JPS62283369A - Developing device - Google Patents
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- JPS62283369A JPS62283369A JP61127036A JP12703686A JPS62283369A JP S62283369 A JPS62283369 A JP S62283369A JP 61127036 A JP61127036 A JP 61127036A JP 12703686 A JP12703686 A JP 12703686A JP S62283369 A JPS62283369 A JP S62283369A
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Abstract
Description
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は複写機などの画像形成装置に使用される現像装
置に関するものである。
（発明の背景）
従来、前記現像装置の一態様として、軸方向に磁極を延
設した複数の磁石を内蔵した現像スリーブと、これに近
接するトナー供給ローラとを備え、現像スリーブの周面
上で、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を調整
すると共に、該現像剤を前記磁気ローラの磁力にて磁気
刷子状態で保持しつつ静Ｔｉ潜像担体との対向部に搬送
して、静電潜像担体上の静電潜像に対応したトナー像を
形成するよう（こした乙のが提案されている。
そして、この種の現像装置では、消費ｍに見合う■のト
ナーを現像スリーブに供給し、現像剤中のトナー濃度を
一定に保持する必要上、現像スリーブ上の磁気刷子でト
ナー供給ローラの周囲上に保持されているトナーを掻き
取ることによって、現像で消費される量に見合う量のト
ナーを現像スリーブに供給する一方、現像スリーブ、ト
ナー供給ローラにそれぞれ直流バイアス電圧を印加し、
両者の電位差に基づいて現像スリーブ上に供給されるト
ナー量を規制するようにしたしのが、特開昭５９−１１
１６６４号公報に提案されている。
しかしながら、このらのでは、例えば、一枚当ノニ００
２ｇのト＋−を、・自費オろ黒ベタｇ）゛ノリノド画象
を連続コピーした場合、現像スｉｊ−ブ士の現像剤濃度
は、第２図において点線で示すように、複写開始時に８
０ｗ［％でめっノニち・）が、１００枚のコピー終了時
には２，０ｗｔ％にまで低下１２、そ；）後、白へタコ
ビーに切り替えて乙、現像剤濃度の回復か著しくひく、
応答性に劣るとし）う欠へをｅｌていた。
そこで、本発明音らは、前記欠点を解消するｊ−めに、
ま−１゛、その京ＬＭを究明す一＼く敗へ・の実験を行
い検討を徂ｉつた。
そＤ結果、１１マｊ記従宋の現像装置のように、現像ス
１１−ブヒトナー供給ローうに、それぞれ直流の電圧を
印加しに場合、トナー供給ローラの表面に（：１青して
いるトナーの大部分は荷電されており、トナー供給ロー
ラと・−）静電引力か強く、スリーブ上’Ａ’ＡＩ間−
3. Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine. (Background of the Invention) Conventionally, one aspect of the developing device includes a developing sleeve incorporating a plurality of magnets with magnetic poles extending in the axial direction, and a toner supply roller adjacent to the developing sleeve. Then, a two-component developer consisting of carrier and toner is prepared, and the developer is held in a magnetic brush state by the magnetic force of the magnetic roller and conveyed to a portion facing the static Ti latent image carrier. It has been proposed to form a toner image corresponding to the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier. In order to maintain a constant toner concentration in the developer, a magnetic brush on the developer sleeve scrapes off the toner retained around the toner supply roller to compensate for the amount consumed in development. While supplying a certain amount of toner to the developing sleeve, a DC bias voltage is applied to the developing sleeve and toner supply roller, respectively.
The amount of toner supplied onto the developing sleeve was regulated based on the potential difference between the two.
This is proposed in Publication No. 1664. However, in these cases, for example, one piece of noni 000
When copying 2g of paper continuously at one's own expense, black and white, the developer concentration of the developer is as shown by the dotted line in Figure 2, at the start of copying. 8
0w [% is a lot of weight%], but it drops to 2.0wt% by the end of 100 copies12, so;) After that, I switched to white and Takobee, and the developer concentration recovered or dropped significantly.
It was criticized for its lack of responsiveness. Therefore, in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, the present invention has the following features:
In order to investigate the Kyoto LM, we conducted an experiment and discussed ways to defeat it. As a result, when a DC voltage is applied to each of the developing stages 11 and 11 and the toner supply row, as in the developing device of the Continuing Song Dynasty, the surface of the toner supply roller (: 1 blue toner) is applied. Most of them are electrically charged, and there is a strong electrostatic attraction between the toner supply roller and the 'A' AI on the sleeve.
