JPH08220889A - Developing device - Google Patents
Developing deviceInfo
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- JPH08220889A JPH08220889A JP2947095A JP2947095A JPH08220889A JP H08220889 A JPH08220889 A JP H08220889A JP 2947095 A JP2947095 A JP 2947095A JP 2947095 A JP2947095 A JP 2947095A JP H08220889 A JPH08220889 A JP H08220889A
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- JP
- Japan
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- toner
- developer
- developing
- carrier
- image
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- Pending
Links
Landscapes
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式複写装置等
の画像形成装置において、二成分現像剤を用いて静電潜
像を現像する現像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic latent image using a two-component developer in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電子写真複写装置等においては、
二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式の現像装置が
用いられている。この現像装置は、内部に複数の磁極を
有する磁石体からなる磁石ロールを備え回転可能に支持
された円筒状の現像剤搬送体である現像スリーブを有
し、この現像スリーブ表面にトナー粒子を付着させた磁
性キャリアを保持し現像域に搬送して現像を行うもので
ある。2. Description of the Related Art Conventionally, in electrophotographic copying machines and the like,
A magnetic brush developing type developing device using a two-component developer is used. This developing device has a developing sleeve, which is a cylindrical developer carrier, which is rotatably supported and has a magnet roll made of a magnet body having a plurality of magnetic poles inside. Toner particles are attached to the surface of the developing sleeve. The thus-obtained magnetic carrier is held and conveyed to the developing area for development.
【0003】従来、二成分現像法としては、一般に粒径
が数十μm〜数百μmの磁性キャリア粒子と平均粒径が10
μm前後の非磁性トナー粒子からなる現像剤が用いられ
ており、トナー粒子やさらにはキャリア粒子が粗いため
に、繊細な線や点或いは濃淡差等を再現する高画質画像
が得られにくいといった問題がある。こうした高画質な
画像を得るためには、トナー粒子及びキャリア粒子をよ
り微粒子にすることが必要であると考えられる。しか
し、トナー粒子を10μm以下の微粒子にすると、 現像時のクーロン力に対して相対的にファンデルワー
ルス力の影響が大きくなるため、像背景の地部分にもト
ナー粒子が付着するいわゆるカブリが生ずるようにな
り、現像剤搬送体への直流バイアス電圧印加によっても
カブリを防ぐことが困難となる、トナーの摩擦帯電制
御が困難となり、トナーの凝集が起こり易くなる、二
成分現像法においては、トナーのキャリア被覆率が高く
なるため、さらに帯電制御が困難となる、キャリア被
覆率を低下させるため、キャリア粒子を小さくしていく
と、キャリア粒子も像形成体の静電像部分に付着するよ
うになる、という問題が発生する。この原因としては、
磁気バイアスの力が低下して、キャリア粒子がトナー粒
子と共に像形成体側に付着したためと考えられる。ま
た、バイアス電圧が大きくなると、像背景の地部分にも
キャリア粒子が付着するようになる。Conventionally, as a two-component developing method, generally, magnetic carrier particles having a particle size of several tens μm to several hundreds μm and an average particle size of 10 are used.
A developer consisting of non-magnetic toner particles of around μm is used, and because toner particles and even carrier particles are coarse, it is difficult to obtain a high-quality image that reproduces delicate lines, dots, or density differences. There is. In order to obtain such a high quality image, it is considered necessary to make the toner particles and carrier particles finer. However, if the toner particles are made smaller than 10 μm, the influence of the van der Waals force is relatively large with respect to the Coulomb force during development, and so-called fog occurs in which the toner particles adhere to the background of the image background. As a result, it becomes difficult to prevent fogging even by applying a DC bias voltage to the developer transport body, it becomes difficult to control the triboelectric charging of the toner, and toner aggregation easily occurs. Carrier coverage becomes higher, which makes it more difficult to control charging. In order to reduce carrier coverage, the carrier particles become smaller, so that the carrier particles also adhere to the electrostatic image portion of the image forming body. The problem occurs. This can be caused by
It is considered that the magnetic bias force decreased and the carrier particles adhered to the image forming body side together with the toner particles. Further, when the bias voltage increases, carrier particles also adhere to the ground portion of the image background.
【0004】トナー及びキャリアの微粒子化には、上述
のような副作用の方が目立って、鮮明な画像が得られな
いという問題があるため、トナー粒子及びキャリア粒子
を微粒子化することは実際に用いるのが困難であった。The fine particles of the toner and the carrier have a problem that the above-mentioned side effects are more noticeable and a clear image cannot be obtained. Therefore, the fine particles of the toner and the carrier are actually used. Was difficult.
【0005】上記問題を解決する方法として、現像域上
流部に電極を有する板状部材を現像剤搬送体(現像スリ
ーブ)に当接し、前記電極と前記現像剤搬送体、前記現
像剤搬送体と像形成体との間に、前者の方が強くなるよ
うな振動電界を形成し、現像剤中のトナーをクラウド化
して現像を行う方法が、特開平5-346736号公報、特開平
6-175485号公報に記載されている。As a method for solving the above problems, a plate-shaped member having an electrode in the upstream portion of the developing area is brought into contact with a developer carrying body (developing sleeve), and the electrode, the developer carrying body, and the developer carrying body are connected to each other. A method of forming an oscillating electric field in which the former is stronger than that of the image forming body and clouding the toner in the developer to perform development is disclosed in JP-A-5-346736 and JP-A-5-346736.
6-175485.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
方法では、板状部材が現像剤層に当接しているため、現
像剤層と板状部材とが摺擦し、その摩擦熱によって板状
部材に現像剤中のトナーが(コーティングキャリアの場
合にはキャリアも)融着するという問題が発生する。こ
の融着は、現像剤層の良好な搬送を阻害し、画像に白ス
ジやヌケ等の欠陥が生じる原因となる。However, in the above-described conventional method, since the plate-shaped member is in contact with the developer layer, the developer layer and the plate-shaped member rub against each other, and the friction heat causes the plate-shaped member to slide. There arises a problem that the toner in the developer (and also the carrier in the case of a coating carrier) is fused to the member. This fusing interferes with good conveyance of the developer layer and causes defects such as white stripes and blanks in the image.
【0007】本発明は、前記制御電極法の問題点を解決
し、制御電極板にトナーが融着することなく、解像度、
現像性が高く、白スジや画像ヌケ等の欠陥ない高画質の
画像を、長期にわたり安定して得られる二成分非接触現
像装置を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems of the control electrode method, and the resolution and
It is an object of the present invention to provide a two-component non-contact developing device which has a high developability and is capable of stably obtaining a high-quality image free from defects such as white lines and image blanks for a long period of time.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体に
対向する現像剤搬送体の現像域又は現像域よりも上流部
に、現像剤層に当接した絶縁部材によって支持された電
圧印加可能な電極部を配設してなる制御電極を有する現
像装置において、前記現像剤は少なくとも体積平均粒径
dt(μm)のトナー、体積平均粒径dc(μm)のキャリ
ア、及び次式の条件を満たす体積平均粒径da(μm)の
微粒子から成ることを特徴とする現像装置によって達成
される。The above-mentioned object is to apply a voltage, which is supported by an insulating member in contact with a developer layer, to a developing area of a developer carrying body facing an image forming body or an upstream portion of the developing area. In a developing device having a control electrode provided with possible electrode portions, the developer is at least a toner having a volume average particle diameter d t (μm), a carrier having a volume average particle diameter d c (μm), and the following formula: It is achieved by a developing device characterized by comprising fine particles having a volume average particle diameter d a (μm) satisfying the condition of.
【0009】[(dt+dc)/1000]<da<[(dt+dc)/50][(D t + d c ) / 1000] <d a <[(d t + d c ) / 50]
【0010】[0010]
【実施例】図1は本発明の現像装置を好適な現像手段と
して備えたカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図
である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a color image forming apparatus equipped with the developing device of the present invention as a suitable developing means.
【0011】図1において、1は光導電体を塗布或いは
蒸着した可撓性のベルトからなるベルト状の像形成体で
ある感光体ベルトで、この感光体ベルト1は回動ローラ
2および3の間に架設されていて回動ローラ2の駆動に
より時計方向に搬送される。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photoconductor belt which is a belt-shaped image forming body made of a flexible belt coated or vapor-deposited with a photoconductor, and the photoconductor belt 1 includes rotary rollers 2 and 3. It is installed between and is conveyed in the clockwise direction by driving the rotating roller 2.
【0012】4は前記感光体ベルト1に内接するよう装
置本体に固定したガイド部材で、前記感光体ベルト1は
テンションローラ5の作用によって緊張状態とされるこ
とによりその内周面を前記ガイド部材4に摺擦させる。Reference numeral 4 denotes a guide member fixed to the main body of the apparatus so as to be inscribed in the photoconductor belt 1. The photoconductor belt 1 is tensioned by the action of a tension roller 5, so that the inner peripheral surface of the guide member 1 becomes the guide member. Rub 4
【0013】6は帯電手段たるスコロトロン帯電器、7
は像露光手段たるレーザビームを用いたレーザ書込み装
置、8Aないし8Dはそれぞれ特定色の現像剤を収容し
た複数の現像手段たる本発明の現像装置であって、これ
等の像形成手段は感光体ベルト1の前記ガイド部材4に
接する部分に配設される。6 is a scorotron charger as a charging means, and 7
Is a laser writing device using a laser beam as an image exposing means, and 8A to 8D are developing devices of the present invention which are a plurality of developing means each containing a developer of a specific color, and these image forming means are photosensitive members. It is arranged at a portion of the belt 1 in contact with the guide member 4.
【0014】前記各現像装置8A,8B,8C,8Dは
詳細については後述するが、例えばイエロー,マゼン
タ,シアン,黒色の各現像剤をそれぞれ収容するもので
前記感光体ベルト1と所定の間隙を保つ各現像スリーブ
(現像剤搬送体)81を備え、感光体ベルト1上の潜像を
非接触の反転現像法により顕像化する機能を有してい
る。この非接触現像は接触現像と異なり、感光体ベルト
1の移動を妨げない長所を有する。Each of the developing devices 8A, 8B, 8C and 8D will be described in detail later. For example, each of the developing devices 8A, 8B, 8C and 8D accommodates yellow, magenta, cyan and black developers, respectively. Each developing sleeve (developer carrier) 81 to be kept is provided, and has a function of making the latent image on the photosensitive belt 1 visible by a non-contact reversal developing method. Unlike the contact development, the non-contact development has an advantage that it does not hinder the movement of the photosensitive belt 1.
【0015】12は転写器、13はクリーニング装置でこの
クリーニング装置13のブレード13aとトナー排出ローラ
13bは画像形成中には感光体ベルト1の表面より離間し
た位置に保たれ画像転写後のクリーニング時のみ図示の
ように感光体ベルト1の表面に圧接される。A transfer device 12 and a cleaning device 13 are a blade 13a of the cleaning device 13 and a toner discharge roller.
13b is kept at a position apart from the surface of the photoconductor belt 1 during image formation and is pressed against the surface of the photoconductor belt 1 as shown in the figure only during cleaning after image transfer.
