JPH09197829A - Developing method - Google Patents

Developing method

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JPH09197829A
JPH09197829A JP8005392A JP539296A JPH09197829A JP H09197829 A JPH09197829 A JP H09197829A JP 8005392 A JP8005392 A JP 8005392A JP 539296 A JP539296 A JP 539296A JP H09197829 A JPH09197829 A JP H09197829A
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JP
Japan
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magnetic
image
developer
permanent magnet
developing
Prior art date
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Application number
JP8005392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahisa Ochiai
正久 落合
Toshihiko Noshiro
敏彦 野代
Masumi Asanae
益実 朝苗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09197829A publication Critical patent/JPH09197829A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Developing For Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize an image forming device and to form an image of high quality by applying a specific alternating electric field between a photoreceptor drum and a magnetic developer, so as to develope an electrostatic charge image on a photoreceptor drum, in a developing region. SOLUTION: A developer supporting means is composed of a permanent magnet member 4 which is provided with plural magnetic poles on the surface and integrally formed to a cylindrical shape and the electrostatic charge image on the photoreceptor drum 7 is developed with the magnetic developer 2 consisting of insulating toner and magnetic carriers. At this time, in the developing region to which the magnetic developer 2 is carried by attraction, an alternating electric field where an AC bias having a frequency (f)=Vm/(0.2-1.3)P and a peak-to-peak voltage VP- P=(1-3) VDC is superimposed on a DC bias is applied between the drum 7 and the magnetic developer 2, to develope the electrostatic charge image. At this time, the circumferential speed (mm/sec) of the permanent magnetic member 4 is defined as Vm, the pitch (mm) in a circumferential direction between the magnetic poles having polarities different from each other is defined as P and a DC bias voltage (V) is defined as VDC.

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、静電荷像を担持す
る像担持手段の表面に形成された静電荷像を、円筒状に
一体に成形された永久磁石部材からなる現像剤支持手段
の表面に吸着保持された二成分系の磁性現像剤を使用し
て現像する現像方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface of a developer supporting means composed of a permanent magnet member integrally formed in a cylindrical shape with an electrostatic charge image formed on the surface of an image carrying means carrying an electrostatic charge image. The present invention relates to a developing method of developing using a two-component magnetic developer adsorbed and held on.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来電子写真や静電記録を利用した画像
形成方法においては、光導電体若しくは誘電体等からな
る画像担持体の表面に形成された静電荷像を、例えば永
久磁石部材を内蔵すると共にこの永久磁石部材と相対回
転自在に嵌挿してなるスリーブからなる現像手段を使用
し、磁性現像剤からなる所謂磁気ブラシによって摺擦し
てトナー像として現像する。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming method using electrophotography or electrostatic recording, an electrostatic charge image formed on a surface of an image carrier made of a photoconductor or a dielectric is incorporated into, for example, a permanent magnet member. At the same time, a developing means comprising a sleeve which is rotatably fitted to the permanent magnet member is used, and is rubbed with a so-called magnetic brush made of a magnetic developer to develop a toner image.

【0003】次いでこのトナー像を直接定着するか、若
しくはトナー像を普通紙などの転写シート上に転写した
後定着して最終画像を得ている。しかしながらこの磁気
ブラシ法においては、磁性現像剤からなる磁気ブラシが
静電荷像を形成する画像部のみならず非画像部にも接触
するため、地カブリが発生し易い。そこで画像担持体と
スリーブとの間に、直流バイアスに交流バイアスを重畳
させた電界を印加する手段が使用されている。
Then, the toner image is directly fixed, or the toner image is transferred onto a transfer sheet such as plain paper and then fixed to obtain a final image. However, in the magnetic brush method, the magnetic brush made of a magnetic developer contacts not only the image portion forming the electrostatic charge image but also the non-image portion, so that the background fog is likely to occur. Therefore, a means for applying an electric field in which an AC bias is superimposed on a DC bias is used between the image carrier and the sleeve.

【0004】図2は従来の現像方法の例を示す要部横断
面図である。図2において1は現像剤槽であり、磁性現
像剤2を収容すると共に、その下方に複数個の永久磁石
3を備え円柱状に形成した永久磁石部材4と、非磁性金
属材料(例えばSUS304)により中空円筒状に形成
したスリーブ5とを同軸的にかつ相対回転自在に構成し
てなる現像ロール6を設ける。
FIG. 2 is a lateral cross-sectional view of a main part showing an example of a conventional developing method. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a developer tank, which contains a magnetic developer 2 and is provided with a plurality of permanent magnets 3 below it to form a columnar permanent magnet member 4 and a non-magnetic metal material (for example, SUS304). A developing roller 6 is provided that is coaxially and relatively rotatable with the sleeve 5 formed in a hollow cylindrical shape.

【0005】7は感光体ドラムであり、矢印方向に回転
自在に形成し、現像ロール6と現像ギャップgを介して
対向させてある。8はドクターブレードであり、現像剤
槽1に設けられ、現像ロール6とドクターギャップtを
介して対向させ、現像ロール6を構成するスリーブ5上
に吸着される磁性現像剤の層厚を規制するものである。
9は交流電源、10は直流電源であり、感光体ドラム7
とドクターブレード8間に接続し、直流と交流との重畳
バイアスを印加するためのものである。なお現像ギャッ
プgはドクターギャップtより若干大に形成する。
Reference numeral 7 denotes a photosensitive drum, which is formed so as to be rotatable in the direction of the arrow and is opposed to the developing roller 6 via a developing gap g. Reference numeral 8 denotes a doctor blade, which is provided in the developer tank 1 and faces the developing roll 6 via the doctor gap t to regulate the layer thickness of the magnetic developer adsorbed on the sleeve 5 forming the developing roll 6. It is a thing.
9 is an AC power supply, 10 is a DC power supply, and the photosensitive drum 7
And a doctor blade 8 for applying a superimposed bias of direct current and alternating current. The developing gap g is formed slightly larger than the doctor gap t.

