JP3226740B2 - Image forming method - Google Patents

Image forming method

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JP3226740B2
JP3226740B2 JP01988295A JP1988295A JP3226740B2 JP 3226740 B2 JP3226740 B2 JP 3226740B2 JP 01988295 A JP01988295 A JP 01988295A JP 1988295 A JP1988295 A JP 1988295A JP 3226740 B2 JP3226740 B2 JP 3226740B2
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法あるいは静
電記録法などにより形成された静電潜像を現像して画像
を得る画像形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming method for developing an electrostatic latent image formed by an electrophotographic method or an electrostatic recording method to obtain an image.

【0002】[0002]

【従来の技術】被記録画像信号に対応して変調されたレ
ーザビームにより、電子写真感光体である感光ドラムを
走査露光して、ドット分布静電潜像(すなわち、ドット
状の潜像を画像に対応して分布させた静電潜像)を形成
する潜像形成方式が知られている。その中でも、レーザ
の駆動パルス電流の幅(すなわち継続時間長)を被記録
画像の濃淡に対応して変調する、所謂パルス変調幅(P
WM)法は、高記録密度(すなわち高解像度)を得るこ
とができ、かつ、高い階調性を得ることができる。
2. Description of the Related Art A photosensitive drum, which is an electrophotographic photosensitive member, is scanned and exposed by a laser beam modulated in accordance with an image signal to be recorded to form a dot distribution electrostatic latent image (that is, a dot-like latent image into an image). There is known a latent image forming method for forming an electrostatic latent image distributed corresponding to the image. Among them, a so-called pulse modulation width (P) that modulates the width of the drive pulse current of the laser (that is, the duration) in accordance with the density of the recorded image.
The WM) method can obtain high recording density (that is, high resolution) and high gradation.

【0003】ところが、PWM法を用いてドット潜像を
感光ドラムに形成し、2成分現像剤の磁気ブラシを感光
ドラムに接触させて、静電潜像を反転現像したところ、
得られた画像は反射濃度が0.3以下のハーフトーン領
域において、がさついてしまった。このがさつきは、文
字原稿等においては余り発生せず、写真原稿などの濃度
の薄い領域において多く発生した。
However, when a dot latent image was formed on the photosensitive drum by using the PWM method, and a magnetic brush of a two-component developer was brought into contact with the photosensitive drum, the electrostatic latent image was reversely developed.
The obtained image was rough in a halftone region having a reflection density of 0.3 or less. This roughness did not occur so much in a text document or the like, but often occurred in a low density area such as a photo document.

【0004】そこで、がさつきの発生原因について調
査、検討したところ、以下のことが分った。通常、ドッ
ト潜像により低濃度部の潜像を形成する場合、ミクロ的
に見ると感光ドラム上の潜像は、アナログ潜像のような
ブロードな潜像ではなく、図2に示すように、局所的な
ドット潜像の2次元的分布となっている。さらにより低
い濃度を再現しようとすると、感光ドラムの感光体膜厚
の影響からドット潜像がなまり、図2のように、最大コ
ントラストVo (非露光部電位とドット潜像内の絶対値
で最小の電位の差)が徐々に小さくなってしまう。例え
ば反射濃度0.2程度の画像を再現しようとすると、そ
のときのドット潜像のVo は、150〜200V程度と
なってしまう。
[0004] Then, when the cause of the occurrence of roughness was investigated and examined, the following was found. Normally, when a latent image of a low density portion is formed by a dot latent image, when viewed microscopically, the latent image on the photosensitive drum is not a broad latent image like an analog latent image, but as shown in FIG. It has a two-dimensional distribution of local dot latent images. If an attempt is made to reproduce a lower density, the dot latent image becomes dull due to the effect of the photoconductor thickness of the photosensitive drum, and as shown in FIG. (The difference in the potentials of the two) gradually decreases. For example, when trying to reproduce an image having a reflection density of about 0.2, Vo of the dot latent image at that time is about 150 to 200V.

【0005】一方、感光ドラムの光露光部にトナーを付
着させる反転現像の場合、かぶりを防止するために、現
像バイアスとして印加する振動バイアス電圧のDC電圧
成分を、非露光部(非画像部)の表面電位よりも絶対値
で100〜200V低く設定しているので、最大コント
ラストVo が150〜200Vの場合、ドット潜像の光
露光部の電位と現像バイアスのDC電圧成分との電位差
Vcontは、0〜50V程度になってしまう。
On the other hand, in the case of reversal development in which toner adheres to a light-exposed portion of a photosensitive drum, a DC voltage component of a vibration bias voltage applied as a developing bias is applied to a non-exposed portion (non-image portion) in order to prevent fog. Since the absolute value is set to be 100 to 200 V lower than the surface potential of the dot latent image, when the maximum contrast Vo is 150 to 200 V, the potential difference Vcont between the potential of the light exposure portion of the dot latent image and the DC voltage component of the developing bias is: It becomes about 0 to 50V.

【0006】このVcontが0〜50Vというのは、トナ
ーが感光ドラム側に着くか現像スリーブ側に残留するか
非常に不安定なコントラスト電位である。そのために2
成分現像剤の磁気ブラシの感光ドラムへの接触状態が、
ドット潜像の現像効率に大きく影響し、磁気ブラシの穂
のムラに対応して現像される(すなわち磁気ブラシが感
光ドラムに接触しているところは現像されず、接触して
いない領域が現像される)。このためドットの欠落など
によるがさつき(濃度が細かいムラになって分布する)
が発生し易くなるのである。
[0006] The Vcont of 0 to 50 V is a very unstable contrast potential whether the toner reaches the photosensitive drum side or remains on the developing sleeve side. 2 for that
The contact state of the magnetic brush of the component developer with the photosensitive drum
This greatly affects the development efficiency of the dot latent image and is developed in accordance with the unevenness of the magnetic brush ears (that is, the area where the magnetic brush is in contact with the photosensitive drum is not developed, and the area that is not in contact is developed. ). For this reason, roughness due to missing dots etc. (density is distributed as fine unevenness)
Is more likely to occur.

【0007】図3にこれを示す。図3において、符号P
は1画素を示す。各画素PにPWM法により変調された
レーザビームによって、低濃度画像に対応するドット潜
像L1〜L5が形成されている。D1〜D4はドット潜
像L1〜L5のうちのトナー付着領域、すなわち現像さ
れた領域を示す。ドット潜像L2は完全に現像されてい
る。しかしドット潜像L1、L3、L4は部分的にしか
現像されていない。ドット潜像L5は全く現像されてい
ない。
FIG. 3 shows this. In FIG.
Indicates one pixel. Dot latent images L1 to L5 corresponding to low-density images are formed on each pixel P by a laser beam modulated by the PWM method. D1 to D4 indicate toner-attached areas of the dot latent images L1 to L5, that is, developed areas. The dot latent image L2 has been completely developed. However, the dot latent images L1, L3, L4 are only partially developed. The dot latent image L5 has not been developed at all.

【0008】このようにドット潜像の現像に欠損がある
現像像が二次元的に分布することにより、低濃度領域が
がさついて見えるのであり、特に複数色のトナー像を重
ね合わせてカラー画像を形成する場合、このがさつきが
非常に目立ち、画像品質の低下を生じている。
[0008] As described above, the two-dimensional distribution of the developed image having a defect in the development of the dot latent image makes it possible to see the low-density region in a sudden manner. When this is formed, the roughness is very conspicuous, and the image quality is degraded.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイライ
ト、ハーフトーン濃度領域におけるがさつきを少なくす
る方法として、現像部の磁気ブラシを緻密に形成させる
ことが考えられる。また全濃度領域において高濃度の最
終画像を得る方法として、磁性キャリアの粒径を小さく
し、かつ、トナーの現像剤に対する混合比、すなわちT
/(T+C)比を向上させることが考えられる(なお、
キャリアの粒径を小さくすることにより、磁気ブラシの
密度も向上する傾向がある)。
By the way, as a method of reducing the roughness in the highlight and halftone density regions, it is conceivable to form the magnetic brush of the developing section densely. As a method for obtaining a high-density final image in the entire density region, the particle size of the magnetic carrier is reduced and the mixing ratio of the toner to the developer, that is
It is conceivable to improve the // (T + C) ratio (note that
By reducing the particle size of the carrier, the density of the magnetic brush also tends to increase).

【0010】磁気ブラシの穂を密にするために一番効果
がある方法は、現像スリーブ内磁石の現像磁極位置にお
ける磁場中で、磁性キャリアの単位体積当たりの磁化の
大きさ[emu/cm3 ]を小さくする方法である。し
かし、磁化の大きさを小さくすると、磁性キャリアが現
像スリーブ上に拘束される力が弱まり、感光ドラム側に
キャリアが付着するというキャリア引き現象が生じ易く
なる(なお、キャリアの粒径を小さくすると、キャリア
1個当たりの磁化の大きさ[emu/個]が小さくな
り、キャリア引きが生じ易くなる)。
The most effective method for making the brushes of the magnetic brush denser is that in the magnetic field at the position of the developing magnetic pole of the magnet in the developing sleeve, the magnitude of the magnetization per unit volume of the magnetic carrier [emu / cm 3] ] Is reduced. However, when the magnitude of the magnetization is reduced, the force with which the magnetic carrier is restrained on the developing sleeve is weakened, and the carrier pulling phenomenon that the carrier adheres to the photosensitive drum side is likely to occur. , The magnitude of magnetization [emu / piece] per carrier is reduced, and carrier pulling is likely to occur).

【0011】また磁気ブラシの穂を緻密にして、低濃度
領域を滑らかに再現し、かつ、キャリア付着を生じさせ
ないためには、キャリアの単位体積当たりの大きさを小
さくしつつ、ある程度の残留磁化を持たせる方法が効果
がある。
Further, in order to make the ears of the magnetic brush dense and reproduce the low-concentration region smoothly and prevent the carrier from adhering, it is necessary to reduce the size of the carrier per unit volume while maintaining a certain level of residual magnetization. Is effective.

【0012】本発明の目的は、ドット分布静電潜像を2
成分現像剤の磁気ブラシにより現像して、ハーフトーン
等の低濃度部のがさつきがない、全濃度領域において高
品質な画像を得ることができ、キャリア付着を合わせて
解消することができる画像形成方法を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a dot distribution electrostatic latent image with two dots.
Image formation that can be developed with a magnetic brush of component developer to obtain high-quality images in all density regions without low-density parts such as halftones, and to eliminate carrier adhesion together Is to provide a way.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる画像形成方法にて達成される。要約すれば、本発明
は、像担持体上にドット潜像を形成し、その像担持体と
対向した現像部に、磁界発生手段を内包した現像剤担持
体上にトナーおよび磁性キャリアからなる2成分現像剤
を担持して搬送し、現像部において磁界発生手段の磁界
により現像剤の磁気ブラシを形成し、磁気ブラシにより
像担持体上の潜像を現像させて画像を得る画像形成方法
において、前記磁性キャリアは硬強磁性キャリアであ
り、磁界発生手段の現像部に位置した現像磁極の磁場中
で、そのキャリアの単位体積当たりの磁化の大きさが1
00[emu/cm3 ]以下であり、かつ、キャリアの
単位重量当たりの平均帯電電荷量Q/Mをc[μC/
g]、トナーの現像剤に対する混合比をT/(T+C)
[wt%]としたときに、このcおよびT/(T+C)
が 2≦T/(T+C)<6のとき 1/c≧−1/10・T/(T+C)+0.85 6≦T/(T+C)のとき c≦5 の関係を満たすことを特徴とする画像形成方法である。
好ましくは、1画素当たりの光源の発光時間を画像の濃
度値に対応して変調することにより、前記ドット分布静
電潜像を形成する。
The above object is achieved by the image forming method according to the present invention. In summary, the present invention provides a method of forming a dot latent image on an image carrier and forming a latent image on a developer carrier having a magnetic field generating means in the developing section facing the image carrier. In the image forming method of carrying a component developer and carrying it, forming a magnetic brush of the developer by the magnetic field of the magnetic field generating means in the developing section, and developing the latent image on the image carrier with the magnetic brush to obtain an image, The magnetic carrier is a hard ferromagnetic carrier, and the magnitude of magnetization per unit volume of the carrier is 1 in the magnetic field of the developing magnetic pole located at the developing section of the magnetic field generating means.
00 [emu / cm 3 ] or less, and the average charge amount Q / M per unit weight of the carrier is c [μC /
g], and the mixing ratio of the toner to the developer is T / (T + C)
C and T / (T + C)
When 2 ≦ T / (T + C) <6, 1 / c ≧ −1 / 10 · T / (T + C) +0.85 When 6 ≦ T / (T + C), the relationship c ≦ 5 is satisfied. This is an image forming method.
Preferably, the dot distribution electrostatic latent image is formed by modulating a light emission time of a light source per pixel in accordance with an image density value.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

