上記の方法により測定された磁束密度の垂直成分と水平成分から、現像スリーブ３ｂ上における磁力線の向きを得ることが出来る。   The direction of the lines of magnetic force on the developing sleeve 3b can be obtained from the vertical component and the horizontal component of the magnetic flux density measured by the above method.

磁束密度の垂直成分の絶対値｜Ｂｖ｜（鉛直方向の磁束密度成分）と水平成分｜Ｂｈ｜（水平方向の磁束密度成分）との比を、
｜Ｂｖ｜／｜Ｂｈ｜＝ｔａｎθ
として示したとき、このときの磁束密度の大きさは
（｜Ｂｖ｜２＋｜Ｂｈ｜２）１／２
であり、その向きは、現像スリーブ表面の接線に対してθである。 The ratio of the absolute value | Bv | (vertical magnetic flux density component) and horizontal component | Bh | (horizontal magnetic flux density component) of the vertical component of the magnetic flux density to
| Bv | / | Bh | = tan θ
, The magnitude of the magnetic flux density at this time is (| Bv | 2+ | Bh | 2) 1/2
The direction is θ with respect to the tangent to the surface of the developing sleeve.

なお、特に断りがない限り、本発明における磁界、もしくは磁束密度の大きさの記載は、トナーの鉛直方向への磁気穂形成に関係するものとして、磁界、もしくは磁束密度の垂直成分を示している。   Unless otherwise specified, the description of the magnitude of the magnetic field or magnetic flux density in the present invention indicates the vertical component of the magnetic field or magnetic flux density as it relates to the formation of magnetic spikes in the vertical direction of the toner. .

現像工程を行うための現像スリーブ３ｂ上のトナーコートと電荷付与は、以下の工程により行われる。   The toner coating and charge application on the developing sleeve 3b for performing the developing process are performed by the following processes.

トナーｔは、マグネットロール３ａによる磁気力を受けながら現像スリーブ３ｂ上に付着し、現像スリーブ３ｂの回転により搬送される。この工程において、マグネットロール３ａによる磁気力の及ばない現像容器３ｅ内のトナーを、マグネットロール３ａの磁力到達範囲内まで搬送し、現像スリーブ３ｂに付着させるのが攪拌部材３ｄであり、また、この現像スリーブ３ｂ上のトナーｔをコート層として規制し、電荷付与を行うのが、現像剤量規制手段としての規制ブレード３ｃである。規制ブレード３ｃは現像スリーブ３ｂ上のトナーｔの量（磁性一成分現像剤量）を所定のほぼ一定量に規制する。 The toner t adheres onto the developing sleeve 3b while receiving the magnetic force from the magnet roll 3a, and is conveyed by the rotation of the developing sleeve 3b. In this step, it is the stirring member 3d that transports the toner in the developing container 3e to which the magnetic force from the magnet roll 3a does not reach to within the magnetic force reachable range of the magnet roll 3a and adheres it to the developing sleeve 3b. It is a regulating blade 3c as a developer amount regulating means that regulates the toner t on the developing sleeve 3b as a coat layer and applies charge. The regulating blade 3c regulates the amount of toner t (magnetic one-component developer amount) on the developing sleeve 3b to a predetermined substantially constant amount.

本現像装置３は適正なトナー帯電量とコート量を得るため、規制ブレード３ｃは厚さ１００μｍのリン青銅を用い、現像スリーブ３ｂへの当接圧０．８ｋＰａ、当接幅１．０ｍｍ、当接位置からのブレード自由長端部長さ２．５ｍｍに設定されている。   In order to obtain an appropriate toner charge amount and coat amount, the developing device 3 uses phosphor bronze with a thickness of 100 μm, a contact pressure of 0.8 kPa on the developing sleeve 3b, a contact width of 1.0 mm, The blade free long end length from the contact position is set to 2.5 mm.

現像スリーブ３ｂにコートされたトナーｔはスリーブ３ｂの回転により、感光ドラム１とスリーブ３ｂの対向部である現像部Ａに搬送される。このとき現像スリーブ３ｂには現像バイアス印加電源Ｓ２より現像バイアス電圧（ＤＣ電圧−４５０Ｖ）が印加される。   The toner t coated on the developing sleeve 3b is conveyed to the developing portion A, which is a portion opposite to the photosensitive drum 1 and the sleeve 3b, by the rotation of the sleeve 3b. At this time, a developing bias voltage (DC voltage −450 V) is applied to the developing sleeve 3b from the developing bias applying power source S2.

一方、感光ドラム１の電位は、既出の潜像形成工程により、暗部電位−７００Ｖもしくは、明部電位−１５０Ｖになっており、上記現像スリーブ３ｂの電位差により、感光ドラム１の潜像は現像スリーブ３ｂ上の帯電したトナーによって現像される。   On the other hand, the potential of the photosensitive drum 1 is dark portion potential -700V or bright portion potential -150V by the above-described latent image forming process, and the latent image of the photosensitive drum 1 is developed by the potential difference of the developing sleeve 3b. Developed with charged toner on 3b.

ここで、本実施例における、上記マグネットロール３ａからの磁界による現像スリーブ表面での磁束密度分布を、現像装置内における、規制ブレード３ｃ、現像部Ａ、現像容器３ｅとの位置関係で図２に示す。また、これに対して、［背景技術］において述べた、磁性非接触現像方式におけるマグネットロールの一般的な磁束密度分布を、比較例１として図３に示す。   Here, the magnetic flux density distribution on the surface of the developing sleeve due to the magnetic field from the magnet roll 3a in this embodiment is shown in FIG. 2 in the positional relationship among the regulating blade 3c, the developing unit A, and the developing container 3e in the developing device. Show. On the other hand, a general magnetic flux density distribution of the magnet roll in the magnetic non-contact development method described in [Background Art] is shown in FIG.

本実施例においては、トナー吸着極であるＳβ極、トナー搬送極であるＮα極、及び、搬送極であるＮβ極は、比較例１の磁束密度分布と同様な配置及び大きさを持っている。これは、本実施例におけるこれらの磁極が、比較例１と同様の役割を果たしていることによる。   In this embodiment, the Sβ pole as the toner adsorption pole, the Nα pole as the toner transport pole, and the Nβ pole as the transport pole have the same arrangement and size as the magnetic flux density distribution of Comparative Example 1. . This is because these magnetic poles in this example play the same role as in Comparative Example 1.

Ｎα極の位置は、規制ブレード３ｃによるトナーの剥ぎ取りと電荷付与が十分に効果的に働くように、規制ブレード３ｃの当接位置に対して、現像スリーブ回転方向（現像剤担持体回転方向）のやや下流位置、具体的には、当接位置から２０度下流位置に設定されている。また、吸着極であるＳβ極は、現像容器３ｅ内でトナーを現像スリーブ３ｂに吸着させると共に、現像スリーブ３ｂの回転で、トナーを規制ブレード３ｃの当接位置まで、重力にかかわらず安定して搬送するのに適当な位置、具体的には、Ｎα極の９０度上流に設定されている。また、Ｓβ極の上流側には、現像容器３ｃ内のトナーが現像容器３ｃ外に漏れることを防ぐ役割を果たすＮβ極があり、上記の目的から、この極Ｎβは、現像容器３ｅのフレーム近傍に設けられている。 The position of the Nα pole is the developing sleeve rotation direction ( developer carrying member rotation direction) with respect to the contact position of the regulating blade 3c so that the toner removal and charge application by the regulating blade 3c are sufficiently effective. The position is set slightly downstream, specifically, 20 degrees downstream from the contact position. The Sβ pole, which is an adsorption pole, adsorbs toner to the developing sleeve 3b in the developing container 3e, and stably rotates the developing sleeve 3b to the contact position of the regulating blade 3c regardless of gravity. It is set at an appropriate position for conveyance, specifically 90 degrees upstream of the Nα pole. Further, on the upstream side of the Sβ pole, there is an Nβ pole that plays a role of preventing the toner in the developing container 3c from leaking out of the developing container 3c. For the above purpose, this pole Nβ is near the frame of the developing container 3e. Is provided.

