JPH08305075A - Toner and noncontact developing method using that - Google Patents

Toner and noncontact developing method using that

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JPH08305075A
JPH08305075A JP944796A JP944796A JPH08305075A JP H08305075 A JPH08305075 A JP H08305075A JP 944796 A JP944796 A JP 944796A JP 944796 A JP944796 A JP 944796A JP H08305075 A JPH08305075 A JP H08305075A
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JP
Japan
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toner
carrier
force
development
developing
Prior art date
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JP944796A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuro Toyoshima
哲朗 豊島
Hideaki Fujita
英明 藤田
Tadashi Iwamatsu
正 岩松
Nobuyuki Azuma
伸之 東
Takayuki Yamanaka
隆幸 山中
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a toner which can realize stable jet development and to provide a noncontact developing method using this toner by suppressing the intergranular force of a toner to <5nN except for the image force generating on the toner which is carried by a toner carrying body. CONSTITUTION: When a toner is deposited on a toner carrying body 2, the intergranular force Fv calculated by Fv=q.E-Fi is controlled to <5nN. In formula, q.E is the Coulomb force calculated by q.E=q. Vb+Q/ M).δ.P.dt1 <2> /(2εoεT)}/(εT.g+dt1 ), and Fi is the image force calculated by Fi= (W1 .πd<3> .δ)/(6εoεT)}.(Q/M)<2> . In formula, q is the charge amt. of toner particles to be developed, E is the intensity of the electric field effecting on the toner layer, Q/M is the specific charge of the toner, W1 is the toner amt. separated by development from the toner deposited on the carrying body, εT is the apparent relative dielectric const, of the toner layer P is the toner packing rate, d is the toner particle size, and dt1 is the thickness of the toner layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザプ
リンタ、ファクシミリなどの画像形成装置のトナーとこ
れを用いた非接触現像方法に関し、特に、トナー担持体
上のトナーと間隙をもって対向させた静電潜像保持体に
トナーを静電力により飛翔させて静電潜像を可視化する
非接触現像装置に適用されるトナーとこれを用いた非接
触現像方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toner of an image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer and a facsimile and a non-contact developing method using the same, and particularly, it is opposed to a toner on a toner carrier with a gap. The present invention relates to a toner applied to a non-contact developing device that visualizes an electrostatic latent image by causing toner to fly to an electrostatic latent image holder by an electrostatic force, and a non-contact developing method using the toner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、トナー担持体上に帯電したトナー
を担持させ、該トナーと静電潜像保持体を非接触に配置
して、トナーと静電潜像との間に働く静電力で現像する
静電的複写装置が知られている(特公昭41−9475
号公報、参照) 前記特公昭41−9475号公報によると、非接触現像
法では静電潜像の画像部に対応する場所のみにトナーが
付着するため、地汚れのない複写画像を得ることができ
ると記述されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a charged toner is carried on a toner carrier, and the toner and the electrostatic latent image carrier are arranged in non-contact with each other by an electrostatic force acting between the toner and the electrostatic latent image. An electrostatic copying machine for developing is known (Japanese Patent Publication No. 41-9475).
According to the Japanese Patent Publication No. 41-9475, the toner adheres only to the location corresponding to the image portion of the electrostatic latent image in the non-contact developing method, so that a copy image free from background stain can be obtained. It is described that it is possible.

【0003】しかしながら、非接触現像方法を接触現像
方法と比較した場合、接触現像が機械的に静電潜像部に
トナーを搬送できるのに対して、非接触現像では静電力
でトナーを飛翔させる必要があり、トナーの電気的な物
性や現像装置の現像条件を十分適正化しないと十分な現
像量を確保することができない。したがって、特公昭4
1−9475号公報では、非接触現像方法の基本アイデ
アが記載されているに過ぎず、上述のトナー物性や現像
条件については開示されていないので実用化は難しい。
However, when the non-contact developing method is compared with the contact developing method, the contact developing can mechanically convey the toner to the electrostatic latent image portion, whereas the non-contact developing causes the toner to fly by electrostatic force. It is necessary to secure a sufficient amount of development unless the electrical properties of the toner and the development conditions of the developing device are adequately optimized. Therefore, Japanese Patent Publication 4
Japanese Patent Laid-Open No. 1-9475 only describes the basic idea of the non-contact developing method, and does not disclose the above-mentioned toner physical properties and developing conditions, so that practical application is difficult.

【0004】非磁性一成分トナーを直流電界で飛翔現像
するカラー現像に適用した例として、「1ドラム色重ね
プロセス−直流電界飛翔現像法−」の論文(1)が発表
されいる(電子写真学会第29巻第1号、1990年、
参照)。この上記論文(1)によれば、トナー担持体に
積層されたトナーに働く付着力である鏡像力を少なく
し、トナー担持体から静電潜像保持体へのトナーの飛翔
性を大きくすることにより、非磁性一成分トナーを直流
電界で飛翔現像するカラー現像を実用化している。ま
た、十分な飛翔性を得るために粒径12μmという比較
的大きい粒径の非磁性一成分トナーを用い、トナーの単
位質量あたりの電荷量である比電荷を1〜5μC/gとい
う低い値に設定している。
As an example of applying a non-magnetic one-component toner to color development in which a DC electric field is fly-developed, a paper (1) of "one-drum color superposition process-DC electric field fly-development method-" has been published (Electrophotographic Society). Vol. 29, No. 1, 1990,
reference). According to the above-mentioned paper (1), the mirror image force, which is the adhesive force acting on the toner laminated on the toner carrier, is reduced, and the flight property of the toner from the toner carrier to the electrostatic latent image carrier is increased. Have put into practical use color development in which non-magnetic one-component toner is fly-developed with a DC electric field. Further, in order to obtain sufficient flight properties, a non-magnetic one-component toner having a relatively large particle diameter of 12 μm is used, and the specific charge, which is the charge amount per unit mass of the toner, is reduced to a low value of 1 to 5 μC / g. It is set.

【0005】これは、トナーの比電荷が大きくなると、
トナーの静電付着力である鏡像力Fiは比電荷の2乗に
比例して増加することから、鏡像力Fiが増し飛翔性が
減少して現像性が大幅に低下するためと考えられてい
た。従って、トナー粒径を小さくすると、トナーの比表
面積は増加し、それに伴って、トナー比電荷が増加する
ため、トナーの粒径を大きくする必要があった。さら
に、小粒径トナーを非接触現像に適用する場合は、非接
触現像は接触現像よりも大きなクーロン力を必要とする
ため、小粒径トナーの飛翔性は大幅に低下することとな
る。このため、本来画質向上に極めて有効な小粒径トナ
ーを非接触現像方法に採用できないという問題があっ
た。非接触現像方法では、トナーの粒径は大きいもの
に、トナーの比電荷は小さいものに限定されていた。ま
た、この直流電界飛翔現像法に非磁性一成分トナーを用
いたことは、複数色のトナー像を混色なく重ね合わすこ
とができるのでカラー化に適しているからである。
This is because when the specific charge of the toner increases,
Since the image force Fi, which is the electrostatic adhesion force of the toner, increases in proportion to the square of the specific charge, it is considered that the image force Fi increases, the flight property decreases, and the developing property decreases significantly. . Therefore, if the toner particle size is reduced, the specific surface area of the toner increases, and accordingly, the toner specific charge increases, so that it is necessary to increase the toner particle size. Further, when the small particle size toner is applied to the non-contact development, the non-contact development requires a larger Coulomb force than the contact development, so that the flying property of the small particle size toner is significantly reduced. For this reason, there is a problem in that a toner having a small particle diameter, which is originally extremely effective in improving image quality, cannot be used in the non-contact developing method. In the non-contact developing method, the particle size of the toner is large and the specific charge of the toner is small. Further, the non-magnetic one-component toner is used in the DC electric field flight developing method because toner images of a plurality of colors can be superposed without color mixture, which is suitable for colorization.

【0006】さらに、トナー担持体上のトナー付着力を
低下させる方法として、現像部において静電力以外の機
械的な振動を与えてトナーの飛翔性を促進する方法が提
案されている。特開平5−232802号公報に記載の
現像装置では、ベルト状トナー担持体に接触する振動部
材を設けて、トナー担持体上のトナー付着力を低下させ
て飛翔性を促進する方法が開示されている。特開平5−
297711号公報に記載のカラー画像形成装置では、
トナー飛翔開始時に現像装置に機械的な衝撃を加えて小
粒径トナーを飛翔しやすくしている。
Further, as a method for reducing the toner adhesion force on the toner carrier, a method has been proposed in which mechanical vibration other than electrostatic force is applied to the developing section to promote the flying property of the toner. In the developing device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-232802, a method is disclosed in which a vibrating member that comes into contact with a belt-shaped toner carrier is provided to reduce the toner adhesion force on the toner carrier to promote flight performance. There is. Japanese Patent Laid-Open No. 5-
In the color image forming apparatus described in Japanese Patent No. 297711,
At the start of toner flight, a small impact toner is made to fly easily by applying a mechanical shock to the developing device.

【0007】さらに、非磁性一成分トナーの場合は磁力
でトナーを搬送できないために、トナーの流動性が良く
ないと搬送性が不十分となる。このようなことから、非
磁性一成分トナーの帯電・流動性を改善する目的でトナ
ーに別の粒子を添加する方法が知られている(特公昭5
9−7098号公報の静電潜像現像方法、特公平2−4
5191号公報の現像方法、参照)。
Further, in the case of a non-magnetic one-component toner, the toner cannot be conveyed by the magnetic force, so that the conveyability becomes insufficient unless the fluidity of the toner is good. For this reason, a method is known in which other particles are added to the toner for the purpose of improving the charging and fluidity of the non-magnetic one-component toner (Japanese Patent Publication No. Sho 5).
No. 9-7098, electrostatic latent image developing method, Japanese Patent Publication No. 2-4
5191, development method).

【0008】特公昭59−7098号公報では、トナー
に疎水性シリカを含有成分として有する一成分系現像剤
を摩擦帯電して帯電させたのち、現像部に供給する。ト
ナーの流動性を向上させ、凝集を防いでいる。特公平2
−45191号公報では、絶縁性トナー粒子100重量
部に対し、粒径1〜100μmの造粒シリカ粉末を1〜
50重量部含有させ、トナーの摩擦帯電性能を向上させ
ている。
In Japanese Examined Patent Publication No. 59-7098, a toner is charged with a one-component developer containing hydrophobic silica as a component by triboelectric charging, and then supplied to a developing section. It improves the fluidity of the toner and prevents aggregation. Tokuhei 2
In Japanese Patent Laid-Open No. -45191, 1 part of granulated silica powder having a particle size of 1 to 100 μm is added to 100 parts by weight of insulating toner particles.
The content of 50 parts by weight improves the triboelectrification performance of the toner.

【0009】また、トナー担持体上に層厚約15〜10
0μm、充填密度0.1〜0.6g/cm3のトナーを担持
し、現像間隔100〜500μmで飛翔現像する方法が
知られている(米国特許No.4,666,814、特
開昭60−87347号公報、参照)。また、トナー担
持体上に層厚約15〜80μm、充填密度0.1〜0.
6g/cm3、電荷密度Q(C/m2)が、3×10-10≦|Q|
≦10-7のトナーを担持し、現像間隔100〜500μ
mで飛翔現像する方法が知られている(米国特許NO.
4,666,815、特開昭60−87343号公報、
参照)。
Further, a layer thickness of about 15 to 10 is formed on the toner carrier.
0 .mu.m, packing density 0.1 to 0.6 g / cm 3 of carrying the toner, a method of flying developed by the developing distance 100~500μm is known (U.S. Pat Nanba4,666,814, JP 60 -87347 gazette, reference). Further, a layer thickness of about 15 to 80 μm and a packing density of 0.1 to 0.
6g / cm 3 , charge density Q (C / m 2 ) is 3 × 10 -10 ≦ | Q |
≤10 -7 toner is carried, development interval is 100-500μ
A method of fly-developing with m is known (US Patent No.
4,666,815, JP-A-60-87343,
reference).

【0010】また、「ELECTROSTATIC INFLUENCE OF THE
TONER LAYER ON THE PHOTOCONDUCTOR」の論文(2)に
発表されているように、トナー担持体上に層厚約30μ
m、比電荷3μC/gのトナーを担持し、現像間隔100〜
500μmで飛翔現像する方法が知られている(Sixth In
ternational Congress on Advances in Non-ImpactPrin
ting Technologies,p.34(1990)参照)。
In addition, "ELECTROSTATIC INFLUENCE OF THE
As announced in the paper (2) of "TONER LAYER ON THE PHOTOCONDUCTOR", the layer thickness is about 30μ on the toner carrier.
m, a toner with a specific charge of 3 μC / g, and a developing interval of 100-
A method of fly-developing at 500 μm is known (Sixth In
ternational Congress on Advances in Non-ImpactPrin
ting Technologies, p.34 (1990)).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記論
文(1)に記載されているように、飛翔性を改善するた
めトナーの粒径は大きく、低い比電荷のトナーを用いた
飛翔現像法では、現像に寄与しない反対極性の電荷のト
ナー(逆極性トナー)が発生しやすく、背景かぶりやエ
ッジの先鋭度が低下をもたらし画質を劣化させるという
問題がある。
However, as described in the above-mentioned paper (1), in the flight developing method using a toner having a large particle size and a low specific charge in order to improve the flight property, There is a problem in that toner of opposite charge (non-polar toner) that does not contribute to development is likely to be generated, and the background fog and the sharpness of the edge are deteriorated and the image quality is deteriorated.

【0012】この問題は特に一成分トナーの場合に顕著
となる。なぜなら、二成分トナーでは、トナーと反対の
帯電極性を有するキャリアとトナー間との摩擦で帯電す
るためトナー自体は正規極性の帯電を行いやすいが、一
成分トナーではキャリアを用いないため、逆極性トナー
が発生しやすいからである。特に、低い比電荷の一成分
トナーを用いた場合、逆極性トナー割合は現像するトナ
ーの30%に達する場合がある。
This problem is particularly remarkable in the case of a one-component toner. This is because in the two-component toner, the toner itself is easily charged to the normal polarity because it is charged by the friction between the carrier having the opposite charging polarity to the toner and the toner, but in the one-component toner, the carrier is not used. This is because toner is likely to be generated. In particular, when a low-charge one-component toner is used, the reverse polarity toner ratio may reach 30% of the developed toner.

【0013】さらに、非磁性の一成分トナーを直流電界
で現像する方法は、非磁性トナーに共通のトナー層飛散
の問題がある。非磁性トナーは磁性トナーのようにマグ
ネットの力でトナー担持体上にトナーを積層担持するこ
とができないため、トナーは主に鏡像力(静電付着力)
でトナー担持体に担持されるが、特に、トナーの比電荷
が小さいと、鏡像力が小さくなるためトナーが飛散しや
すくなり、現像性が低下するという問題がある。
Further, the method of developing a non-magnetic one-component toner with a DC electric field has a problem of toner layer scattering common to non-magnetic toners. Unlike magnetic toner, non-magnetic toner cannot be stacked and carried on the toner carrier by the force of the magnet, so toner is mainly an image force (electrostatic adhesion force).
However, if the specific charge of the toner is small, the mirror image force becomes small, so that the toner tends to scatter and the developability deteriorates.

【0014】このように、非磁性一成分トナーを直流電
界で現像する方法は、カラー化には適しているものの、
画質の面では二成分磁気ブラシ現像などの従来現像法と
比べて劣る点も多く、製品化の際の現実的な手段とし
て、黒トナーは粒径の小さいトナーを用いて二成分磁気
ブラシ現像法で行い、カラートナーのみを比較的粒径の
大きい非磁性一成分トナーを用いて非接触現像法で現像
するという方法が取られる場合があり、装置を複雑化す
る問題がある。トナーの粒径が大きいと、現像間隙は一
定にもかかわらず、トナー担持体上の最上表面のトナー
の重心位置と静電潜像との距離は離れるため、トナーに
作用する潜像の電界パターンが減衰し、現像後の画像の
解像度が低下するという問題がある。その他、非接触現
像ではトナー担持体と静電潜像保持体との周速関係によ
り、現像パターンによってエッジ濃度が強調される現象
が生じるなどの問題がある。
As described above, the method of developing a non-magnetic single-component toner with a DC electric field is suitable for colorization,
In terms of image quality, there are many points that are inferior to conventional development methods such as two-component magnetic brush development. As a practical means for commercialization, black toner uses a two-component magnetic brush development method using toner with a small particle size. However, the color toner alone may be developed by a non-contact developing method using a non-magnetic one-component toner having a relatively large particle diameter, which causes a problem of complicating the apparatus. If the toner particle size is large, the distance between the center of gravity of the toner on the uppermost surface of the toner carrier and the electrostatic latent image is large even though the development gap is constant, so the electric field pattern of the latent image that acts on the toner is large. Is attenuated and the resolution of the image after development is reduced. In addition, in the non-contact development, there is a problem that the edge density is emphasized by the development pattern due to the peripheral speed relationship between the toner carrier and the electrostatic latent image carrier.

【0015】特開平5−232802号公報、特開平5
−297711号公報の方法では、小粒径トナーを用い
ることができるが、トナー担持体がベルト上に限られる
こと、機械的な振動や衝撃を加える手段が別途必要であ
ることなどの問題があり、装置の複雑さやコストの上昇
する問題もある。特公昭59−7098号公報、特公平
2−45191号公報の方法では、トナーにシリカを外
添して、非磁性一成分トナーの帯電性・流動性の改善に
有効であるが、非接触で現像する上で重要なポイントで
ある、トナーに働く付着力についての相関性は記載され
ていない。
JP-A-5-232802 and JP-A-5-232802
In the method of Japanese Patent Publication No. 297711, a toner having a small particle diameter can be used, but there are problems that the toner carrier is limited to the belt, and a means for applying mechanical vibration or impact is additionally required. However, there is also a problem that the complexity and cost of the device increase. According to the methods of Japanese Patent Publication No. 59-7098 and Japanese Patent Publication No. 2-45191, silica is externally added to the toner to improve the chargeability and fluidity of the non-magnetic one-component toner, but it is non-contact. No correlation is described with respect to the adhesive force acting on the toner, which is an important point in developing.

