JPS63229471A - Developing device - Google Patents

Developing device

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Publication number
JPS63229471A
JPS63229471A JP6264287A JP6264287A JPS63229471A JP S63229471 A JPS63229471 A JP S63229471A JP 6264287 A JP6264287 A JP 6264287A JP 6264287 A JP6264287 A JP 6264287A JP S63229471 A JPS63229471 A JP S63229471A
Authority
JP
Japan
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developer
toner
frequency
image
charged
Prior art date
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Pending
Application number
JP6264287A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Yoshida
稔 吉田
Tsuneo Toda
戸田 恒夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS63229471A publication Critical patent/JPS63229471A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase an image density while minimizing fogging by executing development while impressing the frequency at which the absolute value of the sum of the electric charge quantity over the entire part of the developer adhering to a non-image region to said region is minimized. CONSTITUTION:An alternate electric field means is provided and the frequency at which the absolute value of the total sum of the electric charge of the developer adhering to the non-image region is minimized is impressed to said region. More specifically, the alternate electric fields are applied between an developer carrying body 16 and an image support 14 to move the developer T back and forth between the developer carrying body 16 and the image support 14. Only the developer T charged sufficiently to a normal polarity flies from the body 16 and contributes selectively to the development when the frequency of the alternate electric fields increases in this case. However, the deposition of the developer T charged to the polarity reverse from the polarity of the normal polarity increases in the non-image region when the frequency increases higher than the prescribed value; therefore, the frequency at which the absolute value of the sum of the electric charge over the entire part of the developer T adhering to the non-image region is minimized is impressed to said part, by which the sufficiently triboelectrostatically charged developer T of the normal polarity can be contributed to the development; in addition, the adhesion of the developer T charged to the reverse polarity is minimized.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えば電子写真装置に用いられ、防電体又
は受光容体(ホトリセノタ)等の潜像保持体に形成され
た静1!潜像を現像する現像装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) This invention is used, for example, in an electrophotographic device, and is applied to a latent image carrier formed on a latent image carrier such as an electric shield or a photoreceptor. Shizuka 1! The present invention relates to a developing device that develops a latent image.

この種の現像装置として、非磁性−成分現像剤を使用し
た非接触現像タイプの現像方法が知られている。例えば
、米国特許番号第3.232.190号公報には、電子
写真感光体(像担持体)に対して、表面に非磁性−成分
現像剤(以下トナーとする)の薄層を担持したベルト(
現像剤担持体)を、相互に間隙を維持したまま対向させ
ている現像装置が開示されている。この従来の現像装置
において、ベルトに担持されているトナーは、静電気力
により、電子写真感光体の表面に形成された静電潜像へ
向かって飛翔し、静電潜像に付着してこれを現像してい
る。
As this type of developing device, a non-contact developing type developing method using a non-magnetic component developer is known. For example, in U.S. Patent No. 3.232.190, a belt carrying a thin layer of non-magnetic component developer (hereinafter referred to as toner) on the surface of an electrophotographic photoreceptor (image carrier) is disclosed. (
A developing device is disclosed in which developer carriers (developer carriers) are opposed to each other with a gap maintained between them. In this conventional developing device, the toner carried on the belt flies toward the electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor due to electrostatic force, adheres to the electrostatic latent image, and destroys the electrostatic latent image. It is being developed.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、トナーは厳密には、その粒子径が均一でなく、
粒子径が大きい粒子と、粒子径が小さい粒子とが混在し
ている。このため、トナーを均一に帯電することができ
ないはかりか、所定の粒子径以下の粒子は逆の極性に帯
電することがある。
(Problem to be solved by the invention) However, strictly speaking, the particle size of toner is not uniform;
Particles with large particle diameters and particles with small particle diameters coexist. For this reason, the scale may not be able to charge the toner uniformly, or particles with a predetermined particle size or less may be charged to the opposite polarity.

トナーの帯電が不十分であったり、逆極性のトナ−が混
在すると、現像後の画像濃度が不十分であったり、かぶ
シが生じたシするために、鮮明な画像が得られないとい
う問題点がある。
If the toner is insufficiently charged or if toner of opposite polarity is mixed, the image density after development may be insufficient or fogging may occur, making it impossible to obtain a clear image. There is a point.

この発明は、斯る事惟に鑑みなされたもので、鮮明な画
像をえることができる現像装置の提供を目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a developing device that can produce clear images.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明に係る現像装置は、靜を潜像が形成された像支
持体と間隙をあけて対向して設けられ、現像剤を担持す
る現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給する現
像剤供給手段と、像支持体と現像剤担持体との間の前記
間隙に交番電界を与える交番電界手段とを備え、現像剤
を現像剤担持体から像支持体に向けて飛翔させて靜is
像を現像する現像装置であって、前記交番電界手段は、
非画像領域に付着する現像剤の電荷の総和の絶対値が最
少となる周波数を印加することを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A developing device according to the present invention is provided opposite to an image support member on which a latent image is formed, with a gap therebetween, and supports a developer. A developer carrying member, a developer supply means for supplying developer to the developer carrying member, and an alternating electric field means for applying an alternating electric field to the gap between the image support and the developer carrying member, is caused to fly from the developer carrier toward the image support.
A developing device for developing an image, the alternating electric field means comprising:
It is characterized in that a frequency is applied at which the absolute value of the total sum of charges of the developer adhering to the non-image area is minimized.

