JPH1048958A - Developing device - Google Patents

Developing device

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Publication number
JPH1048958A
JPH1048958A JP8216038A JP21603896A JPH1048958A JP H1048958 A JPH1048958 A JP H1048958A JP 8216038 A JP8216038 A JP 8216038A JP 21603896 A JP21603896 A JP 21603896A JP H1048958 A JPH1048958 A JP H1048958A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
magnetic
latent image
developer
image carrier
Prior art date
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Pending
Application number
JP8216038A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Migaku Aoshima
琢 青島
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPH1048958A publication Critical patent/JPH1048958A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the attachment of an isolated carrier generated near the surface of a latent image carrier effectively. SOLUTION: This developing device furnishes a developer carrier in which a magnetic field generating means 23 arraying plural magnetic poles in a nonmagnetic sleeve 22 of the outer diameter 10 to 20mm and the rotary speed 375 to 540mm/sec is fixed and set, a two-component developer G is carried on this developer carrier 21, and an alternating electric field is applied between a latent image carrier 1 and the developer carrier 21 so as to carry out a magnetic brush development. In this case, near the surface of the latent image carrier 1 near the outlet of a developing nip area A, a magnetic field with the radius direction component Br of the magnetic flux more than 68.2mT, and the rate of change in the sleeve rotation direction of the sleeve rotation direction component Bt of the magnetic flux is more than 0.163T/rad, is operated, or a magnetic field in which the index Fr of the radius direction component of a magnetic adsorption force operating to the carrier is more than 2.92, and its direction is toward the center of the developer carrier 21, is operated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式の
複写装置あるいはプリンタなどの画像形成装置において
用いられる現像装置に係り、特に、現像剤担持体上に磁
気ブラシの現像剤層を形成し、潜像担持体と現像剤担持
体の間に交番電界を印加して潜像担持体上の潜像を現像
する現像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, and more particularly to a developing device for forming a developer layer of a magnetic brush on a developer carrier. The present invention relates to a developing device that applies an alternating electric field between a latent image carrier and a developer carrier to develop a latent image on the latent image carrier.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式を用いた画像形成装
置において、磁気ブラシ現像装置が広く用いられてい
る。この現像装置において、円筒状の非磁性スリーブ内
に複数の磁極を配列した磁石ロールが固定設置された現
像剤担持体(現像ロール)を使用し、画質や現像性を向
上させるために潜像担持体と現像剤担持体の間に交番電
界を印加するものが知られている。このような現像装置
においては、交番電界印加のためにトナーを潜像担持体
に向かって移動させる電界が作用する場合と、潜像担持
体から現像剤担持体に向かって移動させる電界が作用す
る場合とが存在する。すなわち、トナーとは逆極性のキ
ャリアを潜像担持体に向かって移動させる電界が作用す
る場合が存在する。このため、潜像担持体に対するキャ
リア付着が発生し、画像欠陥を生じる懸念がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic system, a magnetic brush developing device has been widely used. This developing device uses a developer carrier (developing roll) in which a magnet roll having a plurality of magnetic poles arranged in a cylindrical non-magnetic sleeve is fixedly installed, and a latent image carrying member is provided to improve image quality and developability. There is known one in which an alternating electric field is applied between a developer and a developer carrier. In such a developing device, an electric field for moving the toner toward the latent image carrier acts to apply an alternating electric field, and an electric field for moving the toner from the latent image carrier toward the developer carrier acts. The case exists. That is, there is a case where an electric field acts to move a carrier having a polarity opposite to that of the toner toward the latent image carrier. For this reason, there is a concern that carrier adhesion to the latent image carrier occurs and image defects occur.