【0016】米国特許NO.4,666,814(特開
昭60−87347号公報)、米国特許NO.4,66
6,815(特開昭60−87343号公報)、および
第6回ノンインパクトプリンティング技術国際会議(6
th NIP)の論文(2)に記載された現像方法は、トナー
担持体上に、より低い比電荷または電荷密度のトナー
を、低めの充填密度で厚めのトナー層厚で担持する構成
がポイントになっているが、トナーの粒子間力を考慮し
ない従来の現像方法では、現像性が著しく劣り実用性で
ないことが実験でわかった。
US Patent No. 4,666,814 (JP-A-60-87347), U.S. Pat. 4,66
6,815 (JP-A-60-87343) and the 6th International Conference on Non-Impact Printing Technology (6)
th NIP) paper (2) is characterized in that a toner having a lower specific charge or charge density is carried on a toner carrier with a lower packing density and a thicker toner layer thickness. However, it has been experimentally found that the conventional developing method which does not take the interparticle force of the toner into consideration is remarkably inferior in developability and is not practical.

【0017】実際には、トナー担持体上に積層担持され
たトナーに働く付着力には、鏡像力Fiと呼ばれる静電
付着力と粒子間力Fvと呼ばれる静電付着力以外の付着
力があり、トナーに働く鏡像力Fi以外の粒子間力Fvを
抑えることが非接触で現像する上で重要なポイントであ
ることがトナーの物性、付着力式と飛翔実験からわかっ
た。従って、静電力以外の付着力Fvを減らせば、トナ
ーの粒径に関係なく、また、大きな比電荷のトナーでも
十分に飛翔現像できることが実験でわかった。よって、
粒子間力を抑えその大きさを明確にすることにより、本
来画質向上に極めて有効な小粒径トナーを非接触現像方
法に採用することができ、従来技術における上記問題点
が解決された。
Practically, the adhesive force acting on the toner stacked and carried on the toner carrier includes an electrostatic adhesive force called the image force Fi and an electrostatic force other than the electrostatic force called the interparticle force Fv. It was found from the physical properties of the toner, the adhesion formula and the flight experiment that suppressing the interparticle force Fv other than the image force Fi acting on the toner is an important point for non-contact development. Therefore, it has been experimentally found that if the adhesion force Fv other than the electrostatic force is reduced, it is possible to sufficiently perform flight development regardless of the particle size of the toner, and even with a toner having a large specific charge. Therefore,
By suppressing the inter-particle force and clarifying its size, it is possible to adopt a small particle size toner, which is originally extremely effective for improving image quality, in the non-contact developing method, and the above-mentioned problems in the prior art are solved.

【0018】本発明は以上の事情を考慮してなされたも
のであり、トナーに働く静電力Fi以外の付着力である
粒子間力Fvを抑制することにより、優れた画質を得る
ことができるトナーとこれを用いた非接触現像方法を提
供することを目的とする。また、本発明の他の目的とし
ては、トナーの粒子間力を0,01nN〜5nNにして、11μ
m以下の小粒径トナーでも非接触現像が可能であるトナ
ーを提供することにある。また、本発明の他の目的とし
ては、トナーの平均粒径が5μm〜11μmで、且つその
比電荷が5μC/g〜15μC/gの範囲で非接触現像が可能
であるトナーを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a toner capable of obtaining excellent image quality by suppressing the interparticle force Fv which is an adhesive force other than the electrostatic force Fi acting on the toner. And a non-contact developing method using the same. Another object of the present invention is to set the interparticle force of the toner to be 0.01 μN to 5 nN and
An object of the present invention is to provide a toner capable of non-contact development even with a toner having a particle diameter of m or less. Another object of the present invention is to provide a toner capable of non-contact development with an average particle diameter of the toner of 5 μm to 11 μm and a specific charge of 5 μC / g to 15 μC / g. is there.

【0019】また、本発明の他の目的としては、トナー
の比電荷が5μC/g〜15μC/g、そのトナー担持体上に
積層担持されたトナー層厚が約5μm〜20μm、且つその
充填密度が約0.4g/cm3〜0.85g/cm3の範囲で非接触現像
が可能であるトナーを提供することにある。本発明の他
の目的としては、トナーに働く静電力Fi以外の付着力
である粒子間力Fvを5nN以下に抑制することにより、
トナーに働く静電力と電界強度を制御する手段のみで安
定した飛翔現像を実現する非接触現像方法を提供するこ
とにある。
As another object of the present invention, the specific charge of the toner is 5 μC / g to 15 μC / g, the thickness of the toner layer laminated on the toner carrier is about 5 μm to 20 μm, and the packing density is there is to provide a toner which is capable of non-contact development in the range of about 0.4g / cm 3 ~0.85g / cm 3 . Another object of the present invention is to suppress the interparticle force Fv, which is an adhesive force other than the electrostatic force Fi acting on the toner, to 5 nN or less,
It is an object of the present invention to provide a non-contact developing method that realizes stable flight development only by controlling electrostatic force acting on toner and electric field strength.

【0020】さらに、本発明の他の目的としては、トナ
ー担持体上に積層されたトナーに働く静電力以外のトナ
ーの粒子間力が5nN以下で、その比電荷を所定の範囲に
制御した非接触現像方法を提供することにある。また、
本発明の他の目的としては、非接触現像特有の問題であ
るエッジ強調を回避できる非接触現像方法を提供するこ
とにある。さらに、本発明の他の目的としては、トナー
の比電荷が大きくトナー担持体上に積層担持されたトナ
ーのうち現像によって分離されるトナー量が少ない条件
においてもエッジ強調を回避し、かつ必要現像量が確保
できる非接触現像方法を提供することにある。
Further, another object of the present invention is to control the specific charge within a predetermined range by controlling the inter-particle force of toner other than the electrostatic force acting on the toner laminated on the toner carrier to 5 nN or less. It is to provide a contact developing method. Also,
Another object of the present invention is to provide a non-contact developing method capable of avoiding edge enhancement which is a problem peculiar to non-contact developing. Still another object of the present invention is to avoid edge enhancement even under the condition that the toner having a large specific charge and a small amount of toner separated by development among toners stacked and carried on a toner carrier and avoiding necessary development. It is to provide a non-contact developing method that can secure the amount.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明は、トナーがトナ
ー担持体上に積層担持された際に、下記式(1)によっ
て算出される粒子間力が5nN以下、 Fv =q・ E−Fi ‥‥(1) [式中Fv は粒子間力、q・ Eは式(2)で算出される
クーロン力、 q・ E=q・{Vb +(Q/M )・δ・P・dt1 2/(2εo εT }/(εT ・g+d t1) ‥‥(2) 式中Fi は式(3)で算出される鏡像力、 Fi ={( W1・πd3 ・δ)/ (6 εo εT)}・(Q/M)2‥‥(3) (前記式中、qは現像されるトナー粒子の電荷量[C] 、
Eはトナー層に働く電界強度[V/m] 、Q/Mはトナーの比
電荷[μC/g]、W1はトナー担持体上に積層担持されたト
ナーのうち、現像によって分離されるトナー量[mg/c
m2]、εo は真空誘電率[C/(V ・ m)] 、εTはトナー層の
みかけの比誘電率[C/(V ・ m)] 、dはトナー粒径[ μ
m]、δはトナー真密度[g/cm3]、gはトナー担持体上の
トナー最上表面と静電潜像保持体との間隙[mm]、dt1
トナー担持体上のトナーの層厚[μm]、Vb は現像バイ
アス電圧[V] 、Pはトナー充填率)]を示すことからな
るトナーである。
According to the present invention, when the toner is stacked and carried on the toner carrier, the interparticle force calculated by the following formula (1) is 5 nN or less, and Fv = q.E-Fi. (1) [In the formula, Fv is the interparticle force, q · E is the Coulomb force calculated by the formula (2), q · E = q · {Vb + (Q / M) · δ · P · dt 1 2 / (2ε o ε T } / (ε T · g + d t 1 ) ... (2) In the formula, Fi is the image force calculated by the formula (3), and Fi = {(W 1 · πd 3 · δ) / ( 6 ε o ε T )} · (Q / M) 2 ··· (3) (In the above formula, q is the charge amount [C] of the toner particles to be developed,
E is the electric field strength [V / m] acting on the toner layer, Q / M is the specific charge of the toner [μC / g], and W 1 is the toner separated by the development among the toners stacked and carried on the toner carrier. Amount [mg / c
m 2 ], ε o is the vacuum permittivity [C / (V · m)], ε T is the apparent relative permittivity [C / (V · m)] of the toner layer, and d is the toner particle size [μ
m] and δ are true toner densities [g / cm 3 ], g is a gap [mm] between the toner uppermost surface on the toner carrier and the electrostatic latent image carrier, and dt 1 is a toner layer on the toner carrier. Thickness [μm], Vb is a developing bias voltage [V], and P is a toner filling rate)].

【0022】なお、本発明における現像剤は、一成分系
及び二成分系現像剤のいずれでもよい。一成分系現像剤
は、トナーのみから構成され、一方二成分系現像剤はト
ナーとキャリア(例えば、鉄粉、フェライト粉、マグネ
タイト粉等)から構成される。二成分系の現像剤の場
合、電気的な付着力は鏡像力に加えてトナーとキャリア
間のクローン力が含まれるのでこの合力を新たにFiと
して定義すれば、Fv=q・E−Fiで算出できる。この
内、トナー像を混色なく重ねあわすことができ、メンテ
ナンスが容易である観点から一成分系現像剤が好まし
い。以下、一成分系現像剤について述べる。本発明に使
用できる一成分現像剤は、トナーのみからなる。ここ
で、トナーは、一般にバインダー樹脂を主成分とし、任
意に含まれる着色剤、内添剤及び外添材から構成され
る。
The developer in the present invention may be either a one-component developer or a two-component developer. The one-component developer is composed only of toner, while the two-component developer is composed of toner and carrier (for example, iron powder, ferrite powder, magnetite powder, etc.). In the case of a two-component developer, the electric adhesion force includes the image force and the clonal force between the toner and the carrier. Therefore, if this resultant force is newly defined as Fi, then Fv = q.E-Fi Can be calculated. Among them, the one-component developer is preferable from the viewpoint that toner images can be overlaid with each other without color mixture and maintenance is easy. Hereinafter, the one-component developer will be described. The one-component developer that can be used in the present invention consists of toner only. Here, the toner generally contains a binder resin as a main component, and includes a colorant, an internal additive and an external additive which are optionally contained.

【0023】本発明に使用できるバインダー樹脂は、特
に限定されず公知の材料をいずれも使用でき、例えば、
ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニル
トルエン等のスチレン系ホモポリマー、スチレン−p−
クロロスチレンコポリマー、スチレン−プロピレンコポ
リマー、スチレン−ビニルトルエンコポリマー、スチレ
ン−ビニルナフタレンコポリマー、スチレン−アクリル
酸メチルコポリマー、スチレン−アクリル酸エチルコポ
リマー、スチレン−アクリル酸ブチルコポリマー、スチ
レン−アクリル酸オクチルコポリマー、スチレン−メタ
クリル酸メチルコポリマー、スチレン−メタクリル酸エ
チルコポリマー、スチレン−メタクリル酸ブチルコポリ
マー、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチルコポリ
マー、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、スチレ
ン−ビニルメチルエーテルコポリマー、スチレン−ビニ
ルエチルエーテルコポリマー、スチレン−ビニルメチル
ケトンコポリマー、スチレン−ブタジエンコポリマー、
スチレン−イソプレンコポリマー、スチレン−マレイン
酸コポリマー、スチレン−マレイン酸エステルコポリマ
ー等のスチレン系コポリマー、スチレン−アクリロニト
リル−インデンターポリマー等のスチレン系ターポリマ
ーが挙げられる。
The binder resin that can be used in the present invention is not particularly limited, and any known material can be used.
Styrene-based homopolymers such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, styrene-p-
Chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene -Methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ether copolymer, styrene -Vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer,
Examples thereof include styrene-based copolymers such as styrene-isoprene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester copolymer, and styrene-based terpolymers such as styrene-acrylonitrile-indene terpolymer.

【0024】その他にも、ポリメチルメタクリレート、
ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタ
ン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラー
ル、ポリアマイド、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性
ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂
環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂等も挙げられる。
これらバインダー樹脂は、単独で使用してもよいが、混
合することもできる。
In addition, polymethylmethacrylate,
Polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyurethane, polyamide, epoxy resin, polyvinyl butyral, polyamide, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or alicyclic Hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins and the like are also included.
These binder resins may be used alone, or may be mixed.

【0025】本発明に使用できる着色剤は、特に限定さ
れず公知の材料をいずれも使用でき、例えば、カーボン
ブラック、フタロシアニンブルー、インダンスレンブル
ー、ピーゴックブルー、パーマネントレッド、レーキレ
ッド、ローダミンレーキ、ハンザイエロー、パーマネン
トイエロー、ベンジジンイエロー等が挙げられる。本発
明に使用できる内添剤には、電荷制御剤、充填剤等が挙
げられる。この内、電荷制御剤は、特に限定されず公知
の材料をいずれも使用でき、例えば、金属錯塩化合物の
ような負帯電性の帯電制御剤、アジン系色素、アルキル
アンモニウム化合物のような正帯電性の帯電制御剤が挙
げられる。
The colorant that can be used in the present invention is not particularly limited and any known material can be used. Examples thereof include carbon black, phthalocyanine blue, indanthrene blue, pegok blue, permanent red, lake red and rhodamine lake. , Hansa Yellow, Permanent Yellow, Benzidine Yellow and the like. Examples of internal additives that can be used in the present invention include charge control agents and fillers. Of these, the charge control agent is not particularly limited, and any known material can be used. For example, a negatively chargeable charge control agent such as a metal complex salt compound, a positive chargeability such as an azine dye or an alkylammonium compound. Examples of charge control agents include

【0026】更に、本発明に使用できる外添材として
は、流動化剤(例えば、脂肪族カルボン酸塩類等)、ク
リーニング剤(例えば、高級脂肪酸類)等が挙げられ
る。更に、トナー間の粒子間力を弱め、トナー担持体上
のトナー層の飛翔部断面の粒子間力(付着力)Fv を5
nN 以下とするために、トナー間のスペーサーとして不
活性な微粒子をトナーに分散させてもよい。不活性な微
粒子としては、例えばシリカ粉が挙げられる。この微粒
子は、直径0.01〜1μmの粒子からなることが好まし
い。0.01μmより小さい場合は、トナー間の粒子間力を
弱める効果が低いので好ましくなく、1μmより大きい
場合はトナーに近い大きさになり画像に悪影響を与える
ので好ましくない。なお、上記外添材は、予めトナーと
分散させておいてもよく、現像段階においてトナーと分
散させてもよい。
Further, examples of the external additive that can be used in the present invention include fluidizing agents (for example, aliphatic carboxylic acid salts and the like), cleaning agents (for example, higher fatty acids) and the like. Further, the interparticle force between the toners is weakened, and the interparticle force (adhesive force) Fv of the flying portion cross section of the toner layer on the toner carrier is set to 5
In order to control the nN or less, inactive fine particles may be dispersed in the toner as a spacer between the toners. Examples of the inactive fine particles include silica powder. The fine particles are preferably particles having a diameter of 0.01 to 1 μm. If it is smaller than 0.01 μm, the effect of weakening the interparticle force between toner particles is low, and if it is larger than 1 μm, the size is close to that of the toner and the image is adversely affected. The external additive may be dispersed in the toner in advance, or may be dispersed in the toner in the developing stage.

【0027】本発明に使用されるトナーは、公知の方法
を使用することにより製造することができる。即ち、上
記バインダー樹脂、着色剤及び内添剤を溶融混練工程に
付すことにより均一な分散物を形成する。次いで、上記
分散物を冷却した後、所定の平均粒径になるように粉砕
工程に付される。更に、分級工程を経ることにより、粗
大粒子及び微小粒子を取り除き、所定の平均粒径のトナ
ーを得ることができる。ここで、トナーの平均粒径は、
5〜11μmが好ましい。5μmより小さい場合は、トナ
ーに働くクーロン力の減少と鏡像力の増加によりトナー
の飛翔力が減少して現像性が低下するので好ましくな
く、11μmより大きい場合は解像力や階調再現性が低下
するので好ましくない。
The toner used in the present invention can be manufactured by using a known method. That is, a uniform dispersion is formed by subjecting the binder resin, the colorant and the internal additive to the melt-kneading step. Next, after cooling the above dispersion, it is subjected to a pulverizing step so as to have a predetermined average particle diameter. Further, by passing through a classification step, coarse particles and fine particles can be removed to obtain a toner having a predetermined average particle diameter. Here, the average particle diameter of the toner is
It is preferably 5 to 11 μm. When it is less than 5 μm, the Coulomb force acting on the toner is reduced and the image force is increased, so that the flight force of the toner is reduced and the developability is lowered, which is not preferable, and when it is more than 11 μm, the resolution and the gradation reproducibility are lowered. It is not preferable.

【0028】よって、本発明のトナーとしては、以下に
示すトナーが好ましい。前記トナーはその粒子間力が0,
01nN〜5nNであることが好ましい。前記トナーはその平
均粒径が5〜11μmであることが好ましい。前記トナー
がスペーサとして平均粒径が0.01〜1μmの不活性な微
粒子を含有することが好ましい。前記トナーはその比電
荷が5〜15μC/g の範囲であることが好ましい。前記ト
ナーはその平均粒径が5μm〜11μmで、且つその比電荷
が5〜15μC/g の範囲であることが好ましい。
Therefore, the following toners are preferable as the toner of the present invention. The toner has an interparticle force of 0,
It is preferably from 01nN to 5nN. The toner preferably has an average particle size of 5 to 11 μm. It is preferable that the toner contains inert fine particles having an average particle diameter of 0.01 to 1 μm as a spacer. The toner preferably has a specific charge in the range of 5 to 15 μC / g. The toner preferably has an average particle size of 5 μm to 11 μm and a specific charge of 5 to 15 μC / g.

【0029】前記トナーはそのトナー担持体上に積層担
持されたトナー層厚が約5μm〜20μmで、且つその充填
密度が約0.4g/cm3〜0.85g/cm3の範囲であることが好ま
しい。前記トナーはその比電荷が5μC/g〜15μC/g、
そのトナー担持体上に積層担持されたトナー層厚が約5
μm〜20μm、且つその充填密度が約0.4g/cm3〜0.85g/cm
3の範囲であることが好ましい。前記トナーはバインダ
ー樹脂を主成分とし、任意に含まれる着色剤、内添剤及
び外添剤からなる画像形成用トナーであることが好まし
い。前記トナーは非磁性一成分トナーであることが好ま
しい。前記トナーは熔融混練粉砕処理により所定の平均
粒径に形成されていることが好ましい。
[0029] The toner in the toner layer thickness stacked carried on the toner carrying member is about 5Myuemu~20myuemu, it is preferable and its packing density in the range of about 0.4g / cm 3 ~0.85g / cm 3 . The toner has a specific charge of 5 μC / g to 15 μC / g,
The thickness of the toner layer stacked on the toner carrier is about 5
μm to 20 μm, and its packing density is about 0.4 g / cm 3 to 0.85 g / cm
It is preferably in the range of 3 . The toner is preferably an image-forming toner which contains a binder resin as a main component and optionally contains a colorant, an internal additive and an external additive. The toner is preferably a non-magnetic one-component toner. It is preferable that the toner is formed into a predetermined average particle size by a melt-kneading pulverization process.

