JPH0895386A - Developing device - Google Patents

Developing device

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Publication number
JPH0895386A
JPH0895386A JP23328794A JP23328794A JPH0895386A JP H0895386 A JPH0895386 A JP H0895386A JP 23328794 A JP23328794 A JP 23328794A JP 23328794 A JP23328794 A JP 23328794A JP H0895386 A JPH0895386 A JP H0895386A
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JP
Japan
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magnetic
developing
developer
developing device
carrier
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23328794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyoshi Chihara
朋義 千原
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP23328794A priority Critical patent/JPH0895386A/en
Publication of JPH0895386A publication Critical patent/JPH0895386A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide an inexpensive developing device by which excellent image quality is secured, which is miniaturized as to a mgnetic roll type developing device developing an electrostatic latent image formed on an image carrier. CONSTITUTION: As for a fixed magnet where a magnetic roll is constituted of a cylindrical rotary sleeve 311 and the fixed magnet 312 arranged on the inside of the sleeve 311 and a magnetic sheet 314 is wound on a fixing shaft 313; both ends of the magnetic sheet in a peripheral direction are arranged to be on a downstream side from a developing area and on an upstream side from a developer peeling area.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式を利用する
複写機、プリンターなどの画像形成装置における、像担
持体上に形成された静電潜像をトナーで現像するための
現像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image bearing member with toner in an image forming apparatus such as a copying machine and a printer using an electrophotographic system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置とし
て種々の提案、改良が行われ、特に最近は、カラー画像
形成装置の分野で数多くの改良が行われている。その中
の代表的なものの一つに円筒状の回転する静電潜像担持
体上に複数色のトナー像を重ね合わせて現像する方式が
ある。この方式は小型の装置を得やすい利点があるので
広く採用されているが、この方式の場合、像担持体上に
複数色のトナー像を重ね合わせて現像するため、前に形
成した他色のトナー像を壊さないよう、非接触式の現像
装置とする必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, various proposals and improvements have been made as electrophotographic image forming apparatuses, and in recent years, many improvements have been made in the field of color image forming apparatuses. As a typical one of them, there is a system in which toner images of a plurality of colors are superposed and developed on a cylindrical rotating electrostatic latent image carrier. This method is widely adopted because it has the advantage of easily obtaining a small device, but in the case of this method, since toner images of multiple colors are superposed and developed on the image carrier, the other colors of previously formed It is necessary to use a non-contact type developing device so as not to destroy the toner image.

【0003】この非接触式の現像装置にも多くの方式が
あり、現像ロール内部に像担持体に対向して固定マグネ
ットを設け、固定マグネットの外側に回転するスリーブ
を配備する磁気ロール方式や、更にこの固定マグネット
に同極性の複数の磁極を設け、磁極間に反発磁界を作っ
て磁極からロール面に垂直に現像剤の「穂」を立て、穂
先のトナーを像担持体に静電的に飛ばす、ソフトブラシ
方式(特開昭56−144452号公報参照)などがあ
る。
There are many types of non-contact type developing devices, such as a magnetic roll type in which a fixed magnet is provided inside the developing roll so as to face the image carrier, and a rotating sleeve is provided outside the fixed magnet. Furthermore, this fixed magnet is provided with a plurality of magnetic poles of the same polarity, a repulsive magnetic field is created between the magnetic poles, and a "brush" of the developer is erected perpendicularly to the roll surface from the magnetic poles, and the toner at the tip of the brush is electrostatically charged to the image carrier. There is a soft brush method (see JP-A-56-144452).

【0004】また、非接触式の現像方式にも、トナーの
みの1成分現像剤を現像ロールに磁気的または静電的に
担持させる方式と、トナーと磁性キャリアから成る2成
分現像剤を現像ロールに磁気的に担持させる方式とがあ
る。ところで、非接触式現像装置の場合、現像ロール上
の現像剤と像担持体上のトナーとを接触させないための
一定の間隙が必要であり、この間隙を飛び越えて必要量
のトナーを現像ロールから像担持体まで飛翔させるため
には、接触式よりかなり強い電界が必要である。強い電
界を得るためには大容量の電源装置を用いるか、像担持
体と回転スリーブとの間隙をできるだけ狭くすればよい
が、電源装置を大きくすることは装置の大型化、高コス
ト化を招くこととなり、また、間隙を狭めることは現像
ロール上の現像剤量、ひいてはトナー量が減ることとな
り、必要な現像量が得られなくなる。そこで、トナー供
給量を十分確保した上で上記の間隙を如何にして狭める
かが重要な課題となる。前記のソフトブラシ方式の場
合、トナーの供給は現像ロールから立ち上がった現像剤
の穂に依存しているため間隙を狭めることは難しい。ま
た磁極と磁極との間は現像剤を保持していないので現像
ロール面の一部しか利用しておらず効率が低い。
Also in the non-contact type developing system, a system in which a one-component developer containing only toner is magnetically or electrostatically carried on a developing roll, and a two-component developer containing toner and a magnetic carrier is used in the developing roll. There is a method of magnetically supporting. By the way, in the case of the non-contact type developing device, a certain gap is required to prevent the developer on the developing roll and the toner on the image carrier from coming into contact with each other, and a required amount of toner is skipped from the developing roll. In order to fly to the image carrier, a considerably stronger electric field than that of the contact type is required. In order to obtain a strong electric field, a large-capacity power supply device may be used, or the gap between the image carrier and the rotating sleeve may be made as small as possible. However, making the power supply device larger leads to an increase in size and cost of the device. In addition, narrowing the gap reduces the amount of developer on the developing roll, and thus the amount of toner, so that the required amount of development cannot be obtained. Therefore, how to narrow the above-mentioned gap after securing a sufficient toner supply amount is an important issue. In the case of the soft brush method, it is difficult to narrow the gap because the supply of toner depends on the spikes of the developer rising from the developing roll. Further, since the developer is not held between the magnetic poles, only a part of the developing roll surface is used and the efficiency is low.

【0005】そこで、小型で効率の高い現像装置を得る
ために、現像ロールの磁極間間隔を極力狭くしたり、磁
性キャリアの飽和磁化を小さくしたり、あるいは像担持
体内部に現像ロールの磁極と対向して反対極性の磁極を
配して現像剤の穂を低くしたりするなど、多くの試みが
なされている(特開平1−291268号公報参照)。
Therefore, in order to obtain a compact and highly efficient developing device, the gap between the magnetic poles of the developing roll is made as narrow as possible, the saturation magnetization of the magnetic carrier is made small, or the magnetic pole of the developing roll is provided inside the image carrier. Many attempts have been made, such as arranging magnetic poles of opposite polarities facing each other to lower the height of the developer (see JP-A-1-291268).

【0006】一方、最近、電子写真方式による画像形成
装置の高画質化への要求が高まり、トナーの小粒径化が
進められているが、小粒径化に伴い、トナーが飛散しや
すくなり、前述の現像量確保の問題のほか、現像装置の
トナーの飛散を如何に防止するかが大きな問題となって
きた。このことは、「電子写真学会第68回年次大会」
Japan Hardcopy,92論文集93〜96
ページに理論的に考察されているとおりである。
On the other hand, recently, the demand for higher image quality of an image forming apparatus using an electrophotographic system is increasing, and the particle size of toner is being reduced. However, as the particle size is reduced, the toner tends to scatter. In addition to the problem of securing the amount of development described above, how to prevent the toner from scattering in the developing device has become a major problem. This is "The 68th Annual Meeting of the Electrophotographic Society"
Japan Hardcopy, 92 Proceedings 93-96
As theoretically considered on the page.

【0007】このような状況のなかで、現像ロールの円
周上に互いに極性の異なる複数の磁極を配置し、隣接す
る磁極間に走る磁力線に乗せて、現像剤を寝かせた状態
で搬送することによって、像担持体と現像ロールとの間
隙を狭め、かつ現像ロールの現像剤搬送量を増やす方式
が注目されている。ところで、現像剤搬送量を増やすた
めには、マグネットの円周上にできるだけ多数の磁極を
形成することが有効であるが、通常のマグネットの場合
狭い間隔で着磁することには限界がある。
Under these circumstances, a plurality of magnetic poles having different polarities are arranged on the circumference of the developing roll, and the developer is conveyed in a lying state by being placed on the magnetic force line running between the adjacent magnetic poles. Therefore, a method of narrowing the gap between the image bearing member and the developing roll and increasing the developer transport amount of the developing roll has been attracting attention. By the way, in order to increase the developer transport amount, it is effective to form as many magnetic poles as possible on the circumference of the magnet, but in the case of an ordinary magnet, there is a limit to magnetizing at a narrow interval.

