JPH09311539A - Developing device - Google Patents
Developing deviceInfo
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- JPH09311539A JPH09311539A JP8148614A JP14861496A JPH09311539A JP H09311539 A JPH09311539 A JP H09311539A JP 8148614 A JP8148614 A JP 8148614A JP 14861496 A JP14861496 A JP 14861496A JP H09311539 A JPH09311539 A JP H09311539A
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- Developing For Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写装置、画像記
録装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置にお
いて、電子写真感光体や静電記録誘電体などの像担持体
上に形成した静電潜像を現像して可視化するのに使用す
る現像装置に関し、特に現像にキャリアを含まない一成
分現像剤を用いる現像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic latent image formed on an image carrier such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric in an image forming apparatus such as a copying machine, an image recording apparatus, a printer and a facsimile. The present invention relates to a developing device used for developing and visualizing an image, and particularly to a developing device using a one-component developer containing no carrier for development.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、乾式の一成分現像剤を使用する一
成分現像装置として、各種の現像装置が提案され、実用
化されている。しかし、いずれの現像装置においても、
現像剤担持体上にトナー（乾式一成分現像剤）の薄層を
形成することは極めて難しい。しかるに、現像画像の鮮
明度、解像力などの向上が求められている現在、トナー
の薄層を形成する方法、およびその薄層形成方法を適用
した現像装置の開発は必須となっており、これに応えて
いくつかの方策が提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, various developing devices have been proposed and put into practical use as a one-component developing device using a dry one-component developer. However, in any developing device,
It is extremely difficult to form a thin layer of toner (dry one-component developer) on the developer carrier. However, at the present time when improvements in the sharpness and resolution of the developed image are required, it is essential to develop a method for forming a thin layer of toner and a developing device to which the thin layer forming method is applied. In response, several measures have been proposed.
【０００３】たとえば特開昭５４−４３０３８に示す現
像装置が挙げられる。この現像装置は、現像剤規制手段
であるゴムもしくは金属の規制ブレードを現像剤担持体
である現像スリーブに当接させ、その当接部内にトナー
を侵入、通過させることにより、現像スリーブ上にトナ
ーの薄層を形成し、また当接部でトナーを摩擦帯電して
帯電電荷（トリボ）を付与するものである。For example, a developing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 54-43038 can be cited. In this developing device, a rubber or metal regulating blade which is a developer regulating means is brought into contact with a developing sleeve which is a developer carrying member, and the toner is allowed to enter and pass through the abutting portion, so that the toner is placed on the developing sleeve. Is formed, and the toner is triboelectrically charged at the contact portion to give a charging charge (tribo).
【０００４】このような現像装置において、磁性一成分
現像剤の磁性トナーを使用する場合は、現像スリーブ内
に磁石を設けることによって、その磁力による吸引で現
像スリーブ上にトナーを供給することができる。しかし
ながら、非磁性一成分現像剤の非磁性トナーを使用する
場合には、磁力による供給ができないので、新たに機械
的なトナー供給手段を必要とする。In such a developing device, when the magnetic toner of the magnetic one-component developer is used, by providing a magnet in the developing sleeve, it is possible to supply the toner onto the developing sleeve by suction due to its magnetic force. . However, when a non-magnetic toner of a non-magnetic one-component developer is used, it cannot be supplied by magnetic force, and therefore a new mechanical toner supply means is required.
【０００５】そこで、本出願人は、図１２に示すような
現像装置を提案した（特開昭５８−１１６５５９）。こ
の現像装置では、非磁性トナーを収容した現像容器２内
にトナー供給手段として供給ローラ５を設け、このトナ
ー供給ローラを現像スリーブ３と当接して回転させるこ
とにより、現像スリーブ３上の未現像トナーのはぎ取り
および新たなトナー６の供給を行なわせた。Therefore, the present applicant proposed a developing device as shown in FIG. 12 (Japanese Patent Laid-Open No. 58-116559). In this developing device, a supply roller 5 is provided as a toner supply means in a developing container 2 containing a non-magnetic toner, and the toner supply roller is brought into contact with the developing sleeve 3 and rotated, whereby undeveloped toner on the developing sleeve 3 is developed. The toner was stripped off and new toner 6 was supplied.
【０００６】これによれば、トナー供給ローラ５の設置
という簡単な構成によって、現像スリーブ３上に非磁性
トナー６を供給でき、このトナー６を供給ローラ５より
も現像スリーブ３の回転方向下流の規制ブレード（弾性
ブレード）４で規制してトナーの薄層に形成して、現像
に供することにより、高濃度、広面積のベタ黒画像を忠
実に再現し、常に安定な画像を提供することが可能とな
った。According to this, the non-magnetic toner 6 can be supplied onto the developing sleeve 3 by a simple structure of installing the toner supply roller 5, and the toner 6 is located downstream of the supply roller 5 in the rotational direction of the developing sleeve 3. By forming a thin layer of toner by regulating with a regulating blade (elastic blade) 4 and using it for development, it is possible to faithfully reproduce a solid black image of high density and a wide area, and always provide a stable image. It has become possible.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】近年、現像装置の高速
化、高耐久化の要請が高まっており、現像装置に適時、
トナーの補給を行ない、初期と同等な画質を有する良好
な画像を常に長期間安定して提供できるようにする必要
性が生じている。それの実現のためには、現像スリーブ
３上に塗布（コート）するトナー量を一定に維持するこ
とが前提条件となる。In recent years, there has been an increasing demand for high speed and high durability of the developing device.
There is a need to replenish toner so that a good image having an image quality equivalent to that of the initial stage can always be provided stably for a long period of time. In order to realize this, it is a prerequisite that the amount of toner applied on the developing sleeve 3 is kept constant.
【０００８】現像スリーブ３上にコートしたトナー量が
適正量よりも少ないと、現像電界をどのように設定して
も、一定の画像濃度を維持することができない。また現
像スリーブ３上のトナー量が適正量よりも多い場合に
は、現像スリーブ３および弾性ブレード４との摩擦で帯
電量が十分に得られない低帯電トナーが多くなり、感光
ドラム１上の非画像部にトナーのかぶりを発生する。ま
た低帯電トナーは、交互電界による現像スリーブ３、感
光ドラム１間の往復運動により、現像スリーブ３もしく
は感光ドラム１上に維持されにくく、飛散しやすいの
で、トナーの飛散が増大する。If the amount of toner coated on the developing sleeve 3 is less than the proper amount, it is not possible to maintain a constant image density no matter how the developing electric field is set. If the amount of toner on the developing sleeve 3 is larger than the appropriate amount, friction between the developing sleeve 3 and the elastic blade 4 will increase the amount of low-charged toner that cannot obtain a sufficient amount of charge, and the amount of non-charged toner on the photosensitive drum 1 will increase. Toner fogging occurs in the image area. Further, the low-charged toner is less likely to be maintained on the developing sleeve 3 or the photosensitive drum 1 due to the reciprocating movement between the developing sleeve 3 and the photosensitive drum 1 due to the alternating electric field, and is easily scattered, so that the toner scattering is increased.
【０００９】現像スリーブ３上に適正範囲のトナーコー
ト量が維持されない原因として、次のようなものが挙げ
られる。（１）トナーの凝集度変化。（２）トナーの劣
化、電荷保持能力の低下。（３）現像スリーブ３の摩耗
によるトナーの搬送力低下。The reasons why the toner coat amount in the proper range is not maintained on the developing sleeve 3 are as follows. (1) Change in toner cohesion. (2) Deterioration of toner and deterioration of charge retention ability. (3) The toner conveying force is reduced due to the abrasion of the developing sleeve 3.
【００１０】本発明者らの（１）についての研究によれ
ば、トナーの凝集度は、現像スリーブ３上のトナーコー
ト量に多大な影響を与え、かつ長期間使用時に不規則に
大きく変動する要素である。トナー凝集度が大きく変化
する理由は十分には明らかでないが、長期放置による吸
湿、トナー自身の重量による凝集、弾性ブレード４およ
びトナー供給ローラ５の圧力下におけるトナー同士の機
械的、物理的付着力の変化、供給ローラ５による搬送で
の現像スリーブ３および弾性ブレード４近傍領域へのト
ナーの押し込み等が考えられる。According to the study of (1) by the present inventors, the toner cohesion greatly affects the toner coat amount on the developing sleeve 3 and irregularly fluctuates greatly during long-term use. Is an element. Although the reason why the toner cohesion greatly changes is not fully clear, moisture absorption due to standing for a long period of time, coagulation due to the weight of the toner itself, mechanical and physical adhesive force between toners under the pressure of the elastic blade 4 and the toner supply roller 5 And the pushing of the toner into the area near the developing sleeve 3 and the elastic blade 4 by the conveyance by the supply roller 5.
【００１１】従来の非磁性一成分現像装置では、耐久枚
数寿命３０００枚程度を見込んでおり、さほど大きな凝
集度変動もないままトナーを使い切ることができるが、
それ以上の枚数に対する耐久性を要求する場合には、ト
ナーの凝集度変動による現像スリーブ３上のトナーコー
ト量の変化を小さくする必要である。In the conventional non-magnetic one-component developing device, the life of the durable number of sheets is expected to be about 3000 sheets, and the toner can be used up without much fluctuation of the cohesion degree.
When the durability against a larger number of sheets is required, it is necessary to reduce the change in the toner coat amount on the developing sleeve 3 due to the change in toner cohesion.
【００１２】（２）のトナーの劣化、電荷保持能力の低
下は、弾性ブレード４および供給ローラ５の圧力による
トナーの粒子形状の変化、小粒径トナーの方が現像に寄
与しやすいという現像選択性によるトナーの粗粉化、シ
リカ等の外添剤のトナーへの埋め込まれ等が原因である
と考えられる。（３）の現像スリーブ３によるトナーの
搬送力低下には、弾性ブレード４および供給ローラ５の
トナーを介した圧力の変動や摩耗が大きく影響する。(2) Deterioration of toner and reduction in charge retention ability are caused by changes in toner particle shape due to pressure of the elastic blade 4 and supply roller 5, and development selection in which small particle size toner is more likely to contribute to development. It is considered that the cause is the coarsening of the toner due to the property, the embedding of external additives such as silica in the toner, and the like. The decrease in the toner carrying force by the developing sleeve 3 in (3) is greatly affected by the pressure fluctuation and wear of the elastic blade 4 and the supply roller 5 through the toner.
【００１３】上記のような問題の発生は、特に現像スリ
ーブ３に当接したトナー供給ローラ５、弾性ブレード４
に起因していることが明らかである。また現像スリーブ
３に供給ローラ５を接触させるため、現在では、供給ロ
ーラ５に可撓性を有するシリコーンゴムあるいはウレタ
ンゴム等のスポンジ状部材を使用するのが主流である
が、長期使用の間にゴムにほつれが生じ、それが弾性ブ
レード４の当接部に挟まり、スジ等の画像劣化を招く原
因となった。The occurrence of the above problems is caused especially by the toner supply roller 5 and the elastic blade 4 which are in contact with the developing sleeve 3.
It is clear that this is due to Further, in order to bring the supply roller 5 into contact with the developing sleeve 3, at present, it is the mainstream to use a flexible sponge-like member such as silicone rubber or urethane rubber for the supply roller 5, but during long-term use. The rubber is frayed, and it is caught between the contact portions of the elastic blade 4, which causes image deterioration such as streaks.
【００１４】しかし、トナー供給ローラ５を除去する
と、現像スリーブ３にほとんどトナーを供給できなくな
り、実質上、現像画像を得ることができなくなる。そこ
で、現像装置およびトナーの寿命を大きく延ばす手段と
して、トナー供給ローラを現像スリーブと軽圧接触もし
くは非接触とする提案がなされている。However, if the toner supply roller 5 is removed, almost no toner can be supplied to the developing sleeve 3, and it is practically impossible to obtain a developed image. Therefore, as a means for greatly extending the life of the developing device and the toner, it has been proposed to bring the toner supply roller into light contact or non-contact with the developing sleeve.
