JP2006171787A - Developing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device wherein the occurrence of image defects caused by flaws of an image carrier can be avoided by preventing the image carrier from being flawed by a developer carrier when transporting an image forming apparatus, even in the case that a gap between the image carrier and the developer carrier in the image forming apparatus is narrowed. <P>SOLUTION: A conductive elastic layer 34 which has a higher hardness than a photosensitive drum and has a volume resistivity of ≤10<SP>8</SP>Ωcm is provided as an outer layer on a conductive non-magnetic bade member 32 to obtain a developing sleeve 30 of the developing device. Though the developing sleeve 30 comes into contact with the photosensitive drum because of vibrations during transportation of the image forming apparatus having the developing device built therein, the surface of the photosensitive drum is prevented from being flawed, and thus the occurrence of image defects caused by flaws of the photosensitive drum is avoided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真感光体、静電記録誘電体の像保持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置に関する。   The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image bearing member of an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric.

従来、一成分現像剤を用い、その一成分現像剤を担持した現像剤担持体を像担持体の表面から所要の微小間隙をおいて対峙させ、この間隙を飛翔する現像剤により現像するジャンピング現像方式が知られている(例えば特許文献1)。又上記の間隙に高周波パルスバイアス(周波数10kHz〜3000kHz等)を印加して、像担持体の画像部には現像剤を付着させるが、非画像部には付着させないようにした現像技術も知られている(例えば特許文献2、3、4等)。   Conventionally, jumping development in which a single-component developer is used, the developer-carrying member carrying the one-component developer is opposed to the surface of the image carrier with a required minute gap, and development is performed with the developer flying in the gap. A method is known (for example, Patent Document 1). A developing technique is also known in which a high-frequency pulse bias (frequency 10 kHz to 3000 kHz, etc.) is applied to the gap so that the developer adheres to the image portion of the image carrier but does not adhere to the non-image portion. (For example, Patent Documents 2, 3, 4, etc.).

又トナーとキャリアとを含有する二成分現像剤を用い、その二成分現像剤を像担持体の画像部及び非画像部に無差別に接触させ、同時に現像剤担持体と像担持との間に低周波交番電界を印加し、実質的に画像部のみに現像剤を付着し、非画像部への現像剤の付着をないようにして、現像する現像技術も知られている(例えば特許文献5)。   Also, a two-component developer containing a toner and a carrier is used, and the two-component developer is indiscriminately brought into contact with the image portion and the non-image portion of the image carrier, and at the same time, between the developer carrier and the image carrier. A developing technique is also known in which a low-frequency alternating electric field is applied, developer is applied substantially only to the image area, and development is prevented from adhering to the non-image area (for example, Patent Document 5). ).

図5は、従来の現像装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。本画像形成装置に備えられた現像装置は、従来の現像装置の一例で、現像剤担持体と像担持体とが対向した間隙である現像領域に交番電界を印加するようになっている。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus provided with a conventional developing device. The developing device provided in the image forming apparatus is an example of a conventional developing device, and applies an alternating electric field to a developing region which is a gap where a developer carrying member and an image carrying member face each other.

図5に示すように、現像装置10は、画像形成装置の像担持体である矢印方向に回転するドラム状電子写真感光体、即ち感光ドラム1に対向して設置され、この感光ドラム1上には、帯電器、露光手段等を含む公知の静電潜像形成手段2により静電潜像が形成される。露光手段としては原稿の光学像の投影手段や被記録画像信号により変調されたレーザビームを走査する光学系等が採用され、感光ドラム1に形成された潜像は、現像装置10によって現像してトナー像に形成される。   As shown in FIG. 5, the developing device 10 is disposed opposite to a drum-shaped electrophotographic photosensitive member that rotates in the direction of an arrow that is an image carrier of the image forming apparatus, that is, the photosensitive drum 1. The electrostatic latent image is formed by a known electrostatic latent image forming unit 2 including a charger, an exposure unit and the like. As the exposure means, an optical image projection means for an original document, an optical system that scans a laser beam modulated by a recorded image signal, or the like is adopted. The latent image formed on the photosensitive drum 1 is developed by the developing device 10. A toner image is formed.

得られたトナー像は転写帯電器等を含む公知の転写手段3により紙等の転写材上に転写される。トナー像を転写された転写材は感光ドラム1から分離され、公知の定着手段に送られ、そこでトナー像の転写材への定着が行なわれる。   The obtained toner image is transferred onto a transfer material such as paper by known transfer means 3 including a transfer charger. The transfer material to which the toner image has been transferred is separated from the photosensitive drum 1 and sent to a known fixing means, where the toner image is fixed to the transfer material.

転写後感光ドラム1上に残留したトナーは、クリーニングブレード等を含む公知のクリーニング手段4により除去される。   The toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer is removed by a known cleaning means 4 including a cleaning blade and the like.

現像装置10は、現像容器12内に磁性トナーからなるキャリア粒子を含まない絶縁性一成分現像剤11を収容している。この現像剤11は、絶縁性磁性トナーを主体としてなっており、好ましくはシリカ微粉末が若干外添されている。シリカ微粉末は、画像濃度を増大させ且つガサツキの少ない画像を得られるように、トナーの摩擦帯電電荷を制御する目的等から外添される。例えば気相法シリカ(乾式シリカ)及び/又は湿式製法シリカ(湿式シリカ)をトナーに外添することが知られている。   The developing device 10 contains an insulating one-component developer 11 that does not contain carrier particles made of magnetic toner in a developing container 12. The developer 11 is mainly composed of an insulating magnetic toner, and preferably a small amount of fine silica powder is externally added thereto. The silica fine powder is externally added for the purpose of controlling the triboelectric charge of the toner or the like so as to increase the image density and obtain an image with less roughness. For example, it is known that gas phase method silica (dry silica) and / or wet method silica (wet silica) are externally added to a toner.

例えばスチレン−アクリルにマグネタイトを60重量部含有する負極性トナーに対し、強い負帯電特性を示す乾式シリカ(例えば100m2の気相法シリカに対し、HMDSを100m2当たり10重量部の割合で添加し、加熱処理したもの)が外添された現像剤は、負極性の静電潜像を反転現像するのに適している。 Such as styrene - added to the negative polarity toner containing 60 parts by weight of magnetite acrylic, relative dry silica (e.g., 100 m 2 fumed silica exhibiting a strong negative charging property, the HMDS at a rate of 100 m 2 per 10 parts by weight The developer to which the heat-treated toner is externally added is suitable for reversal development of a negative electrostatic latent image.

一成分現像剤、即ちトナー11は、現像剤担持体である矢印方向に回転するアルミニウム、ステンレス鋼等の非磁性現像スリーブ20によって容器12から持ち出され、感光ドラム1と対向した現像領域13に搬送される。現像領域13においては、感光ドラム1と現像スリーブ20とが50〜500μmの最小間隙を開けて対向している。そしてこの現像領域13において感光ドラム1上の静電潜像に現像剤が付与され、静電潜像が現像される。   The one-component developer, that is, the toner 11 is taken out of the container 12 by a non-magnetic developing sleeve 20 such as aluminum or stainless steel that rotates in the direction of an arrow as a developer carrying member, and is conveyed to a developing region 13 facing the photosensitive drum 1. Is done. In the developing region 13, the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 20 face each other with a minimum gap of 50 to 500 μm. In the developing area 13, a developer is applied to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1, and the electrostatic latent image is developed.

現像領域13に搬送される現像スリーブ20上のトナー11の厚みは、ブレード16によって規制される。ブレード16は鉄等の磁性体からなり、スリーブ20内に静止配置されたマグネットローラ15の磁極N1とスリーブ20を間に挟んで対向している。従ってブレード16に対して磁極N1からの磁力線が集中し、ブレード16とスリーブ20との間に強い磁気カーテンが形成される。この磁気カーテンによりスリーブ20上には、ブレード16とスリーブ20間の間隙よりも薄いトナー層11aが形成される。   The thickness of the toner 11 on the developing sleeve 20 conveyed to the developing region 13 is regulated by the blade 16. The blade 16 is made of a magnetic material such as iron, and is opposed to the magnetic pole N1 of the magnet roller 15 placed stationary in the sleeve 20 with the sleeve 20 interposed therebetween. Accordingly, the magnetic lines of force from the magnetic pole N 1 concentrate on the blade 16, and a strong magnetic curtain is formed between the blade 16 and the sleeve 20. By this magnetic curtain, a toner layer 11 a thinner than the gap between the blade 16 and the sleeve 20 is formed on the sleeve 20.

尚、ブレード16と現像スリーブ20との間隙は、トナー層11aの厚みをスリーブ20と感光ドラム1との最小間隙、即ち現像領域13での両者の間隙よりも薄くできるような間隙に設定される。   The gap between the blade 16 and the developing sleeve 20 is set so that the thickness of the toner layer 11a can be made smaller than the minimum gap between the sleeve 20 and the photosensitive drum 1, that is, the gap between the two in the developing region 13. .

以上のようにして、図5に示した現像装置では、所謂非接触現像が行なわれる。即ち、現像領域13に搬送されるトナー層11aの厚みが現像スリーブ20と感光ドラム1間の最小間隙よりも薄いので、トナー11はスリーブ20から空気間隙を飛翔して感光ドラム1に到達する。そしてその際の現像効率を向上し、濃度が高く鮮明でカブリの抑制された現像画像を形成するために、スリーブ20には定電圧制御のバイアス電源18から交番成分を含む現像バイアス電圧が印加される。   As described above, in the developing apparatus shown in FIG. 5, so-called non-contact development is performed. That is, since the thickness of the toner layer 11 a conveyed to the developing area 13 is thinner than the minimum gap between the developing sleeve 20 and the photosensitive drum 1, the toner 11 flies from the sleeve 20 through the air gap and reaches the photosensitive drum 1. In order to improve the developing efficiency at that time, and to form a developed image having a high density and a clear image with suppressed fog, a developing bias voltage including an alternating component is applied to the sleeve 20 from a bias power source 18 of constant voltage control. The

現像バイアスは、上記のように、直流電圧に交番電圧を重畳したものが好ましい。その交番電圧の周波数は1〜2kHz、ピーク・ツウ・ピーク電圧(最大値と最小値の差)は、1.1〜1.8kV程度が好ましく、波形は矩形波、サイン波、三角波等が使用される。   As described above, the development bias is preferably one in which an alternating voltage is superimposed on a DC voltage. The frequency of the alternating voltage is preferably 1 to 2 kHz, and the peak-to-peak voltage (difference between the maximum value and the minimum value) is preferably about 1.1 to 1.8 kV, and the waveform is a rectangular wave, sine wave, triangular wave, or the like. Is done.

例えば暗部電位が−700V、明部電位が−100Vの潜像を負に帯電したトナーで反転現像するとき、現像バイアスとしては直流成分が−500V、交番成分はピーク・ツウ・ピーク電圧が1.6kV、周波数が1.8kHzの矩形波の現像バイアス電圧を使用できる。   For example, when a latent image having a dark portion potential of −700 V and a light portion potential of −100 V is subjected to reversal development with a negatively charged toner, a DC component is −500 V as a developing bias, and an alternating component has a peak-to-peak voltage of 1. A square wave development bias voltage of 6 kV and a frequency of 1.8 kHz can be used.

斯る現像バイアスによってトナー11に現像スリーブ20から感光ドラム1に転移させる方向の電界、感光ドラム1からスリーブ20に逆転移させる方向の電界が交互に作用する。これによって良好な現像画像が得られる。   With such a developing bias, an electric field in the direction in which the toner 11 is transferred from the developing sleeve 20 to the photosensitive drum 1 and an electric field in the direction in which the photosensitive drum 1 is reversely transferred to the sleeve 20 act alternately. As a result, a good developed image can be obtained.

尚、反転現像とは、潜像の明部電位領域に潜像と同極性に帯電したトナーを付着させて、潜像を可視化する現像方式である。一方、潜像の暗部電位領域に潜像と逆極性に帯電したトナーを付着させて、可視化する現像方式を正規現像と言う。   Note that the reversal development is a development method in which a latent image is visualized by attaching a toner charged to the same polarity as the latent image in a light portion potential region of the latent image. On the other hand, a developing method in which a toner charged with a polarity opposite to that of the latent image is attached to the dark part potential region of the latent image and visualized is called normal development.

トナー11は、主として現像スリーブ20との摩擦により静電潜像を現像する極性に帯電される。トナー11としては、例えばスチレン−アクリル共重合体を主成分とする結着樹脂に、マグネタイトを60重量%、負荷電制御剤としてモノアゾ染料の金属錯塩を1重量%含有した、体積抵抗率が約1013Ωcmの絶縁性磁性トナーを基本とし、これに流動性を高めるために疎水化処理したシリカ微粒子をトナー重量に対し0.4重量%外添したものを用いる。斯るトナーは、上記のスリーブ20との摩擦により負極性に帯電する。 The toner 11 is charged to a polarity that develops the electrostatic latent image mainly by friction with the developing sleeve 20. As the toner 11, for example, a binder resin mainly composed of a styrene-acrylic copolymer contains 60% by weight of magnetite and 1% by weight of a metal complex salt of a monoazo dye as a negative charge control agent. Basically, an insulating magnetic toner of 10 13 Ωcm is used, which is obtained by adding 0.4% by weight of silica fine particles hydrophobized to increase the fluidity to the toner weight. Such toner is negatively charged by friction with the sleeve 20 described above.

