JP2005215626A - Developing device - Google Patents

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智幸 坂巻
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  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device which when performing two-component contact development under an alternative electric field to an electrostatic latent image using an image carrier having a surface layer containing amorphous silicon with 1×10<SP>9</SP>to 1×10<SP>14</SP>Ωcm of volume resistance, performs development to a steady state at an image part, exhibits wide latitude to an SD gap and amount of developer coating, etc and performs successful image formation by preventing the occurrence of a defective image due to fogging and image density deterioration, sweep and edge enhancement such as void. <P>SOLUTION: In the developing device 4 in which a developer carrier 11 performs contact development of the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier to form a toner image by conveying developer containing nonmagnetic toner and magnetic carrier to a developing part 40 and the magnetic carrier has the volume resistance value of ≥1×10<SP>10</SP>Ωcm ≤1×10<SP>14</SP>Ωcm, a plurality of developer carriers 11 are provided and a plurality of developing parts 40 are formed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を二成分現像剤により現像して、画像を得る画像形成装置に備えられる現像装置に関するものである。   The present invention relates to a developing device provided in an image forming apparatus that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier with a two-component developer to obtain an image.

従来、画像形成装置として、特に電子写真法として特許文献1、特許文献2及び特許文献3等に種々の方法が記載されている。これらの方法は、いずれも像担持体が有する光導電層に原稿に応じた光像を照射することにより静電潜像を形成し、次いで該静電潜像上に、これとは反対の極性を有する、現像剤に含まれるトナーと呼ばれる着色微粉末を付着させて該静電潜像を現像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー像を転写した後、熱、圧力あるいは溶剤蒸気等により定着する、といった画像形成工程を経て複写物やプリントアウトを得るものである。   Conventionally, as an image forming apparatus, various methods are described in Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and the like, particularly as electrophotography. In any of these methods, an electrostatic latent image is formed by irradiating the photoconductive layer of the image carrier with a light image corresponding to the original, and then the opposite polarity is formed on the electrostatic latent image. The electrostatic latent image is developed by adhering colored fine powder called toner contained in the developer, and the toner image is transferred onto a transfer material such as paper as necessary. A copy or printout is obtained through an image forming process such as fixing by, for example.

この画像形成工程のうち静電潜像を現像する現像工程は、帯電させたトナー粒子を、静電潜像の静電相互作用を利用して、像担持体の静電潜像上に移動させて現像剤像(トナー像)の形成を行う工程である。一般に斯かる静電潜像を現像する方法のうち、それに用いる現像剤として、トナーを、キャリアと呼ばれる媒体に分散させた二成分現像剤を採用した二成分現像方法が、特に高画質を要求されるフルカラー複写機、フルカラープリンタには好適に用いられている。そして、現像装置には、トナー粒子を担持して像担持体表面へと搬送する現像剤担持体が設けられている。   In the image forming process, the developing process for developing the electrostatic latent image moves the charged toner particles onto the electrostatic latent image on the image carrier using the electrostatic interaction of the electrostatic latent image. In this step, a developer image (toner image) is formed. In general, among the methods for developing such an electrostatic latent image, a two-component developing method employing a two-component developer in which toner is dispersed in a medium called a carrier is particularly required to have high image quality. It is preferably used for full-color copying machines and full-color printers. The developing device is provided with a developer carrier that carries toner particles and conveys them to the surface of the image carrier.

近年、マルチメディア、コンピュータ画像処理等の発達により、更に高精細なフルカラー画像を出力する手段が要望されている。この目的のため、フルカラーの複写画像やプリントアウト画像を更に高画質、高精細とし、銀塩写真の画像水準にまで高品質化する努力がなされている。こうした要求に応じて、プロセス及び材料の観点から検討が加えられている。   In recent years, with the development of multimedia, computer image processing, etc., means for outputting a higher-definition full-color image has been demanded. For this purpose, efforts are being made to make full-color copy images and print-out images even higher in image quality and higher in image quality than silver halide photography. In response to these requirements, studies have been made from the viewpoint of processes and materials.

こうした高画質化の傾向により二成分現像方法が採用されることが多くなったが、上述した二成分現像方法は、現像剤磁気ブラシが像担持体表面を摺擦しながら現像を行う接触二成分現像方法と、現像剤磁気ブラシが像担持体と接触しない非接触二成分現像方法に分類される。非接触二成分現像方法では、像担持体にキャリアが付着するいわゆるキャリア付着現象が起こりにくいという長所もあるが、上述したような高精細フルカラー画像を得るためには、優れた細線再現性と十分な画像濃度が得られる接触二成分現像が好適に用いられる。   The two-component development method has been often adopted due to the tendency to improve the image quality. However, the two-component development method described above is a contact two-component method in which development is performed while the developer magnetic brush rubs the surface of the image carrier. Development methods and non-contact two-component development methods in which the developer magnetic brush does not contact the image carrier are classified. The non-contact two-component development method has an advantage that the carrier adhesion phenomenon that the carrier adheres to the image carrier is less likely to occur. However, in order to obtain a high-definition full-color image as described above, excellent fine line reproducibility and sufficient A contact two-component development capable of obtaining a high image density is preferably used.

又、そして、現像装置には、トナー粒子を担持して像担持体表面へと搬送する、磁界発生手段を内蔵した回転可能な導電性円筒等で形成された現像剤担持体が設けられ、トナーを静電潜像上に搬送するために、現像剤担持体から静電潜像側に現像バイアスを印加するが、上述したような高画質を達成するために、DCバイアスにACバイアスを重畳する方法が好適に用いられている。   Further, the developing device is provided with a developer carrier formed of a rotatable conductive cylinder or the like having a built-in magnetic field generating unit that carries toner particles and conveys them to the surface of the image carrier. In order to convey the image on the electrostatic latent image, a developing bias is applied from the developer carrying member to the electrostatic latent image side, but in order to achieve the above-described high image quality, an AC bias is superimposed on the DC bias. The method is preferably used.

ところで、近年、フルカラー化、システム化、デジタル化が進むと共に、出力画像の高画質化、高速化、高安定化の要求が高まっており、複写機、各種プリンタの軽印刷市場への進出が期待される。複写機や各種プリンタで一般的に用いられている電子写真方式で、印刷市場に参入していくためには、高画質化、高安定化は最低限の課題である。   By the way, in recent years, with the progress of full color, systemization, and digitalization, the demand for higher image quality, higher speed, and higher stability of output images is increasing, and it is expected that copiers and various printers will enter the light printing market. Is done. In order to enter the printing market with the electrophotographic method generally used in copying machines and various printers, high image quality and high stability are the minimum issues.

そして、従来より、電子写真プロセス(工程)において用いられる像担持体である感光体として、セレン系感光体、アモルファスシリコン感光体、有機感光体等が実用化されているが、その中でも特に、非晶質シリコンを含むアモルファスシリコン感光体は画質及び耐久性に優れた特性を備えていることが知られており、高画質や高速化、高安定を求められる場合に好適に用いられる。   Conventionally, selenium-based photoconductors, amorphous silicon photoconductors, organic photoconductors, and the like have been put to practical use as photoconductors that are image carriers used in electrophotographic processes (steps). Amorphous silicon photoreceptors containing crystalline silicon are known to have excellent image quality and durability, and are suitably used when high image quality, high speed, and high stability are required.

ここで、アモルファス感光体ドラムについて説明する。アモルファスシリコンは例えば円筒状のアルミニウムシリンダなどの導電性支持体と導電性支持体上に順次堆積された電荷注入阻止層と光導電層と表面層を有する。ここで、電荷注入阻止層は、導電性支持体から光導電層への電荷の注入を阻止するためのものであり、光導電層はシリコン原子を主原料とする非晶質材料で構成され、光導電性を示す。更に、表面層は、シリコン原子と炭素原子を含む、表面に形成される電子潜像の保持と膜の耐久性の向上を担っている場合が多い。   Here, the amorphous photosensitive drum will be described. Amorphous silicon has a conductive support such as a cylindrical aluminum cylinder, a charge injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer sequentially deposited on the conductive support. Here, the charge injection blocking layer is for blocking the injection of charges from the conductive support to the photoconductive layer, and the photoconductive layer is made of an amorphous material mainly composed of silicon atoms, Shows photoconductivity. Furthermore, the surface layer often takes charge of holding an electron latent image formed on the surface containing silicon atoms and carbon atoms and improving the durability of the film.

しかしながら、こうしたアモルファス感光体ドラムには以下のような問題がある。   However, these amorphous photosensitive drums have the following problems.

アモルファスシリコン感光体ドラムの特性として、その他の有機感光体に比べ、上記画像形成工程にてなされる潜像形成工程における露光によって上記光導電層に生成された光生成キャリアが、再結合しにくく、つまり消滅しづらいという特性がある。   As a characteristic of the amorphous silicon photoconductor drum, compared to other organic photoconductors, the photogenerated carriers generated in the photoconductive layer by exposure in the latent image forming process performed in the image forming process are less likely to recombine, In other words, it is difficult to disappear.

電子写真感光体を用いる場合は、レーザドライバ等の露光手段によって、感光体ドラム表面を露光することによって、外部情報に基づいた潜像形成がなされるが、その潜像形成工程において、感光体ドラムが有する光導電層に、露光による光吸収に伴う電子遷移の結果、物質内を電界により移動可能な光生成キャリアが発生する。   When an electrophotographic photosensitive member is used, a latent image is formed based on external information by exposing the surface of the photosensitive drum with an exposure unit such as a laser driver. In the latent image forming step, the photosensitive drum is formed. As a result of electron transition accompanying light absorption by exposure, photogenerated carriers that can move in the material by an electric field are generated in the photoconductive layer of the.

しかし、アモルファスシリコン系感光体ドラムは、多くのタングリングボンド(未結合手)を有しており、これが局在準位となって光生成キャリアの一部を捕捉してその走行性を低下させ、あるいは光生成キャリアの再結合確率を低下させる。従って、露光によって生成された光生成キャリアの一部は、その後の工程においても存在しつづける。つまり、光生成キャリアが再結合しにくく、消滅しづらいという特性は、アモルファスシリコンの非晶質性に由来する。   However, amorphous silicon photoconductor drums have many tangling bonds (unbonded hands), which become localized levels and trap some of the photogenerated carriers to reduce their runnability. Or reduce the recombination probability of photogenerated carriers. Therefore, a part of the photogenerated carrier generated by exposure continues to exist in the subsequent process. That is, the property that photogenerated carriers are difficult to recombine and are difficult to disappear is derived from the amorphous nature of amorphous silicon.

この一部残存した光生成キャリアは、以下に詳細に説明するように、現像時において現像されたトナーの電荷と結合し、問題を生じる場合がある。   As will be described in detail below, this partially remaining photogenerated carrier may combine with the charge of the developed toner during development, causing problems.

通常、画像形成工程は、感光体ドラムが帯電工程で帯電電位Vdまで帯電されのち、露光によって画像部の電位Vlが形成され、現像工程に供される。   Usually, in the image forming process, after the photosensitive drum is charged to the charging potential Vd in the charging process, the potential Vl of the image portion is formed by exposure and is used for the developing process.

尚、静電潜像は、感光ドラムの一様帯電された表面に照射される光の性質によって決定されるが、ここでは、静電潜像の感光体ドラムに一様帯電した後、露光工程にて露光を受けてない部分を非画像部とし、感光体ドラムに一様帯電した後、露光を受けた部分を画像部とする。   The electrostatic latent image is determined by the property of light irradiated on the uniformly charged surface of the photosensitive drum. Here, after the electrostatic latent image is uniformly charged on the photosensitive drum, the exposure process is performed. The portion that has not been exposed in step 1 is defined as a non-image portion, and the photosensitive drum is uniformly charged and the portion that has been exposed is defined as an image portion.

現像工程においては、感光体ドラムに対向して現像装置に備えられた導電性円筒部材である現像剤担持体の現像スリーブに現像バイアスが印加されることで、静電潜像が現像剤像(トナー像)として現像されるが、このときの現像バイアスが、電位がVdcであるDC成分を含むとすると、画像部においては、感光体ドラム表層の潜像電位Vlが現像バイアス電位Vdcとなるまで、感光体ドラム表面の潜像部にトナーを充填した状態が、ドラム表層と現像スリーブ間の電位差がなくなる定常状態であり、そこで現像を終了する。現像終了後の感光体ドラム表面のトナー層の電位を測定すると、現像バイアス電位Vdcとほぼ同じ値が計測される。   In the developing step, a developing bias is applied to the developing sleeve of the developer carrying member, which is a conductive cylindrical member provided in the developing device so as to face the photosensitive drum, so that the electrostatic latent image becomes a developer image ( If the developing bias at this time includes a DC component having a potential of Vdc, the latent image potential Vl on the surface of the photosensitive drum becomes the developing bias potential Vdc in the image portion. The state in which the latent image portion on the surface of the photosensitive drum is filled with toner is a steady state in which the potential difference between the drum surface layer and the developing sleeve disappears, and the development ends there. When the potential of the toner layer on the surface of the photosensitive drum after the development is measured, a value almost the same as the development bias potential Vdc is measured.

このように定常状態まで現像が行われるなら、現像工程が安定して実施されているため、例えば現像スリーブと感光体ドラム間の距離が変動するなど、現像能力に多少の変動が生じても、トナーの現像量の変動は小さい。   If development is performed to a steady state in this way, the development process is performed stably, so that even if there is some variation in development capability, for example, the distance between the development sleeve and the photosensitive drum varies, The variation in the toner development amount is small.

一方、現像バイアスにAC成分を重畳していない等、現像能力が低下している場合は、現像工程で、現像バイアス電位Vdcになるまで画像部にてトナーが充填されず、現像終了後のトナー層電位が潜像電位VlとVdcの間の値となる未充填状態の場合がある。   On the other hand, if the developing capability is low, such as when the AC component is not superimposed on the developing bias, toner is not filled in the image area until the developing bias potential Vdc is reached in the developing step, and the toner after the development is completed. There is a case where the layer potential is in an unfilled state where the value is between the latent image potentials Vl and Vdc.

このような画像部が未充填な状態、即ち定常状態ではない場合、例えば現像スリーブと感光体ドラム間の距離(SDギャップ)が変動に敏感に反応し、トナーの現像量に変動が生じやすい。   When the image portion is not filled, that is, not in a steady state, for example, the distance (SD gap) between the developing sleeve and the photosensitive drum reacts sensitively to fluctuations, and the toner development amount tends to vary.

そのため、現像終了後の画像部におけるトナー層の電位は、現像バイアス電位Vdcまで充填された状態、つまり定常状態であることが望ましい。   For this reason, it is desirable that the potential of the toner layer in the image portion after the development is filled up to the development bias potential Vdc, that is, in a steady state.

しかし、アモルファスシリコン系の感光体ドラムを用いた場合を述べれば、先に述べたように、アモルファスシリコン系の感光体ドラムを帯電した後、露光し潜像電位Vlを形成すると、露光時に生成された光生成キャリアの一部が残存したまま、次の現像工程に進むことになる。   However, in the case where an amorphous silicon photosensitive drum is used, as described above, when the amorphous silicon photosensitive drum is charged and then exposed to form a latent image potential Vl, it is generated during exposure. Then, the process proceeds to the next development step while a part of the photogenerated carrier remains.

現像工程では、現像バイアスが印加され現像が行われるが、本発明者らの検討によれば、アモルファスシリコン系の感光体ドラムを用いた場合は、現像後の画像部のトナー層電位はVdcまで充填された状態に至らない場合が多いことがわかった。   In the development process, development is performed by applying a development bias. According to the study by the present inventors, when an amorphous silicon photosensitive drum is used, the toner layer potential of the image portion after development is up to Vdc. It has been found that there are many cases where the filled state is not reached.

