JPH07333957A - Developing device - Google Patents
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- JPH07333957A JPH07333957A JP14861694A JP14861694A JPH07333957A JP H07333957 A JPH07333957 A JP H07333957A JP 14861694 A JP14861694 A JP 14861694A JP 14861694 A JP14861694 A JP 14861694A JP H07333957 A JPH07333957 A JP H07333957A
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Landscapes
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Developing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法或いは静電
記録法等により形成された静電潜像を現像する現像装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic latent image formed by electrophotography or electrostatic recording.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近、画像のフルカラー化、或いは画像
出力のシステム化に伴って、複写機やプリンタのデジタ
ル化が進んでいる。例えばレーザ光を走査し、このレー
ザ光のＯＮ、ＯＦＦにより感光ドラム上に静電潜像を形
成して、所望の画像を記録するレーザビームプリンタや
複写機等の画像形成装置が広く知られるようになって来
ている。2. Description of the Related Art Recently, digitalization of copying machines and printers has been advanced with the full-color image formation or systematization of image output. For example, an image forming apparatus such as a laser beam printer or a copying machine, which scans a laser beam, forms an electrostatic latent image on a photosensitive drum by turning the laser beam on and off, and records a desired image, is widely known. Is becoming.
【０００３】図５に、画像形成装置としてデジタル式電
子写真複写機の概略構成図を示す。先ず、原稿台１１０
上に原稿Ｇの複写すべき面を下側にしてセットする。次
にコピーボタンを押すことにより複写が開始される。原
稿照明用ランプ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサが
一体のユニット１０９となって原稿を照射しながら走査
することにより、その照明走査光の原稿面反射光が、短
焦点レンズアレイによって結像されてＣＣＤセンサに入
射される。ＣＣＤセンサは受光部、転送部、出力部より
構成されている。ＣＣＤ受光部において光信号電気信号
に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して順次出
力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧信号に
変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。この
ようにして得られたアナログ信号を周知の画像処理を行
なってデジタル画像信号に変換し、デジタル画像信号を
プリンタ部に送る。FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of a digital electrophotographic copying machine as an image forming apparatus. First, the document table 110
The original G is set with the side to be copied facing down. Then, copying is started by pressing the copy button. An original illumination lamp, a short focus lens array, and a CCD sensor serve as a unit 109 to scan the original while illuminating the original, and the light reflected from the original surface of the illumination scanning light is imaged by the short focus lens array. It is incident on the CCD sensor. The CCD sensor is composed of a light receiving section, a transfer section and an output section. In the CCD light receiving portion, it is converted into an optical signal electric signal, and in the transfer portion, it is sequentially transferred to the output portion in synchronization with the clock pulse. The analog signal thus obtained is subjected to known image processing to be converted into a digital image signal, and the digital image signal is sent to the printer section.
【０００４】プリンタ部においては上記の画像信号を受
け、半導体レーザを発生させるレーザ露光部１００を用
いて、以下に示すように静電潜像を形成する。感光ドラ
ム１０１は中心支軸を中心に所定の周速度で回転駆動さ
れ、その回転過程で一次帯電器１０３により負極性に一
様な帯電処理を受ける。その感光ドラム１０１の一様帯
電面上に画像信号に対応してＯＮ、ＯＦＦ発光されるレ
ーザ光を走査することにより、感光ドラム１０１の面上
に原稿画像に対応した静電潜像が順次形成されて行く。In the printer section, the above-mentioned image signal is received and a laser exposure section 100 for generating a semiconductor laser is used to form an electrostatic latent image as shown below. The photosensitive drum 101 is rotationally driven around a central support shaft at a predetermined peripheral speed, and in the course of the rotation, the primary charging device 103 uniformly negatively charges the photosensitive drum 101. By scanning the uniformly charged surface of the photosensitive drum 101 with laser light emitted ON and OFF corresponding to an image signal, an electrostatic latent image corresponding to an original image is sequentially formed on the surface of the photosensitive drum 101. Go away.
【０００５】感光ドラム１０１の回転に伴い静電潜像が
現像装置１０４との対向位置に来ると、潜像はトナーに
よって現像されてトナー像として可視化される。感光ド
ラム１０１上に形成されたトナー像は、転写帯電器１０
７によって転写材上に静電転写される。その転写材は分
離帯電器１０８によって静電分離されて定着器１０６へ
搬送され、そこで熱定着されて画像が出力される。トナ
ー像転写後の感光ドラム１０１は、クリーナ１０５によ
ってその面上の転写残りトナー等の付着物を除去した
後、前露光ランプ１０２で露光して除電し、電気的に初
期化して、次の画像形成に供される。When the electrostatic latent image comes to a position facing the developing device 104 as the photosensitive drum 101 rotates, the latent image is developed with toner and visualized as a toner image. The toner image formed on the photosensitive drum 101 is transferred to the transfer charger 10
7 is electrostatically transferred onto the transfer material. The transfer material is electrostatically separated by the separation charger 108 and conveyed to the fixing device 106, where it is thermally fixed and an image is output. After the transfer of the toner image, the photosensitive drum 101 is cleaned by a cleaner 105 to remove adhering substances such as untransferred toner on the surface thereof, and then exposed by a pre-exposure lamp 102 to be neutralized and electrically initialized to a next image. Used for formation.
【０００６】図６に従来の現像装置１０４の構成を示
す。図６に示すように、現像装置１０４は、二成分現像
剤１１９を収容した現像容器１１６を有し、その容器１
１６の感光ドラム１０１に面した開口部内に現像スリー
ブ１１１が回転自在に設置され、現像スリーブ１１１内
には現像スリーブ１１１上に現像剤を担持させるマグネ
ットローラ１１２が、現像スリーブ１１１の回転に対し
て非回転に固定配置されている。現像容器１１６の現像
スリーブ１１１の上方位置には、現像スリーブ１１１上
に担持された現像剤を規制して薄層の現像剤層に形成す
る規制ブレード１１５が設置されている。現像容器１１
６内の奥側には、その略下半部に仕切り壁１１７により
区画された現像室Ｒ1 及び撹拌室Ｒ2 が設けられ、その
上方の略上半部には補給用のトナー１１８を収容した補
給室Ｒ3 が設けられている。補給室Ｒ3 の下端部内に
は、トナー１１８を補給する補給ローラ１２０が設置さ
れている。FIG. 6 shows the structure of a conventional developing device 104. As shown in FIG. 6, the developing device 104 has a developing container 116 containing a two-component developer 119.
A developing sleeve 111 is rotatably installed in an opening 16 facing the photosensitive drum 101, and a magnet roller 112 for carrying a developer on the developing sleeve 111 is provided in the developing sleeve 111 with respect to the rotation of the developing sleeve 111. It is fixedly placed so that it does not rotate. A regulating blade 115 that regulates the developer carried on the developing sleeve 111 to form a thin developer layer is installed above the developing sleeve 111 in the developing container 116. Developer container 11
A developing chamber R 1 and an agitating chamber R 2 partitioned by a partition wall 117 are provided in the lower half of the inside of the inside of 6, and a replenishment toner 118 is accommodated in the upper half thereof. A replenishing chamber R 3 is provided. A replenishing roller 120 that replenishes the toner 118 is installed in the lower end portion of the replenishing chamber R 3 .
【０００７】現像剤１１９はトナーとキャリアとを主体
としてなっており、トナーは負帯電性である。先ず、現
像スリーブ１１１の回転に伴いマグネットローラ１１２
の磁極Ｎ2 によって現像室Ｒ1 内の現像剤が汲み上げら
れ、現像スリーブ１１１上に担持される。その現像剤は
マグネットローラ１１２の磁極Ｓ2 →磁極Ｎ1 と搬送さ
れ、その搬送過程においてトナーが負に帯電されると共
に、現像剤が現像スリーブ１１１に対し垂直に配置され
た規制ブレード１１５により規制され、薄層の現像剤層
に形成される。薄層の現像剤層に形成された現像剤は、
感光ドラム１０１と対向した現像領域へ搬送されると、
マグネットローラ１１２の現像領域に位置された現像主
極Ｓ1 の磁気力によって穂立ちし、現像剤の磁気ブラシ
が形成される。この磁気ブラシで感光ドラム１０１の面
上を擦ると共に、現像スリーブ１１１にバイアス電源１
２１により現像バイアス電圧を印加することにより、磁
気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナー
が静電潜像の可視部（レーザ光による露光部）に付着し
て現像し、感光ドラム１０１上にトナー像が形成され
る。The developer 119 is mainly composed of toner and carrier, and the toner is negatively charged. First, as the developing sleeve 111 rotates, the magnet roller 112
The developer in the developing chamber R 1 is drawn up by the magnetic pole N 2 and is carried on the developing sleeve 111. The developer is transported from the magnetic pole S 2 to the magnetic pole N 1 of the magnet roller 112, the toner is negatively charged in the transport process, and the developer is regulated by the regulation blade 115 arranged perpendicularly to the developing sleeve 111. To form a thin developer layer. The developer formed on the thin developer layer is
When it is conveyed to the developing area facing the photosensitive drum 101,
The magnetic force of the main developing pole S 1 located in the developing area of the magnet roller 112 causes the magnetic particles to stand up, forming a magnetic brush of the developer. While rubbing the surface of the photosensitive drum 101 with this magnetic brush, the bias power source 1 is applied to the developing sleeve 111.
