JPH1115276A - Developing device - Google Patents

Developing device

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Publication number
JPH1115276A
JPH1115276A JP9184535A JP18453597A JPH1115276A JP H1115276 A JPH1115276 A JP H1115276A JP 9184535 A JP9184535 A JP 9184535A JP 18453597 A JP18453597 A JP 18453597A JP H1115276 A JPH1115276 A JP H1115276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
developer
magnetic
image
developing device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9184535A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobumasa Furuya
信正 古谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP9184535A priority Critical patent/JPH1115276A/en
Publication of JPH1115276A publication Critical patent/JPH1115276A/en
Withdrawn legal-status Critical Current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 reduce a deterioration in a developer and to stably obtain an excellent image without a defect in image quality and the sticking of carriers, in a developing device using a two-component developer including toner and the carriers and making an electrostatic latent image visualizable. SOLUTION: A developer carrier arranged to be proximate to and face an image carrier 1 is provided with a magnetic recording layer 12b and a conductive layer 12a. The magnetic recording layer is magnetized to alternately obtain the S- and N-poles and the distance between adjacent magnetic poles is 25 μm-250 μm. Magnetic force by such a magnetic pole is rapidly attenuated in a vertical direction from the surface of the developer carrier and a nearly uniform thin developer layer is formed on the surface of the developer carrier. The developer layer becomes an almost fixed state on the periphery of the developer carrier by magnetic restraining force, so that the mechanical rubbing of the surface of the image carrier 1 with the carriers does not occur. Thus, a high-quality image without the defect in the image quality such as a printing nap mark and a brushing bias can be reproduced.

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、電子写真記録装置
又は静電記録装置等で用いられ、静電電位の差による潜
像にトナーを選択的に転移させて可視化する現像装置に
係り、特に磁性キャリアとトナーとを混合した二成分現
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 a developing device which is used in an electrophotographic recording device or an electrostatic recording device or the like, and selectively transfers toner to a latent image due to a difference in electrostatic potential to visualize the developing device. The present invention relates to a developing device using a two-component developer in which a magnetic carrier and a toner are mixed.

【0002】[0002]

【従来の技術】複写機・プリンタ等の画像形成装置とし
ては、電子写真式又は静電記録式の装置が広く用いられ
ている。このような装置は像担持体上に静電潜像を形成
し、これにトナーを転移して可視像とした後、このトナ
ー像を記録用紙等に転写するように構成されている。
2. Description of the Related Art As image forming apparatuses such as copying machines and printers, electrophotographic or electrostatic recording apparatuses are widely used. Such an apparatus is configured to form an electrostatic latent image on an image carrier, transfer toner to the latent image to form a visible image, and then transfer the toner image to recording paper or the like.

【0003】上記像担持体上の静電潜像を可視化する現
像装置には、トナー及び磁性キャリアからなる二成分現
像剤を像担持体表面に接触させ、トナーの転移によって
現像を行ういわゆる接触型二成分現像装置がある。 この
現像装置は、現像剤中におけるトナー濃度の制御が必要
であること、現像剤の攪拌機構が必要となり装置が大型
化するという課題を有するものの、画質特性および現像
剤の搬送性等の点で優れており、現像装置の主流となっ
ている。
A developing device for visualizing an electrostatic latent image on the image carrier has a so-called contact type in which a two-component developer comprising a toner and a magnetic carrier is brought into contact with the surface of the image carrier and development is performed by transferring the toner. There is a two-component developing device. Although this developing device has a problem that it is necessary to control the toner concentration in the developer, a mechanism for stirring the developer is required, and the device becomes large, however, in terms of image quality characteristics and developer transportability, etc. It is excellent and has become the mainstream of developing devices.

【0004】図14は、上記接触型二成分現像装置の一
例を示す概略構成図であり、磁石ロール401aとその
周囲で回転駆動するスリーブ401bとを備えた現像ロ
ール401(現像剤担持体)を有している。また、スリ
ーブ401bの周面に二成分現像剤を供給する供給部材
402と、トリマと称される層厚規制部材403とを備
えており、これによってスリーブ上に適切な厚さの現像
剤層を形成する。このようにして形成された現像剤層は
磁石ロール401aによる磁界に従ってキャリアが穂状
に連なったいわゆる磁気ブラシを形成し、像担持体41
0との対向位置でこの像担持体410と接触してトナー
を転移するようになっている。
FIG. 14 is a schematic structural view showing an example of the above-mentioned contact type two-component developing apparatus, in which a developing roll 401 (developer carrying member) provided with a magnet roll 401a and a sleeve 401b driven to rotate around the magnet roll 401a is used. Have. Further, a supply member 402 for supplying a two-component developer to the peripheral surface of the sleeve 401b and a layer thickness regulating member 403 called a trimmer are provided, whereby a developer layer having an appropriate thickness is formed on the sleeve. Form. The developer layer thus formed forms a so-called magnetic brush in which carriers are connected in a spike shape in accordance with a magnetic field generated by the magnet roll 401a.
The toner is transferred in contact with the image carrier 410 at a position opposed to the image carrier 410.

【0005】このような接触型二成分現像装置では、像
担持体の表面を現像剤の磁気ブラシが機械的に摺擦する
ため、磁気ブラシによるいわゆる刷毛跡や掃き寄せ等の
画質欠陥が生じやすい。そこで、接触型二成分現像装置
において上記画質欠陥を回避する方法や、像担持体表面
に現像剤を接触させずに現像する、いわゆる非接触型二
成分現像装置も多数提案されている。
In such a contact-type two-component developing device, since the magnetic brush of the developer mechanically rubs the surface of the image carrier, image defects such as so-called brush marks and sweeping by the magnetic brush are likely to occur. . Therefore, there have been proposed a number of methods for avoiding the above-described image quality defect in a contact type two-component developing device, and a so-called non-contact type two-component developing device for performing development without bringing a developer into contact with the surface of an image carrier.

【0006】例えば特公平8−33691号公報に開示
される現像方法では、現像剤担持体上にトナー層と、ト
ナーと磁性キャリアとで形成されている磁気ブラシ層と
を有し、該現像剤担持体に交流成分と直流成分からなる
バイアス電界を印加しながら像担持体上の静電潜像を現
像するものであり、現像部における像担持体と現像剤担
持体とで形成される空間の容積に対して、該現像部に存
在する磁性キャリアの占める体積を1.5%乃至30%
とし、かつ該現像部において前記交流バイアスの作用に
よって磁性キャリアへの電荷注入を生じさせる。そし
て、電荷を保持した磁性キャリアを前記現像剤担持体と
前記像担持体との間で往復・振動させ、現像部において
現像剤担持体上のトナー及び磁性キャリア表面に担持さ
れるトナーを像担持体に転移させるように構成したもの
である。
[0006] For example, in the developing method disclosed in Japanese Patent Publication No. 8-33691, a developer layer is provided with a toner layer and a magnetic brush layer formed of toner and a magnetic carrier. The electrostatic latent image on the image carrier is developed while applying a bias electric field composed of an AC component and a DC component to the carrier, and a space formed by the image carrier and the developer carrier in the developing section is developed. 1.5% to 30% of the volume occupied by the magnetic carrier present in the developing unit with respect to the volume
In the developing section, charge is injected into the magnetic carrier by the action of the AC bias. Then, the magnetic carrier holding the electric charge is reciprocated and vibrated between the developer carrier and the image carrier, and the toner on the developer carrier and the toner carried on the surface of the magnetic carrier in the developing section are carried on the image carrier. It is designed to be transferred to the body.

【0007】この方法は、現像部に存在する磁性キャリ
アの占める体積すなわち充填率を比較的低く設定するこ
とにより、磁気ブラシの機械的な摺擦を軽減させて前記
画質欠陥の抑制を図るものである。この際、磁気ブラシ
が疎になり穂立ち間隔すなわち磁気ブラシの隙間部分が
広がることにより生じる現像性能の低下を、磁性キャリ
アの往復・振動運動、及び、磁気ブラシの隙間部分にト
ナー層を形成してこのトナーを現像に供することにより
補い、高濃度での画像再現を図っている。
In this method, the volume occupied by the magnetic carrier present in the developing section, that is, the filling rate is set relatively low, thereby reducing the mechanical rubbing of the magnetic brush and suppressing the image quality defect. is there. At this time, the magnetic brush is sparse and the interval between the magnetic brushes, ie, the gap between the magnetic brushes is widened, and the decrease in the developing performance is caused by the reciprocating and oscillating motion of the magnetic carrier and the toner layer being formed in the gap between the magnetic brushes. The leverage toner is supplemented by being subjected to development, thereby achieving high-density image reproduction.

【0008】また、特公平3−2304号公報に開示さ
れる非接触型二成分現像装置は、絶縁性磁性キャリアを
使用し、現像バイアスの交流成分の振幅をVAC(V)、
周波数をf(Hz)、像担持体と現像剤担持体との間隙
をd(mm)としたとき、 0.2 ≦ VAC/(d・f) {( VAC/d)−1500}/f ≦ 1.0 を満たすように構成されている。この画像形成装置は、
現像バイアスの交流成分の周波数、振幅等を適切に選択
することによって画像の乱れや混色を防止しようとする
ものである。
Further, non-contact two-component developing device disclosed in Japanese Patent Kokoku 3-2304 uses insulating magnetic carrier, amplitude V AC (V) of the AC component of the developing bias,
When the frequency is f (Hz) and the gap between the image carrier and the developer carrier is d (mm), 0.2 ≦ V AC / (d · f) {(V AC / d) −1500) / It is configured to satisfy f ≦ 1.0. This image forming apparatus includes:
By appropriately selecting the frequency, amplitude and the like of the AC component of the developing bias, it is intended to prevent image disturbance and color mixing.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
8−33691号公報に開示される方法では、トナーと
キャリアとの摩擦帯電によって生じるキャリアの表面電
荷量と、現像部でのキャリアへの注入電荷量とが、環境
の変化や時間の経過にともなって変動し、磁性キャリア
の現像部における往復・振動運動の状態が変化する。こ
のため、画像濃度の安定性に欠けるという難点がある。
However, in the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 8-33691, the surface charge amount of the carrier caused by frictional charging between the toner and the carrier, and the charge injected into the carrier in the developing unit The amount fluctuates with changes in the environment and the passage of time, and the state of the reciprocating and oscillating motion of the magnetic carrier in the developing section changes. For this reason, there is a disadvantage that the stability of the image density is lacking.

【0010】さらに、磁気ブラシの機械的な摺擦は軽減
されてはいるものの、磁性キャリアと像担持体との接触
は存在するため、通常の接触型二成分現像装置に比べれ
ば軽微ではあるが、前記刷毛跡や掃き寄せ等の画質欠陥
は依然として存在し、高画質化に対して難点を有してい
る。
Further, although the mechanical rubbing of the magnetic brush is reduced, the magnetic carrier and the image carrier are in contact with each other. However, image quality defects such as brush traces and sweeps still exist, and there is a difficulty in improving image quality.

【0011】また特公平3−2304号公報に開示され
る装置では、非接触型とすることにより前記刷毛跡や掃
き寄せ等の画質欠陥の発生は回避されるものの、像担持
体へ磁性キャリアが付着するいわゆるキャリア付着が生
じやすいという難点を有している。このキャリア付着
は、線画像の周縁部や線間部に生じやすく、特に画数の
多い漢字等の空間周波数の高い画像で発生しやすい。こ
れは、静電潜像の画像部と背景部との境界(縁)でいわ
ゆるフリンジ電界が生じ、画像の周縁部では、トナーと
逆極性に帯電した磁性キャリアに対して静電吸引力が作
用するためである。
Further, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-2304, although the occurrence of image quality defects such as brush marks and sweeping is avoided by using a non-contact type, the magnetic carrier is transferred to the image carrier. There is a disadvantage that so-called carrier adhesion is apt to occur. This carrier adhesion is likely to occur at the peripheral portion or between the lines of a line image, particularly in an image having a high spatial frequency such as a kanji having many strokes. This is because a so-called fringe electric field is generated at the boundary (edge) between the image portion and the background portion of the electrostatic latent image, and the electrostatic attraction acts on the magnetic carrier charged to the opposite polarity to the toner at the peripheral portion of the image. To do that.

【0012】キャリア付着が生じると、像担持体上に転
移した磁性キャリアがトナー像と共に転写域にて記録用
紙に接することになるため、トナー像の欠けや抜けが発
生したり、磁性キャリアが記録用紙上に転写されて黒点
となる等の画像品質低下が発生する。また、現像器内か
ら磁性キャリアが少量ずつ流出して行くことになるの
で、現像剤を補給・交換する間隔が短くなってしまう。
さらには、機内汚染の原因となる。
When the carrier adheres, the magnetic carrier transferred onto the image carrier comes into contact with the recording paper in the transfer area together with the toner image, so that the toner image may be chipped or missing, or the magnetic carrier may not be recorded. The image quality is deteriorated, such as being transferred to the paper and causing a black point. In addition, since the magnetic carrier flows out little by little from the inside of the developing device, the interval between replenishment and replacement of the developer becomes short.
Furthermore, it causes in-flight contamination.

【0013】また二成分現像装置では、接触型と非接触
型とを問わず前述の層厚規制部材を用いているが、層厚
規制部材の背面部すなわち現像剤搬送方向の上流側で、
現像剤が過度に充填された状態となるため現像剤に強い
圧縮力が作用する。また現像剤が層厚規制部材と現像剤
担持体の間隙を通過する際には、現像剤に強い摩擦力が
作用する。このような力によって現像剤に劣化が発生す
る。上記現像剤の劣化はトナーの劣化とキャリアの劣化
とに大別され、双方とも圧縮力や摩擦力等により発生す
るものであり、トナー及びキャリアの代表的な劣化形態
とその影響は次の通りである。
In the two-component developing apparatus, the above-mentioned layer thickness regulating member is used regardless of whether it is a contact type or a non-contact type.
Since the developer is excessively filled, a strong compressive force acts on the developer. Further, when the developer passes through the gap between the layer thickness regulating member and the developer carrier, a strong frictional force acts on the developer. Such a force causes deterioration of the developer. The above-mentioned deterioration of the developer is roughly classified into the deterioration of the toner and the deterioration of the carrier, and both are caused by a compressive force, a frictional force, and the like. It is.

【0014】一般にトナー表面には、帯電性及び流動性
向上のために加えられた外添剤が付着しており、現像剤
に圧縮力や摩擦力が作用すると、この外添剤がトナー表
面から剥離したり、トナーの樹脂中へ埋没する。このよ
うな外添剤の剥離や埋没の生じた状態がトナーの劣化の
代表的な形態であり、このような劣化が進行すると摩擦
帯電特性が変化し、トナーの電荷量分布は極めて広く不
安定となる。このため、電荷量の低いトナーおよび所定
の極性と逆極性に帯電したトナー(以降、逆極性トナー
と称す)が生じて背景部へのカブリが発生する。
In general, an external additive added for improving the chargeability and fluidity is attached to the toner surface. When a compressive force or a frictional force acts on the developer, the external additive is removed from the toner surface. Peeling or burying in toner resin. Such a state in which the external additive has been peeled or buried is a typical form of toner deterioration. When such deterioration proceeds, the triboelectric charging characteristics change, and the charge amount distribution of the toner is extremely wide and unstable. Becomes For this reason, a toner having a low charge amount and a toner charged to a polarity opposite to a predetermined polarity (hereinafter, referred to as a toner of opposite polarity) are generated, and fogging to a background portion is generated.

【0015】また上記のようなトナーの劣化が生じる
と、トナーとキャリアとの接触面積が増大するために、
トナーとキャリアとの間の付着力は増大する。このた
め、トナーはキャリアの表面から剥離し難くなり、現像
されるトナー量は減少して画像濃度が低下してしまう。
特に非接触型二成分現像においては、トナーと像担持体
との間の付着力が存在しないために、トナーのキャリア
表面からの剥離は、電界によりトナーに作用するクーロ
ン力が、トナーとキャリアとの間の付着力に勝った場合
に発生する。従って、トナー劣化に伴うトナーとキャリ
アとの間の付着力の増大により、画像濃度の低下は顕著
に現れる。このように、トナーの劣化による画像欠陥が
発生する状態となると、現像剤の寿命が尽きたというこ
とであり、現像剤の交換が必要となる。
Further, when the toner is deteriorated as described above, the contact area between the toner and the carrier increases.
The adhesion between the toner and the carrier increases. For this reason, it is difficult for the toner to peel off from the surface of the carrier, and the amount of toner to be developed is reduced, and the image density is reduced.
In particular, in non-contact two-component development, since there is no adhesive force between the toner and the image carrier, the coulomb force acting on the toner by the electric field causes the toner to separate from the carrier surface due to the electric field. Occurs when the adhesive force is overcome. Therefore, the decrease in image density is remarkably caused by the increase in the adhesive force between the toner and the carrier due to the toner deterioration. As described above, when an image defect occurs due to deterioration of the toner, it means that the life of the developer has expired, and the developer needs to be replaced.