これは以下の理由によると考えられる。   This is considered to be due to the following reason.

現像時に、画像部において、トナーが現像バイアス電位Vdcと潜像電位Vlとの電位差を埋めるように現像が行われ、通常は潜像電位Vlとドラム上に形成されたトナーの電荷による電位の和がVdcとなった状態で、スリーブとドラム間に電位差がなくなり定常状態となり現像が終了する。   At the time of development, development is performed in the image portion so that the toner fills the potential difference between the development bias potential Vdc and the latent image potential Vl. Usually, the sum of the latent image potential Vl and the potential of the toner formed on the drum is summed. In the state in which Vdc becomes Vdc, there is no potential difference between the sleeve and the drum, the steady state is reached, and development is completed.

しかし、アモルファスシリコン系の感光体の場合は、静電潜像形成の露光時に光生成された光生成キャリアが残存しているため、画像部にトナーが搬送されても、トナーがドラム上に付着すると、トナーの電荷と光生成キャリアが結合し、トナーの電荷が消滅してしまう。つまり、アモルファスシリコン系の感光体の場合は、現像したトナーの電荷のうちの多くが残存光生成キャリアとの結合で消滅するため、トナーの電荷が潜像電位Vlと現像バイアス電位Vdcとの電位差を埋めるにはいたらず、結果として電位差の存在する未充填な状態のまま現像が終了することとなる。   However, in the case of an amorphous silicon photoconductor, the photogenerated carrier generated during the exposure for forming the electrostatic latent image remains, so that the toner adheres to the drum even if the toner is transported to the image area. Then, the charge of the toner and the photogenerated carrier are combined, and the charge of the toner disappears. That is, in the case of an amorphous silicon-based photoreceptor, most of the charge of the developed toner disappears due to the combination with the remaining photogenerated carrier, so that the toner charge is the potential difference between the latent image potential Vl and the development bias potential Vdc. As a result, the development is completed in an unfilled state where a potential difference exists.

現像終了後の画像部のトナー層の電位が現像バイアス電位Vdcまで充填されない未充填な状態は即ち定常状態でないため、先に述べたように、例えばSDギャップや現像スリーブ上の現像剤のコート量の変動など、現像能力の変化に敏感に反応してしまうため、画像的には濃度のムラなどが生じやすくなる。   The unfilled state in which the potential of the toner layer in the image area after the development is not filled up to the developing bias potential Vdc is not a steady state, that is, as described above, for example, the SD coat or the developer coating amount on the developing sleeve Because of this, it reacts sensitively to changes in developing ability, such as fluctuations in density, and therefore, unevenness of density or the like is likely to occur on an image.

以上のように、アモルファスシリコン感光体表面に形成された潜像に対して現像を行う場合、未充填状態のまま現像が終了するという問題が生じやすいが、この問題の解決策をたてるためには、現像装置の現像能力を向上させることが必要であり、その一つの方法として、例えば現像剤の抵抗を下げることが考えられる。現像剤の抵抗が低いということは、感光体ドラム近傍の磁気ブラシの電位が現像スリーブの電位に近いということである。すると、感光体ドラム近傍の狭い間隙で大きな電位差が発生し、その電界が大きいことにより現像性は高くなる。尚、現像剤の抵抗は、現像剤に含まれる磁性キャリアの体積抵抗値が比較的低い物を選ぶことによって低くする。   As described above, when developing a latent image formed on the surface of an amorphous silicon photoconductor, there is a tendency that the development ends in an unfilled state. To solve this problem However, it is necessary to improve the developing ability of the developing device. As one of the methods, for example, the resistance of the developer can be lowered. The low resistance of the developer means that the potential of the magnetic brush near the photosensitive drum is close to the potential of the developing sleeve. Then, a large potential difference is generated in a narrow gap near the photosensitive drum, and the developability is enhanced due to the large electric field. Note that the resistance of the developer is lowered by selecting a magnetic carrier contained in the developer having a relatively low volume resistance.

しかしながら、発明者らの検討によれば、アモルファスシリコン感光体ドラムを像担持体として用い、且つ、比較的低抵抗な現像剤をもちいた場合、画像にかぶりが発生し、しかも、出力された画像濃度も低いものしか得らない、という問題が生じた。   However, according to the study by the inventors, when an amorphous silicon photosensitive drum is used as an image carrier and a developer having a relatively low resistance is used, fogging occurs in the image, and the output image is output. There was a problem that only a low concentration was obtained.

現像工程において、上記のかぶり並びに画像濃度低下が発生する要因について様々な検討を行った結果、上記の問題は、アモルファスシリコン系の感光体ドラムのように表面層の体積抵抗値が109〜1014Ω・cm程度の感光体ドラムに対して、二成分現像剤に含まれる磁性キャリアから現像時に電荷が注入されることにより発生することが判明した。 As a result of various investigations on the factors that cause the fogging and the image density reduction in the development process, the above problem is that the volume resistance value of the surface layer is 10 9 to 10 as in the case of an amorphous silicon photosensitive drum. It has been found that this phenomenon occurs when a charge is injected from a magnetic carrier contained in a two-component developer to a photosensitive drum of about 14 Ω · cm during development.

ところで、アモルファスシリコンドラムに限らず表面層の体積抵抗値が109〜1014Ω・cm程度の感光体ドラムに対しては、帯電工程において電荷注入帯電方式と呼ばれる帯電方法を用いることが可能である。 By the way, it is possible to use a charging method called a charge injection charging method in a charging process for a photosensitive drum having a surface layer volume resistance of about 10 9 to 10 14 Ω · cm, not limited to an amorphous silicon drum. is there.

電荷注入帯電方式とは、磁性粒子を用いて、感光体ドラムを摩擦帯電しながら、且つバイアスを印加する帯電方法であり、具体的には、体積抵抗値1010Ω・cm未満のフェライト等の略100μm以下、好ましくは15〜50μmの磁性粒子を、磁界発生手段であるマグネットを内包した帯電用スリーブに担持させ、上述の体積抵抗率に調整された感光体ドラムに摺擦しながらバイアスを印加することによって感光体ドラムを帯電する帯電方法である。 The charge injection charging method is a charging method in which a magnetic drum is used to frictionally charge a photosensitive drum and a bias is applied. Specifically, a ferrite having a volume resistance value of less than 10 10 Ω · cm is used. A magnetic particle of approximately 100 μm or less, preferably 15 to 50 μm, is carried on a charging sleeve containing a magnet as a magnetic field generating means, and a bias is applied while rubbing against the photosensitive drum adjusted to the above-mentioned volume resistivity. This is a charging method for charging the photosensitive drum.

帯電工程におけるこの電荷注入帯電と同様な現象が、体積抵抗値が106〜109Ω・cm程度の比較的低抵抗な磁性キャリアを用いた場合は、現像工程においても起こり、この時、磁性キャリアが電荷注入帯電方式における磁性粒子のように挙動し、又、現像スリーブが帯電用スリーブのような挙動をすることで、特にこの磁性キャリアが感光体ドラムに接触している二成分現像を行なった場合には、現像部における電荷注入が発生してしまい、上記のかぶり及び画像濃度の低下の原因となることが考えられる。 The same phenomenon as the charge injection charging in the charging process occurs in the developing process when a relatively low resistance magnetic carrier having a volume resistance of about 10 6 to 10 9 Ω · cm is used. The carrier behaves like a magnetic particle in the charge injection charging system, and the developing sleeve behaves like a charging sleeve, so that the two-component development in which the magnetic carrier is in contact with the photosensitive drum is performed. In such a case, it is considered that charge injection occurs in the developing portion, causing the above-described fogging and a decrease in image density.

又、電荷注入帯電においては、AC電界を重畳すると帯電効率が向上することも確認されている。   In charge injection charging, it has also been confirmed that charging efficiency is improved when an AC electric field is superimposed.

即ち、このAC電界を重畳した電荷注入帯電を現像工程に置き換えて考察して、従来の現像方法においては、像担持体として、体積抵抗が1×109〜1×1014Ω・cmであるアモルファスシリコン感光体を使用し、現像効率向上、画像品位向上のために採用した、低抵抗性の磁性キャリアを用いた二成分現像、加えてAC電界を重畳した現像バイアスの印加により、帯電工程における電荷注入帯電時と同様の現象が発生してしまったと考えられる。 That is, the charge injection charging with the AC electric field superimposed thereon is replaced with a development step, and in the conventional development method, the volume resistance of the image carrier is 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ω · cm. Using an amorphous silicon photoconductor to improve development efficiency and image quality, adopt two-component development using a low-resistance magnetic carrier, and in addition, apply a development bias with an AC electric field superimposed on the charging process. It is considered that the same phenomenon as in charge injection charging has occurred.

つまり、アモルファスシリコン感光体のように表面層の体積抵抗値が109〜1014Ω・cm程度に調整された感光体ドラムを用い、体積抵抗値が低い、例えば106〜109Ω・cm程度の磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いて、AC電界を重畳して反転現像を行う場合を考えると、現像部において、現像剤に含まれる磁性キャリアから感光体ドラムに対して電荷注入が行なわれるため、非画像部、画像部共にその電位が現像スリーブに印加している電圧のDC成分に収束するようになる。このため、非画像部と現像スリーブの電位差が減少し、かぶりが発生するとともに、画像部と現像スリーブの電位差が減少することから画像濃度が低下してしまう。これは、反転現像だけでなく正規現像を行った場合にも同様に起こりうる。 That is, a photosensitive drum whose surface layer has a volume resistance adjusted to about 10 9 to 10 14 Ω · cm, such as an amorphous silicon photoconductor, has a low volume resistance, for example, 10 6 to 10 9 Ω · cm. Considering a case where reversal development is performed by superimposing an AC electric field using a two-component developer containing about a magnetic carrier, charge injection from the magnetic carrier contained in the developer to the photosensitive drum is performed in the developing unit. Therefore, the potential of both the non-image area and the image area converges on the DC component of the voltage applied to the developing sleeve. For this reason, the potential difference between the non-image portion and the developing sleeve is reduced, fogging occurs, and the potential difference between the image portion and the developing sleeve is reduced, so that the image density is lowered. This can occur in the same manner not only in the reverse development but also in the normal development.

このような問題は、二成分現像における磁性キャリアの体積抵抗値が低いことが、本質的な原因であり、磁性キャリアの体積抵抗値を高くする、つまり1010Ω・cm以上の体積抵抗値をもつ磁性キャリアを用いることにより、現像時に感光体に電荷が注入されることはなくなり、上記のかぶりのような問題は起こらなくなる。 Such a problem is essentially caused by a low volume resistance value of the magnetic carrier in the two-component development, and the volume resistance value of the magnetic carrier is increased, that is, a volume resistance value of 10 10 Ω · cm or more is increased. By using the magnetic carrier, no charge is injected into the photoreceptor during development, and the above-described problem such as fog does not occur.

そこで、体積抵抗が1×109〜1×1014Ω・cmのアモルファスシリコン感光体を用いた場合は、体積抵抗値が1010Ω・cm以上の比較的高抵抗な磁性キャリアを用いれば、上記のかぶり、濃度低下等の問題は回避できるが、先に述べたように、スリーブとドラムの電位差が未充填なまま現像が終了してしまうという問題が生じてしまう。 Therefore, when an amorphous silicon photoconductor having a volume resistance of 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ω · cm is used, if a relatively high resistance magnetic carrier having a volume resistance of 10 10 Ω · cm or more is used, Although the above-mentioned problems such as fogging and density reduction can be avoided, as described above, there arises a problem that the development is completed while the potential difference between the sleeve and the drum is not filled.

更に、未充填なまま現像が終了してしまう場合には、別の問題として、複写画像にエッジ強調が発生してしまう。   Furthermore, when development is completed without filling, as another problem, edge enhancement occurs in the copied image.

エッジ強調は以下の(A)、(B)に記載する例のような形態で発生する。   Edge enhancement occurs in the form as in the examples described in (A) and (B) below.

(A)ベタ白部(非画像部)、或いは比較的低濃度部の画像領域内にベタ黒(画像部)領域が存在する時、ベタ黒濃度領域のエッジ部の濃度が濃く、ソリッド部の濃度がエッジ部に比べて薄くなる。この中でエッジ強調レベルは、現像スリーブと感光体ドラムの移動方向が、その最近接部で同方向(順方向)の場合、搬送方向後端のエッジが一番高い。このベタ黒後端のエッジ強調は、通常、「はき寄せ」と称される。   (A) When a solid black (image portion) area exists in an image area of a solid white portion (non-image portion) or a relatively low density portion, the density of the edge portion of the solid black density region is high and the solid portion The density is lighter than the edge. Among these, the edge emphasis level is highest at the trailing edge in the transport direction when the movement direction of the developing sleeve and the photosensitive drum is the same direction (forward direction) at the closest part. This edge enhancement at the solid black rear end is usually referred to as “crushing”.

(B)ハーフトーン濃度領域内にベタ黒画像(例えばベタ黒文字)がある場合、ベタ黒領域の周りのハーフトーン領域の濃度が薄くなる。このエッジ強調は、現像スリーブと感光体ドラムの移動方向が、その最近接部で同方向(順方向)の場合には、ベタ黒領域の、搬送方向で先端のハーフトーンが白く抜ける。このハーフトーン濃度領域が白く抜ける現象は、通常、「白抜け」と称される。   (B) When there is a solid black image (for example, solid black characters) in the halftone density area, the density of the halftone area around the solid black area becomes light. In this edge emphasis, when the moving direction of the developing sleeve and the photosensitive drum is the same direction (forward direction) at the closest part, the halftone at the tip of the solid black region is whitened out in the transport direction. This phenomenon in which the halftone density region is white is usually referred to as “white blank”.

(A)掃き寄せ、(B)白抜け等のエッジ強調は、ベタ黒部とその回りの低濃度部の電位差が大きい場合により強く発生する。又、上述したように、エッジ強調は、現像スリーブと感光体ドラムの移動方向の影響も受けている。但し、現像スリーブと感光体ドラムの移動方向依存に関しては、本明細書では詳述しない。   Edge enhancement such as (A) sweeping and (B) whiteout occurs more strongly when the potential difference between the solid black portion and the low density portion around it is large. As described above, edge enhancement is also affected by the moving direction of the developing sleeve and the photosensitive drum. However, the movement direction dependence of the developing sleeve and the photosensitive drum is not described in detail in this specification.

以上のようなエッジ強調が発生する状況からも分かるように、ハーフトーン領域とベタ黒部のように電位差の大きな画像同士が隣接する境界部の電界のまわりこみ現象が、エッジ強調の本質的な要因である。   As can be seen from the situation in which edge enhancement occurs as described above, the phenomenon of electric field wrapping around the border between adjacent images with a large potential difference, such as the halftone area and solid black area, is an essential factor for edge enhancement. is there.

現像時、感光体ドラムと現像スリーブの最近接位置近傍の現像領域においては、感光体ドラム上に形成された静電潜像の電位と、現像スリーブの電位(現像バイアスのDC成分)と、の間の電界を、現像剤に含まれるトナーが現像剤中から感光体ドラム側に移動することで打ち消そうとする。通常は、感光体ドラム上に形成された静電潜像の電位と、感光体ドラム近傍の磁気ブラシの電位と、の間の電界を打ち消すようにトナーが移動して、定常状態となって現像が終了する。従って、現像終了時までにはハーフトーン領域とベタ領域の電位差は、現像されたトナーにより打ち消されるとともに、電界のまわりこみも無くなりエッジ強調も生じない。   At the time of development, in the development region near the closest position of the photosensitive drum and the developing sleeve, the potential of the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum and the potential of the developing sleeve (DC component of the developing bias) The electric field in between is attempted to be canceled by the toner contained in the developer moving from the developer toward the photosensitive drum. Normally, the toner moves so as to cancel out the electric field between the potential of the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum and the potential of the magnetic brush near the photosensitive drum, and is developed in a steady state. Ends. Therefore, the potential difference between the halftone area and the solid area is canceled by the developed toner by the end of the development, and the electric field does not wrap around and edge enhancement does not occur.

