JPS59222853A - Developing method - Google Patents

Developing method

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JPS59222853A
JPS59222853A JP58096903A JP9690383A JPS59222853A JP S59222853 A JPS59222853 A JP S59222853A JP 58096903 A JP58096903 A JP 58096903A JP 9690383 A JP9690383 A JP 9690383A JP S59222853 A JPS59222853 A JP S59222853A
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JP
Japan
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carrier
particles
toner
image
developer
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JP58096903A
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Japanese (ja)
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Satoru Haneda
羽根田 哲
Seiichiro Hiratsuka
平塚 誠一郎
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G13/00Electrographic processes using a charge pattern
    • G03G13/06Developing
    • G03G13/08Developing using a solid developer, e.g. powder developer

Abstract

PURPOSE:To enable excellent development in all environments by using a two- component developer consisting of a toner for press fixing and a magnetic carrier, specifying respectively the space between the surface of a developer conveying carrier and the surface of a latent image carrier and the thickness of a toner layer and impressing an oscillating electric field on a developing part. CONSTITUTION:Development is accomplished by regulating the two-component developer D consisting of a toner for press fixing and a magnetic carrier by a blade 4 in such a way that thickness of the developer layer is made thinner than the space in the developing region A between the surface 1 of an image carrier and the surface of a developer conveying carrier sleeve 2. The toner particles T are preferably spherical and have <=20mu average grain size and the carrier particles have preferably <=50mu average grain size. An oscillating electric field of AC and DC is impressed between the image carrier 1 and the sleeve 2 from a power source 10 to vary the magnetic field with time, thereby oscillating the developing layer. The image which can reproduce faithfully fine lines, dots, varying densities, etc. is thus obtd. by using the fine particle toner and carrier.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真複写装置等における静電潜像あるい
は磁気潜像の現像方法の改良に関し、詳しくは、磁性キ
ャリヤ粒子とトナー粒子とが混合した二成分現像剤を現
像剤搬送担体面に供給して、該現像剤搬送担体上に現像
剤の層を形成させ、その現像剤層で像担持体面の潜像を
現像する所謂磁気ブラシ現像方法の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in a method for developing an electrostatic latent image or a magnetic latent image in an electrophotographic copying apparatus, etc., and more specifically, the present invention relates to an improvement in a method for developing an electrostatic latent image or a magnetic latent image in an electrophotographic copying apparatus, etc. So-called magnetic brush development, in which a mixed two-component developer is supplied to the surface of a developer transport carrier to form a developer layer on the developer transport carrier, and the latent image on the image carrier surface is developed with the developer layer. Concerning improvements in methods.

〔従来技術〕[Prior art]

まず−例として、電子写真複写装置における現像方法の
概略について説明する。それKついて一般的な、二成分
現像剤を用いた磁気ブラシ現像方法は、トナー粒子の摩
擦帯電制御が比較的容易で、トナー粒子の凝集が起シに
<<、磁気ブラシの穂立ちがよくて、像担持体面の摺擦
性に優れ、クリーニングとの兼用においても十分なりリ
ーニング効果が発揮される等の特長を有することから、
キャリヤ粒子に対するトナー粒子の量の管理を必要とす
るにも拘らず、多く用いられている。そして、この現像
方法には、従来一般に、平均粒径が数十〜数百μmの磁
性キャリヤ粒子と平均粒径が十数μmの熱定着用のトナ
ー粒子とからなる二成分現像剤が用いられている。この
熱定着用のトナー粒子に代えて、加熱手段を必要とする
ことなく、記録紙への定着が容易に行われる、圧力定着
用のトナー粒子を用いるようにすると、トナー粒子を摩
擦帯電させるキャリヤ粒子との攪拌において、トナー粒
子がキャリヤ粒子の表面に定着したり、トナー粒子同志
が凝集したりすることが起シ易く、そして、従来の磁気
ブラシ現像方法では、磁気ブラシの穂で像担持体面を強
く摺擦するようにしていたので、一層トナー粒子とキャ
リヤ粒子の付着を強固なものにすると云う問題がある。
First, as an example, an outline of a developing method in an electrophotographic copying apparatus will be explained. Regarding this, in the general magnetic brush development method using a two-component developer, it is relatively easy to control the triboelectric charging of toner particles, and the agglomeration of toner particles occurs, and the magnetic brush stands up easily. It has excellent abrasion properties on the surface of the image carrier and has sufficient leaning effects even when used for cleaning.
It is widely used despite the need to control the amount of toner particles relative to carrier particles. Conventionally, this developing method generally uses a two-component developer consisting of magnetic carrier particles with an average particle diameter of several tens to hundreds of micrometers and toner particles for heat fixing with an average particle diameter of more than ten micrometers. ing. Instead of toner particles for heat fixing, toner particles for pressure fixing, which can be easily fixed on recording paper without the need for heating means, can be used, and a carrier that triboelectrically charges toner particles can be used. During agitation with particles, toner particles tend to settle on the surface of carrier particles, or toner particles tend to aggregate together. Since the toner particles are strongly rubbed, there is a problem in that the adhesion between the toner particles and the carrier particles becomes even stronger.

また、現像剤のトナー粒子やキャリヤ粒子が粗いために
、従来の磁気ブラシ現像方法では、繊細な線や点あるい
は濃淡差等を再現する高画質画像が得られにくいと云っ
た問題もある。即ち、この現像方法において高画質画像
を得るために、従来例えば、キャリヤ粒子の樹脂コーテ
ィングとか、現像剤搬送担体における磁石体の改良とか
、現像剤搬送担体へのバイアス電圧の検討とか、多くの
努力が払われているが、それでも未だ安定して十分に満
足し得る画像が得られないのが実情である。
Furthermore, because the toner particles and carrier particles of the developer are coarse, it is difficult to obtain high-quality images that reproduce delicate lines, dots, and differences in shading using conventional magnetic brush development methods. That is, in order to obtain high-quality images using this developing method, many efforts have been made in the past, such as resin coating of carrier particles, improvement of the magnet in the developer transport carrier, and study of the bias voltage for the developer transport carrier. However, the reality is that stable and fully satisfactory images still cannot be obtained.

したがって、高画質画像を得るだめには、トナー均粒径
が20μm以下、特に、10μm以下の微粒子にすると
、■現像時のクーロン力に対して相対的にファンデルワ
ールス力の影響が大きくなって、像背景の地部分にもト
ナー粒子が付着する所謂かぶりが生ずるようになり、現
像剤搬送担体への直流バイアス電圧印加によってもかぶ
りを防ぐことが困難となる、■トナー粒子の摩擦帯電制
御が難しくなって、凝集が起り易くなる。一方、キャリ
ヤ粒子を微粒子化していくグと、■キャリヤ粒子も像担
持体の静電像部分に付着するようになる。この原因とし
ては、磁気バイアスの力が低下して、キャリヤ粒子がト
ナー粒子と共に像担持体側に付着しただめと考えられる
。なお、バイアス電圧が大きくなると、像背景の地部分
にもキャリヤ粒子が付着するようになる。微粒子化には
、上述のような副作用の方が目立って、鮮明な画像が得
られないと云う問題があるので、そのためにトナー粒子
及びキャリヤ粒子を微粒子化することは実際に用いるの
が困難であった。
Therefore, in order to obtain high-quality images, if the average toner particle diameter is 20 μm or less, especially fine particles of 10 μm or less, ■ the influence of van der Waals force will be large relative to the Coulomb force during development. , so-called fogging occurs in which toner particles adhere to the ground area of the image background, and it is difficult to prevent fogging even by applying a DC bias voltage to the developer transport carrier. ■ Frictional charging control of toner particles It becomes difficult and agglomeration is more likely to occur. On the other hand, as the carrier particles are made finer, (2) the carrier particles also come to adhere to the electrostatic image area of the image carrier. The reason for this is considered to be that the force of the magnetic bias has decreased and the carrier particles have adhered to the image bearing member together with the toner particles. Note that as the bias voltage increases, carrier particles also begin to adhere to the ground portion of the image background. A problem with micronization is that the side effects mentioned above are more noticeable and clear images cannot be obtained, so it is difficult to actually use micronization of toner particles and carrier particles. there were.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、トナー粒子の記録紙への定着が容易で、しか
も、トナー粒子のキャリヤ粒子への定着や凝集を防止す
ることができ、さらに、微粒子のトナーやキャリヤを用
いることができて、繊細な線や点あるいは濃淡差等を忠
実に再現できる静電潜像や磁気潜像の現像方法を提供す
るものである。
The present invention allows toner particles to be easily fixed on recording paper, prevents toner particles from being fixed to carrier particles or agglomerated, and furthermore allows the use of fine particles of toner and carrier. The present invention provides a method for developing an electrostatic latent image or a magnetic latent image that can faithfully reproduce lines, points, shading differences, etc.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明は、トナー粒子と磁性キャリヤ粒子とから成る二
成分現像剤層を現像剤搬送体面上に形成させ、該現像剤
層によって像担持体面の像を現像する方法において、前
記トナー粒子に圧力定着用のトナー粒子を用いると共に
、前記現像を振動電界下で行うようにしたことを特徴と
する現像方法、にある。
The present invention provides a method in which a two-component developer layer consisting of toner particles and magnetic carrier particles is formed on the surface of a developer transporting member, and an image on the surface of the image bearing member is developed by the developer layer, in which the toner particles are fixed under pressure. A developing method characterized in that the toner particles of the present invention are used, and the development is performed under an oscillating electric field.