一方、比較例１における、感光ドラム１に対向する現像部Ａに位置するＳα極は、一般に現像極と言われ、現像に最も重要な極であり、マグネットロール３ａが発生できる最大の磁力に設定するのが一般的である。これは、現像部Ａにおける現像工程において、静電的な力だけでは制御し難い、低い電荷、もしくは、通常とは逆の帯電電荷を持ったトナーが、本来現像されるべきではない白画像中に飛んでしまう、いわゆる「かぶり」画像を抑制するために、現像スリーブ方向だけに働く磁気力が非常に有効だからである。比較例１においては、本実施例と同様にφ９のマグネットロール３あを用いており、本実施例と同径であるφ１２の現像スリーブ３ｂの表面における磁束密度は８０ｍＴ（ミリテスラ）である。   On the other hand, the Sα pole located in the developing portion A facing the photosensitive drum 1 in Comparative Example 1 is generally called a developing pole, and is the most important pole for development, and is set to the maximum magnetic force that can be generated by the magnet roll 3a. It is common to do. This is because, in the developing process in the developing section A, a toner having a low charge or an oppositely charged charge, which is difficult to control by electrostatic force alone, should not be developed in a white image. This is because the magnetic force acting only in the direction of the developing sleeve is very effective in order to suppress the so-called “fogging” image that flies. In Comparative Example 1, a φ9 magnet roll 3 is used as in this example, and the magnetic flux density on the surface of the φ12 developing sleeve 3b having the same diameter as this example is 80 mT (millitesla).

次に、比較例２−１として、［背景技術］の項の（３）で述べた磁性接触現像方式におけるマグネットロールの磁極配置を考える。磁性接触現像方式におけるマグネットロールの磁極配置は、前記の特許文献３（特開平０７−３０１９４８号公報）においては図４のように記載され、比較例１の磁性非接触現像方式で示したものと同様の配置が示されている。上記特許文献３においては、上記の磁極配置に関しては詳細に述べられていないが、これは、通常、上記のＳβ極、Ｎα極、Ｎβ極を、それぞれ効果的に配する場合、一般的に、Ｓβ極の対向極が必要であること、また、それぞれの極の磁力を高く設定するには、各極を等配置、すなわち、９０度おきに配置することが有効であるため、Ｓα極は、他の３極の配置、特にはＳβ極の対向極として、必然的に現像部付近に配置されるものと考える。   Next, as Comparative Example 2-1, the magnetic pole arrangement of the magnet roll in the magnetic contact development method described in (3) of [Background Art] is considered. The magnetic pole magnetic pole arrangement in the magnetic contact development method is described in FIG. 4 in the above-mentioned Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 07-301948), and is shown in the magnetic non-contact development method of Comparative Example 1. A similar arrangement is shown. In the above-mentioned Patent Document 3, the magnetic pole arrangement is not described in detail, but this is generally the case when the Sβ pole, the Nα pole, and the Nβ pole are effectively arranged, In order to set the opposite pole of the Sβ pole and to set the magnetic force of each pole high, it is effective to arrange each pole equally, that is, every 90 degrees. It is considered that the other three poles are arranged in the vicinity of the developing portion as the opposite pole of the Sβ pole.

また、比較例２−１の磁性接触現像方式においては、比較例１の磁性非接触現像方式と同様に、Ｓα極の磁界が「かぶり」の抑制に効果をもつことも期待されるが、従来の特許文献においてこの効果について詳細に述べられたものは無い。   In addition, in the magnetic contact development method of Comparative Example 2-1, it is expected that the magnetic field of the Sα pole has an effect of suppressing “fogging” as in the magnetic non-contact development method of Comparative Example 1. No patent document describes in detail this effect.

この点について、本実施例の構成をもとにし、Ｓα極の磁束密度の大きさと、感光ドラム１上に飛翔した「かぶり」トナーの反射濃度を測定した結果を図５に示す。図５の測定データでもある比較例２−２は、本実施例に対してマグネットロール３ａのみを変えたものであり、上記マグネットロールの磁極配置は図６に示すように、比較例１と同じく、現像部Ａにおいて、８０ｍＴの磁極ピークを持つものである。図５に示したように、非接触磁性現像方式における「かぶり」の量が、Ｓα極の磁束密度と大きな相関があるのに対して、磁性接触現像方式では、「かぶり」の量はＳα極の大きさにほとんど依存していないことがわかった。   With respect to this point, FIG. 5 shows the results of measuring the magnitude of the magnetic flux density of the Sα pole and the reflection density of the “fogging” toner flying on the photosensitive drum 1 based on the configuration of this embodiment. Comparative Example 2-2, which is also the measurement data of FIG. 5, is obtained by changing only the magnet roll 3a with respect to the present embodiment, and the magnetic pole arrangement of the magnet roll is the same as that of Comparative Example 1 as shown in FIG. The developing part A has a magnetic pole peak of 80 mT. As shown in FIG. 5, the amount of “fogging” in the non-contact magnetic developing method has a large correlation with the magnetic flux density of the Sα pole, whereas in the magnetic contact developing method, the amount of “fogging” is the Sα pole. It turned out to be almost independent of the size of.

この理由については、磁性非接触現像方式における現像工程では、トナーは現像スリーブと感光体ドラムとの間のエアギャップを浮遊する状態を経るのに対して、磁性接触現像方式では、トナーはほとんど場合、現像スリーブか感光ドラム表面、または、これに強固に付着した他のトナーに接触している。このため、磁性接触現像方式における現像部Ａでは、Ｓα極の磁界が一般的な大きさである限り、トナーが受ける力としては、磁力に比べて、近距離で大きな力が働く静電気力が支配的であるためと考えられる。   The reason for this is that in the development process in the magnetic non-contact development method, the toner passes through the air gap between the developing sleeve and the photosensitive drum, whereas in the magnetic contact development method, the toner is almost always used. The toner is in contact with the surface of the developing sleeve or the photosensitive drum, or other toner firmly adhered thereto. For this reason, in the developing portion A in the magnetic contact development system, as long as the magnetic field of the Sα pole is a general magnitude, the electrostatic force acting on the toner at a short distance is dominant as the force received by the toner compared to the magnetic force. It is thought that it is because of.

上記比較例２−２に対して、本発明の特徴を示す、感光ドラムに対向する現像部Ａ付近の磁界は、本実施例においては、図２に示すように、マグネットロール３ａのＳβ極に対向するＳα極のピーク位置から大きく外れており、具体的には、現像スリーブ３ｂが感光ドラム１と当接する現像部Ａは、Ｓα極の磁力のピーク位置から４０度上流に位置している。このとき、現像部Ａにおける磁界の方向、すなわち、磁束密度の垂直成分と水平成分の比
｜Ｂｖ｜／｜Ｂｈ｜＝ｔａｎθ
は０．６であり、磁界に沿って形成される磁気穂は、現像スリーブ表面に対して約３１度の傾きで形成されている。従って、トナーが、磁気穂の形成において感光ドラムに与える反発力は、比較例２−２で示した、現像部ＡがＳα極のピーク位置にある場合に比べてｓｉｎ３１°、すなわち５２％となるになり大幅に軽減された。 In contrast to the comparative example 2-2, the magnetic field in the vicinity of the developing unit A facing the photosensitive drum, which is a feature of the present invention, is applied to the Sβ pole of the magnet roll 3a as shown in FIG. More specifically, the developing portion A where the developing sleeve 3b contacts the photosensitive drum 1 is located 40 degrees upstream from the peak position of the magnetic force of the Sα pole. At this time, the direction of the magnetic field in the developing portion A, that is, the ratio of the vertical component and the horizontal component of the magnetic flux density | Bv | / | Bh | = tan θ
Is 0.6, and the magnetic spikes formed along the magnetic field are formed with an inclination of about 31 degrees with respect to the surface of the developing sleeve. Therefore, the repulsive force that the toner gives to the photosensitive drum in the formation of magnetic spikes is sin 31 °, that is 52%, as compared to the case where the developing portion A is at the peak position of the Sα pole shown in Comparative Example 2-2. It was greatly reduced.

また、マグネットロール３ａの磁界が磁性トナーに及ぼす影響は、上記のようなものだけでなく、むしろ、磁性トナーに磁気穂を形成させたことによる磁性トナー同士の相互作用に及ぼす影響が大きい。これは、たとえば、１本の磁気穂が磁力線に沿って形成されたとき、その隣に同様に形成された磁気穂とは、お互いの発生する磁場によって反発力が発生する現象で示される。マグネットロールの周方向で磁束密度の垂直成分と水平成分の総和（｜Ｂｖ｜２＋｜Ｂｈ｜２）１／２は、ほぼ一定であるにもかかわらず、磁力線が垂直方向を向いているところでは磁気穂が成長するのに対して、磁力線が水平方向に寝てくると、表面近傍以外の磁性トナーは、上記の反発力により磁気穂の形成を妨げられ、マグネットロールとの付着力を失うことになる。 Further, the influence of the magnetic field of the magnet roll 3a on the magnetic toner is not limited to the above, but rather the influence on the interaction between the magnetic toners due to the formation of magnetic spikes on the magnetic toner is large. This is indicated, for example, by a phenomenon in which when a single magnetic spike is formed along the lines of magnetic force, a repulsive force is generated by the magnetic field generated between the adjacent magnetic spikes that are similarly formed. The sum (| Bv | 2 + | Bh | 2 ) 1/2 of the vertical component and the horizontal component of the magnetic flux density in the circumferential direction of the magnet roll is almost constant, but the magnetic field lines are directed in the vertical direction. In contrast to the growth of magnetic spikes, when magnetic lines of force fall horizontally, magnetic toner other than near the surface is prevented from forming magnetic spikes by the repulsive force and loses its adhesion to the magnet roll. It will be.