【００１５】トナー供給ローラの現像スリーブとの接触
圧を低くする、もしくは非接触とすることにより、現像
装置およびトナーの寿命が延びることは確認されてお
り、有効な手段といえる。しかし、このような現像装置
では新たに次のような問題が生じていた。It has been confirmed that the life of the developing device and the toner can be extended by reducing the contact pressure of the toner supply roller with the developing sleeve or by making the contact pressure of the toner supply roller non-contact, and it can be said that this is an effective means. However, such a developing device has the following new problems.
【００１６】現像スリーブの回転により現像部を通過
し、再び現像容器内に戻ってきた現像スリーブ上の領域
は、現像部で現像に使用された部分にトナーが少量残存
し、現像に使用されなかった部分にトナーがそっくりそ
のまま残る。In the area on the developing sleeve which has passed through the developing portion by the rotation of the developing sleeve and returned to the inside of the developing container, a small amount of toner remains in the portion used for developing in the developing portion and is not used for developing. The toner remains on the exposed area.
【００１７】従来の接触型の供給ローラを用いた場合、
供給ローラの機械的なはぎ取り効果により、現像スリー
ブ上の現像に使用した部分、現像に使用されなかった部
分のどちらも一旦、残存トナーをはぎ取った後、ほぼ同
一条件で新たにトナーをコートとし、ブレードによる規
制部通過、現像部到達という過程をとる。これが、非接
触型の供給ローラを用いた場合には、供給ローラによる
剥ぎ取りがほとんどないまま、上記の過程を経ることに
なる。その結果、トナーがコートされ、規制部を通過し
てくる現像スリーブ上の領域は、前の周回の現像時の残
存トナーによって、そのトナーコート量やトナーの摩擦
帯電量が異なってくる。このため同一条件の現像を行な
うことができず、現像スリーブの前の周回における現像
実績が履歴として残って、得られる画像にゴーストが生
じ、原稿の忠実な複写にならない。When a conventional contact type supply roller is used,
Due to the mechanical stripping effect of the supply roller, both the portion used for development on the developing sleeve and the portion not used for development were once stripped of residual toner, and then newly coated with toner under almost the same conditions, The process of passing through the regulating section by the blade and reaching the developing section is taken. When a non-contact type supply roller is used, this goes through the above process with almost no peeling by the supply roller. As a result, the toner coating amount and the triboelectric charge amount of the toner on the area of the developing sleeve which is coated with the toner and passes through the regulating portion are different depending on the residual toner at the time of the previous development. For this reason, it is impossible to perform development under the same conditions, the development record in the previous revolution of the development sleeve remains as a history, and a ghost occurs in the obtained image, so that the original is not faithfully copied.
【００１８】また、従来の接触型の供給ローラでは、ト
ナーを現像スリーブに供給する際、トナーを現像スリー
ブの表面に直接なすりつけるかたちでコートするため、
トナーを十分に摩擦帯電して、十分な帯電電荷を付与す
ることができ、そのため、低帯電量トナーに起因するト
ナー飛散、かぶり等もある程度抑制できた。これに対
し、非接触型の供給ローラでは、その効果を期待でき
ず、トナー飛散やかぶりが増加するケースがまま見られ
る問題もあった。Further, in the conventional contact type supply roller, when the toner is supplied to the developing sleeve, the toner is coated on the surface of the developing sleeve by directly rubbing it.
The toner was sufficiently triboelectrified and a sufficient charge could be imparted, so that toner scattering, fogging, etc. due to the low charge amount toner could be suppressed to some extent. On the other hand, in the non-contact type supply roller, the effect cannot be expected, and there is a problem that toner scattering and fogging increase in some cases.
【００１９】従って、本発明の目的は、非接触型のトナ
ー供給ローラを使用しても、接触型のトナー供給ローラ
を使用した場合と同様にゴーストがなく、同等以上にか
ぶり等も少ない高品質な画像を得ることができ、トナ
ー、現像スリーブおよび供給ローラの寿命も大幅に延ば
すことを可能とした現像装置を提供することである。Therefore, even if a non-contact type toner supply roller is used, it is an object of the present invention to have no ghost as in the case of using a contact type toner supply roller, and a high quality with the same or less fogging. It is an object of the present invention to provide a developing device that can obtain various images and can significantly extend the lives of the toner, the developing sleeve, and the supply roller.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
供給された一成分現像剤のトナーを担持して、回転する
ことにより像担持体と対向した現像部へ向けて搬送す
る、像担持体と非接触の現像剤担持体と、現像剤担持体
と非接触に回転して、トナーを現像剤担持体に供給する
トナー供給手段と、現像剤担持体にその回転方向上、ト
ナー供給手段よりも下流側の位置で当接もしくは非接触
に近接して、現像剤担持体上に担持されたトナーの量を
規制する規制部材とを備え、現像剤担持体に像担持体と
の間でバイアスを印加することにより、像担持体と現像
剤担持体との間隙に交互電界を形成して、現像部に搬送
されたトナーにより像担持体上に形成された潜像を現像
する現像装置において、前記バイアスは、電位が交互に
変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持される
部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交流
電圧波形と直流電圧を重畳してなることを特徴とする現
像装置である。The above object can be achieved by the developing device according to the present invention. In summary, the present invention provides:
A developer carrier that is non-contact with the image carrier and carries the toner of the supplied one-component developer and conveys it by rotation to a developing unit that faces the image carrier. Toner supply means that rotates in a non-contact manner to supply toner to the developer carrying body and contact or non-contact close to the developer carrying body at a position downstream of the toner supplying means in the rotation direction. A regulating member that regulates the amount of toner carried on the developer carrying body, and by applying a bias between the developer carrying body and the image carrying body, the image carrying body and the developer carrying body In the developing device that develops the latent image formed on the image carrier by the toner conveyed to the developing unit by forming an alternating electric field in the gap between the bias, the bias is a portion where the potential is alternately changed and the potential. And the part that is kept constant without changing The manner of forming the alternating electric field, a developing apparatus is characterized by comprising by superimposing an AC voltage waveform DC voltage.
【００２１】本発明によれば、好ましくは、交互電界の
電位が交互に変化される部分の周波数が２．０〜１０．
０ｋＨｚである。交互電界の電位が交互に変化される部
分の最大電界が４．０×１０6 〜６．０×１０6 Ｖ／ｍ
である。交互電界の電位が交互に変化される部分と電位
が変化せずに一定に維持される部分とを合わせて１サイ
クルとしたとき、その全体の周波数が１．０〜６．０ｋ
Ｈｚである。トナー供給手段が、導電性部材もしくは半
導電性部材で形成され、もしくは導電性の基軸を中心に
有するようにして絶縁部材で形成された。トナー供給手
段と現像剤担持体との間隙が、８００μｍ以下、２０μ
ｍ以上の距離である。According to the present invention, preferably, the frequency of the portion where the potential of the alternating electric field is alternately changed is 2.0 to 10.
0 kHz. The maximum electric field in the portion where the potential of the alternating electric field is alternately changed is 4.0 × 10 6 to 6.0 × 10 6 V / m.
It is. The total frequency is 1.0 to 6.0 k when one cycle is composed of a portion where the potential of the alternating electric field is alternately changed and a portion where the potential is not changed and is maintained constant.
Hz. The toner supplying means is formed of a conductive member or a semi-conductive member, or is formed of an insulating member so as to have a conductive base shaft as a center. The gap between the toner supply means and the developer carrying member is 800 μm or less, 20 μm or less.
It is a distance of m or more.
【００２２】また、好ましくは、トナー供給手段に現像
剤担持体との間でバイアスを印加する。トナー供給手段
に印加するバイアスが、トナー供給手段と現像剤担持体
との間隙に、電位が交互に変化される部分と、電位が変
化せずに一定に維持される部分とが交代に生じる交互電
界を形成する態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳し
てなる。トナー供給手段に印加するバイアスの周波数Ｆ
ｒが、現像剤担持体に印加するバイアスによる交互電界
の、電位が交互に変化される部分と電位が変化せずに一
定に維持される部分とを合わせて１サイクルとしたとき
の周波数Ｆｓに対し、 Ｆｓ＜Ｆｒ の関係式を満たす。Further, preferably, a bias is applied to the toner supply means between the developer carrier and the toner carrier. The bias applied to the toner supply means alternates between a portion where the potential is alternately changed and a portion where the potential is not changed and is maintained constant in the gap between the toner supply means and the developer carrier. An AC voltage waveform and a DC voltage are superposed on a mode of forming an electric field. Frequency of bias F applied to toner supply means
r is the frequency Fs when one cycle is made up of a part of the alternating electric field due to the bias applied to the developer carrying member and a part where the potential is alternately changed and a part where the potential is not changed and is kept constant. On the other hand, the relational expression Fs <Fr is satisfied.
【００２３】さらに、トナー供給手段が、カーボンブラ
ックを分散したシリコーンゴムの単泡性の発泡体で形成
された。現像剤担持体とトナー供給手段との対向側の上
方にトナー撹拌部材を有し、またトナー規制部材が現像
剤担持体に当接する弾性部材からなり、トナー撹拌部材
は、トナー規制部材と現像剤担持体との当接部のうち、
現像剤担持体回転方向上の最上流点を通る鉛直線と、ト
ナー供給手段の現像剤担持体側とは反対側の部分を通る
鉛直線とで挟まれる範囲の領域内に位置し、そしてトナ
ー撹拌部材が現像剤担持体と同方向に回転する。Further, the toner supplying means is formed of a single-cell foam of silicone rubber in which carbon black is dispersed. A toner stirring member is provided above the opposite side of the developer carrying member and the toner supply unit, and the toner regulating member is made of an elastic member that abuts the developer carrying member. The toner stirring member includes the toner regulating member and the developer. Of the contact parts with the carrier,
It is located in a region between a vertical line passing through the most upstream point in the rotation direction of the developer carrying member and a vertical line passing through a portion of the toner supplying means opposite to the developer carrying member side, and toner stirring The member rotates in the same direction as the developer carrying member.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００２５】実施例１ 図１は、本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the developing device of the present invention.
【００２６】図１に示すように、本実施例の現像装置
は、一成分現像剤の非磁性トナー６を収容した現像容器
２を備え、非磁性一成分現像装置とされている。この現
像装置は、潜像担持体としての感光ドラム１と対向配置
され、矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１上に形成され
た静電潜像の現像に使用される。As shown in FIG. 1, the developing device of the present embodiment is a non-magnetic one-component developing device, which is equipped with a developing container 2 containing a non-magnetic toner 6 of a one-component developer. This developing device is arranged to face the photosensitive drum 1 as a latent image carrier and is used for developing an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 rotating in the direction of arrow A.
【００２７】感光ドラム１としては、たとえばカールソ
ンプロセスにより静電潜像を形成するいわゆるゼログラ
フ感光体、特公昭４２−２３９１０号公報に記載のＮＰ
プロセスにより静電潜像を形成する表面に絶縁層を有す
る感光体、静電記録法により潜像を形成する絶縁体、転
写法により静電潜像を転写する絶縁体、その他適宜の方
法により静電潜像（あるいは電位潜像）を形成、保持さ
せる部材を用いることができる。The photosensitive drum 1 is, for example, a so-called xerographic photoreceptor for forming an electrostatic latent image by the Carlson process, NP described in JP-B-42-23910.
A photoconductor having an insulating layer on the surface on which an electrostatic latent image is formed by a process, an insulator on which a latent image is formed by an electrostatic recording method, an insulator on which an electrostatic latent image is transferred by a transfer method, and other methods. A member that forms and holds a latent electric image (or potential latent image) can be used.
