JPS63269180A - Developing device - Google Patents

Developing device

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JPS63269180A
JPS63269180A JP62103323A JP10332387A JPS63269180A JP S63269180 A JPS63269180 A JP S63269180A JP 62103323 A JP62103323 A JP 62103323A JP 10332387 A JP10332387 A JP 10332387A JP S63269180 A JPS63269180 A JP S63269180A
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toner
magnetic brush
latent image
developing
roller
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JP62103323A
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Shigekazu Enoki
繁和 榎木
Noriyuki Kimura
則幸 木村
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To miniaturize the whole device by providing a magnetic brush with a toner feeding means and a toner recovering means. CONSTITUTION:The developing device for applying toner 25 to a latent image 16 on a latent image carrier 11 such as a photosensitive body and developing the latent image 16 by a developing means 17 has the magnetic brush 24 for supplying toner 25 to the latent image 16, a toner feeding means 24 for supplying toner 25 to the brush 14, a toner electrostatically charging means 27 for forcedly charging the toner 25 supplied to the means 24, a toner recovering means 18 for recovering the toner 25 left on the brush 14 after development. Since the stirring of carrier and toner in the developing device is removed, various stirring mechanisms and a stirring space of the developing device using developer consisting of two components can be omitted.

Description

【発明の詳細な説明】 狡亙公国 本発明は、感光体等の潜像担持体上に形成された静電潜
像にトナーを付与してこれを頭像とする現像装置に関す
る。この種の現像装置は、複写機。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a developing device that applies toner to an electrostatic latent image formed on a latent image carrier such as a photoreceptor and uses this as a head image. This type of developing device is used in copying machines.

ファクシミリ、プリンタ等といった電子写真装置に用い
られる。
Used in electrophotographic devices such as facsimiles and printers.

丈米i監 上記現像装置には、いわゆる乾式2成分現像剤(主とし
てキャリアとトナーから成るもの)を用いるものと、い
わゆる1成分現像剤(主としてトナーのみから成るもの
)を用いるものとがある。
The above-described developing devices include those that use a so-called dry two-component developer (mainly composed of carrier and toner) and those that use a so-called one-component developer (mainly composed only of toner).

一般に、キャリア及びトナーから成る乾式2成分現像剤
を使用する現像装置では、第4図に示すように、大型の
現像タンク1内に撹拌ローラ2や搬送スクリュー3や撹
拌セパレータ4等の撹拌機構が設けられている。この撹
拌ローラ2等の撹拌機構によって、トナーホッパ5側か
ら補給されたトナーがキャリアと十分混合・撹拌された
後、現像剤担持体としての現像ローラ6に供給され、該
現像ローラ6の表面に層状の磁気ブラシを形成する。
Generally, in a developing device that uses a dry two-component developer consisting of carrier and toner, as shown in FIG. It is provided. After the toner supplied from the toner hopper 5 is sufficiently mixed and stirred with the carrier by the stirring mechanism such as the stirring roller 2, the toner is supplied to the developing roller 6 as a developer carrier, and a layer is formed on the surface of the developing roller 6. form a magnetic brush.

この付着現像剤層の厚みはドクターブレード7により一
定厚に規制される。
The thickness of this adhered developer layer is regulated to a constant thickness by a doctor blade 7.

上記現像ローラ6は、スリーブ8の内部に複数の磁石9
を備えており、スリーブ8と磁石9との少なくとも一方
を一定方向に回転させることによってスリーブ8の表面
に形成された磁気ブラシが一定方向へ移動される。そし
て、その磁気ブラシが潜像担持体としての感光体ドラム
10に接触することにより該感光体ドラム10上に形成
された静電潜像が現像され頭像化される。現像後、磁気
ブラシすなわちキャリア及びトナーは、現像タンク1内
に掻き落とされ、再び撹拌ローラ2等の撹拌機構により
混合・撹拌が行なわれる。
The developing roller 6 has a plurality of magnets 9 inside the sleeve 8.
By rotating at least one of the sleeve 8 and the magnet 9 in a fixed direction, a magnetic brush formed on the surface of the sleeve 8 is moved in a fixed direction. When the magnetic brush comes into contact with the photoreceptor drum 10 as a latent image carrier, the electrostatic latent image formed on the photoreceptor drum 10 is developed into a head image. After development, the magnetic brush, that is, the carrier and toner are scraped into the developing tank 1, and mixed and stirred again by a stirring mechanism such as the stirring roller 2.

このように2成分現像剤は、十分な撹拌と混合とを必要
とするが、それは、トナー濃度の均一性を保ち、あるい
はトナー帯電を良好に行なうため等の理由からである。
As described above, the two-component developer requires sufficient agitation and mixing in order to maintain uniformity of toner concentration or to charge the toner well.

しかして、上記2成分現像剤を用いる従来の現像装置に
よれば、画像品質を安定化させることができるという利
点はあるが、そのため、上述のように現像剤の十分な撹
拌を行なわねばならない、そして、十分な撹拌を行なう
には、種々の撹拌機構が必要となり、また、撹拌流路を
形成するために十分なスペースを要する。
The conventional developing device using the two-component developer described above has the advantage of stabilizing image quality, but for this purpose, the developer must be sufficiently stirred as described above. In order to perform sufficient stirring, various stirring mechanisms are required, and sufficient space is required to form a stirring channel.

さらに、キャリアとしては、良好な撹拌特性を得るため
、流動性の良いものが求められる。特に、残留磁気のた
めに、磁場を取り去ってもなお凝集性を示すようなキャ
リアは、上記撹拌機構を前提とした現像装置には適用不
能である。その上、撹拌を頻繁に行なうと、キャリアの
疲労が早く進み。
Furthermore, the carrier is required to have good fluidity in order to obtain good stirring characteristics. In particular, carriers that exhibit cohesive properties even after the magnetic field is removed due to residual magnetism cannot be applied to a developing device based on the above-mentioned stirring mechanism. Moreover, frequent stirring will lead to faster carrier fatigue.

