JP2005055929A - Developing device - Google Patents

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正 岩松
Nobuyuki Azuma
伸之 東
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a satisfactory developing device using one-component developer in which development characteristics are stabilized by the stabilization of a toner charge ratio or the stabilization of the electrical properties of peripheral members around a development roller, and the occurrences of development ghosts are eliminated by the prevention of image quality degradation caused by dielectric break down of a toner layer or overcurrent. <P>SOLUTION: A difference in particle diameter between a white image development part and a black image development part is made small. Thereby, development ghosts caused by a change in charge ratio is prevented and satisfactory development is ensured. This hinders the occurrences of development ghosts. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、表面に一成分現像剤を担持し、静電潜像担持体に接触して静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤供給部材により供給された現像剤の層厚を規制する現像剤層規制部材とを備えた現像装置に関するものである。   The present invention includes a developer carrying member that carries a one-component developer on the surface and that develops an electrostatic latent image in contact with the electrostatic latent image carrying member, and a developer that supplies the developer to the developer carrying member. The present invention relates to a developing device including a supply member and a developer layer regulating member that abuts the developer carrying member and regulates a layer thickness of the developer supplied by the developer supply member.

複写機、プリンタなどの電子写真方式を採用してなる画像形成装置においては、感光体表面に形成された静電潜像を現像するための現像装置が備えられている。   An image forming apparatus employing an electrophotographic system such as a copying machine or a printer includes a developing device for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor.

近年、画像形成装置の小型化の要請に応じて、現像装置においても小型化が強く要望されるようになり、その時の現像性能を確保する技術が求められている。   In recent years, in response to a request for downsizing of an image forming apparatus, downsizing of a developing apparatus has been strongly demanded, and a technique for ensuring development performance at that time is required.

たとえば、トナー及び磁性キャリアからなる二成分系の現像剤を磁力を利用して感光体と対向する現像領域へと搬送する磁気ブラシ方式による現像ローラを備え、現像後には現像剤を現像槽内へと回収するようにした現像装置が実用化されている。   For example, a developing roller of a magnetic brush system that transports a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier to a developing area facing the photosensitive member using magnetic force is provided, and the developer is put into the developing tank after development. A developing device that can be recovered has been put into practical use.

この方式において現像を安定させるためには、消費されるトナーを補給し、現像剤中に含まれるトナーの割合、つまりトナー濃度が一定になるように制御する必要がある。   In order to stabilize the development in this method, it is necessary to replenish consumed toner and control the ratio of the toner contained in the developer, that is, the toner concentration to be constant.

通常、上述した磁気ブラシ現像方式による現像装置においては、現像剤中のキャリアが占める割合の方が多く、現像剤を収容する現像槽が大きくなり、全体に現像装置が大きくなる傾向にある。しかも、トナー濃度を制御する必要があると同時に、現像剤中のトナーの帯電量を一定にするための撹拌部材等も必要となり、この撹拌部材を複数設けており現像装置を小型化できない要因になっていた。   Usually, in the developing device using the magnetic brush developing method described above, the proportion of the carrier in the developer is larger, the developing tank for storing the developer becomes larger, and the developing device tends to be larger as a whole. In addition, it is necessary to control the toner concentration, and at the same time, a stirring member or the like for making the charge amount of the toner in the developer constant is necessary. It was.

これに対し、近年、一成分系の現像剤、つまりキャリアが存在しない一成分系の現像剤であるトナーを用いて現像を行う現像装置が提案され、実施に供されている。このような一成分現像剤を用いる現像装置においては、トナー濃度を制御する必要はなく、キャリアが存在しない分、現像槽の容積を大幅に小さくでき、よって現像装置の小型化を可能にできる。これに合わせてメンテナンス等の簡易性についても優れている。つまり、劣化した現像剤、特にキャリアの劣化により現像剤を交換する必要がない分、その交換のためのメンテナンスが不要となる。   On the other hand, in recent years, a developing apparatus that performs development using a one-component developer, that is, a toner that is a one-component developer having no carrier, has been proposed and put into practice. In the developing device using such a one-component developer, it is not necessary to control the toner concentration, and the volume of the developing tank can be greatly reduced by the absence of the carrier, and thus the developing device can be miniaturized. In accordance with this, the simplicity of maintenance and the like is also excellent. That is, since there is no need to replace the developer due to deterioration of the deteriorated developer, especially the carrier, maintenance for the replacement becomes unnecessary.

また、トナーを補充するのみでよく、トナー濃度検出を行う必要もなく、そのための制御も必要としなくなるため、制御も簡単になる。特に、一成分系のトナーを用いる現像装置において、トナーを必要時に補充するだけでよくなる。   Further, it is only necessary to replenish the toner, it is not necessary to detect the toner density, and control for that purpose is not required. In particular, in a developing device using a one-component toner, it is only necessary to replenish the toner when necessary.

以上のような構成の現像装置において、感光体上に形成された静電潜像を忠実に現像するために、現像装置を構成する各部材、例えば現像ローラ、供給ローラ等に所定の電圧を印加するようにしている。   In the developing device configured as described above, in order to faithfully develop the electrostatic latent image formed on the photoreceptor, a predetermined voltage is applied to each member constituting the developing device, such as a developing roller and a supply roller. Like to do.

したがって、トナーおよび各部材の電気的特性は現像特性を決定する大きな要因となる。特にトナーの電荷量と現像ローラの抵抗値が現像特性を大きく左右する。   Therefore, the electrical characteristics of the toner and each member are a major factor that determines the development characteristics. In particular, the charge amount of the toner and the resistance value of the developing roller greatly affect the developing characteristics.

トナーの比電荷q/m(単位質量あたりの電荷量)と現像特性の関係は、図10に示す特性で、比電荷が小さいと現像開始電圧から現像終了電圧までの電位差が小さくなる。以下、このような特性を「現像ガンマが立つ」という。逆に比電荷が大きい場合、現像開始電圧から現像終了電圧までの電位差が大きくなる。以下、このような特性を「現像ガンマが寝る」という。従ってトナー比電荷の変動が大きい現像装置では、現像特性の変動が大きくなり良好な画像形成ができない。従来の一成分現像装置においては、この比電荷変動を十分に抑制することができていないため、例えば現像ゴーストの発生といった画質劣化の不具合が生じていた。   The relationship between the specific charge q / m (the charge amount per unit mass) of the toner and the development characteristics is the characteristic shown in FIG. 10. When the specific charge is small, the potential difference from the development start voltage to the development end voltage is small. Hereinafter, such characteristics are referred to as “development gamma”. Conversely, when the specific charge is large, the potential difference from the development start voltage to the development end voltage increases. Hereinafter, such a characteristic is referred to as “development gamma falls asleep”. Therefore, in a developing device having a large change in toner specific charge, a change in development characteristics becomes large and a good image cannot be formed. In the conventional one-component developing apparatus, since the specific charge fluctuation cannot be sufficiently suppressed, a problem of image quality deterioration such as development ghost has occurred.

また、現像ローラ抵抗値と現像特性の関係は、図8に示す特性で、抵抗値が大きいほど現像ガンマが寝た特性となる。例えば従来、提案されてきた高抵抗の現像ローラを用いた場合、温度や湿度の影響による抵抗値変動が大きいため、上記現像特性が大きく変わり、例えば画像濃度が大きく変動するといった不具合が生じる結果にもなった。さらに、現像ローラの高抵抗層表面に蓄積した電荷に起因する現像ゴーストの発生といった画質劣化の不具合も生じていた。   Further, the relationship between the developing roller resistance value and the developing characteristic is the characteristic shown in FIG. 8, and the larger the resistance value, the lower the developing gamma. For example, when a conventionally proposed high-resistance developing roller is used, the resistance value fluctuates greatly due to the influence of temperature and humidity, so that the development characteristics change greatly, for example, the image density greatly fluctuates. It became. In addition, there has been a problem of image quality deterioration such as development ghost caused by charges accumulated on the surface of the high resistance layer of the developing roller.

よって、一成分現像剤を用いた現像装置においては、電荷制御剤や外添剤処方によりトナー帯電特性を安定化させたり、現像ローラを低抵抗にすることで現像特性を安定化させることが提案されているが、高画質化に対して未だ不充分である。   Therefore, in developing devices using one-component developers, it is proposed to stabilize toner charging characteristics by prescribing charge control agents and external additives, or to stabilize developing characteristics by reducing the developing roller resistance. However, it is still insufficient for high image quality.

すなわち、一成分現像剤の比電荷変動に関しては、トナーの粒径分布に起因する比電荷ばらつきが根本的に存在するため、粒径変動が生じると同時に比電荷が変動してしまう。   That is, regarding the specific charge variation of the one-component developer, specific charge variation due to the particle size distribution of the toner is fundamentally present, so that the specific charge varies at the same time as the particle size variation occurs.

また、現像ローラ抵抗値に関しては、高抵抗現像ローラを用いた場合、高抵抗層表面に蓄積した電荷に起因する現像ゴーストの発生の問題が生じ、低抵抗現像ローラを用いるとトナー層の絶縁破壊や過電流により画質劣化が生じるという問題が生じる。   Further, regarding the developing roller resistance value, when a high resistance developing roller is used, a problem of development ghost due to the charge accumulated on the surface of the high resistance layer occurs. When the low resistance developing roller is used, the dielectric breakdown of the toner layer occurs. Further, there arises a problem that image quality is deteriorated by overcurrent.

本発明は、上記問題に鑑み、一成分現像剤を用いる現像装置において、トナー比電荷の安定化や、現像ローラを中心とした周辺部材の電気的特性の安定化により、現像特性を安定化させ、トナー層絶縁破壊や過電流による画質劣化を防止し、現像ゴーストの発生を解消した、良好な現像装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention stabilizes development characteristics in a developing apparatus using a one-component developer by stabilizing the toner specific charge and stabilizing the electrical characteristics of peripheral members centering on the developing roller. An object of the present invention is to provide a good developing device that prevents image quality deterioration due to toner layer dielectric breakdown and overcurrent and eliminates development ghosts.

特に、本発明の目的は、画像パターンによって、上記粒径変動量に差が生じ、現像ゴーストが発生ることに着目し、この粒径変動量を管理し、一定に保つことにより、現像ゴーストの発生を防止し、現像を良好に行える現像装置を提供することにある。   In particular, the object of the present invention is to focus on the fact that a difference occurs in the particle size variation amount depending on the image pattern and the development ghost is generated. It is an object of the present invention to provide a developing device that can prevent the occurrence and can perform development satisfactorily.

本発明は、表面に一成分現像剤を担持し、静電潜像担持体に接触して静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤供給部材により供給された現像剤の層厚を規制する現像剤層規制部材と、前記現像剤担持体と前記静電潜像担持体とが接触した後に、前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体上に残留する現像剤を除電または除去するリセット部材とを備えた現像装置において、前記現像剤は、CV=100×(標準偏差/平均値)と定義される体積粒径分布を現すCV値[%]が25%以上34.6%以下とされており、かつ、前記現像剤担持体に印加される電圧をVa[V]とし、前記リセット部材に印加される電圧をVd[V]とすると、Va−Vdの符号が前記現像剤の帯電極性と同極性、かつ、|Va−Vd|≧100[V]となるように電圧が印加されることにより、前記現像剤を所定層厚形成した現像剤担持体が黒画像現像を行った後、前記現像剤供給部材によって現像剤を供給し、現像剤層規制部材により再び所定層厚となるよう形成した時の現像剤担持体が担持している現像剤の平均体積粒径をDbkとし、前記現像剤を所定層厚形成した現像剤担持体が白画像現像を行った後、前記現像剤供給部材によって現像剤を供給し、現像剤層規制部材により再び所定層厚となるよう形成した時の現像剤担持体が担持している現像剤の平均体積粒径をDwtとした場合、DbkとDwtとが、Dwt/Dbk>0.8を満足するように、前記現像剤担持体が担持している現像剤において過去に現像した画像パターンによって生じる粒径変動量が制限されていることを特徴としている。   The present invention includes a developer carrying member that carries a one-component developer on the surface and that develops an electrostatic latent image in contact with the electrostatic latent image carrying member, and a developer that supplies the developer to the developer carrying member. A supply member, a developer layer regulating member that contacts the developer carrier and regulates a layer thickness of the developer supplied by the developer supply member, the developer carrier, and the electrostatic latent image carrier And a reset member that contacts the developer carrying member and neutralizes or removes the developer remaining on the developer carrying member, the developer has CV = 100 × The CV value [%] representing the volume particle size distribution defined as (standard deviation / average value) is 25% or more and 34.6% or less, and the voltage applied to the developer carrier is Va. [V], and the voltage applied to the reset member is Vd [V], V A developer in which the developer is formed in a predetermined layer thickness by applying a voltage so that the sign of −Vd is the same polarity as the charging polarity of the developer and | Va−Vd | ≧ 100 [V] Development carried by the developer carrying member when the carrying member has developed a black image and then the developer is supplied by the developer supplying member and is again formed to have a predetermined layer thickness by the developer layer regulating member. After the developer carrying member having an average volume particle diameter of the developer of Dbk and the developer formed in a predetermined layer thickness performs white image development, the developer is supplied by the developer supply member, and the developer layer regulating member When the average volume particle size of the developer carried by the developer carrying member when it is formed again to have a predetermined layer thickness is Dwt, Dbk and Dwt satisfy Dwt / Dbk> 0.8. In addition, the developer carried by the developer carrier In this case, the variation in particle size caused by an image pattern developed in the past is limited.

本発明によれば、白画像現像部と黒画像現像部の粒径変動を小さくすることにより、比電荷変動による現像ゴーストを解消でき、良好なる現像を可能にした。   According to the present invention, by reducing the particle size variation in the white image developing portion and the black image developing portion, it is possible to eliminate the development ghost due to the specific charge variation, and to achieve good development.

以下に、図をもとに本発明について説明する。   The present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は画像形成装置の特に潜像の担持体である感光体に対向配置された本発明による現像装置を示す構成図である。また、図4は、図1における現像装置を備える画像形成装置の構造の要部を示す構成図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a developing device according to the present invention disposed opposite to a photosensitive member as a latent image carrier of an image forming apparatus. FIG. 4 is a configuration diagram showing a main part of the structure of the image forming apparatus including the developing device in FIG.

まず、図4を参照して画像形成装置の概略構成を説明する。感光体1は画像形成装置本体のほぼ中央部に配置され、画像形成動作時に矢印方向に一定速度で回転駆動されるドラム形状に形成された静電潜像を担持する像担持体である。この感光体1の周囲に対向するように各種の画像形成プロセス手段が配置されている。   First, a schematic configuration of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. The photosensitive member 1 is an image carrier that is disposed at substantially the center of the main body of the image forming apparatus and carries an electrostatic latent image formed in a drum shape that is rotationally driven at a constant speed in the direction of an arrow during an image forming operation. Various image forming process means are arranged so as to face the periphery of the photoreceptor 1.

上記画像形成プロセスを構成する手段(装置)は、感光体1表面を均一に帯電する帯電器2、画像に応じた光による像3を照射する光学系(図示せず)、該光学系により露光されることで感光体1表面に形成された静電潜像を可視像化するための本発明にかかる現像装置4、現像された像(トナー10の像)を適宜搬送されてくるシート状の用紙Pに転写する転写器5、転写後に感光体1表面に転写されなかった残留現像剤(トナー)を除去するクリーニング装置6、及び感光体1表面に残る帯電電荷を除去する除電器7等があり、この順序で感光体1の回転方向に配置されている。   The means (apparatus) constituting the image forming process includes a charger 2 for uniformly charging the surface of the photoreceptor 1, an optical system (not shown) for irradiating an image 3 with light corresponding to the image, and exposure by the optical system. As a result, the developing device 4 according to the present invention for visualizing the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member 1, a sheet shape on which the developed image (image of the toner 10) is appropriately conveyed A transfer device 5 for transferring to a sheet P of paper, a cleaning device 6 for removing residual developer (toner) that has not been transferred to the surface of the photoconductor 1 after transfer, a static eliminator 7 for removing charged charges remaining on the surface of the photoconductor 1 and the like. And arranged in the rotation direction of the photosensitive member 1 in this order.

用紙Pは、例えばトレイ又はカセットに多量に収容されており、該収容された用紙が給送手段(図示せず)にて1枚給紙され、上述した転写器5が配置された感光体1と対向する転写領域へと、感光体1表面に形成されたトナー像の先端と一致するように送り込まれる。この転写後の用紙Pは、感光体1より剥離され、定着装置8へと送り込まれる。   The sheet P is stored in a large amount, for example, in a tray or a cassette, and the stored sheet is fed one sheet by a feeding means (not shown), and the photoreceptor 1 on which the transfer unit 5 described above is arranged. Are transferred to the transfer area opposite to the front end of the toner image so as to coincide with the leading edge of the toner image formed on the surface of the photoreceptor 1. The transferred paper P is peeled off from the photoreceptor 1 and sent to the fixing device 8.

定着装置8は、用紙上に転写された未定着のトナー像を永久像として定着させるものであって、トナー像と対向する面が、トナーを溶融し、定着させる温度に加熱されたヒートローラからなり、該ヒートローラに対して加圧され用紙Pをヒートローラ側へと密着させる加圧ローラ等を設けて構成している。この定着装置8を通過した用紙Pは、画像形成装置外へと排出ローラ(図示せず)を介して排出トレイ(図示せず)上に排出処理される。   The fixing device 8 fixes an unfixed toner image transferred onto a sheet as a permanent image, and a surface opposed to the toner image is heated from a heat roller heated to a temperature for melting and fixing the toner. In other words, a pressure roller or the like that is pressed against the heat roller to bring the paper P into close contact with the heat roller is provided. The paper P that has passed through the fixing device 8 is discharged out of the image forming apparatus onto a discharge tray (not shown) via a discharge roller (not shown).

