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JP2011118193A - Developing device, developing method, image forming apparatus and image forming method - Google Patents

Developing device, developing method, image forming apparatus and image forming method Download PDF

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JP2011118193A JP2009276126A JP2009276126A JP2011118193A JP 2011118193 A JP2011118193 A JP 2011118193A JP 2009276126 A JP2009276126 A JP 2009276126A JP 2009276126 A JP2009276126 A JP 2009276126A JP 2011118193 A JP2011118193 A JP 2011118193A
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Abstract

【課題】現像領域において、トナーを現像された磁性粒子と未現像でトナー被覆率の高い磁性粒子を入れ替えることで現像効率を増加させることができる現像装置を提供する。
【解決手段】2成分現像剤を現像剤担持体402で担持し、現像領域で現像剤担持体を潜像を形成した像担持体1へ近接させ、該現像剤担持体に現像バイアスを印加することで現像剤を像担持体へ付着させて現像し、顕像を形成する現像装置4において、現像剤担持体は回転する非磁性の円筒状部材からなり、内部に固定配置された複数の磁石407を有し、前記現像領域において現像剤担持体上の現像剤層を動的に撹乱する手段(例えば磁力遮蔽部材により現像剤担持体上の磁界を変化させる、または、現像剤担持体の線速を断続的に変化させる)を有するので、現像剤の撹乱が促進されて現像能力が向上し、現像効率を増加させることができる。
【選択図】図3
The present invention provides a developing device capable of increasing development efficiency by replacing magnetic particles in which a toner has been developed with magnetic particles that have not been developed and have a high toner coverage in a developing region.
A two-component developer is carried by a developer carrier, and in the development area, the developer carrier is brought close to an image carrier on which a latent image is formed, and a developing bias is applied to the developer carrier. In the developing device 4 for developing the developer by attaching the developer to the image carrier and forming a visible image, the developer carrier is composed of a rotating non-magnetic cylindrical member, and a plurality of magnets fixedly arranged inside. 407, means for dynamically disturbing the developer layer on the developer carrier in the development region (for example, changing the magnetic field on the developer carrier by a magnetic shielding member, or lines of the developer carrier) (The speed is changed intermittently), the disturbance of the developer is promoted, the developing ability is improved, and the developing efficiency can be increased.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、像担持体に現像剤を供給して該像担持体上の潜像を顕像化する現像装置及び現像方法に関し、さらには前記現像装置を備えた画像形成装置、前記現像方法を用いた画像形成方法に関する。   The present invention relates to a developing device and a developing method for supplying a developer to an image carrier and developing a latent image on the image carrier, and further, an image forming apparatus including the developing device and the developing method. The present invention relates to the image forming method used.

従来、感光体等の像担持体を帯電手段で帯電し、帯電された像担持体に潜像形成手段で潜像を形成し、該潜像を現像手段で現像して顕像化した後、該像担持体上の顕像を用紙等の転写材に直接または中間転写体を介して転写し、転写材に転写された顕像を定着して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が良く知られており、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等として普及している。
そして、このような画像形成装置に用いられる現像装置としては、着色粉体であるトナーと磁性粒子(キャリア)を混合した二成分現像剤を用いるものが広く利用されている。
Conventionally, an image carrier such as a photosensitive member is charged by a charging unit, a latent image is formed on the charged image carrier by a latent image forming unit, and the latent image is developed by a developing unit to be visualized. An electrophotographic image forming apparatus for transferring a visible image on the image bearing member directly to a transfer material such as paper or via an intermediate transfer member and fixing the visible image transferred to the transfer material to form an image. It is well known and is widely used as a copying machine, a printer, a plotter, a facsimile, or a complex machine of these.
As a developing device used in such an image forming apparatus, one using a two-component developer in which a toner that is a colored powder and magnetic particles (carrier) are mixed is widely used.

この二成分現像剤を用いた現像装置に関する従来技術として、特許文献1(特許第3518191号公報)には、従来に比して解像力を向上できる二成分現像装置を提供することを目的として、現像ローラと像担持体の間にバイアスを印加したワイヤを配設することで現像電界の現像剤による乱れを抑制し、潜像追従性を向上して解像力を向上できるようにした発明が開示されている。しかしながら、この従来技術では、ワイヤの懸架方向が現像剤搬送方向と平行であるので現像剤に対して障害にならず、現像剤はほとんど撹乱されることなく現像領域を通過してしまうので、現像効率の増加はあまり図れなかった。   As a conventional technique related to a developing device using this two-component developer, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3518191) discloses a developing method for the purpose of providing a two-component developing device capable of improving the resolving power as compared with the conventional one. An invention has been disclosed in which a biased wire is disposed between a roller and an image carrier to suppress disturbance of the developing electric field by the developer, improve latent image followability, and improve resolution. Yes. However, in this prior art, since the wire suspension direction is parallel to the developer transport direction, it does not become an obstacle to the developer, and the developer passes through the development area with almost no disturbance. The increase in efficiency was not very significant.

また、特許文献2(特開2007−102122号公報)には、粒径の相対的に大きなキャリア粒子と粒径の相対的に小さなキャリア粒子とからなるキャリアを含む2成分現像剤を用いても、これらのキャリア粒子の長所が相殺されることなく充分に発揮され、画像濃度が高くかつ画像欠陥のない高画質画像を安定的に形成するのに寄与する現像装置および該現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的として、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を一定の回転方向に搬送する現像スリーブと、現像スリーブの内部に設けられて、予め定められる磁界が形成されるように現像磁極を含む複数の磁極より構成される磁気ロールと、現像スリーブおよび磁気ロールとともに2成分現像剤を収容して現像スリーブに2成分現像剤を供給する現像槽とを備える現像装置において、粒径の相対的に大きいキャリア粒子と粒径の相対的に小さいキャリア粒子とを含む2成分現像剤を用い、かつ現像スリーブにより搬送される2成分現像剤に力を付加しキャリア粒子間の接合を切断する現像剤制御部材を含むことを特徴とする現像装置が開示されている。
この従来技術では、2種類の径を有するキャリアを有し、且つ、現像剤を切断する現像剤制御部材を有するものであるが、異なった径のキャリアの配列を整えることを目的としているため作用が異なり、本発明で言う現像剤を撹乱することまではできないと考えられ、現像効率の増加はあまり図れなかった。
Further, in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-102122), a two-component developer containing a carrier composed of carrier particles having a relatively large particle diameter and carrier particles having a relatively small particle diameter may be used. , A developing device that fully exhibits the advantages of these carrier particles without offsetting, contributes to stably forming a high-quality image having a high image density and no image defects, and an image forming apparatus including the developing device For the purpose of providing an apparatus, a developing sleeve that conveys a two-component developer composed of toner and a carrier in a certain rotational direction, and a predetermined magnetic field that is provided inside the developing sleeve are formed. A magnetic roll composed of a plurality of magnetic poles including a developing magnetic pole, a two-component developer is accommodated together with the developing sleeve and the magnetic roll, and the two-component developer is supplied to the developing sleeve. A two-component developer using a two-component developer including carrier particles having a relatively large particle size and carrier particles having a relatively small particle size and conveyed by a developing sleeve A developing device is disclosed that includes a developer control member that applies a force to the substrate and cuts the bonding between carrier particles.
This prior art has a carrier having two types of diameters and a developer control member that cuts off the developer. However, the purpose is to arrange the arrangement of carriers having different diameters. However, it is considered that it is impossible to disturb the developer referred to in the present invention, and the development efficiency cannot be increased so much.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、二成分現像剤を用いた現像方式において、現像効率の高い特性を得るために、現像領域において、既にトナーを現像された磁性粒子(キャリア)と未現像でトナー被覆率の高い磁性粒子(キャリア)を入れ替えることで現像効率を増加させることができる現像装置及び現像方法を提供することを目的とし、さらには、前記現像装置を備えた画像形成装置、前記現像方法を用いた画像形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances. In a development system using a two-component developer, magnetic particles (carriers) in which toner has already been developed in the development region in order to obtain characteristics with high development efficiency. The present invention aims to provide a developing device and a developing method capable of increasing the developing efficiency by replacing magnetic particles (carriers) having a high toner coverage with undeveloped toner, and further, image formation provided with the developing device. It is an object of the present invention to provide an apparatus and an image forming method using the developing method.

上記の目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第1の解決手段は、2成分現像剤を現像剤担持体で担持し、現像領域で前記現像剤担持体を潜像を形成した像担持体へ近接させ、該現像剤担持体に現像バイアスを印加することで現像剤を前記像担持体へ付着させて現像し、顕像を形成する現像装置において、前記現像剤担持体は回転する非磁性の円筒状部材からなり、内部に固定配置された複数の磁石を有し、前記現像領域において前記現像剤担持体上の現像剤層を動的に撹乱する手段を有することを特徴とする(請求項1)。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following solutions.
According to a first solution of the present invention, a two-component developer is carried by a developer carrier, and the developer carrier is brought close to an image carrier on which a latent image is formed in a development area. In a developing device that forms a visible image by applying a developing bias to the image carrier to develop the developer, and the developer carrier comprises a rotating non-magnetic cylindrical member and is fixed inside. It has a plurality of magnets arranged, and has means for dynamically disturbing the developer layer on the developer carrying member in the development region (claim 1).

本発明の第2の解決手段は、第1の解決手段の現像装置において、前記現像剤担持体の表面側もしくは内面側に磁力遮蔽部材を配設し、前記現像領域において現像剤層を動的に撹乱することを特徴とする(請求項2)。
また、本発明の第3の解決手段は、第1の解決手段の現像装置において、前記現像剤担持体の内面側に独立して移動可能な磁力遮蔽部材を配設し、前記現像領域において現像剤層を動的に撹乱することを特徴とする(請求項3)。
さらに本発明の第4の解決手段は、第2または第3の解決手段の現像装置において、前記磁力遮蔽部材により磁力を遮蔽する時間は、前記現像剤担持体の線速に対して1ドットライン幅を移動する時間より小さいことを特徴とする(請求項4)。
According to a second solving means of the present invention, in the developing device of the first solving means, a magnetic shielding member is disposed on the surface side or the inner surface side of the developer carrying member, and the developer layer is dynamically moved in the developing region. (2).
According to a third solving means of the present invention, in the developing device of the first solving means, a magnetic shielding member that can be moved independently is provided on the inner surface side of the developer carrying member, and development is performed in the developing region. The agent layer is dynamically disturbed (claim 3).
Further, the fourth solving means of the present invention is the developing device of the second or third solving means, wherein the time for shielding the magnetic force by the magnetic force shielding member is one dot line with respect to the linear velocity of the developer carrier. It is smaller than the time for moving the width (claim 4).

本発明の第5の解決手段は、第1の解決手段の現像装置において、前記現像剤担持体の線速を断続的に変化させることにより、前記現像領域において現像剤層を動的に撹乱することを特徴とする(請求項5)。
また、本発明の第6の手段は、第5の手段の現像装置において、前記現像剤担持体の線速を断続的に変化させる周期は、該線速に対する1ドットライン幅の比率より短いことを特徴とする(請求項6)。
According to a fifth solving means of the present invention, in the developing device of the first solving means, the developer layer is dynamically disturbed in the developing region by intermittently changing the linear velocity of the developer carrier. (Claim 5).
According to a sixth means of the present invention, in the developing device of the fifth means, the cycle of intermittently changing the linear velocity of the developer carrier is shorter than the ratio of the one dot line width to the linear velocity. (Claim 6).