By applying a developing bias voltage by 21, the toner adhering to the carrier forming the brush of the magnetic brush adheres to the visible portion (exposure portion by the laser beam) of the electrostatic latent image to develop the photosensitive drum 101. A toner image is formed on top.
【０００８】現像スリーブ１１１上の現像に供されずに
残った現像剤は、現像スリーブ１１の回転に伴い現像容
器１１６内に戻され、マグネットローラ１１２の磁極Ｎ
3 及びＮ2 による反撥磁界により現像スリーブ１１１上
から剥ぎ取られ、容器１１６内に回収される。The developer remaining on the developing sleeve 111 without being developed is returned into the developing container 116 as the developing sleeve 11 rotates, and the magnetic pole N of the magnet roller 112 is reached.
It is peeled off from the developing sleeve 111 by the repulsive magnetic field of 3 and N 2 and is collected in the container 116.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記の現像スリーブ１
１１に印加する現像バイアスとして、従来は、主とし
て、図７に示すような直流バイアス、或いは図８に示す
ような直流と交流を重畳したバイアスが使用されてい
る。The developing sleeve 1 described above.
As a developing bias to be applied to 11, conventionally, a DC bias as shown in FIG. 7 or a bias in which DC and AC are superimposed as shown in FIG. 8 is mainly used.
【００１０】図７において、符号ＶD は静電潜像の背景
部電位、ＶL は静電潜像の可視部電位であり、ＶA は現
像スリーブ１１１に印加される直流バイアスである。現
像スリーブに直流バイアスが印加されると、負に帯電し
たトナーは現像スリーブ又はその上のキャリアから飛翔
して、電位ＶL の可視部領域に付着しトナー像が形成さ
れる。In FIG. 7, reference numeral VD is a background portion potential of the electrostatic latent image, VL is a visible portion potential of the electrostatic latent image, and VA is a DC bias applied to the developing sleeve 111. When a DC bias is applied to the developing sleeve, the negatively charged toner flies from the developing sleeve or the carrier on the developing sleeve and adheres to the visible region of the potential VL to form a toner image.
【００１１】しかしながら、図７に示した直流バイアス
を使用すると、以下のような問題が生じた。即ち白部と
ベタ画像の中間領域のハーフトーン画像の場合、単位面
積当たりのトナーの付着力がベタ画像より弱まるため
に、ハーフトーン画像の現像中、感光ドラムに付着した
トナーが現像スリーブ上の磁気ブラシにより掻き取ら
れ、このため所謂掃き目ムラと云われる縦スジが発生し
てしまった。このような掃き目ムラは、グラフィック画
像や高精細な画像では大きな欠陥となる。However, the use of the DC bias shown in FIG. 7 causes the following problems. That is, in the case of a halftone image in the intermediate area between the white part and the solid image, the toner adhesion force per unit area is weaker than that of the solid image, so that the toner attached to the photosensitive drum remains on the developing sleeve during the development of the halftone image. It was scraped off by the magnetic brush, which caused vertical streaks called so-called uneven sweep. Such sweep unevenness becomes a large defect in a graphic image or a high-definition image.
【００１２】図８において、電位ＶD 、ＶL 及びＶA は
図７の場合と同じである。図８の現像バイアスでは、現
像スリーブ又はその上のキャリアからトナーを、感光ド
ラム上の静電潜像の可視部にも背景部にも向かう方向に
付勢する電圧Ｖ51と、感光ドラム上の静電潜像の可視部
からも背景部からもトナーを、現像スリーブ又はその上
のキャリアに向かう方向に付勢する電圧Ｖ52とが繰り返
される振動電圧が印加され、トナー像が形成される。In FIG. 8, potentials VD, VL and VA are the same as in FIG. In the developing bias shown in FIG. 8, a voltage V51 for urging the toner from the developing sleeve or the carrier on the developing sleeve in the direction toward the visible portion and the background portion of the electrostatic latent image on the photosensitive drum, and the static electricity on the photosensitive drum are used. An oscillating voltage in which a voltage V52 for urging the toner in the direction toward the developing sleeve or the carrier thereon is repeated is applied from both the visible portion and the background portion of the latent image to form a toner image.
【００１３】上記の電圧Ｖ51は、振動バイアス電圧の１
周期Ｃにおいて時間Ｔ51だけ現れ、電圧Ｖ52は時間Ｔ51
だけ現れる。静電潜像の可視部電位ＶL 、背景部電位Ｖ
D は、電圧Ｖ51のレベルと電圧Ｖ52のレベルの間にあ
る。換言すれば、電圧Ｖ51のレベルは、背景部電位ＶD
に関して可視部電位ＶL の逆の側に位置しており、電圧
Ｖ51のレベルは、可視部電位ＶL に関して背景部電位Ｖ
D の逆側に位置している。The above voltage V51 is 1 of the vibration bias voltage.
In cycle C, the voltage V52 appears only for the time T51, and the voltage V52 is
Only appears. Visible part potential VL of electrostatic latent image, background part potential V
D is between the level of voltage V51 and the level of voltage V52. In other words, the level of the voltage V51 is the background potential VD.
With respect to the visible portion potential VL, and the level of the voltage V51 is relative to the visible portion potential VL with respect to the background portion potential VL.
It is located on the opposite side of D.
【００１４】従って時間Ｔ51の間に、負に帯電したトナ
ーは現像スリーブ又はキャリアから飛翔して、静電潜像
の可視部（電位ＶL ）にも背景部（電位ＶD ）にも付着
する。但し、背景部に付着する単位面積当たりのトナー
量は、可視部に付着する単位面積当たりのトナー量に比
べて少量である。一方、時間Ｔ52の間に、静電潜像の可
視部（ＶL ）に付着していたトナーの一部と、背景部
（ＶD ）に付着していたトナーの大部分が現像スリーブ
又はキャリア上に戻って来る。以上が繰り返されて、静
電潜像が現像される。Therefore, during the time T51, the negatively charged toner flies from the developing sleeve or carrier and adheres to both the visible portion (potential VL) and the background portion (potential VD) of the electrostatic latent image. However, the amount of toner adhering to the background portion per unit area is smaller than the amount of toner adhering to the visible portion per unit area. On the other hand, during time T52, a part of the toner adhered to the visible portion (VL) of the electrostatic latent image and most of the toner adhered to the background portion (VD) are on the developing sleeve or carrier. Come back. By repeating the above, the electrostatic latent image is developed.
【００１５】図８に示したような重畳バイアスを使用し
た場合、直流バイアス印加時の掃き目ムラの縦スジは、
時間Ｔ52の間に印加される電圧Ｖ52により可視部（ＶL
）から現像スリーブへ引き戻されるトナーの引き戻し
量の均一化により軽減される。When the superimposed bias as shown in FIG. 8 is used, the vertical stripes of the sweep unevenness when the DC bias is applied are
Due to the voltage V52 applied during the time T52, the visible portion (VL
), The amount of the toner withdrawn from the developing sleeve to the developing sleeve is made uniform.
【００１６】しかし、以下に述べるような問題が生じ
た。即ち電圧Ｖ51のレベルが背景部電位ＶD に関して、
可視部電位ＶL の逆の側に位置しているために、トナー
を現像スリーブ又はキャリアから感光ドラム上の可視部
電位ＶL に対し付勢する力が強く、トナーだけでなくキ
ャリアも感光ドラム上に付着させてしまう所謂キャリア
付着が発生し、出力画像に悪影響を与えてしまう。However, the following problems have occurred. That is, the level of the voltage V51 is related to the background potential VD,
Since the toner is located on the opposite side of the visible portion potential VL, the force for urging the toner from the developing sleeve or the carrier to the visible portion potential VL on the photosensitive drum is strong, and not only the toner but also the carrier is placed on the photosensitive drum. So-called carrier adhesion, which causes the adhesion, occurs, which adversely affects the output image.
【００１７】又現像に寄与しないトナーまで現像スリー
ブと感光ドラム間を行き来するため、トナーやキャリア
にかかるストレスが大きく、長期間使用して行くうちに
トナーの流動性や凝集性を保持する外添剤がトナーに埋
め込まれ、トナーやキャリアが劣悪化してしまう所謂耐
久劣化の問題を起こした。耐久劣化、つまり長期間の使
用による劣化を生じると、転写効率が低下したり、被画
像部にトナーが付着する所謂カブリが発生して画質が低
下する。Further, since the toner that does not contribute to the development moves back and forth between the developing sleeve and the photosensitive drum, the stress applied to the toner and the carrier is large, and the fluidity and the cohesiveness of the toner are maintained during long-term use. The agent is embedded in the toner, causing a problem of so-called durability deterioration in which the toner and the carrier deteriorate. If the durability is deteriorated, that is, the deterioration is caused by long-term use, the transfer efficiency is decreased, or so-called fog occurs in which the toner adheres to the image receiving part, and the image quality is deteriorated.