上記図示しない光学系は、画像形成装置が複写機であれば、コピー原稿を光照射し、原稿からの反射光を光像3として照射する。また、画像形成装置がプリンタやデジタル複写機であれば、光学系は半導体レーザを画像データに応じてON−OFF駆動した光像を照射する。特にデジタル複写機においては、コピー原稿からの反射光を画像読取センサ(CCD素子等)にて読取った画像データを上記半導体レーザを含む光学系へと入力し、画像データに応じた光像を出力するようにしている。また、プリンタにおいては、他の処理装置、例えばワードプロセッサやパーソナルコンピュータ等からの画像データに応じた光像に変換し、これを照射するようにしている。この光像への変換は、半導体レーザだけでなく、LED素子、液晶シャッタ等が利用される。   If the image forming apparatus is a copying machine, the optical system (not shown) irradiates the copy original with light and applies reflected light from the original as the optical image 3. If the image forming apparatus is a printer or a digital copying machine, the optical system emits a light image obtained by driving a semiconductor laser on and off according to image data. Particularly in a digital copying machine, image data obtained by reading reflected light from a copy original with an image reading sensor (CCD element or the like) is input to the optical system including the semiconductor laser, and an optical image corresponding to the image data is output. Like to do. In the printer, the light image is converted into an image corresponding to the image data from another processing device such as a word processor or a personal computer, and this is irradiated. This conversion into an optical image uses not only a semiconductor laser but also an LED element, a liquid crystal shutter, and the like.

以上のようにして、画像形成装置における画像形成動作を開始すれば、感光体1が矢印方向に回転駆動され、帯電器2にて感光体1表面が特定極性の電位に均一帯電される。この帯電後に、上述した図示しない光学系により光像3が照射され、その光像に応じた静電潜像が感光体1表面に形成される。この静電潜像を可視化するために次の現像装置4にて現像される。この現像は、本発明においては一成分現像剤による現像であって、該トナーが感光体1表面に形成された静電潜像に例えば静電気力により選択的に吸引され、現像が行われる。   As described above, when the image forming operation in the image forming apparatus is started, the photoconductor 1 is rotationally driven in the direction of the arrow, and the surface of the photoconductor 1 is uniformly charged by the charger 2 to a potential of a specific polarity. After this charging, the optical image 3 is irradiated by the optical system (not shown), and an electrostatic latent image corresponding to the optical image is formed on the surface of the photoreceptor 1. In order to visualize this electrostatic latent image, it is developed by the next developing device 4. In the present invention, this development is performed with a one-component developer, and the toner is selectively attracted to the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor 1 by, for example, electrostatic force, and development is performed.

このようにして現像された感光体1表面のトナー像は、適宜感光体1の回転に同期して搬送されてくる用紙Pに、転写領域に配置された転写器5にて静電転写される。この転写は、トナーの帯電極性と逆の極性にて転写器5が用紙P背面を帯電させることで、トナー像を用紙P側へと転移させている。   The toner image on the surface of the photoreceptor 1 developed in this manner is electrostatically transferred by a transfer device 5 disposed in the transfer area onto a sheet P that is conveyed in synchronization with the rotation of the photoreceptor 1 as appropriate. . In this transfer, the transfer device 5 charges the back surface of the paper P with a polarity opposite to the charging polarity of the toner, thereby transferring the toner image to the paper P side.

転写後、感光体1表面には転写されなかったトナー像の一部が残留し、この残留トナーが、クリーニング装置6にて感光体1表面から除去され、感光体1を再利用するために除電器7にて感光体1表面が均一電位、例えばほぼ0電位に除電する。   After the transfer, a part of the toner image that has not been transferred remains on the surface of the photoconductor 1, and this residual toner is removed from the surface of the photoconductor 1 by the cleaning device 6 and removed to reuse the photoconductor 1. The surface of the photoreceptor 1 is neutralized by the electric device 7 to a uniform potential, for example, approximately zero potential.

一方、転写後の用紙Pは、感光体1より剥離され、定着装置8へと搬送される。この定着装置8にて、用紙P上のトナー像は、溶融され用紙Pにローラ間の加圧力により圧着され融着される。この定着装置8を通過する用紙は、画像形成済み用紙Pとして画像形成装置の外部に設けられている排出トレイ(図示せず)等に排出処理される。   On the other hand, the transferred paper P is peeled off from the photoreceptor 1 and conveyed to the fixing device 8. In the fixing device 8, the toner image on the paper P is melted and pressed and fused to the paper P by pressure applied between the rollers. The sheet passing through the fixing device 8 is discharged as an image-formed sheet P to a discharge tray (not shown) provided outside the image forming apparatus.

次に、図1を参照して一成分現像剤による現像を行う現像装置の構造について説明する。現像装置4は、一成分現像剤、例えば非磁性の一成分現像剤(トナー)10を収容した現像槽40内に回転可能に現像ローラ41、一成分現像剤10を現像ローラ41側へと供給する供給ローラ42を備え、現像槽40の図において右側には必要に応じて補給される一成分現像剤10を現像槽40内へと送り込むアジテーターまたはスクリューローラ9等を設けている。   Next, the structure of a developing device that performs development with a one-component developer will be described with reference to FIG. The developing device 4 rotatably supplies a developing roller 41 and the one-component developer 10 to the developing roller 41 side in a developing tank 40 containing a one-component developer, for example, a non-magnetic one-component developer (toner) 10. An agitator or screw roller 9 for feeding the one-component developer 10 to be replenished as necessary into the developing tank 40 is provided on the right side of the developing tank 40 in the drawing.

現像槽40内に設けられている現像ローラ41は、一部が露出し上述した感光体1と対向する現像領域へとトナーを搬送するために感光体1と対向する現像領域において同一方向に回転されるように設けられている。この現像ローラ41には、上述した供給ローラ42が圧接されている。   The developing roller 41 provided in the developing tank 40 is rotated in the same direction in the developing area facing the photoconductor 1 in order to convey the toner to the developing area facing the photoconductor 1 partially exposed. It is provided to be. The above-described supply roller 42 is pressed against the developing roller 41.

現像ローラ41は、その構造として例えば金属ローラ(回転軸を含む)の表面を高分子弾性体でコーティングして構成されている。高分子弾性体としては、ポリウレタン等にカーボンを分散したもの、あるいはイオン導電性のソリッドゴム等を用いるようにすれば、トナーの融着等が生じない所定の抵抗値を維持でき、後に記述するように現像バイアス電圧を供給する時に有効に作用する。なお、後に本発明に使用する現像ローラ41の構成について具体例を記す。   The developing roller 41 is configured, for example, by coating the surface of a metal roller (including a rotating shaft) with a polymer elastic body. As the polymer elastic body, when a carbon dispersed in polyurethane or the like or an ion conductive solid rubber is used, a predetermined resistance value that does not cause toner fusion or the like can be maintained, which will be described later. Thus, it works effectively when supplying the developing bias voltage. A specific example of the configuration of the developing roller 41 used in the present invention will be described later.

この現像ローラ41には、図示しない駆動モータが連結されており、図において矢印方向に、現像ローラ41が回転駆動される。一成分の非磁性トナー10は、回転する現像ローラ41表面に吸着され、感光体1表面と対向する現像領域へと搬送される。そして、現像ローラ41が感光体1表面に圧接されているため、その圧接された領域が現像領域となって、一成分現像剤10が感光体1表面の静電潜像に吸引され現像されることになる。この現像ローラ41と感光体1とが接触する現像領域、つまり接触領域は、所望の接触面積S1(cm2)に設定されている。この接触面接S1についても詳細に説明する。 A driving motor (not shown) is connected to the developing roller 41, and the developing roller 41 is rotationally driven in the direction of the arrow in the drawing. The one-component non-magnetic toner 10 is attracted to the surface of the rotating developing roller 41 and conveyed to a developing region facing the surface of the photoreceptor 1. Since the developing roller 41 is pressed against the surface of the photoreceptor 1, the pressed area becomes a developing area, and the one-component developer 10 is attracted to the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 1 and developed. It will be. The development area where the developing roller 41 and the photosensitive member 1 are in contact, that is, the contact area, is set to a desired contact area S1 (cm 2 ). This contact interview S1 will also be described in detail.

上記一成分現像剤10は、例えば平均粒径約10μm程度の一成分非磁性トナーであって、ポリエステル系トナーあるいはスチレンアクリル系トナーが用いられてる。   The one-component developer 10 is a one-component non-magnetic toner having an average particle size of about 10 μm, for example, and a polyester toner or a styrene acrylic toner is used.

この現像ローラ41には、現像バイアス電源回路11から現像バイアス電圧Vaが供給されている。この現像バイアス電圧Vaは、感光体1に形成された静電潜像にトナー付着させ、それ以外の領域、つまり非画像領域にトナーを付着させないような極性及び電圧値に設定されている。   The developing roller 41 is supplied with a developing bias voltage Va from the developing bias power supply circuit 11. The developing bias voltage Va is set to a polarity and a voltage value such that toner adheres to the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1 and toner does not adhere to other regions, that is, non-image regions.

供給ローラ42は、回転方向としては、現像ローラ21の対向(圧接領域)部分で現像ローラ41の回転方向と逆方向になるように回転駆動されている。この供給ローラ42は、現像ローラ41と同様な素材を用いており、電気的抵抗の調整も現像ローラ41と同様の抵抗調整材料で可能である。また、供給ローラ42の弾性をさらに大きくするために、発泡された(多孔質)素材を用いている。   The supply roller 42 is driven to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the developing roller 41 at the portion facing the developing roller 21 (pressure contact region). The supply roller 42 uses the same material as the developing roller 41, and the electrical resistance can be adjusted with the same resistance adjusting material as the developing roller 41. Further, in order to further increase the elasticity of the supply roller 42, a foamed (porous) material is used.

上記供給ローラ42には、バイアス電源回路12からバイアス電圧Vcが印加されており、一般的にはトナーを現像ローラ41側に押す方向、つまり供給ローラ42側のトナーを反発し現像ローラ41へと供給する方向のバイアス電圧が設定されている。例えば、負極性のトナーを用いる場合は、負極性側にさらに大きなバイアス電圧Vcを供給ローラ42に印加している。   A bias voltage Vc is applied to the supply roller 42 from the bias power supply circuit 12, and generally the toner is pushed in the direction toward the developing roller 41, that is, the toner on the supply roller 42 side is repelled to the developing roller 41. A bias voltage in the direction of supply is set. For example, when negative polarity toner is used, a larger bias voltage Vc is applied to the supply roller 42 on the negative polarity side.

現像ローラ41及び供給ローラ42は、図示しない駆動モータが連結されており、図において矢印方向に回転駆動されることで、供給ローラ42によって現像ローラ41にトナーを供給すると共に、現像後に現像に寄与されなかった現像ローラ41表面のトナーを剥離(除去)する。この供給ローラ42にて供給されたトナーは、現像ローラ41表面に付着され、感光体1表面と対向する現像領域へと搬送される前に、該現像ローラ41に適度に圧接されたブレード43にて、トナー付着量を規制し一定のトナー層厚に規制している。   The developing roller 41 and the supply roller 42 are connected to a drive motor (not shown), and are driven to rotate in the direction of the arrow in the drawing to supply toner to the development roller 41 by the supply roller 42 and contribute to development after development. The toner on the surface of the developing roller 41 that has not been removed is peeled (removed). The toner supplied by the supply roller 42 adheres to the surface of the developing roller 41 and is conveyed to a blade 43 that is appropriately pressed against the developing roller 41 before being conveyed to the developing area facing the surface of the photoreceptor 1. Thus, the toner adhesion amount is regulated to a constant toner layer thickness.

ブレード43は、現像ローラ41に適度の圧力にて圧接されている。このブレード43は板状の金属材からなるブレード構成部材で形成されており、その先端近傍の腹(面)の部分が現像ローラ41に圧接されている。従って、現像ローラ41に供給されたトナー10は、ブレード43の所定の設定圧力や設定位置によって所定の帯電電荷量と厚みに規制され、感光体1と対向接触する現像領域へと搬送されていく。   The blade 43 is in pressure contact with the developing roller 41 at an appropriate pressure. The blade 43 is formed of a blade constituent member made of a plate-like metal material, and a belly (surface) portion in the vicinity of the tip is pressed against the developing roller 41. Therefore, the toner 10 supplied to the developing roller 41 is regulated to a predetermined charged charge amount and thickness by a predetermined set pressure and a set position of the blade 43 and is conveyed to a developing region that is in contact with the photoreceptor 1. .

上記規制部材であるブレード43は、一端が現像槽40側に固定され、他端の自由端側の腹の部分が現像ローラ41表面に圧接するように設けられている。該規制部材43は、例えば板厚0.1〜0.2mm程度のリン青銅、あるいはステンレス(SUS)等の金属板にて構成され、現像ローラ41に対して所定圧で、その長手方向(現像ローラの回転軸方向)に沿って先端の近傍の腹部分が圧接されている。これにより規制部材43にて、現像ローラ41表面に供給ローラ42を介して担持された一成分現像剤10の量が一定にされ、感光体1と接触する現像領域へと搬送される。   The blade 43 serving as the regulating member is provided such that one end is fixed to the developing tank 40 side and the belly portion on the free end side of the other end is in pressure contact with the surface of the developing roller 41. The regulating member 43 is made of, for example, a phosphor bronze having a thickness of about 0.1 to 0.2 mm, or a metal plate such as stainless steel (SUS). The abdominal part in the vicinity of the tip is pressed along the direction of the rotation axis of the roller. As a result, the amount of the one-component developer 10 carried on the surface of the developing roller 41 via the supply roller 42 is made constant by the regulating member 43 and conveyed to the developing region in contact with the photoreceptor 1.

このブレード43においても、バイアス電源回路13から所定の電圧Vbが供給されている。このバイアス電圧Vbにおいても、トナー10を現像ローラ41側へと押す方向、他とえば負極性トナーであればより負極性側に大きな値が設定されている。また、ブレード43に供給するバイアス電圧Vbは、現像ローラ41に供給される現像バイアス電圧Vaと同電位に、またその絶対値で大きい値に設定する場合もある。   Also in this blade 43, a predetermined voltage Vb is supplied from the bias power supply circuit 13. Also in the bias voltage Vb, a larger value is set in the direction of pushing the toner 10 toward the developing roller 41, for example, in the case of negative polarity toner, on the negative polarity side. Further, the bias voltage Vb supplied to the blade 43 may be set to the same potential as the developing bias voltage Va supplied to the developing roller 41 or a large value in absolute value thereof.

一方、感光体1と対向する現像領域に搬送されたトナー10は、感光体1表面に形成された静電潜像に応じて選択的に付着され、静電潜像をトナーの色により顕像化する。そして、現像に寄与されなかったトナー10は、現像ローラ41の回転により現像槽40内に戻される。その戻される位置には、トナーのリセット部材44が現像ローラ41に圧接されるように設けられている。このリセット部材44は、供給ローラ42の現像ローラ41の回転方向の手前に配置されており、適度に現像ローラ41に圧接させるように一端部分が現像槽40に固定され、自由端側の腹を現像ローラ41に圧接する領域を有するバネ性を利用して圧接させるようにしている。   On the other hand, the toner 10 conveyed to the developing region facing the photoreceptor 1 is selectively attached according to the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor 1, and the electrostatic latent image is visualized by the color of the toner. Turn into. Then, the toner 10 that has not contributed to the development is returned to the developing tank 40 by the rotation of the developing roller 41. At the position where the toner is returned, a toner reset member 44 is provided so as to be pressed against the developing roller 41. The reset member 44 is disposed in front of the rotation direction of the developing roller 41 of the supply roller 42, and one end portion is fixed to the developing tank 40 so as to be in pressure contact with the developing roller 41 appropriately. The contact with the developing roller 41 is made by using a spring having a region to be pressed.

上記リセット部材44にて現像後の現像に寄与されなかったトナーは、現像ローラ41の回転により現像槽40へと回収される時に除電・除去され、再利用されることになる。このリセット部材44にも、トナーを除電・除去するためのバイアス電圧が電源回路14から供給されている。   The toner that has not contributed to the development after the development by the reset member 44 is discharged and removed when it is collected into the developing tank 40 by the rotation of the developing roller 41 and reused. The reset member 44 is also supplied with a bias voltage from the power supply circuit 14 for discharging and removing toner.

以上のようにして現像装置4は、トナー10を感光体1と対向する領域へと搬送し、感光体1表面の潜像を可視像化する。この感光体1表面のトナー像は上述したように転写領域にて適宜搬送されてくる用紙Pに転写器5の作用により転写され、該用紙が定着装置8を通過して画像形成装置外へと排出される。   As described above, the developing device 4 conveys the toner 10 to the area facing the photoconductor 1 and visualizes the latent image on the surface of the photoconductor 1. As described above, the toner image on the surface of the photosensitive member 1 is transferred to the paper P that is appropriately conveyed in the transfer region by the action of the transfer unit 5, and the paper passes through the fixing device 8 and goes out of the image forming apparatus. Discharged.

なお、感光体1は、金属もしくは樹脂の導電性基体の表面にアンダーレイヤが塗布されており、その上の層としてキャリア発生層(CGL)、さらに最外層にポリカーボネイトを主成分としてキャリア移動層(CTL)が塗布されて形成されたOPC感光体等が用いられている。本発明においては、このような感光体に限られるものではなく、静電潜像を担持する担持体であればよい。   The photoreceptor 1 has an underlayer coated on the surface of a conductive substrate made of metal or resin, a carrier generation layer (CGL) as an upper layer, and a carrier moving layer (with a polycarbonate as a main component in the outermost layer). An OPC photosensitive member formed by applying CTL) is used. In the present invention, the photosensitive member is not limited to such a photoreceptor, and may be any carrier that carries an electrostatic latent image.

(現像ローラの構造)
現像ローラ41は、上述に説明した通りであるが、その構造をさらに詳細に説明する。
(Development roller structure)
The developing roller 41 is as described above, and the structure thereof will be described in more detail.

現像ローラ41は、例えば図5に示すように金属あるいは低抵抗樹脂の芯金(軸41a)に、例えば比誘電率約10程度の弾性部材である半導電層46を被覆して構成されている。この半導電層46表面上には、トナー層45が形成される。   For example, as shown in FIG. 5, the developing roller 41 is configured by covering a metal or a low-resistance resin cored bar (shaft 41a) with a semiconductive layer 46, which is an elastic member having a relative dielectric constant of about 10 for example. . A toner layer 45 is formed on the surface of the semiconductive layer 46.

