JP3047074B2 - High density development method - Google Patents

High density development method

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JP3047074B2
JP3047074B2 JP2203232A JP20323290A JP3047074B2 JP 3047074 B2 JP3047074 B2 JP 3047074B2 JP 2203232 A JP2203232 A JP 2203232A JP 20323290 A JP20323290 A JP 20323290A JP 3047074 B2 JP3047074 B2 JP 3047074B2
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Delivering By Means Of Belts And Rollers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の利用分野) 本発明は複写機やプリンターなどの現像装置に用いら
れる現像方法に関するものであり、より詳細には、トナ
ーとキャリヤとから成る二成分系現像剤を用いて高濃度
の画質を得ことができ、しかも現像装置の小型化が可能
な現像方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing method used for a developing device such as a copying machine or a printer, and more particularly, to a two-component developer comprising a toner and a carrier. The present invention relates to a developing method which can obtain high-density image quality by using the method and can reduce the size of the developing device.

(従来技術) 電子写真法の分野において、二成分系磁性現像剤は静
電潜像を現像する為の手段として広く使用されている。
二成分系現像剤は、通常着色剤を含んだトナー粒子と磁
性キャリヤ粒子とからなり、現像の際に攪拌される。ト
ナーとキャリヤは攪拌により摩擦帯電を受け、トナーは
帯電によりキャリヤ表面に吸着される。このような状態
の現像剤は内部に磁石を備えた現像スリーブ上に供給さ
れ、内部磁石の吸引によって磁気ブラシ状に形成され
る。現像剤はこの状態でスリーブによって搬送され、静
電潜像を有した感光体へと送られる。
(Prior Art) In the field of electrophotography, two-component magnetic developers are widely used as a means for developing an electrostatic latent image.
The two-component developer usually consists of toner particles containing a colorant and magnetic carrier particles, and is agitated during development. The toner and the carrier are frictionally charged by stirring, and the toner is attracted to the carrier surface by the charging. The developer in such a state is supplied onto a developing sleeve having a magnet therein, and is formed into a magnetic brush shape by suction of the internal magnet. The developer is transported by the sleeve in this state, and is sent to the photoconductor having the electrostatic latent image.

現像剤は磁気ブラシとして感光体面に摺擦し、帯電し
たトナーは静電潜像面との電位差に基づくクーロン力に
よって、静電潜像面に移行してトナー像を形成する。一
方、磁性キャリヤはスリーブ内の磁石により吸引されて
スリーブ上にそのまま残ることになる。静電潜像面のト
ナー像は後段の転写紙等に転写、定着され現像が行われ
る。
The developer rubs against the photoreceptor surface as a magnetic brush, and the charged toner moves to the electrostatic latent image surface by a Coulomb force based on a potential difference from the electrostatic latent image surface to form a toner image. On the other hand, the magnetic carrier is attracted by the magnet in the sleeve and remains as it is on the sleeve. The toner image on the surface of the electrostatic latent image is transferred and fixed to a transfer paper or the like at a subsequent stage and development is performed.

二成分系現像剤において、十分な画像濃度が得られ且
つトナー飛散がなく、しかもこれらの特性が長期間にわ
たって維持されるという必要条件は、トナーとキャリヤ
との相性によって決定されている。一般的傾向として、
トナー濃度が高くなると、高画像濃度は得られるが、ト
ナーの摩擦帯電が不十分となりやすく、キャリヤと結合
する能力が少なくなり、しかも現像装置におけるトナー
の出入りも激しくなるため、トナー飛散が増していく傾
向が認められる。そのため、従来の二成分系現像方法で
は、トナー濃度を低めに抑制しているが、概して現像効
率が低く、ベタ部等の濃度が低いという傾向がある。
In a two-component developer, the necessary conditions for obtaining a sufficient image density, no toner scattering, and maintaining these characteristics for a long period are determined by the compatibility between the toner and the carrier. As a general trend,
When the toner density is high, a high image density can be obtained, but the triboelectricity of the toner tends to be insufficient, the ability to bond with the carrier is reduced, and the toner enters and exits in the developing device becomes more intense. Some tendency is recognized. For this reason, in the conventional two-component developing method, the toner density is suppressed to a lower level. However, generally, the developing efficiency tends to be low, and the density of a solid portion or the like tends to be low.

この欠点を防止するものとして、特開昭62−63970号
公報には、ドラムとスリーブとの間に交互電界を形成す
ると共に、ドラム−スリーブ間の容積当りの磁性キャリ
ヤの占める体積を1.5〜30%の範囲とすることが提案さ
れている。
To prevent this drawback, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-63970 discloses that an alternating electric field is formed between a drum and a sleeve, and the volume occupied by the magnetic carrier per volume between the drum and the sleeve is 1.5 to 30. It is proposed to be in the range of%.

(発明が解決しようとする課題) 二成分系現像剤中におけるトナーとキャリヤとの帯電
特性が十分であれば、トナー濃度が高い場合にも、画像
濃度が高く、且つトナー飛散も低くなることが期待され
るが、これは商業的なトナーや現像法では実現不可能に
近い。即ち、トナー製造では、帯電制御剤の含まれなか
った或いは含有量の少ない不良トナー粒子が或る確率で
必らず生成し、また現像中にも現像器内外での機械的力
で帯電制御剤が失われたり或いはその含有量の低下した
トナー粒子が或る頻度で生起する。また、原稿の面積比
が変化したり或いは、環境が変化したりする等の原因で
一時的に必要な帯電が得られなかった未帯電トナー粒子
も含まれるので、トナー飛散は必らず発生し、複写機内
部の汚染やコピー物の汚染につながることになる。
(Problems to be Solved by the Invention) If the charging characteristics between the toner and the carrier in the two-component developer are sufficient, even when the toner concentration is high, the image density is high and the toner scattering is low. As expected, this is nearly impossible to achieve with commercial toners and development methods. That is, in toner production, defective toner particles that do not contain or contain a small amount of the charge control agent are necessarily generated at a certain probability, and the charge control agent is also used during development by mechanical force inside and outside the developing device. Is lost or toner particles having a reduced content occur at a certain frequency. Further, since uncharged toner particles for which the necessary charging was temporarily not obtained due to a change in the area ratio of the original or a change in the environment are included, toner scattering is inevitably generated. This leads to contamination inside the copying machine and contamination of the copy.

本発明者等は別の発明において、磁性キャリヤとトナ
ーとから成る二成分系現像剤を用いる現像剤では、現像
域を通る現像剤の流動状態にキーポイントがあり、この
流動状態に関連して、現像条件を一定の範囲に設定する
ことにより、比較的トナー濃度が高く、不良帯電粒子が
含有されたトナーを用いた場合にも、トナー飛散を有効
に防止し得ることを見出した。しかしながら、上記提案
は、このような不良帯電粒子の対策としては最適である
ものの、現像領域、即ち現像ニップ部に於ける現像剤の
自由度が少ないため、現像剤の感光体に対する当たりが
強く、画像に掃き後が発生しやすくなり画像を悪くする
場合がある。このため、キャリヤの飽和磁化を下げた
り、現像スリーブ内のマグネットロールの磁気強度を下
げたりする方法があるが、このような単純な方法ではキ
ャリヤ引きを防止することができない。
In another invention, the present inventors have found that in a developer using a two-component developer composed of a magnetic carrier and a toner, there is a key point in the flow state of the developer passing through the development area, and in relation to this flow state, It has been found that by setting the development conditions within a certain range, toner scattering can be effectively prevented even when a toner having a relatively high toner concentration and containing defectively charged particles is used. However, although the above proposal is optimal as a countermeasure for such defective charged particles, the degree of freedom of the developer in the development area, that is, the development nip portion is small, so that the developer strongly hits the photosensitive member, After the image is swept easily, the image may be deteriorated. For this reason, there are methods of lowering the saturation magnetization of the carrier and lowering the magnetic strength of the magnet roll in the developing sleeve. However, such a simple method cannot prevent carrier pulling.

よって本発明は、キャリヤ引きを防止しながら画像に
掃き後のない高濃度画像を可能とする高濃度現像方法を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-density developing method that enables a high-density image without sweeping an image while preventing carrier pulling.

また、近年、フルカラー現像システム等の開発の上で
小型化が望まれており、スリーブ径が20ミリ以下のもの
を使用したキャリヤ引きの生じない現像装置の開発が急
がれている。
In recent years, miniaturization has been desired in the development of full-color developing systems and the like, and development of a developing device using a sleeve having a diameter of 20 mm or less and having no carrier pulling is urgently required.

