JPH07175329A - Development device - Google Patents
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- JPH07175329A JPH07175329A JP5344211A JP34421193A JPH07175329A JP H07175329 A JPH07175329 A JP H07175329A JP 5344211 A JP5344211 A JP 5344211A JP 34421193 A JP34421193 A JP 34421193A JP H07175329 A JPH07175329 A JP H07175329A
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- JP
- Japan
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- carrier
- developing
- image
- toner
- developer
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- Pending
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- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Developing For Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ドット分布潜像を二成分現像剤の磁気ブラシ
により、画像の低濃度領域に対してもガサつきなく現像
して、ガサつきのない高品質の画像を得ることを可能と
した現像装置にある。
【構成】 磁気ブラシ現像に使用する二成分現像剤のキ
ャリアが、現像スリーブ25内の磁石29の現像磁極S
1のスリーブ25表面上での垂直磁界のピーク値の磁界
を加えたときの磁化の強さが100emu/cm3 以下
で、且つ現像剤が、トナー径をrt μm、キャリア径を
rc μm、トナー嵩密度をρt g/cm3、キャリア嵩
密度をρc g/cm3 、現像剤中のトナー量をnwt%
としたときに、
s=n・rc ・ρc /(100−n)・rt ・ρt
なるsが2.0以上を満たすようにした。
【効果】 キャリアの磁化の強さが100emu/cm
3 以下でガサつきをなくせ、sが2.0以上で濃度を向
上できて、目的を達成できる。
(57) [Abstract] [Purpose] To develop a dot distribution latent image with a magnetic brush of a two-component developer even in low density areas of an image without shading to obtain a high quality image without shading. It is in the developing device that made it possible. A carrier of a two-component developer used for magnetic brush development is a developing magnetic pole S of a magnet 29 in a developing sleeve 25.
1 has a magnetization intensity of 100 emu / cm 3 or less when a magnetic field having a peak value of the vertical magnetic field on the surface of the sleeve 25 is applied, and the developer has a toner diameter of r t μm and a carrier diameter of r c μm. , Toner bulk density ρ t g / cm 3 , carrier bulk density ρ c g / cm 3 , toner amount in developer nwt%
When the to and s = n · r c · ρ c / (100-n) · r t · ρ t becomes s is to satisfy the 2.0 or more. [Effect] Carrier magnetization intensity is 100 emu / cm.
When it is 3 or less, rubbing can be eliminated, and when s is 2.0 or more, the concentration can be improved and the object can be achieved.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、被記録画像信号に対応
して像担持体上に形成されたドット分布静電潜像を、ト
ナーと磁性キャリアとを有する二成分現像剤の磁気ブラ
シにより現像する現像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a magnetic brush of a two-component developer having a toner and a magnetic carrier to form a dot distribution electrostatic latent image formed on an image carrier corresponding to a recorded image signal. The present invention relates to a developing device for developing.
【0002】[0002]
【従来の技術】被記録画像信号に対応して変調されたレ
ーザビームにより、電子写真感光体である感光ドラムを
走査露光して、ドット分布静電潜像、即ちドット状の潜
像を画像に対応して分布させた静電潜像を形成する画像
形成方式が知られている。その中でも、レーザの駆動パ
ルス電流の幅(即ち継続時間長)を被記録画像の濃淡に
対応して変調する、所謂パルス変調幅(PWM)法は、
高記録密度(即ち高解像度)を得ることができ、且つ高
い階調性を得ることができる。2. Description of the Related Art A photosensitive drum, which is an electrophotographic photosensitive member, is scanned and exposed by a laser beam modulated corresponding to a recorded image signal to form a dot distribution electrostatic latent image, that is, a dot-shaped latent image as an image. There is known an image forming method for forming electrostatic latent images correspondingly distributed. Among them, the so-called pulse modulation width (PWM) method of modulating the width of the laser drive pulse current (that is, the duration time) in accordance with the density of the recorded image is
High recording density (that is, high resolution) can be obtained, and high gradation can be obtained.
【0003】ところが、PWM法を用いてドット分布静
電潜像を感光ドラムに形成し、二成分現像剤の磁気ブラ
シを感光ドラムに接触させて、静電潜像を反転現像した
ところ、得られた画像は反射濃度が0.3以下のハーフ
トーン領域において、ガサついてしまった。このガサつ
きは、文字原稿等においては余り発生せず、写真原稿等
の濃度の薄い領域において多く発生した。However, when a dot distribution electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by using the PWM method, a magnetic brush of a two-component developer is brought into contact with the photosensitive drum, and the electrostatic latent image is reversely developed. The image was rough in the halftone region where the reflection density was 0.3 or less. This rubbing did not occur so much in a text original or the like, and often occurred in a light density area of a photo original or the like.
【0004】そこで、ガサつきの発生原因について調べ
たところ、以下のことが分った。通常、ドット分布潜像
により低濃度部の潜像を形成する場合、ミクロ的に見る
と感光ドラム上の潜像は、アナログ潜像のようなブロー
ドな潜像ではなく、図2に示すように、局所的なドット
状潜像の2次元的分布となっている。更により低い濃度
を再現しようとすると、感光ドラムの感光体膜厚の影響
からドット状潜像がなまり、図2のように、最大コント
ラストVo (非露光部電位とドット状潜像内の電位差の
うちの絶対値で最小の電位差)が徐々に小さくなってし
まう。例えば反射濃度0.2程度の画像を再現しようと
すると、そのときのドット状潜像のVoは、150〜2
00V程度となってしまう。Then, when the cause of the rubbing was investigated, the following was found. Normally, when forming a low-density latent image with a dot distribution latent image, the latent image on the photosensitive drum is not a broad latent image like an analog latent image as shown in FIG. , A two-dimensional distribution of local dot-shaped latent images. When attempting to reproduce even lower density, the dot-shaped latent image becomes blunt due to the influence of the photoconductor film thickness of the photosensitive drum, and as shown in FIG. 2, the maximum contrast Vo (potential difference between the non-exposed portion potential and the dot-shaped latent image The minimum potential difference of the absolute value) gradually becomes smaller. For example, when an image with a reflection density of about 0.2 is reproduced, the Vo of the dot-shaped latent image at that time is 150 to 2
It will be about 00V.
【0005】一方、感光ドラムの光露光部にトナーを付
着させる反転現像の場合、カブリを防止するために、振
動現像バイアス電圧のDC電圧成分は、非露光部(非画
像部)の表面電位よりも絶対値で100〜200V低く
設定されているので、最大コントラストVo が150〜
200Vの場合、ドット状潜像の光露光部の電位と現像
バイアスのDC電圧成分との電位差Vcontは、0〜50
V程度になってしまう。On the other hand, in the case of reversal development in which toner adheres to the light-exposed portion of the photosensitive drum, the DC voltage component of the vibration developing bias voltage is higher than the surface potential of the non-exposed portion (non-image portion) in order to prevent fogging. Also, since the absolute value is set to be 100 to 200 V lower, the maximum contrast Vo is 150 to
In the case of 200 V, the potential difference Vcont between the potential of the light exposure portion of the dot-shaped latent image and the DC voltage component of the developing bias is 0 to 50.
It will be about V.
【0006】このVcontが0〜50Vというのは、トナ
ーが感光ドラム側に着くか現像スリーブ側に残留するか
非常に不安定なコントラスト電位である。そのために二
成分現像剤によって上記のドット状潜像を現像する際、
磁気ブラシの感光ドラムへの接触状態が現像効率に大き
く影響し、磁気ブラシの穂のムラに対応したドットの欠
落等により、ガサついた感じに細かく分布した濃度ムラ
が発生し易くなるのである。図3にこれを示す。The Vcont of 0 to 50 V is a very unstable contrast potential as to whether the toner reaches the photosensitive drum side or remains on the developing sleeve side. Therefore, when developing the above dot-shaped latent image with a two-component developer,
The contact state of the magnetic brush with the photosensitive drum has a great influence on the developing efficiency, and due to the lack of dots or the like corresponding to the unevenness of the ears of the magnetic brush, density unevenness that is unevenly distributed is likely to occur. This is shown in FIG.
【0007】図3において、符号Pは1つ1つの画素を
示す。各画素PにPWM法により変調されたレーザビー
ムによって、低濃度画像に対応するドット状潜像L1〜
L5が形成されている。D1〜D4はドット状潜像L1
〜L4のトナー付着領域、即ち現像された領域を示す。In FIG. 3, the symbol P indicates each pixel. The dot-shaped latent images L1 to L1 corresponding to the low-density image are generated by the laser beam modulated to each pixel P by the PWM method.
L5 is formed. D1 to D4 are dot-shaped latent images L1
.About.L4 toner adhering regions, that is, developed regions.