【0003】このような技術的課題を解決するために、
従来にあっては、低磁力で小径スリーブ(20mm以
下)を使用する時、磁束密度の半径方向成分と回転方向
成分の大きさの関係および半径方向成分のピークの位置
を規定することで、キャリア付着や現像剤の飛翔を抑制
したものが既に提案されている(例えば特開平4−86
870号公報、特開平4−86873号公報および特開
平4−278974号公報参照)。また、小径化したキ
ャリアを使用した場合、さらにキャリア付着が発生しや
すくなるため、磁気力を磁束密度の半径方向の変化率に
関係するものとし、磁気力のピーク値と現像主極のピー
クの位置とを規定することによってキャリア付着と画像
のガサツキを防止するようにしたものも提案されている
(例えば特開平3−4262号公報参照)。さらに、半
径方向と回転方向との合成磁界ベクトルが現像極中心か
ら45°以内で、現像極放射方向磁力より大きくするよ
う規定することによってキャリア付着を防止するように
したものも提案されている(例えば特公平6−9315
3号公報参照)。
In order to solve such a technical problem,
Conventionally, when a small-diameter sleeve (20 mm or less) is used with a low magnetic force, the carrier is determined by defining the relationship between the magnitude of the radial component and the rotational component of the magnetic flux density and the position of the peak of the radial component. A device that suppresses the adhesion and the flying of the developer has already been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-86).
870, JP-A-4-86873 and JP-A-4-278974). In addition, when a carrier having a small diameter is used, carrier adhesion is more likely to occur, so that the magnetic force is related to the change rate of the magnetic flux density in the radial direction, and the peak value of the magnetic force and the peak of the developing main pole are determined. There has also been proposed a device in which the position is specified to prevent carrier adhesion and image roughness (for example, see JP-A-3-4262). Further, there has been proposed an arrangement in which the combined magnetic field vector in the radial direction and the rotation direction is set to be larger than the magnetic force in the developing pole radial direction within 45 ° from the center of the developing pole to prevent carrier adhesion ( For example, Tokuhei 6-9315
No. 3).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、潜像担
持体表面のバックグラウンド部に対して発生するキャリ
ア付着は、バックグラウンド部電位とスリーブのバイア
スの直流成分の差が大きい時には略チェーン状または複
数のキャリアが一か所にかたまって発生するが、バック
グラウンド部電位とスリーブのバイアスの直流成分の差
が小さい場合には一つ一つのキャリアが不規則に孤立し
て発生する場合がある。後者の場合、チェーンの先端部
からキャリアが引き離されてキャリア付着となっている
と考えられる。このため、従来例の方法、装置において
は小径スリーブを高回転速度で使用した場合、孤立した
キャリア付着が発生することがあった。
However, when the difference between the potential of the background portion and the DC component of the bias of the sleeve is large, the carrier adherence to the background portion on the surface of the latent image carrier is substantially chain-like or plural. Are generated in one place, but when the difference between the background portion potential and the DC component of the bias of the sleeve is small, each carrier may be generated in an irregularly isolated manner. In the latter case, it is considered that the carrier is separated from the tip of the chain and is attached to the carrier. For this reason, in the conventional method and apparatus, when a small-diameter sleeve is used at a high rotation speed, isolated carrier adhesion may occur.

【0005】このとき、チェーン状のキャリア付着や現
像剤の飛散を抑制するためには現像極の磁束密度を大き
くし磁気吸引力を高める方法が考えられるが、現像剤担
持体の小径化に対応しにくく、特殊な磁性材料を必要と
するため装置の小型化やコストダウンが難しくなる。ま
た、現像極をシャープにして磁気吸引力を高める方法が
考えられるが、特に小型の現像剤担持体を使用する場
合、現像極をシャープにすることにより磁束密度が得に
くくなるため、磁気吸引力が低くなってしまう。このた
め、磁束密度を大きくする場合と同様に装置の小型化や
コストダウンが難しくなる。さらに、単にスリーブ上で
の磁気吸引力の向上が、潜像担持体表面付近で発生して
いる孤立したキャリア付着に対して必ずしも効果がある
とは言えない。
At this time, in order to suppress the adhesion of the carrier in the form of a chain and the scattering of the developer, it is conceivable to increase the magnetic flux density of the developing pole to increase the magnetic attraction force. It is difficult to reduce the size and cost of the apparatus because a special magnetic material is required. A method of increasing the magnetic attractive force by sharpening the developing pole can be considered. Particularly, when a small developer carrier is used, it is difficult to obtain a magnetic flux density by sharpening the developing pole. Will be lower. This makes it difficult to reduce the size and cost of the device, as in the case of increasing the magnetic flux density. Further, simply improving the magnetic attraction force on the sleeve is not always effective for the isolated carrier adhesion occurring near the surface of the latent image carrier.

【0006】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ためになされたものであって、潜像担持体表面付近で発
生している孤立したキャリア付着を有効に防止すること
ができる現像装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned technical problem, and has an object to provide a developing device capable of effectively preventing isolated carrier adhesion occurring near the surface of a latent image carrier. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、潜像担持体
表面付近で発生している孤立したキャリア付着現象を分
析したところ、潜像担持体表面の近傍で、特に現像剤が
潜像担持体を摺擦する領域(現像ニップ領域)の最下流
部付近で孤立したキャリア付着が生じていることが判明
した。この事実に基づいて、本発明者は、上述したキャ
リア付着を有効に回避するには、現像ニップ領域の最下
流部付近に十分な磁気吸引力を作用させる必要があると
いう知見を得て、本発明を案出するに至った。
The inventor of the present invention has analyzed the isolated carrier adhesion phenomenon occurring near the surface of the latent image carrier, and found that the developer, especially the developer, is located near the surface of the latent image carrier. It was found that isolated carrier adhesion occurred near the most downstream portion of the area where the carrier was rubbed (the development nip area). Based on this fact, the present inventor has found that it is necessary to apply a sufficient magnetic attraction force near the most downstream portion of the development nip region in order to effectively avoid the above-mentioned carrier adhesion. I came up with the invention.

【0008】すなわち、本発明は、上記の課題を解決す
るために、小型現像剤担持体を高回転速度で使用した場
合であって、潜像担持体表面近傍の現像ニップ最下流部
付近における磁束密度の大きさ、変化率を規定して効率
的に磁気吸引力を得ることにより、キャリア付着を防止
するための現像装置を提供するものである。
That is, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a case where a small developer carrier is used at a high rotation speed, and a magnetic flux near the most downstream portion of a developing nip near the surface of a latent image carrier. An object of the present invention is to provide a developing device for preventing carrier adhesion by efficiently obtaining a magnetic attraction force by defining the magnitude of the density and the rate of change.

