JP2001242711A - Developing device and image forming device - Google Patents

Developing device and image forming device

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JP2001242711A
JP2001242711A JP2000051644A JP2000051644A JP2001242711A JP 2001242711 A JP2001242711 A JP 2001242711A JP 2000051644 A JP2000051644 A JP 2000051644A JP 2000051644 A JP2000051644 A JP 2000051644A JP 2001242711 A JP2001242711 A JP 2001242711A
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  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent toner or developer from sticking to a developing sleeve, which happens to occur. SOLUTION: In this developing device, a developer carrier 41 is constituted of a non-magnetic sleeve 43 and a magnet roller 44 fixedly arranged in the sleeve 43, and the roller 44 is equipped with a developer drawing-up magnetic pole, a developer carrying magnetic pole and a main magnetic pole for the napping of the developer. The attenuation factor of the flux density of the main magnetic pole in a normal direction is >=40% and an irregular rugged pattern is formed on the surface of the sleeve 43.

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、現像剤担持体表面
の所謂現像領域部分に現像剤を立ち上げて現像処理する
にあたり固着を生じ難い現像装置及び当該現像装置を装
着する画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device in which a developer is hardly adhered when a developer is started up in a so-called developing area on a surface of a developer carrier and developed, and an image forming apparatus to which the developing device is attached. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、複写機、プリンタ、ファクシミ
リなどの電子写真式や静電記録式の画像形成装置におい
ては、感光体ドラムや感光体ベルトなどからなる潜像担
持体(以下、像担持体と称することもある)上に画像情
報に応じた静電潜像が形成され、現像装置によって現像
動作が実行され、可視像が得られるようになっている。
このように現像動作を実行するにあたり、転写性、ハー
フトーンの再現性、温度・湿度に対する現像特性の安定
性などの観点から、トナーとキャリアからなる2成分現
像剤を用いた磁気ブラシ現像方式が主流になってきてい
る。つまり、現像装置では、現像剤担持体上に2成分現
像剤がブラシチェーン状に穂立ちを起こし、現像領域に
おいて、現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像部分に
供給するのである。ここで現像領域とは、現像剤担持体
上で磁気ブラシが立ち上がり潜像担持体と接触している
範囲である。
2. Description of the Related Art Generally, in an electrophotographic or electrostatic recording type image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, a latent image carrier (hereinafter, referred to as an image carrier) including a photosensitive drum and a photosensitive belt. An electrostatic latent image corresponding to the image information is formed thereon, and the developing device performs a developing operation to obtain a visible image.
In performing the developing operation as described above, from the viewpoints of transferability, reproducibility of halftone, stability of developing characteristics with respect to temperature and humidity, etc., a magnetic brush developing method using a two-component developer composed of a toner and a carrier is used. It is becoming mainstream. That is, in the developing device, the two-component developer causes brush chains on the developer carrier, and supplies the toner in the developer to the latent image portion on the latent image carrier in the developing area. . Here, the development area is a range where the magnetic brush rises on the developer carrier and is in contact with the latent image carrier.

【0003】上記現像剤担持体は、通常円筒状に形成さ
れたスリーブ(現像スリーブ)でなると共に、当該スリ
ーブ表面に現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形
成する磁石体(磁石ローラ)をスリーブ内部に備えてい
る。穂立ちの際、キャリアが磁石ローラで生じる磁力線
に沿うようにスリーブ上に穂立ちすると共に、この穂立
ちに係るキャリアに対して帯電トナーが付着されてい
る。上記磁石ローラは、複数の磁極を備え、それぞれの
磁極を形成する磁石が棒状などに形成されていて、特に
スリーブ表面の現像領域部分では現像剤を立ち上げる現
像主磁極を備えている。上記スリーブと磁石ローラの少
なくとも一方が動くことでスリーブ表面に穂立ちを起こ
した現像剤が移動するようになっている。その際、現像
スリーブ表面には長手方向に延びた溝が形成され、この
溝によって現像剤の搬送性を確保するようになってい
る。溝の代わりにサンドブラスト等により表面に凹凸処
理を施すこともある。現像領域に搬送された現像剤は上
記現像主磁極から発せられる磁力線に沿って穂立ちを起
こし、この現像剤のチェーン穂は撓むように潜像担持体
表面に接触し、接触した現像剤のチェーン穂が潜像担持
体との相対線速差に基づいて静電潜像と擦れ合いなが
ら、トナー供給(現像)を行う。
The developer carrier is usually a sleeve (developing sleeve) formed in a cylindrical shape, and a magnet body (magnet roller) for forming a magnetic field so as to cause the developer to stand on the surface of the sleeve. Is provided inside the sleeve. When the ears are raised, the carrier is raised on the sleeve so as to follow the lines of magnetic force generated by the magnet roller, and the charged toner is attached to the carrier related to the raised ears. The magnet roller has a plurality of magnetic poles, and the magnets forming the respective magnetic poles are formed in a rod shape or the like. In particular, a developing main magnetic pole for starting up the developer is provided in the developing region on the sleeve surface. When at least one of the sleeve and the magnet roller moves, the developer that has raised ears on the sleeve surface moves. At this time, a groove extending in the longitudinal direction is formed on the surface of the developing sleeve, and the groove ensures the developer transportability. The surface may be subjected to unevenness treatment by sandblasting or the like instead of the groove. The developer conveyed to the developing area raises ears along the lines of magnetic force generated from the main developing magnetic pole, and the chain of the developer contacts the surface of the latent image carrier so as to bend. Performs toner supply (development) while rubbing against the electrostatic latent image based on the relative linear velocity difference from the latent image carrier.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、現像剤担持
体と潜像担持体の最近接点の距離乃至間隔(以下、現像
ギャップと称する)は画質に大いに関係する。即ち、現
像ギャップが広い場合には、潜像端部のトナー付着量が
増加する所謂「エッジ強調画像」が発生し、画質を低下
させてしまう問題がある。この現象を低減する方法の1
つとして、現像ギャップを狭くする措置がよく用いられ
る。しかしながら、現像ギャップを狭くすると現像電界
が大きくなるために現像γが高くなる。この現像γにつ
いては、高すぎると階調性が劣化し、低すぎると最大付
着量が得られにくくなるので、当該現像γは最適な範囲
をもつものである。
By the way, the distance or interval (hereinafter referred to as a developing gap) between the closest point between the developer carrier and the latent image carrier has a great influence on the image quality. That is, when the developing gap is wide, a so-called “edge-enhanced image” in which the amount of toner adhering to the edge of the latent image increases, and there is a problem that the image quality is reduced. One of the ways to reduce this phenomenon
First, a measure for narrowing the developing gap is often used. However, when the developing gap is narrowed, the developing electric field becomes large, so that the developing γ becomes high. If the development γ is too high, the gradation is deteriorated, and if the development γ is too low, it becomes difficult to obtain the maximum amount of adhesion. Therefore, the development γ has an optimum range.