【0030】他の発明は、帯電したトナーを現像剤とし
て積層担持するトナー担持体と、このトナー担持体と間
隙を持って対向配置させた静電潜像保持体と、トナー担
持体と静電潜像保持体間の電界を印加制御する電界印加
制御手段を少なくとも備えた現像装置において、トナー
がトナー担持体に積層担持された際に、トナーの粒子間
力が5nN以下を示すように、前記トナーの何れか一つの
トナーを用いて静電潜像保持体に飛翔現像する非接触現
象方法である。
In another invention, a toner carrier for laminating and carrying charged toner as a developer, an electrostatic latent image carrier arranged opposite to the toner carrier with a gap, and an electrostatic latent image carrier for the toner carrier. In a developing device equipped with at least an electric field application control means for controlling the application of an electric field between latent image holding bodies, the interparticle force of the toner is 5 nN or less when the toner is stacked and carried on the toner carrying body. This is a non-contact phenomenon method in which any one of the toners is used to fly and develop on the electrostatic latent image holding member.

【0031】また、上記トナーがトナー担持体に積層担
持された際に、トナーの粒子間力が5nN以下を示す非接
触現像方法において、前記電界印加制御手段は、トナー
の比電荷が、下記式(4)、 5μC/g ≦Q/M ≦(εo εT/W1)・E‥‥(4) (前記(4)式中、Eはトナー層に働く電界強度[V/m]
、Q/M はトナーの比電荷[ μC/g]、W1はトナー担持体
上に積層担持されたトナーのうち、現像によって分離さ
れるトナー量[mg/cm2]、εo は真空誘電率[C/(V・m)] 、
εTはトナー層のみかけの比誘電率[C/(V ・ m)] )を満
たすよう制御する構成にすることが好ましい。
Further, in the non-contact developing method in which the inter-particle force of the toner is 5 nN or less when the toner is stacked and carried on the toner carrier, the electric field application control means has a specific charge of the toner represented by the following formula: (4), 5 μC / g ≤ Q / M ≤ (εo ε T / W 1 ) · E (4) (Equation (4) above, E is the electric field strength [V / m] acting on the toner layer.
, Q / M is the specific charge of the toner [μC / g], W 1 is the toner amount [mg / cm 2 ] separated by development among the toners stacked and carried on the toner carrier, and εo is the vacuum dielectric constant. [C / (V ・ m)],
It is preferable to control ε T so as to satisfy the apparent relative dielectric constant [C / (V · m)] of the toner layer.

【0032】例えば、現像によって分離されるトナー量
1=0.3(mg/cm2) のとき、見かけの比誘電率εT=2の
トナー層に、電界強度E=2.5 ×106(V/m) の電界を与
えるとき、式(4)にしたがってトナー比電荷Q/Mの範
囲を求めると、5≦Q/M≦14.8(μC/g )となるので、こ
の値を目標値としてトナー組成(物性)やトナー帯電機
構を設計する。あるいは、トナー組成や帯電機構を設定
してトナー比電荷を先に決めておき、式(4)を満たす
ようなトナー層電界強度Eを設定しても構わない。トナ
ー層に働く電界強度Eは、潜像電位やトナー担持体の電
位、トナー担持体に積層担持するトナー層厚、トナー担
持体と静電潜像保持体との間隙などの現像条件に依存し
て変わるため、これらの量を制御して適正な電界強度E
になるように設定する。
For example, when the amount of toner separated by development is W 1 = 0.3 (mg / cm 2 ), the electric field strength E = 2.5 × 10 6 (V / V) in the toner layer having an apparent relative permittivity ε T = 2. When the electric field of m) is applied, the range of the toner specific charge Q / M is calculated according to the equation (4), the result is 5 ≦ Q / M ≦ 14.8 (μC / g). (Physical properties) and toner charging mechanism are designed. Alternatively, the toner composition or the charging mechanism may be set to previously determine the toner specific charge, and the toner layer electric field strength E that satisfies Expression (4) may be set. The electric field strength E acting on the toner layer depends on the latent image potential, the potential of the toner carrier, the thickness of the toner layer stacked on the toner carrier, and the developing conditions such as the gap between the toner carrier and the electrostatic latent image carrier. Therefore, the electric field strength E can be controlled by controlling these quantities.
To be set.

【0033】さらに、上記トナーがトナー担持体に積層
担持された際に、トナーの粒子間力が5nN以下を示す非
接触現像方法において、トナー担持体と電潜像保持体と
の周速比を制御する周速比制御手段をさらに備え、前記
周速比制御手段は、周速比が下記式(5)、 WD≦W1・k≦WR‥‥(5) (前記(5)式中、トナー担持体と静電潜像保持体とは
同一方向に移動し、kはトナー担持体に対する静電潜像
保持体との周速比、WRはトナーを担持するトナー担持
体上のトナー付着量[mg/cm2]、W1はトナー担持体上に
積層担持されたトナーのうち、現像によって分離される
トナー量[mg/cm2]、WDは必要現像量[mg/cm2])を満た
すよう制御する構成にすることが好ましい。
Further, in the non-contact developing method in which the inter-particle force of the toner is 5 nN or less when the toner is laminated and carried on the toner carrier, the peripheral speed ratio between the toner carrier and the electrostatic latent image carrier is set. The peripheral speed ratio control means further includes a peripheral speed ratio control means for controlling the peripheral speed ratio, and the peripheral speed ratio of the peripheral speed ratio control means is represented by the following formula (5): W D ≦ W 1 · k ≦ W R (5) (formula (5)) Among them, the toner carrier and the electrostatic latent image carrier move in the same direction, k is the peripheral speed ratio of the electrostatic latent image carrier to the toner carrier, and W R is the toner carrier on the toner carrier. toner adhesion amount [mg / cm 2], W 1 is among the toner laminated carried on the toner carrying member, the amount of toner to be separated by development [mg / cm 2], W D is needed development amount [mg / cm 2 ]) is preferably controlled to satisfy the above condition.

【0034】W1<WDの関係は、トナー担持体から、現
像によって分離されるトナー量W1が必要現像量WDに満
たないことを意味し、トナーの平均比電荷Q/M の大きい
トナーや付着力が大きく現像性の悪いトナーを用いたと
きに生じる。例えば、式(4)においてトナー比電荷の
大きいトナーを考えるとき、式(4)の右辺=εo εT
・E/ W1を大きくする必要があるが、式(4)の右辺
においてトナーの比誘電率εTとトナーに働く電界強度
Eを大きくするのは限度があり、現像によって分離され
るトナー量W1は必然的に小さくなる。
The relationship of W 1 <W D means that the amount W 1 of toner separated from the toner carrier by development is less than the required amount W D of development, and the average specific charge Q / M of the toner is large. This occurs when a toner or a toner having a large adhesive force and poor developability is used. For example, when considering a toner having a large toner specific charge in Expression (4), the right side of Expression (4) = ε o ε T
It is necessary to increase E / W 1 , but there is a limit to increase the relative permittivity ε T of the toner and the electric field strength E that acts on the toner on the right side of Expression (4), and the amount of toner separated by development is limited. W 1 is inevitably small.

【0035】したがって、比電荷の大きいトナーを用い
て必要現像量を確保するには、トナー担持体上から分離
されるトナー量W1では不十分になり、トナー担持体の
周速を静電潜像保持体よりも速くしてトータル現像量を
増やす必要がある。トナー担持体の周速が静電潜像保持
体の周速よりも速いとき(すなわち周速比k>1のと
き)、エッジ強調の防止と現像濃度の確保を両立させる
には、周速比kとトナー担持体上のトナー付着量WR
式(5)を満たすように設定する必要があり、式(4)
と、式(5)とを同時に満たす現像装置が必須となる。
Therefore, the toner amount W 1 separated from the toner carrier is insufficient to secure the required development amount using the toner having a large specific charge, and the peripheral speed of the toner carrier is changed to the electrostatic latent amount. It is necessary to make it faster than the image carrier to increase the total development amount. When the peripheral speed of the toner carrying member is faster than the peripheral speed of the electrostatic latent image holding member (that is, when the peripheral speed ratio k> 1), the peripheral speed ratio must be set in order to prevent the edge enhancement and ensure the development density. It is necessary to set k and the toner adhesion amount W R on the toner carrier to satisfy the equation (5).
And a developing device that simultaneously satisfies the expression (5) is essential.

【0036】また、上記トナーがトナー担持体に積層担
持された際に、トナーの粒子間力が5nN以下を示す非接
触現像方法において、前記電界印加制御手段よりトナー
の比電荷が前記式(4)を満たすと同時に、前記周速比
制御手段によりトナー担持体と電潜像保持体との周速比
が前記式(5)を満たすよう制御する構成にすることが
好ましい。なお、電界印加制御手段としては、例えば、
直流または交流の高電圧発生回路、電界制御回路などか
ら構成される。電界印加制御手段によりトナー担持体と
静電潜像保持体との間に印加される電界は直流または交
流のどちらでもよい。また、周速比制御手段としては、
例えば、モータ駆動回路、速度制御回路(速度検出回
路、周速比設定回路を含む)などから構成され、マイク
ロコンピュータで制御される。
Further, in the non-contact developing method in which the interparticle force of the toner is 5 nN or less when the toner is stacked and carried on the toner carrier, the electric field application control means determines the specific charge of the toner by the above formula (4). It is preferable that the peripheral speed ratio control means controls the peripheral speed ratio between the toner carrier and the latent image carrier to satisfy the above expression (5) at the same time. As the electric field application control means, for example,
It is composed of a DC or AC high voltage generation circuit, an electric field control circuit, and the like. The electric field applied between the toner carrier and the electrostatic latent image carrier by the electric field application controller may be either direct current or alternating current. Further, as the peripheral speed ratio control means,
For example, it is composed of a motor drive circuit, a speed control circuit (including a speed detection circuit and a peripheral speed ratio setting circuit), and is controlled by a microcomputer.

【0037】本発明のトナーによれば、トナーがトナー
担持体上に積層担持された際に、下記式(1)によって
算出される粒子間力が5nN以下を示すトナーに形成す
る。 Fv =q・ E−Fi ‥‥(1) 式中Fv は粒子間力、q・ Eは式(2)で算出されるク
ーロン力、 q・ E=q・{Vb +(Q/M )・δ・P・dt1 2/(2εo εT }/(εT・g+dt 1 ) ‥‥(2) 式中Fi は式(3)で算出される鏡像力、 Fi ={( W1 ・πd3・δ)/ (6 εo εT)}・(Q/M)2‥‥(3) 前記式中、qは現像されるトナー粒子の電荷量[C] 、E
はトナー層に働く電界強度[V/m] 、Q/M はトナーの比電
荷[ μC/g]、W1はトナー担持体上に積層担持されたト
ナーのうち、現像によって分離されるトナー量[mg/c
m2]、εo は真空誘電率[C/(V ・ m)] 、εTはトナー層の
みかけの比誘電率[C/(V ・ m)] 、dはトナー粒径[ μ
m]、δはトナー真密度[g/cm3]、gはトナー担持体上の
トナー最上表面と静電潜像保持体との間隙[mm]、dt1
トナー担持体上のトナーの層厚[μm]、Vb は現像バイ
アス電圧[V] 、Pはトナー充填率、で表される測定値と
定数εo であるから、これらの測定値をもとに、式
(2)〜(3)に代入すれば、式(1)で表される粒子
間力Fv を求めることができる。
According to the toner of the present invention, the toner is a toner.
When laminated and supported on a carrier, the following formula (1)
Formed on toner with calculated interparticle force of 5nN or less
It Fv = q.E-Fi (1) In the equation, Fv is the interparticle force, and q.E is the equation calculated by the equation (2).
-Long force, q ・ E = q ・ {Vb + (Q / M) ・ δ ・ P ・ dt1 2/ (2ε o εT} / (ΕT・ G + dt 1 ) (2) In the formula, Fi is the image force calculated by the formula (3), and Fi = {(W1・ Πd3・ Δ) / (6 εo εT)} ・ (Q / M)2(3) In the above formula, q is the charge amount [C], E of the toner particles to be developed.
Is the electric field strength [V / m] that acts on the toner layer, and Q / M is the specific electric charge of the toner
Load [μC / g], W1Is a stack of toner on the toner carrier.
Of toner, the amount of toner separated by development [mg / c
m2], Ε o is the vacuum permittivity [C / (V · m)], εTOf the toner layer
Apparent relative permittivity [C / (V m)], d is toner particle size [μ
m] and δ are true densities of toner [g / cm3], G is on the toner carrier
Gap between the top surface of the toner and the electrostatic latent image holder [mm], dt1Is
The toner layer thickness [μm] on the toner carrier, Vb is the development bias.
As voltage [V], P is the toner filling rate, and
Since it is a constant ε o, based on these measured values, the equation
Particles represented by formula (1) when substituted into (2) to (3)
The force Fv can be calculated.

【0038】非接触現像には、以下の物性を有するトナ
ーが好ましい。前記トナーはその粒子間力が0,01nN〜5
nNであれば、 飛翔性が向上する。前記トナーはその平均
粒径が5〜11μmであれば、 非接触現像であっても細密
な潜像パターンを再現できる。前記トナーがスペーサと
して平均粒径が0.01〜1μm の不活性な微粒子を含有す
るならば、 粒子間力を低下させる。前記トナーはその比
電荷が5〜15μC/g の範囲であれば、 逆極性トナーの
発生がなく最適なクーロン力が得られるので、十分な現
像濃度が確保できる。前記トナーはその平均粒径が5μm
〜11μmで、且つその比電荷が5〜15μC/g の範囲で
あれば、 細密な潜像パターンの再現と現像濃度の確保を
両立できる。
For non-contact development, a toner having the following physical properties is preferable. The toner has an interparticle force of 0.01 nN to 5
If it is nN, the flight performance is improved. If the average particle size of the toner is 5 to 11 μm, a fine latent image pattern can be reproduced even in non-contact development. If the toner contains inert fine particles having an average particle diameter of 0.01 to 1 μm as a spacer, the interparticle force is reduced. When the specific charge of the toner is in the range of 5 to 15 μC / g, the optimum Coulomb force is obtained without the generation of reverse polarity toner, so that a sufficient developing density can be secured. The toner has an average particle size of 5 μm.
When the specific charge is ˜11 μm and the specific charge is in the range of 5 to 15 μC / g, both reproduction of a fine latent image pattern and securing of the development density can be achieved at the same time.

【0039】前記トナーはそのトナー担持体上に積層担
持されたトナー層厚が約5μm〜20μmで、且つその充填
密度が約0.4g/cm3〜0.85g/cm3の範囲であれば、現像性
が向上する。前記トナーはその比電荷が5μC/g〜15
μC/g、そのトナー担持体上に積層担持されたトナー層
厚が約5μm〜20μm、且つその充填密度が約0.4g/cm3
0.85g/cm3の範囲であれば、現像性が向上する。前記ト
ナーはバインダー樹脂を主成分とし、任意に含まれる着
色剤、内添剤及び外添剤からなる画像形成用トナーであ
れば、 公知の方法で製造することができる。前記トナー
は非磁性一成分トナーであれば、 トナー像を混色なく重
ねあわすことができ、メンテナンスが容易である。前記
トナーは熔融混練粉砕処理により所定の平均粒径に形成
することができる。
[0039] If the range of the toner is the toner layer thickness laminated carried to a toner carrying member at approximately 5Myuemu~20myuemu, and 3 the packing density of about 0.4g / cm ~0.85g / cm 3, a developing The property is improved. The toner has a specific charge of 5 μC / g to 15
μC / g, the thickness of the toner layer laminated on the toner carrier is about 5 μm to 20 μm, and the packing density is about 0.4 g / cm 3 to
Within the range of 0.85 g / cm 3 , the developability is improved. The toner can be produced by a known method as long as it is an image-forming toner containing a binder resin as a main component and optionally containing a colorant, an internal additive and an external additive. If the toner is a non-magnetic one-component toner, the toner images can be overlaid on each other without color mixing, and maintenance is easy. The toner can be formed into a predetermined average particle size by a melt-kneading pulverization process.

【0040】帯電したトナーを現像剤として積層担持す
るトナー担持体と、このトナー担持体と間隙を持って対
向配置させた静電潜像保持体と、トナー担持体と静電潜
像保持体間の電界を印加制御する電界印加制御手段を少
なくとも備えた現像装置において、トナーがトナー担持
体に積層担持された際に、トナーの粒子間力が5nN以下
を示すように、前記トナーの何れか一つのトナーを用い
て静電潜像保持体に飛翔現像する非接触現像方法を採用
すれば、 例えば、 トナーに働く静電力と電界強度を制御
する手段のみで安定した飛翔現像を実現し、 階調性、 再
現性のよい画質が得られる。
Between the toner carrying member and the electrostatic latent image holding member, the toner carrying member carrying the stacked layers of charged toner as a developer, the electrostatic latent image holding member opposed to the toner carrying member with a gap. In a developing device having at least an electric field application control means for controlling the application of the electric field, when the toner is stacked and carried on the toner carrier, the interparticle force of the toner shows 5 nN or less, If a non-contact developing method is used, in which two toners are used for fly-development on the electrostatic latent image carrier, stable fly-development can be achieved, for example, by only controlling the electrostatic force acting on the toner and the electric field strength. Image quality with good reproduction and reproducibility.