よって、本発明の目的はまた、スリーブを小型化し、
高濃度画像が得られる現像装置及び現像方法を提供する
ことにある。
Thus, the object of the invention is also to reduce the size of the sleeve,
An object of the present invention is to provide a developing device and a developing method capable of obtaining a high density image.

(課題を解決するための手段) 本発明によれば、磁性キャリヤとトナーとから成る二
成分系現像剤を、内部にマグネットを有する現像スリー
ブ上に供給し、該現像剤を、該現像スリーブと感光体ド
ラムとの間の現像域に磁気ブラシの形で搬送して感光体
ドラム面と摺擦させることにより、該感光体ドラム上に
形成されている静電潜像を現像して成る現像方法におい
て、 前記感光体ドラムと現像スリーブとは、両者が最も近
接する位置での間隔を示すD−S間距離が0.04乃至0.16
cmの範囲に設定され、 前記現像剤中のトナー濃度は、3乃至10重量%の範囲
に設定され、該現像剤は、現像スリーブの単位面積当り
0.06乃至0.25g/cm2となる量で現像スリーブ上に供給さ
れ、該現像剤の磁気ブラシは、0.6乃至1.6mmの高さに穂
切りされた後に現像域に供給され、 下記式: R=M×(T/D×1/ρt+C/D×1/ρc)÷H…(1) 式中、Mは、現像剤のスリーブ単位面積当りの供給量
(g/cm2)であり、 Hは、前記D−S間距離(cm)であり、 T/Dは、現像剤中のトナー濃度重量分率(重量%)で
あり、 C/Dは、現像剤中のキャリヤ濃度重量分率(重量%)
であり、 ρtは、トナーの真密度(g/cm3)であり、 ρcは、キャリヤの真密度(g/cm3)である、 で定義される現像剤体積占有率R(%)が、30<R<75
を満足する条件下で現像が行われ、 前記現像剤の磁気ブラシが感光体ドラム面との摺擦を
終了する位置と現像スリーブ中心とを結ぶ線上に位置す
る現像スリーブ面において、接線方向の磁力Xが430ガ
ウス以上であるか、または接線方向の磁力Xが430ガウ
ス未満で法線方向の磁力YがY≧−X+800(ガウス)
を満足するように磁力分布を設定すると共に、 法線方向磁力が最大となる現像スリーブ面での位置Yp
は、感光体ドラム表面に最も近接する位置から0.035乃
至0.5ラジアンだけ、現像剤の搬送方向に対して上流側
に位置せしめることを特徴とする高濃度現像方法が提供
される。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, a two-component developer comprising a magnetic carrier and a toner is supplied onto a developing sleeve having a magnet therein, and the developer is supplied to the developing sleeve. A developing method for developing an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum by conveying the photosensitive drum in the form of a magnetic brush to a developing area between the photosensitive drum and rubbing the surface of the photosensitive drum; In the above, the photoconductor drum and the developing sleeve have a DS distance between 0.04 and 0.16, which indicates an interval at a position where they are closest to each other.
cm, the toner concentration in the developer is set in a range of 3 to 10% by weight, and the developer is contained in a unit area of the developing sleeve.
An amount of 0.06 to 0.25 g / cm 2 is supplied onto the developing sleeve, and the magnetic brush of the developer is supplied to the developing area after being cut to a height of 0.6 to 1.6 mm, and the following formula: M × (T / D × 1 / ρt + C / D × 1 / ρc) ÷ H (1) In the formula, M is a supply amount (g / cm 2 ) of the developer per unit area of the sleeve, and H is , The DS distance (cm), T / D is the toner concentration weight fraction in the developer (% by weight), and C / D is the carrier concentration weight fraction in the developer (weight). %)
Ρt is the true density of the toner (g / cm 3 ), and ρc is the true density of the carrier (g / cm 3 ). 30 <R <75
Developing is performed under the condition satisfying the following condition. At a developing sleeve surface located on a line connecting a position where the magnetic brush of the developer finishes rubbing with the photosensitive drum surface and the center of the developing sleeve, a magnetic force in a tangential direction is applied. X is 430 gauss or more, or tangential magnetic force X is less than 430 gauss and normal magnetic force Y is Y ≧ −X + 800 (gauss)
And the position Yp on the developing sleeve surface where the normal direction magnetic force is maximum.
Is positioned 0.035 to 0.5 radians upstream from the position closest to the surface of the photosensitive drum with respect to the developer conveyance direction.

本発明はまた、前記スリーブ面での最大磁力を1000ガ
ウス以下にすることを特徴とすることができる。
The present invention can also be characterized in that the maximum magnetic force on the sleeve surface is 1000 gauss or less.

本発明は更に、前記現像スリーブの径を20mm以下で使
用することを特徴とすることができる。
The present invention can further be characterized in that the developing sleeve is used with a diameter of 20 mm or less.

尚、法線方向とはスリーブの半径方向であり、法線方
向の磁力とは、磁力をベクトル分解したときの法線方向
の値をいう。また、接線方向は現像剤が摺擦を終了する
位置のスリーブ円周面で接線を引いたときの、その接線
の方向をいい、接線方向の磁力とは磁力をベクトル分解
した時の接線方向の値をいう。
The normal direction is the radial direction of the sleeve, and the magnetic force in the normal direction means a value in the normal direction when the magnetic force is vector-decomposed. The tangential direction refers to the direction of the tangent when a tangent is drawn on the circumferential surface of the sleeve at the position where the developer finishes rubbing, and the tangential magnetic force is the tangential direction when the magnetic force is vector-decomposed. Value.

(作用) 本発明は、前記式(1)が満足されるように現像条
件、即ちスリーブ単位面積当りの現像剤の塗布量(M;g/
cm2)、感光体ドラムとスリーブとの両者の中心を結ぶ
線上の距離H(cm…D−S間距離とも呼ぶ)、現像剤中
のトナー重量分率(T/D)及びトナーの真密度(ρt;g/c
m3)並びに現像剤中のキャリヤ重量分率(C/D)及びキ
ャリヤの真密度(ρc;g/cm3)を設定すると、現像域に
おける二成分系現像剤の流動状態が顕著に改善されて、
画像濃度が高くなるような現像条件においてさえトナー
飛散が有効に抑制され、更に、現像剤が感光体と摺擦を
終了する現像スリーブ面の位置に於ける磁力及びその磁
力の方向を特定の範囲に設定することにより、現像に際
してキャリヤ引きが十分に防止され、特にキャリヤ引き
によるベタ画像部後端部欠陥などが防止されるという知
見に基づくものである。
(Function) The present invention is directed to developing conditions, that is, the amount of the developer applied per unit area of the sleeve (M; g / g) so that the above-mentioned formula (1) is satisfied.
cm 2 ), a distance H (also referred to as a distance between DS and DS) on a line connecting the centers of both the photosensitive drum and the sleeve, a toner weight fraction (T / D) in the developer, and a true density of the toner (Ρt; g / c
m 3 ), the carrier weight fraction in the developer (C / D) and the true density of the carrier (ρc; g / cm 3 ), the flow state of the two-component developer in the development zone is remarkably improved. hand,
Even under the developing conditions where the image density is high, toner scattering is effectively suppressed, and the magnetic force and the direction of the magnetic force at the position of the developing sleeve surface at which the developer finishes rubbing with the photoreceptor are set in a specific range. Is set based on the finding that carrier pulling is sufficiently prevented during development, and particularly, defects at the rear end of a solid image portion due to carrier pulling are prevented.

更に本発明は、現像スリーブ面における法線方向磁力
が最大となる位置Ypを、感光体ドラム表面に最も近接す
る位置から0.035乃至0.5ラジアンだけ、現像剤の搬送方
向に対して上流側に位置せしめる。即ち、現像スリーブ
の半径をrとすると、上記位置Ypを、現像域の中心(感
光体ドラムの中心と現像スリーブの中心とを結ぶ直線上
に位置する)から0.035r乃至0.5rの距離だけ、現像剤搬
送方向上流側にずらすことが重要である。法線方向磁力
が最大となる位置Ypをこのような位置に設定すると、現
像域における磁気ブラシの自由度が増大し、現像域を占
める現像剤の体積占有率(R)が大きく拡大され、この
結果、小型の現像スリーブを用いた場合にも良好な画質
の画像を形成することができる。
Further, in the present invention, the position Yp at which the normal direction magnetic force on the developing sleeve surface is maximized is positioned 0.035 to 0.5 radians upstream from the position closest to the photosensitive drum surface with respect to the developer transport direction. . That is, assuming that the radius of the developing sleeve is r, the position Yp is set at a distance of 0.035r to 0.5r from the center of the developing area (located on a straight line connecting the center of the photosensitive drum and the center of the developing sleeve). It is important to shift to the upstream side in the developer transport direction. When the position Yp at which the normal magnetic force is maximized is set at such a position, the degree of freedom of the magnetic brush in the development area increases, and the volume occupancy (R) of the developer occupying the development area is greatly increased. As a result, even when a small developing sleeve is used, an image with good image quality can be formed.