本発明の第7の解決手段は、第1〜第6のいずれか一つの解決手段の現像装置において、前記現像剤担持体の内部に、前記現像領域で磁界を発生する現像主磁極が複数有る場合には、該現像剤担持体の内部に配設された複数の現像主磁極の磁極間と対向する部分に、前記像担持体と前記現像剤担持体の最近接点を設定することを特徴とする(請求項7)。
また、本発明の第8の解決手段は、第1〜第7のいずれか一つの解決手段の現像装置において、前記現像剤として、少なくとも2種類の異なる平均粒径を有する磁性粒子を使用したことを特徴とする(請求項8)。
さらに本発明の第9の解決手段は、第8の解決手段の現像装置において、少なくとも2種類の異なる平均粒径を有する磁性粒子は、それぞれ飽和磁化量が異なることを特徴とする(請求項9)。
さらに本発明の第10の解決手段は、請求項8の解決手段の現像装置において、少なくとも2種類の異なる平均粒径を有する磁性粒子は、それぞれ比重が異なることを特徴とする(請求項10)。
さらに本発明の第11の解決手段は、第1〜10のいずれか一つの解決手段の現像装置において、使用する磁性粒子が弾性を有していることを特徴とする(請求項11)。
According to a seventh solving means of the present invention, in the developing device of any one of the first to sixth solving means, a plurality of main developing magnetic poles that generate a magnetic field in the developing region are provided inside the developer carrier. In this case, the nearest point of contact between the image carrier and the developer carrier is set at a portion facing between the magnetic poles of the plurality of development main magnetic poles arranged inside the developer carrier. (Claim 7).
According to an eighth solving means of the present invention, in the developing device of any one of the first to seventh solving means, at least two kinds of magnetic particles having different average particle diameters are used as the developer. (Claim 8).
Furthermore, the ninth solving means of the present invention is characterized in that, in the developing device of the eighth solving means, at least two kinds of magnetic particles having different average particle diameters have different saturation magnetization amounts. ).
Further, the tenth solving means of the present invention is characterized in that, in the developing device of the solving means of claim 8, at least two kinds of magnetic particles having different average particle diameters have different specific gravities (claim 10). .
The eleventh solving means of the present invention is characterized in that, in the developing device of any one of the first to tenth solving means, the magnetic particles to be used have elasticity.

本発明の第12の解決手段は、2成分現像剤を現像剤担持体で担持し、現像領域で前記現像剤担持体を潜像を形成した像担持体へ近接させ、該現像剤担持体に現像バイアスを印加することで現像剤を前記像担持体へ付着させて現像し、顕像を形成する現像方法において、第1〜第11のいずれか一つの解決手段の現像装置を用い、前記現像領域において前記現像剤担持体上の現像剤層を動的に撹乱させることにより、現像を促進させることを特徴とする(請求項12)。   According to a twelfth solution of the present invention, a two-component developer is carried on a developer carrier, and the developer carrier is brought close to an image carrier on which a latent image has been formed in a development area. In a developing method for forming a visible image by applying a developing bias to the image carrier by applying a developing bias, the developing device of any one of the first to eleventh solving means is used. The development is promoted by dynamically disturbing the developer layer on the developer carrying member in the region (claim 12).

本発明の第13の解決手段は、像担持体と、該像担持体に潜像を形成する手段と、前記像担持体上の潜像を現像して顕像化する現像手段と、前記像担持体上の顕像を転写材に直接または中間転写体を介して転写する手段と、前記転写材に転写された顕像を定着する手段を備えた画像形成装置において、前記現像手段として、第1〜第11のいずれか一つの解決手段の現像装置を備えたことを特徴とする(請求項13)。   The thirteenth solving means of the present invention comprises an image carrier, a means for forming a latent image on the image carrier, a developing means for developing the latent image on the image carrier to make it visible, and the image In the image forming apparatus comprising means for transferring the visible image on the carrier directly to the transfer material or via the intermediate transfer body, and means for fixing the visible image transferred to the transfer material, A developing device according to any one of the first to eleventh solving means is provided (claim 13).

本発明の第14の解決手段は、像担持体に潜像を形成し、該像担持体上の潜像を現像して顕像化した後、該像担持体上の顕像を転写材に直接または中間転写体を介して転写し、前記転写材に転写された顕像を定着して画像を形成する画像形成方法において、前記像担持体上の潜像を現像する方法として、第12の解決手段の現像方法を用いたことを特徴とする(請求項14)。   According to a fourteenth solution of the present invention, a latent image is formed on an image carrier, the latent image on the image carrier is developed and visualized, and then the developed image on the image carrier is used as a transfer material. In an image forming method in which an image is formed by fixing a visible image transferred directly or via an intermediate transfer member and fixing the developed image to the transfer material, a latent image on the image carrier is developed as a twelfth method. The developing method of the solving means is used (claim 14).

第1、第2の解決手段の現像装置では、現像領域で現像剤層を動的に撹乱させる手段として、磁力遮蔽部材により現像剤担持体上の磁界を変化させるので、現像剤の撹乱が促進されて現像能力が向上し、現像効率を増加させることができる。
また、第1、第3の解決手段の現像装置では、現像領域で現像剤層を動的に撹乱させる手段として、現像剤担持体上の磁界を磁力遮蔽部材の回転条件で独立に変化させられるので、現像剤の撹乱がより促進されて現像能力が向上し、現像効率を増加させることができる。
さらに第4の解決手段の現像装置では、上記の効果に加えて、画像に影響を与え難いので、画像劣化を抑制することができる。
In the developing devices of the first and second solving means, the disturbance of the developer is promoted because the magnetic field on the developer carrier is changed by the magnetic shielding member as means for dynamically disturbing the developer layer in the development region. As a result, the developing ability is improved and the developing efficiency can be increased.
In the developing devices of the first and third solving means, as a means for dynamically disturbing the developer layer in the developing region, the magnetic field on the developer carrying member can be changed independently under the rotation condition of the magnetic shielding member. Therefore, the disturbance of the developer is further promoted, the developing ability is improved, and the developing efficiency can be increased.
Further, in the developing device of the fourth solving means, in addition to the above effects, it is difficult to affect the image, so that the image deterioration can be suppressed.

第1、第5の解決手段の現像装置では、現像領域で現像剤層を動的に撹乱させる手段として、現像剤担持体表面の線速が断続的に変化するので、現像領域の現像剤はイナーシャにより撹乱が促進されて現像能力が向上し、現像効率を増加させることができる。
また、第6の解決手段の現像装置では、上記の効果に加え、画像に影響を与え難いので、画像劣化を抑制することができる。
In the developing devices of the first and fifth solving means, as the means for dynamically disturbing the developer layer in the development area, the linear velocity on the surface of the developer carrying member is intermittently changed. Disturbance is promoted by the inertia, the developing ability is improved, and the developing efficiency can be increased.
Further, in the developing device of the sixth solving means, in addition to the above effects, it is difficult to affect the image, so that it is possible to suppress image deterioration.

第7の解決手段の現像装置では、第1〜6の解決手段の効果に加え、現像領域での拘束磁界が低減するので、更に現像剤の運動の自由度が向上するため、現像剤の動的な撹乱を促進することができる。
第8の解決手段の現像装置では、第1〜7の解決手段の効果に加え、2種類の平均粒径を有する磁性粒子を混合することで、それぞれの磁性粒子の動きが異なり、更に撹乱が促進されるので、現像能力をより向上することができる。
第9の解決手段の現像装置では、第8の解決手段の効果に加え、磁性粒子に作用する磁力が増加し、動かされる時に加速度に変化が生じるため、更に撹乱を促進できるので、現像能力を更に向上することができる。
第10の解決手段の現像装置では、第8の解決手段の効果に加え、磁性粒子に作用する力が増加し、更に撹乱を促進できるので、現像能力を更に向上することができる。
第11の解決手段の現像装置では、第1〜第10解決手段の効果に加え、磁性粒子が像担持体に接触後に弾性散乱を起こし現像剤担持体方向へ移動しようとするので、更に撹乱が促進され、現像能力を更に向上することができる。
In the developing device of the seventh solving means, in addition to the effects of the first to sixth solving means, the restraining magnetic field in the developing area is reduced, so that the freedom of movement of the developer is further improved. Disturbance can be promoted.
In the developing device of the eighth solving means, in addition to the effects of the first to seventh solving means, by mixing magnetic particles having two kinds of average particle diameters, the movement of each magnetic particle is different and further disturbance is caused. Since it is promoted, the developing ability can be further improved.
In the developing device of the ninth solving means, in addition to the effect of the eighth solving means, the magnetic force acting on the magnetic particles is increased, and the acceleration is changed when moved. Further improvement can be achieved.
In the developing device of the tenth solving means, in addition to the effect of the eighth solving means, the force acting on the magnetic particles is increased and the disturbance can be further promoted, so that the developing ability can be further improved.
In the developing device of the eleventh solving means, in addition to the effects of the first to tenth solving means, the magnetic particles cause elastic scattering after contact with the image carrier and try to move toward the developer carrier. The development ability can be further improved.

第12の解決手段の現像方法では、第1〜第11のいずれか一つの解決手段の現像装置を用い、前記現像領域において前記現像剤担持体上の現像剤層を動的に撹乱させることにより、現像を促進させるので、第1〜第11のいずれか一つの解決手段と同様の効果が得られる。
第13の解決手段の画像形成装置では、現像手段として、第1〜第11のいずれか一つの解決手段の現像装置を備えたことにより、第1〜第11のいずれか一つの解決手段と同様の効果が得られ、現像効率の良い画像形成を行うことができる。
第14の解決手段の画像形成方法では、像担持体上の潜像を現像する方法として、第12の解決手段の現像方法を用いたことにより、第12の解決手段と同様の効果が得られ、現像効率の良い画像形成を行うことができる。
In the developing method of the twelfth solving means, by using the developing device of any one of the first to eleventh solving means, the developer layer on the developer carrying member is dynamically disturbed in the developing region. Since the development is promoted, the same effect as any one of the first to eleventh solving means can be obtained.
In the image forming apparatus of the thirteenth solving means, the developing device of any one of the first to eleventh solving means is provided as the developing means, so that it is the same as any one of the first to eleventh solving means. Thus, an image can be formed with high development efficiency.
In the image forming method of the fourteenth solving means, the same effect as the twelfth solving means can be obtained by using the developing method of the twelfth solving means as a method of developing the latent image on the image carrier. Therefore, it is possible to perform image formation with high development efficiency.

本発明の一実施形態を示す図であって、単色画像を形成する画像形成装置の構成例を示す概略構成図である。1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention, and is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus that forms a single color image. 本発明の別の実施形態を示す画像形成装置の概略全体構成図である。It is a schematic whole block diagram of the image forming apparatus which shows another embodiment of this invention. 本発明の一実施例を示す現像装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a developing device showing an embodiment of the present invention. 現像剤担持体内部の複数の磁石と遮蔽部材の配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the several magnet and shielding member inside a developer carrier. 本発明の現像器と従来の現像器の、現像ポテンシャルと感光体上のトナー付着量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the developing potential of the developing device of this invention and the conventional developing device, and the toner adhesion amount on a photoreceptor. 現像剤担持体内部の複数の磁石と遮蔽部材の配置の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of arrangement | positioning of the several magnet and shielding member inside a developer carrier. 現像剤担持体内部の複数の磁石の配置の更に別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of arrangement | positioning of the several magnet inside a developing agent carrier. 本発明に係る磁力遮蔽部材の形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape of the magnetic shielding member which concerns on this invention. 磁力遮蔽部材による現像剤の磁気ブラシ撹乱作用の実験例を示す図である。It is a figure which shows the experimental example of the magnetic brush disturbance effect | action of the developer by a magnetic shielding member. 1ドット潜像を現像する際の線速差と撹乱回数の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the linear velocity difference at the time of developing a 1 dot latent image, and the frequency | count of disturbance.

以下に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正は本発明に含まれるものである。従って、以下の説明は本発明における実施形態の例であって、本発明を限定するものではない。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. It is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or modifying the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the present invention. Therefore, the following description is an example of an embodiment of the present invention and does not limit the present invention.

まず、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図1は本発明の一実施形態を示す図であって、単色画像を形成する画像形成装置の構成例を示す概略構成図である。
図1において、符号1は像担持体としてのドラム状の感光体であり、この感光体1の周囲には、帯電装置2、書き込み装置3、現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6が配設されている。また、感光体1とベルト状の転写装置5との間の転写部には、図示しない給紙部からレジストローラ7を介して用紙等の転写材20が給紙されるようになっている。さらに転写装置5の転写材搬送方向下流側には定着装置8が設けられている。
First, an image forming apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention, and is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus that forms a monochromatic image.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a drum-shaped photoconductor as an image carrier. Around the photoconductor 1, a charging device 2, a writing device 3, a developing device 4, a transfer device 5, and a cleaning device 6 are arranged. It is installed. Further, a transfer material 20 such as a sheet is fed from a sheet feeding unit (not shown) to the transfer unit between the photosensitive member 1 and the belt-shaped transfer device 5 via a registration roller 7. Further, a fixing device 8 is provided downstream of the transfer device 5 in the transfer material conveyance direction.

