JP2001034067A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP2001034067A
JP2001034067A JP11203377A JP20337799A JP2001034067A JP 2001034067 A JP2001034067 A JP 2001034067A JP 11203377 A JP11203377 A JP 11203377A JP 20337799 A JP20337799 A JP 20337799A JP 2001034067 A JP2001034067 A JP 2001034067A
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JP
Japan
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developing
toner
image
developer
carrier
Prior art date
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Application number
JP11203377A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Suzuki
啓之 鈴木
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably obtain an image of satisfactory density by preventing an electrostatic latent image from being buried in a small number of toner due to the increase of the charge amount of the toner, and preventing the lowering of an developing efficiency, even in the case of using small grain toner having 3 to 6 μm grain size in two-component developer. SOLUTION: As for the developing device 14 for an image forming device, the two-component developer is carried on the developing sleeve 41, and then, a magnetic developer brush is brought into contact with a photoreceptor drum 1 in a developing part so as to develop the electrostatic latent image on the photoreceptor drum 1. An electrostatic capacity C/S per unit area of the photoreceptor drum 1 is controlled to be >2.0×10-6 (F/m2) so as to prevent the electrostatic latent image from being buried in accordance with the charged toner amount due to the increase of the charged amount accompanied with the downsizing of the toner grain, and the lowering of the developing efficiency is prevented by controlling the half width of the developing main pole S1 of the magnet roller 42 in the sleeve 41 to be >=40 deg. so as to increase a contact nip in the developing area and also the napping area of the developer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に形成
された静電潜像を現像剤により現像して、その可視画像
を用紙等の転写材に記録する画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developer and recording the visible image on a transfer material such as paper.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式や静電記録方式を用
いた画像形成装置は、数多く提案さている。この画像形
成装置の概略構成および動作について図1を用いて説明
する。
2. Description of the Related Art Conventionally, many image forming apparatuses using an electrophotographic system or an electrostatic recording system have been proposed. A schematic configuration and operation of the image forming apparatus will be described with reference to FIG.

【0003】図1に示した画像形成装置において、コピ
ー開始信号が入力されると、プリンター部の感光ドラム
1が帯電器3により所定の電位に帯電される。一方、リ
ーダー部の原稿台8上に置かれた原稿Gに対し、原稿照
明用ランプ、短焦点レンズアレイ、CCDセンサーが一
体に構成されたユニット9が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センサーに入
射される。
In the image forming apparatus shown in FIG. 1, when a copy start signal is input, a photosensitive drum 1 of a printer section is charged to a predetermined potential by a charger 3. On the other hand, a unit 9 having a document illumination lamp, a short focus lens array, and a CCD sensor integrally scans a document G placed on a document table 8 of a reader unit while irradiating the document with the document G. The original surface reflected light of the illumination scanning light is imaged by the short focus lens array and is incident on the CCD sensor.

【0004】CCDセンサーは受光部、転送部、出力部
より構成されており、CCD受光部において光信号が電
荷信号に変えられ、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
処理を行って、デジタル信号に変換してプリンター部に
送る。
The CCD sensor comprises a light receiving section, a transfer section, and an output section. In the CCD light receiving section, an optical signal is converted to a charge signal, and the transfer section sequentially transfers the signal to an output section in synchronization with a clock pulse, and outputs the signal. The unit converts the charge signal into a voltage signal, amplifies the signal, reduces the impedance, and outputs the signal. The analog signal thus obtained is subjected to well-known image processing, converted into a digital signal, and sent to a printer unit.

【0005】プリンター部においては、上記の画像信号
を受けてON、OFF発光されるレーザー露光手段2に
より、感光ドラム1の表面上に原稿画像に対応した静電
潜像を形成する。ついで、感光ドラム1上の静電潜像
を、現像装置4によってトナーと磁性キャリアとを混合
した2成分現像剤を用いて現像して、潜像をトナー像と
して可視化する。
[0005] In the printer section, an electrostatic latent image corresponding to the original image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 by the laser exposure means 2 which is turned on and off in response to the image signal. Next, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is developed by a developing device 4 using a two-component developer in which a toner and a magnetic carrier are mixed, and the latent image is visualized as a toner image.

【0006】図26は、本例で現像装置4として用いた
2成分磁気ブラシ現像装置である。本現像装置4は、ト
ナーと磁性キャリアとを混合した2成分現像剤を収容し
た現像容器46に、現像スリーブ41と、現像スリーブ
41内に固定配置したマグネットローラ42と、攪拌ス
クリュー43および44と、規制ブレード45とを設け
てなっている。
FIG. 26 shows a two-component magnetic brush developing device used as the developing device 4 in this embodiment. The developing device 4 includes a developing sleeve 41, a magnet roller 42 fixedly arranged in the developing sleeve 41, and stirring screws 43 and 44 in a developing container 46 containing a two-component developer in which a toner and a magnetic carrier are mixed. , A regulating blade 45.

【0007】現像スリーブ41は、感光ドラム1と対面
した開口部に、感光ドラム1との最近接領域が約500
μmの間隔を開けて配置され、現像スリーブ41上に担
持した現像剤が感光ドラム1に接触した状態で現像でき
るように設定されている。現像スリーブ41は、感光ド
ラム1の回転方向に対して順方向に回転され、これにと
もないマグネットローラ42の磁力により現像スリーブ
41上に汲み上げられ、搬送される過程で、現像スリー
ブ41に対して垂直に配置された規制ブレード45によ
り層厚を規制されて、現像スリーブ41上に現像剤の薄
層に形成される。
The developing sleeve 41 has an opening closest to the photosensitive drum 1 at an opening facing the photosensitive drum 1.
The photosensitive drum 1 is set so that the developer carried on the developing sleeve 41 can be developed while being in contact with the photosensitive drum 1. The developing sleeve 41 is rotated in the forward direction with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 1, and is drawn up onto the developing sleeve 41 by the magnetic force of the magnet roller 42 and is conveyed in a direction perpendicular to the developing sleeve 41. The thickness of the developer is regulated by the regulating blade 45 disposed on the developing sleeve 41, and a thin layer of the developer is formed on the developing sleeve 41.

【0008】この薄層に形成された現像剤は、現像部に
搬送されると、マグネットローラ42の現像主極の近く
でその磁力により、現像スリーブ41の表面で穂立ちし
て磁気ブラシに形成される。磁気ブラシに形成された現
像剤は、感光ドラム1の表面に接触して静電潜像を現像
し、現像を終えた現像剤は現像スリーブ41によって現
像容器46内に戻され、マグネットローラ42のN、N
極の反発磁界によって現像スリーブ41から剥離され、
現像容器46内に回収される。
When the developer formed in the thin layer is conveyed to the developing section, the magnetic force of the developer near the main developing pole of the magnet roller 42 causes ears on the surface of the developing sleeve 41 to form a magnetic brush. Is done. The developer formed on the magnetic brush contacts the surface of the photosensitive drum 1 to develop the electrostatic latent image, and the developer after the development is returned into the developing container 46 by the developing sleeve 41, N, N
It is separated from the developing sleeve 41 by the repulsive magnetic field of the pole,
It is collected in the developing container 46.

【0009】このようにして感光ドラム1上に形成され
たトナー像は、図1の転写装置7によって転写材に静電
転写される。その後、転写材は感光ドラム1から静電分
離されて定着器6へ搬送され、そこでトナー像を熱定着
して、プリント画像として出力される。トナー像を転写
後の感光ドラム1は、表面に付着した転写残りトナー等
の付着汚染物をクリーナ5により除去した後、つぎの画
像形成に繰り返し使用される。
The toner image thus formed on the photosensitive drum 1 is electrostatically transferred to a transfer material by the transfer device 7 shown in FIG. Thereafter, the transfer material is electrostatically separated from the photosensitive drum 1 and conveyed to the fixing device 6, where the toner image is thermally fixed and output as a print image. After the transfer of the toner image, the photosensitive drum 1 is used repeatedly for the next image formation after removing contaminants such as transfer residual toner adhered to the surface by the cleaner 5.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなデジタル
方式の画像形成装置は、高精細化、高画質化を目的とし
て近年記録密度が徐々に高まっている。それにともな
い、上記のトナーも、粒径が年々小粒径化され、現今で
は粒径8μm程度のトナーが多く使われるようになって
きているが、今後はより一層の高解像化に対応して、さ
らなる小粒径のトナーの使用が望まれている。
The recording density of the digital image forming apparatus as described above has been gradually increasing in recent years for the purpose of achieving higher definition and higher image quality. Along with this, the above-mentioned toner has also been reduced in particle size year by year, and at present, toner having a particle size of about 8 μm has been widely used. Therefore, it is desired to use a toner having a smaller particle size.

【0011】しかしながら、従来、トナーの小粒径化を
進めて、体積平均粒径で6μm以下のトナーを用いた場
合、濃度低下が発生してしまい、良好な画像が得られな
くなる問題があった。
However, conventionally, when the particle diameter of the toner is reduced and a toner having a volume average particle diameter of 6 μm or less is used, there is a problem that a decrease in density occurs and a good image cannot be obtained. .

【0012】したがって、本発明の目的は、2成分磁気
ブラシ現像装置の現像剤に使用する非磁性トナーの小粒
径化にともない、トナーの電荷量の増加で静電潜像を現
像したトナーの載り量が少なくなったり、現像効率が低
下するのを防止して、3〜6μmの小粒径トナーを用い
ても、濃度が十分な画像を安定して得ることを可能とし
た画像形成装置を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic latent image by increasing the charge amount of the non-magnetic toner as the particle size of the non-magnetic toner used in the developer of the two-component magnetic brush developing device is reduced. An image forming apparatus capable of stably obtaining an image having a sufficient density even when a toner having a small particle diameter of 3 to 6 μm is used by preventing a small amount of toner from being applied or a reduction in development efficiency. To provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体と、前記像担持体の表面に帯電および露光を経
て形成した静電潜像を現像する現像装置とを備え、前記
現像装置は、磁石を内蔵した現像剤担持体上に非磁性ト
ナーと磁性キャリアとを混合した2成分現像剤を担持し
て、前記像担持体と対向した現像部へ搬送し、前記現像
部に前記磁石の現像主極が形成する現像磁界中で、前記
現像剤の磁気ブラシを前記像担持体に接触させ、前記現
像剤担持体に現像バイアスを印加した下で、前記磁気ブ
ラシに形成された現像剤により前記像担持体上の静電潜
像を現像する画像形成装置において、前記トナーの体積
平均粒径が3μm以上6μm以下であり、前記像担持体
の単位面積あたりの静電容量が2.0×10-6F/m2
以上であり、前記磁石の現像主極の現像剤担持体表面上
での垂直方向磁界の、ピーク値の50%の強さの磁界に
なる上流部と下流部との間の角度が40°以上であるこ
とを特徴とする画像形成装置である。前記現像主極は2
つのピークを持つ。
The above object is achieved by an image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides:
An image carrier, and a developing device for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier through charging and exposure, wherein the developing device includes a non-magnetic toner on a developer carrier having a built-in magnet. And a magnetic carrier, carrying a two-component developer, transporting the developer to a developing unit facing the image carrier, and developing the developer in a developing magnetic field formed by a developing main pole of the magnet in the developing unit. Contacting the magnetic brush with the image carrier and applying a developing bias to the developer carrier to develop an electrostatic latent image on the image carrier with a developer formed on the magnetic brush. In the forming apparatus, the volume average particle diameter of the toner is 3 μm or more and 6 μm or less, and the electrostatic capacity per unit area of the image carrier is 2.0 × 10 −6 F / m 2.
The angle between the upstream portion and the downstream portion of the magnetic field in the vertical direction of the main developing pole of the magnet on the surface of the developer carrier at which the magnetic field has a strength of 50% of the peak value is 40 ° or more. An image forming apparatus characterized in that: The main developing pole is 2
With two peaks.

【0014】また、本発明は、像担持体と、前記像担持
体の表面に帯電および露光を経て形成した静電潜像を現
像する現像装置とを備え、前記現像装置は、磁石を内蔵
した現像剤担持体上に非磁性トナーと磁性キャリアとを
混合した2成分現像剤を担持して、前記像担持体と対向
した現像部へ搬送し、前記現像部に前記磁石が形成する
現像磁界中で、前記現像剤の磁気ブラシを前記像担持体
に接触させ、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加し
た下で、前記磁気ブラシに形成された現像剤により前記
像担持体上の静電潜像を現像する画像形成装置におい
て、前記トナーの体積平均粒径が3μm以上6μm以下
であり、前記像担持体の単位面積あたりの静電容量が
2.0×10-6F/m2以上であり、前記磁石が前記現
像剤担持体内で回転することにより、前記現像剤担持体
上に担持した現像剤を前記現像部に搬送することを特徴
とする画像形成装置である。前記磁性キャリアが残留磁
化を有する硬強磁性体からなる。
Further, the present invention comprises an image carrier, and a developing device for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier through charging and exposure, wherein the developing device has a built-in magnet. A two-component developer in which a non-magnetic toner and a magnetic carrier are mixed is carried on a developer carrier, and is conveyed to a developing section facing the image carrier, and a developing magnetic field formed by the magnet in the developing section is provided. Then, a magnetic brush of the developer is brought into contact with the image carrier, and a developing bias is applied to the developer carrier. Then, the electrostatic latent on the image carrier is developed by the developer formed on the magnetic brush. In an image forming apparatus for developing an image, the volume average particle diameter of the toner is 3 μm or more and 6 μm or less, and the electrostatic capacity per unit area of the image carrier is 2.0 × 10 −6 F / m 2 or more. The magnet rotates within the developer carrier And by an image forming apparatus, characterized in that for conveying the developer carried on said developer carrying member in the developing unit. The magnetic carrier is made of a hard ferromagnetic material having residual magnetization.

