JPS63278078A - Developing device - Google Patents

Developing device

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Publication number
JPS63278078A
JPS63278078A JP6722387A JP6722387A JPS63278078A JP S63278078 A JPS63278078 A JP S63278078A JP 6722387 A JP6722387 A JP 6722387A JP 6722387 A JP6722387 A JP 6722387A JP S63278078 A JPS63278078 A JP S63278078A
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JP
Japan
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developer
image
toner
frequency
electric field
Prior art date
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Pending
Application number
JP6722387A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuaki Kamiyama
神山 三明
Minoru Yoshida
稔 吉田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a distinct image free from photographic fog by applying an alternating electric field having such frequency between an image supporting body and a developing roll that a developer having a normal polarity cannot reach the non-image part of the image supporting body but only the developer having the opposite polarity can reach this part. CONSTITUTION:In a developing device where the developer is flown from a developer carrier 16 to an image supporting body 14 and is stuck to its image part to develop an electrostatic latent image, an alternating electric field applying means 26 applies such frequency that the developer having the normal polarity cannot reach the non- image part of the image supporting body 14 but only the developer having the opposite polarity can reach this part. The alternating electric field is given to the space between the developer carrier 16 and the image supporting body 14 to move the developer back and forth. In this case, the alternating electric field having a prescribed frequency is applied so that the developer having the normal polarity cannot reach the non-image part of the image supporting body but only the developer having the opposite polarity can reach this part. The developer having the opposite polarity is not transferred to a transfer paper in the transfer process because it has the same polarity as transfer corona. Thus, a satisfactory image which is completely free from photographic fog is obtained.

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、誘電体又
は受光容体(ホトリセプタ)等の潜像保持体に形成され
た静電潜像を現像する現像装置に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
)′f:、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)K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。
Detailed Description of the Invention [Objective of the Invention] (Industrial Field of Application) This invention is used, for example, in an electrophotographic apparatus, and is directed to a static image forming apparatus that is used in an electrophotographic apparatus, and which is formed on a latent image carrier such as a dielectric or a photoreceptor. 2. Description of the Related Art A non-contact development type developing method using a developing device for developing an electrostatic latent image is known. For example, U.S. Patent No. 3,232,190 describes an electrophotographic photoreceptor (
A belt (developer carrier) 'f: carrying a thin layer of non-magnetic component developer (hereinafter referred to as toner) on its surface is opposed to the image carrier) with a gap maintained between them. A developing device is disclosed. In this conventional developing device, the toner carried by Bell) K is
It flies toward the electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor, adheres to the electrostatic latent image, and develops it.

(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
いばかりか、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。
(Problems to be Solved by the Invention) However, strictly speaking, toner particles are not uniform in particle size, and include particles with a large particle size and particles with a small particle size. For this reason, not only can the toner not be uniformly charged, but particles with a predetermined particle diameter or less may be charged with opposite polarity.

トナーの帯電が不十分であったり、逆極性のトナーが混
在すると、現像後の画像濃度が不十分であったり、かぶ
りが生じたりするために、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 fog may occur, resulting in the inability to obtain a clear image. .

この発明は、斯る事情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.

[発明の目的コ (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、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その画
像部に現像剤を付着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、像支持体の非画像部に
おいて正規極性の現像剤を到達させず、逆極性の現像剤
のみを到達させる周波数を印加することを特徴とする。
[Objective of the Invention (Means for Solving Problems) A developing device according to the present invention is provided facing an image support on which an electrostatic latent image is formed, with a gap therebetween, and supports a developer. comprising a developer carrier, a developer supply means for supplying developer to the developer carrier, and an alternating electric field means for applying an alternating electric field to the gap between the image support and the developer carrier, A developing device that develops an electrostatic latent image by flying developer from a developer carrier toward an image support and attaching the developer to the image area, wherein the alternating electric field means It is characterized by applying a frequency that does not allow the developer of normal polarity to reach the image area, but only allows the developer of opposite polarity to reach the image area.