【0006】上記の構成により、永久磁石部材4を固定
してスリーブ5を矢印方向に回転させると、磁性現像剤
2がスリーブ5上に吸着されて搬送され、感光体ドラム
7と対向する現像領域に至ると、感光体ドラム7上に形
成されている静電荷像の電界によって、磁性現像剤2が
永久磁石部材4によるスリーブ5への吸着力に打ち勝っ
て転移する。これにより静電荷像を現像することができ
るのである。
With the above structure, when the permanent magnet member 4 is fixed and the sleeve 5 is rotated in the direction of the arrow, the magnetic developer 2 is adsorbed onto the sleeve 5 and conveyed, and the developing area facing the photosensitive drum 7 is conveyed. Then, due to the electric field of the electrostatic charge image formed on the photosensitive drum 7, the magnetic developer 2 overcomes the attraction force of the permanent magnet member 4 to the sleeve 5 and is transferred. Thereby, the electrostatic charge image can be developed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のような現像方法
においては、スリーブ5の外周面は磁性現像剤2を永久
磁石部材4による磁気的吸引力によって吸着し、摩擦力
によって搬送するのであるが、搬送性を向上させるため
に、例えばブラスト加工を施すことにより表面の粗さを
大に形成してあるのが通常である。しかしながら使用中
に摩耗が進行し、摩擦係数が変化し、若しくは局部的変
化も発生することにより、吸着される磁性現像剤2の層
厚が変化し、現像性が低下するという問題点がある。
In the above-described developing method, the outer peripheral surface of the sleeve 5 attracts the magnetic developer 2 by the magnetic attraction force of the permanent magnet member 4 and conveys it by the frictional force. In order to improve the transportability, the surface roughness is usually increased by, for example, blasting. However, there is a problem that the wear proceeds, the coefficient of friction changes, or a local change occurs during use, so that the layer thickness of the magnetic developer 2 adsorbed changes and the developability decreases.

【0008】なお磁性現像剤を吸着支持して搬送する現
像ロール6は、永久磁石部材4とスリーブ5とを同軸的
に組合わせて構成するものであるため、加工組立が煩雑
であると共に、製作コストが嵩むという問題点がある。
Since the developing roll 6 for adsorbing and supporting the magnetic developer and conveying the magnetic developer is constructed by coaxially combining the permanent magnet member 4 and the sleeve 5, it is complicated to process and assemble. There is a problem that the cost increases.

【0009】そこでプリンター等の小型化のため、現像
ロール6を構成するスリーブ5を省略し、永久磁石部材
4のみを回転状態で使用し、静電荷像を磁気ブラシ法に
よって現像する現像方法も提案されている(例えば特開
昭62−201463号公報参照)。このような現像方
法においては、磁性現像剤からなる磁気ブラシの高さの
半分程度が感光体ドラム7の表面と接触するようになっ
ている。
Therefore, in order to downsize the printer and the like, a developing method is proposed in which the sleeve 5 constituting the developing roll 6 is omitted, only the permanent magnet member 4 is used in a rotating state, and the electrostatic charge image is developed by the magnetic brush method. (See, for example, JP-A-62-201463). In such a developing method, about half the height of the magnetic brush made of a magnetic developer comes into contact with the surface of the photosensitive drum 7.

【0010】しかしながら上記のようなスリーブ5を省
略した形態の磁気ブラシ現像方法においては、永久磁石
部材4の磁極上と磁極間とにおける磁気ブラシの高さお
よび現像性に差があるため、画像濃度が変化し、特に中
間調の画像を現像する場合において画質が低下するとい
う問題点がある。一方上記のような濃度むらを解消する
ために、永久磁石部材4の回転数を大にすると、駆動ト
ルクが大になると共に、騒音が発生するという問題点が
あり、好ましくない。
However, in the magnetic brush developing method in which the sleeve 5 is omitted as described above, there is a difference in height and developability of the magnetic brush between the magnetic poles of the permanent magnet member 4 and between the magnetic poles, so that the image density is increased. Change, and particularly when developing a halftone image, there is a problem in that the image quality deteriorates. On the other hand, if the number of rotations of the permanent magnet member 4 is increased in order to eliminate the uneven density as described above, there are problems that the driving torque becomes large and noise is generated, which is not preferable.

【0011】このため永久磁石部材4の周速Vmは、感
光体ドラム7の周速Vpに対して、VmがVpの約 1.5
倍以上になるように設定するのが通常である。しかしな
がら永久磁石部材4の表面に吸着支持された磁性現像剤
は、感光体ドラム7の表面を常に摺擦するため、磁性現
像剤が永久磁石部材4の回転方向に掃き寄せられた状態
の画像となり、高画質のものが得られないという欠点が
ある。
For this reason, the peripheral speed Vm of the permanent magnet member 4 is about 1.5, where Vm is Vp with respect to the peripheral speed Vp of the photosensitive drum 7.
Usually, it is set to be twice or more. However, since the magnetic developer adsorbed and supported on the surface of the permanent magnet member 4 constantly rubs the surface of the photosensitive drum 7, the image becomes a state in which the magnetic developer is swept in the rotation direction of the permanent magnet member 4. However, there is a disadvantage that a high quality image cannot be obtained.