実施例1 図4は、本発明が適用可能な画像形成装置を示す全体構
成図である。本画像形成装置は、電子写真方式のカラー
プリンタである。このプリンタは、矢印方向に回転する
電子写真感光ドラム3を備え、該感光ドラム3の周囲
に、一次帯電器4、現像器1M、1C、1Y、1Kを備
えた回転現像装置1、転写帯電器10およびクリーニン
グ手段12が配設され、感光ドラム3の上方にレーザビ
ームスキャナLSが配設されており、これら一次帯電器
4などにより画像形成手段が構成されている。
Embodiment 1 FIG. 4 is an overall configuration diagram showing an image forming apparatus to which the present invention can be applied. The image forming apparatus is an electrophotographic color printer. This printer includes an electrophotographic photosensitive drum 3 rotating in the direction of an arrow, and a rotary developing device 1 including a primary charger 4 and developing devices 1M, 1C, 1Y, and 1K around the photosensitive drum 3, a transfer charger. A laser beam scanner LS is provided above the photosensitive drum 3, and an image forming unit is constituted by the primary charger 4 and the like.

【0015】回転現像装置1の現像器、すなわちマゼン
タ現像器1M、シアン現像器1C、イエロー現像器1Y
およびブラック現像器1Kは、トナーとキャリアを含有
する2成分現像剤を収容しており、それぞれトナーとし
てマゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブ
ラックトナーを使用している。
The developing devices of the rotary developing device 1, that is, a magenta developing device 1M, a cyan developing device 1C, and a yellow developing device 1Y
The black developing device 1K contains a two-component developer containing a toner and a carrier, and uses a magenta toner, a cyan toner, a yellow toner, and a black toner as the toner, respectively.

【0016】被複写原稿は、図示しない原稿読み取り装
置で読み取られる。この読み取り装置は、原稿画像を電
気信号に変化するCCDなどの光電変換素子を有してお
り、原稿のマゼンタ画像情報、シアン画像情報、イエロ
ー画像情報、白黒画像情報にそれぞれ対応した画像信号
を出力する。レーザビームスキャナLSに内蔵された半
導体レーザは、これらの画像信号に対応して制御され、
レーザビームLを射出する。なお、電子計算機からの出
力信号に対応してレーザビームLを射出することもでき
る。
The document to be copied is read by a document reading device (not shown). This reading device has a photoelectric conversion element such as a CCD that converts a document image into an electric signal, and outputs image signals corresponding to magenta image information, cyan image information, yellow image information, and monochrome image information of the document, respectively. I do. The semiconductor laser built in the laser beam scanner LS is controlled according to these image signals,
A laser beam L is emitted. Note that the laser beam L can be emitted in response to an output signal from the computer.

【0017】カラープリンタ全体のシーケンスについ
て、フルカラーモードの場合を例に採って簡単に説明す
ると、まず、感光ドラム3は一次帯電器4により均等に
帯電される。つぎに、マゼンタ画像信号により変調され
たレーザビームLにより走査露光され、感光ドラム3上
にドット潜像が形成される。この潜像は予め現像位置に
定置されたマゼンタ現像器1Mによって反転現像して、
マゼンタトナー像として可視化される。
The sequence of the entire color printer will be briefly described by taking a full color mode as an example. First, the photosensitive drum 3 is uniformly charged by the primary charger 4. Next, scanning exposure is performed by the laser beam L modulated by the magenta image signal, and a dot latent image is formed on the photosensitive drum 3. This latent image is reversal-developed by a magenta developing device 1M fixed at a developing position in advance,
Visualized as a magenta toner image.

【0018】一方、カセット2から取り出して、給紙ガ
イド5a、給紙ローラ6、給紙ガイド5bを経由して供
給された紙などの転写材は、転写ドラム9のグリッパ7
により把持され、当接用ローラ8とその対向極により静
電的に転写ドラム9上に巻き付けて担持される。転写ド
ラム9は、感光ドラム3と同期して図示の矢印方向に回
転しており、転写ドラム9上に担持された転写材は感光
ドラム3と対向した転写部に搬送され、そこで上記の感
光ドラム3上のマゼンタトナー像が転写帯電器10によ
り転写される。転写ドラム9はそのまま回転を継続し、
つぎに形成される色のトナー像(図4においてはシアン
トナー像)の転写に備えるべく、転写材を転写部に向け
て再び搬送する。
On the other hand, the transfer material such as paper taken out of the cassette 2 and supplied through the paper feed guide 5a, the paper feed roller 6, and the paper feed guide 5b is transferred to the gripper 7 of the transfer drum 9.
, And is electrostatically wound and carried on the transfer drum 9 by the contact roller 8 and its opposite pole. The transfer drum 9 rotates in the direction of the arrow shown in FIG. 3 in synchronization with the photosensitive drum 3, and the transfer material carried on the transfer drum 9 is transported to a transfer unit facing the photosensitive drum 3, where the photosensitive drum 3 3 is transferred by the transfer charger 10. The transfer drum 9 continues to rotate as it is,
In order to prepare for the transfer of the toner image of the color to be formed next (the cyan toner image in FIG. 4), the transfer material is transported again toward the transfer portion.

【0019】マゼンタトナー像の転写が終了した感光ド
ラム3は、除電帯電器11により除電し、クリーニング
手段12により清掃して転写残りのトナーを除去した
後、再び一次帯電器4によって帯電し、つぎのシアン画
像信号により変調されたレーザビームLの露光により、
感光ドラム3上にドット潜像が形成される。この間に現
像装置1が回転してシアン現像器1Cが現像位置に定置
され、上記の感光ドラム3上の潜像は、このシアン現像
器1Cによって反転現像されて、シアントナー像として
可視化される。得られたシアントナー像は、転写部にお
いて転写ドラム3上の転写材上にマゼンタトナー像の上
から重ね合わせて転写される。
After the transfer of the magenta toner image is completed, the photosensitive drum 3 is neutralized by the neutralizing charger 11 and is cleaned by the cleaning means 12 to remove the untransferred toner. Then, the photosensitive drum 3 is charged again by the primary charger 4. Exposure of the laser beam L modulated by the cyan image signal of
A dot latent image is formed on the photosensitive drum 3. During this time, the developing device 1 rotates and the cyan developing device 1C is fixed at the developing position, and the latent image on the photosensitive drum 3 is reversely developed by the cyan developing device 1C to be visualized as a cyan toner image. The obtained cyan toner image is transferred onto the transfer material on the transfer drum 3 in the transfer section from above the magenta toner image.

【0020】以上のような工程がイエロー、ブラックに
対しても行なわれ、感光ドラム3上へのそれぞれの画像
信号で変調したレーザビームLの露光によるドット潜像
の形成、イエロー現像器1Y、ブラック現像器1Kでの
現像によるイエロートナー像、ブラックトナー像の形
成、転写材上へのイエロートナー像、ブラックトナー像
の重ね合わせた転写により、転写材上にマゼンタ、シア
ン、イエローおよびブラックの4色のトナー像を重ねた
カラー画像が得られる。
The above-described steps are performed for yellow and black, forming a dot latent image on the photosensitive drum 3 by exposure to a laser beam L modulated with respective image signals, a yellow developing unit 1Y, and black The formation of a yellow toner image and a black toner image by development in the developing device 1K, and the superimposed transfer of the yellow toner image and the black toner image onto the transfer material, the transfer of the four colors of magenta, cyan, yellow and black onto the transfer material. Is obtained.

【0021】4色のトナー像の転写が終了すると、転写
材は分離除電帯電器13、14により除電し、グリッパ
7による把持を解除した後、分離爪15により転写ドラ
ム9から分離され、ついで搬送ベルト16で定着器17
に送られる。定着器17に送られた転写材は、そこで加
熱および加圧して定着することにより、各色のトナー像
の混色および転写材への固定が行なわれて、フルカラー
プリント画像とされる。かくして、一連のフルカラーモ
ードのシーケンスが終了し、定着により得られたフルカ
ラープリント画像はプリンタの機外に排出される。
When the transfer of the toner images of four colors is completed, the transfer material is discharged by the separation / discharge chargers 13 and 14, the gripping by the gripper 7 is released, separated from the transfer drum 9 by the separation claw 15, and then conveyed. Fixing device 17 with belt 16
Sent to The transfer material sent to the fixing device 17 is heated and pressurized there to be fixed, whereby the toner images of each color are mixed and fixed to the transfer material to form a full-color print image. Thus, a series of the full-color mode sequence is completed, and the full-color print image obtained by fixing is discharged out of the printer.

【0022】図5に、図4のプリンタに設置したレーザ
ビームスキャナLSを示す。本スキャナは半導体レーザ
素子102を備え、この素子102はレーザ光発生用の
駆動信号である発光信号の発生器(レーザドライバ回
路)500に接続され、発光信号発生器500で発生さ
れた発光信号に応じて明滅する。レーザ素子102から
明滅により放射されたレーザビームLの光束は、コリメ
ータレンズ系103にて略平行光にして、回転多面鏡、
すなわちポリゴンミラー104に入射される。
FIG. 5 shows a laser beam scanner LS installed in the printer of FIG. The scanner includes a semiconductor laser element 102. This element 102 is connected to a light emission signal generator (laser driver circuit) 500 which is a drive signal for generating a laser beam. Flickers accordingly. The light beam of the laser beam L emitted from the laser element 102 by blinking is converted into substantially parallel light by a collimator lens system 103, and is turned into a rotating polygon mirror.
That is, the light enters the polygon mirror 104.

【0023】ポリゴンミラー104は矢印B方向に一定
速度で回転することにより、コリメータレンズ系103
から入射された平行光のレーザビームLを偏向して、被
走査対象物である感光ドラム3の軸方向と同方向の矢印
C方向に走査する。このポリゴンミラー104の前方に
設けたfθレンズ群100が、偏向されたレーザビーム
Lを感光ドラム3の表面上にスポット状に結像するとと
もに、その走査速度を感光ドラム3の表面上で等速とす
る。このようなレーザビームLによる感光ドラム3の走
査露光により、感光ドラム3上にドット分布静電潜像
(短縮して、ドット潜像あるいはドット潜像)が形成さ
れる。
The polygon mirror 104 is rotated at a constant speed in the direction of arrow B so that the collimator lens system 103 is rotated.
Deflects the parallel laser beam L incident thereon, and scans in the direction of the arrow C in the same direction as the axial direction of the photosensitive drum 3 which is the object to be scanned. The fθ lens group 100 provided in front of the polygon mirror 104 forms the deflected laser beam L into a spot image on the surface of the photosensitive drum 3 and sets the scanning speed at a constant speed on the surface of the photosensitive drum 3. And By the scanning exposure of the photosensitive drum 3 with the laser beam L, a dot distribution electrostatic latent image (for short, a dot latent image or a dot latent image) is formed on the photosensitive drum 3.