【0009】より具体的に述べると、本発明は、図1に
示すように、潜像担持体1に対向するとともに、潜像担
持体1との対向位置にて潜像担持体1と同じ方向に回転
する外径10〜20mmでかつ周速375〜540mm
/secの非磁性スリーブ22内に複数の磁極を配列し
た磁界発生手段23が固定設置された現像剤担持体21
を備え、この現像剤担持体21上に磁性キャリアCと非
磁性トナーTとよりなる二成分現像剤Gを担持させ、潜
像担持体1と現像剤担持体21との間に交番電界を印加
して磁気ブラシ現像を行う現像装置において、現像ニッ
プ領域A出口付近の潜像担持体1表面近傍には、磁束密
度の半径方向成分Brが68.2(mT)以上、磁束密
度のスリーブ回転方向成分Btのスリーブ回転方向の変
化率が0.163(T/rad)以上である磁界を作用
させることを特徴とするものである。
More specifically, as shown in FIG. 1, the present invention faces the latent image carrier 1 and at the position facing the latent image carrier 1 in the same direction as the latent image carrier 1. 10-20mm outer diameter and 375-540mm peripheral speed
Developer carrier 21 in which a magnetic field generating means 23 in which a plurality of magnetic poles are arranged is fixedly installed in a non-magnetic sleeve 22 at a speed of / sec.
A two-component developer G comprising a magnetic carrier C and a non-magnetic toner T is carried on the developer carrier 21, and an alternating electric field is applied between the latent image carrier 1 and the developer carrier 21. In the developing device for performing the magnetic brush development, the radial component Br of the magnetic flux density is 68.2 (mT) or more in the rotational direction of the sleeve near the surface of the latent image carrier 1 near the exit of the developing nip area A. A magnetic field having a rate of change of the component Bt in the sleeve rotation direction of 0.163 (T / rad) or more is applied.

【0010】また、別の見方をすれば、本発明は、図1
に示すように、現像ニップ領域A出口付近の潜像担持体
1表面近傍には、キャリアにはたらく磁気吸引力の半径
方向成分の指標Frが2.92以上で現像剤担持体21
の中心に向かう向きである磁界を作用させることを特徴
とするものである。
From another point of view, the present invention relates to FIG.
As shown in the figure, in the vicinity of the surface of the latent image carrier 1 near the exit of the development nip area A, the index Fr of the radial component of the magnetic attractive force acting on the carrier is 2.92 or more and the developer carrier 21
Characterized by applying a magnetic field in a direction toward the center.

【0011】次に、上述した技術的手段の作用について
説明する。潜像担持体1に不要なキャリアCが付着して
転写領域まで搬送され、画像欠陥が生じることを効果的
に抑制できる。これは、以下のような理由によるものと
考えられる。主にキャリア付着の発生しやすさに関係し
ている力として、潜像担持体1と現像剤担持体21との
間に印加した電界による静電的な力、スリーブ22の回
転による遠心力、スリーブ22上での磁気吸引力などが
考えられる。
Next, the operation of the above technical means will be described. It is possible to effectively prevent the unnecessary carrier C from adhering to the latent image carrier 1 and being transported to the transfer area, thereby causing image defects. This is considered to be due to the following reasons. The forces mainly related to the easiness of carrier adhesion include electrostatic force due to an electric field applied between the latent image carrier 1 and the developer carrier 21, centrifugal force due to rotation of the sleeve 22, A magnetic attraction force on the sleeve 22 may be considered.

【0012】ここで、画像形成装置の小型化にともな
い、現像剤担持体21が小径化されると、遠心力が大き
くなる。このため、スリーブ22の回転速度が大きくな
るほど、また、スリーブ22の半径rが小さくなるほど
キャリアの付着が顕著になる。これは、遠心力が増加し
ているためであり、しかも、現像ニップ領域Aの最下流
部P1でのスリーブ22と潜像担持体1とのギャップが
拡大し、磁界が及びにくくなるためである。このことか
ら、現像ニップ領域Aの最下流部P1において、十分な
磁気吸引力を及ぼせばキャリア付着を防止できると考え
られる。
Here, when the diameter of the developer carrying member 21 is reduced with the downsizing of the image forming apparatus, the centrifugal force increases. For this reason, as the rotational speed of the sleeve 22 increases and the radius r of the sleeve 22 decreases, the adhesion of the carrier becomes remarkable. This is because the centrifugal force has increased, and the gap between the sleeve 22 and the latent image carrier 1 at the most downstream portion P1 of the development nip area A has increased, making it difficult for the magnetic field to spread. is there. Therefore, in the most downstream portion P 1 of the developing nip region A, it is contemplated that carrier adhesion can be prevented if Oyobose sufficient magnetic attraction force.

【0013】磁気吸引力は、数1で表されるように、磁
束密度ベクトル=(Br,Bt)との変化率に関係
している。
The magnetic attraction force is related to the magnetic flux density vector B = (Br, Bt) and the rate of change of B , as expressed by Equation 1.

