JPH11212346A - Developing device - Google Patents

Developing device

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Publication number
JPH11212346A
JPH11212346A JP10012549A JP1254998A JPH11212346A JP H11212346 A JPH11212346 A JP H11212346A JP 10012549 A JP10012549 A JP 10012549A JP 1254998 A JP1254998 A JP 1254998A JP H11212346 A JPH11212346 A JP H11212346A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
toner
carrier
developing device
magnetic carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10012549A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Kanai
豊 金井
Yasuaki Watanabe
靖晃 渡辺
Migaku Fukuhara
琢 福原
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP10012549A priority Critical patent/JPH11212346A/en
Publication of JPH11212346A publication Critical patent/JPH11212346A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device where the replenishment of a new magnetic carrier is effectively and also efficiently executed and by which high image quality is maintained over a long period despite of the use environment of the consumption state of toner. SOLUTION: Developer carrier 4 consisting of a developing sleeve 4 and a permanent 5 carries developer consisting of the toner and a magnetic carrier on a surface and transports it, and receives the developer after being passed through a developing area D and a developer stirring part 2 having screw augers 7 and 8 stirs it together with the developer remaining at inside. The magnetic carrier is replenished to the developer stirring part 1 by a carrier replenishing device 9 in response to the measured result of a toner concentration sensor 14 that toner concentration is lowered.

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、電子写真方式のプ
リンタや複写機などの画像形成装置に使用される現像装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device used for an image forming apparatus such as an electrophotographic printer or copier.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置に用
いられる二成分方式の現像装置としては、像担持体に近
接もしくは接触するように配置された、内部に複数の磁
極からなる固定磁石を有する、回転可能な現像剤担持体
上にトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を供給
して現像剤担持体上に現像剤による磁気ブラシを形成
し、現像剤担持体の回転によりこの磁気ブラシを現像領
域に搬送し、像担持体に印加されたバイアス電圧の作用
により像担持体上の静電潜像を現像する方式のものが一
般に使用されている。このような現像装置においては、
像担持体と現像剤担持体の対向部に搬送される現像剤の
量を調整するための層厚規制部材が、現像剤担持体と所
定の間隙を有して配置されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a two-component developing device used in an electrophotographic image forming apparatus, a fixed magnet having a plurality of magnetic poles inside, which is disposed so as to be close to or in contact with an image carrier, is used. A two-component developer comprising a toner and a magnetic carrier is supplied to a rotatable developer carrier to form a magnetic brush of the developer on the developer carrier, and the magnetic brush is rotated by rotation of the developer carrier. Is transported to a developing area, and the electrostatic latent image on the image carrier is developed by the action of a bias voltage applied to the image carrier. In such a developing device,
A layer thickness regulating member for adjusting the amount of the developer conveyed to the opposite portion between the image carrier and the developer carrier is disposed with a predetermined gap from the developer carrier.

【0003】上述した現像装置では、層厚規制部材の上
流側で、現像剤が過度に充填された状態となり、現像剤
に強い圧縮力が作用するようになってしまう。また、こ
の圧縮力により、層厚規制部材と現像剤担持体の間隙を
通過し、像担持体と現像剤担持体が対向する現像部に搬
送される現像剤と、層厚規制部材の上流部に充填状態に
ある現像剤の間に強い摩擦力が働く。このような現像剤
への圧縮力、摩擦力により、トナー表面に帯電性及び流
動性向上のために処理されている外添剤や、トナー自身
が磁性キャリア表面に固着し、磁性キャリアの劣化が生
じる。また表面に被覆層を設けた磁性キャリアを用いた
場合には、被覆層の摩耗や剥がれも磁性キャリアの劣化
の原因となる。磁性キャリアの劣化はトナー帯電の低下
を招き、画質を劣化させる。
In the developing device described above, the developer is excessively filled on the upstream side of the layer thickness regulating member, so that a strong compressive force acts on the developer. Further, by the compressive force, the developer that passes through the gap between the layer thickness regulating member and the developer carrier and is transported to the developing section where the image carrier and the developer carrier are opposed to each other, and an upstream portion of the layer thickness regulating member. A strong frictional force acts between the charged developer. Due to the compressive force and frictional force applied to the developer, the external additives and the toner itself, which have been treated to improve the chargeability and fluidity of the toner surface, adhere to the surface of the magnetic carrier, and the deterioration of the magnetic carrier is reduced. Occurs. When a magnetic carrier having a coating layer on the surface is used, abrasion or peeling of the coating layer also causes deterioration of the magnetic carrier. Deterioration of the magnetic carrier causes a decrease in toner charge, thereby deteriorating image quality.

【0004】そこで、磁性キャリアの劣化を防止するた
めに、特公平2−21591号公報には、現像装置内に
新しい磁性キャリアを逐次補給し、劣化した磁性キャリ
アを外部に排出するようにして、現像装置内の磁性キャ
リアのトナー帯電特性を一定に保ち、画質劣化を防止す
る現像装置が提案されている。一般にトナー消費量が多
いと、消費されたトナーを補うため、新たなトナーが多
量に補給される。そのため磁性キャリアは新しいトナー
と出会う確率が増加し、外添剤やトナーの付着が増加し
て、劣化が加速される。特公平2−21591号公報に
提案された現像装置においては、トナー消費量が多いと
新しい磁性キャリアの補給が現存する磁性キャリアの劣
化に追いつかず、画質が劣化してしまうという問題点を
有する。逆に、トナー消費量が少ないと磁性キャリアが
劣化する以前に新しい磁性キャリアと入れ替えられてし
まうため、磁性キャリア交換効率が悪く、ランニングコ
ストアップや、資源の浪費にもつながるという問題点を
有する。そこで、特開平9−204105号公報には、
磁性キャリアの劣化すなわちトナー帯電量の低下は、現
像装置の動作時間だけでなくトナー消費量との関係が大
きく、トナー消費量が多いほど劣化が早くなるという観
点から、トナー消費量に応じて、もしくはトナー消費量
と現像装置動作時間に応じて、磁性キャリアの補給量を
制御するように工夫された現像装置が提案されている。
In order to prevent the deterioration of the magnetic carrier, Japanese Patent Publication No. 2-15991 discloses a method of sequentially replenishing a new magnetic carrier into the developing device and discharging the deteriorated magnetic carrier to the outside. A developing device has been proposed which keeps toner charging characteristics of a magnetic carrier in a developing device constant and prevents image quality deterioration. In general, when the amount of consumed toner is large, a large amount of new toner is supplied to make up for the consumed toner. Therefore, the probability that the magnetic carrier encounters a new toner increases, and the adhesion of the external additive and the toner increases, and the deterioration is accelerated. The developing device proposed in Japanese Patent Publication No. 2-15991 has a problem that if the toner consumption is large, the replenishment of a new magnetic carrier cannot catch up with the deterioration of the existing magnetic carrier, and the image quality deteriorates. Conversely, if the toner consumption is small, the magnetic carrier is replaced with a new magnetic carrier before the magnetic carrier is deteriorated. Therefore, there is a problem that the magnetic carrier exchange efficiency is low, running costs are increased, and resources are wasted. Therefore, JP-A-9-204105 discloses that
The deterioration of the magnetic carrier, that is, the decrease of the toner charge amount, has a large relationship not only with the operation time of the developing device but also with the toner consumption amount. From the viewpoint that the larger the toner consumption amount, the faster the deterioration, the higher the toner consumption amount. Alternatively, a developing device has been proposed in which the amount of magnetic carrier supplied is controlled in accordance with the toner consumption and the operating time of the developing device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の現像装置では、トナー消費量および現像装
置動作時間が同じであっても、その現像装置が組み込ま
れた画像形成装置が使用される温湿度環境が異なると、
磁性キャリアの劣化度合いが異なってくるという問題を
有する。
However, in the conventional developing device as described above, even if the toner consumption and the operating time of the developing device are the same, an image forming apparatus incorporating the developing device is used. If the temperature and humidity environment is different,
There is a problem that the degree of deterioration of the magnetic carrier varies.