【0015】本発明によれば、前記像担持体の感光体が
有機感光体からなり、その有機感光体の電荷輸送層の膜
厚が13μm以下である。前記像担持体の感光体が非晶
質シリコンからなる。前記トナーの単位重量あたりの平
均電荷量が、絶対値で30×10-3C/kg以上、80
×10-3C/kg以下である。前記静電潜像がレーザー
露光によるドット分布静電潜像である。
According to the present invention, the photoconductor of the image carrier is an organic photoconductor, and the thickness of the charge transport layer of the organic photoconductor is 13 μm or less. The photosensitive member of the image carrier is made of amorphous silicon. The average charge amount per unit weight of the toner is 30 × 10 −3 C / kg or more in absolute value,
× 10 -3 C / kg or less. The electrostatic latent image is a dot distribution electrostatic latent image formed by laser exposure.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を図面
に則して更に詳しく説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.

【0017】本発明者は、従来例で述べた画像の濃度低
下の原因について検討した結果、小粒径化にともなうト
ナーの単位重量あたりの電荷量の増加によって、感光体
上の静電潜像が少量のトナーの電荷量で埋められてしま
い、結果的にトナーの載り量が減少したからであること
が分かった。
The inventor of the present invention has studied the cause of the image density reduction described in the conventional example. As a result, the increase in the amount of charge per unit weight of the toner due to the reduction in the particle size has resulted in the electrostatic latent image Was filled with a small amount of toner charge, and as a result, the amount of applied toner was reduced.

【0018】また、トナーの電荷量で静電潜像を十分に
埋めていない場合でも、トナーの電荷量が高くなること
や小粒径化によって現像効率が低下し、トナーの載り量
が減少してしまうことも原因であることが分かった。
Even when the electrostatic latent image is not sufficiently filled with the charge of the toner, the developing efficiency is reduced due to the increase in the charge of the toner and the reduction in the particle diameter, and the amount of the applied toner is reduced. Was also found to be the cause.

【0019】これに対し、本発明は、トナーの電荷量に
よって静電潜像を埋めてしまう現象に対しては、感光体
の単位面積当たりの静電容量C/Sを、2.0×10-6
(F/m2)より大きくすることによって防止した。
On the other hand, the present invention reduces the electrostatic capacity per unit area of the photosensitive member to 2.0 × 10 -6
(F / m 2 ).

【0020】また、現像効率の低下に対しては、本発明
の1つの方法では、現像装置の現像剤担持体内に配置し
た磁石の現像主極の半値幅を40°以上にすることによ
り、現像領域での接触ニップおよび現像剤の穂立ち領域
を増加させて、現像効率の向上を実現した。本発明の他
の方法では、現像剤担持体内磁石を回転することによ
り、現像剤の磁気ブラシ自体を回転しながら搬送して、
像担持体の近傍のトナーのみならず、現像剤担持体上の
全てのトナーを現像に寄与させて、現像効率の向上を実
現した。
In order to reduce the developing efficiency, one method of the present invention is to set the half width of the developing main pole of the magnet disposed in the developer carrier of the developing device to 40 ° or more, thereby reducing the developing efficiency. The contact nip in the area and the area of the developer rising are increased to improve the development efficiency. In another method of the present invention, by rotating the developer-carrying internal magnet, the developer magnetic brush itself is transported while rotating,
Not only the toner in the vicinity of the image carrier but also all the toner on the developer carrier contribute to the development, thereby improving the development efficiency.

【0021】実施例1 図1は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構
成図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic structural view showing an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【0022】本画像形成装置は、原稿照明用ランプおよ
びCCDセンサー等を一体に構成した、原稿台8上の原
稿Gを照射走査するユニット9を備えたリーダー部と、
感光ドラム1の表面を所定の極性・電位に帯電する帯電
器3、リーダー部からの画像信号を受けて感光ドラム1
の表面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成するレー
ザー露光手段2、静電潜像を2成分現像剤を用いて現像
する現像装置4、現像により得られたトナー像を記録材
に転写する転写装置7、およびそのトナー像を記録材に
熱定着する定着装置6等を備えたプリンター部とからな
っている。
The image forming apparatus includes a reader unit having a unit 9 for irradiating and scanning a document G on a document table 8 integrally configured with a document illumination lamp, a CCD sensor, and the like;
A charger 3 for charging the surface of the photosensitive drum 1 to a predetermined polarity and potential;
Laser exposure means 2 for forming an electrostatic latent image corresponding to the original image on the surface of the document, developing device 4 for developing the electrostatic latent image using a two-component developer, and applying the toner image obtained by the development to a recording material The printer comprises a transfer device 7 for transferring the image, and a fixing device 6 for thermally fixing the toner image on the recording material.

【0023】本実施例では、感光ドラム1として、負帯
電性の有機感光体(OPC感光体)で、直径30mmの
アルミニウム製のドラム基体上に、下記の第1〜第4の
4つの層を下から順に設けた構成のものを使用した。
In this embodiment, as the photosensitive drum 1, the following first to fourth layers are formed on an aluminum drum substrate having a diameter of 30 mm and made of a negatively chargeable organic photosensitive member (OPC photosensitive member). The components provided in order from the bottom were used.

【0024】第1層は下引き層で、アルミニウムのドラ
ム基体の欠陥等をならすために設けた厚さ20μmの導
電層からなる。第2層は正電荷注入防止層であり、ドラ
ム基体から注入された正電荷が感光ドラム表面に帯電さ
れた負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミ
ラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって形成され
た、体積抵抗率106 Ωcm程度に抵抗調整した厚さ1
μmの中抵抗層からなっている。第3層は電荷発生層で
あり、ジアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約0.3μ
mの層で、露光を受けることによって正負の電荷対を発
生する。
The first layer is a subbing layer, which is formed of a conductive layer having a thickness of 20 μm and provided for smoothing defects of the aluminum drum base. The second layer is a positive charge injection preventing layer, which serves to prevent positive charges injected from the drum substrate from canceling out negative charges charged on the surface of the photosensitive drum, and is formed of an amylan resin and methoxymethylated nylon. In addition, the thickness 1 whose resistance is adjusted to about 10 6 Ωcm
It has a medium resistance layer of μm. The third layer is a charge generation layer and has a thickness of about 0.3 μm in which a diazo pigment is dispersed in a resin.
In the layer m, positive and negative charge pairs are generated by exposure.

【0025】第4層は電荷輸送層であり、ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラゾンを分散して形成されたp型の半導
体層である。したがって、感光ドラムに与えられた負電
荷はこの層を移動することができず、電荷発生層で発生
した正電荷のみを感光ドラム表面に輸送することができ
る。
The fourth layer is a charge transport layer, and is a p-type semiconductor layer formed by dispersing hydrazone in a polycarbonate resin. Therefore, the negative charges given to the photosensitive drum cannot move through this layer, and only the positive charges generated in the charge generation layer can be transported to the surface of the photosensitive drum.

【0026】また本実施例では、感光ドラム1は、電荷
輸送層の膜厚を8、10、13、16、20μmに制御
した5種類を用いた。
In this embodiment, five types of photosensitive drums 1 were used in which the thickness of the charge transport layer was controlled to 8, 10, 13, 16, and 20 μm.

【0027】画像形成するには、帯電器3により感光ド
ラム1の表面をたとえば−600Vに均一に帯電し、レ
ーザー露光手段2により露光して感光ドラム1の表面に
静電潜像を形成する。感光ドラムの表面電位は、露光さ
れた部分が最大濃度にあたる部分で−100Vにまで減
衰され、静電瀬像が形成される。この潜像を現像装置4
によって、負帯電性のトナーを含有した2成分現像剤を
用いて反転現像して、トナー像として可視化する。
To form an image, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to, for example, -600 V by the charger 3 and exposed by the laser exposure means 2 to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1. The surface potential of the photosensitive drum is attenuated to -100 V at a portion where the exposed portion has the maximum density, and an electrostatic image is formed. This latent image is developed
Thus, reversal development is performed using a two-component developer containing a negatively charged toner, and the toner is visualized as a toner image.

【0028】現像によって感光ドラム1上に形成された
トナー像は、転写装置7によって記録材に転写される。
転写装置7は、無端状の転写ベルト71を駆動ローラ7
2および従動ローラ73に掛け回し、その転写ベルト7
1の感光ドラム1との対向部の内側に転写帯電ブレード
74を配設してなっている。転写ベルト71は駆動ロー
ラ72による駆動によって矢印方向に回動し、給紙カセ
ット75から給紙された記録材を担持して感光ドラム1
と対向した転写部へ搬送する。
The toner image formed on the photosensitive drum 1 by development is transferred to a recording material by a transfer device 7.
The transfer device 7 transfers the endless transfer belt 71 to the drive roller 7.
2 and the driven roller 73, and the transfer belt 7
A transfer charging blade 74 is provided inside a portion facing the photosensitive drum 1. The transfer belt 71 is rotated in the direction of the arrow by the drive of the drive roller 72, and carries the recording material fed from the paper feed cassette 75 and
Is transferred to the transfer section opposed to.

【0029】転写部へ搬送された記録材は、転写帯電ブ
レード74による転写ベルト71の押圧によって感光ド
ラム1に押し付けられ、図示しない転写電源からブレー
ド74へ印加した転写バイアスにより裏面側からトナー
と逆極性の帯電を受けて、感光ドラム1上のトナー像が
記録材の表面に転写される。
The recording material conveyed to the transfer section is pressed against the photosensitive drum 1 by pressing the transfer belt 71 by the transfer charging blade 74, and reverses the toner from the back side by a transfer bias applied to the blade 74 from a transfer power supply (not shown). Upon receiving the polarity charge, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the surface of the recording material.

【0030】トナー像を転写された記録材は、転写ベル
ト71から分離されて定着装置6に搬送され、そこでト
ナー像が熱定着された後、プリント画像として出力され
る。トナー像を転写した後の感光ドラム1は、表面に残
留したトナーをクリーナ5のクリンブレードによって掻
き取られて、つぎの画像形成に備える。掻き取られたト
ナーはクリーナ5の容器内に収容される。
The recording material onto which the toner image has been transferred is separated from the transfer belt 71 and conveyed to the fixing device 6, where the toner image is thermally fixed and then output as a print image. After the transfer of the toner image, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is scraped off by the clean blade of the cleaner 5 to prepare for the next image formation. The scraped toner is stored in the container of the cleaner 5.

【0031】図2は、本実施例で現像装置4として用い
た2成分磁気ブラシ法現像装置である。本現像装置4
は、図26に示した従来の現像装置と同様、図2に示す
ように、基本的に、ネガトナーと磁性キャリアとを混合
した2成分現像剤を収容した現像容器46に、現像剤を
担持して感光ドラム1と対向した現像部に搬送する現像
スリーブ41と、現像スリーブ41内に固定配置したマ
グネットローラ42と、現像剤を現像容器41内で循環
するとともに現像スリーブ41に供給する攪拌スクリュ
ー43および44と、現像スリーブ41上の現像剤を規
制して薄層に形成する規制ブレード45とを設けてなっ
ている。
FIG. 2 shows a two-component magnetic brush method developing device used as the developing device 4 in this embodiment. Main developing device 4
As in the conventional developing device shown in FIG. 26, as shown in FIG. 2, the developer is basically carried in a developing container 46 containing a two-component developer in which a negative toner and a magnetic carrier are mixed. A developing sleeve 41 which conveys the developer to the developing unit facing the photosensitive drum 1, a magnet roller 42 fixedly arranged in the developing sleeve 41, and a stirring screw 43 for circulating the developer in the developing container 41 and supplying the developer to the developing sleeve 41. And a regulating blade 45 for regulating the developer on the developing sleeve 41 to form a thin layer.

【0032】現像スリーブ41は、感光ドラム1と対面
した開口部に、感光ドラム1との最近接領域が約500
μmの間隔を開けて配置され、現像スリーブ41上に担
持した現像剤が感光ドラム1に接触した状態で現像でき
るように設定されている。現像スリーブ41は感光ドラ
ム1の回転方向に対して順方向に回転させた。
The developing sleeve 41 has an opening closest to the photosensitive drum 1 at an opening facing the photosensitive drum 1.
The photosensitive drum 1 is set so that the developer carried on the developing sleeve 41 can be developed while being in contact with the photosensitive drum 1. The developing sleeve 41 was rotated in a forward direction with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 1.

【0033】現像容器46内の2成分現像剤は、回転す
る現像スリーブ41上にマグネットローラ42の磁極N
3の磁力により汲み上げられ、現像スリーブ41に対し
て垂直に配置された規制ブレード45のところに搬送さ
れ、規制ブレード45により層厚を規制されて、現像ス
リーブ41上に現像剤の薄層に形成される。この薄層に
形成された現像剤は、現像スリーブ41の回転にともな
い現像部に搬送され、マグネットローラ42の現像主極
S1の近くでその磁力により、現像スリーブ41の表面
で穂立ちして磁気ブラシに形成される。
The two-component developer in the developing container 46 is placed on the rotating developing sleeve 41 by the magnetic pole N of the magnet roller 42.
3 and is conveyed to a regulating blade 45 arranged perpendicular to the developing sleeve 41, the thickness of the layer is regulated by the regulating blade 45, and a thin layer of developer is formed on the developing sleeve 41. Is done. The developer formed in this thin layer is conveyed to the developing section with the rotation of the developing sleeve 41, and rises on the surface of the developing sleeve 41 due to its magnetic force near the main developing pole S1 of the magnet roller 42, thereby causing the magnetic force to rise. Formed on the brush.