【0016】一方、キャリアの劣化は、キャリア表面へ
のトナー並びにトナーの外添剤の固着によって発生す
る。このような劣化が生じると、キャリア表面にトナー
と同種の材料が存在するために、トナーとキャリアとの
摩擦帯電序列の差は、劣化前に比べて小さくなる。従っ
て、キャリアの劣化に伴いトナーの電荷量は減少し、電
荷量の低いトナーおよび逆極性トナーが生じて、背景部
へのカブリが発生することになる。
On the other hand, the deterioration of the carrier is caused by the adhesion of the toner and the external additive of the toner to the surface of the carrier. When such deterioration occurs, the difference in the triboelectric charging order between the toner and the carrier is smaller than before the deterioration because the same material as the toner exists on the carrier surface. Accordingly, the charge amount of the toner decreases with the deterioration of the carrier, and a toner having a low charge amount and a toner of the opposite polarity are generated, so that fogging to the background portion occurs.

【0017】また、層厚規制部材を用いる二成分現像装
置の他の問題点として次のような事項がある。非磁性ま
たは磁性の材料からなる層厚規制部材(トリマ)を用い
る場合には、現像剤の搬送量が層厚規制部材と現像剤担
持体表面との間隙、並びに現像剤担持体の磁極の位置関
係に依存するため、層厚規制部材の寸法精度および設定
精度が画質に大きく影響する。従って、良好な画像を得
るためには、上記間隙を極めて高精度に設定する必要が
ある。このため、層厚規制部材の加工や設置に多くの手
間が必要となり、製造コストが増大することになる。
Another problem with the two-component developing apparatus using the layer thickness regulating member is as follows. When a layer thickness regulating member (trimmer) made of a non-magnetic or magnetic material is used, the amount of developer transported depends on the gap between the layer thickness regulating member and the surface of the developer carrier, and the position of the magnetic pole of the developer carrier. Since the relationship depends on the relationship, the dimensional accuracy and the setting accuracy of the layer thickness regulating member greatly affect the image quality. Therefore, in order to obtain a good image, it is necessary to set the gap with extremely high precision. For this reason, much labor is required for processing and installation of the layer thickness regulating member, and the manufacturing cost increases.

【0018】特に、近年の画像形成装置では、解像性や
細線再現性等の優れた現像を行うこと、電位の低い潜像
の現像を行うこと、さらに高速プロセスにおいて高い現
像効率を得ることが要求されており、このような場合に
は現像間隙すなわち現像剤担持体と像担持体との間隙を
狭く設定することが望ましい。このとき、現像剤層はよ
り搬送量が少ない薄い層としなければならず、層厚規制
部材と現像剤担持体表面との間隙はより狭く設定しなけ
ればならない。
Particularly, in recent image forming apparatuses, it is necessary to perform development with excellent resolution and fine line reproducibility, to develop a latent image having a low potential, and to obtain high development efficiency in a high-speed process. In such a case, it is desirable to set the developing gap, that is, the gap between the developer carrier and the image carrier, to be small. At this time, the developer layer must be a thin layer with a smaller amount of conveyance, and the gap between the layer thickness regulating member and the surface of the developer carrier must be set smaller.

【0019】また、前述の特公平8−33691号公
報、並びに特公平3−2304号公報に開示される方法
・装置においても、従来の二成分現像に比べるとより現
像剤の搬送量の少ない薄い層としなければならない。こ
のため、層厚規制部材と現像剤担持体表面との間隙をよ
り狭く設定する必要があるが、この間隙が狭くなるほ
ど、層厚規制部材の寸法精度および設定精度の画質への
影響が大きくなる。また、間隙を狭くするほど現像剤に
作用する圧縮力や摩擦力が大きくなるために、現像剤の
劣化が促進されてしまう。
Also, in the method and apparatus disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 8-33691 and Japanese Patent Publication No. 3-2304, a thinner developer transport amount is required as compared with the conventional two-component development. Must be in layers. For this reason, it is necessary to set the gap between the layer thickness regulating member and the surface of the developer carrier to be narrower. The narrower the gap, the greater the effect on the image quality of the dimensional accuracy and setting accuracy of the layer thickness regulating member. . Further, as the gap becomes narrower, the compressive force and the frictional force acting on the developer increase, so that the deterioration of the developer is accelerated.

【0020】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、機械的に現
像剤層の層厚を規制することなく均一な現像剤の薄層を
形成し現像剤の劣化を低減するとともに、この現像剤薄
層を用いて画質欠陥やキャリア付着のない良好な画像を
安定して得ることができる現像装置を提供することであ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to form a uniform thin layer of developer without mechanically controlling the thickness of the developer layer. An object of the present invention is to provide a developing device which can form and reduce the deterioration of the developer, and can stably obtain a good image free from image quality defects and carrier adhesion using the thin developer layer.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1に記載の発明に係る現像装置では、周面
上に二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体が、
ほぼ一層のキャリアをほぼ均等に吸着する複数の磁極を
有し、像担持体と現像剤担持体との対向位置において、
磁性キャリアは現像剤担持体の周面上に相対的にほぼ固
定された状態となって移動し、トナーのみを像担持体に
転移させてトナー像を形成するように構成されている。
In order to solve the above-mentioned problems, in the developing device according to the first aspect of the present invention, a developer carrying member for carrying and transporting a two-component developer on a peripheral surface is provided. ,
It has a plurality of magnetic poles for adsorbing almost one layer of carriers almost uniformly, and at a position where the image carrier and the developer carrier are opposed to each other,
The magnetic carrier moves relatively fixedly on the peripheral surface of the developer carrying member and moves so that only the toner is transferred to the image carrying member to form a toner image.

【0022】これらの磁極は、発生させる磁界の強さ及
び磁極間隔を適切に選択することによって、上記のよう
なほぼ一層のキャリアの層を形成できるように設定され
ている。例えば、請求項2に記載の現像装置のように、
現像剤担持体の周面付近に着磁された隣り合う磁極間の
距離を25μm〜250μm程度とし、N極とS極とが
交互となるように着磁されていると、一般に用いられる
粒径が25μm〜200μm程度のキャリアをほぼ均一
にほぼ一層だけ吸着することができる。
These magnetic poles are set so that substantially the above-mentioned carrier layer can be formed by appropriately selecting the intensity of the magnetic field to be generated and the magnetic pole interval. For example, as in the developing device according to claim 2,
When the distance between adjacent magnetic poles magnetized in the vicinity of the peripheral surface of the developer carrier is about 25 μm to 250 μm, and the N pole and the S pole are alternately magnetized, the particle size generally used Can almost uniformly adsorb carriers having a size of about 25 μm to 200 μm.

【0023】このような磁極により、ほぼ均一なキャリ
アの薄層が形成される原理は次のようのものと考えるこ
とができる。上記のように、狭い間隔で配置された磁極
による磁力線は隣接する極性の異なる磁極へと向かうた
めに、現像剤担持体の表面に垂直な方向の磁界成分は、
現像剤担持体表面の近傍において急激に減衰する。ま
た、磁性キャリアの層が周面に形成されると、磁力線が
現像剤担持体の周面と接触する磁性キャリアの層内を通
り、その外側にほとんど分布しない状態となる。従っ
て、キャリアは磁極上の部分に集中して付着することな
く、磁界に沿った状態でほぼ一層だけが整然と並んだ状
態で吸着される。このため、現像剤担持体上には現像剤
の未付着部が無く、且つ山谷構造を持たない薄い現像剤
層が形成され、磁力により保持されて現像領域へ搬送さ
れる。
The principle that a substantially uniform thin layer of carrier is formed by such a magnetic pole can be considered as follows. As described above, the magnetic field lines in the direction perpendicular to the surface of the developer carrying member, because the lines of magnetic force due to the magnetic poles arranged at narrow intervals are directed to adjacent magnetic poles having different polarities,
It rapidly attenuates near the surface of the developer carrier. Further, when the magnetic carrier layer is formed on the peripheral surface, the lines of magnetic force pass through the magnetic carrier layer that comes into contact with the peripheral surface of the developer carrying member, and are hardly distributed outside the magnetic carrier layer. Therefore, the carriers are not concentrated and attached to the portions above the magnetic poles, but are adsorbed in a state where almost only one layer is arranged in order along the magnetic field. For this reason, a thin developer layer having no non-adhered portion of the developer and no valley structure is formed on the developer carrier, and is transported to the development area while being held by the magnetic force.

【0024】上記のような現像装置では、現像剤担持体
に設けられた磁極の作用によって、層厚規制部材を用い
ることなく現像剤の薄層を形成することができるので、
現像剤に大きな負荷をかけることがなく、現像剤の劣化
を防止することができる。また、現像剤担持体の磁力の
みにより現像剤層を形成するので、現像剤搬送量が部品
精度に依存せず且つ経時変化は発生しない。
In the above-described developing device, a thin layer of developer can be formed without using a layer thickness regulating member by the action of the magnetic pole provided on the developer carrier.
It is possible to prevent the deterioration of the developer without applying a large load to the developer. Further, since the developer layer is formed only by the magnetic force of the developer carrying member, the amount of the developer transported does not depend on the precision of the components and does not change with time.

【0025】さらに、磁極の間隔が十分狭く設定されて
いるため、磁極パターンによる影響は発生せず、均一性
の高い画像が得られる。また、磁性キャリアは磁極と磁
極との間で閉磁気回路状のブリッジを形成するため、現
像剤担持体上のキャリア層には強い磁気拘束力が作用す
る。そして、上記磁性キャリアは現像剤担持体の周面と
相対的に移動しない状態、つまり周面上でジャンプした
り、転動したり、攪拌されたりすることなく、周面上に
吸着された状態のまま搬送される。従って、現像剤の飛
散および像担持体上へのキャリア付着は発生しない。さ
らに、像担持体と現像剤担持体との対向位置において、
キャリアが磁気拘束力によって現像剤担持体の周面上に
ほぼ固定した状態となり、像担持体とは接触しないの
で、キャリアによる像担持体表面の機械的な摺擦は発生
せず、従って刷毛跡や掃き寄せ等の画質欠陥のない高品
質な画像再現が可能となる。また、現像領域における現
像剤層の状態は、環境や時間の経過にほとんど影響され
ず、ほぼ一定の状態に保たれるので安定した画像再現が
可能である。
Further, since the interval between the magnetic poles is set to be sufficiently small, the effect of the magnetic pole pattern does not occur, and an image with high uniformity can be obtained. Further, since the magnetic carrier forms a closed magnetic circuit-like bridge between the magnetic poles, a strong magnetic binding force acts on the carrier layer on the developer carrier. The state in which the magnetic carrier does not move relative to the peripheral surface of the developer carrying member, that is, the state in which the magnetic carrier is adsorbed on the peripheral surface without jumping, rolling, or stirring on the peripheral surface Transported as is. Therefore, the scattering of the developer and the adhesion of the carrier to the image carrier do not occur. Further, at a position where the image carrier and the developer carrier face each other,
The carrier is almost fixed on the peripheral surface of the developer carrier by the magnetic binding force and does not contact the image carrier, so that the carrier does not mechanically rub the surface of the image carrier, and hence the brush marks It is possible to reproduce a high-quality image free from image quality defects such as image sweeping and the like. Further, the state of the developer layer in the development area is hardly affected by the environment and the passage of time, and is kept almost constant, so that stable image reproduction is possible.

【0026】また、上記現像装置で用いる現像剤の磁性
キャリアは、請求項3に記載したように、像担持体と現
像剤担持体との対向位置に形成された現像バイアス電界
内で電荷注入が生じない程度に高い体積抵抗値を有する
ものを用いるのがよく、請求項4に記載したように、1
6 V/mの電界中における体積固有抵抗値が1010Ω
・cm以上となるものを用いるのが望ましい。
In addition, the magnetic carrier of the developer used in the developing device is charged with electric charge in a developing bias electric field formed at a position facing the image carrier and the developer carrier. It is preferable to use a material having a volume resistance value that is high enough not to cause such a problem.
0 volume resistivity in the electric field of 6 V / m is 10 10 Omega
・ It is desirable to use one having a size of cm or more.

【0027】磁性キャリアの体積固有抵抗値が低い場合
には、現像領域において磁性キャリアへの電荷注入が生
じ易くなり、磁性キャリアに作用するクーロン力が磁気
拘束力よりも強くなってキャリアがほぼ固定された状態
から解放される。このため、像担持体上に転移し易くな
り、キャリア付着による画像欠陥が生じる。このよう
に、磁性キャリアの体積固有抵抗値は、現像領域におけ
る磁性キャリアの固定状態に影響を及ぼすものであり、
体積固有抵抗値が高い磁性キャリアを用いることによ
り、ほぼ一層の現像剤層を現像剤担持体の周面上にほぼ
固定した状態とすることが容易となる。
When the volume resistivity of the magnetic carrier is low, charge injection into the magnetic carrier is likely to occur in the developing region, and the Coulomb force acting on the magnetic carrier becomes stronger than the magnetic restraining force, so that the carrier is almost fixed. It is released from the state that was done. For this reason, the toner easily transfers onto the image carrier, and an image defect due to carrier adhesion occurs. As described above, the volume specific resistance of the magnetic carrier affects the fixed state of the magnetic carrier in the developing region,
By using a magnetic carrier having a high volume resistivity, it becomes easy to substantially fix one layer of the developer on the peripheral surface of the developer carrier.

【0028】また、上記現像装置で用いる現像剤の磁性
キャリアは、請求項5に記載したように、106 /(4
π)A/mの磁界中における磁化が、約45kA/m以
上360kA/m以下となるものを用いるのが望まし
い。
Further, the magnetic carrier of the developer used in the developing device is 10 6 / (4
(π) It is desirable to use a material having a magnetization of about 45 kA / m or more and 360 kA / m or less in a magnetic field of A / m.

【0029】磁性キャリアの磁化が小さいと、上記磁極
が形成する磁界によって現像剤担持体上へ吸着される力
が小さくなる。このため、磁極間隔が小さく設置され
て、現像剤担持体の表面に垂直な方向の磁界成分が急激
に減衰していると、キャリアが現像剤担持体の表面に吸
着されない部分(現像剤層の抜け)が生じ易くなる。こ
のような現像剤層の抜けがあると、低濃度部における微
少な濃度ムラや細線の再現性不良が発生する。
When the magnetization of the magnetic carrier is small, the force attracted to the developer carrier by the magnetic field formed by the magnetic poles becomes small. For this reason, if the magnetic pole interval is set small and the magnetic field component in the direction perpendicular to the surface of the developer carrier is rapidly attenuated, the portion where the carrier is not adsorbed on the surface of the developer carrier (the portion of the developer layer) Dropout) easily occurs. If such a developer layer is omitted, minute density unevenness in a low density portion and poor reproducibility of a fine line occur.

【0030】一方、磁性キャリアの磁化が大きいと、現
像剤担持体の磁化パターンに応じて強い吸着力が作用
し、磁極上と磁極間とでほぼ均一な現像剤層、つまり山
谷構造のない現像剤層を形成するのが難しくなる。現像
剤層にこのような山谷構造があると、低濃度部において
磁極ピッチと対応した濃度ムラが発生したり、細線の幅
に微少なムラを生じたりすることになる。
On the other hand, when the magnetization of the magnetic carrier is large, a strong attraction force acts according to the magnetization pattern of the developer carrier, and the developer layer is substantially uniform on and between the magnetic poles, that is, the developing layer has no peak-valley structure. It becomes difficult to form an agent layer. When the developer layer has such a peak-valley structure, density unevenness corresponding to the magnetic pole pitch occurs in a low-density portion, or minute unevenness occurs in the width of a thin line.

【0031】さらに、上記現像装置で用いる現像剤の磁
性キャリアは、請求項6に記載したように、残留磁化が
約25kA/m以下であるものを用いるのが望ましい。
磁性キャリアの残留磁化が大きいと、キャリアの磁気的
な凝集が生じ易くなり、この影響により、現像剤担持体
上の現像剤層に微少な凹凸すなわち磁気的な凝集により
一層より多い現像剤層が形成される部位が生じてしま
う。このような凹凸が生じると、低濃度部における微少
な濃度ムラや細線の再現性不良が発生する。このよう
に、磁性キャリアの磁化と残留磁化とは、上記磁極によ
って形成される現像剤層の状態に影響を及ぼすものであ
り、磁化と残留磁化とを上記の範囲内とすることによ
り、ほぼ一層の現像剤層を現像剤担持体上に形成するの
が容易となる。
Further, as the magnetic carrier of the developer used in the developing device, it is desirable to use a magnetic carrier having a residual magnetization of about 25 kA / m or less.
If the residual magnetization of the magnetic carrier is large, magnetic aggregation of the carrier is likely to occur, and due to this effect, the developer layer on the developer carrier has minute unevenness, that is, more developer layers due to magnetic aggregation. A part to be formed occurs. When such unevenness occurs, minute density unevenness in a low density portion and poor reproducibility of a fine line occur. As described above, the magnetization and the residual magnetization of the magnetic carrier affect the state of the developer layer formed by the magnetic poles. It is easy to form the developer layer on the developer carrier.