【0016】かかるカラー画像形成装置によるカラー画
像形成のプロセスは次のようにして行われる。The process of forming a color image by such a color image forming apparatus is performed as follows.
【0017】先ず、本実施例による多色像の形成は、次
の像形成システムに従って遂行される。First, the formation of a multicolor image according to this embodiment is performed according to the following image forming system.
【0018】(イ)オリジナル画像を撮像素子が走査す
る画像データ入力部でカラー画像データを得る。(ロ)
このデータを画像データ処理部で演算処理して画像デー
タを作成する。(ハ)その画像データは一旦画像メモリ
に格納される。(ニ)次いでこの画像データは記録時取
り出されて記録部である例えば図2のカラー画像形成装
置へ入力される。(B) Color image data is obtained by an image data input section in which an image sensor scans an original image. (B)
The image data processing unit performs arithmetic processing on this data to create image data. (C) The image data is temporarily stored in the image memory. (D) Next, this image data is taken out at the time of recording and inputted to the recording section, for example, the color image forming apparatus shown in FIG.
【0019】即ち、前記カラー画像形成装置とは別体の
画像読取装置から出力される色信号である画像データが
前記レーザ書込み装置7に入力されると、レーザ書込み
装置7においては図示しない書込み光源である半導体レ
ーザで発生されたレーザビーム(書込み光)は図示しな
いコリメータレンズ及びシリンドリカルレンズを通過
し、駆動モータ71により回転される回転多面鏡74により
回転走査され、fθレンズ75とシリンドリカルレンズ76
を経てその間2個のミラー77,78により光路を曲げられ
て、予めスコロトロンの帯電器6によって一様な電荷を
付与された感光体ベルト1の周面上に投射され主走査が
なされて輝線を形成する。That is, when image data, which is a color signal output from an image reading device separate from the color image forming device, is input to the laser writing device 7, the writing light source (not shown) in the laser writing device 7 is input. The laser beam (writing light) generated by the semiconductor laser as described above passes through a collimator lens and a cylindrical lens (not shown), is rotationally scanned by a rotary polygon mirror 74 rotated by a drive motor 71, and has an fθ lens 75 and a cylindrical lens 76.
After that, the optical path is bent by the two mirrors 77 and 78 in the meantime, and the main scanning is performed on the peripheral surface of the photoconductor belt 1 to which uniform charges have been applied in advance by the charger 6 of the scorotron, and the main scanning is performed to form a bright line. Form.
【0020】一方、走査が開始されるとレーザビームが
図示しないインデックスセンサによって検知され、第1
の色信号により変調されたレーザビームが前記感光体ベ
ルト1の周面上を走査する。従ってレーザビームによる
主走査と感光体ベルト1の搬送による副走査により感光
体ベルト1の周面上に第1の色に対応する潜像が形成さ
れて行く。この潜像は現像手段の内イエロー(Y)のト
ナー(顕像媒体)の装填された現像装置8Aにより現像
されて、ベルト表面にトナー像が形成される。得られた
トナー像はベルト面に保持されたまま感光体ベルト1の
周面より引き離されている清掃手段たるクリーニング装
置13のブレード13a、トナー排出ローラ13bの下を通過
し、次の画像形成サイクルに入る。On the other hand, when the scanning is started, the laser beam is detected by an index sensor (not shown), and the first
The laser beam modulated by the color signal of (1) scans the peripheral surface of the photosensitive belt 1. Therefore, a latent image corresponding to the first color is formed on the peripheral surface of the photosensitive belt 1 by the main scanning by the laser beam and the sub-scanning by the conveyance of the photosensitive belt 1. This latent image is developed by the developing device 8A in which yellow (Y) toner (visual medium) is loaded in the developing means, and a toner image is formed on the belt surface. The obtained toner image passes under the blade 13a of the cleaning device 13 and the toner discharge roller 13b as the cleaning means, which is separated from the peripheral surface of the photosensitive belt 1 while being held on the belt surface, and the next image forming cycle is performed. to go into.
【0021】即ち、前記感光体ベルト1は前記帯電器6
により再び帯電され、次いで第2の色信号が前記レーザ
書込み装置7に入力され、前述した第1の色信号の場合
と同様にしてベルト表面への書込みが行われ潜像が形成
される。潜像は第2の色としてマゼンタ(M)のトナー
を装填した現像装置8Bによって現像される。That is, the photoconductor belt 1 has the charger 6
Is charged again, and then the second color signal is input to the laser writing device 7, and writing is performed on the belt surface in the same manner as in the case of the first color signal described above to form a latent image. The latent image is developed by the developing device 8B loaded with magenta (M) toner as the second color.
【0022】このマゼンタ(M)のトナー像はすでに形
成されている前述のイエロー(Y)のトナー像の存在下
に形成される。The magenta (M) toner image is formed in the presence of the previously formed yellow (Y) toner image.
【0023】8Cはシアン(C)のトナーを有する現像
装置で、第1,第2の色と同様にベルト表面にシアン
(C)のトナー像を形成する。Reference numeral 8C denotes a developing device having cyan (C) toner, which forms a cyan (C) toner image on the belt surface in the same manner as the first and second colors.
【0024】さらに8Dは黒色のトナーを有する現像装
置であって、前記の色と同様の処理によりベルト表面に
黒色のトナー像を重ね合わせて形成する。これ等各現像
装置8A,8B,8C及び8Dの各現像スリーブ81には
直流或いはさらに交流のバイアス電圧が印加され、顕像
手段である二成分現像剤による非接触現像が行われ、基
体が接地された感光体ベルト1には非接触で現像が行わ
れるようになっている。Further, 8D is a developing device having black toner, which forms a black toner image on the surface of the belt by superimposing it by the same processing as the above-mentioned color. A DC or further AC bias voltage is applied to each developing sleeve 81 of each of these developing devices 8A, 8B, 8C and 8D, non-contact development is performed by a two-component developer which is a developing means, and the substrate is grounded. The developed photoconductor belt 1 is developed in a non-contact manner.
【0025】かくして感光体ベルト1の周面上に形成さ
れたカラーのトナー画像は、転写部においてトナーと逆
極性の高電圧が印加されて、給紙カセット14より給紙ガ
イド15を経て送られてきた転写材に転写される。The color toner image thus formed on the peripheral surface of the photosensitive belt 1 is sent from the paper feeding cassette 14 through the paper feeding guide 15 by applying a high voltage having a polarity opposite to that of the toner at the transfer portion. It is transferred to the transfer material.
【0026】即ち、給紙カセット14に収容された転写材
は,給紙ローラ16の回転によって最上層の一枚が搬出さ
れてタイミングローラ17を介し感光体ベルト1上の像形
成とタイミングを合わせて転写器12へと供給される。That is, the transfer material contained in the paper feed cassette 14 is carried out by the rotation of the paper feed roller 16 so that one of the uppermost layers is carried out and the timing is adjusted with the image formation on the photosensitive belt 1 via the timing roller 17. And is supplied to the transfer device 12.
【0027】トナー画像の転写を受けた転写材は、前記
回動ローラ2に沿って急に方向転換をする感光体ベルト
1より確実に分離して上方に向かい、定着ローラ18によ
ってトナー画像を溶着固定したのち排紙ローラ19を経て
トレイ20上に排出される。The transfer material having received the transfer of the toner image is surely separated from the photosensitive belt 1 which suddenly changes its direction along the rotating roller 2 and goes upward, and the toner image is fused by the fixing roller 18. After being fixed, the paper is discharged onto the tray 20 via the paper discharge roller 19.
【0028】一方、転写材への転写を終えた感光体ベル
ト1は,さらに搬送を続けてブレード13aとトナー排出
ローラ13bを圧接状態とした前記クリーニング装置13に
おいて残留したトナーの除去を行いその終了をまって再
び前記ブレード13aを引き離し、それより少し後にトナ
ー排出ローラ13bを引き離し新たな画像形成のプロセス
に入る。On the other hand, the photosensitive belt 1 which has finished the transfer onto the transfer material is further conveyed and the blade 13a and the toner discharge roller 13b are brought into pressure contact with each other to remove the residual toner in the cleaning device 13 to finish the operation. Then, the blade 13a is separated again, and a little later, the toner discharge roller 13b is separated, and a new image forming process is started.
【0029】上記本発明の現像装置を用いるカラー画像
形成装置として、像形成体がベルト状のものについて述
べたが、ドラム状の像形成体を有する画像形成性装置に
ついても同様に用いることができる。As the color image forming apparatus using the developing device of the present invention, the belt-shaped image forming body is described, but the image forming apparatus having the drum-shaped image forming body can be similarly used. .
【0030】前記現像装置8A〜8Dは同一の構成から
なり、以下符号8をもって示すことにする。The developing devices 8A to 8D have the same structure, and will be denoted by reference numeral 8 below.
【0031】図2は本発明の現像装置の一実施例を示す
概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing an embodiment of the developing device of the present invention.
【0032】図2(a)及び図2(b)は、本発明装置
の一実施例の概略断面図及び要部拡大断面図であって、
81はアルミニウム等の非磁性材料からなる現像剤搬送体
である現像スリーブで、図の矢示方向に回転可能であ
る。82は現像スリーブ81の内部に固設された複数のN,
S磁極を周方向に有する磁石体で、磁石体82の1つの磁
極82aは現像スリーブ81と感光体ベルト1との最近接位
置の現像域Aの中に配置されこれを主磁極ということに
する。この現像スリーブ81と磁石体82とで現像剤搬送機
能を発揮する。磁石体82の主磁極82aを含む各磁極は50
0〜1,500ガウスの磁束密度に磁化されており、その磁力
によって現像剤スリーブ81上に磁性現像剤Dの層即ち、
磁気ブラシを形成するこの磁気ブラシは現像剤スリーブ
81の回転によって同方向に移動し現像域Aに搬送され
る。この現像スリーブ81上に形成される磁気ブラシは感
光体ベルト1の表面に接触せず間隙を保つように、現像
スリーブ81と規制ブレード86の間隙及び現像スリーブ81
と感光体ベルト1の間隙を調整される。2 (a) and 2 (b) are a schematic sectional view and an enlarged sectional view of an essential part of an embodiment of the device of the present invention.
Reference numeral 81 denotes a developing sleeve which is a developer carrier made of a non-magnetic material such as aluminum, and is rotatable in the direction of the arrow in the figure. Reference numeral 82 denotes a plurality of Ns fixed inside the developing sleeve 81.
A magnet body having an S magnetic pole in the circumferential direction, and one magnetic pole 82a of the magnet body 82 is arranged in the developing area A which is the closest position between the developing sleeve 81 and the photosensitive belt 1, and is referred to as a main magnetic pole. . The developing sleeve 81 and the magnet body 82 exhibit a developer transport function. Each magnetic pole including the main magnetic pole 82a of the magnet body 82 is 50
It is magnetized to a magnetic flux density of 0 to 1,500 gauss, and the magnetic force thereof causes a layer of the magnetic developer D on the developer sleeve 81, that is,
This magnetic brush forming a magnetic brush is a developer sleeve
By the rotation of 81, it moves in the same direction and is conveyed to the developing area A. The magnetic brush formed on the developing sleeve 81 does not come into contact with the surface of the photoconductor belt 1 so that a gap is maintained between the developing sleeve 81 and the regulating blade 86 and the developing sleeve 81.