【0014】[0014]

【数1】 (Equation 1)

【0015】そして、現像ニップ領域Aの最下流部P1
における磁束密度と磁束密度のスリーブ半径方向および
スリーブ回転方向の変化率に着目し、キャリア付着量の
関係を調べたところ、図2,図3に示すような結果が得
られた。尚、測定器はADS社製のものを使用した。図
2,図3によれば、磁束密度の半径方向成分Br
(P1)と磁束密度のスリーブ回転方向成分Bt(P1
の半径方向の変化率(ΔBt/Δφ)に関係してキャリ
ア付着が発生していることが分かった。
Then, the most downstream portion P 1 of the development nip area A
Attention was paid to the magnetic flux density and the rate of change of the magnetic flux density in the sleeve radial direction and the sleeve rotation direction, and the relationship between the carrier adhesion amounts was examined. The results shown in FIGS. 2 and 3 were obtained. The measuring device used was manufactured by ADS. According to FIGS. 2 and 3, the radial component Br of the magnetic flux density
(P 1 ) and the component Bt (P 1 ) in the sleeve rotation direction of the magnetic flux density
It has been found that carrier adhesion has occurred in relation to the rate of change in the radial direction (ΔBt / Δφ).

【0016】ただし、半径方向の変化率は、現像剤の無
い状態でスリーブ22から50μmずつ離した位置での
磁束密度の測定を行い、磁束密度の変化率をもとめた。
ここで、スリーブ22回転方向には0.36°ずつ回転
させて磁束密度の測定を行っており、変化率は算出点を
はさむ2点の差分により求めた。ここでの座標は、スリ
ーブ回転中心OMを原点とし、OMから遠ざかる向きを正
の向きとするとする半径方向軸と、スリーブ回転方向を
正の向きとする回転方向軸からなる円筒座標とした。
However, the rate of change in the radial direction was measured by measuring the magnetic flux density at a position 50 μm away from the sleeve 22 in the absence of the developer, and the rate of change of the magnetic flux density was determined.
Here, the magnetic flux density is measured by rotating the sleeve 22 by 0.36 ° in the rotation direction, and the rate of change was determined by the difference between two points sandwiching the calculation point. Here coordinates, the sleeve rotation center O M as the origin, and the direction away from the O M and radial axis to the positive direction, and cylindrical coordinates consisting rotational axis of the sleeve rotation direction as a positive direction .

【0017】また、数1は数2のように書き換えられ、
これは磁気吸引力に比例した指標として考えられる。
Equation (1) is rewritten as equation (2).
This can be considered as an index proportional to the magnetic attraction.

【0018】[0018]

【数2】 (Equation 2)

【0019】ここでは、現像ニップ領域Aの最下流部P
1における磁気吸引力に着目し、上記の測定結果を数2
に適用したところ、図4のようにキャリア付着と関係が
あることが分かった。このように、現像ニップ領域Aの
最下流部P1に必要な磁束密度とその変化率を作用させ
ることによりキャリア付着を防止できることが分かっ
た。
Here, the most downstream portion P of the development nip region A
Paying attention to the magnetic attraction force in 1,
As a result, it was found that there was a relationship with carrier adhesion as shown in FIG. Thus, it was found that the carrier attachment can be prevented by the action of magnetic flux density required for the most downstream portion P 1 and the change rate of the development nip area A.

【0020】ここでは、重量平均粒径が30〜80μm
のフェライト粒子に樹脂コーティングしたキャリアと、
重量平均粒径10μm以下の非磁性トナーよりなる二成
分現像剤を使用し、スリーブ22によって400g/m
2〜800g/m2だけ搬送した。このとき、現像ニップ
領域Aの最下流部P1位置はスリーブ22と潜像担持体
1の最近接位置から約1mm〜2mm下流側であること
が観察によってわかった。ただし、観察は画像形成後の
スリーブ22上であり、図1に示すM0−M1間距離を測
定してM0、スリーブ22の回転中心OMおよびM1のな
す角度∠M0−OM−M1と最近接距離M0−M1からP1
求めた。
Here, the weight average particle size is 30 to 80 μm.
A carrier coated with resin on ferrite particles of
A two-component developer composed of a non-magnetic toner having a weight average particle diameter of 10 μm or less is used.
It was conveyed by 2-800 g / m 2 . At this time, it was found by the most downstream portion P 1 position is viewed from the closest position of the sleeve 22 and the latent image bearing member 1 is about 1mm~2mm downstream side of the developing nip area A. However, the observation is on the sleeve 22 after image formation, M 0 by measuring the distance between M 0 -M 1 shown in FIG. 1, the rotation center O M and the angle ∠M of M 1 0 -O sleeve 22 M -M 1 from the closest distance M 0 -M 1 was determined P 1.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態1 図5は、本発明の実施の形態1である現像装置2を用い
て構成した画像形成装置の例である。潜像担持体1は、
表面に負帯電系の有機感光体からなる表面層を有する光
導電性ドラムであり、帯電装置3により一様帯電された
後、画像に対応した光を露光装置4により照射し、静電
電位の差による静電潜像を形成することができる。静電
潜像が形成されたときの表面電位は、例えば画像部で−
100V、背景部で−700Vとすることができる。潜
像担持体1上に形成された静電潜像は、現像装置2によ
って反転現像され、潜像担持体1上にはトナー画像が形
成される。このトナー画像は転写前露光装置5によって
一様露光され、記録紙8に転写された後に定着装置(図
示せず)によって定着される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings. First Embodiment FIG. 5 is an example of an image forming apparatus configured using the developing device 2 according to the first embodiment of the present invention. The latent image carrier 1 is
A photoconductive drum having a surface layer made of a negatively charged organic photoreceptor on its surface, which is uniformly charged by a charging device 3 and then irradiated with light corresponding to an image by an exposure device 4, An electrostatic latent image due to the difference can be formed. The surface potential when an electrostatic latent image is formed is, for example, −
100 V and -700 V in the background. The electrostatic latent image formed on the latent image carrier 1 is reversely developed by the developing device 2, and a toner image is formed on the latent image carrier 1. This toner image is uniformly exposed by the pre-transfer exposure device 5, transferred to the recording paper 8, and then fixed by a fixing device (not shown).

