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JP6488695B2 - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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JP6488695B2 - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus.

電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置において、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を現像剤担持体(現像ローラ)に印加して、潜像担持体(感光体)上の潜像を現像する方法は既に知られている。   In a developing device used in an electrophotographic image forming apparatus, a latent image on a latent image carrier (photosensitive member) is applied by applying a superimposed voltage obtained by superimposing an alternating current voltage on a DC voltage to a developer carrier (developing roller). A method for developing the toner is already known.

現像装置は補給トナーと現像剤とを攪拌混合することで、トナーを所定の値に帯電させる。しかし、この種の現像装置では、現像剤収容容器内の現像剤を攪拌搬送する際に生じる摩擦熱により現像装置内の温度が上昇し、トナーの帯電量が低下するという問題がある。トナーの帯電量が低下すると潜像担持体へのトナー付着量が減少し、所定の画像濃度が得られなくなってしまう。   The developing device stirs and mixes the replenishment toner and the developer to charge the toner to a predetermined value. However, in this type of developing device, there is a problem that the temperature in the developing device increases due to frictional heat generated when the developer in the developer containing container is stirred and conveyed, and the charge amount of the toner decreases. When the charge amount of the toner decreases, the toner adhesion amount to the latent image carrier decreases, and a predetermined image density cannot be obtained.

また、現像装置内の温度が上昇すると、現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材、現像剤担持体及び潜像担持体などに、溶融したトナーが固着し、スジ状の異常画像などが生じるおそれがある。近年では、印刷スピードの高速化により現像装置が高温になり易く、また定着エネルギーを小さくするために溶融温度の低いトナーを用いた場合、トナーの固着による異常画像などが生じやすい。   Further, when the temperature in the developing device rises, the melted toner adheres to the developer regulating member that regulates the layer thickness of the developer, the developer carrying body, the latent image carrying body, etc., and streaky abnormal images etc. May occur. In recent years, the developing device tends to be hot due to an increase in printing speed, and when a toner having a low melting temperature is used to reduce the fixing energy, an abnormal image due to toner fixation tends to occur.

現像装置は、高画像品質及び高信頼性を達成するために非常に重要な部位であり、冷却を容易にして装置内部の温度上昇を抑えるため、現像剤収容容器を放熱性の高い金属で形成することが行われている。   The developing device is a very important part to achieve high image quality and high reliability, and the developer container is made of metal with high heat dissipation to facilitate cooling and suppress the temperature rise inside the device. To be done.

しかし、金属で形成された現像剤収容容器を備える現像装置は、現像バイアスを現像剤担持体に印加すると、その収容容器に電荷が溜まる。現像装置は画像形成装置本体と近接しているため、現像装置と本体間で現像剤収容容器に溜まった電荷が放電し、リークなどの異常が発生するおそれがある。そのため、現像剤収容容器自体を電気的に接地させ、溜まった電荷を逃がすこともあわせて行われている。   However, in a developing device including a developer container made of metal, charges are accumulated in the container when a developing bias is applied to the developer carrier. Since the developing device is close to the main body of the image forming apparatus, the charge accumulated in the developer container between the developing device and the main body may be discharged, and an abnormality such as a leak may occur. For this reason, the developer container itself is electrically grounded to release accumulated charges.

また、特許文献1には、現像装置の内部で発生する熱を外部へ効果的に排出するために、現像ケースの下面及び側面に多数の放熱リブを形成して放熱面積を確保し、装置側方から空気を吹き付ける構成が開示されている。これは、装置側方から吹き付けられる空気と放熱リブにより、側面から下面まで均一な冷却が行なわれる効果がある。   Further, in Patent Document 1, in order to effectively discharge the heat generated inside the developing device to the outside, a large number of heat radiating ribs are formed on the lower surface and side surface of the developing case to secure a heat radiating area. The structure which blows air from the direction is disclosed. This has an effect of performing uniform cooling from the side surface to the lower surface by the air blown from the side of the apparatus and the heat radiation rib.

ところで、非磁性トナーと磁性キャリアとを用いる2成分現像方式においては、現像バイアスに直流電圧を用いると、画像のザラツキ(粒状性)や現像ローラピッチなどの画像濃度ムラといった異常画像が発生する問題がある。これを解消するために、現像バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を印加する方法がとられている。   By the way, in the two-component development method using a non-magnetic toner and a magnetic carrier, if a DC voltage is used as the development bias, an abnormal image such as image roughness (granularity) and uneven image density such as a developing roller pitch occurs. There is. In order to solve this problem, a method of applying a superimposed voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage as a developing bias is used.

例えば、特許文献2には、現像装置の使用初期から末期まで画像異常の発生を抑制するために、現像剤担持体に印加する交流電圧の制御方法が開示されている。   For example, Patent Document 2 discloses a method for controlling an alternating voltage applied to a developer carrying member in order to suppress the occurrence of an image abnormality from the initial use to the end of use of the developing device.

しかしながら、電気的に接地された金属製の現像剤収容容器を備える現像装置の場合、現像剤担持体に重畳電圧を印加すると、重畳電圧は潜像担持体と現像剤収容容器の2つに分岐して印加される。その結果、所望の電圧を潜像担持体に印加することができず、画像のザラツキ、画像濃度ムラの改善効果がなくなるとともに、ベタパッチ画像周辺の白抜けの悪化という問題が新たに生じる。   However, in the case of a developing device including a metal developer container that is electrically grounded, when a superimposed voltage is applied to the developer carrier, the superimposed voltage branches into two parts: a latent image carrier and a developer container. Applied. As a result, a desired voltage cannot be applied to the latent image carrier, and the effect of improving the roughness of the image and the unevenness of the image density is lost, and a new problem that white spots around the solid patch image deteriorate is newly generated.

本発明は、金属製の現像剤収容容器が電気的に接地されていても、潜像担持体に所望の重畳電圧を印加でき、画像品質を向上できる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention provides a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus that can apply a desired superimposed voltage to a latent image carrier and improve image quality even when a metallic developer container is electrically grounded. The purpose is to do.

上記課題を解決するために、現像剤収容容器と、前記現像剤収容容器を形成する電気的に接地された金属部分と、前記現像剤収容容器内に収容された、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む2成分現像剤と、前記現像剤収容容器内に設けられた、磁界発生手段により前記2成分現像剤を担持する現像剤担持体と、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を、前記現像剤担持体に印加する現像バイアス印加機構と、を備え、前記現像剤担持体と前記金属部分との対向部に、電流制限抵抗を設けた現像装置において、前記対向部における前記現像剤収容容器の一部は、別体となった容器先端部であり、前記容器先端部は樹脂からなり、前記対向部において絶縁層となることを特徴とする現像装置が提供される。 In order to solve the above problems, a developer container, an electrically grounded metal part forming the developer container, a non-magnetic toner and a magnetic carrier housed in the developer container A two-component developer containing the developer, a developer-carrying member that is provided in the developer-accommodating container and carries the two-component developer by a magnetic field generation unit, and a superimposed voltage obtained by superimposing an alternating voltage on a direct-current voltage, A developer bias applying mechanism for applying to the developer carrying member, and a developing device in which a current limiting resistor is provided in a facing portion between the developer carrying member and the metal portion, and the developer containing container in the facing portion. A developing device is provided in which a part of the container tip is a separate container tip, the tip of the container is made of resin, and an insulating layer is formed in the facing part .

本発明の現像装置は、現像剤収容容器が金属からなるので、十分に放熱される。また、現像剤担持体と現像剤収容容器の対向部を流れる電流を抑制できるので、潜像担持体に所望の重畳電圧を印加できる。そのため、異常画像の発生を抑え、画像品質を向上することができる。   In the developing device of the present invention, since the developer container is made of metal, heat is sufficiently dissipated. In addition, since the current flowing through the facing portion between the developer carrier and the developer container can be suppressed, a desired superimposed voltage can be applied to the latent image carrier. Therefore, the occurrence of abnormal images can be suppressed and the image quality can be improved.

画像形成装置の実施形態であるカラー複写機の構造を概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a color copying machine which is an embodiment of an image forming apparatus. 実施形態に係る現像装置及び感光体の構造を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a developing device and a photoreceptor according to the embodiment. 現像ローラの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a developing roller. オイラーベルト方式を用いた摩擦係数測定装置の模式図である。It is a schematic diagram of the friction coefficient measuring apparatus using the Euler belt system. 現像ローラの法線方向磁束密度の絶対値をプロットした図である。It is the figure which plotted the absolute value of the normal direction magnetic flux density of the developing roller. 磁性キャリアの体積固有抵抗の測定に用いるセルの外観図である。It is an external view of the cell used for the measurement of the volume specific resistance of a magnetic carrier. 第1の実施形態に係る現像装置の現像領域付近の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of a development area of the development device according to the first embodiment. 矩形波の約1周期分の波形を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically the waveform for about 1 period of a rectangular wave. 作像条件である、感光体の帯電後電位(Vd)、露光後電位(VL)及び現像バイアス(Vb)を説明するグラフである。5 is a graph for explaining image forming conditions, that is, a post-charge potential (Vd), a post-exposure potential (VL), and a development bias (Vb) of a photoreceptor. 第2の実施形態に係る現像装置の現像領域付近の拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of a development area of a development device according to a second embodiment. 評価画像(チェッカー画像)である。It is an evaluation image (checker image). 評価画像(ハーフトーン画像)である。It is an evaluation image (halftone image). 液冷装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a liquid cooling device. 冷却装置を用いたプロセスカートリッジの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the process cartridge using a cooling device.

(第1の実施形態)
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、画像形成装置の実施形態であるカラー複写機の構造を概略的に示す断面図である。まず、画像形成装置全体の構成と動作について説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a color copying machine which is an embodiment of an image forming apparatus. First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described.

図示の画像形成装置は、電子写真方式を採用するものであり、4つのプロセスカートリッジ11Y、M、C、Kが並列に配置された画像形成部1を有している。各プロセスカートリッジ11Y、M、C、Kは、潜像担持体であるドラム状の感光体18Y、M、C、K、ドラムクリーニングユニット12Y、M、C、K、帯電ユニット13Y、M、C、K、2成分現像方式の現像装置40Y、M、C、Kなどを備えている。これらプロセスカートリッジ11Y、M、C、Kは、装置本体に着脱可能であり、装置から取り外した後、消耗部品を一度に交換できるようになっている。また、プロセスカートリッジ11は、感光体18、帯電手段である帯電ユニット13及びクリーニング手段であるドラムクリーニングユニット12の少なくとも1つと、現像装置40とを一体に具備してもよい。   The illustrated image forming apparatus employs an electrophotographic system, and includes an image forming unit 1 in which four process cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K are arranged in parallel. Each process cartridge 11Y, M, C, K is a drum-shaped photosensitive member 18Y, M, C, K, which is a latent image carrier, drum cleaning unit 12Y, M, C, K, charging unit 13Y, M, C, K, two-component developing type development devices 40Y, M, C, K, and the like are provided. These process cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K are detachable from the apparatus main body, and after being removed from the apparatus, consumable parts can be replaced at a time. Further, the process cartridge 11 may integrally include the developing device 40 and at least one of the photosensitive member 18, the charging unit 13 as charging means, and the drum cleaning unit 12 as cleaning means.

なお、ユニットやその構成部品などにおけるY、C、M、Kの添え字は、各々イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色を示す。また、Y、C、M、Kの色順は、図1に限るものではなく、他の並び順であっても構わない。   The subscripts Y, C, M, and K in the unit and its components indicate yellow, cyan, magenta, and black colors, respectively. Further, the color order of Y, C, M, and K is not limited to that shown in FIG.

画像形成部1の上方には、潜像形成手段としての露光ユニット9が設けられ、その露光ユニット9の上部には、コンタクトガラス上に載置された原稿を走査して読み取る読取装置10が設けられている。画像形成部1の下方には、中間転写体としての中間転写ベルト15を備える転写ユニット2が設けられている。中間転写ベルト15は、複数の支持ローラに掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。転写ユニット2の下方には二次転写装置4が設けられ、二次転写ローラ17を備えている。二次転写ローラ17は、中間転写ベルト15を挟んで転写対向ローラ16に当接して、二次転写ニップを形成している。この二次転写ローラ17には不図示の電源によって二次転写バイアスが印加され、転写対向ローラ16は電気的に接地されている。これにより、二次転写ニップ内に二次転写電界が形成される。   An exposure unit 9 as a latent image forming unit is provided above the image forming unit 1, and a reading device 10 that scans and reads a document placed on the contact glass is provided above the exposure unit 9. It has been. Below the image forming unit 1, a transfer unit 2 including an intermediate transfer belt 15 as an intermediate transfer member is provided. The intermediate transfer belt 15 is stretched around a plurality of support rollers, and rotates in the clockwise direction in the drawing. A secondary transfer device 4 is provided below the transfer unit 2 and includes a secondary transfer roller 17. The secondary transfer roller 17 is in contact with the transfer counter roller 16 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween to form a secondary transfer nip. A secondary transfer bias is applied to the secondary transfer roller 17 by a power source (not shown), and the transfer counter roller 16 is electrically grounded. As a result, a secondary transfer electric field is formed in the secondary transfer nip.

二次転写装置4の図中左方には、用紙上に転写されたトナー像を定着するために、内部に発熱体を備えた加熱ローラを備える定着ユニット7が設けられている。二次転写装置4と定着ユニット7との間には、トナー像転写後の用紙を定着ユニット7へ搬送する搬送ベルト6が設けられている。また、装置下方には、不図示の給紙収容部から1枚ずつ分離して給送された用紙を二次転写装置4へ給紙する給紙ユニット3と、定着ユニット7を通過した用紙を機外又は両面ユニット5へ搬送する排紙ユニット8とが設けられている。   On the left side of the secondary transfer device 4 in the figure, a fixing unit 7 having a heating roller having a heating element therein is provided in order to fix the toner image transferred onto the paper. Between the secondary transfer device 4 and the fixing unit 7, a conveying belt 6 that conveys the paper after the toner image transfer to the fixing unit 7 is provided. Also, below the apparatus, a sheet feeding unit 3 that feeds sheets fed separately from a sheet feeding storage unit (not shown) to the secondary transfer device 4 and sheets that have passed through the fixing unit 7 are displayed. A paper discharge unit 8 is provided for conveying to the outside or the duplex unit 5.

上記のように構成された画像形成装置において、コピーを取る際の一連の動作について説明する。   A series of operations when making a copy in the image forming apparatus configured as described above will be described.