And the gap between the photoconductor belt 1 is adjusted.
【0033】84は現像域Aの上流側に現像剤Dの層に当
接するよう設けた絶縁部材83上に電圧印加可能な電極部
84aと、さらに電極部84aの上にひさし部材84cを配設
してなる制御電極で、絶縁部材83は例えばポリエステ
ル、ポリイミド、ガラスエポキシ、ポリエチレンテフタ
レート、ポリアミドイミド等の電気的絶縁体よりなる均
し部材を兼ねる部材、電極部84aは金属等の導電性材料
からなり絶縁部材83の先端部上に線状に一体に設けら
れ、ひさし部材84cはガラスエポキシ板等からなってい
る。85A,85Bは現像剤Dを撹拌して成分を均一にする
撹拌スクリュー、86は磁気ブラシの高さ、量を規制する
ため設けられた非磁性体或いは磁性体からなる現像剤規
制手段である規制ブレード、87は現像域Aを通過した磁
気ブラシを現像スリーブ81上から除去するクリーニング
ブレード、88は現像剤溜まり、89はケーシング、89aは
絶縁部材83の固定部を支持するためケーシング89に設け
られた支持部、90,90sは制御電極84を支持部89aに固
定するための押え板と止めネジである。Reference numeral 84 designates an electrode portion capable of applying a voltage on an insulating member 83 provided on the upstream side of the developing area A so as to contact the layer of the developer D.
84a and a control electrode in which an eave member 84c is further provided on the electrode portion 84a, and the insulating member 83 is made of an electrically insulating material such as polyester, polyimide, glass epoxy, polyethylene terephthalate or polyamide imide. The electrode portion 84a, which also functions as a shutter member, is made of a conductive material such as metal and is integrally provided linearly on the tip of the insulating member 83. The eaves member 84c is made of a glass epoxy plate or the like. Reference numerals 85A and 85B are stirring screws for stirring the developer D to make the components uniform, and 86 is a developer regulating means made of a non-magnetic material or a magnetic material provided to regulate the height and amount of the magnetic brush. A blade, 87 is a cleaning blade for removing the magnetic brush passing through the developing zone A from the developing sleeve 81, 88 is a developer reservoir, 89 is a casing, and 89a is provided in the casing 89 for supporting the fixed portion of the insulating member 83. The supporting portions 90, 90s are a holding plate and a set screw for fixing the control electrode 84 to the supporting portion 89a.
【0034】以下、本発明の現像装置を構成する制御電
極および現像剤について説明する。The control electrode and the developer which compose the developing device of the present invention will be described below.
【0035】イ:制御電極84 −構成− 図3は制御電極84の一例を示す斜視図及び断面図であ
る。図3に示す制御電極84は従来公知のプリント基板製
造方法を用い、絶縁部材83としてガラスエポキシ,ポリ
イミド,紙フェノール等を用い、銅箔等の導電性部材を
ラミネートした後、エッチング処理することによって、
絶縁部材83の先端部に電極部84aを形成し、さらにガラ
スエポキシ板からなるひさし部材84cによって電極部84
aを被覆しかつ張り出すように一体に接着してなるもの
である。B. Control Electrode 84-Structure-FIG. 3 is a perspective view and a sectional view showing an example of the control electrode 84. The control electrode 84 shown in FIG. 3 is formed by using a conventionally known printed circuit board manufacturing method, using glass epoxy, polyimide, paper phenol, or the like as the insulating member 83, laminating a conductive member such as copper foil, and then performing an etching treatment. ,
The electrode portion 84a is formed at the tip of the insulating member 83, and the electrode portion 84a is further formed by the eave member 84c made of a glass epoxy plate.
It is formed by coating a and adhering integrally so as to project.
【0036】図4(a)は制御電極84の他の例を示す断
面図で、絶縁部材83と、絶縁部材83と同じ大きさのひさ
し部材84dとの間で、かつ先端が該ひさし部材84dの先
端より約0.3mmの位置に電極部84aを挟み込むように形
成したものである。FIG. 4A is a cross-sectional view showing another example of the control electrode 84, which is between the insulating member 83 and an eave member 84d having the same size as the insulating member 83, and the tip of which is the eave member 84d. The electrode portion 84a is formed at a position approximately 0.3 mm from the tip of the.
【0037】図4(b)はガラスエポキシ板から成る絶
縁部材83の上面に長さ0.5mmの電極部84aを接合し、か
つ該電極部84aの先端を、絶縁部材83の先端より約0.3m
m後退させた位置に形成したものである。In FIG. 4B, an electrode portion 84a having a length of 0.5 mm is joined to the upper surface of an insulating member 83 made of a glass epoxy plate, and the tip of the electrode portion 84a is about 0.3 m from the tip of the insulating member 83.
It is formed at the retracted position.
【0038】なお、ひさし部材84c,84dを除いた制御
電極も用いることができるが、図3に示すひさし部材84
cを有するものが電極部84aの汚れを防止することがで
きて好ましい。Although the control electrode excluding the eaves members 84c and 84d can be used, the eaves member 84 shown in FIG.
Those having c are preferable because they can prevent the electrode portion 84a from being soiled.
【0039】上記電極部84aは、金属等の導電性材料を
断面が円形又は四辺形の線状にしたものを、絶縁性の絶
縁部材83の先端部に接着剤等により貼り付ける(図5
(a),(b),(g),(h))、絶縁部材83の先端
部に切り込み83aを設けこれに挟み込む(図5(c),
(d))、絶縁部材83の先端部に凹部83cを設けてここ
に埋め込む(図5(e),(f))、等の方法によって
も形成することができる。電極部84aは無用の放電を防
止するためと防錆のため絶縁性樹脂によって被覆しても
よい。The electrode portion 84a is made by forming a conductive material such as metal into a linear shape with a circular or quadrangular cross section, and affixing it to the tip of the insulating insulating member 83 with an adhesive or the like (FIG. 5).
(A), (b), (g), (h)), a notch 83a is provided at the tip of the insulating member 83, and is sandwiched by this (FIG. 5 (c),
(D)), a concave portion 83c may be provided at the tip of the insulating member 83 and embedded therein (FIGS. 5E and 5F), and the like. The electrode portion 84a may be covered with an insulating resin for preventing unnecessary discharge and for rust prevention.
【0040】−製造方法− 基板材料としては、例えばポリエステル、ポリイミド、
ガラスエポキシ、エチレン-4フッ化エチレン共重合体、
4フッ化エチレン-6フッ化プロピレン共重合体、ポリ4
フッ化エチレン、ポリアミドイミド、ポリスルホル、ト
リアジン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材
料がガラス繊維強化樹脂、セラミックス、ガラス、アル
ミナ等の無機材料を用いることができる。これらの基板
に電解銅はく、焼きなまし電解銅はく、ベリリウム銅は
く等を接着剤によってはり付け、従来公知のフォトポリ
マーを用いたフォトエッチング法、スクリーン印刷によ
るエッチングレジスト構成法等により、基板上に必要な
電極部を構成する。この他、導電性インキを凸版、孔
版、凹版、平版によって電極部に対応して印刷する方法
や金属を蒸着する方法等を用いることができる。又、電
極からの不要な放電を防止するために、電極部上に絶縁
被覆層を構成することが好ましく、この場合は、前述し
た基板材料と同種の部材を貼る方法や絶縁性インクを塗
布する方法を用いることができる。-Manufacturing Method-As the substrate material, for example, polyester, polyimide,
Glass epoxy, ethylene-4 fluoroethylene copolymer,
Polytetrafluoroethylene-6 fluoropropylene copolymer, poly 4
As the resin material such as ethylene fluoride, polyamide imide, polysulfol, triazine resin and polyethylene terephthalate, an inorganic material such as glass fiber reinforced resin, ceramics, glass and alumina can be used. Electrolytic copper foil, annealed electrolytic copper foil, beryllium copper foil and the like are adhered to these substrates with an adhesive, and photoetching using a conventionally known photopolymer, etching resist composition by screen printing, etc. The necessary electrode parts are formed on the top. In addition, it is possible to use a method of printing a conductive ink corresponding to the electrode portion using a relief printing plate, a stencil printing plate, an intaglio printing plate, a planographic printing plate, a method of depositing a metal, and the like. Further, in order to prevent unnecessary discharge from the electrode, it is preferable to form an insulating coating layer on the electrode portion. In this case, a method of applying a member of the same kind as the substrate material described above or applying an insulating ink. Any method can be used.
【0041】また、電極部分を線状ワイヤーとしたもの
等も用いることができる(図5(c),(e),(h)
参照)。Further, it is also possible to use a wire in which the electrode portion is a linear wire (FIGS. 5C, 5E, 5H).
reference).
【0042】電極部84aの全体は、搬送上流部での不要
なクラウド発生を防止し、安定した搬送量を得るため
に、図2(b)に示すように、絶縁部材83と現像スリー
ブ81の最近接点81bよりも現像スリーブ81の感光体ベル
ト1への最近接位置81a側にのみ配置されるよう形成さ
せる。電極部84aの周方向長さは、現像スリーブ81の径
や搬送速度にもよるが、0.05〜5mm、特に0.1〜1mmが
好ましい。0.05mm以下では充分なクラウドを発生させる
ことができず、5mm以上ではトナーが振動によって帯電
し、過剰帯電となるため現像性の低下が生ずる。In order to prevent unnecessary cloud formation in the upstream portion of the transport and to obtain a stable transport amount, the entire electrode portion 84a includes an insulating member 83 and a developing sleeve 81 as shown in FIG. 2B. The developing sleeve 81 is formed so as to be arranged only on the side of the closest position 81a of the developing sleeve 81 to the photosensitive belt 1 with respect to the closest contact 81b. The circumferential length of the electrode portion 84a depends on the diameter of the developing sleeve 81 and the conveying speed, but is preferably 0.05 to 5 mm, and particularly preferably 0.1 to 1 mm. If it is less than 0.05 mm, a sufficient cloud cannot be generated, and if it is more than 5 mm, the toner is charged by vibration and becomes excessively charged, so that the developing property is deteriorated.
【0043】また、制御電極84の厚さt(図3)は、現
像域Aの感光体ベルト1と現像スリーブ81の最近接距離
をd1としたときに、(1/10,000)d1〜(2/3)d1、特
に(1/1,000)d1〜(2/3)d1が好ましい。(2/3)d1
より大きいと、感光体ベルト1とひさし部材84c,84d
又は電極部84aとの間隙が狭くなるため、ひさし部材84
c,84d又は電極部84aが像形成体1の表面に接触しや
すくなり、画像乱れが発生しやすくなる。反対に(1/1
0,000)d1以下では現像スリーブ81からの電流が流れ込
みやすくなり、電圧降下が発生し現像性の低下が起こり
やすくなる。[0043] The thickness t of the control electrode 84 (FIG. 3) is the closest distance between the photoreceptor belt 1 and the developing sleeve 81 of the developing zone A is taken as d 1, (1 / 10,000) d 1 ~ (2/3) d 1 , particularly (1 / 1,000) d 1 to (2/3) d 1 are preferable. (2/3) d 1
If it is larger, the photoconductor belt 1 and the eaves members 84c, 84d.