画像形成動作が開始されると、感光体1は図中の矢印a方向に回転され、帯電装置2により均一な表面電位になるように放電あるいは注入により電荷が付与され、帯電された感光体1に、書き込み装置3により画像情報に応じた光が照射されて潜像が形成される。現像装置4の現像剤担持体402は、現像領域A1で感光体1と現像剤層を介して接触しており、現像装置4の現像剤担持体402に担持された2成分現像剤(着色粉体からなるトナーと、磁性粒子(キャリア)を混合した現像剤)のトナーで潜像が顕像化される。感光体1上で顕像化されたトナー像は、図示しない給紙部からレジストローラ7を介して給紙された転写材20に転写装置5により転写される。トナー像転写後の転写材20は定着装置8に搬送され、定着装置8による定着工程を経て転写材上に画像が定着され、図示しない排紙トレイ等に排紙される。また、トナー像転写後の感光体1は、クリーニング装置6のクリーニングブレード601等により残留トナー等を除去される。   When the image forming operation is started, the photosensitive member 1 is rotated in the direction of arrow a in the figure, and a charge is applied by discharging or injection so that the charging device 2 has a uniform surface potential. Then, a light corresponding to the image information is irradiated by the writing device 3 to form a latent image. The developer carrying member 402 of the developing device 4 is in contact with the photoreceptor 1 via the developer layer in the developing region A1, and a two-component developer (colored powder) carried on the developer carrying member 402 of the developing device 4 is used. The latent image is visualized with toner composed of a body and a toner (developer mixed with magnetic particles (carrier)). The toner image visualized on the photoreceptor 1 is transferred by the transfer device 5 to a transfer material 20 fed from a paper feed unit (not shown) via a registration roller 7. After the toner image is transferred, the transfer material 20 is conveyed to the fixing device 8, and the image is fixed on the transfer material through a fixing process by the fixing device 8, and is discharged to a discharge tray (not shown). Further, residual toner and the like are removed from the photoreceptor 1 after the toner image is transferred by the cleaning blade 601 of the cleaning device 6 or the like.

次に、図2は本発明の別の実施形態を示す画像形成装置の概略全体構成図であり、タンデム型中間転写方式のフルカラー複写機の一例を示している。
このフルカラー複写機は、装置本体100、本体を載せる給紙テーブル200、複写機本体上に取り付けるスキャナ300、スキャナ上に取り付けられた原稿自動搬送装置(ADF)400、等から構成されている。
Next, FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram of an image forming apparatus showing another embodiment of the present invention, and shows an example of a tandem intermediate transfer type full-color copying machine.
The full-color copying machine includes an apparatus main body 100, a paper feed table 200 on which the main body is placed, a scanner 300 mounted on the copying machine main body, an automatic document feeder (ADF) 400 mounted on the scanner, and the like.

装置本体100の中央にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色に対応する4つの画像形成ユニット18Y、18C、18M、18Bkを横に並べて配置したタンデム型画像形成装置20が構成されている。このタンデム型画像形成装置20の各画像形成ユニット18Y、18C、18M、18Bkは、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のトナー像が形成される像担持体としてのドラム状の感光体1Y、1C、1M、1Bkを有しており、各感光体1Y、1C、1M、1Bkの周囲には、図1と同様に、帯電装置2Y、2C、2M、2Bk、現像装置4Y、4C、4M、4Bk、一次転写装置5Y、5C、5M、5Bk、クリーニング装置6Y、6C、6M、6Bk等が配設されている。   In the center of the apparatus main body 100, a tandem in which four image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18Bk corresponding to each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) are arranged side by side. A mold image forming apparatus 20 is configured. Each of the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18Bk of the tandem type image forming apparatus 20 forms toner images of respective colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). As shown in FIG. 1, charging devices 2Y, 2C, 1B, 1C, and 1Bk are provided around the photoconductors 1Y, 1C, 1M, and 1Bk. 2M, 2Bk, developing devices 4Y, 4C, 4M, 4Bk, primary transfer devices 5Y, 5C, 5M, 5Bk, cleaning devices 6Y, 6C, 6M, 6Bk, and the like are arranged.

タンデム型画像形成装置20の上方には、潜像形成手段である書き込み装置21が設けられている。図示を省略しているが、書き込み装置21は、各色毎に用意されたレーザダイオード(LD)方式の4つの光源と、光源から出射されたレーザ光束をコリメートする光学系と、多面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される1組のポリゴンスキャナと、各光源の光路に配置されたfθレンズ、長尺WTL等のレンズやミラー等から構成されている。そして、各色の画像情報に応じてレーザダイオードから射出されたレーザ光はポリゴンスキャナにより偏向走査され、各色の感光体1Y、1C、1M、1Bkに照射される。   Above the tandem type image forming apparatus 20, a writing device 21 as a latent image forming unit is provided. Although not shown, the writing device 21 includes four laser diode (LD) light sources prepared for each color, an optical system that collimates a laser beam emitted from the light source, a multi-sided polygon mirror, It consists of a set of polygon scanners composed of polygon motors, fθ lenses arranged in the optical path of each light source, lenses such as long WTL, mirrors, and the like. Then, the laser light emitted from the laser diode according to the image information of each color is deflected and scanned by the polygon scanner, and is irradiated to the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1Bk of each color.

タンデム型画像形成装置20の下方には、無端ベルト状の中間転写体(以下、中間転写ベルトと言う)10が設置されている。中間転写ベルト10は、図示の例では3つの支持ローラ14、15、16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能であり、第1の支持ローラ14は中間転写ベルト10を回転駆動する駆動ローラである。また、第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間には、各色の感光体1Y、1C、1M、1Bkから中間転写ベルト10にトナー像を転写する一次転写装置として、一次転写ローラ5Y、5C、5M、5Bkが中間転写ベルト10を間に挟んで各感光体1Y、1C、1M、1Bkに対向するように設けられている。また、第3の支持ローラ16のベルト搬送方向下流側には、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置17が設けられている。   An endless belt-like intermediate transfer member (hereinafter referred to as an intermediate transfer belt) 10 is installed below the tandem type image forming apparatus 20. In the illustrated example, the intermediate transfer belt 10 is wound around three support rollers 14, 15, 16 and can be rotated and conveyed in the clockwise direction in the drawing, and the first support roller 14 is a drive that drives the intermediate transfer belt 10 to rotate. Laura. A primary transfer roller 5Y is provided between the first support roller 14 and the second support roller 15 as a primary transfer device for transferring a toner image from the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1Bk of the respective colors to the intermediate transfer belt 10. 5C, 5M, and 5Bk are provided to face the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1Bk with the intermediate transfer belt 10 interposed therebetween. Further, an intermediate transfer belt cleaning device 17 that removes residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after image transfer is provided on the downstream side of the third support roller 16 in the belt conveyance direction.

中間転写ベルト10の材質としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料を用い、これらの樹脂材料をシームレスベルトに成型して使用することができる。これらの材料はそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材により抵抗調整したりすることが可能である。また、これらの樹脂を基層として、スプレーやディッピング等の方法により表層を形成し、積層構造にしても良い。   As the material of the intermediate transfer belt 10, resin materials such as polyvinylidene fluoride, polyimide, polycarbonate, and polyethylene terephthalate can be used by molding these resin materials into a seamless belt. These materials can be used as they are, or the resistance can be adjusted with a conductive material such as carbon black. Further, using these resins as a base layer, a surface layer may be formed by a method such as spraying or dipping to form a laminated structure.

中間転写ベルト10の下方には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示の例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写べルト24を掛け渡して構成し、中間転写ベルト10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写ベルト10上の画像を転写材に転写する。2次転写ベルト24としては中間転写ベルト10と同様の材料を用いることができる。   A secondary transfer device 22 is provided below the intermediate transfer belt 10. In the illustrated example, the secondary transfer device 22 is configured by spanning a secondary transfer belt 24, which is an endless belt, between two rollers 23, and is connected to the third support roller 16 via the intermediate transfer belt 10. The image on the intermediate transfer belt 10 is transferred to a transfer material by being pressed. As the secondary transfer belt 24, the same material as that of the intermediate transfer belt 10 can be used.

2次転写装置22の横には、転写材上の画像を定着する定着装置25が設けられている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成されており、定着ベルト26を支持するローラ等に加熱源を有している。
上述した2次転写装置22には、画像転写後の転写材をこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん2次転写装置として、転写ローラや転写チャージャを配置してもよく、そのような場合は、この転写材搬送機能を別途備える必要がある。なお、図示の例では2次転写装置22および定着装置25の下方に、上述したタンデム型画像形成装置20と平行に、転写材を反転排紙したり、転写材の両面に画像を形成するために転写材を反転して再給紙したりする反転装置28を備えている。
Next to the secondary transfer device 22, a fixing device 25 for fixing an image on the transfer material is provided. The fixing device 25 is configured by pressing a pressure roller 27 against a fixing belt 26 that is an endless belt, and has a heating source for a roller or the like that supports the fixing belt 26.
The secondary transfer device 22 described above is also provided with a sheet transport function for transporting the transfer material after image transfer to the fixing device 25. Of course, a transfer roller or a transfer charger may be disposed as the secondary transfer device. In such a case, it is necessary to separately provide this transfer material conveying function. In the illustrated example, the transfer material is reversed and discharged under the secondary transfer device 22 and the fixing device 25 in parallel with the tandem image forming device 20 described above, or an image is formed on both surfaces of the transfer material. And a reversing device 28 for reversing and transferring the transfer material.

このフルカラー複写機を用いてコピーを行うときは、ADF400の原稿台30上に原稿をセットする。または、ADF400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、ADF400を閉じて原稿を押さえる。
そして、不図示の操作部のスタートスイッチを押すと、ADF400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動した後にスキャナ300を駆動し、他方、コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、光源と第1ミラーを保持する第1走行体33、および第2ミラーと第3ミラーを保持する第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を第1ミラーで反射して第2走行体34に向け、第2走行体34の第2、第3のミラーで反射して結像レンズ35を通してCCD等の読取りセンサ36に入れ、読取りセンサ36で原稿内容を読み取る。その後、操作部でのモード設定、あるいは操作部で自動モード選択が設定されている場合には原稿の読み取り結果に従い、フルカラーモードまたは白黒モードで画像形成動作を開始する。
When copying using this full-color copying machine, a document is set on the document table 30 of the ADF 400. Alternatively, the ADF 400 is opened and an original is set on the contact glass 32 of the scanner 300, and the ADF 400 is closed and the original is pressed.
When a start switch of an operation unit (not shown) is pressed, when a document is set on the ADF 400, the scanner 300 is driven after the document is transported and moved onto the contact glass 32. When the document is set, the scanner 300 is immediately driven to travel on the first traveling body 33 that holds the light source and the first mirror, and the second traveling body 34 that holds the second mirror and the third mirror. Then, the first traveling body 33 emits light from the light source and the reflected light from the document surface is reflected by the first mirror toward the second traveling body 34, and the second and third mirrors of the second traveling body 34. Then, the light is reflected into the reading sensor 36 such as a CCD through the imaging lens 35, and the reading sensor 36 reads the content of the original. Thereafter, when the mode setting is set in the operation unit or the automatic mode selection is set in the operation unit, the image forming operation is started in the full color mode or the monochrome mode according to the reading result of the original.

ここで、フルカラーモードが選択された場合には、タンデム型画像形成装置20の各画像形成ユニット18Y、18C、18M、18Bkの各感光体1Y、1C、1M、1Bkが図1で反時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体1Y、1C、1M、1Bkの表面が帯電装置2Y、2C、2M、2Bkにより一様に帯電される。そして、各色の感光体1Y、1C、1M、1Bkには書き込み装置21から各色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は感光体1Y、1C、1M、1Bkが回転することにより各色の現像装置4Y、4C、4M、4Bkの現像剤担持体に担持された2成分現像剤中の各色のトナーにより現像され顕像化される。各色のトナー像は中間転写ベルト10の搬送とともに、一次転写ローラ5Y、5C、5M、5Bkにより中間転写ベルト10上に順次転写されて中間転写ベルト10上にフルカラー画像を形成する。   Here, when the full color mode is selected, the photosensitive members 1Y, 1C, 1M, and 1Bk of the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18Bk of the tandem type image forming apparatus 20 are counterclockwise in FIG. Rotate respectively. The surfaces of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1Bk are uniformly charged by the charging devices 2Y, 2C, 2M, and 2Bk. The photoconductors 1Y, 1C, 1M, and 1Bk of the respective colors are respectively irradiated with laser beams corresponding to the respective color images from the writing device 21, and latent images corresponding to the image data of the respective colors are formed. Each latent image is developed by the toner of each color in the two-component developer carried on the developer carrier of each color developing device 4Y, 4C, 4M, 4Bk as the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, 1Bk rotate. Visualized. The toner images of the respective colors are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 10 by the primary transfer rollers 5Y, 5C, 5M, and 5Bk along with the conveyance of the intermediate transfer belt 10 to form a full color image on the intermediate transfer belt 10.