まず、読取装置10はコンタクトガラス上に載置された原稿を読み取る。この原稿読み取りに並行して、中間転写ベルト15が図中時計回り方向に移動する。また、画像形成部1において、各感光体18Y,M、C、Kの表面は、各帯電ユニット13Y、M、C、Kにより帯電され、読取装置10が読み取った原稿の画像情報に基づき、露光ユニット9により露光される。これにより、各感光体18Y、M、C、Kの表面に潜像が形成される。   First, the reading device 10 reads a document placed on a contact glass. In parallel with this document reading, the intermediate transfer belt 15 moves in the clockwise direction in the figure. In the image forming unit 1, the surfaces of the photoconductors 18Y, 18M, 18C, and 18K are charged by the respective charging units 13Y, 13M, 13C, and 13K, and exposure is performed based on the image information of the original read by the reading device 10. It is exposed by the unit 9. Thereby, a latent image is formed on the surface of each photoconductor 18Y, M, C, K.

次に、各感光体18Y、M、C、Kの表面の潜像を、各現像装置40Y、M、C、Kが現像し、単色のトナー像(顕像)を形成する。そして、各感光体18Y、M、C、Kは、中間転写ベルト15上にトナー像を互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト15上に合成トナー像を形成する。トナー像転写後の各感光体18Y、M、C、Kは、ドラムクリーニングユニット12Y、M、C、Kにより、感光体18上の残留トナーを除去され、次の画像形成に備える。   Next, the latent images on the surfaces of the photoconductors 18Y, 18M, 18C, and 18K are developed by the developing devices 40Y, 40M, 40C, and 40K to form single-color toner images (visual images). Each of the photoconductors 18Y, 18M, 18C, and 18K sequentially transfers the toner images on the intermediate transfer belt 15 so as to overlap each other, thereby forming a composite toner image on the intermediate transfer belt 15. The residual toner on the photoconductor 18 is removed from the photoconductors 18Y, 18M, 18C, and 18K after the toner image is transferred by the drum cleaning units 12Y, 12M, 12C, and 12K to prepare for the next image formation.

このようなトナー像形成に並行して、不図示の給紙収容部から1枚ずつ用紙が繰り出され、レジストローラ14に突き当たり止まる。そして、中間転写ベルト15上の合成トナー像の形成にタイミングを合わせてレジストローラ14が回転し、中間転写ベルト15と二次転写装置4との間に用紙を送り込み、二次転写装置4は用紙上にトナー像を転写する。   In parallel with such toner image formation, the paper is fed out one by one from a paper supply housing unit (not shown) and stops against the registration roller 14. Then, the registration roller 14 rotates in synchronism with the formation of the composite toner image on the intermediate transfer belt 15, and a sheet is fed between the intermediate transfer belt 15 and the secondary transfer device 4. Transfer the toner image on top.

次いで、トナー像が転写された用紙は搬送ベルト6で搬送され、定着ユニット7へと送り込まれる。定着ユニット7は、トナー像が転写された用紙に熱と圧力とを加えてトナー像を定着させ、トナーが定着された用紙を排紙ユニット8へ送り込む。   Next, the sheet on which the toner image is transferred is conveyed by the conveyance belt 6 and sent to the fixing unit 7. The fixing unit 7 applies heat and pressure to the paper on which the toner image is transferred to fix the toner image, and sends the paper on which the toner has been fixed to the paper discharge unit 8.

そして、排紙ユニット8は片面印刷の場合、用紙を機外(装置左側)の不図示の排紙トレイへ案内する。両面印刷の場合、排紙ユニット8は切換爪を切換えて用紙を下方の両面ユニット5へ案内する。両面ユニット5は用紙を反転して、再度二次転写位置(二次転写装置4と中間転写ベルト15との二次転写ニップ位置)へと導き、裏面にもトナー像を定着させ、排紙ユニット8にて用紙を排紙トレイ上に排出する。なお、画像転写後の中間転写ベルト15は、中間転写ベルトクリーニングユニット90により、ベルト上に残留する残留トナーを除去され、次の画像形成に備える。以上がコピーを取る際の一連の動作である。   In the case of single-sided printing, the paper discharge unit 8 guides the paper to a paper discharge tray (not shown) outside the apparatus (on the left side of the apparatus). In the case of duplex printing, the paper discharge unit 8 switches the switching claw to guide the paper to the lower duplex unit 5. The duplex unit 5 reverses the sheet, leads it again to the secondary transfer position (secondary transfer nip position between the secondary transfer device 4 and the intermediate transfer belt 15), fixes the toner image on the back surface, and discharges the sheet. At 8, the paper is discharged onto the paper discharge tray. The intermediate transfer belt 15 after image transfer is prepared for the next image formation by removing residual toner remaining on the belt by the intermediate transfer belt cleaning unit 90. The above is a series of operations when copying.

ここで、本画像形成装置は、図1に示すように、装置サイズの小型化の観点から、機械装置の高密度化とともに中間転写ベルト15を定着ユニット7の上面及び右側面を覆うように屈曲し、定着ユニット7を転写ユニット2の下側に潜り込ませる配置としている。これにより、装置の高さ方向と幅方向をコンパクトにし、装置サイズを小型化している。   In this image forming apparatus, as shown in FIG. 1, the intermediate transfer belt 15 is bent so as to cover the upper surface and the right side surface of the fixing unit 7 together with the higher density of the mechanical device from the viewpoint of reducing the size of the apparatus. In addition, the fixing unit 7 is placed under the transfer unit 2. Thereby, the height direction and the width direction of the apparatus are made compact, and the apparatus size is reduced.

しかし、中間転写ベルト15に定着ユニット7を近接すると、発熱体である定着ユニット7の熱により中間転写ベルト15が変形し、結果として色ずれなどの画像不具合が発生するおそれがある。また、両面印刷時は、定着ユニット7で加熱された用紙が両面ユニット5を経由して、再び二次転写位置にて中間転写ベルト15に接触するため、今度は用紙からの熱伝導により中間転写ベルト15の温度が上昇する。さらに、中間転写ベルト15に接触している感光体18Y、M、C、K及びプロセスカートリッジ11Y、M、C、K内の各現像装置40Y、M、C、Kにも熱が伝わり、トナーの固着などの不具合が発生しやすくなる。   However, when the fixing unit 7 is brought close to the intermediate transfer belt 15, the intermediate transfer belt 15 may be deformed by heat of the fixing unit 7 that is a heating element, resulting in image defects such as color misregistration. Further, during double-sided printing, the paper heated by the fixing unit 7 comes into contact with the intermediate transfer belt 15 again at the secondary transfer position via the double-sided unit 5, so that the intermediate transfer is now performed by heat conduction from the paper. The temperature of the belt 15 rises. Further, heat is also transmitted to the photoreceptors 18Y, 18M, 18C, 18K, 18K, 18M, 18C, and 18K in contact with the intermediate transfer belt 15 and the developing devices 40Y, M, C, and K in the process cartridge 11Y Problems such as sticking are likely to occur.

そこで本実施形態では、発熱源である定着ユニット7と、定着ユニット7と近接して配置される中間転写ベルト15との間に断熱装置20を設けている。この断熱装置20は、受熱部材である受熱板21と、伝熱手段(熱輸送手段)であるヒートパイプ22と、放熱部材である放熱板23と、ダクト24と、不図示の排気ファンとを有する。   Therefore, in the present embodiment, the heat insulating device 20 is provided between the fixing unit 7 that is a heat generation source and the intermediate transfer belt 15 that is disposed in the vicinity of the fixing unit 7. The heat insulating device 20 includes a heat receiving plate 21 that is a heat receiving member, a heat pipe 22 that is a heat transfer means (heat transport means), a heat radiating plate 23 that is a heat radiating member, a duct 24, and an exhaust fan (not shown). Have.

受熱板21はAl又はCuなどの熱伝導性の高い材料で形成され、発熱源である定着ユニット7と、その熱の影響から保護する対象である転写ユニット2との間に配置されている。ヒートパイプ22は、その一方の端部(下端部)が受熱部であり、受熱板21の下面に装着されている。ヒートパイプ22の他方の端部(上端部)は放熱部であり、放熱部は受熱部よりも高い位置で放熱板23に装着されている。   The heat receiving plate 21 is formed of a material having high thermal conductivity such as Al or Cu, and is disposed between the fixing unit 7 that is a heat generation source and the transfer unit 2 that is an object to be protected from the influence of the heat. One end portion (lower end portion) of the heat pipe 22 is a heat receiving portion, and is attached to the lower surface of the heat receiving plate 21. The other end (upper end) of the heat pipe 22 is a heat radiating portion, and the heat radiating portion is attached to the heat radiating plate 23 at a position higher than the heat receiving portion.

放熱部材である放熱板23は、Al又はCuなどの熱伝導性の高い材料で形成され、ヒートパイプ22から輸送された熱を放出する。放熱板23には、必要に応じてヒートシンクを追加して設けてもよい。ダクト24は、画像形成装置本体の前面から背面に延設され、そのダクト内部に放熱板23が位置するように設けられている。ダクト24の装置前面側の端部には空気流入口が設けられ、背面側の端部には排気口が設けられている。その排気口には不図示の排気ファンが設けられている。   The heat radiating plate 23, which is a heat radiating member, is formed of a material having high thermal conductivity such as Al or Cu, and releases heat transported from the heat pipe 22. A heat sink may be added to the heat radiating plate 23 as necessary. The duct 24 extends from the front surface to the back surface of the image forming apparatus main body, and is provided so that the heat radiating plate 23 is positioned inside the duct. An air inlet is provided at the end of the duct 24 on the front side of the apparatus, and an exhaust port is provided at the end of the rear side. An exhaust fan (not shown) is provided at the exhaust port.

このような断熱装置20は、発熱部(定着ユニット7)からの熱を受熱板21で吸収し、その熱をヒートパイプ22によって放熱部(放熱板23)まで輸送する。そして、輸送された熱は、ダクト24内にある放熱板23から放出され、不図示の排気ファンにより装置外に排出される。なお、排気ファンを設けず、自然冷却としてもよいし、ヒートパイプの代わりにダクトを用いて外気を取り入れる方法を用いてもよい。   Such a heat insulating device 20 absorbs heat from the heat generating portion (fixing unit 7) by the heat receiving plate 21, and transports the heat to the heat radiating portion (heat radiating plate 23) by the heat pipe 22. The transported heat is released from the heat radiating plate 23 in the duct 24 and is discharged outside the apparatus by an exhaust fan (not shown). In addition, it is good also as natural cooling without providing an exhaust fan, and the method of taking in external air using a duct instead of a heat pipe may be used.

このように、断熱装置20により、定着ユニット7の熱の影響から中間転写ベルト15を保護し、中間転写ベルト15の変形による色ズレを未然に防止することができる。また、中間転写ベルト15に接触している感光体18Y、M、C、K及び現像装置40Y、M、C、Kに伝わる熱を低減することができる。そのため、本画像形成装置は、中間転写ベルト15を屈曲して、定着ユニット7を転写ユニット2の下側に潜り込ませる配置とできるので、装置サイズの小型化を図ることができる。   In this way, the heat insulating device 20 can protect the intermediate transfer belt 15 from the influence of heat of the fixing unit 7 and prevent color misregistration due to deformation of the intermediate transfer belt 15 in advance. Further, it is possible to reduce the heat transmitted to the photoconductors 18Y, 18M, 18C, 18K, and the developing devices 40Y, 40M, 40C, and 40K that are in contact with the intermediate transfer belt 15. Therefore, the present image forming apparatus can be arranged so that the intermediate transfer belt 15 is bent and the fixing unit 7 is inserted under the transfer unit 2, so that the size of the apparatus can be reduced.

また、現像装置40Y、M、C、Kにおいては、各装置内の現像剤収容容器に収容された現像剤と現像剤攪拌搬送部材との摺擦による摩擦熱や、現像剤同士の摺擦による摩擦熱により現像装置40Y、M、C、K内の温度が上昇する。さらに、現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤規制部材による規制時の現像剤同士の摺擦による摩擦熱によっても、現像装置40Y、M、C、K内の温度が上昇する。   Further, in the developing devices 40Y, 40M, 40C, and 40K, frictional heat due to the friction between the developer accommodated in the developer container and the developer agitating / conveying member in each device, and the friction between the developers. The temperature in the developing devices 40Y, M, C, and K increases due to the frictional heat. Furthermore, frictional heat due to friction between the developer regulating member and the developer that regulates the layer thickness of the developer on the developer carrying member, and frictional heat due to rubbing between developers during regulation by the developer regulating member. However, the temperature in the developing devices 40Y, M, C, and K increases.

現像装置40Y、M、C、K内の温度が上昇すると、トナーの帯電量が低下して潜像担持体へのトナー付着量が減少し、所定の画像濃度が得られなくなる。また、温度上昇によりトナーが溶融して現像剤規制部材、現像剤担持体及び潜像担持体などに固着し、画像にスジ状の異常画像などが生じるおそれがある。近年では、印刷スピードの高速化により現像装置が高温になり易く、定着エネルギーを小さくするために溶融温度の低いトナーを用いる場合も、トナーの固着による異常画像などが生じやすい。   When the temperature in the developing devices 40Y, 40M, 40C, and 40K rises, the charge amount of the toner decreases, the toner adhesion amount to the latent image carrier decreases, and a predetermined image density cannot be obtained. Further, the toner may be melted by the temperature rise and fixed to the developer regulating member, the developer carrying member, the latent image carrying member, etc., and a streaky abnormal image may be generated on the image. In recent years, the developing device tends to be hot due to an increase in printing speed, and an abnormal image due to toner fixation tends to occur even when toner having a low melting temperature is used to reduce fixing energy.

このように、現像装置40Y、M、C、Kは、高画像品質及び高信頼性のため、非常に重要な冷却部位である。そのため、本実施形態では現像装置40Y、M、C、Kの現像剤収容容器をAl又はCuなどの熱伝導性の高い材料で形成するとともに、冷却部材として多数の放熱リブを設け気流による冷却を行っている。   Thus, the developing devices 40Y, M, C, and K are very important cooling parts because of high image quality and high reliability. Therefore, in this embodiment, the developer containers of the developing devices 40Y, M, C, and K are formed of a material having high thermal conductivity such as Al or Cu, and a large number of heat radiating ribs are provided as cooling members to cool by airflow. Is going.