【0032】さらに、前記現像剤担持体は、請求項7に
記載したように、周回方向の全域にわたってほぼ等間隔
で前記複数の磁極が設けられ、該磁極が周回移動するよ
うに構成されていることが望ましい。例えば、ほぼ一層
のキャリアをほぼ均等に吸着する複数の磁極を有する現
像ロールを、磁石ロールとその周囲で回転駆動するスリ
ーブとで構成した場合には、磁石ロールを固定としてス
リーブの回転に従って現像剤が搬送され、ほぼ一層の現
像剤層は、固定された磁極上を移動することになる。こ
の際、従来の二成分現像装置のような磁極パターンに対
応した現像剤層の転動は生じずに、前記のほぼ固定され
た状態はほぼ維持されるものの、現像剤粒子が互いに衝
突し、この影響により搬送中に現像剤層に微少な凹凸が
生じ易くなる。このような凹凸が生じると低濃度部にお
いて磁極ピッチと対応した濃度ムラが発生したり、細線
の幅に微少なムラを生じたりすることになる。
Further, the developer carrier is provided with the plurality of magnetic poles at substantially equal intervals over the entire region in the circumferential direction, and the magnetic poles are configured to move circumferentially. It is desirable. For example, when a developing roll having a plurality of magnetic poles for adsorbing substantially one layer of carriers substantially uniformly is constituted by a magnet roll and a sleeve that is driven to rotate around the magnet roll, the developer is fixed according to the rotation of the sleeve with the magnet roll fixed. Is transported, and almost one layer of the developer moves on the fixed magnetic pole. At this time, the rolling of the developer layer corresponding to the magnetic pole pattern as in the conventional two-component developing device does not occur, and although the above-mentioned substantially fixed state is almost maintained, the developer particles collide with each other, Due to this effect, fine irregularities are likely to be formed on the developer layer during transportation. When such unevenness occurs, density unevenness corresponding to the magnetic pole pitch occurs in the low density portion, or minute unevenness occurs in the width of the fine line.

【0033】したがって、磁極を含む現像剤担持体を周
回移動して周面上の現像剤を現像領域へと搬送すること
により、より確実にほぼ一層の現像剤層を現像剤担持体
の周面上にほぼ固定した状態とすることが可能となる。
Therefore, by moving the developer carrier including the magnetic poles around and transporting the developer on the peripheral surface to the developing area, almost one layer of the developer layer can be more reliably formed on the peripheral surface of the developer carrier. It is possible to make it almost fixed above.

【0034】以上のように、本発明の現像装置では、機
械的に現像剤層の層厚を規制することなく均一な現像剤
の薄層を形成し現像剤の劣化を低減することが可能であ
る。また、この現像剤薄層を用いて画質欠陥やキャリア
付着のない良好な画像を安定して得ることが可能とな
る。
As described above, in the developing apparatus of the present invention, it is possible to form a uniform thin layer of the developer without mechanically regulating the thickness of the developer layer, and to reduce the deterioration of the developer. is there. Further, it is possible to stably obtain a good image free from image quality defects and carrier adhesion by using the thin developer layer.

【0035】なお、上記のような構成と同様に現像剤担
持体に小さなピッチで磁極を設ける技術が、特開平3−
259276号公報に記載されている。この公報に記載
の技術は、現像ロール(現像剤担持体)を単一の回転体
で構成し、その周囲に100μm程度以下の小さなピッ
チで磁極を設け、一成分磁性現像剤をその周囲に吸着す
るものである。これにより、磁極の位置に対応して吸着
される現像剤層のムラが生じるのを低減し、この現像剤
層を現像領域におけるトナー像の形成に供する。このよ
うな構成により現像ロールを固定支持された磁石ロール
とその周囲で回転するスリーブを有する構造とすること
なく、単純な構成で濃度ムラのない現像を行うものであ
る。
A technique of providing magnetic poles at a small pitch on a developer carrying member in the same manner as described above is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
No. 259,276. According to the technology described in this publication, a developing roll (developer carrier) is constituted by a single rotating body, magnetic poles are provided around the periphery at a small pitch of about 100 μm or less, and a one-component magnetic developer is adsorbed around the periphery. Is what you do. As a result, it is possible to reduce the occurrence of unevenness of the developer layer adsorbed corresponding to the position of the magnetic pole, and to use the developer layer for forming a toner image in a development area. With such a configuration, development without density unevenness can be performed with a simple configuration without having a structure having a magnet roll in which a developing roll is fixedly supported and a sleeve that rotates around the magnet roll.

【0036】しかし、この公報に記載の現像装置は一成
分磁性現像剤を用いるのを前提としており、一成分現像
剤は粒径が7〜15μmであり、着磁ピッチを100μ
m程度以下としても吸着された現像剤は現像ロールの周
面上で穂状となる。このため、層厚規制部材で穂の高さ
を機械的に規制しないと均一な現像剤層を形成すること
ができず、層厚規制部材を用いることを前提としてい
る。このように上記公報に記載の技術は本願に係る発明
と扱う現像剤が異なり、目的も異なるもので全く異質の
技術的思想に基づくものである。
However, the developing device described in this publication is based on the premise that a one-component magnetic developer is used. The one-component developer has a particle diameter of 7 to 15 μm and a magnetization pitch of 100 μm.
Even if it is less than about m, the adsorbed developer forms spikes on the peripheral surface of the developing roll. Therefore, a uniform developer layer cannot be formed unless the height of the spikes is mechanically regulated by the layer thickness regulating member, and it is assumed that the layer thickness regulating member is used. As described above, the techniques described in the above publications are different from the invention according to the present invention in terms of the developer to be treated and have different purposes, and are based on completely different technical ideas.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、本願に係る発明の実施の形態を下記の順序で説明
する。 [1.本願発明に係る現像装置が用いられる画像形成装
置] [2.第1の実施形態] 〈a.現像装置の構成と動作〉 〈b.着磁の方法〉 〈c.磁極間隔等と、画像濃度・画像の均一性・キャリ
アの付着との関係を調査する実験〉 〈d.キャリアの磁化・磁極間隔と、濃度ムラの発生・
細線の再現性・キャリアの付着との関係を調査する実
験〉 〈e.キャリアの残留磁化と、濃度ムラの発生・細線再
現性・キャリアの付着との関係を調査する実験〉 〈f.キャリアの体積固有抵抗値とキャリア付着との関
係を調査する実験〉〈g.維持性についての実験〉 [3.第2の実施形態] [4.第3の実施形態] [5.上記実施形態の変更可能な構成]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order. [1. Image forming apparatus using developing device according to the present invention] [2. First Embodiment] <a. Configuration and operation of developing device><b. Method of magnetization><c. Experiment for investigating the relationship between the magnetic pole interval, etc. and the image density, image uniformity, and carrier adhesion><d. Generation of carrier magnetization / magnetic pole spacing and density unevenness
Experiment for investigating the relationship between reproducibility of fine lines and carrier adhesion><e. An experiment for investigating the relationship between the residual magnetization of the carrier and the occurrence of density unevenness, fine line reproducibility, and carrier adhesion><f. Experiment for Investigating Relationship between Carrier Specific Volume and Carrier Attachment><g. Experiment on maintainability> [3. Second Embodiment] [4. Third Embodiment] [5. Modifiable Configuration of the Above Embodiment]

【0038】[1.本願発明に係る現像装置が用いられ
る画像形成装置]図1は、本願発明に係る現像装置が用
いられる画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
この画像形成装置は、ほぼ円筒状の導電性基体の周面に
感光体層が設けられた感光体ドラム1を備えており、こ
の感光体ドラム1が、図中に示す矢印Aの方向に回転駆
動されるようになっている。また、感光体ドラム1の周
囲には、その回転方向に沿って、帯電器2と、露光装置
3と、円筒部材からなる現像剤担持体12を感光体ドラ
ム1に対向させた現像装置4と、転写前コロトロン5
と、転写コロトロン6と、剥離コロトロン7と、クリー
ナー8と、光除電器9とを有している。
[1. Image Forming Apparatus Using Developing Apparatus According to the Present Invention] FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus using a developing apparatus according to the present invention.
This image forming apparatus includes a photosensitive drum 1 in which a photosensitive layer is provided on a peripheral surface of a substantially cylindrical conductive substrate, and the photosensitive drum 1 rotates in the direction of arrow A shown in the figure. It is designed to be driven. Around the photoconductor drum 1, along a rotation direction thereof, a charger 2, an exposure device 3, and a developing device 4 in which a developer carrier 12 formed of a cylindrical member is opposed to the photoconductor drum 1. , Pre-transfer corotron 5
, A transfer corotron 6, a peeling corotron 7, a cleaner 8, and an optical neutralizer 9.

【0039】上記感光体ドラム1の導電性基体は電気的
に接地されている。また、感光体層には負帯電の有機感
光体(OPC)が用いられており、ほぼ一様に帯電した
後、像光を照射すると、露光部の電荷が上記導電性基体
に流れ、電位が減衰するようになっている。この感光体
ドラム1は、例えば外径を100mm、周面の移動速
度、すなわちプロセススピードを160mm/s程度に
設定することができる。
The conductive substrate of the photosensitive drum 1 is electrically grounded. In addition, a negatively charged organic photoreceptor (OPC) is used for the photoreceptor layer. When the photoreceptor layer is almost uniformly charged and then irradiated with image light, the charge in the exposed portion flows to the conductive substrate, and the potential is changed It is designed to attenuate. The photosensitive drum 1 can be set, for example, to have an outer diameter of 100 mm and a moving speed of the peripheral surface, that is, a process speed of about 160 mm / s.

【0040】上記露光装置は、画像信号に基づいて点滅
するレーザー発生装置と、このレーザー発生装置から射
出されるレーザービームを回転しながら反射するポリゴ
ンミラーとを有し、感光体ドラム1の周面を露光走査し
て静電潜像を形成するものである。この露光走査は、画
像部を露光するものであってもよいし、非画像部を露光
するものであってもよく、感光体の帯電極性とトナーの
帯電極性とを適切に選択することによって画像部にトナ
ーを転移して顕像化することができる。この画像形成装
置では感光体およびトナーは負帯電のものを用い、画像
部を露光するように設定されている。
The exposure device has a laser generator which blinks based on an image signal, and a polygon mirror which reflects a laser beam emitted from the laser generator while rotating the laser beam. Is exposed and scanned to form an electrostatic latent image. This exposure scanning may be performed by exposing the image area or exposing the non-image area. The image is formed by appropriately selecting the charging polarity of the photoconductor and the charging polarity of the toner. The toner can be transferred to the portion and visualized. In this image forming apparatus, the photosensitive member and the toner are negatively charged, and are set so as to expose the image portion.

【0041】次に上記画像形成装置の動作について説明
する。始めに、帯電器2により感光体ドラム1の表面が
一様に−450Vに帯電される[図2(a)]。続い
て、レーザー光による画像部露光が行われ、露光部電位
がほぼ−200Vのネガ潜像が形成される[図2
(b)]。そして、このネガ潜像の露光部には現像装置
4によりトナーが転移され顕像化される[図2
(c)]。
Next, the operation of the image forming apparatus will be described. First, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to -450 V by the charger 2 (FIG. 2A). Subsequently, the image portion is exposed by a laser beam to form a negative latent image having an exposed portion potential of approximately -200 V [FIG.
(B)]. Then, the toner is transferred to the exposed portion of the negative latent image by the developing device 4 to be visualized [FIG.
(C)].

【0042】上記のようにして感光体ドラム1上に形成
されたトナー像は、転写コロトロン6の帯電によって記
録用紙上に転写される。その後、この記録用紙は、剥離
コロトロン7の帯電によって感光体ドラム1の表面から
剥離されて定着器(図示しない)へと搬送される。定着
器ではトナー像が加熱・加圧によって記録用紙上に定着
される。
The toner image formed on the photosensitive drum 1 as described above is transferred onto a recording sheet by charging the transfer corotron 6. Thereafter, the recording paper is peeled off from the surface of the photosensitive drum 1 by the charging of the peeling corotron 7, and is conveyed to a fixing device (not shown). In the fixing device, the toner image is fixed on the recording paper by heating and pressing.

【0043】一方、トナー像の転写および記録用紙の剥
離工程が終了した感光体ドラム1の表面は、クリーナー
8によって残留トナーが清掃され、さらに光除電器9に
よる露光で残留電荷が除去されて次の画像記録工程に備
えられる。なお、感光体ドラム1の回転方向における現
像装置の下流側に設けられた転写前コロトロン5は、現
像時にキャリアが像担持体へ転移する量を調査する際に
用いられるもので、感光体ドラム1上に形成されたトナ
ー像に対して一様な負帯電を行なう。これにより、現像
の際に意図に反して感光体ドラム1上へ転移したキャリ
アを負に帯電し、トナーと一緒に記録用紙上に転写され
るようにして、記録用紙上においてキャリアの転移量の
評価を行うことができる。
On the other hand, the surface of the photoreceptor drum 1 after the transfer of the toner image and the peeling of the recording paper are completed, the residual toner is cleaned by the cleaner 8, and the residual charge is removed by the exposure by the light neutralizer 9. In the image recording step. The pre-transfer corotron 5 provided on the downstream side of the developing device in the rotation direction of the photosensitive drum 1 is used when investigating the amount of carrier transferred to the image carrier during development. Uniform negative charging is performed on the toner image formed thereon. As a result, the carrier transferred onto the photosensitive drum 1 unintentionally during the development is negatively charged and is transferred together with the toner onto the recording paper. An assessment can be made.

【0044】[2.第1の実施形態]次に、本願に係る
発明の実施の形態である現像装置について説明する。 〈a.現像装置の構成と動作〉図3は、上記画像形成装
置で用いることができる現像装置であって、本願発明の
一実施形態である現像装置を示す概略構成図である。こ
の現像装置4は、現像剤が収容される現像ハウジング1
1の感光体ドラム1との対向部位に現像用の開口部を設
け、この開口部に現像ロール12を配設するとともに、
その後方に二つのスクリューオーガー13、14を設け
たものである。また、現像ロール12上に付着した現像
剤を剥離するスクレーパ15が現像ロール12と接触す
るように設けられている。
[2. First Embodiment] Next, a developing device according to an embodiment of the present invention will be described. <A. Configuration and Operation of Developing Apparatus> FIG. 3 is a schematic structural view showing a developing apparatus which can be used in the above-described image forming apparatus and is an embodiment of the present invention. The developing device 4 includes a developing housing 1 in which a developer is stored.
An opening for development is provided at a position opposed to the photosensitive drum 1 of the photoconductor 1, and a developing roll 12 is disposed in the opening.
Two screw augers 13 and 14 are provided on the rear side. Further, a scraper 15 for removing the developer adhered on the developing roll 12 is provided so as to be in contact with the developing roll 12.

【0045】上記スクリューオーガー13、14は、現
像ハウジング内の仕切り壁16で仕切られた二つの現像
剤撹拌搬送室内に設けられ、それぞれ逆方向に現像剤を
搬送するように回転駆動されるものである。上記二つの
現像剤撹拌搬送室は両端部で連通しており、上記スクリ
ューオーガー13、14によって搬送される現像剤は撹
拌されながら二つの現像剤撹拌搬送室内を循環移動する
ようになっている。
The screw augers 13 and 14 are provided in two developer agitating / transporting chambers partitioned by a partition wall 16 in the developing housing, and are driven to rotate so as to transport the developer in opposite directions. is there. The two developer stirring / transfer chambers communicate with each other at both ends, and the developer conveyed by the screw augers 13 and 14 circulates and moves in the two developer stirring / transfer chambers while being stirred.

【0046】上記現像ロール12は、軸線回りに回転が
可能となるように支持されており、図4に示すように磁
気記録層12bとその周面上に形成された導電層12a
とで主要部が構成されている。この現像ロール12の外
径は18mm、駆動時の周速度は320mm/sであ
り、感光体ドラム1と現像剤担持体12との間隙は30
0μmに各々設定され、現像剤層が感光体ドラム1に対
して非接触状態となるよう保持されている。
The developing roll 12 is supported so as to be rotatable about an axis, and as shown in FIG. 4, a magnetic recording layer 12b and a conductive layer 12a formed on the peripheral surface thereof.
And the main part is constituted. The outer diameter of the developing roll 12 is 18 mm, the peripheral speed during driving is 320 mm / s, and the gap between the photosensitive drum 1 and the developer carrier 12 is 30 mm.
The thickness is set to 0 μm, and the developer layer is held so as not to be in contact with the photosensitive drum 1.

【0047】上記導電層12aには現像バイアス用電源
17により、現像バイアス電圧が印加される。この現像
バイアス電圧には直流電圧を重畳した交流電圧が採用さ
れており、直流成分は地カブリの発生を防ぐために−4
00Vに設定されている。現像バイアス電圧の交流成分
は、周波数が低すぎると画像上に現像バイアスの周波数
に応じた濃淡ムラが生じ、周波数が高すぎるとトナーの
運動が電界の変化に追従しきれなくなり、現像効率が低
下してしまう。一方、交流バイアスのピーク間電圧が低
すぎると、トナーに十分な電界が作用しないために現像
効率は低下し、ピーク間電圧が高すぎると、背景部への
カブリや感光体上へのキャリア付着が生じ易くなる。以
上のような点から、周波数としては0.4〜10kH
z、ピーク間電圧としては0.8〜3kV程度の範囲に
設定することが好ましい。本実施形態では、現像バイア
ス電圧の交流成分は、周波数6kHzの矩形波で、ピー
ク間電圧が1.5kVに設定した。
A developing bias voltage is applied to the conductive layer 12a by a developing bias power supply 17. As the developing bias voltage, an AC voltage obtained by superimposing a DC voltage is employed. The DC component is -4 to prevent the occurrence of ground fog.
It is set to 00V. If the frequency of the AC component of the developing bias voltage is too low, uneven shading corresponding to the frequency of the developing bias occurs on the image, and if the frequency is too high, the movement of the toner cannot follow the change in the electric field and the developing efficiency decreases. Resulting in. On the other hand, if the voltage between the peaks of the AC bias is too low, the developing efficiency decreases because a sufficient electric field does not act on the toner, and if the voltage between the peaks is too high, fog on the background and carrier adhesion on the photoconductor are reduced. Is more likely to occur. From the above points, the frequency is 0.4 to 10 kHz.
z and the peak-to-peak voltage are preferably set in the range of about 0.8 to 3 kV. In this embodiment, the AC component of the developing bias voltage is a rectangular wave having a frequency of 6 kHz, and the peak-to-peak voltage is set to 1.5 kV.