【0022】また、図6に示すように、現像装置2の現
像剤担持体21は、上記潜像担持体1と対向して設けら
れ、回転することによって表面に付着した現像剤Gを搬
送することができ、潜像担持体1との最近接領域での間
隙が400〜600μm程度となるように設定されてい
る。現像剤担持体21は回転する非磁性の現像スリーブ
22を有し、この現像スリーブ22の内部には、複数の
磁極が周面に沿って配列され、回転しないように固定し
て支持された磁石ロール23が設けられている。これに
より、現像スリーブ22周面に沿って磁界が形成されて
おり、この磁界に従って、磁性キャリアと非磁性トナー
とからなる二成分現像剤(図示せず)を現像剤担持体2
1の表面に吸着することができるようになっている。
As shown in FIG. 6, the developer carrier 21 of the developing device 2 is provided to face the latent image carrier 1, and conveys the developer G adhered to the surface by rotating. The gap in the region closest to the latent image carrier 1 is set to about 400 to 600 μm. The developer carrier 21 has a rotating non-magnetic developing sleeve 22. Inside the developing sleeve 22, a plurality of magnetic poles are arranged along the peripheral surface, and are fixed and supported so as not to rotate. A roll 23 is provided. As a result, a magnetic field is formed along the peripheral surface of the developing sleeve 22, and a two-component developer (not shown) composed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner is applied to the developer carrier 2 according to the magnetic field.
1 can be adsorbed to the surface.

【0023】オーガーなどの現像剤搬送攪拌部材26に
より現像剤供給領域に搬送された二成分現像剤は、パド
ルなどの現像剤供給部材25によって現像剤担持体21
に吸着され、さらに現像剤は現像剤層規制部材24によ
って搬送量が規制されて現像領域へと搬送される。現像
剤担持体21には高圧交流電源(図示せず)および直流
電源(図示せず)によってバイアス電圧である直流重畳
交流電圧が印加され、現像剤担持体21と潜像担持体1
とが近接する現像ニップ領域A(図1参照)で、潜像担
持体1表面の感光体層下にあって接地された電極との間
に交番電界が生じるようになっている。このバイアス電
圧は、例えば交流成分の周波数が6.0kHz,ピーク
ツーピーク電圧が1.5kV、直流成分が−500Vと
することができる。
The two-component developer transported to the developer supply area by the developer transport stirring member 26 such as an auger is transferred to the developer carrier 21 by a developer supply member 25 such as a paddle.
The developer is further conveyed to the developing area with the transport amount regulated by the developer layer regulating member 24. A DC superimposed AC voltage, which is a bias voltage, is applied to the developer carrier 21 by a high-voltage AC power supply (not shown) and a DC power supply (not shown), and the developer carrier 21 and the latent image carrier 1 are applied.
In the developing nip area A (see FIG. 1) where the electrodes are close to each other, an alternating electric field is generated between the latent image carrier 1 and the grounded electrode under the photosensitive layer. This bias voltage can be set, for example, such that the frequency of the AC component is 6.0 kHz, the peak-to-peak voltage is 1.5 kV, and the DC component is -500 V.

【0024】本実施の形態で使用した現像剤担持体21
は、外径18mmのアルミニウム製のスリーブ基材表面
に軸方向のV字状の溝を等ピッチで形成した現像スリー
ブ22と、図1に示すように、現像ニップ領域A最下流
部P1に磁束密度の半径方向成分Brが68.2(m
T)以上で、磁束密度のスリーブ回転方向成分Btのス
リーブ回転方向の変化率が0.163(T/rad)以
上となるか、または、数2によって算出される磁気吸引
力の半径方向成分の指標Frが2.92以上であるよう
な磁界を作用させるように磁極が形成された磁石ロール
23とからなる。
The developer carrier 21 used in the present embodiment
Includes a developing sleeve 22 formed in the axial direction of the V-shaped grooves at a constant pitch in the aluminum sleeve substrate surface with an outer diameter of 18 mm, as shown in FIG. 1, the developing nip region A most downstream portion P 1 The radial component Br of the magnetic flux density is 68.2 (m
T), the change rate of the sleeve rotation direction component Bt of the magnetic flux density in the sleeve rotation direction becomes 0.163 (T / rad) or more, or the radial direction component of the magnetic attraction force calculated by Expression 2 And a magnet roll 23 having magnetic poles formed so as to apply a magnetic field having an index Fr of 2.92 or more.