以下、本発明を感光体等の像担持体上に形成された静電
像を現像する場合について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to a case where an electrostatic image formed on an image carrier such as a photoreceptor is developed.

本発明において、二成分現像剤に用いる圧力定着用のト
ナー粒子としては、定着用の加圧ローラで20に9/a
n程度の線圧力で加圧すると記録紙に定着するようにな
る、従来公知の圧力定着用トナ    ゛−粗粒子用い
られる。そのようなトナー粒子としでは、ポリオレフィ
ン類、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ゴ
ム等の粘着性樹脂、またけバルミチン酸、ステアリン酸
等の脂肪酸ワックスに、カーボン等の着色成分や必要に
応じて加えられる帯電制御剤等、あるいは磁性トナーの
場合はさらに、鉄、クロム、ニッケル、コバルト等の金
属またはそれらの化合物や合金、例えば四三酸化鉄、γ
−酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、フェライ
ト、マンガン−銅系合金と云った強磁性体乃至は常磁性
体の微粒子などを分散含有させた粒子から成るもの、そ
のような粘着性のよい粒子の外側を通常の熱定着用トナ
ー粒子に用いられるような帯電性のよい樹脂(着色成分
等を含有していてもよい)で被覆しだマイクロカプセル
タイプの粒子から成るものが知られている。そして、本
発明には特に、上記粘着性のよい粒子がスプレードライ
法や70−コーター法または造粒重合法等によって球状
に形成された、球状の分散トナー粒子やマイクロカプセ
ルトナー粒子が好ましく用いられる。なお、フローコー
ター法における球形化処理は、熱風によるものでも、熱
湯によるものでもよい。このような球状のトナー粒子を
用いると、トナー粒子の流動性が良くなって、トナー粒
子がキャリヤ粒子に強固に付着した9、トナー粒子同志
凝集したシすることが顕著に無くなシ、マた、キャリヤ
粒子との摩擦による帯電も良好に行われるようになって
、そのために、キャリヤ粒子と共に適当なトナー濃度で
形成された現像剤層の中から、トナー粒子のみが静電像
に選択的−吸着されるようになると共に1像担持体面等
からの記録紙への転写効率および定着性も向上する。
In the present invention, toner particles for pressure fixing used in a two-component developer are 20 to 9/a with a pressure roller for fixing.
Conventionally known pressure fixing toner coarse particles are used, which become fixed on the recording paper when applied with a linear pressure of about n. Such toner particles include polyolefins, ethylene-vinyl acetate copolymers, polyurethane, adhesive resins such as rubber, fatty acid waxes such as valmitic acid and stearic acid, coloring components such as carbon, and optionally Added charge control agents, etc., or in the case of magnetic toner, metals such as iron, chromium, nickel, and cobalt, or compounds and alloys thereof, such as triiron tetroxide, γ
- Ferric oxide, chromium dioxide, manganese oxide, ferrite, manganese - Those consisting of particles containing dispersed fine particles of ferromagnetic or paramagnetic substances such as copper-based alloys, such as those with good adhesive properties. It is known that the particles are made of microcapsule type particles whose outer surface is coated with a highly chargeable resin (which may contain a coloring component, etc.) such as is used in ordinary heat fixing toner particles. . Particularly preferred in the present invention are spherical dispersed toner particles and microcapsule toner particles in which the above-mentioned highly adhesive particles are formed into spherical shapes by a spray drying method, a 70-coater method, a granulation polymerization method, or the like. . Note that the spheroidizing treatment in the flow coater method may be performed using hot air or hot water. When such spherical toner particles are used, the fluidity of the toner particles is improved, and the toner particles are firmly attached to the carrier particles9, and the occurrence of agglomeration among toner particles is significantly eliminated. Charging due to friction with carrier particles has also become effective, and therefore only toner particles are selectively applied to the electrostatic image from a developer layer formed with carrier particles at an appropriate toner concentration. At the same time, the transfer efficiency and fixing performance from the surface of the image carrier to the recording paper are improved.

これは、トナー粒子が球状であることによって、トナー
粒子とキャリヤ粒子およびトナー粒子と像担持体面の接
触面積が小さくなって、ファンデルワールス力のような
制御しにくい不均一な力が減少すること、針状突起やエ
ツジあるいは細長形状のように電荷集中や放電中和を起
したりすることが少なくなること、記録紙との接圧が高
くなること等が関係していると考えられる。それには、
トナー粒子は少なくとも長軸と短軸の比が3倍以下であ
るように球形化されていることが好ましい。
This is because the spherical shape of the toner particles reduces the contact area between the toner particles and the carrier particles and between the toner particles and the surface of the image carrier, reducing non-uniform forces that are difficult to control, such as van der Waals forces. This is thought to be related to the fact that there is less charge concentration or discharge neutralization caused by needle-like protrusions, edges, or elongated shapes, and that the contact pressure with the recording paper is higher. For that,
Preferably, the toner particles are spherical so that the ratio of the major axis to the minor axis is at least 3 times or less.

また、本発明には磁性トナーが好ましく用いられ、特K
、トナー粒子中の磁性体微粒子の量が60wt%以下、
特に30 wt%を超克ないものが好ましく用いられる
。トナー粒子が磁性体粒子を含有したものである場合は
、トナー粒子が現像剤搬送担体に含捷れる磁石の磁力の
影響を受けるようになるから、現像剤層の均一形成性が
一層向上して為しかも・かぶりの発生が防止され、さら
にトナー粒子の飛散も起りにくくなる。しかし、含有す
る磁性体の量を多くし過ぎると、キャリヤ粒子との間の
磁気力が大きくなり過ぎて、十分な現像濃度を得ること
ができなくなるし、まだ、磁性体微粒子がトナー粒子の
表面に現われるようにもなって、摩擦帯電制御が雉しく
なったり、トナー粒子が破損し易くなったり、キャリヤ
粒子との間で凝集し易くなったりする。
Further, magnetic toner is preferably used in the present invention, and
, the amount of magnetic fine particles in the toner particles is 60 wt% or less,
In particular, it is preferably used that does not exceed 30 wt%. When the toner particles contain magnetic particles, the toner particles are influenced by the magnetic force of the magnet included in the developer transport carrier, so that the uniformity of the developer layer is further improved. Moreover, the occurrence of fogging is prevented, and scattering of toner particles is also less likely to occur. However, if the amount of magnetic material contained is too large, the magnetic force between the carrier particles and the carrier particles becomes too large, making it impossible to obtain a sufficient developing density. As a result, frictional charging control becomes weaker, toner particles are more likely to be damaged, and toner particles are more likely to aggregate with carrier particles.

また、本発明に用いるトナー粒子としては、高画質画像
が得られるように、平均粒径が20μm以下、特に10
μm以下であることが好ましい。
In addition, the toner particles used in the present invention have an average particle diameter of 20 μm or less, particularly 10 μm or less, so that high-quality images can be obtained.
It is preferable that it is less than μm.

