JP5494256B2 - Development device - Google Patents
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Description
本発明は、現像装置、特に、電子写真方式による画像形成において感光体上に形成された静電潜像を現像するための現像装置に関する。 The present invention relates to a developing device, and more particularly to a developing device for developing an electrostatic latent image formed on a photoreceptor in image formation by electrophotography.
近年、電子写真方式による画像形成の分野において、感光体(像担持体)上に形成された静電潜像の現像方式としては、トナーのみを用いる1成分現像方式及びトナーとキャリアとを攪拌/混合した2成分現像方式の長所を併せ持つハイブリッド現像方式が注目されている。このハイブリッド現像方式では、トナーとキャリアを攪拌/混合してトナーに対する荷電を行った後に、現像剤(トナーとキャリアとの混合物)を担持する現像剤担持ローラと感光体にトナーを供給するための現像(トナー担持)ローラとの間に形成された分離電界の作用によりトナーをキャリアから分離してトナーのみを現像ローラ上に保持させ、感光体上の静電潜像に対して1成分現像を行うようにしている。 In recent years, in the field of image formation by electrophotography, as a developing method of an electrostatic latent image formed on a photoconductor (image carrier), a one-component developing method using only toner and agitation / A hybrid development system that has the advantages of a mixed two-component development system has attracted attention. In this hybrid development system, the toner and carrier are agitated / mixed to charge the toner, and then the developer carrying roller for carrying the developer (mixture of toner and carrier) and the toner are supplied to the photosensitive member The toner is separated from the carrier by the action of a separation electric field formed between the developing (toner carrying) roller and the toner alone is held on the developing roller, and one-component development is performed on the electrostatic latent image on the photoreceptor. Like to do.
ハイブリッド現像においては、高速現像に対応するために、複数の現像ローラを感光体に対してその回転方向に沿って配置し、現像領域の拡大を図っている(特許文献1,2参照)。
In the hybrid development, in order to cope with high-speed development, a plurality of development rollers are arranged along the rotation direction with respect to the photosensitive member to expand the development area (see
このような複数の現像ローラを有するハイブリッド現像装置においては、感光体と現像ローラとの間の現像領域に交流電界を形成し、現像ローラと感光体との間でトナーを往復移動させて現像を行うのが一般的である。きめ細かな濃度(現像トナー量)の均一性を維持する現像を行うには、トナーの十分な往復回数が必要となるが、高速化に伴って現像時間が不足しているのが現状である。それを補うために交流バイアス電圧の周波数を上げて対応している。しかし、この対応策では、エッジ電界を伴い、ライン、ドットの再現性が低下する。 In such a hybrid developing device having a plurality of developing rollers, an AC electric field is formed in the developing region between the photosensitive member and the developing roller, and the toner is moved back and forth between the developing roller and the photosensitive member for development. It is common to do it. In order to perform development that maintains uniformity in fine density (development toner amount), a sufficient number of times of reciprocation of the toner is required, but under the present circumstances, development time is insufficient as speed increases. To compensate for this, the frequency of the AC bias voltage is increased. However, with this countermeasure, the reproducibility of lines and dots is reduced with an edge electric field.
また、感光体上でトナーが低付着量となる低現像電位部分においては、感光体上に移動したトナーが現像ローラに回収されやすいので、現像電位に対する現像トナー量の特性は、線形ではなく、低現像電位部分でトナー量がより少なくなるS字型の特性となる。それゆえ、必然的に、現像トナー量の傾きが大きくなる領域が発生し、静電潜像の電位ムラに対する感度が高く、低電位部分に濃度ムラが発生しやすいという問題点を有している。 In addition, in the low development potential portion where the toner adheres to a low amount on the photoconductor, the toner moved on the photoconductor is easily collected by the developing roller, so the characteristics of the development toner amount with respect to the development potential are not linear, S-shaped characteristics in which the amount of toner is reduced at the low development potential portion. Therefore, there is inevitably a region in which the inclination of the developing toner amount becomes large, the sensitivity to the potential unevenness of the electrostatic latent image is high, and the density unevenness is likely to occur in the low potential portion. .
