JP5339938B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真感光体・静電記録誘電体等の潜像が形成される像担持体に形成された潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する電子写真方式や静電記録方式などの複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic method or electrostatic recording in which a latent image formed on an image carrier on which a latent image is formed, such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric, is developed with a developing device to form a toner image. The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
近年、画像形成装置の高速化と小型化の両立を図るために、潜像が形成される像担持体に現像剤を供給するための複数の現像剤担持体として、特に２個の現像ローラを互いに近接させたツイン現像構成をとる現像装置が提案されている。 In recent years, in order to achieve both high speed and downsizing of an image forming apparatus, two developer rollers are used as a plurality of developer carriers for supplying a developer to an image carrier on which a latent image is formed. A developing device having a twin developing configuration close to each other has been proposed.
特許文献１及び特許文献２では、高速機において高画質化を実現する現像装置としてツイン現像を採用したシステムを提案している。ここでは、像担持体としての感光体の回転方向に対して上流側の現像ローラで現像が行われる部分の磁石（現像極）の磁力を下流の現像ローラの現像極に比べ、垂直方向および磁力の半値幅を大きくする。これにより、上流の現像ローラで多く現像するようなシステムを提案している。
しかしながら、このようなシステムにおいては、上流側での現像性が上昇し感光体上にトナーが移動する量は増えるものの、画像のエッジ部に白抜けが発生してしまう。また、上流側の現像ローラでほとんど現像が行われてしまうがために下流側の現像ローラでは現像される量が極めて少なくなってしまう。そのため下流側ではトナーの消費量が低下し、下流側で消費されないトナーはそのまま下流の現像ローラ上で摩擦されてしまうため、トナー上の外添剤埋まりこみによるトナー劣化が生じてしまう。この結果、外添剤の埋まりこみが生じてしまったトナーは帯電量が低下するため、現像性の低下、すなわち画像濃度の低下やトナー飛散といった機械不良が発生してしまう。 However, in such a system, the developability on the upstream side increases and the amount of toner moving on the photosensitive member increases, but white spots occur in the edge portion of the image. Further, since the development is almost performed on the upstream developing roller, the amount of development on the downstream developing roller is extremely small. For this reason, the amount of toner consumed is reduced on the downstream side, and the toner that is not consumed on the downstream side is rubbed as it is on the downstream developing roller, so that the toner deteriorates due to embedding of the external additive on the toner. As a result, the toner in which the external additive has been buried has a reduced charge amount, resulting in poor developability, that is, mechanical failure such as a reduction in image density and toner scattering.
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものである。その目的は、ツイン現像システムの現像装置を用いた画像形成装置において、白抜けを抑制しかつドット再現性を良好にすることにある。 The present invention has been made in view of the above technical problems. The purpose is to suppress white spots and improve dot reproducibility in an image forming apparatus using a developing device of a twin developing system.
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、潜像が形成される回転可能な像担持体と、磁性粒子を有する現像剤を担持して前記像担持体の潜像を第１現像領域にて現像する第１現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体よりも前記像担持体の回転方向下流側に設けられ、前記磁性粒子を有する現像剤を担持して前記像担持体の潜像を第２現像領域にて現像する第２現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体の内部に設けられ、前記第１現像剤担持体に前記磁性粒子を有する現像剤を拘束させる第１磁性部材と、前記第２現像剤担持体の内部に設けられ、前記第２現像剤担持体に前記磁性粒子を有する現像剤を拘束させる第２磁性部材と、を有する画像形成装置において、前記像担持体の表面のうち、前記第１現像領域の前記像担持体の回転方向下流端部に形成される磁界の強さが、前記第２現像領域の前記像担持体の回転方向下流端部に形成される磁界の強さよりも小さくなるように、前記第１現像領域で前記第１現像剤担持体から生じる磁界の半値幅が、前記第２現像領域で前記第２現像剤担持体から生じる磁界の半値幅より小さいことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a typical configuration of an image forming apparatus according to the present invention includes a rotatable image carrier on which a latent image is formed and a developer having magnetic particles to carry the image carrier. A first developer carrying member that develops the latent image in the first developing region, and a developer that is provided on the downstream side in the rotation direction of the image carrier with respect to the first developer carrying member and has the magnetic particles. A second developer carrier for carrying and developing a latent image of the image carrier in a second development region; and provided inside the first developer carrier, wherein the magnetic material is provided on the first developer carrier. A first magnetic member that restrains the developer having particles, and a second magnetic member that is provided inside the second developer carrier and restrains the developer having the magnetic particles on the second developer carrier. In the image forming apparatus, the first developing region of the surface of the image carrier is provided. The rotational direction downstream end on the strength of a magnetic field formed in the image bearing member, the second developing region said image bearing member in the rotational direction downstream end small Kunar so than the strength of the magnetic field formed in the In addition, the half width of the magnetic field generated from the first developer carrier in the first development region is smaller than the half width of the magnetic field generated from the second developer carrier in the second development region .
本発明によれば、ツイン現像システムの現像装置を用いた画像形成装置において、白抜けを抑制しかつドット再現性を良好にすることができる。 According to the present invention, in an image forming apparatus using a developing device of a twin developing system, white spots can be suppressed and dot reproducibility can be improved.
［実施例１］
（１）画像形成部
図１は本実施例に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、電子写真プロセスを用いたモノクロデジタル画像形成装置（複写機・プリンタ・ファクシミリ装置、それらの複合機能機など）であり、プロセススピードが３５０ｍｍ／ｓで、毎分７５枚（Ｂ４横送り）のスループットを実現している。
[Example 1]
(1) Image Forming Unit FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment. This image forming apparatus is a monochrome digital image forming apparatus (a copying machine, a printer, a facsimile apparatus, a multi-function machine thereof) using an electrophotographic process, and has a process speed of 350 mm / s and 75 sheets per minute (B4 (Transverse feed) throughput is achieved.
１は潜像が形成される回転可能な像担持体としての電子写真感光体である。本実施例においては、この電子写真感光体１は、外径８０ｍｍのドラム型のａ−Ｓｉ感光体（アモルファスシリコン感光体：以下、ドラムと記す）であり、ドラム中心軸を中心に矢印ａの時計方向にプロセススピード３５０ｍｍ／ｓで回転駆動される。ａ−Ｓｉ感光体は、有機感光体に比べて高耐久（寿命５００万枚）であり、オフィス用の高速機に適している。 Reference numeral 1 denotes an electrophotographic photosensitive member as a rotatable image carrier on which a latent image is formed. In this embodiment, the electrophotographic photosensitive member 1 is a drum-type a-Si photosensitive member (amorphous silicon photosensitive member: hereinafter referred to as a drum) having an outer diameter of 80 mm. It is rotationally driven at a process speed of 350 mm / s in the clockwise direction. The a-Si photoconductor has higher durability (5 million sheets of life) than the organic photoconductor, and is suitable for a high-speed machine for office use.
回転するドラム１は、その表面が一次帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例においてはドラム１の表面を＋５００Ｖに一様に帯電している。このドラム１の帯電電位が静電潜像の暗部電位（暗電位）Ｖｄである。 The surface of the rotating drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the primary charger 2. In this embodiment, the surface of the drum 1 is uniformly charged to + 500V. The charging potential of the drum 1 is a dark portion potential (dark potential) Vd of the electrostatic latent image.
そのドラム１の一様帯電面にデジタル露光装置（不図示）により画像情報に対応した画像露光Ｌがなされる。これにより、ドラム１の表面の露光部分の電位が暗部電位Ｖｄから明部電位（明電位、露光部電位）Ｖｌに減衰して、暗部電位Ｖｄと明部電位Ｖｌとの静電コントラストにより、ドラム表面に露光パターンに対応した静電潜像が形成される。 Image exposure L corresponding to image information is performed on the uniformly charged surface of the drum 1 by a digital exposure device (not shown). As a result, the potential of the exposed portion on the surface of the drum 1 is attenuated from the dark portion potential Vd to the bright portion potential (bright potential, exposed portion potential) Vl, and the drum is caused by the electrostatic contrast between the dark portion potential Vd and the bright portion potential Vl. An electrostatic latent image corresponding to the exposure pattern is formed on the surface.