【0006】図8は、従来の現像装置が組み込まれた画
像形成装置の、温湿度環境におけるトナー帯電維持性の
実験結果を示す図である。図8には、50mg/枚でト
ナーを消費したときの、印字枚数とトナー帯電量の関係
が示されている。図8から明らかなように、高温高湿環
境下(28℃/85%RH)では、低温低湿環境下(1
0℃/15%RH)よりもトナー帯電量の低下、すなわ
ち磁性キャリアの劣化が早いことがわかる。トナー帯電
量は、温湿度環境やトナー自身の劣化度合いによって左
右されるので、この実験ではこれらを排除するため、ト
ナー帯電量測定は、高温高湿環境下および低温低湿環境
下における現像剤を少量とりだし、常温常湿環境下(2
2℃/55%RH)でブローオフ法により磁性キャリア
のみを残し、これに新たなトナーを8wt%加えて攪拌
した後、測定した。
FIG. 8 is a view showing the results of an experiment on the toner charge retention in a temperature and humidity environment of an image forming apparatus incorporating a conventional developing device. FIG. 8 shows the relationship between the number of printed sheets and the toner charge amount when the toner is consumed at 50 mg / sheet. As is clear from FIG. 8, under a high temperature and high humidity environment (28 ° C./85% RH), a low temperature and low humidity environment (1
0 ° C./15% RH), it can be seen that the charge amount of the toner decreases, that is, the magnetic carrier deteriorates faster. Since the toner charge is affected by the temperature and humidity environment and the degree of deterioration of the toner itself, in this experiment, toner charge is measured by measuring the amount of developer in a high-temperature, high-humidity environment and a low-temperature, low-humidity environment. Take it out under normal temperature and normal humidity environment (2
At 2 ° C./55% RH), only the magnetic carrier was left by a blow-off method, 8 wt% of new toner was added thereto, and the mixture was stirred and measured.

【0007】また、トナーが消費される状態によっても
磁性キャリアの劣化度合いは異なってくる。例えば、あ
る現像装置において、その現像装置の動作時間内でトナ
ーが平均的に消費される場合と、多量に消費される状態
および少量に消費される状態が混在する場合とでは、ト
ナーの総消費量は同じであっても磁性キャリアの劣化度
合い、すなわちトナー帯電量は異なる。従って、消費ト
ナーの総量によって磁性キャリアの補給量を制御する技
術では、使用環境やトナーの消費状態によっては新しい
磁性キャリアの補給が、内部の磁性キャリアの劣化に追
いつかず、このため画質が劣化してしまうという問題
や、あるいは磁性キャリアが劣化する以前に新しい磁性
キャリアと入れ替えられてしまい、このため磁性キャリ
ア交換効率が悪く、ランニングコストのアップや、資源
の浪費にもつながるという問題に関して十分ではない。
[0007] The degree of deterioration of the magnetic carrier also varies depending on the state in which the toner is consumed. For example, in a certain developing device, the total consumption of the toner is determined in a case where the toner is consumed on average during the operation time of the developing device, and a case where the state where the toner is consumed in a large amount and the state where the toner is consumed in a small amount are mixed. Even if the amounts are the same, the degree of deterioration of the magnetic carrier, that is, the toner charge amount differs. Therefore, in the technology of controlling the replenishment amount of the magnetic carrier based on the total amount of the consumed toner, the replenishment of the new magnetic carrier cannot catch up with the deterioration of the internal magnetic carrier depending on the use environment and the consumption state of the toner, thereby deteriorating the image quality. It is not enough to solve the problem that the magnetic carrier is replaced with a new magnetic carrier before the magnetic carrier deteriorates, which leads to poor magnetic carrier exchange efficiency, increasing running cost and wasting resources. .

【0008】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、使用環境やトナーの消費状態がどの
ような場合であっても、新しい磁性キャリアの補給が有
効にかつ効果的に行なわれ、長期にわたり高画質が維持
できる現像装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is effective and effective to replenish a new magnetic carrier regardless of the use environment or the toner consumption state. It is an object of the present invention to provide a developing device capable of maintaining high image quality for a long time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の現像装置は、静電潜像を担持して所定の方向に移動
する像担持体に所定の現像領域において近接もしくは接
触するように配置され、トナーと磁性キャリアからなる
現像剤を表面に担持して上記現像領域を経由した搬送経
路に沿って搬送する現像剤担持体と、上記現像領域を通
過した後の現剤剤を上記現像剤担持体から受け取って内
部に残っている現像剤とともに攪拌する現剤剤攪拌部
と、内部の現像剤中のトナーの濃度を測定するトナー濃
度測定手段と、そのトナー濃度測定手段によるトナー濃
度が低下したという測定結果に応答して上記現剤剤攪拌
部に磁性キャリアを補給するキャリア補給手段と、内部
の現像剤を排出する排出口とを備えたことを特徴とす
る。
According to the present invention, there is provided a developing apparatus for carrying out the above-mentioned object, such that the developing device approaches or comes into contact with an image carrier which moves in a predetermined direction while holding an electrostatic latent image in a predetermined development area. A developer carrier that carries a developer composed of a toner and a magnetic carrier on the surface and transports the developer along a transport path that passes through the development area; and develops the developer that has passed through the development area with the developer. A current agent stirring section that receives from the agent carrier and stirs together with the developer remaining inside, a toner concentration measuring unit that measures the concentration of toner in the internal developer, and a toner concentration measured by the toner concentration measuring unit. A carrier replenishing means for replenishing the magnetic agent stirring section with a magnetic carrier in response to a measurement result indicating that the developer has decreased, and a discharge port for discharging the developer inside are provided.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の現像装置の第1実施形態の
概略構成図である。図1に示す現像装置100は、現像
剤担持体3と、現像剤攪拌部1と、現像装置100の底
壁部に配置されたトナー濃度センサ14と、現像装置1
00の上部に配置された磁性キャリア補給装置9と、現
像装置100の側壁部に設けられた排出口10と、磁性
材料で形成され現像剤を所定の厚さに調節する層厚規制
部材6とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a developing device of the present invention. The developing device 100 shown in FIG. 1 includes a developer carrier 3, a developer stirring section 1, a toner density sensor 14 disposed on a bottom wall of the developing device 100, and a developing device 1.
00, a magnetic carrier replenishing device 9, a discharge port 10 provided on a side wall of the developing device 100, a layer thickness regulating member 6 made of a magnetic material and adjusting a developer to a predetermined thickness. It has.