図2は、実施形態に係る現像装置及び感光体の構造を示す断面図である。図2を参照しながら、現像装置及び感光体の構成と動作について説明する。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of the developing device and the photoreceptor according to the embodiment. The configuration and operation of the developing device and the photoreceptor will be described with reference to FIG.

なお、4つのプロセスカートリッジ11Y、M、C、Kは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点以外はほぼ同様の構成なので、Y、M、C、Kという添字を省略する。   Since the four process cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K have substantially the same configuration except that the colors of the toners to be handled are different, the suffixes Y, M, C, and K are omitted.

現像装置40の現像剤収容容器41は、撹拌搬送路44、回収搬送路47及び供給搬送路49などを形成する壁部材と、冷却部材としての放熱リブ41aとで形成される。現像剤収容容器41の一部は熱伝導性の高いAlといった金属で形成され、現像剤収容容器41の左側側面に放熱リブ41aが一体に形成されることにより、現像装置40の放熱効果を高めている。(図中、ハッチングした部分が金属で形成されている。)また、現像バイアス印加時に現像剤収容容器41の金属部分に電荷が蓄積し、本体などへ放電しないように、現像剤収容容器41の金属部分は電気的に接地されている。なお、現像剤収容容器の材質はAlに限らず、熱伝導性の高いCuなど他の材質にしてもよい。   The developer container 41 of the developing device 40 is formed by a wall member that forms the agitation conveyance path 44, the recovery conveyance path 47, the supply conveyance path 49, and the like, and a heat radiation rib 41a as a cooling member. A part of the developer container 41 is made of a metal such as Al having high thermal conductivity, and the heat radiation rib 41a is integrally formed on the left side surface of the developer container 41, thereby enhancing the heat radiation effect of the developing device 40. ing. (In the figure, the hatched portion is made of metal.) In addition, in order to prevent electric charges from accumulating in the metal portion of the developer container 41 when a developing bias is applied and discharging to the main body or the like, The metal part is electrically grounded. The material of the developer container is not limited to Al, and other materials such as Cu having high thermal conductivity may be used.

このように形成された現像剤収容容器41内には、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む2成分現像剤が収容されている。   In the developer container 41 thus formed, a two-component developer containing a nonmagnetic toner and a magnetic carrier is contained.

現像装置40には、感光体18の左隣に、矢印I方向に表面移動しながら感光体18の表面の潜像にトナーを供給・現像する現像ローラ45が設けられている。なお、感光体18は潜像担持体の一例であり、現像ローラ45は現像剤担持体の一例である。   The developing device 40 is provided with a developing roller 45 on the left side of the photosensitive member 18 for supplying and developing toner on the latent image on the surface of the photosensitive member 18 while moving in the direction of arrow I. The photosensitive member 18 is an example of a latent image carrier, and the developing roller 45 is an example of a developer carrier.

図3は、現像ローラの構造を示す断面図である。図3に示すように、現像ローラ45は、回転可能な現像スリーブ45aを備え、その内部に複数の磁極からなる磁性体45c(便宜上、単一形状で図示する)が配置されている。磁性体45cは、現像ローラ45の表面で現像剤を保持するのに用いられる。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the developing roller. As shown in FIG. 3, the developing roller 45 includes a rotatable developing sleeve 45a, in which a magnetic body 45c (shown in a single shape for convenience) having a plurality of magnetic poles is disposed. The magnetic body 45 c is used to hold the developer on the surface of the developing roller 45.

現像スリーブ45aの表面には、平面視で円形又は楕円形状の凹みが互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に多数設けられている。現像スリーブ45a表面の加工方法は、特許文献3に記載された方法を用いればよい。   On the surface of the developing sleeve 45a, a plurality of circular or elliptical dents in a plan view are provided regularly or irregularly at intervals so as not to overlap each other. As a method for processing the surface of the developing sleeve 45a, a method described in Patent Document 3 may be used.

また、現像スリーブ45aの表面には低摩擦膜45bが形成されている。低摩擦膜45bは、例えば、テトラヘデラルアモルファスカーボン(ta−C)や窒化チタン(TiN)など、現像スリーブ45aの基材より摩擦係数の低い材料で構成されている。   A low friction film 45b is formed on the surface of the developing sleeve 45a. The low friction film 45b is made of a material having a lower friction coefficient than the base material of the developing sleeve 45a, such as tetrahedral amorphous carbon (ta-C) or titanium nitride (TiN).

ここで、フィルター処理陰極真空アーク(FCVA:Filtered Cathodic Vacuum Arc)方式によるta−C膜の成膜方法について説明する。   Here, a method for forming a ta-C film by a filtered cathodic vacuum arc (FCVA) method will be described.

まず、ほぼ真空状態のチャンバ内にターゲットとして純度の高い炭素(黒鉛)を配置し、当該ターゲットに対しアーク放電を行う。次に、このアーク放電により発生したプラズマを電磁誘導により蒸着対象である現像スリーブ45aの基材に導く。その誘導過程において、電磁気的空間フィルターにより蒸着に不要なマクロ粒子や中性原子・分子などを除去して、イオン化した炭素のみを抽出する。そして、現像スリーブ45aの基材に到達したイオン化した炭素が、基材表面に凝集される。このようにして、ta−C膜からなる低摩擦膜45bが現像スリーブ45aの外表面に形成される。   First, high-purity carbon (graphite) is placed as a target in a substantially vacuum chamber, and arc discharge is performed on the target. Next, the plasma generated by the arc discharge is guided to the base material of the developing sleeve 45a to be deposited by electromagnetic induction. During the induction process, macro particles and neutral atoms / molecules unnecessary for vapor deposition are removed by an electromagnetic spatial filter, and only ionized carbon is extracted. Then, the ionized carbon that has reached the base material of the developing sleeve 45a is agglomerated on the base material surface. In this way, the low friction film 45b made of the ta-C film is formed on the outer surface of the developing sleeve 45a.

ta−C膜からなる低摩擦膜45bは、メッキや塗布などで形成された膜に比べて、均一な厚みに形成できると伴に、比較的低温での成膜処理が可能であるので、現像スリーブ45aの温度による歪みなどが発生しにくい。そのため、現像スリーブ45aの形状精度を高めることができる。なお、FVCA方式による蒸着技術については、例えば、特許文献4などに開示されており、既に広く実用化されているため、詳細説明は省略する。   The low-friction film 45b made of a ta-C film can be formed with a uniform thickness as compared with a film formed by plating or coating, and can be formed at a relatively low temperature. The distortion due to the temperature of the sleeve 45a hardly occurs. Therefore, the shape accuracy of the developing sleeve 45a can be increased. In addition, about the vapor deposition technique by a FVCA system, since it is disclosed by patent document 4 etc. and has already been utilized widely, detailed description is abbreviate | omitted.

また、低摩擦膜45bは、中空陰極方式(HCD方式:Hollow Cathode Discharge)を用いて、TiN膜で形成してもよい。物理蒸着法(PVD)の一つであるイオンプレーティング方式は、密着性に優れた膜が比較的容易に得られる。このイオンプレーティング方式の中でも、特にHCD方式を用いることで、均質でかつ膜厚が均一で、母材の表面粗さに沿った被膜が得られる。なお、HCD方式による蒸着技術は、例えば、特許文献5、特許文献6などに開示されており、既に広く実用化されているため、詳細説明は省略する。   Further, the low friction film 45b may be formed of a TiN film by using a hollow cathode method (HCD method: Hollow Cathode Discharge). An ion plating method which is one of physical vapor deposition (PVD) methods can easily obtain a film having excellent adhesion. Among these ion plating methods, in particular, by using the HCD method, it is possible to obtain a coating film that is uniform and has a uniform film thickness and conforms to the surface roughness of the base material. The vapor deposition technique based on the HCD method is disclosed in, for example, Patent Document 5 and Patent Document 6 and has already been widely put into practical use, and detailed description thereof is omitted.

なお、低摩擦膜45bは、現像スリーブ45aの基材より摩擦係数の低い材料であればよく、他にも、炭化チタン(TiC)、炭窒化チタン(TiCN)、モリブデン酸などの材料を用いてもよい。各材料における摩擦係数は、アルミニウム合金が0.5以上であり、TiNが0.3〜0.4であり、ta−Cが0.1以下程度の大きさである。   The low friction film 45b may be any material having a lower friction coefficient than the base material of the developing sleeve 45a. In addition, a material such as titanium carbide (TiC), titanium carbonitride (TiCN), or molybdic acid is used. Also good. The friction coefficient of each material is such that the aluminum alloy is 0.5 or more, TiN is 0.3 to 0.4, and ta-C is about 0.1 or less.

現像スリーブ45aは、表面に凹みが形成された後、低摩擦層45bが形成される。すなわち、表面の凹みは、経時変化による現像剤搬送量の低下を抑制し、画像濃度ムラを防止する。また、低摩擦層45bは、現像剤との摩擦力を低減し、現像スリーブ45aの非画像部にトナーが付着することを防止する。これによりゴースト画像(感光体1周の履歴が次の画像に写ること)といった濃度ムラを防止することができる。   The developing sleeve 45a is formed with a low friction layer 45b after a dent is formed on the surface. That is, the dent on the surface suppresses a decrease in the developer conveyance amount due to a change with time, and prevents image density unevenness. The low friction layer 45b reduces the frictional force with the developer and prevents the toner from adhering to the non-image portion of the developing sleeve 45a. As a result, it is possible to prevent density unevenness such as a ghost image (the history of one round of the photoreceptor is reflected in the next image).

低摩擦膜45bの表面摩擦係数の計測方法についても説明しておく。   A method for measuring the surface friction coefficient of the low friction film 45b will also be described.

図4は、オイラーベルト方式を用いた摩擦係数測定装置の模式図である。低摩擦膜45bをコートした現像スリーブ45aの摩擦係数の測定には、オイラーベルト方式を用いた摩擦係数測定装置95を用いる。架台96の上に、現像ローラ45と、台98を介してフォースゲージ99とが設置されている。また、ベルトとして中厚の上質紙100が、紙すきが長手方向になるようにして現像ローラ45の円周1/4の部分に張架してある。   FIG. 4 is a schematic diagram of a friction coefficient measuring apparatus using the Euler belt method. For measuring the friction coefficient of the developing sleeve 45a coated with the low friction film 45b, a friction coefficient measuring device 95 using an Euler belt method is used. On the gantry 96, a developing roller 45 and a force gauge 99 are installed via a pedestal 98. Further, a medium-quality high-quality paper 100 as a belt is stretched around a circumferential quarter portion of the developing roller 45 so that the paper gap is in the longitudinal direction.

ベルトの一方に、例えば0.98N(100g)の荷重(分銅97)が掛けられ、他方にフォースゲージ99が取付けられている。分銅97によりベルトが引っ張られ、ベルトが移動した時点でのフォースゲージ99の測定値Fを読み取る。読み取った測定値Fを、下記の式(1)に代入すれば、静止摩擦係数μが算出できる。
静止摩擦係数μ=(2/π)×ln(F/0.98)・・・・(1)
For example, a load (weight 97) of 0.98 N (100 g) is applied to one of the belts, and a force gauge 99 is attached to the other. The measured value F of the force gauge 99 at the time when the belt is pulled by the weight 97 and moved is read. Substituting the read measured value F into the following formula (1), the static friction coefficient μ s can be calculated.
Coefficient of static friction μ s = (2 / π) × ln (F / 0.98) (1)

再度図2に戻り、現像装置及び感光体の説明を続ける。   Returning to FIG. 2 again, the description of the developing device and the photoreceptor will be continued.

現像ローラ45の左隣には、現像ローラ45の軸線に沿って供給搬送路49が形成され、供給搬送路49内には、現像ローラ45に現像剤を供給しながら図の手前方向に現像剤を搬送する供給スクリュ48が備えられている。   A supply conveyance path 49 is formed on the left side of the development roller 45 along the axis of the development roller 45. The developer is supplied to the development roller 45 in the supply conveyance path 49 in the forward direction of the drawing. Is provided.

供給スクリュ48と現像ローラ45との対向部からさらに表面移動方向の下流側には、現像ローラ45に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制するドクタブレード42が設けられている。ドクタブレード42はステンレス製であり、これにより現像ローラ45上の現像剤は薄層化される。なお、ドクタブレードは現像剤規制手段の一例である。   A doctor blade 42 that restricts the developer supplied to the developing roller 45 to a thickness suitable for development is provided further downstream from the facing portion of the supply screw 48 and the developing roller 45 in the surface movement direction. The doctor blade 42 is made of stainless steel, whereby the developer on the developing roller 45 is thinned. The doctor blade is an example of a developer regulating unit.

現像ローラ45と感光体18との対向部である現像領域よりも表面移動方向の下流側には、現像領域を通過し、現像ローラ45の表面から離脱した現像済みのトナーを回収する回収搬送路47が形成されている。回収搬送路47内には、回収したトナーを供給スクリュ48と同方向に搬送する回収スクリュ46が備えられている。回収スクリュ46も、供給スクリュ48と同じく現像ローラ45の軸線方向と平行に伸びている。   A collection conveyance path that collects developed toner that has passed through the development area and separated from the surface of the development roller 45 downstream of the development area, which is the facing portion between the development roller 45 and the photoreceptor 18, in the surface movement direction. 47 is formed. A collection screw 46 for conveying the collected toner in the same direction as the supply screw 48 is provided in the collection conveyance path 47. The recovery screw 46 also extends in parallel with the axial direction of the developing roller 45 as with the supply screw 48.

なお、現像ローラ45からの現像剤の離脱は、先に述べた現像スリーブ内部にある磁性体を、離脱させたい箇所のみ磁極がない状態に設定することにより行われる。また、離脱させたい箇所に反発磁界が形成されるような磁極配置の磁性体を用いてもよい。   Note that the developer is detached from the developing roller 45 by setting the magnetic body in the developing sleeve described above to a state where there is no magnetic pole only at a position where the developer is desired to be removed. Further, a magnetic body having a magnetic pole arrangement in which a repulsive magnetic field is formed at a location to be separated may be used.

図5は、現像ローラの法線方向磁束密度の絶対値をプロットした図である。図5に示すように、M1で示す実線は、現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度の値を示し、M2で示す破線は、現像スリーブ表面から1mm離れたところの法線方向磁束密度の値を示す。   FIG. 5 is a plot of the absolute value of the normal direction magnetic flux density of the developing roller. As shown in FIG. 5, the solid line indicated by M1 indicates the value of the normal direction magnetic flux density on the surface of the developing sleeve, and the broken line indicated by M2 indicates the value of the normal direction magnetic flux density at a distance of 1 mm from the surface of the developing sleeve. Indicates.

