JP2000305355A - Developing device and image forming device - Google Patents
Developing device and image forming deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トナー飛散を低減して地汚れを解消するとと
もに、従来磁性トナーを用いたことにより発生していた
画像濃度の低下を防止することができる現像装置及び画
像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像スリーブ4に担持された磁性トナー
を有する現像剤3が該ドクタにより阻止されて現像剤収
容部Aに収容された現像剤が、現像剤自身の内圧及び自
重によりトナー補給口8a側に移動してトナーホッパ8
から補給用トナー3aを取り込む現像装置10におい
て、上記磁性トナーとして、4.0×105A/mの磁
場中での飽和磁化値が1.25×10−2〜5.65×
10−2A/m・gである磁性トナーを用い、上記ドク
タにより規制されて現像スリーブに担持された現像剤中
のキャリア被覆率を30〜130%とする。これによ
り、地汚れをほとんど問題とならない程度に抑えること
ができる上、画像濃度の低下を防止することができる。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device and an image forming apparatus capable of reducing toner scattering to eliminate background contamination and preventing a decrease in image density caused by using a conventional magnetic toner. I will provide a. SOLUTION: The developer 3 having the magnetic toner carried on a developing sleeve 4 is blocked by a doctor, and the developer stored in a developer storage portion A is changed by a toner supply port 8a due to the internal pressure of the developer itself and its own weight. To the toner hopper 8
In the developing device 10 which takes in the replenishing toner 3a from the toner, the saturation magnetization value in a magnetic field of 4.0 × 10 5 A / m is 1.25 × 10 −2 to 5.65 × as the magnetic toner.
Using a magnetic toner of 10 −2 A / m · g, the carrier coverage of the developer carried on the developing sleeve regulated by the doctor is 30 to 130%. As a result, background contamination can be suppressed to a level that does not cause a problem, and a decrease in image density can be prevented.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置及びこれに用いる現
像装置に係り、詳しくは、内部に磁界発生手段を配置し
た現像剤担持体上に磁性トナーと磁性キャリアとを含む
現像剤を担持させ、該現像剤を潜像担持体と対向する現
像領域へ搬送し、該潜像担持体に形成された潜像を現像
する現像装置及び該現像装置を有する画像形成装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, etc. and a developing device used for the same, and more particularly, to a magnetic toner on a developer carrier having a magnetic field generating means disposed therein. And a developing device for carrying a developer containing a magnetic carrier and the developer, transporting the developer to a development area facing the latent image carrier, and developing the latent image formed on the latent image carrier. And an image forming apparatus having the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の現像装置としては、トナ
ー濃度センサー等のトナー濃度検知手段を必要とせず、
現像剤の動きによってトナーを補給してトナー濃度を適
正範囲内に制御するトナー濃度自己制御システムを適用
したものが知られている。このトナー濃度自己制御シス
テムを利用した現像装置においては、上記トナー濃度検
知手段を簡略化することができ、トナー補給機構を簡素
化することができるため、装置の小型化及び低コスト化
を図ることが可能となる。2. Description of the Related Art Conventionally, this type of developing device does not require a toner density detecting means such as a toner density sensor.
2. Description of the Related Art There has been known a toner density self-control system which replenishes toner by movement of a developer and controls the toner density within an appropriate range. In the developing device using the toner concentration self-control system, the toner concentration detecting means can be simplified and the toner replenishing mechanism can be simplified, so that the size and cost of the device can be reduced. Becomes possible.
【0003】このようなトナー濃度自己制御システムを
利用した現像装置としては、例えば、容器内で現像剤担
持体上に磁性キャリア層を形成するとともに、容器内の
トナー供給部においてこの磁性キャリア層に接触するよ
うにトナーを収容し、内部に固定配置された磁石を有す
る現像剤担持体の回転に伴う磁性キャリア層の磁性キャ
リアの移動により、該トナー供給部で磁性キャリア層内
にトナーを取り込み、トナーと磁性キャリアの混合され
た現像剤を、現像剤規制部材で層厚規制して現像領域に
搬送する現像装置において、該磁石は、上記トナー補給
部に対向する磁極を持たず、現像剤担持体の回転方向に
関して上記トナー供給部の下流側、かつ該規制部材の上
流側に磁極を持ち、上記トナー供給部の下流側、かつ上
記規制部材の上流側で、該磁極の磁界が及ぶ範囲内の位
置に現像剤担持体と対向して設けられ、該現像剤担持体
との間に磁性キャリア層の充満した領域を形成する遮蔽
部材を有する現像装置が提案されている(特公平5−6
7233号公報参照)。As a developing device utilizing such a toner concentration self-control system, for example, a magnetic carrier layer is formed on a developer carrier in a container, and the magnetic carrier layer is formed in a toner supply section in the container. The toner is stored so as to be in contact with the toner, and the magnetic carrier in the magnetic carrier layer is moved by the rotation of the developer carrier having a magnet fixedly arranged therein, so that the toner is taken into the magnetic carrier layer by the toner supply unit. In a developing device in which a developer in which a toner and a magnetic carrier are mixed is regulated in a layer thickness by a developer regulating member and transported to a development area, the magnet does not have a magnetic pole facing the toner replenishing unit, and the developer is carried. It has a magnetic pole on the downstream side of the toner supply section and the upstream side of the regulating member with respect to the rotation direction of the body, and has a magnetic pole downstream of the toner supply section and upstream of the regulation member. A developing device is provided at a position within a range where the magnetic field of the magnetic pole reaches, facing the developer carrier, and has a shielding member that forms a region filled with the magnetic carrier layer between the developer carrier and the developer carrier. It has been proposed (Japanese Patent Publication 5-6)
No. 7233).
【0004】この現像装置によれば、上記現像剤規制部
材の上流側の遮蔽部材と現像剤担持体とで囲まれた領域
に滞留する現像剤は、トナー濃度が高く現像剤の嵩が大
きい状態になると、その領域の充填率が高まって動きに
くくなり、該現像剤規制部材を通過する現像剤を除き、
該領域の現像剤の動きはほとんどなくなる。逆に、トナ
ーの消費によってトナー濃度が低下して現像剤の嵩が小
さい状態になると、該領域の充填率が低くなって現像剤
が動きやすくなり、トナーが現像剤内に取り込まれる。
そして、現像剤のトナー濃度が上昇して現像剤の嵩が大
きくなると、再び該領域の現像剤がほとんど動かなくな
り、トナーの取り込みが停止する。このようにして、上
記現像装置は現像剤中のトナー濃度を自動的に制御する
ことができる。According to this developing device, the developer remaining in the region surrounded by the shielding member and the developer carrier on the upstream side of the developer regulating member has a high toner concentration and a large bulk of the developer. When becomes, it becomes difficult to move the filling rate of the region increases, except for the developer passing through the developer regulating member,
There is almost no movement of the developer in this area. Conversely, when the toner density decreases due to the consumption of the toner and the bulk of the developer becomes small, the filling rate of the area decreases, the developer becomes easy to move, and the toner is taken into the developer.
Then, when the toner density of the developer increases and the bulk of the developer increases, the developer in the area hardly moves again, and the taking in of the toner stops. Thus, the developing device can automatically control the toner concentration in the developer.
【0005】しかし、上記公報に開示された現像装置に
おいては、上記磁性キャリア層の充満した領域に存在す
る現像剤が少し多めになると、上記現像剤規制部材を通
過するものを除き、該現像剤はほとんど動かなくなる。
このため、少し多めのトナー消費量の画像形成を行った
場合、現像に寄与する現像剤への新たなトナー補給が困
難になってしまう。一方、必要量以上の磁性キャリアを
セットすると、トナー濃度が著しく低下し、トナー濃度
不足となってもトナーを取り込むための現像剤の流れが
発生しない。そして、更にトナー消費が進行すると、ト
ナー濃度がほぼ0wt%になり、所望の画像濃度が得ら
れなくなってしまう場合がある。従って、上記領域に存
在する現像剤の動きを活発にするために、この現像装置
の場合には少なめの現像剤をセットするのが好ましい
が、上記現像剤の量が少なすぎる場合にはトナー濃度が
部分的に高くなりすぎ、トナーの帯電不足によって、地
汚れやトナー飛散による機内汚染等の不具合が発生しや
すくなる。また、このような地汚れやトナー飛散による
機内汚染等の不具合は、上記現像剤にトナーが補給され
て該トナーが現像領域まで搬送されるまでの経路が短い
ことによるトナーの帯電不足にも原因があると考えられ
る。However, in the developing device disclosed in the above publication, when the amount of the developer existing in the region filled with the magnetic carrier layer becomes slightly larger, the developer except for the one passing through the developer regulating member is used. Almost does not work.