【0011】現像剤担持体3は、詳細は後述するが、静
電潜像を担持して矢印方向Aに移動する潜像担持体2に
所定の現像領域Dにおいて近接するように配置され、ト
ナーと磁性キャリアからなる現像剤を表面に担持して現
像領域Dを経由した搬送経路に沿って搬送する。現像剤
攪拌部1には、それぞれの回転軸が水平方向を向くよう
に並べて隔壁15を挟んで配置された、現像剤を回転軸
方向かつ互いに逆方向に搬送して現像剤を攪拌する一対
のスクリューオーガ7,8が備えられている。
The developer carrier 3, which will be described in detail later, is arranged so as to be close to the latent image carrier 2 which carries the electrostatic latent image and moves in the arrow direction A in a predetermined developing area D, And a developer composed of a magnetic carrier and carried on the surface, and transported along a transport path via the development area D. The developer agitating section 1 has a pair of rotating shafts arranged in a horizontal direction and arranged with a partition wall 15 interposed therebetween. The pair of agitating the developer by transporting the developer in the rotating shaft direction and in the opposite direction to each other. Screw augers 7 and 8 are provided.

【0012】トナー濃度センサ14は、現像装置100
の底壁部のうちのスクリューオーガ7側に配置されてお
り、現像装置100内部の現像剤中のトナーの濃度を測
定する。磁性キャリア補給装置9は、トナー濃度センサ
14によるトナー濃度が低下したという測定結果に応答
して現剤剤攪拌部1に磁性キャリアを補給する。この磁
性キャリア補給装置9の構成については後述する。
The toner density sensor 14 includes a developing device 100
Is arranged on the screw auger 7 side of the bottom wall of the developing device 100, and measures the concentration of toner in the developer inside the developing device 100. The magnetic carrier replenishing device 9 replenishes the magnetic agent stirring section 1 with a magnetic carrier in response to the measurement result of the toner concentration sensor 14 indicating that the toner concentration has decreased. The configuration of the magnetic carrier supply device 9 will be described later.

【0013】排出口10は、内部の現像剤を排出する。
現像剤担持体3は、導電性非磁性材料、例えばアルミニ
ウムからなる、回転可能に支持された現像スリーブ4
と、その現像スリーブ4の内部に収容された永久磁石5
により構成される。現像スリーブ4の表面は、ブラスト
処理により、十点平均粗さRZで数ミクロン程度の微小
な凹凸が形成されている。永久磁石5は、潜像担持体2
と対向し、現像剤の穂立ちを形成するための現像磁極S
1と、潜像担持体2と現像剤担持体3が対向する現像領
域Dを通過した後の現像剤を現像スリーブ4表面から剥
離するとともに、画像履歴を解消するための、同極性磁
極が隣接して配置された剥離磁極N3,N4と、現像剤
攪拌部1においてスクリューオーガ7,8の互いに異な
る方向への回転C,C’により混合・撹拌された現像剤
を現像スリーブ4表面に磁気的に吸引するための吸着磁
極S3と、現像剤を所定の厚さに調節するために層厚規
制部材6の近傍で現像剤の穂立ちを形成する層形成磁極
S2と、現像スリーブ4表面の現像剤を搬送するための
搬送磁極N1,N2とから構成される。尚、現像スリー
ブ4の表面上において、磁極S1は950ガウス、磁極
N1は700ガウス、磁極S2は800ガウス、磁極N
2は600ガウス、磁極N3は600ガウス、磁極S3
は650ガウス、磁極N4は500ガウスの磁束密度に
それぞれ設定されている。
The discharge port 10 discharges the developer inside.
The developer carrier 3 is a rotatably supported developing sleeve 4 made of a conductive non-magnetic material, for example, aluminum.
And a permanent magnet 5 housed inside the developing sleeve 4.
It consists of. The surface of the developing sleeve 4 is formed with minute irregularities of about several microns in ten-point average roughness RZ by blasting. The permanent magnet 5 includes the latent image carrier 2
And a developing magnetic pole S for forming a spike of the developer.
1 and the same polarity magnetic pole for removing the developer from the surface of the developing sleeve 4 after passing the developing region D where the latent image carrier 2 and the developer carrier 3 are opposed to each other, and eliminating the image history. The separated magnetic poles N3 and N4 and the developer mixed and stirred by the rotations C and C 'of the screw augers 7 and 8 in different directions in the developer stirring section 1 are magnetically applied to the surface of the developing sleeve 4. Magnetic pole S3 for attracting the developer, a layer-forming magnetic pole S2 for forming a spike of the developer in the vicinity of the layer thickness regulating member 6 for adjusting the developer to a predetermined thickness, and developing the surface of the developing sleeve 4. And transport magnetic poles N1 and N2 for transporting the agent. On the surface of the developing sleeve 4, the magnetic pole S1 is 950 gauss, the magnetic pole N1 is 700 gauss, the magnetic pole S2 is 800 gauss, and the magnetic pole N is
2 is 600 gauss, magnetic pole N3 is 600 gauss, magnetic pole S3
Is set to 650 gauss and the magnetic pole N4 is set to a magnetic flux density of 500 gauss.

【0014】また、現像スリーブ4は、層厚規制部材6
との間に0.7mmの間隙を隔てて配置されており、表
面速度300mm/secで反時計方向(矢印B方向)
に回転している。さらに現像スリーブ4には、現像バイ
アスとして図示しない電源から、Vp−p=1.5K
V、周波数f=6KHzの交流成分と、Vdc=−50
0Vの直流成分が重畳された電圧が印加されている。
The developing sleeve 4 includes a layer thickness regulating member 6.
Are arranged with a gap of 0.7 mm between them and at a surface speed of 300 mm / sec in a counterclockwise direction (arrow B direction).
Is rotating. Further, a developing bias is applied to the developing sleeve 4 from a power supply (not shown) as Vp-p = 1.5K.
V, AC component of frequency f = 6 KHz, and Vdc = −50
A voltage on which a DC component of 0 V is superimposed is applied.

【0015】潜像担持体2は、現像領域Dにおいて、現
像スリーブ4との間に0.5mmの間隙を隔てて対向し
て配置されており、表面速度150mm/secで時計
方向(矢印A方向)に回転している。潜像担持体2上に
は、通常の電子写真プロセスにより、露光部電位−20
0V、非露光部電位−650Vの潜像が形成される。現
像剤には、富士ゼロックス(株) 製A−Color63
5用トナーと磁性キャリアが用いられる。トナーは、平
均粒径が7μmでポリエステルをバインダーとする非磁
性トナーであり、外添剤としてSiO2 ,TiO2 が添
加されている。磁性キャリアは、平均粒径が50μmの
フェライトキャリアである。
The latent image carrier 2 is disposed opposite to the developing sleeve 4 in the developing area D with a gap of 0.5 mm, and has a surface speed of 150 mm / sec in a clockwise direction (direction of arrow A). ) Is rotating. The latent image carrier 2 is exposed on the exposed portion potential -20 by a normal electrophotographic process.
A latent image of 0 V and a non-exposed portion potential of -650 V is formed. A-Color 63 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. is used as a developer.
5 toner and a magnetic carrier are used. The toner is a non-magnetic toner having an average particle diameter of 7 μm and using polyester as a binder, and SiO 2 and TiO 2 are added as external additives. The magnetic carrier is a ferrite carrier having an average particle size of 50 μm.