【0041】また、前記トナーがトナー担持体に積層担
持された際に、トナーの粒子間力が5nN以下を示す非接
触現像方法において、前記電界印加制御手段は、トナー
の比電荷が、下記式(4)、を満たすよう制御する構成
にするならば、 例えば、 最適なクーロン力が得られ、現
像性が向上する。 5μC/g ≦Q/M ≦(εo εT/W1 )・E‥‥(4) 前記(4)式中、Eはトナー層に働く電界強度[V/m] 、
Q/M はトナーの比電荷[ μC/g]、W1はトナー担持体上に
積層担持されたトナーのうち、現像によって分離される
トナー量[mg/cm2]、εo は真空誘電率[C/(V ・ m)] 、ε
Tはトナー層のみかけの比誘電率[C/(V ・ m)] である。
Further, in the non-contact developing method in which the inter-particle force of the toner is 5 nN or less when the toner is stacked and carried on the toner carrier, the electric field application control means has a specific charge of the toner represented by the following formula: If the structure is controlled so as to satisfy (4), for example, the optimum Coulomb force can be obtained and the developability can be improved. 5 μC / g ≦ Q / M ≦ (ε o ε T / W 1 ) · E (4) In the formula (4), E is the electric field strength [V / m] acting on the toner layer,
Q / M is the specific charge of the toner [μC / g], W 1 is the toner amount [mg / cm 2 ] separated by development among the toners stacked on the toner carrier, and εo is the vacuum dielectric constant [ C / (V · m)], ε
T is the apparent relative permittivity [C / (V · m)] of the toner layer.

【0042】上記トナーがトナー担持体に積層担持され
た際に、トナーの粒子間力が5nN以下を示す非接触現像
方法において、トナー担持体と電潜像保持体との周速比
を制御する周速比制御手段をさらに備え、前記周速比制
御手段は、周速比が下記式(5)、を満たすよう制御す
るならば、エッジ強調を防止しながら現像濃度の確保す
ることができる WD≦W1・k≦WR‥‥(5) 前記(5)式中、トナー担持体と静電潜像保持体とは同
一方向に移動し、kはトナー担持体に対する静電潜像保
持体との周速比、WRはトナーを担持するトナー担持体
上のトナー付着量[mg/cm2]、W1はトナー担持体上に積
層担持されたトナーのうち、現像によって分離されるト
ナー量[mg/cm2]、WDは必要現像量[mg/cm2]である。
In the non-contact developing method in which the inter-particle force of the toner is 5 nN or less when the above toner is stacked and carried on the toner carrier, the peripheral speed ratio between the toner carrier and the latent electrostatic image carrier is controlled. If peripheral speed ratio control means is further provided and the peripheral speed ratio control means controls the peripheral speed ratio to satisfy the following expression (5), it is possible to secure development density while preventing edge enhancement. D ≦ W 1 · k ≦ W R (5) In the formula (5), the toner carrier and the electrostatic latent image carrier move in the same direction, and k represents the electrostatic latent image carrier to the toner carrier. The peripheral speed ratio with the body, W R is the toner adhesion amount [mg / cm 2 ] on the toner carrying body carrying the toner, and W 1 is separated by development among the toners carried on the toner carrying body in a laminated manner. The toner amount [mg / cm 2 ] and W D are the required developing amount [mg / cm 2 ].

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例に基づい
て本発明を詳述する。なお、これによって、本発明は限
定されるものでない。図1は本発明のトナーとこれを用
いた非接触現像方法に適用される現像装置の一実施例の
概略構成を示す断面図である。また、本発明では、図1
に示す現像装置は飛翔現像実験機として用いる。図1に
おいて、非磁性一成分トナー1は、ホッパー7中に投入
されており、トナー撹拌部材5により撹拌されながら、
トナー供給部材6によってトナー担持体(現像ローラ)
2上に供給される。トナー担持体2は、直径31.4mm、長
さ315mm のアルミニウム製の金属スリーブで形成され、
球形粒子によりサンドブラスト処理され、中心線平均粗
さRa=1μmの表面粗さを有している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. The present invention is not limited to this. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of a developing device applied to the toner of the present invention and a non-contact developing method using the toner. Further, in the present invention, FIG.
The developing device shown in is used as a flight developing experiment machine. In FIG. 1, the non-magnetic one-component toner 1 is put into a hopper 7, and while being stirred by a toner stirring member 5,
Toner carrier (developing roller) by toner supply member 6
2 on top. The toner carrier 2 is formed of an aluminum metal sleeve having a diameter of 31.4 mm and a length of 315 mm,
It is sandblasted with spherical particles and has a surface roughness of center line average roughness Ra = 1 μm.

【0044】非磁性一成分トナー1は、供給部材6とア
ルミニウムとの接触および摺擦により電荷を付与され、
トナー担持体2上に担持され、さらにトナー帯電および
規制を行うブレード4を通過する際に再度電荷を与えら
れ層を規制する。ブレード4には1kgf〜3kgfの荷重を与
えてトナー担持体2に当接させている。トナーの比電荷
は、トナーの持つ固有の帯電性能とトナー担持体2のス
リーブ材質、およびトナーとローラの摩擦の度合いによ
って決まるものであり、例えば、ブレード4に与える荷
重が大きいほど比電荷が大きくなる。
The non-magnetic one-component toner 1 is charged by the contact and rubbing between the supply member 6 and aluminum,
The toner is carried on the toner carrier 2 and is charged again when passing through the blade 4 for charging and regulating the toner to regulate the layer. A load of 1 kgf to 3 kgf is applied to the blade 4 and is brought into contact with the toner carrier 2. The specific charge of the toner is determined by the inherent charging performance of the toner, the sleeve material of the toner carrier 2, and the degree of friction between the toner and the roller. For example, the larger the load applied to the blade 4 is, the larger the specific charge is. Become.

【0045】トナー担持体2に対向して、静電潜像保持
体に見立てたドラム3を配置した。ドラム3は直径80m
m、長さ320mm であり、トナー担持体2と一定の間隙
(間隙の大きさは0.1 〜0.2mm )を有しており、トナー
担持体2上のトナーもドラム3と非接触な状態に保たれ
ている。トナー担持体2とドラム3は周速175mm/sec で
矢印に示した時計方向に回転する。トナー担持体2は接
地されており、ドラム3には潜像電位に相当するバイア
ス電圧Vb=-700 Vをドラム3の1回転分の時間だけ電
界制御手段(図示しない)により印加した。このとき、
現像バイアス電圧は0−(−700)V=700Vとな
る。
A drum 3, which is like an electrostatic latent image holder, is arranged opposite to the toner carrier 2. Drum 3 is 80m in diameter
It has a length of m and a length of 320 mm, and has a certain gap (the size of the gap is 0.1 to 0.2 mm) with the toner carrier 2, and the toner on the toner carrier 2 is also kept in non-contact with the drum 3. Is dripping The toner carrier 2 and the drum 3 rotate clockwise at the peripheral speed of 175 mm / sec as shown by the arrow. The toner carrier 2 is grounded, and a bias voltage Vb = -700 V corresponding to the latent image potential is applied to the drum 3 by an electric field control means (not shown) for one rotation of the drum 3. At this time,
The developing bias voltage is 0-(-700) V = 700V.

【0046】同実験機には、トナー担持体2とドラム3
との間の電位差もしくは両者の間に直流電界を印加する
電界制御手段と、非磁性一成分トナーを帯電させるトナ
ー帯電手段(ブレード4、トナー供給部材6)とを備え
ている。また、トナーを帯電させる手段として、導電電
極からの電荷注入やコロナ放電などの手段を用いてもよ
い。また、トナー担持体2とドラム3との周速比kを設
定する周速比設定手段(図示しない)と、設定された周
速比でトナー担持体2とドラム3とをそれぞれ時計回り
あるいは反時計回りに定速回転駆動するモータ速度制御
回路(図示しない)とをさらに備えている。また、トナ
ー担持体2とドラム3との間隙を微調整する調整手段
(図示しない)等も備えている。
The experimental machine includes a toner carrier 2 and a drum 3.
And an electric field control means for applying a DC electric field between the two and a toner charging means (blade 4, toner supply member 6) for charging the non-magnetic one-component toner. Further, as means for charging the toner, means such as charge injection from a conductive electrode or corona discharge may be used. Further, a peripheral speed ratio setting means (not shown) for setting the peripheral speed ratio k between the toner carrier 2 and the drum 3, and the toner carrier 2 and the drum 3 are respectively rotated clockwise or counterclockwise at the set peripheral speed ratio. It further comprises a motor speed control circuit (not shown) that drives the motor to rotate at a constant speed in a clockwise direction. Further, it is also provided with an adjusting means (not shown) for finely adjusting the gap between the toner carrier 2 and the drum 3.

【0047】図2は本発明のトナーとこれを用いた非接
触現像方法に適用される非接触現像部を示す拡大図であ
る。図2において、金属性のスリーブであるトナー担持
体2上に形成された厚みdt1のトナー層1の内部の分断
面Xにおいて、飛翔方向の力はクーロン力q・ Eであ
り、飛翔を妨げる力は、分断面Xにおける鏡像力Fi と
粒子間力Fv である。分断面Xは、飛翔後の現像ローラ
上のトナー層厚、もしくは飛翔量(現像量)を計測して
知ることができる。例えば、レーザーテック(株)製の走
査型レーザー顕微鏡を用いれば現像ローラ上における飛
翔前後のトナー層厚を測定でき、分断面Xを求めること
ができる。分断面Xがわかれば、この面に働く鏡像力F
i は算出できる。
FIG. 2 is an enlarged view showing the toner of the present invention and the non-contact developing section applied to the non-contact developing method using the toner. In FIG. 2, the force in the flight direction is the Coulomb force q · E at the dividing plane X inside the toner layer 1 having a thickness dt 1 formed on the toner carrier 2 which is a metallic sleeve, and hinders the flight. The forces are the image force Fi and the interparticle force Fv at the dividing plane X. The dividing plane X can be known by measuring the toner layer thickness on the developing roller after the flight or the flying amount (developing amount). For example, if a scanning laser microscope manufactured by Lasertec Co., Ltd. is used, the toner layer thickness before and after the flight on the developing roller can be measured, and the dividing plane X can be obtained. If the cross-section X is known, the image force F acting on this plane
i can be calculated.

【0048】従って、粒子間力Fv は、トナー担持体上
に積層担持されたトナーのうち、現像によって分離され
るトナー量W1mg/cm2などの実測をもとに、トナー担持
体上のトナー層分断面におけるクーロンq・ Eと鏡像力
Fi の差として、下記式(1)〜(3)から求めること
ができる。 Fv =q・ E−Fi ‥‥(1) q・ E=q・{Vb +(Q/M )・δ・P・dt1 2/(2εo εT)}/(εT・g+dt 1 ) ‥‥(2) Fi ={( W1・πd3・δ)/ (6 εo εT)}・(Q/M)2‥‥(3) 前記式中、Fv は粒子間力、q・ Eは式(2)で算出さ
れるクーロン力、式中Fi は式(3)で算出される鏡像
力である。
Therefore, the interparticle force Fv is calculated as follows:
Of the toner stacked on the
Toner amount W1mg / cm2Toner loading based on actual measurements such as
Coulomb q · E and image force in cross section of toner layer on body
Obtain the difference of Fi from the following equations (1) to (3)
Can be. Fv = q.E-Fi ... (1) q.E = q. {Vb + (Q / M) .delta.P.dt1 2/ (2ε o εT)} / (ΕT・ G + dt 1 ) (2) Fi = {(W1・ Πd3・ Δ) / (6 εo εT)} ・ (Q / M)2(3) In the above equation, Fv is the interparticle force, and q · E is the equation (2).
Coulomb force, where Fi is the mirror image calculated by equation (3)
Power.

【0049】また、qは現像されるトナー粒子の電荷量
[C] 、Eはトナー層に働く電界強度[V/m] 、Q/M はトナ
ーの比電荷[ μC/g]、W1はトナー担持体上に積層担持
されたトナーのうち、現像によって分離されるトナー量
[mg/cm2]、εo は真空誘電率[C/(V ・ m)] 、εTはトナ
ー層のみかけの比誘電率[C/(V ・ m)] 、dはトナー粒径
[ μm]、δはトナー真密度[g/cm3]、gはトナー担持体
上のトナー最上表面と静電潜像保持体との間隙[mm]、d
t1はトナー担持体上のトナーの層厚[μm]、Vbは現像バ
イアス電圧[V] 、Pはトナー充填率である。なお、トナ
ー充填率P、トナー層のみかけの比誘電率εTは後述す
る下記式(6)〜(9)を用いれば求めることができ
る。
Further, q is the charge amount of the toner particles to be developed.
[C] and E are electric field strengths [V / m] that act on the toner layer, Q / M are specific charges of the toner [μC / g], and W 1 is one of the toners stacked and carried on the toner carrier by development. Amount of toner separated
[mg / cm 2 ], ε o is the vacuum permittivity [C / (V · m)], ε T is the apparent relative permittivity [C / (V · m)] of the toner layer, and d is the toner particle size.
[μm], δ is the true density of the toner [g / cm 3 ], g is the gap [mm] between the top surface of the toner on the toner carrier and the electrostatic latent image carrier, d
t 1 is the toner layer thickness [μm] on the toner carrier, Vb is the developing bias voltage [V], and P is the toner filling rate. The toner filling rate P and the apparent relative dielectric constant ε T of the toner layer can be obtained by using the following equations (6) to (9).

【0050】ここで、トナー層の見かけの比誘電率εT
を求める方法について説明する。トナー層の見かけ上の
比誘電率εTを求めるには空隙を有するトナー層の充填
率Pを知る必要がある。充填率Pは、表面電位Vt 、ト
ナー比電荷Q/M 、トナー付着量wの測定値を用いて以下
のように求めることができる。図1に示すような実験機
において、ブレード4を通過した後のトナー担持体2上
のトナー層1aの表面電位Vt 、トナー平均比電荷Q/M
、トナー付着量wを測定した。
Here, the apparent relative permittivity ε T of the toner layer is
The method of obtaining In order to obtain the apparent relative permittivity ε T of the toner layer, it is necessary to know the filling rate P of the toner layer having voids. The filling rate P can be obtained as follows using the measured values of the surface potential Vt, the toner specific charge Q / M, and the toner adhesion amount w. In the experimental machine as shown in FIG. 1, the surface potential Vt of the toner layer 1a on the toner carrier 2 after passing through the blade 4 and the toner average specific charge Q / M.
The toner adhesion amount w was measured.

【0051】まず、トナー層表面電位Vt は次式で表さ
れる。 Vt =w2・(Q/M )/ [2 εo {1+P(εt −1)}δ・P]‥‥(6) 式(14)をPについて整理すると、Pの2次方程式とし
て、次式が得られる。 (εt −1)P2+P−w2・(Q/M )/ (2 εo δVt )=0‥‥(7) 式(7)をPについて解くと、 P=[{1+2( εt −1) ・w2・(Q/M )/(εo δVt)}1/2−1]/{2( εt−1) }‥‥(8) となる。したがって、式(8)にVt 、Q/M 、wの測定
値を代入すれば、充填率Pが求められ、下記式(9)よ
り、みかけの比誘電率εTが得られる。 εT=1+P(εt−1)‥‥(9)
First, the toner layer surface potential Vt is expressed by the following equation. Vt = w 2 · (Q / M) / [2 εo {1 + P (εt −1)} δ · P] (6) When formula (14) is rearranged with respect to P, the following equation is obtained as a quadratic equation of P. Is obtained. (Εt −1) P 2 + P−w 2 · (Q / M) / (2 εo δVt) = 0 (7) When equation (7) is solved for P, P = [{1 + 2 (εt −1) · W 2 · (Q / M) / (εo δVt)} 1/2 −1] / {2 (εt−1)} (8) Therefore, by substituting the measured values of Vt, Q / M, and w into the equation (8), the filling rate P is obtained, and the apparent relative permittivity ε T is obtained from the following equation (9). ε T = 1 + P (εt-1) (9)

【0052】以上述べた実測値及び関係式により、トナ
ー担持体上に積層担持されたトナーの粒子間力が5nN以
下になっているか、式(1)〜(3)および実測値から
確認できる。したがって、複写テストを行うまでもな
く、テストベンチでのトナー飛翔実験により、粒子間力
Fv の小さいトナーをスクリーニングすることが可能と
なり、小粒非磁性一成分トナーの非接触現像に達したト
ナー物性とその処方を効率よく見い出すことができる。
本実施例では、現像バイアス電圧を潜像電位と同じ値に
設定したが、現像バイアス電圧は潜像電位と異なった値
でもよい。すなわち、粒子間力Fvは現像バイアス電圧
Vbに対するトナー分離量W1から求めることができるか
ら、現像バイアス電圧Vbは現像開始電圧から現像飽和
電圧までの間の電圧値をとることができる。以上のよう
な実験機において、静電力以外の付着力であるトナーの
粒子間力を5nN以下に調整し、非接触現像の実験した結
果、トナーの粒径に関係なく、また、大きい比電荷のト
ナーでも現像できる解があることを見いだした(図12
の表、参照)。
From the measured values and the relational expressions described above, it can be confirmed from the equations (1) to (3) and the measured values whether the inter-particle force of the toner stacked on the toner carrier is 5 nN or less. Therefore, it is possible to screen a toner having a small interparticle force Fv by a toner flying experiment on a test bench without performing a copy test, and it is possible to obtain a toner physical property that reaches non-contact development of a small particle non-magnetic one-component toner. The prescription can be efficiently found.
Although the developing bias voltage is set to the same value as the latent image potential in this embodiment, the developing bias voltage may be different from the latent image potential. That is, since the interparticle force Fv can be obtained from the toner separation amount W 1 with respect to the developing bias voltage Vb, the developing bias voltage Vb can take a voltage value between the developing start voltage and the developing saturation voltage. In the above experimental machine, the inter-particle force of the toner, which is an adhesive force other than the electrostatic force, was adjusted to 5 nN or less, and as a result of an experiment of non-contact development, it was found that regardless of the particle size of the toner, a large specific charge We found that there is a solution that can be developed with toner (Fig. 12).
Table, see).

【0053】その場合の非接触現像の可能な比電荷Q/M
の範囲は、下記式(4)を満たすよう静電力のみで制御
できることがわかった。 5μC/g ≦Q/M ≦(εo εT/W1)・E‥‥(4) 前記(4)式中、Eはトナー層に働く電界強度[V/m] 、
Q/M はトナーの比電荷[ μC/g]、W1はトナー担持体上
に積層担持されたトナーのうち、現像によって分離され
るトナー量[mg/cm2]、εo は真空誘電率[C/(V ・ m)] 、
εTはトナー層のみかけの比誘電率[C/(V ・ m)] であ
る。
Specific charge Q / M in which contactless development is possible
It was found that the range can be controlled only by the electrostatic force so as to satisfy the following formula (4). 5 μC / g ≦ Q / M ≦ (ε o ε T / W 1 ) · E (4) In the formula (4), E is the electric field strength [V / m] acting on the toner layer,
Q / M is the specific charge of the toner [μC / g], W 1 is the toner amount [mg / cm 2 ] separated by development among the toners stacked on the toner carrier, and εo is the vacuum dielectric constant [ C / (V ・ m)],
ε T is the apparent relative permittivity [C / (V · m)] of the toner layer.

