JPH0431879A - Developing device - Google Patents

Developing device

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Publication number
JPH0431879A
JPH0431879A JP2138094A JP13809490A JPH0431879A JP H0431879 A JPH0431879 A JP H0431879A JP 2138094 A JP2138094 A JP 2138094A JP 13809490 A JP13809490 A JP 13809490A JP H0431879 A JPH0431879 A JP H0431879A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
charge
carrier
developing roller
developing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2138094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takashima
高嶋 洋志
Shigekazu Enoki
繁和 榎木
Hiroharu Suzuki
弘治 鈴木
Naotaka Iwata
尚貴 岩田
Yuichi Ueno
祐一 上野
Noriyuki Kimura
則幸 木村
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2138094A priority Critical patent/JPH0431879A/en
Publication of JPH0431879A publication Critical patent/JPH0431879A/en
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Abstract

PURPOSE:To carry the necessary quantity of toner having high electrostatically charged amount to a developing area and to form the visible image of desired density by selectively adding a charge to the surface of a toner carrier by a charge adding means and carrying the toner with the aid of fine closed electric fields which are formed. CONSTITUTION:A carrier whose surface has charge holding ability is used as the toner carrier 5, and the charge adding means 34 is constituted of a corona discharger 51 opposed to the surface of the carrier 5, and a grid electrode 34 which is arranged between the charge wire 54 of the discharger and the surface of the carrier 5 and provided with plural through holes 37 where corona ions from the charge wire 54 pass. Then, the charge is selectively added to the surface of the toner carrier 5 and a large number of fine closed electric fields are formed near the surface. Thus, the necessary quantity of toner to form the visible image of the desired density and high quality is carried to a developing area.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転駆動されるトナー担持体にトナーを供給
し、該担持体の表面にトナーを担持して搬送し、潜像担
持体と前記トナー担持体が互いに対向した現像領域にて
、潜像担持体に形成された静電潜像を、トナー担持体に
担持したトナーによって可視像化する現像装置に関する
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention supplies toner to a rotationally driven toner carrier, carries the toner on the surface of the carrier, and transports the toner to form a latent image carrier. The present invention relates to a developing device that visualizes an electrostatic latent image formed on a latent image carrier in a development area where the toner carriers face each other using toner carried on the toner carrier.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化して記録画
像を得る電子複写機、レーザプリンタ或いはファクシミ
リ等の画像形成装置において、必要に応じて補助剤を外
添したトナー、すなわち−成分系現像剤を用いる上記形
式の現像装置を採用することは従来より周知である。
In an image forming apparatus such as an electronic copying machine, a laser printer, or a facsimile machine that obtains a recorded image by visualizing an electrostatic latent image formed on a latent image carrier, a toner to which an adjuvant is externally added as necessary, i.e. - It has been well known to employ a developing device of the above type using a component-based developer.

この形式の現像装置は、キャリアを含む二成分系現像剤
を用いた現像装置に比べ、装置の維持管理を簡素化でき
、装置の構造を小型化できる利点が得られる。
This type of developing device has the advantage that maintenance and management of the device can be simplified and the structure of the device can be made smaller, compared to a developing device using a two-component developer containing a carrier.

ところが、−成分系現像剤を用いた従来の現像装置にお
いては、所定濃度の高品質な可視像を形成するのに必要
とされる充分な量のトナーを現像領域へ搬送することが
難しかった。
However, in conventional developing devices that use -component developers, it is difficult to transport a sufficient amount of toner to the developing area to form a high-quality visible image with a predetermined density. .

そこでトナー担持体の表面に凹凸を形成し、これらの凹
凸にトナーを充填させて担持し、現像領域へ搬送される
トナーの量を増大させた現像装置も提案されている。と
ころが、この構成によると、搬送できるトナー量は増大
するものの、搬送されるトナー中には帯電不足のトナー
が多量に含まれているため、これによって形成された可
視像の画質が低下する恐れがある。
Therefore, a developing device has been proposed in which an uneven surface is formed on the surface of a toner carrier, and toner is filled and carried on the uneven surface to increase the amount of toner conveyed to a developing area. However, although this configuration increases the amount of toner that can be transported, the transported toner contains a large amount of undercharged toner, which may reduce the quality of the visible image formed. There is.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去した現像装
置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a developing device that eliminates the above-mentioned conventional drawbacks.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式
の現像装置において、トナー担持体として1表面が電荷
保持性を有する担持体を用いると共に、トナー担持体の
表面に対して選択的に電荷を付与し、該表面の近傍に多
数の微小閉電界を形成する電荷付与手段を設け、該電荷
付与手段髪、トナー担持体の表面に対向するコロナ放電
器と、該放電器のチャージワイヤとトナー担持体表面と
の間に配置されていて、前記チャージワイヤからのコロ
ナイオンが通過する複数の貫通孔を備えたグリッド電極
とにより構成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention uses, as a toner carrier, a carrier having charge retention property on one surface in the developing device described at the beginning, and selectively charges the surface of the toner carrier. a corona discharger facing the surface of the toner carrier, a charge wire of the discharger, and the toner. It is characterized by comprising a grid electrode provided with a plurality of through holes, which are disposed between the electrode and the surface of the carrier, through which corona ions from the charge wire pass.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る現像装置の一例を示す概略図であ
り、先ずその全体構成と作用を明らかにする。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a developing device according to the present invention, and first the overall structure and operation thereof will be explained.