デジタル露光装置は、イメージスキャナ・パソコン・相手方ファクシミリ装置などのホスト装置（不図示）から制御回路部（不図示）に入力する電気的画像情報信号に対応して変調した光を出力するように発光素子を制御してドラム１を露光する装置である。デジタル露光装置としては、例えば、レーザ走査露光装置（レーザスキャナ）、ＬＥＤアレイを用いた露光装置、光源と液晶シャッタを用いた露光装置などが挙げられる。本実施例では、帯電したドラム１の表面を画像情報の背景部に対応して露光するバックグラウンド露光方式：Background Area Exposure（ＢＡＥ）を採用している。 The digital exposure device emits light so as to output light modulated in response to an electrical image information signal input from a host device (not shown) such as an image scanner, a personal computer, or a counterpart facsimile machine to a control circuit unit (not shown). It is an apparatus for exposing the drum 1 by controlling elements. Examples of the digital exposure apparatus include a laser scanning exposure apparatus (laser scanner), an exposure apparatus using an LED array, and an exposure apparatus using a light source and a liquid crystal shutter. In the present embodiment, a background exposure method (Background Area Exposure (BAE)) in which the surface of the charged drum 1 is exposed corresponding to the background portion of the image information is employed.
上記のようにしてドラム１の表面に形成された静電潜像が現像装置３の現像剤によりトナー像として現像される。本実施例では、静電潜像の露光部である背景部以外の部分を現像する正規現像方式を採用している。現像装置３については次の（２）項で詳述する。 The electrostatic latent image formed on the surface of the drum 1 as described above is developed as a toner image by the developer of the developing device 3. In the present embodiment, a regular development method is employed in which a portion other than the background portion, which is an exposed portion of the electrostatic latent image, is developed. The developing device 3 will be described in detail in the next section (2).
そして、ドラム１の表面に形成されたトナー像の先端部が引き続くドラム１の回転によりドラム１と転写部材である転写ローラ４との当接部である転写ニップ部Ｔに到達する。この到達タイミンングに合わせて、給送部（不図示）から用紙などのシート状の転写材８が転写ニップ部Ｔに導入されて挟持搬送される。転写ローラ４にはトナーの帯電極性とは逆極性で所定電位の転写バイアスが印加される。これにより、転写ニップ部Ｔを挟持搬送されていく転写材８の面にドラム１側のトナー像が順次に静電転写される。 The leading end portion of the toner image formed on the surface of the drum 1 reaches the transfer nip portion T which is a contact portion between the drum 1 and the transfer roller 4 as a transfer member by the subsequent rotation of the drum 1. In accordance with the arrival timing, a sheet-like transfer material 8 such as a sheet is introduced into the transfer nip portion T from a feeding portion (not shown) and is nipped and conveyed. The transfer roller 4 is applied with a transfer bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner and having a predetermined potential. As a result, the toner image on the drum 1 side is electrostatically transferred sequentially onto the surface of the transfer material 8 that is nipped and conveyed through the transfer nip T.
転写ニップ部Ｔを出た転写材８はドラム１の表面から分離されて搬送装置６により定着装置７へ導入される。定着装置７は、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂとの圧接部である定着ニップ部Ｎにて転写材８を挟持搬送してトナー像を固着像として熱と圧力により転写材８に定着する。定着装置７を出た転写材８は画像形成物として排出搬送される。 The transfer material 8 exiting the transfer nip T is separated from the surface of the drum 1 and introduced into the fixing device 7 by the transport device 6. The fixing device 7 sandwiches and conveys the transfer material 8 at a fixing nip N that is a pressure contact portion between the fixing roller 7a and the pressure roller 7b, and fixes the toner image as a fixed image to the transfer material 8 by heat and pressure. The transfer material 8 exiting the fixing device 7 is discharged and conveyed as an image formed product.
転写材８に対するトナー像転写後のドラム表面に残留している転写残トナー（残留トナー）はクリーニング装置５によってドラム表面から除去されて回収される。クリーニング装置５で清掃されたドラム表面は繰り返して画像形成に供される。 Transfer residual toner (residual toner) remaining on the drum surface after the transfer of the toner image to the transfer material 8 is removed from the drum surface by the cleaning device 5 and collected. The drum surface cleaned by the cleaning device 5 is repeatedly used for image formation.
（２）現像装置
図２は図１の現像装置３の要部の拡大図である。現像装置３は、現像剤として磁性一成分現像剤を用い、かつ、複数の現像部材を具備させた正規現像方式・ジャンピング現像方式の装置である。正規現像は、ドラム１の帯電極性とは逆極性に帯電しているトナーを用いて、該トナーを静電潜像の暗部電位Ｖｄ部分に付着させることで静電潜像をトナー像として可視像化するものである。磁性一成分現像剤は磁性粒子を内包した現像剤（磁性トナー：以下、トナーと記す）である。
(2) Developing Device FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the developing device 3 of FIG. The developing device 3 is a regular developing type / jumping developing type device using a magnetic one-component developer as a developer and having a plurality of developing members. In regular development, a toner charged to a polarity opposite to the charging polarity of the drum 1 is used, and the electrostatic latent image is made visible as a toner image by attaching the toner to the dark portion potential Vd portion of the electrostatic latent image. It is to be imaged. The magnetic one-component developer is a developer containing magnetic particles (magnetic toner: hereinafter referred to as toner).
現像装置３は、トナーｔ（不図示）を収納した現像容器（現像剤収納部）３０を有する。そして、この現像容器３０のドラム１に対向した開口部に、ドラム１の長手方向に沿って、上下に並行に近接して配設された複数の現像部材としての２本の第１現像ローラ３１と第２現像ローラ３２を有する（ツイン現像システム）。 The developing device 3 includes a developing container (developer storage unit) 30 that stores toner t (not shown). Then, two first developing rollers 31 as a plurality of developing members disposed in parallel in the vertical direction along the longitudinal direction of the drum 1 in the opening portion of the developing container 30 facing the drum 1. And a second developing roller 32 (twin developing system).
第１現像ローラ３１は、第１現像剤担持体としての筒状の第１現像スリーブ３３と、このスリーブ３３の内部に設けられた第１磁性部材（磁界発生部材）としての第１マグネットローラ３４を有する。本実施例においては、第１現像スリーブ３３は外径２０ｍｍのアルミ製（非磁性材料）の金属素管である。第１現像スリーブ３３は現像容器３０の対向側板間に回転可能に軸受されて支持されている。第１マグネットローラ３４は現像容器３０の対向側板間に非回転に固定されて支持されている。第１現像スリーブ３３はドラム１と並行であり、ドラム１に対して所定の間隙距離（隙間）αを存して対向している。この対向部が第１現像領域Ａ１である。本実施例においては、間隙距離αを２５０μｍとした。第１マグネットローラ３４は第１現像スリーブ３３にトナーを磁力で拘束する部材であり、周に沿って所定の位置に複数の磁極が着磁されている。図２においては、第１現像領域Ａ１に対応している現像極Ｎ１だけを表示している。 The first developing roller 31 includes a cylindrical first developing sleeve 33 as a first developer carrier, and a first magnet roller 34 as a first magnetic member (magnetic field generating member) provided inside the sleeve 33. Have In this embodiment, the first developing sleeve 33 is a metal base tube made of aluminum (nonmagnetic material) having an outer diameter of 20 mm. The first developing sleeve 33 is rotatably supported between the opposed side plates of the developing container 30 and supported. The first magnet roller 34 is fixed and supported non-rotatingly between the opposing side plates of the developing container 30. The first developing sleeve 33 is parallel to the drum 1 and faces the drum 1 with a predetermined gap distance (gap) α. This facing portion is the first development area A1. In this embodiment, the gap distance α is set to 250 μm. The first magnet roller 34 is a member that restrains the toner on the first developing sleeve 33 with a magnetic force, and a plurality of magnetic poles are magnetized at predetermined positions along the circumference. In FIG. 2, only the development pole N1 corresponding to the first development area A1 is displayed.
