JPH0922191A - Developing device - Google Patents

Developing device

Info

Publication number
JPH0922191A
JPH0922191A JP19594395A JP19594395A JPH0922191A JP H0922191 A JPH0922191 A JP H0922191A JP 19594395 A JP19594395 A JP 19594395A JP 19594395 A JP19594395 A JP 19594395A JP H0922191 A JPH0922191 A JP H0922191A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developing
carrier
magnetic
developer
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19594395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobumasa Furuya
信正 古谷
Takeshi Saikawa
健 済川
Shigehito Andou
滋仁 安東
Shinji Sasahara
慎司 笹原
Hirakazu Ezure
平和 江連
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.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP19594395A priority Critical patent/JPH0922191A/en
Publication of JPH0922191A publication Critical patent/JPH0922191A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the adhesion of carrier and carrier scattering, to obtain complete image quality and to apply the device to a superposing developing method. SOLUTION: Plural lines of developing magnetic poles 5(5a to 5d) obtained by alternately arranging different polarities are arrayed in a magnetic member 3 corresponding to an effective developing area Y opposed to a latent image carrier 4, and at least one or more carrying magnetic poles 6 (6a to 6d) obtained by alternately arranging the different polarites continuously from the developing magnetic poles 5a and 5d near to a boundary in the area Y are arrayed in an area adjacent to the area Y, then a distance A between the adjacent magnetic poles of the respective magnetic poles 5 and 6 in the area Y and the area adjacent to the area Y is set nearly the same, and a pair of developing magnetic poles 5b and 5c near the closest part of a developer carrier 1 to the latent image carrier 4 is arranged to put the closest part in between, and further the peak value B of the magnetic flux density in the radial direction on the surace of the developer carrier 1 of the respective magnetic poles 5 and 6 is set nearly the same.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、単色あるいは多
色画像を形成する電子写真方式の複写機、プリンタ等の
画像形成装置にて用いられる現像装置に係り、特に、現
像剤担持体上に二成分現像剤からなる磁気ブラシの薄層
を形成し、磁気ブラシの薄層を潜像担持体と非接触にな
るように担持させて搬送し、直流電圧が重畳された交流
電圧からなる現像バイアスを現像剤担持体に印加し、潜
像担持体上の静電潜像を現像する現像装置の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer for forming a monochromatic or multicolor image, and more particularly, to a developing device on a developer carrying member. A thin layer of a magnetic brush composed of a component developer is formed, and the thin layer of the magnetic brush is carried and conveyed so as not to contact the latent image carrier, and a developing bias composed of an AC voltage superimposed with a DC voltage is applied. The present invention relates to an improvement in a developing device that applies an electric charge to a developer carrier to develop an electrostatic latent image on the latent image carrier.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来における複写機等の画像形成装置
は、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像装置によ
って現像し、この現像像(顕像)を記録紙上に転写して
画像の複写等を行うように構成されている。その際、潜
像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と
しては、潜像担持体表面にトナー及び磁性キャリアから
なる二成分現像剤を接触させることにより、静電潜像を
顕像化する所謂接触型二成分磁気ブラシ現像装置を採用
したものが多数提案されている。この現像装置は、現像
剤中におけるトナー濃度の制御が必要であること、現像
剤の攪拌機構が必要となり装置が大型化するという課題
を有するものの、画質特性及び維持性等の観点から現像
方式の主流となっている。
2. Description of the Related Art In a conventional image forming apparatus such as a copying machine, an electrostatic latent image formed on a latent image carrier is developed by a developing device, and the developed image (visual image) is transferred onto recording paper. It is configured to copy an image or the like. At that time, as a developing device for developing the electrostatic latent image formed on the latent image carrier, a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier is brought into contact with the surface of the latent image carrier so that the electrostatic latent image is formed. There are many proposals that employ a so-called contact-type two-component magnetic brush developing device that visualizes. Although this developing device has a problem that the toner density in the developer needs to be controlled and a stirring mechanism for the developer is required, resulting in an increase in size of the device, in view of image quality characteristics and maintainability, It is the mainstream.

【0003】ところが、上記接触型二成分磁気ブラシ現
像装置では、潜像担持体表面を磁気ブラシが機械的に摺
擦するため、磁気ブラシによる所謂刷毛あとや掃き寄せ
等の画質欠陥が発生し易い。特に、潜像担持体上に複数
のカラー画像を形成し、この複数のカラー画像を記録紙
に一括転写してカラー画像を得る、所謂重ね現像法にお
ける第二現像工程以降に上記接触型二成分磁気ブラシ現
像装置を使用した場合には、前段トナー像に磁気ブラシ
による刷毛あとや掃き寄せが生じ、トナー像に乱れが発
生し易いという難点がある。また、前段トナー像が、第
二以降の後段現像工程において潜像担持体上から掻き取
られて後段現像剤中に混入し、前段画像の濃度低下が発
生すると共に後段現像剤の寿命が著しく低下してしまう
という難点もある。そこで、これらの技術的課題を回避
するために、潜像担持体表面に現像剤を接触させずに現
像する、所謂非接触型二成分磁気ブラシ現像装置が多数
提案されている。
However, in the above-mentioned contact type two-component magnetic brush developing device, since the magnetic brush mechanically rubs the surface of the latent image carrier, image defects such as so-called brush marks and sweeping due to the magnetic brush are likely to occur. . In particular, the contact type two-component after the second developing step in the so-called overdeveloping method, in which a plurality of color images are formed on the latent image carrier and the color images are collectively transferred to a recording paper to obtain a color image When a magnetic brush developing device is used, there is a drawback that the toner image is likely to be disturbed due to brushing or sweeping due to the magnetic brush on the preceding toner image. In addition, the first-stage toner image is scraped off from the latent image carrier in the second and subsequent second-stage development steps and mixed in the second-stage developer, resulting in a decrease in the concentration of the first-stage image and a significant decrease in the life of the second-stage developer. There is also the drawback of doing so. Therefore, in order to avoid these technical problems, a large number of so-called non-contact type two-component magnetic brush developing devices have been proposed which develop without developing the developer on the surface of the latent image carrier.

【0004】従来この種の非接触型二成分磁気ブラシ現
像装置としては、例えば特開昭56−144452号公
報に、現像ロール上にトナー及び磁性キャリアからなる
二成分現像剤の薄層(現像磁気ブラシ)を形成し、潜像
担持体表面と前記現像磁気ブラシとを非接触状態とし、
現像剤層に磁気的、電気的又は機械的要素による擾乱効
果を与えて現像させるものが開示されている。また、特
開昭60−176069号公報には、現像ロールと潜像
担持体とが最近接している位置を避けて磁極を配置し、
現像剤層に現像ロール周方向の水平磁界成分を作用させ
ながら振動電界下で現像させるものが開示されている。
A conventional non-contact type two-component magnetic brush developing device of this type is disclosed in, for example, JP-A-56-144452, a thin layer of a two-component developer comprising toner and a magnetic carrier on a developing roll (developing magnetic field). Brush) to bring the surface of the latent image carrier and the developing magnetic brush into non-contact with each other,
It is disclosed that a developer layer is developed by giving a disturbing effect by a magnetic, electrical or mechanical element. Further, in JP-A-60-176069, magnetic poles are arranged so as to avoid a position where the developing roll and the latent image carrier are closest to each other.
It is disclosed that a developing layer is developed under an oscillating electric field while applying a horizontal magnetic field component in the developing roll circumferential direction.

【0005】しかしながら、特開昭56−144452
号公報所載の現像装置においては、現像剤層に上記要素
による擾乱効果を与えるため、現像剤層全体が磁気的、
電気的又は機械的に振動することになる。このため、十
分な画像濃度を得るために擾乱効果を大きくした場合に
は、現像剤層の振動が大きくなり、現像剤層の潜像担持
体表面への接触が発生してしまう。前記接触が発生する
と、潜像担持体表面に二成分現像剤中のキャリア粒子が
付着する所謂キャリア付着が発生するという技術的課題
が見られる。
However, JP-A-56-144452
In the developing device disclosed in the publication, in order to give the developer layer a disturbing effect by the above-mentioned elements, the entire developer layer is magnetic,
It will vibrate electrically or mechanically. Therefore, when the disturbance effect is increased in order to obtain a sufficient image density, the vibration of the developer layer increases, and the developer layer comes into contact with the surface of the latent image carrier. When the contact occurs, there is a technical problem that so-called carrier adhesion occurs in which carrier particles in the two-component developer adhere to the surface of the latent image carrier.

【0006】キャリア付着が生じると、潜像担持体上に
転移したキャリアが、トナー像と共に転写域にて記録紙
に接することになるため、トナー像の欠けや抜けが発生
する。また、現像装置内からキャリアが少量ずつ流出し
ていくことになるので、現像剤の寿命低下が促進される
ことになる。また、重ね現像法における第二現像以降に
使用した場合には、前記現像剤層の潜像担持体表面への
接触の発生により、前段トナー像の乱れや掻き取りが発
生するという技術的課題が見られる。
When the carrier adheres, the carrier transferred onto the latent image carrier comes into contact with the recording paper in the transfer area together with the toner image, so that the toner image is chipped or missing. Further, since the carrier flows out little by little from the developing device, the life of the developer is shortened. Further, when used after the second development in the overlap development method, there is a technical problem that the front toner image is disturbed or scraped due to the contact of the developer layer with the surface of the latent image carrier. Can be seen.

【0007】一方、特開昭60−176069号公報所
載の現像装置では、磁気ブラシは水平磁界の作用によっ
て現像ロール上に強く拘束されている。このために、磁
気ブラシの上層部のみからトナーの現像が行われること
になり、十分な画像濃度が得難いという技術的課題を有
している。また、十分な画像濃度を得るためには、振動
電界濃度を高める必要があるため、振動電界の作用によ
り現像剤層の振動が生じ、現像剤層の潜像担持体表面へ
の接触が発生してしまう。接触が発生すると、前述のよ
うにキャリア付着が発生するという技術的課題が見られ
る。
On the other hand, in the developing device disclosed in JP-A-60-176069, the magnetic brush is strongly restrained on the developing roll by the action of the horizontal magnetic field. For this reason, the toner is developed only from the upper layer portion of the magnetic brush, and there is a technical problem that it is difficult to obtain a sufficient image density. Further, in order to obtain a sufficient image density, it is necessary to increase the oscillating electric field density, so that the action of the oscillating electric field causes the developer layer to vibrate and the developer layer to come into contact with the surface of the latent image carrier. Will end up. When contact occurs, there is a technical problem that carrier adhesion occurs as described above.

【0008】また、重ね現像法における第二現像以降に
使用した場合には、前記現像剤層の潜像担持体表面への
接触の発生により、前段トナー像の乱れや掻き取りが発
生するという技術的課題が見られる。また、十分な画像
濃度を得るために振動電圧の振幅を大きくした場合に
は、潜像担持体上の前段トナー像を現像ロール側へ逆飛
翔させる方向に作用する電界が強くなるため、前段トナ
ー像に電気的な乱れや掻き取りが発生するという技術的
課題も見られる。
Further, in the case of being used after the second development in the overlap development method, the contact of the developer layer with the surface of the latent image carrier causes the disturbance and scraping of the former toner image. Challenges are seen. When the amplitude of the oscillating voltage is increased in order to obtain a sufficient image density, the electric field acting in the direction of causing the pre-stage toner image on the latent image carrier to fly back to the developing roll side becomes strong, so that the pre-stage toner There are also technical problems such as electrical distortion and scraping of images.