従って、磁力線の傾きが大きくなると、マグネットロールへのトナー付着力は小さくなり、トナーが感光ドラムからの力を受けても、現像スリーブ表面において動きの自由度があるため、感光ドラムから直接受ける力は小さくなる。   Therefore, when the inclination of the magnetic field line increases, the toner adhesion force to the magnet roll decreases, and even if the toner receives a force from the photosensitive drum, there is a degree of freedom of movement on the surface of the developing sleeve. Becomes smaller.

従って、本実施例においては、比較例２―２で示したマグネットロールの磁極配置を用いる場合に比べて、感光ドラムと現像スリーブとが接触する現像部において、磁性トナーが受ける力が大幅に緩和され、その結果、画像の初期から発生しやすい、トナーのチャージアップ現象や現像スリーブへの強固な付着を原因としたブロッチ画像の発生や、また、通紙耐久テスト後で発生する、トナー表面の摩耗に伴う、「かぶり」や転写性の悪化という課題が大幅に改善された。   Therefore, in this embodiment, compared to the case of using the magnetic pole arrangement of the magnet roll shown in Comparative Example 2-2, the force received by the magnetic toner in the developing portion where the photosensitive drum and the developing sleeve are in contact is greatly reduced. As a result, the occurrence of a blotch image due to the toner charge-up phenomenon and the strong adhesion to the developing sleeve, which is likely to occur from the initial stage of the image, and the toner surface that occurs after the paper passing durability test The problem of “fogging” and deterioration of transferability due to wear has been greatly improved.

なお、本実施例においては、現像部Ａにおける現像スリーブ表面の磁力線は、表面に対して３１°傾いていたが、磁束密度の測定より、極位置からの角度における現像スリーブ表面上の磁力線の傾き（｜Ｂｖ｜／｜Ｂｈ｜＝ｔａｎθのθ）は、図７のようであり、極位置からの角度にほぼ比例している。また、本実施例におけるマグネットロールからの磁束密度の垂直成分と水平成分の総和（｜Ｂｖ｜２＋｜Ｂｈ｜２）１／２は、現像スリーブ表面においてほぼ一定であるため、極位置からの角度における現像スリーブ表面上の磁束密度の垂直成分は図８のようであり、２３°付近から大きく減少することがわかる。 In this embodiment, the line of magnetic force on the surface of the developing sleeve in the developing section A was inclined by 31 ° with respect to the surface. However, the magnetic field line on the surface of the developing sleeve was inclined at an angle from the pole position by measuring the magnetic flux density. (| Bv | / | Bh | = θ of tan θ) is as shown in FIG. 7, and is substantially proportional to the angle from the pole position. Further, in this embodiment, the sum (| Bv | 2 + | Bh | 2 ) 1/2 of the vertical component and the horizontal component of the magnetic flux density from the magnet roll is substantially constant on the surface of the developing sleeve. The vertical component of the magnetic flux density on the surface of the developing sleeve at an angle is as shown in FIG.

これらを考えて、本実施例では、磁極位置から実質的に効果のある角度は、磁極から２３°以上で、磁気穂の傾きを示す｜Ｂｖ｜／｜Ｂｈ｜がｔａｎ４５°以下の範囲で有効であると言える。   In view of these, in this embodiment, the effective angle from the magnetic pole position is 23 ° or more from the magnetic pole, and effective in the range where | Bv | / | Bh | It can be said that.

なお、本発明は、上記のように、マグネットロールの磁力配置に大きく関係するものであるが、現像時における現像スリーブ上のトナーコート層厚にも大きく関係する。規制ブレード３ｃ、および、現像スリーブ３ｂの表面粗さ等の設定を変えることで、現像スリーブ上のトナーコート量を変化させたところ、通紙耐久テスト後に発生する、かぶりの悪化や転写抜けの悪化、また、初期から発生するブロッチ画像の発生等と関係があることがわかった。詳しくは、実験の結果、トナーコート量が６．０（ｇ／ｍ２）以下の時には、現像部Ａにおける磁力配置を比較例２−２（図６）から本実施例のように変更しても、上記問題画像に対しては、それほど大きな効果は得られなかった。このトナーコート量から、本実施例において使用しているトナーの平均粒径（７μｍ）および比重（１．７）の値と、トナーを球形と仮定してトナー一層ごとを細密充填（充填率５２％）で並べて積み上げ、全体の充填率を３０％と仮定した場合よりトナー層高さを求めると、約３．２層に相当する。この時の状態は、現像スリーブ３ｂを顕微鏡によって観察することでも確認でき、そのある程度まばらな密集状態や、被写体深度を用いてトナーの重なり具合を調べたところからも、トナー層がほぼ３〜４層であることが確認できた。また、粒径が異なるトナー（５．８μｍから９．０μｍ）についても調べたところ、同様に、トナー層がほぼ３層以下では、問題画像は発生しにくいことがわかった。したがって、本実施例における現像スリーブ上におけるトナーコート量は、下記に規定される範囲で有効と考えられる。 As described above, the present invention is largely related to the magnetic force arrangement of the magnet roll, but is also greatly related to the thickness of the toner coat layer on the developing sleeve during development. When the amount of toner coat on the developing sleeve is changed by changing the setting of the surface roughness and the like of the regulating blade 3c and the developing sleeve 3b, the deterioration of the fog and the transfer omission occurring after the paper passing durability test In addition, it has been found that there is a relationship with the generation of blotch images generated from the beginning. Specifically, as a result of the experiment, when the toner coat amount is 6.0 (g / m 2 ) or less, the magnetic force arrangement in the developing portion A is changed from Comparative Example 2-2 (FIG. 6) to this embodiment. However, such a large effect was not obtained for the problem image. Based on this toner coat amount, the average particle size (7 μm) and specific gravity (1.7) of the toner used in this example are assumed to be spherical and the toner is finely packed (filling rate 52). %), The toner layer height is calculated from the case where the total filling rate is assumed to be 30%, which corresponds to about 3.2 layers. The state at this time can also be confirmed by observing the developing sleeve 3b with a microscope, and the toner layer is almost 3 to 4 from the densely sparse state and the degree of toner overlap using the subject depth. It was confirmed that it was a layer. Further, when the toners having different particle sizes (from 5.8 μm to 9.0 μm) were examined, it was found that the problem image is hardly generated when the toner layer is approximately three or less. Therefore, the toner coat amount on the developing sleeve in this embodiment is considered to be effective within the range specified below.

ＭＳ／（Ｒ×Ｇ×０．５２×０．３）＞３
ＭＳ：トナーコート密度（ｇ／ｍ２）
Ｒ：トナー平均粒径（μｍ）
Ｇ：トナーの比重
ここで、トナー比重の測定は、島津製作所製Ａｃｃｕｐｙｃ１３３０を用いて、常温、常湿下でトナー嵩密度を求めた。測定方法は取り扱い説明書に準じた。 MS / (R × G × 0.52 × 0.3)> 3
MS: Toner coat density (g / m 2 )
R: Average toner particle diameter (μm)
G: Specific gravity of toner Here, the specific gravity of the toner was measured by using an Accupyc 1330 manufactured by Shimadzu Corporation to determine the toner bulk density at normal temperature and normal humidity. The measuring method was according to the instruction manual.

