JP5353144B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To securely prevent occurrence of image memory in the case of adopting a hybrid development. <P>SOLUTION: The developing device 34 that visualizes an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier 12 by use of developer containing toner and carrier is equipped with: a developer carrier 54 that bears developer; a toner carrier 48 that is disposed opposite the developer carrier 54 via a supply recovery area 88 and also facing the electrostatic latent image carrier 12 via a development area 96 and that bears toner, which is supplied from the developer carrier 54, in the supply recovery area 88; and an electric field generating means 110 that generates a first alternating electric field between the developer carrier 54 and toner carrier 48 in order to supply and recover toner therebetween, and that also generates a second alternating electric field between the toner carrier 48 and the electrostatic latent image carrier 12 in order to transfer toner from the toner carrier 48 to the electrostatic latent image carrier 12. The frequency of the first alternating electric field is made larger than that of the second alternating electric field. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

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関して、ハイブリッド現像と呼ばれる現像方式を採用する技術が提案されている(特許文献1参照)。ハイブリッド現像を採用した画像形成装置は、現像剤担持体(磁気ローラ)とトナー担持体(現像ローラ)とを備えた現像装置を有する。現像剤担持体の外周面には、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む2成分現像剤が保持され、現像剤担持体に保持された現像剤からトナーだけが選択的にトナー担持体の外周面に供給されて、このトナー担持体の外周面に保持されたトナーが、静電潜像担持体上の静電潜像の顕在化(現像)に利用される。   With respect to an electrophotographic image forming apparatus, a technique that employs a development system called hybrid development has been proposed (see Patent Document 1). An image forming apparatus that employs hybrid development includes a developing device that includes a developer carrier (magnetic roller) and a toner carrier (developing roller). A two-component developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier is held on the outer peripheral surface of the developer carrier, and only the toner is selectively selected from the developer held on the developer carrier. The toner held on the outer peripheral surface of the toner carrier is used for the development (development) of the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier.

ハイブリッド現像では、現像剤担持体の外周面に保持された現像剤が、現像剤担持体の周囲に形成される磁力線に沿って配置される。このような状態で現像剤担持体の周囲に配置された現像剤は磁気ブラシと呼ばれる。現像剤担持体とトナー担持体との近接領域(供給回収領域)では、磁気ブラシの先端がトナー担持体の外周面に接触し、磁気ブラシを構成する現像剤のうちトナーだけが、現像剤担持体とトナー担持体との間に形成された電界により、トナー担持体の外周面へ移動する。トナー担持体の外周面に保持されたトナーの一部は、静電潜像担持体との近接領域(現像領域)において、トナー担持体と静電潜像担持体との間に形成された電界により静電潜像担持体の静電潜像画像部へ移動する。トナー担持体上の残りのトナーは、トナー担持体の回転により供給回収領域に搬送されると、磁気ブラシの先端により機械的に掻き取られ、トナー担持体の外周面から除去される。   In the hybrid development, the developer held on the outer peripheral surface of the developer carrier is arranged along the magnetic lines formed around the developer carrier. The developer disposed around the developer carrying member in such a state is called a magnetic brush. In the proximity area (supply / recovery area) between the developer carrier and the toner carrier, the tip of the magnetic brush contacts the outer peripheral surface of the toner carrier, and only the toner of the developer constituting the magnetic brush is the developer carrier. It moves to the outer peripheral surface of the toner carrier by an electric field formed between the toner carrier and the toner carrier. Part of the toner held on the outer peripheral surface of the toner carrier is formed by an electric field formed between the toner carrier and the electrostatic latent image carrier in a proximity region (development region) with the electrostatic latent image carrier. To move to the electrostatic latent image portion of the electrostatic latent image carrier. When the remaining toner on the toner carrier is conveyed to the supply and recovery region by the rotation of the toner carrier, it is mechanically scraped by the tip of the magnetic brush and removed from the outer peripheral surface of the toner carrier.

現像剤担持体とトナー担持体には、交流成分を含むバイアスがそれぞれ印加される。これにより、現像剤担持体とトナー担持体との間には供給回収電界が形成され、トナー担持体と静電潜像担持体との間には現像電界が形成される。供給回収電界は、現像剤担持体上のトナーをトナー担持体へ供給する供給側の電位差と、トナー担持体上のトナーを現像剤担持体へ回収する回収側の電位差とが交互に繰り返されてなる交流電界である。一方、現像電界は、トナー担持体上のトナーを静電潜像担持体上の静電潜像画像部へ移動させる現像側の電位差と、静電潜像担持体上の静電潜像画像部からトナー担持体へトナーが回収される回収側の電位差とが交互に繰り返されてなる交流電界である。現像電界の周波数は、現像に悪影響が及ぶ周波数を超えない大きさに設定され、供給回収電界の周波数は現像電界の周波数と同じ大きさとなる(例えば特許文献2及び特許文献3参照)。   A bias including an AC component is applied to the developer carrier and the toner carrier. As a result, a supply / recovery electric field is formed between the developer carrier and the toner carrier, and a development electric field is formed between the toner carrier and the electrostatic latent image carrier. In the supply / recovery electric field, the potential difference on the supply side for supplying the toner on the developer carrier to the toner carrier and the potential difference on the recovery side for recovering the toner on the toner carrier to the developer carrier are alternately repeated. It is an alternating electric field. On the other hand, the developing electric field includes a potential difference on the developing side that moves the toner on the toner carrying member to the electrostatic latent image carrying portion on the electrostatic latent image carrying member, and an electrostatic latent image forming portion on the electrostatic latent image carrying member. AC electric field formed by alternately repeating the potential difference on the collecting side where the toner is collected from the toner to the toner carrier. The frequency of the developing electric field is set to a magnitude that does not exceed the frequency that adversely affects development, and the frequency of the supply and recovery electric field is the same as the frequency of the developing electric field (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).

ハイブリッド現像は、トナーが受けるストレスが小さいこと、高品質の画像が得られること、トナーの飛散が少ないことなどの利点を有する。しかし、ハイブリッド現像には、画像メモリと呼ばれる現象が発生しやすい問題がある。画像メモリとは、印字画像の濃淡が反転した画像(反転画像)が直後の画像領域に出現する現象をいう。例えば、白紙部とベタ部が混在してなる印字画像の画像メモリが、全面ハーフトーン濃度の画像領域(ハーフトーン画像領域)に発生する場合、ハーフトーン画像領域の濃度は、ベタ部であった部分よりも白紙部であった部分が高くなる。   Hybrid development has advantages such as low stress on the toner, high quality images, and low toner scattering. However, the hybrid development has a problem that a phenomenon called an image memory is likely to occur. The image memory is a phenomenon in which an image (inverted image) in which the density of a printed image is inverted appears in the immediately subsequent image area. For example, when an image memory of a print image in which a blank page portion and a solid portion are mixed occurs in an entire halftone density image region (halftone image region), the density of the halftone image region is a solid portion. The portion that was a white paper portion is higher than the portion.