トナーの平均粒径が大きくなると、前にも述べたように
画像の荒れが目立つようになる。通常、10本/關稗度
のピッチで並んだ細線の現像には、平均粒径20μm程
度のトナーでも実用上は問題ないが、しかし、平均粒径
10μm以下の微粒子化したトナーを用いると、解像力
は格段に向上して、濃淡差等も忠実に再現した現像が行
われるようになる。このようなトナー粒子は、先に述べ
たような方法によって得られたトナー粒子を必要に応じ
て公知の平均粒径選別手段によって選別することによシ
得られる。しかし、一般にトナー粒子の平均粒径を小さ
くすると、繊細な線や点や濃淡差等の再現は行われ易く
なるが、反面、摩擦帯電量は定性的に粒径の二乗に比例
して減少するのに対し、ファンデルワールス力のような
付着力が相対的に強く働くようになって、トナー粒子が
キャリヤ粒子から離れK<<なったり、トナー粒子が一
旦像担持体面の非画像部に付着すると、それが磁気ブラ
シによる摺擦では容易に除去されないようになって、か
ぶりを生ぜしめるようになる。従来の磁気ブラシ現像方
法では、トナー粒子の平均粒径が10μm以下になると
、この問題が顕著となった。
As the average particle size of the toner increases, as described above, the roughness of the image becomes noticeable. Normally, toner with an average particle size of about 20 μm is not a practical problem for developing fine lines arranged at a pitch of 10 lines/thickness, but if a finely divided toner with an average particle size of 10 μm or less is used, The resolution has been significantly improved, and development can be performed that faithfully reproduces the differences in shading. Such toner particles can be obtained by sorting the toner particles obtained by the method described above using a known average particle size sorting means, if necessary. However, in general, when the average particle size of toner particles is reduced, it becomes easier to reproduce delicate lines, dots, and differences in shading, but on the other hand, the amount of triboelectric charge qualitatively decreases in proportion to the square of the particle size. On the other hand, adhesion forces such as van der Waals forces become relatively strong, causing the toner particles to separate from the carrier particles and become K Then, it cannot be easily removed by rubbing with a magnetic brush, causing fogging. In the conventional magnetic brush development method, this problem became noticeable when the average particle size of toner particles became 10 μm or less.

このことも従来の磁気ブラシ現像方法において、トナー
粒子に圧力定着用のトナー粒子が用いられなかった原因
の一つである。
This is also one of the reasons why toner particles for pressure fixing are not used as toner particles in conventional magnetic brush development methods.

本発明は、主として振動電界下で現像を行うようにした
ことで、二成分現像剤のトナー粒子に圧力定着用のトナ
ー粒子を用いたことによる前述の問題やトナー粒子を微
粒子化した場合の上述の問題を解消するようにしている
。即ち、現像剤層に付着しているトナー粒子は、電気的
に与えられる振動によって現像剤層から像担持体面の画
像部や非画像部に移行し易く、かつ、離れ易くなシ、そ
して、現像剤層で像担持体面を摺擦するようにした場合
は、像担持体の非画像部に付着したトナー粒子は容易に
除去乃至は静電像部に移動させられるようになるし、現
像剤層の層厚を像担持体面と現像剤搬送担体の間隙より
も薄くした場合は、帯電量の低いトナー粒子が画像部や
非画像部に移行することが顕著に減少したり、像担持体
面と擦られることがないだめに、摩擦帯電によって像担
持体に付着することもなくなって、1μm程度のトナー
粒径のものまで用いられるようになる。したがって、静
電潜像を忠実に現像した再現性のよい鮮明なトナー像を
得ることができる。さらに、振動電界はトナー粒子とキ
ャリヤ粒子の結合を弱めるので、トナー粒子に伴うキャ
リヤ粒子の像担持体面への付着も減少する。このような
振動電界下の現像による効果は、トナー粒子に球状のト
ナー粒子を用いた場合に一層顕著となる。まだ特に1現
像剤層の層厚を像担持体面と現像剤搬送担体面の間隙よ
りも薄くした場合は、画像部及び非画像部領域において
、大きな帯電量を持つトナー粒子が振動電界下で振動し
、電界の強さによってはキャリヤ粒子も振動することに
より、トナーが選択的に像担持体面の静電像部に移行す
るようになるから、キャリヤの像担持体面への付着は大
幅に軽減される。また、トナー粒子が電界に追随するた
めに、トナー粒子の帯電量が1〜3μC/2より大きい
こと(好ましくは3〜300μC/2)が望ましい。特
に粒径の小さい場合は高い帯電量が必要である。
The present invention mainly performs development under an oscillating electric field, thereby solving the above-mentioned problems caused by using toner particles for pressure fixing as toner particles of a two-component developer, and the above-mentioned problems when toner particles are made into fine particles. I'm trying to solve the problem. That is, the toner particles attached to the developer layer are easily transferred from the developer layer to the image area or non-image area on the image carrier surface by electrically applied vibrations, and are not easily separated. When the developer layer rubs the surface of the image carrier, toner particles attached to the non-image area of the image carrier can be easily removed or moved to the electrostatic image area, and the developer layer When the layer thickness is made thinner than the gap between the image carrier surface and the developer transport carrier, the migration of toner particles with a low charge amount to the image area or non-image area is significantly reduced, and the friction with the image carrier surface is reduced. As a result, toner particles with particle diameters of about 1 μm have come to be used, as toner particles no longer adhere to the image carrier due to frictional electrification. Therefore, it is possible to obtain a clear toner image with good reproducibility in which the electrostatic latent image is faithfully developed. Further, since the oscillating electric field weakens the bond between toner particles and carrier particles, adhesion of carrier particles accompanying toner particles to the image bearing surface is also reduced. The effect of development under an oscillating electric field becomes more pronounced when spherical toner particles are used. However, especially when the thickness of one developer layer is made thinner than the gap between the image carrier surface and the developer transport carrier surface, toner particles with a large amount of charge vibrate under the oscillating electric field in the image area and non-image area. However, depending on the strength of the electric field, the carrier particles also vibrate, and the toner selectively moves to the electrostatic image area on the image carrier surface, so the adhesion of the carrier to the image carrier surface is greatly reduced. Ru. Further, in order for the toner particles to follow the electric field, it is desirable that the amount of charge of the toner particles be greater than 1 to 3 μC/2 (preferably 3 to 300 μC/2). In particular, when the particle size is small, a high amount of charge is required.

このような現像条件の好ましい具体的条件罠ついて述べ
る前に、本発明において用いられる現像剤のキャリヤ粒
子の好ましい条件について述べる。
Before describing the specific preferred development conditions, preferred conditions for the carrier particles of the developer used in the present invention will be described.

一般に二成分現像剤のキャリヤは、磁性キャリヤ粒子の
平均粒径が大きいと、■現像剤搬送担体上に形成される
現像剤層の状態が粗くなり、振動電界で振動を与えなが
ら静電像を現像してもトナー像にムラが現われ易くなる
し、@現像剤層におけるトナー濃度が低くなって、高濃
度の現像が行われなくなる等の問題が起る。との■の問
題を解消するKは、キャリヤ粒子の平均粒径を小さくす
ればよく、実験の結果、50μm以下でその効果が現わ
れ初め、30μm以下になると、実質的に上記■の問題
が生じなくなることが判明した。また、上記@の問題も
■の問題に対する磁性キャリヤ粒子の微粒子化によって
、現像剤層のトナー濃度が高くなることから、高濃度の
現像が行われるようになって解消する。しかし一方、キ
ャリヤ粒子が細か過ぎると、θトナー粒子と共に像担持
体面に付着するようになったり、O飛散し易くなったり
する。これらの現象は、キャリヤ粒子に作用する磁界の
強さ、それによるキャリヤ粒子の磁化の強さにも関係す
るが、一般的には、キャリヤ粒子の平均粒径が15μm
以下になると次第に傾向が出初め、5μm以下で顕著に
現われるようになる。そして、像担持体面に付着したキ
ャリヤ粒子は、一部はトナーと共に記録紙上に移行し、
残部トナーと共に像担持体面から除かれることになるが
、従来の磁性体のみから成るキャリヤ粒子では、■記録
紙上に移行したキャリヤ粒子が、それ自体では記録紙に
定着されないので、脱落し易いと云う問題があり、また
、O像担持体面に残ったキャリヤ粒子がクリーニング装
置によって除かれる際に、感光体から成る像担持体面を
傷付は易いと云う問題がある。
In general, in the carrier of a two-component developer, if the average particle size of the magnetic carrier particles is large, the condition of the developer layer formed on the developer transport carrier becomes rough, and the electrostatic image is not processed while being vibrated by an oscillating electric field. Even after development, unevenness tends to appear in the toner image, and the toner concentration in the @developer layer becomes low, causing problems such as high-density development is no longer possible. K can solve the problem (2) by reducing the average particle size of the carrier particles, and as a result of experiments, its effect begins to appear at 50 μm or less, and when it becomes 30 μm or less, the above problem (2) actually occurs. It turned out to be gone. Further, the above-mentioned problem @ is also solved by making the magnetic carrier particles finer, which increases the toner concentration in the developer layer, allowing high-density development to be performed. On the other hand, if the carrier particles are too fine, they may adhere to the surface of the image bearing member along with the θ toner particles, or O may be easily scattered. These phenomena are also related to the strength of the magnetic field acting on the carrier particles and the resulting magnetization strength of the carrier particles, but generally, the average particle diameter of the carrier particles is 15 μm.
When the thickness is less than 5 μm, a tendency gradually begins to appear, and becomes noticeable when the thickness is 5 μm or less. Then, some of the carrier particles adhering to the surface of the image carrier are transferred onto the recording paper together with the toner.
They are removed from the surface of the image carrier along with the remaining toner, but with conventional carrier particles made only of magnetic material, (1) the carrier particles that have migrated onto the recording paper are not fixed to the recording paper by themselves, so they easily fall off. Another problem is that when the carrier particles remaining on the surface of the O image carrier are removed by a cleaning device, the surface of the image carrier made of a photoreceptor is easily damaged.