【0008】ドット状潜像L2は完全に現像されてい
る。しかしドット状潜像L1、L3、L4は部分的にし
か現像されていない。ドット状潜像L5は全く現像され
ていない。The dot-shaped latent image L2 is completely developed. However, the dot-shaped latent images L1, L3, and L4 are only partially developed. The dot-shaped latent image L5 is not developed at all.
【0009】このようにドット状潜像の現像に欠損があ
る現像像が二次元的に分布するので、低濃度領域がガサ
ついて見えるのであり、特に複数色のトナー像を重ね合
わせてカラー画像を形成する場合、このガサつきが非常
に目立ち、画像品質の低下を生じている。As described above, since the developed image having a defect in the development of the dot-shaped latent image is two-dimensionally distributed, the low-density area looks rough, and a color image is formed by superposing toner images of a plurality of colors. When formed, this rubbing is very noticeable, resulting in deterioration of image quality.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、像担
持体上に形成したドット分布静電潜像を二成分現像剤の
磁気ブラシにより、画像の低濃度領域に対してもガサつ
きなく現像して、ガサつきのない高品質の画像を得るこ
とを可能とした現像装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a dot-distribution electrostatic latent image formed on an image bearing member with a magnetic brush of a two-component developer without causing shakiness even in a low density area of the image. It is an object of the present invention to provide a developing device capable of developing and obtaining a high-quality image without rubbing.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置にて達成される。要約すれば本発明は、トナー
及び磁性キャリアとを有する二成分現像剤を、磁石を内
包した現像剤担持体上に担持して像担持体と対向した現
像部に搬送し、前記現像部において磁石の現像磁極によ
る現像磁界により現像剤の磁気ブラシを形成して、磁気
ブラシを像担持体に接触させ、像担持体上に被記録画像
信号に対応して形成されたドット分布静電潜像を現像す
る現像装置において、前記磁性キャリアは、現像磁極の
現像剤担持体表面上での垂直磁界のピーク値の磁界を加
えたときの磁化の強さが100emu/cm3 以下であ
り、且つ前記現像剤は、トナー径をrt μm、キャリア
径をrc μm、トナー嵩密度をρt g/cm3 、キャリ
ア嵩密度をρc g/cm3、現像剤中のトナー量をnw
t%としたときに、 s=n・rc ・ρc /(100−n)・rt ・ρt なるsが2.0以上であることを特徴とする現像装置で
ある。The above object can be achieved by the developing device according to the present invention. In summary, the present invention is to carry a two-component developer having a toner and a magnetic carrier on a developer carrier containing a magnet and convey the developer to a developing unit facing the image carrier, where the magnet is used in the developing unit. A magnetic brush of the developer is formed by the developing magnetic field generated by the developing magnetic pole of, the magnetic brush is brought into contact with the image carrier, and the dot distribution electrostatic latent image formed corresponding to the recorded image signal is formed on the image carrier. In the developing device for developing, the magnetic carrier has a magnetization intensity of 100 emu / cm 3 or less when a magnetic field having a peak value of a vertical magnetic field on the surface of the developer carrier of the developing magnetic pole is applied, and The agent has a toner diameter r t μm, a carrier diameter r c μm, a toner bulk density ρ t g / cm 3 , a carrier bulk density ρ c g / cm 3 , and a toner amount nw in the developer.
when the t%, a developing apparatus is characterized in that s = n · r c · ρ c / (100-n) · r t · ρ t becomes s is 2.0 or more.
【0012】好ましくは、前記ドット分布静電潜像の現
像時、現像剤担持体に振動バイアス電圧を印加され、又
前記像担持体は電子写真感光体であり、前記ドット分布
静電潜像は、電子写真感光体を被記録画像の濃淡に対応
してパルス幅変調により変調された光束で露光すること
により形成される。Preferably, at the time of developing the dot distribution electrostatic latent image, a vibration bias voltage is applied to the developer carrying member, the image carrying member is an electrophotographic photosensitive member, and the dot distribution electrostatic latent image is , Is formed by exposing the electrophotographic photosensitive member with a light beam modulated by pulse width modulation corresponding to the density of the recorded image.
【0013】上記を特徴とする本発明では、ガサつきの
発生を防止するために、磁気ブラシの密度、即ち現像剤
担持体単位面積当たりの磁気ブラシの本数を多くし、且
つトナー濃度を高めており、これによりドット分布潜像
の全濃度領域での良好なハーフトーン画像を得ることが
できるようになった。In the present invention characterized by the above, in order to prevent the occurrence of rubbing, the density of the magnetic brush, that is, the number of magnetic brushes per unit area of the developer carrying member is increased and the toner concentration is increased. As a result, a good halftone image can be obtained in the entire density region of the dot distribution latent image.
【0014】本発明の現像装置が対象とするドット分布
静電潜像に関し、1画素とは、階調情報の最小単位を示
しており、多値記録であるPWM方式等においては、最
小記録単位のことを言う。即ちその最小記録単位に相当
する時間長パルスで駆動した光で露光された画素は最高
濃度の画素であり、上記時間長よりも短い時間長のパル
スで駆動した光で露光された露光部分と露光されなかっ
た非露光部分からなる画素は、中間調濃度の画素であ
り、非露光部分のみからなる画素は最低濃度(白地)の
画素である。Regarding the dot-distributed electrostatic latent image targeted by the developing device of the present invention, one pixel indicates the minimum unit of gradation information, and in the multi-valued PWM system or the like, the minimum recording unit. Say that. That is, the pixel exposed by the light driven by the pulse of the time length corresponding to the minimum recording unit is the pixel of the highest density, and the exposed portion and the exposure exposed by the light driven by the pulse of the time length shorter than the above time length Pixels consisting of non-exposed portions that have not been exposed are pixels of halftone density, and pixels consisting of only non-exposed portions are pixels of the lowest density (white background).
【0015】一方、2値記録で擬似階調を出力するディ
ザ法等においては、例えば2×2の最小記録単位で擬似
階調を出力する場合、4個の最小記録単位の集合を1画
素としている。On the other hand, in the dither method for outputting the pseudo gradation in the binary recording, for example, when outputting the pseudo gradation in the minimum recording unit of 2 × 2, one pixel is a set of four minimum recording units. There is.
【0016】[0016]
実施例1 図1は、本発明の現像装置が適用可能な電子写真方式の
カラープリンタの一例を示す全体構成図である。このプ
リンタは、矢印方向に回転する電子写真感光ドラム3を
備え、該感光ドラム3の周囲に、一次帯電器4、複数個
の現像器を備えた回転現像装置1、転写帯電器10及び
クリーニング手段12が配設され、感光ドラム3の上方
にはレーザスキャナLSが配設されており、これら一次
帯電器4等により画像形成手段が構成されている。Embodiment 1 FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of an electrophotographic color printer to which a developing device of the present invention can be applied. This printer is provided with an electrophotographic photosensitive drum 3 which rotates in the direction of the arrow, and a primary charging device 4, a rotary developing device 1 having a plurality of developing devices around the photosensitive drum 3, a transfer charging device 10 and a cleaning means. 12 is provided, a laser scanner LS is provided above the photosensitive drum 3, and the image forming means is configured by these primary chargers 4 and the like.
【0017】回転現像装置1の現像器は、マゼンタ現像
器1M、シアン現像器1C、イエロー現像器1Y及びブ
ラック現像器1Kとされ、トナーとキャリアを含有する
二成分現像剤が収容されており、それぞれトナーとして
マゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブラ
ックトナーが使用されている。The developing devices of the rotary developing device 1 are a magenta developing device 1M, a cyan developing device 1C, a yellow developing device 1Y and a black developing device 1K, which contain a two-component developer containing toner and carrier, Magenta toner, cyan toner, yellow toner, and black toner are used as toner.
【0018】被複写原稿は、図示しない原稿読み取り装
置で読み取られる。この読み取り装置は、原稿画像を電
気信号に変化するCCD等の光電変換素子を有してお
り、原稿のマゼンタ画像情報、シアン画像情報、イエロ
ー画像情報、白黒画像情報にそれぞれ対応した画像信号
を出力する。スキャナLSに内蔵された半導体レーザ
は、これらの画像信号に対応して制御され、レーザビー
ムLを射出する。尚、コンピュータからの出力信号に対
応してレーザビームを射出することもできる。The document to be copied is read by a document reading device (not shown). This reading device has a photoelectric conversion element such as a CCD that changes an original image into an electric signal, and outputs image signals corresponding to magenta image information, cyan image information, yellow image information, and monochrome image information of the original, respectively. To do. The semiconductor laser built in the scanner LS is controlled according to these image signals and emits the laser beam L. A laser beam can be emitted in response to an output signal from the computer.