【て掻きとらイー１こくくなっている。そのゝこめ、ス
リーブ十に供給さ杓、るトナーは、荷電量の・］＼１き
いトナーのみとなり、その供Ｐ、ｈ）ｊ率が低下（２て
いるうさらに、補、′合トナーのはとんとか荷電不良ト
ナーで、ゴうろｆこめ、カブ°）か発生１．やすくとｉ
っでいる。
そこで、前記トナー供給ローラに、直流電圧に加えて交
流電圧を重畳すれば、電圧の周１！Ｊ１的な変化に従っ
てトナーか振動し、トナーとトナー供給ローラとの静電
引力か弱ゾ）られろことにｍｌ’：ＩＬ、下記するよう
に、現像スリーブ、トナー供給ローラに印加する電圧の
組み合Ｄ ”＆を変えて３つのケースについて、トナー
供給ローラから現像スリーブへのトナー供給量と、現像
スリーブからトナー供給ローラへのトナー回収ｑを比較
する実験を行った。
【実験条件】
実験条件として、現像スリーブ、トナー供給ローラには
、下記する表に示す電圧を印加した、なお、表中、ＤＣ
は直流、ＡＣは交流を示（２、持に、実験例３のトナー
供給ローラにのみ、直流−４００Ｖに交流７００■が重
畳されており、この交流の周波数は２００１ヒとしてい
る。
実験例 現像スリーブ トナー供給ローラ印ｌｌｏ
電圧 印加電圧
ｌ（第４図） ＤＣ−４００Ｖ ＤＣ−４
００Ｖ２（第５図） ＤＣ−４ＱＱＶ Ｄ
Ｃ−３ＱＯＶ、３（第６図） ＤＣ−２００Ｖ
ＤＣ−４００Ｖ、ΔＣ７００ｖ［；ｆｌｌ＋定方法］
以１−の実験条件の丁で、トナー供給量の測定は、非現
像状態、ピ［１ち、現像スリーブ上のトセーは消費され
ない状態で、所定時間（１秒間）、現像スリーブ、［・
ナー哄給ローラを駆動した後、現像スリーブＬにｆＪ＋
、給されたトナーｍを、各１−ナー濃変につし）てｉｌ
ｌ’ｌ定した１、また、トナー回収量は、これとは逆に
、現像スリーブ上に保持されているトナーか、トナー供
給ローラに回収された虫を前述と同様の−Ｊｊ法で測定
しｆ二。[It's getting harder and harder. As a result, the toner supplied to the sleeve 1 is only toner with a charge amount of . 1. If the toner is not properly charged, the toner may turn over or turn over.1. easy and i
There is. Therefore, if an AC voltage is superimposed on the toner supply roller in addition to the DC voltage, the voltage will increase by 1 cycle! The toner vibrates according to the J1 change, and the electrostatic attraction between the toner and the toner supply roller is weak. An experiment was conducted to compare the amount of toner supplied from the toner supply roller to the developing sleeve and the toner collection q from the developing sleeve to the toner supply roller for three cases by changing ``&''. [Experimental Conditions] Experimental Conditions As shown in the table below, voltages shown in the table below were applied to the developing sleeve and toner supply roller.
indicates direct current and AC indicates alternating current (2.Only in the toner supply roller of Experimental Example 3, AC 700V is superimposed on DC -400V, and the frequency of this AC is 2001H. Experimental Example Development Sleeve toner supply roller mark llo
Voltage Applied voltage l (Figure 4) DC-400V DC-4
00V2 (Figure 5) DC-4QQV D
C-3QOV, 3 (Figure 6) DC-200V
DC-400V, ΔC700v[;fl+determined method] Under the following experimental conditions, the toner supply amount was measured in the non-developing state, in the state where the toner on the developing sleeve was not consumed, and for a predetermined period of time. (1 second), developing sleeve, [・
After driving the toner feed roller, fJ+ is applied to the developing sleeve L.
, the supplied toner m is il
In addition, the toner recovery amount is determined by measuring the toner held on the developing sleeve or the insects collected by the toner supply roller using the -Jj method as described above. f2.
６実験例におけるトナーＤ供給量、回収量を第４図かみ
第６図に示す。なお、図中、実、腺かｌ−ナー供袷呈を
示１−１点線かトナー回収量を示す。
その結果、実験例１．２ａ拮渠を示す第を図、第５図か
ら明らかなように、単に、トナー供給ローラに印加する
電圧を−・！００ｖから一３００ｖに変えたたけては、
トナーの供給量は増加するものの回収量低下し、ただ供
給量、回収量を示す曲線かンフトオろだけで、所定の、
自費ｆｆ１（０，２ｇ／ｓ）に対ずろコントロール幅は
約６ｖｔ％（−８岨％−２ｗｔ％）から約５ｗｔ％（＝
１３．れ％−８冑ｔ％）の間で変イヒし、その巾は大き
く応答性の悪いことかうかがわれろ。また、第５図に示
す実験例２０′：）場合、トナーの供給量と回収量とか
バランスするｌ・ナー濃度（約１３ｗｔ％）か、第１図
に示］−実験例１の場合（約８ｗｔ％）に比へて大きく
なるため、複写画像にカブリなとを生じてコピーの品質
か低下、（−るという現像が見られた。
これに対し、トナー供給ローラに交流電圧を重畳した実
験例“３の結果を示す第６図によれば、［１７１１己所
定の７！′ｉ！＋２量（０、２ｇ、’ｓ）ｆ：対すル：
） ：／ ｌ−０−ル幅は約２ｗｔ％となるとともに、
供給量と回収量とｊ）＼バランス１−るｅｅ度は約８ψ
ｔ％（二碓Ｙ与でさろにめ、カブリの無い良品質のコピ
ーを得ることができた。
即ち、上記実験結果より、トナー供給ローラに印加され
ている直流電圧に交流電圧を重畳すると、連続的にトナ
ー消費量の多い画像をコピーしてもトナー濃度の低下は
少ないうえ、その回復ら速く、しかも、カブリの無い良
品質のコピーを得ることができることを見出だした。
（問題点を解決するための手段）
本発明は前記知見に基づいてなされたもので、複数の磁
石を内蔵した現像スリーブと、トナー供給ローラとを現
像槽内に設け、前記現像スリーブ上に磁気吸着されてい