また、表1に、各極の現像スリーブ表面(距離0mm)と現像スリーブ表面から1mm離れた位置での法線方向磁束密度のピーク値(mT)を示す。   Table 1 shows the peak value (mT) of the normal direction magnetic flux density at a position 1 mm away from the developing sleeve surface (distance 0 mm) and the developing sleeve surface of each pole.

Figure 0006488695
Figure 0006488695

図5を用いて、現像剤の挙動について説明する。まず、供給搬送路49の現像剤は汲み上げ極:P3(N極)の磁力により現像ローラ45に汲み上がり、図中矢印A方向(時計周り)に搬送される。次に、搬送された現像剤は規制極:P4(S極)により穂立ちし、ドクタブレード42によって現像剤量が規制される。次いで、現像剤は、搬送極:P5(N極)により搬送され、主極:P1(S極)で感光体と対向してトナーを現像する。現像後、現像剤は、搬送極:P2(N極)により搬送される。そして、現像剤は、P2とP3との間の反発磁界により現像ローラ45から分離、離脱され、回収搬送路47へと回収される。   The behavior of the developer will be described with reference to FIG. First, the developer in the supply conveyance path 49 is pumped up to the developing roller 45 by the magnetic force of the pumping pole P3 (N pole), and is transported in the direction of arrow A (clockwise) in the drawing. Next, the conveyed developer is spiked by the restriction electrode P4 (S pole), and the developer amount is restricted by the doctor blade 42. Next, the developer is transported by a transport pole: P5 (N pole), and the toner is developed to face the photoreceptor at a main pole: P1 (S pole). After the development, the developer is transported by a transport pole: P2 (N pole). The developer is separated and separated from the developing roller 45 by the repulsive magnetic field between P2 and P3, and is collected to the collection conveyance path 47.

続いて、主極:P1について詳細に説明する。主極:P1では、その磁力により現像剤は穂立ち(磁気ブラシ)し、磁気ブラシは感光体と所定の間隔(現像ギャップ)をもって接触する。感光体と現像ローラ45の線速差及び現像バイアスによって磁気ブラシ中の帯電トナーは、感光体の潜像に現像されるが、主極の磁力の強さ、磁気ブラシが感光体と摺擦する部分で発生する接触部(現像ニップ幅)や線速差は、各種画像に大きく影響する。   Subsequently, the main electrode P1 will be described in detail. At the main pole: P1, the developer rises (magnetic brush) by the magnetic force, and the magnetic brush contacts the photosensitive member with a predetermined interval (development gap). The charged toner in the magnetic brush is developed into a latent image on the photosensitive member by the linear velocity difference between the photosensitive member and the developing roller 45 and the developing bias. However, the magnetic force of the main pole and the magnetic brush rub against the photosensitive member. A contact portion (development nip width) and a linear velocity difference generated in a part greatly affect various images.

これは、本発明の課題であるベタ周辺白抜けの異常画像にも大きく影響している。特に、ベタ画像の先端部の白抜けに関しては次のようにして生じる。ベタ部の現像に使用されるトナーのキャリアから離れる際に生じるカウンタチャージを、磁気ブラシが持ったままベタ部からハーフトーン部に移動する。そして、磁気ブラシが、ベタとハーフトーンの境界(ベタ画像の先端)に位置するハーフトーン画像のトナーを感光体から静電吸着する。このようにして、ベタ画像の先端側の白抜けが発生する。   This greatly affects the abnormal image of solid white spots that is the subject of the present invention. In particular, white spots at the front end of a solid image occur as follows. The counter charge generated when the toner is used for the development of the solid portion is moved from the solid portion to the halftone portion while being held by the magnetic brush. Then, the magnetic brush electrostatically attracts the toner of the halftone image located at the boundary between the solid and the halftone (the front end of the solid image) from the photosensitive member. In this way, white spots occur on the leading end side of the solid image.

このカウンタチャージによる影響を回避するために、対感光体線速比を小さくする(通常、現像回転数が早いが、ここでは感光体線速に近づけることを意味する)ことや、現像ローラの小径化で現像ニップ幅を小さくすることが考えられる。   In order to avoid the influence of the counter charge, the ratio of the linear speed to the photosensitive member is reduced (usually, the developing speed is fast, but here it means close to the photosensitive member linear speed), or the developing roller has a small diameter. It is conceivable to reduce the width of the development nip by making it easier.

しかしながら、線速比を小さくすると、現像能力が低下し十分な画像濃度が得られなくなる不具合が生じる。また、現像ローラ45の小径化は内包する磁石の小型化で十分な磁力が得られないことから磁気ブラシ先端(感光体側)の磁力が弱まり、感光体からの電気的な力でキャリアが感光体に付着する、いわゆるキャリア付着が発生してしまう。   However, if the linear velocity ratio is reduced, the developing ability is lowered and a problem that a sufficient image density cannot be obtained occurs. Further, when the developing roller 45 is reduced in diameter, a magnetic force at the tip of the magnetic brush (photosensitive member side) is weakened because a sufficient magnetism cannot be obtained by reducing the size of the magnet contained therein, and the carrier is moved to the photosensitive member by the electric force from the photosensitive member. So-called carrier adhesion occurs.

そこで、線速比を必要以上に小さくせず、かつ現像ローラ径も必要以上に小さくせずに現像ニップを狭める方策として、主極:P1の法線方向磁束密度の減衰率を40%以上とする。ここで、減衰率とは、現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値と現像スリーブ表面から1mm離れたところでの法線方向磁束密度のピーク値の差を、現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値で割った比率と定義する。   Therefore, as a measure for narrowing the developing nip without making the linear velocity ratio unnecessarily small and also making the developing roller diameter unnecessarily small, the attenuation factor of the main pole: P1 normal direction magnetic flux density is set to 40% or more. To do. Here, the attenuation factor is the difference between the peak value of the normal direction magnetic flux density on the surface of the developing sleeve and the peak value of the normal direction magnetic flux density at a distance of 1 mm from the surface of the developing sleeve. It is defined as the ratio divided by the peak value of the directional magnetic flux density.

本実施形態の場合、表1に示すように、主極:P1の現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値は−120mTであり、現像スリーブ表面から1mm離れたところの法線方向磁束密度のピーク値は−68mTである。また、法線方向の磁束密度の低下量(差分の絶対値)は52mTである。そのため、減衰率は43%となる。   In the case of this embodiment, as shown in Table 1, the peak value of the normal direction magnetic flux density on the surface of the developing sleeve of the main pole: P1 is −120 mT, and the normal direction magnetic flux at a distance of 1 mm from the developing sleeve surface. The peak density value is -68 mT. In addition, the amount of decrease in the magnetic flux density in the normal direction (absolute value of the difference) is 52 mT. Therefore, the attenuation rate is 43%.

このように、減衰率が40%以上であるため、本実施形態の現像装置は、線速比、現像ローラ径を変えずに現像ニップ幅を狭めることができ、ベタ画像周辺の白抜け、特にベタ画像先端部の白抜けを改善できる。   As described above, since the attenuation rate is 40% or more, the developing device of this embodiment can narrow the developing nip width without changing the linear speed ratio and the developing roller diameter, It is possible to improve white spots at the front end of a solid image.

図2に戻り、現像装置の説明を続ける。   Returning to FIG. 2, the description of the developing device will be continued.

供給スクリュ48及び供給搬送路49の下方には、回収搬送路47に並列して撹拌搬送路44が形成されている。撹拌搬送路44内には、現像剤を撹拌しながら供給スクリュ48とは逆方向である図中奥側に搬送する撹拌スクリュ43が備えられている。撹拌スクリュ43は、撹拌軸部43aにらせん状の撹拌羽部43bが固定された形態となっている。   A stirring conveyance path 44 is formed below the supply screw 48 and the supply conveyance path 49 in parallel with the collection conveyance path 47. In the agitating and conveying path 44, an agitating screw 43 that conveys the developer to the back side in the figure, which is in the opposite direction to the supply screw 48, is provided. The stirring screw 43 has a configuration in which a spiral stirring blade portion 43b is fixed to a stirring shaft portion 43a.

供給搬送路49と撹拌搬送路44とは第一仕切り壁133によって仕切られているが、第一仕切り壁133の図の手前側及び奥側の両端は開口しており、その開口部において供給搬送路49と撹拌搬送路44とが連通している。また、供給搬送路49と回収搬送路47とは第一仕切り壁133によって仕切られ、第一仕切り壁133には開口部が設けられていない。さらにまた、撹拌搬送路44及び回収搬送路47の2つの現像剤の搬送路は第二仕切り壁134によって仕切られている。第二仕切り壁134は図中手前側が開口部となっており、その開口部おいて撹拌搬送路44と回収搬送路47とが連通している。   The supply conveyance path 49 and the agitation conveyance path 44 are partitioned by the first partition wall 133, but both ends of the first partition wall 133 on the front side and the rear side in the drawing are open, and the supply conveyance is performed at the opening. The path 49 and the agitation transport path 44 communicate with each other. Further, the supply conveyance path 49 and the collection conveyance path 47 are partitioned by the first partition wall 133, and no opening is provided in the first partition wall 133. Furthermore, the two developer conveyance paths, that is, the stirring conveyance path 44 and the collection conveyance path 47, are partitioned by the second partition wall 134. The second partition wall 134 has an opening on the front side in the figure, and the stirring conveyance path 44 and the collection conveyance path 47 communicate with each other in the opening.

なお、上述したように、放熱リブ41a、現像剤収容容器41の下部と左側面、第一仕切り壁133、第二仕切り壁134、回収搬送路47及び撹拌搬送路44は、Alで形成され、現像装置40の放熱効果を高めている。(図2のハッチング部分参照)   As described above, the heat radiation rib 41a, the lower and left side surfaces of the developer container 41, the first partition wall 133, the second partition wall 134, the recovery transport path 47, and the stirring transport path 44 are formed of Al. The heat radiation effect of the developing device 40 is enhanced. (Refer to the hatched part in Fig. 2)

現像剤攪拌搬送部材である供給スクリュ48、回収スクリュ46及び撹拌スクリュ43は樹脂もしくは金属からなる。スクリュ径は全て直径22(mm)であり、スクリュピッチは供給スクリュ48が50(mm)の2条巻きであり、回収スクリュ46及び撹拌スクリュ43が25(mm)の1条巻きである。回転数は全てのスクリュで約600(rpm)である。   The supply screw 48, the recovery screw 46, and the stirring screw 43, which are developer stirring and conveying members, are made of resin or metal. The screw diameters are all 22 (mm), the screw pitch is 50 (mm) for the supply screw 48, and the recovery screw 46 and the stirring screw 43 are 25 (mm) for one winding. The number of revolutions is about 600 (rpm) for all the screws.

また、本実施形態の現像装置40は、撹拌搬送路44の全長が410(mm)であり、供給搬送路49の全長が320(mm)である。   Further, in the developing device 40 of the present embodiment, the total length of the stirring conveyance path 44 is 410 (mm), and the total length of the supply conveyance path 49 is 320 (mm).

現像ローラ45は、直径25(mm)のAl又はSUS(ステンレス鋼)素管からなり、その表面はV溝又はサンドブラスト処理がされている。現像ローラ45とドクタブレード42間のギャップと現像ローラ45と感光体18間のギャップは、いずれも0.3(mm)程度である。   The developing roller 45 is made of an Al or SUS (stainless steel) element tube having a diameter of 25 (mm), and the surface thereof is subjected to V-groove or sandblasting. The gap between the developing roller 45 and the doctor blade 42 and the gap between the developing roller 45 and the photoreceptor 18 are both about 0.3 (mm).

なお、図には示していないが、現像ローラ45には現像バイアス印加機構が取り付けられ、感光体18は電気的に接地されている。   Although not shown in the drawing, a developing bias applying mechanism is attached to the developing roller 45, and the photosensitive member 18 is electrically grounded.

上記のように構成された現像装置40において、次のようにして感光体18上にトナー画像が形成される。   In the developing device 40 configured as described above, a toner image is formed on the photoreceptor 18 as follows.

まず、感光体18は図中矢印G方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体18の表面には、不図示の露光装置から照射されたレーザ光により静電潜像が形成される。同時に、供給搬送路49内の供給スクリュ48は現像ローラ45の軸線方向に沿って現像ローラ45に現像剤を供給する。そして、供給された現像剤はドクタブレード42により現像に適した厚さに規制され、現像ローラ45上に現像剤層が形成される。   First, the surface of the photosensitive member 18 is charged by a charging device (not shown) while rotating in the direction of arrow G in the drawing. An electrostatic latent image is formed on the surface of the charged photoreceptor 18 by laser light emitted from an exposure device (not shown). At the same time, the supply screw 48 in the supply conveyance path 49 supplies the developer to the developing roller 45 along the axial direction of the developing roller 45. The supplied developer is regulated to a thickness suitable for development by the doctor blade 42, and a developer layer is formed on the developing roller 45.

次に、現像ローラ45は、図中矢印I方向に表面移動しながら、現像バイアス印加機構により現像バイアスを印加される。これにより、現像ローラ45は感光体18の表面の潜像に現像剤を供給し、現像を行う。現像領域を通過し、現像ローラ45の表面から離脱した現像済の現像剤は回収搬送路47にて回収され、回収スクリュ46により図の手前側に搬送される。   Next, the developing roller 45 is applied with a developing bias by a developing bias applying mechanism while moving the surface in the direction of arrow I in the drawing. As a result, the developing roller 45 supplies the developer to the latent image on the surface of the photoreceptor 18 and performs development. The developed developer that has passed through the developing region and has separated from the surface of the developing roller 45 is collected in the collecting conveyance path 47 and conveyed to the front side of the drawing by the collecting screw 46.

そして、現像剤は、非画像領域部に設けられた第二仕切り壁134の開口部で、撹拌搬送路44へ移送される。撹拌搬送路44は現像剤を攪拌しながら図中奥側に搬送し、第一仕切り壁133の開口部で、供給搬送路49へ現像剤を移送する。なお、撹拌搬送路44の上流側の第二仕切り壁134にある開口部付近には、不図示のトナー補給口があり、そこから撹拌搬送路44にトナーが補給される。   Then, the developer is transferred to the agitation conveyance path 44 through the opening of the second partition wall 134 provided in the non-image area portion. The agitation transport path 44 transports the developer to the back side in the figure while stirring the developer, and transports the developer to the supply transport path 49 through the opening of the first partition wall 133. A toner supply port (not shown) is provided in the vicinity of the opening in the second partition wall 134 on the upstream side of the agitating / conveying path 44, and toner is replenished to the agitating / conveying path 44 from there.