耐久性に難点がある。There is a problem with durability.

一方、このような2成分現像剤を用いる現像装置の欠点
を解決するため、現像剤の混合・撹拌を省略しつるよう
にした現像装置も従来から種々開発されている。このよ
うな現像装置には、トナーを帯電ローラ表面に付着させ
た上でこの帯電ローラを磁気ブラシに接触させることに
よりトナーの供給を行うようにしたものや、磁気ブラシ
を用いて現像ローラにトナーを供給し、トナーの薄層を
現像ローラ上に形成するようにしたものがある。
On the other hand, in order to solve the drawbacks of the developing apparatuses using such two-component developers, various developing apparatuses have been developed in which the mixing and stirring of the developer is omitted and the developer is hung. These developing devices include those that supply toner by attaching toner to the surface of a charging roller and then bringing the charging roller into contact with a magnetic brush, and others that use a magnetic brush to supply toner to the developing roller. There is a device that supplies toner to form a thin layer of toner on the developing roller.

しかし、前者では、現像ローラ上のトナー濃度にむらが
生じやすいという欠点があり、後者では、現像剤の混合
・撹拌を依然として十分に行なわねばならないという問
題がある。
However, the former method has the disadvantage that the toner concentration on the developing roller tends to be uneven, and the latter method has the problem that the developer still needs to be sufficiently mixed and stirred.

月−」在 本発明は上記の点に鑑み、乾式2成分現像剤を用いて画
像の安定性を保持しつつ、従来の乾式2成分現像剤を用
いた現像装置では成し得なかった装置全体の小型化、取
扱性の向上及び耐久性の向上を達成することを目的とす
る。
In view of the above-mentioned points, the present invention uses a dry two-component developer to maintain the stability of images, while providing an entire device that could not be achieved with conventional dry two-component developing devices. The purpose is to achieve smaller size, improved handling, and improved durability.

豊−衣 上記目的を達成する本発明は、感光体等の潜像担持体上
の潜像にトナーを付与してこれを頭像とする現像装置で
あって、上記潜像にトナーを供給する磁気ブラシと、該
磁気ブラシにトナーを供給するトナー供給手段と、該ト
ナー供給手段に供給されるトナーを強制的に帯電させる
トナー帯電手段と、現像後に上記ブラシ上に残留するト
ナーを回収するトナー回収手段とを有する現像装置であ
る。
The present invention, which achieves the above object, is a developing device that applies toner to a latent image on a latent image carrier such as a photoreceptor to form a head image, and includes a magnetic flux that supplies the toner to the latent image. a brush, a toner supply means for supplying toner to the magnetic brush, a toner charging means for forcibly charging the toner supplied to the toner supply means, and a toner recovery means for collecting toner remaining on the brush after development. A developing device having means.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図に示すように、潜像担持体としての感光体ドラム
11が、図示を省略した駆動機構により矢印A方向すな
わち時計回りの方向へ回転駆動されている。この感光体
ドラム11は、有機感光体(o p c)からなり、該
感光体ドラム11上に形成される静電潜像の極性が負(
−)になされるようになっている、したがって、後述す
る現像用のトナーは、これと逆極性の正(+)に帯電さ
れるようになされている。
As shown in FIG. 1, a photosensitive drum 11 serving as a latent image carrier is rotationally driven in the direction of arrow A, that is, clockwise, by a drive mechanism (not shown). This photoreceptor drum 11 is made of an organic photoreceptor (OPC), and the polarity of the electrostatic latent image formed on the photoreceptor drum 11 is negative (
Therefore, toner for development, which will be described later, is charged to a positive (+) polarity, which is the opposite polarity.

さらに、上記感光体ドラム11の近傍(感光体ドラム1
1とのギャップ1Wn)には、アルミニウム等からなる
非磁性の円筒状スリーブ12が配置されている。この円
筒状スリーブ12の内部には、複数の異なる磁極が交互
に配置されてなる現像磁石ローラ13が上記円筒状スリ
ーブ12の内面側から一定間隔を隔てて設けられており
、該現像磁石ローラ13の磁力によって円筒状スリーブ
12の表面上に、磁性のキャリアとトナーとを含んでな
る磁気ブラシ14が形成されるようになっている。この
磁気ブラシ14は、円筒状スリーブ12および現像磁石
ローラ13の少なくとも一方が回転することによって矢
印B方向つまり時計回りの向きに移動される。
Furthermore, the vicinity of the photoreceptor drum 11 (photoreceptor drum 1
A non-magnetic cylindrical sleeve 12 made of aluminum or the like is disposed in the gap 1Wn) with respect to the magnet 1. Inside this cylindrical sleeve 12, a developing magnet roller 13 having a plurality of different magnetic poles arranged alternately is provided at a constant interval from the inner surface of the cylindrical sleeve 12. A magnetic brush 14 containing magnetic carrier and toner is formed on the surface of the cylindrical sleeve 12 by the magnetic force. This magnetic brush 14 is moved in the direction of arrow B, that is, clockwise, by rotation of at least one of the cylindrical sleeve 12 and the developing magnet roller 13.

なお、磁気ブラシ14を構成するキャリアとしては、平
均粒子径100μmの樹脂コートキャリアが40g用い
られている。
As the carrier constituting the magnetic brush 14, 40 g of resin-coated carrier having an average particle diameter of 100 μm is used.