る磁性キャリアに対して前記トナー供給ローラにてトナ
ーを供給することにより、現像スリーブの周囲上でキャ
リアとトナーとの混合物からなる現像剤を調整し、この
現像剤を用いて静Ｔ３．潜像担体上の静電潜像を現像す
る形態の現像装置において、前記トナー供給ローラに、
直流に交流を重畳したバイアス電圧を印加するものであ
る。
（作用）
以上の構成からなる現像装置では、トナー供給ローラに
、直流に交流を重畳したバイアス電圧を印加するため、
時間的に変化する電圧に従ってトナー供給ローラの表面
に保持されている荷電トナーが、トナー供給ローラと現
像スリーブとの間で振動し、現像スリーブの磁気刷子と
接触し、これに掻き取られる確率が高くなる。
一方、前記磁気刷子のキャリアに静電吸着されているト
ナーの静電引力が弱められることによって、該トナーの
トナー供給ローラへに回収効率が高くなる。
（実施例）
以下、本発明を一実施例である図面に従って説明する。
第１図は本発明にかかる現像装置（１）を備えた複写機
の現像部を示し、現像装置（１）は感光体ドラム（１０
０）の側部に配置されており、感光体ドラム（＋００）
の表面を帯電、露光して形成されている（夏写画像の静
電潜像に対してトナーを供給し、これを可視像化する乙
のである。
前記現像装置（１）は、概略、ケーノング（３）とカバ
ー（３ａ）とで構成される現像槽（２）内に、感光体ド
ラム（＋００）側から順次右方に向かって現像スリーブ
（４）、トナー供給ローラ（１２）を配置し、トナー供
給ローラ（１２）の後方にはトナー収容槽（２２）か形
成されている。
現像スリーブ（！１）は、導電性非磁性材、例えばアル
ミニウムからなる円筒体で、表面にはブラスト処理にて
微小四部が形成されており、矢印（ａ）方向に回転駆動
されろ感光体ドラム（１００）と現像ギャップ（Ｄ ｓ
）をらって対向し、反時計回り方向［矢印（ｂ）方向］
に回転駆動可能としである。
また、現像スリーブ（４）と接地間には直流の現像バイ
アス？Ｉｌｔ源（５）（現像バイアス電圧：Ｖｂ）が接
続してあり、特に現像バイアス７ｒｉ源（５）のマイナ
ス側が現像スリーブ（４）に接続され、現像スリーブ（
４）の表面にはマイナス電荷が蓄えられている。
現像スリーブ（４）の内部に収容されている磁気ローラ
（６）は、軸方向に磁極を延設した複数の磁石を、前記
磁極が外周部でＳ極、Ｎ極交互に位置するように配置し
たらので、第１図に示す状態に固定されている。
現像スリーブ（４）の感光体ドラム（＋００）側上方に
は、カバー（３ａ）に取り付けた主現像剤攪拌阪（７）
か穂高規制ギャップ（Ｄ ｂ）を６って対向している。
また、現像スリーブ（ｌｉ）の右斜め上方には、カバー
（３ａ）の支持部（８）に取り付けた補助現像剤攪拌板
（９）が対向しており、前記主現像剤攪拌仮（７）と共
に、現像スリーブ（４）の上方に空室（１１）を形成し
ている。
なお、前記補助現像剤攪拌板（９）には、現像スリーブ
（４）の軸方向にスリット（１０）が形成されている。
トナー供給ローラ（１２）は、アルミニウムなど、の導
電性非磁性材で形成され、表面には微小凹部が形成され
ており、現像スリーブ（４）の背面側に供給ギャップ（
Ｄｓｓ）をもって平行に配置され、矢印（ｃ）方向に回
転駆動可能としである。
また、このトナー供給ローラ（１２）は、交流電源（１
３）、直流電源（１，１）を介して接地されており、そ
の結果、トナー供給ローラ（１２）には直流に、交流を
重畳した脈流する回収バイアス電圧が印加されている。
トナー供給ローラ（１２）の背面側上方には、隔壁（１
５）か支軸（１６）を中心に回動可能に取り付けてあり
、その上端部には現像槽（３）の上部後端部に一端を取
り付けた圧接スプリング（１７）の他端か係止してあり
、隔壁（１５）は常時矢印（ｅ）方向に付勢されている
。そして、これによって、隔壁（１５）の下部に取り付
けたメタルブレード（１８）か軽圧接触している。
なお、メタルブレード（１８）と前記Ｎｌ？助現像剤攪
拌仮（９）とはノート（１９）で連結され、これらによ
って、トナー供給ローラ（１２）の上方に空室（２０）
が形成されている。
また、トナー供給ローラ（１２）の下方には、ケーシン
グ（３）に取り付けたトナー尖り防止フィルム（２１）
か、トナー供給ローラ（１２）の回転方向に沿って圧接
している。
トナー収容槽（２２）は、前記隔壁（１５）、メタルプ
レー１’（＋８）、トナー供給ローラ（１２）、トナー
戻り防止フィルム（２１）、で現像槽（３）の後部を仕
切って形成されており、このトナー収容槽（２２）の内
部には攪拌枠（２３）が、矢印（ｄ）方向に回転駆動可
能に取り付けである。
以上の構成からなる現像装置の動作について説明する。
まず、現像スリーブ（４）およびトナー供給ローラ（１
２）上方の空室（１１）にマイナス帯電性の磁性キャリ
アとプラス帯電性の絶縁性トナーとの混合物からなるス
タータを装填し、ｌ・ナー収容槽（２２）内に前記絶縁
性トナーを装填する。この際、空室（１１）内には前記
スタークに替えて磁性ギヤリアのみを装填してらよい。
そして、これによって現像装置（１）による静電潜像の
現像が可能となる。
この状態で図示しないプリントスイッチがオンされろと
、現像スリーブ（４）、トナー供給ローラ（１２）、攪
拌環（２３）がそれぞれ矢印（ｂ） 、 （ｃ） 、
（ｄ）方向に回転する。
以上のごとく現像装置（１）が動作することによって、
ｌ・ナー収容槽（２２）の底部において、トナーは攪拌
枠（２３）の攪拌作用によりトナー供給ローラ（１２）
に向（＋で流動し、トナー供給ローラ（１２）の表面微
小四部に取り込まれ、充填される。
トナー供給ローラ（１２）に供給されたトナーは矢印（
Ｃ）方向に搬送されてメタルプレート（１８）によって
余分なトナーか掻き取られるとと乙に、その接触により
予備帯電されて、現像スリーブ（４）との′ｌｔ向部［
トナー供給領域（Ｙ）］に至る。
トナー供給領域（Ｙ）において、現像スリーブ（・１）
上に保持さイ１．ている現像剤にトナーか供給される一
方、現像スリーブ（・１）上の過剰トナーがトナー供給
ローラ（１２）に回収される。なお、このトナーの供給
、回収動作は後に詳述する。
現像スリーブ（・ｔ）に供給されたトナーは、現像スリ
ーブ（４）の周面上に保持されているキャリアととらに
、その回転に基づいて矢印（ｂ）方向に搬送され、補助
現像剤攪拌板（９）によって現像剤の大部分が塞止めら
れる。
そして、現像剤は後から搬送されてくる現像剤に押され
て、補助現像剤攪拌板（９）に沿って反り上がり、スリ
ット（１０）を通り、下流側の空室（１１）に送り込ま
れる。残る現像剤は補助現像剤攪拌板（９）と現像スリ
ーブ（４）とのギヤツブを通過して下流側の空室（１１
）に至る。
空室（１１）に達した現像剤は、主現像剤攪拌板（７）
によって塞止められ、これに〆ａって空室（１１）内を
反時計回り方向に回転しつつ反り上がり、逆流落下し、
市７記スリット（１０）を通過してくる現像剤と合流し
て混合される。
このようにして、十分混合攪拌された現像剤の一部が、
主現像剤攪拌板（７）と現像スリーブ（，１）との穂高
規制ギャップ（Ｄｂ）を通過して磁気刷子を形成し、該
磁気刷子は現像領域（Ｘ）において感光体ドラム（１０
０）の表面を摺擦し、その表面上の静電潜像を現像して
顕像化する。
現像領域（Ｘ）を通過した後、現像スリーブ（，１）の
周面に残存する現像剤は、引き続き現像スリーブ（４）
の回転に基づいて矢印（ｂ）方向に搬送され、トナー供
給ローラ（１２）との対向部であるトナー供給領域（Ｙ
）に至ると、現像スリーブ（４）とトナー供給ローラ（
１２）との間でトナーの供給１回収量作が行なわれる。
そして、現像スリーブ（４）に供給されたトナーは再び
空室（２０）、（ｌ ｌ）に達すると、ここで十分混合
攪拌された現像剤が現像スリーブ（４）の表面に均一に
補充され、前回の現像で消費したトナーの消費パターン
が消去される。
一方、トナー供給ローラ（１２）に回収されたトナーは
その微小凹部に入り、トナー戻り防止フィルム（２１）
との間を通り、トナー収容槽（２）に至ると、再び微小