【0009】そこで、上述した技術的課題を回避するた
めに、現像ロール内部の磁極の配置及び構成に関する技
術が種々提案されている。例えば、特開昭63−210
874号公報所載の現像装置は、現像ロールが潜像担持
体と対向する部分の磁極ピッチを、現像ロールが潜像担
持体との最近接点から離れるにつれて大きくし、磁気ブ
ラシの穂高を高くするように構成したものである。
Therefore, in order to avoid the above-mentioned technical problems, various techniques regarding the arrangement and configuration of magnetic poles inside the developing roll have been proposed. For example, JP-A-63-210
In the developing device disclosed in Japanese Patent No. 874, the magnetic pole pitch of the portion where the developing roll faces the latent image carrier is increased as the developing roll moves away from the closest contact point with the latent image carrier, and the height of the magnetic brush is increased. It is configured as follows.

【0010】また、特開平1−172882号公報所載
の現像装置は、現像ロールと潜像担持体との最近接部に
現像磁極の略中央部を配置すると共に、該現像磁極の前
後の6mm以内に現像磁極と異極性の補磁極を有し、現
像ロールと潜像担持体との最近接距離dが0.3〜0.
7mmの間にあり、現像磁極上の現像剤の穂と潜像担持
体との距離Sが(0.1〜0.6)×d(mm)の間に
あるように構成したものである。
Further, in the developing device disclosed in JP-A-1-172882, a substantially central portion of the developing magnetic pole is arranged at the closest portion between the developing roll and the latent image carrier, and 6 mm before and after the developing magnetic pole. A developing magnetic pole and a complementary magnetic pole having a different polarity are provided within the developing roller and the closest distance d between the developing roller and the latent image carrier is 0.3 to 0.
The distance S is between 7 mm, and the distance S between the ears of the developer on the developing magnetic pole and the latent image carrier is between (0.1 to 0.6) × d (mm).

【0011】更に、特開昭63−278082号公報、
特開昭63−278083号公報所載の現像装置は、現
像剤担持体の静電潜像担持体と反対側に、トナー粒子を
静電潜像担持体に供給する現像部に対向して設けられ、
且つ互いに近接する複数の磁極を有する磁界発生手段を
有するように構成されている。
Further, JP-A-63-278082,
The developing device disclosed in JP-A-63-278083 is provided on the opposite side of the developer bearing member from the electrostatic latent image bearing member so as to face the developing unit that supplies toner particles to the electrostatic latent image bearing member. The
Further, it is configured to have a magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles that are close to each other.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
63−210874号公報所載の現像装置では、潜像担
持体との最近接点から離れた現像ロール位置における磁
極上での磁気ブラシは、現像剤のチェーン構造が長くな
りチェーン間の間隔が広くまた粗くなるので、均一な現
像剤の薄層を形成することは困難であり、画像の均一性
不良及びライン画像のエッジ再現不良が発生するという
技術的課題を有している。また、該磁極上では現像剤の
チェーン構造が長くなりキャリアに作用する遠心力が強
くなるため、現像ロール回転時には静止時に比べて現像
剤のチェーン構造が長くなり、現像剤層の潜像担持体表
面への接触が発生すると共に、キャリア飛散が発生する
という技術的課題も見られる。キャリア飛散が生じる
と、前記キャリア付着の場合と同様に画像品質が低下す
ると共に現像剤の寿命低下が促進されることになり、更
に、機内汚染の原因にもなる。
However, in the developing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-210874, the magnetic brush on the magnetic pole at the developing roll position away from the closest contact point with the latent image carrier is Since the chain structure of the developer becomes long and the gap between the chains becomes wide and rough, it is difficult to form a uniform thin layer of developer, resulting in poor image uniformity and poor edge reproduction of line images. Has technical challenges. Further, since the chain structure of the developer on the magnetic pole becomes long and the centrifugal force acting on the carrier becomes strong, the chain structure of the developer becomes longer when the developing roll is rotated than when it is stationary, and the latent image carrier of the developer layer is formed. There is also a technical problem that carrier scattering occurs as well as contact with the surface. When the carrier is scattered, the image quality is deteriorated as in the case where the carrier is adhered, and the life of the developer is shortened. Further, the carrier is contaminated.

【0013】一方、特開平1−172882号公報所載
の現像装置では、現像ロールと潜像担持体との最近接部
に現像磁極の略中央部を配置しているため、現像領域す
なわち現像ロール上の現像剤により静電潜像の現像が行
われる領域には、略一磁極のみが配置されることにな
る。このような構成では、現像磁極の略中央部において
は、前述したように磁気ブラシのチェーン構造は広間隔
となるために、該チェーン構造の影響による画像の均一
性不良及びライン画像のエッジ再現不良が発生するとい
う技術的課題を有している。
On the other hand, in the developing device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-172882, since the developing roller and the latent image bearing member are provided with a developing pole and a substantially central portion of the developing magnetic pole, the developing roller is located in the developing area. Only one magnetic pole is arranged in the area where the electrostatic latent image is developed by the above developer. In such a configuration, in the approximately central portion of the developing magnetic pole, since the chain structure of the magnetic brush has a wide interval as described above, poor image uniformity and poor edge reproduction of the line image due to the effect of the chain structure. Has a technical problem that occurs.

【0014】また、磁極上部における現像剤層厚を前記
規定範囲内にした場合には、現像ロール上における単位
面積当たりの現像剤量が少なくなるので、十分な画像濃
度を得るためには振動電界強度を高める必要がある。こ
のために、重ね現像法において該装置を使用した場合に
は、潜像担持体上の前段トナー像上への混色と画像濃度
との両立が困難である。また、十分な画像濃度を得るた
めには、振動電界強度を高める必要があることから、振
動電界の作用により前述のように前段トナー像の乱れや
掻き取り及びキャリア付着が発生するという問題点があ
る。
Further, when the developer layer thickness above the magnetic pole is set within the above-specified range, the amount of the developer per unit area on the developing roll becomes small. Therefore, in order to obtain a sufficient image density, the oscillating electric field is required. It is necessary to increase strength. Therefore, when the apparatus is used in the overdeveloping method, it is difficult to achieve both color mixture on the pre-stage toner image on the latent image carrier and image density. Further, in order to obtain a sufficient image density, it is necessary to increase the strength of the oscillating electric field, so that there is a problem that the action of the oscillating electric field causes the disturbance, scraping, and carrier adhesion of the pre-stage toner image as described above. is there.

【0015】更に、特開昭63−278082号公報、
特開昭63−278083号公報所載の現像装置では、
有効現像領域(有効に現像に寄与する領域)内部に互い
に近接する複数個の磁極を配置しているが、これら複数
個の磁極群上に形成される磁界の状態は、有効現像領域
外部の磁極の影響を受けるために、均一な現像剤層を形
成することは困難である。
Further, JP-A-63-278082,
In the developing device disclosed in JP-A-63-278083,
A plurality of magnetic poles that are close to each other are arranged inside the effective developing area (area that effectively contributes to the development). The state of the magnetic field formed on the plurality of magnetic pole groups depends on the magnetic pole outside the effective developing area. Therefore, it is difficult to form a uniform developer layer.

【0016】図7は有効現像領域における磁力線の状態
を表す模式図である。図7において、110は潜像担持
体としての感光体ドラム、111は回転可能な非磁性円
筒スリーブ112及び前記スリーブ112内に固定設置
される磁石ロール113からなる現像ロール、S1、N
2,S2、N3は有効現像領域内部の複数磁極、N1、S3
は有効現像領域の両外側に配置され、スリーブ111表
面に垂直な方向の磁束密度が有効現像領域内部の磁極よ
りも大きな磁極である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the state of magnetic force lines in the effective developing area. In FIG. 7, 110 is a photosensitive drum as a latent image carrier, 111 is a developing roll consisting of a rotatable non-magnetic cylindrical sleeve 112 and a magnet roll 113 fixedly installed in the sleeve 112, S1, N.
2, S2, N3 are a plurality of magnetic poles inside the effective developing area, N1, S3
Are magnetic poles arranged on both outer sides of the effective development area and having a magnetic flux density in a direction perpendicular to the surface of the sleeve 111 larger than the magnetic poles inside the effective development area.

【0017】また、図7において、矢印は磁力線の概略
の方向と向きを示すものであり、磁極N1とS3の間で形
成される磁力線の影響により、磁極S1とN2の間及び磁
極S2とN3の間では、感光ドラム110とスリーブ11
2の間隙中において、スリーブ110表面に水平な方向
の磁界成分(以降、水平磁界と称す)の向きの反転が発
生する。このため、スリーブ112上の現像剤層は、ス
リーブ112表面近傍では隣接する磁極間の磁力線に沿
って配列し、また、スリーブ112表面から離れたとこ
ろでは磁極N1とS3の間で形成される磁力線に沿って配
列することになり、磁極S1からN3の間で均一な現像剤
層を形成することは困難である。また、スリーブ112
の表面から離れるに従って磁極より形成される磁界が減
衰するために、磁極N1とS3の間で形成される磁力線に
沿って配列した磁気ブラシの先端部に作用する磁気拘束
力は弱くなり、キャリア付着及びキャリア飛散が発生す
るという技術的課題がある。
Further, in FIG. 7, arrows indicate the general directions and directions of the magnetic force lines, and due to the influence of the magnetic force lines formed between the magnetic poles N1 and S3, between the magnetic poles S1 and N2 and between the magnetic poles S2 and N3. Between the photosensitive drum 110 and the sleeve 11
In the gap of 2, the reversal of the direction of the magnetic field component in the horizontal direction (hereinafter referred to as the horizontal magnetic field) occurs on the surface of the sleeve 110. Therefore, the developer layer on the sleeve 112 is arranged along the magnetic field lines between the adjacent magnetic poles near the surface of the sleeve 112, and the magnetic field lines formed between the magnetic poles N1 and S3 apart from the surface of the sleeve 112. Therefore, it is difficult to form a uniform developer layer between the magnetic poles S1 to N3. Also, the sleeve 112
Since the magnetic field formed by the magnetic poles is attenuated as the distance from the surface of the magnetic pole is decreased, the magnetic binding force acting on the tips of the magnetic brushes arranged along the magnetic lines of force formed between the magnetic poles N1 and S3 becomes weak, and carrier adhesion Also, there is a technical problem that carrier scattering occurs.

【0018】また、現像剤層が磁極N1とS3の間で形成
される磁力線に沿って配列しないように現像ロール11
1上での単位面積当たりの現像剤量を少なくした場合に
は、十分な画像濃度を得るためには振動電界強度を高め
る必要がある。このために、重ね現像法において該装置
を使用した場合には、感光体ドラム110上の前段トナ
ー像上への混色と画像濃度との両立が困難である。ま
た、十分な画像濃度を得るためには、振動電界強度を高
める必要があるため、振動電界の作用により前述のよう
に前段トナー像の乱れや掻き取り及びキャリア付着が発
生するという問題点がある。
Further, the developing roll 11 is arranged so that the developer layer is not arranged along the magnetic lines of force formed between the magnetic poles N1 and S3.
When the amount of developer per unit area on 1 is small, it is necessary to increase the oscillating electric field strength in order to obtain a sufficient image density. Therefore, when the apparatus is used in the overdeveloping method, it is difficult to achieve both the color mixture on the pre-stage toner image on the photoconductor drum 110 and the image density. Further, in order to obtain a sufficient image density, it is necessary to increase the strength of the oscillating electric field, so that the action of the oscillating electric field causes the disturbance, scraping, and carrier adhesion of the pre-stage toner image as described above. .