第1図において、潜像担持体の一例であるドラム状の感
光体1は矢印A方向に駆動され、これに対向して現像装
置2が設けられている。現像装置2のトナー容器3内に
は、必要に応じて補助剤が混合された非磁性トナー4、
すなわち非磁性の一成分系現像剤が収容されている。ト
ナーとしては高抵抗トナーが用いられ、その体積固有抵
抗率は例えば107〜1012Ω・1程度である。 ト
ナー容器3の前後の側板には、該容器の開口から一部を
露出した状態で現像ローラ5が支持され、該ローラ5は
感光体1に対向して第1図における時計方向に回転駆動
される。現像ローラ5はトナー担持体の一構成例をなす
ものであるが、かかるローラ5の代りにベルト状のトナ
ー担持体を用いることもできる。またトナー容器3の前
後の側板にはトナー供給部材の一例であるトナー供給ロ
ーラ6が支持され、該ローラ6は現像ローラ5に接触し
ながら、例えば反時計方向に回転駆動される。
In FIG. 1, a drum-shaped photoreceptor 1, which is an example of a latent image carrier, is driven in the direction of arrow A, and a developing device 2 is provided opposite to it. In the toner container 3 of the developing device 2, there is a non-magnetic toner 4 mixed with an auxiliary agent as needed.
That is, a non-magnetic one-component developer is accommodated therein. A high-resistance toner is used as the toner, and its specific volume resistivity is, for example, about 10 7 to 10 12 Ω·1. A developing roller 5 is supported on the front and rear side plates of the toner container 3 with a portion exposed from the opening of the container, and the roller 5 is rotated clockwise in FIG. 1 facing the photoreceptor 1. Ru. Although the developing roller 5 constitutes an example of a configuration of a toner carrier, a belt-shaped toner carrier may be used instead of the roller 5. Further, a toner supply roller 6, which is an example of a toner supply member, is supported on the front and rear side plates of the toner container 3, and the roller 6 is driven to rotate, for example, in a counterclockwise direction while contacting the developing roller 5.

トナー容器3内のトナー4は、時計方向に回転するアジ
チータフにより撹拌されつつ、トナー供給ローラ6に運
ばれ、次いでこのローラ6によって現像ローラ5に供給
される。この供給時にトナーは所定の極性、本例では感
光体1の静電潜像と逆極性の正極性に摩擦帯電され、現
像ローラ5の局面に静電的に付着し、現像ローラ5に担
持される(第2図参照)。これに関連する構成と作用に
ついては後に詳しく説明する。
The toner 4 in the toner container 3 is conveyed to a toner supply roller 6 while being stirred by an agitator rotating clockwise, and then supplied to a developing roller 5 by this roller 6. During this supply, the toner is triboelectrically charged to a predetermined polarity, in this example a positive polarity opposite to the electrostatic latent image on the photoreceptor 1, electrostatically adheres to the surface of the developing roller 5, and is carried on the developing roller 5. (See Figure 2). The configuration and operation related to this will be explained in detail later.

上述のように現像ローラ5の周面に供給担持されたトナ
ーは、該ローラ5の回転によって搬送され、層厚規制部
材の一例であるドクターブレード8によってならされ、
厚さを規制される。次いでこのトナーは感光体1と現像
ローラ5の対向した現像領域9へ搬送され、ここで、感
光体1に形成された静電潜像に静電的に移行し、該潜像
を可視像化する。感光体1上に形成された可視像は図示
していない転写紙に転写され、定着装置によって転写紙
上に定着される。第1図に符号70で示したものは感光
体1を帯電する帯電器、71は帯電後の感光体表面を露
出する光像、モして72は感光体表面に形成された可視
像を転写紙に転写する転写帯電器である。
The toner supplied and supported on the circumferential surface of the developing roller 5 as described above is conveyed by the rotation of the roller 5, and is leveled by the doctor blade 8, which is an example of a layer thickness regulating member.
Thickness is regulated. This toner is then conveyed to a developing area 9 where the photoreceptor 1 and the developing roller 5 face each other, where it is electrostatically transferred to the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1, converting the latent image into a visible image. become The visible image formed on the photoreceptor 1 is transferred to a transfer paper (not shown), and fixed onto the transfer paper by a fixing device. In FIG. 1, reference numeral 70 denotes a charger that charges the photoreceptor 1, 71 a light image that exposes the surface of the photoreceptor after charging, and 72 a visible image formed on the surface of the photoreceptor. This is a transfer charger that transfers images onto transfer paper.

現像ローラ5とトナー供給ローラ6は単にアースされる
か、又はこれらに対して電源50,1.50によってバ
イアス電圧が印加され、また感光体1の感光層を支持し
た導電性支持体はアースされている。
The developing roller 5 and the toner supply roller 6 are simply grounded, or a bias voltage is applied to them by a power source 50, 1.50, and the conductive support supporting the photosensitive layer of the photoreceptor 1 is grounded. ing.