尚、マグネットローラ15の磁極S1は現像領域13に磁界を形成してカブリを防止し、ライン画像の鮮明な現像に寄与する。又磁極N2、S2はトナーの搬送に寄与する。
特公昭41−9476号公報 米国特許第3890929号明細書 米国特許第3866574号明細書 米国特許第38934318号明細書 特開昭55−32060号公報
The magnetic pole S1 of the magnet roller 15 forms a magnetic field in the developing area 13 to prevent fogging, and contributes to clear development of a line image. Magnetic poles N2 and S2 contribute to toner conveyance.
Japanese Patent Publication No.41-9476 US Pat. No. 3,890,929 US Pat. No. 3,866,574 US Pat. No. 3,894,318 Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-3260

上記したように、従来の現像装置では、現像スリーブ15と感光ドラム1との間隙(SD間隙)が200μmと狭い。そのために、シミュレーションによる検討によれば、そのSD間隙で現像装置を組込んだ画像形成装置の輸送時に、現像スリーブ20と感光ドラム1との接触が発生し、これが原因で感光ドラム1に傷が付き、画像上の欠陥を招来することが判明した。   As described above, in the conventional developing device, the gap (SD gap) between the developing sleeve 15 and the photosensitive drum 1 is as narrow as 200 μm. Therefore, according to a study by simulation, contact between the developing sleeve 20 and the photosensitive drum 1 occurs during transportation of the image forming apparatus incorporating the developing device in the SD gap, and this causes damage to the photosensitive drum 1. On the other hand, it has been found that it causes a defect on the image.

この輸送時の感光ドラム1の傷付きは、感光ドラム等と現像装置とを組込んでカートリッジ化したB4サイズのプロセスカートリッジにおいて顕著である。   The damage of the photosensitive drum 1 during transportation is conspicuous in a B4 size process cartridge in which the photosensitive drum and the developing device are assembled into a cartridge.

従来は、これを防止するために、ポリエステル製のシート(遮光のためにカーボンブラック等を添加)を感光ドラムに巻く必要があった。   Conventionally, in order to prevent this, it has been necessary to wind a polyester sheet (added carbon black or the like for light shielding) around a photosensitive drum.

本発明の目的は、画像形成装置の像担持体に対する現像剤担持体の間隙を狭くしても、画像形成装置の輸送時に現像剤担持体により像担持体に傷を付けるのを防止して、像担持体の傷による画像欠陥の発生をなくすことを可能とした現像装置を提供することである。   The object of the present invention is to prevent the image carrier from being scratched by the developer carrier during transportation of the image forming apparatus, even if the gap between the developer carrier and the image carrier of the image forming apparatus is narrowed. An object of the present invention is to provide a developing device capable of eliminating the occurrence of image defects due to scratches on an image carrier.

本発明の他の目的は、画像形成装置の輸送時の現像剤担持体による像担持体の傷付きを防止すると共に、像担持体に対する現像剤担持体の間隙の製造上のバラつきや環境変化による現像特性の変化を改善することを可能とした現像装置を提供することである。   Another object of the present invention is to prevent the image carrier from being scratched by the developer carrier during transportation of the image forming apparatus, and to due to manufacturing variations in the gap of the developer carrier relative to the image carrier and environmental changes. It is an object of the present invention to provide a developing device that can improve changes in development characteristics.

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、現像剤担持体上の現像剤を規制部材により規制して現像剤の薄層を形成し、前記薄層に形成された現像剤を現像剤担持体と200μm以下の微小間隙を開けた像担持体と対面させ、前記現像剤担持体と像担持体との間に現像バイアスを印加した状態下で前記現像剤を像担持体に転移させて、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持体は、導電性の基体の表面上に導電性弾性層を設けてなっており、該導電性弾性層は体積抵抗率が108Ω・cm以下で、且つ前記像担持体の表面よりも低い硬度を有することを特徴とする現像装置である。 The above object is achieved by the developing device according to the present invention. In summary, according to the present invention, the developer on the developer carrying member is regulated by a regulating member to form a thin layer of the developer, and the developer formed on the thin layer is separated from the developer carrying member to a minute size of 200 μm or less. The developer is transferred to the image carrier while facing the image carrier having a gap and a developing bias is applied between the developer carrier and the image carrier. In the developing device for developing the formed electrostatic latent image, the developer carrying member is provided with a conductive elastic layer on the surface of a conductive substrate, and the conductive elastic layer has a volume resistivity. A developing device having a hardness of 10 8 Ω · cm or less and lower than the surface of the image carrier.

本発明によれば、前記現像剤担持体と像担持体との間に一定の交番電流が流れるように、前記現像バイアスの交番電流を定電流制御することができ、更にその交番電流の最大値を制限することができる。   According to the present invention, the alternating current of the developing bias can be controlled at a constant current so that a constant alternating current flows between the developer carrier and the image carrier, and the maximum value of the alternating current can be controlled. Can be limited.

又前記現像剤担持体の現像部位が前記像担持体の非画像域に対応しているときに、これらの間に一定の交番電流が流れるように、前記現像バイアスの交番電流を定電流制御し、そしてそのときの交番電圧を検知し、前記現像部位が前記像担持体の非画像域に対応しているときに、前記検知した交番電圧又はこれにより定まる一定の交番電圧となるように、前記現像バイアスの交番電圧を定電圧制御することができる。   Further, when the developing portion of the developer carrying member corresponds to a non-image area of the image carrying member, the alternating current of the developing bias is controlled at a constant current so that a constant alternating current flows between them. The alternating voltage at that time is detected, and when the development site corresponds to the non-image area of the image carrier, the detected alternating voltage or the constant alternating voltage determined thereby is The alternating voltage of the developing bias can be controlled at a constant voltage.

又前記現像剤担持体の現像部位が前記像担持体の非画像域に対応しているときに、前記現像バイアスの交番電圧を一定の交番電圧となるように定電圧制御し、そしてそのときの交番電流を検知し、前記現像部位が前記像担持体の非画像域に対応しているときに、前記検知した交番電流により定まる一定の交番電圧となるように、前記現像バイアスの交番電圧を定電圧制御することができる。   When the developing portion of the developer carrier corresponds to a non-image area of the image carrier, the alternating voltage of the developing bias is controlled to a constant alternating voltage so that the constant voltage is maintained. When the alternating current is detected, and the development site corresponds to a non-image area of the image carrier, the alternating voltage of the developing bias is set so as to be a constant alternating voltage determined by the detected alternating current. The voltage can be controlled.

前記規制部材が弾性体からなり、前記現像剤が一成分現像剤であり、更にその一成分現像剤の体積平均粒径が9μm以下であるようにすることができる。   The regulating member is made of an elastic body, the developer is a one-component developer, and the volume-average particle size of the one-component developer can be 9 μm or less.

本発明の現像装置によれば、画像形成装置の像担持体に対する現像剤担持体の間隙を狭くしても、画像形成装置の輸送時に現像剤担持体により像担持体に傷を付けるのを防止して、像担持体の傷による画像欠陥の発生をなくすことをできる。更に現像バイアスの交番電流の定電流制御等を付加したときには、画像形成装置の輸送時の現像剤担持体による像担持体の傷付きを防止することに加えて、像担持体に対する現像剤担持体の間隙の製造上のバラつきや環境変化による現像特性の変化を改善することができる。   According to the developing device of the present invention, even when the gap between the developer carrier and the image carrier of the image forming apparatus is narrowed, the image carrier is prevented from being damaged by the developer carrier during transportation of the image forming apparatus. Thus, the occurrence of image defects due to scratches on the image carrier can be eliminated. Further, when constant current control of alternating current of the developing bias is added, in addition to preventing the image carrier from being damaged by the developer carrier during transportation of the image forming apparatus, the developer carrier to the image carrier It is possible to improve variations in development characteristics due to manufacturing variations of the gaps and environmental changes.

実施例1
図1は、本発明の一実施例に係る現像装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図、図2は、図1に備えられた現像装置の現像スリーブを拡大して示す斜視図である。
Example 1
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus including a developing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged perspective view illustrating a developing sleeve of the developing device provided in FIG. .

本画像形成装置の構成は、その現像装置10が図2に示す構成の現像スリーブ30を有する点を除き、図5に示した従来の画像形成装置と基本的に同じなので、説明の煩雑を避けるために、図1において図5と同じ部材には同じ符号を付して、必要のない限りその説明を省略する。   The configuration of the image forming apparatus is basically the same as that of the conventional image forming apparatus shown in FIG. 5 except that the developing device 10 has a developing sleeve 30 having the configuration shown in FIG. Therefore, in FIG. 1, the same members as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted unless necessary.

図2に示すように、本発明によれば、現像スリーブ30は、非磁性スリーブ基体32上に外層として導電性弾性層34を形成してなっている。本実施例では、スリーブ基体32は、厚さ0.8mm、外径15mm、真直度約20μmのアルミニウム製の円筒体とされ、導電性弾性層34はこれに厚さ約500μmに設けた。   As shown in FIG. 2, according to the present invention, the developing sleeve 30 is formed with a conductive elastic layer 34 as an outer layer on a nonmagnetic sleeve base 32. In this embodiment, the sleeve base 32 is an aluminum cylinder having a thickness of 0.8 mm, an outer diameter of 15 mm, and a straightness of about 20 μm, and the conductive elastic layer 34 is provided on the thickness of about 500 μm.

上記の導電性弾性層34は、ウレタンゴムに導電性カーボンブラック、例えばconductex 975 ub(コロンビアカーボン社製)を添加したものを混練し、溶媒希釈して塗料液とし、その塗料液をスリーブ基体32上にスプレー塗工し、塗膜を乾燥し、加硫して硬化することにより形成される。   The conductive elastic layer 34 is made by kneading urethane rubber with conductive carbon black, for example, conductivetex 975 ub (manufactured by Columbia Carbon Co., Ltd.), diluting the solvent to form a coating liquid, and the coating liquid is used as the sleeve base 32. It is formed by spray coating on top, drying the coating, vulcanizing and curing.

上記の硬化により得られた導電性弾性層34の体積抵抗率は、同時にポリエチレンテレフタレート上に形成した導電性弾性層を四端子法の抵抗率測定器(例えば三菱油化製 LORESTA AP INTERIGENT)で測定することにより得られ、体積抵抗率は104Ω・cm程度であった。 The volume resistivity of the conductive elastic layer 34 obtained by the above-mentioned curing is measured simultaneously with a conductive elastic layer formed on polyethylene terephthalate using a four-terminal resistivity meter (for example, LORESTA AP INTERIGENT manufactured by Mitsubishi Yuka). The volume resistivity was about 10 4 Ω · cm.

現像装置10の現像容器12内に収容された一成分現像剤であるトナー11は、上記の導電性弾性層34を有する現像スリーブ30上にその内側のマグネットローラ15により担持され、現像スリーブ30の回転により、感光ドラム1と現像スリーブ30とが所定の微小間隙でき対向した現像領域13に搬送される。その搬送の途中、トナー11は、磁性ブレード16により層厚を規制されて所定の厚さの薄いトナー層11aとされる。現像領域13に搬送されたトナー11は、感光ドラム1上に形成された静電潜像の現像に供され、潜像がトナー像として可視化される。   The toner 11 that is a one-component developer housed in the developing container 12 of the developing device 10 is carried on the developing sleeve 30 having the conductive elastic layer 34 by the magnet roller 15 inside thereof, By rotation, the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 30 are conveyed to the developing region 13 facing each other with a predetermined minute gap. During the conveyance, the toner 11 is regulated by the magnetic blade 16 to be a thin toner layer 11a having a predetermined thickness. The toner 11 transported to the developing area 13 is used for developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1, and the latent image is visualized as a toner image.

現像の際、現像スリーブ30にはバイアス電源18によって現像バイアスが印加され、現像剤には、これを現像スリーブ30から感光ドラム1に転移させる方向の電界、感光ドラム1から現像スリーブ30に逆向きに転移させる方向の電界が交互に作用する。これにより良好な現像画像が得られる。   During development, a developing bias is applied to the developing sleeve 30 by a bias power source 18, and an electric field is applied to the developer in a direction in which the developing sleeve 30 is transferred from the developing sleeve 30 to the photosensitive drum 1. The electric field in the direction of transition to acts alternately. Thereby, a good developed image can be obtained.

現像バイアスは、例えば暗部電位が−700V、明部電位が−100Vの潜像を負に帯電したトナーで、プロセススピード47.1mm/秒、SD間隙200μmで反転現像する場合、次の条件にすることにより、良好な現像画像が得られる。使用した現像スリーブ30の長手方向の長さは、有効長で220mmであった。   The development bias is set to the following conditions, for example, when a latent image having a dark portion potential of −700 V and a light portion potential of −100 V is negatively charged and developed at a process speed of 47.1 mm / second and an SD gap of 200 μm. As a result, a good developed image can be obtained. The length of the developing sleeve 30 used in the longitudinal direction was 220 mm as an effective length.