【0019】更に、磁極N1とS3の間で、感光体ドラム
110とスリーブ112の間隙中での水平磁界の向きの
反転が発生しない場合においても、別の技術的課題が発
生する。すなわち、スリーブ112表面に垂直な方向の
磁束密度が有効現像領域内部の磁極よりも大きな磁極で
あるN1及びS3により、有効現像領域内部の磁極S1及
びN3上の磁気ブラシの状態は影響を受ける。より具体
的に述べると、磁極の垂直方向の磁束密度の大小関係に
より、水平方向の磁束密度のピーク値はS1〜N1間の方
がS1〜N2間よりも大となり、N3〜S3間の方がN3〜
S2間よりも大となる。このため、磁極S1及びN3上に
おいて水平方向の磁束密度が0となる位置は垂直方向の
磁束密度がピークとなる位置とは一致せずに、該ピーク
位置よりも有効現像領域の内側方向に存在する。このと
き、磁気ブラシのキャリアチェーンは、水平方向の磁束
密度が0となる位置でスリーブ112表面に対して垂直
に立って配列するので、磁気ブラシが垂直に立つ位置と
垂直方向の磁束密度がピークとなる位置とは一致してい
ない。このため、磁極S1及びN3上で磁気ブラシがスリ
ーブ112表面に対して垂直に立つ位置において、磁気
ブラシ先端部に作用する磁気拘束力は弱くなり、キャリ
ア付着及びキャリア飛散が発生するという技術的課題に
つながってしまう。
Further, another technical problem arises even when the reversal of the direction of the horizontal magnetic field does not occur in the gap between the photoconductor drum 110 and the sleeve 112 between the magnetic poles N1 and S3. That is, the states of the magnetic brushes on the magnetic poles S1 and N3 inside the effective developing area are affected by the magnetic poles N1 and S3 whose magnetic flux density in the direction perpendicular to the surface of the sleeve 112 is larger than the magnetic pole inside the effective developing area. More specifically, due to the magnitude relationship of the magnetic flux density in the vertical direction of the magnetic poles, the peak value of the magnetic flux density in the horizontal direction is greater between S1 and N1 than between S1 and N2, and between N3 and S3. Is N3 ~
It is larger than between S2. Therefore, the position where the magnetic flux density in the horizontal direction becomes 0 on the magnetic poles S1 and N3 does not coincide with the position where the magnetic flux density in the vertical direction has a peak, and exists in the inner side of the effective developing area from the peak position. To do. At this time, since the carrier chains of the magnetic brush are arranged vertically at the position where the magnetic flux density in the horizontal direction is 0, the magnetic brush carrier chains are arranged vertically. Does not match the position. Therefore, at the position where the magnetic brush stands perpendicular to the surface of the sleeve 112 on the magnetic poles S1 and N3, the magnetic restraining force acting on the tip of the magnetic brush becomes weak, and carrier adhesion and carrier scattering occur. Will lead to.

【0020】そこで、この発明はこのような背景に鑑み
なされたものであり、その目的とするところは、キャリ
ア付着及びキャリア飛散の発生を防止し、かつ、十分な
画像品質が得られ、重ね現像法に適用可能な現像装置を
提供することにある。
Therefore, the present invention has been made in view of such a background, and an object thereof is to prevent occurrence of carrier adhesion and carrier scattering, obtain sufficient image quality, and perform overdevelopment. It is to provide a developing device applicable to the method.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図1に示すように、回転可能な非磁性スリーブ2内に磁
石部材3が固定設置される現像剤担持体1を有し、この
現像剤担持体1を潜像担持体4に対向配置し、前記現像
剤担持体1上に非磁性トナー及び磁性キャリアからなる
二成分現像剤を潜像担持体4と非接触状態で担持させる
と共に、潜像担持体4と現像剤担持体1との間には直流
成分が重畳された交番電界EACを作用させ、潜像担持体
4上の静電潜像Zを現像するようにした現像装置におい
て、前記潜像担持体4に対向する有効現像領域Yに対応
した磁石部材3には異なる極性が交互に並んだ複数列の
現像磁極5(例えば5a〜5d)を配列すると共に、前
記有効現像領域Yに隣接する領域には前記有効現像領域
Y内の境界寄り現像磁極5a,5dから連続して異なる
極性が交互に並んだ少なくとも一つ以上の搬送磁極6
(例えば6a〜6d)を配列し、前記有効現像領域Y内
の各現像磁極5及び有効現像領域Yに隣接する領域の少
なくとも一つ以上の搬送磁極6の相隣接する磁極間隔A
を略同一に設定すると共に、前記現像剤担持体1と潜像
担持体4との最近接部位近傍の一対の現像磁極5b,5
cを前記最近接部位を挟んで配置し、更に、前記各現像
磁極5及び前記一つ以上の搬送磁極6の現像剤担持体1
表面における径方向の磁束密度のピーク値Bを略同一に
設定したことを特徴とする。
That is, the present invention provides:
As shown in FIG. 1, a rotatable non-magnetic sleeve 2 has a developer carrier 1 on which a magnet member 3 is fixedly installed, and the developer carrier 1 is arranged to face a latent image carrier 4. A two-component developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier is carried on the developer carrier 1 in a non-contact state with the latent image carrier 4, and between the latent image carrier 4 and the developer carrier 1. In an effective developing area Y facing the latent image carrier 4 in a developing device for developing an electrostatic latent image Z on the latent image carrier 4 by applying an alternating electric field EAC on which a DC component is superposed. A plurality of rows of developing magnetic poles 5 (for example, 5a to 5d) in which different polarities are alternately arranged are arranged on the corresponding magnet member 3, and a boundary in the effective developing area Y is provided in an area adjacent to the effective developing area Y. Different polarities are arranged alternately from the developing magnetic poles 5a and 5d. At least one conveying pole 6
(For example, 6a to 6d) are arranged, and the magnetic pole intervals A of the developing magnetic poles 5 in the effective developing area Y and at least one or more carrier magnetic poles 6 in the area adjacent to the effective developing area Y are adjacent to each other.
Are set to be substantially the same, and a pair of developing magnetic poles 5b, 5 near the closest position between the developer carrying member 1 and the latent image carrying member 4 are provided.
c is arranged so as to sandwich the closest portion, and further, the developer carrying member 1 of each of the developing magnetic poles 5 and the one or more carrying magnetic poles 6.
The peak value B of the magnetic flux density in the radial direction on the surface is set to be substantially the same.

【0022】このような技術的手段において、上記有効
現像領域Yは、トナーが潜像担持体4に作用して潜像担
持体4上の潜像を有効に現像する領域を意味し、具体的
には、例えば二成分交番電界現像方式のタイプにあって
は、現像剤担持体1と潜像担持体4とが停止した状態で
現像時に印加される交番電界と同じ交番電界を作用させ
てトナーが潜像担持体4に飛翔する領域を意味する。
In such technical means, the effective developing area Y means an area where the toner acts on the latent image carrier 4 to effectively develop the latent image on the latent image carrier 4, For example, in the case of a two-component alternating electric field developing system type, the toner is produced by applying the same alternating electric field as that applied during development in a state where the developer carrier 1 and the latent image carrier 4 are stopped. Means a region that flies to the latent image carrier 4.

【0023】また、上記磁石部材3については、特にロ
ール状に限られるものではなく、この磁石部材3に設け
られる磁極5,6の作成方法については、芯材の周囲に
予め着磁されたシート状のマグネットを固着するように
してもよいし、磁性ロール芯材に直接的に着磁したり、
あるいは、芯材に別個の磁極部材を設ける等適宜設計変
更して差し支えない。
The magnet member 3 is not particularly limited to a roll shape, and the method of forming the magnetic poles 5 and 6 provided on the magnet member 3 is a sheet magnetized in advance around the core material. -Shaped magnet may be fixed, or it may be directly magnetized to the magnetic roll core material,
Alternatively, the design may be changed as appropriate by providing a separate magnetic pole member on the core material.

【0024】更に、この発明の対象磁極としては、有効
現像領域Y内の現像磁極5及び有効現像領域Yに隣接す
る有効現像領域Yから外れた一つの搬送磁極6でよい
が、有効現像領域Y内の各現像磁極5間の磁力分布をよ
り均一に生成するという観点からすれば、有効現像領域
Yから外れた上流側、下流側の複数の磁極間の位置関係
及び磁力値についても可能な限り現像磁極5と略等しく
設定することが好ましい。
Further, the target magnetic pole of the present invention may be the developing magnetic pole 5 in the effective developing area Y and the one carrying magnetic pole 6 separated from the effective developing area Y adjacent to the effective developing area Y, but the effective developing area Y From the viewpoint of generating a more uniform magnetic force distribution among the respective developing magnetic poles 5 in the inside, the positional relationship between the plurality of upstream and downstream magnetic poles deviating from the effective developing region Y and the magnetic force value are also as much as possible. It is preferable to set the same as the developing magnetic pole 5.

【0025】また、前記現像磁極5(5a〜5d)及び
有効現像領域Yに隣接する領域の搬送磁極6(6a〜6
b)のピーク値Bについては、キャリアに対する磁気拘
束力を十分に確保するという観点からすれば、200ガ
ウス以上であるが好ましい。
The developing magnetic poles 5 (5a to 5d) and the carrier magnetic poles 6 (6a to 6) in the area adjacent to the effective developing area Y are also provided.
The peak value B of b) is preferably 200 Gauss or more from the viewpoint of ensuring a sufficient magnetic binding force for carriers.

【0026】[0026]

【作用】上述したような技術的手段によれば、有効現像
領域Y内の各現像磁極5及び有効現像領域Yに隣接する
領域の少なくとも一つ以上の搬送磁極6の相隣接する磁
極間隔Aが略同一に設定され、しかも、前記各現像磁極
5及び前記一つ以上の搬送磁極6の現像剤担持体1表面
における径方向の磁束密度のピーク値Bが略同一に設定
されているので、有効現像領域Y内の複数個の現像磁極
5上に形成される磁界の状態は有効現像領域Y外部の搬
送磁極6の影響を受けなくなり、有効現像領域Yにおい
て、均一な現像剤の薄層が形成され、該現像剤層が潜像
担持体4表面に対して非接触状態に保持される。
According to the technical means as described above, the adjacent magnetic pole intervals A of each developing magnetic pole 5 in the effective developing area Y and at least one or more carrying magnetic poles 6 in the area adjacent to the effective developing area Y are Since the peak values B of the magnetic flux densities in the radial direction on the surface of the developer carrying member 1 of the developing magnetic poles 5 and the one or more carrying magnetic poles 6 are set to be substantially the same, it is effective. The state of the magnetic field formed on the plurality of developing magnetic poles 5 in the developing area Y is not affected by the carrier magnetic pole 6 outside the effective developing area Y, and a uniform thin layer of developer is formed in the effective developing area Y. Then, the developer layer is held in a non-contact state with the surface of the latent image carrier 4.

【0027】また、有効現像領域Yにおける現像剤担持
体1内部に、互いに極性の異なる複数個の現像磁極5が
交互に配置されているので、有効現像領域Y中で現像剤
層の転動、すなわち現像剤層の上下層部の入れ替わりが
複数回発生する。従って、トナーの消費された現像剤と
消費されていない現像剤の入れ替わりが生じることにな
り、現像剤層の転動がない場合に比べて高い現像効率が
得られる。また、このために、交流電界を低く設定する
ことが可能になり、その分、電界によるキャリアの振動
が抑制され、キャリア付着の発生が防止される。
Further, since a plurality of developing magnetic poles 5 having different polarities are alternately arranged inside the developer carrying member 1 in the effective developing area Y, rolling of the developer layer in the effective developing area Y, That is, the upper and lower layers of the developer layer are interchanged several times. Therefore, the developer in which the toner has been consumed and the developer in which the toner has not been consumed are replaced with each other, and higher development efficiency can be obtained as compared with the case where the developer layer does not roll. Further, for this reason, it is possible to set the AC electric field to a low level, the vibration of the carrier due to the electric field is suppressed, and the occurrence of carrier adhesion is prevented.