そこで、本発明の目的は、細線や微小ドットの再現性の向上を図るとともにトナーの濃度ムラやカブリを抑制できるハイブリッド方式の現像装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a hybrid type developing device capable of improving reproducibility of fine lines and fine dots and suppressing toner density unevenness and fogging.
本発明の一形態である現像装置は、
トナーを外周面に担持し、像担持体に対してその回転方向に沿って像担持体とは非接触で配置された複数のトナー担持体と、
トナーとキャリアとからなる現像剤を担持し、前記複数のトナー担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、
を備え、
前記像担持体上に形成された静電潜像の電圧と前記トナー担持体に印加された交流バイアス電圧との間で形成される電界によりトナーを静電潜像に付着させる現像装置において、
前記像担持体の回転方向上流側に配置された第1トナー担持体及び回転方向下流側に配置された第2トナー担持体に印加される交流バイアス電圧のピーク−ピーク電圧が同じ値であり、かつ、前記ピーク−ピーク電圧の中心値であって、第1トナー担持体へ印加される中心値が第2トナー担持体へ印加される中心値に比べてトナーを像担持体側により移動させる電位差を有し、第1トナー担持体による現像領域を通過した後の現像トナー量が、第2トナー担持体による現像領域を通過した後の現像トナー量よりも多いこと、
を特徴とする現像装置。
A developing device according to an aspect of the present invention is:
A plurality of toner carriers that carry toner on the outer peripheral surface and are arranged in non-contact with the image carrier along the rotation direction with respect to the image carrier;
A developer carrier that carries a developer composed of toner and a carrier, and supplies the toner to the plurality of toner carriers;
With
In a developing device for attaching toner to an electrostatic latent image by an electric field formed between a voltage of an electrostatic latent image formed on the image carrier and an AC bias voltage applied to the toner carrier,
The peak-peak voltage of the AC bias voltage applied to the first toner carrier disposed on the upstream side in the rotation direction of the image carrier and the second toner carrier disposed on the downstream side in the rotation direction are the same value. In addition, the central value of the peak-to-peak voltage, where the central value applied to the first toner carrier has a potential difference that moves the toner closer to the image carrier than the central value applied to the second toner carrier. Yes, and developed toner amount after passing through the developing region by the first toner carrying member, it larger than the developing amount of toner after passing through the developing region by the second toner carrier,
A developing device.
前記現像装置においては、像担持体の回転方向上流側に配置された第1トナー担持体及び回転方向下流側に配置された第2トナー担持体に印加される交流バイアス電圧のピーク−ピーク電圧の中心値であって、第1トナー担持体へ印加される中心値が第2トナー担持体へ印加される中心値に比べてトナーを像担持体側により移動させる電位差を有するため、像担持体の回転方向上流側の現像領域を通過した後の現像トナー量が、回転方向下流側の現像領域を通過した後の現像トナー量よりも多くなり、上流側の現像領域で感光体に過剰に現像されたトナーが回転方向下流側の現像領域で回収される(回収が促進される)。その結果、細線や微小ドットの再現性が向上するとともに、特に低濃度部分でのトナーの濃度ムラやカブリが抑制される。 In the developing device, the peak-peak voltage of the AC bias voltage applied to the first toner carrier disposed on the upstream side in the rotational direction of the image carrier and the second toner carrier disposed on the downstream side in the rotational direction. Since the central value applied to the first toner carrier has a potential difference that moves the toner toward the image carrier compared to the central value applied to the second toner carrier, the rotation of the image carrier The development toner amount after passing through the development area on the upstream side in the direction is larger than the development toner amount after passing through the development area on the downstream side in the rotation direction, and the toner is excessively developed on the photoconductor in the development area on the upstream side. The toner is collected in the developing area on the downstream side in the rotation direction (collection is promoted). As a result, the reproducibility of fine lines and fine dots is improved, and toner density unevenness and fogging in a low density portion are suppressed.
本発明によれば、細線や微小ドットの再現性の向上を図るとともにトナーの濃度ムラやカブリを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to improve reproducibility of fine lines and fine dots and to suppress toner density unevenness and fogging.