【0025】本実施の形態に用いた現像剤担持体21の
現像スリーブ22表面上における磁界パターンは図7に
示すものである。なお、本実施の形態においては現像ス
リーブ22の表面にV型溝を使用したが、現像剤を安定
して搬送できれば、角溝、U型溝やサンドブラスト処理
などでもよい。
FIG. 7 shows a magnetic field pattern on the surface of the developing sleeve 22 of the developer carrier 21 used in the present embodiment. In the present embodiment, a V-shaped groove is used on the surface of the developing sleeve 22, but a square groove, a U-shaped groove, a sand blast treatment, or the like may be used as long as the developer can be stably conveyed.

【0026】まず、以下の条件で実験を行った。 (1)実験1 ・感光体ドラム−現像スリーブ最近接距離P0−M0: (a)400μm,(b)500μm ・∠M0−OM−現像極S1ピーク位置:+5°(スリー
ブ回転方向上流側) ・現像剤中のトナー重量比:6.0wt%(トライボ:
約25μC/g) ・キャリア抵抗値:108.5〜109.5Ω・cm ・現像スリーブ回転速度/感光体ドラム回転速度:1.
6(現像スリーブ回転速度:480mm/sec,感光
体ドラム回転速度:300mm/sec) ・感光体ドラム表面電位(バックグラウンド部):−7
00V ・スリーブ・バイアス電位:直流バイアス −500V 交流バイアス 1.5kV(ピークツーピーク電圧) 6.0kHz,矩形波
First, an experiment was performed under the following conditions. (1) Experiment 1 Photosensitive drum - Proximity most developing sleeve distance P 0 -M 0: (a) 400μm, (b) 500μm · ∠M 0 -O M - developing pole S1 peak position: + 5 ° (sleeve rotation direction (Upstream side) ・ Weight ratio of toner in developer: 6.0 wt% (Tribo:
(About 25 μC / g) ・ Carrier resistance value: 10 8.5 to 109.5 Ω · cm ・ Developing sleeve rotation speed / photosensitive drum rotation speed: 1.
6 (developing sleeve rotation speed: 480 mm / sec, photoconductor drum rotation speed: 300 mm / sec)-Photoconductor drum surface potential (background portion): -7
00V Sleeve bias potential: DC bias -500 V AC bias 1.5 kV (peak-to-peak voltage) 6.0 kHz, rectangular wave

【0027】このとき、現像剤の搬送量がスリーブ停止
時に、現像ニップ領域Aを含む領域内で (ア)400〜550g/m2 (イ)550〜700g/m2 (ウ)700〜800g/m2 となるように現像剤層規制部材(ブレード)24とスリ
ーブ間のギャップを調整した。
At this time, when the transport amount of the developer is stopped when the sleeve is stopped, (a) 400 to 550 g / m 2 (a) 550 to 700 g / m 2 (c) 700 to 800 g / The gap between the developer layer regulating member (blade) 24 and the sleeve was adjusted to be m 2 .

【0028】このような条件下において、M0−M1間距
離を測定したところ、(a)では約1.5mm、(b)
では約1.7mmであった。また、(ウ)では現像ニッ
プ領域Aの上流域での現像剤の量は増加したが、P1
位置はほとんど変わっていなかった。P1付近を含む位
置での磁界パターンを図8および図9に示す。また、P
1付近での磁束密度、磁束密度の変化率および磁気吸引
力の指標Frを表1に示す。
When the distance between M 0 and M 1 was measured under these conditions, (a) was about 1.5 mm, and (b)
Was about 1.7 mm. The amount of the developer in the upstream region of (c) In the development nip region A increased, but the position of the P 1 has not changed much. The magnetic field pattern at a position including the vicinity of P 1 illustrated in FIGS. Also, P
The magnetic flux density in the vicinity of 1, the index Fr of change rate and the magnetic attraction force of the magnetic flux density shown in Table 1.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】上記の条件において、感光体表面を調べた
ところ、(ア)〜(ウ)のいずれにおいてもキャリア付
着はみられなかった。
When the surface of the photosensitive member was examined under the above conditions, no carrier adhesion was observed in any of (a) to (c).

【0031】(2)実験2 次に、現像剤中のトナー重量比を(a)3.0wt%,
(b)4.0wt%,(c)10.0wt%、キャリア
抵抗値を(ア)108.5〜109.5Ω・cm,(イ)10
13〜1014Ω・cmとし、その他の条件を(1)−
(b)−(イ)と同様にしてキャリア付着を調べた。
(2) Experiment 2 Next, the weight ratio of the toner in the developer was set to (a) 3.0 wt%,
(B) 4.0 wt%, (c) 10.0 wt%, the carrier resistance value is (A) 10 8.5 to 10 9.5 Ω · cm, (A) 10
And 13 ~10 14 Ω · cm, the other conditions (1) -
(B) Carrier adhesion was examined in the same manner as in (a).