ハイブリッド現像を採用する場合に画像メモリが発生する理由としては、現像剤担持体上の磁気ブラシによりトナー担持体上のトナーを十分に回収できず、トナー担持体上におけるトナー付着量のばらつきを解消できないことが考えられる。
特開2006−308687号公報 特開2005−242281号公報 特開2003−15380号公報
The reason why image memory is generated when hybrid development is used is that the toner on the toner carrier cannot be sufficiently collected by the magnetic brush on the developer carrier, and the variation in the amount of toner adhesion on the toner carrier is eliminated. It is thought that it cannot be done.
JP 2006-308687 A JP-A-2005-242281 JP 2003-15380 A

ハイブリッド現像方式において、トナー担持体上からのトナー回収性能を高めるためには、トナー担持体上のトナーを回収するための回収部材を現像剤担持体とは別に設けることが考えられる。しかし、現像剤担持体とは別に回収部材を設けると、部品点数が増加し、装置の大型化を招く不具合が生じる。   In the hybrid development system, in order to improve the toner collecting performance from the toner carrier, it is conceivable to provide a collecting member for collecting the toner on the toner carrier separately from the developer carrier. However, if a collecting member is provided separately from the developer carrier, the number of parts increases, resulting in a problem that leads to an increase in the size of the apparatus.

そこで、本発明は、ハイブリッド現像を採用する場合において、部品点数の増加を伴うことなく、画像メモリを確実に防止することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to reliably prevent an image memory without increasing the number of parts when adopting hybrid development.

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る現像装置は、
非磁性トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用いて、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置であって、
前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
供給回収領域を介して前記現像剤担持体に対向し且つ現像領域を介して前記静電潜像担持体に対向するように配置され、前記供給回収領域において前記現像剤担持体から供給されたトナーを担持するトナー担持体と、
前記現像剤担持体と前記トナー担持体との間に、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との間でトナーの供給と回収を行うための第1の交流電界を形成し、前記トナー担持体と前記静電潜像担持体との間に、前記トナー担持体から前記静電潜像担持体へトナーを移動させるための第2の交流電界を形成する電界形成手段と、を備え、
第1の交流電界の周波数が第2の交流電界の周波数よりも大きく、
第1の交流電界は、前記現像剤担持体に印加される供給バイアスと、前記トナー担持体に印加される現像バイアスとの電位差からなり、
前記現像バイアスは、前記現像バイアスが所定の電圧よりも高い高電圧期間と、前記現像バイアスが前記所定の電圧よりも低い低電圧期間とからなる周期の交流電圧であり、
前記供給バイアスは、前記高電圧期間中に前記現像剤担持体に印加され前記高電圧期間よりも短い周期を有する第1の交流電圧と、前記低電圧期間中に前記現像剤担持体に印加され前記低電圧期間よりも短い周期を有する第2の交流電圧とが交互に繰り返されてなる電圧であり、
前記高電圧期間は、第1の交流電圧の周期の整数倍であり、
前記低電圧期間は、第2の交流電圧の周期の整数倍である
ことを特徴とする。
また、本発明の別の態様に係る現像装置は、
非磁性トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用いて、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置であって、
前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
供給回収領域を介して前記現像剤担持体に対向し且つ現像領域を介して前記静電潜像担持体に対向するように配置され、前記供給回収領域において前記現像剤担持体から供給されたトナーを担持するトナー担持体と、
前記現像剤担持体と前記トナー担持体との間に、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との間でトナーの供給と回収を行うための第1の交流電界を形成し、前記トナー担持体と前記静電潜像担持体との間に、前記トナー担持体から前記静電潜像担持体へトナーを移動させるための第2の交流電界を形成する電界形成手段と、を備え、
第1の交流電界の周波数が第2の交流電界の周波数よりも大きく、
第1の交流電界は、前記現像剤担持体に印加される供給バイアスと、前記トナー担持体に印加される現像バイアスとの電位差からなり、
前記現像バイアスは、前記現像バイアスが所定の電圧よりも高い高電圧期間と、前記現像バイアスが前記所定の電圧よりも低い低電圧期間とからなる周期の交流電圧であり、
前記供給バイアスは、前記高電圧期間中に前記現像剤担持体に印加され前記高電圧期間よりも短い周期を有する第1の交流電圧と、前記低電圧期間中に前記現像剤担持体に印加され前記低電圧期間よりも短い周期を有する第2の交流電圧とが交互に繰り返されてなる電圧であり、
第1の交流電圧と第2の交流電圧とは、前記現像バイアスに別のバイアス成分を重畳してなる電圧であり、
第1の交流電圧及び/又は第2の交流電圧は、前記高電圧期間又は前記低電圧期間の終期又は/及び始期において前記バイアス成分が休止する休止期間を有する
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a developing device according to one aspect of the present invention provides:
A developing device that visualizes an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier using a developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier,
A developer carrying member carrying the developer;
A toner that is disposed so as to face the developer carrier through the supply / recovery area and to face the electrostatic latent image carrier through the development area, and is supplied from the developer carrier in the supply / recovery area A toner carrier for carrying
Forming a first AC electric field for supplying and collecting toner between the developer carrier and the toner carrier between the developer carrier and the toner carrier; An electric field forming means for forming a second AC electric field for moving the toner from the toner carrier to the electrostatic latent image carrier between the electrostatic latent image carrier and the electrostatic latent image carrier,
Frequency of the first alternating electric field is much larger than the frequency of the second alternating electric field,
The first AC electric field is composed of a potential difference between a supply bias applied to the developer carrier and a development bias applied to the toner carrier,
The development bias is an alternating voltage having a period of a high voltage period in which the development bias is higher than a predetermined voltage and a low voltage period in which the development bias is lower than the predetermined voltage.
The supply bias is applied to the developer carrier during the high voltage period and is applied to the developer carrier during the low voltage period and a first AC voltage having a shorter period than the high voltage period. A voltage obtained by alternately repeating a second AC voltage having a shorter period than the low voltage period,
The high voltage period is an integral multiple of the period of the first AC voltage;
The low voltage period is an integral multiple of the period of the second AC voltage .
Further, a developing device according to another aspect of the present invention includes:
A developing device that visualizes an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier using a developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier,
A developer carrying member carrying the developer;
A toner that is disposed so as to face the developer carrier through the supply / recovery area and to face the electrostatic latent image carrier through the development area, and is supplied from the developer carrier in the supply / recovery area A toner carrier for carrying
Forming a first AC electric field for supplying and collecting toner between the developer carrier and the toner carrier between the developer carrier and the toner carrier; An electric field forming means for forming a second AC electric field for moving the toner from the toner carrier to the electrostatic latent image carrier between the electrostatic latent image carrier and the electrostatic latent image carrier,
The frequency of the first alternating electric field is greater than the frequency of the second alternating electric field;
The first AC electric field is composed of a potential difference between a supply bias applied to the developer carrier and a development bias applied to the toner carrier,
The development bias is an alternating voltage having a period of a high voltage period in which the development bias is higher than a predetermined voltage and a low voltage period in which the development bias is lower than the predetermined voltage.
The supply bias is applied to the developer carrier during the high voltage period and is applied to the developer carrier during the low voltage period and a first AC voltage having a shorter period than the high voltage period. A voltage obtained by alternately repeating a second AC voltage having a shorter period than the low voltage period,
The first AC voltage and the second AC voltage are voltages obtained by superimposing another bias component on the development bias,
The first AC voltage and / or the second AC voltage has a pause period in which the bias component pauses at the end or / and start of the high voltage period or the low voltage period.
It is characterized by that.

本発明に係る画像形成装置は、上記の現像装置を備えたことを特徴とする。   An image forming apparatus according to the present invention includes the above-described developing device.