【0012】一方駆動トルクの増加を回避するために、
永久磁石部材4の周速Vmを小にすると、磁極ピッチに
起因する画像の濃淡むらが現れるので、この対策として
磁極数を大にすることが考えられる。しかしながら磁極
数を大にすると、表面磁束密度が低下し、磁性現像剤が
飛散するという不都合があり、現実には例えば直径20
mmの永久磁石部材4では32極が限界である。
On the other hand, in order to avoid an increase in drive torque,
When the peripheral speed Vm of the permanent magnet member 4 is reduced, unevenness in image density due to the magnetic pole pitch appears. Therefore, increasing the number of magnetic poles can be considered as a countermeasure. However, when the number of magnetic poles is increased, the surface magnetic flux density is reduced and the magnetic developer is scattered.
With the permanent magnet member 4 of mm, 32 poles is the limit.

【0013】なお永久磁石部材4の表面に形成されてい
る磁極の移動に伴う最大表面磁束密度の周期に対応する
交流バイアス電圧を印加することにより、磁極ピッチに
起因する画像の濃淡むらを解消することが試みられてい
るが、この場合には上記最大磁束密度の移動の周期と交
流バイアス電圧の周期とを完全に一致させる必要があ
る。しかしながら、交流バイアス電圧の周期は一定であ
り変動しないのに拘らず、永久磁石部材4の周速は回転
むら等に起因して変動するため、最大磁束密度の移動の
周期が変動し、両者の周期に差が生ずる。このように両
者の周期に差があると、いわゆるモアレ現象が発生し、
両者の周期より大なる周期の画像の濃淡が現れ、画質を
低下させるという問題点がある。
By applying an AC bias voltage corresponding to the period of the maximum surface magnetic flux density that accompanies the movement of the magnetic poles formed on the surface of the permanent magnet member 4, the unevenness of image density due to the magnetic pole pitch is eliminated. However, in this case, it is necessary to completely match the cycle of the maximum magnetic flux density transfer with the cycle of the AC bias voltage. However, although the cycle of the AC bias voltage is constant and does not change, the peripheral speed of the permanent magnet member 4 changes due to uneven rotation, etc., and therefore the cycle of maximum magnetic flux density movement changes, and Differences occur in the cycle. If there is a difference between the two periods, a so-called moire phenomenon occurs,
There is a problem in that the light and shade of an image having a cycle longer than both of them appears, and the image quality is degraded.

【0014】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、画像形成装置の小型化が可能であると共に、高
品質の画像を形成し得る現像方法を提供することを課題
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems existing in the above-mentioned prior art, to provide a developing method capable of downsizing an image forming apparatus and forming a high quality image.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、静電荷像を担持して移動する像
担持手段上の静電荷像を磁性現像剤を使用して現像する
現像方法において、現像剤支持手段を表面に複数個の磁
極を設けかつ円筒状に一体成形してなる永久磁石部材に
よって構成し、絶縁性トナーと磁性キャリアとからなる
磁性現像剤を前記現像剤支持手段の表面に吸着させて現
像領域に搬送し、現像領域において像担持手段と磁性現
像剤との間に、直流バイアスに周波数f=Vm/( 0.2
〜 1.3)P(Vmは永久磁石部材の周速(mm/秒)、P
は異極性の磁極間の円周方向ピッチ(mm))(Hz)、
ピーク・トゥ・ピーク電圧Vp-p =(1〜3)VDC(V
DCは直流バイアス電圧(V))の交流バイアスを重畳さ
せた交互電界を印加して、像担持手段上の静電荷像を顕
像化する、という技術的手段を採用した。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the development is carried out by developing the electrostatic charge image on the image carrying means carrying and moving the electrostatic charge image using a magnetic developer. In the method, the developer supporting means is constituted by a permanent magnet member having a plurality of magnetic poles formed on the surface and integrally molded in a cylindrical shape, and the magnetic developer comprising an insulating toner and a magnetic carrier is used as the developer supporting means. And is conveyed to the developing area, and the frequency f = Vm / (0.2 is applied to the DC bias between the image carrier and the magnetic developer in the developing area.
~ 1.3) P (Vm is the peripheral speed of the permanent magnet member (mm / sec), P
Is the circumferential pitch (mm) between different magnetic poles (Hz),
Peak-to-peak voltage Vpp = (1-3) V DC (V
DC adopted a technical means of applying an alternating electric field in which an alternating current bias of a direct current bias voltage (V) is superposed to visualize an electrostatic charge image on the image bearing means.

【0016】本発明において、現像領域における現像剤
支持手段と像担持手段の移動方向を同一方向とし、かつ
現像ギャップとドクターギャップとを略同一寸法に形成
することができる。すなわち永久磁石部材の表面とドク
ターブレードの先端との間隙であるドクターギャップt
は、画像品質の点から永久磁石部材と像担持手段との間
隙である現像ギャップgと同一寸法に、t≒gに形成す
る。この場合g−t≦0.05mmであればよい。
In the present invention, the developer supporting means and the image carrying means in the developing area can move in the same direction, and the developing gap and the doctor gap can be formed in substantially the same size. That is, the doctor gap t, which is the gap between the surface of the permanent magnet member and the tip of the doctor blade.
Is formed in the same size as the developing gap g which is the gap between the permanent magnet member and the image bearing means, from the viewpoint of image quality, to t≈g. In this case, g−t ≦ 0.05 mm should be satisfied.