Alternatively, since the gap with the electrode portion 84a becomes narrow, the eaves member 84
The c and 84d or the electrode portion 84a are likely to come into contact with the surface of the image forming body 1, and image disturbance is likely to occur. On the contrary (1/1
If it is less than 0,000) d 1 , the current from the developing sleeve 81 is apt to flow in, a voltage drop is caused and the developability is apt to be lowered.
【0044】電極部84aの幅(現像スリーブ81の軸方向
の長さ)をW3、現像スリーブ81上の現像領域の幅(現
像剤D層の幅)をW4とすると、図6に示すように、W3
>W4として、電極部84aに直流電圧E3を印加するター
ミナル部84bも、現像領域の幅W4より外側になる部分
に設け、不要なトナークラウドの発生を防止する。Assuming that the width of the electrode portion 84a (the length of the developing sleeve 81 in the axial direction) is W 3 and the width of the developing area on the developing sleeve 81 (the width of the developer D layer) is W 4 , it is shown in FIG. Like W 3
As> W 4 , the terminal portion 84b for applying the DC voltage E 3 to the electrode portion 84a is also provided in the portion outside the width W 4 of the developing area to prevent generation of unnecessary toner cloud.
【0045】さらに、現像スリーブ81の表面粗さRz
1(μm)と絶縁部材83の現像スリーブ81に対向する面の
粗さRz2(μm)は、Rz2≧ Rz1になると、現像スリー
ブ81上に搬送される現像剤が絶縁部材83に搬送を阻害さ
れて、現像域Aへのトナー搬送量が低下し画像濃度低下
を起こす。Rz1は0.2〜20μmの範囲、Rz2は0.02〜5.0
μmの範囲にあるのが、良好な搬送性と、画像乱れのな
い、高い濃度の画像を得るのに好ましい。なお、表面粗
さRzはJIS B 0601に準じ、ミツトヨ製Surftest-402を
用いて基準長さ25mmで測定を行った。Further, the surface roughness Rz of the developing sleeve 81
When the roughness Rz 2 (μm) of 1 (μm) and the surface of the insulating member 83 facing the developing sleeve 81 is Rz 2 ≧ Rz 1 , the developer carried on the developing sleeve 81 is carried to the insulating member 83. And the amount of toner conveyed to the developing area A is reduced, and the image density is reduced. Rz 1 is in the range of 0.2 to 20 μm, Rz 2 is 0.02 to 5.0
The range of μm is preferable for obtaining a high-concentration image with good transportability and no image distortion. The surface roughness Rz was measured according to JIS B 0601 using Surftest-402 manufactured by Mitutoyo at a standard length of 25 mm.
【0046】ロ:電極設定条件 制御電極84の設置位置は、図2(b)に示すように、現
像領域A又は現像領域Aより現像スリーブ81の回転に対
し上流部にあるようにすると共に、現像スリーブ81の現
像領域Aに主磁極を有し、現像スリーブ81の回転軸Oを
中心にした、現像スリーブ81と感光体ベルト1との現像
スリーブ81上の最近接位置81aと前記主磁極82aとの間
の角度をθ1、同じく上記最近接位置81aと制御電極84
のひさし部材84cの先端部との間の角度をθ4とすると
き、(図2のCは最近接位置81aと現像スリーブ81の回
転軸Oを結ぶ中心線であり、角度θの値は最近接位置81
aより上流側を正、下流側を負とする)、 −10°≦θ1≦10° (θ1−5°)≦θ4≦(θ1+5°) となるようにするのが、現像域Aでの現像剤Dの穂立ち
を良好にし、現像効率を高く維持し、トナーの飛散を防
止することが判明した。B: Electrode setting conditions As shown in FIG. 2B, the installation position of the control electrode 84 is such that it is located in the developing area A or upstream of the developing area A with respect to the rotation of the developing sleeve 81. The developing pole 81 has a main magnetic pole in the developing area A of the developing sleeve 81, and the closest position 81a on the developing sleeve 81 between the developing sleeve 81 and the photosensitive belt 1 about the rotation axis O of the developing sleeve 81 and the main magnetic pole 82a. Is θ 1 , and the closest position 81a and the control electrode 84 are also the same.
When the angle between the eaves member 84c and the tip of the eaves member 84c is θ 4 , (C in FIG. 2 is a center line connecting the closest position 81a and the rotation axis O of the developing sleeve 81, and the value of the angle θ is Contact position 81
a), the upstream side is positive and the downstream side is negative), and -10 ° ≤ θ 1 ≤ 10 ° (θ 1 -5 °) ≤ θ 4 ≤ (θ 1 + 5 °) It was found that the ears of the developer D in the area A were improved, the development efficiency was kept high, and the toner was prevented from scattering.
【0047】θ1が10°未満或いは10°を超すと、現像
域Aでの現像剤Dの穂立ちが悪く現像性が低下する。When θ 1 is less than 10 ° or exceeds 10 °, the developing agent D in the developing region A has a poor brushing property and the developing property is deteriorated.
【0048】θ4が(θ1−5°)より小さいと現像剤Dの
穂を制御電極84が覆い過ぎて現像性が低下する、またθ
4が(θ1+5°)より大きいと現像剤Dの穂立ちが大きく
なり過ぎて、感光体ベルト1の感光体に現像剤Dが接触
し、はき目やキャリア付着が発生し画像乱れが生じる。When θ 4 is smaller than (θ 1 −5 °), the control electrode 84 covers the ears of the developer D too much, and the developability is deteriorated.
When 4 is larger than (θ 1 + 5 °), the spikes of the developer D become too large, and the developer D comes into contact with the photoconductor of the photoconductor belt 1, causing bleeding and carrier adhesion to cause image distortion. Occurs.
【0049】このように、現像域Aに主磁極82aを配置
し、制御電極84をその近くに配設して現像剤D層を押さ
えるようにすることによって、現像剤Dの穂立ちを適度
にし、キャリア付着を起こすことなく、従来技術では不
可能であった現像性の向上を低い現像バイアス電圧印加
で実現することができた。この実施例ではd1=0.5mm,
d2=0.25mm,θ1=1°,θ4=2°として良好な現像
性が得られた。ここでd2は、電極部84aの現像スリー
ブ81からの高さ(mm)で、現像スリーブ、像形成体への
放電防止、現像性確保の点から、(0.2〜0.6)d1が好ま
しい。As described above, by disposing the main magnetic pole 82a in the developing area A and disposing the control electrode 84 in the vicinity thereof so as to press the developer D layer, the spike of the developer D is moderated. Further, it was possible to realize the improvement of the developing property, which was not possible with the prior art, by applying a low developing bias voltage without causing the carrier adhesion. In this embodiment, d 1 = 0.5 mm,
Good developability was obtained with d 2 = 0.25 mm, θ 1 = 1 °, and θ 4 = 2 °. Here, d 2 is the height (mm) of the electrode portion 84 a from the developing sleeve 81, and (0.2 to 0.6) d 1 is preferable from the viewpoint of preventing discharge to the developing sleeve and the image forming body and securing developability.
【0050】ハ:現像プロセス/放出電界 以上の実施例において、現像スリーブ81には直流バイア
ス電源E1と交流バイアス電源E2により保護抵抗R1を
介して直流成分に交流成分を重畳したバイアス電圧が印
加される。また、電極部84aには直流バイアス電源E3
から保護抵抗R2を介して直流成分のみのバイアス電圧
が印加される。電極部84aには、トナーと同極性の直流
電圧を印加するのがトナー付着防止の観点から好まし
い。C: Development Process / Emission Electric Field In the above embodiment, the bias voltage in which the AC component is superimposed on the DC component via the protection resistor R 1 is applied to the developing sleeve 81 by the DC bias power source E 1 and the AC bias power source E 2. Is applied. A DC bias power source E 3 is applied to the electrode portion 84a.
A bias voltage of only the DC component is applied from the protective resistor R 2 via the protective resistor R 2 . It is preferable to apply a DC voltage having the same polarity as the toner to the electrode portion 84a from the viewpoint of preventing toner adhesion.
【0051】また、現像スリーブ81に印加する直流電圧
と、電極部84aに印加する直流電圧が等しい場合は、図
2(c)に示すように、直流バイアス電源E1を共用す
ることができ、装置の繁雑化を避けることができる。When the DC voltage applied to the developing sleeve 81 is equal to the DC voltage applied to the electrode portion 84a, the DC bias power source E 1 can be shared, as shown in FIG. 2C. It is possible to avoid complication of the device.
【0052】本発明の現像装置8では、以上のバイアス
電圧印加によって、感光体ベルト1と現像スリーブ81と
の間に形成する交番電界(これを第2の振動電界という
ことにする)と共に、制御電極84の電極部84aと現像ス
リーブ81との間に第1の振動電界を発生させるようにし
てある。In the developing device 8 of the present invention, by applying the bias voltage as described above, it is possible to control the alternating electric field formed between the photosensitive belt 1 and the developing sleeve 81 (hereinafter referred to as the second oscillating electric field). A first oscillating electric field is generated between the electrode portion 84a of the electrode 84 and the developing sleeve 81.
【0053】前記カラー画像形成装置において、感光体
ベルト1の感光体として負に帯電させるOPC感光体を
用い反転現像が行われ、感光体が例えば−850Vに帯電
されているとすると、電極部84aには−750V、現像ス
リーブ81には−750Vの直流電圧に交流電圧を重畳した
バイアス電圧が印加される。交流成分は周波数100Hz〜2
0kHz、好ましくは1kHz〜10kHzでゼロ・ピーク電圧(V
O-P){ピーク・ピーク電圧(VP-P)の1/2}は詳しく
は後述するが、前記像形成体1と現像剤搬送体81の最近
接距離d1(mm)、前記電極部84aの現像スリーブから
の高さd2(mm)、現像剤中にトナー体積平均粒径d
t(μm)、該トナーの平均帯電量をQ(μC/g)とし
た場合に、20・Q・dt・d1>VO-P>3・Q・dt・d
2、特に10・Q・dt・d1>VO-P>5・Q・dt・d2の
範囲であることが好ましい。この場合、電極部84aは感
光体ベルト1より現像スリーブ81に近接して設けてある
ため第1の振動電界の強さが第2の振動電界の強さより
大となる。In the above-mentioned color image forming apparatus, it is assumed that the OPC photosensitive member which is negatively charged is used as the photosensitive member of the photosensitive belt 1 and the reversal development is performed, and the photosensitive member is charged to, for example, -850V. Bias voltage of −750 V is applied to the developing sleeve 81, and bias voltage of −750 V is applied to the developing sleeve 81. AC component has a frequency of 100 Hz to 2
Zero peak voltage (V) at 0kHz, preferably 1kHz to 10kHz
OP ) {1/2 of peak-peak voltage (V PP )} will be described in detail later, but the closest distance d 1 (mm) between the image forming body 1 and the developer carrying body 81, the development of the electrode portion 84a. Height from sleeve d 2 (mm), toner volume average particle diameter d in developer
When t (μm) and the average charge amount of the toner are Q (μC / g), 20 · Q · d t · d 1 > V OP > 3 · Q · d t · d
2 , especially 10 · Q · d t · d 1 > V OP > 5 · Q · d t · d 2 . In this case, since the electrode portion 84a is provided closer to the developing sleeve 81 than the photosensitive belt 1, the strength of the first oscillating electric field is higher than the strength of the second oscillating electric field.