この現像ローラ41表面の弾性部材としては、EPDM、ウレタン、シリコン、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、などから選択された樹脂に、電気抵抗調整材料として導電性微粒子、例えばカーボン、TiO2(酸化チタン)のいずれか一つ、もしくは複数を用いて分散混合した分散型抵抗調整樹脂をベースにした物や、上述した樹脂にイオン性導電材料、例えば過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム、塩化ナトリウム等の無機イオン性導電物質などのいずれか一つ、もしくは複数を用いた電気的抵抗調整樹脂をベースにしたものが適切である。また、弾性を得るための発泡・混合工程として発泡剤を用いる場合には、シリコン系界面活性剤(ポリジアルシロキサン、ポリシロキサン−ポリアルキレノキシドブロック共重合体)が適切である。 Examples of the elastic member on the surface of the developing roller 41 include a resin selected from EPDM, urethane, silicon, nitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, and the like, and conductive fine particles such as carbon. , TiO 2 (titanium oxide) based on a dispersion-type resistance-adjusting resin dispersed and mixed using one or a plurality of ionic conductive materials such as sodium perchlorate, perchlorine A material based on an electrical resistance adjusting resin using any one or a plurality of inorganic ionic conductive materials such as calcium acid and sodium chloride is suitable. Further, when a foaming agent is used as the foaming / mixing step for obtaining elasticity, a silicon surfactant (polydialsiloxane, polysiloxane-polyalkylenoxide block copolymer) is appropriate.

上記発泡成形の一つの方法として、加熱ブロー発泡成形の例としては、上記材料を適当量混合し、混合注入機で攪拌、射出押し出し金型に注入し、80℃〜120℃で加熱し、射出する。加熱時間は、約5分〜100分が好ましい。   As an example of the above-mentioned foam molding, as an example of heat blow foam molding, an appropriate amount of the above materials are mixed, stirred with a mixing injector, injected into an injection extrusion mold, heated at 80 ° C. to 120 ° C., and injected. To do. The heating time is preferably about 5 minutes to 100 minutes.

射出成形で芯金と一体成形する場合には、あらかじめ用意された金型に導電性金属芯金(軸)を中央に配設して、上述と同様に混合物質を流し込み、約10分〜160分加熱加硫することによって一体成形品が得られる。   In the case of integral molding with a cored bar by injection molding, a conductive metal cored bar (shaft) is arranged in the center in a mold prepared in advance, and the mixed material is poured in the same manner as described above, and about 10 minutes to 160 minutes. By integrally heating and vulcanizing, an integrally molded product can be obtained.

上記現像ローラ41の電気抵抗調整材料の一つのカーボンブラックは、窒素吸着比表面積20m2/g以上130m2/g以下で、DBP吸油量60ml/g以上120ml/g以下のカーボンブラック(ISAF,HAF,GPF,SRF等)を用い、これをポリウレタン100重量部に対して0.5〜15重量部(場合によっては70重量部程度)として混合する。 One carbon black as an electric resistance adjusting material of the developing roller 41 is a carbon black (ISAF, HAF) having a nitrogen adsorption specific surface area of 20 m 2 / g to 130 m 2 / g and a DBP oil absorption of 60 ml / g to 120 ml / g. , GPF, SRF, etc.) are mixed as 0.5 to 15 parts by weight (in some cases about 70 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of polyurethane.

上記ポリウレタンとしては、軟質ポリウレタンフォームやポリウレタンエラストマーが適当である。これとは別に、上述したEPDM、ウレタン、シリコン、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴムなども用いることができる。   As the polyurethane, flexible polyurethane foam and polyurethane elastomer are suitable. Apart from this, the above-mentioned EPDM, urethane, silicon, nitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber and the like can also be used.

また、現像ローラ41を構成する主成分として、ポリウレタンを用いるものとは別に、EPDMを主成分に用いる場合、該EPDMは、エチレン、プロピレンと第三成分、例えばジンクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、1.4−ヘキサジエン等を適当に配合したものであるから、エチレン含有量5〜95重量部、プロピレン5〜95重量部、第三成分がヨウソ価で0〜50重量部で配合されることが好ましい。そこで、カーボンブラックの配合量は、EPDM100重量部に対して1〜30重量部にすると良好な分散性が得られる。用いるカーボンブラックは、上述したようにISAF,HAF,GPF,SRFなどである。   When EPDM is used as a main component constituting the developing roller 41, apart from using polyurethane, the EPDM is composed of ethylene, propylene and a third component such as zinc cyclopentadiene, ethylidene norbornene, 1.4. -Since hexadiene etc. are mix | blended suitably, it is preferable to mix | blend ethylene content 5 to 95 weight part, 5 to 95 weight part of propylene, and 0 to 50 weight part of 3rd components by the iodine value. Therefore, when the amount of carbon black is 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of EPDM, good dispersibility can be obtained. The carbon black used is ISAF, HAF, GPF, SRF, etc. as described above.

また、抵抗調整材料であるカーボンブラックとともに、抵抗調整基材として、過塩素酸ナトリウム、テトラエチルアンモニウムクローライド等のイオン導電性物質やジメチルポリシロキサン、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等の界面活性剤等をEPDM100重量部に対して、0.1〜10重量部用いると、一層良好な分散均一性が得られる。   In addition to carbon black, which is a resistance adjusting material, EPDM100 is used as a resistance adjusting base material such as ion conductive materials such as sodium perchlorate and tetraethylammonium chloride, and surfactants such as dimethylpolysiloxane and polyoxyethylene lauryl ether. When 0.1 to 10 parts by weight is used with respect to parts by weight, even better dispersion uniformity can be obtained.

上記イオン導電性材料としては、イオン性導電性材料、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム、塩化ナトリウム等の無機イオン性導電物質、もしくは変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ステアリルアンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート、オクタデシルトリメチルアンモニウム過塩素酸塩等の有機イオン性導電物質を用いることができる。これらは、いずれか一つ、もしくは複数を用いることができる。   Examples of the ionic conductive material include ionic conductive materials, inorganic ionic conductive substances such as sodium perchlorate, calcium perchlorate, and sodium chloride, or modified aliphatic dimethylethylammonium ethosulphate, stearyl ammonium acetate, and lauryl ammonium. Organic ionic conductive materials such as acetate and octadecyltrimethylammonium perchlorate can be used. Any one or a plurality of these can be used.

(トナー層厚規制部材のブレードの構造)
ブレード43は、図1に示すように一端が現像槽40に所定の長さで固定されており、固定されていない自由端側が現像ローラ41に適度の圧力で圧接されている。特に、ブレード43は、例えば自身のバネ性等を利用して現像ローラ41に圧接させるように、一端部が現像槽40に固定されている。
(Blade structure of toner layer thickness regulating member)
As shown in FIG. 1, one end of the blade 43 is fixed to the developing tank 40 with a predetermined length, and the free end that is not fixed is pressed against the developing roller 41 with an appropriate pressure. Particularly, one end of the blade 43 is fixed to the developing tank 40 so as to be brought into pressure contact with the developing roller 41 using, for example, its own spring property.

また、ブレード43は、板厚さ0.05〜0.5mm程度の金属板であり、材質のもつバネ性、つまり弾性変形することにより所定の圧力で現像ローラ41に当接し、所定の厚さのトナー層及び帯電電荷量に規制する。例えば、ブレード43の現像ローラ41と当接する先端部は、現像ローラ41表面より離れる方向に折り曲げ加工等にて、その現像ローラ41と折り曲げされたブレード43とで作る開き角度が開く方向に微小量傾斜した面を有している。また、ブレード43の現像ローラ41との当接部分には、トナーの帯電量調整やトナー融着抑制のためにコーティング処理などを施す場合がある。   Further, the blade 43 is a metal plate having a plate thickness of about 0.05 to 0.5 mm, and comes into contact with the developing roller 41 with a predetermined pressure by being elastically deformed, that is, having a predetermined thickness. The toner layer and the charged charge amount are restricted. For example, the tip portion of the blade 43 that contacts the developing roller 41 is slightly bent in the direction in which the opening angle formed between the developing roller 41 and the bent blade 43 is opened by bending or the like in a direction away from the surface of the developing roller 41. It has an inclined surface. In addition, the contact portion of the blade 43 with the developing roller 41 may be subjected to a coating process or the like in order to adjust the toner charge amount or suppress toner fusion.

上記ブレード43を構成する材質としては、通常バネ性を有する材料を用いており、例えばSUS等のバネ鋼、SUS301、SUS304、SUS420J2、SUS631等のステンレス鋼やC1700、C1720、C5210、C7701等の銅合金が用いることができる。   As the material constituting the blade 43, a material having a normal spring property is used. For example, spring steel such as SUS, stainless steel such as SUS301, SUS304, SUS420J2, and SUS631 or copper such as C1700, C1720, C5210, and C7701. Alloys can be used.

また、ブレード43の自由端の微小傾斜面は、機械的な切削や研磨、曲げ加工の他、予め所望の形状を成型加工等にて作製したチップ状先端部を導電性接着剤などで貼り付けたり、ブレード先端に段差加工を施し、その飢えから導電性接着剤などで金属箔を貼り付けるなどの加工法により作製される。   In addition, the fine inclined surface of the free end of the blade 43 is pasted with a conductive adhesive or the like, in addition to a mechanical cutting, polishing, bending process, or a chip-shaped tip part previously formed by molding or the like. Alternatively, the tip of the blade is processed with a step, and a metal foil is attached with a conductive adhesive or the like from the hunger.

ブレード43は、基本的に上述した基材をそのまま現像ローラ41に当接させる形で使用している。しかし、トナーの帯電量を安定させたり、ブレード表面へのトナー固着を抑制する目的から、現像ローラ41との当接面にコーティングを行う場合がある。このコーティング材としては、フッ素含有樹脂やグラファイト含有樹脂をブレード表面にスプレーコーティングし、約80℃で30分以上乾燥させた後260℃で30分焼き付け、#10000の紙やすりにて軽く研磨した膜厚8〜12μmのもの、あるいはブレード表面に形成したアルミニウムに陽極酸化処理を施し、表面に約50〜100μmのアルマイト皮膜を形成したものをコーティングとして用いる。   The blade 43 basically uses the above-described base material as it is in contact with the developing roller 41 as it is. However, coating may be performed on the contact surface with the developing roller 41 for the purpose of stabilizing the charge amount of the toner or suppressing toner sticking to the blade surface. As this coating material, a fluorine-containing resin or a graphite-containing resin is spray-coated on the blade surface, dried at about 80 ° C. for 30 minutes or more, baked at 260 ° C. for 30 minutes, and lightly polished with # 10000 sandpaper A coating having a thickness of 8 to 12 μm, or anodized aluminum formed on the blade surface and having an alumite film of about 50 to 100 μm formed on the surface is used as the coating.

(リセット部材の構造)
リセット部材44は、図1においては現像ローラ41を圧接された状態で現像後のトナーに直接接触して除電し、現像ローラ41からトナーを剥離するようにして再使用を行うようにしている。
(Reset member structure)
In FIG. 1, the reset member 44 is directly reused by removing the charge by directly contacting the developed toner while the developing roller 41 is in pressure contact, and removing the toner from the developing roller 41.

これ以外に、コロナ放電器を用いて除電するものがあり、また接触剥離回動部材を設けて現像ローラ41よりトナーを剥離するようにし、再使用を行うようにしてもよい。   In addition to this, there is one that uses a corona discharger to remove static electricity, and a contact peeling rotation member may be provided so that the toner is peeled off from the developing roller 41 and reused.

図1に示すようなリセット部材44においては、板状の弾性部材を用い、ブレード43と同様に適度の圧力にて現像ローラ41に圧接され電源回路14からのバイアス電圧Vdが供給され、現像後の回収トナーを除電・除去するようにしている。そのため、弾性部材に用いる材質としては、ナイロン、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)含有樹脂、ポリウレタン等を用い、これを基材(主成分)として、カーボン等の電気抵抗調整材料にて適当な電気抵抗にしている。このような抵抗を有するリセット部材44に電源14からのリセット電圧Vdが供給される。   In the reset member 44 as shown in FIG. 1, a plate-like elastic member is used, and like the blade 43, the bias voltage Vd from the power supply circuit 14 is supplied by being pressed against the developing roller 41 at an appropriate pressure. The collected toner is neutralized and removed. Therefore, as the material used for the elastic member, nylon, PET (polyethylene terephthalate), PTFE (polytetrafluoroethylene) -containing resin, polyurethane or the like is used, and this is used as a base material (main component), and an electric resistance adjusting material such as carbon. The electrical resistance is set to an appropriate value. The reset voltage Vd from the power supply 14 is supplied to the reset member 44 having such resistance.

上記電気抵抗調整材料に用いるカーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積20m2/g以上130m2/g以下のカーボンブラック、例えばISAF,HAF,GPF,SRF等のファーネスもしくはチャンネルブラックを、ポリウレタン(ナイロンやPETそのたの樹脂でも同様)100重量部に対して10重量部以上(場合によっては70重量部以下)混合したものを使用している。 As the carbon black used for the electrical resistance adjusting material, a carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 20 m 2 / g or more and 130 m 2 / g or less, such as furnace or channel black such as ISAF, HAF, GPF, SRF, polyurethane (nylon or The same is used for PET and other resins). A mixture of 10 parts by weight or more (in some cases 70 parts by weight or less) is used with respect to 100 parts by weight.

(非磁性一成分現像剤)
非磁性一成分系の現像剤であるトナーとしては、スチレンーアクリル共重合体80〜90重量部、カーボンブラック5〜10重量部、また帯電制御剤0〜5重量部の組成からなる材料を混合、混練し、粉砕、分級することで平均粒径5〜10μm程度の負帯電トナーを得ることができる。このトナーに対して、流動性を良好にするために内添又は外添されるシリカ(SiO2)を0.5〜1.5重量部添加され、非磁性の一成分現像剤を得ることができる。
(Non-magnetic one-component developer)
As a toner which is a non-magnetic one-component developer, a material having a composition of 80 to 90 parts by weight of a styrene-acrylic copolymer, 5 to 10 parts by weight of carbon black, and 0 to 5 parts by weight of a charge control agent is mixed. The negatively charged toner having an average particle diameter of about 5 to 10 μm can be obtained by kneading, pulverizing and classifying. To this toner, 0.5 to 1.5 parts by weight of silica (SiO 2) added internally or externally to improve fluidity can be added to obtain a non-magnetic one-component developer. .

トナーとしては、負帯電に限らず、正帯電トナーを得ることもできる。これは、主成分の結着樹脂、帯電制御剤等を適宜選択することで簡単に得ることできる。また、トナーはモノクロ複写機、プリンタ用としての黒トナーに被らず、カラー複写機やプリンタ用のカラートナーにも応用可能である。   The toner is not limited to negative charging, and positively charged toner can also be obtained. This can be easily obtained by appropriately selecting a main component binder resin, a charge control agent and the like. Further, the toner is not covered with black toner for monochrome copying machines and printers, and can be applied to color toners for color copying machines and printers.

また、非磁性一成分現像剤は、上述した組成材料に限定されることはなく、以下に示す組成であっても本発明の現像装置に用いることができる。   Further, the nonmagnetic one-component developer is not limited to the above-described composition material, and even the following composition can be used in the developing device of the present invention.

主成分である結着樹脂である熱可塑性樹脂としては、スチレンーアクリル共重合体以外に、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、低分子量ポリプロピレン、エポキシ、ポリアミド、ポリビニルブチラール等であってもよい。   The thermoplastic resin that is the binder resin as the main component may be polystyrene, polyethylene, polyester, low molecular weight polypropylene, epoxy, polyamide, polyvinyl butyral, etc., in addition to the styrene-acrylic copolymer.

また着色剤としては、黒トナーの場合には上述したカーボンブラックを用いる他に、ファーネスブラック、ニグロシン系染料、含金属染料等がある。そしてカラートナー用としては、黄色用のベンジジン系黄色顔料、フォノンイエロー、アセト酢酸アニリド系不溶性アゾ顔料、モノアゾ顔料、アゾメチン系色素等、マゼンタ用のキサンテン系マゼンタ染料、リンタングステンモリブデン酸レーキ顔料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料と有機カルボン酸から成る色材、チオインディゴ、ナフトール系不溶性アゾ顔料等、シアン用の銅フタロシアニン系顔料等がある。   As the colorant, in the case of black toner, besides the above-described carbon black, there are furnace black, nigrosine dye, metal-containing dye and the like. For color toners, benzidine yellow pigments for yellow, phonon yellow, acetoacetanilide anilide insoluble azo pigments, monoazo pigments, azomethine dyes, etc., xanthene magenta dyes for magenta, phosphotungstic molybdate lake pigments, anthraquinones Type dyes, colorants composed of xanthene dyes and organic carboxylic acids, thioindigo, naphthol-based insoluble azo pigments, cyan phthalocyanine pigments, and the like.

さらに、トナーの流動化材として用いられる例えば外添剤のシリカ以外に、コロイダルシリカ、酸化チタン、アルミナ、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデンやそれらの混合物であってもよい。   Further, for example, colloidal silica, titanium oxide, alumina, zinc stearate, polyvinylidene fluoride, or a mixture thereof may be used in addition to silica as an external additive used as a fluidizing material for toner.

さらにまた、帯電制御剤としては、負帯電トナー用として、アゾ系含金染料、有機酸金属錯塩、塩素化パラフィン等を用いることができる。そして、正帯電トナー用としては、ニグロシン系染料、脂肪酸金属塩、アミン、4級アンモニウム塩等を用いることができる。   Furthermore, as the charge control agent, azo-based metal-containing dyes, organic acid metal complex salts, chlorinated paraffins, and the like can be used for negatively charged toners. For positively charged toners, nigrosine dyes, fatty acid metal salts, amines, quaternary ammonium salts, and the like can be used.

(粒径変動による現像ゴースト発生)
現像ゴーストの発生メカニズムには様々な要因が考えられるが、以下、粒径変動による現像ゴースト発生メカニズムを説明する。
(Development ghosting due to particle size fluctuation)
Various factors can be considered in the development ghost generation mechanism. Hereinafter, the development ghost generation mechanism due to particle size variation will be described.

上記のような一成分現像剤を用いた現像装置4において、現像ローラ41に圧接されるブレード43にてトナー10の付着量が一定の層厚になるように規制する。その後に、トナー10が現像領域に搬送され感光体1表面の静電潜像を現像する。この時、現像ローラ41、供給ローラ42、ブレード43にそれぞれバイアス電圧Va、Vb、Vcが供給されている。ここで、白画像部を現像した後の現像ローラ41上に残ったトナー10が現像ローラ41から十分に除去できなかった場合、同じトナーが再び供給ローラ42とブレード43にて機械的負荷を受けるとともに、バイアス電圧による電気的負荷(クーロン力)を受ける。この機械的負荷を継続的に受けた場合、特に粉砕トナーにおいてトナーの破砕が発生し、白画像部を現像した部分のトナー平均粒径が小粒径化することがある。   In the developing device 4 using the one-component developer as described above, the amount of toner 10 attached is regulated by the blade 43 pressed against the developing roller 41 so as to have a constant layer thickness. Thereafter, the toner 10 is transported to the development area to develop the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 1. At this time, bias voltages Va, Vb, and Vc are supplied to the developing roller 41, the supply roller 42, and the blade 43, respectively. Here, when the toner 10 remaining on the developing roller 41 after developing the white image portion cannot be sufficiently removed from the developing roller 41, the same toner is again subjected to a mechanical load by the supply roller 42 and the blade 43. At the same time, it receives an electrical load (Coulomb force) due to the bias voltage. When the mechanical load is continuously received, the toner is crushed particularly in the pulverized toner, and the average particle size of the toner in the portion where the white image portion is developed may be reduced.