【0024】前記各現像器1M〜1Kは、一次帯電器4
による帯電極性と同極性に帯電したトナーを潜像の明部
電位部に付着させる反転現像を行なうので、レーザビー
ムLは感光ドラム3のトナーが付着されるべき領域を露
光する。
Each of the developing devices 1M to 1K includes a primary charger 4
In this case, the laser beam L exposes an area of the photosensitive drum 3 to which the toner is to be attached because the toner charged to the same polarity as the toner is applied to the bright portion potential portion of the latent image.

【0025】本実施例においては、PWM(パルス幅変
調)方式を用いて、最小記録単位を1画素とする多値記
録によってドット潜像を形成している。これについて説
明する。図6はパルス幅変調回路の一例を示す回路ブロ
ック図、図7はパルス幅変調回路の動作を示すタイミン
グチャートである。
In this embodiment, a dot latent image is formed by multi-value recording using a minimum recording unit of one pixel using a PWM (pulse width modulation) method. This will be described. FIG. 6 is a circuit block diagram showing an example of the pulse width modulation circuit, and FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the pulse width modulation circuit.

【0026】図6において、符号401は8ビットのデ
ジタル画像信号をラッチするTTLラッチ回路、402
はTTL論理レベルを高速ECL論理レベルに変換する
レベル変換器、403はECL論理レベルをアナログ信
号に変換するD/Aコンバータである。404はPWM
信号を発生するECLコンパレータ、405はECL論
理レベルをTTL論理レベルに変換するレベル変換器、
406はクロック信号2fを発振するクロック発振器、
407はクロック信号2fに同期して略理想的三角波信
号を発生する三角波信号発生器、408はクロック信号
2fを1/2分周して画像クロック信号fを作成する分
周器である。これによりクロック信号2fは画像クロッ
ク信号fの2倍の周期を有していることとなる。なお、
回路を高速動作させるために、随所にECL論理回路を
配している。
In FIG. 6, reference numeral 401 denotes a TTL latch circuit for latching an 8-bit digital image signal;
Is a level converter for converting a TTL logic level to a high-speed ECL logic level, and 403 is a D / A converter for converting an ECL logic level to an analog signal. 404 is PWM
An ECL comparator for generating a signal; a level converter for converting an ECL logic level to a TTL logic level;
406 is a clock oscillator for oscillating the clock signal 2f,
Reference numeral 407 denotes a triangular wave signal generator that generates a substantially ideal triangular wave signal in synchronization with the clock signal 2f, and 408 denotes a frequency divider that generates the image clock signal f by dividing the clock signal 2f by 1 /. Thus, the clock signal 2f has a cycle twice as long as the image clock signal f. In addition,
ECL logic circuits are provided everywhere to operate the circuit at high speed.

【0027】かかる構成の回路の動作を、図7のタイミ
ングチャートを参照して説明する。信号aはクロック信
号2f、信号bは画像クロック信号fを示しており、図
示の如く画像信号eと関係付けてある。また三角波信号
発生器407内部においても、三角波信号のデューティ
ー比を50%に保つため、クロック信号2fをいったん
1/2分周してから三角波信号cを発生させている。さ
らに、この三角波信号cはECLレベル(0〜−1V)
に変換されて三角波信号dになる。
The operation of the circuit having such a configuration will be described with reference to the timing chart of FIG. The signal a indicates the clock signal 2f and the signal b indicates the image clock signal f, which is related to the image signal e as shown. Also, in the triangular wave signal generator 407, the triangular wave signal c is generated after once dividing the clock signal 2f by 1/2 in order to keep the duty ratio of the triangular wave signal at 50%. Further, this triangular wave signal c has an ECL level (0 to -1 V).
Into a triangular wave signal d.

【0028】一方、画像信号は00h(白)〜FFh
(黒)まで、例えば256階調レベルで変化する(記
号”h”は16進数表示であることを示している)。そ
して画像信号eは、いくつかの画像信号値についてそれ
らをD/A変換したECL電圧レベルを示している。た
とえば、第1画素は最高濃度画素レベルのFFh、第2
画素は中間調レベルの80h、第3画素は中間調レベル
の40h、第4画素は中間調レベルの20hの各電圧を
示している。
On the other hand, the image signal is from 00h (white) to FFh
Until (black), for example, it changes at 256 gradation levels (symbol “h” indicates hexadecimal display). The image signal e indicates the ECL voltage level obtained by D / A converting some image signal values. For example, the first pixel is the highest density pixel level FFh,
The pixel has a halftone level of 80h, the third pixel has a halftone level of 40h, and the fourth pixel has a halftone level of 20h.

【0029】コンパレータ404は三角波信号dと画像
信号eを比較することにより、形成すべき画素濃度に応
じたパルス幅(時間長)T、t2 、t3 、t4 などのP
WM信号を発生する。このPWM信号は低濃度画素に対
応するパルス幅ほど狭くなる。そしてPWM信号は、0
Vまたは5VのTTLレベルに変換されてPWM信号f
になり、レーザドライバ回路500に入力される。この
ようにして得られたPWM信号値に対応して1画素当た
りの露光時間を変化させることにより、1画素で256
階調を得ることが可能となる。
The comparator 404 compares the triangular wave signal d with the image signal e to obtain a pulse width (time length) T, t 2 , t 3 , t 4 or the like corresponding to the pixel density to be formed.
Generate a WM signal. This PWM signal becomes narrower as the pulse width corresponds to the lower density pixel. And the PWM signal is 0
PWM signal f converted to TTL level of V or 5V
And input to the laser driver circuit 500. By changing the exposure time per pixel corresponding to the PWM signal value obtained in this way, 256 pixels per pixel can be obtained.
Gradation can be obtained.

【0030】なお、図7のビーム効果hは各駆動パルス
幅に対応する感光ドラムのレーザビーム露光面積形状を
示す。各ドット潜像の面積形状もこの露光面積形状に略
対応する。図7でa〜gの信号波形については横軸は時
間であり、hについては横軸はビーム走査方向の距離で
ある。
The beam effect h in FIG. 7 indicates the shape of the laser beam exposure area of the photosensitive drum corresponding to each drive pulse width. The area shape of each dot latent image substantially corresponds to this exposure area shape. In FIG. 7, the horizontal axis represents time for the signal waveforms a to g, and the horizontal axis represents distance in the beam scanning direction for h.

【0031】図8に、図4の回転現像装置1の各現像器
1M〜1Kとして使用される現像器の断面図を掲げる。
本現像器は、トナーと磁性キャリアを混合した2成分現
像剤22を収容した現像容器18を備える。本発明によ
れば、2成分現像剤22は、非磁性トナーと硬強磁性キ
ャリアとを混合してなっている(これらについては後述
する)。現像容器18の感光ドラム3に近接した位置に
開口部が形成され、この開口部内に現像スリーブ25が
回転自在に配設されている。現像スリーブ25の上方に
は、これと所定間隔を開けてブレード28が設けられて
いる。
FIG. 8 is a sectional view of a developing device used as each of the developing devices 1M to 1K of the rotary developing device 1 of FIG.
The developing device includes a developing container 18 containing a two-component developer 22 in which a toner and a magnetic carrier are mixed. According to the present invention, the two-component developer 22 is a mixture of a non-magnetic toner and a hard ferromagnetic carrier (these will be described later). An opening is formed in the developing container 18 at a position close to the photosensitive drum 3, and a developing sleeve 25 is rotatably disposed in the opening. A blade 28 is provided above the developing sleeve 25 at a predetermined interval from the developing sleeve 25.

【0032】現像スリーブ25は、アルミニウムや非磁
性ステンレス鋼などの非磁性材料の円筒からなり、現像
動作時には、図示の矢印方向(順方向)に回転する。現
像スリーブ25の内部には、磁界発生手段である円筒状
磁石29が非回転に固定配置されている。磁石29はそ
の表面の周囲にN1、N2、N3、S1、S2の5つの
磁極を有し、感光ドラム3と対向した現像位置の近くに
配置された磁極N3は、現像位置において現像剤の磁気
ブラシを形成する現像磁極であり、その他の磁極S1、
S2、N1、N2は、現像剤を搬送する磁極である。
The developing sleeve 25 is formed of a cylinder made of a non-magnetic material such as aluminum or non-magnetic stainless steel, and rotates in a direction indicated by an arrow (forward direction) during a developing operation. Inside the developing sleeve 25, a cylindrical magnet 29 serving as a magnetic field generating means is fixedly arranged in a non-rotating manner. The magnet 29 has five magnetic poles N1, N2, N3, S1, and S2 around the surface thereof, and the magnetic pole N3 disposed near the developing position facing the photosensitive drum 3 has a magnetic pole of the developer at the developing position. A developing magnetic pole forming a brush, and other magnetic poles S1,
S2, N1, and N2 are magnetic poles for transporting the developer.

【0033】なお、符号32は現像ローラで、現像スリ
ーブ25とその内側の磁石29とを一緒にまとめて現像
ローラと呼ぶことがある。
Reference numeral 32 denotes a developing roller, and the developing sleeve 25 and the magnet 29 inside the developing sleeve 25 may be collectively referred to as a developing roller.

【0034】前記のブレード28は、これが設けられた
位置で磁石29の磁界分布を変えることがないようにす
ることが必要であり、このためアルミニウム、SUS3
16などの非磁性材料で形成されている。ブレード28
の先端部の現像スリーブ25との間隙は、現像スリーブ
25上に担持されて、現像部へ搬送される2成分現像剤
22の量、具体的には現像スリーブ25上での現像剤の
層厚を規制する。現像スリーブ25上の現像剤22は、
ブレード28の先端部と現像スリーブ25の表面との間
を通過することによって、現像位置において感光ドラム
3と接するような厚みに規制された後、現像位置に至
る。
It is necessary that the blade 28 does not change the magnetic field distribution of the magnet 29 at the position where the blade 28 is provided.
16 and the like. Blade 28
The gap between the leading end of the developer and the developing sleeve 25 is the amount of the two-component developer 22 carried on the developing sleeve 25 and conveyed to the developing unit, specifically, the layer thickness of the developer on the developing sleeve 25. Regulate. The developer 22 on the developing sleeve 25 is
By passing between the tip of the blade 28 and the surface of the developing sleeve 25, the thickness is regulated so as to be in contact with the photosensitive drum 3 at the developing position, and then reaches the developing position.

【0035】現像容器18内には、現像スリーブ25の
下部に近接した位置に、回転羽根部材の現像剤剥離手段
30が設置され、容器18内の下部には撹拌スクリュー
23が設置され、そのスクリュー23の上方には、受け
板31aを突設した回転ベルト部材の現像剤供給手段3
1が設けられ、この供給部材31の上端は、現像スリー
ブ25の側方に近接されている。容器18内の奥側の上
部位置には、補給用のトナーを収容した補給室20が設
置されている。
In the developing container 18, a developer stripping means 30 of a rotating blade member is installed at a position close to a lower portion of the developing sleeve 25, and a stirring screw 23 is installed in a lower portion of the container 18. 23, a developer supply means 3 of a rotating belt member having a receiving plate 31a protruding therefrom.
1 is provided, and the upper end of the supply member 31 is close to the side of the developing sleeve 25. A replenishing chamber 20 containing replenishing toner is provided at an upper position on the back side in the container 18.

