JPH10133480A - Developing device and color electrophotographic device using the same - Google Patents

Developing device and color electrophotographic device using the same

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JPH10133480A
JPH10133480A JP29267996A JP29267996A JPH10133480A JP H10133480 A JPH10133480 A JP H10133480A JP 29267996 A JP29267996 A JP 29267996A JP 29267996 A JP29267996 A JP 29267996A JP H10133480 A JPH10133480 A JP H10133480A
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developing
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toner
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辰夫 伊川
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譲 嶋崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent carrier from adhering to a developing roll by using a specified carrier. SOLUTION: In this developing device 8, where the outer peripheral surface of the developing roll 2 is rubbed by the mixed agent layer of magnetic carrier and toner attracted to a carrying magnetic roll 3 so as to form a toner layer on the outer peripheral surface, and the toner layer is brought into contact with a photoreceptor 1 so as to develop an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 1; the magnetic carrier having resistance value being 10<8> to 10<12> Ωcm is used. By using the carrier having such resistance value, charge is injected in the magnetic carrier by bias voltage applied on the roll 3 and the magnetic carrier is electrostatically charged to have the same polarity as that of the bias voltage. As a result, electrostatic repulsive force acts on the magnetic carrier in a direction where the carrier is separated from the roll 3 and a part of the magnetic carrier is shifted to the roll 2. Thus, the magnetic carrier is prevented from adhering to the roll 2.

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】本発明は、複写機,プリン
タ,ファクシミリなどの電子写真装置に使用する現像装
置及び該現像装置を使用したカラー電子写真装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing apparatus used for an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and the like, and a color electrophotographic apparatus using the developing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】現像装置には、キャリアとトナーを含む
2成分現像剤を用いた2成分現像装置とトナー単独の1
成分現像剤を用いた1成分現像装置がある。1成分現像
装置は、キャリアを使用しないことや現像剤の混合比制
御機構を設ける必要がなく小型,低コスト化に有利であ
るために、複数の現像装置を配置することが必要なカラ
ー電子写真装置に多く用いられている。非磁性トナーを
用いた従来の1成分現像装置21は、図2に示すよう
に、感光体1に対向する現像ロール2と、ブレード18
と、搬送ロール20と、トナーホッパー6内に設けられ
た撹拌羽根7と、トナー漏れ防止部材19を備える。ト
ナーホッパー6内のトナーは、撹拌羽根7により開口1
3から搬送ロール20の付近に供給され、更に搬送ロー
ル20により現像ロール2付近に搬送され、ブレード1
8にて現像ロール2の外周面に塗布されてトナー層を形
成する。そして、現像ロール2の回転により感光体1と
対向する部分に搬送したトナー層12を感光体1上の静
電潜像と接触させると共に現像部に現像電界を作用させ
ることにより静電潜像を現像してトナー画像を形成す
る。
2. Description of the Related Art A developing device includes a two-component developing device using a two-component developer containing a carrier and a toner, and a one-component developing device using only a toner.
There is a one-component developing device using a component developer. The one-component developing device is advantageous in that it does not use a carrier and does not require a mechanism for controlling the mixing ratio of a developer, and is advantageous in miniaturization and cost reduction. It is often used in equipment. As shown in FIG. 2, a conventional one-component developing device 21 using a non-magnetic toner includes a developing roll 2 facing a photoreceptor 1 and a blade 18.
And a transport roll 20, a stirring blade 7 provided in the toner hopper 6, and a toner leakage preventing member 19. The toner in the toner hopper 6 is opened 1 by the stirring blade 7.
3 is supplied to the vicinity of the transport roll 20, and further transported by the transport roll 20 to the vicinity of the developing roll 2.
At 8, the toner is applied to the outer peripheral surface of the developing roll 2 to form a toner layer. The rotation of the developing roll 2 causes the toner layer 12 conveyed to the portion facing the photoreceptor 1 to come into contact with the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 and to apply a developing electric field to the developing unit to form the electrostatic latent image. Develop to form a toner image.

【0003】このような、非磁性1成分現像装置は、特
公平7−43546号公報,実公平7−20683号公
報等に開示されている。また、磁性1成分現像装置は、
特公平2−48901号公報に開示されている。
[0003] Such a non-magnetic one-component developing apparatus is disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-43546 and Japanese Utility Model Publication No. 7-20683. In addition, the magnetic one-component developing device includes:
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-48901.

【0004】更に、表面にトナー層のみを形成した現像
ロールを用いる現像装置において、搬送磁気ロールとキ
ャリアを用いる例としては、特開昭55−77764号
公報や特開昭62−192772号公報に記載されてい
るように、現像ロールに弾性ロールを用いて接触現像を
行なう方法や特開平3−59576号公報,特開昭61
−239266号公報,特開昭61−100775号公
報に記載されているように、現像ロール上のトナー層と
感光体との間に空隙を設けて非接触現像を行なう方法等
が提案されている。
Further, in a developing apparatus using a developing roll having only a toner layer formed on a surface thereof, examples of using a carrier magnetic roll and a carrier are disclosed in JP-A-55-77764 and JP-A-62-192772. As described, a method of performing contact development by using an elastic roll as a developing roll is disclosed in JP-A-3-59576 and JP-A-61-61576.
As described in JP-A-239266 and JP-A-61-100775, there has been proposed a method of performing a non-contact development by providing a gap between a toner layer on a developing roll and a photoreceptor. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、搬送磁気ロー
ルとキャリアを用いて現像ロールの外周面にトナー層の
みを形成する従来の非磁性1成分現像装置は、キャリア
を使用するために、環境条件や現像条件によっては、現
像ロールにキャリアが付着して印刷画像に白抜け等の画
像欠陥を生じる傾向があった。
However, a conventional non-magnetic one-component developing apparatus in which only a toner layer is formed on the outer peripheral surface of a developing roll by using a transporting magnetic roll and a carrier has a problem in that environmental conditions are required because a carrier is used. Depending on the developing conditions and the carrier, the carrier tends to adhere to the developing roll to cause image defects such as white spots on the printed image.

【0006】また、このような非磁性1成分現像装置を
用いて、高速で高精細なカラー画像を得ようとする場合
や省電力に要求される低温定着を適用しようとすると、
現像ロールの外周面にトナーフィルミングが発生し、画
像品質を劣化したり、現像装置の交換寿命が短くなる傾
向があった。
Further, when such a non-magnetic one-component developing device is used to obtain a high-speed and high-definition color image or to apply low-temperature fixing required for power saving,
Toner filming occurs on the outer peripheral surface of the developing roll, which tends to degrade image quality and shorten the life of replacement of the developing device.

【0007】また、搬送磁気ロールとキャリアを用いて
現像ロールの外周面上にトナー層のみを形成する方法を
高速印刷に適用すると、弾性現像ロールを感光体と接触
させて現像を行なう場合はゴムやスポンジロールの表面
が変形し易く交換周期が短くなる傾向があり、また、非
接触現像を行なうと、微細な網点画像や階調の再現性が
不十分になる傾向があった。
When a method of forming only a toner layer on the outer peripheral surface of a developing roll using a carrier magnetic roll and a carrier is applied to high-speed printing, when an elastic developing roll is brought into contact with a photosensitive member to perform development, a rubber is used. And the surface of the sponge roll tends to be deformed, and the replacement cycle tends to be short. Also, when non-contact development is performed, the reproducibility of fine halftone images and gradation tends to be insufficient.

【0008】本発明の第1の目的は、現像ロールへのキ
ャリア付着を防止できる現像装置を提供することであ
る。
A first object of the present invention is to provide a developing device capable of preventing carrier adhesion to a developing roll.

【0009】本発明の第2の目的は、トナーのみを現像
ロールの外周面に塗布して現像を行なう現像装置におい
て、現像ロールの外周面にトナーフィルミングが発生す
るのを防止することができ、しかも、高速で高画質を確
保することができる現像装置を提供することである。
A second object of the present invention is to prevent the occurrence of toner filming on the outer peripheral surface of a developing roll in a developing device in which only the toner is applied to the outer peripheral surface of a developing roll to perform development. Further, it is an object of the present invention to provide a developing device capable of ensuring high image quality at high speed.