【0005】現像γはスリーブ線速比(スリーブ周速度
/潜像担持体周速度)に比例するので、高くなりすぎた
現像γを低下させるためには、現像スリーブの回転数を
下げて、スリーブ線速比を下げ、それによって所望の現
像γを得ることができる。ところが、このようにスリー
ブ線速比を下げると階調性は回復するものの現像能力が
低下する。そして表面に長手方向溝を有した現像スリー
ブでは、その溝の部分に現像剤のチェーン穂が集中する
ので、その溝に対応するピッチでトナーの付着ムラが発
生してしまう。そのため、表面凹凸処理を施したスリー
ブの使用が考慮される。ところがサンドブラスト等によ
り表面凹凸を形成したスリーブは、溝付きスリーブより
も現像剤搬送力が弱く、現像ギャップを小さくスリーブ
線速比も小さくして用いた場合、現像スリーブ表面にト
ナー乃至現像剤の固着が発生する。
Since the development γ is proportional to the sleeve linear velocity ratio (sleeve peripheral velocity / latent image carrier peripheral velocity), in order to reduce the development γ that has become too high, the rotation speed of the development sleeve is reduced to reduce the sleeve rotation speed. It is possible to reduce the linear velocity ratio and thereby obtain a desired development γ. However, when the sleeve linear velocity ratio is reduced in this way, the gradation is restored, but the developing ability is reduced. In the case of a developing sleeve having a longitudinal groove on the surface, the chain of the developer is concentrated on the groove, so that uneven toner adhesion occurs at a pitch corresponding to the groove. Therefore, the use of a sleeve that has been subjected to surface unevenness treatment is considered. However, a sleeve having surface irregularities formed by sandblasting or the like has a lower developer conveying force than a grooved sleeve, and when used with a small developing gap and a small sleeve linear velocity ratio, toner or developer adheres to the surface of the developing sleeve. Occurs.

【0006】固着が発生すると、現像剤担持体である現
像ローラの回転トルクが上昇し、現像駆動ギヤ等の駆動
伝達系のギヤピッチで駆動ムラを生じバンディングを生
じてしまう。また、潜像担持体に対しても駆動ムラを発
生させるため、レーザー等によるドット潜像形成時に
は、ドット間隔にムラを生じ、同様なバンディング画像
を生じるという不具合がある。更に、そのまま作像を続
けると潜像担持体と現像スリーブに線速差があるため、
潜像担持体の感光層を削ったり、潜像担持体駆動を停止
させたりして著しい不具合を生じてしまう。
When the sticking occurs, the rotational torque of the developing roller, which is a developer carrying member, increases, causing drive unevenness due to the gear pitch of a drive transmission system such as a developing drive gear, thereby causing banding. In addition, since drive unevenness is also generated in the latent image carrier, when forming a dot latent image by using a laser or the like, there is a problem that unevenness occurs in dot intervals and a similar banding image is generated. Further, if the image formation is continued as it is, there is a linear velocity difference between the latent image carrier and the developing sleeve,
The photosensitive layer of the latent image carrier is scraped, or driving of the latent image carrier is stopped, thereby causing a serious problem.

【0007】上記「エッジ強調画像」を低減する別の方
法として、現像バイアスにACバイアスを用いることも
有効な措置として知られている。ACバイアスを印加す
ることにより、現像剤の穂の電気抵抗が低下し、現像電
極が磁気ブラシの先端部近傍になり、実質的に現像ギャ
ップが小さくなった効果(エッジ強調画像改善)が得ら
れる。しかしながら、同時に現像γも高くなり、上記ギ
ャップ狭化と同じように所望の現像γを得るにはスリー
ブ線速比を小さくする必要があり、その結果、上記の場
合と同様な不具合を発生する。
As another method for reducing the “edge-enhanced image”, using an AC bias as a developing bias is also known as an effective measure. By applying the AC bias, the electric resistance of the developer ear drops, the developing electrode becomes closer to the tip of the magnetic brush, and an effect of substantially reducing the developing gap (edge-improved image improvement) is obtained. . However, the development γ also increases at the same time, and it is necessary to reduce the sleeve linear velocity ratio in order to obtain the desired development γ, as in the case of the above-described gap narrowing. As a result, the same problem as in the above case occurs.

【0008】ここで固着のメカニズムを説明する。固着
は、像担持体の振れと現像剤担持体の振れによって正規
現像ギャップ幅が減少したり、現像剤担持体上の現像剤
が正規汲み上げ量を越えた場合に発生し易い。現像剤担
持体上の汲み上げ量が部分的に増加し、量の多くなった
現像剤が現像ニップ(現像スリーブ上に形成される磁気
ブラシが潜像担持体と摺擦する部分で発生する接触部)
内で押圧されながら通過する際に狭い空隙で生じるスト
レスにより 1.トナーが力学的に軟化 2.トナーが熱的に軟化及び溶融 3.トナー内に含有されたワックスが力学的に染み出る 等が発生する。更にこのような状態において、現像スリ
ーブ表面の現像剤搬送力が弱いと、現像ニップを通過で
きない高密度の現像剤は、スリーブ表面で滑ることによ
りスリーブ表面での摩擦熱でトナーが溶融、固着してし
まう。
Here, the fixing mechanism will be described. The sticking is likely to occur when the regular developing gap width is reduced due to the shake of the image carrier and the shake of the developer carrier, or when the amount of the developer on the developer carrier exceeds the regular pumping amount. The pumping amount on the developer carrier is partially increased, and the increased amount of the developer is transferred to a developing nip (a contact portion generated at a portion where a magnetic brush formed on the developing sleeve rubs against the latent image carrier). )
Due to the stress generated in the narrow gap when passing through while being pressed inside the toner 1. The toner softens dynamically 2. The toner softens and melts thermally 3. The wax contained in the toner leaks out dynamically appear. Further, in such a state, if the developer conveying force on the surface of the developing sleeve is weak, the high-density developer that cannot pass through the developing nip slides on the surface of the sleeve, so that the toner is melted and fixed by frictional heat on the surface of the sleeve. Would.

【0009】軟化・溶融したトナーに他のトナー又はキ
ャリア等が凝集し始め、この部分が核となって固着部が
成長する。固着開始は、ほぼ1個所から始まり周方向に
次第に広がる場合と、複数個所発生して成長する場合と
がある。
Another toner or carrier or the like starts to agglomerate in the softened and melted toner, and this portion serves as a nucleus to grow a fixed portion. There are cases where the sticking starts from approximately one location and gradually spreads in the circumferential direction, and cases where the growth occurs at a plurality of locations.

【0010】他の間接的な要因として、装置内トナー濃
度が高くなり(低湿環境でPセンサを制御する際や元々
トナー濃度が高いカラー剤使用時)流動性が低下した
り、現像剤の経時劣化や放置低下により帯電量の落ちた
浮遊トナーが増加して流動性が低下しているとき、等の
場合に固着が発生し易い。また経時的にスリーブ表面粗
さが小さくなって現像剤の搬送性が低下するとき、高温
環境や連続コピーでスリーブ温度が上昇する時(渦電
流)、更にはスリーブ汚れが多いとき等にも特に固着が
発生し易い。いずれの場合も、現像スリーブとキャリア
やトナーの間で相対的速度差が大きいほど摩擦熱が発生
し、固着を誘発する。
As another indirect factor, the toner concentration in the apparatus becomes high (when the P sensor is controlled in a low humidity environment or when a color material having a high toner concentration is used), the fluidity is reduced, and the aging of the developer is reduced. When the flowability is lowered due to an increase in the amount of floating toner having a reduced charge amount due to deterioration or a decrease in standing, fixation is likely to occur. In addition, especially when the sleeve surface roughness is reduced over time and the transportability of the developer is reduced, when the sleeve temperature is increased in a high-temperature environment or in continuous copying (eddy current), and when there is a lot of sleeve contamination, etc. Sticking easily occurs. In any case, as the relative speed difference between the developing sleeve and the carrier or toner increases, frictional heat is generated and the sticking is induced.