また、上記円筒状スリーブ12および感光体ドラム11
には、同極性の現像バイアス電圧が電源回路15により
印加されている。そして1円筒状スリーブ12上の磁気
ブラシ14は、移動しながら静電潜像16が形成された
感光体ドラム11に接触して静電潜像16にトナーを与
え、頭像17を形成するようになされている。
Further, the cylindrical sleeve 12 and the photosensitive drum 11
, a developing bias voltage of the same polarity is applied by the power supply circuit 15. While moving, the magnetic brush 14 on the cylindrical sleeve 12 contacts the photoreceptor drum 11 on which the electrostatic latent image 16 is formed, and applies toner to the electrostatic latent image 16 to form a head image 17. being done.

なお、本実施例では、円筒状スリーブ12は、外径20
閣のものが用いられるとともに、現像磁石ローラ13と
しては、円筒状スリーブ12の表面磁力が約900ガウ
スとなるものが採用されている。これにより、磁気ブラ
シ14の高さとして0.3〜5閣好ましくは0.7〜2
■とすることができる。
In addition, in this embodiment, the cylindrical sleeve 12 has an outer diameter of 20
In addition, as the developing magnet roller 13, one in which the surface magnetic force of the cylindrical sleeve 12 is about 900 Gauss is used. As a result, the height of the magnetic brush 14 is preferably 0.3 to 5 mm, preferably 0.7 to 2 mm.
■It can be done.

また、上記現像バイアスは、地汚れ防止と画像濃度調整
のために印加されるものである0本実施例では、潜像電
位が一80ov、地肌部電位が一50Vに設定されると
ともに、現像バイアス電圧が一150Vに設定されてい
る。なお、最終的な現像バイアス値は、原稿濃度あるい
は使用者の所望に応じて定められることとなる。
In addition, the above-mentioned developing bias is applied to prevent background smearing and adjust image density. In this embodiment, the latent image potential is set to 180 ov, the background potential is set to 150 V, and the developing bias is The voltage is set to 1150V. Note that the final developing bias value is determined depending on the original density or the user's wishes.

さらに、現像を終えた後の磁気ブラシ14から残留トナ
ーを回収するトナー回収ローラ18が。
Further, there is a toner collection roller 18 that collects residual toner from the magnetic brush 14 after completing development.

上記円筒状スリーブ12の上方側部分にギャップ1■に
て設置されている。
It is installed in the upper part of the cylindrical sleeve 12 with a gap 1.

このトナー回収ローラ18には、電源回路19によって
所定のトナー回収用のバイアス電圧が印加されている。
A predetermined bias voltage for toner collection is applied to the toner collection roller 18 by a power supply circuit 19 .

このトナー回収用のバイアス電圧は、磁気ブラシ14上
に残留するトナーを回収するために、上記潜像と同極性
すなわち負(−)に設定されるものであり、現像ポテン
シャルと同じレベルすなわち、トナー回収ローラ18を
潜像担持体とした場合に全面現像しうるレベルになせば
良い0本実施例では、トナー回収用のバイアス電圧が−
100〜−400vに設定されている。
This toner collection bias voltage is set to the same polarity as the latent image, that is, negative (-), in order to collect the toner remaining on the magnetic brush 14, and is set to the same level as the development potential, that is, toner In this embodiment, the bias voltage for toner recovery is -
It is set to 100 to -400v.

この場合、トナーの回収は、磁気ブラシに含まれるトナ
ーすべてを回収する必要はなく、磁気ブラシ表面近傍の
トナーを選択的に回収することで足りる。つまり、その
最低条件は、現像によって生じた磁気ブラシ14上のト
ナー濃度分布差をなくすことである。たとえば、黒部、
ハーフトーン部、地肌部でトナー消費に差が出たものを
均等になしてやればよい。
In this case, it is not necessary to collect all the toner contained in the magnetic brush, and it is sufficient to selectively collect the toner near the surface of the magnetic brush. That is, the minimum condition is to eliminate the difference in toner concentration distribution on the magnetic brush 14 caused by development. For example, Kurobe,
The difference in toner consumption between the halftone area and the background area should be equalized.

一般的には、2成分現像剤のトナー付着量は、単位面積
当り0.8〜1.0■であり、感光体ドラム11と磁気
ブラシ14とは、約1=3の相対速度が与えられた状態
で潜像16へトナー供給が行なわれている。すなわち、
磁気ブラシ14は、単位面積当り、0.27〜0.33
+1gのトナー供給能力しか持たないこととなる。した
がって、このトナー供給能力を越えるようにトナーの回
収を行なえば、磁気ブラシ14上のトナー濃度分布は、
均一化され、現像による影響が完全にキャンセルされる
こととなる。
Generally, the toner adhesion amount of a two-component developer is 0.8 to 1.0 square meters per unit area, and the relative speed of the photosensitive drum 11 and magnetic brush 14 is approximately 1=3. Toner is being supplied to the latent image 16 in this state. That is,
The magnetic brush 14 has a density of 0.27 to 0.33 per unit area.
This means that the toner supply capacity is only +1g. Therefore, if toner is collected to exceed this toner supply capacity, the toner concentration distribution on the magnetic brush 14 will be
This results in uniformity and completely cancels out the effects of development.

この点についてさらに詳細に説明すると、かさ比重24
トナ一濃度3%のごく一般的な2成分現像剤の特性から
、高さ1■の磁気ブラシの重量は。
To explain this point in more detail, bulk specific gravity 24
Based on the characteristics of a very common two-component developer with a toner concentration of 3%, the weight of a magnetic brush with a height of 1 cm is:

単位面積当り0.2gであり、その中に含まれるトナー
は、6■であるから、実際に現像に寄与するトナーは、
磁気ブラシ中の5%程度でしかない。
Since it is 0.2g per unit area and the toner contained in it is 6■, the toner that actually contributes to development is:
It accounts for only about 5% of magnetic brushes.

