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JPH047506B2 - - Google Patents
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JPH047506B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH047506B2
JPH047506B2 JP58096903A JP9690383A JPH047506B2 JP H047506 B2 JPH047506 B2 JP H047506B2 JP 58096903 A JP58096903 A JP 58096903A JP 9690383 A JP9690383 A JP 9690383A JP H047506 B2 JPH047506 B2 JP H047506B2
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JP
Japan
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carrier
particles
toner particles
developer
image
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JP58096903A
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Japanese (ja)
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Inventor
Satoru Haneda
Seiichiro Hiratsuka
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Publication date
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Priority to DE3448470A priority patent/DE3448470C2/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G13/00Electrographic processes using a charge pattern
    • G03G13/06Developing
    • G03G13/08Developing using a solid developer, e.g. powder developer

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Description

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

〔従来技術〕[Prior art]

まず一例として、電子写真複写装置における現
像方法の概略について説明する。それについて一
般的な、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方
法は、トナー粒子の摩擦帯電制御が比較的容易
で、トナー粒子の凝集が起りにくく、磁気ブラシ
の穂立ちがよくて、像担持体面の摺擦性に優れ、
クリーニングとの兼用においても十分なクリーニ
ング効果が発揮される等の特徴を有することか
ら、キヤリヤ粒子に対するトナー粒子の量の管理
を必要とするにも拘らず、多く用いられている。
そして、この現像方法には、従来一般に、平均粒
径が数十〜数百μmの磁性キヤリヤ粒子と平均粒
径が十数μmの熱定着用のトナー粒子とからなる
二成分現像剤が用いられている。この熱定着用の
トナー粒子に代えて、加熱手段を必要とすること
なく、記録紙への定着が容易に行われる、圧力定
着用のトナー粒子を用いるようにすると、トナー
粒子を摩擦帯電させるキヤリヤ粒子との攪拌にお
いて、トナー粒子がキヤリヤ粒子の表面に定着し
たり、トナー粒子同志が凝集したりすることが起
こ易く、そして、従来の磁気ブラシ現像方法で
は、磁気ブラシの穂で像担持体面を強く摺擦する
ようにしていたので、一層トナー粒子とキヤリヤ
粒子の付着を強固なものにすると云う問題があ
る。
First, as an example, an outline of a developing method in an electrophotographic copying apparatus will be described. Regarding this, the general magnetic brush development method using a two-component developer is relatively easy to control the triboelectrification of toner particles, is less likely to aggregate, and the magnetic brush has good spikes, and image bearing Excellent abrasion properties on the body surface,
Since it has the characteristic of exhibiting a sufficient cleaning effect even when used for cleaning, it is widely used even though it is necessary to control the amount of toner particles relative to carrier particles.
Conventionally, this developing method generally uses a two-component developer consisting of magnetic carrier particles with an average particle diameter of several tens to hundreds of micrometers and toner particles for heat fixing with an average particle diameter of more than ten micrometers. ing. Instead of toner particles for heat fixing, toner particles for pressure fixing, which can be easily fixed on recording paper without the need for a heating means, can be used, and a carrier that triboelectrically charges the toner particles can be used. During agitation with particles, toner particles tend to settle on the surface of carrier particles or toner particles agglomerate together. Since strong rubbing is used, there is a problem in that the adhesion between toner particles and carrier particles becomes even stronger.

また、現像剤のトナー粒子やキヤリヤ粒子が粗
いために、従来の磁気ブラシ現像方法では、繊細
な線や点あるいは濃淡差等を再現する高画質画像
が得られにくいと云つた問題もある。即ち、この
現像方法において高画質画像を得るために、従来
例えば、キヤリヤ粒子の樹脂コーテイングとか、
現像剤搬送担体における磁石体の改良とか、現像
剤搬送担体へのバイアス電圧の検討とか、多くの
努力が払われているが、それでも未だ安定して十
分に満足し得る画像が得られないのが実情であ
る。したがつて、高画質画像を得るためには、ト
ナー粒子及びキヤリヤ粒子をより微粒子にするこ
とが必要であると考えられる。しかし、トナー粒
子を平均粒径が20μm以下、特に、10μm以下の微
粒子にすると、現像時のクーロン力に対して相
対的にフアンデルワールス力の影響が大きくなつ
て、像背景の地部分にもトナー粒子が付着する所
謂かぶりが生ずるようになり、現像剤搬送担体へ
の直流バイアス電圧印加によつてもかぶりを防ぐ
ことが困難となる。トナー粒子の摩擦帯電制御
が難しくなつて、凝集が起り易くなる。一方、キ
ヤリヤ粒子粒子を微粒子化していくと、キヤリ
ヤ粒子粒子も像担持体の静電像部分に付着するよ
うになる。この原因としては、磁気バイアスの力
が低下して、キヤリヤ粒子がトナー粒子と共に像
担持体側に付着したためと考えられる。なお、バ
イアス電圧が大きくなると、像背景の地部分にも
キヤリヤ粒子が付着するようになる。微粒子化に
は、上述のような副作用の方が目立つて、鮮明な
画像が得られないと云う問題があるので、そのた
めにトナー粒子及びキヤリヤ粒子を微粒子化する
ことは実際に用いるのが困難であつた。
Furthermore, because the toner particles and carrier particles of the developer are coarse, it is difficult to obtain high-quality images that reproduce delicate lines, dots, and differences in shading using conventional magnetic brush development methods. That is, in order to obtain high-quality images in this developing method, conventional techniques such as resin coating of carrier particles, etc.
Many efforts have been made to improve the magnets in the developer transport carrier and consider the bias voltage for the developer transport carrier, but it is still not possible to obtain stable and fully satisfactory images. This is the reality. Therefore, in order to obtain high quality images, it is considered necessary to make the toner particles and carrier particles even finer. However, when the toner particles are made into fine particles with an average particle size of 20 μm or less, especially 10 μm or less, the influence of Van der Waals force becomes large relative to the Coulomb force during development, and the background part of the image is affected. So-called fogging, in which toner particles adhere to the toner particles, occurs, and it becomes difficult to prevent fogging even by applying a DC bias voltage to the developer transport carrier. It becomes difficult to control triboelectrification of toner particles, and aggregation becomes more likely to occur. On the other hand, as the carrier particles are made finer, the carrier particles also come to adhere to the electrostatic image portion of the image carrier. The reason for this is thought to be that the magnetic bias force was reduced and the carrier particles adhered to the image carrier side together with the toner particles. Note that as the bias voltage increases, carrier particles will also adhere to the ground portion of the image background. The problem with micronization is that the side effects mentioned above are more noticeable and clear images cannot be obtained, so it is difficult to actually use micronization of toner particles and carrier particles. It was hot.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、トナー粒子の記録紙への定着が容易
で、しかも、トナー粒子のキヤリヤ粒子への定着
や凝集を防止することができ、さらに、微粒子の
トナーやキヤリヤを用いることができて、繊細な
線や点あるいは濃淡差等を忠実に再現できる静電
潜像や磁気潜像の現像方法を提供するものであ
る。
The present invention makes it possible to easily fix toner particles on recording paper, prevent fixation and aggregation of toner particles on carrier particles, and furthermore, it is possible to use fine particle toner and carrier particles and is delicate. The present invention provides a method for developing an electrostatic latent image or a magnetic latent image that can faithfully reproduce lines, points, shading differences, etc.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明は、トナー粒子と磁性キヤリヤ粒子とか
ら成る二成分現像剤層を現像剤搬送体面上に形成
させ、該現像剤層によつて像担持体面の像を現像
する方法において、前記トナー粒子に圧力定着用
のトナー粒子を用いると共に、前記現像を振動電
界下で行うようにしたことを特徴とする現像方
法、にある。
The present invention provides a method for forming a two-component developer layer consisting of toner particles and magnetic carrier particles on the surface of a developer carrier, and developing an image on the surface of an image carrier with the developer layer. A developing method characterized in that toner particles for pressure fixing are used and the development is performed under an oscillating electric field.