【００２８】本実施例の現像装置は、現像容器２内に、
現像剤担持体としての現像スリーブ３と、現像剤規制ブ
レードである弾性ブレード４と、現像剤供給手段である
トナー供給ローラ５とを備え、さらにトナー撹拌部材
７、８と、シール部材９を備えている。現像スリーブ３
にはバイアス電源１４が、供給ローラ５にはバイアス電
源１５が接続されている。図１において、符号１３は容
器２内を仕切る図示しない開口部を有する仕切り壁１３
で、撹拌部材７と８との間に設置される。In the developing device of this embodiment, the developing container 2 is provided with
A developing sleeve 3 serving as a developer carrying member, an elastic blade 4 serving as a developer regulating blade, a toner supply roller 5 serving as developer supplying means, and toner stirring members 7 and 8 and a seal member 9 are further provided. ing. Developing sleeve 3
Is connected to the bias power source 14, and the supply roller 5 is connected to the bias power source 15. In FIG. 1, reference numeral 13 is a partition wall 13 having an opening (not shown) for partitioning the inside of the container 2.
Then, it is installed between the stirring members 7 and 8.
【００２９】現像容器２は、現像装置の長手方向（紙面
に直角な方向）に延在する開口部を有し、この開口部に
上記の現像スリーブ３が配設されている。現像スリーブ
３は、ＳＵＳ、アルミニウム等の非磁性材料からなり、
所定の表面粗さを有している。この現像スリーブ３は、
その右略半周面を容器２内へ突入させ、左略半周面を容
器２外へ露出させて回転自在に軸受けさせて、上記の開
口部に横設してあり、矢印Ａ方向に回転する感光ドラム
１に対して、対向部で同方向となるように矢印Ｂ方向に
回転駆動される。現像スリーブ３の容器２外への露出面
は、感光ドラム１の表面と僅少な間隙を開けて対面して
いる。本例のように、スリーブ円筒体の現像スリーブ３
に限らず、回転駆動される無端ベルト形態の現像剤担持
体を使用することもできる。ゴムローラを用いてもよ
い。The developing container 2 has an opening extending in the longitudinal direction of the developing device (direction perpendicular to the paper surface), and the developing sleeve 3 is arranged in this opening. The developing sleeve 3 is made of a non-magnetic material such as SUS or aluminum,
It has a predetermined surface roughness. This developing sleeve 3 is
The right semi-peripheral surface thereof is projected into the container 2, the left semi-peripheral surface is exposed to the outside of the container 2 and is rotatably borne, and the photoconductor is horizontally installed in the opening and rotates in the direction of arrow A. The drum 1 is rotationally driven in the direction of arrow B so as to be in the same direction at the facing portion. The exposed surface of the developing sleeve 3 to the outside of the container 2 faces the surface of the photosensitive drum 1 with a slight gap. As in this example, the sleeve developing sleeve 3 has a cylindrical shape.
The developer carrier in the form of an endless belt that is rotationally driven can also be used. A rubber roller may be used.
【００３０】現像スリーブ３の後方には、前記のトナー
供給ローラ５が現像スリーブ３の容器内突入面に近接し
て回転自在に配設されている。供給ローラ５は現像スリ
ーブ３と非接触に設置されており、現像スリーブ３との
対向部で同方向の矢印Ｃ方向に非接触回転して、容器２
内の非磁性トナー６を現像スリーブ３上へと供給すると
ともに、現像スリーブ３上の未現像の残トナーをはぎ取
る。At the rear of the developing sleeve 3, the toner supply roller 5 is rotatably arranged in the vicinity of the surface of the developing sleeve 3 projecting into the container. The supply roller 5 is installed in non-contact with the developing sleeve 3, and rotates in a non-contact direction in the same direction as the arrow C direction at a portion facing the developing sleeve 3 to cause the container 2 to move.
The non-magnetic toner 6 therein is supplied onto the developing sleeve 3, and the undeveloped residual toner on the developing sleeve 3 is stripped off.
【００３１】供給ローラ５と現像スリーブ３との最近接
部よりも現像スリーブ３の回転方向下流側には、弾性ブ
レード４が現像スリーブ３に弾性当接して配設されてお
り、この当接部において現像スリーブ３上のトナーの通
過を規制している。An elastic blade 4 is disposed in elastic contact with the developing sleeve 3 on the downstream side in the rotational direction of the developing sleeve 3 with respect to the closest portion between the supply roller 5 and the developing sleeve 3. In, the passage of the toner on the developing sleeve 3 is regulated.
【００３２】本実施例では、まず、トナー供給ローラ５
の回転により現像スリーブ３の近傍に供給された非磁性
トナー６が、現像スリーブ３の回転により弾性ブレード
４と現像スリーブ３の当接部に侵入し、現像スリーブ３
の表面上に担持される。現像スリーブ３上に担持された
トナー６は、この当接部を通過する際に、現像スリーブ
３の表面と弾性ブレード４によって摺擦されて、摩擦帯
電電荷を受け取る。In this embodiment, first, the toner supply roller 5
The non-magnetic toner 6 supplied near the developing sleeve 3 by the rotation of the developing sleeve 3 enters the contact portion between the elastic blade 4 and the developing sleeve 3 by the rotation of the developing sleeve 3, and the developing sleeve 3
Carried on the surface of. When the toner 6 carried on the developing sleeve 3 passes through the contact portion, the toner 6 is rubbed against the surface of the developing sleeve 3 by the elastic blade 4 to receive the triboelectric charge.
【００３３】このようにして帯電電荷を付与されたトナ
ー６は、当接部を通過して現像スリーブ３上にトナー薄
層としてコートされ、現像スリーブ３の回転によりその
表面に沿って感光ドラム１と対向した現像部へ搬送され
る。そして現像部で現像に供され、現像で消費されなか
ったトナーは、現像スリーブ３の回転にともない容器２
にその下部から戻され、容器２内に回収される。The toner 6 thus charged with electric charges passes through the contact portion and is coated on the developing sleeve 3 as a thin toner layer, and as the developing sleeve 3 rotates, the toner 6 is applied along the surface thereof. And is conveyed to the developing unit facing. The toner that has been used for development in the developing unit and has not been consumed in the development is stored in the container 2 as the developing sleeve 3 rotates.
It is returned from the lower part to the container 2 and collected.
【００３４】シール部材９は、容器２下部のトナー回収
部分に設置され、現像スリーブ３の下側周面に弾性当接
されている。このシール部材９は、現像で消費されなか
ったトナーの容器２内への通過を許容するとともに、容
器２内のトナー６が容器２の下部から外に漏出するのを
防止する。The seal member 9 is installed in the toner collecting portion under the container 2 and is elastically abutted on the lower peripheral surface of the developing sleeve 3. The sealing member 9 allows passage of toner not consumed in the development into the container 2 and prevents the toner 6 in the container 2 from leaking out from the lower portion of the container 2.
【００３５】容器２内に回収された現像スリーブ３上の
トナーは、供給ローラ５と現像スリーブ３との最近接部
を通過し、これと同時に現像スリーブ３上に新たなトナ
ーが供給され、弾性ブレード４と現像スリーブ３との当
接部で再び摩擦帯電電荷が付与されるともに薄層化され
て、現像部へと搬送される。The toner on the developing sleeve 3 collected in the container 2 passes through the closest portion between the supply roller 5 and the developing sleeve 3, and at the same time, new toner is supplied on the developing sleeve 3 and elastically moves. At the contact portion between the blade 4 and the developing sleeve 3, the triboelectric charge is applied again and the layer is thinned and conveyed to the developing portion.
【００３６】図２は、供給ローラ５と現像スリーブ３の
位置関係を示す図である。弾性ブレード４と現像スリー
ブ３の当接部の最上流点Ｄと、現像スリーブ３の中心Ｏ
1 とを通る直線をｕとし、供給ローラ５の中心Ｏ2 と現
像スリーブ３の中心Ｏ1 とを通る直線をｔとし、直線ｔ
が供給ローラ５との対向部で現像スリーブ３の表面と交
わる点をＥとする。FIG. 2 is a view showing the positional relationship between the supply roller 5 and the developing sleeve 3. The most upstream point D of the contact portion between the elastic blade 4 and the developing sleeve 3 and the center O of the developing sleeve 3
The straight line passing through 1 and u is defined as u, and the straight line passing through the center O2 of the supply roller 5 and the center O1 of the developing sleeve 3 is defined as t.
Let E be the point at which the surface of the developing sleeve 3 intersects with the supply roller 5.
【００３７】本実施例では、現像スリーブ３の周面の弧
ＤＥを区画する直線ｕとｔのなす角度θを比較的広く４
０〜１２０°、好ましくは５０〜８０°に設定した。こ
れにより、現像スリーブ３の弧ＤＥ近傍の広くない閉じ
た領域に同一のトナーが停滞して凝集したり、また同一
のトナーが何度も供給ローラ５や弾性ブレード４から過
大な負荷を受けて、徐々にその物性が変化するのを緩和
することができる。特にこの弧ＤＥ近傍の閉じた領域が
狭すぎないことは、当該閉鎖領域に撹拌部材３０を配置
する上でも有利である。In this embodiment, the angle θ formed by the straight lines u and t defining the arc DE on the peripheral surface of the developing sleeve 3 is relatively wide.
It was set to 0 to 120 °, preferably 50 to 80 °. As a result, the same toner stagnates and agglomerates in a closed area near the arc DE of the developing sleeve 3, and the same toner is repeatedly subjected to an excessive load from the supply roller 5 and the elastic blade 4. , It is possible to mitigate that the physical properties change gradually. In particular, the closed area in the vicinity of the arc DE is not too narrow, which is also advantageous in disposing the stirring member 30 in the closed area.
【００３８】上記の直線ｕとｔのなす角度θが１２０
°、厳しくは８０°を超えるほど広すぎる場合は、弧Ｄ
Ｅ近傍の領域に供給ローラ５の回転の影響が及ばず、ト
ナーの流動が起きにくくなる。このため、弾性ブレード
４の近傍に溜っている、弾性ブレード４を何度も通過し
た古いトナーが新しいトナーと入れ替わらないので、ト
ナーの劣化防止の効果が失われてしまう。The angle θ formed by the straight lines u and t is 120.
°, strictly speaking, if it is too wide to exceed 80 °, arc D
The area near E is not affected by the rotation of the supply roller 5, and the toner is less likely to flow. For this reason, old toner accumulated near the elastic blade 4 that has passed through the elastic blade 4 many times is not replaced with new toner, and the effect of preventing toner deterioration is lost.
【００３９】本発明では、上述したように、供給ローラ
５を現像スリーブ３に非接触に配置している。従来のよ
うに、供給ローラ５と現像スリーブ３とを接触させてい
ると、トナーは大きなストレスを受け、シリカなどの帯
電性の劣る外添剤がトナーに埋め込まれ、トナー自身の
帯電性が低下するなどの弊害が生じるが、本発明によれ
ば、そのようなトナーの劣化が大いに軽減される。In the present invention, as described above, the supply roller 5 is arranged in non-contact with the developing sleeve 3. When the supply roller 5 and the developing sleeve 3 are brought into contact with each other as in the conventional case, the toner is greatly stressed and an external additive having a poor charging property such as silica is embedded in the toner, so that the charging property of the toner itself is deteriorated. However, according to the present invention, such toner deterioration is greatly reduced.
【００４０】本発明にかかる非接触型のトナー供給ロー
ラを使用したときの長期間現像時のトナー帯電性の変化
を、従来の接触型のトナー供給ローラを使用した場合と
ともに、図３および図４に示す。図３は、供給ローラと
現像スリーブの最近接部近傍で採取したトナーの場合、
図４は、現像装置の中央で採取したトナーの場合であ
る。トナーの帯電性測定には、粒径５０μｍの鉄分キャ
リアに５重量部のトナーを撹拌させて、トナーの帯電量
を測定する二成分メッシュ法を使用した。3 and 4 show changes in the toner chargeability during long-term development when the non-contact type toner supply roller according to the present invention is used, as well as when the conventional contact type toner supply roller is used. Shown in. FIG. 3 shows the case of the toner collected near the closest portion of the supply roller and the developing sleeve.