即ち、現像剤の体積占有率(R)は、前記式(1)で
表されるが、本発明において、この体積占有率(R)
は、30%よりも大で且つ75%未満の極めて広い範囲に設
定することができ、このような範囲内に上記体積占有率
(R)を設定することにより、トナー飛散が有効に防止
され、高濃度の画像を形成することができる。
That is, the volume occupancy (R) of the developer is represented by the above formula (1).
Can be set to an extremely wide range of more than 30% and less than 75%. By setting the volume occupancy (R) within such a range, toner scattering is effectively prevented, High density images can be formed.

先ず、この現像剤占有率(R)が30%以下となると、
D−S間現像域において現像剤の占める体積が少なくな
り、この領域における磁気ブラシがD−S間の谷間の上
から空気を巻き込んでD−S間の谷間の下へと運んで、
気流を発生させ、現像器外への機内に気流と共にトナー
を飛散させる傾向が認められる。
First, when the developer occupation ratio (R) becomes 30% or less,
The volume occupied by the developer in the DS-developing area is reduced, and the magnetic brush in this area entrains air from above the valley between DS and transports it to below the valley between DS,
An airflow is generated, and the toner tends to be scattered together with the airflow inside the apparatus outside the developing device.

現像剤がD−S間に詰まる傾向のある場合としては現
像剤ブラシの状態が大きく影響し、現像剤ブラシの状態
は、後述する法線方向の磁力の最大値によって左右され
るが、本発明においては、この現像剤占有率(R)が75
%以上となると、現像剤がD−S間の谷間に詰りすぎ、
現像剤がスムーズに流れなく、その影響で現像剤スリー
ブに相当な負荷がかかり、スリーブの回転がスムーズに
行われなくなって現像剤に擾乱が与えられ、谷間の上側
でかえってトナー飛散が生じ易くなる。これに対して、
本発明で規定した範囲では、現像域でD−S間の谷間を
通して現像剤の流れがスムーズに行われる一方で、前述
した気流の発生も防止され、トナー飛散が、トナー濃度
が高い場合でさえ、有効に防止されるのである。
In the case where the developer tends to be clogged between DS, the state of the developer brush has a great effect, and the state of the developer brush is influenced by the maximum value of the magnetic force in the normal direction described later. In this case, the developer occupation ratio (R) is 75
% Or more, the developer is too tight in the valley between DS and
The developer does not flow smoothly, and a considerable load is applied to the developer sleeve due to the effect, the rotation of the sleeve is not performed smoothly and the developer is disturbed, and the toner is easily scattered on the upper side of the valley. . On the contrary,
In the range specified by the present invention, the flow of the developer is smoothly performed through the valley between DS in the development area, while the above-described airflow is prevented, and the toner scattering is prevented even when the toner concentration is high. Is effectively prevented.

本発明において、現像剤占有率(R)と現像条件の諸
因子との関係は、前記式(1)より明らかである。即
ち、スリーブへの現像剤塗布量Mが大きくなればなる程
Rは増大し、またD−S間距離Hが大きくなればなる程
Rは小さくなる。また、一般に ρt<ρc …(3) であることから、二成分系現像剤中のトナー濃度(重量
分率)が高くなればなる程、現像剤占有率は増大する。
In the present invention, the relationship between the developer occupancy (R) and the various factors of the developing conditions is clear from the above equation (1). That is, R increases as the amount M of developer applied to the sleeve increases, and R decreases as the distance H between DS becomes larger. In general, ρt <ρc (3). Therefore, as the toner concentration (weight fraction) in the two-component developer increases, the developer occupancy increases.

本発明において、現像スリーブ面上への現像剤の塗布
量(即ち供給量)は、現像スリーブ単位面積当り0.06乃
至0.25g/cm2、特に0.1乃至0.2g/cm2の範囲とする。また
D−S間距離(H)は0.04乃至0.16cm、特に0.06乃至0.
14cmの範囲とし、更に用いる現像剤のトナー濃度は3乃
至10重量%、特に3.5乃至7.5重量%の範囲とし、この範
囲内で、前述した現像剤体積占有率(R)が30%より大
で且つ75%未満となるように設定する。
In the present invention, the application amount (that is, the supply amount) of the developer on the developing sleeve surface is in the range of 0.06 to 0.25 g / cm 2 , particularly 0.1 to 0.2 g / cm 2 per unit area of the developing sleeve. The DS distance (H) is 0.04 to 0.16 cm, particularly 0.06 to 0.
The toner concentration of the developer used is in the range of 3 to 10% by weight, especially 3.5 to 7.5% by weight. Within this range, the above-mentioned developer volume occupancy (R) is larger than 30%. And set to be less than 75%.

更に、本発明は、後述する実験例によって得られる第
4図及び第5図からも明らかなように現像層を摺擦させ
たときの現像スリーブ面に現れる磁気の状態が重要であ
り、現像剤が感光体面と摺擦を終了する位置に対応する
現像スリーブ面(第2図におけるPで示される位置)で
の接線方向の磁力Xを430ガウス以上とすることが重要
である。接線方向とは前述したように磁力線の方向がス
リーブ面に対して、平行あるいはねかせた状態の方向を
とることである。これは現像スリーブ内に交互に設けら
れるN,S極の磁極の強度と距離、及びスリーブ径の総体
的な関係によって設定することができる。接線方向の磁
力Xが前記範囲を満たす場合には、感光体から離れる位
置で磁気ブラシが感光体面に対して十分にねかせた状態
となる。このようなブラシ状態は、現像域である摺擦部
に大きな影響を与え、スリーブの径等が小さくて、摺擦
部での主極の強度が十分に確保できない場合でもキャリ
ヤ引きのない、または画像後端欠けのない画像が得られ
る。また、接線方向の磁力Xが430ガウス未満では、摺
擦部終了位置の法線方向の磁力Yを規制することが重要
であり、法線方向の磁力YをY≧−X+800(ガウス)
とすることが重要である。法線方向とはスリーブ面に対
して垂直に延びる方向であり、現像剤の磁気ブラシが穂
立ちする状態を意味する。後述する実施例の表1からも
明らかなように、前記関係を満たす装置においては、キ
ャリヤ引きが生じず、X≧430ガウスの場合と同様に摺
擦部でのスリーブ面で張り付いた状態となり前記作用を
十分に発揮する。
Further, in the present invention, as is clear from FIGS. 4 and 5 obtained by an experimental example described later, the state of the magnetic force that appears on the surface of the developing sleeve when the developing layer is rubbed is important. It is important that the magnetic force X in the tangential direction on the developing sleeve surface (the position indicated by P in FIG. 2) corresponding to the position where the rubbing with the photosensitive member surface ends is 430 gauss or more. As described above, the tangential direction means that the direction of the line of magnetic force is in a direction parallel to or inclined with respect to the sleeve surface. This can be set by the overall relationship between the strength and distance of the magnetic poles of the N and S poles provided alternately in the developing sleeve and the sleeve diameter. When the magnetic force X in the tangential direction satisfies the above range, the magnetic brush is sufficiently resilient to the photoconductor surface at a position away from the photoconductor. Such a brush state has a great effect on the rubbing portion, which is a development area, and there is no carrier pulling even when the diameter of the sleeve is small and the strength of the main pole in the rubbing portion cannot be sufficiently secured, or An image with no missing image trailing edge is obtained. If the magnetic force X in the tangential direction is less than 430 Gauss, it is important to regulate the magnetic force Y in the normal direction at the rubbing portion end position, and the magnetic force Y in the normal direction is Y ≧ −X + 800 (Gauss).
It is important that The normal direction is a direction extending perpendicular to the sleeve surface, and means a state in which the magnetic brush of the developer is raised. As is clear from Table 1 of the embodiment described later, in the device satisfying the above-mentioned relationship, no carrier pulling occurs and the device is stuck on the sleeve surface at the sliding portion as in the case of X ≧ 430 Gauss. The above function is sufficiently exhibited.