【0036】現像容器18内に収容された現像剤22
は、磁石29の磁極N2により磁気的に吸引されて現像
スリーブ25上に保持され、現像スリーブの回転にとも
ない磁極S1を経て現像部へ向けて搬送される(途中、
ブレード28により層厚規制を受ける)。現像部におい
て現像剤は、磁極N3により磁気ブラシに形成されて現
像に供される。そして現像を終了した現像剤は、現像ス
リーブ25上に保持されたまま搬送極S2を経て容器1
8内に戻され、磁極N1まで搬送されると、反撥磁極を
構成する磁極N1とN2とによって形成された反撥磁界
により、磁極N1の位置に滞留される。
The developer 22 contained in the developing container 18
Is magnetically attracted by the magnetic pole N2 of the magnet 29, is held on the developing sleeve 25, and is conveyed to the developing unit via the magnetic pole S1 with the rotation of the developing sleeve (on the way,
The layer thickness is regulated by the blade 28). In the developing section, the developer is formed on the magnetic brush by the magnetic pole N3 and is used for development. Then, the developer that has completed the development passes through the transport pole S2 while being held on the developing sleeve 25, and is stored in the container 1.
8, when transported to the magnetic pole N1, it is retained at the position of the magnetic pole N1 by the repelling magnetic field formed by the magnetic poles N1 and N2 constituting the repelling magnetic pole.

【0037】その滞留された現像剤は、剥離部材30の
回転により現像スリーブ25から掻き落とされ、撹拌ス
クリュー23により容器28内の現像剤22と撹拌さ
れ、必要に応じて補給室20から落下されたトナーと混
合される。これにより現像剤は、現像で消費したトナー
の濃度が回復される。その後、現像剤は供給部材31の
受け板31aに掻き上げられ、現像スリーブ31のとこ
ろへ搬送され、上述の磁極N2による磁気的吸引以下の
過程を繰り返す。
The retained developer is scraped off from the developing sleeve 25 by the rotation of the peeling member 30, stirred with the developer 22 in the container 28 by the stirring screw 23, and dropped from the supply chamber 20 as necessary. Mixed with the toner. As a result, the concentration of the toner consumed in the development of the developer is restored. Thereafter, the developer is scraped up by the receiving plate 31a of the supply member 31, is conveyed to the developing sleeve 31, and repeats the above-described process of magnetic attraction by the magnetic pole N2.

【0038】本発明において、2成分現像剤のトナーと
しては、バインダー樹脂に着色剤や帯電制御剤などを添
加した公知のトナーが使用でき、その体積平均粒径は5
〜15μmの範囲が好適である。トナーの体積平均粒径
は、たとえば下記の測定法で測定した。
In the present invention, as the toner of the two-component developer, a known toner obtained by adding a colorant, a charge control agent, and the like to a binder resin can be used.
A range of from 15 μm to 15 μm is preferred. The volume average particle size of the toner was measured by, for example, the following measurement method.

【0039】測定装置としてコールカウンターTA−II
型(コールター社製)を用い、個数分布、体積分布を出
力するインターフェース(日科機製)およびCX−iパ
ーソナルコンピュータ(キヤノン製)を接続した。電解
液として、試薬1級の塩化ナトリウムを用い、1%Na
Cl水溶液を調製した。
As a measuring device, a call counter TA-II is used.
Using a mold (manufactured by Coulter), an interface (manufactured by Nikkaki) for outputting the number distribution and volume distribution and a CX-i personal computer (manufactured by Canon) were connected. As the electrolytic solution, using reagent grade 1 sodium chloride, 1% Na
A Cl aqueous solution was prepared.

【0040】上記の電解液100〜150ml中に分散
剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスル
ホン酸塩を0.1〜5ml加え、さらにトナーの測定試
料を0.5〜50mg加えて懸濁する。そして試料を懸
濁した電解液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理を
行なってから、上記のコールカウンターにより100μ
mのアパチャーを用いて、2〜40μmの粒子の粒度分
布を測定し、それからトナーの体積分布を求める。この
体積分布により試料の体積平均粒径が得られる。
In 100 to 150 ml of the above electrolyte solution, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant, and 0.5 to 50 mg of a toner measurement sample is further added and suspended. Then, the electrolytic solution in which the sample was suspended was subjected to dispersion treatment for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic
Using an aperture of m, the particle size distribution of the particles of 2 to 40 μm is measured, and then the volume distribution of the toner is determined. This volume distribution gives the volume average particle size of the sample.

【0041】本発明では、磁性キャリアとしては硬強磁
性キャリア、つまり硬強磁性粒子を用いた。この硬強磁
性粒子は、たとえば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケ
ル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、
およびそれらの合金、または酸化物フェライトの粒子
で、これら硬強磁性粒子の製造方法は特に制限されな
い。
In the present invention, a hard ferromagnetic carrier, that is, hard ferromagnetic particles is used as the magnetic carrier. The hard ferromagnetic particles include, for example, metals such as iron, nickel, cobalt, manganese, chromium,
The method for producing these hard ferromagnetic particles is not particularly limited.

【0042】本実施例では、硬強磁性キャリアとして、
重量平均粒径20〜100μm、好ましくは30〜70
μmで、保磁力が1000エルステッド以上、好ましく
は200エルステッド以上の、ネオジスム、サマリウ
ム、バリウムなどを含むフェライト粒子を、樹脂被覆し
て用いた。
In this embodiment, as the hard ferromagnetic carrier,
Weight average particle size 20 to 100 μm, preferably 30 to 70
Ferrite particles containing neodymium, samarium, barium, etc., having a coercive force of at least 1,000 Oersts, preferably at least 200 Oersts, were used after being coated with a resin.

【0043】このキャリアの平均粒径は水平方向最大弦
長で示しており、測定法は顕微鏡法によった。キャリア
300個以上をランダムに選んで、その径を実測して算
術平均することによりキャリアの平均粒径が得られる。
The average particle size of the carrier is indicated by the maximum chord length in the horizontal direction, and the measurement was performed by a microscope. An average particle size of the carrier can be obtained by randomly selecting 300 or more carriers, actually measuring the diameter, and arithmetically averaging the diameters.

【0044】磁性キャリアの抵抗は107 Ωcm以上、
好ましくは108 Ωcm以上のものを用いた。キャリア
の抵抗は、測定電極面積が4cm、電極間の間隔が0.
4cmのサンドイッチタイプのセルを用いて測定した。
キャリアを挟んだ電極の一方に1kgの荷重を負荷し、
その荷重下に両電極間に電圧E[V/cm]を印加し
て、そのとき測定回路に流れた電流値を計測し、それか
らキャリアの抵抗値が測定される。
The resistance of the magnetic carrier is 10 7 Ωcm or more,
Preferably, a material having a resistivity of 10 8 Ωcm or more was used. The carrier resistance is such that the measurement electrode area is 4 cm and the distance between the electrodes is 0.
The measurement was performed using a 4 cm sandwich type cell.
A load of 1 kg is applied to one of the electrodes sandwiching the carrier,
A voltage E [V / cm] is applied between the two electrodes under the load, the current value flowing to the measuring circuit at that time is measured, and then the resistance value of the carrier is measured.

【0045】摩擦帯電による磁性キャリアの単位重量当
たりの平均帯電電荷量(略して平均電荷量)Q/Mは、
摩擦帯電によるトナーの単位重量当たりの平均帯電電荷
量(略して平均電荷量)Q/M(T) (キャリアの平均電
荷量Q/Mと区別するために、トナーの平均電荷量を便
宜的にQ/M(T) と表示する)から換算して求めた。ト
ナーの平均電荷電Q/M(T) の測定法はつぎの通りであ
る。
The average charge amount per unit weight (abbreviated average charge amount) Q / M of the magnetic carrier due to frictional charging is:
Average charge amount per unit weight of toner due to frictional charge (abbreviated average charge amount) Q / M (T) (To distinguish from the average charge amount Q / M of the carrier, the average charge amount of the toner Q / M (T)) . The method of measuring the average charge Q / M (T) of the toner is as follows.

【0046】図9にトナーの平均電荷量を測定する装置
を示す。図9に示すように、測定装置は、底に500メ
ッシュの導電性スクリーン43を有する金属製の測定容
器42を備えている。帯電電荷量を測定しようとするト
ナーと磁性キャリアを、重量比:トナー/キャリア=
0.5/9.5の割合で50〜100ml容量のポリエ
チレン製のビンに入れ、約10〜40秒間手で振盪して
から、その混合物(現像剤である)の約0.5〜1.5
gを測定容器42内に入れ、その上に蓋44をする。こ
のときの測定容器42全体の重量を計り、これをW1
(g)とする。つぎに、測定容器42を装置の吸引機4
1(少なくとも測定容器42と接する部分は絶縁体であ
る)上にセットして、その吸引口47から吸引し、風量
調節弁46を調整して真空計45の圧力を250mmA
qとする。この状態で十分、好ましくは2分間の吸引を
行ない、トナーの樹脂を吸引除去する。そしてこのと
き、測定容器42とアースとの間にコンデンサー(容量
C(μF))48と並列に接続された電位計49の電位
を読んで、その読みをV(ボルト)とする。また吸引後
の測定容器42全体の重量を計り、これをW2(g)と
する。このときのトナーの平均電荷量は、下記の式の如
く計算される。測定条件は23℃、60%RHとする。
FIG. 9 shows an apparatus for measuring the average charge amount of the toner. As shown in FIG. 9, the measuring device includes a metal measuring container 42 having a 500-mesh conductive screen 43 at the bottom. Weight ratio of toner and magnetic carrier whose charge amount is to be measured: toner / carrier =
0.5 / 9.5 in a 50-100 ml polyethylene bottle, shake by hand for about 10-40 seconds, then mix about 0.5-1. 5
g is put in the measuring container 42, and a lid 44 is placed thereon. At this time, the entire measurement container 42 was weighed, and this was
(G). Next, the measuring container 42 is connected to the suction device 4 of the apparatus.
1 (at least the part in contact with the measuring container 42 is an insulator), suction is performed through the suction port 47, and the air flow control valve 46 is adjusted to adjust the pressure of the vacuum gauge 45 to 250 mmA.
q. In this state, suction is sufficiently performed, preferably for 2 minutes, to remove the toner resin by suction. At this time, the potential of an electrometer 49 connected in parallel with a capacitor (capacitance C (μF)) 48 between the measurement container 42 and the ground is read, and the reading is set to V (volt). Further, the entire measurement container 42 after suction is weighed, and this is defined as W2 (g). The average charge amount of the toner at this time is calculated as in the following equation. The measurement conditions are 23 ° C. and 60% RH.

【0047】トナーの平均電荷量[μC/g]=C・V
/(W1−W2)
Average charge amount of toner [μC / g] = C · V
/ (W1-W2)

【0048】本実施例では、磁性キャリアとして、フッ
素系樹脂−スチレン系樹脂コートフェライト粒子からな
り、250メッシュパス(通過)、350メッシュオン
(非通過)の粒子を70〜90wt%有するキャリアを
使用した。具体的には、ビニリデンフルオライド−テト
ラフルオロエチレン共重合体とスチレン−アクリル酸2
−エチルヘキシル−メタクリル酸メチルの5:5(重量
比)の樹脂混合物を、0.2〜0.7wt%コートした
フェライト粒子を使用した。トナーおよびキャリアは、
23℃、60%RHの環境下、最低12時間放置後、帯
電電荷量測定に使用する。電荷量の測定は、23℃、6
0%RHの環境下で行なう。
In this embodiment, as the magnetic carrier, a carrier made of fluorine resin-styrene resin coated ferrite particles and having 70 to 90 wt% of particles of 250 mesh pass (pass) and 350 mesh on (non-pass) is used. did. Specifically, a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer and styrene-acrylic acid 2
Ferrite particles coated with a 0.2 to 0.7 wt% resin mixture of -ethylhexyl-methyl methacrylate at a ratio of 5: 5 (weight ratio) were used. Toner and carrier
After being left for at least 12 hours in an environment of 23 ° C. and 60% RH, it is used for measuring the amount of charged electric charge. The charge amount was measured at 23 ° C, 6
Perform under 0% RH environment.