(作用) この発明に係る現像装置によれば、現像剤担持体と像支
持体との間に交番電界を与えて、現像剤を現像剤担持体
と像支持体との間を往復運動させる。この場合、交番電
界の周波数が高くなると、正規の極性に帯電する現像剤
においては、充分に帯電した現像剤のみが現像剤担持体
から飛翔して選択的に現像に寄与する。しかし、非画像
部においては、所定の値よシ周波数が増すと正規の極性
とは逆の極性に帯電している現像剤の付庸量が増す。そ
こで、非画像部に付着する現像剤全体の電荷の和の絶対
値が最少となる周波#9を印加することによシ、充分に
摩擦帯電された正規の極性の現像剤を選択的に現像に寄
与させるとともに、逆極性に帯電している現像剤の付着
を最少限にする。
(Function) According to the developing device according to the present invention, an alternating electric field is applied between the developer carrier and the image support to cause the developer to reciprocate between the developer carrier and the image support. In this case, when the frequency of the alternating electric field becomes high, only the sufficiently charged developer flies away from the developer carrier and selectively contributes to development. However, in the non-image area, as the frequency increases beyond a predetermined value, the amount of developer charged with a polarity opposite to the normal polarity increases. Therefore, by applying frequency #9 that minimizes the absolute value of the sum of the charges of all the developer attached to the non-image area, the developer of the normal polarity that is sufficiently triboelectrically charged is selectively developed. At the same time, it minimizes the adhesion of oppositely charged developer.

(実施例) 以下に添付図面の第1図乃至第5図を参照してこの発明
の実施例を詳細に説明する。尚、この実施例では、正規
現像を例に用いて説明する。
(Embodiments) Examples of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 5 of the accompanying drawings. Note that this embodiment will be explained using regular development as an example.

第1図に示すように、この発明に係る現像装置10には
、現像剤を収納するホッパ12と、ホ。
As shown in FIG. 1, a developing device 10 according to the present invention includes a hopper 12 for storing developer, and a hopper 12 for storing developer.

/f12内のトナーを感光体14に向けて供給する現像
ローラ16が矢印A方向に回転可能に設けられている。
A developing roller 16 that supplies toner within /f12 toward the photoreceptor 14 is rotatably provided in the direction of arrow A.

現像剤としては、樹脂及び着色剤を含んだ検電性粉体の
非磁性−成分現像剤(トナー)が用いられている。現像
ローラ16の周面は、粗面化処理されておシ現像剤の摩
擦帯電と搬送とを容易にしている。現像ローラ16の周
面には、ホy ・414に向けて延出されてた弾性ブレ
ードI8の自由端部が圧接されている。弾性ブレード1
8は、その自由端部が現像ローラ16の回転と逆向きに
延出されているので弾性ブレード18と現像ローラ16
との表面によって形成されるくさび形状の空間部分が減
少し、この部分にトナーTが埋め込まれることを防止で
きる。その結果、弾性ブレード18によるトナーコーテ
ィング作用及びトナー帯電作用が均一して行われるので
安定なトナーN膜を形成することができる。弾性グレー
ド18は、弾性材料であれば何でも良いが、ステンレス
スチール、りん青銅等のグレートが用いられることか好
ましい。板厚は、約0.1乃至0.4mが好ましく、現
像ロー5p16に対してニップ幅を形成するように配置
され、その中心が現像ロー216に対する押圧点となる
。この場合、弾性ブレード18の自由端側の端から約1
乃至5簡離れた部分が押圧点となる。
As the developer, a non-magnetic component developer (toner) of electroscopic powder containing a resin and a colorant is used. The peripheral surface of the developing roller 16 is roughened to facilitate frictional charging and conveyance of the developer. A free end of an elastic blade I8 extending toward the roller 414 is pressed against the circumferential surface of the developing roller 16. elastic blade 1
8 has its free end extending in the direction opposite to the rotation of the developing roller 16, so that the elastic blade 18 and the developing roller 16
The wedge-shaped space formed by the surfaces of the toner T is reduced, and it is possible to prevent the toner T from being embedded in this space. As a result, the toner coating action and toner charging action by the elastic blade 18 are performed uniformly, so that a stable toner N film can be formed. The elastic grade 18 may be any elastic material, but it is preferable to use a grade of stainless steel, phosphor bronze, or the like. The thickness of the plate is preferably about 0.1 to 0.4 m, and the plate is arranged so as to form a nip width with respect to the developing row 5p16, and the center thereof becomes a pressing point against the developing row 216. In this case, approximately 1 inch from the free end side of the elastic blade 18
A portion 5 to 5 meters away becomes a pressing point.