【0011】本発明は、高画質化を達成するにあたり、
生じ得る現像スリーブ上のトナー乃至現像剤の固着を防
止し、上記した不具合を生じない現像装置を提供するこ
とを課題とする。
According to the present invention, in achieving high image quality,
It is an object of the present invention to provide a developing device that prevents the toner or developer from sticking to a developing sleeve, which may occur, and does not cause the above-described problem.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明にし
たがって、現像剤を現像剤担持体に汲み上げて、現像剤
担持体上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像剤を
摺擦させて潜像を可視像化する現像装置にして、上記現
像剤担持体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固定配
置された磁石ローラとからなり、当該磁石ローラが現像
剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのため
の主磁極を備えるような現像装置において、上記主磁極
の法線方向磁束密度の減衰率が40%以上、好ましくは
50%以上であり、上記スリーブの表面に不規則な凹凸
パターンが形成されているように構成することで、解決
される。減衰率とは、スリーブ表面上の法線方向磁束密
度のピーク値からとスリーブ表面から1mm離れたとこ
ろでの法線方向磁束密度のピーク値の差をスリーブ表面
上の法線方向磁束密度のピーク値で割った比率である。
磁極の減衰率が大きくなるということは、磁気ブラシの
立ち上がり・倒れの間の穂立ち幅が小さくなることで、
その結果、磁気ブラシは短く且つ密に立ち上がる。
According to the present invention, a developer is pumped to a developer carrier, a magnetic brush is formed on the developer carrier, and the developer is slid on the latent image carrier. In a developing device for rubbing the latent image into a visible image, the developer carrier comprises a non-magnetic sleeve and a magnet roller fixedly arranged in the sleeve, and the magnet roller is used to draw up a developer magnetic pole, In a developing apparatus having a developer carrying magnetic pole and a main magnetic pole for developing a developer, the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction of the main magnetic pole is 40% or more, preferably 50% or more, and the surface of the sleeve is The above problem is solved by forming an irregular concavo-convex pattern on the substrate. The decay rate is the difference between the peak value of the normal direction magnetic flux density on the sleeve surface and the peak value of the normal direction magnetic flux density at a distance of 1 mm from the sleeve surface. Is the ratio divided by.
Increasing the attenuation rate of the magnetic pole means that the width of the magnetic brush during the rising and falling of the magnetic brush becomes smaller,
As a result, the magnetic brush rises short and densely.

【0013】減衰率を大きくするには、その磁極を形成
する磁石の選択によって実現可能である。また以下の実
施の形態の項で述べるように、実験的に、磁極の半値幅
を狭くすることで、その減衰率が大きくなることが判明
している。当該半値幅を22°以下、望ましくは18°
以下で構成するのが良い。半値幅とは、法線方向の磁力
分布曲線の最高法線磁力(頂点)の半分の値(例えばN
極によって作製されている磁石の最高法線磁力が120
mT(ミリテスラ)であった場合、半値50%というと
60mTである。半値80%という表現もあり、この場
合には96mTとなる)を指す部分の角度幅のことであ
る。主磁極の半値幅を狭くする一つの方策として、その
磁力形成を補助する補助磁極を形成することが考えられ
る。半値幅が狭くなれば、磁気ブラシの穂立ち位置が主
極に近づき、現像ニップ自体も狭くなる。上記補助磁極
は、主磁極の現像剤搬送方向上流側及び/又は下流側に
形成する。上流側と下流側の両方の他、上流側か下流側
のいずれか一方に形成することができ、いずれもそれぞ
れ利点を有する。
An increase in the attenuation factor can be realized by selecting a magnet forming the magnetic pole. Further, as described in the following embodiments, it has been experimentally found that a reduction in the half width of the magnetic pole increases the attenuation rate. The half width is 22 ° or less, preferably 18 °
It is preferable to configure the following. The half-value width is a half value (for example, N) of the highest normal magnetic force (apex) of the magnetic force distribution curve in the normal direction.
The maximum normal magnetic force of the magnet made by the poles is 120
In the case of mT (millitesla), half value 50% is 60 mT. The half width is also expressed as 80%, in this case 96 mT). As one measure for reducing the half-value width of the main magnetic pole, it is conceivable to form an auxiliary magnetic pole for assisting the formation of the magnetic force. When the half width is reduced, the position of the magnetic brush is closer to the main pole, and the developing nip itself is also reduced. The auxiliary magnetic pole is formed upstream and / or downstream of the main magnetic pole in the developer transport direction. It can be formed on either the upstream side or the downstream side, in addition to both the upstream side and the downstream side, and both have advantages.

【0014】現像スリーブの表面に形成される不規則な
凹凸パターンはブラスト処理により行われる。代表的な
ブラスト処理はサンドブラスト法であるが、ビーズブラ
スト法を用いることも当然ながら可能である。
The irregular pattern formed on the surface of the developing sleeve is performed by blasting. A typical blast treatment is a sand blast method, but a bead blast method can of course be used.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の詳細を、図に示す例に基
づいて説明する。先ず本発明に係る現像装置を含む感光
体ユニット全体について説明する。図1において、潜像
担持体である感光体ドラム1の周囲には、当該ドラム表
面を帯電するための帯電装置2、一様帯電処理面に潜像
を形成するためのレーザー光線でなる露光3、ドラム表
面の潜像に帯電トナーを付着することでトナー像を形成
する現像装置4、形成されたドラム上のトナー像を記録
紙6へ転写するための転写装置5、ドラム上の残留トナ
ーを除去するためのクリーニング装置7、ドラム上の残
留電位を除去するための除電ランプ8が順に配設されて
いる。このような構成において、帯電装置2の帯電ロー
ラによって表面を一様に帯電された感光体1は、露光3
によって静電潜像を形成され、現像装置4によってトナ
ー像を形成される。当該トナー像は、転写ベルトなどで
なる転写装置5によって、感光体ドラム1表面から、不
図示の給紙トレイから搬送された記録紙へ転写される。
この転写の際に感光体ドラムに静電的に付着した記録紙
は、分離爪によって感光体ドラム1から分離される。そ
して未定着の記録紙上のトナー像は定着器によって記録
紙に定着される。一方、転写されずに感光体ドラム上に
残留したトナーは、クリーニング装置7によって除去さ
れ回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム1
は除電ランプ8で初期化され、次回の画像形成プロセス
に供される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described based on an example shown in the drawings. First, the entire photoconductor unit including the developing device according to the present invention will be described. In FIG. 1, a charging device 2 for charging the surface of the photosensitive drum 1, which is a latent image carrier, an exposure 3 comprising a laser beam for forming a latent image on a uniformly charged surface, A developing device 4 for forming a toner image by attaching a charged toner to the latent image on the drum surface; a transfer device 5 for transferring the formed toner image on the drum onto recording paper 6; and removing residual toner on the drum A cleaning device 7 for removing the residual potential on the drum and a discharge lamp 8 for removing the residual potential on the drum are arranged in this order. In such a configuration, the photosensitive member 1 whose surface is uniformly charged by the charging roller of the charging device 2
To form an electrostatic latent image, and the developing device 4 forms a toner image. The toner image is transferred from the surface of the photosensitive drum 1 to recording paper conveyed from a paper feed tray (not shown) by a transfer device 5 including a transfer belt or the like.
The recording paper electrostatically attached to the photosensitive drum at the time of this transfer is separated from the photosensitive drum 1 by a separation claw. The unfixed toner image on the recording paper is fixed on the recording paper by a fixing device. On the other hand, the toner remaining on the photosensitive drum without being transferred is removed and collected by the cleaning device 7. Photoconductor drum 1 from which residual toner has been removed
Is initialized by the static elimination lamp 8 and used for the next image forming process.