また、一方で、本発明は接触現像システムにおける発明であることにより、上記トナーコート量は、一般的な非接触現像システムに比べて低く設定されなければならない。現像後のトナーの濃度に対する適正値は、現像スリーブ上のトナーコート量と関係するものの、現像スリーブと感光ドラムとの周速差である程度の幅を調整することが可能である。しかしながら、接触現像システムにおいては、一般的に非接触現像システムで用いられるような、コートされた電荷付与的に良いトナーだけを現像する選択現像ではないため、コートされたトナーのほとんどに、現像するのに十分な電荷付与を行わなければならない。このため、トナーコート層を厚く設定した場合では、トナーコート層の上層から下層まですべてにおいて、十分に均一な電荷付与を行うことが難しく、ある程度以下のトナーコート層でなければ、電荷付与不足による「かぶり」の悪化や現像濃度の不足等の問題が発生する。また、トナーコート層が厚い場合では、低湿環境等で、仮に、トナーに十分な電荷を与えることが出来たとしても、トナー層の中でのトナーが動き難くなり、既に述べたような、トナー同士が強く付着する固着現象による、ブロッチ画像が発生しやすくなってしまう。   On the other hand, since the present invention is an invention in a contact development system, the toner coat amount must be set lower than that in a general non-contact development system. Although the appropriate value for the density of the toner after development is related to the toner coat amount on the developing sleeve, it is possible to adjust the width to some extent by the peripheral speed difference between the developing sleeve and the photosensitive drum. However, in the contact development system, since it is not a selective development that develops only the coated charge-providing good toner, which is generally used in a non-contact development system, most of the coated toner is developed. A sufficient charge must be applied. For this reason, when the toner coat layer is set to be thick, it is difficult to apply a sufficiently uniform charge from the upper layer to the lower layer of the toner coat layer. Problems such as deterioration of “fogging” and insufficient development density occur. Further, when the toner coat layer is thick, even if a sufficient charge can be given to the toner in a low-humidity environment or the like, the toner in the toner layer becomes difficult to move. A blotch image is likely to occur due to a sticking phenomenon in which the two adhere strongly.

上記のように、接触現像システムにおけるトナーコート量は、非接触現像システムに比べて低く設定しなければならないが、特に、本実施例は磁性接触現像システムであり、一般的に、非磁性トナーに用いられる現像ローラに比べて、現像スリーブ表面の弾性層が薄いため、上記の固着現象がより起こりやすい。調査した自社及び他社の非磁性接触現像システムにおけるトナーコート量は、４〜１２ｇ／ｍ２であったが、非磁性トナーと磁性トナーとの比重を考慮すると、磁性トナートナーでは、６〜１８ｇ／ｍ３に相当する。一方、本実施例における磁性接触現像システムにおいては、現像スリーブの表面形状、規制ブレードの設定条件等を変えて、上記の問題の発生状況を検討したところ、１４ｇ／ｍ２以下が望ましいことがわかった。なお、これを、上記にあわせて記述すると、トナー７．５層以下になる。 As described above, the toner coating amount in the contact development system must be set lower than that in the non-contact development system. In particular, the present embodiment is a magnetic contact development system, and generally uses a non-magnetic toner. Since the elastic layer on the surface of the developing sleeve is thinner than the developing roller used, the above-mentioned fixing phenomenon is more likely to occur. The toner coating amount in the non-magnetic contact development systems of the company and other companies investigated was 4 to 12 g / m 2. However, in consideration of the specific gravity of the non-magnetic toner and the magnetic toner, the magnetic toner toner is 6 to 18 g / m 2. corresponding to the m 3. On the other hand, in the magnetic contact development system in the present embodiment, the occurrence of the above problem was examined by changing the surface shape of the developing sleeve, the setting conditions of the regulating blade, and the like, and it was found that 14 g / m 2 or less was desirable. It was. In addition, when this is described together with the above, the toner becomes 7.5 layers or less.

従って、本実施例におけるマグネットロールの磁極配置の効果を得るには、トナーの平均粒径をＲ（μｍ）、トナーの比重をＧとすると、現像スリーブ上のトナーコート量ＭＳ（ｇ／ｍ２）は、以下の式に定義される範囲であることが望ましい。   Therefore, in order to obtain the effect of the magnetic pole arrangement of the magnet roll in this embodiment, assuming that the average particle diameter of the toner is R (μm) and the specific gravity of the toner is G, the toner coat amount MS (g / m 2) on the developing sleeve. Is preferably in the range defined by the following formula.

７．５＞ＭＳ／（Ｒ×Ｇ×０．５２×０．３）＞３
すなわち
１．１７＞ＭＳ／（Ｒ×Ｇ）＞０．４７
なお、本実施例においては、現像スリーブ上のトナーコート量は８．０ｇ／ｍ３に設定されており、現像後のべた黒画像を１０ｇ／ｍ３程度となるように、現像スリーブは感光ドラムに対して１．４倍の周速差で駆動している。 7.5> MS / (R × G × 0.52 × 0.3)> 3
1.17> MS / (R × G)> 0.47
In this embodiment, the toner coat amount on the developing sleeve is set to 8.0 g / m 3 , and the developing sleeve is a photosensitive drum so that a solid black image after development is about 10 g / m 3. However, it is driven with a peripheral speed difference of 1.4 times.

また、本実施例におけるトナーの磁性体量は、結着樹脂１００質量部に対して９０質量部であり、飽和磁化は３０ｅｍｕ／ｇであった。なお、本発明において、磁性トナーの飽和磁化の測定は振動型磁力計VSM P-1-10（東英工業社製）により１Ｋエルステッド磁場下で行った。   Further, the amount of magnetic material of the toner in this example was 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin, and the saturation magnetization was 30 emu / g. In the present invention, the saturation magnetization of the magnetic toner was measured with a vibration magnetometer VSM P-1-10 (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.) in a 1 K Oersted magnetic field.

本発明においては、磁性トナーがマグネットロールから受ける磁力が関係するものであり、ある磁場中でトナーが受ける力は、トナー中の磁性体の磁気特性、及び、磁性体量で変わる。これに対して、本発明においては、トナーの飽和磁化が２０〜４０ｅｍｕ／ｇの範囲ならば有効であった。   In the present invention, the magnetic force that the magnetic toner receives from the magnet roll is related, and the force that the toner receives in a certain magnetic field varies depending on the magnetic characteristics of the magnetic material in the toner and the amount of the magnetic material. On the other hand, the present invention is effective when the saturation magnetization of the toner is in the range of 20 to 40 emu / g.

表１は本実施例１における効果を比較例２−２と対比してまとめたものである。   Table 1 summarizes the effects of Example 1 in comparison with Comparative Example 2-2.

本実施例においては、本発明であるマグネットロールを用いることにより、比較例２−２のような現像部Ａに磁極のピークを持つようなマグネットロールを用いる場合に比べて、ブロッチ画像の発生を抑えることが出来た（表１）。   In this embodiment, the use of the magnet roll according to the present invention produces a blotch image as compared with the case where a magnet roll having a magnetic pole peak is used in the developing portion A as in Comparative Example 2-2. (Table 1).

具体的には、現像部Ａにおいて磁極のピークを持つ比較例２−２の場合、低温低湿度環境（１５℃、湿度１０％）では、上記のトナー固着を原因とするブロッチ画像が初期から１０枚以内に発生したものが２０％あった。また、上記のブロッチ画像により、適正な画像評価ができなくなった残り８０％の画像のうち、２０％でチャージアップを原因とするブロッチ画像の発生があった。一方、本実施例を実施した場合では、どちらの原因のブロッチ画像も全く発生しなかった。   Specifically, in the case of Comparative Example 2-2 having a magnetic pole peak in the developing portion A, the blotch image caused by the toner fixation is 10 from the beginning in a low temperature and low humidity environment (15 ° C., humidity 10%). There was 20% that occurred within the sheet. In addition, due to the above-mentioned blotch image, out of the remaining 80% of images that could not be properly evaluated, a blotch image was generated due to charge-up in 20%. On the other hand, in the case where this example was implemented, neither blotch image of either cause occurred.

また、常温常湿度環境（２３℃、湿度５０％）では、比較例２−２では、ブロッチ画像は発生しなかったが、通紙耐久テストを行ったところ、トナー寿命３０００枚に対して、約２５００枚時点からかぶりの悪化と転写性の悪化の兆候が見られ、特に、３０００枚近くでは、かぶり、転写性が共に悪化した。これに対して、本実施例の構成では、３０００枚近くで、これらの悪化が軽微に見られる程度で、ここでも大幅な改善が見られた。   In Comparative Example 2-2, no blotch image was generated in a room temperature and normal humidity environment (23 ° C., humidity 50%). However, when a paper passing durability test was performed, the toner life was about 3000 sheets. The signs of deterioration of fog and transferability were observed from the 2500th sheet, and in particular, near 3000 sheets, both fogging and transferability deteriorated. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, a substantial improvement was observed here, with nearly 3000 sheets showing such a slight deterioration.