【0019】カラープリンタ全体のシーケンスについ
て、フルカラーモードの場合を例に採って簡単に説明す
ると、先ず、感光ドラム3は一次帯電器4により均等に
帯電される。次にマゼンタ画像信号により変調されたレ
ーザビームLにより走査露光が行なわれ、感光ドラム3
上にドット分布静電潜像が形成され、この潜像は予め現
像位置に定置されたマゼンタ現像器1Mによって反転現
像して、マゼンタトナー像として可視化される。The sequence of the entire color printer will be briefly described by taking the case of the full color mode as an example. First, the photosensitive drum 3 is uniformly charged by the primary charger 4. Next, scanning exposure is performed by the laser beam L modulated by the magenta image signal, and the photosensitive drum 3
A dot-distributed electrostatic latent image is formed on the latent image. The latent image is subjected to reversal development by the magenta developing unit 1M which is fixed at the developing position in advance, and is visualized as a magenta toner image.
【0020】一方、カセットC2から取り出して、給紙
ガイド5a、給紙ローラ6、給紙ガイド5bを経由して
供給された紙等の記録材は、転写ドラム9のグリッパ7
により把持され、当接用ローラ8とその対向極により静
電的に転写ドラム9上に巻き付けて担持される。転写ド
ラム9は感光ドラム3と同期して図示の矢印方向に回転
しており、転写ドラム9上に担持された記録材は感光ド
ラム3と対向した転写部に搬送され、そこで上記の感光
ドラム3上のマゼンタトナー像が転写帯電器10により
転写される。転写ドラム9はそのまま回転を継続し、次
に形成されるシアントナー像の転写に備えるべく、記録
材を転写部に向けて再び搬送する。On the other hand, the recording material such as paper which is taken out from the cassette C2 and supplied through the paper feed guide 5a, the paper feed roller 6 and the paper feed guide 5b is the gripper 7 of the transfer drum 9.
Is electrostatically wound around the transfer drum 9 and carried by the contact roller 8 and its opposite pole. The transfer drum 9 is rotating in the direction of the arrow shown in the figure in synchronization with the photosensitive drum 3, and the recording material carried on the transfer drum 9 is conveyed to a transfer portion facing the photosensitive drum 3, where the photosensitive drum 3 is moved. The upper magenta toner image is transferred by the transfer charger 10. The transfer drum 9 continues to rotate as it is, and again conveys the recording material toward the transfer portion in preparation for transfer of the cyan toner image to be formed next.
【0021】マゼンタトナー像の転写が終了した感光ド
ラム3は、除電帯電器11により除電し、クリーニング
手段12により清掃して転写残りのトナーを除去した
後、再び一次帯電器4によって帯電し、次のシアン画像
信号により変調されたレーザビームLの露光により、感
光ドラム3上にドット分布静電潜像が形成される。この
間に現像装置1が4分の1だけ回転してシアン現像器1
Cが現像位置に予め定置して置かれ、上記の感光ドラム
3上に形成された静電潜像はこのシアン現像器1Cによ
って反転現像されて、シアントナー像として可視化され
る。得られたシアントナー像は、転写部において転写ド
ラム3上の記録材上にマゼンタトナー像上から重ね合わ
せて転写される。After the transfer of the magenta toner image is completed, the photosensitive drum 3 is destaticized by the destaticizing charger 11, is cleaned by the cleaning means 12 to remove the untransferred toner, and is then charged by the primary charger 4 again. The dot distribution electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 3 by the exposure of the laser beam L modulated by the cyan image signal. During this time, the developing device 1 rotates by a quarter and the cyan developing device 1 rotates.
C is fixed in advance at the developing position, and the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 3 is reverse-developed by the cyan developing device 1C to be visualized as a cyan toner image. The obtained cyan toner image is transferred onto the recording material on the transfer drum 3 from the magenta toner image in an overlapping manner at the transfer portion.
【0022】以上のような工程がイエロー、ブラックに
対しても行なわれ、感光ドラム3上へのそれぞれの画像
信号で変調したレーザビームLの露光によるドット分布
静電潜像の形成、イエロー現像器1Y、ブラック現像器
1Kでの現像によるイエロートナー像、ブラックトナー
像の形成、記録材上へのイエロートナー像、ブラックト
ナー像の重ね合わせた転写により、記録材上にマゼン
タ、シアン、イエロー及びブラックの4色のトナー像を
重ねたカラー画像が得られる。The above steps are carried out for yellow and black, and the dot distribution electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 3 by exposure of the laser beam L modulated by the respective image signals, and the yellow developing device. Magenta, cyan, yellow and black are formed on the recording material by forming a yellow toner image and a black toner image by development with 1Y and a black developing device 1K, and superposing and transferring the yellow toner image and the black toner image on the recording material. A color image is obtained by superimposing the four color toner images.
【0023】4色のトナー像の転写が終了すると、記録
材は分離除電帯電器13、14により除電し、グリッパ
7による把持を解除した後、分離爪15により転写ドラ
ム9から分離され、次いで搬送ベルト16で定着器17
に送られる。定着器17に送られた記録材は、そこで加
熱及び加圧してトナー像が定着され、トナー像の混色及
び記録材への固定が行なわれてフルカラーの永久像とさ
れる。かくして一連のフルカラーモードのシーケンスが
終了し、定着により得られたフルカラープリント画像は
プリンタの機外に排出される。When the transfer of the four-color toner images is completed, the recording material is discharged by the separation charge-eliminating chargers 13 and 14, the gripper 7 releases the grip, and then the recording material is separated from the transfer drum 9 by the separation claw 15 and then conveyed. Belt 16 to fixer 17
Sent to. The recording material sent to the fixing device 17 is heated and pressed there to fix the toner image, and the toner image is mixed and fixed to the recording material to form a full-color permanent image. Thus, a series of full-color mode sequences is completed, and the full-color print image obtained by fixing is discharged outside the printer.
【0024】図4に、図1のプリンタに設置したレーザ
ビームスキャナを示す。本スキャナは半導体レーザ素子
102を備え、この素子102はレーザ光発生用の駆動
信号である発光信号の発生器(レーザドライバ回路)5
00に接続され、発光信号発生器500で発生された発
光信号に応じて明滅する。レーザ素子102から明滅に
より放射されたレーザビームLは、コリメータレンズ系
103にて略平行光にして、回転多面鏡、即ちポリゴン
ミラー105に入射される。FIG. 4 shows a laser beam scanner installed in the printer of FIG. This scanner includes a semiconductor laser element 102, and this element 102 is a generator (laser driver circuit) 5 of an emission signal which is a drive signal for generating a laser beam.
00, and blinks according to the light emission signal generated by the light emission signal generator 500. The laser beam L emitted from the laser element 102 by blinking is made into substantially parallel light by the collimator lens system 103 and is incident on a rotating polygon mirror, that is, a polygon mirror 105.
【0025】ポリゴンミラー105は矢印B方向に一定
速度で回転することにより、コリメータレンズ系103
から入射された平行光のレーザビームLを偏向して、被
走査対象物である感光ドラム3の軸方向と同方向の矢印
C方向に走査する。このポリゴンミラー105の前方に
設けたfθレンズ群100が、偏向されたレーザビーム
Lを感光ドラム3の表面上にスポット状に結像すると共
に、その走査速度を感光ドラム3の表面上で等速とす
る。このようなレーザビームLによる感光ドラム3の走
査露光により、感光ドラム3上にドット分布静電潜像が
形成される。By rotating the polygon mirror 105 in the direction of arrow B at a constant speed, the collimator lens system 103
The laser beam L of parallel light incident from is deflected and scanned in the direction of arrow C, which is the same as the axial direction of the photosensitive drum 3, which is the object to be scanned. The fθ lens group 100 provided in front of the polygon mirror 105 images the deflected laser beam L in a spot shape on the surface of the photosensitive drum 3, and the scanning speed thereof is constant on the surface of the photosensitive drum 3. And By scanning and exposing the photosensitive drum 3 with the laser beam L, a dot distribution electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 3.
【0026】前記各現像器1M〜1Kは、一次帯電器4
による帯電極性と同極性に帯電したトナーを潜像の明部
電位部に付着させる反転現像を行なうので、レーザビー
ムLは感光ドラム3のトナーが付着されるべき領域を露
光する。Each of the developing devices 1M to 1K includes a primary charger 4
Since the reversal development is performed in which the toner charged to the same polarity as the charging polarity by the toner is attached to the bright portion potential portion of the latent image, the laser beam L exposes the area of the photosensitive drum 3 to which the toner should be attached.
【0027】本実施例においては、PWM(パルス幅変
調)方式を用いて、最小記録単位を1画素とする多値記
録によってドット分布静電潜像を形成している。これに
ついて説明する。図5はパルス幅変調回路の一例を示す
回路ブロック図、図6はパルス幅変調回路の動作を示す
タイミングチャートである。In the present embodiment, the dot distribution electrostatic latent image is formed by multi-valued recording in which the minimum recording unit is one pixel using the PWM (pulse width modulation) method. This will be described. FIG. 5 is a circuit block diagram showing an example of the pulse width modulation circuit, and FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the pulse width modulation circuit.