しかし、アモルファスシリコン感光体の場合は、静電潜像の電位と現像スリーブの電位との間の電位差が打ち消されない未充填なまま現像が終了してしまうため、電界のまわりこみは消えずエッジ強調が生じやすい。   However, in the case of an amorphous silicon photoconductor, the potential difference between the potential of the electrostatic latent image and the potential of the developing sleeve is not canceled, and the development is completed without being filled. Is likely to occur.

更に、現像剤の体積抵抗値が高いと、静電潜像近傍に対向電極効果が働かないことと相まって、電界の差が発生する画像のエッジ部が、特に強調されやすいのである。   Further, when the volume resistance value of the developer is high, the edge portion of the image where the difference in electric field occurs is particularly emphasized, coupled with the fact that the counter electrode effect does not work in the vicinity of the electrostatic latent image.

以上に説明したように、像担持体としてのアモルファスシリコン感光体に対して従来の二成分現像方式を採用した現像を行う現像装置及び画像形成装置においては、以下の(1)、(2)に記載するような2つの問題が生じる。
(1)二成分現像剤に含まれるキャリアを比較的高い体積抵抗のものを使用すると、アモルファスシリコン感光体表面は、潜像工程において、露光することによって光生成キャリアが残留しやすいため、現像能力が下がり、現像工程にて現像バイアス電位と感光体表面の潜像電位Vlとの電位差が十分に小さくなる定常状態にならないので、SDギャップの変動に影響されやすく、形成画像に濃度ムラ、エッジ強調が生じやすい。
(2)その対策として、二成分現像剤に含まれるキャリアの体積抵抗を比較的低いものとすれば、アモルファスシリコン系の感光体ドラムのように表面層の体積抵抗値が109〜1014Ω・cm程度の感光体においては、磁性キャリアから感光体に電荷注入されてしまうため、非画像部と現像スリーブ電位との電位差が減少し、形成画像にカブリや濃度低下が生じやすい。
米国特許第2297691号公報 特公昭42−23910号公報 特公昭43−24748号公報
As described above, in the developing device and the image forming apparatus that perform development using the conventional two-component development method for the amorphous silicon photoconductor as the image carrier, the following (1) and (2) Two problems arise as described.
(1) If a carrier having a relatively high volume resistance is used as the carrier contained in the two-component developer, the photogenerated carrier tends to remain on the surface of the amorphous silicon photosensitive member by exposure in the latent image process. Since the potential difference between the developing bias potential and the latent image potential Vl on the surface of the photosensitive member is not sufficiently small in the developing process, the steady state is not easily affected. Is likely to occur.
(2) As a countermeasure, if the volume resistance of the carrier contained in the two-component developer is relatively low, the volume resistance value of the surface layer is 10 9 to 10 14 Ω like an amorphous silicon photosensitive drum. In a photoconductor of about cm, charges are injected from the magnetic carrier into the photoconductor, so that the potential difference between the non-image area and the developing sleeve potential is reduced, and the formed image is likely to be fogged or the density is lowered.
US Patent No. 2,297,691 Japanese Patent Publication No.42-23910 Japanese Patent Publication No.43-24748

本発明の目的は、非晶質シリコンを主な構成要素とし、体積抵抗が1×109〜1×1014Ω・cmであるアモルファスシリコン感光体ドラムを像担持体として用い、該像担持体表面に形成された静電潜像に対して交番電界下で二成分接触現像を行なった場合に、かぶりや画像濃度の低下を発生することなく、画像部においてトナーの電荷が現像スリーブと感光体ドラムの電位差をほぼ打ち消す定常状態まで現像が行われ、SDギャップ、現像剤コート量等に対するラティチュードが広く、更にはき寄せや白抜け等のエッジ強調による画像不良も発生せず、良好な画像形成を実施できる現像装置を提供することである。 An object of the present invention is to use an amorphous silicon photosensitive drum having amorphous silicon as a main component and having a volume resistance of 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ω · cm as an image carrier. When two-component contact development is performed on an electrostatic latent image formed on the surface under an alternating electric field, the toner charge is transferred from the developing sleeve and the photosensitive member in the image area without causing fogging or a decrease in image density. Development is performed to a steady state that almost cancels the potential difference of the drum, and the latitude for the SD gap, developer coating amount, etc. is wide, and image formation is not caused by edge enhancement such as close-up or whiteout, and good image formation Is to provide a developing device capable of performing the above.

上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、体積抵抗が1×109〜1×1014Ω・cmの表面層を有する像担持体上に形成された静電像をトナー及びキャリアを含む現像剤にて接触現像する現像装置において、
前記像担持体との対向部へ現像剤を担持搬送する現像剤担持体を複数設け、キャリアの体積抵抗値を1×1010Ω・cm以上1×1014Ω・cm以下としたことを特徴とする現像装置を提供する。
The above object is achieved by the developing device according to the present invention. In summary, according to the present invention, an electrostatic image formed on an image carrier having a surface layer having a volume resistance of 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ω · cm is contacted with a developer containing toner and carrier. In the developing device for developing,
A plurality of developer carriers that carry and transport the developer to a portion facing the image carrier are provided, and the volume resistance value of the carrier is set to 1 × 10 10 Ω · cm to 1 × 10 14 Ω · cm. A developing device is provided.

本発明の現像装置は、体積抵抗が1×109〜1×1014Ω・cmの表面層を有する像担持体上に形成された静電像をトナー及びキャリアを含む現像剤にて接触現像する現像装置において、像担持体との対向部へ現像剤を担持搬送する現像剤担持体を複数設け、キャリアの体積抵抗値を1×1010Ω・cm以上1×1014Ω・cm以下としたので、アモルファスシリコン感光体ドラム表面に形成された静電潜像を現像する現像装置において、複数の現像剤担持体である現像スリーブを感光体ドラム表面に沿って、その移動方向上流、下流に並べて配置することができ、複数回の現像機会を設けることができるので、現像部における電荷注入を防止するとともに、画像部にトナーが未充填である状態で現像が終了する問題を解消でき、SDギャップ、現像剤コート量等に対するラティチュードが広く、かぶり、濃度低下、及びエッジ強調等の画像不良が生じない、高画質な画像を形成することができる。 In the developing device of the present invention, an electrostatic image formed on an image carrier having a surface layer with a volume resistance of 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ω · cm is contact-developed with a developer containing toner and carrier. In the developing device, a plurality of developer carriers that carry and transport the developer to a portion facing the image carrier are provided, and the volume resistance value of the carrier is 1 × 10 10 Ω · cm to 1 × 10 14 Ω · cm. Therefore, in the developing device that develops the electrostatic latent image formed on the surface of the amorphous silicon photosensitive drum, the developing sleeves as a plurality of developer carrying members are moved upstream and downstream in the moving direction along the photosensitive drum surface. Since it can be arranged side by side and a plurality of development opportunities can be provided, it is possible to prevent charge injection in the developing portion, and to solve the problem that the development ends in a state where the image portion is not filled with toner. Gad A wide latitude for the developer coating amount, etc., fog, density decrease, and no image failure occurs in the edge enhancement and the like, it is possible to form a high quality image.

以下、本発明に係る現像装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、現像装置及びそれが設けられた画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, the developing device according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Note that the dimensions, materials, shapes, relative positions, and the like of the developing device and the components of the image forming apparatus provided with the developing device limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. It is not intended.

実施例1
図1は、本発明を実施した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本実施例は単色の画像形成装置であるが、これに限らず、例えばフルカラーの画像形成装置等にも本発明が好ましく適用できる。
Example 1
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus embodying the present invention. Although the present embodiment is a single color image forming apparatus, the present invention is not limited thereto, and the present invention can be preferably applied to, for example, a full color image forming apparatus.

画像形成装置(複写機)は、原稿台10及び光走査ユニット9を有するリーダ部110と、その下部に配置された、像担持体としての感光体ドラム1、現像装置4及びレーザ走査部100等を含む画像形成手段を有し、画像形成工程が実施されるプリンタ部120と、で構成され、原稿台10上に原稿Gを複写すべき面を下側にして置き、コピーボタンを押すと、原稿Gの複写、即ち画像形成が開始される。   The image forming apparatus (copier) includes a reader unit 110 having a document table 10 and an optical scanning unit 9, a photosensitive drum 1 as an image carrier, a developing device 4, a laser scanning unit 100, and the like disposed below the reader unit 110. The image forming means including the printer unit 120, and the image forming process is performed. When the copy G is placed on the document table 10 with the surface on which the document G is to be copied facing down and the copy button is pressed, Copying of the original G, that is, image formation is started.

リーダ部110においては、原稿Gである外部情報が画像信号に変換されてプリンタ部120に発信される。   In the reader unit 110, external information that is the document G is converted into an image signal and transmitted to the printer unit 120.

リーダ部110に備えられた光走査ユニット9は、原稿照射用ランプ(不図示)、短焦点レンズアレイ(不図示)、CCDセンサ(不図示)を一体に組込んで構成されており、画像形成装置の外側に備えられたコピーボタン(不図示)が押されることにより、このユニット9が照射用ランプで原稿Gを照射しながら走査し、その照射光の原稿G面からの反射光が短焦点レンズアレイによって結像してCCDセンサに入射される。CCDセンサにより、得られた画像信号(アナログ信号)は、周知の画像処理によりデジタル信号に変換された後、プリンタ部120に送られる。   The optical scanning unit 9 provided in the reader unit 110 is configured by integrally integrating a document irradiation lamp (not shown), a short focus lens array (not shown), and a CCD sensor (not shown). When a copy button (not shown) provided on the outside of the apparatus is pressed, the unit 9 scans while irradiating the original G with the irradiation lamp, and the reflected light of the irradiated light from the original G surface has a short focal point. An image is formed by the lens array and incident on the CCD sensor. An image signal (analog signal) obtained by the CCD sensor is converted into a digital signal by well-known image processing, and then sent to the printer unit 120.

プリンタ部120において、画像形成工程が実施される。まず、リーダ部110から送信されてきた原稿Gについての画像信号に基づいて、像担持体である感光体ドラム1の表面に静電潜像を形成する。ここで、感光体ドラム1は、中心支軸を中心にして所定の周速度で回転駆動され、回転過程において、それぞれの画像形成工程が実施されていく。   In the printer unit 120, an image forming process is performed. First, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 serving as an image carrier based on the image signal of the document G transmitted from the reader unit 110. Here, the photosensitive drum 1 is driven to rotate at a predetermined peripheral speed around the central support shaft, and each image forming process is performed in the rotating process.

そのために第1工程である帯電工程にて、感光体ドラム1表面が帯電手段としての接触帯電部材である帯電器3により表面が例えば650Vとなるように一様な帯電処理を受ける。   For this purpose, in the charging step, which is the first step, the surface of the photosensitive drum 1 is subjected to a uniform charging process so that the surface becomes, for example, 650 V by the charger 3 which is a contact charging member as a charging means.

次いで、一様に帯電された感光体ドラム1表面に対して、第2工程である潜像形成工程にて、潜像形成手段ここでは露光手段であるレーザ走査部100の固体レーザ素子102(図6参照)が、上記リーダ部110から送信されてきた画像信号(デジタル信号)を受けて、ON/OFF発光によりレーザ光Lを発生し、回転多面鏡を用いて、その露光であるレーザ光Lにより感光体ドラム1の表面を走査し、感光体ドラム1の表面に原稿画像に対応した静電潜像が順次形成される。   Next, the surface of the uniformly charged photoconductive drum 1 is subjected to a latent image forming step, which is a second step, in a latent image forming unit, here, a solid state laser element 102 (see FIG. 6) receives the image signal (digital signal) transmitted from the reader unit 110, generates laser light L by ON / OFF light emission, and uses the rotating polygon mirror to expose the laser light L that is the exposure. Thus, the surface of the photosensitive drum 1 is scanned, and electrostatic latent images corresponding to the original image are sequentially formed on the surface of the photosensitive drum 1.

こうして感光体ドラム1に形成された静電潜像は、第3工程である現像工程において、感光体ドラム1の周囲に設置された二成分現像装置4により現像され、現像剤像(トナー像)として可視化される。   The electrostatic latent image thus formed on the photosensitive drum 1 is developed by the two-component developing device 4 installed around the photosensitive drum 1 in a third development process, and a developer image (toner image). Is visualized as

感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、第4工程である転写工程にて、給紙カセット80から搬送されて来る転写材P上に転写される。   The toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred onto the transfer material P conveyed from the paper feed cassette 80 in the transfer process which is the fourth process.

ここで、感光体ドラム1の下側には、転写手段として、駆動ローラ72および従動ローラ73に掛け廻されて、矢印D方向に回動する転写ベルト71が設置されている。転写材Pは給紙カセット80から取り出され、感光体ドラム1の回転と同期をとって適正なタイミングで転写ベルト71上に給紙され、所定のタイミングで感光体ドラム1と転写ベルト71とが当接した転写部70に搬送される。転写ベルト71の転写部70の内側には転写帯電ブレード74が設置され、この転写帯電ブレード74により転写ベルト71を感光体ドラム1の方向に押圧しつつ、転写帯電ブレード74に図示しない高圧電源から給電することにより、転写材Pに裏面側からトナーと逆極性の帯電を行なって、感光体ドラム1上に形成されたトナー像を転写材P上に静電転写する。   Here, on the lower side of the photosensitive drum 1, a transfer belt 71 that is wound around a drive roller 72 and a driven roller 73 and rotates in the direction of arrow D is installed as a transfer unit. The transfer material P is taken out from the paper feed cassette 80, is fed onto the transfer belt 71 at an appropriate timing in synchronization with the rotation of the photosensitive drum 1, and the photosensitive drum 1 and the transfer belt 71 are moved at a predetermined timing. It is conveyed to the transfer unit 70 that has come into contact. A transfer charging blade 74 is installed inside the transfer portion 70 of the transfer belt 71. The transfer charging blade 74 presses the transfer belt 71 in the direction of the photosensitive drum 1, and the transfer charging blade 74 is supplied with a high voltage power supply (not shown). By supplying power, the transfer material P is charged from the back side with a polarity opposite to that of the toner, and the toner image formed on the photosensitive drum 1 is electrostatically transferred onto the transfer material P.

本実施例では、転写ベルト71として厚さ75μmのポリイミド樹脂のシートを用いた。転写ベルト71としては、他に、ポリカーボネート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエテールエーテルケトン樹脂、ポリエテーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂等の樹脂シート、あるいはフッ素系やシリコン系のゴムシートを好適に用いることができる。転写ベルト71の厚みも75μmに限定されるわけではなく、約25〜2000μm、好ましくは50〜150μmのものを好適に使用することができる。   In this embodiment, a polyimide resin sheet having a thickness of 75 μm was used as the transfer belt 71. Other examples of the transfer belt 71 include a polycarbonate resin, a polyethylene terephthalate resin, a polyvinylidene fluoride resin, a polyethylene naphthalate resin, a polyether ether ketone resin, a polyethersulfone resin, a polyurethane resin, or a fluorine-based or silicone resin. A rubber sheet of the type can be preferably used. The thickness of the transfer belt 71 is not limited to 75 μm, and a transfer belt having a thickness of about 25 to 2000 μm, preferably 50 to 150 μm can be suitably used.