上述した構成自体は従来の現像装置と変りはなく5かか
る従来の現像装置においては、高品質な可視像を形成す
るのに必要な充分に帯電した所定量のトナーを現像領域
へ搬送することが難しかった。このような欠点を除去す
べく、図示した現像装置は次のように構成されている。
The above-mentioned configuration itself is no different from a conventional developing device.5 In such a conventional developing device, a predetermined amount of sufficiently charged toner required to form a high-quality visible image is transported to a developing area. was difficult. In order to eliminate such drawbacks, the illustrated developing device is constructed as follows.

先ず現像ローラ5が第2図に拡大して示すように1例え
ばアルミニウム又はその他の金属の導電性ローラ10よ
り成る導電性の基体と、その表面全体に積層された誘電
体32を有している。一方、現像ローラ5の回転方向に
おけるトナー供給ローラ6の上流側で、現像領域9の下
流側に、除電手段の一例である導電性の除電ローラ33
と、電荷付与手段34が現像ローラ5の回転方向に順次
配列されている。
First, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the developing roller 5 has a conductive base body made of a conductive roller 10 made of, for example, aluminum or other metal, and a dielectric material 32 laminated over its entire surface. . On the other hand, on the upstream side of the toner supply roller 6 in the rotational direction of the developing roller 5 and downstream of the developing area 9, there is provided a conductive static eliminating roller 33 which is an example of static eliminating means.
The charge applying means 34 are sequentially arranged in the rotational direction of the developing roller 5.

除電ローラ33は現像ローラ5に当接しながら回転し、
交流型g35によって交流電圧を印加され、現像領域9
を通った現像ローラ5の表面を除電すると共に、残留ト
ナーを掻き取る。除電ローラ33は、例えば導電性の発
泡体や導電性ゴム。
The static eliminating roller 33 rotates while contacting the developing roller 5,
AC voltage is applied by the AC type g35, and the developing area 9
The surface of the developing roller 5 that has passed through the toner is neutralized and residual toner is scraped off. The static eliminating roller 33 is made of, for example, conductive foam or conductive rubber.

又は金属などから構成されている。ローラ33の代りに
ブレートなどから成る除電手段を用い、これに交流電圧
を印加し、該ブレードを現像ローラ5の表面に当接させ
てもよい。
Or it is made of metal. Instead of the roller 33, a static eliminator consisting of a blade or the like may be used, an alternating current voltage may be applied to this, and the blade may be brought into contact with the surface of the developing roller 5.

一方、電荷付与手段34は、第1図及び第3図に示すよ
うに、現像ローラ5の表面に対して所定の間隔をあけて
対向配置されたコロナ放電器51とグリッド電極52と
を有している。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 3, the charge applying means 34 includes a corona discharger 51 and a grid electrode 52, which are arranged opposite to each other at a predetermined distance from the surface of the developing roller 5. ing.

コロナ放電器51は、開口部を現像ローラ5に向けたほ
ぼコの字形断面のケーシング53と、このケーシング5
3により三方を囲まれた空間に配置され、ケーシング5
3の長手方向に延びるチャージワイヤ54を有している
。チャージワイヤ54は例えばタングステンより成り、
ケーシング53は例えばステンレス鋼などの導体により
構成されていて、両者は互いに電気的に絶縁されている
The corona discharger 51 includes a casing 53 having a substantially U-shaped cross section with an opening facing the developing roller 5, and a casing 53 having an approximately U-shaped cross section.
The casing 5 is placed in a space surrounded on three sides by the casing 5.
It has a charge wire 54 extending in the longitudinal direction of three. The charge wire 54 is made of tungsten, for example.
The casing 53 is made of a conductor such as stainless steel, and both are electrically insulated from each other.

ケーシング53はアースされているが、チャージワイヤ
54には高圧電源55によって高圧電圧が印加されるよ
うになっている。必要に応じてケーシング53に電圧を
印加してもよいことは公知の通りである。このように構
成されたコロナ放電器51は、現像ローラ5の軸線方向
Xに沿って配置され、例えばトナー容器3に不動に支持
されている。
Although the casing 53 is grounded, a high voltage is applied to the charge wire 54 by a high voltage power source 55. As is known, a voltage may be applied to the casing 53 if necessary. The corona discharger 51 configured in this manner is disposed along the axial direction X of the developing roller 5, and is immovably supported by, for example, the toner container 3.