本発明によれば、現像剤担持体とトナー担持体との間に形成される第1の交流電界の周波数が、トナー担持体と静電潜像担持体との間に形成される第2の交流電界の周波数よりも大きいため、従来のように第1の交流電界の周波数と第2の交流電界の周波数が等しい場合に比べて、第1の交流電界の周波数を十分に大きくすることができる。よって、第2の交流電界の周波数を従来と同様の大きさに設定することで、現像に悪影響が及ぶことを回避することができ、第1の交流電界の周波数を十分に大きく設定することで、現像剤担持体とトナー担持体との間におけるトナーの供給と回収を活発にさせることができる。したがって、十分なトナーの供給と回収により、トナー担持体の外周面上のトナー付着量を均一にすることができ、これにより、部品点数の増加を伴うことなく画像メモリの発生を確実に防止することができる。   According to the present invention, the frequency of the first AC electric field formed between the developer carrier and the toner carrier is the second frequency formed between the toner carrier and the electrostatic latent image carrier. Since the frequency is higher than the frequency of the AC electric field, the frequency of the first AC electric field can be sufficiently increased as compared with the conventional case where the frequency of the first AC electric field is equal to the frequency of the second AC electric field. . Therefore, by setting the frequency of the second AC electric field to the same level as that of the prior art, it is possible to avoid adverse effects on development, and by setting the frequency of the first AC electric field sufficiently high. The toner can be actively supplied and recovered between the developer carrying member and the toner carrying member. Accordingly, sufficient toner supply and recovery can make the toner adhesion amount uniform on the outer peripheral surface of the toner carrier, thereby reliably preventing the occurrence of image memory without increasing the number of parts. be able to.

以下、添付図面を参照して本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。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described 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、静電潜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 photoreceptor 12 that is an electrostatic latent 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) may 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。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にトナー担持体である現像ローラ48が設けてある。現像ローラ48は、円筒状の部材であり、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、回転可能に配置されている。
[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. The housing 42 includes an opening 44 that is open toward the photosensitive member 12, and a developing roller 48 that is a toner carrier is provided in a space 46 formed in the vicinity of the opening 44. The developing roller 48 is a cylindrical member, and is disposed in parallel to the photosensitive member 12 and rotatably via the outer peripheral surface of the photosensitive member 12 and a predetermined developing gap 50.

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、現像剤担持体である搬送ローラ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、磁石体58と、磁石体58の周囲を回転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 conveyance roller 54 as a developer carrying 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 and a cylindrical sleeve 60 that is rotatably supported around the magnet body 58. 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、スリーブ60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の上部内周面部分に対向する磁極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磁極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。   The magnet body 58 has a plurality of magnetic poles facing the inner surface of the sleeve 60 and extending in the central axis direction of the transport roller 54. In the embodiment, the plurality of magnetic poles are opposed to the magnetic pole S <b> 1 facing 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. Magnetic pole 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.

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.

このように構成された現像装置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。キャリアはトナーに比べて相当大きいため、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。   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. Since the carrier is considerably larger than the toner, 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N1が対向する、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。後に詳細に説明するように、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領域(供給領域)90では、現像ローラ48とスリーブ60との間に形成された電界の存在により、キャリアに付着しているトナーが現像ローラ48に電気的に供給される。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領域(回収領域)92では、後に説明するように、現像に寄与す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上のトナーが、磁極N1の磁力線に沿って形成されている磁気ブラシに掻き取られてスリーブ60に回収される。キャリアは磁石体58の磁力によってスリーブ60の外周面に保持されており、スリーブ60から現像ローラ48に移動することはない。供給回収領域88を通過した現像剤2は、磁石体58の磁力に保持され、スリーブ60の回転と共に磁極S2の対向部を通過して磁極N2とN3の対向領域(放出領域94)に到達すると、磁極N2とN3によって形成される反発磁界によってスリーブ60の外周面から前室68に放出され、前室68を搬送されている現像剤2に混合される。   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 developer 2 held by the magnetic pole S <b> 1 in the area facing the restriction plate 62 (restriction area 86) is regulated by the restriction plate 62 to a predetermined amount. The developer 2 that has passed through the regulation gap 64 is conveyed to a region (supply / recovery region) 88 where the developing roller 48 and the conveying roller 54 are opposed to each other, where the magnetic pole N1 is opposed. As will be described in detail later, in the supply / recovery region 88, an upstream region (supply region) 90 mainly in the rotation direction of the sleeve 60, the presence of an electric field formed between the developing roller 48 and the sleeve 60. As a result, the toner adhering to the carrier is electrically supplied to the developing roller 48. Further, in the supply / recovery area 88, a region (collection area) 92 on the downstream side mainly in the rotation direction of the sleeve 60, as will be described later, the development sent back to the supply / recovery area 88 without contributing to the development. The toner on the roller 48 is scraped off by a magnetic brush formed along the magnetic field lines of the magnetic pole N1 and collected in the sleeve 60. The carrier is held on the outer peripheral surface of the sleeve 60 by the magnetic force of the magnet body 58 and does not move from the sleeve 60 to the developing roller 48. When the developer 2 that has passed through the supply / recovery region 88 is held by the magnetic force of the magnet body 58 and passes through the opposing portion of the magnetic pole S2 along with the rotation of the sleeve 60, the developer 2 reaches the opposing region (discharge region 94) of the magnetic poles N2 and N3. The repulsive magnetic field formed by the magnetic poles N2 and N3 is discharged from the outer peripheral surface of the sleeve 60 to the front chamber 68 and mixed with the developer 2 being conveyed through the front chamber 68.

供給領域90で現像ローラ48に保持されたトナーは、現像ローラ48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の作用を受けて、負極性に帯電したトナーが静電潜像画像部に付着し、この静電潜像を現像剤像として可視像化する。 The toner held on the developing roller 48 in the supply area 90 is conveyed counterclockwise with the rotation of the developing roller 48, and is an area (developing area) 96 where the photoconductor 12 and the developing roller 48 face each other. It adheres to the electrostatic latent image portion formed on the outer peripheral surface. 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 adheres to the electrostatic latent image portion due to the action of the electric field formed between the photosensitive member 12 and the developing roller 48, and this electrostatic latent image is displayed. The image is visualized as a developer image.

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.現像剤の材料〕
トナー、キャリア、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. Developer Material]
Specific materials of other particles contained in the toner, carrier, and 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.

〔バインダー樹脂〕
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。
[Binder resin]
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.

〔着色剤〕
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。
[Colorant]
For the colorant, 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, lake red, etc. should be used. Can do. 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〕
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。
[Charge control agent]
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〕
その他、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。
〔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。
[Other additives]
In addition, 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.
[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 the 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 the 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. .

〔荷電粒子〕
キャリアの長寿命化を図るため、トナーとの摩擦接触によりトナーを正規の極性に帯電する荷電粒子(インプラント粒子)を、第3の成分として2成分現像剤に添加するようにしてもよい。荷電粒子が添加される場合、キャリアの表面に汚れ(スペント)が生じても、スペントに荷電粒子が打ち込まれることで、長期に亘って安定したトナーの荷電性が得られる。好適に使用される荷電粒子は、トナーの帯電極性に応じて適宜選択される。キャリアとの摩擦接触により負極性に帯電するトナーを用いる場合、荷電粒子は、トナーとの接触により正極性に帯電する微粒子が用いられ、具体的には、例えばチタン酸ストロンチウムが用いられる。
[Charged particles]
In order to extend the life of the carrier, charged particles (implant particles) that charge the toner to a normal polarity by frictional contact with the toner may be added to the two-component developer as a third component. When charged particles are added, even if dirt (spent) is generated on the surface of the carrier, the charged particles are driven into the spent so that stable toner chargeability can be obtained over a long period of time. The charged particles preferably used are appropriately selected according to the charging polarity of the toner. When using a toner that is negatively charged by frictional contact with the carrier, fine particles that are positively charged by contact with the toner are used as the charged particles. Specifically, for example, strontium titanate is used.

