JP4636091B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

Developing device and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4636091B2
JP4636091B2 JP2008032983A JP2008032983A JP4636091B2 JP 4636091 B2 JP4636091 B2 JP 4636091B2 JP 2008032983 A JP2008032983 A JP 2008032983A JP 2008032983 A JP2008032983 A JP 2008032983A JP 4636091 B2 JP4636091 B2 JP 4636091B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic pole
roller
toner
carrier
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008032983A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009192787A (en
Inventor
隆幸 高井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Business Technologies Inc
Original Assignee
Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Business Technologies Inc filed Critical Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority to JP2008032983A priority Critical patent/JP4636091B2/en
Publication of JP2009192787A publication Critical patent/JP2009192787A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4636091B2 publication Critical patent/JP4636091B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

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

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及びこの画像形成装置に使用される現像装置に関する。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a developing device used in the image forming apparatus.

電子写真方式の画像形成装置に採用されている現像方式では、現像剤としてトナーのみを用いる1成分現像方式と、現像剤としてトナーおよびキャリアを用いる2成分現像方式とが知られている。   As a developing method employed in an electrophotographic image forming apparatus, a one-component developing method using only toner as a developer and a two-component developing method using toner and a carrier as developers are known.

1成分現像方式では、一般に、トナー担持体とトナー担持体に押圧して設けられた規制板との間の規制部にトナーを通過させることでトナーを摩擦帯電するとともに所望厚みのトナー薄層をトナー担持体外周面に保持させることができため、現像装置の構成簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である。また、トナー担持体上には厚さ十数μmを上限とするトナー層が形成されるために、トナー担持体を像担持体との間に微小隙間を保った状態に設定することができ、その結果、トナー担持体および像担持体間に強電界を形成して高いトナー移動速度を得て、高精細な高品質画像を得ることができる。しかしながら、1成分現像方式では、規制部で受ける強いストレスによってトナーの劣化が促進されやすく、トナーの帯電量が耐久とともに低下しやすく、また、規制板表面やトナー担持体表面がトナーや他の外添剤によって汚染されることでトナーへの電荷付与性が低下し、その結果、かぶり等の問題を引き起こすことから現像装置の長寿命化が困難である。   In the one-component development method, generally, the toner is frictionally charged by passing the toner through a regulating portion between the toner carrying member and a regulating plate provided by pressing the toner carrying member, and a toner thin layer having a desired thickness is formed. Since it can be held on the outer peripheral surface of the toner carrier, it is advantageous in terms of simplification of the configuration of the developing device, size reduction, and cost reduction. Further, since a toner layer having an upper limit of a thickness of several tens of μm is formed on the toner carrier, the toner carrier can be set in a state where a minute gap is maintained between the image carrier and As a result, a strong electric field is formed between the toner carrier and the image carrier to obtain a high toner moving speed, and a high-definition high-quality image can be obtained. However, in the one-component development method, the deterioration of the toner is likely to be promoted by the strong stress received in the restricting portion, the toner charge amount is likely to decrease with durability, and the surface of the restricting plate and the toner carrier surface is not easily removed from the toner and other external surfaces. Contamination with the additive lowers the charge imparting property to the toner, resulting in problems such as fogging, making it difficult to extend the life of the developing device.

これに対し、2成分現像方式は、トナーをキャリアとの混合・攪拌による摩擦接触により帯電させるため、トナーが受けるストレスが小さく、トナー劣化の面で有利である。また、トナーへの電荷付与部材であるキャリアも、その表面積がトナー粒子に比べて大きいため、トナーや他の外添剤による汚染に対しても相対的に強く、現像剤の長寿命化に有利である。しかしながら、現像剤搬送ローラ上でキャリアにより形成される磁気ブラシは、その長さが1成分現像方式におけるトナー担持体上のトナー層厚の20〜50倍にも及ぶうえに、ミクロ的には不均一に形成されている。その結果、リーク防止等を考慮して像担持体との間の電界を1成分現像方式の場合よりも弱く設定しなければならず、且つ像担持体に磁気ブラシの少なくとも一部が接触するように像担持体との間の隙間を設定する必要があるため、像担持体へのトナー移動速度が遅く、しかも磁気ブラシによる像担持体上のトナー像の掻き取りが生じることから、画像品質は1成分現像方式に劣るものとなる。   On the other hand, the two-component development method is advantageous in terms of toner deterioration because the toner is charged by frictional contact by mixing and stirring with the carrier, so that the stress received by the toner is small. In addition, since the carrier, which is a charge imparting member to the toner, has a surface area larger than that of the toner particles, it is relatively resistant to contamination by toner and other external additives, and is advantageous in extending the life of the developer. It is. However, the magnetic brush formed by the carrier on the developer conveying roller has a length that is 20 to 50 times the thickness of the toner layer on the toner carrier in the one-component developing system, and is not microscopic. It is formed uniformly. As a result, the electric field between the image carrier and the image carrier must be set to be weaker than in the case of the one-component development method in consideration of leakage prevention and the like, and at least a part of the magnetic brush is in contact with the image carrier. Since it is necessary to set a gap between the image carrier and the image carrier, the toner movement speed to the image carrier is slow, and the toner image on the image carrier is scraped off by the magnetic brush. This is inferior to the one-component development method.

前記1成分現像方式と2成分現像方式の両方の長所を取り入れた現像方式として、特許文献1には、2成分現像方式と同様に2成分現像剤の状態でトナー帯電を行った後、磁極体を内包した供給ローラで現像剤を磁力によって外周面上に磁気ブラシ状態で保持しながらその回転によって現像ローラに対向する領域に搬送し、この領域に形成された電界の作用によって供給ローラ上の現像剤からトナーだけを現像ローラに供給して現像ローラ上にトナー薄層を形成し、このトナー層を現像ローラの回転によって像担持体との対向する領域(現像領域)に搬送して、像担持体上の静電潜像の現像に供する1成分現像を行う所謂ハイブリッド現像方式が提案されている。この現像方式によれば、現像装置の長寿命化と高画質化の両立が可能となる。   As a developing method incorporating the advantages of both the one-component developing method and the two-component developing method, Patent Document 1 discloses a magnetic pole body after toner charging in the state of a two-component developer as in the two-component developing method. While the developer is held in a magnetic brush state on the outer peripheral surface by a magnetic force with a supply roller containing the toner, the developer is transported to a region facing the developing roller by rotation, and development on the supply roller is performed by the action of an electric field formed in this region. A toner thin layer is formed on the developing roller by supplying only the toner from the agent to the developing roller, and this toner layer is conveyed to an area (developing area) opposite to the image carrier by the rotation of the developing roller to carry the image. A so-called hybrid development system that performs one-component development for developing an electrostatic latent image on a body has been proposed. According to this developing system, it is possible to achieve both a long life of the developing device and high image quality.

しかしながら、前記ハイブリッド現像方式では、現像に供されることなく現像ローラ上に残っているトナーを現像装置内において現像ローラから充分に分離・回収しないと、画像メモリ(または現像履歴現象)が発生するという問題があった。この問題は、供給ローラと現像ローラとの対向領域において、新規トナーを供給ローラから現像ローラに供給しつつ、現像後の現像ローラ上にあるトナーを供給ローラ上の磁気ブラシで掻き取って回収するという相反する機能を両立させることの困難さから生じており、画像形成速度の高速化対応等のために前記対向領域に形成される電界をトナー供給寄りに設定した場合に特に画像メモリが顕著に発生する。   However, in the hybrid development method, if the toner remaining on the developing roller without being used for development is not sufficiently separated and collected from the developing roller in the developing device, an image memory (or development history phenomenon) occurs. There was a problem. The problem is that the toner on the developing roller after development is scraped off and collected by the magnetic brush on the supply roller while supplying new toner from the supply roller to the development roller in the area where the supply roller and the development roller are opposed to each other. The image memory is particularly prominent when the electric field formed in the opposite area is set closer to the toner supply in order to cope with the increase in the image forming speed. appear.

この画像メモリの問題への対策として、特許文献2や特許文献3では、現像ローラ内に磁極を配置し、この磁極とこれに対向配置された供給ローラ内の磁極とで形成される磁力線に現像剤磁気ブラシを拘束させることによって、現像剤磁気ブラシの現像ローラへの接触面積を拡大して、現像ローラからのトナー回収機能を向上させて、画像メモリを解消することが提案されている。   As countermeasures against this image memory problem, in Patent Document 2 and Patent Document 3, a magnetic pole is arranged in the developing roller, and development is performed on the magnetic force lines formed by this magnetic pole and the magnetic pole in the supply roller arranged opposite thereto. It has been proposed that the contact area of the developer magnetic brush with the developing roller is increased by constraining the developer magnetic brush, the toner collecting function from the developing roller is improved, and the image memory is eliminated.

特開2003−15380号公報JP 2003-15380 A 特開2006−106027号公報JP 2006-106027 A 特開2006−15380号公報JP 2006-15380 A

しかしながら、現像ローラ内に磁極を配置すると、現像ローラには磁性キャリアを引き付ける磁力が生じることになり、供給ローラから現像ローラへのキャリアの転移(キャリア消費)が生じやすくなる。特に、画像形成装置の高速化時にはこの問題が顕著になる。特許文献2では、現像ローラ内に配置する磁極の周方向縁部(供給ローラ上に保持された現像剤に対する現像ローラ表面の離れ際に対応する部分)の磁力を弱くするよう着磁設定する提案がなされているが、着磁設定の難易度が上がり、生産性にも影響を及ぼすことになる。   However, if the magnetic pole is disposed in the developing roller, a magnetic force attracting the magnetic carrier is generated in the developing roller, and carrier transfer (carrier consumption) from the supply roller to the developing roller is likely to occur. In particular, this problem becomes prominent when the speed of the image forming apparatus is increased. In Patent Document 2, a proposal is made to set the magnetization so as to weaken the magnetic force of the circumferential edge of the magnetic pole disposed in the developing roller (the portion corresponding to the developer roller held away from the developing roller surface). However, the difficulty of setting magnetization increases, which also affects productivity.