【0008】そこで、シート状のゴム磁石などを固定軸
に巻き付けて固定マグネットとする方法が考えられてい
る。この方法によれば、一定の円周上に極めて狭い間隔
で多数の磁極を配列させた固定マグネットを得ることが
可能となる。
Therefore, a method of winding a sheet-shaped rubber magnet or the like around a fixed shaft to form a fixed magnet has been considered. According to this method, it is possible to obtain a fixed magnet in which a large number of magnetic poles are arranged on a constant circumference at extremely narrow intervals.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のとおり、シート
状のゴム磁石などを固定軸に巻き付けることにより固定
マグネットを構成し、この周りに回転スリーブを配して
現像ロールとする現像装置は、前述の問題点を解決する
のに有望な手段であるが、本発明者らの実験によれば、
磁気シートを巻き付ける際にできる継ぎ目の位置により
磁界の乱れが生じ、これにより回転スリーブによる現像
剤の搬送にムラが生じ、ひいては現像のムラとなって画
像劣化の原因となることが判明した。
As described above, the developing device in which a sheet-shaped rubber magnet or the like is wound around a fixed shaft to form a fixed magnet, and a rotary sleeve is arranged around the fixed magnet to form a developing roller is described above. Although it is a promising means for solving the above problem, according to the experiments by the present inventors,
It has been found that the magnetic field is disturbed due to the position of the seam formed when the magnetic sheet is wound, and this causes unevenness in the conveyance of the developer by the rotating sleeve, which in turn causes unevenness in development and causes image deterioration.

【0010】そこで本発明は、このような磁界の乱れを
防ぎ、画質のよい小型で低コストの現像装置を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a small-sized and low-cost developing device which prevents such a magnetic field disturbance and has good image quality.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の現像装置は、磁性の現像剤を保持して、現像剤を静
電潜像が形成される像担持体に近接した所定の現像領域
に搬送する円筒状の回転スリーブと、その回転スリーブ
内に配備された、周方向に複数の磁極が形成され現像剤
を磁気的に吸引する柱状の固定マグネットとを備え、上
記像担持体に形成された静電潜像を、回転スリーブで搬
送された現像剤を用いて現像する現像装置において、上
記固定マグネットが、(1)柱状の軸部と、(2)回転
スリーブの回転方向について現像領域よりも下流側かつ
現像後の現像剤が回転スリーブから剥離される剥離領域
よりも上流側に周方向の両端縁が位置するように上記軸
部に巻き付けられた、各磁極が軸部の長手方向に延在す
るとともに軸部の周方向に複数の磁極が形成された磁気
シートとを備えたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A developing device of the present invention which achieves the above-mentioned object holds a magnetic developer, and the developer is subjected to a predetermined development in the vicinity of an image carrier on which an electrostatic latent image is formed. The image bearing member includes a cylindrical rotating sleeve that conveys the toner to the area, and a columnar fixed magnet that is provided in the rotating sleeve and that has a plurality of magnetic poles formed in the circumferential direction to magnetically attract the developer. In the developing device for developing the formed electrostatic latent image by using the developer conveyed by the rotary sleeve, the fixed magnet includes (1) a columnar shaft portion and (2) a developing direction in the rotating direction of the rotary sleeve. Each magnetic pole is wound around the shaft so that both ends in the circumferential direction are located on the downstream side of the area and on the upstream side of the peeling area where the developer after development is peeled from the rotating sleeve. Direction of the shaft and Characterized by comprising a magnetic sheet having a plurality of magnetic poles in the direction is formed.

【0012】ここで、上記本発明の現像装置において、
磁気シートに形成された複数の磁極のうち磁気シートの
周方向の両端縁に存在する磁極が同極性であることが好
ましい。また、上記本発明の現像装置が、トナーと磁性
キャリアを有する二成分系の現像剤を用いて静電潜像を
現像する現像装置である場合において、磁気シートに形
成された各磁極の垂直方向の磁束密度の最大値が200
〜1000ガウスであり、かつ磁性キャリアの飽和磁化
が20〜70emu/g、およびその磁性キャリアの平
均粒径が20〜70μmであることも好ましい態様であ
る。
Here, in the developing device of the present invention,
Of the plurality of magnetic poles formed on the magnetic sheet, it is preferable that the magnetic poles present at both circumferential edges of the magnetic sheet have the same polarity. Further, in the case where the developing device of the present invention is a developing device for developing an electrostatic latent image using a two-component developer having toner and magnetic carrier, in the vertical direction of each magnetic pole formed on the magnetic sheet. Maximum magnetic flux density is 200
It is also preferable that the magnetic carrier has a saturation magnetization of 20 to 70 emu / g, and the magnetic carrier has an average particle size of 20 to 70 μm.

【0013】さらに、上記本発明の現像装置が、トナー
と磁性キャリアを有する二成分系の現像剤を用いて静電
潜像を現像する現像装置である場合において、前記回転
スリーブが、磁性キャリアの平均粒径の10〜70%の
表面粗さを有するものであることも好ましい態様であ
る。ここで、「表面粗さ」とは、JIS−B−0601
−76で規定された3種類の表面あらさの測定法のうち
の「十点平均あらさ」をいう。また、本発明でいう「平
均粒径」とは、「重量平均粒径」を意味し、粒径をいく
つかの区間に分け、各区間に属する粒子の重量を測定
し、その区間の中心粒径で加重平均して算出した値であ
る。ちなみに平均粒径の他の算出方法に、各粒径区間に
属する粒子数をカウントし、その区間の中心粒径で加重
平均した「数平均粒径」がある。
Further, in the case where the developing device of the present invention is a developing device for developing an electrostatic latent image using a two-component type developer having toner and a magnetic carrier, the rotary sleeve is made of a magnetic carrier. It is also a preferred embodiment that the surface roughness is 10 to 70% of the average particle diameter. Here, "surface roughness" means JIS-B-0601.
"Ten-point average roughness" of the three types of surface roughness measurement methods specified by -76. Further, the "average particle diameter" in the present invention means "weight average particle diameter", the particle diameter is divided into several sections, the weight of the particles belonging to each section is measured, and the central particle of the section is measured. It is a value calculated by weighted average by diameter. Incidentally, another method of calculating the average particle diameter is a “number average particle diameter” in which the number of particles belonging to each particle diameter section is counted and the weighted average is taken by the central particle diameter of the section.

【0014】[0014]

【作用】本発明の現像装置は、上記のように、固定マグ
ネットを構成する磁気シートの両端縁が現像領域よりも
下流側かつ現像剤剥離領域より上流側に位置しているた
め、上記両端縁における磁界の乱れによる、現像ムラの
発生を防止することができる。
In the developing device of the present invention, as described above, since both end edges of the magnetic sheet forming the fixed magnet are located on the downstream side of the developing area and on the upstream side of the developer peeling area, It is possible to prevent the occurrence of uneven development due to the disturbance of the magnetic field in the.

【0015】また、本発明の現像装置において、磁気シ
ートの両端縁の磁極を同極性とすると、周囲の磁場の影
響により、それら端縁どうしの間に両端縁の磁極とは異
なる極性の磁極が発生し、磁界の乱れの発生が効果的に
防止される。また、本発明の現像装置において、磁気シ
ートに形成された各磁極の垂直方向の磁束密度の最大値
と、磁性キャリアの飽和磁化および平均粒径を適正な範
囲に限定することで、キャリア飛散や像担持体へのキャ
リア付着を防ぐことができる。
Further, in the developing device of the present invention, when the magnetic poles at both edges of the magnetic sheet have the same polarity, a magnetic pole having a different polarity from the magnetic poles at the both edges is formed between the edges due to the influence of the surrounding magnetic field. It is possible to effectively prevent the magnetic field from being disturbed. Further, in the developing device of the present invention, by limiting the maximum value of the magnetic flux density in the vertical direction of each magnetic pole formed on the magnetic sheet, the saturation magnetization and the average particle diameter of the magnetic carrier to an appropriate range, carrier scattering and It is possible to prevent the carrier from adhering to the image carrier.