FIG. 4 shows the case of toner collected in the center of the developing device. To measure the chargeability of the toner, a two-component mesh method was used in which 5 parts by weight of the toner was stirred in an iron carrier having a particle size of 50 μm and the charge amount of the toner was measured.
【００４１】図３に示されるように、トナーの帯電性
は、トナーが供給ローラ５と現像スリーブ３の最近接部
の近傍にある場合は、接触型、非接触型の供給ローラを
問わず大差がないが、トナーが現像装置中央部にある場
合は、接触型の供給ローラの方が帯電性が著しく低下し
ていることがわかる。つまり、接触型の供給ローラのと
きは、１０，０００枚相当の現像で現像装置内のトナー
のほぼ全量が劣化したのに対し、非接触型の供給ローラ
を用いた場合は、供給ローラと現像スリーブの最近接部
近傍のトナーのみが劣化しただけである。As shown in FIG. 3, when the toner is in the vicinity of the closest position between the supply roller 5 and the developing sleeve 3, the chargeability of the toner is largely different between the contact type and non-contact type supply rollers. However, when the toner is in the center of the developing device, it can be seen that the contact type supply roller has a significantly lower charging property. In other words, in the case of the contact type supply roller, almost all the toner in the developing device deteriorated in the development of 10,000 sheets, whereas in the case of using the non-contact type supply roller, Only the toner near the closest portion of the sleeve is deteriorated.
【００４２】このように、非接触型の供給ローラ５の方
が接触型よりもトナーの劣化が少ないが、非接触型の供
給ローラ５にあっても、現像スリーブ３と供給ローラ５
の最近接部の近傍に劣化トナーが集中しいてる。従って
本発明でも、この現像スリーブ３と供給ローラ５の最近
接部の劣化トナーが直接画像に影響を与えることが懸念
されるが、これに対しては、最近接部の近傍におけるト
ナーの循環を良好にし、劣化トナーを現像装置内のトナ
ー全体に分散して、トナーの劣化レベルを相対的に小さ
くすることにより防ぐことができる。As described above, the non-contact type supply roller 5 causes less toner deterioration than the contact type, but even the non-contact type supply roller 5 has the developing sleeve 3 and the supply roller 5.
The deteriorated toner is concentrated in the vicinity of the closest part. Therefore, also in the present invention, there is a concern that the deteriorated toner in the closest portion of the developing sleeve 3 and the supply roller 5 directly affects the image. It is possible to prevent the deterioration by making the deteriorated toner good and disperse the deteriorated toner throughout the toner in the developing device so that the deterioration level of the toner becomes relatively small.
【００４３】そこで、本発明では、図５に示すように、
現像スリーブ３とトナー供給ローラ５の対向側の上方に
トナー撹拌部材３０を設け、この撹拌部材３０を現像ス
リーブ３の回転に連動して、矢印の同方向に回転させ
た。これにより、現像スリーブ３と供給ローラ４の最近
接部近傍のトナーが撹拌されて、現像装置内を良好に循
環するので、現像装置中央部のトナーと等しく軽微な劣
化にとどめることが可能となった。Therefore, in the present invention, as shown in FIG.
A toner stirring member 30 was provided above the opposite side of the developing sleeve 3 and the toner supply roller 5, and the stirring member 30 was rotated in the same direction as the arrow in conjunction with the rotation of the developing sleeve 3. As a result, the toner in the vicinity of the most proximate portion of the developing sleeve 3 and the supply roller 4 is agitated and circulates well in the developing device, so that the toner can be deteriorated to the same degree as the toner in the central part of the developing device. It was
【００４４】トナー撹拌部材３０の効果的な配置は、図
５に示すように、現像スリーブ３と弾性ブレード４の当
接部のうち、現像スリーブ回転方向上の最上流点Ｐを通
る鉛直線をｈ、トナー供給ローラ５の現像スリーブ３側
とは反対側の部分を通る鉛直線ｍとで挟まれる範囲の領
域内に、撹拌部材３０の回転中心を位置させることが好
適である。本実施例では、撹拌部材３０の回転中心を供
給ローラ５の中心０2の鉛直線真上においた。To effectively arrange the toner stirring member 30, as shown in FIG. 5, among the contact portions between the developing sleeve 3 and the elastic blade 4, a vertical line passing through the most upstream point P in the rotating direction of the developing sleeve is used. It is preferable that the center of rotation of the stirring member 30 is located in a region sandwiched by h and the vertical line m passing through the portion of the toner supply roller 5 opposite to the developing sleeve 3 side. In the present embodiment, the center of rotation of the stirring member 30 is located right above the vertical line of the center 02 of the supply roller 5.
【００４５】次に問題となる点は、非接触型の供給ロー
ラ５の場合、現像スリーブ３上のトナーの掻き取り効果
が低いために、現像スリーブ３の新たにトナーが塗布さ
れ、弾性ブレード４の当接部を通過してくる部分は、前
の周回の現像で残存したトナーの量や電荷量によって、
新たに塗布したトナーの量や摩擦帯電量が異なってくる
ことである。現像スリーブ３上のトナーの塗布量、電荷
量が異なると、同一条件の現像を行なえず、現像スリー
ブの前の周回の現像履歴が残って、その履歴がそのまま
現像画像に出現することを招くことがある（ゴースト現
象）。The next problem is that in the case of the non-contact type supply roller 5, since the effect of scraping off the toner on the developing sleeve 3 is low, new toner is applied to the developing sleeve 3 and the elastic blade 4 is applied. The part that passes through the abutting part of is due to the amount of toner and the amount of electric charge remaining in the previous development cycle,
That is, the amount of toner newly applied and the amount of triboelectricity are different. If the amount of toner applied and the amount of charge on the developing sleeve 3 are different, development under the same conditions cannot be performed, and the development history of the orbit before the development sleeve remains, which may appear in the developed image as it is. There is (ghost phenomenon).
【００４６】本発明者らは、現像履歴によるゴースト現
象の発生を解消すべく鋭意研究した結果、バイアス電源
１４によって現像スリーブ３に感光ドラム１との間で印
加する現像バイアスとして、図６あるいは図７に示すよ
うなバイアスを採用すれば、トナー供給ローラ５が現像
スリーブ３に非接触であっても、ゴースト現象を防止で
き、良好な画像を長期に維持することができるがことが
分かった。The inventors of the present invention have conducted extensive studies to eliminate the occurrence of the ghost phenomenon due to the development history, and as a result, as the developing bias applied between the developing sleeve 3 and the photosensitive drum 1 by the bias power source 14, the developing bias shown in FIG. It has been found that when the bias as shown in FIG. 7 is adopted, the ghost phenomenon can be prevented and a good image can be maintained for a long period of time even if the toner supply roller 5 is not in contact with the developing sleeve 3.
【００４７】図６、図７に示すバイアスは、交流電圧と
直流電圧を重畳して印加する区間（振幅部）Ｄと、これ
に続いて直流電圧のみを印加する区間（ブランク部）Ｅ
の全体を１サイクルとして、このサイクルを繰り返すバ
イアスである。以下、このバイアスをブランクパルスと
いう。図６のブランクパルスは、振幅部Ｄが周波数６ｋ
Ｈｚ、２パルス（±２つのピークで１パルスとする。以
下、同様）で時間３ｋＨｚ（３ｋＨｚに対応する時間
で、１秒／（３×１０3 ）である。以下、同じ用法）、
ブランク部Ｅが時間６ｋＨｚ／４＝１．５ｋＨｚで、全
体のサイクルの時間（周期）が１ｋＨｚである。図７の
ブランクパルスは、振幅部Ｄが周波数６ｋＨｚ、１パル
スで時間６ｋＨｚ、ブランク部Ｅが時間６ｋＨｚで、全
体のサイクルの時間が３ｋＨｚである。The bias shown in FIGS. 6 and 7 is a section (amplitude section) D in which an AC voltage and a DC voltage are superimposed and applied, and a section (blank section) E in which only a DC voltage is subsequently applied.
Is a bias in which this cycle is repeated. Hereinafter, this bias is referred to as a blank pulse. In the blank pulse of FIG. 6, the amplitude part D has a frequency of 6k.
Hz, 2 pulses (1 pulse at ± 2 peaks, hereinafter the same), time 3 kHz (time corresponding to 3 kHz, 1 second / (3 × 10 3 ), the same applies hereinafter),
The blank portion E has a time of 6 kHz / 4 = 1.5 kHz, and the time (cycle) of the entire cycle is 1 kHz. In the blank pulse of FIG. 7, the amplitude part D has a frequency of 6 kHz, one pulse has a time of 6 kHz, the blank part E has a time of 6 kHz, and the entire cycle has a time of 3 kHz.
【００４８】従来、現像バイアスとして用いていた矩形
波バイアスは現像選択性が強く、この矩形波バイアス
が、トナーを現像スリーブ３から感光ドラム１へ移動さ
せる側の波形の電位のピーク値よりも、トナーを感光ド
ラム１から現像スリーブ３へ引き戻す側の波形の電位の
ピーク値の方が小さいバイアス波形である場合（以下、
トナーを感光ドラムへ移動させる側のピーク値と現像ス
リーブへ移動させる側のピーク値とが異なる大きさの矩
形波（以下「デューティバイアス」と称す）、高濃度部
の現像時、現像スリーブ上トナーのうちの高帯電量トナ
ーに偏った現像が行なわれがちであり、低帯電量トナー
の多くが現像スリーブ上に残る。Conventionally, the rectangular wave bias used as the developing bias has a strong developing selectivity, and this rectangular wave bias is higher than the peak value of the potential of the waveform on the side for moving the toner from the developing sleeve 3 to the photosensitive drum 1. When the peak value of the potential of the waveform on the side where the toner is pulled back from the photosensitive drum 1 to the developing sleeve 3 is a smaller bias waveform (hereinafter,
A square wave (hereinafter referred to as "duty bias") having a different magnitude between the peak value on the side of moving the toner to the photosensitive drum and the peak value on the side of moving the toner to the developing sleeve. Of these, the development tends to be biased toward the high charge amount toner, and most of the low charge amount toner remains on the developing sleeve.
【００４９】次の現像は、残存トナーと新たに塗布され
てくる未帯電トナーとが一所になった、全体として帯電
量が低い状態のトナーで行なわなければならない。特に
ハーフトーン領域で高帯電量トナーが現像するようなバ
イアス波形の場合、現像に必要な帯電量以上のトナーが
不足すると、同一の現像コントラストに対して現像する
トナー量が減るので、ハーフトーン領域の濃度が薄くな
る。逆に、ハーフトーン領域で低帯電量トナーが現像す
るようなバイアス波形の場合、低帯電量のトナーの比率
が増すことにより、同一の現像コントラストに対して現
像するトナー量が増加するので、ハーフトーン領域の濃
度が濃く出てしまう。The next development must be performed with the toner in which the residual toner and the newly applied uncharged toner are in one place and the charge amount is low as a whole. In particular, in the case of a bias waveform in which a toner with a high charge amount is developed in the halftone region, the amount of toner to be developed will decrease for the same development contrast if the amount of toner more than the charge amount required for development is insufficient. The concentration of becomes thin. On the other hand, in the case of a bias waveform in which toner with a low charge amount develops in the halftone region, the ratio of the toner with a low charge amount increases, so the amount of toner developed for the same development contrast increases. The density in the tone area is too high.