以下、本発明に係る現像装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図面において、同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of a developing device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same member and part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
(現像装置の第1実施例、図1〜図4参照)
第1実施例である現像装置2Aは、感光体(像担持体)1上に形成された静電潜像をトナーによって可視像化するものである。感光体1は、図1に示すように矢印で示す反時計回り方向回転に伴って、帯電用ローラ6にて所定の電位に均一に帯電され、図示しないレーザ走査装置から放射されるレーザビームBにて静電潜像を形成され、現像装置2Aにて現像され、転写ローラ8から付与される電界にて記録紙Sにトナー画像が転写され、ブレード9にて残留トナーが除去される。また、図示しないイレーサにて残留電化が除去される。なお、この種の作像手段を用いて電子写真法にて画像を形成するプロセスは周知であり、詳細な説明は省略する。
(Refer to the first embodiment of the developing device, FIGS. 1 to 4)
The developing device 2A according to the first embodiment visualizes the electrostatic latent image formed on the photoreceptor (image carrier) 1 with toner. As shown in FIG. 1, the
なお、帯電手段や転写手段としてはローラ6やローラ8に代えてコロトロン方式あるいはスコロトロン方式の放電器であってもよく、露光装置もレーザ以外の光を用いるものであってもよい。
The charging unit and the transfer unit may be a corotron type or scorotron type discharger instead of the
現像装置2Aは、トナー補給ボトル3と、トナーとキャリアとからなる現像剤25を収容する現像剤槽28と、現像剤25を外周面に担持してその回転方向に搬送する第1及び第2現像剤担持ローラ23a,23bと、該ローラ23a,23bの外周面からトナーを分離して自らの外周面に担持してその回転方向(時計回り方向)に搬送する第1及び第2現像(トナー担持)ローラ21a,21bを備え、ハイブリッド現像を行うものである。また、第1及び第2現像剤担持ローラ23a,23bには高圧電源回路4a,4bが接続され、第1及び第2現像ローラ21a,21bには高圧電源回路5a,5bが接続されている。
The developing device 2A includes a
トナーは、トナー補給ボトル3からトナー補給ローラ27の回転に基づいて現像剤槽28へ所定量ずつ補給される。現像剤槽28の底部には二つの攪拌搬送ローラ26が配置されている。補給されたトナーはローラ26の回転に基づいてキャリアと攪拌/混合され、所定の電位に帯電されて第1現像剤担持ローラ23aの下部に搬送される。攪拌搬送ローラ26による現像剤25の攪拌/混合作用は従来の現像装置と同様であり、その詳細な説明は省略する。
The toner is supplied from the
第1及び第2現像剤担持ローラ23a,23bは、矢印方向に回転駆動されるスリーブと、該スリーブに内蔵/固定された磁石ローラとで構成されている。第1現像剤担持ローラ23aのスリーブは反時計回り方向に回転し、第2現像剤担持ローラ23bのスリーブは時計回り方向に回転する。それぞれの磁石ローラは、スリーブの回転方向に沿って、N極、S極を有している。
The first and second
攪拌搬送ローラ26によって第1現像剤担持ローラ23aの近傍に搬送された現像剤25は、まず、規制ブレード24で層厚(通過量)を規制されて第1現像剤担持ローラ23aに供給され、ローラ23a,23bの対向部分において、内蔵磁石による磁力の作用で第1現像剤担持ローラ23aに保持されているトナーのおおよそ半分の量が第2現像剤担持ローラ23bに供給される。その後、トナーはローラ23a,23bから現像ローラ21a,21bに供給されることになる。
The
第1現像ローラ21aは、感光体1の回転方向(反時計回り方向)の上流側に配置され、矢印で示すように時計回り方向に回転駆動される。第2現像ローラ21bは、感光体1の回転方向の下流側に配置され、矢印で示すように時計回り方向に回転駆動される。
The first developing
第1及び第2現像剤担持ローラ23a,23bと第1及び第2現像ローラ21a,21bの対向領域には、高圧電源回路4a,4bによってトナーを現像剤25から電気的に分離してローラ21a,21bの外周面に移行させる電界が形成される。また、第1及び第2現像ローラ21a,21bと感光体1とが対向する現像領域a,bには、高圧電源回路5a,5bによってトナーを感光体1の外周面に移動させる電界が形成される。
In a region where the first and second
第1現像剤担持ローラ23aから第1現像ローラ21aの外周面に層状に担持されたトナーは、第1現像ローラ21aの回転に基づいて、感光体1と対向する現像領域aに搬送される。これらのトナーは、感光体1上に形成された静電潜像の電圧と現像ローラ21aに高圧電源回路5aから印加された交流バイアス電圧との間で形成される電界によって感光体1と現像ローラ21aの間を往復運動しながら静電潜像を現像する。また、第2現像剤担持ローラ23bから第2現像ローラ21bの外周面に層状に担持されたトナーは、第2現像ローラ21bの回転に基づいて、感光体1と対向する現像領域bに搬送される。これらのトナーは、感光体1上に形成された静電潜像の電圧と現像ローラ21bに高圧電源回路5bから印加された交流バイアス電圧との間で形成される電界によって感光体1と現像ローラ21bの間を往復運動しながら静電潜像を現像する。