【0034】この磁気ブラシに形成された現像剤は、感
光ドラム1の表面に接触して静電潜像を現像し、現像を
終えた現像剤は現像スリーブ41によって現像容器46
内に戻され、マグネットローラ42の磁極N2、N3が
形成する反発磁界によって現像スリーブ41から剥離さ
れ、現像容器46内に回収される。
The developer formed on the magnetic brush comes into contact with the surface of the photosensitive drum 1 to develop an electrostatic latent image.
And is separated from the developing sleeve 41 by the repulsive magnetic field formed by the magnetic poles N2 and N3 of the magnet roller 42 and collected in the developing container 46.

【0035】現像時、現像スリーブ41には、図示しな
い現像電源からVDC=−450Vの直流電圧に周波数f
=3000Hz、ピークツウピーク電圧Vpp=1500
Vの交流電圧を重畳した現像バイアスを印加した。
At the time of development, the developing sleeve 41 is supplied with a frequency f from a developing power supply (not shown) to a DC voltage of VDC = −450 V.
= 3000 Hz, peak-to-peak voltage Vpp = 1500
A developing bias on which an AC voltage of V was superimposed was applied.

【0036】一般に2成分現像法では、交流電圧を印加
すると現像効率が増加し、画像は高品位になるが、逆に
かぶりが発生しやすくなる危険がある。このため、通
常、現像バイアスの直流電圧と感光ドラム1の表面電位
との間に電位差を設けることにより、かぶりを防止する
ことを実現している。このかぶり防止のための電位差が
かぶり取り電位(Vback)であるが、この電位差によっ
て現像時に非画像領域にトナーが付着するのを防止する
ことができる。本実施例では、かぶり取り電位Vback=
150V(|−650−(−450)|=150)であ
る。
In general, in the two-component developing method, when an AC voltage is applied, the developing efficiency is increased and the quality of the image is high, but on the contrary, there is a risk that fogging is likely to occur. For this reason, usually, fog is prevented by providing a potential difference between the DC voltage of the developing bias and the surface potential of the photosensitive drum 1. The potential difference for preventing fog is the fog removal potential (Vback), and the potential difference can prevent toner from adhering to the non-image area during development. In this embodiment, the fog removal potential Vback =
150V (| -650-(-450) | = 150).

【0037】本発明において、2成分現像剤は、特に非
磁性トナーとして体積平均粒径が3μm以上、6μm以
下の小粒径トナーを使用する。このトナーは、流動性向
上を目的に平均粒径20nmのシリカおよび酸化チタン
を外添して使用した。
In the present invention, as the two-component developer, a small particle size toner having a volume average particle diameter of 3 μm or more and 6 μm or less is used as a nonmagnetic toner. This toner was externally added with silica and titanium oxide having an average particle diameter of 20 nm for the purpose of improving fluidity.

【0038】トナーの体積平均粒径の測定は、レーザー
スキャン型粒度分布測定装置(GALAI社製CIS−
100)を用いて、0.4μmから60μmの範囲内で
測定を行った。
The volume average particle diameter of the toner is measured by a laser scan type particle size distribution analyzer (CIS-GALAI).
100), the measurement was performed in the range of 0.4 μm to 60 μm.

【0039】測定試料は、100mlの水に界面活性剤
(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.2ml加えた
溶液に、トナーを0.5から2mg加え、超音波分散器
で2分間分散した後、マグネットスターラーを入れたキ
ュービックセルに、水を8割程度入れ、その中に超音波
分散した試料をピペットで1、2滴添加して調製した。
これを測定装置に掛けて測定し、個数平均粒径および体
積平均粒径を求めた。
The measurement sample was prepared by adding 0.5 to 2 mg of toner to a solution obtained by adding 0.2 ml of a surfactant (alkylbenzene sulfonate) to 100 ml of water, dispersing the mixture with an ultrasonic disperser for 2 minutes, and then magnetizing. About 80% of water was put into a cubic cell containing a stirrer, and one or two drops of a sample ultrasonically dispersed therein were added with a pipette to prepare the mixture.
This was measured with a measuring device, and the number average particle size and volume average particle size were determined.

【0040】本実施例において、磁性キャリアを変え
ず、トナーの体積平均粒径を約1μmから約8μmまで
約1μmおきに変えた8種類の2成分現像剤を用意し、
その現像剤をN/L環境(温度15℃、湿度10%)、
N/N環境(温度20℃、湿度60%)、H/H環境
(温度30℃、湿度80%)の各環境中に放置して、ト
ナーの単位重量あたりの電荷量の絶対値を測定した。ト
ナーは重合法により作製し、流動性向上を目的に平均粒
径20nmのシリカおよび酸化チタンを外添して使用し
た。磁性キャリアは、体積平均粒径が約40μm、飽和
磁化が140emu/cm3のものを用いた。
In this embodiment, without changing the magnetic carrier, eight kinds of two-component developers were prepared in which the volume average particle diameter of the toner was changed from about 1 μm to about 8 μm every about 1 μm.
N / L environment (temperature 15 ° C, humidity 10%),
The toner was left in each of an N / N environment (temperature 20 ° C., humidity 60%) and an H / H environment (temperature 30 ° C., humidity 80%), and the absolute value of the charge per unit weight of the toner was measured. . The toner was prepared by a polymerization method, and silica and titanium oxide having an average particle diameter of 20 nm were externally added for the purpose of improving fluidity. The magnetic carrier used had a volume average particle size of about 40 μm and a saturation magnetization of 140 emu / cm 3 .

【0041】結果を図3に示す。図3からわかるよう
に、トナーの単位重量あたりの電荷量の絶対値は、トナ
ーの粒径が小さくなるのにともない高くなっている。ま
た環境が低湿になるほど(H/H→N/N→N/L)ト
ナーの電荷量の絶対値が高くなっている。
FIG. 3 shows the results. As can be seen from FIG. 3, the absolute value of the charge amount per unit weight of the toner increases as the particle size of the toner decreases. The lower the humidity (H / H → N / N → N / L), the higher the absolute value of the charge amount of the toner.

【0042】本発明では、トナーの単位重量あたりの電
荷量(摩擦帯電電荷量)は、つぎのようにして測定し
た。
In the present invention, the amount of charge per unit weight of the toner (the amount of triboelectric charge) was measured as follows.

【0043】図4は、トナーの摩擦帯電電荷量(トリ
ボ)を測定する装置である。まず、摩擦帯電量を測定し
ようとするトナーをキャリアと重量比で5.95の割合
で合して2成分現像剤の形にして、50〜100ml容
量のポリエチレン製のビンに入れ、約10〜40秒間手
で振盪し、ついでこの現像剤を約0.5〜1.5g、底
が500メッシュの導電性スクリーン103になった金
属製の測定用器102に入れ、容器102に金属製のフ
タ104を被せる。この状態の測定用器102全体の重
量を計り、これをW1(kg)とする。
FIG. 4 shows an apparatus for measuring the triboelectric charge amount (triboelectric charge) of the toner. First, the toner whose triboelectric charge amount is to be measured is combined with the carrier at a weight ratio of 5.95 to form a two-component developer, put into a 50-100 ml capacity polyethylene bottle, The developer was shaken by hand for 40 seconds, and then about 0.5 to 1.5 g of this developer was put into a metal measuring instrument 102 having a conductive screen 103 with a bottom of 500 mesh. 104. The weight of the entire measuring instrument 102 in this state is weighed and defined as W1 (kg).

【0044】つぎに、測定用器102を吸引機101に
設置し(吸引機101の少なくとも測定用器102と接
する部分は絶縁体)、吸引口107から吸引し、風量調
節弁106を調節して、真空計105の圧力を250m
mAqとする。この状態で十分、好ましくは2分間吸引
を行い、トナーを吸引除去する。このときの測定用器1
02に接続した電位計109が示す電位を読み、これを
V1(V)とする。また吸引後の測定容器102全体の
重量を計り、これをW2(kg)とする。測定用器10
2に電位計109と並列接続したコンデンサ108の容
量をC1(F)とすると、トナーの単位重さあたりの摩
擦帯電量は、下式:トナーの摩擦帯電量(μC/g)=
C1×V1×10-3/(W1−W2)のごとく計算され
る。
Next, the measuring device 102 is set on the suction device 101 (at least the portion of the suction device 101 that is in contact with the measuring device 102 is an insulator), the sample is sucked from the suction port 107, and the air volume control valve 106 is adjusted. , The pressure of the vacuum gauge 105 is 250 m
mAq. In this state, suction is performed sufficiently, preferably for 2 minutes, to remove the toner by suction. Measurement device 1 at this time
The potential indicated by the electrometer 109 connected to the terminal 02 is read, and this is set to V1 (V). In addition, the entire measurement container 102 after suction is weighed and defined as W2 (kg). Measuring instrument 10
Assuming that the capacitance of the capacitor 108 connected in parallel with the electrometer 109 is C1 (F), the triboelectric charge per unit weight of the toner is expressed by the following formula: triboelectric charge of toner (μC / g) =
It is calculated as C1 × V1 × 10 −3 / (W1−W2).

【0045】本実施例において、感光ドラム1として電
荷輸送層の膜厚が8μm、20μmのものを用意し、こ
れを使用してN/L、N/N、H/Hの3つの環境で画
像形成して、そのときの最大画像濃度を調べた。マグネ
ットローラ42は、現像主極S1の現像スリーブ41表
面上での垂直方向磁界の半値幅(すなわち垂直方向磁界
のピーク値の50%の磁界の強さの2点間の角度)が2
2°、52°に設定した2種類のものを用意し、これを
現像スリーブ41に内包させて使用した。
In the present embodiment, a photosensitive drum 1 having a charge transport layer having a thickness of 8 μm or 20 μm is prepared, and is used in three environments of N / L, N / N and H / H. It was formed and the maximum image density at that time was examined. The magnet roller 42 has a half-width of the vertical magnetic field on the surface of the developing sleeve 41 of the main developing pole S1 (that is, an angle between two points of the magnetic field strength of 50% of the peak value of the vertical magnetic field).
Two types, 2 ° and 52 °, were prepared and used by being enclosed in the developing sleeve 41.

【0046】画像濃度の測定は、X−rite社製の4
04反射濃度計を用いて行った。現像主極S1の半値幅
が22°、52°のときのマグネットローラの現像スリ
ーブ表面上における磁気パターンをそれぞれ図5、図6
に示す。
The measurement of the image density was carried out by using X-rite 4
The measurement was performed using a 04 reflection densitometer. FIGS. 5 and 6 show the magnetic patterns on the developing sleeve surface of the magnet roller when the half width of the developing main pole S1 is 22 ° and 52 °, respectively.
Shown in

【0047】上記の最大画像濃度を図3のグラフに書き
込んだのが図7、図8で、それぞれ感光ドラム電荷輸送
層の膜厚が8μm、20μmの場合を示す。図7、図8
において、各環境における最大画像濃度は、左側の数値
が現像主極S1の半値幅が22°、右側の数値が半値幅
が52°の場合である。
FIGS. 7 and 8 show the above-mentioned maximum image densities in the graphs of FIGS. 3 and 8, respectively, when the film thickness of the charge transport layer of the photosensitive drum is 8 μm and 20 μm, respectively. 7 and 8
In the maximum image density in each environment, the numerical value on the left is when the half width of the developing main pole S1 is 22 °, and the numerical value on the right is when the half width is 52 °.

【0048】図7、図8に示されるように、いずれの場
合も、現像主極の半値幅が52°の方が22°のときよ
りも濃度が高くなっている。しかし、その濃度差は、感
光ドラム1の電荷輸送層膜厚が20μmの図7の方が、
8μmの図8のときよりも小さい。
As shown in FIGS. 7 and 8, in each case, the density is higher when the half width of the developing main pole is 52 ° than when it is 22 °. However, the difference in the density is larger in FIG. 7 where the charge transport layer thickness of the photosensitive drum 1 is 20 μm.
It is smaller than that of FIG.

【0049】本実施例において、感光ドラム1として電
荷輸送層の膜厚が8μm、20μmの感光体を使用し、
マグネットローラ42として現像主極S1の半値幅が2
2°、27°、31°、35°、42°、46°、52
°に設定した7種類のものを使用して、N/N環境にお
ける画像形成を行い、そのときの最大画像濃度の現像主
極S1の半値幅による変化を調べた。結果をそれぞれ図
9、図10に示す。
In this embodiment, a photosensitive member having a charge transport layer having a thickness of 8 μm or 20 μm is used as the photosensitive drum 1.
As the magnet roller 42, the half width of the developing main pole S1 is 2
2 °, 27 °, 31 °, 35 °, 42 °, 46 °, 52
An image was formed in an N / N environment using the seven types set at °, and the change in the maximum image density at that time due to the half-value width of the developing main electrode S1 was examined. The results are shown in FIGS. 9 and 10, respectively.

【0050】図9、図10からも、電荷輸送層が20μ
mの場合の現像主極の半値幅に対する画像濃度の変動
は、電荷輸送層が8μmの場合よりも小さいことがわか
る。電荷輸送層が8μmの場合は、現像主極の半値幅が
40°以上で十分な濃度が得られている。
FIGS. 9 and 10 also show that the charge transport layer has a thickness of 20 μm.
It can be seen that the variation of the image density with respect to the half-value width of the developing main electrode in the case of m is smaller than that in the case where the charge transport layer is 8 μm. In the case where the charge transport layer is 8 μm, a sufficient density is obtained when the half width of the developing main electrode is 40 ° or more.