転写帯電ブレード74としては、抵抗が105〜107Ωで、厚さが2mm、長さが306mmのものを用いた。転写時、転写帯電ブレード74に印加した電流は+15μAで、これを定電流制御して給電した。 A transfer charging blade 74 having a resistance of 10 5 to 10 7 Ω, a thickness of 2 mm, and a length of 306 mm was used. At the time of transfer, the current applied to the transfer charging blade 74 was +15 μA, and this was supplied with power controlled under constant current control.

以上のようにして、トナー像が転写された転写材Pは、転写ベルト71から分離したのち定着手段である定着器6へ搬送され、第5工程である定着工程にて、転写材Pを加熱及び加圧して画像の定着を行ない、画像形成物としてのプリント画像として画像形成装置の機外に出力される。   As described above, the transfer material P onto which the toner image has been transferred is separated from the transfer belt 71 and then conveyed to the fixing device 6 as fixing means, and the transfer material P is heated in the fixing step as the fifth step. Then, the image is fixed by pressurization and output as a print image as an image formed product to the outside of the image forming apparatus.

トナー像を転写後の感光体ドラム1は、表面に付着した転写残りのトナー等の汚染物をクリーナ5によって除去し、繰り返し画像形成に使用される。   The photosensitive drum 1 after transferring the toner image is used for repeated image formation by removing contaminants such as transfer residual toner adhering to the surface by the cleaner 5.

画像形成は以上の画像形成工程を経て行なわれるが、本発明は、以上説明してきたような1つの感光体ドラムで画像形成を行なう例に限定されるものではなく、例えば、転写ベルト71の回りに複数の感光体ドラムとそのそれぞれに対応して設けられた複数色(例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等)の現像器とがセットになって並べて配置される、タンデム方式にもあてはまるものである。又、感光体ドラムから中間転写体にトナー像が一次転写されて、中間転写体から転写材に二次転写される中間転写方式の構成においても適用できる。   The image formation is performed through the image forming process described above. However, the present invention is not limited to the example in which the image formation is performed by one photosensitive drum as described above. Also applicable to the tandem system, in which a plurality of photosensitive drums and a plurality of developing devices (for example, yellow, magenta, cyan, black, etc.) provided for each of the photosensitive drums are arranged side by side as a set. It is. Further, the present invention can also be applied to an intermediate transfer system configuration in which a toner image is primarily transferred from a photosensitive drum to an intermediate transfer member and then secondarily transferred from the intermediate transfer member to a transfer material.

ところで、感光体ドラム1としては、直径60mmのアルミ製等の金属のドラム基体上に、非晶質のシリコンを含むアモルファスシリコン感光体層を設けて構成されているアモルファスシリコン感光体が使用されている。そして、その体積抵抗率は、1×109〜1×1014Ω・cmである。本実施例では、感光体ドラム1は負帯電性である。 By the way, as the photosensitive drum 1, an amorphous silicon photosensitive member is used which is configured by providing an amorphous silicon photosensitive layer containing amorphous silicon on a metal drum base made of aluminum having a diameter of 60 mm. Yes. The volume resistivity is 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ω · cm. In this embodiment, the photosensitive drum 1 is negatively charged.

そして、従来にて説明したように、本発明では109〜1014Ω・cmの比較的低い体積抵抗値の表層を持つ感光体ドラム1を用いるため、現像剤が含む磁性キャリアが低抵抗率であることにより生じる、現像部での電荷注入を防ぐために、現像工程に使用する二成分現像剤中の磁性キャリアとして、1010Ω・cm以上1014Ω・cm以下の、比較的高体積抵抗値を持つものを使用する。 As described above, in the present invention, since the photosensitive drum 1 having a surface layer with a relatively low volume resistivity of 10 9 to 10 14 Ω · cm is used, the magnetic carrier contained in the developer has a low resistivity. In order to prevent charge injection in the developing part, which is caused by the above, a relatively high volume resistance of 10 10 Ω · cm to 10 14 Ω · cm as a magnetic carrier in the two-component developer used in the development process Use one with a value.

ここで、この感光体ドラム1に作用する画像形成工程を実施する、帯電手段である帯電器3、潜像形成手段であるレーザ露光操作部100、及び現像手段である現像装置4について説明する。   Here, the charger 3 that is a charging unit, the laser exposure operation unit 100 that is a latent image forming unit, and the developing device 4 that is a developing unit that perform an image forming process that acts on the photosensitive drum 1 will be described.

先ず、帯電手段である帯電器3について説明する。画像形成方法の第1工程における帯電工程において、アモルファスシリコンドラムに限らず表面層の体積抵抗値が109〜1014Ω・cm程度の感光体ドラムに対しては、電荷注入帯電方式と呼ばれる帯電方法を用いることが可能である。 First, the charger 3 as charging means will be described. In the charging step in the first step of the image forming method, not only an amorphous silicon drum but also a photosensitive drum having a surface layer with a volume resistance of about 10 9 to 10 14 Ω · cm is referred to as a charge injection charging method. It is possible to use a method.

本実施例では、このアモルファスシリコン感光層を設けた感光体ドラム1の帯電を、帯電器3として電荷注入帯電方式の接触帯電部材、特に磁気ブラシ帯電方式の帯電器を用いて行った。   In this embodiment, charging of the photosensitive drum 1 provided with the amorphous silicon photosensitive layer was performed by using a charge injection charging type contact charging member, particularly a magnetic brush charging type charger, as the charger 3.

この磁気ブラシ帯電器3は、外径16mmの回転自在な非磁性スリーブ3aの内部に磁界発生手段であるマグネット3bを非回転に固定設置して構成され、マグネット3bの磁界により非磁性スリーブ3上に保持した磁性粒子3cを穂立ちさせて磁気ブラシに形成し、その磁気ブラシ3cを感光体ドラム1の表面に接触するようになっている。   The magnetic brush charger 3 is configured by fixing a non-rotating magnet 3b, which is a magnetic field generating means, inside a rotatable nonmagnetic sleeve 3a having an outer diameter of 16 mm. The magnetic particles 3c held on the surface are formed in a magnetic brush so that the magnetic brush 3c comes into contact with the surface of the photosensitive drum 1.

磁気ブラシとされた磁性粒子3cは、非磁性スリーブ3aの回転により搬送され、そして非磁性スリーブ3aに帯電電圧を印加することにより、磁性粒子3cを通して感光体ドラム1に電荷が付与され、感光体ドラム1の表面が帯電電圧に対応した電位に帯電される。   The magnetic particles 3c, which are magnetic brushes, are conveyed by the rotation of the nonmagnetic sleeve 3a, and by applying a charging voltage to the nonmagnetic sleeve 3a, electric charges are applied to the photosensitive drum 1 through the magnetic particles 3c, and the photosensitive member The surface of the drum 1 is charged to a potential corresponding to the charging voltage.

磁性粒子の磁気ブラシ3cによる感光体ドラム1の帯電は、磁気ブラシ3cの感光体ドラム1との接触部のニップ幅を約6mmに調整し、非磁性スリーブ3aに印加する帯電バイアスを、−700Vの直流電圧に周波数1000Hz、振幅800Vの矩形波の交番電圧を重畳したバイアスとすることにより、良好に実施できた。   The charging of the photosensitive drum 1 with the magnetic brush 3c of magnetic particles is performed by adjusting the nip width of the contact portion of the magnetic brush 3c with the photosensitive drum 1 to about 6 mm, and applying a charging bias applied to the nonmagnetic sleeve 3a to -700V. It was successfully implemented by setting a bias in which a rectangular wave alternating voltage having a frequency of 1000 Hz and an amplitude of 800 V was superimposed on the direct current voltage.

非磁性スリーブ3の回転方向(磁気ブラシ3cの回転方向)は、図に示すように、A方向に回転する感光体ドラム1に対し、B方向のカウンタ方向とすることが好ましく、感光体ドラム1の帯電が良好になる。又、非磁性スリーブ3aの回転速度が速いほど感光体ドラム1の帯電が均一になる傾向がある。本実施例では、非磁性スリーブ3aの回転速度を、感光体ドラム1の回転速度300mm/秒に対し1.5倍の周速度とした。   As shown in the figure, the rotation direction of the non-magnetic sleeve 3 (the rotation direction of the magnetic brush 3c) is preferably the counter direction in the B direction with respect to the photosensitive drum 1 rotating in the A direction. The charging of becomes better. Also, the higher the rotational speed of the nonmagnetic sleeve 3a, the more uniform the charging of the photosensitive drum 1 tends to be. In this embodiment, the rotational speed of the nonmagnetic sleeve 3a is 1.5 times the peripheral speed of the photosensitive drum 1 at a rotational speed of 300 mm / second.

磁気ブラシ帯電器3に用いる磁性粒子3cとしては、平均粒径が10〜100μm、飽和磁化が20〜250emu/cm3、体積抵抗値が102〜1010Ωcmのものが好ましく、感光体ドラム1にピンホールような絶縁の欠陥が存在した場合のことを考慮すると、より好ましい体積抵抗値は106〜1010Ωcm程度である。本実施例では、平均粒径が25μm、飽和磁化が200emu/cm3、体積抵抗値が5×106Ωcmの磁性粒子を用いた。磁性粒子の抵抗値の測定方法は、現像用磁性キャリアの測定と同じであり、後述する。 The magnetic particles 3c used in the magnetic brush charger 3 are preferably those having an average particle diameter of 10 to 100 μm, a saturation magnetization of 20 to 250 emu / cm 3 , and a volume resistance value of 10 2 to 10 10 Ωcm. In view of the case where there is an insulation defect such as a pinhole, a more preferable volume resistance value is about 10 6 to 10 10 Ωcm. In this example, magnetic particles having an average particle diameter of 25 μm, a saturation magnetization of 200 emu / cm 3 , and a volume resistance of 5 × 10 6 Ωcm were used. The method of measuring the resistance value of the magnetic particles is the same as that of the magnetic carrier for development, and will be described later.

磁性粒子としては、樹脂中に磁性材料としてマグタイトを分散し、導電化および抵抗調整のためにカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャリア、あるいはフェライト等のマグネタイト単体表面を酸化・還元処理して抵抗調整を行ったもの、あるいはマグネタイト単体表面を樹脂でコーティングして抵抗調整したもの等が用いられる。   For magnetic particles, a resin carrier formed by dispersing maglite as a magnetic material in a resin, and carbon black dispersed for conductivity and resistance adjustment, or the surface of a magnetite simple substance such as ferrite is oxidized and reduced for resistance. What adjusted, or what adjusted resistance by coating the surface of a magnetite simple substance with resin, etc. are used.

尚、帯電工程に関しては、上記のような方式に限定されるものではなく、例えばコロナ帯電方式を用いてもよいが、上記電荷注入帯電方式は、放電のかわりに直接電荷を注入し感光体表層を帯電することから、低オゾンなどの面で有利であり、本発明で用いられるような比較的表層抵抗が低い感光体ドラムを用いた画像形成装置の場合には電荷注入帯電方式をより容易に用いることができることもあり、上記電荷注入帯電方式が適している。   Note that the charging process is not limited to the above-described system, and for example, a corona charging system may be used. However, the charge injection charging system directly injects charges instead of discharging and exposes the surface of the photoreceptor. In the case of an image forming apparatus using a photosensitive drum having a relatively low surface resistance as used in the present invention, the charge injection charging method is easier. In some cases, the charge injection charging method is suitable.

帯電器3による第1工程である帯電工程が終了した後には、上記に説明した方法で感光体ドラム1上に静電潜像が形成される第2工程が行われる。   After the charging step, which is the first step by the charger 3, is completed, a second step is performed in which an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1 by the method described above.

第2工程である潜像形成工程を実施する潜像形成手段、ここでは露光手段としてのレーザ操作部100について説明する。図6に、上記の固体レーザ素子102を備えた露光手段であるレーザ走査部100の概略構成を示す。レーザ走査部100では、まず、入力された画像信号に基づき発光信号発生器101により固体レーザ素子102を所定タイミングで明滅させる。このようにして固体レーザ素子102から放射されたレーザ光L0を、コリメータレンズ系103により略平行な光束L1に変換し、さらに矢印b方向に回転する回転多面鏡104により走査するとともに、fθレンズ群105a、105b、105cにより感光体ドラム1の被走査面106にスポット状に結像する。このようなレーザ光Lの走査により、被走査面106上に画像1走査分の露光分布が形成され、更に各走査ごとに被走査面106を前記の走査方向とは垂直に所定量だけスクロールすることにより、被走査面106上に画像信号に応じた露光分布が得られる。つまり、静電潜像が形成される。   A latent image forming unit that performs the latent image forming step, which is the second step, here, the laser operation unit 100 as an exposure unit will be described. FIG. 6 shows a schematic configuration of a laser scanning unit 100 that is an exposure unit including the solid-state laser element 102 described above. In the laser scanning unit 100, first, the solid-state laser element 102 is blinked at a predetermined timing by the light emission signal generator 101 based on the input image signal. The laser light L0 emitted from the solid-state laser element 102 in this way is converted into a substantially parallel light beam L1 by the collimator lens system 103, and further scanned by the rotating polygon mirror 104 that rotates in the direction of arrow b, and the fθ lens group Images are formed in spots on the scanned surface 106 of the photosensitive drum 1 by 105a, 105b, and 105c. By scanning with such laser light L, an exposure distribution for one image scan is formed on the scanned surface 106, and the scanned surface 106 is scrolled by a predetermined amount perpendicular to the scanning direction for each scan. As a result, an exposure distribution corresponding to the image signal is obtained on the surface 106 to be scanned. That is, an electrostatic latent image is formed.

第3工程にて、この静電潜像が感光体ドラム1の周囲に設置された二成分現像装置4により現像され、現像剤像(トナー像)として可視化される。   In the third step, the electrostatic latent image is developed by the two-component developing device 4 installed around the photosensitive drum 1 and visualized as a developer image (toner image).

現像工程においては、前記に述べたように、109〜1014Ω・cmの比較的低い体積抵抗値の表層を持つ感光体ドラム1に対して、現像部40での電荷注入を防ぐために、現像工程に使用する二成分現像剤中の磁性キャリアとして、1010Ω・cm以上1014Ω・cm以下の体積抵抗値を持つものを使用する。 In the development process, as described above, in order to prevent charge injection in the developing unit 40 with respect to the photosensitive drum 1 having a surface layer with a relatively low volume resistance value of 10 9 to 10 14 Ω · cm, As the magnetic carrier in the two-component developer used in the development process, one having a volume resistance value of 10 10 Ω · cm to 10 14 Ω · cm is used.

本実施例で使用されている磁性キャリアの物性値を、以下に説明する。   The physical property values of the magnetic carrier used in this example will be described below.

磁性キャリアの体積抵抗値(比抵抗)が109Ω・cmより小さい場合は、現像部40での電荷の注入が発生しやすくなる。1014Ω・cmより大きいキャリアを使用した場合は、現像剤として電気的にほぼ絶縁性になり、現像能力の低下やエッジ強調が顕著に表れ、現像プロセス構成を工夫しても抑制するのが困難になる。 When the volume resistance value (specific resistance) of the magnetic carrier is smaller than 10 9 Ω · cm, charge injection at the developing unit 40 is likely to occur. When a carrier larger than 10 14 Ω · cm is used, the developer becomes electrically insulative as a developer, and the developing ability is lowered and the edge emphasis is noticeable. It becomes difficult.

従って、本発明では、キャリアの抵抗を1010Ω・cm以上1014Ω・cm以下にすることが必要である。本実施例においても、体積抵抗値がこの領域内にあるものを用いている。 Therefore, in the present invention, it is necessary that the resistance of the carrier be 10 10 Ω · cm or more and 10 14 Ω · cm or less. Also in this embodiment, the one having a volume resistance value in this region is used.