一方、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、給紙テーブル内43に多段に備える給紙カセット44の1つから用紙等の転写材を送り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して本体内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上の転写材を送り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト10上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルト10と2次転写装置22との間に転写材を送り込み、2次転写装置22で転写して転写材上にトナー像を転写する。   On the other hand, one of the paper feed rollers 42 of the paper feed table 200 is selectively rotated to feed a transfer material such as paper from one of the paper feed cassettes 44 provided in multiple stages into the paper feed table 43, and one sheet is separated by the separation roller 45. The paper is separated and put into a paper feed path 46, transported by a transport roller 47, guided to a paper feed path 48 in the main body, and abutted against a registration roller 49 and stopped. Alternatively, the transfer roller 50 is rotated to feed the transfer material on the manual feed tray 51, separated one by one by the separation roller 52, put into the manual feed path 53, and abutted against the registration roller 49 and stopped. Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the full-color image on the intermediate transfer belt 10, the transfer material is fed between the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer device 22, and transferred by the secondary transfer device 22. The toner image is transferred onto the transfer material.

トナー像が転写された転写材は、2次転写装置22の2次転写ベルト24で搬送されて定着装置25へと送り込まれ、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写材にトナー像を定着された後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び2次転写位置22へと再給紙され、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出される。以降、2枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。   The transfer material onto which the toner image has been transferred is conveyed by the secondary transfer belt 24 of the secondary transfer device 22 and sent to the fixing device 25. The fixing device 25 applies heat and pressure to form the toner image on the transfer material. After fixing, the sheet is switched by the switching claw 55, discharged by the discharge roller 56, and stacked on the discharge tray 57. Alternatively, the sheet is switched by the switching claw 55 and put into the sheet reversing device 28, where it is reversed and re-fed to the secondary transfer position 22, and an image is recorded on the back side. To be discharged. Thereafter, when the formation of two or more images is instructed, the above-described image forming process is repeated.

次に、白黒モードが選択された場合には、支持ローラ15が下方に移動し、中間転写ベルト10を感光体1Y、1C、1Mから離間させる。そしてブラック(Bk)用の感光体1Bkのみが図1の反時計回り方向に回転し、ブラック(Bk)用の感光体1Bkの表面が帯電装置2Bkにより一様に帯電され、書き込み装置21からBkの画像に対応するレーザ光が照射され、潜像が形成され、現像装置4Bkの現像剤担持体に担持された2成分現像剤中のBkのトナーにより現像されてトナー像となる。このトナー像は中間転写ベルト10上に転写される。この際、Bk以外の3色の感光体1Y、1C、1M、現像装置4Y、4C、4Mは停止しており、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。   Next, when the monochrome mode is selected, the support roller 15 moves downward to separate the intermediate transfer belt 10 from the photoreceptors 1Y, 1C, and 1M. Then, only the black (Bk) photosensitive member 1Bk rotates counterclockwise in FIG. 1, and the surface of the black (Bk) photosensitive member 1Bk is uniformly charged by the charging device 2Bk. A latent image is formed by irradiating a laser beam corresponding to the image, and is developed with the Bk toner in the two-component developer carried on the developer carrying member of the developing device 4Bk to form a toner image. This toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 10. At this time, the three color photoconductors 1Y, 1C, and 1M other than Bk and the developing devices 4Y, 4C, and 4M are stopped, and unnecessary wear of the photoconductor and the developer is prevented.

一方、給紙テーブル内43の給紙カセット44から転写材が給紙され、レジストローラ49により、中間転写ベルト10上に形成されているトナー像と一致するタイミングで2次転写装置22に搬送される。そして、2次転写装置22でトナー像が転写された転写材は、フルカラー画像の場合と同様に定着装置25で定着され、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理される。以降、2枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。   On the other hand, the transfer material is fed from the paper feed cassette 44 in the paper feed table 43 and is conveyed to the secondary transfer device 22 by the registration roller 49 at the same timing as the toner image formed on the intermediate transfer belt 10. The The transfer material onto which the toner image has been transferred by the secondary transfer device 22 is fixed by the fixing device 25 as in the case of a full-color image, and processed through a paper discharge system corresponding to the designated mode. Thereafter, when the formation of two or more images is instructed, the above-described image forming process is repeated.

以上の図1に示した構成の画像形成装置や、図2に示した画像形成装置の各画像形成ユニットは、略同様の構成であり、これらに用いる本発明に係る現像方法及び現像装置では、接触または非接触現像方式に使用する2成分現像剤を用いている。この接触または非接触現像方式には色々な公知のものが使用されるが、本発明では、現像剤担持体として、回転する円筒状部材である現像スリーブ(例えばアルミニウムやSUS等のスリーブ)を用い、この現像スリーブの内部に複数の磁石(または複数の磁極)を固定配置したものを用いており、さらには、現像剤担持体と像担持体(感光体)とが対向する現像領域において、現像層を動的に撹乱する手段を設けている。
そして、以下に示す実施例1では、現像剤層を動的に撹乱する手段として、磁力遮蔽部材を使用した構成での作用・効果を説明し、実施例2では、現像剤層を撹乱する手段として、現像剤担持体の回転数の断続的な変化を使用した構成での作用・効果を説明する。また、以下においては、2成分現像剤を、磁性粒子(キャリア)+トナーとして説明を行う。
The image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 1 and each image forming unit of the image forming apparatus shown in FIG. 2 have substantially the same configuration. In the developing method and the developing apparatus according to the present invention used for these, A two-component developer used for the contact or non-contact development method is used. Various known ones are used for the contact or non-contact development method. In the present invention, a developing sleeve (for example, a sleeve made of aluminum or SUS) that is a rotating cylindrical member is used as the developer carrier. In the developing sleeve, a plurality of magnets (or a plurality of magnetic poles) are fixedly arranged, and further, development is performed in a developing region where the developer carrying member and the image carrying member (photosensitive member) face each other. Means are provided for dynamically disturbing the layer.
In Example 1 shown below, the operation and effect of the configuration using a magnetic shielding member will be described as means for dynamically disturbing the developer layer, and in Example 2, means for disturbing the developer layer. The operation and effect of the configuration using intermittent changes in the rotation speed of the developer carrier will be described. In the following description, the two-component developer is described as magnetic particles (carrier) + toner.

[実施例1]
図1に示した構成の画像形成装置や、図2に示した画像形成装置の各画像形成ユニットは、略同様の構成であるので、ここでは図1の構成を使用して説明を行う。
現像領域A1において、像担持体である感光体1と現像剤担持体402のギャップは300[μm]に設定されている。
この時、現像剤担持体402と感光体1の間には、潜像と現像バイアスにより電界が形成されているので、現像剤層のトナーが潜像に付着することで顕像化される。
本条件ではベタ部でトナー付着量が0.3[mg/cm]で帯電量が平均で−21[μC/g]となっていた。
その後、適宜、転写、定着工程を経て画像が形成される。
[Example 1]
Since the image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 1 and each image forming unit of the image forming apparatus shown in FIG. 2 have substantially the same configuration, the description will be made using the configuration of FIG.
In the development area A1, the gap between the photoreceptor 1 as an image carrier and the developer carrier 402 is set to 300 [μm].
At this time, since an electric field is formed between the developer carrying member 402 and the photosensitive member 1 by the latent image and the developing bias, the toner image on the developer layer is visualized by adhering to the latent image.
Under these conditions, the toner adhesion amount was 0.3 [mg / cm 2 ] and the charge amount was −21 [μC / g] on average in the solid portion.
Thereafter, an image is formed through a transfer and fixing process as appropriate.

本発明に係る現像方法及び現像装置に用いるトナーは、高画質画像を実現するために、トナーの平均粒径が4〜8μmであることが有利である。重量平均粒径3μm未満では長期間の使用でのトナー飛散による機内の汚れ、低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題がある。また重量平均粒径が8μmを超える場合では100μm以下の微小スポットの解像度が充分でなく、非画像部への飛び散り等が発生した場合に画像品位が劣る傾向となる。   The toner used in the developing method and the developing apparatus according to the present invention is advantageous in that the average particle diameter of the toner is 4 to 8 μm in order to realize a high-quality image. When the weight average particle size is less than 3 μm, there are problems such as contamination inside the machine due to toner scattering during long-term use, image density reduction in a low-humidity environment, and poor photoreceptor cleaning. When the weight average particle diameter exceeds 8 μm, the resolution of a fine spot of 100 μm or less is not sufficient, and the image quality tends to be inferior when scattering to a non-image portion occurs.

ここで、トナーの詳細を以下に示す。
トナーを構成する樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等がある。ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体:スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体:ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等がある。
Here, details of the toner are shown below.
As the resin constituting the toner, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene acrylic resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, polyethylene resin, silicon resin, Examples include butyral resin, terpene resin, and polyol resin. Examples of vinyl resins include styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and homopolymers thereof: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer. Polymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic copolymer Acid methyl copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer Coalescence, styrene-vinyl ethyl acetate Copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester Styrene copolymers such as copolymers: polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and the like.

ポリエステル樹脂としては以下のA群に示したような2価のアルコールと、B群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにC群に示したような3価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。   The polyester resin is composed of a dihydric alcohol as shown in the following group A and a dibasic acid salt as shown in the group B, and further a trihydric or higher alcohol as shown in the group C or Carboxylic acid may be added as a third component.

A群:エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4ブテンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3,3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2,0)−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等。   Group A: ethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4 butanediol, neopentyl glycol, 1,4 butenediol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane Bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylene (2,2) -2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3,3) -2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2,0) -2,2′-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane and the like.

B群:マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。   Group B: maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, linolenic acid, or These acid anhydrides or esters of lower alcohols.

C群:グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の3価以上のカルボン酸等。   Group C: Trivalent or higher alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol, and trivalent or higher carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid.

ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。   As the polyol resin, an alkylene oxide adduct of an epoxy resin and a dihydric phenol, or a compound having one active hydrogen in the molecule that reacts with the glycidyl ether and the epoxy group, and an active hydrogen that reacts with the epoxy resin in the molecule. There are those obtained by reacting two or more compounds.

本発明でトナーに用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。
As the pigment used in the toner in the present invention, the following are used.
Examples of black pigments include azine dyes such as carbon black, oil furnace black, channel black, lamp black, acetylene black, and aniline black, metal salt azo dyes, metal oxides, and composite metal oxides.
Examples of yellow pigments include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel yellow, navel yellow, naphthol yellow S, hansa yellow G, hansa yellow 10G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, and tartrazine lake. .

橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。
Examples of the orange pigment include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
Examples of red pigments include Bengala, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Resol Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B.

紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ等がある。
Examples of purple pigments include fast violet B and methyl violet lake.
Examples of blue pigments include cobalt blue, alkali blue, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, first sky blue, and indanthrene blue BC.
Examples of green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, and malachite green lake.

これらは1種または2種以上を使用することができる。特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本発明では水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。   These can use 1 type (s) or 2 or more types. Especially for color toners, uniform dispersion of good pigments is essential. Instead of putting pigments directly into a large amount of resin, a master batch in which pigments are once dispersed at a high concentration is prepared and diluted. The method of throwing in is used. In this case, a solvent is generally used to assist dispersibility. However, there is a problem of environment and the like, and in the present invention, water is used for dispersion. When water is used, temperature control is important so that residual moisture in the masterbatch does not become a problem.