【0048】一方、上記磁気記録層12bには、全周に
わたってS極とN極とが交互に等間隔(25〜250μ
m程度)で並列するように着磁が施されている。この着
磁については後述する。この磁気記録層12bは、フェ
ライト磁石からなり、導電層12aは、このファライト
上にアルミニウム層を厚さ1μm程度に積層して形成し
たものである。
On the other hand, on the magnetic recording layer 12b, S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals (25 to 250 μm) over the entire circumference.
m) so as to be parallel. This magnetization will be described later. The magnetic recording layer 12b is made of a ferrite magnet, and the conductive layer 12a is formed by stacking an aluminum layer on this falite to a thickness of about 1 μm.

【0049】上記現像装置で用いられる現像剤は非磁性
トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤であ
り、トナーとしては、重量平均粒径が7μmで、負帯電
性のポリエステル系トナーが使用されている。また、キ
ャリアとしては、結着樹脂中に磁性粉を分散させた、い
わゆる磁性粉分散型樹脂キャリア又は球形フェライト粒
子に樹脂被覆を施した、いわゆるフェライトキャリアが
使用されている。
The developer used in the developing device is a two-component developer obtained by mixing a non-magnetic toner and a magnetic carrier. As the toner, a polyester toner having a weight average particle diameter of 7 μm and a negative charge property is used. Have been. As the carrier, a so-called magnetic powder-dispersed resin carrier in which magnetic powder is dispersed in a binder resin, or a so-called ferrite carrier in which spherical ferrite particles are coated with a resin are used.

【0050】このような現像装置4においては、スクリ
ューオーガー13,14によって充分に攪拌された現像
剤が、図3中に示す領域Xで現像剤担持体と接触し、現
像ロール12上に供給される。そして、磁気記録層12
bで形成される磁界によって現像ロール12の周面に一
定量の現像剤が吸着される。すなわち、トナーを電気的
に吸着した磁性キャリアがほぼ一層だけ、ほぼ均等に付
着した状態となり、層厚規制部材を用いずに現像剤層が
形成される。そして、この現像剤層は、現像ロール12
の回転に伴って感光体ドラム1と対向する現像領域へと
搬送され、感光体ドラム1上の静電潜像の現像に供され
る。
In such a developing device 4, the developer sufficiently stirred by the screw augers 13 and 14 comes into contact with the developer carrier in a region X shown in FIG. You. Then, the magnetic recording layer 12
A certain amount of the developer is attracted to the peripheral surface of the developing roll 12 by the magnetic field formed by b. In other words, almost one layer of the magnetic carrier electrically adsorbing the toner is almost uniformly attached, and the developer layer is formed without using the layer thickness regulating member. Then, this developer layer is applied to the developing roll 12
Is transported to a development area facing the photoconductor drum 1 with the rotation of the photoconductor drum 1, and is used for developing an electrostatic latent image on the photoconductor drum 1.

【0051】なお、この現像装置では、現像ロール12
を磁気記録層12bとその周面上に形成された導電層1
2aとで構成して、磁気記録層12bとしてはフェライ
ト磁石、導電層12aとしてはアルミニウムを使用した
が、本発明はこれらの構成および材料に限定されるもの
ではない。磁気記録層12bには、磁化パターンが形成
可能である任意の材料が使用可能である。例えば、熱可
塑性または熱硬化性の樹脂中に強磁性材料の粉末を分散
させた、いわゆるプラスチック磁石や、可撓性を有する
材料中に強磁性材料の粉末を分散させた、いわゆるゴム
磁石を用いることができる。この場合、可撓性を有する
材料としては、多量の磁性材料の混入が可能で、且つ可
撓性を維持することが可能な任意のものが使用可能であ
り、例えばハイパロン、ポリイソブチレン、ネオプレン
ゴム、ニトリルゴム、塩素化ポリエチレン等が使用でき
る。また、導電層12aとしては、現像バイアス電圧が
印加可能である任意の材料が使用可能である。例えば、
Ni、Ti、Cu、Cu−Ni合金、チタンナイトライ
ド等を用いることができる。
In this developing device, the developing roll 12
To the magnetic recording layer 12b and the conductive layer 1 formed on the peripheral surface thereof.
2a, a ferrite magnet was used for the magnetic recording layer 12b and aluminum was used for the conductive layer 12a, but the present invention is not limited to these configurations and materials. Any material capable of forming a magnetization pattern can be used for the magnetic recording layer 12b. For example, a so-called plastic magnet in which a powder of a ferromagnetic material is dispersed in a thermoplastic or thermosetting resin, or a so-called rubber magnet in which a powder of a ferromagnetic material is dispersed in a flexible material is used. be able to. In this case, as the material having flexibility, any material that can be mixed with a large amount of a magnetic material and can maintain flexibility can be used. For example, Hypalon, polyisobutylene, neoprene rubber , Nitrile rubber, chlorinated polyethylene and the like can be used. Further, as the conductive layer 12a, any material to which a developing bias voltage can be applied can be used. For example,
Ni, Ti, Cu, Cu-Ni alloy, titanium nitride, or the like can be used.

【0052】さらに、導電層の上に、薄膜の磁気記録層
を形成した構成としてもよい。図5にこの構成の一例を
示す。この磁気記録層122bは、結着樹脂中に強磁性
材料の粉状体を分散させたものを、導電性基体122a
上に層厚50μmでコーティングすることにより構成さ
れている。この磁性材料としては、磁石材料や磁気記録
材料等として公知である任意のものが使用可能であり、
γ−Fe23 のほか、CrO2 、Baフェライト、S
rフェライト等が使用できる。また、結着樹脂として
は、テープ、ディスク、カード等の磁気記録層を構成す
る任意のものが使用可能であり、例えばポリカーボネー
ト、ポリエステル、ポリウレタン等が使用できる。さら
に、磁気記録層122bには、必要に応じて導電性微粒
子等を添加することが可能である。
Further, a thin film magnetic recording layer may be formed on the conductive layer. FIG. 5 shows an example of this configuration. The magnetic recording layer 122b is obtained by dispersing a powder of a ferromagnetic material in a binder resin and forming the conductive base 122a.
It is constituted by coating with a layer thickness of 50 μm on top. As the magnetic material, any material known as a magnet material or a magnetic recording material can be used.
In addition to γ-Fe 2 O 3 , CrO 2 , Ba ferrite, S
r Ferrite or the like can be used. Further, as the binder resin, any one constituting a magnetic recording layer such as a tape, a disk, and a card can be used, and for example, polycarbonate, polyester, polyurethane and the like can be used. Further, conductive fine particles and the like can be added to the magnetic recording layer 122b as needed.

【0053】また、磁気記録層122bには、磁性金属
材料を用いることもできる。この場合、磁石材料や磁気
記録材料等として公知である任意のものが使用可能であ
り、例えば、Co−Ni−P、Co−Ni、Co−C
r、Fe−Cr−Co、Mg−Al、Al−Ni−Co
等が使用できる。さらに、磁気記録層122bを、可撓
性を有する材料中に磁性材料を分散させた構成としても
よい。この場合、可撓性を有する材料としては、多量の
磁性材料の混入が可能で、且つ可撓性の維持が可能な任
意のものが使用可能であり、例えばハイパロン、ポリイ
ソブチレン、ネオプレンゴム、ニトリルゴム、塩化ポリ
エチレン等が使用できる。
Further, a magnetic metal material can be used for the magnetic recording layer 122b. In this case, any known material such as a magnet material or a magnetic recording material can be used. For example, Co-Ni-P, Co-Ni, Co-C
r, Fe-Cr-Co, Mg-Al, Al-Ni-Co
Etc. can be used. Further, the magnetic recording layer 122b may have a configuration in which a magnetic material is dispersed in a flexible material. In this case, as the material having flexibility, any material that can be mixed with a large amount of magnetic material and can maintain flexibility can be used. For example, Hypalon, polyisobutylene, neoprene rubber, nitrile Rubber, polyethylene chloride and the like can be used.

【0054】〈b.着磁の方法〉次に、上記磁気記録層
12bの着磁の方法について説明する。磁気記録層の着
磁は、図6に示すように、現像ロール12の周面に近接
して配置された磁気記録用ヘッド200によって行われ
る。この磁気記録用ヘッド200は、軟磁性材料からな
り両端部が間隔をおいて並列する形状のコア201と、
このコア201に巻き回されたコイル202とを有し、
上記コア201の両端部が現像ロールの周面に近接する
ように配置される。コイル202には、磁化信号発生装
置によって制御された電源から磁化電流が供給されるよ
うになっており、コイル202に電流が流れると、コア
201内に磁束が発生し、この磁束はコア201の先端
から磁気記録層12bを通る。これにより、磁気記録層
12bが磁化される。コイル202へ供給される磁化電
流は、磁化信号発生装置からの信号に基づいて断続的又
は適宜電流の方向を変えて供給され、図6に示すように
回転駆動される現像ロール12の周面が所定の着磁パタ
ーンに磁化される。本実施例では現像ロール12の周方
向にN極とS極との交互着磁を正弦波パターンにて行
い、現像ロール表面における半径方向の磁束密度のピー
ク値を50mTに設定している。
<B. Next, a method of magnetizing the magnetic recording layer 12b will be described. As shown in FIG. 6, the magnetization of the magnetic recording layer is performed by a magnetic recording head 200 arranged close to the peripheral surface of the developing roll 12. The magnetic recording head 200 includes a core 201 made of a soft magnetic material and having both ends arranged in parallel at intervals.
A coil 202 wound around the core 201,
The core 201 is arranged so that both ends thereof are close to the peripheral surface of the developing roll. A magnetizing current is supplied to the coil 202 from a power supply controlled by a magnetizing signal generator. When a current flows through the coil 202, a magnetic flux is generated in the core 201, and the magnetic flux is generated in the core 201. It passes through the magnetic recording layer 12b from the tip. Thereby, the magnetic recording layer 12b is magnetized. The magnetizing current supplied to the coil 202 is supplied intermittently or with the direction of the current being changed intermittently based on a signal from the magnetizing signal generator, and as shown in FIG. It is magnetized into a predetermined magnetization pattern. In the present embodiment, the N and S poles are alternately magnetized in a sine wave pattern in the circumferential direction of the developing roll 12, and the peak value of the magnetic flux density in the radial direction on the surface of the developing roll is set to 50 mT.

【0055】なお、図5に示すような磁気記録層122
bの着磁には、図7に示すような磁気記録用ヘッド21
0を用いることもできる。このような磁気記録用ヘッド
210を用いる場合には、現像ロールを軟磁性体からな
る導電性基体122aの上に磁気記録層122bが設け
られたものとする。導電性基体122aを形成する軟磁
性体としては、公知である任意のものが使用でき、例え
ば鉄、鉄−ケイ素合金、鉄−ニッケル合金等がある。
The magnetic recording layer 122 shown in FIG.
The magnetic recording head 21 shown in FIG.
0 can also be used. When such a magnetic recording head 210 is used, it is assumed that a magnetic recording layer 122b is provided on a conductive base 122a made of a soft magnetic material as a developing roll. As the soft magnetic material forming the conductive substrate 122a, any known soft magnetic material can be used, and examples thereof include iron, an iron-silicon alloy, and an iron-nickel alloy.

【0056】上記磁気記録用ヘッド210は、コアの一
端211aが小さな端面となるように断面を減少した形
状となっているが、他端211bは大きな端面が現像ロ
ールの周面と対向する形状となっている。このようなコ
ア211に巻き回されたコイル212に電流が供給され
ると、コア211に発生した磁束は小さな端面から磁気
記録層122bを通り、さらにその下にある軟磁性体層
(導電性基体122a)を通って端面が大きくなってい
るコアの他端211bへ通じる。したがって磁気記録層
122bの小さな端面211aと対向している位置で
は、磁気記録層122bの厚さ方向にN極とS極とが形
成され、一方大きな端面と対向している部分ではほとん
ど磁化されない。このような着磁を現像ロールの周面の
ほぼ全域にわたって行うことにより、磁気記録層122
bの厚さ方向に配列された磁極を周面のほぼ全域に形成
することができる。このように磁気記録層の厚さ方向に
着磁することによって大きな磁束密度の磁界を形成する
ことができ、磁極の間隔、使用するキャリア等に応じて
このような着磁パターンを採用することもできる。
The magnetic recording head 210 has a shape in which the cross section is reduced so that one end 211a of the core becomes a small end surface, while the other end 211b has a shape in which a large end surface faces the peripheral surface of the developing roll. Has become. When a current is supplied to the coil 212 wound around the core 211, the magnetic flux generated in the core 211 passes through the magnetic recording layer 122b from a small end face, and further passes therethrough a soft magnetic layer (conductive base). 122a) to the other end 211b of the core whose end face is larger. Therefore, at the position facing the small end face 211a of the magnetic recording layer 122b, an N pole and an S pole are formed in the thickness direction of the magnetic recording layer 122b, while the portion facing the large end face is hardly magnetized. By performing such magnetization over substantially the entire peripheral surface of the developing roll, the magnetic recording layer 122
The magnetic poles arranged in the thickness direction of b can be formed over almost the entire peripheral surface. By magnetizing in the thickness direction of the magnetic recording layer in this manner, a magnetic field having a large magnetic flux density can be formed, and such a magnetized pattern may be adopted according to the interval between the magnetic poles, the carrier used, and the like. it can.

【0057】〈c.磁極間隔等と、画像濃度・画像の均
一性・キャリアの付着との関係を調査する実験〉次に、
図3に示す現像装置において、静電潜像の現像試験を行
い、キャリアの種類および粒径と、磁気記録層12bの
磁極間隔とを変化させて、画像濃度、キャリアの付着、
画像の均一性を調査した結果について説明する。一般に
二成分現像剤の薄層を用いる現像方式において、きめの
細かい画像を得るためには、平均粒径の小さいキャリア
を用いることが好ましい。平均粒径の大きなキャリアを
用いた場合には、磁界に沿って配列されるキャリアのチ
ェーン間の間隔は広くまた粗くなるため、均一性の高い
薄層を得ることは困難となる。このため、画像の均一性
不良およびライン画像のエッジ再現不良が発生してしま
う。したがってキャリアの平均粒径としては、100μ
m以下であることが好ましく、本試験では平均粒径が5
0μm、100μmのキャリアを用いる。使用した4種
類のキャリアは表1に示す。 以下余白
<C. Experiments to investigate the relationship between magnetic pole spacing, etc. and image density, image uniformity, and carrier adhesion>
In the developing device shown in FIG. 3, a development test of an electrostatic latent image is performed, and the image density, carrier adhesion, and the like are changed by changing the type and particle size of the carrier and the magnetic pole interval of the magnetic recording layer 12b.
The result of examining the uniformity of the image will be described. Generally, in a developing method using a thin layer of a two-component developer, it is preferable to use a carrier having a small average particle size in order to obtain a fine-grained image. When a carrier having a large average particle size is used, the distance between the chains of the carriers arranged along the magnetic field is wide and coarse, so that it is difficult to obtain a highly uniform thin layer. Therefore, poor uniformity of the image and poor edge reproduction of the line image occur. Therefore, the average particle size of the carrier is 100 μm.
m or less, and in this test, the average particle size is 5
0 μm and 100 μm carriers are used. Table 1 shows the four types of carriers used. Below margin

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】表1中のキャリアの種類およびは磁性
粉分散型樹脂キャリアで、およびはフェライトキャ
リアである。また、平均粒径は、重量平均粒径である。
単位重量当たりの磁化は106 /(4π)A/mの磁界
中における値である。なお、残留磁化は全キャリアで5
kA/m未満である。また、体積固有抵抗値は、1015
〜1016Ω・cmの範囲となるように調整されている。
現像剤中のトナーとキャリアの混合比は、現像剤中のト
ナーの重量比で、およびのキャリアでは15重量
%、およびのキャリアでは7.9重量%として、単
位体積当たりのトナー量がほぼ等しくなるように設定し
ている。また、トナーの電荷量は−15〜−20mC/
kgの範囲に調整されている。現像ロール12として
は、その表面における磁極間隔が、13μm、25μ
m、50μm、100μm、250μm、500μmの
6種類のものを使用した。但し、上記磁極間隔は、少数
第1位を四捨五入した値である。
The types of carriers in Table 1 are magnetic powder-dispersed resin carriers, and are ferrite carriers. The average particle size is a weight average particle size.
The magnetization per unit weight is a value in a magnetic field of 10 6 / (4π) A / m. The residual magnetization is 5 for all carriers.
It is less than kA / m. The volume resistivity is 10 15
It is adjusted so as to be in the range of 〜1010 16 Ω · cm.
The mixing ratio of the toner and the carrier in the developer is the weight ratio of the toner in the developer, and 15% by weight of the carrier and 7.9% by weight of the carrier, and the toner amount per unit volume is substantially equal. It is set to become. The charge amount of the toner is -15 to -20 mC /
Adjusted to the kg range. The developing roll 12 has a magnetic pole interval on its surface of 13 μm, 25 μm.
m, 50 μm, 100 μm, 250 μm and 500 μm. However, the magnetic pole interval is a value obtained by rounding off the first decimal place.