また、バイアスが印加された場所では、現像されるトナーに少なからず粒径選択性が発生する。すなわち、バイアス電界に対して小粒径トナーから移動するため、白画像部を現像した部分は、現像ローラ表面近傍ほど小粒径化した状態となり、黒画像部を現像した部分は現像によってリフレッシュされているため粒径は殆ど変動していない。したがって現像した後の現像ローラ41上に残ったトナー10が現像ローラ41から十分に除去できなかった場合、トナー平均粒径が小粒径化してしまう。   Further, in a place where a bias is applied, there is a considerable particle size selectivity in the toner to be developed. That is, since the toner is moved from the small particle size toner with respect to the bias electric field, the developed portion of the white image portion becomes smaller in the vicinity of the surface of the developing roller, and the developed portion of the black image portion is refreshed by development. Therefore, the particle size hardly fluctuates. Therefore, when the toner 10 remaining on the developing roller 41 after development cannot be sufficiently removed from the developing roller 41, the average particle diameter of the toner is reduced.

トナー10の帯電特性として、トナー表面電荷密度が一定と仮定すると、図14に示すようにトナー比電荷は粒径に反比例する特性となる。また、トナー比電荷に対する現像特性は、図10に示すようにトナー比電荷が大きいほど現像ガンマが寝た特性となる。したがって、トナー平均粒径が小粒径化した部分は比電荷が上昇し、現像量が低下する。   Assuming that the toner surface charge density is constant as the charging characteristics of the toner 10, the toner specific charge is a characteristic inversely proportional to the particle diameter as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 10, the development characteristic with respect to the toner specific charge becomes such a characteristic that the development gamma becomes lower as the toner specific charge is larger. Therefore, the specific charge increases in the portion where the average particle diameter of the toner is reduced, and the development amount decreases.

トナー平均粒径の小粒径化は、白画像を現像するか、黒画像を現像するかといった画像パターンに依存する。したがって画像パターンによって、比電荷が変動し、現像量が変動することになる。すなわちこれが、過去の現像画像パターンの履歴が次の画像に影響する現像ゴーストであり、画質を劣化させてしまうものである。この場合、白部が小粒径化で比電荷上昇し、現像量が低下するため、いわゆるポジゴーストとなる。   The reduction in the average particle diameter of the toner depends on an image pattern such as whether a white image is developed or a black image is developed. Therefore, the specific charge varies depending on the image pattern, and the development amount varies. That is, this is a development ghost in which the history of the past developed image pattern affects the next image, and deteriorates the image quality. In this case, the white portion has a smaller specific particle size and the specific charge increases, and the development amount decreases, so that a so-called positive ghost is formed.

(表面電位変化・付着量変動による現像ゴースト発生)
次に表面電位変化および付着量変動による現像ゴースト発生メカニズムを説明する。
(Development ghosting due to surface potential change / adhesion fluctuation)
Next, a development ghost generation mechanism due to a change in surface potential and a variation in the amount of adhesion will be described.

黒画像部を現像した後の現像ローラ41上に残ったトナー層厚は、白画像部を現像した後の現像ローラ41上に残ったトナー層厚と比較して非常に薄い。したがって、供給ローラ42とブレード43ににおけるトナー供給が不充分な場合、前回黒画像を現像した現像ローラ41の部分は付着量が少なくなる。トナー付着量に対する現像特性は、図9に示すようにトナー付着量が小さくなると現像量も少なくなる。この場合、黒部がトナー供給不足で付着量低下し、現像量が低下するため、いわゆるネガゴーストとなる。   The thickness of the toner layer remaining on the developing roller 41 after developing the black image portion is very thin compared to the thickness of the toner layer remaining on the developing roller 41 after developing the white image portion. Accordingly, when the supply of toner to the supply roller 42 and the blade 43 is insufficient, the amount of adhesion on the portion of the developing roller 41 that developed the previous black image is small. As shown in FIG. 9, the development characteristics with respect to the toner adhesion amount decrease as the toner adhesion amount decreases. In this case, the black portion becomes a so-called negative ghost because the adhesion amount decreases due to insufficient toner supply and the development amount decreases.

また、現像ローラ41、供給ローラ42、ブレード43にそれぞれバイアス電圧Va,Vb,Vcを供給した場合、黒画像部を現像した後の現像ローラ41上に残ったトナー層厚は、白画像部を現像した後の現像ローラ41上に残ったトナー層厚と比較して非常に薄いため、同じ電位差でも黒画像現像部の方が電界強度が強くなり、トナーの絶縁破壊や過電流が生じやすく、現像ローラ表面に電荷が供給されることがある。このとき、現像ローラ41の抵抗値が高いと、電荷が逃げないため黒画像現像部の表面電位が変化する。図11は、この現像ローラ41の表面電位変化△Vと現像量との関係を示すもので、例えば表面電位が上昇すると現像バイアスが大きくなり、現像量が増加する特性がわかる。   When the bias voltages Va, Vb, and Vc are supplied to the developing roller 41, the supply roller 42, and the blade 43, respectively, the toner layer thickness remaining on the developing roller 41 after developing the black image portion is the same as the white image portion. Since the thickness of the toner layer remaining on the developing roller 41 after development is very thin, the electric field strength is stronger in the black image developing portion even with the same potential difference, and toner breakdown and overcurrent are likely to occur. Charge may be supplied to the surface of the developing roller. At this time, if the resistance value of the developing roller 41 is high, the surface potential of the black image developing portion changes because the charge does not escape. FIG. 11 shows the relationship between the surface potential change ΔV of the developing roller 41 and the development amount. For example, it can be seen that the development bias increases and the development amount increases as the surface potential increases.

したがって、本発明においては、黒画像現像後の平均粒径と白画像現像後の平均粒径の差を所定の値以内に限定することにより、現像ゴーストの発生を防止する。さらに、各部材の抵抗値や印加バイアス等を限定することにより、付着量変動や表面電位変化に起因する現像ゴーストを防止し、現像を安定させる。   Accordingly, in the present invention, development ghosts are prevented from occurring by limiting the difference between the average particle size after black image development and the average particle size after white image development within a predetermined value. Furthermore, by limiting the resistance value and applied bias of each member, development ghosts caused by fluctuations in the amount of adhesion and changes in surface potential are prevented, and development is stabilized.

以下に実施例を示して、上述した本発明の現像装置による現像の安定を確認した。   The stability of development by the above-described developing device of the present invention was confirmed by showing examples below.

[実施例1]
図4に示す画像形成装置における感光体1として、負帯電性の感光体を用いて、導電性基体の直径を65mmとして、帯電器2にて−550Vの電位に帯電される。この感光体1の基体は接地されており、矢印方向に周速190mm/secにて回転させる。
[Example 1]
As the photosensitive member 1 in the image forming apparatus shown in FIG. 4, a negatively charged photosensitive member is used, the diameter of the conductive substrate is 65 mm, and the charger 2 is charged to a potential of −550V. The substrate of the photoreceptor 1 is grounded and is rotated in the direction of the arrow at a peripheral speed of 190 mm / sec.

現像ローラ41は、図5に示すように、その直径を18mmのステンレス製の回転軸41a表面上に厚さ8mmの半導電弾性層46を被覆して構成した。この現像ローラ41による平均抵抗(Rd)の値が104から5×106(Ω)になるように、上述した抵抗調整基材を用い、ゴム高度がSRIS(日本ゴム協会標準規格)に準ずるアスカーC硬度で、65〜70度、表面の粗さはJISB0601に準ずる10点平均粗さRzで2〜8μmのものを使用した。この現像ローラ41は、図1に示すように、矢印方向に周速285mm/secで回転駆動した。また、現像ローラ41のステンレス製の回転軸41aに電源回路11より現像バイアス電圧Vaとして−400Vの電圧を供給し、現像ニップ幅が1.5mmとなるように、現像ローラ41の表面のトナー層を介して感光体1に圧接した。 As shown in FIG. 5, the developing roller 41 is configured by covering a surface of a rotating shaft 41a made of stainless steel having a diameter of 18 mm with a semiconductive elastic layer 46 having a thickness of 8 mm. Asker whose rubber height conforms to SRIS (Japan Rubber Association Standard) using the above-mentioned resistance adjusting base material so that the value of the average resistance (Rd) by the developing roller 41 is 104 to 5 × 10 6 (Ω). A C hardness of 65 to 70 degrees and a surface roughness of 2 to 8 μm with a 10-point average roughness Rz according to JISB0601 were used. As shown in FIG. 1, the developing roller 41 was rotationally driven at a peripheral speed of 285 mm / sec in the direction of the arrow. Further, a voltage of −400 V is supplied as the developing bias voltage Va from the power supply circuit 11 to the stainless steel rotating shaft 41a of the developing roller 41, and the toner layer on the surface of the developing roller 41 so that the developing nip width becomes 1.5 mm. Was pressed against the photoreceptor 1.

供給ローラ42については、ステンレス製の回転軸表面上に体積抵抗率105(Ω・cm)、セル密度80〜100個/inchの導電性ウレタンフォームを被覆して構成した。そして、供給ローラ42の直径を20mmとし、現像ローラ41に対して接触深さ0.5mmで接触させた。そして、矢印方向に回転駆動させ、その供給ローラ42の周速を170mm/secで回転駆動する。この供給ローラ42のステンレス製の回転軸には、電源回路12にてバイアス電圧Vcとして−500Vが供給される。   The supply roller 42 was configured by covering a stainless steel rotating shaft surface with a conductive urethane foam having a volume resistivity of 105 (Ω · cm) and a cell density of 80 to 100 pieces / inch. The diameter of the supply roller 42 was 20 mm, and the supply roller 42 was brought into contact with the developing roller 41 with a contact depth of 0.5 mm. And it is rotationally driven in the direction of the arrow, and the peripheral speed of the supply roller 42 is rotationally driven at 170 mm / sec. The power supply circuit 12 supplies −500 V as the bias voltage Vc to the stainless steel rotating shaft of the supply roller 42.

また、規制部材であるブレード43は、その板厚を0.1mm程度のステンレス板を用い、現像ローラ41に圧接させた。特にブレード43は、片持ち板バネ構造であり、その自由端側を現像ローラ41に当接し、弾性変形することにより所定の圧力でもって現像ローラ41表面上のトナー層に加える。この、ブレード43にも、電源回路13よりバイアス電圧(Vb)として、−500Vが供給される。   Further, the blade 43 serving as a regulating member was pressed against the developing roller 41 using a stainless steel plate having a thickness of about 0.1 mm. In particular, the blade 43 has a cantilever plate spring structure, and its free end is brought into contact with the developing roller 41 and is elastically deformed to be applied to the toner layer on the surface of the developing roller 41 with a predetermined pressure. The blade 43 is also supplied with −500 V as a bias voltage (Vb) from the power supply circuit 13.

さらに、リセット部材44は、樹脂基材にカーボンを分散させたシート状の弾性部材を現像ローラ41に対して所定の圧力で面接触させるように構成した。このリセット部材44にも、電源回路14にてリセットバイアス電圧(Vd)として−300Vが供給されている。   Further, the reset member 44 is configured such that a sheet-like elastic member in which carbon is dispersed in a resin base material is brought into surface contact with the developing roller 41 with a predetermined pressure. The reset member 44 is also supplied with −300 V as the reset bias voltage (Vd) by the power supply circuit 14.

以上の構成の現像装置において、現像ローラ41表面に均一なトナー薄層45を形成し、感光体1に対して上述したように接触反転現像を行った。このときのトナー付着量m/aは0.5〜0.8mg/cm2、トナー帯電量q/mは−10〜−20μC/g、トナー層厚Dtは10〜30μmに設定した。   In the developing device having the above configuration, a uniform toner thin layer 45 is formed on the surface of the developing roller 41, and contact reversal development is performed on the photoreceptor 1 as described above. At this time, the toner adhesion amount m / a was set to 0.5 to 0.8 mg / cm 2, the toner charge amount q / m was set to −10 to −20 μC / g, and the toner layer thickness Dt was set to 10 to 30 μm.

図15は現像ゴーストを評価するための画像パターンで、画像の先頭部分の現像ローラ1周分に相当する部分に白黒のチェッカーパターンを配置し、現像ローラ2周目以降に相当する画像後半部分は均一なハーフトーンを配置している。現像ゴーストの評価は、目視および、Machbeth濃度計RD918を用いて行った。   FIG. 15 shows an image pattern for evaluating the development ghost. A black and white checker pattern is arranged in a portion corresponding to one rotation of the developing roller at the head portion of the image, and the latter half of the image corresponding to the second and subsequent rotations of the developing roller is shown in FIG. Uniform halftone is arranged. Development ghosts were evaluated visually and using a Machbeth densitometer RD918.

上記のような現像装置において、リセット部材を除いた構成で現像動作を行うことにより、一般的な粉砕型一成分現像剤の体積粒径分布変動の様子を測定した結果を図2に示す。体積粒径分布の測定には、コールター社のマルチサイザー2を用いた。実線は、現像部で黒画像現像を行い、トナーの大部分を失った現像ローラ上の場所が、回転し再び現像剤層規制部材を通過した直後に担持しているトナーの体積粒径分布である。破線は、現像部で白画像現像を行い、トナーの大部分を失っていない現像ローラ上の場所が、回転し再び現像剤層規制部材を通過した直後に担持しているトナーの体積粒径分布である。この実線で示す黒部体積平均粒径Dbkは7.6μmで、現像槽内のトナー体積平均粒径とほぼ等しい。これに対し、破線で示す白部体積平均粒径Dwtは4.8μmで、大幅に小粒径化していることが分かる。黒部体積平均粒径Dbkと白部体積平均粒径Dwtとの比率は式1のようになる。   FIG. 2 shows the result of measuring the volume particle size distribution variation of a general pulverized one-component developer by performing a developing operation with the configuration excluding the reset member in the developing device as described above. A Coulter Multisizer 2 was used to measure the volume particle size distribution. The solid line shows the volume particle size distribution of the toner carried immediately after the black image was developed in the developing unit and the location on the developing roller that lost most of the toner rotated and passed again through the developer layer regulating member. is there. The broken line indicates the volume particle size distribution of the toner carried immediately after the white image is developed in the developing unit and the location on the developing roller where most of the toner has not been lost rotates and passes again through the developer layer regulating member. It is. The black portion volume average particle diameter Dbk indicated by the solid line is 7.6 μm, which is substantially equal to the toner volume average particle diameter in the developing tank. On the other hand, the white portion volume average particle diameter Dwt indicated by a broken line is 4.8 μm, which indicates that the particle diameter is greatly reduced. The ratio of the black part volume average particle diameter Dbk and the white part volume average particle diameter Dwt is expressed by Equation 1.

Dwt/Dbk=0.63 ・・・(1)
このときの比電荷は、黒部で−10μC/g、白部で−14μC/gであり、小粒径化に伴い比電荷が上昇していることが確認できた。この条件で、上記現像ゴースト評価パターンを現像した結果、ポジゴーストが確認された。
Dwt / Dbk = 0.63 (1)
The specific charge at this time was −10 μC / g in the black part and −14 μC / g in the white part, and it was confirmed that the specific charge increased as the particle size decreased. As a result of developing the development ghost evaluation pattern under these conditions, positive ghost was confirmed.

次に、上記現像装置において、リセット部材を組み込んだ構成で現像動作を行うことにより、トナーの体積粒径分布変動の様子を測定した結果を図3に示す。実線は、現像部で黒画像現像を行い、トナーの大部分を失った現像ローラ上の場所が、回転し再び現像剤層規制部材を通過した直後に担持しているトナーの体積粒径分布である。破線は、現像部で白画像現像を行い、トナーの大部分を失っていない現像ローラ上の場所が、回転し再び現像剤層規制部材を通過した直後に担持しているトナーの体積粒径分布である。この実線で示す黒部体積平均粒径Dbkは7.6μmで、現像槽内のトナー体積平均粒径とほぼ等しい。これに対し、破線で示す白部体積平均粒径Dwtは6.1μmで、リセット部材無しの時と比較して小粒径化がかなり抑制されていることが分かる。黒部体積平均粒径Dbkと白部体積平均粒径Dwtとの比率は式2のようになる。   Next, FIG. 3 shows the result of measuring the volume particle size distribution fluctuation of the toner by performing the developing operation with the configuration incorporating the reset member in the developing device. The solid line shows the volume particle size distribution of the toner carried immediately after the black image was developed in the developing unit and the location on the developing roller that lost most of the toner rotated and passed again through the developer layer regulating member. is there. The broken line indicates the volume particle size distribution of the toner carried immediately after the white image is developed in the developing unit and the location on the developing roller where most of the toner has not been lost rotates and passes again through the developer layer regulating member. It is. The black portion volume average particle diameter Dbk indicated by the solid line is 7.6 μm, which is substantially equal to the toner volume average particle diameter in the developing tank. On the other hand, the white portion volume average particle diameter Dwt indicated by a broken line is 6.1 μm, and it can be seen that the particle size reduction is considerably suppressed as compared with the case without the reset member. The ratio of the black portion volume average particle diameter Dbk and the white portion volume average particle diameter Dwt is expressed by Equation 2.

Dwt/Dbk=0.80 ・・・(2)
このときの比電荷は、黒部で−10μC/g、白部で−11μC/gであり、比電荷変動が小さくなっていることが確認できた。この条件で、上記現像ゴースト評価パターンを現像した結果、ポジゴーストは確認できなかった。
Dwt / Dbk = 0.80 (2)
The specific charge at this time was −10 μC / g in the black part and −11 μC / g in the white part, and it was confirmed that the specific charge fluctuation was small. As a result of developing the development ghost evaluation pattern under these conditions, positive ghost was not confirmed.