【００５０】つまり、前の現像スリーブ周回の現像領域
と未現像領域で均一なハーフトーン画像を現像しようと
しても、現像量が互に異なってくるため、濃度差が生じ
るのである。That is, even if an attempt is made to develop a uniform halftone image in the developed area and the undeveloped area on the circumference of the previous developing sleeve, the development amounts differ from each other, resulting in a density difference.
【００５１】これに対し、図６あるいは図７で示すよう
なブランクパルスでは、高濃度部で選択的な現像が行な
われず、低帯電量トナーも現像に使用されるため、高帯
電量トナーも一定量残存する。しかもハーフトーンを現
像するのに、高帯電量あるいは低帯電量のトナーが現像
するという、現像トナーの帯電量が偏る現像選択性がな
いことが確認された。従って、本発明ではゴーストが発
生しない。以下、詳述する。On the other hand, in the case of the blank pulse as shown in FIG. 6 or FIG. 7, since the selective development is not performed in the high density portion and the low charge amount toner is also used for the development, the high charge amount toner is constant. The amount remains. Moreover, it was confirmed that there is no development selectivity in which the toner of a high charge amount or a low charge amount is developed for developing halftones, that is, the amount of charge of the developing toner is biased. Therefore, no ghost occurs in the present invention. The details will be described below.
【００５２】図８は、現像バイアスとしてブランクパル
スを用いたときの現像電位に対する感光ドラム上現像ト
ナーの帯電量を示す図である。図９は、現像バイアスと
してデューティバイアスを用いたときの同様な図であ
る。それぞれ、高濃度画像を一度現像した後、現像スリ
ーブが１周した時点での現像と、未現像で、その後現像
スリーブが１周した時点での現像について図示してあ
る。デューティバイアスは、トナーを感光ドラムへ移動
させる側の電位ピーク値よりも、現像スリーブへ引き戻
す側の電位ピーク値の方が小さく、その比が７：３の矩
形波（７：３のデューティバイアス）を用いた。FIG. 8 is a diagram showing the charge amount of the developing toner on the photosensitive drum with respect to the developing potential when the blank pulse is used as the developing bias. FIG. 9 is a similar diagram when the duty bias is used as the developing bias. Each of the figures illustrates the development at the time when the developing sleeve makes one revolution after developing the high-density image once, and the development at the time when the developing sleeve makes one revolution and is not developed yet. Regarding the duty bias, the potential peak value on the side of pulling back the toner to the developing sleeve is smaller than the potential peak value on the side of moving the toner to the photosensitive drum, and the ratio is a rectangular wave of 7: 3 (duty bias of 7: 3). Was used.
【００５３】デューティバイアスの場合、未現像後、現
像スリーブが１周した時点の現像では、現像したトナー
の平均帯電量が現像スリーブ上のトナーの平均帯電量よ
りも高く、高帯電量のトナーから順に潜像に付着してい
く傾向があるのに対し、高濃度画像を一度現像した後の
現像は、現像したトナーの帯電量がそれほど高くなく、
潜像への付着トナー量（現像トナー量）も減っている。
つまり、高濃度画像を一度現像した後の現像では、現像
スリーブ上に高帯電量トナーが不足していることを示し
ている。In the case of the duty bias, the average charge amount of the developed toner is higher than the average charge amount of the toner on the developing sleeve in the development at the time when the developing sleeve makes one round after the undeveloped toner. In contrast to the tendency to adhere to the latent image in order, in the development after developing the high density image once, the charge amount of the developed toner is not so high,
The amount of toner adhering to the latent image (developing toner amount) is also decreasing.
In other words, it indicates that the high-charge amount toner is insufficient on the developing sleeve in the development after the high-density image is once developed.
【００５４】また、通常の矩形波の場合には、未現像
後、現像スリーブが１周した時点の現像では、現像した
トナーの平均帯電量が高濃度部でやはりかなり高いが、
低濃度部ではむしろ低く、低濃度部は低帯電量トナーに
より現像される。このため、高濃度部現像後、高帯電量
トナーが不足した状態で低濃度部を現像すると、適正低
帯電量のトナーが増すため現像トナー量は増大し、濃度
も濃くなってしまう。In the case of a normal rectangular wave, the average charge amount of the developed toner is considerably high in the high density portion in the development at the time when the developing sleeve makes one revolution after the undeveloped state.
The low-density portion is rather low, and the low-density portion is developed with a low charge amount toner. Therefore, if the low-density portion is developed after the high-density portion is developed and the high-charge amount toner is insufficient, the amount of the toner having the proper low charge amount increases, so that the developing toner amount increases and the density also becomes dark.
【００５５】これに対し、ブランクパルスでは、相当薄
い低濃度部以外は、現像スリーブ上トナーの平均帯電量
近辺のトナーによる現像がほぼ安定して行なわれるた
め、高濃度画像を一度現像し、現像スリーブが１周した
時点での現像と、未現像後、現像スリーブが１周した時
点での現像に大きな差異は生じない。従って、ゴースト
が発生することはない。On the other hand, in the blank pulse, except for a considerably low density portion, since the development with the toner in the vicinity of the average charge amount of the toner on the developing sleeve is substantially stable, the high density image is once developed and developed. There is no great difference between the development at the time when the sleeve makes one revolution and the development at the time when the developing sleeve makes one revolution after the undeveloped state. Therefore, no ghost occurs.
【００５６】以上のように、ブランクパルスを用いれ
ば、ハーフトーン領域でゴーストが発生せず、高品質な
画像を形成できる。また、非画像部にトナーが付着する
かぶりも大幅に減らすことができる。かぶりを減少でき
る理由は明らかでないが、以下のように推測される。As described above, by using the blank pulse, a ghost does not occur in the halftone region, and a high quality image can be formed. Further, it is possible to significantly reduce fogging that toner adheres to the non-image portion. The reason why fogging can be reduced is not clear, but it is presumed as follows.
【００５７】以下、現像方式を反転現像として考える。
図１０に、現像バイアスと感光ドラム上電位との関係を
示す。まず、感光ドラム上がべた白電位である場合につ
いてみると、図１０（ａ）、（ｂ）のように、網を施し
た部分が引き戻しバイアスとして作用する。振動部の周
波数が同じ場合、バイアス全体の１サイクルについてい
えば、当然、図１０（ａ）のブランクパルスの方が、図
１０（ｂ）の矩形波よりもブランク部だけ余計にあり、
かぶりトナーを感光ドラムに到達する前に引き戻す確率
が高い。従って、低現像コントラストでかぶりの発生量
が感光ドラムに到達するトナー量に比例するとすると、
ブランクパルスではかぶりが減少することになる。感光
ドラム上電位が現像バイアスのＤＣ電位よりも低くなっ
た場合、ブランクパルスの方がトナー飛ばし側の電位部
がむしろ多くなるので、濃度不足ということもない。Hereinafter, the developing system will be considered as reversal development.
FIG. 10 shows the relationship between the developing bias and the potential on the photosensitive drum. First, regarding the case where the photosensitive drum has a solid white potential, as shown in FIGS. 10A and 10B, the meshed portion acts as a pullback bias. When the frequency of the oscillating portion is the same, of course, for one cycle of the entire bias, the blank pulse of FIG. 10 (a) has an extra blank portion rather than the rectangular wave of FIG. 10 (b).
There is a high probability that the fog toner will be pulled back before it reaches the photosensitive drum. Therefore, if the amount of fog generated at low development contrast is proportional to the amount of toner that reaches the photosensitive drum,
A blank pulse will reduce fog. When the potential on the photosensitive drum becomes lower than the DC potential of the developing bias, the blank pulse has a larger potential portion on the toner skipping side, so that the density is not insufficient.
【００５８】従って、ブランクパルスにおいても、十分
な濃度を確保し、かつかぶりが少ない画像を得ることが
できる効果的な範囲が存在する。Therefore, even in the blank pulse, there is an effective range in which a sufficient density can be secured and an image with less fog can be obtained.
【００５９】すなわち、ブランクパルスの交互電界（振
動部の電界、つまり交流電界）の振幅が小さすぎても、
十分な現像コントラストが得られず、十分な濃度が得ら
れない。また振幅が大きすぎても高帯電量トナーが飛翔
しやすくなるので、一度、感光ドラム上に飛翔し、交互
電界の引き戻し成分によっても現像スリーブ方向へ引き
戻されない少数の高帯電量トナーのみで潜像が埋められ
て、現像コントラストがなくなってしまい、低帯電量ト
ナーが現像できなくなり、かえって濃度が低下するとい
う現象が起こりうる。また、ブランクパスの交互電界の
周波数が低すぎると、トナーの感光ドラム、現像スリー
ブ間の往復運動が少なくなり、往復運動により徐々に現
像して行くことによる先鋭な画像が得られず、交互電界
に対する追従性の悪い低帯電量トナーが非画像部に付着
し、かぶりとなることもある。That is, even if the amplitude of the alternating electric field of the blank pulse (electric field of the vibrating portion, that is, AC electric field) is too small,
Sufficient development contrast cannot be obtained and sufficient density cannot be obtained. Also, if the amplitude is too large, the high-charge-amount toner will fly easily, so once it flies over the photosensitive drum, it will not be pulled back toward the developing sleeve by the pull-back component of the alternating electric field. A phenomenon may occur in which the image is buried, the development contrast is lost, the low-charge toner cannot be developed, and the density is lowered. If the frequency of the alternating electric field in the blank pass is too low, the reciprocating motion of the toner between the photosensitive drum and the developing sleeve is reduced, and a sharp image cannot be obtained due to the gradual development due to the reciprocating motion. In some cases, the low charge amount toner, which has a poor followability with respect to, adheres to the non-image portion and causes fog.
【００６０】また適正周波数では、現像領域で初め飛翔
したトナーが往復運動することで獲得した運動エネルギ
ーにより、本来、鏡映力の方が電界強度にまさって、現
像スリーブ上に付着したままでいる高帯電量トナーを引
き剥して飛翔させるため、濃度が得られると考えられる
が、周波数が低いと、トナーの往復運動が弱く、運動エ
ネルギーが少なくなるため、高帯電量トナーを飛翔させ
ることができず、濃度が得られないという状況に陥る。
従ってたとえブランクパルスでも、振幅部の周波数が小
さいと、トナーが感光ドラムに到達しやすくなって、か
ぶりが多くなる。At the proper frequency, due to the kinetic energy obtained by the reciprocating motion of the toner that first flies in the developing area, the mirror image originally remains attached to the developing sleeve over the electric field strength. It is considered that the density can be obtained because the high charge amount toner is peeled off and ejected, but when the frequency is low, the reciprocating motion of the toner is weak and the kinetic energy is reduced, so that the high charge amount toner can be ejected. Therefore, the situation is that the concentration cannot be obtained.
Therefore, even with a blank pulse, if the frequency of the amplitude portion is small, the toner easily reaches the photosensitive drum, and fog increases.
【００６１】しかし、周波数が高すぎても鈍重な低帯電
量トナーが交互電界に追従できず、同様に、濃度が得ら
れないことになる。さらに、ブランクパルスの１サイク
ルのうちの休止部（ブランク部）の時間が振幅部の時間
に比べて長すぎても、濃度が不足するということにな
る。また振幅部の周波数に比べ休止部の時間が短すぎて
も、ブランクパルスの効果があらわれにくい。本発明者
等の研究によれば、ブランクパルスは以下の条件である
ことが望ましいことが見出された。However, even if the frequency is too high, the blunt low charge amount toner cannot follow the alternating electric field, and similarly, the density cannot be obtained. Further, even if the time of the rest part (blank part) in one cycle of the blank pulse is too long as compared with the time of the amplitude part, it means that the concentration is insufficient. Moreover, even if the time of the rest part is too short compared to the frequency of the amplitude part, the effect of the blank pulse is hard to appear. According to the study by the present inventors, it has been found that the blank pulse is preferably under the following conditions.