また本発明においては、現像スリーブ面における法線
方向磁力が最大となる位置位置Ypを、感光体ドラム表面
に最も近接する位置(現像域の中心であり、第2図のS
で示される位置)から0.035乃至0.5ラジアンだけ、現像
剤の搬送方向に対して上流側に位置せしめる。このよう
な位置に法線方向の磁力が最大であるということは、現
像域において磁気ブラシが接線方向に向けて磁力によっ
て吸引されてスリーブ面にねかされた状態と成っている
ことを意味する。この場合、前述したP点での接線方向
の磁力値を満たすことは可能であり、重要であることは
前述の通りである。このように法線方向の磁力が前記位
置で最大となることは、現像の際に現像域で磁気ブラシ
が感光体に強く当たらず、前述した現像剤占有率(R)
の作用に加えて、磁気ブラシの自由度が大となる。この
ような現像剤ブラシの状態では、画質を良好にして有効
摺擦領域を大きく広げうるため、現像スリーブ径を小さ
く小型にすることが可能である。
Further, in the present invention, the position Yp at which the magnetic force in the normal direction on the developing sleeve surface is maximized is set to the position closest to the photosensitive drum surface (the center of the developing area;
From the position indicated by) to the upstream side with respect to the developer conveyance direction by 0.035 to 0.5 radians. The fact that the magnetic force in the normal direction is maximum at such a position means that the magnetic brush is attracted by the magnetic force toward the tangential direction in the developing area and is in a state of being neglected on the sleeve surface. . In this case, it is possible to satisfy the tangential magnetic force value at the point P, which is important as described above. As described above, the fact that the magnetic force in the normal direction becomes maximum at the above-mentioned position means that the magnetic brush does not strongly hit the photoconductor in the development area during development, and the developer occupancy (R)
In addition to the effect of the above, the degree of freedom of the magnetic brush is increased. In such a state of the developer brush, the image quality can be improved and the effective rubbing area can be largely expanded, so that the diameter of the developing sleeve can be reduced and reduced.

更に、摺擦部では現像剤の磁気ブラシはスリーブ表面
に張り付くように束縛されており、法線方向の磁力強度
を低くして飽和磁化の低いキャリヤの使用が可能で、ソ
フトな現像剤の磁気ブラシを形成して鮮明な現像をする
ことができる。また、スリーブ内の交互に置かれる極、
即ちスリーブ面に現れる法線方向の最大磁力が1000ガウ
ス以下、特に900ガウス以下であることが望ましい。前
記主極の磁力が大きすぎると、スリーブの径にもよるが
ソフトな磁気ブラシが形成できなくなり、鮮明な画像が
得られない。
Further, in the rubbing part, the magnetic brush of the developer is bound so as to stick to the surface of the sleeve, so that the magnetic force in the normal direction can be reduced to use a carrier having a low saturation magnetization, and the magnetic brush of the soft developer can be used. A sharp development can be performed by forming a brush. Also, alternating poles in the sleeve,
That is, it is desirable that the maximum magnetic force appearing on the sleeve surface in the normal direction be 1000 Gauss or less, particularly 900 Gauss or less. If the magnetic force of the main pole is too large, a soft magnetic brush cannot be formed depending on the diameter of the sleeve, and a clear image cannot be obtained.

(発明の実施態様) 以下、本発明に係る好ましい実施態様を添付図面に従
って詳説する。第1図乃至第3図は本発明に係る現像装
置の要部説明図である。
(Embodiments of the Invention) Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 to FIG. 3 are main part explanatory diagrams of the developing device according to the present invention.

本発明に用いる磁気ブラシ現像方法を説明するための
第1図において、多数の磁極N,Sを備えたマグネットロ
ール11がアルミニウムの如き非磁性材料から成る現像ス
リーブ12内に収容されている。この現像スリーブ12から
微小間隙、すなわちHをおいて、基体13とその上に設け
られた電子写真感光層14とから成る感光体ドラム15が設
けられている。現像スリーブ12及び感光体ドラム15は機
枠(図示せず)に回転可能に支持されており、ニップ位
置における移動方向(矢印)が同方向(回転方向は互い
に逆方向)となるように駆動される。現像スリーブ12は
現像器16の開口部に位置しており、この現像器16の内部
には二成分系現像剤(すなわち、トナーと磁性キャリヤ
との混合物)18の混合攪拌器17が設けられ、その上方に
はトナーを供給するためのトナー供給機構20が設けられ
ている。二成分系現像剤18は攪拌器17で混合されてトナ
ーが摩擦電荷を得た後、現像スリーブ12に供給されて、
その表面に磁気ブラシ21を形成する。この磁気ブラシ21
は穂切機構22により穂立長を調節され、電子写真感光層
14とのニップ位置まで搬送され、感光層14上に静電潜像
をトナーで可視像を形成する。
In FIG. 1 for explaining a magnetic brush developing method used in the present invention, a magnet roll 11 having a large number of magnetic poles N and S is accommodated in a developing sleeve 12 made of a non-magnetic material such as aluminum. A photosensitive drum 15 including a base 13 and an electrophotographic photosensitive layer 14 provided thereon is provided with a small gap, that is, H, from the developing sleeve 12. The developing sleeve 12 and the photosensitive drum 15 are rotatably supported by a machine frame (not shown), and are driven so that the moving direction (arrow) at the nip position is the same direction (the rotating directions are opposite to each other). You. The developing sleeve 12 is located at an opening of the developing device 16, and a mixing and stirring device 17 for a two-component developer (that is, a mixture of a toner and a magnetic carrier) 18 is provided inside the developing device 16. Above it, a toner supply mechanism 20 for supplying toner is provided. After the two-component developer 18 is mixed by the stirrer 17 and the toner obtains a triboelectric charge, the toner is supplied to the developing sleeve 12,
The magnetic brush 21 is formed on the surface. This magnetic brush 21
Of the electrophotographic photosensitive layer
The photosensitive drum 14 is conveyed to a nip position where the electrostatic latent image is formed on the photosensitive layer 14 with toner.

現像スリーブ12は、全体として23で示す現像器の開口
部に位置しており、現像スリーブへの供給側には前述し
た穂切機構22が配置され、且つスリーブから現像器への
循環側には、開口端縁24を有する現像剤受25が配置され
ている。
The developing sleeve 12 is located at the opening of the developing device generally indicated by 23, the above-described scissor mechanism 22 is disposed on the supply side to the developing sleeve, and on the circulation side from the sleeve to the developing device. A developer receiver 25 having an opening edge 24 is disposed.

現像剤塗布量Mは、スリーブ12の周速を変化させるこ
とにより、またスリーブ12と穂切機構22との間隔を調節
することにより所定の値に設定できる。
The developer application amount M can be set to a predetermined value by changing the peripheral speed of the sleeve 12, and by adjusting the interval between the sleeve 12 and the ear-cutting mechanism 22.

第2図に示すようにスリーブ12は矢印方向、即ち反時
計方向に駆動回転されるように設けられている。このス
リーブ12の外周面には二成分系現像剤層21である磁気ブ
ラシが形成され、磁気ブラシ21は、スリーブ12の回転に
伴なって、スリーブ回転方向と同方向に移動する。
As shown in FIG. 2, the sleeve 12 is provided so as to be driven and rotated in the direction of the arrow, that is, counterclockwise. A magnetic brush, which is a two-component developer layer 21, is formed on the outer peripheral surface of the sleeve 12, and the magnetic brush 21 moves in the same direction as the sleeve rotation direction with the rotation of the sleeve 12.

対向する感光体層14の感光体面に形成される静電潜像
には、現像域、即ち磁気ブラシとの摺擦部(第2図のA
部)でトナーのみが転写され、これによって潜像部が現
像される。また、スリーブ12面の第2図に示す点Sは感
光体面14とスリーブ12面との最短距離に於けるスリーブ
面の位置であり、点Pは現像剤の摺擦が終了する位置に
対応しており、感光体面14上の摺擦終了位置とマグネッ
トロールの中心とを結ぶ直線と現像スリーブ表面との交
点である。
The electrostatic latent image formed on the photoreceptor surface of the opposing photoreceptor layer 14 has a development area, that is, a rubbing portion with a magnetic brush (A in FIG. 2).
Portion), only the toner is transferred, whereby the latent image portion is developed. The point S shown in FIG. 2 of the sleeve 12 is the position of the sleeve surface at the shortest distance between the photoreceptor surface 14 and the surface of the sleeve 12, and the point P corresponds to the position where the rubbing of the developer is completed. This is the intersection of the straight line connecting the rubbing end position on the photoreceptor surface 14 and the center of the magnet roll with the surface of the developing sleeve.