本発明のトナーでは、電荷制御剤をトナー粒子内部に配合(内添)している。電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、特に本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。また、本発明におけるトナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は65〜90℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。   In the toner of the present invention, a charge control agent is blended (internally added) inside the toner particles. The charge control agent makes it possible to control the optimum charge amount according to the development system. In particular, in the present invention, the balance between the particle size distribution and the charge amount can be further stabilized. For controlling the toner to be positively charged, nigrosine and quaternary ammonium salts, triphenylmethane dyes, imidazole metal complexes and salts can be used alone or in combination of two or more. Further, salicylic acid metal complexes, salts, organic boron salts, calixarene compounds, and the like are used for controlling the toner to be negatively charged. Further, a release agent can be internally added to the toner in the present invention to prevent offset at the time of fixing. Release agents include natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax and derivatives thereof, paraffin wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, sazol wax, low molecular weight polyethylene, and low molecular weight polypropylene. And alkyl phosphate esters. The melting point of these release agents is preferably 65 to 90 ° C. When the temperature is lower than this range, blocking during storage of the toner tends to occur, and when the temperature is higher than this range, an offset is likely to occur in a region where the fixing roller temperature is low.

離型剤等の分散性を向上させるなどの目的のために、トナーに添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を2種以上混合した物でも良い。   An additive may be added to the toner for the purpose of improving the dispersibility of a release agent or the like. As additives, styrene acrylic resin, polyethylene resin, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, butyral resin, terpene resin, There is a polyol resin or the like, and a mixture of two or more of these resins may be used.

樹脂は、結晶性ポリエステルを用いても良い。結晶性を有し、分子量分布がシャープでかつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルである。この樹脂はガラス転移温度(Tg)において結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現する。この結晶性ポリエステル樹脂の使用により、樹脂のTgや分子量を下げ過ぎることなく低温定着化を達成することができる。そのため、Tg低下に伴なう保存性の低下はない。また、低分子量化に伴なう高すぎる光沢や耐オフセット性の悪化もない。したがってこの結晶性ポリエステル樹脂の導入は、トナーの低温定着性の向上に非常に有効である。
なお、トナー粒子の円形度はフロー式粒子像分析装置FPIA−1000(東亜医用電子株式会社製)により平均円形度として計測した。
As the resin, crystalline polyester may be used. It is an aliphatic polyester having crystallinity, having a sharp molecular weight distribution, and increasing the absolute amount of its low molecular weight as much as possible. This resin undergoes a crystal transition at the glass transition temperature (Tg), and at the same time, the melt viscosity suddenly decreases from the solid state and exhibits a fixing function to paper. By using this crystalline polyester resin, low-temperature fixing can be achieved without excessively reducing the Tg and molecular weight of the resin. Therefore, there is no decrease in storage stability associated with a decrease in Tg. Further, there is no excessively high gloss and offset resistance deterioration due to the low molecular weight. Therefore, the introduction of the crystalline polyester resin is very effective for improving the low-temperature fixability of the toner.
The circularity of the toner particles was measured as an average circularity by a flow type particle image analyzer FPIA-1000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.).

また、本発明のトナーは流動性向上剤として無機微粉体をトナー表面に付着または固着させる。この無機微粉体の平均粒径は10〜200nmが適している。10nmより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、200nmより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
本発明の無機微粉体としてはSi、Ti、Al、Mg、Ca、Sr、Ba、In、Ga、Ni、Mn、W、Fe、Co、Zn、Cr、Mo、Cu、Ag、V、Zr等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素(シリカ)、二酸化チタン(チタニア)、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
In the toner of the present invention, an inorganic fine powder is adhered or fixed to the toner surface as a fluidity improver. The average particle size of the inorganic fine powder is suitably 10 to 200 nm. When the particle size is smaller than 10 nm, it is difficult to produce an uneven surface having an effect on fluidity, and when the particle size is larger than 200 nm, the powder shape becomes rough, resulting in a problem of toner shape.
As the inorganic fine powder of the present invention, Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, Zr, etc. And oxides and composite oxides. Of these, fine particles of silicon dioxide (silica), titanium dioxide (titania), and alumina are preferably used. Furthermore, it is effective to perform a surface modification treatment with a hydrophobizing agent or the like. Typical examples of the hydrophobizing agent include the following.
Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, hexaphenyldisilazane, hexatolyldisilazane, etc.

無機微粉体はトナーに対して0.1〜2重量%使用されるのが好ましい。0.1重量%未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、2重量%を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は10〜200nmの小さい粒径のものが最適である。10nmより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、200nmより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
また、本発明のトナーには、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン(登録商標)粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。
また、本評価法は混練り工程や粉砕工程を用いないで作製するスプレードライ法などで作製したトナー、カプセルトナーにも使用できる。
The inorganic fine powder is preferably used in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the toner. If it is less than 0.1% by weight, the effect of improving toner aggregation is poor, and if it exceeds 2% by weight, problems such as toner scattering between fine wires, contamination in the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor tend to occur. is there.
In addition, a charge control agent may be attached or fixed to the surface of at least a powder composed of a resin and a pigment so that the powder surface shape has a small period and a large period. The average particle size is optimally as small as 10 to 200 nm. When the particle size is smaller than 10 nm, it is difficult to produce an uneven surface having an effect on fluidity, and when the particle size is larger than 200 nm, the powder shape becomes rough, resulting in a problem of toner shape.
In addition, the toner of the present invention may further contain other additives, for example, a lubricant powder such as Teflon (registered trademark) powder, zinc stearate powder, polyvinylidene fluoride powder; Abrasives such as powder, silicon carbide powder and strontium titanate powder can also be used in small amounts as a developability improver.
In addition, this evaluation method can also be used for toners and capsule toners produced by a spray-drying method produced without using a kneading step or a pulverizing step.

トナーの抵抗調整は導電性材料の含有、分散により行う。材料はカーボン系ではアセチルブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、炭素繊維、黒鉛等を上げることができる。また金属系では酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)、Cu、Ni等の金属粉末がある。これを適宜トナーバインダ樹脂に分散することで抵抗調整が可能である。 The toner resistance is adjusted by including and dispersing a conductive material. In the case of carbon materials, acetyl black, oil furnace black, thermal black, carbon fiber, graphite and the like can be raised. In the metal system, there are metal powders such as tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), Cu, and Ni. Resistance can be adjusted by appropriately dispersing this in a toner binder resin.

二成分現像で使用される磁性を有する粒子(キャリア)は、その径が20〜80[μm]で、ベースは磁性体を有し、表層はトナーと摩擦帯電による電荷付与を効率的に行うためにトナーと逆極性に帯電し易い材料をコートしている。具体的にはシリコン樹脂及び二酸化アンモニウムを含む材料等を上げることができる。また更にスチレン−アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ブチラール樹脂、スチロール樹脂を上げられる。ベースになるフェライト系材料は1250〜1300℃で3〜5時間焼成され、クラッシャー等で粉砕され、求める粒径分布を有するようにするものである。キャリアの質量を低下させる為にベースを樹脂とし、磁性体粒子を混ぜ込む方式でも作製することができる。   The particles (carrier) having magnetism used in the two-component development have a diameter of 20 to 80 [μm], the base has a magnetic material, and the surface layer efficiently imparts charge by toner and frictional charging. Is coated with a material that is easily charged to a polarity opposite to that of the toner. Specifically, materials including silicon resin and ammonium dioxide can be raised. Furthermore, styrene-acrylic resin, epoxy resin, styrene-butadiene resin, butyral resin, and styrene resin can be raised. The base ferrite material is fired at 1250 to 1300 ° C. for 3 to 5 hours, pulverized with a crusher or the like, and has a desired particle size distribution. In order to reduce the mass of the carrier, the base can be used as a resin and magnetic particles can be mixed.

現像剤担持体がステンレススチール(SUS)製スリーブ(またはアルミニウム製スリーブ)で構成され、内部に凹凸を有した永久磁石が配設されるものでは、表層はサンドブラスト等で粗し、表面粗さが10〜30[μm]程度の範囲が良好であり、これより粗くなると保持量が極端に増加しトナーの電荷量が低減する。また10[μm]を下回ると十分な現像剤量が保持できなくなり、結果的に現像能力低下をきたす。   When the developer carrier is made of a stainless steel (SUS) sleeve (or an aluminum sleeve) and has permanent magnets with irregularities inside, the surface layer is roughened by sandblasting or the like, and the surface roughness is The range of about 10 to 30 [μm] is good, and if it becomes rougher than this, the holding amount increases extremely and the charge amount of the toner decreases. On the other hand, if it is less than 10 [μm], a sufficient amount of developer cannot be maintained, resulting in a decrease in developing ability.

ここで、現像剤担持体は、外部の円筒状部材であるスリーブが回転すると共に、スリーブの内面側に配設される独立回転可能な磁力遮蔽部材も同様に回転する構成となっている。本実施例ではスリーブは直径φ18mmであり、その内部に磁力遮蔽部材として、円筒状の部材に回転方向に対して垂直方向に短冊状に磁性体を被着させたものを用いている。本実施例では間隔が約3[mm]で磁性体の被着されいる部分の幅が2[mm]に設定されており、回転数は現像剤担持体のスリーブに対して逆方向で200[mm/s]の線速で駆動されている。
また、短冊状の磁性体を被着する代わりに、磁性材料で形成したシートからなる円筒状の部材に、スリット状の開口を等間隔に形成したもの(後述する図8に示す磁力遮蔽部材)も磁力遮蔽部材として用いることができる。
Here, the developer carrying member is configured such that a sleeve, which is an external cylindrical member, rotates, and an independently rotatable magnetic shielding member disposed on the inner surface side of the sleeve also rotates. In the present embodiment, the sleeve has a diameter of 18 mm, and a cylindrical member is used in which a magnetic material is attached in a strip shape in a direction perpendicular to the rotation direction. In this embodiment, the interval is set to about 3 [mm], and the width of the portion to which the magnetic material is applied is set to 2 [mm]. [mm / s].
Also, instead of depositing a strip-shaped magnetic body, a cylindrical member made of a magnetic material is formed with slit-like openings at equal intervals (a magnetic shielding member shown in FIG. 8 described later). Can also be used as a magnetic shielding member.

さらに、これらとは別に、例えば現像剤担持体のスリーブ表面(または内面)に、短冊状やスリット状にした磁力遮蔽部材を貼り付けることでもよく、この場合には現像剤担持体の回転に伴い磁界を変化させる作用を起こさせることができるため、同様の効果が得られる。もちろん上記のような独立して回転可能な構成を取ることで更に磁界の変化を制御し易くなるため、現像剤の撹乱機能に応じた条件設定が可能となる。   Further, apart from these, for example, a magnetic shielding member having a strip shape or a slit shape may be attached to the sleeve surface (or the inner surface) of the developer carrier, and in this case, as the developer carrier rotates. Since the action of changing the magnetic field can be caused, the same effect can be obtained. Of course, by adopting the above-described independently rotatable configuration, it becomes easier to control the change of the magnetic field, so that it is possible to set conditions according to the disturbance function of the developer.