【0016】ここで、各磁極の垂直方向の磁束密度の最
大値が200ガウス未満であるとキャリア飛散を引き起
こし、一方1000ガウスを越えると現像剤の穂立ちが
高過ぎ、現像ロールと像担持体との間隔を狭くできなく
なって実用的でなくなる。すなわち、各磁極の磁束密度
の最大値の実用的な範囲は200ガウス以上1000ガ
ウス以下である。
Here, if the maximum value of the magnetic flux density in the vertical direction of each magnetic pole is less than 200 gauss, carrier scattering occurs, while if it exceeds 1000 gauss, the spikes of the developer are too high, and the developing roll and the image carrier. It becomes impractical because the space between and cannot be narrowed. That is, the practical range of the maximum value of the magnetic flux density of each magnetic pole is 200 gauss or more and 1000 gauss or less.

【0017】また磁性キャリアの飽和磁化に関しては、
20emu/g未満では像担持体へのキャリア付着を引
き起こしやすく、70emu/gを越えると現像ロール
上でキャリアどうしの凝集が起こり表面積の大きい現像
剤層を作ることが困難になる。したがって磁性キャリア
の飽和磁化は20emu/g以上70emu/g以下が
望ましい。
Regarding the saturation magnetization of the magnetic carrier,
If it is less than 20 emu / g, carrier adhesion to the image bearing member is likely to occur, and if it exceeds 70 emu / g, carrier aggregation occurs on the developing roll, making it difficult to form a developer layer having a large surface area. Therefore, the saturation magnetization of the magnetic carrier is preferably 20 emu / g or more and 70 emu / g or less.

【0018】さらに、磁性キャリアの平均粒径(重量平
均粒径)に関しては、20μm未満のキャリアでは一個
のキャリアに働く磁力と静電気力の関係で像担持体への
キャリア付着を引き起こしやすく、70μmを越えると
キャリアの表面積が減少し、現像剤層の表面積も減少す
るので、画像濃度が不足してしまう。従って、平均粒径
(重量平均粒径)は20μm以上70μm以下が望まし
い。
Further, regarding the average particle size (weight average particle size) of the magnetic carrier, if the carrier is less than 20 μm, it is easy to cause carrier adhesion to the image carrier due to the relationship between the magnetic force acting on one carrier and the electrostatic force. If it exceeds, the surface area of the carrier decreases and the surface area of the developer layer also decreases, so that the image density becomes insufficient. Therefore, the average particle diameter (weight average particle diameter) is preferably 20 μm or more and 70 μm or less.

【0019】また、本発明の現像装置において、回転ス
リーブの表面粗さを適正な範囲に限定すると、層厚規制
部材を通過する際の磁性キャリアのスリップを防ぐこと
ができる。上述の平均粒径範囲内のうち最も平均粒径の
小さな20μmの磁性キャリアを用いた場合、表面粗さ
がRz=2μm(磁性キャリアの平均粒径の10%)以
上であれば層規制部材を通過する際のスリップを実用上
押えることができる。また、上述の平均粒径範囲内のう
ち最も平均粒径の大きな70μmのものを用いた場合、
表面粗さがRz=50μm(磁性キャリアの平均粒径の
70%)を越えると画像濃度むらが発生し、実用的でな
い。したがって、磁性キャリアの表面粗さは、Ra=2
μm以上(磁性キャリアの平均粒径の10%以上)であ
り、かつ、Rz=50μm以下(平均粒径70μmの約
70%以下)が望ましい。
In the developing device of the present invention, when the surface roughness of the rotary sleeve is limited to an appropriate range, slippage of the magnetic carrier when passing through the layer thickness regulating member can be prevented. When a magnetic carrier of 20 μm having the smallest average particle diameter within the above-mentioned average particle diameter range is used, if the surface roughness is Rz = 2 μm (10% of the average particle diameter of the magnetic carrier) or more, the layer regulating member is used. The slip when passing can be suppressed practically. Further, in the case of using the one having the largest average particle diameter of 70 μm in the above-mentioned average particle diameter range,
If the surface roughness exceeds Rz = 50 μm (70% of the average particle diameter of the magnetic carrier), uneven image density occurs, which is not practical. Therefore, the surface roughness of the magnetic carrier is Ra = 2.
It is desirable that it is at least μm (10% or more of the average particle size of the magnetic carrier) and Rz = 50 μm or less (about 70% or less of the average particle size 70 μm).

【0020】[0020]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。図
1は本発明の現像装置をカラー画像形成装置に適用した
一実施例の主要部を示す断面図である。円筒状の像担持
体110は矢印の方向に回転し、一次帯電器120によ
り静電気が帯電された後、半導体レーザーとポリゴン回
転ミラー210を内蔵するレーザー光発生器200から
のレーザー光220で、先ず黒色に相当する静電潜像が
像担持体表面の所定位置に形成される。次いで像担持体
の周囲に配備された複数の現像装置のうち、黒用の現像
装置301によって黒の現像処理が行われる。現像は一
次帯電器120によって帯電された像担持体110の表
面電位極性と同じ極性電位を持つトナーが、像担持体1
10近傍の現像領域において印加された直流を重畳した
交番電界によって、現像装置301から像担持体上のレ
ーザ光照射部へジャンプすることによって行われる。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a sectional view showing the main part of an embodiment in which the developing device of the present invention is applied to a color image forming apparatus. The cylindrical image carrier 110 rotates in the direction of the arrow, and after static electricity is charged by the primary charger 120, laser light 220 from a laser light generator 200 incorporating a semiconductor laser and a polygon rotation mirror 210 is first used. An electrostatic latent image corresponding to black is formed at a predetermined position on the surface of the image carrier. Next, of the plurality of developing devices arranged around the image carrier, the black developing device 301 performs the black developing process. In the development, the toner having the same polarity potential as the surface potential polarity of the image carrier 110 charged by the primary charger 120 is transferred to the image carrier 1.
It is performed by jumping from the developing device 301 to the laser light irradiation portion on the image carrier by an alternating electric field in which a direct current applied in the developing region near 10 is superimposed.

【0021】図1では4台の現像装置301,302,
303,304が互いに隣接して配備されており、それ
ぞれ黒用、イエロー用、マジェンタ用、シアン用の現像
装置として作動する。これらの各現像装置は像担持体上
に形成された他のトナー像を乱さないよう像担持体とは
非接触の構造となっている。黒用の現像剤には磁性1成
分トナーが使用されるが、他の色の現像剤には磁性体キ
ャリアと非磁性のトナーとから成る2成分現像剤が使用
される。
In FIG. 1, four developing devices 301, 302,
303 and 304 are arranged adjacent to each other and operate as developing devices for black, yellow, magenta, and cyan, respectively. Each of these developing devices has a structure which is not in contact with the image carrier so as not to disturb other toner images formed on the image carrier. A magnetic one-component toner is used as the black developer, while a two-component developer including a magnetic carrier and a non-magnetic toner is used as the other color developers.

【0022】黒の現像が終わった後、2回目のサイクル
で、像担持体110は一次帯電器120により再帯電さ
れ、前(黒)工程でレーザー光220の照射を受けて電
位の下がった部分が再び元の電位まで回復する。次いで
レーザー光220でイエローに相当する像が像担持体表
面上の所定位置に照射されることにより静電潜像が形成
された後、イエロー用現像装置302によって像担持体
の表面電位極性と同じ極性電荷を持ったイエロートナー
により像担持体上のイエロー用の静電潜像が現像され
る。イエロー用現像装置302は前工程で像担持体上に
形成されたトナー像を乱したり、像担持体上のトナーが
現像装置側に逆転移しないように、現像剤搬送量、交番
電界条件、像担持体と回転スリーブとの間隙などが最適
化されている。
After the development of black is completed, in the second cycle, the image carrier 110 is recharged by the primary charger 120, and the portion where the potential is lowered by the irradiation of the laser beam 220 in the previous (black) step. Recovers to the original potential again. Then, an electrostatic latent image is formed by irradiating a predetermined position on the surface of the image carrier with the image corresponding to yellow by the laser beam 220, and then the developing device 302 for yellow has the same surface potential polarity as that of the image carrier. The yellow electrostatic latent image on the image carrier is developed with the yellow toner having a polar charge. The yellow developing device 302 prevents the toner image formed on the image carrier in the previous step from being disturbed, and prevents the toner on the image carrier from back-transferring to the developing device side. The gap between the image carrier and the rotating sleeve is optimized.