【0032】この結果、条件(ア)の場合、(a)では
問題とならない程度(40mm×40mm中数個)のキ
ャリア付着が発生したが、(b)および(c)ではキャ
リア付着は発生しなかった。条件(イ)の場合、(a)
〜(c)のいずれにおいてもキャリア付着は発生しなか
った。
As a result, in the case of the condition (A), carrier adhesion occurred to the extent that no problem occurred (several 40 mm × 40 mm) in (a), but carrier adhesion occurred in (b) and (c). Did not. In the case of condition (a), (a)
No carrier adhesion occurred in any of (c) to (c).

【0033】(3)実験3 現像スリーブ回転速度/感光体ドラム回転速度を (a)1.5 (現像スリーブ回転速度350mm/sec 感光体ドラム回転速度200mm/sec) (b)1.6 (現像スリーブ回転速度480mm/sec 感光体ドラム回転速度300mm/sec) (c)1.8 (現像スリーブ回転速度540mm/sec 感光体ドラム回転速度300mm/sec) とし、その他の条件を(1)−(b)−(イ)と同様に
してキャリア付着を調べた。この結果、(a)〜(c)
のいずれにおいてもキャリア付着は発生しなかった。
(3) Experiment 3 The rotation speed of the developing sleeve / the rotation speed of the photosensitive drum was set to (a) 1.5 (the rotation speed of the developing sleeve was 350 mm / sec, and the rotation speed of the photosensitive drum was 200 mm / sec). Sleeve rotation speed 480 mm / sec Photoconductor drum rotation speed 300 mm / sec) (c) 1.8 (Development sleeve rotation speed 540 mm / sec Photoconductor drum rotation speed 300 mm / sec), and other conditions (1)-(b) ) -Carrier adhesion was examined in the same manner as in (a). As a result, (a) to (c)
No carrier adhesion occurred in any of the above.

【0034】◎実施の形態2 現像スリーブ22表面上での磁界パターンが図10に示
すものである現像剤担持体21を用いて、上記実施の形
態1の(1)−(b)と同条件にてキャリア付着量を調
べたところ、実施の形態1の場合と同様にキャリア付着
は観察されなかった。P1付近を含む位置での磁界パタ
ーンを図11に示し、また、P1付近での磁束密度、磁
束密度の変化率および磁気吸引力の半径方向成分の指標
Frを表2に示す。
Embodiment 2 Using a developer carrier 21 whose magnetic field pattern on the surface of the developing sleeve 22 is as shown in FIG. As a result, the carrier adhesion was not observed as in the case of the first embodiment. FIG. 11 shows a magnetic field pattern at a position including the vicinity of P 1, and Table 2 shows a magnetic flux density, a change rate of the magnetic flux density, and an index Fr of a radial component of the magnetic attractive force near P 1 .

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】[0036]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、潜
像担持体表面近傍の現像ニップ領域の最下流部付近にお
ける磁束密度の大きさ、変化率を規定して十分な磁気吸
引力を及ぼすことにより、潜像担持体へのキャリア付着
を回避することができる。
As described above, according to the present invention, a sufficient magnetic attraction force is defined by defining the magnitude and the rate of change of the magnetic flux density near the most downstream part of the developing nip area near the surface of the latent image carrier. , Carrier adhesion to the latent image carrier can be avoided.

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

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

【図2】 現像ニップ領域最下流部付近における磁束密
度半径方向成分Brとキャリア付着量との関係を示すグ
ラフ図である。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a magnetic flux density radial direction component Br and a carrier adhesion amount near the most downstream portion of a developing nip region.

【図3】 現像ニップ領域最下流部付近における磁束密
度スリーブ回転方向成分Btのスリーブ回転方向の変化
率ΔBt/Δφとキャリア付着量との関係を示すグラフ
図である。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a change rate ΔBt / Δφ of a magnetic flux density sleeve rotation direction component Bt in a sleeve rotation direction and a carrier adhesion amount near a most downstream portion of a development nip region.

【図4】 キャリアにはたらく磁気吸引力の半径方向成
分の指標Frとキャリア付着量との関係を示すグラフ図
である。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an index Fr of a radial component of a magnetic attraction force acting on a carrier and a carrier adhesion amount.

【図5】 この発明が適用された現像装置を組込んだ画
像形成装置の実施の形態1を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating Embodiment 1 of an image forming apparatus incorporating a developing device to which the present invention has been applied;

【図6】 実施の形態1に係る現像装置の構成を示す説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a developing device according to the first embodiment.

【図7】 実施の形態1に用いた現像剤担持体のスリー
ブ上における磁束密度パターンを示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a magnetic flux density pattern on a sleeve of the developer carrier used in the first embodiment.

【図8】 実施の形態1に用いた現像剤担持体のスリー
ブから距離P1−M1(P1−M1=550μm)だけ離れ
た位置での磁束密度パターンを示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a magnetic flux density pattern at a position separated from the sleeve of the developer carrier used in the first embodiment by a distance P 1 -M 1 (P 1 -M 1 = 550 μm).