【００６２】ブランクパルスの振動部の周波数、すなわ
ち感光ドラムと現像スリーブの間隙に印加する交互電界
の交互に往復する部分の周波数が、２．０〜１０．０ｋ
Ｈｚである。感光ドラムと現像スリーブの間隙に印加す
る交互電界の交互に往復する部分の最大電界（振幅）
が、４．０×１０6 〜５．４×１０6 Ｖ／ｍである。ブ
ランクパスの電位が一定で変化しないブランク部の部分
と、上記の感光ドラムと現像スリーブの間隙に印加する
交互電界の交互に往復する部分とを合わせて１サイクル
とするとき、その全体の周波数が１．０〜６．０ｋＨｚ
である。The frequency of the vibrating portion of the blank pulse, that is, the frequency of the portion of the alternating electric field applied to the gap between the photosensitive drum and the developing sleeve, which alternates back and forth, is 2.0 to 10.0 k.
Hz. Maximum electric field (amplitude) of the alternating electric field applied to the gap between the photosensitive drum and the developing sleeve
Is 4.0 × 10 6 to 5.4 × 10 6 V / m. When the blank portion where the potential of the blank path is constant and does not change and the portion where the alternating electric field applied to the gap between the photosensitive drum and the developing sleeve alternates back and forth are combined into one cycle, the entire frequency is 1.0 to 6.0 kHz
It is.
【００６３】以上は、本発明でトナー供給ローラ４を現
像スリーブ３と非接触にしたことにともなうゴーストの
発生を防止する措置である。本発明では、このように、
トナー供給ローラを非接触にしたので、現像スリーブに
対するトナーのコート能力がある程度低下し、トナーの
凝集度、環境差等により、場合によって均一かつ十分な
量のトナーコート層が得られなくなる虞がある。また、
高濃度べた画像の現像時、途中から画像がトナーのコー
ト不良でかすれる虞もある。さらに、供給ローラの位置
設定が現像スリーブから少し遠くなった場合や、トナー
の帯電量が低下した場合、トナーのコート不良が起こり
がちでもある。The above are the measures to prevent the generation of ghosts due to the toner supply roller 4 not contacting the developing sleeve 3 in the present invention. In the present invention, as described above,
Since the toner supply roller is not in contact with the toner, the coating ability of the toner on the developing sleeve is reduced to some extent, and there is a possibility that a uniform and sufficient amount of the toner coat layer may not be obtained depending on the aggregation degree of the toner, environmental difference, and the like. . Also,
During development of a high-density solid image, the image may be fainted due to defective toner coating. Further, when the position setting of the supply roller is a little far from the developing sleeve or when the charge amount of the toner is reduced, toner coating failure is likely to occur.
【００６４】そこで、本発明では、トナー供給ローラ４
として導電性の単泡ローラを用い、電源１５により供給
ローラ４に現像スリーブ３との間でバイアスを印加し
て、供給ローラ４に一定の電位を維持しておくことによ
り、トナーのコート能力低下による問題の解決を図っ
た。Therefore, in the present invention, the toner supply roller 4
As a conductive single-foam roller, a bias is applied between the supply roller 4 and the developing sleeve 3 by the power supply 15 to maintain a constant potential on the supply roller 4, thereby lowering the toner coating ability. I tried to solve the problem.
【００６５】その解決のメカニズムは明らかでないが、
現像スリーブ３に印加した現像バイアスは、供給ローラ
５の電位を一定に維持しておくことにより、現像スリー
ブ３と供給ローラ５との間に作用することになり、電荷
を帯びたトナーは、現像スリーブ３と供給ローラ５との
間で交互に力を受けることになる。その現像スリーブ３
からの剥ぎ取り側の力の作用により、現像スリーブ３に
特定のトナーが固着するのを防止し、現像スリーブ３へ
の押し付け側の力の作用により、良好なトナーコート効
果が得られるものと思われる。Although the mechanism of the solution is not clear,
The developing bias applied to the developing sleeve 3 acts between the developing sleeve 3 and the supplying roller 5 by keeping the potential of the supplying roller 5 constant, and the charged toner is developed. The force is alternately applied between the sleeve 3 and the supply roller 5. The developing sleeve 3
It is considered that a specific toner is prevented from sticking to the developing sleeve 3 by the action of the peeling side force, and a good toner coating effect is obtained by the action of the force on the developing sleeve 3 pressing side. Be done.
【００６６】さらに、供給ローラ５に現像バイアスより
も高い周波数のバイアスを印加することにより、より効
果があることを見出した。上述したように、現像バイア
スはブランクパルスであり、上記の現像バイアスの周波
数は、ブランクパルスの全体周波数、すなわちブランク
パルスの振幅部とブランク部（休止部）とを合わせて１
サイクルとしたときの周波数である。このブランクパル
スの全体周波数をＦｓ、トナー供給ローラ５に印加する
バイアスの周波数をＦｒとしたとき、 Ｆｓ＜Ｆｒ である。Further, it has been found that the application of a bias having a frequency higher than the developing bias to the supply roller 5 is more effective. As described above, the developing bias is the blank pulse, and the frequency of the developing bias is 1 as the total frequency of the blank pulse, that is, the amplitude part of the blank pulse and the blank part (pause part).
It is the frequency when it is used as a cycle. When the total frequency of the blank pulse is Fs and the frequency of the bias applied to the toner supply roller 5 is Fr, Fs <Fr.
【００６７】現像バイアスと供給ローラに印加するバイ
アスは、互に干渉するので位相のずれによって効果に差
が生じる。現像バイアスの方は、現像に適したバイアス
に設定することが重要であり変更できないので、供給ロ
ーラ５側のバイアスを調整することにより対処するが、
供給ローラ５側のバイアスの周波数を十分に高めること
により位相のずれの影響を抑えることができ、効果があ
らわれるものと思われる。このバイアスの振幅は、リー
クが生じない範囲で高い方が効果がある。Since the developing bias and the bias applied to the supply roller interfere with each other, a difference in effect occurs due to the phase shift. Since it is important to set the developing bias to a bias suitable for developing and it cannot be changed, this is dealt with by adjusting the bias on the supply roller 5 side.
It is considered that the effect of the phase shift can be suppressed by sufficiently increasing the frequency of the bias on the supply roller 5 side, and the effect appears. The higher the amplitude of this bias is, the more effective it is in the range where leakage does not occur.
【００６８】本発明において、トナー供給ローラ５は、
現像スリーブ３と非接触であるので硬度などの制約はな
い。本実施例では、供給ローラ５に導電性を持たせるた
めに、カーボンブラックを分散したシリコーンゴムの単
泡性の発泡体を用いている。このような供給ローラ５に
よれば、現像スリーブ３と非接触であるために、現像動
作を多数繰り返すうちに次第にローラ５の内部にトナー
がつまっていき、ローラの硬質化を招くという不都合を
生じることはなかった。また、発泡体自身が摩擦によ
り、けばだち、ほつれ等を生じて、画像に影響を与える
ということもなかった。さらにまた、トナーの搬送力も
金属等の滑らか表面を持つものよりも有利であった。In the present invention, the toner supply roller 5 is
Since it is not in contact with the developing sleeve 3, there is no restriction such as hardness. In this embodiment, in order to make the supply roller 5 electrically conductive, a single-foam foam made of silicone rubber in which carbon black is dispersed is used. Since such a supply roller 5 is not in contact with the developing sleeve 3, the toner gradually becomes clogged inside the roller 5 during a large number of repeated developing operations, which causes the inconvenience of hardening the roller. It never happened. In addition, the foam itself did not cause fuzz, fraying, etc. due to friction to affect the image. Further, the toner carrying force was also more advantageous than that having a smooth surface such as metal.
【００６９】この供給ローラ５と現像スリーブ３間の距
離に対するトナー供給、剥ぎ取り能力は、供給ローラと
現像スリーブの径、トナーの物性等により異なるが、近
いほど良いと考えられる。特に、現像スリーブ３との距
離が遠い場合、トナー供給能力が著しく低下する。また
供給ローラ５は現像スリーブ３と非接触ではあるが、ト
ナーは循環過程で現像スリーブ３と接触して摩擦帯電さ
れることが必要である。The toner supply / peelability with respect to the distance between the supply roller 5 and the developing sleeve 3 varies depending on the diameter of the supply roller and the developing sleeve, the physical properties of the toner, and the like, but it is considered that the closer the distance, the better. In particular, when the distance from the developing sleeve 3 is long, the toner supply ability is significantly reduced. Further, although the supply roller 5 is not in contact with the developing sleeve 3, it is necessary that the toner comes into contact with the developing sleeve 3 during the circulation process and is frictionally charged.
【００７０】本発明者らの研究によれば、供給ローラ５
と現像スリーブ３間の距離を８００μｍ以下の範囲内に
すれば、適切であることがわかった。距離が８００μｍ
以上離れると、いかなる場合でも、供給ローラ５にバイ
アスを印加することによるトナーコート効果がなくな
り、トナーの供給不足が生じることが確認された。According to the research conducted by the present inventors, the supply roller 5
It has been found that it is appropriate if the distance between the developing sleeve 3 and the developing sleeve 3 is within a range of 800 μm or less. Distance is 800 μm
It has been confirmed that if the distance is far from the above, the toner coating effect by applying the bias to the supply roller 5 is lost in any case, and the toner supply becomes insufficient.
【００７１】供給ローラ５の発泡体スポンジは、もとも
と若干ではあるがケバが存在し、それが現像スリーブ３
にわずかに触れると、現像スリーブ上のトナーコート層
を乱すことになるので、それを防ぐために供給ローラ５
と現像スリーブ３間の距離は２０μｍ程度必要であり、
これが下限である。The foam sponge of the supply roller 5 originally has a slight fluff, which is caused by the developing sleeve 3.
If you touch it slightly, it will disturb the toner coat layer on the developing sleeve.
The distance between the developing sleeve 3 and the developing sleeve 3 needs to be about 20 μm.
This is the lower limit.
【００７２】以下、本実施例の具体例を示す。図１の現
像装置の主要構成部の条件を以下の通りとした。A specific example of this embodiment will be shown below. The conditions of the main components of the developing device in FIG. 1 are as follows.