そこで、本発明は、前記ハイブリッド現像方式の現像装置において、画像メモリを防止しつつキャリア消費を抑制することができる現像装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a developing device capable of suppressing carrier consumption while preventing an image memory, and an image forming apparatus provided with the developing device in the hybrid developing system.

この目的を達成するため、本発明の現像装置は、非磁性トナーと磁性キャリアとを含み、相互の摩擦接触によって前記トナーが第1の極性に帯電すると共に前記キャリアが前記第1の極性とは異なる第2の極性に帯電する現像剤と、
複数の磁極部を有する磁極体およびその外周を回転駆動される円筒部材を含んで構成され、前記現像剤を前記円筒部材の外周面に保持しつつ搬送する搬送ローラと、
第1の領域を介して前記搬送ローラに対向するとともに第2の領域を介して像担持体に対向し、前記搬送ローラと同方向に回転駆動される現像ローラと、
前記搬送ローラと前記現像ローラとの間に第1の電界を形成して、前記搬送ローラが保持している現像剤中のトナーを前記現像ローラに移動させる第1の電界形成部と、
前記現像ローラと前記像担持体との間に第2の電界を形成して、前記現像ローラが保持している前記トナーを前記像担持体の静電潜像に移動させて現像することによりトナー像を形成する第2の電界形成部とを備え、
前記磁極体の磁極部のうち前記第1の領域に対応する第1磁極部に対向し且つ前記第1磁極部とは異極の第2磁極部を前記現像ローラ内に配置し、前記第2磁極部の磁束密度ピーク位置が前記搬送ローラと前記現像ローラの各中心を結ぶ直線に対して現像ローラ回転方向上流側に位置し、前記第1磁極部の磁束密度ピーク位置が、前記第2磁極部の磁束密度ピーク位置よりも搬送ローラ回転方向に関して上流側であり且つ前記直線に対して搬送ローラ回転方向上流側であって前記搬送ローラ上に保持された現像剤が前記現像ローラに接触している領域に位置することを特徴とするものである。
In order to achieve this object, the developing device of the present invention includes a non-magnetic toner and a magnetic carrier, and the toner is charged to the first polarity by mutual frictional contact, and the carrier is the first polarity. A developer charged to a different second polarity;
A conveying roller configured to include a magnetic pole body having a plurality of magnetic pole portions and a cylindrical member whose outer periphery is driven to rotate, while conveying the developer on the outer peripheral surface of the cylindrical member;
A developing roller that opposes the conveying roller through a first region and opposes the image carrier through a second region, and is driven to rotate in the same direction as the conveying roller;
A first electric field forming unit that forms a first electric field between the conveying roller and the developing roller, and moves the toner in the developer held by the conveying roller to the developing roller;
A second electric field is formed between the developing roller and the image carrier, and the toner held by the developing roller is moved to the electrostatic latent image on the image carrier to develop the toner. A second electric field forming unit for forming an image,
A second magnetic pole portion opposite to the first magnetic pole portion corresponding to the first region of the magnetic pole portions of the magnetic pole body and having a different polarity from the first magnetic pole portion is disposed in the developing roller, and the second The magnetic flux density peak position of the magnetic pole portion is located upstream of the straight line connecting the respective centers of the transport roller and the developing roller in the developing roller rotation direction, and the magnetic flux density peak position of the first magnetic pole portion is the second magnetic pole portion. The developer held on the transport roller that is upstream of the magnetic flux density peak position of the section in the transport roller rotation direction and upstream of the straight line in the transport roller rotation direction is in contact with the development roller. It is located in the area | region which is located.

本発明にかかる現像装置によれば、搬送ローラおよび現像ローラは同方向に回転駆動されており、前記第1の領域において搬送部剤の円筒部材表面と現像ローラ表面は逆方向にそれぞれ移動しているが、搬送ローラ内の第1磁極部および現像ローラ内の第2磁極部を、両ローラの各中心を結ぶ直線に対して各ローラ回転方向上流側にそれぞれずらして配置したことで、第1および第2磁極部の各磁束密度ピーク位置が前記直線上にそれぞれ位置している場合に比べて、第1の領域において現像ローラ表面が搬送ローラ上に保持された現像剤から離れる際の領域で、搬送ローラの第1磁極部によるキャリア保持力が強くなる一方で現像ローラの第2磁極部によるキャリア吸引力が弱くなる。   According to the developing device of the present invention, the conveying roller and the developing roller are driven to rotate in the same direction, and the cylindrical member surface and the developing roller surface of the conveying member move in opposite directions in the first region. However, the first magnetic pole portion in the conveying roller and the second magnetic pole portion in the developing roller are arranged so as to be shifted to the upstream side in the rotation direction of each roller with respect to the straight line connecting the centers of the two rollers. Compared with the case where each magnetic flux density peak position of the second magnetic pole portion is positioned on the straight line, the surface of the developing roller in the first region is a region when the developer roller is separated from the developer held on the conveying roller. The carrier holding force by the first magnetic pole portion of the transport roller is increased, while the carrier attracting force by the second magnetic pole portion of the developing roller is weakened.

これにより、キャリアの現像ローラへの転移を抑制でき、キャリア消費を低減できるとともに、キャリア転移に伴って生じる像担持体の打痕に起因する画像上の白斑点や像担持体用クリーニングブレードの損傷によるトナー拭き残しに起因する画像上の筋状ノイズの発生を低減できる。   As a result, transfer of the carrier to the developing roller can be suppressed, carrier consumption can be reduced, and white spots on the image and damage to the cleaning blade for the image carrier caused by the dent of the image carrier caused by carrier transfer It is possible to reduce the occurrence of streak noise on the image due to toner remaining after wiping.

以下、添付図面を参照して本願発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語(例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」)を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本願発明は限定的に解釈されるべきものでない。また、以下に説明する画像形成装置及び現像装置では、同一又は類似の構成部分には同一の符号を用いている。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating a specific direction (for example, “up”, “down”, “left”, “right”, and other terms including them, “clockwise direction”, “counterclockwise” ”) Is used to facilitate understanding of the invention with reference to the drawings, and the present invention should not be construed as being limited by the meaning of these terms. Further, in the image forming apparatus and the developing apparatus described below, the same reference numerals are used for the same or similar components.

〔1.画像形成装置〕
図1は、本発明に係る電子写真式画像形成装置の画像形成に関連する部分を示す。画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。画像形成装置1は、像坦持体である感光体12を有する。実施形態において、感光体12は円筒体で構成されているが、本願発明はそのような形態に限定されるものでなく、代わりに無端ベルト式の感光体も使用可能である。感光体12は、図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて矢印14方向に回転するようにしてある。感光体12の周囲には、感光体12の回転方向に沿って、帯電ステーション16、露光ステーション18、現像ステーション20、転写ステーション22、およびクリーニングステーション24が配置されている。
[1. Image forming apparatus]
FIG. 1 shows a portion related to image formation of an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus may be any of a copier, a printer, a facsimile machine, and a multi-function machine having a combination of these functions. The image forming apparatus 1 includes a photoconductor 12 that is an image carrier. In the embodiment, the photoconductor 12 is formed of a cylindrical body, but the present invention is not limited to such a form, and an endless belt type photoconductor can be used instead. The photoreceptor 12 is drivingly connected to a motor (not shown), and is rotated in the direction of arrow 14 based on the driving of the motor. Around the photoconductor 12, a charging station 16, an exposure station 18, a developing station 20, a transfer station 22, and a cleaning station 24 are arranged along the rotation direction of the photoconductor 12.

帯電ステーション16は、感光体12の外周面である感光体層を所定の電位に帯電する帯電装置26を備えている。実施形態では、帯電装置26は円筒形状のローラとして表されているが、これに代えて他の形態の帯電装置(例えば、回転型又は固定型のブラシ式帯電装置、ワイヤ放電式帯電装置)も使用できる。露光ステーション18は、感光体12の近傍又は感光体12から離れた場所に配置された露光装置28から出射された画像光30が、帯電された感光体12の外周面に向けて進行するための通路32を有する。露光ステーション18を通過した感光体12の外周面には、画像光が投射されて電位の減衰した部分とほぼ帯電電位を維持する部分からなる、静電潜像が形成される。実施形態では、電位の減衰した部分が静電潜像画像部、ほぼ帯電電位を維持する部分が静電潜像非画像部である。現像ステーション20は、粉体現像剤を用いて静電潜像を可視像化する現像装置34を有する。現像装置34の詳細は後に説明する。転写ステーション22は、感光体12の外周面に形成された可視像を紙やフィルムなどのシート38に転写する転写装置36を有する。実施形態では、転写装置36は円筒形状のローラとして表されているが、他の形態の転写装置(例えば、ワイヤ放電式転写装置)も使用できる。クリーニングステーション24は、転写ステーション22でシート38に転写されることなく感光体12の外周面に残留する未転写トナーを感光体12の外周面から回収するクリーニング装置40を有する。実施形態では、クリーニング装置40は板状のブレードとして示されているが、代わりに他の形態のクリーニング装置(例えば、回転型又は固定型のブラシ式クリーニング装置)も使用できる。   The charging station 16 includes a charging device 26 that charges a photosensitive layer, which is the outer peripheral surface of the photosensitive member 12, to a predetermined potential. In the embodiment, the charging device 26 is represented as a cylindrical roller. However, instead of this, other types of charging devices (for example, a rotary or fixed brush-type charging device or a wire-discharge-type charging device) may be used. Can be used. In the exposure station 18, the image light 30 emitted from the exposure device 28 disposed in the vicinity of the photosensitive member 12 or away from the photosensitive member 12 travels toward the outer peripheral surface of the charged photosensitive member 12. A passage 32 is provided. On the outer peripheral surface of the photoconductor 12 that has passed through the exposure station 18, an electrostatic latent image is formed that includes a portion where the image light is projected and the potential is attenuated and a portion where the charged potential is substantially maintained. In the embodiment, the portion where the potential is attenuated is the electrostatic latent image portion, and the portion where the charged potential is substantially maintained is the electrostatic latent image non-image portion. The developing station 20 includes a developing device 34 that visualizes the electrostatic latent image using a powder developer. Details of the developing device 34 will be described later. The transfer station 22 includes a transfer device 36 that transfers a visible image formed on the outer peripheral surface of the photoreceptor 12 to a sheet 38 such as paper or film. In the embodiment, the transfer device 36 is represented as a cylindrical roller, but other types of transfer devices (for example, wire discharge transfer devices) can also be used. The cleaning station 24 includes a cleaning device 40 that collects untransferred toner remaining on the outer peripheral surface of the photoconductor 12 without being transferred to the sheet 38 at the transfer station 22 from the outer peripheral surface of the photoconductor 12. In the embodiment, the cleaning device 40 is shown as a plate-like blade, but other types of cleaning devices (for example, a rotary type or a fixed type brush type cleaning device) can be used instead.