【0051】このように現像主極S1の半値幅を大きく
することによって画像濃度が高くなる理由は、以下のよ
うに考えられる。現像主極S1の半値幅を大きくする
と、現像部において現像スリーブ41上に形成される現
像剤の磁気ブラシの穂立ち領域が広がって、現像剤の感
光ドラム1に対する接触ニップが広くなり、現像領域が
広がることが1つの理由である。しかし、これだけでな
く、現像スリーブ41と感光ドラム1の曲率に起因する
現像領域上流でのトナーの滞留が発生しにくくなること
も理由である。実際、トナーの滞留により発生する現像
画像の掃き寄せ現象も、半値幅が大きくなるにともない
少なくなり、改善されることが確認された。
The reason why the image density is increased by increasing the half value width of the developing main pole S1 as described above is considered as follows. When the half value width of the developing main pole S1 is increased, the area of the magnetic brush of the developer formed on the developing sleeve 41 in the developing section is widened, and the contact nip of the developer with the photosensitive drum 1 is widened. Is one of the reasons. However, not only this, but also because it is difficult for toner to stay in the upstream of the developing region due to the curvature of the developing sleeve 41 and the photosensitive drum 1. In fact, it has been confirmed that the sweeping phenomenon of the developed image caused by the stay of the toner is reduced as the half width increases, and is improved.

【0052】図9〜図10からわかるように、体積平均
粒径が7μm以上のトナーを使用した場合は、感光ドラ
ム1の電荷輸送層の膜厚、現像主極S1の半値幅のいず
れの条件でも、十分な画像濃度が得られている。トナー
の平均粒径が3〜6μmの場合は、電荷輸送層の膜厚が
8μmで半値幅が40°以上の条件で、十分な画像濃度
が得られた。2μm以下のトナー体積平均粒径では、い
ずれの条件も十分な画像濃度が得られなかった。
As can be seen from FIGS. 9 and 10, when a toner having a volume average particle diameter of 7 μm or more is used, any of the conditions of the film thickness of the charge transport layer of the photosensitive drum 1 and the half width of the developing main pole S1 is required. However, a sufficient image density is obtained. When the average particle diameter of the toner was 3 to 6 μm, a sufficient image density was obtained under the conditions that the thickness of the charge transport layer was 8 μm and the half width was 40 ° or more. With a toner volume average particle diameter of 2 μm or less, sufficient image density was not obtained under any of the conditions.

【0053】このトナーの平均粒径に、図3のトナーの
単位重さあたりの平均電荷量の絶対値を当てはめてみる
と、30×10-3C/kg以下の場合は、いずれの条件
でも十分な画像濃度が得られ、30×10-3C/kg以
上、80×10-3C/kg以下の場合は、電荷輸送層の
膜厚が8μmで現像主極の半値幅が40°以上の条件
で、十分な画像濃度が得られる。そしてトナーの単位重
さあたりの平均電荷量が80×10-3C/kg以上の場
合は、いずれの条件でも十分な画像濃度が得られないと
いうことができる。
When the absolute value of the average charge per unit weight of the toner shown in FIG. 3 is applied to the average particle diameter of the toner, when the average charge amount per unit weight of the toner is 30 × 10 −3 C / kg or less, under any condition. When a sufficient image density is obtained and is 30 × 10 −3 C / kg or more and 80 × 10 −3 C / kg or less, the thickness of the charge transport layer is 8 μm and the half width of the main development electrode is 40 ° or more. Under the above condition, a sufficient image density can be obtained. If the average charge per unit weight of the toner is 80 × 10 −3 C / kg or more, it can be said that a sufficient image density cannot be obtained under any of the conditions.

【0054】上記において、感光ドラムの電荷輸送層が
20μmの場合は、現像主極の半値幅に対する画像濃度
の変動が、電荷輸送層が8μmの場合よりも小さい理由
を調べるために、感光ドラム1の回転方向上、現像装置
5の下流側に図示しない表面電位計を設置して、現像後
の感光ドラムの表面電位を測定した。
In the above description, when the charge transport layer of the photosensitive drum is 20 μm, the variation in image density with respect to the half width of the developing main electrode is smaller than that in the case where the charge transport layer is 8 μm. A surface potentiometer (not shown) was installed on the downstream side of the developing device 5 in the rotation direction of the above, and the surface potential of the photosensitive drum after development was measured.

【0055】感光ドラム1の電荷輸送層の膜厚が20μ
mの場合には、トナーの平均粒径が3〜6μmの2成分
現像剤で現像すると、現像後の感光ドラムの表面電位
は、画像濃度が十分な値にまで到達していないにもかか
わらず、現像スリーブへ印加した現像バイアスの直流成
分VDC=−450Vに近いレベルにまで達した。現像剤
のトナーの平均粒径が1μm、2μmの場合には、現像
後の感光ドラムの表面電位は、−300V程度までしか
達していない。
The charge transport layer of the photosensitive drum 1 has a thickness of 20 μm.
In the case of m, when development is performed with a two-component developer having an average particle diameter of the toner of 3 to 6 μm, the surface potential of the photosensitive drum after the development is increased even though the image density does not reach a sufficient value. The DC component of the developing bias applied to the developing sleeve reached a level close to VDC = -450V. When the average particle diameter of the toner of the developer is 1 μm or 2 μm, the surface potential of the photosensitive drum after development reaches only about −300 V.

【0056】これに対し、感光ドラム1の電荷輸送層の
膜厚が8μmの場合には、現像主極S1の半値幅が35
°以下の現像効率が低い条件で、現像後の感光ドラムの
表面電位が−200〜−300V程度であり、十分な濃
度が得られた半値幅が52°の場合でも、現像後の表面
電位が−350〜−400V程度であった。
On the other hand, when the thickness of the charge transport layer of the photosensitive drum 1 is 8 μm, the half width of the developing main electrode S1 is 35 μm.
The surface potential of the photosensitive drum after development is about -200 to -300 V under the condition that the development efficiency is not higher than 0 ° C, and even if the half-value width at which a sufficient density is obtained is 52 °, the surface potential after development is It was about -350 to -400V.

【0057】この結果から、感光ドラムの電荷輸送層の
膜厚が20μmの場合には、トナーのもつ電荷によって
静電潜像のコントラストが埋められてしまい、画像濃度
が得られないことがわかる。
From this result, it can be seen that when the thickness of the charge transport layer of the photosensitive drum is 20 μm, the contrast of the electrostatic latent image is buried by the charge of the toner, and the image density cannot be obtained.

【0058】感光ドラムの単位面積あたりの静電容量C
/S(F/m2)は、真空中の誘電率をε0=8.85×
10-12、感光ドラムの比誘電率をε=3、電荷輸送層
の膜厚をdとすると、ε0×ε/dで表されるので、電
荷輸送層の膜厚が8、10、13、16、20μmの場
合、静電容量C/S(F/m2)=3.3×10-6
2.7×10-6、2.0×10-6、1.7×10-6
1.3×10-6となる。
The capacitance C per unit area of the photosensitive drum
/ S (F / m 2 ) is the dielectric constant in a vacuum of ε 0 = 8.85 ×
10 -12, the dielectric constant of the photosensitive drum epsilon = 3, and the thickness of the charge transport layer is d, so represented by .epsilon.0 × epsilon / d, the film thickness of the charge transport layer 8, 10, 13, In the case of 16, 20 μm, the capacitance C / S (F / m 2 ) = 3.3 × 10 −6 ,
2.7 × 10 -6 , 2.0 × 10 -6 , 1.7 × 10 -6 ,
1.3 × 10 −6 .

【0059】図11は、N/N環境下において、現像主
極の半値幅を52°に設定したマグネットローラを現像
スリーブを現像に用い、画像形成を行ったときの感光ド
ラム単位面積当たりの静電容量C/Sと最大画像濃度と
の関係を示したグラフである。図11から、感光ドラム
単位面積当たりの静電容量C/Sが2.0×10-6F/
2よりも大きいと、十分な画像濃度が得られているこ
とがわかる。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between static electricity per unit area of the photosensitive drum when an image is formed by using a developing roller with a developing roller and a magnet roller in which the half width of the developing main electrode is set to 52 ° in an N / N environment. 5 is a graph showing the relationship between the capacitance C / S and the maximum image density. From FIG. 11, the capacitance C / S per unit area of the photosensitive drum is 2.0 × 10 −6 F /
If it is larger than m 2, it can be seen that a sufficient image density is obtained.

【0060】これは、感光ドラム単位面積当たりの静電
容量を大きくすることによって、トナーの電荷量による
感光ドラムの表面電位の上昇を抑制し、少量のトナーで
潜像のコントラストが埋まってしまうのを防止できたた
めである。
This is because, by increasing the capacitance per unit area of the photosensitive drum, the rise in the surface potential of the photosensitive drum due to the amount of charge of the toner is suppressed, and the contrast of the latent image is buried with a small amount of toner. Was prevented.

【0061】以上の結果から、トナーの平均粒径が7μ
m以上の場合には、特に感光ドラムや現像スリーブにつ
いて考慮しなくても、十分な画像濃度が得られたが、平
均粒径が3〜6μmのトナーでは、本発明の条件である
感光ドラムの単位面積当たりの静電容量C/Sを2.0
×10-6F/m2以上とし、かつ現像スリーブのマグネ
ットローラの現像主極の半値幅が40°以上とすること
によって、初めて十分な画像濃度が得られていることが
わかる。また、平均粒径2μm以下のトナーの場合に
は、本発明の条件によっても、十分な画像濃度が得られ
ないことがわかった。
From the above results, the average particle size of the toner was 7 μm.
When the average particle diameter is 3 m or more, a sufficient image density can be obtained without considering the photosensitive drum and the developing sleeve. Capacitance per unit area C / S is 2.0
It can be seen that a sufficient image density is obtained for the first time by setting the half width of the developing main pole of the magnet roller of the developing sleeve to 40 ° or more by setting × 10 −6 F / m 2 or more. Further, it was found that in the case of the toner having an average particle diameter of 2 μm or less, a sufficient image density could not be obtained even under the conditions of the present invention.

【0062】実施例2 本実施例は、図1に示した実施例1において、負帯電性
の有機感光体からなる感光ドラム1に代えて、非晶質シ
リコン(アモルファスシリコン)の表面層を有する正帯
電性の感光体を用いた。本実施例の画像形成装置のその
他の機械的構成は、実施例1と基本的に同じであるの
で、以下、本実施例の説明において、必要に応じて図1
を援用する。
Embodiment 2 This embodiment is different from Embodiment 1 shown in FIG. 1 in that a surface layer of amorphous silicon (amorphous silicon) is used instead of the photosensitive drum 1 made of a negatively chargeable organic photosensitive member. A positively charged photoconductor was used. Other mechanical configurations of the image forming apparatus of this embodiment are basically the same as those of the first embodiment, and therefore, in the following description of this embodiment, FIG.
Invite.

【0063】本実施例では、感光ドラム1として正帯電
性のアモルファスシリコン感光体を用いたことにともな
い、実施例1が、感光ドラム上に静電潜像をレーザー露
光部で形成し、負帯電性のトナーをレーザー露光部に付
着して、反転現像方式により潜像を現像するのに対し、
本実施例は、感光ドラム上に静電潜像をレーザー非露光
部で形成し、正帯電性のトナーをレーザー非露光部に付
着して、正規現像方式で潜像を現像した。
In this embodiment, a positively chargeable amorphous silicon photosensitive member is used as the photosensitive drum 1. In the first embodiment, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by a laser exposure section, Toner is adhered to the laser exposure area and the latent image is developed by the reversal development method.
In this embodiment, an electrostatic latent image was formed on a photosensitive drum in a laser non-exposed area, a positively charged toner was adhered to the laser non-exposed area, and the latent image was developed by a regular development method.

【0064】感光ドラム1の表面を帯電器3により、た
とえば+600Vに均一に帯電し、レーザー露光手段2
により露光して、感光ドラムの露光された部分の表面電
位を+100Vにまで減衰し、感光ドラム上に静電潜像
を非露光部として形成する(最大濃度にあたる部分は基
本的に露光しないが、露光手段の制御の関係で弱い発光
があり、数10V程度の減衰はある)。
The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to, for example, +600 V by the charger 3 and the laser exposure means 2
To attenuate the surface potential of the exposed portion of the photosensitive drum to +100 V to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum as a non-exposed portion (a portion corresponding to the maximum density is basically not exposed, There is weak light emission due to the control of the exposure means, and there is an attenuation of about several tens of volts).

【0065】この潜像を現像装置4によって2成分現像
剤を用いて正規現像して、トナー像として可視化する。
現像時、現像スリーブ41には、現像電源から直流電圧
VDC=+250Vに周波数Vf=3000Hz、ピーク
ツウピーク電圧Vpp=1500Vの交流電圧を重畳した
現像バイアスを印加した。その後は、実施例1と同様、
転写装置7によりトナー像を記録材に転写し、定着装置
6で定着してプリント画像として出力する。
The latent image is regularly developed by a developing device 4 using a two-component developer, and is visualized as a toner image.
At the time of development, a developing bias in which an AC voltage having a frequency Vf = 3000 Hz and a peak-to-peak voltage Vpp = 1500 V was superimposed on a DC voltage VDC = + 250 V from a developing power source was applied to the developing sleeve 41. After that, as in Example 1,
The toner image is transferred to the recording material by the transfer device 7, fixed by the fixing device 6, and output as a print image.