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

本発明において、二成分現像剤に用いる圧力定
着用のトナー粒子としては、定着用の加圧ローラ
で20Kg/cm程度の線圧力で加圧すると記録紙に定
着するようになる、従来公知の圧力定着用トナー
粒子が用いられる。そのようなトナー粒子として
は、ポリオレフイン類、エチレン酢酸ビニル共重
合体、ポリウレタン、ゴム等の粘着性樹脂、また
はパルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワツク
スに、カーボン等の着色成分や必要に応じて加え
られる帯電制御剤等、あるいは磁性トナーの場合
はさらに、鉄、クロム、ニツケル、コバルト等の
金属またはそれらの化合物や合金、例えば四三酸
化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マン
ガン、フエライト、マンガン−銅系合金と云つた
強磁性体乃至は常磁性体の微粒子などを分散含有
させた粒子からなるもの、そのような粘着性のよ
い粒子の外側を通常の熱定着用トナー粒子に用い
られるような帯電性のよい樹脂(着色成分等を含
有していてもよい)で被覆したマイクロカプセル
タイプの粒子から成るものが知られている。そし
て、本発明には特に、上記粘着性のよい粒子がス
プレードライ法やフローコーター法また造粒重合
法等によつて球状に形成された、球状の分散トナ
ー粒子やマイクロカプセルトナー粒子が好ましく
用いられる。なお、フローコーター法における球
形化処理は、熱風によるものでも、熱湯によるも
のでもよい。このような球状のトナー粒子を用い
ると、トナー粒子の流動性が良くなつて、トナー
粒子がキヤリヤ粒子に強固に付着したり、トナー
粒子同志凝集したりすることが顕著に無くなり、
また、キヤリヤ粒子との摩擦による帯電も良好に
行われるようになつて、そのために、キヤリヤ粒
子と共に適当なトナー濃度で形成された現像剤層
の中から、トナー粒子のみが静電像に選択的に吸
着されるようになると共に、像担持体面等からの
記録紙への転写効率および定着性も向上する。こ
れは、トナー粒子が球状であることによつて、ト
ナー粒子とキヤリヤ粒子およびトナー粒子と像担
持体面の接触面積が小さくなつて、フアンデルワ
ールス力のような制御しにくい不均一な力が減少
すること、針状突起やエツジあるいは細長形状の
ように電荷集中や放電中和を起したりすることが
少なくなること、記録紙との接圧が高くなること
等が関係していると考えられる。それには、トナ
ー粒子は少なくとも長軸と短軸の比が3倍以下で
あるように球形化されていることが好ましい。
In the present invention, the toner particles for pressure fixing used in the two-component developer are fixed to the recording paper when applied with a pressure roller for fixing at a linear pressure of about 20 kg/cm. Fusing toner particles are used. Such toner particles include polyolefins, ethylene-vinyl acetate copolymers, polyurethane, adhesive resins such as rubber, or fatty acid waxes such as palmitic acid and stearic acid, with coloring components such as carbon added as necessary. In the case of magnetic toner, metals such as iron, chromium, nickel, and cobalt, or compounds and alloys thereof, such as triiron tetroxide, γ-ferric oxide, chromium dioxide, manganese oxide, Particles containing dispersed fine particles of ferromagnetic or paramagnetic substances such as ferrite, manganese-copper alloy, etc., and the outer side of such particles with good adhesiveness are used as ordinary heat fixing toner particles. There are known microcapsule-type particles coated with a highly chargeable resin (which may contain a coloring component, etc.). Particularly preferred in the present invention are spherical dispersed toner particles and microcapsule toner particles in which the above-mentioned highly adhesive particles are formed into spherical shapes by a spray drying method, a flow coater method, a granulation polymerization method, etc. It will be done. Note that the spheroidizing treatment in the flow coater method may be performed using hot air or hot water. When such spherical toner particles are used, the fluidity of the toner particles is improved, and toner particles are significantly prevented from firmly adhering to carrier particles or agglomerating with each other.
In addition, electrification due to friction with carrier particles has become effective, and for this reason, only toner particles are selectively applied to electrostatic images from a developer layer formed with carrier particles and an appropriate toner concentration. At the same time, the transfer efficiency and fixing performance from the surface of the image carrier to the recording paper are improved. This is due to the spherical shape of the toner particles, which reduces the contact area between the toner particles and the carrier particles and between the toner particles and the image bearing surface, reducing non-uniform forces that are difficult to control, such as van der Waals forces. This is thought to be related to the following factors: acicular protrusions, edges, or elongated shapes that cause charge concentration and discharge neutralization are less likely to occur, and the contact pressure with the recording paper is higher. . For this purpose, the toner particles are preferably spherical so that the ratio of the major axis to the minor axis is at least 3 times or less.

