JPH11149218A - Developing device - Google Patents
Developing deviceInfo
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- JPH11149218A JPH11149218A JP9332451A JP33245197A JPH11149218A JP H11149218 A JPH11149218 A JP H11149218A JP 9332451 A JP9332451 A JP 9332451A JP 33245197 A JP33245197 A JP 33245197A JP H11149218 A JPH11149218 A JP H11149218A
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- magnetic
- developer
- carrier
- pole
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Landscapes
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真記録装置
又は静電記録装置等で用いられ、静電電位の差による潜
像にトナーを選択的に転移させて可視化する現像装置に
係り、特に磁性キャリアとトナーとを混合した二成分現
像剤を用いる現像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device which is used in an electrophotographic recording device or an electrostatic recording device or the like, and selectively transfers toner to a latent image due to a difference in electrostatic potential to visualize the developing device. The present invention relates to a developing device using a two-component developer in which a magnetic carrier and a toner are mixed.
【0002】[0002]
【従来の技術】複写機・プリンタ等の画像形成装置とし
ては、電子写真式又は静電記録式の装置が広く用いられ
ている。このような装置は像担持体上に静電潜像を形成
し、これにトナーを転移して可視像とした後、このトナ
ー像を記録用紙等に転写するように構成されている。2. Description of the Related Art As image forming apparatuses such as copying machines and printers, electrophotographic or electrostatic recording apparatuses are widely used. Such an apparatus is configured to form an electrostatic latent image on an image carrier, transfer toner to the latent image to form a visible image, and then transfer the toner image to recording paper or the like.
【0003】上記像担持体上の静電潜像を可視化する現
像装置には、トナー及び磁性キャリアからなる二成分現
像剤を像担持体表面に接触させ、トナーの転移によって
現像を行ういわゆる接触型二成分現像装置がある。 この
現像装置は、現像剤中におけるトナー濃度の制御が必要
であること、現像剤の攪拌機構が必要となり装置が大型
化するという課題を有するものの、画質特性および現像
剤の搬送性等の点で優れており、現像装置の主流となっ
ている。A developing device for visualizing an electrostatic latent image on the image carrier has a so-called contact type in which a two-component developer comprising a toner and a magnetic carrier is brought into contact with the surface of the image carrier and development is performed by transferring the toner. There is a two-component developing device. Although this developing device has a problem that it is necessary to control the toner concentration in the developer, a mechanism for stirring the developer is required, and the device becomes large, however, in terms of image quality characteristics and developer transportability, etc. It is excellent and has become the mainstream of developing devices.
【0004】図33は、上記接触型二成分現像装置の一
例を示す概略構成図であり、磁石ロール401aとその
周囲で回転駆動するスリーブ401bとを備えた現像ロ
ール401(現像剤担持体)を有している。また、スリ
ーブ401bの周面に二成分現像剤を供給する供給部材
402と、トリマと称される層厚規制部材403とを備
えており、これによってスリーブ上に適切な厚さの現像
剤層を形成する。このようにして形成された現像剤層は
磁石ロール401aによる磁界に従ってキャリアが穂状
に連なったいわゆる磁気ブラシを形成し、像担持体41
0との対向位置でこの像担持体410と接触してトナー
を転移するようになっている。FIG. 33 is a schematic diagram showing an example of the above-mentioned contact type two-component developing device, in which a developing roll 401 (developer carrier) having a magnet roll 401a and a sleeve 401b driven to rotate around the magnet roll 401a is used. Have. Further, a supply member 402 for supplying a two-component developer to the peripheral surface of the sleeve 401b and a layer thickness regulating member 403 called a trimmer are provided, whereby a developer layer having an appropriate thickness is formed on the sleeve. Form. The developer layer thus formed forms a so-called magnetic brush in which carriers are connected in a spike shape in accordance with a magnetic field generated by the magnet roll 401a.
The toner is transferred in contact with the image carrier 410 at a position opposed to the image carrier 410.
【0005】このような接触型二成分現像装置では、像
担持体の表面を現像剤の磁気ブラシが機械的に摺擦する
ため、磁気ブラシによるいわゆる刷毛跡や掃き寄せ等の
画質欠陥が生じやすい。そこで、接触型二成分現像装置
において上記画質欠陥を回避する方法や、像担持体表面
に現像剤を接触させずに現像する、いわゆる非接触型二
成分現像装置も多数提案されている。In such a contact-type two-component developing device, since the magnetic brush of the developer mechanically rubs the surface of the image carrier, image defects such as so-called brush marks and sweeping by the magnetic brush are likely to occur. . Therefore, there have been proposed a number of methods for avoiding the above-described image quality defect in a contact type two-component developing device, and a so-called non-contact type two-component developing device for performing development without bringing a developer into contact with the surface of an image carrier.
【0006】例えば特公平8−33691号公報に開示
される現像方法では、現像剤担持体上にトナー層と、ト
ナーと磁性キャリアとで形成されている磁気ブラシ層と
を有し、該現像剤担持体に交流成分と直流成分からなる
バイアス電界を印加しながら像担持体上の静電潜像を現
像するものであり、現像部における像担持体と現像剤担
持体とで形成される空間の容積に対して、該現像部に存
在する磁性キャリアの占める体積を1.5%乃至30%
とし、かつ該現像部において前記交流バイアスの作用に
よって磁性キャリアへの電荷注入を生じさせる。そし
て、電荷を保持した磁性キャリアを前記現像剤担持体と
前記像担持体との間で往復・振動させ、現像部において
現像剤担持体上のトナー及び磁性キャリア表面に担持さ
れるトナーを像担持体に転移させるように構成したもの
である。[0006] For example, in the developing method disclosed in Japanese Patent Publication No. 8-33691, a developer layer is provided with a toner layer and a magnetic brush layer formed of toner and a magnetic carrier. The electrostatic latent image on the image carrier is developed while applying a bias electric field composed of an AC component and a DC component to the carrier, and a space formed by the image carrier and the developer carrier in the developing section is developed. 1.5% to 30% of the volume occupied by the magnetic carrier present in the developing unit with respect to the volume
In the developing section, charge is injected into the magnetic carrier by the action of the AC bias. Then, the magnetic carrier holding the electric charge is reciprocated and vibrated between the developer carrier and the image carrier, and the toner on the developer carrier and the toner carried on the surface of the magnetic carrier in the developing section are carried on the image carrier. It is designed to be transferred to the body.
【0007】この方法は、現像部に存在する磁性キャリ
アの占める体積すなわち充填率を比較的低く設定するこ
とにより、磁気ブラシの機械的な摺擦を軽減させて前記
画質欠陥の抑制を図るものである。この際、磁気ブラシ
が疎になり穂立ち間隔すなわち磁気ブラシの隙間部分が
広がることにより生じる現像性能の低下を、磁性キャリ
アの往復・振動運動、及び、磁気ブラシの隙間部分にト
ナー層を形成してこのトナーを現像に供することにより
補い、高濃度での画像再現を図っている。In this method, the volume occupied by the magnetic carrier present in the developing section, that is, the filling rate is set relatively low, thereby reducing the mechanical rubbing of the magnetic brush and suppressing the image quality defect. is there. At this time, the magnetic brush is sparse and the interval between the magnetic brushes, ie, the gap between the magnetic brushes is widened, and the decrease in the developing performance is caused by the reciprocating and oscillating motion of the magnetic carrier and the toner layer being formed in the gap between the magnetic brushes. The leverage toner is supplemented by being subjected to development, thereby achieving high-density image reproduction.
【0008】また、特公平3−2304号公報に開示さ
れる非接触型二成分現像装置は、絶縁性磁性キャリアを
使用し、現像バイアスの交流成分の振幅をVAC(V)、
周波数をf(Hz)、像担持体と現像剤担持体との間隙
をd(mm)としたとき、 0.2 ≦ VAC/(d・f) {( VAC/d)−1500}/f ≦ 1.0 を満たすように構成されている。この画像形成装置は、
現像バイアスの交流成分の周波数、振幅等を適切に選択
することによって画像の乱れや混色を防止しようとする
ものである。Further, non-contact two-component developing device disclosed in Japanese Patent Kokoku 3-2304 uses insulating magnetic carrier, amplitude V AC (V) of the AC component of the developing bias,
When the frequency is f (Hz) and the gap between the image carrier and the developer carrier is d (mm), 0.2 ≦ V AC / (d · f) {(V AC / d) −1500) / It is configured to satisfy f ≦ 1.0. This image forming apparatus includes:
By appropriately selecting the frequency, amplitude and the like of the AC component of the developing bias, it is intended to prevent image disturbance and color mixing.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
8−33691号公報に開示される方法では、トナーと
キャリアとの摩擦帯電によって生じるキャリアの表面電
荷量と、現像部でのキャリアへの注入電荷量とが、環境
の変化や時間の経過にともなって変動し、磁性キャリア
の現像部における往復・振動運動の状態が変化する。こ
のため、画像濃度の安定性に欠けるという難点がある。However, in the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 8-33691, the surface charge amount of the carrier caused by frictional charging between the toner and the carrier, and the charge injected into the carrier in the developing unit The amount fluctuates with changes in the environment and the passage of time, and the state of the reciprocating and oscillating motion of the magnetic carrier in the developing section changes. For this reason, there is a disadvantage that the stability of the image density is lacking.
【0010】さらに、磁気ブラシの機械的な摺擦は軽減
されてはいるものの、磁性キャリアと像担持体との接触
は存在するため、通常の接触型二成分現像装置に比べれ
ば軽微ではあるが、前記刷毛跡や掃き寄せ等の画質欠陥
は依然として存在し、高画質化に対して難点を有してい
る。Further, although the mechanical rubbing of the magnetic brush is reduced, the magnetic carrier and the image carrier are in contact with each other. However, image quality defects such as brush traces and sweeps still exist, and there is a difficulty in improving image quality.
【0011】また特公平3−2304号公報に開示され
る装置では、非接触型とすることにより前記刷毛跡や掃
き寄せ等の画質欠陥の発生は回避されるものの、像担持
体へ磁性キャリアが付着するいわゆるキャリア付着が生
じやすいという難点を有している。このキャリア付着
は、線画像の周縁部や線間部に生じやすく、特に画数の
多い漢字等の空間周波数の高い画像で発生しやすい。こ
れは、静電潜像の画像部と背景部との境界(縁)でいわ
ゆるフリンジ電界が生じ、画像の周縁部では、トナーと
逆極性に帯電した磁性キャリアに対して静電吸引力が作
用するためである。Further, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-2304, although the occurrence of image quality defects such as brush marks and sweeping is avoided by using a non-contact type, the magnetic carrier is transferred to the image carrier. There is a disadvantage that so-called carrier adhesion is apt to occur. This carrier adhesion is likely to occur at the peripheral portion or between the lines of a line image, particularly in an image having a high spatial frequency such as a kanji having many strokes. This is because a so-called fringe electric field is generated at the boundary (edge) between the image portion and the background portion of the electrostatic latent image, and the electrostatic attraction acts on the magnetic carrier charged to the opposite polarity to the toner at the peripheral portion of the image. To do that.
【0012】キャリア付着が生じると、像担持体上に転
移した磁性キャリアがトナー像と共に転写域にて記録用
紙に接することになるため、トナー像の欠けや抜けが発
生したり、磁性キャリアが記録用紙上に転写されて黒点
となる等の画像品質低下が発生する。また、現像器内か
ら磁性キャリアが少量ずつ流出して行くことになるの
で、現像剤を補給・交換する間隔が短くなってしまう。
さらには、機内汚染の原因となる。When the carrier adheres, the magnetic carrier transferred onto the image carrier comes into contact with the recording paper in the transfer area together with the toner image, so that the toner image may be chipped or missing, or the magnetic carrier may not be recorded. The image quality is deteriorated, such as being transferred to the paper and causing a black point. In addition, since the magnetic carrier flows out little by little from the inside of the developing device, the interval between replenishment and replacement of the developer becomes short.
Furthermore, it causes in-flight contamination.
【0013】また二成分現像装置では、接触型と非接触
型とを問わず前述の層厚規制部材を用いているが、層厚
規制部材の背面部すなわち現像剤搬送方向の上流側で、
現像剤が過度に充填された状態となるため現像剤に強い
圧縮力が作用する。また現像剤が層厚規制部材と現像剤
担持体の間隙を通過する際には、現像剤に強い摩擦力が
作用する。このような力によって現像剤に劣化が発生す
る。上記現像剤の劣化はトナーの劣化とキャリアの劣化
とに大別され、双方とも圧縮力や摩擦力等により発生す
るものであり、トナー及びキャリアの代表的な劣化形態
とその影響は次の通りである。In the two-component developing apparatus, the above-mentioned layer thickness regulating member is used regardless of whether it is a contact type or a non-contact type.
Since the developer is excessively filled, a strong compressive force acts on the developer. Further, when the developer passes through the gap between the layer thickness regulating member and the developer carrier, a strong frictional force acts on the developer. Such a force causes deterioration of the developer. The above-mentioned deterioration of the developer is roughly classified into the deterioration of the toner and the deterioration of the carrier, and both are caused by a compressive force, a frictional force, and the like. It is.
【0014】一般にトナー表面には、帯電性及び流動性
向上のために加えられた外添剤が付着しており、現像剤
に圧縮力や摩擦力が作用すると、この外添剤がトナー表
面から剥離したり、トナーの樹脂中へ埋没する。このよ
うな外添剤の剥離や埋没の生じた状態がトナーの劣化の
代表的な形態であり、このような劣化が進行すると摩擦
帯電特性が変化し、トナーの電荷量分布は極めて広く不
安定となる。このため、電荷量の低いトナーおよび所定
の極性と逆極性に帯電したトナー(以降、逆極性トナー
と称す)が生じて背景部へのカブリが発生する。In general, an external additive added for improving the chargeability and fluidity is attached to the toner surface. When a compressive force or a frictional force acts on the developer, the external additive is removed from the toner surface. Peeling or burying in toner resin. Such a state in which the external additive has been peeled or buried is a typical form of toner deterioration. When such deterioration proceeds, the triboelectric charging characteristics change, and the charge amount distribution of the toner is extremely wide and unstable. Becomes For this reason, a toner having a low charge amount and a toner charged to a polarity opposite to a predetermined polarity (hereinafter, referred to as a toner of opposite polarity) are generated, and fogging to a background portion is generated.
【0015】また上記のようなトナーの劣化が生じる
と、トナーとキャリアとの接触面積が増大するために、
トナーとキャリアとの間の付着力は増大する。このた
め、トナーはキャリアの表面から剥離し難くなり、現像
されるトナー量は減少して画像濃度が低下してしまう。
特に非接触型二成分現像においては、トナーと像担持体
との間の付着力が存在しないために、トナーのキャリア
表面からの剥離は、電界によりトナーに作用するクーロ
ン力が、トナーとキャリアとの間の付着力に勝った場合
に発生する。従って、トナー劣化に伴うトナーとキャリ
アとの間の付着力の増大により、画像濃度の低下は顕著
に現れる。このように、トナーの劣化による画像欠陥が
発生する状態となると、現像剤の寿命が尽きたというこ
とであり、現像剤の交換が必要となる。Further, when the toner is deteriorated as described above, the contact area between the toner and the carrier increases.
The adhesion between the toner and the carrier increases. For this reason, it is difficult for the toner to peel off from the surface of the carrier, and the amount of toner to be developed is reduced, and the image density is reduced.
In particular, in non-contact two-component development, since there is no adhesive force between the toner and the image carrier, the coulomb force acting on the toner by the electric field causes the toner to separate from the carrier surface due to the electric field. Occurs when the adhesive force is overcome. Therefore, the decrease in image density is remarkably caused by the increase in the adhesive force between the toner and the carrier due to the toner deterioration. As described above, when an image defect occurs due to deterioration of the toner, it means that the life of the developer has expired, and the developer needs to be replaced.
【0016】一方、キャリアの劣化は、キャリア表面へ
のトナー並びにトナーの外添剤の固着によって発生す
る。このような劣化が生じると、キャリア表面にトナー
と同種の材料が存在するために、トナーとキャリアとの
摩擦帯電序列の差は、劣化前に比べて小さくなる。従っ
て、キャリアの劣化に伴いトナーの電荷量は減少し、電
荷量の低いトナーおよび逆極性トナーが生じて、背景部
へのカブリが発生することになる。On the other hand, the deterioration of the carrier is caused by the adhesion of the toner and the external additive of the toner to the surface of the carrier. When such deterioration occurs, the difference in the triboelectric charging order between the toner and the carrier is smaller than before the deterioration because the same material as the toner exists on the carrier surface. Accordingly, the charge amount of the toner decreases with the deterioration of the carrier, and a toner having a low charge amount and a toner of the opposite polarity are generated, so that fogging to the background portion occurs.
【0017】また、層厚規制部材を用いる二成分現像装
置の他の問題点として次のような事項がある。非磁性ま
たは磁性の材料からなる層厚規制部材(トリマ)を用い
る場合には、現像剤の搬送量が層厚規制部材と現像剤担
持体表面との間隙、並びに現像剤担持体の磁極の位置関
係に依存するため、層厚規制部材の寸法精度および設定
精度が画質に大きく影響する。従って、良好な画像を得
るためには、上記間隙を極めて高精度に設定する必要が
ある。このため、層厚規制部材の加工や設置に多くの手
間が必要となり、製造コストが増大することになる。Another problem with the two-component developing apparatus using the layer thickness regulating member is as follows. When a layer thickness regulating member (trimmer) made of a non-magnetic or magnetic material is used, the amount of developer transported depends on the gap between the layer thickness regulating member and the surface of the developer carrier, and the position of the magnetic pole of the developer carrier. Since the relationship depends on the relationship, the dimensional accuracy and the setting accuracy of the layer thickness regulating member greatly affect the image quality. Therefore, in order to obtain a good image, it is necessary to set the gap with extremely high precision. For this reason, much labor is required for processing and installation of the layer thickness regulating member, and the manufacturing cost increases.
【0018】特に、近年の画像形成装置では、解像性や
細線再現性等の優れた現像を行うこと、電位の低い潜像
の現像を行うこと、さらに高速プロセスにおいて高い現
像効率を得ることが要求されており、このような場合に
は現像間隙すなわち現像剤担持体と像担持体との間隙を
狭く設定することが望ましい。このとき、現像剤層はよ
り搬送量が少ない薄い層としなければならず、層厚規制
部材と現像剤担持体表面との間隙はより狭く設定しなけ
ればならない。Particularly, in recent image forming apparatuses, it is necessary to perform development with excellent resolution and fine line reproducibility, to develop a latent image having a low potential, and to obtain high development efficiency in a high-speed process. In such a case, it is desirable to set the developing gap, that is, the gap between the developer carrier and the image carrier, to be small. At this time, the developer layer must be a thin layer with a smaller amount of conveyance, and the gap between the layer thickness regulating member and the surface of the developer carrier must be set smaller.
【0019】また、前述の特公平8−33691号公
報、並びに特公平3−2304号公報に開示される方法
・装置においても、従来の二成分現像に比べるとより現
像剤の搬送量の少ない薄い層としなければならない。こ
のため、層厚規制部材と現像剤担持体表面との間隙をよ
り狭く設定する必要があるが、この間隙が狭くなるほ
ど、層厚規制部材の寸法精度および設定精度の画質への
影響が大きくなる。また、間隙を狭くするほど現像剤に
作用する圧縮力や摩擦力が大きくなるために、現像剤の
劣化が促進されてしまう。Also, in the method and apparatus disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 8-33691 and Japanese Patent Publication No. 3-2304, a thinner developer transport amount is required as compared with the conventional two-component development. Must be in layers. For this reason, it is necessary to set the gap between the layer thickness regulating member and the surface of the developer carrier to be narrower. The narrower the gap, the greater the effect on the image quality of the dimensional accuracy and setting accuracy of the layer thickness regulating member. . Further, as the gap becomes narrower, the compressive force and the frictional force acting on the developer increase, so that the deterioration of the developer is accelerated.
【0020】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、機械的に現
像剤層の層厚を規制することなく均一な現像剤の薄層を
形成し現像剤の劣化を低減するとともに、この現像剤薄
層を用いて画質欠陥やキャリア付着のない良好な画像を
安定して得ることができる現像装置を提供することであ
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to form a uniform thin layer of developer without mechanically controlling the thickness of the developer layer. An object of the present invention is to provide a developing device which can form and reduce the deterioration of the developer, and can stably obtain a good image free from image quality defects and carrier adhesion using the thin developer layer.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1に記載の発明に係る現像装置は、 表面
に静電潜像が形成される像担持体と近接離間又は接触し
て設けられ、周面が周回可能に支持された現像剤担持体
を備え、 この現像剤担持体の周面に、トナーと磁性キ
ャリアとを含む二成分現像剤を担持して搬送し、該現像
剤担持体と前記像担持体との間に現像バイアス電圧を印
加して、これらの対向位置でトナーを前記像担持体に転
移させてトナー像を形成する現像装置において、 前
記現像剤担持体の周面には、対をなすN極とS極とがほ
ぼ一定のパターンとなるように、複数の磁極が設けら
れ、 各磁極は、前記現像剤担持体の周面に垂直な方向
の磁束密度が、複数のピーク値を有する分布となってお
り、かつ、隣り合う異極性の磁極の間隔Pがほぼ25μ
m以上で250μm以下であり、 前記間隔Pと、前記
トナーの粒径dと、前記磁性キャリアの粒径Dとは、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 の関係にあるものとする。In order to solve the above-mentioned problems, a developing device according to the first aspect of the present invention includes a developing device that comes into close proximity to or separates from an image carrier on which an electrostatic latent image is formed. And a developer carrying member having a peripheral surface rotatably supported. The developer carrying member carries a two-component developer containing a toner and a magnetic carrier on the peripheral surface thereof, and conveys the developer. A developing bias voltage is applied between the developer carrier and the image carrier to transfer toner to the image carrier at a position facing the developer carrier to form a toner image. A plurality of magnetic poles are provided on the peripheral surface so that a pair of N and S poles has a substantially constant pattern, and each magnetic pole has a magnetic flux density in a direction perpendicular to the peripheral surface of the developer carrier. Has a distribution having a plurality of peak values, and has adjacent peaks of different polarities. Magnetic pole interval P is approximately 25μ
m and not more than 250 μm, and the distance P, the particle size d of the toner, and the particle size D of the magnetic carrier have a relationship of (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d) × 5. I do.
【0022】このとき、上記複数の磁極の配置は、隣接
する二つの磁極が互いに異なる極性の磁極であってもよ
いし、または同じ極性の磁極であってもよく、対をなす
N極とS極とがほぼ一定のパターンに配置されていれば
よい。At this time, the plurality of magnetic poles may be arranged such that adjacent two magnetic poles may be magnetic poles having different polarities or magnetic poles having the same polarity. The poles need only be arranged in a substantially constant pattern.
【0023】このような現像装置では、現像剤が現像剤
担持体の表面に供給されるとキャリアが上記複数の磁極
に吸着され、現像剤担持体の表面に二成分現像剤の薄層
が形成される。このとき、対をなすN極とS極とが上記
のようにほぼ一定のパターンで着磁されていることによ
って、一般に用いられる粒径が25μm〜200μm程
度のキャリアを着磁パターンに応じてほぼ一層だけ吸着
することができる。In such a developing device, when the developer is supplied to the surface of the developer carrier, the carrier is attracted to the plurality of magnetic poles, and a thin layer of a two-component developer is formed on the surface of the developer carrier. Is done. At this time, since the paired N-pole and S-pole are magnetized in a substantially constant pattern as described above, generally used carriers having a particle size of about 25 μm to 200 μm can be substantially changed according to the magnetization pattern. Only one layer can be adsorbed.