【0028】更に、現像剤層が潜像担持体4表面に対し
て非接触状態に保持されており、低い交流電界下で高い
現像効率が得られるので、重ね現像法に適用した場合に
おいても、前段トナー像上への混色及び前段トナー像の
乱れや掻き取りを引き起こすことなく、十分な画像濃度
が得られる。
Further, since the developer layer is held in a non-contact state with the surface of the latent image carrier 4 and a high developing efficiency can be obtained under a low AC electric field, even when applied to the overdeveloping method, Sufficient image density can be obtained without causing color mixture on the former toner image and disturbance or scraping of the former toner image.

【0029】更にまた、現像剤担持体1と潜像担持体4
との最近接部位近傍の一対の現像磁極5b,5cは前記
最近接部位を挟んで配置されているので、現像剤層の層
厚が最も高くなる部位、すなわち、垂直方向の磁束密度
のピーク部は現像剤担持体1が潜像担持体4に最近接す
る部位を避けて配置される。従って、より多くの現像剤
が潜像担持体4に対して非接触状態に保持されることに
なり、低い交流電界下で高い現像性能が得られるほか、
電界によるキャリアの振動が小さく抑制され、キャリア
付着の発生が防止される。
Furthermore, the developer carrier 1 and the latent image carrier 4
Since the pair of developing magnetic poles 5b and 5c near the closest portion of the developer layer are arranged so as to sandwich the closest portion, the portion where the layer thickness of the developer layer is the highest, that is, the peak portion of the magnetic flux density in the vertical direction. Is arranged so as to avoid the portion where the developer carrying member 1 is closest to the latent image carrying member 4. Therefore, a larger amount of the developer is held in a non-contact state with the latent image carrier 4, and high developing performance can be obtained under a low AC electric field.
Vibration of carriers due to the electric field is suppressed to a small level, and carrier adhesion is prevented.

【0030】また、この発明において、現像磁極5(5
a〜5d)及び搬送磁極6(6a〜6d)の現像剤担持
体1表面における径方向の磁束密度のピーク値Bを20
0ガウス以上に設定するようにすれば、キャリアに対し
て十分な磁気拘束力が作用し、キャリア飛散の発生が防
止される。
In the present invention, the developing magnetic pole 5 (5
a-5d) and the carrier magnetic poles 6 (6a-6d), the peak value B of the magnetic flux density in the radial direction on the surface of the developer carrying member 1 is 20.
If it is set to 0 Gauss or more, a sufficient magnetic binding force acts on the carrier, and carrier scattering is prevented.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。図2は、この発
明に係る現像装置を適用したカラー画像記録装置の実施
の一形態を示すものである。同図において、11は潜像
担持体としての感光体ドラムを示すものであり、この感
光体ドラム11は導電性材料からなる円筒部材11aの
表面に感光体層11bを薄層に形成したものである。こ
の感光体層11bとしては、例えば、負帯電の有機感光
体が用いられる。また、上記感光体ドラム11の外径は
例えば160mmに設定され、その表面移動線速度すな
わちプロセススピードは例えば160mm/sに設定さ
れる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 2 shows an embodiment of a color image recording apparatus to which the developing device according to the present invention is applied. In the figure, reference numeral 11 denotes a photosensitive drum as a latent image carrier, and the photosensitive drum 11 has a cylindrical photosensitive member 11a made of a conductive material and a thin photosensitive layer 11b formed on the surface thereof. is there. As the photoconductor layer 11b, for example, a negatively charged organic photoconductor is used. The outer diameter of the photosensitive drum 11 is set to 160 mm, for example, and the surface moving linear velocity, that is, the process speed is set to 160 mm / s, for example.

【0032】また、上記感光体ドラム11の周囲には、
その回転方向に沿って、例えばスコロトロンからなる帯
電器12と、例えばレーザ書き込み装置からなる露光器
13と、イエロ用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用
の第一乃至第四現像装置14(具体的には14a〜14
b)と、転写前に感光体ドラム11上のトナー像の帯電
特性を揃える例えばコロトロンからなる転写前帯電器1
5と、感光体ドラム11上のトナー像を記録紙20に転
写させる例えばコロトロンからなる転写帯電器16と、
転写後の記録紙20を感光体ドラム11から剥離する例
えばコロトロンからなる剥離帯電器17と、感光体ドラ
ム11上の残留トナーを除去するクリーナ18と、感光
体ドラム11上の残留電荷を除去する光除電器19とか
らなる各電子写真記録デバイスが順次配設されている。
In addition, around the photosensitive drum 11,
Along the rotation direction, a charging device 12 made of, for example, a scorotron, an exposure device 13 made of, for example, a laser writing device, and first to fourth developing devices 14 for yellow, magenta, cyan, and black (specifically, 14a to 14
b) and a pre-transfer charger 1 made of, for example, a corotron for making the charging characteristics of the toner image on the photosensitive drum 11 uniform before transfer.
5, a transfer charger 16 that transfers the toner image on the photosensitive drum 11 to the recording paper 20, and is composed of, for example, a corotron,
A peeling charger 17 for peeling the transferred recording paper 20 from the photosensitive drum 11, for example, a corotron, a cleaner 18 for removing residual toner on the photosensitive drum 11, and a residual charge on the photosensitive drum 11. The electrophotographic recording devices including the optical static eliminator 19 are sequentially arranged.

【0033】この実施の形態において、前記露光器13
は画像部に対応した箇所を露光するものであり、また、
前記現像装置14は、いずれも非磁性トナーと磁性キャ
リアよりなる二成分現像剤を使用し、現像ロールのスリ
ーブに現像バイアスを印加することにより感光体ドラム
11上に形成された静電潜像を非接触にて反転現像する
ものである。更に、前記クリーナ18は装置の全部又は
一部がリトラクト可能な構成となっており、前記トナー
像を作像中は感光体ドラム11に対し非接触の状態とな
っており、感光体ドラム11上のトナー像を乱さないよ
う構成されている。また、感光体ドラム11のクリーニ
ング及び光除電は転写終了後のサイクルに行われ、直前
の画像の転写終了後に、クリーナ18は感光体ドラム1
1と当接し、光除電器19は点灯する。その後、クリー
ナ18は、次の画像記録工程で形成されたトナー像がク
リーナ18に到達する前に感光体ドラム11に対し非接
触となるように退避する。また、同様に光除電器19は
点灯を終える。
In this embodiment, the exposure device 13 is used.
Is to expose the area corresponding to the image area.
The developing device 14 uses a two-component developer composed of non-magnetic toner and magnetic carrier, and applies a developing bias to the sleeve of the developing roll to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 11. It is a non-contact reversal development. Further, the cleaner 18 is configured so that the whole or a part of the apparatus can be retracted, and is in a non-contact state with the photoconductor drum 11 during the formation of the toner image. The toner image is not disturbed. Further, the cleaning and photo-erasing of the photoconductor drum 11 are performed in a cycle after the transfer is completed, and after the transfer of the image just before is completed, the cleaner 18 causes the photoconductor drum 1
1, and the optical static eliminator 19 is turned on. After that, the cleaner 18 retreats so that the toner image formed in the next image recording step does not come into contact with the photosensitive drum 11 before reaching the cleaner 18. Similarly, the optical static eliminator 19 finishes lighting.

【0034】このような画像記録装置において、感光体
ドラム11は、図示しない駆動手段よって矢印方向に回
転駆動される。最初の画像形成サイクルとして、先ず、
感光体ドラム11の表面は、帯電器12によって所定の
電圧に一様に帯電される。その後、感光体ドラム11の
表面には、露光器13によりイエロ画像に対応した露光
が行われ静電潜像が形成される。次いで、第一現像装置
14aのイエロトナーにより前記イエロ画像が現像され
る。
In such an image recording apparatus, the photosensitive drum 11 is rotationally driven in the direction of the arrow by a driving means (not shown). As the first image forming cycle,
The surface of the photoconductor drum 11 is uniformly charged by the charger 12 to a predetermined voltage. Then, the surface of the photoconductor drum 11 is exposed by the exposure device 13 in accordance with the yellow image to form an electrostatic latent image. Next, the yellow image is developed by the yellow toner of the first developing device 14a.

【0035】次に、二回目の画像形成サイクルとして、
感光体ドラム11の表面には、帯電器12による再帯電
が施され、前のイエロ画像形成工程で露光器13の露光
を受けて電位の下がった感光体ドラム11の表面部分が
再び元の電位近くまで帯電される。その後、感光体ドラ
ム11の表面には、露光器13によりマゼンタ画像に対
応した露光が行われ静電潜像が形成される。次いで、第
二現像装置14bのマゼンタトナーにより前記マゼンタ
画像が現像される。
Next, as the second image forming cycle,
The surface of the photoconductor drum 11 is recharged by the charger 12, and the surface portion of the photoconductor drum 11 whose potential has dropped due to the exposure of the exposure device 13 in the previous yellow image forming step is restored to the original potential again. It is charged up close. Then, the surface of the photoconductor drum 11 is exposed by the exposure device 13 in accordance with a magenta image to form an electrostatic latent image. Then, the magenta image is developed by the magenta toner of the second developing device 14b.

【0036】以後同様に、三回目の画像形成サイクルと
して、帯電器12よる再帯電、露光器13の露光による
シアンの静電潜像形成、第三現像装置14cによるシア
ントナーの現像、四回目の画像形成サイクルとして、帯
電器12による再帯電、露光器13の露光によるブラッ
クの静電潜像形成、第四現像装置14dによるブラック
トナーの現像の各工程が順次行なわれる。そして、第四
現像装置14dによる現像工程が終了した時点では、感
光体ドラム11上には、露光に応じたイエロ、マゼン
タ、シアン、ブラックのトナー像が存在する。
Thereafter, similarly, as the third image forming cycle, recharging by the charging device 12, formation of an electrostatic latent image of cyan by exposure of the exposing device 13, development of cyan toner by the third developing device 14c, and fourth time. As an image forming cycle, the steps of recharging by the charger 12, formation of a black electrostatic latent image by exposure of the exposing device 13, and development of black toner by the fourth developing device 14d are sequentially performed. Then, at the time when the developing process by the fourth developing device 14d is completed, there are yellow, magenta, cyan, and black toner images corresponding to the exposure on the photosensitive drum 11.

【0037】次に、感光体ドラム11上に形成された各
トナー像は必要に応じて転写前帯電器15によって帯電
を受け、帯電特性が揃えられる。続いて、転写帯電器1
6の帯電によって前記各トナー像が記録紙20上に一括
転写され、その後、この記録紙20は剥離帯電器17の
帯電によって感光体ドラム11の表面から剥離される。
その後、この記録紙20は、図示しない定着器へと搬送
され、トナー像は記録紙20上に定着されて画像記録は
終了する。尚、トナー像の転写及び記録紙20の剥離工
程が終了した感光体ドラム11の表面については、クリ
ーナ18によって残留トナーが清掃された後、光除電器
19による露光を受け残留電荷が除電され、次の画像記
録工程に備える。
Next, each toner image formed on the photoconductor drum 11 is charged by the pre-transfer charger 15 as necessary, and the charging characteristics are made uniform. Then, the transfer charger 1
The toner images are collectively transferred onto the recording paper 20 by the charging of No. 6, and then the recording paper 20 is peeled from the surface of the photoconductor drum 11 by the charging of the peeling charger 17.
Thereafter, the recording paper 20 is conveyed to a fixing device (not shown), the toner image is fixed on the recording paper 20, and the image recording is completed. The surface of the photoconductor drum 11 on which the toner image transfer and the recording paper 20 peeling process have been completed is cleaned by the cleaner 18 to remove residual toner, and then exposed to light by the static eliminator 19 to remove residual charges. Prepare for the next image recording step.