凹部にトナーか補充される。
以下、前記トナー供給領域（Ｙ）におけるトナーの供給
１回収量作について説明する。
トナー供給領域（Ｙ）において、現像スリーブ（４）上
では、磁気ローラ（６）の磁極（Ｎ）から半径方向に形
成されている磁界に沿って、現像剤は数珠つなぎになっ
て磁気刷子を形成している。他方、トナー供給ローラ（
１２）の表面微小四部にはトナーが充填されており、特
に、その中に含まれている荷電トナーはその静電気力に
よってトナー供給ローラとの静電引力が大きくなってい
る。しかし、トナー供給ローラ（１２）には、直流電源
（１４）に交流電源（１３）を重畳したバイアス電圧（
Ｖｓｓ＋Ｖ ｒｍｓ）が印加されているため、府記荷電
トナーは、交流電圧（ｖｒｍｓ）の周期的変化に従って
トナー０（給ローラ（１２）に表面上で、現像スリーブ
（４）に向かって振動している。
このため、トナーと磁気刷子とが頻繁に接触し、微小凹
部の表面部に位置するトナーは勿論のこと、微小四部の
底部に位置するトナーでさえら磁気刷子と接触し、磁気
刷子によってトナーは効率良く掻き取られる。
一方、現像剤スリーブ（４）上で、キャリアと接触して
プラス極性に帯電している過剰トナーは、現像スリーブ
（４）とトナー供給ローラ（１２）とに印加されている
バイアス電圧差に基づいて、トナー供給ローラ（１２）
に電気的に吸引され、ここで作用する吸引力ら面記交流
電［（１３）の影響を受けて周期的に変化するため、過
剰トナーはキャリアとの静電引力が弱められて剥離しや
すくなり、過剰トナーはトナー供給ローラ（１２）へ効
率良く回収される。
このように、現像スリーブ（４）とトナー供給ローラ（
１２）との間では、トナーの供給量、回収量が飛躍的に
増大してトナーの変動幅が小さくなる結果、現像領域（
Ｘ）に搬送されるトナー量が安定して、濃度むらのない
複写画像を得ろことができる。
そして、トナー供給ローラ（１２）に回収されたトナー
はその微小四部に入り、トナー戻り防止フィルム（２１
）との間を通り、トナー収容槽（２）に至ると、再び微
小凹部にトナーが充填される。
実験１
次に、前記構成からなる現像装置（１）を下記する条件
に設定し、黒へタコビー、白へタコビーをそれぞれ連続
して１００枚づつコピーしたときの現像スリーブ（１２
）上の現像剤濃度を測定した。The amount of supplied toner D and the amount of recovered toner D in the six experimental examples are shown in FIG. 4 and FIG. 6. In the figure, the 1-1 dotted line indicates the toner supply and the toner recovery amount. As a result, as is clear from Figure 5, which shows Experimental Example 1.2a, the voltage applied to the toner supply roller was simply changed to -! If you change it from 00v to -300v,
Although the amount of toner supplied increases, the amount of toner collected decreases.
With respect to own cost ff1 (0.2g/s), the control width is from about 6vt% (-8%-2wt%) to about 5wt% (=
13. It can be seen that the range is large and the responsiveness is poor. In addition, in the case of Experimental Example 20' shown in FIG. 8wt%), this caused fog in the copied image, lowering the quality of the copy, and causing a negative development. According to FIG. 6, which shows the results of example "3," [1711 self predetermined 7!'i!+2 quantity (0, 2 g,'s) f: for:
):/l-0-le width is approximately 2wt%, and
Supply amount and collection amount and j)\balance 1-ee degree is approximately 8ψ
t% (by Y. Niusa, we were able to obtain a good quality copy without fogging. That is, from the above experimental results, when an alternating current voltage is superimposed on the direct current voltage applied to the toner supply roller, We have discovered that even when images that consume a large amount of toner are continuously copied, the toner density does not decrease much, it recovers quickly, and it is possible to obtain high-quality copies without fogging. Means for Solving the Problem) The present invention has been made based on the above findings, and includes a developing sleeve having a plurality of built-in magnets and a toner supply roller provided in a developing tank, which are magnetically attracted onto the developing sleeve. By supplying toner to the magnetic carrier with the toner supply roller, a developer consisting of a mixture of carrier and toner is prepared around the developing sleeve, and this developer is used to form a static T3 latent image carrier. In the developing device configured to develop the electrostatic latent image above, the toner supply roller includes:
This applies a bias voltage that is a combination of direct current and alternating current. (Function) In the developing device configured as described above, a bias voltage in which direct current and alternating current are superimposed is applied to the toner supply roller.