For this reason, when an image is formed with a slightly larger amount of toner consumption, it becomes difficult to supply new toner to the developer that contributes to development. On the other hand, if the magnetic carrier is set in an amount larger than the required amount, the toner concentration is significantly reduced, and even if the toner concentration becomes insufficient, the flow of the developer for taking in the toner does not occur. When the toner consumption further progresses, the toner density becomes almost 0 wt%, and a desired image density may not be obtained. Therefore, in order to activate the movement of the developer existing in the above-mentioned area, it is preferable to set a small amount of the developer in the case of this developing device. However, if the amount of the developer is too small, the toner density may be reduced. Is excessively high in some parts, and insufficient charging of the toner easily causes problems such as background contamination and in-machine contamination due to toner scattering. In addition, such problems as contamination on the ground and in-machine contamination due to scattering of the toner are also caused by insufficient charging of the toner due to a short route from the supply of the toner to the developer to the conveyance of the toner to the development area. It is thought that there is.
【0006】このように、上記公報に開示された現像装
置では、従来の二成分現像装置に比べて現像剤量を多く
することができないため、この現像装置を現像剤担持体
表面の線速が速い高速機に適用した場合には、トナーを
十分に帯電することができず、地汚れやトナー飛散が発
生するおそれがあった。As described above, in the developing device disclosed in the above publication, the amount of developer cannot be increased as compared with the conventional two-component developing device. When applied to a fast high-speed machine, the toner cannot be charged sufficiently, and there is a possibility that background contamination and toner scattering may occur.
【0007】このような不具合を解消するため、本出願
人は、特開平9−22178号公報に、トナーと磁性キ
ャリアとを含む現像剤を担持して搬送するための現像剤
担持体及び該現像剤担持体の内部に配置した磁界発生手
段と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の
量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材で阻
止された現像剤が収容される現像剤収容部と、該現像剤
収容部に該現像剤担持体上の現像剤搬送方向の上流から
隣接し、収容されているトナーが該現像剤担持体に担持
されている現像剤及び該現像剤収容部の現像剤に接する
トナー補給用開口を有するトナー収容部とを備え、該現
像剤規制部材で阻止された現像剤を該現像剤収容部内で
現像剤自身の内圧及び自重により該トナー補給用開口側
に移動させるとともに、該トナー収容部からトナーを取
り込んだ現像剤を、該現像剤担持体表面に沿って該現像
剤規制部材側に搬送し、該現像剤規制部材で所定量に規
制した該現像剤担持体上の現像剤を像担持体と対向する
現像領域に供給する現像装置であって、該現像剤を構成
するトナーとして磁性トナーを用いたことを特徴とする
現像装置を提案した。In order to solve such a problem, the present applicant discloses in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-22178 a developer carrier for carrying and transporting a developer containing a toner and a magnetic carrier. A magnetic field generating means disposed inside the developer carrier, a developer regulating member for regulating the amount of developer carried and conveyed by the developer carrier, and a developer blocked by the developer regulating member. A developer accommodating portion to be accommodated, and a developer adjacent to the developer accommodating portion from an upstream side of the developer carrying direction on the developer carrying member, wherein the contained toner is carried by the developer carrying member. And a toner storage portion having a toner replenishing opening in contact with the developer in the developer storage portion, wherein the developer blocked by the developer regulating member is moved by the internal pressure of the developer itself and its own weight in the developer storage portion. When it is moved to the toner supply opening side, And transporting the developer having taken in the toner from the toner storage section to the developer regulating member side along the surface of the developer carrier, and regulating the developer carrier to a predetermined amount by the developer regulating member. A developing device for supplying the above developer to a developing area facing the image carrier, wherein a magnetic toner is used as a toner constituting the developer, has been proposed.
【0008】この現像装置においては、主に現像剤担持
体に強く担持されて搬送されている現像剤層(以下、
「第1現像剤層」という。)の現像剤を、現像剤規制部
材で所定量に規制した後、像担持体と対向する現像領域
に供給する。そして、現像剤中のトナー濃度の変化に伴
って現像剤の嵩が変化した場合に、主に現像剤担持体表
面から離れた位置でトナー補給用開口側に移動してきた
現像剤収容部の現像剤層(以下、「第2現像剤層」とい
う。)の現像剤がトナー補給用開口を塞ぐ度合いを変化
させることにより、第1の現像剤層の現像剤に取り込ま
れるトナー量を現像でのトナー消費量に応じて変化さ
せ、該現像剤のトナー濃度を自動的に制御する。[0008] In this developing device, a developer layer (hereinafter, referred to as a main layer) which is mainly carried by a developer carrier and transported.
It is referred to as "first developer layer". After the developer is regulated to a predetermined amount by the developer regulating member, the developer is supplied to a development area facing the image carrier. Then, when the bulk of the developer changes in accordance with the change in the toner concentration in the developer, the development of the developer accommodating portion which has moved to the toner replenishing opening mainly at a position distant from the surface of the developer carrier. By changing the degree to which the developer of the developer layer (hereinafter, referred to as “second developer layer”) closes the toner supply opening, the amount of toner taken in by the developer of the first developer layer can be reduced. The density is changed according to the toner consumption, and the toner concentration of the developer is automatically controlled.
【0009】また、この現像装置では、現像剤を構成す
るトナーとして磁性トナーを用いることにより、上記磁
界発生手段で発生した磁界による磁気束縛力を上記第1
現像剤層内の磁性キャリアのみならず磁性トナーにも作
用させ、磁性キャリアと磁性トナーとの間の摩擦力を強
めている。これにより、現像剤中のトナーを十分に帯電
させることができる。この結果、非磁性トナーを用いた
場合と比べて高速の画像形成装置に用いた場合でも、十
分に帯電されたトナーを現像領域に供給することがで
き、地汚れ、トナー飛散などを低減することができる。Further, in this developing device, by using a magnetic toner as a toner constituting the developer, the magnetic binding force due to the magnetic field generated by the magnetic field generating means can be reduced by the first type.
By acting not only on the magnetic carrier but also on the magnetic toner in the developer layer, the frictional force between the magnetic carrier and the magnetic toner is increased. Thereby, the toner in the developer can be sufficiently charged. As a result, a sufficiently charged toner can be supplied to the developing area even when the image forming apparatus is used in a high-speed image forming apparatus as compared with the case where a non-magnetic toner is used, thereby reducing background contamination and toner scattering. Can be.
【0010】更に、トナーが上記磁界発生手段による磁
気の効果により磁化することで上記磁性キャリアのトナ
ー拘束力が大きくなり、帯電量が比較的小さいトナーに
よる地汚れ、トナー飛散を低減することができる。ま
た、上記トナー収容部のトナー補給用開口に対向する位
置に上記磁界発生手段が配置されている場合には、該磁
界発生手段の磁気力により該トナー収容部からのトナー
が現像剤担持体側に引き寄せられるので、トナー補給性
が向上し、黒ベタ画像を形成するときのようにトナー消
費率が高いときのトナー補給の追従性が向上する。Further, since the toner is magnetized by the magnetic effect of the magnetic field generating means, the binding force of the magnetic carrier to the toner is increased, and background contamination and toner scattering by the toner having a relatively small charge amount can be reduced. . Further, when the magnetic field generating means is disposed at a position opposite to the toner replenishing opening of the toner containing section, the magnetic force of the magnetic field generating means causes the toner from the toner containing section to move toward the developer carrier. Since the toner is drawn, the toner replenishing property is improved, and the followability of toner replenishment when the toner consumption rate is high, such as when a solid black image is formed, is improved.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
現像剤を構成するトナーとして磁性トナーを用いた場
合、該磁性トナーの磁気バイアス効果により上記磁性キ
ャリア上のトナー拘束力も増大する。この磁気バイアス
効果により、帯電量が小さい磁性トナーは該磁性トナー
自体に働く磁力により上記磁性キャリアに引きつけてお
くことができる。この結果、上述のように帯電量が比較
的小さいトナーによる地汚れ等を低減することができる
が、該トナー拘束力が増大しすぎると、現像領域におい
て潜像担持体側へのトナー吸引力が該トナー拘束力に打
ち勝つことができず、現像能力が低下して画像濃度が低
くなってしまうという問題があった。However, when a magnetic toner is used as the toner constituting the developer in this manner, the toner binding force on the magnetic carrier also increases due to the magnetic bias effect of the magnetic toner. Due to this magnetic bias effect, the magnetic toner having a small charge amount can be attracted to the magnetic carrier by the magnetic force acting on the magnetic toner itself. As a result, it is possible to reduce background contamination and the like due to the toner having a relatively small charge amount as described above. However, if the toner restraining force is excessively increased, the toner suction force to the latent image bearing member side in the developing area is reduced. There has been a problem that the toner restraining force cannot be overcome, and the developing ability is reduced to lower the image density.