【0049】上記のようにしてトナーの平均電荷量が求
められるが、現像剤中のトナーおよびキャリアの摩擦に
よるそれぞれの総電荷量は、トナーとキャリアとで互に
逆極性で、かつ絶対値がほぼなどしい。従ってキャリア
の単位重量当たりの平均電荷量Q/Mは、トナーの単位
重量当たりの平均電荷量Q/M(T) と、現像剤に占める
トナーの割合、つまりC/(T+C)比(従ってT/
(T+C)比)とから、簡単に逆算で求まる。たとえば
T/(T+C)比が5wt%、トナーのQ/M(T ) が3
0μC/gであるとすると、C/(T+C)比は95w
t%であり、キャリアの平均電荷量Q/Mは約1.58
μC/gとなる。
The average charge amount of the toner is obtained as described above. The total charge amount due to friction between the toner and the carrier in the developer is opposite to each other and has an absolute value of the toner and the carrier. Almost equal. Accordingly, the average charge amount per unit weight of the carrier Q / M is the average charge amount per unit weight of the toner Q / M (T) and the ratio of the toner to the developer, that is, the C / (T + C) ratio (accordingly, /
(T + C) ratio, it can be easily obtained by the back calculation. For example, the T / (T + C) ratio is 5 wt%, and the Q / M (T ) of the toner is 3
Assuming 0 μC / g, the C / (T + C) ratio is 95 w
and the average charge Q / M of the carrier is about 1.58.
μC / g.

【0050】現像時、現像スリーブ25には電源27に
より現像バイアスとして、交流電圧に直流電圧を重畳し
た振動バイアス電圧が印加される。潜像の暗部電位(非
露光部電位)と明部電位(露光部電位)は、上記振動バ
イアス電圧の最大値と最小値の間に位置している。これ
によって現像部26に向きが交互に変化する交番電界が
形成される。この交番電界中で現像剤のトナーとキャリ
アが激しく振動し、トナーが現像スリーブ25およびキ
ャリアへの静電的拘束を振り切って感光ドラム3に飛翔
し、感光ドラム3に潜像に対応して付着する。
At the time of development, an oscillating bias voltage obtained by superimposing a DC voltage on an AC voltage is applied to the developing sleeve 25 by a power supply 27 as a developing bias. The dark portion potential (non-exposed portion potential) and the light portion potential (exposed portion potential) of the latent image are located between the maximum value and the minimum value of the vibration bias voltage. As a result, an alternating electric field whose direction changes alternately is formed in the developing unit 26. In this alternating electric field, the toner and carrier of the developer vibrate violently, and the toner shakes off the electrostatic restraint on the developing sleeve 25 and the carrier, flies to the photosensitive drum 3, and adheres to the photosensitive drum 3 corresponding to the latent image. I do.

【0051】振動バイアス電圧の最大値と最小値の差
(ピーク間電圧)は1〜5kVが好ましく、周波数は1
〜10kHzが好ましい。振動バイアス電圧の波形は、
矩形波、サイン波、三角波などが使用できる。
The difference between the maximum value and the minimum value of the vibration bias voltage (peak-to-peak voltage) is preferably 1 to 5 kV, and the frequency is 1 kV.
-10 kHz is preferred. The waveform of the oscillation bias voltage is
Square waves, sine waves, triangular waves, etc. can be used.

【0052】振動バイアスの直流電圧成分は、上記した
ように暗部電位と明部電位の間の値であるが、絶対値で
最小の明部電位よりも暗部電位に近い値である方が、暗
部電位領域へのかぶりトナーの付着を防止する上で好ま
しい。
As described above, the DC voltage component of the vibration bias is a value between the dark portion potential and the bright portion potential, but the value closer to the dark portion potential than the smallest bright portion potential in absolute value is the dark portion potential. It is preferable to prevent the fog toner from adhering to the potential region.

【0053】現像スリーブ25上に担持された現像剤2
2は、ブレード28により現像部26に搬送される量が
規制されるが、その搬送される現像剤量は、現像部26
における現像剤の磁気ブラシの現像スリーブ表面からの
高さが、感光ドラム3を取り去った状態で、現像スリー
ブ25とブレード28の最小間隙の1.2〜3倍となる
ような量であることが好ましい。
The developer 2 carried on the developing sleeve 25
2, the amount of the developer transported to the developing unit 26 by the blade 28 is regulated.
The height of the developer from the surface of the developing sleeve of the magnetic brush may be 1.2 to 3 times the minimum gap between the developing sleeve 25 and the blade 28 when the photosensitive drum 3 is removed. preferable.

【0054】現像スリーブ25内の磁石29は、現像部
26に感光ドラム3と対向する現像磁極N3を有し、こ
の現像磁極N3が現像部26に形成する現像磁界によ
り、現像スリーブ25上の現像剤に磁気ブラシが形成さ
れる。磁気ブラシは感光ドラム3に接触して、磁気ブラ
シ中のトナーが感光ドラム3上に形成されたドット分布
静電潜像に転移して、潜像を現像する。磁気ブラシ中の
トナーは、磁性キャリアの穂(ブラシ)に付着したり、
現像スリーブ25表面に付着しているが、いずれのトナ
ーも潜像の露光部に転移可能である。
The magnet 29 in the developing sleeve 25 has a developing magnetic pole N3 in the developing section 26 facing the photosensitive drum 3, and the developing magnetic pole N3 forms a developing magnetic field on the developing sleeve 25 by a developing magnetic field formed in the developing section 26. A magnetic brush is formed on the agent. The magnetic brush contacts the photosensitive drum 3, and the toner in the magnetic brush transfers to a dot distribution electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 3 to develop the latent image. The toner in the magnetic brush adheres to the ears (brush) of the magnetic carrier,
Although attached to the surface of the developing sleeve 25, any toner can be transferred to the exposed portion of the latent image.

【0055】現像磁極N3による現像磁界の現像スリー
ブ25表面上での強さ(現像スリーブ表面に垂直な方向
の磁束密度)は、そのピーク値が500〜2000ガウ
スであることが好適である。
It is preferable that the peak value of the strength (magnetic flux density in a direction perpendicular to the surface of the developing sleeve) of the developing magnetic field by the developing magnetic pole N3 on the surface of the developing sleeve 25 is 500 to 2000 Gauss.

【0056】以上のような現像器を用いて検討を行った
ところ、画像のがさつきをなくすためには、現像部にお
ける現像スリーブ25上の現像剤の磁気ブラシの密度
(現像スリーブの表面単位面積当たりの磁気ブラシの本
数)を高くする必要があること、そして磁気ブラシの密
度を高めるためには、現像部における磁性キャリアの磁
化の強さを低くすればよいことが分かった。
Investigations were conducted using the above-described developing device. As a result, the density of the magnetic brush of the developer on the developing sleeve 25 in the developing section (the unit area of the surface of the developing sleeve) was confirmed in order to eliminate the image roughness. It has been found that it is necessary to increase the number of magnetic brushes per unit), and to increase the density of the magnetic brushes, it is necessary to reduce the intensity of magnetization of the magnetic carrier in the developing unit.

【0057】つぎに、磁性キャリアの磁化の値と現像部
での磁気ブラシの密度の関係について説明する。本実施
例では、現像磁極N3として、現像スリーブ表面の磁束
密度のピーク値が1000ガウスのものを用いたので、
まず、軟強磁性キャリア(ソフトフェライトキャリア)
について、1000ガウスの磁気力の場合を調べた。軟
強磁性キャリアは、図13に示すような磁気特性を有す
るキャリアである。その結果、図10に示すようになっ
た。
Next, the relationship between the value of the magnetization of the magnetic carrier and the density of the magnetic brush in the developing section will be described. In this embodiment, since the peak value of the magnetic flux density on the surface of the developing sleeve is 1000 Gauss, the developing magnetic pole N3 is used.
First, soft ferromagnetic carrier (soft ferrite carrier)
Was examined for a magnetic force of 1000 Gauss. The soft ferromagnetic carrier is a carrier having magnetic properties as shown in FIG. As a result, the result was as shown in FIG.

【0058】図10から分かるように、現像磁界のピー
ク磁束密度でのキャリアの磁化の値と、磁気ブラシの穂
の密度は、反比例の関係になっている。すなわち、磁気
ブラシの穂の密度をα[本/mm2]、1000ガウス
の磁気力におけるキャリアの磁化の強さをσ1000[em
u/cm3]とすると、α×σ1000=600になった。
つまり、σ1000が小さくなればなるほど、磁気ブラシの
穂は密になる。しかし、逆に拘束力が小さくなることに
より、キャリア付着を生じやすくなる傾向がある。
As can be seen from FIG. 10, the value of the magnetization of the carrier at the peak magnetic flux density of the developing magnetic field and the density of the ears of the magnetic brush are in inverse proportion. That is, the density of the ears of the magnetic brush is α [lines / mm 2 ], and the strength of magnetization of the carrier at a magnetic force of 1000 Gauss is σ 1000 [em
u / cm 3 ], α × σ 1000 = 600.
That is, the smaller the σ 1000 is, the denser the brush ears are. However, conversely, when the binding force decreases, carrier adhesion tends to occur.

【0059】また、現像剤の磁気ブラシの穂の密度とが
さつきの関係を考える場合において、記録密度(ドット
潜像の分布密度、すなわち画素の分布密度)が関係して
くる。記録密度が低い場合には、穂の密度が多少粗くて
もがさつきは出にくいが、記録密度が高い場合には、穂
の密度についても高密度であることが必要となってく
る。
Further, when considering the relationship between the density of the magnetic brush ears of the developer and the roughness, the recording density (the distribution density of dot latent images, that is, the distribution density of pixels) is involved. When the recording density is low, it is difficult for the spike to appear even if the ear density is somewhat coarse, but when the recording density is high, the spike density also needs to be high.

【0060】そこで、記録密度を副走査方向(感光ドラ
ムの移動方向)について、200dpi、400dpi
と変化させ、主走査方向(ビーム走査方向)について、
200dpi、400dpiと変えた条件で画像形成を
行ない、画像性およびキャリア付着状況を調べた。現像
に用いた2成分現像剤は、T/(T+C)比が5wt
%、トナーの平均電荷量Q/M(T) が−40μC/gで
あった。トナーに−40μC/gの平均電荷量を付与す
る能力のある、この軟強磁性キャリアを「キャリアA」
とする。結果を表1に示す。
Therefore, the recording density is set to 200 dpi, 400 dpi in the sub-scanning direction (moving direction of the photosensitive drum).
And in the main scanning direction (beam scanning direction),
An image was formed under the conditions of 200 dpi and 400 dpi, and the image quality and the state of carrier adhesion were examined. The two-component developer used for development has a T / (T + C) ratio of 5 wt.
%, And the average charge Q / M (T) of the toner was −40 μC / g. This soft ferromagnetic carrier capable of imparting an average charge amount of −40 μC / g to the toner is referred to as “carrier A”.
And Table 1 shows the results.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】表1において、記号の意味は下記の通りで
ある。
In Table 1, the meanings of the symbols are as follows.

【0063】A:「がさつき」がなく、非常になめらか
な画質 B:「がさつき」がなく、更になめらかな画質 C:「がさつき」が目立たなく、なめらかな画質 D:「がさつき」が目立つ E:「がさつき」が非常に目立つ ○:Vb(かぶり取り電位)300Vでキャリア付着せ
ず △:Vb150Vでキャリア付着せず ○:Vb150Vでキャリア付着せず
A: Very smooth image quality without "graininess" B: Smooth image quality without "greyness" C: Smooth image quality without "greyness" noticeable D: "greyness" Notable E: "Gastiness" is very noticeable. ○: Carrier does not adhere at Vb (fogging potential) 300 V. △: Carrier does not adhere at Vb 150 V. ○: Carrier does not adhere at Vb 150 V.