交番電圧 :矩形波、800V
交番周波数:2000Hz
直流電圧 :−500V
Alternating voltage: Square wave, 800V
Alternating frequency: 2000Hz
DC voltage: -500V

尚、現像スリーブ30の導電性弾性層34の実質の抵抗値は、弾性層34の体積抵抗率×厚さのオーダー、即ち102Ωのオーダー(104Ω・cm×500μm÷1cm3=500Ω)で比較的低いので、高圧を負荷しても十分に耐えられる領域であり、現像バイアスの交番電圧のピーク・ツウ・ピークは数10〜数100ボルトの範囲であるから、現像バイアスの印加による現像が十分に可能である。 The substantial resistance value of the conductive elastic layer 34 of the developing sleeve 30 is the order of volume resistivity × thickness of the elastic layer 34, that is, the order of 10 2 Ω (10 4 Ω · cm × 500 μm ÷ 1 cm 3 = 500Ω). ) Is relatively low, and is a region that can sufficiently withstand high voltage load, and the peak-to-peak of the alternating voltage of the developing bias is in the range of several tens to several hundreds volts. Development is sufficiently possible.

本発明では、上記のように、現像装置10の現像スリーブ30に外層として導電性弾性層34を設けたので、その現像装置10を組込んだ画像形成装置の運送時に、振動により現像スリーブ30が感光ドラム1に接触しても、感光ドラム1の表面に傷が付くのを防止でき、感光ドラム1の傷による画像欠陥の発生をなくすことができる。   In the present invention, since the conductive elastic layer 34 is provided as the outer layer on the developing sleeve 30 of the developing device 10 as described above, the developing sleeve 30 is caused by vibration during transportation of the image forming apparatus incorporating the developing device 10. Even if the photosensitive drum 1 is contacted, it is possible to prevent the surface of the photosensitive drum 1 from being scratched, and it is possible to eliminate the occurrence of image defects due to the scratch on the photosensitive drum 1.

本実施例において、振動数:10〜100Hz、加速度:1G、スイープ時間:5分等のJIS−Z0202に基づく物流テストを行った後、画像形成を行った結果、現像スリーブの接触による感光ドラムの傷付きに起因した画像欠陥は認められなかった。   In this embodiment, after carrying out a physical distribution test based on JIS-Z0202, such as frequency: 10 to 100 Hz, acceleration: 1 G, sweep time: 5 minutes, etc., as a result of image formation, the photosensitive drum was brought into contact with the developing sleeve. No image defects due to scratches were observed.

以上では、現像スリーブ30の導電性弾性層34は、体積抵抗率が104Ω・cmとしたが、一般に、導電性弾性層34の体積抵抗率の上限値は、使用するバイアス電源18の出力の最大値によって決定されるので、バイアス電源18の出力によっては更に高体積抵抗率の導電性弾性層を有する現像スリーブを使用することができることはいうまでもない。 In the above, the conductive elastic layer 34 of the developing sleeve 30 has a volume resistivity of 10 4 Ω · cm, but in general, the upper limit value of the volume resistivity of the conductive elastic layer 34 is the output of the bias power source 18 to be used. It is needless to say that a developing sleeve having a conductive elastic layer having a higher volume resistivity can be used depending on the output of the bias power supply 18.

本発明では、導電性弾性層34の体積抵抗率が108Ω・cm以下の現像スリーブを使用することができ、上記したのと同様な効果を得ることができた。導電性弾性層34の体積抵抗率が108Ω・cmを超えると、局所的に抵抗の不均一性からリークが発生し易くなり、画像上の欠陥が発生し易くなる。抵抗率の下限についての制限はない。 In the present invention, a developing sleeve having a volume resistivity of the conductive elastic layer 34 of 10 8 Ω · cm or less can be used, and the same effect as described above can be obtained. If the volume resistivity of the conductive elastic layer 34 exceeds 10 8 Ω · cm, leakage is likely to occur locally due to non-uniform resistance, and defects on the image are likely to occur. There is no limit on the lower limit of resistivity.

更に本発明では、SD間隙を200μm以下としているので、現像スリーブ30の体積抵抗率を従来の現像スリーブよりも高くして使用することができる。即ち、現像スリーブ30上の現像されるトナー(現像に供されるトナー)と感光ドラム1との距離が近くなるために、トナーの現像性が向上するから、現像スリーブ30の体積抵抗率を従来の現像スリーブよりも高くできる。上記のトナーと感光ドラム間の距離が近くなると現像性が向上するのは、現像されるトナー、つまり現像スリーブから最も遠く、感光ドラムに最も近いトナーに、感光ドラムの表面電位で形成される電界が近いことが、その一つの要因として考えられる。   Further, in the present invention, since the SD gap is 200 μm or less, the volume resistivity of the developing sleeve 30 can be used higher than that of the conventional developing sleeve. That is, since the distance between the toner to be developed on the developing sleeve 30 (the toner used for development) and the photosensitive drum 1 is reduced, the developability of the toner is improved. It can be higher than the developing sleeve. When the distance between the toner and the photosensitive drum becomes shorter, the developability is improved because the electric field formed by the surface potential of the photosensitive drum on the toner to be developed, that is, the toner farthest from the developing sleeve and closest to the photosensitive drum. One of the factors is considered to be close.

本発明者等が行ったシミュレーションの結果によると、感光ドラム表面の暗部電位が−700V、明部電位が−150Vであるサイン波的な表面電位分布(通常のOPC)を考えると、感光ドラムの表面から約100〜150μmがその電界が及ぶ距離である。換言すれば、現像スリーブ上のトナー層の厚さを考えると、SD間隙は100〜150μm以下、多目に見積もって200μm以下が現像性の高い領域となる。   According to the result of the simulation conducted by the present inventors, when considering the sinusoidal surface potential distribution (normal OPC) in which the dark portion potential on the surface of the photosensitive drum is −700 V and the bright portion potential is −150 V, The distance that the electric field reaches is about 100 to 150 μm from the surface. In other words, when considering the thickness of the toner layer on the developing sleeve, the SD gap is 100 to 150 μm or less, and more generally 200 μm or less is a highly developable region.

このことは、当業者に周知のV−D曲線(現像バイアスの直流電圧V対現像濃度Dの関係曲線)を実験的に調べることで明確になる。即ち現像性が高ければ、V−D曲線は低コントラスト側にシフトするが、SD間隙が200μm以下ではそのようにシフトしており、SD間隙200μm以下で現像性が高いことが明らかである。   This can be clarified by experimentally examining a VD curve (relation curve of development bias DC voltage V vs. development density D) well known to those skilled in the art. That is, if the developability is high, the VD curve shifts to the low contrast side, but it is so shifted when the SD gap is 200 μm or less, and it is clear that the developability is high when the SD gap is 200 μm or less.

本発明に従う導電性弾性層34を設けた現像スリーブ30と、従来の金属(アルミ)のままの現像スリーブとを、本発明のSD間隙の範囲内の200μmの条件で現像に使用し、画像形成試験を行ったときの、現像性及び現像スリーブ接触による感光ドラム損傷の防止効果等を、試験No.1〜2として表1に示す。   The developing sleeve 30 provided with the conductive elastic layer 34 according to the present invention and the conventional developing sleeve made of metal (aluminum) are used for development under the condition of 200 μm within the SD gap according to the present invention to form an image. When the test was conducted, the developability and the effect of preventing the photosensitive drum from being damaged due to the contact with the developing sleeve were tested. It shows in Table 1 as 1-2.

Figure 2006171787
Figure 2006171787

表1に示されるように、本発明の実施例である試験No.1では、現像スリーブの表面に本発明に従った導電性弾性層を設け、且つ感光ドラムとのSD間隔を本発明の範囲内の200μmにしたので、現像スリーブの接触による感光ドラム損傷防止及び現像性に良好以上の優れた効果が得られた。   As shown in Table 1, test No. which is an example of the present invention. In 1, the conductive elastic layer according to the present invention is provided on the surface of the developing sleeve, and the SD interval with the photosensitive drum is set to 200 μm within the range of the present invention. The effect which was more than good in the property was acquired.

実施例2
図3は、本発明の現像装置の他の実施例を示す概略図である。本実施例では、現像剤規制部材として弾性体からなる弾性ブレード26を使用したことが特徴である。本実施例の現像装置10のその他の構成は、図1に示した実施例1の現像装置10と基本的に同じで、図3において図1に付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。
Example 2
FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the developing device of the present invention. This embodiment is characterized in that an elastic blade 26 made of an elastic body is used as a developer regulating member. The other configuration of the developing device 10 of this embodiment is basically the same as that of the developing device 10 of the first embodiment shown in FIG. 1, and the same reference numerals as those in FIG. Show.

本実施例において、弾性ブレード26は現像スリーブ30上の現像容器12の位置に固定され、現像スリーブ30上に垂下してその回転方向と逆のカウンタ方向に当接されている。弾性ブレード26は、SUS等の弾性金属又はウレタンゴム等の弾性ゴムの板からなっている。   In the present embodiment, the elastic blade 26 is fixed at the position of the developing container 12 on the developing sleeve 30, is suspended on the developing sleeve 30 and is brought into contact with a counter direction opposite to the rotation direction thereof. The elastic blade 26 is made of an elastic metal such as SUS or an elastic rubber plate such as urethane rubber.

本発明における現像スリーブ30は、従来のアルミやステンレス製の現像スリーブと比べると弾性ブレードとの接触面積が広く取れるため、金属製等の弾性ブレード26を有効に使用することができる。   Since the developing sleeve 30 in the present invention has a wider contact area with the elastic blade than a conventional aluminum or stainless steel developing sleeve, the elastic blade 26 made of metal or the like can be used effectively.

本発明に従う導電性弾性層34を設けた現像スリーブ30と、従来の金属のままの現像スリーブに対し、ウレタンゴム製又はSUS薄板製の弾性ブレード26を組合せて使用し、実施例1の試験と同様な条件で現像し、6000枚までの画像形成試験を行った。そのときの弾性ブレードの違いによる現像スリーブへの傷の発生に対する効果を、試験No.3〜5として表2に示す。   The development sleeve 30 provided with the conductive elastic layer 34 according to the present invention and the conventional metal development sleeve 30 were used in combination with an elastic blade 26 made of urethane rubber or SUS thin plate. Development was performed under the same conditions, and an image formation test was performed up to 6000 sheets. The effect on the occurrence of scratches on the developing sleeve due to the difference in the elastic blade at that time was tested. It shows in Table 2 as 3-5.

上記の弾性ブレードの厚さは、ウレタンゴム製が1.0mm、SUS薄板製が0.1mmである。各弾性ブレードは現像スリーブに引抜き圧30g/cmとなるような圧力で当接した。引抜き圧とは、現像スリーブと弾性ブレードとの間に、厚さ30μmの2枚の板で挟んだ厚さ30μmのSUS板を挟み込み、そのSUS板を引抜くときの力をSUS板の長さ1cm当たりに換算したものである。   The thickness of the elastic blade is 1.0 mm for urethane rubber and 0.1 mm for SUS thin plate. Each elastic blade was brought into contact with the developing sleeve at a pressure of 30 g / cm. The drawing pressure refers to the length of the SUS plate when a SUS plate with a thickness of 30 μm is sandwiched between two plates with a thickness of 30 μm between the developing sleeve and the elastic blade and the SUS plate is pulled out. It is converted per 1 cm.

Figure 2006171787
Figure 2006171787

表2に示されるように、従来の現像スリーブでは条件範囲が狭いSUS薄板製の弾性ブレードでも、本発明の現像スリーブでは傷が発生されづらく、本発明の現像スリーブと組合せると、十分に実用の域にあることが理解される。   As shown in Table 2, even with an elastic blade made of SUS thin plate having a narrow condition range in the conventional developing sleeve, scratches are hardly generated in the developing sleeve of the present invention, and it is sufficiently practical when combined with the developing sleeve of the present invention. It is understood that it is in the range of.

このように、本発明では、現像スリーブ30の表面に導電性弾性層34を設けたことにより、弾性ブレード26を容易に使用することができるようになるが、更にその導電性弾性層34を設けたことにより、弾性ブレード26で規制されるトナーの現像スリーブへの微視的当接面積が増大するので、トナーの摩擦帯電による比電荷量(μC/g)が若干増加して、現像効率が増すことも分った。   As described above, in the present invention, since the elastic elastic layer 34 is provided on the surface of the developing sleeve 30, the elastic blade 26 can be easily used. However, the conductive elastic layer 34 is further provided. As a result, the microscopic contact area of the toner, which is regulated by the elastic blade 26, with the developing sleeve increases, so that the specific charge amount (μC / g) due to frictional charging of the toner slightly increases and the development efficiency is improved. I also found that it increased.

以上では、現像剤規制部材としてSUS薄板やウレタンゴムの弾性ブレード26を使用したが、金属ローラー等の現像剤規制部材を使用してもよく、同様に有効である。   In the above description, the SUS thin plate or the urethane rubber elastic blade 26 is used as the developer regulating member. However, a developer regulating member such as a metal roller may be used and is also effective.

実施例3
本実施例では、図1及び2を参照して説明した実施例1の現像装置10において、その一成分現像剤であるトナー11として、体積平均粒径9μm以下の微細トナーを使用した際に、本発明による効果を説明する。
Example 3
In this example, in the developing device 10 of Example 1 described with reference to FIGS. 1 and 2, when a fine toner having a volume average particle diameter of 9 μm or less is used as the toner 11 as the one-component developer, The effect by this invention is demonstrated.