磁性キャリアの体積抵抗値である比抵抗は、セルに磁性キャリアを充填し、この充填したキャリアに接するように1対の電極の一方、他方を配し、これらの電極間に電圧を印加して、そのときに流れる電流を計測することにより測定した。比抵抗の測定条件は、充填したキャリアと電極の接触面積が約2.3cm2、キャリア充填厚さが約2mm、上部電極の荷重が180g、印加電圧が100Vであった。この場合、磁性キャリアが粉末であるため充填率に変化が生じることがあり、それにともない比抵抗が変化するので、そうならないようにキャリアの充填に慎重を要する。尚、帯電工程で用いた磁性粉についても同様な測定法で体積抵抗値を計測した。 The specific resistance, which is the volume resistance value of the magnetic carrier, is obtained by filling the cell with the magnetic carrier, placing one of the pair of electrodes in contact with the filled carrier, and applying a voltage between these electrodes. Measured by measuring the current flowing at that time. The specific resistance was measured under the condition that the contact area between the filled carrier and the electrode was about 2.3 cm 2 , the carrier filling thickness was about 2 mm, the load on the upper electrode was 180 g, and the applied voltage was 100V. In this case, since the magnetic carrier is powder, the filling rate may change, and the specific resistance changes accordingly. Therefore, care must be taken when filling the carrier so as not to happen. The volume resistance value of the magnetic powder used in the charging process was also measured by the same measurement method.

ところで、従来例にても説明したように、アモルファスシリコン感光体ドラムを使用した場合、露光時に発生した光生成キャリアが、現像時にトナーと結合し多くのトナーの電荷を奪うため、感光体ドラム1上に形成された潜像電位をトナーの電荷によって打ち消しづらく、結果として、未充填な状態のまま現像が終了してしまう。その結果、スリーブ・ドラム間距離の変動等に弱くムラが生じやすくなったり、またエッジ強調が発生しやすくなる。そして、このような問題は、上述のような体積抵抗値が1010Ω・cm以上1014Ω・cm以下の領域のキャリアを含む現像剤を使用した場合、現像能力が低下するためにより顕著である。 By the way, as described in the conventional example, when the amorphous silicon photosensitive drum is used, the photogenerated carrier generated at the time of exposure is combined with the toner at the time of development and takes away a lot of toner charge. It is difficult to cancel the latent image potential formed thereon due to the charge of the toner, and as a result, development ends in an unfilled state. As a result, it is weak against fluctuations in the distance between the sleeve and the drum, and unevenness tends to occur, and edge emphasis tends to occur. Such a problem is more conspicuous because when the developer containing a carrier having a volume resistance value of 10 10 Ω · cm or more and 10 14 Ω · cm or less is used, the developing ability is lowered. is there.

しかし、本発明者らの検討によると、アモルファスシリコン感光体ドラムを用いても、1つの静電潜像に対し現像機会が2度以上あれば、つまり、静電潜像の一度現像された部分を再度現像することによって、ドラムとスリーブ間にほぼ電位差の無い充填状態で現像を終了でできることを見出した。そこで、本発明では、現像手段において、複数の現像スリーブを感光体ドラム表面に沿って、その移動方向上流、下流に並べて配置するものとし、1つの静電潜像に対し複数回の現像機会を設けることで、目的を達成することとした。   However, according to the study by the present inventors, even if an amorphous silicon photosensitive drum is used, if there is an opportunity for development of one electrostatic latent image at least twice, that is, a portion of the electrostatic latent image that has been developed once. It was found that the development can be completed in a filled state with almost no potential difference between the drum and the sleeve by developing again. Therefore, in the present invention, in the developing means, a plurality of developing sleeves are arranged side by side along the surface of the photosensitive drum, upstream and downstream in the movement direction, and a plurality of development opportunities are given to one electrostatic latent image. The purpose was achieved by providing it.

従って、本実施例では、こうしたエッジ強調に対するプロセス(ハード)的対策として、複数の現像器を用いて、それら各々に設けた現像剤担持体である現像スリーブ11を使用する構成をとっている。   Therefore, in this embodiment, as a process (hardware) countermeasure against such edge enhancement, a plurality of developing devices are used, and a developing sleeve 11 which is a developer carrier provided in each of them is used.

現像手段である二成分現像装置4について説明する。本発明の画像形成装置では、従来と同様、内部に磁界発生手段が配置されている現像剤担持体(現像スリーブ)の表面に、トナーと上記に説明した体積抵抗値を有するキャリアとを含む二成分現像剤を担持して、感光体ドラム1との対向部である現像部40へ搬送し、磁界発生手段の現像磁極により現像部40に現像剤の磁気ブラシ19a(図2参照)を形成して、感光体ドラム(像担持体)1上の静電潜像を現像する二成分接触現像法を採用する。そして、図1に示されるように、本実施例の現像装置4では、現像スリーブ11は、感光体ドラム1の表面の移動方向(回転方向)に沿って、上流と下流に設けられた現像器4a、4bそれぞれの一構成要素として、設置されている。   The two-component developing device 4 as developing means will be described. In the image forming apparatus of the present invention, as in the conventional case, the surface of the developer carrying member (developing sleeve) in which the magnetic field generating means is disposed includes the toner and the carrier having the volume resistance value described above. The component developer is carried and transported to the developing unit 40 that is opposite to the photosensitive drum 1, and a developer magnetic brush 19a (see FIG. 2) is formed on the developing unit 40 by the developing magnetic pole of the magnetic field generating means. Thus, a two-component contact developing method for developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum (image carrier) 1 is employed. As shown in FIG. 1, in the developing device 4 of the present embodiment, the developing sleeve 11 is a developing device provided upstream and downstream along the moving direction (rotating direction) of the surface of the photosensitive drum 1. 4a and 4b are installed as one component.

この現像装置4を構成する現像器4a、4bの構成を、図2に詳しく示す。現像器4aと現像器4bは同じ構成であり、感光体ドラム1の外周の上流、下流に配置していることにより、現像スリーブ11内の磁界発生手段であるマグローラ12のマグネットパターン等の違いはあるが、同じ原理で作られているので、説明は感光体ドラム1の回転方向で上流側の現像器4aを代表として現像器41として説明を行なう。現像器41は4aにも4bにも置き換え可能である。   The configuration of the developing devices 4a and 4b constituting the developing device 4 is shown in detail in FIG. Since the developing unit 4a and the developing unit 4b have the same configuration and are arranged upstream and downstream of the outer periphery of the photosensitive drum 1, there is no difference in the magnet pattern of the mag roller 12 that is a magnetic field generating means in the developing sleeve 11. However, since it is made according to the same principle, the description will be made with the developing device 41 as a representative of the upstream developing device 4a in the rotation direction of the photosensitive drum 1. The developing device 41 can be replaced with 4a or 4b.

本現像器41は、二成分磁気ブラシ現像器に構成されている。現像器41は、上記に説明したトナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤19を収容した現像容器16を備える。その現像容器16の感光体ドラム1と対面した開口部に、現像剤19を担持して感光体ドラム1と対向した現像部40に搬送する現像剤担持体である現像スリーブ11が設置され、現像スリーブ11は、感光体ドラム1との対向部が同方向に移動する向きに回転する。   The developing device 41 is a two-component magnetic brush developing device. The developing device 41 includes a developing container 16 containing the two-component developer 19 containing the toner and the magnetic carrier described above. A developing sleeve 11, which is a developer carrying member that carries the developer 19 and conveys it to the developing unit 40 that faces the photosensitive drum 1, is installed in an opening portion of the developing container 16 that faces the photosensitive drum 1. The sleeve 11 rotates in a direction in which a portion facing the photosensitive drum 1 moves in the same direction.

ここで、現像スリーブ11の直径は30mm、感光体ドラム1の直径は80mm、又、この現像スリーブ11と感光体ドラム1との最近接領域を約400μmの距離とすることによって、現像部40に搬送した現像剤19を感光体ドラム1と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。本実施例では、この時、現像スリーブ11回転方向で現像部より上流にて現像スリーブ11に対向している規制部材である規制ブレード15によって、現像スリーブ11上の単位面積当りの現像剤コート量を30mg/cm2に規制している。現像スリーブ11はAlやSUS等の導電性の材質で形成されている。 Here, the diameter of the developing sleeve 11 is 30 mm, the diameter of the photosensitive drum 1 is 80 mm, and the closest region between the developing sleeve 11 and the photosensitive drum 1 is set to a distance of about 400 μm, so The developer 19 is set so that development can be performed with the conveyed developer 19 in contact with the photosensitive drum 1. In this embodiment, at this time, the developer coating amount per unit area on the developing sleeve 11 by the regulating blade 15 which is the regulating member facing the developing sleeve 11 upstream of the developing portion in the rotation direction of the developing sleeve 11. Is regulated to 30 mg / cm 2 . The developing sleeve 11 is made of a conductive material such as Al or SUS.

現像スリーブ11内には磁界発生手段であるマグネットローラ12が固定配置され、又、本実施例では現像スリーブ11のほぼ頂部に対し、上記に説明した導電性磁性の規制ブレード15が垂直に配置されている。規制ブレード15と現像スリーブ11は、間隙を200〜1000μm、好ましくは300〜700μmに設定される。本実施例では600μmに設定した。   A magnet roller 12 which is a magnetic field generating means is fixedly disposed in the developing sleeve 11, and in the present embodiment, the conductive magnetic regulating blade 15 described above is disposed perpendicular to the substantially top portion of the developing sleeve 11. ing. The gap between the regulating blade 15 and the developing sleeve 11 is set to 200 to 1000 μm, preferably 300 to 700 μm. In this embodiment, it is set to 600 μm.

更に、現像容器16内には、底部に現像剤19を攪拌搬送する2本の現像剤撹拌搬送スクリュー13、14が配置される。そして、両スクリュー13と14の間には、スクリューの軸方向両端部にて開口した仕切壁16aが備えられ、現像スリーブ11に近い方のスクリュー13が備えられている方が、現像スリーブ11に現像剤19を供給する現像室13aであり、遠い方のスクリュー14が配置されている方が現像剤19を攪拌して均一にする攪拌室14aである。そして、現像剤19は現像室13aと攪拌室14aとの間をスクリュー13、14の回転により循環している。攪拌室14aには、新しいトナーが補給されることが多い。   Further, in the developing container 16, two developer agitating and conveying screws 13 and 14 for agitating and conveying the developer 19 are disposed at the bottom. A partition wall 16a that is open at both axial ends of the screw is provided between the screws 13 and 14, and the screw 13 closer to the developing sleeve 11 is provided in the developing sleeve 11. The developing chamber 13a for supplying the developer 19, and the one where the distant screw 14 is disposed is the stirring chamber 14a for stirring the developer 19 to be uniform. The developer 19 is circulated between the developing chamber 13a and the stirring chamber 14a by the rotation of the screws 13 and 14. The stirring chamber 14a is often replenished with new toner.

感光体ドラム1上に形成された静電潜像は、現像器41を用いて二成分磁気ブラシ現像法により、以下のようにして現像される。まず、現像スリーブ11が回転され、その回転にともなってマグネットローラ12の現像容器16内部側に位置する磁極N3により、現像容器16内の現像剤19が現像スリーブ11上に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤19は、現像スリーブ11の回転移動によって、磁極S2からN1へと搬送される。この搬送過程で、現像剤は規制ブレード15により現像剤層の厚みを磁気的に規制されて、現像スリーブ11上に薄層の現像剤層に形成される。その現像剤薄層は、マグネットローラ12の現像主極S1に搬送されて来ると、現像主極S1の磁力により感光体ドラム1に向けて穂立ちする。この現像剤の穂立ち(磁気ブラシ)19aが感光体ドラム1の表面に接触して、感光体ドラム1上の静電潜像を現像し、静電潜像がトナー像として可視化される。   The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is developed by the two-component magnetic brush developing method using the developing device 41 as follows. First, the developing sleeve 11 is rotated, and the developer 19 in the developing container 16 is pumped onto the developing sleeve 11 by the magnetic pole N3 located on the inner side of the developing container 16 of the magnet roller 12 along with the rotation. The developer 19 is conveyed from the magnetic pole S2 to N1 by the rotational movement of the developing sleeve 11. During this conveyance process, the developer is formed into a thin developer layer on the developing sleeve 11 by magnetically regulating the thickness of the developer layer by the regulating blade 15. When the developer thin layer is conveyed to the developing main pole S1 of the magnet roller 12, the developer thin layer rises toward the photosensitive drum 1 by the magnetic force of the developing main pole S1. The developer spike (magnetic brush) 19a comes into contact with the surface of the photosensitive drum 1 to develop the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image.

この現像のとき、現像スリーブ11には感光体ドラム1との間に、バイアス電源17から直流電圧及び交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。本実施例では、−500Vの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧Vppが2kV、周波数fが12kHzの交流電圧である。直流電圧値、交流電圧波形はこれに限られるものではない。ただし一般に、二成分磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になる、さらに言えば、交流電圧のピーク・ツウ・ピーク電圧を増していったり、交流電圧の周波数を増していくとさらに画像は高品位になる。そのため、ピーク・ツウ・ピーク電圧Vppは1.0kV以上より好ましくは1.5kV以上、周波数fは8kHz以上にすることで高品位な画像が得られる。   At the time of this development, a developing bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the developing sleeve 11 from the bias power source 17 between the photosensitive drum 1. In this embodiment, a DC voltage of −500 V, a peak-to-peak voltage Vpp of 2 kV, and a frequency f of 12 kHz are AC voltages. The DC voltage value and the AC voltage waveform are not limited to this. However, in general, in the two-component magnetic brush development method, when an AC voltage is applied, the development efficiency increases and the image becomes high quality. For example, the peak-to-peak voltage of the AC voltage is increased or the AC voltage is increased. As the frequency increases, the image becomes higher quality. Therefore, a high-quality image can be obtained by setting the peak-to-peak voltage Vpp to 1.0 kV or more, more preferably 1.5 kV or more and the frequency f to 8 kHz or more.

しかしながら、その一方で、本発明で用いられるように表層の体積抵抗値の低いドラムを用いた場合には、交流電圧を印加したり、さらにそのピーク・ツウ・ピーク電圧を増したり、周波数を増したりすると、現像部40における感光体ドラム1への電荷注入が生じやすくなる。1010〜1014Ω・cm程度の高抵抗なキャリアを用いた場合、電荷注入は一般に生じないが、ピーク・ツウ・ピーク電圧Vppは2.5kV以下より好ましくは2.1kV以下、周波数fは20kHz以下にすることで、例えば、感光体ドラム1の製造時のムラのために低抵抗な部分がある場合や、極度に高湿な環境で現像剤の抵抗が実効的に低下した場合などにも電荷注入は生じにくい。 However, on the other hand, when a drum with a low surface volume resistance is used as in the present invention, an AC voltage is applied, the peak-to-peak voltage is further increased, and the frequency is increased. In such a case, charge injection into the photosensitive drum 1 in the developing unit 40 tends to occur. When high-resistance carriers of about 10 10 to 10 14 Ω · cm are used, charge injection generally does not occur, but peak-to-peak voltage Vpp is 2.5 kV or less, preferably 2.1 kV or less, and frequency f is By setting the frequency to 20 kHz or less, for example, when there is a low-resistance portion due to unevenness in manufacturing the photosensitive drum 1, or when the resistance of the developer is effectively reduced in an extremely high humidity environment, etc. However, charge injection is unlikely to occur.

ところで、交流電圧を印加すると現像効率があがる一方で、逆にかぶりが発生しやすくなる。このため、本実施例においては、現像スリーブ11に印加する直流電圧と感光体ドラム1の帯電電位(非画像部電位)との間に電位差を設けることによりかぶりを防止している。   By the way, when an AC voltage is applied, the development efficiency increases, but conversely, fogging easily occurs. Therefore, in this embodiment, fogging is prevented by providing a potential difference between the DC voltage applied to the developing sleeve 11 and the charged potential (non-image portion potential) of the photosensitive drum 1.