The toner carried in the form of a layer on the outer peripheral surface of the first developing
現像ローラ21a,21bは、金属材からなる導電性ローラ、例えば、アルマイト加工を表面に施したアルミニウム製ローラで構成されている。ローラ基体上にポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などのコーティングを施したり、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどのコーティングを施したものであってもよい。
The developing
ちなみに、トナーとキャリアとの混合物である現像剤において、トナーとしては、一般に用いられている、バインダ樹脂中に着色剤や必要に応じて荷電制御材や離型材などを含有させ、外添材を処理したものを使用することができる。トナー粒径としては3〜10μm程度が望ましい。キャリアとしては、一般に使用されている、バインダ型キャリアやコート型キャリアなどを使用することができる。キャリア粒径としては15〜100μm程度が好ましい。トナーとキャリアとの混合比は、所望のトナー帯電量が得られるように調整されていればよく、実際上、キャリアの表面に対するトナーの被覆率が20〜40%程度となるように設定される。 By the way, in the developer which is a mixture of toner and carrier, as a toner, a commonly used binder resin contains a colorant and, if necessary, a charge control material or a release material, and an external additive is added. The processed one can be used. The toner particle size is preferably about 3 to 10 μm. As the carrier, generally used binder type carriers, coat type carriers, and the like can be used. The carrier particle size is preferably about 15 to 100 μm. The mixing ratio of the toner and the carrier may be adjusted so as to obtain a desired toner charge amount, and is actually set so that the coverage of the toner on the surface of the carrier is about 20 to 40%. .
ここで、現像ローラ21a,21bに印加されるバイアス電圧について説明する。高圧電源回路4a,4b,5a,5bによって、現像ローラ21a,21bと現像剤担持ローラ23a,23bとの間には交流電界が形成され、現像剤担持ローラ23a,23bから現像ローラ21a,21bへトナーが供給される電位関係とされている。現像領域a,bでは、現像ローラ21a,21bと感光体1との間の空間を電界力によってトナーが飛翔して感光体1上の静電潜像を忠実に現像するために、現像ローラ21a,21bと感光体1との間が非接触に構成されたうえで、交流電界が形成されるようになっている。
Here, the bias voltage applied to the developing
図2(A)に上流側の第1現像ローラ21aに印加する交流バイアス電圧と感光体1上のソリッド状の潜像電位との関係を示し、図2(B)に下流側の第2現像ローラ21bと感光体1上のソリッド状の潜像電位との関係を示す。図3に、現像ローラ21a,21bに印加される交流バイアス電圧の平均電圧値と現像剤担持ローラ23a,23bに印加される直流バイアス電圧V2(A),V2(B)との関係を示す。なお、感光体1及びトナーはマイナス帯電である。
FIG. 2A shows the relationship between the AC bias voltage applied to the upstream first developing
ここで、現像装置2Aにおいては、図4に示すように、上流側の第1現像ローラ21aの現像領域aを通過した後の現像トナー量M1が、下流側の第2現像ローラ21bの現像領域bを通過した後の現像トナー量M2よりも多くなるように、高圧電源回路5a,5bから印加される交流バイアス電圧が設定されている。即ち、上流側に配置された第1現像ローラ21a及び下流側に配置された第2現像ローラ21bに印加される交流バイアス電圧のピーク−ピーク電圧(V1(A)pp,V1(B)pp)の中心値であって、第1現像ローラ21aへ印加される中心値が第2現像ローラ21bへ印加される中心値に比べてトナーを感光体1側により移動させる電位差を有している。
Here, in the developing device 2A, as shown in FIG. 4, the developing toner amount M1 after passing through the developing area a of the first developing
図2(A),(B)に示すように、現像ローラ21a,21bには、矩形波の交流バイアス電圧が印加され(ピーク−ピーク電圧値はV1(A)pp,V1(B)ppともに2500V)、その中心値(ローラ21aに対してはV1(A)dc:−250V、ローラ21bに対してはV1(B)dc:−150V)とソリッド状の静電潜像部電位Viとの電位差に対応した量のトナーが感光体1へ転移する。トナーは、印加されるバイアス電圧が最小値にあるときに感光体1に移動し、最大値にあるときに現像ローラ21a,21bに移動する。1周期における最小値期間の比を現像デューティ比と称し、本実施例では現像デューティ比を50%に設定している。
As shown in FIGS. 2A and 2B, a rectangular wave AC bias voltage is applied to the developing