【0012】本発明は、以上の問題点に鑑みなされたも
のであり、その目的とするところは、トナー飛散を低減
して地汚れを低減するとともに、画像濃度の低下を防止
することができる現像装置及び画像形成装置を提供する
ことである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to reduce development of toner by reducing toner scattering and preventing a decrease in image density. It is an object to provide an apparatus and an image forming apparatus.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1乃至3の発明は、トナーと磁性キャリアと
を含む現像剤を担持して搬送するための現像剤担持体
と、該現像剤担持体の内部に配置された磁界発生手段
と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量
を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材により
阻止された現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤
収容部に該現像剤担持体上の現像剤搬送方向上流側から
隣接するトナー補給口を有するトナー収容部とを備え、
該現像剤規制部材により阻止された現像剤を該現像剤収
容部内で現像剤自身の内圧及び自重により該トナー補給
口側に移動させるとともに、該トナー収容部から磁性ト
ナーを取り込んだ現像剤を、該現像剤担持体表面に沿っ
て該現像剤規制部材側に搬送し、該現像剤規制部材で所
定量に規制した該現像剤担持体上の現像剤を潜像担持体
と対向する現像領域に供給する現像装置において、上記
トナーとして、4.0×105A/mの磁場中での飽和
磁化値が1.25×10−2〜5.65×10− 2A/
m・gである磁性トナーを用い、上記現像剤規制部材に
より規制されて現像剤担持体に担持された現像剤中のキ
ャリア被覆率を30〜130%としたことを特徴とする
ものである。In order to achieve the above object, according to the present invention, a developer carrying member for carrying and transporting a developer containing a toner and a magnetic carrier is provided. Magnetic field generating means disposed inside the developer carrier, a developer regulating member for regulating the amount of developer carried and conveyed by the developer carrier, and a development blocked by the developer regulating member A developer accommodating section for accommodating a developer, and a toner accommodating section having a toner supply port adjacent to the developer accommodating section from the upstream side of the developer carrying direction on the developer carrying section,
The developer blocked by the developer regulating member is moved to the toner supply port side by the internal pressure of the developer itself and its own weight in the developer accommodating portion, and the developer taking in the magnetic toner from the toner accommodating portion is The developer is conveyed to the developer regulating member side along the surface of the developer carrying member, and the developer on the developer carrying member regulated to a predetermined amount by the developer regulating member is moved to a developing area opposed to the latent image carrier. in the developing apparatus for supplying, as the toner, 4.0 × 10 5 saturation magnetization in a magnetic field of a / m is 1.25 × 10 -2 ~5.65 × 10 - 2 a /
The carrier coverage of the developer carried on the developer carrying member regulated by the developer regulating member is set to 30 to 130% using a magnetic toner of m · g.
【0014】この現像装置においては、飽和磁化値が
1.25×10−2〜5.65×10 −2A/m・gで
ある磁性トナーを含有し、かつ、上記現像剤規制部材に
より規制された現像剤中のキャリア被覆率が30〜13
0%である現像剤を用いて現像を行う。これにより、地
汚れをほとんど問題とならない程度に抑えることができ
る。詳しくは後述する。In this developing device, the saturation magnetization value is
1.25 × 10-2~ 5.65 × 10 -2A / m · g
Contains a certain magnetic toner, and is used as the developer regulating member.
Carrier coverage in developer more regulated is 30 to 13
Development is performed using a 0% developer. This allows
Dirt can be reduced to a level that causes little
You. Details will be described later.
【0015】特に、請求項2の発明は、請求項1の現像
装置において、上記潜像担持体に対する上記現像剤担持
体の線速比を1.5以上に設定したことを特徴とするも
のである。磁性トナーを用いた場合、非磁性トナーに比
べてキャリアのトナー拘束力が大きいため、非磁性トナ
ーの場合よりも現像能力が低くなってしまう。この点を
解消するためには、例えば、現像バイアスを大きくして
現像能力を高める方法も考えられるが、この方法では潜
像担持体等の寿命が短くなる、省電力化を図れない等の
問題がある。そこで、請求項2では、上記潜像担持体に
対する上記現像剤担持体の線速比を1.5以上に設定す
ることで現像能力を高める方法を用いて現像能力を向上
させている。In particular, the invention according to claim 2 is characterized in that, in the developing device according to claim 1, the linear velocity ratio of the developer carrier to the latent image carrier is set to 1.5 or more. is there. When a magnetic toner is used, the toner has a larger toner binding force than a non-magnetic toner, so that the developing ability is lower than that of a non-magnetic toner. To solve this problem, for example, a method of increasing the developing bias to increase the developing ability can be considered. However, this method causes problems such as shortening the life of the latent image carrier and the like and making it impossible to save power. There is. Therefore, in claim 2, the developing capability is improved by using a method of increasing the developing capability by setting the linear speed ratio of the developer carrier to the latent image carrier to 1.5 or more.
【0016】また、請求項3の発明は、請求項1又は2
の現像装置において、上記磁性トナーの帯電量が7〜3
5μC/gであることを特徴とするものである。現像に
使用する現像剤のキャリア被覆率が高くなると、該現像
剤に含まれる磁性トナーの帯電量によって画像に影響が
でる場合がある。具体的には、上記磁性トナーの帯電量
が小さくなるにつれて地汚れによる問題が大きくなり、
逆に該磁性トナーの帯電量が大きいなるにつれて画像濃
度が低下する。特に、上記潜像担持体に対する上記現像
剤担持体の線速比が小さくなると、地汚れが発生しやす
くなる。そこで、本請求項では、上記磁性トナーの帯電
量を7〜35μC/gとし、ほとんど問題とならない程
度に地汚れを抑え、かつ、画像濃度の低下を防止する。[0016] The invention of claim 3 is the invention of claim 1 or 2.
Wherein the charge amount of the magnetic toner is 7 to 3
It is characterized by being 5 μC / g. When the carrier coverage of the developer used for development is high, the image may be affected by the amount of charge of the magnetic toner contained in the developer in some cases. Specifically, as the charge amount of the magnetic toner decreases, the problem due to background contamination increases,
Conversely, as the charge amount of the magnetic toner increases, the image density decreases. In particular, when the linear velocity ratio of the developer carrying member to the latent image carrying member is small, background stain is likely to occur. In view of this, in the present invention, the charge amount of the magnetic toner is set to 7 to 35 [mu] C / g, background smear is suppressed to a level that hardly causes a problem, and a decrease in image density is prevented.
【0017】請求項4の発明は、潜像を担持する潜像担
持体と、該潜像担持体上に形成された潜像を現像する現
像装置とを備えた画像形成装置において、上記現像装置
が、請求項1、2又は3の現像装置であることを特徴と
するものである。この画像形成装置においては、上述し
た各請求項の現像装置を用いることで、地汚れを効果的
に低減し、かつ、画像濃度の低下を防止することができ
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a latent image carrier for carrying a latent image; and a developing device for developing the latent image formed on the latent image carrier. Is the developing device according to claim 1, 2 or 3. In this image forming apparatus, by using the developing device described in each of the above-mentioned claims, it is possible to effectively reduce background contamination and prevent a decrease in image density.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真複写機(以下、複写機という。)に適用した
一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る
複写機全体の構成及び動作について説明する。図1は、
磁性トナーと磁性粒子である磁性キャリアとからなる現
像剤3を用いて現像を行う複写機の概略構成図である。
この複写機は、原稿の画像情報を読み取るスキャナ部1
1と、該スキャナ部で読み取った画像情報に基づいて潜
像担持体である感光体ドラム1に静電潜像を形成する露
光装置12とを備えている。上記スキャナ部11では、
コンタクトガラス11a上に載置された原稿の画像情報
を受光装置11bで読み取り、その画像情報を中央演算
処理装置13に送る。この中央演算処理装置13は、受
け取った画像情報に基づき、上記露光装置12の光源で
あるレーザダイオード12a及びポリゴンミラー12b
を制御して、上記感光体ドラム1に静電潜像を形成す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as a copying machine) as an image forming apparatus will be described. First, the configuration and operation of the entire copying machine according to the present embodiment will be described. FIG.