(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
持体との間の間隔に交番電界を付与して現像剤を往復運
動させる。この場合、所定の周波数の交番電界を付与し
、正規極性の現像剤は像支持体の非画像部に到達させず
、逆極性の現像剤のみを到達させる。しかし、逆極性の
現像剤は、転写工程において、転写コロナと同極性であ
るために転写紙には、転写されない為に結果として、画
像としては、全くかぶりのない良好なものが得られる。
(Function) According to the developing device according to the present invention, an alternating electric field is applied to the gap between the developer carrier and the image support to cause the developer to reciprocate. In this case, an alternating electric field of a predetermined frequency is applied, and the developer of normal polarity is not allowed to reach the non-image area of the image support, but only the developer of opposite polarity is allowed to reach. However, since the developer of opposite polarity has the same polarity as the transfer corona in the transfer process, it is not transferred to the transfer paper, and as a result, a good image with no fogging is obtained.

(実施例) 以下に添附図面の第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ラ/臂12と、ホッパ12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。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160周
面は、粗面化処理されており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、ホッパ
ー14に向けて延出されてた弾性ブレード18の自由端
部が圧接されている。弾性ブレード18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、この部分く
トナーTが埋め込まれることを防止できる。その結果、
弾性グレード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薄膜
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
銅等のプレートが用いられることが好ましい。板厚は、
約0.1乃至0.41111が好まシく、現像ローラ1
6に対してエラグ幅を形成するように配置され、その中
心が現像ローラ16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5m11
1離れた部分が押圧点となる。
As shown in FIG. 1, a developing device 10 according to the present invention includes a holster/arm 12 for storing developer and a developing roller 16 for supplying toner in the hopper 12 toward a photoreceptor 14 in the direction of arrow A. It is rotatably installed. As the developer, a non-magnetic component developer (toner) of electroscopic powder containing a resin and a colorant is used. The circumferential surface of the developing roller 160 is roughened to facilitate frictional charging and conveyance of the developer. A free end portion of an elastic blade 18 extending toward the hopper 14 is pressed against the circumferential surface of the developing roller 16 . Since the free end of the elastic blade 18 extends in the direction opposite to the rotation of the developing roller 16, the wedge-shaped space formed by the surfaces of the elastic blade 18 and the developing roller 16 is reduced. This can prevent the toner T from being embedded. the result,
Since the toner coating action and toner charging action by elastic grade 18 are performed uniformly, a stable toner thin film can be formed. The elastic grade 18 may be made of any elastic material, but it is preferable to use a plate made of stainless steel, phosphor bronze, or the like. The plate thickness is
Approximately 0.1 to 0.41111 is preferable, and the developing roller 1
The developing roller 16 is arranged so as to form an error width with respect to the developing roller 16, and its center is a pressing point against the developing roller 16. in this case,
Approximately 1 to 5 m11 from the free end side of the elastic blade 18
The part 1 point away is the pressing point.

ホッパ12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ラ16の回転方向Aと逆方向CK回
転するように構成されている。供給ローラ20は、回転
軸22にポリウレタンフ書−ムの党−ラ24が設けられ
ている。
Inside the hopper 12, a supply roller 20 that supplies developer to the developing roller is further provided in contact with the developing roller 16, and is configured to rotate in a direction CK opposite to the rotational direction A of the developing roller 16. The supply roller 20 has a rotating shaft 22 provided with a polyurethane foam roller 24 .

現像ロール16には、直流電圧及び交流電圧を重畳して
印加するバイアス電源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、プラスチ
ック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12からのト
ナーTの流出を防止している。
A bias power supply 26 that applies a DC voltage and an AC voltage in a superimposed manner is connected to the developing roll 16. 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, plastic, or rubber, and collects the toner adhering to the developing roller and prevents the toner T from flowing out from the hopper 12.

一方、現像ローラ16と感光体14とは、間隙d1にあ
けて対向されており、感光体ドラム14は、矢印B方向
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。間隙dは約0.1乃至0.5鰭に設定されている
。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 roller 16 and the photoreceptor 14 are opposed to each other with a gap d1, and the photoreceptor drum 14 is provided to rotate in the direction of arrow B and is grounded. The gap d is set to about 0.1 to 0.5 fins. 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l912内のトナーTは、供給ローラ160回転に
より攪拌されつつ現像ロー216へ供給される。現像ロ
ーラ16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。弾性ブレード18はこ
の場合、約lO乃至20011/cIILの線圧力で圧
する。現像ローラ16では、トナーTが弾性ブレード1
8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。
The toner T in the hole 1912 is supplied to the developing row 216 while being agitated by the rotation of the supply roller 160. The developing roller 16 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 blade 18 in this case applies a linear pressure of approximately 10 to 20011/cIIL. In the developing roller 16, the toner T is transferred to the elastic blade 1.
8 to form a thin layer and triboelectrically charge it.