【0024】このような複数の磁極により、ほぼ一層の
キャリアの薄層が形成される原理は次のようのものと考
えることができる。上記のような磁極の例として、図3
4に示すようなものがあり、例えば現像剤担持体周面に
N極とS極とが交互に着磁され、各磁極の現像剤担持体
周面に垂直な方向の磁束密度が、二つのピーク値を有す
る分布となっている。The principle of forming a substantially thinner layer of carriers by such a plurality of magnetic poles can be considered as follows. As an example of the above magnetic pole, FIG.
For example, N poles and S poles are alternately magnetized on the peripheral surface of the developer carrier, and the magnetic flux density of each magnetic pole in the direction perpendicular to the peripheral surface of the developer carrier is two. The distribution has a peak value.
【0025】このような磁極においては、図34に示す
ように、狭い磁極間隔で隣接するN極ピーク(M2 )の
位置とS極ピーク(M3 )の位置との間に強い磁界が形
成される。また、これらの磁極ピークの両側には、各々
二山分布形状を形成するもう一方のN極ピーク(M1 )
とS極ピーク(M4 )とが設けられているが、磁束はほ
とんどがM2 〜M3 間に回り込むので、M1 〜M2 間及
びM3 〜M4 間には磁束がほとんど分布しない状態とな
る。このため、図36に示すような複数の磁極が等間隔
で配置された場合に比べて、磁束は隣接するN極ピーク
位置とS極ピーク位置との間で現像剤担持体の表面近く
に集中し、現像剤担持体の表面に垂直な方向の磁界成分
は急激に減衰して磁界は遠方には及ばなくなる。In such a magnetic pole, as shown in FIG. 34, a strong magnetic field is formed between the position of the N-pole peak (M 2 ) and the position of the S-pole peak (M 3 ) adjacent to each other at a narrow magnetic pole interval. Is done. Further, on both sides of these magnetic pole peaks, the other N-pole peak (M 1 ) forming a two-peak distribution shape is provided.
And an S-pole peak (M 4 ), but most of the magnetic flux wraps around between M 2 and M 3 , so that the magnetic flux hardly distributes between M 1 and M 2 and between M 3 and M 4. State. For this reason, compared with the case where a plurality of magnetic poles are arranged at equal intervals as shown in FIG. 36, the magnetic flux concentrates near the surface of the developer carrier between the adjacent N-pole peak position and S-pole peak position. However, the magnetic field component in the direction perpendicular to the surface of the developer carrier is rapidly attenuated, and the magnetic field does not reach far.
【0026】このように磁束が分布する状態では、図3
5に示すように、N極ピーク位置とS極ピーク位置との
間(M2 〜M3 間)に吸着されたキャリアはほぼ単層と
なり、さらにキャリアの層が周面に形成されると磁力線
がこのキャリアの層内を通り、その外側にほとんど分布
しない状態となる。従って、N極ピーク位置とS極ピー
ク位置との間(M2 〜M3 間)においてほぼ単層の均一
な現像剤層を形成することが可能となる。また磁性キャ
リアに対しては、上記強磁界により強い磁気拘束力が作
用するため、現像剤の飛散及び像担持体上へのキャリア
付着は発生しない。In such a state where the magnetic flux is distributed, FIG.
As shown in FIG. 5, the carrier adsorbed between the N-pole peak position and the S-pole peak position (between M 2 and M 3 ) becomes substantially a single layer, and when the carrier layer is further formed on the peripheral surface, the magnetic field lines are formed. Pass through the carrier layer and hardly distribute outside thereof. Therefore, it is possible to form a substantially single-layer uniform developer layer between the N-pole peak position and the S-pole peak position (between M 2 and M 3 ). Further, since a strong magnetic binding force acts on the magnetic carrier due to the strong magnetic field, scattering of the developer and adhesion of the carrier to the image carrier do not occur.
【0027】一方、各磁極の二つのピーク位置の間(M
1 〜M2 間及びM3 〜M4 間)においては、磁界が極め
て微弱であるためにキャリアに作用する磁気拘束力は弱
くなり、現像剤層を保持することはできない。従って、
強磁界が形成されるN極ピーク位置とS極ピーク位置と
の間(M2 〜M3 間)のみに、ほぼ単層の均一な現像剤
層が形成される。On the other hand, between two peak positions of each magnetic pole (M
In between 1 ~M 2 and M 3 ~M 4 between), magnetic binding force acting on the carrier in the magnetic field is very weak is weakened, it is impossible to hold the developer layer. Therefore,
Only between the N pole peak position and the S pole peak positions strong magnetic field is formed (between M 2 ~M 3), a substantially uniform developer layer of a single layer is formed.
【0028】これらの磁極は、発生させる磁界の強さ及
び隣接するN極ピーク位置とS極ピーク位置との間隔P
を適切に選択することによって、上記のようなキャリア
の層を形成できるように設定される。すなわち、前記間
隔Pと、前記現像剤担持体周面に担持される現像剤のト
ナー粒径d及びキャリア粒径Dとが、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 となるように着磁されていると、一般に用いられる粒径
が25μm〜200μm程度のキャリアをほぼ均一にほ
ぼ一層だけ吸着することができる。These magnetic poles are determined by the strength of the magnetic field to be generated and the distance P between the adjacent N-pole peak position and S-pole peak position.
Is set so that a carrier layer as described above can be formed. That is, the distance P and the toner particle size d and the carrier particle size D of the developer carried on the peripheral surface of the developer carrying member are set such that (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d) × 5. When magnetized, generally used carriers having a particle size of about 25 μm to 200 μm can be almost uniformly adsorbed.
【0029】上記図34に示す磁極は、N極とS極とが
交互に配置され、各磁極の現像剤担持体周面に垂直な方
向の磁束密度が、二つのピーク値を有する分布となって
いるが、本願発明はこれに限定されるものではなく、同
極性の磁極が隣接するような構成であってもよいし、各
磁極の磁束密度が複数のピーク値を有する分布であって
もよい。このような磁極配置では、ほぼ一定のパターン
で配置される対となるN極とS極との間に磁束が集中
し、これらの両側の複数のピークの位置間では磁力線が
ほとんど分布しない状態となり、対となるN極とS極と
の間に磁性キャリアが吸着される。このとき、隣り合う
N極とS極の磁極間隔を上記のように適切に設定するこ
とによって、ほぼ単層のキャリアからなる現像剤層を形
成できる。In the magnetic pole shown in FIG. 34, N poles and S poles are alternately arranged, and the magnetic flux density of each magnetic pole in the direction perpendicular to the peripheral surface of the developer carrier has a distribution having two peak values. However, the present invention is not limited to this, and may have a configuration in which magnetic poles of the same polarity are adjacent to each other, or a distribution in which the magnetic flux density of each magnetic pole has a plurality of peak values. Good. In such a magnetic pole arrangement, magnetic flux concentrates between a pair of N poles and S poles arranged in a substantially constant pattern, and magnetic flux lines are hardly distributed between a plurality of peak positions on both sides of the magnetic poles. The magnetic carrier is adsorbed between the N pole and the S pole forming a pair. At this time, by appropriately setting the magnetic pole interval between the adjacent N pole and S pole as described above, it is possible to form a developer layer composed of a substantially single-layer carrier.
【0030】また、請求項2に記載した発明のように、
前記各磁極の磁束密度の分布における複数のピークのう
ち、両端にあるピークの間隔Lが約300μm以下であ
り、この間隔Lと、前記トナーの粒径dと、前記磁性キ
ャリアの粒径Dとは、 (D+2d)/4≦L の関係にあることが望ましい。例えば、図34に示す磁
極配置では、各磁極の二つのピーク位置間であるM1〜
M2 間及びM3 〜M4 間の間隔Lは300μm以下であ
り、この間隔Lとトナー粒径d及びキャリア粒径Dとが
上記範囲に設定されるものとする。Also, as in the invention described in claim 2,
Among the plurality of peaks in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole, the interval L between the peaks at both ends is about 300 μm or less, and the interval L, the particle size d of the toner, and the particle size D of the magnetic carrier Is preferably in a relationship of (D + 2d) / 4 ≦ L. For example, in the magnetic pole arrangement shown in FIG. 34, M 1 to M 1, which are between two peak positions of each magnetic pole,
The interval L between M 2 and M 3 to M 4 is 300 μm or less, and the interval L, the toner particle size d, and the carrier particle size D are set in the above ranges.
【0031】上記間隔Lが広い場合には、現像剤の付着
しない領域が広くなり、縞状の濃度ムラが発生し易くな
る。一方、間隔Lが狭い場合には現像剤担持体の表面に
垂直な方向の磁界成分は減衰が緩やかになり、磁界の分
布状態は図36に示すような複数の磁極が等間隔で配置
された場合に近くなる。従って、微少な層厚ムラが生じ
易くなる。このような微少な層厚ムラがあると、低濃度
部における微少な濃度ムラや細線の再現性不良が発生す
る。When the distance L is large, the area where the developer does not adhere is widened, and stripe-shaped density unevenness is likely to occur. On the other hand, when the interval L is small, the attenuation of the magnetic field component in the direction perpendicular to the surface of the developer carrier is moderate, and the distribution of the magnetic field is such that a plurality of magnetic poles are arranged at equal intervals as shown in FIG. Get closer to the case. Accordingly, minute layer thickness unevenness is likely to occur. If there is such a minute unevenness in the layer thickness, a minute unevenness in the density in the low-density portion and a poor reproducibility of the fine line occur.
【0032】さらに、請求項3に記載したように、各磁
極の磁束密度の分布におけるピーク部とピーク間の谷部
との磁束密度の差ΔTが、約5mT以上であることが望
ましい。上記磁束密度の差ΔTが5mTよりも小さい場
合には、上記と同様に磁界の分布状態は図37に示すよ
うな磁極が等間隔で配置された場合に近くなり、微少な
層厚ムラが生じ易くなる。Further, it is desirable that the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak portion and the valley portion between the peaks in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole is about 5 mT or more. When the difference ΔT of the magnetic flux densities is smaller than 5 mT, the distribution state of the magnetic field becomes close to the case where the magnetic poles are arranged at equal intervals as shown in FIG. It will be easier.
【0033】このように、各磁極の磁束密度の分布にお
ける両端のピーク位置の間隔Lと、ピーク部とピーク間
の谷部との磁束密度の差ΔTとは、磁極によって形成さ
れる現像剤層の状態に影響を及ぼすものであり、L及び
ΔTを上記の範囲内とすることにより、ほぼ一層の現像
剤層を現像剤担持体上に形成するのが容易となる。As described above, the distance L between the peak positions at both ends in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole and the difference ΔT in the magnetic flux density between the peaks and the valleys between the peaks are determined by the developer layer formed by the magnetic poles. And setting L and ΔT within the above ranges makes it easy to form almost one layer of developer on the developer carrier.
【0034】上記のような現像装置では、現像剤担持体
に設けられた磁極の作用によって、層厚規制部材を用い
ることなく現像剤の薄層を形成することができるので、
現像剤に大きな負荷をかけることがなく、現像剤の劣化
を防止することができる。また、現像剤担持体の磁力の
みにより現像剤層を形成するので、現像剤搬送量が部品
精度に依存せず、且つ経時変化は発生しない。In the above-described developing device, a thin layer of the developer can be formed without using a layer thickness regulating member by the action of the magnetic pole provided on the developer carrier.
It is possible to prevent the deterioration of the developer without applying a large load to the developer. Further, since the developer layer is formed only by the magnetic force of the developer carrier, the amount of the developer transported does not depend on the precision of the components, and does not change with time.
【0035】さらに、磁極の間隔が十分狭く設定されて
いるため、磁極パターンによる影響は発生せず、均一性
の高い画像が得られる。また、磁性キャリアは磁極と磁
極との間で閉磁気回路状のブリッジを形成するため、現
像剤担持体上のキャリア層には強い磁気拘束力が作用す
る。そして、上記磁性キャリアは現像剤担持体の周面と
相対的に移動しない状態、つまり周面上でジャンプした
り、転動したり、攪拌されたりすることなく、周面上に
吸着された状態のまま搬送される。従って、現像剤の飛
散および像担持体上へのキャリア付着は発生しない。さ
らに、像担持体と現像剤担持体との対向位置において、
キャリアが磁気拘束力によって現像剤担持体の周面上に
ほぼ固定した状態となり、像担持体とは接触しないの
で、キャリアによる像担持体表面の機械的な摺擦は発生
せず、従って刷毛跡や掃き寄せ等の画質欠陥のない高品
質な画像再現が可能となる。また、現像領域における現
像剤層の状態は、環境や時間の経過にほとんど影響され
ず、ほぼ一定の状態に保たれるので、安定した画像再現
が可能である。Further, since the interval between the magnetic poles is set to be sufficiently small, the effect of the magnetic pole pattern does not occur, and an image with high uniformity can be obtained. Further, since the magnetic carrier forms a closed magnetic circuit-like bridge between the magnetic poles, a strong magnetic binding force acts on the carrier layer on the developer carrier. The state in which the magnetic carrier does not move relative to the peripheral surface of the developer carrying member, that is, the state in which the magnetic carrier is adsorbed on the peripheral surface without jumping, rolling, or stirring on the peripheral surface Transported as is. Therefore, the scattering of the developer and the adhesion of the carrier to the image carrier do not occur. Further, at a position where the image carrier and the developer carrier face each other,
The carrier is almost fixed on the peripheral surface of the developer carrier by the magnetic binding force and does not contact the image carrier, so that the carrier does not mechanically rub the surface of the image carrier, and hence the brush marks It is possible to reproduce a high-quality image free from image quality defects such as image sweeping and the like. In addition, the state of the developer layer in the development area is hardly affected by the environment and the passage of time, and is kept almost constant, so that stable image reproduction is possible.
【0036】なお、各磁極の磁束密度分布におけるピー
ク部とピーク間の谷部との磁束密度の差ΔTは、約5m
T以上の値であれば、適宜に設定することができる。例
えば、全磁極でΔTがほぼ等しい構成でもよいし、又は
各磁極でΔTが等しくならない構成でもよい。また、本
願発明では、現像剤担持体の周面に垂直な方向の磁束密
度が、複数のピーク値を有する分布となっているが、上
記複数のピーク値については磁界の強さや現像剤の付着
状態等に応じて適切な値に設定することができる。The difference ΔT in the magnetic flux density between the peak and the valley between the peaks in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole is about 5 m.
If it is a value of T or more, it can be set as appropriate. For example, a configuration in which ΔT is substantially equal in all magnetic poles, or a configuration in which ΔT is not equal in each magnetic pole may be employed. Further, in the present invention, the magnetic flux density in the direction perpendicular to the peripheral surface of the developer carrying member has a distribution having a plurality of peak values. An appropriate value can be set according to the state and the like.
【0037】また、磁束密度分布が前記複数のピークを
有する各磁極の間隔は、上記範囲を満たすものであれば
適宜に設定することができる。例えば、請求項4に記載
されるように、各磁極をほぼ等しい間隔で配置すること
ができ、上記と同様の効果により、現像剤担持体上にほ
ぼ単層の磁性キャリアからなる現像剤層をほぼ均一に形
成することができる。但し、本願発明はこれに限定され
るものではなく、対となるN極とS極との磁界の強さや
現像剤の付着状態等に応じて各磁極を適切に配置するこ
とが望ましい。また、前記複数のピーク位置の間隔は、
等間隔でも等間隔でなくてもよく、適宜に設定すること
ができる。The interval between the magnetic poles having a plurality of peaks in the magnetic flux density distribution can be appropriately set as long as it satisfies the above range. For example, as described in claim 4, the magnetic poles can be arranged at substantially equal intervals. By the same effect as described above, a developer layer composed of a substantially single-layer magnetic carrier is formed on the developer carrier. It can be formed almost uniformly. However, the present invention is not limited to this, and it is desirable to appropriately arrange the magnetic poles according to the strength of the magnetic field between the paired north and south poles, the state of adhesion of the developer, and the like. The interval between the plurality of peak positions is
The intervals may not be equal or may be set as appropriate.
【0038】また、請求項5に記載したように、磁束密
度の分布が前記複数のピークを有する一対の磁極毎に、
非着磁領域又は低着磁領域を設けることもできる。この
ような着磁パターンでは、非着磁領域又は低着磁領域に
おける磁界が極めて微弱であるために、キャリアに作用
する磁気拘束力は弱くなる。このため、このような領域
では現像剤を保持することが困難であるが、隣り合うN
極とS極との間には強磁界が形成され、上記と同様の効
果により、ほぼ単層のキャリアからなる現像剤層が形成
される。このとき、隣り合うN極とS極の強さや、非着
磁領域又は低着磁領域の間隔を調整することによって、
ほぼ均一な現像剤の薄層を形成することができ、縞状の
現像濃度ムラの発生を防止できる。As described in claim 5, the distribution of the magnetic flux density is such that for each pair of magnetic poles having the plurality of peaks,
A non-magnetized area or a low-magnetized area may be provided. In such a magnetized pattern, since the magnetic field in the non-magnetized area or the low magnetized area is extremely weak, the magnetic binding force acting on the carrier is weak. For this reason, it is difficult to hold the developer in such a region, but the N
A strong magnetic field is formed between the pole and the S pole, and a developer layer substantially consisting of a single carrier is formed by the same effect as described above. At this time, by adjusting the strength of the adjacent N pole and S pole and the distance between the non-magnetized area and the low magnetized area,
An almost uniform thin layer of the developer can be formed, and the occurrence of striped development density unevenness can be prevented.
【0039】さらに、請求項6に記載したように、前記
現像剤担持体は、周回方向の全域にわたってほぼ一定の
パターンで前記複数の磁極が設けられ、該磁極が周回移
動するように構成されていることが望ましい。Further, as set forth in claim 6, the developer carrier is provided with the plurality of magnetic poles in a substantially constant pattern over the entire area in the circumferential direction, and the magnetic poles are configured to move circumferentially. Is desirable.
【0040】例えば、ほぼ一層のキャリアをほぼ均等に
吸着する複数の磁極を有する現像ロールを、磁石ロール
とその周囲で回転駆動するスリーブとで構成した場合に
は、磁石ロールを固定としてスリーブの回転に従って現
像剤が搬送され、ほぼ一層の現像剤層は、固定された磁
極上を移動することになる。この際、従来の二成分現像
装置のような磁極パターンに対応した現像剤層の転動は
生じずに、前記のほぼ固定された状態はほぼ維持される
ものの、現像剤粒子が互いに衝突し、この影響により搬
送中に現像剤層に微少な凹凸が生じ易くなる。このよう
な凹凸が生じると低濃度部において磁極ピッチと対応し
た濃度ムラが発生したり、細線の幅に微少なムラを生じ
たりすることになる。For example, when a developing roll having a plurality of magnetic poles for adsorbing substantially one layer of carriers substantially uniformly is constituted by a magnet roll and a sleeve that is driven to rotate around the magnet roll, the rotation of the sleeve is performed with the magnet roll fixed. The developer is conveyed according to the formula (1), and almost one layer of the developer moves on the fixed magnetic pole. At this time, the rolling of the developer layer corresponding to the magnetic pole pattern as in the conventional two-component developing device does not occur, and although the above-mentioned substantially fixed state is almost maintained, the developer particles collide with each other, Due to this effect, fine irregularities are likely to be formed on the developer layer during transportation. When such unevenness occurs, density unevenness corresponding to the magnetic pole pitch occurs in the low density portion, or minute unevenness occurs in the width of the fine line.
【0041】したがって、磁極を含む現像剤担持体を周
回移動して周面上の現像剤を現像領域へと搬送すること
により、より確実にほぼ一層の現像剤層を現像剤担持体
の周面上にほぼ固定した状態とすることが可能となり、
従って低濃度部における微少な濃度ムラや細線の再現性
不良を防止することができる。Therefore, by moving around the developer carrying member including the magnetic poles and transporting the developer on the peripheral surface to the developing area, almost one layer of the developer layer can be more reliably formed on the peripheral surface of the developer carrying member. It can be almost fixed on the top,
Therefore, it is possible to prevent minute density unevenness and poor reproducibility of fine lines in the low density area.
【0042】以上のように、本発明の現像装置では、機
械的に現像剤層の層厚を規制することなく均一な現像剤
の薄層を形成し、現像剤の劣化を低減することが可能で
ある。また、この現像剤薄層を用いて画質欠陥やキャリ
ア付着のない良好な画像を安定して得ることが可能とな
る。As described above, in the developing apparatus of the present invention, it is possible to form a uniform thin layer of developer without mechanically regulating the thickness of the developer layer, and to reduce the deterioration of the developer. It is. Further, it is possible to stably obtain a good image free from image quality defects and carrier adhesion by using the thin developer layer.
【0043】なお、上記のような構成と同様に現像剤担
持体に小さなピッチで磁極を設ける技術が、特開平3−
259276号公報に記載されている。この公報に記載
の技術は、現像ロール(現像剤担持体)を単一の回転体
で構成し、その周囲に100μm程度以下の小さなピッ
チで磁極を設け、一成分磁性現像剤をその周囲に吸着す
るものである。これにより、磁極の位置に対応して吸着
される現像剤層のムラが生じるのを低減し、この現像剤
層を現像領域におけるトナー像の形成に供する。このよ
うな構成により現像ロールを固定支持された磁石ロール
とその周囲で回転するスリーブを有する構造とすること
なく、単純な構成で濃度ムラのない現像を行うものであ
る。A technique of providing magnetic poles at a small pitch on a developer carrying member in the same manner as in the above configuration is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
No. 259,276. According to the technology described in this publication, a developing roll (developer carrier) is constituted by a single rotating body, magnetic poles are provided around the periphery at a small pitch of about 100 μm or less, and a one-component magnetic developer is adsorbed around the periphery. Is what you do. As a result, it is possible to reduce the occurrence of unevenness of the developer layer adsorbed corresponding to the position of the magnetic pole, and to use the developer layer for forming a toner image in a development area. With such a configuration, development without density unevenness can be performed with a simple configuration without having a structure having a magnet roll in which a developing roll is fixedly supported and a sleeve that rotates around the magnet roll.
【0044】しかし、この公報に記載の現像装置は一成
分磁性現像剤を用いるのを前提としており、一成分現像
剤は粒径が7〜15μmであり、着磁ピッチを100μ
m程度以下としても吸着された現像剤は現像ロールの周
面上で穂状となる。このため、層厚規制部材で穂の高さ
を機械的に規制しないと均一な現像剤層を形成すること
ができず、層厚規制部材を用いることを前提としてい
る。このように上記公報に記載の技術は本願に係る発明
と扱う現像剤が異なり、目的も異なるもので全く異質の
技術的思想に基づくものである。However, the developing device described in this publication is based on the premise that a one-component magnetic developer is used. The one-component developer has a particle diameter of 7 to 15 μm and a magnetization pitch of 100 μm.
Even if it is less than about m, the adsorbed developer forms spikes on the peripheral surface of the developing roll. Therefore, a uniform developer layer cannot be formed unless the height of the spikes is mechanically regulated by the layer thickness regulating member, and it is assumed that the layer thickness regulating member is used. As described above, the techniques described in the above publications are different from the invention according to the present invention in terms of the developer to be treated and have different purposes, and are based on completely different technical ideas.