1 is a schematic configuration diagram of a copying machine that performs development using a developer 3 including a magnetic toner and a magnetic carrier that is a magnetic particle.
This copier has a scanner unit 1 for reading image information of a document.
1 and an exposure device 12 for forming an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 as a latent image carrier based on image information read by the scanner unit. In the scanner unit 11,
The image information of the document placed on the contact glass 11a is read by the light receiving device 11b, and the image information is sent to the central processing unit 13. Based on the received image information, the central processing unit 13 includes a laser diode 12a and a polygon mirror 12b as light sources of the exposure device 12.
To form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1.
【0019】上記感光体ドラム1の周囲には、該感光体
ドラム表面を均一に帯電するための帯電手段である帯電
器14と、該感光体ドラム上に形成された静電潜像を現
像剤3で現像する現像装置10と、該現像装置により現
像されて形成されたトナー像を転写紙に転写する転写手
段である転写装置15と、転写後の感光体ドラム表面を
クリーニングするクリーニング手段であるクリーニング
装置16とが配置されている。Around the photoreceptor drum 1, a charger 14 as a charging means for uniformly charging the surface of the photoreceptor drum, and a developer for transferring an electrostatic latent image formed on the photoreceptor drum to a developer. A developing device 10 for developing in step 3, a transfer device 15 for transferring a toner image developed and formed by the developing device to a transfer paper, and a cleaning device for cleaning the surface of the photosensitive drum after the transfer. A cleaning device 16 is provided.
【0020】上記構成の複写機は、上記帯電器14によ
り感光体ドラム1の表面を均一に帯電し、上記スキャナ
部11で読み取った原稿の画像情報に基づいて上記露光
装置12により該感光体ドラム表面にレーザを照射して
光露光を行う。これにより、この感光体ドラム1上には
静電潜像が形成される。ここで、例えば、本発明をプリ
ンタに適用した場合には、画像情報を出力する画像情報
出力手段、例えばパーソナルコンピュータからの画像情
報に基づいて静電潜像を形成することになる。In the copying machine having the above construction, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charger 14 and the exposure device 12 controls the photosensitive drum 1 based on the image information of the original read by the scanner section 11. Light exposure is performed by irradiating the surface with a laser. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1. Here, for example, when the present invention is applied to a printer, an electrostatic latent image is formed based on image information output means for outputting image information, for example, a personal computer.
【0021】上記感光体ドラム1上の静電潜像は、上記
現像装置10により現像され、該感光体ドラム上にはト
ナー像が形成される。その後、このトナー像は、上記転
写装置15によって図示しない転写紙上に転写される。
このようにして、転写紙に転写されたトナー像は、図示
しない定着装置の作用を受けて該転写紙上に定着され
る。一方、この転写時に上記感光体ドラム1上に残留し
た転写残トナーは、上記クリーニング装置16により除
去され、クリーニングされた感光体ドラム1は次の画像
形成工程に供される。The electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is developed by the developing device 10, and a toner image is formed on the photosensitive drum. After that, the toner image is transferred onto a transfer paper (not shown) by the transfer device 15.
In this way, the toner image transferred to the transfer sheet is fixed on the transfer sheet under the action of a fixing device (not shown). On the other hand, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 at the time of this transfer is removed by the cleaning device 16, and the cleaned photosensitive drum 1 is subjected to the next image forming step.
【0022】次に、上記複写機における現像装置10の
構成について説明する。図2は、本実施形態における現
像装置10の概略構成を示す部分断面図である。この現
像装置10は、上記感光体ドラム1の側方に配置されて
いる。この現像装置10は、上記感光体ドラム1に向け
て開口部が形成されたケーシング2と、該開口部から一
部が露出した現像剤担持体としての非磁性材質からなる
現像スリーブ4と、該現像スリーブの内部に固定配置さ
れた磁界発生手段としてマグネットローラ5と、該現像
スリーブ上に担持された現像剤の量を規制する現像剤規
制部材としてのドクタ6と、該ドクタにより進行が阻止
された現像剤を収容する現像剤収容部Aを形成する現像
剤収納ケース7と、補給用の磁性トナー(以下、「補給
用トナー」という。)3aを収容するトナー収容部とし
てのトナーホッパ8等を備えている。Next, the configuration of the developing device 10 in the copying machine will be described. FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the developing device 10 according to the present embodiment. The developing device 10 is arranged on the side of the photosensitive drum 1. The developing device 10 includes a casing 2 having an opening toward the photosensitive drum 1, a developing sleeve 4 made of a non-magnetic material as a developer carrier partially exposed from the opening, A magnet roller 5 as a magnetic field generating means fixedly arranged inside the developing sleeve, a doctor 6 as a developer regulating member for regulating the amount of the developer carried on the developing sleeve, and the doctor stops the progress. And a toner hopper 8 serving as a toner storage section for storing a supply magnetic toner (hereinafter referred to as “supply toner”) 3a. Have.
【0023】上記現像剤スリーブ4の内部に固定配置さ
れているマグネットローラ5のうち、上記現像剤収容部
Aに対向する位置には、該現像剤収容部内の現像剤3を
該現像スリーブ上に担持させるための磁極5aが設けら
れている。The developer 3 in the developer accommodating portion is placed on the developing sleeve at a position facing the developer accommodating portion A of the magnet roller 5 fixedly disposed inside the developer sleeve 4. A magnetic pole 5a for carrying is provided.
【0024】上記トナーホッパ8は、上記現像剤収容部
Aにおける現像剤搬送方向上流側に隣接して上記現像ス
リーブ4表面と対向するトナー補給口8aを有してい
る。また、このトナー補給口8aに隣り合ったスペース
には、上記トナーホッパ8内に収容された補給用トナー
3aを上記トナー補給口8aに向けて攪拌しながら送り
出すトナー攪拌部材としてのアジテータ9が配置されて
いる。このアジテータ9は、図中破線で示すように、そ
の最外周軌道が現像剤に接触しないように回転軸の位置
及びフィンの長さが設定されている。The toner hopper 8 has a toner supply port 8a adjacent to the developer accommodating section A on the upstream side in the developer transport direction and facing the surface of the developing sleeve 4. In the space adjacent to the toner supply port 8a, there is arranged an agitator 9 as a toner stirring member for feeding the supply toner 3a contained in the toner hopper 8 while stirring it toward the toner supply port 8a. ing. As shown by a broken line in the figure, the position of the rotating shaft and the length of the fin of the agitator 9 are set so that the outermost track does not contact the developer.
【0025】次に、本実施形態における現像装置10の
動作について説明する。上記現像装置10において、上
記現像剤収容部A内に収容されている現像剤3は、図中
矢印a方向に回転する現像スリーブ4の回転に伴って、
上記ドクタ6側に搬送される。このように搬送された現
像スリーブ4上の現像剤3は、上記ドクタ6により規制
されて薄層化され、図中矢印b方向に回転する感光体ド
ラム1と対向する現像領域に搬送される。この現像領域
では、上記現像剤中のトナーが上記感光体ドラム1上に
形成されている静電潜像に接触あるいは非接触で供給さ
れ、該静電潜像を可視化し、現像が行われる。Next, the operation of the developing device 10 in this embodiment will be described. In the developing device 10, the developer 3 accommodated in the developer accommodating portion A rotates with the rotation of the developing sleeve 4 rotating in the direction of arrow a in the drawing.
It is conveyed to the doctor 6 side. The developer 3 on the developing sleeve 4 conveyed in this manner is regulated and thinned by the doctor 6, and is conveyed to a developing area facing the photosensitive drum 1 rotating in the direction of arrow b in the drawing. In this developing area, the toner in the developer is supplied to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 in a contact or non-contact manner, and the electrostatic latent image is visualized and developed.
【0026】このように現像が行われた後、上記現像ス
リーブ4上の現像剤3は、該現像スリーブの回転に伴っ
て上記トナー補給口8a側に搬送される。そして、この
現像剤は、上記トナー補給口8aから供給された補給用
トナー3aを取り込みつつ上記現像剤収容部Aに戻る。
このように補給用トナー3aを取り込んだ現像剤3は上
記ドクタ6による規制部での内圧が増加し、該現像剤中
のトナーが摩擦帯電される。このように、上記現像剤収
容部Aに収容された現像剤3の内圧により該現像剤中の
トナーを帯電することができるので、現像剤を帯電ある
いは攪拌するためのパドルやスクリュー等を用いた複雑
な攪拌搬送機構を設ける必要はない。After the development is performed as described above, the developer 3 on the developing sleeve 4 is conveyed to the toner supply port 8a side as the developing sleeve rotates. Then, the developer returns to the developer accommodating section A while taking in the supply toner 3a supplied from the toner supply port 8a.