本実施例において、前記中心値は、上流側の現像ローラ21aの現像領域aにおける中心値(V1(A)dc)の方が、下流側の現像ローラ21bの現像領域bにおける中心値(V1(B)dc)よりも絶対値で大きく設定されている。それゆえに、図4に示すように、上流側の現像ローラ21aの現像領域aを通過した後の現像トナー量M1が、下流側の現像ローラ21bの現像領域bを通過した後の現像トナー量M2よりも多くなる。
In this embodiment, the central value (V1 (A) dc) in the developing area a of the upstream developing
ちなみに、従来の現像装置においては、現像領域a,bでのそれぞれの現像トナー量を積み上げるようにして目標とする現像トナー量を達成している。これに対して、本実施例では、上流側の現像領域aを通過した後の現像トナー量M1を多くして、いわば過剰に現像を行い、下流側の現像領域bを通過した後の現像トナー量M2を少なくして、過剰に現像されたトナーを下流側の現像領域bで回収するようにしている。その結果、細線や微小ドットの再現性が向上するとともに、特に低濃度部分でのトナーの濃度ムラやカブリが抑制される。 Incidentally, in the conventional developing device, the target developing toner amount is achieved by accumulating the developing toner amounts in the developing regions a and b. On the other hand, in this embodiment, the developing toner amount M1 after passing through the upstream developing area a is increased, so to speak, the developing toner is excessively developed and passed through the downstream developing area b. The amount M2 is reduced, and the excessively developed toner is collected in the downstream development area b. As a result, the reproducibility of fine lines and fine dots is improved, and toner density unevenness and fogging in a low density portion are suppressed.
(現像装置の第2実施例、図5参照)
第2実施例である現像装置2Bは、図5に示すように、前記第1実施例で示した第1及び第2現像剤担持ローラ23a,23bを、一つの現像剤担持ローラ23で構成したものである。現像剤担持ローラ23は、矢印方向(時計回り方向)に回転駆動されるスリーブと、該スリーブに内蔵/固定された磁石ローラとで構成されており、高圧電源回路4が接続されている。磁石ローラは、スリーブの回転方向に沿って、磁極N1,S1,N2,S2,S3,N3,S4を有している。スリーブの回転方向は第1及び第2現像ローラ21a,21bの回転方向と同じであり、対向部分において互いに反対方向に移動する。
(See the second embodiment of the developing device, FIG. 5)
As shown in FIG. 5, the developing device 2B according to the second embodiment comprises the first and second
攪拌搬送ローラ26によって現像剤担持ローラ23の近傍に搬送された現像剤25は、磁石ローラの磁極S3の磁力によってスリーブの外周面に担持され、規制ブレード24で層厚(通過量)を規制されて第1及び第2現像ローラ21a,21bとの対向部分に送られる。磁石ローラの主磁極N1,S1は第1及び第2現像ローラ21a,21bのそれぞれと対向して配置されており、現像剤25からトナーを分離して現像ローラ21a,21bに供給する。磁極S2,S3は、現像剤槽28の直上に配置され、スリーブ上に担持されている現像剤25をスリーブから剥離するための反発磁界を発生させる。
The
そして、前記第1実施例で説明したように、現像剤担持ローラ23と第1及び第2現像ローラ21a,21bの対向領域には、高圧電源回路4によってトナーを現像剤25から電気的に分離してローラ21a,21bの外周面に移行させる電界が形成される。また、第1及び第2現像ローラ21a,21bと感光体1とが対向する現像領域a,bには、高圧電源回路5a,5bによってトナーを感光体1の外周面に移動させる電界が形成される。
As described in the first embodiment, the toner is electrically separated from the
その他の構成及び作用は図1に示した第1実施例と同様であり、現像のための交流バイアス電圧の印加は図2に示したとおりである。従って、第2実施例である現像装置2Bにおいても第1実施例と同様に、細線や微小ドットの再現性が向上するとともに、特に低濃度部分でのトナーの濃度ムラやカブリが抑制される。 Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the application of an AC bias voltage for development is as shown in FIG. Accordingly, in the developing device 2B according to the second embodiment, the reproducibility of fine lines and fine dots is improved as well as the first embodiment, and toner density unevenness and fogging in a low density portion are suppressed.