なお、本実施例は、図２に示したように４極の磁極ピークを持つマグネットロールを用いたものであるが、本実施例中のＮβ極が担っている役割である、現像容器３ｅからのトナー漏れ防止を、磁気を使わずにメカニカルに行えば、図９に示すように、Ｎα極、Ｓβ極、Ｓα極相当の３極だけのマグネットロールでも良い。この場合は、当然ながら、隣接する１組の極は、同極性であり、図９に示した例では、Ｎα極相当の極をＮ極、Ｓβ極とＳα極に相当する極をその対向極としてＳ極にしている。   In this embodiment, a magnet roll having four pole peaks as shown in FIG. 2 is used. However, from the developing container 3e, which is the role played by the Nβ pole in this embodiment. If the toner leakage is mechanically prevented without using magnetism, a magnet roll having only three poles corresponding to the Nα pole, the Sβ pole, and the Sα pole may be used as shown in FIG. In this case, of course, a pair of adjacent poles have the same polarity. In the example shown in FIG. 9, the pole corresponding to the Nα pole is the N pole, and the pole corresponding to the Sβ pole and the Sα pole is the counter pole. As S pole.

なお、特開平８−１４６７６９号公報では、比較例２で示したような構成において、磁性トナーの穂立ちによる「飛び散り」現象を防止するために、現像スリーブの弾性層中に磁性体を含有した材料を用いることを提案しているが、本発明を実施した場合では、弾性層はゴム特性と導電性のみについて考えれば良く、磁性体材料を用いた場合に予想される、弾性層の硬度アップや、分散性等の製造条件の難しさなどの問題は無く、容易に、且つ安価に入手することが可能である。   In JP-A-8-146769, in the configuration as shown in Comparative Example 2, a magnetic material is contained in the elastic layer of the developing sleeve in order to prevent the “scattering” phenomenon due to the rising of the magnetic toner. Although it is proposed to use a material, in the case of carrying out the present invention, the elastic layer only needs to be considered for rubber properties and conductivity, and the hardness of the elastic layer is expected to increase when a magnetic material is used. In addition, there is no problem such as difficulty in manufacturing conditions such as dispersibility, and it can be obtained easily and inexpensively.

以上説明したように、実施例１の現像装置構成によれば、現像部と磁極のピーク位置とが離れているため、現像部における現像剤の磁気穂形成を弱めることが出来る。また、磁力線の向きを被現像体方向から逸らすことが出来るため、同様に磁気穂の形成を弱めることが出来る。従って、現像部における現像剤が受ける力は、現像部に磁極のピーク位置がある場合に比べて小さくなる。これによって、磁極のピーク位置がある場合では発生頻度の高い、固着現象、または、チャージアップ現象を原因とするブロッチ画像の発生を抑制する効果がある。   As described above, according to the developing device configuration of the first embodiment, since the developing portion and the peak position of the magnetic pole are separated from each other, it is possible to weaken the formation of the magnetic spike of the developer in the developing portion. In addition, since the direction of the magnetic lines of force can be deviated from the direction of the developing object, the formation of magnetic spikes can be similarly weakened. Accordingly, the force received by the developer in the developing unit is smaller than when the magnetic pole peak position is in the developing unit. This has the effect of suppressing the occurrence of blotch images due to the sticking phenomenon or the charge-up phenomenon, which is frequently generated when there is a magnetic pole peak position.

また、同様に、現像剤へのストレスを低減できるため、通紙耐久を行った後でも、磁極のピーク位置がある場合に比べて、「かぶり」画像の悪化と、転写性の悪化を抑える効果がある。   Similarly, since the stress on the developer can be reduced, the effect of suppressing the deterioration of the “fogging” image and the deterioration of the transferability, even after the endurance of paper passing, compared to the case where the peak position of the magnetic pole is present. There is.

これらにより、使用開始から終了時まで、長期にわたって使用環境を問わず、安定した良好が画像を得ることが出来る効果がある。   As a result, there is an effect that a stable and good image can be obtained regardless of the use environment over a long period from the start to the end of use.

また、現像部の位置とは磁極ピーク位置を一致しない対向極は高い磁力にしても良いため、対向極以外の磁極の磁力も十分に確保でき、現像容器内における現像剤担持体への現像剤の供給、搬送、電荷付与、コーティング等の作業が効果的に実現でき、良好な現像システムによる良好な画像を得ることが出来る効果がある。   In addition, since the counter pole that does not match the magnetic pole peak position with the position of the developing portion may have a high magnetic force, the magnetic force of the magnetic poles other than the counter pole can be sufficiently secured, and the developer to the developer carrier in the developer container The operations such as supply, conveyance, charge application, and coating can be effectively realized, and a good image can be obtained by a good development system.

また、簡易な構成の現像スリーブ、マグネットロールを使用することが出来るため、安価な磁性接触現像システムが実現できる効果がある。   In addition, since a developing sleeve and a magnet roll having a simple configuration can be used, there is an effect that an inexpensive magnetic contact developing system can be realized.

また、現像部における現像剤担持体上における現像剤のコート量ＭＳ（ｇ／ｍ２）を、現像剤の平均粒径をＲ（μｍ）、比重をＧとしたとき、１．１７＞ＭＳ／（Ｒ×Ｇ）＞０．４７とすることで、上記の効果をより確実に実現できると共に、コート量過多により発生し易い、現像剤の電荷付与不足を原因する、「かぶり」の悪化や濃度不足、また、固着現象によるブロッチ画像の発生等の問題を抑える効果がある。 Further, assuming that the developer coating amount MS (g / m 2 ) on the developer carrying member in the developing section is R (μm) and the specific gravity is G, 1.17> MS / By making (R × G)> 0.47, the above-mentioned effect can be realized more reliably, and the “fogging” deterioration and density caused by insufficient charge application of the developer, which is likely to occur due to excessive coating amount. This has the effect of suppressing problems such as shortage and the occurrence of blotch images due to the sticking phenomenon.

図１０は本発明に従う現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。本実施例における構成の特徴は、本発明に関するマグネットロールに有り、その他の構成に関しては、実施例１とまったく同じである。   FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using the developing device according to the present invention. The feature of the configuration in the present embodiment is in the magnet roll according to the present invention, and the other configurations are exactly the same as those in the first embodiment.

本実施例における、上記マグネットロール３ａからの磁界による現像スリーブ表面での磁束密度分布を、現像装置内における、規制ブレード３ｃ、現像部Ａ、現像容器３ｅとの位置関係で図１１に示す。   The magnetic flux density distribution on the surface of the developing sleeve due to the magnetic field from the magnet roll 3a in this embodiment is shown in FIG. 11 in the positional relationship among the regulating blade 3c, the developing unit A, and the developing container 3e in the developing device.

本実施例においては、トナー吸着極であるＳβ極の対向極としてのＳα極を、Ｓα―１極とＳα―２極に分割することで、Ｓα極側の磁界のピーク値を低く抑え、更に、Ｓα―１極とＳα―２極の間に現像部Ａを設けることで、磁極のピーク位置で感光ドラムと現像スリーブが当接することを避け、これらの磁界のピーク値よりも低い磁界の部分で感光ドラムと現像スリーブが当接するようにしている。   In this embodiment, the Sα pole as the opposite pole of the Sβ pole that is the toner adsorption pole is divided into the Sα-1 pole and the Sα-2 pole, so that the peak value of the magnetic field on the Sα pole side is kept low. By providing the developing portion A between the Sα-1 pole and the Sα-2 pole, it is possible to avoid contact between the photosensitive drum and the developing sleeve at the peak position of the magnetic pole, and a portion of the magnetic field lower than the peak value of these magnetic fields. The photosensitive drum and the developing sleeve are in contact with each other.

これによって、現像部ＡをＳβ極の対向位置（＝１８０度回転位置付近）に設定したい場合であっても、Ｓβ極に十分な磁力を確保しながら、現像部Ａにおけるトナーの磁気穂の形成は弱くでき、また、その領域も広く確保できるため、現像部Ａでトナーが感光ドラムから受ける力を、比較例２−２の構成に比べて広い領域に渡って小さくできる。   As a result, even when it is desired to set the developing portion A at a position opposite to the Sβ pole (= around 180 ° rotation position), formation of magnetic spikes of toner in the developing portion A while ensuring a sufficient magnetic force at the Sβ pole. In addition, since the area can be secured widely, the force that the toner receives from the photosensitive drum in the developing section A can be reduced over a wide area as compared with the configuration of Comparative Example 2-2.

なお、本実施例におけるＳα―１極とＳα―２極の磁極のピーク位置は、現像部Ａに対して、それぞれ上流側と下流側２５度の位置に設けてあり、磁束密度の大きさはともに３０ｍＴである。また、このときの現像部Ａにおける磁束密度は２３ｍＴであった。   In this embodiment, the peak positions of the magnetic poles of the Sα-1 pole and the Sα-2 pole are provided at positions of 25 degrees upstream and downstream of the developing portion A, respectively, and the magnitude of the magnetic flux density is Both are 30 mT. At this time, the magnetic flux density in the developing section A was 23 mT.

