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JP2007279330A - Developing device, image forming device, carrier used in these, toner - Google Patents

Developing device, image forming device, carrier used in these, toner Download PDF

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JP2007279330A
JP2007279330A JP2006104729A JP2006104729A JP2007279330A JP 2007279330 A JP2007279330 A JP 2007279330A JP 2006104729 A JP2006104729 A JP 2006104729A JP 2006104729 A JP2006104729 A JP 2006104729A JP 2007279330 A JP2007279330 A JP 2007279330A
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developer
image
toner
developing
screw
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Application number
JP2006104729A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokatsu Suzuki
宏克 鈴木
Emiko Ishikawa
恵美子 石川
Tokumasa Somiya
徳昌 宗宮
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】穂立ちが短く密度の高い磁気ブラシを形成することができ、従来の磁極よりも汲み上げ量を低減することができ、スクリューを大径化することなく一方向循環現像装置の循環部速度を低減することができ、現像装置の長寿命化が図れるようにする。
【解決手段】現像剤坦持体5、供給スクリュー8、回収スクリュー6、攪拌スクリュー11を有し、余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌した現像剤を循環供給するとともに現像剤担持体に対向して供給路から現像剤担持体に供給された現像剤の層の高さを規制する現像剤規制部材とからなる現像装置であって、磁気ブラシが潜像担持体に摺擦される現像ニップ領域における現像磁極である主磁極の法線方向磁束密度の減衰率が40%以上であることを特徴とする。
【選択図】図1
[PROBLEMS] To form a magnetic brush with a short head and a high density, which can reduce the pumping amount as compared with a conventional magnetic pole, and the speed of a circulating portion of a one-way circulating developing device without increasing the diameter of a screw. And the life of the developing device can be extended.
A developer carrying member, a supply screw, a collecting screw, and a stirring screw are provided, and a developer obtained by stirring excess developer and collected developer is circulated and opposed to the developer carrying member. And a developer regulating member for regulating the height of the developer layer supplied from the supply path to the developer carrying member, wherein the magnetic brush is rubbed against the latent image carrying member. The attenuation factor of the normal direction magnetic flux density of the main magnetic pole which is the developing magnetic pole in the region is 40% or more.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、カラー作像が可能な複数の現像装置を備え、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、FAX等の画像形成装置とこれに用いる現像装置、さらにはこれらに用いるキャリア、トナーに関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a fax machine, which includes a plurality of developing devices capable of forming a color image and uses an electrophotographic method, a developing device used therefor, and a carrier and a toner used therefor .

図14に示すような、2軸搬送タイプの現像装置は、現像ローラ101への現像剤供給及び回収用のオーガ102及び供給回収搬送路とトナー補給後の搬送攪拌用オーガ103及び攪拌搬送搬送路の2つの搬送オーガ及び2つの搬送路で構成され、現像ローラ101の下方に水平方向に配置されている。   As shown in FIG. 14, the two-axis conveyance type developing device includes an auger 102 and a supply / recovery conveyance path for supplying and collecting the developer to the developing roller 101, a conveyance agitating auger 103 and a stirring and conveyance path after toner replenishment. These two augers and two conveyance paths are arranged horizontally below the developing roller 101.

また一方向循環方式(3軸構成)の現像装置についても種々開示されている。例えば特許文献1には、図15に示すように、縦型の現像装置において、二成分現像剤を十分に撹拌後現像ローラに循環供給することにより、高印字率の画像においても、画像濃度が均一で画像むらが無く且つ濃度の安定化を図り、表示品位を向上するために、第1の搬送路110からの余剰現像剤と、第2の搬送路111からの回収現像剤とを合流し、攪拌搬送した後に第1の搬送路110側に循環供給する第3の搬送路112を設け、第1の搬送路110に循環供給される攪拌現像剤のより一層のトナー濃度の均一化により高印字率の画像においても濃度が一定で画像ムラの無い高品位の画像を得るようにしたものが開示されている。図中116が現像装置、117がトナー補給口、118が現像ローラ、120が二成分現像剤、121が感光体ドラム、123が第1のオーガ、124が第2のオーガ、126が第3のオーガである。   Various one-way circulation type (three-axis configuration) developing devices are also disclosed. For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 15, in a vertical developing device, the two-component developer is sufficiently circulated and supplied to the developing roller after being sufficiently stirred, so that the image density is high even in an image with a high printing rate. In order to achieve uniform and non-uniform image quality and to stabilize the density and improve display quality, the surplus developer from the first transport path 110 and the collected developer from the second transport path 111 are merged. A third conveying path 112 that circulates and supplies the first conveying path 110 after the agitating and conveying is provided, and the toner density of the agitated developer that is circulated and supplied to the first conveying path 110 is further increased. An image in which a high-quality image having a constant density and no image unevenness is obtained also in an image having a printing rate is disclosed. In the figure, 116 is a developing device, 117 is a toner supply port, 118 is a developing roller, 120 is a two-component developer, 121 is a photosensitive drum, 123 is a first auger, 124 is a second auger, and 126 is a third. Ogre.

特許文献2には、図16に示すように、トナー濃度が低下した現像剤が現像に再利用されてしまうと、現像剤のトナー濃度が不均一になりシートに形成される画像の濃度が不安定になることを解決する手段として、下方の第二のスクリューオーガが撹拌搬送した現像剤は、像担持体が潜像を形成する画像領域の幅より外側に設けた開口部を通して第三のスクリューオーガに移動し、他のスクリューオーガの撹拌搬送している現像剤が混じらない隔壁により遮蔽されて第三のスクリューオーガが撹拌搬送を行い、連通する上方の第一のスクリューオーガに移動するように構成する技術が開示されている。図中130が現像器で、現像器130は、現像マグネットローラ131と少なくとも3本のスクリューオーガ132〜134とブレード135を有している。スクリューオーガ132〜134それぞれの回転軸136は、像担持体137に対して互いに平行で、かつ、上下関係に配置した上方の第一のスクリューオーガ132と下方の第二のスクリューオーガ133の間の高さの位置に第三のスクリューオーガ134が設けられている。   In Patent Document 2, as shown in FIG. 16, when a developer having a lowered toner density is reused for development, the toner density of the developer becomes non-uniform and the density of an image formed on a sheet is not uniform. As a means to solve the problem, the developer agitated and conveyed by the lower second screw auger is transferred to the third screw through an opening provided outside the width of the image area where the image carrier forms a latent image. The third screw auger moves to the auger and is blocked by a partition that does not mix the developer that is being stirred and transported by the other screw auger so that the third screw auger is transported by stirring and moved to the upper first screw auger that communicates A constituent technology is disclosed. In the drawing, 130 is a developing device, and the developing device 130 includes a developing magnet roller 131, at least three screw augers 132 to 134, and a blade 135. The rotating shaft 136 of each of the screw augers 132 to 134 is parallel to the image carrier 137 and between the upper first screw auger 132 and the lower second screw auger 133 arranged in a vertical relationship. A third screw auger 134 is provided at the height position.

また特許文献3には、図17に示すように、形成される画像の幅方向にほぼ平行に設けられ、両端部で連通する二つの攪拌室を有し、これらの攪拌室で現像剤を循環するように搬送する現像装置において、装置を小型化するとともに攪拌室内における現像剤の分布およびトナー濃度の分布を均一化し、濃度ムラのない良好な画像を得る発明として、二つの攪拌室140、141を上下に並設し、下にある攪拌室141内に、現像剤を搬送するオーガ142の他に、このオーガ142より上方にあってこのオーガ142と反対方向に現像剤を搬送する別のオーガ143を備える。これにより、下方の攪拌室141から上方の攪拌室140への現像剤の移送部付近に多くの現像剤が偏って堆積するのが防止され、ほぼ均一な現像剤の分布が維持される。図中144が静電潜像保持体、145が現像装置、146が現像剤担持体、147が現像剤規制部材である。   Further, as shown in FIG. 17, Patent Document 3 has two stirring chambers that are provided substantially in parallel with the width direction of an image to be formed and communicate with each other at both ends, and the developer is circulated in these stirring chambers. As an invention for obtaining a good image free of density unevenness by downsizing the apparatus and making the developer distribution and the toner density distribution uniform in the stirring chamber, the two stirring chambers 140 and 141 are developed. In addition to the auger 142 that conveys the developer, the auger 142 that is above the auger 142 and that conveys the developer in the opposite direction to the auger 142 is placed in the stirring chamber 141 below. 143. Thus, a large amount of developer is prevented from being unevenly deposited in the vicinity of the developer transfer portion from the lower stirring chamber 141 to the upper stirring chamber 140, and a substantially uniform developer distribution is maintained. In the figure, 144 is an electrostatic latent image holder, 145 is a developing device, 146 is a developer carrier, and 147 is a developer regulating member.

また3軸構成の現像装置において、レイアウト構成を規定している発明がある。この発明は、特に供給スクリュー頂点の位置は現像剤担持体中心から10度〜40度下方に配置すること、および回収、供給、攪拌スクリューはほぼ水平方向に配置することを特徴としている。これにより現像剤の長寿命化と画像濃度の安定性を図れるとしているが、装置が高速化した場合には循環部のスクリューを高速回転しないと供給部での現像剤の枯渇や回収部での剤あふれが発生してしまうおそれがあり、高速回転で循環が成立しても現像剤の劣化が早まってしまい、長期的な画像濃度安定性を得ることができない。
特開平11−167260号公報 特開2001−249545号公報 特許第3127594号公報
Further, there is an invention that defines a layout configuration in a three-axis developing device. In particular, the present invention is characterized in that the position of the apex of the supply screw is 10 to 40 degrees below the center of the developer carrying member, and the recovery, supply, and stirring screws are arranged in a substantially horizontal direction. This is intended to extend the life of the developer and stabilize the image density. However, if the speed of the device is increased, the developer in the supply section will be depleted and the recovery section will not be recovered unless the screw in the circulation section is rotated at a high speed. There is a possibility that the agent overflows, and even if circulation is established at high speed, the developer is rapidly deteriorated, and long-term image density stability cannot be obtained.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-167260 JP 2001-249545 A Japanese Patent No. 3127594

一方向循環現像方式は、現像後の現像剤を全て回収部にて回収し供給部に戻さない構成である。よって供給部では下流に行くに従い現像剤量が減少していくので、現像スリーブへの現像剤の供給量が不足しないように、また回収部では下流に行くに従い現像剤量が増加していくので、下流部にて現像剤がつまったり、供給部への剤戻りを起こしたりしないように、供給部、回収部とも十分な現像剤搬送速度を確保することが必要となる。   The one-way circulation development method is a configuration in which the developer after development is all collected by the collection unit and is not returned to the supply unit. Therefore, the amount of developer decreases as it goes downstream in the supply unit, so that the amount of developer supplied to the developing sleeve does not become insufficient, and the amount of developer increases as it goes downstream in the recovery unit. In order to prevent the developer from being clogged in the downstream portion and causing the agent to return to the supply portion, it is necessary to ensure a sufficient developer conveyance speed in both the supply portion and the recovery portion.

そのためには高速にスクリューを回転させる必要があった。しかしながら感光体の高線速化に伴い現像スリーブの回転数も上昇するにつれて現像剤循環部はさらに高回転数となるが、循環部にて高速に現像剤を循環させることは現像剤の劣化やスクリュー軸受部などの現像装置の劣化につながってしまう。一方、スクリュー径を大径化することで搬送量を上げることも可能だが、3つのスクリューを大径化することはレイアウト上現像部容積の巨大化につながり限界がある。よって一方向循環現像方式の高速化への対応は困難であった。   For that purpose, it was necessary to rotate the screw at high speed. However, as the rotational speed of the developing sleeve increases with the increase in the linear velocity of the photosensitive member, the developer circulation section further increases in speed. However, circulating the developer at a high speed in the circulation section may cause deterioration of the developer. It will lead to deterioration of developing devices such as screw bearings. On the other hand, it is possible to increase the conveyance amount by increasing the screw diameter, but increasing the diameter of the three screws leads to an increase in the volume of the developing section in terms of layout, and there is a limit. Therefore, it has been difficult to cope with the high speed of the unidirectional circulation development system.

一方、前記供給および回収部の現像剤量の変動量はドクター通過後の現像剤量である汲み上げ量で決まるので、汲み上げ量を低減することで現像剤搬送速度の低減が図れが、単純に汲み上げ量を低減しただけでは、現像能力不足や磁気ブラシの摺擦による画質劣化を伴ってしまう恐れがある。これらの問題は現像領域における現像磁極の磁気ブラシの形状によるところが大きい。磁気ブラシが疎であると現像能力が低下し、またブラシのチェーンが長いと後端カスレなどの問題を引き起こす。   On the other hand, the amount of change in the developer amount in the supply and recovery unit is determined by the pumping amount that is the developer amount after passing through the doctor, so the developer transport speed can be reduced by reducing the pumping amount. If only the amount is reduced, there is a risk that the image quality is deteriorated due to insufficient development capability or rubbing of the magnetic brush. These problems are largely caused by the shape of the magnetic brush of the developing magnetic pole in the developing area. When the magnetic brush is sparse, the developing ability is lowered, and when the brush chain is long, problems such as rear end scumming are caused.

よって画像形成装置が高速化した場合においても、現像剤の劣化を防止し、長期にわたり安定した画像濃度と画質の得られる一方向循環型現像装置を提供することが本発明の目的である。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a one-way circulation type developing device that can prevent deterioration of the developer and obtain a stable image density and image quality over a long period of time even when the image forming apparatus is speeded up.

本発明の請求項1に係る現像装置は、トナーとキャリアからなる現像剤を磁気ブラシとして担持搬送する非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなる現像剤坦持体と、該現像剤坦持体の軸線方向に沿って現像剤を攪拌搬送するとともに、前記現像剤坦持体に現像剤を供給する第一のスクリューを有する第一の搬送路と、前記現像剤坦持体5から現像終了後の現像剤を回収するとともに、回収した現像剤を前記第一のスクリューと平行でかつ同方向に搬送する第2のスクリューを有する第二の搬送路と、前記第一の搬送路から前記現像剤坦持体に供給されなかった余剰現像剤と、前記第一の搬送路を介して前記第二の搬送路からの回収現像剤との供給を受け、前記第一のスクリューと逆方向に攪拌搬送する第三のスクリューを有し、前記余剰現像剤と前記回収現像剤とを攪拌した現像剤を前記第一の搬送路9に循環供給する第三の搬送路と、前記現像剤担持体に対向して前記第一の搬送路から前記現像剤担持体に供給された現像剤の層の高さを規制する現像剤規制部材とからなる現像装置であって、前記磁気ブラシが前記潜像担持体に摺擦される現像ニップ領域における現像磁極である主磁極の法線方向磁束密度の減衰率を40%以上としてなることを特徴とする。   A developing device according to a first aspect of the present invention is a developer carrier comprising a nonmagnetic sleeve that carries and transports a developer composed of toner and a carrier as a magnetic brush, and a magnet roller fixedly disposed in the nonmagnetic sleeve. And a first conveying path having a first screw for agitating and conveying the developer along the axial direction of the developer carrier and supplying the developer to the developer carrier, and the developer A second conveyance path having a second screw for collecting the developer after completion of development from the carrier 5 and conveying the collected developer in parallel and in the same direction as the first screw; The first developer path is supplied with surplus developer that has not been supplied to the developer carrier and the recovered developer from the second transport path via the first transport path, The first agitating and conveying in the opposite direction to the screw A third conveying path that circulates and supplies the developer, in which the surplus developer and the recovered developer are stirred, to the first conveying path 9, and the developer carrying member facing the developer carrying member. A developing device comprising a developer regulating member that regulates the height of the developer layer supplied from the first transport path to the developer carrying member, wherein the magnetic brush rubs against the latent image carrying member. It is characterized in that the attenuation factor of the magnetic flux density in the normal direction of the main magnetic pole as the developing magnetic pole in the developing nip region is 40% or more.

すなわち画像形成装置が高速化した場合においても、現像剤の劣化を防止し、長期にわたり安定した画像濃度と画質の得られる現像装置を提供することが必要である。一方向循環現像方式においては、現像後の現像剤を全て回収部にて回収し供給部に戻さない構成である。よって供給部では下流に行くに従い現像剤量が減少していくので、現像スリーブへの現像剤の供給量が不足しないように、また回収部では下流に行くに従い現像剤量が増加していくので、下流部にて現像剤がつまったり、供給部への剤戻りを起こしたりしないように、供給部、回収部とも十分な現像剤搬送速度を確保することが必要となる。そのためには高速にスクリューを回転させる必要があった。しかし感光体の高線速化に伴い現像スリーブ回転数も上昇するにつれて現像剤循環部はさらに高回転数となるが、循環部にて高速に現像剤を循環させることは現像剤の劣化やスクリュー軸受部などの現像装置の劣化につながってしまう。一方、スクリュー径を大径化することで搬送量を上げることも可能だが、3つのスクリューを大径化することはレイアウト上現像部容積の巨大化につながり限界がある。よって一方向循環現像方式の高速化への対応は困難であった。一方、前記供給および回収部の現像剤量の変動量はドクター通過後の現像剤量である汲み上げ量で決まるので、汲み上げ量を低減することで現像剤搬送速度の低減が図れる。しかしながら単純に汲み上げ量を低減しただけでは、現像能力不足や磁気ブラシの摺擦による画質劣化を伴ってしまう恐れがあった。そこで、現像主磁極の法線方向磁束密度の減衰率を40%以上とすることにより、穂立ちが短く密度の高い磁気ブラシを形成することができるため、従来の磁極よりも汲み上げ量を低減することができる。それによりスクリューを大径化することなく一方向循環現像装置の循環部速度を低減することができるため、現像装置の長寿命化が図れる。また長期にわたって安定した画像濃度が得られるとともに、後端白抜けのない高画質な画像を得ることができる。なお主磁極の法線方向磁束密度の減衰率が40%未満の場合には密度の高い磁気ブラシを形成できずに現像能力不足や摺擦による画質劣化が生じてしまうことがある。   That is, it is necessary to provide a developing device that can prevent deterioration of the developer and obtain a stable image density and image quality over a long period of time even when the image forming apparatus is increased in speed. In the unidirectional circulation development system, the developer after development is all collected in the collecting unit and is not returned to the supply unit. Therefore, the amount of developer decreases as it goes downstream in the supply unit, so that the amount of developer supplied to the developing sleeve does not become insufficient, and the amount of developer increases as it goes downstream in the recovery unit. In order to prevent the developer from being clogged in the downstream portion and causing the agent to return to the supply portion, it is necessary to ensure a sufficient developer conveyance speed in both the supply portion and the recovery portion. For that purpose, it was necessary to rotate the screw at high speed. However, as the rotation speed of the developing sleeve increases with the increase in the linear velocity of the photosensitive member, the rotation speed of the developer becomes even higher. However, circulating the developer at a high speed in the circulation section may cause deterioration of the developer or screw. This will lead to deterioration of the developing device such as the bearing. On the other hand, it is possible to increase the conveyance amount by increasing the screw diameter, but increasing the diameter of the three screws leads to an increase in the volume of the developing section in terms of layout, and there is a limit. Therefore, it has been difficult to cope with the high speed of the unidirectional circulation development system. On the other hand, the amount of change in the developer amount in the supply and recovery unit is determined by the pumping amount that is the developer amount after passing through the doctor, so that the developer transport speed can be reduced by reducing the pumping amount. However, if the pumping amount is simply reduced, there is a risk of image quality deterioration due to insufficient developing ability or rubbing of the magnetic brush. Therefore, by setting the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction of the developing main pole to 40% or more, a magnetic brush having a short head and a high density can be formed, so that the pumping amount is reduced as compared with the conventional magnetic pole. be able to. As a result, the speed of the circulating portion of the one-way circulation developing device can be reduced without increasing the diameter of the screw, so that the life of the developing device can be extended. In addition, a stable image density can be obtained over a long period of time, and a high-quality image having no trailing edge can be obtained. If the attenuation rate of the magnetic flux density in the normal direction of the main magnetic pole is less than 40%, a high-density magnetic brush cannot be formed, and image quality may be deteriorated due to insufficient development capability or rubbing.