現像剤の磁性粒子(キャリア)は金属もしくは樹脂をコアとしてフェライト等の磁性材料を含有し、表層はシリコン樹脂等で被覆されたものであることは既に述べた。磁性粒子の粒径は20〜80μmの範囲が好適である。また、磁性粒子の抵抗は、ダイナミック抵抗DRで108〜1012Ωの範囲が好適である。ここで、上記磁性粒子のダイナミック抵抗DRの測定は、測定装置を用いて次のように行った。
まず、接地した台座の上方に、固定磁石を所定位置に内蔵した直径φ20mmの回転可能なスリーブをセットする。このスリーブの表面には、幅W=65mm及び長さL=0.5〜1mmの対向面積を有する対向電極(ドクタ)を、ギャップg=0.9mmで対向させる。次に、スリーブを回転速度600rpm(線速628mm/sec)で回転駆動し始める。そして、回転しているスリーブ上に測定対象の磁性粒子を所定量(14g)だけ担持させ、該スリーブの回転により該磁性粒子を10分間攪拌する。次に、スリーブに電圧を印加しない状態で、スリーブと対向電極との間を流れる電流IRII[A]を電流計で測定する。次に、直流電源からスリーブに耐圧上限レベル(高抵抗シリコンコートキャリアでは400Vから鉄粉キャリアでは数V)の印加電圧E[V]を5分間印加する(本実施例では200Vを印加した)。そして、電圧Eを印加した状態でスリーブと対向電極との間を流れる電流IRQ[A]を電流計で測定する。これらの測定結果から、次式を用いてダイナミック抵抗DR[Ω]を算出する。
DR=E/(IRQ−IRII
It has already been described that the magnetic particles (carrier) of the developer contain a magnetic material such as ferrite with a metal or resin as a core, and the surface layer is coated with a silicon resin or the like. The particle size of the magnetic particles is preferably in the range of 20 to 80 μm. The resistance of the magnetic particles is preferably in the range of 10 8 to 10 12 Ω in terms of dynamic resistance DR. Here, the measurement of the dynamic resistance DR of the magnetic particles was performed as follows using a measuring apparatus.
First, a rotatable sleeve having a diameter of 20 mm with a fixed magnet built in a predetermined position is set above the grounded pedestal. A counter electrode (doctor) having a facing area with a width W = 65 mm and a length L = 0.5 to 1 mm is opposed to the surface of the sleeve with a gap g = 0.9 mm. Next, the sleeve is rotationally driven at a rotational speed of 600 rpm (linear speed: 628 mm / sec). Then, a predetermined amount (14 g) of the magnetic particles to be measured is supported on the rotating sleeve, and the magnetic particles are stirred for 10 minutes by the rotation of the sleeve. Next, the current IRII [A] flowing between the sleeve and the counter electrode is measured with an ammeter in a state where no voltage is applied to the sleeve. Next, an applied voltage E [V] of a withstand voltage upper limit level (400 V for high-resistance silicon-coated carrier to several V for iron powder carrier) is applied to the sleeve from a DC power source for 5 minutes (200 V is applied in this embodiment). Then, the current IRQ [A] flowing between the sleeve and the counter electrode with the voltage E applied is measured with an ammeter. From these measurement results, the dynamic resistance DR [Ω] is calculated using the following equation.
DR = E / (I RQ -I RII )

次に、現像装置4の構成例について、図3を使用してより詳しく説明する。現像剤担持体402は、内部に複数の磁極を有する磁石部材407を内蔵した非磁性で且つ回転可能なスリーブである。磁石部材407は固定配置され、現像剤が現像剤担持体402上の所定箇所を通過するときに磁力が作用するようになっている。本実施例で用いた現像剤担持体402は、直径がφ18mmのSUS製スリーブ(またはアルミニウム製スリーブ)であり、表面粗さRz(十点平均粗さ)が10〜20μmの範囲に入るようにサンドブラスト処理されている。   Next, a configuration example of the developing device 4 will be described in more detail with reference to FIG. The developer carrier 402 is a non-magnetic and rotatable sleeve in which a magnet member 407 having a plurality of magnetic poles is incorporated. The magnet member 407 is fixedly arranged so that a magnetic force acts when the developer passes a predetermined portion on the developer carrier 402. The developer carrier 402 used in this example is a SUS sleeve (or aluminum sleeve) having a diameter of φ18 mm so that the surface roughness Rz (ten-point average roughness) falls within the range of 10 to 20 μm. Sandblasted.

現像剤担持体402に内蔵された磁石部材407は、例えば規制ブレード404による規制箇所から現像剤担持体402の回転方向にN極(N1)、S極(S1)、N極(N2)、S極(S2)の4つの磁極を配置している。なお、磁石部材407の磁極の配置は、図3や、後述する図4の4極構成に限定されるものではなく、現像剤担持体402の周囲の規制ブレード404等の配置に応じて他の配置に設定してもよく、より磁極数の多い多極構成としてもよい。例えば図6に示すように、現像領域で磁界を発生する現像主磁極(現像用磁石)が2つ有る5極構成としてもよい。また、図7に示す例のように、より磁極数の多い多極構成としてもよい。図7は、像担持体(感光体)に対向する現像領域で磁界を発生する4つの現像主磁極(現像用磁石)を配置した例であり、都合8個の磁石からなり、N,Sはそれぞれの磁石の磁極の向きであり、四角で囲んだN,Sが現像剤担持体の表面側を向く磁極である。なお、図6、図7に示すように、現像剤担持体402の内部に複数の現像主磁極を有する構成の場合には、複数の現像主磁極の磁極間と対向する部分に、像担持体1と現像剤担持体402の最近接点を設定する。このように設定することにより、現像領域の最近接点での拘束磁界が低減するので、磁力遮蔽部材403による遮蔽効果が向上し、更に現像剤の運動の自由度が向上するため撹乱が促進できる。   The magnet member 407 built in the developer carrier 402 is, for example, N pole (N1), S pole (S1), N pole (N2), S in the direction of rotation of the developer carrier 402 from a restriction position by the restriction blade 404. Four magnetic poles of the pole (S2) are arranged. The arrangement of the magnetic poles of the magnet member 407 is not limited to the four-pole configuration of FIG. 3 or FIG. 4 to be described later, and other arrangements are possible depending on the arrangement of the regulating blade 404 around the developer carrier 402 and the like. The arrangement may be set, or a multipolar configuration having a larger number of magnetic poles may be employed. For example, as shown in FIG. 6, a five-pole configuration having two developing main magnetic poles (developing magnets) that generate a magnetic field in the developing region may be employed. Moreover, it is good also as a multipolar structure with many more magnetic poles like the example shown in FIG. FIG. 7 shows an example in which four developing main magnetic poles (developing magnets) that generate a magnetic field in a developing region facing the image carrier (photosensitive member) are arranged. The direction of the magnetic pole of each magnet, and N and S surrounded by a square are the magnetic poles facing the surface side of the developer carrier. As shown in FIGS. 6 and 7, in the case of a configuration having a plurality of main developing magnetic poles inside the developer carrying member 402, the image carrying member is disposed at a portion facing between the magnetic poles of the plurality of developing main magnetic poles. 1 and the closest point of contact between the developer carrier 402 are set. By setting in this way, the restraining magnetic field at the closest point in the development area is reduced, so that the shielding effect by the magnetic shielding member 403 is improved, and the degree of freedom of movement of the developer is further improved, so that disturbance can be promoted.

本発明の現像装置4では、上記のような複数の磁石部材407の磁力により、現像剤担持体402上にトナー及び磁性粒子からなる現像剤がブラシ状に担持される。そして、現像剤担持体402上の磁気ブラシ中のトナーは、磁性粒子と混合されることで規定の帯電量を得る。また、現像装置4内の攪拌・搬送部材405,406や現像剤担持体402の回転力、磁石部材407の磁力によって攪拌され、そのときに、トナーに磁性粒子との摩擦帯電により電荷が付与される。
この現像剤担持体402上のトナーの帯電量としては、−10〜−40[μC/g]の範囲が好適である。
In the developing device 4 of the present invention, the developer composed of toner and magnetic particles is supported on the developer carrier 402 in a brush shape by the magnetic force of the plurality of magnet members 407 as described above. The toner in the magnetic brush on the developer carrier 402 is mixed with magnetic particles to obtain a specified charge amount. Further, the toner is agitated by the rotational force of the agitating / conveying members 405 and 406 and the developer carrier 402 in the developing device 4 and the magnetic force of the magnet member 407, and at this time, the toner is charged by frictional charging with the magnetic particles. The
The charge amount of the toner on the developer carrier 402 is preferably in the range of −10 to −40 [μC / g].

本実施例では規制ブレード404と現像剤担持体402の間の最近接部における間隔が300μmに設定され、また、規制ブレード404に対向した磁石部材407の磁極N1を、規制ブレード404との対向位置よりも現像剤担持体402の回転方向上流側に数度傾斜して位置している。これにより、ケーシング内における現像剤の循環流を容易に形成することができる。   In this embodiment, the distance at the closest portion between the regulating blade 404 and the developer carrier 402 is set to 300 μm, and the magnetic pole N1 of the magnet member 407 facing the regulating blade 404 is positioned at the position facing the regulating blade 404. Further, the developer carrier 402 is positioned at an angle of several degrees on the upstream side in the rotation direction. Thereby, the circulation flow of the developer in the casing can be easily formed.

上記規制ブレード404は、現像剤担持体402との対向部で現像剤担持体402上に形成された現像剤の量を規制するように磁気ブラシと接触し、所定量の現像剤が担持・搬送されるようにするとともに、現像剤中のトナーと磁性粒子との摩擦帯電を促進させている。   The regulation blade 404 is in contact with the magnetic brush so as to regulate the amount of developer formed on the developer carrier 402 at a portion facing the developer carrier 402, so that a predetermined amount of developer is carried and conveyed. In addition, frictional charging between the toner in the developer and the magnetic particles is promoted.

ここで本実施例では、図4または図6に示すように、スリット状(または短冊状)の磁力遮蔽部材403を現像剤担持体402のスリーブ内部に配設し、且つ、スリーブの内面に沿って移動するように構成している。この磁力遮蔽部材403の形状の一例としては、図8に示すように、磁性材料を用いて円筒状に形成され、所定の間隔でスリット(開口)を設けたものが使用できる。また、これとは逆に、非磁性材料の円筒状部材に、短冊状の磁性材料を所定の間隔で被着したものでもよい。   Here, in this embodiment, as shown in FIG. 4 or FIG. 6, a slit-shaped (or strip-shaped) magnetic shielding member 403 is disposed inside the sleeve of the developer carrier 402 and along the inner surface of the sleeve. Are configured to move. As an example of the shape of the magnetic shielding member 403, as shown in FIG. 8, a member formed in a cylindrical shape using a magnetic material and provided with slits (openings) at a predetermined interval can be used. On the contrary, a strip-shaped magnetic material may be attached to a cylindrical member of a nonmagnetic material at a predetermined interval.

現像剤担持体402の表面には、現像剤担持体403内に配設される固定磁石407による磁界が形成されているが、移動する磁力遮蔽部材403により磁界が時間によって変化する。この磁界の変化によって、特に感光体1近傍の現像領域の現像剤が感光体1に付勢したり、引き戻す作用が短時間で加わることにより、現像剤中のキャリア粒子が運動することで現像剤層に動的な撹乱が発生し、特に一度現像されたキャリア粒子はトナー被覆率の高いキャリア粒子とも入れ替わる効果により、感光体1に近接する確率が増加することで結果的に現像効率の増加につながる。   A magnetic field is formed on the surface of the developer carrier 402 by a fixed magnet 407 disposed in the developer carrier 403, but the magnetic field changes with time by the moving magnetic shielding member 403. Due to the change in the magnetic field, the developer in the developing region near the photoreceptor 1 is urged to the photoreceptor 1 or the action of pulling back is applied in a short time, so that the carrier particles in the developer move, thereby developing the developer. Dynamic disturbance occurs in the layer, and in particular, once developed carrier particles are replaced with carrier particles having a high toner coverage, thereby increasing the probability of being close to the photoreceptor 1, resulting in an increase in development efficiency. Connected.

ここで、図10は磁力遮蔽部材による現像剤の磁気ブラシ撹乱作用の実験例を示している。
この実験では、図10(a)に示すように、磁力遮蔽部材として、27[mm]×91[mm]のシート状の磁性材料に、幅3[mm]のスリット(開口)を3[mm]間隔で設けたものを使用した。
そして、図10(b)に示すように、スクリュ管瓶に、磁性粒子(キャリア)とトナーを混合した現像剤を入れ、スクリュ管瓶の下方側外表面に沿って磁力遮蔽部材(磁性材料のシート)を配置し、さらにその下方に磁石を配置して磁気ブラシを形成した。
Here, FIG. 10 shows an experimental example of the magnetic brush disturbing action of the developer by the magnetic shielding member.
In this experiment, as shown in FIG. 10A, as a magnetic shielding member, a 27 [mm] × 91 [mm] sheet-like magnetic material is provided with a slit (opening) having a width of 3 [mm] of 3 [mm]. The ones provided at intervals were used.
Then, as shown in FIG. 10 (b), a developer containing a mixture of magnetic particles (carrier) and toner is put into a screw tube bottle, and a magnetic shielding member (of magnetic material) is formed along the lower outer surface of the screw tube bottle. A magnetic brush was formed by disposing a magnet and a magnet below the sheet.