言い換えれば、この5%相当のトナーを回収すれば、良
いのである0本発明における磁気ブラシでは、約0.3
11g/aJのトナーが後述するトナー供給ローラによ
って磁気ブラシの表面近傍に偏在させられているので、
トナー消費の差の解消は効果的に行なえる。
In other words, it is sufficient to collect toner equivalent to 5% of this amount.
Since 11g/aJ of toner is unevenly distributed near the surface of the magnetic brush by the toner supply roller described later,
The difference in toner consumption can be effectively eliminated.

また、トナー回収ローラ18は、矢印C方向すなわち時
計回り方向へ回転駆動されている。これは、回収トナー
が磁気ブラシ14へ再付着することを防ぐためである。
Further, the toner collection roller 18 is rotationally driven in the direction of arrow C, that is, in the clockwise direction. This is to prevent the collected toner from adhering to the magnetic brush 14 again.

さらに、トナー回収ローラ18には、掻落ブレード21
が付設されており。
Furthermore, a scraping blade 21 is provided on the toner collection roller 18.
is attached.

この掻落ブレード21により回収されたトナーが掻き落
とされるとともに、その掻き落とされたトナーが、トナ
ーホッパ23側へ戻されるようになっている。
The collected toner is scraped off by the scraping blade 21, and the scraped toner is returned to the toner hopper 23 side.

さらにまた、円筒状スリーブ12の下方側部分すなわち
磁気ブラシ14の下流側部分には、トナー供給ローラ2
4が、円筒状スリーブ12に対しギャップ1mにて磁気
ブラシ14に接するように設置されている。
Furthermore, a toner supply roller 2 is provided at the lower part of the cylindrical sleeve 12, that is, at the downstream part of the magnetic brush 14.
4 is installed in contact with the magnetic brush 14 with a gap of 1 m from the cylindrical sleeve 12.

このトナー供給ローラ24は、図示を省略した回転駆動
機構によって矢印り方向すなわち反時計回り方向に回転
駆動されている。これにより、トナーホッパ23内に蓄
えられたトナー25が磁気ブラシ14側へ送られていく
ようになっている。
The toner supply roller 24 is rotationally driven in the direction of the arrow, that is, in the counterclockwise direction, by a rotational drive mechanism (not shown). As a result, the toner 25 stored in the toner hopper 23 is sent to the magnetic brush 14 side.

この場合、トナー供給ローラ24は、磁気ブラシ14の
穂の高さを均一に規制する機能を備えることとなり、画
像濃度むらの解消に寄与する。
In this case, the toner supply roller 24 has a function of uniformly regulating the height of the ears of the magnetic brush 14, contributing to eliminating uneven image density.

又、上記トナー供給ローラ24には、トナ一層規制ブレ
ード26が圧接されている。このトナ一層規制ブレード
26によって、トナー供給ローラ24上にトナー25が
均一薄層状に被着されるとともに、トナー25の摩擦帯
電が行なわれるようになっている。
Further, a toner regulation blade 26 is pressed against the toner supply roller 24 . The toner layer regulating blade 26 causes the toner 25 to adhere to the toner supply roller 24 in a uniform thin layer, and also to frictionally charge the toner 25.

さらに、トナー25を摩擦帯電する機能をより発揮させ
、かつ、トナー供給ローラ24にトナーをむら無く付着
せしめるように、スポンジローラ等からなる帯電補助部
材27が、トナー供給ローラ24に接触・配置されてい
る。
Furthermore, a charging assisting member 27 made of a sponge roller or the like is placed in contact with the toner supply roller 24 in order to further enhance the function of frictionally charging the toner 25 and to evenly adhere the toner to the toner supply roller 24. ing.

さらにまた、上記トナー供給ローラ24および帯電補助
部材27には、電源回路28による所定のトナー供給用
のバイアス電圧が印加されており、このトナー供給用の
バイアス電圧により、トナー25が磁気ブラシ14側へ
良好に転移されることとなる。上記トナー供給用のバイ
アス電圧は、後述するように、潜像と逆極性すなわち帯
電トナーと同極性で、+50〜+400Vに設定されて
いる。
Furthermore, a predetermined toner supply bias voltage is applied to the toner supply roller 24 and the charging auxiliary member 27 by a power supply circuit 28, and this toner supply bias voltage causes the toner 25 to move toward the magnetic brush 14. This results in good metastasis. As will be described later, the bias voltage for toner supply is set to +50 to +400 V with the opposite polarity to the latent image, that is, the same polarity as the charged toner.

トナ一層規制ブレード26には、電源回路30によるト
ナー電位制御用のバイアス電圧が印加されており、この
トナー電位制御用のバイアス電圧により、トナー25が
所定の電位に維持されることとなる。上記トナー帯電用
のバイアス電圧は、後述するように、任意の極性および
電圧を選択することが出来る。
A bias voltage for toner potential control by a power supply circuit 30 is applied to the toner further regulating blade 26, and the toner 25 is maintained at a predetermined potential by this bias voltage for toner potential control. As the bias voltage for toner charging, any polarity and voltage can be selected, as will be described later.

第2図には、トナ一層規制ブレード26に印加されるバ
イアス電圧Viとトナー電位Vtとの関係が表わされて
いる。本図では、トナー電位Vtを縦軸に取るとともに
、ブレード印加電圧Viを横軸に取り、トナー(イ) 
(ロ)をパラメータにして関係線を表示している。
FIG. 2 shows the relationship between the bias voltage Vi applied to the toner regulation blade 26 and the toner potential Vt. In this figure, the toner potential Vt is taken on the vertical axis, and the blade applied voltage Vi is taken on the horizontal axis.
The relationship line is displayed using (b) as a parameter.