【0023】以後同様にしてマジェンタおよびシアンの
現像が行われ、4色の現像工程が終了した時点で、像担
持体上には黒、イエロー、マジェンタ、シアン色のトナ
ー像が互いに重畳されるようにして形成される。次いで
像担持体110は、転写前帯電器480により、転写に
最適な状態に帯電または除電される。次いで転写帯電器
410により、ペーパーガイド720から供給される転
写紙上に、像担持体上の複数色のトナーが一括して転写
される。転写終了後、転写紙は剥離用帯電器440によ
り除電されて像担持体110から剥離され、搬送ベルト
750により図示しない定着装置に送られて定着処理が
行われる。
Thereafter, the magenta and cyan developments are carried out in the same manner, and when the four color development steps are completed, the toner images of black, yellow, magenta and cyan are superposed on each other on the image carrier. Is formed. Next, the image carrier 110 is charged or discharged by the pre-transfer charger 480 to an optimum state for transfer. Next, the transfer charger 410 collectively transfers the toners of a plurality of colors on the image carrier onto the transfer paper supplied from the paper guide 720. After the transfer is completed, the transfer paper is de-charged by the peeling charger 440, separated from the image carrier 110, and sent to the fixing device (not shown) by the conveyor belt 750 to be fixed.

【0024】一方、転写工程が終わった像担持体110
上に残留したトナーはクリーニング装置500のブラシ
およびブレードにより取り除かれ、次いで除電露光装置
130からの露光により像担持体の残留電荷が除去さ
れ、再び、一次帯電器から始まる一連の工程が開始可能
の状態となる。上記のクリーニング装置は転写終了後の
クリーニング工程の時だけ接触位置に繰り出し、現像時
には装置の全部または一部を待機位置に退避させるよ
う、リトラクト可能な構造となっている。このリトラク
ト動作は次に作成される画像がクリーニング装置に到達
する前に行うようにしてもよく、あるいはクリーニング
のための像担持体1回転分の時間を別に設けるようにし
てもよい。前者の場合は、クリーニングのための1回転
分の時間を必要としないので全体としての画像形成速度
を上げることが可能であるが、クリーニング装置がリト
ラクト動作をしている時間が画像形成サイクルに重な
り、像担持体の回転速度に変動を与え、画質劣化の原因
となる恐れがある。後者の場合はリトラクトによる画像
への影響は少ないが、1回転分の時間を余分に必要とす
るため全体としての画像形成速度が低下するので、両者
の利害得失を考慮して選択する必要がある。
On the other hand, the image carrier 110 after the transfer process is completed.
The toner remaining on the surface is removed by the brush and blade of the cleaning device 500, and then the residual charge of the image carrier is removed by the exposure from the static eliminator exposure device 130, and a series of processes starting from the primary charger can be started again. It becomes a state. The above-mentioned cleaning device has a retractable structure so that it is extended to the contact position only during the cleaning step after the transfer is completed, and during development, all or part of the device is retracted to the standby position. This retracting operation may be performed before the next image to be formed reaches the cleaning device, or the time for one rotation of the image carrier for cleaning may be separately provided. In the former case, it is possible to increase the image forming speed as a whole because the time for one rotation for cleaning is not required, but the time during which the cleaning device is performing the retract operation overlaps with the image forming cycle. However, the rotation speed of the image carrier may be changed, which may cause deterioration of image quality. In the latter case, the influence of the retract on the image is small, but since the time required for one rotation is additionally required, the image forming speed as a whole decreases, so it is necessary to select in consideration of the advantages and disadvantages of both. .

【0025】次に上記実施例における現像装置の詳細に
ついて、図2〜図5を参照して説明する。図2(A)は
本発明の現像装置の概略を示す断面図である。この現像
装置には像担持体110近傍の所定の現像領域に現像剤
を搬送する非磁性かつ導電性材料から成る中空円筒状の
回転スリーブ311と、その内側に配備された柱状の固
定マグネット312とから成る現像ロール310が具備
されている。現像ロール310は、現像剤撹拌部材33
0で攪拌された現像剤を、回転スリーブ311の内側に
配備された固定マグネット312で吸引し、層厚規制部
材320で回転スリーブ311上に一定厚の現像剤の薄
層を形成させながら矢印の方向に回転し、像担持体11
0に対向する現像領域Dまで現像剤を搬送する。なお、
本実施例に用いた現像剤は、平均粒径が40μmで、飽
和磁化が60emu/gである磁性キャリアに、平均粒
径が7μmのポリエステル系カラートナーを混合撹拌
し、現像剤に占めるトナーの混合率をおよそ10重量
%、相対湿度30%〜85%におけるトナー帯電量を1
2〜25μc/gに調整したものを使用した。
Next, the details of the developing device in the above embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is a sectional view showing the outline of the developing device of the present invention. In this developing device, a hollow cylindrical rotating sleeve 311 made of a non-magnetic and conductive material that conveys the developer to a predetermined developing area near the image carrier 110, and a columnar fixed magnet 312 provided inside thereof. And a developing roll 310 composed of The developing roll 310 includes the developer stirring member 33.
The developer stirred at 0 is attracted by the fixed magnet 312 provided inside the rotating sleeve 311, and the layer thickness regulating member 320 forms a thin layer of the developer on the rotating sleeve 311 with the arrow mark. Image carrier 11
The developer is conveyed to the development area D facing 0. In addition,
The developer used in this example was prepared by mixing and stirring a magnetic carrier having an average particle size of 40 μm and a saturation magnetization of 60 emu / g with a polyester-based color toner having an average particle size of 7 μm. The mixing ratio is approximately 10% by weight, and the toner charge amount at a relative humidity of 30% to 85% is 1
The one adjusted to 2 to 25 μc / g was used.

【0026】図3は現像ロール310の詳細断面図であ
る。固定マグネットを構成する磁気シート314は上記
現像剤を磁気的に吸引するため、交互に極性の異なる複
数の磁極315a,315b,315c,……,315
nを有している。これら複数の磁極は、図2(B)に示
すごとく、隣接する磁極間にまたがる磁力線に沿って現
像剤がアーチ状の橋を架けたように連なった、いわゆる
磁気ブリッジを形成する。そして回転スリーブの回転に
伴って磁気ブリッジが移動することにより現像剤が搬送
される。
FIG. 3 is a detailed sectional view of the developing roll 310. Since the magnetic sheet 314 forming the fixed magnet magnetically attracts the developer, a plurality of magnetic poles 315a, 315b, 315c, ...
have n. As shown in FIG. 2B, the plurality of magnetic poles form a so-called magnetic bridge in which the developer is connected like an arch bridge along a magnetic line of force extending between adjacent magnetic poles. The developer is conveyed by the movement of the magnetic bridge as the rotary sleeve rotates.

【0027】なお、これら磁極のうち磁極315aと磁
極315nとは同極性を持ち、この両磁極による反発磁
界によって現像剤を回転スリーブから剥離する領域Rが
形成される。前述のとおり、通常の一体型の固定マグネ
ットでは、磁極間隔を小さくしようとしても限界があ
り、具体的には5mmが限界であった。そこで本実施例
では、柱状の軸部の周囲に磁気シートを巻き付けて固定
マグネットとすることにより、磁極間隔が2.5mmの
固定マグネットを得ている。
Of these magnetic poles, the magnetic poles 315a and 315n have the same polarity, and a repulsive magnetic field generated by these magnetic poles forms an area R for separating the developer from the rotating sleeve. As described above, the usual integrated fixed magnet has a limit even if it is attempted to reduce the magnetic pole interval, and specifically, the limit is 5 mm. Therefore, in this embodiment, a magnetic sheet is wound around the columnar shaft portion to form a fixed magnet, so that a fixed magnet having a magnetic pole interval of 2.5 mm is obtained.