第２現像ローラ３２も、第２現像剤担持体としての筒状の第２現像スリーブ３５と、このスリーブ３５の内部に設けられた第２磁性部材としての第２マグネットローラ３６を有する。本実施例においては、この第２現像スリーブ３５も第１現像スリーブ３３と同様に外径２０ｍｍのアルミ製の金属素管である。第２現像スリーブ３５は現像容器３０の対向側板間に回転可能に軸受されて支持されている。第２マグネットローラ３６は現像容器３０の対向側板間に非回転に固定されて支持されている。第２現像スリーブ３５もドラム１と並行であり、ドラム１に対して所定の間隙距離βを存して対向している。この対向部が第２現像領域Ａ２である。本実施例においては、間隙距離βを２５０μｍとした。第２マグネットローラ３６は第２現像スリーブ３５にトナーを磁力で拘束する部材であり、周に沿って所定の位置に複数の磁極が着磁されている。図２においては、第２現像領域Ａ１に対応している現像極Ｎ１だけを表示している。 The second developing roller 32 also includes a cylindrical second developing sleeve 35 as a second developer carrier and a second magnet roller 36 as a second magnetic member provided inside the sleeve 35. In this embodiment, the second developing sleeve 35 is also an aluminum metal tube having an outer diameter of 20 mm, like the first developing sleeve 33. The second developing sleeve 35 is supported by being rotatably supported between the opposing side plates of the developing container 30. The second magnet roller 36 is fixed and supported non-rotatingly between the opposing side plates of the developing container 30. The second developing sleeve 35 is also parallel to the drum 1 and faces the drum 1 with a predetermined gap distance β. This facing portion is the second development area A2. In this embodiment, the gap distance β is 250 μm. The second magnet roller 36 is a member that restrains the toner on the second developing sleeve 35 with a magnetic force, and a plurality of magnetic poles are magnetized at predetermined positions along the circumference. In FIG. 2, only the development pole N1 corresponding to the second development area A1 is displayed.
ここで、第１現像領域Ａ１は像担持体１が停止した状態で第１現像剤担持体３３に画像形成時と同じ現像バイアスを印加したときに第１現像剤担持体３３から像担持体１に現像剤が現像される領域である。第２現像領域Ａ２は像担持体１が停止した状態で第２現像剤担持体３５に画像形成時と同じ現像バイアスを印加したときに第２現像剤担持体３５から像担持体１に現像剤が現像される領域である。 Here, in the first developing area A1, when the same developing bias as that at the time of image formation is applied to the first developer carrier 33 in a state where the image carrier 1 is stopped, the image bearing member 1 is moved from the first developer carrier 33. This is the area where the developer is developed. In the second development area A2, the developer is transferred from the second developer carrier 35 to the image carrier 1 when the same developing bias as that at the time of image formation is applied to the second developer carrier 35 with the image carrier 1 stopped. Is an area to be developed.
第１現像スリーブ３３と第２現像スリーブ３５は並行であり、所定の間隙距離γを存して上下に対向している。本実施例においては、間隙距離γを２００μｍとした。 The first developing sleeve 33 and the second developing sleeve 35 are parallel to each other and face each other with a predetermined gap distance γ. In this embodiment, the gap distance γ is set to 200 μm.
現像容器３０の開口部の上部側には現像剤層厚規制部材としての規制ブレード３７が配設されている。この規制ブレード３７は第１現像スリーブ３３に並行であり、第１現像スリーブ３３の上面と所定の間隙距離δを存して対向している。本実施例においては、規制ブレード３７は厚さ１．６ｍｍのＳＰＣＣ製のブレードである。また、間隙距離δを２００μｍとした。 A regulating blade 37 as a developer layer thickness regulating member is disposed on the upper side of the opening of the developing container 30. The regulating blade 37 is parallel to the first developing sleeve 33 and faces the upper surface of the first developing sleeve 33 with a predetermined gap distance δ. In this embodiment, the regulation blade 37 is a blade made of SPCC having a thickness of 1.6 mm. The gap distance δ was set to 200 μm.
第２現像ローラ３２は第１現像ローラ３２よりもドラム１の回転方向下流側に設けられている。そこで、以下、便宜上、第１現像ローラ３１を上流現像ローラ、第１現像スリーブ３３を上流現像スリーブ、第１マグネットローラ３４を上流マグネットローラ、第１現像領域Ａ１を上流現像領域と記す。また、第２現像ローラ３２を下流現像ローラ、第２現像スリーブ３５を下流現像スリーブ、第２マグネットローラ３６を下流マグネットローラ、第２現像領域Ａ２を下流現像領域と記す。 The second developing roller 32 is provided downstream of the first developing roller 32 in the rotation direction of the drum 1. Therefore, for the sake of convenience, the first developing roller 31 is referred to as an upstream developing roller, the first developing sleeve 33 is referred to as an upstream developing sleeve, the first magnet roller 34 is referred to as an upstream magnet roller, and the first developing area A1 is referred to as an upstream developing area. The second developing roller 32 is referred to as a downstream developing roller, the second developing sleeve 35 is referred to as a downstream developing sleeve, the second magnet roller 36 is referred to as a downstream magnet roller, and the second developing area A2 is referred to as a downstream developing area.
上流現像スリーブ３３と下流現像スリーブ３５は、それぞれ、駆動装置（不図示）により矢印ｂの反時計方向に所定の速度で回転駆動される。即ち、上流現像スリーブ３３と下流現像スリーブ３５は、ドラム１との対向部において、ドラム１と同じ方向に回転駆動される。詳しくは、上流側と下流側の各現像スリーブ３３・３５に担持されているトナーが上流側と下流側の現像領域Ａ１・Ａ２のそれぞれにおいてドラム１側に飛翔（搬送）するときに、現像スリーブ３３・３５の上方からトナーが飛翔するような回転方向である。つまり、上流現像スリーブ３３と下流現像スリーブ３５はドラム１の回転方向に対して順方向に回転する。 The upstream developing sleeve 33 and the downstream developing sleeve 35 are each driven to rotate at a predetermined speed in a counterclockwise direction indicated by an arrow b by a driving device (not shown). That is, the upstream developing sleeve 33 and the downstream developing sleeve 35 are rotationally driven in the same direction as the drum 1 at the portion facing the drum 1. Specifically, when the toner carried on the upstream and downstream developing sleeves 33 and 35 flies (conveys) to the drum 1 side in each of the upstream and downstream developing regions A1 and A2, the developing sleeves. The rotation direction is such that the toner flies from above 33 and 35. That is, the upstream developing sleeve 33 and the downstream developing sleeve 35 rotate in the forward direction with respect to the rotation direction of the drum 1.
現像容器３０の内部には回転可能な羽根状の３つの現像剤攪拌搬送部材３８が配設されている。この部材３８の回転によって現像容器３０内のトナーが攪拌されながら下流現像ローラ３２の側に搬送される。 Inside the developing container 30, three rotatable blade-like developer agitating / conveying members 38 are disposed. As the member 38 rotates, the toner in the developing container 30 is conveyed to the downstream developing roller 32 side while being stirred.