同請求項2に係るものは、トナーとキャリアからなる現像剤を磁気ブラシとして担持搬送する非磁性スリーブと、該スリーブ内に固定配置された磁石ローラからなる現像剤坦持体と、該現像剤坦持体の軸線方向に沿って現像剤を攪拌搬送するとともに、前記現像剤坦持体に現像剤を供給する第一のスクリューを有する第一の搬送路と、前記現像剤坦持体から現像終了後の現像剤を回収するとともに、回収した現像剤を前記第一のスクリューと平行でかつ同方向に搬送する第2のスクリューを有する第二の搬送路と、前記第一の搬送路から前記現像剤坦持体に供給されなかった余剰現像剤と、前記第一の搬送路9を介して前記第二の搬送路からの回収現像剤との供給を受け、前記第一のスクリューと逆方向に攪拌搬送する第三のスクリューを有し、前記余剰現像剤と前記回収現像剤とを攪拌した現像剤を前記第一の搬送路に循環供給する第三の搬送路と、前記現像剤担持体に対向して前記第一の搬送路から前記現像剤担持体に供給された現像剤の層の高さを規制する現像剤規制部材とからなる現像装置であって、前記磁気ブラシが前記潜像担持体に摺擦される現像ニップ領域における現像磁極である主磁極の半値幅を22度以下としてなることを特徴とする。すなわち、現像主磁極の半値幅を22度以下とすることにより、穂立ちが短く密度の高い磁気ブラシを形成することができるため、従来の磁極よりも汲み上げ量を低減することができる。それにより一方向循環現像装置の循環部速度を低減することができるため、現像装置の長寿命化が図れる。また長期にわたって安定した画像濃度が得られるとともに、後端白抜けのない高画質な画像を得ることができる。なお、主磁極の半値幅が22度より大きい場合には密度の高い磁気ブラシを形成できずに現像能力不足や摺擦による画質劣化が生じてしまう。   According to the second aspect of the present invention, there is provided a non-magnetic sleeve that carries and conveys a developer composed of toner and a carrier as a magnetic brush, a developer carrier composed of a magnet roller fixedly disposed in the sleeve, and the developer A developer is agitated and conveyed along the axial direction of the carrier, and a first conveyance path having a first screw for supplying the developer to the developer carrier, and development from the developer carrier. A second conveyance path having a second screw for collecting the developer after completion and conveying the collected developer in parallel and in the same direction as the first screw; and from the first conveyance path, The excess developer that has not been supplied to the developer carrier and the recovered developer from the second conveyance path via the first conveyance path 9 are received, and in the reverse direction to the first screw Have a third screw A third conveying path that circulates and supplies the developer in which the excess developer and the recovered developer are stirred to the first conveying path, and the developer conveying member facing the first conveying path. A developing device comprising a developer regulating member that regulates the height of the developer layer supplied to the developer carrying member, wherein the magnetic brush is slid against the latent image carrying member in a developing nip region. The half width of the main magnetic pole as the developing magnetic pole is 22 degrees or less. That is, by setting the half width of the developing main magnetic pole to 22 degrees or less, it is possible to form a magnetic brush with short heading and high density, so that the pumping amount can be reduced as compared with the conventional magnetic pole. As a result, the circulation section speed of the unidirectional circulation developing device can be reduced, and the life of the developing device can be extended. In addition, a stable image density can be obtained over a long period of time, and a high-quality image having no trailing edge can be obtained. When the half width of the main magnetic pole is larger than 22 degrees, a high-density magnetic brush cannot be formed, resulting in insufficient development capability and image quality degradation due to rubbing.

同請求項3に係るものは、請求項1または2の現像装置において、前記磁気ブラシが前記潜像担持体に摺擦される現像ニップ領域における現像磁極である主磁極の磁力形成を補助する補助磁石を備えたことを特徴とする。すなわち、現像主磁極の磁力形成を補助する補助磁極を備えたことにより、単一の現像磁極を使用するよりも安定して穂立ちが短く密度の高い磁気ブラシを形成することができるため、従来の磁極よりも汲み上げ量を低減することができる。それにより一方向循環現像装置の循環部速度を低減することができるため、現像装置の長寿命化が図れる。また長期にわたって安定した画像濃度が得られるとともに、後端白抜けのない高画質な画像を得ることができる。   According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect, the magnetic brush is assisted in forming a magnetic force of a main magnetic pole as a developing magnetic pole in a developing nip region where the magnetic brush slides on the latent image carrier. A magnet is provided. That is, by providing the auxiliary magnetic pole for assisting the magnetic formation of the developing main magnetic pole, it is possible to form a magnetic brush having a short head and a high density more stably than using a single developing magnetic pole. The pumping amount can be reduced as compared with the magnetic poles. As a result, the circulation section speed of the unidirectional circulation developing device can be reduced, and the life of the developing device can be extended. In addition, a stable image density can be obtained over a long period of time, and a high-quality image having no trailing edge can be obtained.

同請求項4に係るものは、請求項3の現像装置において、前記補助磁石を、前記主磁極の形成する主磁石の現像剤搬送方向の上流側及び下流側に配置することを特徴とする。すなわち、補助磁極を主磁極の上流側および下流側に配置することにより、安定して穂立ちが短く密度の高い磁気ブラシを形成することが可能となり、現像剤の劣化を防止し、長期にわたり安定した画像濃度と画質の得られる現像装置を提供できる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device of the third aspect, the auxiliary magnets are arranged on the upstream side and the downstream side in the developer transport direction of the main magnet formed by the main magnetic pole. In other words, by arranging the auxiliary magnetic poles upstream and downstream of the main magnetic pole, it is possible to stably form a magnetic brush with short heading and high density, which prevents deterioration of the developer and is stable over a long period of time. It is possible to provide a developing device capable of obtaining the obtained image density and image quality.

同請求項5に係るものは、請求項3または4の現像装置において、前記主磁極と前記補助磁極との極性を互いに異ならせてなることを特徴とする。すなわち、補助磁極の極性を規定し、補助磁極の極性が主磁極と異なることにより、安定して穂立ちが短く密度の高い磁気ブラシを形成することが可能となり、現像剤の劣化を防止し、長期にわたり安定した画像濃度と画質の得られる現像装置を提供できる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device of the third or fourth aspect, the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole have different polarities. In other words, by defining the polarity of the auxiliary magnetic pole, the polarity of the auxiliary magnetic pole is different from that of the main magnetic pole, so that it is possible to stably form a magnetic brush having a short head and a high density, preventing deterioration of the developer, A developing device capable of obtaining a stable image density and image quality over a long period of time can be provided.

同請求項6に係るものは、請求項1から5のいずれかの現像装置において、前記主磁極を形成する磁石を、希土類金属合金によって構成してなることを特徴とする。すなわち主磁極を形成する磁石の構成について規定し、主磁極を形成する磁石は希土類金属合金によって構成することにより、安定して穂立ちが短く密度の高い磁気ブラシを形成することが可能となり、現像剤の劣化を防止し、長期にわたり安定した画像濃度と画質の得られる現像装置を提供できる。   According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to fifth aspects, the magnet forming the main magnetic pole is made of a rare earth metal alloy. In other words, the configuration of the magnet that forms the main magnetic pole is specified, and the magnet that forms the main magnetic pole is made of a rare earth metal alloy, so that it is possible to stably form a magnetic brush with a short head and a high density. It is possible to provide a developing device that can prevent deterioration of the agent and obtain a stable image density and image quality over a long period of time.

同請求項7に係るものは、請求項1から6のいずれかの現像装置において、前記各搬送路をほぼ水平に配置してなることを特徴とする。すなわち、現像剤搬送部において、現像剤の循環中のストレスを極力低減し、現像剤の長寿命化を達成するために、各搬送路がほぼ水平に配置されていることにより、現像剤を滞留させることなく循環させることができる。よって現像剤には過剰なストレスがかからないため、現像剤の長寿命化がなされることになり、長期にわたり安定した画像濃度と画質の得られる現像装置を提供できる。   According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to sixth aspects, the respective transport paths are arranged substantially horizontally. In other words, in the developer conveyance section, the developer is retained by the fact that each conveyance path is arranged almost horizontally in order to reduce the stress during the circulation of the developer as much as possible and achieve a long life of the developer. It is possible to circulate without letting. Therefore, since the developer is not subjected to excessive stress, the life of the developer is extended, and a developing device capable of obtaining a stable image density and image quality over a long period of time can be provided.

同請求項8に係るものは、請求項1から6のいずれかの現像装置において、前記第一の搬送路9を、前記第二の搬送路7よりも下側に設置してなることを特徴とする。すなわち、供給部上部に回収部があるレイアウトの場合には、供給部に現像剤を溜めるスペースが限定されるため、供給部下流部において現像剤が枯渇しやすくなるが、供給部上部に回収部があるレイアウトの場合に上述のいずれかの請求項に係る発明を用いることで、現像能力不足や画質劣化を起こすことなく汲み上げ量の低減ができるため、長期にわたり安定した画像濃度と画質の得られる現像装置を提供できる。   According to the eighth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to sixth aspects, the first transport path 9 is provided below the second transport path 7. And That is, in the case of a layout having a recovery unit at the upper part of the supply unit, the space for storing the developer in the supply unit is limited, so that the developer tends to be depleted in the downstream part of the supply unit. By using the invention according to any of the above-mentioned claims in the case of a certain layout, the pumping amount can be reduced without causing insufficient development capability or image quality deterioration, so that stable image density and image quality can be obtained over a long period of time. A developing device can be provided.

同請求項9に係るものは、請求項1から8のいずれかの現像装置において、前記現像剤担持体に印加する電圧波形である現像バイアスを、直流成分に交流成分を重畳したACバイアスとすることを特徴とする。すなわち、汲み上げ量を低減した際に、さらなる画像安定性を確保するものである。現像バイアスにACバイアスを用いることにより現像能力が向上するため、低い汲み上げ量での現像でも画像濃度が減少するおそれがなく、長期にわたり安定した画像濃度と画質の得られる現像装置を提供できる。   According to the ninth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to eighth aspects, the developing bias, which is a voltage waveform applied to the developer carrier, is an AC bias in which an alternating current component is superimposed on a direct current component. It is characterized by that. That is, when the amount of pumping is reduced, further image stability is ensured. Since the developing ability is improved by using an AC bias as the developing bias, there is no fear that the image density is reduced even when developing with a low pumping amount, and a developing device capable of obtaining a stable image density and image quality over a long period of time can be provided.

本発明の請求項10に係る画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、請求項1から9のいずれかの現像装置を複数備え、記録材にカラー画像を形成可能なことを特徴とする。長期間にわたって常に安定したトナー付着量を得ることができるので、画像濃度の安定性が高く、色再現性やカラーバランスの優れた高画質カラー画像を得ることの出来る画像形成装置を提供することが可能になる。   An image forming apparatus according to a tenth aspect of the present invention includes a plurality of image carriers on which electrostatic latent images are formed and a developing device according to any one of the first to ninth aspects, and forms a color image on a recording material. It is possible. To provide an image forming apparatus capable of obtaining a high-quality color image having high image density stability and excellent color reproducibility and color balance since a stable toner adhesion amount can be obtained over a long period of time. It becomes possible.

同請求項11に係るものは、請求項10のカラー画像形成装置において、前記記録材の第一の面に転写される第一のトナー像は、各色(C、M、Y、K)毎に現像器と感光体を少なくとも有する第一画像形成ユニット群と、該第一画像形成ユニット群にて形成された第一トナー像が転写され担持される第一トナー像担持ベルトからなる第一画像ステーションにより形成され、前記記録材の第二の面に転写される第二のトナー像は、各色(C、M、Y、K)毎に現像器と感光体を少なくとも有する第二画像形成ユニット群と前記第二画像形成ユニット群にて形成された第二トナー像が転写され担持される第二トナー像担持ベルトからなる第二画像ステーションにより形成され、定着前において前記第一のトナー像と第二のトナー像が同時もしくは順次に用紙に転写される、いわゆる1パス両面転写方式であることを特徴とする。本発明の現像装置を1パス両面構成の画像形成装置に用いることにより、長期的に濃度安定性に優れたカラー画像を非常に生産性高く得ることが可能となる。それにより表裏での画質差がなく、常に画質の安定したカラー両面画像を得ることが可能となる。   According to the eleventh aspect, in the color image forming apparatus according to the tenth aspect, the first toner image transferred to the first surface of the recording material is for each color (C, M, Y, K). A first image station comprising a first image forming unit group having at least a developing device and a photoreceptor, and a first toner image carrying belt on which a first toner image formed by the first image forming unit group is transferred and carried The second toner image formed on the recording material and transferred to the second surface of the recording material is a second image forming unit group having at least a developing device and a photoconductor for each color (C, M, Y, K). The second toner image formed by the second image forming unit group is formed by a second image station including a second toner image carrying belt on which the second toner image is transferred and carried. The toner images of Is sequentially transferred to the sheet, characterized in that it is a so-called one-pass double-sided transfer method. By using the developing device of the present invention in an image forming apparatus having a one-pass double-sided configuration, it is possible to obtain a color image having excellent density stability over a long period of time with extremely high productivity. As a result, there is no difference in image quality between the front and back sides, and a color double-sided image with always stable image quality can be obtained.

本発明の請求項12に係るキャリアは、請求項1から9のいずれかの現像装置、または請求項10から12のいずれかの画像形成装置に用いるキャリアであって、体積平均粒径が20〜60μmであることを特徴とする。小粒径なキャリアを用いることで、磁気ブラシの緻密化により現像能力の向上が図れるため、汲み上げ量をさらに低減することができる。それにより回収および供給部におけるスクリュー回転数低減が図れ、剤循環によるストレス低減に寄与する。さらには現像領域における磁気ブラシがより緻密になるために高画質化や画質の安定性が達成される。なおキャリアの平均粒径が60μmより大きいと現像剤循環部でオーバーフローする現像剤が多くなり、安定な剤循環が行えない。さらには磁気ブラシが粗くなるため満足の行く画質を得ることができない。また20μmより小さいと感光体にキャリアが付着したり、現像器からキャリアが飛散しやすくなるという不具合が発生する。   A carrier according to a twelfth aspect of the present invention is a carrier used in the developing device according to any one of the first to ninth aspects or the image forming apparatus according to any one of the tenth to twelfth aspects, and has a volume average particle size of 20 to 60 μm. By using a carrier having a small particle diameter, the developing ability can be improved by densifying the magnetic brush, so that the pumping amount can be further reduced. Thereby, the number of screw rotations in the recovery and supply unit can be reduced, which contributes to stress reduction due to the agent circulation. Furthermore, since the magnetic brush in the development area becomes denser, high image quality and stable image quality are achieved. If the average particle size of the carrier is larger than 60 μm, the amount of developer overflowing in the developer circulation portion increases, and stable developer circulation cannot be performed. Furthermore, since the magnetic brush becomes rough, satisfactory image quality cannot be obtained. On the other hand, if it is smaller than 20 μm, the carrier adheres to the photoreceptor or the carrier is likely to be scattered from the developing device.

本発明の請求項13に係るトナーは、請求項1から9のいずれかの現像装置、または請求項10から12のいずれかの画像形成装置に用いるトナーであって、体積平均粒径が3〜8μmで、体積平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする。すなわち、粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって現像における濃度変動を小さくすることができる。また微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。なお、平均粒径(D4)が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった不具合が発生しやすい。平均粒径(D4)が8μmを超えると、現像剤の流動性が悪化するとともに、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しく長期間画質を安定に維持することが困難となる。   A toner according to a thirteenth aspect of the present invention is a toner used in the developing device according to any one of the first to ninth aspects or the image forming apparatus according to any one of the tenth to twelfth aspects, and has a volume average particle size of 3 to 3. The ratio (D4 / D1) of the volume average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) is 8 μm and is in the range of 1.00 to 1.40. That is, by using a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution, the gap between the toner particles is reduced, so that the required adhesion amount of the toner can be reduced without impairing the color reproducibility. Therefore, density fluctuation in development can be reduced. Further, the stable reproducibility of a minute dot image is improved, and a stable high image quality can be obtained for a long time. When the average particle diameter (D4) is less than 3 μm, problems such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties are likely to occur. When the average particle diameter (D4) exceeds 8 μm, the fluidity of the developer is deteriorated, and it is difficult to suppress scattering of characters and lines, and it is difficult to stably maintain image quality for a long time.

同請求項14に係るものは、請求項1から9のいずれかの現像装置、または請求項10から13のいずれかの画像形成装置に用いるトナーであって、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とする。トナーが球形に近いことにより、現像剤の流動性がよくなることで、剤循環におけるストレスが小さくなり、長期的に安定した剤循環と現像を行うことが可能となる。   According to the fourteenth aspect of the present invention, there is provided toner used in the developing device according to any one of the first to ninth aspects or the image forming apparatus according to any one of the tenth to thirteenth aspects, wherein the shape factor SF-1 is 100 to 180. The shape factor SF-2 is in the range of 100 to 180. When the toner is nearly spherical, the fluidity of the developer is improved, so that the stress in the agent circulation is reduced, and the agent circulation and development can be performed stably for a long period of time.