【0045】[0045]
【発明の実施の形態】以下、本願に係る現像装置を図に
基づいて説明する。図1は、本願発明の一実施形態であ
る現像装置が用いられる画像形成装置の一例を示す概略
構成図である。この画像形成装置は、ほぼ円筒状の導電
性基体の周面に感光体層が設けられた感光体ドラム1を
備えており、この感光体ドラム1が、図中に示す矢印A
の方向に回転駆動されるようになっている。また、感光
体ドラム1の周囲には、その回転方向に沿って、帯電器
2と、露光装置3と、円筒部材からなる現像ロール12
を感光体ドラム1に対向させた現像装置4と、転写前コ
ロトロン5と、転写コロトロン6と、剥離コロトロン7
と、クリーナー8と、光除電器9とを有している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A developing device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus using a developing device according to an embodiment of the present invention. This image forming apparatus includes a photosensitive drum 1 in which a photosensitive layer is provided on a peripheral surface of a substantially cylindrical conductive substrate, and the photosensitive drum 1 is indicated by an arrow A shown in FIG.
Is rotated in the direction of. Around the photoreceptor drum 1, along a rotation direction thereof, a charger 2, an exposure device 3, and a developing roll 12 formed of a cylindrical member
Developing device 4 facing photoreceptor drum 1, corotron 5 before transfer, transfer corotron 6, and peeling corotron 7
, A cleaner 8 and a light neutralizer 9.
【0046】上記感光体ドラム1の導電性基体は電気的
に接地されている。また、感光体層には負帯電の有機感
光体(OPC)が用いられており、ほぼ一様に帯電した
後、像光を照射すると、露光部の電荷が上記導電性基体
に流れ、電位が減衰するようになっている。この感光体
ドラム1は、例えば外径を100mm、周面の移動速
度、すなわちプロセススピードを160mm/s程度に
設定することができる。The conductive substrate of the photosensitive drum 1 is electrically grounded. In addition, a negatively charged organic photoreceptor (OPC) is used for the photoreceptor layer. When the photoreceptor layer is almost uniformly charged and then irradiated with image light, the charge in the exposed portion flows to the conductive substrate, and the potential is changed It is designed to attenuate. The photosensitive drum 1 can be set, for example, to have an outer diameter of 100 mm and a moving speed of the peripheral surface, that is, a process speed of about 160 mm / s.
【0047】上記露光装置は、画像信号に基づいて点滅
するレーザー発生装置と、このレーザー発生装置から射
出されるレーザービームを回転しながら反射するポリゴ
ンミラーとを有し、感光体ドラム1の周面を露光走査し
て静電潜像を形成するものである。この露光走査は、画
像部を露光するものであってもよいし、非画像部を露光
するものであってもよく、感光体の帯電極性とトナーの
帯電極性とを適切に選択することによって画像部にトナ
ーを転移して顕像化することができる。この画像形成装
置では感光体およびトナーは負帯電のものを用い、画像
部を露光するように設定されている。The exposure device has a laser generator which blinks based on an image signal, and a polygon mirror which reflects a laser beam emitted from the laser generator while rotating. Is exposed and scanned to form an electrostatic latent image. This exposure scanning may be performed by exposing the image area or exposing the non-image area. The image is formed by appropriately selecting the charging polarity of the photoconductor and the charging polarity of the toner. The toner can be transferred to the portion and visualized. In this image forming apparatus, the photosensitive member and the toner are negatively charged, and are set so as to expose the image portion.
【0048】次に上記画像形成装置の動作について説明
する。始めに、帯電器2により感光体ドラム1の表面が
一様に−450Vに帯電される[図2(a)]。続い
て、レーザー光による画像部露光が行われ、露光部電位
がほぼ−200Vのネガ潜像が形成される[図2
(b)]。そして、このネガ潜像の露光部には現像装置
4によりトナーが転移され顕像化される[図2
(c)]。Next, the operation of the image forming apparatus will be described. First, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to -450 V by the charger 2 (FIG. 2A). Subsequently, the image portion is exposed by a laser beam to form a negative latent image having an exposed portion potential of approximately -200 V [FIG.
(B)]. Then, the toner is transferred to the exposed portion of the negative latent image by the developing device 4 to be visualized [FIG.
(C)].
【0049】上記のようにして感光体ドラム1上に形成
されたトナー像は、転写コロトロン6の帯電によって記
録用紙上に転写される。その後、この記録用紙は、剥離
コロトロン7の帯電によって感光体ドラム1の表面から
剥離されて定着器(図示しない)へと搬送される。定着
器ではトナー像が加熱・加圧によって記録用紙上に定着
される。The toner image formed on the photosensitive drum 1 as described above is transferred onto a recording sheet by charging the transfer corotron 6. Thereafter, the recording paper is peeled off from the surface of the photosensitive drum 1 by the charging of the peeling corotron 7, and is conveyed to a fixing device (not shown). In the fixing device, the toner image is fixed on the recording paper by heating and pressing.
【0050】一方、トナー像の転写および記録用紙の剥
離工程が終了した感光体ドラム1の表面は、クリーナー
8によって残留トナーが清掃され、さらに光除電器9に
よる露光で残留電荷が除去されて次の画像記録工程に備
えられる。なお、感光体ドラム1の回転方向における現
像装置4の下流側に設けられた転写前コロトロン5は、
現像時にキャリアが感光体ドラムへ転移する量を調査す
る際に用いられるもので、感光体ドラム1上に形成され
たトナー像に対して一様な負帯電を行なう。これによ
り、現像の際に意図に反して感光体ドラム1上へ転移し
たキャリアを負に帯電し、トナーと一緒に記録用紙上に
転写されるようにして、記録用紙上においてキャリアの
転移量の評価を行うことができる。On the other hand, the surface of the photoreceptor drum 1 after the transfer of the toner image and the recording paper peeling process is completed, the residual toner is cleaned by the cleaner 8, and the residual charge is removed by the exposure by the light eliminator 9. In the image recording step. The pre-transfer corotron 5 provided on the downstream side of the developing device 4 in the rotation direction of the photosensitive drum 1 is
This is used when investigating the amount of transfer of the carrier to the photosensitive drum at the time of development. The toner image formed on the photosensitive drum 1 is uniformly negatively charged. As a result, the carrier transferred onto the photosensitive drum 1 unintentionally during the development is negatively charged and is transferred together with the toner onto the recording paper. An assessment can be made.
【0051】[第1の実施形態] 〈a.現像装置の構成と動作〉次に、本願に係る発明の
実施の形態である現像装置について説明する。図3は、
上記画像形成装置で用いることができる現像装置であっ
て、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4又は請求
項6に記載の発明の第1の実施形態である現像装置を示
す概略構成図である。この現像装置4は、現像剤が収容
される現像ハウジング11の感光体ドラム1との対向部
位に現像用の開口部を設け、この開口部に現像ロール1
2を配設するとともに、その後方に二つのスクリューオ
ーガー13、14を設けたものである。また、現像ロー
ル12上に付着した現像剤を剥離するスクレーパ15が
現像ロール12と接触するように設けられている。[First Embodiment] <a. Configuration and Operation of Developing Apparatus> Next, a developing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG.
A developing device that can be used in the image forming apparatus and is a first embodiment of the invention according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 6. It is a schematic block diagram. The developing device 4 is provided with an opening for development at a portion of the developing housing 11 in which the developer is accommodated, the portion being opposed to the photosensitive drum 1.
2 and two screw augers 13 and 14 are provided behind it. Further, a scraper 15 for removing the developer adhered on the developing roll 12 is provided so as to be in contact with the developing roll 12.
【0052】上記スクリューオーガー13、14は、現
像ハウジング内の仕切り壁16で仕切られた二つの現像
剤撹拌搬送室内に設けられ、それぞれ逆方向に現像剤を
搬送するように回転駆動されるものである。上記二つの
現像剤撹拌搬送室は両端部で連通しており、上記スクリ
ューオーガー13、14によって搬送される現像剤は撹
拌されながら二つの現像剤撹拌搬送室内を循環移動する
ようになっている。The screw augers 13 and 14 are provided in two developer agitating / transporting chambers partitioned by a partition wall 16 in the developing housing, and are driven to rotate so as to transport the developer in opposite directions. is there. The two developer stirring / transfer chambers communicate with each other at both ends, and the developer conveyed by the screw augers 13 and 14 circulates and moves in the two developer stirring / transfer chambers while being stirred.
【0053】上記現像ロール12は、軸線回りに回転が
可能となるように支持されており、図4(a)に示すよ
うに磁気記録層12bとその周面上に形成された導電層
12aとで主要部が構成されている。この現像ロール1
2の外径は18mm、駆動時の周速度は320mm/
s、感光体ドラム1と現像ロール12との間隙は300
μmに各々設定されており、現像剤層が感光体ドラム1
に対して非接触状態となるよう保持されている。The developing roll 12 is supported so as to be rotatable about an axis. As shown in FIG. 4A, a magnetic recording layer 12b and a conductive layer 12a formed on the peripheral surface thereof are formed. The main part is constituted by. This developing roll 1
2 has an outer diameter of 18 mm and a peripheral speed of 320 mm /
s, the gap between the photosensitive drum 1 and the developing roll 12 is 300
μm, and the developer layer is
Is held in a non-contact state.
【0054】上記導電層12aには現像バイアス用電源
17により、現像バイアス電圧が印加される。この現像
バイアス電圧には直流電圧を重畳した交流電圧が採用さ
れており、直流成分は地カブリの発生を防ぐために−4
00Vに設定されている。また、現像バイアス電圧の交
流成分は、周波数が低すぎると画像上に現像バイアスの
周波数に対応した濃度ムラが生じてしまう。また、周波
数が高すぎるとトナーの運動が電界の変化に追従しきれ
なくなり、現像効率が低下してしまう。一方、交流成分
のピーク間電圧が低すぎると、トナーに十分な電界が作
用しないため、現像効率は低下してしまう。また、ピー
ク間電圧が高すぎると、背景部へのかぶりや感光体上へ
のキャリアの付着が生じ易くなる。以上のような点か
ら、周波数としては0.4〜10kHz、ピーク間電圧
としては0.8〜3kHz程度の範囲に設定することが
好ましい。本実施形態では、現像バイアス電圧の交流成
分は、周波数6kHzの矩形波で、ピーク間電圧を1.
5kVに設定した。A developing bias voltage is applied to the conductive layer 12a by a developing bias power supply 17. As the developing bias voltage, an AC voltage obtained by superimposing a DC voltage is employed. The DC component is -4 to prevent the occurrence of ground fog.
It is set to 00V. If the frequency of the AC component of the developing bias voltage is too low, density unevenness corresponding to the frequency of the developing bias occurs on an image. On the other hand, if the frequency is too high, the movement of the toner cannot follow the change in the electric field, and the development efficiency is reduced. On the other hand, when the peak-to-peak voltage of the AC component is too low, a sufficient electric field does not act on the toner, so that the developing efficiency is reduced. On the other hand, if the peak-to-peak voltage is too high, fogging on the background and adhesion of carriers to the photoreceptor are likely to occur. From the above points, it is preferable that the frequency is set in the range of 0.4 to 10 kHz and the peak-to-peak voltage is set in the range of about 0.8 to 3 kHz. In the present embodiment, the AC component of the developing bias voltage is a rectangular wave having a frequency of 6 kHz, and the peak-to-peak voltage is 1.
It was set to 5 kV.
【0055】一方、上記磁気記録層12bには、図4
(a)に示すように、全周にわたってS極とN極とが交
互に等間隔で並列するように着磁が施されている。各磁
極は、図4(b)に示すように、現像ロール12の周面
に垂直な方向の磁束密度が二つのピーク値を有する分布
となっており、かつ、隣接するN極とS極との間隔P
(図中に示すP23、P41)がほぼ25μm以上で250
μm以下であって、ほぼ等間隔に設定されている。さら
に、上記間隔Pは、トナーの粒径をd、磁性キャリアの
粒径をDとしたときに、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 の関係を満たすように設定されている。On the other hand, the magnetic recording layer 12b has the structure shown in FIG.
As shown in (a), magnetization is performed so that S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals over the entire circumference. As shown in FIG. 4B, each magnetic pole has a distribution in which the magnetic flux density in the direction perpendicular to the circumferential surface of the developing roll 12 has two peak values, and the adjacent N pole and S pole are Interval P
(P 23 , P 41 shown in the figure) is about 25 μm or more and 250
μm or less and set at substantially equal intervals. Further, when the particle size of the toner is d and the particle size of the magnetic carrier is D, the interval P is set so as to satisfy the following relationship: (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d) × 5.
【0056】また、各磁極の磁束密度の分布における2
つのピーク位置の間隔Lは300μm以下に設定されて
おり、かつ、この間隔Lと、トナーの粒径dと、磁性キ
ャリアの粒径Dとは、 (D+2d)/4≦P の関係を満たすように設定されている。さらに、各磁極
の磁束密度の分布におけるピーク部とピーク間の谷部と
の磁束密度の差ΔTは、約5mT以上に設定されてい
る。なお、このような着磁の方法については後述する。
上記磁気記録層12bは、フェライト磁石からなり、上
記導電層12aは、このフェライト上にアルミニウム層
を厚さ1μm程度に積層して形成したものである。In the distribution of the magnetic flux density of each magnetic pole,
The distance L between the two peak positions is set to 300 μm or less, and the distance L, the particle diameter d of the toner, and the particle diameter D of the magnetic carrier satisfy the relationship of (D + 2d) / 4 ≦ P. Is set to Further, the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak and the valley between the peaks in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole is set to about 5 mT or more. The method of such magnetization will be described later.
The magnetic recording layer 12b is made of a ferrite magnet, and the conductive layer 12a is formed by laminating an aluminum layer on this ferrite to a thickness of about 1 μm.
【0057】上記現像装置で用いられる現像剤は非磁性
トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤であ
り、トナーとしては、重量平均粒径が7μmで、負帯電
性のポリエステル系トナーが使用されている。また、キ
ャリアとしては、結着樹脂中に磁性粉を分散させた、い
わゆる磁性粉分散型樹脂キャリア、又は球形フェライト
粒子に樹脂被覆を施した、いわゆるフェライトキャリア
が使用されている。The developer used in the developing device is a two-component developer in which a non-magnetic toner and a magnetic carrier are mixed. As the toner, a polyester toner having a weight average particle diameter of 7 μm and a negative charge property is used. Have been. As the carrier, a so-called magnetic powder-dispersed resin carrier in which magnetic powder is dispersed in a binder resin, or a so-called ferrite carrier in which spherical ferrite particles are coated with a resin are used.
【0058】このような現像装置4においては、スクリ
ューオーガー13,14によって充分に撹拌された現像
剤が、図3中に示す領域Xで現像剤担持体と接触し、現
像ロール12上に供給される。現像ロール12の表面で
は、図5に示すように、狭い磁極間隔で隣接するN極ピ
ーク位置(M2 )とS極ピーク位置(M3 )の間に強い
磁界が形成され、各磁極の2つのピーク位置間(M1 〜
M2 間及びM3 〜M4間)には磁束がほとんど分布しな
い状態となる。このため、磁束は隣接するN極ピーク位
置とN極ピーク位置との間で現像ロール表面近くに集中
し、現像ロールの表面に垂直な方向の磁界成分は急激に
減衰して磁界は遠方には及ばなくなる。このような磁界
により、隣接するN極ピーク位置とN極ピーク位置との
間で現像ロール12の周面に一定量の現像剤が吸着され
る。すなわち、トナーを電気的に吸着したキャリアがほ
ぼ一層だけ、ほぼ均等に付着した状態となり、層厚規制
部材を用いずに現像剤層が形成される。そして、この現
像剤層は、現像ロール12の回転に伴って感光体ドラム
1と対向する現像領域へと搬送され、感光体ドラム1上
の静電潜像の現像に供される。In such a developing device 4, the developer sufficiently stirred by the screw augers 13 and 14 comes into contact with the developer carrier in a region X shown in FIG. You. On the surface of the developing roll 12, as shown in FIG. 5, a strong magnetic field is formed between the N-pole peak position (M 2 ) and the S-pole peak position (M 3 ) which are adjacent at a narrow magnetic pole interval. Between two peak positions (M 1 to
A state in which the magnetic flux hardly distributed to M between 2 and between M 3 ~M 4). Therefore, the magnetic flux concentrates near the developing roll surface between the adjacent N-pole peak positions, and the magnetic field component in the direction perpendicular to the developing roll surface is rapidly attenuated, and the magnetic field becomes distant. No longer reach. By such a magnetic field, a certain amount of the developer is adsorbed on the peripheral surface of the developing roll 12 between the adjacent N-pole peak positions. In other words, the carrier electrically adsorbed with the toner is almost uniformly attached to only one layer, and the developer layer is formed without using the layer thickness regulating member. Then, the developer layer is conveyed to a developing area facing the photosensitive drum 1 with the rotation of the developing roll 12, and is used for developing an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1.
【0059】〈b.着磁の方法〉次に、上記磁気記録層
12bの着磁の方法について説明する。磁気記録層の着
磁は、図6に示すように現像ロール12の周面に近接し
て配置された磁気記録用ヘッド200によって行われ
る。この磁気記録用ヘッド200は、軟磁性材料からな
り両端部が間隔をおいて並列する形状のコア201と、
このコア201に巻き回されたコイル202とを有し、
上記コア201の両端部が現像ロールの周面に近接する
ように配置される。コイル202には磁化信号発生装置
を介して電源から磁化電流が供給されるようになってお
り、コイル202に電流が流れると、コア201内に磁
束が発生し、この磁束はコア201の先端から磁気記録
層12bを通る。これにより、磁気記録層12bが磁化
される。コイル202へ供給される磁化電流は磁化信号
発生装置を介して断続的又は適宜電流の方向を変えて供
給され、図6に示すように回転駆動される現像ロール1
2の周面が所定の着磁パターンに磁化される。本実施形
態では、現像ロール12の周方向にN極とS極との交互
着磁を用い、現像ロール表面における半径方向、即ち現
像ロール表面に垂直な方向の磁束密度のピーク値を50
mTに設定している。<B. Next, a method of magnetizing the magnetic recording layer 12b will be described. The magnetization of the magnetic recording layer is performed by a magnetic recording head 200 arranged close to the peripheral surface of the developing roll 12 as shown in FIG. The magnetic recording head 200 includes a core 201 made of a soft magnetic material and having both ends arranged in parallel at intervals.
A coil 202 wound around the core 201,
The core 201 is arranged so that both ends thereof are close to the peripheral surface of the developing roll. A magnetizing current is supplied from a power supply to the coil 202 via a magnetizing signal generator. When a current flows through the coil 202, a magnetic flux is generated in the core 201, and the magnetic flux is generated from the tip of the core 201. It passes through the magnetic recording layer 12b. Thereby, the magnetic recording layer 12b is magnetized. The magnetizing current supplied to the coil 202 is supplied intermittently or with an appropriately changed current direction via a magnetizing signal generator, and the developing roll 1 is driven to rotate as shown in FIG.
2 is magnetized in a predetermined magnetized pattern. In the present embodiment, the peak value of the magnetic flux density in the radial direction on the surface of the developing roll, that is, in the direction perpendicular to the developing roll surface is set to 50 by using the alternating magnetization of the N pole and the S pole in the circumferential direction of the developing roll 12.
mT.
【0060】〈c.隣接するN極とS極との磁極間隔P
等と、画像濃度・画像の均一性・キャリアの付着との関
係を調査する実験〉次に、図3に示す現像装置におい
て、静電潜像の現像試験を行い、キャリアの種類および
粒径と、磁気記録層12bの隣接するN極とS極との磁
極間隔Pとを変化させて、画像濃度、キャリアの感光体
への付着、画像の均一性を調査した結果について説明す
る。<C. Magnetic pole interval P between adjacent N and S poles
Experiment for investigating the relationship between image density, image uniformity, and carrier adhesion> Next, in a developing device shown in FIG. A description will now be given of the results obtained by changing the magnetic pole interval P between the adjacent N pole and S pole of the magnetic recording layer 12b and examining the image density, the adhesion of the carrier to the photoconductor, and the uniformity of the image.
【0061】一般に二成分現像剤の薄層を用いる現像方
式において、きめの細かい画像を得るためには、平均粒
径の小さいキャリアを用いることが好ましい。平均粒径
の大きなキャリアを用いた場合には、磁界に沿って配列
されるキャリアのチェーン間の間隔は広くまた粗くなる
ため、均一性の高い薄層を得ることは困難となる。この
ため、画像の均一性不良およびライン画像のエッジ再現
不良が発生してしまう。したがってキャリアの平均粒径
としては、100μm以下であることが好ましく、本試
験では平均粒径が35μm、50μm、100μmのキ
ャリアを用いる。In general, in a developing method using a thin layer of a two-component developer, it is preferable to use a carrier having a small average particle diameter in order to obtain a fine-grained image. When a carrier having a large average particle size is used, the distance between the chains of the carriers arranged along the magnetic field is wide and coarse, so that it is difficult to obtain a highly uniform thin layer. Therefore, poor uniformity of the image and poor edge reproduction of the line image occur. Therefore, the average particle size of the carrier is preferably 100 μm or less. In this test, carriers having an average particle size of 35 μm, 50 μm, and 100 μm are used.
【0062】また磁性キャリアは、106 /(4π)A
/mの磁界中における磁化が、約45kA/m以上36
0kA/m以下となるものを用いるのが望ましい。磁性
キャリアの磁化が小さいと、上記磁極が形成する磁界に
よって現像ロール上へ吸着される力が小さくなる。この
ため、磁極間隔が小さく設置されて、現像ロールの表面
に垂直な方向の磁界成分が急激に減衰していると、キャ
リアが現像ロールの表面に吸着されない部分(現像剤層
の抜け)が生じ易くなる。このような現像剤層の抜けが
あると、低濃度部における微少な濃度ムラや細線の再現
性不良が発生する。The magnetic carrier is 10 6 / (4π) A
/ M in a magnetic field of about 45 kA / m or more and 36
It is desirable to use one having a value of 0 kA / m or less. When the magnetization of the magnetic carrier is small, the force attracted onto the developing roll by the magnetic field formed by the magnetic poles decreases. For this reason, if the magnetic pole interval is set small and the magnetic field component in the direction perpendicular to the surface of the developing roll is rapidly attenuated, a portion where the carrier is not attracted to the surface of the developing roll (peeling of the developer layer) occurs. It will be easier. If such a developer layer is omitted, minute density unevenness in a low density portion and poor reproducibility of a fine line occur.
【0063】一方、磁性キャリアの磁化が大きいと、現
像ロールの磁化パターンに応じて強い吸着力が作用し、
磁極上と磁極間とでほぼ均一な現像剤層、つまり山谷構
造のない現像剤層を形成するのが難しくなる。現像剤層
にこのような山谷構造があると、低濃度部において磁極
ピッチと対応した濃度ムラが発生したり、細線の幅に微
少なムラを生じたりすることになる。On the other hand, if the magnetization of the magnetic carrier is large, a strong attraction force acts according to the magnetization pattern of the developing roll,
It becomes difficult to form a substantially uniform developer layer between the magnetic poles and between the magnetic poles, that is, a developer layer without a peak-valley structure. When the developer layer has such a peak-valley structure, density unevenness corresponding to the magnetic pole pitch occurs in a low-density portion, or minute unevenness occurs in the width of a thin line.