【0038】次に、この実施の形態で使用した現像装置
14(14a〜14d)を図3を用いて説明する。尚、
この実施の形態では、現像装置14a〜14dの構成は
全て共通である。同図において、現像装置14は、矢印
方向に回転可能な非磁性円筒スリーブ31内に磁石ロー
ル32が固定設置された現像ロール30を有している。
更に、非磁性円筒スリーブ31の外径は18mmに設定
され、有効現像領域Y内及びこの有効現像領域Yに隣接
する領域には、スリーブ31の回転方向に沿って互いに
極性の異なる複数個の磁極41〜48が交互に配列され
ている。この実施の形態において、前記磁極43〜46
が有効現像領域Y内に位置する現像磁極であり、また、
前記磁極41,42が有効現像領域Yの上流側隣接領域
に位置する搬送磁極であり、また、前記磁極47,48
が有効現像領域Yの下流側隣接領域に位置する搬送磁極
である。そして、この実施の形態では、前記磁極41〜
48の非磁性円筒スリーブ31表面に垂直な方向(径方
向)の磁束密度のピーク値は300ガウスに、また、相
隣接する磁極間での径方向の磁束密度ピーク位置の間隔
は非磁性円筒スリーブ31の周上で3mmに設定されて
いる。尚、符号49は後述する層厚規制部材53に略対
向した部位に設けられて現像剤の層厚規制をスムースに
行なわせるための層厚規制磁極、符号50,51は現像
剤剥離用の同極性からなる一対の反発磁極である。
Next, the developing device 14 (14a to 14d) used in this embodiment will be described with reference to FIG. still,
In this embodiment, the developing devices 14a to 14d have the same configuration. In the figure, the developing device 14 has a developing roll 30 in which a magnet roll 32 is fixedly installed in a non-magnetic cylindrical sleeve 31 rotatable in the arrow direction.
Further, the outer diameter of the non-magnetic cylindrical sleeve 31 is set to 18 mm, and a plurality of magnetic poles having different polarities are arranged in the effective developing area Y and in an area adjacent to the effective developing area Y along the rotation direction of the sleeve 31. 41 to 48 are arranged alternately. In this embodiment, the magnetic poles 43 to 46 are
Is a developing magnetic pole located in the effective developing area Y, and
The magnetic poles 41 and 42 are carrier magnetic poles located in the upstream adjacent area of the effective developing area Y, and the magnetic poles 47 and 48 are also provided.
Is a carrying magnetic pole located in the area adjacent to the downstream side of the effective developing area Y. Then, in this embodiment, the magnetic poles 41 to
The peak value of the magnetic flux density in the direction (radial direction) perpendicular to the surface of the 48 non-magnetic cylindrical sleeve 31 is 300 gauss, and the gap between the magnetic flux density peak positions in the radial direction between adjacent magnetic poles is the non-magnetic cylindrical sleeve. It is set to 3 mm on the circumference of 31. Reference numeral 49 is a layer thickness regulating magnetic pole that is provided substantially opposite to a layer thickness regulating member 53 to be described later to smoothly regulate the layer thickness of the developer, and reference numerals 50 and 51 are the same for removing the developer. A pair of repulsive magnetic poles having polarities.

【0039】また、磁石ロール32は、感光体ドラム1
1と磁極44,45の略中間とが対向するように固定さ
れている。そして、この実施の形態では、感光体ドラム
11と非磁性円筒スリーブ31との間隙が500μm
に、感光体ドラム11と対向する部位、すなわち磁極4
4と45の略中間部の現像剤層厚は200μmに夫々設
定されており、現像剤層は感光体ドラム11に対して非
接触状態に保持されている。
The magnet roll 32 is used for the photosensitive drum 1.
1 and the magnetic poles 44 and 45 are fixed so as to face each other. In this embodiment, the gap between the photosensitive drum 11 and the non-magnetic cylindrical sleeve 31 is 500 μm.
A portion facing the photosensitive drum 11, that is, the magnetic pole 4
The developer layer thickness in the approximately middle portion between 4 and 45 is set to 200 μm, respectively, and the developer layer is held in a non-contact state with the photosensitive drum 11.

【0040】更に、上記非磁性円筒スリーブ31には、
現像バイアス用の電源52によって所定の現像バイアス
が印加される。この現像バイアスは直流電圧が重畳され
た交流電圧である。
Further, the non-magnetic cylindrical sleeve 31 has
A predetermined developing bias is applied by the developing bias power source 52. This developing bias is an AC voltage on which a DC voltage is superimposed.

【0041】更にまた、符号53は非磁性円筒スリーブ
31に付着した状態で搬送される現像剤を層厚を一定に
規制する層厚規制部材であり、この層厚規制部材53に
よって層厚規制された現像剤は非磁性円筒スリーブ31
の回転に伴って感光体ドラム11と対向する有効現像領
域Yへと搬送されるようになっている。
Further, reference numeral 53 is a layer thickness regulating member for regulating the layer thickness of the developer conveyed in a state of being adhered to the non-magnetic cylindrical sleeve 31, and the layer thickness regulating member 53 regulates the layer thickness. The developer is a non-magnetic cylindrical sleeve 31
It is configured to be conveyed to the effective developing area Y facing the photosensitive drum 11 with the rotation of.

【0042】次に、この実施の形態に係る現像装置で使
用した現像剤について説明する。現像剤としては、トナ
ー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を使用してい
る。トナーは負帯電で、キャリアは正帯電である。トナ
ーとしては、重量平均粒径が7μmで負帯電性ポリエス
テル系トナーを使用した。キャリアとしては、結着樹脂
中に磁性粉を分散させた所謂磁性粉分散型樹脂キャリア
を使用した。これは、スチレン−アクリル共重合体、マ
グネタイト、ニグロシンを溶融混練した後に微粉砕し
た、正帯電性のものである。本実施の形態のような、非
接触現像法で使用するキャリアとしては、単位体積当た
りの磁化が小さく、かつ低密度であることが好ましい。
単位体積当たりの磁化を小さくすることにより、磁気ブ
ラシのチェーン間の磁気反発力が弱くなり、高密度で層
厚の薄い現像剤層が現像ロール30上に形成される。従
って、均一性の良い画像を再現することが可能となる。
また、磁気ブラシのチェーンの長さが短いことと、キャ
リアが低密度であることにより、キャリアに作用する遠
心力は弱くなり、キャリア付着及びキャリア飛散の発生
が抑制される。具体的には、キャリアは密度が4.0g
/cm3以下であり、1キロエルステッドの磁界中にお
ける体積当たりの磁化が40emu/cm3以上150
emu/cm3以下であることが好ましい。またこの
際、キャリアの粒径としては、重量平均粒径で20μm
以上70μmであることが好ましい。20μm以下で
は、キャリアに作用する磁気拘束力が弱くなるため、キ
ャリア付着及び飛散が発生し易くなる。また、70μm
以上では現像剤層の密度が低くなるために、画像の均一
性不良が発生し易くなる。本実施の形態で使用したキャ
リアは、重量平均粒径は40μmで、密度は2.5g/
cm3、1キロエルステッドの磁界中における体積当た
りの磁化は100emu/cm3である。
Next, the developer used in the developing device according to this embodiment will be described. As the developer, a two-component developer including toner and magnetic carrier is used. The toner is negatively charged and the carrier is positively charged. As the toner, a negatively chargeable polyester-based toner having a weight average particle diameter of 7 μm was used. As the carrier, a so-called magnetic powder dispersion type resin carrier in which magnetic powder was dispersed in a binder resin was used. This is a positively chargeable one obtained by melt-kneading a styrene-acrylic copolymer, magnetite and nigrosine and then finely pulverizing them. As the carrier used in the non-contact development method as in the present embodiment, it is preferable that the magnetization per unit volume is small and the density is low.
By reducing the magnetization per unit volume, the magnetic repulsive force between the chains of the magnetic brush is weakened, and a high density and thin developer layer is formed on the developing roll 30. Therefore, it is possible to reproduce an image with good uniformity.
Further, since the chain length of the magnetic brush is short and the carrier is low in density, the centrifugal force acting on the carrier is weakened and carrier adhesion and carrier scattering are suppressed. Specifically, the carrier has a density of 4.0 g.
/ Cm 3 or less, and the magnetization per volume in a magnetic field of 1 kilo Oersted is 40 emu / cm 3 or more and 150 or more.
It is preferably emu / cm 3 or less. At this time, the particle size of the carrier is 20 μm in weight average particle size.
It is preferably 70 μm or more. When the thickness is 20 μm or less, the magnetic binding force acting on the carrier becomes weak, so that carrier adhesion and scattering easily occur. Also, 70 μm
In the above case, since the density of the developer layer becomes low, defective image uniformity tends to occur. The carrier used in this embodiment has a weight average particle diameter of 40 μm and a density of 2.5 g /
The magnetization per volume in a magnetic field of cm 3 , 1 kilo Oersted is 100 emu / cm 3 .

【0043】◎実験例1 本発明者らは、図2に示すカラー画像記録装置を用いて
単色時の現像性能を確認する実験を行った。尚、本実施
の形態では第二現像装置14bのみを使用しており、他
の現像装置14a、14c、14dは取り外した状態で
実験を行った。以下、図4を用いて実験例1の画像形成
工程を説明する。帯電器12により、感光体ドラム11
の表面を一様に−450Vに帯電した(図4(a))。
次いで、露光器13にてレーザ光による露光を行い、露
光部電位が−200Vの静電潜像を形成した(図4
(b))。そして、この静電潜像を第二現像装置14b
によりマゼンタトナーで現像した(図4(c))。ま
た、転写前に、感光体ドラム11上に付着したキャリア
が、トナーと一緒に記録紙20上に転写されるようにす
るために、転写前帯電器15によって一様な負帯電を行
った。その後、感光体ドラム11上のマゼンタトナー像
は記録紙20上に一括転写され、トナー像は図示外の定
着器にて記録紙20上に定着される。
[Experimental Example 1] The present inventors conducted an experiment to confirm the developing performance for a single color by using the color image recording apparatus shown in FIG. In this embodiment, only the second developing device 14b is used, and the other developing devices 14a, 14c, and 14d are removed and the experiment is performed. The image forming process of Experimental Example 1 will be described below with reference to FIG. By the charger 12, the photoconductor drum 11
Was uniformly charged to −450 V (FIG. 4 (a)).
Then, exposure with a laser beam is performed by the exposure device 13 to form an electrostatic latent image with an exposure portion potential of −200V (FIG. 4).
(B)). Then, the electrostatic latent image is transferred to the second developing device 14b.
To develop with magenta toner (FIG. 4 (c)). Further, before the transfer, the pre-transfer charger 15 uniformly negatively charges the carrier attached to the photosensitive drum 11 together with the toner so that the carrier is transferred onto the recording paper 20. After that, the magenta toner image on the photosensitive drum 11 is collectively transferred onto the recording paper 20, and the toner image is fixed on the recording paper 20 by a fixing device (not shown).

【0044】このような画像形成工程において、非磁性
円筒スリーブ31には、現像バイアス用の電源52によ
って所定の現像バイアスが印加される。この現像バイア
スは直流電圧を重畳した交流電圧である。現像バイアス
電圧の直流成分は、地カブリの発生を防ぐために−40
0Vに設定した。また、現像バイアス電圧の交流成分は
周波数6kHzの矩形波で、ピーク値間電圧1.5kV
に設定した。また、非磁性円筒スリーブ31の表面移動
線速度は320mm/sに設定した。
In such an image forming process, a predetermined developing bias is applied to the non-magnetic cylindrical sleeve 31 by the developing bias power source 52. This developing bias is an AC voltage on which a DC voltage is superimposed. The DC component of the developing bias voltage is -40 to prevent the occurrence of background fog.
It was set to 0V. The AC component of the developing bias voltage is a rectangular wave with a frequency of 6 kHz, and the peak value voltage is 1.5 kV.
Set to. The surface moving linear velocity of the non-magnetic cylindrical sleeve 31 was set to 320 mm / s.