【0028】固定マグネットを構成するに際しては、着
磁済みの磁気シートを軸部に巻き付けてもよく、未着磁
のシートを巻き付けた後で着磁してもよい。ところで、
軸部313に磁気シート314を巻き付けると、軸部3
13の周方向の両端縁に磁気シートの継ぎ目ができる。
この継ぎ目の部分では磁力の細かい制御が難しく、磁界
が乱れやすい。磁界が乱れると、現像剤の搬送にムラが
生じ、ひいては現像ムラとなって画像を劣化させる。
In constructing the fixed magnet, a magnetized magnetic sheet may be wound around the shaft portion, or a non-magnetized sheet may be wound and then magnetized. by the way,
When the magnetic sheet 314 is wound around the shaft portion 313, the shaft portion 3
A magnetic sheet seam is formed on both circumferential edges of 13.
At this joint, it is difficult to control the magnetic force in detail, and the magnetic field tends to be disturbed. When the magnetic field is disturbed, the developer is unevenly conveyed, which results in uneven development and deteriorates the image.

【0029】これは磁気シートの両端縁を軸部の全長に
わたって、すき間なく貼り合わせることが難しく、その
ためこの両端縁付近に磁界の乱れが生じ、搬送のムラと
なるものと考えられる。加工方法、組立方法の工夫だけ
でこの磁界の乱れを発生させないようにするのは難し
く、コストアップを招くので、本発明者らは、この両端
縁を現像ロール上の適当な領域に位置させることによっ
て、上記の磁界乱れの影響を避けられるのではないかと
考え、種々実験を行った。先ず、現像剤の剥離領域Rを
形成する磁極315aと磁極315nとの間に両端縁を
位置させてみたが、両磁極の間に、周辺の磁力線の影響
によると考えられるゴースト磁極が誘起され、現像剤が
うまく剥離されなかった。両端縁を現像領域D付近に位
置させると、現像ロールにとって最も重要な現像機能に
悪影響を及ぼし、また、現像領域Dより回転スリーブの
回転方向の上流側に位置させると、現像剤の搬送が乱
れ、いずれもよい結果が得られなかった。
It is considered that this is because it is difficult to bond both end edges of the magnetic sheet over the entire length of the shaft portion without a gap, so that the magnetic field is disturbed in the vicinity of the both end edges to cause uneven transportation. It is difficult to prevent the disturbance of the magnetic field only by devising the processing method and the assembling method, which leads to an increase in cost. Therefore, the inventors of the present invention should position these both edges in appropriate regions on the developing roll. We thought that the influence of the above-mentioned magnetic field disturbance could be avoided by conducting various experiments. First, I tried to locate both edges between the magnetic pole 315a and the magnetic pole 315n that form the developer peeling area R, but a ghost magnetic pole, which is considered to be due to the influence of the peripheral magnetic field lines, is induced between both magnetic poles. The developer did not peel well. Positioning both edges near the developing area D adversely affects the most important developing function for the developing roll, and if positioned on the upstream side of the developing area D in the rotational direction of the rotary sleeve, the conveyance of the developer is disturbed. , Neither of them gave good results.

【0030】そこで、両端縁を現像領域Dよりも前記回
転方向の下流側、かつ現像剤剥離領域Rよりも上流側に
位置させたところ、現像ムラの発生を防止することがで
きた。これは現像領域Dと剥離領域Rの間の領域は他の
領域に比較し、磁界乱れによる画質への影響が現れにく
いためと考えられる。しかしながらこの領域も現像を終
わった現像剤を剥離領域に搬送する重要な役割を持って
おり、この領域に磁力的に空白の部分があると、回転ス
リーブから現像剤がこぼれ落ちるのではないかとも考え
られたが、実際に両端縁の間にいくらかの間隙aを設け
てみても、その間隙にゴーストの磁極が誘起され、その
磁力により現像剤の搬送に支障は生じなかった。磁気シ
ートの両端縁T1 、T2 の間の間隙aは設けても設けな
くてもよいが、両端縁をすき間なく貼り合わせる精度が
十分高くない場合は間隙aを設けた方がよい。
Therefore, when both edges are located downstream of the developing region D in the rotational direction and upstream of the developer peeling region R, uneven development can be prevented. It is considered that this is because the region between the developing region D and the peeling region R is less likely to affect the image quality due to the magnetic field disturbance than other regions. However, this area also plays an important role in transporting the developed developer to the peeling area, and if there is a magnetically blank portion in this area, the developer may spill from the rotating sleeve. It was considered, but even if some gap a was actually provided between both edges, a ghost magnetic pole was induced in the gap, and the magnetic force did not hinder the transport of the developer. The gap a between the both edges T 1 and T 2 of the magnetic sheet may or may not be provided, but it is preferable to provide the gap a when the accuracy of bonding the both edges without a gap is not sufficiently high.

【0031】この両端縁T1,T2 部分の2磁極は必ずし
も同極性である必要はなく、S−Nでも、N−Sでもよ
いが、本発明の効果をさらに高めるために、この両磁極
を同極性とすることが好ましい。なお、この2磁極が同
極性でない場合は、前記の間隙aはない方がよい。図4
は、図3の現像ロールのスリーブ表面の磁束密度の分布
を測定した結果を図示したものである。図4に示したと
おり、図3に示す両端縁T1,T2の2つのS極に挟ま
れた間隙aに相当する部分に、斜線で示したゴーストの
N極が誘起され、この磁力によってこの部分でも支障な
く現像剤が搬送される。
The second magnetic pole of the opposite end edges T1, T 2 moieties are not necessarily the same polarity, even S-N, but may be N-S, in order to further enhance the effect of the present invention, the magnetic poles It is preferable that they have the same polarity. If the two magnetic poles do not have the same polarity, it is better not to have the gap a. Figure 4
3 shows the result of measuring the distribution of magnetic flux density on the sleeve surface of the developing roll of FIG. As shown in FIG. 4, the ghost N pole shown by the diagonal lines is induced in the portion corresponding to the gap a sandwiched between the two S poles of the both edges T1 and T2 shown in FIG. However, the developer is conveyed without any trouble.

【0032】次に現像ロールの磁気特性に関して考察す
ると、回転スリーブ上の各磁極からの垂直方向の磁束密
度の最大値が200ガウス未満であると、回転スリーブ
表面に対する保磁力が弱まり、電界や回転による遠心力
の影響でキャリア飛散を起こすので、磁束密度の最大値
が200ガウス以上であることが好ましい。磁束密度の
上限について、本発明は特に限定するものではないが、
あまり磁束密度が高すぎると、例えば、1000ガウス
を越えると現像剤の穂立ちが高くなり過ぎ、現像ロール
と像担持体との間隔を狭くできなくなり実用的でない。
Next, considering the magnetic characteristics of the developing roll, if the maximum value of the magnetic flux density in the vertical direction from each magnetic pole on the rotating sleeve is less than 200 Gauss, the coercive force on the surface of the rotating sleeve is weakened, and the electric field and rotation are reduced. Since the carrier is scattered under the influence of the centrifugal force due to the above, the maximum value of the magnetic flux density is preferably 200 gauss or more. Regarding the upper limit of the magnetic flux density, the present invention is not particularly limited,
If the magnetic flux density is too high, for example, if it exceeds 1000 gausses, the spikes of the developer will be too high, and the distance between the developing roll and the image carrier cannot be narrowed, which is not practical.