【0016】上記現像装置4の構成を図2に基づいて説
明する。現像装置4内には、現像剤担持体である現像ロ
ーラ41が感光体ドラム1に近接するように配置されて
いて、双方の対向部分には、感光体ドラムと磁気ブラシ
が接触する現像領域が形成されている。現像ローラ41
では、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂な
どの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブ43
が不図示の回転駆動機構によって時計回り方向に回転さ
れるようになっている。本実施例においては、感光体ド
ラム1のドラム径が60mmで、ドラム線速が240m
m/秒に設定され、現像スリーブ43のスリーブ径が2
0mmで、スリーブ線速が600mm/秒に設定されて
いる。したがって、ドラム線速に対するスリーブ線速の
比は2.5である。また感光体ドラム1と現像スリーブ
43との間隔である現像ギャップは0.4mmに設定さ
れている。現像ギャップは、従来ではキャリア粒径が5
0μmであれば0.65mmから0.8mm程度、言い
換えれば、現像剤粒径の10倍以上に設定されていた
が、本実施例では10倍以下(0.55mm)に設定す
るのが良い。これより広くすると望ましいとされる画像
濃度が出にくくなる。
The structure of the developing device 4 will be described with reference to FIG. In the developing device 4, a developing roller 41, which is a developer carrying member, is disposed so as to be close to the photosensitive drum 1, and a developing area where the photosensitive drum and the magnetic brush are in contact is provided on both opposing portions. Is formed. Developing roller 41
The developing sleeve 43 is formed by forming a non-magnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, and conductive resin into a cylindrical shape.
Are rotated clockwise by a rotation drive mechanism (not shown). In this embodiment, the drum diameter of the photosensitive drum 1 is 60 mm, and the linear speed of the drum is 240 m.
m / sec, and the sleeve diameter of the developing sleeve 43 is 2
At 0 mm, the linear velocity of the sleeve is set to 600 mm / sec. Therefore, the ratio of the sleeve linear speed to the drum linear speed is 2.5. The developing gap, which is the distance between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 43, is set to 0.4 mm. Conventionally, the developing gap has a carrier particle size of 5
In the case of 0 μm, it is set to be about 0.65 mm to 0.8 mm, in other words, it is set to be 10 times or more of the developer particle diameter. If the width is wider than this, it is difficult to obtain a desirable image density.

【0017】現像剤の搬送方向(図で見て時計回り方
向)における現像領域の上流側部分には、現像剤チェー
ン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ上の現像剤量を規制
するドクタブレード45が設置されている。このドクタ
ブレード45と現像スリーブ43との間隔であるドクタ
ギャップは0.4mmに設定されている。更に現像ロー
ラの感光体ドラムとは反対側領域には、現像ケーシング
46内の現像剤を攪拌しながら現像ローラ41へ汲み上
げるためのスクリュー47が設置されている。
A doctor blade 45 for regulating the height of the developer chain, ie, the amount of the developer on the developing sleeve, is provided on the upstream side of the developing area in the developer transport direction (clockwise direction in the drawing). Is installed. The doctor gap, which is the distance between the doctor blade 45 and the developing sleeve 43, is set to 0.4 mm. Further, a screw 47 for pumping the developer in the developing casing 46 to the developing roller 41 while stirring the developer in an area on the opposite side of the developing roller from the photosensitive drum is provided.

【0018】上記現像スリーブ43内には、当該現像ス
リーブ43の周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁
界を形成する磁石ローラ体(磁石ローラ)44が固定状
態で備えられている。この磁石ローラ体から発せられる
法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアが現像
スリーブ43上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチ
ェーン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着
されて、磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシは現
像スリーブ43の回転によって現像スリーブ43と同方
向(図で見て時計回り方向)に移送されることとなる。
上記磁石ローラ体44は、複数の磁極(磁石)を備えて
いる。具体的には、現像領域部分に現像剤の穂立ちを生
じる現像主磁石P1b、主磁極の磁力形成を補助する主
磁極磁力形成補助磁石P1a,P1c、現像スリーブ4
3上に現像剤を汲み上げるための磁石P4、汲み上げら
れた現像剤を現像領域まで搬送する磁石P5,P6、現
像後の領域で現像剤を搬送する磁極P2,P3を備えて
いる。これら各磁石P1b,P1a,P1c,P4,P
5,P2及びP3は、現像スリーブ43の半径方向に向
けて配置されている。本例では、磁石ローラ体44を8
極の磁石によって構成しているが、汲み上げ性、黒ベタ
画像追従性を向上させるためにP3極からドクタブレー
ド45の間に磁石(磁極)を更に増やして10極や12
極で構成してもよい。
In the developing sleeve 43, there is fixedly provided a magnet roller body (magnet roller) 44 for forming a magnetic field so as to cause the developer to spike on the peripheral surface of the developing sleeve 43. A carrier of the developer causes a chain-like spike on the developing sleeve 43 on the developing sleeve 43 along the normal magnetic field lines generated from the magnet roller body, and the charged toner is attached to the carrier having the chain-shaped spike. Thus, a magnetic brush is configured. The magnetic brush is transferred in the same direction as the developing sleeve 43 (clockwise as viewed in the figure) by the rotation of the developing sleeve 43.
The magnet roller body 44 has a plurality of magnetic poles (magnets). More specifically, a developing main magnet P1b that causes a developer spike in the developing region, main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a and P1c that assist in forming a magnetic force of the main magnetic pole, and a developing sleeve 4
A magnet P4 for pumping up the developer, magnets P5 and P6 for transporting the pumped developer to the development area, and magnetic poles P2 and P3 for transporting the developer in the area after development are provided on the surface 3. These magnets P1b, P1a, P1c, P4, P
5, P2 and P3 are arranged radially of the developing sleeve 43. In this example, the magnet roller body 44 is
Although it is constituted by pole magnets, the number of magnets (magnetic poles) is further increased between the P3 pole and the doctor blade 45 in order to improve the pumping property and the black solid image followability, thereby increasing the number of poles to 10 poles or 12 poles.
It may be composed of poles.

【0019】図2から理解できるように、上記現像主極
群P1は、P1a,P1b,P1cの順で上流側から並
ぶ横断面の小さな磁石から構成されている。横断面の小
さいこれら磁石は希土類金属合金により作製されている
が、サマリウム合金系磁石、特にサマリウムコバルト合
金系磁石などを用いることもできる。希土類金属合金磁
石のうち代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では最大
エネルギー積が358kJ/mであり、鉄ネオジウム
ボロン合金ボンド磁石では最大エネルギー積が80kJ
/m前後である。このような磁石によって従来の磁石
と異なり、相当に小サイズ化しても必要な現像ローラ表
面磁力を確保できる。従来の通常フェライト磁石やフェ
ライトボンド磁石では最大エネルギー積がそれぞれ36
kJ/m 前後、20kJ/m前後である。スリーブ
径を大きくすることが許容される場合には、フェライト
磁石やフェライトボンド磁石を用いて形状を大きくと
り、あるいはスリーブ側に向いた磁石先端を細く形成す
ることによっても半値幅を狭くすることが可能である。
また、本実施例では横断面の小さな磁石により構成して
いるが、一体成形で形成される磁石ローラにより成形し
て良く、更に、P1極群以外の磁石を一体成形しP1極
群を個別に形成し一体化若しくは同時に形成しても良
い。扇状に形成した磁石を磁石ローラ軸に貼り合わせに
よって成形しても良い。
As can be understood from FIG.
The group P1 is arranged from the upstream side in the order of P1a, P1b, P1c.
It consists of a small magnet with a cross section. Small cross section
These magnets are made of rare earth metal alloy
Is a samarium alloy magnet, especially a samarium cobalt alloy
A gold-based magnet or the like can also be used. Rare earth metal alloy magnet
The largest iron-neodymium boron alloy magnet among stones
Energy product is 358kJ / m3And iron neodymium
Maximum energy product is 80kJ for boron alloy bonded magnet
/ M3Before and after. Conventional magnets
Unlike the development roller table, which is necessary even if the size is considerably reduced
Surface magnetic force can be secured. Conventional ordinary ferrite magnets and ferrites
The maximum energy product of each light-bonded magnet is 36
kJ / m 3Before and after, 20kJ / m3Before and after. sleeve
Ferrites where larger diameters are acceptable
Use a magnet or ferrite bonded magnet to increase the shape
Or narrow the magnet tip facing the sleeve side.
By doing so, it is possible to narrow the half width.
In this embodiment, the magnet is formed by a small cross section magnet.
However, it is formed by a magnet roller formed by integral molding.
The magnets other than the P1 pole group may be integrally molded to form the P1 pole.
Groups can be formed individually and integrated or formed simultaneously
No. For attaching a fan-shaped magnet to the magnet roller shaft
Therefore, it may be molded.