本実施形態は、2成分現像方式を採用しており、現像剤として非磁性トナーに加えて、トナーを搬送する媒体として磁性キャリアを用いる。   This embodiment employs a two-component development system, and uses a magnetic carrier as a medium for conveying toner in addition to non-magnetic toner as a developer.

現像剤の磁性キャリアは、例えば酸化鉄を主成分としたフェライト、マグネタイト又は鉄粉を芯材とし、樹脂でコーティングした磁性体樹脂キャリアを用いることができる。このようなキャリアの被覆材料(コーティング材料)としては、アミノ系樹脂として例えば、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂及びポリアミド樹脂などが挙げられる。   As the magnetic carrier of the developer, for example, a magnetic resin carrier in which ferrite, magnetite, or iron powder whose main component is iron oxide is used as a core and is coated with a resin can be used. Examples of such carrier coating materials (coating materials) include urea-formaldehyde resins, melamine resins, benzoguanamine resins, urea resins, and polyamide resins as amino resins.

また、ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂として例えば、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂及びスチレンアクリル共重合樹脂などのポリスチレン系樹脂が挙げられる。さらに、ポリ塩化ビニルなどのハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹脂などのポリエステル系樹脂も挙げられる。さらにまた、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマーなどのフルオロターポリマー及びシリコーン樹脂なども挙げられる。   Examples of the polyvinyl and polyvinylidene resins include acrylic resins, polymethyl methacrylate resins, polyacrylonitrile resins, polyvinyl acetate resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl butyral resins, polystyrene resins, and styrene acrylic copolymer resins. Can be mentioned. Further, halogenated olefin resins such as polyvinyl chloride, and polyester resins such as polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin are also included. Furthermore, polycarbonate resins, polyethylene resins, polyvinyl fluoride resins, polyvinylidene fluoride resins, polytrifluoroethylene resins, polyhexafluoropropylene resins, copolymers of vinylidene fluoride and acrylic monomers, vinylidene fluoride And fluorinated terpolymers such as terpolymers of tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and non-fluorinated monomers, and silicone resins.

また、磁性キャリアの体積固有抵抗の測定には、図6に示すように、フッ素樹脂製容器からなるセル101を用いて行った。セル101の内部には、表面積が8cm(2cm×4cm)の電極102a、102bが2mmの間隔で配置されており、その間に磁性キャリアを充填した。キャリア充填後に三協タッピングマシンPTM−1型(パイオテク社製)を用いてキャリアの粉粒体層を一定の状態とした。タッピング操作は、30回/minのタッピングスピードにて1分間印加を行った。その後、両電極102a、102bに1000Vの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター4329A(4329A+LJK5HVLVWDQFH0HWHU;横川ヒューレットパッカード株式会社製)により直流抵抗を測定して電気抵抗率RΩ・cmを求め、LogRを算出した。以上より、本実施形態では、10LogΩ・cmの磁性キャリアを使用することとし、さらにアミノ系樹脂のコーティングを施した。 The volume resistivity of the magnetic carrier was measured using a cell 101 made of a fluororesin container as shown in FIG. Inside the cell 101, electrodes 102a and 102b having a surface area of 8 cm 2 (2 cm × 4 cm) were arranged at intervals of 2 mm, and a magnetic carrier was filled therebetween. After filling the carrier, the carrier particle layer was kept in a constant state using a Sankyo tapping machine PTM-1 type (manufactured by Piotech). The tapping operation was performed for 1 minute at a tapping speed of 30 times / min. Thereafter, a DC voltage of 1000 V was applied to both electrodes 102a and 102b, the DC resistance was measured by a high resistance meter 4329A (4329A + LJK5HVLVWDQFH0HWHU; manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd.), electric resistivity RΩ · cm was obtained, and LogR was calculated. . As described above, in this embodiment, a magnetic carrier of 10 LogΩ · cm is used, and further an amino resin coating is applied.

現像剤のトナーについては2成分現像剤として使用されるトナーであれば制限されず、さらに、バインダー樹脂、着色剤、離型剤、帯電調整剤及び外添剤などを含むトナーも使用することができる。   The toner of the developer is not limited as long as it is a toner used as a two-component developer, and toner containing a binder resin, a colorant, a release agent, a charge adjusting agent, an external additive, and the like can also be used. it can.

バインダー樹脂としては、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−クロル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、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。これらは単独、あるいは2種以上併用して使用できる。   As the binder resin, styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and a polymer of its substitution product: 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 acid Methyl copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer , Styrene-butadiene copolymer Styrene copolymers such as styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester copolymer: polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, poly Vinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin , Aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフト−ルイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、オイルイエロー、ハンザイエロー、(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラゲンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレットB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、クロームバーミリオン、ベンジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサジンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアンエメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトポンなどが挙げられる。これらは1種単独、あるいは2種以上併用することができる。   As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide , Ocher, yellow lead, titanium yellow, oil yellow, Hansa yellow, (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R) ), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anslagen Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Fire Red, Para Chlor ortho nitroaniline red, Sole Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmin BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigolet B , Thioindigo maroon, oil red, quinacridone red, pyrazolone red, chrome vermil , Benzine orange, perinone orange, oil orange, cobalt blue, cerulean blue, alkali blue rake, peacock blue rake, Victoria blue rake, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue, fast sky blue, indanthrene blue (RS, BC ), Indigo, ultramarine, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxazine violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridiane emerald green, pigment green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalocyanine Green, Anthraquinone Examples include lean, titanium oxide, zinc white, and lithopone. These can be used alone or in combination of two or more.

外添剤としては無機微粒子又は疎水化処理無機微粒子の公知のものすべてが使用可能であり、例えば、シリカ微粒子、疎水性シリカ、脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど)、金属酸化物(チタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど)、フルオロポリマーなどを含有してもよく、特に、疎水化されたシリカ、チタニア、アルミナ微粒子を好ましく用いることができる。   As the external additive, all known inorganic fine particles or hydrophobized inorganic fine particles can be used. For example, silica fine particles, hydrophobic silica, fatty acid metal salts (such as zinc stearate and aluminum stearate), metal oxides, and the like. (Titania, alumina, tin oxide, antimony oxide, etc.), fluoropolymers, etc. may be contained, and hydrophobized silica, titania, and alumina fine particles can be preferably used.

外添剤の無機微粒子として、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。その中でも特にシリカ、二酸化チタンを好ましく用いることができる。   As inorganic fine particles of external additives, for example, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, iron oxide, copper oxide, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, quartz ash Examples thereof include stone, diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Of these, silica and titanium dioxide can be preferably used.

離型剤としては、例えば固形のパラフィンワックス、マイクロワックス、ライスワックス、脂肪酸アミド系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族モノケトン類、脂肪酸金属塩系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、部分ケン化脂肪酸エステル系ワックス、シリコーンワニス、高級アルコール、カルナウバワックスなどを挙げることができる。なお、以上の条件は一例を示したものであり、本発明はこれらの条件に限定されない。   Examples of the release agent include solid paraffin wax, micro wax, rice wax, fatty acid amide wax, fatty acid wax, aliphatic monoketone, fatty acid metal salt wax, fatty acid ester wax, and partially saponified fatty acid ester wax. , Silicone varnish, higher alcohol, carnauba wax and the like. The above conditions are only examples, and the present invention is not limited to these conditions.

このように定めた磁性キャリアと非磁性トナーとを用いる2成分現像方式においては、現像バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を印加する方法がとられている。しかし、上述したように、現像剤収容容器41の一部は金属からなり、電気的に接地されているので、現像剤担持体(現像ローラ)に重畳電圧を印加すると、重畳電圧は潜像担持体(感光体)と現像剤収容容器41の2つに分岐して印加される。その結果、潜像担持体に所望の電圧を印加することができず、画像のザラツキ、画像濃度ムラの改善効果がなくなるとともに、ベタパッチ画像周辺の白抜けの悪化という問題が新たに生じる。   In the two-component development method using the magnetic carrier and the non-magnetic toner determined as described above, a method of applying a superimposed voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is used as a developing bias. However, as described above, a part of the developer container 41 is made of metal and is electrically grounded. Therefore, when a superimposed voltage is applied to the developer carrying member (developing roller), the superimposed voltage is The image is branched and applied to a body (photoconductor) and a developer container 41. As a result, a desired voltage cannot be applied to the latent image carrier, and the effect of improving the roughness of the image and the unevenness of the image density is lost, and a new problem arises that white spots around the solid patch image deteriorate.

図7は、第1の実施形態に係る現像装置の現像領域付近の拡大図である。図7を参照しながら、本実施形態の特徴部分について説明する。   FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the developing area of the developing device according to the first embodiment. The characteristic part of this embodiment is demonstrated referring FIG.

現像ローラ45の周囲には、図中左側に供給搬送路49と供給スクリュ48が設けられ、そこから回転方向Iの方向に向けて、ドクタブレード42が設けられている。ドクタブレードから現像ローラカバーEが張出し、その終端から現像ローラ45が露出している。現像ローラ45が露出し、現像ローラ45と感光体18とが対向する部分は、現像ローラから感光体18にトナーが移動・付着する現像領域Aとなっている。現像領域Aより下流側は、現像ローラ45と現像剤収容容器41とが対向する対向部Bとなり、露出していた現像ローラ45は現像装置内に収まる。対向部Bの下流は回収搬送路47へとつながる。このうち供給搬送路49及び現像ローラカバーEは樹脂で形成されているが、ドクタブレード42及び対向部Bにおける現像剤収容容器41は、金属で形成されている。   Around the developing roller 45, a supply conveyance path 49 and a supply screw 48 are provided on the left side in the drawing, and a doctor blade 42 is provided in the direction of the rotation direction I therefrom. The developing roller cover E extends from the doctor blade, and the developing roller 45 is exposed from the end thereof. A portion where the developing roller 45 is exposed and the developing roller 45 and the photosensitive member 18 face each other is a developing region A in which toner moves and adheres to the photosensitive member 18 from the developing roller. On the downstream side of the developing area A, a developing portion 45 and the developer container 41 face each other at a facing portion B, and the exposed developing roller 45 is accommodated in the developing device. The downstream of the facing portion B is connected to the collection conveyance path 47. Among these, the supply conveyance path 49 and the developing roller cover E are made of resin, but the doctor blade 42 and the developer container 41 in the facing portion B are made of metal.

現像ローラ45に現像剤が供給され、感光体18を現像し、再度現像ローラ45の現像剤が回収されるまでの一連の工程は、以下のようになる。   A series of steps from when the developer is supplied to the developing roller 45 to develop the photosensitive member 18 until the developer on the developing roller 45 is collected again is as follows.

現像ローラ45は供給搬送路49から現像剤の供給を受け、内部の磁性体が作る磁界により現像剤を現像スリーブ上に付着させて搬送する。搬送される現像剤は現像剤層を形成し、搬送の途中で、ドクタブレード42により予め決められた高さに規制される。高さが規制された現像剤層は、現像領域Aにおいて現像バイアス印加機構により現像バイアスが印加され、トナーが静電気力によって感光体表面に移動・付着する。これにより感光体18上の潜像がトナーにより現像される。その後、現像剤層は現像ローラ45と現像剤収容容器41との対向部Bを通過し、現像ローラ45内部の磁性体が作る磁界により回収搬送路47へ離脱する。   The developing roller 45 is supplied with the developer from the supply / conveying path 49 and adheres the developer onto the developing sleeve by the magnetic field generated by the internal magnetic material. The developer to be conveyed forms a developer layer, and is regulated to a predetermined height by the doctor blade 42 during the conveyance. The developer layer whose height is regulated is applied with a developing bias by a developing bias applying mechanism in the developing region A, and the toner moves and adheres to the surface of the photoreceptor by electrostatic force. As a result, the latent image on the photoreceptor 18 is developed with toner. Thereafter, the developer layer passes through a facing portion B between the developing roller 45 and the developer container 41 and is separated to the collection conveyance path 47 by a magnetic field generated by a magnetic body inside the developing roller 45.

現像バイアスが印加された際、現像ローラ45と感光体18との間は現像剤層に含まれる帯電されたトナーにより電流が流れるが、同様に、対向部Bにおいて現像ローラ45と現像剤収容容器41の間にも電流が流れる。そのため、現像バイアスである重畳電圧が感光体18及び現像剤収容容器41の2つに分岐されて印加されることになる。これでは感光体18に所望の現像バイアスを印加することができない。なお、ドクタブレードも金属製であるが、現像ローラ45と同電位であるので問題にならない。   When a developing bias is applied, a current flows between the developing roller 45 and the photosensitive member 18 due to the charged toner contained in the developer layer. Similarly, the developing roller 45 and the developer container are disposed at the opposite portion B. A current also flows between 41. Therefore, the superimposed voltage, which is a developing bias, is branched and applied to the photosensitive member 18 and the developer container 41. This makes it impossible to apply a desired developing bias to the photoreceptor 18. Although the doctor blade is also made of metal, there is no problem because it has the same potential as the developing roller 45.

そこで、本実施形態では対向部Bにある現像剤収容容器41を抵抗層50により被覆し、対向部Bにある現像ローラ45と現像剤収容容器41の間に現像剤層Dと抵抗層50とからなる電流制限抵抗を形成している。抵抗層50としては、例えばPTFEテープ(住友スリーエム株式会社製 No5490 厚さ0.09mm)を用いている。また、抵抗層50は、現像ローラ45と対向部Bの間の現像剤層Dよりも高抵抗であり、少なくとも1層以上、好ましくは複数層形成することが望ましい。   Therefore, in this embodiment, the developer container 41 in the facing part B is covered with the resistance layer 50, and the developer layer D and the resistance layer 50 are provided between the developing roller 45 and the developer container 41 in the facing part B. A current limiting resistor is formed. As the resistance layer 50, for example, a PTFE tape (No. 5490, thickness 0.09 mm, manufactured by Sumitomo 3M Limited) is used. The resistance layer 50 has a higher resistance than the developer layer D between the developing roller 45 and the facing portion B, and it is desirable to form at least one layer, preferably a plurality of layers.