The internal pressure of the developer 3 containing the replenishing toner 3a in the regulating section by the doctor 6 increases, and the toner in the developer is frictionally charged. As described above, the toner in the developer can be charged by the internal pressure of the developer 3 stored in the developer storage portion A. Therefore, a paddle or a screw for charging or stirring the developer is used. There is no need to provide a complicated stirring and conveying mechanism.
【0027】一方、上記現像領域に搬送されずに、上記
ドクタ6により進行が阻止された現像剤3の一部は、上
記現像剤収容部A内における該現像剤自身の内圧及び重
力によって上記トナー補給口8aに向かって移動する。
このトナー補給口8a付近まで移動した現像剤3は、上
記マグネットローラ5の磁極5aの磁力により上記現像
スリーブ4側に引き寄せられ、該現像スリーブの回転に
伴って上記ドクタ6側に搬送される。このようにして、
上記ドクタ6により進行が阻止された現像剤3は、上記
現像剤収容部A内を循環することになる。On the other hand, a part of the developer 3, which is not transported to the developing area and is prevented from proceeding by the doctor 6, is removed by the internal pressure and gravity of the developer itself in the developer accommodating section A. It moves toward the supply port 8a.
The developer 3 that has moved to the vicinity of the toner supply port 8a is drawn toward the developing sleeve 4 by the magnetic force of the magnetic pole 5a of the magnet roller 5, and is conveyed to the doctor 6 with the rotation of the developing sleeve. In this way,
The developer 3 whose progress is prevented by the doctor 6 circulates in the developer accommodating section A.
【0028】本実施形態の現像装置においては、上記現
像剤3に供給された補給用トナー3aが多くなってトナ
ー濃度が高まると、それに従って該現像剤の嵩が増加
し、該現像剤が現像剤収容部A内からあふれ出て上記ト
ナー補給口8aを塞ぐ。これにより、上記現像剤3のト
ナー取り込み量が減少し、該現像剤のトナー濃度が一定
濃度以下に保たれる。逆に、上記現像剤3のトナー濃度
が低くなると、該現像剤の嵩が減少してトナー補給口8
aを塞がない状態となる。これにより、上記現像剤3に
該トナー補給口から所定量の補給用トナー3aが供給さ
れ、該現像剤のトナー濃度が常に一定濃度に保たれる。
このように、本実施形態では、上記現像剤3のトナー濃
度がほぼ一定範囲内にコントロールされるので、トナー
濃度センサーや補給部材などを用いた複雑なトナー濃度
制御を必要としない。In the developing device of this embodiment, when the amount of the replenishing toner 3a supplied to the developer 3 increases and the toner concentration increases, the bulk of the developer increases accordingly. The toner overflows from inside the agent container A and closes the toner supply port 8a. As a result, the amount of toner taken up by the developer 3 is reduced, and the toner concentration of the developer is maintained at a certain concentration or less. Conversely, when the toner concentration of the developer 3 decreases, the bulk of the developer decreases and the toner supply port 8
a is not blocked. As a result, a predetermined amount of replenishing toner 3a is supplied to the developer 3 from the toner replenishing port, and the toner concentration of the developer is always maintained at a constant level.
As described above, in the present embodiment, since the toner concentration of the developer 3 is controlled within a substantially constant range, complicated toner concentration control using a toner concentration sensor, a supply member, or the like is not required.
【0029】また、上記現像剤3中のトナーは、磁性ト
ナーであるので、上記現像スリーブ4の内部に設けられ
たマグネットローラ5による磁界により磁化する。そし
て、この現像剤3中のトナーが磁化することで磁気バイ
アス効果が得られ、トナー飛散や地汚れといった不具合
を低減することができる。更に、トナーの補給性が上が
り、黒ベタ追従性が向上するといったメリットも得られ
る。Since the toner in the developer 3 is a magnetic toner, it is magnetized by a magnetic field generated by a magnet roller 5 provided inside the developing sleeve 4. When the toner in the developer 3 is magnetized, a magnetic bias effect is obtained, and problems such as toner scattering and background contamination can be reduced. Further, there is obtained such an advantage that the toner replenishing property is improved and the solid black followability is improved.
【0030】一方で、このように磁性トナーを使用した
場合、該磁性トナーの磁気バイアス効果により、上記磁
性キャリアによるトナー拘束力も増大する。このときの
トナー拘束力が増大しすぎると、現像領域において上記
感光体ドラム1上の静電潜像によるトナー吸引力が上記
トナー拘束力に打ち勝つことができず、現像能力が低下
して画像濃度が低くなってしまうおそれがある。On the other hand, when the magnetic toner is used as described above, the toner binding force by the magnetic carrier also increases due to the magnetic bias effect of the magnetic toner. If the toner restraining force at this time is excessively increased, the toner attraction force due to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 cannot overcome the toner restraining force in the developing area, and the developing capability is reduced to reduce the image density. May be lowered.
【0031】そこで、本実施形態では、磁性体含有量が
20〜50wt%で、4.0×10 5A/m(約500
0Oe)の磁場中での飽和磁化値が1.25×10−2
〜5.65×10−2A/m・g(約10〜45em
u)である磁性トナーを含有し、上記ドクタ6により規
制されたときのキャリア被覆率が30〜130%となる
現像剤3を用いて現像を行っている。これにより、磁性
トナーの磁気バイアス効果を有効に利用して、トナー飛
散や地汚れを低減するともに、高い画像濃度による画像
形成が可能となる。Therefore, in this embodiment, the content of the magnetic material is
20 × 50 wt%, 4.0 × 10 5A / m (about 500
0 Oe) in a magnetic field of 1.25 × 10-2
~ 5.65 × 10-2A / m · g (about 10 to 45 em
u), and is regulated by the doctor 6 described above.
Carrier coverage when controlled is 30-130%
Development is performed using the developer 3. This makes the magnetic
By effectively utilizing the magnetic bias effect of the toner, the toner
Image with high image density while reducing scattering and dirt
Formation is possible.
【0032】次に、上記磁性トナーを用いて現像を行う
場合に、地汚れを効果的に防止でき、かつ、画像濃度の
低下を防ぐことが可能となる該磁性トナーの飽和磁化値
の条件及び該磁性トナーのキャリア被覆率を導き出すた
めに行った測定について説明する。まず、本実施形態に
係る複写機に使用する磁性トナーに含まれる磁性体量を
変化させることにより該磁性トナーに含まれる飽和磁化
値を変化させて、該複写機により形成された画像の画像
濃度(以下、「ID」という。)の測定及び地汚れの評
価を行った。この測定における評価は、温度20℃、湿
度60%の環境化において、現像バイアスを300Vに
設定して上記現像装置を用いて現像したときの評価であ
る。Next, in the case where development is performed using the above magnetic toner, the conditions of the saturation magnetization value of the magnetic toner which can effectively prevent background contamination and prevent a decrease in image density can be prevented. The measurement performed to derive the carrier coverage of the magnetic toner will be described. First, the saturation magnetization value contained in the magnetic toner is changed by changing the amount of magnetic material contained in the magnetic toner used in the copying machine according to the present embodiment, and the image density of the image formed by the copying machine is changed. (Hereinafter referred to as “ID”) and the evaluation of background contamination was performed. The evaluation in this measurement is an evaluation when developing is performed using the above-described developing apparatus while the developing bias is set to 300 V in an environment of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60%.
【0033】上記IDの測定にはマクベス濃度計を用い
て評価を行った。このIDの値は、1.4以上で少なく
とも1.6以下であるのが望ましいとされ、該ID値が
この範囲内にあれば、ほとんど問題のない高品質の画像
を得ることができる。また、地汚れに関しては、出願人
の研究成果に基づく地汚れ判定基準より決められたラン
ク評価(1が最低で、5が最高ランクである。)を採用
して評価を行った。この判断基準において、この地汚れ
が通常の画像では問題にならない程度となるのはランク
評価が4以上の場合である。The above ID was measured using a Macbeth densitometer. It is desirable that the value of this ID is 1.4 or more and at least 1.6 or less. If the ID value is within this range, a high-quality image with almost no problem can be obtained. In addition, the background dirt was evaluated by adopting a rank evaluation (1 is the lowest and 5 is the highest rank) determined from the background dirt determination criteria based on the research results of the applicant. In this criterion, the background dirt does not cause a problem in a normal image when the rank evaluation is 4 or more.
