JPS62247382A - Development device using two component developer - Google Patents

Development device using two component developer

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Publication number
JPS62247382A
JPS62247382A JP61091862A JP9186286A JPS62247382A JP S62247382 A JPS62247382 A JP S62247382A JP 61091862 A JP61091862 A JP 61091862A JP 9186286 A JP9186286 A JP 9186286A JP S62247382 A JPS62247382 A JP S62247382A
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JP
Japan
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developer
carrier
magnetic
toner
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP61091862A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Itaya
正彦 板谷
Akihiko Tamura
明彦 田村
Hisafumi Shoji
尚史 庄司
Hiroshi Fuma
宏史 夫馬
Shinobu Soma
相馬 しのぶ
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS62247382A publication Critical patent/JPS62247382A/en
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Abstract

PURPOSE:To form a stable uniform developer layer and to obtain an image having high quality by forming the carrier of the developer of a non-magnetic substrate and a magnetic particle layer which are placed in a monolayeron a substrate. CONSTITUTION:The state of forming magnetic ears composed of the thin film of the magnetic particles M stuck on the sleeve 3 of the developing device and the carrier C mounted on the thin film is the state is which the height of the magnetic ears of the carrier C is reduced as shown by the figure, thereby sufficiently giving magnetic force to the carrier, and the density of the ears is maintained to dense. Thus, in the non-contact developing system, a gap of between the image forming body 1 and the sleeve 3 is shortened. The magnetic particle M mounted on the sleeve 3 is composed of a sperical ferrite having magnetization of 80 e,m,v/g and 100mum particle size. The sticking of the magnetic particles M on the sleeve 3 is effected in such the way that an epoxy adhesives is spreaded thinly on the sleeve 3, and the magnetic particles are scattered on the sleeve, so as to form almost one layer of the thin dense film.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は電子写真複写機等に供される像形成体上に形成
されたm電潜像を現像する現像装置に関し、特に二成分
現像剤を用いた非接触現像方法による現像装置の改良に
関する。
The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image forming body used in an electrophotographic copying machine or the like, and more particularly to an improvement in a developing device using a non-contact developing method using a two-component developer.

【発明の背!】[Behind the invention! ]

像形成体上の静電潜像を現像により可視化して最終画像
とする電子写真方式においては、現在−成分系の現像剤
を用いた現像方法と、磁性キャリアと非磁性トナーとか
らなる二成分系現像剤を用いた現像方法に大別される。 しかし、−成分系の現像剤を用いた現像方法にあっても
、−成分非磁性現像剤を用いた現像方法は、現像剤担持
体に、現像剤を担持する力が現像剤の持つ電荷によるク
ーロン力と7Tン・デル・ワールスカだけであり、安定
にかつ均一な現像剤層を形成するのが困難である。また
−成分磁性現像剤を用いた現像方法では一般に黒色のマ
グネタイト粉である磁性体をトナー中に含むこととなる
ので、黒以外の色について鮮やかな色のトナーを得るこ
とは困難である。一方、二成分現像剤を用いた現像法は
他の現像法に比べ、安定した現像剤層を形成し、鮮やか
な色トナーを用いることができるという長所がある。 一般に像形成体(感光体)上の潜像を、現像剤担持体上
に保持・搬送された現像剤により現像する際、得られる
画像のコントラストを大きくするためには像形成体と現
像剤担持体の距離を小さくすることによって、画質を向
上させることができる。像形成体と現像剤担持体との間
隙を小さくすれば、像形成体と現像剤層を接触させて現
像を行なう接触式現像法においては像形成体と現像剤担
持体との間で現像剤が押し固められたり、その圧力で:
潜像や現像した画像を破壊したすせぬように、現像剤担
持体上に保持・搬送される現像剤量も小さくして適性な
範囲におさめる必要がある。 なおここでいう 「現像剤量」とは、現像剤担持体表面
に保持されている単位面積あたりの現像剤重量である。 また像形成体と現像剤層とを非接触の状態に保って、現
像を行なう非接触現像法においでも、像形成体と現像剤
担持体の間隙を小さくしたときには、像形成体と現像剤
層が接触しないように、現像剤担持体上の現像剤量を小
さくして、適性な範囲におさめる必要がある。 従来の二成分現像剤を用いた現像法では例えば、次のよ
うな構成の現像器によって現像を行なってさた。第8図
は従来の現像装置の部分枯成図である。 図において、現像ロールは、等磁力で等磁角にN極、S
極を交互に着磁された磁気ロール104と、非磁性の円
筒状をなす現像剤担持体くスリーブ)103とから成っ
ていた。そして磁気ロール104と現像剤担持体103
とは相対的に回転可能となっている。この現像ロール上
にキャリアとトナー等を含む二成分現像剤を供給し、こ
れを磁気ロール104及びスリーブ103の相対回頓に
より、像形成体101、例えば感光体ドラムと対向する
現像域まで搬送する。 従来は、現像剤担持体面上に保持された現像剤層を所望
の現像剤量や現像剤層厚にするために、第8図に示した
ような金属や樹脂などでつくった層厚規制板105を現
像剤担持体103面に近接して配設し、現像剤dは現像
剤担持体103面に保持されて移動してきて、層厚規制
板105と現像剤担持体103面の間隙をすり抜けで現
像領域へと運ばれるよう構成されていた。 現像剤担持面上の現像剤のうち磁性キャリアは、現像剤
担持面の反対側に配置された磁気ロール104のマグネ
ットの磁界から力を受け、マグネットの磁力とキャリア
の磁性に応じて、徳と4成って立ち上がり、キャリアは
現像剤担持面に保持される。 非磁性のトナーは、現像剤容器102の中で攪拌を受け
ることによって、磁性キャリアと摩擦帯電され、非磁性
トナーと磁性キャリアは反対極性の電荷を持つこととな
り、クーロンカ一二よって互いに束縛される。磁性キャ
リアはマグネットの磁界よって現像剤担持面に保持され
ているため、非磁性トナーも、磁性キャリアといっしょ
に現像剤担持面上に保持されることになり、現像剤担持
面上に磁性キャリアと非磁性トナーからなる現像剤層が
形成さにる。この現像剤層は現像剤担持面上に保持・搬
送され、像形成体101上の潜像を現像する。 この現像剤層は前述したように、像形成体101と現像
剤担持体102との間隙で押し固められたり、非接触に
保たれるべき像形成体101と現像前り層が接触したり
しないという最低限の条件は満たさなければならない、
さらに ■ 画(を部以外の像形成体面上にトナーが付着する「
かぶり」の現象が発生しない9 ■ 像形成体面上にキャリアが付着する「キャリア付着
」の現象が発生しない。 ■ 十分な画像濃度が得られるだけのトナーが潜像部分
に付着する。 ■ 潜像の持つ階調を再現できるだけの階調性を付着し
たトナー像が持つ。 などの条件を満たすような現像剤層でなければならない
。 これらの条件を満たすためには、現像剤そのものの物性
やその攪拌方法、潜像担持体の物性や像形成体と現像剤
層の相対速度、潜像担持体に潜像を形成する手段、像形
成体と現像剤担持体の間にかけられる電気的バイアス、
マグネットの磁力や磁界の形状なども適性な1llDI
Iにしなければならない。そのような条件のなかには、
現像剤担持体面上の現像剤量や現像剤層厚もあり、前述
した最低限の条件よりも、適性範囲はさらに小さい。 このような層厚規制板105を用いた方式によって、現
像剤dの層厚を1mm前後、あるいはそれ以下にするた
めには、層厚規制板105と現像剤担持体103面の間
隙を0.5mm前後あるいはそれ以下にしなければなら
ない、これは、現像剤dが層厚規制板105と現像剤担
持体103の間隙を通過するときには、押し込められて
高密度の現像剤層となって通過するのに討し層厚規制板
105と現像剤担持体103の間隙を通過したあとは、
現像剤担持体103面上の現像剤dが、磁気ロール10
4の磁力によって立ち上がり、低密度の現像剤層となり
、現像剤l−が層厚規制板105と現像剤担持体103
の間隙を通過するときに比べ、1.5〜3倍の高さにな
るのである。 静電潜像を現像可視化している通常の複写機やプリンタ
ーなどは、数百1の画像幅を持つ、前述した層厚規制板
105と現像剤担持体面との間隙を0゜5−前後あるい
はそれ以下とし、これを画像幅全部にわたって、均一か
つ安定に設定するには、層厚規制板105の高精度な加
工と、高精度な調整が必要で実施することは容易ではな
い。
In the electrophotographic method in which the electrostatic latent image on the image forming body is visualized by development to form the final image, there are currently two types of development methods: one using a component-based developer, and the other using a two-component developer consisting of a magnetic carrier and a non-magnetic toner. There are two main types of development methods: However, even in the development method using a -component type developer, in the development method using a -component non-magnetic developer, the force for supporting the developer on the developer carrier is due to the electric charge of the developer. It is difficult to form a stable and uniform developer layer using only Coulomb force and 7T der Waalska. Furthermore, in a developing method using a -component magnetic developer, since the toner generally contains a magnetic substance such as black magnetite powder, it is difficult to obtain toner with vivid colors other than black. On the other hand, a developing method using a two-component developer has advantages over other developing methods in that it forms a stable developer layer and can use brightly colored toners. Generally, when developing a latent image on an image forming member (photoreceptor) with a developer held and conveyed on a developer carrier, in order to increase the contrast of the resulting image, it is necessary to Image quality can be improved by reducing the body distance. If the gap between the image forming member and the developer carrier is made small, the developer layer can be transferred between the image forming member and the developer carrier in the contact type development method in which development is performed by bringing the image forming member and the developer layer into contact with each other. is compressed or under pressure:
In order to avoid destroying the latent image or the developed image, it is necessary to reduce the amount of developer held and conveyed on the developer carrier so as to keep it within an appropriate range. Note that the "amount of developer" herein refers to the weight of developer per unit area held on the surface of the developer carrier. Furthermore, even in a non-contact development method in which development is performed while maintaining the image forming body and the developer layer in a non-contact state, when the gap between the image forming body and the developer carrier is made small, the image forming body and the developer layer It is necessary to reduce the amount of developer on the developer carrier to keep it within an appropriate range so that the developer does not come into contact with the developer. In the conventional developing method using a two-component developer, for example, development is carried out using a developing device having the following configuration. FIG. 8 is a partially exploded view of a conventional developing device. In the figure, the developing roll has a north pole and a south pole at equal magnetic angles with equal magnetic force.