【0064】表1に示されるように、σ1000の値が75
emu/cm3 以下のキャリアを用いて、磁気ブラシの
穂の密度が1mm2 あたり8本以上ある場合は、記録密
度が高くてもがさつきがほとんど目立たなかった。これ
は、人間の目の視覚限界によっている。
As shown in Table 1, the value of σ 1000 is 75
When the density of spikes of the magnetic brush was 8 or more per 1 mm 2 using a carrier of emu / cm 3 or less, the roughness was hardly noticeable even when the recording density was high. This depends on the visual limit of the human eye.

【0065】図11は、空間周波数ν[line/m
m]と認識可能なレベル数Lおよび濃度差ΔDとの関係
を示している。L=103 exp(−0.72ν)・
{1−exp(−0.52ν)}+1である。
FIG. 11 shows the spatial frequency ν [line / m
m] and the number L of levels that can be recognized and the density difference ΔD. L = 10 3 exp (−0.72ν) ·
{1-exp (-0.52v)} + 1.

【0066】一般にがさつきが目立ちやすい低濃度部分
(濃度0.2〜0.3)における濃度の振れ幅は約0.
02程度であり、図11から、空間周波数νが約2.7
line/mmよりも高い場合は、0.02程度の濃度
変動は人間の目で認識できなくなる。つまり磁気ブラシ
の密度が7.3本/mm2 (2.7×2.7=7.3)
以上の場合には、上記の理由により高周波のがさつきに
なるため認識しにくくなる。従って穂の密度が1mm2
あたり8本以上あるとき、がさつきがほとんど目立たな
かった。
In general, the fluctuation range of the density in the low density portion (density 0.2 to 0.3) where the roughness is conspicuous is about 0.
02, and from FIG. 11, the spatial frequency ν is about 2.7.
If it is higher than line / mm, a density fluctuation of about 0.02 cannot be recognized by human eyes. That is, the density of the magnetic brush is 7.3 brushes / mm 2 (2.7 × 2.7 = 7.3).
In the case described above, the high frequency becomes rough for the above-mentioned reason, making it difficult to recognize. Therefore, the ear density is 1 mm 2
When there were eight or more pieces per day, the roughness was hardly noticeable.

【0067】一方、現像磁界(現像磁極による磁界)の
ピーク値でのキャリアの磁化の強さσ1000が30emu
/cm3 より小さいと、現像スリーブ上での現像剤の搬
送性が悪く、現像画像の画質が劣化したり、現像剤の飛
散が生じやすくなる。従ってキャリアの磁化の強さは3
0emu/cm3 以上であることが好ましい。
On the other hand, the carrier intensity σ 1000 at the peak value of the developing magnetic field (the magnetic field generated by the developing magnetic pole) is 30 emu.
If it is less than / cm 3 , the transportability of the developer on the developing sleeve is poor, and the image quality of the developed image is deteriorated and the developer is easily scattered. Therefore, the magnetization intensity of the carrier is 3
It is preferably 0 emu / cm 3 or more.

【0068】以上は、現像磁界のピーク値dが1000
ガウスの条件であったが、ピーク値dが1000ガウス
以外の場合でも同様な結果となった。ピーク値dが50
0、800、1500、2000ガウスのときの磁化の
強さσd [emu/cm3 ]と磁気ブラシの穂の密度α
[本/mm2 ]の関係を図12に示す。いずれの場合
も、σd ×α=600という関係を満たしていることが
分かる。
As described above, the peak value d of the developing magnetic field is 1000
Although the condition was Gaussian, the same result was obtained when the peak value d was other than 1000 Gauss. Peak value d is 50
Magnetization intensity σ d [emu / cm 3 ] at 0, 800, 1500 and 2000 Gauss and density α of ears of magnetic brush
FIG. 12 shows the relationship of [books / mm 2 ]. In any case, it can be seen that the relationship of σ d × α = 600 is satisfied.

【0069】またピーク値dが500、800、150
0、2000ガウスのいずれの場合も、磁気ブラシの穂
の密度が8本/mm2 以上となるのは、σd が75em
u/cm3 以下の場合であり、磁気ブラシの穂の密度が
10本/mm2 以上となるのは、σd が60emu/c
3 以下の場合であった。
The peak value d is 500, 800, 150
In both cases of 0 and 2000 gauss, the density of the ears of the magnetic brush becomes 8 or more / mm 2 when σ d is 75 em.
u / cm 3 or less, and the density of the magnetic brush ears is 10 / mm 2 or more when σ d is 60 emu / c.
m 3 or less.

【0070】従って磁気ブラシの穂の密度、及びドット
分布潜像を現像した画像のガサツキの防止性は、現像磁
界のピーク強度dに依存するのではなく、強さdの磁界
中でのキャリアの磁化の強さσd に依存していることが
分かる。
Therefore, the density of the ears of the magnetic brush and the prevention of roughness of the image formed by developing the dot distribution latent image do not depend on the peak intensity d of the developing magnetic field, but the carrier of the carrier in the magnetic field of the intensity d. It can be seen that it depends on the magnetization strength σ d .

【0071】しかしながら、表1に示すように、磁化の
強さが100emu/cm3 以下の軟強磁性キャリアを
使用した場合には、現像剤のT/(T+C)が5wt
%、トナーのQ/M(T) が−40μC/gでは、Vbが
150Vでキャリア付着が生じた。
However, as shown in Table 1, when a soft ferromagnetic carrier having a magnetization intensity of 100 emu / cm 3 or less is used, the T / (T + C) of the developer is 5 wt.
% And toner Q / M (T) of −40 μC / g, carrier adhesion occurred when Vb was 150 V.

【0072】一般に、磁性キャリアの付着性は、キャリ
アに働く磁気力が静電気力よりも小さい場合に、感光ド
ラム側に引き付けられることにより発生する現象であ
る。かぶりとり電圧(Vb)によって現像領域のトナー
が現像スリーブ側に引き付けられることにより、磁気ブ
ラシの感光ドラムに接した領域のT/(T+C)比が極
度に低くなっているときにも、キャリア付着は発生し易
い。
Generally, the adhesion of a magnetic carrier is a phenomenon that occurs when a magnetic force acting on a carrier is smaller than an electrostatic force and is attracted to a photosensitive drum side. Even when the T / (T + C) ratio of the region of the magnetic brush in contact with the photosensitive drum is extremely low, the carrier adheres even when the toner in the developing region is attracted to the developing sleeve by the fog removing voltage (Vb). Is easy to occur.

【0073】これに対する対策として、磁性キャリアに
働く力を強める方法や、磁性キャリアが保持する電荷を
弱め、磁性キャリアが感光ドラム側に引き付けられる方
向の静電気力を小さくする方法がある。磁性キャリアの
粒子1個に働く、感光ドラム側に引き付ける方向の静電
気力Feは、キャリア粒子1個の電荷qと、キャリアを
感光ドラム側に引き付ける電界(すなわち、Vppのキ
ャリアを感光ドラム側に引き付ける方向のピーク分の電
圧+かぶり取り電圧)との積で表される。あるいは、T
/(T+C)比を大きくし、上述した磁気ブラシ中の感
光ドラムに接している領域のT/(T+C)比の低下が
起こりにくくする方法がある。
As countermeasures against this, there are a method of increasing the force acting on the magnetic carrier and a method of weakening the electric charge held by the magnetic carrier and reducing the electrostatic force in the direction in which the magnetic carrier is attracted to the photosensitive drum side. The electrostatic force Fe acting on one particle of the magnetic carrier in the direction of attracting the photosensitive drum side attracts the electric charge q of one carrier particle and the electric field that attracts the carrier to the photosensitive drum side (that is, attracts the carrier of Vpp to the photosensitive drum side). (The peak voltage in the direction + fog removal voltage). Or T
There is a method in which the // (T + C) ratio is increased to make it difficult for the T / (T + C) ratio of the region in contact with the photosensitive drum in the magnetic brush to decrease.

【0074】図14のような硬強磁性キャリアは、保磁
力Hcおよび残留磁化σrを有することを特徴としてい
る。硬強磁性キャリアは残留磁化σrを有するため、外
部磁場が弱まった状態(現像部から離れた状態)におい
ても磁化が残留するので、キャリア−キャリア間の引き
合う力が強くなり、軟強磁性キャリアに比べてキャリア
付着(画像部にキャリアが付着し画像を乱す現象)を防
止する点で有利となる。
A hard ferromagnetic carrier as shown in FIG. 14 is characterized by having a coercive force Hc and a residual magnetization σr. Since the hard ferromagnetic carrier has a residual magnetization σr, the magnetization remains even in a state where the external magnetic field is weakened (in a state away from the developing unit). This is advantageous in preventing carrier adhesion (a phenomenon in which a carrier adheres to an image portion and disturbs an image).

【0075】そこで、現像剤のキャリアを硬強磁性キャ
リアに変え、それ以外は表1の軟強磁性キャリアを用い
た場合と基本的に同様にして、画像形成を行なった。用
いた硬強磁性キャリアは、いずれも、保磁力Hcが約2
000エルステッド(Oe)であるが、1000ガウス
の磁極における磁化の強さσ1000および残留磁化σrが
異なるものとした。ピーク値dが1000ガウスの現像
磁極N3により現像部に形成した硬強磁性キャリアの磁
気ブラシの穂の密度を、図15に白丸で示す(図15の
黒丸は軟強磁性キャリアの場合で、図10と同じものを
書き込んだ)。用いた2成分現像剤は、T/(T+C)
比が5wt%、トナーの平均電荷量Q/M(T) が−40
μC/gであった。トナーに−40μC/gの平均電荷
量を付与する能力のある、この硬強磁性キャリアを「キ
ャリアA′」とする。ドット分布静電潜像を現像して得
られた画像の評価結果(がさつき、キャリア付着)を表
2に示す。表2において、記号の意味は表1と同じであ
る。
Therefore, an image was formed in the same manner as in the case of using the soft ferromagnetic carrier shown in Table 1 except that the carrier of the developer was changed to a hard ferromagnetic carrier. The hard ferromagnetic carriers used each have a coercive force Hc of about 2
000 Oersted (Oe), but the magnetization strength σ 1000 and the residual magnetization σ r at the magnetic pole of 1000 Gauss are different. The density of the spikes of the magnetic brush of the hard ferromagnetic carrier formed in the developing portion by the developing magnetic pole N3 having a peak value d of 1000 Gauss is shown by white circles in FIG. 15 (black circles in FIG. I wrote the same one as 10). The two-component developer used was T / (T + C)
The ratio is 5 wt% and the average charge Q / M (T) of the toner is −40.
μC / g. This hard ferromagnetic carrier capable of giving the toner an average charge of −40 μC / g is referred to as “carrier A ′”. Table 2 shows the evaluation results (graininess, carrier adhesion) of the images obtained by developing the dot distribution electrostatic latent images. In Table 2, the meanings of the symbols are the same as in Table 1.

【0076】[0076]

【表2】 [Table 2]

【0077】図15から分かるように、硬強磁性キャリ
アの場合も、前述の軟強磁性キャリアのときと同じよう
に、α×σ1000=600となっている。また表2から分
かるように、磁気ブラシ密度を大きくするほどがさつき
のない良好な画像が得られ、σ1000の値が75emu/
cm3 以下で穂の密度を8本/mm2 以上にした場合、
記録密度が高くてもがさつきは目立たなかった。キャリ
ア付着に関しては、表1と比較して分かる通り、Vbが
150Vの場合、σ1000が60emu/cm3以上でキ
ャリア付着していない。
As can be seen from FIG. 15, also in the case of the hard ferromagnetic carrier, α × σ 1000 = 600 as in the case of the soft ferromagnetic carrier described above. Further, as can be seen from Table 2, as the magnetic brush density is increased, a good image without roughness is obtained, and the value of σ 1000 is 75 emu /
When the density of spikelets is 8 / mm 2 or more at cm 3 or less,
Although the recording density was high, the roughness was not noticeable. As can be seen from comparison with Table 1, when Vb is 150 V, σ 1000 is 60 emu / cm 3 or more, and no carrier is attached.