【0034】図3は、磁性トナーの磁性体量を変化させ
たときのID値及び地汚れ評価を示すグラフである。ま
た、図4は、この磁性体量の変化に対応して飽和磁化値
が変化したときのID値及び地汚れ評価を示すグラフで
ある。図3に基づいて磁性トナーの磁性体量とID値と
の関係について考察すると、該磁性体量が約40wt%
以下のときには、そのIDはほぼ1.45で一定であ
り、該磁性体量が約40wt%を超えたあたりでIDが
急激に低下する。そして、上記磁性体量が50wt%以
上となったときにIDが1.4をきり、これ以上の値で
は画像が薄く画像品質が悪化してしまう。この結果、磁
性トナーの磁性体量を50wt%以下とすれば、望まし
いIDの画像を得ることができると考察できる。FIG. 3 is a graph showing the ID value and the background contamination evaluation when the amount of the magnetic material of the magnetic toner is changed. FIG. 4 is a graph showing the ID value and the background contamination evaluation when the saturation magnetization value changes in response to the change in the amount of the magnetic material. Considering the relationship between the magnetic material amount of the magnetic toner and the ID value based on FIG. 3, the magnetic material amount is about 40 wt%.
In the following cases, the ID is constant at approximately 1.45, and the ID sharply drops when the amount of the magnetic substance exceeds about 40 wt%. When the amount of the magnetic material becomes 50% by weight or more, the ID is less than 1.4. If the value is more than this, the image becomes thin and the image quality is deteriorated. As a result, it can be considered that an image having a desired ID can be obtained if the amount of the magnetic material in the magnetic toner is set to 50 wt% or less.
【0035】また、上記磁性トナーの磁性体量と地汚れ
との関係について考察すると、該磁性体量が約30wt
%以上のときには、その地汚れは通常の画像では問題と
ならず、その評価もほぼ一定である。そして、上記磁性
体量が約30wt%を下回るあたりで地汚れの評価が急
激に落ち、該磁性体量が約20wt%以下となったとき
に地汚れの評価が4をきってしまう。この結果、磁性ト
ナーの磁性体量を20wt%以上とすれば、地汚れに関
して通常の画像では問題とならない程度の画像を得るこ
とができると考察することができる。この結果、上記磁
性トナーの磁性体量を20〜50wt%の範囲内に設定
することで、磁気バイアス効果が小さいことによる地汚
れを防止し、かつ、磁気バイアス効果が大きすぎること
による画像濃度の低下を防止することができる。Considering the relationship between the amount of the magnetic substance of the magnetic toner and the background contamination, the amount of the magnetic substance is about 30 wt.
%, The background stain does not cause a problem in a normal image, and its evaluation is almost constant. When the amount of the magnetic substance is less than about 30 wt%, the evaluation of the background dirt sharply drops. When the amount of the magnetic substance becomes about 20 wt% or less, the evaluation of the background contamination is 4 or less. As a result, it can be considered that if the amount of the magnetic substance of the magnetic toner is set to 20 wt% or more, it is possible to obtain an image that does not cause a problem in the background image with respect to a normal image. As a result, by setting the amount of the magnetic substance of the magnetic toner in the range of 20 to 50 wt%, it is possible to prevent background contamination due to a small magnetic bias effect and to reduce image density due to an excessively large magnetic bias effect. The drop can be prevented.
【0036】一方、図4に示すように、上記磁性体量の
範囲に対応する上記磁性トナーの単位重さ当たりの飽和
磁化値は、4.0×105A/mの磁場中で1.25×
10 −2〜5.65×10−2A/m・gとなる。従っ
て、飽和磁化値が4.0×105A/mの磁場中で1.
25×10−2〜5.65×10−2A/m・gとなる
磁性トナーを用いて現像を行えば、磁気バイアス効果が
小さいことによる地汚れを防止し、かつ、磁気バイアス
効果が大きすぎることによる画像濃度の低下を防止する
ことができる。On the other hand, as shown in FIG.
Saturation per unit weight of the magnetic toner corresponding to the range
The magnetization value is 4.0 × 1051.25 × in a magnetic field of A / m
10 -2~ 5.65 × 10-2A / m · g. Follow
And the saturation magnetization value is 4.0 × 1051. In a magnetic field of A / m
25 × 10-2~ 5.65 × 10-2A / m · g
If development is performed using magnetic toner, the magnetic bias effect can be reduced.
Prevents background contamination due to small size and magnetic bias
Prevents reduction of image density due to excessive effect
be able to.
【0037】ところが、上述のように磁性体量を変化さ
せて上記磁性トナーの飽和磁化値を変化させた場合、そ
の磁性トナーの比重が変化してしまう。このように比重
が変化してしまうと、該磁性トナーを含有する現像剤の
トナー濃度が同じであっても、該現像剤の磁性キャリア
に吸着する磁性トナーの状態すなわち該磁性トナーのキ
ャリア被覆率が異なってくる。このキャリア被覆率によ
っても、形成される画像の地汚れ及びIDに影響がでて
しまう。However, when the saturation magnetization value of the magnetic toner is changed by changing the amount of the magnetic material as described above, the specific gravity of the magnetic toner changes. When the specific gravity changes in this manner, even if the toner concentration of the developer containing the magnetic toner is the same, the state of the magnetic toner adsorbed on the magnetic carrier of the developer, that is, the carrier coverage of the magnetic toner Will be different. The carrier coverage also affects the background stain and ID of the formed image.
【0038】そこで、次に、本実施形態に係る複写機に
使用する現像剤を構成する磁性トナーのキャリア被覆率
を変化させて、該複写機により形成された画像のIDの
測定及び地汚れの評価を行った。このキャリア被覆率T
nは、下記数1によって算出することができる。Then, next, the carrier coverage of the magnetic toner constituting the developer used in the copying machine according to the present embodiment is changed to measure the ID of the image formed by the copying machine and to remove the background stain. An evaluation was performed. This carrier coverage T
n can be calculated by the following equation (1).
【0039】[0039]
【数1】 (Equation 1)
【0040】ここで、記号Cは現像剤中のトナー濃度
(wt%)、記号rはトナー粒径の半径(μm)、記号
Rはキャリア粒径の半径(μm)、記号ρtはトナーの
真比重(g/cm3 )、ρcはキャリアの真比重(g
/cm3)をそれぞれ示している。尚、この数1で示す
式においては、磁性キャリアの表面がトナーからみて平
面とみなせる条件すなわちR》rを満たすことが必要と
なる。[0040] where the symbols C is the toner concentration in the developer (wt%), the symbol r is the toner particle diameter radius ([mu] m), the symbols R are the carrier particle diameter radius ([mu] m), the symbol [rho t is the toner The true specific gravity (g / cm 3 ), ρ c is the true specific gravity of the carrier (g
/ Cm 3 ). Note that, in the equation shown in Expression 1, it is necessary to satisfy a condition that the surface of the magnetic carrier can be regarded as a plane when viewed from the toner, that is, R >> r.
【0041】図5は、上記キャリア被覆率を変化させた
ときのID値及び地汚れ評価を示すグラフである。図5
に基づいて上記キャリア被覆率とIDとの関係について
考察すると、該キャリア被覆率が約30%以上のときに
は、そのIDはほぼ1.45で一定であり、該キャリア
被覆率が約30%を下回るあたりでIDが急激に低下す
る。このキャリア被覆率が30%よりも小さくなったと
きにIDが1.4をきり、これ以上の値では画像が薄く
画像品質が悪化してしまう。この結果、現像剤を構成す
る磁性トナーのキャリア被覆率を30%以上とすれば、
望ましいIDの画像を得ることができると考察できる。FIG. 5 is a graph showing the ID value and the background contamination evaluation when the carrier coverage is changed. FIG.
Considering the relationship between the carrier coverage and the ID based on the following equation, when the carrier coverage is about 30% or more, the ID is almost constant at 1.45, and the carrier coverage is less than about 30%. The ID sharply drops around. When the carrier coverage becomes smaller than 30%, the ID falls below 1.4, and at a value higher than this, the image becomes thin and the image quality deteriorates. As a result, if the carrier coverage of the magnetic toner constituting the developer is 30% or more,
It can be considered that an image having a desired ID can be obtained.