【００１８】以上は負極性の静電潜像を負に帯電したト
ナーで反転現像する場合の例を示したが、正極性の静電
潜像を正に帯電したトナーで反転現像する場合にも同様
な問題を生じる。又静電潜像を正規現像する場合にも同
様である。In the above, an example of reverse development of a negative electrostatic latent image with negatively charged toner has been shown, but it is also possible to reverse develop a positive electrostatic latent image with positively charged toner. It causes similar problems. The same applies when the electrostatic latent image is normally developed.
【００１９】上記において、反転現像とは、静電潜像の
極性と同極性に帯電したトナーを、潜像の電位の絶対値
の小さい領域に付着させて可視化する現像方式である。
従って電子写真感光体の画像光で露光された領域、所謂
明部電位領域にトナーが付着する。正規現像とは、静電
潜像の極性と逆極性に帯電したトナーを、潜像の電位の
絶対値の大きい領域に付着させて可視化する現像方式で
ある。従って電子写真感光体の画像光で露光されなかっ
た領域、所謂暗部電位領域にトナーが付着する。In the above, the reversal development is a development method in which toner charged to the same polarity as that of the electrostatic latent image is made to adhere to a region where the absolute value of the potential of the latent image is small and is visualized.
Therefore, the toner adheres to the area of the electrophotographic photosensitive member exposed by the image light, that is, the so-called bright portion potential area. The normal development is a development method in which toner charged to a polarity opposite to the polarity of the electrostatic latent image is attached to a region where the absolute value of the potential of the latent image is large and is visualized. Therefore, the toner adheres to a region of the electrophotographic photosensitive member which is not exposed to the image light, that is, a so-called dark potential region.
【００２０】本明細書において、静電潜像の可視部と
は、反転現像の場合、潜像の電位の絶対値が最小である
部分を言い、正規現像の場合、潜像の絶対値が最大であ
る部分のことを言う。つまり、可視部というのは、潜像
の最も高濃度に現像されるべき部分を指す。In the present specification, the visible portion of the electrostatic latent image means a portion where the absolute value of the potential of the latent image is the minimum in the case of reversal development, and the maximum absolute value of the latent image is the maximum in the case of normal development. Is the part that is. That is, the visible portion refers to the portion of the latent image that should be developed to have the highest density.
【００２１】本発明の目的は、振動バイアス電圧の印加
下に二成分現像剤により静電潜像を現像して、現像剤の
磁気ブラシによる掃き目ムラや感光ドラムへのキャリア
付着等による欠陥のない、高品質画像を得ることが可能
な現像装置を提供することである。An object of the present invention is to develop an electrostatic latent image with a two-component developer under application of a vibration bias voltage, and to eliminate defects such as uneven sweep of the developer due to a magnetic brush and carrier adhesion to the photosensitive drum. It is to provide a developing device capable of obtaining a high quality image.
【００２２】本発明の他の目的は、振動バイアス電圧の
印加下に二成分現像剤によって静電潜像を現像し、その
際、長期間の使用による現像剤のトナー及びキャリアの
劣化を抑制することを可能とした現像装置を提供するこ
とである。Another object of the present invention is to develop an electrostatic latent image with a two-component developer under application of an oscillating bias voltage, and at that time, suppress deterioration of toner and carrier of the developer due to long-term use. It is to provide a developing device that makes it possible.
【００２３】[0023]
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置にて達成される。要約すれば本発明は、磁界発
生手段を内蔵した現像剤担持体上に、トナーとキャリア
とからなる二成分現像剤を担持して、像担持体と対向し
た現像領域へ搬送し、前記搬送された現像剤により像担
持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置におい
て、前記トナーを現像剤担持体から静電潜像可視部に向
かう方向に付勢するピーク電圧であって、その電圧レベ
ルが静電潜像可視部の電位と静電潜像背景部の電位の間
のレベルである第１のピーク電圧と、トナーを静電潜像
可視部から現像剤担持体に向かう方向に付勢するピーク
電圧であって、その電圧レベルが前記静電潜像可視部の
電位に関して第１のピーク電圧の電圧レベルとは逆の側
に位置する第２のピーク電圧とを有する振動バイアス電
圧を現像剤担持体に印加することを特徴とする現像装置
である。The above object can be achieved by the developing device according to the present invention. In summary, according to the present invention, a two-component developer composed of a toner and a carrier is carried on a developer carrier having a built-in magnetic field generating means, and the two-component developer is conveyed to a developing area facing the image carrier, and is conveyed. In the developing device for developing the electrostatic latent image formed on the image bearing member by the developer, a peak voltage for urging the toner in the direction from the developer bearing member toward the visible portion of the electrostatic latent image, A first peak voltage whose voltage level is a level between the potential of the visible portion of the electrostatic latent image and the potential of the background portion of the electrostatic latent image, and the direction of the toner from the visible portion of the electrostatic latent image toward the developer carrier. And a second peak voltage whose voltage level is opposite to the voltage level of the first peak voltage with respect to the potential of the visible portion of the electrostatic latent image. Characterized in that a voltage is applied to the developer carrier It is a developing apparatus.
【００２４】本発明によれば、前記振動バイアス電圧の
時間平均電圧値は、前記静電潜像可視部の電位と静電潜
像背景部の電位の間の値とすることができる。現像前記
振動バイアス電圧のデューティ比は１よりも大とするこ
とができる。前記振動バイアス電圧のデューティ比を変
化させることができる。前記振動バイアス電圧の周波
数、第１のピーク電圧及び第２のピーク電圧をそれぞれ
一定にしたまま、前記デューティ比を変化させることが
できる。又前記磁界発生手段は複数の磁極を有し、その
うちの２つの磁極が互に異極性であって、前記磁界発生
手段の前記現像領域を中心とした上流側及び下流側に配
置することができる。According to the present invention, the time average voltage value of the vibration bias voltage may be a value between the potential of the visible portion of the electrostatic latent image and the potential of the background portion of the electrostatic latent image. Development The duty ratio of the vibration bias voltage can be greater than one. The duty ratio of the vibration bias voltage can be changed. The duty ratio can be changed while the frequency of the vibration bias voltage, the first peak voltage, and the second peak voltage are kept constant. The magnetic field generating means has a plurality of magnetic poles, two magnetic poles of which have mutually different polarities, and can be arranged on the upstream side and the downstream side of the developing area of the magnetic field generating means. .
【００２５】[0025]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、煩雑を
避けるために、トナーとキャリアを混合した二成分現像
剤を使用し、負極性の静電潜像を負に帯電したトナーで
反転現像する例について示す。しかしながら、本発明は
これに限られず、正極性の静電潜像を正に帯電したトナ
ーで反転現像する場合にも適用でき、又正規現像する場
合にも適用できる。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. In order to avoid complication, a two-component developer in which a toner and a carrier are mixed is used, and a toner having a negative electrostatic latent image is negatively charged. An example of reversal development will be described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to the case of reversal development of a positive electrostatic latent image with positively charged toner and also to the case of regular development.
【００２６】実施例１ 図１は、本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成図
である。現像装置４は、トナーとキャリアとからなる二
成分現像剤１９を収容した現像容器１６を有し、その現
像容器１６内に現像スリーブ１１が配設されている。現
像スリーブ１１は、円筒状の電子写真感光ドラム１上に
形成された静電潜像２４に現像剤１９を供給する現像領
域２２において、感光ドラム１と対向するように配置さ
れている。感光ドラム１は矢印ｂ方向に回転する。Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the developing device of the present invention. The developing device 4 has a developing container 16 containing a two-component developer 19 composed of toner and carrier, and the developing sleeve 11 is arranged in the developing container 16. The developing sleeve 11 is arranged so as to face the photosensitive drum 1 in a developing area 22 for supplying the developer 19 to the electrostatic latent image 24 formed on the cylindrical electrophotographic photosensitive drum 1. The photosensitive drum 1 rotates in the direction of arrow b.
【００２７】現像スリーブ１１は、非磁性且つ導電性の
円筒からなっており、矢印ａ方向に回転する。この現像
スリーブ１１内にはマグネットローラ１２が非回転に固
定設置され、マグネットローラ１２はＳ１、Ｓ２、Ｎ
１、Ｎ２、Ｎ３の磁極を有する。The developing sleeve 11 is made of a non-magnetic and conductive cylinder and rotates in the direction of arrow a. A magnet roller 12 is non-rotatably fixedly installed in the developing sleeve 11, and the magnet roller 12 includes S1, S2, N
It has magnetic poles of 1, N2 and N3.