【0064】さらに、磁性キャリアは、残留磁化すなわ
ち無磁界中における磁化が約25kA/m以下であるも
のを用いるのが望ましい。磁性キャリアの残留磁化が大
きいと、キャリアの磁気的な凝集が生じ易くなり、この
影響により、現像ロール上の現像剤層に微少な凹凸すな
わち磁気的な凝集が発生し、一層より多い現像剤層が形
成される部位が生じてしまう。このような凹凸が生じる
と、低濃度部における微少な濃度ムラや細線の再現性不
良が発生する。Further, it is desirable to use a magnetic carrier having a residual magnetization, that is, a magnetization in a no-magnetic field of about 25 kA / m or less. If the residual magnetization of the magnetic carrier is large, magnetic aggregation of the carrier is likely to occur, and due to this effect, fine unevenness, that is, magnetic aggregation occurs in the developer layer on the developing roll, and more developer layers are formed. Are formed. When such unevenness occurs, minute density unevenness in a low density portion and poor reproducibility of a fine line occur.
【0065】このように、磁性キャリアの磁化と残留磁
化とは、上記磁極によって形成される現像剤層の状態に
影響を及ぼすものであり、磁化と残留磁化とを上記の範
囲内とすることにより、ほぼ一層の現像剤層を現像ロー
ル上に形成するのが容易となる。従って、キャリアの磁
化及び残留磁化は上記範囲内であることが好ましく、本
試験では磁化及び残留磁化が上記範囲内であるキャリア
を用いる。As described above, the magnetization and the residual magnetization of the magnetic carrier affect the state of the developer layer formed by the magnetic pole. By setting the magnetization and the residual magnetization within the above ranges, Thus, it becomes easy to form almost one layer of the developer on the developing roll. Therefore, it is preferable that the magnetization and the residual magnetization of the carrier are within the above-mentioned ranges. In this test, a carrier having the magnetization and the residual magnetization within the above-mentioned ranges is used.
【0066】また、キャリアの体積固有抵抗値が低い場
合には、現像領域においてキャリアへの電荷注入が生じ
るために、磁性キャリアに作用するクーロン力が磁気拘
束力よりも強くなり、従ってキャリアは感光体ドラム上
に転移し易くなり、キャリア付着が発生していまう。従
って、キャリアの体積固有抵抗値は、106 V/mの電
界中において1010Ω・cm以上であることが好まし
い。本試験で用いたキャリアでは、106 V/mの電界
中における体積固有抵抗値が、1015〜1016Ω・cm
の範囲となるように調整されている。本試験で使用した
6種類のキャリアは表1に示す。When the volume resistivity of the carrier is low, charge injection into the carrier occurs in the developing region, so that the Coulomb force acting on the magnetic carrier becomes stronger than the magnetic restraining force, so that the carrier is exposed to light. Transfer on the body drum becomes easy, and carrier adhesion occurs. Therefore, the volume resistivity of the carrier is preferably 10 10 Ω · cm or more in an electric field of 10 6 V / m. The carrier used in this test has a volume resistivity of 10 15 to 10 16 Ω · cm in an electric field of 10 6 V / m.
It is adjusted to be within the range. Table 1 shows the six types of carriers used in this test.
【0067】[0067]
【表1】 [Table 1]
【0068】表1中のキャリアの種類〜は磁性粉分
散型樹脂キャリアで、〜はフェライトキャリアであ
る。また、平均粒径は、重量平均粒径である。単位重量
当たりの磁化は106 /(4π)A/mの磁界中におけ
る値である。なお、残留磁化は全キャリアで5kA/m
未満である。In Table 1, "-" represents a magnetic powder-dispersed resin carrier, and "-" represents a ferrite carrier. The average particle size is a weight average particle size. The magnetization per unit weight is a value in a magnetic field of 10 6 / (4π) A / m. The residual magnetization was 5 kA / m for all carriers.
Is less than.
【0069】さらに、本発明の現像装置で用いる現像剤
のトナー粒径は、同現像剤の磁性キャリアの粒径以下で
あり、且つ15μm以下であるものを用いるのが望まし
い。トナーの粒径が大きいほど、キャリアと現像ロール
表面との間の距離は広くなる。このため、キャリアに作
用する磁気拘束力が弱くなり、現像剤飛散やキャリア付
着が発生しやすくなる。Further, it is desirable that the toner particle diameter of the developer used in the developing device of the present invention is not more than the particle diameter of the magnetic carrier of the developer and not more than 15 μm. The greater the particle size of the toner, the greater the distance between the carrier and the surface of the developing roll. For this reason, the magnetic restraining force acting on the carrier is weakened, and the developer is liable to be scattered or adhered to the carrier.
【0070】これに対しては、トナーの粒径を15μm
以下とし、且つキャリアの粒径以下とすることで、キャ
リアと現像ロールとの間の距離を狭めて、磁極による磁
気拘束力を強めることで上記現像剤飛散やキャリア付着
を防止することができる。さらに、低湿環境や経時によ
りトナーの帯電量が増加し、それに伴いキャリアの帯電
量が増加することにより、現像バイアス印加時において
キャリアに作用するクーロン力が増加した場合において
も、十分な磁気拘束力によりキャリアを現像ロール表面
上に保持することが可能となる。従ってトナー粒径は、
磁性キャリアの粒径以下であり、且つ15μm以下であ
ることが好ましく、本試験では前記のようにトナー粒径
は7μmとした。On the other hand, when the particle size of the toner is 15 μm
By setting the particle diameter to be equal to or less than the particle diameter of the carrier, the distance between the carrier and the developing roll can be reduced, and the magnetic binding force by the magnetic pole can be strengthened to prevent the developer from scattering and the carrier from adhering. Furthermore, even when the amount of charge of the toner increases due to a low-humidity environment or aging, and the amount of charge of the carrier increases accordingly, even when the Coulomb force acting on the carrier at the time of applying the developing bias increases, a sufficient magnetic binding force can be obtained. Thereby, the carrier can be held on the surface of the developing roll. Therefore, the toner particle size is
It is preferably not more than 15 μm and not more than the particle diameter of the magnetic carrier. In this test, the toner particle diameter was 7 μm as described above.
【0071】現像剤中のトナーとキャリアの混合比は、
現像剤中のトナーの重量比で、〜のキャリアでは1
5重量%、〜のキャリアでは7.9重量%として、
単位体積当たりのトナー量がほぼ等しくなるように設定
している。また、トナーの電荷量は−15〜−20mC
/kgの範囲に調整されている。The mixing ratio of the toner and the carrier in the developer is
The weight ratio of the toner in the developer.
5% by weight, and 7.9% by weight for
The toner amount per unit volume is set to be substantially equal. The charge amount of the toner is -15 mC to -20 mC.
/ Kg range.
【0072】現像ロール12としては、隣接するN極と
S極との磁束密度ピーク位置の間隔Pが、13μm、2
5μm、50μm、100μm、250μm、500μ
mの6種類のものを使用した。但し、上記間隔Pは少数
第1位を四捨五入した値である。前記のように、各磁極
における二山分布形状からなる磁束密度のピーク値は、
50mTに設定した。また、各磁極の二つのピーク位置
の間隔Lは、50μmとした。さらに、各磁極の二山分
布形状からなる磁束密度のピーク部とピーク間の谷部と
の磁束密度の差ΔTは、5mTに設定した。For the developing roll 12, the interval P between the magnetic flux density peak positions of the adjacent N pole and S pole is 13 μm,
5 μm, 50 μm, 100 μm, 250 μm, 500 μ
m were used. However, the interval P is a value obtained by rounding off the first decimal place. As described above, the peak value of the magnetic flux density having a two-peak distribution shape at each magnetic pole is:
It was set to 50 mT. The distance L between the two peak positions of each magnetic pole was set to 50 μm. Further, the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak portion of the magnetic flux density and the valley portion between the peaks, each having a two-peak distribution shape, was set to 5 mT.
【0073】画像濃度の評価は、ベタ画像の現像を行
い、その濃度を反射濃度計(商品名:X−RITE31
0)で測定して行う。この測定値が1.8以上であれば
ベタ画像、線画像ともに十分な濃度を有しており、1.
8以上を○、1.8未満を×と評価している。The image density was evaluated by developing a solid image and measuring the density with a reflection densitometer (trade name: X-RITE31).
The measurement is performed in step 0). If the measured value is 1.8 or more, both the solid image and the line image have a sufficient density.
8 or more is evaluated as ○, and less than 1.8 is evaluated as ×.
【0074】また、キャリアの付着は、図7に示すよう
な画像部と背景部とがプロセスの進行方向と直角方向に
一定周期で並列された、いわゆる交番ラインの現像を行
い、このときのキャリア付着量を測定して評価を行っ
た。交番ラインの周期は2サイクル/mmで画像部と背
景部との比率は1:1である。このような交番ラインの
現像においては、感光体の表面に、画像部と背景部とが
非常に小さい間隔で隣接する静電潜像が存在するため、
感光体層の表面近傍にはいわゆるフリンジ電界が生じ、
画像の周辺部では、トナーと逆極性に帯電したキャリア
に対して静電的吸引力が作用する。従って、交番ライン
はキャリアの付着が生じやすい画像であり、キャリア付
着の評価に適している。Further, the carrier is adhered by developing a so-called alternating line in which the image area and the background area are arranged in parallel at regular intervals in the direction perpendicular to the process direction, as shown in FIG. The amount of adhesion was measured and evaluated. The cycle of the alternating line is 2 cycles / mm, and the ratio of the image portion to the background portion is 1: 1. In the development of such an alternating line, an electrostatic latent image in which the image portion and the background portion are adjacent at a very small interval exists on the surface of the photoconductor,
A so-called fringe electric field is generated near the surface of the photoconductor layer,
At the peripheral portion of the image, electrostatic attraction acts on the carrier charged to the opposite polarity to the toner. Therefore, the alternating line is an image in which the carrier is likely to adhere, and is suitable for evaluating the carrier adhesion.
【0075】キャリア付着量の評価指標は、交番ライン
の背景部上におけるキャリア粒子の面積率とした。面積
率の測定には、画像解析装置(商品名:LUZEX−5
000)を使用した。キャリア粒子の面積率が、1.0
%以下であれば実用上問題の無いレベルであるので、
1.0%以下を○、1.0%を超えた場合を×としてい
る。画像の均一性の評価は、ベタ画像について行い、目
視で濃度ムラが確認されない状態を〇、少量の濃度ムラ
はあるが実用上問題のないレベルを△、使用不可能なレ
ベルを×とした。The evaluation index of the carrier adhesion amount was the area ratio of the carrier particles on the background of the alternating line. To measure the area ratio, an image analyzer (trade name: LUZEX-5)
000) was used. When the area ratio of the carrier particles is 1.0
% Or less, there is no practical problem.
○ indicates 1.0% or less, and X indicates 1.0% or more. The uniformity of the image was evaluated with respect to a solid image. A state where density unevenness was not visually observed was rated as “〇”, a level where there was a small amount of density unevenness but no practical problem was indicated as “△”, and an unusable level was rated as “x”.
【0076】上記のような方法で行った結果を表2及び
表3に示す。これらの表において、総合評価は、上記三
項目のすべてに×のないものを〇、一つでも×のあるも
のを×とした。Tables 2 and 3 show the results obtained by the above method. In these tables, the comprehensive evaluation was evaluated as 〇 when all of the above three items did not have x, and x when there was at least one of them.
【0077】[0077]
【表2】 [Table 2]
【0078】[0078]
【表3】 [Table 3]
【0079】表2及び表3より、磁極間隔Pが25μm
以上250μm以下の範囲であり、且つその磁極間隔P
と、現像剤のトナー粒径d及びキャリア粒径Dとが、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 を満たす関係にあれば、キャリアの付着や均一性不良を
起こすことなく充分な画像濃度が得られることがわか
る。According to Tables 2 and 3, the magnetic pole interval P was 25 μm.
At least 250 μm and the magnetic pole interval P
And the toner particle size d of the developer and the carrier particle size D satisfy the following relationship: (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d) × 5. It can be seen that an image density can be obtained.
【0080】磁極間隔Pが25μmより狭い場合、もし
くは、P<(D+2d)/2の場合には、磁界に沿った
磁性キャリアの配列は困難となり、現像剤層は全体的に
疎な状態となる。このため、十分な濃度が得られず、画
像の均一性も損なわれる。また、現像ロール12の表面
から離れた部位における磁界は、磁極間隔Pが狭いほど
急激に減衰して弱くなるため、磁極間隔Pが25μmよ
り狭い場合には、現像ロール上の磁性キャリアに作用す
る磁気拘束力は弱くなり、前述のフリンジ電界の作用に
よるキャリアの付着が発生してしまう。さらに、現像ロ
ールの回転時に作用する遠心力により、現像剤が飛散す
る現象が観察された。When the magnetic pole interval P is smaller than 25 μm, or when P <(D + 2d) / 2, it is difficult to arrange magnetic carriers along the magnetic field, and the developer layer is generally sparse. . For this reason, a sufficient density cannot be obtained, and the uniformity of an image is impaired. In addition, the magnetic field at a portion distant from the surface of the developing roll 12 rapidly attenuates and becomes weaker as the magnetic pole interval P is smaller, and thus acts on the magnetic carrier on the developing roll when the magnetic pole interval P is smaller than 25 μm. The magnetic restraining force is weakened, and carrier adhesion occurs due to the above-mentioned fringe electric field. Further, a phenomenon in which the developer was scattered by the centrifugal force acting when the developing roll was rotated was observed.
【0081】一方、磁極間隔Pが250μmより広い場
合、もしくは、P>(D+2d)×5の場合には、磁極
間部において磁性キャリアに作用する磁気拘束力が極め
て弱くなる。このために、現像剤が磁極付近に集中的に
付着する。従って、現像剤層の状態は着磁パターンに対
応して山と谷とを形成するようになり、現像された画像
には着磁パターン状のムラが発生してしまう。また、上
記のように、磁極間部に付着した磁性キャリアに作用す
る磁気拘束力が弱いため、キャリアの付着および現像剤
の飛散が発生してしまう。On the other hand, when the magnetic pole interval P is wider than 250 μm, or when P> (D + 2d) × 5, the magnetic binding force acting on the magnetic carrier in the magnetic pole portion becomes extremely weak. For this reason, the developer is intensively attached near the magnetic pole. Therefore, the state of the developer layer is such that peaks and valleys are formed corresponding to the magnetized pattern, and the developed image has a magnetized pattern-like unevenness. Further, as described above, since the magnetic binding force acting on the magnetic carrier attached to the gap between the magnetic poles is weak, the carrier is attached and the developer is scattered.
【0082】これらに対し、磁極間隔Pが25μm以上
250μm以下であり、且つその磁極間隔Pと、現像剤
のトナー粒径d、キャリア粒径Dとが、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 を満たす関係である場合には、現像ロール上において、
磁性キャリアは磁界に沿った状態で整然と配列される。
このため、現像ロール上には現像剤の付着していない部
分が無く、且つ山谷構造を持たないほぼ一定層厚の現像
剤層が形成され、この現像剤層が磁力により保持されて
搬送される。On the other hand, the magnetic pole interval P is not less than 25 μm and not more than 250 μm, and the magnetic pole interval P, the toner particle size d of the developer, and the carrier particle size D are (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d ) × 5, the relationship on the developing roll
The magnetic carriers are arranged neatly along the magnetic field.
For this reason, a developer layer having a substantially constant thickness without a portion where the developer is not attached and having no peak-valley structure is formed on the developing roll, and the developer layer is conveyed while being held by magnetic force. .
【0083】したがって、層厚規制部材を用いることな
く、均一性の高い画像を得ることが可能となる。また、
現像剤搬送量は部品精度に依存しないので、高精度な組
立て精度は要求されない。さらに、現像剤担持体上の現
像剤層には強い磁気拘束力が作用するので、キャリアの
感光体への付着および現像剤の飛散は発生しない。ま
た、現像ロール上の現像剤層は現像ロール表面上にほぼ
固定された状態となるため、感光体表面を機械的に摺擦
することがなく、従って刷毛跡や掃き寄せ等の画質欠陥
がなく極めて均一性の高い画像を得ることができる。Accordingly, an image with high uniformity can be obtained without using a layer thickness regulating member. Also,
Since the developer conveyance amount does not depend on the component accuracy, high-precision assembly accuracy is not required. Further, since a strong magnetic binding force acts on the developer layer on the developer carrier, the carrier does not adhere to the photoconductor and the developer is not scattered. Also, since the developer layer on the developing roll is almost fixed on the surface of the developing roll, there is no need to mechanically rub the surface of the photoreceptor, thus eliminating image defects such as brush marks and sweeping. An extremely uniform image can be obtained.
【0084】〈d.現像装置の変更可能な構成例〉な
お、図3に示す現像装置では、現像ロール12上の現像
剤層を、感光体ドラム1に対して非接触状態としたが、
現像剤層が感光体ドラム1と接触するように設定した場
合においても、同様な結果が得られる。この場合には、
現像剤層による感光体表面の機械的な摺擦が生じること
になるが、現像剤層は現像ロール上にほぼ固定された状
態であり、従来の接触型二成分現像装置のような磁気ブ
ラシの現像ロール上での転動や振動による運動がないた
め、刷毛跡や掃き寄せ等の画質欠陥はほとんど生じな
い。<D. Configuration Example in Which Developing Device Can Be Changed> In the developing device shown in FIG. 3, the developer layer on the developing roll 12 is in a non-contact state with the photosensitive drum 1,
Similar results can be obtained when the developer layer is set so as to be in contact with the photosensitive drum 1. In this case,
Although the photoreceptor surface is mechanically rubbed by the developer layer, the developer layer is almost fixed on the developing roll, and a magnetic brush such as a conventional contact type two-component developing device is used. Since there is no movement due to rolling or vibration on the developing roll, image defects such as brush marks and sweeping hardly occur.
【0085】また、この現像装置では、現像ロール12
を磁気記録層12bとその周面上に形成された導電層1
2aとで構成して、磁気記録層12bとしてはフェライ
ト磁石、導電層12aとしてはアルミニウムを使用した
が、本発明はこれらの構成および材料に限定されるもの
ではない。磁気記録層12bには、磁化パターンが形成
可能である任意の材料が使用可能である。例えば、熱可
塑性または熱硬化性の樹脂中に強磁性材料の粉末を分散
させた、いわゆるプラスチック磁石や、可撓性を有する
材料中に強磁性材料の粉末を分散させた、いわゆるゴム
磁石を用いることができる。この場合、可撓性を有する
材料としては、多量の磁性材料の混入が可能で、且つ可
撓性を維持することが可能な任意のものが使用可能であ
り、例えばハイパロン、ポリイソブチレン、ネオプレン
ゴム、ニトリルゴム、塩素化ポリエチレン等が使用でき
る。また、導電層12aとしては、現像バイアス電圧が
印加可能である任意の材料が使用可能である。例えば、
Ni、Ti、Cu、Cu−Ni合金、チタンナイトライ
ド等を用いることができる。In this developing device, the developing roll 12
To the magnetic recording layer 12b and the conductive layer 1 formed on the peripheral surface thereof.
2a, a ferrite magnet was used for the magnetic recording layer 12b and aluminum was used for the conductive layer 12a, but the present invention is not limited to these configurations and materials. Any material capable of forming a magnetization pattern can be used for the magnetic recording layer 12b. For example, a so-called plastic magnet in which a powder of a ferromagnetic material is dispersed in a thermoplastic or thermosetting resin, or a so-called rubber magnet in which a powder of a ferromagnetic material is dispersed in a flexible material is used. be able to. In this case, as the material having flexibility, any material that can be mixed with a large amount of a magnetic material and can maintain flexibility can be used. For example, Hypalon, polyisobutylene, neoprene rubber , Nitrile rubber, chlorinated polyethylene and the like can be used. Further, as the conductive layer 12a, any material to which a developing bias voltage can be applied can be used. For example,
Ni, Ti, Cu, Cu-Ni alloy, titanium nitride, or the like can be used.
【0086】また上記構成に代えて、導電層の上に、薄
膜の磁気記録層を形成した構成としてもよい。図8にこ
の構成の一例を示す。この磁気記録層112bは、結着
樹脂中に強磁性材料の粉状体を分散させたものを、導電
性基体112a上に層厚50μmでコーティングするこ
とにより構成されている。強磁性材料としてγ−Fe2
O3 、結着樹脂としてポリウレタンが使用されている。
この磁性材料としては、磁石材料や磁気記録材料等とし
て公知である任意のものが使用可能であり、上記γ−F
e2 O3 のほか、CrO2 、Baフェライト、Srフェ
ライト等が使用できる。また、結着樹脂としては、テー
プ、ディスク、カード等の磁気記録層を構成する任意の
ものが使用可能であり、上記ポリウレタンのほか、例え
ばポリカーボネート、ポリエステル等が使用できる。さ
らに、磁気記録層112bには、必要に応じて導電性微
粒子等を添加することが可能である。In place of the above configuration, a configuration in which a thin magnetic recording layer is formed on a conductive layer may be adopted. FIG. 8 shows an example of this configuration. The magnetic recording layer 112b is formed by coating a powder of a ferromagnetic material dispersed in a binder resin on the conductive substrate 112a with a thickness of 50 μm. Γ-Fe 2 as ferromagnetic material
O 3 and polyurethane are used as a binder resin.
As the magnetic material, any material known as a magnet material or a magnetic recording material can be used.
In addition to e 2 O 3 , CrO 2 , Ba ferrite, Sr ferrite and the like can be used. Further, as the binder resin, any one constituting a magnetic recording layer such as a tape, a disk and a card can be used. In addition to the above-mentioned polyurethane, for example, polycarbonate, polyester and the like can be used. Furthermore, conductive fine particles and the like can be added to the magnetic recording layer 112b as needed.
【0087】また、磁気記録層112bには、磁性金属
材料を用いることもできる。この場合、磁石材料や磁気
記録材料等として公知である任意のものが使用可能であ
り、例えば、Co−Ni−P、Co−Ni、Co−C
r、Fe−Cr−Co、Mg−Al等が使用できる。さ
らに、この現像装置では、現像ロール12の周方向にN
極とS極とを交互に着磁したが、現像ロールの長手方向
にN極とS極とを交互に着磁した場合においても同様な
結果が得られる。また、現像ロール表面上でN極とS極
とがモザイク状に配列するように着磁した場合において
も同様な結果が得られる。Further, a magnetic metal material can be used for the magnetic recording layer 112b. In this case, any known material such as a magnet material or a magnetic recording material can be used. For example, Co-Ni-P, Co-Ni, Co-C
r, Fe-Cr-Co, Mg-Al or the like can be used. Further, in this developing device, N
Although the poles and S poles are alternately magnetized, similar results are obtained when the N poles and S poles are alternately magnetized in the longitudinal direction of the developing roll. Similar results can be obtained when the N and S poles are magnetized so as to be arranged in a mosaic pattern on the surface of the developing roll.