同請求項15に係るものは、請求項1から9のいずれかの現像装置、または請求項10から14のいずれかの画像形成装置に用いるトナーであって、トナー母体粒子表面に平均一次粒径が50〜500nmで、嵩密度が0.3g/cm以上の微粒子が外添加されていることを特徴とする。すなわち、トナーにおける外添剤の埋没が少なく、経時にて現像剤の流動性および帯電特性の変化が小さいため、長期的に安定した剤循環と現像を行うことが可能となる。 The toner according to the fifteenth aspect is a toner used in the developing device according to any one of the first to ninth aspects or the image forming apparatus according to any one of the tenth to fourteenth aspects, and has an average primary particle size on the surface of the toner base particles. Is 50 to 500 nm, and fine particles having a bulk density of 0.3 g / cm 3 or more are externally added. That is, since the external additive is hardly buried in the toner and the change in the fluidity and charging characteristics of the developer is small with time, it is possible to perform stable agent circulation and development over the long term.

本発明は、現像主磁極の法線方向磁束密度の減衰率を40%以上とすることにより、穂立ちが短く密度の高い磁気ブラシを形成することができ、従来の磁極よりも汲み上げ量を低減することができ、それによりスクリューを大径化することなく一方向循環現像装置の循環部速度を低減することができるため、現像装置の長寿命化が図れる。また長期にわたって安定した画像濃度が得られるとともに、後端白抜けのない高画質な画像を得ることができる。   In the present invention, the magnetic flux density attenuation rate in the normal direction of the developing main magnetic pole is set to 40% or more, so that a magnetic brush having a short head and a high density can be formed, and the pumping amount is reduced as compared with the conventional magnetic pole. As a result, the speed of the circulating portion of the one-way circulating developing device can be reduced without increasing the diameter of the screw, so that the life of the developing device can be extended. In addition, a stable image density can be obtained over a long period of time, and a high-quality image having no trailing edge can be obtained.

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.

<現像器についての説明>
本発明の現像装置4についての詳細説明を図1を用いて以下に行う。図中1は感光体ドラム、2は帯電装置であり、Lは露光装置3(図1では図示を省略)からのレーザ光、4は現像装置であり、現像ローラ5から現像済の現像剤を回収搬送する回収スクリュー6及び回収搬送路7、現像ローラ5へ現像剤を供給搬送する供給スクリュー8及び供給搬送路9が現像ローラ5の下方に並設されている。回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤は同方向に搬送されている。搬送方向下流側で両搬送路は連通しており、回収スクリュー6で搬送された回収現像剤は供給搬送路に移送される。また、回収現像剤と供給搬送スクリュー8で搬送される現像ローラ5に供給されなかった現像剤は、連通している攪拌搬送路10に移送される。攪拌搬送路10に配置された攪拌搬送スクリュー11は、回収現像剤、現像ローラに供給されなかった現像剤及び後述する補給された現像剤を、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤と逆方向に攪拌搬送し、搬送方向下流側で連通している供給搬送路に攪拌された現像剤を移送する。
<Explanation about the developer>
A detailed description of the developing device 4 of the present invention will be given below with reference to FIG. In the figure, 1 is a photosensitive drum, 2 is a charging device, L is a laser beam from an exposure device 3 (not shown in FIG. 1), 4 is a developing device, and a developed developer is supplied from a developing roller 5. A collecting screw 6 and a collecting and conveying path 7 for collecting and conveying, and a supplying screw 8 and a supplying and conveying path 9 for supplying and conveying the developer to the developing roller 5 are arranged below the developing roller 5 in parallel. The developer in the collection conveyance path 7 and the supply conveyance path 9 is conveyed in the same direction. Both transport paths communicate with each other on the downstream side in the transport direction, and the recovered developer transported by the recovery screw 6 is transferred to the supply transport path. Further, the collected developer and the developer that has not been supplied to the developing roller 5 conveyed by the supply conveying screw 8 are transferred to the communicating agitating and conveying path 10. The agitating / conveying screw 11 disposed in the agitating / conveying path 10 is configured to collect the collected developer, the developer not supplied to the developing roller, and the replenished developer described later with the developer in the collecting and conveying path 7 and the supply / conveying path 9. The developer is agitated and conveyed in the reverse direction, and the agitated developer is transferred to a supply conveyance path communicating on the downstream side in the conveyance direction.

各スクリュー6、8、11、及び各搬送路7、9、10は現像ローラ5の下方に横方向に配置されている。また、各搬送路7、9、10は、一体の下ケーシング12、及び上ケーシング13に保持された仕切り板により形成されている。ここで搬送路7と9は仕切り板6aにて、搬送路9、10は仕切り板6bにて、それぞれが仕切られている。仕切り板6aは画像出力領域すなわち現像ローラのある領域において搬送路7と9が完全に遮断される。   The screws 6, 8, 11 and the transport paths 7, 9, 10 are arranged in the lateral direction below the developing roller 5. Each of the transport paths 7, 9, and 10 is formed by a partition plate that is held by an integrated lower casing 12 and an upper casing 13. Here, the transport paths 7 and 9 are partitioned by a partition plate 6a, and the transport paths 9 and 10 are partitioned by a partition plate 6b. In the partition plate 6a, the conveyance paths 7 and 9 are completely blocked in the image output region, that is, the region where the developing roller is present.

適正な現像剤量が供給されても、現像剤規制部材16で規制される現像剤量より多いことが望ましいため、稼動していくうちに現像剤規制部材16の上流側17で余剰現像剤がどんどん増加していく。その増加していく余剰現像剤が滞留し、循環対流を起こさないように、ある程度の量以上になった場合、迂回して供給搬送路9に還流させる余剰現像剤回収部材18が設置されている。また、現像ローラ5の磁力が影響し、還流現像剤が滞留しないように余剰現像剤回収部材18の位置が設置されている。   Even if an appropriate amount of developer is supplied, it is desirable that the amount of developer is larger than the amount of developer regulated by the developer regulating member 16, so that the excess developer is discharged on the upstream side 17 of the developer regulating member 16 during operation. It will continue to increase. A surplus developer collecting member 18 is installed to detour and return to the supply conveyance path 9 when the surplus developing developer stays and exceeds a certain amount so as not to cause circulation convection. . Further, the position of the surplus developer collecting member 18 is set so that the reflux developer is not retained due to the magnetic force of the developing roller 5.

現像剤規制部材16は上ケーシング13に固定された放熱用部材19に密着固定される。現像剤規制部材16は現像剤からの熱を放熱用部材19に伝達し、放熱用部材の内側にはフィン20が形成され稼動中の空気流により放熱を行い、現像剤の温度上昇の低減を図っている。また、放熱用部材19には現像装置或いは感光体ユニット(図示せず)の機械本体(図示せず)への脱着時に案内ガイドとして使用されるガイド部21Aが設けられている。下ケーシング12には、放熱フィン28が設けられ、機械前部から後部へ送られる冷却風により、現像装置全体の温度上昇を低減、冷却できるようになっている。   The developer regulating member 16 is tightly fixed to a heat radiating member 19 fixed to the upper casing 13. The developer regulating member 16 transmits heat from the developer to the heat radiating member 19, and fins 20 are formed inside the heat radiating member to dissipate heat by the air flow during operation, thereby reducing the temperature rise of the developer. I am trying. The heat radiating member 19 is provided with a guide portion 21A used as a guide when the developing device or the photosensitive unit (not shown) is attached to or detached from the machine main body (not shown). The lower casing 12 is provided with heat radiating fins 28 so that the temperature rise of the entire developing device can be reduced and cooled by cooling air sent from the front part of the machine to the rear part.

現像ローラ5の下流側には、現像剤捕捉ローラ22Aが設置され、感光体1に付着した現像剤及び現像ローラ5から落下した現像剤を捕捉し、現像ローラ5と逆回転させ、現像ローラ5に戻すか、スクレーパ23Aにより回収搬送路7に回収させるようになっている。   On the downstream side of the developing roller 5, a developer catching roller 22 </ b> A is installed to catch the developer adhering to the photoreceptor 1 and the developer falling from the developing roller 5, and reversely rotate with the developing roller 5. Or recovered to the recovery conveyance path 7 by the scraper 23A.

次に下ケーシングで構成される各搬送路及び各オーガの感光体ドラム側からの斜視図である図2を用いて説明する。下ケーシング12には、図手前より回収スクリュー6、供給スクリュー8、及び攪拌搬送スクリュー11が設置され、それぞれのスクリューを取り巻くように、下ケーシング12には、上述の各搬送路が形成されている。但し、供給搬送路及び回収搬送路は、上ケーシング(図示せず)に保持され、下ケーシング12と勘合する仕切り板6aにより隔離されている。仕切り板6aは画像形成領域において回収部から供給部へ現像剤が進入しないように現像ローラに十分近接して設置されている。現像剤は、回収スクリュー6及び供給スクリュー8では矢印a、bの方向に、攪拌搬送スクリュー11では逆方向の矢印cの方向に搬送されている。   Next, description will be made with reference to FIG. 2 which is a perspective view from the photosensitive drum side of each conveyance path and each auger configured by the lower casing. The lower casing 12 is provided with a recovery screw 6, a supply screw 8, and an agitating and conveying screw 11 from the front of the figure, and each conveying path described above is formed in the lower casing 12 so as to surround each screw. . However, the supply conveyance path and the collection conveyance path are held by an upper casing (not shown) and are separated by a partition plate 6 a that engages with the lower casing 12. The partition plate 6a is installed sufficiently close to the developing roller so that the developer does not enter the collecting section from the collecting section in the image forming area. The developer is transported in the directions of arrows a and b by the collection screw 6 and the supply screw 8, and is transported in the direction of arrow c by the agitation transport screw 11.

スクリューの構成を、攪拌搬送スクリュー11を例として説明する。現像剤搬送方向に向かって現像剤を攪拌搬送する搬送用スクリュー部11a、現像剤を隣接する供給スクリュー8側に移送する移送用パドル11b、及び軸受部に現像剤を送り込まないように、搬送用スクリュー11aと逆の巻方向の逆転スクリュー11cが設けられている。回収スクリュー6、及び供給スクリュー8も同様な構成となっている。   The configuration of the screw will be described using the stirring and conveying screw 11 as an example. For conveying the developer so as not to feed the developer into the conveying screw portion 11a for agitating and conveying the developer toward the developer conveying direction, the transfer paddle 11b for transferring the developer to the adjacent supply screw 8 side, and the bearing portion. A reverse screw 11c having a winding direction opposite to that of the screw 11a is provided. The recovery screw 6 and the supply screw 8 have the same configuration.

なお本実施例のスクリューの形状は
撹拌スクリュー:外径φ30、ピッチ36(2条)
供給スクリュー:外径φ27、ピッチ36(2条)
回収スクリュー:外径φ25、ピッチ34(2条)
としている。ただし、本発明あるいは本発明の実施例でこの値に限定するものではない。
In addition, the shape of the screw of a present Example is a stirring screw: outer diameter (phi) 30, pitch 36 (2 items)
Supply screw: outer diameter φ27, pitch 36 (2 items)
Recovery screw: Outer diameter φ25, Pitch 34 (2 items)
It is said. However, the present invention or the embodiment of the present invention is not limited to this value.

現像剤の搬送方向下流側では、各搬送路が通じており、攪拌搬送路からの現像剤は攪拌搬送スクリュー11の移送パドル11bにより、供給スクリュー8側に、さらに、現像ローラ(図示せず)に送られなかった現像剤とともに、供給スクリュー8の移送パドル11bにより、攪拌搬送スクリュー11側に移送される。   On the downstream side of the developer conveyance direction, each conveyance path is connected, and the developer from the agitation conveyance path is further transferred to the supply screw 8 side by the transfer paddle 11b of the agitation conveyance screw 11 and further to the developing roller (not shown). Along with the developer that has not been sent to, it is transferred to the agitating and conveying screw 11 side by the transfer paddle 11 b of the supply screw 8.

攪拌搬送スクリュー11の下側で下ケーシング12に設けられたトナー濃度センサ(図示せず)からの出力信号により、制御系を含む後述する現像剤補給手段(図示せず)によって、供給スクリュー8から攪拌搬送スクリュー11の間の移送部位置8aに、上部からトナー補給が行われる。パドル11bによる現像剤の移送により、攪拌作用が大きい個所に現像剤補給を行うことで、補給されたトナーが短時間で攪拌、混合される。なおトナー補給位置は供給スクリュー8と攪拌搬送スクリュー11の間と限らず、回収スクリュー6と供給スクリュー8の間の移送部でもよい。   An output signal from a toner concentration sensor (not shown) provided in the lower casing 12 below the agitating and conveying screw 11 causes a developer replenishing means (not shown) including a control system to supply the supply screw 8. Toner is supplied from the top to the transfer portion position 8a between the agitating and conveying screws 11. By supplying the developer by the paddle 11b, the developer is replenished to a place where the stirring action is large, so that the replenished toner is stirred and mixed in a short time. The toner replenishment position is not limited to between the supply screw 8 and the agitating / conveying screw 11 but may be a transfer unit between the recovery screw 6 and the supply screw 8.

ここで現像ローラと現像磁極について詳細を図3を用いて説明する。現像装置4内には、現像剤担持体である現像ローラ41が感光体ドラム1に近接するように配置されている。現像ローラ41では、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブ43が不図示の回転駆動機構によって時計回り方向に回転されるようになっている。現像剤の搬送方向(図で見て時計回り方向)における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ上の現像剤量を規制するドクタブレード16が設置されている。このドクタブレード16と現像スリーブである現像ローラ5との間隔であるドクタギャップは0.4mmに設定されている。   Details of the developing roller and the developing magnetic pole will be described with reference to FIG. In the developing device 4, a developing roller 41 that is a developer carrying member is disposed so as to be close to the photosensitive drum 1. In the developing roller 41, a developing sleeve 43 formed of a nonmagnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin in a cylindrical shape is rotated in a clockwise direction by a rotation driving mechanism (not shown). . A doctor blade 16 for restricting the height of the developer chain spike, that is, the amount of developer on the developing sleeve, is installed on the upstream side of the developing region in the developer transport direction (clockwise as viewed in the figure). ing. A doctor gap, which is a distance between the doctor blade 16 and the developing roller 5 as a developing sleeve, is set to 0.4 mm.

現像スリーブ5に印加する電圧としては直流成分に交流成分を重畳したACバイアスを用いることができる。ACバイアスを印加することにより現像領域において磁気ブラシ中のトナーが電界によって振動してキャリアより離脱しやすくなり現像に寄与するトナーが増加するため現像能力が増加する。本実施例では交流成分としてはサイン波でピークツウピーク電圧が1.2kV、周波数5kHzの波形を、直流成分−500Vに重畳している。なお波形はこれに限定するものでなく、矩形波や鋸波などでもよい。   As a voltage applied to the developing sleeve 5, an AC bias in which an AC component is superimposed on a DC component can be used. By applying an AC bias, the toner in the magnetic brush vibrates due to an electric field in the developing region and easily detaches from the carrier, and the amount of toner contributing to development increases. In this embodiment, a sine wave having a peak-to-peak voltage of 1.2 kV and a frequency of 5 kHz is superimposed on the DC component −500 V as the AC component. The waveform is not limited to this, and may be a rectangular wave or a sawtooth wave.

前記現像スリーブ5内には、当該現像スリーブ5の周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成する磁石ローラ体(磁石ローラ)5aが固定状態で備えられている。この磁石ローラ体から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアが現像スリーブ5上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシは現像スリーブ5の回転によって現像スリーブ5と同方向(図で見て時計回り方向)に移送されることとなる。前記磁石ローラ体5aは、複数の磁極(磁石)を備えている。具体的には、現像領域部分に現像剤の穂立ちを生じる現像主磁石P1b、主磁極の磁力形成を補助する主磁極磁力形成補助磁石P1a、P1c、現像スリーブ5上に現像剤を汲み上げるための磁石P3、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石P4、P5、P6、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極P2を備えている。これら各磁石P1b、P1a、P1c、P4、P5、P2及びP3は、現像スリーブ5の半径方向に向けて配置されている。本例では、磁石ローラ体5aを8極の磁石によって構成しているが、汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上させるためにP3極からドクタブレード16の間に磁石(磁極)を更に増やして10極や12極で構成してもよい。   In the developing sleeve 5, a magnet roller body (magnet roller) 5 a that forms a magnetic field is provided in a fixed state so as to generate a spike of developer on the peripheral surface of the developing sleeve 5. The developer carrier rises in a chain shape on the developing sleeve 5 so as to follow the normal magnetic field lines emitted from the magnet roller body, and the charged toner adheres to the carrier that has the chain shape. Thus, a magnetic brush is configured. The magnetic brush is transferred in the same direction as the developing sleeve 5 by the rotation of the developing sleeve 5 (clockwise as viewed in the figure). The magnet roller body 5a includes a plurality of magnetic poles (magnets). Specifically, the developing main magnet P1b that generates developer spikes in the development region, main magnetic pole magnetic force formation assisting magnets P1a and P1c that assist the magnetic formation of the main magnetic pole, and the developer sleeve 5 are pumped up. A magnet P3, magnets P4, P5, and P6 that convey the pumped developer to the development area, and a magnetic pole P2 that conveys the developer in the developed area. These magnets P1b, P1a, P1c, P4, P5, P2 and P3 are arranged in the radial direction of the developing sleeve 5. In this example, the magnet roller body 5a is composed of an 8-pole magnet. However, in order to improve the pumping performance and the black solid image followability, the number of magnets (magnetic poles) is further increased between the P3 pole and the doctor blade 16. You may comprise 10 poles or 12 poles.