グリッド電極52は、コロナ放電器51のチャージワイ
ヤ54と現像ローラ5の表面との間に配置され、図示し
た例ではケーシング53の開口部全体を覆った状態で、
チャージワイヤ54とケーシング53に対して電気的に
絶縁されてケーシング53に固定されている。グリッド
電極は例えば金属シートなどの導体より成り、電源56
によって電圧を印加される。またこのグリッド電極52
には、第3a図に拡大して示すように例えば直径が25
0μ−で間隔が250μmの複数の円形貫通孔57が現
像ローラ5の軸線方向Xに沿ってアレイ状に配列形成さ
れている。これらの貫通孔57は、例えばエツチング加
工によってグリッド電極52に形成することができる。
The grid electrode 52 is disposed between the charge wire 54 of the corona discharger 51 and the surface of the developing roller 5, and in the illustrated example covers the entire opening of the casing 53.
It is fixed to the casing 53 while being electrically insulated from the charge wire 54 and the casing 53. The grid electrode is made of a conductor such as a metal sheet, and is connected to a power source 56.
A voltage is applied by. In addition, this grid electrode 52
For example, the diameter is 25 mm as shown enlarged in Fig. 3a.
A plurality of circular through holes 57 having a pitch of 0 μm and an interval of 250 μm are arranged in an array along the axial direction X of the developing roller 5. These through holes 57 can be formed in the grid electrode 52 by etching, for example.

高圧電源55によってチャージワイヤ54に印加する電
圧の極性は、トナーの帯電極性と同極性又は異極性のい
ずれでもよいが、本例ではトナーの帯電極性と逆の負極
性であるとしで説明する。
The polarity of the voltage applied to the charge wire 54 by the high-voltage power supply 55 may be the same polarity as the charging polarity of the toner or a different polarity, but in this example, it will be described as a negative polarity opposite to the charging polarity of the toner.

同様にグリッド電極52には、第4図(a)に例示する
如く、チャージワイヤ54への印加電圧と同極性のパル
ス状の交番電圧が電源56によって印加されるものとし
て説明する。
Similarly, the description will be made assuming that a pulsed alternating voltage having the same polarity as the voltage applied to the charge wire 54 is applied to the grid electrode 52 by a power source 56, as illustrated in FIG. 4(a).

上述した構成により、除電ローラ33によって除電作用
を受け、かつ残留トナーを除去された現像ローラ部分が
コロナ放電器51に対向すると。
With the above-described configuration, the portion of the developing roller that has been subjected to the static eliminating action by the static eliminating roller 33 and from which residual toner has been removed faces the corona discharger 51 .

そのチャージワイヤ54には高電圧が印加さ九ているの
で、該ワイヤ54からコロナ放電を生じる。
Since a high voltage is applied to the charge wire 54, a corona discharge is generated from the wire 54.

このときグリッド電極52には交番電圧が印加されてい
るので、その各貫通孔57を通してコロナイオン流が現
像ローラ5に選択的に向かい、その表面の誘電体32を
所定の極性、本例では負極性に帯電させる。このとき、
ローラ51は回転しており、グリッド電極52の各貫通
孔57がら選択的にコロナイオンが通過するので、コロ
ナ放電器51を通過した現像ローラ5の表面には、第5
図に破線で示すように、各貫通孔57の形態に対応した
ドツト状の無数と言える程多数の負極性の電荷が付与さ
れる。このように電荷付与手段34は。
At this time, since an alternating voltage is applied to the grid electrode 52, the corona ion flow selectively heads toward the developing roller 5 through each through hole 57, and the dielectric 32 on the surface is polarized to a predetermined polarity, in this example, a negative polarity. to be sexually charged. At this time,
Since the roller 51 is rotating and the corona ions selectively pass through each through hole 57 of the grid electrode 52, the surface of the developing roller 5 that has passed through the corona discharger 51 has a fifth
As shown by broken lines in the figure, an infinite number of negative charges are applied in the form of dots corresponding to the shape of each through hole 57. In this way, the charge applying means 34.

現像ローラ5の表面に対して選択的に電荷を与えるので
ある。ここで、電荷の与えられた現像ローラ5の表面部
分をXl、実質的に電荷の与えられない部分をX2で表
わすとすると9両部分の表面電位は大きく相違し、例え
ば500Vの電位差のある微小電荷パターンX1が無数
に形成される。
Electric charges are selectively applied to the surface of the developing roller 5. Here, if the surface portion of the developing roller 5 that is charged is represented by Xl, and the portion that is substantially uncharged is represented by Innumerable charge patterns X1 are formed.

このため、現像ローラ表面の近傍には、布置電位の異な
る隣接した部分XI、X2間に多数の微小間電界(マイ
クロフィールド)を生じる。すなわち、第6図に模式的
に示したように、現像ローラ5の表面近傍の空間には、
電荷を与えた現像ローラ部分X1と、実質的に電荷の与
えられない部分X2との間に、円弧状の多数の線で表わ
した電気力MEが形成される。その際、電荷が付与され
た部分X1とそうではない部分X2は互いに微小面積で
隣接しているので、各微小間電界はエツジ効果ないしは
周辺電場効果によって、その強度が大変強くなる。この
ように電場傾度の大なる電界が現像ローラ5の表面近傍
に形成されるのである。
Therefore, in the vicinity of the surface of the developing roller, a large number of small electric fields (microfields) are generated between the adjacent portions XI and X2 having different potentials. That is, as schematically shown in FIG. 6, in the space near the surface of the developing roller 5,
An electric force ME represented by a number of arcuate lines is formed between the charged developing roller portion X1 and the substantially uncharged portion X2. At this time, since the charged portion X1 and the uncharged portion X2 are adjacent to each other in a small area, the strength of each small electric field becomes very strong due to the edge effect or peripheral electric field effect. In this way, an electric field with a large electric field gradient is formed near the surface of the developing roller 5.