〔4.電界形成手段〕
搬送ローラ54と現像ローラ48との間に、トナーの供給と回収を行うための第1の交流電界である供給回収電界を形成し、現像ローラ48と感光体12との間に、搬送ローラ54から感光体12へトナーを移動させるための第2の交流電界である現像電界を形成するために、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。電界形成装置110は、画像形成装置1の任意の位置に設けられた制御部182により制御される。電界形成装置110の構成は特に限定されないが、電界形成装置110は例えば図2に示すように構成される。図2に示す構成において、電界形成装置110は、現像ローラ48に一端が接続されたコイル114と、コイル114の他端に接続された直流電源112と、コイル114に隣接配置されたコイル116と、コイル116に接続された増幅器118と、コイル114の一端に接続された直流電源122と、直流電源122に一端が接続され搬送ローラ54に他端が接続されたコイル124と、コイル124に隣接配置されたコイル126と、コイル126に接続された増幅器128とを備えている。
[4. Electric field forming means]
A supply / recovery electric field, which is a first AC electric field for supplying and recovering toner, is formed between the transport roller 54 and the developing roller 48, and the transport roller 54 is provided between the developing roller 48 and the photoconductor 12. The developing roller 48 and the transport roller 54 are electrically connected to the electric field forming device 110 in order to form a developing electric field that is a second AC electric field for moving the toner from the toner to the photoconductor 12. The electric field forming apparatus 110 is controlled by a control unit 182 provided at an arbitrary position of the image forming apparatus 1. The configuration of the electric field forming device 110 is not particularly limited, but the electric field forming device 110 is configured as shown in FIG. 2, for example. In the configuration shown in FIG. 2, the electric field forming device 110 includes a coil 114 having one end connected to the developing roller 48, a DC power source 112 connected to the other end of the coil 114, and a coil 116 disposed adjacent to the coil 114. , An amplifier 118 connected to the coil 116, a DC power source 122 connected to one end of the coil 114, a coil 124 connected at one end to the DC power source 122 and connected at the other end to the conveying roller 54, and adjacent to the coil 124. A coil 126 arranged and an amplifier 128 connected to the coil 126 are provided.

供給回収電界は、電界形成装置110により現像ローラ48に印加される現像バイアスVdと、電界形成装置110により搬送ローラ54に印加される供給バイアスVsとの電位差(Vd−Vs)からなり、現像電界は、感光体12上の静電潜像画像部の電位と現像バイアスVdとの電位差からなる。   The supply / recovery electric field is composed of a potential difference (Vd−Vs) between the developing bias Vd applied to the developing roller 48 by the electric field forming device 110 and the supplying bias Vs applied to the conveying roller 54 by the electric field forming device 110. Is a potential difference between the potential of the electrostatic latent image portion on the photoreceptor 12 and the developing bias Vd.

〈第1の実施形態〉
図3と図4を参照しながら、第1の実施形態に係る現像バイアスVdと供給バイアスVsの構成について説明する。
<First Embodiment>
The configuration of the developing bias Vd and the supply bias Vs according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図3に示すように、現像バイアスVdの波形は、最大値Vdmaxと最小値Vdminとが交互に繰り返される矩形波であり、現像バイアスVdの実効値は、現像バイアスVdの1周期当たりの積分値Voである。現像バイアスVdは、交流成分に直流成分が重畳されて構成されている。現像バイアスVdの周期Tは、現像バイアスVdが実効値Voよりも高い高電圧期間TDHと、現像バイアスVdが実効値Voよりも低い低電圧期間TDLとからなる。現像バイアスVdのデューティ比(TDH/T)は例えば50%に設定されるが、これに限定されるものではない。すなわち、高電圧期間TDHの長さと低電圧期間TDLの長さは等しくてもよいし、異なっていてもよい。 As shown in FIG. 3, the waveform of the developing bias Vd is a rectangular wave in which the maximum value Vdmax and the minimum value Vdmin are alternately repeated, and the effective value of the developing bias Vd is an integrated value per cycle of the developing bias Vd. Vo. The developing bias Vd is configured by superimposing a DC component on an AC component. Period T D of the developing bias Vd is the developing bias Vd is composed of a high-voltage period T DH higher than the effective value Vo, the lower low voltage period T DL than the developing bias Vd is the effective value Vo. The duty ratio (T DH / T D ) of the developing bias Vd is set to 50%, for example, but is not limited to this. That is, the length of the high voltage period TDH and the length of the low voltage period TDL may be the same or different.

供給バイアスVsは、現像バイアスVdの高電圧期間TDH中に搬送ローラ54に印加される第1の交流電圧VS1と、現像バイアスVdの低電圧期間TDL中に搬送ローラ54に印加される第2の交流電圧VS2とが交互に繰り返されてなる電圧である。 Supply bias Vs is a first alternating voltage V S1 is applied to the conveying roller 54 during the high voltage period T DH of the developing bias Vd, is applied to the conveying roller 54 during the low voltage period T DL of the developing bias Vd The second alternating voltage V S2 is a voltage that is alternately repeated.

第1の交流電圧VS1は、現像バイアスVdの高電圧期間TDHよりも短い周期TS1を有する。具体的に、第1の交流電圧VS1は、高電圧期間TDHにおいて直流成分と現像バイアスVdの交流成分よりも周波数が高い交流成分とを現像バイアスVdに重畳してなる電圧である。これにより、第1の交流電圧VS1の波形は、現像バイアスVdの最大値Vdmaxよりも高い最大値VS1MAXと、現像バイアスVdの最大値Vdmaxよりも低い最小値VS1MINとが交互に繰り返される矩形波となる。 The first AC voltage V S1 has a cycle T S1 shorter than the high voltage period T DH of the developing bias Vd. Specifically, the first AC voltage V S1 is a voltage obtained by superimposing the high frequency alternating current component developing bias Vd than the AC component of the developing bias Vd and the DC component in the high-voltage period T DH. As a result, the waveform of the first AC voltage V S1 alternately repeats a maximum value V S1MAX higher than the maximum value Vdmax of the developing bias Vd and a minimum value V S1MIN lower than the maximum value Vdmax of the developing bias Vd. It becomes a square wave.

同様に、第2の交流電圧VS2は、現像バイアスVdの低電圧期間TDLよりも短い周期TS2を有する。具体的に、第2の交流電圧VS2は、低電圧期間TDLにおいて直流成分と現像バイアスVdの交流成分よりも周波数が高い交流成分とを現像バイアスVdに重畳してなる電圧である。低電圧期間TDLにおいて現像バイアスVdに重畳される交流成分は、高電圧期間TDHにおいて現像バイアスVdに重畳される交流成分と同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。高電圧期間TDHであるか又は低電圧期間TDLであるかに関わらず、常に同じ交流成分を現像バイアスVdに重畳して供給バイアスVsを形成する場合、第1の交流電圧VS1の周期TS1と第2の交流電圧VS2の周期TS2は等しくなる。第2の交流電圧VS2の波形は、現像バイアスVdの最小値Vdminよりも高い最大値VS2MAXと、現像バイアスVdの最小値Vdminよりも低い最小値VS2MINとが交互に繰り返される矩形波である。なお、実施形態において、第2の交流電圧VS2の最大値VS2MAXは、第1の交流電圧VS1の最小値VS1MINと同じ大きさとなっている。 Similarly, the second AC voltage V S2 has a cycle T S2 shorter than the low voltage period T DL of the developing bias Vd. Specifically, the second AC voltage V S2 is a voltage obtained by superimposing the high frequency alternating current component than the AC component of the developing bias Vd and the DC component in the low voltage period T DL to the developing bias Vd. AC component is superimposed on the developing bias Vd in the low voltage period T DL is preferably the same as the AC component is superimposed on the developing bias Vd in the high voltage period T DH, may be different. Regardless of whether the high voltage period T DH as or lower voltage period T DL, if always the same AC component to form a supply bias Vs by superimposing the developing bias Vd, the period of the first AC voltage V S1 T S1 and the period T S2 of the second AC voltage V S2 is equal. The waveform of the second AC voltage V S2 is a rectangular wave in which a maximum value V S2MAX higher than the minimum value Vdmin of the developing bias Vd and a minimum value V S2MIN lower than the minimum value Vdmin of the developing bias Vd are alternately repeated. is there. In the embodiment, the maximum value V S2MAX of the second AC voltage V S2 is the same as the minimum value V S1MIN of the first AC voltage V S1 .