図3が示すように、前記現像主極群P1は、P1a、P1b、P1cの順で上流側から並ぶ横断面の小さな磁石から構成されている。横断面の小さいこれら磁石は希土類金属合金により作製されているが、サマリウム合金系磁石、特にサマリウムコバルト合金系磁石などを用いることもできる。希土類金属合金磁石のうち代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では最大エネルギー積が358kJ/mであり、鉄ネオジウムボロン合金ボンド磁石では最大エネルギー積が80kJ/m前後である。このような磁石によって従来の磁石と異なり、相当に小サイズ化しても必要な現像ローラ表面磁力を確保できる。従来の通常フェライト磁石やフェライトボンド磁石では最大エネルギー積がそれぞれ36kJ/m前後、20kJ/m前後である。スリーブ径を大きくすることが許容される場合には、フェライト磁石やフェライトボンド磁石を用いて形状を大きくとり、あるいはスリーブ側に向いた磁石先端を細く形成することによっても半値幅を狭くすることが可能である。また、本実施例では横断面の小さな磁石により構成しているが、一体成形で形成される磁石ローラにより成形して良く、更に、P1極群以外の磁石を一体成形しP1極群を個別に形成し一体化若しくは同時に形成しても良い。扇状に形成した磁石を磁石ローラ軸に貼り合わせによって成形しても良い。 As shown in FIG. 3, the developing main pole group P1 is composed of magnets having a small cross section arranged in the order of P1a, P1b, and P1c from the upstream side. These magnets having a small cross section are made of a rare earth metal alloy, but samarium alloy magnets, particularly samarium cobalt alloy magnets, can also be used. Among rare earth metal alloy magnets, a typical iron neodymium boron alloy magnet has a maximum energy product of 358 kJ / m 3 , and an iron neodymium boron alloy bonded magnet has a maximum energy product of around 80 kJ / m 3 . Unlike conventional magnets, such a magnet can ensure the required developing roller surface magnetic force even if the size is considerably reduced. In the conventional ordinary ferrite magnets or ferrite bond magnets maximum energy product each 36 kJ / m 3 before and after a 20 kJ / m 3 before and after. When it is acceptable to increase the sleeve diameter, it is possible to reduce the half-value width by increasing the shape using a ferrite magnet or ferrite bonded magnet, or by forming the tip of the magnet facing the sleeve side narrowly. Is possible. Further, in the present embodiment, it is constituted by a magnet having a small cross section, but it may be formed by a magnet roller formed by integral molding, and magnets other than the P1 pole group are integrally molded to individually separate the P1 pole group. They may be formed integrally or simultaneously. You may shape | mold the magnet formed in the fan shape by bonding to a magnet roller axis | shaft.

本例では、現像主磁石P1bと、汲み上げられた現像剤を搬送する磁石P4、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石P6がS極をなし、主磁極の磁力形成を補助する主磁極磁力形成補助磁石P1a、P1cと、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極P2、現像スリーブ5上に現像剤を汲み上げるための磁石P3と、汲み上げられた現像剤を搬送する磁石P5がN極をなしている。   In this example, the developing main magnet P1b, the magnet P4 that transports the pumped developer, and the magnet P6 that transports the pumped developer to the developing area form the S pole, and the main magnetic pole assists the formation of the magnetic force of the main pole. Magnetic formation auxiliary magnets P1a and P1c, a magnetic pole P2 for transporting the developer in the developed region, a magnet P3 for pumping the developer onto the developing sleeve 5, and a magnet P5 for transporting the pumped developer are N poles I am doing.

図4は、前記現像装置での現像ローラ5の磁力分布とその大きさ程度を示す図である。法線方向の磁束密度を測定し円チャートグラフとして示している。図4が示すように、主磁石P1bとして、現像ローラ5上の85mT以上の法線方向磁力を有する磁石が用いられている。キャリア付着に関する磁力は接線磁力であり、この接線磁力を大きくするためにはP1b、P1a、P1cの磁力を大きくする必要があるが、どれかを十分に大きくすることでキャリア付着の発生を抑えることができる。磁石P1b、P1a、P1cの磁石幅は3mmであった。この時のP1bの半値幅は16°であった。   FIG. 4 is a diagram showing the magnetic force distribution of the developing roller 5 and the magnitude thereof in the developing device. The magnetic flux density in the normal direction is measured and shown as a pie chart graph. As shown in FIG. 4, a magnet having a normal magnetic force of 85 mT or more on the developing roller 5 is used as the main magnet P1b. The magnetic force related to carrier adhesion is tangential magnetic force, and in order to increase this tangential magnetic force, it is necessary to increase the magnetic force of P1b, P1a, and P1c, but suppressing the occurrence of carrier adhesion by increasing any one sufficiently. Can do. The magnet width of the magnets P1b, P1a, and P1c was 3 mm. At this time, the half width of P1b was 16 °.

また、現像ローラ5と感光体ドラム1の対向部分には、感光体ドラムと磁気ブラシが接触する領域(現像ニップ)が形成される。像担持体と磁気ブラシの間でトナー移動が起こり現像が行われるわけであるが、接触現像では主に前記領域でトナーの移動が起こる。このようなトナー移動による現像の際に、ベタ後端部分が白く抜ける所謂白抜け現象が問題となっている。   Further, an area (development nip) where the photosensitive drum and the magnetic brush are in contact with each other is formed at a portion where the developing roller 5 and the photosensitive drum 1 are opposed to each other. Toner movement occurs between the image carrier and the magnetic brush, and development is performed. In contact development, toner movement mainly occurs in the region. A so-called white spot phenomenon in which the solid rear end part is whitened during development by such toner movement is a problem.

図5は、後端白抜けの原因を説明する現像部の概念図である。像担持体(感光体1)、現像剤担持体(現像ローラ乃至現像スリーブ5)はそれぞれ矢印a、bの方向に移動する。線速度は現像剤担持体の方が大きい。そのため磁気ブラシは常に像担持体に形成された静電潜像を追い越しながら現像する。現像領域上流側で非画像部(地肌部)に磁気ブラシが接触すると、磁気ブラシ先端に存在するトナーが現像領域内の電界の影響により現像剤担持体方向cへの力を受け、像担持体近傍から離れる。このため、磁気ブラシが非画像部に接触する時間が長いほど像担持体近傍のトナー濃度は低下することとなる。磁気ブラシが現像剤担持体の移動に伴って現像領域下流側に移動し、画像部に追いつくと、トナー濃度の低い磁気ブラシ先端が、既に現像されて像担持体に付着しているトナーを矢印dの方向に静電的に吸引する。このために画像後のトナーが少なくなる一方で、磁気ブラシ先端のトナー濃度は再び増加する。磁気ブラシが更に現像領域下流側に移動しても、トナー濃度が回復していれば像担持体からトナーを吸引することはなくなる。このような状態ならば問題ないが、磁気ブラシと画像部の接触が短い場合、トナー濃度の低い磁気ブラシ先端が画像部端部(後端)に接触することになり、その範囲で像担持体側のトナーが少なくなり、結果的に、現像領域を通過した像担持体上には後端部がかすれたような画像が形成される。   FIG. 5 is a conceptual diagram of the developing unit for explaining the cause of the trailing edge blank. The image carrier (photosensitive member 1) and developer carrier (developing roller or developing sleeve 5) move in the directions of arrows a and b, respectively. The linear velocity of the developer carrier is higher. Therefore, the magnetic brush always develops while overtaking the electrostatic latent image formed on the image carrier. When the magnetic brush contacts the non-image portion (background portion) on the upstream side of the development area, the toner present at the tip of the magnetic brush receives a force in the developer carrier direction c due to the electric field in the development area, and the image carrier. Move away from the neighborhood. For this reason, the toner concentration in the vicinity of the image carrier decreases as the time during which the magnetic brush contacts the non-image portion is longer. When the magnetic brush moves to the downstream side of the development area as the developer carrier moves and catches up with the image area, the tip of the magnetic brush having a low toner concentration is already developed and attached to the image carrier. Electrostatically attracts in the direction of d. For this reason, the toner after the image decreases, while the toner density at the tip of the magnetic brush increases again. Even if the magnetic brush moves further to the downstream side of the developing region, the toner is not attracted from the image carrier if the toner density is restored. In such a state, there is no problem, but when the contact between the magnetic brush and the image portion is short, the front end of the magnetic brush having a low toner density comes into contact with the end portion (rear end) of the image portion. As a result, an image in which the rear end portion is faint is formed on the image carrier that has passed through the development region.

これは現像ニップが広いと、ニップ中での感光体と現像スリーブ間の電界強度の強さがニップ中央部とニップ境界部とで差ができることで、特に現像ニップの下流側では、感光体ドラム近傍のキャリア上の逆電荷によるトナー回収が、電界によるトナーの感光体ドラムへの付着よりも多くなるために発生すると考えられる。   This is because when the developing nip is wide, the strength of the electric field strength between the photosensitive member and the developing sleeve in the nip can be different between the central portion of the nip and the nip boundary portion. It is considered that the toner recovery due to the reverse charge on the nearby carrier occurs because the toner adheres more to the photosensitive drum due to the electric field.

よって現像ニップを狭くすることで、上述のようにニップ境界部でも電界強度が小さくならず、相対的にキャリアが感光体ドラム上に現像されているトナーを回収することが実質的になくなる。このため後端が白く抜ける現象が解消される。   Therefore, by narrowing the developing nip, the electric field strength is not reduced even at the nip boundary as described above, and the carrier is substantially prevented from collecting the toner developed on the photosensitive drum. For this reason, the phenomenon that the rear end is white is eliminated.

本発明の減衰率とは、スリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値からとスリーブ表面から1mm離れたところでの法線方向磁束密度のピーク値の差をスリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値で割った比率である。磁極の減衰率が大きくなるということは、磁気ブラシの立ち上がり・倒れの間の穂立ち幅が小さくなることで、その結果、磁気ブラシは短く且つ密に立ち上がる。また現像ニップとは、潜像担持体と磁気ブラシが接触する領域であり、現像ニップ境界は、潜像担持体・現像剤担持体間の最近接地点よりも下流側の領域端である。   The attenuation factor of the present invention is the difference between the peak value of the normal direction magnetic flux density on the sleeve surface and the peak value of the normal direction magnetic flux density at a distance of 1 mm from the sleeve surface. The ratio divided by the peak value. An increase in the attenuation rate of the magnetic pole means that the spike width between the rising and falling of the magnetic brush is reduced, and as a result, the magnetic brush rises short and densely. The development nip is a region where the latent image carrier and the magnetic brush are in contact with each other, and the development nip boundary is a region end downstream of the closest ground point between the latent image carrier and the developer carrier.

減衰率を大きくするには、その磁極を形成する磁石の選択によって実現可能である。また以下の実施の形態の項で述べるように、実験的に、磁極の半値幅を狭くすることで、その減衰率が大きくなることが判明している。当該半値幅を22°以下、望ましくは18°以下で構成するのが良い。半値幅とは、法線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力(頂点)の半分の値(例えばN極によって作製されている磁石の最高法線磁力が120mT(ミリテスラ)であった場合、半値50%というと60mTである。半値80%という表現もあり、この場合には96mTとなる)を指す部分の角度幅のことである。主磁極の半値幅を狭くする一つの方策として、その磁力形成を補助する補助磁極を形成することが考えられる。半値幅が狭くなれば、磁気ブラシの穂立ち位置が主極に近づき、現像ニップ自体も狭くなる。前記補助磁極は、主磁極の現像剤搬送方向上流側及び/又は下流側に形成する。上流側と下流側の両方の他、上流側か下流側のいずれか一方に形成することができ、いずれもそれぞれ利点を有する。   Increasing the attenuation factor can be realized by selecting a magnet that forms the magnetic pole. Further, as described in the section of the embodiment below, it has been experimentally found that the attenuation factor increases by narrowing the half width of the magnetic pole. The full width at half maximum should be 22 ° or less, preferably 18 ° or less. The half width is a half value of the maximum normal magnetic force (vertex) of the magnetic distribution curve in the normal direction (for example, when the maximum normal magnetic force of a magnet made of N pole is 120 mT (millitesla)) 50% is 60 mT, and there is also an expression of half-value 80%, which in this case is 96 mT). As a measure for narrowing the half-value width of the main magnetic pole, it is conceivable to form an auxiliary magnetic pole that assists the formation of the magnetic force. When the half-value width is narrowed, the position where the magnetic brush is raised approaches the main pole, and the developing nip itself is also narrowed. The auxiliary magnetic pole is formed upstream and / or downstream of the main magnetic pole in the developer conveyance direction. In addition to both the upstream side and the downstream side, it can be formed on either the upstream side or the downstream side, both of which have advantages.

次に、法線方向の磁力密度の減衰率を考察するにあたり、改めて図4に戻って説明する。図4は法線磁力パターンを示すもので、実線は現像スリーブ表面上の磁束密度を測定して円チャートグラフであり、破線は現像スリーブ表面から1mm離れたところでの法線方向の磁束密度を測定した円チャートグラフである。測定に使用した計測装置はADS社製ガウスメーター(HGM−8300)並びにADS社製A1型アキシャルプローブであり、円チャートレコーダにて記録した。   Next, when considering the decay rate of the magnetic density in the normal direction, the description will be given with reference back to FIG. FIG. 4 shows a normal magnetic force pattern. The solid line is a circle chart graph measuring the magnetic flux density on the surface of the developing sleeve, and the broken line is measuring the magnetic flux density in the normal direction at a distance of 1 mm from the surface of the developing sleeve. Is a pie chart graph. The measurement apparatus used for the measurement was a Gauss meter (HGM-8300) manufactured by ADS and an A1 type axial probe manufactured by ADS, and recorded by a circular chart recorder.

第1の例での磁石ローラによる観測では、主磁極P1bのスリーブ表面上の法線方向の磁束密度は95mTを示し、スリーブ表面から1mm離れた部分での法線方向磁束密度は44.2mTであり、磁束密度の変化量は50.8mTの磁力差であった。この時の法線方向磁束密度の減衰率(スリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値からとスリーブ表面から1mm離れたところでの法線方向磁束密度のピーク値の差をスリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値で割った比率)は53.5%である。主磁石の最高法線磁力が95mTである時の半値は47.5mTで、その半値幅は22°である。この主磁極の半値幅22°を境に、それより大きくすると異常画像の発生があることが確認された。   In the observation with the magnet roller in the first example, the magnetic flux density in the normal direction on the sleeve surface of the main magnetic pole P1b is 95 mT, and the normal direction magnetic flux density at a portion 1 mm away from the sleeve surface is 44.2 mT. There was a magnetic flux difference of 50.8 mT. Attenuation rate of normal direction magnetic flux density at this time (the difference between the normal direction magnetic flux density peak value on the sleeve surface and the normal direction magnetic flux density peak value at a distance of 1 mm from the sleeve surface The ratio divided by the peak value of the magnetic flux density in the linear direction is 53.5%. When the maximum normal magnetic force of the main magnet is 95 mT, the half value is 47.5 mT, and the half value width is 22 °. It was confirmed that an abnormal image was generated when the half width of the main magnetic pole was larger than 22 °.

主磁極P1bの上流側に位置する主磁極磁力形成補助磁石P1aのスリーブ表面上の法線方向磁束密度は93mTを示し、スリーブ表面上から1mm離れた部分での法線方向磁束密度は49.6mTであり、磁束密度の変化量は43.4mTの磁力差であった。この時の法線方向磁束密度の減衰率は46.7%である。主磁極P1bの下流側に位置する主磁極磁力形成補助磁石P1cのスリーブ表面上の法線方向磁束密度は92mTを示し、スリーブ表面上から1mm離れた部分での法線方向磁束密度は51.7mTであり、磁束密度の変化量は40.3mTの磁力差であった。この時の法線方向磁束密度の減衰率は43.8%である。本例では、磁石ローラ上に発生した磁力線に沿って形成された磁気ブラシは、主磁極P1bに形成されるブラシ部分のみが感光体に接し、感光体上の静電潜像を顕像化する。この際、感光体が接しない状態で測定すると当該箇所での磁気ブラシの長さは約1.5mmで、従来の磁石ローラで形成される磁気ブラシ(約3mm)よりも穂立ちが短く、密になった状態を作り出すことが可能となった。現像剤規制部材と現像スリーブの間の距離が従来と同じである場合には、現像剤規制部材を通過する現像剤量が同じであるので、現像領域にある磁気ブラシは短く、密になっていることが確認できた。この現象は図4の法線磁力パターンからも理解でき、現像スリーブ表面から1mm離れたところでの法線磁束密度が大きく減少しているので、磁気ブラシは現像スリーブより離れたところではブラシチェーンを形成することができず、磁気ブラシが短く現像スリーブ表面に密に形成することとなる。ちなみに従来の磁石ローラでは、主磁極のスリーブ表面上の法線方向磁束密度は73mTを示し、スリーブ表面上から1mm離れた部分での法線方向磁束密度は51.8mTであり、磁束密度の変化量は21.2mTの磁力差であった。この時の法線方向磁束密度の減衰率は29%である。   The normal magnetic flux density on the sleeve surface of the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet P1a located on the upstream side of the main magnetic pole P1b is 93 mT, and the normal magnetic flux density at a portion 1 mm away from the sleeve surface is 49.6 mT. The change in magnetic flux density was a magnetic force difference of 43.4 mT. The attenuation factor of the normal direction magnetic flux density at this time is 46.7%. The normal magnetic flux density on the sleeve surface of the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet P1c located downstream of the main magnetic pole P1b is 92 mT, and the normal magnetic flux density at a portion 1 mm away from the sleeve surface is 51.7 mT. The amount of change in magnetic flux density was a magnetic force difference of 40.3 mT. The attenuation factor of the normal direction magnetic flux density at this time is 43.8%. In this example, the magnetic brush formed along the magnetic force lines generated on the magnet roller has only the brush portion formed on the main magnetic pole P1b in contact with the photoconductor, and visualizes the electrostatic latent image on the photoconductor. . At this time, when measured without the photosensitive member being in contact, the length of the magnetic brush at that location is about 1.5 mm, which is shorter than the magnetic brush (about 3 mm) formed by a conventional magnet roller, and has a higher density. It became possible to create a state that became. When the distance between the developer regulating member and the developing sleeve is the same as the conventional one, since the amount of developer passing through the developer regulating member is the same, the magnetic brush in the development area is short and dense. It was confirmed that This phenomenon can be understood from the normal magnetic force pattern shown in FIG. 4, and the normal magnetic flux density at a distance of 1 mm from the developing sleeve surface is greatly reduced, so that the magnetic brush forms a brush chain at a distance from the developing sleeve. Therefore, the magnetic brush is short and densely formed on the surface of the developing sleeve. Incidentally, in the conventional magnet roller, the normal magnetic flux density on the sleeve surface of the main pole is 73 mT, and the normal magnetic flux density at a portion 1 mm away from the sleeve surface is 51.8 mT. The amount was a magnetic difference of 21.2 mT. The attenuation factor of the normal direction magnetic flux density at this time is 29%.