本実施例におけるマグネットロールの特徴は、Ｓα極側でＳα―１極とＳα―２極の２つの磁極に磁力のピークを分割すると共に、その極間を幅広く設けることで、広い範囲にわたって低磁束密度領域を確保するものである。これにより、Ｓβ極の磁力を小さくすること無く、その対向側のＳα極側での現像部の位置設定の自由度を上げることができる。   The feature of the magnet roll in this embodiment is that the magnetic field is divided into two magnetic poles of Sα-1 and Sα-2 on the Sα pole side, and a low magnetic flux is provided over a wide range by providing a wide space between the poles. A density region is ensured. Thus, the degree of freedom in setting the position of the developing portion on the opposite Sα pole side can be increased without reducing the magnetic force of the Sβ pole.

特開平１１−１９０９４０号公報では、本実施例におけるＮα極相当の極とＮβ極相当の２極のマグネットを図１２のように配することを提案しているが、本実施例において、Ｓβ極が無い場合では、現像スリーブへのトナーの供給が難しいだけでなく、Ｓβ極からＮα極における現像スリーブ上で搬送されるトナーは、その搬送工程の間で、現像容器内の他のトナーとの摩擦帯電によって電荷付与が行われるなどの効果もあることから、トナーへの電荷付与を十分に行いにくくなってしまう。従って、少なくとも、対向位置（１８０°付近）に無いＮα極とＳβ極で強い磁界を持つには、本実施例で提案されるようなマグネットロールが必要になる。   In Japanese Patent Laid-Open No. 11-190940, it is proposed to arrange a pole corresponding to the Nα pole and a pole corresponding to the Nβ pole in this embodiment as shown in FIG. 12, but in this embodiment, the Sβ pole In the case where there is no toner, not only is it difficult to supply the toner to the developing sleeve, but also the toner conveyed on the developing sleeve from the Sβ pole to the Nα pole is separated from other toner in the developing container during the conveying process. Since there is an effect that charge is applied by frictional charging, it becomes difficult to sufficiently charge the toner. Therefore, in order to have a strong magnetic field at least at the Nα pole and the Sβ pole that are not at the opposing positions (around 180 °), a magnet roll as proposed in this embodiment is required.

マグネットロールの試作検討の結果、Ｓα―１極とＳα―２極の極間の磁力は、極間が広いほど小さくできる。しかしながら、Ｓα―１極とＳα―２極の極間の角度は、Ｎα極とＮβ極の極の位置、磁力等の制限により、その極間は大きくても９０°程度であった。   As a result of the trial production of the magnet roll, the magnetic force between the Sα-1 pole and the Sα-2 pole can be reduced as the distance between the poles increases. However, the angle between the poles of the Sα-1 pole and the Sα-2 pole is about 90 ° at most between the poles due to the limitations of the positions of the Nα pole and the Nβ pole, the magnetic force, and the like.

また、現像部ＡとなるＳα―１極とＳα―２極の極間は、ある程度広い範囲で低磁力領域を確保する必要があり、このためには、３０度以上であることが望ましい。即ち、上記隣接する同極性の対向極の二つの磁極Ｓα―１極とＳα―２極は、極間が３０°から９０°の範囲であり、現像部Ａがその二つの磁極Ｓα―１極とＳα―２極の極間に設けられている。 In addition, it is necessary to secure a low magnetic force region within a certain wide range between the Sα-1 pole and the Sα-2 pole serving as the developing portion A. For this purpose, it is preferably 30 degrees or more. That is, the two magnetic poles Sα-1 and Sα-2 of the adjacent counter poles of the same polarity are in the range of 30 ° to 90 °, and the developing section A has the two magnetic poles Sα-1 And Sα-2.

試作された各マグネットロールを用いた場合の、ブロッチ画像発生、及び、通紙テスト後の「かぶり」や転写性の悪化、及びＬ／Ｌ環境におけるブロッチ画像の発生の結果を表２にまとめる。マグネットロールの磁力はすべて磁束密度の垂直成分を測定したものであり、、Ｓα−１極とＳα−２極の磁力はほぼ同じ値になるように試作されている。また、Ｓα極以外の極は、何れもほぼ同じになるように試作されたものを用いている。なお、現像部Ａにおける磁束密度が５０ｍＴのマグネットロールは、実際にはＳα-1極及びＳα-２となる磁力のピーク位置は存在しておらず、Ｓα極の上下流各１０°における磁束密度の測定値を記載した。   Table 2 summarizes the results of blotch image generation, “fogging” and deterioration of transferability after paper passing test, and generation of blotch images in the L / L environment when each prototyped magnetic roll is used. All the magnetic forces of the magnet rolls are obtained by measuring the vertical component of the magnetic flux density, and are prototyped so that the magnetic forces of the Sα-1 pole and the Sα-2 pole have substantially the same value. In addition, the poles other than the Sα pole are manufactured so as to be almost the same. Note that the magnet roll having a magnetic flux density of 50 mT in the developing section A does not actually have a peak position of the magnetic force that becomes the Sα-1 pole and Sα-2, and the magnetic flux density at each 10 ° upstream and downstream of the Sα pole. The measured value of was described.

上記の結果より、本実施例においては、現像部における磁束密度が３０ｍＴ以下の場合、上記の課題に関して良好な結果が得られた。これにより、本発明における磁気穂形成を弱め、画像不良の発生を抑える効果は、現像部Ａにおける磁束密度の垂直成分が３０ｍＴ以下ならば得られると考えられる。 From the above results, in this example, when the magnetic flux density in the developing portion was 30 mT or less, good results were obtained regarding the above problems. Thereby, it is considered that the effect of weakening the magnetic spike formation and suppressing the occurrence of image defects in the present invention can be obtained if the vertical component of the magnetic flux density in the developing portion A is 30 mT or less.

また本発明における、現像スリーブ上のトナーコート量ＭＳ（ｇ／ｍ２）は、実施例１同様に、
１．１７＞ＭＳ／（Ｒ×Ｇ）＞０．４７
の範囲で効果が確認できた。また、トナーの飽和磁化についても、２０〜４０ｅｍｕ／ｇの範囲で効果が確認できた。 In the present invention, the toner coat amount MS (g / m 2) on the developing sleeve is the same as in Example 1.
1.17> MS / (R × G)> 0.47
The effect was confirmed in the range. Further, the effect of toner saturation magnetization was confirmed in the range of 20 to 40 emu / g.

なお、本発明による効果をより確実に実現するためには、Ｓα極以外の磁力を小さくすることなく、現像部Ａ付近の磁力を小さくするために、図１３に示すように、マグネットロール形状を、現像部Ａ付近で断面をカットしたような形状にすることが効果的である。このような形状にすることにより、マグネットロール表面から現像スリーブ表面までの距離が遠い部分で現像スリーブ表面での磁束密度を小さくすることができ、また、Ｓα―１極、Ｓα―２極の２つの磁極も作りやすくなる。このときのマグネット形状は、φ９を現像部の最大で１ｍｍカットしてあり、このときのこれにより得られたＳα―１極とＳα―２極の磁束密度の大きさは共に２０ｍＴ、現像部Ａにおける磁束密度は１６ｍＴであった。   In order to more reliably realize the effect of the present invention, a magnet roll shape is used as shown in FIG. 13 in order to reduce the magnetic force in the vicinity of the developing portion A without reducing the magnetic force other than the Sα pole. It is effective to make the cross section cut in the vicinity of the developing portion A. By adopting such a shape, it is possible to reduce the magnetic flux density on the surface of the developing sleeve at a portion where the distance from the surface of the magnet roll to the surface of the developing sleeve is long, and 2 of Sα-1 pole and Sα-2 pole. It makes it easier to make two magnetic poles. As for the magnet shape at this time, φ9 is cut by 1 mm at the maximum of the developing portion, and the magnetic flux density magnitudes of the Sα-1 pole and Sα-2 pole obtained at this time are both 20 mT and the developing portion A The magnetic flux density at 16 mT was 16 mT.

本発明を実施することにより、第１の実施例同様、ブロッチ画像発生の抑制し、また、「かぶり」や転写性が悪化することを抑制する効果があった。また、Ｎα極、Ｎβ極、Ｓβ極の磁極配置に関わらず、現像部の位置を自由に決めることができるようになった。   By carrying out the present invention, as in the first embodiment, there was an effect of suppressing the occurrence of blotch images and suppressing the deterioration of “fogging” and transferability. In addition, the position of the developing portion can be freely determined regardless of the magnetic pole arrangement of the Nα pole, the Nβ pole, and the Sβ pole.