【0028】図5において、符号401は8ビットのデ
ジタル画像信号をラッチするTTLラッチ回路、402
はTTL論理レベルを高速ECL論理レベルに変換する
レベル変換器、403はECL論理レベルをアナログ信
号に変換するD/Aコンバータである。404はPWM
信号を発生するECLコンパレータ、405はECL論
理レベルをTTL論理レベルに変換するレベル変換器、
406はクロック信号2fを発振するクロック発振器、
407はクロック信号2fに同期して略理想的三角波信
号を発生する三角波信号発生器、408はクロック信号
2fを1/2分周して画像クロック信号fを作成する分
周器である。これによりクロック信号2fは画像クロッ
ク信号fの2倍の周期を有していることとなる。尚、回
路を高速動作させるために、随所にECL論理回路を配
している。In FIG. 5, reference numeral 401 is a TTL latch circuit for latching an 8-bit digital image signal, and 402.
Is a level converter for converting a TTL logic level into a high-speed ECL logic level, and 403 is a D / A converter for converting an ECL logic level into an analog signal. 404 is PWM
An ECL comparator for generating a signal, a level converter 405 for converting an ECL logic level into a TTL logic level,
406 is a clock oscillator that oscillates the clock signal 2f,
Reference numeral 407 is a triangular wave signal generator that generates a substantially ideal triangular wave signal in synchronization with the clock signal 2f, and 408 is a frequency divider that divides the clock signal 2f by ½ to generate an image clock signal f. As a result, the clock signal 2f has a cycle twice that of the image clock signal f. In order to operate the circuit at high speed, ECL logic circuits are arranged everywhere.
【0029】斯る構成の回路動作を図6のタイミングチ
ャートを参照して説明する。信号aはクロック信号2
f、信号bは画像クロック信号fを示しており、図示の
如く画像信号eと関係付けてある。又三角波信号発生器
407内部においても、三角波信号のデューティー比を
50%に保つため、クロック信号2fを一旦1/2分周
してから三角波信号cを発生させている。更にこの三角
波信号cはECLレベル(0〜−1V)に変換されて三
角波信号dになる。The circuit operation of such a configuration will be described with reference to the timing chart of FIG. Signal a is clock signal 2
The signal f and the signal b indicate the image clock signal f and are associated with the image signal e as shown in the figure. Also in the triangular wave signal generator 407, in order to keep the duty ratio of the triangular wave signal at 50%, the clock signal 2f is once divided by 1/2 and then the triangular wave signal c is generated. Further, the triangular wave signal c is converted to the ECL level (0 to -1V) and becomes the triangular wave signal d.
【0030】一方、画像信号は00h(白)〜FFh
(黒)まで、例えば256階調レベルで変化する(記
号”h”は16進数表示であることを示している)。そ
して画像信号eは、いくつかの画像信号値についてそれ
らをD/A変換したECL電圧レベルを示している。例
えば第1画素は最高濃度画素レベルのFFh、第2画素
は中間調レベルの80h、第3画素は中間調レベルの4
0h、第4画素は中間調レベルの20hの各電圧を示し
ている。On the other hand, the image signal is 00h (white) to FFh.
It changes up to (black), for example, in 256 gradation levels (the symbol "h" indicates hexadecimal display). The image signal e indicates an ECL voltage level obtained by D / A converting some image signal values. For example, the first pixel has the highest density pixel level of FFh, the second pixel has the halftone level of 80h, and the third pixel has the halftone level of 4h.
0h, the 4th pixel shows each voltage of 20h of the halftone level.
【0031】コンパレータ404は三角波信号dと画像
信号eを比較することにより、形成すべき画素濃度に応
じたパルス幅(時間長)T、t2 、t3 、t4 等のPW
M信号を発生する。この信号は低濃度画素に対応するパ
ルス幅ほど狭くなる。そしてこのPWM信号は、0V又
は5VのTTLレベルに変換されてPWM信号fにな
り、レーザドライバ回路500に入力される。このよう
にして得られたPWM信号値に対応して1画素当たりの
露光時間を変化させることにより、1画素で256階調
を得ることが可能となる。The comparator 404 compares the triangular wave signal d and the image signal e to obtain a PW having a pulse width (time length) T, t 2 , t 3 , t 4, etc. according to the pixel density to be formed.
Generate the M signal. This signal becomes narrower as the pulse width corresponding to the low-density pixel increases. Then, this PWM signal is converted into a TTL level of 0V or 5V to become a PWM signal f, which is input to the laser driver circuit 500. By changing the exposure time per pixel in accordance with the PWM signal value obtained in this way, 256 gradations can be obtained for one pixel.
【0032】尚、図6のビーム効果hは各駆動パルス幅
に対応する感光ドラムのレーザビーム露光面積形状を示
す。各ドット潜像の面積形状もこの露光面積形状に略対
応する。図6でa〜gの信号波形については横軸は時間
であり、hについては横軸はビーム走査方向の距離であ
る。The beam effect h in FIG. 6 shows the laser beam exposure area shape of the photosensitive drum corresponding to each drive pulse width. The area shape of each dot latent image also substantially corresponds to this exposure area shape. In FIG. 6, for the signal waveforms a to g, the horizontal axis indicates time, and for h, the horizontal axis indicates the distance in the beam scanning direction.
【0033】図7に本発明の現像装置の一実施例を示す
断面図を掲げる。本実施例の現像装置は、隔壁19によ
って現像室(第1室)R1と撹拌室(第2室)R2とに
区画された現像容器18を備え、撹拌室R2の上方には
トナー貯蔵室R3が設けられ、このトナー貯蔵室R3に
は補強用トナー(非磁性トナー)20が収容されてい
る。トナー貯蔵室R3の下部には補給口21が設けら
れ、現像で消費されたトナーに見合った量で補強用トナ
ー20が補給口21を経て撹拌室R2内に落下、補給さ
れる。現像室R1及び撹拌室R2内には、上記のトナー
と磁性キャリアが混合された二成分現像剤22が収容さ
れている。FIG. 7 is a sectional view showing an embodiment of the developing device of the present invention. The developing device of this embodiment includes a developing container 18 partitioned by a partition wall 19 into a developing chamber (first chamber) R1 and a stirring chamber (second chamber) R2, and a toner storage chamber R3 is provided above the stirring chamber R2. The toner storage chamber R3 contains a reinforcing toner (non-magnetic toner) 20. A replenishment port 21 is provided below the toner storage chamber R3, and the reinforcing toner 20 drops and is replenished into the stirring chamber R2 through the replenishment port 21 in an amount commensurate with the toner consumed in the development. In the developing chamber R1 and the agitating chamber R2, the two-component developer 22 in which the toner and the magnetic carrier are mixed is contained.
【0034】前記のトナーとしては、バインダー樹脂に
着色材や帯電制御剤等を添加した公知のトナーが使用で
き、その体積平均粒径は5〜15μmの範囲が好適であ
る。トナーの体積平均粒径は、例えば下記の測定法で測
定した。As the toner, a known toner obtained by adding a coloring material, a charge control agent and the like to a binder resin can be used, and the volume average particle diameter thereof is preferably in the range of 5 to 15 μm. The volume average particle diameter of the toner is measured, for example, by the following measuring method.
【0035】測定装置としてコールカウンターTA−II
型(コールター社製)を用い、個数分布、体積分布を出
力するインターフェース(日科機製)及びCX−iパー
ソナルコンピュータ(キヤノン製)を接続した。電解液
として、試薬1級の塩化ナトリウムを用い、1%NaC
l水溶液を調製した。Call counter TA-II as a measuring device
A model (manufactured by Coulter) was used, and an interface (manufactured by Nikkaki) that outputs a number distribution and a volume distribution and a CX-i personal computer (manufactured by Canon) were connected. First-grade sodium chloride was used as the electrolyte and 1% NaC
1 aqueous solution was prepared.
【0036】上記の電解液100〜150ml中に分散
剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスル
ホン酸塩を0.1〜5ml加え、更にトナーの測定試料
を0.5〜50mg加えて懸濁する。そして試料を懸濁
した電解液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行
なってから、上記のコールカウンターにより100μm
のアパチャーを用いて、2〜40μmの粒子の粒度分布
を測定し、それからトナーの体積分布を求める。この体
積分布により試料の体積平均粒径が得られる。A surfactant, preferably 0.1 to 5 ml of alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the above-mentioned electrolytic solution, and 0.5 to 50 mg of a toner measurement sample is further added and suspended. Then, the electrolytic solution in which the sample is suspended is dispersed by an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and then 100 μm is obtained by the above-mentioned call counter.
The particle size distribution of particles having a size of 2 to 40 μm is measured using the aperture of, and the volume distribution of the toner is obtained therefrom. This volume distribution gives the volume average particle size of the sample.