【0054】上記第1の振動電界によってその電気力線
に直角の方向に、電極部84a付近に達した現像剤Dのト
ナー粒子を振動させるので、そのトナー粒子をキャリア
から分離飛翔させ、雲霞状のトナークラウドを十分に発
生させることができる。このトナークラウドは第2の振
動電界によって感光体ベルト1上の潜像に向う飛翔を助
けられ均一な現像が行われる。The first oscillating electric field vibrates the toner particles of the developer D which have reached the vicinity of the electrode portion 84a in the direction perpendicular to the electric force line, so that the toner particles are separated and fly from the carrier to form a cloud haze shape. The toner cloud of can be sufficiently generated. This toner cloud is assisted by the flight toward the latent image on the photosensitive belt 1 by the second oscillating electric field, and uniform development is performed.
【0055】この時、交流バイアスは現像スリーブ81の
みに印加されているため、前記第1の振動電界と第2の
振動電界は同位相となり、トナー粒子を第1の振動電界
から第2の振動電界に円滑に移行させる。At this time, since the AC bias is applied only to the developing sleeve 81, the first oscillating electric field and the second oscillating electric field have the same phase, and the toner particles are oscillated from the first oscillating electric field to the second oscillating field. Smooth transition to electric field.
【0056】以上の交流成分は波形が正弦波に限らず、
矩形波や三角波等であってもよい。そして周波数も関係
するが、電圧値は高い程現像剤Dの磁気ブラシを振動さ
せるようになって、キャリア粒子からトナー粒子の分離
飛翔が行われ易くなるが、反面、カブリや落雷現象のよ
うな絶縁破壊が発生し易くなる。カブリの発生は直流成
分で防止し、絶縁破壊は、現象スリーブ81の表面を樹脂
や酸化皮膜等により絶縁ないしは半絶縁にコーティング
すること、或いは現像剤Dのキャリア粒子に後述するよ
うな絶縁性のキャリア粒子を用いること、等によって防
止することができる。The waveform of the above AC component is not limited to a sine wave,
It may be a rectangular wave or a triangular wave. Although the frequency is also related, the higher the voltage value is, the more the magnetic brush of the developer D is vibrated, and the separation and flight of the toner particles from the carrier particles are facilitated. Dielectric breakdown easily occurs. The generation of fog is prevented by a direct current component, and the dielectric breakdown is caused by coating the surface of the phenomenon sleeve 81 with a resin, an oxide film, or the like so as to be insulating or semi-insulating, or the carrier particles of the developer D having an insulating property as described later. It can be prevented by using carrier particles.
【0057】次に、現像剤Dの搬送量について説明す
る。Next, the carrying amount of the developer D will be described.
【0058】以上説明した実施例において、現像スリー
ブ81上の現像剤Dの搬送量は以下の条件を満足するのが
好ましい。In the embodiment described above, the amount of the developer D carried on the developing sleeve 81 preferably satisfies the following conditions.
【0059】いま、Dwsを現像域における現像剤搬送体
上の現像剤搬送量(mg/cm2)、Tc を現像剤中のトナ
ー濃度(%)、dt を現像剤中のトナー体積平均粒径(μ
m)、ρt を現像剤中のトナー密度(g/cm3)、vs を
現像域での現像剤搬送体移動速度(mm/s)、vp を現
像域での像形成体移動速度(mm/s)とするとき、下記
数式1Now, Dws is the developer carrying amount on the developer carrying member in the developing area (mg / cm 2 ), Tc is the toner concentration (%) in the developer, and dt is the toner volume average particle size in the developer. (Μ
m), ρt is the toner density in the developer (g / cm 3 ), vs is the moving speed of the developer carrier in the developing area (mm / s), and vp is the moving speed of the image forming member in the developing area (mm / s), the following formula 1
【0060】[0060]
【数1】 [Equation 1]
【0061】で表されるDTの値が1.5〜9の範囲にある
ことである。The value of D T represented by is in the range of 1.5 to 9.
【0062】DT<1.5であると、搬送されるトナー量が
少ないため現像性不良となる。When D T <1.5, the developability is poor because the amount of toner conveyed is small.
【0063】DT>9であると、トナー過剰現象が起こ
り階調再現性が悪くなる。このようになると、必要現像
トナー量に対し大過剰のトナーが搬送されるため、カブ
リは発生しやすくなる。又適正な画像濃度を得るために
は現像効率を低下させる必要が生じる。そうすると現像
剤D中の現像され易い大粒径のトナーから現像され、現
像剤中には現像されにくい小粒径のトナーが蓄積され、
長期的には現像性の低下を生じる、いわゆる「選択現
像」が起こる。又転写、定着時にトナーが失われるた
め、より良好な階調再現性を得るためには、上記DTの
値は2.5〜7.5に維持されるのが特に好ましい。When D T > 9, a toner excess phenomenon occurs and gradation reproducibility deteriorates. In this case, a large amount of toner is conveyed with respect to the required amount of developing toner, so that fog is likely to occur. Further, in order to obtain an appropriate image density, it is necessary to reduce the developing efficiency. Then, the toner having a large particle diameter that is easily developed in the developer D is developed, and the toner having a small particle diameter that is difficult to be developed is accumulated in the developer,
In the long term, so-called "selective development" occurs in which the developability decreases. Further, since toner is lost during transfer and fixing, it is particularly preferable to maintain the value of D T at 2.5 to 7.5 in order to obtain better gradation reproducibility.
【0064】図7は、後述する表1,表2の実施例1a
の現像装置(図2)、現像剤、カラー画像形成装置(図
2)を用いて、DTを変化させて、DTと最高画像濃度D
m、画像白地部濃度Dfとの関係を示したものである。D
Tは上述したように、現像剤量規制部材86と現像剤搬送
体81との間隙を調整することで変化させた。又この結果
は図2の画像形成装置中の黒現像装置8Dのみを用い
て、像形成体上の最高電位(−850V、非露光部)、最
低電位(−50V、露光部)の黒トナーによる現像を行
い、転写紙にコロナ放電して転写し、ヒートローラによ
り定着した画像を、画像濃度計(マクベス濃度計RD91
8、Macbeth社製)によって測定したものである。図に示
したとおり、DTが1.5〜9の範囲であれば、カブリが無
く、画像濃度の高い良好な画像が得られることが分か
る。ここで、現像スリーブ81に印加する交流成分のゼロ
・ピーク電圧(VO-P)は、前記像形成体1と現像剤搬
送体81の最近接距離d1(mm)、前記電極部84aの現像
スリーブからの高さd2(mm)、現像剤中のトナー体積
平均粒径dt(μm)、該トナーの平均帯電量をQ(μC
/g)とした場合に、20・Q・dt・d1>VO-P>3・
Q・dt・d2、特に10・Q・dt・d1>VO-P>5・Q
・dt・d2、の範囲であることが好ましい。図7中の
は、ゼロ・ピーク電圧130VO-P、は800VO-P、は16
00VO-Pの場合である。又周波数成分は100Hz〜20kHz、
特に1kHz〜10kHzであることが好ましい。なお、現像剤
搬送体81と、電極部84aに印加されるDC成分は、実施
例1aと同じく−750Vとしている。又、この結果は、
黒以外の現像器の場合でも同様であることは言うまでも
ない。FIG. 7 shows Example 1a of Table 1 and Table 2 described later.
D T and maximum image density D by changing D T using the developing device (FIG. 2), developer, and color image forming device (FIG. 2)
The relationship between m and the density D f of the white background portion of the image is shown. D
As described above, T is changed by adjusting the gap between the developer amount regulating member 86 and the developer transport body 81. Further, this result is obtained by using only the black developing device 8D in the image forming apparatus of FIG. 2 and by using the black toner having the highest potential (−850V, non-exposed portion) and the lowest potential (−50V, exposed portion) on the image forming body. An image is developed, transferred by corona discharge to a transfer paper, and fixed by a heat roller.
8, manufactured by Macbeth). As shown in FIG, be in the range of D T is from 1.5 to 9, fog without it can be seen that a high image density good images are acquired. Here, the zero peak voltage (V OP ) of the AC component applied to the developing sleeve 81 is the closest distance d 1 (mm) between the image forming body 1 and the developer carrying body 81, and the developing sleeve of the electrode portion 84a. Height d 2 (mm), toner volume average particle diameter d t (μm) in the developer, and average charge amount of the toner is Q (μC
/ G), 20 · Q · d t · d 1 > V OP > 3 ·
Q ・ d t・ d 2 , especially 10 ・ Q ・ d t・ d 1 > V OP > 5 ・ Q
It is preferable that it is in the range of d t d 2 . In Figure 7, zero peak voltage is 130V OP , is 800V OP , is 16
This is the case of 00V OP . The frequency component is 100Hz-20kHz,
Particularly, it is preferably 1 kHz to 10 kHz. The DC component applied to the developer transport body 81 and the electrode portion 84a is set to -750V as in Example 1a. Also, this result is
It goes without saying that the same applies to developing devices other than black.
【0065】上記現像剤Dの搬送量を調整するために、
制御電極84の現像スリーブ81への当接点より上流側に公
知の現像剤量規制部材を設ける。この規制部材としては
ゴム等の弾性体を現像剤Dの層に押し当てる弾性ブレー
ドタイプや、磁性ステンレス鋼などの磁性部材を現像ス
リーブ81内の磁石体82によって現像剤D層に押圧させる
タイプ、現像スリーブ81内の磁石体82に対向し現像剤D
スリーブ81と一定の間隙をもって配置された非磁性ブレ
ード(図2の規制ブレード86)からなる穂立ち規制タイ
プ等があるが、本発明では、現像スリーブ81との間隙を
変化させて、比較的容易に現像剤搬送量を制御すること
ができる穂立ち規制タイプを用いることが好ましい。In order to adjust the carrying amount of the developer D,
A known developer amount regulating member is provided upstream of the contact point of the control electrode 84 with the developing sleeve 81. As the restricting member, an elastic blade type in which an elastic body such as rubber is pressed against the layer of the developer D, or a type in which a magnetic member such as magnetic stainless steel is pressed against the developer D layer by the magnet body 82 in the developing sleeve 81, The developer D faces the magnet body 82 in the developing sleeve 81.
Although there is a spike control type including a non-magnetic blade (regulating blade 86 of FIG. 2) arranged with a certain gap between the sleeve 81 and the like, in the present invention, the gap with the developing sleeve 81 is changed to be relatively easy. In addition, it is preferable to use a spike control type capable of controlling the developer transport amount.