本実施形態において、現像バイアスVdの高電圧期間TDHの長さは、供給バイアスVsの第1の交流電圧VS1の周期TS1の整数倍(図3では3倍)であり、現像バイアスVdの低電圧期間TDLの長さは、供給バイアスVsの第2の交流電圧VS2の周期TS2の整数倍(図3では3倍)である。これにより、供給回収電界、すなわち、現像バイアスVdと供給バイアスVsとの電位差(Vd−Vs)の波形は、図4に示すように連続した矩形波となる。そのため、供給回収領域88においてトナーの供給と回収を適切に行うことができる。供給回収電界の周期は、現像バイアスVdの高電圧期間TDHにおいては供給バイアスVsの第1の交流電圧VS1の周期TS1と等しく、現像バイアスVdの低電圧期間TDLにおいては供給バイアスVsの第2の交流電圧VS2の周期TS2と等しい。 In the present embodiment, the length of the high voltage period T DH of the developing bias Vd is an integer multiple of the period T S1 of the first AC voltage V S1 of the supply bias Vs (FIG. 3 three times), the developing bias Vd The length of the low voltage period T DL is an integral multiple (three times in FIG. 3) of the period T S2 of the second AC voltage V S2 of the supply bias Vs. As a result, the waveform of the supply / recovery electric field, that is, the potential difference (Vd−Vs) between the developing bias Vd and the supply bias Vs becomes a continuous rectangular wave as shown in FIG. Therefore, it is possible to appropriately supply and collect toner in the supply / recovery area 88. The period of the supply and recovery electric field is equal to the period T S1 of the first AC voltage V S1 of the supply bias Vs in the high voltage period T DH of the development bias Vd, and the supply bias Vs in the low voltage period T DL of the development bias Vd. Is equal to the period T S2 of the second AC voltage V S2 .

一方、現像電界、すなわち感光体12上の静電潜像画像部の電位と現像バイアスVdとの電位差は、現像バイアスVdと同じ周期Tの交流電界となる。よって、供給回収電界の周期TS1またはTS2は、現像電界の周期Tよりも著しく小さくなる。すなわち、供給回収電界の周波数が、現像電界の周波数よりも顕著に大きくなる。そのため、現像電界の周波数を、現像領域96におけるトナーの感度が過剰に高くならない程度に小さく設定しても、供給回収電界の周波数を十分に大きくすることができるため、供給回収領域88においてトナーの供給と回収を十分に行うようにすることができる。したがって、現像ローラ48上のトナー付着量のばらつきを抑制することができ、これにより、画像メモリの発生を確実に防止することができる。 On the other hand, the potential difference between the developing electric field, i.e. the potential of the electrostatic latent image portion on the photoreceptor 12 and the developing bias Vd is a alternating electric field having the same period T D and the developing bias Vd. Therefore, the period T S1 or T S2 of the supply / recovery electric field is significantly smaller than the period T D of the development electric field. That is, the frequency of the supply / recovery electric field is significantly higher than the frequency of the development electric field. For this reason, even if the frequency of the developing electric field is set so small that the sensitivity of the toner in the developing region 96 does not become excessively high, the frequency of the supplying and collecting electric field can be sufficiently increased. Supply and recovery can be sufficiently performed. Therefore, it is possible to suppress the variation in the toner adhesion amount on the developing roller 48, thereby reliably preventing the occurrence of the image memory.

〈第2の実施形態〉
図5及び図6を参照しながら、第2の実施形態に係る現像バイアスVdと供給バイアスVsの構成について説明する。第2の実施形態は、現像バイアスVdの高電圧期間TDHの長さを、供給バイアスVsの第1の交流電圧VS1の周期TS1の整数倍にしたり、現像バイアスVdの低電圧期間TDLの長さを、供給バイアスVsの第2の交流電圧VS2の周期TS2の整数倍にしたりすることができない場合に好適な実施形態である。
<Second Embodiment>
The configuration of the developing bias Vd and the supply bias Vs according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. Second embodiment, the length of the high voltage period T DH of the developing bias Vd, or to an integral multiple of the period T S1 of the first AC voltage V S1 of the supply bias Vs, low voltage period of the developing bias Vd T This is a preferred embodiment when the length of DL cannot be made an integral multiple of the period T S2 of the second AC voltage V S2 of the supply bias Vs.

図5に示すように、現像バイアスVdは、図3に示す第1の実施形態と同様の構成からなる。一方、供給バイアスVsについては、第1の交流電圧VS1と第2の交流電圧VS2が休止期間TP1,TP2を有する点で、第1の実施形態と異なる。休止期間TP1,TP2は、第1の交流電圧VS1又は第2の交流電圧VS2を形成するために現像バイアスVdに重畳されるバイアス成分が休止する期間である。第1の交流電圧VS1の休止期間TP1は現像バイアスVdの高電圧期間TDHの終期に設けられ、第2の交流電圧VS2の休止期間TP2は現像バイアスVdの低電圧期間TDLの終期に設けられている。ただし、休止期間TP1,TP2は、高電圧期間TDH又は低電圧期間TDLの始期に設けたり、高電圧期間TDH又は低電圧期間TDLの始期と終期の両方に設けたりしてもよい。また、第1の交流電圧VS1又は第2の交流電圧VS2の一方に休止期間TP1,TP2を設けるようにしてもよい。 As shown in FIG. 5, the developing bias Vd has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. On the other hand, the supply bias Vs is different from the first embodiment in that the first AC voltage V S1 and the second AC voltage V S2 have pause periods T P1 and T P2 . The pause periods T P1 and T P2 are periods in which the bias component superimposed on the development bias Vd is paused in order to form the first AC voltage V S1 or the second AC voltage V S2 . Rest period T P1 of the first AC voltage V S1 is provided at the end of the high voltage period T DH of the developing bias Vd, rest period T P2 of the second AC voltage V S2 is low voltage period T DL of the developing bias Vd At the end of the period. However, rest period T P1, T P2 is or provided at the beginning of a high-voltage period T DH or low voltage period T DL, and may be provided to both the beginning and end of the high voltage period T DH or low voltage period T DL Also good. Further, the rest periods T P1 and T P2 may be provided in one of the first AC voltage V S1 and the second AC voltage V S2 .

このようにして休止期間TP1,TP2を設けると、供給バイアスVsが第1の交流電圧VS1と第2の交流電圧VS2との間で切り替わるとき、供給バイアスVsの振幅が瞬間的に大きくなることを回避でき、これによりリークの発生を防止できる。 When the pause periods T P1 and T P2 are thus provided, when the supply bias Vs switches between the first AC voltage V S1 and the second AC voltage V S2 , the amplitude of the supply bias Vs instantaneously The increase in size can be avoided, thereby preventing the occurrence of leaks.