【0088】なお、磁気記録層122bの着磁には、図
9に示すような磁気記録用ヘッド210を用いることも
できる。このような磁気記録用ヘッド210を用いる場
合には、現像ロールを軟磁性体層122aの上に磁気記
録層122bが設けられたものとする。軟磁性体層12
2aとしては、公知である任意のものが使用でき、例え
ば鉄、鉄−ケイ素合金、鉄−ニッケル合金等がある。The magnetic recording layer 122b can be magnetized by using a magnetic recording head 210 as shown in FIG. When such a magnetic recording head 210 is used, it is assumed that the developing roll has the magnetic recording layer 122b provided on the soft magnetic layer 122a. Soft magnetic layer 12
Any known material can be used as 2a, and examples thereof include iron, an iron-silicon alloy, and an iron-nickel alloy.
【0089】上記磁気記録用ヘッド210は、コアの一
端211aが小さな端面となるように断面を減少した形
状となっているが、他端211bは大きな端面が現像ロ
ールの周面と対向する形状となっている。このようなコ
ア211に巻き回されたコイル212に電流が供給され
ると、コア211に発生した磁束は小さな端面から磁気
記録層122bを通り、さらにその下にある軟磁性体層
(導電性基体122a)を通って端面が大きくなってい
るコアの他端211bへ通じる。したがって磁気記録層
122bの小さな端面211aと対向している位置で
は、磁気記録層122bの厚さ方向にN極とS極とが形
成され、一方大きな端面と対向している部分ではほとん
ど磁化されない。このような着磁を現像ロールの周面の
ほぼ全域にわたって行うことにより、磁気記録層122
bの厚さ方向に配列された磁極を周面のほぼ全域に形成
することができる。このように磁気記録層の厚さ方向に
着磁することによって大きな磁束密度の磁界を形成する
ことができ、磁極の間隔、使用するキャリア等に応じて
このような着磁パターンを採用することもできる。The magnetic recording head 210 has a shape in which the cross section is reduced so that one end 211a of the core becomes a small end surface, while the other end 211b has a shape in which a large end surface faces the peripheral surface of the developing roll. Has become. When a current is supplied to the coil 212 wound around the core 211, the magnetic flux generated in the core 211 passes through the magnetic recording layer 122b from a small end face, and further passes therethrough a soft magnetic layer (conductive base). 122a) to the other end 211b of the core whose end face is larger. Therefore, at the position facing the small end face 211a of the magnetic recording layer 122b, an N pole and an S pole are formed in the thickness direction of the magnetic recording layer 122b, while the portion facing the large end face is hardly magnetized. By performing such magnetization over substantially the entire peripheral surface of the developing roll, the magnetic recording layer 122
The magnetic poles arranged in the thickness direction of b can be formed over almost the entire peripheral surface. By magnetizing in the thickness direction of the magnetic recording layer in this manner, a magnetic field having a large magnetic flux density can be formed, and such a magnetized pattern may be adopted according to the interval between the magnetic poles, the carrier used, and the like. it can.
【0090】〈e.二つのピーク位置の間隔Lと、画像
濃度・キャリアの付着・濃度ムラの発生・細線の再現性
との関係を調査する実験〉次に、図3に示す現像装置に
おいて、各磁極の二つのピーク位置の間隔Lを変化さ
せ、画像濃度、キャリア付着、低濃度部における濃度ム
ラ及び細線の再現性を調査した結果について説明する。<E. Experiment for investigating the relationship between the interval L between the two peak positions and the image density, adhesion of carriers, occurrence of density unevenness, and reproducibility of fine lines> Next, in the developing device shown in FIG. The result of examining the image density, the carrier adhesion, the density unevenness in the low density portion, and the reproducibility of the fine line by changing the position interval L will be described.
【0091】現像ロール12は隣接するN極とS極との
磁極間隔Pを100μmとして、2つのピーク位置間隔
Lが10μm、20μm、30μm、100μm、20
0μm、300μm、350μmの7種類のものを使用
した。また各磁極のピーク部とピーク間の谷部との磁束
密度の差ΔTは5mTに設定した。トナーは先の実験で
用いられるトナーと同一とし、キャリアは表1のと
とを用いた。低濃度部の画像の均一性の評価は、面積率
が20%の網点画像について目視で行い、微少な濃度ム
ラが確認されない状態を○、少量の微少濃度ムラはある
が実用上問題のないレベルを△、実用不可能なレベルを
×とした。細線の再現性の評価については、幅130μ
mの線画像について目視で行い、エッジ部のギザつきお
よび濃度ムラが確認されない状態を○、少量のギザつき
及び濃度ムラはあるが実用上問題のないレベルを△、実
用不可能なレベルを×とした。また、画像濃度とキャリ
ア付着については、先の実験と同様の方法で評価した。The developing roller 12 has a magnetic pole interval P between adjacent N and S poles of 100 μm, and two peak position intervals L of 10 μm, 20 μm, 30 μm, 100 μm, 20 μm.
Seven types of 0 μm, 300 μm, and 350 μm were used. The difference ΔT in the magnetic flux density between the peak of each magnetic pole and the valley between the peaks was set to 5 mT. The toner was the same as the toner used in the previous experiment, and the carriers shown in Table 1 were used. The uniformity of the image in the low-density portion was evaluated visually with respect to a halftone dot image having an area ratio of 20%, and a state where no minute density unevenness was observed was evaluated as ○. The level was marked as “△”, and the unpractical level was marked as “x”. For evaluation of reproducibility of fine lines, width 130 μm
The line image of m was visually inspected, and the state where no jagged edge and density unevenness were observed in the edge portion was evaluated as ○, the level where there was a small amount of jagged area and density unevenness but there was no practical problem, and the level where impractical was x And The image density and carrier adhesion were evaluated in the same manner as in the previous experiment.
【0092】このような実験の結果は表4に示す通りで
あり、総合評価は、上記四項目のすべてに△及び×のな
いものを○、△はあるが×のないものを△、一つでも×
のあるものを×としている。The results of such an experiment are as shown in Table 4. The comprehensive evaluation was as follows: も の for all of the above four items without △ and ×, △ for one with △ but without X, and one for But ×
Are marked with x.
【0093】[0093]
【表4】 [Table 4]
【0094】この表に示されるように、各磁極の二つの
ピーク位置の間隔Lが300μm以下であり、この間隔
Lと、トナー粒径d及びキャリア粒径Dとが、 (D+2d)/4≦L を満足する関係にあれば、キャリア付着を起こすことな
く十分な画像濃度が得られると同時に、低濃度部の均一
性及び細線の再現性が良好となることがわかる。As shown in this table, the distance L between the two peak positions of each magnetic pole is 300 μm or less, and the distance L, the toner particle diameter d and the carrier particle diameter D are (D + 2d) / 4 ≦ It can be seen that if L 1 is satisfied, a sufficient image density can be obtained without causing carrier adhesion, and at the same time, the uniformity of the low-density portion and the reproducibility of fine lines are improved.
【0095】このように、各磁極の二つのピーク位置の
間隔Lが低濃度部の均一性及び細線の再現性に影響を及
ぼす理由は、次のように考えることができる。二つのピ
ーク位置の間隔Lが(D+2d)/4よりも狭い場合に
は、現像ロールの表面に垂直な方向の磁界成分の減衰は
緩やかになり、磁界の分布形状は図36に示すような磁
極が等間隔で配置された場合に近くなる。従って図37
に示すような微少な層厚ムラが生じ易くなる。このよう
な微少な層厚ムラがあると、低濃度部における微少な濃
度ムラや細線の再現性不良が発生してしまう。The reason why the interval L between the two peak positions of each magnetic pole affects the uniformity of the low density portion and the reproducibility of the fine line can be considered as follows. When the interval L between the two peak positions is smaller than (D + 2d) / 4, the attenuation of the magnetic field component in the direction perpendicular to the surface of the developing roll becomes gentle, and the distribution shape of the magnetic field becomes as shown in FIG. Are arranged at equal intervals. Therefore, FIG.
As shown in FIG. If there is such a minute unevenness in the layer thickness, minute unevenness in the density in the low-density portion and poor reproducibility of the fine line will occur.
【0096】一方、二つのピーク位置の間隔Lが300
μmよりも広い場合には、現像剤の付着しない領域が広
くなり、目視にて観察され得る縞状の濃度ムラが発生し
易くなる。以上のような理由により、二つのピーク位置
の間隔Lを300μm以下とし、該間隔Lと、トナー粒
径d及びキャリア粒径Dとが、(D+2d)/4≦Lを
満足するように設定すれば、キャリア付着を起こすこと
なく十分な画像濃度が得られると同時に、低濃度部の均
一性、および細線再現性を高めることができる。On the other hand, the interval L between the two peak positions is 300
If it is larger than μm, the area where the developer does not adhere becomes large, and stripe-like density unevenness that can be visually observed is likely to occur. For the reasons described above, the interval L between the two peak positions is set to 300 μm or less, and the interval L, the toner particle size d, and the carrier particle size D are set so as to satisfy (D + 2d) / 4 ≦ L. If this is the case, a sufficient image density can be obtained without causing carrier adhesion, and at the same time, the uniformity of the low density portion and the fine line reproducibility can be improved.
【0097】なお、この実験では隣接するN極とS極と
の磁極間隔Pを100μmとしたが、磁極間隔Pを25
μm以上250μm以下として、磁極間隔Pと、トナー
粒径d及びキャリア粒径Dとが、(D+2d)/2≦P
≦(D+2d)×5を満足するように設定すれば同様な
結果が得られる。In this experiment, the magnetic pole interval P between the adjacent N pole and S pole was set to 100 μm, but the magnetic pole interval P was set to 25 μm.
μm or more and 250 μm or less, the magnetic pole interval P, the toner particle size d and the carrier particle size D are (D + 2d) / 2 ≦ P
A similar result can be obtained if the setting is made so as to satisfy ≦ (D + 2d) × 5.
【0098】〈f.各磁極のピーク部とピーク間の谷部
との磁束密度の差ΔTと、画像濃度・キャリアの付着・
濃度ムラの発生・細線の再現性との関係を調査する実
験〉次に、図3に示す現像装置において、各磁極の磁束
密度分布におけるピーク部とピーク間の谷部との磁束密
度の差ΔTを変化させ、画像濃度、キャリア付着、低濃
度部における濃度ムラ及び細線の再現性を調査した結果
について説明する。<F. The difference ΔT in the magnetic flux density between the peak of each magnetic pole and the valley between the peaks and the image density, carrier adhesion,
Experiment for investigating the relationship between the occurrence of density unevenness and the reproducibility of fine lines> Next, in the developing device shown in FIG. 3, the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak and the valley between the peaks in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole. And the results of examining the image density, carrier adhesion, density unevenness in low-density portions, and reproducibility of fine lines will be described.
【0099】現像ロール12は、隣接するN極とS極と
の磁極間隔Pを100μm、二つのピーク位置間隔Lを
50μmに各々設定した。また、各磁極の磁束密度分布
におけるピーク部とピーク間の谷部との磁束密度の差Δ
Tは1mT、3mT、5mT、7mTの4種のものを使
用した。トナーは上記実験で用いられるトナーと同一と
し、キャリアは表1のを用いた。In the developing roll 12, the magnetic pole interval P between the adjacent N and S poles was set to 100 μm, and the interval L between the two peak positions was set to 50 μm. Further, a difference Δ in magnetic flux density between a peak portion and a valley portion between peaks in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole.
T used four kinds of 1mT, 3mT, 5mT, and 7mT. The toner was the same as the toner used in the above experiment, and the carrier shown in Table 1 was used.
【0100】このような実験の結果は表5に示す通りで
あり、総合評価は、上記四項目のすべてに△及び×のな
いものを○、△はあるが×のないものを△、一つでも×
のあるものを×としている。 以下余白The results of such an experiment are as shown in Table 5. The comprehensive evaluation was as follows: を for all of the above four items without Δ and ×, Δ for those with Δ but no ×, But ×
Are marked with x. Below margin
【0101】[0101]
【表5】 [Table 5]
【0102】この表に示されるように、ピーク部とピー
ク間の谷部との磁束密度の差ΔTが5mT以上となるよ
うに設定すれば、キャリア付着を起こすことなく十分な
画像濃度が得られると同時に、低濃度部の均一性及び細
線の再現性が良好となることがわかる。As shown in this table, if the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak and the valley between the peaks is set to be 5 mT or more, a sufficient image density can be obtained without causing carrier adhesion. At the same time, it can be seen that the uniformity of the low density portion and the reproducibility of the fine line are improved.
【0103】このように、各磁極の磁束密度分布におけ
るピーク部とピーク間の谷部との磁束密度の差ΔTが低
濃度部の均一性及び細線の再現性に影響を及ぼす理由
は、次のように考えることができる。ピーク部とピーク
間の谷部との磁束密度の差ΔTが5mTよりも小さい場
合には、磁界の分布状態は図36に示すような磁極が等
間隔で配置された場合に近くなる。従って図37に示す
ような微少な層厚ムラが生じ易くなる。このような微少
な層厚ムラがあると、低濃度部における微少な濃度ムラ
や細線の再現性不良が発生してしまう。The reason why the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak portion and the valley portion between the peaks in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole affects the uniformity of the low concentration portion and the reproducibility of the fine line is as follows. Can be thought of as When the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak and the valley between the peaks is smaller than 5 mT, the distribution of the magnetic field is close to the case where the magnetic poles are arranged at equal intervals as shown in FIG. Accordingly, minute layer thickness unevenness as shown in FIG. 37 is likely to occur. If there is such a minute unevenness in the layer thickness, minute unevenness in the density in the low-density portion and poor reproducibility of the fine line will occur.
【0104】ピーク部とピーク間の谷部との磁束密度の
差ΔTを5mT以上とすれば、磁束はほとんど2つのピ
ーク位置間には分布しない状態となるので、上記微少な
層厚ムラの発生を抑制することが可能である。従って、
ピーク部とピーク間の谷部との磁束密度の差ΔTを5m
T以上に設定すれば、キャリア付着を起こすことなく十
分な画像濃度が得られると同時に、低濃度部の均一性、
および細線再現性を高めることができる。If the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak portion and the valley portion between the peaks is set to 5 mT or more, the magnetic flux is hardly distributed between the two peak positions. Can be suppressed. Therefore,
The difference ΔT in magnetic flux density between the peak and the valley between the peaks is 5 m.
If it is set to T or more, sufficient image density can be obtained without causing carrier adhesion, and at the same time, the uniformity of the low density portion,
And the reproducibility of fine lines can be improved.
【0105】なお、この実験では隣接するN極とS極と
の磁極間隔Pを100μmとしたが、磁極間隔Pを25
μm以上250μm以下として、磁極間隔Pと、トナー
粒径d及びキャリア粒径Dとが、(D+2d)/2≦P
≦(D+2d)×5を満足するように設定すれば同様な
結果が得られる。In this experiment, the magnetic pole interval P between the adjacent N pole and S pole was set to 100 μm.
μm or more and 250 μm or less, the magnetic pole interval P, the toner particle size d and the carrier particle size D are (D + 2d) / 2 ≦ P
A similar result can be obtained if the setting is made so as to satisfy ≦ (D + 2d) × 5.
【0106】〈g.維持性についての実験〉次に、図3
に示す現像装置の維持性について行った実験を説明す
る。この実験は、図1に示す画像形成装置を用い、図3
に示す現像装置でベタ画像を連続して10万枚現像す
る。そして所定枚数の現像を行った後にベタ画像の現像
濃度とトナーの電荷量とを測定し、現像枚数を重ねたと
きの推移を調査する。<G. Experiment on maintainability> Next, FIG.
An experiment conducted on the maintainability of the developing device shown in FIG. In this experiment, the image forming apparatus shown in FIG.
Develop 100,000 sheets of solid images continuously using the developing device shown in FIG. Then, after the development of a predetermined number of sheets, the development density of the solid image and the charge amount of the toner are measured, and the transition when the number of developed sheets is overlapped is investigated.
【0107】また、本願発明に係る現像装置の効果を調
査するために、図10に示す従来から知られている現像
装置を用いて同様の現像を行い、その結果を上記図3に
示す現像装置で得られた結果と比較する。Further, in order to investigate the effect of the developing device according to the present invention, similar development was performed using a conventionally known developing device shown in FIG. 10, and the result was shown in the developing device shown in FIG. Compare with the results obtained in
【0108】この実験において、現像剤は次のものを用
いる。 ◎キャリア:フェライトキャリア 平均粒径 50μm 真密度 4.5g/cm3 単位重量当たりの磁化 50A・m2 /kg 磁化 225kA/m 残留磁化 5kA/m未満 体積固有抵抗値 1015Ω・cm ◎トナー:負帯電性ポリエステル系トナー 重量平均粒径 7μm 電荷量 −15〜−20mC/kg また、現像ロール表面の隣接するN極とS極との磁極間
隔Pは100μmとなっている。また、各磁極の2つの
ピーク位置の間隔Lを50μmに設定し、ピーク部とピ
ーク間の谷部との磁束密度の差ΔTは5mTに設定して
いる。In this experiment, the following developers were used. ◎ Carrier: Ferrite carrier Average particle size 50 μm True density 4.5 g / cm 3 Magnetization per unit weight 50 A · m 2 / kg Magnetization 225 kA / m Residual magnetization Less than 5 kA / m Volume resistivity 10 15 Ω · cm ◎ Toner: Negatively chargeable polyester-based toner Weight average particle diameter 7 μm Charge amount -15 to −20 mC / kg Further, the magnetic pole interval P between the adjacent N pole and S pole on the surface of the developing roll is 100 μm. The interval L between the two peak positions of each magnetic pole is set to 50 μm, and the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak and the valley between the peaks is set to 5 mT.
【0109】一方、比較を行うために用いた従来の現像
装置は、図10に示すように、現像ロール312と近接
対向して設けられた層厚規制部材315を有するもので
ある。また、現像ロール312は、固定支持された磁石
ロール312aとその周囲で回転駆動されるスリーブ3
12bとを有し、磁石ロール312aには周方向に5つ
の磁極が設けられている。この磁極によって生じる磁界
によって、現像剤はスリーブ312bの表面に吸着さ
れ、スリーブ312bの回転と共に移動するようになっ
ており、層厚規制部材315との対向位置で現像剤量が
規制され、現像剤の薄層が形成される。On the other hand, the conventional developing device used for comparison has a layer thickness regulating member 315 provided in close proximity to the developing roll 312, as shown in FIG. The developing roll 312 includes a fixedly supported magnet roll 312a and a sleeve 3 rotatably driven around the magnet roll 312a.
12b, and the magnet roll 312a is provided with five magnetic poles in the circumferential direction. Due to the magnetic field generated by the magnetic poles, the developer is attracted to the surface of the sleeve 312b and moves with the rotation of the sleeve 312b. The amount of the developer is regulated at a position facing the layer thickness regulating member 315, and the developer is regulated. Is formed.
【0110】この現像装置の主要部分の寸法、設定は以
下のとおりである。 現像ロール:外径18mm 現像ロールの周速:320mm/s 現像領域の設定: 感光体ドラムと現像ロールとの間隔・・・500μm 感光体ドラムと現像ロールとが最近接する位置・・・磁
極N1 と磁極S1 とのほぼ中間点 磁極N1 の位置と磁極S1 の位置との中心角・・・70
° 磁極N1 の位置、磁極S1 の位置での磁束密度・・・7
0mT 現像バイアス:直流重畳交流電圧 直流成分・・・−400V 交流成分・・・6KHzの矩形波、ピーク間電圧1.6
KVThe dimensions and settings of the main parts of this developing device are as follows. Developing roll: outer diameter 18 mm Circumferential speed of developing roll: 320 mm / s Setting of developing area: distance between photosensitive drum and developing roll: 500 μm Position where photosensitive drum and developing roll are closest to each other: magnetic pole N 1 central angle ... 70 of substantially position of the magnetic pole S 1 midpoints pole N 1 of the magnetic pole S 1 and
° Magnetic flux density at the position of the magnetic pole N 1 and the position of the magnetic pole S 1 ··· 7
0 mT Development bias: DC superimposed AC voltage DC component: -400 V AC component: 6 KHz rectangular wave, peak-to-peak voltage 1.6
KV
【0111】なお、上記二つの現像装置は、それぞれハ
ウジング内に400gの現像剤を収容するものであり、
現像剤中のトナー重量比は、7.5〜8.5重量%とな
るように適宜トナーを補給するようになっている。The above two developing devices each accommodate 400 g of the developer in the housing.
The toner is appropriately replenished so that the weight ratio of the toner in the developer becomes 7.5 to 8.5% by weight.
【0112】図11および図12は、上記本願発明に係
る現像装置(図3)および従来の現像装置(図10)と
を用いて10万枚の現像を行ったときのベタ画像濃度お
よびトナー電荷量の推移を示すものである。これらの図
より、本願発明に係る現像装置4では、10万枚の現像
を通じて画像濃度およびトナー電荷量は、良好に維持さ
れることがわかる。一方、比較例である従来の現像装置
300では、急激な濃度低下およびトナー電荷量の低下
が発生する。このトナー電荷量の低下により、2万枚に
てトナー飛散による地カブリが発生し、現像剤は寿命に
至った。FIGS. 11 and 12 show the solid image density and toner charge when 100,000 sheets are developed using the developing device according to the present invention (FIG. 3) and the conventional developing device (FIG. 10). It shows the transition of the quantity. From these figures, it can be seen that in the developing device 4 according to the present invention, the image density and the toner charge amount are favorably maintained through the development of 100,000 sheets. On the other hand, in the conventional developing device 300 as a comparative example, a sharp decrease in the density and a decrease in the toner charge amount occur. Due to this decrease in toner charge, ground fogging due to toner scattering occurred on 20,000 sheets, and the developer reached its end of life.
【0113】また、長期現像実験後の現像剤の状態を調
査した結果、従来の現像装置300で用いた現像剤に
は、顕著なトナー劣化およびキャリア劣化が発生してい
た。従来の現像装置300においては、層厚規制部材3
15による層厚規制時に現像剤に対して強いストレスが
作用するため、トナー劣化およびキャリア劣化が早期に
発生したことによるものである。この影響により、上記
のように濃度低下およびトナー電荷量の低下が発生して
しまう。Further, as a result of investigating the state of the developer after the long-term development experiment, the developer used in the conventional developing apparatus 300 showed significant toner deterioration and carrier deterioration. In the conventional developing device 300, the layer thickness regulating member 3
This is because a strong stress acts on the developer when the layer thickness is regulated by No. 15 and toner deterioration and carrier deterioration occur early. Due to this effect, the density decrease and the toner charge amount decrease as described above.
【0114】一方、本願に係る現像装置4では、層厚規
制部材を用いないため、現像剤層形成時に現像剤に対し
てストレスが作用せず、従って現像剤の劣化を防止する
ことができる。この現像装置4で用いた現像剤では、長
期現像実験後のトナーおよびキャリアは初期と同様な状
態であり、劣化状態は見られなかった。また、10万枚
を通じて、現像剤搬送量に変動はほとんど生じていな
い。On the other hand, in the developing device 4 according to the present invention, since the layer thickness regulating member is not used, no stress acts on the developer at the time of forming the developer layer, so that the deterioration of the developer can be prevented. In the developer used in the developing device 4, the toner and the carrier after the long-term development experiment were in the same state as the initial state, and no deterioration state was observed. Further, there is almost no change in the amount of transported developer over 100,000 sheets.