【0078】一方、図16に示すように、硬強磁性キャ
リアの残留磁化σr[emu/cm3 ]が相違しても、
α×σd =600という式が成立する。すなわち、磁気
ブラシの穂の密度はキャリアの残留磁化に依存するので
はなく、ピーク磁界d[ガウス]におけるキャリアの磁
化の強さに依存する。
On the other hand, as shown in FIG. 16, even if the residual magnetization σr [emu / cm 3 ] of the hard ferromagnetic carrier is different,
The equation α × σ d = 600 holds. That is, the density of the ears of the magnetic brush does not depend on the residual magnetization of the carrier, but on the intensity of the magnetization of the carrier at the peak magnetic field d [Gauss].

【0079】以上は、現像磁界のピーク値dが1000
ガウスの条件であったが、ピーク値dが1000ガウス
以外の場合でも同様な結果となった。すなわち、ピーク
値dが500、800、1500、2000ガウスのい
ずれの場合も、σd ×α=600という関係を満たして
いる。
In the above description, the peak value d of the developing magnetic field is 1000
Although the condition was Gaussian, the same result was obtained when the peak value d was other than 1000 Gauss. That is, in any case where the peak value d is 500, 800, 1500, or 2000 Gauss, the relationship of σ d × α = 600 is satisfied.

【0080】またピーク値dが500、800、150
0、2000ガウスのいずれの場合も、磁気ブラシの穂
の密度が8本/mm2 以上となるのは、σd が75em
u/cm3 以下の場合であり、磁気ブラシの穂の密度が
10本/mm2 以上となるのは、σd が60emu/c
3 以下の場合であった。
The peak value d is 500, 800, 150
In both cases of 0 and 2000 gauss, the density of the ears of the magnetic brush becomes 8 or more / mm 2 when σ d is 75 em.
u / cm 3 or less, and the density of the magnetic brush ears is 10 / mm 2 or more when σ d is 60 emu / c.
m 3 or less.

【0081】前述したように、キャリアの平均帯電量Q
/Mは、T/(T+C)比と、トナー、キャリア間の摩
擦帯電により決まる。例えばキャリア量を同量にしたま
ま、トナー量を増したとき、キャリア1個当たりはトナ
ーの接触する回数が増して、キャリア1個当たりの電荷
(あるいはキャリアの平均帯電量Q/M)が増加する。
逆に、トナー1個当たりはキャリアに接触する回数が減
り、トナー1個当たりの電荷(あるいはトナーの平均帯
電量Q/M(T) )は減少する。
As described above, the average charge amount Q of the carrier
/ M is determined by the T / (T + C) ratio and the frictional charging between the toner and the carrier. For example, when the toner amount is increased while the carrier amount is kept the same, the number of times of contact of the toner per carrier increases, and the charge per carrier (or the average charge amount Q / M of the carrier) increases. I do.
Conversely, the number of times of contact with the carrier per toner decreases, and the charge per toner (or the average charge amount Q / M (T) of the toner) decreases.

【0082】すなわち、図17は、T/(T+C)比を
変えたときのキャリアの平均電荷量Q/Mの逆数をプロ
ットした図であり、図18は、T/(T+C)比を変え
たときのトナーの平均電荷量Q/M(T) をプロットした
図である。図17、図18のイ、ロ、ハは、キャリアお
よびトナーの種類(キャリアのコート剤、トナーのバイ
ンダー)を変えたそれぞれ異なる現像剤を指す。図17
〜図18から、T/(T+C)比を増加させると、トナ
ーのQ/M(T) が増加し、キャリアのQ/Mが増加して
いることが分かる。
That is, FIG. 17 is a diagram plotting the reciprocal of the average charge amount Q / M of the carrier when the T / (T + C) ratio is changed, and FIG. 18 is a diagram where the T / (T + C) ratio is changed. FIG. 7 is a diagram in which the average charge amount Q / M (T) of the toner at the time is plotted. A, B, and C in FIGS. 17 and 18 indicate different developers in which the types of the carrier and the toner (the coating agent of the carrier and the binder of the toner) are changed. FIG.
18 that the T / (T + C) ratio increases, the toner Q / M (T) increases, and the carrier Q / M increases.

【0083】キャリアコート剤の表面性を変えて、トナ
ーとの間での摩擦帯電特性を変え、キャリアのQ/Mを
キャリアAに比べて大きくし(この硬強磁性キャリアを
「キャリアB」とする)、T/(T+C)比を5wt%
とした場合と、このキャリアBを用い、T/(T+C)
比を6%に変えた場合の、出力画像の画像性(ハイライ
ト、ハーフトーンのがさつき感)、およびキャリア付着
の度合を調べた。
The surface properties of the carrier coating agent are changed to change the triboelectric charging characteristics with the toner, and the Q / M of the carrier is made larger than that of the carrier A (this hard ferromagnetic carrier is referred to as “carrier B”). The T / (T + C) ratio is 5 wt%
And T / (T + C) using this carrier B
When the ratio was changed to 6%, the image quality (highlight, halftone roughness) of the output image and the degree of carrier adhesion were examined.

【0084】画像サンプルは、2成分現像方式による画
像で、主走査方向について、200dpi、400dp
i、副走査方向について、200dpi、400dpi
のものとした。その結果を表3および表4に示す。な
お、このとき、磁気ブラシの密度は変わらなかったが、
これは、磁気ブラシの密度はキャリアの磁気特性が支配
的であるからである。
The image sample is an image formed by a two-component developing method, and is 200 dpi, 400 dpi in the main scanning direction.
i, 200 dpi, 400 dpi in the sub-scanning direction
It was made. The results are shown in Tables 3 and 4. At this time, the density of the magnetic brush did not change,
This is because the density of the magnetic brush is dominated by the magnetic properties of the carrier.

【0085】[0085]

【表3】 [Table 3]

【0086】[0086]

【表4】 [Table 4]

【0087】表3を表2と比較すると、キャリアBのよ
うに、キャリアA′に比べてキャリアの平均電荷量Q/
Mの高いものを用いると、キャリア付着しやすくなって
いるのが分かる。また表4を表3と比較すると、T/
(T+C)比を増すことにより、トナーの平均電荷量Q
/M(T) は減少し、キャリアの平均電荷量Q/Mは増加
するが、キャリア付着しにくくなっているのが分かる。
When Table 3 is compared with Table 2, the average charge amount Q / of the carrier is larger than that of Carrier A ', as in Carrier B.
It can be seen that the use of a material having a high M facilitates carrier adhesion. Also, when Table 4 is compared with Table 3, T /
By increasing the (T + C) ratio, the average charge Q of the toner
It can be seen that / M (T) decreases and the average charge Q / M of the carrier increases, but the carrier is less likely to adhere.

【0088】またT/(T+C)比が2%以下の場合、
非画像部において、かぶり取り電圧の印加中の状態で、
感光ドラム側にほとんどトナーが存在しなくなり、キャ
リアのQ/Mは小さくても、キャリアはQ/M的にほぼ
飽和し、その飽和Q/M値が5μC/g以下の場合はキ
ャリア付着しない。
When the T / (T + C) ratio is 2% or less,
In the non-image area, while the fogging voltage is being applied,
There is almost no toner on the photosensitive drum side, and even though the Q / M of the carrier is small, the carrier is almost saturated in Q / M. When the saturated Q / M value is 5 μC / g or less, the carrier does not adhere.

【0089】以上の実験の結果により、図1の斜線の領
域を満たす場合、すなわち、キャリアの単位重量当たり
の平均電荷量Q/Mをc[μC/g]とし、トナーの2
成分現像剤に対する重量混合比をT/(T+C)[wt
%]とすると、このcおよびT/(T+C)が 2≦T/(T+C)<6のとき 1/c≧−1/10・T/(T+C)+0.85 6≦T/(T+C)のとき c≦5 の関係を満たすときに、Vb−300Vにおいても、キ
ャリア付着せずに良好な画像を得ることができた。
According to the results of the above experiment, when the area shaded in FIG. 1 is satisfied, that is, when the average charge amount Q / M per unit weight of the carrier is c [μC / g], 2
The weight mixing ratio with respect to the component developer is T / (T + C) [wt
%], When c and T / (T + C) are 2 ≦ T / (T + C) <6, 1 / c ≧ −1 / 10 · T / (T + C) +0.856 6 ≦ T / (T + C) When satisfying the relationship of c ≦ 5, a good image could be obtained even at Vb-300V without carrier adhesion.

【0090】上記画像形成装置を用いて画像形成したと
ころ、キャリア付着を生じることなく、低濃度部のがさ
つきを抑制することができ、高画質画像を得ることがで
きた。
When an image was formed using the above-described image forming apparatus, it was possible to suppress the roughness of the low-density portion without causing carrier adhesion and to obtain a high-quality image.

【0091】実施例2 最近、像担持体上で直接トナー像を重ね合わせてカラー
画像を形成する、多重現像プロセス方式が提案され、検
討されている。
Embodiment 2 Recently, a multi-developing process system in which a toner image is superimposed directly on an image carrier to form a color image has been proposed and studied.

【0092】このプロセスを図19に基づき説明する
と、感光ドラム3を帯電器4により均一に帯電し、その
感光ドラム3を露光手段からのレーザビームLにより露
光して、1色目のたとえばマゼンタ成分色の潜像を書き
込み、その潜像をマゼンタ現像器1Mによってレーザの
照射された部分のみを反転現像し、感光ドラム3上に1
色目のマゼンタトナー像を形成する。上記と同様なプロ
セスを第2色目以降のたとえばシアン(C)およびイエ
ロー(Y)、または、これらとブラック(K)にも繰り
返し、感光ドラム3上にマゼンタ、シアンおよびイエロ
ーの3色、またはこれにブラックを加えた4色のトナー
像を重ね合わせて形成する。そしてこの3色または4色
のトナー像を転写帯電器10により、感光ドラム3に供
給された転写紙上に一括して転写し、転写材上にカラー
画像を得るものである。その後、転写材は定着器で定着
することにより、各色のトナー像の混色および転写材へ
の固定が行なわれ、これによりフルカラーのプリント画
像とされる。トナー像の転写が終了した感光ドラム3
は、クリーナ20によりクリーニングした後、前露光ラ
ンプ21により残留電荷を除電して、次の画像形成に備
えられる。
This process will be described with reference to FIG. 19. The photosensitive drum 3 is uniformly charged by the charger 4 and the photosensitive drum 3 is exposed by the laser beam L from the exposure means to form a first color, for example, a magenta component color. Is written on the photosensitive drum 3 by reversal developing only the portion irradiated with the laser by the magenta developing unit 1M.
A magenta toner image of a color is formed. The same process as above is repeated for the second and subsequent colors, for example, cyan (C) and yellow (Y), or these and black (K), so that the three colors of magenta, cyan and yellow, or Are formed by superimposing four color toner images obtained by adding black to the toner images. The three or four color toner images are collectively transferred onto the transfer paper supplied to the photosensitive drum 3 by the transfer charger 10 to obtain a color image on a transfer material. Thereafter, the transfer material is fixed by a fixing device, so that color mixing of the toner images of each color and fixing to the transfer material are performed, thereby forming a full-color print image. The photosensitive drum 3 on which the transfer of the toner image has been completed
After cleaning by the cleaner 20, the residual charge is removed by the pre-exposure lamp 21 to prepare for the next image formation.