このような構成を備えた画像形成装置1の画像形成時、感光体12はモータ(図示せず)の駆動に基づいて時計周り方向に回転する。このとき、帯電ステーション16を通過する感光体外周部分は、帯電装置26で所定の電位に帯電される。帯電された感光体外周部分は、露光ステーション18で画像光30が露光されて静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体12の回転と共に現像ステーション20に搬送され、そこで現像装置34によって現像剤像として可視像化される。可視像化された現像剤像は、感光体12の回転と共に転写ステーション22に搬送され、そこで転写装置36によりシート38に転写される。現像剤像が転写されたシート38は図示しない定着ステーションに搬送され、そこでシート38に現像剤像が固定される。転写ステーション22を通過した感光体外周部分はクリーニングステーション24に搬送され、そこでシート38に転写されることなく感光体12の外周面に残存する現像剤が回収される。   When the image forming apparatus 1 having such a configuration forms an image, the photoconductor 12 rotates clockwise based on the driving of a motor (not shown). At this time, the outer peripheral portion of the photoreceptor passing through the charging station 16 is charged to a predetermined potential by the charging device 26. The charged outer periphery of the photoconductor is exposed to image light 30 at an exposure station 18 to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image is conveyed to the developing station 20 along with the rotation of the photosensitive member 12, where it is visualized as a developer image by the developing device 34. The visualized developer image is conveyed to the transfer station 22 along with the rotation of the photosensitive member 12, and is transferred to the sheet 38 by the transfer device 36 there. The sheet 38 to which the developer image has been transferred is conveyed to a fixing station (not shown), where the developer image is fixed to the sheet 38. The outer peripheral portion of the photosensitive member that has passed through the transfer station 22 is conveyed to the cleaning station 24 where the developer remaining on the outer peripheral surface of the photosensitive member 12 without being transferred to the sheet 38 is recovered.

〔2.現像装置〕
現像装置34は、第1の成分粒子である非磁性トナーと第2の成分粒子である磁性キャリアを含む2成分現像剤と以下に説明する種々の部材を収容するハウジング42を備えている。図面を簡略化することで発明の理解を容易にするため、ハウジング42の一部は削除してある。本実施形態で用いる現像剤では、相互の摩擦接触によりトナーが負極性、キャリアが正極性に帯電されるものとする。ただし、本願発明に用いるトナーおよびキャリアの帯電性は、そのような組み合わせに限るものでなく、相互の摩擦接触によりトナーが正極性、キャリア4が負極性に帯電される組合せも考えられる。
[2. Development device]
The developing device 34 includes a housing 42 that houses a two-component developer including non-magnetic toner as first component particles and a magnetic carrier as second component particles, and various members described below. In order to facilitate understanding of the invention by simplifying the drawings, a part of the housing 42 is omitted. In the developer used in the present embodiment, it is assumed that the toner is negatively charged and the carrier is positively charged by mutual frictional contact. However, the chargeability of the toner and carrier used in the present invention is not limited to such a combination, and a combination in which the toner is positively charged and the carrier 4 is negatively charged by mutual frictional contact is also conceivable.

ハウジング42は感光体12に向けて開放された開口部44を備えており、この開口部44の近傍に形成された空間46にトナー搬送部材である現像ローラ48が設けてある。現像ローラ48は、感光体12と平行に且つ感光体12の外周面と所定の現像ギャップ50を介して配置されている。   The housing 42 includes an opening 44 that is open toward the photosensitive member 12, and a developing roller 48 that is a toner conveying member is provided in a space 46 formed in the vicinity of the opening 44. The developing roller 48 is disposed in parallel with the photosensitive member 12 and a predetermined developing gap 50 from the outer peripheral surface of the photosensitive member 12.

現像ローラ48は、矢印78方向に回転駆動可能に支持されている円筒状のトナー搬送スリーブ45と、このスリーブ内に回転不能に固定配置された円柱状の磁石体47とを有している。導電性を有する磁石体47は、後述する電界形成装置110に電気的に接続されており、これにより現像ローラ48に所定の現像バイアスが印加されるようになっている。また、磁石体47の外周部には、対向磁極S(第2磁極部)が設けられている。対向磁極Sは、現像ローラ48の中心軸方向に沿って伸びている。図1において、現像ローラ48の中心49から対向磁極Sに向かって延びる実線は、対向磁極Sの磁束密度のピーク位置およびその方向を示している。この対向磁極Sの着磁位置については、後に詳述する。なお、本実施形態では、現像ローラ48の内部に設けられた対向磁極Sは、円筒状のトナー搬送スリーブ45の内径とほぼ同等の直径を有する円柱状の磁石体47の外周部の一部分に着磁して設けられているが、これに限定されるものではなく、スリーブ45内にかなりの内部空間を余す程度に細い棒状の磁石をスリーブ内周面にS極が対向するように固定配置して前記対向磁極Sとしてもよい。   The developing roller 48 includes a cylindrical toner conveying sleeve 45 supported so as to be rotatable in the direction of an arrow 78, and a columnar magnet body 47 fixedly disposed in the sleeve so as not to rotate. The conductive magnet body 47 is electrically connected to an electric field forming device 110 described later, whereby a predetermined developing bias is applied to the developing roller 48. A counter magnetic pole S (second magnetic pole part) is provided on the outer peripheral part of the magnet body 47. The counter magnetic pole S extends along the central axis direction of the developing roller 48. In FIG. 1, the solid line extending from the center 49 of the developing roller 48 toward the counter magnetic pole S indicates the peak position and direction of the magnetic flux density of the counter magnetic pole S. The magnetizing position of the counter magnetic pole S will be described in detail later. In this embodiment, the opposing magnetic pole S provided inside the developing roller 48 is attached to a part of the outer peripheral portion of the columnar magnet body 47 having a diameter substantially equal to the inner diameter of the cylindrical toner conveying sleeve 45. However, the present invention is not limited to this, and a rod-shaped magnet that is thin enough to leave a considerable amount of internal space in the sleeve 45 is fixedly disposed so that the south pole faces the inner peripheral surface of the sleeve. The counter magnetic pole S may be used.

現像ローラ48は、表面処理が施された例えばアルミニウム等の金属からなる円筒状部材で構成されることができる。前記表面処理としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂コーティングや、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムコーティングが用いられるが、これらに限定されない。また、前記コーティングの内部または表面に導電剤が添加されてもよい。前記導電剤としては、電子導電剤またはイオン導電剤が使用可能である。前記導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラック粒子や、金属粉、金属酸化物の微粒子等が例示されるが、これらに限定されない。また、前記イオン導電剤としては、四級アンモニウム塩等のカチオン性化合物、両性化合物、そのたのイオン性高分子材料等が例示されるが、これらに限定されない。   The developing roller 48 can be formed of a cylindrical member made of a metal such as aluminum that has been subjected to a surface treatment. Examples of the surface treatment include polyester resin, polycarbonate resin, acrylic resin, polyethylene resin, polypropylene resin, urethane resin, polyamide resin, polyimide resin, polysulfone resin, polyether ketone resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, and silicone resin. A resin coating such as a fluororesin, or a rubber coating such as silicone rubber, urethane rubber, nitrile rubber, natural rubber, or isoprene rubber is used, but is not limited thereto. In addition, a conductive agent may be added to the inside or the surface of the coating. As the conductive agent, an electronic conductive agent or an ionic conductive agent can be used. Examples of the conductive agent include, but are not limited to, carbon black particles such as ketjen black, acetylene black, and furnace black, metal powder, and metal oxide fine particles. Examples of the ionic conductive agent include cationic compounds such as quaternary ammonium salts, amphoteric compounds, and other ionic polymer materials, but are not limited thereto.

現像ローラ48の背後には、別の空間52が形成されている。空間52には、現像剤搬送部材である搬送ローラ54が、現像ローラ48と平行に且つ現像ローラ48の外周面と所定の供給回収ギャップ56を介して配置されている。搬送ローラ54は、回転不能に固定された磁石体58と、磁石体58の周囲を現像ローラ48と同方向である矢印80方向に回転駆動可能に支持された円筒スリーブ60を有する。スリーブ60の上方には、ハウジング42に固定され、スリーブ60の中心軸と平行に伸びる規制板62が、所定の規制ギャップ64を介して対向配置されている。   A separate space 52 is formed behind the developing roller 48. In the space 52, a transport roller 54 as a developer transport member is disposed in parallel with the developing roller 48 and through an outer peripheral surface of the developing roller 48 and a predetermined supply / recovery gap 56. The conveyance roller 54 includes a magnet body 58 that is fixed so as not to rotate, and a cylindrical sleeve 60 that is rotatably supported around the magnet body 58 in an arrow 80 direction that is the same direction as the developing roller 48. Above the sleeve 60, a restricting plate 62 fixed to the housing 42 and extending in parallel with the central axis of the sleeve 60 is disposed so as to oppose a predetermined restricting gap 64.