【0054】ここで、式(4)の導出過程について以下
に説明する。トナー層と現像ギャップg(トナー担持体
上のトナー最上表面と静電潜像保持体との間隙)に働く
電界解析を行った結果、単位面積当たりの飛翔量(現像
量)M/A は次式(10)で表されることがわかった。 M/A ={6 εo ・εT/(πd3δ) }・[ {( πd3δ/6) ・(Q/M) ・E−Fv }/(Q/M)2]‥‥(10) 式(10)中のEは、トナー層に働く電界強度を表してお
り、 E={Vb +(Q/M) ・δ・P・dt1 2/(2εo εT)}/(εT・g+dt1)‥‥(11 ) である。
The process of deriving equation (4) will be described below. As a result of conducting an electric field analysis that acts on the toner layer and the development gap g (the gap between the toner uppermost surface on the toner carrier and the electrostatic latent image carrier), the flying amount (developing amount) M / A per unit area is It was found to be expressed by equation (10). M / A = {6 ε o ・ ε T / (πd 3 δ)} ・ [{(πd 3 δ / 6) ・ (Q / M) ・ E−Fv} / (Q / M) 2 ] ・ ・ ・ (10 ) equation (10) in E represents the electric field intensity acting on the toner layer, E = {Vb + (Q / M) · δ · P · dt 1 2 / (2εo ε T)} / (ε T・ G + dt 1 ) (11)

【0055】ここで、式(10)中、 εo :真空誘電率(8.85 ×10-12C/(V ・ m)) εT:ト
ナー層のみかけの比誘電率 d:トナー粒径 δ:トナー真
密度 Q/M :トナー比電荷(単位質量当たりの電荷量) Fv :トナーの粒子間力;飛翔分断面における鏡像力以
外の飛翔拘束力 dt1:トナー担持体上のトナー層厚 Vb :現像バイアス電圧 P:トナー充填率 g:トナー担持体上のトナー最上表面と静電潜像保持体
との間隙
Here, in the formula (10), ε o: vacuum permittivity (8.85 × 10 −12 C / (V · m)) ε T : apparent relative permittivity of toner layer d: toner particle size δ: toner True density Q / M: Toner specific charge (charge amount per unit mass) Fv: Interparticle force of toner; Flight restraining force other than mirror image force in flight cross section dt 1 : Toner layer thickness on toner carrier Vb: Development Bias voltage P: Toner filling rate g: Gap between the uppermost toner surface on the toner carrier and the electrostatic latent image carrier

【0056】式(10)、式(11)中のεTは、トナー層
のみかけの比誘電率であり、トナー固有の比誘電率εt
、トナー層の充填率Pから、前記式(9) εT=1+P(εt −1)‥‥(9) で求められる。さて、現像量M/A が、W1以上となる条
件は、 W1≦M/A ={6 εo εT/(πd3δ) }・[ {( πd3δ/6) ・(Q/M) ・E−F v }/(Q/M)2]‥‥(12) と表される。ここで、トナー粒子間力FV が十分小さい
ときにはFV≒0と考えてよいから式(12)においてFv
=0とおくと、現像量M/A がW1以上となる最低必要条件
は、 (Q/M )・{W1(Q/M )−εo εT・E}≦0‥‥(13) となる。したがって、式(13)を満たすQ/M の範囲は、 0≦Q/M ≦(εo εT/W1)・E‥‥(14) が得られる。また、式(14)は、飛翔現像法で現像量M/
A を得るための必要条件である。
Ε T in equations (10) and (11) is the apparent relative permittivity of the toner layer, and the relative permittivity ε t peculiar to the toner.
From the filling rate P of the toner layer, the above equation (9) ε T = 1 + P (ε t −1) (9) Now, the condition that the developing amount M / A is W 1 or more is W 1 ≦ M / A = {6 εo ε T / (πd 3 δ)} ・ [{(πd 3 δ / 6) ・ (Q / M) · E−F v} / (Q / M) 2 ] ... (12) Here, when the inter-toner particle force F V is sufficiently small, it can be considered that F V ≈0.
= 0 and when put, minimum requirements development amount M / A is W 1 or more, (Q / M) · { W 1 (Q / M) -εo ε T · E} ≦ 0 ‥‥ (13) Becomes Accordingly, the scope of the Q / M satisfying the formula (13), 0 ≦ Q / M ≦ ( εo ε T / W 1) · E ‥‥ (14) is obtained. Formula (14) is the development amount M /
This is a necessary condition for obtaining A.

【0057】さらに、式(11)で示したトナー層に働く
電界Eは、間隙gに比べて、トナー層厚dt1が、小さい
とき、 E≒Vb/( εT・g) =Eg/εT‥‥(15) (式中Egは空隙電界;Eg=Vb/g)のように近似され
るから、式(14)は、 0≦Q/M ≦εo ・Eg/W1‥‥(16) と簡略化することもできる。なお、以上述べた式は、ト
ナー極性に関わらず適用可能である。負帯電トナーを用
いる場合は、その大きさ(絶対値)が、上述の不等式を
満たすように設定すれば良い。
[0057] Furthermore, the electric field E acting on the toner layer shown by the formula (11), compared to the gap g, when the toner layer thickness dt1 is smaller, E ≒ Vb / (ε T · g) = Eg / ε T (15) (Eg in the formula is a void electric field; Eg = Vb / g), so formula (14) is expressed as 0 ≤ Q / M ≤ εo · Eg / W 1・ ・ ・ (16) It can also be simplified. The formula described above can be applied regardless of the toner polarity. When negatively charged toner is used, its size (absolute value) may be set so as to satisfy the above inequality.

【0058】次に、前記式(4)における比電荷(Q/M
)の下限値と逆極性トナー割合について説明する。ト
ナー担持体上に積層されたトナーは帯電量分布を有して
いる。図3はトナーの帯電量分布を示すグラフである。
図3において横軸はトナー粒子の比電荷(q/m)k、縦軸は
比電荷(q/m)kを持つトナー粒子の度数割合p(k)を示
している。ここで、帯電分布の広がりを示す尺度として
分布の半値幅bを考える。半値幅bとは、度数割合pが
最大度度数割合pmax の半値となるときの比電荷値(q/
m)1と(q/m)2の差(q/m)2−(q/m)1のことである。
Next, the specific charge (Q / M
) And the reverse polarity toner ratio will be described. The toner laminated on the toner carrier has a charge amount distribution. FIG. 3 is a graph showing the distribution of the charge amount of the toner.
In FIG. 3, the horizontal axis represents the specific charge (q / m) k of the toner particles, and the vertical axis represents the frequency ratio p (k) of the toner particles having the specific charge (q / m) k . Here, the half-width b of the distribution is considered as a measure showing the spread of the charge distribution. The half-width b is the specific charge value (q / when the frequency ratio p becomes half the maximum frequency ratio pmax.
The difference between (m) 1 and (q / m) 2 is (q / m) 2 − (q / m) 1 .

【0059】さて、トナーの比電荷(q/m)kの平均値Q/M
(Q/M =( Σ(q/m)k・p(k))が変わったときの半値幅b
には大きな変化はなく、Q/M が変わったときの分布はX
軸方向にシフトした形となる。このような分布におい
て、逆極性トナー個数割合RNは逆電荷を持つトナー粒
子個数の合計/全トナー粒子総数であり、逆極性トナー
体積割合Rvは、逆電荷を持つトナー粒子の体積合計/
全トナー粒子体積総和である。Q/M が5(μC/g )以下
のトナーでは、逆極性トナー個数割合RN、逆極性トナ
ー割合Rv はともに10%近くに達してしまい、背景か
ぶりが生じ先鋭度の劣る画像となる。 一方、Q/M が5
(μC/g )より大きいトナーではRN、Rvとも10%よ
り小さい値となり、画質の劣化は少ない。従って、Q/M
の下限値は5(μC/g )となる。
Now, the average value Q / M of the specific charges (q / m) k of the toner
Half-width b when (Q / M = (Σ (q / m) k · p (k)) changes
Does not change significantly, and the distribution when Q / M changes is X
The shape is shifted in the axial direction. In such a distribution, the reverse polarity toner number ratio RN is the total number of toner particles having an opposite charge / total number of all toner particles, and the reverse polarity toner volume ratio Rv is the total volume of toner particles having an opposite charge /
It is the total volume of all toner particles. The Q / M is 5 (μC / g) or less of the toner, the reverse polarity toner number ratio R N, the reverse polarity toner fraction Rv is will both reached nearly 10%, the image of poor sharpness occurs background fog. On the other hand, Q / M is 5
With a toner larger than (μC / g), both R N and Rv are smaller than 10%, and the deterioration of image quality is small. Therefore, Q / M
The lower limit of is 5 (μC / g).

【0060】以上により、トナーがトナー担持体に積層
担持された際に、トナーの粒子間力が5nN以下に調整
し、トナーの比電荷Q/M を前記式(4) 5(μC/g )≦Q/M ≦(εo εT/W1)・E の範囲に設定すれば、トナー担持体上に積層されたトナ
ーのうち、所望とするトナー量が静電力によってトナー
担持体を離脱するため、非接触で現像することができ、
従来に比べ高めの比電荷でも逆極性トナー割合が少なく
先鋭度の優れた非接触現像装置が提供される。
From the above, when the toner is stacked and carried on the toner carrier, the interparticle force of the toner is adjusted to 5 nN or less, and the specific charge Q / M of the toner is expressed by the formula (4) 5 (μC / g). By setting the range of ≦ Q / M ≦ (ε o ε T / W 1 ) · E, the desired toner amount out of the toner stacked on the toner carrier will leave the toner carrier by electrostatic force. , Can be developed without contact,
Provided is a non-contact developing device having a small ratio of reverse polarity toner and an excellent sharpness even when the specific charge is higher than in the past.

【0061】非接触現像の場合、トナー担持体に積層担
持されたトナーが静電潜像保持体に100%飛翔するわ
けでないので、静電潜像保持体への現像量を増やす手段
として、トナー担持体(現像ローラ)の周速を静電潜像
保持体(感光体)の周速よりも増す方法がある。しか
し、トナー担持体の周速を増すと、現像パターンによっ
ては、エッジ部の濃度が強調されるので、トナー担持体
と電潜像保持体との周速比を適正に制御する必要があ
る。
In the case of non-contact development, since the toner carried on the toner carrier in a stacked manner does not fly 100% to the electrostatic latent image carrier, the toner can be used as a means for increasing the amount of development on the electrostatic latent image carrier. There is a method of increasing the peripheral speed of the carrier (developing roller) more than the peripheral speed of the electrostatic latent image holder (photoconductor). However, if the peripheral speed of the toner carrier is increased, the density of the edge portion is emphasized depending on the development pattern, so it is necessary to appropriately control the peripheral speed ratio between the toner carrier and the latent electrostatic image carrier.

【0062】その場合の非接触現像の可能な周速比kの
範囲は、下記式(5)を満たすよう速度制御すれば、エ
ッジ濃度が強調されることなく所定の現像量(トナー
量)が得られた。 WD≦W1・k≦WR‥‥(5) 前記式(5)中、トナー担持体と静電潜像保持体とは同
一方向に移動し、kはトナー担持体に対する静電潜像保
持体との周速比、WRはトナーを担持するトナー担持体
上のトナー付着量[mg/cm2]、W1はトナー担持体上に積
層担持されたトナーのうち、現像によって分離されるト
ナー量[mg/cm2]、WDは必要現像量[mg/cm2]である。
In this case, the range of the peripheral speed ratio k in which non-contact development is possible is such that if the speed is controlled so as to satisfy the following equation (5), the predetermined development amount (toner amount) can be obtained without emphasizing the edge density. Was obtained. W D ≦ W 1 · k ≦ W R (5) In the formula (5), the toner carrier and the electrostatic latent image carrier move in the same direction, and k represents the electrostatic latent image on the toner carrier. The peripheral speed ratio with the holding body, W R is the toner adhesion amount [mg / cm 2 ] on the toner carrying body carrying the toner, and W 1 is separated by development among the toners carried on the toner carrying body in a laminated manner. The toner amount [mg / cm 2 ], and W D are the required developing amount [mg / cm 2 ].

【0063】通常、トナー担持体上に積層担持されたト
ナーのうち現像によって分離されるトナー量W1[mg/cm
2]は、トナー担持体の移動速度を静電潜像担持体の移
動速度の2倍とすると、一度の現像により、約2W1[m
g/cm2]のトナー量を得ることができるが、トナーが非
磁性一成分トナーの場合、トナー担持体上に付着可能な
トナー量は、磁性トナーや二成分トナーに比べて少ない
ため、トナー担持体上トナーが枯渇しやすい。
Usually, the amount of toner W 1 [mg / cm 2 which is separated by development among the toners stacked and carried on the toner carrier.
2 ] shows that when the moving speed of the toner carrying member is twice as fast as the moving speed of the electrostatic latent image carrying member, about 2 W 1 [m
g / cm 2 ] can be obtained, but when the toner is a non-magnetic one-component toner, the amount of toner that can be attached to the toner carrier is smaller than that of the magnetic toner or the two-component toner. The toner on the carrier is easily exhausted.

【0064】特に、潜像パターンが、トナー担持体側か
ら見て、非現像部から現像部へと変化する場合、最初に
現像される現像部(特に非現像部と現像部の境界領域;
潜像エッジ部)では、トナー担持体上に十分トナーが存
在するため現像濃度が高く、それ以外の領域では濃度が
低くなるエッジ強調現像が起きる。このようなエッジ強
調の生じる箇所とその度合いは、静電潜像保持体のトナ
ー担持体に対する相対速度の向きと大きさに左右される
ことが実験の結果わかった。以下にそのメカニズムを説
明する。
In particular, when the latent image pattern changes from the non-developing portion to the developing portion as viewed from the toner carrier side, the developing portion to be developed first (particularly the boundary area between the non-developing portion and the developing portion;
In the latent image edge portion), since the toner is sufficiently present on the toner carrier, the development density is high, and in the other areas, the edge density is low. As a result of experiments, it was found that the location and the degree of such edge enhancement depend on the direction and magnitude of the relative speed of the electrostatic latent image carrier with respect to the toner carrier. The mechanism will be described below.

【0065】ここで、図4はエッジ強調画像の生じるエ
リアを示す説明図である。図5は記録紙上におけるエッ
ジ強調画像を示す説明図である。図6はトナー担持体と
静電潜像保持体の回転方向と周速の大小関係を示す説明
図である。図4において、静電潜像保持体3上の画像部
(現像部)をSi、非画像部(非現像部)をA,Bと
し、この現像パターンを図5に示す記録紙50に転写・
定着したときのトナー付着部をSDとする。図4に示す
ように、静電潜像保持体3が時計回り回転し、トナー担
持体2が反時計回りに回転するとき、現像部において両
者の移動方向は下向きであり、移動方向は同一である。
Here, FIG. 4 is an explanatory view showing an area where an edge-enhanced image is generated. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an edge-emphasized image on a recording sheet. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the magnitude relationship between the rotational direction and the peripheral speed of the toner carrier and the electrostatic latent image carrier. In FIG. 4, the image portion (developing portion) on the electrostatic latent image carrier 3 is designated as Si, and the non-image portion (non-developing portion) is designated as A and B, and this development pattern is transferred onto the recording paper 50 shown in FIG.
The toner adhered portion when fixed is designated as S D. As shown in FIG. 4, when the electrostatic latent image holder 3 rotates in the clockwise direction and the toner carrier 2 rotates in the counterclockwise direction, the moving directions of the both are downward in the developing unit, and the moving directions are the same. is there.

【0066】次に、図6に示すように、周速比k>1の
場合、即ち、静電潜像保持体3の周速VD<トナー担持
体2の周速VRであり、静電潜像保持体3のトナー担持
体2に対する相対速度VD−VRの向きは反時計回りとな
る(図6の(1-b )、参照)。この結果、非画像部B1
と画像部Siとの境界であるエッジB1が最初に現像ロ
ーラ上のトナーと出会うこととなり、エッジB1の現像
濃度が高くなる。よって記録紙50上のエッジB2が強
調される。
Next, as shown in FIG. 6, when the peripheral speed ratio k> 1, that is, the peripheral speed V D of the electrostatic latent image carrier 3 <the peripheral speed V R of the toner carrier 2 and the static speed is static. the orientation of the relative velocity V D -V R with respect to the toner carrying member 2 of the latent image holding member 3 is counterclockwise ((1-b in FIG. 6), reference). As a result, the non-image part B1
The edge B1 that is the boundary between the image portion Si and the image portion Si first encounters the toner on the developing roller, and the developing density of the edge B1 increases. Therefore, the edge B2 on the recording paper 50 is emphasized.

【0067】一方、静電潜像保持体3とトナー担持体2
の移動方向が同じで周速比k<1の場合および静電潜像
保持体3とトナー担持体2の移動方向が逆の場合は、V
D−VRは時計回りとなり(図6の(2-b )、参照)、非
画像部Aと画像部Siの境界のエッジA1が最初に現像
にされることとなる。したがって、エッジA1の現像濃
度が高くなり、記録紙50上のエッジA2が強調され
る。
On the other hand, the electrostatic latent image holder 3 and the toner carrier 2
V is the same and the peripheral speed ratio k <1 and the electrostatic latent image holder 3 and the toner carrier 2 are opposite in the moving direction.
D -V R becomes clockwise (in FIG. 6 (2-b), reference), so that the boundary edge A1 of the non-image area A and the image portion Si is the first development. Therefore, the development density of the edge A1 is increased and the edge A2 on the recording paper 50 is emphasized.