ホy ノ! l 2内には、更に現像ローラに現像剤を
供給する供給ローラ20が現像ローラ16に接して設け
られているとともに現像ロー216の回転方向Aと逆方
向Cに回転するように構成されている。供給ローニア2
0は、回転軸22にポリウレタンフォームのロー224
が設けられている。
Hoy no! A supply roller 20 that supplies developer to the developing roller 12 is further provided in contact with the developing roller 16 and is configured to rotate in a direction C opposite to the rotational direction A of the developing roller 216. . supply laonia 2
0 has a polyurethane foam row 224 on the rotating shaft 22.
is provided.

現像ロール16には、直流電圧及び交流電圧全重畳して
印加するバイアス[源26が接続されている。現像ロー
ラ16の下方には、回収グレード28が圧接されており
、現像ローラ16に残存しているトナーをホッパ12内
に回収している。回収ブレード28は、金属、グラスチ
、り又はゴム等の薄い板材が使用され、現像ローラに付
着したトナーを回収するとともに、ホッパ912からの
トナーTO流出を防止している。
A bias source 26 is connected to the developing roll 16 to apply a DC voltage and an AC voltage in a superimposed manner. A collection grade 28 is pressed under the developing roller 16 and collects the toner remaining on the developing roller 16 into the hopper 12 . The collection blade 28 is made of a thin plate material such as metal, glass, glue, or rubber, and collects the toner adhered to the developing roller and prevents the toner TO from flowing out from the hopper 912.

一方、現像ロー216と感光体14とは、間隔dをあけ
て対向されており、感光体ドラムI4は、矢印B方向に
回転するよりに回転するように設けられているとともに
アースされている。間隔dは約0.1乃至0.5閣に設
定されている。感光体ドラム14は、アルミニウムドラ
ム表面に感光層を形成して製造されている。
On the other hand, the developing row 216 and the photoreceptor 14 are opposed to each other with an interval d, and the photoreceptor drum I4 is provided to rotate rather than rotate in the direction of arrow B, and is grounded. The interval d is set to approximately 0.1 to 0.5 degrees. The photosensitive drum 14 is manufactured by forming a photosensitive layer on the surface of an aluminum drum.

次に、この現像装置の動作について説明する。Next, the operation of this developing device will be explained.

ホラ・ぐ12内のトナーTは、供給ローラ16の回転に
より攪拌されつつ現像ローラ16へ供給される。現像ロ
ー216は、その表面の粗面部分によりトナー搬送力を
持つので、弾性ブレード18の押圧力に抗してトナーT
を現像領域りに向けて搬送する。弾性グレードJ8はこ
の場合、約10乃至200 /−7cmの線圧力で圧す
る。現像ロー216では、トナーTが弾性グレード18
により押し圧されて薄層に形成されるとともに摩擦帯電
される。トナ一層の厚みは約8乃至80μmに形成され
る。トナーの帯電極性は現像すべき静電潜像の極性、正
規現像またFi反転現像の選択によシ異なるが、ζこで
は正規の帯電極性としてプラスの極性に帯電するトナー
を用いている。摩擦帯電されたトナーでは、感光体14
と対面する現像領域りに搬送される。
The toner T in the container 12 is supplied to the developing roller 16 while being agitated by the rotation of the supply roller 16 . The developing row 216 has a toner conveying force due to its rough surface, so it resists the pressing force of the elastic blade 18 and transfers the toner T.
is transported toward the developing area. The elastic grade J8 is in this case compressed with a line pressure of approximately 10 to 200/-7 cm. In the developing row 216, the toner T has an elasticity grade of 18.
It is pressed and formed into a thin layer, and is triboelectrically charged. The thickness of one layer of toner is approximately 8 to 80 μm. The charging polarity of the toner varies depending on the polarity of the electrostatic latent image to be developed and the selection of regular development or Fi reversal development, but in this case, a toner that is charged to a positive polarity is used as the regular charging polarity. For triboelectrically charged toner, the photoreceptor 14
is transported to the developing area facing the.

一方、感光体ドラム14は、その表面に静電潜像(符号
「−」で示す)が形成された後、矢印B方向に沿って回
転されて現像領域りに搬送されてくる。現像領域りでは
、感光体14と現像ロー216との間に間隙dが形成さ
れているから、現像領域りでは、現像ロー216に担持
されている現像剤は感光体14の表面に向けて飛翔し、
静電気力により付着する。
On the other hand, after an electrostatic latent image (indicated by the symbol "-") is formed on the surface of the photosensitive drum 14, the photosensitive drum 14 is rotated along the direction of arrow B and conveyed to the developing area. Since a gap d is formed between the photoreceptor 14 and the developing row 216 in the developing area, the developer carried on the developing row 216 flies toward the surface of the photoreceptor 14 in the developing area. death,
Adheres by electrostatic force.