磁石体58は、搬送ローラ54の内面に対向し、搬送ローラ54の中心軸方向に伸びる、複数の磁極を有する。実施形態では、複数の磁極は、規制板62の近傍にある搬送ローラ54の上部内周面部分近傍にある磁極S1、供給回収ギャップ56の近傍にある搬送ローラ54の左側内周面部分に対向する主磁極(第1磁極部)N1、搬送ローラ54の下部内周面部分に対向する磁極S2、搬送ローラ54の右側内周面部分に対向する、2つの隣接する同極性の磁極N2,N3を含む。図1において、搬送ローラ54の中心55から各磁極S1,N1,S2に向かってそれぞれ延びる実線は、各磁極の磁束密度のピーク位置およびその方向をそれぞれ示している。   The magnet body 58 has a plurality of magnetic poles facing the inner surface of the transport roller 54 and extending in the direction of the central axis of the transport roller 54. In the embodiment, the plurality of magnetic poles are opposed to the magnetic pole S1 near the upper inner peripheral surface portion of the transport roller 54 near the regulating plate 62 and the left inner peripheral surface portion of the transport roller 54 near the supply and recovery gap 56. Main magnetic pole (first magnetic pole portion) N1, magnetic pole S2 facing the lower inner peripheral surface portion of the transport roller 54, and two adjacent magnetic poles N2, N3 of the same polarity facing the right inner peripheral surface portion of the transport roller 54 including. In FIG. 1, solid lines extending from the center 55 of the transport roller 54 toward the magnetic poles S1, N1, and S2 indicate the peak position and direction of the magnetic flux density of each magnetic pole.

磁石体58の主磁極部N1は、搬送ローラ54と現像ローラ48との間の領域である供給回収領域88に対応して設けられているが、特に、供給回収領域88のうち後述するように搬送ローラ54上に保持された現像剤中のトナーが現像ローラ48に供給される領域である供給領域90に対向している。より詳細には、前記主磁極部N1の磁束密度ピーク位置は、搬送ローラ54の回転方向(矢印80方向)に関して、搬送ローラ54と現像ローラ48の各中心55,49を結ぶ一点鎖線で示す直線59に対して若干上流側にずらして設定してある。また、搬送ローラ54の回転方向に関して、主磁極N1の上流側に隣接する磁極S1は主磁極N1の下流側に隣接する磁極S2よりも近接配置されており、その磁束密度ピーク値は磁極S1の方が磁極S2よりも大きく設定されている。   The main magnetic pole portion N1 of the magnet body 58 is provided corresponding to a supply / recovery region 88 that is a region between the transport roller 54 and the developing roller 48. In particular, as will be described later in the supply / recovery region 88. The toner in the developer held on the conveying roller 54 is opposed to a supply area 90 that is an area where the toner is supplied to the developing roller 48. More specifically, the magnetic flux density peak position of the main magnetic pole portion N1 is a straight line indicated by a one-dot chain line connecting the centers 55 and 49 of the conveyance roller 54 and the developing roller 48 with respect to the rotation direction (arrow 80 direction) of the conveyance roller 54. 59 is slightly shifted to the upstream side. Further, with respect to the rotation direction of the transport roller 54, the magnetic pole S1 adjacent to the upstream side of the main magnetic pole N1 is disposed closer to the magnetic pole S2 adjacent to the downstream side of the main magnetic pole N1, and its magnetic flux density peak value is the same as that of the magnetic pole S1. Is set larger than the magnetic pole S2.

ここで、現像ローラ48の磁石体の対向磁極Sは、前記搬送ローラ54の主磁極N1とは異極性であって、搬送ローラ54と現像ローラ48との間の供給回収領域88、特に、供給回収領域88のうち後述するように現像ローラ48上のトナーが分離・回収される領域である回収領域92に対向して設けられている。より詳細には、対向磁極Sの磁束密度のピーク位置は、現像ローラ48の回転方向(矢印78方向)に関して、搬送ローラ54と現像ローラ48の各中心55,49を結ぶ直線59に対して若干上流側にずらして設定してある。これにより、搬送ローラ54の主磁極N1の磁束密度ピーク位置は、現像ローラ48の対向磁極Sの磁束密度ピーク位置よりも搬送ローラ54回転方向に関して上流側に位置していることになる。また、搬送ローラ54の主磁極N1の磁束密度は、現像ローラ48の対向磁極の磁束密度よりも大きく設定されている。   Here, the opposing magnetic pole S of the magnet body of the developing roller 48 has a different polarity from the main magnetic pole N1 of the conveying roller 54, and the supply / recovery area 88 between the conveying roller 54 and the developing roller 48, particularly the supply. As will be described later, the collecting area 88 is provided to face the collecting area 92 where the toner on the developing roller 48 is separated and collected. More specifically, the peak position of the magnetic flux density of the counter magnetic pole S is slightly relative to the straight line 59 connecting the transport roller 54 and the centers 55 and 49 of the developing roller 48 with respect to the rotation direction of the developing roller 48 (the direction of the arrow 78). It is set to be shifted upstream. As a result, the magnetic flux density peak position of the main magnetic pole N1 of the transport roller 54 is located upstream of the magnetic flux density peak position of the counter magnetic pole S of the developing roller 48 in the rotational direction of the transport roller 54. Further, the magnetic flux density of the main magnetic pole N <b> 1 of the transport roller 54 is set to be larger than the magnetic flux density of the counter magnetic pole of the developing roller 48.

搬送ローラ54の背後には、現像剤攪拌室66が形成されている。攪拌室66は、搬送ローラ54の近傍に形成された前室68と搬送ローラ54から離れた後室70を有する。前室68には図面の表面から裏面に向かって現像剤を攪拌しながら搬送する前攪拌搬送部材である前スクリュー72が回転可能に配置され、後室70には図面の裏面から表面に向かって現像剤を攪拌しながら搬送する後攪拌部材搬送部材である後スクリュー74が回転可能に配置されている。図示するように、前室68と後室70は、両者の間に設けた隔壁76で分離してもよい。この場合、前室68と後室70の両端近傍にある隔壁部分は除かれて連絡通路が形成されており、前室68の下流側端部に到達した現像剤が連絡通路を介して後室70へ送り込まれ、また後室70の下流側端部に到達した現像剤が連絡通路を介して前室68に送り込まれるようにしてある。   A developer stirring chamber 66 is formed behind the transport roller 54. The stirring chamber 66 includes a front chamber 68 formed in the vicinity of the transport roller 54 and a rear chamber 70 separated from the transport roller 54. A front screw 72 that is a pre-stirring and conveying member that conveys the developer while stirring the developer from the front surface to the back surface of the drawing is rotatably disposed in the front chamber 68, and the rear chamber 70 is rotated from the back surface to the front surface of the drawing. A rear screw 74 that is a rear stirring member transporting member that transports the developer while stirring is disposed rotatably. As shown in the figure, the front chamber 68 and the rear chamber 70 may be separated by a partition wall 76 provided therebetween. In this case, the partition portions near both ends of the front chamber 68 and the rear chamber 70 are removed to form a communication passage, and the developer that has reached the downstream end of the front chamber 68 passes through the communication passage. The developer that has been fed to 70 and reaches the downstream end of the rear chamber 70 is fed to the front chamber 68 via a communication passage.

供給領域90で搬送ローラ54のスリーブ60から現像ローラ48のスリーブ45にトナーを効率的に移動させるために、現像ローラ48と搬送ローラ54は電界形成装置110と電気的に接続されている。   In order to efficiently move the toner from the sleeve 60 of the conveying roller 54 to the sleeve 45 of the developing roller 48 in the supply region 90, the developing roller 48 and the conveying roller 54 are electrically connected to the electric field forming device 110.

図2に電界形成装置110の具体例を示す。電界形成装置110は、第1の電源112と第2の電源114とを有する。ここで、第1および第2の電源112,114が第1の電界形成部を構成し、第1の電源112が第2の電界形成部を構成している。   FIG. 2 shows a specific example of the electric field forming device 110. The electric field forming device 110 includes a first power source 112 and a second power source 114. Here, the first and second power sources 112 and 114 constitute a first electric field forming unit, and the first power source 112 constitutes a second electric field forming unit.

第1の電源112は、現像ローラ48とグランド116との間に接続された直流電源118を含む。直流電源118は、トナー6の帯電極性と同一極性の直流電圧VDC1(例えば、−300ボルト)を現像ローラ48に印加する。第2の電源114は、搬送ローラ54とグランド116との間に直列に接続された直流電源120および交流電源122を有する。これにより、搬送ローラ54には、直流電源120による所定の直流成分VDC2(例えば、−400ボルト)に、交流電源122による所定の交流成分(振幅VP−Pが例えば1,500ボルト)が重畳された振動電圧が印加されるようになっている。 The first power source 112 includes a DC power source 118 connected between the developing roller 48 and the ground 116. The DC power supply 118 applies a DC voltage V DC1 (for example, −300 volts) having the same polarity as the charging polarity of the toner 6 to the developing roller 48. The second power source 114 has a DC power source 120 and an AC power source 122 connected in series between the transport roller 54 and the ground 116. As a result, the conveying roller 54 has a predetermined direct current component V DC2 (for example, −400 volts) from the direct current power supply 120 and a predetermined alternating current component (the amplitude VP-P is, for example, 1,500 volts) from the alternating current power supply 122. A superposed vibration voltage is applied.

上記のように現像ローラ48に電圧VDC1が印加されることによって、感光体12と現像ローラ48との間に電界(第2の電界)が形成されることになる。この電界の作用によって、現像ローラ48上の負極性トナーが、現像ローラ48(VDC1:−300ボルト)と静電潜像画像部(V:−80ボルト)との電位差に基づき、静電潜像画像部に付着する。このとき、負極性トナーは、現像ローラ48(VDC1:−300ボルト)と静電潜像非画像部(V:−600ボルト)との電位差により、静電潜像非画像部に付着することはない。 By applying the voltage V DC1 to the developing roller 48 as described above, an electric field (second electric field) is formed between the photoconductor 12 and the developing roller 48. By the action of this electric field, the negative polarity toner on the developing roller 48 is electrostatically charged based on the potential difference between the developing roller 48 (V DC1 : −300 volts) and the electrostatic latent image portion (V L : −80 volts). It adheres to the latent image portion. At this time, the negative polarity toner adheres to the electrostatic latent image non-image portion due to a potential difference between the developing roller 48 (V DC1 : −300 volts) and the electrostatic latent image non-image portion (V H : −600 volts). There is nothing.