この電流制限抵抗により、対向部Bにある現像ローラ45と現像剤収容容器41の間を流れる電流を抑制でき、感光体18に所望の現像バイアスを印加することができる。したがって、画像のザラツキ、画像濃度ムラ、ベタパッチ周辺の白抜けを改善することができる。   With this current limiting resistance, the current flowing between the developing roller 45 and the developer container 41 in the facing portion B can be suppressed, and a desired developing bias can be applied to the photoreceptor 18. Therefore, it is possible to improve roughness of the image, uneven image density, and white spots around the solid patch.

また、より確実に電流を抑制するために、対向部Bにある現像剤収容容器41に絶縁塗料などを塗布したり、絶縁テープを設けたりして、絶縁層を形成してもよい。さらに、例えば、対向部Bにある現像剤収容容器41に絶縁塗料などを塗布した上に、絶縁テープ層を設け、現像剤層Dとあわせて3層としてもよい。   In order to suppress the current more reliably, the insulating layer may be formed by applying an insulating paint or the like to the developer container 41 in the facing portion B or providing an insulating tape. Furthermore, for example, an insulating paint layer may be provided on the developer container 41 in the facing portion B, an insulating tape layer may be provided, and the developer layer D may be combined with three layers.

次に、印加する現像バイアスについて説明する。   Next, the developing bias to be applied will be described.

各感光体上の潜像をトナー像(顕像)とするために、現像ローラに現像バイアスを印加して感光体にトナーを現像する。本実施形態では現像バイアスとして、直流電圧(DC)に交流電圧(AC)を重畳した重畳電圧を印加している。   In order to make the latent image on each photoconductor a toner image (a visible image), a developing bias is applied to the developing roller to develop the toner on the photoconductor. In this embodiment, a superimposed voltage obtained by superimposing an alternating voltage (AC) on a direct voltage (DC) is applied as the developing bias.

本実施形態の重畳電圧は周波数を8kHz、ピークトゥピーク電圧(Vpp)を800V、+側Dutyを50%としている。ここで、本実施形態では感光体を一様帯電するための帯電バイアスにも交流電圧(AC)を使用しており、その周波数は2.65kHzである。   The superposed voltage of this embodiment has a frequency of 8 kHz, a peak-to-peak voltage (Vpp) of 800 V, and a + side duty of 50%. Here, in this embodiment, an alternating voltage (AC) is also used as a charging bias for uniformly charging the photosensitive member, and the frequency thereof is 2.65 kHz.

帯電バイアスの周波数と現像バイアスの周波数が整数倍もしくは、1/(整数倍)からずれると、帯電周波数と現像周波数の干渉(うねり)によって帯電ムラによる横スジ画像が発生する。そこで、実際には現像バイアスの周波数は、帯電周波数の3倍である7.95kHzとしているが、ここでは便宜上、8kHzと記載している。(以後、同様に記載する)   When the frequency of the charging bias and the frequency of the developing bias deviate from an integral multiple or 1 / (integer multiple), a horizontal streak image due to charging unevenness is generated due to interference (swell) between the charging frequency and the developing frequency. Therefore, the frequency of the developing bias is actually 7.95 kHz, which is three times the charging frequency, but here it is described as 8 kHz for convenience. (Hereafter, the same is described.)

次に重畳電圧のうちのAC波形形状について説明する。   Next, the AC waveform shape in the superimposed voltage will be described.

図8は、矩形波の約1周期分の波形を模式的に示すグラフである。横軸は時間(s)であり、縦軸は電圧(V)である。また、オフセット電圧(重畳電圧の直流成分)は0Vとしてある。実線は、本実施形態に係る矩形波を示し、破線は理想的な波形を示す。   FIG. 8 is a graph schematically showing a waveform of one period of a rectangular wave. The horizontal axis is time (s), and the vertical axis is voltage (V). The offset voltage (DC component of the superimposed voltage) is 0V. A solid line indicates a rectangular wave according to the present embodiment, and a broken line indicates an ideal waveform.

本実施形態の矩形波は、立ち上がり時間と、立下り時間が、それぞれ15〜20μsの間の値と規定されている。ここで立ち上がり時間とは、図中(1)で示すように、ピーク値の10%から、ピーク値の90%に到達するまでの時間間隔である。また、立ち下がり時間とは、図中(2)で示すように、ピーク値の90%から、ピーク値の10%に到達するまでの時間間隔である。   In the rectangular wave of this embodiment, the rise time and the fall time are each defined as a value between 15 and 20 μs. Here, the rise time is a time interval from 10% of the peak value to 90% of the peak value, as indicated by (1) in the figure. The fall time is a time interval from 90% of the peak value to 10% of the peak value, as indicated by (2) in the figure.

表2に、本実施形態の構成における重畳電圧の立ち上がり/立下り時間を変えたときのベタパッチ周辺白抜け画像と画像濃度ムラを評価した結果を示す。評価方法は、出力された画像を目視にて評価とした。画像に異常がなければ“○”とし、画像に僅かに異常があるが許容できるレベルならば“△”とし、画像に異常があれば“×”とした。   Table 2 shows the results of evaluating the solid patch peripheral blank image and the image density unevenness when the superimposed voltage rise / fall time is changed in the configuration of the present embodiment. The evaluation method evaluated the output image visually. If there is no abnormality in the image, “◯” is indicated. If the image is slightly abnormal but acceptable level, “Δ” is indicated. If there is abnormality in the image, “X” is indicated.

Figure 0006488695
Figure 0006488695

表2に示すように、画像濃度ムラとベタパッチ周辺白抜けを両立させるためには、立ち上がり/立下り時間を10μsより長く、25μsより短くする必要があり、好ましくは15〜20μsとするのが良い。   As shown in Table 2, it is necessary to make the rise / fall time longer than 10 μs and shorter than 25 μs, preferably 15 to 20 μs, in order to achieve both the image density unevenness and the white spots around the solid patch. .

図8のグラフにおいて、破線で示す理論的な波形の場合、ピーク電圧時は電圧値が平坦である(時間に対して電圧が変化しない)。この平坦性を維持するためには、+電源と−電源をスイッチにより切り替えるスイッチング型とし、更に冷却装置などを追加して発熱による電圧降下を抑える必要がある。この場合、スイッチ切り替え時の耐圧に耐えられるスイッチを選定しなければならないことによるコスト増大、及び冷却装置の追加によるコスト増大となるとともに、両構成をとることによるスペース増大にもなる。   In the graph of FIG. 8, in the case of a theoretical waveform indicated by a broken line, the voltage value is flat at the peak voltage (the voltage does not change with time). In order to maintain this flatness, it is necessary to use a switching type in which a + power source and a −power source are switched by a switch, and to further suppress a voltage drop due to heat generation by adding a cooling device or the like. In this case, the cost increases due to the need to select a switch that can withstand the withstand voltage at the time of switch switching, the cost increases due to the addition of a cooling device, and the space increases due to both configurations.

そこで、本実施形態では、コスト、スペース及び画像品質のいずれも満足するために、トランス型の電源を用い、ピーク電圧が時間経過とともに増加又は減少し、オフセット電圧の値に近づく構成とする。すなわち、図中(3)に示すように、0V側に電圧が減少する構成とする。   Therefore, in this embodiment, in order to satisfy all of cost, space, and image quality, a transformer-type power supply is used, and the peak voltage increases or decreases with time and approaches the value of the offset voltage. That is, as shown in (3) in the figure, the voltage decreases toward 0V.

このピーク電圧のオフセット電圧側へ移動(以下、サグという)について、ピーク電圧が増加する場合をプラス、減少する場合をマイナスと定義する。また、その移動分の電圧を片側ピーク電圧で除したものを変化率(%)と定義する。   Regarding the movement of the peak voltage toward the offset voltage (hereinafter referred to as sag), the case where the peak voltage increases is defined as plus, and the case where the peak voltage decreases is defined as minus. Also, the rate of change (%) is defined by dividing the voltage for the movement by the one-side peak voltage.

例えば、重畳電圧のピークトゥピーク電圧(Vpp)が1000Vであり、サグが1%であるとしたとき、ピーク電圧の降下分(又は上昇分)は、5V(片側ピーク電圧の1%)となる。   For example, when the peak-to-peak voltage (Vpp) of the superimposed voltage is 1000 V and the sag is 1%, the drop (or increase) of the peak voltage is 5 V (1% of the one-side peak voltage). .

表3に、本実施形態の構成における重畳電圧(図8に示す矩形波)のサグを変えたときの、ベタパッチ周辺白抜けを目視評価した結果を示す。評価方法は、出力された画像を目視にて評価とした。画像に異常がなければ“○”とし、画像に僅かに異常があるが許容できるレベルならば“△”とし、画像に異常があれば“×”とした。   Table 3 shows the result of visual evaluation of white spots around the solid patch when the sag of the superimposed voltage (rectangular wave shown in FIG. 8) in the configuration of the present embodiment is changed. The evaluation method evaluated the output image visually. If there is no abnormality in the image, “◯” is indicated. If the image is slightly abnormal but acceptable level, “Δ” is indicated. If there is abnormality in the image, “X” is indicated.

Figure 0006488695
Figure 0006488695

表3に示すように、ベタパッチ周辺白抜け画像を許容レベルとするためには、サグを10%以下とする必要があり、好ましくは5%以下とするのがよい。しかし、サグを5%未満にすると、スイッチング型の電源や冷却装置などが必要となるため、コスト、スペースともに増大する。そのため、本実施形態の矩形波のサグは、画像品質、コスト及び省スペースの両立ができる5%とする。   As shown in Table 3, the sag needs to be 10% or less, preferably 5% or less, in order to make the solid patch peripheral blank image an acceptable level. However, if the sag is less than 5%, a switching type power supply, a cooling device, and the like are required, which increases both cost and space. Therefore, the rectangular wave sag according to the present embodiment is set to 5% which can achieve both image quality, cost, and space saving.

なお、本実施形態では、交流電圧波形として矩形波を用いているが、これに限定されない。正弦波、三角波及び/又は矩形波を組み合わせた波形形状としてもよい。   In the present embodiment, a rectangular wave is used as the AC voltage waveform, but the present invention is not limited to this. It is good also as a waveform shape which combined the sine wave, the triangular wave, and / or the rectangular wave.

図9は、作像条件である、感光体の帯電後電位(Vd)、露光後電位(VL)及び現像バイアス(Vb)を示すグラフである。   FIG. 9 is a graph showing the post-charging potential (Vd), post-exposure potential (VL), and developing bias (Vb) of the photoconductor, which are image forming conditions.

帯電装置により一様に帯電された感光体の帯電後電位(Vd)は、露光されることで露光後電位(VL)となる。ここで、現像バイアスVbを与えることで感光体にトナー像を現像できる。この露光後電位(VL)と現像バイアス(Vb)との差を現像ポテンシャルと呼ぶ。   The post-charge potential (Vd) of the photoconductor uniformly charged by the charging device becomes the post-exposure potential (VL) when exposed. Here, the toner image can be developed on the photosensitive member by applying the developing bias Vb. The difference between the post-exposure potential (VL) and the development bias (Vb) is called the development potential.

現像バイアスが直流電圧のみの場合は、各電位が図9(a)に示す関係であるとする。現像バイアスを重畳電圧とすると現像能力が高くなることから、図9(b)又は図9(c)に示すように現像ポテンシャルを小さくできる。これにより、ベタ部とベタ周辺のハーフトーン部に発生するエッジ電界を抑制することができ、ベタ周辺白抜けに対して効果が得られる。   When the developing bias is only a DC voltage, it is assumed that the potentials have the relationship shown in FIG. When the developing bias is set to the superimposed voltage, the developing ability is increased, so that the developing potential can be reduced as shown in FIG. 9B or FIG. 9C. Thereby, the edge electric field which generate | occur | produces in the solid part and the halftone part of a solid periphery can be suppressed, and an effect is acquired with respect to a solid peripheral white spot.

ここで、図9(b)では現像ポテンシャルを小さくする際に、帯電後電位(Vd)を小さくする方式をとった。この方式の場合、感光体の電位が小さいことから、他のバイアス(例えば、中間転写体にトナー像を転写する際の転写バイアス)の影響を受け、ゴースト画像が発生しやすくなり、画像濃度ムラを生じてしまう。   Here, in FIG. 9B, when the developing potential is reduced, the post-charging potential (Vd) is reduced. In this method, since the potential of the photosensitive member is small, a ghost image is likely to occur due to the influence of other biases (for example, a transfer bias when transferring the toner image to the intermediate transfer member), and unevenness in image density. Will occur.

そこで、本実施形態では図9(c)に示すように、現像ポテンシャルを小さくする際に、露光後電位(VL)を図9(a)、(b)のVLと比較して絶対値で大きくした。これにより帯電後電位(Vd)を、現像バイアスが直流電圧の場合と同程度にできるため、ゴースト画像を抑制でき、画像濃度ムラを改善できる。さらに現像ポテンシャルも小さいことからベタ周辺白抜けも改善できる。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 9C, when the developing potential is reduced, the post-exposure potential (VL) is larger in absolute value than the VL in FIGS. 9A and 9B. did. As a result, the post-charging potential (Vd) can be set to the same level as when the developing bias is a direct current voltage, so that ghost images can be suppressed and image density unevenness can be improved. Furthermore, since the development potential is small, solid white spots can be improved.

なお、露光後電位を絶対値で大きくする方法としては、例えば露光装置から照射されるレーザ光の強さを変えることで対応できるが、この方法に限定されない。   Note that the method of increasing the post-exposure potential with an absolute value can be dealt with by, for example, changing the intensity of the laser light emitted from the exposure apparatus, but is not limited to this method.

(第2の実施形態)
図10は、第2の実施形態に係る現像装置の現像領域付近の拡大図である。図10において、図7と同一物には同符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the developing region of the developing device according to the second embodiment. 10, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図10に示すように、第2の実施形態に係る現像装置は、現像ローラと対向する現像剤収容容器の一部(以後、容器先端部60と称す)を、現像剤収容容器と別体としている。容器先端部60を現像剤収容容器と別体とすることで、現像ローラと現像剤収容容器の間隔を容易に調整することが可能となる。そのため、現像剤搬送時におけるトナー飛散を抑制するための現像剤収容容器内への吸い込み気流を容易に調整することができる。   As shown in FIG. 10, in the developing device according to the second embodiment, a part of the developer container that faces the developing roller (hereinafter referred to as the container tip 60) is separated from the developer container. Yes. By making the container tip 60 separate from the developer container, the distance between the developing roller and the developer container can be easily adjusted. Therefore, it is possible to easily adjust the airflow sucked into the developer container for suppressing the toner scattering during the developer conveyance.