It consisted of a magnetic roll 104 whose poles were alternately magnetized, and a non-magnetic cylindrical developer carrying sleeve 103. And magnetic roll 104 and developer carrier 103
It is rotatable relative to the . A two-component developer containing carrier, toner, etc. is supplied onto this developing roll, and is conveyed by relative rotation of the magnetic roll 104 and sleeve 103 to a developing area facing the image forming body 101, for example, a photoreceptor drum. . Conventionally, in order to adjust the developer layer held on the developer carrier surface to the desired developer amount and developer layer thickness, a layer thickness regulating plate made of metal or resin as shown in Figure 8 was used. 105 is arranged close to the surface of the developer carrier 103, and the developer d is held on the surface of the developer carrier 103 and moves, slipping through the gap between the layer thickness regulating plate 105 and the surface of the developer carrier 103. It was constructed such that it was transported to the developing area. Among the developer on the developer carrying surface, the magnetic carrier receives a force from the magnetic field of the magnet of the magnetic roll 104 placed on the opposite side of the developer carrying surface, and depending on the magnetic force of the magnet and the magnetic property of the carrier, the magnetic carrier is 4 and stands up, and the carrier is held on the developer carrying surface. When the non-magnetic toner is stirred in the developer container 102, it is triboelectrically charged with the magnetic carrier, and the non-magnetic toner and the magnetic carrier have charges of opposite polarity and are bound to each other by Coulomb force. . Since the magnetic carrier is held on the developer carrying surface by the magnetic field of the magnet, the non-magnetic toner is also held on the developer carrying surface together with the magnetic carrier. A developer layer made of non-magnetic toner is formed. This developer layer is held and conveyed on the developer carrying surface, and develops the latent image on the image forming body 101. As described above, this developer layer is not compacted in the gap between the image forming body 101 and the developer carrier 102, and the pre-development layer does not come into contact with the image forming body 101, which should be kept in non-contact. The minimum conditions must be met,
In addition, ■ Toner adheres to the surface of the image forming body other than the image area.
9. The phenomenon of "fogging" does not occur. 9. The phenomenon of "carrier adhesion" in which carrier adheres to the surface of the image forming body does not occur. ■ Enough toner adheres to the latent image area to provide sufficient image density. ■ The toner image has enough gradation to reproduce the gradation of the latent image. The developer layer must satisfy the following conditions. In order to meet these conditions, the physical properties of the developer itself, the stirring method, the physical properties of the latent image carrier, the relative speed between the image forming body and the developer layer, the means for forming a latent image on the latent image carrier, and the an electrical bias applied between the forming body and the developer carrier;
1llDI that is suitable for the magnetic force of the magnet and the shape of the magnetic field.
Must be I. Among such conditions are
The appropriate range is even narrower than the above-mentioned minimum conditions because of the amount of developer on the surface of the developer carrier and the thickness of the developer layer. In order to make the layer thickness of the developer d around 1 mm or less by using such a method using the layer thickness regulating plate 105, the gap between the layer thickness regulating plate 105 and the surface of the developer carrier 103 must be set to 0. It must be around 5 mm or less. This is because when the developer d passes through the gap between the layer thickness regulating plate 105 and the developer carrier 103, it is pushed in and passes through as a high-density developer layer. After passing through the gap between the layer thickness regulating plate 105 and the developer carrier 103,
The developer d on the surface of the developer carrier 103 is transferred to the magnetic roll 10
4 rises up to form a low-density developer layer, and the developer l- is applied to the layer thickness regulating plate 105 and developer carrier 103.
The height is 1.5 to 3 times higher than when passing through the gap. In ordinary copying machines and printers that develop and visualize electrostatic latent images, the gap between the above-mentioned layer thickness regulating plate 105 and the surface of the developer carrier, which has an image width of several hundred units, is set at around 0°5 or In order to set the thickness uniformly and stably over the entire image width, it is difficult to carry out because highly accurate machining and highly accurate adjustment of the layer thickness regulating plate 105 are required.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

従来のように、キャリアの磁化、粒径などによって、徳
の高さを調整する方法では、その選択に自由度が少なく
、現像性も加味して考えると、適切なものを安定的に生
産・供給することは困難であつた。 一方、磁気ロールで徳の高さを規制しようとすると磁束
密度を低くする必要があり、これは斗ヤリアを保持する
力が弱くなるため、キャリア付着を起こしやす(なる欠
点がある。 また、現像スリーブ上の現像剤量を少なくすると、現像
に寄与するトナーの絶対量が低下しで、画像濃度が低く
なる欠点がある。 更に、キャリアの徳の高さ及び現像スリーブ上の徳の粗
さは、キャリアの磁化及び粒径、磁石ロールの磁束密度
によって決まる。これは第9図に示すように、キャリア
の磁力が強いと、キャリア同士の間の力、即ちキャリア
間の付着力F、が強くなり、長い徳を形成するようにな
る。 また、キャリア内にできるグイボールによって、並列に
形成された徳同士が反発するため、このキャリア間の反
発力F2によって、徳の密度は粗くなる。
The conventional method of adjusting the quality by adjusting the carrier magnetization, particle size, etc. has little freedom in selection, and if you take developability into consideration, it is difficult to stably produce and produce appropriate products. It was difficult to supply. On the other hand, if you try to control the height of the magnetic roll using a magnetic roll, you will need to lower the magnetic flux density, which weakens the force that holds the douyaria, making it more likely to cause carrier adhesion. When the amount of developer on the sleeve is reduced, the absolute amount of toner that contributes to development decreases, resulting in a lower image density.Furthermore, the height of the carrier and the roughness of the developer on the developing sleeve are , is determined by the magnetization and particle size of the carrier, and the magnetic flux density of the magnet roll.This is because, as shown in Figure 9, when the magnetic force of the carrier is strong, the force between the carriers, that is, the adhesion force F between the carriers is strong. In addition, since the virtues formed in parallel repel each other due to the guiballs formed within the carrier, the density of the virtues becomes coarser due to the repulsive force F2 between the carriers.