【0042】また、上記キャリア被覆率と地汚れとの関
係について考察すると、該キャリア被覆率が約100%
以下のときには、その地汚れは通常の画像では問題とな
らず、その評価もほぼ一定である。そして、上記キャリ
ア被覆率が約100%を超えたあたりで地汚れの評価が
急激に落ち、該キャリア被覆率が130%を超えたとき
に地汚れの評価が4をきってしまう。この結果、磁性ト
ナーのキャリア被覆率を130%以下とすれば、地汚れ
に関して通常の画像では問題とならない程度の画像を得
ることができる。この結果、上記磁性トナーのキャリア
被覆率を30〜130%の範囲内に設定することで地汚
れを効果的に防止し、かつ、画像濃度の低下を防止する
ことができる。Considering the relationship between the carrier coverage and the background contamination, the carrier coverage is about 100%.
In the following cases, the background stain is not a problem in a normal image, and its evaluation is almost constant. When the carrier coverage exceeds about 100%, the evaluation of the background contamination sharply drops. When the carrier coverage exceeds 130%, the evaluation of the background contamination is 4 or less. As a result, if the carrier coverage of the magnetic toner is set to 130% or less, it is possible to obtain an image that does not cause a problem with a normal image regarding background contamination. As a result, by setting the carrier coverage of the magnetic toner in the range of 30 to 130%, it is possible to effectively prevent background contamination and prevent a decrease in image density.
【0043】以上より、飽和磁化値が4.0×105A
/mの磁場中で1.25×10−2〜5.65×10
−2A/m・gである磁性トナーを用い、かつ、該磁性
トナーのキャリア被覆率を30〜130%とすれば、地
汚れを効果的に防止し、かつ、画像濃度の低下を防止す
ることができる。As described above, the saturation magnetization value is 4.0 × 10 5 A
/ M in a magnetic field of 1.25 × 10 −2 to 5.65 × 10
By using a magnetic toner of −2 A / m · g and setting the carrier coverage of the magnetic toner to 30% to 130%, it is possible to effectively prevent background contamination and prevent a decrease in image density. be able to.
【0044】ところで、上述のように磁性トナーを用い
た現像装置においては、該磁性トナーと磁性キャリアと
の間の磁気バイアス効果のため、非磁性トナーに比べて
キャリアのトナー拘束力が高くなる。このようにトナー
拘束力が高まると、現像領域において感光体ドラム1上
に形成された静電潜像に付着させるためのトナー吸引力
が該トナー拘束力に打ち勝つことができない場合が発生
し、現像能力の低下につながるおそれがある。By the way, in the developing device using the magnetic toner as described above, the toner binding force of the carrier is higher than that of the non-magnetic toner due to the magnetic bias effect between the magnetic toner and the magnetic carrier. When the toner constraining force is increased in this manner, a case may occur in which the toner suction force for adhering to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 in the developing area cannot overcome the toner constraining force. It may lead to a decrease in performance.
【0045】このような現像能力の低下を防止する方法
としては、現像バイアスを大きくして現像能力を稼ぐ方
法等も考えられるが、感光体の寿命や省電力化の点で不
利となる。そこで、本実施形態では、上記感光体ドラム
1に対する上記現像スリーブ4の線速比を大きくするこ
とで現像能力を高める方法を採用している。As a method of preventing such a decrease in the developing ability, a method of increasing the developing bias by increasing the developing bias can be considered, but it is disadvantageous in terms of the life of the photosensitive member and power saving. Therefore, in the present embodiment, a method of increasing the developing speed by increasing the linear velocity ratio of the developing sleeve 4 to the photosensitive drum 1 is adopted.
【0046】そこで、上記感光体ドラム1に対する上記
現像スリーブ4の線速比を変化させて、本実施形態に係
る複写機により形成された画像のIDを測定した。この
測定では、飽和磁化値が1.25×10−2A/m・g
である場合と5.65×10 −2A/m・gである場合
の磁性トナーを用いたときに形成された画像のIDにつ
いて測定を行った。尚、この測定の条件は、上記磁性体
量に対するIDの測定のものと同じである。Therefore, the above-mentioned photosensitive drum 1
By changing the linear velocity ratio of the developing sleeve 4 according to the present embodiment,
The ID of the image formed by the copying machine was measured. this
In the measurement, the saturation magnetization value was 1.25 × 10-2A / m · g
And 5.65 × 10 -2A / m · g
ID of the image formed when using the magnetic toner of
Measurement. The conditions for this measurement were as follows.
It is the same as the measurement of ID for quantity.
【0047】図6は、上記感光体ドラム1に対する上記
現像スリーブ4の線速比を変化させたときのID値を示
すグラフである。この図において、ID値は、上記線速
比が大きくなるにつれて増加する。また、上記飽和磁化
値が高いほどキャリアのトナー拘束力が高まるので、本
実施形態で設定された最大飽和磁化値である5.65×
10−2A/m・gの場合に最も現像能力が低下しやす
く、画像濃度の低下を起こしやすい。そこで、図6に基
づいて上記線速比とID値との関係について考察する
と、該線速比が1.5以上である場合には、飽和磁化値
が5.65×10 −2A/m・gの場合であってもID
を1.4以上に保持することができる。この結果、上記
線速比を1.5以上に設定すれば、現像能力の低下を効
果的に防止でき、画像濃度の低下を防止することができ
る。尚、実際上、上記線速比は3.5以下に設定され
る。FIG. 6 shows the photosensitive drum 1 described above.
Indicates the ID value when the linear velocity ratio of the developing sleeve 4 is changed.
This is a graph. In this figure, the ID value is the linear velocity
It increases as the ratio increases. In addition, the above saturation magnetization
The higher the value, the higher the toner binding force of the carrier.
5.65 ×, which is the maximum saturation magnetization value set in the embodiment
10-2Developing ability is most likely to decrease when A / m · g
And the image density tends to decrease. Therefore, based on FIG.
Consider the relationship between the above linear velocity ratio and the ID value
And when the linear velocity ratio is 1.5 or more, the saturation magnetization value
Is 5.65 × 10 -2ID even in case of A / mg
Can be kept at 1.4 or more. As a result,
Setting the linear speed ratio to 1.5 or more will reduce the development capacity.
Can effectively prevent the image density from lowering.
You. In practice, the linear velocity ratio is set to 3.5 or less.
You.
【0048】また、キャリア被覆率が高い場合には、上
記感光体ドラム1に対する現像スリーブ4の線速比が小
さいと、該感光体ドラム上に付着した地汚れを形成する
トナーがスキャベンジ力により回収される確率が低下し
てしまい、地汚れが発生しやすくなってしまう。また、
一般的に、トナーの帯電量が小さい場合には地汚れを発
生し、逆にトナーの帯電量が大きい場合には画像濃度不
足になる傾向にある。When the carrier coverage is high and the linear velocity ratio of the developing sleeve 4 to the photosensitive drum 1 is small, the toner that forms background stains on the photosensitive drum is recovered by the scavenging force. The probability of occurrence is reduced, and soiling is likely to occur. Also,
Generally, when the charge amount of the toner is small, the background stain tends to occur, and when the charge amount of the toner is large, the image density tends to be insufficient.
【0049】そこで、本実施形態では、トナーの帯電量
を適正な範囲に設定することにより、更に地汚れの発生
を効果的に防止するため、上記磁性トナーのキャリア被
覆率が30〜130%の範囲内にある場合に、該磁性ト
ナーの単位重さ当たりの帯電量Q/Mを変化させて、本
実施形態に係る複写機により形成された画像のID値の
測定及び地汚れの評価を行った。Therefore, in this embodiment, the carrier coverage of the magnetic toner is set to 30 to 130% in order to further effectively prevent the occurrence of background contamination by setting the charge amount of the toner to an appropriate range. When it is within the range, the charge amount Q / M per unit weight of the magnetic toner is changed to measure the ID value of the image formed by the copying machine according to the present embodiment and to evaluate the background contamination. Was.