トナー11の粒径が小さくなるに従って、現像スリーブ30との鏡映力によりトナーが現像に寄与しにくくなり、現像性が低下する現象がある。この現象は交番電界を印加する条件下では、SD間隙に対しての依存度が特に顕著である。   As the particle size of the toner 11 becomes smaller, the mirroring force with the developing sleeve 30 makes it difficult for the toner to contribute to the development, resulting in a decrease in developability. This phenomenon is particularly markedly dependent on the SD gap under conditions where an alternating electric field is applied.

本実施例では、トナーの現像性の観点から、全面ベタ黒のパターン画像を現像して画像形成試験を行い、そのとき得られたベタ黒濃度を調べた。トナーには体積平均粒径が約9μmの微細トナーを用いた。その他の条件は、実施例1の試験と同じにした。SD間隙は、微細トナーの現像性のSD間隙に対する依存性を示すために、200μm、300μmの2つを試した。   In this example, from the viewpoint of toner developability, a solid black pattern image was developed and an image formation test was performed, and the solid black density obtained at that time was examined. As the toner, a fine toner having a volume average particle diameter of about 9 μm was used. Other conditions were the same as in the test of Example 1. Two SD gaps, 200 μm and 300 μm, were tested in order to show the dependence of the fine toner developability on the SD gap.

その結果を図4に示す。図4において、横軸は現像バイアスの交番電圧分の電圧値(kV)、縦軸は全面ベタ黒濃度(光学濃度O.D.)である。現像バイアスの直流分は、本発明、従来の共に−500Vとした。   The result is shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents the voltage value (kV) corresponding to the alternating voltage of the developing bias, and the vertical axis represents the entire surface solid black density (optical density OD). The DC component of the developing bias was set to -500 V for both the present invention and the conventional one.

図4に示すように、本発明に係る現像スリーブを使用した場合には、SD間隙を200μmとすることにより、体積平均粒径9μmの微細トナーに対し有効であるあることが分る。同様に、体積平均粒径が6.5μm、5.0μmのトナーを使用して画像形成試験をしたが、同じような結果が得られた。   As shown in FIG. 4, when the developing sleeve according to the present invention is used, it can be seen that setting the SD gap to 200 μm is effective for fine toner having a volume average particle diameter of 9 μm. Similarly, image formation tests were performed using toners having a volume average particle size of 6.5 μm and 5.0 μm, and similar results were obtained.

本発明において、このような結果が得られるのは、トナーが微細になるに従ってその現像性が低下することからも妥当である。   In the present invention, such a result can be obtained because the developability of the toner decreases as the toner becomes finer.

以上の実施例1〜3では、いずれも、現像バイアスの交番電圧の周波数は2kHz(2000Hz)としたが、0.6kHz〜2.4kHzの範囲で良好な結果が得られた。又実施例2で現像剤規制部材として用いた弾性ブレード26は、現像スリーブ30に対してその回転と逆方向に当接したが、回転と同方向の準方向に当接してもよく、同様に有効であった。   In Examples 1 to 3 described above, the frequency of the alternating voltage of the developing bias was 2 kHz (2000 Hz), but good results were obtained in the range of 0.6 kHz to 2.4 kHz. The elastic blade 26 used as the developer regulating member in the second embodiment is in contact with the developing sleeve 30 in the direction opposite to the rotation thereof, but may be in contact with the quasi-direction in the same direction as the rotation. It was effective.

又現像スリーブ30の導電性弾性層34は、ウレタンゴムをその基材として使用したが、これに限られず、例えばEPDMやネオプレンゴム等の通常の導電生ゴム材を使用することができる。一般に導電性弾性層34は、感光ドラム1よりも軟らかく且つ体積抵抗率が108Ω・cm以下を有すればよい。 The conductive elastic layer 34 of the developing sleeve 30 uses urethane rubber as a base material. However, the conductive elastic layer 34 is not limited thereto, and a normal conductive raw rubber material such as EPDM or neoprene rubber can be used. Generally, the conductive elastic layer 34 should be softer than the photosensitive drum 1 and have a volume resistivity of 10 8 Ω · cm or less.

又導電性弾性層34の形成方法は、スプレー法の他、ディップ法でもよく、或いは導電性弾性層34をチューブに形成しておいて、それをスリーブ基体上に被せるようにしてもよい。   The conductive elastic layer 34 may be formed by a dip method in addition to the spray method, or the conductive elastic layer 34 may be formed on a tube and covered on the sleeve base.

導電性弾性層34の厚さは500μmとしたが、5〜1000μmまで十分に適用できた。導電性弾性層34の厚さが1000μmを超えると、現像スリーブ30内のマグネットローラ15の現像極からの磁力の強さが弱まるので、導電性弾性層34の厚さの上限には限界がある。   Although the thickness of the conductive elastic layer 34 was 500 μm, it could be sufficiently applied to 5 to 1000 μm. If the thickness of the conductive elastic layer 34 exceeds 1000 μm, the strength of the magnetic force from the developing pole of the magnet roller 15 in the developing sleeve 30 is weakened, so the upper limit of the thickness of the conductive elastic layer 34 is limited. .

現像スリーブ30の基体32としてはアルミ製の円筒体を用いたが、カーボンファイバー等と樹脂とによる繊維強化複合材料の円筒体を基体に使用することができる。又絶縁性樹脂の円筒体の表面上に導電層を一層設けて、これをスリーブ基体としてもよい。   Although a cylindrical body made of aluminum is used as the base 32 of the developing sleeve 30, a cylindrical body of a fiber reinforced composite material made of carbon fiber or the like and a resin can be used as the base. Alternatively, a conductive layer may be provided on the surface of the cylindrical body of the insulating resin, and this may be used as the sleeve base.

本発明は、トナーの帯電極性に依存せずに成立するのは言うまでもない。   Needless to say, the present invention is established without depending on the charging polarity of the toner.

以上説明したように、実施例1〜3では、現像スリーブ30が導電性の基体32の表面上に導電性弾性層34を設けてなっており、その導電性弾性層34が体積抵抗率108Ω・cm以下で且つ感光ドラム1の表面よりも低い硬度を有するので、感光ドラム1に対する現像スリーブ30の間隙が狭く、画像形成装置の輸送時に現像スリーブ30が感光ドラム1に接触しても、感光ドラム1に傷が付くのを防止でき、感光ドラム1の傷による画像欠陥の発生をなくすことができる。 As described above, in Examples 1 to 3, the developing sleeve 30 is provided with the conductive elastic layer 34 on the surface of the conductive base 32, and the conductive elastic layer 34 has a volume resistivity of 10 8. Since it has a hardness less than Ω · cm and lower than the surface of the photosensitive drum 1, the gap between the developing sleeve 30 and the photosensitive drum 1 is narrow, and even if the developing sleeve 30 contacts the photosensitive drum 1 during transportation of the image forming apparatus, It is possible to prevent the photosensitive drum 1 from being scratched, and it is possible to eliminate the occurrence of image defects due to the scratch on the photosensitive drum 1.

実施例4
図6は、本発明の更に他の実施例に係る現像装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。本実施例の現像装置では、現像バイアスの交番電流値を所望値に一定に制御できる機能を有するバイアス電源28を備えたことが大きな特徴である。本実施例のその他の構成は、図1の実施例1と基本的に同様で、図6において図1に付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。
Example 4
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus including a developing device according to still another embodiment of the present invention. The developing device of this embodiment is characterized in that it includes a bias power supply 28 having a function capable of controlling the alternating current value of the developing bias to a desired value. Other configurations of the present embodiment are basically the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the same reference numerals as those in FIG. 1 in FIG. 6 denote the same members.

本実施例で解決する課題を説明する。図5に示した従来の現像装置では、現像バイアス電源18により現像スリーブ20に現像バイアスの交番電圧として定電圧の交番電圧を印加しているために、現像スリーブ20の回転位置により感光ドラム1との間のSD間隔が変動する場合、それに応じて交番電界の強さが変動して、現像スリーブ20のピッチで画像ムラが発生したり、現像効率が変動して、ハーフトーン画像や全ベタ画像の濃度変動が発生していた。   Problems to be solved in this embodiment will be described. In the conventional developing device shown in FIG. 5, a constant voltage alternating voltage is applied as a developing bias alternating voltage to the developing sleeve 20 from the developing bias power source 18, so that the photosensitive drum 1 and the photosensitive drum 1 are rotated depending on the rotational position of the developing sleeve 20. When the SD interval varies, the strength of the alternating electric field varies accordingly, image unevenness occurs at the pitch of the developing sleeve 20, development efficiency varies, and a halftone image or all-solid image. Concentration fluctuation occurred.

例えば図11に示すように、高い濃度のA部分と低い濃度のB部分が交互に現れるスリーブピッチの濃度ムラは、濃度の高いA部分がSD間隙が狭い場合に対応し、濃度の低いB部分がSD間隙が広い場合に対応する。この濃度ムラは、全面ベタ黒画像よりも1ドット1スペースのような濃い目のハーフトーン画像の場合に顕著に認められる。   For example, as shown in FIG. 11, the density unevenness of the sleeve pitch in which the high density A portion and the low density B portion appear alternately corresponds to the case where the high density A portion has a narrow SD gap, and the low density B portion. Corresponds to the case where the SD gap is wide. This density unevenness is conspicuously recognized in the case of a halftone image having a darker color such as one dot and one space than the whole solid black image.

SD間隙の変動は、例えばカートリッジタイプの現像装置を使用している画像形成装置においては、カートリッジの製造工程上でカートリッジ毎に発生することがある。この場合、カートリッジ毎に濃度変動として現れる。   For example, in an image forming apparatus using a cartridge type developing device, the SD gap fluctuation may occur for each cartridge in the cartridge manufacturing process. In this case, it appears as a density fluctuation for each cartridge.

本実施例では、画像形成装置の輸送時の現像スリーブによる感光ドラムの傷付きを防止すると共に、現像装置の製造に伴うSD間隙のバラつきや環境変化による現像特性の変化をも改善するものである。   In this embodiment, the photosensitive drum is prevented from being scratched by the developing sleeve during transportation of the image forming apparatus, and the variation of the developing characteristics due to the variation in the SD gap and the environmental change accompanying the manufacturing of the developing apparatus is improved. .

図6に示す本実施例の現像装置10は、SD間隙のバラつきや環境変化による現像特性の変化を改善するために、上述したように、現像バイアスの交番電流を所望値に一定に制御できるバイアス電源28を備えている。このバイアス電源28は、定電流の交番電流を発生し、且つこれに所望の定電圧直流電圧を重畳して出力できるAC定電流+DC定電圧の高圧電源となっている。電源28の交番出力の範囲は、交番周波数が0.6〜2.4kHz、交番電流値が0.05〜3.0mA程度である。図7に、バイアス電源28のバイアス発生回路図を示す。   The developing device 10 of this embodiment shown in FIG. 6 has a bias that can control the alternating current of the developing bias to a desired value as described above in order to improve the change in the developing characteristics due to the variation in the SD gap and the environmental change. A power supply 28 is provided. The bias power supply 28 is a high-voltage power supply of AC constant current + DC constant voltage that generates a constant alternating current and outputs a desired constant voltage DC voltage superimposed thereon. The alternating output range of the power supply 28 is such that the alternating frequency is about 0.6 to 2.4 kHz and the alternating current value is about 0.05 to 3.0 mA. FIG. 7 shows a bias generation circuit diagram of the bias power supply 28.

図7において、現像バイアスの交番電流として使用する波形信号が入力端子41に入力される。この入力信号は可変増幅器42で増幅され、この出力電流を交番電流検出・設定器43で検出し、増幅器42にフィードバックして出力電流値が一定となるように制御し、これにより増幅器42からの出力に所望の波形の定電流の交番電流が得られる。一方、入力端子44に例えば20kHzの信号が入力され、その入力信号をDC可変器45で直流電圧値を設定した可変増幅器46に入力して増幅し、その後段のダイオード47で整流して、定電圧の直流電圧が得られる。この直流定電圧は上記の交番定電流に加えられ、これらが重畳した現像バイアスが出力端子48から出力される。尚、交番電流検出・設定器43から可変増幅器46にフィードバックをかけて、直流電圧の定電圧制御を行うことも可能である。   In FIG. 7, a waveform signal used as an alternating current for developing bias is input to the input terminal 41. This input signal is amplified by a variable amplifier 42, and this output current is detected by an alternating current detector / setter 43 and fed back to the amplifier 42 to control the output current value to be constant. An alternating current having a constant waveform having a desired waveform is obtained at the output. On the other hand, a signal of 20 kHz, for example, is input to the input terminal 44, the input signal is input to the variable amplifier 46 in which the DC voltage value is set by the DC variable unit 45, amplified, rectified by the diode 47 in the subsequent stage, and fixed. A direct current voltage is obtained. This DC constant voltage is added to the above alternating constant current, and a development bias on which these are superimposed is output from the output terminal 48. It is also possible to perform constant voltage control of the DC voltage by applying feedback from the alternating current detector / setter 43 to the variable amplifier 46.

交番電流波形としては、矩形波、サイン波、三角波等が使用される。   As the alternating current waveform, a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like is used.