(電位差発生手段、図6及び図7参照)
ここで、交流バイアス電圧の前記中心値(V1(A)dc,V1(B)dc)の電位差を発生させる手段について図6及び図7を参照して説明する。図6に示す第1例は、抵抗RとコンデンサCとからなる並列共振回路LCと電源出力Voutとの間にツェナダイオードDを挿入したもので、第1現像ローラ21aへは接続点Aから交流電圧が印加され、第2現像ローラ21bへは接続点Bから交流電圧が印加される。第1現像ローラ21aに印加する交流バイアス電圧のピーク−ピーク電圧値V1(A)dcに対して、第2現像ローラ21bに印加する交流バイアス電圧のピーク−ピーク電圧値V1(B)dcが異なる値になる。
(Potential difference generating means, see FIGS. 6 and 7)
Here, means for generating a potential difference between the center values (V1 (A) dc, V1 (B) dc) of the AC bias voltage will be described with reference to FIGS. In the first example shown in FIG. 6, a Zener diode D is inserted between a parallel resonant circuit LC composed of a resistor R and a capacitor C and a power output Vout, and the first developing
図7に示す第2例は、抵抗RとコンデンサCとからなる並列共振回路LC1,2と電源出力Voutとの間にツェナダイオードD1,2を挿入したもので、第1現像ローラ21aへは接続点Aから交流電圧が印加され、第2現像ローラ21bへは接続点Bから交流電圧が印加される。第1現像ローラ21aに印加する交流バイアス電圧のピーク−ピーク電圧値V1(A)dcに対して、第2現像ローラ21bに印加する交流バイアス電圧のピーク−ピーク電圧値V1(B)dcが同じ値になる。
In the second example shown in FIG. 7, Zener diodes D1 and D2 are inserted between parallel resonant circuits LC1 and LC2 composed of a resistor R and a capacitor C and a power output Vout, and are connected to the first developing
(実験例)
第1実施例である現像装置2Aを用いて以下の実験(本発明例1〜17、比較例1〜6)を行った。システム速度(用紙搬送速度)は700mm/secである。現像バイアス条件はそれぞれの実験例(本発明例及び比較例ともに)以下の表1に示すとおりである。
(Experimental example)
The following experiments (Invention Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 6) were performed using the developing device 2A of the first example. The system speed (paper conveyance speed) is 700 mm / sec. The developing bias conditions are as shown in Table 1 below for each experimental example (both the inventive example and the comparative example).