トナ一層の厚みは約8乃至80μmに形成される。The thickness of one layer of toner is approximately 8 to 80 μm.

トナーの帯1極性は現像すべき静電潜像の極性、正規現
像または反転現像の選択により異なるが、ここでは正規
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Tは、感光体14と対面
する現像領域りに搬送される。
The polarity of the toner band 1 varies depending on the polarity of the electrostatic latent image to be developed and the selection of regular development or reverse development, but here, a toner that is charged to a positive polarity is used as the regular charging polarity. The triboelectrically charged toner T is transported to a development area facing the photoreceptor 14.

一方、感光体ドラム14Fi、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と現像ローラ16との間に間隔dが形成
されているから、現像領域りでは、現像ローラ16VC
担持されている現像剤は感光体140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 14Fi, it is rotated along the direction of arrow B and conveyed to the developing area. In the developing area, since a distance d is formed between the photoreceptor 14 and the developing roller 16, in the developing area, the developing roller 16VC
The supported developer flies toward the surface of the photoreceptor 140 and adheres thereto due to electrostatic force.

バイアス電源26からは、直流電圧約50乃至300V
(、Ieシルトと交流電圧がそのピークトウーピーク値
約1.5乃至3.0 kV (キロゲルト)との重畳し
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
を得るとともに、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、非画像部に付着する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 300V.
(, Ie silt and the AC voltage provides a superimposed bias voltage with its peak-to-peak value of approximately 1.5 to 3.0 kV (kilogelds). The force due to the DC voltage moves the toner particles from the photoreceptor drum 14 to the developer roller 16. This prevents toner from adhering to non-image areas.As a result, toner fogging is prevented and clear images are obtained, while wasteful consumption of developer is prevented and recording costs are reduced. The AC 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 it is possible to The frequency is set at a time when the absolute value of the total sum of the amount of charge of the attached toner is the minimum, that is, approximately 700 Hz to 3 kHz.

尚、現像後の現像剤像は、用紙に転写されるが、この場
合用紙は負極性のコロナ帯電がされており、正極性の現
像剤像i静電気的に引き付けられて用紙に転写される。
The developer image after development is transferred to a sheet of paper; in this case, the sheet of paper is negatively charged with corona, and the positive developer image i is electrostatically attracted and transferred to the sheet of paper.

ここで、間隙dに印加される周波数とトナーの作用との
関係について、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ラ16と感光体14の間を飛翔
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で2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。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は感光体に到達す−る前に、現像
ローラに引き戻されてしまう羨め、充分に帯電したトナ
ーT2によるかぶりが減少する。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
あり、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ほど画像濃度が高くなり
、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、逆極
性のトナーが現像ローラ16に鏡像力により付着してお
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ゃすくなるためと考えられ
る。
It is generally known that when an alternating current bias is applied, toner particles fly between the developing roller 16 and the photoreceptor 14 and move back and forth depending on the frequency. As shown in FIG. 4, when the frequency is low, in the non-image area, insufficiently charged toner T1 and sufficiently charged toner 2 reach the photoreceptor and adhere there, causing fog. . On the other hand, as shown in FIG. 5, when the frequency is high, in the non-image area, the fully charged toner T2 is drawn back to the developing roller before reaching the photoreceptor. The fog caused by this decreases. 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 higher the frequency, the higher the image density becomes, and similarly, the higher the frequency, the more reversely charged toner adheres to the non-image area. This is thought to be because toner of opposite polarity adheres to the developing roller 16 due to mirror image force, and as the frequency increases, the vibration force of this toner overcomes the mirror image force of the toner and becomes more likely to fly out.

−万、非画像部に正規のトナーが付着しない周波数(1
,5kHzHz以上領域では、逆に、逆極性のトナー(
負極性のトナー)のみが付着する。しかし、この場合に
は、次の現像剤像の転写において、用紙は負極性のコロ
ナ帯電がされるために、正規のトナー(正極性のトナー
)tl;を転写するが、逆極性のトナーは転写しないよ
うになっている。
- 10,000, frequency at which regular toner does not adhere to non-image areas (1
, 5 kHz or higher, on the other hand, toner of opposite polarity (
Only negative polarity toner) will adhere. However, in this case, when transferring the next developer image, the paper is charged with negative corona, so the regular toner (positive polarity toner) is transferred, but the opposite polarity toner is transferred. It is designed not to be transferred.