【0016】磁性キャリア補給装置9は、新しい磁性キ
ャリアを収納する磁性キャリア収納部11と、磁性キャ
リア収納部11に収納された磁性キャリアを現像剤攪拌
部1まで搬送することにより現像剤攪拌部1に新しい磁
性キャリアを補給する磁性キャリア搬送部12から構成
されている。磁性キャリア搬送部12は、内部にスクリ
ューオーガ13が配置されてなる筒状の形状を有する。
スクリューオーガ13は、スクリューオーガ7の下方で
かつ現像装置100の底壁部に配置されたトナー濃度セ
ンサ14の出力に応じて回転駆動されるようになってい
る。
The magnetic carrier replenishing device 9 transports the magnetic carrier accommodated in the magnetic carrier accommodating unit 11 to the developer agitating unit 1 by transferring the magnetic carrier accommodated in the magnetic carrier accommodating unit 11 to the developer agitating unit 1. And a magnetic carrier transport section 12 for supplying a new magnetic carrier. The magnetic carrier transport section 12 has a cylindrical shape in which a screw auger 13 is disposed.
The screw auger 13 is driven to rotate in accordance with the output of a toner density sensor 14 disposed below the screw auger 7 and on the bottom wall of the developing device 100.

【0017】次に、上記構成の現像装置100の動作に
ついて説明する。スクリューオーガ7,8の回転により
混合・攪拌された現像剤は、吸着磁極S3の作用によ
り、現像スリーブ4表面に吸着され、現像スリーブ4の
矢印方向Bへの回転に伴い層形成領域Eに搬送される。
層形成領域Eにおいて、層形成部材6により規定の量に
調整された現像剤は、潜像担持体2と現像剤担持体3が
対向する現像領域Dまで搬送され、現像バイアスの作用
により、現像剤中のトナーが潜像担持体2上の静電潜像
の画像部に付着して現像が行なわれる。現像終了後の現
像スリーブ4の現像剤層は現像領域Dから現像剤攪拌部
1に向けて搬送され、剥離磁極N3,N4の作用により
現像スリーブ4から剥離され、現像剤攪拌部1の、スク
リューオーガ7,8へ戻される。このような動作を繰り
返すことで、現像剤は徐々に劣化して行き、トナー帯電
量が低下して行く。
Next, the operation of the developing device 100 having the above configuration will be described. The developer mixed and stirred by the rotation of the screw augers 7 and 8 is attracted to the surface of the developing sleeve 4 by the action of the attracting magnetic pole S3, and is conveyed to the layer forming area E with the rotation of the developing sleeve 4 in the arrow direction B. Is done.
In the layer forming area E, the developer adjusted to a predetermined amount by the layer forming member 6 is transported to the developing area D where the latent image carrier 2 and the developer carrier 3 are opposed to each other, and is developed by the action of the developing bias. The toner in the developer adheres to the image portion of the electrostatic latent image on the latent image carrier 2 and development is performed. After the development is completed, the developer layer of the developing sleeve 4 is conveyed from the developing region D toward the developer stirring unit 1 and is separated from the developing sleeve 4 by the action of the separation magnetic poles N3 and N4. Returned to augers 7 and 8. By repeating such an operation, the developer gradually deteriorates, and the charge amount of the toner decreases.

【0018】現像剤が劣化して行くと、トナー濃度セン
サ14の出力値に応じて、スクリューオーガ13が回転
して新しい磁性キャリアが一定量現像剤攪拌部1に補給
される。補給された新しい磁性キャリアの量に相当する
量の劣化した現像剤は、隔壁15を乗り越えて排出口1
0から排出される。新たに補給された磁性キャリアは、
スクリューオーガ7,8の回転により、内部に残ってい
る現像剤と混合されて均一化され、これによりトナー帯
電量が回復する。この動作が繰り返されることで、トナ
ー帯電量はある一定の値に保たれ、長期にわたり高画質
が維持される。
As the developer deteriorates, the screw auger 13 rotates in accordance with the output value of the toner density sensor 14, and a fixed amount of new magnetic carrier is supplied to the developer stirring section 1. An amount of the deteriorated developer corresponding to the amount of the replenished new magnetic carrier passes over the partition wall 15 and reaches the discharge port 1.
Emitted from 0. The newly supplied magnetic carrier is
By the rotation of the screw augers 7, 8, the developer is mixed with the developer remaining therein and is made uniform, thereby recovering the toner charge amount. By repeating this operation, the toner charge amount is maintained at a certain value, and high image quality is maintained for a long time.

【0019】ここで、画像濃度は、潜像担持体2の画像
部電位と現像バイアスの差により定まる、いわゆる現像
コントラストと、トナー帯電量によって決定される。現
像コントラストは、潜像担持体2上の静電潜像の画像部
へトナーが付着する向きに働く電界を形成する。現像が
行われて行くと、トナーの持つ電荷によりこの電界は徐
々に弱まり、現像コントラストによる現像方向の電界
と、現像されたトナーによる逆方向の電界が釣り合った
ところで現像が終了する。つまり現像コントラストが一
定であれば、現像されたトナーの総電荷量がある値にな
ったところで現像が終了する。
Here, the image density is determined by a so-called development contrast determined by a difference between an image portion potential of the latent image carrier 2 and a developing bias, and a toner charge amount. The development contrast forms an electric field that acts in a direction in which the toner adheres to the image portion of the electrostatic latent image on the latent image carrier 2. As the development is performed, the electric field of the toner gradually weakens due to the electric charge of the toner, and the development ends when the electric field in the developing direction due to the development contrast and the electric field in the opposite direction due to the developed toner are balanced. That is, if the development contrast is constant, the development is terminated when the total charge amount of the developed toner reaches a certain value.

【0020】一般に、画像形成装置では、磁性キャリア
が劣化してトナー帯電量が低下しても、画像濃度すなわ
ちトナー帯電量を一定に保つために、トナー濃度が制御
される。トナー帯電量が一定に保たれた場合、磁性キャ
リアのトナー帯電能力とトナー濃度との間には、下記に
示す式で表される関係があることが知られている(Ro
bert J.Nash Adv Print Pap
Summ 4th Int Cong Adv No
n−Impact Print Tecnol1988
page84−88)。
Generally, in an image forming apparatus, even if the magnetic carrier is deteriorated and the toner charge is reduced, the toner density is controlled in order to keep the image density, that is, the toner charge, constant. When the toner charge amount is kept constant, it is known that there is a relationship represented by the following equation between the toner charge ability of the magnetic carrier and the toner density (Ro)
bert J. et al. Nash Adv Print Pap
Summ 4th Int Cong Adv No
n-Impact Print Tecnol 1988
page 84-88).

【0021】At =(TCt +Co )*TV ここで、 At :ある時間でのトナー帯電性能を示す数値 TCt :ある時間でのトナー濃度 Co :キャリアとトナーで決まる定数 TV:トナー帯電量 である。数値At は磁性キャリアの劣化とともに小さく
なってくるが、トナー帯電量TVが一定に制御された画
像形成装置では、トナー濃度TCt を測定すれば磁性キ
ャリアの劣化度合いを示す数値At を直接に知ることが
できる。本実施形態の現像装置100では、トナー濃度
センサ14によりトナー濃度TCt を測定することによ
りで数値At を直接に知ることができるため、磁性キャ
リアの劣化度合いを直接的に知ることとなり、従来の、
トナー消費量を測定することにより磁性キャリアの劣化
を間接的に推測する技術と比較し、磁性キャリアの補給
を効果的かつ効率的に行なうことができる。従って、本
実施形態の現像装置100が組み込まれた画像形成装置
では、安定した画像濃度を得ることができる。
[0021] A t = (TC t + C o) * TV where, A t: Numerical some showing a toner charging performance at time TC t: toner concentration at a certain time C o: constants determined by the carrier and toner TV: This is the toner charge. Numerical A t is becomes smaller with the deterioration of the magnetic carrier, but in the image forming apparatus to which the toner charge amount TV is controlled to be constant, the values directly A t that indicates the degree of deterioration of the magnetic carrier by measuring the toner concentration TC t You can know. In the developing device 100 of the present embodiment, it is possible to know the in numerical A t by measuring the toner concentration TC t by the toner density sensor 14 directly, it becomes possible to know directly the degree of deterioration of the magnetic carrier, conventional of,
The magnetic carrier can be replenished more effectively and efficiently as compared with the technique of indirectly estimating the deterioration of the magnetic carrier by measuring the toner consumption. Therefore, in the image forming apparatus in which the developing device 100 of the present embodiment is incorporated, a stable image density can be obtained.