固定条件として、感光体1と現像ローラ21a,21bとの最近接部のギャップDsは250μm、現像ローラ21a,21bには周波数5kHzの交流バイアス電圧を図2に示す矩形波として印加した。現像剤担持ローラ23a,23bの上の単位面積当たりの現像剤搬送量が6g/m2となるように、現像剤担持ローラ23a,23bに印加するバイアス電圧を調整した。感光体1上に形成された静電潜像の背景部電位は−450V、ソリッド状画像部電位は−50Vである。また、現像ローラ21a,21bの回転数は、それらの回転周速と感光体1の回転周速の比がそれぞれ1.5:1となるように設定した。
As a fixing condition, an AC bias voltage having a frequency of 5 kHz was applied to the developing
現像剤としては以下のものを用いた。トナーは、湿式造粒法により作成された体積平均粒径約6.5μmのトナー母材100重量部に対し、第1の疎水性シリカ0.2重量部と第2の疎水性シリカ0.5重量部と疎水性酸化チタン0.5重量部を外添処理した負極性のものを用いた。キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子にアクリル系樹脂コートがなされているコート型キャリアで、平均粒径約33μmのものを用いた。現像剤中のトナー比率(現像剤全量に対するトナー量の割合)は8wt%とした。 The following were used as developers. In the toner, 100 parts by weight of a toner base material having a volume average particle diameter of about 6.5 μm prepared by a wet granulation method is used, and 0.2 parts by weight of the first hydrophobic silica and 0.5 parts of the second hydrophobic silica are used. A negative electrode having an external addition treatment of 0.5 parts by weight of hydrophobic titanium oxide and 0.5 parts by weight of hydrophobic titanium oxide was used. The carrier used is a coated carrier in which an acrylic resin coat is applied to carrier core particles made of a magnetic material and has an average particle diameter of about 33 μm. The toner ratio in the developer (ratio of the toner amount to the total amount of developer) was 8 wt%.
表1に示すそれぞれの項目に関して以下に説明する。 Each item shown in Table 1 will be described below.
項目「Vpp1/Ds」は、上流側現像ローラ21aのピーク−ピーク電圧値V1(A)ppを現像ギャップDsで割った値(V/μm)である。下流側現像ローラ21bのバイアス設定に関して記載していないが、前記電位差発生手段の第1例(図6参照)を用いる場合は、中心値V1(A)dc,V1(B)dcに電位差を設けるとピーク−ピーク電圧値V1(A)ppにも差が生じる。第2例(図7参照)を用いる場合は、中心値V1(A)dc,V1(B)dcに電位差を設けてもピーク−ピーク電圧値V1(A)ppに差が生じない。表1で項目「バイアス設定」に“設定1”とあるのは第1例を用いた場合であり、“設定例2”とあるのは第2例を用いた場合である。
The item “Vpp1 / Ds” is a value (V / μm) obtained by dividing the peak-to-peak voltage value V1 (A) pp of the upstream developing
項目「現像デューティ1・2」は、上流側現像ローラ21a及び下流側現像ローラ21bに印加する交流バイアス電圧の現像デューティ比であり、ローラ21a,21bともに共通の値に設定されている。
The item “
項目「Vdc1」は、上流側現像ローラ21aに印加された電圧V1(A)ppの中心電位V1(A)dcであり、項目「Vdc2」は、下流側現像ローラ21bに印加された電圧V1(B)ppの中心電位V1(B)dcである。
The item “Vdc1” is the center potential V1 (A) dc of the voltage V1 (A) pp applied to the upstream developing
項目「現像量の関係」は、現像領域aを通過後の現像トナー量M1と、現像領域bを通過後の現像トナー量M2との大小関係である。 The item “relationship between development amounts” is a magnitude relationship between the development toner amount M1 after passing through the development region a and the development toner amount M2 after passing through the development region b.
前記各種条件に基づいて、現像ローラ21a,21bと現像剤担持ローラ23との間のトナー供給電位差を一定に保ちつつ、現像ローラ21a,21bに印加する現像バイアスの中心値Vdc1、Vdc2を以下の表1の本発明例1〜17及び比較例1〜6に示すように変化させてプリント処理を行った。表1には、評価項目として細線再現性、濃度ムラ、カブリを挙げ、総合評価も行った。
Based on the various conditions described above, the central values Vdc1 and Vdc2 of the developing bias applied to the developing
細線再現性は、600dpiで1ドットの斜め線をプリントし、その画像を最高ランク5から1まで評価した。実用上良好であるランクを3とし、ランク3以上に○印を付し、ランク2以下には×印を付した。濃度ムラは、ハーフトーン画像をプリントし、その画像を最高ランク5から1まで評価した。実用上良好であるランクを3とし、ランク3以上に○印を付し、ランク2以下には×印を付した。カブリは白紙画像をプリントし、トナーの不要付着の程度を最高ランク5から1まで評価した。実用上良好であるランクを3とし、ランク3以上に○印を付し、ランク2以下には×印を付した。
The fine line reproducibility was evaluated by printing an oblique line of 1 dot at 600 dpi and evaluating the image from the highest rank of 5 to 1. The rank that is practically good is set to 3,
本発明例1〜17は、全て現像トナー量M1,M2がM1>M2の関係を満たし、全ての画像品質で良好な評価、即ち、総合評価で実用上良好である評価を得た。 In Examples 1 to 17 of the present invention, the development toner amounts M1 and M2 all satisfied the relationship of M1> M2, and good evaluation was obtained for all image quality, that is, evaluations that were practically good in comprehensive evaluation.