現像容器３０の上部には現像剤補給容器３９と現像剤補給装置４０が配設されている。制御回路部（不図示）は、現像容器３０のトナー残量を検知するセンサ（不図示）で検知したトナー残量情報に基づいて装置４０を駆動して現像剤補給容器３９から現像容器３０内に適時に適量のトナーを補給する制御をする。 A developer supply container 39 and a developer supply device 40 are disposed above the developing container 30. The control circuit unit (not shown) drives the device 40 based on the toner remaining amount information detected by a sensor (not shown) that detects the remaining amount of toner in the developing container 30 to move from the developer supply container 39 into the developing container 30. To supply a proper amount of toner in a timely manner.
本実施例においては、現像剤として、取り扱いが簡易で、現像スリーブ寿命の１００万枚まで保守作業の要らない磁性一成分現像剤（磁性トナー）を用いている。本実施例で用いた磁性トナーｔは、負帯電性で、重量平均粒径は約６．８μｍである。重量平均粒径は、測定装置としてマルチサイザー（商標：コールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮＲ−ＩＩ（商標：コールターサイエンティフィックジャパン社製）を用いて測定する。測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料（磁性トナー）を２〜２０ｍｇ加える。測定試料を懸濁した電解液は超音波分散機で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、測定試料の体積、個数を測定して、重量平均粒径を算出する。重量平均粒径が６．０μｍより大きい場合は１００μｍのアパーチャーを用い２〜６０μｍの粒子を測定する。重量平均粒径３．０〜６．０μｍの場合は５０μｍのアパーチャーを用い１〜３０μｍの粒子を測定する。重量平均粒径３．０μｍ未満の場合は３０μｍのアパーチャーを用い０．６〜１８μｍの粒子を測定する。 In this embodiment, as the developer, a magnetic one-component developer (magnetic toner) that is easy to handle and requires no maintenance work up to 1 million sheets with a developing sleeve life is used. The magnetic toner t used in this example is negatively charged and has a weight average particle diameter of about 6.8 μm. The weight average particle diameter is measured using Multisizer (trademark: manufactured by Coulter, Inc.) as a measuring device, and the electrolyte solution is measured using ISOTONR-II (trademark: manufactured by Coulter Scientific Japan). As a measurement method, 0.1 to 5 ml of a surfactant as a dispersant is added to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample (magnetic toner) is further added. The electrolytic solution in which the measurement sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measurement apparatus measures the volume and number of the measurement sample to calculate the weight average particle diameter. When the weight average particle diameter is larger than 6.0 μm, the particle diameter of 2 to 60 μm is measured using an aperture of 100 μm. In the case of a weight average particle diameter of 3.0 to 6.0 μm, a particle of 1 to 30 μm is measured using a 50 μm aperture. When the weight average particle size is less than 3.0 μm, particles of 0.6 to 18 μm are measured using a 30 μm aperture.
現像容器３８内のトナーｔは、現像剤攪拌搬送部材３８の回転により攪拌されながら下流現像ローラ３２側に送られる。そのトナーの一部が下流マグネットローラ３６の磁力により下流現像スリーブ３５にくみ上げられて下流現像スリーブ３５の表面にトナー層として担持される。そのトナー層が、下流現像スリーブ３５の回転により、上流現像スリーブ３３と下流現像スリーブ３５との近接対向部に搬送される。そして、この近接対向部の隙間γをトナー層がすり抜ける際に、下流現像スリーブ３５の表面に担持されているトナー層の層厚が隙間γに対応した厚さに規制される。これにより、下流現像スリーブ３５の表面には層厚が所定に規制されたトナー層が形成され、そのトナー層が引き続く下流現像スリーブ３５の回転により下流現像領域Ａ２へ搬送される。本実施例においては、下流現像スリーブ３５の表面に層厚規制されて形成されるトナー層（薄層現像剤）の単位面積あたりの質量ｍは０．８ｍｇ／ｃｍ２である。質量ｍの測定は、薄層現像剤を掃除機で吸引して捕集し、捕集した現像剤の質量を測定し（Ｍ（ｍｇ））、現像スリーブ表面の現像剤吸引領域の面積を計測し（Ｓ（ｃｍ２））、ＭをＳで除して算出する。 The toner t in the developing container 38 is sent to the downstream developing roller 32 side while being stirred by the rotation of the developer stirring and conveying member 38. A part of the toner is taken up by the downstream developing sleeve 35 by the magnetic force of the downstream magnet roller 36 and is carried on the surface of the downstream developing sleeve 35 as a toner layer. The toner layer is conveyed to the proximity facing portion between the upstream developing sleeve 33 and the downstream developing sleeve 35 by the rotation of the downstream developing sleeve 35. Then, when the toner layer slips through the gap γ of the adjacent facing portion, the thickness of the toner layer carried on the surface of the downstream developing sleeve 35 is regulated to a thickness corresponding to the gap γ. As a result, a toner layer having a predetermined layer thickness is formed on the surface of the downstream developing sleeve 35, and the toner layer is conveyed to the downstream developing region A2 by the subsequent rotation of the downstream developing sleeve 35. In this embodiment, the mass m per unit area of the toner layer (thin layer developer) formed by regulating the layer thickness on the surface of the downstream developing sleeve 35 is 0.8 mg / cm 2 . The mass m is measured by sucking and collecting the thin layer developer with a vacuum cleaner, measuring the mass of the collected developer (M (mg)), and measuring the area of the developer suction area on the surface of the developing sleeve. (S (cm 2)), and M is calculated by dividing S.
一方、下流現像スリーブ３５と上流現像スリーブ３３との近接対向部の隙間γをすり抜けなかったトナーは、上流マグネットローラ３４の磁力によりくみ上げられて上流現像スリーブ３３の表面にトナー層として担持される。そして、上流現像スリーブ３３の回転により搬送され、上流現像スリーブ３３と規制ブレード３７との近接対向部の隙間δをトナー層がすり抜ける。その際に、上流現像スリーブ３３の表面に担持されているトナー層の層厚が隙間δに対応した厚さに規制される。これにより、上流現像スリーブ３３の表面には層厚が所定に規制されたトナー層が形成される。そのトナー層が、引き続く上流現像スリーブ３３の回転により、上流側マグネットローラ３４の磁力により上流現像スリーブ３３の表面に担持されて上流現像領域Ａ１へ搬送される。本実施例においては、上流現像スリーブ３３の表面に層厚規制されて形成されるトナー層（薄層現像剤）の単位面積あたりの質量ｍは０．８ｍｇ／ｃｍ２である。 On the other hand, the toner that has not passed through the gap γ at the adjacent facing portion between the downstream developing sleeve 35 and the upstream developing sleeve 33 is lifted by the magnetic force of the upstream magnet roller 34 and is carried on the surface of the upstream developing sleeve 33 as a toner layer. Then, the toner is transported by the rotation of the upstream developing sleeve 33, and the toner layer passes through the gap δ in the proximity facing portion between the upstream developing sleeve 33 and the regulating blade 37. At that time, the thickness of the toner layer carried on the surface of the upstream developing sleeve 33 is regulated to a thickness corresponding to the gap δ. As a result, a toner layer having a predetermined layer thickness is formed on the surface of the upstream developing sleeve 33. The toner layer is carried on the surface of the upstream developing sleeve 33 by the magnetic force of the upstream magnet roller 34 by the subsequent rotation of the upstream developing sleeve 33 and conveyed to the upstream developing area A1. In this embodiment, the mass m per unit area of the toner layer (thin layer developer) formed on the surface of the upstream developing sleeve 33 with the layer thickness being regulated is 0.8 mg / cm 2 .