この他にも様々なトナーを用い、様々な条件で実験を行って、粒径変動とゴーストの有無を評価した。その代表的な実験結果の一例を表1に示す。   In addition, various toners were used and experiments were performed under various conditions to evaluate the particle size variation and the presence or absence of ghosts. An example of the typical experimental results is shown in Table 1.

Figure 2005055929
Figure 2005055929

ゴースト有無の具体的な評価方法は、Machbeth濃度計により得られる光学濃度評価と目視評価とを併用した。   As a specific evaluation method for the presence or absence of ghost, optical density evaluation obtained by a Machbeth densitometer and visual evaluation were used in combination.

すなわち、Machbeth濃度計により、ハーフトーン部分に現れた白黒チェッカーパターンの現像ゴーストの白部と黒部の光学濃度を測定し、以下の計算式3を用いてゴースト残存率を計算した。   That is, the optical density of the white part and the black part of the development ghost of the black-and-white checker pattern appearing in the halftone portion was measured with a Machbeth densitometer, and the ghost residual rate was calculated using the following calculation formula 3.

Figure 2005055929
Figure 2005055929

上記式3で求めたゴースト残存率が3%以上の場合ゴースト有りと判定し、1%以下の場合ゴースト無しと判定し、1〜3%の場合は目視評価によりゴースト有無の判定を行った。   When the ghost residual rate calculated by the above formula 3 is 3% or more, it is determined that there is a ghost. When it is 1% or less, it is determined that there is no ghost.

これらの結果より、黒部体積平均粒径Dbkと白部体積平均粒径Dwtとの差が、次式4を満足するとき、現像ゴーストが発生しないことを見出した。   From these results, it was found that when the difference between the black part volume average particle diameter Dbk and the white part volume average particle diameter Dwt satisfies the following formula 4, development ghost does not occur.

Dwt/Dbk>0.8 ・・・(4)
このように、黒画像現像部と白画像現像部との体積平均粒径差を上記式の範囲内に管理・制限することで、画像パターンに依存する平均比電荷量の変化を一定値内に納めることができるため、現像ゴーストの発生を防止でき、現像を良好に行える現像装置を提供できる。
Dwt / Dbk> 0.8 (4)
In this way, by managing and limiting the volume average particle size difference between the black image developing unit and the white image developing unit within the range of the above formula, the change of the average specific charge amount depending on the image pattern is kept within a certain value. Therefore, it is possible to provide a developing device that can prevent development ghosts and can perform development satisfactorily.

[実施例2]
リセット部材を用いない場合でも、トナーの体積粒径分布を改良することで、前記体積粒径変動に伴う現像ゴーストを防止できることを以下に記す。
[Example 2]
Even when no reset member is used, it is described below that the development ghost caused by the volume particle size variation can be prevented by improving the volume particle size distribution of the toner.

トナー体積粒径分布のシャープさを表す指標として、下記の式5で定義されるCV値[%]がある。このCV値が大きいほど体積粒径分布がブロードで、小さいほど体積粒径分布はシャープなものとなる。   As an index representing the sharpness of the toner volume particle size distribution, there is a CV value [%] defined by the following formula 5. The larger the CV value, the broader the volume particle size distribution, and the smaller the CV value, the sharper the volume particle size distribution.

CV=100×(標準偏差/平均値) ・・・(5)
前記実施例1のトナーは、CV値34.6%のものを用いていおり、リセット部材無しでは体積粒径分布変動による現像ゴーストが発生した。
CV = 100 × (standard deviation / average value) (5)
The toner of Example 1 uses a toner having a CV value of 34.6%, and without the reset member, development ghosts due to volume particle size distribution fluctuations occurred.

ところが、このCV値が小さいトナーを用いると、体積平均粒径に対して小さいトナーや大きいトナーの割合が少なくなる。従って体積平均粒径の変動も小さくなることが予想される。この予想のもと、様々なCV値のトナーを用いてテストした結果、CV値が25%以内のトナーにおいて、現像ゴーストが発生しないことが確認された(表1参照)。   However, when a toner having a small CV value is used, the ratio of the small toner and the large toner to the volume average particle diameter decreases. Therefore, it is expected that the variation of the volume average particle diameter is also reduced. As a result of testing with toners having various CV values based on this expectation, it was confirmed that no development ghost occurred in toners having CV values within 25% (see Table 1).

さらに、トナー層厚をパラメーターとしたテストを行った結果、CV値25%のトナーでも、付着量が多い場合、具体的にはトナー層厚が体積平均粒径の3倍を越える場合において、現像ゴーストが発生するレベルまで粒径変動が発生することがわかった。   Further, as a result of a test using the toner layer thickness as a parameter, even when the toner has a CV value of 25%, the amount of adhesion is large, specifically, when the toner layer thickness exceeds 3 times the volume average particle diameter, It was found that particle size fluctuations occurred to a level where ghosts were generated.

上記CV値やトナー層厚は、その相乗効果で現像ゴーストの発生を抑制しており、例えば、トナー層厚が体積平均粒径の3倍を越える場合でも、CV値が25%以下とすることで現像ゴーストが発生しないようにできることは容易に類推される。さらに、リセット部材との相乗効果についても、同様である。   The CV value and toner layer thickness suppress the development ghost due to their synergistic effect. For example, even when the toner layer thickness exceeds 3 times the volume average particle diameter, the CV value should be 25% or less. It can be easily analogized that development ghosts can be prevented. The same applies to the synergistic effect with the reset member.

[実施例3]
本発明の現像装置では、トナー層の層厚や帯電量を安定させるために現像ローラ41の周辺に接触配置された各種部材、すなわち、現像ローラ41、供給ローラ42、ブレード43、さらにリセット部材44にバイアス電圧が供給されている。
[Example 3]
In the developing device of the present invention, various members arranged in contact with the periphery of the developing roller 41 in order to stabilize the thickness and charge amount of the toner layer, that is, the developing roller 41, the supply roller 42, the blade 43, and the reset member 44. Is supplied with a bias voltage.

従来の現像装置では上記部材の抵抗値が高く、バイアス電圧により放電する危険性は少ないが、本発明の現像装置では、上記部材がすべて低抵抗材料にて構成されているため、それぞれの部材において、バイアス電圧の上限値を決める必要が生じる。   In the conventional developing device, the resistance value of the above member is high, and there is little risk of discharge due to the bias voltage. However, in the developing device of the present invention, the above members are all made of a low resistance material. Therefore, it is necessary to determine the upper limit value of the bias voltage.

そのため、まずトナー層45に供給するバイアス電圧で放電しないように設定することが必須の条件となる。   For this reason, it is essential to first set the bias voltage supplied to the toner layer 45 so as not to discharge.

したがって、以下に、本発明の現像装置に用いられるトナー層抵抗、トナー層厚およびバイアス印加手段について説明する。   Therefore, the toner layer resistance, toner layer thickness and bias applying means used in the developing device of the present invention will be described below.

図5は、現像ローラ感光体間におけるトナー層45抵抗値Rtを測定する方法を説明する図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining a method of measuring the resistance value Rt of the toner layer 45 between the developing roller photoreceptors.

図において、感光体1に変えてアルミ素管100を用い、実際の現像条件と同一構造の現像ローラ41の表面に均一にトナーによるトナー層45を形成した後、アルミ素管100に実使用時と同等の圧力で接触させる。そして、各部材を静止させた状態で、現像ローラ41の導電性の回転軸41aに、電圧源101によって同程度の現像バイアス電圧V1を供給する。そして、トナー層45を介して流れる電流Itを微小電流計102にて精密に測定した。これにより、トナー層45の静的抵抗値Rtを測定した。   In the figure, an aluminum base tube 100 is used instead of the photoreceptor 1, and a toner layer 45 is uniformly formed on the surface of the developing roller 41 having the same structure as the actual development conditions, and then the aluminum base tube 100 is used in actual use. Contact with the same pressure. Then, with the respective members stationary, a developing bias voltage V1 of the same level is supplied to the conductive rotating shaft 41a of the developing roller 41 by the voltage source 101. Then, the current It flowing through the toner layer 45 was accurately measured by the microammeter 102. Thereby, the static resistance value Rt of the toner layer 45 was measured.

この場合、各部材を静止させた状態で測定することにより、動作状態で発生するトナー帯電電流やトナー転移電流等のノイズ要因を除外して、精密な電流量の測定が可能となる。   In this case, by measuring each member in a stationary state, it is possible to accurately measure the amount of current by eliminating noise factors such as toner charging current and toner transfer current generated in the operating state.

そこで、電圧源101による供給電圧V1(V)、微小電流計102による測定電流をIt(A)とすると、トナー層45の静的抵抗値Rt(Ω)は、下記の式6により求められる。   Therefore, assuming that the supply voltage V1 (V) from the voltage source 101 and the measurement current from the microammeter 102 are It (A), the static resistance value Rt (Ω) of the toner layer 45 is obtained by the following equation (6).

Rt=V1/It ・・・(6)
ただし、本発明に用いる現像ローラ41の抵抗値は、トナー抵抗値と比較して十分低いため、図5に示す測定装置の現像ローラ41の半導電層46における電圧降下は無視した。
Rt = V1 / It (6)
However, since the resistance value of the developing roller 41 used in the present invention is sufficiently lower than the toner resistance value, the voltage drop in the semiconductive layer 46 of the developing roller 41 of the measuring apparatus shown in FIG. 5 was ignored.

上述した方法により、トナー層45の静的抵抗値(Rt)を測定し、トナー層45の電圧−電流特性をプロットした結果を図6に示す。   FIG. 6 shows the results of measuring the static resistance value (Rt) of the toner layer 45 by the method described above and plotting the voltage-current characteristics of the toner layer 45.

測定したトナー層の電流は、低電圧部では比較的線形な特性を示し、ある値Vth(V)に達すると突然過電流が流れることがわかる。この値Vthが、トナー粒子間で気中放電もしくは沿面放電が発生する放電開始電圧である。   It can be seen that the measured toner layer current exhibits a relatively linear characteristic at the low voltage portion, and suddenly an overcurrent flows when it reaches a certain value Vth (V). This value Vth is a discharge start voltage at which air discharge or creeping discharge occurs between toner particles.

このように放電開始電圧Vth以下の電圧範囲において、電流−電圧特性は比較的線形であることから、この範囲の電圧で測定した電流値を基に、式6から求めた抵抗値をトナー層の静的抵抗値Rtと定義する。   Thus, since the current-voltage characteristic is relatively linear in the voltage range equal to or lower than the discharge start voltage Vth, the resistance value obtained from Equation 6 is calculated based on the current value measured in the voltage in this range. It is defined as a static resistance value Rt.

実施例1に類する諸条件で、様々な抵抗値のトナーを用いて現像実験を行った結果、トナー層の静的抵抗値Rtが50MΩ以上、望ましくは100MΩ以上の絶縁性の高いトナーを使用した場合において、過電流の発生が極めて少なく、良好な画質が得られることがわかった。   As a result of conducting development experiments using toners having various resistance values under various conditions similar to those in Example 1, a toner having a high insulating property having a static resistance value Rt of the toner layer of 50 MΩ or more, preferably 100 MΩ or more was used. In some cases, it has been found that the occurrence of overcurrent is extremely small and a good image quality can be obtained.

しかしながら、上記のような高抵抗トナーを用いた場合でも、現像ローラの周囲に配置されている供給ローラ42、ブレード43、リセット部材44に印加しているバイアスを上げ、現像ローラ41との電位差を大きくすると、前記放電開始電圧(Vth)を越えるため、過電流による画質劣化が生じてしまう。   However, even when the high-resistance toner as described above is used, the bias applied to the supply roller 42, the blade 43, and the reset member 44 arranged around the developing roller is increased, and the potential difference from the developing roller 41 is increased. If it is increased, the discharge start voltage (Vth) will be exceeded, and image quality degradation due to overcurrent will occur.

Figure 2005055929
Figure 2005055929

表2は、前記図5に基づく測定法で数種類のトナー層抵抗Rt[MΩ]を測定した結果である。表2に示す様に測定したトナーの絶縁破壊電圧Vth[V]は、トナー層厚T[μm]が約20μmに対して400〜500Vであった。したがって、絶縁破壊したときの電界強度Eth[MV/m]=Vth/Tは20〜25MV/mとなる。この結果から、低抵抗材料によって挟まれたトナー層に印加可能な電圧の上限を、Vmax=20×T[V]と規定することが重要であることがわかった。これにより、現像ローラ41に接触する供給ローラ42、ブレード43、そしてリセット部材44に供給する電圧を、上述した20×T[V]以下に設定することで、トナー層の層厚にて規定し、これによるトナー層の絶縁破壊による現像の劣化を防止できる。   Table 2 shows the results of measuring several types of toner layer resistance Rt [MΩ] by the measurement method based on FIG. As shown in Table 2, the measured dielectric breakdown voltage Vth [V] of the toner was 400 to 500 V with respect to the toner layer thickness T [μm] of about 20 μm. Therefore, the electric field strength Eth [MV / m] = Vth / T when the dielectric breakdown occurs is 20 to 25 MV / m. From this result, it was found that it is important to define the upper limit of the voltage that can be applied to the toner layer sandwiched between the low resistance materials as Vmax = 20 × T [V]. As a result, the voltage supplied to the supply roller 42, the blade 43, and the reset member 44 that are in contact with the developing roller 41 is set to 20 × T [V] or less as described above, thereby being defined by the layer thickness of the toner layer. Thus, it is possible to prevent development deterioration due to dielectric breakdown of the toner layer.

ここで、現像ローラ41には、現像バイアス電圧Vaが、供給ローラ42にはバイアス電圧Vcが、ブレード43にはバイアス電圧Vbが、そしてリセット部材44には電圧Vdが供給されている。そのため、現像ローラ41に供給される現像バイアス電圧Vaとの上記供給ローラ42、ブレード43、リセット部材44に供給されるバイアス電圧との各差の絶対値が、上述した20×T[V]以下になるように各種バイアス電圧を設定すればよい。   Here, the developing roller 41 is supplied with a developing bias voltage Va, the supplying roller 42 is supplied with a bias voltage Vc, the blade 43 is supplied with a bias voltage Vb, and the reset member 44 is supplied with a voltage Vd. Therefore, the absolute value of each difference between the developing bias voltage Va supplied to the developing roller 41 and the bias voltage supplied to the supply roller 42, the blade 43, and the reset member 44 is 20 × T [V] or less. Various bias voltages may be set so that

[実施例4]
次に本発明の現像装置を構成するトナー層厚規制ブレード43、供給ローラ42、さらにリセット部材44の電気的特性につて説明する。
[Example 4]
Next, electrical characteristics of the toner layer thickness regulating blade 43, the supply roller 42, and the reset member 44 constituting the developing device of the present invention will be described.

トナー層45に供給される電圧がトナー層放電開始電圧内であっても、薄層状態でのトナー層45の抵抗値は、ある程度の不均一性をもっているため、トナー層45を流れる電流が多い場合、不均一な電流による現像ローラ41の不均一な電圧降下が生じる。これにより、トナー層45に供給されるバイアス電圧が不均一になり。その結果、トナー層厚や帯電量が不均一になり画質劣化が生じる。   Even when the voltage supplied to the toner layer 45 is within the toner layer discharge start voltage, the resistance value of the toner layer 45 in the thin layer state has a certain degree of non-uniformity, and thus a large amount of current flows through the toner layer 45. In this case, a non-uniform voltage drop of the developing roller 41 due to a non-uniform current occurs. As a result, the bias voltage supplied to the toner layer 45 becomes non-uniform. As a result, the toner layer thickness and charge amount become non-uniform, resulting in image quality degradation.

図11は現像ローラ41上の表面電位変化量△Vをパラメーターとした現像特性を示すもので、表面電位が上昇すると、グラフが左にシフトする。従って中間調現像電位の100V前後のところを見ると、表面電位が上昇した方が現像量が多くなることがわかる。   FIG. 11 shows development characteristics using the surface potential change ΔV on the developing roller 41 as a parameter. When the surface potential increases, the graph shifts to the left. Therefore, when the portion of the halftone development potential is around 100 V, it can be seen that the development amount increases as the surface potential increases.

何らかの原因で現像ローラ41表面に付着した電荷が現像ローラ41の半導電層46を通過して導電性シャフト41aに抜けていかないと現像ローラ41の表面電位が上昇する。現像ローラ41の表面電位が上昇するかどうかは、現像ローラの抵抗値と静電容量とで決まる時定数、プロセス速度との大小関係に依存する。   If the charge adhering to the surface of the developing roller 41 for some reason does not pass through the semiconductive layer 46 of the developing roller 41 and escape to the conductive shaft 41a, the surface potential of the developing roller 41 rises. Whether the surface potential of the developing roller 41 increases depends on the time constant determined by the resistance value of the developing roller and the capacitance, and the magnitude relationship between the process speed.

この点、本発明の現像装置に用いられる現像ローラの抵抗値は低いため、上記時定数は小さく、現像ローラの周速が285mm/s程度では、現像ローラ表面に電荷が蓄積されることに起因する現像ゴーストの発生可能性は低い。しかし、同様の表面電位変化現象が、トナー供給部、層規制部、リセット部で発生した場合、画質劣化を発生することになる。   In this respect, since the resistance value of the developing roller used in the developing device of the present invention is low, the time constant is small, and when the peripheral speed of the developing roller is about 285 mm / s, charge is accumulated on the surface of the developing roller. The possibility of developing ghosts is low. However, when the same surface potential change phenomenon occurs in the toner supply unit, the layer regulation unit, and the reset unit, image quality deterioration occurs.

これに対して、トナー供給ローラ42において、供給ローラの回]速度は現像ローラとの周速比が概ね0.5〜2.0の間で選択されることにより決定される。また、抵抗値は現像ローラに対する押しつけ力やスポンジ硬度から決まる接触ニップ面積と、体積抵抗率とから決定される。これらの条件を変えて実験した結果、抵抗値として10kΩ以下であれば前記表面電位変化は発生しないことがわかった。   On the other hand, in the toner supply roller 42, the rotation speed of the supply roller is determined by selecting a peripheral speed ratio with the developing roller between approximately 0.5 to 2.0. The resistance value is determined from the contact nip area determined from the pressing force against the developing roller and the sponge hardness, and the volume resistivity. As a result of experiment under these conditions, it was found that the surface potential change does not occur if the resistance value is 10 kΩ or less.