実験値では、半値幅を小さくすることによって減衰率が高まることが判明している。半値幅を小さくするには、磁石の幅(スリーブ円周方向での幅)を小さくすることによって達成できる。例えば、前記第1の例では磁石P1b、P1a、P1cの磁石幅が3mmで、P1bの半値幅が16°であるが、2mm幅の磁石では主磁極の半値幅は12°であった。半値幅を狭くすることにより隣り合う磁石に回り込む磁力線量が増え、スリーブ表面より離れた部分での法線磁束密度が低下する。磁石ローラと現像スリーブの間には、磁石ローラが固定され現像スリーブが回転するのに必要な空間と現像スリーブの肉厚分とに基づく実質空隙が存在し、接線磁束密度位置が実質的に現像スリーブ側に集中するので、法線磁束密度はスリーブ表面から遠ざかるほど低下するのである。   In experimental values, it has been found that the attenuation rate increases by reducing the half width. Reduction of the half-value width can be achieved by reducing the width of the magnet (width in the sleeve circumferential direction). For example, in the first example, the magnets P1b, P1a, and P1c have a magnet width of 3 mm and the half width of P1b is 16 °, but the 2 mm width magnet has a half width of the main pole of 12 °. By narrowing the half-value width, the dose of magnetic force that wraps around adjacent magnets increases, and the normal magnetic flux density at the part away from the sleeve surface decreases. Between the magnet roller and the developing sleeve, there is a substantial gap based on the space required for the rotation of the developing sleeve with the magnet roller fixed and the developing sleeve, and the tangential magnetic flux density position is substantially developed. Since it concentrates on the sleeve side, the normal magnetic flux density decreases as the distance from the sleeve surface increases.

減衰率の高い磁石ローラを使用すると磁気ブラシは短く密に形成される。これに対して、減衰率の低い従来の磁石ローラでは磁気ブラシは長く疎に形成される。これは、減衰率の大きい磁石により形成された磁界は、隣の磁石(例えばP1bに対するP1a、P1c)に引き付けられやすくなり、法線方向に磁束が広がるよりも接線方向に磁束が回り込む寄与が高くなり、法線方向の磁束密度が小さくなることによって法線方向に磁気ブラシが形成されにくくなり、短く、且つ密に磁気ブラシが形成される。例えば、減衰率の高い磁石P1bに形成される磁気ブラシは、細長く個別に形成されるよりも隣り合って短く形成された方が安定する。減衰率の低い従来の磁石ローラでは、現像剤の汲み上げ量を少なくしても磁気ブラシは短くならず、ほぼ前述した磁気ブラシと同等の長さとなってしまう。減衰率を高くするには、主磁極と隣り合う主磁極形成補助磁石を(スリーブ周方向において)主磁極位置に近づけることでも達成可能である。こうすることにより、主磁極から発せられる磁力線が隣り合う主磁極形成補助磁極に流れ込む磁力線が増すことになり、減衰率が高くなる。   When a magnet roller having a high damping rate is used, the magnetic brush is short and densely formed. On the other hand, the magnetic brush is formed long and sparsely in the conventional magnet roller having a low attenuation rate. This is because the magnetic field formed by the magnet having a large attenuation rate is easily attracted to the adjacent magnets (for example, P1a and P1c with respect to P1b), and the contribution of the magnetic flux to the tangential direction is higher than the magnetic flux spreads in the normal direction. Thus, the magnetic flux density in the normal direction becomes small, so that the magnetic brush is hardly formed in the normal direction, and the magnetic brush is formed in a short and dense manner. For example, the magnetic brush formed on the magnet P1b having a high attenuation rate is more stable if it is formed adjacently and shorter than being elongated and individually formed. In a conventional magnet roller having a low damping rate, the magnetic brush is not shortened even if the developer pumping amount is reduced, and the length is almost the same as the magnetic brush described above. Increasing the attenuation factor can also be achieved by bringing the main pole forming auxiliary magnet adjacent to the main pole closer to the main pole position (in the sleeve circumferential direction). By doing so, the lines of magnetic force generated by the main magnetic poles flow into the adjacent main magnetic pole forming auxiliary magnetic poles to increase the damping rate.

<現像装置の他の実施構成>
現像装置の他の実施構成について図6および図7を用いて説明する。図6は現像装置の断面図を表し、感光体1に対向して現像ローラ5があり、現像剤循環路においては、上部に回収スクリュー6を備える回収路7が、その下部に攪拌スクリュー11を備える攪拌路10、供給スクリュー8を備える供給路9がそれぞれ配置されている。またトナー供給手段は現像剤供給口94を介して現像装置とつながれている。なお現像ローラ内部の磁極により供給路から現像ローラ側に現像剤が汲み上げられ、現像剤規制部材(ドクター)16により薄層化された現像剤が現像領域に搬送される。
<Other configuration of developing device>
Another embodiment of the developing device will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view of the developing device. The developing roller 5 is opposed to the photosensitive member 1. In the developer circulation path, a recovery path 7 having a recovery screw 6 in the upper part is provided, and a stirring screw 11 is provided in the lower part. A stirring path 10 provided and a supply path 9 provided with a supply screw 8 are respectively arranged. Further, the toner supply means is connected to the developing device via a developer supply port 94. The developer is drawn up from the supply path to the developing roller side by the magnetic pole inside the developing roller, and the developer thinned by the developer regulating member (doctor) 16 is conveyed to the developing region.

磁極の詳細を以下に説明する。本実施例では、主磁極の上・下流側に補助磁極を備えない磁石ローラ体の配置構成である。磁石ローラ体は、現像領域部分に現像剤を穂立ちさせる現像主磁石P1、現像スリーブ上に現像剤を汲み上げるための磁石P5、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石P6、現像後の領域で現像剤を搬送、剤離れさせる磁極P2、P3、P4、備えている。これら各磁石は、現像スリーブの半径方向に向けて配置されている。本実施例では、磁石ローラ体を6極の磁石によって構成しているが、汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上させるためにP5極からドクタブレード16の間に磁石(磁極)を更に増やして8極以上で構成してもよい。   Details of the magnetic pole will be described below. In the present embodiment, the arrangement of the magnet roller body that does not include the auxiliary magnetic pole on the upstream side and the downstream side of the main magnetic pole is shown. The magnet roller body includes a developing main magnet P1 for causing the developer to sprout in the developing area, a magnet P5 for pumping the developer onto the developing sleeve, a magnet P6 for transporting the pumped developer to the developing area, and a post-development magnet. Magnetic poles P2, P3, and P4 are provided for conveying and separating the developer in the region. These magnets are arranged in the radial direction of the developing sleeve. In this embodiment, the magnet roller body is composed of 6-pole magnets. However, in order to improve the pumping performance and black solid image followability, the number of magnets (magnetic poles) is further increased between the P5 pole and the doctor blade 16. You may comprise by 8 or more poles.

主磁石の上・下流側に補助磁石を備えた例と同様に、現像主極を形成する主磁石P1は、横断面の小さな磁石から構成されている。横断面の小さい磁石は希土類金属合金により作製されているが、サマリウム合金磁石、特にサマリウムコバルト合金磁石などを用いることもできる。スリーブ径を大きくすることが許容される場合には、フェライト磁石やフェライトボンド磁石を用いてスリーブ側に向いた磁石先端を細く形成することで半値中央角を狭くすることが可能である。   Similar to the example in which auxiliary magnets are provided on the upstream and downstream sides of the main magnet, the main magnet P1 that forms the developing main pole is composed of a magnet having a small cross section. The magnet having a small cross section is made of a rare earth metal alloy, but a samarium alloy magnet, particularly a samarium cobalt alloy magnet, can also be used. When it is permissible to increase the sleeve diameter, it is possible to narrow the half-value central angle by using a ferrite magnet or a ferrite bonded magnet to make the tip of the magnet thin toward the sleeve side.

次に現像剤の流れについて、やはり図6および図7を用いて説明する。図6において、現像ローラ5と回収路を含む上段部A、攪拌路と供給路を含む下段部Bに分けて、上から見た図が図6である。図6の矢印は現像剤の流れをあらわし、矢印の大きさは現像剤の流量を模式的にあらわしたものである。現像領域を通過後の現像剤は現像ローラ5内部の磁極により現像ローラより離れ、回収路7に集められる。回収路においては下流部に行くほど現像剤量が増加する。下流部において、剤落下口95から現像剤が下の攪拌路10に落下する。この剤落下口95の真上もしくは近傍にトナー供給口94が配置されており、供給されたトナーはこの剤落下口95から回収された現像剤とともに攪拌路10に落下する。   Next, the flow of the developer will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a top view of FIG. 6 divided into an upper stage A including the developing roller 5 and the recovery path and a lower stage B including the stirring path and the supply path. The arrow in FIG. 6 represents the flow of the developer, and the size of the arrow schematically represents the flow rate of the developer. The developer after passing through the development area is separated from the development roller by the magnetic pole inside the development roller 5 and collected in the collection path 7. In the recovery path, the developer amount increases toward the downstream portion. In the downstream portion, the developer falls from the agent dropping port 95 to the lower stirring path 10. A toner supply port 94 is disposed directly above or in the vicinity of the agent dropping port 95, and the supplied toner falls into the stirring path 10 together with the developer collected from the agent dropping port 95.

一方、下段部Bにおいては、攪拌部と供給部にて現像剤が循環しており、攪拌部上流では、上方より落下した回収剤と、供給部からの現像に用いられなかった余剰剤が混合されて攪拌されながら現像剤を搬送する。供給部では現像ローラに現像剤を供給し、下流部に行く従い現像剤量は低下する。   On the other hand, in the lower part B, the developer circulates in the agitation part and the supply part, and in the upstream part of the agitation part, the recovered agent dropped from above and the surplus agent that was not used for development from the supply part are mixed. The developer is conveyed while being stirred. In the supply unit, the developer is supplied to the developing roller, and the developer amount decreases as the developer goes downstream.

<画像形成装置全体の詳細説明>
図8は、本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した略中央断面図である。
<Detailed description of the entire image forming apparatus>
FIG. 8 is a schematic central sectional view showing the internal configuration of the image forming apparatus to which the present invention is applied.

図8に示す画像形成装置本体100の内部において、記録体搬送路43Aを境にして、上部には矢印方向に無端移動する第1像担持ベルト21を備えた第1像担持体ユニット20を、下部には矢印方向に無端移動する第2像担持ベルト31を備えた第2像担持体ユニット30が配備されている。第1像担持ベルト21の上部張架面には、4個の第1画像形成ユニット80Y、80C、80M、80Kが、第2像担持ベルト31の傾斜した張架面には、4個の第2画像形成ユニット81Y、81C、81M、81Kが配備されている。これら第1、第2画像形成ユニットの番号に沿えたY、C、M、Kは、扱うトナーの色と対応させているもので、Yはイエロー、Cはシアン、Mはマゼンタ、Kはブラックを意味している。第1、第2画像形成ユニットに備えられ、第1像担持ベルト21と第2像担持ベルト31とともに回転する感光体1に対しても同じ意味あいでY、C、M、Kを沿えている。なお感光体1Yから1Kは同間隔で配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ像担持ベルト21、31との張架部の一部と接触する。   In the image forming apparatus main body 100 shown in FIG. 8, the first image carrier unit 20 including the first image carrier belt 21 that moves endlessly in the direction of the arrow with the recording material conveyance path 43 </ b> A as a boundary, A second image carrier unit 30 having a second image carrier belt 31 that moves endlessly in the direction of the arrow is disposed at the bottom. Four first image forming units 80Y, 80C, 80M, and 80K are provided on the upper tension surface of the first image carrier belt 21, and four first image forming units 80Y, 80C, 80M, and 80K are provided on the inclined tension surface of the second image carrier belt 31. Two image forming units 81Y, 81C, 81M and 81K are provided. Y, C, M, and K along the numbers of the first and second image forming units correspond to the colors of the toner to be handled. Y is yellow, C is cyan, M is magenta, and K is black. Means. Y, C, M, and K are also used in the same meaning with respect to the photoreceptor 1 provided in the first and second image forming units and rotating together with the first image carrying belt 21 and the second image carrying belt 31. . The photoreceptors 1Y to 1K are arranged at the same interval, and at least at the time of image formation, are in contact with a part of the stretched portion between the image bearing belts 21 and 31, respectively.

図9において、画像形成装置100の動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう回転可能に支持された円筒状の感光体1の周囲に、静電写真プロセスに従い帯電手段であるスコロトロンチャージャ2、露光装置3、現像装置4、クリーニング装置2、光除電装置Q等の作像部材や電位センサS1、画像センサS2が配設されている。   In FIG. 9, during operation of the image forming apparatus 100, charging means is provided around a cylindrical photosensitive member 1 rotatably supported so as to rotate in the direction of an arrow by a driving source (not shown) according to an electrophotographic process. Image forming members such as the scorotron charger 2, the exposure device 3, the developing device 4, the cleaning device 2, and the light static elimination device Q, the potential sensor S1, and the image sensor S2 are disposed.

感光体1は、例えば直径30〜120mm程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層(OPC)を形成したものである。アモルファスシリコン(a−Si)層を形成した感光体も採用可能である。またベルト状の感光体も採用できる。クリーニング装置85は、クリーニングブラシ85a、クリーニングブレード85b、回収部材85cを備え、感光体ドラム1表面に残留するトナー等の異物を除去、回収する。   The photoreceptor 1 is obtained by forming an organic photosensitive layer (OPC), which is a photoconductive substance, on an aluminum cylinder surface having a diameter of about 30 to 120 mm, for example. A photoconductor on which an amorphous silicon (a-Si) layer is formed can also be used. A belt-like photoreceptor can also be employed. The cleaning device 85 includes a cleaning brush 85a, a cleaning blade 85b, and a collecting member 85c, and removes and collects foreign matters such as toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1.

図示しない露光装置は、各色毎の画像データ対応の光を、スコロトロンチャージャ2で一様に帯電済みの各感光体ドラム1の表面に走査し、静電潜像を形成する。露光装置としては、発光素子としてLED(発光ダイオード)アレイと結像素子からなる露光装置が用い得るが、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用い、形成すべき画像データに応じて変調したビーム光によるレーザスキャン方式の露光装置も採用できる。また帯電手段としては、チャージャのほかに、感光体ドラム1の表面に接触させるタイプ、たとえば帯電ローラも採用できる。   An exposure apparatus (not shown) scans light corresponding to image data for each color on the surface of each photosensitive drum 1 that is uniformly charged by the scorotron charger 2 to form an electrostatic latent image. As an exposure apparatus, an exposure apparatus comprising an LED (light emitting diode) array and an imaging element can be used as a light emitting element, but a laser using a light beam modulated according to image data to be formed using a laser light source, a polygon mirror, or the like. A scanning type exposure apparatus can also be employed. In addition to the charger, a type that makes contact with the surface of the photosensitive drum 1, such as a charging roller, can be used as the charging means.

本実施例の現像は、トナーとキャリヤからなるニ成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体1に対しレーザビームにより各感光体1の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性(マイナス極性)の所定の色のトナーで現像され、顕像となる。いわゆる反転現像がおこなわれる。現像装置の構成の詳細説明については前述したとおりである。   The development in this embodiment is a development system that employs a two-component developer composed of toner and carrier. The electrostatic latent image for each color formed on the surface of each photosensitive member 1 by a laser beam with respect to the negatively charged photosensitive member 1 is developed with toner of a predetermined color having the same polarity (negative polarity) as the charged polarity of the photosensitive member. And become a visible image. So-called reversal development is performed. The detailed description of the configuration of the developing device is as described above.

複数のローラ23、24、25、26(2個)、27、28、29により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第1像担持ベルト21が、第1の画像形成ユニット80Y〜80Kにおける感光体1Y、1C、1M、1Kの下部に設けられている。この像担持ベルト21は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。また第1像担持ベルト21の内周部には各感光体1Y、1C、1M、1Kに対向させて1次転写ローラ22が設けられている。   A first image carrier belt 21 as an image carrier that is supported by a plurality of rollers 23, 24, 25, 26 (two), 27, 28, 29 and travels in the direction of the arrow is a first image forming unit 80Y. It is provided below the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K at -80K. The image bearing belt 21 is endless, and is stretched and arranged so that a part of each photoconductor after the developing process comes into contact. In addition, a primary transfer roller 22 is provided on the inner peripheral portion of the first image carrying belt 21 so as to face each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K.

第1像担持ベルト21の外周部には、ローラ23に対向する位置にクリーニング装置20Aが設けられている。このクリーニング装置20Aは、像担持ベルトベルト21の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。像担持ベルト21に関連する部材は、第1像担持体ユニットとして一体的に構成してあり、画像形成装置100に対し着脱が可能となっている。   A cleaning device 20 </ b> A is provided on the outer periphery of the first image carrying belt 21 at a position facing the roller 23. The cleaning device 20 </ b> A wipes off unnecessary toner remaining on the surface of the image bearing belt 21 and foreign matters such as paper dust. The members related to the image carrier belt 21 are integrally formed as a first image carrier unit and can be attached to and detached from the image forming apparatus 100.

複数のローラ33〜38により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第2像担持ベルト31が、第2の画像形成ユニット81Y〜81Kにおける感光体1Y、1C、1M、1Kに接触して、設けられている。この像担持ベルト31は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。像担持ベルト31の内周部には各感光体1Y、1C、1M、1Kに対向させて1次転写ローラ32が設けられている。   A second image carrier belt 31 as an image carrier that is supported by a plurality of rollers 33 to 38 and runs in the direction of the arrow contacts the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K in the second image forming units 81Y to 81K. And it is provided. The image carrying belt 31 is endless and is stretched and arranged so that a part of each photoconductor after the developing process comes into contact. A primary transfer roller 32 is provided on the inner peripheral portion of the image bearing belt 31 so as to face the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K.

第2像担持ベルト31の外周部には、ローラ33に対向する位置にクリーニング装置30Aが設けられている。このクリーニング装置30Aは、像担持ベルトベルト31の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。像担持ベルト31に関連する部材は、第2像担持体ユニット30として一体的に構成してあり、画像形成装置100に対し着脱が可能となっている。   A cleaning device 30 </ b> A is provided on the outer periphery of the second image carrying belt 31 at a position facing the roller 33. The cleaning device 30 </ b> A wipes away unnecessary toner remaining on the surface of the image bearing belt 31 and foreign matters such as paper dust. Members related to the image carrier belt 31 are integrally configured as the second image carrier unit 30 and can be attached to and detached from the image forming apparatus 100.