【0017】本発明における永久磁石部材は、フェライ
ト磁石のみに限らず、磁性粉と樹脂材料とを主成分とす
る樹脂磁石であってもよい。またこの永久磁石部材は、
シャフトの外周に上記磁石をロール状に一体に形成した
ものでも、あるいはシャフトを含めて全体を磁石材料で
形成したものでもよい。但し、この永久磁石部材は、現
像むらを防止するために、円周方向および軸方向に継目
がなく、全体が一体に形成されていることが好ましい。
The permanent magnet member in the present invention is not limited to a ferrite magnet, but may be a resin magnet containing magnetic powder and a resin material as main components. Also, this permanent magnet member
The magnet may be integrally formed in a roll shape on the outer periphery of the shaft, or may be formed entirely of a magnet material including the shaft. However, in order to prevent uneven development, it is preferable that the permanent magnet member is integrally formed without any joint in the circumferential direction and the axial direction.

【0018】上記永久磁石部材の表面には、異極性の磁
極が微小間隔を置いて円周方向に交互に配設されている
ため、磁極数が増加すると表面磁束密度が減少する。一
方磁性現像剤の飛散防止の点から、永久磁石部材の表面
磁束密度は50G以上であることが好ましく、またトナ
ーが像担持体の表面に形成された静電荷像に付着し易く
するために、1200G以下であることが好ましい。ま
た磁極数は、上記表面磁束密度50〜1200Gに対応
する8〜60極とすることが好ましい。但し、磁極数は
磁極ピッチが 0.5〜10mm(より好ましくは1〜5mm)
となるように設定することが好ましい。なお上記表面磁
束密度のより好ましい範囲は100〜800Gである。
On the surface of the permanent magnet member, magnetic poles of different polarities are alternately arranged in the circumferential direction at minute intervals, so that as the number of magnetic poles increases, the surface magnetic flux density decreases. On the other hand, from the viewpoint of preventing the magnetic developer from scattering, the surface magnetic flux density of the permanent magnet member is preferably 50 G or more, and in order to make it easier for the toner to adhere to the electrostatic image formed on the surface of the image carrier, It is preferably 1200 G or less. The number of magnetic poles is preferably 8 to 60 poles corresponding to the surface magnetic flux density of 50 to 1200 G. However, the number of magnetic poles is such that the magnetic pole pitch is 0.5 to 10 mm (more preferably 1 to 5 mm).
It is preferable to set so that The more preferable range of the surface magnetic flux density is 100 to 800G.

【0019】次に本発明における永久磁石部材は、半導
電性若しくは絶縁性の材料であるため、バイアス電圧を
印加する場合にはドクターブレードから印加することが
好ましく、この場合ドクターブレードは金属等の導電性
材料によって形成すればよい。なお永久磁石部材の表面
を導電性に形成した場合には、永久磁石部材の表面にバ
イアス電圧を直接印加することができるが、永久磁石部
材がアースされているとスパークが発生してノイズの原
因となるので、保護抵抗を介してシャフトにも印加する
ことが好ましい。
Next, since the permanent magnet member in the present invention is a semiconductive or insulating material, it is preferable to apply a bias voltage from a doctor blade when applying a bias voltage. In this case, the doctor blade is made of metal or the like. It may be formed of a conductive material. If the surface of the permanent magnet member is made conductive, a bias voltage can be applied directly to the surface of the permanent magnet member, but if the permanent magnet member is grounded, sparks will occur and cause noise. Therefore, it is preferable to apply it to the shaft through the protective resistance.

【0020】上記バイアス電圧としては、直流電圧単独
若しくは直流電圧と交流電圧とを重畳させて印加する
が、直流電圧に重畳させる交流電圧は、通常使用されて
いる500〜1kHzのものより更に低周波のものがよ
く、永久磁石部材の周速Vm(mm/秒)および異極性の
磁極間の円周方向ピッチP(mm)によって定まるf=V
m/( 0.2〜 1.3)Pとし、ピーク・トゥ・ピーク電圧
p-p =(1〜3)VDC(VDCは直流バイアス電圧
(V))とするのがよい。
As the bias voltage, a DC voltage alone or a combination of a DC voltage and an AC voltage is applied. The AC voltage to be superimposed on the DC voltage has a frequency lower than that of 500 to 1 kHz which is usually used. F = V determined by the peripheral speed Vm (mm / sec) of the permanent magnet member and the circumferential pitch P (mm) between magnetic poles of different polarities.
It is preferable that m / (0.2 to 1.3) P and the peak-to-peak voltage Vpp = (1 to 3) V DC (V DC is a DC bias voltage (V)).

【0021】本発明において磁性現像剤としては、磁性
トナーと磁性キャリアとの混合粉体(トナー濃度10〜
90重量%)および非磁性トナーと磁性キャリアとの混
合粉体(トナー濃度5〜60%)のものを使用できる。
In the present invention, the magnetic developer is a mixed powder of a magnetic toner and a magnetic carrier (toner concentration of 10 to 10).
90% by weight) and mixed powder of non-magnetic toner and magnetic carrier (toner concentration 5 to 60%) can be used.

【0022】上記のような二成分系の磁性現像剤を使用
する場合は、予め所定のトナー濃度に調整されたものを
現像剤槽内に投入するか、または永久磁石部材の表面に
磁性キャリアを付着させておき、その後現像剤槽内にト
ナーのみを補給するようにすればよい。これにより、ト
ナー濃度制御手段が不要となり、現像装置の小型化が図
れる。
In the case of using the two-component magnetic developer as described above, the one whose toner concentration is adjusted in advance is put into the developer tank, or the magnetic carrier is provided on the surface of the permanent magnet member. The toner may be attached, and then only the toner may be replenished in the developer tank. This eliminates the need for the toner density control means, and can reduce the size of the developing device.