【0020】本例では、現像主磁石P1bと、現像スリ
ーブ43上に現像剤を汲み上げるための磁石P4と、汲
み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石P6
と、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極P2,P3が
N極をなし、主磁極の磁力形成を補助する主磁極磁力形
成補助磁石P1a,P1cと、汲み上げられた現像剤を
搬送する磁石P5がS極をなしている。法線方向の磁束
密度を測定し円チャートグラフとして示した図3で理解
できるように、主磁石P1bとして、現像ローラ上の8
5mT以上の法線方向磁力を有する磁石が用いられた。
キャリア付着に関する磁力は接線磁力であり、この接線
磁力を大きくするためにはP1b,P1a,P1cの磁
力を大きくする必要があるが、どれかを十分に大きくす
ることでキャリア付着の発生を抑えることができる。磁
石P1b,P1a,P1cの磁石幅は2mmであった。
この時のP1bの半値幅は16°であった。
In this embodiment, a developing main magnet P1b, a magnet P4 for pumping the developer onto the developing sleeve 43, and a magnet P6 for transporting the pumped developer to the developing area.
And magnetic poles P2 and P3 for transporting the developer in the region after development form N poles, and main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a and P1c for assisting the magnetic force generation of the main magnetic pole, and a magnet for transporting the pumped developer. P5 forms the south pole. As can be understood from FIG. 3 in which the magnetic flux density in the normal direction was measured and shown in a pie chart graph, the main magnet P1b
A magnet having a normal magnetic force of 5 mT or more was used.
The magnetic force related to carrier adhesion is a tangential magnetic force. To increase this tangential magnetic force, it is necessary to increase the magnetic force of P1b, P1a, and P1c. Can be. The magnet width of the magnets P1b, P1a, P1c was 2 mm.
At this time, the half width of P1b was 16 °.

【0021】なお別の例(第2例)として、主磁極の上
・下流側に補助磁極を備えない磁石ローラ体の配置構成
を図4に示す。磁石ローラ体の配置以外、現像装置4や
感光体ドラム1の構成自体は図2に示したものと同じな
ので、同一符号を付し、説明を省略する。磁石ローラ体
44’は、現像領域部分に現像剤を穂立ちさせる現像主
磁石P1、現像スリーブ43上に現像剤を汲み上げるた
めの磁石P4、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬
送する磁石P5,P6、現像後の領域で現像剤を搬送す
る磁極P2,P3を備えている。これら各磁石P1,P
4,P5,P2及びP3は、現像スリーブ43の半径方
向に向けて配置されている。本第2例では、磁石ローラ
体44’を6極の磁石によって構成しているが、上記の
例と同じく、汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上させ
るためにP3極からドクタブレード45の間に磁石(磁
極)を更に増やして8極以上で構成してもよい。
As another example (second example), FIG. 4 shows an arrangement configuration of a magnet roller body having no auxiliary magnetic poles on the upper and lower sides of the main magnetic pole. Since the configuration itself of the developing device 4 and the photosensitive drum 1 is the same as that shown in FIG. 2 except for the arrangement of the magnet roller body, the same reference numerals are given and the description is omitted. The magnet roller body 44 'includes a developing main magnet P1 for raising the developer in the developing area, a magnet P4 for pumping the developer onto the developing sleeve 43, and a magnet P5 for transporting the pumped developer to the developing area. P6, and magnetic poles P2 and P3 for transporting the developer in the area after development. These magnets P1, P
4, P5, P2 and P3 are arranged in the radial direction of the developing sleeve 43. In the second example, the magnet roller body 44 ′ is constituted by six-pole magnets. However, in the same manner as in the above example, between the P3 pole and the doctor blade 45 in order to improve the pumping property and the black solid image followability. Alternatively, the number of magnets (magnetic poles) may be further increased and the number of poles may be increased to eight or more.

【0022】主磁石の上・下流側に補助磁石を備えた上
記の例と同様に、現像主極を形成する主磁石P1は、横
断面の小さな磁石から構成されている。横断面の小さい
磁石は希土類金属合金により作製されているが、サマリ
ウム合金磁石、特にサマリウムコバルト合金磁石などを
用いることもできる。スリーブ径を大きくすることが許
容される場合には、フェライト磁石やフェライトボンド
磁石を用いてスリーブ側に向いた磁石先端を細く形成す
ることで半値中央角を狭くすることが可能である。
As in the above-described example in which auxiliary magnets are provided on the upstream and downstream sides of the main magnet, the main magnet P1 forming the developing main pole is formed of a magnet having a small cross section. Although the magnet having a small cross section is made of a rare earth metal alloy, a samarium alloy magnet, in particular, a samarium cobalt alloy magnet can be used. When it is permissible to increase the sleeve diameter, it is possible to narrow the half-value central angle by forming a thin magnet end facing the sleeve using a ferrite magnet or a ferrite bond magnet.

【0023】第2例では、現像スリーブ43上に現像剤
を汲み上げるための磁石P4と、汲み上げられた現像剤
を現像領域まで搬送する磁石P6と、現像後の領域で現
像剤を搬送する磁石P2,P3がN極をなし、現像主磁
石P1と、汲み上げられた現像剤を搬送する磁石P5が
S極をなしている。第1例での磁力詳細に対応するもの
を図5に示す。
In the second example, a magnet P4 for pumping the developer onto the developing sleeve 43, a magnet P6 for transporting the pumped developer to the development area, and a magnet P2 for transporting the developer in the area after development. , P3 form the north pole, and the developing main magnet P1 and the magnet P5 for transporting the pumped developer form the south pole. FIG. 5 shows a detail of the magnetic force in the first example.

【0024】法線方向の磁力密度の減衰率を考察するに
あたり、改めて図3に戻る。当該図は法線磁力パターン
を示すもので、実線は現像スリーブ表面上の磁束密度を
測定して円チャートグラフであり、破線は現像スリーブ
表面から1mm離れたところでの法線方向の磁束密度を
測定した円チャートグラフである。測定に使用した計測
装置はADS社製ガウスメーター(HGM-8300)
並びにADS社製A1型アキシャルプローブであり、円
チャートレコーダにて記録した。
Returning to FIG. 3, when considering the attenuation rate of the magnetic force density in the normal direction. The figure shows the normal magnetic force pattern, the solid line is a circular chart graph measuring the magnetic flux density on the surface of the developing sleeve, and the broken line measures the magnetic flux density in the normal direction at a distance of 1 mm from the surface of the developing sleeve. It is a pie chart graph. The measuring device used for the measurement was a Gauss meter (HGM-8300) manufactured by ADS.
A1 type axial probe manufactured by ADS and recorded by a pie chart recorder.