この特に微粒子化したキャリヤを用いた場合に生ずる上
記O乃至θの問題は、磁性キャリヤ粒子を樹脂等と磁性
体粒子とから形成することにより解消することができる
。それは、磁性キャリヤ粒子が、トナー粒子と共に記録
紙に定着し得る樹脂等を有して形成されている仁とによ
り、記録紙に付着してもトナー粒子と一緒に圧力によっ
て定着されるようになるためである。そしてさらに、磁
性キャリヤ粒子が樹脂等を有することで、クリーニング
装置によって残留トナーと共に像担持体面から除かれる
際に、像担持体面を傷付けたりすることが無くなる。し
たがって、キャリヤ粒子を平均15〜5μm以下の粒径
にしても前記θの問題は実際上トラブルを生ぜしめない
。なお、キャリヤ付着が起る場合は、リサイクル機構を
設けることが有効である。さらに、キャリヤ粒子が球形
化されていることは、トナーと、キャリヤの攪拌性及び
現像剤の搬送性を向上させ、トナー粒子同志やトナー粒
子とキャリヤ粒子の凝集を起りにくくする。
The above-mentioned problem of O to θ which occurs when a particularly finely divided carrier is used can be solved by forming magnetic carrier particles from a resin or the like and magnetic particles. This is because the magnetic carrier particles are formed with a resin or the like that can be fixed to the recording paper together with the toner particles, so that even if they adhere to the recording paper, they are fixed together with the toner particles by pressure. It's for a reason. Furthermore, since the magnetic carrier particles contain a resin or the like, the surface of the image carrier will not be damaged when the magnetic carrier particles are removed from the surface of the image carrier together with residual toner by a cleaning device. Therefore, even if the carrier particles have an average particle size of 15 to 5 μm or less, the problem of θ does not actually cause any trouble. Note that if carrier adhesion occurs, it is effective to provide a recycling mechanism. Furthermore, the fact that the carrier particles are spherical improves the agitation performance of the toner and carrier and the transportability of the developer, and makes it difficult for toner particles to coagulate among themselves or toner particles and carrier particles to aggregate.

以上からキャリヤの適正な条件は、磁性キャリヤ粒子の
平均粒径が好ましくは50μm以下、特に好ましくは3
0μm以下であり、壕だ、その磁性キャリヤ粒子が樹脂
等記録紙に定着し得る物質と共に形成され、さらには、
球形化されていることである。
From the above, the appropriate conditions for the carrier are that the average particle diameter of the magnetic carrier particles is preferably 50 μm or less, particularly preferably 3 μm or less.
0 μm or less, the magnetic carrier particles are formed together with a substance that can be fixed to the recording paper, such as resin, and furthermore,
It is spherical.

このような磁性キャリヤ粒子は、磁性トナーにおけると
同様の磁性体の粒子にできるだけ高抵抗化された球状の
ものを選ぶか、あるいは球状の磁性体粒子をトナーにお
けると同様の樹脂やワックス、特に、従来コーテイング
材として知られているスチレン樹脂、ビニル系樹脂、エ
チル系樹脂。
For such magnetic carrier particles, spherical magnetic particles with the same resistance as in magnetic toners are selected, or spherical magnetic particles are selected from resins or waxes similar to those in toners, especially spherical magnetic particles. Styrene resin, vinyl resin, and ethyl resin are conventionally known as coating materials.

ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂、あるいはそれ
に必要に応じて帯電制御剤等を加えた樹脂で球状に被覆
するか、あるいは磁性体微粒子を分散して含有した樹脂
やワックスの球状粒子を作るかして得られ、球形化には
トナーにおけると同様の熱風あるいは熱水による方法が
適用できるし、分散系のものではスプレードライ法によ
ることもできる。そして、平均粒径については、必要に
応じ従来公知の平均粒径選別手段によって選別すること
により、好ましいキャリヤを得ることができる。
Spherically coated with resin such as rosin-modified resin, acrylic resin, polyamide resin, epoxy resin, polyester resin, etc., or resin with charge control agent added as necessary, or containing dispersed magnetic particles. It can be obtained by making spherical particles of resin or wax, and the same method used for toners using hot air or hot water can be applied to make the particles spherical, or in the case of dispersed particles, the spray drying method can also be used. As for the average particle size, a preferable carrier can be obtained by selecting the average particle size using a conventionally known average particle size selection means, if necessary.

なお、キャリヤ粒子を上述のように樹脂等によって球形
化することは、先に述べたような効果の他に、現像剤搬
送担体に形成される現像剤層が均一となり、また、現像
剤搬送担体に高いバイアス電圧を印加することが可能と
なると云う効果も与える。即ち、キャリヤ粒子が樹脂等
によって球形化されていることは、(1)一般にキャリ
ヤ粒子は長軸方向に磁化吸着され易いが、球形化によっ
てその方向性が無くなり、したがって、現像剤層が均一
に形成され、局所的に抵抗の低い領域や層厚のムラの発
生を防止する、(2)キャリヤ粒子の高抵抗化と共に、
従来のキャリヤ粒子に見られるようなエツジ部が無くな
って、エツジ部への電界の集中が起らなくなり、その結
果、現像剤搬送担体に高いバイアス電圧を印加しても、
像担持体面に放電して静電潜像を乱したり、バイアス電
圧がブレークダウンしたりすることが起らない、と云う
効果を与える。この高いバイアス電圧を印加できると云
うことは、本発明における振動電界下での現像が振動す
るバイアス電圧の印加によって行われるものである場合
に、それによる効果を十分に発揮させることがでさると
云うことである。また、このような効果を奏するキャリ
ヤ粒子の球形化には前述のようにワックスも用いられる
が、キャリヤの耐久性等からすると樹脂を用いたものが
好ましく、さらに、キャリヤ粒子の抵抗率が108ΩG
以上、特に1015Ωα以上であるように絶縁性ゐ磁性
粒子を形成したものが好ましい。この抵抗率は、粒子を
0.50cIn2の断面積を有する容器に入れてタッピ
ングした後、詰められた粒子上にI Kg/crn2の
荷重を掛け、荷重と底面電極との間に100OV/3の
電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読み取るこ
とで得られる値であり、この値が低いと、現像剤搬送担
体にバイアス電圧を印加した場合にキャリヤ粒子に電荷
が注入されて、像担持体面にキャリヤ粒子が付着し易く
なったり、あるいはバイアス電圧のブレークダウンが起
り易くなったりする。
In addition to the above-mentioned effects, making the carrier particles spherical with a resin or the like as described above makes the developer layer formed on the developer transport carrier uniform, and also makes the developer layer formed on the developer transport carrier uniform. It also has the effect of making it possible to apply a high bias voltage to the. That is, the fact that the carrier particles are made spherical by a resin or the like is because (1) Generally, carrier particles tend to be magnetized and attracted in the long axis direction, but by sphericalization, this directionality is lost, and therefore the developer layer becomes uniform. (2) In addition to increasing the resistance of the carrier particles,
There are no edges as seen in conventional carrier particles, and the electric field does not concentrate on the edges. As a result, even when a high bias voltage is applied to the developer transport carrier,
This provides the effect that discharge on the surface of the image carrier will not disturb the electrostatic latent image or breakdown of the bias voltage will occur. The fact that this high bias voltage can be applied means that when the development under an oscillating electric field in the present invention is performed by applying an oscillating bias voltage, the effect can be fully exhibited. That's what I'm saying. In addition, as mentioned above, wax is also used to make the carrier particles spherical, which produces such an effect, but from the viewpoint of the durability of the carrier, it is preferable to use resin.
In particular, it is preferable to form insulating magnetic particles so that the resistance is 1015 Ωα or more. This resistivity was determined by placing the particles in a container with a cross-sectional area of 0.50 cIn2, tapping them, applying a load of I Kg/crn2 on the packed particles, and applying a voltage of 100 OV/3 between the load and the bottom electrode. This value is obtained by reading the current value when a voltage that generates an electric field is applied. If this value is low, when a bias voltage is applied to the developer transport carrier, charges will be injected into the carrier particles, causing the image to be Carrier particles tend to adhere to the body surface, or bias voltage breakdown tends to occur.