【0060】画像濃度の評価は、ベタ画像の現像を行
い、その濃度を反射濃度計(商品名:X−RITE31
0)で測定して行う。この測定値が1.8以上であれば
ベタ画像、線画像ともに十分な濃度を有しており、1.
8以上を○、1.8未満を×と評価している。
Evaluation of the image density is performed by developing a solid image and measuring the density with a reflection densitometer (trade name: X-RITE31).
The measurement is performed in step 0). If the measured value is 1.8 or more, both the solid image and the line image have a sufficient density.
8 or more is evaluated as ○, and less than 1.8 is evaluated as ×.

【0061】また、キャリアの付着は、図8に示すよう
な画像部と背景部とがプロセスの進行方向と直角方向に
一定周期で並列されたいわゆる交番ラインの現像を行
い、このときのキャリア付着量を測定して評価を行っ
た。交番ラインの周期は2サイクル/mmで画像部と背
景部の比率は1:1である。このような交番ラインの現
像においては、感光体の表面に、画像部と背景部とが非
常に小さい間隔で隣接する静電潜像が存在するため、感
光体層の表面近傍にはいわゆるフリンジ電界が生じ、画
像の周辺部では、トナーと逆極性に帯電したキャリアに
対して静電的吸引力が作用する。従って、交番ラインは
キャリアの付着が生じやすい画像であり、キャリア付着
の評価に適している。
The so-called alternating line in which the image portion and the background portion are arranged in parallel at a fixed period in the direction perpendicular to the process direction as shown in FIG. The amount was measured and evaluated. The cycle of the alternating lines is 2 cycles / mm, and the ratio of the image portion to the background portion is 1: 1. In the development of such an alternating line, an electrostatic latent image in which the image portion and the background portion are adjacent to each other at a very small interval exists on the surface of the photoreceptor. Is generated, and in the peripheral portion of the image, electrostatic attraction acts on the carrier charged to the opposite polarity to the toner. Therefore, the alternating line is an image in which the carrier is likely to adhere, and is suitable for evaluating the carrier adhesion.

【0062】キャリア付着量の評価指標は、交番ライン
の背景部上におけるキャリア粒子の面積率とした。面積
率の測定には、画像解析装置(商品名:LUZEX−5
000)を使用した。キャリア粒子の面積率が、1.0
%以下であれば実用上問題の無いレベルであるので、
1.0%以下を○、1.0%を超えた場合を×としてい
る。
The evaluation index of the carrier adhesion amount was the area ratio of the carrier particles on the background of the alternating line. To measure the area ratio, an image analyzer (trade name: LUZEX-5)
000) was used. When the area ratio of the carrier particles is 1.0
% Or less, there is no practical problem.
○ indicates 1.0% or less, and X indicates 1.0% or more.

【0063】さらに、画像の均一性の評価は、ベタ画像
について目視で行い、目視で濃度ムラが確認されない状
態を○、少量の濃度ムラはあるが実用上問題の無いレベ
ルを△、使用不可能なレベルを×とした。上記のような
方法で、評価を行った結果は表2に表す。この表におい
て、総合評価は、上記三項目全てに×のないものを○、
一つでも×のあるものを×とした。 以下余白
Further, the uniformity of the image was evaluated visually with respect to the solid image. A state where density unevenness was not visually observed was evaluated as ○. Level was marked as x. Table 2 shows the results of the evaluation performed by the method described above. In this table, the comprehensive evaluation was evaluated as follows:
At least one with x was marked as x. Below margin

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】表2より、磁極間隔が25μm以上250
μm以下の範囲であれば、キャリア付着や均一性不良を
起こすことなく十分な画像濃度を得られることがわか
る。磁極間隔が25μmより狭い場合には、磁界に沿っ
た磁性キャリアの配列は困難となり、現像剤層は全体的
に疎な状態となる。このため、十分な濃度が得られず、
画像の均一性も損なわれる。また、現像ロール12の表
面から離れた部位における磁界は、磁極間隔が狭いほど
急激に減衰して弱くなるため、磁極間隔が25μmより
狭い場合には、現像ロール上の磁性キャリアに作用する
磁気拘束力は弱くなり、前述のフリンジ電界の作用によ
るキャリアの付着が発生してしまう。さらに、現像ロー
ルの回転時に作用する遠心力により、現像剤が飛散する
現象が観察された。
From Table 2, it can be seen that the magnetic pole interval is 25 μm or more and 250 μm or more.
It can be seen that in the range of μm or less, a sufficient image density can be obtained without causing carrier adhesion or poor uniformity. If the magnetic pole interval is smaller than 25 μm, it becomes difficult to arrange the magnetic carriers along the magnetic field, and the developer layer is entirely sparse. For this reason, a sufficient concentration cannot be obtained,
Image uniformity is also impaired. In addition, the magnetic field at a portion distant from the surface of the developing roll 12 rapidly attenuates and becomes weaker as the magnetic pole interval is smaller. Therefore, when the magnetic pole interval is smaller than 25 μm, the magnetic constraint acting on the magnetic carrier on the developing roll is reduced. The force is weakened, and carrier adhesion occurs due to the action of the fringe electric field described above. Further, a phenomenon in which the developer was scattered by the centrifugal force acting when the developing roll was rotated was observed.

【0066】一方、磁極間隔が250μmより広い場合
には、磁極間部において磁性キャリアに作用する磁気拘
束力が極めて弱くなる。このために、現像剤が磁極付近
に集中的に付着する。従って、現像剤層の状態は着磁パ
ターンに応じて山と谷とを形成するようになり、現像さ
れた画像には着磁パターン状のムラが発生してしまう。
また、上記のように、磁極間部に付着した磁性キャリア
に作用する磁気拘束力が弱いため、キャリアの感光体へ
の付着および現像剤の飛散が発生してしまう。
On the other hand, when the interval between the magnetic poles is wider than 250 μm, the magnetic binding force acting on the magnetic carrier in the portion between the magnetic poles becomes extremely weak. For this reason, the developer is intensively attached near the magnetic pole. Therefore, the state of the developer layer is such that peaks and valleys are formed in accordance with the magnetization pattern, and the developed image has unevenness in the shape of the magnetization pattern.
Further, as described above, since the magnetic binding force acting on the magnetic carrier attached to the gap between the magnetic poles is weak, the carrier is attached to the photoconductor and the developer is scattered.

【0067】これらに対し、磁極間隔を25μm以上2
50μm以下とすると、現像ロール上において、磁性キ
ャリアは磁界に沿った状態で整然と配列される。このた
め現像ロール上には現像剤の付着していない部分が無
く、かつ山谷構造を持たないほぼ一層の磁性キャリアが
配列された現像剤層が形成され、この現像剤層が磁力に
より保持されて搬送される。したがって、層厚規制部材
を用いることなく、均一性の高い画像を得ることが可能
となる。また、現像剤搬送量は部品精度に依存しないの
で、組立てに高い精度は要求されない。さらに、現像ロ
ール上の現像剤層には強い磁気拘束力が作用するので、
キャリアの感光体への付着および現像剤の飛散は発生し
ない。また、現像ロール上の現像剤層は現像ロール表面
上にほぼ固定された状態で、相対移動することなく搬送
されるので、感光体表面を機械的に摺察することがな
く、従って刷毛跡や掃き寄せ等の画質欠陥がなく極めて
均一性の高い画像を得ることができる。
On the other hand, the distance between the magnetic poles should be 25 μm or more and 2
When the thickness is 50 μm or less, the magnetic carriers are arranged neatly along the magnetic field on the developing roll. For this reason, a developer layer in which there is no portion where the developer does not adhere and there is almost no magnetic carrier having no peak and valley structure is formed on the developing roll, and this developer layer is held by magnetic force. Conveyed. Therefore, an image with high uniformity can be obtained without using a layer thickness regulating member. Further, since the developer conveyance amount does not depend on the component accuracy, high accuracy is not required for assembly. Furthermore, since a strong magnetic binding force acts on the developer layer on the developing roll,
Adhesion of the carrier to the photoconductor and scattering of the developer do not occur. Also, the developer layer on the developing roll is conveyed without being relatively moved while being substantially fixed on the surface of the developing roll. It is possible to obtain an image with extremely high uniformity without image quality defects such as shifting.

【0068】なお、図3に示す現像装置では、現像ロー
ル12上の現像剤層を、感光体ドラム1に対して非接触
状態としたが、現像剤層が感光体ドラム1と接触するよ
うに設定した場合においても同様な結果が得られる。こ
の場合には、現像剤層による感光体表面の機械的な摺察
が生じることになるが、現像剤層は現像ロール上にほぼ
固定された状態であり、従来の接触型二成分現像装置の
ような磁気ブラシの現像ロール上での転動や振動による
運動が存在しないため、刷毛跡や掃き寄せ等の画質欠陥
はほとんど生じない。
In the developing device shown in FIG. 3, the developer layer on the developing roll 12 is in a non-contact state with the photosensitive drum 1, but the developer layer is in contact with the photosensitive drum 1. A similar result can be obtained even when it is set. In this case, the surface of the photoreceptor is mechanically rubbed by the developer layer. However, the developer layer is almost fixed on the developing roll, and the conventional contact-type two-component developing device is used. Since there is no such movement due to rolling or vibration of the magnetic brush on the developing roll, image quality defects such as brush marks and sweeping hardly occur.

【0069】また、この現像装置では、現像ロール12
の周方向にN極とS極とを交互に着磁したが、現像ロー
ルの長手方向にN極とS極とを交互に着磁した場合や現
像ロール表面上で、N極とS極とがモザイク状に配列す
るように着磁した場合においても同様な結果が得られ
る。
In this developing device, the developing roll 12
N and S poles were alternately magnetized in the circumferential direction, but when the N and S poles were alternately magnetized in the longitudinal direction of the developing roll or when the N and S poles were The same result can be obtained when the magnets are magnetized so as to be arranged in a mosaic pattern.

【0070】〈d.キャリアの磁化・磁極間隔と、濃度
ムラの発生・細線の再現性・キャリアの付着との関係を
調査する実験〉次に、図3に示す現像装置において、キ
ャリアの磁化及び磁極間隔を変化させ、キャリアの付
着、低濃度部における濃度ムラ及び細線の再現性を調査
した結果について説明する。この実験では、表3に示す
10種のキャリアを使用しており、これらはすべてフェ
ライトキャリアであって、真密度は4.5g/cm3
ある。また、平均粒径は重量平均粒径であり、磁化は1
6 /(4π)A/mの磁界における値である。 以下余白
<D. Experiment for investigating the relationship between carrier magnetization and magnetic pole interval and occurrence of density unevenness, reproducibility of fine wires, and carrier adhesion> Next, in the developing device shown in FIG. 3, the carrier magnetization and magnetic pole interval were changed. The results of an investigation of carrier adhesion, density unevenness in a low density portion, and reproducibility of fine lines will be described. In this experiment, ten kinds of carriers shown in Table 3 are used, all of which are ferrite carriers, and the true density is 4.5 g / cm 3 . The average particle size is a weight average particle size, and the magnetization is 1
It is a value in a magnetic field of 0 6 / (4π) A / m. Below margin

【0071】[0071]

【表3】 [Table 3]

【0072】なお、残留磁化は全キャリアで5kA/m
未満である。また、体積固有抵抗値は1015〜1016Ω
・cmの範囲となるように調整されている。現像剤中の
トナーとキャリアとの混合比は、現像剤中のトナーの重
量比で7.9重量%とした。また、トナーの電荷量は−
15〜−20mC/kgの範囲に調整されている。現像
ロールとしては、その表面における磁極間隔が25μ
m、250μmの2種類を使用した。
The residual magnetization was 5 kA / m for all carriers.
Is less than. The volume resistivity is 10 15 to 10 16 Ω
・ Adjusted to be within the range of cm. The mixing ratio of the toner and the carrier in the developer was 7.9% by weight in terms of the weight ratio of the toner in the developer. The charge amount of the toner is-
It is adjusted in the range of 15 to -20 mC / kg. As the developing roll, the magnetic pole interval on the surface is 25 μm.
m and 250 μm were used.

【0073】実験は上記のような条件で画像形成を行な
い、出力画像について次のような評価を行なったもので
ある。低濃度部の画像の均一性は、面積率が20%の網
点画像について目視で評価し、微小な濃度ムラが確認さ
れない状態を〇、少量の微小濃度ムラはあるが実用上問
題のないレベルを△、使用不可能なレベルを×とした。
細線の再現性については、幅130μmの線画像につい
て目視で評価を行ない、エッジ部のギザつき及び濃度ム
ラが確認されない状態を〇、少量のギザつき及び濃度ム
ラはあるが実用上問題のないレベルを△、使用不可能な
レベルを×とした。また、キャリアの付着については、
先の実験と同様の方法で評価した。
In the experiment, an image was formed under the above conditions, and the following evaluation was performed on the output image. The uniformity of the image in the low-density part is evaluated by visually checking a halftone image having an area ratio of 20%, and a state in which no minute density unevenness is observed. , And the unusable level was marked as x.
Regarding the reproducibility of fine lines, a line image having a width of 130 μm was visually evaluated, and a state in which no jagged edges and uneven density were observed in the edge portion was evaluated. , And the unusable level was marked as x. Regarding the carrier adhesion,
Evaluation was performed in the same manner as in the previous experiment.

【0074】このような実験の結果は表4に示すとおり
であり、総合評価は、上記四項目のすべてに△及び×の
ないものを〇、△はあるが×のないものを△、一つでも
×のあるものを×としている。この表に示される結果よ
り、キャリアの磁化が45kA/m以上360kA/m
以下であれば、キャリア付着を起こすことなく十分な画
像濃度が得られると同時に、低濃度部の均一性及び細線
の再現性が良好となることが分かる。 以下余白
The results of such experiments are as shown in Table 4. The comprehensive evaluation was as follows: 〇 for all of the above four items without △ and ×, △ for one with △ but without ×, and one for But those with x are marked as x. From the results shown in this table, the carrier magnetization is 45 kA / m or more and 360 kA / m.
If it is below, it can be seen that a sufficient image density can be obtained without causing carrier adhesion, and at the same time, the uniformity of the low density portion and the reproducibility of the fine line are improved. Below margin

【0075】[0075]

【表4】 [Table 4]

【0076】このように、キャリアの磁化が低濃度部の
均一性及び細線の再現性に影響を及ぼす理由は、次のよ
うに考えることができる。前述のように現像ロール12
の表面から離れた位置における磁界は、磁極間隔が狭い
ほど急激に減衰して弱くなる。したがって磁極間隔が狭
いほど、現像剤層には抜け、すなわち現像剤の付着して
いない部分が生じ易くなる。これに対しては、キャリア
の磁化を45kA/m以上として、キャリアに作用する
磁気拘束力を強めることにより、上記現像剤層の抜けの
発生を抑制することが可能となる。したがって、低濃度
部の均一性、並びに、細線再現性を高めることができ
る。一方、キャリアの磁化が45kA/mより小さい場
合には、いわゆる現像剤の抜けを生じることなくキャリ
アを現像ロール表面上に均一に付着させることは困難と
なる。そして実用上その使用が困難となるレベルではな
いが、低濃度部の均一性および細線再現性は低下してし
まう。
The reason why the magnetization of the carrier affects the uniformity of the low-density portion and the reproducibility of the fine line can be considered as follows. As described above, the developing roll 12
The magnetic field at a position distant from the surface of the first magnetic field attenuates rapidly and becomes weaker as the magnetic pole interval is smaller. Therefore, as the magnetic pole interval is smaller, the developer layer is more likely to come off, that is, a portion where the developer is not attached. On the other hand, by setting the magnetization of the carrier to 45 kA / m or more and increasing the magnetic restraining force acting on the carrier, it is possible to suppress the occurrence of the removal of the developer layer. Therefore, the uniformity of the low density portion and the reproducibility of the fine line can be improved. On the other hand, when the magnetization of the carrier is smaller than 45 kA / m, it is difficult to uniformly attach the carrier on the surface of the developing roll without causing the so-called removal of the developer. Although this is not a level that makes it practically difficult to use, the uniformity and the fine line reproducibility of the low density portion are reduced.

【0077】また、現像ロールの磁極間隔が広いほど、
現像剤層は着磁パターンに応じた山谷構造を形成しやす
くなるが、キャリアの磁化を360kA/m以下として
キャリアに作用する磁気拘束力を弱めることにより、上
記現像剤層の山谷構造が発生するのを抑制することが可
能となる。したがって、低濃度部の均一性、並びに、細
線再現性を高めることができる。一方、キャリアの磁化
が360kA/mより大きい場合には、上記山谷構造が
顕著となり、実用上その使用が困難となるレベルではな
いが、低濃度部の均一性、および細線再現性は低下して
しまう。
Further, as the magnetic pole interval of the developing roll is wider,
The developer layer can easily form a peak-valley structure according to the magnetization pattern. However, the magnetization of the carrier is set to 360 kA / m or less to weaken the magnetic binding force acting on the carrier, whereby the peak-valley structure of the developer layer is generated. Can be suppressed. Therefore, the uniformity of the low density portion and the reproducibility of the fine line can be improved. On the other hand, when the magnetization of the carrier is larger than 360 kA / m, the above-mentioned peak-valley structure becomes remarkable, which is not a level that makes the use of the carrier practically difficult. I will.