【0066】さて、本実施例で用いた感光ドラム1のア
モルファスシリコン感光体の比誘電率は約10であり、
感光体の膜厚は25μmであった。この数値からアモル
ファスシリコーン感光体の単位面積当たりの静電容量C
/Sを計算すると、約3.5×10-6F/m2となる。
The relative permittivity of the amorphous silicon photosensitive member of the photosensitive drum 1 used in this embodiment is about 10, and
The thickness of the photoreceptor was 25 μm. From this value, the capacitance C per unit area of the amorphous silicone photoreceptor is calculated.
Calculating / S results in about 3.5 × 10 −6 F / m 2 .

【0067】図12は、実施例1と同様、N/L環境
(温度15℃、湿度10%)、N/N環境(温度20
℃、湿度60%)、H/H環境(温度30℃、湿度80
%)の各環境中におけるトナーの単位重量あたりの電荷
量の絶対値の測定結果を示す図3のグラフに、アモルフ
ァスシリコン感光体の膜厚が25μmの感光ドラム1を
使用した場合の、各環境における最大画像濃度を書き込
んだものである。同様に、画像濃度はX−rite社製
の404反射濃度計を用いて測定した。
FIG. 12 shows an N / L environment (temperature 15 ° C., humidity 10%) and an N / N environment (temperature 20
℃, humidity 60%), H / H environment (temperature 30 ℃, humidity 80
3) shows the measurement results of the absolute value of the charge amount per unit weight of the toner in each environment of (%) in each environment when the photosensitive drum 1 having an amorphous silicon photoconductor having a film thickness of 25 μm is used. Is the maximum image density. Similarly, the image density was measured using a 404 reflection densitometer manufactured by X-rite.

【0068】図7、図8のときと同様、図11におい
て、各環境における最大画像濃度は、左側の数値が現像
主極S1の半値幅が22°、右側の数値が半値幅が52
°の場合である。いずれの場合も、実施例1と同様、現
像主極の半値幅が52°の方が22°のときよりも濃度
が高くなっている。また、アモルファス感光体を感光ド
ラムの用いた方が、実施例1で有機感光体の電荷輸送層
の膜厚が8μmの感光ドラムを用いた場合よりも、高く
なっている。
As in FIGS. 7 and 8, in FIG. 11, the maximum image density in each environment is such that the half-width of the developing main pole S1 is 22 ° on the left and the half-width is 52 ° on the right.
°. In any case, as in Example 1, the density was higher when the half width of the developing main pole was 52 ° than when it was 22 °. Further, the use of the photosensitive drum with the amorphous photosensitive member is higher than the case where the photosensitive drum having the charge transport layer of the organic photosensitive member with a thickness of 8 μm is used in Example 1.

【0069】図13は、先の図11のN/N環境下にお
いて、現像主極の半値幅が52°設定された現像スリー
ブを現像に用い、画像形成を行ったときの感光ドラム単
位面積当たりの静電容量C/Sと最大画像濃度との関係
を示したグラフに、本実施例のアモルファスシリコン感
光体の感光ドラムを用いた場合の最大画像濃度(静電容
量C/S=3.5×10-6F/m2)を書き込んだもの
である。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the photosensitive drum unit area when an image is formed using the developing sleeve in which the half width of the developing main electrode is set to 52 ° in the N / N environment of FIG. A graph showing the relationship between the capacitance C / S and the maximum image density is shown in the graph of the maximum image density (capacitance C / S = 3.5) when the photosensitive drum of the amorphous silicon photosensitive member of this embodiment is used. × 10 -6 F / m 2 ).

【0070】図13に示されるように、実施例1の有機
感光体の感光ドラムにおける単位面積当たりの静電容量
C/Sに対する最大画像濃度のライン上に、本実施例の
ようなアモルファスシリコン感光体の感光ドラムを用い
た場合も乗ることがわかった。
As shown in FIG. 13, an amorphous silicon photosensitive film as in this embodiment is placed on the line of the maximum image density with respect to the capacitance C / S per unit area in the photosensitive drum of the organic photosensitive member of the first embodiment. It was also found that the rider could ride on the body using the photosensitive drum.

【0071】このことから、アモルファスシリコン感光
体を用いた場合、感光体の単位面積当たりの静電容量C
/S(F/m2)が3.5×10-6であり、2.0×1
-6よりも十分大きな静電容量があるため、トナーの電
荷により静電潜像のコントラストが埋められてしまうよ
うな現象が起きず、平均粒径3〜6μmのトナーを使用
しても、実施例1と同様、現像スリーブのマグネットロ
ーラの現像主極の半値幅を40°以上とすることによ
り、十分な画像濃度が得られるものであることがわかっ
た。
From this, when the amorphous silicon photosensitive member is used, the capacitance C per unit area of the photosensitive member is
/ S (F / m 2 ) is 3.5 × 10 −6 and 2.0 × 1
0 -6 because there is a sufficiently large capacitance than not occur phenomena such as contrast of an electrostatic latent image will be filled by the charge of the toner, the use of toner having an average particle diameter of 3 to 6 [mu] m, As in Example 1, it was found that a sufficient image density could be obtained by setting the half width of the developing main pole of the magnet roller of the developing sleeve to 40 ° or more.

【0072】以上、本実施例では、正帯電性のアモルフ
ァスシリコン感光体を用い、正規現像によって現像を行
った場合について述べたが、負帯電性のアモルファスシ
リコン感光体を用い、反転現像を行う場合にも、同様の
効果が得られることが確認された。
As described above, in the present embodiment, the case where the development is performed by the regular development using the positively charged amorphous silicon photosensitive member has been described. It was also confirmed that the same effect was obtained.

【0073】実施例3 実施例1、2では、現像スリーブ41に図5、図6のよ
うな磁力パターンのマグネットローラを用い、現像主極
S1の半値幅を22°から52°まで変化させたものを
使用したが、本実施例では、現像効率をより高めるため
に、図14に示すような磁力パターンのマグネットを用
いた。
Embodiment 3 In Embodiments 1 and 2, the developing sleeve 41 is a magnet roller having a magnetic force pattern as shown in FIGS. 5 and 6, and the half-width of the developing main pole S1 is changed from 22 ° to 52 °. In this embodiment, a magnet having a magnetic force pattern as shown in FIG. 14 was used in order to further increase the development efficiency.

【0074】図14に示す磁力パターンは、現像主極S
1があたかも2つあって、それらの現像スリーブ表面の
垂直方向の磁力が部分的に重なったような2つのピーク
を有する磁力分布になっている。その現像主極S1の半
値幅は48°である。
The magnetic force pattern shown in FIG.
1 has a magnetic force distribution having two peaks such that the magnetic forces in the vertical direction on the surface of the developing sleeve partially overlap each other. The half width of the development main pole S1 is 48 °.

【0075】このように現像主極S1を2ピーク構成と
すると、同一半値幅の場合、通常の1ピークのときより
も、最大画像濃度が高くなる。これは、現像主極に2つ
のピークを持たせると、現像剤の搬送状態が図9、図1
0の現像主極が1ピークの磁力パターンの場合と違って
き、2つのピーク間を磁性キャリアが通過する際、磁気
ブラシの穂が立った状態で高速に搬送される。この高速
搬送により、磁性キャリアからトナーが放出されやすく
なって、現像効率が向上するためである。
As described above, when the developing main pole S1 has a two-peak configuration, the maximum image density is higher in the case of the same half width than in the case of the normal one peak. This is because, when the developing main pole has two peaks, the transport state of the developer is as shown in FIGS.
Unlike the case where the developing main pole of 0 has a magnetic pattern of one peak, when the magnetic carrier passes between the two peaks, the magnetic brush is conveyed at a high speed with the ears of the magnetic brush standing. This is because the toner is easily released from the magnetic carrier by the high-speed conveyance, and the developing efficiency is improved.

【0076】図15は、実施例1の図7に示した有機感
光体の電荷輸送層の膜厚が8μmの場合のN/N環境下
での、現像スリーブ内マグネットローラの現像主極の半
値幅と最大画像の関係を示したグラフ中に、本実施例で
の現像主極に2ピークを持つマグネットローラを使用し
た場合の最大画像濃度を書き加えたものである。
FIG. 15 shows a half of the developing main pole of the magnet roller in the developing sleeve under the N / N environment when the thickness of the charge transport layer of the organic photoreceptor shown in FIG. In the graph showing the relationship between the value width and the maximum image, the maximum image density in the case of using the magnet roller having two peaks at the developing main pole in this embodiment is added.

【0077】図15からわかるように、本実施例のよう
に、現像スリーブに現像主極が2つのピークをもつマグ
ネットローラを用いると、各粒径のトナーのいずれの場
合も、現像主極が1ピークのマグネットローラを用いる
場合よりも、高い濃度を得ることができ、同様の半値幅
でも高い現像効率を得ることができる。
As can be seen from FIG. 15, as in the present embodiment, when a magnet roller having a developing main pole having two peaks is used for the developing sleeve, the developing main pole is changed regardless of the toner of each particle diameter. A higher density can be obtained than when a one-peak magnet roller is used, and a high development efficiency can be obtained even with a similar half width.

【0078】実施例4 以上の実施例1〜3では、現像効率の低下に対して、現
像スリーブ41内の磁石42の現像主極の半値幅を40
°以上にすることにより、現像領域での現像剤の磁気ブ
ラシの接触ニップおよび磁気ブラシの穂立ち領域を増加
させて、現像効率の向上を実現した。
Embodiment 4 In Embodiments 1 to 3 described above, the half width of the developing main pole of the magnet 42 in the developing sleeve 41 is set to 40 to reduce the developing efficiency.
By increasing the angle to at least the angle, the contact nip of the magnetic brush of the developer in the developing area and the area of the magnetic brush rising are increased, thereby improving the developing efficiency.

【0079】本実施例では、現像スリーブ内の磁石を回
転することにより、現像剤の磁気ブラシを回転させて、
感光体近傍のトナーのみならず、現像スリーブ上の全て
のトナーを現像に寄与させることにより、現像効率の向
上を実現した。トナーの電荷量によって静電潜像を埋め
てしまう現象に対しては、同様に、感光ドラムの単位面
積当たりの静電容量C/Sを、2.0×10-6(F/m
2)より大きくすることによって防止した。
In this embodiment, the magnetic brush of the developer is rotated by rotating the magnet in the developing sleeve.
The development efficiency was improved by contributing not only the toner near the photoreceptor but also all the toner on the developing sleeve to the development. Similarly, for the phenomenon that the electrostatic latent image is buried by the charge amount of the toner, the capacitance C / S per unit area of the photosensitive drum is set to 2.0 × 10 −6 (F / m
2 ) Prevented by making it larger.

【0080】図16は、本実施例で使用した現像装置を
示す概略構成図である。本現像装置4は、図2に示した
現像装置と同様、ネガトナーと磁性キャリアとを混合し
た2成分現像剤を収容した現像容器46に、現像スリー
ブ41と、現像スリーブ41内に配置したマグネットロ
ーラ42と、攪拌スクリュー43および44と、規制ブ
レード45とを設けてなっており、現像スリーブ41
を、感光ドラム1と対面した開口部に、感光ドラム1と
の最近接領域が約500μmの間隔で配置し、現像スリ
ーブ41上の現像剤を感光ドラム1と接触状態で現像可
能としている。
FIG. 16 is a schematic structural view showing a developing device used in this embodiment. As in the developing device shown in FIG. 2, the developing device 4 includes a developing container 41 containing a two-component developer in which a negative toner and a magnetic carrier are mixed, a developing sleeve 41, and a magnet roller disposed in the developing sleeve 41. 42, stirring screws 43 and 44, and a regulating blade 45.
Are arranged in the opening facing the photosensitive drum 1 at an interval of about 500 μm in a region closest to the photosensitive drum 1 so that the developer on the developing sleeve 41 can be developed in contact with the photosensitive drum 1.

【0081】本実施例によれば、現像スリーブ41の外
径が20mmで、その内部にマグネットローラ42は回
転可能に配置されている。マグネットローラ42は、磁
力800〜1000ガウス(G)の磁極を8極、周方向
に均等配置で有する。そして感光ドラム1を矢印方向に
150mm/秒の周速で回転し、これに対し、現像スリ
ーブ1内マグネットローラ42を逆方向に2500rp
mで高速回転して、現像スリーブ41上の現像剤を感光
ドラム1と対向部で同方向に移動する向き、つまり順方
向に搬送させた。
According to this embodiment, the outer diameter of the developing sleeve 41 is 20 mm, and the magnet roller 42 is rotatably disposed inside the developing sleeve 41. The magnet roller 42 has eight magnetic poles having a magnetic force of 800 to 1000 Gauss (G), which are evenly arranged in the circumferential direction. Then, the photosensitive drum 1 is rotated in the direction of the arrow at a peripheral speed of 150 mm / sec, while the magnet roller 42 in the developing sleeve 1 is rotated at 2500 rpm in the reverse direction.
m, the developer on the developing sleeve 41 was conveyed in the direction in which it moves in the same direction at the portion facing the photosensitive drum 1, that is, in the forward direction.

【0082】このマグネットローラ42の逆回転による
現像剤搬送によれば、現像剤の磁気ブラシ自体が回転し
ながら搬送され、感光ドラム1の近傍のトナーのみなら
ず、現像スリーブ41上の全てのトナーを現像に寄与さ
せることができて、現像効率を向上できる。この際、本
実施例では、現像スリーブ41上の現像剤の搬送性を高
めるために、現像スリーブ41も、感光ドラム1との対
向部が同方向移動する順方向に100mm/秒で回転し
た。
According to the developer conveyance by the reverse rotation of the magnet roller 42, the magnetic brush itself of the developer is conveyed while rotating, and not only the toner near the photosensitive drum 1 but also all the toner on the developing sleeve 41. Can contribute to the development, and the development efficiency can be improved. At this time, in the present embodiment, the developing sleeve 41 was also rotated at a rate of 100 mm / sec in the forward direction in which the portion facing the photosensitive drum 1 moved in the same direction in order to enhance the transportability of the developer on the developing sleeve 41.