本発明においては、第3図に示すように点Pにおいて
内部のマグネットロール11から所定の磁力が作用してお
り、その磁力を法線方向Y(スリーブ面に垂直)と接線
方向Xとにベクトル分解してそのスカラー量を測定し、
その値を一定の範囲に設定している。第4図(A)はス
リーブ面に生じている法線方向に作用する磁力のチャー
トを示したものである。また、第4図(B)はスリーブ
面に生じる接線方向に作用する磁力のチャートを示した
ものである。スリーブ12の等距離基準円は磁力のスカラ
ー量(ガウス)を示すもので、スリーブ面での法線方向
及び接線方向の磁界の強度を示すものである。
In the present invention, as shown in FIG. 3, a predetermined magnetic force acts from the internal magnet roll 11 at a point P, and the magnetic force is vectorized in a normal direction Y (perpendicular to the sleeve surface) and a tangential direction X. Disassemble and measure the scalar amount,
The value is set in a certain range. FIG. 4A shows a chart of the magnetic force acting on the sleeve surface in the normal direction. FIG. 4 (B) shows a chart of the magnetic force acting on the sleeve surface in the tangential direction. The equidistant reference circle of the sleeve 12 indicates the scalar amount (Gauss) of the magnetic force, and indicates the strength of the magnetic field in the normal direction and the tangential direction on the sleeve surface.

本発明においては、前記摺擦が終了するスリーブ面点
Pにおける接線方向Xの磁力がX≧430ガウスであり、
このような磁力の形成はスリーブ12内マグネットロール
11のN,S極の位置関係、及び距離をスリーブの半径に応
じて調節することによって行われる。また、接線方向X
の磁力が430ガウスに満たない場合には、法線方向Yの
値が制限され、Y≧−X+800ガウスとなるように設定
される。
In the present invention, the magnetic force in the tangential direction X at the sleeve surface point P at which the rubbing is completed is X ≧ 430 Gauss,
The formation of such a magnetic force is performed by the magnet roll in the sleeve 12.
The adjustment is performed by adjusting the positional relationship between the N and S poles and the distance according to the radius of the sleeve. Also, the tangential direction X
Is less than 430 gauss, the value in the normal direction Y is limited, and is set so that Y ≧ −X + 800 gauss.

本発明ではまた、点Sの位置から現像剤流れの上流側
の0.035r乃至0.5r(rはスリーブの半径)、特に0.14r
乃至0.42rの範囲に法線方向の最大値Ypが設定され、そ
の最大磁力は、N,S極どちらでもよいが1000ガウス以
下、特に900ガウス以下に設定することが望ましい。こ
のような範囲に設定されたスリーブ上では現像域におい
て磁気ブラシの穂がねた状態でソフトに維持される傾向
にある。
In the present invention, from the position of the point S, 0.035r to 0.5r (r is the radius of the sleeve), especially 0.14r
The maximum value Yp in the normal direction is set in the range of 0.42r to 0.42r, and the maximum magnetic force may be either N or S pole, but is preferably set to 1000 Gauss or less, particularly 900 Gauss or less. On the sleeve set in such a range, the magnetic brush tends to be kept soft in the sprung state in the developing area.

また、本発明における現像スリーブ12の径は15乃至50
mmの範囲での使用が可能であり、特に20mmで使用すると
現像機構部における現像スリーブ12の占有面積が小さく
なる。
The diameter of the developing sleeve 12 in the present invention is 15 to 50.
It is possible to use the developing sleeve 12 within a range of mm, and particularly when the developing sleeve 12 is used at a distance of 20 mm, the area occupied by the developing sleeve 12 in the developing mechanism is reduced.

また現像剤塗布量(現像剤のスリーブ単位面積当りの
供給量M)、D−S間距離を、前記式(1)で表される
現像剤の体積占有率(R)が前述した範囲となるように
設定する。
Further, the developer application amount (the supply amount M of the developer per unit area of the sleeve) and the DS distance are within the above-mentioned ranges in which the volume occupancy (R) of the developer represented by the above formula (1) is obtained. Set as follows.

現像剤 磁性キャリヤとしては、キャリヤ濃度C/Dにも依存す
るが、一般に密度ρcが3.50乃至6.50g/mm、特に4.00乃
至5.50g/mmのものが好ましく、特にフェライト系の磁性
キャリヤが使用される。
Developer The magnetic carrier depends on the carrier concentration C / D, but generally has a density ρc of preferably 3.50 to 6.50 g / mm, particularly preferably 4.00 to 5.50 g / mm, and particularly a ferrite-based magnetic carrier is used. You.

フェライトとして従来、例えば酸化鉄亜鉛(ZnFe
2O4)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe5O12)、酸化鉄カド
ミウム(CdFe2O4)、酸化鉄ガドリニウム(Gd3Fe
5O12)、酸化鉄銅(CuFe2O4)、酸化鉄鉛(PbFe
12O19)、酸化鉄ニッケル(NiFe2O4)、酸化鉄ネオジウ
ム(NdFeO3)、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、酸化鉄
マグネシウム(MgFe2O4)、酸化鉄マンガン(MnFe
2O4)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)等の1種或いは2種
以上から成る組成の焼結フェライト粒子が使用されてお
り、特にCu,Zn,Mg,Mn及びNiから成る群より選ばれた金
属成分の少なくとも1種、好適には2種以上含有するソ
フトフェライト、例えば、銅−亜鉛−マグネシウムフェ
ライトが使用されているが、これらのフェライトの内、
前記条件を満足するものを用いる。
Conventionally, as ferrite, for example, iron oxide zinc (ZnFe
2 O 4 ), yttrium iron oxide (Y 3 Fe 5 O 12 ), cadmium iron oxide (CdFe 2 O 4 ), gadolinium iron oxide (Gd 3 Fe
5 O 12 ), copper iron oxide (CuFe 2 O 4 ), lead iron oxide (PbFe
12 O 19 ), nickel iron oxide (NiFe 2 O 4 ), iron neodymium oxide (NdFeO 3 ), iron barium oxide (BaFe 12 O 19 ), iron magnesium oxide (MgFe 2 O 4 ), iron manganese oxide (MnFe)
Sintered ferrite particles having a composition of one or more of 2 O 4 ), lanthanum iron oxide (LaFeO 3 ), and the like are used. Soft ferrite containing at least one, and preferably two or more, of the metal components used, for example, copper-zinc-magnesium ferrite, among these ferrites,
Those that satisfy the above conditions are used.

キャリヤの飽和磁化は40乃至65emu/g,特に45乃至56em
u/gの範囲にあるのが望ましい。磁性キャリヤは、上記
条件を満足するフェライトキャリヤ、特に球状のフェラ
イトキャリヤが好適なものであり、その粒径は20乃至14
0μm,特に50乃至100μmの範囲にあることが望ましい。
Carrier saturation magnetization is 40 to 65 emu / g, especially 45 to 56 em
It is preferably in the range of u / g. As the magnetic carrier, a ferrite carrier that satisfies the above conditions, particularly a spherical ferrite carrier, is preferable, and the particle size is 20 to 14 μm.
It is preferably in the range of 0 μm, especially 50-100 μm.

フェライトキャリヤの電気抵抗は、その化学的組成に
よって変動するのは勿論であるが、その粒子構造や製造
方法或いはコーティングの種類や厚みによっても変動す
る。一般に、その体積固有抵抗は、5×108乃至5×10
11Ω・cm、特に1×109乃至1×1011Ω・cmの範囲にあ
るのがよい。
The electrical resistance of the ferrite carrier naturally varies depending on its chemical composition, but also varies depending on its particle structure, production method, coating type and thickness. Generally, its volume resistivity is 5 × 10 8 to 5 × 10
It is preferably in the range of 11 Ω · cm, particularly 1 × 10 9 to 1 × 10 11 Ω · cm.

トナーとしては、磁性キャリヤの密度やトナー濃度に
も依存するが、一般に密度ρtが1.00乃至1.40g/m3、特
に1.10乃至1.20g/mm3のものが使用される。
The toner generally has a density ρt of 1.00 to 1.40 g / m 3 , particularly 1.10 to 1.20 g / mm 3 , although it depends on the density of the magnetic carrier and the toner concentration.