【００２８】現像容器１６の現像スリーブ１１上の位置
には、これと所定の小間隙を開けて規制ブレード１５が
配設され、この規制ブレード１５は、現像スリーブ１１
上に担持された現像剤１９を規制して、現像スリーブ１
１上に現像剤１９の薄層を形成する。現像スリーブ１１
には、現像バイアスを印加する現像バイアス電源２１が
接続されている。At the position of the developing container 16 on the developing sleeve 11, a regulating blade 15 is disposed with a predetermined small gap therebetween, and the regulating blade 15 is provided on the developing sleeve 11.
By controlling the developer 19 carried on the developing sleeve 1,
A thin layer of developer 19 is formed on 1. Developing sleeve 11
A developing bias power source 21 for applying a developing bias is connected to the.
【００２９】又現像容器１６内の奥側には、仕切り壁１
７により区画された現像室Ｒ1 及び撹拌室Ｒ2 が設けら
れ、その上方には補給用のトナー１８を収容した補給室
Ｒ3が設けられている。補給室Ｒ3 の下端部内には、ト
ナー１８を補給する補給ローラ２０が設置されている。The partition wall 1 is provided on the inner side of the developing container 16.
A developing chamber R 1 and a stirring chamber R 2 partitioned by 7 are provided, and a replenishing chamber R 3 containing a replenishing toner 18 is provided above the developing chamber R 1 and the agitating chamber R 2 . A replenishing roller 20 for replenishing the toner 18 is installed in the lower end portion of the replenishing chamber R 3 .
【００３０】感光ドラム１は、その外周の表面近くに配
設された一次帯電器３に帯電バイアスを印加することに
より、表面が極性に一様に帯電される。この感光ドラム
１の表面に対し、被記録画像信号に応じて変調されたレ
ーザ光２３が走査され、感光ドラム１の表面が露光され
て前記の静電潜像２４が形成される。The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a polarity by applying a charging bias to a primary charger 3 arranged near the surface of the outer periphery of the photosensitive drum 1. The surface of the photosensitive drum 1 is scanned with a laser beam 23 modulated according to a recorded image signal, the surface of the photosensitive drum 1 is exposed, and the electrostatic latent image 24 is formed.
【００３１】現像剤１９は、上述したように、トナーと
キャリアとを主体としてなっている。このトナーは負帯
電性とされている。現像は次のように行なわれる。The developer 19 is mainly composed of toner and carrier, as described above. This toner is negatively charged. Development is carried out as follows.
【００３２】先ず、現像スリーブ１１の回転に伴いマグ
ネットローラ１２の磁極Ｎ2 によって現像室Ｒ1 内の現
像剤が汲み上げられ、現像スリーブ１１上に担持され
る。その現像剤はマグネットローラ１２の磁極Ｓ2 →磁
極Ｎ1 と搬送され、その搬送過程においてトナーが負に
帯電されると共に、現像剤が現像スリーブ１１に対し垂
直に配置された規制ブレード１５により規制され、薄層
の現像剤層に形成される。薄層の現像剤層に形成された
現像剤は、感光ドラム１と対向した現像領域２２へ搬送
されると、マグネットローラ１２の現像領域に位置され
た現像主極Ｓ1 の磁気力によって穂立ちし、現像剤の磁
気ブラシが形成される。この磁気ブラシで感光ドラム１
の面上を擦ると共に、現像スリーブ１１にバイアス電源
２１により現像バイアス電圧を印加することにより、磁
気ブラシの穂を構成したキャリアに付着しているトナー
が静電潜像２４の可視部（レーザ光２３による露光部）
に付着して現像し、感光ドラム１上にトナー像２５が形
成される。First, as the developing sleeve 11 rotates, the developer in the developing chamber R 1 is drawn up by the magnetic pole N 2 of the magnet roller 12 and is carried on the developing sleeve 11. The developer is conveyed from the magnetic pole S 2 to the magnetic pole N 1 of the magnet roller 12, the toner is negatively charged during the conveyance process, and the developer is regulated by the regulation blade 15 arranged perpendicularly to the developing sleeve 11. To form a thin developer layer. When the developer formed on the thin developer layer is conveyed to the development area 22 facing the photosensitive drum 1, the magnetic force of the main development pole S 1 located in the development area of the magnet roller 12 causes the developer to stand. Then, a magnetic brush of the developer is formed. Photosensitive drum 1 with this magnetic brush
The surface of the electrostatic latent image 24 is rubbed on the surface of the electrostatic latent image 24 by applying a developing bias voltage to the developing sleeve 11 by the bias power source 21. 23 exposure unit)
The toner image 25 is formed on the photosensitive drum 1 by adhering to and developing.
【００３３】現像スリーブ１１上の現像に供されずに残
った現像剤は、現像スリーブ１１の回転に伴い現像容器
１６内に戻され、マグネットローラ１２の磁極Ｎ3 及び
Ｎ2による反撥磁界により現像スリーブ１１上から剥ぎ
取られ、容器１６内に回収される。The developer remaining on the developing sleeve 11 without being developed is returned to the inside of the developing container 16 as the developing sleeve 11 rotates, and is developed by the repulsive magnetic field generated by the magnetic poles N 3 and N 2 of the magnet roller 12. It is peeled off from the sleeve 11 and collected in the container 16.
【００３４】本実施例によれば、現像スリーブ１１には
現像バイアスとして、図２に示したような振動バイアス
電圧Ｖ（ｔ）が印加される。この振動バイアス電圧Ｖ
（ｔ）は、第１ピーク電圧Ｖ１と第２ピーク電圧Ｖ２が
交互に繰り返される振動電圧になっている。第１ピーク
電圧Ｖ１は時間Ｔ１だけ持続し、次に第２ピーク電圧が
Ｖ２が時間Ｔ２だけ持続し、この時間Ｔ１及びＴ２で振
動バイアス電圧Ｖ（ｔ）の１周期Ｃが終了する。According to this embodiment, the developing bias voltage V (t) as shown in FIG. 2 is applied to the developing sleeve 11 as the developing bias. This vibration bias voltage V
(T) is an oscillating voltage in which the first peak voltage V1 and the second peak voltage V2 are alternately repeated. The first peak voltage V1 lasts for time T1, then the second peak voltage V2 lasts for time T2, at which time one cycle C of the oscillatory bias voltage V (t) ends.
【００３５】第１ピーク電圧Ｖ１は、現像スリーブ１１
又はその上のキャリアからトナーを感光ドラム１上の静
電潜像２４の可視部（電位ＶL ）に向かう方向に付勢、
つまり、その方向の力をトナーに付与する電界を形成す
る。従って時間Ｔ１において、トナーは現像スリーブ１
１から飛翔して、感光ドラム１上の静電潜像２４の可視
部（ＶL ）に付着する。しかし、潜像２４の背景部（Ｖ
D ）における電界の方向は、可視部における電界の方向
とは逆向きになるので、この背景部に対し、負極性に帯
電したトナーが現像スリーブ１１から飛翔して到達する
ことは実質上ない。The first peak voltage V1 corresponds to the developing sleeve 11
Alternatively, the toner is urged from the carrier on the photosensitive drum 1 toward the visible portion (potential VL) of the electrostatic latent image 24,
That is, an electric field is formed that applies a force in that direction to the toner. Therefore, at time T1, the toner is on the developing sleeve 1
It flies from 1 and adheres to the visible portion (VL) of the electrostatic latent image 24 on the photosensitive drum 1. However, the background portion (V
The direction of the electric field in D) is opposite to the direction of the electric field in the visible portion, so that the negatively charged toner does not substantially fly and reach the background portion from the developing sleeve 11.
【００３６】第２ピーク電圧Ｖ２は、その電圧レベルが
潜像２４の可視部電位ＶL に関して、第１ピーク電圧Ｖ
１のレベル位置と逆の側に位置している（可視部電位Ｖ
L は、振動バイアス電圧Ｖ（ｔ）の第１ピーク電圧Ｖ１
と第２ピーク電圧Ｖ２間の電圧レベルにある）。第２ピ
ーク電圧Ｖ２は、トナーを潜像２４の可視部（ＶL ）か
ら現像スリーブ１１に向かう方向に付勢する電界、つま
り、その方向の力をトナーに付与する電界を形成する。
従って時間Ｔ２において、時間Ｔ１で潜像２４の可視部
（ＶL ）に付着したトナーの一部がそこから離脱し、現
像スリーブ１１に戻って来る。The second peak voltage V2 has a voltage level with respect to the visible portion potential VL of the latent image 24.
It is located on the opposite side of the level position of 1 (visible part potential V
L is the first peak voltage V1 of the vibration bias voltage V (t)
And the second peak voltage V2). The second peak voltage V2 forms an electric field that urges the toner in the direction from the visible portion (VL) of the latent image 24 toward the developing sleeve 11, that is, an electric field that applies a force in that direction to the toner.