【0083】本実施例において、2成分現像剤に使用す
るネガトナーは、実施例1と同様の小粒径トナーを用い
たが、磁性キャリアは、特に体積平均粒径が40μm、
飽和磁化が170emu/cm3、残留磁化が140e
mu/cm3で、図17に示すような保持力が約200
0エールステッド(Oe)ヒステリシス特性を有するキ
ャリア、すなわち硬強磁性キャリアを使用した。ちなみ
に、従来は、図18に示すような残留磁化がないヒステ
リシス特性を有するキャリア、すなわち軟強磁性キャリ
アを使用している。
In the present embodiment, the same negative particle diameter toner as in Example 1 was used as the negative toner used for the two-component developer, but the magnetic carrier had a volume average particle diameter of 40 μm.
Saturation magnetization is 170 emu / cm 3 and residual magnetization is 140 e
At mu / cm 3 , the holding force as shown in FIG.
A carrier having 0 Oersted (Oe) hysteresis characteristics, that is, a hard ferromagnetic carrier was used. Incidentally, conventionally, carriers having hysteresis characteristics without residual magnetization as shown in FIG. 18, that is, soft ferromagnetic carriers are used.

【0084】図17に示すような硬強磁性キャリアは、
保持力および残留磁化を有することを特徴としており、
残留磁化を有するため、外部磁場が弱まった状態、つま
り現像部から離れた状態においても磁力を有し、キャリ
ア同士の間で磁力による引き合う力強く、軟強磁性キャ
リアに比べて、感光ドラム1上の画像部にキャリアが付
着して画像を乱す、キャリア付着現象を防止する点で有
利となる。
A hard ferromagnetic carrier as shown in FIG.
It is characterized by having coercive force and residual magnetization,
Since it has residual magnetization, it has a magnetic force even in a state where the external magnetic field is weakened, that is, in a state away from the developing unit, and the magnetic force between the carriers is stronger than that of the soft ferromagnetic carrier. This is advantageous in that a carrier adheres to an image portion and disturbs an image, and a carrier adherence phenomenon is prevented.

【0085】また残留磁化を有するキャリアを用いる
と、本実施例のように、現像スリーブ41内のマグネッ
トローラ42が回転することにより現像剤を搬送する場
合、図19(A)に示すように、形成された現像剤の磁
気ブラシ自体が回転しつつ搬送される。これに対し、現
像スリーブ41内のマグネットローラ42を固定した状
態で現像剤を搬送する場合には、形成され現像剤の磁気
ブラシは、磁力線方向に形成されるため、図19(B)
に示すように、現像部で感光ドラム1方向に向けて立っ
た状態で搬送され、磁気ブラシ自体が回転することはな
い。
When a carrier having remanent magnetization is used to transfer the developer by rotating the magnet roller 42 in the developing sleeve 41 as in this embodiment, as shown in FIG. The formed developer magnetic brush itself is transported while rotating. On the other hand, when the developer is transported while the magnet roller 42 in the developing sleeve 41 is fixed, the formed magnetic brush of the developer is formed in the direction of the line of magnetic force.
As shown in (1), the magnetic brush itself is conveyed while standing in the developing section toward the photosensitive drum 1, and the magnetic brush itself does not rotate.

【0086】本実施例において、現像スリーブ41内の
マグネットローラ42を回転することによって、現像ス
リーブ41上の2成分現像剤を搬送する方式と、図26
の従来の現像装置における、現像スリーブ41内のマグ
ネットローラ42を固定し、現像スリーブ41を回転す
ることによって、現像スリーブ41上の2成分現像剤を
搬送する方式とを比較した。
In this embodiment, a two-component developer on the developing sleeve 41 is conveyed by rotating the magnet roller 42 in the developing sleeve 41, and FIG.
A comparison was made between a conventional developing device in which the two-component developer on the developing sleeve 41 was conveyed by fixing the magnet roller 42 in the developing sleeve 41 and rotating the developing sleeve 41.

【0087】現像スリーブ41にはともに図示しない現
像電源から、現像バイアスとしてVDC=−450Vの直
流電圧とピークツウピーク電圧Vpp=1500V、周
波数f=3000Hzの交流電圧とを重畳した電圧を印
加した。
A voltage obtained by superimposing a DC voltage of VDC = −450 V, an AC voltage having a peak-to-peak voltage Vpp = 1500 V, and an AC voltage having a frequency f = 3000 Hz was applied to the developing sleeve 41 from a developing power source (not shown).

【0088】感光ドラム1として電荷輸送層の膜厚が8
μm、20μmのものを使用した場合の、N/L、N/
N、H/Hの3つの環境における最大画像濃度を図3の
グラフに書き込んだものを、それぞれ図20、図21に
示す。画像濃度の測定は、X−rite社製の404反
射濃度計を用いて行った。
As the photosensitive drum 1, the charge transport layer has a thickness of 8
N / L, N /
The graphs of FIG. 3 showing the maximum image densities in the three environments of N and H / H are shown in FIGS. 20 and 21, respectively. The image density was measured using a 404 reflection densitometer manufactured by X-rite.

【0089】図20、図21において、各環境における
最大画像濃度は、左側の数値がマグネットローラ固定現
像方式、つまり非回転のマグネットローラ42に対し現
像スリーブ41を回転して、現像スリーブ41上の現像
剤を現像部へ搬送し、現像する方式の場合、右側の数値
がマグネットローラ回転現像方式、つまり非回転または
回転する現像スリーブ42に対しマグネットローラ42
を回転して、現像スリーブ41上の現像剤を現像部へ搬
送し、現像する方式の場合である。
In FIG. 20 and FIG. 21, the maximum image density in each environment is indicated by a value on the left-hand side of the developing method in which the developing sleeve 41 is rotated with respect to the non-rotating magnet roller 42. In the case of the system in which the developer is conveyed to the developing section and developed, the numerical value on the right side is the magnet roller rotating developing system, that is, the magnet roller 42 is used for the non-rotating or rotating developing sleeve 42.
Is rotated, and the developer on the developing sleeve 41 is transported to the developing section and developed.

【0090】いずれの場合も、マグネットローラ回転現
像方式の方が、濃度が高くなっている。しかし、その濃
度差は感光ドラム1の電荷輸送層が20μmの図21の
方が8μmの図20のときよりも小さい。
In each case, the density is higher in the magnet roller rotary developing system. However, the density difference is smaller in FIG. 21 where the charge transport layer of the photosensitive drum 1 is 20 μm than in FIG. 20 where the charge transport layer is 8 μm.

【0091】現像スリーブ41の回転により現像剤を搬
送して現像を行うマグネットローラ固定現像方式では、
先の図19(B)のように、2成分現像剤の磁気ブラシ
の穂が現像部で感光ドラム1方向に向けて立った状態で
搬送され、現像剤中のトナーが小粒径トナーであったり
高い電荷量を持ったトナーであったりすると、現像スリ
ーブ41の近傍のトナーが現像に寄与できない。これに
対し、マグネットローラ42を回転することにより現像
剤を搬送して現像を行うマグネットローラ回転現像方式
では、図19(A)のように、2成分現像剤の磁気ブラ
シの穂が回転しつつ搬送されるので、現像剤中のトナー
が万遍なく現像に寄与でき、このため現像効率が高くな
って、図21に示すように、十分な画像濃度を得る結果
になった。
In the magnet roller fixed developing system in which the developer is transported by the rotation of the developing sleeve 41 to perform the development,
As shown in FIG. 19 (B), the spikes of the magnetic brush of the two-component developer are conveyed while standing in the developing section toward the photosensitive drum 1, and the toner in the developer is a small particle size toner. If the toner has a high charge amount, the toner near the developing sleeve 41 cannot contribute to the development. On the other hand, in the magnet roller rotary developing system in which the developer is conveyed by rotating the magnet roller 42 to perform the development, as shown in FIG. 19A, the spikes of the magnetic brush of the two-component developer are rotated. Since the toner is conveyed, the toner in the developer can uniformly contribute to the development, and therefore, the development efficiency is increased, and as shown in FIG. 21, a sufficient image density is obtained.

【0092】図20〜図21からわかるように、体積平
均粒径が7μm以上のトナーを使用した場合は、いずれ
の条件でも十分な画像濃度が得られており、トナーの体
積平均粒径が3〜6μmの場合は、電荷輸送層の膜厚が
8μmで、マグネットローラが回転する条件で、十分な
画像濃度が得られた。2μm以下のトナー体積平均粒径
では、いずれの条件も十分な画像濃度が得られなかっ
た。
As can be seen from FIGS. 20 and 21, when a toner having a volume average particle diameter of 7 μm or more is used, a sufficient image density is obtained under any conditions, and the toner has a volume average particle diameter of 3 μm. In the case of の 6 μm, a sufficient image density was obtained under the condition that the thickness of the charge transport layer was 8 μm and the magnet roller was rotated. With a toner volume average particle diameter of 2 μm or less, sufficient image density was not obtained under any of the conditions.

【0093】またトナーの単位重さあたりの電荷量の絶
対値についてみると、30×10-3C/kg以下の場合
は、いずれの条件でも十分な画像濃度が得られており、
30×10-3C/kg以上、および80×10-3C/k
g以下の場合は、電荷輸送層の膜厚が8μmで、マグネ
ットローラを回転する方式のときにのみ、十分な画像濃
度が得られた。80×10-3C/kg以上の場合は、い
ずれの条件でも十分な濃度が得られなかったということ
ができる。
Regarding the absolute value of the amount of charge per unit weight of the toner, if it is 30 × 10 −3 C / kg or less, a sufficient image density can be obtained under any of the conditions.
30 × 10 −3 C / kg or more and 80 × 10 −3 C / k
g, a sufficient image density was obtained only when the thickness of the charge transport layer was 8 μm and the method of rotating the magnet roller was used. In the case of 80 × 10 −3 C / kg or more, it can be said that a sufficient concentration could not be obtained under any of the conditions.

【0094】上記において、感光ドラムの電荷輸送層が
20μmの場合は、現像方式による濃度の変動が、電荷
輸送層が8μmの場合よりも小さい理由を調べるため
に、実施例1のときと同様、感光ドラム1の回転方向
上、現像装置5の下流側に図示しない表面電位計を設置
して、現像後の感光ドラムの表面電位を測定した。
In the above, when the charge transport layer of the photosensitive drum is 20 μm, the variation in the density due to the developing method is smaller than that when the charge transport layer is 8 μm. A surface voltmeter (not shown) was installed on the downstream side of the developing device 5 in the rotation direction of the photosensitive drum 1, and the surface potential of the photosensitive drum after development was measured.

【0095】感光ドラム1の電荷輸送層の膜厚が20μ
mの場合には、トナーの平均粒径が3〜6μmの2成分
現像剤で現像すると、現像後の感光ドラムの表面電位
は、画像濃度が十分な値にまで到達していないにもかか
わらず、現像スリーブへ印加した現像バイアスの直流成
分VDC=−450Vに近いレベルにまで達した。ただ
し、現像剤のトナーの平均粒径が1μm、2μmの場合
には、現像後の感光ドラムの表面電位は、−300V程
度までしか達していない。
The charge transport layer of the photosensitive drum 1 has a thickness of 20 μm.
In the case of m, when development is performed with a two-component developer having an average particle diameter of the toner of 3 to 6 μm, the surface potential of the photosensitive drum after the development is increased even though the image density does not reach a sufficient value. The DC component of the developing bias applied to the developing sleeve reached a level close to VDC = -450V. However, when the average particle size of the toner of the developer is 1 μm or 2 μm, the surface potential of the photosensitive drum after development reaches only about −300 V.

【0096】これに対し、感光ドラム1の電荷輸送層の
膜厚が8μmの場合には、現像スリーブ41の回転で現
像剤を搬送して現像を行う方式では、現像後の表面電位
が−200〜−300V程度であり、マグネットローラ
42の回転で現像剤を搬送して現像する方式でも、現像
後の表面電位が−350〜−400V程度であった。
On the other hand, when the film thickness of the charge transport layer of the photosensitive drum 1 is 8 μm, in the system in which the developer is transported by rotating the developing sleeve 41 to perform the development, the surface potential after the development is −200. The voltage was about -300 V, and the surface potential after development was also about -350 to -400 V in the method of transporting and developing the developer by rotating the magnet roller 42.

【0097】この結果から、前述したのと同様、感光ド
ラムの電荷輸送層の膜厚が20μmの場合には、トナー
のもつ電荷によって静電潜像のコントラストが埋められ
てしまい、画像濃度が得られないことがわかる。感光ド
ラムの単位面積当たりの静電容量C/S(F/m2
は、真空中の誘電率をε0=8.85×10-12、感光ド
ラムの比誘電率をε=3、電荷輸送層の膜厚をdとする
と、ε0×ε/dで表されるので、電荷輸送層の膜厚が
8、10、13、16、20μmの場合、静電容量C/
S(F/m2)=3.3×10-6、2.7×10-6
2.0×10-6、1.7×10-6、1.3×10-6とな
る。
From the results, as described above, when the thickness of the charge transport layer of the photosensitive drum is 20 μm, the contrast of the electrostatic latent image is buried by the charge of the toner, and the image density is obtained. You can see that it cannot be done. Capacitance per unit area of photosensitive drum C / S (F / m 2 )
Is expressed as ε0 × ε / d, where ε0 = 8.85 × 10 −12 , the relative dielectric constant of the photosensitive drum is ε = 3, and the thickness of the charge transport layer is d. When the thickness of the charge transport layer is 8, 10, 13, 16, or 20 μm, the capacitance C /
S (F / m 2 ) = 3.3 × 10 −6 , 2.7 × 10 −6 ,
2.0 × 10 −6 , 1.7 × 10 −6 , and 1.3 × 10 −6 .