また、トナー層を規制するブレード43において、金属の板バネブレードを用いた場合、ブレード表面の電位変化は原理的に発生しない。しかし、高抵抗の樹脂材料等をコーティングしたり、導電性シートを用いた場合、電位変化が発生し、トナー層の均一性が大きく損なわれる。ブレード43は静止している部材であるため、電荷蓄積速度と部材の時定数とで表面電位が変化するかどうかが決まる。電荷蓄積速度はトナーの電気的特性に大きく依存するため、理論的な数値は不明であるが、様々なトナーを用いて実験した結果から、ブレード43にコーティング処理もしくは導電性シートを使用する場合に、その抵抗値として10kΩ以下のものを選択すると良い。なお、ブレード43は、金属ブレードにて構成すると、上述した問題は発生しない。また、導電性シートを使用した場合、図16のように電極幅が画像幅より小さいと、中央の電流経路11と端部の電流経路12が異なるため、電圧降下量が中央と端部で異なる現象が生じる。その結果、ブレード部での印加バイアスが軸方向で不均一になり、画質劣化が発生する。画像有効幅よりも電極幅を長くとることでこの問題は解消できる。   Further, when a metal leaf spring blade is used as the blade 43 for regulating the toner layer, the potential change on the blade surface does not occur in principle. However, when a high-resistance resin material or the like is coated or a conductive sheet is used, a potential change occurs and the uniformity of the toner layer is greatly impaired. Since the blade 43 is a stationary member, whether or not the surface potential changes depends on the charge accumulation speed and the time constant of the member. Since the charge accumulation speed largely depends on the electrical characteristics of the toner, the theoretical value is unknown, but from the results of experiments using various toners, the blade 43 has a coating treatment or a conductive sheet. The resistance value is preferably 10 kΩ or less. If the blade 43 is formed of a metal blade, the above-described problem does not occur. Further, when a conductive sheet is used, if the electrode width is smaller than the image width as shown in FIG. 16, the current path 11 at the center and the current path 12 at the end are different, so the amount of voltage drop differs between the center and the end. A phenomenon occurs. As a result, the applied bias at the blade portion becomes non-uniform in the axial direction, causing image quality degradation. This problem can be solved by setting the electrode width longer than the effective image width.

さらに、トナーリセット部においても、上記ブレード部と同様に静止部材であるため供給ローラと同様の10kΩ以下の抵抗値とすることで表面電位変化の問題が解決することが実験的に確認できた。また、リセット部材に導電性シートを用いた場合も、上記導電性シートブレードと同様の電圧降下の不均一問題が発生するが、同様に画像有効幅よりも電極幅を長くとることでこの問題は解消できる。   Further, since the toner reset portion is a stationary member like the blade portion, it has been experimentally confirmed that the problem of the surface potential change can be solved by setting the resistance value to 10 kΩ or less, which is the same as that of the supply roller. Also, when a conductive sheet is used as the reset member, the same voltage drop non-uniformity problem as that of the conductive sheet blade occurs, but this problem is also caused by making the electrode width longer than the effective image width. Can be resolved.

[実施例5]
次に、本発明の現像装置に用いる現像ローラ41の抵抗値について説明する。
[Example 5]
Next, the resistance value of the developing roller 41 used in the developing device of the present invention will be described.

図7において、現像ローラ41の抵抗値を測定する簡易装置は、絶縁体の平板103上に配置された金属の検出電極104上に現像ローラ41を載置し、現像ローラ41の両端の軸41aの部分に重り105にて荷重Fを加える。この状態において、現像ローラ41の軸41aに電源106から一定の電圧を供給し、検出電極104に流れる電流を電流計102にて測定する。このにより、供給する電圧と流れる測定電流とで、現像ローラ41による圧接状態での抵抗(Rb)の抵抗値を求めることができる。   In FIG. 7, a simple device for measuring the resistance value of the developing roller 41 is such that the developing roller 41 is placed on a metal detection electrode 104 disposed on an insulating flat plate 103, and shafts 41 a at both ends of the developing roller 41. A load F is applied to the portion of the portion with a weight 105. In this state, a constant voltage is supplied from the power source 106 to the shaft 41 a of the developing roller 41, and the current flowing through the detection electrode 104 is measured by the ammeter 102. Thereby, the resistance value of the resistance (Rb) in the pressure contact state by the developing roller 41 can be obtained from the supplied voltage and the flowing measurement current.

この場合、抵抗値に不均一性が存在する場合には、周方向に何点が測定した平均値を現像ローラ41の抵抗値の代表値とする。そのため、図7の状態で測定した後、所定角度回転させて同一条件で測定を行う。   In this case, when the resistance value has non-uniformity, an average value obtained by measuring how many points in the circumferential direction is set as a representative value of the resistance value of the developing roller 41. Therefore, after the measurement in the state of FIG. 7, the measurement is performed under the same conditions by rotating a predetermined angle.

現像ローラ抵抗層として、ウレタン樹脂にカーボンブラックを分散させた電子伝導タイプのローラ2種類(A、B)およびウレタン樹脂をベースとしたイオン導電タイプのローラ1種類(C)を、上記測定装置で抵抗を測定し、各々のローラについて抵抗値の平均値、をまとめたものを表3に示す。抵抗値は、10V印加時の電流値をAdvantest製R6871Eにて計測し、換算したものである。   As the developing roller resistance layer, two types of electronic conduction type rollers (A, B) in which carbon black is dispersed in urethane resin and one type of ion conduction type roller (C) based on urethane resin are used with the above measuring device. Table 3 shows a summary of resistance values measured and average resistance values for each roller. The resistance value is obtained by measuring and converting the current value when 10 V is applied with R6871E manufactured by Advantest.

Figure 2005055929
Figure 2005055929

なお、この現像ローラの外径はΦ34、抵抗層の厚みDdは8mm、軸方向長さは320mmで、圧力Fを1kgとしたとき形成されるニップ部の幅は約1.5mmであった。   The developing roller had an outer diameter of Φ34, a resistance layer thickness Dd of 8 mm, an axial length of 320 mm, and a width of the nip formed when the pressure F was 1 kg, which was about 1.5 mm.

平均抵抗値が10kΩ以下の現像ローラを用いた場合、過電流の発生が極めて増加し、実用的でないことが実験的にわかった。   It has been experimentally found that when a developing roller having an average resistance value of 10 kΩ or less is used, the occurrence of overcurrent is extremely increased, which is not practical.

現像ローラCにて全面グレイの中間調画像を現像すると、抵抗値が高いため画像濃度が薄くなる現象が発生した。これは現像電流により現像ローラ半導電層で電圧降下が生じ、実効現像バイアスが低下したことに起因する。この現象は、現像ローラ半導電層の抵抗値に大きく依存しており、その閾値はプロセス速度等により多少変動するが、本発明の現像装置では107Ωを越えると顕著になり、107Ω以下では無視できる程度であることがわかった。 When a halftone image of gray was developed on the entire surface with the developing roller C, a phenomenon that the image density was reduced due to a high resistance value occurred. This is because a voltage drop occurs in the developing roller semiconductive layer due to the developing current, and the effective developing bias decreases. This phenomenon greatly depends on the resistance value of the developing roller semiconductive layer, and the threshold value varies somewhat depending on the process speed and the like, but becomes significant when it exceeds 10 7 Ω in the developing device of the present invention, and 10 7 Ω. Below it was found to be negligible.

また、図8は、現像ローラ41の抵抗値をパラメーターとした現像特性を示すものであるが、5×106Ωを越えるあたりから現像ガンマの変化が大きいことがわかる。下記、環境下での抵抗値変動を考慮すると、5×106Ωが良好な画質を維持できる現像ローラ抵抗値の上限といえる。 FIG. 8 shows the development characteristics with the resistance value of the developing roller 41 as a parameter, and it can be seen that the change in the development gamma is large when it exceeds 5 × 10 6 Ω. Considering the resistance value variation under the environment described below, 5 × 10 6 Ω can be said to be the upper limit of the developing roller resistance value capable of maintaining good image quality.

表3に示すような抵抗値は、JISZ−8703に準拠する基準測定環境下での値であるが、例えば35℃・85%RHの高温高湿環境や、5℃・20%RHの低温低湿環境で抵抗値が変化してしまい、現像特性が大きく変化することがある。   The resistance values shown in Table 3 are values under a standard measurement environment in accordance with JISZ-8703. For example, a high temperature and high humidity environment of 35 ° C./85% RH or a low temperature low humidity of 5 ° C./20% RH The resistance value may change in the environment, and the development characteristics may change greatly.

本発明の現像装置に使用される現像ローラの半導電層は、ウレタン樹脂が望ましい材料であるが、JISK−7209A法に準拠する水分吸収率と抵抗値とをを測定した結果、水分吸収率が2〜5%のウレタン基材では、上記高温高湿と低温低湿とで抵抗値が1桁から2桁も変化してしまう。これに対し、水分吸収率が0.5〜1%のウレタン基材では、抵抗値変化が0.5〜1桁で、抵抗値変化に伴う現像量変動も少なく、良好な画質を維持することが可能となる。   The semiconductive layer of the developing roller used in the developing device of the present invention is preferably a urethane resin, but as a result of measuring the moisture absorption rate and resistance value according to the JISK-7209A method, the moisture absorption rate is In a 2 to 5% urethane base material, the resistance value changes by 1 to 2 digits between the high temperature and high humidity and the low temperature and low humidity. On the other hand, in a urethane base material having a moisture absorption rate of 0.5 to 1%, the resistance value change is 0.5 to 1 digit, and the development amount variation accompanying the resistance value change is small, and good image quality is maintained. Is possible.

[実施例6]
上述した実施形態においては、低抵抗の現像ローラ41を用いる場合に問題となる過電流を防止する手法として、トナー層の抵抗値を規定した。また、トナー層厚を規定することで、過電流防止を行い良好なる現像を行うようにした。また、現像ローラ41に接触する各種部材を介して供給されるバイアス電庄、及びそれらのバイアス電庄の差を規定することて過電流防止を行うようにした。
[Example 6]
In the above-described embodiment, the resistance value of the toner layer is defined as a technique for preventing an overcurrent that becomes a problem when the low-resistance developing roller 41 is used. Also, by defining the toner layer thickness, overcurrent was prevented and good development was performed. Further, the overcurrent prevention is performed by defining the bias voltage supplied through various members in contact with the developing roller 41 and the difference between the bias voltages.

しかし、現像装置への異物混入等の予期せぬ原因によりトナー層が損なわれる場合があり、これにより過電流が発生する可能性が生じる。この対策としての過電流保護について以下に説明する。   However, the toner layer may be damaged due to an unexpected cause such as contamination of the developing device, which may cause an overcurrent. The overcurrent protection as a countermeasure will be described below.

図12に示すようにリセット部材44に過電流保護用の抵抗50を介して電源回路14からのバイアス電圧(Vd)が供給されるように横成されている.この場合、過電流保護用の抵抗50の抵抗値が非常に重要になる。そのため、抵抗50の抵抗値を説明するために、図12に示す電気的な等価回路を図13に示す。   As shown in FIG. 12, a bias voltage (Vd) from the power supply circuit 14 is supplied to the reset member 44 via a resistor 50 for overcurrent protection. In this case, the resistance value of the overcurrent protection resistor 50 is very important. Therefore, in order to explain the resistance value of the resistor 50, the electrical equivalent circuit shown in FIG. 12 is shown in FIG.

現像ローラ41に供給される現像バイアス電圧Vaと、リセット部材44に供給されるバイアス電庄Vdとの電位差を、図12の電庄源51とし、現像口一ラ41の半導電層抵抗Rd、トナー層抵抗Rt、リセット部材44の抵抗Re、そして保護用の抵抗50が直列に接続される格好となる。   The potential difference between the developing bias voltage Va supplied to the developing roller 41 and the bias voltage Vd supplied to the reset member 44 is the voltage source 51 of FIG. The toner layer resistance Rt, the resistance Re of the reset member 44, and the protective resistance 50 are connected in series.

そこで、現像ローラ41の抵抗値Rd及びリセット部材44の抵抗値Reは、トナー層抵抗値Rtよりも十分に低く設定されており、通常は供給されるバイアス電圧(51)のほとんどがトナー層45にかかっており、流れる電流値も微小である。ところが、トナー層が損なわれ、トナー層の抵抗値Rtが見かけ上、非常に低くなった場合、保護抵抗50がないと、全体の抵抗が低いため、過電流が流れ、トナー融着が発生したり、現像ローラ41やリセット部材44の部材損傷が発生する。   Therefore, the resistance value Rd of the developing roller 41 and the resistance value Re of the reset member 44 are set sufficiently lower than the toner layer resistance value Rt, and most of the normally supplied bias voltage (51) is the toner layer 45. The value of the flowing current is very small. However, when the toner layer is damaged and the resistance value Rt of the toner layer is apparently very low, if the protective resistance 50 is not provided, the overall resistance is low, so an overcurrent flows and toner fusion occurs. Or damage to the developing roller 41 or the reset member 44 occurs.

図12(図13の等価回路参照)のように直列に保護抵抗50を挿入することで、トナー層抵抗Rtの見かけの抵抗値が低くなった場含でも、保護抵抗50の存在により現像ローラ41の抵抗Rdやリセット部材44の抵抗Rcより十分に大きく設定してやれば、部材にかけられた電圧(51)は、ほとんど保護抵抗50に供給されることになり、過電流を防止できる。   Even if the apparent resistance value of the toner layer resistance Rt is reduced by inserting the protective resistance 50 in series as shown in FIG. 12 (see the equivalent circuit of FIG. 13), the developing roller 41 is present due to the presence of the protective resistance 50. If the resistor Rd is set sufficiently larger than the resistor Rc of the reset member 44, the voltage (51) applied to the member is almost supplied to the protective resistor 50, and overcurrent can be prevented.

従って、過電流をできるだけ小さくしようとすると、保護抵抗50の抵抗値を大きく設定すれはよい。しかし、保護抵抗50の抵抗値が大きすきれば、正規の状態でのトナー層45と保護抵抗50とで供給される電圧が分圧され、保護抵抗50による電圧降下により、トナー層45にかかる電圧が小さくなる。こうなると、当初期待していたバイアス電圧(Vd)が印加されなくなる。そのため、保護抵抗50の抵抗値の上限が規制されるので、以下にその適正値について述べる。   Therefore, in order to reduce the overcurrent as much as possible, the resistance value of the protective resistor 50 should be set large. However, if the resistance value of the protective resistor 50 is large, the voltage supplied by the toner layer 45 and the protective resistor 50 in the normal state is divided and applied to the toner layer 45 due to the voltage drop by the protective resistor 50. The voltage becomes smaller. In this case, the bias voltage (Vd) initially expected is not applied. Therefore, since the upper limit of the resistance value of the protective resistor 50 is regulated, the appropriate value will be described below.

図12ではリセット部材44と電源回路14との間に保護抵抗50を設けるように説明したが、供給ローラ42と電源回路12との間に、リセット部材43と電源回路13との間に同様の保護抵抗が必要に応じて挿入される。   In FIG. 12, the protective resistor 50 is provided between the reset member 44 and the power supply circuit 14, but the same applies between the supply roller 42 and the power supply circuit 12 and between the reset member 43 and the power supply circuit 13. A protective resistor is inserted as required.

そこで、現像後の感光体1上のトナー付着量をm/a[kg/m2]、トナー比電荷をq/m[C/kg]、画像有効幅をl[m]、感光体周速をv[m/sec]とすると、帯電したトナーが現像ローラ41から感光体1ヘと転移することで発生する現像電流Id(A)は、次式7より算出できる。   Therefore, the toner adhesion amount on the photoconductor 1 after development is m / a [kg / m2], the toner specific charge is q / m [C / kg], the effective image width is 1 [m], and the peripheral speed of the photoconductor is set. Assuming v [m / sec], the developing current Id (A) generated when the charged toner is transferred from the developing roller 41 to the photoreceptor 1 can be calculated by the following equation (7).

Id=q/m×m/a×l×v ・・・(7)
例えば、全面黒ベタ現像後の感光体上のトナー付着量を1.0mg/cm2、トナー比電荷を一20μC/g、画像有効幅を300mm、感光体1の周速190mm/secとすると、上記現像電流の絶対値は、上記式7より11.4μAとなる。この全面黒ベタ現像時の電流値が、現像電流の最大値となる。
Id = q / m × m / a × l × v (7)
For example, assuming that the toner adhesion amount on the photoconductor after the entire black solid development is 1.0 mg / cm 2, the toner specific charge is 120 μC / g, the effective image width is 300 mm, and the peripheral speed of the photoconductor 1 is 190 mm / sec. The absolute value of the developing current is 11.4 μA from the above formula 7. The current value at the time of this black solid development is the maximum value of the development current.

この現像電流Idは、現像部(現像ローラ41と感光体1とが接触する領域)におけるトナー転移によるものであるが、現像ローラ41と接触する供給ローラ42、ブレード43、リセット部材44においても同様の考え方が適用できる。   This developing current Id is due to toner transfer in the developing portion (a region where the developing roller 41 and the photoreceptor 1 are in contact), but the same applies to the supply roller 42, the blade 43, and the reset member 44 that are in contact with the developing roller 41. Can be applied.

トナ一転移電流Irによる保護抵抗50等の電圧降下Vrは、保護抵抗50の抵抗値Rrから次式8て求められる。   The voltage drop Vr of the protective resistor 50 or the like due to the toner transition current Ir is obtained from the resistance value Rr of the protective resistor 50 by the following equation (8).

Vr=Ir×Rr ・・・(8)
この電圧降下Vrが供給されるバイアス電圧に対して十分に小さくないと、実際にトナー層45に印加される電圧が小さくなるため、バイアス効果が減少してしまう。従って、保護抵抗50等の上限値(Rr)は、正規状態でトナー転移電流による電圧降下をどの程度まで許容するかて決定される。また各保護抵抗50の下限値(Rr)は、異常時の過電流をどの程度まで許容するかで決定される。
Vr = Ir × Rr (8)
If the voltage drop Vr is not sufficiently small with respect to the supplied bias voltage, the voltage applied to the toner layer 45 is actually small, and the bias effect is reduced. Accordingly, the upper limit value (Rr) of the protective resistor 50 and the like is determined by how much a voltage drop due to the toner transfer current is allowed in a normal state. Further, the lower limit (Rr) of each protection resistor 50 is determined by how much overcurrent is allowed at the time of abnormality.