また、本発明には磁性トナーが好ましく用いら
れ、特に、トナー粒子中の磁性体微粒子の量が
60wt%以下、特に30wt%を超えないものが好ま
しく用いられる。トナー粒子が磁性体粒子を含有
したものである場合は、トナー粒子が現像剤搬送
担体に含まれる磁石の磁力の影響を受けるように
なるから、現像剤層の均一形成性が一層向上し
て、しかも、かぶりの発生が防止され、さらにト
ナー粒子の飛散も起りにくくなる。しかし、含有
する磁性体の量を多くし過ぎると、キヤリヤ粒子
との間の磁気力が大きくなり過ぎて、十分な現像
濃度を得ることができなくなるし、また、磁性体
微粒子がトナー粒子の表面に現われるようにもな
つて、摩擦帯電制御が難しくなつたり、トナー粒
子が破損し易くなつたり、キヤリヤ粒子との間で
凝集し易くなつたりする。
Further, magnetic toner is preferably used in the present invention, and in particular, the amount of magnetic fine particles in the toner particles is
It is preferably used that does not exceed 60 wt%, particularly not exceeding 30 wt%. When the toner particles contain magnetic particles, the toner particles are influenced by the magnetic force of the magnet included in the developer transport carrier, which further improves the uniformity of the developer layer. Furthermore, fogging is prevented from occurring, and toner particles are less likely to scatter. However, if the amount of magnetic material contained is too large, the magnetic force between the carrier particles and the carrier particles becomes too large, making it impossible to obtain a sufficient developing density. As a result, frictional charging control becomes difficult, toner particles are more likely to be damaged, and toner particles are more likely to aggregate with carrier particles.

また、本発明に用いるトナー粒子としては、高
画質画像が得られるように、平均粒径が20μm以
下、特に10μm以下であることが好ましい。トナ
ーの平均粒径が大きくなると、前にも述べたよう
に画像の荒れが目立つようになる。通常、10本/
mm程度のピツチで並んだ細線の現像には、平均粒
径20μm程度のトナーでも実用上は問題ないが、
しかし、平均粒径10μm以下の微粒子化したトナ
ーを用いると、解像力は格段に向上して、濃淡差
等も忠実に再現した現像が行われるようになる。
このようなトナー粒子は、先に述べたような方法
によつて得られたトナー粒子を必要に応じて公知
の平均粒径選別手段によつて選別することにより
得られる。しかし、一般にトナー粒子の平均粒径
を小さくすると、繊細な線や点や濃淡差等の再現
は行われ易くなるが、反面、摩擦帯電量は定性的
に粒径の二乗に比例して減少するのに対し、フア
ンデルワールス力のような付着力が相対的に強く
働くようになつて、トナー粒子がキヤリヤ粒子か
ら離れにくくなつたり、トナー粒子が一旦像担持
体面の非画像部に付着すると、それが磁気ブラシ
による摺擦では容易に除去されないようになつ
て、かぶりを生ぜしめるようになる。従来の磁気
ブラシ現像方法では、トナー粒子の平均粒径が
10μm以下になると、この問題が顕著となつた。
このことも従来の磁気ブラシ現像方法において、
トナー粒子に圧力定着用のトナー粒子が用いられ
なかつた原因の一つである。
Further, the toner particles used in the present invention preferably have an average particle diameter of 20 μm or less, particularly 10 μm or less so that high-quality images can be obtained. As the average particle size of the toner increases, as described above, the roughness of the image becomes noticeable. Usually 10 pieces/
Toner with an average particle size of about 20 μm is not a practical problem for developing fine lines lined up at a pitch of about mm, but
However, when a finely divided toner with an average particle diameter of 10 μm or less is used, the resolution is significantly improved, and development can be performed that faithfully reproduces the difference in density and the like.
Such toner particles can be obtained by sorting the toner particles obtained by the method described above, if necessary, by a known average particle size sorting means. However, in general, when the average particle size of toner particles is reduced, it becomes easier to reproduce delicate lines, dots, and differences in shading, but on the other hand, the amount of triboelectric charge qualitatively decreases in proportion to the square of the particle size. On the other hand, adhesion forces such as Van der Waals force become relatively strong, making it difficult for toner particles to separate from carrier particles, or once toner particles adhere to a non-image area of the image carrier surface. This cannot be easily removed by rubbing with a magnetic brush, causing fogging. In conventional magnetic brush development methods, the average particle size of toner particles is
This problem became noticeable when the thickness was less than 10 μm.
This is also true in the conventional magnetic brush development method.
This is one of the reasons why toner particles for pressure fixing are not used as toner particles.

本発明は、主として振動電界下で現像を行うよ
うにしたことで、二成分現像剤のトナー粒子に圧
力定着用のトナー粒子を用いたことによる前述の
問題やトナー粒子を微粒子化した場合の上述の問
題を解消するようにしている。即ち、現像剤層に
付着しているトナー粒子は、電気的に与えられる
振動によつて現像剤層から像担持体面の画像部や
非画像部に移行し易く、かつ、離れ易くなり、そ
して、現像剤層で像担持体面を摺擦するようにし
た場合は、像担持体の非画像部に付着したトナー
粒子は容易に除去乃至は静電像部に移動させられ
るようになるし、現像剤層の層厚を像担持体面と
現像剤搬送担体の間〓よりも薄くした場合は、帯
電量の低いトナー粒子が画像部や非画像部に移行
することが顕著に減少したり、像担持体面と擦ら
れることがないために、摩擦帯電によつて像担持
体に付着することもなくなつて、1μm程度のトナ
ー粒子のものまで用いられるようになる。したが
つて、静電潜像を忠実に現像した再現性のよい鮮
明なトナー像を得ることができる。さらに、振動
電界はトナー粒子とキヤリヤ粒子の結合を弱める
ので、トナー粒子に伴うキヤリヤ粒子の像担持体
面への付着も減少する。このような振動電界下の
現像による効果は、トナー粒子に球状のトナー粒
子を用いた場合に一層顕著となる。また特に、現
像剤層の層厚を像担持体面と現像剤搬送担体面の
間〓よりも薄くした場合は、画像部及び非画像部
領域において、大きな帯電量を持つトナー粒子が
振動電界下で振動し、電界の強さによつてはキヤ
リヤ粒子も振動することにより、トナーが選択的
に像担持体面の静電像部に移行するようになるか
ら、キヤリヤの像担持体面への付着は大幅に軽減
される。また、トナー粒子が電界に追随するため
に、トナー粒子の帯電量が1〜3μC/gより大き
いこと(好ましくは3〜300μC/gが望ましい。
特に粒径の小さい場合は高い帯電量が必要であ
る。
The present invention mainly performs development under an oscillating electric field, thereby solving the above-mentioned problems caused by using toner particles for pressure fixing as toner particles of a two-component developer, and the above-mentioned problems when toner particles are made into fine particles. I'm trying to solve the problem. That is, the toner particles attached to the developer layer are easily transferred from the developer layer to the image area or non-image area of the image bearing member surface by the electrically applied vibrations, and are easily separated from the developer layer. When the surface of the image carrier is rubbed with the developer layer, toner particles attached to the non-image area of the image carrier can be easily removed or moved to the electrostatic image area, and the developer layer can be easily removed or moved to the electrostatic image area. If the thickness of the layer is made thinner than that between the image carrier surface and the developer transport carrier, the migration of toner particles with a low charge amount to image areas and non-image areas will be significantly reduced, and Since toner particles are not rubbed against the toner particles, they do not adhere to the image carrier due to frictional electrification, and toner particles of about 1 μm can now be used. Therefore, it is possible to obtain a clear toner image with good reproducibility in which the electrostatic latent image is faithfully developed. Furthermore, since the oscillating electric field weakens the bond between the toner particles and the carrier particles, the adhesion of the carrier particles associated with the toner particles to the image carrier surface is also reduced. The effect of development under an oscillating electric field becomes even more remarkable when spherical toner particles are used as the toner particles. In particular, when the thickness of the developer layer is made thinner than the thickness between the image carrier surface and the developer transport carrier surface, toner particles with a large amount of charge will be exposed to the oscillating electric field in the image area and non-image area. The carrier particles vibrate and, depending on the strength of the electric field, the toner particles selectively move to the electrostatic image area on the image bearing surface, which greatly reduces the adhesion of the carrier to the image bearing surface. will be reduced to Furthermore, in order for the toner particles to follow the electric field, the amount of charge of the toner particles should be greater than 1 to 3 μC/g (preferably 3 to 300 μC/g).
Particularly when the particle size is small, a high amount of charge is required.

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

一般に二成分現像剤のキヤリヤは、磁性キヤリ
ヤ粒子の平均粒径が大きいと、○イ現像剤搬送担体
上に形成される現像剤層の状態が粗くなり、振動
電界で振動を与えながら静電像を現像してもトナ
ー像にムラが現われ易くなるし、○ロ現像剤層にお
けるトナー濃度が低くなつて、高濃度の現像が行
われなくなる等の問題が起る。この○イの問題を解
消するには、キヤリヤ粒子の平均粒径を小さくす
ればよく、実験の結果、50μm以下でその効果が
現われ初め、30μm以下になると、実質的に上記
○イの問題が生じなくなることが判明した。また、
上記○ロの問題も○イの問題に対する磁性キヤリヤ粒
子の微粒子化によつて、現像剤層のトナー濃度が
高くなることから、高濃度の現像が行われるよう
になつて解消する。しかし一方、キヤリヤ粒子が
細か過ぎると、○ハトナー粒子と共に像担持体面に
付着するようになつたり、○ニ飛散し易くなつたり
する。これらの現象は、キヤリヤ粒子に作用する
磁界の強さ、それによるキヤリヤ粒子の磁化の強
さにも関係するが、一般的には、キヤリヤ粒子の
平均粒径が15μm以下になると次第に傾向が出初
め、5μm以下で顕著に現われるようになる。そし
て、像担持体面に付着したキヤリヤ粒子は、一部
はトナーと共に記録紙上に移行し、残部トナーと
共に像担持体面から除かれることになるが、従来
の磁性体のみから成るキヤリヤ粒子では、○ホ記録
紙上に移行したキヤリヤ粒子が、それ自体では記
録紙に定着されないので、脱落し易いと云う問題
があり、また、○ヘ像担持体面に残つたキヤリヤ粒
子がクリーニング装置によつて除かれる際に、感
光体から成る像担持体面を傷付け易いと云う問題
がある。
In general, when the carrier of a two-component developer has a large average particle size of magnetic carrier particles, the condition of the developer layer formed on the developer transport carrier becomes rough. Even when developed, unevenness tends to appear in the toner image, and the toner concentration in the developer layer becomes low, causing problems such as high-density development is no longer possible. In order to solve this problem, the average particle size of the carrier particles needs to be reduced, and as a result of experiments, the effect begins to appear at 50 μm or less, and when it becomes 30 μm or less, the above problem in It was found that this does not occur. Also,
The above-mentioned problems in ◯ and ② can also be solved by making the magnetic carrier particles finer, thereby increasing the toner concentration in the developer layer, allowing high-density development to be performed. On the other hand, if the carrier particles are too fine, they tend to adhere to the surface of the image carrier together with the toner particles, or they tend to scatter. These phenomena are also related to the strength of the magnetic field acting on the carrier particles and the resulting magnetization of the carrier particles, but in general, a tendency gradually begins to appear when the average particle size of the carrier particles becomes 15 μm or less. , becomes noticeable below 5 μm. A portion of the carrier particles adhering to the image carrier surface transfers onto the recording paper together with the toner, and is removed from the image carrier surface together with the remaining toner. However, with conventional carrier particles made only of magnetic material, There is a problem in that the carrier particles that have migrated onto the recording paper are not fixed on the recording paper by themselves, so they easily fall off. However, there is a problem in that the surface of an image carrier made of a photoreceptor is easily damaged.