【0068】エッジ強調を防ぐには、式(5)を満たす
現像条件にする必要がある。例えば、必要現像量WD
0.5mg/cm2 、トナー担持体上に積層担持されたトナーの
うち、現像によって分離されるトナー量W1を0.3mg/cm
2 、トナー担持体上のトナー付着量WRを0.8mg/cm2とす
るとき、 0.5≦0.3 ・k ≦0.8 であり、 1.67 ≦k≦2.67 となる。したがって、周速比を1.67から2.67の間に設定
すれば良い。以上述べたように、トナー担持体上のトナ
ー付着量WR、トナー担持体上に積層担持されたトナー
のうち、現像によって分離されるトナー量をW1、トナ
ー担持体と静電潜像保持体との移動方向および周速比
k、必要現像量をWDの間の関係式を規定することによ
り、エッジ強調を防止することができる。
In order to prevent the edge emphasis, it is necessary to set the developing conditions satisfying the expression (5). For example, the required development amount W D
0.5 mg / cm 2 , of the toner carried on the toner carrier in a laminated manner, the toner amount W 1 separated by development is 0.3 mg / cm 2.
2. When the toner adhesion amount W R on the toner carrier is 0.8 mg / cm 2 , 0.5 ≦ 0.3 · k ≦ 0.8 and 1.67 ≦ k ≦ 2.67. Therefore, the peripheral speed ratio may be set between 1.67 and 2.67. As described above, the toner adhesion amount W R on the toner carrier, the toner amount separated by the development among the toners stacked and carried on the toner carrier W 1 , and the toner carrier and the electrostatic latent image holding Edge emphasis can be prevented by defining a relational expression among the moving direction with the body, the peripheral speed ratio k, and the required development amount W D.

【0069】図7はトナーの比電荷Q/M の範囲を設定す
るためのグラフである。図7において、Y軸をW1[mg/
cm2]、X軸をQ/M [μC/g ]として表す。 Q/M =(εo εT/W1)・E≒(εo/W1)・(Vb/g) ‥‥(1-1 ) Vb =700V(現像バイアス電圧)、g=0.15mm(間隙)
としたときのグラフの式は、Q/M =4.13/ W1‥‥(1-2
) Vb =900V、g=0.1mm としたときのグラフの式は、 Q/M =7.97/ W1‥‥(1-3 ) (1-2 )式において、W1が0.5mg/cm2のときQ/M の値は
8.4 μC/g となり、比電荷の許容幅は図7の(7a)で
示した5≦Q/M ≦8.4 μC/g の範囲となる。必要現像量
は0.5mg/cm2〜0.6mg/cm2なので、式(4)を満たす非接
触現像方法が提供される。
FIG. 7 is a graph for setting the range of the specific charge Q / M of the toner. In FIG. 7, the Y axis is W 1 [mg /
cm 2 ] and the X axis are expressed as Q / M [μC / g]. Q / M = (εo ε T / W 1) · E ≒ (εo / W 1) · (Vb / g) ‥‥ (1-1) Vb = 700V ( developing bias voltage), g = 0.15 mm (gap)
The formula of the graph is as follows: Q / M = 4.13 / W 1・ ・ ・ (1-2
) When Vb = 900V and g = 0.1mm, the formula of the graph is Q / M = 7.97 / W 1 ... (1-3) (1-2) In the formula, W 1 is 0.5mg / cm 2 When the value of Q / M is
This is 8.4 μC / g, and the allowable range of the specific charge is in the range of 5 ≦ Q / M ≦ 8.4 μC / g shown in (7a) of FIG. Requires development amount is so 0.5mg / cm 2 ~0.6mg / cm 2 , a non-contact developing method which satisfies the equation (4) is provided.

【0070】次に、比電荷を10μC/g 以上とするための
パラメータ設定について説明する。比電荷が10μC/g 以
上の条件でのトナー担持体から現像によって分離される
トナー量W1 は、グラフ(1-2 )から、0.4mg/cm2以下
となることがわかる。W1を0.3mg/cm2とした非接触現像
方法を考えると、Q/M の上限は13.5μC/g となり、図7
の(7b)で示した5≦Q/M ≦13.5の範囲のトナーが使
用できるので許容幅の大きい現像装置が実現できる。こ
の場合、必要現像量に満たないので式(5)を満たすこ
とが必須となる。
Next, the parameter setting for setting the specific charge to 10 μC / g or more will be described. From the graph (1-2), it can be seen from the graph (1-2) that the toner amount W1 separated from the toner carrier by the development under the condition that the specific charge is 10 μC / g or more is 0.4 mg / cm 2 or less. Considering the non-contact development method with W 1 of 0.3 mg / cm 2 , the upper limit of Q / M is 13.5 μC / g.
Since the toner in the range of 5 ≦ Q / M ≦ 13.5 shown in (7b) can be used, a developing device having a wide tolerance can be realized. In this case, since the required development amount is not satisfied, it is essential to satisfy the formula (5).

【0071】図8は周速比kの範囲を設定するためのグ
ラフである。図8において、Y軸をW1[mg/cm2]、X
軸をkの値として表す。 WD/W1≦k≦WR/W1‥‥(2-1 ) WD=0.5mg/cm2、WR=0.8mg/cm2としたとき、 k=WD/W1=0.5/W1‥‥(2-2 ) k=WR/W1=0.8/W1‥‥(2-3 ) W1=0.3mg/cm2に対しては、1.67≦k≦2.67となる。し
たがって、式(5)の現像条件式を満たすことで、比電
荷の大きいトナーでも使用可能な現像装置に適用でき
る。
FIG. 8 is a graph for setting the range of the peripheral speed ratio k. In FIG. 8, Y axis is W 1 [mg / cm 2 ], X
Denote the axis as the value of k. When the W D / W 1 ≦ k ≦ W R / W 1 ‥‥ (2-1) W D = 0.5mg / cm 2, W R = 0.8mg / cm 2, k = W D / W 1 = 0.5 / W 1 (2-2) k = W R / W 1 = 0.8 / W 1 (2-3) For W 1 = 0.3 mg / cm 2 , 1.67 ≦ k ≦ 2.67. Therefore, by satisfying the developing conditional expression of the expression (5), it can be applied to a developing device that can use toner having a large specific charge.

【0072】従って、トナー担持体上に積層担持された
トナーのうち、現像によって分離されるトナー量W1
必要現像量WDに達していれば式(4)を満たすのみで
良いが、トナー量W1が必要現像量WDよりも小さいとき
は、式(5)を同時に満たす必要がある。すなわち、式
(4)、式(5)を同時に満たすことで、平均比電荷の
大きいトナーや付着力が比較的大きく現像性の悪いトナ
ーでも必要現像量が確保できる。トナー担持体当たりの
現像量が少ない条件においてもエッジ強調を回避し、か
つ必要現像量を確保できる現像装置を提供することがで
きる。
Therefore, if the toner amount W 1 separated by the development among the toners stacked and carried on the toner carrier reaches the required development amount W D , it is sufficient to satisfy the formula (4). When the amount W 1 is smaller than the required development amount W D , it is necessary to satisfy the formula (5) at the same time. That is, by satisfying the formulas (4) and (5) at the same time, the required developing amount can be secured even for the toner having a large average specific charge or the toner having a relatively large adhesive force and poor developability. It is possible to provide a developing device capable of avoiding edge enhancement and ensuring a required development amount even under a condition where the development amount per toner carrier is small.

【0073】式(4)の非接触現像方法において、比電
荷Q/M を大きくする方法として、トナーに加える帯電制
御剤の量で制御したり、あるいは、トナーの摩擦帯電機
構における摩擦の度合いを高めたり、あるいは外部から
強制的にトナーに電荷を注入したりする方法がある。電
界強度を高めることによってQ/M の上限を大きくする場
合は、Vb (現像バイアス電圧:感光体帯電電位−現像
ローラ電位)を大きくするか、現像間隙gを小さくする
方法がある。例えば、図7において、Vb =900V、g=
0.1mm としたときの式(1-3 )のグラフは、Vb =700V
(現像バイアス電圧)、g=0.15mm(間隙)としたとき
の式(1-2 )のグラフより、比電荷の大きい方にシフト
する。従って、更に比電荷の許容幅の大きい現像装置が
構成できる。
In the non-contact developing method of the formula (4), as a method for increasing the specific charge Q / M, the amount of the charge control agent added to the toner is controlled, or the degree of friction in the toner frictional charging mechanism is controlled. There is a method of increasing the charge or forcibly injecting an electric charge into the toner from the outside. To increase the upper limit of Q / M by increasing the electric field strength, there is a method of increasing Vb (developing bias voltage: photoconductor charging potential-developing roller potential) or decreasing the development gap g. For example, in FIG. 7, Vb = 900V, g =
The graph of formula (1-3) when 0.1mm is Vb = 700V
(Development bias voltage), g = 0.15 mm (gap) From the graph of formula (1-2), the specific charge is shifted to the larger one. Therefore, it is possible to configure a developing device having a wider allowable range of specific charges.

【0074】本発明は、11μm 以下の小粒径トナーでも
非接触で現像可能な方法を提供することにある。小粒径
トナーの現像性が低下することは先に述べたが、理由を
以下に説明する。上述の飛翔現像に必要な条件は、トナ
ーに働く鏡像力以外の粒子間力Fv を0とした条件であ
り、式(11)はトナー粒径に依存しない形となっている
が、実際には、粒子間力Fv が値を持つので、トナーの
飛翔性は粒径に依存することになる。
The present invention is to provide a method capable of developing a toner having a small particle diameter of 11 μm or less in a non-contact manner. As described above, the developability of the small particle size toner is lowered, but the reason will be described below. The condition necessary for the above-mentioned flight development is a condition in which the interparticle force Fv other than the image force acting on the toner is set to 0, and the formula (11) does not depend on the toner particle size. Since the inter-particle force Fv has a value, the flying property of the toner depends on the particle size.

【0075】例えば、現像量M/A を式(10)を用いて計
算すると、図9のようになり、粒径が小さいほど飛翔性
は低下する。図9はトナー粒子間力Fv に対するトナー
粒経dと現像量Q/A との関係を示すグラフである。ま
た、トナー粒子間力Fv 値に対する現像可能な比電荷の
許容範囲を計算すると、図10のようになる。図10は
トナー粒子間力Fv に対するトナー比電荷Q/M の許容範
囲を示すグラフである。
For example, when the developing amount M / A is calculated using the equation (10), it becomes as shown in FIG. 9, and the smaller the particle size, the lower the flight property. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the toner particle diameter d and the development amount Q / A with respect to the toner particle force Fv. Further, when the allowable range of the developable specific charge with respect to the toner particle force Fv value is calculated, it becomes as shown in FIG. FIG. 10 is a graph showing the allowable range of the toner specific charge Q / M with respect to the toner particle force Fv.

【0076】図10において、トナー粒子間力Fv=0 ,
2 ,5nN の時の比電荷の許容範囲はA,B,C(A>B
>C)であり、トナー粒子間力Fv の値が大きくなる
と、必要現像量を確保するためのトナー飛翔力が下が
り、比電荷の許容範囲が狭くなることがわかる。これ
は、前述したように現像画質向上を阻むものである。以
上述べたように、小粒径トナーでかつ比較的高い電荷で
も現像可能とするには、トナーの粒子間力Fv を減らす
ことが重要であることがわかる。
In FIG. 10, the force between toner particles Fv = 0,
The permissible range of specific charge at 2, 5nN is A, B, C (A> B
> C), and it is understood that when the value of the inter-toner particle force Fv increases, the toner flying force for securing the required development amount decreases and the specific charge allowable range narrows. This hinders the improvement of the development image quality as described above. As described above, it is important to reduce the interparticle force Fv of the toner in order to make it possible to develop the toner having a small particle diameter and a relatively high electric charge.

【0077】図11はトナー粒経/粒子間力に対するト
ナー比電荷と現像量の関係を示すグラフである。例え
ば、図11に示すように、粒径12μm トナーは、トナー
粒子間力Fv が6nNでも現像量M/A0.25mg/cm2を確保で
きるが、粒径7μmトナーの場合、Fv が6nNでは、現
像量は大幅に低下する。一方、Fv=1nNの条件下で
は、粒径7μmトナーでも12μmトナーと同等以上の飛翔
性を持たすことができる。図10、図11より、粒径11
μm以下のトナーでトナー担持体上に積層担持されたト
ナーのうち、現像によって分離されるトナー量を0.25mg
/cm2以上を確保するには、Fv は5nN以下とする必要が
あることがわかる。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the toner specific charge and the development amount with respect to the toner particle diameter / interparticle force. For example, as shown in FIG. 11, a toner having a particle size of 12 μm can secure a developing amount M / A of 0.25 mg / cm 2 even if the toner particle force Fv is 6 nN, but in the case of a toner having a particle size of 7 μm, Fv is 6 nN, The amount of development is greatly reduced. On the other hand, under the condition of Fv = 1nN, even a toner having a particle diameter of 7 μm can have a flight property equivalent to or more than that of a 12 μm toner. From FIGS. 10 and 11, the particle size 11
0.25 mg of toner separated by development, out of toner that is stacked and carried on the toner carrier with toner of μm or less
It is understood that Fv needs to be 5 nN or less to secure / cm 2 or more.

【0078】このようにトナーの付着力である粒子間力
Fv 値を減らすことは、静電力のみで制御できることを
意味する。本来、トナー粒子間力Fv値は、温度・湿度
などの環境の影響を受けやすいため、トナーの飛翔性が
左右されるので、安定した飛翔現像を得られないが、も
ともと、Fv値の小さいトナーを用いれば、比較的高い
比電荷のトナーを使用でき、電気的制御をしやすくする
ことができる。 従って、粒子間力Fvの小さい非磁性
一成分トナーを提供することであるが、平均粒径11μm
以下の非磁性一成分トナーを種々試作し上述の方法でF
v を評価したところ、直径0.01〜1μmの微粒子を添加
した場合にFv値低減の効果が大きいことがわかった。
Decreasing the interparticle force Fv, which is the toner adhesion force, means that the control can be performed only by the electrostatic force. Originally, the toner interparticle force Fv value is easily affected by the environment such as temperature and humidity, and therefore the flight property of the toner is affected, so that stable flight development cannot be obtained, but a toner with a small Fv value is originally used. By using, it is possible to use a toner having a relatively high specific charge, and it is possible to facilitate electrical control. Therefore, the object is to provide a non-magnetic one-component toner having a small interparticle force Fv.
The following non-magnetic one-component toners were variously manufactured and F
When v was evaluated, it was found that the effect of reducing the Fv value was great when fine particles having a diameter of 0.01 to 1 μm were added.

【0079】トナーの特性を改善する目的でトナーに別
の粒子を添加する方法は、前述のように特公昭59−7098
号公報や、特公平2 −45191 号公報等がある。特公昭59
−7098号公報はトナーに疎水性シリカを含有させ、トナ
ーの流動性を向上させ凝集を防ぐものである。特公平2
−45191 号公報では、粒径1〜100 μm の造粒シリカ粉
末を含有させてトナーの摩擦帯電性能を向上させるもの
である。本願では、トナーの帯電性能については、CC
A(トナー帯電制御剤)を添加することで制御し、トナ
ーの付着力を制御する因子として直径0.01〜1μm の微
粒子を含有させるものである。
The method of adding other particles to the toner for the purpose of improving the characteristics of the toner is described in JP-B-59-7098.
And Japanese Patent Publication No. 2-45191. Japanese Patent Office Sho 59
JP-A-7098 discloses that a toner contains hydrophobic silica to improve the fluidity of the toner and prevent aggregation. Tokufair 2
In Japanese Patent Laid-Open No. 45191, a granulated silica powder having a particle size of 1 to 100 μm is contained to improve the triboelectric charging performance of the toner. In the present application, regarding the charging performance of the toner, CC
It is controlled by adding A (toner charge control agent), and fine particles having a diameter of 0.01 to 1 μm are contained as a factor for controlling the adhesive force of the toner.

【0080】平均粒径11μm 以下のトナーに対して直径
0.01〜1μm の粒子を含有させた場合、トナー間の粒子
間力を弱めることができ、トナー担持体上のトナー層の
飛翔分断面での粒子間Fv を5nN以下とすることができ
る。この結果、11μm 以下の小粒径トナーでも飛翔現像
により現像量を確保できる。平均粒径11μm 以下のトナ
ーに対して直径0.01μm 未満の粒子を含有させた場合
は、付着力低減の効果は低く、1μm より大きい粒子を
含有させた場合は、トナー粒子に近いサイズとなるた
め、画質に悪影響を与える。以上説明したように、トナ
ー担持体上のトナー層の分断面に働く鏡像力Fi 以外の
粒子間力Fv を求め、この値を5nN以下にすることによ
り、直径11μm 以下の小粒径トナーでも非接触で現像量
を確保できる。
Diameter of toner having an average particle size of 11 μm or less
When particles of 0.01 to 1 μm are contained, the inter-particle force between the toners can be weakened, and the inter-particle Fv in the flying surface of the toner layer on the toner carrier can be set to 5 nN or less. As a result, the development amount can be secured by the flight development even for the small particle diameter toner of 11 μm or less. If particles with a diameter of less than 0.01 μm are included in a toner with an average particle size of 11 μm or less, the effect of reducing the adhesive force is low, and if particles with a diameter of more than 1 μm are included, the size is close to that of toner particles. , Adversely affect the image quality. As described above, the interparticle force Fv other than the image force Fi acting on the divided surface of the toner layer on the toner carrier is determined, and by setting this value to 5 nN or less, even small-sized toner particles with a diameter of 11 μm or less are not The amount of development can be secured by contact.

【0081】図12は本発明のトナーの飛翔実験結果を
示す表である。図12に示すように、平均粒径dや平均
比電荷Q/M 、粒子間力Fv の異なるトナー(トナーA〜
F)について、トナーの飛翔実験を行った結果を表に示
す。図12において、[1]項〜[21]項の項目中、
[7]項〜[13]項の測定値は、同一測定を3回行った
ときの平均値を表している。トナーAは、平均粒径が1
2.3μm であり、比電荷が2.1 μC/g と小さいトナーで
ある。このトナーには外添材は添加していない。このた
め、粒子間力Fv が6.77nN と比較的大きい値となって
いる。
FIG. 12 is a table showing the results of the flight test of the toner of the present invention. As shown in FIG. 12, toners having different average particle diameter d, average specific charge Q / M, and interparticle force Fv (toners A to
The results of the toner flight experiment for F) are shown in the table. In FIG. 12, in the items [1] to [21],
The measured values of the items [7] to [13] represent average values when the same measurement was performed three times. Toner A has an average particle size of 1
The toner has a size of 2.3 μm and a small specific charge of 2.1 μC / g. No external additive is added to this toner. Therefore, the interparticle force Fv is a relatively large value of 6.77nN.