【0037】一方、磁性キャリアとしては、磁性体粒子
の表面に極めて薄く樹脂コーティングを施したもの等が
好適に使用でき、平均粒径は5〜70μmが好ましい。
このキャリアの平均粒径は水平方向最大弦長で示してお
り、測定法は顕微鏡法によった。キャリア300個以上
をランダムに選んで、その径を実測して算術平均するこ
とによりキャリアの平均粒径が得られる。On the other hand, as the magnetic carrier, those having an extremely thin resin coating on the surface of magnetic particles can be preferably used, and the average particle diameter is preferably 5 to 70 μm.
The average particle size of this carrier is shown by the maximum chord length in the horizontal direction, and the measurement method was based on microscopy. The average particle size of the carrier can be obtained by randomly selecting 300 or more carriers, measuring the diameters and arithmetically averaging the diameters.
【0038】本現像装置において、現像容器18の現像
室R1内には搬送スクリュー23が設置され、この搬送
スクリュー23の回転駆動によって現像室R1内の現像
剤が撹拌されながら、現像スリーブ25の長手方向に向
けて搬送される。撹拌室R2内にも搬送スクリュー24
が設置され、この搬送スクリュー24の回転駆動によっ
て撹拌室R2内の現像剤とこれに供給されたトナーが撹
拌されながら、現像スリーブ25の長手方向に向けて搬
送する。この搬送スクリュー24による搬送方向はスク
リュー23によるそれとは反対方向である。In the present developing device, a conveying screw 23 is installed in the developing chamber R1 of the developing container 18, and the rotation of the conveying screw 23 stirs the developer in the developing chamber R1 while the length of the developing sleeve 25 is increased. It is conveyed in the direction. Conveyor screw 24 also in stirring chamber R2
Is installed, and the developer in the agitating chamber R2 and the toner supplied thereto are agitated by the rotational driving of the conveying screw 24, and are conveyed in the longitudinal direction of the developing sleeve 25. The conveying direction by the conveying screw 24 is opposite to that by the screw 23.
【0039】現像容器18の隔壁19には手前側と奥側
に開口が設けられており、スクリュー23で搬送された
現像剤がこの開口の1つからスクリュー24に受け渡さ
れ、スクリュー24で搬送された現像剤が他の1つの開
口からスクリュー23に受け渡され、上記したように撹
拌されながら搬送される。この撹拌による磁性キャリア
との摩擦で、トナーは潜像を現像するための極性に帯電
される。The partition 19 of the developing container 18 has openings on the front side and the back side, and the developer conveyed by the screw 23 is transferred to the screw 24 through one of the openings and conveyed by the screw 24. The developed developer is transferred to the screw 23 through the other one opening, and is conveyed while being stirred as described above. Due to the friction with the magnetic carrier due to this stirring, the toner is charged to the polarity for developing the latent image.
【0040】現像容器18の感光ドラム3に近接した部
位には開口部が設けられ、この開口部には、前記の現像
スリーブ25が設置されている。現像スリーブ25は、
アルミニウムや非磁性ステンレス鋼等の非磁性材料から
なる。An opening is provided in a portion of the developing container 18 near the photosensitive drum 3, and the developing sleeve 25 is installed in this opening. The developing sleeve 25 is
It is made of a non-magnetic material such as aluminum or non-magnetic stainless steel.
【0041】現像容器18内に収容された現像剤22
は、現像スリーブ25内に設置された磁石29により現
像スリーブ25上に担持され、現像スリーブ25の矢印
b方向に回転により感光ドラム3と対向した現像部26
に向けて搬送される。そして現像部26で磁気ブラシを
形成して矢印方向bに回転する感光ドラム3に接触し、
感光ドラム3上に形成された静電潜像が現像される。The developer 22 contained in the developing container 18
Is carried on the developing sleeve 25 by a magnet 29 installed in the developing sleeve 25, and the developing section 26 facing the photosensitive drum 3 by rotating the developing sleeve 25 in the direction of arrow b.
Be transported to. Then, a magnetic brush is formed in the developing unit 26 and comes into contact with the photosensitive drum 3 rotating in the arrow direction b,
The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 3 is developed.
【0042】現像時、現像スリーブ25には電源27に
より現像バイアスとして、交流電圧に直流電圧を重畳し
た振動バイアス電圧が印加される。潜像の暗部電位(非
露光部電位)と明部電位(露光部電位)は、上記振動バ
イアス電圧の最大値と最小値の間に位置している。これ
によって現像部26に向きが交互に変化する交番電界が
形成される。この交番電界中で現像剤のトナーとキャリ
アが激しく振動し、トナーが現像スリーブ25及びキャ
リアへの静電的拘束を振り切って感光ドラム3に飛翔
し、感光ドラム3に潜像に対応して付着する。At the time of development, a vibration bias voltage in which a DC voltage is superimposed on an AC voltage is applied to the developing sleeve 25 as a developing bias by the power source 27. The dark portion potential (non-exposed portion potential) and the bright portion potential (exposed portion potential) of the latent image are located between the maximum value and the minimum value of the vibration bias voltage. As a result, an alternating electric field whose direction changes alternately is formed in the developing section 26. In this alternating electric field, the toner and the carrier of the developer violently vibrate, the toner shakes off the electrostatic restraint to the developing sleeve 25 and the carrier and flies to the photosensitive drum 3, and adheres to the photosensitive drum 3 corresponding to the latent image. To do.
【0043】振動バイアス電圧の最大値と最小値の差
(ピーク間電圧)は1〜5kVが好ましく、周波数は1
〜10kHzが好ましい。振動バイアス電圧の波形は、
矩形波、サイン波、三角波等が使用できる。振動バイア
スの直流電圧成分は、上記したように暗部電位と明部電
位の間の値であるが、絶対値で最小の明部電位よりも暗
部電位に近い値である方が、暗部電位領域へのカブリト
ナーの付着を防止する上で好ましい。The difference between the maximum and minimum values of the vibration bias voltage (peak-to-peak voltage) is preferably 1 to 5 kV, and the frequency is 1.
-10 kHz is preferable. The waveform of the vibration bias voltage is
Square wave, sine wave, triangle wave, etc. can be used. The direct current voltage component of the vibration bias is a value between the dark part potential and the bright part potential as described above, but a value closer to the dark part potential than the minimum absolute bright part potential leads to the dark part potential region. It is preferable for preventing the adhesion of the fog toner.
【0044】現像スリーブ25と感光ドラム3の最小間
隙(現像部26内の最小間隙)は、0.2〜1mmであ
ることが好適である。The minimum gap between the developing sleeve 25 and the photosensitive drum 3 (minimum gap in the developing section 26) is preferably 0.2 to 1 mm.
【0045】現像スリーブ25の上方には現像剤層厚規
制ブレード28が設置されており、この規制ブレード2
8は、現像スリーブ25が現像部へ搬送する現像剤22
の層厚、つまり現像剤22の量を規制する。現像スリー
ブ25に搬送される現像剤量は、磁石29の現像磁極S
1により現像部26で形成される現像剤の磁気ブラシの
現像スリーブ表面からの高さが、感光ドラム3を取り去
った状態で、上記の最小間隙0.2〜1mmの1.2〜
3倍となるような量であることが好ましい。A developer layer thickness regulating blade 28 is installed above the developing sleeve 25. The regulating blade 2
8 is a developer 22 which the developing sleeve 25 conveys to the developing section.
Layer thickness, that is, the amount of the developer 22 is regulated. The amount of the developer conveyed to the developing sleeve 25 depends on the developing magnetic pole S of the magnet 29.
The height of the developer formed in the developing unit 26 by 1 from the surface of the developing sleeve of the magnetic brush is 1.2 to the minimum gap of 0.2 to 1 mm when the photosensitive drum 3 is removed.
The amount is preferably 3 times.
【0046】現像スリーブ25内の磁石29はローラ状
に形成され、現像スリーブ25内に同心状に且つ非回転
に配置されている。上記の磁石29の現像磁極S1は現
像部26に位置し、この現像磁極S1が現像部26に形
成する現像磁界により、現像スリーブ25上の現像剤に
磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは感光ドラム3に
接触して、磁気ブラシ中のトナーが感光ドラム3上に形
成されたドット分布静電潜像に転移して、潜像を現像す
る。磁気ブラシ中のトナーは、磁性キャリアの穂(ブラ
シ)に付着したり、現像スリーブ25表面に付着してい
るが、いずれのトナーも潜像の露光部に転移可能であ
る。The magnet 29 in the developing sleeve 25 is formed in a roller shape, and is arranged concentrically and non-rotatably in the developing sleeve 25. The developing magnetic pole S1 of the magnet 29 is located in the developing section 26, and the developing magnetic field formed in the developing section 26 by the developing magnetic pole S1 forms a magnetic brush on the developer on the developing sleeve 25. The magnetic brush contacts the photosensitive drum 3, and the toner in the magnetic brush is transferred to the dot distribution electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 3 to develop the latent image. The toner in the magnetic brush adheres to the brush (brush) of the magnetic carrier or adheres to the surface of the developing sleeve 25, but any toner can be transferred to the exposed portion of the latent image.