【0022】次に、図1に示す現像装置100の性能を
確認するために行なった実験について説明する。 <実験1>初期のトナー濃度は8wt%であり、これが
5wt%まで低下すると新しい磁性キャリアが補給され
るように設定した。また印字密度は10%であり、高温
高湿下(28℃/85%RH)と低温低湿下(10℃/
15%RH)で実験を行なった。また比較例として、従
来技術の、トナー消費量により磁性キャリアの補給を行
なう現像装置で同様の実験を行った。尚、トナー消費量
の検知はトナー補給用スクリューオーガの回転時間で行
なった。
Next, an experiment conducted to confirm the performance of the developing device 100 shown in FIG. 1 will be described. <Experiment 1> The initial toner concentration was 8 wt%, and when the toner concentration was reduced to 5 wt%, a new magnetic carrier was set to be supplied. The printing density is 10%, and the printing density is high (28 ° C./85% RH) and low temperature and low humidity (10 ° C./85%).
The experiment was performed at 15% RH). As a comparative example, a similar experiment was performed with a developing device of the related art that replenishes a magnetic carrier by toner consumption. The toner consumption was detected based on the rotation time of the screw auger for toner supply.

【0023】図2は、図1に示す現像装置および比較例
の現像装置双方において、高温高湿下で印字を行なった
場合の画像濃度および現像剤排出総排出量の測定結果を
示すグラフである。図2から明らかなように、トナー消
費量で磁性キャリア補給を制御する比較例の場合には、
高温高湿下では磁性キャリアの劣化が加速されるため
に、磁性キャリアの劣化に補給が追いつかず、画像濃度
の低下が見られる。これに対し本実施形態では、トナー
濃度センサ14で測定されたトナー濃度で直接的に磁性
キャリアの劣化度合いを知ることにより、磁性キャリア
の補給を制御するので、高温高湿下における劣化が加速
される状況では補給量すなわち排出量が多くなり、安定
した画像濃度が得られている。
FIG. 2 is a graph showing the measurement results of the image density and the total amount of discharged developer when printing is performed under high temperature and high humidity in both the developing device shown in FIG. 1 and the developing device of the comparative example. . As is clear from FIG. 2, in the case of the comparative example in which the supply of the magnetic carrier is controlled by the toner consumption,
Under high temperature and high humidity, the deterioration of the magnetic carrier is accelerated, so that the supply cannot keep up with the deterioration of the magnetic carrier, and the image density is reduced. In contrast, in the present embodiment, replenishment of the magnetic carrier is controlled by directly knowing the degree of deterioration of the magnetic carrier based on the toner concentration measured by the toner concentration sensor 14, so that deterioration under high temperature and high humidity is accelerated. In some situations, the supply amount, that is, the discharge amount increases, and a stable image density is obtained.

【0024】図3は、図1に示す現像装置および比較例
の現像装置双方において、低温低湿下で印字を行なった
場合の画像濃度および現像剤排出総排出量の測定結果を
示すグラフである。低温低湿下では、磁性キャリアの劣
化が抑制されるため、補給量は少なくて済むが、比較例
では高温高湿下とほぼ同量の磁性キャリア補給が行わ
れ、補給が効果的に行われていない。一方、本実施形態
では、低温低湿下における劣化が抑制される状況では、
補給キャリア量は減少しており、効果的な磁性キャリア
補給が行われていることがわかる。
FIG. 3 is a graph showing the measurement results of the image density and the total amount of discharged developer when printing is performed under low temperature and low humidity in both the developing device shown in FIG. 1 and the developing device of the comparative example. Under low temperature and low humidity, the deterioration of the magnetic carrier is suppressed, so the replenishment amount is small.However, in the comparative example, the same amount of magnetic carrier is replenished as under high temperature and high humidity, and the replenishment is performed effectively. Absent. On the other hand, in the present embodiment, in a situation where deterioration under low temperature and low humidity is suppressed,
It can be seen that the replenishment carrier amount has decreased, and that effective magnetic carrier replenishment has been performed.

【0025】次に、本発明の第2実施形態について説明
する。図4は、本発明の現像装置の第2実施形態の概略
構成図である。尚、図1に示す現像装置100の構成要
素と同一の構成要素には同一の符号を付し重複説明は省
く。現像装置200には、内部に配置された永久磁石2
5および回転可能に支持された現像スリーブ24からな
る現像剤担持体23が備えられている。また、現像装置
200には、現像剤担持体23よりも上方に配置された
現像剤攪拌部30が備えられている。さらに、現像装置
200には、現像剤担持体23から剥離されて現像領域
Dを経由した後の現像剤を、磁気的に吸着することによ
り受け取って現像剤攪拌部30に汲み上げる汲み上げ機
構としての搬送ロール36,37が備えられている。ま
た、現像装置200には、現像剤攪拌部30、搬送ロー
ル36,37、および案内部材38で囲まれた領域に現
像剤排出装置40が備えられている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the developing device of the present invention. The same components as those of the developing device 100 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. The developing device 200 includes a permanent magnet 2 disposed therein.
5 and a developer carrier 23 comprising a developing sleeve 24 rotatably supported. Further, the developing device 200 is provided with a developer stirring section 30 disposed above the developer carrying member 23. Further, the developing device 200 receives the developer separated from the developer carrier 23 and passed through the developing region D by magnetically attracting the developer and transporting the developer to the developer stirring unit 30 as a pumping mechanism. Rolls 36 and 37 are provided. Further, the developing device 200 is provided with a developer discharging device 40 in a region surrounded by the developer stirring section 30, the transport rolls 36 and 37, and the guide member 38.