また、搬送ローラ54と現像ローラ48との間の供給回収領域88には、図3に例示するような振動電界(第1の電界)が形成される。これにより、搬送ローラ54の電位が現像ローラ48の電位に対してマイナス側の時間帯領域で負極性トナーを搬送ローラ54から現像ローラ48に移動させるトナー供給作用を果たし、逆に、搬送ローラ54の電位が現像ローラ48の電位に対してプラス側の時間帯領域で負極性トナーを現像ローラ48側から搬送ローラ54に戻すトナー回収作用を果たすことになる。また、トナー回収作用の時間帯領域では、搬送ローラ54上の正極性キャリアに対して現像ローラ48側へ移動させる方向(キャリア供給方向)の静電力が作用することになるが、後述するように現像ローラ48へのキャリア移動は抑制される。   Further, an oscillating electric field (first electric field) as illustrated in FIG. 3 is formed in the supply / recovery region 88 between the conveying roller 54 and the developing roller 48. As a result, the toner supply action of moving the negative toner from the conveying roller 54 to the developing roller 48 is performed in a time zone region where the electric potential of the conveying roller 54 is negative with respect to the electric potential of the developing roller 48. The toner collects the negative polarity toner from the developing roller 48 side to the conveying roller 54 in a time zone region on the plus side with respect to the potential of the developing roller 48. Further, in the time zone region of the toner collecting action, an electrostatic force in the direction of moving to the developing roller 48 side (carrier supply direction) acts on the positive polarity carrier on the conveyance roller 54, as will be described later. Carrier movement to the developing roller 48 is suppressed.

なお、本実施形態では、搬送ローラ54と現像ローラ48との間に形成される電界を振動電界としたが、これに限定されるものではなく、供給領域90においてスリーブ60から現像ローラ48へのトナー供給が可能である限りにおいて直流電界であってもよい。   In this embodiment, the electric field formed between the conveying roller 54 and the developing roller 48 is an oscillating electric field. However, the electric field is not limited to this. A DC electric field may be used as long as toner supply is possible.

続いて、上記のように構成される現像装置34の動作を説明する。
画像形成時、図示しないモータの駆動に基づいて、現像ローラ48とスリーブ60はそれぞれ矢印78,80方向に回転する。前スクリュー72は矢印82方向に回転し、後スクリュー74は矢印84方向に回転する。これにより、現像剤攪拌室66に収容されている現像剤2は、前室68と後室70を循環搬送されながら、攪拌される。その結果、現像剤に含まれるトナーとキャリアが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電される。実施形態では、キャリアは正極性、トナーは負極性に帯電されるものとする。キャリア粒子はトナー粒子に比べて相当大きい。そのため、正極性に帯電したキャリアの周囲に、負極性に帯電したトナーが、主として両者の電気的な吸引力に基づいて付着している。
Next, the operation of the developing device 34 configured as described above will be described.
During image formation, the developing roller 48 and the sleeve 60 rotate in the directions of arrows 78 and 80, respectively, based on driving of a motor (not shown). The front screw 72 rotates in the direction of arrow 82 and the rear screw 74 rotates in the direction of arrow 84. Thereby, the developer 2 accommodated in the developer stirring chamber 66 is stirred while being circulated and conveyed through the front chamber 68 and the rear chamber 70. As a result, the toner and the carrier contained in the developer come into frictional contact with each other and are charged with opposite polarities. In the embodiment, it is assumed that the carrier is positively charged and the toner is negatively charged. Carrier particles are considerably larger than toner particles. Therefore, the negatively charged toner adheres around the positively charged carrier mainly based on the electrical attraction force of both.

帯電された現像剤2は、前スクリュー72によって前室68を搬送される過程で搬送ローラ54に供給される。前スクリュー72から搬送ローラ54に供給された現像剤2は、磁極N3の近傍で、磁極N3の磁力によって、スリーブ60の外周面に保持される。スリーブ60に保持された現像剤2は、磁石体58によって形成された磁力線に沿って磁気ブラシを構成しており、スリーブ60の回転に基づいて反時計周り方向に搬送される。規制板62の対向領域(規制領域)86で磁極S1に保持されている現像剤2は、規制板62により、規制ギャップ64を通過する量が所定量に規制される。規制ギャップ64を通過した現像剤2は、磁極S1の磁力で保持されつつスリーブ60と共に移動し、現像ローラ48と搬送ローラ54が対向する領域(供給回収領域)88に搬送される。   The charged developer 2 is supplied to the transport roller 54 while being transported through the front chamber 68 by the front screw 72. The developer 2 supplied from the front screw 72 to the conveyance roller 54 is held on the outer peripheral surface of the sleeve 60 by the magnetic force of the magnetic pole N3 in the vicinity of the magnetic pole N3. The developer 2 held by the sleeve 60 constitutes a magnetic brush along the magnetic field lines formed by the magnet body 58, and is conveyed in the counterclockwise direction based on the rotation of the sleeve 60. The amount of the developer 2 held by the magnetic pole S <b> 1 in the opposed region (restriction region) 86 of the restriction plate 62 is restricted to a predetermined amount by the restriction plate 62. The developer 2 that has passed through the regulation gap 64 moves with the sleeve 60 while being held by the magnetic force of the magnetic pole S1, and is conveyed to a region (supply / recovery region) 88 where the developing roller 48 and the conveying roller 54 face each other.

この供給回収領域88では、搬送ローラ54内の主磁極N1とこれとは異極である現像ローラ48内の対向磁極Sとの間に、磁力線が比較的高密度に形成されている。これにより、現像回収領域88では、搬送ローラ54上の磁気ブラシが磁力線によってしっかりと拘束されて立つことで、現像ローラ48に対する現像剤2の接触面積が拡大する。その結果、供給回収領域88のうち、主にスリーブ60の回転方向に関して上流側の供給領域90では、搬送ローラ54と現像ローラ48との間に形成されている振動電界の作用によって、キャリア4に付着しているトナー6が現像ローラ48のスリーブ45に電気的に充分に供給される。また、供給回収領域88のうち、主にスリーブ60の回転方向に関して下流側の回収領域92では、現像に供されることなく供給回収領域88に送り戻された現像ローラ48のスリーブ45上のトナーが、前記磁力線によってしっかりと拘束された現像剤2の磁気ブラシで確実に掻き取られて搬送ローラ54に回収され、これにより画像メモリの発生を防止することができる。   In this supply / recovery region 88, the lines of magnetic force are formed at a relatively high density between the main magnetic pole N1 in the transport roller 54 and the opposing magnetic pole S in the developing roller 48 that is different from the main magnetic pole N1. As a result, in the development recovery area 88, the magnetic brush on the transport roller 54 is firmly restrained by the lines of magnetic force, so that the contact area of the developer 2 with the development roller 48 is expanded. As a result, in the supply / recovery region 88, mainly in the upstream supply region 90 with respect to the rotation direction of the sleeve 60, the carrier 4 is affected by the action of the oscillating electric field formed between the transport roller 54 and the developing roller 48. The adhering toner 6 is electrically sufficiently supplied to the sleeve 45 of the developing roller 48. In addition, in the supply / recovery area 88, the toner on the sleeve 45 of the developing roller 48 that has been sent back to the supply / recovery area 88 without being used for development, mainly in the recovery area 92 on the downstream side in the rotational direction of the sleeve 60. However, it is reliably scraped off by the magnetic brush of the developer 2 firmly restrained by the magnetic lines of force and collected by the conveying roller 54, thereby preventing the occurrence of image memory.

ここで、本実施形態の現像装置34では、搬送ローラ54および現像ローラ48の各スリーブ60,45が同方向に回転駆動されており、供給回収領域88においては搬送ローラ54のスリーブ60表面と現像ローラ48のスリーブ45表面は逆方向にそれぞれ移動しているが、搬送ローラ54内の主磁極N1および現像ローラ48内の対向磁極Sを、両ローラ54,48の各中心55,49を結ぶ直線59に対して各ローラ回転方向上流側にそれぞれずらして配置してあることで、前記主磁極N1および対向磁極Sの各磁束密度ピーク位置が前記直線59上にそれぞれ位置している場合に比べて、供給回収領域88において現像ローラ48のスリーブ45表面が搬送ローラ54上に保持された現像剤から離れる際の領域(すなわち供給領域90におけるスリーブ45の回転方向下流側)で、搬送ローラ54の主磁極N1の磁力によるキャリア保持力が強くなる一方で現像ローラ48の対向磁極Sの磁力によるキャリア吸引力が弱くなっている。また、本実施形態では、主磁極N1の磁束密度ピーク値を対向磁極Sの磁束密度ピーク値よりも大きく設定することで、搬送ローラ54上でのキャリア保持力を高めている。これにより、前記振動電界においてキャリア供給方向に作用するトナー回収作用の時間帯領域で現像ローラ48側へのキャリアの移動が生じたとしても、前記主磁極N1の磁力によってキャリアが引き戻されて搬送ローラ54に保持されることで現像ローラ48への転移を抑制でき、キャリア消費を低減できる。その結果、キャリア転移に伴って生じる感光体12の打痕に起因する画像上の白斑点や感光体用クリーニングブレード40の損傷によるトナー拭き残しに起因する画像上の筋状ノイズの発生を低減できる。   Here, in the developing device 34 of the present embodiment, the sleeves 60 and 45 of the conveying roller 54 and the developing roller 48 are rotationally driven in the same direction, and the surface of the sleeve 60 of the conveying roller 54 and the developing in the supply / recovery region 88. The surface of the sleeve 45 of the roller 48 moves in the opposite direction, but a straight line connecting the main magnetic pole N1 in the transport roller 54 and the opposing magnetic pole S in the developing roller 48 with the centers 55 and 49 of both rollers 54 and 48. As compared with the case where the respective magnetic flux density peak positions of the main magnetic pole N1 and the counter magnetic pole S are located on the straight line 59, respectively, by being shifted to the upstream side in the rotation direction of each roller with respect to 59. In the supply / recovery area 88, the area when the surface of the sleeve 45 of the developing roller 48 is separated from the developer held on the conveying roller 54 (ie, the supply area). 0 in the direction of rotation downstream of the sleeve 45), the carrier attraction force is weakened by the magnetic force of the opposite pole S of the developing roller 48 while the carrier holding force is strong due to the magnetic force of the main magnetic pole N1 of the conveying roller 54. Further, in the present embodiment, the carrier holding force on the transport roller 54 is increased by setting the magnetic flux density peak value of the main magnetic pole N1 to be larger than the magnetic flux density peak value of the counter magnetic pole S. As a result, even if the carrier moves toward the developing roller 48 in the time zone of the toner collecting action that acts in the carrier supply direction in the oscillating electric field, the carrier is pulled back by the magnetic force of the main magnetic pole N1, and the conveying roller By being held at 54, transfer to the developing roller 48 can be suppressed, and carrier consumption can be reduced. As a result, it is possible to reduce the occurrence of streak noises on the image due to white spots on the image due to the dents of the photosensitive member 12 caused by carrier transfer and toner remaining after wiping the photosensitive member cleaning blade 40. .