【0093】このような多重現像プロセスの画像形成方
法においても、実施例1と同様に、1000ガウスの磁
場中での単位体積当たりの磁化の大きさが100emu
/cm3以下の硬強磁性キャリアを用い、そのキャリア
の単位重量当たりの平均電荷量Q/Mをc[μC/
g]、トナーの現像剤に対する混合比をT/(T+C)
[wt%]とすると、このcとT/(T+C)が、 2≦T/(T+C)<6の場合 1/c≧−1/10・T/(T+C)+0.85 6≦T/(T+C)の場合 c≦5 の関係を満たすようにすることにより、キャリア付着が
なく、がさつきの少ない、全濃度領域において良好なハ
ーフトーン画像を得ることができた。
In the image forming method of such a multiple development process, the magnitude of magnetization per unit volume in a magnetic field of 1000 Gauss is 100 emu, as in the first embodiment.
/ Cm 3 or less, and the average charge Q / M per unit weight of the carrier is c [μC /
g], and the mixing ratio of the toner to the developer is T / (T + C)
Assuming that [wt%], when c and T / (T + C) are 2 ≦ T / (T + C) <6, 1 / c ≧ −1 / 10 · T / (T + C) +0.856 6 ≦ T / ( T + C) By satisfying the relationship of c ≦ 5, it was possible to obtain a good halftone image in the entire density region without carrier adhesion and little roughness.

【0094】実施例3 図20は、本発明の実施に使用することができる画像形
成装置のさらに他の実施例を示す概略構成図である。本
画像形成装置は、フルカラーのレーザビームプリンター
であるが、実施例2のときと異なり、各色ごとに専用の
感光ドラム3Y、3M、3C、3Kを有している。これ
らの感光ドラム3Y、3M、3C、3Kの周囲には、そ
れぞれのレーザビームスキャナ80Y、80M、80
C、80K、現像器1Y、1M、1C、1K、転写帯電
器10Y、10M、10C、10K、クリーナ12Y、
12M、12C、12Kが配置されている。前述したの
と同様にして、感光ドラム3Y、3M、3C、3K上に
それぞれイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアン
トナー像、ブラックトナー像が形成される。
Embodiment 3 FIG. 20 is a schematic structural view showing still another embodiment of the image forming apparatus which can be used for carrying out the present invention. Although the image forming apparatus is a full-color laser beam printer, unlike the second embodiment, it has dedicated photosensitive drums 3Y, 3M, 3C, and 3K for each color. Around these photosensitive drums 3Y, 3M, 3C, 3K, respective laser beam scanners 80Y, 80M, 80
C, 80K, developing units 1Y, 1M, 1C, 1K, transfer chargers 10Y, 10M, 10C, 10K, cleaner 12Y,
12M, 12C and 12K are arranged. In the same manner as described above, a yellow toner image, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are formed on the photosensitive drums 3Y, 3M, 3C, and 3K, respectively.

【0095】転写材は、給紙ガイド5a、給紙ローラ
6、給紙ガイド5bを経て搬送ベルト9aに供給され、
吸着帯電器81からのコロナ放電を受けて、静電吸着に
より搬送ベルト9a上に確実に保持される。搬送ベルト
9a上に保持された転写材は、搬送ベルト9aにより各
感光ドラム3Y〜3Kに対向した転写部に順次搬送さ
れ、各転写部に配置された転写帯電器10〜10Kによ
り、各感光ドラム3Y〜3K上の各色のトナー像が転写
材上に順々に重ね合わせて転写される。4色のトナー像
が転写された転写材は、除電器82により除電して搬送
ベルト9aから分離した後、定着器17により定着して
フルカラーのプリント画像とされる。
The transfer material is supplied to the conveyor belt 9a via the paper feed guide 5a, the paper feed roller 6, and the paper feed guide 5b.
Upon receiving the corona discharge from the attraction charger 81, it is reliably held on the transport belt 9a by electrostatic attraction. The transfer material held on the transport belt 9a is sequentially transported by the transport belt 9a to transfer sections facing the respective photosensitive drums 3Y to 3K, and each photosensitive drum is transferred by a transfer charger 10 to 10K arranged in each transfer section. The toner images of the respective colors on 3Y to 3K are sequentially superimposed and transferred onto the transfer material. The transfer material to which the four color toner images have been transferred is neutralized by the static eliminator 82 and separated from the conveyor belt 9a, and then fixed by the fixing unit 17 to form a full-color print image.

【0096】本実施例においても、1000ガウスの磁
場中での単位体積当たりの磁化の大きさが100emu
/cm3以下の硬強磁性キャリアを用い、そのキャリア
の単位重量当たりの平均電荷量Q/Mをc[μC/
g]、トナーの現像剤に対する混合比をT/(T+C)
[wt%]として、cとT/(T+C)が、 2≦T/(T+C)<6の場合 1/c≧−1/10・T/(T+C)+0.85 6≦T/(T+C)の場合 c≦5 を満足するようにすることにより、キャリア付着がな
く、がさつきのすくない、全濃度領域において良好なハ
ーフトーン画像を得ることができた。
Also in this embodiment, the magnitude of magnetization per unit volume in a magnetic field of 1000 Gauss is 100 emu.
/ Cm 3 or less, and the average charge Q / M per unit weight of the carrier is c [μC /
g], and the mixing ratio of the toner to the developer is T / (T + C)
When [wt%], c and T / (T + C) are 2 ≦ T / (T + C) <6. 1 / c ≧ −1 / 10 · T / (T + C) +0.856 6 ≦ T / (T + C) In the case of (1), by satisfying c ≦ 5, a favorable halftone image was obtained in all density regions without carrier adhesion and with little roughness.

【0097】[0097]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
方法によれば、ドット分布静電潜像を2成分現像剤の磁
気ブラシにより、キャリア付着を生じることなく現像し
て、ハーフトーン等の低濃度部のがさつきがない、全濃
度領域において画質が良好な高品質な画像を得ることが
できる。
As described above, according to the image forming method of the present invention, a dot distribution electrostatic latent image is developed by a magnetic brush of a two-component developer without causing carrier adhesion, and a halftone or the like is obtained. It is possible to obtain a high-quality image with good image quality in the entire density region without any roughness in the low density portion.

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

【図1】本発明で使用する2成分現像剤の硬強磁性キャ
リアの平均帯電量Q/MとT/(T+C)比の好適範囲
を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a preferable range of an average charge amount Q / M and a T / (T + C) ratio of a hard ferromagnetic carrier of a two-component developer used in the present invention.

【図2】ドット状潜像の電位を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a potential of a dot-like latent image.

【図3】ドット状潜像の現像像を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a developed image of a dot-like latent image.

【図4】本発明が適用可能なカラー電子写真装置を示す
全体構成図である。
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a color electrophotographic apparatus to which the present invention can be applied.

【図5】本発明に利用できるレーザビームスキャナを示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a laser beam scanner that can be used in the present invention.

【図6】PWM用回路の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a PWM circuit.

【図7】PWM法の信号波形を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a signal waveform of the PWM method.

【図8】本発明に使用できる回転現像装置における現像
器を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a developing device in a rotary developing device that can be used in the present invention.

【図9】2成分現像剤のトナーの平均電荷量を測定する
装置を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an apparatus for measuring the average charge amount of the toner of the two-component developer.

【図10】軟強磁性キャリアの磁化と穂の密度の相関を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a correlation between magnetization of soft ferromagnetic carriers and ear density.

【図11】人間の視力限界の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a human eyesight limit.

【図12】現像磁界のピーク値の強さに対する軟強磁性
キャリアの磁化の関係を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relationship between the intensity of the peak value of the developing magnetic field and the magnetization of the soft ferromagnetic carrier.

【図13】軟強磁性キャリアの磁気特性を示す説明図で
ある。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing magnetic characteristics of a soft ferromagnetic carrier.

【図14】硬強磁性キャリアの磁気特性を示す説明図で
ある。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing magnetic characteristics of a hard ferromagnetic carrier.

【図15】硬強磁性キャリアの磁化と穂の密度の相関
を、軟強磁性キャリアにおける相関とともに示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing the correlation between the magnetization of the hard ferromagnetic carrier and the density of the ears, together with the correlation for the soft ferromagnetic carrier.

【図16】硬強磁性キャリアの磁化と穂の密度の相関を
示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a correlation between magnetization of hard ferromagnetic carriers and ear density.

【図17】2成分現像剤のT/(T+C)とキャリアの
平均電荷量の逆数との関係を示す説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing the relationship between T / (T + C) of a two-component developer and the reciprocal of the average charge amount of a carrier.

【図18】2成分現像剤のT/(T+C)とトナーの平
均電荷量との関係を示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating a relationship between T / (T + C) of a two-component developer and an average charge amount of a toner.

【図19】本発明が適用可能な画像形成装置の他の例を
示す全体構成図である。
FIG. 19 is an overall configuration diagram illustrating another example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.

【図20】本発明が適用可能な画像形成装置のさらに他
の例を示す全体構成図である。
FIG. 20 is an overall configuration diagram showing still another example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 現像装置 3 感光ドラム 9 転写ドラム 22 2成分現像剤 25 現像スリーブ 28 ブレード 29 磁石 Reference Signs List 1 developing device 3 photosensitive drum 9 transfer drum 22 two-component developer 25 developing sleeve 28 blade 29 magnet

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 像担持体上にドット潜像を形成し、その
像担持体と対向した現像部に、磁界発生手段を内包した
現像剤担持体上にトナーおよび磁性キャリアからなる2
成分現像剤を担持して搬送し、現像部において磁界発生
手段の磁界により現像剤の磁気ブラシを形成し、磁気ブ
ラシにより像担持体上の潜像を現像させて画像を得る画
像形成方法において、前記磁性キャリアは硬強磁性キャ
リアであり、磁界発生手段の現像部に位置した現像磁極
の磁場中で、そのキャリアの単位体積当たりの磁化の大
きさが100[emu/cm3 ]以下であり、かつ、キ
ャリアの単位重量当たりの平均帯電電荷量Q/Mをc
[μC/g]、トナーの現像剤に対する混合比をT/
(T+C)[wt%]としたときに、このcおよびT/
(T+C)が 2≦T/(T+C)<6のとき 1/c≧−1/10・T/(T+C)+0.85 6≦T/(T+C)のとき c≦5 の関係を満たすことを特徴とする画像形成方法。
A latent image is formed on an image carrier, and a developing section facing the image carrier is provided with a toner carrier and a magnetic carrier on a developer carrier containing a magnetic field generating means.
In an image forming method of carrying a component developer and transporting, forming a magnetic brush of the developer by a magnetic field of a magnetic field generating means in a developing unit, and developing an latent image on the image carrier by the magnetic brush to obtain an image, The magnetic carrier is a hard ferromagnetic carrier, and the magnitude of magnetization per unit volume of the carrier is 100 [emu / cm 3 ] or less in a magnetic field of a developing magnetic pole located at a developing section of the magnetic field generating means; And the average charge amount Q / M per unit weight of the carrier is c
[ΜC / g], and the mixing ratio of the toner to the developer is T /
When (T + C) [wt%], c and T /
When (T + C) is 2 ≦ T / (T + C) <6, 1 / c ≧ −1 / 10 · T / (T + C) +0.85 When 6 ≦ T / (T + C), it satisfies the relationship of c ≦ 5. Characteristic image forming method.
【請求項2】 1画素当たりの光源の発光時間を画像の
濃度値に対応して変調することにより、前記ドット潜像
を形成する請求項1の画像形成方法。
2. The image forming method according to claim 1, wherein the dot latent image is formed by modulating a light emission time of a light source per pixel in accordance with an image density value.
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