バイアス電源26からは、直流電圧が約50乃至300
V(ボルト)、交流電圧がそのマイナスピーク値が約1
.5乃至3. OkV (キロボルト)に重畳したバイ
アス電圧を与える。直流電圧による力はトナー粒子を感
光体ドラム14から現像ローラ16へ移動させる力が作
用し、非画像部におけるトナー付着を防止している。そ
の結果、トナーのかぶりを防止して、鮮明な画像を得る
ととも罠、現像剤のむだな消費を防止して記録コストを
安くできる。交流電圧は現像領域りにおいて、トナー粒
子を振動させて活性化し、これにより可視像の階調性を
高める。この場合の交流電圧の周波数は、後述するが、
トナーの帯電量の全体の和の絶対値が最少となる時の周
波数、即ち約700 Hz乃至3 kHzに設定する。
From the bias power supply 26, the DC voltage is approximately 50 to 300
V (volt), the negative peak value of AC voltage is approximately 1
.. 5 to 3. Apply a bias voltage superimposed on OkV (kilovolts). The force caused by the DC voltage acts to move the toner particles from the photoreceptor drum 14 to the developing roller 16, thereby preventing toner from adhering to the non-image area. As a result, toner fogging can be prevented, clear images can be obtained, trapping and wasteful developer consumption can be prevented, and recording costs can be reduced. The alternating current voltage vibrates and activates the toner particles in the development area, thereby increasing the gradation of the visible image. The frequency of the AC voltage in this case will be described later, but
The frequency is set at a time when the absolute value of the total sum of the toner charge amounts is the minimum, that is, approximately 700 Hz to 3 kHz.

ここで、間隙dに印加される周波数とトナーの作用との
関係にりいて、第4図及び第5図を参照して説明する。
Here, the relationship between the frequency applied to the gap d and the effect of toner will be explained with reference to FIGS. 4 and 5.

一般に交流バイアスを印加すると、その周波数に応じて
、トナー粒子は現像ローニア16と感光体140間を飛
翔し、往復運動することが知られている。図4に示すよ
うに、周波数が低い場合は、非画像部において、不十分
に帯電したトナーT1、充分に帯電したトナーT2は感
光体に到達してしまい、そこに付着してかぶりとなる。
It is generally known that when an alternating current bias is applied, toner particles fly between the developing roller 16 and the photoreceptor 140 and reciprocate depending on the frequency. As shown in FIG. 4, when the frequency is low, in the non-image area, the insufficiently charged toner T1 and the sufficiently charged toner T2 reach the photoreceptor and adhere there, causing fog.

一方、第5図に示すように、周波数が高い場合には、非
画像領域において、T2!−1,感光体に到達する前に
、現像ロー2に引き戻されてしまうため、充分に帯電し
たトナーで2によるかぶシが減少する。しかし、トナー
の中に含まれる微小粒子の中には、逆チャージを持った
ものもあシ、この逆チャージのトナーは、非画像領域の
電界により感光体14へ押し出される。そのため、画像
領域において、高周波の周波数になる11ど画像濃度が
高くなシ、これと同様に非画像領域に付着する逆チャー
ジのトナーは、周波数が高いほど多くなっていく。これ
は、逆也性のトナーが現像ローラ16に鏡像力によシ、
付着しており、周波数が高くなるとこのトナーの振動力
がトナーの鏡像力に打ち勝って飛び出しやすくなるため
と考えられる。言替えると、非画像部に付着するべきト
ナー全体の帯電量(見掛は帯電ff1)をOに近い値に
設定する。尚、周波数は現像ロー216と感光体14と
の間の間隙dによっても異なるが、この実施例では、間
隙dが約200乃至300μmの場合で、約1乃至2 
kHzが好ましい。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the frequency is high, T2! -1: Since the toner is drawn back to the developing row 2 before reaching the photoreceptor, the fogging caused by the toner 2 is reduced even if the toner is sufficiently charged. However, some of the fine particles contained in the toner have a reverse charge, and this reversely charged toner is pushed toward the photoreceptor 14 by the electric field in the non-image area. Therefore, in the image area, the image density is higher as the frequency becomes higher (11), and similarly, the amount of reversely charged toner that adheres to the non-image area increases as the frequency increases. This is due to the fact that the reverse toner is applied to the developing roller 16 by mirror image force.
It is thought that this is because the vibrational force of this toner overcomes the mirror image force of the toner and becomes easier to fly out as the frequency increases. In other words, the amount of charge of the entire toner that should adhere to the non-image area (apparent charge ff1) is set to a value close to O. Note that the frequency varies depending on the gap d between the developing row 216 and the photoreceptor 14, but in this embodiment, when the gap d is about 200 to 300 μm, the frequency is about 1 to 2.
kHz is preferred.