【0025】第1例での磁石ローラによる観測では、主
磁極P1bのスリーブ表面上の法線方向の磁束密度は9
5mTを示し、スリーブ表面から1mm離れた部分での
法線方向磁束密度は44.2mTであり、磁束密度の変
化量は50.8mTの磁力差であった。この時の法線方
向磁束密度の減衰率(スリーブ表面上の法線方向磁束密
度のピーク値からとスリーブ表面から1mm離れたとこ
ろでの法線方向磁束密度のピーク値の差をスリーブ表面
上の法線方向磁束密度のピーク値で割った比率)は5
3.5%である。主磁石の最高法線磁力が95mTであ
る時の半値は47.5mTで、その半値幅は22°であ
る。この主磁極の半値幅22°を境に、それより大きく
すると異常画像の発生があることが確認された。
According to the observation by the magnet roller in the first example, the magnetic flux density in the normal direction on the sleeve surface of the main magnetic pole P1b is 9
5 mT, the normal direction magnetic flux density at a portion 1 mm away from the sleeve surface was 44.2 mT, and the amount of change in the magnetic flux density was a magnetic force difference of 50.8 mT. At this time, the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction (the difference between the peak value of the magnetic flux density in the normal direction on the sleeve surface and the peak value of the magnetic flux density in the normal direction at a distance of 1 mm from the sleeve surface is calculated by the method on the sleeve surface. The ratio of the linear magnetic flux density divided by the peak value) is 5
3.5%. When the maximum normal magnetic force of the main magnet is 95 mT, the half value is 47.5 mT, and the half value width is 22 °. It was confirmed that an abnormal image was generated when the half width of the main magnetic pole was set to be larger than 22 °.

【0026】主磁極P1bの上流側に位置する主磁極磁
力形成補助磁石P1aのスリーブ表面上の法線方向磁束
密度は93mTを示し、スリーブ表面上から1mm離れ
た部分での法線方向磁束密度は49.6mTであり、磁
束密度の変化量は43.4mTの磁力差であった。この
時の法線方向磁束密度の減衰率は46.7%である。主
磁極P1bの下流側に位置する主磁極磁力形成補助磁石
P1cのスリーブ表面上の法線方向磁束密度は92mT
を示し、スリーブ表面上から1mm離れた部分での法線
方向磁束密度は51.7mTであり、磁束密度の変化量
は40.3mTの磁力差であった。この時の法線方向磁
束密度の減衰率は43.8%である。本例では、磁石ロ
ーラ上に発生した磁力線に沿って形成された磁気ブラシ
は、主磁極P1bに形成されるブラシ部分のみが感光体
に接し、感光体上の静電潜像を顕像化する。この際、感
光体が接しない状態で測定すると当該箇所での磁気ブラ
シの長さは約1.5mmで、従来の磁石ローラで形成さ
れる磁気ブラシ(約3mm)よりも穂立ちが短く、密に
なった状態を作り出すことが可能となった。現像剤規制
部材と現像スリーブの間の距離が従来と同じである場合
には、現像剤規制部材を通過する現像剤量が同じである
ので、現像領域にある磁気ブラシは短く、密になってい
ることが確認できた。この現象は図3の法線磁力パター
ンからも理解でき、現像スリーブ表面から1mm離れた
ところでの法線磁束密度が大きく減少しているので、磁
気ブラシは現像スリーブより離れたところではブラシチ
ェーンを形成することができず、磁気ブラシが短く現像
スリーブ表面に密に形成することとなる。ちなみに従来
の磁石ローラでは、主磁極のスリーブ表面上の法線方向
磁束密度は73mTを示し、スリーブ表面上から1mm
離れた部分での法線方向磁束密度は51.8mTであ
り、磁束密度の変化量は21.2mTの磁力差であっ
た。この時の法線方向磁束密度の減衰率は29%であ
る。
The normal magnetic flux density on the sleeve surface of the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet P1a located upstream of the main magnetic pole P1b is 93 mT, and the normal magnetic flux density at a portion 1 mm away from the sleeve surface is: It was 49.6 mT, and the amount of change in magnetic flux density was a magnetic force difference of 43.4 mT. At this time, the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction is 46.7%. The magnetic flux density in the normal direction on the sleeve surface of the main pole magnetic force forming auxiliary magnet P1c located downstream of the main pole P1b is 92 mT.
The magnetic flux density in the normal direction at a portion 1 mm away from the surface of the sleeve was 51.7 mT, and the amount of change in the magnetic flux density was a magnetic force difference of 40.3 mT. At this time, the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction is 43.8%. In this example, in the magnetic brush formed along the lines of magnetic force generated on the magnet roller, only the brush portion formed on the main magnetic pole P1b is in contact with the photoconductor, and the electrostatic latent image on the photoconductor is visualized. . At this time, when measured in a state where the photoreceptor is not in contact, the length of the magnetic brush at that location is about 1.5 mm. It has become possible to create a state that has become. If the distance between the developer regulating member and the developing sleeve is the same as before, the amount of developer passing through the developer regulating member is the same, so the magnetic brush in the developing area is short and dense. Was confirmed. This phenomenon can be understood from the normal magnetic force pattern shown in FIG. 3. Since the normal magnetic flux density at a distance of 1 mm from the surface of the developing sleeve is greatly reduced, the magnetic brush forms a brush chain at a distance from the developing sleeve. Therefore, the magnetic brush is short and densely formed on the surface of the developing sleeve. Incidentally, in the conventional magnet roller, the magnetic flux density in the normal direction on the sleeve surface of the main magnetic pole is 73 mT, and 1 mm from the sleeve surface.
The magnetic flux density in the normal direction at the distant portion was 51.8 mT, and the amount of change in the magnetic flux density was a magnetic force difference of 21.2 mT. At this time, the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction is 29%.

【0027】実験値では半値幅を小さくすることによっ
て減衰率が高まることが判明している。半値幅を小さく
するには、磁石の幅(スリーブ円周方向での幅)を小さ
くすることによって達成できる。例えば、上記第1の例
では磁石P1b,P1a,P1cの磁石幅が2mmで、
P1bの半値幅が16°であるが、1.6mm幅の磁石
では主磁極の半値幅は12°であった。半値幅を狭くす
ることにより隣り合う磁石に回り込む磁力線量が増え、
スリーブ表面より離れた部分での法線磁束密度が低下す
る。磁石ローラと現像スリーブの間には、磁石ローラが
固定され現像スリーブが回転するのに必要な空間と現像
スリーブの肉厚分とに基づく実質空隙が存在し、接線磁
束密度位置が実質的に現像スリーブ側に集中するので、
法線磁束密度はスリーブ表面から遠ざかるほど低下する
のである。
It has been found from experiments that the attenuation rate is increased by reducing the half width. The half width can be reduced by reducing the width of the magnet (width in the circumferential direction of the sleeve). For example, in the first example, the magnet width of the magnets P1b, P1a, and P1c is 2 mm,
The half width of P1b was 16 °, but the half width of the main pole was 12 ° for a 1.6 mm wide magnet. By narrowing the half width, the magnetic flux sneaking into adjacent magnets increases,
The normal magnetic flux density at a portion distant from the sleeve surface decreases. Between the magnet roller and the developing sleeve, there is a substantial gap based on the space required for the magnet roller to be fixed and the developing sleeve to rotate and the thickness of the developing sleeve, and the tangential magnetic flux density position is substantially equal to that of the developing sleeve. Because it concentrates on the sleeve side,
The normal magnetic flux density decreases as the distance from the sleeve surface increases.