Therefore, at the time T2, a part of the toner adhered to the visible portion (VL) of the latent image 24 at the time T1 is separated from the toner and returns to the developing sleeve 11.
【００３７】本発明では、現像領域２２において磁気ブ
ラシに以上のようなトナーの動きが繰り返されて、感光
ドラム１上の潜像２４の可視部にトナー像が形成され
る。これによれば、時間Ｔ１の間に、トナーが背景部
（ＶD ）に到達することが実質的にない、即ち現像に寄
与しないトナーが感光ドラム１に到達することがないこ
とから、長期間の使用によるトナー及びキャリアの劣化
が防止される。又磁気ブラシによって可視部のトナー像
に掃き目ムラが形成されたとしても、時間Ｔ２の間に、
可視部（ＶL ）に付着したトナーの一部が離脱すること
から、トナーが可視部と現像スリーブ１１間を往復する
間に、可視部に付着するトナー量が均一化されて、トナ
ー像の掃き目ムラが消失する。In the present invention, the toner movement is repeated on the magnetic brush in the developing area 22 to form a toner image on the visible portion of the latent image 24 on the photosensitive drum 1. According to this, during the time T1, the toner does not substantially reach the background portion (VD), that is, the toner that does not contribute to the development does not reach the photosensitive drum 1, so that it is Deterioration of toner and carrier due to use is prevented. Further, even if the sweeping unevenness is formed in the visible toner image by the magnetic brush, during the time T2,
Since a part of the toner adhering to the visible portion (VL) is released, while the toner reciprocates between the visible portion and the developing sleeve 11, the toner amount adhering to the visible portion is made uniform and the toner image is swept. Eye spots disappear.
【００３８】又第１ピーク電圧Ｖ１の電圧レベルは、背
景部電位ＶD よりも可視部電位ＶLの側に位置している
ので、可視部の周囲からトナーを可視部に寄せ集める力
は弱く、従ってこれによっても、長期間の使用によるト
ナー及びキャリアの劣化防止が図られる。更にトナーが
潜像２４の可視部（ＶL ）に付着し、離脱する運動を繰
り返すことから、可視部の端部の線により忠実に対応す
るように整えられた線の端部を有するトナー像が形成さ
れ、端部の線が鮮明な画像が得られる。Further, since the voltage level of the first peak voltage V1 is located on the side of the visible portion potential VL with respect to the background portion potential VD, the force of gathering the toner from the periphery of the visible portion to the visible portion is weak, therefore This also prevents deterioration of the toner and carrier due to long-term use. Further, since the toner adheres to the visible portion (VL) of the latent image 24 and repeats the movement of detaching it, a toner image having line end portions arranged so as to more faithfully correspond to the end portion line of the visible portion is formed. An image is formed with sharp edges.
【００３９】以上において、第２ピーク電圧Ｖ２は静電
潜像と同符号の極性の電圧となっているが、異符号の極
性の電圧であっても構わない。但し、第２ピーク電圧Ｖ
２は、時間Ｔ１において潜像の可視部（ＶL ）に付着し
たトナーを、そこから離脱させるように作用するので、
可視部に付着したトナーを均一化させることはするが、
トナーの全部までは離脱させることのない電圧値に設定
することが好ましい。そのためには、第２ピーク電圧Ｖ
２と潜像の可視部電位ＶL との差の絶対値｜Ｖ２−ＶL
｜を、第１ピーク電圧Ｖと潜像の可視部電位ＶL との差
の絶対値｜Ｖ１−ＶL ｜よりも小さくすることが好まし
い。In the above, the second peak voltage V2 has the same polarity as that of the electrostatic latent image, but it may have the different polarity. However, the second peak voltage V
2 acts to separate the toner adhering to the visible portion (VL) of the latent image at time T1 from the latent image.
Although the toner adhering to the visible part is made uniform,
It is preferable to set a voltage value that does not allow all the toner to be released. For that purpose, the second peak voltage V
2 and the visible portion potential VL of the latent image, absolute value | V2-VL
It is preferable to make | smaller than the absolute value | V1-VL | of the difference between the first peak voltage V and the visible portion potential VL of the latent image.
【００４０】第１ピーク電圧Ｖ１の方は、十分な量のト
ナーを現像スリーブ１１から可視部（ＶL ）に飛翔させ
ることができるようにするために、その電圧レベルを可
視部電位ＶL よりも背景部電位ＶD に近い値に設定する
ことが好ましい。そしてその十分な量のトナーを可視部
（ＶL ）に付着させることができるようにするために、
第１ピーク電圧Ｖ１を現像スリーブ１１に印加したとき
に現像スリーブと潜像可視部との間に形成される電界の
強さ、即ちｄ（μｍ）を現像領域２２における現像スリ
ーブ１１と感光ドラム１の最小間隙として、｜Ｖ１−Ｖ
L ｜／ｄの値が２．０Ｖ／μｍ以上であるようにするこ
とが好ましい。The first peak voltage V1 has a voltage level higher than that of the visible portion potential VL so that a sufficient amount of toner can fly from the developing sleeve 11 to the visible portion (VL). It is preferable to set the value close to the partial potential VD. Then, in order to be able to adhere the sufficient amount of toner to the visible portion (VL),
When the first peak voltage V1 is applied to the developing sleeve 11, the strength of the electric field formed between the developing sleeve and the latent image visible portion, that is, d (μm) is determined by the developing sleeve 11 and the photosensitive drum 1 in the developing area 22. The minimum gap of | V1-V
It is preferable that the value of L | / d is 2.0 V / μm or more.
【００４１】しかしながら、いずれにせよ、本発明で
は、トナーを現像スリーブ１１から潜像２４の可視部
（ＶL ）に飛翔させる電界強度が、先の図８に示した振
動バイアス電圧で得られる電界強度よりも小さく、得ら
れるトナー像の濃度が低くなり易いことは免れない。そ
こで、時間Ｔ１の可視部に付着するトナー量を多くし、
時間Ｔ２の可視部からの付着トナーの離脱量を減少する
ことによって、トナー像の濃度を高めるようにすること
が好ましい。このためには、振動バイアス電圧のデュー
ティ比Ｔ１／Ｔ２を１よりも大にすることが推奨され
る。デューティ比Ｔ１／Ｔ２を１よりも大にすると、ト
ナーが潜像の可視部に付着するのに当てる時間を相対的
に長くし、トナーが可視部から離脱するのに当てる時間
を相対的に短くできるから、トナー像の濃度向上を図る
ことができる。In any case, however, in the present invention, the electric field strength for causing the toner to fly from the developing sleeve 11 to the visible portion (VL) of the latent image 24 is the electric field strength obtained by the vibration bias voltage shown in FIG. It is unavoidable that the density of the obtained toner image tends to be low. Therefore, increase the amount of toner that adheres to the visible portion at time T1,
It is preferable to increase the density of the toner image by reducing the amount of adhering toner that has separated from the visible portion at time T2. For this purpose, it is recommended that the duty ratio T1 / T2 of the vibration bias voltage be set to be larger than 1. When the duty ratio T1 / T2 is set to be larger than 1, the time taken for the toner to adhere to the visible portion of the latent image is relatively long, and the time taken for the toner to leave the visible portion is relatively short. Therefore, the density of the toner image can be improved.
【００４２】本明細書において、デューティ比は次の通
り定義される。時間ｔの関数の振動バイアス電圧Ｖ
（ｔ）について、振動１周期Ｃの分だけ時間積分する。
その積分値を振動１周期の時間Ｔ（＝Ｔ１＋Ｔ２）で割
った値を、便宜上、振動バイアス電圧の時間平均電圧Ｖ
A と呼ぶ。すると、時間平均電圧ＶA は式１のようにな
る。In the present specification, the duty ratio is defined as follows. Oscillation bias voltage V as a function of time t
For (t), time integration is performed by one vibration cycle C.
For convenience, a value obtained by dividing the integrated value by the time T (= T1 + T2) of one cycle of vibration is the time average voltage V of the vibration bias voltage.
Call it A. Then, the time average voltage VA becomes as shown in Expression 1.
【００４３】[0043]
【数１】 [Equation 1]
【００４４】時間平均電圧ＶA の電圧レベルに関して、
振動１周期内で振動バイアス電圧Ｖ（ｔ）の電圧レベル
が、背景部電位ＶD の側に存在している状態である第１
位相の継続時間を一般にＴ１、可視部電位ＶL の側に存
在している状態である第２位相の継続時間を一般にＴ２
とすると、デューティ比は次のように表される。Regarding the voltage level of the time average voltage VA,
The first state, in which the voltage level of the vibration bias voltage V (t) exists on the side of the background potential VD within one cycle of vibration.
The duration of the phase is generally T1, and the duration of the second phase, which is the state existing on the side of the visible portion potential VL, is generally T2.
Then, the duty ratio is expressed as follows.