第2の実施形態において、供給回収電界、すなわち現像バイアスVdと供給バイアスVsとの電位差(Vd−Vs)の波形は、図6に示すような波形となる。休止期間TP1,TP2においては、供給バイアスVsが現像バイアスVdに等しくなるため電位差(Vd−Vs)がゼロとなる。 In the second embodiment, the waveform of the supply / recovery electric field, that is, the potential difference (Vd−Vs) between the development bias Vd and the supply bias Vs is as shown in FIG. In the pause periods T P1 and T P2 , the supply bias Vs becomes equal to the development bias Vd, so the potential difference (Vd−Vs) becomes zero.

第2の実施形態においても、供給回収電界の周期は、現像バイアスVdの高電圧期間TDHにおいては供給バイアスVsの第1の交流電圧VS1の周期TS1と等しく、現像バイアスVdの低電圧期間TDLにおいては供給バイアスVsの第2の交流電圧VS2の周期TS2と等しくなる。よって、供給回収電界の周波数が、現像電界の周波数よりも顕著に大きくなる。そのため、現像バイアスVdの周波数を従来と同様に設定し、供給バイアスVsを十分に大きく設定することで、現像領域96におけるトナーの感度が過剰に高くなることを回避しつつ、画像メモリの発生を確実に防止することができる。 Also in the second embodiment, the period of the supply and recovery electric field is equal to the period T S1 of the first alternating voltage V S1 of the supply bias Vs in the high voltage period T DH of the development bias Vd, and the low voltage of the development bias Vd. In the period TDL , it becomes equal to the cycle T S2 of the second AC voltage V S2 of the supply bias Vs. Therefore, the frequency of the supply / recovery electric field is significantly higher than the frequency of the development electric field. For this reason, the frequency of the developing bias Vd is set in the same manner as in the prior art, and the supply bias Vs is set to be sufficiently large, thereby avoiding an excessive increase in the sensitivity of the toner in the developing region 96 and generating an image memory. It can be surely prevented.

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。   While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.

供給回収電界の周波数と現像電界の周波数との大小関係が、画像メモリの発生状況に及ぼす影響を確認するための試験を行った。   A test was carried out to confirm the influence of the magnitude relationship between the frequency of the supply / recovery electric field and the frequency of the development electric field on the image memory generation state.

試験では、画像メモリ防止に有利な第1条件と、画像メモリ防止に不利な第2条件を設定し、それぞれの条件について、供給回収電界の周波数と現像電界の周波数を変化させながら、画像メモリの発生の有無を確認した。   In the test, a first condition that is advantageous for preventing image memory and a second condition that is disadvantageous for preventing image memory are set. For each condition, the frequency of the supply and recovery electric field and the frequency of the developing electric field are changed. The presence or absence of occurrence was confirmed.

(第1条件)
第1条件では、現像ローラ上のトナーが搬送ローラへ回収されやすいように供給回収電界(Vd−Vs)の積分値を調整することで、現像ローラ上のトナー搬送量が3g/m、現像ローラ上のトナー帯電量が−20μC/gとなるようにした。なお、ここでいう現像ローラ上のトナー搬送量とは、白紙画像の画像形成を継続することにより現像ローラ上のトナー搬送量が増加して飽和状態に達したときの搬送量を指し、以下同様とする。また、供給回収電界(Vd−Vs)の振幅(ΔVpp)を2300Vに設定し、これにより、現像ローラと搬送ローラとの間でトナーの供給と回収が活発に行われるようにした。
(First condition)
Under the first condition, the toner conveyance amount on the developing roller is 3 g / m 2 by adjusting the integral value of the supply / recovery electric field (Vd−Vs) so that the toner on the developing roller is easily collected on the conveying roller. The toner charge amount on the roller was set to −20 μC / g. Here, the toner transport amount on the developing roller refers to the transport amount when the toner transport amount on the developing roller increases and reaches a saturated state by continuing image formation of a blank image, and so on. And Further, the amplitude (ΔVpp) of the supply / recovery electric field (Vd−Vs) is set to 2300 V, so that the toner is actively supplied and recovered between the developing roller and the conveyance roller.

(第2条件)
第2条件では、現像ローラ上のトナーが搬送ローラへ回収され難くなるように供給回収電界(Vd−Vs)の積分値を調整することで、現像ローラによるトナー搬送量が6g/m、現像ローラ上のトナー帯電量が−40μC/gとなるようにした。また、現像ローラと搬送ローラとの間のトナーの供給量と回収量が比較的少なくなるように、供給回収電界(Vd−Vs)の振幅(ΔVpp)を1500Vに設定した。
(Second condition)
Under the second condition, the toner conveyance amount by the developing roller is 6 g / m 2 by adjusting the integral value of the supply / recovery electric field (Vd−Vs) so that the toner on the developing roller is not easily collected by the conveying roller. The toner charge amount on the roller was set to −40 μC / g. Further, the amplitude (ΔVpp) of the supply / recovery electric field (Vd−Vs) was set to 1500 V so that the supply amount and recovery amount of toner between the developing roller and the conveyance roller were relatively small.

第1条件と第2条件のいずれについても、上述の実施形態に係る画像形成装置を使用して試験を行った。現像剤としては、コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製のbizhub C350用のキャリアとトナーを使用した。現像剤中のトナー濃度(現像剤全量に占めるトナーと外添剤の合計量の割合)は8%とした。   Both the first condition and the second condition were tested using the image forming apparatus according to the above-described embodiment. As the developer, a carrier and toner for bizhub C350 manufactured by Konica Minolta Business Technologies, Inc. were used. The toner concentration in the developer (the ratio of the total amount of toner and external additives to the total amount of developer) was 8%.

さらに、第1条件と第2条件に共通の設定として、感光体の静電潜像非画像部の電位が−550V、感光体の静電潜像画像部の電位が−60Vとなるようにした。現像ローラとしては、表面にアルマイト処理を施したアルミニウムローラを使用し、感光体と現像ローラとの最近接部のギャップは0.15mmとした。現像ローラには、図3及び図5に示すような矩形波の現像バイアスVdを印加した。現像バイアスVdの振幅は1.4kV、現像バイアスVdのデューティ比は50%に設定し、現像バイアスVdの直流成分は、感光体上のベタ付着量が6g/mとなるように調整した。現像ローラと搬送ローラとの最近接部のギャップは0.3mmとし、搬送ローラ上の現像剤搬送量は200g/mとなるようにした。 Furthermore, as a setting common to the first condition and the second condition, the potential of the electrostatic latent image non-image portion of the photosensitive member is set to −550V, and the potential of the electrostatic latent image image portion of the photosensitive member is set to −60V. . As the developing roller, an aluminum roller having an alumite treatment on the surface was used, and the gap at the closest part between the photosensitive member and the developing roller was set to 0.15 mm. A rectangular wave developing bias Vd as shown in FIGS. 3 and 5 was applied to the developing roller. The amplitude of the developing bias Vd was set to 1.4 kV, the duty ratio of the developing bias Vd was set to 50%, and the DC component of the developing bias Vd was adjusted so that the solid adhesion amount on the photosensitive member was 6 g / m 2 . The gap at the closest part between the developing roller and the conveying roller was set to 0.3 mm, and the developer conveying amount on the conveying roller was set to 200 g / m 2 .