一方、前述の如くトナー供給ローラ6によって現像ロー
ラ5に供給されるトナー4は、第2図に模式的に示すよ
うに、両ローラ5,6との摩擦によって所定の極性1本
例では正極性に強く摩擦帯電される。図示した1−カー
供給ローラ6は、前述のように電源150により電圧を
印加される芯部材14と、そのまわりに積層された例え
ばウレタン樹脂の発泡体15より成るが、発泡体15に
代えて例えばファーブラシなどを用いることもできる。
On the other hand, as described above, the toner 4 supplied to the developing roller 5 by the toner supply roller 6 is given a predetermined polarity (in this example, positive polarity) due to friction with both rollers 5 and 6, as schematically shown in FIG. is strongly triboelectrically charged. The illustrated 1-car supply roller 6 is made up of a core member 14 to which a voltage is applied by a power source 150 as described above, and a foam 15 of, for example, urethane resin laminated around the core member 14, but instead of the foam 15, For example, a fur brush or the like can also be used.

上述のように正極性に帯電したトナー4が現像ローラ5
に供給されるが、このとき現像ローラ5の表面には、前
述の如く多数の微小電荷パターンが形成され、これによ
り無数の微小間電界が形成されているので、トナーはこ
の電界によって現像ローラ5上に引き付けられて担持さ
れる。前述のようにこの電界の強度は強く、かつトナー
も強く帯電しているので、現像ローラ5上には高い電荷
を持った多量のトナーが担持される。
As described above, the positively charged toner 4 is transferred to the developing roller 5.
At this time, as described above, a large number of minute electric charge patterns are formed on the surface of the developing roller 5, and as a result, countless minute electric fields are formed. It is attracted and carried upwards. As described above, the strength of this electric field is strong and the toner is also strongly charged, so a large amount of highly charged toner is carried on the developing roller 5.

このように担持されたトナーは、例えばウレタン樹脂よ
り成るドクターブレード8を通過し、その層厚を規制さ
れるが、この工程において、担持トナー中に帯電量の小
なるトナーが混在していても、かかるトナーはドクター
ブレード8との接触圧によって除去され、結局、帯電量
の大なるトナーだけが、微小間電界により強く保持され
つつ、多量に現像領域9へ搬送され、前述の如く静電潜
像を可視像化する。例えば、可視像の地汚れを防止し、
かつそのシャープネスを高めるべく、8乃至15μc/
g程に帯電した0、6乃至2 、 O、/cd、好まし
くは0.8乃至1.2■/dの多量のトナーを現像領域
9へ搬送することが可能である。このため、トナーが黒
色であっても、またその他の有彩色であっても、可視像
の品質を高めることができる。現像領域9においては、
現像ローラ5からの電気力線が感光体1上の静電潜像へ
と向かい、現像ローラ上へのトナーの保持力は弱まり、
効果的に潜像を可視像化することができる。
The toner supported in this way passes through a doctor blade 8 made of, for example, urethane resin, and its layer thickness is regulated, but in this process, even if toner with a small amount of charge is mixed in the supported toner, , such toner is removed by the contact pressure with the doctor blade 8, and in the end, only the toner with a large amount of charge is strongly held by the minute electric field and is conveyed in large quantities to the developing area 9, where the electrostatic latent occurs as described above. Visualize the image. For example, to prevent background smudges on visible images,
And in order to increase the sharpness, 8 to 15μc/
It is possible to convey to the development area 9 a large amount of toner charged to about 0.6 to 2.0 g/d, preferably 0.8 to 1.2 .mu./d. Therefore, even if the toner is black or another chromatic color, the quality of the visible image can be improved. In the development area 9,
The electric lines of force from the developing roller 5 move toward the electrostatic latent image on the photoreceptor 1, and the force of holding the toner on the developing roller weakens.
A latent image can be effectively visualized.

現像領域9を通過した現像ローラ5の表面は除電ローラ
33によって再び除電され、次いで改めて電荷付与手段
34によって重連の如く電荷を付与され、トナーを担持
しつつこれを現像領域9へ搬送する。
The surface of the developing roller 5 that has passed through the developing area 9 is again neutralized by the neutralizing roller 33, and then charged again by the electric charge applying means 34 in a continuous manner, and conveys the toner to the developing area 9 while carrying the toner.

各電荷付与手段34によって常に現像ローラの同し部分
に電荷を付与するように構成すれば、除電ローラ33な
どの除電手段を省略することも可能である。
If each charge applying means 34 is configured to always apply a charge to the same portion of the developing roller, it is possible to omit the charge removing means such as the charge removing roller 33.