【0078】以上のような理由により、磁極間隔が25
μm以上250μm以下の場合において、106 /(4
π)A/mの磁界中におけるキャリアの磁化を45kA
/m以上360kA/m以下とすることにより、キャリ
ア付着を起こすことなく十分な画像濃度が得られると同
時に、低濃度部の均一性、および細線再現性を高めるこ
とができる。なお、この実験では、フェライトキャリア
を使用したが、磁化が上記範囲内であれば、樹脂中に磁
性粉を分散させた、いわゆる磁性粉分散型樹脂キャリア
を用いた場合においても同様な結果が得られる。
For the above reasons, the magnetic pole interval is set to 25
In the case of not less than μm and not more than 250 μm, 10 6 / (4
π) 45 kA of carrier magnetization in a magnetic field of A / m
By setting it to be not less than / m and not more than 360 kA / m, a sufficient image density can be obtained without causing carrier adhesion, and at the same time, uniformity of a low density portion and reproducibility of fine lines can be improved. In this experiment, a ferrite carrier was used. However, if the magnetization was within the above range, similar results were obtained when a so-called magnetic powder-dispersed resin carrier in which magnetic powder was dispersed in a resin was used. Can be

【0079】〈e.キャリアの残留磁化と、濃度ムラの
発生・細線再現性・キャリアの付着との関係を調査する
実験〉次に、図3に示す現像装置において、キャリアの
残留磁化すなわち無磁界中における磁化を変化させ、キ
ャリアの感光体への付着、低濃度部における濃度ムラの
発生及び細線の再現性を調査した結果について説明す
る。この実験では、表5に示す8種のキャリアを使用し
ており、これらはすべて樹脂中に磁性粉を分散させた磁
性粉分散型樹脂キャリアであって、真密度は2.2g/
cm3 である。また、平均粒径は重量平均粒径であり、
106 /(4π)A/mの磁界中における単位重量あた
りの磁化は40A・m2 /kg、磁化は88kA/mで
ある。
<E. Experiment for investigating the relationship between the residual magnetization of the carrier and the occurrence of density unevenness, fine line reproducibility, and carrier adhesion> Next, in the developing device shown in FIG. 3, the residual magnetization of the carrier, that is, the magnetization in the absence of a magnetic field was changed. A description will now be given of the results of an investigation on the adhesion of a carrier to a photoreceptor, the occurrence of density unevenness in a low density portion, and the reproducibility of fine lines. In this experiment, eight types of carriers shown in Table 5 were used, all of which were magnetic powder-dispersed resin carriers in which magnetic powder was dispersed in resin, and had a true density of 2.2 g / g.
cm 3 . The average particle size is a weight average particle size,
The magnetization per unit weight in a magnetic field of 10 6 / (4π) A / m is 40 Am 2 / kg, and the magnetization is 88 kA / m.

【0080】[0080]

【表5】 [Table 5]

【0081】なお、体積固有抵抗値は1015〜1016Ω
・cmとなるように調整されている。 現像剤中のトナ
ーとキャリアとの混合比は、現像剤中のトナーの重量比
で15重量%とした。また、トナーの電荷量は、−15
〜−20mC/kgの範囲に調整されている。現像ロー
ルとしては、その表面における磁極間隔が100μmの
ものを使用した。キャリアの付着、低濃度部における濃
度ムラ及び細線の再現性については、先の実験と同様の
方法で評価した。この実験の結果は表6に示すとおりで
あり、総合評価は、上記の4項目のすべてに△及び×の
ないものを○、△はあるが×のないものを△、一つでも
×のあるものを×としている。この結果から、キャリア
の残留磁化が25kA/m以下であれば、キャリア付着
を起こすことなく充分な画像濃度が得られると同時に、
低濃度部の均一性及び細線の再現性が良好となることが
わかる。
The volume resistivity is 10 15 to 10 16 Ω.
・ Adjusted to be cm. The mixing ratio between the toner in the developer and the carrier was 15% by weight based on the weight of the toner in the developer. The charge amount of the toner is -15
It is adjusted to the range of -20 mC / kg. The developing roll used had a magnetic pole interval of 100 μm on its surface. The adhesion of the carrier, the density unevenness in the low-density portion, and the reproducibility of the fine line were evaluated by the same method as in the previous experiment. The results of this experiment are as shown in Table 6. The comprehensive evaluation was as follows: ○ for all of the above four items without △ and ×, △ for those with △ but no X, and × for at least one Things are marked as x. From this result, if the residual magnetization of the carrier is 25 kA / m or less, a sufficient image density can be obtained without causing carrier adhesion, and at the same time,
It can be seen that the uniformity of the low density portion and the reproducibility of the fine line are improved.

【0082】[0082]

【表6】 [Table 6]

【0083】このように、キャリアの残留磁化が低濃度
部の均一性及び細線の再現性に影響を及ぼす理由を次の
ように考えることができる。磁性キャリアの残留磁化が
大きいと、キャリアの磁気的な凝集が生じ易くなり、こ
の影響により、現像ロール上の現像剤層に微妙な凹凸、
すなわち磁気的な凝集により、一層より多い現像剤層が
形成される部位が生じてしまう。このような凹凸が生じ
ると、低濃度部の均一性及び細線再現性は低下してしま
う。したがって、キャリアの残留磁化を25kA/m以
下とすることにより、キャリア付着を起こすことなく充
分な画像濃度が得られると同時に、低濃度部の均一性及
び細線再現性を高めることができる。なお、この実験で
は磁性粉分散型樹脂キャリアを使用したが、残留磁化が
上記の範囲内であれば、フェライトキャリアを用いた場
合においても同様な結果が得られる。また、この実験で
は磁極間隔が100μmの現像ロールを用いたが、磁極
間隔が25μm以上250μm以下の場合においても同
様な結果が得られる。
The reason why the residual magnetization of the carrier affects the uniformity of the low-concentration portion and the reproducibility of the fine line can be considered as follows. If the residual magnetization of the magnetic carrier is large, magnetic aggregation of the carrier is likely to occur, and due to this effect, the developer layer on the developing roll has delicate irregularities,
That is, due to magnetic aggregation, a portion where more developer layers are formed is generated. When such unevenness occurs, the uniformity and the reproducibility of fine lines in the low density portion are reduced. Therefore, by setting the residual magnetization of the carrier to 25 kA / m or less, a sufficient image density can be obtained without causing carrier adhesion, and at the same time, the uniformity of the low density portion and the reproducibility of fine lines can be improved. Although a magnetic powder-dispersed resin carrier was used in this experiment, similar results can be obtained when a ferrite carrier is used as long as the residual magnetization is within the above range. In this experiment, a developing roll having a magnetic pole interval of 100 μm was used. However, a similar result can be obtained when the magnetic pole interval is 25 μm or more and 250 μm or less.

【0084】〈f.キャリアの体積固有抵抗値とキャリ
ア付着との関係を調査する実験〉次に、図3に示す現像
装置において、キャリアの体積固有抵抗値を変化させ、
キャリア付着の発生状況を調査した結果について説明す
る。 この実験では、表7に示す8種のキャリアを使用
しており、これらはすべてフェライトキャリアであっ
て、真密度は4.5g/cm3 である。また、平均粒径
は重量平均粒径であり、体積固有抵抗値は106 V/m
の電界中における値である。体積固有抵抗値について
は、それぞれのキャリアを直径50mm、厚さ1mmの
円筒状のセル容器に入れて、その上に3,000gの荷
重をかけて106 V/mの電界下で測定した値である。
なお、106 /(4π)A/mの磁界中における単位
重量あたりの磁化は50A・m2 ・kg、磁化は225
kA/mである。また、残留磁化は全キャリアで5kA
/m未満である。現像剤中のトナーとキャリアとの混合
比は、現像剤中のトナーの重量比で7.9重量%とし
た。また、トナーの電荷量は、−15〜−20mC/k
gの範囲に調整されている。現像ロールとしては、その
表面における磁極間隔が100μmのものを使用した。 以下余白
<F. Experiment for Investigating Relationship between Carrier Volume Specific Resistance and Carrier Attachment> Next, in the developing device shown in FIG.
The result of investigating the occurrence of carrier adhesion will be described. In this experiment, eight types of carriers shown in Table 7 were used, all of which were ferrite carriers, and had a true density of 4.5 g / cm 3 . The average particle size is a weight average particle size, and the volume resistivity value is 10 6 V / m.
Are values in the electric field. The specific volume resistance value is a value measured by placing each carrier in a cylindrical cell container having a diameter of 50 mm and a thickness of 1 mm, applying a load of 3,000 g thereon, and applying an electric field of 10 6 V / m. It is.
Incidentally, 10 6 / (4π) magnetization per unit weight in the field of A / m is 50A · m 2 · kg, the magnetization 225
kA / m. The residual magnetization is 5 kA for all carriers.
/ M. The mixing ratio of the toner and the carrier in the developer was 7.9% by weight in terms of the weight ratio of the toner in the developer. The charge amount of the toner is -15 to -20 mC / k.
g. The developing roll used had a magnetic pole interval of 100 μm on its surface. Below margin

【0085】[0085]

【表7】 [Table 7]

【0086】本実験のキャリアの付着については、先の
実験と同様の方法で評価した。この結果を表8に示す。
表8に示される結果から、106 V/mの電界中におけ
るキャリアの体積固有抵抗値が1010Ω・cm以上であ
れば、キャリア付着は実用上問題のないレベルとなるこ
とがわかる。 以下余白
The carrier adhesion in this experiment was evaluated in the same manner as in the previous experiment. Table 8 shows the results.
From the results shown in Table 8, it can be seen that if the volume resistivity of the carrier in an electric field of 10 6 V / m is 10 10 Ω · cm or more, the carrier adhesion is at a level that causes no practical problem. Below margin

【0087】[0087]

【表8】 [Table 8]

【0088】106 V/mの電界中におけるキャリアの
体積固有抵抗値が1010Ω・cmよりも低い場合には、
現像領域においてキャリアへの電荷注入が生じるため
に、磁性キャリアに作用するクーロン力が磁気拘束力よ
りも強くなり、キャリアを現像ロール上でほぼ固定され
た状態に保持することが困難となる。したがって、キャ
リアは感光体上に転移し易くなり、キャリア付着が発生
してしまう。以上のような理由により、106 V/mの
電界中におけるキャリアの体積固有抵抗値を1010Ω・
cm以上とすることにより、キャリア付着を起こすこと
なく充分な画像濃度が得られると同時に、低濃度部の均
一性および細線再現性を高めることができる。
When the volume resistivity of the carrier in an electric field of 10 6 V / m is lower than 10 10 Ω · cm,
Since charge injection into the carrier occurs in the developing region, the Coulomb force acting on the magnetic carrier becomes stronger than the magnetic restraining force, and it becomes difficult to maintain the carrier in a substantially fixed state on the developing roll. Therefore, the carrier is easily transferred onto the photoreceptor, and carrier adhesion occurs. For the above reasons, the volume resistivity of the carrier in the electric field of 10 6 V / m is set to 10 10 Ω ·
When the density is not less than cm, sufficient image density can be obtained without causing carrier adhesion, and at the same time, uniformity of a low density portion and reproducibility of fine lines can be improved.

【0089】なお、この実験ではフェライトキャリアを
使用したが、体積固有抵抗値が上記の範囲内であれば、
磁性粉分散型樹脂キャリアを用いた場合においても同様
な結果が得られる。また、この実験では磁極間隔が10
0μmの現像ロールを用いたが、磁極間隔が25μm以
上250μm以下の範囲内であれば、同様な結果が得ら
れる。
In this experiment, a ferrite carrier was used. However, if the volume resistivity is within the above range,
Similar results are obtained when a magnetic powder-dispersed resin carrier is used. In this experiment, the magnetic pole spacing was 10
Although a 0 μm developing roll was used, similar results can be obtained if the magnetic pole interval is in the range of 25 μm or more and 250 μm or less.

【0090】〈g.維持性についての実験〉次に、図3
に示す現像装置の維持性について行った実験を説明す
る。この実験は、図1に示す画像形成装置を用い、図3
に示す現像装置でベタ画像を連続して10万枚現像す
る。そして所定枚数の現像を行った後にベタ画像の現像
濃度とトナーの電荷量とを測定し、現像枚数を重ねたと
きの推移を調査する。また、本願発明に係る現像装置の
効果を調査するために、従来から知られている現像装置
を用いて同様の現像を行い、その結果を上記図3に示す
現像装置で得られた結果と比較する。
<G. Experiment on maintainability> Next, FIG.
An experiment conducted on the maintainability of the developing device shown in FIG. In this experiment, the image forming apparatus shown in FIG.
Develop 100,000 sheets of solid images continuously using the developing device shown in FIG. Then, after the development of a predetermined number of sheets, the development density of the solid image and the charge amount of the toner are measured, and the transition when the number of developed sheets is overlapped is investigated. Further, in order to investigate the effect of the developing device according to the present invention, similar development was performed using a conventionally known developing device, and the result was compared with the result obtained by the developing device shown in FIG. I do.

【0091】この実験において、現像剤は次のものを用
いる。 ◎キャリア:フェライトキャリア 平均粒径 50μm 真密度 4.5g/cm3 単位重量当たりの磁化 50A・m2 /kg 磁化 225kA/m 残留磁化 5kA/m未満 体積固有抵抗値 1015Ω・cm ◎トナー:負帯電性ポリエステル系トナー 重量平均粒径 7μm 電荷量 −15〜−20mC/kg また、現像ロール表面の磁極間隔は100μmとなって
いる。
In this experiment, the following developers were used. ◎ Carrier: Ferrite carrier Average particle size 50 μm True density 4.5 g / cm 3 Magnetization per unit weight 50 A · m 2 / kg Magnetization 225 kA / m Residual magnetization Less than 5 kA / m Volume resistivity 10 15 Ω · cm ◎ Toner: Negatively chargeable polyester-based toner Weight average particle diameter 7 μm Charge -15 to −20 mC / kg The magnetic pole interval on the surface of the developing roll is 100 μm.

【0092】一方、比較を行うために用いた従来の現像
装置は、図9に示すように、現像ロール312と近接対
向して設けられた層厚規制部材315を有するものであ
る。また、現像ロール312は、固定支持された磁石ロ
ール312aとその周囲で回転駆動されるスリーブ31
2bとを有し、磁石ロール312aには周方向に5つの
磁極が設けられている。この磁極によって生じる磁界に
よって、現像剤はスリーブ312bの表面に吸着され、
スリーブ312bの回転と共に移動するようになってお
り、層厚規制部材315との対向位置で現像剤量が規制
され、現像剤の薄層が形成される。
On the other hand, the conventional developing device used for comparison has a layer thickness regulating member 315 provided in close proximity to the developing roll 312 as shown in FIG. The developing roll 312 includes a fixedly supported magnet roll 312a and a sleeve 31 driven to rotate around the magnet roll 312a.
2b, and the magnetic roll 312a is provided with five magnetic poles in the circumferential direction. The developer is attracted to the surface of the sleeve 312b by the magnetic field generated by the magnetic pole,
It moves with the rotation of the sleeve 312b, and the amount of developer is regulated at a position facing the layer thickness regulating member 315, so that a thin layer of developer is formed.

【0093】この現像装置の主要部分の寸法、設定は以
下のとおりである。 現像ロール:外径18mm 現像ロールの周速:320mm/s 現像領域の設定: 感光体ドラムと現像ロールとの間隔・・・500μm 感光体ドラムと現像ロールとが最近接する位置・・・磁
極N1 と磁極S1 とのほぼ中間点 磁極N1 の位置と磁極S1 の位置との中心角・・・70
° 磁極N1 の位置、磁極S1 の位置での磁束密度・・・7
0mT 現像バイアス:直流重畳交流電圧 直流成分・・・−400V 交流成分・・・6kHzの矩形波、ピーク間電圧1.6
kV
The dimensions and settings of the main parts of this developing device are as follows. Developing roll: outer diameter 18 mm Circumferential speed of developing roll: 320 mm / s Setting of developing area: distance between photosensitive drum and developing roll: 500 μm Position where photosensitive drum and developing roll are closest to each other: magnetic pole N 1 central angle ... 70 of substantially position of the magnetic pole S 1 midpoints pole N 1 of the magnetic pole S 1 and
° Magnetic flux density at the position of the magnetic pole N 1 and the position of the magnetic pole S 1 ··· 7
0 mT Development bias: DC superimposed AC voltage DC component: -400 V AC component: 6 kHz rectangular wave, peak-to-peak voltage 1.6
kV

【0094】なお、上記二つの現像装置は、それぞれハ
ウジング内に400gの現像剤を収容するものであり、
現像剤中のトナー重量比は、7.5〜8.5重量%とな
るように適宜トナーを補給するようになっている。
Each of the above two developing devices accommodates 400 g of developer in a housing.
The toner is appropriately replenished so that the weight ratio of the toner in the developer becomes 7.5 to 8.5% by weight.

【0095】図10および図11は、上記本願発明に係
る現像装置(図3)および従来の現像装置(図9)とを
用いて10万枚の現像を行ったときのベタ画像濃度およ
びトナー電荷量の推移を示すものである。これらの図よ
り、本願発明に係る現像装置4では、10万枚の現像を
通じて画像濃度およびトナー電荷量は、良好に維持され
ることがわかる。一方、比較例である従来の現像装置3
00では、急激な濃度低下およびトナー電荷量の低下が
発生する。このトナー電荷量の低下により、2万枚にて
トナー飛散による地カブリが発生し、現像剤は寿命に至
った。
FIGS. 10 and 11 show the solid image density and toner charge when 100,000 sheets are developed using the developing device according to the present invention (FIG. 3) and the conventional developing device (FIG. 9). It shows the transition of the quantity. From these figures, it can be seen that in the developing device 4 according to the present invention, the image density and the toner charge amount are favorably maintained through the development of 100,000 sheets. On the other hand, the conventional developing device 3 as a comparative example
At 00, a sharp decrease in density and a decrease in toner charge amount occur. Due to this decrease in toner charge, ground fogging due to toner scattering occurred on 20,000 sheets, and the developer reached its end of life.