第1条件と第2条件のいずれについても、現像電界の周波数を1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、5kHz、6kHz又は7kHzのいずれかに設定し、供給回収電界の周波数を1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、5kHz、6kHz又は7kHzのいずれかに設定して、それらの周波数の組み合わせ毎に画像メモリの評価を行った(表1及び表2参照)。   For both the first condition and the second condition, the frequency of the developing electric field is set to 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz, 5 kHz, 6 kHz, or 7 kHz, and the frequency of the supply and recovery electric field is 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz. The image memory was evaluated for each combination of frequencies set to 5 kHz, 6 kHz, or 7 kHz (see Tables 1 and 2).

供給回収電界の周波数が現像電界の周波数よりも大きく、且つ、供給回収電界の周波数が現像電界の周波数の整数倍である組み合わせについては、図2に示す構成の電界形成装置により図3に示す構成(上述の第1の実施形態)の現像バイアスVdと供給バイアスVsを現像ローラと搬送ローラに印加し、供給回収電界が現像電界の周波数よりも大きく、且つ、供給回収電界の周波数が現像電界の周波数の整数倍でない組み合わせについては、図2に示す構成の電界形成装置により図5に示す構成(上述の第2の実施形態)の現像バイアスVdと供給バイアスVsを現像ローラと搬送ローラに印加した。その他の組み合わせについては、電界形成装置としてTrek社製の高圧アンプ609E−6及びエヌエフ回路設計ブロック社製のファンクションジェネレータWF1946を使用した。   For the combination in which the frequency of the supply and recovery electric field is larger than the frequency of the development electric field and the frequency of the supply and recovery electric field is an integral multiple of the frequency of the development electric field, the configuration shown in FIG. The developing bias Vd and the supply bias Vs of the first embodiment described above are applied to the developing roller and the transport roller, the supply / recovery electric field is larger than the frequency of the development electric field, and the frequency of the supply / recovery electric field is For combinations that are not integral multiples of the frequency, the developing bias Vd and the supply bias Vs having the configuration shown in FIG. 5 (the second embodiment described above) were applied to the developing roller and the transport roller by the electric field forming device having the configuration shown in FIG. . For other combinations, a high-voltage amplifier 609E-6 manufactured by Trek and a function generator WF1946 manufactured by NF Circuit Design Block Co. were used as the electric field forming device.

以上の条件により、メモリ評価用チャート画像(ベタ画像部と白紙画像部が混在する画像)の印字後にハーフトーン画像を印字し、ハーフトーン画像に画像メモリが発生しているか否かを目視により確認した。画像メモリの評価は、画像メモリの発生が全く確認されなかったものを「○」、軽微な画像メモリが確認されたものを「△」、画像メモリが非常にはっきりと確認されたものを「×」で表した(表1及び表2参照)。   Under the above conditions, a halftone image is printed after printing the memory evaluation chart image (an image in which a solid image portion and a blank image portion are mixed), and it is visually confirmed whether or not image memory is generated in the halftone image. did. The evaluation of the image memory is “○” when no image memory is confirmed, “△” when a slight image memory is confirmed, and “×” when the image memory is confirmed very clearly. (See Tables 1 and 2).

表1は、第1条件についての試験結果を示す。なお、供給回収電界の周波数が1kHzのときは現像ローラ上のトナー搬送量が所定量に達せず、現像電界の周波数が7kHzのときは感光体上のトナー付着量が所定量に達しなかったため、画像メモリの評価を行えなかった。   Table 1 shows the test results for the first condition. When the frequency of the supply / recovery electric field is 1 kHz, the toner conveyance amount on the developing roller does not reach the predetermined amount, and when the frequency of the developing electric field is 7 kHz, the toner adhesion amount on the photoconductor does not reach the predetermined amount. The image memory could not be evaluated.

表1に示すように、画像メモリに有利な第1条件では、現像電界の周波数が供給回収電界の周波数よりも小さいときは、画像メモリが非常にはっきりと確認され、従来と同様に現像電界の周波数と供給回収電界の周波数が等しいときは軽微な画像メモリが確認された。これに対して、供給回収電界の周波数が現像電界の周波数よりも大きいときは、画像メモリの発生が全く確認されなかった。

Figure 0005353144
As shown in Table 1, in the first condition advantageous to the image memory, when the frequency of the developing electric field is smaller than the frequency of the supply / recovery electric field, the image memory is confirmed very clearly, and the developing electric field of When the frequency is equal to the frequency of the supply and recovery electric field, a slight image memory was confirmed. On the other hand, when the frequency of the supply / recovery electric field is larger than the frequency of the developing electric field, no image memory was generated.
Figure 0005353144

表2は、第2条件についての試験結果を示す。なお、供給回収電界の周波数が1kHz及び2kHzのときは現像ローラ上のトナー搬送量が所定量に達せず、現像電界の周波数が7kHzのときは感光体上のトナー付着量が所定量に達しなかったため、画像メモリの評価を行えなかった。   Table 2 shows the test results for the second condition. When the frequency of the supply / recovery electric field is 1 kHz and 2 kHz, the toner conveyance amount on the developing roller does not reach the predetermined amount, and when the frequency of the developing electric field is 7 kHz, the toner adhesion amount on the photosensitive member does not reach the predetermined amount. Therefore, the image memory could not be evaluated.

表2に示すように、画像メモリに不利な第1条件では、現像電界の周波数が供給回収電界の周波数よりも小さいとき、及び従来と同様に現像電界の周波数と供給回収電界の周波数が等しいとき、画像メモリが非常にはっきりと確認された。これに対して、供給回収電界の周波数が現像電界の周波数よりも大きいときについては、供給回収電界の周波数が現像電界の周波数よりも1kHzだけ大きいときは、軽微な画像メモリが確認され、供給回収電界の周波数が現像電界の周波数よりも2kHz以上大きいときは、画像メモリの発生が全く確認されなかった。

Figure 0005353144
As shown in Table 2, in the first condition disadvantageous for the image memory, when the frequency of the developing electric field is smaller than the frequency of the supply and recovery electric field, and when the frequency of the developing electric field and the frequency of the supply and recovery electric field are equal as in the conventional case The image memory was confirmed very clearly. On the other hand, when the frequency of the supply / recovery electric field is higher than the frequency of the development electric field, when the frequency of the supply / recovery electric field is 1 kHz higher than the frequency of the development electric field, a slight image memory is confirmed and the supply / recovery electric field is confirmed. When the frequency of the electric field was 2 kHz or more higher than the frequency of the developing electric field, generation of image memory was not confirmed at all.
Figure 0005353144

以上の試験結果より、画像メモリの発生の有無に関わる条件に関わらず、供給回収電界の周波数を現像電界の周波数よりも大きくすることで、画像メモリの発生を防止する効果が得られることを確認できた。   From the above test results, it was confirmed that the effect of preventing the occurrence of image memory can be obtained by making the frequency of the supply and recovery electric field larger than the frequency of the development electric field regardless of the conditions related to the presence or absence of the image memory. did it.