グリッド電極52に第4図(a)に例示した如き電圧を
印加することにより、チャージワイヤ54からのコロナ
イオンが貫通孔57を選択的に通過する作用の原理はそ
れ自体公知であるが、本発明の理解のためこれを以下に
簡単に説明する。
The principle of how corona ions from the charge wire 54 selectively pass through the through holes 57 by applying a voltage as illustrated in FIG. 4(a) to the grid electrode 52 is known per se, but this This will be briefly explained below for understanding of the invention.

説明を簡単にするため、現像ローラ5の導電性ローラ1
0に電圧が印加されず、これがアースされているものと
し、現像ローラ表面の誘電体32に一500Vの電荷パ
ターンX1を形成するものとする。ここでチャージワイ
ヤ54には電源55によって例えば−5KVの電圧が印
加される。これに対しグリッド電極52には電源56に
よって、上限ピーク値VO(第4図(a))が−500
Vの交番電圧が印加される。
To simplify the explanation, the conductive roller 1 of the developing roller 5
It is assumed that no voltage is applied to 0 and that this is grounded, and that a charge pattern X1 of -500V is formed on the dielectric 32 on the surface of the developing roller. Here, a voltage of, for example, -5 KV is applied to the charge wire 54 by a power source 55. On the other hand, the upper limit peak value VO (FIG. 4(a)) is set to -500 by the power supply 56 on the grid electrode 52.
An alternating voltage of V is applied.

上記交番電界の下限ピーク値(ここではOv)がグリッ
ド電極52に印加されたときは、この電極52は丁度ア
ースされた状態となるため、チャージワイヤ54からの
コロナイオンは、ケーシング53とグリッド電極52に
流れ、貫通孔57を通過しない。
When the lower limit peak value of the alternating electric field (Ov here) is applied to the grid electrode 52, this electrode 52 is exactly grounded, so the corona ions from the charge wire 54 are transferred to the casing 53 and the grid electrode. 52 and does not pass through the through hole 57.

これに対し交番電界の上限ピーク値V0(−500V)
がグリッド電極52に印加されると、この電極52と未
だ帯電していない現像ローラ5との間に電界が形成され
るので、チャージワイヤ54からのコロナイオンは貫通
孔57を通って現像ローラ5の表面に至り、その誘電層
32を負極性に帯電させる。誘電体32の表面電位が一
500■となると、該表面とグリッド電極52との間の
電界が消失し1貫通孔57を通してのコロナイオンの流
れは停止する。
On the other hand, the upper limit peak value of the alternating electric field V0 (-500V)
is applied to the grid electrode 52 , an electric field is formed between the electrode 52 and the uncharged developing roller 5 , so the corona ions from the charge wire 54 pass through the through hole 57 and reach the developing roller 5 . The dielectric layer 32 is negatively charged. When the surface potential of the dielectric 32 reaches 1,500 square meters, the electric field between the surface and the grid electrode 52 disappears, and the flow of corona ions through the first through hole 57 stops.

上述の如き動作が連続して行われ、このとき現像ローラ
5は回転しているので、その表面にドツト状の電荷パタ
ーンX1が第5図に示したように形成されるのである。
The above-mentioned operations are performed continuously, and since the developing roller 5 is rotating at this time, a dot-shaped charge pattern X1 is formed on its surface as shown in FIG.

このような作用は、現像ローラ5の導電性ローラ1oに
電圧が印加されていても、またグリッド電極52に印加
する交番電圧に、第4図(b)に例示する如く、直流を
重畳しても基本的に変りはなく、現像ローラ表面に電位
差のある電荷パターンを形成し、強度の大なる多数の微
小閉電界を形成することができる。
Such an effect occurs even when a voltage is applied to the conductive roller 1o of the developing roller 5, or when a direct current is superimposed on the alternating voltage applied to the grid electrode 52, as illustrated in FIG. 4(b). Basically, there is no difference, and it is possible to form a charge pattern with a potential difference on the surface of the developing roller, and to form a large number of minute closed electric fields with high intensity.

現像ローラ5に電荷が付与された部分X1、すなわち電
荷パターンのサイズ、形状及びそのピッチなどは、現像
領域へ搬送するトナー量や、その他の条件を考慮して適
宜設定でき、第5図に示すようにその径りとピッチP、
PLは、例えば100μm乃至500μ謄程である。こ
のような値は。
The charged portion X1 of the developing roller 5, that is, the size, shape, and pitch of the charge pattern can be set as appropriate in consideration of the amount of toner to be conveyed to the developing area and other conditions, as shown in FIG. Its diameter and pitch P,
PL is, for example, about 100 μm to 500 μm. Such a value is.

チャージワイヤ54への印加電圧、該ワイヤ54と現像
ローラ表面との距離、グリッド電極52の貫通孔57の
ピッチやサイズ、グリッド電極52に印加する交番電圧
の電圧印加時間Tl(第4図(a))、現像ローラ5の
表面線速(周速)などを適宜設定することにより定める
ことができる。
The voltage applied to the charge wire 54, the distance between the wire 54 and the surface of the developing roller, the pitch and size of the through holes 57 of the grid electrode 52, the voltage application time Tl of the alternating voltage applied to the grid electrode 52 (Fig. 4(a) )), and can be determined by appropriately setting the surface linear velocity (peripheral velocity) of the developing roller 5.