【0010】更に本発明の第3の目的は、このような現
像装置を用いたカラー電子写真装置を提供することにあ
る。
A third object of the present invention is to provide a color electrophotographic apparatus using such a developing device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ロールに
吸着させたキャリアとトナーの混合剤層で現像ロールの
外周面を摺擦して該外周面にトナー層を形成し、該トナ
ー層を感光体に接触させることにより該感光体表面の静
電潜像を現像する現像装置または磁気ロールに吸着させ
たキャリアとトナーの混合剤層で感光体の外周面を摺擦
して該感光体表面の静電潜像を現像する現像装置におい
て、前記キャリアの抵抗値を108〜1012Ωcmとし
たことを特徴とする。このような抵抗値に調整されたキ
ャリアは、静電気力によって現像ローラあるいは感光体
に付着(移動)する現象が抑制される。
According to the present invention, a toner layer is formed on the outer peripheral surface of a developing roll by rubbing the outer peripheral surface of the developing roll with a mixture layer of carrier and toner adsorbed on a magnetic roll. And a developing device for developing an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor by contacting the photoconductor with the photoconductor, or by rubbing the outer peripheral surface of the photoconductor with a mixture layer of carrier and toner adsorbed on a magnetic roll. In a developing device for developing an electrostatic latent image on a surface, a resistance value of the carrier is set to 10 8 to 10 12 Ωcm. The carrier adjusted to such a resistance value is prevented from adhering (moving) to the developing roller or the photoconductor due to the electrostatic force.

【0012】また、現像ロールは、金属または樹脂スリ
ーブ内に弾性ロールを嵌合させて構成される。
Further, the developing roll is constructed by fitting an elastic roll into a metal or resin sleeve.

【0013】更に、混合剤は、飽和トナー濃度より低め
のトナー濃度〜飽和トナー濃度で使用する。
Further, the mixture is used at a toner concentration lower than the saturated toner concentration to a saturated toner concentration.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】(第1の実施の形態)図1は、本発明の第
1の実施形態である現像装置の縦断側面図である。同図
において、現像装置8は、感光体1に対向する現像ロー
ル2と、搬送磁気ロール3と、規制板4と、トナーホッ
パー6内に設けた撹拌羽根7と、バイアス電源14,1
5と、現像剤ガイド板5とを備える。トナーホッパー6
内のトナーは、撹拌羽根7により開口13から搬送磁気
ロール3の上方乃至後方部付近に供給されてトナー溜り
9を形成する。
(First Embodiment) FIG. 1 is a vertical sectional side view of a developing device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a developing device 8 includes a developing roll 2 facing the photoreceptor 1, a conveying magnetic roll 3, a regulating plate 4, a stirring blade 7 provided in a toner hopper 6, and bias power supplies 14 and 1.
5 and a developer guide plate 5. Toner hopper 6
The toner inside is supplied from the opening 13 to the vicinity of the upper part or the rear part of the transport magnetic roll 3 from the opening 13 by the stirring blade 7 to form the toner reservoir 9.

【0016】搬送磁気ロール3は、磁性体キャリアとト
ナーを混合した混合剤11をその外周面に吸着して反時
計方向に回転する。搬送磁気ロール3に吸着されて該搬
送磁気ロール3と共に反時計方向に回転(移動)する混
合剤11は、該搬送磁気ロール3の外周に対向して設け
た規制板4により所定の厚みの混合剤層10に規制さ
れ、該規制板4によつて掻き取られた外側の余剰な混合
剤11は混合剤ガイド板5に沿ってUターンして混合室
36を循環することによりトナー溜り9のトナーと混合
する。
The transporting magnetic roll 3 adsorbs a mixture 11 obtained by mixing a magnetic carrier and a toner on its outer peripheral surface and rotates counterclockwise. The admixture 11 that is attracted to the transport magnetic roll 3 and rotates (moves) in the counterclockwise direction together with the transport magnetic roll 3 is mixed with a predetermined thickness by a regulating plate 4 provided on the outer periphery of the transport magnetic roll 3. The excess surplus mixture 11 on the outside, which is regulated by the mixture layer 10 and scraped off by the regulation plate 4, makes a U-turn along the mixture guide plate 5 and circulates in the mixture chamber 36, thereby forming the toner reservoir 9 Mix with toner.

【0017】規制板4により規制されて搬送磁気ロール
3の外周面に形成した混合剤層10を現像ロール2とカ
ウンター方向に回転させながら該現像ロール2に接触さ
せると共に搬送磁気ロール3と現像ロール2の間に電界
を作用させることにより、この現像ロール2の外周面に
トナー層12を形成し、しかる後に、このトナー層12
を現像ロール2の回転により感光体1と対向する部分に
搬送して該感光体1に接触させると共に現像部に現像電
界を作用させることにより静電潜像を現像してトナー画
像を形成する。すなわち、搬送磁気ロール3に保持され
る混合剤11を構成する磁性体キャリアとトナーは、摩
擦帯電により互いに逆極性に帯電しているので、搬送磁
気ロール3と現像ロール2の間に電界を作用させること
により、トナーのみを現像ロール2の外周面に転移させ
ることができる。
The mixture layer 10 formed on the outer circumferential surface of the transport magnetic roll 3 regulated by the regulating plate 4 is brought into contact with the developing roll 2 while rotating in the counter direction with the developing roll 2, and the transport magnetic roll 3 and the developing roll are brought into contact with each other. The toner layer 12 is formed on the outer peripheral surface of the developing roll 2 by applying an electric field between the developing roller 2 and the toner layer 12.
Is transported to a portion facing the photoreceptor 1 by the rotation of the developing roll 2 and is brought into contact with the photoreceptor 1, and a developing electric field is applied to the developing section to develop the electrostatic latent image to form a toner image. That is, since the magnetic carrier and the toner constituting the mixture 11 held by the transport magnetic roll 3 are charged with opposite polarities by frictional charging, an electric field acts between the transport magnetic roll 3 and the developing roll 2. By doing so, only the toner can be transferred to the outer peripheral surface of the developing roll 2.

【0018】現像ロール2は、約20〜60μmの金属
または樹脂スリーブに低硬度(例えば、ゴム硬度が約1
5〜35度(JIS−A))のゴムロールを嵌合させ、
弾性を有するロールに形成する。金属または樹脂スリー
ブは、現像ロール2の傷や摩耗を防ぎ、厚みを薄くしゴ
ムロールの弾性を維持できるようにして感光体1と接触
させても感光体1とのソフトな接触が得られるようにし
たものである。金属スリーブには、NiやSUS等を使
用することができ、非磁性の材質であることが望ましい
が、磁性を帯びる場合には、現像ロール2へのキャリア
付着が増加する傾向があるので、スリーブ表面に非磁性
層(5〜20μm)を金属メッキ,金属コート,樹脂コ
ートにより形成することが望ましい。また、樹脂スリー
ブや金属スリーブのコーティングに使用する樹脂は、耐
久性があり、且つ静電気のチャージアップを防止するた
めに導電性を付与したものが望ましく、ポリイミド,ポ
リアミド,フッ素,シリコン系樹脂に導電剤を添加した
もの等を使用することができる。従って、印刷速度が早
い場合や、現像ロール2と感光体1との周速比kがやや
大きい(k=1.5〜2.0)場合であっても、現像ロ
ール2や感光体1の交換周期を長くできる効果がある。
現像ロール2は、直径が15〜40mmのものを用い
た。
The developing roll 2 has a low hardness (for example, a rubber hardness of about 1 to about 20 to 60 μm) formed on a metal or resin sleeve.
5 to 35 degrees (JIS-A))
It is formed into an elastic roll. The metal or resin sleeve prevents the developing roller 2 from being scratched or worn, and reduces the thickness so that the elasticity of the rubber roll can be maintained so that soft contact with the photosensitive member 1 can be obtained even when the sleeve is brought into contact with the photosensitive member 1. It was done. For the metal sleeve, Ni, SUS, or the like can be used, and it is preferable that the metal sleeve be a non-magnetic material. However, if the metal sleeve is magnetic, the carrier adhesion to the developing roll 2 tends to increase. It is desirable to form a nonmagnetic layer (5 to 20 μm) on the surface by metal plating, metal coating, or resin coating. Also, the resin used for coating the resin sleeve or the metal sleeve is desirably durable and imparts conductivity to prevent electrostatic charge-up, and is conductive to polyimide, polyamide, fluorine, and silicon-based resins. Those to which an agent has been added can be used. Therefore, even when the printing speed is high or the peripheral speed ratio k between the developing roller 2 and the photosensitive member 1 is slightly large (k = 1.5 to 2.0), the developing roller 2 and the photosensitive member 1 This has the effect of lengthening the replacement cycle.
The developing roll 2 used had a diameter of 15 to 40 mm.