【0047】現像磁極S1による現像磁界の現像スリー
ブ25表面上での強さ(現像スリーブ表面に垂直な方向
の磁束密度)は、そのピーク値が500〜2000ガウ
スであることが好適である。The strength of the developing magnetic field by the developing magnetic pole S1 on the surface of the developing sleeve 25 (the magnetic flux density in the direction perpendicular to the surface of the developing sleeve) preferably has a peak value of 500 to 2000 gauss.
【0048】磁石29は、本例では、現像磁極S1の他
に、磁極N1、N2、N3、S2を有している。現像ス
リーブ25が回転することにより、現像容器18内の現
像剤22が磁極2によって現像スリーブ25上に汲み上
げられ、汲み上げられた現像剤が磁極S2からN1へと
搬送され、その途中で規制部材28により規制されて、
現像剤22の薄層に形成される。そして現像スリーブ2
5の回転に伴い現像部26へ搬送されて、前記したよう
に、現像磁極S1の磁界中で磁気ブラシを形成し、感光
ドラム3上の静電潜像に使用される。In this example, the magnet 29 has magnetic poles N1, N2, N3 and S2 in addition to the developing magnetic pole S1. As the developing sleeve 25 rotates, the developer 22 in the developing container 18 is drawn up by the magnetic pole 2 onto the developing sleeve 25, and the drawn up developer is conveyed from the magnetic pole S2 to N1, and the regulating member 28 in the middle thereof. Regulated by
A thin layer of developer 22 is formed. And the developing sleeve 2
The toner is conveyed to the developing unit 26 with the rotation of 5, and as described above, forms a magnetic brush in the magnetic field of the developing magnetic pole S1 and is used for the electrostatic latent image on the photosensitive drum 3.
【0049】現像を終了した現像剤は、現像スリーブ2
5の回転により現像容器18内に戻され、磁極N3とN
2間の反撥磁界により現像スリーブ25上から撹拌室R
1内落下して、回収される。回収された現像剤は、前記
したように撹拌スクリュー23及び24により搬送され
る。After the development is completed, the developer is used as the developing sleeve 2.
When the magnetic poles N3 and N
The repulsive magnetic field between the two causes the stirring chamber R to rise from above the developing sleeve 25.
It falls within 1 and is collected. The collected developer is conveyed by the stirring screws 23 and 24 as described above.
【0050】以上のような現像装置を用いて検討を行っ
たところ、現像剤の磁気ブラシの密度(現像スリーブ2
5の表面単位面積当たりの磁気ブラシの本数)を高め、
且つトナー濃度を高めると、ドット分布潜像の全濃度領
域で良好なハーフトーン画像が得られるようになった。As a result of a study using the developing device as described above, the density of the magnetic brush of the developer (developing sleeve 2
5) Increase the number of magnetic brushes per surface unit area,
Moreover, when the toner density is increased, a good halftone image can be obtained in the entire density area of the dot distribution latent image.
【0051】磁気ブラシの密度を高めるのは、現像部に
おける磁性キャリアの磁化の強さを低くすることにより
可能である。The density of the magnetic brush can be increased by decreasing the strength of magnetization of the magnetic carrier in the developing section.
【0052】尚、磁性キャリアの磁気特性は、理研電子
(株)の直流磁化B−H特性自動記録装置BHH−50
を使用して測定することができる。この測定の際、円柱
状の容器(内径6.5mm、高さ10mm)にキャリア
を2g程度の荷重をかけて充填し、容器内でキャリアが
動かないようにしてその磁化の強さを測定するようにす
ること重要である。The magnetic characteristics of the magnetic carrier are as follows: Riken Denshi Co., Ltd., DC magnetization BH characteristic automatic recording apparatus BHH-50
Can be measured using. At the time of this measurement, a cylindrical container (inner diameter 6.5 mm, height 10 mm) is filled with a carrier by applying a load of about 2 g, and the strength of the magnetization is measured while the carrier does not move in the container. It is important to do so.
【0053】さて、本実施例では、磁石9の現像磁極S
1として、現像スリーブ表面上でその法線方向の磁束密
度のピーク値が1000ガウスであるものを使用したの
で、磁気力が1000ガウスの場合のキャリアの磁化の
値と、現像部での磁気ブラシの密度の関係を調べた。そ
の結果を図8に示す。In this embodiment, the developing magnetic pole S of the magnet 9 is used.
As 1, the peak value of the magnetic flux density in the normal direction on the surface of the developing sleeve was 1000 gauss. Therefore, the value of the magnetization of the carrier when the magnetic force was 1000 gauss and the magnetic brush in the developing section. The relationship of the density of was investigated. The result is shown in FIG.
【0054】図8に示されるように、現像磁界のピーク
磁束密度1000ガウスでのキャリアの磁化σ1000(e
mu/cm3 )の値と、磁気ブラシの穂の密度α(本/
mm2 )とは、反比例の関係になっており、図8からそ
の反比例の曲線上の値を読み取って式で表すと、α×σ
1000=600である。これから分かるように、キャリア
の磁化σが小さくなればなるほど、磁気ブラシ穂の密度
αが大になる。As shown in FIG. 8, the carrier magnetization σ 1000 (e
mu / cm 3 ) and the density of magnetic brush ears α (books /
mm 2 ) is in an inversely proportional relationship, and when the value on the curve of the inversely proportional curve is read from FIG. 8 and expressed by an equation, α × σ
1000 = 600. As can be seen from this, the smaller the carrier magnetization σ, the higher the magnetic brush ear density α.
【0055】本実施例において、トナー粒径、キャリア
粒径、トナー濃度及びキャリアの現像部での磁化の強さ
を変化させた現像実験を行ない、得られた画像を評価し
た。その結果を表1〜表5に示す。In this example, a development experiment was conducted in which the toner particle size, the carrier particle size, the toner concentration and the strength of magnetization of the carrier at the developing portion were changed, and the obtained image was evaluated. The results are shown in Tables 1 to 5.
【0056】本実験では、記録密度を副走査方向(感光
ドラム表面の移動方向、つまり感光ドラム周方向)で2
00dpi、主走査方向(ビーム走査方向、つまり感光
ドラムの軸方向)で400dpiにした。In this experiment, the recording density was set to 2 in the sub-scanning direction (moving direction of the photosensitive drum surface, that is, the photosensitive drum circumferential direction).
00 dpi, 400 dpi in the main scanning direction (beam scanning direction, that is, the axial direction of the photosensitive drum).
【0057】[0057]
【表1】 [Table 1]
【0058】[0058]
【表2】 [Table 2]
【0059】[0059]
【表3】 [Table 3]
【0060】[0060]
【表4】 [Table 4]
【0061】[0061]
【表5】 [Table 5]
【0062】表1〜表5において、記号の意味は下記の
通りである。In Tables 1 to 5, the meanings of the symbols are as follows.
【0063】ガサつきの項: A:ガサつきがなく、非常に滑らかな画質 B:ガサつきがなく、更に滑らかな画質 C:ガサつきが目立たなく、滑らかな画質 D:ガサつきが目立つ E:ガサつきが非常に目立つ 濃度の項: A:濃度が非常に高い B:濃度が高い C:通常の濃度 D:濃度が低い E:濃度が非常に低いGlossiness term: A: Very smooth and smooth image quality B: Smooth and smooth image quality C: Smooth and smooth image quality D: Conspicuous smoothness E: Crusty Contrast is very noticeable Concentration term: A: Very high concentration B: High concentration C: Normal concentration D: Low concentration E: Very low concentration
【0064】又表1〜表5において、sは次の式で表さ
れ、下記のような一種の表面積比であり、無単位であ
る。In Tables 1 to 5, s is represented by the following formula and is a kind of surface area ratio as shown below, which is unitless.
【0065】 s=n・rc ・ρc /(100−n)・rt ・ρt 但し、rt :トナー径(μm)、 rc :キ
ャリア径(μm) ρt :トナー嵩密度(g/cm3 )、 ρc :キャリア
嵩密度(g/cm3 ) n :現像剤中のトナー量(wt%)[0065] s = n · r c · ρ c / (100-n) · r t · ρ t However, r t: toner diameter (μm), r c: Carrier diameter (μm) ρ t: toner bulk density ( g / cm 3 ), ρ c : Carrier bulk density (g / cm 3 ) n: Amount of toner in developer (wt%)
【0066】表1〜表5から分かるように、キャリアの
磁化の強さが100emu/cm2以下で且つsが2.
0以上であると、ガサつきの防止が良好で且つ濃度が高
い、高品質な画像を得ることができる。As can be seen from Tables 1 to 5, the carrier magnetization intensity is 100 emu / cm 2 or less and s is 2.
When it is 0 or more, it is possible to obtain a high-quality image in which the prevention of rubbing is good and the density is high.