【0026】現像剤攪拌部30には、一対のスクリュー
オーガ27.28が設けられており、スクリューオーガ
27の回転方向は時計方向C、スクリューオーガ28の
回転方向は反時計方向C’であり、フィンの向きは現像
剤が内側に向かう力を受ける方向になっている。搬送ロ
ール36,37により現像剤攪拌部30へ汲み上げられ
た現像剤の量が増加して、現像剤攪拌部30の側壁30
a以上の高さになると、現像剤はこの側壁30aを乗り
越えて落下する。通常の使用状態では、現像剤攪拌部3
0には一定量の現像剤が溜められ、汲み上げられた現像
剤とほぼ等量の現像剤が落下するようになり、定常状態
が形成される。落下した現像剤は案内部材38に沿っ
て、層厚規制部材26の上流に導かれ、層形成領域Eに
現像剤からなる滞留部が形成される。この現像剤は、層
厚規制部材26により所定の層厚に規制され現像領域D
へと搬送されるものと、磁力により搬送ロール36に吸
着され、搬送ロール37を経て現像剤攪拌部30へ戻る
ものとに分かれる。現像領域Dに搬送された現像剤は現
像に供された後、現像剤担持体23から剥離され、さら
に搬送ロール36に吸着され、搬送ロール37を経て現
像剤攪拌部30へ戻される。現像剤攪拌部30の底部に
設けられた開口部にトナー濃度センサ34が配置されて
いる。トナー濃度センサ34の出力値に応じて、磁性キ
ャリア補給装置19のスクリューオーガ13が回転駆動
され、新しい磁性キャリアが現像剤攪拌部30へ逐次補
給される。
The developer stirring section 30 is provided with a pair of screw augers 27 and 28. The rotation direction of the screw auger 27 is clockwise C, and the rotation direction of the screw auger 28 is counterclockwise C ′. The direction of the fin is such that the developer receives a force inward. The amount of the developer pumped up to the developer stirring section 30 by the transport rolls 36 and 37 increases, and the side wall 30 of the developer stirring section 30 increases.
When the height is equal to or larger than a, the developer falls over the side wall 30a. In a normal use state, the developer stirring section 3
At 0, a certain amount of the developer is stored, and approximately the same amount of the developer as the drawn-up developer falls, and a steady state is formed. The dropped developer is guided upstream of the layer thickness regulating member 26 along the guide member 38, and a stagnant portion made of the developer is formed in the layer forming region E. This developer is regulated to a predetermined layer thickness by the layer thickness regulating member 26 and the developing region D
Are transported to the developer agitating section 30 via the transport rolls 37 and attracted to the transport rolls 36 by magnetic force. After the developer conveyed to the developing area D is subjected to the development, the developer is separated from the developer carrier 23, further adsorbed by the conveyance roll 36, and returned to the developer stirring section 30 via the conveyance roll 37. A toner concentration sensor 34 is disposed at an opening provided at the bottom of the developer stirring section 30. The screw auger 13 of the magnetic carrier replenishing device 19 is driven to rotate in accordance with the output value of the toner density sensor 34, and new magnetic carriers are sequentially replenished to the developer stirring section 30.

【0027】現像剤排出装置40は、その現像剤排出装
置40の軸方向にわたって開口41を有する円筒状スリ
ーブ42内にスクリューオーガ43が配置されている。
現像剤非排出時には開口41は下方を向いており、排出
時には円筒状スリーブ42が回転し、開口41が上方を
向くようになる。案内部材38に沿って層厚規制部材2
6の上流に導かれた現像剤は、開口41が下方を向いて
いるときは、円筒状スリーブ42内に入り込めない状態
にある。開口41が上方を向くと、層形成領域Eに滞留
した現像剤、あるいは案内部材26に沿って落下してく
る現像剤の一部分が円筒状スリーブ42内に入り込み、
スクリューオーガ43の回転によって搬送され、現像器
200の外部へ排出される。これが逐次行われることで
トナー帯電が一定に保たれる。
In the developer discharging device 40, a screw auger 43 is disposed in a cylindrical sleeve 42 having an opening 41 extending in the axial direction of the developer discharging device 40.
When the developer is not discharged, the opening 41 faces downward. When the developer is discharged, the cylindrical sleeve 42 rotates, and the opening 41 faces upward. Layer thickness regulating member 2 along guide member 38
When the opening 41 faces downward, the developer guided upstream of 6 cannot enter the cylindrical sleeve 42. When the opening 41 faces upward, a part of the developer remaining in the layer forming area E or a part of the developer falling along the guide member 26 enters the cylindrical sleeve 42,
The developer is conveyed by the rotation of the screw auger 43 and discharged out of the developing device 200. This is performed sequentially so that the toner charge is kept constant.

【0028】近年、フルカラーのディジタル画像形成装
置において、高速化への要求に対応するため、潜像担持
体および現像装置が複数個並列に配置され、順次画像形
成が行われるいわゆるタンデム方式の画像形成装置が採
用されているが、複数個の潜像担持体および現像装置が
並列に配置されているので、装置が大型化してしまうと
いう問題点がある。この問題点に対処するために、現像
剤担持体から剥離した現像剤をいったん上方に汲み上げ
ようにして現像装置を縦型構造として装置の小型化を図
ったものが提案されている。本実施形態の現像装置20
0では、このような縦型構造を採用したものであるた
め、磁性キャリアの補給が効果的かつ効率的に行えると
同時に、画像形成装置の小型化も図られる。 <実験2>現像装置200の性能を確認するため実験1
と同様の環境実験を行ったところ、前述した図2,図3
に示す結果とほぼ同じ結果が得られ、画像形成装置の小
型化のために縦型構造を採用した現像装置200におい
ても、長期にわたり高画質が維持されることが示され
た。
In recent years, in a full-color digital image forming apparatus, a so-called tandem type image forming apparatus in which a plurality of latent image carriers and developing apparatuses are arranged in parallel to sequentially form an image in order to respond to a demand for higher speed. Although the apparatus is employed, since the plurality of latent image carriers and the developing device are arranged in parallel, there is a problem that the apparatus is increased in size. In order to cope with this problem, there has been proposed an apparatus in which the developer peeled off from the developer carrier is once pumped upward to make the developing apparatus a vertical structure to reduce the size of the apparatus. Developing device 20 of the present embodiment
In the case of No. 0, since such a vertical structure is adopted, the magnetic carrier can be effectively and efficiently replenished, and the size of the image forming apparatus can be reduced. <Experiment 2> Experiment 1 to confirm the performance of the developing device 200
When an environmental experiment similar to that described above was performed, FIGS.
The result is almost the same as the result shown in FIG. 7, and it is shown that high image quality can be maintained for a long time even in the developing device 200 employing the vertical structure for downsizing the image forming apparatus.

【0029】図5は、本発明の現像装置の第3実施形態
の概略構成図である。尚、図1に示す現像装置100の
構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し重複説
明は省く。図5に示す現像装置300は、図1に示す現
像装置100と比較すると、スクリューオーガ7,8間
に備えられた隔壁15が削除されている点と、トナー濃
度センサ14が、装置底壁部の、スクリューオーガ7側
に代えてスクリューオーガ7,8の中間部分に配置され
ている点とが異なっている。なお、スクリューオーガ
7,8のフィンの向きが、現像剤が外側に向かう力を受
ける方向の場合には、スクリューオーガ7,8間の現像
剤攪拌部1底部に帯留現像剤が発生する可能性があるの
で、スクリューオーガ7(現像剤排出口側のオーガ)の
下部にトナー濃度センサを配置した方がより正確にトナ
ー濃度を検知できる。
FIG. 5 is a schematic structural view of a developing device according to a third embodiment of the present invention. The same components as those of the developing device 100 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. The developing device 300 shown in FIG. 5 is different from the developing device 100 shown in FIG. 1 in that the partition wall 15 provided between the screw augers 7 and 8 is omitted, and the toner density sensor 14 is different from the developing device 100 in FIG. Is different from the screw auger 7 in that the screw auger 7 is disposed at an intermediate portion between the screw augers 7 and 8. When the fins of the screw augers 7 and 8 are directed in a direction in which the developer receives an outward force, there is a possibility that the banded developer is generated at the bottom of the developer agitating section 1 between the screw augers 7 and 8. Therefore, arranging a toner density sensor below the screw auger 7 (auger on the developer discharge port side) enables more accurate detection of toner density.