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

以上からキヤリヤの適正な条件は、磁性キヤリ
ヤ粒子の平均粒径が好ましくは50μm以下、特に
好ましくは30μm以下であり、また、その磁性キ
ヤリヤ粒子が樹脂等記録紙に定着し得る物質と共
に形成され、さらには、球形化されていることで
ある。
From the above, the appropriate conditions for the carrier are that the average particle diameter of the magnetic carrier particles is preferably 50 μm or less, particularly preferably 30 μm or less, and that the magnetic carrier particles are formed together with a substance such as a resin that can be fixed on the recording paper. Furthermore, it is spherical.

このような磁性キヤリヤ粒子は、磁性トナーに
おけると同様の磁性体の粒子にできるだけ高抵抗
化された球状のものを選ぶか、あるいは球状の磁
性体粒子をトナーにおけると同様の樹脂やワツク
ス、特に、従来コーテイング材として知られてい
るスチレン樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、
ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹
脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂、
あるいはそれに必要に応じて帯電制御剤等を加え
た樹脂で球状に被覆するか、あるいは磁性体微粒
子を分散して含有した樹脂やワツクスの球状粒子
を作るかして得られ、球形化にはトナーにおける
と同様の熱風あるいは熱水による方法が適用でき
るし、分散系のものではスプレードライ法による
こともできる。そして、平均粒径については、必
要に応じ従来公知の平均粒径選別手段によつて選
別することにより、好ましいキヤリヤを得ること
ができる。
For such magnetic carrier particles, spherical magnetic particles with the same resistance as in magnetic toners are selected, or spherical magnetic particles are selected from resins or waxes similar to those in toners, in particular, Conventional coating materials such as styrene resin, vinyl resin, ethyl resin,
Resins such as rosin modified resins, acrylic resins, polyamide resins, epoxy resins, polyester resins,
Alternatively, it can be obtained by coating it in a spherical shape with a resin to which a charge control agent is added as necessary, or by making spherical particles of resin or wax containing dispersed magnetic particles. A method using hot air or hot water similar to that described above can be applied, and in the case of a dispersed type, a spray drying method can also be used. As for the average particle size, a preferable carrier can be obtained by selecting the average particle size using a conventionally known average particle size selection means, if necessary.

なお、キヤリヤ粒子を上述のように樹脂等によ
つて球形化することは、先に述べたような効果の
他に、現像剤搬送担体に形成される現像剤層が均
一となり、また、現像剤搬送担体に高いバイアス
電圧を印加することが可能となると云う効果も与
える。即ち、キヤリヤ粒子が樹脂等によつて球形
化されていることは、(1)一般にキヤリヤ粒子は長
軸方向に磁化吸着され易いが、球形化によつてそ
の方向性が無くなり、したがつて、現像剤層が均
一に形成され、局所的に抵抗の低い領域や層厚の
ムラの発生を防止する、(2)キヤリヤ粒子の高抵抗
化と共に、従来のキヤリヤ粒子に見られるような
エツジ部が無くなつて、エツジ部への電界の集中
が起らなくなり、その結果、現像剤搬送担体に高
いバイアス電圧を印加しても、像担持体面に放電
して静電潜像を乱したり、バイアス電圧がブレー
クダウンしたりすることが起らない、と云う効果
を与える。この高いバイアス電圧を印加できると
云うことは、本発明における振動電界下での現像
が振動するバイアス電圧の印加によつて行われる
ものである場合に、それによる効果を十分に発揮
させることができると云うことである。また、こ
のような効果を奏するキヤリヤ粒子の球形化には
前述のようにワツクスも用いられるが、キヤリヤ
の耐久性等からすると樹脂を用いたものが好まし
く、さらに、キヤリヤ粒子の抵抗率が108Ωcm以
上、特に1013Ωcm以上であるように絶縁性の磁性
粒子を形成したものが好ましい。この抵抗率は、
粒子を0.50cm2の断面積を有する容器に入れてタツ
ピングした後、詰められた粒子上に1Kg/cm2の荷
重を掛け、荷重と底面電極との間に1000V/cmの
電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読み
取ることで得られる値であり、この値が低いと、
現像剤搬送担体にバイアス電圧を印加した場合に
キヤリヤ粒子に電荷が注入されて、像担持体面に
キヤリヤ粒子が付着し易くなつたり、あるいはバ
イアス電圧のブレークダウンが起り易くなつたり
する。
In addition to the above-mentioned effects, making the carrier particles spherical with a resin or the like as described above makes the developer layer formed on the developer transport carrier uniform, and also makes the developer layer more uniform. It also has the effect of making it possible to apply a high bias voltage to the carrier. That is, the fact that the carrier particles are made spherical by resin or the like is because: (1) Generally, carrier particles tend to be magnetized and attracted in the long axis direction, but by sphericalization, this directionality is lost; The developer layer is formed uniformly, preventing the occurrence of locally low resistance areas and uneven layer thickness. As a result, even if a high bias voltage is applied to the developer transport carrier, the electric field will not be concentrated on the edge portion, and as a result, even if a high bias voltage is applied to the developer transport carrier, it will discharge to the image bearing surface and disturb the electrostatic latent image. This provides the effect that voltage breakdown does not occur. The fact that this high bias voltage can be applied means that when the development under an oscillating electric field in the present invention is performed by applying an oscillating bias voltage, the effect can be fully exhibited. That's what I'm saying. Furthermore, as mentioned above, wax can be used to make the carrier particles spherical, which produces such an effect, but from the viewpoint of the durability of the carrier, it is preferable to use resin . It is preferable to form insulating magnetic particles so that the resistance is Ωcm or more, particularly 10 13 Ωcm or more. This resistivity is
After placing the particles in a container with a cross-sectional area of 0.50 cm 2 and tapping them, a load of 1 Kg/cm 2 is applied to the packed particles, and a voltage is applied to generate an electric field of 1000 V/cm between the load and the bottom electrode. This value is obtained by reading the current value when applied, and if this value is low,
When a bias voltage is applied to the developer transport carrier, charge is injected into the carrier particles, making it easier for the carrier particles to adhere to the surface of the image carrier, or for bias voltage breakdown to occur more easily.