現像後の可視像は、次に用紙に転写される。−方、現像
領域を通過した現像ローラ16は更に回転して、現像に
寄与しなかったトナーはその表面に担持したまま回収ブ
レード26を得てホッパ14内に収納される。ここで、
現像ロー216に付着したトナーは、供給ローラ2Qに
より一部が掻き取られつつ、新たなトナーが付着される
。従りて、現像ローラ16の表面には、常に新たなトナ
ーが供給されることになシ、現像後の現像ロー216の
表面にその′!まトナーが残らず、これにより次回の現
像に悪影響を与えない。
The developed visible image is then transferred to paper. - On the other hand, the developing roller 16 that has passed through the developing area rotates further, and the toner that did not contribute to the development is collected on the surface of the developing roller 16 and collected by a collection blade 26, and is stored in the hopper 14. here,
A portion of the toner adhering to the developing roller 216 is scraped off by the supply roller 2Q, and new toner is adhered to the developing roller 216. Therefore, new toner is always supplied to the surface of the developing roller 16, and new toner is constantly supplied to the surface of the developing roller 216 after development. Also, no toner remains, which will not adversely affect the next development.

[試験例1コ 感光体ドラム14の表面を、コロナ帯電により一様に帯
電させた後、原稿に対する像露光をして静電潜像を形成
した。この場合、画像部(非露光部分)の電位は一67
5V、非画像部(露光部分)の電位は一70Vであった
[Test Example 1] After the surface of the photoreceptor drum 14 was uniformly charged by corona charging, the original was imagewise exposed to form an electrostatic latent image. In this case, the potential of the image area (unexposed area) is -67
5V, and the potential of the non-image area (exposed area) was -70V.

感光体ドラム14と現像ローラ16との間隙dを300
μm、現像剤層の厚みを20乃至30μmとした。現像
ローラ16に形成されたトナ一層は、摩擦帯電量が6乃
至20μg/gの帝W、tでありた。
The gap d between the photosensitive drum 14 and the developing roller 16 is 300.
.mu.m, and the thickness of the developer layer was 20 to 30 .mu.m. The single layer of toner formed on the developing roller 16 had a frictional charge amount of 6 to 20 μg/g.

尚、この帯電量は潜像の前後において変化しないので、
現像領域りにおいて電荷注入等の現象は起こっていない
と考えられる。即ち、ここで用いたトナーは、3000
 V/anおよび30000■iの電界下においても1
014−以上の高い抵抗のトナーである。
Note that this charge amount does not change before and after the latent image, so
It is considered that no phenomenon such as charge injection occurs in the development area. That is, the toner used here was 3000
1 even under an electric field of V/an and 30,000 ■i
It is a toner with a high resistance of 014- or higher.

トナーは、その粒子径及び粒度分布に基づいて、3種類
のサンプルA、BSCに分けたて用いた。
The toner was divided into three types, Sample A and BSC, based on its particle size and particle size distribution.

サンプルA 体積平均粒径:14.8μm、 粒子径4μm以下の粒子ニア3.6%以下(累積1[)
粒子径16μm以下の粒子:95.0%以上(累積値)
サンプルB 体積平均粒径:14.0μm、 粒子径4μm以下の粒子:88.3%以下(累積値)粒
子径16μm以下の粒子:98.4%以上(累積値)サ
ングルC 体積平均粒径:12.3μm、 粒子径4μm以下の粒子:56.9%以下(累積値)粒
子径16μm以下の粒子:96.6%以上(累積値)尚
、上述のトナー粒子の分布は個数分布による測定値であ
り、He−N・レーデ解析および散乱を利用した測定法
により測定した数値である。
Sample A Volume average particle size: 14.8 μm, particle size of 4 μm or less particles near 3.6% or less (cumulative 1[)
Particles with a particle size of 16 μm or less: 95.0% or more (cumulative value)
Sample B Volume average particle size: 14.0 μm, Particles with a particle size of 4 μm or less: 88.3% or less (cumulative value) Particles with a particle size of 16 μm or less: 98.4% or more (cumulative value) Sample C Volume average particle size: 12.3 μm, Particles with a particle size of 4 μm or less: 56.9% or less (cumulative value) Particles with a particle size of 16 μm or less: 96.6% or more (cumulative value) The above-mentioned distribution of toner particles is a measured value based on number distribution. This is a numerical value measured by a measurement method using He-N Rede analysis and scattering.

バイアス電源26は、 直流電圧−275v、 および交流電圧2.4kV(+ピークと−ピークとの差
の絶対値)そして、サングルCKついて、周波数を20
0Hz乃至4 kHzで変化させた際の交流バイアスの
周波数と、非画像部におけるトナーの付、!:il(か
ぶり)との関係を第2因に黒丸で示す。
The bias power supply 26 has a DC voltage of -275V, an AC voltage of 2.4kV (absolute value of the difference between + peak and -peak), and a frequency of 20V for the sample CK.
The frequency of AC bias when changing from 0 Hz to 4 kHz, and toner adhesion in non-image areas! :The relationship with il (fogging) is shown as the second factor by a black circle.