現像動作時には、上流現像スリーブ３３と下流現像スリーブ３５に対してそれぞれ電源部（不図示）から所定の現像バイアスが印加される。これにより、ドラム１の表面は、上流現像領域Ａ１において１回目の現像作用を受け、次いで下流現像領域Ａ２において２回目の現像作用を受けて、静電潜像がトナー像として現像される。上流マグネットローラ３４の上流現像領域Ａ１に対応する位置には磁極Ｎ１（現像極）が着磁されている。下流マグネットローラ３６の下流現像領域Ａ２に対応する位置には磁極Ｎ１（現像極）が着磁されている。 During the developing operation, a predetermined developing bias is applied to the upstream developing sleeve 33 and the downstream developing sleeve 35 from the power supply unit (not shown). As a result, the surface of the drum 1 is subjected to the first developing action in the upstream developing area A1, and then the second developing action in the downstream developing area A2, so that the electrostatic latent image is developed as a toner image. A magnetic pole N1 (development pole) is magnetized at a position corresponding to the upstream development area A1 of the upstream magnet roller. A magnetic pole N1 (development pole) is magnetized at a position corresponding to the downstream development area A2 of the downstream magnet roller.
本実施例においては、上流側と下流側の現像スリーブ３３と３５に印加する現像バイアスは、共に、＋３００ＶのＤＣバイアス（直流電圧）と、ピーク間電圧が１２００Ｖ、周波数が２．７ｋＨｚの矩形波のＡＣバイアス（交流電圧）が重畳されたバイアスである。この現像バイアスにより上流現像領域Ａ１と下流現像領域Ａ２に現像電界を発生させ、上流現像スリーブ３３上のトナー層及び下流現像スリーブ３５上のトナー層をドラム１上の静電潜像に飛翔させてトナー像化する。この際、暗部電位Ｖｄと、現像直流バイアスとの電位差である現像コントラストは２００Ｖであり、露光部電位と現像直流バイアスとの電位差であるかぶり除去コントラストは１００Ｖである。 In this embodiment, the developing bias applied to the upstream and downstream developing sleeves 33 and 35 is a DC bias (DC voltage) of +300 V, a peak-to-peak voltage of 1200 V, and a rectangular wave with a frequency of 2.7 kHz. The AC bias (AC voltage) is superimposed. The developing bias generates a developing electric field in the upstream developing area A1 and the downstream developing area A2, and the toner layer on the upstream developing sleeve 33 and the toner layer on the downstream developing sleeve 35 are caused to fly to the electrostatic latent image on the drum 1. Toner image. At this time, the development contrast which is a potential difference between the dark portion potential Vd and the development DC bias is 200V, and the fog removal contrast which is a potential difference between the exposure portion potential and the development DC bias is 100V.
上流現像領域Ａ１においてドラム１上の静電潜像の現像に供されずに上流現像スリーブ３３上に残ったトナーは、上流マグネットローラ３４の磁力で上流現像スリーブ３３上に拘束されて上流現像スリーブ３３の引き続く回転で搬送される。そして、上流現像スリーブ３３の表面から剥がされ、現像容器３８内のトナーに混入する。 The toner remaining on the upstream developing sleeve 33 without being subjected to the development of the electrostatic latent image on the drum 1 in the upstream developing area A1 is restrained on the upstream developing sleeve 33 by the magnetic force of the upstream magnet roller 34, and the upstream developing sleeve. It is transported by 33 subsequent rotations. Then, it is peeled off from the surface of the upstream developing sleeve 33 and mixed into the toner in the developing container 38.
また、下流現像領域Ａ２においてドラム１上の静電潜像の現像に供されずに下流現像スリーブ３５上に残ったトナーは、下流マグネットローラ３６の磁力で下流現像スリーブ３５上に拘束されて下流現像スリーブ３３５の引き続く回転で搬送される。そして、下流現像スリーブ３５の表面から剥がされ、現像容器３８内のトナーに混入する。 Further, the toner remaining on the downstream developing sleeve 35 without being subjected to the development of the electrostatic latent image on the drum 1 in the downstream developing region A2 is restrained on the downstream developing sleeve 35 by the magnetic force of the downstream magnet roller 36 and is downstream. The developing sleeve 335 is conveyed by the subsequent rotation. Then, it is peeled off from the surface of the downstream developing sleeve 35 and mixed into the toner in the developing container 38.
一般に磁性一成分現像剤（磁性トナー）を用いる現像装置において、現像ローラに供給されたトナーを規制部材によって層厚規制するとともにトナーを荷電させて、現像ローラ上にトナー薄層を形成する。そして、トナー薄層を感光体ドラム等の像担持体に近接させて、感光体ドラム上の静電潜像を現像している。現像ローラは複数の磁極を備えた固定マグネットローラを内包する現像スリーブを有する。そして、固定マグネットローラによって現像スリーブ上に形成される磁気的拘束力を利用して、現像スリーブ上にトナーを担持しつつ、規制ブレードによって層厚規制を行って現像スリーブ上にトナー薄層を形成するようにしている。 In general, in a developing device using a magnetic one-component developer (magnetic toner), the toner supplied to the developing roller is regulated in layer thickness by a regulating member and the toner is charged to form a thin toner layer on the developing roller. Then, the electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed by bringing the toner thin layer close to the image carrier such as the photosensitive drum. The developing roller has a developing sleeve that encloses a fixed magnet roller having a plurality of magnetic poles. Then, using the magnetic binding force formed on the developing sleeve by the fixed magnet roller, the toner is carried on the developing sleeve and the layer thickness is regulated by the regulating blade to form a thin toner layer on the developing sleeve. Like to do.
このような現像装置においては、所謂ジャンピング現像方式が用いられる。即ち、感光体ドラムと現像ローラとの間に交番電界を印加して、現像スリーブ上のトナーに対して感光体ドラム側への電界を作用させて、トナーを感光体ドラムに飛翔させ、感光体ドラム上の静電潜像を現像している。 In such a developing device, a so-called jumping developing system is used. That is, an alternating electric field is applied between the photosensitive drum and the developing roller to cause an electric field to the photosensitive drum side to act on the toner on the developing sleeve, and the toner is caused to fly to the photosensitive drum. The electrostatic latent image on the drum is developed.
トナーを飛翔させる飛翔力はトナーに作用する電界の大きさとトナーの帯電量との積に比例するが、トナー自体は高抵抗であり、その粒径が小さいほど電荷を保持する能力である静電容量が大きくなる。このため上記の現像装置においては、粒径の小さいトナーほど先に消費される傾向がある。 The flying force that causes the toner to fly is proportional to the product of the magnitude of the electric field acting on the toner and the charge amount of the toner, but the toner itself has a higher resistance, and the electrostatic capacity, which is the ability to hold the charge as the particle size becomes smaller. Capacity increases. For this reason, in the above developing device, the toner having a smaller particle size tends to be consumed earlier.
感光体上の潜像において、図３に示すように潜像のエッジ領域で電界の回りこみ効果によりエッジ電界が生じる。このため背景がハーフトーンでその中にベタ画像があるような場合、ベタ画像のエッジ部にはトナーが多く移動する。しかし、その反対にベタ部とハーフトーンの境界部のハーフトーン領域は、そこにトナーを載せるための電界が弱くなっているため、エッジ部で画像濃度の低下（白抜け）が発生しやすくなる。 In the latent image on the photosensitive member, as shown in FIG. 3, an edge electric field is generated in the edge region of the latent image due to the electric field wraparound effect. For this reason, when the background is halftone and there is a solid image in it, a large amount of toner moves to the edge portion of the solid image. However, on the contrary, in the halftone area at the boundary between the solid part and the halftone, since the electric field for placing toner is weak, the image density is likely to be lowered (whiteout) at the edge part. .
また、ベタ部においては現像スリーブと潜像間の電界強度が大きいため、現像するトナーとしては帯電量の高いトナーが選択的に現像されるようになる。 Further, since the electric field strength between the developing sleeve and the latent image is large in the solid portion, toner having a high charge amount is selectively developed as toner to be developed.
それに対して、ハーフトーンは現像スリーブと潜像間の電界強度が小さいため、現像するトナーとしては帯電量の低いトナーが現像されやすい。 On the other hand, since the halftone has a small electric field strength between the developing sleeve and the latent image, a toner having a low charge amount is easily developed as a developing toner.