【0096】また、長期現像実験後の現像剤の状態を調
査した結果、従来の現像装置300で用いた現像剤に
は、顕著なトナー劣化およびキャリア劣化が発生してい
た。従来の現像装置300においては、層厚規制部材3
15による層厚規制時に現像剤に対して強いストレスが
作用するため、トナー劣化およびキャリア劣化が早期に
発生したことによるものである。この影響により、上記
のように濃度低下およびトナー電荷量の低下が発生して
しまう。
Further, as a result of examining the state of the developer after the long-term development experiment, the developer used in the conventional developing apparatus 300 showed significant toner deterioration and carrier deterioration. In the conventional developing device 300, the layer thickness regulating member 3
This is because a strong stress acts on the developer when the layer thickness is regulated by No. 15 and toner deterioration and carrier deterioration occur early. Due to this effect, the density decrease and the toner charge amount decrease as described above.

【0097】一方、本願に係る現像装置4では、層厚規
制部材を用いないため、現像剤層形成時に現像剤に対し
てストレスが作用せず、従って現像剤の劣化を防止する
ことができる。この現像装置4で用いた現像剤では、長
期現像実験後のトナーおよびキャリアは初期と同様な状
態であり、劣化状態は見られなかった。また、10万枚
を通じて、現像剤搬送量に変動はほとんど生じていな
い。
On the other hand, in the developing device 4 according to the present invention, since the layer thickness regulating member is not used, no stress acts on the developer when the developer layer is formed, so that the deterioration of the developer can be prevented. In the developer used in the developing device 4, the toner and the carrier after the long-term development experiment were in the same state as the initial state, and no deterioration state was observed. Further, there is almost no change in the amount of transported developer over 100,000 sheets.

【0098】以上のように、本願発明に係る現像装置で
は、良好な画質を長期に渡り、安定して維持できること
がわかる。また、本願発明の現像装置では、環境や経時
的影響によりキャリアの帯電量や抵抗値に変動が生じた
場合においても、現像領域においてはキャリアが磁気拘
束力によって現像ロール上にほぼ固定された状態となる
ので、現像剤層の状態はほぼ一定に保たれる。従って、
環境の変化や経時的影響に左右されない安定した画像再
現が可能である。
As described above, it can be seen that the developing device according to the present invention can stably maintain good image quality over a long period of time. Further, in the developing device of the present invention, even when the charge amount or the resistance value of the carrier fluctuates due to the influence of the environment or aging, the carrier is almost fixed on the developing roll by the magnetic restraining force in the developing region. Therefore, the state of the developer layer is kept almost constant. Therefore,
It is possible to reproduce images stably without being affected by changes in the environment or influence over time.

【0099】[3.第2の実施形態]次に、本願に係る
発明の他の実施形態である現像装置について説明する。
図12は、この現像装置を示す概略構成図および現像剤
担持体の部分拡大断面図である。 この現像装置は、現
像剤が収容される現像ハウジング21の感光体ドラム1
との対向部位に現像用の開口部が設けられており、この
開口部に現像剤担持体が配設されている。また、現像剤
担持体の後方には、現像剤撹拌搬送手段として2つのス
クリューオーガー26、27が設けられている。
[3. Second Embodiment] Next, a developing device according to another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing the developing device and a partially enlarged cross-sectional view of the developer carrier. The developing device includes a photosensitive drum 1 of a developing housing 21 in which a developer is stored.
An opening for development is provided at a portion opposed to the above, and a developer carrier is disposed in this opening. In addition, two screw augers 26 and 27 are provided behind the developer carrier as developer stirring and conveying means.

【0100】上記現像剤担持体22は駆動ロール23と
二つの支持ロール24、25とこれらに張架された無端
状のベルト22とで構成されており、駆動ロール23の
回転により、図中に示す矢印の方向にベルト22が周回
駆動されるものである。上記駆動ロール23の外径は1
0mmであり、ベルトが周速320mm/sで移動する
ように回転駆動されている。
The developer carrier 22 is composed of a drive roll 23, two support rolls 24 and 25, and an endless belt 22 stretched over these rolls. The belt 22 is driven to rotate in the direction of the arrow shown. The outer diameter of the drive roll 23 is 1
0 mm, and is rotationally driven so that the belt moves at a peripheral speed of 320 mm / s.

【0101】上記ベルト22は、導電性基体22a上に
磁気記録層22bを積層して構成されている。導電性基
体22aには現像バイアス用電源(図示しない)によ
り、現像バイアス電圧が印加される。この現像バイアス
電圧は、直流電圧を重畳した交流電圧であり、直流成分
は、地カブリの発生を防ぐために−400Vに設定さ
れ、交流成分は、周波数6kHzの矩形波で、ピーク間
電圧が1.5kVに設定されている。また、磁気記録層
22bには、ベルト22の全周にわたり、S極とN極と
が交互に等間隔で着磁されている。この磁気記録層22
bの磁性材料としてはγ−Fe23 、結着樹脂として
はポリウレタンが使用されており、磁気記録層22bの
層厚は50μmとなっている。
The belt 22 is formed by laminating a magnetic recording layer 22b on a conductive substrate 22a. A developing bias voltage is applied to the conductive base 22a by a developing bias power supply (not shown). The developing bias voltage is an AC voltage on which a DC voltage is superimposed. The DC component is set to −400 V in order to prevent occurrence of ground fogging. The AC component is a rectangular wave having a frequency of 6 kHz and a peak-to-peak voltage of 1. It is set to 5 kV. In the magnetic recording layer 22b, S poles and N poles are alternately magnetized at equal intervals over the entire circumference of the belt 22. This magnetic recording layer 22
γ-Fe 2 O 3 is used as the magnetic material of b and polyurethane is used as the binder resin, and the thickness of the magnetic recording layer 22b is 50 μm.

【0102】上記、磁気記録層22bの着磁には、図6
に示すものと同様の磁気記録用ヘッドが使用され、ベル
トの周方向にN極とS極とが交互に正弦波パターンにて
着磁されている。磁化の方向は、水平方向にN極とS極
とが生じるように設定され、ベルトの表面における磁極
間隔は100μm、垂直方向の磁束密度のピーク値は5
0mTとなっている。
The magnetization of the magnetic recording layer 22b is performed by the method shown in FIG.
A magnetic recording head similar to that shown in FIG. 1 is used, and N and S poles are alternately magnetized in a sine wave pattern in the circumferential direction of the belt. The direction of magnetization is set so that an N pole and an S pole are generated in the horizontal direction, the magnetic pole interval on the belt surface is 100 μm, and the peak value of the magnetic flux density in the vertical direction is 5 μm.
0 mT.

【0103】このような現像装置においては、現像剤が
ベルト22に供給されると、磁気記録層22bの磁界に
よってベルト22の周面に一定量の現像剤が付着し、層
厚規制部材を用いることなく現像剤の薄層が形成され
る。さらに、当該現像剤は、ベルト22の周回に伴って
感光体ドラム1と対向する現像領域へと搬送され、感光
体ドラム1上の静電潜像の現像に供される。このとき、
現像剤層は、トナーを付着したほぼ一層のキャリアがベ
ルトの周面にほぼ均等に付着されており、ベルトと感光
体ドラムとの間隙が300μmに設定されているので非
接触に保たれる。このような現像工程においては、キャ
リアはベルトの磁極に保持されているため、現像剤の飛
散は生じない。また、現像剤の均一な薄層が現像領域に
供給されるので均一な高品位の画像が得られる。
In such a developing device, when the developer is supplied to the belt 22, a certain amount of the developer adheres to the peripheral surface of the belt 22 by the magnetic field of the magnetic recording layer 22b, and a layer thickness regulating member is used. Without forming a thin layer of developer. Further, the developer is conveyed to a developing area facing the photosensitive drum 1 with the rotation of the belt 22, and is used for developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1. At this time,
In the developer layer, substantially one layer of the carrier to which the toner is adhered is almost uniformly adhered to the peripheral surface of the belt, and the gap between the belt and the photosensitive drum is set to 300 μm, so that the developer layer is kept in non-contact. In such a developing step, the carrier is held by the magnetic poles of the belt, so that the developer does not scatter. Further, since a uniform thin layer of the developer is supplied to the developing area, a uniform high-quality image can be obtained.

【0104】上記現像装置を用いて図3に示す現像装置
と同様に10万枚の長期現像実験を行ったところ、10
万枚を通じて画像濃度およびトナー帯電量は良好に維持
され、実験後の現像剤に劣化状態は見られなかった。な
お、この現像装置のように、現像剤担持体を無端状ベル
トとすることにより、円筒形状の場合と比べて高い設計
自由度を得ることができる。例えばこの現像装置のよう
に、駆動ロールは円筒状の現像剤担持体に比べて小径化
することが可能であり、ハウジングの現像用開口を幅狭
く設計することが可能である。従って、現像装置および
画像形成装置全体を小型化することが可能となる。ま
た、現像部以外の部位における、現像剤担持体(ベル
ト)の引き回し形状も任意に設計可能であり、各部にお
ける最適条件に容易に対応できる。
Using the above-described developing apparatus, a long-term developing experiment was performed on 100,000 sheets in the same manner as the developing apparatus shown in FIG.
The image density and the toner charge amount were maintained satisfactorily throughout the thousands of sheets, and no deterioration was observed in the developer after the experiment. By using an endless belt for the developer carrying member as in this developing device, it is possible to obtain a higher degree of freedom in design than in the case of a cylindrical shape. For example, like this developing device, the drive roll can be made smaller in diameter than a cylindrical developer carrier, and the developing opening of the housing can be designed to be narrow. Therefore, it is possible to reduce the size of the developing device and the entire image forming apparatus. In addition, it is possible to arbitrarily design the drawing shape of the developer carrying member (belt) in a portion other than the developing portion, and it is possible to easily cope with optimum conditions in each portion.

【0105】[4.第3の実施形態]図13は、本願に
係る発明の他の実施形態である現像装置の概略断面図で
ある。この現像装置は、図12に示す現像装置と同様に
現像ハウジング31の感光体ドラム1との対向部位に現
像用の開口部が設けられており、この開口部に現像剤担
持体が配設されている。また、この現像剤担持体の後方
には、現像剤の撹拌・搬送手段として、二つのスクリュ
ーオーガー36、37が備えられている。
[4. Third Embodiment] FIG. 13 is a schematic sectional view of a developing device according to another embodiment of the present invention. In this developing device, an opening for development is provided in a portion of the developing housing 31 opposed to the photosensitive drum 1 similarly to the developing device shown in FIG. 12, and a developer carrier is provided in this opening. ing. In addition, two screw augers 36 and 37 are provided behind the developer carrier as a means for stirring and transporting the developer.

【0106】上記現像剤担持体は、駆動ロール33と二
つの支持ロール34、35と、これらに張架された無端
状のベルト32とから構成されており、駆動ロール33
の回転により、周回駆動される。この現像剤担持体で
は、感光体ドラム1と対向する位置に二つの支持ロール
34、35が配されているため、無端状のベルト32と
感光体ドラム1との接近位置には、図12の現像装置に
比べて、より広い面積を有する現像領域が形成される。
The developer carrier comprises a drive roll 33, two support rolls 34 and 35, and an endless belt 32 stretched over these.
Is driven to rotate by the rotation of. In this developer carrier, since two support rolls 34 and 35 are arranged at positions facing the photosensitive drum 1, the approaching position between the endless belt 32 and the photosensitive drum 1 is As compared with the developing device, a developing region having a larger area is formed.

【0107】このような現像装置においては、ベルト3
2の磁気記録層の磁界によって、周面に現像剤の薄層が
形成され、より広い面積を有する現像領域で感光体ドラ
ム1上の静電潜像の現像に供される。このため、現像装
置が小型化されても現像時間を充分に確保することがで
き、現像効率を低下させることなく高濃度の現像が可能
となる。
In such a developing device, the belt 3
Due to the magnetic field of the second magnetic recording layer, a thin layer of developer is formed on the peripheral surface, and is used for developing an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 in a developing area having a larger area. Therefore, even if the developing device is downsized, a sufficient developing time can be secured, and high-density development can be performed without lowering the developing efficiency.

【0108】[5.上記実施形態の変更可能な構成]本
願に係る発明の実施形態は以上に説明したものに限定さ
れるものではなく、例えば次のような事項について設定
又は条件等を変更して実施することができる。
[5. Modifiable Configuration of the Above Embodiment] The embodiment of the present invention according to the present application is not limited to the above-described embodiment. For example, the following items can be implemented by changing settings or conditions. .

【0109】・上記実施形態では、磁極を含む現像剤担
持体が周回移動するように構成したが、現像剤担持体を
磁石ロールとその周囲で回転駆動するスリーブとで構成
し、磁石ロールを固定して、スリーブの回転に従って現
像剤を搬送するように構成してもよい。また、磁石ロー
ルとスリーブとを共に回転させるようにしてもよい。こ
の際、スリーブを形成する部材としては、内部磁石によ
り磁性キャリアに対して充分な磁気拘束力を作用させる
必要があるため、5〜数百μmの厚さであることが好ま
しく、例えば、電鋳等により形成された金属や、押し出
し成型等により形成された樹脂フィルム等が好適であ
る。上記金属製スリーブとしてはNiを、樹脂スリーブ
としてはポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、
ポリカーボネート、ポリイミド等を使用することが可能
である。
In the above embodiment, the developer carrier including the magnetic pole is configured to move around. However, the developer carrier is configured by a magnet roll and a sleeve that is driven to rotate around the magnet roll, and the magnet roll is fixed. Then, the developer may be transported in accordance with the rotation of the sleeve. Further, the magnet roll and the sleeve may be rotated together. At this time, since the member forming the sleeve needs to exert a sufficient magnetic binding force on the magnetic carrier by the internal magnet, it is preferable that the thickness is 5 to several hundred μm. A metal formed by the above-mentioned method, a resin film formed by extrusion molding or the like is preferable. Ni as the metal sleeve, polyethylene terephthalate, polyurethane as the resin sleeve,
It is possible to use polycarbonate, polyimide or the like.

【0110】・上記実施形態では、磁極のN極とS極と
をほぼ等間隔で交互に着磁してパターンを形成したが、
本発明はこれに制限されるものではなく、例えばN極と
S極とを交互に着磁する場合、隣接する異極性の磁極間
隔が交互に異なるように着磁してもよい。また、例えば
一対のN極とS極との外側に非着磁領域または低磁化領
域を設けてもよい。また、例えば前記非着磁領域または
低磁化領域を挟んで隣接する磁極は、同一の極性として
もよいし、異なる極性としてもよい。 ・上記実施形態では、現像剤担持体の周面の移動速度は
320mm/sに設定したが、現像剤層の形成状態は上
記周面の移動速度に依存するものではなく、10mm/
sから900mm/s程度の領域において、均一な現像
剤層の形成が可能であり、また現像剤担持体の回転時に
現像剤の飛散は発生しない。 ・現像剤担持体の周面の移動方向は、像担持体(感光体
ドラム)の周面の移動方向と反対の方向としたが、本発
明はこれに制限されるものではなく、同一方向としても
よい。
In the above embodiment, the pattern is formed by alternately magnetizing the N pole and the S pole of the magnetic poles at substantially equal intervals.
The present invention is not limited to this. For example, when the N pole and the S pole are alternately magnetized, the magnets may be magnetized so that the intervals between adjacent magnetic poles of different polarities are alternately different. Further, for example, a non-magnetized region or a low-magnetization region may be provided outside the pair of N pole and S pole. Further, for example, the magnetic poles adjacent to each other across the non-magnetized region or the low magnetization region may have the same polarity or different polarities. In the above embodiment, the moving speed of the peripheral surface of the developer carrier is set to 320 mm / s. However, the state of formation of the developer layer does not depend on the moving speed of the peripheral surface, and is 10 mm / s.
In the region from about s to 900 mm / s, a uniform developer layer can be formed, and the developer does not scatter when the developer carrier rotates. The direction of movement of the peripheral surface of the developer carrier is opposite to the direction of movement of the peripheral surface of the image carrier (photoreceptor drum). However, the present invention is not limited to this. Is also good.