The charged toner held on the surface of the toner supply roller according to the time-varying voltage vibrates between the toner supply roller and the developing sleeve, comes into contact with the magnetic brush of the developer sleeve, and has a high probability of being scraped off by this. It gets expensive. On the other hand, by weakening the electrostatic attraction of the toner electrostatically attracted to the carrier of the magnetic brush, the efficiency of collecting the toner to the toner supply roller increases. (Example) Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings which are one example. FIG. 1 shows a developing section of a copying machine equipped with a developing device (1) according to the present invention.
It is located on the side of the photoreceptor drum (+00).
The developing device (1) is generally composed of: A developing sleeve (4) and a toner supply roller (12) are arranged sequentially toward the right from the photosensitive drum (+00) side in a developing tank (2) consisting of a canon (3) and a cover (3a). However, a toner storage tank (22) is formed behind the toner supply roller (12).The developing sleeve (!1) is a cylindrical body made of a conductive non-magnetic material such as aluminum, and the surface is coated with blasting. Four minute parts are formed in the process, and are rotated in the direction of the arrow (a) between the photosensitive drum (100) and the development gap (D s
) in a counterclockwise direction [direction of arrow (b)]
It is possible to rotate it. Also, is there a DC developing bias between the developing sleeve (4) and the ground? An Ilt source (5) (developing bias voltage: Vb) is connected, and in particular, the negative side of the developing bias 7ri source (5) is connected to the developing sleeve (4).
4) Negative charges are stored on the surface. The magnetic roller (6) housed inside the developing sleeve (4) has a plurality of magnets each having magnetic poles extending in the axial direction, and is arranged such that the magnetic poles are alternately located at the S pole and N pole on the outer circumference. Therefore, it is fixed in the state shown in Figure 1. Above the photosensitive drum (+00) side of the developing sleeve (4), there is a main developer stirring plate (7) attached to the cover (3a).
They face each other with a height regulation gap (Db) of 6. Further, an auxiliary developer stirring plate (9) attached to the support portion (8) of the cover (3a) is opposed to the upper right side of the developing sleeve (li), and the main developer stirring plate (7) At the same time, a vacant chamber (11) is formed above the developing sleeve (4). Note that a slit (10) is formed in the auxiliary developer stirring plate (9) in the axial direction of the developing sleeve (4). The toner supply roller (12) is made of a conductive non-magnetic material such as aluminum, has minute recesses formed on its surface, and has a supply gap (
Dss), and are arranged in parallel with each other, and can be rotated in the direction of arrow (c). Further, this toner supply roller (12) is connected to an AC power source (1
3) The toner supply roller (12) is grounded via a DC power source (1, 1), and as a result, a pulsating recovery bias voltage, which is a combination of DC and AC, is applied to the toner supply roller (12). Above the back side of the toner supply roller (12), there is a partition wall (1
5) The other end of the pressure spring (17), which has one end attached to the rear end of the upper part of the developer tank (3), is attached to its upper end so as to be rotatable around the support shaft (16). The partition wall (15) is always urged in the direction of arrow (e). As a result, the metal blade (18) attached to the lower part of the partition wall (15) comes into light pressure contact. In addition, the metal blade (18) and the Nl? It is connected to the auxiliary developer stirring temporary (9) by a notebook (19), and by these, an empty space (20) is formed above the toner supply roller (12).
is formed. Further, below the toner supply roller (12), there is a toner sharpening prevention film (21) attached to the casing (3).
Alternatively, the toner supply roller (12) is pressed along the rotational direction of the toner supply roller (12). The toner storage tank (22) is formed by partitioning the rear part of the developer tank (3) with the partition wall (15), metal plate 1' (+8), toner supply roller (12), and toner return prevention film (21). A stirring frame (23) is attached inside the toner storage tank (22) so as to be rotatable in the direction of arrow (d). The operation of the developing device having the above configuration will be explained. First, the developing sleeve (4) and the toner supply roller (1
2) A starter made of a mixture of a negatively charged magnetic carrier and a positively charged insulating toner is loaded into the upper empty chamber (11), and the insulating toner is loaded into the L-toner storage tank (22). do. At this time, only a magnetic gear may be loaded in the empty chamber (11) instead of the Stark. This allows the developing device (1) to develop the electrostatic latent image. In this state, when the print switch (not shown) is turned on, the developing sleeve (4), toner supply roller (12), and stirring ring (23) move as indicated by the arrows (b), (c), respectively.
Rotate in direction (d). By operating the developing device (1) as described above,
At the bottom of the toner storage tank (22), the toner is transferred to the toner supply roller (12) by the stirring action of the stirring frame (23).
The toner flows in the direction (+) and is taken into and filled into the four minute parts of the surface of the toner supply roller (12). The toner supplied to the toner supply roller (12) is
When the excess toner is scraped off by the metal plate (18) while being conveyed in the direction C), it is pre-charged due to the contact with the metal plate (18), and the part facing the developing sleeve (4) [
toner supply area (Y)]. In the toner supply area (Y), the developing sleeve (・1)
Hold it on 1. While the toner is supplied to the developing agent, excess toner on the developing sleeve (1) is collected by the toner supply roller (12). Note that this toner supply and collection operation will be described in detail later. The toner supplied to the developing sleeve (t) is conveyed in the direction of arrow (b) by the carrier held on the circumferential surface of the developing sleeve (4) based on its rotation, and the auxiliary developer is stirred. Most of the developer is blocked by the plate (9). Then, the developer is pushed by the developer conveyed later, curves up along the auxiliary developer stirring plate (9), passes through the slit (10), and is sent into the empty chamber (11) on the downstream side. . The remaining developer passes through the gear between the auxiliary developer agitation plate (9) and the developing sleeve (4) and enters the empty chamber (11) on the downstream side.