【問題点を解決するための手段] (51!明の目的) 本発明は、鮮明なカラートナーが使用可能で、安定した
現像剤層を形成できる磁性キャリアと非磁性トナーを含
む二成分現像剤を用いた非接触現像方式において、潜像
形成体と現像剤担持体を従来上りもさらに近接させるこ
とを可能となし、この現像ギャップより徳の高さを低(
すると共に、キャリアに充分な磁気力大与え、しかも現
像スリーブ上の現像剤密度を高く保つことのできる、薄
い現像剤層を安定かつ均一に形成することによって、高
画質画像を得ることのできる現像装置を提供することを
目的とする。 (発明の構成) 上記目的は、現像剤担持体上にキャリアとトナーからな
る二成分現像剤の層を形成し、像形成体上の静電潜像を
現像する現像装置において、該現像剤担持体が非磁性基
体とその上に単層に並べられた磁性粒子の層を有するこ
とを特徴とする二成分現像剤を用いた現像装置により達
成される。 本発明の現像装置においては、現像剤が後記するように
粒径50μ論以下、好ましくは15μm以下のトナー及
び該トナーの粒径と余り変わらな−を小粒径のキャリア
から構成され、現像領域において、300μm以下好ま
しくは200μ鵠以下という二成分現像剤としては従来
になく薄い現像剤層により非接触で現像するようにして
いる。ここで用いられる現像剤のキャリア及びトナーの
粒径が前期のように小とされることにより両者間の結合
力が弱いとしても、現像剤層が極く薄くしであるため現
像剤担持体(以後スリーブと称する)に十分固着されて
いて飛散を伴うことがない。又非接触現像の場合は、接
触現像の場合と異なり不必要に多量の現像剤層は不要で
あり、像形成に必要な量のトナーが存在すればよいので
、本発明のスリーブを用いた層現像方法を非接触現像方
法と組合せることにより、両方法のもつ利点が倍増され
効果がある。 しかも非接触現像法において現像剤層を薄くすれば像形
成体(感光体)とスリーブとの間隙を小さくすることが
でき、トナーを飛翔させるに要する振動電界を形成する
に要する現像バイアスの電圧を低くすることができる。 従りで前記トナー飛散はこの点からも軽減される外、ス
リーブ面からの現像バイアスに基づくリーク放電等が抑
制される利点がある。像形成体とスリーブとの間隙を小
さくした場合、さらに、潜像により現像域すなわちスリ
ーブ上のトナーがe?l的な力を受けて像形成体へ移行
しうる領域に形成される電界強度が大きくなり、その結
果、階調の微妙な変化や細かなパターンもよく現像でき
るようになる。 前記薄層の現像剤層を形成する手段としては、例えば、
スリーブと、一定の間隙をへだで配置されたN厚規制板
、スリーブに近接して配置され回松磁界により現像剤層
厚を規制する磁石ロール等、従来公知の層厚規制部材の
いづれもが利用される。 中でも現像剤中に含まれる塵埃、繊維、紙粉又はトナー
又はキャリアの凝集体等の不純物を排除する上で、スリ
ーブに体して弾性的に軽度に圧接される圧接板から成る
薄層形成部材が好ましく用いられる。 第4図には本発明の現像方法を行う上で好適な現像装置
の断面図が示される0図中1は像形成体、2はハウジン
グ、3は本発明による磁性粒子を貼り付けたスリーブ、
4はN、S8極を有する磁気ロール、5は層形成部材、
6は該部材の固定部材、7は第1攪拌部材、8は第2攪
拌部材である。9及び10は前記攪拌部材、7及び8の
回転軸、11は現像剤溜り、12は補給トナー容器、1
3はトナー補給ローラ、14は現像バイアス電源、15
は現像領域、Tはトナー、dは現像剤を表す。 本発明による現像装置の現像ロールの構成は、第1図に
示すように、スリーブ3上に粒径30〜150μ鶴の磁
性粒子Mを薄層に並べて貼着固定したことを特徴とする
ものである。この貼着方法としては、スリーブ3上にエ
ポキシ系の接着剤を薄層に塗布して、その上に磁性粒子
Mを付着させる方法、スリーブ3上に予め両面接着テー
プを貼ったのち、これに磁性粒子Mを付着させる方法等
がある。上記付着に際しては、スリーブ3上に磁性粒子
Mを一定量付着させたのちに、磁気ロール4を回松する
ことにより容易に形成することができる。 このように形成した本発明のスリーブの効果は、それぞ
れの磁性粒子Mに磁場が集中するため、キャリアがそれ
ぞれの磁性粒子M上に付着して穂を形成することにより
、密度の高いキャリア鎖を形成することができることで
ある。 第2図(A)は、従来の現像装置のスリーブ103上に
形成されたキャリアCの磁穂を模式的に示す図であり、
前述の第9図の如く、長い磁穂を形成し、各穂の密度は
粗く形成されていることを示す。 これに対し、第2図(B)は本発明による現像装置のス
リーブ3上に貼着された磁性粒子Mの薄層と、このri
層上に形成されたキャリアCの磁穂形成状態を模式的に
示す図である。これによれば、キャリアCmの高さを低
くするとともに、キャリアに充分な磁気力を与え、しか
も穂の密度を高く保つことができる。これによって非接
触現像方式において、像形成体1とスリーブ3との間隙
をより短(することが可能となった。 また、第3図(A)は従来の現像ロールの磁束分布を示
す図であり、第3図(B)は本発明による磁束分布を示
す図である。第3図(B)においては、磁性粒子Mによ
って集束されるから磁束密度は増す。 ここで用いたスリーブ3上の磁性粒子Mは、磁化80e
yll+uy/ g、粒径100μIの球形の7エライ
トである。また該磁性粒子Mのスリーブ3上への貼り付
けには、エポキシ系接着剤をスリーブ3上に薄く延ばし
た上に、磁性粒子Mを振りかけ、はぼ一層でかつ緻密な
薄層になるように形成したものである。 かかる現像装置において、現像剤溜す13内の現像剤d
は矢印方向に回転する第−撹拌部材7と、これと反対方
向で互いに重複するように回転する第2FR,拌部材8
とにより充分撹拌混合され、矢印方向に回転するスリー
ブ3とこれと反対方向に回転する磁気ロール4の撮送力
により、前記スリーブ3の表面に付着搬送される。前記
スリーブ3表面にはハウジング2から延びる固定部材6
により保持された層形成部材5が端部に近い面の部分で
圧接されていて、搬送される現像剤dの層厚を規制し、
10μ瞳〜300μ鐘、好ましくは50μff1〜20
0μ艶の範囲の薄い現像剤層を形成するようになる。 ここで10μm未満の場合は現像濃度が低下し、250
μ印を超えるとキャリア及びトナーの飛散が生ずるよう
になる。この現像剤層は現像領域15において矢印方向
に回転する像形成体1上の潜像を間隔をへだてて非接触
で現像し、トナー像を形成する。 この非接触現像時には′IL源14から交流成分を含む
現像バイアスが前記スリーブ3に印加され、その結果ス
リーブ3上の現像剤中のトナーのみが選択的に前記潜像
の面に移行して付着される。なお、現像剤の層厚は以下
のようにして測定する。すなわち、日本光学(株)製二
コンプロフィールプロジェクタ−を用い、スリーブのス
クリーンの投影像と、スリーブに薄層を形成した状態の
投影像との位置の比較に上り層厚が求められる。前記層
形成部材5は、固定部材6によ吐1が固定されて弾性が
付与された、例えば磁性又は非磁性の金属、金属化合物
、プラスチック、ゴム等から成る極めて均一に形成され
た薄板であり、その厚さ50〜500μmとされる。 前記のように一端が固定された層形成部材の他端に近い
部分でスリーブ3を弾性的にわずかに押圧するようにさ
れ、該押圧により、スリーブ3と薄板の接触位置におい
てキャリア及びトナー粒子の層のみが通過することがで
き、現像剤d中の不純物やキャリア及び/又はトナーの
凝集物などを通過させないようにしでいる。従って現像
領域15に至る現像剤が常に均一かつ安定したものとな
る。 なお現像領域15に至る現像剤の厚さは、前記層形成し
部材5のスリーブ3に対する押接力や接触角を変えるこ
とにより制御される。 前記したように現像剤を構成するキャリア及びトナーが
小粒径の方が画質の解像力及び階層再現性の点から有利
とされ、例えば現像剤層のキャリアを30μI以下の小
粒径とした場合でも前記した層形成部材5のような手段
を用いることにより現像剤中の不純物や粒塊等を自動的
に排除して均一な層を形成することができる。しかも前
記キャリアがトナーと同程度の小粒径とされた場合でも
同様不純物の混入が排除されて均一な層形成が可能とさ
れる。前記現像装置に組み込まれる前記2つの撹拌部材
7および8は、撹拌羽根が互い衝突することなく互いに
オーバーラツプするように構成されているため、左右方
向(第4図)の撹拌が十分に行なわれると共に、撹拌板
の傾斜のため前後方向(!#14図)の撹拌も十分に行