【0082】トナーBは平均粒径が7.3 μm と小さく、
帯電性の非常に大きいトナーで比電荷は31.9μC/g であ
り、このトナーについても外添材は添加していない。こ
のときの粒子間力Fvは8.28nNである。トナーCは、平
均粒径はトナーBと同等で7.3 μm、比電荷は14μC/g
であり、A,Bの中間の値を持つ。外添材として、平均
粒径0.02μm のシリカ粒子を外添している。このときの
粒子間力Fvは0.79nNである。トナーDは平均粒径7.3
μm、比電荷5.1 μC/g であり、外添材として平均粒径
0.5 μm の導電粒子を添加したものである。このときの
粒子間力Fvは0.47nNである。トナーE,Fについては
表中に示す通りである。
Toner B has a small average particle size of 7.3 μm,
It is a highly charged toner with a specific charge of 31.9 μC / g, and no external additive was added to this toner either. The interparticle force Fv at this time is 8.28 nN. Toner C has the same average particle size as toner B, 7.3 μm, and specific charge of 14 μC / g.
And has an intermediate value between A and B. Silica particles having an average particle diameter of 0.02 μm are externally added as an external additive. The interparticle force Fv at this time is 0.79 nN. Toner D has an average particle size of 7.3
μm, specific charge 5.1 μC / g, average particle size as external additive
0.5 μm conductive particles were added. The interparticle force Fv at this time is 0.47 nN. The toners E and F are as shown in the table.

【0083】トナーAからトナーEについて、必要現像
量を0.3mg/cm2として、式(14)より比電荷上限を計算
した値は、それぞれ、17.3,14.3,20.0,21.8,20.6μ
C/gであり、トナーA,C,D,Eは式(14)の範囲に
収まっているが、トナーBの比電荷は適正範囲をはずれ
ていることが表よりわかる。実験では、トナーAの飛翔
量W1が0.36mg/cm2、トナーCの飛翔量W1が0.30mg/c
m2、トナーDの飛翔量W1が0.28mg/cm2、トナーEの飛
翔量W1が0.30mg/cm2であり、必要現像量に近い値が得
られているが、トナーBの飛翔量W1は目標の1/100 で
あり、ほとんど現像されていない。以上のことから、式
(14)の妥当性が実証できた。
With respect to Toner A to Toner E, the required amount of development was 0.3 mg / cm 2 , and the upper limit of the specific charge calculated from equation (14) was 17.3, 14.3, 20.0, 21.8, 20.6 μm, respectively.
It is C / g, and it is understood from the table that the toners A, C, D, and E are within the range of the formula (14), but the specific charge of the toner B is outside the proper range. In the experiment, the flying amount W 1 of toner A is 0.36 mg / cm 2 , and the flying amount W 1 of toner C is 0.30 mg / c.
m 2, the toner D flying amount W 1 is 0.28 mg / cm 2 of a flight weight W 1 is 0.30 mg / cm 2 of toner E, the value close to the required amount of development is obtained, jumping of toner B The amount W 1 is 1/100 of the target and almost undeveloped. From the above, the validity of equation (14) was verified.

【0084】次に、逆極性トナー割合について分析し
た。静電潜像保持体に見立てたドラム3上に飛翔したト
ナーの帯電量分布をレーザードップラー法を用いた単振
動気流法(ホソカワミクロン(株)E-SPART ANALYZER)
により測定したところ、平均比電荷Q/M が2.1 μC/g の
トナーAの逆極性トナーの体積割合Rvが28.5%である
のに対して、Q/M が5.1 μC/g のトナーDのRVは9.8
%、Q/M が7.3 μC/g のトナーEのRvが5.2 %、Q/M
が8.2 μC/g のトナーFのRvが3.0 %であった。トナ
ーBについては飛翔量が少なく、測定できなかった。以
上より、平均比電荷Q/M が5μC/g を越えるトナーにつ
いては逆極性トナー割合を10%未満とすることができ
た。また、Q/M が大きいほど現像後のトナーの逆極性ト
ナー割合が小さくなることが確認できた。
Next, the reverse polarity toner ratio was analyzed. The single-oscillation air flow method using the laser Doppler method for the charge distribution of the toner flying on the drum 3 as if it were an electrostatic latent image holder (Hosokawa Micron E-SPART ANALYZER)
The volume ratio Rv of the opposite polarity toner of the toner A having an average specific charge Q / M of 2.1 μC / g is 28.5%, while the R of the toner D having a Q / M of 5.1 μC / g is measured by V is 9.8
%, Q / M is 7.3 μC / g, Rv of toner E is 5.2%, Q / M
Of toner F having a viscosity of 8.2 μC / g was 3.0%. With respect to Toner B, the flying amount was too small to measure. From the above, it was possible to set the reverse polarity toner ratio to less than 10% for the toner having an average specific charge Q / M of more than 5 μC / g. It was also confirmed that the larger the Q / M, the smaller the ratio of the reverse polarity toner in the toner after development.

【0085】以上のトナー飛翔実験結果により、11μm
以下のトナーの粒子間力Fvを5nN以下とすることで、
必要な現像量W1(トナー担持体上に積層担持されたト
ナーのうち現像によって分離するトナー量)が確保でき
ことが実証できた。また、粒子間力Fv は、測定値を式
(1)〜(3)に代入することで求めることができる。
11μm以下のトナーに0.01〜1μm の微粒子を添加する
ことで粒子間力Fv をさらに低減できることが実証でき
た。 式(4):5μC/g≦Q/M ≦(εo εT/W1)・E における比電荷(Q/M )の下限値と上限値の有効性が実
証された。
From the above-mentioned toner flight experiment result, 11 μm
By setting the interparticle force Fv of the following toner to 5 nN or less,
It was demonstrated that the required amount of development W1 (the amount of toner that is separated by development among the toners stacked and supported on the toner carrier) can be secured. Further, the interparticle force Fv can be obtained by substituting the measured values into the equations (1) to (3).
It has been proved that the interparticle force Fv can be further reduced by adding the fine particles of 0.01 to 1 μm to the toner of 11 μm or less. The validity of the lower limit and the upper limit of the specific charge (Q / M) in the formula (4): 5 μC / g ≦ Q / M ≦ (ε o ε T / W 1 ) · E was proved.

【0086】従来、非接触で現像する際のポイントは、
例えば、より低い比電荷Q/M(3μC/g)または電荷密度
Q/A(3×10-10≦|Q/A(C/m2)|≦10-7)のトナ
ーを低めの充填密度δP(0.1g/cm3〜0.6g/cm3)でトナ
ー担持体上に、厚めのトナー層厚dt1(15μm〜100μ
m)で担持することにあると考えられていたが、例え
ば、この現象条件に近いトナーAの飛翔実験結果からわ
かるように逆極性トナー割り合が多く実用的でない。し
かし、トナーC〜トナーFを用いた飛翔実験結果に示す
ように、例えば、トナーに働く静電力と電界強度を制御
する手段によりトナーの粒子間力Fvを0.79nN〜2.79nN
に抑制することにより、高めの比電荷Q/M(5.1μC/g〜1
4.0μC/g)のトナーを、高めの充填密度δP(0.51g/cm
3〜0.82g/cm3)で、薄めのトナー層厚dt1(8.5μm〜1
5.5μm)でトナー担持体に担持し、該トナーを飛翔現像
でき、逆極性トナー体積割合Rvの少ない優れた画質が
得られる。 ここで、充填密度(δP)=真密度(δ)×充填率
(P) トナー層厚(dt1)=トナー付着量(M/A)÷充填密度
(δP)である。
Conventionally, the point of non-contact development is as follows.
For example, lower specific charge Q / M (3μC / g) or charge density
Toner bearing Q / A (3 × 10 -10 ≦ | Q / A (C / m 2 ) | ≦ 10 −7 ) with a lower packing density δP (0.1 g / cm 3 to 0.6 g / cm 3 ). On the body, a thick toner layer thickness dt 1 (15 μm to 100 μm
It was thought that the toner was carried by m), but for example, as shown in the flight test results of the toner A close to this phenomenon condition, the reverse polarity toner ratio is large and it is not practical. However, as shown in the flight test results using the toners C to F, for example, the interparticle force Fv of the toner is 0.79nN to 2.79nN by means of controlling the electrostatic force and electric field strength acting on the toner.
By suppressing the specific charge Q / M (5.1 μC / g ~ 1
4.0 μC / g) toner with higher packing density δP (0.51 g / cm
3 to 0.82 g / cm 3 ) and a thin toner layer thickness dt 1 (8.5 μm to 1
5.5 μm), the toner can be carried on the toner carrier, and the toner can be fly-developed, and an excellent image quality with a small reverse polarity toner volume ratio R v can be obtained. Here, filling density (δP) = true density (δ) × filling ratio (P) toner layer thickness (dt 1 ) = toner adhesion amount (M / A) ÷ filling density (δP).

【0087】図12の表に示したトナーの中で飛翔量の
最も多いトナーは、平均粒径がトナーAに次いで大きい
トナーFであり、トナー担持体(現像ローラ)1回転当
たりの現像量は、0.5mg/cm2が得られている。現像量0.5
mg/cm2以上の場合は1.3 以上の光学反射濃度を得ること
ができるため、トナーFについては現像ローラの周速比
k=1の現像装置で所望の性能を確保できる。一方、ト
ナーCを用いた現像装置を考えると、トナーCは粒径が
最も小さく比電荷は高めのトナーであり、逆極性トナー
体積割合Rvは1.4 %であり十分小さい。したがって、
トナーCについては小粒径化による画質向上効果との相
乗効果で先鋭度の優れた画質が期待できる反面、現像ロ
ーラ1回転当たりの現像量は0.3mg/cm2であり、必要現
像量0.5mg/cm2に達していない。
Among the toners shown in the table of FIG. 12, the toner having the largest flying amount is the toner F having the second largest average particle size after the toner A, and the developing amount per one rotation of the toner carrier (developing roller) is , 0.5 mg / cm 2 was obtained. Development amount 0.5
In the case of mg / cm 2 or more, an optical reflection density of 1.3 or more can be obtained, so that for the toner F, the desired performance can be secured in the developing device with the peripheral speed ratio k = 1 of the developing roller. On the other hand, considering a developing device using the toner C, the toner C is a toner having the smallest particle size and a high specific charge, and the reverse polarity toner volume ratio Rv is 1.4%, which is sufficiently small. Therefore,
For toner C, the image quality with sharpness can be expected due to the synergistic effect of improving the image quality by reducing the particle size, but the developing amount per one rotation of the developing roller is 0.3 mg / cm 2 , and the required developing amount is 0.5 mg. / cm 2 has not been reached.

【0088】そこで現像ローラの周速比kを1より大き
くして静電潜像保持体へのトータル現像量を増やす必要
がある。しかしながら、周速比の大きい条件では前述の
ようにエッジ強調が生じるため、エッジ強調の生じない
現像装置を実現させるためには、さらに式(5):WD
≦W1・k≦WR を満たす必要がある。そこで、式(4)の現像条件と式
(5)の現像条件を共に具備した構成が重要となる。本
発明の式(5)の有効性を確かめるため、実際の複写プ
ロセスに図1の現像装置の実験機と同じ構成の現像ユニ
ットを組み込み、トナーCを用いて複写テストを行っ
た。複写機として複写速度20枚/分、プロセス速度175m
m/sec の機種を用いた。
Therefore, it is necessary to increase the peripheral speed ratio k of the developing roller to be larger than 1 to increase the total amount of development on the electrostatic latent image holding member. However, since the edge enhancement occurs as described above under the condition that the peripheral speed ratio is large, in order to realize the developing device in which the edge enhancement does not occur, the formula (5): W D
It is necessary to satisfy ≦ W 1 · k ≦ W R. Therefore, it is important to have a configuration having both the developing conditions of the formula (4) and the developing condition of the formula (5). In order to confirm the effectiveness of the formula (5) of the present invention, a developing unit having the same structure as that of the experimental machine of the developing device shown in FIG. As a copier, copying speed is 20 sheets / min, process speed is 175m
A m / sec model was used.

【0089】必要現像量WDを0.5mg/cm2とするとき、ト
ナーCの現像ローラ1周回当たりの現像量W1が0.3mg/c
m2、現像ローラ上のトナー付着量WRを0.6mg/cm2を式
(5)に代入すると、 0.5 ≦0.3 ・k≦0.6 であり、 1.67 ≦k≦2.00 となる。そこで周速比kを1.7 に設定した。すなわち、
静電潜像保持体であるドラム3は時計回りに周速175mm/
sec で回転させ、現像ローラ2は反時計回りに周速300m
m/sec で回転させた。ドラム3と現像ローラ2との間隙
は0.13mmとした。ドラム3の画像部の潜像電位は-700
V、現像ローラ2は接地とした。以上の現像条件で複写
画像を取り、画像をCCDカメラで撮像し、図5に示す
記録紙50上をy軸方向に移動させ、CCDカメラの出
力レベルiを1画素256 階調のデータとして取り込ん
だ。
When the required developing amount W D is 0.5 mg / cm 2 , the developing amount W 1 of the toner C per revolution of the developing roller is 0.3 mg / c.
Substituting m 2 and the toner adhesion amount W R on the developing roller to 0.6 mg / cm 2 in the equation (5), 0.5 ≦ 0.3 · k ≦ 0.6 and 1.67 ≦ k ≦ 2.00. Therefore, the peripheral speed ratio k was set to 1.7. That is,
The drum 3, which is an electrostatic latent image holder, has a peripheral speed of 175 mm / clockwise.
Rotate for sec, developing roller 2 rotates counterclockwise at a peripheral speed of 300 m
Rotated at m / sec. The gap between the drum 3 and the developing roller 2 was 0.13 mm. The latent image potential of the image part of the drum 3 is -700
V and the developing roller 2 were grounded. A copied image is taken under the above developing conditions, the image is picked up by a CCD camera, moved on the recording paper 50 shown in FIG. 5 in the y-axis direction, and the output level i of the CCD camera is taken in as data of 256 gradations per pixel. It is.

【0090】このデータを、反射濃度D=−ln(i/
256)の関係を用いて濃度情報に変換したところ、図
13に示すような濃度分布が得られた。図13は本発明
の現像方法で飛翔現像した複写画像の濃度分布の実測例
1を示すグラフである。図13に示すように、周速比k
(現像ローラの周速/ドラムの周速)を1.7 に設定した
際、エッジ強調が無く、べた濃度1.4 以上で背景分布の
かぶりの無い良好な画質が得られていることがわかる。
また、解像度を調べるため白黒のストライプの繰り返し
パターンを複写し、複写画像をCCDカメラで評価した
ところ、5lp/mmを再現するだけの解像力が得られ
た。
This data is used as a reflection density D = -ln (i /
When converted into density information using the relationship of (256), a density distribution as shown in FIG. 13 was obtained. FIG. 13 is a graph showing an actual measurement example 1 of the density distribution of a copy image which has been flight-developed by the developing method of the present invention. As shown in FIG. 13, the peripheral speed ratio k
It can be seen that when the (developing roller peripheral speed / drum peripheral speed) is set to 1.7, there is no edge enhancement and a good image quality without fog in the background distribution is obtained at a solid density of 1.4 or more.
Further, when a repeating pattern of black and white stripes was copied to examine the resolution and the copied image was evaluated by a CCD camera, a resolution sufficient to reproduce 5 lp / mm was obtained.

【0091】さらに、比較例として、式(5)の有効性
を検証するため、実施例で用いた現像装置と同一の装置
とトナーを用い、現像ローラの周速比kを変えて複写テ
ストを試みた。図14は本発明の現像方法で飛翔現像し
た複写画像の濃度分布の実測例2を示すグラフである。
図14に示すように、k=3、k=0.5 の場合につい
て、記録紙50上のトナー付着部SDの濃度分布をy軸
方向(エッジA2からエッジB2に向かう方向)につい
て調べた結果である。k=3の場合は、エッジB2の濃
度が強調され、k=0.5 の場合には、エッジA2が強調
されており、均一な濃度分布が得られなかった。なお、
図6の(3-b )のように現像ローラをドラムとを逆方向
に移動させた場合の濃度分布は、エッジA2が非常に強
調された分布となった。
Further, as a comparative example, in order to verify the effectiveness of the equation (5), a copying test was conducted by using the same device and toner as the developing device used in the example and changing the peripheral speed ratio k of the developing roller. I tried. FIG. 14 is a graph showing an actual measurement example 2 of the density distribution of the copy image which is flight-developed by the developing method of the present invention.
As shown in FIG. 14, in the case of k = 3 and k = 0.5, the density distribution of the toner adhering portion S D on the recording paper 50 was examined in the y-axis direction (direction from edge A2 to edge B2). is there. When k = 3, the density of the edge B2 was emphasized, and when k = 0.5, the edge A2 was emphasized, and a uniform density distribution could not be obtained. In addition,
As shown in (3-b) of FIG. 6, when the developing roller is moved in the opposite direction to the drum, the density distribution is such that the edge A2 is very emphasized.

【0092】以上の複写テストにより、現像ローラ1回
転当たりの現像量と現像ローラ周速比、必要現像量が式
(5)を満たすことでエッジ強調なく現像量を増やした
現像装置が提供できることが実証できた。本実施例で
は、トナーCのように小粒径トナーで比電荷が比較的大
きく現像量が少ないトナーの場合について、式(4)式
の現像条件を設定する発明構成と、式(5)の現像条件
を設定する発明構成とを組み合わせた発明で所望の現像
装置が実現できることを説明したが、現像ローラ1回転
当たりの現像量を上回っている場合は、二つの発明を組
み合わさなくても、式(4)、あるいは式(5)の個々
の現像条件を満たす現像装置が可能である。
According to the above copying test, the developing amount per one rotation of the developing roller, the developing roller peripheral speed ratio, and the required developing amount satisfy the expression (5), so that it is possible to provide the developing device in which the developing amount is increased without edge enhancement. I was able to prove it. In the present embodiment, in the case of a toner having a small particle size such as the toner C, which has a relatively large specific charge and a small development amount, the invention configuration for setting the development condition of the formula (4) and the formula (5). Although it has been explained that a desired developing device can be realized by an invention in which the invention configuration for setting the developing conditions is combined, if the developing amount per one rotation of the developing roller is exceeded, the formula can be obtained without combining the two inventions. A developing device that satisfies the individual developing conditions of (4) or (5) is possible.