【００７３】 トナー 種類 ：非磁性トナー（ポジトナー） バインダー樹脂：スチレンアクリル 外添剤 ：疎水処理シリカ １．２重量部 ＰＶｄＦ ０．５重量部 平均粒径 ：９．５μｍ ブレード 材質 ：シリコーンゴム（ＳＵＳ裏打ち） 厚さ ：０．５ｍｍ（ＳＵＳ板含む） 対スリーブ当接線圧：１５ｇ／ｃｍ。（当接線圧は、厚み５０μｍ、Ｒｚ １．０μｍのＳＵＳ板を二つ折にして当接部に挿入し、二つ折のＳＵＳ間 に別の同じＳＵＳ板を挿入して、その引抜き力を測定して換算した） 当接点から端部までの長さ （図５中のＰＱ間の距離）：２．０ｍｍ 現像バイアス 振幅（最大電界）：５．８×１０6 Ｖ／ｍ 全体周波数 ：１．０ｋＨｚ 振幅部周波数 ：６．０ｋＨｚ、パルス数２ トナー供給ローラ 材質 ：カーボンブラック分散のシリコーンゴムの単泡性発泡体 抵抗率 ：１０6 〜１０7 Ωｃｍ 直径 ：１６ｍｍ 印加バイアス ：振幅 １．０Ｖ／ｍ、 周波数 ５．０ｋＨｚ、１ 現像スリーブ 材質 ：ＳＵＳ 表面粗さ ：３．０μｍ（Ｒｚ） 直径 ：２０ｍｍ 現像スリーブ、供給ローラ間距離：５００μｍToner type: Non-magnetic toner (Positive toner) Binder resin: Styrene acrylic external additive: Hydrophobized silica 1.2 parts by weight PVdF 0.5 parts by weight Average particle size: 9.5 μm Blade material: Silicone rubber (SUS backing) ) Thickness: 0.5 mm (including SUS plate) Line pressure against sleeve contact: 15 g / cm. (For the contact linear pressure, insert a SUS plate with a thickness of 50 μm and Rz 1.0 μm into two and insert it into the contact part, insert another same SUS plate between the two folded SUS, and measure the pull-out force. Length from this contact to the end (distance between PQ in FIG. 5): 2.0 mm Development bias amplitude (maximum electric field): 5.8 × 10 6 V / m Overall frequency: 1.0 kHz Amplitude part frequency: 6.0 kHz, pulse number 2 Toner supply roller Material: Carbon foam dispersed silicone rubber single-cell foam Foam resistivity: 10 6 to 10 7 Ωcm Diameter: 16 mm Applied bias: Amplitude 1.0 V / m, Frequency 5.0 kHz, 1 Development sleeve Material: SUS Surface roughness: 3.0 μm (Rz) Diameter: 20 mm Distance between development sleeve and supply roller: 500 μm
【００７４】このような構成において、現像装置に逐次
トナー補給を行なって、トナー残量を一定量に維持しな
がら現像に使用し、２０万枚の画像形成試験を行なっ
た。複写機の電源を投入した際、現像スリーブと供給ロ
ーラを回転させる機構を設けて、画像形成動作に入る前
に１５秒回転させ、長時間の現像装置の放置により生じ
た凝集トナーを撹拌してほぐした。In such a structure, toner was successively replenished to the developing device, and the toner was used for development while maintaining the remaining amount of toner at a constant amount, and an image forming test was performed on 200,000 sheets. When the power of the copying machine is turned on, a mechanism for rotating the developing sleeve and the supply roller is provided to rotate for 15 seconds before starting the image forming operation to stir the aggregated toner generated by leaving the developing device for a long time. I loosened it.
【００７５】試験の結果、２０万枚の画像形成中、現像
スリーブ上に始終安定してトナー層を維持でき、トナー
の劣化も認められず、ゴーストやかぶりのない高品質な
画像が得られた。As a result of the test, during the image formation of 200,000 sheets, the toner layer can be stably maintained on the developing sleeve from beginning to end, deterioration of the toner is not recognized, and a high-quality image without ghost or fog is obtained. .
【００７６】実施例２ 本実施例における図１の現像装置の主要構成部の条件は
以下の通りである。Embodiment 2 The conditions of the main components of the developing device of FIG. 1 in this embodiment are as follows.
【００７７】 トナー 種類 ：非磁性トナー（ネガトナー） バインダー樹脂：ポリエステル 外添剤 ：疎水処理シリカ ０．５重量部 平均粒径 ：８．５μｍ ブレード 材質 ：シリコーンゴム（乾式処理シリカ分散） 厚さ ：０．５ｍｍ（ＳＵＳ板含む） 対スリーブ当接線圧：１５ｇ／ｃｍ。（当接線圧は、厚み５０μｍ、Ｒｚ １．０μｍのＳＵＳ板を二つ折にして当接部に挿入し、二つ折のＳＵＳ間 に同種の別のＳＵＳ板を挿入して、その引抜き力を測定して換算） 当接点から端部までの長さ：２．３ｍｍ 現像バイアス 振幅（最大電界）：５．５×１０6 Ｖ／ｍ 全体周波数 ：３．０ｋＨｚ 振幅部周波数 ：６．０ｋＨｚ、パルス数１ トナー供給ローラ 材質 ：カーボンブラック分散のシリコーンゴムの単泡性発泡体 抵抗率 ：１０6 〜１０7 Ωｃｍ 直径 ：１６ｍｍ 印加バイアス ：振幅 １．０Ｖ／ｍ、 周波数 ８．０ｋＨｚ 現像スリーブ 材質 ：アルミニウム素菅にカーボンをコート 表面粗さ ：５．０μｍ（Ｒｚ） 直径 ：２０ｍｍ 現像スリーブ、供給ローラ間距離：５００μｍToner type: Non-magnetic toner (negative toner) Binder resin: Polyester External additive: Hydrophobic treated silica 0.5 parts by weight Average particle size: 8.5 μm Blade material: Silicone rubber (dry treated silica dispersion) Thickness: 0 0.5 mm (including SUS plate) Line pressure against sleeve: 15 g / cm. (For the contact linear pressure, insert a SUS plate with a thickness of 50 μm and Rz 1.0 μm into two parts and insert it into the contact part. Insert another SUS plate of the same type between the two fold SUS plates and measure the pull-out force. Length from this contact to the end: 2.3 mm Development bias Amplitude (maximum electric field): 5.5 × 10 6 V / m Overall frequency: 3.0 kHz Amplitude part frequency: 6.0 kHz, number of pulses 1 Toner Supply Roller Material: Carbon Black Dispersed Silicone Rubber Single-Foam Foam Resistivity: 10 6 to 10 7 Ωcm Diameter: 16 mm Applied Bias: Amplitude 1.0 V / m, Frequency 8.0 kHz Development Sleeve Material: Aluminum Element Coating the tube with carbon Surface roughness: 5.0 μm (Rz) Diameter: 20 mm Distance between developing sleeve and supply roller: 500 μm
【００７８】実施例１の試験のときと同様、上記構成の
現像装置に逐次トナー補給を行なって、トナー残量を一
定量に維持しながら現像に使用し、２０万枚の画像形成
試験を行ない、その際、複写機の電源を投入時に画像形
成動作に入る前、現像スリーブと供給ローラを１５秒回
転させ、長時間放置による凝集トナーを撹拌し、ほぐし
た。As in the case of the test of Example 1, toner is successively replenished to the developing device having the above-mentioned configuration, and the toner is used for development while maintaining the toner remaining amount at a constant amount, and an image forming test of 200,000 sheets is conducted. At that time, before the image forming operation was started when the power of the copying machine was turned on, the developing sleeve and the supply roller were rotated for 15 seconds, and the agglomerated toner left for a long time was stirred and loosened.
【００７９】本実施例においても、２０万枚の画像形成
中、現像スリーブ上に始終安定してトナー層を維持で
き、トナーの劣化も認められず、ゴーストやかぶりのな
い高品質な画像が得られた。Also in this embodiment, the toner layer can be stably maintained on the developing sleeve during the formation of 200,000 sheets of images, and the deterioration of the toner is not recognized, and a high-quality image without ghost or fog is obtained. Was given.
【００８０】実施例３ 本実施例では、図１１に示すように、磁性一成分現像装
置に構成した。Example 3 In this example, as shown in FIG. 11, a magnetic one-component developing device was used.
【００８１】本現像装置は、一成分現像剤の磁性トナー
を収容した現像容器２の図示しない感光ドラムと対面し
た開口部に、マグネットローラ１６を非回転に内蔵した
現像スリーブ１７を有し、マグネットローラ１６はＮ1
、Ｓ1 、Ｎ2 、Ｓ2 の４極を備えている。現像スリー
ブ１７の感光ドラムとは反対側には、これに非接触にト
ナー供給ローラ５が設置され、現像スリーブ１７の上方
には、これと所定間隔を開けて規制部材の磁性ブレード
１８が設置されている。現像スリーブ１７と供給ローラ
５の対向側の上方には撹拌部材３０が設置され、この撹
拌部材３０は、実施例１に示したように位置設定されて
いる。The present developing device has a developing sleeve 17 in which a magnet roller 16 is non-rotatably incorporated in an opening portion of a developing container 2 containing a magnetic toner of a one-component developer, which faces a photosensitive drum (not shown). Roller 16 is N1
, S1, N2, S2. A toner supply roller 5 is installed on the side of the developing sleeve 17 opposite to the photosensitive drum in a non-contact manner, and a magnetic blade 18 as a regulating member is installed above the developing sleeve 17 at a predetermined interval from the toner supplying roller 5. ing. The stirring member 30 is installed above the developing sleeve 17 and the supply roller 5 on the opposite side, and the stirring member 30 is positioned as shown in the first embodiment.
【００８２】本実施例で使用した磁性トナーは、マグネ
ットローラ１６による磁気的拘束力が働くため、現像ス
リーブ１７へのトナーの供給が実施例１〜２のときの非
磁性トナーよりも有利である。しかし、このような磁性
トナーを用いた場合にも、従来は、ゴーストやトナーの
帯電量不足によるかぶり等の問題があった。Since the magnetic toner used in this embodiment is magnetically restrained by the magnet roller 16, the toner is supplied to the developing sleeve 17 more advantageously than the non-magnetic toner in the first and second embodiments. . However, even when such a magnetic toner is used, there have conventionally been problems such as ghost and fog due to insufficient charge amount of the toner.
【００８３】本実施例では、実施例１〜２と同様、トナ
ー供給ローラ５を現像スリーブ１７と非接触にし、さら
に現像スリーブ１７に印加する現像バイアスにブランク
パルスを用いたので、現像スリーブ１７上に良好なトナ
ー層を維持して、ゴーストやかぶりのない高品質な画像
を長期にわたって安定して得ることができる。また、ト
ナーや現像スリーブ１７の寿命を大きく延ばすることが
できる。In this embodiment, as in the first and second embodiments, the toner supply roller 5 is not in contact with the developing sleeve 17, and a blank pulse is used for the developing bias applied to the developing sleeve 17, so that the developing sleeve 17 is not affected. A good toner layer can be maintained, and a high-quality image without ghost or fog can be stably obtained for a long period of time. In addition, the life of the toner and the developing sleeve 17 can be greatly extended.
【００８４】本実施例の具体例について述べる。本実施
例において、図１１の現像装置の主要構成部の条件を以
下の通りとした。A specific example of this embodiment will be described. In this embodiment, the conditions of the main components of the developing device shown in FIG. 11 are set as follows.
【００８５】 トナー 種類 ：磁性トナー（ネガトナー、黒） バインダー樹脂：ポリエステル 外添剤 ：疎水処理シリカ ０．５重量部 チタン酸ストロンチウム ０．５重量部 平均粒径 ：６．０μｍ ブレード 材質 ：薄厚鉄板 厚さ ：０．５ｍｍ ブレード、スリーブ間距離：２５０μｍ 現像バイアス 振幅（最大電界）：４．５×１０6 Ｖ／ｍ 全体周波数 ：２．０ｋＨｚ 振幅部周波数 ：６．０ｋＨｚ、パルス数２ トナー供給ローラ 材質 ：カーボンブラック分散のシリコーンゴムの単泡性発泡体 抵抗率 ：１０6 〜１０7 Ωｃｍ 直径 ：１６ｍｍ 印加バイアス ：振幅 １．０Ｖ／ｍ、 周波数 ８．０ｋＨｚ 現像スリーブ 材質 ：ＳＵＳ 表面粗さ ：３．０μｍ（Ｒｚ） 直径 ：２０ｍｍ 現像スリーブ、供給ローラ間距離：５００μｍ マグネットローラ 磁極の磁力 ：Ｎ1 ＝９００ガウス、Ｓ1 ＝９００ガウス、 Ｎ2 ＝７５０ガウス、Ｓ2 ＝７５０ガウスToner type: Magnetic toner (negative toner, black) Binder resin: Polyester External additive: Hydrophobized silica 0.5 parts by weight Strontium titanate 0.5 parts by weight Average particle size: 6.0 μm Blade material: Thin iron plate thickness Length: 0.5 mm Blade-sleeve distance: 250 μm Development bias Amplitude (maximum electric field): 4.5 × 10 6 V / m Overall frequency: 2.0 kHz Amplitude part frequency: 6.0 kHz, pulse number 2 Toner supply roller Material : Carbon black-dispersed single-cell foam of silicone rubber Resistivity: 10 6 to 10 7 Ωcm Diameter: 16 mm Applied bias: Amplitude 1.0 V / m, frequency 8.0 kHz Development sleeve Material: SUS Surface roughness: 3. 0 μm (Rz) Diameter: 20 mm Distance between developing sleeve and supply roller: 500 μm Magnetro Pole magnetic force: N1 = 900 Gauss, S1 = 900 Gauss, N2 = 750 Gauss, S2 = 750 gauss
【００８６】本実施例においても、同様に、現像装置に
逐次トナー補給を行なって、トナー残量を一定量に維持
しながら現像に使用し、１５０万枚の画像形成試験を行
なった。同様に、複写機の電源を投入した際、画像形成
動作に入る前に、現像スリーブと供給ローラを１５秒回
転させ、現像装置の長時間放置により生じた凝集トナー
を撹拌しほぐした。試験の結果、１５０万枚の画像形成
中、現像スリーブ上に始終安定してトナー層を維持で
き、トナーの劣化も認められず、ゴーストやかぶりのな
い高品質な画像が得られた。Also in this embodiment, similarly, toner was replenished to the developing device one by one, and the toner was used for development while maintaining the toner remaining amount at a constant amount, and an image forming test of 1.5 million sheets was conducted. Similarly, when the power of the copying machine was turned on, the developing sleeve and the supply roller were rotated for 15 seconds before the image forming operation was started, and the agglomerated toner generated by leaving the developing device for a long time was stirred and loosened. As a result of the test, during the image formation of 1.5 million sheets, the toner layer was stably maintained on the developing sleeve from beginning to end, deterioration of the toner was not recognized, and a high-quality image without ghost or fog was obtained.