). The developer that has reached the empty chamber (11) is moved to the main developer stirring plate (7).
It is blocked by this, and as a result, it curves up while rotating counterclockwise inside the empty chamber (11), and falls backwards.
It joins and mixes with the developer passing through the slit (10). In this way, part of the well-mixed and stirred developer is
A magnetic brush is formed by passing through the height regulating gap (Db) between the main developer stirring plate (7) and the developing sleeve (1), and the magnetic brush is attached to the photosensitive drum (10) in the developing area (X).
0), and the electrostatic latent image on the surface is developed and visualized. After passing through the developing area (X), the developer remaining on the circumferential surface of the developing sleeve (, 1) continues to be transferred to the developing sleeve (4).
The toner is conveyed in the direction of arrow (b) based on the rotation of the toner supply area (Y
), the developing sleeve (4) and toner supply roller (
12), toner supply and recovery operations are performed between the two. When the toner supplied to the developing sleeve (4) reaches the empty chambers (20) and (l l) again, the developer that has been sufficiently mixed and stirred is evenly replenished onto the surface of the developing sleeve (4). , the toner consumption pattern consumed in the previous development is erased. On the other hand, the toner collected by the toner supply roller (12) enters the minute recesses, and the toner return prevention film (21)
When the toner reaches the toner storage tank (2), the minute recesses are replenished with toner. Hereinafter, a description will be given of the supply and collection of toner in the toner supply area (Y). In the toner supply area (Y), on the developing sleeve (4), the developer is chained in a string and moves on the magnetic brush along the magnetic field formed in the radial direction from the magnetic pole (N) of the magnetic roller (6). is forming. On the other hand, the toner supply roller (
The four small surface portions 12) are filled with toner, and in particular, the charged toner contained therein has a large electrostatic attraction with the toner supply roller due to its electrostatic force. However, the toner supply roller (12) is supplied with a bias voltage (which is obtained by superimposing the AC power supply (13) on the DC power supply (14)).
Vss+Vrms) is applied, the charged toner vibrates toward the developing sleeve (4) on the surface of the supply roller (12) according to periodic changes in the alternating current voltage (vrms). Therefore, the toner and the magnetic brush frequently come into contact with each other, and not only the toner located on the surface of the micro-recesses but also the toner located at the bottom of the micro-recesses come into contact with the magnetic brush, and the toner is removed by the magnetic brush. On the other hand, excess toner that has been positively charged due to contact with the carrier on the developer sleeve (4) is applied to the developer sleeve (4) and the toner supply roller (12). The toner supply roller (12)
The excess toner is electrically attracted to the carrier, and the attraction force acting here changes periodically under the influence of the surface alternating current (13), so the electrostatic attraction between the excess toner and the carrier is weakened, making it easier to peel off. , excess toner is efficiently collected to the toner supply roller (12). In this way, the developing sleeve (4) and the toner supply roller (
12), the amount of toner supplied and recovered increases dramatically, and the range of toner fluctuation becomes smaller.
X) The amount of toner conveyed is stable, and a copied image without density unevenness can be obtained. Then, the toner collected by the toner supply roller (12) enters the four minute parts, and the toner return prevention film (21) enters the toner supply roller (12).
) and reaches the toner storage tank (2), the minute recesses are again filled with toner. Experiment 1 Next, the developing device (1) having the above configuration was set to the following conditions, and the developing sleeve (12
) was measured.