【0019】ゴムロールは、絶縁性及び導電性の何れで
も使用可能であるが、絶縁性ゴムロール(例えば、抵抗
値が約1013〜1016Ωcm)の場合は現像バイアスを
印加するための給電は、現像ロール2の表面から行なう
のに対し、導電性ゴムロール(例えば、抵抗値が約10
7〜108Ωcm)の場合は給電を現像ロール2の軸を利
用して行なうことができる利点がある。
The rubber roll can be used either insulative or conductive. In the case of an insulative rubber roll (for example, a resistance value of about 10 13 to 10 16 Ωcm), power supply for applying a developing bias is as follows. A conductive rubber roll (for example, having a resistance value of about 10
In the case of 7 to 10 8 Ωcm), there is an advantage that power can be supplied by using the axis of the developing roll 2.

【0020】なお、印刷速度が比較的遅い場合や、現像
ロール2と感光体1との周速がほぼ等しい場合には、現
像ロール2に金属スリーブを用いずに、低硬度(例え
ば、ゴム硬度が約15〜55度(JIS−A))のゴム
ロールを単体(または、表面コートを施し)で形成して
もよい。
When the printing speed is relatively low, or when the peripheral speed between the developing roll 2 and the photosensitive member 1 is almost equal, a low hardness (for example, rubber hardness) is used without using a metal sleeve for the developing roll 2. May be formed as a single (or surface-coated) rubber roll of about 15 to 55 degrees (JIS-A).

【0021】搬送磁気ロール3は、現像ロール2と間隙
(第1間隙)を介して対向するように回転可能に配置さ
れた等間隔多極着磁の裸の磁石体(所謂スリーブレスマ
グロール)である。このスリーブレスマグロール(磁石
体)は、磁極数が8〜64極、磁極部の磁力が400〜
800ガウスの範囲に着磁された磁石ロール単独で構成
され、その周速Utを現像ロール2の周速Usとの比が
1.5〜5.0の範囲になるよう設定した。なお、磁石
体は、保護やバイアス電圧を表面に導くために非磁性材
で被覆しても良い。また、このようなスリーブレスマグ
ロールを使用した磁気ロールは、その外周面に吸着した
混合剤層10が該外周面を転動することがないので、飽
和トナー濃度の混合剤層10を形成してもトナー飛散が
発生するようなことがない。
The transporting magnetic roll 3 is an equidistant multipolar magnetized naked magnet body (so-called sleeveless mag roll) rotatably arranged to face the developing roll 2 with a gap (first gap) therebetween. It is. This sleeveless mag roll (magnet body) has 8 to 64 magnetic poles and a magnetic force of 400 to
It was composed of a single magnet roll magnetized in the range of 800 gauss, and its peripheral speed Ut was set so that the ratio to the peripheral speed Us of the developing roll 2 was in the range of 1.5 to 5.0. The magnet body may be covered with a non-magnetic material for protection and for introducing a bias voltage to the surface. Further, in the magnetic roll using such a sleeveless mag roll, since the mixture layer 10 adsorbed on the outer peripheral surface does not roll on the outer peripheral surface, the mixture layer 10 having a saturated toner concentration is formed. However, toner scattering does not occur.

【0022】更に、搬送磁気ロール3は、磁石体と同心
状にスリーブを配置して構成しても良い。この場合に
は、磁極数を8〜24極,磁極部の磁力を400〜80
0ガウスの範囲に着磁した磁石体を用いる。そして、混
合剤層10を現像ロール2とカウンター方向に回転させ
ながら接触させるために、磁石ロールを時計方向に回転
させ、スリーブを反時計方向に回転させ、スリーブの周
速と現像ロール2の周速Usとの比は、1.0〜1.5
の範囲にを設定し、磁石体の回転数はスリーブ回転数の
1.5〜4.0の範囲に設定する。
Further, the transport magnetic roll 3 may be configured by arranging a sleeve concentrically with the magnet body. In this case, the number of magnetic poles is 8 to 24, and the magnetic force of the magnetic pole portion is 400 to 80.
A magnet body magnetized in a range of 0 Gauss is used. Then, in order to bring the mixed agent layer 10 into contact with the developing roll 2 while rotating in the counter direction, the magnet roll is rotated clockwise, the sleeve is rotated counterclockwise, and the peripheral speed of the sleeve and the peripheral speed of the developing roll 2 are changed. The ratio with the speed Us is 1.0 to 1.5.
And the rotational speed of the magnet body is set in the range of 1.5 to 4.0 of the sleeve rotational speed.

【0023】また、この搬送磁気ロール3と規制板4と
の間には混合剤層10を所定の厚みに規制する第2の間
隙を設定する。この第2の間隙は、0.5〜0.8mm
の範囲が望ましい。そして、現像ロール2と搬送磁気ロ
ール3の間に形成される第1間隙と規制板4と搬送磁気
ロール3の間に形成される第2間隙との差は、0〜0.
2mmの範囲に設定する。
Further, a second gap for regulating the mixed agent layer 10 to a predetermined thickness is set between the transport magnetic roll 3 and the regulating plate 4. This second gap is 0.5-0.8 mm
Is desirable. The difference between the first gap formed between the developing roll 2 and the transport magnetic roll 3 and the second gap formed between the regulating plate 4 and the transport magnetic roll 3 is 0 to 0.
Set within a range of 2 mm.

【0024】現像ロール2及び搬送磁気ロール3(規制
板4にも搬送磁気ロール3と同一のバイアスを印加)に
は、それぞれ、バイアス電源14,15を接続し、直流
電圧または直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加す
る。
Bias power supplies 14 and 15 are connected to the developing roll 2 and the transport magnetic roll 3 (the same bias is also applied to the regulating plate 4 as the transport magnetic roll 3), and a DC voltage or a DC voltage and an AC voltage are connected. Is applied.

【0025】搬送磁気ロール3に保持させる混合剤11
には、キャリア粒径が100μmを越えると現像ロール
2上のトナー層に刷毛目状のむらが目立つようになり、
40μm以下ではキャリア付着が増加する傾向があるた
めに、粒径が50〜100μmのキャリアと粒径が5〜
11μmのトナーを混合したものを使用した。
Mixture 11 to be held on the transporting magnetic roll 3
When the carrier particle size exceeds 100 μm, brush-like unevenness becomes noticeable in the toner layer on the developing roll 2,
Since the carrier adhesion tends to increase at 40 μm or less, the carrier having a particle size of 50 to 100 μm and the particle size of 5 to 100 μm are used.
A mixture of 11 μm toner was used.