【0115】以上のように、本願発明に係る現像装置で
は、良好な画質を、長期に渡り安定して維持できること
がわかる。また、本願発明の現像装置では、キャリアの
帯電量や抵抗値に環境や経時による変動が生じた場合に
おいても、現像領域においてはキャリアが磁気拘束力に
よって現像ロール上にほぼ固定された状態となるので、
現像剤層の状態はほぼ一定に保たれる。従って、環境の
変化や経時的影響に左右されない安定した画像再現が可
能である。As described above, in the developing device according to the present invention, it can be seen that good image quality can be stably maintained over a long period of time. Further, in the developing device of the present invention, even when the charge amount and the resistance value of the carrier fluctuate due to the environment and aging, the carrier is almost fixed on the developing roll by the magnetic binding force in the developing region. So
The state of the developer layer is kept almost constant. Therefore, stable image reproduction that is not affected by changes in the environment or influence over time can be achieved.
【0116】[第2の実施形態]次に、請求項1、請求
項2、請求項3、請求項4又は請求項6に記載の発明の
第2の実施形態である現像装置について説明する。図1
3は、この現像装置を示す概略構成図および現像剤担持
体の部分拡大断面図である。この現像装置は、現像剤が
収容される現像ハウジング21の感光体ドラム1との対
向部位に現像用の開口部が設けられており、この開口部
に現像剤担持体が配設されている。また、現像剤担持体
の後方には、現像剤撹拌搬送手段として2つのスクリュ
ーオーガー26、27が設けられている。[Second Embodiment] Next, a description will be given of a developing device according to a second embodiment of the present invention described in claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 6. FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the developing device and a partially enlarged cross-sectional view of a developer carrier. In this developing device, an opening for development is provided at a portion of the developing housing 21 in which the developer is accommodated, facing the photosensitive drum 1, and a developer carrier is disposed in this opening. In addition, two screw augers 26 and 27 are provided behind the developer carrier as developer stirring and conveying means.
【0117】上記現像剤担持体22は駆動ロール23と
二つの支持ロール24、25とこれらに張架された無端
状のベルト22とで構成されており、駆動ロール23の
回転により、図中に示す矢印の方向にベルト22が周回
駆動されるものである。上記駆動ロール23の外径は1
0mmであり、ベルトが周速320mm/sで移動する
ように回転駆動されている。The developer carrier 22 is composed of a drive roll 23, two support rolls 24 and 25, and an endless belt 22 stretched over these rolls. The belt 22 is driven to rotate in the direction of the arrow shown. The outer diameter of the drive roll 23 is 1
0 mm, and is rotationally driven so that the belt moves at a peripheral speed of 320 mm / s.
【0118】上記ベルト22は、導電性基体22a上に
磁気記録層22bを積層して構成されている。導電性基
体22aには現像バイアス用電源(図示しない)によ
り、現像バイアス電圧が印加される。この現像バイアス
電圧は、直流電圧を重畳した交流電圧であり、直流成分
は、地カブリの発生を防ぐために−400Vに設定さ
れ、交流成分は、周波数6kHzの矩形波で、ピーク間
電圧が1.5kVに設定されている。また、磁気記録層
22bには、ベルト22の全周にわたり、S極とN極と
が交互にほぼ等間隔で着磁されており、図3に示す実施
形態と同様の着磁パターンを形成している。この磁気記
録層22bの磁性材料としてはγ−Fe2 O3 、結着樹
脂としてはポリウレタンが使用されており、磁気記録層
22bの層厚は50μmとなっている。The belt 22 is formed by laminating a magnetic recording layer 22b on a conductive substrate 22a. A developing bias voltage is applied to the conductive base 22a by a developing bias power supply (not shown). The developing bias voltage is an AC voltage on which a DC voltage is superimposed. The DC component is set to −400 V in order to prevent occurrence of ground fogging. The AC component is a rectangular wave having a frequency of 6 kHz and a peak-to-peak voltage of 1. It is set to 5 kV. In the magnetic recording layer 22b, S poles and N poles are alternately magnetized at substantially equal intervals over the entire circumference of the belt 22, and form a magnetized pattern similar to the embodiment shown in FIG. ing. As the magnetic material of the magnetic recording layer 22b, γ-Fe 2 O 3 is used, and as the binder resin, polyurethane is used. The thickness of the magnetic recording layer 22b is 50 μm.
【0119】上記磁気記録層22bの着磁には、図6に
示すものと同様の磁気記録用ヘッドが使用されており、
ベルトの周方向にN極とS極とが交互に着磁され、磁化
の方向は、水平方向にN極とS極とが生じるように設定
されている。また、ベルトの表面において隣接するN極
とS極との磁極間隔Pは100μm、各磁極の二つのピ
ーク位置の間隔Lは50μmに設定されており、さらに
ピーク部とピーク間の谷部との磁束密度の差ΔTは5m
T、垂直方向の磁束密度のピーク値は50mTとなって
いる。なお、この現像装置の他の構成は図3に示す現像
装置と同じである。For the magnetization of the magnetic recording layer 22b, a magnetic recording head similar to that shown in FIG. 6 is used.
N-poles and S-poles are alternately magnetized in the circumferential direction of the belt, and the direction of magnetization is set such that N-poles and S-poles are generated in the horizontal direction. Further, the magnetic pole interval P between the N pole and the S pole adjacent to each other on the surface of the belt is set to 100 μm, the interval L between two peak positions of each magnetic pole is set to 50 μm, Magnetic flux density difference ΔT is 5m
T, the peak value of the magnetic flux density in the vertical direction is 50 mT. The other configuration of this developing device is the same as that of the developing device shown in FIG.
【0120】このような現像装置においては、現像剤が
ベルト22に供給されると、磁気記録層22bの磁界に
よってベルト22の周面に一定量の現像剤が付着し、層
厚規制部材を用いることなく現像剤の薄層が形成され
る。さらに、当該現像剤は、ベルト22の周回に伴って
感光体ドラム1と対向する現像領域へと搬送され、感光
体ドラム1上の静電潜像の現像に供される。このとき、
現像剤層は、トナーを付着したほぼ一層のキャリアがベ
ルトの周面にほぼ均等に付着されており、ベルトと感光
体ドラムとの間隙が300μmに設定されているので非
接触に保たれる。このような現像工程においては、キャ
リアはベルトの磁極に保持されているため、現像剤の飛
散は生じない。また、現像剤の均一な薄層が現像領域に
供給されるので、均一な高品位の画像が得られる。In such a developing device, when the developer is supplied to the belt 22, a certain amount of the developer adheres to the peripheral surface of the belt 22 by the magnetic field of the magnetic recording layer 22b, and the layer thickness regulating member is used. Without forming a thin layer of developer. Further, the developer is conveyed to a developing area facing the photosensitive drum 1 with the rotation of the belt 22, and is used for developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1. At this time,
In the developer layer, substantially one layer of the carrier to which the toner is adhered is almost uniformly adhered to the peripheral surface of the belt, and the gap between the belt and the photosensitive drum is set to 300 μm, so that the developer layer is kept in non-contact. In such a developing step, the carrier is held by the magnetic poles of the belt, so that the developer does not scatter. Further, since a uniform thin layer of the developer is supplied to the developing area, a uniform high-quality image can be obtained.
【0121】上記現像装置を用いて図3に示す現像装置
と同様に10万枚の長期現像実験を行ったところ、10
万枚を通じて画像濃度およびトナー帯電量は良好に維持
され、実験後の現像剤に劣化状態は見られなかった。な
お、この現像装置のように、現像剤担持体を無端状ベル
トとすることにより、円筒形状の場合と比べて高い設計
自由度を得ることができる。例えばこの現像装置のよう
に、駆動ロールは円筒状の現像剤担持体に比べて小径化
することが可能であり、ハウジングの現像用開口を幅狭
く設計することが可能である。従って、現像装置および
画像形成装置全体を小型化することが可能となる。ま
た、現像部以外の部位における、現像剤担持体(ベル
ト)の引き回し形状も任意に設計可能であり、各部にお
ける最適条件に容易に対応できる。A long-term development experiment of 100,000 sheets was performed using the above-described developing device in the same manner as the developing device shown in FIG.
The image density and the toner charge amount were maintained satisfactorily throughout the thousands of sheets, and no deterioration was observed in the developer after the experiment. By using an endless belt for the developer carrying member as in this developing device, it is possible to obtain a higher degree of freedom in design than in the case of a cylindrical shape. For example, like this developing device, the drive roll can be made smaller in diameter than a cylindrical developer carrier, and the developing opening of the housing can be designed to be narrow. Therefore, it is possible to reduce the size of the developing device and the entire image forming apparatus. In addition, it is possible to arbitrarily design the drawing shape of the developer carrying member (belt) in a portion other than the developing portion, and it is possible to easily cope with optimum conditions in each portion.
【0122】[第3の実施形態]図14は、請求項1、
請求項2、請求項3、請求項4又は請求項6に記載の発
明の第3の実施形態である現像装置を示す概略断面図で
ある。この現像装置は、図12に示す現像装置と同様に
現像ハウジング31の感光体ドラム1との対向部位に現
像用の開口部が設けられており、この開口部に現像剤担
持体が配設されている。また、この現像剤担持体の後方
には、現像剤の撹拌・搬送手段として、二つのスクリュ
ーオーガー36、37が備えられている。[Third Embodiment] FIG. 14 shows the third embodiment.
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a developing device according to a third embodiment of the invention described in claim 2, 3, 4, or 6. In this developing device, an opening for development is provided in a portion of the developing housing 31 opposed to the photosensitive drum 1 similarly to the developing device shown in FIG. 12, and a developer carrier is provided in this opening. ing. In addition, two screw augers 36 and 37 are provided behind the developer carrier as a means for stirring and transporting the developer.
【0123】上記現像剤担持体は、駆動ロール33と二
つの支持ロール34、35と、これらに張架された無端
状のベルト32とから構成されており、駆動ロール33
の回転により、周回駆動される。この現像剤担持体で
は、感光体ドラム1と対向する位置に二つの支持ロール
34、35が配されているため、無端状のベルト32と
感光体ドラム1との接近位置には、図13の現像装置に
比べて、より広い面積を有する現像領域が形成される。
なお、この現像装置の他の構成は図3に示す現像装置と
同じである。The developer carrier is composed of a drive roll 33, two support rolls 34 and 35, and an endless belt 32 stretched over them.
Is driven to rotate by the rotation of. In this developer carrier, since two support rolls 34 and 35 are disposed at a position facing the photosensitive drum 1, the approaching position between the endless belt 32 and the photosensitive drum 1 is shown in FIG. As compared with the developing device, a developing region having a larger area is formed.
The other configuration of this developing device is the same as that of the developing device shown in FIG.
【0124】このような現像装置においては、ベルト3
2の磁気記録層の磁界によって、周面に現像剤の薄層が
形成され、より広い面積を有する現像領域で感光体ドラ
ム1上の静電潜像の現像に供される。このため、現像装
置が小型化されても現像時間を充分に確保することがで
き、現像効率を低下させることなく高濃度の現像が可能
となる。In such a developing device, the belt 3
Due to the magnetic field of the second magnetic recording layer, a thin layer of developer is formed on the peripheral surface, and is used for developing an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 in a developing area having a larger area. Therefore, even if the developing device is downsized, a sufficient developing time can be secured, and high-density development can be performed without lowering the developing efficiency.
【0125】[その他の実施形態]上記現像装置で用い
られる現像剤担持体は、N極とS極とをほぼ等間隔で交
互に着磁してほぼ一定のパターンを形成しているが、本
願発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すよ
うな種々の着磁パターンを用いることができる。[Other Embodiments] The developer carrying member used in the above-described developing device has a substantially constant pattern formed by alternately magnetizing N poles and S poles at substantially equal intervals. The present invention is not limited to this, and various magnetized patterns as shown below can be used.
【0126】図15は、本願発明の第4の実施形態であ
る現像装置の現像ロール表面に垂直な方向の磁束密度分
布を示す説明図である。この現像装置で用いられる現像
ロールは、前記実施形態と同様にN極とS極とが交互に
配置されており、各磁極は、現像ロールの周面に垂直な
方向の磁束密度がほぼ2つのピーク値を有する分布とな
っている。また、隣り合うN極ピークとS極ピークとの
間隔P(図15中に示すP23、P41)はほぼ25μm以
上で250μm以下となっており、これらの磁極間隔P
は図中のP23、P41のように交互に異なる間隔に設定さ
れている。さらに、これらの間隔Pと、トナーの粒径d
と、磁性キャリアの粒径Dとは、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 の関係を満たすように設定されている。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of the developing roll of the developing device according to the fourth embodiment of the present invention. The developing roll used in this developing device has N poles and S poles alternately arranged similarly to the above-described embodiment, and each magnetic pole has a magnetic flux density in a direction perpendicular to the peripheral surface of the developing roll of approximately two. The distribution has a peak value. The distance between the N pole peak and S poles adjacent peaks P (P 23, P 41 shown in FIG. 15) has become a 250μm or less at about 25μm or more, these pole interval P
It is set alternately to different intervals as P 23, P 41 in FIG. Further, the interval P and the toner particle diameter d
And the particle diameter D of the magnetic carrier are set so as to satisfy the following relationship: (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d) × 5.
【0127】また、各磁極の磁束密度の分布における2
つのピークの間隔L(図15中に示すL12、L34)は3
00μm以下となっており、かつ、この間隔Lと、トナ
ーの粒径dと、磁性キャリアの粒径Dとは、 (D+2d)/4≦L の関係を満たすように設定されている。さらに、各磁極
の磁束密度の分布におけるピーク部とピーク間の谷部と
の磁束密度の差ΔTは、約5mT以上に設定されてい
る。なお、本実施形態では、図15中のL12とL34とは
ほぼ等しく設定されているが、異なる間隔であってもよ
い。なお、この現像ロールの他の構成は図3に示す現像
ロールと同じである。The distribution of the magnetic flux density of each magnetic pole
The interval L between the two peaks (L 12 and L 34 shown in FIG. 15) is 3
The distance L, the particle diameter d of the toner, and the particle diameter D of the magnetic carrier are set so as to satisfy the relationship of (D + 2d) / 4 ≦ L. Further, the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak and the valley between the peaks in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole is set to about 5 mT or more. In the present embodiment, set to be substantially equal to the L 12 and L 34 in FIG. 15, or may be different intervals. The other configuration of this developing roll is the same as that of the developing roll shown in FIG.
【0128】このような現像ロールにおいては、図16
に示すように、磁束は隣り合うN極ピークとS極ピーク
との間で現像ロールの表面近くに集中し、各磁極の2つ
のピークの間には磁束がほとんど分布しない状態とな
る。In such a developing roll, FIG.
As shown in (1), the magnetic flux concentrates near the surface of the developing roll between the adjacent N-pole peak and S-pole peak, and the magnetic flux hardly distributes between the two peaks of each magnetic pole.
【0129】さらに、隣り合うN極ピークとS極ピーク
との間は一つおきに異なる間隔となっているので、間隔
が狭くなっている磁極間(M4 〜M1 間)で強い磁界が
形成される。つまり、磁極が等間隔で配置された場合に
比べて磁極間隔が狭くなるとともに磁束密度が偏るた
め、現像ロール表面に垂直な方向の磁界成分は、現像ロ
ール表面から離れると急激に減衰し、磁界は遠方に及ば
なくなる。したがって、磁極M4 〜M1 間においてはほ
ぼ単層の均一な現像剤層を形成することが可能となる。
また、磁性キャリアに対しては上記強磁界により強い磁
気拘束力が作用するため、現像剤の飛散及び感光体ドラ
ム上へのキャリア付着は発生しない。Further, since every other interval between adjacent N-pole peaks and S-pole peaks has a different interval, a strong magnetic field is generated between the magnetic poles having a narrow interval (between M 4 and M 1 ). It is formed. In other words, compared to the case where the magnetic poles are arranged at equal intervals, since the magnetic pole interval is narrower and the magnetic flux density is biased, the magnetic field component in the direction perpendicular to the surface of the developing roll is attenuated sharply when it moves away from the developing roll surface, Will not reach far. Therefore, it is possible to form a substantially single-layer uniform developer layer between the magnetic poles M 4 to M 1 .
Further, since a strong magnetic binding force acts on the magnetic carrier due to the strong magnetic field, scattering of the developer and adhesion of the carrier onto the photosensitive drum do not occur.
【0130】一方、他方の磁極間(M2 〜M3 間)すな
わち間隔が広い方の磁極間においては、上記磁極間(M
4 〜M1 間)に比べて磁極間隔が広くなるため、現像ロ
ールの表面に垂直な方向の磁界成分の減衰は緩やかにな
る。しかしながら、この磁極間で形成される磁界は、上
記磁極間(M4 〜M1 間)に比べて弱くなるため、現像
ロールの表面から離れた部位においてキャリアに作用す
る磁気拘束力は弱くなり、多層の現像剤層を保持するこ
とはできない。したがって、この磁極間(M2〜M3
間)においてもほぼ単層の均一な現像剤層を形成するこ
とが可能となる。また、保持された磁性キャリアに対し
ては、十分な磁気拘束力が作用するため、現像剤の飛散
及び感光体ドラムへのキャリア付着は発生しない。On the other hand, between the other magnetic poles (between M 2 and M 3 ), that is, between the magnetic poles having a larger interval, the above magnetic poles (M
4 ~M for pole gap is wider than in the 1 between), attenuation of the magnetic field component in the direction perpendicular to the surface of the developing roller becomes gentle. However, the magnetic field formed between the magnetic poles is weaker than that between the magnetic poles (between M 4 and M 1 ), so that the magnetic restraining force acting on the carrier at a position distant from the surface of the developing roll is weakened. Multi-layered developer layers cannot be retained. Therefore, the distance between the magnetic poles (M 2 to M 3)
Also during (interval), it is possible to form a substantially single-layer uniform developer layer. Further, since a sufficient magnetic binding force acts on the held magnetic carrier, the scattering of the developer and the adhesion of the carrier to the photosensitive drum do not occur.
【0131】このようにして、キャリアは磁極上の部分
に集中して付着することなく、磁界に沿った状態でほぼ
一層だけが吸着した状態となる。このとき、キャリアの
付着しにくい部分が周期的にできるが、各磁極の2つの
ピークの間隔Lが適切に設定されているため、層厚ムラ
に起因する濃度ムラや細線の再現ムラは発生しない。こ
のため、現像剤に負荷をかけることなく現像剤の薄層を
形成することができ、良好な画像を得ることができる。In this way, the carrier does not concentrate on the portion above the magnetic pole but adheres almost only one layer along the magnetic field. At this time, a portion where the carrier hardly adheres is formed periodically, but since the interval L between the two peaks of each magnetic pole is appropriately set, the density unevenness and the fine line reproduction unevenness due to the layer thickness unevenness do not occur. . Therefore, a thin layer of the developer can be formed without imposing a load on the developer, and a good image can be obtained.
【0132】図17は、本願発明の第5の実施形態であ
る現像装置の現像ロール表面に垂直な方向の磁束密度分
布を示す説明図である。この現像ロールでは、図3に示
す実施形態と同様にN極とS極とが交互にほぼ等間隔で
配置されており、各磁極は、現像ロールの周面に垂直な
方向の磁束密度がほぼ2つのピーク値を有する分布とな
っている。また、隣り合うN極ピークとS極ピークとの
間隔P(図17中に示すP23)は、ほぼ25μm以上で
250μm以下であって、上記間隔Pと、トナーの粒径
dと、磁性キャリアの粒径Dとが、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 の関係を満たすように設定されている。FIG. 17 is an explanatory diagram showing a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of the developing roll of the developing device according to the fifth embodiment of the present invention. In this developing roll, N poles and S poles are alternately arranged at substantially equal intervals as in the embodiment shown in FIG. 3, and each magnetic pole has a magnetic flux density in a direction perpendicular to the peripheral surface of the developing roll. The distribution has two peak values. The interval P between adjacent N-pole peaks and S-pole peaks (P 23 shown in FIG. 17) is not less than 25 μm and not more than 250 μm, and the interval P, the toner particle diameter d, and the magnetic carrier Is set so as to satisfy the relationship of (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d) × 5.
【0133】また、隣り合うN極ピークとS極ピークと
の間には、一つおきにほぼ一定間隔の非着磁領域が設け
られている。このような非着磁領域を含む磁極M4 〜M
1 間の間隔(図17中に示すX41)と、その両側に設け
られた2つのピーク間の間隔(図17中に示すL34及び
L12)との合計(X41+L34+L12)は、300μm以
下に設定されており、さらに、このX41+L34+L
12と、トナーの粒径dと、磁性キャリアの粒径Dとが、 (D+2d)/4≦X41+L34+L12 の関係を満たすように設定されている。なお、本実施形
態では、上記L34とL12とがほぼ等しく設定されている
が、異なる間隔であってもよい。なお、この現像ロール
の他の構成は図3に示す現像ロールと同じである。Further, non-magnetized regions are provided at substantially constant intervals between adjacent N-pole peaks and S-pole peaks. Magnetic poles M 4 to M including such non-magnetized regions
The sum of the interval between 1 (X 41 shown in FIG. 17) and the interval between two peaks provided on both sides thereof (L 34 and L 12 shown in FIG. 17) (X 41 + L 34 + L 12 ) Is set to 300 μm or less, and furthermore, X 41 + L 34 + L
12 , the particle size d of the toner, and the particle size D of the magnetic carrier are set so as to satisfy the relationship of (D + 2d) / 4 ≦ X 41 + L 34 + L 12 . In the present embodiment, although the above-described L 34 and L 12 is set to be substantially equal or may be different intervals. The other configuration of this developing roll is the same as that of the developing roll shown in FIG.
【0134】このような現像ロールにおいては、図18
に示すように、磁束は隣り合うN極ピークとS極ピーク
との間(M2 〜M3 間)に回り込み、その反対側へはほ
とんど分布しない状態となる。このため、磁束はM2 〜
M3 間で現像ロールの表面近くに集中し、現像ロールの
表面に垂直な方向の磁界成分は急激に減衰して磁界は遠
方へは及ばなくなる。したがって、隣り合うN極ピーク
とS極ピークとの間(M2 〜M3 間)ではほぼ単層の現
像剤層を形成することが可能となる。In such a developing roll, FIG.
As shown in ( 2 ), the magnetic flux wraps around between the adjacent N-pole peak and S-pole peak (between M 2 and M 3 ) and hardly distributes on the opposite side. Therefore, the magnetic flux is from M 2 to
The concentration of the magnetic field in the direction perpendicular to the surface of the developing roll concentrates near the surface of the developing roll between M 3 , and the magnetic field does not reach far. Therefore, between the adjacent N-pole peak and S-pole peak (between M 2 and M 3 ), a substantially single-layer developer layer can be formed.
【0135】また、非着磁領域が設けられた磁極間(M
4 〜M1 間)においては、磁界が極めて微弱であるため
にキャリアに作用する磁気拘束力は弱くなり、現像剤層
を保持することはできない。したがって、強磁界が形成
されるN極ピークとS極ピークとの間(M2 〜M3 間)
のみに、ほぼ単層の均一な現像剤層が形成される。この
とき、上記のように、非着磁領域を挟んで隣接する磁極
間の間隙(X41+L34+L12)は300μm以下に設定
されており、縞状の現像濃度ムラは発生しない。このよ
うな現像ロールを用いた場合、現像剤に負荷をかけるこ
となく現像剤の薄層を形成することができ、良好な画像
を得ることができる。Further, between the magnetic poles provided with the non-magnetized regions (M
4 In ~M between 1), the magnetic field is weakened magnetic binding force acting on the carrier in order to be very weak, it is impossible to hold the developer layer. Therefore, between the N pole peak and the S pole peak where a strong magnetic field is formed (between M 2 and M 3 )
Only in this case, a substantially single-layer uniform developer layer is formed. At this time, as described above, the gap (X 41 + L 34 + L 12 ) between the magnetic poles adjacent to each other with the non-magnetized region interposed therebetween is set to 300 μm or less, and no stripe-like development density unevenness occurs. When such a developing roll is used, a thin layer of the developer can be formed without imposing a load on the developer, and a good image can be obtained.