【0023】磁性現像剤を構成する磁性キャリアとして
は、平均粒径が10〜150μmであり、1000Oe
の磁界中で測定した時の磁化σ1000が30emu/g以
上の磁性粒子(鉄粉、フェライト、マグネタイト、樹脂
中に磁性粉が分散されたバインダー型粒子等)を使用す
ることができる。磁化σ1000が30emu/gより小で
あると、キャリア付着が生じ易くなるため好ましくな
い。なお磁性キャリアは、球形のものより偏平状のもの
が、キャリア付着が生じにくいため好ましい。
The magnetic carrier constituting the magnetic developer has an average particle size of 10 to 150 μm and is 1000 Oe.
Magnetic particles having a magnetization σ 1000 of 30 emu / g or more (iron powder, ferrite, magnetite, binder type particles in which magnetic powder is dispersed in resin, etc.) can be used. If the magnetization σ 1000 is smaller than 30 emu / g, carrier adhesion tends to occur, which is not preferable. Note that the magnetic carrier is preferably flat rather than spherical because carrier adhesion is less likely to occur.

【0024】更に磁性キャリアの平均粒径は10〜10
0μmのものが好ましい。これは平均粒径が100μm
以下であると、トナーの帯電量が充分に得られるが、平
均粒径が10μmより小であるとキャリア付着が生じ易
くなるからである。
Further, the average particle size of the magnetic carrier is 10 to 10
Those having a thickness of 0 μm are preferred. This has an average particle size of 100 μm
This is because when the amount is below, a sufficient charge amount of the toner is obtained, but when the average particle size is less than 10 μm, carrier adhesion is likely to occur.

【0025】なお磁性キャリアは上記の磁性粒子を2種
以上混合したものでもよい。例えば平均粒径が60〜1
20μmの大粒径の磁性粒子と、平均粒径が10〜50
μmの小粒径の磁性粒子とを、あるいは平均粒径が10
〜50μmの小粒径のバインダー型磁性粒子とを混合し
てもよい。混合比率は磁性粒子の大きさや磁気特性など
を考慮して定めればよい。
The magnetic carrier may be a mixture of two or more of the above magnetic particles. For example, the average particle size is 60-1
Magnetic particles having a large particle size of 20 μm and an average particle size of 10 to 50
Magnetic particles with a small particle size of μm, or an average particle size of 10
You may mix with binder type magnetic particles with a small particle diameter of up to 50 μm. The mixing ratio may be determined in consideration of the size and magnetic characteristics of the magnetic particles.

【0026】上記磁性キャリアの体積固有抵抗は108
〜1013Ω・cmとするのが好ましい。磁性キャリアの体
積固有抵抗が低すぎると、キャリア付着が生じ易くなる
ため不都合である。一方磁性キャリアの体積固有抵抗が
高すぎると、現像電極効果が小さくなり、画像濃度が低
下するため好ましくない。
The volume resistivity of the magnetic carrier is 10 8
It is preferably from 10 13 Ω · cm. If the volume resistivity of the magnetic carrier is too low, carrier adhesion is likely to occur, which is inconvenient. On the other hand, if the volume specific resistance of the magnetic carrier is too high, the developing electrode effect becomes small and the image density decreases, which is not preferable.

【0027】次に上記磁性キャリアと混合させるべきト
ナーとしては、磁性若しくは非磁性の何れのものでもよ
いが、転写性を向上させる点から体積固有抵抗が1014
Ω・cm以上の絶縁性のものが好ましく、また磁性キャリ
アとドクターブレードとの摩擦により帯電し易いもの
(摩擦帯電量が10μc/g以上)が好ましい。
The toner to be mixed with the magnetic carrier may be either magnetic or non-magnetic, but has a volume resistivity of 10 14 from the viewpoint of improving transferability.
An insulating material having an Ω · cm or more is preferable, and an electrically insulating material that is easily charged by friction between the magnetic carrier and the doctor blade (friction charge amount of 10 μc / g or more) is preferable.

【0028】トナーの組成は通常使用されるトナーと同
様に、結着樹脂(スチレン−アクリル系共重合体、ポリ
エステル樹脂等)、着色剤(カーボンブラック等、但し
後述する磁性粉としてマグネタイトを使用する場合には
特に添加しなくてもよい)を必須成分とし、任意成分と
して磁性粉(マグネタイト、ソフトフェライト等)、帯
電制御剤(ニグロシン、含金属アゾ染料等)、離型剤
(ポリオレフィン等)、流動化剤(疏水性シリカ)を含
有(内添および/または外添)したものを使用できる。
なお磁性トナーとする場合は、磁性粉が少ないとトナー
飛散が多くなり、一方磁性粉が多いと定着性が低下する
ので、20〜70重量%の範囲とするのが好ましい。ま
た着色剤を適宜選定することにより、カラートナーを作
製することもできる。
The composition of the toner is the same as that of the commonly used toner, such as a binder resin (styrene-acrylic copolymer, polyester resin, etc.), a coloring agent (carbon black, etc., but magnetite is used as the magnetic powder described later). In this case, it may not be added in particular) as an essential component, and as an optional component, magnetic powder (magnetite, soft ferrite, etc.), charge control agent (nigrosine, metal-containing azo dye, etc.), release agent (polyolefin, etc.), Those containing (internally and / or externally added) a fluidizing agent (hydrophobic silica) can be used.
In the case of using a magnetic toner, if the amount of the magnetic powder is small, toner scattering increases, while if the amount of the magnetic powder is large, the fixing property is deteriorated. By appropriately selecting a coloring agent, a color toner can be produced.