【0028】減衰率の高い磁石ローラを使用すると磁気
ブラシは短く密に形成される。これに対して、減衰率の
低い従来の磁石ローラでは磁気ブラシは長く疎に形成さ
れる。これは、減衰率の大きい磁石により形成された磁
界は隣の磁石(例えばP1bに対するP1a,P1c)
に引き付けられやすくなり、法線方向に磁束が広がるよ
りも接線方向に磁束が回り込む寄与が高くなり、法線方
向の磁束密度が小さくなることによって法線方向に磁気
ブラシが形成されにくくなり、短く且つ密に磁気ブラシ
が形成されるのである。例えば減衰率の高い磁石P1b
に形成される磁気ブラシは細長く個別に形成されるより
も隣り合って短く形成された方が安定する。減衰率の低
い従来の磁石ローラでは現像剤の汲み上げ量を少なくし
ても磁気ブラシは短くならず、ほぼ前述した磁気ブラシ
と同等の長さとなってしまう。
When a magnet roller having a high damping rate is used, the magnetic brush is formed short and dense. On the other hand, in a conventional magnet roller having a low damping rate, the magnetic brush is formed long and sparsely. This is because a magnetic field formed by a magnet having a large attenuation rate is adjacent to a magnet (for example, P1a and P1c with respect to P1b).
The magnetic flux wraps in the tangential direction more than the magnetic flux spreads in the normal direction, and the magnetic flux density in the normal direction decreases. In addition, the magnetic brush is formed densely. For example, a magnet P1b having a high damping rate
When the magnetic brushes are formed to be short and adjacent to each other, they are more stable than those formed separately and elongated. With a conventional magnet roller having a low damping rate, the magnetic brush does not become short even if the amount of developer pumped is reduced, and the length is almost the same as that of the above-described magnetic brush.

【0029】減衰率を高くするには、主磁極と隣り合う
主磁極形成補助磁石を(スリーブ周方向において)主磁
極位置に近づけることでも達成可能である。こうするこ
とにより、主磁極から発せられる磁力線が隣り合う主磁
極形成補助磁極に流れ込む磁力線が増すことになって、
減衰率が高くなる。
The attenuation factor can also be increased by bringing the main magnetic pole forming auxiliary magnet adjacent to the main magnetic pole closer to the main magnetic pole position (in the sleeve circumferential direction). By doing so, the lines of magnetic force emitted from the main magnetic pole flow into the adjacent main magnetic pole forming auxiliary magnetic pole, and the number of magnetic lines of force increases.
The decay rate increases.

【0030】図2に示された磁石ローラ体(本願マグロ
ーラとも称する)において、主磁極(現像極)の磁束密
度のピーク位置を0°とすると、その磁気力は図6での
実線のようになるが、従来型の磁石ローラ体(従来マグ
ローラとも称する)では点線のようになる。図7におい
て、磁気力とスリーブ上の現像剤の滑り量の関係は、磁
気力が大きいほど滑り量が小さくなることが分かる。従
来マグローラに比べて本願マグローラの方が滑り量が少
なくなる。これはスリーブ表面の摩擦係数が同じである
ことを前提にしているが、摩擦係数と正の相関関係があ
る表面粗さRzと滑り量の関係は図8に示す通りであ
る。従来マグローラでは表面粗さRzが小さくなった時
に滑り量が大きくなるが、本願マグローラでは磁気力が
強いため表面粗さが小さい場合でも滑り量が少なく、結
果的にスリーブ固着を発生しない。
Assuming that the peak position of the magnetic flux density of the main magnetic pole (developing pole) is 0 ° in the magnet roller body (also referred to as the mag roller of the present application) shown in FIG. 2, the magnetic force is as shown by the solid line in FIG. However, in the case of a conventional magnet roller body (also referred to as a conventional mag roller), it is indicated by a dotted line. In FIG. 7, the relationship between the magnetic force and the sliding amount of the developer on the sleeve shows that the larger the magnetic force, the smaller the sliding amount. The sliding amount of the present mag roller is smaller than that of the conventional mag roller. This presupposes that the friction coefficient of the sleeve surface is the same, but the relationship between the surface roughness Rz, which has a positive correlation with the friction coefficient, and the slip amount is as shown in FIG. In the conventional mag roller, the slip amount increases when the surface roughness Rz decreases, but in the mag roller of the present invention, since the magnetic force is strong, the slip amount is small even when the surface roughness is small, and as a result, the sleeve does not stick.

【0031】また図9は現像ギャップと現像剤汲み上げ
量との関係でスリーブ固着が発生する限界点を調べた結
果を示すグラフである。従来マグローラでは、現像ギャ
ップを小さくしていった場合、スリーブ固着が発生し易
いために現像剤汲み上げ量を多くすることができない
が、本願マグローラでは、従来のものに比べて多めの汲
み上げ量まで固着が発生しないので、高画質化に必須の
狭現像ギャップを達成することが可能である。
FIG. 9 is a graph showing a result of examining a limit point at which sleeve sticking occurs in relation to a developing gap and a developer pumping amount. With the conventional mag roller, when the developing gap is reduced, the amount of the developer pumped up cannot be increased because the sleeve is likely to stick.However, with the mag roller of the present application, the amount of the developer pumped is larger than the conventional one. Does not occur, it is possible to achieve a narrow developing gap which is essential for high image quality.

【0032】本発明に係る磁石ローラ体を使用すること
により、キャリアが現像極(P1b極、P1極)から受
ける磁気力が強いため、スリーブ表面粗さが小さくなっ
て現像剤の搬送性が低下してもスリーブ表面で滑り難
く、摩擦熱の発生を抑えることができる。即ち、固着が
発生する現像ニップ部での現像剤搬送性が高くなり、ス
リーブ表面で滑り難くなるため、摩擦熱による固着がな
くなる。そのため、スリーブ表面の現像剤搬送性が溝付
きスリーブよりも劣るブラスト処理されたスリーブを低
いスリーブ線速比のもとで使用可能である。ブラスト処
理には例えばサンドブラスト法やビーズブラスト法があ
り、いずれの処理法でも本発明の表面凹凸形成には利用
可能である。
By using the magnet roller body according to the present invention, the carrier receives a strong magnetic force from the developing poles (P1b pole, P1 pole), so that the surface roughness of the sleeve is reduced and the transportability of the developer is reduced. Even when the sleeve surface does not slip easily, the generation of frictional heat can be suppressed. That is, the developer transportability at the developing nip portion where the sticking occurs is increased, and the sleeve hardly slips on the sleeve surface, so that sticking due to frictional heat is eliminated. Therefore, a blasted sleeve in which the developer transportability of the sleeve surface is inferior to that of the grooved sleeve can be used at a low sleeve linear velocity ratio. The blast treatment includes, for example, a sand blast method and a bead blast method, and any of the treatment methods can be used for forming the surface unevenness of the present invention.