又、現像部40においては、現像器4a、4bの現像スリーブ11は、共に感光体ドラム1の移動方向と順方向で移動し、周速比は、対感光体ドラム1.75倍で移動している。この周速比に関しては、0〜3.0倍の間で設定され、好ましくは、1.2〜2.5倍の間に設定されれば、何倍でも構わない。移動速度比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、大きすぎると、トナー飛散、剤劣化等の問題点が発生するので、上記の範囲内で設定することが好ましい。   In the developing unit 40, both the developing sleeves 11 of the developing devices 4a and 4b are moved in the forward direction and the moving direction of the photosensitive drum 1, and the peripheral speed ratio is 1.75 times the photosensitive drum. ing. This peripheral speed ratio is set between 0 and 3.0 times, and preferably any number as long as it is set between 1.2 and 2.5 times. The larger the moving speed ratio, the higher the development efficiency. However, if the moving speed ratio is too large, problems such as toner scattering and agent deterioration occur. Therefore, the moving speed ratio is preferably set within the above range.

本実施例において、上記に説明した構成の2つの現像器4a、4b、及び低磁化、高体積抵抗値を有する二成分現像剤19を用いて、現像を行なった場合、感光体ドラム1の回転方向で上流側に位置する現像器4aの現像スリーブ11と感光体ドラム1の対向部の現像部40では、感光体ドラム1上の静電潜像に対して、1回目の現像が行なわれる。   In this embodiment, when development is performed using the two developing devices 4a and 4b having the above-described configuration and the two-component developer 19 having low magnetization and high volume resistance, the rotation of the photosensitive drum 1 is performed. In the developing portion 11 on the opposite side of the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 11 of the developing device 4 a located upstream in the direction, the first development is performed on the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1.

1回目の現像時には、現像スリーブ11と感光体ドラム1の電位差を埋めるに至らない未充填な状態で現像が終了する。即ち、現像スリーブ11上にコートされた現像剤19中から、現像スリーブ11と感光体ドラム1上に形成された静電潜像との間で形成された電界に応じて、トナーが飛翔した結果、現像終了段階まで達していない状態である。   At the first development, the development is completed in an unfilled state that does not fill the potential difference between the developing sleeve 11 and the photosensitive drum 1. That is, as a result of the toner flying from the developer 19 coated on the developing sleeve 11 according to the electric field formed between the developing sleeve 11 and the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1. In this state, the development end stage has not been reached.

ここで述べた現像終了段階とは、現像終了後に静電潜像の電位と現像スリーブ11の電位との間の電位差をトナーが移動することで解消した定常状態、即ち、現像後にトナーが付着した状態の電位を測定した時、電位が現像スリーブ11に印加したDC電位(Vdc)にほぼ収束している状態である。本件ではそのように定義する。   The development end stage described here is a steady state in which the potential difference between the potential of the electrostatic latent image and the potential of the developing sleeve 11 is eliminated after the development is completed, that is, the toner adheres after the development. When the potential of the state is measured, the potential is almost converged to the DC potential (Vdc) applied to the developing sleeve 11. In this case it is defined as such.

アモルファスシリコン感光体の場合、露光時の光生成キャリアが残存し、トナーが現像されると、トナーは光生成キャリアに電荷を奪われるため、所謂現像終了段階まで持っていきづらい。さらに、本実施例の構成の場合、高抵抗キャリアを用いており、現像終了段階まで特に持っていきづらい。   In the case of an amorphous silicon photoconductor, the photogenerated carrier at the time of exposure remains, and when the toner is developed, the toner is deprived of the charge by the photogenerated carrier, so it is difficult to bring it to a so-called development end stage. Further, in the case of the configuration of the present embodiment, a high-resistance carrier is used, which is particularly difficult to carry until the development end stage.

そこで、2回目の現像では、1回目の現像でトナー電荷と光生成キャリアの結合はある程度終了し、残存した光生成キャリアがほぼなくなった状態になっていることから、その状態を初期電位状態として、更に2回目の現像を行なうことで、トナー電荷と光生成キャリアの結合による電荷の消失はほとんど起こらず、現像終了段階に達するようにさせることができる。   Therefore, in the second development, the combination of the toner charge and the photogenerated carrier has been completed to some extent in the first development, and the remaining photogenerated carrier has almost disappeared. Further, by performing the development for the second time, the loss of charge due to the combination of the toner charge and the photogenerated carrier hardly occurs, and the development end stage can be reached.

その結果、現像終了段階に達していなかったことによる、現像スリーブ11と感光体ドラム1間の距離(SDギャップ)の変動等によるムラやエッジ強調は発生しなくなる。   As a result, unevenness and edge enhancement due to fluctuations in the distance (SD gap) between the developing sleeve 11 and the photosensitive drum 1 due to the fact that the development end stage has not been reached do not occur.

ここで、本発明に使用される現像剤について説明する。   Here, the developer used in the present invention will be described.

本発明では、上記の体積抵抗を有する比較的高体積抵抗値を有する磁性キャリアが使用されるが、磁性キャリアを構成する金属酸化物として、磁性を示すMO・Fe23又はMFe24の一般式で表されるマグネタイト、フェライト等を好ましく用いることができる。ここで、Mは2価あるいは1価の金属イオンMn、Fe、Ni、Co、Cu、Mg、Zn、Cd、Li等が相当し、Mは単独あるいは複数の金属として用いることができる。例えばマグネタイト、γ酸化鉄、Mn−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、Ca−Mg系フェライト、Li系フェライト、Cu−Zn系フェライトといった鉄系酸化物を挙げることができる。 In the present invention, a magnetic carrier having the above-described volume resistance and a relatively high volume resistance value is used. As a metal oxide constituting the magnetic carrier, MO · Fe 2 O 3 or MFe 2 O 4 exhibiting magnetism is used. Magnetite, ferrite and the like represented by the general formula can be preferably used. Here, M corresponds to a divalent or monovalent metal ion Mn, Fe, Ni, Co, Cu, Mg, Zn, Cd, Li or the like, and M can be used alone or as a plurality of metals. For example, iron oxides such as magnetite, γ iron oxide, Mn—Zn ferrite, Ni—Zn ferrite, Mn—Mg ferrite, Ca—Mg ferrite, Li ferrite and Cu—Zn ferrite can be exemplified. .

上述した金属酸化物は単独で、キャリアコアとして用いることもできるが、その場合、コア表面を強烈に酸化させる等の処理を行い、コア比抵抗を1×1010Ωcm以上にして用いることが必要である。あるいは、キャリア表面コート種、厚さ等を調整することにより、1×1010Ω・cm以上としてもよい。 The above-mentioned metal oxide can be used alone as a carrier core, but in that case, it is necessary to use a core specific resistance of 1 × 10 10 Ωcm or more by performing a treatment such as intense oxidation of the core surface. It is. Alternatively, it may be 1 × 10 10 Ω · cm or more by adjusting the carrier surface coat type, thickness, and the like.

高抵抗なキャリアコアを現像磁性キャリアとして用いる場合、特に好ましいキャリア形態として、樹脂に上記の金属酸化物を分散してキャリアコアとして用いることが挙げられる。この場合、1種類の金属酸化物を樹脂に分散して用いることもできるが、特に好ましくは少なくとも2種以上の金属酸化物を混合した状態で用いることができる。   When a high-resistance carrier core is used as the development magnetic carrier, a particularly preferable carrier form is to use the above metal oxide dispersed in a resin as the carrier core. In this case, one kind of metal oxide can be dispersed in the resin and used, but it is particularly preferred that at least two kinds of metal oxides are mixed.

この場合、上記の磁性金属酸化物の他に、Mg、Al、Si、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Ba、Pb等の金属を単独あるいは複数用いた非磁性の金属酸化物及び上記磁性を示す金属酸化物を使用できる。例えば非磁性の金属酸化物としてAl23、SiO2、CaO、TiO2、V25、CrO2、MnO2、Fe23、CoO、NiO、CuO、ZnO、SrO、Y23、ZrO2系等を使用することができる。 In this case, in addition to the above magnetic metal oxide, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Y, Zr, Nb, Mo , Cd, Sn, Ba, Pb, or other nonmagnetic metal oxides using one or more metals, and metal oxides exhibiting the above-mentioned magnetism can be used. For example, nonmagnetic metal oxides such as Al 2 O 3 , SiO 2 , CaO, TiO 2 , V 2 O 5 , CrO 2 , MnO 2 , Fe 2 O 3 , CoO, NiO, CuO, ZnO, SrO, Y 2 O 3 , ZrO 2 system, etc. can be used.

尚、その場合には、比重や形状が類似している粒子を用いるのがバインダーとの密着性、キャリア強度を高めるためにより好ましい。例えば、マグネタイトとヘマタイト、マグネタイトとSiO2、マグネタイトとAl23、マグネタイトとTiO2、マグネタイトとCa−Mn系フェライト、マグネタイトとCa−Mg系フェライト等を好ましく用いることができる。中でも、マグネタイトとヘマタイトの組み合わせが価格面、キャリア強度の面から好ましく用いることができる。 In this case, it is more preferable to use particles having similar specific gravity and shape in order to improve adhesion to the binder and carrier strength. For example, magnetite and hematite, magnetite and SiO 2 , magnetite and Al 2 O 3 , magnetite and TiO 2 , magnetite and Ca—Mn ferrite, magnetite and Ca—Mg ferrite can be preferably used. Among these, a combination of magnetite and hematite can be preferably used from the viewpoint of price and carrier strength.

本発明の現像磁性キャリアの平均粒径は、個数平均粒径で5〜100μm、100mTでの飽和磁化は20〜250emu/cm3であることが好適である。個数平均粒径が5μm未満では、特に本発明の画像形成方法のような、接触二成分現像プロセス、AC現像バイアスを用いる現像方式の場合、いかに上記のごとき実質的に高抵抗の現像磁性キャリアであってもキャリア付着を免れ得ない場合があった。又、個数平均粒径が100μmを超えると、本発明の目的である細線再現性に優れた高画質トナー画像が得られない場合がある。より好ましくは、20〜45emu/cm3とするのがよい。飽和磁化に関しても、20emu/cm3以下の場合、キャリア付着が問題になり、一方250emu/cm3以上でも大きな問題はないが、高画質という観点からは摺擦による掃きめムラが目立つようになる。より好ましくは100〜220emu/cm3とするのがよい。 The average particle size of the developing magnetic carrier of the present invention is preferably 5 to 100 μm in number average particle size, and the saturation magnetization at 100 mT is preferably 20 to 250 emu / cm 3 . When the number average particle size is less than 5 μm, the development magnetic carrier having a substantially high resistance as described above is used particularly in the case of a contact two-component development process such as the image forming method of the present invention and a development method using an AC development bias. In some cases, carrier adhesion could not be avoided. On the other hand, if the number average particle diameter exceeds 100 μm, a high quality toner image excellent in fine line reproducibility which is an object of the present invention may not be obtained. More preferably, it is 20 to 45 emu / cm 3 . Regard the saturation magnetization, when the 20 emu / cm 3 or less, carrier adhesion is a problem, whereas A large problem is not even 250 emu / cm 3 or more, so conspicuous sweep Me unevenness by rubbing from the viewpoint of high image quality . More preferably, it is good to set it as 100-220emu / cm < 3 >.

本発明で使用したキャリア粒径の測定方法を記載する。本発明のキャリアの粒径は、走査電子顕微鏡(100〜5000倍)によりランダムに粒径0.1μm以上のキャリア粒子を300個以上抽出し、ニレコ社(株)製の画像処理解析装置Luzex3により水平方向フェレ径をもってキャリア粒径として測定し、個数平均粒径を算出するものとする。   A method for measuring the carrier particle size used in the present invention will be described. As for the particle size of the carrier of the present invention, 300 or more carrier particles having a particle size of 0.1 μm or more are randomly extracted by a scanning electron microscope (100 to 5000 times), and the image processing analyzer Luzex3 manufactured by Nireco Corporation is used. The carrier diameter is measured with the horizontal ferret diameter, and the number average particle diameter is calculated.

一方、飽和磁化は、キャリアの磁気特性を理研電子(株)製の振動磁場型磁気特性自動記録装置にて、100mTの外部磁場中にパッキングしたキャリアの磁化(emu/g)を求め、その後キャリアの真比重(g/cm3)をかけることで磁化量(emu/cm3)を算出した。 On the other hand, for saturation magnetization, the magnetization (emu / g) of a carrier packed in an external magnetic field of 100 mT is obtained by using an oscillating magnetic field type automatic magnetic recording device manufactured by Riken Denshi Co., Ltd. The amount of magnetization (emu / cm 3 ) was calculated by applying the true specific gravity (g / cm 3 ).

上記の磁性キャリアとともに現像剤に使用されるトナーとしては、従来公知の、例えばいわゆる粉砕法や重合法で作成されたトナー等を用いることができる。トナーの体積平均粒径は4〜15μmが好適である。高画質という観点からはより小粒径なトナーがよく、4〜7μmがより好適である。ただし、小粒径化によって細線再現性が増した分、エッジ強調等画像不良も再現性がよくなったぶん目立つようになる。そのため、本発明はこのような小粒径トナーでもエッジ強調を目だたなくさせるのに好適である。   As the toner used for the developer together with the above magnetic carrier, a conventionally known toner, for example, a toner prepared by a so-called pulverization method or a polymerization method can be used. The volume average particle size of the toner is preferably 4 to 15 μm. From the viewpoint of high image quality, a toner having a smaller particle size is preferable, and 4 to 7 μm is more preferable. However, as the fine line reproducibility is increased by reducing the particle size, the image reproducibility such as edge enhancement becomes more prominent. Therefore, the present invention is suitable for making edge enhancement inconspicuous even with such a small particle size toner.

トナーの体積平均粒径は、たとえば下記の測定法で測定することができる。   The volume average particle diameter of the toner can be measured by, for example, the following measurement method.

測定装置としてコールカウンターTA−II型(コールター社製)を用い、これに、個数平均分布、体積平均分布を出力するインターフェース(日科機製)及びCX−iパーソナルコンピュータ(キヤノン製)を接続する。電解液は、塩化ナトリウム(試薬1級)を用いて1%NaCl水溶液を調製する。   A call counter TA-II type (manufactured by Coulter Inc.) is used as a measuring device, and an interface (manufactured by Nikka Ki) and CX-i personal computer (manufactured by Canon) for outputting the number average distribution and volume average distribution are connected thereto. As the electrolytic solution, 1% NaCl aqueous solution is prepared using sodium chloride (reagent grade 1).

上記の電解液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml加え、更に測定試料のトナーを0.5〜50mg加えて懸濁する。この試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約1〜3分分散処理した後、上記のコールカウンターTA−II型により、100μmのアパチャーを用いて2〜40μmのトナー粒子の粒度分布を測定し、トナーの体積分布を求める。このようにして求めたトナーの体積分布からトナーの体積平均粒径が得られる。   In 100 to 150 ml of the above electrolytic solution, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkyl benzene sulfonate) is added as a dispersant, and 0.5 to 50 mg of a measurement sample toner is added and suspended. The electrolytic solution in which the sample is suspended is dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and then the particle size distribution of toner particles of 2 to 40 μm is obtained using the 100 μm aperture by the above-mentioned call counter TA-II type. Measure and determine the toner volume distribution. From the volume distribution of the toner thus obtained, the volume average particle diameter of the toner is obtained.