現像時、上記のような交番電流が一定、直流電圧が一定の現像バイアスを現像スリーブ30に印加することにより、現像装置のSD間隙及び現像スリーブ30の導電性弾性層34の体積抵抗率の変化があっても、トナーには所定の現像バイアスを良好に印加できる。トナーには、これを現像スリーブ30から感光ドラム1に転移させる方向の電界、感光ドラム1から現像スリーブ30に逆向きに転移させる方向の電界が交互に作用し、これにより良好な現像画像が得られる。   At the time of development, a development bias having a constant alternating current and a constant DC voltage as described above is applied to the developing sleeve 30 to change the volume resistivity of the SD gap of the developing device and the conductive elastic layer 34 of the developing sleeve 30. Even if there is, a predetermined developing bias can be applied to the toner satisfactorily. An electric field in the direction in which the toner is transferred from the developing sleeve 30 to the photosensitive drum 1 and an electric field in a direction in which the toner is transferred from the photosensitive drum 1 to the developing sleeve 30 alternately act on the toner, thereby obtaining a good developed image. It is done.

例えば暗部電位が−700V、明部電位が−100Vの潜像を負に帯電したトナーで、プロセススピード47.1mm/秒、SD間隙200μmで反転現像する場合、現像バイアスを、
交番定電流:矩形波、0.6mA
交番周波数:2000Hz
直流定電圧:−500V
の条件にすることにより、良好な現像画像が得られる。
For example, when toner is negatively charged with a latent image having a dark portion potential of −700 V and a light portion potential of −100 V, and the reverse development is performed at a process speed of 47.1 mm / second and an SD gap of 200 μm, the developing bias is set to
Alternating current: Square wave, 0.6 mA
Alternating frequency: 2000Hz
DC constant voltage: -500V
By satisfying these conditions, a good developed image can be obtained.

上記の交番電流値は図7の回路の交番電流検出・設定器43で検出することができるが、ここでは、現像スリーブ30とアースとの間にデジタル式のRMSメータ(実効値メータ)を挿入して測定した値を示した。使用したデジタルRMSメータは、Fluke社の8062A TRUE RMS METERであった。   The alternating current value can be detected by the alternating current detector / setter 43 of the circuit of FIG. 7, but here, a digital RMS meter (effective value meter) is inserted between the developing sleeve 30 and the ground. The measured value is shown. The digital RMS meter used was Fluke's 8062A TRUE RMS METER.

本発明では、現像スリーブ30の導電性弾性層34の実質の抵抗値は、102Ωのオーダーで比較的低く、高圧を負荷しても十分に耐えられ、現像バイアスの交番電圧のピーク・ツウ・ピーク電圧は数10〜数100ボルトの範囲であるから、上記のような現像バイアスの印加による現像が十分に可能であるのは、前述した通りである。 In the present invention, the substantial resistance value of the conductive elastic layer 34 of the developing sleeve 30 is relatively low on the order of 10 2 Ω, and it can sufficiently withstand a high voltage load. Since the peak voltage is in the range of several tens to several hundred volts, as described above, the development by applying the development bias as described above is sufficiently possible.

本実施例では、現像スリーブ30に印加する現像バイアスの交番電流を定電流値に制御しているために、SD間隙が変化したときに発生するスリーブピッチの濃度ムラは発見できなかった(1ドット1スペースの横ラインのハーフトーン画像で発見が容易である)。又現像スリーブ30の表面に導電性弾性層34を設けているので、振動数:10〜100Hz、加速度:1G、スイープ時間:5分等のJIS−Z0202に基づく物流テストを行った後、画像形成を行っても、現像スリーブの接触による感光ドラムの傷付きに起因した画像欠陥は認められなかった。   In this embodiment, since the alternating current of the developing bias applied to the developing sleeve 30 is controlled to a constant current value, the sleeve pitch density unevenness that occurs when the SD gap changes cannot be found (1 dot). It is easy to find with a halftone image of a horizontal line of 1 space). Further, since the conductive elastic layer 34 is provided on the surface of the developing sleeve 30, image formation is performed after a physical distribution test based on JIS-Z0202 such as frequency: 10 to 100 Hz, acceleration: 1 G, sweep time: 5 minutes, etc. In this case, no image defect due to scratches on the photosensitive drum due to contact with the developing sleeve was observed.

本実施例の最大の効果は、環境による依存度を極力なくすことにある。換言すれば、現像スリーブ30の抵抗値の環境依存度をなくすことで、SD間隙を小さくして行ったときの現像性の向上効果を常に発揮させることにある。   The greatest effect of the present embodiment is to eliminate the dependence on the environment as much as possible. In other words, by eliminating the environmental dependency of the resistance value of the developing sleeve 30, the effect of improving the developability when the SD gap is reduced is always exhibited.

即ち現像スリーブ30の導電性弾性層34は、25℃/55%の通常の環境(J/J環境)下で体積抵抗率が104Ω・cmであるのが、例えば15℃/10%の低温低湿環境(L/L環境)下では体積抵抗率が通常1〜2桁上昇し、105Ω・cm程度になる。 That is, the conductive elastic layer 34 of the developing sleeve 30 has a volume resistivity of 10 4 Ω · cm under a normal environment (J / J environment) of 25 ° C./55%, for example, 15 ° C./10%. Under a low temperature and low humidity environment (L / L environment), the volume resistivity usually increases by 1 to 2 digits and reaches about 10 5 Ω · cm.

本実施例における制御方法で現像バイアスを制御して現像し、画像形成することにより、L/L環境でJ/J環境と同様な画像が得られた。このときの交番電圧のピーク・ツウ・ピーク電圧は数100〜数1000Vの範囲であり、現像バイアスの印加による現像が十分に可能であった。   An image similar to that in the J / J environment was obtained in the L / L environment by developing the image by controlling the developing bias with the control method in the present embodiment to form an image. The peak-to-peak voltage of the alternating voltage at this time was in the range of several hundreds to several thousand volts, and development by applying a developing bias was sufficiently possible.

導電性弾性層を設けた現像スリーブを用い、交番電流の定電流制御を行っていない場合には、現像スリーブと感光ドラムの間の電界がL/L環境とJ/J環境とで変化するために、現像濃度が変化する。交番電圧を印加する現像方式においては、交番電界による現像性の変化があることは周知の事実である。本実施例では、上記のように、このような現像性のL/L環境とJ/J環境とで変化が解消される。   When a developing sleeve provided with a conductive elastic layer is used and constant current control of alternating current is not performed, the electric field between the developing sleeve and the photosensitive drum changes between the L / L environment and the J / J environment. In addition, the development density changes. It is a well-known fact that there is a change in developability due to an alternating electric field in a developing method in which an alternating voltage is applied. In this embodiment, as described above, the change is eliminated between the developable L / L environment and the J / J environment.

以上では、現像スリーブ30は、導電性弾性層34の体積抵抗率が104Ω・cmのものを使用したが、導電性弾性層34の体積抵抗率が108Ω・cm以下の現像スリーブを使用することができ、上記したのと同様な効果を得ることができた。尚、SD間隙が200μmを超える場合には、導電性弾性層の効果は少なくなり、現像性の向上も大きく期待できないが、理論的には実施することが可能である。 In the above description, the developing sleeve 30 has a conductive elastic layer 34 with a volume resistivity of 10 4 Ω · cm. However, the developing sleeve 30 has a volume resistivity of 10 8 Ω · cm or less. It was possible to use the same effect as described above. When the SD gap exceeds 200 μm, the effect of the conductive elastic layer is reduced, and improvement in developability cannot be expected greatly, but it can be carried out theoretically.

実施例5
図8は、本発明の現像装置の更に他の実施例における現像バイアス電源のバイアス発生回路を示す図である。本実施例では、図7の実施例4の現像バイアス電源28のバイアス発生回路において、交番電流値の最大値を規定するリミッタ回路49を設けたことが特徴である。
Example 5
FIG. 8 is a diagram showing a bias generating circuit of a developing bias power source in still another embodiment of the developing device of the present invention. The present embodiment is characterized in that a limiter circuit 49 for defining the maximum value of the alternating current value is provided in the bias generation circuit of the developing bias power supply 28 of the fourth embodiment shown in FIG.

リミッタ回路49は、その基準電圧と交番電流検出・設定器43による電圧とを比較して可変増幅器42の作動をオンオフし、増幅器42に最大値が一定値以下の交番電流を出力させるように制御するものである。   The limiter circuit 49 compares the reference voltage with the voltage of the alternating current detector / setter 43 to turn on / off the operation of the variable amplifier 42 and control the amplifier 42 to output an alternating current having a maximum value equal to or less than a certain value. To do.

従来より、SD間隙に対して交番電圧をパッシェン(Paschen)の法則に従う以上の電圧を印加すると、リーク現象が発生することが知られている。このリーク現象は、全面ベタ黒をプリントしたときに、軽微な場合、白ポチとして現れ、激しい場合、図12に示すように、楕円状のリーク跡として現れる。   Conventionally, it is known that a leak phenomenon occurs when an alternating voltage is applied to an SD gap that exceeds the Paschen's law. This leak phenomenon appears as a white spot if it is slight when printing solid black on the entire surface, and appears as an elliptical leak mark as shown in FIG. 12 if it is severe.

定電圧の交番電圧を印加した状態下においては、現像スリーブの振れが生じると、上記の図12に示すように、D領域ではリークが発生しないが、C領域でリークが発生する。C領域は実施例4の図12に示した濃度の高いA部分と同様SD間隙が狭く、D領域は濃度の低いB部分と同様SD間隙が広い。定電圧の交番電圧を印加すると、C領域のように狭いSD間隙では、パッシェンの電界強度を超える電界の強さが発生するために、リークが発生すると考えられる。   Under the condition where a constant alternating voltage is applied, when the developing sleeve shakes, as shown in FIG. 12, no leak occurs in the D region, but a leak occurs in the C region. The C region has a narrow SD gap as in the high concentration A portion shown in FIG. 12 of Example 4, and the D region has a wide SD gap as in the low concentration B portion. It is considered that when a constant alternating voltage is applied, a leak occurs because an electric field strength exceeding the electric field strength of Paschen is generated in a narrow SD gap as in the C region.

本発明においては、実施例4に示した現像バイアスの交番電流の定電流制御により、図12に示したようなスリーブピッチのリーク現象の発生はかなり軽減されるが、しかし、一定値以上の交番電流値を流すと図12と同様なリーク現象を生じる。然もSD間隙の広狭に応じて交番電圧が変動するために、図12に示すスリーブピッチのリークから全面リークになる可能性が高い。   In the present invention, the constant current control of the alternating current of the developing bias shown in the fourth embodiment significantly reduces the occurrence of the sleeve pitch leakage phenomenon as shown in FIG. When a current value is passed, a leak phenomenon similar to that in FIG. 12 occurs. However, since the alternating voltage fluctuates in accordance with the width of the SD gap, there is a high possibility that the leakage from the sleeve pitch shown in FIG.

しかし、上記のリーク現象は、交番電流値を下げることで回避できる。そこで、本実施例では、一定値以上の交番電流を流さないような電流制限回路、つまりリミッタ回路49を現像バイアス電源28のバイアス発生回路内に設けて、リーク現象を解消するようにした。   However, the above leakage phenomenon can be avoided by lowering the alternating current value. Therefore, in this embodiment, a current limiting circuit that prevents an alternating current exceeding a certain value from flowing, that is, a limiter circuit 49 is provided in the bias generation circuit of the developing bias power supply 28 to eliminate the leak phenomenon.

リークが生じる現像バイアスの限界値の一例を挙げれば、交番周波数が2000Hz、交番電流値が約2.0mAである。この限界値は矩形波を用い、SD間隙が200μmのときの値である。リークが生じる限界値は、SD間隙を小さくして行くと若干の変動が認められ、又印加する交番波形の種類によっても変化が認められる。従って上記の数値はあくまでも一例である。   As an example of the limit value of the developing bias at which leakage occurs, the alternating frequency is 2000 Hz and the alternating current value is about 2.0 mA. This limit value is a value when a rectangular wave is used and the SD gap is 200 μm. The limit value at which leakage occurs is slightly changed as the SD gap is reduced, and is also changed depending on the type of alternating waveform applied. Therefore, the above numerical values are merely examples.

実施例6
本実施例では、実施例4において、図3に示した実施例2のときのように、現像剤規制部材として弾性ブレード26を用いたことが特徴である。
Example 6
This embodiment is characterized in that the elastic blade 26 is used as the developer regulating member in the fourth embodiment, as in the second embodiment shown in FIG.

本実施例において、実施例2のときと同様、実施例1の試験と同様な条件で現像し、6000枚までの画像形成試験を行った。現像バイアスの交番電流の定電流制御等、その他の条件は実施例4と同様にした。その結果を比較例と共に、試験No.6〜8として表3に示す。   In this example, as in Example 2, development was performed under the same conditions as in the test of Example 1, and an image formation test for up to 6000 sheets was performed. Other conditions such as constant current control of the alternating current of the developing bias were the same as in Example 4. The results are shown in Test No. together with Comparative Example. It shows in Table 3 as 6-8.