本発明に用いるトナーは、定着用樹脂媒質中に着色剤
及び電荷制御剤或いは更にそれ自体周知のトナー用配合
剤を配合したものである。本発明に用るトナーはまた、
1×10-11乃至5×10-8S/cm、特に5×10-10乃至1×10
-9S/cmの導電率を有するが好ましく、またその誘電率は
2.5乃至4.5、特に2.5乃至4.2の範囲にあるのが望まし
い。
The toner used in the present invention is obtained by blending a colorant and a charge control agent or a toner compounding agent known per se in a fixing resin medium. The toner used in the present invention also includes
1 × 10 -11 to 5 × 10 -8 S / cm, especially 5 × 10 -10 to 1 × 10
It preferably has a conductivity of -9 S / cm, and its dielectric constant is
It is preferably in the range of 2.5 to 4.5, especially 2.5 to 4.2.

トナー用の定着用樹脂媒質、着色剤、電荷制御剤及び
その他のトナー用配合剤は上記特性が得られるように選
択し組合せるのがよい。先ず定着用樹脂媒体としては、
スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル
系樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ロジン変性マレ
イン酸樹脂、シリコーン樹脂、キシレン樹脂、ポリビニ
ルブチラール樹脂等が使用される。
The fixing resin medium for the toner, the colorant, the charge control agent and the other compounding agents for the toner are preferably selected and combined so as to obtain the above-mentioned properties. First, as a fixing resin medium,
Styrene resins, acrylic resins, styrene-acryl resins, polyesters, epoxy resins, rosin-modified maleic resins, silicone resins, xylene resins, polyvinyl butyral resins, and the like are used.

また、用いる樹脂は、一般に0乃至25の酸価を有する
のが好ましい。また、定着性の見地から50乃至65℃のガ
ラス転移温度(Tg)を有するのがよい。
Further, the resin used generally preferably has an acid value of 0 to 25. Further, from the viewpoint of fixability, it is preferable that the glass transition temperature (Tg) is 50 to 65 ° C.

樹脂中に含有させる着色剤としては、それ自体公知の
任意の無機または有機の顔料や染料等が単独または2種
以上の組合せで使用される。例えば、ファーネスブラッ
ク、チャンネルブラック等のカーボンブラック;四三酸
化鉄等の鉄黒;ルチル型またはアナターゼ型等の二酸化
チタン;フタロシアニンブルー;フタロシアニングリー
ン;カドミウムイエロー;モリブレンオレンジ;ピラゾ
ロンレッド;ファストバイオレットB等が挙げられる。
As the colorant to be contained in the resin, any known inorganic or organic pigment or dye or the like may be used alone or in combination of two or more. For example, carbon black such as furnace black and channel black; iron black such as triiron tetroxide; titanium dioxide such as rutile type or anatase type; phthalocyanine blue; phthalocyanine green; cadmium yellow; And the like.

電荷制御剤としては、それ自体公知の任意の電荷制御
剤、例えば、ニグロシンベース(CI50415)、オイルブ
ラック(CI20150)、スピロンブラック等の油溶性染料
や、1:1型或いは2:1型金属錯塩染料、(アルキル)サリ
チル酸やナフトエ酸の金属(錯)塩等が使用される。
Examples of the charge control agent include any charge control agent known per se, for example, oil-soluble dyes such as nigrosine base (CI50415), oil black (CI20150), and spiron black, and 1: 1 or 2: 1 metal Complex salt dyes, metal (complex) salts of (alkyl) salicylic acid and naphthoic acid and the like are used.

トナー粒子の粒径は、コールターカウンターで測定し
た粒径は体積基準メジアン系で8乃至14μm、特に10乃
至12μmの範囲にあるのがよく、また粒子形状は溶融混
練・粉砕法で製造された不定形のものでも、また分散乃
至懸濁重合法で製造された球状のものでもよい。
The particle size of the toner particles, as measured by a Coulter counter, is preferably in the range of 8 to 14 μm, particularly 10 to 12 μm in terms of volume-based median, and the particle shape was determined by a melt kneading / pulverization method. It may be of a regular shape or a spherical shape produced by a dispersion or suspension polymerization method.

現像剤中のトナー重量分率T/Dは、3乃至10重量%、
特に3.5乃至7.5重量%の範囲内とする。
The toner weight fraction T / D in the developer is 3 to 10% by weight,
In particular, it is in the range of 3.5 to 7.5% by weight.

また、現像剤全体としては電気抵抗は、1×108乃至
1×1012Ω・cm、特に5×109乃至5×1011Ω・cmの範
囲にあることが本発明の目的に好ましい。
The electric resistance of the whole developer is preferably in the range of 1 × 10 8 to 1 × 10 12 Ω · cm, particularly 5 × 10 9 to 5 × 10 11 Ω · cm.

他の現像条件 現像剤の塗布量Mは、前述した範囲とするのがよく、
これは現像スリーブ周速と、現像スリーブの磁束密度及
び穂長との両方に依存するが、このために、現像スリー
ブの磁極としては、一般に500乃至1000ガウス、特に650
乃至850ガウスのものを用いるのがよく、現像スリーブ
の周速は60乃至800cm/sec、特に90乃至450cm/secとし、
穂切長は磁束密度にも依存するが、0.6乃至1.6mm、特に
0.8乃至1.4mmの範囲が適当である。
Other Development Conditions The amount M of the developer applied is preferably in the above-described range.
This depends on both the peripheral speed of the developing sleeve and the magnetic flux density and the spike length of the developing sleeve. For this reason, the magnetic pole of the developing sleeve is generally 500 to 1000 Gauss, especially 650
~ 850 Gauss is good, the peripheral speed of the developing sleeve is 60 to 800 cm / sec, especially 90 to 450 cm / sec,
The cutting length depends on the magnetic flux density, but 0.6 to 1.6 mm, especially
A range of 0.8 to 1.4 mm is appropriate.

また、D−S間距離(H)は、0.4乃至1.6mm、特に0.
6乃至1.4mmの範囲から選択するのがよい。
Further, the DS distance (H) is 0.4 to 1.6 mm, particularly 0.1 mm.
It is better to select from the range of 6 to 1.4 mm.

感光体としては、従来電子写真法に使用されている感
光体、例えば、セレン感光体、非晶質シリコン感光体、
酸化亜鉛感光体、セレン化カドミウム感光体、硫化カド
ミウム感光体、各種有機感光体等がすべて使用される。
As the photoconductor, a photoconductor conventionally used in electrophotography, for example, a selenium photoconductor, an amorphous silicon photoconductor,
A zinc oxide photoreceptor, a cadmium selenide photoreceptor, a cadmium sulfide photoreceptor, and various organic photoreceptors are all used.

他の現像条件として、現像スリーブと感光体導電性基
体との間に印加するバイアス電圧は、平均電界強度が10
0乃至1000V/mm、特に125乃至800V/mmの範囲となるよう
なものが好ましい。
As another developing condition, the bias voltage applied between the developing sleeve and the photoconductor conductive substrate has an average electric field strength of 10
Those having a range of 0 to 1000 V / mm, particularly 125 to 800 V / mm are preferable.

以下、本発明に係る実験例及び比較例を示す。 Hereinafter, experimental examples and comparative examples according to the present invention will be described.

(実験例1) 以下の現像条件を基本として、現像剤塗布量M、トナ
ー重量分率T/D、キャリア重量分率C/D、及びドラム−ス
リーブ間距離、穂切ギャップ、の位置を種々変更して画
像出しを行った。
(Experimental Example 1) Based on the following developing conditions, the positions of the developer application amount M, the toner weight fraction T / D, the carrier weight fraction C / D, the distance between the drum and the sleeve, and the position of the cutting gap are variously changed. Changed the image.

現像条件 現像スリーブ径:20mm、現像スリーブ周速:210mm/se
c、感光体ドラム径:60mm、感光体ドラム周速:70mm/se
c、感光体ドラム:負帯電用有機感光体、感光体表面電
位:−700V、現像バイアス電位:−500V、現像磁極:法
線方向の最大磁力の位置がマグネットローラと感光体ド
ラムとの中心を結ぶ線上、P点での法線方向の磁力が63
0ガウス、P点での接線方向の磁力150ガウス、トナー:
ポリエステルにカーボンブラックを分散した体積基準の
メジアン径が11μmの真密度1.11g/cm3のトナー、キャ
リア:フェライトコアに樹脂コートした飽和磁化が55em
u/gで、電気抵抗が5×109Ω・cmの真密度が5g/cm3のキ
ャリア。
Developing conditions Developing sleeve diameter: 20 mm, developing sleeve peripheral speed: 210 mm / se
c, photoconductor drum diameter: 60mm, photoconductor drum peripheral speed: 70mm / se
c, photoconductor drum: organic photoconductor for negative charging, photoconductor surface potential: -700V, developing bias potential: -500V, developing magnetic pole: the position of the maximum magnetic force in the normal direction is at the center between the magnet roller and the photoconductor drum. On the connecting line, the magnetic force in the normal direction at point P is 63
0 gauss, 150 gauss tangential magnetic force at point P, toner:
Toner with a true-density of 1.11 g / cm 3 with a median diameter of 11 μm based on a volume of carbon black dispersed in polyester, carrier: Ferrite core resin-coated with a saturation magnetization of 55 em
Carrier with u / g, electrical resistance of 5 × 10 9 Ω · cm and true density of 5 g / cm 3 .