【図9】 実施の形態1に用いた現像剤担持体のスリー
ブから距離P1−M1(P1−M1=700μm)だけ離れ
た位置での磁束密度パターンを示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a magnetic flux density pattern at a distance P 1 -M 1 (P 1 -M 1 = 700 μm) from the sleeve of the developer carrier used in the first embodiment.

【図10】 実施の形態2に用いた現像剤担持体のスリ
ーブ上における磁束密度パターンを示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a magnetic flux density pattern on a sleeve of the developer carrying member used in the second embodiment.

【図11】 実施の形態2に用いた現像剤担持体のスリ
ーブから距離P1−M1(P1−M1=700μm)だけ離
れた位置での磁束密度パターンを示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a magnetic flux density pattern at a position separated by a distance P 1 -M 1 (P 1 -M 1 = 700 μm) from a sleeve of a developer carrier used in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…潜像担持体(感光体ドラム),2…現像装置,21
…現像剤担持体,22…非磁性スリーブ(現像スリー
ブ),23…磁界発生手段(磁石ロール),A…現像ニ
ップ領域,P0…潜像担持体の現像スリーブとの最近接
位置,P1…潜像担持体の現像ニップ領域最下流部,OM
…現像スリーブの回転中心,M0…現像スリーブの潜像
担持体との最近接位置,M1…現像スリーブの現像ニッ
プ領域最下流部,G…現像剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Latent image carrier (photosensitive drum), 2 ... Developing device, 21
... developer carrying member, 22 ... nonmagnetic sleeve (developing sleeve) 23: magnetic field generating means (magnet roll), A ... developing nip region, the closest position between the developing sleeve of P 0 ... image bearing member, P 1 development nip region most downstream part of ... latent image carrier, O M
... center of rotation of the developing sleeve, the closest position between the latent image bearing member M 0 ... developing sleeve, M 1 ... development nip region most downstream portion of the developing sleeve, G ... developer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 潜像担持体に対向するとともに、潜像担
持体との対向位置にて潜像担持体と同じ方向に回転する
外径10〜20mmでかつ周速375〜540mm/s
ecの非磁性スリーブ内に複数の磁極を配列した磁界発
生手段が固定設置された現像剤担持体を備え、この現像
剤担持体上に磁性キャリアと非磁性トナーとよりなる二
成分現像剤を担持させ、潜像担持体と現像剤担持体との
間に交番電界を印加して磁気ブラシ現像を行う現像装置
において、 現像ニップ領域出口付近の潜像担持体表面近傍には、磁
束密度の半径方向成分Brが68.2(mT)以上、磁
束密度のスリーブ回転方向成分Btのスリーブ回転方向
の変化率が0.163(T/rad)以上である磁界を
作用させることを特徴とする現像装置。
An outer diameter of 10 to 20 mm and a peripheral speed of 375 to 540 mm / s, which face the latent image carrier and rotate in the same direction as the latent image carrier at a position facing the latent image carrier.
a non-magnetic sleeve having a magnetic field generating means in which a plurality of magnetic poles are arranged and fixed, and a two-component developer comprising a magnetic carrier and a non-magnetic toner is carried on the developer carrier. In a developing device that applies an alternating electric field between the latent image carrier and the developer carrier to perform magnetic brush development, the magnetic flux density in the radial direction of the magnetic flux density near the surface of the latent image carrier near the exit of the development nip area A developing device, wherein a magnetic field having a component Br of 68.2 (mT) or more and a change rate of a magnetic flux density component Bt in a sleeve rotation direction of a sleeve rotation direction of 0.163 (T / rad) or more is applied.
【請求項2】 潜像担持体に対向するとともに、潜像担
持体との対向位置にて潜像担持体と同じ方向に回転する
外径10〜20mmでかつ周速375〜540mm/s
ecの非磁性スリーブ内に複数の磁極を配列した磁界発
生手段が固定設置された現像剤担持体を備え、この現像
剤担持体上に磁性キャリアと非磁性トナーとよりなる二
成分現像剤を担持させ、潜像担持体と現像剤担持体との
間に交番電界を印加して磁気ブラシ現像を行う現像装置
において、 現像ニップ領域出口付近の潜像担持体表面近傍には、キ
ャリアにはたらく磁気吸引力の半径方向成分の指標Fr
が2.92以上で現像剤担持体の中心に向かう向きであ
る磁界を作用させることを特徴とする現像装置。
2. An outer diameter of 10 to 20 mm facing the latent image carrier and rotating in the same direction as the latent image carrier at a position facing the latent image carrier, and a peripheral speed of 375 to 540 mm / s.
a non-magnetic sleeve having a magnetic field generating means in which a plurality of magnetic poles are arranged and fixed, and a two-component developer comprising a magnetic carrier and a non-magnetic toner is carried on the developer carrier. Then, in a developing device in which an alternating electric field is applied between the latent image carrier and the developer carrier to perform magnetic brush development, magnetic attraction acting on the carrier is provided near the surface of the latent image carrier near the exit of the development nip area. Index Fr of radial component of force
A magnetic field which is directed to the center of the developer carrying member when the pressure is 2.92 or more.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6671484B2 (en) * 2000-09-05 2003-12-30 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus having developing device with magnet roller with particular magnetic flux density
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