なわれる。 又、補給ロー212を介してホッパ11から補給された
トナーTも短時間で現像剤d中に均一混合される。 以上のように十分に撹拌され望ましい摩擦帯電が付与さ
れた現像剤dは、スリーブ3上に付着搬送される過程で
前記層形成部材5により、規制され極めて薄くかつ均一
な現像剤層が形成される。 この現像剤層はスリーブ3の回転により一方向に搬送さ
れると共に、磁気ロール4の反対方向への回転により振
動成分を有する磁気バイアスが生じ、前記スリーブ3上
で例えばローリング等の複雑な運動をするので現像領域
15に達して像形成体1の潜像を非接触で現像するとき
、該潜像面に向けてトナーを効果的に供給するようにな
る。前記現像剤層は前記したように10μm〜250μ
m程度とされるので像形成体1とスリーブ3とのギャッ
プ、即ち現像ギャップを200μm付近まで狭くして非
接触現像が可能となる。このように現像ギャップを狭く
すると現像領域15の電界が大きくなるので、スリーブ
3に印加する現像バイアスが小さくても十分な現像が達
成され、現像バイアスのリーク放電等も軽減される利点
がある。iLらには現像しで得られる画像の解像力その
他画質が全般的に向上する。 以上説明した極めて薄い現像剤層による現像方法は、例
えば小径スリーブの現像装置において顕著な効果が発揮
される。即ち従来、例えば30m5程度以下の小径スリ
ーブにより非接触現像を行う場合、現像剤層の層厚規制
がやりにくいため11−程度の現像ギャップが必要であ
った。このため高圧の交流バイアスが必要とされ、現像
して得られる画像の解像力、階調再現性及び全体的な画
質が低下し、特に文字などの細部がつぶれて十分再現さ
れない等の弊害がありた。 これに対して本発明の現像装置によれば均一で安定した
薄い現像剤層を形成して現像することができるので、現
像ギャップを小さくすることができ、電界が十分大きく
なるので現像される画像の解像力、階調再現性その他の
画質が格段に向上したものとなる。又、小径スリーブが
可能な場合、高価な現像i置が小型となりコストダウン
となる外、多くの現像装置が必要なカラー電子写真等に
おいて作像機器の配列が容易となり、装置全体がコンパ
クト化される利点がある。 さらに本発明の現像装置における別の効果としては、小
粒径とされたにもかかわらずキャリア及びトナーの飛散
が少なく抑えられたことが挙げられる。即ち従来小粒径
のキャリアとトナーから成る現像剤を用いて現像すると
、前記キャリア及び/又はトナーが飛散して装置内を汚
染するとか、カラートナーを収容する現像装置に異色の
トナーが混入して画像のカラーバランスが乱れるとか、
かぶりが発生する等の問題があったが、本発明の現像方
法に上れば前記諸問題が全て解決される。 又本発明の別の効果としては、現像方法が非接解現像と
され、トナーのみが潜像面に向かって選択的に飛翔しで
現像されるので、潜像面へのキャリア付着が防止される
。又潜像面を摺擦しないので像形成体表面を損傷したり
、瑚き目を形成したりすることがなく、現像力及び階調
再現性が良好であり、十分な量のトナーを潜像面に付着
させろことができる。さらに又トナー像が形成された像
形成体上に重ねて現像することができるので本発明の多
色現像に好適である。 なお本発明の現像方法における安定した現像条件として
は、現像剤層が10〜250μ輪より好ましくは20〜
200μ義、現像ギャップが200μm〜600μmと
され、好ましくは300〜500μmとされスリーブ3
の回転速度は像形成体1の回転速度に比して線速度で1
・5倍以上、好ましくは2倍以上であることが好ましい
。ここで上記については、特に限定はないがキャリア及
びトナー飛散の問題があり、適当な値以下にする必要が
ある。 本発明に使用される磁性粒子Mは、磁化が30〜150
e+awuy/ g、粒径が20〜250μ論の範囲の
ものが用いられる。そして材質としては、7エライト、
鉄、ニッケルなどの多くの磁性体が使用できる。 またその形状は、球形で粒子径がそろっている方が良好
である。更に上記磁性粒子Mの平均粒径は前記キャリア
Cの平均粒径の1/2から3倍の大きさの範囲であるこ
とが好ましい、*たこれらの磁性粒子Mは、導電性ある
いは絶縁性の樹脂でコーティングされたものでも良好な
結果が得られる。 次に本発明の現像装置に適用される現像剤のトナーの構
成は以下のようである。 ■ 熱可塑性樹脂(結着剤)80〜90wt%例:ポリ
スチレン、スチレンアクリル重合体、ポリエステル、ポ
リビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリエチレン、エチレン酢ビ共重合体など、あるいは上
記の混合物■ 顔料(着色剤)θ〜15wt% 例:黒:カーボンプラック イエロー :ベンノノン誘導体 マゼンタ : ローダミンBレーキ、カーミン6Bなど シアン :銅7タロシ7二ン、スルホンアミド誘導体染
料など ■ i電制御剤 0〜5wt% プラスドナー:ニグロシン系の電子供与性染料、フルコ
キシル化アミン、アルキルアミド、キレート、顔料、4
級アンモニウム塩など マイナストナー二電子受容性の有1fl錯体、塩素化パ
ラフィン、塩素化ポリエステル、酸基過剰のポリエステ
ル、塩素化銅フタロシアニンなと ■ 流動化剤 例:フロイグルシリカ、疎水性シリカ、シリコンワニス
、金属石ケン、非イオン界面活性剤など ■ クリーニング剤(感光体上のトナーのフィルミング
を防止) 例:脂肪酸金属塩、表面に有機基をもつ酸化ケイ素酸、
フッ素系界面活性剤など ■ 充填剤(画像の表面光沢の改良、原材料費の低減) 例:炭酸カルシウム、クレー、タルク、顔料などこれら
の材料のほか、画像面へのかぶりやトナー飛散を防ぐた
め、磁性粉を少量含有させてもよい。 このような磁性粉としては枝糸0.1〜1mmの四三酸
化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロム、ニッケル7エラ
イト、鉄合金粉末などが用いられ、0.1〜5彎t%含
有される。さらに鮮明な色を保つためには1wL%以下
とするのが望ましい。 なお、約20kg/c−の力で塑性変形して紙に定着さ
せる圧力定着用トナーに適する樹脂としては、ワックス
、ポリオレフィン順、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポ
リウレタン、ゴムなどの粘着性樹脂などが用いられる。 以上の材料を用いて従来公知の製造方法によりトナーを
作ることができる。 本装置において、さらに好ましい画像を得るために、ト
ナー粒径(重量平均)は50〜1μ輪、特に15〜1μ
鋤であることが望ましい、15μ礁を超えると画質が多
少落ち、特に50μ場を°超えると細字がよみにくくな
り、1μ輪以下だとかぶりが発生し、画像の鮮明さが失
われる。なお、本発明でいうトナー及びキヤI77の粒
径、又は平均粒径は重量平均粒径を意味し、該重量平均
粒径はコールタ−カウンタ (コールタ社製)で測定さ
れた値である。 また粒子の固有抵抗は、粒子を0.50cm”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/am2の荷重をかけて厚さを1−一程度
とし、荷重と底面電極との間に102〜10’V/C−
の電界を発生させてそのとき流れる電流値から求められ
る。又キャリアの構成は以下のようであり、基本的にト
ナーの構成材料として挙げたものが用いられる。 キャリア粒子は磁性体粒子と樹脂を主な成分とするもの
であって、解像力や階調再現性を向上させるため、好ま
しくは球形化され、重量平均粒径が50μl以下、特に
5μm以上30μ論以下のものが好適である。ここでキ
ャリア粒子径が30μm、特に50μmを超えると現像
剤層のi1層化を阻害し、現像性が悪くなり、画質が低
下する。又5μ論未満だと現像剤の現像性、摩*@電性
、流動性が悪く、かつキャリア飛散が発生する。 また、バイアス電圧によって電荷が注入されて感光体面
にキャリアが付着したり、潜像を形成する電荷が消失し
たりするのを防ぐため、キャリアの抵抗率は10−Ωa
m以上、好ましくは10′3ΩC−以上、さらに好まし
くは10′4ΩC1以上の絶縁性のものがよい。 このよろなキャリアは、磁性体の表面をI′j(脂で被
覆するか、あるいは磁性体微粒子を樹脂に分散含有させ
、得られた粒子を公知の粒径選別手段で選別して作られ
る。 さらに今ヤリアを球形化する場合は以下のように行う。 ■ 樹脂被覆キャリア :磁性体粒子として球形のもの
を選ぶ。 ■ 磁性粉分散キャリア二分散m脂形成後に1%風ヤ!
水ニヨル球形化処理を施したり、スプレーl’ライ法1
:、1:’)iE[*球形の分散樹珊を形成する。 上述のトナーとキャリアを、各表面積の総和が等しくな
る程度の比で混合することが好ましい。 例えばトナーの平均粒径が10μ輪、キャリアの平均粒
径が20μ鴫であるとき、トナー濃度(現像剤に占める
トナーの重量比)が5〜40wt%、好ましくは10〜
25wt%に設定するのが適当である。 即ち本発明の現像剤においては、従来の大粒径キャリア
の外周の多数の小粒径上トナーが付着して成る現′像剤
とは異なり、キャリアの粒径が小さくトナーの粒径に近
いものとされているため、両者の表面積の総和がほぼ等
しくなる程度の混合比が好ましいものとされる。 【実施例】 以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。 第5図は使用する像形成装置の構造を示す、Iil像入
力部INは、照明光源1、ミツ−22、レンr23、−
次元カラーCCD撮像素子24が一体となって二ニット
化されていて、画像入力部INが図示しない駆動装置に
よって矢印X方向に移動し、CCDI像素子24が原稿
を読取る。画像入力部INを固定し、原稿台を移動させ
ることによって原稿25が移動するようにしても良い。 画像入力部IN″C読取られた画像情報は、画像処理部
TRで記録に適したデータに変換される。 レーザー光学系26は、上記の画像データに基づいて以
下のようにして像形成体20上に潜像を形成し、この潜
像が現像されてトナー像が像形成体20上に形成される
。像形成体20はスコロトロン帯電極27により表面が
均一に帯電される。続いてレーザー光学系26から記録
データに従った像露光りがレンズを介して像形成体20
上に照射される。このようにして静電潜像が形成される
。この静電潜像はイエロートナーが収容されでいる現像
装置Aにより現像される、トナー像を形成された像形成
体20は、再びスコロトロン帯IE極27により均一に
帯電され、別の色成分の記録データに従った像露光りを
受ける。形成された静電潜像はマゼンタトナーが収納さ
れている現像装置Bにより現像される。 この結果、像形成体20上にイエロートナーと7ゼンタ
トナーによる2色トナー像が形成される。以下同様にし
てシアントナー、黒トナーが重ねて現像され、像形成体
20上に4色トナー像が形成される。なお前記各色トナ
ーを収容する現像装置A。 B、C,Dはいづれも#44図の現像装置と同様の構造
を有するものとされる。 このようにして得られた多色トナー像は、露光ランプ2
8により除電されて松写され易(された後、転写極29
により記録紙Pに松写される。記Q紙Pは分離極30に
より像形成体20から分離され、定着器31で定着され
る。一方、像形成体20は除電極32とクリーニング装
W133により清掃されろ。 クリーニング装fi33はクリーニングブレード34と
7フーブラシ35とを有する。これらは像形成中は像形
成体20とは非接触に保たれていて、像形成体20に多
色像が形成されると像形成体2oと接触し、転写残トナ
ーを掻き取る。その後、クリーニングブレード34が像
形成体20から離れ、少し遅れて7アープラシ35が像
形成体20から離れる。7アーブラシ35はクリーニン
グプレート34が像形成体20から離れる際、像形成体
20上に残るトナーを除去する働きをする。36はブレ
ード34でF!iき取られたトナーをill集するロー
ラである。 レーザー光学系2Bを第6図に示す8図中、37は半導
体レーザー発振器、381.を回伝多面鏡、39はrθ
レンズである。 また、このような像形成装置では各画像の位置合わせの
ため、感光体上に光学的マークを付け、それを光センサ
ーなどで読み取ることにより、像露光開始のタイミング
をとることが効果的である。 第5図の複写装置における前記像形成プロセスは下記処
方の現像剤を用いて反転現像され、#11表乃至第4表
の作像条件及び第7図の動作タイミングにより像形成が
行なわれる。(第7図においてハイレベルが動作状態を
示している。)(現像剤処方) トナー組成物:ポリスチレン   45重fi部ポリメ
チルメチクリレート 44重量部 パリファースト  0.2〃 (荷電制御剤) 着    色   剤    10,5//マグネタイ
ト粉  0.3〃 但し着色剤はイエロートナーがオーラミン、マゼンタト
ナーがローダミンB1シアントナーが銅7タロシ7ニン
、黒トナーがカーボンブラックとされる。上記組成物を
混合、練肉、分級して所望のトナーをうるようにしてい
る。 キャリア組成物 スチレン−メチルメタクリレート (1:1)共重合樹
脂           30重1部マグネタイト粉 
        7Qtt上記組成物を混合、練肉、分
級後熱風処理して球形キャリアが得られる0次いで前記
キャリア80ffl量部とトナ−20!I!量部を十分
攪拌混合して現像第1表 第4表 第2表 第3表 なお、第1表の有8!感光層はトリス7ゾ顔料を含むキ
ャリア発生層を下層とし、芳香族アミノ化合物を含むキ
ャリア輸送層を上層とする8!能分離型感光層から成り
、現像方法は非接触現像法であってかつ反転現像方法と
される。 又第7図のタイミングチャートにおいて、横軸は作像工
程を表し、縦紬は各作像部門を表す、又A、B、C,D
はイエロートナー現像器、マゼンタトナー現像器、シア
ントナー現像器、黒トナー現像器を表す。 以上の条件で多色像を形成したところ、解像力が良好で
ドツトによる@似的な中間調の再現性も良好なものが得
られた。又トナー及びキャリアの飛散も最小限に押さえ
ることができた。 (実施例2) 次にトナー組成物のバリ7アーストを0.4重量とし、
作像条件を第5表乃至#48表の如くした他は実施例1
と同様にして多色像を形成した。 以下余白 第5表 第8表 第6表 第7表 以上の条件で多色像を形成したところ、実施例1の場合
と同様トナー及びキャリアの飛散を伴うことなく高解像
力で良好な色調及び階調再現性を有する複写像が得られ
た。
[Means for Solving the Problems] (Objective of 51!) The present invention provides a two-component developer containing a magnetic carrier and a non-magnetic toner that can use vivid color toners and form a stable developer layer. In the non-contact development method using
At the same time, it is possible to obtain high-quality images by stably and uniformly forming a thin developer layer that applies sufficient magnetic force to the carrier and maintains a high developer density on the developing sleeve. The purpose is to provide equipment. (Structure of the Invention) The above object is to form a layer of a two-component developer consisting of a carrier and a toner on a developer carrier, and to provide a developing device that develops an electrostatic latent image on an image forming member. This is achieved by a developing device using a two-component developer characterized by having a non-magnetic substrate and a layer of magnetic particles arranged in a single layer on the non-magnetic substrate. In the developing device of the present invention, the developer is composed of a toner having a particle size of 50 μm or less, preferably 15 μm or less, and a carrier having a small particle size that is not much different from the particle size of the toner, as described later. In this method, non-contact development is performed using an unprecedentedly thin developer layer for a two-component developer having a thickness of 300 μm or less, preferably 200 μm or less. Even if the particle size of the developer carrier and toner used here are small as in the previous stage, and the binding force between the two is weak, the developer layer is extremely thin, so the developer carrier ( (hereinafter referred to as the sleeve) and is not accompanied by scattering. In addition, in the case of non-contact development, unlike in the case of contact development, an unnecessarily large amount of developer layer is not required, and only the amount of toner necessary for image formation is present. By combining the development method with the non-contact development method, the advantages of both methods are doubled and the effect is increased. Moreover, by making the developer layer thinner in the non-contact development method, the gap between the image forming body (photoreceptor) and the sleeve can be reduced, and the developing bias voltage required to form the oscillating electric field required to fly the toner can be reduced. It can be lowered. Therefore, there is an advantage that not only the toner scattering is reduced from this point of view, but also leakage discharge due to the developing bias from the sleeve surface is suppressed. When the gap between the image forming body and the sleeve is made small, the latent image causes the toner in the developing area, that is, on the sleeve, to e? The intensity of the electric field formed in the area where it can be transferred to the image forming body by receiving the force of 1 becomes large, and as a result, even subtle changes in gradation and fine patterns can be developed well. As a means for forming the thin developer layer, for example,
Any of the conventionally known layer thickness regulating members, such as the sleeve, an N thickness regulating plate disposed with a certain gap between them, and a magnet roll disposed close to the sleeve that regulates the developer layer thickness by a rotating magnetic field. is used. In order to eliminate impurities such as dust, fibers, paper powder, or aggregates of toner or carrier contained in the developer, a thin layer forming member consisting of a pressure plate that is lightly elastically pressed against the sleeve. is preferably used. FIG. 4 shows a sectional view of a developing device suitable for carrying out the developing method of the present invention.
4 is a magnetic roll having N and S8 poles; 5 is a layer forming member;
6 is a fixing member of the member, 7 is a first stirring member, and 8 is a second stirring member. 9 and 10 are the stirring members, 7 and 8 are rotating shafts, 11 is a developer reservoir, 12 is a replenishment toner container, 1
3 is a toner supply roller, 14 is a developing bias power supply, 15
represents the development area, T represents the toner, and d represents the developer. As shown in FIG. 1, the structure of the developing roll of the developing device according to the present invention is characterized in that magnetic particles M having a particle size of 30 to 150 μm are arranged in a thin layer and fixed on a sleeve 3. be. This attachment method includes applying a thin layer of epoxy adhesive onto the sleeve 3 and attaching the magnetic particles M thereon, or attaching double-sided adhesive tape on the sleeve 3 in advance, and then attaching it to the adhesive. There are methods of attaching magnetic particles M, etc. The above-mentioned attachment can be easily formed by attaching a certain amount of magnetic particles M onto the sleeve 3 and then rotating the magnetic roll 4. The effect of the sleeve of the present invention formed in this way is that since the magnetic field is concentrated on each magnetic particle M, carriers adhere to each magnetic particle M and form ears, thereby forming a highly dense carrier chain. It is possible to form. FIG. 2(A) is a diagram schematically showing a magnetic tip of a carrier C formed on a sleeve 103 of a conventional developing device.
As shown in FIG. 9 above, long ears are formed, and each ear is formed with a coarse density. On the other hand, FIG. 2(B) shows a thin layer of magnetic particles M stuck on the sleeve 3 of the developing device according to the present invention, and this ri
FIG. 3 is a diagram schematically showing a magnetic ear formation state of carrier C formed on a layer. According to this, the height of the carrier Cm can be reduced, sufficient magnetic force can be applied to the carrier, and the density of the ears can be kept high. This has made it possible to shorten the gap between the image forming body 1 and the sleeve 3 in the non-contact developing system. Also, Figure 3 (A) is a diagram showing the magnetic flux distribution of the conventional developing roll. 3(B) is a diagram showing the magnetic flux distribution according to the present invention. In FIG. 3(B), the magnetic flux density increases because it is focused by the magnetic particles M. The magnetic particles M have a magnetization of 80e
yll+uy/g, a spherical 7-elite with a particle size of 100μI. Furthermore, in order to attach the magnetic particles M onto the sleeve 3, spread the epoxy adhesive thinly on the sleeve 3, and then sprinkle the magnetic particles M onto the sleeve 3, so that it becomes a thin, dense layer. It was formed. In such a developing device, the developer d in the developer reservoir 13
The first stirring member 7 rotates in the direction of the arrow, and the second FR stirrer 8 rotates in the opposite direction so as to overlap with each other.
The mixture is sufficiently agitated and mixed, and is adhered to and conveyed to the surface of the sleeve 3 by the feeding force of the sleeve 3 rotating in the direction of the arrow and the magnetic roll 4 rotating in the opposite direction. A fixing member 6 extending from the housing 2 is provided on the surface of the sleeve 3.
The layer forming member 5 held by is pressed against the surface near the end to regulate the layer thickness of the developer d being conveyed,
10μ pupil to 300μ bell, preferably 50μff1-20
A thin developer layer with a gloss level of 0μ is formed. Here, if it is less than 10 μm, the development density will decrease and 250 μm.
When the value exceeds the μ mark, carrier and toner scattering occurs. This developer layer develops the latent image on the image forming body 1 rotating in the direction of the arrow in the developing area 15 at a distance and without contact, thereby forming a toner image. During this non-contact development, a developing bias containing an alternating current component is applied to the sleeve 3 from the IL source 14, and as a result, only the toner in the developer on the sleeve 3 selectively moves to and adheres to the surface of the latent image. be done. Note that the layer thickness of the developer is measured as follows. That is, using a two-con profile projector manufactured by Nippon Kogaku Co., Ltd., the layer thickness is determined by comparing the positions of the projected image of the screen on the sleeve and the projected image of the thin layer formed on the sleeve. The layer forming member 5 is an extremely uniformly formed thin plate made of, for example, magnetic or non-magnetic metal, metal compound, plastic, rubber, etc., to which the discharge 1 is fixed by a fixing member 6 and imparted with elasticity. , its thickness is 50 to 500 μm. As described above, the sleeve 3 is elastically slightly pressed at a portion near the other end of the layer forming member having one end fixed, and this pressing causes the carrier and toner particles to be released at the contact position between the sleeve 3 and the thin plate. Only the layer is allowed to pass through, and impurities in the developer d, aggregates of carrier and/or toner, etc. are not allowed to pass through. Therefore, the developer reaching the development area 15 is always uniform and stable. The thickness of the developer reaching the developing area 15 is controlled by changing the pressing force and contact angle of the layer forming member 5 against the sleeve 3. As mentioned above, it is said that it is advantageous for the carrier and toner constituting the developer to have a small particle size from the viewpoint of image quality resolution and hierarchical reproducibility. For example, even when the carrier in the developer layer has a small particle size of 30 μI or less, By using a means such as the layer forming member 5 described above, impurities, particles, etc. in the developer can be automatically removed to form a uniform layer. Furthermore, even when the carrier has a particle size as small as that of the toner, contamination of impurities is similarly eliminated and uniform layer formation is possible. The two stirring members 7 and 8 incorporated in the developing device are constructed so that the stirring blades overlap each other without colliding with each other, so that sufficient stirring in the left and right direction (FIG. 4) is achieved. , Due to the inclination of the stirring plate, sufficient stirring is also carried out in the front-rear direction (!#14 diagram). Further, the toner T supplied from the hopper 11 via the supply row 212 is also uniformly mixed into the developer d in a short time. The developer d, which has been sufficiently agitated and imparted with a desired frictional charge as described above, is regulated by the layer forming member 5 in the process of being deposited and conveyed onto the sleeve 3 to form an extremely thin and uniform developer layer. Ru. This developer layer is conveyed in one direction by the rotation of the sleeve 3, and a magnetic bias having a vibration component is generated by the rotation of the magnetic roll 4 in the opposite direction, causing a complicated movement such as rolling on the sleeve 3. Therefore, when the toner reaches the development area 15 and develops the latent image on the image forming member 1 without contact, the toner is effectively supplied toward the latent image surface. The developer layer has a thickness of 10 μm to 250 μm as described above.
Since it is approximately 200 μm, the gap between the image forming body 1 and the sleeve 3, that is, the development gap, can be narrowed to around 200 μm to enable non-contact development. When the development gap is narrowed in this manner, the electric field in the development region 15 becomes larger, so that sufficient development can be achieved even if the development bias applied to the sleeve 3 is small, and there is an advantage that leakage discharge of the development bias and the like is reduced. iL et al. generally improve the resolution and other image quality of images obtained by development. The developing method using an extremely thin developer layer as described above exhibits remarkable effects, for example, in a developing device with a small diameter sleeve. That is, conventionally, when non-contact development is performed using a small-diameter sleeve of, for example, about 30 m5 or less, a development gap of about 11 mm is required because it is difficult to regulate the thickness of the developer layer. For this reason, a high-voltage alternating current bias is required, which reduces the resolution, gradation reproducibility, and overall image quality of the image obtained through development, and has the disadvantage that details such as letters in particular are crushed and cannot be reproduced satisfactorily. . On the other hand, according to the developing device of the present invention, it is possible to form a uniform, stable and thin developer layer for development, so the development gap can be made small, and the electric field is sufficiently large so that the developed image can be formed. The resolution, gradation reproducibility, and other image quality have been significantly improved. Furthermore, if a small-diameter sleeve is possible, the expensive developing device becomes smaller and costs are reduced, and in color electrophotography, etc., where many developing devices are required, it becomes easier to arrange the imaging equipment, making the entire device more compact. It has the advantage of Another advantage of the developing device of the present invention is that scattering of the carrier and toner is suppressed to a small extent despite the small particle size. That is, when developing using a conventional developer consisting of carrier and toner with small particle diameters, the carrier and/or toner may scatter and contaminate the inside of the device, or toner of a different color may get mixed into the developing device that accommodates color toner. The color balance of the image may be disturbed.
Although there have been problems such as fogging, all of the above problems can be solved by the developing method of the present invention. Another effect of the present invention is that the developing method is non-contact resolution development, and only the toner is developed by selectively flying toward the latent image surface, so that carrier adhesion to the latent image surface is prevented. Ru. In addition, since the latent image surface is not rubbed, there is no damage to the image forming body surface or the formation of scratches, and the developing power and gradation reproducibility are good, and a sufficient amount of toner can be applied to the latent image. Can be attached to surfaces. Furthermore, since the toner image can be superimposed on the image forming body and developed, it is suitable for the multicolor development of the present invention. In addition, as stable development conditions in the developing method of the present invention, the developer layer has a diameter of 10 to 250 μm, preferably 20 to 250 μm.
The sleeve 3 has a 200 μm definition and a developing gap of 200 μm to 600 μm, preferably 300 to 500 μm.
The rotational speed of is 1 in linear velocity compared to the rotational speed of the image forming body 1.
- It is preferably 5 times or more, preferably 2 times or more. There is no particular limitation on the above, but there is a problem of carrier and toner scattering, so it is necessary to keep it below a suitable value. The magnetic particles M used in the present invention have a magnetization of 30 to 150
e+awuy/g and a particle size in the range of 20 to 250 μm is used. And as for the material, 7elite,
Many magnetic materials such as iron and nickel can be used. Moreover, it is better if the shape is spherical and the particle diameter is uniform. Further, the average particle size of the magnetic particles M is preferably in the range of 1/2 to 3 times the average particle size of the carrier C. Good results are also obtained with resin-coated materials. Next, the composition of the toner of the developer applied to the developing device of the present invention is as follows. ■ Thermoplastic resin (binder) 80-90wt% Examples: polystyrene, styrene acrylic polymer, polyester, polyvinyl butyral, epoxy resin, polyamide resin,
Polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, etc., or a mixture of the above Pigment (coloring agent) θ ~ 15 wt% Example: Black: Carbon Plaque Yellow: Bennonone derivative Magenta: Rhodamine B lake, Carmine 6B, etc. Cyan: Copper 7 Taroshi 72 ■ Electron control agent 0-5wt% Positive donor: Nigrosine-based electron-donating dye, flukoxylated amine, alkylamide, chelate, pigment, 4
Negative toners such as ammonium salts, 1 fl complexes with two-electron acceptability, chlorinated paraffins, chlorinated polyesters, polyesters with excess acid groups, chlorinated copper phthalocyanines, etc. Examples of fluidizing agents: Frogl silica, hydrophobic silica, silicon Varnishes, metal soaps, nonionic surfactants, etc. ■ Cleaning agents (prevents toner filming on the photoreceptor) Examples: fatty acid metal salts, silicon oxides with organic groups on the surface,
Fluorine surfactants, etc. ■ Fillers (Improves image surface gloss, reduces raw material costs) Examples: Calcium carbonate, clay, talc, pigments, etc. In addition to these materials, to prevent fogging on the image surface and toner scattering. , a small amount of magnetic powder may be included. As such magnetic powder, triiron tetroxide, γ-ferric oxide, chromium dioxide, nickel 7-erite, iron alloy powder, etc. with branch threads of 0.1 to 1 mm are used, and 0.1 to 5 t% Contains. In order to maintain even clearer colors, it is desirable that the content be 1wL% or less. Suitable resins for pressure fixing toners that are plastically deformed and fixed to paper with a force of about 20 kg/c- include wax, polyolefin, ethylene vinyl acetate copolymer, polyurethane, and adhesive resins such as rubber. used. A toner can be made using the above-mentioned materials by a conventionally known manufacturing method. In this apparatus, in order to obtain a more preferable image, the toner particle size (weight average) is 50 to 1 μm, particularly 15 to 1 μm.
It is preferable to use a spade; if the field exceeds 15μ, the image quality will deteriorate somewhat, especially if the field exceeds 50μ, fine print becomes difficult to read, and if the field exceeds 1μ, fogging will occur and the sharpness of the image will be lost. The particle size or average particle size of the toner and Kya I77 in the present invention means a weight average particle size, and the weight average particle size is a value measured with a Coulter Counter (manufactured by Coulter Inc.). The specific resistance of the particles is determined by placing the particles in a container with a cross-sectional area of 0.50 cm, tapping them, applying a load of 1 kg/am2 to the packed particles, making the thickness about 1-1, 102~10'V/C- between
It is determined from the current value that flows when an electric field is generated. The structure of the carrier is as follows, and basically the materials listed as the constituent materials of the toner are used. The carrier particles are mainly composed of magnetic particles and resin, and are preferably spherical in order to improve resolution and gradation reproducibility, and have a weight average particle size of 50 μl or less, particularly 5 μm or more and 30 μm or less. Preferably. If the carrier particle diameter exceeds 30 μm, particularly 50 μm, formation of the i1 layer in the developer layer is inhibited, developability deteriorates, and image quality deteriorates. If it is less than 5 μm, the developability, friction, and fluidity of the developer will be poor, and carrier scattering will occur. In addition, in order to prevent charges from being injected by the bias voltage and causing the carriers to adhere to the photoreceptor surface and to prevent the charges forming the latent image from disappearing, the resistivity of the carrier is set to 10-Ωa.
It is preferable to use an insulating material having an insulating value of 10'4 ΩC or more, preferably 10'3 ΩC- or more, and more preferably 10'4 ΩC1 or more. These various carriers are made by coating the surface of a magnetic material with I'j (oil) or by dispersing fine magnetic particles in a resin, and selecting the resulting particles using a known particle size selection means. Furthermore, if you want to make Yaria spherical now, do it as follows: ■ Resin-coated carrier: Select spherical magnetic particles. ■ After forming magnetic powder dispersed carrier bidisperse m fat, do it with 1% wind!
Apply water spheroidization treatment or spray l'ly method 1
:, 1:')iE[*forms spherical dispersed coral. It is preferable to mix the toner and carrier described above in such a ratio that the total surface area of each toner is equal. For example, when the average particle size of the toner is 10 μm and the average particle size of the carrier is 20 μm, the toner concentration (weight ratio of toner to developer) is 5 to 40 wt%, preferably 10 to 40 wt%.
It is appropriate to set it to 25 wt%. That is, in the developer of the present invention, unlike a conventional developer in which a large number of small-particle toner particles are attached to the outer periphery of a large-particle carrier, the carrier particle size is small and close to the toner particle size. Therefore, it is preferable that the mixing ratio be such that the sum of the surface areas of the two is approximately equal. [Examples] The present invention will be specifically explained below with reference to Examples. FIG. 5 shows the structure of the image forming apparatus to be used.
The dimensional color CCD image pickup device 24 is integrated into two nits, and the image input section IN is moved in the direction of arrow X by a drive device (not shown), and the CCDI image device 24 reads the original. The image input section IN may be fixed and the document 25 may be moved by moving the document table. The image information read by the image input unit IN''C is converted into data suitable for recording in the image processing unit TR. A latent image is formed on the image forming body 20, and this latent image is developed to form a toner image on the image forming body 20.The surface of the image forming body 20 is uniformly charged by a scorotron charging electrode 27.Subsequently, a laser optical Image exposure according to recorded data from the system 26 is applied to the image forming body 20 via a lens.
irradiated on top. In this way, an electrostatic latent image is formed. This electrostatic latent image is developed by the developing device A which contains yellow toner. Receives image exposure according to recorded data. The formed electrostatic latent image is developed by a developing device B containing magenta toner. As a result, a two-color toner image of yellow toner and 7-zenta toner is formed on the image forming body 20. Thereafter, the cyan toner and the black toner are developed in a similar manner, and a four-color toner image is formed on the image forming body 20. Note that the developing device A accommodates the toners of each color. B, C, and D all have the same structure as the developing device shown in Figure #44. The multicolor toner image obtained in this way is transferred to the exposure lamp 2.
8, the transfer pole 29 is easily transferred.
The image is copied onto the recording paper P. The paper P is separated from the image forming body 20 by a separation pole 30 and fixed by a fixing device 31. On the other hand, the image forming body 20 is cleaned by the removing electrode 32 and the cleaning device W133. The cleaning device fi33 has a cleaning blade 34 and a seven-hoo brush 35. These are kept out of contact with the image forming body 20 during image formation, and when a multicolor image is formed on the image forming body 20, they come into contact with the image forming body 2o to scrape off residual toner after transfer. Thereafter, the cleaning blade 34 separates from the image forming body 20, and a little later, the seven-ear brush 35 separates from the image forming body 20. 7. The arbrush 35 functions to remove toner remaining on the image forming body 20 when the cleaning plate 34 is separated from the image forming body 20. 36 is F with blade 34! This is a roller that collects the toner that has been scraped off. In FIG. 8 showing the laser optical system 2B, 37 is a semiconductor laser oscillator, 381. is a circular polygon mirror, 39 is rθ
It's a lens. In addition, in such an image forming apparatus, in order to align each image, it is effective to place an optical mark on the photoreceptor and read it with an optical sensor to determine the timing for starting image exposure. . In the image forming process in the copying apparatus shown in FIG. 5, reversal development is performed using a developer having the following formulation, and image formation is performed under the image forming conditions shown in Tables #11 to 4 and the operation timing shown in FIG. (In Figure 7, the high level indicates the operating state.) (Developer formulation) Toner composition: Polystyrene 45 parts by weight Polymethyl methacrylate 44 parts by weight Parifast 0.2〃 (Charge control agent) Arrival Colorant 10,5//Magnetite powder 0.3 However, the colorant is Auramine for the yellow toner, Rhodamine B for the magenta toner, Copper 7 Taloshi 7 nin for the cyan toner, and Carbon black for the black toner. The above composition is mixed, ground and classified to obtain a desired toner. Carrier composition Styrene-methyl methacrylate (1:1) copolymer resin 30 parts by weight 1 part magnetite powder
7 Qtt The above composition is mixed, kneaded, classified and then treated with hot air to obtain a spherical carrier.0 Next, 80 ffl parts of the above carrier and 20 toner! I! Thoroughly stir and mix the amounts in Table 1, Table 4, Table 2, Table 3, and Table 1. The photosensitive layer has a carrier generation layer containing a tris7zo pigment as a lower layer and a carrier transport layer containing an aromatic amino compound as an upper layer.8! The photosensitive layer is composed of a photosensitive layer of a functionally separable type, and the development method is a non-contact development method and a reversal development method. In addition, in the timing chart of Fig. 7, the horizontal axis represents the image creation process, the vertical pongee represents each image creation department, and A, B, C, D
represents a yellow toner developer, a magenta toner developer, a cyan toner developer, and a black toner developer. When a multicolor image was formed under the above conditions, an image with good resolution and good reproducibility of dot-like halftones was obtained. Furthermore, the scattering of toner and carrier could also be suppressed to a minimum. (Example 2) Next, the weight of Bali 7 First of the toner composition was 0.4,
Example 1 except that the image forming conditions were as shown in Tables 5 to #48.
A multicolor image was formed in the same manner as above. When a multicolor image was formed under the above conditions as shown in the following margins, Table 5, Table 8, Table 6, Table 7, it was found that, as in Example 1, it had high resolution and good color tone and gradation without scattering of toner and carrier. A copy image with good tonal reproducibility was obtained.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上の説明から明らかなように本発明の現像装置に装備
された現像スリーブを用いることにより、該スリーブ上
に徳立ちの低い、徳の密度の高い現像剤層を形成するこ
とができるため、像形成体とスリーブ間の現像領域にお
けるギャップを狭くしで、キャリア付着、キャリアやト
ナーの飛散、かぶり等のない高画像濃度で高解像度の高
品位画質が得られるとともに、カラー複写装置において
は、混色のない色調・階調再現性にすぐれた鮮明な多色
画像を得ることができる。また、小形スリーブで非接触
現像とすることにより、カラー複写装置のコンパクト化
が達成されるなどの効果が奏される。
As is clear from the above description, by using the developing sleeve equipped in the developing device of the present invention, it is possible to form a developer layer with low density and high density on the sleeve. By narrowing the gap in the developing area between the forming body and the sleeve, high image quality with high image density and resolution without carrier adhesion, scattering of carrier or toner, or fog can be obtained. It is possible to obtain clear multicolor images with excellent color tone and gradation reproducibility. Further, by using a small sleeve for non-contact development, the color copying apparatus can be made more compact.

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

第1図は本発明による現像装置の現像ロールの部分断面
図、第2図は現像剤担持体上現像剤層形成状態を示す図
、#13図は上記担持体上の磁束密度の形成状態を示す
図である。第4図は本発明を用いた現像装置の断面図、
第5図は該複写IIc置を装備した複写装置の一実施例
を示す構成断面図、第6図は該複写’amのレーザー光
学系の構成図、第7図は実施例における像形成タイミン
グを表す図である。第8図は従来の現像装置の部分断面
図、第9図は現像剤担持体上のキャリア形成状態を楳式
的に示す拡大図である。 1 、20.101−−−一像形成体(感光体)3 、
103−−−−一現像剤担持体(現像スリーブ)4 、
104−−−−一磁気ロール (マグネット)5 、1
05−−−−一層厚規制板(1!切り板)7.8−−−
−一攪袢部材 14−−−−一現像バイアス電源 15−−−−一現像領域 A、B、C,D−−−一現像装置 c−−キャリア     d−−−−一現像剤M−−−
−−磁性粒子    T −−−−−)ナー出願人 小
西六写真工業株式会社 、2a佐地手 M 第5図 第6図
Figure 1 is a partial sectional view of the developing roll of the developing device according to the present invention, Figure 2 is a diagram showing the state of formation of the developer layer on the developer carrier, and Figure #13 is a diagram showing the state of formation of the magnetic flux density on the carrier. FIG. FIG. 4 is a sectional view of a developing device using the present invention;
FIG. 5 is a cross-sectional view of the configuration of an embodiment of a copying apparatus equipped with the copy station IIc, FIG. 6 is a configuration diagram of the laser optical system of the copy 'am, and FIG. 7 shows the image forming timing in the embodiment. FIG. FIG. 8 is a partial sectional view of a conventional developing device, and FIG. 9 is an enlarged view showing the state of carrier formation on a developer carrier in a comb-like manner. 1, 20.101---Image forming member (photoreceptor) 3,
103----1 developer carrier (developing sleeve) 4,
104----1 magnetic roll (magnet) 5, 1
05---- One layer thickness regulation plate (1! Cutting plate) 7.8---
-1 Stirring member 14---1 Development bias power source 15---1 Development areas A, B, C, D---1 Developing device c---Carrier d---1 Developer M--- −
--Magnetic particles T----)ner Applicant: Konishiroku Photo Industry Co., Ltd., 2a Sajite M Figure 5 Figure 6

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)現像剤担持体上にキャリアとトナーからなる二成
分現像剤の層を形成し、像形成体上の静電潜像を現像す
る現像装置において、核現像剤担持体が非磁性基体とそ
の上に単層に並べられた磁性粒子の層を有することを特
徴とする二成分現像剤を用いた現像装置。
(1) In a developing device that forms a two-component developer layer consisting of carrier and toner on a developer carrier and develops an electrostatic latent image on an image forming member, the nuclear developer carrier is a non-magnetic substrate. A developing device using a two-component developer characterized by having a layer of magnetic particles arranged in a single layer thereon.
(2)前記磁性粒子の平均粒径が、キャリアの平均粒径
の1/2から3倍であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の二成分現像剤を用いた現像装置。
(2) A developing device using a two-component developer according to claim 1, wherein the average particle size of the magnetic particles is 1/2 to 3 times the average particle size of the carrier.
(3)前期現像剤の層の厚さが、30μm以上、300
μm以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
又は第2項記載の二成分現像剤を用いた現像装置。
(3) The thickness of the first developer layer is 30 μm or more, 300 μm or more
A developing device using the two-component developer according to claim 1 or 2, characterized in that the developer has a particle size of .mu.m or less.
(4)前記現像剤の層が、前記像形成体に接触しないよ
う前記現像剤担持体上に保持されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1項に
記載の二成分現像剤を用いた現像装置。
(4) Any one of claims 1 to 3, wherein the developer layer is held on the developer carrier so as not to come into contact with the image forming body. A developing device using the two-component developer described in .
(5)前記現像剤の層に対し、振動成分を有する電気的
及び/又は磁気的バイアスを印加することを特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか1項に記
載の二成分現像剤を用いた現像装置。
(5) The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an electrical and/or magnetic bias having a vibrational component is applied to the developer layer. A developing device that uses two-component developer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010013337A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 株式会社フォスメガ Reaction device and method
WO2010013334A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 株式会社フォスメガ Reaction device and method
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