以上を総合して、磁性キャリヤ粒子は、少くとも長軸と
短軸の比が3倍以下であるように球形化されており、し
だがって針状部やエツジ部等の電荷集中並びに放電を起
し易い突起がなく、抵抗率が106Ωα以上、好ましく
は1015Ω儒以上であることが適正条件であシ、この
ような磁性キャリヤ粒子は先に述べたよう彦方法によっ
て得ることができる。
In summary, magnetic carrier particles are spherical so that the ratio of the long axis to the short axis is at least 3 times or less, and therefore, the magnetic carrier particles are spherical in shape, so that charge concentration and discharge occur at needle-shaped parts and edge parts. Appropriate conditions are that there are no protrusions that are likely to cause corrosion, and that the resistivity is 106 Ω or more, preferably 1015 Ω or more, and such magnetic carrier particles can be obtained by the Hiko method as described above.

本発明の現像方法には、以上述べたような球状のトナー
粒子とキャリヤ粒子特に、好ましくは球状のキャリヤ粒
子が、従来の二成分現像剤におけると同様の割合で混合
した現像剤が好ましく用いられるが、これにはまた、必
要に応じて粒子の流動滑りをよくするだめの流動化剤や
像担持体面の清浄化に役立つクリーニング剤等が混合さ
れる。
In the developing method of the present invention, a developer in which spherical toner particles and carrier particles, particularly preferably spherical carrier particles, as described above are mixed in the same proportion as in a conventional two-component developer is preferably used. However, if necessary, a fluidizing agent to improve the fluidity and sliding of the particles, a cleaning agent to clean the surface of the image bearing member, and the like are mixed.

流動化剤としては、コロイダルシリカ、シリコンフェス
、金属石鹸あるいは非イオン表面活性剤等を用いること
ができ、クリーニング剤としては、脂肪酸金属塩、有機
基置換シリコンあるいは弗素等表面活性剤等を用いるこ
とができる。
As a fluidizing agent, colloidal silica, silicon face, metal soap, or a nonionic surfactant can be used, and as a cleaning agent, a fatty acid metal salt, organic group-substituted silicon, or a surfactant such as fluorine can be used. Can be done.

次に、このような現像剤層を現像剤搬送担体上に形成し
て像担持体」二の静電像を現像する好ましい現像条件を
具体的に述べる。
Next, preferred developing conditions for forming such a developer layer on the developer transport carrier and developing the electrostatic image on the image carrier will be specifically described.

現像剤層を形成する現像剤搬送担体には、バイアス電圧
を印加し得る従来の現像方法に用いられると同様の現像
剤搬送担体が用いられるが、特に、表面に現像剤層を形
成するスリーブの内部に複数の磁極を有する回転磁石体
が設けられている構造のものが好ましく用いられる。こ
のような現像剤搬送担体においては、回転磁石体の回転
によって、スリーブの表面に形成される現像剤層が波状
に起伏して移動するようになるから、新しい現像剤が次
々と供給され、スリーブ表面の現像剤層に多少の層厚の
不均一があっても、その影響は上記波状の移動によって
実際上問題とならないように十分カバーされる。そして
、回転磁石体の回転あるいはさらにスリーブの回転によ
る現像剤の搬送速度は、像担持体の移動速度と殆んど同
じか、それよシも早いことが好ましい。なお、回転磁石
体とスリーブの回転による搬送方向は、同方向であるこ
とが好ましい。同方向の場合は、反対方向よりも画像再
現性に優れる。しかし、それらに限定されるものではな
い。
The developer transport carrier that forms the developer layer is the same developer transport carrier used in conventional development methods to which a bias voltage can be applied. A structure in which a rotating magnet body having a plurality of magnetic poles is provided inside is preferably used. In such a developer transport carrier, the rotation of the rotating magnet causes the developer layer formed on the surface of the sleeve to move in an undulating manner, so that new developer is successively supplied and the sleeve Even if there is some degree of non-uniformity in the layer thickness of the developer layer on the surface, the effect of this is sufficiently covered by the above-mentioned wave-like movement so that it does not become a problem in practice. It is preferable that the developer conveying speed due to the rotation of the rotating magnet or the rotation of the sleeve is almost the same as or faster than the moving speed of the image carrier. Note that it is preferable that the rotating magnet body and the sleeve are conveyed in the same direction by rotation. In the case of the same direction, image reproducibility is better than in the opposite direction. However, it is not limited to these.

また、現像剤搬送担体上に形成する現像剤層の厚さは、
付着した現像剤が厚さの規制ブレードによって十分に掻
き落されて均一な層となる厚さであることが好捷しく、
そして、現像剤搬送担体と像担持体との間隙は、数10
〜2000μmが好ましい。現像剤搬送担体と像担持体
の表面間隙が数10μmよりも狭くなり過ぎると、それ
に対して均一に現像作用する磁気ブラシの穂を形成する
のが固辞となり、また、十分なトナー粒子を現像部に供
給することもできなくなって、安定した現像が行われな
くなるし、間隙が2000μmを大きく超すようになる
と、対向電極効果が低下して十分な現像濃度が得られな
いようになり、静電像の中央部に対して輪郭部のトナー
付着が多くなると云うエツジ効果も大きくなる。このよ
うに、現像剤搬送担体と像担持体の間隙が極端になると
、それに対して現像剤搬送担体上の現像剤層の厚さを適
当にすることができなくなるが、間隙が数10μm〜2
000μmの範囲では、それに対して現像剤層をIV−
さを適当に形成することができる。そこで、間隙と現像
剤層の厚さを現像剤層が直接像担持体の表面に接触せず
、できるだけ近接するような条件に設定するととが特に
好ましい。それによって、静電像のトナー現像に現像剤
層の摺擦による掃き目が生じたり、また、かぶりが発生
したりすることが防止される。
In addition, the thickness of the developer layer formed on the developer transport carrier is
It is preferable that the thickness is such that the adhered developer is sufficiently scraped off by the thickness regulating blade to form a uniform layer.
The gap between the developer transport carrier and the image carrier is several 10
~2000 μm is preferred. When the surface gap between the developer transport carrier and the image carrier becomes narrower than several tens of micrometers, it becomes necessary to form magnetic brush ears that uniformly develop the gap, and it becomes necessary to form sufficient toner particles in the developing area. If the gap greatly exceeds 2000 μm, the opposing electrode effect will decrease and sufficient development density will not be obtained, and the electrostatic image The edge effect, in which more toner adheres to the contour than the center of the image, also increases. In this way, when the gap between the developer transport carrier and the image carrier becomes extreme, it becomes impossible to make the thickness of the developer layer on the developer transport carrier appropriate.
In contrast, in the range of 000 μm, the developer layer is
can be formed appropriately. Therefore, it is particularly preferable to set the gap and the thickness of the developer layer to conditions such that the developer layer does not come into direct contact with the surface of the image carrier, but comes as close as possible. This prevents scratches caused by rubbing of the developer layer in toner development of an electrostatic image, and fogging from occurring.

さらに、振動電界下での現像は、新たな電極部材を設け
たすせずに、現像剤搬送担体のスリーブに振動するバイ
アス電圧を印加することによるのが好ましい。また、バ
イアス電圧には非画像部分へのトナー粒子の付着を防止
する直流電圧とトナー粒子をキャリア粒子から離れ易く
するための交流電圧との重畳した電圧を用いることが好
凍しい。
Furthermore, development under an oscillating electric field is preferably carried out by applying an oscillating bias voltage to the sleeve of the developer transport carrier without providing a new electrode member. Further, it is preferable to use a bias voltage that is a combination of a direct current voltage that prevents toner particles from adhering to non-image areas and an alternating current voltage that makes it easier for the toner particles to separate from the carrier particles.

振動電界は、アースした像担持体の基体とスリーブとの
間に形成される。しかし本発明は、スリーブへの振動電
圧の印加による方法や直流と交流の重畳電圧印加による
方法に限られるものではない。
An oscillating electric field is formed between the grounded image carrier substrate and the sleeve. However, the present invention is not limited to the method of applying an oscillating voltage to the sleeve or the method of applying a superimposed voltage of DC and AC.

以上述べたような本発明の現像方法は、第1図乃至第3
図に例示しだような装置によって実施される。
The developing method of the present invention as described above is shown in FIGS.
It is implemented by an apparatus such as that illustrated in the figure.