【0026】またこの実施形態では、規制板4を通過し
た混合剤層10のトナー濃度(Wt%:トナー重量×1
00/キャリア重量)は、トナーの帯電量や混合剤搬送
量を考慮して7〜25Wt%の間に設定すれば良いが、
より望ましくは、トナー粒径とキャリア粒径に応じて決
定される飽和トナー濃度(13〜25Wt%の範囲)に
なるように、混合室36内の混合剤11のトナー濃度を
規制板4を通過後の混合剤層10のトナー濃度よりも高
く維持できるように構成する。ここで、飽和トナー濃度
は、充分高いトナー濃度(約25Wt%)に調合した混
合剤11を投入し、搬送磁気ロール3のみを回転させた
場合に規制板4を通過後のトナー濃度として測定するこ
とができる。また、規制板4を通過後の混合剤層10の
トナー濃度が飽和値をとる理由としては、混合剤層(磁
気ブラシ)10が規制板4を通過する際に搬送可能な最
大のトナー量は、キャリア表面に静電力で吸着可能なト
ナー量、すなわち、1〜3層程度と考えられ、それ以上
がキャリアやトナーの間隙に保持されていたとしても、
磁気ブラシの回転移動や規制板4を通過する際の磁気ブ
ラシの揺動や規制板4との間に働く静電力等の作用によ
り離脱してしまうためと考えられる。従って、搬送可能
なトナー量には限界があり、その値が飽和トナー濃度に
相当するものと考えられる。従って、規制板4を通過し
た後の混合剤層10のトナー濃度をこの飽和値に設定す
れば、トナー濃度検出センサーを設置することなく(装
置構成を複雑化せずに)混合剤層10における混合比を
安定に維持できる利点が得られる。
In this embodiment, the toner concentration (Wt%: toner weight × 1) of the mixture layer 10 that has passed through the regulating plate 4
00 / carrier weight) may be set between 7 and 25 Wt% in consideration of the charge amount of the toner and the transport amount of the mixture.
More preferably, the toner concentration of the mixture 11 in the mixing chamber 36 is passed through the regulating plate 4 so that the saturation toner concentration (range of 13 to 25 Wt%) determined according to the toner particle size and the carrier particle size is obtained. It is configured to be able to maintain higher than the toner concentration of the subsequent mixture layer 10. Here, the saturated toner concentration is measured as the toner concentration after passing through the regulating plate 4 when the mixture 11 adjusted to a sufficiently high toner concentration (about 25 Wt%) is supplied and only the transport magnetic roll 3 is rotated. be able to. The reason that the toner concentration of the mixture layer 10 after passing through the regulating plate 4 takes a saturation value is that the maximum amount of toner that can be transported when the mixture layer (magnetic brush) 10 passes through the regulating plate 4 is as follows. The amount of toner that can be attracted to the carrier surface by electrostatic force, that is, about 1 to 3 layers, and even if more than that is held in the gap between the carrier and the toner,
It is considered that the magnetic brush is separated due to the rotational movement of the magnetic brush, the swing of the magnetic brush when passing through the restricting plate 4, and the effect of electrostatic force acting on the restricting plate 4. Therefore, there is a limit to the amount of toner that can be conveyed, and this value is considered to correspond to the saturated toner density. Therefore, if the toner concentration of the mixture layer 10 after passing through the regulating plate 4 is set to this saturation value, the toner concentration in the mixture layer 10 can be reduced without installing a toner concentration detection sensor (without complicating the device configuration). The advantage that the mixing ratio can be maintained stably is obtained.

【0027】また、キャリアの材質としては、トナーの
帯電や搬送作用の他に感光体1上の静電潜像を現像した
後に現像ロール2上に残存するトナーを掻き落す作用を
有することが望ましく、鉄粉キャリアがより望ましいこ
とが判った。更に、搬送磁気ロール3の磁力や周速を増
大させたり、他のトナー掻き落し手段を併用することに
より、樹脂キャリア及びフェライトキャリアも用いるこ
とができることが判った。樹脂キャリアは嵩比重1.0
〜1.6g/cm3,飽和磁化60〜80emu/gの
球形および不定形のもの、また、フェライトキャリア
は、嵩比重2.2〜2.7g/cm3,飽和磁化30か
ら95emu/gで略球形のものを用いることができ
る。
The material of the carrier desirably has a function of scraping off the toner remaining on the developing roll 2 after developing the electrostatic latent image on the photosensitive member 1 in addition to the function of charging and conveying the toner. It has been found that iron powder carriers are more desirable. Further, it has been found that a resin carrier and a ferrite carrier can be used by increasing the magnetic force and peripheral speed of the transporting magnetic roll 3 or by using other toner scraping means together. The resin carrier has a bulk specific gravity of 1.0
~1.6g / cm 3, that of spherical and amorphous saturation magnetization 60~80emu / g, also ferrite carrier has a bulk density 2.2~2.7g / cm 3, with the saturation magnetization 30 95emu / g A substantially spherical shape can be used.

【0028】更に、現像ロール2上に充分なトナー層を
形成するために、搬送磁気ロール3と現像ロール2との
間隙(第1間隙)を0.5〜1.0mmとし、搬送磁気
ロール3のバイアス電圧を高く(電位差で400v以
上)すると、現像ロール2へのキャリア付着生じ、キャ
リアの材質によっては増大する傾向が見られた。
Further, in order to form a sufficient toner layer on the developing roll 2, the gap (first gap) between the transport magnetic roll 3 and the developing roll 2 is set to 0.5 to 1.0 mm, When the bias voltage was higher (400 V or more in terms of the potential difference), the carrier adhered to the developing roll 2 and tended to increase depending on the material of the carrier.

【0029】そこで、キャリア付着とキャリア抵抗に関
する実験を行った。キャリアの抵抗値は、図6に示す構
成で測定した。すなわち、供試キャリア37を測定容器
40内に5mmの厚さに保持し、電極を兼ねた錘38に
より試料に荷重8g/cm2を加え、リード線43,4
4を、それぞれ、錘38,測定容器40の底部に絶縁材
41で区分された円板状電極(40φ)に接続し、絶縁
抵抗計42により印加電圧100V(測定電界強度20
0V/cm)を印加して抵抗値R(Ω)を測定した。更
に、測定した抵抗値R(Ω)を基に、(1)式から固有
抵抗ρ(Ωcm)を求めた。
Therefore, an experiment on carrier adhesion and carrier resistance was conducted. The resistance value of the carrier was measured with the configuration shown in FIG. That is, the test carrier 37 is held at a thickness of 5 mm in the measurement container 40, and a load of 8 g / cm 2 is applied to the sample by the weight 38 also serving as an electrode, and the lead wires 43 and 4 are applied.
4 are connected to a disc-shaped electrode (40φ) divided by an insulating material 41 at the bottom of a weight 38 and a measuring container 40, respectively.
0 V / cm) was applied to measure the resistance R (Ω). Further, based on the measured resistance value R (Ω), a specific resistance ρ (Ωcm) was obtained from the equation (1).

【0030】 ρ(Ωcm)=R(Ω)×A(cm2)/t(cm)………(1) A:電極面積(cm2) t:供試キャリアの厚さ(c
m) また、一定の印加電圧(100V)の下で、荷重が小さ
くしすぎると抵抗値にバラツキを生じ易く、また、荷重
に依存して抵抗値の変化が大きいケースがあり、荷重を
大きくしすぎるとキャリア付着との相関が取りにくくな
った。従って、本発明においては、荷重8g/cm2
対して約5%程度を許容範囲として、キャリア抵抗(固
有抵抗)を規定した。
Ρ (Ωcm) = R (Ω) × A (cm 2 ) / t (cm) (1) A: electrode area (cm 2 ) t: thickness of carrier under test (c)
m) Further, under a constant applied voltage (100 V), if the load is too small, the resistance value tends to vary, and in some cases, the resistance value changes greatly depending on the load. If too much, it becomes difficult to correlate with carrier adhesion. Therefore, in the present invention, the carrier resistance (specific resistance) is defined with an allowable range of about 5% for a load of 8 g / cm 2 .

【0031】また、キャリアの抵抗値は、ノンコートキ
ャリアの場合には、コア材の材質や表面状態や粒径に依
存するが、樹脂コートを施した場合には、更に、コート
樹脂の厚さや導電剤(例えば、カーボンや酸化チタン)
を含有させ、その導電剤の含有量を変えることにより抵
抗値を変化できることが判った。
In the case of a non-coated carrier, the resistance value of the carrier depends on the material, surface condition, and particle size of the core material. Agent (eg, carbon or titanium oxide)
And that the resistance value can be changed by changing the content of the conductive agent.