【0136】図19は、本願発明の第6の実施形態であ
る現像装置の現像ロール表面に垂直な方向の磁束密度分
布を示す説明図である。この現像ロールは、図17に示
す着磁パターンと同様に、隣り合うN極とS極との間
に、一つおきにほぼ一定間隔の非着磁領域が設けられて
いるが、隣り合うN極ピークとS極ピークとの間隔P
が、図19中に示すP23、P67のように交互に異なる間
隔に設定されている。なお、この現像ロールの他の構成
は図17に示す実施形態の現像ロールと同じである。FIG. 19 is an explanatory diagram showing a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of the developing roll of the developing device according to the sixth embodiment of the present invention. Similar to the magnetized pattern shown in FIG. 17, this developing roll has non-magnetized regions at almost regular intervals between adjacent N poles and S poles. The interval P between the pole peak and the S pole peak
There are set alternately to different intervals as P 23, P 67 shown in FIG. 19. The other configuration of the developing roll is the same as the developing roll of the embodiment shown in FIG.
【0137】このような現像ロールでは、図20に示す
ように、磁束は隣り合うN極ピークとS極ピークとの間
(M2 〜M3 間及びM6 〜M7 間)で現像ロールの表面
近くに集中し、非着磁領域を挟んで隣接する磁極間及び
その磁極の2つのピーク間(M3 〜M6 間)には磁束が
ほとんど分布しない状態となる。このため、現像剤はN
極ピークとS極ピークとの間でほぼ単層に付着し、非着
磁領域を挟んで隣接する磁極間及びその磁極の2つのピ
ーク間では現像剤はほとんど付着しない。これにより、
現像剤に負荷をかけることなく現像剤の薄層を形成する
ことができ、良好な画像を得ることができる。In such a developing roll, as shown in FIG. 20, the magnetic flux is generated between the adjacent N-pole peak and S-pole peak (between M 2 and M 3 and between M 6 and M 7 ). The magnetic flux is concentrated near the surface, and the magnetic flux is hardly distributed between the magnetic poles adjacent to each other across the non-magnetized region and between two peaks (M 3 to M 6 ) of the magnetic poles. Therefore, the developer is N
The developer substantially adheres to the monolayer between the pole peak and the S pole peak, and the developer hardly adheres between adjacent magnetic poles across the non-magnetized region and between two peaks of the magnetic poles. This allows
A thin layer of the developer can be formed without imposing a load on the developer, and a good image can be obtained.
【0138】図21は、本願発明の第7の実施形態であ
る現像装置の現像ロール表面に垂直な方向の磁束密度分
布を示す説明図である。この現像ロールでは、対をなす
N極とS極との間隔P(図中に示すP23、P41)がほぼ
25μm以上で250μm以下であって、ほぼ等間隔に
設定されており、これらのN極とS極の両側には、同極
性の磁極が隣接して配置されている。このとき、上記間
隔Pと、トナーの粒径dと、磁性キャリアの粒径Dと
は、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 の関係を満たすように設定されている。また、隣接する
同極性の磁極の間隔L(図中に示すL12、L34)は、3
00μm以下で、かつ、この間隔Lと、トナーの粒径d
と、磁性キャリアの粒径Dとは、 (D+2d)/4≦L の関係を満たすように設定されている。なお、本実施形
態では、上記L12とL34とがほぼ等しく設定されている
が、異なる間隔であってもよい。なお、この現像ロール
の他の構成は図3に示す現像ロールと同じである。FIG. 21 is an explanatory diagram showing a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of the developing roll of the developing device according to the seventh embodiment of the present invention. This developing roll, there is 250μm or less in pairs (P 23 shown in FIG., P 41) distance P between the N pole and S pole forming the approximately 25μm or more are set at substantially regular intervals, these Magnetic poles of the same polarity are arranged adjacent to both sides of the N pole and the S pole. At this time, the distance P, the particle size d of the toner, and the particle size D of the magnetic carrier are set so as to satisfy the relationship of (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d) × 5. The distance L between adjacent magnetic poles of the same polarity (L 12 , L 34 shown in the figure) is 3
00 μm or less, and the distance L and the particle diameter d of the toner
And the particle diameter D of the magnetic carrier are set so as to satisfy the relationship of (D + 2d) / 4 ≦ L. In the present embodiment, although the above-described L 12 and L 34 is set to be substantially equal or may be different intervals. The other configuration of this developing roll is the same as that of the developing roll shown in FIG.
【0139】このような現像ロールでは、図22に示す
ように、磁束は隣接するN極とS極との間(M2 〜M3
間及びM4 〜M1 間)で現像ロールの表面近くに集中
し、隣接する同極性の磁極の間(M1 〜M2 間及びM3
〜M4 間)には磁束がほとんど分布しない状態となる。
このため、現像剤は隣接するN極とS極との間でほぼ単
層に付着し、隣接する同極性の磁極の間では、磁気拘束
力が弱いため現像剤はほとんど付着しない。これによ
り、現像剤に負荷をかけることなく現像剤の薄層を形成
することができ、良好な画像を得ることができる。In such a developing roll, as shown in FIG. 22, the magnetic flux is applied between the adjacent N pole and S pole (M 2 to M 3).
Concentrated and between M 4 ~M near the surface of the developing roll 1 between), between the poles of the same polarity adjacent (M 1 ~M 2 between and M 3
~M a state in which magnetic flux is hardly distribution to 4 between).
For this reason, the developer adheres almost to a single layer between the adjacent N pole and S pole, and the developer hardly adheres between the adjacent magnetic poles of the same polarity due to a weak magnetic binding force. Thereby, a thin layer of the developer can be formed without imposing a load on the developer, and a good image can be obtained.
【0140】図23は、本願発明の第8の実施形態であ
る現像装置の現像ロール表面に垂直な方向の磁束密度分
布を示す説明図である。この現像ロールは、図21に示
す実施形態と同様に、対をなすN極とS極との両側に、
同極性の磁極が隣接して配置されているが、隣接するN
極とS極との間隔Pが、図23中に示すP23、P41のよ
うに交互に異なる間隔に設定されている。なお、この現
像ロールの他の構成は図21に示す実施形態の現像ロー
ルと同じである。FIG. 23 is an explanatory diagram showing the magnetic flux density distribution in the direction perpendicular to the surface of the developing roll of the developing device according to the eighth embodiment of the present invention. As in the embodiment shown in FIG. 21, this developing roll is provided on both sides of a pair of a north pole and a south pole.
Magnetic poles of the same polarity are arranged adjacent to each other.
Distance P between the poles and the S poles are alternately set to different intervals as P 23, P 41 shown in FIG. 23. The other structure of the developing roll is the same as the developing roll of the embodiment shown in FIG.
【0141】このような現像ロールでは、図24に示す
ように、磁束は隣接するN極とS極との間(M2 〜M3
間及びM4 〜M1 間)で現像ロールの表面近くに集中す
るため、現像剤はこれらの磁極間でほぼ単層に均一に付
着し、隣接する同極性の磁極の間(M1 〜M2 間及びM
3 〜M4 間)には現像剤がほとんど付着しない。これに
より、現像剤に負荷をかけることなく現像剤の薄層を形
成することができ、良好な画像を得ることができる。In such a developing roll, as shown in FIG. 24, the magnetic flux is applied between the adjacent N pole and S pole (M 2 to M 3).
To concentrate near the surface of the developing roller between and M 4 ~M between 1), the developer is uniformly adhered to the substantially single layer between these magnetic poles, between the poles of the same polarity adjacent (M 1 ~M Between 2 and M
3 ~M 4 between) is not the developer is hardly attached. Thereby, a thin layer of the developer can be formed without imposing a load on the developer, and a good image can be obtained.
【0142】図25は、本願発明の第9の実施形態であ
る現像装置の現像ロール表面に垂直な方向の磁束密度分
布を示す説明図である。この現像ロールは、隣接して配
置されるN極とS極との両側に、これらと同極性の磁極
が隣接してほぼ等間隔に配置されている。各磁極は、現
像ロールの周面に垂直な方向の磁束密度がほぼ2つのピ
ーク値を有する分布となっており、隣接するN極ピーク
とS極ピークとの間隔P(図中に示すP23、P41)がほ
ぼ等しく、かつ、25μm以上で250μm以下に設定
されている。さらに、上記間隔Pと、トナーの粒径d
と、磁性キャリアの粒径Dとは、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 の関係を満たすように設定されている。FIG. 25 is an explanatory diagram showing a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the developing roll surface of the developing device according to the ninth embodiment of the present invention. In this developing roll, magnetic poles having the same polarity are arranged at substantially equal intervals on both sides of an N pole and an S pole arranged adjacent to each other. Each magnetic pole has a distribution in which the magnetic flux density in the direction perpendicular to the peripheral surface of the developing roll has approximately two peak values, and the interval P between the adjacent N pole peak and S pole peak (P 23 shown in the figure) , P 41 ) are substantially equal, and are set to be not less than 25 μm and not more than 250 μm. Further, the distance P and the toner particle diameter d
And the particle diameter D of the magnetic carrier are set so as to satisfy the following relationship: (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d) × 5.
【0143】また、隣接する同極性の磁極の磁束密度分
布における複数のピークのうち、両端にあるピークの間
隔L(図中に示すL12、L34)は300μm以下となっ
ており、かつ、この間隔Lと、トナーの粒径dと、磁性
キャリアの粒径Dとは、 (D+2d)/4≦L の関係を満たすように設定されている。なお、本実施形
態では、上記L12とL34とがほぼ等しく設定されている
が、異なる間隔であってもよい。さらに、各磁極の磁束
密度分布におけるピーク部とピーク間の谷部との磁束密
度の差ΔTは、約5mT以上に設定されている。なお、
この現像ロールの他の構成は図3に示す現像ロールと同
じである。Further, among the plurality of peaks in the magnetic flux density distribution of adjacent magnetic poles of the same polarity, the interval L between the peaks at both ends (L 12 , L 34 shown in the figure) is 300 μm or less, and The distance L, the particle size d of the toner, and the particle size D of the magnetic carrier are set so as to satisfy the relationship of (D + 2d) / 4 ≦ L. In the present embodiment, although the above-described L 12 and L 34 is set to be substantially equal or may be different intervals. Further, a difference ΔT in magnetic flux density between a peak portion and a valley portion between the peaks in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole is set to about 5 mT or more. In addition,
The other structure of this developing roll is the same as that of the developing roll shown in FIG.
【0144】このような現像ロールでは、図26に示す
ように、磁束は隣接するN極ピークとS極ピークとの間
(M2 〜M3 間及びM4 〜M1 間)で現像ロールの表面
近くに集中し、隣接する同極性の磁極のピーク間(M1
〜M2 間及びM3 〜M4 間)には磁束がほとんど分布し
ない状態となる。このため、現像剤は隣接するN極ピー
クとS極ピークとの間においてほぼ単層に均一に付着
し、隣接する同極性の磁極のピーク間では、磁気拘束力
が弱いため現像剤は付着しない。このとき、同極性の磁
極の両端にあるピーク間の間隔L(図中のL12及び
L34)が適切に設定されているため、層厚ムラに起因す
る濃度ムラや細線の再現ムラは発生しない。このため、
現像剤に負荷をかけることなく現像剤の薄層を形成する
ことができ、良好な画像を得ることができる。In such a developing roll, as shown in FIG. 26, the magnetic flux is applied between the adjacent N-pole peak and S-pole peak (between M 2 and M 3 and between M 4 and M 1 ). Concentrated near the surface and between adjacent peaks of the same polarity (M 1
MM 2 and M 3 MM 4 ). For this reason, the developer adheres almost uniformly to a single layer between the adjacent N-pole peak and the S-pole peak, and the developer does not adhere between the adjacent magnetic pole peaks of the same polarity because the magnetic binding force is weak. . At this time, since the distance between the peaks at the ends of the same polarity magnetic poles L (L 12 and L 34 in the figure) is set properly, reproduction unevenness of density unevenness and fine lines caused by the thickness irregularity occurs do not do. For this reason,
A thin layer of the developer can be formed without imposing a load on the developer, and a good image can be obtained.
【0145】図27は、本願発明の第10の実施形態で
ある現像装置の現像ロール表面に垂直な方向の磁束密度
分布を示す説明図である。この現像ロールは、図25に
示す実施形態と同様に、対をなすN極とS極との両側
に、同極性の磁極が隣接して配置されているが、隣り合
うN極ピークとS極ピークとの間隔Pは、図27中に示
すP23、P41のように交互に異なる間隔に設定されてい
る。なお、この現像ロールの他の構成は図25に示す実
施形態の現像ロールと同じである。FIG. 27 is an explanatory diagram showing the magnetic flux density distribution in the direction perpendicular to the surface of the developing roll of the developing device according to the tenth embodiment of the present invention. As in the embodiment shown in FIG. 25, this developing roll has magnetic poles of the same polarity adjacent to each other on both sides of a pair of N and S poles. distance P between the peaks is set alternately to different intervals as P 23, P 41 shown in FIG. 27. The other configuration of the developing roll is the same as the developing roll of the embodiment shown in FIG.
【0146】このような現像ロールでは、図28に示す
ように、磁束は隣接するN極ピークとS極ピークとの間
(M2 〜M3 間及びM4 〜M1 間)で現像ロールの表面
近くに集中し、同極性の磁極が隣接するピーク間(M1
〜M2 間及びM3 〜M4 間)には磁束がほとんど分布し
ない。このため、現像剤は隣接するN極ピークとS極ピ
ークとの間でほぼ単層に付着し、隣接する同極性の磁極
のピーク間にはほとんど付着しない。これにより、現像
剤に負荷をかけることなく現像剤の薄層を形成すること
ができ、良好な画像を得ることができる。In such a developing roll, as shown in FIG. 28, the magnetic flux is generated between the adjacent N-pole peak and S-pole peak (between M 2 and M 3 and between M 4 and M 1 ). A magnetic pole of the same polarity concentrated near the surface and between adjacent peaks (M 1
MM 2 and M 3 MM 4 ) hardly distributes magnetic flux. For this reason, the developer adheres almost to a single layer between the adjacent N pole peak and S pole peak, and hardly adheres between the adjacent peaks of the same polarity magnetic pole. Thereby, a thin layer of the developer can be formed without imposing a load on the developer, and a good image can be obtained.
【0147】図29は、本願発明の第11の実施形態で
ある現像装置の現像ロール表面に垂直な方向の磁束密度
分布を示す説明図である。この現像ロールは、対をなす
N極とS極との両側に、同極性の磁極が隣接してほぼ等
間隔に配置されており、各磁極は、現像ロールの周面に
垂直な方向の磁束密度がほぼ2つのピーク値を有する分
布となっている。さらに、図29に示すように、隣接す
る同極性の磁極の間(図中のM4 〜M5 間)には、ほぼ
一定間隔の非着磁領域が設けられている。FIG. 29 is an explanatory diagram showing the magnetic flux density distribution in the direction perpendicular to the surface of the developing roll of the developing device according to the eleventh embodiment of the present invention. In this developing roll, magnetic poles of the same polarity are arranged at substantially equal intervals on both sides of a pair of N pole and S pole, and each magnetic pole has a magnetic flux in a direction perpendicular to the peripheral surface of the developing roll. The density has a distribution having almost two peak values. Further, as shown in FIG. 29, non-magnetized regions at substantially constant intervals are provided between adjacent magnetic poles of the same polarity (between M 4 and M 5 in the figure).
【0148】また、隣接するN極ピークとS極ピークと
の間隔P(図中に示すP23、P67)はほぼ等間隔で、か
つ、25μm以上で250μm以下に設定されており、
さらに上記間隔Pと、トナーの粒径dと、磁性キャリア
の粒径Dとは、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 の関係を満たすように設定されている。また、上記非着
磁領域を含む磁極M4 〜M5 間の間隔(図中に示す
X45)と、その両側の2つのピーク間の間隔(図中に示
すL34及びL56)との合計(L34+X45+L56)は、3
00μm以下に設定されており、さらに、このL34+X
45+L56と、トナーの粒径dと、磁性キャリアの粒径D
とが、 (D+2d)/4≦L34+X45+L56 の関係を満たすように設定されている。なお、本実施形
態では、上記L34とL56とがほぼ等しく設定されている
が、異なる間隔であってもよい。なお、この現像ロール
の他の構成は図3に示す現像ロールと同じである。The intervals P between adjacent N-pole peaks and S-pole peaks (P 23 , P 67 shown in the figure) are set at substantially equal intervals, and are set to 25 μm or more and 250 μm or less.
Further, the distance P, the particle diameter d of the toner, and the particle diameter D of the magnetic carrier are set so as to satisfy the following relationship: (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d) × 5. In addition, the distance between the magnetic poles M 4 to M 5 including the non-magnetized region (X 45 shown in the figure) and the distance between two peaks on both sides thereof (L 34 and L 56 shown in the figure) are shown. total (L 34 + X 45 + L 56) is 3
00μm is set to, further, the L 34 + X
45 + and L 56, and the particle diameter d of the toner, the particle diameter D of the magnetic carrier
Are set to satisfy the relationship of (D + 2d) / 4 ≦ L 34 + X 45 + L 56 . In the present embodiment, although the above-described L 34 and L 56 is set to be substantially equal or may be different intervals. The other configuration of this developing roll is the same as that of the developing roll shown in FIG.
【0149】このような現像ロールでは、図30に示す
ように、磁束は隣接するN極ピークとS極ピークとの間
(M2 〜M3 間及びM6 〜M7 間)で現像ロールの表面
近くに集中し、非着磁領域を挟んで隣接する磁極間及び
その磁極の2つのピーク間(M3 〜M6 間)には磁束が
ほとんど分布しない状態となる。このため、現像剤は隣
接するN極ピークとS極ピークとの間でほぼ単層に付着
し、非着磁領域を挟んで隣接する同極性の磁極の間には
ほとんど付着しない。これにより、現像剤に負荷をかけ
ることなく現像剤の薄層を形成することができ、良好な
画像を得ることができる。In such a developing roll, as shown in FIG. 30, the magnetic flux is generated between the adjacent N-pole peak and S-pole peak (between M 2 and M 3 and between M 6 and M 7 ). The magnetic flux is concentrated near the surface, and the magnetic flux is hardly distributed between the magnetic poles adjacent to each other across the non-magnetized region and between two peaks (M 3 to M 6 ) of the magnetic poles. Therefore, the developer adheres to a substantially single layer between the adjacent N-pole peak and S-pole peak, and hardly adheres between adjacent magnetic poles of the same polarity across the non-magnetized region. Thereby, a thin layer of the developer can be formed without imposing a load on the developer, and a good image can be obtained.
【0150】図31は、本願発明の第12の実施形態で
ある現像装置の現像ロール表面に垂直な方向の磁束密度
分布を示す説明図である。この現像ロールは、図29に
示す実施形態と同様に、対をなすN極とS極との両側に
同極性の磁極が隣接して配置され、これらの同極性の磁
極の間には、ほぼ一定間隔の非着磁領域が設けられてい
るが、隣り合うN極ピークとS極ピークとの間隔Pが、
図31中に示すP23、P67のように交互に異なる間隔に
設定されている。なお、この現像ロールの他の構成は図
29に示す実施形態の現像ロールと同じである。FIG. 31 is an explanatory diagram showing the magnetic flux density distribution in the direction perpendicular to the surface of the developing roll of the developing device according to the twelfth embodiment of the present invention. In the developing roll, similarly to the embodiment shown in FIG. 29, magnetic poles of the same polarity are arranged adjacent to both sides of a pair of N pole and S pole, and between these magnetic poles of the same polarity, Although non-magnetized regions are provided at regular intervals, the interval P between adjacent N-pole and S-pole peaks is
Are set to different intervals alternately as P 23, P 67 shown in FIG. 31. The other structure of this developing roll is the same as that of the developing roll of the embodiment shown in FIG.
【0151】このような現像ロールでは、図32に示す
ように、磁束は隣接するN極ピークとS極ピークとの間
(M2 〜M3 間及びM6 〜M7 間)で現像ロールの表面
近くに集中するため、現像剤は上記N極ピークとS極ピ
ークとの間でほぼ単層に付着し、非着磁領域を挟んで隣
接する同極性の磁極の間には現像剤はほとんど付着しな
い。これにより、現像剤に負荷をかけることなく現像剤
の薄層を形成することができ、良好な画像を得ることが
できる。In such a developing roll, as shown in FIG. 32, the magnetic flux is applied between the adjacent N-pole peak and S-pole peak (between M 2 and M 3 and between M 6 and M 7 ). Since the developer is concentrated near the surface, the developer adheres almost to a single layer between the N-pole peak and the S-pole peak, and almost no developer is present between adjacent magnetic poles of the same polarity across the non-magnetized region. Does not adhere. Thereby, a thin layer of the developer can be formed without imposing a load on the developer, and a good image can be obtained.
【0152】[上記実施形態の変更可能な構成]本願に
係る発明の実施形態は以上に説明したものに限定される
ものではなく、例えば次のような事項について設定又は
条件等を変更して実施することができる。[Modifiable Configuration of the Above Embodiment] The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the following items can be implemented by changing the setting or conditions. can do.
【0153】・上記実施形態では、現像剤担持体の種々
の着磁パターンが図示されているが、本願発明はこれに
限定されるものではない。例えば、各磁極が2つ以上の
複数のピーク値を有するピーク分布であってもよく、ま
た各ピーク間の間隔や各ピークの磁束密度もそれぞれ異
なる値に設定してもよい。また、ピーク部とピーク間の
谷部との磁束密度の差ΔTもそれぞれ異なる値に設定し
てもよい。 ・上記実施形態では、磁極を含む現像剤担持体が周回移
動するように構成したが、現像剤担持体を磁石ロールと
その周囲で回転駆動するスリーブとで構成し、磁石ロー
ルを固定して、スリーブの回転に従って現像剤を搬送す
るように構成してもよい。また、磁石ロールとスリーブ
とを共に回転させるようにしてもよい。この際、スリー
ブを形成する部材としては、内部磁石により磁性キャリ
アに対して充分な磁気拘束力を作用させる必要があるた
め、5〜数百μmの厚さであることが好ましく、例え
ば、電鋳等により形成された金属や、押し出し成型等に
より形成された樹脂フィルム等が好適である。上記金属
製スリーブとしてはNiを、樹脂スリーブとしてはポリ
エチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリカーボネ
ート、ポリイミド等を使用することが可能である。In the above embodiment, various magnetization patterns of the developer carrier are shown, but the present invention is not limited to this. For example, each magnetic pole may have a peak distribution having two or more peak values, and the interval between each peak and the magnetic flux density of each peak may be set to different values. Also, the difference ΔT in the magnetic flux density between the peak and the valley between the peaks may be set to different values. In the above embodiment, the developer carrier including the magnetic pole is configured to move around, but the developer carrier is configured by a magnet roll and a sleeve that is driven to rotate around the magnet roll, and the magnet roll is fixed, The developer may be transported in accordance with the rotation of the sleeve. Further, the magnet roll and the sleeve may be rotated together. At this time, since the member forming the sleeve needs to exert a sufficient magnetic binding force on the magnetic carrier by the internal magnet, it is preferable that the thickness is 5 to several hundred μm. A metal formed by the above-mentioned method, a resin film formed by extrusion molding or the like is preferable. It is possible to use Ni as the metal sleeve and polyethylene terephthalate, polyurethane, polycarbonate, polyimide or the like as the resin sleeve.