第1図乃至第3図において、1は矢印方向に回転し、図
示せざる帯電露光装置によって表面に静電像を形成され
るSe等の感光体よりなるドラム状の像担持体、2はア
ルミニウム等の非磁性材料からなるスリーブ、3はスリ
ーブ2の内部に設けられて表面に複数のN、S磁極を周
方向に有する磁石体で、このスリーブ2と磁石体3とで
現像剤搬送担体を構成している。そして、スリーブ2と
磁石体3とは相対回転可能であり、図はスリーブ2が矢
印方向に回転するものであることを示している。また、
磁石体3ON、S@極は通常500〜1500ガウスの
磁束密度に磁化されており、その磁力によってスリーブ
2の表面に先に述べたような現像剤りの層即ち、磁気ブ
ラシを形成する。4は磁気ブラシの高さ、量を規制する
磁性や非磁性体からなる規制ブレード、5は現像域Aを
通過した磁気ブラシをスリーブ2上から除去するクリー
ニンブブレードである。スリーブ2の表面は現像剤溜り
6において現像剤りと接触するからそれに、  よって
現像剤りの供給が行われることになり、7は現像剤溜り
6の現像剤りを攪拌して成分を均一にする攪拌スクリュ
ーである。現像剤溜り6の現像剤りは現像が行われると
その中のトナー粒子が消耗されるよう釦なるから、8は
先に述べたようなトナー粒子Tを補給するだめのトナー
ポツパー、9は現像剤溜り6にトナー粒子Tを落す表面
に四部を有する供給ローラである。1oは保護抵抗11
を介してスリーブ2にバイアス電圧を印加するバイアス
電源である。
1 to 3, 1 is a drum-shaped image carrier made of a photoreceptor such as Se, which rotates in the direction of the arrow and has an electrostatic image formed on its surface by a charging exposure device (not shown); 2 is aluminum; The sleeve 3 is made of a non-magnetic material such as a magnet body and has a plurality of N and S magnetic poles on its surface in the circumferential direction. The sleeve 2 and the magnet body 3 form a developer transport carrier. It consists of The sleeve 2 and the magnet body 3 can rotate relative to each other, and the figure shows that the sleeve 2 rotates in the direction of the arrow. Also,
The ON and S@ poles of the magnet body 3 are normally magnetized to a magnetic flux density of 500 to 1500 Gauss, and the magnetic force forms a developer layer, ie, a magnetic brush, as described above on the surface of the sleeve 2. 4 is a regulating blade made of magnetic or non-magnetic material that regulates the height and amount of the magnetic brush; 5 is a cleaning blade that removes the magnetic brush that has passed through the developing area A from above the sleeve 2; Since the surface of the sleeve 2 comes into contact with the developer reservoir in the developer reservoir 6, the developer reservoir is thereby supplied, and the developer reservoir 7 stirs the developer reservoir to make the components uniform. This is a stirring screw. The developer reservoir 6 has a button so that the toner particles therein are consumed when development is performed, so 8 is a toner dropper for replenishing the toner particles T as described above, and 9 is a developer. It is a supply roller having four parts on its surface which drops toner particles T into a reservoir 6. 1o is protective resistance 11
This is a bias power supply that applies a bias voltage to the sleeve 2 via the sleeve 2.

このような第1図乃至第3図の装置の相違は、第1図の
装置においては、スリーブ2が矢印方向に回転し、磁石
体3がそれと反対の矢印方向に回転して、そのN、S磁
極の磁束密度が略等しいものであるのに対して、第2図
の装置においては、スリーブ2は矢印方向に回転するが
、磁石体3は固定であり、第3図の装置においては、固
定の磁石体3のN、S磁極の磁束密度が同じではなく、
像担持体IK対向したN磁極の磁束密度が他のN。
The difference between the devices shown in FIGS. 1 to 3 is that in the device shown in FIG. 1, the sleeve 2 rotates in the direction of the arrow, and the magnet body 3 rotates in the opposite direction, so that While the magnetic flux densities of the S magnetic poles are approximately equal, in the device shown in FIG. 2, the sleeve 2 rotates in the direction of the arrow, but the magnet body 3 is fixed, and in the device shown in FIG. The magnetic flux densities of the N and S magnetic poles of the fixed magnet body 3 are not the same,
The magnetic flux density of the N magnetic pole facing the image carrier IK is the other N.

S磁極の磁束密度よりも大であることである。なお、像
担持体1に対向した磁極としては、第3図示のようにN
磁極を並べて対向させてもよいし、N、S磁極を並べて
対向させてもよいことは勿論である。このように複数個
の磁極を対向させることによって、単極を対向させた場
合よりも現像が安定すると云う効果が得られる。
The magnetic flux density is larger than that of the S magnetic pole. Note that the magnetic pole facing the image carrier 1 is N as shown in the third figure.
Of course, the magnetic poles may be arranged side by side and facing each other, or the N and S magnetic poles may be arranged side by side and opposed to each other. By arranging a plurality of magnetic poles to face each other in this manner, it is possible to obtain the effect that development is more stable than when a single pole is posed to face each other.

以上のような装置において、スリーブ2を像担持体1に
対して表面間隙が数10〜2000μmの範囲にあるよ
うに設定して、像担持体1の静電像の現像を行うと、ス
リーブ20表面に形成された磁気ブラシは、スリーブ2
あるいは磁石体3の回転に伴ってその表面の磁束密度が
変化するから、振動しながらスリーブ2上を移動するよ
うになり、それによって像担持体1との間隙を安定して
円滑に通過し、その際像担持体1の表面に対し、均一な
現像効果を与えることになって、安定して高いトナー濃
度の現像を可能にする。それには、かぶりの発生を防ぐ
ため及び現像効果を向上させるために、スリーブ2にバ
イアス電源10によって振動するバイアス電圧を印加し
、像担持体1の基体1aを接地して、スリーブ2と像担
持体1の間に振動電界を形成せしめている。このバイア
ス電圧には、先にも述べたように、好ましl/′1直流
電圧と交流電圧の重畳電圧が用いられ、直流成分がかぶ
りの発生を防止し、交流成分が磁気ブラシに振動高い5
0〜600vの電圧が用いられ、交流電圧成分には10
0 f(z 〜10 kHz 、好首しくけ1〜5 k
Hzの周波数が用いられる。なお、直流電圧成分は、が
低過ぎると、振動を与える効果が得られなくなり、高過
ぎても電界の振動に現像剤が追従できなくなって、現像
濃度が低下し、鮮明な高画質画像が得られなくなると云
う傾向が現われる。また、交流電圧成分の電圧値は、周
波数も関係するが、高い程磁気ブラシを振動させるよう
になってそれだけ効果を増すことになるが、その反面高
い程かぶりを生じ易くし、落雷現象のような絶縁破壊も
起り易くする。しかし、現像剤りのキャリヤ粒子が樹脂
等によって球形化されていると絶縁破壊を防止するし、
かぶりの発生も直流電圧成分で防止し得る。なお、この
交流電圧を印加するスリーブ2を表面を樹脂や酸化被膜
によって絶縁乃至は牛絶縁に被覆するようにしてもよい
In the apparatus described above, when the sleeve 2 is set so that the surface gap with the image carrier 1 is in the range of several tens to 2000 μm, and the electrostatic image on the image carrier 1 is developed, the sleeve 20 The magnetic brush formed on the surface of the sleeve 2
Alternatively, as the magnetic flux density on the surface of the magnet 3 changes as it rotates, it moves on the sleeve 2 while vibrating, thereby stably and smoothly passing through the gap with the image carrier 1. At this time, a uniform developing effect is imparted to the surface of the image carrier 1, making it possible to stably develop with a high toner density. To do this, in order to prevent the occurrence of fogging and to improve the developing effect, an oscillating bias voltage is applied to the sleeve 2 by a bias power supply 10, the base 1a of the image carrier 1 is grounded, and the sleeve 2 and the image carrier are An oscillating electric field is formed between the bodies 1. As mentioned above, this bias voltage is preferably a superimposed voltage of 1/'1 DC voltage and AC voltage.The DC component prevents fogging, and the AC component causes the magnetic brush to vibrate. 5
A voltage of 0 to 600v is used, and the AC voltage component is 10
0 f(z ~10 kHz, frequency 1~5 k
A frequency of Hz is used. Note that if the DC voltage component is too low, the effect of imparting vibrations will not be obtained, and if it is too high, the developer will not be able to follow the vibrations of the electric field, resulting in a decrease in developer density and the ability to obtain clear, high-quality images. There is a tendency to become less able to do so. In addition, the voltage value of the AC voltage component is also related to the frequency, but the higher the voltage value, the more the magnetic brush will vibrate and the more effective it will be. It also makes dielectric breakdown more likely to occur. However, if the carrier particles in the developer are made spherical by resin etc., dielectric breakdown can be prevented.
The occurrence of fogging can also be prevented by using the DC voltage component. Note that the surface of the sleeve 2 to which this AC voltage is applied may be insulated or coated with a resin or oxide film.