【0033】現像剤を構成する磁性キャリアに関して
は、飽和磁化が20emu/g未満では像担持体へのキ
ャリア付着を起こしやすく、70emu/gを越えると
現像ロール上でキャリアどうしの凝集が起こり、表面積
の大きい現像剤層を作ることが困難になる。従って、飽
和磁化は20〜70emu/gであることが好ましい。
また、磁性キャリアの平均粒径が20μm未満の場合、
1個のキャリアに働く磁力と静電気力の関係から像担持
体へのキャリア付着を起こしやすく、70μmを越える
とキャリアの表面積が減り、保持するトナーの量が減り
画像濃度が低下するので、キャリアの平均粒径は20〜
70μmであることが好ましい。
With respect to the magnetic carrier constituting the developer, when the saturation magnetization is less than 20 emu / g, the carrier is apt to adhere to the image carrier, and when it exceeds 70 emu / g, the carriers are agglomerated on the developing roll and the surface area is increased. It becomes difficult to form a large developer layer. Therefore, the saturation magnetization is preferably 20 to 70 emu / g.
When the average particle size of the magnetic carrier is less than 20 μm,
Due to the relationship between the magnetic force acting on one carrier and the electrostatic force, the carrier is likely to adhere to the image bearing member. If it exceeds 70 μm, the surface area of the carrier decreases, the amount of toner to be held decreases, and the image density decreases. Average particle size is 20 ~
It is preferably 70 μm.

【0034】現像ロールの回転スリーブの表面粗さにつ
いては、表面粗さが小さすぎると現像剤が層厚規制部材
を通過する際、回転スリーブ上でスリップしやすく、現
像剤中のトナー濃度の変動によって現像剤搬送量が変化
しやすくなり、その結果、画像濃度が不安定となる。ま
た、表面粗さが大き過ぎると現像ロールの振れと重なっ
て、現像ロールの回転周期に同期した画像濃度ムラが出
やすくなる。本実施例では、磁性キャリアのうち最も平
均粒径の小さい20μmのものを用いた場合、表面粗さ
がRz=2μm、すなわち磁性キャリアの平均粒径の1
0%以上の表面粗さであれば層厚規制部材を通過する際
のスリップを抑えることができた。また、磁性キャリア
のうち、平均粒径の大きな70μmのものを本実施例に
示した現像ロールに用いて実験したところ、表面粗さが
Rz=50μm、すなわち磁性キャリアの平均粒径の7
0%を越えると画像濃度ムラが発生した。そこで、回転
スリーブの表面粗さは少なくとも磁性キャリアの平均粒
径の10%以上でかつ、平均粒径の70%以下であるこ
とが好ましい。
Regarding the surface roughness of the rotary sleeve of the developing roll, if the surface roughness is too small, the developer is apt to slip on the rotary sleeve when passing through the layer thickness regulating member, and the toner concentration in the developer fluctuates. As a result, the developer transport amount is likely to change, and as a result, the image density becomes unstable. Further, if the surface roughness is too large, it will overlap with the shake of the developing roll, and image density unevenness in synchronization with the rotation cycle of the developing roll will easily occur. In this embodiment, when the magnetic carrier having the smallest average particle size of 20 μm is used, the surface roughness is Rz = 2 μm, that is, the average particle size of the magnetic carrier is 1 μm.
When the surface roughness was 0% or more, slippage when passing through the layer thickness regulating member could be suppressed. Further, when an experiment was carried out using a magnetic carrier having a large average particle diameter of 70 μm in the developing roll shown in this embodiment, the surface roughness was Rz = 50 μm, that is, the average particle diameter of the magnetic carrier was 7 μm.
If it exceeds 0%, uneven image density occurs. Therefore, the surface roughness of the rotating sleeve is preferably at least 10% of the average particle diameter of the magnetic carrier and 70% or less of the average particle diameter.

【0035】なお、本実施例におけるスリーブ311の
外径は20mmである。また、前記固定マグネットの像
担持体110に対向する現像領域にはスリーブ表面上で
約2.5mm間隔、かつ450ガウスの磁束密度となる
ようN極とS極が交互に並んでおり、現像側の穂立ちの
高さは350μmである。また、像担持体110と回転
スリーブ311との距離は500μmに設定されてお
り、この状態で像担持体110とスリーブ311との間
に、直流成分を重畳した交番電界を印加したときの実効
現像領域は約10mmの幅となっている。
The outer diameter of the sleeve 311 in this embodiment is 20 mm. Further, in the developing area of the fixed magnet facing the image carrier 110, N poles and S poles are alternately arranged on the sleeve surface so as to have a magnetic flux density of about 2.5 mm and 450 gausses. The height of the spikes is 350 μm. Further, the distance between the image carrier 110 and the rotary sleeve 311 is set to 500 μm, and in this state, effective development when an alternating electric field in which a DC component is superimposed is applied between the image carrier 110 and the sleeve 311. The area has a width of about 10 mm.

【0036】ここで実効現像領域とは、トナーが実際に
現像される像担持体上の有効領域をいい、現像ロールと
像担持体を静止させた状態で既定の電界をかけて、トナ
ーが実際に現像ロールから像担持体に飛翔する領域の幅
を測定し、mm単位で表示したものである。この実効現
像領域の幅は、前述のとおり、トナーが小粒径化するに
つれて、現像装置の効率を左右する重要な要素となって
おり、現像装置の効率アップのためにはこの幅を広げる
ことが有効であり、そのために固定マグネットの磁極間
隔はできるだけ狭い方がよい。
Here, the effective developing area refers to an effective area on the image carrier on which the toner is actually developed. The toner is actually developed by applying a predetermined electric field with the developing roll and the image carrier stationary. The width of the area flying from the developing roll to the image carrier is measured and displayed in mm. As described above, the width of the effective developing region is an important factor that influences the efficiency of the developing device as the toner particle size becomes smaller. To increase the efficiency of the developing device, widen this width. Is effective. Therefore, it is preferable that the magnetic pole spacing of the fixed magnet is as narrow as possible.

【0037】一般には同じ磁束密度の場合、磁極間隔が
狭くなると現像剤の穂立ちの高さは低くなり、現像ロー
ルと像担持体との間隔を狭くできるため、強い電界を作
用させることができて現像には有利になるが、現在実用
化されている現像剤では、磁極間隔を狭くし過ぎると、
十分な搬送量が確保できず、画像濃度不足となる。ま
た、同時にマグネットの磁界の強さが不十分となり勝ち
であり、キャリア飛散を起こす恐れがある。
In general, when the magnetic flux density is the same, the height of the spikes of the developer decreases as the magnetic pole spacing decreases, and the distance between the developing roll and the image carrier can be reduced, so that a strong electric field can be applied. However, if the magnetic pole spacing is too narrow in the developer currently in practical use,
A sufficient amount of paper cannot be secured, resulting in insufficient image density. At the same time, the strength of the magnetic field of the magnet becomes insufficient, and the magnet tends to be scattered, which may cause carrier scattering.

【0038】図5は、本実施例の現像装置を用いて、回
転スリーブ表面での磁極間隔を0から12mmまで変化
させて像担持体に現像されたトナー量を測定した結果を
示すグラフである。図5から、磁極間隔が狭くなるほど
現像トナー量が増加することがわかるが、0.5mm以
下の磁極間隔を作り出すのは実際上困難であり、1mm
以上の磁極間隔が適当である。また、磁極間隔を広くす
ると現像剤の搬送量を上げることができるという利点は
あるが、現像剤の穂立ちの高さが高くなり、現像ロール
と像担持体との間隔を広げなければならないので、強い
電界を作用させる上では不利になる。したがって磁極間
隔は5mm以下が望ましい。
FIG. 5 is a graph showing the results of measuring the amount of toner developed on the image bearing member by changing the magnetic pole interval on the surface of the rotary sleeve from 0 to 12 mm using the developing device of this embodiment. . It can be seen from FIG. 5 that the amount of developing toner increases as the magnetic pole spacing becomes narrower, but it is actually difficult to create a magnetic pole spacing of 0.5 mm or less, and it is 1 mm.
The above magnetic pole spacing is appropriate. Further, if the magnetic pole interval is widened, there is an advantage that the amount of developer conveyed can be increased, but the height of the spikes of the developer is increased and the interval between the developing roll and the image carrier must be widened. , It is disadvantageous in applying a strong electric field. Therefore, the magnetic pole spacing is preferably 5 mm or less.