第2図は、横軸に交流バイアスの周波数(kHz )、
縦軸に非画像部におけるトナーの付着量を反射濃度(%
)で夫々示したものである。第2図から明かなように、
交流バイアスが約700 Hz以上になると、非画像部
におけるトナーの付着t(かぶり)が急激に減少し、約
1.2 kHz (図中符号a)で他小となる。そして
、1.2kHz前後を億小値として、以後周波数の上昇
とともに徐々にかふりが増加する傾向を示している。尚
、サンプルA、Bについても同様な試験をしたところサ
ンプルCと同様な結果を示したが、サンプルCの場合が
最もかぶりカ少すく、サングルA1サンプルBの順序で
かぶりが増える傾向にあった。即ち、粒子径の小さなト
ナー粒子を多く含む程かぶりが増えることを示している
In Figure 2, the horizontal axis shows the AC bias frequency (kHz),
The vertical axis represents the amount of toner adhesion in the non-image area as reflected density (%).
) are shown respectively. As is clear from Figure 2,
When the alternating current bias becomes about 700 Hz or more, the toner adhesion t (fogging) in the non-image area decreases rapidly, and becomes smaller at about 1.2 kHz (symbol a in the figure). Then, around 1.2 kHz is set as a small value, and thereafter, as the frequency rises, there is a tendency for the fog to gradually increase. In addition, when samples A and B were subjected to similar tests, they showed the same results as sample C, but sample C had the least amount of fog, and the amount of fog tended to increase in the order of sample A and sample B. . That is, it is shown that the more toner particles with small particle diameters are included, the more fogging increases.

この試験例1では、変流バイアスの周波数を約1乃至2
 kHzに設定したところかぶりのほとんどない、階調
の優れた鮮明な画像を得ることができた。
In this test example 1, the frequency of the current bias was set to about 1 to 2.
When set to kHz, a clear image with almost no fog and excellent gradation could be obtained.

体積平均粒子径8乃至16μm、粒子径4μ昧下のトナ
ー個数分布が約10乃至80%、粒子径16μm以下の
トナーの個数分布が97%以上(いずれも累積値)の粒
度分布を持つトナーを使用する限り、この試験例1と同
様な結果を得られた。
A toner having a volume average particle diameter of 8 to 16 μm, a toner number distribution of about 10 to 80% with a particle diameter of 4 μm or less, and a particle size distribution of 97% or more of toner with a particle diameter of 16 μm or less (all cumulative values). As long as it was used, the same results as in Test Example 1 were obtained.

この場合、著しく粒子径の小さいトナーを多く含んだり
、著しく粒子径の大きいトナーを含んでいると、かぶり
が増えた9、充分な濃度、解像度が得られなかったが、
上述のサングルA、B、C’i含む範囲の粒度分布の場
合には、鮮明な画像が得られる。尚、弾性ブレード18
の線圧は約80VCrnであった。
In this case, if a large amount of toner with extremely small particle size or toner with extremely large particle size was included, fogging increased9 and sufficient density and resolution could not be obtained.
In the case of a particle size distribution in the range including the above-mentioned samples A, B, and C'i, a clear image can be obtained. In addition, the elastic blade 18
The linear pressure was about 80 VCrn.

[試験例2] 帯電後の画像部(非露光部分)の電位は一600v、非
画像部(露光部分)の電位#1−70V。
[Test Example 2] The potential of the image area (unexposed area) after charging was -600V, and the potential of the non-image area (exposed area) was #1-70V.

感光体ドラム14と現像ローラ16との間隙dを200
μm、バイアス電源26は、 直流逆圧−200V、 および交流電圧1.6 kV(+8と−(ザと差の絶対
値)であった。
The gap d between the photosensitive drum 14 and the developing roller 16 is 200.
The bias power supply 26 had a DC reverse voltage of -200V and an AC voltage of 1.6 kV (absolute value of the difference between +8 and -(the and the difference)).

尚、その他の条件は、試験例1と同様である。試験例2
で、バイアス電圧を試験例1に対して変更したのは、間
隙dにおける電界を試験例1と略等しくするためである
。この第2の試験例の結果を第2図に白丸で示す。
Note that other conditions were the same as in Test Example 1. Test example 2
The reason why the bias voltage was changed from that in Test Example 1 is to make the electric field in the gap d substantially equal to that in Test Example 1. The results of this second test example are shown in FIG. 2 by white circles.

第2図から明らかなように、かぶりの量と交流バイアス
の周波数との関係は試験例1と同様な傾向を示した。ま
た、第2図から明らかなように、かぶりの極少値を与え
る周波数は、試験例2では1、7 kHz (図中符号
b)でちゃ、間隙dを小さくすることによシ高い周波側
にシフトしていることがわかる。尚、他のトナーサンプ
ルA、Bについても同様な結果を得た。
As is clear from FIG. 2, the relationship between the amount of fog and the frequency of the AC bias showed the same tendency as in Test Example 1. Furthermore, as is clear from Fig. 2, the frequency that gives the minimum value of fog is 1.7 kHz (symbol b in the figure) in Test Example 2, and by reducing the gap d, it is possible to move to a higher frequency side. You can see that there is a shift. Note that similar results were obtained for other toner samples A and B.