【００４５】デューティ比＝Ｔ１／Ｔ２ 尚、上記の時間平均電圧ＶA の電圧レベルは、実用的濃
度のトナー像を得るために、静電潜像の可視部電位ＶL
と背景部電位ＶD の間の値に設定されている。Duty ratio = T1 / T2 The voltage level of the above-mentioned time average voltage VA is set to the visible portion potential VL of the electrostatic latent image in order to obtain a toner image of practical density.
And the background portion potential VD.
【００４６】本実施例における具体例を以下に述べる。
現像装置４を現像に供し、画像形成実験を行なった。使
用した感光ドラム１は、有機感光体（ＯＰＣ）により表
面を形成した導電性ドラムからなり、帯電器３で外周面
を負極性に一様帯電した。その後レーザ光２３により感
光ドラム１を露光して可視部の電位を低下させ、感光ド
ラム１上に可視部電位が−１５０Ｖ、背景部電位が−７
００Ｖの静電潜像を形成した。現像装置４はプリンタ内
に、その現像スリーブ１１と感光ドラム１との最小間隙
が２００μｍとなるように配設した。A specific example of this embodiment will be described below.
An image forming experiment was conducted by using the developing device 4 for development. The photosensitive drum 1 used was a conductive drum having a surface formed of an organic photoconductor (OPC), and the outer peripheral surface of the charger 3 was uniformly charged to a negative polarity. Then, the photosensitive drum 1 is exposed by the laser beam 23 to reduce the potential of the visible portion, and the potential of the visible portion is −150 V and the potential of the background portion is −7 on the photosensitive drum 1.
An electrostatic latent image of 00V was formed. The developing device 4 is arranged in the printer so that the minimum gap between the developing sleeve 11 and the photosensitive drum 1 is 200 μm.
【００４７】マグネットローラ１２の現像磁極Ｓ１によ
る現像スリーブ１１表面の法線方向磁束密度は、現像領
域２２において９５０ガウス（９５ｍＴ）であり、現像
スリーブ１１上に担持された現像剤の磁気ブラシの長さ
は２５０μｍであった。The magnetic flux density in the normal direction on the surface of the developing sleeve 11 by the developing magnetic pole S1 of the magnet roller 12 is 950 gauss (95 mT) in the developing area 22, and the length of the magnetic brush of the developer carried on the developing sleeve 11 is long. The thickness was 250 μm.
【００４８】現像スリーブ１１に印加した現像バイアス
は、次の振動バイアス電圧である： 第１ピーク電圧Ｖ１：−６９０Ｖ 第２ピーク電圧Ｖ２：−９０Ｖ ピーク間電圧Ｖｐｐ：６００Ｖ 時間平均電圧ＶA ：−４４０Ｖ 周波数ｆ ：１７００Ｈｚ デューティ比 ：７／５The developing bias applied to the developing sleeve 11 is the following oscillating bias voltage: first peak voltage V1: -690V second peak voltage V2: -90V peak-to-peak voltage Vpp: 600V time average voltage VA: -440V. Frequency f: 1700 Hz Duty ratio: 7/5
【００４９】二成分現像剤のトナーには、次の原料組成
のものを使用した： スチレン−アクリル系樹脂 １００重量部 低分子量エチレン−プロピレン共重合体 ３重量部 負荷電制御剤（アゾ染料系金属錯体） １重量部 カーボンブラック ４重量部The toner of the two-component developer used had the following raw material composition: Styrene-acrylic resin 100 parts by weight Low molecular weight ethylene-propylene copolymer 3 parts by weight Negative charge control agent (azo dye-based metal Complex) 1 part by weight Carbon black 4 parts by weight
【００５０】上記の原料を１４０℃に加熱された２軸エ
クストルーダーで溶融混練し、混練物を冷却した後、ハ
ンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉
砕し、得られた微粉砕物を風力分級して、重量平均粒径
（Ｄ４）が７．０μｍの黒色微粉を得た。この黒色微粉
の１００重量部に対し、流動性、凝集性の保持のために
外添剤として疎水性シリカ微粉の１．４重量部を加え、
その混合物をヘンシェルミキサーで乾式混合してトナー
とした。トナーの重量平均粒径（Ｄ４）は、実質上黒色
微粉と変わらず７．０μｍであった。このトナー１００
重量部に、重量平均粒径（Ｄ４）が６０μｍのフェライ
トキャリアの５重量部で混合し、二成分現像剤とした。The above raw materials were melt-kneaded with a twin-screw extruder heated to 140 ° C., the kneaded product was cooled, coarsely pulverized with a hammer mill, and the coarsely pulverized product was finely pulverized with a jet mill to obtain the product. The finely pulverized product was subjected to air classification to obtain a black fine powder having a weight average particle diameter (D4) of 7.0 μm. To 100 parts by weight of this black fine powder, 1.4 parts by weight of hydrophobic silica fine powder was added as an external additive for maintaining fluidity and cohesiveness,
The mixture was dry mixed with a Henschel mixer to obtain a toner. The weight average particle diameter (D4) of the toner was 7.0 μm, which was substantially the same as the black fine powder. This toner 100
5 parts by weight of a ferrite carrier having a weight average particle diameter (D4) of 60 μm was mixed with the parts by weight to prepare a two-component developer.
【００５１】以上の条件下に現像を行ない画像形成し
て、得られた画像を調査したところ、縦スジ状の磁気ブ
ラシによる掃き目ムラがなく、又キャリア付着も改善さ
れて従来よりもよい結果が認められた。又Ａ４縦画像を
５００００枚現像するのに相当する長時間分、現像装置
４を空回転さたところ、外添剤がトナーに埋め込まれる
ことによるトナー及びキャリアの劣化が発生せず、良好
な結果であった。An image was formed by developing under the above conditions, and the obtained image was examined. As a result, there was no unevenness in the sweep due to the magnetic brush in the form of vertical stripes, and the carrier adhesion was also improved. Was recognized. Further, when the developing device 4 was idled for a long time equivalent to developing 50,000 A4 vertical images, deterioration of the toner and carrier due to the embedding of the external additive into the toner did not occur, and good results were obtained. Met.
【００５２】掃き目ムラがよい結果となったのは、磁気
ブラシによる掃き目ムラ、つまり可視部上に付着したト
ナー量のムラが形成されても、振動バイアスの時間Ｔ２
おいて、潜像の可視部（ＶL ）から現像スリーブ１１に
向かう方向にトナーを付勢する電界が形成されるので、
トナーが可視部と現像スリーブ間を往復し、可視部に付
着するトナー量が均一化されて、掃き目ムラが解消され
たことによる。The good result of the sweep unevenness is that the sweeping unevenness due to the magnetic brush, that is, the unevenness of the toner amount adhered on the visible portion is formed, the vibration bias time T2.
At this time, since an electric field for urging the toner is formed in the direction from the visible portion (VL) of the latent image toward the developing sleeve 11,
This is because the toner reciprocates between the visible portion and the developing sleeve, the amount of toner adhering to the visible portion is made uniform, and uneven sweeping is eliminated.
【００５３】キャリア付着及び長期間使用によるトナー
とキャリアの劣化がなかったのは、時間Ｔ１の間に、ト
ナーが背景部（ＶD ）に実質的に到達しないこと、及び
可視部にその周囲からトナーを寄せ集める力が弱いこ
と、つまり現像に寄与しないトナーが感光ドラム１に到
達することがないために、キャリア付着の量が少なく、
トナーにストレスがかからなかったことによる。There was no deterioration of the toner and carrier due to carrier adhesion and long-term use, because the toner did not substantially reach the background portion (VD) during the time T1, and the toner was not visible from its surroundings to the visible portion. Is weak, that is, toner that does not contribute to development does not reach the photosensitive drum 1.
This is because the toner was not stressed.
【００５４】実施例２ 一般に、画像形成装置において画像のトナー濃度を調整
する方法として、振動バイアス電圧の波形を上又は下に
平行にシフトしたり、ピーク間電圧（ピーク・ツウ・ピ
ーク電圧）の値を変化させたりする手法が知られてい
る。しかし、これらの方法では、画像の濃度上昇と共に
キャリア付着が増大したり、トナー像のがさつきも目立
つようになったりする欠点がある。Embodiment 2 Generally, as a method of adjusting the toner density of an image in an image forming apparatus, the waveform of the vibration bias voltage is shifted upward or downward in parallel, or the peak-to-peak voltage (peak-to-peak voltage) is changed. A method of changing the value is known. However, these methods have drawbacks such that carrier adhesion increases as the image density increases and the toner image becomes noticeable.
【００５５】本実施例では、上記の不都合を防止しつ
つ、画像のトナー濃度を高めることができるようにし
た。先の図１を参照して本実施例を説明する。In this embodiment, the toner density of the image can be increased while preventing the above inconvenience. This embodiment will be described with reference to FIG.