以上、第1図乃至第3図は現像剤搬送担体に振動するバ
イアス電圧を印加する例を示しているが、本発明の現像
方法はそれに限らず、例えば現像剤搬送担体と像担持体
間に電極ワイヤを数本張設して、それに振動する電圧を
印加するようにしても現像剤搬送担体上の現像剤層に振
動を与えて現像効果を向上させることはできる。その場
合も、現像剤搬送担体には直流バイアス電圧を印加し、
あるいは、異なった振動数の振動電圧を印加するように
してもよい。また、本発明の方法は反転現像などにも同
様に適用できる。その場合、直流電圧成分は像担持体の
非画像背景部における受容電位と略等しい電圧に設定さ
れる。さらに、本発明の方法は、磁性トナー粒子を用い
た場合、磁気潜像の現像にも同様に適用し得る。
As described above, FIGS. 1 to 3 show an example in which an oscillating bias voltage is applied to the developer transport carrier, but the developing method of the present invention is not limited thereto. Even if several electrode wires are stretched and a vibrating voltage is applied thereto, the developer layer on the developer transport carrier is vibrated and the developing effect can be improved. In that case, a DC bias voltage is applied to the developer transport carrier,
Alternatively, oscillating voltages with different frequencies may be applied. Furthermore, the method of the present invention can be similarly applied to reversal development and the like. In that case, the DC voltage component is set to a voltage approximately equal to the reception potential in the non-image background portion of the image carrier. Furthermore, the method of the present invention is equally applicable to the development of magnetic latent images when using magnetic toner particles.

本発明は、先に述べたような圧力定着用のトナー粒子と
キャリヤ粒子とから成る二成分現像剤を用いて、上述の
ような現像条件で振動電界下の現像を行うようにしたこ
とによって、圧力定着用トナー粒子のキャリヤ粒子に固
着したり凝集し易いと云う欠点を解消し、さらにはトナ
ー粒子やキャリヤ粒子の微粒子化を可能にして、記録紙
へのトナー像の定着を容易にしたばかりではなく、記録
画像の高画質化を達成し得るようにしたものである0 そこで、次に本発明の具体的実施例を示す。
The present invention uses a two-component developer consisting of toner particles for pressure fixing and carrier particles as described above, and performs development under an oscillating electric field under the above-mentioned development conditions. We have solved the drawback that toner particles for pressure fixing tend to stick to carrier particles or aggregate, and have also made it possible to make toner particles and carrier particles finer, making it easier to fix toner images on recording paper. Therefore, specific embodiments of the present invention will be described next.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1゜ トナー粒子にエチレン酢酸ビニル共重合体1o。 Example 1゜ Toner particles contain 1 o of ethylene vinyl acetate copolymer.

重量部、カーボンブラック10重量部、ニグロシン5重
量部から成シ、粉砕造粒後、フローコータ法によって球
状に形成された平均粒径が10μmの非磁性粒子を用い
、キャリヤ粒子に平均粒径が30μm1磁化が50 e
mu /り、抵抗率が1014Ωα程度のスチレン・ア
クリル樹脂でコーティングされた球状フェライト粒子か
ら成るものを用いて、第1図に示した現像装置にょシ現
像剤溜り6における現像剤りのトナー比率がキャリヤに
対して10 wt%になる条件で現像を行った。トナー
の平均帯電量は15μC/グであった。
Parts by weight, 10 parts by weight of carbon black, 5 parts by weight of nigrosine, pulverized and granulated, using non-magnetic particles with an average particle size of 10 μm formed into a spherical shape by a flow coater method. 30 μm 1 magnetization is 50 e
By using spherical ferrite particles coated with styrene-acrylic resin having a resistivity of about 1014 Ωα and a resistivity of about 1014Ωα, the toner ratio in the developer reservoir 6 of the developing device shown in FIG. Development was carried out under conditions such that the content of the carrier was 10 wt%. The average charge amount of the toner was 15 μC/g.

この場合の像担持体1はOdS感光体、その周速は18
0 mtn/ se○、像担持体IK影形成れた静電像
ノ最高を位−5o6v、スリーブ2の外径30間、その
回転数1100rp、磁石体3のN、S磁極の磁束密度
は900ガウス、その回転数は1000 rpm %現
像剤層の厚さ帆6闘、スリーブ2と像担持体1との間隙
Q、5mm即ち500μm1スリーブ2に印加するバイ
アス電圧は直流電圧成分−250■、交流電圧成分1.
5 kHz 、 500 Vとした。
The image carrier 1 in this case is an OdS photoreceptor, and its peripheral speed is 18
0 mtn/se○, the maximum electrostatic image formed by the image carrier IK is -5o6v, the outer diameter of the sleeve 2 is 30, its rotation speed is 1100 rpm, the magnetic flux density of the N and S magnetic poles of the magnet body 3 is 900 Gauss, the rotation speed is 1000 rpm % Thickness of the developer layer 6, gap Q between the sleeve 2 and the image carrier 1, 5 mm, i.e. 500 μm 1 The bias voltage applied to the sleeve 2 is DC voltage component -250μ, AC Voltage component 1.
The frequency was 5 kHz and 500 V.

以上の条件で現像を行って、それを普通紙にコロナ放電
転写器により転写し、カレンダーローラを用いる圧力定
着装置に線圧20に5I/cIILの加圧力で通して定
着した結果、得られた記録紙のトナー像は定着性が良く
、エツジ効果やかぶシのない、そして濃度が高いきわめ
て鮮明なものであり、引続いて5万枚の記録紙を得だが
最初から最後まで安定して変らない画像を得ることがで
きた。
The image was developed under the above conditions, transferred to plain paper using a corona discharge transfer device, and fixed by passing it through a pressure fixing device using a calendar roller at a linear pressure of 20 and a pressure of 5 I/cIIL. The toner image on the recording paper had good fixation, no edge effects or fogging, and was extremely clear with high density.Even after 50,000 sheets of recording paper were obtained, the toner image remained stable from beginning to end. I was able to get no image.

実施例2゜ トナー粒子に平均粒径が5μmである以外は実施例1に
おけると同じ非磁性粒子から成るものを用い、キャリヤ
粒子に平均粒後転2μmの微粒子フェライトがトナーと
同じ樹脂中に50 wt%分散した、練肉、粉砕後に熱
風によって球形化された平均粒径が20μm1磁化が3
0 emu / fl 、抵抗率が1014Ωα以上の
粒子を用いて、第3図に示しだ現像装置により現像剤溜
り6における現像剤りのトナー比率がキャリヤに対して
5 wt%になる条件で現像を行った。トナーの平均帯
電量は30μC/yであった。
Example 2 The same non-magnetic particles as in Example 1 were used except that the average particle diameter was 5 μm for the toner particles, and the carrier particles contained 50% fine ferrite particles with an average grain size of 2 μm in the same resin as the toner. Dispersed in wt%, kneaded, crushed and then sphericalized by hot air, the average particle size is 20 μm 1 magnetization is 3
Using particles with a resistivity of 0 emu/fl and a resistivity of 1014 Ωα or more, development was carried out using the developing device shown in FIG. 3 under conditions such that the toner ratio in the developer reservoir 6 was 5 wt% with respect to the carrier. went. The average charge amount of the toner was 30 μC/y.

この場合の像担持体1の条件は実施例1と同じ、スリー
ブ2の外径も3ON1但しその回転数は150 rpm
 %磁石体3の現像域Aに対向した磁極の磁束密度は1
200ガウス、現像剤層の厚さQ、5mg。
In this case, the conditions of the image carrier 1 are the same as in Example 1, and the outer diameter of the sleeve 2 is also 3ON1, but the rotation speed is 150 rpm.
%The magnetic flux density of the magnetic pole facing the development area A of the magnet body 3 is 1
200 Gauss, developer layer thickness Q, 5 mg.

スリーブ2と像担持体1との間隙0.7 M即ち700
μm1スリーブ2に印加するバイアス電圧は直流電圧成
分−200V’、交流電圧成分2 kHz 、 100
0■とした。
Gap between sleeve 2 and image carrier 1: 0.7 M, i.e. 700
The bias voltage applied to μm1 sleeve 2 has a DC voltage component of -200 V' and an AC voltage component of 2 kHz, 100 V'.
It was set to 0■.

以上の条件で現像を行って、それを普通紙にコロナ放電
により転写し、実施例1におけると同じ条件で定着した
結果、得られた記録紙の画像は、定着性が良く、エツジ
効果やかぶりのない、そして濃度が高いきわめて鮮明な
ものであシ、引続いて5万枚の記録紙を得たが最初から
最後まで安定して変らない画像を得ることができた。
The image was developed under the above conditions, transferred to plain paper by corona discharge, and fixed under the same conditions as in Example 1. It was extremely clear, with no dark spots, and had a high density.I subsequently produced 50,000 sheets of recording paper, and was able to obtain a stable and unchanging image from beginning to end.