【0066】現像スリーブ81と像形成体の移動速度比v
s/vpは現像スリーブ81の回転速度を変化させて調整し
た。A moving speed ratio v between the developing sleeve 81 and the image forming body
s / vp was adjusted by changing the rotation speed of the developing sleeve 81.
【0067】単位面積当たりの現像剤搬送量であるDWS
(g/cm2)の測定方法は、現像スリーブ81上の現像剤
Dを、予め秤量してある接着テープに付着させて取り、
現像剤D付着前後の接着テープの重量差の値を、接着テ
ープの面積で割って算出した。D WS which is the developer transport amount per unit area
(G / cm 2 ) is measured by attaching the developer D on the developing sleeve 81 to an adhesive tape that has been weighed in advance,
It was calculated by dividing the value of the weight difference of the adhesive tape before and after the adhesion of the developer D by the area of the adhesive tape.
【0068】本発明の現像装置は、以上述べたように二
成分現像剤を像形成体である感光体ベルト1に対して非
接触に保ち、第1及び第2の振動電界によってトナーク
ラウドを発生させ、感光体ベルト1への分離飛翔を向上
させ、静電像への選択吸着性を向上させて、キャリア粒
子の感光体ベルト1への付着を防止し、従ってトナー粒
子やキャリア粒子に微粒子のものを用いることを可能に
して、高画質画像の現像が行われるようにしたものであ
るが、それには次のようなキャリア粒子とトナー粒子か
らなる現像剤Dを用いることが好ましい。As described above, the developing device of the present invention keeps the two-component developer in non-contact with the photoreceptor belt 1 which is an image forming body, and generates a toner cloud by the first and second oscillating electric fields. Therefore, the separation and flight to the photosensitive belt 1 are improved, the selective adsorption property to the electrostatic image is improved, and the carrier particles are prevented from adhering to the photosensitive belt 1. Although it is made possible to use a developer, a high-quality image can be developed, and it is preferable to use a developer D composed of the following carrier particles and toner particles.
【0069】ニ:トナー ・体積平均粒径(dt)は1〜20μm、好ましくは3〜10
μmである。体積平均粒径dtが1μmより小さいと、摩
擦によるキャリアへの付着(トナースペント)、キャリ
ア被覆率が高くなるため、帯電不良、飛散等が起こりや
すい。体積平均粒径dtが20μmより大きいと、画質の低
下を生じる。D: Toner The volume average particle size (d t ) is 1 to 20 μm, preferably 3 to 10
μm. When the volume average particle diameter d t is smaller than 1 μm, the toner adheres to the carrier (toner spent) due to friction and the carrier coverage increases, so that charging failure and scattering easily occur. When the volume average particle diameter d t is larger than 20 μm, the image quality is deteriorated.
【0070】−測定方法− ・コールターカウンターTA−II型(アパーチャー100
μm、コールター社製)で測定された体積平均粒径であ
る。-Measuring method- Coulter counter TA-II type (Aperture 100
μm, manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
【0071】・トナーバインダー樹脂としては、スチレ
ン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ロジン変性
樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂などの樹脂や、これらのスチレン
-アクリル系樹脂等の共重合体樹脂または混合した樹脂
等が好ましい。これにカラー顔料等の着色成分や、必要
に応じて帯電制御剤、ワックス等の離型剤等を加えて、
従来公知の粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法等のトナー
製造方法と同等の方法によって作ることができる。As the toner binder resin, a resin such as a styrene resin, a vinyl resin, an ethylene resin, a rosin-modified resin, an acrylic resin, a polyamide resin, an epoxy resin, a polyester resin, or a styrene resin thereof.
-A copolymer resin such as an acrylic resin or a mixed resin is preferable. To this, a coloring component such as a color pigment, and if necessary, a charge control agent, a release agent such as wax, etc. are added,
It can be produced by a method equivalent to a toner production method such as a conventionally known pulverization method, suspension polymerization method, emulsion polymerization method and the like.
【0072】・帯電性 また、トナー粒子が電界に追随するために、トナー粒子
の平均帯電量は絶対値で1〜50μC/g、好ましくは5
〜40μC/gであることが現像性確保、カブリや飛散防
止の観点から望ましい。特に粒径の小さい場合は高い帯
電量が必要である。Charging property Since the toner particles follow the electric field, the average charge amount of the toner particles is 1 to 50 μC / g in absolute value, preferably 5
From the viewpoint of securing developability and preventing fog and scattering, it is desirable that the content be -40 μC / g. Especially when the particle size is small, a high charge amount is required.
【0073】トナーの平均帯電量Qは、2cm×5cmの導
電性板を直径20mmの現像ローラに最接近距離0.7mmで対
向させ、前記現像ローラに現像剤を供給して200rpmで回
転させながら前記現像ローラにDCとACの重畳電圧
(例えばDC;1000V、AC;750VO-P、AC周波数8
kHz)を印加して、前記導電性板上に現像剤中のトナー
を現像し、このトナーが現像された導電性板をファラデ
ーゲージに接続してトナーを窒素ガスによって吹き飛ば
し、このとき飛ばされたトナーの電荷量と重量とを測定
することにより得られる。The average charge amount Q of the toner is as described above while the conductive plate of 2 cm × 5 cm is opposed to the developing roller having a diameter of 20 mm at the closest distance of 0.7 mm, the developer is supplied to the developing roller, and the developing roller is rotated at 200 rpm. Superimposing voltage of DC and AC on the developing roller (for example, DC; 1000V, AC; 750V OP , AC frequency 8
(KHz) is applied to develop the toner in the developer on the conductive plate, the conductive plate on which the toner is developed is connected to a Faraday gauge, and the toner is blown off with nitrogen gas. It is obtained by measuring the charge amount and the weight of the toner.
【0074】このようなトナーとしては、スチレン系樹
脂,ビニル系樹脂,エチル系樹脂,ロジン変性樹脂,ア
クリル系樹脂,ポリアミド樹脂,エポキシ樹脂,ポリエ
ステル樹脂や、スチレン-アクリル系樹脂等のこれらの
共重合体樹脂又は混合した樹脂等にカラー顔料等の着色
成分や、必要に応じて帯電制御剤、ワックス等の離型剤
等を加えて、従来公知の粉砕造粒法,懸濁重合法,乳化
重合法等のトナー製造方法で得られる。即ち、従来のト
ナーにおける球形や不定形の非磁性又は磁性のトナー粒
子を平均粒径選別手段によって選別したトナーを用いる
ことができる。Examples of such toner include styrene resin, vinyl resin, ethyl resin, rosin-modified resin, acrylic resin, polyamide resin, epoxy resin, polyester resin, and styrene-acrylic resin. By adding a coloring component such as a color pigment, a charge control agent, a release agent such as wax, etc. to a polymer resin or a mixed resin, if necessary, a conventionally known pulverization granulation method, suspension polymerization method, emulsification method or the like. It can be obtained by a toner manufacturing method such as a polymerization method. That is, it is possible to use a toner obtained by selecting non-magnetic or magnetic non-magnetic or magnetic toner particles of the conventional toner by the average particle size selection means.
【0075】ホ:キャリア 本発明の現像装置に二成分現像剤を用いる場合の、キャ
リア粒子としては以下のものが好ましい。E: Carrier When the two-component developer is used in the developing device of the present invention, the following carrier particles are preferable.
【0076】・体積平均粒径(dc)10〜60μm、好まし
くは20〜50μmである。体積平均粒径dcが10μmより小
さいと、キャリアに充分な磁化を付与することが困難と
なり、キャリア付着が起こりやすい。体積平均粒径dc
が60μmより大きいと、キャリア比表面積が小さくなる
ため、トナーに充分な帯電性を付与することができな
い。また、被覆率が高くなるためトナー飛散も起こりや
すくなる。Volume average particle diameter (d c ) is 10 to 60 μm, preferably 20 to 50 μm. When the volume average particle diameter d c is smaller than 10 μm, it becomes difficult to give sufficient magnetization to the carrier, and carrier adhesion is likely to occur. Volume average particle diameter d c
Is more than 60 μm, the carrier has a small specific surface area, so that the toner cannot be sufficiently charged. Further, since the coverage is high, toner scattering easily occurs.
【0077】−測定方法− 湿式分散機を備えたレーザ回析式粒度分布測定装「HERO
S」(SYMPATEC社製)により測定される、体積基準の平
均粒径であって、湿式分散機で磁性粒子数10mgを界面活
性剤とともに水50mlに分散させ、次いで超音波ホモジナ
イザー(出力150W)で発熱による再凝集に注意しなが
ら1〜10分間分散する前処理を行った後に測定される値
である。-Measurement Method- Laser diffraction type particle size distribution measuring device "HERO equipped with a wet dispersion machine"
S ”(manufactured by SYMPATEC), which is a volume-based average particle size, and a wet disperser was used to disperse 10 mg of magnetic particles in 50 ml of water together with a surfactant, and then an ultrasonic homogenizer (output 150 W). It is a value measured after performing a pretreatment for dispersing for 1 to 10 minutes while paying attention to re-aggregation due to heat generation.
【0078】・磁化(σ1000)の強さは5〜60emu/
g、好ましくは10〜40emu/gである。The strength of magnetization (σ1000) is 5 to 60 emu /
g, preferably 10-40 emu / g.
【0079】現像剤搬送体上の磁束密度にもよるが、現
像剤搬送体に一般的に用いられる磁束密度500〜1200ガ
ウスでは、キャリア磁化が、5emu/gより小さいと、
磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となる。
又60emu/gよりも大きくなると、キャリア穂立ちが高
くなりすぎ、像形成体との非接触状態を保つのが困難で
ある。Although depending on the magnetic flux density on the developer transport body, if the carrier magnetization is smaller than 5 emu / g at the magnetic flux density of 500 to 1200 gauss generally used for the developer transport body,
The magnetic binding force does not work, causing carrier scattering.
On the other hand, if it exceeds 60 emu / g, the carrier spike becomes too high and it is difficult to maintain the non-contact state with the image forming body.
【0080】−測定方法− キャリア粒子を0.25cm×3cm2の試料セルにタッピング
しながら充填した後、試料をピックアップコイルにつけ
て磁化器にセットし、直流磁化特性自動記録装置「TYPE
3257」(横川北辰電機社製)を用いてX−Yレコーダー
にヒステリシスカーブを描かせることにより得られる。-Measurement method-After charging carrier particles into a sample cell of 0.25 cm x 3 cm 2 while tapping them, the sample was attached to a pickup coil and set in a magnetizer, and a DC magnetization characteristic automatic recording device "TYPE
3257 "(manufactured by Yokogawa Hokushin Electric Co., Ltd.) to draw a hysteresis curve on an XY recorder.