又、本発明で使用する外添剤は、トナーに添加したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均粒径の1/10以下の粒径であることが好ましい。この外添剤の粒径は、顕微鏡によるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。外添剤は、トナー100重量部に対し0.01〜15重量部が用いられ、好ましくは0.05〜12重量部である。   Further, the external additive used in the present invention preferably has a particle size of 1/10 or less of the weight average particle size of the toner particles from the viewpoint of durability when added to the toner. The particle size of the external additive means the average particle size obtained by observing the surface of the toner particles with a microscope. The external additive is used in an amount of 0.01 to 15 parts by weight, preferably 0.05 to 12 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner.

外添剤としては次のようなものが挙げられる。酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物;窒化ケイ素等の窒化物;炭化ケイ素等の炭化物;硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の金属塩;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩;カーボンブラック;シリカ等。これら外添剤は単独で使用しても、複数併用してもよい。好ましくは疎水化処理を行なったものがよい。   Examples of the external additive include the following. Metal oxides such as aluminum oxide, titanium oxide, strontium titanate, cerium oxide, magnesium oxide, chromium oxide, tin oxide, and zinc oxide; nitrides such as silicon nitride; carbides such as silicon carbide; calcium sulfate, barium sulfate, carbonic acid Metal salts such as calcium; fatty acid metal salts such as zinc stearate and calcium stearate; carbon black; silica and the like. These external additives may be used alone or in combination. Those subjected to hydrophobic treatment are preferred.

以上の成分から構成されるトナーの帯電極性は、ネガ極性、ポジ極性どちらでも可能であるが、本実施例では、ネガ帯電極性のトナーを用い、キャリアとの摩擦により帯電する平均帯電量(単位重量当りの電荷量;以下Q/M)が−1.0×10−2C/kg〜−6.0×10-2C/kgのものを用いた。 The charging polarity of the toner composed of the above components can be either negative polarity or positive polarity, but in this embodiment, toner of negative charging polarity is used and the average charging amount (unit) is charged by friction with the carrier. charge amount per weight; hereinafter Q / M) was used as the -1.0 × 10- 2 C / kg~- 6.0 × 10 -2 C / kg.

以上、説明してきたように、本発明は、アモルファスシリコンドラムを用いた現像装置において、1010Ω・cm以上1014Ω・cm以下の体積抵抗値を有する磁性キャリアを使用し、且つ複数の現像スリーブを感光体ドラム表面に沿って、その移動方向上流、下流に並べて配置し、現像に使用する画像形成装置に関するものであり、即ち、キャリアの抵抗値を高くすることにより現像領域における電荷注入を防止するとともに、未充填状態で現像が終了する問題を複数回の現像機会を設けることで解消し、SDギャップ、現像剤コート量等に対するラティチュードが広く、さらに発生するエッジ強調が生じないようにしたことに要約される。 As described above, the present invention uses a magnetic carrier having a volume resistance of 10 10 Ω · cm or more and 10 14 Ω · cm or less in a developing device using an amorphous silicon drum, and a plurality of developments. The present invention relates to an image forming apparatus that is used for development by arranging sleeves along the photosensitive drum surface upstream and downstream in the moving direction, that is, by increasing the resistance value of the carrier, charge injection in the development region is performed. In addition to preventing the problem of development in an unfilled state, it was solved by providing multiple development opportunities, wide latitude for the SD gap, developer coating amount, etc., and further preventing edge enhancement from occurring. In summary.

そして、本実施例においては、その複数の現像機会を、1つの現像スリーブを有する現像器を2つ用いることによって、2回に増やした。尚、現像機会は2回より多くてもよく、3回以上に増やせばそれだけ十分にトナーが静電潜像に移動し、良好な現像が達成できる。よって、現像器は3個以上設けても良い。   In this embodiment, the number of development opportunities is increased twice by using two developing units each having one developing sleeve. Incidentally, the development opportunity may be more than twice, and if it is increased to three times or more, the toner is sufficiently moved to the electrostatic latent image, and good development can be achieved. Therefore, three or more developing devices may be provided.

又、現像器の構成は現像スリーブを有するものなら、他の構成のものでも良い。   Further, the developing device may have another configuration as long as it has a developing sleeve.

本発明における現像装置には、現像剤として二成分現像剤を用い、現像剤磁気ブラシが潜像担持体に接触して摺擦しつつ交番電界をかけながら現像を行う、いわゆる接触二成分AC現像が最適である。これは、前述したように、細線再現性に優れた高画質トナー画像を得るためである。   In the developing device according to the present invention, a so-called contact two-component AC development is performed in which a two-component developer is used as a developer, and a developer magnetic brush contacts and rubs the latent image carrier and develops while applying an alternating electric field. Is the best. This is for obtaining a high-quality toner image having excellent fine line reproducibility as described above.

更に、二成分現像剤を構成する磁性キャリアを実質的に高抵抗化することにより、トナーカブリとキャリア付着を防止しつつ、細線再現性の良好な画像が得られる。   Furthermore, by substantially increasing the resistance of the magnetic carrier constituting the two-component developer, an image with good fine line reproducibility can be obtained while preventing toner fog and carrier adhesion.

更に、像担持体上の静電潜像を複数の現像剤担持体により現像することで、トナーの電荷が現像剤担持体と像担持体の電位差をほぼ打ち消す充填状態まで現像が行われ、SDギャップ、現像剤コート量等に対するラティチュードが広く、更には、はき寄せや白抜けのようないわゆるエッジ強調による画像不良もない高画質画像が得られる。   Further, by developing the electrostatic latent image on the image carrier with a plurality of developer carriers, development is performed to a filling state where the charge of the toner almost cancels the potential difference between the developer carrier and the image carrier. A latitude with respect to the gap, developer coating amount, etc. is wide, and furthermore, a high-quality image free from image defects due to edge enhancement such as close-up or whiteout is obtained.

本構成をとれば、体積抵抗が1×109〜1×1014Ω・cmである少なくとも非晶質シリコンを含む表面層を有する表面が移動可能な感光ドラムに対して、高抵抗キャリアが含まれる現像剤によって、感光ドラム上に形成された潜像に対して2回以上の現像機会が存在するので、トナーの電荷が現像スリーブと感光体ドラムの電位差をほぼ打ち消す充填状態まで現像が行われ、高画質を長期にわたり実現することが出来る。 If this structure is taken, a high resistance carrier is contained with respect to the photosensitive drum which can move the surface which has the surface layer containing at least amorphous silicon whose volume resistance is 1 * 10 < 9 > -1 * 10 < 14 > ohm * cm. Depending on the developer to be developed, there are two or more development opportunities for the latent image formed on the photosensitive drum, so that the toner charge is developed to a filling state that almost cancels the potential difference between the developing sleeve and the photosensitive drum. High image quality can be realized for a long time.

実施例2
本実施例の画像形成装置では、現像装置4の構成以外は、実施例1と同じ構成とした。
Example 2
The image forming apparatus of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the configuration of the developing device 4.

図3に示すように、実施例1では現像装置4を構成する現像器41として2個の独立した現像器4a、4bを用いているのに対し、本実施例では、1個の現像器4c内に2本の現像スリーブ11cと11dを含有している。   As shown in FIG. 3, in the first embodiment, two independent developing devices 4a and 4b are used as the developing device 41 constituting the developing device 4, whereas in the present embodiment, one developing device 4c is used. Two developing sleeves 11c and 11d are contained therein.

このように、現像スリーブを複数備えた現像器を1つ用いれば、現像機会は2回あり、本発明の目的は達成できる。そうした現像器の一例として、本実施例で用いた現像器に関して、図3、図4を用いて説明する。   Thus, if one developing device having a plurality of developing sleeves is used, there are two development opportunities, and the object of the present invention can be achieved. As an example of such a developing device, the developing device used in this embodiment will be described with reference to FIGS.

本現像器4cは、実施例1の現像器4a、4bと同様に、二成分磁気ブラシ現像器として構成されており、実施例1にて説明したトナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤19を収容した現像容器16を備える。図4に示すように、その現像容器16の感光体ドラム1と対面した開口部に、現像剤19を担持して感光体ドラム1と対向した現像部40に搬送する現像剤担持体である現像スリーブ11c、11dを2個、隣り合わせて感光体ドラム1に対向させて、現像部を2個設け、その移動方向に沿って上流側と下流側に設けられている。ここでは、現像スリーブ11c、11dは、共に感光体ドラム1との対向部が同方向に移動する向き、それぞれ矢印C、D方向に回転する。   The developing device 4c is configured as a two-component magnetic brush developing device like the developing devices 4a and 4b of the first embodiment, and the two-component developer 19 containing the toner and the magnetic carrier described in the first embodiment. And a developing container 16 containing the. As shown in FIG. 4, the developer is a developer carrying member that carries the developer 19 in the opening facing the photosensitive drum 1 of the developing container 16 and transports it to the developing unit 40 facing the photosensitive drum 1. Two developing portions are provided with two sleeves 11c and 11d adjacent to each other so as to face the photosensitive drum 1, and are provided on the upstream side and the downstream side along the moving direction thereof. Here, the developing sleeves 11c and 11d rotate in the directions of arrows C and D, respectively, in the direction in which the portion facing the photosensitive drum 1 moves in the same direction.

図4に示すように、感光体ドラム1移動方向上流側の現像スリーブ11c内のマグローラー12cの、現像部40より現像スリーブ11c回転方向上流に位置するS1極と現像剤層厚規制ブレード15で現像剤層厚が規制される。そして実施例1と同様に、図示しない電源から現像バイアスが両者の現像スリーブ11cと11dに、共通に印加される。現像バイアスに関しては実施例1と同様のものを印加する。   As shown in FIG. 4, the S1 pole and developer layer thickness regulating blade 15 of the mag roller 12c in the developing sleeve 11c on the upstream side in the moving direction of the photosensitive drum 1 are positioned upstream of the developing unit 40 in the rotating direction of the developing sleeve 11c. The developer layer thickness is regulated. Similarly to the first embodiment, a developing bias is applied in common to both developing sleeves 11c and 11d from a power source (not shown). The same developing bias as that in Example 1 is applied.

2本の現像スリーブ11cと11d各々の構成は、実施例1の現像器4a、4bに設けられた現像スリーブと11と同じで、それぞれ、内側に固定された磁界発生手段であるマグネットローラ12c、12dが配置された、回転可能な非磁性円筒11c、11dから構成される。   The configuration of each of the two developing sleeves 11c and 11d is the same as that of the developing sleeve 11 provided in the developing devices 4a and 4b of the first embodiment, and a magnet roller 12c that is a magnetic field generating unit fixed inside, respectively. It is composed of rotatable nonmagnetic cylinders 11c and 11d on which 12d is disposed.

この2本の現像スリーブ11c、11d上の剤の流れは、感光体ドラム1の移動方向、上流側の現像スリーブ11cで1回目の現像が終了した現像剤が、下流側の現像スリーブ11dに受け渡されて、2回目の現像を行う。現像スリーブ11cと11d間の現像剤の受け渡しは、両現像スリーブ11c、11d内のマグローラ12c、12dのそれぞれに設けられている対向するN3極とS3極にて行われる構成である。   The flow of the agent on the two developing sleeves 11c and 11d is that the developer that has completed the first development by the developing sleeve 11c on the upstream side in the moving direction of the photosensitive drum 1 is received by the developing sleeve 11d on the downstream side. The second development is performed. The developer is transferred between the developing sleeves 11c and 11d at the N3 pole and the S3 pole facing each other provided in each of the mag rollers 12c and 12d in the developing sleeves 11c and 11d.

この構成の場合、2回目の現像時のT/D比が確実に低下しているので、1回目の現像後の現像剤19が確実に攪拌されずに、現像剤19中のキャリアに誘起される逆電荷(キャリアからトナーが剥がされることにより、キャリアに誘起される逆電荷(+側)即ちカウンタチャージ)が残っている場合は、2回目の現像時にハキメムラ等が発生しやすくなる。しかし、本構成のようにすれば、カウンタチャージが発生した現像後の剤が上流スリーブ11c上を移動し、更に下流スリーブ11dに受け渡されて、2回目の現像を行なうまでの間に、充分なトナーとキャリアの動きがあることで、カウンタチャージは消滅する。その結果、T/D比は下がるもののハキメムラ等は発生しない。   In this configuration, since the T / D ratio at the time of the second development is surely lowered, the developer 19 after the first development is not reliably stirred and is induced by the carrier in the developer 19. If a reverse charge (reverse charge (+ side) induced on the carrier (ie, counter charge) due to the toner being peeled off from the carrier) remains, uneven peeling or the like is likely to occur during the second development. However, according to this configuration, the developed agent in which the counter charge has occurred moves on the upstream sleeve 11c and is further transferred to the downstream sleeve 11d until the second development is performed. Counter charge disappears due to the movement of toner and carrier. As a result, although the T / D ratio is decreased, no unevenness occurs.

この系の場合、現像器を2個、感光体ドラム1の回りに配置することがなく、1個の現像器で対応が可能となり、構成が簡略化できる。   In the case of this system, two developing devices are not arranged around the photosensitive drum 1 and can be handled by one developing device, and the configuration can be simplified.

尚、図2を用いて説明した実施例1の現像器41及び図4に示す本実施例の現像器4cにおいて、現像容器16に設けられた攪拌搬送スクリュー13、14は、長手方向の攪拌搬送を行なうらせん状のスクリューを用い、スクリュー13、14を左右に水平に配置したが、図5に示す現像器4dのように上下に配置してもよい。スクリュー13、14を水平に配置しても、上下に配置しても基本的な機能は変わらない。ここでは、スクリュー13が配置された上方の収容部を現像室13aとした。この現像器4dの特徴としては、スクリュー13、14を水平に配置した図4に示す現像器4cがスクリュー13の配設された現像室13aが、現像スリーブ11cへ現像剤19を供給すると同時に、現像スリーブ11dから現像剤を回収しているのに対し、図5に示した現像器4dは、現像室13aにおいて、スクリュー13から矢印Eに従って現像剤19が現像スリーブ11cに供給されるが、下方の現像スリーブ11dから現像剤19は矢印Fに従って下方のスクリュー14の配設された攪拌室14aに回収される。図4に示す現像器4cのように現像スリーブ11cに現像剤19を供給する現像室13aが回収する室を兼ねる場合、一度現像に供された現像剤をすぐに再び使用することとなるが、現像装置4dのように現像スリーブ11cに現像剤19を供給する現像室13aと回収する攪拌室14aが別々に設けられている場合は、このようなことがなく、現像剤19中のトナー濃度ムラ等のないフレッシュな現像剤19をいつも現像スリーブ11cに供給することが可能である。   In the developing device 41 of the first embodiment described with reference to FIG. 2 and the developing device 4c of the present embodiment shown in FIG. 4, the stirring and conveying screws 13 and 14 provided in the developing container 16 are stirred and conveyed in the longitudinal direction. The screws 13 and 14 are horizontally arranged on the left and right, but may be arranged vertically as in the developing device 4d shown in FIG. Even if the screws 13 and 14 are arranged horizontally or vertically, the basic function does not change. Here, the upper accommodating portion in which the screw 13 is disposed is defined as the developing chamber 13a. The developing unit 4d is characterized in that the developing unit 4c shown in FIG. 4 in which the screws 13 and 14 are arranged horizontally feeds the developer 19 to the developing sleeve 11c while the developing chamber 13a in which the screw 13 is arranged, Whereas the developer is collected from the developing sleeve 11d, the developing device 4d shown in FIG. 5 is supplied with the developer 19 from the screw 13 to the developing sleeve 11c according to the arrow E in the developing chamber 13a. From the developing sleeve 11d, the developer 19 is collected in the stirring chamber 14a in which the screw 14 below is disposed in accordance with the arrow F. When the developing chamber 13a for supplying the developer 19 to the developing sleeve 11c also serves as a collection chamber as in the developing device 4c shown in FIG. 4, the developer once used for development is immediately used again. When the developing chamber 13a for supplying the developer 19 to the developing sleeve 11c and the agitating chamber 14a for recovery are separately provided as in the developing device 4d, this is not the case, and toner density unevenness in the developer 19 is not caused. It is possible to always supply a fresh developer 19 having no equality to the developing sleeve 11c.