このとき、低い帯電量のトナーはトナー粒径自体も大粒径のものが多く、本実施例の１成分磁性トナーにおいては現像スリーブ内の磁石に引っ張られやすくなってしまう。 At this time, many toners having a low charge amount have a large particle diameter, and the one-component magnetic toner of this embodiment is easily pulled by the magnet in the developing sleeve.
このエッジ強調による白抜けを抑制するには、ハーフトーンのエッジ領域に現像する低帯電量トナーが現像スリーブに戻されるのを抑制すればよい。 In order to suppress the white spots due to the edge enhancement, it is only necessary to suppress the low charge amount toner developed in the halftone edge region from being returned to the developing sleeve.
ここで、現像スリーブから感光体上にトナーを現像する現像領域（現像ニップ）は図４の（ａ）の模式図のように表すことができる。この現像領域は主にトナーの電荷に対して現像スリーブと感光体間にかかる電界の影響とトナーとスリーブの鏡映力の影響から決まってくる。この領域は現像スリーブと感光体間のＤＣもしくはＡＣの現像電界が大きくなれば、現像される領域が広くなるため現像領域は広くなっていく。ただし、現像電界を大きくしすぎると現像スリーブと感光体の間でリークや、非画像部へもトナーが移動してかぶりが発生してしまうので、現像電界は最適に設定する必要がある。 Here, the development region (development nip) for developing the toner from the development sleeve onto the photosensitive member can be expressed as shown in the schematic diagram of FIG. This developing region is determined mainly by the influence of the electric field applied between the developing sleeve and the photosensitive member on the toner charge and the influence of the mirroring force of the toner and the sleeve. In this area, if the DC or AC developing electric field between the developing sleeve and the photosensitive member is increased, the area to be developed becomes wider and the developing area becomes wider. However, if the developing electric field is excessively increased, leakage between the developing sleeve and the photoconductor or toner moves to the non-image area and fogging occurs, so the developing electric field needs to be set optimally.
ここで、現像領域の測定方法としては、現像スリーブと感光体が停止した状態で現像スリーブと感光体間に画像形成時と同じ現像電界をかけたときに感光体上にトナー付着している幅を現像領域とする。このとき感光体は０Ｖである。 Here, as a method for measuring the development area, the width of the toner adhering to the photosensitive member when the same developing electric field is applied between the developing sleeve and the photosensitive member when the developing sleeve and the photosensitive member are stopped. Is a development area. At this time, the photosensitive member is at 0V.
本実施例では、上述のように現像電界としては現像スリーブと感光体間に２００Ｖの電界をかけており、本実施例の条件下での現像領域は５ｍｍ（ドラム回転方向における現像領域幅）である。 In this embodiment, as described above, an electric field of 200 V is applied between the developing sleeve and the photoconductor as the developing electric field, and the developing area under the conditions of this embodiment is 5 mm (developing area width in the drum rotation direction). is there.
ここで、感光体もしくは現像スリーブの一方もしくは両方が円筒形の形をしている場合、現像領域の下流側においては、現像スリーブと感光体間の距離が広くなってくるため、現像電界が弱くなってくる。図４の（ｂ）の模式図においては現像領域に対して現像極の磁石の幅が広い場合を示す。この場合、現像領域の下流側においては現像ローラ内の磁石の磁力に引っ張られて、現像するはずのトナーが現像スリーブに戻ってしまうことが生じる。 Here, when one or both of the photosensitive member and the developing sleeve have a cylindrical shape, the distance between the developing sleeve and the photosensitive member is increased on the downstream side of the developing region, so that the developing electric field is weak. It becomes. In the schematic diagram of FIG. 4B, the case where the width of the magnet of the development pole is wide with respect to the development area is shown. In this case, on the downstream side of the developing region, the toner that is to be developed may be returned to the developing sleeve by being pulled by the magnetic force of the magnet in the developing roller.
上述のようにハーフトーンのエッジ部は現像電界の影響が弱いために現像するトナーは低トリボトナーとなることが多い。そのため、選択現像の観点からハーフトーンのエッジ部領域が現像されるのは、現像領域の下流側となりやすく、トナーが感光体に現像されずに現像スリーブに戻ってしまう現象が発生しやすい。 As described above, since the influence of the developing electric field is weak at the edge portion of the halftone, the toner to be developed is often a low tribo toner. For this reason, from the viewpoint of selective development, the halftone edge region is developed on the downstream side of the development region, and the phenomenon that the toner returns to the developing sleeve without being developed on the photosensitive member is likely to occur.
このような現像領域下流の低トリボトナーのスリーブへの引き戻しを抑制するには、図４の（ｃ）の模式図に示すように、現像極の磁力が影響する幅を狭くすることで、現像領域下流でも現像スリーブへ引き戻されないようにすればよい。 In order to suppress such pulling back of the low tribotoner downstream of the developing region to the sleeve, as shown in the schematic diagram of FIG. 4C, by narrowing the width affected by the magnetic force of the developing pole, What is necessary is just to prevent it from being pulled back to the developing sleeve even downstream.
すなわち、現像領域の下流側の感光体上において現像ローラ内の磁石から被る磁界の効果を小さくすることで、ハーフトーンエッジ領域での白抜けの発生を抑制することが可能となる。 That is, by reducing the effect of the magnetic field from the magnet in the developing roller on the photoreceptor on the downstream side of the developing area, it is possible to suppress the occurrence of white spots in the halftone edge area.
磁界の規定としては現像ローラ表面から感光体上の現像領域下流を想定した距離だけガウスメータを離して磁力を測定する。磁力測定はＦ．Ｗ．ＢＥＬＬ社のＳＥＲＩＥＳ９９００もしくは同等の性能をもった磁場測定器によって測定する。これにより、感光体上の現像領域下流位置での磁界の影響を確認することができる。 The magnetic field is defined by measuring the magnetic force by separating the gauss meter from the developing roller surface by a distance assuming the downstream of the developing area on the photosensitive member. Magnetic force measurement W. Measured with BELL's SERIES 9900 or equivalent magnetic field measuring instrument. As a result, it is possible to confirm the influence of the magnetic field at the downstream position of the development area on the photoconductor.
ところで、ツイン現像システムにおいて、下流側にある現像ローラは、図５の模式図に示すように、上流で現像が不十分だった領域への補助的な現像効果と、一度上流側で現像されたトナー像を再配列する効果がある。ただし、一度感光体上の潜像に対して現像したトナーは感光体との鏡映力が寄与するため、現像スリーブの磁力で戻されにくく、再配列されるのは、トナー像の２層目・３層目のトナーである。 By the way, in the twin developing system, as shown in the schematic diagram of FIG. 5, the developing roller on the downstream side has been developed once on the upstream side, with an auxiliary developing effect on an area where development was insufficient upstream. This has the effect of rearranging the toner images. However, the toner once developed on the latent image on the photoconductor contributes to the mirror power of the photoconductor, so it is difficult to return by the magnetic force of the developing sleeve, and the second layer of the toner image is rearranged. -The third layer toner.
ハーフトーン部のエッジ領域においても、すでに上流側のスリーブで現像されていれば、下流側では、鏡映力によりスリーブには戻されにくくなるため、白抜けも発生しにくくなる。 Even in the edge region of the halftone portion, if development has already been performed with the sleeve on the upstream side, it is difficult to return to the sleeve due to the reflection force on the downstream side, so white spots are less likely to occur.