Figure 2006171787
Figure 2006171787

表3に示されるように、従来の現像スリーブでは当接条件が厳しくて、その条件範囲が狭いSUS薄板製の弾性ブレードでも、本発明の現像スリーブと組合せると、現像スリーブに傷を起こしづらく、十分に実用の域にある。   As shown in Table 3, in the conventional developing sleeve, the contact condition is strict, and even an elastic blade made of a SUS thin plate having a narrow condition range is difficult to cause damage to the developing sleeve when combined with the developing sleeve of the present invention. It is in practical use.

このように、本実施例では、現像スリーブの表面に導電性弾性層を設けたことにより、弾性ブレードを容易に使用でき、又現像剤の現像スリーブへの微視的当接面積が増大して、トナーの摩擦帯電による比電荷量(μC/g)が若干増加して現像効率が増し、然も現像バイアスの交番電流の定電流制御をしているので、環境に依存することなく常に良好な濃度の画像が得られる。   Thus, in this embodiment, the conductive elastic layer is provided on the surface of the developing sleeve, so that the elastic blade can be easily used, and the microscopic contact area of the developer to the developing sleeve is increased. The specific charge amount (μC / g) due to the frictional charging of the toner is slightly increased to increase the development efficiency. However, the constant current control of the alternating current of the developing bias is performed, so that it is always good without depending on the environment. A density image is obtained.

実施例7
本実施例では、実施例4において、一成分現像剤であるトナー11として、実施例3のときと同様、体積平均粒径9μm以下の微細トナーを使用したことが特徴である。
Example 7
The present embodiment is characterized in that fine toner having a volume average particle diameter of 9 μm or less is used as the toner 11 as the one-component developer in the fourth embodiment, as in the third embodiment.

本実施例において、実施例3のときと同様な条件で、全面ベタ黒のパターン画像の画像形成試験を行った。SD間隙は200μmと100μmの2種類を試した。現像バイアスの交番電流の定電流制御等、その他の条件は実施例4と同様にした。   In this example, an image formation test of a solid black pattern image was performed under the same conditions as in Example 3. Two types of SD gaps of 200 μm and 100 μm were tested. Other conditions such as constant current control of the alternating current of the developing bias were the same as in Example 4.

その結果を図9に示す。図9において、横軸は現像バイアスの交番電流値、縦軸は全面ベタ黒濃度(光学濃度O.D.)である。又交番電圧を変化させたときの現像性の結果を図10に示す。図10において、横軸は現像バイアスの交番電圧値である。縦軸は同じく全面ベタ黒濃度(光学濃度O.D.)である。現像バイアスの直流電圧は、本発明、従来の共に−500Vとした。   The result is shown in FIG. In FIG. 9, the horizontal axis represents the alternating current value of the developing bias, and the vertical axis represents the solid black density (optical density OD) of the entire surface. FIG. 10 shows the result of developability when the alternating voltage is changed. In FIG. 10, the horizontal axis represents the alternating voltage value of the developing bias. Similarly, the vertical axis represents the solid black density (optical density OD). The DC voltage of the developing bias was −500 V for both the present invention and the conventional one.

図9及び図10を比較すると明らかなように、本実施例により、体積平均粒径9μmの微細トナーを用いた場合にも、SD間隙の変動による交番電流一定の方法が有効であることが分る。同様に、体積平均粒径が6.5μm、5.0μmのトナーを使用して画像形成試験をしたが、同じような結果が得られた。本発明において、このような結果が得られるのは、トナーが微細になるに従ってその現像性が低下することからも妥当である。   As is apparent from a comparison of FIGS. 9 and 10, this example shows that even when a fine toner having a volume average particle size of 9 μm is used, the method of constant alternating current due to variation in the SD gap is effective. The Similarly, image formation tests were performed using toners having a volume average particle size of 6.5 μm and 5.0 μm, and similar results were obtained. In the present invention, such a result can be obtained because the developability of the toner decreases as the toner becomes finer.

以上の実施例4〜7では、いずれも、現像バイアスの交番電圧の周波数は2kHz(2000Hz)としたが、0.6kHz〜2.4kHzの範囲で良好な結果が得られた。又実施例6で現像剤規制部材として用いた弾性ブレード26は、現像スリーブ30に対してその回転と逆方向に当接したが、回転と同方向の準方向に当接してもよく、同様に有効であった。   In Examples 4 to 7 described above, the frequency of the alternating voltage of the developing bias was 2 kHz (2000 Hz), but good results were obtained in the range of 0.6 kHz to 2.4 kHz. Further, the elastic blade 26 used as the developer regulating member in the sixth embodiment is in contact with the developing sleeve 30 in the opposite direction to the rotation, but may be in contact with the quasi-direction in the same direction as the rotation. It was effective.

又現像スリーブ30の導電性弾性層34として、ウレタンゴムをその基材として使用したが、これに限られず、実施例1〜3のときと同様、例えばEPDMやネオプレンゴム等の通常の導電生ゴム材を使用することができる。更に一般に導電性弾性層34は感光ドラム1よりも軟らかく、且つ体積抵抗率が108Ω・cm以下を有すればよい。 Further, urethane rubber is used as the base material for the conductive elastic layer 34 of the developing sleeve 30. However, the invention is not limited to this, and the same as in Examples 1 to 3, for example, a normal conductive raw rubber material such as EPDM or neoprene rubber. Can be used. In general, the conductive elastic layer 34 should be softer than the photosensitive drum 1 and have a volume resistivity of 10 8 Ω · cm or less.

同様に、導電性弾性層34の形成方法は、スプレー法によらずディップ法でもよく、或いは導電性弾性層34をチューブに形成しておいて、それをスリーブ基体上に被せるようにしてもよい。導電性弾性層34の厚さは500μmとしたが、5〜1000μmまで十分に適用できた。導電性弾性層34の厚さ1000μmを超えると、現像スリーブ30内のマグネットローラ15の現像極からの磁力の強さが弱まるので、導電性弾性層34の厚さの上限には限界がある。   Similarly, the conductive elastic layer 34 may be formed by a dip method instead of the spray method, or the conductive elastic layer 34 may be formed on a tube and covered on the sleeve base. . Although the thickness of the conductive elastic layer 34 was 500 μm, it could be sufficiently applied to 5 to 1000 μm. When the thickness of the conductive elastic layer 34 exceeds 1000 μm, the strength of the magnetic force from the developing pole of the magnet roller 15 in the developing sleeve 30 is weakened, so there is a limit to the upper limit of the thickness of the conductive elastic layer 34.

更に現像スリーブ30の基体としてはアルミ製のスリーブを用いたが、カーボンファイバー等と樹脂とによる繊維強化複合材料のスリーブを基体に使用することができる。又絶縁性樹脂のスリーブの表面上に導電層を一層設けて、これを本発明の現像スリーブ30のスリーブ基体としてもよいことは、前述した通りである。   Further, an aluminum sleeve is used as the base of the developing sleeve 30, but a fiber reinforced composite material sleeve made of carbon fiber or the like and a resin can be used as the base. As described above, a conductive layer may be provided on the surface of the insulating resin sleeve and used as the sleeve base of the developing sleeve 30 of the present invention.

以上説明したように、実施例4〜7によれば、現像スリーブ30の表面に体積抵抗率108Ω・cm以下で且つ感光ドラム1の表面よりも低い硬度を有する導電性弾性層34を設け、更に現像スリーブ30に印加する現像バイアスの交番電流を定電流制御するようにしたので、画像形成装置の輸送時の現像スリーブ30による感光ドラム1の傷付きを防止すると共に、現像装置10の製造に伴うSD間隙のバラつきや環境変化があっても現像特性の変化を改善して、濃度のバラつきのない良好な画像を得ることができる。 As described above, according to Examples 4 to 7, the conductive elastic layer 34 having a volume resistivity of 10 8 Ω · cm or less and lower hardness than the surface of the photosensitive drum 1 is provided on the surface of the developing sleeve 30. Further, since the alternating current of the developing bias applied to the developing sleeve 30 is controlled at a constant current, the photosensitive sleeve 1 is prevented from being damaged by the developing sleeve 30 during transportation of the image forming apparatus, and the developing device 10 is manufactured. Even if there are SD gap variations and environmental changes associated with the above, it is possible to improve the change in development characteristics and obtain a good image without density variations.

実施例8
図13は、本発明の現像装置の更に他の実施例における現像バイアス電源を示す図である。本実施例は、定電流制御及び定電圧制御された現像バイアスを切換えて印加できる現像バイアス電源38を設けたことが大きな特徴である。本実施例のその他の構成は図1の実施例1と基本的に同じなので、現像装置の図面及びその各部の説明は省略し、必要に応じて図1を参照して説明を加える。
Example 8
FIG. 13 is a diagram showing a developing bias power source in still another embodiment of the developing device of the present invention. The present embodiment is greatly characterized in that a developing bias power source 38 that can switch and apply the developing bias controlled by constant current control and constant voltage control is provided. Since the other configuration of the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment of FIG. 1, the drawing of the developing device and the description of each part thereof will be omitted, and a description will be added with reference to FIG. 1 as necessary.

本実施例で、現像バイアス電源38は、交番電源(AC電源)50と、CPU51と、定電流制御器52と、定電圧制御器53と、定電流/定電圧切換え器54と、電流検出手段55と、電圧検出手段56を備え、交流電源50は現像スリーブ30に出力線L1により接続され、制御器52と53とは切換え器54を介して交流電源50の入力側に接続され、切換え器54には制御器52、53を切換えるCPU51からの切換え信号線L2が接続されている。又定電流制御器52は接続線L3により交流電源50の出力側に接続され、上記の定電流制御器52は、その接続線L3に接続されると共に接地される。定電圧制御器53はそれぞれA/D変換器57a、57bを介した接続線L4a、L4bによりCPU51に接続され、その一方の接続線L4aと交流電源50の出力線L1との間に、上記の電圧検出手段56とこれと直列のダイオード58とが介挿されている。   In the present embodiment, the developing bias power supply 38 includes an alternating power supply (AC power supply) 50, a CPU 51, a constant current controller 52, a constant voltage controller 53, a constant current / constant voltage switch 54, and current detection means. 55 and a voltage detection means 56, the AC power supply 50 is connected to the developing sleeve 30 by the output line L1, and the controllers 52 and 53 are connected to the input side of the AC power supply 50 via the switch 54. 54 is connected to a switching signal line L2 from the CPU 51 for switching the controllers 52 and 53. The constant current controller 52 is connected to the output side of the AC power supply 50 through a connection line L3. The constant current controller 52 is connected to the connection line L3 and grounded. The constant voltage controller 53 is connected to the CPU 51 by connection lines L4a and L4b via A / D converters 57a and 57b, respectively. Between the one connection line L4a and the output line L1 of the AC power supply 50, the constant voltage controller 53 is connected. A voltage detection means 56 and a diode 58 in series therewith are interposed.

現像バイアス電源38の交番出力の範囲は、交番周波数が0.6〜2.4kHz、交番電流値が0.2〜3.0mA程度が好ましく、このときの交番電圧のピーク・ツウ・ピーク電圧は0.4kV〜2.0kV程度である。但し、このピーク・ツウ・ピーク値はSD間隙によって変化する。交番波形は矩形波、サイン波、三角波等が使用される。更に現像バイアスの直流電圧は、感光ドラム1上に形成された潜像の暗部電位と明部電位との間に存在するような電圧が好ましい。   The alternating output range of the developing bias power supply 38 is preferably an alternating frequency of 0.6 to 2.4 kHz and an alternating current value of about 0.2 to 3.0 mA. The peak-to-peak voltage of the alternating voltage at this time is It is about 0.4 kV to 2.0 kV. However, this peak-to-peak value varies depending on the SD gap. As the alternating waveform, a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like is used. Further, the DC voltage of the developing bias is preferably a voltage that exists between the dark part potential and the bright part potential of the latent image formed on the photosensitive drum 1.

現像時、上記の現像バイアスを次に示すように制御して現像スリーブ30に印加することにより、トナーには、これを現像スリーブ30から感光ドラム1に転移させる方向の電界、感光ドラム1から現像スリーブ30に逆向きに転移させる方向の電界が交互に作用し、これにより良好な現像画像が得られる。   At the time of development, the developing bias is controlled as described below and applied to the developing sleeve 30, whereby the toner has an electric field in a direction in which the toner is transferred from the developing sleeve 30 to the photosensitive drum 1, and the developing from the photosensitive drum 1. An electric field in the direction of reverse transfer to the sleeve 30 acts alternately, whereby a good developed image can be obtained.

例えば暗部電位が−700V、明部電位が−100Vの潜像を負に帯電したトナーで、プロセススピード47.1mm/秒、SD間隙300μmで反転現像する場合、現像バイアスを、
非画像領域
交番定電流:矩形波、2.0mA
交番周波数:1800Hz
直流定電圧:−500V
画像領域
交番定電圧:約1600V(上記交番定電流印加時の交番電圧約1600
V(ピーク・ツウ・ピーク電圧)をホールドしたもの)
交番周波数:1800Hz
直流定電圧:−500V
の条件にすることにより、良好な現像画像が得られる。
For example, when toner is negatively charged with a dark portion potential of −700 V and a light portion potential of −100 V, and the reverse development is performed at a process speed of 47.1 mm / second and an SD gap of 300 μm, the developing bias is set to
Non-image area Alternating constant current: Rectangular wave, 2.0 mA
Alternating frequency: 1800Hz
DC constant voltage: -500V
Image area Alternating constant voltage: about 1600 V (alternating voltage about 1600 when the above alternating constant current is applied)
V (peak-to-peak voltage) held)
Alternating frequency: 1800Hz
DC constant voltage: -500V
By satisfying these conditions, a good developed image can be obtained.