実施例3゜ 実施例2におけると同じトナーとキャリヤを用いて、は
Y第1図示と同様(但し、像担持体1と現像剤搬送担体
の間隙は異なる)の現像装置により現像剤溜り6におけ
る現像剤りのトナー粒子比率がキャリヤ粒子に対して5
 wt%になる条件で現像を行った。トナーの平均帯電
量は30μC/1であった。
Embodiment 3 Using the same toner and carrier as in Embodiment 2, a developing device similar to that shown in FIG. The ratio of toner particles in the developer to carrier particles is 5.
Development was carried out under conditions such that wt%. The average charge amount of the toner was 30 μC/1.

この場合の像担持体10条件は実施例41と同じ、スリ
ーブ2の外径も3Q1n+x、但しその回転数は100
 rpm、N 、 S極の磁束密度は700ガウス、そ
の回転数は500rpm、現像剤層の厚さQ、6mtn
、スリーブ2と像担持体1との間隙Q、7mm即ち70
0μm、スリーブ2に印加するバイアス電圧は直流電圧
成分−200■、交流電圧成分2 kHz 、 100
0Vとしだ。
The conditions for the image carrier 10 in this case are the same as in Example 41, and the outer diameter of the sleeve 2 is also 3Q1n+x, but the number of rotations is 100.
rpm, N, magnetic flux density of S pole is 700 Gauss, its rotation speed is 500 rpm, developer layer thickness Q, 6 mtn
, the gap Q between the sleeve 2 and the image carrier 1 is 7 mm, that is, 70 mm.
0μm, the bias voltage applied to the sleeve 2 is DC voltage component -200μ, AC voltage component 2kHz, 100
It is 0V.

以上の条件で現像を行って、それを普通紙にコロナ放電
して転写し、実施例1におけると同じ条件で定着した結
果、得られた記録紙の画像は定着性が良く、エツジ効果
やかぶりのない、そして濃度が高いきわめて鮮明なもの
であり、実施例2での画像より、解像力が高い点、濃度
が高い点で優れていた。引続いて5万枚の記録紙を得た
が最初から最後壕で安定して変らない画像を得ることが
できだ。
The image was developed under the above conditions, transferred to plain paper by corona discharge, and fixed under the same conditions as in Example 1. The image was extremely clear, free of blemishes, and of high density, and was superior to the image of Example 2 in terms of higher resolution and higher density. Subsequently, I obtained 50,000 sheets of recording paper, but I was able to obtain stable and unchanging images from the beginning to the end.

なお、以上の実施例において、スリーブ2に印加する交
流電圧成分の周波数と電圧を変化させた結果を第4図及
び第5図に示した。第4図は実施例1の場合、第5図は
実施例2及び実施例3の場合である。
In addition, in the above embodiment, the results of changing the frequency and voltage of the AC voltage component applied to the sleeve 2 are shown in FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows the case of Example 1, and FIG. 5 shows the case of Example 2 and Example 3.

第4図及び第5図において、横線で陰を伺した範囲がか
ぶりの発生し易い範囲、縦線で陰を付した範囲が絶縁破
壊の生じ易い範囲、斜線で陰を付した範囲が画質低下を
生じ易い範囲であシ、陰を付してない範囲が安定して鮮
明な画像の得られる好ましい範囲である。図から明らか
なように、かぶりの発生し易い範囲は、交流電圧成分の
変化によって変化する。なお、交流電圧成分の波形は、
正弦波に限らず、矩形波や三角波であってもよい。
In Figures 4 and 5, the shaded area with horizontal lines is the area where fogging is likely to occur, the area shaded with vertical lines is the area where dielectric breakdown is likely to occur, and the area shaded with diagonal lines is the area where image quality deteriorates. The non-shaded range is the preferred range where stable and clear images can be obtained. As is clear from the figure, the range where fogging is likely to occur changes depending on changes in the AC voltage component. The waveform of the AC voltage component is
The waveform is not limited to a sine wave, but may be a rectangular wave or a triangular wave.

また、第4図及び第5図において、散点状の陰を施した
低周波領域は、周波数が低いために現像ムラが生ずるよ
うになる範囲を示している。
Furthermore, in FIGS. 4 and 5, the low frequency region shaded with scattered dots indicates the range where uneven development occurs due to low frequency.

以上の実施例において、二成分現像剤中のトナーが磁性
を有するものであれば、磁気潜像に対しても同様の現像
条件により可視化できることは勿論である。
In the above embodiments, if the toner in the two-component developer has magnetism, it goes without saying that the magnetic latent image can also be visualized under the same developing conditions.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、二成分現像剤の現像剤層に現像領域内
で振動電界の作用を与えながら現像するようにしている
から、トナーに圧力定着用のトナーを用いることができ
て、従って、従来の現像方法に比して記録紙へのトナー
像の定着が簡単に行われ、また、かぶりのない鮮明性に
優れた記録画像を得ることができると云う効果が得られ
る。
According to the present invention, since the developer layer of the two-component developer is developed while being subjected to the action of an oscillating electric field within the development area, a toner for pressure fixing can be used as the toner, and therefore, Compared to conventional developing methods, the toner image can be easily fixed on the recording paper, and a recorded image with excellent clarity without fog can be obtained.

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

第1図乃至第3図はそれぞれ本発明を実施する装置の例
を示す部分概略断面図、第4図及び第5図はそれぞれ本
発明の実施例においてバイアス電圧の交流電圧成分を変
化させた場合の現像状態を示すグラフである。 1・・・像担持体、    2・・・スリーブ、3・・
・磁石体、      4・・・規制ブレード、5・・
・クリーニングブレード、 6・・・現像剤溜り、   7・・・攪拌スクリュー、
8・・・トナーホッパー、 9・・・供給ローラ、10
・・・バイアス電源、  11・・・保護抵抗、A・・
・現像域、     D・・・現像剤、T・・・トナー
粒子、   N、S・・・磁極。 特許出願人 小西六写真工業株式会社 第1図 第2図 第3図
FIGS. 1 to 3 are partial schematic sectional views showing examples of devices implementing the present invention, and FIGS. 4 and 5 respectively show cases in which the AC voltage component of the bias voltage is changed in the embodiment of the present invention. It is a graph showing the development state of. 1... Image carrier, 2... Sleeve, 3...
・Magnet, 4...Regulation blade, 5...
・Cleaning blade, 6... Developer reservoir, 7... Stirring screw,
8... Toner hopper, 9... Supply roller, 10
...Bias power supply, 11...Protection resistor, A...
-Development area, D...developer, T...toner particles, N, S...magnetic poles. Patent applicant: Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)トナー粒子と磁性キャリヤ粒子とから成る二成分
現像剤層を現像剤搬送体面上に形成させ、該現像剤層に
よって像担持体面の像を現像する方法において、前記ト
ナー粒子に圧力定着用のトナー粒子を用いると共に、前
記現像を振動電界下で行うようにしたことを特徴とする
現像方法。 (2)  前記現像剤層の層厚が前記像担持体面と現像
剤搬送担体面の間隙よりも薄く形成される特許請求の範
囲第1項記載の現像方法。 (6)  前記トナー粒子が球形のトナー粒子である特
許請求の範囲第1項または第2項記載の現像方法。 (4)  前記振動電界が前記現像剤搬送担体と像担持
体との間に形成される特許請求の範囲第1項乃至第3項
記載の現像方法。 (5)  前記現像剤層を振動電界により振動させる領
域において、磁界を時間的に変動させる特許請求の範囲
第1項乃至第4項記載の現像方法。 (6)  前記磁性キャリヤ粒子が磁性体と樹脂とから
形成されている特許請求の範囲第1項乃至第5項記載の
現像方法。
[Scope of Claims] (1) A method of forming a two-component developer layer consisting of toner particles and magnetic carrier particles on the surface of a developer transporting member, and developing an image on the surface of the image bearing member with the developer layer, comprising: A developing method, characterized in that toner particles for pressure fixing are used as toner particles, and the development is performed under an oscillating electric field. (2) The developing method according to claim 1, wherein the thickness of the developer layer is formed to be thinner than the gap between the image carrier surface and the developer transport carrier surface. (6) The developing method according to claim 1 or 2, wherein the toner particles are spherical toner particles. (4) The developing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the oscillating electric field is formed between the developer transport carrier and the image carrier. (5) The developing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the magnetic field is temporally varied in a region where the developer layer is vibrated by an oscillating electric field. (6) The developing method according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic carrier particles are formed from a magnetic material and a resin.
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