例えば、グリッド電極52に印加する交番電圧(又はこ
れに直流を重畳した電圧)の周波数をf(Hz)、その
周期をT (see) 、現像ローラ5の周速をV、 
(mm/5ee)とすると、これらと、現像ローラ移動
方向における電荷パターンX1のピッチP(mm)との
関係は、 T (see) = P (Mn) / V (+w/
5ee)又は P (+m+) =V (m/5ec) / f (1
/5ee)で表わされるので、例えばV = 100 
(m/5ee)であるとき、Pm2O3(μm)の密度
の電荷パターンX1を得たいとすれば、 f=100/ (400X103) =250(Hz) の周波数の交番電圧をグリッド電極52に印加すればよ
い。同様にして、例えばピッチPを200μmとすると
きは、f=600(Hz)とする。
For example, the frequency of the alternating voltage (or voltage obtained by superimposing direct current on this) applied to the grid electrode 52 is f (Hz), its period is T (see), the circumferential speed of the developing roller 5 is V,
(mm/5ee), the relationship between these and the pitch P (mm) of the charge pattern X1 in the developing roller moving direction is T (see) = P (Mn) / V (+w/
5ee) or P (+m+) = V (m/5ec) / f (1
/5ee), so for example, V = 100
(m/5ee), if you want to obtain a charge pattern X1 with a density of Pm2O3 (μm), apply an alternating voltage with a frequency of f = 100/ (400X103) = 250 (Hz) to the grid electrode 52. Bye. Similarly, when the pitch P is 200 μm, for example, f=600 (Hz).

さらに、Pを0.1m+から0.5mの範囲に設定する
には、グリッド電極52に印加する誘電圧又はこれに直
流を重畳した電圧の周波数fを2(am)XV≦f≦1
00  (m)xvとすればよい。
Furthermore, in order to set P in the range of 0.1 m+ to 0.5 m, the frequency f of the dielectric voltage applied to the grid electrode 52 or the voltage obtained by superimposing direct current on this voltage is set to 2 (am)XV≦f≦1.
00 (m)xv.

このように電荷パターンX1の形やピッチやサイズを各
現像装置の要求に合った所望する値に定めることができ
る。
In this way, the shape, pitch, and size of the charge pattern X1 can be set to desired values that meet the requirements of each developing device.

さらに、グリッド電極52に対して第4図(a)(b)
に示した如き交番電圧ではなく1例えば直流電圧を印加
し、現像ローラ5の誘電体32に、第7図に破線で示す
如く、現像ローラ5の周方向に延びた電荷パターンX1
を形成することもできる。
Further, as shown in FIGS. 4(a) and (b) for the grid electrode 52,
For example, a DC voltage is applied instead of an alternating voltage as shown in FIG.
can also be formed.

上に説明した各実施例において、!!A像ローラ5の表
面の抵抗値が低いと電荷がリークしやすくなり、電荷を
保持できなくなり、微小閉電界の電界強度が弱まって、
トナーの保持力が低下するので、現像ローラ表面の誘電
体32の体積固有抵抗率を、電荷のリークが生じにくい
10″Ω・1以上に設定することが望ましい。
In each of the embodiments described above,! ! If the resistance value of the surface of the A-image roller 5 is low, the electric charge will easily leak, the electric charge will not be retained, and the electric field strength of the minute closed electric field will weaken.
Since the toner holding power decreases, it is desirable to set the volume resistivity of the dielectric material 32 on the surface of the developing roller to 10'' Ω·1 or more, which makes it difficult for charge leakage to occur.

また導電性ローラ10の表面に、誘電体32ではなく、
暗中では絶縁性を示し、かつ光を当てることにより導電
性を示す感光層(光導電層)を積層してもよい。このよ
うな現像ローラを用いても、電荷付与手段34によって
選択的に電荷を付与できる。またかかる現像ローラ用の
除電手段としては、その感光層に光を照射するランプや
、コロナ放電器などを用いることもできる。
Moreover, instead of the dielectric material 32 on the surface of the conductive roller 10,
A photosensitive layer (photoconductive layer) that exhibits insulation in the dark and exhibits conductivity when exposed to light may be laminated. Even when such a developing roller is used, charges can be selectively applied by the charge applying means 34. Further, as the static eliminating means for the developing roller, a lamp for irradiating light onto the photosensitive layer, a corona discharger, etc. can also be used.

要は5表面が電荷保持性を有する現像ローラを用いれば
よく、トナー担持体がベルトより成るときも同様である
In short, it is sufficient to use a developing roller whose five surfaces have charge retention properties, and the same applies when the toner carrier is a belt.

また上述した各実施例では、特にカラー現像に適した非
磁性トナーの一成分系現像剤を用いた現像装置を例示し
たが、本発明は必要に応じて補助剤を外添した磁性トナ
ーより成る一成分系現像剤を用いる現像装置にも適用で
きるものである。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, a developing device using a single-component non-magnetic toner developer particularly suitable for color development has been exemplified, but the present invention is constructed using a magnetic toner to which an auxiliary agent is externally added as necessary. It can also be applied to a developing device using a one-component developer.