供給領域90で現像ローラ48のスリーブ45上に保持されたトナー6は、スリーブ45の回転と共に反時計周り方向に搬送され、感光体12と現像ローラ48が対向する領域(現像領域)96で、感光体12の外周面に形成されている静電潜像画像部に付着する。実施形態の画像形成装置では、感光体12の外周面は帯電装置26で負極性の所定の電位Vが付与され、露光装置28で画像光30が投射された静電潜像画像部が所定の電位Vまで減衰し、露光装置28で画像光30が投射されていない静電潜像非画像部はほぼ帯電電位Vを維持している。したがって、現像領域96では、感光体12と現像ローラ48との間に形成されている電界(第2の電界)の作用を受けて、負極性に帯電したトナー6が静電潜像画像部に飛翔して付着し、この静電潜像をトナー像として現像する。なお、現像領域96では、現像ローラ48上のトナー層が感光体12に直に接触する接触現像であってもよい。 The toner 6 held on the sleeve 45 of the developing roller 48 in the supply area 90 is conveyed in the counterclockwise direction as the sleeve 45 rotates, and is an area (developing area) 96 where the photosensitive member 12 and the developing roller 48 face each other. It adheres to the electrostatic latent image portion formed on the outer peripheral surface of the photoreceptor 12. In the image forming apparatus according to the embodiment, a predetermined negative potential V H is applied to the outer peripheral surface of the photoreceptor 12 by the charging device 26, and the electrostatic latent image image portion on which the image light 30 is projected by the exposure device 28 is predetermined. attenuated until the potential V L, an electrostatic latent image non-image portion of the image light 30 is not projected by the exposing device 28 maintains a substantially charge potential V H. Accordingly, in the developing region 96, the negatively charged toner 6 is applied to the electrostatic latent image portion by the action of the electric field (second electric field) formed between the photosensitive member 12 and the developing roller 48. The electrostatic latent image is developed as a toner image by flying and adhering. In the development region 96, contact development in which the toner layer on the developing roller 48 is in direct contact with the photoreceptor 12 may be used.

このようにして現像剤2からトナーが消費されると、消費された量に見合う量のトナーが現像剤2に補給されることが好ましい。そのために、現像装置34は、ハウジング42に収容されているトナーとキャリアの混合比を測定する手段を備えている。また、後室70の上方にはトナー補給部98が設けてある。トナー補給部98は、トナーを収容するための容器100を有する。容器100の底部には開口部102が形成されており、この開口部102に補給ローラ104が配置されている。補給ローラ104は図示しないモータに駆動連結されており、トナーとキャリアの混合比を測定する手段の出力に基づいてモータが駆動し、トナーが後室70に落下補給するようにしてある。   When the toner is consumed from the developer 2 in this way, it is preferable that the developer 2 is supplied with an amount of toner commensurate with the consumed amount. For this purpose, the developing device 34 includes means for measuring the mixing ratio of the toner and the carrier accommodated in the housing 42. In addition, a toner replenishment section 98 is provided above the rear chamber 70. The toner supply unit 98 includes a container 100 for storing toner. An opening 102 is formed at the bottom of the container 100, and a supply roller 104 is disposed in the opening 102. The replenishing roller 104 is drivingly connected to a motor (not shown), and the motor is driven based on the output of the means for measuring the mixing ratio of toner and carrier so that the toner drops and replenishes the rear chamber 70.

〔3.現像剤の具体的な材料〕
現像剤を構成するトナー、キャリア、荷電粒子、および現像剤に含まれる他の粒子の具体的な材料を説明する。
[3. Specific materials of developer]
Specific materials of the toner, carrier, charged particles, and other particles included in the developer will be described.

〔トナー〕
トナーには、画像形成装置で従来から一般に使用されている公知のトナーを使用できる。トナー粒径は、例えば約3〜15μmである。バインダー樹脂中に着色剤を含有させたトナー、荷電制御剤や離型剤を含有するトナー、表面に添加剤を保持するトナーも使用できる。
〔toner〕
As the toner, a known toner that has been conventionally used in an image forming apparatus can be used. The toner particle size is, for example, about 3 to 15 μm. A toner containing a colorant in a binder resin, a toner containing a charge control agent or a release agent, and a toner holding an additive on the surface can also be used.

トナーは、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等の公知の方法で製造できる。   The toner can be produced by a known method such as a pulverization method, an emulsion polymerization method, or a suspension polymerization method.

トナーに使用されるバインダー樹脂は、限定的ではないが、例えば、スチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、またはそれらの樹脂を任意に混ぜ合わせたものである。バインダー樹脂は、軟化温度が約80〜160℃の範囲、ガラス転移点が約50〜75℃の範囲であることが好ましい。   The binder resin used for the toner is not limited. For example, styrene resin (monopolymer or copolymer containing styrene or styrene-substituted product), polyester resin, epoxy resin, vinyl chloride resin, phenol resin. , Polyethylene resin, polypropylene resin, polyurethane resin, silicone resin, or any mixture of these resins. The binder resin preferably has a softening temperature in the range of about 80 to 160 ° C and a glass transition point in the range of about 50 to 75 ° C.

また、トナーに用いられる着色剤は、公知の材料、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができる。着色剤の添加量は、一般に、バインダー樹脂100重量部に対して、2〜20重量部であることが好ましい。   The colorant used in the toner is a known material such as carbon black, aniline black, activated carbon, magnetite, benzine yellow, permanent yellow, naphthol yellow, phthalocyanine blue, first sky blue, ultramarine blue, rose bengal, lei. Key red or the like can be used. In general, the addition amount of the colorant is preferably 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.

荷電制御剤は、従来から荷電制御剤として知られている材料が使用できる。具体的に、正極性に帯電するトナーには、例えばニグロシン系染料、4級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂が荷電制御剤として使用できる。負極性に帯電するトナーには、Cr、Co、Al、Fe等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物が荷電制御剤として使用できる。荷電制御剤は、バインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の割合で用いることが好ましい。   As the charge control agent, materials conventionally known as charge control agents can be used. Specifically, for the positively charged toner, for example, nigrosine dyes, quaternary ammonium salt compounds, triphenylmethane compounds, imidazole compounds, and polyamine resins can be used as charge control agents. For the negatively charged toner, metal-containing azo dyes such as Cr, Co, Al, and Fe, salicylic acid metal compounds, alkyl salicylic acid metal compounds, and curixarene compounds can be used as charge control agents. The charge control agent is preferably used at a ratio of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.

離型剤は、従来から離型剤として使用されている公知のものを使用できる。離型剤の材料には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス、又はそれらを適宜組み合わせた混合物が用いられる。離型剤は、バインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の割合で用いることが好ましい。   As the release agent, a known release agent conventionally used as a release agent can be used. As the material for the release agent, for example, polyethylene, polypropylene, carnauba wax, sazol wax, or a mixture of them as appropriate is used. The release agent is preferably used at a ratio of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.

その他の添加剤として、現像剤の流動化を促進する流動化剤を添加してもよい。流動化剤には、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子が使用できる。特にシランカップリング剤、チタンカップリング剤、およびシリコーンオイル等で疎水化した材料を用いるのが好ましい。流動化剤は、トナー100重量部に対して、0.1〜5重量部の割合で添加させることが好ましい。これら添加剤の個数平均一次粒径は9〜100nmであることが好ましい。   As other additives, a fluidizing agent that promotes fluidization of the developer may be added. As the fluidizing agent, for example, inorganic fine particles such as silica, titanium oxide, and aluminum oxide, and resin fine particles such as acrylic resin, styrene resin, silicone resin, and fluorine resin can be used. In particular, it is preferable to use a material hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicone oil, or the like. The fluidizing agent is preferably added at a ratio of 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner. The number average primary particle size of these additives is preferably 9 to 100 nm.

〔キャリア〕
キャリアは、従来から一般に使用されている公知のキャリアを使用できる。バインダー型キャリアやコート型キャリアのいずれを用いてもよい。キャリア粒径は、限定的ではないが、約15〜100μmが好ましい。
[Carrier]
As the carrier, a known carrier that has been generally used can be used. Either a binder type carrier or a coat type carrier may be used. The carrier particle size is not limited, but is preferably about 15 to 100 μm.

バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、表面に正極性または負極性に帯電する微粒子又はコーティング層を有するものが使用できる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御できる。   The binder type carrier is obtained by dispersing magnetic fine particles in a binder resin, and those having fine particles or a coating layer charged positively or negatively on the surface can be used. The charging characteristics such as polarity of the binder type carrier can be controlled by the material of the binder resin, the chargeable fine particles, and the type of the surface coating layer.

バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。   Examples of the binder resin used for the binder-type carrier include thermoplastic resins such as vinyl resins, polyester resins, nylon resins, polyolefin resins, and the like typified by polystyrene resins, and curable resins such as phenol resins. .

バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属(Mn、Ni、Mg、Cu等)を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。キャリアの形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に50〜90重量%の量で添加することが適当である。   Magnetic fine particles of the binder type carrier include spinel ferrite such as magnetite and gamma iron oxide, and magnets such as spinel ferrite and barium ferrite containing one or more metals other than iron (Mn, Ni, Mg, Cu, etc.). Plumbite type ferrite, iron or alloy particles having an oxide layer on the surface can be used. The shape of the carrier may be granular, spherical, or needle-shaped. In particular, when high magnetization is required, it is preferable to use iron-based ferromagnetic fine particles. In consideration of chemical stability, it is preferable to use ferromagnetic fine particles of magnetoplumbite type ferrite such as spinel ferrite and barium ferrite containing magnetite and gamma iron oxide. A magnetic resin carrier having a desired magnetization can be obtained by appropriately selecting the type and content of the ferromagnetic fine particles. The magnetic fine particles are suitably added in an amount of 50 to 90% by weight in the magnetic resin carrier.

バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられる。これらの樹脂をキャリア表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、キャリアの電荷付与能力を向上できる。   Silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, fluorine resin, etc. are used as the surface coating material for the binder type carrier. The charge imparting ability of the carrier can be improved by coating and curing these resins on the carrier surface to form a coat layer.

バインダー型キャリアの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与えることにより微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むことで行われる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部が磁性樹脂キャリア表面から突出するように固定される。帯電性微粒子には、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的に、有機系の絶縁性材料としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子がある。電荷付与能力および帯電極性は、帯電性微粒子の素材、重合触媒、表面処理等に調整できる。無機系の絶縁性材料としては、シリカ、二酸化チタン等の負極性に帯電する無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正極性に帯電する無機微粒子が用いられる。   For example, the charging fine particles or the conductive fine particles can be fixed to the surface of the binder type carrier by, for example, mixing the magnetic resin carrier and the fine particles uniformly and adhering the fine particles to the surface of the magnetic resin carrier. This is done by driving fine particles into the magnetic resin carrier by applying a strong impact force. In this case, the fine particles are not completely embedded in the magnetic resin carrier, but are fixed so that a part thereof protrudes from the surface of the magnetic resin carrier. Organic and inorganic insulating materials are used for the chargeable fine particles. Specifically, organic insulating materials include polystyrene, styrene-based copolymers, acrylic resins, various acrylic copolymers, nylon, polyethylene, polypropylene, fluororesin, and cross-linked products thereof such as organic insulating fine particles. is there. The charge imparting ability and the charge polarity can be adjusted to the material of the chargeable fine particles, the polymerization catalyst, the surface treatment and the like. As the inorganic insulating material, negatively charged inorganic fine particles such as silica and titanium dioxide, and positively charged inorganic fine particles such as strontium titanate and alumina are used.

コート型キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子を樹脂で被覆したキャリアであり、バインダー型キャリア同様に、キャリア表面に正極性または負極性に帯電する帯電性微粒子を固着することができる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子の選択により調整できる。コーティング樹脂は、バインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。   The coat type carrier is a carrier in which carrier core particles made of a magnetic material are coated with a resin, and like the binder type carrier, chargeable fine particles that are charged positively or negatively can be fixed to the surface of the carrier. The charging characteristics such as the polarity of the coated carrier can be adjusted by selecting the type of surface coating layer and the electrifying fine particles. As the coating resin, the same resin as the binder resin of the binder type carrier can be used.

トナーとキャリアの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー比はトナーとキャリアとの合計量に対して3〜50重量%、好ましくは6〜30重量%が好ましい。   The mixing ratio of the toner and the carrier may be adjusted so as to obtain a desired toner charge amount, and the toner ratio is preferably 3 to 50% by weight, preferably 6 to 30% by weight based on the total amount of the toner and the carrier. .

〔4.実験〕
次に、本実施形態の画像形成装置1で行った実験例について説明する。これらの実験では、下記のトナーおよびキャリアを用いた。
[4. Experiment)
Next, an experimental example performed in the image forming apparatus 1 of the present embodiment will be described. In these experiments, the following toner and carrier were used.

湿式造粒法により作製された体積平均粒径約6.5μmのトナー母材100重量部に対し、第1の疎水性シリカ0.2重量部と、第2の疎水性シリカ0.5重量部と、疎水性酸化チタン0.5重量部とを、ヘンシェルミキサ(三井金属鉱山社製)を用いて40m/sの速度で3分間表面処理を行って外添処理して得られた負帯電性トナーを用いた。ここで用いた第1の疎水性シリカは、個数平均一次粒径16nmのシリカ(♯)130:日本アエロジル社製)を疎水化剤であるヘキサメチルジシラザン(HMDS)により表面処理を施したものである。疎水性酸化チタンは、個数平均一次粒径約30nmのアナターゼ型酸化チタンを水系湿式中で疎水化剤であるイソブチルトリメトキシシランにより表面処理したものである。   0.2 parts by weight of the first hydrophobic silica and 0.5 parts by weight of the second hydrophobic silica with respect to 100 parts by weight of the toner base material having a volume average particle diameter of about 6.5 μm prepared by the wet granulation method. And 0.5 parts by weight of hydrophobic titanium oxide were subjected to external treatment by surface treatment for 3 minutes at a speed of 40 m / s using a Henschel mixer (Mitsui Metal Mining Co., Ltd.). Toner was used. The first hydrophobic silica used here is a silica (#) 130 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having a number average primary particle size of 16 nm and surface-treated with hexamethyldisilazane (HMDS) as a hydrophobizing agent. It is. Hydrophobic titanium oxide is obtained by surface-treating anatase-type titanium oxide having a number average primary particle size of about 30 nm with isobutyltrimethoxysilane which is a hydrophobizing agent in an aqueous wet process.

また、キャリアには、磁性体からなるキャリアコア粒子にアクリル樹脂コートがなされてなるコート型キャリアで、平均粒径約33μmのコニカミノルタテクノロジーズ社製bizhub C350用キャリアを用いた。   Further, as the carrier, a carrier for bizhub C350 manufactured by Konica Minolta Technologies, Inc., which is a coated carrier in which an acrylic resin coat is formed on carrier core particles made of a magnetic material, has an average particle diameter of about 33 μm.

そして、実験例で用いた現像剤は、トナー比率を8%とした。トナー比率は、現像剤全量に対するトナー、外添剤の合計量の割合である。   The developer used in the experimental example has a toner ratio of 8%. The toner ratio is the ratio of the total amount of toner and external additives to the total amount of developer.

また、搬送ローラ54と現像ローラ48との間には振動電界を形成し、この振動電界の形成するための搬送ローラ54および現像ローラ48の各電位は図3に例示するように設定した。搬送ローラ54には、直流電圧VDC2−250ボルトに、周波数2kHz、振幅1500ボルト、トナー供給側デューティ比60%(トナー回収側デューティ比40%)の矩形波の交流電圧VACを重畳した交番電圧を印加し、現像ローラ48には直流電圧VDC1−300ボルトを印加した。なお、この電位設定は、あくまで一例であって、環境条件や画像条件によって変更されるものである。また、後述するキャリア消費は、トナー回収側の時間帯領域、すなわちVminと回収デューティ比との積との間に相関が見られ、この積が200v以下となるように設定することが望ましい。 Further, an oscillating electric field was formed between the conveying roller 54 and the developing roller 48, and each potential of the conveying roller 54 and the developing roller 48 for forming this oscillating electric field was set as illustrated in FIG. The conveying roller 54, the DC voltage V DC2 -250 volts, frequency 2 kHz, the amplitude 1500 volts, the toner supply duty ratio 60% alternating obtained by superimposing an AC voltage V AC rectangular wave (toner recovery side duty ratio 40%) A voltage was applied, and a DC voltage V DC1 -300 volts was applied to the developing roller 48. This potential setting is merely an example, and is changed depending on environmental conditions and image conditions. In addition, it is desirable to set a carrier consumption, which will be described later, such that there is a correlation between the time zone region on the toner collection side, that is, the product of V min and the collection duty ratio, and this product is 200 v or less.

このような条件の下で、画像面積率5%の画像チャートを30万枚耐久印刷して、その前後でのキャリア消費量と画像メモリの発生の有無を調べた。その結果を表1に示す。なお、表1において、Brは磁束密度(磁束密度ピーク値)、画像メモリ○は目視による確認で画像メモリの発生がなかったことを示している。また、キャリア付着による感光体打痕に起因する白斑点や感光体用クリーニングブレードの損傷による拭き残しに起因する筋状ノイズといった画像ノイズの発生を防止するためには、キャリア消費量を40g未満に抑える必要があることが経験的にわかっている。   Under these conditions, 300,000 durable image charts with an image area ratio of 5% were printed, and the carrier consumption before and after that and the presence or absence of image memory were examined. The results are shown in Table 1. In Table 1, Br represents the magnetic flux density (magnetic flux density peak value), and the image memory ○ represents that no image memory was generated by visual confirmation. Also, in order to prevent the occurrence of image noise such as white spots due to photoconductor dents due to carrier adhesion and streak noise due to wiping residue due to damage to the cleaning blade for the photoconductor, the carrier consumption is reduced to less than 40 g. Experience has shown that it needs to be suppressed.

Figure 0004636091
Figure 0004636091

表1に示すように、実験番号1と実験番号2−6との対比において、主磁極N1の磁束密度を対向磁極Sの磁束密度より大きく設定することで、キャリア消費量が大きく低減していることがわかる。また、実験番号2と実験番号5,6との対比及び実験番号2と実験番号3,4との対比において、主磁極N1および対向磁極Sをそれぞれのローラ54,48の回転方向上流側にずらして配置することで、キャリア消費がより改善されていることがわかる。さらに、磁束密度について、実験番号4と実験番号5,6との対比において、主磁極N1に対して搬送ローラ回転方向上流側に隣接する磁極S1の方を同下流側に隣接する磁極S2よりも大きく設定し、磁極位置について、磁極S1から磁極N1までの周方向角度を磁極S2から磁極N1までの周方向角度よりも小さく設定することでもキャリア消費が改善されていることがわかる。   As shown in Table 1, the carrier consumption is greatly reduced by setting the magnetic flux density of the main magnetic pole N1 larger than the magnetic flux density of the counter magnetic pole S in the comparison between the experiment numbers 1 and 2-6. I understand that. Further, in the comparison between the experiment number 2 and the experiment numbers 5 and 6 and the comparison between the experiment number 2 and the experiment numbers 3 and 4, the main magnetic pole N1 and the counter magnetic pole S are shifted to the upstream side in the rotation direction of the respective rollers 54 and 48. It can be seen that the carrier consumption is further improved. Furthermore, regarding the magnetic flux density, in the comparison between Experiment No. 4 and Experiment Nos. 5 and 6, the magnetic pole S1 adjacent to the upstream side in the conveyance roller rotation direction with respect to the main magnetic pole N1 is more than the magnetic pole S2 adjacent to the downstream side. It can be seen that carrier consumption is also improved by setting a large magnetic pole position and setting the circumferential angle from the magnetic pole S1 to the magnetic pole N1 smaller than the circumferential angle from the magnetic pole S2 to the magnetic pole N1.