【0032】更に、現像条件としては、搬送磁気ロール
3には直径21mm,16極,550〜650ガウスの
スリーブレスマグロールを用い、現像ロール2はゴム硬
度が約20度(JIS−A)の導電性ゴムロールを肉厚
約30μmのNi電鋳スリーブに非磁性Niメッキ(厚
さ10〜15μm)を施した金属スリーブを嵌合させて
構成し、現像ロールに対する搬送磁気ロールの周速比を
2〜3に設定し、キャリア付着状況を調査した。規制板
4を通過した混合剤層10のトナー濃度に関しては、飽
和濃度18〜25(Wt%)に設定した場合は、トナー
濃度を10〜15(Wt%)に設定した場合よりもキャ
リア付着が少なめとなった。
Further, as a developing condition, a sleeveless mag roll having a diameter of 21 mm, 16 poles and 550 to 650 gauss is used as the transporting magnetic roll 3, and the developing roll 2 has a rubber hardness of about 20 degrees (JIS-A). A conductive rubber roll is formed by fitting a metal sleeve having a non-magnetic Ni plating (thickness: 10 to 15 μm) to a Ni electroformed sleeve having a thickness of about 30 μm, and the peripheral speed ratio of the transport magnetic roll to the developing roll is 2 33, and the carrier adhesion state was investigated. Regarding the toner concentration of the mixture layer 10 that has passed through the regulating plate 4, when the saturation concentration is set to 18 to 25 (Wt%), the carrier adhesion is higher than when the toner concentration is set to 10 to 15 (Wt%). It became less.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】表1は、平均粒径約80μmの7種類フェ
ライトキャリアを用い、キャリア抵抗値(固有抵抗)と
キャリア付着状態と現像ロール上のトナー層形成の状況
について調査した結果を示している。なお、トナーは、
平均粒径が11μmであって、トナー濃度は、10〜1
5(Wt%)に設定した。
Table 1 shows the results of investigations on the carrier resistance (specific resistance), the carrier adhesion state, and the formation of the toner layer on the developing roll using seven types of ferrite carriers having an average particle size of about 80 μm. The toner is
The average particle size is 11 μm, and the toner concentration is 10 to 1
5 (Wt%) was set.

【0035】表1から、(1)キャリア付着は、キャリ
ア抵抗が108より低くなると増大する傾向がある(キ
ャリアGを参照)、(2)キャリア付着を防止するに
は、キャリア抵抗を108Ωcm以上、より望ましくは
109Ωcm以上に設定することが有効である、ことが
判った。その理由は、キャリア抵抗が小さくなると、搬
送磁気ロール3に印加するバイアス電圧によりキャリア
に電荷注入が生じて該キャリアがバイアス電圧の極性と
同極性に帯電するようになり、その結果、キャリアに搬
送磁気ロール3から離れる方向に静電反発力が作用して
該キャリアの一部が現像ロール2に移行するためと推定
される。
From Table 1, it can be seen that (1) the carrier adhesion tends to increase when the carrier resistance is lower than 10 8 (see carrier G), and (2) to prevent carrier adhesion, the carrier resistance must be 10 8 It turned out that it is effective to set it to Ωcm or more, more desirably 10 9 Ωcm or more. The reason is that when the carrier resistance decreases, charge injection occurs in the carrier due to the bias voltage applied to the transporting magnetic roll 3, and the carrier is charged to the same polarity as the polarity of the bias voltage. It is presumed that an electrostatic repulsion acts in a direction away from the magnetic roll 3 and a part of the carrier moves to the developing roll 2.

【0036】(3)また、キャリア抵抗を1012Ωcm
以上に設定した場合(キャリアA)は、現像ロール2上
のトナー付着量が少なくなり、トナー層の形成が不充分
となった。これは、トナーの帯電量が高めとなることに
加えて、搬送磁気ロール3と現像ロール2との間隙(第
1間隙)に作用する現像電界が低下するためと推測され
る。
(3) The carrier resistance is set to 10 12 Ωcm.
In the case of the above setting (carrier A), the amount of toner adhered on the developing roll 2 was small, and the formation of the toner layer was insufficient. This is presumed to be due to the fact that, in addition to the increase in the charge amount of the toner, the developing electric field acting on the gap (first gap) between the transport magnetic roll 3 and the developing roll 2 is reduced.

【0037】従って、以上から、キャリア抵抗は108
Ωcm〜1012Ωcmの範囲が望ましく、更に、108
Ωcm〜5×1011Ωcmの範囲がより望ましいと判断
される。また、このような抵抗値のキャリアとしては、
鉄粉やフェライトに、前記したように、導電剤を含有し
た樹脂コートを施しコート後の抵抗値を108Ωcm乃
至1012Ωcmの範囲となるよう調整して構成すること
ができる。更にまた、コート後の抵抗値だけでなく、コ
ート前のコア材の抵抗値も108Ωcm〜1012Ωcm
の範囲となるよう調整することが安定性の面でより望ま
しい。長期の使用においてコート剤が摩耗する場合は、
コート量の減少に伴いコア材の抵抗値に近ずくようにな
るからである。コア材の抵抗値の調整は、フェライトキ
ャリアの場合はコア材の材質の選択、鉄粉キャリアの場
合はコア材の表面酸化などにより調整することができ
る。
Therefore, from the above, the carrier resistance is 10 8
Omegacm~10 12 range Ωcm is desirable, furthermore, 10 8
It is determined that the range of Ωcm to 5 × 10 11 Ωcm is more desirable. In addition, carriers having such a resistance value include:
As described above, a resin coating containing a conductive agent is applied to iron powder or ferrite, and the resistance after coating can be adjusted to be in the range of 10 8 Ωcm to 10 12 Ωcm. Furthermore, not only the resistance value after coating but also the resistance value of the core material before coating is 10 8 Ωcm to 10 12 Ωcm.
It is more desirable to adjust so as to fall within the range of stability. If the coating agent wears out over a long period of use,
This is because the resistance value of the core material comes closer to with a decrease in the coating amount. The resistance value of the core material can be adjusted by selecting the material of the core material in the case of a ferrite carrier, or by adjusting the surface oxidation of the core material in the case of an iron powder carrier.

【0038】また、搬送磁気ロール3の上部に混合剤ガ
イド板5を設け、混合剤11を規制板4と混合剤ガイド
板5によりUターンさせて下方に向かうように循環さ
せ、混合剤11と搬送磁気ロール3の上方から後方部付
近に形成されるトナー溜り9のトナーと混合するように
したところ、画像濃度,かぶり等の画質の経時的安定度
が良好となった。
Further, a mixture guide plate 5 is provided on the upper portion of the transporting magnetic roll 3, and the mixture 11 is U-turned by the regulating plate 4 and the mixture guide plate 5 so as to circulate downward so that the mixture 11 When the toner was mixed with the toner in the toner reservoir 9 formed in the vicinity of the rear portion from above the transporting magnetic roll 3, the temporal stability of image quality such as image density and fogging was improved.

【0039】このような構成の現像装置8を電子写真方
式のプリンタ装置に適用し、感光体1として有機感光体
(OPC)を用い、周速100〜400mm/secの
感光体1上にコントラスト電位が約450Vの静電潜像
を形成し、現像スリーブ2の周速を感光体周速の約1〜
約2倍とし、更に現像スリーブ2に250〜350Vの
現像バイアスを印加して反転現像を行ったところ、現像
ロール2や感光体1の外周面にキャリア付着が生じるこ
とがなく、画像濃度1.3〜1.4(O.D)を確保す
ることができた。また、長期印刷を行った場合において
も、現像ロール2へのトナーのフィルミングが発生する
ことはなかった。
The developing device 8 having such a configuration is applied to an electrophotographic printer, using an organic photoreceptor (OPC) as the photoreceptor 1 and applying a contrast potential on the photoreceptor 1 at a peripheral speed of 100 to 400 mm / sec. Forms an electrostatic latent image of about 450 V, and sets the peripheral speed of the developing sleeve 2 to about 1 to about the peripheral speed of the photosensitive member.
When reversal development was performed by applying a developing bias of 250 to 350 V to the developing sleeve 2, carrier adhesion did not occur on the developing roll 2 and the outer peripheral surface of the photoconductor 1, and the image density was 1. 3-1.4 (OD) could be secured. Further, even when long-term printing was performed, filming of the toner on the developing roll 2 did not occur.

【0040】なお、高速印刷においてトナーのフィルミ
ング発生を防止することができた理由としては、前記し
たように、現像ロール2に当接して該現像ロール2の外
周面にトナーを塗布するブレードを設けずに、磁気ブラ
シを用いて現像ロール2の外周面にトナー層を形成し、
同時に、該磁気ブラシで現像ロール2上に残存するトナ
ーを掻き落すようにしたとにより、現像ロール2上のト
ナーに加えられるストレスが軽減したためと考えられ
る。
The reason why the occurrence of filming of the toner in high-speed printing was prevented was that, as described above, the blade that contacts the developing roll 2 and applies the toner to the outer peripheral surface of the developing roll 2 was used. Without providing the toner layer on the outer peripheral surface of the developing roll 2 using a magnetic brush,
At the same time, it is considered that the stress applied to the toner on the developing roll 2 was reduced by scraping off the toner remaining on the developing roll 2 with the magnetic brush.