そのため、下流現像ローラ３１の現像領域Ａ２においては、下流現像スリーブ３５上でトナーの磁気穂が形成される領域をできるだけ広めにすることで、現像性を大きくし、感光体上のトナー像の再配列を行うことできる。その結果、出力画像においてドット再現性の優れた画像を得ることが可能となる。 Therefore, in the developing area A2 of the downstream developing roller 31, by increasing the area on the downstream developing sleeve 35 where the magnetic spikes of the toner are formed as much as possible, the developability is increased and the toner image on the photosensitive member is reproduced. An array can be performed. As a result, an image with excellent dot reproducibility can be obtained in the output image.
以上より、本発明では、像担持体１の表面のうち、第１現像領域Ａ１の像担持体１の回転方向下流端部に形成される磁界の強さが、第２現像領域Ａ２の像担持体１の回転方向下流端部に形成される磁界の強さよりも小さいことを特徴とする。即ち、磁性粒子を有する現像剤を用いたツイン現像システムにおいて、図６に示すように、上流側の現像領域Ａ１では現像極によるトナー回収効果を低減する。これによりエッジ強調による白抜けを抑制しつつ、下流側の現像領域Ａ２では現像極の磁界を広くすることで、磁気穂の領域を広くし、高画質の画像形成を実現する。 As described above, in the present invention, the strength of the magnetic field formed at the downstream end in the rotation direction of the image carrier 1 in the first development area A1 on the surface of the image carrier 1 is the image carrier in the second development area A2. It is characterized by being smaller than the strength of the magnetic field formed at the downstream end portion in the rotation direction of the body 1. That is, in the twin development system using the developer having magnetic particles, as shown in FIG. 6, the toner recovery effect by the development pole is reduced in the upstream development area A1. This suppresses white spots due to edge enhancement and widens the magnetic field of the development pole in the downstream development area A2, thereby widening the magnetic spike area and realizing high-quality image formation.
これは、上流と下流の各現像領域Ａ１・Ａ２の感光体上の下流端部で現像ローラ内の磁石による磁界の強さが上流現像ローラ側では小さく、それに対して下流現像ローラ側では大きくなっていればよいということである。 This is because the strength of the magnetic field generated by the magnet in the developing roller is small on the upstream developing roller side at the downstream end portion of the upstream and downstream developing areas A1 and A2, and on the downstream developing roller side. It is only necessary to be.
とりわけ本実施例１では、ツイン現像システムの上流側の現像ローラ３１において、現像極Ｎ１の半値幅を狭くし、下流側の現像ローラ３２において、現像極Ｎ１の半値幅を上流側より大きくした。 In particular, in the first embodiment, the half width of the developing pole N1 is narrowed in the developing roller 31 on the upstream side of the twin developing system, and the half width of the developing pole N1 is made larger than that on the upstream side in the developing roller 32 on the downstream side.
上述のようにツイン現像スリーブ３３・３５は、その内部に固定配置されたマグネットローラ（固定磁石）３４・３６を備えており、本実施例においては上流及び下流側の現像極Ｎ１・Ｎ１で磁力の半値幅について上流側を狭く、下流側を広くする。これにより、エッジ強調による白抜けを抑制しつつ、ドット再現性の優れた画像形成装置を提供することが可能となる。 As described above, the twin developing sleeves 33 and 35 are provided with magnet rollers (fixed magnets) 34 and 36 fixedly disposed therein, and in this embodiment, magnetic forces are generated at the upstream and downstream developing poles N1 and N1. For the half-value width, the upstream side is narrowed and the downstream side is widened. As a result, it is possible to provide an image forming apparatus with excellent dot reproducibility while suppressing white spots due to edge enhancement.
表１に本実施例で使用した上流マグネットローラ３４の現像極Ｎ１（上流現像極）及び下流マグネットローラ３６の現像極Ｎ１（下流現像極）の最大磁束密度［ｍＴ］、及び半値幅［度］示した。 Table 1 shows the maximum magnetic flux density [mT] and the half-value width [degree] of the developing pole N1 (upstream developing pole) of the upstream magnet roller 34 and the developing pole N1 (downstream developing pole) of the downstream magnet roller 36 used in this embodiment. Indicated.
以上説明したように、ツイン現像システムの各現像ニップ領域の下端部において、現像ローラ内の磁石からうける磁界の力が、上流側の現像ローラの方が下流側の現像ローラより小さくなるようにする。これにより上流側では下流側に比べエッジ効果による白抜けが低減する一方、下流側ではドット再現性を向上することができ、白抜けを抑制しかつドット再現性の良好な画像形成装置を提供することが可能となる。 As described above, at the lower end of each developing nip region of the twin developing system, the force of the magnetic field applied from the magnet in the developing roller is set so that the upstream developing roller is smaller than the downstream developing roller. . As a result, white spots due to edge effects are reduced on the upstream side compared to the downstream side, while dot reproducibility can be improved on the downstream side, and an image forming apparatus that suppresses white spots and has good dot reproducibility is provided. It becomes possible.
ここで、本実施例１で示したツイン現像システムは、現像剤が非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤である場合においても同様のことがいえる。即ち、上流側の現像領域においては、実施例１の場合は現像ローラの磁力によってハーフトーンのエッジ部のトナーが現像スリーブに回収されるが、二成分現像においてはやはり現像極の半値幅が広い場合、キャリアによって回収されてしまう。そのため、二成分現像のツイン現像システムにおいても上流側の現像極の半値幅は狭くした方が良い。また、下流側の現像領域においては現像極の半値幅を広くすることで同様に再配列効果を得ることができる。 Here, the same can be said for the twin developing system shown in the first embodiment when the developer is a two-component developer including a non-magnetic toner and a magnetic carrier. That is, in the upstream development area, in the case of Example 1, the toner at the edge of the halftone is collected by the developing sleeve by the magnetic force of the developing roller, but in the two-component development, the half width of the developing pole is also wide. In this case, it will be collected by the carrier. Therefore, it is preferable that the half-value width of the upstream development electrode be narrowed even in the twin development system of two-component development. Further, in the downstream development region, the rearrangement effect can be similarly obtained by widening the half width of the development pole.
［実施例２］
本実施例２では、上流現像領域Ａ１側の現像極と下流現像領域Ａ２側の現像極の磁力が同じものである場合、現像ローラと感光体間の距離を上流側の現像領域Ａ１では下流側の現像領域Ａ２よりも近くする。あるいは、下流側を上流側よりも遠くすることにより、実施例１を同じ効果を得ることが可能となる。
[Example 2]
In the second embodiment, when the magnetic forces of the development pole on the upstream development area A1 side and the development pole on the downstream development area A2 side are the same, the distance between the developing roller and the photosensitive member is set to the downstream side in the development area A1 on the upstream side. Is closer to the developing area A2. Alternatively, by making the downstream side farther than the upstream side, it is possible to obtain the same effect as in the first embodiment.
即ち、上流現像領域Ａ１と下流現像領域Ａ２とに形成される磁界の強さが同じであり、上流現像領域Ａ１の間隙距離αは、下流現像領域Ａ２の間隙距離βより小さい構成にする。本実施例２においては、画像形成装置は実施例１と同様のものを使用しており、上流現像スリーブ３３と感光体１との間隙距離αを２００μｍとした。下流現像スリーブ３５と感光体１との間隙距離βは実施例１と同じ２５０μｍとした。 That is, the strength of the magnetic field formed in the upstream development area A1 and the downstream development area A2 is the same, and the gap distance α of the upstream development area A1 is smaller than the gap distance β of the downstream development area A2. In the second embodiment, the same image forming apparatus as that in the first embodiment is used, and the gap distance α between the upstream developing sleeve 33 and the photosensitive member 1 is set to 200 μm. The gap distance β between the downstream developing sleeve 35 and the photoreceptor 1 was set to 250 μm as in the first embodiment.