【００８７】[0087]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一成分現像剤のトナーを現像スリーブに供給するトナー
供給手段として、現像スリーブと非接触な供給ローラを
用いても、現像スリーブに現像バイアスとしてブランク
パルスを印加したので、現像スリーブ上の残留トナーを
除去してトナーを良好に塗布でき、現像により得られる
画像にゴーストやかぶりをなくすことができる。さら
に、供給ローラにバイアスを印加したので、供給ローラ
を非接触にしても、トナーの供給不良を生じることもな
い。さらに、供給ローラを非接触にしたので、トナーや
現像スリーブの寿命を大幅に延ばすことができる。As described above, according to the present invention,
Even if a supply roller that is not in contact with the developing sleeve is used as the toner supplying means for supplying the toner of the one-component developer to the developing sleeve, the blank pulse is applied as the developing bias to the developing sleeve, so that the residual toner on the developing sleeve is not removed. It is possible to remove the toner and apply the toner well, and to eliminate ghost and fog in the image obtained by the development. Furthermore, since the bias is applied to the supply roller, the toner supply failure does not occur even if the supply roller is not in contact. Furthermore, since the supply roller is not in contact, the life of the toner and the developing sleeve can be greatly extended.
【００８８】以上、本発明を特定の実施例について説明
したが、各種の代替え、変更および変化が当業者によっ
て可能であることは明白であり、それらは本発明の範囲
に含まれる。Although the present invention has been described with reference to particular embodiments, it will be apparent that various alternatives, modifications and variations are possible within the scope of the present invention.
【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a developing device of the present invention.
【図２】図１の現像装置の現像スリーブと非接触型の供
給ローラの位置関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a developing sleeve and a non-contact type supply roller of the developing device of FIG.
【図３】非接触型の供給ローラのトナーの劣化防止効果
を供給ローラと現像スリーブの最近接部近傍で採取した
トナーについてみたグラフである。FIG. 3 is a graph showing a toner deterioration preventing effect of a non-contact type supply roller, with respect to a toner sampled in the vicinity of the closest position between the supply roller and the developing sleeve.
【図４】非接触型の供給ローラのトナーの劣化防止効果
を現像装置の中央部で採取したトナーについてみたグラ
フである。FIG. 4 is a graph showing a toner deterioration preventing effect of a non-contact type supply roller, with respect to toner collected in a central portion of a developing device.
【図５】図１の現像装置で新たに設置した撹拌部材の設
置位置を示す説明図である。5 is an explanatory view showing the installation position of a stirring member newly installed in the developing device of FIG. 1. FIG.
【図６】図１の現像装置で現像バイアスとして使用する
ブランクパルスの波形の一例を示す図である。6 is a diagram showing an example of a waveform of a blank pulse used as a developing bias in the developing device of FIG.
【図７】ブランクパルスの波形の他の一例を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing another example of the waveform of a blank pulse.
【図８】ブランクパルスの現像バイアスを使用し、非接
触型の供給ローラを使用したときの感光ドラム上トナー
の帯電量を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a charge amount of toner on a photosensitive drum when a developing bias of a blank pulse is used and a non-contact type supply roller is used.
【図９】従来の矩形波の現像バイアスを使用し、非接触
型の供給ローラを使用したときの感光ドラム上トナーの
帯電量を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the charge amount of toner on the photosensitive drum when a conventional rectangular wave developing bias is used and a non-contact type supply roller is used.
【図１０】ブランクパルス印加の効果を示す説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an effect of blank pulse application.
【図１１】本発明の他の一実施例の要部を示す断面図で
ある。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the main parts of another embodiment of the present invention.
【図１２】従来の現像装置を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional developing device.
１ 感光ドラム ２ 現像容器 ３、１７ 現像スリーブ ４、１８ 規制ブレード ５ トナー供給ローラ ６ 非磁性トナー １４、１５ 電源 ３０ 撹拌部材 1 Photosensitive Drum 2 Development Container 3, 17 Development Sleeve 4, 18 Regulation Blade 5 Toner Supply Roller 6 Non-Magnetic Toner 14, 15 Power Supply 30 Stirring Member
Claims (11)
して、回転することにより像担持体と対向した現像部へ
向けて搬送する、像担持体と非接触の現像剤担持体と、
現像剤担持体と非接触に回転して、トナーを現像剤担持
体に供給するトナー供給手段と、現像剤担持体にその回
転方向上、トナー供給手段よりも下流側の位置で当接も
しくは非接触に近接して、現像剤担持体上に担持された
トナーの量を規制する規制部材とを備え、現像剤担持体
に像担持体との間でバイアスを印加することにより、像
担持体と現像剤担持体との間隙に交互電界を形成して、
現像部に搬送されたトナーにより像担持体上に形成され
た潜像を現像する現像装置において、前記バイアスは、
電位が交互に変化される部分と、電位が変化せずに一定
に維持される部分とが交代に生じる交互電界を形成する
態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳してなることを
特徴とする現像装置。1. A developer carrying member, which is in contact with the image carrying member, carries the toner of the supplied one-component developer and conveys it by rotation to a developing section facing the image carrying member,
Toner supply means that rotates in a non-contact manner with the developer carrying body to supply toner to the developer carrying body, and contact or non-contact with the developer carrying body at a position downstream of the toner supplying means in the rotation direction. A regulating member that regulates the amount of toner carried on the developer carrier in proximity to the contact, and by applying a bias between the developer carrier and the image carrier, By forming an alternating electric field in the gap with the developer carrier,
In the developing device for developing the latent image formed on the image bearing member by the toner conveyed to the developing unit, the bias is
An alternating voltage waveform and a direct current voltage are superposed in a mode in which a portion in which the electric potential is alternately changed and a portion in which the electric potential is not changed and is constantly maintained form an alternating electric field. Developing device.
の周波数が２．０〜１０．０ｋＨｚである請求項１の現
像装置。2. The developing device according to claim 1, wherein the frequency of the portion where the potential of the alternating electric field is alternately changed is 2.0 to 10.0 kHz.
の最大電界が４．０×１０6 〜６．０×１０6 Ｖ／ｍで
ある請求項１または２の現像装置。3. The developing device according to claim 1, wherein the maximum electric field in a portion where the potential of the alternating electric field is alternately changed is 4.0 × 10 6 to 6.0 × 10 6 V / m.
と電位が変化せずに一定に維持される部分とを合わせて
１サイクルとしたとき、その全体の周波数が１．０〜
６．０ｋＨｚである請求項１〜３のいずれかの項に記載
の現像装置。4. When one cycle includes a portion in which the electric potential of the alternating electric field is alternately changed and a portion in which the electric potential is not changed and is kept constant, the entire frequency is 1.0 to
The developing device according to claim 1, which has a frequency of 6.0 kHz.
半導電性部材で形成され、もしくは導電性の基軸を中心
に有するようにして絶縁部材で形成された請求項１〜４
のいずれかの項に記載の現像装置。5. The toner supply means is formed of a conductive member or a semiconductive member, or is formed of an insulating member having a conductive base axis at the center.
The developing device according to any one of 1.
が、８００μｍ以下、２０μｍ以上の距離である請求項
１〜５のいずれかの項に記載の現像装置。6. The developing device according to claim 1, wherein the gap between the toner supply unit and the developer carrying member is 800 μm or less and 20 μm or more.
バイアスを印加する請求項１〜６のいずれかの項に記載
の現像装置。7. The developing device according to claim 1, wherein a bias is applied to the toner supplying unit between the toner supplying unit and the developer carrying member.
トナー供給手段と現像剤担持体との間隙に、電位が交互
に変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持され
る部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交
流電圧波形と直流電圧を重畳してなる請求項７の現像装
置。8. The bias applied to the toner supply unit is
In the gap between the toner supply means and the developer carrying member, a portion where the electric potential is alternately changed and a portion where the electric potential is not changed and is maintained constant form an alternating electric field, in which AC voltage is formed. The developing device according to claim 7, wherein the waveform and the DC voltage are superimposed.
波数Ｆｒが、現像剤担持体に印加するバイアスによる交
互電界の、電位が交互に変化される部分と電位が変化せ
ずに一定に維持される部分とを合わせて１サイクルとし
たときの周波数Ｆｓに対し、 Ｆｓ＜Ｆｒ の関係式を満たす請求の範囲８の現像装置。9. The frequency Fr of the bias applied to the toner supplying unit is maintained constant without changing the potential and the portion of the alternating electric field due to the bias applied to the developer carrying member, where the potential is alternately changed. 9. The developing device according to claim 8, wherein a relational expression Fs <Fr is satisfied with respect to a frequency Fs when the portion and the portion are combined into one cycle.
を分散したシリコーンゴムの単泡性の発泡体で形成され
た請求項１〜９のいずれかの項に記載の現像装置。10. The developing device according to claim 1, wherein the toner supply unit is formed of a single-foam foam of silicone rubber in which carbon black is dispersed.
向側の上方にトナー撹拌部材を有し、またトナー規制部
材が現像剤担持体に当接する弾性部材からなり、トナー
撹拌部材は、トナー規制部材と現像剤担持体との当接部
のうち、現像剤担持体回転方向上の最上流点を通る鉛直
線と、トナー供給手段の現像剤担持体側とは反対側の部
分を通る鉛直線とで挟まれる範囲の領域内に位置し、そ
してトナー撹拌部材が現像剤担持体と同方向に回転する
請求項１〜１０のいずれかの項に記載の現像装置。11. A toner stirring member is provided above the opposite side of the developer carrying member and the toner supplying means, and a toner regulating member is made of an elastic member that comes into contact with the developer carrying member. A vertical line passing through the most upstream point in the rotation direction of the developer carrying member and a vertical line passing through a portion of the contact portion between the regulating member and the developer carrying member on the side opposite to the developer carrying member side. The developing device according to any one of claims 1 to 10, wherein the developing device is located in a region sandwiched by and, and the toner stirring member rotates in the same direction as the developer carrying member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8148614A JPH09311539A (en) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | Developing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8148614A JPH09311539A (en) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | Developing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09311539A true JPH09311539A (en) | 1997-12-02 |
Family
ID=15456730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8148614A Pending JPH09311539A (en) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | Developing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09311539A (en) |
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