様々な、トナーを用いてテストした結果、実用可能なトナー比電荷の値は、負帯電トナーの場合、一5〜−30μC/g、望ましくは一10〜一20μC/gであることが実験的に確認できた。黒ベタに必要な感光体1上のトナー付着量は、トナーの隠蔽性によって多少変化するが、ほぼ1.0mg/cm2である。画像有効幅をl[m]、感光体1の周速をv[m/sec]は、設計変数であるため、実用上想定される最大転写電流Imax[μA]は、上記比電荷一30μC/g、付着量1.0mg/cm2を式7に代入すると、以下の式9にて表される。 As a result of testing with various toners, a practical toner specific charge value is 15 to -30 μC / g, preferably 110 to 120 μC / g in the case of negatively charged toner. I was able to confirm. The amount of toner adhering to the photoreceptor 1 necessary for the black solid varies slightly depending on the toner concealment property, but is approximately 1.0 mg / cm 2 . Since the effective image width is l [m] and the peripheral speed of the photoreceptor 1 is v [m / sec], which are design variables, the maximum transfer current Imax [μA] assumed in practical use is the specific charge of 1 μC / μa. When g and an adhesion amount of 1.0 mg / cm 2 are substituted into Equation 7, the following Equation 9 is obtained.

Imax=300×l×v ・・・(9)
そして、トナー融着や部材損傷を発生しない過電流の許容値の上限を上記最大転移電流のn倍とすると、保護抵抗50の下限値Rmin(MΩ)は、式8及び9より以下のようになる。
Imax = 300 × l × v (9)
When the upper limit of the overcurrent allowable value that does not cause toner fusion and member damage is n times the maximum transition current, the lower limit value Rmin (MΩ) of the protective resistance 50 is expressed by the following equations 8 and 9 as follows: Become.

Rmin=V/(300×n×l×v) ・・・(10)
上記式10における“V”は、図13に示すように現像ローラ41に供給されるバイアス電圧と、現像ローラ41と接触する部材、感光体1においては表面電位との差である。
Rmin = V / (300 × n × l × v) (10)
“V” in Equation 10 is a difference between the bias voltage supplied to the developing roller 41 and the surface potential of the member in contact with the developing roller 41 and the photoreceptor 1 as shown in FIG.

そこで、リセット部材44においては、黒ベタ現像後の現像ローラ41上にはトナ一がほとんど残留していないため、トナー層45による電圧維持ができず、過電流が流れやすい。しかし、この過電流は、トナー層内部を流れる以外に、現像ローラ41とリセット部材との間を直接流れるものもあるため、許容値の上限は供給ローラ42やブレード43と比較してやや拡大する。そして、式10に基づいて、保護抵抗値をいくつか選定し、実際に1〜5万枚の現像テストを行った結果、供給ローラ42とブレード43とはn=5、リセット部材44ではn=10とすることで過電流が原因となる現像劣化等による間題が解消できた。   Therefore, in the reset member 44, toner hardly remains on the developing roller 41 after the solid black development, so that the voltage cannot be maintained by the toner layer 45 and an overcurrent tends to flow. However, since this overcurrent flows directly between the developing roller 41 and the reset member in addition to flowing inside the toner layer, the upper limit of the allowable value is slightly larger than that of the supply roller 42 and the blade 43. Then, several protection resistance values are selected based on Expression 10, and a development test of 1 to 50,000 sheets is actually performed. As a result, n = 5 for the supply roller 42 and blade 43, and n = 5 for the reset member 44. By setting the number to 10, the problem due to development degradation caused by overcurrent could be solved.

従って、リセット部材44、供給ローラ42、ブレード43に挿入する保護抵抗の最小値Rminは、上記式10における“n”に、上述した値“5”又は“10”を代入することで求まる。ここで、式10の“V”はリセット部材44においては、現像バイアス電圧(Va)とリセットバイアス電圧(Vd)との差、供給ローラ42においては現像バイアス電圧と供給バイアス電圧(Vc)との差、そしてブレード43においては現像バイアス電圧と規制バイアス電圧(Vb)との差の電位である。   Therefore, the minimum value Rmin of the protective resistance inserted into the reset member 44, the supply roller 42, and the blade 43 can be obtained by substituting the above-described value “5” or “10” into “n” in the above equation (10). Here, “V” in Expression 10 represents the difference between the development bias voltage (Va) and the reset bias voltage (Vd) in the reset member 44, and the difference between the development bias voltage and the supply bias voltage (Vc) in the supply roller 42. The difference is the potential of the difference between the development bias voltage and the regulation bias voltage (Vb) at the blade 43.

すなわち、R4min=|Vd−Va|/(3000×v×l)
R3min=|Vb−Va|/(1500×v×l)
R2min=|Vc−Va|/(1500×v×l)
となる。
That is, R4min = | Vd−Va | / (3000 × v × l)
R3min = | Vb−Va | / (1500 × v × l)
R2min = | Vc−Va | / (1500 × v × l)
It becomes.

上述のような比電荷、トナー付着量、層厚等の特性を有するトナーを用い、各部材に供給する電圧を変えて様々な実験を行った結果、トナー層にかかる電位差は少なくとも40V以上必要という結論を得た。このような場合、保護抵抗部での電圧降下に見合う大きなバイアス電圧を、あらかじめ供給することにより対処できる。上述のトナー層45の絶縁破壊電圧を概ね400Vと仮定すると、設定電位差40Vの場合、トナー層の絶縁破壊に対する電圧余裕度は最大10倍となリ、保護抵抗部での許容電圧降下量は360Vとなる。このように、保護抵抗の範囲を大きくとることが可能となる。よって、不意なトナー層の不均一性が発生しても、それによる過電流を防止し、現像を良好に行える。   As a result of various experiments using the toner having characteristics such as the specific charge, the toner adhesion amount, and the layer thickness as described above and changing the voltage supplied to each member, the potential difference applied to the toner layer needs to be at least 40 V or more. I got a conclusion. Such a case can be dealt with by supplying in advance a large bias voltage commensurate with the voltage drop at the protective resistance section. Assuming that the dielectric breakdown voltage of the toner layer 45 is approximately 400 V, when the set potential difference is 40 V, the voltage margin against the dielectric breakdown of the toner layer is 10 times maximum, and the allowable voltage drop at the protective resistance portion is 360 V. It becomes. In this way, it is possible to increase the range of the protective resistance. Therefore, even if unexpected toner layer non-uniformity occurs, overcurrent caused by the toner layer can be prevented and development can be performed satisfactorily.

また、上述した式9で説明したように、トナー層の転移電流の最大値算出の根拠は、実用可能なトナー比電荷の最大値が30μC/gで、黒ベタに必要な感光体1上のトナー付着量がほぼ1.0mg/cm2であったことである。ところが、供給ローラ42は、現像後の現像ローラ41表面のトナーの除去、現像槽40内のトナーを帯電し現像ローラ41に塗布する機能を有する。そのため、現像後の現像ローラ41上のトナーの除去機構は、逆向きの電流となるため、最大電流が現像位置での最大現像電流よりも小さくなる。実際に供給ローラ42に流れる電流を測定した結果、最大現像電流の1/5以下であった。従って、供給ローラ42における保護抵抗の上限値R2max(MΩ)は、式8及び9より次式11で規定できる。 Further, as explained in Equation 9 above, the basis for calculating the maximum value of the transition current of the toner layer is that the practical maximum value of the toner specific charge is 30 μC / g, which is necessary on the photosensitive member 1 necessary for the black solid. That is, the toner adhesion amount was approximately 1.0 mg / cm 2 . However, the supply roller 42 has a function of removing the toner on the surface of the developing roller 41 after development and charging the toner in the developing tank 40 and applying it to the developing roller 41. For this reason, the mechanism for removing the toner on the developing roller 41 after development is a reverse current, and therefore the maximum current is smaller than the maximum developing current at the development position. As a result of actually measuring the current flowing through the supply roller 42, it was 1/5 or less of the maximum developing current. Therefore, the upper limit value R2max (MΩ) of the protective resistance in the supply roller 42 can be defined by the following equation 11 from the equations 8 and 9.

R2max=6/(l×v) ・・・(11)
ただし、V=360Vとした。
R2max = 6 / (l × v) (11)
However, V = 360V.

次に、ブレード43について検討する。このブレード43は、供給ローラ42によって現像ローラ41表面にあらかじめトナーが塗布されていることから、トナー転移量はほとんどなく、トナー帯電電流が支配的と考えられる。従って、最大電流は、現像部の最大現像電流よりも小さい。実際にブレード43に流れる電流を測定した結果、最大現像電流の1/3以下であった。   Next, the blade 43 will be examined. Since the blade 43 is preliminarily coated with toner on the surface of the developing roller 41 by the supply roller 42, there is almost no toner transfer amount and the toner charging current is considered to be dominant. Therefore, the maximum current is smaller than the maximum developing current of the developing unit. As a result of actually measuring the current flowing through the blade 43, it was 1/3 or less of the maximum developing current.

また、現像において白ベタを現像した後の現像ローラ41には、現像前とほぼ同量のトナーが残留している。このトナーをリセット部材44で全て電気的に除去しようとすると、式9に示した最大電流Imaxが流れることになる。しかし、実際には現像ローラ上のトナーのリフレッシュは、供給ローラ42の機械的な除去とのバランスで達成した方が効果的である。そのため、除去バイアス電圧を低めに設定し、リセット部位でのトナー除去量を100%としないよにする。これによると、除電電流は前記Imaxより小さめになる。また、リセット部材44が、シートのような固定部材の場合、除去したトナーが効率よく現像槽40内へと搬送されないため、結果的には除電電流は小さくなってしまう。実際に白ベタ現像後に、リセット部材44に流れる電流を測定した結果、最大現像電流Imaxの1/3以下であった。   Further, in the development, the toner of the same amount as that before the development remains on the developing roller 41 after the white solid is developed. If all the toner is electrically removed by the reset member 44, the maximum current Imax shown in Expression 9 flows. However, in practice, it is more effective to refresh the toner on the developing roller in a balance with mechanical removal of the supply roller 42. Therefore, the removal bias voltage is set to a low value so that the toner removal amount at the reset portion is not 100%. According to this, the static elimination current is smaller than Imax. In addition, when the reset member 44 is a fixing member such as a sheet, the removed toner is not efficiently conveyed into the developing tank 40, and as a result, the static elimination current is reduced. As a result of actually measuring the current flowing through the reset member 44 after white solid development, it was 1/3 or less of the maximum development current Imax.

従って、トナー層規制部材であるブレード43とリセット部材44における保護抵抗の上限値Rmax(Ω)は、式8及び9より次式12で規定される。   Therefore, the upper limit value Rmax (Ω) of the protective resistance in the blade 43 and the reset member 44 which are toner layer regulating members is defined by the following equation 12 from the equations 8 and 9.

R3max=R4max=3.6/(l×v) ・・・(12)
以上より、リセット部材44、あるいは供給ローラ42、ブレード43にバイアス電圧を印加する電源回路14、12、13と現像ローラ41との間に挿入する保護抵抗R4、R2、R3の値は、
|Vc−Va|/(1500×v×1)<R2<6/(l×v)
|Vb−Va|/(1500×v×1)<R3<3.6/(l×v)
|Vd−Va|/(3000×v×1)<R4<3.6/(l×v)
となる。
R3max = R4max = 3.6 / (l × v) (12)
From the above, the values of the protective resistors R4, R2, and R3 inserted between the developing roller 41 and the power supply circuits 14, 12, and 13 that apply a bias voltage to the reset member 44, the supply roller 42, and the blade 43 are
| Vc−Va | / (1500 × v × 1) <R2 <6 / (l × v)
| Vb−Va | / (1500 × v × 1) <R3 <3.6 / (l × v)
| Vd−Va | / (3000 × v × 1) <R4 <3.6 / (l × v)
It becomes.

以上説明したような保護抵抗を現像ローラ41と現像バイアス電圧の供給源である電源回路11との間に挿入することによって、現像ローラ41と感光体1との間で発生する過電流を防止する考え方は従来からよく知られている。ところが、この場含、以下の副作用が発生する。   By inserting the protective resistance as described above between the developing roller 41 and the power supply circuit 11 which is a supply source of the developing bias voltage, an overcurrent generated between the developing roller 41 and the photoreceptor 1 is prevented. The idea is well known. However, in this case, the following side effects occur.

例えば、画像の白黒比によって現像量が大小することに伴って、現像電流が大小する。すると、現像ローラ41部分での電圧降下量が白黒比によって変化することになる。その結果、特に中間調画質において白黒比に伴った濃度ムラが目立つようになる。この課題を解決するために、本発明の現像装置においては、低抵抗の現像ローラ41を用い、あえて現像ローラ41と電源回路11との間に保護低抗を挿入せず、図12に示すようにリセット部材44と電源回路14との間に保護低抗50を挿入した。また、現像部のトナー層にかかる最大電位差を実験的に検討した結果、400V以下に設定することで、感光体1に対する過電流の危険性を回避できることがわかった。   For example, as the development amount increases or decreases depending on the black and white ratio of the image, the development current decreases. Then, the voltage drop amount at the developing roller 41 portion changes depending on the black and white ratio. As a result, the density unevenness accompanying the black and white ratio becomes conspicuous especially in the halftone image quality. In order to solve this problem, in the developing device of the present invention, a low resistance developing roller 41 is used, and a protective resistance is not inserted between the developing roller 41 and the power supply circuit 11 as shown in FIG. A protective resistance 50 is inserted between the reset member 44 and the power supply circuit 14. Further, as a result of experimentally examining the maximum potential difference applied to the toner layer in the developing portion, it was found that the risk of overcurrent to the photoreceptor 1 can be avoided by setting it to 400 V or less.

よって、本発明においては、保護抵抗については、図12に示すようにリセット部材44、あるいは供給ローラ42、ブレード43に供給してなる電源回路14、12、13との間に設けることで、上述したような電位差を大きくしても過電流の防止を可能にし、保護抵抗の設定可能な純囲を広くし、過電流の発生を無くし、良好なる現像を可能にしている。   Therefore, in the present invention, the protection resistance is provided between the reset member 44, the supply roller 42, and the power supply circuits 14, 12 and 13 supplied to the blade 43 as shown in FIG. Even if the potential difference is increased, overcurrent can be prevented, a pure range in which a protective resistance can be set is widened, occurrence of overcurrent is eliminated, and good development is possible.

また、現像ローラ41と電源回路11との間には保護抵抗を挿入することなく、上述したように感光体1と接触する現像部ての電位差が400V以下になるように現像バイアス電圧(Va)を供給することで、過電流防止を行い安定した現像を可能にしている。そこで、感光体1の表面電位を例えは一550Vで、レーザ光等が照射された部位の電位がほぼ‘0’とすれば、少なくとも現像バイアス電圧としては一400V以下(絶対値で)に設定すればよい。   Further, without applying a protective resistor between the developing roller 41 and the power supply circuit 11, as described above, the developing bias voltage (Va) is set so that the potential difference at the developing portion in contact with the photosensitive member 1 is 400 V or less. To prevent overcurrent and enable stable development. Therefore, if the surface potential of the photosensitive member 1 is 1550 V, for example, and the potential of the portion irradiated with the laser beam is substantially “0”, at least the developing bias voltage is set to 1400 V or less (in absolute value). do it.

以上のように、本発明1は、上述した目的を達成するためになされたものであって、表面に一成分現像剤を担持し、静電潜像担持体に接触して静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤供給部材により供給された現像剤の層厚を規制する現像剤層規制部材とを備えた現像装置において、前記現像剤を所定層厚形成した現像剤担持体が黒画像現像を行った後、前記現像剤供給部材によって現像剤を供給し、現像剤層規制部材により再び所定層厚となるよう形成した時の現像剤担持体が担持している現像剤の平均体積粒径をDbkとし、前記現像剤を所定層厚形成した現像剤担持体が白画像現像を行った後、前記現像剤供給部材によって現像剤を供給し、現像剤層規制部材により再び所定層厚となるよう形成した時の現像剤担持体が担持している現像剤の平均体積粒径をDwtとした場合、Dwt/Dbk>0.8を満足することを特徴とする現像装置である。   As described above, the first aspect of the present invention has been made to achieve the above-described object, and carries a one-component developer on the surface and makes contact with an electrostatic latent image carrier to form an electrostatic latent image. A developer carrier to be developed, a developer supply member that supplies the developer to the developer carrier, and a layer thickness of the developer that is in contact with the developer carrier and supplied by the developer supply member is regulated. And a developer layer regulating member that performs a black image development on the developer carrying member having the developer formed in a predetermined layer thickness, and then supplies the developer by the developer supply member. The average volume particle diameter of the developer carried by the developer carrying member when the layer restricting member is again formed to have a predetermined layer thickness is Dbk, and the developer carrying member having the predetermined layer thickness is white. After image development, the developer is supplied by the developer supply member. When the average volume particle size of the developer carried by the developer carrying member when the developer layer regulating member is formed again to have a predetermined layer thickness is Dwt, Dwt / Dbk> 0.8 is satisfied. Is a developing device.

また、本発明2は、前記一成分現像剤は、CV=100×(標準偏差/平均値)と定義される体積粒径分布を現すCV値[%]が25%以内であるとを特徴とする本発明1の現像装置である。   In addition, the present invention 2 is characterized in that the one-component developer has a CV value [%] representing a volume particle size distribution defined as CV = 100 × (standard deviation / average value) within 25%. The developing device according to the first aspect of the present invention.

また、本発明3は、前記現像剤担持体上に担持されている前記一成分現像剤の層厚をT[μm]、平均体積粒径をD[μm]としたとき、T<3×Dを満足することを特徴とする本発明2の現像装置である。   In the present invention 3, when the layer thickness of the one-component developer carried on the developer carrying member is T [μm] and the average volume particle diameter is D [μm], T <3 × D The developing device according to the second aspect of the invention is characterized in that:

また、本発明4は、前記現像剤担持体と前記静電潜像担持体とが接触した後に、前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体上に残留する現像剤を除電または除去するリセット部材を有し、前記現像剤担持体に印加される電圧をVa[V]とし、前記リセット部材に引加される電圧をVd[V]とすると、Va−Vdの符号が前記現像剤の帯電極性と同極性となるように電圧を引加すること特徴とする本発明1の現像装置である。   According to the fourth aspect of the present invention, after the developer carrier and the electrostatic latent image carrier are brought into contact, the developer carrier is brought into contact with the developer carrier, and the developer remaining on the developer carrier is neutralized or removed. If the voltage applied to the developer carrying member is Va [V] and the voltage applied to the reset member is Vd [V], the sign of Va-Vd is the developer. The developing device according to the first aspect of the present invention is characterized in that a voltage is applied so as to have the same polarity as the charging polarity.