画像形成装置および現像装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus and a developing device. 電界形成装置の具体例を示す図。The figure which shows the specific example of an electric field formation apparatus. 搬送ローラと現像ローラとの電位関係を示す図。The figure which shows the electric potential relationship of a conveyance roller and a developing roller.

符号の説明Explanation of symbols

1:画像形成装置、2:現像剤、4:キャリア、6:トナー、8:荷電粒子、10:スペント、12:感光体、16:帯電ステーション、18:露光ステーション、20:現像ステーション、22:転写ステーション、24:クリーニングステーション、26:帯電装置、28:露光装置、30:画像光、32:通路、34:現像装置、36:転写装置、38:シート、40:クリーニング装置、42:ハウジング、44:開口部、45:スリーブ、46:第2の空間、47:磁石体、48:現像ローラ、49:現像ローラ中心、50:現像ギャップ、52:第2の空間、54:搬送ローラ、55:搬送ローラ中心、56:供給回収ギャップ、58:磁石体、59:各中心を結ぶ直線、60:スリーブ、63:規制板、64:規制ギャップ、66:現像剤攪拌室、68:前室、70:後室、72:前スクリュー、74:後スクリュー、76:隔壁、86:規制領域、88:供給回収領域、90:供給領域、92:回収領域、94:放出領域、96:現像領域、98:トナー補給部、100:容器、102:開口部、104:補給ローラ、110:電界形成装置、112:第1の電源、114:第2の電源、116:グランド、118:直流電源、120:直流電源、122:交流電源、N1:主磁極(第1磁極部)、S:対向磁極(第2磁極部)。   1: image forming apparatus, 2: developer, 4: carrier, 6: toner, 8: charged particles, 10: spent, 12: photoconductor, 16: charging station, 18: exposure station, 20: developing station, 22: Transfer station 24: Cleaning station 26: Charging device 28: Exposure device 30: Image light 32: Passage 34: Development device 36: Transfer device 38: Sheet 40: Cleaning device 42: Housing 44: opening, 45: sleeve, 46: second space, 47: magnet body, 48: developing roller, 49: developing roller center, 50: developing gap, 52: second space, 54: transport roller, 55 : Transport roller center, 56: supply / recovery gap, 58: magnet body, 59: straight line connecting the centers, 60: sleeve, 63: regulating plate, 64: regulating gap, 6: developer stirring chamber, 68: front chamber, 70: rear chamber, 72: front screw, 74: rear screw, 76: partition wall, 86: restriction region, 88: supply / recovery region, 90: supply region, 92: recovery Area 94: discharge area 96: development area 98: toner replenishing section 100: container 102: opening 104: replenishing roller 110: electric field forming device 112: first power source 114: second Power source 116: Ground 118: DC power source 120: DC power source 122: AC power source N1: Main magnetic pole (first magnetic pole part) S: Counter magnetic pole (second magnetic pole part)

Claims (5)

非磁性トナーと磁性キャリアとを含み、相互の摩擦接触によって前記トナーが第1の極性に帯電すると共に前記キャリアが前記第1の極性とは異なる第2の極性に帯電する現像剤と、
複数の磁極部を有する磁極体およびその外周を回転駆動される円筒部材を含んで構成され、前記現像剤を前記円筒部材の外周面に保持しつつ搬送する搬送ローラと、
第1の領域を介して前記搬送ローラに対向するとともに第2の領域を介して像担持体に対向し、前記搬送ローラと同方向に回転駆動される現像ローラと、
前記搬送ローラと前記現像ローラとの間に第1の電界を形成して、前記搬送ローラが保持している現像剤中のトナーを前記現像ローラに移動させる第1の電界形成部と、
前記現像ローラと前記像担持体との間に第2の電界を形成して、前記現像ローラが保持している前記トナーを前記像担持体の静電潜像に移動させて現像することによりトナー像を形成する第2の電界形成部とを備え、
前記磁極体の磁極部のうち前記第1の領域に対応する第1磁極部に対向し且つ前記第1磁極部とは異極の第2磁極部を前記現像ローラ内に配置し、前記第2磁極部の磁束密度ピーク位置が前記搬送ローラと前記現像ローラの各中心を結ぶ直線に対して現像ローラ回転方向上流側に位置し、前記第1磁極部の磁束密度ピーク位置が、前記第2磁極部の磁束密度ピーク位置よりも搬送ローラ回転方向に関して上流側であり且つ前記直線に対して搬送ローラ回転方向上流側であって前記搬送ローラ上に保持された現像剤が前記現像ローラに接触している領域に位置することを特徴とする現像装置。
A developer comprising a non-magnetic toner and a magnetic carrier, wherein the toner is charged to a first polarity by mutual frictional contact, and the carrier is charged to a second polarity different from the first polarity;
A conveying roller configured to include a magnetic pole body having a plurality of magnetic pole portions and a cylindrical member whose outer periphery is driven to rotate, while conveying the developer on the outer peripheral surface of the cylindrical member;
A developing roller that opposes the conveying roller through a first region and opposes the image carrier through a second region, and is driven to rotate in the same direction as the conveying roller;
A first electric field forming unit that forms a first electric field between the conveying roller and the developing roller, and moves the toner in the developer held by the conveying roller to the developing roller;
A second electric field is formed between the developing roller and the image carrier, and the toner held by the developing roller is moved to the electrostatic latent image on the image carrier to develop the toner. A second electric field forming unit for forming an image,
A second magnetic pole part opposite to the first magnetic pole part corresponding to the first region of the magnetic pole part of the magnetic pole body and having a different polarity from the first magnetic pole part is disposed in the developing roller, and the second The magnetic flux density peak position of the magnetic pole part is located upstream of the straight line connecting the centers of the transport roller and the developing roller in the developing roller rotation direction, and the magnetic flux density peak position of the first magnetic pole part is the second magnetic pole part. The developer held on the transport roller that is upstream of the magnetic flux density peak position of the section in the transport roller rotation direction and upstream of the straight line in the transport roller rotation direction is in contact with the development roller. A developing device characterized by being located in a region.
前記第1磁極部の磁束密度が前記第2磁極部の磁束密度よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein a magnetic flux density of the first magnetic pole portion is larger than a magnetic flux density of the second magnetic pole portion. 前記磁極体において、前記搬送ローラ回転方向に関して、前記第1磁極部の上流側に隣接する磁極部が前記第1磁極部の下流側に隣接する磁極部よりも近接配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。   In the magnetic pole body, the magnetic pole part adjacent to the upstream side of the first magnetic pole part is disposed closer to the magnetic pole part adjacent to the downstream side of the first magnetic pole part in the rotation direction of the transport roller. The developing device according to claim 1 or 2. 前記上流側に隣接する磁極部の磁束密度ピーク値が前記下流側に隣接する磁極部の磁束密度ピーク値よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項3に記載の現像装置。   The developing device according to claim 3, wherein a magnetic flux density peak value of the magnetic pole portion adjacent to the upstream side is set larger than a magnetic flux density peak value of the magnetic pole portion adjacent to the downstream side. 請求項1〜4のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1.
JP2008032983A 2008-02-14 2008-02-14 Developing device and image forming apparatus Expired - Fee Related JP4636091B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008032983A JP4636091B2 (en) 2008-02-14 2008-02-14 Developing device and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008032983A JP4636091B2 (en) 2008-02-14 2008-02-14 Developing device and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009192787A JP2009192787A (en) 2009-08-27
JP4636091B2 true JP4636091B2 (en) 2011-02-23

Family

ID=41074858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008032983A Expired - Fee Related JP4636091B2 (en) 2008-02-14 2008-02-14 Developing device and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4636091B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5471656B2 (en) * 2010-03-17 2014-04-16 コニカミノルタ株式会社 Developing device and image forming apparatus having the developing device
JP2018049066A (en) * 2016-09-20 2018-03-29 富士ゼロックス株式会社 Image forming apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0258260U (en) * 1988-10-19 1990-04-26
JPH03100687A (en) * 1989-09-14 1991-04-25 Canon Inc Developing device
JP2003263026A (en) * 2002-03-07 2003-09-19 Konica Corp Developing device and image forming apparatus
JP2006106027A (en) * 2004-09-30 2006-04-20 Kyocera Mita Corp Developing device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0258260U (en) * 1988-10-19 1990-04-26
JPH03100687A (en) * 1989-09-14 1991-04-25 Canon Inc Developing device
JP2003263026A (en) * 2002-03-07 2003-09-19 Konica Corp Developing device and image forming apparatus
JP2006106027A (en) * 2004-09-30 2006-04-20 Kyocera Mita Corp Developing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009192787A (en) 2009-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4508197B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP4829154B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP4600531B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP4561819B2 (en) Hybrid developing developer, hybrid developing device, and image forming apparatus
JP4535077B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP4636091B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP2008224721A (en) Developing device and image forming apparatus
JP4670951B2 (en) Image forming apparatus
JP5130753B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP5034739B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP2008225356A (en) Developing device and image forming apparatus
JP4935436B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP5176351B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP5353144B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP5251679B2 (en) Development method and image forming apparatus
JP2008224912A (en) Developing device and image forming apparatus
JP4655116B2 (en) Hybrid developing toner, hybrid developing developer, and image forming apparatus
JP2009192788A (en) Image forming apparatus
JP2009175496A (en) Developing device and image forming apparatus
JP4683077B2 (en) Development device and image forming apparatus for hybrid development
JP2009198677A (en) Developing device and image forming apparatus
JP2010072403A (en) Image forming apparatus and image forming method
JP2008225329A (en) Developing device and image forming apparatus
JP5093019B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP5114983B2 (en) Developing device and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101015

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101026

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101108

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131203

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees