JPS62173479A - Developing method - Google Patents

Developing method

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JPS62173479A
JPS62173479A JP61016453A JP1645386A JPS62173479A JP S62173479 A JPS62173479 A JP S62173479A JP 61016453 A JP61016453 A JP 61016453A JP 1645386 A JP1645386 A JP 1645386A JP S62173479 A JPS62173479 A JP S62173479A
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JP
Japan
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toner
ceramics
developer
magnetic
carrier
Prior art date
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Application number
JP61016453A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Itaya
正彦 板谷
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Publication of JPS62173479A publication Critical patent/JPS62173479A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a visible image which has no color clouding and has high quality stably for a long period of time by using a developer contg. nonmagnetic ceramics and magnetic ceramics. CONSTITUTION:The developer contg. the nonmagnetic ceramics and magnetic ceramics is used in a developing method for making non-contact development of an electrostatic latent image under an alternating bias. Ceramics such as aluminate and steatite which are nonmagnetic and have an insulating characteristic are usable for the nonmagnetic ceramics and ceramics such as magnetite and ferrite having magnetism are usable for the magnetic ceramics. Fluidity is inferior and there is an easier tendency for sticking of the carriers to each other, by which the deteriorated agitation characteristics with the toner is caused if the grain size of the carrier for development is <10mum. On the other hand, the developability is deteriorated as the amt. of the toner to be supplied to a developing space is decreased and the electric field distribution by the developing electrode effect possessed by the carrier chain is roughened if the grain size exceeds 200mum.

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、現像方法に関し、更に詳述すれば、電子写真
法において像担持体上に形成された静電潜像を可視化す
る現像方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a developing method, and more specifically, to a developing method for visualizing an electrostatic latent image formed on an image carrier in electrophotography. .

口、従来技術 上記の現像に用いられる現像装置としては、次のような
方式のものが、小型化が容易であることから広く採用さ
れている。即ち、現像剤搬送担体としての現像スリーブ
表面に、その裏側に位置する磁石体の作用によって磁性
現像剤の層を形成させ、磁性現像剤を像担持体面に供給
して交番電界下で像担持体上の静電潜像に付着させる方
式のものである。カラー複写では、先に現像されたトナ
ー像を破壊することがないよう、磁気刷子を像担持体に
接触させないで行う非接触現像法が好適である。非接触
現像は、磁性刷子を像担持体に接触させることなく、現
像剤搬送体に交流バイアスを印加して現像領域に交番電
界を形成し、トナーを飛翔させて静電潜像に付着させる
方式である。
BACKGROUND OF THE INVENTION As a developing device used for the above-mentioned development, the following type of developing device is widely adopted because it is easy to downsize. That is, a layer of magnetic developer is formed on the surface of the developing sleeve, which serves as a developer transport carrier, by the action of a magnet located on the back side, and the magnetic developer is supplied to the surface of the image carrier, and the image carrier is heated under an alternating electric field. It is a type that attaches to the electrostatic latent image on the top. For color copying, a non-contact developing method is preferred in which the magnetic brush is not brought into contact with the image carrier so as not to destroy the previously developed toner image. Non-contact development is a method in which an alternating current bias is applied to the developer conveying body to form an alternating electric field in the development area without bringing the magnetic brush into contact with the image carrier, causing the toner to fly and adhere to the electrostatic latent image. It is.

上記の現像に使用する現像剤は、磁性体を内在させて磁
性を付与した磁性トナーからなる一成分現像剤と、非磁
性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤とに大
別される。二成分現像剤は、トナーに黒色乃至褐色の磁
性体を含ませる必要がなくて色の鮮明なトナー像を得る
ことができ、トナーの帯電制御も一成分現像剤に較べて
容易であるので、特にカラー複写に好適である。
The developer used in the above-mentioned development is roughly divided into a one-component developer made of a magnetic toner that has a magnetic substance therein and imparted with magnetism, and a two-component developer made of a non-magnetic toner and a magnetic carrier. Two-component developers do not require the toner to contain a black or brown magnetic material, and can produce toner images with clear colors, and toner charge control is easier than with single-component developers. It is particularly suitable for color copying.

このような磁性キャリア粒子は、磁性体として従来の磁
性キャリア粒子におけると同様の、鉄、クロム、ニッケ
ル、コバルト等の金属、或いはそれらの化合物や合金、
例えば、四三酸化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロム、
酸化マンガン、フェライト、マンガン−銅系合金、と云
った強磁性体乃至は常磁性体の粒子を微細化、好ましく
は球形化したり、又は好ましくはそれら磁性体粒子の表
面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロ
ジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂やパルミチン酸、
ステアリン酸等の脂肪酸ワックスで球状に被覆するか、
或いは、更に好ましくは磁性体微粒子を分散して含有し
た樹脂や脂肪酸ワックスの粒子を粉砕或いは造粒重合す
るかして好ましくは球状粒子を作るかして得られた粒子
を従来公知の平均粒径別手段で粒径選別することによっ
て得られる。
Such magnetic carrier particles are made of metals such as iron, chromium, nickel, cobalt, or compounds or alloys thereof, as in conventional magnetic carrier particles.
For example, triiron tetroxide, γ-ferric oxide, chromium dioxide,
Particles of ferromagnetic or paramagnetic substances such as manganese oxide, ferrite, and manganese-copper alloys are made finer, preferably spherical, or the surfaces of these magnetic particles are preferably coated with styrene resin or vinyl resin. resins, ethyl resins, rosin modified resins, acrylic resins, polyamide resins, epoxy resins, polyester resins, palmitic acid,
Cover it in a spherical shape with fatty acid wax such as stearic acid, or
Or, more preferably, particles of a resin or fatty acid wax containing dispersed magnetic particles are pulverized or granulated and polymerized to preferably form spherical particles, and the resulting particles have a conventionally known average particle diameter. It can be obtained by particle size selection by other means.

二成分現像剤を用いて非接触現像或いは接触に近い現像
法で現像を行う例としては、特開昭56−144452
、同57−139761、同59−67565 、同5
9−91453 、同59−121077、同59−1
54469、同59−181362号公報を挙げること
ができる。
An example of developing using a two-component developer using a non-contact development method or a near-contact development method is JP-A-56-144452.
, 57-139761, 59-67565, 5
9-91453, 59-121077, 59-1
54469 and 59-181362.

本発明者は、検討を重ねた結果、上記の従来の磁性キャ
リアを使用する現像方法は次のような欠点を有すること
を見出した。即ち、 (1)  キャリアの表面物性例えば、酸化による摩擦
帯電性、表面抵抗、表面エネルギー等が環境や機械的ス
トレスによって変化し、安定して良質なトナー像を得る
ことが困難である。
As a result of repeated studies, the inventors of the present invention found that the above-mentioned conventional developing method using a magnetic carrier has the following drawbacks. That is, (1) The surface properties of the carrier, such as triboelectricity due to oxidation, surface resistance, surface energy, etc., change depending on the environment and mechanical stress, making it difficult to stably obtain a toner image of good quality.

(2)樹脂等を使用して球形にした樹脂分散型キャリア
は、寿命が長く、また、現像条件の許容範囲が広いもの
の、基本的に樹脂粉体であるために流動性が悪く、トナ
ーとの攪拌性が良好でなく、その結果、現像に十分な帯
電をトナーに付与する攪拌時間が長くなる。
(2) Resin-dispersed carriers made into spheres using resins, etc. have a long life and have a wide range of tolerance for developing conditions, but because they are basically resin powders, they have poor fluidity and do not interact well with toner. As a result, the stirring time required to impart sufficient charge to the toner for development becomes long.

(3)キャリアの像担持体への付着を完全に回避するこ
とが困難で、これによって複写物に色濁りを生ずること
がときとしである。この傾向は反転現像に見られる。反
転現像では、像担持体上の非画像部(白地部分で、広い
面積を占有する場合が多い。)に高い電荷密度を有する
ため、非画像部及び画像部のエツジ部にキャリアが付着
し易い。
(3) It is difficult to completely avoid adhesion of the carrier to the image bearing member, and this sometimes causes color turbidity in copies. This tendency is seen in reversal development. In reversal development, the non-image area (white background area, which often occupies a large area) on the image carrier has a high charge density, so carriers tend to adhere to the non-image area and the edges of the image area. .

ハ0発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
色濁りがなく、長期間安定して高品質の可視像が得られ
る現像方法を提供することを目的としている。
Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes:
The object of the present invention is to provide a developing method that does not cause color turbidity and can stably obtain high-quality visible images over a long period of time.

二1発明の構成 本発明は、交番バイアス下で静電潜像を非接触現像する
現像方法に於いて、非磁性セラミックスと磁性セラミッ
クスとを含有する現像剤を使用することを特徴とする現
像方法に係る。
21. Constitution of the Invention The present invention provides a developing method for non-contact developing an electrostatic latent image under an alternating bias, which is characterized by using a developer containing a non-magnetic ceramic and a magnetic ceramic. Pertains to.

ホ、実施例 上記非磁性セラミックスとしては、非磁性で、かつ絶縁
性を有するアルミナ、ステアタイト等のセラミックスが
使用でき、上記磁性セラミックスとしては、磁性を有す
るマグネタイトやフェライト等のセラミックスが使用で
きる。
E. Examples As the non-magnetic ceramics, non-magnetic and insulating ceramics such as alumina and steatite can be used, and as the magnetic ceramics, magnetic ceramics such as magnetite and ferrite can be used.

先ず、本発明に基づく現像用キャリア(以下、単にキャ
リアと呼ぶ。)の好適な態様について述べる。
First, a preferred embodiment of the developing carrier (hereinafter simply referred to as carrier) based on the present invention will be described.

(1)粒径は10μm未満では流動性が悪くなることと
キャリア同士が付着し易くなって、トナーとの攪拌性が
低下するようになる。他方、これが200μmを超える
と、トナーの現像空間への供給量の低下、キャリア鎖の
もつ現像電極効果による電界分布が粗くなるために、現
像性が低下する。従って、平均粒径は10〜200μm
の範囲内とするのが良<、20〜100 μmが特に好
適な範囲である。
(1) If the particle size is less than 10 μm, the fluidity will be poor and the carriers will tend to adhere to each other, resulting in a decrease in agitation with the toner. On the other hand, if it exceeds 200 μm, the amount of toner supplied to the development space decreases and the electric field distribution due to the development electrode effect of the carrier chain becomes rough, resulting in a decrease in developability. Therefore, the average particle size is 10-200μm
The thickness is preferably within the range of 20 to 100 μm.

(2)電気抵抗は10 〜10 9cmの範囲が良く、
用いられるセラミックスの種類、磁性セラミックスとの
混合比によって異なり、現像条件によって上記範囲内で
選択する。
(2) Electrical resistance should preferably be in the range of 10 to 109cm;
It varies depending on the type of ceramic used and the mixing ratio with the magnetic ceramic, and is selected within the above range depending on the development conditions.

なお、抵抗率は、粒子を0.50Cffl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1kg/cJの荷重を掛け、このときのキャリア粒子
はIH位の厚さであるようにして、荷重と底面電極との
間に1000 V / cm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る。
The resistivity is determined by placing the particles in a container with a cross-sectional area of 0.50 Cffl, tapping them, applying a load of 1 kg/cJ on the packed particles, and at this time, the carrier particles have a thickness of about IH. This value is obtained by reading the current value when a voltage is applied that creates an electric field of 1000 V/cm between the load and the bottom electrode.

(3)磁化特性は磁性セラミックスと非磁性セラミック
スとの混合比で調整し、現像条件に合わせて20〜10
100e/ gの広い範囲内で選択、設定することがで
きる。
(3) Magnetization characteristics are adjusted by the mixing ratio of magnetic ceramics and non-magnetic ceramics, and are adjusted to 20 to 10% according to the development conditions.
It can be selected and set within a wide range of 100e/g.

(4)摩擦帯電性は、トナーの樹脂及び現像剤に配合す
る荷電制御剤との関係で、トナーを所望の極性に帯電さ
せるセラミックスを選ぶ。例えば、アルミナ(Aj2z
O3)はトナー樹脂との摩擦帯電で正に帯電し、トナー
は負に帯電する。逆帯電性トナーについては、このキャ
リアと、トナーにニグロシン等の電子供与性の荷電制御
剤を添加して得ることができる。
(4) Regarding triboelectric charging properties, select a ceramic that charges the toner to a desired polarity depending on the relationship with the toner resin and the charge control agent mixed in the developer. For example, alumina (Aj2z
O3) is positively charged due to frictional charging with the toner resin, and the toner is negatively charged. A reversely chargeable toner can be obtained by adding this carrier and an electron-donating charge control agent such as nigrosine to the toner.

本発明に基づくキャリアは、次のようにして製造できる
The carrier based on the present invention can be manufactured as follows.

(1)  スプレードライヤによる造粒例えば、湿式で
非磁性セラミックス粉末と磁性セラミックス粉末とを混
合してなるスラリーから、回転円板式のスプレードライ
ヤにより造粒し、これを焼結して平均粒径10〜100
μmの粉末とする。
(1) Granulation using a spray dryer For example, a slurry made by mixing non-magnetic ceramic powder and magnetic ceramic powder in a wet process is granulated using a rotating disk type spray dryer, and this is sintered to obtain an average particle size of 10. ~100
Make it a μm powder.

このキャリア粒子1個の構造は、第1図に拡大して示す
ように、非磁性セラミックス粒子1と、(2)破砕造粒 例えば、平均粒径1〜10μm程度の非磁性セラミック
ス粉末と、平均粒径0.1μm程度の磁性セラミックス
粉末と、スチレン、アクリル、ポリエステル等の樹脂バ
インダとを混練し、破砕造粒法によって造粒する。
The structure of one carrier particle, as shown in an enlarged view in FIG. Magnetic ceramic powder with a particle size of about 0.1 μm is kneaded with a resin binder such as styrene, acrylic, polyester, etc., and granulated by a crushing granulation method.

このキャリア粒子1個の構造は、第2図に拡大して示す
ように、非磁性セラミックス粒子1と、磁性セラミック
ス粒子2とによって構成された構造となっている。
The structure of one carrier particle is composed of a non-magnetic ceramic particle 1 and a magnetic ceramic particle 2, as shown in an enlarged view in FIG.

次に、本発明に基づくキャリアと共に現像剤を構成する
トナーについて説明する。
Next, the toner constituting the developer together with the carrier according to the present invention will be explained.

一般に、二成分現像剤のトナー粒子の平均粒径が小さく
なると、定性的に粒径の二乗に比例して帯電量が減少し
、相対的にファンデルワールス力の゛ような付着力が大
きくなって、トナー粒子がキャリア粒子から離れにくく
なったり、またトナー粒子が一旦像担持体面の非画像部
に付着すると、゛それが従来の磁気ブラシによる摺擦で
は容易に除去されずにかぶりを生せしめるようになる。
Generally, when the average particle size of toner particles in a two-component developer becomes smaller, the amount of charge qualitatively decreases in proportion to the square of the particle size, and the adhesion force such as van der Waals force becomes relatively large. Therefore, it becomes difficult for the toner particles to separate from the carrier particles, and once the toner particles adhere to the non-image area of the image carrier surface, they cannot be easily removed by rubbing with a conventional magnetic brush, resulting in fogging. It becomes like this.

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10IIm以下になると、このような問題が顕著にな
った。この点を本発明の現像方法は、像担持体と現像剤
層と接触させずに行う非接触現像を振動電界下で行うよ
うにしたことで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離れて像担持体面の画像部及び
非画像部に移行し易く、かつ、離れ易くなる。そして、
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
ことが殆どなくなり、また、像担持体面と擦られること
がないために摩擦帯電により像担持体に付着することも
な(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。従って、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。更に、
振動電界はトナー粒子とキャリア粒子の結合を弱めるの
で、トナー粒子に伴うキャリア粒子の像担持体面への付
着も減少する。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ア粒子も振動することにより、
トナー粒子が選択的に像担持体面の画像部に移行するよ
うになるから、キャリア粒子の像担持体面への付着は大
幅に軽減される。
In the conventional magnetic brush development method, such problems became noticeable when the average particle size of toner particles was 10 IIm or less. The developing method of the present invention solves this problem by performing non-contact development under an oscillating electric field without bringing the image carrier into contact with the developer layer. That is, the toner particles adhering to the developer layer are easily moved away from the developer layer and transferred to the image area and non-image area on the image carrier surface by the electrically applied vibrations, and are also easily separated from the developer layer. and,
Toner particles with a low charge amount hardly migrate to the image area or non-image area, and since they are not rubbed against the surface of the image carrier, they do not adhere to the image carrier due to frictional charging. Toner particles with a particle size of about 1 μm have come to be used.Therefore, it is possible to obtain a clear toner image with good reproducibility by faithfully developing an electrostatic latent image.Furthermore,
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. In the image area and non-image area, toner particles with a large amount of charge vibrate under an oscillating electric field, and depending on the strength of the electric field, carrier particles also vibrate.
Since the toner particles selectively migrate to the image area on the image carrier surface, adhesion of carrier particles to the image carrier surface is significantly reduced.

一方、トナーの平均粒径が大きくなると、先にも述べた
ように画像の荒れが目立つようになる。
On the other hand, as the average particle size of the toner increases, as described above, the roughness of the image becomes noticeable.

通常、10本/龍程度のピッチで並んだ細線の解像力あ
る現像には、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1oμm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鮮明な高画質画像を与えるよう
になる。以上の理由からトナーの粒径は平均粒径が20
μm以下、好ましくは10μm以下が適正条件である。
Normally, toner with an average particle size of about 20 μm has no practical problem for developing fine lines lined up at a pitch of about 10 lines/dragon with high resolution, but if fine particles with an average particle size of 1 μm or less are used, The resolution has been significantly improved, and it is now possible to produce clear, high-quality images that faithfully reproduce the differences in shading. For the above reasons, the average particle size of toner is 20.
The appropriate condition is 10 μm or less, preferably 10 μm or less.

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/gより大きいこと(好ましくは
3〜100μC/g)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。また抵抗率は10SΩc
I11以上、好ましくは10′3Ωcm以上であるとよ
い。
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/g (preferably 3 to 100 μC/g). Particularly when the particle size is small, a high amount of charge is required. Also, the resistivity is 10SΩc
It is good if it is I11 or more, preferably 10'3 Ωcm or more.

そして、このようなトナーは、従来のトナーと同様の方
法で得られる。即ち、従来のトナーにおける球形や不定
形の非磁性又は磁性のトナー粒子を平均粒径選別手段に
よって選別したようなトナーを用いることができる。中
でも、トナー粒子が磁性体粒子を含有した磁性粒子であ
ることは好ましく、特に磁性体微粒子の量が60w t
%を越えないものが好ましいが色の鮮明度も得るために
は30w t%以下の少量がよい。トナー粒子が磁性粒
子を含有したものである場合は、トナー粒子が現像剤搬
送担体に含まれる磁石の磁力の影響を受けるようになる
から、磁気ブラシの均一形成性が一層向上して、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
起こりにくくなる。しかし、含有する磁性体の量を多く
し過ぎると、キャリア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、
また、磁性体微粒子がトナー粒子の表面に現れるように
もなって、摩擦帯電制御が難しくなったり、トナー粒子
が破損し易くなったり、キャリア粒子との間で凝集し易
くなったりする。
Such toner can be obtained in the same manner as conventional toner. That is, it is possible to use a toner in which spherical or amorphous nonmagnetic or magnetic toner particles in conventional toners are sorted by an average particle size sorting means. Among these, it is preferable that the toner particles are magnetic particles containing magnetic particles, particularly when the amount of magnetic fine particles is 60 wt.
It is preferable that the amount does not exceed 30 wt %, but in order to obtain color clarity, a small amount of 30 wt % or less is preferable. 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 uniform formation of the magnetic brush is further improved. The occurrence of fogging is prevented, and furthermore, toner particles are less likely to scatter. However, if the amount of magnetic material contained is too large, the magnetic force between it and the carrier particles becomes too large, making it impossible to obtain a sufficient development density.
Furthermore, fine magnetic particles appear on the surface of the toner particles, making it difficult to control triboelectrification, making the toner particles more likely to be damaged, and making them more likely to aggregate with carrier particles.

以上を纏めると、本発明の画像形成方法において好まし
いトナーは、キャリアについて述べたような樹脂及びさ
らには磁性体の微粒子を用い、それにカーボン等の着色
成分や必要に応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知の
トナー粒子製造方法と同様の方法によって作ることがで
きる平均粒径が20μm以下、特に好ましくは10μm
以下の粒子からなるものである。
To summarize the above, the preferred toner in the image forming method of the present invention uses the resin described above for the carrier and furthermore, fine particles of magnetic material, to which a coloring component such as carbon and a charge control agent, etc. are added as necessary. The average particle diameter that can be produced by a method similar to a conventionally known method for producing toner particles is 20 μm or less, particularly preferably 10 μm.
It consists of the following particles.

本発明の画像形成方法においては、以上述べたような球
状のキャリア粒子とトナー粒子とが従来の二成分現像剤
におけると同様の割合で混合した現像剤が好ましく用い
られるが、これにはまた、必要に応じて粒子の流動滑り
をよ(するた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。流動化剤としては、
コロイダルシリカ、シリコンフェス、金属石鹸或いは非
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或いは
フッ素等表面活性剤等を用いることができる。
In the image forming method of the present invention, a developer in which the above-described spherical carrier particles and toner particles are mixed in the same proportion as in a conventional two-component developer is preferably used, but this also includes: If necessary, a fluidizing agent to prevent particles from flowing and sliding, a cleaning agent to help clean the surface of the image carrier, etc. are mixed.As fluidizing agents,
Colloidal silica, silicon face, metal soap, nonionic surfactants, etc. can be used, and as cleaning agents, surfactants such as fatty acid metal salts, organic group-substituted silicones, or fluorine, etc. can be used.

以上が現像剤についての条件でありこのような現像剤に
より各モザイクフィルタ間の色にごりを防止することが
できる。次に、このような現像剤で現像剤層を形成して
像担持体上の静電像を現像する現像剤搬送前体に関する
条件について述べる。
The above are the conditions for the developer, and such a developer can prevent color clouding between the mosaic filters. Next, conditions regarding a developer transporting body for forming a developer layer using such a developer to develop an electrostatic image on an image carrier will be described.

現像剤搬送体には、バイアス電圧を印加し得る従来の現
像方法におけると同様の現像剤搬送体が用いられるが、
特に、表面に現像剤層が形成され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IJ−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
響は上記波状の起伏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、回転磁石体の回転成いは
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ど同じか、それよりも早いことが好
ましい。また、回転磁石体の回転とスリーブの回転によ
る搬送方向は、同方向が好ましい。同方向の方が反対方
向の場合よりも画像再現性に優れている。しかし、それ
らに限定されるものではない。
The developer carrier used is the same as that used in conventional development methods to which a bias voltage can be applied.
In particular, a structure in which a rotating magnet having a plurality of magnetic poles is provided inside a sleeve on which a developer layer is formed is preferably used. In such a developer conveying body, the developer layer formed on the surface of the sleeve moves in an undulating manner due to the rotation of the rotating magnet, so new developer is supplied one after another, and the developer layer is moved in a wave-like manner. Even if there is some degree of non-uniformity in the layer thickness of the developer layer on the surface of the IJ-b, its influence is sufficiently covered by the above-mentioned wavy undulations so that it does not become a problem in practice. It is preferable that the developer transport speed due to the rotation of the rotating magnet and the rotation of the sleeve is almost the same as or faster than the moving speed of the image carrier. Further, it is preferable that the rotation of the rotating magnet and the rotation of the sleeve are carried in the same direction. Image reproducibility is better in the same direction than in the opposite direction. However, it is not limited to these.

また、現像剤搬送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
落とされて均一な層となる厚さであることが好ましく、
そして、現像剤搬送体と像担持体との間隙は数10〜2
000μmが好ましい。現像剤搬送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困
難となり、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、
現像剤搬送ダ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〜2000μ
mの範囲では、それに対して現像剤層を厚さを適当に形
成することができる。そこで、間隙と現像剤層の厚さを
振動電界を与えていない状態の下で磁気ブラシの穂先が
像担持体の表面に10〜500μmの間隙をもつように
接触せず、かつ近接するような条件に設定することが特
に好ましい。それは、潜像のトナー現像に磁気ブラシの
摺擦による掃き目が生じたり、また、かぶりが生じたり
することが防止されるからである。
Further, the thickness of the developer layer formed on the developer transport body is preferably such that the adhered developer is sufficiently scraped off by a thickness regulating blade to form a uniform layer.
The gap between the developer conveying member and the image bearing member is several tens to two.
000 μm is preferred. If the surface gap between the developer conveying member and the image bearing member becomes narrower than several tens of micrometers, it will be difficult to form magnetic brush ears that will uniformly develop the gap, and it will also be difficult to transfer sufficient toner particles to 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,
If the gap between the developer transporter and the image carrier becomes extreme, it will not be possible to make the thickness of the developer layer on the developer transporter appropriate.
Within the range of m, the developer layer can be formed to have an appropriate thickness. Therefore, the gap and the thickness of the developer layer should be adjusted such that the tip of the magnetic brush does not come into contact with the surface of the image carrier with a gap of 10 to 500 μm and is close to the surface of the image carrier under the condition that no oscillating electric field is applied. It is particularly preferable to set the conditions. This is because the toner development of the latent image is prevented from having scratches or fog caused by the rubbing of the magnetic brush.

更に、振動電界下での現像は、現像剤搬送体のスリーブ
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
用いることが好ましい。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。
Furthermore, development under an oscillating electric field is preferably carried out by applying an oscillating bias voltage to the sleeve of the developer carrier. 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 toner particles to separate from carrier particles. 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.

また、現像方法は、上記の磁気刷子法のほか、像担持体
を現像剤で摺擦しない非接触現像法によることもできる
。非接触現像法については、後述する具体的実施例中で
説明する。
In addition to the magnetic brush method described above, the developing method may be a non-contact developing method in which the image carrier is not rubbed with a developer. The non-contact development method will be explained in specific examples below.

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。Next, specific examples of the present invention will be described.

使用した現像器は第3図に示す構造のもので、現像剤[
)eは磁気ロール22が矢印F方向、スリーブ21が矢
印G方向に回転することにより矢印方向に搬送される。
The developing device used had the structure shown in Figure 3, and the developer [
)e is conveyed in the direction of the arrow by the magnetic roll 22 rotating in the direction of arrow F and the sleeve 21 rotating in the direction of arrow G.

現像剤()eは、搬送途中で穂立規制ブレード23によ
りその厚さが規制される。
The thickness of the developer ()e is regulated by the spike regulating blade 23 during transportation.

穂立規制ブレード23は弾性金属板製で、スリーブ21
の表面を押圧し、搬送される現像剤の厚さを制御する。
The spike control blade 23 is made of an elastic metal plate, and the sleeve 21
The thickness of the developer being conveyed is controlled by pressing the surface of the developer.

現像剤溜り29内には、現像剤[)eの攪拌が十分に行
われるよう攪拌スクリュー24が設けられており、現像
剤溜り29内の現像剤Deが消費されたときには、トナ
ー供給ローラ25が回転することにより、トナーホッパ
ー26からトナーTが補給される。そして、スリーブ2
1に現像バイアスを印加する直流電源27と交流電極2
8、及び保護抵抗Rが直列に接続されている。また、ス
リーブ21と像担持体41とは間隙dを隔てて対向配列
され、現像領域Eでトナーが像担持体41に対し非接触
状態に保持されている。
A stirring screw 24 is provided in the developer reservoir 29 to sufficiently stir the developer [)e, and when the developer De in the developer reservoir 29 is consumed, the toner supply roller 25 is rotated. By rotating, toner T is replenished from the toner hopper 26. And sleeve 2
A DC power supply 27 that applies a developing bias to 1 and an AC electrode 2
8 and a protection resistor R are connected in series. Further, the sleeve 21 and the image carrier 41 are arranged facing each other with a gap d in between, and the toner is held in a non-contact state with respect to the image carrier 41 in the development area E.

カラー複写にあって好ましい画像を得るためには、この
非接触状態であることは、特に2回目以降の現像にあっ
ては不可欠である。
In order to obtain a desirable image in color copying, this non-contact state is essential, especially in the second and subsequent development.

上記非接触状態とは、スリーブ21と像担持体41との
間に電位差が存在しない状態(現像バイアスが印加され
ていない状態)では両者が間隙dを隔てて対向配列され
、現像剤の層厚tが前記間隙dより小さく設定されてい
る状態を意味する。
The above-mentioned non-contact state means that when there is no potential difference between the sleeve 21 and the image carrier 41 (a state where no developing bias is applied), they are arranged facing each other with a gap d between them, and the developer layer thickness is This means that t is set smaller than the gap d.

このようにすることにより、2回目以降の現像時に像担
持体41上に既に形成されているトナー像の損傷が避け
られ、また、既に像担持体41上に付着しているトナー
がスリーブ21に逆戻りして前段のトナーと異なる色の
トナーを収納している後段の現像器中に混入することに
よる色濁りの発生が避けられる。
By doing this, damage to the toner image already formed on the image carrier 41 can be avoided during the second and subsequent development, and the toner already attached to the image carrier 41 can be removed from the sleeve 21. It is possible to avoid the occurrence of color turbidity due to the toner going backwards and mixing into the subsequent developing device which stores toner of a different color from the toner of the preceding stage.

実110− 平均粒径1μmのアルミナ粉末20重量%、平均粒径0
.1μmのマグネタイト粉末55重量%、バインダ樹脂
としてポリエステル樹脂25重量%を配合、混練し、破
砕造粒して後粒径20〜30μmに分級してキャリアと
した。このキャリアの比重は約3゜O以下であった。
Fruit 110 - 20% by weight of alumina powder with an average particle size of 1 μm, average particle size of 0
.. 55% by weight of 1 μm magnetite powder and 25% by weight of polyester resin as a binder resin were blended, kneaded, crushed and granulated, and then classified into particle sizes of 20 to 30 μm to obtain a carrier. The specific gravity of this carrier was about 3°O or less.

このキャリアに、U−B i X1800 (商品名)
複写機用トナー(ポリエステル樹脂にカーボンを含有さ
せたトナー)を、トナー濃度が20重量%になるように
配合し、次の条件で複写を行った。
This carrier has U-B i X1800 (product name)
A toner for a copying machine (a toner containing carbon in polyester resin) was blended so that the toner concentration was 20% by weight, and copying was performed under the following conditions.

像担持体41の感光層は有機光導電材料(OPC)から
なるものとし、その周速を60賞■/see、前記間隙
dを0 、3 鶴、現像剤層厚りをO,O5龍、スリー
ブ21の直径を24鶴、その回転数を200rpm %
交流バイアスを600 V r、m、 s、、2Ktl
z、直流バイアスを一300Vとした。
The photosensitive layer of the image carrier 41 is made of an organic photoconductive material (OPC), its circumferential speed is 60/see, the gap d is 0, 3, and the developer layer thickness is O, O5, The diameter of the sleeve 21 is 24, and the rotation speed is 200 rpm.
AC bias 600 V r, m, s, 2Ktl
z, DC bias was set to -300V.

図示しない帯電器による帯電及び図示しない像露光装置
による像露光を像担持体41に施し、その表面電位を黒
地部で一700■、白地部で一30Vに設定し、この静
電潜像を第3図の現像器20で反転現像してトナー像を
像担持体41上に形成し、図示しない転写器及び定着器
によって記録紙に複写を行い、キャリアの耐久性を調べ
た。
The image carrier 41 is charged by a charger (not shown) and exposed to image by an image exposure device (not shown), and its surface potential is set to 1,700V in the black area and -30V in the white area, and this electrostatic latent image is A toner image was formed on the image carrier 41 by reversal development using the developing device 20 shown in FIG. 3, and was copied onto recording paper using a transfer device and a fixing device (not shown) to examine the durability of the carrier.

その結果、キャリアは10万枚コピー以上の寿命を示し
、その間に得られた複写物には、キャリア付着、かぶり
、色濁りといった欠陥は全く認められず、画質の変化も
極めて僅かであった。
As a result, the carrier showed a lifespan of more than 100,000 copies, and the copies obtained during that time had no defects such as carrier adhesion, fogging, or color turbidity, and there was only a very slight change in image quality.

災施皿主 前記間隙dを1.0鶴、現像剤層厚tを0 、3 *m
、スリーブ21の外径18龍、回転数200rpm 、
磁気ロール22の回転数を80Orpm 、交流バイア
スをl K Vr、m、s、、2KHz、直流バイアス
を一300Vに設定し、その他の条件は前記実施例1に
於けると同様にして反転現像、転写、定着を行った。
The main gap d of the dispensing plate is 1.0, and the developer layer thickness t is 0.3*m.
, the outer diameter of the sleeve 21 is 18 mm, the rotation speed is 200 rpm,
The rotation speed of the magnetic roll 22 was set to 80 rpm, the AC bias was set to 1 K Vr, m, s, 2 KHz, and the DC bias was set to -300 V, and the other conditions were the same as in Example 1. Transferred and fixed.

得られた複写物は、前記実施例Iで得られた複写物と同
様に良質、かつ安定なものであった。
The obtained copy was of good quality and stable, similar to the copy obtained in Example I above.