【0041】(第2の実施形態)図3に示す第2の実施
形態は、各色に対応させて設置する4つの作像ユニット
に前述した現像装置を適用したカラー電子写真装置であ
る。
(Second Embodiment) A second embodiment shown in FIG. 3 is a color electrophotographic apparatus in which the above-described developing device is applied to four image forming units installed corresponding to respective colors.

【0042】このカラー電子写真装置は、各色に対応し
た色のトナーを使用した4つの現像装置8−1,8−
2,8−3,8−4を4つの感光体1−1,1−2,1
−3,1−4の周囲に配置し、印刷用紙22への転写タ
イミングを考慮して露光光線24による潜像の書き込み
タイミングを設定することにより静電潜像を形成する位
置を制御し、4つの感光体1−1〜1−4の外周面に各
色に対応した静電潜像を形成すると共にこれを各現像器
8−1〜8−4により現像して各色のトナー画像を形成
し、各転写器25−1,25−2,25−3,25−4
によって印刷用紙22に順次転写して各色のトナー画像
の色重ねを行なうことによりカラー画像を形成する電子
写真装置出ある。
This color electrophotographic apparatus comprises four developing devices 8-1 and 8- using toners of colors corresponding to respective colors.
2, 8-3 and 8-4 are converted to four photoconductors 1-1, 1-2, and 1
-3, 1-4, and by setting the timing of writing the latent image by the exposure light beam 24 in consideration of the transfer timing to the printing paper 22, the position at which the electrostatic latent image is formed is controlled. Forming an electrostatic latent image corresponding to each color on the outer peripheral surface of the photoconductors 1-1 to 1-4, and developing the electrostatic latent images by developing units 8-1 to 8-4 to form toner images of each color; Transfer devices 25-1, 25-2, 25-3, 25-4
There is an electrophotographic apparatus that forms a color image by sequentially transferring toner images of each color onto a printing paper 22 and superimposing the toner images of the respective colors.

【0043】現像装置8−1〜8−4には、前述した本
発明になる現像装置を適用し、更に、後述するように、
各色の画像を検出して各色の画像濃度を制御するもので
ある。なお、図3では、4つの現像装置8−1〜8−4
のうちの1つの現像装置8−1の制御系統のみを具体的
に図示したが、他の現像装置8−2〜8−4に対しても
同様である。以下の説明は、現像装置8−1の制御系統
についてのみ行なう。
The developing devices according to the present invention described above are applied to the developing devices 8-1 to 8-4.
The image of each color is detected to control the image density of each color. In FIG. 3, four developing devices 8-1 to 8-4 are provided.
Only the control system of one of the developing devices 8-1 is specifically illustrated, but the same applies to the other developing devices 8-2 to 8-4. The following description is made only for the control system of the developing device 8-1.

【0044】現像装置8−1において、カラー画像セン
サー27は、トナー画像の濃度を検出する。このカラー
画像センサー27の検出値に基づいて、現像ロール2−
1と搬送磁気ロール3−1のバイアス電源14,15及
び回転駆動部16,17を制御するために、回転制御部
29,バイアス制御部30,画像制御部28が設けられ
ている。また、感光体1の周囲には、転写器25−1,
25−2,25−3,25−4による転写後に感光体1
−1,1−2,1−3,1−4に残存するトナーを清掃
するクリーナ26−1,26−2,26−3,26−4
が配置され、更に、最終段の転写器25−4の後方に未
定着トナー画像を印刷用紙22に熱融解して固着させる
定着器31が配置されている。
In the developing device 8-1, the color image sensor 27 detects the density of the toner image. Based on the detection value of the color image sensor 27, the developing roll 2-
A rotation control unit 29, a bias control unit 30, and an image control unit 28 are provided to control the bias power supplies 14 and 15 and the rotation driving units 16 and 17 of the magnetic roller 1 and the transport magnetic roll 3-1. Around the photoreceptor 1, a transfer unit 25-1,
Photoconductor 1 after transfer by 25-2, 25-3, 25-4
Cleaners 26-1, 26-2, 26-3, 26-4 for cleaning toner remaining in -1, 1-2, 1-3, 1-4
Further, a fixing unit 31 for fixing the unfixed toner image to the printing paper 22 by heat fusion is provided behind the final-stage transfer unit 25-4.

【0045】このような構成のカラー電子写真装置にお
いては、感光体1−1〜1−4に各色のトナー像を形成
してカラー印刷を行なう際に、現像されたトナー画像の
濃度をトナー画像センサ27により検出した結果に基づ
いて、少なくとも現像ロール2−1〜2−4と搬送磁気
ロール3−1〜3−4の間の電界または周速比の何れか
一方を制御することにより、感光体1−1〜1−4の外
周面に所望量のトナーを付着(現像)することができ、
長期印刷においても、画像濃度が低下したり変動してカ
ラー画像が劣化することがない。
In the color electrophotographic apparatus having such a configuration, when a toner image of each color is formed on the photoreceptors 1-1 to 1-4 and color printing is performed, the density of the developed toner image is determined by the toner image. By controlling at least one of the electric field or the peripheral speed ratio between the developing rolls 2-1 to 2-4 and the transport magnetic rolls 3-1 to 3-4 based on the result detected by the sensor 27, the photosensitive A desired amount of toner can be attached (developed) to the outer peripheral surface of the body 1-1 to 1-4;
Even in long-term printing, a color image does not deteriorate due to a decrease or fluctuation in image density.

【0046】(第3の実施の形態)図4に示す第3の実
施形態は、前述した第1の実施形態に対して、搬送磁気
ロール3とトナー溜り9との間に、混合剤ガイド板5と
接触または近接する第2の搬送ロール(スポンジロール
または回転ブラシなど)32を付加し、この第2の搬送
ロール32の外周面にトナー層を形成すると共に移動す
る混合剤11(図4の矢印で示すようにガイド板5に沿
っ混合室36内を移動する混合剤または搬送磁気ロール
3に吸着して移動する混合剤11)と強制的に接触させ
るようにした現像装置である。
(Third Embodiment) A third embodiment shown in FIG. 4 is different from the first embodiment in that a mixture guide plate is provided between the transport magnetic roll 3 and the toner reservoir 9. A second transport roll (such as a sponge roll or a rotating brush) 32 that contacts or approaches the second transport roll 5 is added, and a toner layer is formed on the outer peripheral surface of the second transport roll 32 and the mixture 11 that moves (see FIG. This is a developing device forcibly brought into contact with the mixture moving in the mixing chamber 36 along the guide plate 5 or the mixture 11) adsorbed and moved on the transport magnetic roll 3 as shown by an arrow.

【0047】この第3の実施形態によれば、第1の実施
の形態と比較して、かぶりが低減する効果が得られた。
According to the third embodiment, an effect of reducing fog is obtained as compared with the first embodiment.

【0048】(第4の実施の形態)この第3の実施形態
における現像装置は、前述した第3の実施形態における
第2の搬送ロール32の代わりに、図5に示すように、
第2の撹拌部材33(撹拌羽根やスクリュウオーガな
ど)を設け、トナー溜り9のトナーと混合剤11とを強
制的に混合させるようにした構成である。
(Fourth Embodiment) As shown in FIG. 5, the developing device of the third embodiment is different from the developing device of the third embodiment in place of the second transport roll 32 of the third embodiment.
A second stirring member 33 (such as a stirring blade or a screw auger) is provided to forcibly mix the toner in the toner reservoir 9 and the mixture 11.

【0049】この現像装置も、長期印刷においても画像
濃度ムラが発生することがなく、且つかぶりが低減する
効果が得られた。
This developing device also had the effect of preventing image density unevenness from occurring even during long-term printing and reducing fog.