従って、転写画像は全くかぶりのない良好なものが得ら
れる。このように、印加する交流バイアスの周波数を見
掛けの帯電量が0になる点より更に高い周波数にするこ
とにより感光体上では比較的大きなかぶりとなっても最
終的に得られる用紙に転写された画像は全くかぶりのな
い鮮明な画像となる。
Therefore, a good transferred image with no fogging can be obtained. In this way, by setting the frequency of the applied AC bias higher than the point at which the apparent amount of charge becomes 0, even if a relatively large fog appears on the photoreceptor, it can be transferred to the final paper. The image becomes a clear image with no fog at all.

一部、現像領域を通過した現像ロー216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26t−得てホッパ14に収納される
。ここで、現像ローラ16に付着したトナーは、供給ロ
ーラ20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。従って、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り、現像後の現像ロ
ーラ16の表面にそのままトナーが残らず、これにより
次回の現像に悪影響を与えない。
The developing row 216, which has partially passed through the developing area, further rotates, and the toner that did not contribute to development is collected by the collection blade 26t while being carried on its surface and stored in the hopper 14. Here, part of the toner adhering to the developing roller 16 is scraped off by the supply roller 20, and new toner is adhering to the developing roller 16. Therefore, new toner is constantly supplied to the surface of the developing roller 16, and no toner remains on the surface of the developing roller 16 after development, thereby preventing any adverse effects on the next development.

〔試験例1〕 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(n先部分)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 (n-tip area) was -70V.

感光体ドラふ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20μI/11の帯電量であった。
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 triboelectric charge amount of 6 to 20 μI/11.

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像は起こっていない
と考えられる。即ち、ここで用いたトナーは、3000
 V /amおよび30000V/[の電界下において
も10 0儂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 development such as charge injection occurs in the development area. That is, the toner used here was 3000
The toner has a high resistance of more than 100 F even under an electric field of V/am and 30,000 V/[.

トナーは、その粒子径及び粒度分布に基づいて、3a[
類のサンプルA、B、Cに分けて用いた。
Based on its particle size and particle size distribution, the toner has a 3a[
Samples A, B, and C were used separately.

サンプル人 体積平均粒径:14.8μm。sample people Volume average particle size: 14.8 μm.

粒子径4μm以下の粒子ニア3.6%以下(累積値)粒
子径16μm以下の粒子:95.01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: 8 B、 3 %以下(累
積値)粒子径16μm以下の粒子:98.4%以上(累
積値)サンプルC 体積平均粒径:12.3μm。
Particles with a particle size of 4 μm or less: 3.6% or less (cumulative value) Particles with a particle size of 16 μm or less: 95.01 or more (cumulative value) Sample B Volume average particle size: 14.0 μm, particles with a particle size of 4 μm or less: 8 B, 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.

粒子径4μm以下の粒子:56.95G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くよる測定値で
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。
Particles with a particle size of 4 μm or less: 56.95G or less (cumulative value)
Particles with a particle size of 16 μm or less: 96.6% or more (cumulative value)
Note that the above-mentioned distribution of toner particles is a measured value that depends on the number distribution, and is a numerical value measured by a measuring method using He--N Rede analysis and scattering.

バイアス電源26は、 直流電圧−275V。The bias power supply 26 is DC voltage -275V.

および交流電圧2.4 kV C+ピークとピークとの
差の絶対値) そして、サンプルCについて、周波数を200Is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着t(かぶり)との関係を
第2図に黒丸で示す。
and AC voltage 2.4 kV C + absolute value of the difference between peaks) And for sample C, the frequency of AC bias when changing the frequency from 200 Is to 4 kHz,
The relationship between toner adhesion t (fogging) in non-image areas is shown by black circles in FIG.