容器先端部60を現像剤収容容器と同じ金属材料(本実施形態ではアルミ)とした場合には、第1の実施形態同様に抵抗層(図7の抵抗層50、図10では不図示)を少なくとも1層以上形成することで、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   When the container tip 60 is made of the same metal material (aluminum in this embodiment) as that of the developer container, a resistance layer (resistance layer 50 in FIG. 7, not shown in FIG. 10) is provided as in the first embodiment. By forming at least one layer, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

また、容器先端部60が別体であることから樹脂材料とすることも可能である。この場合、現像剤収容容器と現像ローラとの間に樹脂層(絶縁層)が形成されるので、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   Moreover, since the container front-end | tip part 60 is another body, it is also possible to use a resin material. In this case, since a resin layer (insulating layer) is formed between the developer container and the developing roller, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(効果確認)
第1及び第2の実施形態の現像装置(以下、実施例1、実施例2という)と、現像剤収容容器に抵抗層(テープ層)を形成しない従来の現像装置(以下、比較例という)とに対し、通紙実験を行った。比較例は、現像ローラ45と現像剤収容容器41の対向部Bに抵抗層を形成しないこと以外は、実施例1及び2と同じである。
(Effect confirmation)
The developing device of the first and second embodiments (hereinafter referred to as Example 1 and Example 2) and a conventional developing device that does not form a resistance layer (tape layer) in the developer container (hereinafter referred to as a comparative example) A paper passing experiment was conducted. The comparative example is the same as the first and second embodiments except that the resistance layer is not formed on the facing portion B of the developing roller 45 and the developer container 41.

<作像条件>
作像条件は、直流電圧、重畳電圧1、重畳電圧2の3種類である。重畳電圧1とは、感光体の帯電後電位(Vd)を小さくする方式とした。(図9(b)参照)重畳電圧2とは、露光後電位(VL)を大きくする方式とした。(図9(c)参照)
<Image creation conditions>
There are three types of image forming conditions: DC voltage, superimposed voltage 1, and superimposed voltage 2. The superimposed voltage 1 is a method of reducing the post-charging potential (Vd) of the photoreceptor. (See FIG. 9B.) The superimposed voltage 2 is a method of increasing the post-exposure potential (VL). (See Fig. 9 (c))

表4に作像条件の電圧値を示す。

Figure 0006488695
Table 4 shows the voltage values of the image forming conditions.
Figure 0006488695

<重畳電圧条件>
印加する重畳電圧として、オフセット電圧(直流電圧)に矩形波(交流電圧)を重畳した。矩形波は、周波数が8kHz、ピークトゥピーク電圧(Vpp)が800V、+側Dutyが50%、立ち上がり/立ち下がり時間が15μs、サグが5%とした。オフセット電圧は、重畳電圧波形の面積平均値が現像バイアス(Vb)となるように設定した。(表4参照)
<Superimposed voltage condition>
A rectangular wave (AC voltage) was superimposed on an offset voltage (DC voltage) as a superimposed voltage to be applied. The rectangular wave had a frequency of 8 kHz, a peak-to-peak voltage (Vpp) of 800 V, a + side duty of 50%, a rise / fall time of 15 μs, and a sag of 5%. The offset voltage was set so that the area average value of the superimposed voltage waveform was the developing bias (Vb). (See Table 4)

<評価画像>
評価画像として、ベタパッチとハーフトーンとを交互に配置したチェッカー画像(図11参照)と、画像面積率(網点面積率)が75%の画像(図12参照 以下、ハーフトーン画像という)とを用意した。チェッカー画像により画像のザラツキ及びベタパッチ周辺白抜けを評価し、ハーフトーン画像により画像濃度ムラを評価した。なお、ハーフトーン画像は、発明者らが評価に用いた画像のなかで、濃度ムラの差がもっとも出やすい(わかりやすい)画像である。
<Evaluation image>
As an evaluation image, a checker image (see FIG. 11) in which solid patches and halftones are alternately arranged, and an image having an image area ratio (halftone dot area ratio) of 75% (refer to FIG. 12 hereafter, referred to as a halftone image). Prepared. The roughness of the image and white spots around the solid patch were evaluated by the checker image, and the image density unevenness was evaluated by the halftone image. The halftone image is an image in which the difference in density unevenness is most likely (easy to understand) among the images used by the inventors for evaluation.

<紙種>
紙種として、NBSリコー製 タイプ6000<70W>を用いた。この用紙は坪量が70(gsm)であり、サイズはA4である。
<Paper type>
As the paper type, NBS Ricoh type 6000 <70W> was used. This paper has a basis weight of 70 (gsm) and a size of A4.

<評価方法>
評価方法は、出力された画像を目視による評価とした。画像に異常がなければ“○”とし、画像に僅かに異常があるが許容できるレベルならば“△”とし、画像に異常があれば“×”とした。
<Evaluation method>
In the evaluation method, the output image was visually evaluated. If there is no abnormality in the image, “◯” is indicated. If the image is slightly abnormal but acceptable level, “Δ” is indicated. If there is abnormality in the image, “X” is indicated.

結果を表5に示す。

Figure 0006488695
The results are shown in Table 5.
Figure 0006488695

現像バイアスを直流電圧とした場合は、比較例1、実施例1及び実施例2とともに、許容レベルではあるが異常が発生しており、いずれの構成でも画像品質に差がなかった。   When the developing bias was a DC voltage, an abnormality occurred at an acceptable level together with Comparative Example 1, Example 1, and Example 2, and there was no difference in image quality in any configuration.

次に、現像バイアスを重畳電圧1とした場合、画像ザラツキはいずれの構成でも画像に異常がなく、直流電圧の場合より改善した。ベタ周辺白抜けは、実施例1及び2の構成では直流電圧より改善したのに対し、比較例1の構成では直流電圧より悪化した。画像濃度ムラは、ゴースト画像の影響を受け、直流電圧の場合と同等レベルであった。   Next, when the developing bias was set to the superimposed voltage 1, the image roughness was not abnormal in any configuration, and was improved from the case of the DC voltage. Solid white spots were improved from the DC voltage in the configurations of Examples 1 and 2, whereas they were worse than the DC voltage in the configuration of Comparative Example 1. The image density unevenness was affected by the ghost image, and was at the same level as in the case of the DC voltage.

これら2条件に比べて、現像バイアスを重畳電圧2とした場合、画像ザラツキは、重畳電圧1と同様にいずれの構成も直流電圧より改善した。ベタ周辺白抜けは、比較例1の構成では先ほどと同じく、直流電圧より悪化したが、実施例1及び2の構成では改善した。画像濃度ムラは、ゴースト画像の発生がなく重畳電圧による濃度ムラの改善効果が得られた。これは、帯電後電位(Vd)が現像バイアスを直流電圧にした時と同程度としたためと考えられる。   Compared with these two conditions, when the developing bias was set to the superimposed voltage 2, the image roughness was improved from the DC voltage in the same manner as the superimposed voltage 1. Solid white spots were worse than the DC voltage in the configuration of Comparative Example 1 as before, but improved in the configurations of Examples 1 and 2. As for the image density unevenness, no ghost image was generated, and the effect of improving the density unevenness due to the superimposed voltage was obtained. This is presumably because the post-charging potential (Vd) is approximately the same as when the development bias is set to a DC voltage.

以上より、実施例1、2の構成で現像バイアスを重畳電圧1とすることで画像ザラツキとベタ周辺白抜けの改善効果が確認できた。また、現像バイアスを重畳電圧2とすることで、更に画像濃度ムラの改善効果が確認できた。   From the above, the effects of improving the image roughness and the solid white spots were confirmed by setting the developing bias to the superimposed voltage 1 in the configurations of Examples 1 and 2. Further, the effect of improving the image density unevenness was confirmed by setting the developing bias to the superimposed voltage 2.

(変形例)
以下より、現像装置をより効果的に冷却できる構成について説明する。
(Modification)
Hereinafter, a configuration capable of more effectively cooling the developing device will be described.

上述した2つの実施形態では、現像装置は冷却部材として放熱リブを備えている。しかし、冷却部材として冷媒により冷却する液冷装置を備えてもよい。   In the two embodiments described above, the developing device includes a heat radiating rib as a cooling member. However, you may provide the liquid cooling device cooled with a refrigerant | coolant as a cooling member.

図13は、液冷装置30の概略構成図である。図13に示すように、液冷装置30は、冷却液で熱を受ける受熱部32Y、M、C、Kと、冷却液を冷却する3つの冷却部35と、循環パイプ34と、冷却液を循環パイプ内に循環する冷却ポンプ31と、余剰の冷却液を貯留するリザーブタンク33などを有する。   FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the liquid cooling device 30. As shown in FIG. 13, the liquid cooling device 30 includes heat receiving parts 32Y, M, C, and K that receive heat from the cooling liquid, three cooling parts 35 that cool the cooling liquid, a circulation pipe 34, and the cooling liquid. A cooling pump 31 that circulates in the circulation pipe, a reserve tank 33 that stores excess coolant, and the like are included.

受熱部32Y、M、C、Kは、各プロセスカートリッジ11Y、M、C、Kの不図示の現像装置に圧接して取り付けられ、現像装置から発生する熱を受ける。受熱部32Y、M、C、Kの詳細な説明は後述する。   The heat receiving portions 32Y, 32M, 32C, and 32K are attached to the developing devices (not shown) of the process cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K, and receive heat generated from the developing devices. Detailed description of the heat receiving portions 32Y, 32M, 32C, and 32K will be described later.

冷却部35は、放熱手段であるラジエータ35bと、冷却ファン35aなどを備えており、4つのプロセスカートリッジ11Y、M、C、Kの横に3つ設けられている。ラジエータ35bは、熱伝導率が高いAlなどで形成され、冷却媒体を内包する収容部を介して冷却液を伝熱・放熱する放熱手段である。放熱量に応じて冷却ファン35aによる強制空冷又は自然空冷がとられる。冷却ファン35aによる強制空冷の場合、冷却部35毎に冷却ファン35aを設けてもよいし、一つの冷却ファンで各冷却部35のラジエータ35bに外気を供給してもよい。   The cooling unit 35 includes a radiator 35b serving as a heat radiating unit, a cooling fan 35a, and the like, and three are provided beside the four process cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K. The radiator 35b is a heat radiating means that is formed of Al or the like having a high thermal conductivity, and that transfers and dissipates the cooling liquid through an accommodating portion that contains a cooling medium. Depending on the amount of heat radiation, forced air cooling or natural air cooling is performed by the cooling fan 35a. In the case of forced air cooling by the cooling fan 35a, the cooling fan 35a may be provided for each cooling unit 35, or the outside air may be supplied to the radiator 35b of each cooling unit 35 by one cooling fan.

循環パイプ34は、受熱部32Y、M、C、Kと、3台の冷却部35と、冷却ポンプ31と、リザーブタンク33とを直列に連結している。冷却ポンプ31は、循環パイプ34内に冷却液を受熱部32Y、M、C、Kと冷却部35との間で循環させる駆動源であり、冷却液は図13中矢印のように循環する。また、リザーブタンク33は、冷却液保管用のタンクである。   The circulation pipe 34 connects the heat receiving parts 32Y, 32M, 32C, 32K, three cooling parts 35, the cooling pump 31, and the reserve tank 33 in series. The cooling pump 31 is a drive source that circulates the cooling liquid in the circulation pipe 34 between the heat receiving parts 32Y, 32M, 32C, and 32K and the cooling part 35, and the cooling liquid circulates as indicated by arrows in FIG. The reserve tank 33 is a tank for storing a coolant.

冷却液は、受熱部32Y、M、C、Kが受けた熱を冷却部35内のラジエータ35bまで輸送する熱輸送媒体である。冷却液は、水を主成分とし、凍結温度を下げるためにプロピレングリコール又はエチレングリコールなどを添加したり、金属製の構成部品の錆を防ぐために防錆剤(例えば、リン酸塩系物質:リン酸カリ塩、無機カリ塩など)を添加したりして使用される。冷却液が水の場合、定積熱容量は空気の3000倍以上であり、少ない流量で大きな熱量を輸送できるので、強制空冷に比べ効率のよい冷却が可能である。   The coolant is a heat transport medium that transports heat received by the heat receiving units 32Y, 32M, 32C, 32K to the radiator 35b in the cooling unit 35. The coolant is composed mainly of water, and propylene glycol or ethylene glycol is added to lower the freezing temperature, or a rust inhibitor (for example, phosphate-based material: phosphorus to prevent rusting of metal components) Acid potassium salt, inorganic potassium salt, etc.) are used. When the coolant is water, the constant heat capacity is 3000 times or more that of air, and a large amount of heat can be transported with a small flow rate, so that cooling can be performed more efficiently than forced air cooling.

図14は液冷装置を用いたプロセスカートリッジの概略構成図である。冷却部材以外の構成については、上述の実施形態と同じであるため説明は割愛する。なお、図では、4つの現像装置40Y、M、C、Kから1つを代表して示し、添え字Y、M、C、Kを省略している。   FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a process cartridge using a liquid cooling device. Since the configuration other than the cooling member is the same as that of the above-described embodiment, the description thereof is omitted. In the drawing, one of the four developing devices 40Y, M, C, and K is shown as a representative, and the suffixes Y, M, C, and K are omitted.

図14に示すように、現像装置40の左側には前述した受熱部32が設けられている。受熱部32は、各々熱伝導性の高い部材で形成されたケース32aと、その内部に設けられた流路32bにより構成されている。ケース32aは、通常、熱伝導率が400(W/mK)程のCu、もしくは200(W/mK)程のAlをベースにして形成されている。ケース32aには、より熱伝導率の高い材質(例えば、AgやAu)を用いてもよい。   As shown in FIG. 14, the heat receiving portion 32 described above is provided on the left side of the developing device 40. The heat receiving part 32 includes a case 32a formed of a member having high thermal conductivity and a flow path 32b provided therein. The case 32a is usually formed based on Cu having a thermal conductivity of about 400 (W / mK) or Al of about 200 (W / mK). A material having higher thermal conductivity (for example, Ag or Au) may be used for the case 32a.