本図から判明するように、ブレード印加電圧Viの値を
大きくするにしたがって、トナー電位Vtが大きくなり
、この傾向は正帯電性のトナー(イ)も負帯電性のトナ
ー(ロ)も変わりがない。
As is clear from this figure, as the value of the blade applied voltage Vi increases, the toner potential Vt increases, and this tendency remains the same for both positively chargeable toner (a) and negatively chargeable toner (b). do not have.

即ち、このことから摩擦帯電特性面から制限されていた
トナー材料の選択の巾が広がるという事が分かる。又、
1つのトナーの極性が任意に制御出来ることから電源回
路15,19.28のそれぞれの極性及び印加電圧を選
定すれば反転現像が容易に行なえるという事も分かる。
That is, it can be seen from this that the range of selection of toner materials, which was previously limited in terms of triboelectric charging properties, has been expanded. or,
Since the polarity of one toner can be arbitrarily controlled, it can be seen that reversal development can be easily performed by selecting the respective polarities and applied voltages of the power supply circuits 15, 19, 28.

そして一番の特徴は経時的に発生しやすい摩擦帯電特性
の劣化又は変化が、この発明によって保証されるという
点であり、従って常に安定した画像が得られるという効
果が得られる。
The most important feature is that the present invention guarantees that deterioration or change in triboelectric charging characteristics that tends to occur over time is guaranteed, so that stable images can always be obtained.

トナー電位制御用の手段としては1本実施例のように規
制ブレード26へ電圧を印加する他に、ブレード26と
現像用の円筒状スリーブ12との間にコロナ放電による
トナー帯電を行なえる様な部材を設けても良い。
As a means for controlling the toner potential, in addition to applying a voltage to the regulating blade 26 as in this embodiment, there is also a means for charging the toner by corona discharge between the blade 26 and the cylindrical sleeve 12 for development. A member may be provided.

また、前記現像バイアス電圧を与える電源回路15には
、出力電力を4ビツトに分割して信号化するエンコーダ
が備えられており、現像バイアス電圧の出力値を表わす
信号が図示を省略した制御回路に印加されている。この
制御回路には、現像バイアス電圧値に対応する適正なト
ナー供給用のバイアス電圧値を算出する演算回路が備え
られている。そして、上記制御装置の出力信号は、トナ
ー供給用のバイアス電圧を与える電源回路28に与えら
れており、これによって、トナー供給用のバイアス電圧
値が定められている。たとえば、両バイアス電圧の差が
常に一定となるように制御されている。
The power supply circuit 15 that provides the developing bias voltage is equipped with an encoder that divides the output power into 4 bits and converts it into a signal, and a signal representing the output value of the developing bias voltage is sent to a control circuit (not shown). is being applied. This control circuit includes an arithmetic circuit that calculates an appropriate toner supply bias voltage value corresponding to the developing bias voltage value. The output signal of the control device is applied to a power supply circuit 28 that provides a bias voltage for toner supply, thereby determining the bias voltage value for toner supply. For example, the difference between both bias voltages is controlled to always be constant.

上記トナー回収ローラ18およびトナー供給ローラ24
の材質は、円筒状スリーブ12との間に電気的なバイア
ス効果が得られるものであればよく、金属や導電性ゴ等
を採用することができる。
The toner collection roller 18 and the toner supply roller 24
The material may be any material that can provide an electrical bias effect between it and the cylindrical sleeve 12, and may be metal, conductive rubber, or the like.

また、両ローラ18,24は、磁気ブラシ14の高さの
50%〜100%を占る割合で接触するように設置する
ことが可能である。しかし、エアーギャップの絶対値が
、1mm以下であれば、100%を越えて設置すること
もできる。この場合には、電気的バイアス手段の併用が
必須となる。さらに、上記両ローラ18,24の外径は
、任意に選定しうるが、小型化の要請により、円筒状ス
リーブ12の外径の80%以下あるいは、絶対値として
5〜60mm、好ましくは、8〜40mとすることがよ
い、磁気ブラシ14へのトナー供給量は、磁気ブラシ1
4と供給ローラ24との相対速度によっても決定される
ので、供給量を、トナー供給ローラ24の回転数を可変
とすることによって制御してもよい、すなわち、既知の
センサ一手段でトナー濃度を検出してトナー供給ローラ
24の回転数を検出し、トナー供給ローラ24の回転数
を制御することができる。トナー濃度検出の一例として
は、トナー回収ローラ18上のトナーの反対濃度を検出
して算出する手段がある。
Further, both rollers 18 and 24 can be installed so as to be in contact with each other at a ratio of 50% to 100% of the height of the magnetic brush 14. However, if the absolute value of the air gap is 1 mm or less, the air gap can be set to exceed 100%. In this case, it is essential to use electrical bias means. Furthermore, the outer diameters of both the rollers 18 and 24 can be arbitrarily selected, but due to the demand for miniaturization, the outer diameter of the cylindrical sleeve 12 is 80% or less, or the absolute value is 5 to 60 mm, preferably 8 mm. The amount of toner supplied to the magnetic brush 14, which is preferably set to ~40 m, is
4 and the supply roller 24, the supply amount may be controlled by making the rotational speed of the toner supply roller 24 variable; that is, the toner concentration can be controlled by means of a known sensor. By detecting the rotation speed of the toner supply roller 24, the rotation speed of the toner supply roller 24 can be controlled. An example of toner concentration detection is a means of detecting and calculating the opposite concentration of toner on the toner collection roller 18.