次に図10(b)の状態で、磁力遮蔽部材(磁性材料のシート)をスクリュ管瓶の下方側外表面に沿って往復移動し、磁気ブラシが撹乱されるかどうかを検証した。
この検証の結果、磁性材料のシートが1枚では、磁石の磁力によって形成された磁気ブラシは動かなかったが、図10(c)に示すように、二枚重ねにすると磁性材料のシートの移動に伴い、磁気ブラシの高さが変化した。
すなわち、磁性材料のシートが1枚では磁力遮蔽効果が低かったため磁力を低減する効果が弱く、磁気ブラシは動かなかったが、二枚重ねにすることで磁力遮蔽能力が発現し、磁気ブラシを動かすことができた。
Next, in the state of FIG. 10B, the magnetic shielding member (magnetic material sheet) was reciprocated along the lower outer surface of the screw tube bottle to verify whether the magnetic brush was disturbed.
As a result of this verification, when one sheet of magnetic material was used, the magnetic brush formed by the magnetic force of the magnet did not move. However, as shown in FIG. The height of the magnetic brush has changed.
That is, the effect of reducing the magnetic force was weak because the magnetic shielding effect was low with one sheet of magnetic material, and the magnetic brush did not move. However, by stacking two sheets, the magnetic shielding ability appeared and the magnetic brush could be moved. did it.

以上の実験結果から、磁力遮蔽部材を磁力遮蔽効果が発現する適度な厚さの磁性材料で形成し、この磁力遮蔽部材を、磁石と現像剤担持体(スリーブ)に担持された現像剤の間で動かすことにより磁力遮蔽効果が作用し、磁気ブラシが上下方向に動くことが検証されたので、現像領域の現像剤を動的に撹乱する手段として十分に用いることができる。   From the above experimental results, the magnetic shielding member is formed of a magnetic material having an appropriate thickness that exhibits the magnetic shielding effect, and this magnetic shielding member is disposed between the magnet and the developer carried on the developer carrier (sleeve). Since it has been verified that the magnetic brush moves in the vertical direction by moving the magnetic field, the developer in the developing region can be sufficiently used as a means for dynamically disturbing the developer.

本実施例で用いる磁力遮蔽部材403は、材料として鉄が好ましく、磁力を取り込んで外部に漏らさないように作用させるものである。それ故、現像剤担持体402内の固定磁石407の磁力を弱めることとなる。通常は決められた波形に対して現像剤が沿う形になるが、磁力遮蔽部材403により時間・場所共に該波形を変化させることにより、現像剤の運動方向が変化して現像剤が動的に撹乱するものである。   The magnetic shielding member 403 used in this embodiment is preferably made of iron as a material, and acts so as to take in the magnetic force and prevent it from leaking outside. Therefore, the magnetic force of the fixed magnet 407 in the developer carrier 402 is weakened. Normally, the developer follows a predetermined waveform, but by changing the waveform in both time and place by the magnetic shielding member 403, the direction of movement of the developer changes and the developer dynamically It is a disturbance.

本実施例では、感光体1の線速200mm/sに対し、現像剤担持体402を線速360mm/sで回転駆動している。そして、一例として、磁力遮蔽部材403のスリットは、現像剤担持体402の周方向に3[mm]間隔で配置され、磁力遮蔽する材料は3[mm]幅で形成されており、その線速は逆方向で500[mm/s]としている。これにより287[Hz]が磁気ブラシの振動周波数になり、この運動によりトナー被覆率の高い磁性粒子が感光体1に接触する確率が増加して、現像能力が高いことにより高画質の画像を得ることができる。   In this embodiment, the developer carrying member 402 is rotationally driven at a linear speed of 360 mm / s with respect to the linear speed of the photosensitive member 1 of 200 mm / s. As an example, the slits of the magnetic shielding member 403 are arranged at intervals of 3 [mm] in the circumferential direction of the developer carrier 402, and the magnetic shielding material is formed with a width of 3 [mm]. Is 500 [mm / s] in the reverse direction. As a result, 287 [Hz] becomes the vibration frequency of the magnetic brush, and this movement increases the probability that the magnetic particles having a high toner coverage ratio come into contact with the photosensitive member 1, thereby obtaining a high-quality image due to the high development ability. be able to.

本実施例では使用する磁性粒子(キャリア)の平均粒径が異なるものを使用している。特性は以下に示すが、材料は同一で粒径のみ異なるものである。粒径が異なることによって磁性粒子の飽和磁化量が異なる。また質量も異なるので磁界内での挙動が異なってくる。まず飽和磁化量が異なることで現像剤担持体内の固定磁石に近接した時により強い磁力により吸引されるため、他の磁性粒子に結果的に衝突することになり撹乱を促進できる。また、質量が相対的に大きいと衝突時の力が強くなり、より既に存在する現像剤層を効率的に撹乱することが可能となる。このように、本実施例では粒径の異なる磁性粒子を組み合わせることで現像領域での現像剤層の撹乱を促進できるものである。   In this embodiment, the magnetic particles (carriers) used have different average particle diameters. The properties are shown below, but the materials are the same and only the particle size is different. The amount of saturation magnetization of the magnetic particles varies depending on the particle diameter. Also, since the mass is different, the behavior in the magnetic field is different. First, since the saturation magnetization amount is different, the magnetic material is attracted by a stronger magnetic force when approaching the fixed magnet in the developer carrying body, so that it collides with other magnetic particles as a result, thereby promoting disturbance. Further, when the mass is relatively large, the force at the time of collision becomes strong, and it becomes possible to efficiently disturb the already existing developer layer. Thus, in this embodiment, the disturbance of the developer layer in the development region can be promoted by combining magnetic particles having different particle sizes.

本実施例では、粒径75[μm]で飽和磁化量が80〜100[emu/g]のベースにフェライト材料を使用したものを作製し、もう一方は粒径25[μm]で飽和磁化量が65〜75[emu/g]のベースにフェライト材料を使用したものを作製し、前者の50[wt%]に対して後者を50[wt%]として混合したものを使用した。   In this example, a ferrite material is used for a base having a grain size of 75 [μm] and a saturation magnetization of 80 to 100 [emu / g], and the other has a grain size of 25 [μm] and a saturation magnetization of Manufactured using a ferrite material for a base of 65 to 75 [emu / g], and the latter was mixed at 50 [wt%] with the latter 50 [wt%].

図5に示すように、横軸に現像ポテンシャル、縦軸に感光体へのトナー付着量を取り、傾きを比較すると、従来の2成分現像器では1[kV]で1.4[(mg/cm2)/kV]になるのに対して、本発明では2.5[(mg/cm2)/kV]の値が得られており、本発明による現像剤の撹乱により現像能力が向上し、現像効率が増加したことが分かる。 As shown in FIG. 5, the development potential is plotted on the horizontal axis, the toner adhesion amount on the photosensitive member is plotted on the vertical axis, and the slope is compared. In the conventional two-component developer, 1.4 [(mg / cm 2) / kV] relative to become, in the present invention 2.5 [(mg / cm 2) / value of kV] has been obtained, developability is improved by disrupting the developer according to the invention It can be seen that the development efficiency has increased.

上記現像剤層のトナーは十分に帯電しているため、現像剤層のキャリアに付着するトナーが被覆率としてかなり高い状態にある。その状態で現像剤担持体402上に担持された現像剤は、現像剤担持体402の回転により現像領域に搬送される。そして、現像バイアスで形成された現像電界により、感光体1上の静電潜像に選択的に付着し、該静電潜像が現像される。   Since the toner of the developer layer is sufficiently charged, the toner adhering to the carrier of the developer layer is in a considerably high coverage ratio. In this state, the developer carried on the developer carrier 402 is conveyed to the development area by the rotation of the developer carrier 402. Then, by the developing electric field formed by the developing bias, the electrostatic latent image on the photosensitive member 1 is selectively attached to the electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is developed.

なお、潜像を現像する際の1ドット画像に対する撹乱回数の関係の詳細を図9を用いて説明する。
現像剤の撹乱の目標を、現像剤が潜像を通り過ぎる時、少なくとも1回とすると、1ドット幅をS[μm]としたとき、600[dpi]の解像度では約42[μm]となる。このとき感光体1の線速をvPC、現像剤担持体(以下、現像ローラとする)402の線速をvDR(連れ回り)とすると、線速差はvDR−vPCとなるので1ドット画像を通過する時間Tは下式で表せる(磁力遮蔽部材が現像ローラのスリーブに固定されている場合)。
T=S×10−3[mm]/|vPC−VDR|[mm/s]
Details of the relationship between the number of disturbances with respect to a one-dot image when developing a latent image will be described with reference to FIG.
If the developer disturbance target is at least once when the developer passes through the latent image, the resolution of 600 [dpi] is about 42 [μm] when the dot width is S [μm]. At this time, if the linear velocity of the photosensitive member 1 is vPC and the linear velocity of the developer carrying member (hereinafter referred to as a developing roller) 402 is vDR (rotating), the linear velocity difference is vDR-vPC, so that a one-dot image is obtained. The passing time T can be expressed by the following equation (when the magnetic shielding member is fixed to the sleeve of the developing roller).
T = S × 10−3 [mm] / | vPC−VDR | [mm / s]

図9に示すように、1ドット幅を42[μm]とし、感光体線速をvPC=200[mm/s]とし、現像ローラ線速をvDR=300[mm/s]とすると、現像剤は線速差100[mm/s]で潜像を移動するから、0.25×10−4[s]であり、これは周波数ではF=T−1=2.5[kHz]となる。
ところが現像領域の現像ニップ幅が約4[mm]あるので、潜像が通過する時間は、
4[mm]/200[mm/s]=2×10−2[s]
になるので、50[Hz]以上であれば良いこととなる。
このとき、磁力遮蔽部材403のスリット幅を考慮すると、50[Hz]は時間で0.02[s]となるので100[mm/s]の線速差で磁力遮蔽部材403の有り無しの長さを算出すると、長さS[mm]/100[mm/s]=0.02[s]とするとS=2[mm]となり、磁力遮蔽部材403は1[mm]毎のスリットにしないといけないことになる。従って、600[dpi]の解像度で1ドット画像の再現性を考慮した場合、磁力遮蔽部材のスリットは、1[mm]幅で1[mm]毎の間隔で配置することになる。
As shown in FIG. 9, when the dot width is 42 [μm], the photosensitive member linear velocity is vPC = 200 [mm / s], and the developing roller linear velocity is vDR = 300 [mm / s], the developer Since the latent image is moved with a linear velocity difference of 100 [mm / s], it is 0.25 × 10 −4 [s], which is F = T −1 = 2.5 [kHz] in frequency.
However, since the development nip width of the development area is about 4 [mm], the time for the latent image to pass is
4 [mm] / 200 [mm / s] = 2 × 10 −2 [s]
Therefore, 50 [Hz] or more is sufficient.
At this time, considering the slit width of the magnetic shielding member 403, 50 [Hz] becomes 0.02 [s] in time, so the length of the magnetic shielding member 403 with or without the linear velocity difference of 100 [mm / s]. When the length is calculated, if length S [mm] / 100 [mm / s] = 0.02 [s], then S = 2 [mm], and the magnetic shielding member 403 has to be a slit for every 1 [mm]. Do n’t do that. Therefore, when the reproducibility of a one-dot image is taken into consideration at a resolution of 600 [dpi], the slits of the magnetic shielding member are arranged at intervals of 1 [mm] with a width of 1 [mm].

[実施例2]
次に、第2の実施例では、現像装置4の装置構成はほとんど実施例1と同様であるが、磁力遮蔽部材を用いずに、現像剤担持体402の回転線速を変化させて現像領域の2成分現像剤(以下、現像剤と言う)に動的な撹乱を起こすものである。
現像剤は、実施例1でも述べたように、現像剤担持体402のスリーブ内部の固定磁石と、スリーブ表面の摩擦係数により保持・搬送されている。ここで本実施例は現像剤担持体(スリーブ)402の線速を断続的に変化させることにより現像剤へ慣性力を付与したのち、再度搬送力を付与することで現像剤に力を与えて動的な撹乱を発生させるようにしたものである。
[Example 2]
Next, in the second embodiment, the configuration of the developing device 4 is almost the same as that of the first embodiment, but without using a magnetic shielding member, the linear velocity of rotation of the developer carrier 402 is changed to change the developing area. The two-component developer (hereinafter referred to as developer) is dynamically disturbed.
As described in the first embodiment, the developer is held and conveyed by the fixed magnet inside the sleeve of the developer carrier 402 and the friction coefficient of the sleeve surface. Here, in this embodiment, an inertial force is applied to the developer by intermittently changing the linear velocity of the developer carrier (sleeve) 402, and then a force is applied to the developer by applying a transport force again. Dynamic disturbance is generated.