【0098】図22は、N/N環境下において、マグネ
ットローラ回転現像方式による現像で画像形成を行った
ときの、感光ドラム単位面積当たりの静電容量C/Sと
最大画像濃度との関係を示したグラフである。図23
は、N/N環境下において、マグネットローラ固定現像
方式による現像で画像形成を行ったときの、感光ドラム
単位面積当たりの静電容量C/Sと最大画像濃度との関
係を示したグラフである。
FIG. 22 shows the relationship between the capacitance C / S per unit area of the photosensitive drum and the maximum image density when an image is formed by development using a magnet roller rotary developing system in an N / N environment. It is a graph shown. FIG.
Is a graph showing the relationship between the capacitance C / S per unit area of the photosensitive drum and the maximum image density when an image is formed by development using a magnet roller fixed development method in an N / N environment. .

【0099】図22〜図23から、マグネットローラ回
転方式の場合、感光ドラム単位面積当たりの静電容量C
/Sが2.0×10-6F/m2よりも大きいと、十分な
画像濃度が得られていることがわかる。
22 to 23 that the capacitance C per unit area of the photosensitive drum in the case of the magnet roller rotation type is used.
When / S is larger than 2.0 × 10 −6 F / m 2, it can be seen that a sufficient image density is obtained.

【0100】これは、感光ドラム単位面積当たりの静電
容量を大きくすることによって、トナーの電荷量による
感光ドラムの表面電位の上昇を抑制し、少量のトナーで
潜像のコントラストが埋まってしまうのを防止できたた
めである。
This is because, by increasing the capacitance per unit area of the photosensitive drum, the rise in the surface potential of the photosensitive drum due to the amount of charge of the toner is suppressed, and the contrast of the latent image is buried with a small amount of toner. Was prevented.

【0101】以上の結果から、トナーの平均粒径が7μ
m以上の場合には、特に感光ドラムや現像スリーブにつ
いて考慮しなくても、十分な画像濃度が得られたが、平
均粒径が3〜6μmのトナーでは、本発明の条件である
感光ドラムの単位面積当たりの静電容量C/Sを2.0
×10-6F/m2以上とし、かつ現像スリーブのマグネ
ットローラを回転で現像剤を搬送して現像を行う方式に
することにより、初めて十分な画像濃度が得られている
ことがわかる。また、平均粒径2μm以下のトナーの場
合には、本発明の条件によっても、十分な画像濃度が得
られないことがわかった。
From the above results, the average particle size of the toner was 7 μm.
When the average particle diameter is 3 m or more, a sufficient image density can be obtained without considering the photosensitive drum and the developing sleeve. Capacitance per unit area C / S is 2.0
It can be seen that a sufficient image density can be obtained for the first time by adopting a method in which the developing is carried out by rotating the magnet roller of the developing sleeve and transporting the developer at a pressure of 10 -6 F / m 2 or more. Further, it was found that in the case of the toner having an average particle diameter of 2 μm or less, a sufficient image density could not be obtained even under the conditions of the present invention.

【0102】実施例5 本実施例は、実施例2のときと同様、図1の感光ドラム
1として非晶質シリコン(アモルファスシリコン)の表
面層を有する正帯電性の感光体を用いた。
Embodiment 5 In this embodiment, similarly to Embodiment 2, a positively charged photosensitive member having a surface layer of amorphous silicon (amorphous silicon) was used as the photosensitive drum 1 of FIG.

【0103】実施例2のときと同様、感光ドラム1の表
面を帯電器3により、たとえば+600Vに均一に帯電
し、レーザー露光手段2による露光で、感光ドラムの露
光部分の表面電位を+100Vに減衰し、感光ドラム上
に静電潜像を非露光部として形成し、現像装置4により
正帯電性トナーを用いて、非露光部に正帯電性トナーを
付着して、正規現像方式で潜像を現像した。
As in the case of the second embodiment, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to, for example, +600 V by the charger 3 and the surface potential of the exposed portion of the photosensitive drum is attenuated to +100 V by exposure by the laser exposure means 2. Then, an electrostatic latent image is formed as a non-exposed portion on the photosensitive drum, and a positive charging toner is attached to the non-exposed portion using a positive charging toner by the developing device 4, and the latent image is formed by a regular development method. Developed.

【0104】現像時、現像スリーブ41には、現像電源
から直流電圧VDC=+250Vに周波数Vf=3000
Hz、ピークツウピーク電圧Vpp=1500Vの交流電
圧を重畳した現像バイアスを印加した。その後は、実施
例1と同様、転写装置7によりトナー像を記録材に転写
し、定着装置6で定着してプリント画像として出力す
る。
At the time of development, a DC voltage VDC = + 250 V from the developing power source and a frequency Vf = 3000 are applied to the developing sleeve 41.
Hz, a peak-to-peak voltage Vpp = 1500 V AC was applied with a developing bias superimposed thereon. After that, similarly to the first embodiment, the toner image is transferred to the recording material by the transfer device 7, fixed by the fixing device 6, and output as a print image.

【0105】さて、本実施例で用いた感光ドラム1のア
モルファスシリコン感光体の比誘電率は約10であり、
感光体の膜厚は25μmであった。この数値からアモル
ファスシリコーン感光体の単位面積当たりの静電容量C
/Sを計算すると、約3.5×10-6F/m2となる。
The relative permittivity of the amorphous silicon photosensitive member of the photosensitive drum 1 used in this embodiment is about 10,
The thickness of the photoreceptor was 25 μm. From this value, the capacitance C per unit area of the amorphous silicone photoreceptor is calculated.
Calculating / S results in about 3.5 × 10 −6 F / m 2 .

【0106】図24は、実施例2のときと同様、N/L
環境(温度15℃、湿度10%)、N/N環境(温度2
0℃、湿度60%)、H/H環境(温度30℃、湿度8
0%)の各環境中におけるトナーの単位重量あたりの電
荷量の絶対値の測定結果を示す図3のグラフに、アモル
ファスシリコン感光体の膜厚が25μmの感光ドラム1
を使用した場合の、各環境における最大画像濃度を書き
込んだものである。
FIG. 24 shows N / L as in the case of the second embodiment.
Environment (temperature 15 ° C, humidity 10%), N / N environment (temperature 2
0 ° C, humidity 60%), H / H environment (temperature 30 ° C, humidity 8)
FIG. 3 shows the measurement result of the absolute value of the charge amount per unit weight of the toner in each environment (0%).
Is used to write the maximum image density in each environment.

【0107】これまでと同様、図24において、各環境
における最大画像濃度は、左側の数値がマグネットロー
ラ固定現像方式、右側の数値がマグネットローラ回転現
像方式の場合である。いずれの場合も、実施例4と同
様、マグネットローラ回転現像方式の方が、画像濃度が
高くなっている。また、アモルファス感光体の感光ドラ
ムを用いた方が、実施例4で電荷輸送層の膜厚が8μm
の有機感光体の感光ドラムを用いた場合よりも、高くな
っている。
As in the above, in FIG. 24, the maximum image density in each environment is the case where the left-hand numerical value is the magnet roller fixed developing system and the right-hand numerical value is the case of the magnet roller rotating developing system. In each case, the image density is higher in the case of the magnet roller rotary developing system than in the fourth embodiment. Further, in the case of using the photosensitive drum of the amorphous photosensitive member, the thickness of the charge transport layer was 8 μm in Example 4.
Is higher than when the photosensitive drum of the organic photoreceptor is used.

【0108】図25は、先の図22のN/N環境下にお
いて、マグネットローラ回転現像方式による現像で画像
形成を行ったときの、感光ドラム単位面積当たりの静電
容量C/Sと最大画像濃度との関係を示したグラフに、
本実施例のアモルファスシリコン感光体の感光ドラムを
用いた場合の最大画像濃度(静電容量C/S=3.5×
10-6F/m2)を書き込んだものである。
FIG. 25 shows the capacitance C / S per unit area of the photosensitive drum and the maximum image when the image is formed by the development using the magnet roller rotary developing system under the N / N environment of FIG. In the graph showing the relationship with the concentration,
The maximum image density when the photosensitive drum of the amorphous silicon photosensitive member of this embodiment is used (capacitance C / S = 3.5 ×
10 −6 F / m 2 ).

【0109】図25に示されるように、実施例4の有機
感光体の感光ドラムにおける単位面積当たりの静電容量
C/Sに対する最大画像濃度のライン上に、本実施例の
ようなアモルファスシリコン感光体の感光ドラムを用い
た場合も乗ることがわかった。
As shown in FIG. 25, on the line of the maximum image density with respect to the capacitance C / S per unit area in the photosensitive drum of the organic photosensitive member of the fourth embodiment, the amorphous silicon It was also found that the rider could ride on the body using the photosensitive drum.

【0110】このことから、アモルファスシリコン感光
体を用いた場合、感光体の単位面積当たりの静電容量C
/S(F/m2)が3.5×10-6であり、2.0×1
-6よりも十分大きな静電容量があるため、トナーの電
荷により静電潜像のコントラストが埋められてしまうよ
うな現象が起きず、平均粒径3〜6μmのトナーを使用
しても、実施例4と同様、現像スリーブのマグネットロ
ーラ回転による現像剤搬送方式での現像を行うことによ
り、十分な画像濃度が得られるものであることがわかっ
た。
From this, when the amorphous silicon photosensitive member is used, the capacitance C per unit area of the photosensitive member is
/ S (F / m 2 ) is 3.5 × 10 −6 and 2.0 × 1
0 -6 because there is a sufficiently large capacitance than not occur phenomena such as contrast of an electrostatic latent image will be filled by the charge of the toner, the use of toner having an average particle diameter of 3 to 6 [mu] m, As in Example 4, it was found that sufficient image density could be obtained by performing development in the developer transport system by rotating the developing sleeve with the magnet roller.

【0111】以上、本実施例では、正帯電性のアモルフ
ァスシリコン感光体を用い、正規現像によって現像を行
った場合について述べたが、負帯電性のアモルファスシ
リコン感光体を用い、反転現像を行う場合にも、同様の
効果が得られることが確認された。
As described above, in this embodiment, the case where the development is performed by the regular development using the positively charged amorphous silicon photosensitive member has been described. However, the case where the reversal development is performed using the negatively charged amorphous silicon photosensitive member is described. It was also confirmed that the same effect was obtained.

【0112】[0112]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体の帯電、露光により形成した静電潜像を、現像
装置の現像剤担持体上に担持した2成分現像剤の磁気ブ
ラシを像担持体に接触して現像するに際し、像担持体表
面の単位面積あたりの静電容量を2.0×10-6F/m
2以上としたので、トナーの電荷量により少量のトナー
で静電潜像が電位的に埋まってしまうのを防止して、現
像した潜像のトナーの載り量を多くでき、さらに現像剤
担持体内磁石の現像主極の現像剤担持体表面上での垂直
方向磁界の半値幅を40°以上としたので、現像剤の磁
気ブラシを像担持体に対する接触ニップを広く取って形
成して、現像効率を向上することができる。また、本発
明の他の方法では、現像剤担持体内の磁石を回転して用
いたので、現像剤の磁気ブラシ自体を回転しながら搬送
して、像担持体の近傍のトナーのみならず、現像剤担持
体上の全てのトナーを現像に寄与させることができ、同
様に現像効率の向上することができる。その結果、3〜
6μmの小粒径トナーを用いても、濃度が十分な画像を
安定して得ることができる。
As described above, according to the present invention,
When the electrostatic latent image formed by charging and exposing the image carrier is developed by contacting the image carrier with a two-component developer magnetic brush carried on the developer carrier of the developing device, the surface of the image carrier is developed. The capacitance per unit area is 2.0 × 10 −6 F / m
Since it is 2 or more, it is possible to prevent the electrostatic latent image from being buried in potential with a small amount of toner due to the amount of charge of the toner, to increase the amount of toner on the developed latent image, Since the half width of the magnetic field in the vertical direction of the main developing pole of the magnet on the surface of the developer carrier is set to 40 ° or more, the magnetic brush of the developer is formed by widening the contact nip with the image carrier, thereby improving the development efficiency. Can be improved. In the other method of the present invention, since the magnet in the developer carrier is rotated, the developer is transported while rotating the magnetic brush itself, so that not only the toner in the vicinity of the image carrier but also the developing agent is developed. All the toner on the agent carrier can contribute to the development, and similarly, the development efficiency can be improved. As a result,
Even when a toner having a small particle diameter of 6 μm is used, an image having a sufficient density can be stably obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構
成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of an image forming apparatus of the present invention.

【図2】図1の画像形成装置に設置された現像装置を示
す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating a developing device installed in the image forming apparatus of FIG. 1;

【図3】トナーの粒径とトナーの電荷量の関係を示すグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the particle size of the toner and the charge amount of the toner.

【図4】トナーの電荷量を測定するのに用いた測定装置
を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a measuring device used for measuring the charge amount of the toner.