本発明に係る画像形成装置の概略構成と本発明に係る現像装置の断面を示す図。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention and a cross section of a developing device according to the present invention. 電界形成装置の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of an electric field formation apparatus. 第1の実施形態に係る現像バイアスと供給バイアスの波形を示すグラフ。6 is a graph showing waveforms of a developing bias and a supply bias according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る供給回収電界の波形を示すグラフ。The graph which shows the waveform of the supply collection electric field which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る現像バイアスと供給バイアスの波形を示すグラフ。6 is a graph showing waveforms of a developing bias and a supply bias according to the second embodiment. 第2の実施形態に係る供給回収電界の波形を示すグラフ。The graph which shows the waveform of the supply collection electric field which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1:画像形成装置、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、46:第2の空間、48:現像ローラ、50:現像ギャップ、52:第2の空間、54:搬送ローラ、56:供給回収ギャップ、58:磁石体、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。 1: Image forming apparatus, 12: Photoconductor, 16: Charging station, 18: Exposure station, 20: Development station, 22: Transfer station, 24: Cleaning station, 26: Charging apparatus, 28: Exposure apparatus, 30: Image light 32: passage, 34: developing device, 36: transfer device, 38: sheet, 40: cleaning device, 42: housing, 44: opening, 46: second space, 48: developing roller, 50: developing gap, 52: second space, 54: transport roller, 56: supply / recovery gap, 58: magnet body, 60: sleeve, 63: restriction plate, 64: restriction gap, 66: developer stirring chamber, 68: front chamber, 70 : Rear chamber, 72: front screw, 74: rear screw, 76: partition wall, 86: restriction area, 88: supply recovery area, 90: supply area, 92: recovery area, 9 : Emission region, 96: development region, 98: a toner supply unit, 100: a container, 102: opening, 104: supply roller, 110: electric field forming apparatus.

Claims (4)

非磁性トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用いて、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置であって、
前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
供給回収領域を介して前記現像剤担持体に対向し且つ現像領域を介して前記静電潜像担持体に対向するように配置され、前記供給回収領域において前記現像剤担持体から供給されたトナーを担持するトナー担持体と、
前記現像剤担持体と前記トナー担持体との間に、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との間でトナーの供給と回収を行うための第1の交流電界を形成し、前記トナー担持体と前記静電潜像担持体との間に、前記トナー担持体から前記静電潜像担持体へトナーを移動させるための第2の交流電界を形成する電界形成手段と、を備え、
第1の交流電界の周波数が第2の交流電界の周波数よりも大きく、
第1の交流電界は、前記現像剤担持体に印加される供給バイアスと、前記トナー担持体に印加される現像バイアスとの電位差からなり、
前記現像バイアスは、前記現像バイアスが所定の電圧よりも高い高電圧期間と、前記現像バイアスが前記所定の電圧よりも低い低電圧期間とからなる周期の交流電圧であり、
前記供給バイアスは、前記高電圧期間中に前記現像剤担持体に印加され前記高電圧期間よりも短い周期を有する第1の交流電圧と、前記低電圧期間中に前記現像剤担持体に印加され前記低電圧期間よりも短い周期を有する第2の交流電圧とが交互に繰り返されてなる電圧であり、
前記高電圧期間は、第1の交流電圧の周期の整数倍であり、
前記低電圧期間は、第2の交流電圧の周期の整数倍である
ことを特徴とする現像装置。
A developing device that visualizes an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier using a developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier,
A developer carrying member carrying the developer;
A toner that is disposed so as to face the developer carrier through the supply / recovery area and to face the electrostatic latent image carrier through the development area, and is supplied from the developer carrier in the supply / recovery area A toner carrier for carrying
Forming a first AC electric field for supplying and collecting toner between the developer carrier and the toner carrier between the developer carrier and the toner carrier; An electric field forming means for forming a second AC electric field for moving the toner from the toner carrier to the electrostatic latent image carrier between the electrostatic latent image carrier and the electrostatic latent image carrier,
Frequency of the first alternating electric field is much larger than the frequency of the second alternating electric field,
The first AC electric field is composed of a potential difference between a supply bias applied to the developer carrier and a development bias applied to the toner carrier,
The development bias is an alternating voltage having a period of a high voltage period in which the development bias is higher than a predetermined voltage and a low voltage period in which the development bias is lower than the predetermined voltage.
The supply bias is applied to the developer carrier during the high voltage period and is applied to the developer carrier during the low voltage period and a first AC voltage having a shorter period than the high voltage period. A voltage obtained by alternately repeating a second AC voltage having a shorter period than the low voltage period,
The high voltage period is an integral multiple of the period of the first AC voltage;
The developing device according to claim 1, wherein the low voltage period is an integral multiple of a period of the second AC voltage .
非磁性トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用いて、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置であって、
前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
供給回収領域を介して前記現像剤担持体に対向し且つ現像領域を介して前記静電潜像担持体に対向するように配置され、前記供給回収領域において前記現像剤担持体から供給されたトナーを担持するトナー担持体と、
前記現像剤担持体と前記トナー担持体との間に、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との間でトナーの供給と回収を行うための第1の交流電界を形成し、前記トナー担持体と前記静電潜像担持体との間に、前記トナー担持体から前記静電潜像担持体へトナーを移動させるための第2の交流電界を形成する電界形成手段と、を備え、
第1の交流電界の周波数が第2の交流電界の周波数よりも大きく、
第1の交流電界は、前記現像剤担持体に印加される供給バイアスと、前記トナー担持体に印加される現像バイアスとの電位差からなり、
前記現像バイアスは、前記現像バイアスが所定の電圧よりも高い高電圧期間と、前記現像バイアスが前記所定の電圧よりも低い低電圧期間とからなる周期の交流電圧であり、
前記供給バイアスは、前記高電圧期間中に前記現像剤担持体に印加され前記高電圧期間よりも短い周期を有する第1の交流電圧と、前記低電圧期間中に前記現像剤担持体に印加され前記低電圧期間よりも短い周期を有する第2の交流電圧とが交互に繰り返されてなる電圧であり、
第1の交流電圧と第2の交流電圧とは、前記現像バイアスに別のバイアス成分を重畳してなる電圧であり、
第1の交流電圧及び/又は第2の交流電圧は、前記高電圧期間又は前記低電圧期間の終期又は/及び始期において前記バイアス成分が休止する休止期間を有する
ことを特徴とする現像装置。
A developing device that visualizes an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier using a developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier,
A developer carrying member carrying the developer;
A toner that is disposed so as to face the developer carrier through the supply / recovery area and to face the electrostatic latent image carrier through the development area, and is supplied from the developer carrier in the supply / recovery area A toner carrier for carrying
Forming a first AC electric field for supplying and collecting toner between the developer carrier and the toner carrier between the developer carrier and the toner carrier; An electric field forming means for forming a second AC electric field for moving the toner from the toner carrier to the electrostatic latent image carrier between the electrostatic latent image carrier and the electrostatic latent image carrier,
Frequency of the first alternating electric field is much larger than the frequency of the second alternating electric field,
The first AC electric field is composed of a potential difference between a supply bias applied to the developer carrier and a development bias applied to the toner carrier,
The development bias is an alternating voltage having a period of a high voltage period in which the development bias is higher than a predetermined voltage and a low voltage period in which the development bias is lower than the predetermined voltage.
The supply bias is applied to the developer carrier during the high voltage period and is applied to the developer carrier during the low voltage period and a first AC voltage having a shorter period than the high voltage period. A voltage obtained by alternately repeating a second AC voltage having a shorter period than the low voltage period,
The first AC voltage and the second AC voltage are voltages obtained by superimposing another bias component on the development bias,
The first AC voltage and / or the second AC voltage has a pause period in which the bias component pauses at the end or / and start of the high voltage period or the low voltage period. Development device.
第1の交流電圧及び/又は第2の交流電圧は、前記現像バイアスに別のバイアス成分を重畳してなる電圧であり、
前記現像バイアスに重畳されるバイアス成分は、前記現像バイアスの交流成分よりも周波数が高い交流成分を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
The first AC voltage and / or the second AC voltage is a voltage formed by superimposing another bias component on the development bias,
The bias component superimposed in the developing bias, a developing device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises the developing bias AC component frequency is higher than the AC component of the.
請求項1〜3のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the developing device according to any one of claims 1 to 3.
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