【0030】本実施形態の現像装置300では、隔壁1
5が削除されているため、補給された新しい磁性キャリ
アと、現像装置300内に残存する劣化した磁性キャリ
アとが、スクリューオーガ7,8で速やかに混合されて
均一となり、一定したトナー帯電量が速やかに得られ
る。 <実験3>次に、図5に示す現像装置300について、
実験1と同様の実験を行ったところ同様の結果が得られ
た。さらに、磁性キャリア補給直後の画像濃度安定性を
調べるため、現像装置100と現像装置300との双方
において印字実験を行い、画像濃度の変化を測定した。
現像装置100および現像装置300には、トナー濃度
8wt%の現像剤600gと磁性キャリア50gを入れ
た状態からそれら装置を動作させ実験を行なった。この
結果を図6に示す。
In the developing device 300 of this embodiment, the partition 1
5 is deleted, the replenished new magnetic carrier and the deteriorated magnetic carrier remaining in the developing device 300 are quickly mixed by the screw augers 7 and 8 to be uniform, and a constant toner charge amount is obtained. Obtained quickly. <Experiment 3> Next, the developing device 300 shown in FIG.
When an experiment similar to Experiment 1 was performed, similar results were obtained. Further, in order to examine the image density stability immediately after replenishment of the magnetic carrier, a printing experiment was performed in both the developing device 100 and the developing device 300, and a change in image density was measured.
An experiment was conducted by operating the developing device 100 and the developing device 300 from a state in which 600 g of the developer having a toner concentration of 8 wt% and 50 g of the magnetic carrier were charged. The result is shown in FIG.

【0031】図6は、図1に示す現像装置と図5に示す
現像装置双方における、磁性キャリア補給直後の画像濃
度安定性についての実験結果を示す図である。現像装置
300は、現像装置100と比べ、スクリューオーガ
7,8の軸方向全域にわたって現像剤が速やかに混合・
攪拌されるため、補給された磁性キャリアと、装置内に
残存している磁性キャリアとが速やかに均一化され、1
枚目の印字から安定した画像濃度が得られている。従っ
て、現像装置300では、磁性キャリア補給が効果的に
行われるとともに、補給直後から安定した画像濃度が得
られる。 <実験4>次に、本実施形態の、トナー濃度によって磁
性キャリア補給を制御する現像装置100と、比較例と
してトナー消費量によって制御する従来技術の現像装置
とで、以下に述べる磁性キャリアを用いた現像剤を使用
して、実験1と同様の実験を行なった。
FIG. 6 is a diagram showing the results of experiments on the image density stability immediately after the replenishment of the magnetic carrier in both the developing device shown in FIG. 1 and the developing device shown in FIG. In the developing device 300, compared to the developing device 100, the developer is mixed and mixed more quickly over the entire area of the screw augers 7 and 8 in the axial direction.
As a result of the stirring, the replenished magnetic carrier and the magnetic carrier remaining in the apparatus are quickly homogenized, and
Stable image density is obtained from the printing of the first sheet. Accordingly, in the developing device 300, the magnetic carrier is effectively replenished, and a stable image density can be obtained immediately after the replenishment. <Experiment 4> Next, the developing device 100 of the present embodiment that controls the supply of the magnetic carrier by the toner concentration and the conventional developing device that controls by the toner consumption as a comparative example use the magnetic carrier described below. An experiment similar to the experiment 1 was performed using the developer.

【0032】使用したキャリアは平均粒径50μmのマ
グネタイト(MXO30A、富士電気化学社製) を低抵
抗磁性コアとしてその表面に、被覆層樹脂としてのスチ
レン−メタクリレート共重合体(共重合比20:80)
に、導電紛としてのカーボンブラック(VXC72、キ
ャボット社製) を10体積%分散させたものを、0.8
μmの膜厚にコートした。
The carrier used is a low-resistance magnetic core made of magnetite (MXO30A, manufactured by Fuji Electric Chemical Co., Ltd.) having an average particle size of 50 μm, and a styrene-methacrylate copolymer (copolymerization ratio of 20:80) as a coating resin on the surface. )
And 10% by volume of carbon black (VXC72, manufactured by Cabot Corporation) dispersed as a conductive powder,
It was coated to a thickness of μm.

【0033】この構成のキャリアおよびマグネタイト単
体の抵抗は、以下のようにして測定した。本実施形態の
現像装置100を、アルミニウム板と0.5mmの間隙
をもって対向配置し、現像装置100とアルミニウム板
間に直流電圧を印加した時の電流値から、電界Eと電流
密度Jの間に、一般に知られる関係である、LogJ=
1/2 に基づいて求めた。104 V/cmの電界での抵
抗は、キャリアとして10 8 ・Ωcm、マグネタイト単
体では10-5Ω・cmであった。また、導電基板上に
0.8μmの厚さに導電紛を分散させた樹脂層をコート
し、この上に金属電極を蒸着し、電流−電圧特性から求
めたコート層単体の抵抗は、100V/cmの電界下で
105 Ω・cmであった。結果を図7に示す。
The carrier and magnetite unit having this structure
Body resistance was measured as follows. Of this embodiment
Developing device 100 is placed between aluminum plate and 0.5 mm gap
And the developing device 100 and the aluminum plate
From the current value when a DC voltage is applied between, the electric field E and the current
A commonly known relationship between density J, LogJ =
E 1/2 Was determined based on 10Four V / cm electric field resistance
Anti is 10 as a carrier 8 ・ Ωcm, magnetite only
10 in the body-FiveΩ · cm. Also, on the conductive substrate
Coating a resin layer with conductive powder dispersed to a thickness of 0.8 μm
Then, a metal electrode is deposited on this, and the
The resistance of the coated layer alone under an electric field of 100 V / cm
10Five Ω · cm. FIG. 7 shows the results.

【0034】図7は、図1に示す現像装置と比較例の現
像装置において、導電性磁性キャリアを用いたときの磁
性キャリア補給直後の画像濃度安定性についての実験結
果を示す図である。比較例では、本実施形態の現像装置
100で使用した磁性キャリアを用いた場合より、早い
時期から画像濃度の低下が生じている。これは、磁性キ
ャリアの劣化によりキャリア抵抗が上昇し、現像電界が
小さくなったためと考えられる。これに対し、本実施形
態の現像装置100では導電性の磁性キャリアを使用し
た場合、キャリア補給量が増加しており、均一な画像濃
度が得られている。
FIG. 7 is a diagram showing the results of an experiment on the image density stability immediately after replenishment of the magnetic carrier when a conductive magnetic carrier is used in the developing device shown in FIG. 1 and the developing device of the comparative example. In the comparative example, the image density is reduced earlier than when the magnetic carrier used in the developing device 100 of the present embodiment is used. This is probably because the carrier resistance increased due to the deterioration of the magnetic carrier, and the developing electric field became smaller. On the other hand, when the conductive magnetic carrier is used in the developing device 100 of the present embodiment, the carrier replenishment amount is increased, and a uniform image density is obtained.