以上を総合して、磁性キヤリヤ粒子は、少なく
とも長軸と短軸の比が3倍以下であるように球形
化されており、したがつて針状部やエツジ部等の
電荷集中並びに放電を起し易い突起がなく、抵抗
率が108Ωcm以上、好ましくは1013Ωcm以上であ
ることが適正条件であり、このような磁性キヤリ
ヤ粒子は先に述べたような方法によつて得ること
ができる。
In summary, the magnetic carrier particles are spherical so that the ratio of the major axis to the minor axis is at least 3 times or less, and therefore cause charge concentration and discharge at needle-shaped parts and edge parts. Appropriate conditions are that there are no protrusions that easily occur, and that the resistivity is 10 8 Ωcm or more, preferably 10 13 Ωcm or more, and such magnetic carrier particles can be obtained by the method described above. .

本発明の現像方法には、以上述べたような球状
のトナー粒子とキヤリヤ粒子特に、好ましくは球
状のキヤリヤ粒子が、従来の二成分現像剤におけ
ると同様の割合で混合した現像剤が好ましく用い
られるが、これにはまた、必要に応じて粒子の流
動滑りをよくするための流動化剤や像担持体面の
清浄化に役立つクリーニング剤等が混合される。
流動化剤としては、コロイダルシリカ、シリコン
ワニス、金属石鹸あるいは非イオン表面活性剤等
を用いることができ、クリーニング剤としては、
脂肪酸金属塩、有機基置換シリコンあるいは弗素
等表面活性剤等を用いることができる。
In the developing method of the present invention, a developer in which spherical toner particles and carrier particles, particularly preferably spherical carrier particles, as described above are mixed in the same proportion as in a conventional two-component developer is preferably used. However, if necessary, a fluidizing agent for improving the fluidity and sliding of the particles and a cleaning agent for cleaning the surface of the image bearing member are mixed therein.
As the fluidizing agent, colloidal silica, silicone varnish, metal soap or nonionic surfactant can be used, and as the cleaning agent,
Surface active agents such as fatty acid metal salts, organic group-substituted silicones, and fluorine can be used.

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

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

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

さらに、振動電界下での現像は、新たな電極部
材を設けたりせずに、現像剤搬送担体のスリーブ
に振動するバイアス電圧を印加することによるの
が好ましい。また、バイアス電圧には非画像部分
へのトナー粒子の付着を防止する直流電圧とトナ
ー粒子をキヤリヤ粒子から離れ易くするための交
流電圧との重畳した電圧を用いることが好まし
い。振動電界は、アースした像担持体の基体とス
リーブとの間に形成される。しかし本発明は、ス
リーブへの振動電圧の印加による方法や直流と交
流の重畳電圧印加による方法に限られるものでな
い。
Furthermore, development under an oscillating electric field is preferably carried out by applying an oscillating bias voltage to the sleeve of the developer transport carrier without providing a new electrode member. Further, it is preferable to use a bias voltage that is a combination of a direct current voltage that prevents toner particles from adhering to non-image areas and an alternating current voltage that makes it easier for the toner particles to separate from the carrier particles. An oscillating electric field is formed between the grounded image carrier substrate and the sleeve. However, the present invention is not limited to the method of applying an oscillating voltage to the sleeve or the method of applying a superimposed DC and AC voltage.

以上述べたような本発明の現像方法は、第1図
乃至第3図に例示したような装置によつて実施さ
れる。
The developing method of the present invention as described above is carried out by an apparatus as illustrated in FIGS. 1 to 3.

第1図乃至第3図において、1は矢印方向に回
転し、図示せざる帯電露光装置によつて表面に静
電像を形成されるSe等の感光体よりなるドラム
状の像担持体、2はアルミニウム等の非磁性材料
からなるスリーブ、3はスリーブ2の内部に設け
られて表面に複数のN,S磁極を周方向に有する
磁石体で、このスリーブ2と磁石体3とで現像剤
搬送担体を構成している。そして、スリーブ2と
磁石体3とは相対回転可能であり、図はスリーブ
2が矢印方向に回転するものであることを示して
いる。また、磁石体3のN,S磁極は通常500〜
1500ガウスの磁束密度に磁化されており、その磁
力によつてスリーブ2の表面に先に述べたような
現像剤Dの層即ち、磁気ブラシを形成する。4は
磁気ブラシの高さ、量を規制する磁性や非磁性体
からなる規制ブレード、5は現像域Aを通過した
磁気ブラシをスリーブ2上から除去するクリーニ
ングブレードである。スリーブ2の表面は現像剤
溜り6において現像剤Dと接触するからそれによ
つて現像剤Dの供給が行われることになり、7は
現像剤溜り6の現像剤Dを攪拌して成分を均一に
する攪拌スクリユーである。現像剤溜り6の現像
剤Dは現像が行われるとその中のトナー粒子が消
耗されるようになるから、8は先に述べたような
トナー粒子Tを補給するためのトナーホツパー、
9は現像剤溜り6にトナー粒子Tを落す表面に凹
部を有する供給ローラである。10は保護抵抗1
1を介してスリーブ2にバイアス電圧を印加する
バイアス電源である。
1 to 3, reference numeral 1 denotes a drum-shaped image carrier made of a photoreceptor such as Se, which rotates in the direction of the arrow and has an electrostatic image formed on its surface by a charging exposure device (not shown); 2; 3 is a sleeve made of a non-magnetic material such as aluminum, and 3 is a magnet body that is provided inside the sleeve 2 and has a plurality of N and S magnetic poles on its surface in the circumferential direction. It constitutes a carrier. The sleeve 2 and the magnet body 3 can rotate relative to each other, and the figure shows that the sleeve 2 rotates in the direction of the arrow. In addition, the N and S magnetic poles of the magnet body 3 are usually 500~
It is magnetized to a magnetic flux density of 1500 Gauss, and its magnetic force forms a layer of the developer D as described above, that is, a magnetic brush, on the surface of the sleeve 2. 4 is a regulating blade made of magnetic or non-magnetic material that regulates the height and amount of the magnetic brush; 5 is a cleaning blade that removes the magnetic brush that has passed through the developing area A from above the sleeve 2; Since the surface of the sleeve 2 comes into contact with the developer D in the developer reservoir 6, the developer D is supplied thereby, and the developer 7 stirs the developer D in the developer reservoir 6 to make the components uniform. This is a stirring screw. Since the toner particles in the developer D in the developer reservoir 6 are consumed when development is performed, 8 is a toner hopper for replenishing the toner particles T as described above;
Reference numeral 9 denotes a supply roller having a concave portion on its surface that drops the toner particles T into the developer reservoir 6 . 10 is protection resistance 1
1 is a bias power supply that applies a bias voltage to the sleeve 2 through the sleeve 2.