受熱部32は、各現像装置40より発生する熱を受けるために側面に圧接されている。しかし、現像装置40の側面なども、受熱部32と同じくAl又はCuなどの熱伝導性の高い部材で形成されているため、現像装置40の側面に受熱部32を密着させる際に少なからず空気層ができる。空気層は受熱部32と現像装置40の側面との熱交換の効率を下げてしまうため、本変形例においては、受熱部32と現像装置40の側面との圧接された面(以下、圧接面という)に熱伝導シート130を貼り付けている。この熱伝導シート130は高熱伝導性であると同時に、現像装置40と受熱部32との面精度を潰してくれるような硬さ(変形しやすさ)であることが必要である。   The heat receiving portion 32 is pressed against the side surface in order to receive heat generated from each developing device 40. However, since the side surface of the developing device 40 is also formed of a member having high thermal conductivity such as Al or Cu, as with the heat receiving portion 32, there is not a little air when the heat receiving portion 32 is brought into close contact with the side surface of the developing device 40. You can layer. Since the air layer reduces the efficiency of heat exchange between the heat receiving portion 32 and the side surface of the developing device 40, in this modification, the pressure contact surface between the heat receiving portion 32 and the side surface of the developing device 40 (hereinafter referred to as the pressure contact surface). The heat conductive sheet 130 is affixed. The heat conductive sheet 130 needs to have high heat conductivity and at the same time, hardness (easiness to be deformed) to crush the surface accuracy between the developing device 40 and the heat receiving unit 32.

しかし、熱伝導シート130は高熱伝導であると硬く、低熱伝導だと軟らかいという性質を持っている。高熱伝導性を得るために、熱伝導シート130は、ある程度硬くなってしまう。そのため、本変形例では、受熱部32を現像装置40の側面に圧接するように、受熱部32を大きな押圧力で押圧している。これにより、ある程度硬い熱伝導シートを用いても熱伝導シート130が変形して、現像装置40と受熱部32との面精度を潰すことができる。これにより、現像装置40と受熱部32との間に空気層ができるのを抑制し、現像装置40の熱を受熱部32に良好に伝導させることができる。また、熱伝導シート130は、現像装置40側面に貼り付けてもよい。   However, the heat conductive sheet 130 has a property of being hard when it has high heat conductivity and soft when it has low heat conductivity. In order to obtain high thermal conductivity, the thermal conductive sheet 130 becomes hard to some extent. Therefore, in this modification, the heat receiving unit 32 is pressed with a large pressing force so that the heat receiving unit 32 is pressed against the side surface of the developing device 40. Accordingly, even if a heat conductive sheet that is hard to some extent is used, the heat conductive sheet 130 is deformed, and the surface accuracy between the developing device 40 and the heat receiving unit 32 can be crushed. Thereby, it is possible to suppress the formation of an air layer between the developing device 40 and the heat receiving unit 32, and to conduct heat of the developing device 40 to the heat receiving unit 32 satisfactorily. Further, the heat conductive sheet 130 may be attached to the side surface of the developing device 40.

なお、本変形例では冷却部35の設置個数を3つとしたが、これは1つでもよいし、4つ以上であっても構わない。冷却部35を複数備えることで各冷却部の冷却効率が低くても、全ての現像装置40Y、M、C、Kの温度上昇を良好に抑制することができる。その結果、1つの冷却部35で全ての現像装置40Y、M、C、Kの温度上昇を抑制するものに比べて、放熱面積が小さく冷却効率のあまり高くない小型のラジエータを用いることができ、冷却部35を小型化することができる。   In this modification, the number of cooling units 35 is three, but this may be one or four or more. By providing a plurality of cooling units 35, even if the cooling efficiency of each cooling unit is low, the temperature rise of all the developing devices 40Y, M, C, and K can be satisfactorily suppressed. As a result, it is possible to use a small radiator that has a small heat radiation area and does not have a very high cooling efficiency as compared with one cooling unit 35 that suppresses the temperature rise of all the developing devices 40Y, M, C, and K. The cooling unit 35 can be reduced in size.

以上、プロセスカートリッジを用いた複写機を例にとって説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、プロセスカートリッジは感光体、現像装置などを別体とする構成をとることも可能である。また、画像形成装置の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの並び順などは任意である。また、4色機に限らず、3色あるいは5色以上のトナーを用いるフルカラー機や、2色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。すなわち、現像装置を単一又は複数個具備してよい。もちろん、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であってもよい。   The copying machine using the process cartridge has been described above as an example. However, the present invention is not limited to this, and the process cartridge may have a configuration in which the photosensitive member, the developing device, and the like are separated. It is. The configuration of the image forming apparatus is also arbitrary, and the arrangement order of the color image forming units in the tandem system is arbitrary. Further, the present invention can be applied not only to a four-color machine but also to a full-color machine using three or five or more color toners, a multi-color machine using two-color toners, or a monochrome apparatus. That is, a single developing device or a plurality of developing devices may be provided. Of course, the image forming apparatus is not limited to a copying machine, but may be a printer, a facsimile, or a multifunction machine having a plurality of functions.

1 画像形成部
2 転写ユニット
3 給紙ユニット
4 二次転写装置
5 両面ユニット
6 搬送ベルト
7 定着ユニット
8 排紙ユニット
9 露光ユニット
10 読取装置
11 プロセスカートリッジ
12 ドラムクリーニングユニット
13 帯電ユニット
14 レジストローラ
15 中間転写ベルト
16 転写対向ローラ
17 二次転写ローラ
18 感光体
20 断熱装置
21 受熱板
22 ヒートパイプ
23 放熱板
24 ダクト
30 液冷装置
31 冷却ポンプ
32 受熱部
32a ケース
32b 流路
33 リザーブタンク
34 循環パイプ
35 冷却部
35a 冷却ファン
35b ラジエータ
40 現像装置
41 現像剤収容容器
41a 放熱リブ
42 ドクタブレード
43 搬送スクリュ
43 撹拌スクリュ
43a 撹拌軸部
43b 撹拌羽部
44 撹拌搬送路
45 現像ローラ
45a 現像スリーブ
45b 低摩擦膜
45c 磁性体
46 回収スクリュ
47 回収搬送路
48 供給スクリュ
49 供給搬送路
50 抵抗層
60 容器先端部
90 中間転写ベルトクリーニングユニット
95 摩擦係数測定装置
96 架台
97 分銅
98 台
99 フォースゲージ
100 上質紙
101 セル
102a 電極
102b 電極
103 キャリア
133 第一仕切り壁
134 第二仕切り壁
130 熱伝導シート
A 現像領域A
B 近接部B
D 現像剤層D
E 現像ローラカバーE
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming part 2 Transfer unit 3 Paper feed unit 4 Secondary transfer device 5 Duplex unit 6 Conveyor belt 7 Fixing unit 8 Paper discharge unit 9 Exposure unit 10 Reading device 11 Process cartridge 12 Drum cleaning unit 13 Charging unit 14 Registration roller 15 Intermediate Transfer belt 16 Transfer counter roller 17 Secondary transfer roller 18 Photoconductor 20 Heat insulating device 21 Heat receiving plate 22 Heat pipe 23 Heat radiating plate 24 Duct 30 Liquid cooling device 31 Cooling pump 32 Heat receiving portion 32a Case 32b Flow path 33 Reserve tank 34 Circulation pipe 35 Cooling unit 35a Cooling fan 35b Radiator 40 Developing device 41 Developer container 41a Radiation rib 42 Doctor blade 43 Conveying screw 43 Stirring screw 43a Stirring shaft 43b Stirring blade 44 Stirring conveyance 45 Developing roller 45a Developing sleeve 45b Low friction film 45c Magnetic body 46 Recovery screw 47 Recovery conveyance path 48 Supply screw 49 Supply conveyance path 50 Resistance layer 60 Container tip 90 Intermediate transfer belt cleaning unit 95 Friction coefficient measuring device 96 Base 97 Weight 97 Table 99 Force gauge 100 Fine paper 101 Cell 102a Electrode 102b Electrode 103 Carrier 133 First partition wall 134 Second partition wall 130 Thermal conductive sheet A Development area A
B Proximity B
D Developer layer D
E Developing roller cover E

特開2009−103785号公報JP 2009-103785 A 特許5267016号公報Japanese Patent No. 5267016 特開2009−080447号公報JP 2009-080447 A 米国特許第6031239号公報US Pat. No. 6,031,239 特開平10−012431号公報JP-A-10-012431 特開平08−286516号公報JP 08-286516 A

Claims (13)

現像剤収容容器と、
前記現像剤収容容器を形成する電気的に接地された金属部分と、
前記現像剤収容容器内に収容された、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む2成分現像剤と、
前記現像剤収容容器内に設けられた、磁界発生手段により前記2成分現像剤を担持する現像剤担持体と、
直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を、前記現像剤担持体に印加する現像バイアス印加機構と、を備え、
前記現像剤担持体と前記金属部分との対向部に、電流制限抵抗を設けた現像装置において、
前記対向部における前記現像剤収容容器の一部は、別体となった容器先端部であり、
前記容器先端部は樹脂からなり、前記対向部において絶縁層となることを特徴とする現像装置。
A developer container;
An electrically grounded metal part forming the developer container;
A two-component developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier housed in the developer container;
A developer carrier provided in the developer container and carrying the two-component developer by a magnetic field generating means;
A development bias application mechanism that applies a superimposed voltage obtained by superimposing an alternating voltage on a direct current voltage to the developer carrier, and
In the developing device provided with a current limiting resistor in the facing portion between the developer carrier and the metal part,
A part of the developer storage container in the facing portion is a container tip portion that is a separate body,
The developing device according to claim 1, wherein the container tip is made of a resin and serves as an insulating layer at the facing portion .
現像剤収容容器と、
前記現像剤収容容器を形成する電気的に接地された金属部分と、
前記現像剤収容容器内に収容された、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む2成分現像剤と、
前記現像剤収容容器内に設けられた、磁界発生手段により前記2成分現像剤を担持する現像剤担持体と、
直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を、前記現像剤担持体に印加する現像バイアス印加機構と、を備え、
前記現像剤担持体と前記金属部分との対向部に、電流制限抵抗を設けた現像装置において、
前記対向部における前記現像剤収容容器の一部は、別体となった容器先端部であり、
前記容器先端部は金属からなり、
現像剤層よりも高抵抗で、少なくとも1層以上の抵抗層が前記容器先端部に形成されていることを特徴とする現像装置。
A developer container;
An electrically grounded metal part forming the developer container;
A two-component developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier housed in the developer container;
A developer carrier provided in the developer container and carrying the two-component developer by a magnetic field generating means;
A development bias application mechanism that applies a superimposed voltage obtained by superimposing an alternating voltage on a direct current voltage to the developer carrier, and
In the developing device provided with a current limiting resistor in the facing portion between the developer carrier and the metal part,
A part of the developer storage container in the facing portion is a container tip portion that is a separate body,
The container tip is made of metal,
A developing device having a resistance higher than that of a developer layer , wherein at least one resistance layer is formed at the tip of the container .
前記現像剤担持体の主極の法線方向磁束密度の減衰率(前記現像剤担持体が備える現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値と前記現像スリーブ表面から1mm離れたところでの法線方向磁束密度のピーク値の差を、前記現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値で割った比率)が40%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。 Decay rate of the normal direction magnetic flux density of the main pole of the developer carrier (the peak value of the normal direction magnetic flux density on the surface of the developing sleeve provided in the developer carrier and a method at a distance of 1 mm from the surface of the developing sleeve) 3. The development according to claim 1, wherein a ratio obtained by dividing the difference in the peak value of the linear magnetic flux density by the peak value of the normal magnetic flux density on the surface of the developing sleeve is 40% or more. apparatus. 理論的にはピーク電圧が一定時間変化しない前記重畳電圧において、
前記ピーク電圧が時間経過とともに増加又は減少し、前記重畳電圧の直流成分の値に近づく割合を規定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の現像装置。
Theoretically, the peak voltage does not change for a certain time.
4. The developing device according to claim 1, wherein the peak voltage increases or decreases with the passage of time and defines a ratio approaching a value of a DC component of the superimposed voltage. 5.
前記重畳電圧の電圧波形は、立ち上がり時間である、ピーク値の10%からピーク値の90%に到達するまでの時間間隔と、立ち下がり時間である、ピーク値の90%からピーク値の10%に到達するまでの時間間隔とが規定されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の現像装置。   The voltage waveform of the superimposed voltage is a rise time, which is a time interval from 10% of the peak value to 90% of the peak value, and a fall time of 90% of the peak value to 10% of the peak value. 5. The developing device according to claim 1, wherein a time interval until reaching the position is defined. 前記重畳電圧の周波数は、帯電バイアスの周波数の整数倍又は1/(整数倍)であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の現像装置。   6. The developing device according to claim 1, wherein the frequency of the superimposed voltage is an integer multiple or 1 / (integer multiple) of the frequency of the charging bias. 現像バイアスが重畳電圧の際の潜像担持体の露光後電位は、
現像バイアスを直流電圧のみとした場合の潜像担持体の露光後電位よりも絶対値で大きいことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の現像装置。
The potential after exposure of the latent image carrier when the developing bias is a superimposed voltage is
7. The developing device according to claim 1, wherein the developing bias is larger in absolute value than the post-exposure potential of the latent image carrier when the developing bias is only a DC voltage.
前記現像剤収容容器は、冷却部材を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の現像装置。   The developing device according to claim 1, wherein the developer container includes a cooling member. 前記冷却部材は、前記現像剤収容容器と一体に形成された放熱リブであることを特徴とする請求項8に記載の現像装置。   The developing device according to claim 8, wherein the cooling member is a heat radiating rib formed integrally with the developer container. 前記冷却部材は、前記現像剤収容容器に隣接する液冷装置であることを特徴とする請求項8に記載の現像装置。   The developing device according to claim 8, wherein the cooling member is a liquid cooling device adjacent to the developer container. 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の現像装置と、潜像担持体、帯電手段及びクリーニング手段の内の少なくとも1つとを一体に具備し、画像形成装置に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。   11. The developing device according to claim 1, and at least one of a latent image carrier, a charging unit, and a cleaning unit are integrally provided, and are detachable from the image forming apparatus. Process cartridge. 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の現像装置を単一又は複数個具備することを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising one or a plurality of the developing devices according to claim 1. 請求項11に記載のプロセスカートリッジを複数個具備することを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising a plurality of process cartridges according to claim 11.
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