ここで、第2図を参照して交流バイアスとかぶりとの関
係について説明する。
Here, the relationship between AC bias and fog will be explained with reference to FIG.

周波数が約700乃至1500 Hzより低くなると、
かぶシが急激に増加しこれより高くなると付着量が減少
しているが、これは前述したように、バイアス周波数か
高くなるにつれて、トナー粒子が往復運動する際、その
電界の変化において、感光体に到達する以前に向きを変
えるために結果的に非画像部に到達して付着しないから
である。従って、この実施例では、交流バイアスの周波
数は700乃至1500 Hz以上でなければならない
When the frequency is lower than about 700 to 1500 Hz,
The coverage increases rapidly, and the amount of adhesion decreases when it gets higher than this.As mentioned above, as the bias frequency increases, when the toner particles move back and forth, the change in the electric field causes the photoreceptor to This is because the particles change direction before reaching the non-image area and do not adhere to the non-image area. Therefore, in this embodiment, the frequency of the AC bias must be greater than or equal to 700 to 1500 Hz.

次に、間[dとかぶりとの関係について説明する。Next, the relationship between distance [d] and fog will be explained.

交流バイアスが上述した高周波数の領域では、往復運動
における電界の変化に対してトナー粒子が感光体に到達
できないので、静電潜像による充分な現像電界がない限
r)ナーは付着しない(従って、非画像部にはトナーの
付着量が少なくなる。
In the above-mentioned high-frequency range of AC bias, toner particles cannot reach the photoreceptor due to changes in the electric field during reciprocating motion, so unless there is a sufficient developing electric field due to the electrostatic latent image, toner will not adhere (therefore, , the amount of toner adhering to the non-image area is reduced.

間隙dが大きければ、トナーが感光体に到達するのに必
要な時間が大きくなり、トナーの付着量が少なくなる。
If the gap d is large, the time required for the toner to reach the photoreceptor increases, and the amount of toner adhesion decreases.

これらの試験によれば、交流バイアスの周波数を700
 Hz乃至3.0 kHzの間に設定することにより、
間隙dは100乃至500μmの範囲で設定した場合、
かぶシを最少にできた。
According to these tests, the AC bias frequency was set to 700
By setting between Hz and 3.0 kHz,
When the gap d is set in the range of 100 to 500 μm,
I was able to minimize the number of turnips.

[試験例3] 試験例1で用いたサンプルCについて、試験例1と同様
な条件で試験を実施した。更に、第3図の上段のグラフ
に示すように、画像部における濃度(原稿に対する濃度
の比)を測定するとともに、同図下段に示すように、非
画像部に付着したトナー粒子全体の帯電量を測定した。
[Test Example 3] Sample C used in Test Example 1 was tested under the same conditions as Test Example 1. Furthermore, as shown in the graph in the upper part of Figure 3, the density in the image area (ratio of density to the original) is measured, and as shown in the lower part of the figure, the amount of charge of the entire toner particles attached to the non-image area is measured. was measured.

第3図は、横軸に周波数を取り、縦軸の上段に画像部に
おける画像濃度、中段に非画像部におけるトナーの付M
区、下段に非画像部におけるトナーチャージを夫々並べ
て、比較したものである。
In Figure 3, the horizontal axis represents the frequency, the vertical axis represents the image density in the image area, and the middle represents the toner deposition M in the non-image area.
The toner charge in the non-image area is lined up and compared in the lower row and in the lower row.

第3図から明らかなように、周波数が400Hz以上の
領域であれば、画像部は充分な濃度が得られる。一方、
第3図の下段に示すように周波数が1 kHzを越えた
領域では非画像部におけるトナー全体の帯電量が正から
負へと変化している。このことから、高周波領域でのか
ぶrトナーは、トナ一層中に含まれる逆帯電トナーであ
ることがわかる。
As is clear from FIG. 3, if the frequency is in the region of 400 Hz or more, sufficient density can be obtained in the image area. on the other hand,
As shown in the lower part of FIG. 3, in a region where the frequency exceeds 1 kHz, the amount of charge of the entire toner in the non-image area changes from positive to negative. From this, it can be seen that the fogged toner in the high frequency range is an oppositely charged toner contained in the toner layer.

つiジ、第3図中段に一点鎖線で示すように、非画像部
における逆帯電トナーの付着量は周波数とともに徐々に
増加する。一方、破断線で示すように正帯電のトナーの
付着量は急故に減少する。
Second, as shown by the dashed line in the middle part of FIG. 3, the amount of oppositely charged toner adhering to the non-image area gradually increases with frequency. On the other hand, as shown by the broken line, the amount of positively charged toner deposited suddenly decreases.