このような第1図乃至第3図の装置の相違は、
第1図の装置においては、スリーブ2が矢印方向
に回転し、磁石体3がそれと反対の矢印方向に回
転して、そのN,S磁極の磁束密度が略等しいも
のであるのに対して、第2図の装置においては、
スリーブ2は矢印方向に回転するが、磁石体3は
固定であり、第3図の装置においては、固定の磁
石体3のN,S磁極の磁束密度が同じではなく、
像担持体1に対向したN磁極の磁束密度が他の
N,S磁極の磁束密度よりも大であることであ
る。なお、像担持体1に対向した磁極としては、
第3図示のようにN磁極を並べて対向させてもよ
いし、N,S磁極を並べて対向させてもよいこと
は勿論である。このように複数個の磁極を対向さ
せることによつて、単極を対向させた場合よりも
現像が安定すると云う効果が得られる。
The difference between the devices shown in FIGS. 1 to 3 is that
In the device shown in FIG. 1, the sleeve 2 rotates in the direction of the arrow, and the magnet body 3 rotates in the opposite direction of the arrow, so that the magnetic flux densities of the N and S magnetic poles are approximately equal. In the device shown in Figure 2,
The sleeve 2 rotates in the direction of the arrow, but the magnet 3 is fixed, and in the device shown in FIG. 3, the magnetic flux densities of the N and S magnetic poles of the fixed magnet 3 are not the same;
The magnetic flux density of the N magnetic pole facing the image carrier 1 is larger than the magnetic flux density of the other N and S magnetic poles. Note that the magnetic pole facing the image carrier 1 is as follows:
Of course, the N magnetic poles may be arranged side by side and facing each other as shown in the third figure, or the N and S magnetic poles may be arranged side by side and opposed to each other. By arranging a plurality of magnetic poles to face each other in this manner, it is possible to obtain the effect that development is more stable than when a single pole is posed to face each other.

以上のような装置において、スリーブ2を像担
持体1に対して表面間〓が数10〜2000μmの範囲
にあるように設定して、像担持体1の静電像の現
像を行うと、スリーブ2の表面に形成された磁気
ブラシは、スリーブ2あるいは磁石体3の回転に
伴つてその表面の磁束密度が変化するから、振動
しながらスリーブ2上を移動するようになり、そ
れによつて像担持体1との間〓を安定して円滑に
通過し、その際像担持体1の表面に対し、均一な
現像効果を与えることになつて、安定して高いト
ナー濃度の現像を可能にする。それには、かぶり
の発生を防ぐため及び現像効果を向上させるため
に、スリーブ2にバイアス電源10によつて振動
するバイアス電圧を印加し、像担持体1の基体1
aを接地して、スリーブ2と像担持体1の間に振
動電界を形成せしめている。このバイアス電圧に
は、先にも述べたように、好ましい直流電圧と交
流電圧の重畳電圧が用いられ、直流成分がかぶり
の発生を防止し、交流成分が磁気ブラシに振動を
与えて現像効果を向上する。なお、通常直流電圧
成分には、非画像部電位と略等しいか、それより
も高い50〜600Vの電圧が用いられ、交流電圧成
分には100Hz〜10kHz、好ましくは1〜5kHzの周
波数が用いられる。なお、直流電圧成分は、トナ
ー粒子が磁性体を含有している場合は、非画像部
電位よりも低くてよい。交流電圧成分の周波数が
低過ぎると、振動を与える効果が得られなくな
り、高過ぎても電界の振動に現像剤が追従できな
くなつて、現像濃度が低下し、鮮明な高画質画像
が得られなくなると云う傾向が現われる。また、
交流電圧成分の電圧値は、周波数も関係するが、
高い程磁気ブラシを振動させるようになつてそれ
だけ効果を増すことになるが、その反面高い程か
ぶりを生じ易くし、落雷現象のような絶縁破壊も
起り易くする。しかし、現像剤Dのキヤリヤ粒子
が樹脂等によつて球形化されていると絶縁破壊を
防止するし、かぶりの発生も直流電圧成分で防止
し得る。なお、この交流電圧を印加するスリーブ
2を表面を樹脂や酸化被膜によつて絶縁乃至は半
絶縁に被覆するようにしてもよい。
In the apparatus described above, when the sleeve 2 is set so that the distance between the surfaces of the image carrier 1 is in the range of several tens to 2000 μm, and the electrostatic image on the image carrier 1 is developed, the sleeve 2 The magnetic brush formed on the surface of the sleeve 2 changes its magnetic flux density as the sleeve 2 or the magnet 3 rotates, so the magnetic brush moves on the sleeve 2 while vibrating. The toner passes stably and smoothly between the toner body 1 and the toner body 1, thereby imparting a uniform developing effect to the surface of the image carrier 1, thereby making it possible to stably develop with a high toner density. To do this, in order to prevent the occurrence of fog and to improve the developing effect, an oscillating bias voltage is applied to the sleeve 2 by a bias power supply 10, and the base 1 of the image carrier 1 is
A is grounded to form an oscillating electric field between the sleeve 2 and the image carrier 1. As mentioned earlier, this bias voltage uses a preferable superimposed voltage of DC voltage and AC voltage.The DC component prevents fogging, and the AC component vibrates the magnetic brush to improve the developing effect. improves. Note that for the DC voltage component, a voltage of 50 to 600 V that is approximately equal to or higher than the non-image area potential is usually used, and for the AC voltage component, a frequency of 100 Hz to 10 kHz, preferably 1 to 5 kHz is used. . Note that if the toner particles contain a magnetic material, the DC voltage component may be lower than the non-image area potential. If the frequency of the AC voltage component is too low, the effect of imparting vibration cannot be obtained, and if it is too high, the developer will not be able to follow the vibrations of the electric field, resulting in a decrease in developer density and the ability to obtain clear, high-quality images. There is a tendency to disappear. Also,
The voltage value of the AC voltage component is also related to the frequency, but
The higher the height, the more the magnetic brush is vibrated, which increases the effect accordingly, but on the other hand, the higher it is, the more likely it is that fogging will occur, and the more likely it is that dielectric breakdown such as that caused by lightning strikes will occur. However, if the carrier particles of the developer D are made spherical by resin or the like, dielectric breakdown can be prevented, and fogging can also be prevented by using the DC voltage component. Note that the surface of the sleeve 2 to which this AC voltage is applied may be insulated or semi-insulated covered with a resin or oxide film.