ａ、現像スリーブ（４）
・直径 ・・・・・２４．５ｍｍ
・回転数 ・・・・２０ Ｏｒｐｍ
・現像バイアス電圧（Ｖｂ） ・・・・・・ＤＣ−２
００Ｖｂ、 トナー供給ローラ（］２）
・直径 ・・・・・・２Ｏｎｏｎ
・回転数 ・・・・・・２００ ｒｐｍ・回収バイアス
電圧（Ｖｓｓ） ・・・・・・ＤＣ−４００Ｖ。
ＡＣ７００Ｖ
・交流周波数・・・・・３００Ｈｚ
・表面粗さ ・・・・４０μｍ
・微小凹部表面積 ・・・・・・８０％Ｃ，ギャップ
・現像ギャップ（Ｄｓ） ・・・・・・０ 、６ ｍ
ｍ・穂高規制ギャップ（Ｄｂ） ・・・０．４５ｍｍ
・供給ギャップ（Ｄｓｓ） ・・・・・０ 、８ ｍ
ｍｄ、メタルブレード（１２ａ）
・厚さ ・・・・・ｊ＝ １５０μｍ・圧接力 ・
・・・・・０ 、 ｌ ｇ／ｍｍa. Developing sleeve (4) ・Diameter: 24.5 mm ・Rotation speed: 20 Orpm ・Developing bias voltage (Vb): DC-2
00Vb, Toner supply roller (]2) ・Diameter: 2 Onon ・Rotation speed: 200 rpm ・Recovery bias voltage (Vss): DC-400V. AC700V ・AC frequency: 300Hz ・Surface roughness: 40μm ・Surface area of minute recesses: 80%C, gap/development gap (Ds): 0, 6 m
m・Hot height regulation gap (Db)...0.45mm
・Supply gap (Dss)...0, 8 m
md, metal blade (12a) ・Thickness...j=150μm・Welding force ・
...0, l g/mm
以上の実験から得られた結果を第２図中実線で示す、
こ、）図から明らかなように、黒ベタコピーを開始して
から徐々に現像スリーブ（１２）上の現像剤；３２は低
下する乙のの、その低下量は当初８．ＯｗｔＬ？ｂてあ
−）たらのか６０４％に低下するだ：十で、その差は２
．０ｗｔ％である。そ（７て、白へタコビーに切ｌ）跡
えろと、比較的速やかに現像剤＋１３度は初＋ａ＋状態
（８，０ｗｔ％）に回復する。
：ｊｉｉ ；妃−エユ験結果令、第２図中へ線て示↑従
来のらのと比較１゛１１ば、現像剤濃度の低下ｑかいか
に少なく、１−、ツ＼ら、現像剤濃度の回復Ｉ上席、回
復性において格段と向−ヒ；−でいることかわかるっ、
１、験：２
ヂ欠に、交流電源（＋３）Ｌ））周波数とトナー濃度コ
ンｉ−ロール幅との相関関係を、交流電源（１３）の電
圧（Ｖ ｒｍｓ）を変化さ仕て調査し１こ実験結果を第
３図に示４゛っ
図プハら明らかな！うに、交流電源（１３）の電圧（Ｖ
ｒｍｓ）か高いぼと、ト→−−コノトロール幅を小さく
することができ、しかち、トナーコント〔コール幅の最
小値が低周波領域にあろっし、かじ、２０Ｉ−１ｚ以下
の低周波帯では、トナー濃度コントロール幅が急激に低
下４゛るっ
したがって、交流電圧（Ｖ ｒｍｓ）は、電圧値が３Ｏ
ＯＶ以上、周波数か２ＫＨｚから２０ＦＩｚの周波数帯
、即ち、図中へ線で囲った範囲にある場合、本発明をり
）ｌ果的実Ｉｉ＠ｌ、−′Ｉることかわかる。
実験３
次に、交流電源（１３）の印加方法について実験１、た
結果を以下に示す。
実験は、第７図か・ら第９図に示すように、交流電源（
１３）を、現像スリーブ（、ｔ）とトナー供給ローラ（
１２）とに印加した場合、現像スリーブ（１）にだけ印
加した場合、さらに、本発明に従ってトナー供給ローラ
（１２）た（ｔに印加した場合、のケースについて行っ
た。
この結果、第９図に示すケースについては良好なコピー
を得ることができたが、第７図、第８図に示す）−；′
ｌに、現像スリーブ（、ｔ）に２流電源（１′３）を印
加すると、現像スリーブ（１）とに光体ドラム（１００
）との間にも交流電源（１３）が作用し、；Ｕ写１ｉＴ
ｉｊ象上にカブ１瓢周波数に対応したビソヂむら、トナ
ーの飛び散り等の現像が現われ、コビーニ）品質か低下
しノニ。
以りりことから、交流電源（１３）の印加方法は、本望
１１．ｔｌ （第９Ｌ−０）に従うのか最ら良いことか
理解さイーろ。
’、； Ｐ； 、交流電源（１３）は、いわゆる正弦、
皮交流工Ｊｔスとしてら、」、いし、パルス波、三ｆｆ
４波なとの非正弦波交流電源と（７てもよい。
１発明ハ効果）
以上ソ）説明で明らかなように、本発明にかかる現像装
置は、現像スリーブと、ｌ−→−供給ローラとを４ｉ１
ｉえ、トナー供給ローラにて現像スリーブ上にトサーを
供給するととらに、現像スリーブの周面上にてキャリア
とトナーとから・なる現像剤を調整ｊ〜て磁気刷子を形
成し、二の磁気刷子で静電潜像担体Ｊ’）＋：ｉ而に形
成されている静電１；〜象を可視化する形態に現像装置
におし）て、直流に交流を徂１テしたバイアス電圧を前
記トナー供給ローラに印ｊ１［］するようにしている。
したがって、前記交流電源による時間的電工の変動につ
れてトナーに対する吸引力か変動する結果、トナーと現
像スリーブ」二の磁気刷子との接触する確率か高まＺ）
、現像スリーブ−５の）・ナーの（」１゜袷すノ率が向
上オろろと共に、現像スリーブ上の過料トナーとキャリ
アとの結合力か弱められて、！・六−供給ローラ・＼の
トナー回収効率が向上する。
それ故、現像スｌ−ブには、トナー消費量に見合うトナ
ーを間室に供給すること、かでき、トナー消費量の多い
黒へタコピーを連続的に行ってら、現像スリーブ」二の
トナーＩ５［空低下がを最小限に抑制することかできろ
。
また、黒へタコビー終了後、トナー消費量の少ない通常
のコピーを行ってら、トナー濃度の回復が速いため、濃
度むらカブＩｉＤなし）鮮明なコピーを得ることかでき
ろ。The results obtained from the above experiment are shown by the solid line in Figure 2. As is clear from the figure, the developer on the developing sleeve (12) gradually decreases after starting black solid copying. Initially, the amount of decrease was 8. OwtL? The difference is 604%, and the difference is 2
．． It is 0wt%. After that (7, turn white to Tacobee), the developer +13 degrees will recover to the initial +a+ state (8.0 wt%) relatively quickly. ：jii ；The results of the experiment are shown in Figure 2. ↑ Comparison with the conventional one 1゛11 How small is the decrease in developer concentration? As a senior in recovery, I can see that you are far more resilient.
1. Experiment: 2) We investigated the correlation between the AC power supply (+3) L) frequency and the toner density controller i-roll width by varying the voltage (V rms) of the AC power supply (13). The results of this experiment are shown in Figure 3 and Figure 4 clearly shows that! The voltage (V) of the AC power supply (13)
rms) or high pitch, the control width can be made small, and the minimum value of the toner control [call width is in the low frequency region]. In this case, the toner density control width suddenly decreases by 4°. Therefore, the AC voltage (V rms) has a voltage value of 30
It can be seen that when the frequency is above OV and the frequency is in the frequency band from 2 KHz to 20 FIz, that is, in the range enclosed by a line in the figure, the present invention is effective. Experiment 3 Next, the results of Experiment 1 regarding the application method of the AC power source (13) are shown below. The experiment was conducted using an AC power source (as shown in Figures 7 to 9).