【0035】このように、磁性キャリアが、導電性の芯
材と、導電剤を含む被覆層とからなり、108 Ω・cm
以下の電気抵抗を有するものである現像装置では、仮想
現像電極位置が潜像担持体に近づくため、潜像担持体上
の静電潜像がより忠実に現像されるようにり、高画質が
得られるが、磁性キャリアが劣化しその抵抗が高くなる
と、忠実な現像が得られなくなる。従って、低抵抗磁性
キャリアを用いたときは、効率的かつ効果的に新しい磁
性キャリアを補給することがより重要となり本実施形態
の現像装置100の効果がより有効となる。
[0035] Thus, of a magnetic carrier, and electrically conductive core material, coating layer comprising a conductive agent and, 10 8 Ω · cm
In a developing device having the following electric resistance, the position of the virtual developing electrode approaches the latent image carrier, so that the electrostatic latent image on the latent image carrier is developed more faithfully, and high image quality is obtained. However, if the magnetic carrier deteriorates and its resistance increases, faithful development cannot be obtained. Therefore, when a low-resistance magnetic carrier is used, it is more important to efficiently and effectively replenish the new magnetic carrier, and the effect of the developing device 100 of the present embodiment becomes more effective.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
では、長期に渡って十分なトナー帯電量が維持され、良
好な画質が安定して得られる。
As described above, in the developing device of the present invention, a sufficient amount of toner charge is maintained over a long period of time, and good image quality can be stably obtained.

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

【図1】本発明の現像装置の第1実施形態の概略構成図
である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a developing device of the present invention.

【図2】図1に示す現像装置および比較例の現像装置双
方において、高温高湿下で印字を行なった場合の画像濃
度および現像剤排出総排出量の測定結果を示すグラフで
ある。
FIG. 2 is a graph showing the measurement results of the image density and the total amount of discharged developer when printing is performed under high temperature and high humidity in both the developing device shown in FIG. 1 and the developing device of the comparative example.

【図3】図1に示す現像装置および比較例の現像装置双
方において、低温低湿下で印字を行なった場合の画像濃
度および現像剤排出総排出量の測定結果を示すグラフで
ある。
3 is a graph showing the measurement results of the image density and the total amount of discharged developer when printing is performed under low temperature and low humidity in both the developing device shown in FIG. 1 and the developing device of the comparative example.

【図4】本発明の現像装置の第2実施形態の概略構成図
である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the developing device of the present invention.

【図5】本発明の現像装置の第3実施形態の概略構成図
である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the developing device of the present invention.

【図6】図1に示す現像装置と図5に示す現像装置双方
における、磁性キャリア補給直後の画像濃度安定性につ
いての実験結果を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing experimental results on image density stability immediately after magnetic carrier replenishment in both the developing device shown in FIG. 1 and the developing device shown in FIG.

【図7】図1に示す現像装置と比較例の現像装置におい
て、導電性磁性キャリアを用いたときの磁性キャリア補
給直後の画像濃度安定性についての実験結果を示す図で
ある。
FIG. 7 is a view showing an experimental result on image density stability immediately after replenishment of a magnetic carrier when a conductive magnetic carrier is used in the developing device shown in FIG. 1 and a developing device of a comparative example.

【図8】従来の現像装置が組み込まれた画像形成装置
の、温湿度環境におけるトナー帯電維持性の実験結果を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the results of an experiment on toner charge retention in a temperature and humidity environment of an image forming apparatus incorporating a conventional developing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,30 現像剤攪拌部 2 潜像担持体 3,23 現像剤担持体 4,24 現像スリーブ 5,25 永久磁石 6,26 層厚規制部材 7,8,13,27,28,43 スクリューオーガ 9 磁性キャリア補給装置 10 排出口 11 キャリア収容部 12 磁性キャリア搬送部 14,34 トナー濃度センサ 15 隔壁 30a 側壁 36,37 搬送ロール 38 案内部材 40 現像剤排出装置 41 開口 42 円筒状スリーブ 100,200,300 現像装置 1,30 Developer stirring section 2 Latent image carrier 3,23 Developer carrier 4,24 Developing sleeve 5,25 Permanent magnet 6,26 Layer thickness regulating member 7,8,13,27,28,43 Screw auger 9 Magnetic carrier replenishing device 10 Discharge port 11 Carrier storage unit 12 Magnetic carrier transport unit 14, 34 Toner density sensor 15 Partition wall 30a Side wall 36, 37 Transport roll 38 Guide member 40 Developer discharge device 41 Opening 42 Cylindrical sleeve 100, 200, 300 Developing device

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静電潜像を担持して所定の方向に移動す
る像担持体に所定の現像領域において近接もしくは接触
するように配置され、トナーと磁性キャリアからなる現
像剤を表面に担持して前記現像領域を経由した搬送経路
に沿って搬送する現像剤担持体と、 前記現像領域を通過した後の現剤剤を前記現像剤担持体
から受け取って内部に残っている現像剤とともに攪拌す
る現剤剤攪拌部と、 内部の現像剤中のトナーの濃度を測定するトナー濃度測
定手段と、 該トナー濃度測定手段によるトナー濃度が低下したとい
う測定結果に応答して前記現剤剤攪拌部に磁性キャリア
を補給するキャリア補給手段と、 内部の現像剤を排出する排出口とを備えたことを特徴と
する現像装置。
An image bearing member that carries an electrostatic latent image and moves in a predetermined direction is disposed so as to approach or contact a predetermined developing region, and carries a developer including a toner and a magnetic carrier on a surface thereof. A developer carrier that is transported along a transport path that passes through the development region, and receives the developer that has passed through the development region from the developer carrier and stirs it together with the developer remaining inside. An agent agitating section; a toner concentration measuring means for measuring the concentration of toner in the developer therein; and a toner agent measuring section in response to a measurement result that the toner concentration has decreased by the toner concentration measuring means. A developing device comprising: a carrier replenishing means for replenishing a magnetic carrier; and a discharge port for discharging an internal developer.
【請求項2】 前記現像剤攪拌部が、前記現像剤担持体
よりも上方に配置されたものであって、 前記現像剤担持体から前記現像領域を経由した後の現像
剤を受け取って前記現像剤攪拌部に汲み上げる汲み上げ
機構を備えたことを特徴とする請求項1記載の現像装
置。
2. The developing device according to claim 1, wherein the developer stirring section is disposed above the developer carrier, and receives the developer after passing through the developing region from the developer carrier to receive the developer. 2. The developing device according to claim 1, further comprising a pumping mechanism for pumping the agent.
【請求項3】 前記現像剤攪拌部が、それぞれの回転軸
が水平方向を向くように並べて配置され、現像剤を回転
軸方向かつ互いに逆方向に搬送して現像剤を攪拌する一
対のオーガを備えたものであることを特徴とする請求項
1記載の現像装置。
3. A pair of augers for agitating the developer by transporting the developer in the direction of the rotation axis and in a direction opposite to each other, wherein the developer agitating section is arranged in such a manner that each rotation axis faces in the horizontal direction. The developing device according to claim 1, further comprising:
【請求項4】 前記磁性キャリアが、導電性の芯材と、
導電剤を含む被覆層とからなり、108 Ω・cm以下の
電気抵抗を有するものであること特徴とする請求項1記
載の現像装置。
4. The method according to claim 1, wherein the magnetic carrier comprises a conductive core material,
2. The developing device according to claim 1, comprising a coating layer containing a conductive agent and having an electric resistance of 10 8 Ω · cm or less.
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Cited By (3)

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US7346286B2 (en) 2004-06-18 2008-03-18 Ricoh Company, Ltd. Method and apparatus for image forming effectively detecting deterioration of developer
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