【0045】また、現像剤中のトナーとキャリアの混合
比は、現像剤中のトナーの混合率が12重量%になるよ
うに調整した。また、トナーの帯電量は約−15μC/
gになるように調整した。始めに、有効現像領域Yの長
さを調査する実験を行った。ここで、有効現像領域と
は、感光体ドラム11及び非磁性円筒スリーブ31が停
止した状態で、現像時に印加される電界と同等の電界が
作用するように現像バイアス電圧を印加した条件で、非
磁性円筒スリーブ31上のトナーが感光体ドラム11上
へ飛翔する領域を示す。この結果、有効現像領域Yの長
さは、非磁性円筒スリーブ31の周上で約10mmであ
った。従って、有効現像領域中の磁極間隔は3mmであ
るので、上記有効現像領域Y中には図3における磁極4
3から磁極46までの四磁極が配置されることになる。
Further, the mixing ratio of the toner in the developer and the carrier was adjusted so that the mixing ratio of the toner in the developer was 12% by weight. The toner charge amount is approximately -15 μC /
It was adjusted to be g. First, an experiment was conducted to investigate the length of the effective developing area Y. Here, the effective developing area is a condition in which a developing bias voltage is applied so that an electric field equivalent to the electric field applied during development acts while the photosensitive drum 11 and the non-magnetic cylindrical sleeve 31 are stopped. The region where the toner on the magnetic cylindrical sleeve 31 flies onto the photosensitive drum 11 is shown. As a result, the length of the effective developing area Y was about 10 mm on the circumference of the non-magnetic cylindrical sleeve 31. Therefore, since the magnetic pole interval in the effective developing area is 3 mm, the magnetic pole 4 in FIG.
Four magnetic poles from 3 to the magnetic pole 46 will be arranged.

【0046】また、有効現像領域Y外部における有効現
像領域Yに隣接する部位の磁極(以降、隣接外部磁極
(図3における磁極42,47に相当)と称す)の、非
磁性円筒スリーブ31表面に垂直な方向の磁束密度のピ
ーク値(以降、磁束密度ピーク値と称す)と、隣接する
有効現像領域Y内部磁極との非磁性円筒スリーブ31の
周上での間隔(以降、磁極間隔と称す)とを変化させ、
キャリア付着及び画像濃度、ライン画像のエッジ不良と
の関係を調査した。また、隣接外部磁極の磁束密度ピー
ク値及び磁極間隔は、有効現像領域Yに対して非磁性円
筒スリーブ31の回転方向上流側(磁極42)と下流側
(磁極47)とで同一とした。使用した五種類の磁極配
置パターンを表1に示す。尚、各パターンに応じて、図
3における有効現像領域内部磁極及び隣接外部磁極以外
の磁極の配置は適宜変更している。
On the surface of the non-magnetic cylindrical sleeve 31 of the magnetic pole (hereinafter referred to as the adjacent external magnetic pole (corresponding to the magnetic poles 42 and 47 in FIG. 3)) adjacent to the effective development area Y outside the effective development area Y. The peak value of the magnetic flux density in the vertical direction (hereinafter referred to as the magnetic flux density peak value) and the gap between the adjacent inner magnetic poles of the effective developing region Y on the circumference of the non-magnetic cylindrical sleeve 31 (hereinafter referred to as the magnetic pole gap). And change
The relationships between carrier adhesion, image density, and line image edge defects were investigated. Further, the magnetic flux density peak value and the magnetic pole interval of the adjacent external magnetic poles are the same on the upstream side (the magnetic pole 42) and the downstream side (the magnetic pole 47) in the rotational direction of the non-magnetic cylindrical sleeve 31 with respect to the effective developing region Y. Table 1 shows the five types of magnetic pole arrangement patterns used. The arrangement of magnetic poles other than the internal magnetic poles of the effective developing area and the adjacent external magnetic poles in FIG. 3 is appropriately changed according to each pattern.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】結果を評価するに当たり、キャリア付着
は、図5に示すように、線画像と背景部が一定周期で並
んだ所謂交番ライン部で評価を行った。交番ラインの周
期は2cycle/mmで画像部と背景部の比率は1:
1である。画像解析装置(商品名:LUZEX−500
0)を使用して、背景部上のトナー粒子の面積率を測定
した。キャリア粒子の面積率は、1.0%以下であれば
実用上問題の無いレベルであるので、1.0%以下を
○、1.0%を超えた場合を×とした。また、画像濃度
は反射濃度計(商品名:X−RITE310)でベタ画
像について測定した。画像濃度は、1.8以上であれば
ベタ画像、線画像共に十分であるので、1.8以上を
○、1.8未満を×とした。更に、ライン画像のエッジ
不良は目視で評価し、目視でギザツキが確認されない状
態を○、少量のギザツキはあるが実用上問題の無いレベ
ルを△、使用不能なレベルを×とした。結果として表2
を得た。総合評価は上記三項目全てに×のないものを
○、一つでも×のあるものを×とした。
In evaluating the results, the carrier adhesion was evaluated at a so-called alternating line portion in which the line image and the background portion are lined up at a constant period as shown in FIG. The alternating line has a cycle of 2 cycle / mm and the ratio of the image part to the background part is 1:
It is one. Image analysis device (Product name: LUZEX-500
0) was used to measure the area percentage of toner particles on the background. If the area ratio of the carrier particles is 1.0% or less, there is no problem in practical use. Therefore, 1.0% or less is ◯, and when it exceeds 1.0%, it is x. The image density was measured for a solid image with a reflection densitometer (trade name: X-RITE310). If the image density is 1.8 or more, both the solid image and the line image are sufficient. Therefore, 1.8 or more was evaluated as ◯ and less than 1.8 was evaluated as x. Further, the edge defect of the line image was visually evaluated, and the state in which no jaggedness was visually confirmed was ◯, the level in which there was a small amount of jaggedness was not practically problematic, and the unusable level was x. Table 2 as a result
I got In the overall evaluation, those with no x in all the above three items were marked with o, and those with at least one were marked with x.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】隣接外部磁極の磁束密度ピーク値が高い場
合には、前述したように、有効現像領域Y内部磁極上の
現像剤層の状態は隣接外部磁極の影響によって不均一と
なり、現像剤層の感光体ドラム11表面への接触が発生
し、キャリア付着、ライン画像エッジ不良が発生してし
まう。また、隣接外部磁極の磁束密度ピーク値が低い場
合には、該隣接外部磁極と隣接する有効現像領域Y内部
磁極との間でキャリアに作用する磁気拘束力が弱くなる
ために、現像剤層の感光体ドラム11表面への接触が発
生し易くなり、キャリア付着が発生してしまう。更に、
隣接外部磁極の磁束密度ピーク値は有効現像領域Y内部
磁極と同一であるが、磁極間隔が広い場合においても、
上記同様キャリアに作用する磁気拘束力が弱くなるため
に、現像剤層の感光体ドラム11表面への接触が発生し
易くなり、キャリア付着が発生してしまう。
When the magnetic flux density peak value of the adjacent outer magnetic pole is high, as described above, the state of the developer layer on the inner magnetic pole of the effective developing area Y becomes non-uniform due to the influence of the adjacent outer magnetic pole, and Contact with the surface of the photoconductor drum 11 occurs, carrier adhesion and line image edge defects occur. Further, when the magnetic flux density peak value of the adjacent outer magnetic pole is low, the magnetic binding force acting on the carrier between the adjacent outer magnetic pole and the adjacent inner magnetic pole of the effective developing region Y becomes weak, so that the developer layer of the developer layer Contact with the surface of the photoconductor drum 11 easily occurs, and carrier adhesion occurs. Furthermore,
The magnetic flux density peak value of the adjacent external magnetic pole is the same as that of the effective development area Y internal magnetic pole, but even when the magnetic pole spacing is wide,
Since the magnetic restraining force acting on the carrier is weakened similarly to the above, contact of the developer layer with the surface of the photosensitive drum 11 is likely to occur, and carrier adhesion occurs.

【0051】表1及び表2により隣接外部磁極と有効現
像領域Y内部磁極との磁極間隔を、有効現像領域Y内部
の磁極同士の磁極間隔と同一とし、かつ、隣接外部磁極
の磁束密度ピーク値を有効現像領域内部磁極の磁束密度
ピーク値と同一とすることにより、均一な現像剤層が形
成可能であり、また、キャリアに対して十分な磁気拘束
力が作用するため、キャリア付着並びにライン画像エッ
ジ不良が許容レベルを超えることなく、十分な画像濃度
が得られることがわかる。
According to Tables 1 and 2, the magnetic pole spacing between the adjacent external magnetic poles and the internal magnetic poles of the effective developing area Y is made equal to the magnetic pole spacing between the magnetic poles inside the effective developing area Y, and the magnetic flux density peak value of the adjacent external magnetic poles. Is the same as the magnetic flux density peak value of the inner magnetic pole of the effective developing area, a uniform developer layer can be formed, and since a sufficient magnetic binding force acts on the carrier, carrier adhesion and line image It can be seen that sufficient image density can be obtained without the edge defect exceeding the allowable level.

【0052】◎実験例2 また、本発明者らは、図2に示すカラー画像記録装置を
用いてカラー画像を実際に記録する実験を行った。実験
例2では、第一現像装置14a及び第二現像装置14b
を使用して、イエロとマゼンタの二色の画像を形成し
た。この際、実験例1と同様に、他の現像装置14c、
14dは取り外している。本実験例では、第二現像装置
14bにおけるトナー種を変えて実験を行った。
Experimental Example 2 Further, the present inventors conducted an experiment for actually recording a color image using the color image recording apparatus shown in FIG. In Experimental Example 2, the first developing device 14a and the second developing device 14b
Was used to form a two-color image of yellow and magenta. At this time, as in Experimental Example 1, another developing device 14c,
14d is removed. In this experimental example, the experiment was conducted by changing the toner type in the second developing device 14b.

【0053】以下、図6を用いてこの実験例2の画像形
成工程を説明する。帯電器12により、感光体ドラム1
1の表面を一様に−450Vに帯電した(図6
(a))。次いで、露光器13にてレーザ光による露光
を行い、露光部電位が−200Vの静電潜像を形成した
(図6(b))。そして、この静電潜像を第一現像装置
14aによりイエロトナーで現像した(図6(c))。
続いて、帯電器12により帯電を行った。帯電後の電位
は第一画像部、第一非画像部と共に−450Vである
(図6(d))。続いて、露光器13にてレーザ光によ
る露光を行い、露光部電位が−200Vの静電潜像を形
成し(図6(e))、次いで、第二現像装置14bによ
りマゼンタトナーで現像した(図6(f))。また、転
写前に、感光体ドラム11上に付着したキャリアが、ト
ナーと一緒に記録紙20上に転写されるようにする為に
は、転写前帯電器15によって一様な負帯電を行った。
その後、感光体ドラム11上のイエロ及びマゼンタトナ
ー像は、記録紙20上に一括転写され、トナー像は図示
外の定着器により記録紙20上に定着される。
The image forming process of Experimental Example 2 will be described below with reference to FIG. By the charger 12, the photosensitive drum 1
The surface of No. 1 was uniformly charged to −450 V (FIG. 6).
(A)). Then, exposure with a laser beam was performed by the exposure device 13 to form an electrostatic latent image with an exposed portion potential of -200V (FIG. 6B). Then, this electrostatic latent image was developed with yellow toner by the first developing device 14a (FIG. 6C).
Then, charging was performed by the charger 12. The electric potential after charging is −450 V for both the first image area and the first non-image area (FIG. 6 (d)). Subsequently, the exposure device 13 performs exposure with a laser beam to form an electrostatic latent image having an exposure portion potential of −200 V (FIG. 6 (e)), and then develops with magenta toner by the second developing device 14b. (FIG.6 (f)). Further, before the transfer, in order that the carrier attached to the photosensitive drum 11 is transferred onto the recording paper 20 together with the toner, the pre-transfer charger 15 uniformly negatively charges the carrier. .
After that, the yellow and magenta toner images on the photoconductor drum 11 are collectively transferred onto the recording paper 20, and the toner images are fixed on the recording paper 20 by a fixing device (not shown).