つぎに、トナーホッパ23内には、トナーブロッキング
を防止するアジテータ29が設けられている。このとき
、掻落ブレード21によってトナー回収ローラ18から
掻き落されたトナーを上記アジテータ29のなるべく近
傍に供給するようにすれば1回収トナーと新規トナーと
の混合効率を高めることができる。
Next, an agitator 29 is provided in the toner hopper 23 to prevent toner blocking. At this time, if the toner scraped off from the toner collection roller 18 by the scraping blade 21 is supplied as close to the agitator 29 as possible, the mixing efficiency of the once collected toner and the new toner can be increased.

この形式の現像装置においては、まず、トナーホッパ2
3内のトナー25が、トナー供給ローラ24および帯電
補助部材27の回転によってトナー供給ローラ24に送
給・保持される。この保持されたトナーは、トナ一層規
制ブレード26により、均一薄層化されながら摩擦帯電
される。
In this type of developing device, first, the toner hopper 2
The toner 25 in the toner 3 is fed and held by the toner supply roller 24 by the rotation of the toner supply roller 24 and the charging auxiliary member 27. The retained toner is triboelectrically charged while being uniformly made into a thin layer by the toner layer regulating blade 26 .

そして、所定のトナー供給用のバイアス電圧下で、トナ
ー25が磁気ブラシ14に均一薄層状に供給・移行され
る。
Then, under a predetermined toner supply bias voltage, the toner 25 is supplied and transferred to the magnetic brush 14 in a uniform thin layer.

トナーが供給された磁気ブラシ14は、感光体ドラム1
1側に移送され、感光体ドラム11上に形成された静電
潜像16の現像が行なわれることとなる。
The magnetic brush 14 supplied with toner is attached to the photosensitive drum 1
The electrostatic latent image 16 formed on the photosensitive drum 11 is developed.

現像完了後、磁気ブラシ14には、画像に対応したトナ
ー濃度差(むら)が生じることになるが、この磁気ブラ
シ14上の残留トナーは、トナー回収用のバイアス電圧
力によってトナー回収ローラ18側に移行・回収される
。これにより、磁気ブラシ14のトナー濃度差は解消さ
れ均一濃度にされる。すなわち、トナー回収後の磁気ブ
ラシ14は、均一なトナー濃度分布の状態でトナー回収
ローラ18から離れていき、再びトナー供給側へ進んで
いく。
After the development is completed, a difference in toner density (unevenness) corresponding to the image will occur on the magnetic brush 14, but the residual toner on the magnetic brush 14 is removed from the toner collection roller 18 side by the bias voltage force for toner collection. will be transferred and collected. As a result, the difference in toner density between the magnetic brushes 14 is eliminated and the toner density is made uniform. That is, after collecting the toner, the magnetic brush 14 leaves the toner collecting roller 18 with a uniform toner concentration distribution, and moves toward the toner supply side again.

また、電源回路28により与えられるトナー供給用のバ
イアス電圧値は、電源回路15により与えられる現像バ
イアス電圧値に基づいて制御されている。すなわち、現
像によるトナーの消費量に応じた分だけの新たな量のト
ナーが前記磁気ブラシ14に供給されるようになってい
る。これにより、トナーの消費量と供給量のバランスが
とられ、トナーの供給過多や供給不足をなくすことがで
きる。
Further, the bias voltage value for toner supply given by the power supply circuit 28 is controlled based on the developing bias voltage value given by the power supply circuit 15. That is, a new amount of toner is supplied to the magnetic brush 14 in accordance with the amount of toner consumed by development. As a result, the amount of toner consumed and the amount of toner supplied can be balanced, and oversupply or undersupply of toner can be avoided.

つぎに、上述した現像装置を採用した複写機の例を第3
図に基づいて機能的に説明する。
Next, the third example of a copying machine that employs the above-mentioned developing device will be explained.
A functional explanation will be given based on the diagram.

まず、光学系を説明すると、ハロゲンランプ31から出
た光は、原稿32に当って、第1ミラー33、第2ミラ
ー34、第3ミラー35、レンズ36、第4ミラー37
および防塵ガラス38を順に通って、感光体ドラム11
上に結像される。防塵ガラス38は、浮遊物が光学系に
入らないように設けられているものである。なお、本装
置には、最大200%から最小50%まで、1%ごとの
ズーム変倍機能が備えられている。また、光ファイバー
を用いて原稿32の地肌濃度を検出し、それに基づいて
現像バイアスを補正することにより、きれいな地肌を有
する画像を得ることができるようにした自動濃度調整シ
ステムが設けられている。
First, to explain the optical system, light emitted from the halogen lamp 31 hits the original 32, the first mirror 33, the second mirror 34, the third mirror 35, the lens 36, and the fourth mirror 37.
and the dust-proof glass 38 in order, and the photoreceptor drum 11
imaged on top. The dustproof glass 38 is provided to prevent floating objects from entering the optical system. Note that this device is equipped with a zoom magnification function in 1% increments from a maximum of 200% to a minimum of 50%. Further, an automatic density adjustment system is provided that detects the background density of the document 32 using an optical fiber and corrects the development bias based on the detected background density, thereby making it possible to obtain an image with a clear background.

感光体ドラム11の回りには、帯電部40.イレーサ4
1、現像袋[42,除電部43、転写分離部44、クリ
ーニング部45等が配列されている。
Around the photosensitive drum 11, a charging section 40. Eraser 4
1. A developing bag [42, a static eliminating section 43, a transfer separation section 44, a cleaning section 45, etc. are arranged.