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C%)
で夫々示したものである。第2図から明らかなように、
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it(かぶり)が急激に減少し、
約1.2 kHz (図中符号a)で極小となる。そし
て、1.2 kHz前後を極小値として、以後周波数の
上昇とともに徐々にかぶ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
合が最もかぶりが少なく、サンプルA、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 is the frequency of the AC bias (kHz), and the vertical axis is the amount of toner adhesion in the non-image area (reflection density C%).
These are shown in the following. As is clear from Figure 2,
When the AC bias becomes about 700 Hz or higher, toner adhesion (fogging) in non-image areas rapidly decreases.
It reaches a minimum at about 1.2 kHz (symbol a in the figure). The minimum value is around 1.2 kHz, and the fogging tends to gradually increase as the frequency increases thereafter. 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、交流バイアスの周波数を約1.5〜
2 kHz以上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 AC bias was set to about 1.5 to
When the frequency was set to 2 kHz or higher, a clear image with almost no fog and excellent gradation could be obtained.

体積平均粒子径8乃至16μm1粒子径4μm以下のト
ナー個数分布が約lO乃°至80チ、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。
The volume average particle size is 8 to 16 μm, the number distribution of toner with a particle size of 4 μm or less is about 10° to 80 cm, and the number distribution of toner with a particle size of 16 μm or less is 97% or more (all cumulative values)
As long as a toner with a particle size distribution of
A similar result was 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
が増えたり、充分な濃度、解像度が得られなかったが、
上述のテンプルA、B、Cを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180
線圧は約80g/cm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 would increase and sufficient density and resolution could not be obtained.
In the case of a particle size distribution in the range including the above-mentioned temples A, B, and C, a clear image can be obtained. In addition, the elastic blade 180
The linear pressure was approximately 80 g/cm.

〔試験例2〕 帯電後の画像部(非露光部分)の電位は一600V。[Test Example 2] The potential of the image area (unexposed area) after charging is -600V.

非画像部(露光部分)の電位は一70v。The potential of the non-image area (exposed area) is -70V.

感光体ドラム14と現像ローラ16との間隙dを200
 μm。
The gap d between the photosensitive drum 14 and the developing roller 16 is 200.
μm.

バイアス電源26は、 直流電圧−200V。The bias power supply 26 is DC voltage -200V.

および交流電圧り、 s kv <+ピークと♂−りと
の差の絶対値)であった。
and the alternating current voltage, s kv <+absolute value of the difference between peak and female peak).

尚、その他の条件は、試験例1と同様である。Note that other conditions were the same as in Test Example 1.

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。
The reason why the bias voltage in Test Example 2 was changed from that in Test Example 1 was 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)であり、間!IIdを小さくすることにより高い周
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、H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, which is between 1 and 7 kHz (symbol b in the figure). It can be seen that by decreasing IId, the frequency is shifted to the higher frequency side. Note that similar results were obtained for other toner samples A and H.

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1500Hzより低くなると、か
ぶりが急激に増加しこれより°高くなると付着kが減少
しているが、これは前述したように、バイアス周波数が
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1500Hz以上でなければならない。
When the frequency is lower than about 700 to 1500 Hz, the fogging increases rapidly, and when the frequency is higher than this, the adhesion k decreases, but as mentioned above, as the bias frequency increases, the toner particles move back and forth. This is because when the electric field changes, the direction changes before reaching the photoreceptor, and as a result, it does not reach the non-image area and adhere. Therefore, in this embodiment, the frequency of the AC bias must be greater than 700 to 1500 Hz.

次に、間隙dとかぶりとの関係について説明する。Next, the relationship between the gap 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
りトナーは付着しない(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 toner will not adhere (therefore, it will not adhere) unless there is a sufficient developing electric field due to the electrostatic latent image. (The amount of toner adhering to the image area will be less.)

間隙dが大きi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1.5
 kHz以上に設定することにより、かぶりを最少にで
きた。
According to these tests, the AC bias frequency was set to 1.5
By setting the frequency above kHz, fogging could be minimized.

〔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1画像部における濃度(原稿に対する濃度
の非)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fkt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 upper graph of FIG. 3, the density in one image area (density difference with respect to the original) is measured, and as shown in the lower part of the same figure, the charge fkt of the entire toner particles attached to the non-image area is measured. It 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着
蓋、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 shows the frequency, the vertical axis shows the image density in the image area, the middle line shows the toner adhesion cover in the non-image area, and the bottom line shows the toner charge in the non-image area. be.