【0039】現像ロール310は、前述のように、10
mmの実効現像領域幅を持ち、その間に3〜4個所の穂
立ちが形成されるので、これにより実効現像領域内での
現像剤の有効表面積が大きくなり、像担持体から覗ける
トナー粒子の数、言い換えると、像担持体へ飛翔し得る
状態にあるトナーの量が増える。また、実効現像領域内
で現像剤層の表裏が3〜4回入れ替わるため、実効現像
領域内に搬送されたほとんど全ての現像剤が現像に関与
することとなるため現像効率が大幅に向上する。
As described above, the developing roll 310 has 10
Since the effective developing area width is 3 mm, and 3 to 4 bristles are formed between them, the effective surface area of the developer in the effective developing area is increased, and the number of toner particles seen from the image carrier is increased. In other words, the amount of toner that can fly to the image carrier increases. Further, since the front and back surfaces of the developer layers are exchanged 3 to 4 times in the effective developing area, almost all the developer transported into the effective developing area participates in the development, so that the developing efficiency is significantly improved.

【0040】また、実効現像領域の幅は電界条件にも当
然影響されるが、一般的には直流成分および交流成分の
電界が大きいほど広くなる。また、周波数の影響に関し
ては、10数kHzまでの範囲内では、1〜3kHzの
あたりに最も実効現像領域の幅が広くなるところがある
ので、最適の条件を選択することが望ましい。本実施例
では、先に潜像担持体110上に現像されたトナー像を
乱さないよう、像担持体110における暗電位は−60
0〜−900V、明電位は−50〜−200V、暗電位
とスリーブ311に印加するバイアスの直流成分との差
が50〜150V、上記バイアスの交流成分のピーク値
間が1.5〜2kV、周波数4〜10kHzの範囲で現
像を行うことが望ましく、このような最適化の結果、実
効現像領域の幅は上述のように約10mmであった。
Although the width of the effective developing region is naturally influenced by the electric field condition, it generally becomes wider as the electric fields of the DC component and the AC component become larger. Regarding the influence of frequency, in the range of up to 10 and several kHz, the width of the effective developing region is widest at around 1 to 3 kHz, so it is desirable to select the optimum condition. In this embodiment, the dark potential of the image carrier 110 is −60 so as not to disturb the toner image previously developed on the latent image carrier 110.
0 to -900V, bright potential is -50 to -200V, difference between dark potential and DC component of bias applied to sleeve 311 is 50 to 150V, peak value of AC component of bias is 1.5 to 2kV, It is desirable to perform development in the frequency range of 4 to 10 kHz, and as a result of such optimization, the width of the effective development region was about 10 mm as described above.

【0041】次に、現像剤のトナーの特性値について説
明すると、トナーの平均粒径が3μmを下回ると、十分
な現像量を確保するための帯電量の範囲においては現像
器からのトナー飛散がひどく、実用とならなかった。ま
た、本実施例の現像装置では、像担持体の移動速度が1
00mm/sec以上であり、この場合、平均粒径5μ
m以上のトナーが望ましい。一方、トナーの平均粒径が
15μmを越えると画像の細線鮮鋭度や低濃度領域での
粒状性が劣るようになる。また、本実施例の現像装置に
おいては、1画素63.5μmの256階調のパルス変
調でレーザー露光を行い、静電潜像をシャープな細かい
ライン像で構成し、それを現像するトナーも従来より一
層細かくして細線鮮鋭度や低濃度領域での粒状性を向上
させることを目標としているので、トナーの平均粒径と
しては10μm以下が望ましい。
Next, the characteristic value of the toner of the developer will be described. When the average particle diameter of the toner is less than 3 μm, the toner is scattered from the developing device within the range of the charge amount for ensuring a sufficient development amount. It was terribly not practical. In the developing device of this embodiment, the moving speed of the image carrier is 1
00 mm / sec or more, and in this case, the average particle size is 5 μ
A toner of m or more is desirable. On the other hand, when the average particle diameter of the toner exceeds 15 μm, the sharpness of fine lines of the image and the graininess in the low density region become poor. Further, in the developing device of the present embodiment, laser exposure is performed by pulse modulation of 256 gradations of 63.5 μm per pixel to form an electrostatic latent image with a sharp fine line image, and the toner for developing the electrostatic latent image is also conventional. Since the aim is to make it finer to improve the sharpness of fine lines and the graininess in the low density region, the average particle diameter of the toner is preferably 10 μm or less.

【0042】更に、トナーとキャリアとの摩擦帯電に関
して言及すると、帯電量が5μc/gを下回ると、トナ
ーとキャリアとの静電的な結び付きが弱くなり、トナー
飛散を引き起こすだけでなく、現像電界に対するレスポ
ンスも鈍くなり、細線の鮮鋭度や低濃度の再現性が低下
する。また、トナーの帯電量が高くなれば、少ないトナ
ー量で像担持体の潜像が静電的に飽和してしまい、画像
濃度を確保するためには非常に高い電圧の潜像が必要と
なる。そのため、50μc/gを越えると一次帯電電位
1000V以下で使用する汎用の像担持体を用いること
が困難になる。そこで、トナーの帯電量は5〜50μc
/gの範囲にすることが望ましい。
Further, referring to the triboelectric charging between the toner and the carrier, when the charge amount is less than 5 μc / g, the electrostatic bond between the toner and the carrier is weakened, and not only the toner scattering but also the developing electric field is caused. Response becomes slower and sharpness of fine lines and reproducibility of low density are reduced. Further, when the toner charge amount is high, the latent image on the image carrier is electrostatically saturated with a small amount of toner, and a latent image with a very high voltage is required to secure image density. . Therefore, if it exceeds 50 μc / g, it becomes difficult to use a general-purpose image carrier used at a primary charging potential of 1000 V or less. Therefore, the toner charge amount is 5 to 50 μc.
It is desirable to set it in the range of / g.

【0043】なお、上記実施例では、第1の現像装置は
磁性1成分方式の黒用の現像装置であるが、第1現像装
置に磁性1成分方式以外の現像方式を適用することも可
能であり、例えば、第2〜第4現像装置と同様の非接触
式2成分方式の現像装置で非磁性の黒トナーを使用した
場合は、像担持体上の黒トナーが第2〜第4現像装置を
通過する際、マグネットによる画像乱れの心配がないた
め、さらに像担持体と現像ロールとの間隔を狭くした
り、直流成分を含む交番電界を強めたりすることができ
る。そのため、上述の画像乱れ、画像濃度の確保などに
対し十分な余裕を持って高画質の画像形成装置を作り込
むことが可能となる。
In the above embodiment, the first developing device is a magnetic one-component black developing device, but it is also possible to apply a developing system other than the magnetic one-component developing device to the first developing device. Yes, for example, when non-magnetic black toner is used in a non-contact two-component developing device similar to the second to fourth developing devices, the black toner on the image carrier is the second to fourth developing devices. Since there is no fear of image disturbance due to the magnet when passing through the sheet, it is possible to further narrow the distance between the image carrier and the developing roll and to strengthen the alternating electric field containing the DC component. Therefore, it is possible to build a high-quality image forming apparatus with a sufficient margin for the above-mentioned image disturbance, securing of image density, and the like.

【0044】また、第1の現像装置において、従来の2
成分接触方式で非磁性の黒トナーを現像することも可能
であり、同様の利点があるが、この場合は第1現像装置
に黒トナー現像後の画像乱れ防止用の退避機構を設ける
必要がある。また、上記実施例では黒用の現像装置は磁
性1成分現像剤を用いているので、当然、これと隣接す
る黒用現像装置とイエロー用現像装置との磁気的干渉を
考慮して、黒用現像装置の固定マグネットの磁気パター
ンを設計する必要がある。
Further, in the first developing device, the
It is also possible to develop non-magnetic black toner by the component contact method, and there are similar advantages, but in this case, it is necessary to provide the first developing device with a retracting mechanism for preventing image distortion after black toner development. . Further, in the above-described embodiment, the black developing device uses the magnetic one-component developer, so naturally, in consideration of magnetic interference between the black developing device and the yellow developing device which are adjacent thereto, the black developing device is used. It is necessary to design the magnetic pattern of the fixed magnet of the developing device.