【図5】現像装置の現像スリーブ内マグネットローラの
現像主極の半値幅が22°の磁力パターンを示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a magnetic force pattern in which a half width of a developing main pole of a magnet roller in a developing sleeve of a developing device is 22 °.

【図6】現像装置の現像スリーブ内マグネットローラの
現像主極の半値幅が52°の磁力パターンを示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a magnetic force pattern in which a half width of a developing main pole of a magnet roller in a developing sleeve of a developing device is 52 °.

【図7】図3のトナーの粒径とトナーの電荷量の関係を
示すグラフに、電荷輸送層の膜厚8μmの有機感光体を
用い、現像主極の半値幅が22°、52°のときの最大
画像濃度を書き込んだグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the particle size of the toner and the amount of charge of the toner in FIG. 3; 7 is a graph in which the maximum image density at the time is written.

【図8】図3のトナーの粒径とトナーの電荷量の関係を
示すグラフに、電荷輸送層の膜厚20μmの有機感光体
を用い、現像主極の半値幅が22°、52°のときの最
大画像濃度を書き込んだグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the particle size of the toner and the charge amount of the toner in FIG. 3 using an organic photoreceptor having a charge transport layer having a film thickness of 20 μm and having a half width of the main developing electrode of 22 ° and 52 °. 7 is a graph in which the maximum image density at the time is written.

【図9】電荷輸送層の膜厚8μmの有機感光体を用い、
現像主極の半値幅を変化させたときの最大画像濃度の変
化を示すグラフである。
FIG. 9 shows an organic photoreceptor having a charge transport layer having a thickness of 8 μm.
9 is a graph showing a change in the maximum image density when the half width of the developing main pole is changed.

【図10】電荷輸送層の膜厚20μmの有機感光体を用
い、現像主極の半値幅を変化させたときの最大画像濃度
の変化を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a change in maximum image density when the half-width of the developing main electrode is changed using an organic photoconductor having a charge transport layer having a thickness of 20 μm.

【図11】現像主極の半値幅が52°のときの有機感光
体の電荷輸送層膜厚を変えたときの最大画像濃度の変化
を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing a change in the maximum image density when the thickness of the charge transport layer of the organic photoreceptor is changed when the half width of the developing main electrode is 52 °.

【図12】図3のトナーの粒径とトナーの電荷量の関係
を示すグラフに、アモルファス感光体を用い、現像主極
の半値幅が22°、52°のときの最大画像濃度を書き
込んだグラフである。
12 is a graph showing the relationship between the particle size of the toner and the amount of charge of the toner in FIG. 3, in which the maximum image density when the half width of the main developing electrode is 22 ° and 52 ° is written using an amorphous photoreceptor. It is a graph.

【図13】図11の有機感光体を用い、現像主極の半値
幅を変化させたときの最大画像濃度の変化を示すグラフ
に、アモルファスシリコン感光体での結果を加えたグラ
フである。
13 is a graph in which the result of the amorphous silicon photoconductor is added to the graph showing the change of the maximum image density when the half width of the developing main pole is changed using the organic photoconductor of FIG. 11;

【図14】本発明で現像効率を高めるために用いたマグ
ネットローラの現像主極のピークが2つの磁力パターン
を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing two magnetic force patterns in which the peak of the main developing pole of the magnet roller used to increase the developing efficiency in the present invention is two.

【図15】図9の有機感光体を用い、現像主極の半値幅
を変化させたときの最大画像濃度の変化を示すグラフ
に、現像主極のピークが2つの場合の結果を加えたグラ
フである。
FIG. 15 is a graph showing a change in the maximum image density when the half width of the developing main electrode is changed using the organic photoreceptor of FIG. It is.

【図16】本発明の画像形成装置の他の一実施例で用い
た現像装置を示す断面図である。
FIG. 16 is a sectional view showing a developing device used in another embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図17】硬強磁性キャリアの磁気特性の一例を示すヒ
ステリシスカーブの図である。
FIG. 17 is a diagram of a hysteresis curve showing an example of magnetic characteristics of a hard ferromagnetic carrier.

【図18】軟磁性キャリアの磁気特性の一例を示すヒス
テリシスカーブの図である。
FIG. 18 is a diagram of a hysteresis curve showing an example of magnetic characteristics of a soft magnetic carrier.

【図19】図16の現像装置で行う現像スリーブ内マグ
ネットローラを回転して現像するマグネットローラ回転
現像方式と、従来の現像装置での現像スリーブを回転し
て現像する現像スリーブ回転現像方式の場合の、現像部
での現像剤の磁気ブラシの様子を示すモデル図である。
FIG. 19 shows a case in which a developing device shown in FIG. 16 rotates a magnet roller in a developing sleeve to perform development by rotating a magnet roller, and a conventional developing device in which a developing sleeve is rotated and developed by rotating a developing sleeve. FIG. 5 is a model diagram showing a state of a magnetic brush of a developer in a developing unit.

【図20】図3のトナーの粒径とトナーの電荷量の関係
を示すグラフに、電荷輸送層の膜厚8μmの有機感光体
を用い、現像方式が現像スリーブ回転方式とマグネット
ローラ回転方式の場合の最大画像濃度を書き込んだグラ
フである。
20 is a graph showing the relationship between the particle size of the toner and the amount of charge of the toner shown in FIG. 3; FIG. 7 is a graph in which the maximum image density in the case is written.

【図21】図3のトナーの粒径とトナーの電荷量の関係
を示すグラフに、電荷輸送層の膜厚20μmの有機感光
体を用い、現像方式が現像スリーブ回転方式とマグネッ
トローラ回転方式の場合の最大画像濃度を書き込んだグ
ラフである。
FIG. 21 is a graph showing the relationship between the particle size of the toner and the amount of charge of the toner shown in FIG. 3 using an organic photoreceptor having a charge transport layer having a thickness of 20 μm; 7 is a graph in which the maximum image density in the case is written.

【図22】図16の現像装置を現像に用い、感光体の静
電容量を変えたときの最大画像濃度の変化を示すグラフ
である。
FIG. 22 is a graph showing a change in the maximum image density when the electrostatic capacity of the photoconductor is changed using the developing device of FIG. 16 for development.

【図23】従来の現像装置を現像に用い、感光体の静電
容量を変えたときの最大画像濃度の変化を示すグラフで
ある。
FIG. 23 is a graph showing a change in the maximum image density when the capacitance of the photoconductor is changed using a conventional developing device for development.

【図24】図3のトナーの粒径とトナーの電荷量の関係
を示すグラフに、アモルファス感光体を用い、現像方式
が現像スリーブ回転方式とマグネットローラ回転方式の
場合の最大画像濃度を書き込んだグラフである。
24 is a graph showing the relationship between the toner particle size and the toner charge amount in FIG. 3 in which the maximum image density in the case of using the amorphous photosensitive member and the developing method of the developing sleeve rotation method and the magnet roller rotation method is written. It is a graph.

【図25】図22の有機感光体を用い、マグネットロー
ラ回転現像方式による現像での最大画像濃度の変化を示
すグラフに、アモルファスシリコン感光体での結果を加
えたグラフである。
25 is a graph obtained by adding the result of the amorphous silicon photoconductor to the graph showing the change of the maximum image density in the development by the magnet roller rotation developing method using the organic photoconductor of FIG. 22.

【図26】従来の現像装置を示す断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view illustrating a conventional developing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光ドラム 2 レーザー露光手段 3 帯電器 4 現像装置 41 現像スリーブ 42 マグネットローラ 45 規制ブレード Reference Signs List 1 photosensitive drum 2 laser exposure means 3 charger 4 developing device 41 developing sleeve 42 magnet roller 45 regulating blade

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/08 507 G03G 15/08 507X Fターム(参考) 2H005 AA00 BA02 CB02 CB03 CB04 DA01 EA01 EA05 FA02 2H031 AC19 AC20 AC23 AC34 AD01 BA08 BA09 BB01 CA11 CA13 2H068 AA28 AA35 DA00 DA36 FB07 2H077 AB02 AB14 AC02 AD06 AD13 AD18 AD36 BA07 EA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03G 15/08 507 G03G 15/08 507X F term (Reference) 2H005 AA00 BA02 CB02 CB03 CB04 DA01 EA01 EA05 FA02 2H031 AC19 AC20 AC23 AC34 AD01 BA08 BA09 BB01 CA11 CA13 2H068 AA28 AA35 DA00 DA36 FB07 2H077 AB02 AB14 AC02 AD06 AD13 AD18 AD36 BA07 EA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 像担持体と、前記像担持体の表面に帯電
および露光を経て形成した静電潜像を現像する現像装置
とを備え、前記現像装置は、磁石を内蔵した現像剤担持
体上に非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した2成分
現像剤を担持して、前記像担持体と対向した現像部へ搬
送し、前記現像部に前記磁石の現像主極が形成する現像
磁界中で、前記現像剤の磁気ブラシを前記像担持体に接
触させ、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加した下
で、前記磁気ブラシに形成された現像剤により前記像担
持体上の静電潜像を現像する画像形成装置において、 前記トナーの体積平均粒径が3μm以上6μm以下であ
り、前記像担持体の単位面積あたりの静電容量が2.0
×10-6F/m2以上であり、前記磁石の現像主極の現
像剤担持体表面上での垂直方向磁界の、ピーク値の50
%の強さの磁界になる上流部と下流部との間の角度が4
0°以上であることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, and a developing device for developing an electrostatic latent image formed on a surface of the image carrier through charging and exposure, wherein the developing device includes a developer carrier having a magnet built therein. A two-component developer in which a non-magnetic toner and a magnetic carrier are mixed is carried thereon, and is conveyed to a developing section facing the image carrier, and a developing magnetic field formed by a developing main pole of the magnet is formed in the developing section. Then, a magnetic brush of the developer is brought into contact with the image carrier, and a developing bias is applied to the developer carrier. Then, the electrostatic latent on the image carrier is developed by the developer formed on the magnetic brush. In the image forming apparatus for developing an image, the volume average particle diameter of the toner is 3 μm or more and 6 μm or less, and the electrostatic capacity per unit area of the image carrier is 2.0 μm.
× 10 −6 F / m 2 or more, and the peak value of the magnetic field in the vertical direction on the surface of the developer carrier of the main developing pole of the magnet is 50 times.
The angle between the upstream and downstream parts, which results in a magnetic field strength of
An image forming apparatus characterized by being at least 0 °.
【請求項2】 前記現像主極は2つのピークを持つ請求
項1の画像形成装置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said main developing pole has two peaks.
【請求項3】 像担持体と、前記像担持体の表面に帯電
および露光を経て形成した静電潜像を現像する現像装置
とを備え、前記現像装置は、磁石を内蔵した現像剤担持
体上に非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した2成分
現像剤を担持して、前記像担持体と対向した現像部へ搬
送し、前記現像部に前記磁石が形成する現像磁界中で、
前記現像剤の磁気ブラシを前記像担持体に接触させ、前
記現像剤担持体に現像バイアスを印加した下で、前記磁
気ブラシに形成された現像剤により前記像担持体上の静
電潜像を現像する画像形成装置において、 前記トナーの体積平均粒径が3μm以上6μm以下であ
り、前記像担持体の単位面積あたりの静電容量が2.0
×10-6F/m2以上であり、前記磁石が前記現像剤担
持体内で回転することにより、前記現像剤担持体上に担
持した現像剤を前記現像部に搬送することを特徴とする
画像形成装置。
3. An image carrier, and a developing device for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier through charging and exposure, wherein the developing device includes a developer carrier having a built-in magnet. A two-component developer in which a non-magnetic toner and a magnetic carrier are mixed is carried thereon, and is conveyed to a developing unit facing the image carrier. In a developing magnetic field formed by the magnet in the developing unit,
A magnetic brush of the developer is brought into contact with the image carrier, and a developer bias is applied to the developer carrier, and a developer formed on the magnetic brush forms an electrostatic latent image on the image carrier. In the image forming apparatus for developing, the volume average particle diameter of the toner is 3 μm or more and 6 μm or less, and the electrostatic capacity per unit area of the image carrier is 2.0 μm or less.
X 10 -6 F / m 2 or more, wherein the magnet is rotated in the developer carrier to transport the developer carried on the developer carrier to the developing unit. Forming equipment.
【請求項4】 前記磁性キャリアが残留磁化を有する硬
強磁性体からなる請求項3の画像形成装置。
4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein said magnetic carrier is made of a hard ferromagnetic material having residual magnetization.
【請求項5】 前記像担持体の感光体が有機感光体から
なり、その有機感光体の電荷輸送層の膜厚が13μm以
下である請求項1〜4のいずれかの項に記載の画像形成
装置。
5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photoconductor of the image carrier is an organic photoconductor, and the charge transport layer of the organic photoconductor has a thickness of 13 μm or less. apparatus.
【請求項6】 前記像担持体の感光体が非晶質シリコン
からなる請求項1〜4のいずれかの項に記載の画像形成
装置。
6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photosensitive member of the image carrier is made of amorphous silicon.
【請求項7】 前記トナーの単位重量あたりの平均電荷
量が、絶対値で30×10-3C/kg以上、80×10
-3C/kg以下である請求項1〜6のいずれかの項に記
載の画像形成装置。
7. An average charge amount per unit weight of the toner is 30 × 10 −3 C / kg or more and 80 × 10 3 or more in absolute value.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the pressure is −3 C / kg or less.
【請求項8】 前記静電潜像がレーザー露光によるドッ
ト分布静電潜像である請求項1〜7のいずれかの項に記
載の画像形成装置。
8. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said electrostatic latent image is a dot distribution electrostatic latent image formed by laser exposure.
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