除電部4oにおいては、暗中でチャージワイヤに高圧電
圧が印加されてコロナ放電が行なわれ、マイナス電荷が
、感光体ドラム11上に均一に帯電される。このときの
感光体ドラム11の電位は、上述のように一800vに
なされる。帯電チャージャ40aの前面からは、放電効
率を上げるように空気が送り込まれている。上記チャー
ジワイヤとしては、直径0.08nnのワイヤが用いら
れており、このワイヤの表面には、カーボンコーティン
グが施されている。又、チャージワイヤと感光体ドラム
11との間には、電位を均一かつ一定に制御するための
グリッドが配置されている。また。
In the static eliminator 4o, a high voltage is applied to the charge wire in the dark to cause corona discharge, and the photoreceptor drum 11 is uniformly charged with negative charges. At this time, the potential of the photosensitive drum 11 is set to -800V as described above. Air is fed from the front of the charger 40a to increase discharge efficiency. A wire with a diameter of 0.08 nn is used as the charge wire, and the surface of this wire is coated with carbon. Further, a grid is arranged between the charge wire and the photoreceptor drum 11 to control the potential uniformly and constant. Also.

帯電チャージャ40aを抜き差しすることによってチャ
ージャの汚れを清掃するようにしたチャージクリーナが
付設されている。
A charge cleaner is attached that cleans dirt on the charger by inserting and removing the charger 40a.

イレーザ41は、帯電された感光体ドラム11に光を当
てて不要な電荷を消去し、クリーニングの容易化を図る
ものである。イレーザ41は、長尺状のLEDからなり
、サイトイレースおよび先端イレースを行なっている。
The eraser 41 illuminates the charged photoreceptor drum 11 to erase unnecessary charges and facilitate cleaning. The eraser 41 is made of a long LED, and performs site erase and tip erase.

イレース基板には、2つのサーミスタが取り付けられて
おり、一方はハード、他方はソフトで使用され、バイア
ス補正が行なわれている。
Two thermistors are attached to the erase board, one is used for hard and the other is used for software, and bias correction is performed.

現像装置42は、第1図で説明したものが採用されてい
る。
As the developing device 42, the one described in FIG. 1 is employed.

除電部43は、転写前除電43aおよび除電ランプ43
bを有している。両者共に、メインモータ46のスター
トと同時に点灯され、フィルタにより拡散されながら感
光体ドラム11上の残留電荷を消去する光が照射される
ようになっている。
The static eliminator 43 includes a pre-transfer static eliminator 43a and a static eliminator lamp 43.
It has b. Both lights are turned on at the same time as the main motor 46 starts, and light is emitted to erase residual charges on the photosensitive drum 11 while being diffused by a filter.

転写前除電43aとしては、冷却極管が用いられている
A cooled electrode tube is used as the pre-transfer static eliminator 43a.

転写分離部44は、レジストローラ44aから送り出さ
れたペーパーを感光体ドラム11に密着させながら、転
写チャージャ44bでトナーをペーパー側に転写させる
とともに、分離チャージャ44cによって感光体ドラム
11からペーパーを分離させるようにしたものである。
The transfer separation unit 44 causes the transfer charger 44b to transfer the toner to the paper side while bringing the paper sent out from the registration roller 44a into close contact with the photoreceptor drum 11, and separates the paper from the photoreceptor drum 11 using the separation charger 44c. This is how it was done.

万一1分離が出来なかった場合には、分離爪47により
強制的に分離させる1分離後のペーパーは、搬送ベルト
44dにより定着部48側へ搬送される。
In the event that separation is not possible, the paper separated forcibly by the separating claw 47 after one separation is transported to the fixing unit 48 side by the transport belt 44d.

クリーニング部45は、感光体ドラム11上の残留トナ
ーを掻き落すファーブラシ45aおよびクリーニングブ
レード45bを備えている。クリーニングブレード45
bは、左右の接触圧が均一化されるように、中央一点支
持にて構成されている。ファーブラシ45aは、感光体
ドラム11と同一方向に回転されている。このファーブ
ラシ45aは、クリーニングブレード45bでは除去さ
れにくい紙片等の異物を除去する機能を有している。フ
ァーブラシ45aおよびクリーニングブレード45bに
より掻き落されたトナーは、トナー回収コイル45cに
よって外部に排出されボトルに回収されるようになって
いる。
The cleaning section 45 includes a fur brush 45a for scraping off residual toner on the photoreceptor drum 11 and a cleaning blade 45b. cleaning blade 45
b is configured to be supported at a single point in the center so that the left and right contact pressures are equalized. The fur brush 45a is rotated in the same direction as the photosensitive drum 11. This fur brush 45a has a function of removing foreign matter such as pieces of paper that are difficult to remove with the cleaning blade 45b. The toner scraped off by the fur brush 45a and cleaning blade 45b is discharged to the outside by a toner collection coil 45c and collected into a bottle.

上記定着部48は、搬送部から送られてきたペーパーに
一定の温度および圧力を加えて、トナーをペーパー上に
融着させるものである。サーミスタ48aによって温度
検知を行ないながら、ヒータ48b (loOV750
W)の温度制御が行なわれている。
The fixing section 48 applies a certain temperature and pressure to the paper sent from the conveyance section to fuse the toner onto the paper. The heater 48b (loOV750
W) temperature control is performed.

なお、上述した装置では、磁気ブラシ担持体どして円筒
状スリーブが用いられているが、ベルト状の磁気ブラシ
担持体を採用することもできる。
In the above-described apparatus, a cylindrical sleeve is used as the magnetic brush carrier, but a belt-shaped magnetic brush carrier may also be used.