さらに前記第1像担持ベルト21の外周で、支持ローラ28の近傍には、第1の2次転写ローラ46が設けてある。第1像担持ベルト21と2次転写ローラ46の間に記録媒体(以下用紙P)を通過させながら、第1の2次転写ローラ46にバイアスを印加することで第1像担持ベルト21が担持するトナーによる画像が用紙Pに転写される。   Further, a first secondary transfer roller 46 is provided in the vicinity of the support roller 28 on the outer periphery of the first image carrying belt 21. The first image carrying belt 21 is carried by applying a bias to the first secondary transfer roller 46 while passing a recording medium (hereinafter referred to as paper P) between the first image carrying belt 21 and the secondary transfer roller 46. The toner image is transferred onto the paper P.

前記第2像担持ベルト31の外周で、支持ローラ34の近傍には、第2の2次転写手段である転写チャージャ47が設けてある。転写チャージャ47は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が印加される。像担持ベルト31と転写チャージャ47の間に用紙Pを通過させながら、転写電流を印加することで第2像担持ベルト31が担持するトナーによる画像が用紙Pに転写される。前記転写ローラ46と転写チャージャ47に印加される転写電流の極性は、ともにトナーの極性と逆のプラス極性である。   A transfer charger 47 as a second secondary transfer unit is provided on the outer periphery of the second image bearing belt 31 and in the vicinity of the support roller 34. The transfer charger 47 is a known type, and a thin wire of tungsten or gold is used as a discharge electrode, held by a casing, and a transfer current is applied to the discharge electrode from a power source (not shown). By applying a transfer current while passing the paper P between the image carrying belt 31 and the transfer charger 47, an image by the toner carried by the second image carrying belt 31 is transferred to the paper P. The polarity of the transfer current applied to the transfer roller 46 and the transfer charger 47 is a positive polarity opposite to the polarity of the toner.

画像形成装置100の右側には用紙を供給可能に収納した給紙装置40が配備されており、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対42Bにより記録体搬送経路43Bや43Aに送られる。記録体搬送路43Aの延長上に、前記第2の転写ステーションを通過した用紙を、記録体の搬送方向下流に備えた定着装置60における定着ニップまで、平面状態を保って搬送させるための、記録体移送手段50を備えている。記録体移送手段50は、矢印方向に無端移動する搬送ベルト51を支持するローラ52、53、54、55、56を有し、搬送ベルト51の外側には、ローラ55に対向させてクリーニング装置50A、ローラ56に対向させて記録体Pを吸着させるための吸着用チャージャ57、ローラ54に対向させて除電・分離チャージャ58を備えている。   On the right side of the image forming apparatus 100, a paper feeding device 40 that accommodates paper is provided, and only one sheet is reliably sent to the recording material conveyance paths 43B and 43A by a plurality of conveyance roller pairs 42B. Recording for transporting the sheet that has passed through the second transfer station on the extension of the recording medium conveyance path 43A to the fixing nip of the fixing device 60 provided downstream in the conveyance direction of the recording medium while maintaining a flat state. Body transport means 50 is provided. The recording medium transporting unit 50 has rollers 52, 53, 54, 55, and 56 that support the transport belt 51 that moves endlessly in the direction of the arrow. The cleaning device 50A faces the roller 55 on the outside of the transport belt 51. Further, an adsorption charger 57 for adsorbing the recording medium P facing the roller 56 and a charge eliminating / separating charger 58 facing the roller 54 are provided.

未定着のトナー画像と接触しながら記録体Pとともに移動する搬送ベルト51は、前記吸着用チャージャ57により、トナーの極性と同極性のマイナス帯電が施される。搬送ベルト51として、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどが採用できる。表面にトナーとの離型性を与えるとともに、帯電可能の抵抗値を備える。このベルト51の走行速度は、定着装置における記録体の走行速度と合わせてある。   The conveyance belt 51 that moves together with the recording medium P in contact with the unfixed toner image is negatively charged by the suction charger 57 with the same polarity as the polarity of the toner. As the conveyance belt 51, a metal belt, a polyimide belt, a polyamide belt, or the like can be employed. The surface is provided with releasability from the toner and has a chargeable resistance value. The traveling speed of the belt 51 is matched with the traveling speed of the recording medium in the fixing device.

記録体搬送手段50の用紙搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置60が設けられている。ローラ内部にヒータを備えるタイプ、加熱されるベルトを走行させるベルト定着装置、また加熱の方式に誘導加熱を採用した定着装置などが採用できる。用紙両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、定着ローラ、定着ベルトの材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、用紙の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。定着の終了した用紙を冷却し、不安定なトナーの状態を早期に安定させるため、冷却機能を有した冷却ローラ対70を定着後の搬送路に備えている。放熱部を有するヒートパイプ構造のローラが採用できる。冷却された用紙は、排紙ローラ対71により、画像形成装置100の左側に設けた排紙スタック部75に排紙、スタックさせる。この排紙スタック部は、大量の用紙をスタック可能にするため、不図示のエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。なお排紙スタック部75を通過させ、別の後処理装置に向けて用紙を搬送させることもできる。別の後処理装置としては、穴あけ、断裁、折、綴じなど製本のための装置である。   A fixing device 60 having a heating unit is provided on the downstream side of the recording material transport unit 50 in the paper transport direction. A type having a heater inside the roller, a belt fixing device that runs a heated belt, a fixing device that employs induction heating as a heating method, and the like can be employed. In order to make the color and glossiness of the images on both sides of the paper the same, the material, hardness, surface properties, etc. of the fixing roller and fixing belt are made equal. Further, the fixing condition is controlled by a full-color and monochrome image, or single-sided or double-sided, or is controlled by a control unit (not shown) so as to obtain an optimal fixing condition according to the type of paper. A cooling roller pair 70 having a cooling function is provided in the conveyance path after fixing in order to cool the sheet after fixing and stabilize the unstable toner state at an early stage. A heat pipe structure roller having a heat radiating portion can be employed. The cooled sheet is discharged and stacked by a discharge roller pair 71 on a discharge stack unit 75 provided on the left side of the image forming apparatus 100. The discharge stacking unit employs a mechanism in which a receiving member moves up and down according to a stack level by an elevator mechanism (not shown) so that a large amount of sheets can be stacked. It is also possible to pass the paper through the paper discharge stack unit 75 and transport the paper toward another post-processing apparatus. Another post-processing apparatus is an apparatus for bookbinding such as punching, cutting, folding, and binding.

未使用のキャリアを含む現像剤が収納された各色のカートリッジ86Y、86C、86M、86Kが、着脱可能に収納空間86に収納される。不図示の現像剤搬送手段により、各現像装置に必要に応じ現像剤を供給するようになっている。本実施例の構成は、上下に配された画像形成ユニット80、81に対し、カートリッジは共通にしているが、別々にすることもできる。消耗の多いブラックトナー用のカートリッジ86Kを、特に大容量としておくことも可能である。この収納空間86は、画像形成装置上面で操作方向から見て奥側にあって、画像形成装置上面の手前側は平面部分が確保されているため、作業台として利用できる。   The cartridges 86Y, 86C, 86M, and 86K for each color in which the developer including the unused carrier is stored are detachably stored in the storage space 86. A developer conveying means (not shown) supplies the developer to each developing device as necessary. In the configuration of this embodiment, the cartridge is common to the image forming units 80 and 81 arranged above and below, but they can be separated. The black toner cartridge 86K that is highly consumed can have a particularly large capacity. The storage space 86 is on the back side when viewed from the operation direction on the upper surface of the image forming apparatus, and a plane portion is secured on the front side of the upper surface of the image forming apparatus, so that it can be used as a work table.

以下、動作を説明する。
<片面記録の動作>
前記の構成において、用紙Pの片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。片面記録の方法は基本的に2種類あって、選択が可能となっている。2種類のうちの一つは、第1の像担持ベルト21に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する方法であり、他の方法は、第2の像担持ベルト31に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する方法である。本実施の形態では画像形成装置100の構成から、第1の像担持ベルト21に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の上面に、第2の像担持ベルト31に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の下面に形成される。記録するべきデータが複数の頁になるケースでは、排紙スタック部75上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせるよう、第1の像担持ベルト21に画像を担持させた後、用紙に転写させる方法について説明する。
The operation will be described below.
<Single-sided recording operation>
The operation at the time of single-sided recording in which a full color image is formed on one side of the paper P in the above configuration will be described. There are basically two types of single-sided recording methods that can be selected. One of the two types is a method of directly transferring an image carried on the first image carrying belt 21 to one side of the paper, and the other method is an image carried on the second image carrying belt 31. Is directly transferred onto one side of the paper. In the present embodiment, because of the configuration of the image forming apparatus 100, when an image carried on the first image carrying belt 21 is directly transferred to one side of the paper, the image is placed on the upper surface of the paper and the second image carrying belt. When the image carried on 31 is directly transferred to one side of the paper, the image is formed on the lower surface of the paper. In the case where the data to be recorded is a plurality of pages, it is convenient to control the image forming order so that the pages are aligned on the paper discharge stack unit 75. An explanation will be given of a method in which an image is carried on the first image carrying belt 21 and then transferred to a sheet so that the pages are arranged in order from the image data of the last page.

画像形成装置100を稼動させると、第1の像担持ベルト21と第1の画像形成ユニット80Y〜80Kにおける感光体1Y、1C、1M、1Kが回動する。同時に第2の像担持ベルト31が回動するが、第2の画像形成ユニット81Y〜81Kにおける感光体1Y、1C、1M、1Kは第2の像担持ベルト31と離間されるとともに不回転状態にされる。まず、画像形成ユニット80Yによる画像形成から開始される。LED(発光ダイオード)アレイと結像素子からなる露光装置4の作動により、LEDから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、帯電装置3により一様帯電された感光体1Yの表面に照射されて静電潜像が形成される。   When the image forming apparatus 100 is operated, the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K in the first image carrying belt 21 and the first image forming units 80Y to 80K rotate. At the same time, the second image carrier belt 31 rotates. However, the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K in the second image forming units 81Y to 81K are separated from the second image carrier belt 31 and are not rotated. Is done. First, image formation by the image forming unit 80Y is started. By the operation of the exposure device 4 composed of an LED (light emitting diode) array and an imaging element, light corresponding to image data for yellow emitted from the LED is irradiated onto the surface of the photoreceptor 1Y uniformly charged by the charging device 3. Thus, an electrostatic latent image is formed.

静電潜像は現像ローラ5によりイエロートナーで現像され、可視像となり、1次転写ローラ22の転写作用により感光体1Yと同期して移動する第1像担持ベルト21上に静電的に1次転写される。このような潜像形成、現像、1次転写動作が感光体1C、1M、1K側でもタイミングをとって順次同様に行われる。   The electrostatic latent image is developed with yellow toner by the developing roller 5 to become a visible image electrostatically on the first image carrying belt 21 that moves in synchronization with the photoreceptor 1Y by the transfer action of the primary transfer roller 22. Primary transfer is performed. Such latent image formation, development, and primary transfer operations are sequentially performed in the same manner on the photosensitive members 1C, 1M, and 1K.

この結果、第1像担持ベルト21上には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が、順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持され、第1像担持ベルト21とともに矢印の方向に移動される。   As a result, yellow, cyan, magenta, and black toner images are carried on the first image carrying belt 21 as sequentially overlapping full-color toner images, and are moved in the direction of the arrow together with the first image carrying belt 21. .

同時に給紙装置40のなかの給紙トレイ40aあるいは給紙カセット40b〜40dから、記録に使われる用紙Pがその供給のための給紙・分離手段41Aから41Dの一つにより繰り出され、搬送ローラ対42B、42Cにより記録体搬送路43Cに搬送される。用紙の先端がレジストローラ対45に咥えられない前に、ジョガー44は、用紙の搬送方向に対し両方の横方向から、用紙の両辺を押すように作動し、用紙横方向の位置整合がはかられる。レジストローラ対45は静止しており、用紙の先端はレジストローラ対45のニップに入り込んだ状態で静止するが、第1像担持ベルト21上の画像との位置が正規なものとなるよう、タイミングをとってレジストローラ対45が回転し、用紙を転写領域に搬送する。   At the same time, the paper P used for recording is fed out from the paper feed tray 40a or the paper feed cassettes 40b to 40d in the paper feed device 40 by one of the paper feed / separation means 41A to 41D for feeding the paper P. The pair 42B and 42C are conveyed to the recording material conveyance path 43C. Before the leading edge of the paper is picked up by the registration roller pair 45, the jogger 44 operates to push both sides of the paper from both lateral directions with respect to the paper conveyance direction, and the lateral alignment of the paper is not performed. I can be taken. The registration roller pair 45 is stationary, and the leading edge of the sheet is stationary while entering the nip of the registration roller pair 45, but the timing is set so that the position with the image on the first image carrier belt 21 is normal. Then, the registration roller pair 45 is rotated to convey the sheet to the transfer area.

第1像担持ベルト21上のこのフルカラートナー画像は、第1像担持ベルト21と同期して搬送される用紙Pの上面に、二次転写ローラ46による転写作用を受けて転写される。二次転写ローラ46に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。   The full-color toner image on the first image carrying belt 21 is transferred to the upper surface of the paper P conveyed in synchronization with the first image carrying belt 21 by receiving a transfer action by the secondary transfer roller 46. The bias applied to the secondary transfer roller 46 has a positive polarity opposite to the charging polarity of the toner.

その後、第1像担持ベルト21の表面が、ベルトクリーニング装置20Aによりクリーニングされる。また1次転写を終了した第1の画像形成ユニット80Y〜80Kにおける感光体1Y、1C、1M、1Kの表面に残留するトナー等の異物はクリーニング装置85のクリーニングブラシ85a、クリーニングブレード85bにより、各感光体の表面から除去される。各感光体の表面は除電装置Qによる残留電位の除電作用がおこなわれて次の作像・転写工程に備える。除去されたトナー等の異物は、回収手段85cにより、回収部87に送られる。なおセンサS1、S2は、感光体表面の露光後の表面電位と、現像工程後の感光体表面に付着しているトナーの濃度が適切なものであるかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために不図示の制御手段に情報を出す。   Thereafter, the surface of the first image carrying belt 21 is cleaned by the belt cleaning device 20A. Further, foreign matters such as toner remaining on the surfaces of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K in the first image forming units 80Y to 80K that have finished the primary transfer are removed by the cleaning brush 85a and the cleaning blade 85b of the cleaning device 85, respectively. It is removed from the surface of the photoreceptor. The surface of each photoconductor is neutralized by a residual potential by the static eliminator Q to prepare for the next image formation / transfer process. The removed foreign matter such as toner is sent to the collection unit 87 by the collection unit 85c. Sensors S1 and S2 detect whether the surface potential after exposure on the surface of the photoconductor and the concentration of toner attached to the surface of the photoconductor after the development process are appropriate, and appropriately set image forming conditions. Information is sent to a control means (not shown) for control.

像担持ベルト21に重ねられて担持されていたトナー画像が転写された用紙Pは、搬送装置50の搬送ベルト51により定着装置60に向け移送される。用紙Pを確実に搬送ベルト51とともに移送できるよう、あらかじめ移送ベルト51の表面を、用紙の吸着用チャージャ57により帯電する。用紙Pが搬送ベルト51から分離され、確実に定着装置60に送られるよう、除電・分離チャージャ58が作動する。   The paper P onto which the toner image that has been superposed and carried on the image carrying belt 21 is transferred is transferred toward the fixing device 60 by the carrying belt 51 of the carrying device 50. The surface of the transfer belt 51 is charged in advance by a sheet suction charger 57 so that the sheet P can be reliably transferred together with the transport belt 51. The neutralization / separation charger 58 operates so that the paper P is separated from the transport belt 51 and is reliably sent to the fixing device 60.

用紙P上に重ねられていた各色のトナーが定着装置60の熱による定着作用を受け、溶融、混色されて完全にカラー画像となる。用紙の片面(上面)だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギは少なくて済む。不図示の制御手段が画像に応じて定着装置の使用する電力を最適に制御する。定着されたトナーも用紙上で完全に固着するまでは、搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする。この不具合を防止するため、冷却手段である冷却ローラ対70が作動し、トナーと用紙を冷却する。その後、排紙ローラ71により排紙スタック部75に、画像面が上向きとなって排紙される。排紙スタック部75では若い頁の記録物が順次上に重ねられるようにスタックされるよう、作像順序がプログラムされているので、頁順が揃う。排紙スタック部75は、排紙される用紙の増加に従って、下降するので、用紙は整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの用紙を排紙スタック部75に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施するとか、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。   The toners of the respective colors superimposed on the paper P are subjected to the fixing action by the heat of the fixing device 60, and are melted and mixed to completely form a color image. Since toner is contained only on one side (upper surface) of the paper, less heat energy is required for fixing compared to double-sided recording having toner on both sides. A control means (not shown) optimally controls the power used by the fixing device according to the image. Until the fixed toner is completely fixed on the paper, it is rubbed by a guide member or the like on the conveyance path, and an image is lost or distorted. In order to prevent this problem, the cooling roller pair 70, which is a cooling means, operates to cool the toner and the paper. Thereafter, the paper is discharged by the paper discharge roller 71 onto the paper discharge stack 75 with the image surface facing upward. In the paper discharge stack section 75, the image forming order is programmed so that the recorded matter of the young pages is stacked so as to be sequentially stacked on top, so the page order is aligned. Since the paper discharge stack unit 75 is lowered as the number of discharged paper sheets increases, the paper sheets can be stacked in an orderly and reliable manner, and the page order is not disturbed. Instead of directly stacking the recorded paper on the paper discharge stack section 75, a punching process can be performed, or the paper can be conveyed to a post-processing device such as a sorter, a collator, a binding device, or a folding device.

用紙Pの片面に画像を形成させる他の方法では、第1の画像形成ユニット80Y〜80Kにおける画像の形成をおこなわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なるが、基本的には前記の片面記録の工程と同じなので、詳細を省略する。   In another method of forming an image on one side of the paper P, image formation is performed in order from the image data of young pages in order not to form an image in the first image forming units 80Y to 80K and for page alignment. However, the details are omitted because it is basically the same as the one-side recording process.