【0045】上記実施例では黒以外の現像剤には2成分
現像剤を用いた例を挙げたが、本発明は現像剤を2成分
現像剤のみに限定するものではなく、どのような現像剤
にも適用することができる。また上記の説明は、すべて
4台の現像装置を備えたフルカラーの画像形成装置に本
発明の現像装置を適用した場合の実施例に関するもので
あるが、本発明は必ずしもフルカラーの画像形成装置に
限られるものではない。
In the above-mentioned embodiments, an example in which a two-component developer is used as the developer other than black is given, but the present invention is not limited to the two-component developer, and any developer may be used. Can also be applied to. Further, although the above description relates to an embodiment in which the developing device of the present invention is applied to a full-color image forming device having all four developing devices, the present invention is not limited to the full-color image forming device. It is not something that can be done.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上記のように構成したことにより、固定マグネットを構
成する磁気シートの両端縁において発生する磁界のムラ
に起因する現像剤の搬送不良を防止し、画質のよい現像
装置を得ることができる。また、本発明の現像装置にお
いて、磁気シートの両端縁の磁極を同極性とすることで
上記磁界ムラの発生を効果的に抑えることができて、上
記本発明の効果を一層高めることができる。
As described above, according to the present invention,
With the above-described configuration, it is possible to prevent the developer conveyance failure due to the unevenness of the magnetic field generated at the both edges of the magnetic sheet forming the fixed magnet, and to obtain the developing device with good image quality. Further, in the developing device of the present invention, by making the magnetic poles at both edges of the magnetic sheet have the same polarity, it is possible to effectively suppress the occurrence of the magnetic field unevenness and further enhance the effects of the present invention.

【0047】また、本発明の現像装置において、磁気シ
ートに形成された各磁極の垂直方向の磁束密度と、磁性
キャリアの飽和磁化および平均粒径を適正な範囲に規定
することで、キャリア飛散や像担持体へのキャリア付着
を防ぐことができる。また、本発明の現像装置におい
て、回転スリーブの表面粗さを適正な範囲に規定する
で、層厚規制部材を通過する際の磁性キャリアのスリッ
プを防ぐことができる。
Further, in the developing device of the present invention, carrier scattering or scattering can be prevented by defining the magnetic flux density in the vertical direction of each magnetic pole formed on the magnetic sheet and the saturation magnetization and average particle diameter of the magnetic carrier within appropriate ranges. It is possible to prevent the carrier from adhering to the image carrier. Further, in the developing device of the present invention, the surface roughness of the rotary sleeve is regulated within an appropriate range, so that the magnetic carrier can be prevented from slipping when passing through the layer thickness regulating member.

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

【図1】本発明の一実施例の現像装置を備えた画像形成
装置の主要部を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of an image forming apparatus including a developing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の現像装置の主要部を示す断
面図、およびその一部拡大図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a main part of a developing device according to an embodiment of the present invention, and a partially enlarged view thereof.

【図3】本発明の一実施例の現像装置の現像ロールの詳
細断面図である。
FIG. 3 is a detailed cross-sectional view of a developing roll of the developing device according to the exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の現像装置の回転スリーブ上
の磁束密度の分布を測定した結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a result of measuring a distribution of magnetic flux density on a rotating sleeve of a developing device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例の現像装置の回転スリーブ表
面での磁極間距離と現像トナー量との関係をプロットし
たグラフである。
FIG. 5 is a graph plotting the relationship between the distance between magnetic poles on the surface of the rotating sleeve of the developing device according to the exemplary embodiment of the present invention and the amount of developing toner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110 像担持体 120 一次帯電器 130 除電露光装置 200 レーザー光発生器 210 半導体レーザーおよびポリゴン回転ミラー 220 レーザー光 301 現像装置(黒用) 302 現像装置(イエロー用) 303 現像装置(マジェンタ用) 304 現像装置(シアン用) 310 現像ロール 311 回転スリーブ 312 固定マグネット 313 軸部 314 磁気シート 315a〜315n 磁極 320 層厚規制部材 330 現像剤撹拌部材 410 転写帯電器 440 剥離用帯電器 480 転写前帯電器 500 クリーニング装置 720 ペーパーガイド 750 搬送ベルト 110 Image Carrier 120 Primary Charger 130 Discharge Exposure Device 200 Laser Light Generator 210 Semiconductor Laser and Polygon Rotating Mirror 220 Laser Light 301 Developing Device (for Black) 302 Developing Device (for Yellow) 303 Developing Device (for Magenta) 304 Developing Device (for cyan) 310 Developing roll 311 Rotating sleeve 312 Fixed magnet 313 Shaft part 314 Magnetic sheet 315a to 315n Magnetic pole 320 Layer thickness regulating member 330 Developer stirring member 410 Transfer charger 440 Peeling charger 480 Pre-transfer charger 500 Cleaning Device 720 Paper guide 750 Conveyor belt

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性の現像剤を保持して、該現像剤を静
電潜像が形成される像担持体に近接した所定の現像領域
に搬送する円筒状の回転スリーブと、該回転スリーブ内
に配備された、周方向に複数の磁極が形成され前記現像
剤を磁気的に吸引する柱状の固定マグネットとを備え、
前記像担持体に形成された静電潜像を、前記回転スリー
ブで搬送された前記現像剤を用いて現像する現像装置に
おいて、 前記固定マグネットが、柱状の軸部と、前記回転スリー
ブの回転方向について前記現像領域よりも下流側かつ現
像後の前記現像剤が前記回転スリーブから剥離される剥
離領域よりも上流側に周方向の両端縁が位置するように
前記軸部に巻き付けられた、各磁極が前記軸部の長手方
向に延在するとともに前記軸部の周方向に複数の磁極が
形成された磁気シートとを備えたことを特徴とする現像
装置。
1. A cylindrical rotary sleeve which holds a magnetic developer and conveys the developer to a predetermined developing area in the vicinity of an image bearing member on which an electrostatic latent image is formed, and in the rotary sleeve. And a columnar fixed magnet having a plurality of magnetic poles formed in the circumferential direction and magnetically attracting the developer,
In a developing device for developing an electrostatic latent image formed on the image bearing member by using the developer conveyed by the rotating sleeve, the fixed magnet includes a columnar shaft portion and a rotating direction of the rotating sleeve. With respect to each magnetic pole, each magnetic pole is wound around the shaft portion so that both ends in the circumferential direction are located on the downstream side of the developing area and on the upstream side of the peeling area where the developer after development is peeled from the rotating sleeve. And a magnetic sheet having a plurality of magnetic poles formed in the circumferential direction of the shaft and extending in the longitudinal direction of the shaft.
【請求項2】 前記磁気シートに形成された前記複数の
磁極のうち前記磁気シートの周方向の両端縁に存在する
2つの磁極が互いに同極性の磁極であることを特徴とす
る請求項1記載の現像装置。
2. The magnetic poles of the plurality of magnetic poles formed on the magnetic sheet, the two magnetic poles existing at both circumferential edges of the magnetic sheet being magnetic poles having the same polarity. Developing device.
【請求項3】 前記現像装置が、トナーと磁性キャリア
を有する二成分の現像剤を用いて静電潜像を現像する現
像装置であって、 前記磁気シートに形成された各磁極の垂直方向の磁束密
度の最大値が200〜1000ガウスであり、かつ前記
磁性キャリアの飽和磁化が20〜70emu/g、およ
び該磁性キャリアの平均粒径が20〜70μmであるこ
とを特徴とする請求項1記載の現像装置。
3. The developing device is a developing device for developing an electrostatic latent image by using a two-component developer having a toner and a magnetic carrier, wherein each magnetic pole formed on the magnetic sheet is in a vertical direction. The maximum value of the magnetic flux density is 200 to 1000 Gauss, the saturation magnetization of the magnetic carrier is 20 to 70 emu / g, and the average particle size of the magnetic carrier is 20 to 70 μm. Developing device.
【請求項4】 前記現像装置が、トナーと磁性キャリア
を有する二成分の現像剤を用いて静電潜像を現像する現
像装置であって、 前記回転スリーブが、前記現像剤を構成する磁性キャリ
アの平均粒径の10〜70%の表面粗さを有するもので
あることを特徴とする請求項1記載の現像装置。
4. The developing device is a developing device for developing an electrostatic latent image using a two-component developer having a toner and a magnetic carrier, wherein the rotating sleeve constitutes the developer. The developing device according to claim 1, wherein the developing device has a surface roughness of 10 to 70% of the average particle diameter of.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6146801A (en) * 1998-09-30 2000-11-14 Canon Kabushiki Kaisha Resin-coated carrier, two component type developer, and developing method

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