以上説明したように実施例２の現像装置構成によれば、現像部における現像剤の磁気穂形成を弱めることが出来るため、現像部における現像剤が受ける力は、現像部に強い磁極のピーク位置がある場合に比べて小さくなる。これによって、強い磁極のピーク位置がある場合では発生頻度の高い、固着現象、または、チャージアップ現象を原因とするブロッチ画像の発生を抑制する効果がある。   As described above, according to the configuration of the developing device of the second embodiment, since the magnetic spike formation of the developer in the developing unit can be weakened, the force received by the developer in the developing unit is the peak position of the strong magnetic pole in the developing unit. It becomes smaller than when there is. This has the effect of suppressing the occurrence of blotch images due to the sticking phenomenon or the charge-up phenomenon, which is frequently generated when there is a strong magnetic pole peak position.

また、同様に、現像剤へのストレスを低減できるため、通紙耐久を行った後でも、磁極のピーク位置がある場合に比べて、「かぶり」画像の悪化と、転写性の悪化を抑える効果がある。   Similarly, since the stress on the developer can be reduced, the effect of suppressing the deterioration of the “fogging” image and the deterioration of the transferability, even after the endurance of paper passing, compared to the case where the peak position of the magnetic pole is present. There is.

これらにより、使用開始から終了時まで、長期にわたって使用環境を問わず、安定した良好が画像を得ることが出来る効果がある。   As a result, there is an effect that a stable and good image can be obtained regardless of the use environment over a long period from the start to the end of use.

また、対向極の位置に対する現像部の設定位置範囲が広いため、被現像体と現像装置との構成の自由度が高いため、構成の簡素化、小型化に効果がある。   In addition, since the setting position range of the developing unit with respect to the position of the counter electrode is wide, the degree of freedom in the configuration of the developing object and the developing device is high, which is effective in simplifying the configuration and reducing the size.

また、対向極以外の磁極の磁力を十分に確保できるため、現像容器内における現像剤担持体への現像剤の供給、搬送、電荷付与、コーティング等の作業が効果的に実現でき、良好な現像システムによる良好な画像を得ることが出来る効果がある。   In addition, since the magnetic force of the magnetic poles other than the counter pole can be sufficiently secured, operations such as supplying, transporting, applying charges, and coating the developer to the developer carrier in the developer container can be effectively realized, and good development can be achieved. There is an effect that a good image can be obtained by the system.

また、簡易な構成の現像スリーブ、マグネットロールを使用することが出来るため、安価な磁性接触現像システムが実現できる効果がある。   In addition, since a developing sleeve and a magnet roll having a simple configuration can be used, there is an effect that an inexpensive magnetic contact developing system can be realized.

また、現像部における磁束密度の垂直成分｜Ｂｖ｜を３０ｍＴ以下とすることで、上記の効果をより確実に実現できる効果がある。   Further, when the vertical component | Bv | of the magnetic flux density in the developing unit is set to 30 mT or less, there is an effect that the above-described effect can be realized more reliably.

図１４は本発明に従う現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。本実施例は、実施例１で用いた現像装置を、クリーナレスシステムに適用したものである。すなわち、感光ドラム１上（像担持体上）に残留した転写残トナー（転写残現像剤）を現像装置３にて回収する画像形成装置であり、実施例１の画像形成装置においてドラムクリーナー８を無しにしてある。 FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using the developing device according to the present invention. In this embodiment, the developing device used in Embodiment 1 is applied to a cleanerless system. That is, the image forming apparatus collects the transfer residual toner (transfer residual developer) remaining on the photosensitive drum 1 (on the image carrier) by the developing device 3, and the drum cleaner 8 is used in the image forming apparatus of the first embodiment. There is nothing.

磁性接触現像システムにおいては、すでに述べたように、クリーナレスシステムは、固着現象によるブロッチ画像が発生しやすいという課題を持っている。これに対し、本実施例においては、感光ドラム１と現像スリーブ３ｂ間の圧力は８ｋＰａと、実施例１の構成より低く設定しており、トナーへの圧力を低減し、上記ブロッチ画像が発生し難いようにしている。また、現像バイアスは、ＤＣ電圧−４５０Ｖと共に、８００Ｈｚの正弦波のＡＣ電圧１００Ｖｐｐを重畳している。これは、感光ドラムと現像スリーブ間の圧力を低く設定した場合に懸念される、感光ドラムと現像スリーブの部分的な当接不良によって現像不良が発生してしまう問題を、ＡＣバイアスによるトナーの飛翔により補うものである。従って、本実施例においては、上記ＡＣバイアスにより現像不良は発生しない。   As described above, in the magnetic contact development system, the cleanerless system has a problem that a blotch image due to the sticking phenomenon easily occurs. On the other hand, in this embodiment, the pressure between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 3b is set to 8 kPa, which is lower than the configuration of the first embodiment, the pressure on the toner is reduced, and the blotch image is generated. It is difficult. The developing bias is superimposed with a DC voltage of −450 V and an AC voltage of 100 Hz sine wave of 800 Hz. This is a problem of developing failure due to partial contact failure between the photosensitive drum and the developing sleeve, which is a concern when the pressure between the photosensitive drum and the developing sleeve is set low. It supplements by. Therefore, in this embodiment, development failure does not occur due to the AC bias.

ここで、比較例２−２で用いた現像装置を、本実施例と同様にクリーナレスシステム適用した場合を比較例３とする。   Here, a case where the developing device used in Comparative Example 2-2 is applied with a cleanerless system in the same manner as in this example is referred to as Comparative Example 3.

本実施例３と比較例３における、ブロッチ画像、「かぶり」、転写性についての実験結果を表３に示す。   Table 3 shows the experimental results of blotch images, “fogging”, and transferability in Example 3 and Comparative Example 3.

クリーナレスシステム化における固着現象の悪化は、感光ドラムと現像スリーブ間の圧力を低く設定したことで、比較例３でも発生頻度３％以下に抑えられている。一方、チャージアップ現象は、上記の構成の変更が固着現象に対してほど影響を与えておらず、比較例３では、比較例２−２の時と大きな差はない。これらに対して、本実施例では、固着現象及びチャージアップ現象によるブロッチ画像の発生は無かった。   The deterioration of the sticking phenomenon in the cleaner-less system is suppressed to 3% or less in the comparative example 3 because the pressure between the photosensitive drum and the developing sleeve is set low. On the other hand, the charge-up phenomenon does not affect the fixing phenomenon as much as the sticking phenomenon, and the comparative example 3 is not much different from the comparative example 2-2. On the other hand, in this embodiment, no blotch image was generated due to the sticking phenomenon and the charge-up phenomenon.

また、「かぶり」、転写性の悪化現象は、クリーナレスシステムでは、かなりレベルが悪化することが一般に知られている。これは、クリーナがある場合では、表面摩耗等によって劣化したトナーは適度な割合でクリーナ容器に回収されていくのに対して、クリーナレスシステムでは、上記のように劣化したトナーは十分な電荷を持ちにくく、現像され難いため、トナー消費が進んでくると、現像容器中に残ったトナーは、上記の劣化トナーの割合が増加するためである。   Further, it is generally known that “fogging” and transferability deterioration phenomenon are considerably deteriorated in a cleanerless system. This is because when there is a cleaner, toner deteriorated due to surface wear or the like is collected in a cleaner container at an appropriate rate, whereas in a cleanerless system, the deteriorated toner has sufficient charge as described above. This is because the toner remaining in the developing container is increased in proportion of the above-mentioned deteriorated toner as the toner consumption progresses because it is difficult to hold and to be developed.

この問題に対しては、画像形成装置は、現像器中のトナーをすべて消費する前であっても、上記画像不良を現像器寿命と判断し、ユーザーに現像器寿命を警告するのが一般的である。上記画像不良の発生に対して、現像器寿命と判断すべき使用枚数は、比較例３では、転写性の悪化を理由とする場合が２５００枚、「かぶり」の悪化を理由とする場合が２３００枚であった。これに対して、本実施例においては、転写性の悪化を理由とする場合が２８００枚、「かぶり」の悪化を理由とする場合が２７００枚であり、使用可能なトナー量を増やすことが可能になった。   In order to solve this problem, the image forming apparatus generally determines that the image defect is the life of the developing device and warns the user about the life of the developing device even before all the toner in the developing device is consumed. It is. With respect to the occurrence of the image defect, the number of used sheets to be determined as the life of the developing device in Comparative Example 3 is 2500 for the reason of deterioration of transferability and 2300 for the reason of deterioration of “fogging”. It was a sheet. On the other hand, in this embodiment, the number of usable toners can be increased because there are 2800 sheets because of deterioration of transferability and 2700 sheets because of deterioration of “fogging”. Became.