【0029】なお上記磁化の値の測定は、振動試料型磁
力計(東英工業製VSM−3型)を使用し、トナーの平
均粒径(体積)は、粒度分析計(コールターエレクトロ
ニクス社製コールターカウンターモデルTA−II)を使
用して測定した。
A vibrating sample magnetometer (VSM-3 manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.) was used to measure the magnetization value, and the average particle size (volume) of the toner was measured by a particle size analyzer (Coulter Electronics Coulter Co.). It was measured using a counter model TA-II).

【0030】また上記体積固有抵抗の値は、試料を適当
量(10数mg)秤取し、ダイヤルゲージを改良した内径
3.05mmのテフロン(商品名)製シリンダ中に充填し、
0.1kgの荷重下、磁性キャリアの場合はD.C.100
V/cmの電場を、そしてトナーの場合はD.C.400
0V/cmの電場を印加して測定し、抵抗値を算出した。
抵抗の測定には横河ヒューレットパッカード製4329
型絶縁抵抗計を使用した。またトナーの摩擦帯電量は、
まずフェライトキャリア(日立金属製 KBN−10
0)とトナーとをトナー濃度5重量%に調整した現像剤
をよく混合し、ブロー圧 1.0kgf /cm2 でトナーをブロ
ーし、これをブローオフ粉体帯電量測定器(東芝ケミカ
ル製 TB−200型)により測定した。
The value of the volume resistivity is the inner diameter obtained by improving the dial gauge by weighing an appropriate amount of sample (tens of mg).
Fill into a 3.05mm Teflon (trade name) cylinder,
Under a load of 0.1 kg, D.D. C. 100
V / cm electric field, and D.C. C. 400
The resistance was calculated by applying an electric field of 0 V / cm and measuring.
4329 made by Yokogawa Hewlett-Packard for measurement of resistance
A type insulation resistance meter was used. Also, the triboelectric charge amount of toner is
First, ferrite carrier (KBN-10 manufactured by Hitachi Metals)
0) and toner were mixed well with a developer adjusted to a toner concentration of 5% by weight, and the toner was blown at a blow pressure of 1.0 kgf / cm 2 , and this was blown off with a powder charge measuring device (TB-200 manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.). Type).

【0031】上記の構成により、スリーブを欠如する構
成の現像剤支持手段である小型のものを使用しても、地
カブリ、チリ、細線むらおよび濃度むらのない高品質の
画像を現像することができるのである。
With the above structure, a high-quality image free from background fog, dust, fine line unevenness, and density unevenness can be developed even if a small-sized developer supporting means having a sleeve is used. You can do it.

【0032】[0032]

【実施例】図1は本発明の実施例における現像手段の例
を示す要部横断面図であり、同一部分は前記図2と同一
の参照符号で示す。図1において永久磁石部材4は体積
固有抵抗が106 Ω・cmを超える半導電性ないし絶縁性
の例えば等方性フェライト磁石により形成し、外周面に
軸方向に延びる複数個の磁極を設け、円柱状に形成し、
現像剤槽1の下方に回転自在に設ける。交流電源9およ
び直流電源10は、ドクターブレード8と感光体ドラム
7との間に接続すると共に、永久磁石部材4の表面に吸
着搬送される磁性現像剤2と感光体ドラム7との間に、
直流バイアスに交流バイアスを重畳させた交互電界を印
加可能に形成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a transverse cross-sectional view of an essential part showing an example of a developing means in an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the permanent magnet member 4 is formed of a semiconductive or insulating, for example, isotropic ferrite magnet having a volume resistivity of more than 10 6 Ω · cm, and a plurality of magnetic poles extending in the axial direction are provided on the outer peripheral surface, Formed into a cylindrical shape,
It is rotatably provided below the developer tank 1. The AC power source 9 and the DC power source 10 are connected between the doctor blade 8 and the photosensitive drum 7, and between the magnetic developer 2 and the photosensitive drum 7 that are attracted and conveyed to the surface of the permanent magnet member 4,
An alternating electric field in which an AC bias is superimposed on a DC bias is formed so that an alternating electric field can be applied.

【0033】上記のように構成した現像手段により、磁
性トナーと磁性キャリアとを混合してなる磁性現像剤2
を使用して画像形成した結果について記述する。まずト
ナーは、重量比でビスフェノールA型ポリエステル(ガ
ラス転移温度Tg=65℃)90部、着色剤(シアン:
C.I.ピグメントブルー15−3)5部、ポリプロピ
レン(三洋化成製 TP−32)3部、帯電制御剤(オ
リエント化学製 ボントロン E88)2部を配合し、
加熱混練、冷却固化、粉砕および分級して平均粒径7μ
mに形成し、表面に流動化剤(日本アエロジル製 R9
72) 0.5部を外添した。体積固有抵抗は7×1014Ω
・cm、摩擦帯電量は−25μc/gであった。
A magnetic developer 2 obtained by mixing magnetic toner and magnetic carrier by the developing means having the above-mentioned structure.
The result of forming an image by using is described. First, the toner is 90 parts by weight of bisphenol A type polyester (glass transition temperature Tg = 65 ° C.) and a colorant (cyan:
C. I. Pigment Blue 15-3) 5 parts, polypropylene (Sanyo Kasei TP-32) 3 parts, charge control agent (Orient Chemical Co. Bontron E88) 2 parts are blended,
Average particle diameter of 7μ after kneading by heating, solidification by cooling, crushing and classification
m, and a fluidizing agent (R9 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. on the surface
72) 0.5 part was externally added. Volume resistivity is 7 × 10 14 Ω
-Cm, triboelectric charge was -25 μc / g.

【0034】次に磁性キャリアとしては、Ba−Ni−
Zn系フェライトキャリア(日立金属製 KBN−10
0、平均粒径50μm)、Cu−Zn系フェライトキャ
リア(日立金属製 KBN−220H、平均粒径50μ
m)およびシリコーン樹脂を被覆した鉄粉キャリア(A
SC−300、平均粒径30μm)を使用し、前記のト
ナーと混合して夫々トナー濃度40重量%の磁性現像剤
とした。
Next, as a magnetic carrier, Ba--Ni--
Zn type ferrite carrier (KBN-10 manufactured by Hitachi Metals)
0, average particle size 50 μm), Cu—Zn ferrite carrier (KBN-220H manufactured by Hitachi Metals, average particle size 50 μm)
m) and an iron powder carrier coated with a silicone resin (A
SC-300, average particle size 30 μm) was used and mixed with the above-mentioned toners to obtain magnetic developers each having a toner concentration of 40% by weight.

【0035】一方感光体ドラム7はOPCにより形成
し、表面電位−600V、周速を50mm/秒とした。永
久磁石部材4はフェライト磁石(日立金属製 YBM−
3)により外径20mm、A4サイズ用、32極(磁極間
の円周方向ピッチ1.96mm)、表面磁束密度350Gに形
成し、現像ギャップ(g) 0.3〜 0.4mm、ドクターギャ
ップ(t) 0.2〜 0.3mmとし、真鍮からなるドクターブ
レード8から直流バイアス電圧−550Vと交流バイア
ス電圧を印加した。表1は現像後の画像をコロナ転写
し、160℃、1kg/cmでヒートロール定着した場合の
画像評価結果を示す表である。なお現像、定着の環境
は、20℃、60%R.H.であった。
On the other hand, the photosensitive drum 7 was formed by OPC and had a surface potential of -600 V and a peripheral speed of 50 mm / sec. The permanent magnet member 4 is a ferrite magnet (YBM-made by Hitachi Metals).
3), outer diameter 20 mm, A4 size, 32 poles (circumferential pitch between magnetic poles 1.96 mm), surface magnetic flux density 350 G, development gap (g) 0.3 to 0.4 mm, doctor gap (t) 0.2 to The thickness was set to 0.3 mm, and a DC bias voltage of −550 V and an AC bias voltage were applied from a doctor blade 8 made of brass. Table 1 is a table showing image evaluation results when the developed image was corona-transferred and heat roll-fixed at 160 ° C. and 1 kg / cm. The environment for development and fixing was 20 ° C. and 60% R.F. H. Met.

【0036】表1において、Rは体積固有抵抗、周速比
は永久磁石部材の周速Vmと感光体ドラムの周速Vpと
の比である。また画質の欄における記号は、◎:優、
○:良、△:不良,×:不可の評価を表している。
In Table 1, R is the volume resistivity, and the peripheral speed ratio is the ratio of the peripheral speed Vm of the permanent magnet member to the peripheral speed Vp of the photosensitive drum. The symbol in the image quality column is ◎: excellent,
◯: good, Δ: bad, x: bad.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】表1において、No. 1〜5は交流バイアス
電圧を印加せず、直流バイアス電圧の印加のみによって
現像したものであるが、No. 1,2においてカブリおよ
び画像濃淡が顕著であり、画像濃度が低い。またNo. 3
〜5において、画像濃度の向上およびカブリの消失が認
められるが、依然として画像濃淡が顕著であり、濃淡ピ
ッチも大である。
In Table 1, Nos. 1 to 5 were developed only by applying a DC bias voltage without applying an AC bias voltage, but in Nos. 1 and 2, fog and image shading were remarkable, Image density is low. Also No. 3
In Nos. 5 to 5, the image density is improved and the fog disappears, but the image density is still remarkable and the density pitch is large.

【0039】次にNo. 6,7は、直流バイアス電圧に加
えて交流バイアス電圧を重畳させて印加したものである
が、交流バイアス電圧の周波数が高いものであるため、
キャリア付着が認められると共に、画像濃淡は解消され
ていない。
Next, Nos. 6 and 7 are applied by superimposing the AC bias voltage in addition to the DC bias voltage. Since the frequency of the AC bias voltage is high,
Adhesion of the carrier was recognized and the image density was not resolved.

【0040】これに対してNo. 8〜14は、15〜20
0Hzの低周波数の交流電圧を印加することにより、画
像濃度が高く、カブリおよびキャリア付着がなく、更に
画像濃淡が少ない高品質の画像が得られることを示して
いる。但し、No. 8,14においては画像濃淡の解消が
認められず、No. 9〜13のものが好結果を示してい
る。
On the other hand, Nos. 8 to 14 are 15 to 20
It is shown that by applying an alternating voltage of low frequency of 0 Hz, a high-quality image with high image density, no fog and carrier adhesion, and less image density can be obtained. However, in Nos. 8 and 14, the resolution of image shading was not recognized, and in Nos. 9 to 13, good results were shown.

【0041】なおNo. 15,16は永久磁石部材と感光
体ドラムとの周速比を変化させたものであるが、何れも
画像濃淡のない高品質の画像が得られている。上記の結
果から、交流バイアス電圧の周波数fは、図1に示す永
久磁石部材4の周速Vm(mm/秒)および異極性の磁極
間の円周方向ピッチPによって定まるf=Vm/( 0.2
〜 1.3)Pとすることが好ましいと認められる。この関
係は、磁性キャリアの体積固有抵抗を変化させたNo. 1
7,18においても成立し、何れも高品質の画像が得ら
れている。
Nos. 15 and 16 are those in which the peripheral speed ratio between the permanent magnet member and the photosensitive drum is changed, and in each case, high quality images without image shading are obtained. From the above results, the frequency f of the AC bias voltage is determined by the peripheral speed Vm (mm / sec) of the permanent magnet member 4 shown in FIG. 1 and the circumferential pitch P between the magnetic poles of different polarities f = Vm / (0.2
~ 1.3) It is recognized that P is preferable. This relationship is No. 1 which changed the volume resistivity of the magnetic carrier.
7 and 18 are also established, and high quality images are obtained in both cases.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、下記の効果を奏し得る。
Since the present invention has the configuration and operation as described above, the following effects can be obtained.