【0081】・こうした磁性キャリアは、磁性体として
従来の磁性キャリアと同等の、鉄、クロム、ニッケル、
コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や合金、例
えば四三酸化鉄、γ-酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化
マンガン、フェライト、マンガン-銅系合金といった強
磁性体の球形化された粒子、またはそれらの球形磁性体
粒子の表面を、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル
系樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド
系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコ
ン系樹脂、フッ素系樹脂等の単独、または共重合体で球
形に被覆することで得られる。Such a magnetic carrier is iron, chromium, nickel, which is equivalent to a conventional magnetic carrier as a magnetic body,
Spherical particles of a metal such as cobalt, or a compound or alloy thereof, such as ferric tetroxide, γ-ferric oxide, chromium dioxide, manganese oxide, ferrite, manganese-copper alloy, or Styrene resin, vinyl resin, ethyl resin, rosin modified resin, acrylic resin, polyamide resin, epoxy resin, polyester resin, silicone resin, fluorine resin, etc. It can be obtained by spherical coating with a homopolymer or a copolymer.
【0082】・また、これらの樹脂の中に、磁性体微粒
子を分散して含有させた、いわゆる樹脂分散型キャリア
も用いることができる。この場合、キャリアの形状が不
定形となるために、比表面積が増大し、現像に必要な充
分なトナー量を、より低い表面被覆率で得ることがで
き、トナー飛散が起こりにくく、現像安定性の面から好
ましい。Also, a so-called resin dispersion type carrier in which magnetic fine particles are dispersed and contained in these resins can be used. In this case, since the carrier has an irregular shape, the specific surface area increases, and a sufficient amount of toner necessary for development can be obtained with a lower surface coverage, toner scattering does not easily occur, and development stability is improved. From the viewpoint of.
【0083】ヘ:添加微粒子 ・トナー/キャリアが制御電極と摺擦し、その摩擦熱に
よって融着するのを防止するために、トナー/キャリア
と制御電極の間に、適当な間隙が生じるような微粒子を
添加する。F: Added fine particles-A proper gap is formed between the toner / carrier and the control electrode in order to prevent the toner / carrier from rubbing against the control electrode and being fused by the frictional heat. Add fine particles.
【0084】・トナーの融着防止効果、微粒子の分散性
の観点から、添加する微粒子は無機微粒子が好ましい。
これらの無機微粒子としては、酸化ケイ素、酸化アルミ
ニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニア、酸化
クロム、酸化セリウム、酸化タングステン、酸化アンチ
モン、酸化銅、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、
酸化ホウ素、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウ
ム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタ
ン酸ストロンチウム等の酸化物、炭化ケイ素、炭化タン
グステン、炭化ホウ素、炭化チタン等の炭化物、窒化ケ
イ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物等が好まし
い。これらは1種または2種以上を同時に用いても良
い。From the viewpoint of the effect of preventing toner fusion and the dispersibility of fine particles, the fine particles to be added are preferably inorganic fine particles.
These inorganic fine particles include silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, zirconia oxide, chromium oxide, cerium oxide, tungsten oxide, antimony oxide, copper oxide, tin oxide, tellurium oxide, manganese oxide,
Boron oxide, barium titanate, aluminum titanate, magnesium titanate, calcium titanate, oxides such as strontium titanate, carbides such as silicon carbide, tungsten carbide, boron carbide, titanium carbide, silicon nitride, titanium nitride, boron nitride And the like are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
【0085】・また、有機微粒子の表面に上記無機微粒
子を、機械的に固定あるいは溶融付着させた複合微粒子
でもよい。この有機微粒子としては、例えばアクリル系
樹脂、スチレン系樹脂、スチレン/アクリル系共重合体
樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、オレフィン重
合体、オレフィン共重合体樹脂等を用いることができ
る。Further, it may be composite fine particles in which the above-mentioned inorganic fine particles are mechanically fixed or melted and adhered to the surface of the organic fine particles. As the organic fine particles, for example, acrylic resin, styrene resin, styrene / acrylic copolymer resin, fluorine resin, silicone resin, olefin polymer, olefin copolymer resin and the like can be used.
【0086】・これらの微粒子の体積平均粒径da(μ
m)は、トナーの平均体積粒径dt(μm)、キャリアの
平気体積粒径dc(μm)としたときに、次式の範囲であ
ることが好ましい。Volume average particle diameter d a (μ
m) is the mean of the toner volume particle size d t ([mu] m), when the cold blood volume diameter d c of the carrier ([mu] m), is preferably in the range of the following equation.
【0087】[(dt+dc)/1000]<da<[(dt+dc)/50] da≦[(dt+dc)/1000]:トナーまたはキャリア表面の凹
部に微粒子が入り込み融着防止の果が充分に発現しな
い。また、添加微粒子が小さいと、長期にわたり使用し
たさい、トナー/キャリアに添加微粒子が埋没しやす
く、安定性が問題となる。[(D t + d c ) / 1000] <d a <[(d t + d c ) / 50] d a ≦ [(d t + d c ) / 1000]: Fine particles are present in the concave portions of the toner or carrier surface. The effect of preventing entrapment and fusion does not appear sufficiently. Further, when the added fine particles are small, the added fine particles are likely to be buried in the toner / carrier during long-term use, which causes a problem of stability.
【0088】[(dt+dc)/50]≦da:添加微粒子の分散性
が不良となり、現像剤の流動性が低下するため、画質が
低下する。[(D t + d c ) / 50] ≦ d a : The dispersibility of the added fine particles becomes poor and the fluidity of the developer is lowered, so that the image quality is lowered.
【0089】・これらの添加量は、トナーに対して0.1
重量部〜10重量部、好ましくは0.5重量部〜5重量部が
好ましい。0.1重量部以下では微粒子の個数が少ないた
め、充分な効果が発現せず、10重量部以上では微粒子の
分散が不良となり、現像性の低下を生ずる。The addition amount of these is 0.1 with respect to the toner.
It is preferably 10 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight. When the amount is less than 0.1 parts by weight, the number of the fine particles is small, so that the sufficient effect is not exhibited, and when the amount is more than 10 parts by weight, the dispersion of the fine particles becomes poor and the developability is deteriorated.
【0090】・制御電極現像法においては、一般の均し
部材の場合と異なり、制御電極によって現像剤中のトナ
ーが振動されるため、添加した微粒子がトナー/キャリ
ア表面に埋め込まれやすく、又トナー表面からも脱離し
やすくなる。そのため、微粒子の粒径、添加部数は前述
した範囲にすることは特に重要である。In the control electrode developing method, unlike the case of a general leveling member, the toner in the developer is vibrated by the control electrode, so that the added fine particles are easily embedded in the toner / carrier surface, and It also becomes easy to detach from the surface. Therefore, it is particularly important that the particle size of fine particles and the number of added parts are within the ranges described above.
【0091】・上述した微粒子を添加することによっ
て、制御電極法において、トナー/キャリアと制御電極
の間に適当な間隙を形成し、長期にわたって融着を防止
することができる。また、添加した微粒子が研磨剤とし
て働き、制御電極面に融着したトナー/キャリアを除去
することができる。By adding the above-mentioned fine particles, in the control electrode method, a proper gap can be formed between the toner / carrier and the control electrode, and fusion can be prevented for a long time. Further, the added fine particles act as an abrasive and can remove the toner / carrier fused to the control electrode surface.
【0092】・これらの微粒子の体積平均粒径は、走査
型電子顕微鏡を用いて得られる、該添加微粒子の拡大画
像(倍率5万倍)を、画像解析装置「SPICCA」(日本ア
ビオニクス(株)製)に入力し、画像解析によって、粒子
500個についての円相当径(μm)を求めたものの平均値
である。For the volume average particle diameter of these fine particles, an enlarged image (magnification: 50,000 times) of the added fine particles obtained by using a scanning electron microscope is used, and an image analyzer "SPICCA" (Japan Avionics Co., Ltd.) is used. Manufactured), and by image analysis, particles
This is the average value of the equivalent circle diameter (μm) for 500 pieces.
【0093】・これらの微粒子の他に、トナーの流動性
付与のため、酸化ケイ素等の従来公知の流動性付与剤を
併用することも可能である。In addition to these fine particles, a conventionally known fluidity-imparting agent such as silicon oxide may be used together in order to impart fluidity to the toner.
【0094】以上を纏めると、本発明の現像装置におい
て、好ましいトナー粒子は、キャリア粒子について述べ
たような樹脂及びさらには磁性体の微粒子を用い、それ
にカーボン等の着色成分や必要に応じて帯電制御剤等を
加えて、従来公知のトナー粒子製造方法と同様の方法に
よって作ることができる体積平均粒径が20μm以下、特
に好ましくは3〜10μmの粒子からなるものである。In summary, in the developing device of the present invention, the preferable toner particles are the resin as described for the carrier particles and further the fine particles of the magnetic material, and the coloring component such as carbon and the electrification as necessary. A volume average particle diameter of 20 μm or less, particularly preferably 3 to 10 μm, which can be produced by a method similar to a conventionally known method for producing toner particles by adding a control agent or the like, is used.
【0095】本発明の現像装置には、以上述べたような
球状のキャリア粒子とトナー粒子とが従来の二成分現像
剤におけると同様の割合で混合した現像剤が好ましく用
いられるが、キャリアとして、一般のコーティングキャ
リア(密度5〜8g/cm3)を使用した場合、現像剤中
のトナー濃度は2〜30重量%,好ましくは5〜20重量%
である。In the developing device of the present invention, a developer in which the spherical carrier particles and the toner particles as described above are mixed in the same proportion as in the conventional two-component developer is preferably used. When a general coating carrier (density of 5 to 8 g / cm 3 ) is used, the toner concentration in the developer is 2 to 30% by weight, preferably 5 to 20% by weight.
Is.
【0096】トナー濃度が2重量%より小であると、現
像に必要なトナー数が確保できない。また、被覆率が低
下するために、帯電過剰や現像性低下が発生する。トナ
ー濃度が30重量%より大であると、被覆率が大となり、
帯電不良、トナー飛散が起こり易くなる。If the toner concentration is less than 2% by weight, the number of toners required for development cannot be secured. Further, since the coverage is lowered, excessive charging and deterioration of developability occur. If the toner concentration is higher than 30% by weight, the coverage will be high,
Poor charging and toner scattering are likely to occur.
【0097】ただし、現像剤中のキャリアとして前述し
たような密度の比較的軽い(2〜4g/cm3)樹脂分散
型キャリアを用いた場合の現像剤中のトナー濃度(重量
%)は、一般の樹脂被覆キャリアを用いる場合よりもや
や高く、5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%が良好
な範囲である。However, the toner concentration (% by weight) in the developer when the resin dispersion type carrier having a relatively low density (2 to 4 g / cm 3 ) as described above is used as the carrier in the developer is generally It is slightly higher than the case of using the resin-coated carrier of 5 to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight.
【0098】なお、前記数式1中のvS/vPは、1〜
4、好ましくは1〜2.5が望ましい。Note that v S / v P in the equation 1 is 1 to
4, preferably 1 to 2.5.
【0099】1より小さいと、現像域Aに搬送されるト
ナー量が少なくなり現像性が低下し、4より大である
と、ソリッド画像の端部、特に後端部にトナーが過剰の
状態で現像される「偏り」が発生する。When it is less than 1, the amount of toner conveyed to the developing area A is small and the developing property is deteriorated. When it is more than 4, the toner is excessive in the end portion, especially the rear end portion of the solid image. "Bias" that develops occurs.