【0050】なお、第2の撹拌部材33としては、トナ
ー溜り8のトナーや混合室36の混合剤をほぐす作用を
有する部材、例えば、回転する細線や薄い平板等も用い
ることができる。
As the second stirring member 33, a member having an action of loosening the toner in the toner reservoir 8 and the mixture in the mixing chamber 36, for example, a rotating thin wire or a thin flat plate can be used.

【0051】(第5の実施の形態)この第5の実施形態
における現像装置は、図5に示すように、前述した第4
の実施形態におけ現像装置において、更に、搬送方向
(軸方向における)の異なる2本のスクリュウオーガ3
4,35を設置したものである。この実施形態では、長
期印刷において、軸方向における画像の濃度にむらが発
生することがなく、且つ、かぶりがさらに低減する効果
が得られた。
(Fifth Embodiment) As shown in FIG. 5, the developing device in the fifth embodiment
In the developing device according to the embodiment, further, two screw augers 3 having different conveying directions (in the axial direction) are further provided.
4, 35 are installed. In this embodiment, during long-term printing, there was obtained an effect that the density of the image in the axial direction did not become uneven and the fog was further reduced.

【0052】(第6の実施の形態)前記した第1〜第5
の実施形態においては、搬送磁気ロールにより現像ロー
ルにトナーのみの層を形成し、この現像ロールにより感
光体上の静電潜像を現像する例を示したが、搬送磁気ロ
ールに形成した混合剤層(磁気ブラシ)により感光体1
を摺擦して静電潜像を現像するようにすることができ
る。OPC感光体の周速を約150〜200mm/se
c,搬送磁気ロールの周速をOPC感光体の周速の1.
5〜5.0倍,磁気搬送ロールと感光体の間の間隙を
0.5〜1.0mmとし、搬送磁気ロール及び規制板に
−300〜−900Vのバイアス電圧を印加するように
構成する。また、トナー平均粒径を8〜10μm,キャ
リア平均粒径を約80〜100μmとしてトナー濃度を
12〜18%に設定する。磁気ロールは、直径20〜4
0mm,16〜64極,500〜800Gの多極着磁体
を用いた。
(Sixth Embodiment) The first to fifth embodiments described above
In the embodiment, an example in which a layer of only toner is formed on a developing roll by a transport magnetic roll and an electrostatic latent image on a photoreceptor is developed by the developing roll has been described. Photoconductor 1 by layer (magnetic brush)
To develop the electrostatic latent image. The peripheral speed of the OPC photoreceptor is about 150 to 200 mm / sec.
c. The peripheral speed of the transporting magnetic roll is set to 1.
The configuration is such that the gap between the magnetic transport roll and the photoconductor is 0.5 to 1.0 mm, and a bias voltage of -300 to -900 V is applied to the transport magnetic roll and the regulating plate. The toner average particle diameter is set to 8 to 10 μm, the carrier average particle diameter is set to about 80 to 100 μm, and the toner concentration is set to 12 to 18%. The magnetic roll has a diameter of 20 to 4
A multi-pole magnetized body of 0 mm, 16 to 64 poles, and 500 to 800 G was used.

【0053】このような実施形態においても、キャリア
抵抗は108Ωcm〜1012Ωcmの範囲に設定するこ
とにより、充分な画像濃度1.3(O.D)を得ると共
に混合剤層(磁気ブラシ)から感光体にキャリアが移行
して該感光体の外周面上にキャリアが付着するのを防止
することができる効果が得られた。
Also in such an embodiment, by setting the carrier resistance in the range of 10 8 Ωcm to 10 12 Ωcm, a sufficient image density of 1.3 (OD) can be obtained and the mixture layer (magnetic brush) can be obtained. ), The effect of preventing the carrier from migrating to the photoreceptor and adhering to the outer peripheral surface of the photoreceptor was obtained.

【0054】[0054]

【発明の効果】キャリアとトナーの混合剤を用い、搬送
磁気ロールに吸着させて現像ロールの外周面を摺擦する
ことにより該現像ロールの外周面にトナー層のみを形成
して感光体上の静電潜像を現像する現像装置において、
前記キャリアの電気抵抗値を108〜1011Ωcmとす
ることにより、現像ロールへのキャリア付着を防止する
ことができ、且つ、長期の高速印刷を行っても現像ロー
ルの外周面にトナーのフィルミングが発生するのを防止
することができる。
According to the present invention, a mixture of a carrier and a toner is used to attract a magnetic roll to a carrier and rub the outer circumferential surface of the developing roll to form only a toner layer on the outer circumferential surface of the developing roll. In a developing device for developing an electrostatic latent image,
By setting the electric resistance value of the carrier to 10 8 to 10 11 Ωcm, it is possible to prevent the carrier from adhering to the developing roll, and to fill the outer peripheral surface of the developing roll with the toner even after long-term high-speed printing. It is possible to prevent occurrence of ming.

【0055】また、搬送磁気ロールに保持した混合剤層
(磁気ブラシ)により感光体を摺擦して該感光体上の静
電潜像を現像する現像装置としても、前述したようなキ
ャリアとすることにより、感光体へのキャリア付着を防
止することができる効果がある。
Further, a carrier as described above is also used as a developing device for developing an electrostatic latent image on the photoconductor by rubbing the photoconductor with a mixture layer (magnetic brush) held on a conveying magnetic roll. This has the effect of preventing the carrier from adhering to the photoreceptor.

【0056】更に、このような現像装置を適用した高速
カラー電子写真装置においては、感光体あるいは現像ロ
ールへのキャリア付着を防止すると共に画像濃度の変動
を防止することができるので鮮明なカラー画像を安定に
確保できる効果がある。
Further, in a high-speed color electrophotographic apparatus to which such a developing device is applied, it is possible to prevent a carrier from adhering to a photoreceptor or a developing roll and to prevent a change in image density. There is an effect that can be secured stably.

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

【図1】本発明の第1の実施形態である現像装置の縦断
側面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional side view of a developing device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】従来の現像装置の縦断側面図である。FIG. 2 is a vertical sectional side view of a conventional developing device.

【図3】本発明の第2の実施形態であるカラー電子写真
装置の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a color electrophotographic apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態である現像装置の一部
分の縦断側面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional side view of a part of a developing device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4及び第5の実施形態である現像装
置の一部分の縦断側面図である。
FIG. 5 is a vertical sectional side view of a part of a developing device according to fourth and fifth embodiments of the present invention.