尚、本実施例では、帯電されたトナーを一度磁気ブラシ
(あるいはファーブラシ)へ転移させ、この磁気ブラシ
で潜像を現像している。磁気ブラシとしてのキャリア(
あるいはファーブラシにおける。ファー)は、トナーあ
るいは感光体を摩擦帯電させる機能が無くても良いので
、強制帯電によって所定の極性に制御されたトナーが現
像中に電荷を失ったりあるいは反転したりすることの心
配はない。これに対し、従来の現像装置では、正又は負
に帯電させられたトナーを担持するローラを、そのまま
現像ローラとして用いている。特に、画質を良くするた
めに、静電潜像を担持する感光体に現像ローラを接触し
て現像する方式のものにおいては、感光層の材質、トナ
ーの材質及び現像ローラの材質によっては1gA像ロー
ラと感光体との間で摩擦帯電現象が生じる。この場合に
は、せっかく強制帯電させたトナーの電位が変動してし
まうので、所期の現像特性を得ることができない。
In this embodiment, the charged toner is once transferred to a magnetic brush (or fur brush), and the latent image is developed with this magnetic brush. Carrier as magnetic brush (
Or in a fur brush. Since the toner (fur) does not need to have the function of triboelectrically charging the toner or the photoreceptor, there is no worry that the toner, whose polarity is controlled to a predetermined value by forced charging, will lose or reverse its charge during development. On the other hand, in conventional developing devices, a roller that carries positively or negatively charged toner is used as a developing roller. Particularly, in order to improve the image quality, in a system in which a developing roller is brought into contact with a photoreceptor carrying an electrostatic latent image to develop the image, depending on the material of the photosensitive layer, the material of the toner, and the material of the developing roller, a 1gA image may be produced. A frictional charging phenomenon occurs between the roller and the photoreceptor. In this case, the potential of the toner that has been forcibly charged will fluctuate, making it impossible to obtain the desired development characteristics.

効果 本発明によれば、磁気ブラシに対してトナー供給手段及
びトナー回収手段を付設して、現像装置内でキャリアと
トナーとを撹拌することをなくしたので、2成分現像剤
を用いる現像装置の各種撹拌機構および撹拌スペースを
省略することが可能となり、装置全体を大幅に小型化す
ることができ。
Effects According to the present invention, the magnetic brush is provided with a toner supply means and a toner recovery means, thereby eliminating the need to stir the carrier and toner within the developing device. Various stirring mechanisms and stirring spaces can be omitted, making it possible to significantly downsize the entire device.

1成分現像方式と同様な取り扱いの容易化を図ることが
できる。しかも、撹拌の省略によらてキャリアの早期疲
労を防ぐことができ、さらに、2成分現像方式の画像安
定性およびフレキシビリティ−は、そのまま維持するこ
とができる。
It is possible to facilitate handling similar to the one-component development method. Moreover, by omitting stirring, early fatigue of the carrier can be prevented, and furthermore, the image stability and flexibility of the two-component development system can be maintained as they are.

特に、本発明では、さらに、このような特性によって、
カラー複写、印刷等のトナー消費が多い場合でもトナー
を撹拌することなく大量に供給して、濃度変化及び画像
劣化の少ない安定した画像を得ることができる。
In particular, the present invention further provides such characteristics,
Even when toner consumption is high in color copying, printing, etc., a large amount of toner can be supplied without stirring, and stable images with little density change and image deterioration can be obtained.

又、トナー供給手段に供給されるトナーを強制的に帯電
させるようにしたので、トナーの摩擦帯電特性によらず
、トナーに常に一定の帯電電位を与えることが出来、安
定した画像品質を得ることができる。更に、トナーの極
性を任意に得られるので正規像、反転像等を自由に選択
して簡単に得られる。
Furthermore, since the toner supplied to the toner supply means is forcibly charged, a constant charging potential can always be applied to the toner regardless of the frictional charging characteristics of the toner, and stable image quality can be obtained. Can be done. Furthermore, since the polarity of the toner can be arbitrarily obtained, a normal image, an inverted image, etc. can be freely selected and easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における現像装置の断面図、
第2図はバイアス値と画像濃度との関係を表わした線図
、第3図は本発明による現像装置を適用した複写機の縦
断面説明図、第4図は一般の現像装置の縦断面図である
。 11・・・感光体ドラム 12・・・円筒状スリーブ 14・・・磁気ブラシ 16・・・静電潜像 18・・・トナー回収ローラ 24・・・トナー供給ローラ 25・・・トナー
FIG. 1 is a sectional view of a developing device in an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a diagram showing the relationship between bias value and image density, Fig. 3 is a longitudinal cross-sectional view of a copying machine to which the developing device according to the present invention is applied, and Fig. 4 is a longitudinal cross-sectional view of a general developing device. It is. 11... Photosensitive drum 12... Cylindrical sleeve 14... Magnetic brush 16... Electrostatic latent image 18... Toner collection roller 24... Toner supply roller 25... Toner

Claims (1)

【特許請求の範囲】 潜像担持体上の潜像にトナーを付与してこの潜像を頭像
とする現像装置において、 上記潜像にトナーを供給する磁気ブラシと、該磁気ブラ
シに帯電したトナーを供給するトナー供給手段と、 該トナー供給手段に供給されるトナーを上記の帯電とは
別に電気的に強制的に帯電させるトナー帯電手段と、 現像後に上記磁気ブラシ上に残留するトナーを回収する
トナー回収手段とを有することを特徴とする現像装置。
[Scope of Claims] A developing device that applies toner to a latent image on a latent image carrier and uses this latent image as a head image, comprising: a magnetic brush that supplies toner to the latent image; and toner charged on the magnetic brush. a toner supplying means for supplying the toner, a toner charging means for forcibly electrically charging the toner supplied to the toner supplying means separately from the above-mentioned charging, and collecting the toner remaining on the magnetic brush after development. A developing device comprising a toner collecting means.
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