【0033】ACバイアスを印加することで上昇した現
像γを下がるために線速比を下げてもスリーブ固着は発
生しなくなった。具体的には、線速比1.2、Vpp=
0.8Kv、f=4.5kHz、現像ギャップ=0.3
5mm、汲み上げ量=0.08mg/cmで固着が発
生せず画像品質が良好であった。
Even when the linear velocity ratio was lowered to reduce the development γ increased by applying the AC bias, the sleeve was not fixed. Specifically, the linear velocity ratio is 1.2, Vpp =
0.8 Kv, f = 4.5 kHz, development gap = 0.3
When the drawing amount was 5 mm and the pumping amount was 0.08 mg / cm 2 , no sticking occurred and the image quality was good.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、磁気ブラシの立ち上が
り・倒れの間の穂立ち幅が小さく、磁気ブラシは短くな
って、スリーブ線速比を低くし、且つ現像ギャップを狭
くしても、現像剤担持体と像担持体の間に挟まれる現像
剤のストレスが小さく、磁気ブラシの現像剤溜りや固着
が発生し難い。
According to the present invention, the spike width between the rising and falling of the magnetic brush is small, the magnetic brush is short, the linear velocity ratio of the sleeve is reduced, and the developing gap is narrowed. The stress of the developer sandwiched between the developer carrier and the image carrier is small, so that the developer accumulation and the adhesion of the magnetic brush hardly occur.

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

【図1】本発明に係る現像装置を含む感光体ユニットの
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a photoconductor unit including a developing device according to the present invention.

【図2】図1における現像装置の詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a developing device in FIG.

【図3】本発明に係る現像装置での現像ローラの磁力分
布とその大きさ程度を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a magnetic force distribution of a developing roller and its magnitude in the developing device according to the present invention.

【図4】別の配置構成を有する磁石ローラ体を備えた現
像装置の詳細構成図である。
FIG. 4 is a detailed configuration diagram of a developing device provided with a magnet roller body having another arrangement configuration.

【図5】図3に対応する、図4の現像装置での現像ロー
ラの磁力分布とその大きさ程度を示す図である。
5 is a diagram corresponding to FIG. 3 and showing the magnetic force distribution of the developing roller in the developing device of FIG. 4 and the magnitude thereof.

【図6】主磁極の磁束密度ピークを0°にとった場合の
磁気力の変化を本発明に係る第1例の磁石ローラ体と従
来構成の磁石ローラ体とにおいて示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a change in magnetic force when the magnetic flux density peak of the main magnetic pole is set to 0 ° in the magnet roller body of the first example according to the present invention and the magnet roller body of the conventional configuration.

【図7】現像スリーブ表面の摩擦係数が同じ場合の磁気
力とスリーブ上の現像剤の滑り量の関係を示すグラフで
ある。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the magnetic force and the amount of sliding of the developer on the sleeve when the friction coefficient of the surface of the developing sleeve is the same.

【図8】現像スリーブの表面粗さとスリーブ上の現像剤
の滑り量の関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the surface roughness of the developing sleeve and the amount of sliding of the developer on the sleeve.

【図9】現像ギャップと現像剤汲み上げ量の大小におけ
る固着発生領域を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a sticking occurrence region depending on the magnitude of a developing gap and a developer pumping amount.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光体ドラム 4 現像装置 41 現像ローラ 43 現像スリーブ 44 磁石ローラ体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 4 Developing device 41 Developing roller 43 Developing sleeve 44 Magnet roller body

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 信貴 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 高見 伸雄 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 有泉 修 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H031 AB02 AB09 AC08 AC10 AC11 AC13 AC19 AC20 AD03 CA09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nobutaka Takeuchi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stock inside Ricoh Company (72) Inventor Nobuo Takami 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stock Inside Ricoh Company (72) Inventor Osamu Ariizumi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Company (reference) 2H031 AB02 AB09 AC08 AC10 AC11 AC13 AC19 AC20 AD03 CA09

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 現像剤を現像剤担持体に汲み上げて、現
像剤担持体上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像
剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置にして、上
記現像剤担持体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固
定配置された磁石ローラとからなり、当該磁石ローラが
現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちの
ための主磁極を備えるような現像装置において、 上記主磁極の法線方向磁束密度の減衰率が40%以上で
あり、上記スリーブの表面に不規則な凹凸パターンが形
成されていることを特徴とする現像装置。
1. A developing device which draws a developer onto a developer carrier, forms a magnetic brush on the developer carrier, and rubs the developer on the latent image carrier to visualize the latent image. The developer carrier comprises a non-magnetic sleeve and a magnet roller fixedly arranged in the sleeve, and the magnet roller is used for picking up a magnetic pole of the developer, a magnetic pole for conveying the developer, and a main magnetic pole for raising the developer. The developing device according to claim 1, wherein an attenuation rate of a magnetic flux density in a normal direction of the main pole is 40% or more, and an irregular concavo-convex pattern is formed on a surface of the sleeve.
【請求項2】 現像剤を現像剤担持体に汲み上げて、現
像剤担持体上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像
剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置にして、上
記現像剤担持体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固
定配置された磁石ローラとからなり、当該磁石ローラが
現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちの
ための主磁極を備えるような現像装置において、 上記主磁極の半値幅が22°以下であり、上記スリーブ
の表面に不規則な凹凸パターンが形成されていることを
特徴とする現像装置。
2. A developing device which draws up a developer onto a developer carrier, forms a magnetic brush on the developer carrier, and rubs the developer on the latent image carrier to visualize the latent image. The developer carrier comprises a non-magnetic sleeve and a magnet roller fixedly arranged in the sleeve, and the magnet roller is used for picking up a magnetic pole of the developer, a magnetic pole for conveying the developer, and a main magnetic pole for raising the developer. The half-width of the main pole is 22 ° or less, and an irregular pattern is formed on the surface of the sleeve.
【請求項3】 現像剤を現像剤担持体に汲み上げて、現
像剤担持体上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像
剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置にして、上
記現像剤担持体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固
定配置された磁石ローラとからなり、当該磁石ローラが
現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちの
ための主磁極を備えるような現像装置において、 上記主磁極の磁力形成を補助する補助磁石を備え、上記
スリーブの表面に不規則な凹凸パターンが形成されてい
ることを特徴とする現像装置。
3. A developing device which draws up a developer onto a developer carrier, forms a magnetic brush on the developer carrier, and rubs the developer on the latent image carrier to visualize the latent image. The developer carrier comprises a non-magnetic sleeve and a magnet roller fixedly arranged in the sleeve, and the magnet roller is used for picking up a magnetic pole of the developer, a magnetic pole for conveying the developer, and a main magnetic pole for raising the developer. A developing device comprising: an auxiliary magnet that assists in forming a magnetic force of the main magnetic pole; and an irregular pattern formed on a surface of the sleeve.
【請求項4】 上記補助磁石を、上記主磁極を形成する
主磁石の現像剤搬送方向上流側及び/又は下流側に配置
することを特徴とする請求項3に記載の現像装置。
4. The developing device according to claim 3, wherein the auxiliary magnet is disposed upstream and / or downstream of a main magnet forming the main magnetic pole in a developer conveying direction.
【請求項5】 上記不規則な凹凸パターンがサンドブラ
ストにより形成されることを特徴とする請求項1〜4の
いずれか一項に記載の現像装置。
5. The developing device according to claim 1, wherein the irregular pattern is formed by sandblasting.
【請求項6】 上記潜像を交番電界にて現像することを
特徴とする請求項5に記載の現像装置。
6. The developing device according to claim 5, wherein said latent image is developed with an alternating electric field.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれか一項に記載の現
像装置を備えた画像形成装置。
7. An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1.
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