そして、これらの合成量が中段に実線で示す曲線として
描かれている。即ち、周波数が約1 kHz(ターニン
グポイン)R)を越えると非画像部に付着するトナー量
が増加する。このターニング−インドRは、下段部のグ
ラフからあきらかなようにトナー全体としての帯!極性
の変化点(0点)と一致する。言替えれば、非画像部に
付着すべきトナーの帯電電荷量の全体の総和の絶対値が
小さい程かぶりを最少にすることができる。
These combined amounts are drawn as a solid line curve in the middle. That is, when the frequency exceeds about 1 kHz (turning point R), the amount of toner adhering to the non-image area increases. As is clear from the graph at the bottom of this Turning-India R, the band as a whole toner! It coincides with the polarity change point (0 point). In other words, the fogging can be minimized as the absolute value of the total sum of the charges of the toner to be attached to the non-image area is smaller.

この発明は上述した一実施例に限定されることなく、こ
の発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
This invention is not limited to the one embodiment described above, and can be modified in various ways without departing from the gist of the invention.

例えば、この発明は、1個の現像装置のみにより現像す
る一色の電子写真装置に用いることなく、複数の現像装
置を用いて複数の色のトナーにより現像するカラー複写
装置に用いても同様な効果を得ることができる。この場
合、第1の現像器により現像されたトナー像に、第2の
現像器の接触を回避するために、第2の現像器における
現像ローラと感光体との間の間14d全第1の現像器よ
りも大きく取シ、印加する周波数を低くすることが望ま
しい。このように設定することにより、第1と第2との
現像器の現像特性をほぼ同様に設定することができる。
For example, the present invention does not have to be used in a single-color electrophotographic device that uses only one developing device, but can also be used in a color copying device that uses multiple developing devices to develop with toners of multiple colors. can be obtained. In this case, in order to avoid contact of the second developing device with the toner image developed by the first developing device, the entire first developing device 14d between the developing roller and the photoreceptor in the second developing device is It is desirable to make it larger than the developing device and to apply a lower frequency. By setting in this way, the developing characteristics of the first and second developing devices can be set to be substantially the same.

なお、必要に応じて、逆に間隙dを小さくする必要があ
る場合には周波数を高くしてもよい。即ち、間隙dに応
じて周波数を変化させるだけで所望の現像状態に?A節
することができる。
Note that, if necessary, the frequency may be increased if the gap d needs to be made smaller. In other words, can the desired development state be achieved simply by changing the frequency according to the gap d? Section A can be done.

また、上述の実施例では正規現像を例に用いて説明した
が、言うまでもなく、反転現像に用いても同様な効果を
得ることができる。
Furthermore, although the above-mentioned embodiments have been described using regular development as an example, it goes without saying that similar effects can be obtained even when reverse development is used.

[発明の効果コ この発明によれば、非画像領域に付着する現像剤全体の
電荷量の和の絶対値が最少となる周波数を印加して現像
しているから、かぶυを最少限にしつつ画像濃度を濃く
できる。従って、鮮明な画像を得ることができる。
[Effects of the Invention] According to this invention, since development is carried out by applying a frequency that minimizes the absolute value of the sum of the charges of all the developer attached to the non-image area, it is possible to Image density can be increased. Therefore, clear images can be obtained.

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

第1図は、この発明の実施例に係る現像装置の概略断面
図、第2図は交流バイアスとかぶりの関係を示し九グラ
フ図、第3図は交流バイアスの周波数と、かぶ9及びト
ナーの帯’yi量との関係を示したグラフ図、第4図及
び第5図は交流バイアスを印加した場合のトナーの動き
を説明した図である。 10・・・現像装置、12・・・ホッパ、16・・・現
像ローラ、26・・・交流バイアス電源。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a developing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between AC bias and fog, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between AC bias frequency and fog 9 and toner. Graphs showing the relationship with the band'yi amount, and FIGS. 4 and 5 are diagrams illustrating the movement of toner when an AC bias is applied. 10...Developing device, 12...Hopper, 16...Developing roller, 26...AC bias power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 静電潜像が形成された像支持体と間隙をあけて対向して
設けられ、現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担
持体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、像支持体と
現像剤担持体との間の前記間隙に交番電界を与える交番
電界手段とを備え、現像剤を現像剤担持体から像支持体
に向けて飛翔させて静電潜像を現像する現像装置であっ
て、前記交番電界手段は、非画像領域に付着する現像剤
の電荷の総和の絶対値が最少となる周波数を印加するこ
とを特徴とする現像装置。
A developer carrying member that is disposed to face the image supporting member on which the electrostatic latent image is formed with a gap therebetween and carries a developer; a developer supply means that supplies the developer to the developer carrying member; An alternating electric field means for applying an alternating electric field to the gap between the support and the developer carrier, and the developer is made to fly from the developer carrier toward the image support to develop an electrostatic latent image. 2. A developing device, wherein the alternating electric field means applies a frequency that minimizes the absolute value of the sum of charges of the developer attached to the non-image area.
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