【００５６】図１において、符号２６はデューティ比変
更装置を示し、本実施例では、この変更装置２６を現像
バイアス電源２１に設置し、変更装置２６をオペレータ
により手動操作するか、或いは原稿の画像濃度検知装置
からの濃度検知信号により自動操作して、デューティ比
の設定値を変更する。これにより電源２１を制御して、
現像スリーブ１１に印加する振動バイアス電圧のデュー
ティ比を変更するようにした。In FIG. 1, reference numeral 26 indicates a duty ratio changing device. In the present embodiment, the changing device 26 is installed in the developing bias power source 21 and the changing device 26 is manually operated by an operator, or an image of an original is imaged. The set value of the duty ratio is changed by automatically operating with the density detection signal from the density detection device. This controls the power supply 21,
The duty ratio of the vibration bias voltage applied to the developing sleeve 11 is changed.
【００５７】例えば画像のトナー濃度を低めにするには
制御装置２６を操作して、図３（ａ）に示す振動バイア
ス電圧Ｖ1 （ｔ）を現像スリーブ１１に印加し、画像の
トナー濃度を高めにするには、操作により図３（ｂ）に
示す振動バイアス電圧Ｖ2 （ｔ）を印加する。For example, in order to lower the toner concentration of the image, the controller 26 is operated to apply the vibration bias voltage V 1 (t) shown in FIG. To raise it, the vibration bias voltage V 2 (t) shown in FIG. 3B is applied by operation.
【００５８】図３（ａ）及び（ｂ）から分かるように、
振動バイアス電圧Ｖ1 （ｔ）とＶ2（ｔ）は、振動バイ
アス電圧の第１ピーク電圧Ｖ１、第２ピーク電圧Ｖ２、
振動周期Ｃのそれぞれを一定にしたまま、デューティ比
のみが変化している。この振動バイアス電圧Ｖ1 のデュ
ーティ比（Ｔ11／Ｔ12）は１、振動バイアス電圧Ｖ2の
デューティ比（Ｔ21／Ｔ22）は３である。As can be seen from FIGS. 3 (a) and 3 (b),
The vibration bias voltages V 1 (t) and V 2 (t) are the first peak voltage V1 and the second peak voltage V2 of the vibration bias voltage,
Only the duty ratio changes while keeping each of the vibration cycles C constant. The duty ratio of the oscillating bias voltage V 1 (T11 / T12) is 1, the duty ratio of the oscillating bias voltage V 2 (T21 / T22) is 3.
【００５９】上記のように、濃度を高めるためにデュー
ティ比をＴ11／Ｔ12（＝１）からＴ21／Ｔ22（＝３）に
変更すると、図３（ａ）及び（ｂ）から分かるように、
振動バイアス電圧の時間平均電圧値がＶA1からＶA2に上
昇する。つまり、振動バイアス電圧の時間平均電圧値の
レベルがＶA1からＶA2というように、静電潜像の可視部
ＶL から遠ざかるほど、得られるトナー像の濃度が高く
なることが分かる。As described above, when the duty ratio is changed from T11 / T12 (= 1) to T21 / T22 (= 3) in order to increase the density, as can be seen from FIGS. 3 (a) and 3 (b),
The time average voltage value of the vibration bias voltage rises from VA1 to VA2. That is, it can be seen that the density of the toner image obtained increases as the level of the time-average voltage value of the vibration bias voltage increases from the visible portion VL of the electrostatic latent image, such as from VA1 to VA2.
【００６０】本実施例における具体例を示す。潜像の可
視部電位ＶL ：−７００Ｖ、背景部電位ＶD ：−１５０
Ｖ、現像スリーブと感光ドラム間の最小間隙：２００μ
ｍとした。振動バイアス電圧Ｖ1 （ｔ）、振動バイアス
電圧Ｖ2 （ｔ）共、第１ピーク電圧Ｖ１：−６９０Ｖ、
第２ピーク電圧Ｖ２：−９０Ｖ、周波数ｆ：１０００Ｈ
ｚ、振動周期：１ｍｓｅｃとした。振動バイアス電圧Ｖ
1 （ｔ）のデューティ比：１、時間平均電圧ＶA1：−３
９０Ｖ、振動バイアス電圧Ｖ2 （ｔ）のデューティ比：
３、時間平均電圧Ｖ2 ：−５４０Ｖである。A specific example of this embodiment will be described. Latent image visible part potential VL: -700V, background part potential VD: -150
V, minimum gap between developing sleeve and photosensitive drum: 200μ
m. Both the vibration bias voltage V 1 (t) and the vibration bias voltage V 2 (t) are the first peak voltage V1: −690V,
Second peak voltage V2: -90V, frequency f: 1000H
z, vibration cycle: 1 msec. Vibration bias voltage V
1 (t) duty ratio: 1, time average voltage VA1: -3
Duty ratio of 90 V and vibration bias voltage V 2 (t):
3, time average voltage V2: -540V.
【００６１】本実施例によれば、以上のような条件を設
定することにより、キャリア付着及び画像のがさつきを
防止しつつ、画像の濃度を高めることができた。According to this embodiment, by setting the above conditions, it was possible to increase the image density while preventing carrier adhesion and image roughness.
【００６２】以上の実施例では、振動バイアス電圧の波
形として矩形波を例示したが、サイン波的な曲線波或い
は三角波等も採用できる。In the above embodiments, the rectangular wave is exemplified as the waveform of the vibration bias voltage, but a sinusoidal curved wave, a triangular wave, or the like can also be used.
【００６３】実施例３ 図４は、本発明の現像装置の更に他の実施例を示す概略
構成図である。本実施例の現像装置では、現像スリーブ
１１内のマグネットローラ１２の磁極配置を変えた点
が、図１の現像装置と異なる。即ち本実施例では、マグ
ネットローラ１２の現像領域２２を中心とした上流側及
び下流側近くに、互に異極性の磁極Ｎ1 、Ｓ1 を配置し
た。本実施例のその他の構成は図３の現像装置と基本的
に同じで、図４において図３と同じ部材は同一の符号を
付してその説明を省略する。Embodiment 3 FIG. 4 is a schematic constitutional view showing still another embodiment of the developing apparatus of the present invention. The developing device of this embodiment differs from the developing device of FIG. 1 in that the magnetic pole arrangement of the magnet roller 12 in the developing sleeve 11 is changed. That is, in this embodiment, the magnetic poles N 1 and S 1 having mutually different polarities are arranged near the upstream side and the downstream side of the developing area 22 of the magnet roller 12. The other structure of this embodiment is basically the same as that of the developing device shown in FIG. 3. In FIG. 4, the same members as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
【００６４】本実施例における現像工程もほぼ同様であ
り、現像剤１９は、トナーとキャリアとを主体としてな
り、このトナーは負帯電性とされている。先ず、現像ス
リーブ１１の回転に伴いマグネットローラ１２の磁極Ｎ
2 によって現像室Ｒ1 内の現像剤が汲み上げられ、現像
スリーブ１１上に担持される。その現像剤はマグネット
ローラ１２の磁極Ｓ2 →磁極Ｎ1 と搬送され、その搬送
過程においてトナーが負に帯電されると共に、現像剤が
現像スリーブ１１に対し垂直に配置された規制ブレード
１５により規制され、薄層の現像剤層に形成される。薄
層の現像剤層に形成された現像剤は、感光ドラム１と対
向した現像領域２２へ搬送されると、マグネットローラ
１２の現像領域２２に位置された現像主極Ｎ1 とＳ1 の
磁気力によって穂立ちし、現像剤の磁気ブラシが形成さ
れる。The developing process in this embodiment is almost the same, and the developer 19 is mainly composed of toner and carrier, and this toner is negatively charged. First, as the developing sleeve 11 rotates, the magnetic pole N of the magnet roller 12
The developer in the developing chamber R 1 is drawn up by 2 and carried on the developing sleeve 11. The developer is conveyed from the magnetic pole S 2 to the magnetic pole N 1 of the magnet roller 12, the toner is negatively charged during the conveyance process, and the developer is regulated by the regulation blade 15 arranged perpendicularly to the developing sleeve 11. To form a thin developer layer. When the developer formed on the thin developer layer is conveyed to the developing area 22 facing the photosensitive drum 1, the magnetic fields of the developing main poles N 1 and S 1 located in the developing area 22 of the magnet roller 12 are magnetized. The force causes the particles to rise and a magnetic brush of developer is formed.