これに対して、比較例1〜6は、いずれも、M1<M2の関係にあり、細線再現性、濃度ムラのいずれもが好ましくないランクに評価された。 On the other hand, all of Comparative Examples 1 to 6 are in a relationship of M1 <M2, and both the fine line reproducibility and the density unevenness were evaluated to ranks that are not preferable.
(他の実施例)
なお、本発明に係る現像装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
(Other examples)
The developing device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
例えば、感光体、現像剤ローラ、第1及び第2現像ローラの回転方向は前記実施例に記載した方向に限定するものではない。各種ローラは種々の材料にて製作することができる。また、トナーやキャリアも種々の材料を用いることができる。現像方式も従来知られている正規現像あるいは反転現像のいずれであってもよい。 For example, the rotation direction of the photosensitive member, the developer roller, and the first and second developing rollers is not limited to the direction described in the above embodiment. Various rollers can be made of various materials. Various materials can also be used for the toner and the carrier. The developing method may be either normal development or reversal development that is conventionally known.
以上のように、本発明は、現像装置に有用であり、特に、細線や微小ドットの再現性が向上し、トナーの濃度ムラやカブリを抑制できる点で優れている。 As described above, the present invention is useful for a developing device, and is particularly excellent in that the reproducibility of fine lines and minute dots is improved and toner density unevenness and fog can be suppressed.
1…感光体
2A,2B…現像装置
5a,5b…高圧電源回路
21a…第1現像ローラ
21b…第2現像ローラ
23,23a,23b…現像剤担持ローラ
a,b…現像領域
M1,M2…現像トナー量
D,D1,D2…ツェナダイオード
DESCRIPTION OF
Claims (2)
トナーとキャリアとからなる現像剤を担持し、前記複数のトナー担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、
を備え、
前記像担持体上に形成された静電潜像の電圧と前記トナー担持体に印加された交流バイアス電圧との間で形成される電界によりトナーを静電潜像に付着させる現像装置において、
前記像担持体の回転方向上流側に配置された第1トナー担持体及び回転方向下流側に配置された第2トナー担持体に印加される交流バイアス電圧のピーク−ピーク電圧が同じ値であり、かつ、前記ピーク−ピーク電圧の中心値であって、第1トナー担持体へ印加される中心値が第2トナー担持体へ印加される中心値に比べてトナーを像担持体側により移動させる電位差を有し、第1トナー担持体による現像領域を通過した後の現像トナー量が、第2トナー担持体による現像領域を通過した後の現像トナー量よりも多いこと、
を特徴とする現像装置。 A plurality of toner carriers that carry toner on the outer peripheral surface and are arranged in non-contact with the image carrier along the rotation direction with respect to the image carrier;
A developer carrier that carries a developer composed of toner and a carrier, and supplies the toner to the plurality of toner carriers;
With
In a developing device for attaching toner to an electrostatic latent image by an electric field formed between a voltage of an electrostatic latent image formed on the image carrier and an AC bias voltage applied to the toner carrier,
The peak-peak voltage of the AC bias voltage applied to the first toner carrier disposed on the upstream side in the rotation direction of the image carrier and the second toner carrier disposed on the downstream side in the rotation direction are the same value. In addition, the central value of the peak-to-peak voltage, where the central value applied to the first toner carrier has a potential difference that moves the toner closer to the image carrier than the central value applied to the second toner carrier. Yes, and developed toner amount after passing through the developing region by the first toner carrying member, it larger than the developing amount of toner after passing through the developing region by the second toner carrier,
A developing device.
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