【0067】このsは、トナーの表面積とキャリアの表
面積にトナー濃度を用いて計算した、トナー全表面積と
キャリア全表面積の比に対応するものである。トナー濃
度が同じでも、例えばトナー径やキャリア径が変われ
ば、現像効率が変わるのは当然であるが、このトナーと
キャリアの全表面積の比sが等しければ、ほぼ同じ現像
効率となる。つまり比sはトナー径やキャリア径を加味
したトナー濃度に対応する。This s corresponds to the ratio of the total surface area of the toner and the total surface area of the carrier, which is calculated by using the toner concentration for the surface area of the toner and the surface area of the carrier. Even if the toner concentration is the same, the developing efficiency naturally changes, for example, if the toner diameter or the carrier diameter changes. However, if the ratio s of the total surface area of the toner and the carrier is equal, the developing efficiency becomes substantially the same. That is, the ratio s corresponds to the toner density in which the toner diameter and the carrier diameter are taken into consideration.
【0068】本来、画像のガサつきに関しては、記録密
度(ドット状潜像の分布密度、即ち画素の分布密度)が
関係して来る。記録密度が低い場合には、磁気ブラシの
穂が高密度であることが要求される。しかし、濃度に関
しては、穂の密度が高密度になると若干、濃度の低下が
見られ、これは、記録密度が低い場合にも変わらない。Originally, regarding the shakyness of an image, the recording density (the distribution density of dot-shaped latent images, that is, the distribution density of pixels) is concerned. When the recording density is low, it is required that the ears of the magnetic brush have a high density. However, with respect to the density, when the density of the ears becomes high, the density is slightly decreased, and this does not change even when the recording density is low.
【0069】表1〜5の結果から分かるように、トナー
濃度の確保のためにsを高め且つ磁気ブラシの穂の密度
を高密度にすることによって、画像濃度を向上させ且つ
ガサつきを解消することができた。更に記録密度を種々
変えて検討したところ、記録密度の違いに拘らず、同じ
結果となった。As can be seen from the results of Tables 1 to 5, the image density is improved and the roughness is eliminated by increasing s to secure the toner density and increasing the density of the magnetic brush ears. I was able to. Further, when various recording densities were examined, the same result was obtained regardless of the difference in the recording densities.
【0070】上記のように、トナー濃度に対しsを増す
ことによって現像効率が向上するが、磁化の強さ150
emu/cm3 のときの表1を見れば分かるように、ガ
サつきは悪化してしまう。しかし磁化の強さ100em
u/cm3 以下になると、sの増大はガサつきの良好化
になっている。これは、磁気ブラシの穂が粗の場合は、
トナー濃度を高めると逆に穂のムラが目立ってしまうの
に対し、穂を密にするとトナー濃度の増加による現像性
の向上がガサつきを良好化しているものと考えられる。
この相乗効果によってキャリアの磁化の強さが100e
mu/cm3 以下で且つsが2.0以上の条件で、記録
密度に拘らず、ガサつきの防止が良好で且つ濃度が高
い、画像を得ることができる。As described above, the developing efficiency is improved by increasing s with respect to the toner concentration, but the strength of magnetization is 150.
As can be seen from Table 1 at emu / cm 3 , the rubbing becomes worse. However, the strength of magnetization is 100 em
When u / cm 3 or less, the increase in s is favorable for rubbing. This is because if the ears of the magnetic brush are rough,
On the contrary, when the toner concentration is increased, the unevenness of the ears becomes conspicuous. On the contrary, when the ears are made dense, it is considered that the improvement of the developing property due to the increase of the toner concentration improves the dryness.
Due to this synergistic effect, the strength of carrier magnetization is 100e.
Under the condition of mu / cm 3 or less and s of 2.0 or more, it is possible to obtain an image with good prevention of rubbing and high density regardless of the recording density.
【0071】一方、現像磁界のピーク値でのキャリアの
磁化の強さが30emu/cm3 より小さいと、現像ス
リーブ上での現像剤の搬送性が悪く、現像画像の画質が
劣化したり、現像剤の飛散が生じ易くなるので、下限は
30emu/cm3 以上であることが好ましい。On the other hand, when the magnetization intensity of the carrier at the peak value of the developing magnetic field is less than 30 emu / cm 3 , the developer transportability on the developing sleeve is poor and the image quality of the developed image deteriorates, The lower limit is preferably 30 emu / cm 3 or more because the agent is easily scattered.
【0072】又記録密度が60画素/mm2 より小さい
場合は解像性が良くない。従って本発明では、好ましく
は、60画素/mm2 以上の場合に適用する。一方、記
録密度が10000画素/mm2 より大となると、乾式
トナーによるドッド画像の再現も困難になるので、本発
明では、好ましくは、最大で10000画素/mm2以
下とする。If the recording density is less than 60 pixels / mm 2, the resolution is not good. Therefore, the present invention is preferably applied to the case of 60 pixels / mm 2 or more. On the other hand, if the recording density is higher than 10,000 pixels / mm 2 , it becomes difficult to reproduce the dot image with the dry toner. Therefore, in the present invention, the maximum density is preferably 10,000 pixels / mm 2 or less.
【0073】以上は、現像磁界のピーク値dが1000
ガウスの条件であったが、ピーク値dが1000ガウス
以外の場合でも同様な結果となった。ピーク値dが50
0、800、1500、2000ガウスのときの磁化の
強さσd (emu/cm3 )と磁気ブラシの穂の密度α
(本/mm2 )の関係を図9に示す。いずれの場合も、
σd ×α=600という関係を満たしていることが分か
る。Above, the peak value d of the developing magnetic field is 1000.
Although the condition was Gauss, similar results were obtained even when the peak value d was other than 1000 Gauss. Peak value d is 50
Magnetization strength σ d (emu / cm 3 ) at 0, 800, 1500, 2000 gauss and magnetic brush density α
The relationship of (pieces / mm 2 ) is shown in FIG. In either case,
It can be seen that the relationship of σ d × α = 600 is satisfied.
【0074】従って磁気ブラシの穂の密度、及びドット
分布潜像を現像した画像のガサつき防止性は、現像磁界
のピーク値dに依存するのではなく、強さdの磁界中で
のキャリアの磁化の強さσd に依存していることが分か
る。Therefore, the density of the brush ears of the magnetic brush and the anti-rubbing property of the image in which the dot distribution latent image is developed do not depend on the peak value d of the developing magnetic field, but of the carrier in a magnetic field of strength d. It can be seen that it depends on the strength of magnetization σ d .
【0075】実施例2 以上の実施例においては、磁性キャリアとして、図10
に示すヒステリシス特性を有するキャリア、即ち軟強磁
性キャリア(軟磁性の強磁性キャリア)を使用したが、
本実施例では、図11に示すようなヒステリシス特性を
有するキャリア、即ち硬強磁性キャリア(硬磁性の強磁
性キャリア)を使用した。Example 2 In the above examples, the magnetic carrier shown in FIG.
A carrier having a hysteresis characteristic shown in, that is, a soft ferromagnetic carrier (soft magnetic ferromagnetic carrier) was used,
In this example, a carrier having a hysteresis characteristic as shown in FIG. 11, that is, a hard ferromagnetic carrier (hard magnetic ferromagnetic carrier) was used.
【0076】図11のような硬強磁性キャリアは、保磁
力Hc及び残留磁化σr を有するために、外部磁場が弱
まった状態(現像部から離れた状態)においても磁化が
残留するために、キャリア−キャリア間の引き合う力が
強くなるので、軟強磁性キャリアに比べて、画像部にキ
ャリアが付着して画像乱れを生じるキャリア付着現象を
防止する上でも有利となる。Since the hard ferromagnetic carrier as shown in FIG. 11 has the coercive force Hc and the residual magnetization σ r , the magnetization remains even when the external magnetic field is weakened (away from the developing section). Since the attractive force between the carriers becomes strong, it is more advantageous than the soft ferromagnetic carrier in preventing the carrier adhesion phenomenon in which the carrier adheres to the image portion and the image is disturbed.
【0077】本実施例においては、現像剤のキャリアの
みを変更し、潜像形成方法(パルス幅変調方式)及び装
置構成は、軟強磁性キャリアを使用した実施例1と同様
にした。In this embodiment, only the carrier of the developer is changed, and the latent image forming method (pulse width modulation method) and the apparatus structure are the same as those in the embodiment 1 using the soft ferromagnetic carrier.
【0078】磁性キャリアとしては、保磁力Hcが約2
000エルステッドであるが、1000ガウスの磁気力
における磁化の値σ1000及び残留磁化σr が異なる、数
種類の硬強磁性キャリアを試した。これらのキャリアを
使用した二成分現像剤に対しピーク値dが1000ガウ
スの現像磁極S1を用いて、現像部に磁気ブラシの穂を
形成したときの穂の密度を、図12に白丸で示す。The magnetic carrier has a coercive force Hc of about 2
000 oersteds, but several types of hard ferromagnetic carriers having different magnetization values σ 1000 and remanent magnetization σ r at a magnetic force of 1000 gauss were tried. 12 shows the density of the ears when the ears of the magnetic brush are formed in the developing portion by using the developing magnetic pole S1 having the peak value d of 1000 gauss for the two-component developer using these carriers.