【0154】・上記実施形態では、現像剤担持体の周面
の移動速度は320mm/sに設定したが、現像剤層の
形成状態は上記周面の移動速度に依存するものではな
く、10mm/sから900mm/s程度の領域におい
て、均一な現像剤層の形成が可能であり、また現像剤担
持体の回転時に現像剤の飛散は発生しない。 ・現像剤担持体の周面の移動方向は、像担持体(感光体
ドラム)の周面の移動方向と反対の方向としたが、本発
明はこれに制限されるものではなく、同一方向としても
よい。In the above embodiment, the moving speed of the peripheral surface of the developer carrier is set to 320 mm / s. However, the state of formation of the developer layer does not depend on the moving speed of the peripheral surface, but is 10 mm / s. In the region from about s to 900 mm / s, a uniform developer layer can be formed, and the developer does not scatter when the developer carrier rotates. The direction of movement of the peripheral surface of the developer carrier is opposite to the direction of movement of the peripheral surface of the image carrier (photoreceptor drum). However, the present invention is not limited to this. Is also good.
【0155】・上記実施形態では、現像剤として非磁性
トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤を使用
したが、トナーとキャリアに加えて流動化助剤、研磨性
微粒子等を添加してもよい。また、トナーとしては負帯
電性のポリエステル系トナーを使用したが、本発明はこ
れに制限されるものではなく、任意の帯電極性のトナー
が使用可能である。またトナーの形状は、不定形、球形
等の任意のものが使用可能である。さらに、トナーの製
法は、混練粉砕、重合法、溶解懸濁法等の任意のものが
使用可能である。またキャリアとしては、いわゆる磁性
粉分散型樹脂キャリア及びフェライトキャリアを使用し
たが、本発明はこれに制限されるものではなく、任意の
構成からなるキャリアが使用可能である。 ・上記実施形態では、現像バイアス電圧を直流電圧を重
畳した交流電圧とし、交流電圧の波形を矩形波とした
が、本発明はこれに制限されるものではなく、目的や用
途に応じた任意の現像バイアス電圧が使用可能である。
例えば、直流電圧のみのいわゆる直流バイアスや、間欠
的に印加される直流バイアスを用いることができる。ま
た、交流電圧としては、正弦波、三角波、鋸波、非対称
矩形波等を用いることができる。In the above embodiment, a two-component developer in which a non-magnetic toner and a magnetic carrier are mixed is used as the developer. Is also good. Further, a negatively chargeable polyester-based toner is used as the toner, but the present invention is not limited to this, and a toner having an arbitrary charge polarity can be used. The toner may have any shape such as an irregular shape or a spherical shape. Further, any method such as kneading and pulverization, a polymerization method, and a dissolution suspension method can be used as a method for producing the toner. Further, as the carrier, a so-called magnetic powder-dispersed resin carrier and a ferrite carrier were used, but the present invention is not limited to this, and a carrier having an arbitrary configuration can be used. In the above-described embodiment, the developing bias voltage is an AC voltage obtained by superimposing a DC voltage, and the waveform of the AC voltage is a rectangular wave. A development bias voltage can be used.
For example, a so-called DC bias of only a DC voltage or a DC bias applied intermittently can be used. As the AC voltage, a sine wave, a triangular wave, a sawtooth wave, an asymmetric rectangular wave, or the like can be used.
【0156】・上記実施形態では、現像剤の撹拌・搬送
手段として、スクリューオーガーを使用したが、本発明
はこれに制限されるものではなく、目的や用途に応じた
任意の撹拌・搬送手段が使用可能である。例えば、機械
的、磁気的あるいは静電的に現像剤を撹拌・搬送する任
意の手段が使用可能である。 ・上記実施形態では、現像剤担持体への現像剤の供給・
回収手段として、各々現像ロールへ現像剤を密着させる
部位及びスクレーパを設けたが、本発明はこれに制限さ
れるものではなく、目的や用途に応じた任意の供給・回
収手段が使用可能である。また、現像剤担持体に対し
て、現像剤を流下させる現像剤流下手段や、磁気的に現
像剤を保持して現像剤担持体周面上で現像剤を搬送する
手段を並設して、これらを用いて現像剤担持体への現像
剤の供給・回収を行ってもよい。In the above embodiment, the screw auger is used as the developer stirring / transporting means. However, the present invention is not limited to this, and any stirring / transporting means depending on the purpose or application may be used. Can be used. For example, any means for mechanically, magnetically or electrostatically stirring and transporting the developer can be used. In the above embodiment, supply of the developer to the developer carrier
As the collecting means, a portion for bringing the developer into close contact with the developing roll and a scraper are provided. However, the present invention is not limited to this, and any supplying / collecting means depending on the purpose and application can be used. . Further, a developer flowing-down means for flowing down the developer and a means for magnetically holding the developer and transporting the developer on the peripheral surface of the developer carrying body are provided in parallel with the developer carrier, These may be used to supply and recover the developer to and from the developer carrier.
【0157】・上記実施形態は、単色の画像記録装置で
あるが、静電潜像保持体上に複数色のトナーによるカラ
ー画像を形成し、トナー像を記録用紙上に一括転写する
カラー画像記録装置においても同様に適用可能である。
また、記録用紙または中間転写体上に各色トナー像を順
次転写するカラー記録装置、クリーナレス型の画像記録
装置等においても同様に適用可能である。 ・上記実施形態では、静電潜像保持体として感光体を使
用したが、この他に静電潜像保持体として誘電体を使用
し、例えば静電プリンターに使用されている放電記録ヘ
ッドや、特開昭59−190854号公報に開示される
イオン流制御ヘッド等により静電潜像を形成するもので
あってもよい。In the above-described embodiment, a single-color image recording apparatus is used. However, a color image recording is performed in which a color image is formed by a plurality of color toners on an electrostatic latent image holding member and the toner images are collectively transferred onto recording paper. The same can be applied to the apparatus.
Further, the present invention can be similarly applied to a color recording apparatus that sequentially transfers toner images of each color onto recording paper or an intermediate transfer body, a cleanerless image recording apparatus, and the like. In the above-described embodiment, the photosensitive member is used as the electrostatic latent image holding member.However, a dielectric material is used as the electrostatic latent image holding member, for example, a discharge recording head used in an electrostatic printer, An electrostatic latent image may be formed by an ion flow control head or the like disclosed in JP-A-59-190854.
【0158】[0158]
【発明の効果】以上説明したように、本願に係る発明の
現像装置では、現像剤担持体に設けられた複数の磁極の
作用によって、層厚規制部材を用いることなく現像剤の
薄層を形成することができるので、現像剤に大きな負荷
をかけることがなく、現像剤の劣化を防止することがで
きる。また、現像剤担持体の磁力のみで現像剤層を形成
するので、現像剤搬送量が部品精度に依存して変動する
ことはなく、時間の経過によって形成される現像剤層の
状態が変動することもない。また、磁極の間隔が十分狭
く設定されているため、磁極パターンによる影響は発生
せず、均一性の高い画像が得られる。さらに、現像剤担
持体上のキャリア層には強い磁気拘束力が作用するた
め、現像剤の飛散および像担持体上へのキャリア付着は
発生しない。さらに、像担持体と現像剤担持体との対向
位置において、キャリアが磁気拘束力によって現像剤担
持体の周面上にほぼ固定した状態となるので、キャリア
による像担持体表面の機械的な摺擦は発生せず、従って
刷毛跡や掃き寄せ等の画質欠陥のない高品質な画像の再
現が可能である。また、現像領域における現像剤層の状
態は、環境や経時によらずほぼ一定の状態に保たれるの
で、安定した画像の再現が可能である。さらに、現像剤
層の厚さを小さくすることができるので、現像剤担持体
と像担持体との間隙を小さく設定可能であり、従って、
高速で高画質の現像を行うことができる。As described above, in the developing device according to the present invention, a thin layer of the developer is formed by the action of the plurality of magnetic poles provided on the developer carrier without using the layer thickness regulating member. Therefore, it is possible to prevent the developer from deteriorating without imposing a large load on the developer. Further, since the developer layer is formed only by the magnetic force of the developer carrier, the amount of the developer transported does not vary depending on the component accuracy, and the state of the formed developer layer varies over time. Not even. Further, since the interval between the magnetic poles is set to be sufficiently small, the effect of the magnetic pole pattern does not occur, and an image with high uniformity can be obtained. Further, since a strong magnetic binding force acts on the carrier layer on the developer carrier, the developer does not scatter and the carrier does not adhere to the image carrier. Further, at a position where the image carrier and the developer carrier are opposed to each other, the carrier is substantially fixed on the peripheral surface of the developer carrier by the magnetic restraining force. No rubbing occurs, so that a high-quality image can be reproduced without image quality defects such as brush marks and sweeping. Further, since the state of the developer layer in the developing area is kept substantially constant regardless of the environment and aging, stable image reproduction is possible. Further, since the thickness of the developer layer can be reduced, the gap between the developer carrier and the image carrier can be set to be small.
High-speed and high-quality development can be performed.
【図1】 本願発明に係る現像装置が用いられる画像形
成装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus using a developing device according to the present invention.
【図2】 図1に示す画像形成装置においてトナー像を
形成するときの、像担持体表面の電位の推移を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a change in potential on the surface of an image carrier when forming a toner image in the image forming apparatus shown in FIG. 1;
【図3】 本願発明に係る現像装置の第1の実施形態を
示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a first embodiment of a developing device according to the present invention.
【図4】 図3に示す現像装置で用いられる現像ロール
の部分拡大断面図および現像ロールの表面に垂直な方向
の磁束密度分布を示す図である。4 is a partially enlarged sectional view of a developing roll used in the developing device shown in FIG. 3 and a diagram showing a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of the developing roll.
【図5】 図4に示す磁束分布を有する現像ロール表面
近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図であ
る。FIG. 5 is a schematic diagram showing a magnetic flux near a surface of a developing roll having a magnetic flux distribution shown in FIG.
【図6】 図4に示す現像ロールの着磁の方法を示す説
明図である。6 is an explanatory view showing a method of magnetizing the developing roll shown in FIG.
【図7】 図1に示す画像形成装置で現像装置のキャリ
アが感光体ドラムに転移する量を調査するために用いる
画像パターンを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an image pattern used to investigate an amount of transfer of a carrier of a developing device to a photosensitive drum in the image forming apparatus shown in FIG.
【図8】 図3に示す現像装置で用いられる他の形態の
現像ロールの部分拡大断面図である。FIG. 8 is a partially enlarged sectional view of a developing roll of another embodiment used in the developing device shown in FIG.
【図9】 図4に示す現像ロールの着磁の他の方法を示
す説明図である。9 is an explanatory view showing another method of magnetizing the developing roll shown in FIG.
【図10】 図3に示す現像装置と性能を比較するため
に用いた従来の現像装置を示す概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a conventional developing device used for comparing performance with the developing device shown in FIG. 3;
【図11】 図3に示す現像装置および図10に示す現
像装置におけるプリント枚数とベタ画像濃度との関係を
示す図である。11 is a diagram showing the relationship between the number of prints and the solid image density in the developing device shown in FIG. 3 and the developing device shown in FIG.
【図12】 図3に示す現像装置および図10に示す現
像装置におけるプリント枚数とトナー電荷量との関係を
示す図である。12 is a diagram showing the relationship between the number of prints and the toner charge amount in the developing device shown in FIG. 3 and the developing device shown in FIG.
【図13】 本願発明に係る現像装置の第2の実施形
態を示す概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating a second embodiment of the developing device according to the present invention.
【図14】 本願発明に係る現像装置の第3の実施形
態を示す概略構成図である。FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the developing device according to the present invention.
【図15】 本願発明に係る現像装置の第4の実施形
態であって、現像ロールの表面に垂直な方向の磁束密度
分布を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of a developing roll in a fourth embodiment of the developing device according to the present invention.
【図16】 図15に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。16 is a schematic diagram showing a magnetic flux near the surface of the developing roll having the magnetic flux distribution shown in FIG.
【図17】 本願発明に係る現像装置の第5の実施形
態であって、現像ロールの表面に垂直な方向の磁束密度
分布を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of a developing roll in a fifth embodiment of the developing device according to the present invention.
【図18】 図17に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。18 is a schematic diagram showing a magnetic flux near the surface of the developing roll having the magnetic flux distribution shown in FIG.
【図19】 本願発明に係る現像装置の第6の実施形
態であって、現像ロールの表面に垂直な方向の磁束密度
分布を示す図である。FIG. 19 is a view illustrating a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of a developing roll in a sixth embodiment of the developing device according to the present invention.
【図20】 図19に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。20 is a schematic diagram showing a magnetic flux near the surface of a developing roll having a magnetic flux distribution shown in FIG. 19 and a state of developer adhesion.
【図21】 本願発明に係る現像装置の第7の実施形
態であって、現像ロールの表面に垂直な方向の磁束密度
分布を示す図である。FIG. 21 is a diagram illustrating a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of the developing roll in a seventh embodiment of the developing device according to the present invention.
【図22】 図21に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。FIG. 22 is a schematic diagram showing a magnetic flux near the surface of the developing roll having the magnetic flux distribution shown in FIG.
【図23】 本願発明に係る現像装置の第8の実施形
態であって、現像ロールの表面に垂直な方向の磁束密度
分布を示す図である。FIG. 23 is a view illustrating a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of the developing roll according to the eighth embodiment of the developing device according to the present invention.
【図24】 図23に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。24 is a schematic diagram showing a magnetic flux near the surface of the developing roll having the magnetic flux distribution shown in FIG.
【図25】 本願発明に係る現像装置の第9の実施形
態であって、現像ロールの表面に垂直な方向の磁束密度
分布を示す図である。FIG. 25 is a view illustrating a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to a surface of a developing roll in a ninth embodiment of the developing device according to the present invention.
【図26】 図25に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。26 is a schematic diagram showing a magnetic flux near the surface of the developing roll having the magnetic flux distribution shown in FIG.
【図27】 本願発明に係る現像装置の第10の実施
形態であって、現像ロールの表面に垂直な方向の磁束密
度分布を示す図である。FIG. 27 is a diagram illustrating a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of a developing roll in a tenth embodiment of the developing device according to the present invention.
【図28】 図27に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。28 is a schematic diagram showing a magnetic flux near the surface of the developing roll having the magnetic flux distribution shown in FIG.
【図29】 本願発明に係る現像装置の第11の実施
形態であって、現像ロールの表面に垂直な方向の磁束密
度分布を示す図である。FIG. 29 is a view showing a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of the developing roll in the eleventh embodiment of the developing device according to the present invention.
【図30】 図29に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。30 is a schematic view showing a magnetic flux near the surface of the developing roll having the magnetic flux distribution shown in FIG. 29 and a state of developer adhesion.
【図31】 本願発明に係る現像装置の第12の実施
形態であって、現像ロールの表面に垂直な方向の磁束密
度分布を示す図である。FIG. 31 is a view illustrating a magnetic flux density distribution in a direction perpendicular to the surface of the developing roll in a twelfth embodiment of the developing device according to the present invention.
【図32】 図31に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。32 is a schematic view showing a magnetic flux near the surface of the developing roll having the magnetic flux distribution shown in FIG.
【図33】 従来の現像装置の一例を示す概略構成図
である。FIG. 33 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional developing device.
【図34】 各磁極を二山分布形状の磁束密度分布と
したときの磁束分布を示す説明図である。FIG. 34 is an explanatory diagram showing a magnetic flux distribution when each magnetic pole has a magnetic flux density distribution having a double peak distribution shape.
【図35】 図34に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。35 is a schematic view showing a magnetic flux near the surface of the developing roll having the magnetic flux distribution shown in FIG.
【図36】 各磁極を一山分布形状の磁束密度分布と
したときの磁束分布を示す説明図である。FIG. 36 is an explanatory diagram showing a magnetic flux distribution when each magnetic pole is a magnetic flux density distribution having a single peak distribution shape.
【図37】 図36に示す磁束分布を有する現像ロー
ル表面近傍における磁束と現像剤付着状況を示す概略図
である。FIG. 37 is a schematic view showing a magnetic flux near the surface of the developing roll having the magnetic flux distribution shown in FIG.
1 感光体ドラム 2 帯電器 3 露光装置 4 現像装置 5 転写前コロトロン 6 転写コロト
ロン 7 剥離コロトロン 8 クリーナー 9 光除電器 11 現像ハウジング 12 現像ロー
ル 12a 導電層 12b 磁気記録
層 13 スクリューオーガー 14 スクリュ
ーオーガー 15 スクレーパ 16 仕切り壁 17 現像バイアス用電源 21、31 現像ハウジング 22、32 ベ
ルト(現像剤担持体) 22a 導電性基体 22b 磁気記録
層 23、33 駆動ロール 24、34 支
持ロール 25、35 支持ロール 26、36 ス
クリューオーガー 27、37 スクリューオーガー 112a 導電性基体 112b 磁気記
録層 122a 軟磁性体層 122b 磁気記
録層 200 磁気記録用ヘッド 201 コア 202 コイル 203 磁束 210 磁気記録用ヘッド 211 コア 212 コイル 300 現像装置 311 現像ハ
ウジング 312 現像ロール 312a 磁石ロ
ール 312b スリーブ 313 スクリ
ューオーガー 314 スクリューオーガー 315 層厚規
制部材 401a 磁石ロール 401b スリー
ブ 402 供給部材 403 層厚規
制部材 410 像担持体 501 磁束 502 現像剤DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoreceptor drum 2 Charger 3 Exposure device 4 Developing device 5 Pre-transfer corotron 6 Transfer corotron 7 Peeling corotron 8 Cleaner 9 Light eliminator 11 Developing housing 12 Developing roll 12a Conductive layer 12b Magnetic recording layer 13 Screw auger 14 Screw auger 15 Scraper Reference Signs List 16 Partition wall 17 Power supply for developing bias 21, 31 Developing housing 22, 32 Belt (developer carrying member) 22a Conductive substrate 22b Magnetic recording layer 23, 33 Drive roll 24, 34 Support roll 25, 35 Support roll 26, 36 Screw Augers 27, 37 Screw augers 112a Conductive substrate 112b Magnetic recording layer 122a Soft magnetic layer 122b Magnetic recording layer 200 Magnetic recording head 201 Core 202 Coil 203 Magnetic flux 210 Magnetic recording head Reference Signs List 11 core 212 coil 300 developing device 311 developing housing 312 developing roll 312a magnet roll 312b sleeve 313 screw auger 314 screw auger 315 layer thickness regulating member 401a magnet roll 401b sleeve 402 supply member 403 layer thickness regulating member 410 image carrier 501 magnetic flux 502 Agent
Claims (6)
と近接離間又は接触して設けられ、周面が周回可能に支
持された現像剤担持体を備え、 この現像剤担持体の周面に、トナーと磁性キャリアとを
含む二成分現像剤を担持して搬送し、該現像剤担持体と
前記像担持体との間に現像バイアス電圧を印加して、こ
れらの対向位置でトナーを前記像担持体に転移させてト
ナー像を形成する現像装置において、 前記現像剤担持体の周面には、対をなすN極とS極とが
ほぼ一定のパターンとなるように、複数の磁極が設けら
れ、 各磁極は、前記現像剤担持体の周面に垂直な方向の磁束
密度が、複数のピーク値を有する分布となっており、か
つ、隣り合う異極性の磁極の間隔Pがほぼ25μm以上
で250μm以下であり、 前記間隔Pと、前記トナーの粒径dと、前記磁性キャリ
アの粒径Dとは、 (D+2d)/2≦P≦(D+2d)×5 の関係にあることを特徴とする現像装置。1. A developer carrying member provided in close proximity to or separated from or in contact with an image carrier on which an electrostatic latent image is formed on a surface, and a peripheral surface of which is supported so as to be rotatable. A two-component developer containing a toner and a magnetic carrier is carried and conveyed on the peripheral surface, and a developing bias voltage is applied between the developer carrying member and the image carrying member. Is transferred to the image carrier to form a toner image. On the peripheral surface of the developer carrier, a plurality of pairs of N poles and S poles are formed so as to form a substantially constant pattern. Magnetic poles are provided, and in each magnetic pole, a magnetic flux density in a direction perpendicular to the peripheral surface of the developer carrier has a distribution having a plurality of peak values, and an interval P between adjacent magnetic poles of different polarities is provided. About 25 μm or more and 250 μm or less; And d, wherein the particle size D of the magnetic carrier, a developing device, characterized in that a relation of (D + 2d) / 2 ≦ P ≦ (D + 2d) × 5.
ち、両端にあるピークの間隔Lが約300μm以下であ
り、 前記間隔Lと、前記トナーの粒径dと、前記磁性キャリ
アの粒径Dとは、 (D+2d)/4≦L の関係にあることを特徴とする現像装置。2. The developing device according to claim 1, wherein an interval L between peaks at both ends of the plurality of peaks in the magnetic flux density distribution of each of the magnetic poles is about 300 μm or less. The developing device according to claim 1, wherein a particle diameter d of the toner and a particle diameter D of the magnetic carrier have a relationship of (D + 2d) / 4≤L.
置において、 前記各磁極の磁束密度の分布におけるピーク部とピーク
間の谷部との磁束密度の差ΔTが、約5mT以上である
ことを特徴とする現像装置。3. The developing device according to claim 1, wherein a difference ΔT in magnetic flux density between a peak portion and a valley portion between the peaks in the magnetic flux density distribution of each magnetic pole is about 5 mT or more. A developing device, characterized in that:
載の現像装置において、 磁束密度の分布が前記複数のピークを有する各磁極は、
ほぼ等しい間隔で配置されていることを特徴とする現像
装置。4. The developing device according to claim 1, wherein each magnetic pole having a plurality of peaks in the distribution of magnetic flux density is:
A developing device, wherein the developing devices are arranged at substantially equal intervals.
求項4に記載の現像装置において、 磁束密度の分布が前記複数のピークを有する一対の磁極
毎に、非着磁領域又は低着磁領域が設けられていること
を特徴とする現像装置。5. The developing device according to claim 1, wherein the magnetic flux density distribution is in a non-magnetized region or a low magnetic region for each of the pair of magnetic poles having the plurality of peaks. A developing device comprising a magnetized region.
項4又は請求項5に記載の現像装置において、 前記現像剤担持体は、周回方向の全域にわたってほぼ一
定のパターンで前記複数の磁極が設けられ、該磁極が周
回移動するものであることを特徴とする現像装置。6. The developing device according to claim 1, wherein the plurality of developer carriers are provided in a substantially constant pattern over the entire circumferential direction. Wherein the magnetic pole moves around the magnetic pole.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9332451A JPH11149218A (en) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Developing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9332451A JPH11149218A (en) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Developing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11149218A true JPH11149218A (en) | 1999-06-02 |
Family
ID=18255137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9332451A Withdrawn JPH11149218A (en) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Developing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11149218A (en) |
-
1997
- 1997-11-17 JP JP9332451A patent/JPH11149218A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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