【0111】・現像バイアス電圧を直流電圧を重畳した
交流電圧とし、交流電圧の波形を矩形波としたが、本発
明はこれに制限されるものではなく、目的や用途に応じ
た任意の現像バイアス電圧が使用可能である。例えば、
直流電圧のみのいわゆる直流バイアスや、間欠的に印加
される直流バイアスを用いることができる。また、交流
電圧としては、正弦波、三角波、鋸波、非対称矩形波等
を用いることができる。 ・上記実施形態では、現像剤の撹拌・搬送手段として、
スクリューオーガーを使用したが、本発明はこれに制限
されるものではなく、目的や用途に応じた任意の撹拌・
搬送手段が使用可能である。例えば、機械的、磁気的あ
るいは静電的に現像剤を撹拌・搬送する任意の手段が使
用可能である。 ・上記実施形態では、現像剤担持体への現像剤の供給・
回収手段として、各々現像ロールへ現像剤を密着させる
部位及びスクレーパを設けたが、本発明はこれに制限さ
れるものではなく、目的や用途に応じた任意の供給・回
収手段が使用可能である。また、現像剤担持体に対し
て、現像剤を流下させる現像剤流下手段や、磁気的に現
像剤を保持して現像剤担持体周面上で現像剤を搬送する
手段を並設して、これらを用いて現像剤担持体への現像
剤の供給・回収を行ってもよい。
The developing bias voltage is an AC voltage on which a DC voltage is superimposed, and the waveform of the AC voltage is a rectangular wave. However, the present invention is not limited to this. Voltage is available. For example,
A so-called DC bias of only a DC voltage or a DC bias applied intermittently can be used. As the AC voltage, a sine wave, a triangular wave, a sawtooth wave, an asymmetric rectangular wave, or the like can be used. In the above embodiment, as a stirring / transporting means of the developer,
Although a screw auger was used, the present invention is not limited to this.
Transport means can be used. For example, any means for mechanically, magnetically or electrostatically stirring and transporting the developer can be used. In the above embodiment, supply of the developer to the developer carrier
As the collecting means, a portion for bringing the developer into close contact with the developing roll and a scraper are provided. However, the present invention is not limited to this, and any supplying / collecting means depending on the purpose and application can be used. . Further, a developer flowing-down means for flowing down the developer and a means for magnetically holding the developer and transporting the developer on the peripheral surface of the developer carrying body are provided in parallel with the developer carrier, These may be used to supply and recover the developer to and from the developer carrier.

【0112】・上記実施形態は、単色の画像記録装置で
あるが、静電潜像保持体上に複数色のトナーによるカラ
ー画像を形成し、トナー像を記録用紙上に一括転写する
カラー画像記録装置においても同様に適用可能である。 ・上記実施形態では、静電潜像保持体として感光体を使
用したが、この他に静電潜像保持体として誘電体を使用
し、例えば静電プリンターに使用されている放電記録ヘ
ッドや、特開昭59−190854号公報に開示される
イオン流制御ヘッド等により静電潜像を形成するもので
あってもよい。
In the above-described embodiment, a single-color image recording apparatus is used. However, color image recording in which a color image is formed by a plurality of color toners on an electrostatic latent image holding member, and the toner images are collectively transferred onto recording paper. The same can be applied to the apparatus. In the above-described embodiment, the photosensitive member is used as the electrostatic latent image holding member.However, a dielectric material is used as the electrostatic latent image holding member, for example, a discharge recording head used in an electrostatic printer, An electrostatic latent image may be formed by an ion flow control head or the like disclosed in JP-A-59-190854.

【0113】[0113]

【発明の効果】以上説明したように、本願に係る発明の
現像装置では、現像剤担持体の周面にほぼ一層のキャリ
アをほぼ均等に吸着する複数の磁極を有し、層厚規制部
材を用いることなく、現像剤担持体の磁力のみで現像剤
層を形成するため、現像剤に大きな負荷をかけることが
なく、現像剤の劣化を防止することができる。また、現
像剤搬送量が部品精度に依存して変動することはなく、
時間の経過によって形成される現像剤層の状態が変動す
ることもないので、安定した濃度の画像を得ることがで
きる。さらに、本願に係る発明の現像装置は、現像剤担
持体の周面上にS極とN極とが小さいピッチで着磁され
ており、現像剤担持体の周面上にほぼ一層のみ吸着した
磁性キャリアには強い磁気拘束力が作用し、現像剤の飛
散及び像担持体へのキャリアの転移が防止される。
As described above, the developing device according to the present invention has a plurality of magnetic poles for adsorbing substantially one layer of carriers substantially uniformly on the peripheral surface of the developer carrying member, and the layer thickness regulating member is provided. Since the developer layer is formed only by the magnetic force of the developer carrying member without using the developer, a large load is not applied to the developer, and the deterioration of the developer can be prevented. Also, the developer transport amount does not fluctuate depending on the component accuracy,
Since the state of the developer layer formed does not fluctuate with the passage of time, an image having a stable density can be obtained. Further, in the developing device according to the invention of the present application, the S pole and the N pole are magnetized at a small pitch on the peripheral surface of the developer carrier, and almost only one layer is attracted to the peripheral surface of the developer carrier. A strong magnetic binding force acts on the magnetic carrier, thereby preventing scattering of the developer and transfer of the carrier to the image carrier.

【0114】一方、像担持体と現像剤担持体との対向位
置において、キャリアが磁気拘束力によって現像剤担持
体の周面上にほぼ固定された状態となるので、キャリア
による像担持体表面の機械的な摺察は発生せず、従って
刷毛跡や掃き寄せ等の画質欠陥のない高品質な画像再現
が可能となる。また、現像剤層が上記のように薄層化さ
れているため、現像剤担持体と像担持体との間隙を小さ
く設定することができ、高速で高画質の現像を行うこと
ができる。
On the other hand, at the position where the image carrier and the developer carrier are opposed to each other, the carrier is substantially fixed on the peripheral surface of the developer carrier by the magnetic restraining force. No mechanical scanning occurs, so that high-quality image reproduction without image quality defects such as brush traces and sweeping is possible. Further, since the developer layer is thinned as described above, the gap between the developer carrier and the image carrier can be set small, and high-speed, high-quality development can be performed.

【0115】さらに、上記現像装置は、現像剤担持体の
周面上に設けられた複数の磁極が、現像剤担持体の周面
の周回移動にともなって移動するような構成とすること
によって、現像剤の薄層を現像剤担持体の周面上に固定
したまま搬送することが容易となる。これにより、現像
剤粒子が現像剤担持体上で互いに衝突することによる現
像剤層の層厚のばらつきは生じにくくなり、低濃度部に
おける濃度ムラや細線の幅のばらつきのない良好な画像
を得ることが可能となる。
Further, the developing device is configured such that a plurality of magnetic poles provided on the peripheral surface of the developer carrier move along with the orbital movement of the peripheral surface of the developer carrier. It becomes easy to convey the thin layer of the developer fixed on the peripheral surface of the developer carrier. As a result, variations in the thickness of the developer layer due to the collision of the developer particles with each other on the developer carrying member are less likely to occur, and a good image is obtained without unevenness in density in the low-density portion and unevenness in the width of the fine line. It becomes possible.

【0116】また、磁性キャリアとして、106 /(4
π)A/mの磁界中における磁化が、約45kA/m以
上360kA/m以下のものを選択することにより、現
像剤担持体表面に現像剤の吸着されない部分や磁化パタ
ーンに応じた山谷構造のない均一な現像剤層を形成する
ことができる。さらに、磁性キャリアをとして、残留磁
化が約25kA/m以下のものを用いることにより、キ
ャリアの磁気的な凝集による現像剤層の不均一化が防止
される。また、磁性キャリアを、106 V/mの電界中
における体積固有抵抗値が1010Ω・cm以上のものと
することで、ほぼ一層の現像剤層を現像剤担持体の周面
上に固定した状態とすることが容易となる。
Further, as the magnetic carrier, 10 6 / (4
π) By selecting a material having a magnetization of about 45 kA / m or more and 360 kA / m or less in a magnetic field of A / m, a portion where the developer is not adsorbed on the surface of the developer carrier or a valley-and-valley structure corresponding to the magnetization pattern is obtained. A uniform developer layer can be formed. Further, by using a magnetic carrier having a residual magnetization of about 25 kA / m or less, the developer layer can be prevented from becoming uneven due to magnetic aggregation of the carrier. In addition, by setting the magnetic carrier to have a volume resistivity of 10 10 Ω · cm or more in an electric field of 10 6 V / m, almost one layer of the developer is fixed on the peripheral surface of the developer carrier. It becomes easy to make the state.

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

【図1】 本願発明に係る現像装置が用いられる画像
形成装置の一例を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus using a developing device according to the present invention.

【図2】 図1に示す画像形成装置においてトナー像
を形成するときの、像担持体表面の電位の推移を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a change in potential on the surface of an image carrier when forming a toner image in the image forming apparatus shown in FIG. 1;

【図3】 本願発明の一実施形態である現像装置を示
す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a developing device according to an embodiment of the present invention.

【図4】 図3に示す現像装置で用いられる現像ロー
ルの部分拡大断面図である。
4 is a partially enlarged cross-sectional view of a developing roll used in the developing device shown in FIG.

【図5】 図3に示す現像装置で用いることができる
他の現像ロールの部分拡大断面図である。
5 is a partially enlarged sectional view of another developing roll that can be used in the developing device shown in FIG.

【図6】 図4に示す現像ロールの着磁の方法を示す
図である。
6 is a diagram showing a method of magnetizing the developing roll shown in FIG.

【図7】 図5に示す現像ロールの着磁に用いること
ができる着磁方法の例を示す図である。
7 is a diagram illustrating an example of a magnetizing method that can be used for magnetizing the developing roll illustrated in FIG.

【図8】 図1に示す画像形成装置で二成分現像装置
のキャリアが感光体ドラムに転移する量を調査するため
に用いる画像パターンを示す図である。
8 is a diagram showing an image pattern used to investigate an amount of transfer of a carrier of a two-component developing device to a photosensitive drum in the image forming apparatus shown in FIG.

【図9】 図3に示す現像装置と性能を比較するため
に用いた従来の現像装置を示す概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional developing device used for comparing performance with the developing device illustrated in FIG. 3;

【図10】 図3に示す現像装置及び図9に示す現像装
置におけるプリント枚数とベタ画像濃度との関係を示す
図である。
10 is a diagram showing the relationship between the number of prints and the solid image density in the developing device shown in FIG. 3 and the developing device shown in FIG. 9;

【図11】 図3に示す現像装置及び図9に示す現像装
置におけるプリント枚数とトナー電荷量との関係を示す
図である。
11 is a diagram showing the relationship between the number of prints and the toner charge amount in the developing device shown in FIG. 3 and the developing device shown in FIG. 9;

【図12】 本願発明の他の実施形態である現像装置を
示す概略構成図及びこの現像装置で用いられる現像剤担
持体の部分拡大断面図である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating a developing device according to another embodiment of the present invention, and a partially enlarged cross-sectional view of a developer carrying member used in the developing device.

【図13】 本願発明の他の実施形態である現像装置を
示す概略構成図である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a developing device according to another embodiment of the present invention.

【図14】 従来の現像装置の一例を示す概略構成図で
ある。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional developing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光体ドラム 2 帯電器 3 露光装置 4 現像装置 5 転写前コロトロン 6 転写コロト
ロン 7 剥離コロトロン 8 クリーナー 9 光除電器 11 現像ハウジング 12 現像ロー
ル 12a 導電層 12b 磁気記録
層 13 スクリューオーガー 14 スクリュ
ーオーガー 15 スクレーパ 16 仕切り壁 17 現像バイアス用電源 21 現像ハウジング 22 無端状の
ベルト 22a 導電性基体 22b 磁気記録
層 23 駆動ロール 24 支持ロー
ル 25 支持ロール 26 スクリュ
ーオーガー 27 スクリューオーガー 31 現像ハウジング 32 無端状の
ベルト 33 駆動ロール 34 支持ロー
ル 35 支持ロール 36 スクリュ
ーオーガー 37 スクリューオーガー 122a 導電性基体 122b 磁気記
録層 200 磁気記録用ヘッド 201 コア 202 コイル 203 磁束 210 磁気記録用ヘッド 211 コア 212 コイル 300 現像装置 311 現像ハ
ウジング 312 現像ロール 312a 磁石ロ
ール 312b スリーブ 313 スクリ
ューオーガー 314 スクリューオーガー 315 層厚規
制部材 401 現像ロール 401a 磁石ロール 401b スリー
ブ 402 供給部材 403 層厚規
制部材 410 像担持体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoreceptor drum 2 Charger 3 Exposure device 4 Developing device 5 Pre-transfer corotron 6 Transfer corotron 7 Peeling corotron 8 Cleaner 9 Light eliminator 11 Developing housing 12 Developing roll 12a Conductive layer 12b Magnetic recording layer 13 Screw auger 14 Screw auger 15 Scraper Reference Signs List 16 partition wall 17 developing bias power supply 21 developing housing 22 endless belt 22a conductive base 22b magnetic recording layer 23 drive roll 24 support roll 25 support roll 26 screw auger 27 screw auger 31 developing housing 32 endless belt 33 drive roll 34 Support Roll 35 Support Roll 36 Screw Auger 37 Screw Auger 122a Conductive Base 122b Magnetic Recording Layer 200 Magnetic Recording Head 201 Core 202 Coil 203 Magnetic flux 210 Magnetic recording head 211 Core 212 Coil 300 Developing device 311 Developing housing 312 Developing roll 312a Magnet roll 312b Sleeve 313 Screw auger 314 Screw auger 315 Layer thickness regulating member 401 Developing roll 401a Magnet roll 401b Sleeve 402 Feeding member 403 Thickness regulating member 410 Image carrier

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に静電潜像が形成される像担持体
と近接又は接触して設けられ、周面が周回可能に支持さ
れた現像剤担持体と、 この現像剤担持体と前記像担持体との間に現像バイアス
電圧を印加する現像バイアス電源とを備え、 前記現像剤担持体の周面に、トナーと磁性キャリアとを
含む二成分現像剤を担持して搬送し、前記像担持体と該
現像剤担持体との対向位置でトナーを前記像担持体に転
移させてトナー像を形成する現像装置において、 前記現像剤担持体は、該現像剤担持体の周面上にほぼ一
層の磁性キャリアをほぼ均等に吸着する複数の磁極を有
し、 吸着された磁性キャリアを、該現像剤担持体の周面と相
対移動させることなく該周面の周回移動とともに搬送す
るものであることを特徴とする現像装置。
1. A developer carrier which is provided close to or in contact with an image carrier having a surface on which an electrostatic latent image is formed, and whose peripheral surface is supported so as to be able to rotate, the developer carrier and the image carrier A developing bias power supply for applying a developing bias voltage between the developing device and the carrier, carrying and transporting a two-component developer containing toner and a magnetic carrier on the peripheral surface of the developer carrying member, A developing device for transferring a toner to the image carrier at a position facing the developer carrier and the developer carrier to form a toner image, wherein the developer carrier is substantially all over the peripheral surface of the developer carrier. A plurality of magnetic poles for adsorbing the magnetic carrier substantially uniformly, and transporting the adsorbed magnetic carrier together with the circumferential movement of the peripheral surface without moving relative to the peripheral surface of the developer carrier. A developing device.
【請求項2】 請求項1に記載の現像装置において、 前記複数の磁極は、N極とS極とが交互に配置され、 前記現像剤担持体の周面付近に形成される磁界の、前記
磁極と対応する位置の中心間距離が25μm以上250
μm以下となっていることを特徴とする現像装置。
2. The developing device according to claim 1, wherein the plurality of magnetic poles are arranged such that N poles and S poles are alternately arranged, and a magnetic field formed near a peripheral surface of the developer carrying member, The distance between the centers of the positions corresponding to the magnetic poles is 25 μm or more and 250
μm or less.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の現像装
置において、 前記磁性キャリアは、像担持体と現像剤担持体との対向
位置に形成された現像バイアス電界内で電荷注入が生じ
ない程度の高い体積抵抗値を有するものであることを特
徴とする現像装置。
3. The developing device according to claim 1, wherein the magnetic carrier does not cause charge injection in a developing bias electric field formed at a position facing the image carrier and the developer carrier. A developing device having a high volume resistance value.
【請求項4】 請求項1、請求項2又は請求項3に記
載の現像装置において、 前記磁性キャリアは、106 V/mの電界中における体
積固有抵抗値が約1010Ω・cm以上であることを特徴
とする現像装置。
4. The developing device according to claim 1, wherein the magnetic carrier has a volume resistivity value of about 10 10 Ω · cm or more in an electric field of 10 6 V / m. A developing device.
【請求項5】 請求項1、請求項2、請求項3又は請
求項4に記載の現像装置において、 前記磁性キャリアは、106 /(4π)A/mの磁界中
における磁化が、約45kA/m以上360kA/m以
下であることを特徴とする現像装置。
5. The developing device according to claim 1, wherein the magnetic carrier has a magnetization of about 45 kA in a magnetic field of 10 6 / (4π) A / m. / M or more and 360 kA / m or less.
【請求項6】 請求項1、請求項2、請求項3、請求
項4又は請求項5に記載の現像装置において、 前記磁性キャリアは、残留磁化が約25kA/m以下で
あることを特徴とする現像装置。
6. The developing device according to claim 1, wherein the magnetic carrier has a residual magnetization of about 25 kA / m or less. Developing device.
【請求項7】 請求項1、請求項2、請求項3、請求
項4、請求項5又は請求項6に記載の現像装置におい
て、 前記現像剤担持体は、周回方向の全域にわたってほぼ等
間隔で前記複数の磁極が設けられ、該磁極が周回移動す
るものであることを特徴とする現像装置。
7. The developing device according to claim 1, wherein the developer carrier is substantially equidistant over the entire circumferential direction. Wherein the plurality of magnetic poles are provided, and the magnetic poles move around.
JP9184535A 1997-06-25 1997-06-25 Developing device Withdrawn JPH1115276A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2651063A1 (en) * 1989-08-16 1991-02-22 Asahi Optical Co Ltd RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2651063A1 (en) * 1989-08-16 1991-02-22 Asahi Optical Co Ltd RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS

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