【0054】このような画像形成工程において、第一現
像装置14a及び第二現像装置14bにおける磁石ロー
ル32の着磁パターンは、実験例1のパターン種(表
1参照)を使用した。また、第一現像装置14aでは、
現像剤中のトナーとキャリアの混合比は、現像剤中のト
ナーの混合率が12重畳%、トナーの帯電量は約−15
μC/gになるように調整した。一方、第二現像装置1
4bでは、トナーの種類を変えることによってトナー電
荷量を変化させた。キャリアは実験例1と同一のものを
使用し、トナーとキャリアの混合比は12重畳%とし
た。トナー電荷量は、−3μC/g、−15μC/
g、−25μC/gの三種類を使用した。その他の現
像条件は、実験例1と同一である。
In such an image forming process, the magnetized pattern of the magnet roll 32 in the first developing device 14a and the second developing device 14b was the pattern type of Experimental Example 1 (see Table 1). In the first developing device 14a,
As for the mixing ratio of the toner in the developer and the carrier, the mixing ratio of the toner in the developer is 12% by superposition, and the charge amount of the toner is about −15.
It was adjusted to be μC / g. On the other hand, the second developing device 1
In 4b, the toner charge amount was changed by changing the toner type. The same carrier as used in Experimental Example 1 was used, and the mixing ratio of the toner and the carrier was 12% by weight. Toner charge amount is -3 μC / g, -15 μC / g
Three types, g and -25 μC / g, were used. The other developing conditions are the same as in Experimental Example 1.

【0055】評価項目は、実験例1の三項目と、第一画
像の濃度低下、第一画像中への第二トナーの混色の五項
目である。第一画像の濃度低下は、第二現像装置14b
を取り外した状態での単色画像形成時の第一画像濃度
と、第二現像装置14bを作用させた場合の二色画像形
成時の第一画像濃度の差分で評価した。ここで、第一画
像濃度は、実験例1と同様に反射濃度計(商品名:X−
RITE310)で測定し、濃度低下の無い場合を○、
濃度低下がある場合を×とした。また、第一画像中への
第二トナーの混色は限度見本を使用して目視で評価し
た。目視で混色が確認されない状態をGrade(以下
Gで示す)1。微量の混色はあるが実用上問題の無いレ
ベルG2、使用不可能なレベルをG3とした。G1及び
G2を○、G3を×とした。結果として表3を得た。
The evaluation items are the three items of Experimental Example 1, and the five items of the density reduction of the first image and the color mixture of the second toner in the first image. The decrease in the density of the first image is caused by the second developing device 14b.
The evaluation was made by the difference between the first image density during the formation of a single color image in the state where the second developing device 14b is removed and the first image density during the formation of a two color image when the second developing device 14b is operated. Here, the first image density is the reflection densitometer (trade name: X-
RITE310), and if there is no decrease in concentration, ○,
The case where there was a decrease in the density was marked with x. The color mixture of the second toner in the first image was visually evaluated using a limit sample. Grade (hereinafter referred to as G) 1 is a state in which no color mixture is visually confirmed. There was a slight amount of color mixing, but there was no problem in practical use, the level was G2, and the unusable level was G3. G1 and G2 were marked with ◯, and G3 was marked with x. Table 3 was obtained as a result.

【0056】[0056]

【表3】 [Table 3]

【0057】表3により、隣接外部磁極と有効現像領域
Y内部磁極との磁極間隔を、有効現像領域Y内部の磁極
同士の磁極間隔と同一とし、かつ、隣接外部磁極の磁束
密度ピーク値を有効現像領域内部磁極の磁束密度ピーク
値と同一とすることにより、均一な現像剤層が形成可能
であり、また、キャリアに対して十分な磁気拘束力が作
用するため、トナー電荷量が低い場合と、高い場合
の両方において、キャリア付着並びにライン画像エッジ
不良が許容レベルを超えることなく、十分な画像濃度が
得られることがわかる。
From Table 3, the magnetic pole spacing between the adjacent external magnetic poles and the internal magnetic poles of the effective developing area Y is made equal to the magnetic pole spacing between the magnetic poles inside the effective developing area Y, and the magnetic flux density peak value of the adjacent external magnetic poles is effective. By making it equal to the magnetic flux density peak value of the magnetic poles inside the developing area, a uniform developer layer can be formed, and since a sufficient magnetic binding force acts on the carrier, it may be different from the case where the toner charge amount is low. In both cases, it is understood that sufficient image density can be obtained without carrier adhesion and line image edge defects exceeding the allowable level.

【0058】また、現像剤層が感光体ドラム11表面並
びに感光体ドラム11表面上の第一トナー像に対して非
接触状態に保持されているので、第一画像が機械的に掻
き取られることはない。更に、有効現像領域Y内部に互
いに極性の異なる複数個の磁極が交互に配置されている
ので、前述したように、有効現像領域中で現像剤層の転
動が生じ、低い交流電界で高い現像効率が得られるた
め、交流電界の作用による第一トナー像の乱れや掻き取
り、第一画像中への第二トナーの混色を引き起こすこと
なく十分な画像濃度を得ることができる。
Further, since the developer layer is held in a non-contact state with the surface of the photosensitive drum 11 and the first toner image on the surface of the photosensitive drum 11, the first image is mechanically scraped. There is no. Further, since a plurality of magnetic poles having mutually different polarities are alternately arranged inside the effective developing area Y, as described above, rolling of the developer layer occurs in the effective developing area, and high developing is performed with a low AC electric field. Since the efficiency is obtained, a sufficient image density can be obtained without disturbing or scraping the first toner image due to the action of the AC electric field and causing the color mixture of the second toner in the first image.

【0059】従って、トナー電荷量が環境の影響や経時
的に変化した場合においても、第一画像濃度低下や第一
画像中への第二トナーの混色、キャリア付着を引き起こ
すことなく十分な画像濃度を再現することができる。
Therefore, even when the toner charge amount is affected by the environment or changes with time, a sufficient image density is obtained without causing a decrease in the first image density, color mixing of the second toner in the first image, and carrier adhesion. Can be reproduced.

【0060】◎比較例 また、実験例1あるいは実験例2と同様な構成の画像記
録装置において、使用する現像装置の現像ロール構成を
現像ロールと感光体ドラムとの最近接部位に対向した部
位に磁極が配置される構成とし、現像バイアスの交番電
界を変化させながら、実験例1と同様な構成のものに対
しては、キャリア付着、画像濃度、ライン画像のエッジ
不良の有無を評価し、また、実験例2と同様な構成のも
のについては、前記三項目に加えて、第一画像の濃度低
下、第一画像中への第二トナーの混色の有無を評価し
た。結果としては、現像バイアスの交番電界を実施の形
態よりも大きく設定しなければ充分な画像濃度が得られ
ず、また、交番電界が大きくなる分、実施の形態に比べ
てキャリア付着量(キャリア面積率)が大きくなること
が把握される。ここで、具体的なデータとしては、例え
ば本実施の形態の極間対向部と同一の層厚を極上で得る
為には、現像剤の搬送量(現像ロール上の単位面積当た
りの現像剤量)を2/3程度に減らす必要があり、この
状態で十分な濃度を得るには交流成分を例えば2kVp-
pに設定せねばならないことが確かめられた。
Comparative Example Further, in the image recording apparatus having the same structure as in Experimental Example 1 or Experimental Example 2, the developing roll structure of the developing device used is set to a position facing the closest position between the developing roll and the photosensitive drum. With respect to the structure similar to that of Experimental Example 1, the magnetic poles are arranged, the alternating electric field of the developing bias is changed, and the carrier adhesion, the image density, and the presence or absence of the line image edge defect are evaluated. In addition to the above-mentioned three items, the same configuration as in Experimental Example 2 was evaluated for density reduction of the first image and presence / absence of color mixture of the second toner in the first image. As a result, a sufficient image density cannot be obtained unless the alternating electric field of the developing bias is set higher than that in the embodiment, and since the alternating electric field becomes large, the carrier adhesion amount (carrier area) becomes larger than that in the embodiment. It is understood that the rate will increase. Here, as specific data, for example, in order to obtain the same layer thickness as the inter-electrode facing portion of the present embodiment at the highest level, the amount of developer conveyed (the amount of developer per unit area on the developing roll is ) Needs to be reduced to about 2/3, and in order to obtain a sufficient concentration in this state, the AC component should be, for example, 2 kVp-
It was confirmed that it must be set to p.

【0061】尚、前記実施の形態では、二成分現像剤中
の磁性キャリアとして、結着樹脂中に磁性粉を分散させ
た所謂磁性粉分散型樹脂キャリアを使用したが、球形フ
ェライト粒子に樹脂被覆を施したものなど、任意のもの
が使用できる。また、前記実施の形態では、現像バイア
ス電圧の交流成分の波形として矩形波を使用したが、正
弦波又は三角波、平均電圧に対して非対称な形状の波形
やその他の任意の波形を使用した場合にも同様の効果が
得られる。更に、前記実施の形態では、画像部露光と反
転現像を繰り返し行っているが、画像形成プロセスはこ
れに限定されるものではなく、任意のプロセスにおいて
適用可能である。更にまた、前記実施の形態では、単色
の画像記録装置と重ね現像法を用いたカラー画像記録装
置について説明したが、画像記録装置はこれに限定され
るものではなく、電子写真記録方法を用いた任意の画像
記録装置において適用可能である。また、前記実施の形
態では、潜像担持体として感光体を使用したが、潜像担
持体として誘電体を使用し、静電プリンタに使用されて
いる放電記録ヘッドや特開昭59−190854号公報
で開示されているイオン流記録ヘッド等により静電潜像
を形成するようにしてもよい。
In the above embodiment, a so-called magnetic powder dispersion type resin carrier in which magnetic powder is dispersed in a binder resin is used as the magnetic carrier in the two-component developer, but spherical spherical ferrite particles are coated with resin. Arbitrary ones such as those subjected to can be used. Further, in the above-described embodiment, the rectangular wave is used as the waveform of the AC component of the developing bias voltage, but when a sine wave or a triangular wave, a waveform asymmetrical to the average voltage, or any other waveform is used. Also has the same effect. Furthermore, in the above-described embodiment, the image area exposure and the reversal development are repeatedly performed, but the image forming process is not limited to this, and can be applied in any process. Furthermore, in the above-described embodiment, the color image recording apparatus using the monochromatic image recording apparatus and the overlapping developing method has been described, but the image recording apparatus is not limited to this, and the electrophotographic recording method is used. It is applicable to any image recording device. Further, in the above-described embodiment, the photoconductor is used as the latent image carrier, but a dielectric is used as the latent image carrier, and a discharge recording head used in an electrostatic printer or JP-A-59-190854. The electrostatic latent image may be formed by the ion flow recording head disclosed in the publication.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明してきたように、有効現像領域
に対応した磁石部材には異なる極性が交互に並んだ複数
列の現像磁極を配列すると共に、前記有効現像領域に隣
接する領域には前記有効現像領域内の境界寄り現像磁極
から連続して異なる極性が交互に並んだ少なくとも一つ
以上の搬送磁極を配列し、前記有効現像領域内及びこれ
に隣接する領域の各磁極の間隔を略同一に設定し、か
つ、前記各磁極の現像剤担持体表面における垂直方向
(径方向)の磁束密度のピーク値を略同一に設定したの
で、有効現像領域内の複数個の現像磁極上に形成される
磁界の状態が有効現像領域外部の搬送磁極の影響を受け
なくなり、有効現像領域において、高密度で均一な現像
剤の薄層を形成することができ、該現像剤層の潜像担持
体表面に対する非接触状態を良好に保持することができ
る。
As described above, a plurality of rows of developing magnetic poles having different polarities are alternately arranged on the magnet member corresponding to the effective developing area, and the magnetic pole corresponding to the effective developing area is arranged in the area adjacent to the effective developing area. At least one transport magnetic pole having different polarities alternately arranged from the developing magnetic pole near the boundary in the effective developing area is arranged, and the intervals between the magnetic poles in the effective developing area and the area adjacent thereto are substantially the same. And the peak value of the magnetic flux density in the vertical direction (radial direction) on the surface of the developer carrier of each magnetic pole is set to be substantially the same, so that the magnetic flux is formed on a plurality of developing magnetic poles in the effective developing area. The state of the magnetic field is not affected by the carrier magnetic pole outside the effective developing area, and a thin layer of high density and uniform developer can be formed in the effective developing area, and the latent image carrier surface of the developer layer is formed. Non-contact with State it is possible to satisfactorily hold.