【図6】キャリアの抵抗値測定状態に関する説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram relating to a measurement state of a resistance value of a carrier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…感光体、 2…現像ロール、 3…搬送磁気ロー
ル、 4…規制板、 5…混合剤ガイド板、 6…トナ
ーホッパー、7…撹拌羽根、8…現像装置、9…トナー
溜り、10…混合剤層、11…混合剤。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photoconductor, 2 ... Development roll, 3 ... Conveying magnetic roll, 4 ... Regulator plate, 5 ... Mixture guide plate, 6 ... Toner hopper, 7 ... Stirring blade, 8 ... Developing device, 9 ... Toner pool, 10 ... Mixture layer, 11 ... mixture.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G03G 9/10 361 (72)発明者 嶋崎 譲 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 福地 久仁夫 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FIG03G 9/10 361 (72) Inventor Joru Shimazaki 7-1-1, Omikamachi, Hitachi City, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kunio Fukuchi 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】磁気ロールに吸着させたキャリアとトナー
の混合剤層で現像ロールの外周面を摺擦して該外周面に
トナー層を形成し、該トナー層を感光体に接触させるこ
とにより該感光体表面の静電潜像を現像する現像装置に
おいて、 前記キャリアの抵抗値を108〜1012Ωcmとしたこ
とを特徴とする現像装置。
An outer peripheral surface of a developing roll is rubbed with a mixture layer of carrier and toner adsorbed on a magnetic roll to form a toner layer on the outer peripheral surface, and the toner layer is brought into contact with a photoreceptor. A developing device for developing an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor, wherein the resistance value of the carrier is set to 10 8 to 10 12 Ωcm.
【請求項2】請求項1において、前記混合剤は、飽和ト
ナー濃度としたことを特徴とする現像装置。
2. The developing device according to claim 1, wherein said mixture has a saturated toner concentration.
【請求項3】請求項1または2において、前記キャリア
は、抵抗値が108〜1012Ωcmフェライト粉コア材
に導電剤を含有する樹脂コートを施して構成したことを
特徴とする現像装置。
3. The developing device according to claim 1, wherein the carrier is formed by applying a resin coating containing a conductive agent to a ferrite powder core material having a resistance value of 10 8 to 10 12 Ωcm.
【請求項4】請求項1または2において、前記キャリア
は、鉄粉コア材表面に酸化皮膜を形成して該コア材の抵
抗値を108〜1012Ωcmに調整した後に更に導電剤
を含有する樹脂コートを施して構成したことを特徴とす
る現像装置。
4. The carrier according to claim 1, wherein the carrier further comprises a conductive agent after forming an oxide film on the surface of the iron powder core material and adjusting the resistance value of the core material to 10 8 to 10 12 Ωcm. A developing device characterized in that the developing device is formed by applying a resin coat.
【請求項5】請求項1または2において、前記磁気ロー
ルの上部に該磁気ロールに対向して設置された規制板
と、この規制板により規制された混合剤を案内して該磁
気ロールの後方に向けて循環させる混合剤ガイド板を設
け、循環する混合剤を磁気ロールの後方に供給されたト
ナーと混合させるようにしたことを特徴とする現像装
置。
5. The magnetic roll according to claim 1, wherein a restricting plate is provided above the magnetic roll so as to face the magnetic roll, and a mixture regulated by the restricting plate is guided to the rear of the magnetic roll. A mixture guide plate circulating toward the magnetic roller, and mixing the circulating mixture with the toner supplied behind the magnetic roll.
【請求項6】請求項1〜5の1項において、前記磁気ロ
ールは、磁極数が8〜64極、磁極部の磁力が400〜
800ガウスの範囲に設定された多極着磁の磁石体であ
ることを特徴とする現像装置。
6. The magnetic roll according to claim 1, wherein the magnetic roll has 8 to 64 magnetic poles and the magnetic force of the magnetic pole portion is 400 to 500.
A developing device comprising a multi-pole magnetized magnet set in a range of 800 Gauss.
【請求項7】請求項1〜5の1項において、前記現像ロ
ールは、金属スリーブ内に弾性ロールを嵌合させて構成
したことを特徴とする現像装置。
7. A developing device according to claim 1, wherein said developing roll is formed by fitting an elastic roll into a metal sleeve.
【請求項8】請求項7において、前記現像ロールと磁気
ロールの間に形成される第1間隙と前記規制板と磁気ロ
ールの間に形成される第2間隙との差の絶対値を0〜
0.2mmの範囲に設定したことを特徴とする現像装
置。
8. The method according to claim 7, wherein the absolute value of the difference between the first gap formed between the developing roll and the magnetic roll and the second gap formed between the regulating plate and the magnetic roll is 0 to 10.
A developing device characterized in that it is set in a range of 0.2 mm.
【請求項9】請求項1〜5の1項において、前記磁気ロ
ールの周速と現像ロールの周速との比を1.50〜5.
0の範囲に設定したことを特徴とする現像装置。
9. The method according to claim 1, wherein the ratio of the peripheral speed of the magnetic roll to the peripheral speed of the developing roll is 1.50 to 5.
A developing device characterized by being set to a range of 0.
【請求項10】請求項1〜5の1項において、前記現像
ロールに印加するバイアス電圧は、直流電圧と交流電圧
を重畳したものであることを特徴とする現像装置。
10. The developing device according to claim 1, wherein the bias voltage applied to the developing roll is obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage.
【請求項11】キャリアとトナーを混合した混合剤を磁
気ロールに吸着して磁気ブラシ形成し、この磁気ブラシ
で感光体を摺擦して現像を行う現像装置において、前記
磁気ロールは、磁極数が16〜64極,磁極部の磁力が
500〜800ガウスの範囲に設定された多極着磁の磁
石体であり、 前記キャリアの抵抗値を108〜1012Ωcmとしたこ
とを特徴とする現像装置。
11. A developing device for forming a magnetic brush by adsorbing a mixture obtained by mixing a carrier and a toner on a magnetic roll, and rubbing a photosensitive member with the magnetic brush for development. Is a multi-pole magnetized magnet body having 16 to 64 poles and the magnetic force of the magnetic pole part set to a range of 500 to 800 Gauss, wherein the resistance value of the carrier is 10 8 to 10 12 Ωcm. Developing device.
【請求項12】請求項11において、前記混合剤は、飽
和トナー濃度としたことを特徴とする現像装置。
12. The developing device according to claim 11, wherein said mixture has a saturated toner concentration.
【請求項13】請求項11または12において、前記キ
ャリアは、抵抗値が108〜1012Ωcmフェライト粉
コア材に導電剤を含有する樹脂コートを施して構成した
ことを特徴とする現像装置。
13. The developing device according to claim 11, wherein the carrier is formed by applying a resin coat containing a conductive agent to a ferrite powder core material having a resistance value of 10 8 to 10 12 Ωcm.
【請求項14】請求項11または12において、前記キ
ャリアは、鉄粉コア材表面に酸化皮膜を形成して該コア
材の抵抗値を108〜1012Ωcmに調整した後に更に
導電剤を含有する樹脂コートを施して構成したことを特
徴とする現像装置。
14. The carrier according to claim 11, wherein the carrier further contains a conductive agent after forming an oxide film on the surface of the iron powder core material and adjusting the resistance value of the core material to 10 8 to 10 12 Ωcm. A developing device characterized in that the developing device is formed by applying a resin coat.
【請求項15】請求項11または12において、前記磁
気ロールの上部に該磁気ロールに対向して設置された規
制板と、この規制板により規制された混合剤を案内して
該磁気ロールの後方に向けて循環させる混合剤ガイド板
を設け、循環する混合剤を磁気ロールの後方に供給され
たトナーと混合させるようにしたことを特徴とする現像
装置。
15. The magnetic roll according to claim 11, wherein a regulating plate is provided above the magnetic roll so as to face the magnetic roll, and a mixture regulated by the regulating plate is guided to the rear of the magnetic roll. A mixture guide plate circulating toward the magnetic roller, and mixing the circulating mixture with the toner supplied behind the magnetic roll.
【請求項16】各色に対応した混合剤をそれぞれ収納す
る複数の現像装置を複数の感光体の周囲に配置し、感光
体の1または複数回転により各色に対応した複数の潜像
を形成すると共に複数の現像装置により現像して複数色
のトナー画像を該感光体上に形成する工程を実行するカ
ラー電子写真装置において、 前記複数の現像装置に請求項1〜13の1項に記載の現
像装置を適用し、各色のトナー画像に基づいて少なくと
も現像ロールと磁気ロールの間の電界または周速比の何
れか一方を制御するようにしたことを特徴とするカラー
電子写真装置。
16. A plurality of developing devices each containing a mixture corresponding to each color are arranged around a plurality of photoconductors, and a plurality of latent images corresponding to each color are formed by one or more rotations of the photoconductor. 14. A color electrophotographic apparatus for executing a step of forming a plurality of color toner images on the photosensitive member by developing with a plurality of developing devices, wherein the plurality of developing devices are provided. A color electrophotographic apparatus wherein at least one of an electric field or a peripheral speed ratio between a developing roll and a magnetic roll is controlled based on a toner image of each color.
【請求項17】各色に対応した混合剤をそれぞれ収納す
る複数の現像装置を複数の感光体の周囲に配置し、感光
体の1または複数回転により各色に対応した複数の潜像
を形成すると共に複数の現像装置により現像して複数色
のトナー画像を該感光体上に形成する工程を実行するカ
ラー電子写真装置において、 前記複数の現像装置に請求項11〜15の1項に記載の
現像装置を適用たことを特徴とするカラー電子写真装
置。
17. A plurality of developing devices each containing a mixture corresponding to each color are arranged around a plurality of photoconductors, and a plurality of latent images corresponding to each color are formed by one or more rotations of the photoconductor. 16. A color electrophotographic apparatus for performing a step of forming a plurality of color toner images on the photosensitive member by developing with a plurality of developing devices, wherein the plurality of developing devices are provided. A color electrophotographic apparatus characterized by applying the above.
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