【0043】(1) 直流バイアス電圧に重畳して印加すべ
き交流バイアス電圧の周波数を永久磁石部材の周速およ
び異極性の磁極間の円周方向ピッチとの関係において特
定の範囲に限定することにより、画像濃淡の少ない高品
質の画像が得られる。
(1) The frequency of the AC bias voltage to be superimposed and applied to the DC bias voltage is limited to a specific range in relation to the peripheral speed of the permanent magnet member and the circumferential pitch between the magnetic poles of different polarities. As a result, a high-quality image with little image density can be obtained.

【0044】(2) 永久磁石部材の像担持体に対する周速
比を、例えば2以下に低減することができ、駆動トルク
を小にすることができる。 (3) 現像ロールの構成部材を永久磁石部材のみとしたも
のであるため、現像装置を小型化することができ、画像
形成装置全体を小型化することができる。
(2) The peripheral speed ratio of the permanent magnet member to the image carrier can be reduced to, for example, 2 or less, and the driving torque can be reduced. (3) Since only the permanent magnet member is used as the constituent member of the developing roll, the developing device can be downsized and the image forming apparatus as a whole can be downsized.

【0045】(4) 現像ロールの周速と像担持体の移動速
度とを略等しくして現像するものであるため、高速現像
が可能となる。 (5) 磁性現像剤の支持手段である永久磁石部材が硬質で
あるため、表面の摩耗が少なく、経時変化が少なく、耐
久性を向上させ得る。
(4) High-speed development is possible because development is performed with the peripheral speed of the developing roll and the moving speed of the image carrier being substantially equal. (5) Since the permanent magnet member, which is a means for supporting the magnetic developer, is hard, the surface is less worn, the change over time is less, and the durability can be improved.

【0046】(6) 現像ギャップを大にしても安定した高
品質の画像を得ることができる。 (7) 磁性現像剤中のトナー濃度を広い範囲に設定できる
ため、例えばトナー濃度制御手段を使用する必要がな
く、装置全体をコンパクト化し得る。
(6) A stable and high-quality image can be obtained even if the development gap is large. (7) Since the toner concentration in the magnetic developer can be set in a wide range, it is not necessary to use, for example, a toner concentration control means, and the entire apparatus can be made compact.

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

【図1】本発明の実施例における現像手段の例を示す要
部横断面図である。
FIG. 1 is a lateral cross-sectional view of an essential part showing an example of a developing unit in an embodiment of the present invention.

【図2】従来の現像方法の例を示す要部横断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of essential parts showing an example of a conventional developing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 永久磁石部材 7 感光体ドラム 9 交流電源 10 直流電源 4 Permanent magnet member 7 Photoreceptor drum 9 AC power supply 10 DC power supply

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静電荷像を担持して移動する像担持手段
上の静電荷像を磁性現像剤を使用して現像する現像方法
において、 現像剤支持手段を表面に複数個の磁極を設けかつ円筒状
に一体成形してなる永久磁石部材によって構成し、絶縁
性トナーと磁性キャリアとからなる磁性現像剤を前記現
像剤支持手段の表面に吸着させて現像領域に搬送し、現
像領域において像担持手段と磁性現像剤との間に、直流
バイアスに周波数f=Vm/( 0.2〜 1.3)P(Vmは
永久磁石部材の周速(mm/秒)、Pは異極性の磁極間の
円周方向ピッチ(mm))(Hz)、ピーク・トゥ・ピー
ク電圧Vp-p =(1〜3)VDC(VDCは直流バイアス電
圧(V))の交流バイアスを重畳させた交互電界を印加
して、像担持手段上の静電荷像を顕像化することを特徴
とする現像方法。
1. A developing method for developing an electrostatic charge image on an image carrying means carrying and moving an electrostatic charge image using a magnetic developer, wherein a developer supporting means is provided with a plurality of magnetic poles on the surface thereof. It is composed of a permanent magnet member integrally formed in a cylindrical shape, and a magnetic developer composed of an insulating toner and a magnetic carrier is adsorbed on the surface of the developer supporting means and conveyed to a developing area, and an image is carried in the developing area. Frequency f = Vm / (0.2 to 1.3) P (Vm is the peripheral speed of the permanent magnet member (mm / sec), and P is the circumferential direction between the magnetic poles of opposite polarity between the means and the magnetic developer. Pitch (mm)) (Hz), peak-to-peak voltage Vpp = (1 to 3) VDC ( VDC is DC bias voltage (V)). Development method characterized by visualizing an electrostatic charge image on an image carrier Law.
【請求項2】 磁性キャリアの体積固有抵抗を108
1013Ω・cmとしたことを特徴とする請求項1記載の現
像方法。
2. The volume resistivity of the magnetic carrier is 10 8 to
The developing method according to claim 1, wherein the developing process is 10 13 Ω · cm.
【請求項3】 非磁性トナーを使用することを特徴とす
る請求項2記載の現像方法。
3. The developing method according to claim 2, wherein a non-magnetic toner is used.
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