以上説明したように、本発明における現像装置をクリーナレスシステムに適用することで、クリーナレスシステムにおいて、発生の危険度が高くなる、固着現象、チャージアップ現象を原因とするブロッチ画像の発生を抑制する効果がある。また、同様に、現像剤の表面摩耗を原因とする「かぶり」画像の発生、転写性の悪化を抑制できるため、本発明を実施しない場合に比べて、現像剤の消費寿命を延ばす効果がある。   As described above, by applying the developing device according to the present invention to a cleanerless system, the occurrence of blotch images due to the sticking phenomenon and the charge-up phenomenon that increase the risk of occurrence in the cleanerless system is suppressed. There is an effect to. Similarly, since it is possible to suppress the occurrence of “fogging” images due to the surface wear of the developer and the deterioration of transferability, there is an effect of extending the life of the developer as compared with the case of not implementing the present invention. .

実施例１における実施形態の概略図Schematic of embodiment in Example 1 実施例１における現像スリーブ近傍の磁界の配置図Arrangement of magnetic field in the vicinity of the developing sleeve in Embodiment 1 比較例１における現像スリーブ近傍の磁界の配置図Arrangement of magnetic field in the vicinity of the developing sleeve in Comparative Example 1 比較例２−１における現像スリーブ近傍の磁界の配置図Arrangement of magnetic field in the vicinity of developing sleeve in Comparative Example 2-1. 実施例１と比較例２−１における現像部磁束密度とかぶり反射濃度グラフDeveloping unit magnetic flux density and fog reflection density graph in Example 1 and Comparative Example 2-1 比較例２−２における現像スリーブ近傍の磁界の配置図Arrangement of magnetic field near developing sleeve in Comparative Example 2-2 実施例１における磁力線傾斜度グラフMagnetic field line gradient graph in Example 1 実施例１における垂直磁界グラフVertical magnetic field graph in Example 1 実施例１における他の現像スリーブ近傍の磁界の配置図Arrangement of magnetic field in the vicinity of another developing sleeve in Embodiment 1 実施例２における実施形態の概略図Schematic of the embodiment in Example 2 実施例２における現像スリーブ近傍の磁界の配置図Arrangement of magnetic field in the vicinity of developing sleeve in embodiment 2 特開平１１−１９０９４０号公報に示されたマグネットロールの例Examples of magnet rolls disclosed in JP-A-11-190940 実施例２における他のマグネットロール例の現像スリーブ近傍の磁界の配置図Arrangement diagram of magnetic field in the vicinity of developing sleeve of other magnet roll example in embodiment 2 実施例３における実施形態の概略図Schematic of embodiment in Example 3

符号の説明Explanation of symbols

１‥‥感光ドラム、２‥‥帯電ローラ、３‥‥現像装置、３−ａ‥‥マグネットロール、３−ｂ‥‥現像スリーブ、３−ｃ‥‥規制ブレード、３−ｄ‥‥撹拌部材、３−ｅ‥‥現像容器、４‥‥レーザビームスキャナ、６‥‥転写ローラ、７‥‥定着装置、８‥‥感光ドラムクリーニング装置、Ａ‥‥現像部、Ｌ‥‥走査露光、Ｐ‥‥転写材、ｂ‥‥転写ニップ部、ｎ‥‥帯電ニップ部、ｔ‥‥トナー   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photosensitive drum, 2 ... Charge roller, 3 ... Development apparatus, 3-a ... Magnet roll, 3-b ... Development sleeve, 3-c ... Restricting blade, 3-d ... Stirring member, 3-e ... development container, 4 ... laser beam scanner, 6 ... transfer roller, 7 ... fixing device, 8 ... photosensitive drum cleaning device, A ... developing section, L ... scanning exposure, P ... Transfer material, b ... Transfer nip, n ... Charging nip, t ... Toner

Claims (3)

現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制手段と、を有し、前記現像剤担持体が被現像体を押圧しながら前記被現像体を磁性一成分現像剤で現像する現像装置において、
前記現像剤担持体は、表面に弾性層を持つと共に、その内部に固定磁場発生手段を有し、回転することで、前記固定磁場発生手段により前記現像剤担持体表面に吸着した現像剤を、前記現像剤量規制手段を経て、前記現像剤担持体上で搬送、コートし、前記被現像体に押圧する現像部において、前記被現像体上に形成された静電潜像を現像するものであり、
前記固定磁場発生手段は、少なくとも４極の磁極を有し、その一つは現像装置内の現像剤を吸着させる吸着極、他の一つは前記吸着極に対して現像剤担持体回転方向の下流側に位置し、前記現像剤量規制手段の近傍に現像剤を搬送する搬送極、また、他の二つは、前記吸着極及び搬送極のいずれか、もしくは双方に対向する隣接する同極性の対向極であり、
前記隣接する同極性の対向極の二つの磁極は、極間が３０°から９０°の範囲であり、前記現像部が前記二つの磁極の極間に設けられ、
前記現像部における前記現像剤担持体上における現像剤のコート量ＭＳ（ｇ／ｍ ２ ）は、現像剤の平均粒径をＲ（μｍ）、比重をＧとすると、
１．１７＞ＭＳ／（Ｒ×Ｇ）＞０．４７を満たし、
前記現像部における磁束密度の垂直成分｜Ｂｖ｜は３０ｍＴ以下であり、
前記固定磁場発生手段により発生される磁束密度は、前記現像剤担持体の表面において、鉛直方向の磁束密度成分を｜Ｂｖ｜、水平方向の磁束密度成分を｜Ｂｈ｜としたとき、前記現像部において、
｜Ｂｖ｜／｜Ｂｈ｜＜ｔａｎ４５°を満たすことを特徴とする現像装置。 A developer carrying member, and developer amount regulating means for regulating the amount of developer on the developer carrying member. The developer carrying member presses against the developing member while the developer carrying member presses the developing member. In a developing device for developing with a component developer,
The developer carrier has an elastic layer on the surface, and has a fixed magnetic field generating means inside thereof, and by rotating, the developer adsorbed on the surface of the developer carrier by the fixed magnetic field generating means, The electrostatic latent image formed on the developing member is developed in the developing unit that is transported and coated on the developer carrying member through the developer amount regulating means and pressed against the developing member. Yes,
The fixed magnetic field generating means has at least four magnetic poles, one of which is an adsorption pole for adsorbing the developer in the developing device, and the other is in the direction of rotation of the developer carrier relative to the adsorption pole. A transport pole that is located on the downstream side and transports the developer in the vicinity of the developer amount regulating means, and the other two are the same polarity adjacent to either or both of the adsorption pole and the transport pole Is the opposite pole of
Two adjacent magnetic poles of the same polarity having the same polarity are in a range of 30 ° to 90 ° between the poles, and the developing unit is provided between the poles of the two magnetic poles,
The developer coating amount MS (g / m 2 ) on the developer carrying member in the developing unit is expressed as follows: R (μm) is the average particle diameter of the developer, and G is the specific gravity.
1.17> MS / (R × G)> 0.47 is satisfied,
The vertical component | Bv | of the magnetic flux density in the developing section is 30 mT or less,
The magnetic flux density generated by the fixed magnetic field generating means is such that, on the surface of the developer carrying member, the magnetic flux density component in the vertical direction is | Bv | and the magnetic flux density component in the horizontal direction is | Bh | In
A developing device satisfying | Bv | / | Bh | <tan 45 °. 画像形成装置に着脱可能であり、少なくとも請求項１に記載の現像装置を含むことを特徴とするプロセスカートリッジ。 A process cartridge which is detachable from an image forming apparatus and includes at least the developing device according to claim 1 . 少なくとも、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電装置と、前記像担持体の帯電面
に静電潜像を形成する潜像書き込み装置と、前記静電潜像を現像する現像装置と、前記像
担持体の前記現像剤を被記録体に転写する転写手段とを有する電子写真画像形成装置にお
いて、
前記現像装置は請求項１又は２に記載の現像装置であるとともに、前記像担持体上に残留した転写残現像剤を前記現像装置にて回収することを特徴とする電子写真画像形成装置。 At least an image carrier, a charging device that charges the image carrier, a latent image writing device that forms an electrostatic latent image on a charging surface of the image carrier, and a developing device that develops the electrostatic latent image And an electrophotographic image forming apparatus having transfer means for transferring the developer of the image carrier to a recording medium.
3. The electrophotographic image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is the developing device according to claim 1 , and the transfer residual developer remaining on the image carrier is collected by the developing device.
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