13), the developing sleeve (, t) and the toner supply roller (
12), the case where the voltage was applied only to the developing sleeve (1), and the case where the voltage was applied to the toner supply roller (12) (t) according to the present invention. As a result, FIG. Although we were able to obtain a good copy of the case shown in Figure 7 and Figure 8) -;'
When a two-current power supply (1'3) is applied to the developing sleeve (1', t), the developing sleeve (1) and the photo drum (100
), the AC power supply (13) also acts between ;
Development such as unevenness and toner scattering corresponding to the turnip frequency appears on the image, and the quality deteriorates. Therefore, the method of applying the AC power (13) is according to the preferred method 11. Please understand that it is best to follow tl (9th L-0). ',;P;,The AC power supply (13) is a so-called sine,
Skin alternator, pulse wave, three ff
As is clear from the above description, the developing device according to the present invention includes a non-sinusoidal AC power source with 4 waves (or 7 waves), a developing sleeve, and an l-→- supply roller. and 4i1
When the toner is supplied onto the developing sleeve by the toner supply roller, the developer consisting of carrier and toner is adjusted on the circumferential surface of the developing sleeve to form a magnetic brush, and the second magnetic brush is applied. Using a brush to visualize the electrostatic charge formed on the electrostatic latent image carrier J')+:i, a bias voltage of DC and AC is applied to the developing device. The toner supply roller is marked with j1[]. Therefore, as the power of the AC power supply changes over time, the attraction force to the toner changes, and as a result, the probability of contact between the toner and the magnetic brush on the developing sleeve increases.
, development sleeve - 5) - toner's (' 1 degree) coverage rate improves, as well as the bonding force between the toner and carrier on the development sleeve is weakened! - 6 - supply roller ＼ This improves the toner collection efficiency of the developing sleeve.Therefore, it is necessary to supply toner to the intermediate chamber in accordance with the amount of toner consumed in the developing sleeve, and to continuously perform copying to black, which consumes a large amount of toner. It is possible to minimize the drop in toner I5 [developing sleeve 2].Also, after finishing the tacoby to black, the toner density recovers quickly if you perform normal copying with low toner consumption. , density unevenness without Cub IiD) Is it possible to obtain a clear copy?
第１図は現像装置の断面図、第２図は黒ベタ、白ベタコ
ピーを連続して行ったときの現像スリーブ上の現像剤濃
度変化を示す図、第３図は交流電源の電圧、周波数とト
ナー濃度コントロール幅との相関関係を示す図、第４図
から第６図はトナー濃度とトナー補給、回収量との関係
を示す図、第７図から第９図は交流電源の印加状聾を比
較した図である。
■・・現像装置、２・・・現像槽、３・・・ケーシング
、４ ・現像スリーブ、５・・現像バイアス電源、６・
・・磁気ａ−ラ、７・・主現像剤攪拌板、８・・・副現
像剤攪拌板、１２・・トナー供給ローラ、１３ ・交流
電源、１４・・・直流電源。
特許出願人 ミノルタカメラ株式会社
代理人 弁理士 青 山 葆 ほか２名ｏ ｃ
Ｄ ψ 望 〜 ０ド
ぐ ｎ 〜 −０；
ニド−瞥欠いノ＼よロー上１寥弓
ぢ♀・因藁か
一〇 二 ｇｏ
ぢ斗・日姦謝
影鷹・日％＄１Figure 1 is a cross-sectional view of the developing device, Figure 2 is a diagram showing changes in developer concentration on the developing sleeve when black solid and white solid copies are continuously made, and Figure 3 is a diagram showing the voltage and frequency of the AC power supply. Figures 4 to 6 are diagrams showing the relationship between toner concentration control width, toner concentration and toner supply and recovery amount, and Figures 7 to 9 are diagrams showing the relationship between the toner density control width and the toner concentration control width. This is a comparative diagram. ■...Developing device, 2...Developer tank, 3...Casing, 4.Developing sleeve, 5.Developing bias power supply, 6.
...Magnetic a-ra, 7.. Main developer stirring plate, 8.. Sub-developer stirring plate, 12.. Toner supply roller, 13.. AC power supply, 14.. DC power supply. Patent applicant Minolta Camera Co., Ltd. Agent Patent attorney Aoyama Aoyama and 2 others
D ψ desire ~ 0 de
Gu n ~ -0;
Claims (1)
給ローラとを現像槽内に設け、前記現像スリーブ上に磁
気吸着されている磁性キャリアに対して前記トナー供給
ローラにてトナーを供給することにより、現像スリーブ
の周囲上でキャリアとトナーとの混合物からなる現像剤
を調整し、この現像剤を用いて静電潜像担体上の静電潜
像を現像する現像装置において、前記トナー供給ローラ
に、直流に交流を重畳したバイアス電圧を印加すること
を特徴とする現像装置。(1) A developing sleeve containing a plurality of magnets and a toner supply roller are provided in a developer tank, and the toner supply roller supplies toner to the magnetic carrier magnetically attracted onto the developing sleeve. In a developing device that prepares a developer consisting of a mixture of carrier and toner on the periphery of a developing sleeve and develops an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier using this developer, the toner supply roller A developing device characterized in that a bias voltage in which alternating current is superimposed on direct current is applied to the developing device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61127036A JPH083682B2 (en) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | Development device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61127036A JPH083682B2 (en) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | Development device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62283369A true JPS62283369A (en) | 1987-12-09 |
| JPH083682B2 JPH083682B2 (en) | 1996-01-17 |
Family
ID=14950058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61127036A Expired - Fee Related JPH083682B2 (en) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | Development device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083682B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4912513A (en) * | 1987-07-02 | 1990-03-27 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Developing apparatus with variable developing bias voltage |
| US4947212A (en) * | 1987-05-19 | 1990-08-07 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Developing apparatus with color dependent toner supply voltage |
| US4987452A (en) * | 1987-12-29 | 1991-01-22 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Developing apparatus provided with a chamber for controlling toner grain diameter |
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| JPS60140277A (en) * | 1983-12-28 | 1985-07-25 | Mita Ind Co Ltd | Developing method by electrophotographic method |
-
1986
- 1986-05-30 JP JP61127036A patent/JPH083682B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS60140277A (en) * | 1983-12-28 | 1985-07-25 | Mita Ind Co Ltd | Developing method by electrophotographic method |
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| US4987452A (en) * | 1987-12-29 | 1991-01-22 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Developing apparatus provided with a chamber for controlling toner grain diameter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH083682B2 (en) | 1996-01-17 |
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