<両面記録時の動作>
次に用紙Pの両面に画像を形成する両面記録時の動作について説明する。画像形成装置に開始信号が入力されると、前記、片面記録の動作で説明した第1の画像形成ユニット80Y、80C、80M、80Kで順次形成する各色ごとの画像を、第1像担持ベルト21に順次1次転写させ、第1の画像として担持させる工程とほぼ平行して、第2の画像形成ユニット81Y、81C、81M、81Kで順次形成する各色ごとの画像を第2像担持ベルト31aに順次1次転写させ、第2の画像として担持させる工程がおこなわれる。図1に示す構成なので、前記第1の画像と第2の画像が、用紙の搬送方向先端で位置的に合致するためには、第1の画像の形成開始より遅れて第2の画像の形成が開始される。また用紙はレジストローラ対45で静止と再送がおこなわれるので、その時間も見込んで給紙され、ジョガー44で整合される。レジストローラ対45は、タイミングをとって用紙を第1の2次転写手段である転写ローラ46と第1像担持ベルト21で構成された第1転写ステーションに搬送する。転写ローラ46にプラス極性の転写電流が印加され、第1像担持ベルトから用紙Pの片面(図では上面)に画像が転写される。
<Operation during duplex recording>
Next, the operation at the time of double-sided recording in which images are formed on both sides of the paper P will be described. When a start signal is input to the image forming apparatus, an image for each color sequentially formed by the first image forming units 80Y, 80C, 80M, and 80K described in the single-sided recording operation is displayed on the first image carrying belt 21. The image for each color sequentially formed by the second image forming units 81Y, 81C, 81M, and 81K is applied to the second image carrying belt 31a substantially in parallel with the step of carrying out the primary transfer sequentially and carrying it as the first image. A step of sequentially performing primary transfer and carrying as a second image is performed. Since the configuration shown in FIG. 1 is used, in order for the first image and the second image to coincide with each other at the front end in the sheet conveyance direction, the second image is formed after the start of the first image formation. Is started. Further, since the sheet is stopped and retransmitted by the registration roller pair 45, the sheet is fed in consideration of the time and is aligned by the jogger 44. The registration roller pair 45 transports the sheet to a first transfer station constituted by a transfer roller 46 as a first secondary transfer unit and the first image carrying belt 21 at a timing. A transfer current having a positive polarity is applied to the transfer roller 46, and the image is transferred from the first image carrying belt to one side (upper surface in the drawing) of the paper P.

このようにして片面に画像を有した用紙Pは、転写ローラ46の搬送作用により、引き続き第2の二次転写手段たる転写チャージャ47のある第2転写ステーションに送られる。そしてチャージャにプラス極性の転写電流が印加されることにより、第2像担持ベルト31aにあらかじめ担持されているフルカラーの第2の画像が、一括して用紙Pの下面に転写される。   Thus, the sheet P having an image on one side is continuously sent to the second transfer station having the transfer charger 47 as the second secondary transfer means by the transfer action of the transfer roller 46. Then, by applying a positive transfer current to the charger, the full-color second image previously carried on the second image carrying belt 31a is transferred to the lower surface of the paper P in a lump.

このようにして両面にフルカラートナー像が転写された用紙Pは、搬送ベルト51により定着装置60へと移送される。吸着用チャージャにより、搬送ベルト51の表面はトナーの極性と同じマイナス極性で帯電される。用紙下面の未定着のトナーがベルトに移らないようにしている。除電・分離チャージャ58には、交流が印加され、用紙はベルト51から分離され、定着装置60へと移送される。定着装置60の熱による定着処理を受け、用紙の両面のトナー画像が溶融、混合される。用紙は引き続いて冷却ローラ対を通過し、排紙ローラ71により排紙スタック部75上に排紙される。   The paper P on which the full color toner images are transferred on both sides in this way is transported to the fixing device 60 by the transport belt 51. The surface of the transport belt 51 is charged with the same negative polarity as the polarity of the toner by the suction charger. The unfixed toner on the lower surface of the paper is prevented from transferring to the belt. An alternating current is applied to the charge removal / separation charger 58, and the sheet is separated from the belt 51 and transferred to the fixing device 60. The toner images on both sides of the sheet are melted and mixed in response to a fixing process by heat of the fixing device 60. The sheet subsequently passes through the cooling roller pair and is discharged onto the discharge stack unit 75 by the discharge roller 71.

複数の頁の用紙に両面記録する場合、若い頁の画像が下面となって排紙スタック部75にスタックされるように作像順序を制御すると、そこから取り出し、上下面を逆にしたとき記録物は上から順に1頁、その裏に2頁、2枚目が3頁、その裏が4頁となり頁順が揃う。このような作像順序の制御や、定着装置に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御手段(不図示)により実行される。片面記録、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。   When double-sided recording is performed on a plurality of pages of paper, the image formation order is controlled so that the image of a young page becomes the bottom surface and is stacked on the paper discharge stack unit 75. The order of the pages is 1 page in order from the top, 2 pages on the back, 3 pages on the second sheet, and 4 pages on the back. Such control of image forming sequence and control such as increasing the power input to the fixing device compared to the one-side recording are executed by a control means (not shown). As for the single-sided recording and the double-sided recording operation, an example in which full-color recording is executed has been described, but monochrome recording using only black toner is also possible.

次に実施例4を図10に示す。これは前述の図8に対して通常の片面のみを一度に作像するカラー方式である、いわゆるタンデム構成である。概略構成を以下に示す。   Next, Example 4 is shown in FIG. This is a so-called tandem configuration, which is a color system that forms an image on only one side at a time with respect to FIG. A schematic configuration is shown below.

図10のカラー画像形成装置は、いわゆるタンデム方式といわれ、各色毎のプロセスカートリッジPUが直列に配置された構成になっている。各色毎のプロセスカートリッジPUは、感光体1を中心に帯電装置2、現像装置4、クリーニング装置96等から構成される。また各プロセスカートリッジPUの感光体1に対し、露光装置3、中間転写装置の第1像担持ベルト21が配置されており、その他に、用紙搬送部、紙転写装置34a、定着装置60などを備えている。本発明においては、上述の感光体1、帯電装置2、現像装置4及びクリ−ニング装置96等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジPUとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジPUを複写機やプリンタ−等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。これらの作像動作は前述の図8において裏面(第二面)の作像がないだけであるため、説明は省略する。   The color image forming apparatus shown in FIG. 10 is a so-called tandem system, and has a configuration in which process cartridges PU for each color are arranged in series. The process cartridge PU for each color includes a charging device 2, a developing device 4, a cleaning device 96, and the like centering on the photoreceptor 1. Further, an exposure device 3 and a first image carrier belt 21 of an intermediate transfer device are arranged for the photosensitive member 1 of each process cartridge PU, and in addition, a paper transport unit, a paper transfer device 34a, a fixing device 60, and the like are provided. ing. In the present invention, a plurality of components such as the photosensitive member 1, the charging device 2, the developing device 4, and the cleaning device 96 described above are integrally coupled as a process cartridge PU. The process cartridge PU is configured to be detachable from an image forming apparatus main body such as a copying machine or a printer. Since these image forming operations are merely the absence of image formation on the back surface (second surface) in FIG. 8 described above, description thereof is omitted.

次に本発明に用いられる現像剤の特性について説明する。キャリアについては、体積平均粒径が20〜60μmが好ましい。平均粒径が60μm以下の小粒径のキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、くみあげ量を低減することができ、現像装置内で循環する現像剤量を低減することができる。特にストレスのかかる現像剤規制部材を通過する現像剤量が少なくなることから、長寿命化に寄与する。さらには現像領域における磁気ブラシがより緻密になるためにさらなる高画質化や画質の安定性が達成される。なおキャリアの平均粒径が60μmより大きいと現像剤循環部でオーバーフローがおきやすくなり、安定な剤循環が行えない。また20μmより小さいと感光体にキャリアが付着したり、現像器からキャリアが飛散しやすくなるという不具合が発生する。キャリアの平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計(日機装株式会社)のSRAタイプを使用し、0.7[μm]以上、125[μm]以下のレンジ設定で行うことができる。   Next, the characteristics of the developer used in the present invention will be described. The carrier preferably has a volume average particle size of 20 to 60 μm. By using a carrier having a small particle diameter having an average particle diameter of 60 μm or less, the amount of pumping can be reduced without reducing the developing ability, and the amount of developer circulating in the developing device can be reduced. In particular, since the amount of developer passing through the stress-regulating developer regulating member is reduced, it contributes to a longer life. Furthermore, since the magnetic brush in the development area becomes denser, further higher image quality and stability of image quality are achieved. If the average particle size of the carrier is larger than 60 μm, overflow tends to occur in the developer circulation portion, and stable agent circulation cannot be performed. On the other hand, if it is smaller than 20 μm, the carrier adheres to the photoreceptor or the carrier is likely to be scattered from the developing device. The average particle size of the carrier can be measured using a SRA type of a Microtrac particle size analyzer (Nikkiso Co., Ltd.) with a range setting of 0.7 [μm] or more and 125 [μm] or less.

次にトナー特性について説明する。粒径について、トナーの体積平均粒径は3〜8μmが好ましい。粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって現像における濃度変動を小さくすることができる。また600dpi以上の微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。一方、体積平均粒径(D4)が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。体積平均粒径(D4)が8μmを超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、同時に重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)は1.00〜1.30の範囲にあることが好ましい。   Next, toner characteristics will be described. Regarding the particle diameter, the volume average particle diameter of the toner is preferably 3 to 8 μm. By using a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution, the gap between the toner particles is reduced, so that the necessary amount of toner can be reduced without impairing the color reproducibility. Therefore, density fluctuation in development can be reduced. Further, the stable reproducibility of a minute dot image of 600 dpi or more is improved, and a stable high image quality can be obtained for a long time. On the other hand, when the volume average particle diameter (D4) is less than 3 μm, phenomena such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties tend to occur. When the volume average particle diameter (D4) exceeds 8 μm, the pile height of the image becomes large and it is difficult to suppress scattering of characters and lines. At the same time, the ratio (D4 / D1) of the weight average particle diameter (D4) to the number average particle diameter (D1) is preferably in the range of 1.00 to 1.30.

(D4/D1)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。   The closer (D4 / D1) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.

次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。以下に測定方法について述べる。   Next, a method for measuring the particle size distribution of toner particles will be described. Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.

まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。   First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. Here, the electrolytic solution is prepared by preparing an about 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride, and for example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measuring device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) of the toner can be obtained.

チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。   As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm.

トナーの形状係数SF−1は100〜180、形状係数SF−2は100〜180の範囲にあることが好ましい。図11、図12は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。すなわち、
SF−1={(MXLNG)/AREA}×(100π/4)
と表せる。SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180. 11 and 12 are diagrams schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4. That is,
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4)
It can be expressed. When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.

また、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100/4πを乗じた値である。すなわち、
SF−2={(PERI)/AREA}×(100/4π)
と表せる。SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula. A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner onto the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4π. That is,
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π)
It can be expressed. When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.

形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算できる。   Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Can be calculated.

トナーの形状が球形に近くなると、トナー間の接触状態が点接触となるためにトナー同士の吸着力は弱まりしたがって流動性が高くなる。ゆえに剤の循環性が向上するため、ストレスが小さくなり、長期的に安定した一方向循環を行うことが可能となる。また、トナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。一方、形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、流動性が悪化し、剤循環性が悪いために好ましくない。また転写率が低下するため好ましくない。   When the shape of the toner is close to a sphere, the contact state between the toners becomes a point contact, so that the attractive force between the toners is weakened and the fluidity is increased. Therefore, since the circulatory property of the agent is improved, the stress is reduced, and it becomes possible to perform a stable unidirectional circulation for a long time. In addition, since the contact state between the toner and the photoconductor is a point contact, the attractive force between the toner and the photoconductor is weakened, and the transfer rate is increased, contributing to the improvement in image quality. On the other hand, if any of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the fluidity is deteriorated and the agent circulation property is poor. Further, the transfer rate is lowered, which is not preferable.

本発明のトナーは、トナーの粒子表面に平均一次粒径が50〜500nmで、嵩密度が0.3mg/cm以上の微粒子(以下、単に微粒子という)を付着させたものである。なお、通常の流動性向上剤にシリカ等がよく用いられるが、例えば、このシリカの平均一次粒径は通常10〜30nm、嵩密度が0.1〜0.2mg/cmである。 In the toner of the present invention, fine particles (hereinafter, simply referred to as fine particles) having an average primary particle diameter of 50 to 500 nm and a bulk density of 0.3 mg / cm 3 or more are adhered to the toner particle surface. In addition, although silica etc. are often used for a normal fluid improvement agent, for example, the average primary particle diameter of this silica is 10-30 nm normally, and a bulk density is 0.1-0.2 mg / cm < 3 >.

また本発明において、トナーの表面に適切な特性の微粒子が存在することで、トナー粒子と対象体との間に適度な空隙が形成される。また、微粒子は、トナー粒子、感光体、帯電付与部材との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、現像・転写効率の向上に有効である。また現像剤の流動性が高まるためストレスの低減効果があり、長寿命化にも寄与する。さらに、コロの役割を果たすため、感光体を摩耗または損傷させることなく、クリーニングブレードと感光体との高ストレス(高荷重、高速度等)下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。これらの特性は、トナー粒子の受けるシェアを低減させる作用を示すので、高速定着(低エネルギー定着)のためトナーに含有されている低レオロジー成分によるトナー自身のフィルミングの低減効果を発揮する。しかも、微粒子として、平均一次粒径が50〜500μmの範囲のものを用いると、十分にその優れたクリーニング性能を活かすことができる上、極めて小粒径であるため、トナーの粉体流動性を低下させることがない。さらに、詳細は明らかでないが、表面処理された微粒子はトナーに外部添加されても、仮にキャリアを汚染した場合においても現像剤劣化の度合が少ない。よって経時的にトナーの流動性および帯電性の変化が少ないため、長期的に現像剤の循環を安定に行うことができる。また画質の安定性も高くなる。   In the present invention, since fine particles having appropriate characteristics are present on the surface of the toner, an appropriate gap is formed between the toner particles and the object. Further, the fine particles have a very small contact area with the toner particles, the photoconductor, and the charge imparting member and are evenly contacted with each other. Moreover, since the fluidity of the developer is increased, it has an effect of reducing stress and contributes to a longer life. Furthermore, since it plays the role of a roller, it is difficult to be buried in toner particles even during cleaning under high stress (high load, high speed, etc.) between the cleaning blade and the photoconductor without wearing or damaging the photoconductor. Or, even if it is buried a little, it can be detached and returned, so that stable characteristics can be obtained over a long period of time. Further, the toner is moderately detached from the surface of the toner and accumulated at the tip of the cleaning blade, and the so-called dam effect has an effect of preventing a phenomenon that the toner passes from the blade. Since these characteristics have an effect of reducing the share received by the toner particles, the filming effect of the toner itself due to the low rheological component contained in the toner is exhibited for high-speed fixing (low energy fixing). In addition, when fine particles having an average primary particle size in the range of 50 to 500 μm are used, the excellent cleaning performance can be fully utilized, and since the particle size is extremely small, the powder fluidity of the toner is improved. There is no reduction. Further, although the details are not clear, even if the surface-treated fine particles are externally added to the toner or the carrier is contaminated, the degree of developer deterioration is small. Accordingly, since the change in toner fluidity and chargeability with time is small, the developer can be circulated stably over a long period of time. Also, the stability of image quality is increased.

微粒子の平均一次粒径(以下、平均粒径という)は、50〜500nmのものが用いられ、特に100〜400nmのものが好ましい。50nm未満であると、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分に埋没してコロの役割を低下する場合が生じる。一方、500μmよりも大きいと、微粒子がブレードと感光体表面の間に位置した場合、トナー自身の接触面積と同レベルのオーダーとなり、クリーニングされるべきトナー粒子を通過させる、即ちクリーニング不良を発生させやすくなる。   The average primary particle size (hereinafter referred to as the average particle size) of the fine particles is 50 to 500 nm, and particularly preferably 100 to 400 nm. If the thickness is less than 50 nm, the fine particles may be buried in the concave and convex portions on the toner surface to lower the role of the rollers. On the other hand, when the particle size is larger than 500 μm, when the fine particles are located between the blade and the surface of the photosensitive member, the order is the same level as the contact area of the toner itself, and the toner particles to be cleaned pass, that is, defective cleaning occurs. It becomes easy.

嵩密度が0.3mg/cm未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナー及び微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や、クリーニング部で蓄積して、トナーのクリーニング不良を防止するいわゆるダム効果といった働きが低下してしまう。 When the bulk density is less than 0.3 mg / cm 3 , although there is a contribution to the improvement of fluidity, the scattering property and adhesion of the toner and fine particles become high, so the effect as a toner and a roller, and the accumulation in the cleaning unit. As a result, the so-called dam effect that prevents toner cleaning failure is reduced.

本発明の微粒子において、無機化合物としては、SiO、TiO、Al、MgO、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO、SrTiO等を例示することができ、好ましくは、SiO、TiO、Alが挙げられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。 In the fine particles of the present invention, the inorganic compounds include SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CuO, ZnO, SnO 2 , CeO 2 , Fe 2 O 3 , BaO, CaO, K 2 O, Na 2 O. , ZrO 2 , CaO · SiO 2 , K 2 O (TiO 2 ) n, Al 2 O 3 · 2SiO 2 , CaCO 3 , MgCO 3 , BaSO 4 , MgSO 4 , SrTiO 3 and the like, preferably , SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 . In particular, these inorganic compounds may be hydrophobized with various coupling agents, hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, octyltrimethoxysilane, and the like.

また、有機化合物の微粒子としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、前記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。   The organic compound fine particles may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For example, vinyl resin, polyurethane resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, silicon resin, phenol resin, melamine resin, Examples include urea resins, aniline resins, ionomer resins, and polycarbonate resins. As the resin fine particles, two or more of the above resins may be used in combination. Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.

ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。   Specific examples of vinyl resins include polymers obtained by homopolymerization or copolymerization of vinyl monomers, such as styrene- (meth) acrylic acid ester copolymers, styrene-butadiene copolymers, (meth) acrylic acid. -Acrylic ester copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, and the like.

なお、微粒子の嵩密度は下記の方法により測定した。100mlのメスシリンダーを用いて、微粒子を徐々に加え100mlにした。その際、振動は与えなかった。このメスシリンダーの微粒子を入れる前後の重量差により嵩密度を測定した。
嵩密度(g/cm)=微粒子量(g/100ml)÷100
The bulk density of the fine particles was measured by the following method. Using a 100 ml graduated cylinder, fine particles were gradually added to make 100 ml. At that time, no vibration was applied. The bulk density was measured by the difference in weight before and after placing the fine particles of the graduated cylinder.
Bulk density (g / cm 3 ) = fine particle amount (g / 100 ml) ÷ 100

本発明の微粒子を、トナー表面に外添加し付着させる方法としては、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。   The fine particles of the present invention can be externally added and adhered to the toner surface by mechanically mixing and adhering the toner base particles and fine particles using various known mixing devices, or in the liquid phase. There is a method in which the base particles and the fine particles are uniformly dispersed with a surfactant or the like, and are dried after the adhesion treatment.