表−1の結果より、現像スリーブ面における法線方向
磁力が最大となる位置位置Ypが現像域の中心に位置して
いる場合には、トナー飛散やカブリを防止し且つ高濃度
画像を得るための現像剤の体積占有率(R)は30〜40%
のごく狭い範囲に限られることが判る。
From the results in Table 1, when the position Yp where the magnetic force in the normal direction on the developing sleeve surface is maximum is located at the center of the developing area, toner scattering and fogging are prevented and a high density image is obtained. The volume occupancy (R) of the developer is 30-40%
It can be seen that it is limited to a very narrow range.

例えば、実験No.1について、穂切りギャップを広げ
て、現像剤塗布量Mを、0.111g/cm2に設定したところ
(体積占有率R=37.3%)、トナー飛散やカブリは有効
に防止され、高濃度画像を得ることができた(実験No.
1′)。また、実験No.3において、D−S間距離Hを狭
めて0.07cmに設定したところ(体積占有率R=40.2
%)、トナー飛散が発生し、また画像に濃度ムラが発生
した(実験No.3′)。
For example, in Experiment No. 1, when the ear-cut gap was widened and the developer application amount M was set to 0.111 g / cm 2 (volume occupancy R = 37.3%), toner scattering and fogging were effectively prevented. , A high density image was obtained (Experiment No.
1 '). Further, in Experiment No. 3, when the distance H between DS was set to be 0.07 cm narrower (volume occupancy R = 40.2
%), Toner scattering occurred, and density unevenness occurred in the image (Experiment No. 3 ').

(実験例2) 実験例1の実験No.3′と実験No.4において、現像磁極
の法線方向の最大磁力の位置Ypを、現像域の中心から現
像剤の搬送方向上流側に0.04ラジアンだけ移動させ、現
像域末端(第2図におけるP点)での法線方向磁力Yを
590ガウス、接線方向磁力Xを220ガウスに設定し、同様
の実験を行った。
(Experimental Example 2) In Experiment No. 3 'and Experiment No. 4 of Experimental Example 1, the position Yp of the maximum magnetic force in the normal direction of the developing magnetic pole was set to 0.04 radian from the center of the developing area to the upstream side in the developer conveying direction. At the end of the development zone (point P in FIG. 2).
A similar experiment was performed with 590 Gauss and the tangential magnetic force X set to 220 Gauss.

この結果、トナー飛散やカブリの発生が有効に抑制さ
れ、更に、キャリヤによる画像部の掃き跡やキャリヤ付
着のない高濃度鮮明画像が得られた。
As a result, the occurrence of toner scattering and fogging was effectively suppressed, and further, a high-density clear image was obtained without sweeping of the image area by the carrier or adhesion of the carrier.

従って、法線方向最大磁力の位置Ypを、現像域中心か
ら現像剤の搬送方向上流側に移動させることにより、現
像剤の体積占有率Rが40%を越えた場合にも、トナー飛
散やカブリが防止され、高濃度画像が得られることが判
る。
Therefore, by moving the position Yp of the maximum magnetic force in the normal direction from the center of the developing area to the upstream side in the transport direction of the developer, even when the volume occupation ratio R of the developer exceeds 40%, toner scattering or fogging can occur. It can be seen that high density images can be obtained.

(実験例2) 実験例1の現像剤占有率が40.2%と43・2%(No.4)
の条件において、現像磁極の法線方向の最大磁力の位置
を現像スリーブの回転方向上流側へ0.04R(Rは現像ロ
ーラの半径)移動させて、P点での法線方向の磁力を59
0ガウス、P点での接線方向の磁力を220ガウスとしたと
ころトナー飛散とカブリの発生が抑制され、また、キャ
リアによる画像部の掃き跡やキャリア付着もない高濃度
鮮明画像が得られた。
(Experimental Example 2) The developer occupancy of Experimental Example 1 was 40.2% and 43.2% (No. 4).
Under the condition (1), the position of the maximum magnetic force in the normal direction of the developing magnetic pole is moved 0.04R (R is the radius of the developing roller) to the upstream side in the rotation direction of the developing sleeve, and the magnetic force in the normal direction at the point P is reduced by 59.
When the magnetic force in the tangential direction at point 0 gauss and point P was 220 gauss, toner scattering and fogging were suppressed, and a high-density clear image was obtained with no sweeping of the image area by the carrier and no carrier adhesion.

(実験例3) 実験例2によって現像磁極の法線方向の最大磁力の位
置を現像スリーブの回転方向にずらせることで、有効現
像剤占有率が拡大することとともにキャリアによる画像
部の掃き跡やキャリア付着も抑制できることが確認出来
たので、更に、現像剤占有率を種々変更するとともに、
マグネットローラ及び磁極の位置を変更して画像出しを
行った。尚、第4図(A)及び(B)は、No.6の条件の
点S、点Pにおける磁力分布チャート図であり、No.11
は第5図(A)及び(B)の点S、点Pにおける磁力分
布チャート図である。以下、結果を表−2に示す。
(Experimental Example 3) By shifting the position of the maximum magnetic force in the normal direction of the developing magnetic pole in the rotating direction of the developing sleeve in Experimental Example 2, the effective developer occupancy is increased, and the sweeping of the image area by the carrier and Since it was confirmed that carrier adhesion can also be suppressed, the developer occupancy rate was changed variously,
An image was obtained by changing the positions of the magnet roller and the magnetic pole. 4 (A) and 4 (B) are magnetic force distribution charts at points S and P under the conditions of No. 6, and FIG.
FIG. 5 is a magnetic force distribution chart at points S and P in FIGS. 5 (A) and (B). The results are shown in Table 2 below.

表−2より、マグネットローラを変更して、現像磁極
の法線方向の最大磁力の位置を現像スリーブの回転方向
上流側に特定範囲で移動させ、且つ、摺擦領域の終了部
の現像スリーブ上の磁力が特定の関係にあるものは、画
像濃度、細線再現性が良好で、画像カブリやキャリア付
着、画像部のキャリアによる掃き跡のない高品質画像が
形成できることが確認できた。
From Table 2, the magnet roller is changed to move the position of the maximum magnetic force in the normal direction of the developing magnetic pole within a specific range to the upstream side in the rotation direction of the developing sleeve, and to move the position on the developing sleeve at the end of the rubbing area. It was confirmed that those having a specific relationship of magnetic force had good image density and fine line reproducibility, and were able to form high-quality images without image fogging, carrier adhesion, and no sweeping marks caused by carriers in the image area.

また、第6図は各実験例での現像摺擦終了域での現像
スリーブ上の法線方向と接線方向の磁力とキャリア付着
(キャリアによる掃き跡)の発生の有無をプロットした
ものであり、図より法線方向の磁力(Y)と接線方向の
磁力(X)とがY≧−X+800(X<430)の関係か、X
≧430の時にキャリア付着が発生しないことが分かる。
尚、図中●はキャリア付着発生を表し、○はキャリア付
着未発生を表す。
FIG. 6 is a plot of the magnetic force in the normal direction and the tangential direction on the developing sleeve and the presence or absence of carrier adhesion (sweeping trace due to carrier) on the developing sleeve in the end region of the developing rub in each experimental example. According to the figure, the relationship between the magnetic force (Y) in the normal direction and the magnetic force (X) in the tangential direction is Y ≧ −X + 800 (X <430),
It can be seen that carrier adhesion does not occur when ≧ 430.
In the drawing, ● represents the occurrence of carrier adhesion, and ○ represents the absence of carrier adhesion.