また、本発明5は、前記リセット部材は、金属材料もしくは現像剤を介して前記現像剤担持体と接触する部分における抵抗値が10kΩ以下の低抵抗材料から構成されることを特徴とする本発明4の現像装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, the reset member is made of a low resistance material having a resistance value of 10 kΩ or less at a portion in contact with the developer carrier via a metal material or a developer. 4 developing device.

また、本発明6は、前記リセット部材は、低抵抗薄板状部材から構成され、前記現像剤担持体上に形成された現像剤層に接する表面に対しても裏面に対しても接触部以外の表面に、ほぼ画像有効幅以上の幅で導体電極が配置され、当該導体電極に電圧引加手段が接続されていることを特徴とする本発明5の現像装置である。   According to the sixth aspect of the present invention, the reset member is formed of a low-resistance thin plate-like member, and the surface other than the contact portion with respect to the front surface and the back surface is in contact with the developer layer formed on the developer carrier. The developing device according to the fifth aspect of the invention is characterized in that a conductor electrode is disposed on the surface with a width substantially equal to or greater than the effective image width, and a voltage applying means is connected to the conductor electrode.

また、本発明7は、前記現像剤の層厚をT[μm]とすると、|Va−Vd|<20×Tを満足することを特徴とする本発明4乃至6の現像装置である。   In addition, the present invention 7 is the developing device according to any one of the present invention 4 to 6, wherein | Va−Vd | <20 × T is satisfied when the layer thickness of the developer is T [μm].

また、本発明8は、前記リセット部材と電圧印加手段との間に過電流保護用の抵抗が接続され、その抵抗値R4[MΩ]は、前記静電潜像坦持体の周速をv[m/s]、現像剤坦持体有効幅をl[m]としたとき、|Vd−Va|/(3000×v×l)<R4<3.6/(l×v)を満足することを特徴とする本発明4乃至7の現像装置である。   According to the eighth aspect of the present invention, a resistor for overcurrent protection is connected between the reset member and the voltage applying unit, and the resistance value R4 [MΩ] represents the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier. When [m / s] and the developer carrier effective width is 1 [m], | Vd−Va | / (3000 × v × l) <R4 <3.6 / (l × v) is satisfied. The developing device according to any one of 4 to 7 of the present invention.

また、本発明9は、前記現像剤担持体は、導電性シャフトと、前記導電性シャフト上の可撓性を有する半導電層とから構成され、前記現像剤担持体が前記現像剤を介して前記静電潜像担持体と接触する部分の抵抗をRd[Ω]としたとき、104<Rd<5×106を満足することを特徴とする本発明1乃至9の現像装置である。 According to the ninth aspect of the present invention, the developer carrier is composed of a conductive shaft and a flexible semiconductive layer on the conductive shaft, and the developer carrier is interposed via the developer. In the developing device according to any one of the first to ninth aspects of the present invention, 10 4 <Rd <5 × 10 6 is satisfied, where Rd [Ω] is a resistance of a portion in contact with the electrostatic latent image carrier.

また、本発明10は、前記現像剤担持体の半導電層は、水分吸収率は1%以下のウレタン樹脂であることを特徴とする本発明9の現像装置である。   According to a tenth aspect of the present invention, in the developing device of the ninth aspect, the semiconductive layer of the developer carrying member is a urethane resin having a moisture absorption rate of 1% or less.

また、本発明11は、前記現像剤担持体上に形成された現像剤層の薄層状態での抵抗値をRt[Ω]としたとき、Rt>5×107を満足することを特徴とする本発明1乃至10の現像装置である。 Invention 11 is characterized in that Rt> 5 × 10 7 is satisfied, where Rt [Ω] is a resistance value in a thin layer state of the developer layer formed on the developer carrier. The developing device according to the first to tenth aspects of the present invention.

本発明によれば、白画像現像部と黒画像現像部の粒径変動を小さくすることにより、比電荷変動による現像ゴーストを解消でき、良好なる現像を可能にした。   According to the present invention, by reducing the particle size variation in the white image developing portion and the black image developing portion, it is possible to eliminate the development ghost due to the specific charge variation, and to achieve good development.

また、現像ローラの抵抗値をはじめとする各部材の抵抗値を規定することで、表面電位変動による現像ゴーストも合わせて解消できる。   Further, by defining the resistance value of each member including the resistance value of the developing roller, the development ghost due to the surface potential fluctuation can be eliminated together.

さらに、上記抵抗値規定に加え、保護抵抗を各部材に挿入し、印加電圧の上限を設定することで、過電流によるトナー層劣化を防止でき、これによる画質劣化を合わせて防止できるようになった。   Furthermore, in addition to the above resistance value regulation, a protective resistor is inserted into each member, and by setting an upper limit of the applied voltage, it is possible to prevent toner layer deterioration due to overcurrent and to prevent image quality deterioration due to this. It was.

特に、本発明4によれば、現像ローラにリセット部材を接触させ、帯電したトナーをリセット部材側に引き寄せる電圧を印可することにより、白画像現像後の現像ローラに残留しているトナーを除去・除電し、黒画像現像後と等価な状態にする。これにより黒画像を現像した後のトナー平均粒径と、白画像を現像した後のトナー平均粒径の差を小さくでき、現像ゴーストの課題を解決することができる。   In particular, according to the fourth aspect of the present invention, the toner remaining on the developing roller after white image development is removed by bringing the reset member into contact with the developing roller and applying a voltage that draws the charged toner toward the reset member. Eliminate static electricity to make it equivalent to that after black image development. As a result, the difference between the average toner particle diameter after developing the black image and the average toner particle diameter after developing the white image can be reduced, and the problem of development ghost can be solved.

また、このリセット部材を導電ローラで構成すると、長寿命な現像装置が提供でき、導電性フィルムで構成すると、安価な現像装置を提供できる。   If the reset member is made of a conductive roller, a long-life developing device can be provided, and if it is made of a conductive film, an inexpensive developing device can be provided.

また、現像ローラにトナー層厚規制部材を接触させ、帯電したトナーを現像ローラ側に引き寄せる電圧を印可することにより、トナー層厚や比電荷量のばらつきを小さくすることができるため、中間調画像の濃度むらを低減できるもので、上記現像ゴーストの防止効果と合わせることで、より良好な現像画質を提供できる。   In addition, since the toner layer thickness regulating member is brought into contact with the developing roller and a voltage for attracting the charged toner toward the developing roller is applied, variation in the toner layer thickness and specific charge amount can be reduced. The density unevenness can be reduced, and when combined with the effect of preventing the development ghost, a better development image quality can be provided.

また、印加バイアスに上限を設けたり、保護抵抗を設けることで、トナー層厚や比電荷量を不安定にする過電流の防止ができ、良好な現像画質を提供できる。   Further, by providing an upper limit to the applied bias or providing a protective resistor, it is possible to prevent overcurrent that makes the toner layer thickness and specific charge amount unstable, and to provide good development image quality.

また、現像ローラにトナー供給部材を接触させ、帯電したトナーを現像ローラ側に引き寄せる電圧を印可することにより、トナー層厚や比電荷量のばらつきを小さくすることができるため、中間調画像の濃度むらを低減できるもので、上記現像ゴーストの防止効果と合わせることで、より良好な現像画質を提供できる。   Also, the density of the halftone image can be reduced by bringing the toner supply member into contact with the developing roller and applying a voltage that draws the charged toner toward the developing roller, thereby reducing variations in the toner layer thickness and specific charge amount. Unevenness can be reduced, and in combination with the effect of preventing the development ghost, better development image quality can be provided.

また、本発明8によれば、リセット部材の抵抗値に上限を設けることにより、リセット部材の表面に電荷が蓄積されることによる表面電位変化を防止できるため、トナー除去特性の劣化を防止することができる。   Further, according to the eighth aspect of the present invention, by setting an upper limit on the resistance value of the reset member, it is possible to prevent a change in surface potential due to charge accumulation on the surface of the reset member, thereby preventing deterioration of toner removal characteristics. Can do.

また、本発明9によれば、現像剤供給部材の抵抗値に上限を設けることにより、現像剤供給部材の表面に電荷が蓄積されることによる表面電位変化を防止できるため、トナー供給特性の劣化を防止することができる。   According to the ninth aspect of the present invention, since an upper limit is set on the resistance value of the developer supply member, a change in surface potential due to charge accumulation on the surface of the developer supply member can be prevented. Can be prevented.

また、本発明10によれば、現像ローラの抵抗値に下限を設けることで、現像ローラに接する部材との間での絶縁破壊や過電流という課題を防止でき、現像ローラの抵抗値に上限を設けることで、トナー転移電流や現像ローラ表面電位変化の影響で現像特性が損なわれることを防止でき、良好な現像画質を提供できる。   According to the tenth aspect of the present invention, by setting a lower limit to the resistance value of the developing roller, it is possible to prevent problems such as dielectric breakdown and overcurrent with the member in contact with the developing roller, and to set an upper limit on the resistance value of the developing roller By providing, it is possible to prevent the development characteristics from being impaired due to the influence of toner transfer current and development roller surface potential change, and it is possible to provide good development image quality.

また、本発明11によれば、上記現像ローラの半導電層として、水分吸収率が1%以下であるウレタン樹脂にて形成するようにしておけば、温度や湿度の変動による抵抗値の変動を小さくでき、合わせて静電潜像担持体の汚染をも防止し、画質劣化を効果的に防止できる。   Further, according to the present invention 11, if the semiconductive layer of the developing roller is formed of urethane resin having a moisture absorption rate of 1% or less, the resistance value varies due to variations in temperature and humidity. In addition, the electrostatic latent image carrier can be prevented from being contaminated, and image quality deterioration can be effectively prevented.

また、本発明12によれば、トナー層抵抗値の下限を規定することで、各部材にバイアスを印可した場合でもトナー層絶縁破壊や過電流に対する安全性を向上でき、安定したトナー層形成・現像特性を実現することができる。   Further, according to the present invention 12, by defining the lower limit of the toner layer resistance value, even when a bias is applied to each member, it is possible to improve the safety against toner layer dielectric breakdown and overcurrent, and to form a stable toner layer. Development characteristics can be realized.

本発明は、表面に一成分現像剤を担持し、静電潜像担持体に接触して静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤供給部材により供給された現像剤の層厚を規制する現像剤層規制部材とを備えた現像装置に利用できる。   The present invention includes a developer carrying member that carries a one-component developer on the surface and that develops an electrostatic latent image in contact with the electrostatic latent image carrying member, and a developer that supplies the developer to the developer carrying member. The present invention can be applied to a developing device including a supply member and a developer layer regulating member that abuts on the developer carrying member and regulates the layer thickness of the developer supplied by the developer supply member.

本発明にかかる一成分現像剤を利用した現像装置を示すものてあって、静電潜像を担持した感光体と接触し現像を行う現像装置の構造を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a developing device that uses a one-component developer according to the present invention, and shows a structure of a developing device that performs development by making contact with a photosensitive member carrying an electrostatic latent image. 図1に示す現像装置において、リセット部材無しとした場合の粒径分布変動を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a particle size distribution variation when no reset member is provided in the developing device shown in FIG. 1. 図1に示す現像装置において、リセット部材ありとした場合の粒径分布変動を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a particle size distribution variation when a reset member is provided in the developing device shown in FIG. 1. 図1に示す現像装置を備える画像形成装置の全体構造の概略を説明するための構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram for explaining an outline of an overall structure of an image forming apparatus including the developing device shown in FIG. 1. 本発明に基づく現像装置に使用されるトナーの薄層状態での静止抵抗値を測定する装置の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the apparatus which measures the static resistance value in the thin layer state of the toner used for the image development apparatus based on this invention. 本発明に基づく現像装置に使用されるトナーの薄層状態での静止抵抗値を測定した結果の一例で、電圧一電流特性を示す図である。It is a figure which shows an example of the result of having measured the static resistance value in the thin layer state of the toner used for the image development apparatus based on this invention, and a voltage-current characteristic. 本発明の現像装置を構成する現像ローラの静的な抵抗値を測定する装置の説明図である。It is explanatory drawing of the apparatus which measures the static resistance value of the developing roller which comprises the developing apparatus of this invention. 本発明に基づく現像装置において、現像ローラの抵抗値をパラメータとした現像特性を説明するための図である。In the developing device based on this invention, it is a figure for demonstrating the development characteristic which made resistance value of the developing roller the parameter. 本発明に基づく現像装置において、トナーの付着量をパラメータとした現像特性を説明するための図である。In the developing device based on this invention, it is a figure for demonstrating the development characteristic which made the adhesion amount of the toner a parameter. 本発明に基づく現像装置において、トナーの比電荷をパラメータとした現像特性を説明するための図である。In the developing device according to the present invention, it is a diagram for explaining the development characteristics using the specific charge of the toner as a parameter. 本発明の現像装置を構成する現像ローラの表面電位上昇量をパラメータとした現像特性を説明するための図てある。FIG. 4 is a diagram for explaining development characteristics using a surface potential increase amount of a developing roller constituting the developing device of the present invention as a parameter. 本発明に基づく現像装置に使用される過電流を防止する保護抵抗を説明する一例として現像後のリセット部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the reset part after image development as an example explaining the protection resistance which prevents the overcurrent used for the image development apparatus based on this invention. 図12に示すリセット部の等価回路であ驕B12 is an equivalent circuit of the reset unit shown in FIG. 本発明に基づく現像装置に使用される一般的な一成分現像剤の粒径と比電荷の関係を示すずである。The relationship between the particle size and specific charge of a general one-component developer used in the developing device according to the present invention is not shown. 本発明に基づく現像装置において、現像ゴーストの有無を評価するための画像パターンである。In the developing device based on this invention, it is an image pattern for evaluating the presence or absence of a development ghost. 本発明に基づく現像装置を構成するトナー層規制部材に導電性シートを用いた場合の適正な電極幅を説明する図である。It is a figure explaining the appropriate electrode width at the time of using an electroconductive sheet for the toner layer control member which comprises the developing device based on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体(静電潜像担持体)
4 現像装置
10 (非磁性)一成分現像剤
11 現像バイアス電圧の供給用の電源回路
12 規制部材への電圧供給用の電源回路
13 供給ローラヘの電圧供給用の電圧回路
40 現像槽
41 現像ローラ(トナー担持体)
42 供給ローラ(供給手段)
43 ブレード(規制部材)
44 リセット部材
45 トナー層
46 半導電層
Va 現像バイアス電圧
Vb 規制バイアス電圧
Vc 供給バイアス電圧
Vd リセットバイアス電圧
Rd 現像ローラの抵抗
Rc トナーの内部抵抗
Ri トナー間の接触抵抗
Rs トナーの表面抵抗
50 保護抵抗
1 Photoconductor (electrostatic latent image carrier)
4 Developing Device 10 (Non-magnetic) One-Component Developer 11 Power Supply Circuit 12 for Supplying Development Bias Voltage Power Supply Circuit 13 for Supplying Voltage to Regulatory Member Voltage Circuit 40 for Supplying Voltage to Supply Roller Developing Tank 41 Developing Roller (Developing Roller) Toner carrier)
42 Supply roller (supply means)
43 Blade (Regulator)
44 reset member 45 toner layer 46 semiconductive layer Va development bias voltage Vb regulating bias voltage Vc supply bias voltage Vd reset bias voltage Rd developing roller resistance Rc toner internal resistance Ri toner contact resistance Rs toner surface resistance 50 protection resistance

Claims (1)

表面に一成分現像剤を担持し、静電潜像担持体に接触して静電潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤供給部材により供給された現像剤の層厚を規制する現像剤層規制部材と、
前記現像剤担持体と前記静電潜像担持体とが接触した後に、前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体上に残留する現像剤を除電または除去するリセット部材とを備えた現像装置において、
前記現像剤は、CV=100×(標準偏差/平均値)と定義される体積粒径分布を現すCV値[%]が25%以上34.6%以下とされており、かつ、
前記現像剤担持体に印加される電圧をVa[V]とし、前記リセット部材に印加される電圧をVd[V]とすると、Va−Vdの符号が前記現像剤の帯電極性と同極性、かつ、|Va−Vd|≧100[V]となるように電圧が印加されることにより、
前記現像剤を所定層厚形成した現像剤担持体が黒画像現像を行った後、前記現像剤供給部材によって現像剤を供給し、現像剤層規制部材により再び所定層厚となるよう形成した時の現像剤担持体が担持している現像剤の平均体積粒径をDbkとし、
前記現像剤を所定層厚形成した現像剤担持体が白画像現像を行った後、前記現像剤供給部材によって現像剤を供給し、現像剤層規制部材により再び所定層厚となるよう形成した時の現像剤担持体が担持している現像剤の平均体積粒径をDwtとした場合、DbkとDwtとが、
Dwt/Dbk>0.8
を満足するように、前記現像剤担持体が担持している現像剤において過去に現像した画像パターンによって生じる粒径変動量が制限されていることを特徴とする現像装置。
A developer carrier that carries a one-component developer on the surface and that develops an electrostatic latent image in contact with the electrostatic latent image carrier;
A developer supply member for supplying a developer to the developer carrier;
A developer layer regulating member that contacts the developer carrying member and regulates the layer thickness of the developer supplied by the developer supplying member;
A reset member that contacts the developer carrier after the developer carrier and the electrostatic latent image carrier are in contact with each other, and removes or removes the developer remaining on the developer carrier; In the developing device,
The developer has a CV value [%] representing a volume particle size distribution defined as CV = 100 × (standard deviation / average value) of 25% to 34.6%, and
When the voltage applied to the developer carrying member is Va [V] and the voltage applied to the reset member is Vd [V], the sign of Va-Vd is the same polarity as the charging polarity of the developer, and By applying a voltage so that | Va−Vd | ≧ 100 [V],
When the developer carrying member having a predetermined layer thickness is subjected to black image development, the developer is supplied by the developer supply member, and the developer layer restricting member is used to form the predetermined layer thickness again. The average volume particle size of the developer carried by the developer carrying member is Dbk,
When the developer carrying member having a predetermined layer thickness is subjected to white image development, the developer is supplied by the developer supply member, and is again formed to have the predetermined layer thickness by the developer layer regulating member. When the average volume particle size of the developer carried by the developer carrying member is Dwt, Dbk and Dwt are
Dwt / Dbk> 0.8
The developing device is characterized in that the amount of variation in particle size caused by an image pattern developed in the past is limited in the developer carried by the developer carrying member.
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