次にSD間隙の大きさと交番電流値の依存性について、一例として交番周波数が1.8kHz一定のときのデータを図14に示す。図14において、交番電流値は、現像バイアス電源38と現像スリーブ30との間に交流電流計を直列に介挿して計測したもので、各プロットの縦線は、現像スリーブの数回転分での値の範囲を、各プロットのポイントはその平均値を示す。使用した電流計は、Fluke社の8062A TRUE RMS METER(実効値メータ)であった。又SD間隙は、約10μm程度の振れ精度の保持部材によって保持した。   Next, FIG. 14 shows data when the alternating frequency is constant at 1.8 kHz as an example of the dependency of the SD gap size and the alternating current value. In FIG. 14, the alternating current value was measured by inserting an AC ammeter in series between the developing bias power source 38 and the developing sleeve 30. The vertical line in each plot represents the number of rotations of the developing sleeve. The range of values, and each plot point shows its mean value. The ammeter used was Fluke's 8062A TRUE RMS METER (RMS). The SD gap was held by a holding member having a deflection accuracy of about 10 μm.

図14から分るように、一定の交番電圧を印加しても、カートリッジ差などによるSD間隙の変化によって交番電流値が変化する。換言すれば、交番電流値を測定することで、SD間隙を知ることができる。   As can be seen from FIG. 14, even when a constant alternating voltage is applied, the alternating current value changes due to a change in the SD gap due to a cartridge difference or the like. In other words, the SD gap can be known by measuring the alternating current value.

図14から交番電流値が2mA一定のときのSD間隙と交番電圧との関係を作成して図示すると、図15のようになる。図15によれば、交番電流を一定にした状態でそのときの交番電圧を求めれば、SD間隙が一義的に求まる。   FIG. 15 shows the relationship between the SD gap and the alternating voltage when the alternating current value is constant 2 mA from FIG. According to FIG. 15, if the alternating voltage at that time is obtained in a state where the alternating current is constant, the SD gap is uniquely obtained.

本実施例では、この特性を利用して現像装置のSD間隙を検知し、SD間隙の変化に左右されずに、常に一定の交番電界を形成できるようにしたことが特徴である。   The present embodiment is characterized in that the SD gap of the developing device is detected using this characteristic, and a constant alternating electric field can always be formed regardless of the change in the SD gap.

図16に、本実施例による現像バイアスの印加を行なうときの画像形成装置の基本的なシーケンスを示す。図16に示すように、メインモータONにより前回転が開始されると、ほぼ同時に図13の感光ドラム1に帯電装置により帯電が開始され、感光ドラム1の表面が−700Vに帯電される。このとき、現像スリーブ30には現像バイアス用の現像バイアス電源38により2mAの交番定電流が印加される。このときの交番電圧値を電源38内で検知する(SD間隙検知)。この動作は各紙間時において行なう。   FIG. 16 shows a basic sequence of the image forming apparatus when the developing bias is applied according to this embodiment. As shown in FIG. 16, when the pre-rotation is started by turning on the main motor, charging of the photosensitive drum 1 of FIG. 13 is started almost simultaneously by the charging device, and the surface of the photosensitive drum 1 is charged to -700V. At this time, an alternating constant current of 2 mA is applied to the developing sleeve 30 by a developing bias power source 38 for developing bias. The alternating voltage value at this time is detected in the power supply 38 (SD gap detection). This operation is performed at each sheet interval.

次に感光ドラム1の帯電面に画像変調されたレーザビーム等が照射され、感光ドラム1に静電潜像が形成される。感光ドラム1が回転して、潜像が現像装置10の現像領域13の現像位置(現像スリーブ30と対向する位置)に到達するまでのタイミングで、現像バイアスの交番成分が、定電流制御時に検知して既にホールドした交番電圧値での定電圧制御に切換えられる。引き続くプロセスで静電潜像が負帯電トナーにより反転現像され、感光ドラム1上にトナー像が形成される。トナー像は図1の転写装置3により図示しない転写材上に転写され、次いで図示しない定着装置によりトナー像が転写材に定着された後、画像形成装置の機外に排出される。   Next, the charged surface of the photosensitive drum 1 is irradiated with an image-modulated laser beam or the like, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1. The alternating component of the developing bias is detected during constant current control at the timing until the photosensitive drum 1 rotates and the latent image reaches the developing position of the developing region 13 of the developing device 10 (position facing the developing sleeve 30). Thus, the control is switched to the constant voltage control with the alternating voltage value already held. In the subsequent process, the electrostatic latent image is reversely developed with negatively charged toner, and a toner image is formed on the photosensitive drum 1. The toner image is transferred onto a transfer material (not shown) by the transfer device 3 in FIG. 1, and then the toner image is fixed on the transfer material by a fixing device (not shown) and then discharged outside the image forming apparatus.

本実施例では、以上のような現像バイアスを印加したので、SD間隙が変動してもライン幅、ライン濃度が一定の画像を得ることができる。又SD間隙は250〜350μm程度にしたが、SD間隙が50〜500μmの範囲まで同様に有効で、ライン幅、ライン濃度が一定であった。又交番周波数も600〜2400Hzにおいて同様の効果を確認できた。   In this embodiment, since the development bias as described above is applied, an image with a constant line width and line density can be obtained even if the SD gap varies. The SD gap was about 250 to 350 μm, but the SD gap was similarly effective up to a range of 50 to 500 μm, and the line width and line density were constant. In addition, the same effect could be confirmed at an alternating frequency of 600-2400 Hz.

本実施例でのライン幅における効果を従来例と比較して図17にグラフで示す。又転写材上の反射濃度における効果のグラフを同様に従来例と比較して図18にグラフで示す。図17及び図18に示されるように、本実施例によれば、SD間隙の変化によらずに、ライン幅、反射濃度が一定であることが分る。   The effect on the line width in this example is shown in a graph in FIG. 17 in comparison with the conventional example. Similarly, a graph of the effect on the reflection density on the transfer material is shown in FIG. 18 in comparison with the conventional example. As shown in FIGS. 17 and 18, according to this embodiment, it can be seen that the line width and the reflection density are constant regardless of the change in the SD gap.

本発明では、前述したように、現像スリーブ30の導電性弾性層34の実質の抵抗値は、102Ωのオーダーで比較的低く、高圧を負荷しても十分に耐えられ、現像バイアスの交番電圧のピーク・ツウ・ピーク電圧は数10〜数100ボルトの範囲であるから、現像バイアスの印加による現像が十分に可能である。 In the present invention, as described above, the substantial resistance value of the conductive elastic layer 34 of the developing sleeve 30 is relatively low on the order of 10 2 Ω, and can sufficiently withstand a high pressure, and the alternating bias of the developing bias. Since the voltage peak-to-peak voltage is in the range of several tens to several hundred volts, development by applying a development bias is sufficiently possible.

又現像スリーブ30の表面に導電性弾性層34を設けているので、振動数:10〜100Hz、加速度:1G、スイープ時間:5分等のJIS−Z0202に基づく物流テストを行った後、画像形成を行っても、現像スリーブの接触による感光ドラムの傷付きに起因した画像欠陥は認められない。   Further, since the conductive elastic layer 34 is provided on the surface of the developing sleeve 30, image formation is performed after a physical distribution test based on JIS-Z0202 such as frequency: 10 to 100 Hz, acceleration: 1 G, sweep time: 5 minutes, etc. Even when the image forming process is performed, image defects due to scratches on the photosensitive drum due to contact with the developing sleeve are not recognized.

実施例9
本実施例においては、実施例8において、現像スリーブ30の現像部位の感光ドラム1の非画像域との対応時に、現像バイアスの交番電流を定電流制御して、そのとき検知してホールドした検知交番電圧VDOを、予め定めた関数に代入して電圧値VDT=f(VDO)を求め、現像部位の画像領域との対応時に、この電圧値VDTで定電圧制御して、感光ドラム1と現像スリーブ30とのSD間隙に交番電界を印加するようにしたことが特徴である。その他の構成は実施例8と同様である。
Example 9
In this embodiment, in the eighth embodiment, when the developing portion of the developing sleeve 30 corresponds to the non-image area of the photosensitive drum 1, the alternating current of the developing bias is controlled at a constant current, and the detection is detected and held at that time. The alternating voltage V DO is substituted into a predetermined function to obtain a voltage value V DT = f (V DO ), and at the time of correspondence with the image area of the development site, constant voltage control is performed with this voltage value V DT , A feature is that an alternating electric field is applied to the SD gap between the drum 1 and the developing sleeve 30. Other configurations are the same as those in the eighth embodiment.

本実施例でのSD間隙と定電圧制御時の交番電圧との関係を図19に示す。図19において実線が本実施例9であり、ホールド値を関数fに代入したものである。又先の実施例8の場合を比較のために破線で示す。   FIG. 19 shows the relationship between the SD gap and the alternating voltage during constant voltage control in this example. In FIG. 19, the solid line is the ninth embodiment, and the hold value is substituted into the function f. The previous Example 8 is shown by a broken line for comparison.

本実施例での関数fをVDT=f(VDO)=αVDO+βとすると、傾きαは、
250μm≦SD間隙≦350μmのとき α=1
SD間隙<250μm又は350μm<SD間隙のとき α=1.5
である。
When the function f in this embodiment is V DT = f (V DO ) = αV DO + β, the slope α is
When 250 μm ≦ SD gap ≦ 350 μm α = 1
When SD gap <250 μm or 350 μm <SD gap α = 1.5
It is.

即ち、SD間隙が250〜350μmのときはα=1で、実施例8のときと似たような定電圧値となる。SD間隙が250μm未満又は350μm超ではα=1.5で、検知値よりも使用電圧を多少大きくした。定数βは各場合によって定まる数値である。   That is, when the SD gap is 250 to 350 μm, α = 1 and a constant voltage value similar to that in the eighth embodiment is obtained. When the SD gap was less than 250 μm or more than 350 μm, α = 1.5, and the operating voltage was slightly larger than the detected value. The constant β is a numerical value determined in each case.

本実施例9における効果を図20及び図21に示す。図20は、本実施例におけるSD間隙とライン幅の関係を示したものである。本実施例は、ライン幅を従来例は勿論、実施例8よりも更に一定にすることができた。これは、SD間隙が350μm超では交番電界を実施例8のときよりも強めに、SD間隙が250μm未満では弱めに設定したことが有効に作用したものである。   The effects of the ninth embodiment are shown in FIGS. FIG. 20 shows the relationship between the SD gap and the line width in this embodiment. In this example, the line width could be made more constant than in Example 8 as well as the conventional example. This is because the alternating electric field is set to be stronger than that in Example 8 when the SD gap exceeds 350 μm and weak when the SD gap is less than 250 μm.

図21は、SD間隙とベタ黒濃度との関係を示したものである。本実施例では、SD間隙が350μm超での強度の低下防止に効果的である。   FIG. 21 shows the relationship between the SD gap and the solid black density. In this embodiment, it is effective to prevent the strength from being lowered when the SD gap exceeds 350 μm.

以上のように、本実施例では、検知電圧を所定の関数に代入して交番電圧を決定するようにしたので、更に広い範囲のSD間隙で安定した画像を得ることができた。   As described above, in this embodiment, since the alternating voltage is determined by substituting the detection voltage into a predetermined function, a stable image can be obtained with a wider SD gap.

尚、上記のα、βは説明のために用いた一例であり、これに限らない。又関数VDT=f(VDO)は一次関数としたが、これ以外の関数であってもよいことは、発明の趣旨から当然である。 The above α and β are examples used for the explanation, and the present invention is not limited to this. The function V DT = f (V DO ) is a linear function, but it is obvious from the gist of the invention that other functions may be used.

実施例10
本実施例では、実施例8において、図3に示した実施例2のときのように、現像剤規制部材として弾性ブレード26を用いたことが特徴である。
Example 10
The present embodiment is characterized in that the elastic blade 26 is used as the developer regulating member in the eighth embodiment, as in the second embodiment shown in FIG.

本実施例において、実施例2のときと同様、実施例1の試験と同様な条件で現像し、6000枚までの画像形成試験を行った。現像バイアスの交番電流の定電流制御等、その他の条件は実施例8と同様にした。その結果を比較例と共に、試験No.9〜11として表4に示す。   In this example, as in Example 2, development was performed under the same conditions as in the test of Example 1, and an image formation test for up to 6000 sheets was performed. Other conditions such as constant current control of the alternating current of the developing bias were the same as in Example 8. The results are shown in Test No. together with Comparative Example. It shows in Table 4 as 9-11.

Figure 2006171787
Figure 2006171787

表4に示されるように、従来の現像スリーブでは当接条件が厳しくて、その条件範囲が狭いSUS薄板製の弾性ブレードでも、本発明の現像スリーブと組合せるとトナー融着が起こりづらく、十分に実用の域にある。   As shown in Table 4, in the conventional developing sleeve, the contact condition is strict, and even an elastic blade made of a SUS thin plate having a narrow condition range is difficult to cause toner fusion when combined with the developing sleeve of the present invention. Is in practical use.