(実験例4) 実験例3で確認できた○で示される現像条件におい
て、磁性キャリアとして(飽和磁化:55emu/g、粒径:70
μm、体積固有抵抗:1×109−cm)のキャリアAと(飽
和磁化:45emu/g、粒径:65μm、体積固有抵抗:3×1010
Ω−cm)のキャリアBを使用して同様の画像形成を行っ
たが何れにおいてもキャリア付着やキャリアによる掃き
跡がない画像特性も優れた高品質画像が得られた。
(Experimental Example 4) Under the developing conditions indicated by ○ confirmed in Experimental Example 3, as a magnetic carrier (saturation magnetization: 55 emu / g, particle size: 70)
μm, volume resistivity: 1 × 10 9 −cm, carrier A (saturation magnetization: 45 emu / g, particle size: 65 μm, volume resistivity: 3 × 10 10)
The same image formation was performed using the carrier B (Ω-cm), but in each case, a high quality image having excellent image characteristics without carrier adhesion and no trace of sweeping by the carrier was obtained.

(発明の効果) 以上、説明したように本発明によれば、現像の際の現
像域において、現像剤の組成及び密度、現像剤塗布量並
びにドラム−スリーブ間距離を、前記で式(1)で表さ
れる現像剤の体積占有率(R)が30%より大で且つ75%
未満となるように選び、かつ法線方向の磁力の最大値の
位置を特定の位置に設定したので、現像域を通過する現
像剤の流動性の良い状態で、トナー飛散のない高濃度な
画像を形成し、現像スリーブの径を小さくして現像装置
全体の小型化を図ることが可能である。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the composition and density of the developer, the amount of the applied developer, and the distance between the drum and the sleeve in the development zone during the development are expressed by the above formula (1). The volume occupancy (R) of the developer represented by the formula is more than 30% and 75%
High-density images with no toner scatter in a state of good fluidity of the developer passing through the development area because the position of the maximum value of the magnetic force in the normal direction is set to a specific position. Is formed, and the diameter of the developing sleeve can be reduced to reduce the size of the entire developing device.

また、現像スリーブ面に生じる磁気、特に現像剤層が
摺擦を終了する点での接線方向の磁力を特定の範囲とす
ることによって、或いは接線方向と法線方向の磁力を特
定の範囲とすることによって、現像の際にキャリヤ引き
を少なくすることができる。しかも、現像スリーブ内の
磁力を低くして飽和磁化の低いキャリヤを使用してソフ
トな現像剤層を形成することが可能である。
Also, the magnetic force generated on the developing sleeve surface, particularly the magnetic force in the tangential direction at the point where the developer layer finishes rubbing, is set to a specific range, or the magnetic forces in the tangential direction and the normal direction are set to a specific range. As a result, carrier pull during development can be reduced. In addition, it is possible to form a soft developer layer by using a carrier having a low saturation magnetization by reducing the magnetic force in the developing sleeve.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図、第2図、及び第3図は本発明に係る現像方法及
びその装置の要部説明図、第4図(A)及び(B)は、
点S及び点Pに於ける磁力分布チャート図、第5図
(A)及び(B)は、別の点S及び点Pに於ける磁力分
布チャート図、第6図は法線方向と接線方向の磁力の大
きさ関係を示す図である。
FIGS. 1, 2, and 3 are explanatory views of a main part of the developing method and the apparatus according to the present invention, and FIGS. 4 (A) and (B) are
Magnetic force distribution charts at points S and P, FIGS. 5A and 5B show magnetic force distribution charts at different points S and P, and FIG. 6 shows normal and tangential directions. FIG. 4 is a diagram showing a magnitude relationship of magnetic force of FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 昭宏 大阪府大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田工業株式会社内 (72)発明者 蔵前 善久 大阪府大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−4281(JP,A) 特開 平2−79878(JP,A) 特開 昭62−192757(JP,A) 特開 平4−86868(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/09 G03G 15/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akihiro Watanabe 1-2-28 Tamazuki, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Mita Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihisa Kuramae 1-2-2 Tamazuki, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 28 Mita Kogyo Co., Ltd. (56) References JP-A-63-4281 (JP, A) JP-A-2-79878 (JP, A) JP-A-62-192757 (JP, A) JP-A-4- 86868 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 15/09 G03G 15/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】磁性キャリヤとトナーとから成る二成分系
現像剤を、内部にマグネットを有する現像スリーブ上に
供給し、該現像剤を、該現像スリーブと感光体ドラムと
の間の現像域に磁気ブラシの形で搬送して感光体ドラム
面と摺擦させることにより、該感光体ドラム上に形成さ
れている静電潜像を現像して成る現像方法において、 前記感光体ドラムと現像スリーブとは、両者が最も近接
する位置での間隔を示すD−S間距離が0.04乃至0.16cm
の範囲に設定され、 前記現像剤中のトナー濃度は、3乃至10重量%の範囲に
設定され、該現像剤は、現像スリーブの単位面積当り0.
06乃至0.25g/cm2となる量で現像スリーブ上に供給さ
れ、該現像剤の磁気ブラシは、0.6乃至1.6mmの高さに穂
切りされた後に現像域に供給され、 下記式: R=M×(T/D×1/ρt+C/D×1/ρc)÷H 式中、Mは、現像剤のスリーブ単位面積当りの供給量
(g/cm2)であり、 Hは、前記D−S間距離(cm)であり、 T/Dは、現像剤中のトナー濃度重量分率(重量%)であ
り、 C/Dは、現像剤中のキャリヤ濃度重量分率(重量%)で
あり、 ρtは、トナーの真密度(g/cm3)であり、 ρcは、キャリヤの真密度(g/cm3)である、 で定義される現像剤体積占有率R(%)が、30<R<75
を満足する条件下で現像が行われ、 前記現像剤の磁気ブラシが感光体ドラム面との摺擦を終
了する位置と現像スリーブ中心とを結ぶ線上に位置する
現像スリーブ面において、接線方向の磁力Xが430ガウ
ス以上であるか、または接線方向の磁力Xが430ガウス
未満で法線方向の磁力YがY≧−X+800(ガウス)を
満足するように磁力分布を設定すると共に、 法線方向磁力が最大となる現像スリーブ面での位置Yp
は、感光体ドラム表面に最も近接する位置から0.035乃
至0.5ラジアンだけ、現像剤の搬送方向に対して上流側
に位置せしめることを特徴とする高濃度現像方法。
1. A two-component developer comprising a magnetic carrier and a toner is supplied onto a developing sleeve having a magnet therein, and the developer is supplied to a developing area between the developing sleeve and the photosensitive drum. A developing method for developing an electrostatic latent image formed on the photoconductor drum by conveying the photoconductor drum in the form of a magnetic brush and rubbing against the surface of the photoconductor drum; Is the distance between the DS indicating the distance between the two closest positions is 0.04 to 0.16 cm
The toner concentration in the developer is set in a range of 3 to 10% by weight.
The magnetic brush of the developer is supplied to the developing area after being cut off to a height of 0.6 to 1.6 mm, and is supplied to the developing area at the amount of 06 to 0.25 g / cm 2. M × (T / D × 1 / ρt + C / D × 1 / ρc) ÷ H In the formula, M is the supply amount (g / cm 2 ) of the developer per unit area of the sleeve, and H is the D- The distance between S (cm), T / D is the toner concentration weight fraction in the developer (% by weight), and C / D is the carrier concentration weight fraction in the developer (% by weight). , Ρt is the true density of the toner (g / cm 3 ), and ρc is the true density of the carrier (g / cm 3 ). R <75
Developing is performed under the condition satisfying the following condition.The tangential magnetic force is applied to the developing sleeve surface located on a line connecting the position where the magnetic brush of the developer finishes rubbing the photosensitive drum surface and the center of the developing sleeve. The magnetic force distribution is set so that X is 430 Gauss or more, or the magnetic force X in the tangential direction is less than 430 Gauss and the magnetic force Y in the normal direction satisfies Y ≧ −X + 800 (Gauss). At the developing sleeve surface where
Is a method in which a high-density developing method is characterized in that 0.035 to 0.5 radians is located on the upstream side of the developer conveying direction from the position closest to the surface of the photosensitive drum.
【請求項2】前記現像スリーブ面での最大磁力を1000ガ
ウス以下に設定する請求項1に記載の現像方法。
2. The developing method according to claim 1, wherein the maximum magnetic force on the developing sleeve surface is set to 1000 gauss or less.
【請求項3】径が20mm以下の現像スリーブを使用する請
求項1記載の現像方法。
3. The developing method according to claim 1, wherein a developing sleeve having a diameter of 20 mm or less is used.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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