【0050】図7は、本実施形態に係る複写機に使用す
る現像剤の磁性トナーの帯電量Q/MとIDとの関係、
及び該帯電量と地汚れとの関係を示すグラフである。図
7に基づいて磁性トナーの帯電量Q/MとID値との関
係について考察すると、該帯電量が35μC/g以下で
ある場合には、キャリア被覆率に関係なくIDを1.4
以上に保持することができる。一方、磁性トナーの帯電
量Q/Mと地汚れ評価との関係について考察すると、該
帯電量が7μC/g以上である場合には、キャリア被覆
率に関係なく地汚れ評価が4以上となる。この結果、上
記磁性トナーの帯電量Q/Mを7〜35μC/gの範囲
内に設定すれば、地汚れを効果的に防止し、かつ、画像
濃度の低下を防止することができる。FIG. 7 shows the relationship between the charge amount Q / M of the magnetic toner of the developer used in the copying machine according to the present embodiment and the ID,
6 is a graph showing a relationship between the charge amount and background contamination. Considering the relationship between the charge amount Q / M of the magnetic toner and the ID value with reference to FIG. 7, when the charge amount is 35 μC / g or less, the ID is 1.4 regardless of the carrier coverage.
The above can be held. On the other hand, considering the relationship between the charge amount Q / M of the magnetic toner and the background stain evaluation, when the charge amount is 7 μC / g or more, the background stain evaluation becomes 4 or more regardless of the carrier coverage. As a result, when the charge amount Q / M of the magnetic toner is set in the range of 7 to 35 μC / g, background contamination can be effectively prevented and a decrease in image density can be prevented.
【0051】尚、上述した測定では、現像バイアスを3
00Vに設定した場合について説明したが、実際にはそ
れ以上の現像バイアスであっても同様の結果が得られ
る。In the above measurement, the developing bias was set to 3
Although the case where the voltage is set to 00 V has been described, the same result can be obtained even when the developing bias is actually higher than that.
【0052】[0052]
【発明の効果】請求項1乃至4の発明によれば、トナー
飛散を低減して地汚れを解消するとともに、従来磁性ト
ナーを用いたことにより発生していた画像濃度の低下を
防止することができるという優れた効果がある。According to the first to fourth aspects of the present invention, it is possible to reduce background scattering by reducing toner scattering and to prevent a decrease in image density caused by using a conventional magnetic toner. There is an excellent effect that it can be done.
【0053】特に、請求項2の発明によれば、画像濃度
の低下を更に効果的に防止することができるという優れ
た効果がある。In particular, according to the invention of claim 2, there is an excellent effect that a decrease in image density can be more effectively prevented.
【0054】また、請求項3の発明によれば、更に、ト
ナー飛散を低減して地汚れを解消するとともに、画像濃
度の低下を防止することができるという優れた効果があ
る。Further, according to the third aspect of the present invention, there is an excellent effect that it is possible to reduce the scattering of the toner to eliminate the background stain and to prevent the image density from lowering.
【図1】実施形態に係る複写機全体の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire copying machine according to an embodiment.
【図2】同複写機の現像装置の概略構成を示す部分断面
図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a developing device of the copying machine.
【図3】同複写機に使用する現像剤の磁性トナーの磁性
体量とIDとの関係、及び該磁性体量と地汚れとの関係
を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a magnetic substance amount of a magnetic toner of a developer used in the copying machine and ID, and a relation between the magnetic substance amount and background contamination.
【図4】同現像剤の磁性トナーの飽和磁化値とIDとの
関係、及び該飽和磁化値と地汚れとの関係を示すグラ
フ。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the saturation magnetization value of magnetic toner of the developer and ID, and the relationship between the saturation magnetization value and background contamination.
【図5】同現像剤のキャリア被覆率とIDとの関係、及
び該キャリア被覆率と地汚れとの関係を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing a relationship between the carrier coverage of the developer and ID, and a relationship between the carrier coverage and background contamination.
【図6】同複写機の感光体ドラムに対する現像スリーブ
の線速比とIDとの関係を示すグラフ。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a linear velocity ratio of a developing sleeve to a photosensitive drum of the copying machine and ID.
【図7】同複写機に使用する現像剤の磁性トナーの帯電
量とIDとの関係、及び該帯電量と地汚れとの関係を示
すグラフ。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a charge amount of a magnetic toner of a developer used in the copying machine and an ID, and a relationship between the charge amount and a background stain.
1 感光体ドラム 2 ケーシング 3 現像剤 3a 補給用トナー 4 現像スリーブ 5 マグネットローラ 5a 磁極 6 ドクタ 7 現像剤収納ケース 8 トナーホッパ 9 アジテータ 10 現像装置 11 スキャナ部 12 露光装置 13 中央演算処理装置 14 帯電器 15 転写装置 16 クリーニング装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 photoconductor drum 2 casing 3 developer 3a replenishing toner 4 developing sleeve 5 magnet roller 5a magnetic pole 6 doctor 7 developer storage case 8 toner hopper 9 agitator 10 developing device 11 scanner unit 12 exposure device 13 central processing unit 14 charger 15 Transfer device 16 Cleaning device
Claims (4)
持して搬送するための現像剤担持体と、該現像剤担持体
の内部に配置された磁界発生手段と、該現像剤担持体に
担持されて搬送される現像剤の量を規制する現像剤規制
部材と、該現像剤規制部材により阻止された現像剤を収
容する現像剤収容部と、該現像剤収容部に該現像剤担持
体上の現像剤搬送方向上流側から隣接するトナー補給口
を有するトナー収容部とを備え、該現像剤規制部材によ
り阻止された現像剤を該現像剤収容部内で現像剤自身の
内圧及び自重により該トナー補給口側に移動させるとと
もに、該トナー収容部から磁性トナーを取り込んだ現像
剤を、該現像剤担持体表面に沿って該現像剤規制部材側
に搬送し、該現像剤規制部材で所定量に規制した該現像
剤担持体上の現像剤を潜像担持体と対向する現像領域に
供給する現像装置において、上記トナーとして、4.0
×105A/mの磁場中での飽和磁化値が1.25×1
0−2〜5.65×10−2A/m・gである磁性トナ
ーを用い、上記現像剤規制部材により規制されて現像剤
担持体に担持された現像剤中のキャリア被覆率を30〜
130%としたことを特徴とする現像装置。A developer carrying member for carrying and transporting a developer containing a toner and a magnetic carrier; a magnetic field generating means disposed inside the developer carrying member; A developer regulating member for regulating the amount of developer carried and conveyed, a developer accommodating portion for accommodating the developer blocked by the developer regulating member, and a developer carrying member provided in the developer accommodating portion; A toner container having a toner replenishing port adjacent from the upstream side in the developer transport direction, and the developer blocked by the developer regulating member is supplied to the developer container by the internal pressure of the developer itself and its own weight in the developer container. The developer, which has been moved to the toner supply port side and has taken in the magnetic toner from the toner accommodating portion, is conveyed to the developer regulating member side along the surface of the developer carrier, and a predetermined amount is conveyed by the developer regulating member. On the developer carrier regulated to In the developing device supplies the image bearing member opposed to the developing region, as the toner, 4.0
The saturation magnetization value in a magnetic field of × 10 5 A / m is 1.25 × 1
Using a magnetic toner of 0 -2 to 5.65 x 10 -2 A / m · g, the carrier coverage in the developer carried on the developer carrier regulated by the developer regulating member is 30 to
A developing device characterized in that the ratio is 130%.
持体に対する上記現像剤担持体の線速比を1.5以上に
設定したことを特徴とする現像装置。2. A developing device according to claim 1, wherein a linear velocity ratio of said developer carrier to said latent image carrier is set to 1.5 or more.
磁性トナーの帯電量が7〜35μC/gであることを特
徴とする現像装置。3. The developing device according to claim 1, wherein the charge amount of said magnetic toner is 7 to 35 μC / g.
体上に形成された潜像を現像する現像装置とを備えた画
像形成装置において、上記現像装置が、請求項1、2又
は3の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。4. An image forming apparatus comprising: a latent image carrier for carrying a latent image; and a developing device for developing a latent image formed on the latent image carrier. An image forming apparatus, comprising: the developing device according to any one of (2) and (3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11381999A JP2000305355A (en) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Developing device and image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11381999A JP2000305355A (en) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Developing device and image forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000305355A true JP2000305355A (en) | 2000-11-02 |
Family
ID=14621848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11381999A Pending JP2000305355A (en) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Developing device and image forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000305355A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6898406B2 (en) | 2002-01-31 | 2005-05-24 | Ricoh Company, Ltd. | Developing device having a developer forming a magnet brush |
| US7421216B2 (en) | 2003-10-30 | 2008-09-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Development method with controlled toner density |
-
1999
- 1999-04-21 JP JP11381999A patent/JP2000305355A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6898406B2 (en) | 2002-01-31 | 2005-05-24 | Ricoh Company, Ltd. | Developing device having a developer forming a magnet brush |
| US7421216B2 (en) | 2003-10-30 | 2008-09-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Development method with controlled toner density |
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