【0079】図12に示されるように、硬強磁性キャリ
アの場合も、前述の軟強磁性キャリアの場合と同様に、
α×σ1000=600という式が成り立っている。As shown in FIG. 12, also in the case of a hard ferromagnetic carrier, as in the case of the above-mentioned soft ferromagnetic carrier,
The formula α × σ 1000 = 600 holds.
【0080】更に図13に示されるように、硬強磁性キ
ャリアの残留磁化σr が相違しても、α×σr =600
という関係を満たしている。即ち、磁気ブラシの穂の密
度は、キャリアの残留磁化に依存するのではなく、ピー
ク磁界dにおけるキャリアの磁化の強さに依存すること
が分かる。Further, as shown in FIG. 13, even if the residual magnetization σ r of the hard ferromagnetic carrier is different, α × σ r = 600
The relationship is met. That is, it is understood that the density of the magnetic brush ears does not depend on the residual magnetization of the carriers but on the strength of the carrier magnetization in the peak magnetic field d.
【0081】以上では、現像磁界のピーク値dが100
0ガウスの場合であったが、ピーク値dが1000ガウ
ス以外の場合でも同様な結果となった。即ち、ピーク値
dが500、800、1500、2000ガウスのいず
れの場合も、σd ×α=600という関係を満たしてい
る。With the above, the peak value d of the developing magnetic field is 100.
Although it was 0 gauss, the same result was obtained when the peak value d was other than 1000 gauss. That is, in any of the peak values d of 500, 800, 1500, and 2000 gauss, the relationship of σ d × α = 600 is satisfied.
【0082】尚、本発明において、磁性キャリア(軟強
磁性キャリア、硬強磁性キャリア)は、フェライトを主
成分とし、これに、周期律表IA、IIA 、IIIA、IVA 、V
A、IB、IIB 、IVB 、VIB 、VIIB、VIII族の中から選ば
れる元素を少なくとも1種類以上含有してなっている。
例えばNi−Zn系、Li系、Li−Zn系、Mn−C
u系フェライトを使用することができる。現像磁界のピ
ーク値dでのキャリアの磁化の強さσd の大きさは、例
えばキャリア組成によって調節することができる。勿
論、キャリア材質は上記に限られない。In the present invention, the magnetic carrier (soft ferromagnetic carrier, hard ferromagnetic carrier) contains ferrite as a main component, and the periodic table IA, IIA, IIIA, IVA, V
It contains at least one element selected from the group consisting of A, IB, IIB, IVB, VIB, VIIB, and VIII.
For example, Ni-Zn system, Li system, Li-Zn system, Mn-C
u-based ferrite can be used. The magnitude of the magnetization intensity σ d of the carrier at the peak value d of the developing magnetic field can be adjusted by, for example, the carrier composition. Of course, the carrier material is not limited to the above.
【0083】本発明は、ディザ法により階調を表現する
ものにも適用することができる。The present invention can be applied to a device which expresses gradation by the dither method.
【0084】[0084]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ドット分布静電潜像を、ガサつきなく、低濃度から高濃
度領域まで良好な階調を有する画像に現像することがで
きる。As described above, according to the present invention,
It is possible to develop a dot-distributed electrostatic latent image into an image having a good gradation from a low density to a high density area without being rusted.
【図1】本発明の現像装置が適用可能な画像形成装置の
一例を示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of an image forming apparatus to which a developing device of the present invention can be applied.
【図2】図1の画像形成装置の感光ドラムに形成される
ドット状潜像の電位を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a potential of a dot-shaped latent image formed on a photosensitive drum of the image forming apparatus of FIG.
【図3】ドット状潜像の現像像を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a developed image of a dot-shaped latent image.
【図4】図1の画像形成装置に設置されたレーザビーム
スキャナを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a laser beam scanner installed in the image forming apparatus of FIG.
【図5】図4のスキャナで使用するパルス幅変調回路の
一例を示す回路ブロック図である。5 is a circuit block diagram showing an example of a pulse width modulation circuit used in the scanner of FIG.
【図6】図5のパルス幅変調回路の動作を示すタイミン
グチャートである。6 is a timing chart showing an operation of the pulse width modulation circuit of FIG.
【図7】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。FIG. 7 is a sectional view showing an embodiment of the developing device of the present invention.
【図8】図7の現像装置で使用する二成分現像剤のキャ
リアの磁化と磁気ブラシの穂の密度との関係を示すグラ
フである。8 is a graph showing the relationship between the carrier magnetization of the two-component developer used in the developing device of FIG. 7 and the density of the magnetic brush ears.
【図9】現像磁界のピーク値の強さに対するキャリアの
磁化の関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship of carrier magnetization with respect to the strength of the peak value of the developing magnetic field.
【図10】軟強磁性キャリアのヒステリシス曲線を示す
グラフである。FIG. 10 is a graph showing a hysteresis curve of a soft ferromagnetic carrier.
【図11】硬強磁性キャリアのヒステリシス曲線を示す
グラフである。FIG. 11 is a graph showing a hysteresis curve of a hard ferromagnetic carrier.
【図12】軟強磁性キャリア、硬強磁性キャリアの磁化
と磁気ブラシの穂の密度との関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the magnetization of soft and hard ferromagnetic carriers and the density of magnetic brush ears.
【図13】硬強磁性キャリアの磁化と磁気ブラシの穂の
密度との関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the magnetization of a hard ferromagnetic carrier and the density of magnetic brush ears.
3 感光ドラム 18 現像容器 22 二成分現像剤 25 現像スリーブ 27 バイアス電源 29 磁石 S1 現像磁極 3 Photosensitive Drum 18 Development Container 22 Two-Component Developer 25 Development Sleeve 27 Bias Power Supply 29 Magnet S1 Development Magnetic Pole
Claims (3)
分現像剤を、磁石を内包した現像剤担持体上に担持して
像担持体と対向した現像部に搬送し、前記現像部におい
て磁石の現像磁極による現像磁界により現像剤の磁気ブ
ラシを形成して、磁気ブラシを像担持体に接触させ、像
担持体上に被記録画像信号に対応して形成されたドット
分布静電潜像を現像する現像装置において、前記磁性キ
ャリアは、現像磁極の現像剤担持体表面上での垂直磁界
のピーク値の磁界を加えたときの磁化の強さが100e
mu/cm3 以下であり、且つ前記現像剤は、トナー径
をrt μm、キャリア径をrc μm、トナー嵩密度をρ
t g/cm3 、キャリア嵩密度をρc g/cm3 、現像
剤中のトナー量をnwt%としたときに、 s=n・rc ・ρc /(100−n)・rt ・ρt なるsが2.0以上であることを特徴とする現像装置。1. A two-component developer having a toner and a magnetic carrier is carried on a developer carrying body containing a magnet and conveyed to a developing section facing the image carrying body, and the magnet is developed in the developing section. A magnetic brush of developer is formed by the developing magnetic field of the magnetic pole, the magnetic brush is brought into contact with the image carrier, and the dot distribution electrostatic latent image formed corresponding to the recorded image signal on the image carrier is developed. In the developing device, the magnetic carrier has a magnetization intensity of 100e when a magnetic field having a peak value of the vertical magnetic field on the surface of the developer carrier of the developing magnetic pole is applied.
mu / cm 3 or less, and the developer has a toner diameter of r t μm, a carrier diameter of r c μm, and a toner bulk density of ρ.
t g / cm 3, the carrier bulk density ρ c g / cm 3, when the amount of toner in the developer was nwt%, s = n · r c · ρ c / (100-n) · r t · A developing device characterized in that s of ρ t is 2.0 or more.
剤担持体に振動バイアス電圧を印加する請求項1の現像
装置。2. The developing device according to claim 1, wherein an oscillating bias voltage is applied to the developer carrying member during the development of the dot distribution electrostatic latent image.
前記ドット分布静電潜像は、電子写真感光体を被記録画
像の濃淡に対応してパルス幅変調により変調された光束
で露光することにより形成される請求項1又は2の現像
装置。3. The image bearing member is an electrophotographic photosensitive member,
3. The developing device according to claim 1, wherein the dot-distributed electrostatic latent image is formed by exposing the electrophotographic photosensitive member with a light beam modulated by pulse width modulation corresponding to the density of the recorded image.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5344211A JPH07175329A (en) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | Development device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5344211A JPH07175329A (en) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | Development device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07175329A true JPH07175329A (en) | 1995-07-14 |
Family
ID=18367493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5344211A Pending JPH07175329A (en) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | Development device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07175329A (en) |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP5344211A patent/JPH07175329A/en active Pending
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