実施例11
本実施例では、実施例8において、現像バイアスの交番電圧値に対し最大値を規定する制限回路を設けたことが特徴である。
Example 11
The present embodiment is characterized in that, in the eighth embodiment, a limiting circuit for defining a maximum value for the alternating voltage value of the developing bias is provided.

実施例5のところで述べたように、SD間隙に対して交番電圧をパッシェン(Paschen)の法則に従う以上の電圧を印加すると、リーク現象が発生することが知られている。実施例8では、定電流制御時にSD間隙に応じて交番電圧値が変化するので、リーク現象は発生しづらいが、それでも定電流制御時にリークがまれに生じることがある。そこで、本実施例では、交番電圧の最大値を制限して、リークを確実に防止するようにした。   As described in the fifth embodiment, it is known that a leak phenomenon occurs when an alternating voltage is applied to the SD gap in excess of the Paschen's law. In the eighth embodiment, since the alternating voltage value changes according to the SD gap during constant current control, it is difficult for the leak phenomenon to occur. However, leaks may occur rarely during constant current control. Therefore, in this embodiment, the maximum value of the alternating voltage is limited so as to reliably prevent leakage.

本実施例では、交番電圧の最大値が、図15のグラフにおける各SD間隙200、300、400μmの交番電圧値(Vpp)に200Vを加えた値の電圧を、瞬間的にも超えないように制限回路を設けた。これにより、リークの防止は完全になり、本発明の他の効果も同様に得ることができた。   In this embodiment, the maximum value of the alternating voltage is not instantaneously exceeded the voltage obtained by adding 200 V to the alternating voltage value (Vpp) of each SD gap 200, 300, 400 μm in the graph of FIG. A limiting circuit was provided. As a result, the prevention of leakage was complete, and other effects of the present invention could be obtained as well.

実施例12
本実施例においては、実施例8において、現像スリーブ30の現像部位が感光ドラム1の非画像域に対応しているときに、現像バイアスの交番電界を所定の値で定電圧制御して、そのとき流れた交番電流i0を検知し、その電流値i0をある関数に代入して電圧値VDT=g(i0)を求め、現像部位が画像領域に対応したときにその電圧値VDTで定電圧制御して、感光ドラム1と現像スリーブ30とのSD間隙に交番電界を印加するようにしたことが特徴である。その他の構成は実施例8と同様である。
Example 12
In the present embodiment, when the developing portion of the developing sleeve 30 corresponds to the non-image area of the photosensitive drum 1 in the eighth embodiment, the alternating electric field of the developing bias is controlled to a constant voltage with a predetermined value. The alternating current i 0 that flows is detected and the current value i 0 is substituted into a certain function to obtain a voltage value V DT = g (i 0 ). When the development site corresponds to the image area, the voltage value V It is characterized in that an alternating electric field is applied to the SD gap between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 30 by performing constant voltage control with DT . Other configurations are the same as those in the eighth embodiment.

本実施例において、現像部位が非画像領域に対応しているとき、Vpp=800Vで定電圧制御して、そのときの交番電流値i0を検知した。先の図14によれば、この交番電流i0の値によりSD間隙の大きさが一義的に決まるので、現像時の交番電圧がSD間隙の大きさにより、実施例8と同様になるように、関数VDT=g(i0)を決定した。 In this example, when the development site corresponds to a non-image area, constant voltage control was performed at Vpp = 800 V, and the alternating current value i 0 at that time was detected. According to the previous FIG. 14, the size of the SD gap is uniquely determined by the value of the alternating current i 0 , so that the alternating voltage at the time of development is the same as that of the eighth embodiment depending on the size of the SD gap. The function V DT = g (i 0 ) was determined.

これにより実施例8と同様な効果を得ることができた。   As a result, the same effect as in Example 8 could be obtained.

実施例13
本実施例では、実施例8において、現像バイアス電源38の制御シーケンスを示す図22に示すように、前回転時のみ、交番電流を定電流制御し、そのときの電圧を検知して、紙間では行わないようにしたことが特徴である。その他は実施例8と同様にした。本実施例においても実施例8と同様な効果が得られた。
Example 13
In the present embodiment, as shown in FIG. 22 showing the control sequence of the developing bias power source 38 in the eighth embodiment, the alternating current is controlled at a constant current only during the pre-rotation, and the voltage at that time is detected and The feature is not to do so. Others were the same as in Example 8. In this example, the same effect as in Example 8 was obtained.

以上説明したように、実施例8〜13によれば、例えば現像スリーブ30の現像部が感光ドラム1の非画像領域に対応するときに、現像スリーブ30に印加する現像バイアスを一定の交流電圧値で定電流制御し、そのときの交番電圧値を検知して、現像部が画像領域に対応するときに、その検知した交番電圧値で定電圧制御するというように、現像バイアスを制御したので、現像スリーブ30の表面に体積抵抗率108Ω・cm以下で感光ドラム1の表面よりも低い硬度を有する導電性弾性層34を設けたことによる、画像形成装置の輸送時の現像スリーブ30による感光ドラム1の傷付き防止と共に、現像装置10の製造に伴うSD間隙のバラつきや環境変化による現像特性の変化を改善し、濃度のバラつき防止を更に確実にして、良好な画像を得ることができる。 As described above, according to the eighth to thirteenth embodiments, for example, when the developing portion of the developing sleeve 30 corresponds to the non-image area of the photosensitive drum 1, the developing bias applied to the developing sleeve 30 is set to a constant AC voltage value. Since the development bias is controlled such that the constant current control is performed, the alternating voltage value at that time is detected, and the developing unit corresponds to the image area, the constant voltage control is performed with the detected alternating voltage value. Photoconductive by the developing sleeve 30 during transportation of the image forming apparatus by providing the conductive elastic layer 34 having a volume resistivity of 10 8 Ω · cm or less and a lower hardness than the surface of the photosensitive drum 1 on the surface of the developing sleeve 30. In addition to preventing the drum 1 from being scratched, it improves SD characteristics variation due to the development of the developing device 10 and changes in development characteristics due to environmental changes, further ensuring prevention of density variation, Image can be obtained.

本発明の一実施例に係る現像装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus including a developing device according to an embodiment of the present invention. 図1の現像装置に設けられた現像スリーブの表面部分を拡大した斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view of a surface portion of a developing sleeve provided in the developing device of FIG. 1. 本発明の現像装置の他の実施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 development apparatus of this invention. 本発明の現像装置の更に他の実施例での現像性を示すグラフである。It is a graph which shows the developability in further another Example of the image development apparatus of this invention. 従来の現像装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the image forming apparatus provided with the conventional developing device. 本発明の他の実施例に係る現像装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the image forming apparatus provided with the developing device which concerns on the other Example of this invention. 図6の現像装置に設けられた現像バイアス電源のバイアス発生回路を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a bias generation circuit of a developing bias power source provided in the developing device of FIG. 6. 本発明の現像装置の更に他の実施例における現像バイアス電源のバイアス発生回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the bias generation circuit of the developing bias power supply in the further another Example of the image development apparatus of this invention. 本発明の現像装置の更に他の実施例での現像性を示すグラフである。It is a graph which shows the developability in further another Example of the image development apparatus of this invention. 同じく交番電圧を変化させたときの現像性を示すグラフである。It is a graph which shows the developability when changing an alternating voltage similarly. 従来の現像装置で生じていたスリーブピッチの濃度ムラを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the density nonuniformity of the sleeve pitch which has arisen with the conventional developing device. 同じく楕円状のリーク跡を示す説明図である。It is explanatory drawing which similarly shows an elliptical leak trace. 本発明の現像装置の更に他の実施例における現像バイアス電源を示す構成図である。It is a block diagram which shows the developing bias power supply in further another Example of the developing device of this invention. 図13の現像装置での現像バイアスの交番電流値のSD間隙への依存性を示すグラフである。14 is a graph showing the dependence of the alternating current value of the developing bias on the SD gap in the developing device of FIG. 図14のグラフから作成した交番電流値2mA一定のときのSD間隙と交番電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between SD gap | interval and alternating voltage when alternating current value 2mA created from the graph of FIG. 14 is constant. 本実施例での現像バイアスの印加を行なうときの画像形成装置の基本的なシーケンスを示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a basic sequence of an image forming apparatus when a developing bias is applied in the present embodiment. 本実施例でのライン幅における効果を従来例と比較して示すグラフである。It is a graph which shows the effect in the line width in a present Example compared with a prior art example. 本実施例での転写材上の反射濃度における効果を従来例と比較して示すグラフである。It is a graph which shows the effect in the reflection density on the transfer material in a present Example compared with a prior art example. 本発明の更に他の実施例におけるSD間隙と定電圧制御時の交番電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the SD gap | interval in the further another Example of this invention, and the alternating voltage at the time of constant voltage control. 本発明の更に他の実施例におけるSD間隙とライン幅の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between SD gap | interval and line width in other Example of this invention. 同じくSD間隙とベタ黒濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which similarly shows the relationship between SD gap | interval and a solid black density. 本発明の更に他の実施例での現像バイアスの印加を行なうときの画像形成の基本的なシーケンスを示す図である。It is a figure which shows the basic sequence of image formation when applying the developing bias in the further another Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光ドラム
10 現像装置
11 トナー
15 マグネットローラ
16 磁性ブレード
18 バイアス電源
26 弾性ブレード
28 バイアス電源
30 現像スリーブ
34 導電性弾性層
38 バイアス電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 10 Developing apparatus 11 Toner 15 Magnet roller 16 Magnetic blade 18 Bias power supply 26 Elastic blade 28 Bias power supply 30 Developing sleeve 34 Conductive elastic layer 38 Bias power supply

Claims (8)

現像剤担持体上の現像剤を規制部材により規制して現像剤の薄層を形成し、前記薄層に形成された現像剤を現像剤担持体と200μm以下の微小間隙を開けた像担持体と対面させ、前記現像剤担持体と像担持体との間に現像バイアスを印加した状態下で前記現像剤を像担持体に転移させて、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持体は、導電性の基体の表面上に導電性弾性層を設けてなっており、該導電性弾性層は体積抵抗率が108Ω・cm以下で、且つ前記像担持体の表面よりも低い硬度を有することを特徴とする現像装置。 The developer on the developer carrier is regulated by a regulating member to form a thin layer of developer, and the developer formed in the thin layer is separated from the developer carrier by a minute gap of 200 μm or less. An electrostatic latent image formed on the image carrier by transferring the developer to the image carrier with a developing bias applied between the developer carrier and the image carrier. In the developing device for developing the developer, the developer carrying member is provided with a conductive elastic layer on the surface of the conductive substrate, and the conductive elastic layer has a volume resistivity of 10 8 Ω · cm or less. And a developing device having a lower hardness than the surface of the image carrier. 前記現像剤担持体と像担持体との間に一定の交番電流が流れるように、前記現像バイアスの交番電流を定電流制御する請求項1の現像装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein the alternating current of the developing bias is controlled at a constant current so that a constant alternating current flows between the developer carrier and the image carrier. 前記現像剤担持体と像担持体との間に流れる交番電流の最大値を制限した請求項2の現像装置。   3. The developing device according to claim 2, wherein a maximum value of an alternating current flowing between the developer carrier and the image carrier is limited. 前記現像剤担持体の現像部位が前記像担持体の非画像域に対応しているときに、これらの間に一定の交番電流が流れるように、前記現像バイアスの交番電流を定電流制御し、そしてそのときの交番電圧を検知し、前記現像部位が前記像担持体の非画像域に対応しているときに、前記検知した交番電圧又はこれにより定まる一定の交番電圧となるように、前記現像バイアスの交番電圧を定電圧制御する請求項1の現像装置。   When the developing portion of the developer carrier corresponds to a non-image area of the image carrier, constant current control of the alternating current of the developing bias is performed so that a constant alternating current flows between them, Then, the alternating voltage at that time is detected, and when the development site corresponds to the non-image area of the image carrier, the developed alternating voltage or the constant alternating voltage determined by the detected alternating voltage is obtained. The developing device according to claim 1, wherein the alternating voltage of the bias is controlled at a constant voltage. 前記現像剤担持体の現像部位が前記像担持体の非画像域に対応しているときに、前記現像バイアスの交番電圧を一定の交番電圧となるように定電圧制御し、そしてそのときの交番電流を検知し、前記現像部位が前記像担持体の非画像域に対応しているときに、前記検知した交番電流により定まる一定の交番電圧となるように、前記現像バイアスの交番電圧を定電圧制御する請求項1の現像装置。   When the developing portion of the developer carrier corresponds to a non-image area of the image carrier, constant voltage control is performed so that the alternating voltage of the developing bias becomes a constant alternating voltage, and the alternating at that time When the current is detected and the development site corresponds to a non-image area of the image carrier, the alternating voltage of the developing bias is set to a constant voltage so that the constant alternating voltage is determined by the detected alternating current. The developing device according to claim 1 to be controlled. 前記規制部材が弾性体からなる請求項1、2、3、4又は5の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the regulating member is made of an elastic body. 前記現像剤が一成分現像剤である請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the developer is a one-component developer. 前記一成分現像剤の体積平均粒径が9μm以下である請求項1、2、3、4、5、6又は7の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the one-component developer has a volume average particle size of 9 μm or less.
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