【0100】vS/vPは上記「偏り」を発生させないよ
う、1よりも大きな領域で、できるだけ1に近づけるこ
とが必要である。また同じ理由で、現像剤搬送体と像形
成体の移動方向は同方向にすることが望ましい。It is necessary for v S / v P to be as close to 1 as possible in a region larger than 1 so as not to cause the above-mentioned "bias". For the same reason, it is desirable that the developer transport body and the image forming body move in the same direction.
【0101】以上の例は、二成分現像剤のトナーが磁性
を有するものであれば、磁気潜像に対しても同様の現像
条件により可視化できることはいうまでもない。Needless to say, in the above example, if the toner of the two-component developer has magnetism, the magnetic latent image can be visualized under the same developing conditions.
【0102】〔実施例〕現像装置として図2に示したも
のを用い、図1に示したカラー画像形成装置を用いて画
像形成を行った。感光体ベルト1はOPC感光体で、そ
の周速は180mm/sec、感光体ベルト1上に形成された静
電潜像の最高電位−850V(非画像部電位)、最低電位
−50V(画像部電位)、現像スリーブ81の外形20mm、表
面粗さRz1=1.2μm、現像スリーブ表面上での磁力の強
さ700ガウス、d1=0.5mm、θ1=+1°、θ4=+2
°、制御電極84は、絶縁部材83として厚さ0.1mmのガラ
スエポキシ板を用い、この絶縁部材上に、図4(b)に
示したように、周方向の幅0.5mmの電極部を厚さ0.02mm
の銅箔を用いたラミネートエッチング法により形成し、
該電極部84aの先端部を絶縁部材83の先端部から0.3mm
後退した部位に設定したものを使用した。絶縁部材83の
現像剤搬送体側表面粗さRz2=0.08μm。現像剤量規制
部材は、図2に示したような穂立ち規制板タイプの規制
ブレード86を用いた。現像スリーブ、電極部への各印加
電圧は表1中に記載した。Example An image was formed by using the developing device shown in FIG. 2 and the color image forming device shown in FIG. The photoconductor belt 1 is an OPC photoconductor, the peripheral speed is 180 mm / sec, the maximum potential of the electrostatic latent image formed on the photoconductor belt 1 is -850 V (non-image part potential), and the minimum potential is -50 V (image part). Potential), outer diameter of developing sleeve 81, surface roughness Rz 1 = 1.2 μm, strength of magnetic force on developing sleeve surface 700 gauss, d 1 = 0.5 mm, θ 1 = + 1 °, θ 4 = + 2
The control electrode 84 uses a glass epoxy plate having a thickness of 0.1 mm as the insulating member 83, and the electrode portion having a width of 0.5 mm in the circumferential direction is formed on the insulating member as shown in FIG. 4 (b). 0.02 mm
Formed by laminating etching method using copper foil of
The tip of the electrode portion 84a is 0.3 mm from the tip of the insulating member 83.
The one set in the receding part was used. The surface roughness Rz 2 of the insulating member 83 on the developer carrier side is 0.08 μm. As the developer amount regulating member, a spike-shaped regulating plate type regulating blade 86 as shown in FIG. 2 was used. The voltages applied to the developing sleeve and the electrode part are shown in Table 1.
【0103】[0103]
【表1】 [Table 1]
【0104】[0104]
【表2】 [Table 2]
【0105】キャリア: キャリアNo.1(実施例1〜2及び比較例1〜2) 磁化の強さ25emu/gの球形フェライト粒子に、メチル
メタクリレート/スチレン共重合樹脂を表面被覆して得
られた体積平均粒径dcが45μm、密度5.2g/cm3。Carrier: Carrier No. 1 (Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2) Spherical ferrite particles having a magnetization intensity of 25 emu / g were obtained by surface-coating a methyl methacrylate / styrene copolymer resin. The volume average particle diameter d c is 45 μm and the density is 5.2 g / cm 3 .
【0106】トナー(共通):スチレン-アクリル樹脂
(三洋化成製ハイマーup110)100重量部、カラー顔料
10重量部、ニグロシン1重量部を、溶融・混練した後、
粉砕・分級して、体積平均粒径dt8.5μmのイエロー、
マゼンタ、シアン、黒の各トナーを得た。この各トナー
に微粒子を表3に示したように添加したものを用いた。
密度は1.1g/cm3であった。Toner (common): 100 parts by weight of styrene-acrylic resin (Haimer up110 manufactured by Sanyo Kasei), color pigment
After melting and kneading 10 parts by weight and 1 part by weight of nigrosine,
Pulverized and classified, yellow with a volume average particle diameter d t 8.5 μm,
Magenta, cyan, and black toners were obtained. The toner was added with fine particles as shown in Table 3 and used.
The density was 1.1 g / cm 3 .
【0107】[0107]
【表3】 [Table 3]
【0108】現像剤:表3に示した添加微粒子の組み合
わせで、トナーの外添剤処理を行い、上記キャリアとト
ナーを、トナー濃度4%で混合した現像剤を用いたトナ
ーの帯電、現像剤の搬送量は表2中に示した。Developer: A combination of the additive fine particles shown in Table 3 was used to treat the toner as an external additive, and the carrier was mixed with the toner at a toner concentration of 4%. The carrying amount of each is shown in Table 2.
【0109】現像装置:これらの現像プロセス、キャリ
ア、トナーを用い、表1中に示した条件で、5万枚のフ
ルカラー画像記録を行った。実施例1,2では、制御電
極へのトナー/キャリア融着が起こらず、搬送不良の無
い、濃度、解像度の高い画像が安定して得られたが、比
較例1,2では1000コピー程度から制御電極へのトナー
/キャリア融着が始まり、それらが増大していった結
果、2000コピーから搬送不良が発生し、画像に白スジが
生じた。Developing device: Using these developing process, carrier and toner, 50,000 full-color images were recorded under the conditions shown in Table 1. In Examples 1 and 2, toner / carrier fusion to the control electrode did not occur, and stable images having high density and resolution with no conveyance failure were obtained, but in Comparative Examples 1 and 2, from about 1000 copies Toner / carrier fusion to the control electrode started and increased, and as a result, conveyance failure occurred from 2000 copies and white streaks occurred in the image.
【0110】[0110]
【発明の効果】以上説明したような構成により本発明の
現像装置は、 a)平均粒径が30μm以下のキャリアや平均粒径が10μm
以下のトナーを用いても支障なく、像形成体上にトナー
像を重ねて形成した多色像を一括して転写材上に転写し
てカラー画像を得る画像形成装置に用いて、安定した高
い現像性と階調性を得ることができる。According to the developing device of the present invention having the above-described structure, a) a carrier having an average particle size of 30 μm or less or an average particle size of 10 μm is used.
There is no problem even if the following toners are used, and it is stable and high when used in an image forming apparatus in which a multicolor image formed by superposing toner images on an image forming body is collectively transferred onto a transfer material to obtain a color image. Developability and gradation can be obtained.
【0111】b)現像域又は現像域上流部に絶縁部材の
上に線状の電極部とひさし部材を配設した制御電極を設
け、トナー、キャリア、添加微粒子の各体積平均粒径を
所定範囲に設定することによって、制御電極板にトナー
が融着することなく、解像度、現像性が高く、白スジや
画像ヌケ等の欠陥のない高画質な画像を長期にわたり安
定して得られる二成分非接触現像装置が提供することが
できた。B) A control electrode in which a linear electrode portion and an eaves member are arranged on an insulating member is provided in the developing area or in the upstream area of the developing area, and each volume average particle diameter of toner, carrier and added fine particles is within a predetermined range. By setting to 2, the high resolution and developability of the toner does not adhere to the control electrode plate, and a high quality image free of defects such as white lines and image blemishes can be obtained stably for a long period of time. A contact developing device could be provided.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の現像装置を備えたカラー画像形成装置
の一例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a color image forming apparatus including a developing device of the present invention.
【図2】本発明の現像装置の一実施例を示す概略断面図
である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing an embodiment of the developing device of the present invention.
【図3】制御電極の一例を示す斜視図及び断面図であ
る。FIG. 3 is a perspective view and a cross-sectional view showing an example of a control electrode.
【図4】制御電極の他の例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the control electrode.
【図5】制御電極の絶縁部材及び電極部の他の形態を示
す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing another form of the insulating member and the electrode portion of the control electrode.
【図6】制御電極の各部と現像スリーブの幅の関係を示
す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a relationship between each part of the control electrode and the width of the developing sleeve.
【図7】DTの好適領域を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a preferred region of D T.
1 感光体ベルト(像形成体) 6 スコロトロン帯電器 7 レーザ書込み装置 8,8A,8B,8C,8D 現像装置 81 現像スリーブ(現像剤搬送体) 82 磁石体 82a 主磁極 83 絶縁部材 84 制御電極 84a 電極部 84c,84d ひさし部材 86 規制ブレード A 現像域 D 現像剤 E1,E3 直流バイアス電源 E2 交流バイアス電源1 photoconductor belt (image forming body) 6 scorotron charger 7 laser writing device 8, 8A, 8B, 8C, 8D developing device 81 developing sleeve (developer carrier) 82 magnet body 82a main pole 83 insulating member 84 control electrode 84a Electrode parts 84c, 84d Eaves member 86 Control blade A Development area D Developer E 1 , E 3 DC bias power supply E 2 AC bias power supply
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/09 G03G 9/10 (72)発明者 野守 弘之 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number In-house reference number FI Technical indication location G03G 15/09 G03G 9/10 (72) Inventor Hiroyuki Nomori 2970 Ishikawacho, Hachioji, Tokyo Konica Stock Company
Claims (1)
域又は現像域よりも上流部に、現像剤層に当接した絶縁
部材によって支持された電圧印加可能な電極部を配設し
てなる制御電極を有する現像装置において、前記現像剤
は少なくとも体積平均粒径dt(μm)のトナー、体積平
均粒径dc(μm)のキャリア、及び次式の条件を満たす
体積平均粒径da(μm)の微粒子から成ることを特徴と
する現像装置。 [(dt+dc)/1000]<da<[(dt+dc)/50]1. A voltage-applying electrode portion supported by an insulating member in contact with a developer layer is provided in a developing area of a developer transporting body facing the image forming body or in an upstream portion of the developing area. In the developing device having the control electrode, the developer is at least a toner having a volume average particle diameter d t (μm), a carrier having a volume average particle diameter d c (μm), and a volume average particle diameter satisfying the following expression. A developing device comprising fine particles of d a (μm). [(d t + d c ) / 1000] <d a <[(d t + d c ) / 50]
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2947095A JPH08220889A (en) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | Developing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2947095A JPH08220889A (en) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | Developing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08220889A true JPH08220889A (en) | 1996-08-30 |
Family
ID=12276995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2947095A Pending JPH08220889A (en) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | Developing device |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH08220889A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005017871A (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Ricoh Co Ltd | Developing apparatus and image forming apparatus |
-
1995
- 1995-02-17 JP JP2947095A patent/JPH08220889A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005017871A (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Ricoh Co Ltd | Developing apparatus and image forming apparatus |
JP4672243B2 (en) * | 2003-06-27 | 2011-04-20 | 株式会社リコー | Developing device and image forming apparatus |
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