【0063】また、キャリアに対して十分な磁気拘束力
が作用するため、キャリア付着やキャリア飛散を有効に
防止することができ、十分な画像品質を得ることができ
る。
Further, since a sufficient magnetic restraining force acts on the carrier, carrier adhesion and carrier scattering can be effectively prevented, and sufficient image quality can be obtained.

【0064】更に、潜像担持体と現像剤担持体との最近
接部位近傍の一対の現像磁極を前記最近接部位を挟んで
配置するようにしたので、前記最近接部位に対して現像
磁極の垂直方向の磁束密度のピーク値が直接的に作用す
ることはなく、その分、前記最近接部位において現像剤
の層厚を他の箇所より抑制することができる。このた
め、より多くの現像剤を潜像担持体に対して非接触状態
で保持することが可能になり、その分、低い交流電界下
で高い現像効率を得ることができる。それゆえ、非接触
現像方式において、電界によるキャリアの振動を小さく
抑えながら、高い現像効率を得ることが可能になり、重
ね現像法に適用した場合においても、前段トナー像上へ
の混色及び前段トナー像の乱れや掻き取りを引き起こす
ことなく十分な画像濃度のカラー画像を確実に得ること
ができる。
Further, a pair of developing magnetic poles in the vicinity of the closest portion of the latent image carrier and the developer bearing member are arranged so as to sandwich the closest portion, so that the developing pole of the developing magnetic pole with respect to the closest portion is arranged. The peak value of the magnetic flux density in the vertical direction does not act directly, and the layer thickness of the developer can be suppressed more than that at other portions in the closest portion by that amount. Therefore, it becomes possible to hold a larger amount of the developer in a non-contact state with the latent image carrier, and accordingly, a high developing efficiency can be obtained under a low AC electric field. Therefore, in the non-contact developing method, it is possible to obtain high developing efficiency while suppressing the carrier vibration due to the electric field to be small, and even when applied to the overdeveloping method, the color mixture on the pre-stage toner image and the pre-stage toner are performed. It is possible to reliably obtain a color image with sufficient image density without causing image distortion or scraping.

【0065】また、この発明において、有効現像領域及
びこれに隣接する領域の各磁極の径方向の磁束密度のピ
ーク値を200ガウス以上にすれば、キャリアに十分な
磁気拘束力を作用させることが可能になり、キャリア飛
散をより有効に防止することができる。
Further, in the present invention, if the peak value of the magnetic flux density in the radial direction of each magnetic pole in the effective developing area and the area adjacent to the effective developing area is set to 200 Gauss or more, a sufficient magnetic binding force can be applied to the carrier. This makes it possible to prevent carrier scattering more effectively.

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

【図1】 この発明に係る現像装置の構成を示す説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a developing device according to the present invention.

【図2】 この発明が適用された現像装置を用いたカラ
ー画像形成装置の実施の一形態を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of a color image forming apparatus using a developing device to which the invention is applied.

【図3】 実施の形態に係る現像装置の具体的構成を示
す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a specific configuration of the developing device according to the embodiment.

【図4】 (a)〜(c)は実験例1における画像形成
工程を夫々示す電位説明図である。
4 (a) to 4 (c) are potential explanatory diagrams each showing an image forming process in Experimental Example 1. FIG.

【図5】 交番ライン部分の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an alternating line portion.

【図6】 (a)〜(f)は実験例2における画像形成
工程を夫々示す電位説明図である。
6 (a) to 6 (f) are potential explanatory diagrams showing image forming steps in Experimental Example 2, respectively.

【図7】 従来における有効現像領域における磁力線の
状態を表す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a state of magnetic force lines in a conventional effective development area.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…現像剤担持体、2…非磁性スリーブ,3…磁石部
材,4…潜像担持体,5(5a〜5d)…現像磁極,6
(6a〜6d)…搬送磁極,Y…有効現像領域,Z…静
電潜像,A…磁極間隔,B…径方向の磁束密度のピーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Developer carrying body, 2 ... Non-magnetic sleeve, 3 ... Magnet member, 4 ... Latent image carrying body, 5 (5a-5d) ... Developing magnetic pole, 6
(6a to 6d) ... Transport magnetic pole, Y ... Effective development area, Z ... Electrostatic latent image, A ... Magnetic pole spacing, B ... Radial magnetic flux density peak value

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年11月16日[Submission date] November 16, 1995

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図4[Correction target item name] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図4】 実験例1における画像形成工程を示す電位説
明図である。
FIG. 4 is a potential theory showing an image forming process in Experimental Example 1 .
FIG.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図6[Correction target item name] Fig. 6

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図6】 実験例2における画像形成工程を示す電位説
明図である。
6 is a potential theory showing an image forming process in Experimental Example 2. FIG.
FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹原 慎司 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 江連 平和 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinji Sasahara 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.Ebina Business Office (72) Inventor Heiwa Koren 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. Ebina Business In-house

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転可能な非磁性スリーブ(2)内に磁
石部材(3)が固定設置される現像剤担持体(1)を有
し、この現像剤担持体(1)を潜像担持体(4)に対向
配置し、前記現像剤担持体(1)上に非磁性トナー及び
磁性キャリアからなる二成分現像剤を潜像担持体(4)
と非接触状態で担持させると共に、潜像担持体(4)と
現像剤担持体(1)との間には直流成分が重畳された交
番電界(EAC)を作用させ、潜像担持体(4)上の静電
潜像(Z)を現像するようにした現像装置において、 前記潜像担持体(4)に対向する有効現像領域(Y)に
対応した磁石部材(3)には異なる極性が交互に並んだ
複数列の現像磁極(5:5a〜5d)を配列すると共
に、前記有効現像領域(Y)に隣接する領域には前記有
効現像領域(Y)内の境界寄り現像磁極(5a,5d)
から連続して異なる極性が交互に並んだ少なくとも一つ
以上の搬送磁極(6:6a〜6d)を配列し、 前記有効現像領域(Y)内の各現像磁極(5)及び有効
現像領域(Y)に隣接する領域の少なくとも一つ以上の
搬送磁極(6)の相隣接する磁極間隔(A)を略同一に
設定すると共に、 前記現像剤担持体(1)と潜像担持体(4)との最近接
部位近傍の一対の現像磁極(5b,5c)を前記最近接
部位を挟んで配置し、 更に、前記各現像磁極(5)及び前記一つ以上の搬送磁
極(6)の現像剤担持体(1)表面における径方向の磁
束密度のピーク値(B)を略同一に設定したことを特徴
とする現像装置。
1. A rotatable nonmagnetic sleeve (2) has a developer carrier (1) on which a magnet member (3) is fixedly installed, and the developer carrier (1) is used as a latent image carrier. A latent image carrier (4) is provided so as to face the developer carrier (1) and a two-component developer comprising a non-magnetic toner and a magnetic carrier is disposed on the developer carrier (1).
The latent image bearing member (4) and the developer bearing member (1) are supported in a non-contact state with each other, and an alternating electric field (EAC) in which a DC component is superposed is applied between the latent image bearing member (4) and the developer bearing member (1). ) In the developing device adapted to develop the electrostatic latent image (Z) above, the magnet member (3) corresponding to the effective developing area (Y) facing the latent image carrier (4) has different polarities. A plurality of rows of developing magnetic poles (5: 5a to 5d) alternately arranged are arranged, and in the area adjacent to the effective developing area (Y), the developing magnetic poles (5a, 5a, 5d)
From the above, at least one carrier magnetic pole (6: 6a to 6d) in which different polarities are alternately arranged is arranged, and each developing magnetic pole (5) and effective developing area (Y) in the effective developing area (Y) are arranged. ), At least one or more carrier magnetic poles (6) adjacent to each other have substantially equal magnetic pole intervals (A), and the developer carrier (1) and the latent image carrier (4) are A pair of developing magnetic poles (5b, 5c) near the closest portion of the developing magnetic pole (5b, 5c) sandwiching the closest portion of the developing magnetic pole (5b, 5c), and further, each of the developing magnetic poles (5) and one or more carrying magnetic poles (6) carry a developer. A developing device, wherein the peak value (B) of the magnetic flux density in the radial direction on the surface of the body (1) is set to be substantially the same.
【請求項2】 請求項1記載のものにおいて、前記ピー
ク値(B)が200ガウス以上であることを特徴とする
現像装置。
2. The developing device according to claim 1, wherein the peak value (B) is 200 gauss or more.
JP19594395A 1995-07-07 1995-07-07 Developing device Pending JPH0922191A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19594395A JPH0922191A (en) 1995-07-07 1995-07-07 Developing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19594395A JPH0922191A (en) 1995-07-07 1995-07-07 Developing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0922191A true JPH0922191A (en) 1997-01-21

Family

ID=16349558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19594395A Pending JPH0922191A (en) 1995-07-07 1995-07-07 Developing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0922191A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015180908A (en) * 2014-03-05 2015-10-15 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Developing device and image forming apparatus including the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015180908A (en) * 2014-03-05 2015-10-15 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Developing device and image forming apparatus including the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2853104B2 (en) Image forming device
JP4845498B2 (en) Image forming apparatus
JPS6095458A (en) Color image recording method
JPH08286477A (en) Color image recording method
JPH0922191A (en) Developing device
JP3236042B2 (en) Image forming device
JP3055328B2 (en) Development method
JP3671525B2 (en) Image forming method and image forming apparatus
JP3606057B2 (en) Development device
JP3166441B2 (en) Developing method and apparatus, and multicolor image forming apparatus using the same
JP2589071B2 (en) Image forming device
JP3483397B2 (en) Charging device and image forming apparatus provided with the charging device
JPH08137274A (en) Developing device
JPH08202110A (en) Image forming device
JP3507246B2 (en) Magnetic brush charging device and image forming device
JPH09329938A (en) Magnetic brush electrifying device and image forming device
JPH08146758A (en) Developing method and device therefor
JPH08137270A (en) Developing device
JP2958793B2 (en) Color image forming equipment
JPH1115276A (en) Developing device
JP2001125369A (en) Developing device
JPH0374392B2 (en)
JPH0431879A (en) Developing device
JPH03109582A (en) Image recording method and device therefor
JPH08297415A (en) Developing method and its device