尚、現像室と攪拌室を上下に設ける構成は、現像器1個に現像スリーブ11が1個備えられる構成のものにも適用でき、この場合も現像スリーブに現像剤を供給するのは上方の現像室であり、回収するのは、下方の攪拌室である。更に、現像スリーブの数に関わらず、この上部の現像剤を供給する現像室、下方の回収する攪拌室の構成は適用できる。   The configuration in which the developing chamber and the stirring chamber are provided above and below can be applied to a configuration in which one developing sleeve 11 is provided in one developing device. In this case, the developer is supplied to the developing sleeve at the upper side. It is a developing chamber, and a lower stirring chamber is collected. Furthermore, regardless of the number of developing sleeves, the structure of the developing chamber for supplying the developer at the upper portion and the stirring chamber for collecting at the lower portion can be applied.

本発明の画像形成装置で使用されるアモルファスシリコンドラムは、一般にドラム上の電位のムラが生じやすいといわれているが、図5の現像装置のような構成をとることで、常にフレッシュな現像剤で現像を行うことが可能となり、アモルファスシリコンドラム特有の電位ムラを目立たなくさせることができる。   The amorphous silicon drum used in the image forming apparatus of the present invention is generally said to have a non-uniform electric potential on the drum. However, by adopting a configuration like the developing device of FIG. Thus, development can be performed, and the potential unevenness peculiar to the amorphous silicon drum can be made inconspicuous.

以上のように、こうした現像器を取り付けた画像形成装置において、表面層の体積抵抗値が109〜1014Ω・cm程度の像担持体を有し、交番電界下で二成分接触現像を行なった際にも、比較的高い体積抵抗値を有する磁性キャリアを使用することで、かぶりや画像濃度の低下を発生することなく、更にアモルファスシリコン感光体を用いても、トナーの電荷が現像スリーブと感光体ドラムの電位差をほぼ打ち消す充填状態まで現像が行われ、しかも、小スペース/低コストで高画質を達成することができた。 As described above, in an image forming apparatus equipped with such a developing device, the surface layer has a volume resistance of about 10 9 to 10 14 Ω · cm, and two-component contact development is performed under an alternating electric field. In this case, by using a magnetic carrier having a relatively high volume resistance value, the toner charge can be separated from the developing sleeve even if an amorphous silicon photoreceptor is used without causing fogging and a decrease in image density. Development was performed to a filling state that almost canceled the potential difference of the photosensitive drum, and high image quality could be achieved in a small space / low cost.

尚、現像スリーブの回転方向や、現像剤の流れは本実施例に限定されるものではないが、現像スリーブの回転方向が変わると、スリーブ上の現像剤規制の位置が変更される。   Although the rotation direction of the developing sleeve and the flow of the developer are not limited to the present embodiment, when the rotation direction of the developing sleeve changes, the position of the developer regulation on the sleeve is changed.

現像スリーブの数は3個以上でも良く、複数個の現像スリーブを並べて像担持体の移動方向に沿って配置し、3回以上の現像を行うようにする。   The number of developing sleeves may be three or more. A plurality of developing sleeves are arranged side by side along the moving direction of the image carrier, and development is performed three times or more.

実施例3
本発明では、現像バイアス波形のみ実施例1と異なり、他の構成は全て実施例1と同じとした。本実施例で用いた現像バイアスについて説明する。
Example 3
In the present invention, only the development bias waveform is different from that of the first embodiment, and all other configurations are the same as those of the first embodiment. The developing bias used in this embodiment will be described.

本発明で用いた現像バイアスは、現像バイアスの印加方法が、現像剤に像担持体(感光体ドラム)1から現像剤担持体(現像スリーブ)11に向かう方向の力を与える電圧をある時間印加する工程と、逆に現像剤に現像スリーブ11から感光体ドラム1に向かう力を与える電圧をある時間印加する工程とを交互に複数回繰り返す交流電圧と、且つその交流電圧の現像スリーブから感光体ドラムに向かう力を与える電圧を印加した後に、感光体ドラム1上の静電潜像の画像部の電位と非画像部の電位との間の電圧値である直流電圧を上記現像スリーブ11に一定時間印加し、これら交流電圧と直流バイアスの組み合わせサイクルを繰り返すことによって行う。この現像バイアスは、一般に「ブランク・パルス・バイアス」と称される(図7参照)。   In the developing bias used in the present invention, the developing bias is applied by applying a voltage for applying a force in a direction from the image carrier (photosensitive drum) 1 to the developer carrier (developing sleeve) 11 for a certain period of time. And a step of applying a voltage that applies a force from the developing sleeve 11 to the photosensitive drum 1 to the developer for a certain period of time alternately, and an AC voltage that repeats a plurality of times alternately, and from the developing sleeve of the AC voltage to the photosensitive member. After applying a voltage that gives a force toward the drum, a DC voltage, which is a voltage value between the potential of the image portion of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 and the potential of the non-image portion, is fixed to the developing sleeve 11. It is performed by applying time and repeating a combination cycle of these AC voltage and DC bias. This developing bias is generally referred to as “blank pulse bias” (see FIG. 7).

上記のような現像バイアスを印加することにより、画像部にだけトナーを飛翔させる直流バイアス(以下、「ブランクバイアス」と称す。)を印加した後、感光体ドラム近傍でトナーを振動させる交流電圧を印加するため、画像部においては、あたかも現像剤のT/D比が高まったようになり、その結果、特に、ハーフトーン部領域に対して充分にトナーを均一に供給することができ、ハキメムラの目立たない滑らかな画像が得られる。   By applying a developing bias as described above, a DC bias that causes toner to fly only to the image area (hereinafter referred to as “blank bias”) is applied, and then an AC voltage that vibrates the toner in the vicinity of the photosensitive drum is applied. As a result, the T / D ratio of the developer is increased in the image area, and as a result, the toner can be supplied sufficiently evenly to the halftone area. An inconspicuous smooth image can be obtained.

又、現像バイアスによる、このトナーの挙動は、全濃度領域に対しても現像性を向上させることとなり、本発明の構成に対して、例えば、耐久後半にT/D比が低下した場合でも、現像性が高いまま保て、エッジ強調のみならず、ハキメムラに対しても有効に働く。このことは、トナー濃度制御や、SDギャップ、現像剤コート量等に対するラティチュードを広げることにもなる。   Further, the behavior of the toner due to the developing bias improves the developability even in the entire density region. For example, even when the T / D ratio is lowered in the latter half of the durability, the configuration of the present invention can be applied. It maintains high developability and works effectively not only for edge emphasis but also for sharpness. This also increases the latitude for toner density control, SD gap, developer coating amount, and the like.

本実施例では、1パルス2kVpp/12kHzの矩形波を2パルスONし、6パルス分OFFしている現像バイアスを用いた。   In this embodiment, a developing bias is used in which two pulses of a rectangular wave of 2 kVpp / 12 kHz per pulse are turned on for two pulses and turned off for six pulses.

又、こうしたブランク・パルス・バイアスは、実施例2に説明した1個の現像器に対し複数の現像スリーブを有する構成の現像器においても、それぞれの現像スリーブにも印加することができ、同様の効果が上げられる。   Also, such a blank pulse bias can be applied to each developing sleeve even in a developing device having a plurality of developing sleeves for one developing device described in the second embodiment. The effect is improved.

以上のように、複数の現像スリーブにより現像を行なう構成に、更に、ブランク・パルス・バイアスを現像バイアスとして用いれば、高画質化/長寿命化の達成と、エッジ強調といった問題点の抑制だけでなく、ラティチュードの高い現像器構成を達成することができた。   As described above, if the development is performed with a plurality of development sleeves, and if a blank pulse bias is used as the development bias, only high image quality / long life can be achieved and problems such as edge enhancement can be suppressed. Thus, it was possible to achieve a developer structure with a high latitude.

実施例4
本発明では、現像バイアス波形のみ実施例1と異なり、他の構成は全て実施例1と同じとした。本実施例で用いた現像バイアスについて説明する。
Example 4
In the present invention, only the development bias waveform is different from that of the first embodiment, and all other configurations are the same as those of the first embodiment. The developing bias used in this embodiment will be described.

本発明で用いた現像バイアスは、二成分現像剤19に像担持体(感光体ドラム)1から現像剤担持体(現像スリーブ)11に向かう方向の力を与える電圧を印加する工程と、逆に二成分現像剤19に現像スリーブ11から感光体ドラム1に向かう力を与える電圧を印加する工程と、を交互に複数回繰り返す交流電圧を印加しているが、その繰り返しの一周期における各工程にかける時間の比率即ちデューティ比を異ならせているのが特徴である。   The developing bias used in the present invention is opposite to the step of applying a voltage that applies a force in the direction from the image carrier (photosensitive drum) 1 to the developer carrier (developing sleeve) 11 to the two-component developer 19. The step of applying a voltage for applying a force from the developing sleeve 11 toward the photosensitive drum 1 to the two-component developer 19 is alternately applied with an AC voltage that is repeatedly applied a plurality of times. The characteristic is that the ratio of time to be applied, that is, the duty ratio is varied.

このとき、上記交流電圧における現像スリーブ11方向に力を与える電圧(現像バイアスの直流成分Vdcからの値)をV1、上記各工程の繰り返しの一周期における印加時間をT1、又、感光体ドラム方向に力を与える電圧(同じく現像バイアスの直流成分からの値)をV2、又、同様に一周期における印加時間をT2として、デューティ比DをV2/(V1+V2)=T1/(T1+T2)として、90≧D≧60とした(図8参照)。   At this time, the voltage (value from the DC component Vdc of the developing bias) that applies a force in the direction of the developing sleeve 11 at the AC voltage is V1, the application time in one cycle of the above steps is T1, and the direction of the photosensitive drum The voltage that applies force to the voltage (also the value from the DC component of the developing bias) is V2, and similarly, the application time in one cycle is T2, and the duty ratio D is V2 / (V1 + V2) = T1 / (T1 + T2), 90 ≧ D ≧ 60 (see FIG. 8).

一般に、感光体ドラム1方向に力を与える電圧が大きくなると、現像性はよくなるが、一方で、低抵抗な表層を有する感光体ドラム1を用いた場合の現像部40における電荷注入も生じやすくなると考えられる。   In general, as the voltage applied in the direction of the photosensitive drum 1 increases, the developability improves. On the other hand, when the photosensitive drum 1 having a low resistance surface layer is used, charge injection in the developing unit 40 is likely to occur. Conceivable.

そこで、本実施例ではデューティ比を大きくしている。すると感光体ドラム1方向に力を与える電圧が大きくなるが、一方でその印加時間が短くなっているため、電荷注入が特に生じやすくなるのを防止できる。更に言えば、逆に、現像性が良くなった分ピーク・トゥ・ピーク電圧値Vpp=(V1+V2)を小さくすることができるため、結果として、現像性を損なうことなく、電荷注入を生じにくくすることが可能であり、Vppを1.5kV≧Vpp≧0.5kVと比較的小さくすることが可能である。ただし、Vppを0.5kVより小さくすると、特に高抵抗なキャリアを用いる場合には現像性が極度に低下する場合がある。   Therefore, in this embodiment, the duty ratio is increased. As a result, the voltage applied to the photosensitive drum 1 increases, but on the other hand, since the application time is shortened, it is possible to prevent charge injection from being particularly likely to occur. Furthermore, on the contrary, the peak-to-peak voltage value Vpp = (V1 + V2) can be reduced by the amount of improved developability. As a result, charge injection is less likely to occur without impairing developability. It is possible to make Vpp as relatively small as 1.5 kV ≧ Vpp ≧ 0.5 kV. However, when Vpp is smaller than 0.5 kV, developability may be extremely lowered particularly when a high-resistance carrier is used.

尚、デューティ比を90より大きくすると、感光体ドラム1方向に力を与える電圧の印加時間が短くなるため、現像性が下がる場合がある。   If the duty ratio is larger than 90, the application time for applying a voltage in the direction of the photosensitive drum 1 is shortened, and the developability may be lowered.

以上のように、複数の現像スリーブ11により現像を行なう構成に、感光体ドラム1方向に力を与える電圧を大きくするようデューティ比を変えた交流バイアスを印加することでも、高画質化/長寿命化の達成とエッジ強調といった問題点の抑制でき、また、現像領域での電荷注入に対しラティチュードの高い現像器構成を達成することができた。   As described above, even when an AC bias with a duty ratio changed so as to increase the voltage applied to the photosensitive drum 1 is applied to the configuration in which development is performed by the plurality of developing sleeves 11, high image quality / long life is achieved. The development of a developing device having a high latitude with respect to charge injection in the development region can be achieved.

尚、この構成も1個の現像器に複数の現像スリーブを設ける実施例2の構成の現像装置においても適用できる。   This configuration can also be applied to the developing device having the configuration of Example 2 in which a plurality of developing sleeves are provided in one developing unit.

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る現像器の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the developing device which concerns on this invention. 本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the image forming apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る現像器の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the developing device which concerns on this invention. 本発明に係る現像器の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the developing device which concerns on this invention. 露光手段の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of an exposure means. 本発明に係る現像バイアスの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the developing bias which concerns on this invention. 本発明に係る現像バイアスの他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the developing bias which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム(像担持体)
3 帯電器
4 現像装置
4a、4b、4c、4d 現像器
11、11c、11d 現像スリーブ(現像剤担持体)
12、12c、12d マグネット(磁界発生手段)
13a 現像室
14a 攪拌室
16 現像容器
19 二成分現像剤
40 現像部
1 Photosensitive drum (image carrier)
3 Charging device 4 Developing device 4a, 4b, 4c, 4d Developing device 11, 11c, 11d Developing sleeve (developer carrier)
12, 12c, 12d Magnet (magnetic field generating means)
13a developing chamber 14a stirring chamber 16 developing container 19 two-component developer 40 developing section

Claims (4)

体積抵抗が1×109〜1×1014Ω・cmの表面層を有する像担持体上に形成された静電像をトナー及びキャリアを含む現像剤にて接触現像する現像装置において、
前記像担持体との対向部へ現像剤を担持搬送する現像剤担持体を複数設け、キャリアの体積抵抗値を1×1010Ω・cm以上1×1014Ω・cm以下としたことを特徴とする現像装置。
In a developing device for contact-developing an electrostatic image formed on an image carrier having a surface layer having a volume resistance of 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ω · cm with a developer containing toner and carrier,
A plurality of developer carriers that carry and transport the developer to a portion facing the image carrier are provided, and the volume resistance value of the carrier is set to 1 × 10 10 Ω · cm to 1 × 10 14 Ω · cm. A developing device.
前記複数の現像剤担持体に直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加するバイアス印加手段を有することを特徴とする請求項1の現像装置。   2. The developing device according to claim 1, further comprising bias applying means for applying a developing bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed on the plurality of developer carriers. 前記バイアス印加手段は交流電圧を断続的に印加することを特徴とする請求項2の現像装置。   The developing device according to claim 2, wherein the bias applying unit intermittently applies an AC voltage. 前記バイアス印加手段は1周期中にトナーを前記像担持体へ付勢する第1の電圧とトナーを前記現像剤担持体へ付勢する第2の電圧を印加する構成とされ、前記第1の電圧を印加する時間よりも前記第2の電圧を印加する時間を長くしたことを特徴とする請求項3の現像装置。   The bias applying means is configured to apply a first voltage for urging toner to the image carrier and a second voltage for urging toner to the developer carrier during one cycle. 4. The developing device according to claim 3, wherein the time for applying the second voltage is made longer than the time for applying the voltage.
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