【００６５】このとき本実施例では、マグネットローラ
１２の現像領域２２の上流側及び下流側近くの位置に異
極性の磁極Ｎ1 、Ｓ1 を配置したため、現像領域２２に
おける磁力線は、現像スリーブ１１の面に対して平行に
働き、磁力線により形成される磁気ブラシは、実施例１
のときのと異なって現像スリーブ１１の面に対し平行に
なる。現像時、この平行に形成された磁気ブラシが感光
ドラム１の面上を擦り、又現像スリーブ１１にバイアス
電源２１により現像バイアス電圧が印加される。現像ス
リーブ１１に印加する現像バイアス電圧は、図１の第１
ピーク電圧Ｖ１と第２ピーク電圧Ｖ２とが交互に繰り返
される振動バイアス電圧Ｖ（ｔ）とした。At this time, in this embodiment, since the magnetic poles N 1 and S 1 having different polarities are arranged near the upstream and downstream sides of the developing area 22 of the magnet roller 12, the magnetic lines of force in the developing area 22 are The magnetic brush that is formed by the magnetic lines of force acting in parallel to the plane of
Unlike the above case, it becomes parallel to the surface of the developing sleeve 11. At the time of development, the magnetic brushes formed in parallel rub against the surface of the photosensitive drum 1, and a developing bias voltage is applied to the developing sleeve 11 by the bias power source 21. The developing bias voltage applied to the developing sleeve 11 is the first bias voltage in FIG.
The oscillation bias voltage V (t) in which the peak voltage V1 and the second peak voltage V2 are alternately repeated is used.
【００６６】これにより磁気ブラシの穂を構成したキャ
リアに付着しているトナーが静電潜像２４の可視部に付
着して現像し、感光ドラム１上にトナー像２５が形成さ
れる。その後、現像スリーブ１１上の現像に供されずに
残った現像剤は、現像スリーブ１１の回転に伴い現像容
器１６内に戻され、マグネットローラ１２の磁極Ｎ3及
びＮ2 による反撥磁界により現像スリーブ１１上から剥
ぎ取られ、容器１６内に回収される。As a result, the toner adhering to the carrier forming the brush of the magnetic brush adheres to the visible portion of the electrostatic latent image 24 and is developed, and the toner image 25 is formed on the photosensitive drum 1. Thereafter, the developer remaining on the developing sleeve 11 without being developed is returned to the inside of the developing container 16 as the developing sleeve 11 rotates, and the developing sleeve is formed by the repulsive magnetic field generated by the magnetic poles N 3 and N 2 of the magnet roller 12. 11 is peeled off from above and collected in the container 16.
【００６７】本実施例によれば、上記のように、磁気ブ
ラシが現像スリーブ１１の面に対して平行に形成される
ために、磁気ブラシの感光ドラム１を摺擦する力が弱
く、このため縦スジ状の掃き目ムラが発生しずらい。又
トナー及びキャリアの感光ドラム１への当接がソフトで
あるので、長期間使用によるトナー及びキャリア劣化の
防止効果が更に向上する。According to the present embodiment, since the magnetic brush is formed parallel to the surface of the developing sleeve 11 as described above, the force of rubbing the photosensitive drum 1 of the magnetic brush is weak. It is difficult to generate vertical stripe-shaped unevenness in the sweep. Further, since the toner and the carrier are softly brought into contact with the photosensitive drum 1, the effect of preventing the deterioration of the toner and the carrier due to long-term use is further improved.
【００６８】[0068]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像バイアスとして振動バイアス電圧を用いた現像にお
いて、縦スジ状の掃き目ムラ及びキャリア付着を低減
し、長期間に亙って安定してトナー濃度の十分な画像を
得ることができる。又マグネットローラの磁極配置につ
き、現像領域の上流及び下流側に異極性の磁極を配置し
たものとすることにより、キャリア付着を更に低減し、
安定した画像をより長期間に亙って得ることができる。As described above, according to the present invention,
In the development using the oscillating bias voltage as the developing bias, it is possible to reduce the vertical stripe-shaped sweep unevenness and the carrier adhesion, and to stably obtain an image having a sufficient toner density for a long period of time. Further, regarding the magnetic pole arrangement of the magnet roller, by arranging magnetic poles of different polarities on the upstream side and the downstream side of the developing area, carrier adhesion is further reduced,
A stable image can be obtained over a longer period of time.
【図１】本発明の現像装置の一実施例の概略構成図であ
る。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a developing device of the present invention.
【図２】図１の現像装置において使用した振動バイアス
電圧の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a vibration bias voltage used in the developing device of FIG.
【図３】本発明の他の実施例において使用した振動バイ
アス電圧の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a vibration bias voltage used in another example of the present invention.
【図４】本発明の更に他の実施例に係る現像装置の構成
図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a developing device according to still another embodiment of the present invention.
【図５】従来の画像形成装置の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional image forming apparatus.
【図６】図５の画像形成装置に設置された従来の現像装
置の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional developing device installed in the image forming apparatus of FIG.
【図７】従来の現像装置において使用した直流バイアス
電圧の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a DC bias voltage used in a conventional developing device.
【図８】従来の現像装置において使用した直流と交流を
重畳したバイアス電圧の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a bias voltage in which a direct current and an alternating current are superimposed, which is used in a conventional developing device.
１ 感光ドラム ４ 現像装置 １１ 現像スリーブ １２ マグネットローラ １９ 二成分現像剤 ２１ 現像バイアス電源 ２４ 静電潜像 ２６ デューティ比変更装置 Ｖ１ 第１ピーク電圧 Ｖ２ 第２ピーク電圧 ＶL 潜像可視部電位 ＶD 潜像背景部電位 ＶA 時間平均電圧値 1 Photosensitive Drum 4 Developing Device 11 Developing Sleeve 12 Magnet Roller 19 Two-Component Developer 21 Developing Bias Power Supply 24 Electrostatic Latent Image 26 Duty Ratio Change Device V1 First Peak Voltage V2 Second Peak Voltage VL Latent Image Visible Area Potential VD Latent Image Background potential VA Time average voltage value
Claims (6)
に、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持し
て、像担持体と対向した現像領域へ搬送し、前記搬送さ
れた現像剤により像担持体上に形成された静電潜像を現
像する現像装置において、前記トナーを現像剤担持体か
ら静電潜像可視部に向かう方向に付勢するピーク電圧で
あって、その電圧レベルが静電潜像可視部の電位と静電
潜像背景部の電位の間のレベルである第１のピーク電圧
と、トナーを静電潜像可視部から現像剤担持体に向かう
方向に付勢するピーク電圧であって、その電圧レベルが
前記静電潜像可視部の電位に関して第１のピーク電圧の
電圧レベルとは逆の側に位置する第２のピーク電圧とを
有する振動バイアス電圧を現像剤担持体に印加すること
を特徴とする現像装置。1. A two-component developer comprising a toner and a carrier is carried on a developer carrier having a built-in magnetic field generating means, and the two-component developer is conveyed to a developing area facing the image carrier, and the conveyed development is carried out. In a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image bearing member by a developer, a peak voltage for urging the toner in the direction from the developer bearing member toward the visible portion of the electrostatic latent image, The first peak voltage whose level is between the potential of the visible portion of the electrostatic latent image and the potential of the background portion of the electrostatic latent image, and the toner is applied in the direction from the visible portion of the electrostatic latent image to the developer carrier. An oscillating bias voltage having a second peak voltage located on the opposite side of the voltage level of the first peak voltage with respect to the potential of the electrostatic latent image visible portion. A developing device characterized by being applied to a developer carrier Place
は、前記静電潜像可視部の電位と静電潜像背景部の電位
の間の値である請求項１の現像装置。2. The developing device according to claim 1, wherein the time average voltage value of the vibration bias voltage is a value between the potential of the visible portion of the electrostatic latent image and the potential of the background portion of the electrostatic latent image.
１よりも大である請求項１又は２の現像装置。3. The developing device according to claim 1, wherein the duty ratio of the vibration bias voltage is greater than 1.
変化させる請求項１又は２の現像装置。4. The developing device according to claim 1, wherein the duty ratio of the vibration bias voltage is changed.
ピーク電圧及び第２のピーク電圧をそれぞれ一定にした
まま、前記デューティ比を変化させる請求項４の現像装
置。5. The developing device according to claim 4, wherein the duty ratio is changed while keeping the frequency of the vibration bias voltage, the first peak voltage and the second peak voltage constant.
そのうちの２つの磁極が互に異極性であって、前記磁界
発生手段の前記現像領域を中心とした上流側及び下流側
に配置される請求項１の現像装置。6. The magnetic field generating means has a plurality of magnetic poles,
2. The developing device according to claim 1, wherein two magnetic poles among them have mutually different polarities and are arranged on the upstream side and the downstream side of the developing region of the magnetic field generating means.
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|---|---|---|---|
| JP14861694A JP3363593B2 (en) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | Developing device |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5937228A (en) * | 1997-01-17 | 1999-08-10 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus |
| US7136599B2 (en) | 2004-03-04 | 2006-11-14 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Developing apparatus, image forming apparatus, and developing method |
| JP2014134663A (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Konica Minolta Inc | Image forming apparatus |
-
1994
- 1994-06-07 JP JP14861694A patent/JP3363593B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US5937228A (en) * | 1997-01-17 | 1999-08-10 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus |
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| JP3363593B2 (en) | 2003-01-08 |
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