ここで、図13の表に示すような現像磁極の現像ローラを用いた一方向循環型現像器を搭載した画像形成装置で、連続5万枚の耐久性評価を実施した。この画像形成装置の感光体線速は500mm/sである。評価内容として初期、5万枚印字後の画像白抜け、ざらつき、地肌汚れ、画像濃度偏差をランク付けした結果を図13に示す。最も良いレベルが5、異常が目立つレベル1、その中間を3とした。また、総合的な評価は画像白抜け、ざらつき、地肌汚れ、画像濃度偏差のランクの合計が17以上を◎、12以上を○、12未満を×として表している。   Here, continuous durability evaluation of 50,000 sheets was performed with an image forming apparatus equipped with a one-way circulation type developing device using a developing roller having a developing magnetic pole as shown in the table of FIG. The photosensitive member linear velocity of this image forming apparatus is 500 mm / s. FIG. 13 shows the results of ranking the initial white background, roughness, background stain, and image density deviation after printing 50,000 sheets as evaluation contents. The best level is 5, level 1 where the abnormality is conspicuous, and 3 in between. In addition, the overall evaluation is represented by ◎ when the sum of the ranks of image blank, roughness, background stain, and image density deviation is 17 or more, ◯ when 12 or more, and × when less than 12.

初期画像においては、主磁極半値幅が大きくなるにつれ、白抜けおよびざらつきの程度が悪くなる傾向が見られる。5万枚後の画像においては、半値幅が広いNo.1の水準では地肌汚れおよび濃度偏差も悪化している。これは現像剤の劣化により現像剤の帯電性が低下したためであると考えられる。   In the initial image, as the half width of the main magnetic pole increases, the degree of white spots and roughness tends to deteriorate. In the image after 50,000 sheets, No. At the level of 1, the background dirt and density deviation are also worsened. This is considered to be because the chargeability of the developer is lowered due to the deterioration of the developer.

本発明の第1の実施例の現像装置を示す図The figure which shows the image development apparatus of 1st Example of this invention. 下ケーシングで構成される各搬送路及び各オーガの感光体ドラム側からの斜視図Perspective view from the photosensitive drum side of each conveyance path and each auger configured by the lower casing 現像ローラと現像磁極について示す図Diagram showing development roller and development magnetic pole 現像装置での現像ローラの磁力分布とその大きさ程度を示す図Diagram showing magnetic distribution and magnitude of developing roller in developing device 図1の実施例の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the Example of FIG. 現像装置の他の実施構成を示す図The figure which shows the other implementation structure of a developing device. 現像装置の他の実施構成を示す図The figure which shows the other implementation structure of a developing device. 本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した略中央断面図1 is a schematic central sectional view showing an internal configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied; 図8の装置のチャージャの部分の拡大図Enlarged view of the charger part of the apparatus of FIG. 本発明の第4の実施例に係る画像形成装置を示す図The figure which shows the image forming apparatus which concerns on the 4th Example of this invention. 形状係数SF−1について示す図The figure shown about shape factor SF-1 形状係数SF−2について示す図Diagram showing shape factor SF-2 現像磁極の現像ローラを用いた一方向循環型現像器を搭載した画像形成装置で、連続5万枚の耐久性評価を実施した結果を示す図The figure which shows the result of having performed the durability evaluation of 50,000 sheets continuously in the image forming apparatus equipped with the one-way circulation type developing device using the developing roller of the developing magnetic pole 2軸搬送タイプの現像装置を示す図The figure which shows the developing device of a biaxial conveyance type 一方向循環方式(3軸構成)の現像装置を示す図Diagram showing developing device of one-way circulation system (3-axis configuration) 他のスクリューオーガの撹拌搬送している現像剤が混じらない隔壁により遮蔽されて第三のスクリューオーガが撹拌搬送を行う現像装置を示す図The figure which shows the image development apparatus which the 3rd screw auger carries out stirring conveyance by being shielded by the partition which the developer currently carrying out stirring conveyance of the other screw auger does not mix 形成される画像の幅方向に連通する二つの攪拌室を有して現像剤を循環搬送する現像装置を示す図The figure which shows the image development apparatus which has two stirring chambers connected in the width direction of the image formed, and circulates and conveys a developer.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム
2 帯電装置
3 露光装置
4 現像装置
5 現像ローラ
5a 磁石ローラ体(磁石ローラ)
6 回収スクリュー
6a、6b 仕切り板
7 回収搬送路
8 供給スクリュー
8a 移送部位置
9 供給搬送路
10 攪拌搬送路
11 攪拌搬送スクリュー
11a 搬送用スクリュー部
11b 移送用パドル
11c 逆転スクリュー
12 下ケーシング
13 上ケーシング
16 現像剤規制部材
18 余剰現像剤回収部材
19 放熱用部材
20 フィン
20A クリーニング装置
21 第1像担持ベルト
21A ガイド部
22A 現像剤捕捉ローラ
23〜29 ローラ
23A スクレーパ
28 放熱フィン
30 第2像担持体ユニット
30A クリーニング装置
31 第2像担持ベルト
31a 第2像担持ベルト
32 1次転写ローラ
33〜38 ローラ
34a 紙転写装置
40 給紙装置
40a 給紙トレイ
40b〜40d 給紙カセット
41 現像ローラ
41A〜41D 給紙・分離手段
42B、42C 搬送ローラ対
43 現像スリーブ
43A、43B、43C 記録体搬送路
44 ジョガー
45 レジストローラ対
46 2次転写ローラ
47 転写チャージャ
50 記録体移送手段
50A クリーニング装置
51 搬送ベルト
52〜56 ローラ
57 吸着用チャージャ
58 除電・分離チャージャ
60 定着装置
70 冷却ローラ対
71 排紙ローラ対
75 排紙スタック部
80Y、80C、80M、80K 第1画像形成ユニット
81Y、81C、81M、81K 第2画像形成ユニット
85 クリーニング装置
85a クリーニングブラシ
85b クリーニングブレード
85c 回収部材
86 収納空間
86Y、86C、86M、86K カートリッジ
94 現像剤供給口
95 剤落下口
96 クリーニング装置
100 画像形成装置本体
PU プロセスカートリッジ
Q 光除電装置
S1 電位センサ
S2 画像センサ
P 用紙
P1b 現像主磁石
P1a、P1c 主磁極磁力形成補助磁石
P3〜P6 磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging apparatus 3 Exposure apparatus 4 Developing apparatus 5 Developing roller 5a Magnet roller body (magnet roller)
6 Recovery screw 6a, 6b Partition plate 7 Recovery transfer path 8 Supply screw 8a Transfer part position 9 Supply transfer path 10 Stirring transfer path 11 Stirring transfer screw 11a Transfer screw part 11b Transfer paddle 11c Reverse screw 12 Lower casing 13 Upper casing 16 Developer regulating member 18 Surplus developer collecting member 19 Heat radiating member 20 Fin 20A Cleaning device 21 First image carrier belt 21A Guide portion 22A Developer capturing roller 23 to 29 Roller 23A Scraper 28 Heat radiating fin 30 Second image carrier unit 30A Cleaning device 31 Second image carrier belt 31a Second image carrier belt 32 Primary transfer roller 33-38 roller 34a Paper transfer device 40 Paper feed device 40a Paper feed tray 40b-40d Paper feed cassette 41 Developing roller 41A- 41D Paper feeding / separating means 42B, 42C Conveying roller pair 43 Developing sleeves 43A, 43B, 43C Recording member conveying path 44 Jogger 45 Registration roller pair 46 Secondary transfer roller 47 Transfer charger 50 Recording member conveying means 50A Cleaning device 51 Conveying belt 52 ˜56 roller 57 suction charger 58 static elimination / separation charger 60 fixing device 70 cooling roller pair 71 paper discharge roller pair 75 paper discharge stack unit 80Y, 80C, 80M, 80K first image forming unit 81Y, 81C, 81M, 81K second Image forming unit 85 Cleaning device 85a Cleaning brush 85b Cleaning blade 85c Collection member 86 Storage space 86Y, 86C, 86M, 86K Cartridge 94 Developer supply port 95 Agent drop port 96 Cleaning device 1 00 Image forming apparatus body PU Process cartridge Q Photostatic discharger S1 Potential sensor S2 Image sensor P Paper P1b Development main magnet P1a, P1c Main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet P3-P6 Magnet

Claims (15)

トナーとキャリアからなる現像剤を磁気ブラシとして担持搬送する非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなる現像剤坦持体と、
該現像剤坦持体の軸線方向に沿って現像剤を攪拌搬送するとともに、前記現像剤坦持体に現像剤を供給する第一のスクリューを有する第一の搬送路と、
前記現像剤坦持体から現像終了後の現像剤を回収するとともに、回収した現像剤を前記第一のスクリューと平行でかつ同方向に搬送する第2のスクリューを有する第二の搬送路と、
前記第一の搬送路9から前記現像剤坦持体に供給されなかった余剰現像剤と、前記第一の搬送路を介して前記第二の搬送路からの回収現像剤との供給を受け、前記第一のスクリューと逆方向に攪拌搬送する第三のスクリューを有し、前記余剰現像剤と前記回収現像剤とを攪拌した現像剤を前記第一の搬送路に循環供給する第三の搬送路と、
前記現像剤担持体に対向して前記第一の搬送路から前記現像剤担持体に供給された現像剤の層の高さを規制する現像剤規制部材とからなる現像装置であって、
前記磁気ブラシが前記潜像担持体に摺擦される現像ニップ領域における現像磁極である主磁極の法線方向磁束密度の減衰率を40%以上としてなることを特徴とする現像装置。
A non-magnetic sleeve that carries and conveys a developer composed of toner and a carrier as a magnetic brush, and a developer carrier comprising a magnet roller fixedly disposed in the non-magnetic sleeve;
A first conveying path having a first screw for agitating and conveying the developer along the axial direction of the developer carrying body and supplying the developer to the developer carrying body;
A second conveyance path having a second screw for collecting the developer after completion of development from the developer carrier and conveying the collected developer in parallel and in the same direction as the first screw;
Received the supply of surplus developer that was not supplied to the developer carrier from the first transport path 9 and the recovered developer from the second transport path via the first transport path, A third screw having a third screw that stirs and conveys the first screw in a direction opposite to the first screw, and that circulates and supplies the developer obtained by stirring the surplus developer and the recovered developer to the first conveyance path; Road,
A developing device comprising a developer regulating member that regulates a height of a developer layer supplied to the developer carrying body from the first transport path so as to face the developer carrying body,
2. A developing apparatus according to claim 1, wherein a decay rate of a magnetic flux density in a normal direction of a main magnetic pole as a developing magnetic pole in a developing nip region in which the magnetic brush is rubbed against the latent image carrier is 40% or more.
トナーとキャリアからなる現像剤を磁気ブラシとして担持搬送する非磁性スリーブと、該スリーブ内に固定配置された磁石ローラからなる現像剤坦持体と、
該現像剤坦持体の軸線方向に沿って現像剤を攪拌搬送するとともに、前記現像剤坦持体に現像剤を供給する第一のスクリューを有する第一の搬送路と、
前記現像剤坦持体から現像終了後の現像剤を回収するとともに、回収した現像剤を前記第一のスクリューと平行でかつ同方向に搬送する第2のスクリューを有する第二の搬送路と、
前記第一の搬送路から前記現像剤坦持体に供給されなかった余剰現像剤と、前記第一の搬送路を介して前記第二の搬送路からの回収現像剤との供給を受け、前記第一のスクリューと逆方向に攪拌搬送する第三のスクリューを有し、前記余剰現像剤と前記回収現像剤とを攪拌した現像剤を前記第一の搬送路に循環供給する第三の搬送路と、
前記現像剤担持体に対向して前記第一の搬送路から前記現像剤担持体に供給された現像剤の層の高さを規制する現像剤規制部材とからなる現像装置であって、
前記磁気ブラシが前記潜像担持体に摺擦される現像ニップ領域における現像磁極である主磁極の半値幅を22度以下としてなることを特徴とする現像装置。
A non-magnetic sleeve that carries and conveys a developer composed of toner and a carrier as a magnetic brush, and a developer carrier composed of a magnet roller fixedly disposed in the sleeve;
A first conveying path having a first screw for agitating and conveying the developer along the axial direction of the developer carrying body and supplying the developer to the developer carrying body;
A second conveyance path having a second screw for collecting the developer after completion of development from the developer carrier and conveying the collected developer in parallel and in the same direction as the first screw;
The supply of surplus developer that has not been supplied from the first transport path to the developer carrier and the recovered developer from the second transport path via the first transport path, A third conveyance path having a third screw that stirs and conveys the first screw in a direction opposite to the first screw, and that circulates the developer that has agitated the excess developer and the recovered developer into the first conveyance path; When,
A developing device comprising a developer regulating member that regulates a height of a developer layer supplied to the developer carrying body from the first transport path so as to face the developer carrying body,
2. A developing device according to claim 1, wherein a half width of a main magnetic pole as a developing magnetic pole in a developing nip region where the magnetic brush is slid against the latent image carrier is 22 degrees or less.
請求項1または2の現像装置において、前記磁気ブラシが前記潜像担持体に摺擦される現像ニップ領域における現像磁極である主磁極の磁力形成を補助する補助磁石を備えたことを特徴とする現像装置。 3. The developing device according to claim 1 or 2, further comprising an auxiliary magnet that assists in forming a magnetic force of a main magnetic pole that is a developing magnetic pole in a developing nip region in which the magnetic brush is rubbed against the latent image carrier. Development device. 請求項3の現像装置において、前記補助磁石を、前記主磁極の形成する主磁石の現像剤搬送方向の上流側及び下流側に配置することを特徴とする現像装置。 4. The developing device according to claim 3, wherein the auxiliary magnets are arranged on the upstream side and the downstream side in the developer transport direction of the main magnet formed by the main magnetic pole. 請求項3または4の現像装置において、前記主磁極と前記補助磁極との極性を互いに異ならせてなることを特徴とする現像装置。 5. The developing device according to claim 3, wherein the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole have different polarities. 請求項1から5のいずれかの現像装置において、前記主磁極を形成する磁石を、希土類金属合金によって構成してなることを特徴とする現像装置。 6. The developing device according to claim 1, wherein the magnet forming the main magnetic pole is made of a rare earth metal alloy. 請求項1から6のいずれかの現像装置において、前記各搬送路をほぼ水平に配置してなることを特徴とする現像装置。 7. The developing device according to claim 1, wherein each of the transport paths is arranged substantially horizontally. 請求項1から6のいずれかの現像装置において、前記第一の搬送路9を、前記第二の搬送路7よりも下側に設置してなることを特徴とする現像装置。 7. The developing device according to claim 1, wherein the first transport path 9 is disposed below the second transport path 7. 7. 請求項1から8のいずれかの現像装置において、前記現像剤担持体に印加する電圧波形である現像バイアスを、直流成分に交流成分を重畳したACバイアスとすることを特徴とする現像装置。 9. The developing device according to claim 1, wherein the developing bias, which is a voltage waveform applied to the developer carrying member, is an AC bias in which an alternating current component is superimposed on a direct current component. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、請求項1から9のいずれかの現像装置を複数備え、記録材にカラー画像を形成可能なことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: an image carrier on which an electrostatic latent image is formed; and a plurality of developing devices according to claim 1, wherein a color image can be formed on a recording material. 請求項10の画像形成装置において、前記記録材の第一の面に転写される第一のトナー像は、各色(C、M、Y、K)毎に現像器と感光体を少なくとも有する第一画像形成ユニット群と、該第一画像形成ユニット群にて形成された第一トナー像が転写され担持される第一トナー像担持ベルトからなる第一画像ステーションにより形成され、
前記記録材の第二の面に転写される第二のトナー像は、各色(C、M、Y、K)毎に現像器と感光体を少なくとも有する第二画像形成ユニット群と前記第二画像形成ユニット群にて形成された第二トナー像が転写され担持される第二トナー像担持ベルトからなる第二画像ステーションにより形成され、
定着前において前記第一のトナー像と第二のトナー像が同時もしくは順次に用紙に転写される、いわゆる1パス両面転写方式であることを特徴とする画像形成装置。
11. The image forming apparatus according to claim 10, wherein the first toner image transferred to the first surface of the recording material has at least a developing device and a photoconductor for each color (C, M, Y, K). Formed by a first image station comprising an image forming unit group and a first toner image carrying belt on which a first toner image formed by the first image forming unit group is transferred and carried;
The second toner image transferred to the second surface of the recording material includes a second image forming unit group having at least a developing device and a photoreceptor for each color (C, M, Y, K) and the second image. Formed by a second image station comprising a second toner image carrying belt on which a second toner image formed by the forming unit group is transferred and carried;
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein the first toner image and the second toner image are transferred onto a paper sheet simultaneously or sequentially before fixing.
請求項1から9のいずれかの現像装置、または請求項10から12のいずれかの画像形成装置に用いるキャリアであって、体積平均粒径が20〜60μmであることを特徴とするキャリア。 A carrier for use in the developing device according to any one of claims 1 to 9 or the image forming device according to any one of claims 10 to 12, wherein the carrier has a volume average particle diameter of 20 to 60 µm. 請求項1から9のいずれかの現像装置、または請求項10から12のいずれかの画像形成装置に用いるトナーであって、体積平均粒径が3〜8μmで、体積平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とするトナー。 A toner used in the developing device according to any one of claims 1 to 9 or the image forming device according to any one of claims 10 to 12, wherein the volume average particle size is 3 to 8 µm, and the volume average particle size (D4) is A toner having a ratio (D4 / D1) to a number average particle diameter (D1) in the range of 1.00 to 1.40. 請求項1から9のいずれかの現像装置、または請求項10から13のいずれかの画像形成装置に用いるトナーであって、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とするトナー。 The toner used in the developing device according to any one of claims 1 to 9 or the image forming device according to any one of claims 10 to 13, wherein the shape factor SF-1 is in the range of 100 to 180, and the shape factor SF- 2 is in the range of 100 to 180. 請求項1から9のいずれかの現像装置、または請求項10から14のいずれかの画像形成装置に用いるトナーであって、トナー母体粒子表面に平均一次粒径が50〜500nmで、嵩密度が0.3g/cm以上の微粒子が外添加されていることを特徴とするトナー。
A toner for use in the developing device according to any one of claims 1 to 9 or the image forming device according to any one of claims 10 to 14, wherein an average primary particle size is 50 to 500 nm and a bulk density on the surface of the toner base particles. A toner in which fine particles of 0.3 g / cm 3 or more are externally added.
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