【0093】すなわち、周速比kを1として式(4)の
現像条件を満たす現像装置を構成できるし、あるいは、
式(5)の現像条件を満たす発明に含まれるが二つの現
像条件式を同時に満たさない構成(周速比kを1より小
さい値に設定するという手段)も可能である。本発明の
非磁性一成分非接触現像では、現像部で磁気拘束力を持
たない点、トナーに働く静電力と電荷強度を制御するの
みで現像が行える点、トナーの機械的な付着力が小さい
点などにより、現像開始電位にオフセットがなく、リニ
アなγ特性(階調/再現性)が得られた。このため、潜
像電位に忠実な現像が実現でき、写真などの中間調を含
む画像が良好に複写できた。
That is, a developing device satisfying the developing condition of the equation (4) can be constructed with the peripheral speed ratio k being 1, or,
A configuration (means of setting the peripheral speed ratio k to a value smaller than 1) which is included in the invention satisfying the developing condition of the expression (5) but does not satisfy the two developing condition expressions at the same time is also possible. In the non-magnetic one-component non-contact development of the present invention, there is no magnetic binding force in the developing portion, development can be performed only by controlling the electrostatic force and charge strength acting on the toner, and the mechanical adhesion of the toner is small. Due to the points, there was no offset in the development start potential, and a linear γ characteristic (gradation / reproducibility) was obtained. Therefore, it is possible to realize development that is faithful to the latent image potential, and it is possible to satisfactorily copy an image including a halftone such as a photograph.

【0094】なお、本発明の実施例においては、図1に
示したように、非磁性一成分トナー1を帯電・供給させ
る手段としてトナー担持体2に接触するトナー供給部材
6を用い、該トナー供給部材6とトナー担持体2との摺
擦により非磁性一成分トナーを帯電させるとともにトナ
ー担持体2上に塗布しているが、非磁性一成分トナーを
帯電させる手段として、導電電極からの電荷注入やコロ
ナ放電などの手段を用いてもよい。
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the toner supply member 6 which comes into contact with the toner carrier 2 is used as means for charging and supplying the non-magnetic one-component toner 1, and the toner supply member 6 is used. The non-magnetic one-component toner is charged by the friction between the supply member 6 and the toner carrier 2 and is applied on the toner carrier 2. As a means for charging the non-magnetic one-component toner, a charge from a conductive electrode is used. Means such as injection or corona discharge may be used.

【0095】トナー帯電・塗布手段が変わると、同じト
ナーを用いてもトナーの比電荷や現像ローラ上のトナー
付着量は変化するが、トナーに働く静電力と電界強度を
制御することにより、逆極性トナーの割合が少なく背景
かぶりの無い優れた画質を得ることができ、エッジ強調
を回避できる現像装置を提供することができる。また、
本発明においては、トナー担持体として現像ローラを備
える構成としたが、ローラ以外の手段を用いることも可
能である。例えば、トナー担持体として回転する現像ベ
ルトなどを用いた場合においても、本発明の実施例に適
用した現像装置が提供できる。
When the toner charging / applying means is changed, the specific charge of the toner and the toner adhesion amount on the developing roller are changed even if the same toner is used. However, by controlling the electrostatic force acting on the toner and the electric field strength, the reverse It is possible to provide a developing device in which the ratio of polar toner is small, an excellent image quality without background fog can be obtained, and edge enhancement can be avoided. Also,
In the present invention, the developing roller is provided as the toner carrier, but means other than the roller can be used. For example, even when a rotating developing belt or the like is used as the toner carrier, the developing device applied to the embodiment of the present invention can be provided.

【0096】[0096]

【発明の効果】本発明によれば、トナーに働く鏡像力以
外のトナーの粒子間力を5nN以下に抑制して、トナー
に働く静電力と電界強度を制御する手段のみで安定した
非接触現像を実現する。その結果、 a)トナーの比電荷の許容幅の十分大きい安定した飛翔
現像が実現できる。 b)逆極性トナー割合が少なく、背景かぶりが無く先鋭
度の優れた非接触現像方法が提供できる。 c)11μm以下の小粒径トナーでも非接触で現像可能
となり、解像度と階調性に優れた非接触現像方法が提供
できる。したがって、従来のように、モノクロ現像は解
像度確保のために接触現像で行い、カラー現像のみ、階
調性と色重ねの便宜性をねらって非接触現像で行うとい
った使い分けをする必要がない。トナー担持体の静電潜
像保持体との周速比を制御することで、上記発明の適用
範囲はさらに広がる。すなわち、 d)現像ローラ1回転当たりの現像量の低いトナーでも
現像濃度を確保できる。 e)その際、周速比設定に伴うエッジ強調を防ぐことが
でき、均一な濃度分布を得ることができる。 f)その結果、従来現像性が低くて実用化できなかった
比電荷の高いトナーを積極的に活用できる。すなわち、
比電荷の高いトナーは、現像ローラが高速に回転したと
きも現像ローラに保持でき、高速プロセスにも適用でき
る。 以上述べたように、本発明によれば、トナー比電荷やト
ナー粒径に特別な制約がなく比接触現像を適用でき、低
速プロセスから高速プロセスまで、モノクロ・カラーを
問わず同一装置で実現でき、複写機やプリンタの画像形
成装置として広く利用可能な現像装置を提供できる。
According to the present invention, stable non-contact development is achieved only by means of controlling the electrostatic force acting on the toner and the electric field strength by suppressing the interparticle force of the toner other than the image force acting on the toner to 5 nN or less. To realize. As a result, a) stable flight development with a sufficiently large allowable range of the specific charge of the toner can be realized. b) It is possible to provide a non-contact developing method in which the ratio of the reverse polarity toner is small, there is no background fog, and the sharpness is excellent. c) A toner having a small particle size of 11 μm or less can be developed in a non-contact manner, and a non-contact developing method excellent in resolution and gradation can be provided. Therefore, unlike the conventional case, it is not necessary to selectively use monochrome development by contact development to secure resolution, and only color development, non-contact development for the convenience of gradation and color superposition. By controlling the peripheral speed ratio of the toner carrying member and the electrostatic latent image holding member, the applicable range of the invention is further expanded. That is, d) The development density can be ensured even with the toner having a low development amount per one rotation of the development roller. e) At that time, it is possible to prevent edge enhancement due to the setting of the peripheral speed ratio and obtain a uniform density distribution. f) As a result, it is possible to positively utilize a toner having a high specific charge, which has not been practically available due to its low developability. That is,
The toner having a high specific charge can be retained on the developing roller even when the developing roller rotates at a high speed, and can be applied to a high speed process. As described above, according to the present invention, specific contact development can be applied without any special restriction on toner specific charge and toner particle size, and it is possible to realize from low speed process to high speed process in the same device regardless of monochrome or color. It is possible to provide a developing device that can be widely used as an image forming device of a copying machine or a printer.

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

【図1】本発明のトナーとこれを用いた非接触現像方法
に適用される現像装置の一実施例の概略構成を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of a developing device applied to a toner of the present invention and a non-contact developing method using the toner.

【図2】本発明のトナーとこれを用いた非接触現像方法
に適用される非接触現像部を示す拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view showing a toner of the present invention and a non-contact developing section applied to a non-contact developing method using the toner.

【図3】トナーの帯電量分布を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing toner charge amount distribution.

【図4】エッジ強調画像の生じるエリアを示す説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an area where an edge-enhanced image occurs.

【図5】記録紙上におけるエッジ強調画像を示す説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an edge-emphasized image on a recording sheet.

【図6】トナー担持体と静電潜像保持体の回転方向と周
速の大小関係を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a magnitude relationship between a rotation direction and a peripheral speed of a toner carrier and an electrostatic latent image carrier.

【図7】トナーの比電荷Q/M の範囲を設定するためのグ
ラフである。
FIG. 7 is a graph for setting the range of the specific charge Q / M of toner.

【図8】周速比kの範囲を設定するためのグラフであ
る。
FIG. 8 is a graph for setting the range of the peripheral speed ratio k.

【図9】トナー粒子間力Fv 値に対するトナー粒経dと
現像量M/A との関係を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between toner particle diameter d and developing amount M / A with respect to toner particle force Fv.

【図10】トナー粒子間力Fv 値に対するトナー比電荷
Q/M の許容範囲を示すグラフである。
FIG. 10: Toner specific charge with respect to toner particle force Fv value
It is a graph which shows the permissible range of Q / M.

【図11】トナー粒経/粒子間力に対するトナー比電荷
と現像量の関係を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing a relationship between a toner specific charge and a developing amount with respect to toner particle diameter / interparticle force.

【図12】本発明のトナーの飛翔実験結果を示す表であ
る。
FIG. 12 is a table showing the flight test results of the toner of the present invention.

【図13】本発明の現像方法で飛翔現像した複写画像の
濃度分布の実測例1を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing an actual measurement example 1 of the density distribution of a copy image that has undergone flight development by the developing method of the present invention.

【図14】本発明の現像方法で飛翔現像した複写画像の
濃度分布の実測例2を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing an actual measurement example 2 of the density distribution of a copy image that has been flight-developed by the developing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 非磁性一成分トナー 2 トナー担持体(現像ローラ) 3 静電潜像保持体ドラム(ドラム) 4 ブレード 5 トナー撹拌部材 6 トナー供給部材 7 ホッパー 1a トナー担持体上のトナー層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-magnetic one-component toner 2 Toner carrier (developing roller) 3 Electrostatic latent image carrier drum (drum) 4 Blade 5 Toner stirring member 6 Toner supply member 7 Hopper 1a Toner layer on toner carrier

フロントページの続き (72)発明者 東 伸之 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 山中 隆幸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内Front page continued (72) Inventor Nobuyuki Higashi 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka, Osaka

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トナーがトナー担持体上に積層担持され
た際に、下記式(1)によって算出される粒子間力が5
nN以下、 Fv =q・ E−Fi ‥‥(1) [式中Fv は粒子間力、q・ Eは式(2)で算出される
クーロン力、 q・ E=q・{Vb +(Q/M )・δ・P・dt1 2/(2εo εT)}/(εT・g+dt 1 ) ‥‥(2) 式中Fi は式(3)で算出される鏡像力、 Fi ={( W1・πd3・δ)/ (6 εo εT) }・(Q/M)2‥‥(3) (前記式中、qは現像されるトナー粒子の電荷量[C] 、
Eはトナー層に働く電界強度[V/m] 、Q/M はトナーの比
電荷[ μC/g]、W1はトナー担持体上に積層担持されたト
ナーのうち、現像によって分離されるトナー量[mg/c
m2]、εo は真空誘電率[C/(V ・ m)] 、εTはトナー層の
みかけの比誘電率[C/(V ・ m)] 、dはトナー粒径[ μ
m]、δはトナー真密度[g/cm3]、gはトナー担持体上の
トナー最上表面と静電潜像保持体との間隙[mm]、dt1
トナー担持体上のトナーの層厚[μm]、Vb は現像バイ
アス電圧[V] 、Pはトナー充填率)]を示すことからな
るトナー。
1. A toner is laminated and carried on a toner carrier.
The inter-particle force calculated by the following equation (1) is 5
nN or less, Fv = q · E−Fi (1) [where Fv is the interparticle force and q · E is calculated by the formula (2)]
Coulomb force, q ・ E = q ・ {Vb + (Q / M) ・ δ ・ P ・ dt1 2/ (2ε o εT)} / (ΕT・ G + dt 1 ) (2) In the formula, Fi is the image force calculated by the formula (3), and Fi = {(W1・ Πd3・ Δ) / (6 εo εT)} ・ (Q / M)2(3) (where, q is the charge amount [C] of the toner particles to be developed,
E is the electric field strength [V / m] acting on the toner layer, Q / M is the toner ratio
Charge [μC / g], W1Is a stack of toner on the toner carrier.
Of toner, the amount of toner separated by development [mg / c
m2], Ε o is the vacuum permittivity [C / (V · m)], εTOf the toner layer
Apparent relative permittivity [C / (V m)], d is toner particle size [μ
m] and δ are true densities of toner [g / cm3], G is on the toner carrier
Gap between the top surface of the toner and the electrostatic latent image holder [mm], dt1Is
The toner layer thickness [μm] on the toner carrier, Vb is the development bias.
As voltage [V], P is the toner filling rate)]
Toner.
【請求項2】 前記トナーはその粒子間力が0,01nN〜5
nNである請求項1記載のトナー。
2. The toner has an interparticle force of 0,01 nN to 5
The toner according to claim 1, which is nN.
【請求項3】 前記トナーはその平均粒径が5μm 〜11
μm である請求項1記載のトナー。
3. The toner has an average particle diameter of 5 μm to 11 μm.
The toner according to claim 1, wherein the toner has a size of μm.
【請求項4】 前記トナーがスペーサとして平均粒径が
0.01μm 〜1μm の不活性な微粒子を含有する請求項1
記載のトナー。
4. The toner as a spacer has an average particle size of
4. Inert fine particles having a size of 0.01 μm to 1 μm are contained.
The toner described in the above.
【請求項5】 前記トナーはその比電荷が5μC/g 〜15
μC/g の範囲である請求項1記載のトナー。
5. The toner has a specific charge of 5 .mu.C / g.about.15.
The toner according to claim 1, which is in the range of μC / g.
【請求項6】 前記トナーはその平均粒径が5μm 〜11
μm で、且つその比電荷が5μC/g 〜15μC/g の範囲
である請求項1記載のトナー。
6. The toner has an average particle diameter of 5 μm to 11 μm.
The toner according to claim 1, which has a specific charge of 5 μC / g to 15 μC / g.
【請求項7】 前記トナーはそのトナー担持体上に積層
担持されたトナー層厚が約5μm〜20μmで、且つその充
填密度が約0.4g/cm3〜0.85g/cm3の範囲である請求項
1記載のトナー。
In wherein said toner is stacked carrying toner layer thickness of about 5μm~20μm on that toner carrying member, and the packing density is in the range of about 0.4g / cm 3 ~0.85g / cm 3 according Item 1. The toner according to Item 1.
【請求項8】 前記トナーはその比電荷が5μC/g〜1
5μC/g、そのトナー担持体上に積層担持されたトナー
層厚が約5μm〜20μm、且つその充填密度が約0.4g/cm3
〜0.85g/cm3の範囲である請求項1記載のトナー。
8. The toner has a specific charge of 5 μC / g to 1
5 μC / g, the thickness of the toner layer laminated on the toner carrier is about 5 μm to 20 μm, and the packing density is about 0.4 g / cm 3.
2. The toner according to claim 1, which is in the range of 0.85 g / cm 3 .
【請求項9】 前記トナーはバインダー樹脂を主成分と
し、任意に含まれる着色剤、内添剤及び外添材からなる
画像形成用トナーである請求項1記載のトナー。
9. The toner according to claim 1, wherein the toner is an image forming toner which contains a binder resin as a main component, and optionally contains a colorant, an internal additive and an external additive.
【請求項10】 前記トナーは非磁性一成分トナーであ
る請求項1記載のトナー。
10. The toner according to claim 1, wherein the toner is a non-magnetic one-component toner.
【請求項11】 前記トナーは熔融混練粉砕処理により
所定の平均粒径に形成されている請求項1記載のトナ
ー。
11. The toner according to claim 1, wherein the toner is formed into a predetermined average particle size by a melt-kneading and pulverizing process.
【請求項12】 帯電したトナーを現像剤として積層担
持するトナー担持体と、このトナー担持体と間隙を持っ
て対向配置させた静電潜像保持体と、トナー担持体と静
電潜像保持体間の電界を印加制御する電界印加制御手段
を少なくとも備えた現像装置において、 トナーがトナー担持体に積層担持された際に、請求項1
記載の粒子間力が5nN以下を示すように、請求項1〜1
1の何れか一つに記載のトナーを用いて静電潜像保持体
に飛翔現像する非接触現象方法。
12. A toner carrier for laminating and carrying a charged toner as a developer, an electrostatic latent image carrier opposed to the toner carrier with a gap, and a toner carrier and an electrostatic latent image carrier. 2. A developing device comprising at least an electric field application control means for applying and controlling an electric field between bodies, wherein the toner is stacked and carried on the toner carrier.
The interparticle force described is 5 nN or less, claims 1 to 1.
1. A non-contact phenomenon method in which the electrostatic latent image holding member is fly-developed using the toner according to any one of 1.
【請求項13】 前記電界印加制御手段は、トナーの比
電荷が、下記式(4)、 5μC/g ≦Q/M ≦(εo εT)/W1)・E‥‥(4) (前記(4)式中、Eはトナー層に働く電界強度[V/m]
、Q/M はトナーの比電荷[ μC/g]、W1はトナー担持体
上に積層担持されたトナーのうち、現像によって分離さ
れるトナー量[mg/cm2]、εo は真空誘電率[C/(V ・ m)]
、εTはトナー層のみかけの比誘電率[C/(V ・ m)] )を
満たすよう制御する請求項12記載の非接触現象方法。
13. The electric field application control means has a toner having a specific charge of the following formula (4): 5 μC / g ≦ Q / M ≦ (ε o ε T ) / W 1 ) · E (4) (said In the formula (4), E is the electric field strength [V / m] acting on the toner layer.
, Q / M is the specific charge of the toner [μC / g], W 1 is the toner amount [mg / cm 2 ] separated by development among the toners stacked and carried on the toner carrier, and εo is the vacuum dielectric constant. [C / (V ・ m)]
, Ε T is controlled so as to satisfy the apparent relative dielectric constant [C / (V · m)]) of the toner layer.
【請求項14】 トナー担持体と電潜像保持体との周速
比を制御する周速比制御手段をさらに備え、前記周速比
制御手段は、周速比が下記式(5)、 WD≦W1・k≦WR‥‥(5) (前記(5)式中、トナー担持体と静電潜像保持体とは
同一方向に移動し、kはトナー担持体に対する静電潜像
保持体との周速比、WRはトナーを担持するトナー担持
体上のトナー付着量[mg/cm2]、W1はトナー担持体上に
積層担持されたトナーのうち、現像によって分離される
トナー量[mg/cm2]、WDは必要現像量[mg/cm2])を満た
すよう制御する請求項12または13記載の非接触現象
方法。
14. A peripheral speed ratio control means for controlling a peripheral speed ratio between the toner carrying member and the electrostatic latent image holding member, wherein the peripheral speed ratio controlling means has a peripheral speed ratio represented by the following formula (5): W D ≦ W 1 · k ≦ W R ‥‥ (5) ( the (5) wherein, to move in the same direction as the toner carrier and the electrostatic latent image holding member, k is the electrostatic latent image to the toner carrying member The peripheral speed ratio with the holding body, W R is the toner adhesion amount [mg / cm 2 ] on the toner carrying body carrying the toner, and W 1 is separated by development among the toners carried on the toner carrying body in a laminated manner. The non-contact phenomenon method according to claim 12 or 13, wherein the toner amount [mg / cm 2 ] and W D are controlled so as to satisfy the required developing amount [mg / cm 2 ]).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000033141A1 (en) * 1998-12-02 2000-06-08 Fujitsu Limited Noncontact two-component developing apparatus and image forming apparatus
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