なお、本実施例においても、図6(または図7)に示すように、現像剤担持体の内部に複数の現像主磁極を有する構成の場合には、複数の現像主磁極の磁極間と対向する部分に、像担持体1と現像剤担持体402の最近接点を設定する。このように設定することにより、現像領域の最近接点での拘束磁界が低減するので、現像剤担持体(スリーブ)の線速を断続的に変化させることによる現像剤の運動の自由度が向上するため、現像剤の撹乱が促進できる。   Also in this embodiment, as shown in FIG. 6 (or FIG. 7), in the case of a configuration having a plurality of developing main magnetic poles inside the developer carrier, it is opposed to between the magnetic poles of the plurality of developing main magnetic poles. The closest contact point between the image carrier 1 and the developer carrier 402 is set in the portion to be processed. By setting in this way, the restraining magnetic field at the closest point of the development area is reduced, so that the freedom of movement of the developer by intermittently changing the linear velocity of the developer carrier (sleeve) is improved. Therefore, the disturbance of the developer can be promoted.

以下、図1を用いて具体的に説明を行う。
現像剤担持体402は、スリーブの線速が360[mm/s]であり、駆動に使用するモータへの電流量を時間的に変化させる。具体的には360[mm/s]に対して0.0001[sec]でその回転を200[mm/s]へ変化させる。その後、また0.01[sec]で急速に電力量(電流×時間)を作用させて360[mm/s]に戻す。これを0.0002[sec]の周期で行うと、周波数では5[kHz]となり、現像剤に動的な撹乱を発生させることができる。また、上記の周期(周波数)での線速の変化では、最小単位の画像へも影響を与えなくなり、バンディング等の画像劣化も抑制することが可能となる。
Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIG.
The developer carrier 402 has a sleeve linear velocity of 360 [mm / s], and temporally changes the amount of current to the motor used for driving. Specifically, the rotation is changed to 200 [mm / s] at 0.0001 [sec] with respect to 360 [mm / s]. Thereafter, the electric energy (current × time) is rapidly applied again at 0.01 [sec] to return to 360 [mm / s]. If this is performed at a period of 0.0002 [sec], the frequency becomes 5 [kHz], and dynamic disturbance can be generated in the developer. In addition, the change in the linear velocity in the above-described cycle (frequency) does not affect the minimum unit image, and image degradation such as banding can be suppressed.

また、本実施例では、上記の構成に加えて、2成分現像剤に用いる磁性粒子(キャリア)の平均粒径及び比重が異なっている。磁性粒子の粒径のみならず比重を変化させることで、実際の質量差の関係が粒径より大きくなり、より現像剤層の撹乱に効果を与えるものである。比重の差異は3.5に対して5.7とかなり高い材料を選択している。なお、このように磁性粒子の粒径のみならず比重を変化させることは、前述の実施例1の構成にも適用でき、同様の効果を得ることができる。   Further, in this embodiment, in addition to the above configuration, the average particle diameter and specific gravity of magnetic particles (carriers) used for the two-component developer are different. By changing not only the particle diameter of the magnetic particles but also the specific gravity, the actual mass difference relationship becomes larger than the particle diameter, and the effect on the disturbance of the developer layer is further increased. A material having a very high difference in specific gravity of 5.7 with respect to 3.5 is selected. Note that changing not only the particle diameter of the magnetic particles but also the specific gravity in this way can also be applied to the configuration of Example 1 described above, and the same effect can be obtained.

さらに本実施例では、磁性粒子表面に弾性を有する材料をコートすることで、磁性粒子が弾性を有している。具体的にはコート層にゴム材料を含有させることで弾性を発現させることが可能である。また、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ変成シリコーン樹脂等はそれ自体で十分な弾性を有するので、これらの材料をコート層に用いることにより弾性を発現させることが可能である。
これらのコートを磁性粒子に使用することで、特に現像時に感光体1へ付勢された現像剤は、感光体表面に衝突した時に現像を行うと同時に弾性により該感光体表面から弾き飛ばされることとなるので、戻ったところに空間ができ、その空間に別の現像剤を供給させることができるので、結果的にトナーを十分被覆した磁性粒子の感光体への接触確率を増加させることができ、現像能力が向上して、現像効率が増加するものである。なお、このように磁性粒子に弾性を持たせることは、前述の実施例1の構成にも適用でき、同様の効果を得ることができる。
Furthermore, in this embodiment, the magnetic particles have elasticity by coating the surface of the magnetic particles with a material having elasticity. Specifically, it is possible to develop elasticity by including a rubber material in the coat layer. In addition, since acrylic resin, silicone resin, epoxy-modified silicone resin, and the like have sufficient elasticity by themselves, it is possible to develop elasticity by using these materials for the coating layer.
By using these coats as magnetic particles, the developer urged to the photoreceptor 1 at the time of development can be developed when it collides with the surface of the photoreceptor, and at the same time, the developer can be blown off from the surface of the photoreceptor by elasticity. As a result, a space is created at the return position, and another developer can be supplied to the space. As a result, the contact probability of the magnetic particles sufficiently covered with the toner to the photoreceptor can be increased. The developing ability is improved and the developing efficiency is increased. It should be noted that providing the magnetic particles with elasticity in this way can also be applied to the configuration of Example 1 described above, and the same effect can be obtained.

1、1Y、1C、1M、1Bk:感光体(像担持体)
2、2Y、2C、2M、2Bk:帯電装置
3、21:書き込み装置(潜像形成手段)
4、4Y、4C、4M、4Bk:現像装置
5:転写装置
5Y、5C、5M、5Bk:一次転写装置
6、6Y、6C、6M、6Bk:感光体クリーニング装置
403:磁力遮蔽部材
402:現像剤担持体
407:固定磁石
1, 1Y, 1C, 1M, 1Bk: photoconductor (image carrier)
2, 2Y, 2C, 2M, 2Bk: charging device 3, 21: writing device (latent image forming means)
4, 4Y, 4C, 4M, 4Bk: Development device 5: Transfer device 5Y, 5C, 5M, 5Bk: Primary transfer device 6, 6Y, 6C, 6M, 6Bk: Photoconductor cleaning device 403: Magnetic shielding member 402: Developer Carrier 407: Fixed magnet

特許第3518191号公報Japanese Patent No. 3518191 特開2007−102122号公報JP 2007-102122 A

Claims (14)

2成分現像剤を現像剤担持体で担持し、現像領域で前記現像剤担持体を潜像を形成した像担持体へ近接させ、該現像剤担持体に現像バイアスを印加することで現像剤を前記像担持体へ付着させて現像し、顕像を形成する現像装置において、
前記現像剤担持体は回転する非磁性の円筒状部材からなり、内部に固定配置された複数の磁石を有し、
前記現像領域において前記現像剤担持体上の現像剤層を動的に撹乱する手段を有することを特徴とする現像装置。
A two-component developer is carried by a developer carrier, the developer carrier is brought close to an image carrier on which a latent image is formed in a development region, and a developer is applied by applying a development bias to the developer carrier. In a developing device that attaches to the image carrier and develops it to form a visible image,
The developer carrier is composed of a rotating non-magnetic cylindrical member, and has a plurality of magnets fixedly disposed therein.
A developing device comprising means for dynamically disturbing a developer layer on the developer carrying member in the development region.
請求項1に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の表面側もしくは内面側に磁力遮蔽部材を配設し、前記現像領域において現像剤層を動的に撹乱することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
A developing device, wherein a magnetic shielding member is disposed on a surface side or an inner surface side of the developer carrying member, and the developer layer is dynamically disturbed in the developing region.
請求項1に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の内面側に独立して移動可能な磁力遮蔽部材を配設し、前記現像領域において現像剤層を動的に撹乱することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
A developing device characterized in that a magnetic force shielding member that can move independently is disposed on the inner surface side of the developer carrying member, and the developer layer is dynamically disturbed in the developing region.
請求項2または3に記載の現像装置において、
前記磁力遮蔽部材により磁力を遮蔽する時間は、前記現像剤担持体の線速に対して1ドットライン幅を移動する時間より小さいことを特徴とする現像装置。
In the developing device according to claim 2 or 3,
2. The developing device according to claim 1, wherein a time for shielding the magnetic force by the magnetic force shielding member is shorter than a time for moving one dot line width with respect to a linear velocity of the developer carrying member.
請求項1に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の線速を断続的に変化させることにより、前記現像領域において現像剤層を動的に撹乱することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
A developing device characterized in that the developer layer is dynamically disturbed in the developing region by intermittently changing the linear velocity of the developer carrying member.
請求項5に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の線速を断続的に変化させる周期は、該線速に対する1ドットライン幅の比率より短いことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 5,
2. A developing device according to claim 1, wherein a cycle of intermittently changing the linear velocity of the developer carrying member is shorter than a ratio of one dot line width to the linear velocity.
請求項1〜6のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の内部に、前記現像領域で磁界を発生する現像主磁極が複数有る場合には、該現像剤担持体の内部に配設された複数の現像主磁極の磁極間と対向する部分に、前記像担持体と前記現像剤担持体の最近接点を設定することを特徴とする現像装置。
In the developing device according to any one of claims 1 to 6,
When there are a plurality of developing main magnetic poles that generate a magnetic field in the developing region inside the developer carrying member, they face the magnetic poles of the plurality of developing main magnetic poles arranged inside the developer carrying member. A developing device characterized in that a closest contact point between the image carrier and the developer carrier is set in a portion.
請求項1〜7のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像剤として、少なくとも2種類の異なる平均粒径を有する磁性粒子を使用したことを特徴とする現像装置。
In the developing device according to any one of claims 1 to 7,
A developing device using magnetic particles having at least two different average particle diameters as the developer.
請求項8記載の現像装置において、
少なくとも2種類の異なる平均粒径を有する磁性粒子は、それぞれ飽和磁化量が異なることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 8, wherein
A developing device, wherein at least two types of magnetic particles having different average particle diameters have different saturation magnetization amounts.
請求項8に記載の現像装置において、
少なくとも2種類の異なる平均粒径を有する磁性粒子は、それぞれ比重が異なることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 8, wherein
A developing device characterized in that at least two kinds of magnetic particles having different average particle diameters have different specific gravities.
請求項1〜10のいずれか一つに記載の現像装置において、
使用する磁性粒子が弾性を有していることを特徴とする現像装置。
In the developing device according to any one of claims 1 to 10,
A developing device characterized in that the magnetic particles used have elasticity.
2成分現像剤を現像剤担持体で担持し、現像領域で前記現像剤担持体を潜像を形成した像担持体へ近接させ、該現像剤担持体に現像バイアスを印加することで現像剤を前記像担持体へ付着させて現像し、顕像を形成する現像方法において、
請求項1〜11のいずれか一つに記載の現像装置を用い、前記現像領域において前記現像剤担持体上の現像剤層を動的に撹乱させることにより、現像を促進させることを特徴とする現像方法。
A two-component developer is carried by a developer carrier, the developer carrier is brought close to an image carrier on which a latent image is formed in a development region, and a developer is applied by applying a development bias to the developer carrier. In the developing method of forming a visible image by attaching to the image carrier and developing,
Development is accelerated by using the developing device according to any one of claims 1 to 11 and dynamically disturbing a developer layer on the developer carrying member in the development region. Development method.
像担持体と、該像担持体に潜像を形成する手段と、前記像担持体上の潜像を現像して顕像化する現像手段と、前記像担持体上の顕像を転写材に直接または中間転写体を介して転写する手段と、前記転写材に転写された顕像を定着する手段を備えた画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項1〜11のいずれか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, means for forming a latent image on the image carrier, developing means for developing the latent image on the image carrier to make it visible, and a visible image on the image carrier as a transfer material In an image forming apparatus comprising means for transferring directly or via an intermediate transfer member, and means for fixing a visible image transferred to the transfer material,
An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1 as the developing unit.
像担持体に潜像を形成し、該像担持体上の潜像を現像して顕像化した後、該像担持体上の顕像を転写材に直接または中間転写体を介して転写し、前記転写材に転写された顕像を定着して画像を形成する画像形成方法において、
前記像担持体上の潜像を現像する方法として、請求項12に記載の現像方法を用いたことを特徴とする画像形成方法。
A latent image is formed on the image carrier, the latent image on the image carrier is developed and visualized, and then the developed image on the image carrier is transferred directly to a transfer material or via an intermediate transfer member. In the image forming method of fixing the visible image transferred to the transfer material to form an image,
An image forming method using the developing method according to claim 12 as a method of developing a latent image on the image carrier.
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