また電荷付与手段によって、トナー担持体の表面に、ト
ナーの帯電極性と同極性の電荷を選択的に付与し、これ
により形成される微小閉電界によってトナーを担持させ
ることもできる。
Further, the charge applying means can selectively apply a charge having the same polarity as the charging polarity of the toner to the surface of the toner carrier, and the toner can be supported by a minute closed electric field formed thereby.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、帯電量の高いトナーを必要量現像領域
へ搬送し、所望する濃度の可視像を形成できる。またグ
リッド電極を用いることによりトナー担持体へ向かうコ
ロナイオン流を制御できるため、トナー担持体上に所望
する形態の電荷パターンを形成できると共に、その電荷
付与手段はトナー担持体に対して非接触であるため、ト
ナー担持体に傷を付ける恐れもない。
According to the present invention, a required amount of highly charged toner can be conveyed to the development area to form a visible image with a desired density. Furthermore, since the corona ion flow toward the toner carrier can be controlled by using a grid electrode, it is possible to form a charge pattern in a desired form on the toner carrier, and the charge imparting means can be used in a non-contact manner with respect to the toner carrier. Therefore, there is no risk of damaging the toner carrier.

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

第1図は現像装置の一例を示す概略断面図、第2図はト
ナー粒子を模式的に拡大して示した説明図、第3図は電
荷付与手段を現像ローラ側から見た部分破断図、第3a
図は第3図に符号■で示した部分の拡大図、第4図(a
)、(b)はグリッド電極に印加する電圧の態様を例示
する図、第5図は現像ローラ上に形成された電荷パター
ンと、グリッド電極の関係を示し、現像ローラの表面を
展開して表わした説明図、第6図は現像ローラの表面近
傍に形成される微小閉電界の電気力線を示した説明図、
第7図は電荷パターンの他の形態例を示す、第5図と同
様な説明図である。 2・・・現像装置 9・・・現像領域 5]・・・コロナ放電器 54・・・チャージワイヤ 4・・・トナー 34・・・電荷付与手段 52・・・グリッド電極 57・・・貫通孔 第1図
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a developing device, FIG. 2 is an explanatory view schematically showing toner particles in an enlarged manner, and FIG. 3 is a partially cutaway view of the charge applying means as seen from the developing roller side. 3rd a
The figure is an enlarged view of the part indicated by the symbol ■ in Figure 3, and Figure 4 (a
) and (b) are diagrams illustrating the voltage applied to the grid electrode, and FIG. 5 shows the relationship between the charge pattern formed on the developing roller and the grid electrode, and is an expanded view of the surface of the developing roller. FIG. 6 is an explanatory diagram showing lines of electric force of a minute closed electric field formed near the surface of the developing roller.
FIG. 7 is an explanatory diagram similar to FIG. 5, showing another example of a charge pattern. 2...Developing device 9...Developing area 5]...Corona discharger 54...Charge wire 4...Toner 34...Charge applying means 52...Grid electrode 57...Through hole Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 回転駆動されるトナー担持体にトナーを供給し、該担持
体の表面にトナーを担持して搬送し、潜像担持体と前記
トナー担持体が互いに対向した現像領域にて、潜像担持
体に形成された静電潜像を、トナー担持体に担持したト
ナーによって可視像化する現像装置において、 前記トナー担持体として、表面が電荷保持性を有する担
持体を用いると共に、トナー担持体の表面に対して選択
的に電荷を付与し、該表面の近傍に多数の微小閉電界を
形成する電荷付与手段を設け、該電荷付与手段を、トナ
ー担持体の表面に対向するコロナ放電器と、該放電器の
チャージワイヤとトナー担持体表面との間に配置されて
いて、前記チャージワイヤからのコロナイオンが通過す
る複数の貫通孔を備えたグリッド電極とにより構成した
ことを特徴とする現像装置。
[Scope of Claims] Toner is supplied to a rotationally driven toner carrier, the toner is carried on the surface of the carrier, and the toner is conveyed in a developing area where the latent image carrier and the toner carrier face each other. , a developing device that visualizes an electrostatic latent image formed on a latent image carrier with toner carried on a toner carrier, using a carrier whose surface has charge retention properties as the toner carrier; , a charge applying means for selectively applying a charge to the surface of the toner carrier and forming a large number of minute closed electric fields in the vicinity of the surface is provided, and the charge imparting means is opposed to the surface of the toner carrier. The present invention is comprised of a corona discharger and a grid electrode disposed between a charge wire of the discharger and the surface of the toner carrier and provided with a plurality of through holes through which corona ions from the charge wire pass. Characteristic developing device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7284739B2 (en) 2002-04-19 2007-10-23 Nakabayashi Co., Ltd. Stand for albums, scrapbooks and the like
US7761038B2 (en) * 2007-02-13 2010-07-20 Samsung Electronics Co., Ltd Image forming apparatus and developer supplying device to improve printing quality

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