比較例として、フェライト粒子80μm径にスチレン−
アクリル重合体のコーティングを施したキャリアと、上
述のトナーを混合した現像剤を用いたところ、その抵抗
値及び分極率のためキャリア付着が起こりやすく感光体
表面電位を高精度で安定する、交流バイアス電圧を小さ
くして現像性をわざと低下させるなどの対策が必要とな
り、上述のセラミックスキャリアに比べて現像条件の適
正範囲が極めて狭くなる欠点があった。
As a comparative example, ferrite particles with a diameter of 80 μm were coated with styrene.
When a developer containing a carrier coated with an acrylic polymer and the above-mentioned toner is used, carrier adhesion occurs easily due to its resistance and polarizability, and AC bias stabilizes the photoreceptor surface potential with high precision. It is necessary to take measures such as intentionally lowering the developability by lowering the voltage, which has the disadvantage that the appropriate range of development conditions is extremely narrow compared to the above-mentioned ceramic carrier.

上記の例は二成分現像剤に本発明を適用した例であるが
、本発明は、二成分現像剤に限られず、−成分現像剤に
適用して、トナー中に含有させる磁性粒子を非磁性セラ
ミックスと磁性セラミックスからなるものとして、良質
な可視像を得ることも可能である。
Although the above example is an example in which the present invention is applied to a two-component developer, the present invention is not limited to a two-component developer, but can be applied to a -component developer to replace the magnetic particles contained in the toner with non-magnetic particles. It is also possible to obtain high quality visible images as it is made of ceramics and magnetic ceramics.

へ0発明の詳細 な説明したように、本発明に基づく現像方法は、交番バ
イアス下で非接触現像を行うので、像担持体を現像剤で
摺擦することがなく、カラー複写にあっても異なる色の
トナーが混入し合ったり、先に現像されたトナー像を破
壊することがなく、色濁りやかぶりのない良質な像が形
成される。
As described in detail, the developing method based on the present invention performs non-contact development under alternating bias, so the image bearing member is not rubbed with the developer, and even in color copying. Toners of different colors do not mix with each other, and a previously developed toner image is not destroyed, and a high-quality image without color turbidity or fogging is formed.

本発明は、この非接触現像で非磁性セラミックスと磁性
セラミックスを含有する現像剤を使用するので、現像剤
の表面物性が安定であり、l購f′−゛    流動性
が良好で、ト ナーとの摩擦によるトナーの帯電が容易となる。
In the present invention, since a developer containing non-magnetic ceramics and magnetic ceramics is used in this non-contact development, the surface properties of the developer are stable, the fluidity is good, and the toner is compatible with the toner. The toner is easily charged by friction.

また、帯電や磁化の程度を両者の配合比の選択によって
広い範囲で所望の値に設定することができる。その結果
、非接触現像のもつ特長を生かしながら、トナーの十分
な帯電によって得られる複写物の画質も安定して良好と
なる。その上、反転現像にあっても磁性粒子例えばキャ
リアの付着による画質の低下を防ぐことが可能である。
Further, the degree of charging and magnetization can be set to desired values within a wide range by selecting the mixing ratio of both. As a result, while taking advantage of the features of non-contact development, the image quality of the copies obtained by sufficiently charging the toner becomes stable and good. Furthermore, even in reverse development, it is possible to prevent deterioration in image quality due to adhesion of magnetic particles, such as carriers.

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

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって・ 第1図及び第2図はキャリアの構造を示す拡大図、 第3図は現像器の概略断面図 である。 なお、図面に示された符号に於いて、 1・・・・・・・・・アルミナ(非磁性セラミックス)
粒子2・・・・・・・・・マグネタイト(磁性セラミッ
クス)粒子3・・・・・・・・・バインダ樹脂 20・・・・・・・・・現像器 21・・・・・・・・・スリーブ(現像剤搬送体)22
・・・・・・・・・磁気ロール 24・・・・・・・・・P&拌ススクリユー26・・・
・・・・・トナーホッパ 27・・・・・・・・・直流バイアス電源28・・・・
・・・・・交流バイアス電源29・・・・・・・・・現
像剤溜り 41・・・・・・・・・像担持体 E・・・・・・・・・現像領域 [)e・・・・・・・・・現像剤 T・・・・・・・・・トナー である。
The drawings all show embodiments of the present invention; FIGS. 1 and 2 are enlarged views showing the structure of a carrier, and FIG. 3 is a schematic sectional view of a developing device. In addition, in the symbols shown in the drawings, 1...Alumina (non-magnetic ceramics)
Particles 2...Magnetite (magnetic ceramics) particles 3...Binder resin 20...Developer 21...・Sleeve (developer carrier) 22
......Magnetic roll 24...P & stirring screw 26...
..... Toner hopper 27 ..... DC bias power supply 28 ...
...AC bias power supply 29...Developer reservoir 41...Image carrier E...Development area [) e. ......Developer T......Toner.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、交番バイアス下で静電潜像を非接触現像する現像方
法に於いて、非磁性セラミックスと磁性セラミックスと
を含有する現像剤を使用することを特徴とする現像方法
1. A developing method for developing an electrostatic latent image in a non-contact manner under an alternating bias, characterized by using a developer containing a non-magnetic ceramic and a magnetic ceramic.
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