第3図かも明らかなように、周波数が400 Hz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付着したトナー粒子の帯電量が正
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9トナーは、トナ一層中に含まれる逆帯電トチ−
であることがわかる。
As is clear from FIG. 3, sufficient density can be obtained in the image area if the frequency is in the region of 400 Hz or higher. 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 on the toner particles attached to the non-image area changes from positive to negative. From this, Kabu9 toner in the high frequency range is different from the oppositely charged torch contained in the toner layer.
It can be seen that it is.

、つまり、第3図中段に一点鎖線で示すように、逆帯電
トナーの付着址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tは急激に
減少する。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I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。このターニングポイント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
ての帯電極性の変化点(0点)と一致する。
That is, as shown by the dashed line in the middle part of FIG. 3, the amount of adhesion of the oppositely charged toner gradually increases with frequency. On the other hand, as shown by the broken line, the adhesion t of positively charged toner rapidly decreases. These combined amounts are drawn as a solid line curve in the middle. That is, the frequency is approximately 1 kHz
(Turning I-in) R) is exceeded, the amount of toner adhering to the non-image area increases. As is clear from the graph at the bottom, this turning point R coincides with the point of change (point 0) in the charging polarity of the toner as a whole.

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、この発明社、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
現像ロー大きく取り、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。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調
節することができる。
For example, the present invention can produce the same effect even when used in a color copying device that uses multiple developing devices to develop with toner of multiple colors, instead of using it in a one-color electrophotographic device that uses only one developing device. can be obtained. In this case, in order to avoid the second developing device from coming into contact with the toner image developed by the first developing device, it is desirable to increase the development low in the second developing device and lower the applied frequency. By setting like this, the first and second
The developing characteristics of the developing device can be set almost the same as that of the developing device. Note that, if necessary, the frequency may be increased if the gap d needs to be made smaller. That is, the gap d
The desired development state can be adjusted simply by changing the frequency according to the conditions.

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] この発明によれば、像支持体の非画像部において正規極
性の現像剤を到達させず、逆極性の現像剤のみを到達さ
せる周波数の交番電界を像支持体と現像ローラとの間に
印加しているから、かぶりのない鮮明な画像を得ること
ができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, an alternating electric field of a frequency that prevents the developer of the normal polarity from reaching the non-image area of the image support and only allows the developer of the opposite polarity to reach the image support and the developing roller. Since the voltage is applied between the two, clear images without fogging 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担像装置の概略断面
図、第2図は交流バイアスとかぶりの関係を示したグラ
フ図、81!3図は交流バイアスの周波数と、かぶり及
びトナーの帯電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。 !0・・・現像装置、12・・・ホッパ、16・・・現
像ローラ、26・・・交流バイアス電源。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦惜F 第 1 図
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image carrier according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between AC bias and fog, and FIGS. FIGS. 4 and 5 are graphs showing the relationship between the amount of charge and the amount of charge. FIGS. 4 and 5 are diagrams explaining the movement of toner when an AC bias is applied. ! 0...Developing device, 12...Hopper, 16...Developing roller, 26...AC bias power supply. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue F. Figure 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)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その画像部に現像剤を付着させ
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、像支持体の非画像部において正規極性の現像剤
を到達させず、逆極性の現像剤のみを到達させる周波数
を印加することを特徴とする現像装置。
(1) A developer carrying member that is disposed opposite to the image support member on which the electrostatic latent image is formed, with a gap therebetween, and carries a developer, and a developer supplying means that supplies the 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 carrier, and the device is configured to fly the developer from the developer carrier toward the image support and apply the developer to the image area. A developing device for developing an electrostatic latent image by depositing an electrostatic latent image, wherein the alternating electric field means does not allow a developer of normal polarity to reach a non-image area of an image support, but allows only a developer of opposite polarity to reach a non-image area of the image support. A developing device characterized by applying a frequency.
(2)前記交番電界の周波数は間隙が200μm以下の
場合には、2kHz以上、間隙が200μmより大きく
300μm以下の場合には1.5kHz以上であり、現
像剤の平均粒子径は8μm以上16μm以下であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の現像装置。
(2) The frequency of the alternating electric field is 2 kHz or more when the gap is 200 μm or less, and 1.5 kHz or more when the gap is greater than 200 μm and 300 μm or less, and the average particle diameter of the developer is 8 μm or more and 16 μm or less. A developing device according to claim 1, characterized in that:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008287036A (en) * 2007-05-17 2008-11-27 Kyocera Mita Corp Developing method and device for image forming apparatus

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