上流現像スリーブ３３と感光体１、及び下流現像スリーブ３５と感光体１との間にかかる電界としては実施例１と同じで現像コントラストは２００Ｖであり、かぶり除去コントラストは１００Ｖである。またＡＣバイアスも周波数が２．７ｋＨｚの矩形波を重畳印加している。 The electric fields applied between the upstream developing sleeve 33 and the photosensitive member 1 and between the downstream developing sleeve 35 and the photosensitive member 1 are the same as in the first embodiment, the development contrast is 200V, and the fog removal contrast is 100V. In addition, a rectangular wave having a frequency of 2.7 kHz is superimposed and applied to the AC bias.
現像ローラの現像極の磁力としては、実施例１に示した下流側の磁石を上流側に入れており、上流側も下流側も半値幅は３７度のものを使用している。 As the magnetic force of the developing pole of the developing roller, the downstream magnet shown in the first embodiment is inserted in the upstream side, and a half width of 37 degrees is used on both the upstream side and the downstream side.
このとき、上流側の現像スリーブ３３と感光体１間の距離αが狭くなったことにより、現像領域Ａ１が広がるため、上流側の現像領域下流端部での磁界による引き戻し効果が低減される。この結果、本実施例２においても実施例１と同様にエッジ効果を低減した高画質の画像出力を行うことが可能となる。 At this time, because the distance α between the upstream developing sleeve 33 and the photosensitive member 1 is narrowed, the developing area A1 is widened, so that the pull back effect by the magnetic field at the downstream end of the upstream developing area is reduced. As a result, also in the second embodiment, high-quality image output with reduced edge effect can be performed as in the first embodiment.
また、本実施例２においては現像スリーブと感光体間の距離を変更したが、上流側の現像ローラ３１と下流側の現像ローラ３２とで、ＤＣもしくはＡＣの現像コントラストを変える。即ち、上流側と下流側の現像領域Ａ１とＡ２とに形成される磁界の強さが同じである。そして、上流側と下流側の現像スリーブ３３及び３５に印加される直流電圧と交流電圧が重畳された現像バイアスに関して、現像スリーブ３３と３５とで直流電圧もしくは交流電圧の現像コントラストが異なる。換言すると、第１現像剤担持体３３及び第２現像剤担持体２５に印加される直流電圧と像担持体１の画像部電位との電位差に関して、第１現像剤担持体３３よりも第２現像剤担持体３５の方が大きいことを特徴とする。これは、現像の印加電源を２つ持ち、上流の現像ローラと下流の現像ローラに別々に印加させることで可能となる。印加バイアスとしては例えば実施例１と同様の構成においては、上流側の現像スリーブ３３にはＤＣバイアスを＋３００Ｖ印加し、一方、下流側の現像スリーブ３５にはＤＣバイアスを＋２００Ｖ印加する。即ち、上流現像領域Ａ１ではコントラストが２００Ｖ、下流現像領域Ａ２ではコントラスト３００Ｖとなり、上流側よりも下流側の現像コントラストを大きく設定する。こうすることで、上流現像領域Ａ１は狭く、下流現像領域Ａ２は広くすることが可能となり、実施例１と同様の効果をえることができる。 In the second embodiment, the distance between the developing sleeve and the photosensitive member is changed. However, the DC or AC development contrast is changed between the upstream developing roller 31 and the downstream developing roller 32. That is, the strength of the magnetic field formed in the upstream and downstream development areas A1 and A2 is the same. With respect to the developing bias in which the DC voltage and the AC voltage applied to the upstream and downstream developing sleeves 33 and 35 are superimposed, the developing sleeves 33 and 35 have different DC or AC voltage development contrasts. In other words, with respect to the potential difference between the DC voltage applied to the first developer carrier 33 and the second developer carrier 25 and the image portion potential of the image carrier 1, the second developer is more developed than the first developer carrier 33. The agent carrier 35 is larger. This can be achieved by having two developing power supplies and applying the power separately to the upstream developing roller and the downstream developing roller. As an applied bias, for example, in the same configuration as in the first embodiment, a DC bias of +300 V is applied to the upstream developing sleeve 33, while a DC bias of +200 V is applied to the downstream developing sleeve 35. That is, the contrast is 200 V in the upstream development area A1, and the contrast is 300 V in the downstream development area A2, and the development contrast on the downstream side is set larger than that on the upstream side. By doing so, the upstream development area A1 can be narrow and the downstream development area A2 can be widened, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.
１・・感光体（像担持体）、２・・帯電装置、３・・現像装置、４・・転写ローラ、５・・クリーニング装置、６・・搬送装置、７・・定着装置、３１・・上流現像ローラ、３２・・下流現像ローラ、３３・・上流現像スリーブ（第１現像剤担持体）、３４・・上流マグネットローラ（第１磁性部材）、３５・・下流現像スリーブ（第２現像剤担持体）、３６・・下流マグネットローラ（第２磁性部材）、Ａ１・・上流現像領域（第１現像領域）、Ａ２・・下流現像領域（第２現像領域）、３７・・規制ブレード（現像剤層厚規制部材）、３８・・現像剤攪拌搬送部材 1 .... photosensitive member (image carrier) 2 .... charging device 3 .... developing device 4 .... transfer roller 5 .... cleaning device 6 .... conveying device 7 .... fixing device 31 ... Upstream developing roller 32.. Downstream developing roller 33.. Upstream developing sleeve (first developer carrier) 34.. Upstream magnet roller (first magnetic member) 35.. Downstream developing sleeve (second developer) Carrier), 36.. Downstream magnet roller (second magnetic member), A 1 .. upstream development area (first development area), A 2 .. downstream development area (second development area), 37.. Agent layer thickness regulating member), 38 .. Developer stirring and conveying member
Claims (5)
前記像担持体の表面のうち、前記第１現像領域の前記像担持体の回転方向下流端部に形成される磁界の強さが、前記第２現像領域の前記像担持体の回転方向下流端部に形成される磁界の強さよりも小さくなるように、前記第１現像領域で前記第１現像剤担持体から生じる磁界の半値幅が、前記第２現像領域で前記第２現像剤担持体から生じる磁界の半値幅より小さいことを特徴とする画像形成装置。 A rotatable image carrier on which a latent image is formed, a first developer carrier that carries a developer having magnetic particles and develops the latent image of the image carrier in a first development region, and The second development is provided on the downstream side in the rotation direction of the image carrier relative to the developer carrier, and carries the developer having the magnetic particles and develops the latent image on the image carrier in the second development region. A developer carrier, a first magnetic member provided inside the first developer carrier, for restraining the developer having the magnetic particles on the first developer carrier, and a second developer carrier. An image forming apparatus having a second magnetic member provided inside and constraining the developer having the magnetic particles to the second developer carrier,
Of the surface of the image carrier, the strength of the magnetic field formed at the downstream end in the rotation direction of the image carrier in the first development region is the downstream end in the rotation direction of the image carrier in the second development region. small Kunar so on than the strength of the magnetic field formed parts, the first half-width of the magnetic field generated from the first developer carrying member in the developing region, said second developer carrying member in the second developing region An image forming apparatus having a width less than a half-value width of a magnetic field generated from
前記像担持体の表面のうち、前記第１現像領域の前記像担持体の回転方向下流端部に形成される磁界の強さが、前記第２現像領域の前記像担持体の回転方向下流端部に形成される磁界の強さよりも小さくなるように、前記第１現像剤担持体及び前記第２現像剤担持体に印加される直流電圧と前記像担持体の画像部電位との電位差に関して、前記第１現像剤担持体よりも前記第２現像剤担持体の方が大きいことを特徴とする画像形成装置。Of the surface of the image carrier, the strength of the magnetic field formed at the downstream end in the rotation direction of the image carrier in the first development region is the downstream end in the rotation direction of the image carrier in the second development region. With respect to the potential difference between the DC voltage applied to the first developer carrier and the second developer carrier and the image portion potential of the image carrier so as to be smaller than the strength of the magnetic field formed in the portion, An image forming apparatus, wherein the second developer carrier is larger than the first developer carrier.
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