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

本発明は、先に述べたような圧力定着用のトナ
ー粒子とキヤリヤ粒子とから成る二成分現像剤を
用いて、上述のような現像条件で振動電界下の現
像を行うようにしたことによつて、圧力定着用ト
ナー粒子のキヤリヤ粒子の固着したり凝集し易い
と云う欠点を解消し、さらにはトナー粒子やキヤ
リヤ粒子の微粒子化を可能にして、記録紙へのト
ナー像の定着を容易にしたばかりではなく、記録
画像の高画質化を達成し得るようにしたのであ
る。
The present invention uses a two-component developer consisting of toner particles for pressure fixing and carrier particles as described above, and performs development under an oscillating electric field under the above-mentioned development conditions. This eliminates the drawback that carrier particles of toner particles for pressure fixing tend to stick or aggregate, and furthermore, it makes it possible to make toner particles and carrier particles finer, making it easier to fix toner images on recording paper. This not only made it possible to achieve high quality recorded images.

そこで、次に本発明の具体的実施例を示す。 Next, specific embodiments of the present invention will be shown.

〔実施例〕〔Example〕

実施例 1 トナー粒子にエチレン酢酸ビニル共重合体100
重量部、カーボンブラツク10重量部、ニグロシン
5重量部から成り、粉砕造粒後、フローコータ法
によつて球状に形成された平均粒経10μmの非磁
性粒子を用い、キヤリヤ粒子に平均粒経が30μm、
磁化が50emu/g、抵抗率が1014Ωcm程度のスチ
レン・アクリル樹脂でコーテイングされた球状フ
エライト粒子から成るものを用いて、第1図に示
した現像装置により現像剤溜り6における現像剤
Dのトナー比率がキヤリヤに対して10wt%にな
る条件で現像を行つた。トナーの平均帯電量は
15μC/gであつた。
Example 1 Ethylene vinyl acetate copolymer 100 in toner particles
Using nonmagnetic particles with an average particle size of 10 μm, which were formed into spherical shapes by a flow coater method after pulverization and granulation, the carrier particles had an average particle size of 10 μm. 30μm,
Using spherical ferrite particles coated with styrene-acrylic resin having a magnetization of 50 emu/g and a resistivity of about 10 14 Ωcm, the developer D in the developer reservoir 6 was developed using the developing device shown in FIG. Development was carried out under conditions where the toner ratio was 10 wt% to the carrier. The average charge amount of toner is
It was 15μC/g.

この場合の像担持体1はCdS感光体、その周速
は180mm/sec、像担持体1に形成された静電像の
最高電位−500V、スリーブ2の外径30mm、その
回転数100rpm、磁石体3のN,S磁極の磁束密
度は900ガウス、その回転数は1000rpm、現像剤
層の厚さ0.6mm、スリーブ2と像担持体1との間
〓0.5mm即ち500μm、スリーブ2に印加するバイ
アス電圧は直流電圧成分−250V、交流電圧成分
1.5kHz、500Vとした。
In this case, the image carrier 1 is a CdS photoreceptor, its peripheral speed is 180 mm/sec, the highest potential of the electrostatic image formed on the image carrier 1 is -500 V, the outer diameter of the sleeve 2 is 30 mm, its rotation speed is 100 rpm, and the magnet The magnetic flux density of the N and S magnetic poles of the body 3 is 900 Gauss, the rotation speed is 1000 rpm, the thickness of the developer layer is 0.6 mm, the distance between the sleeve 2 and the image carrier 1 is 0.5 mm, that is, 500 μm, and the magnetic flux is applied to the sleeve 2. Bias voltage is DC voltage component -250V, AC voltage component
1.5kHz, 500V.

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

実施例 2 トナー粒子に平均粒径が5μmである以外は実施
例1におけると同じ非磁性粒子から成るものを用
い、キヤリヤ粒子に平均粒径0.2μmの微粒子フエ
ライトがトナーと同じ樹脂中に50wt%分散した、
練肉、粉砕後に熱風によつて球形化された平均粒
径が20μm、磁化が30emu/g、抵抗率が1014Ω
cm以上の粒子を用いて、第3図に示した現像装置
により現像剤溜り6における現像剤Dのトナー比
率がキヤリヤに対して5WT%になる条件で現像
を行つた。トナーの平均帯電量は30μC/gであ
つた。
Example 2 The same non-magnetic particles as in Example 1 were used except that the toner particles had an average particle size of 5 μm, and the carrier particles contained 50 wt% of fine particle ferrite with an average particle size of 0.2 μm in the same resin as the toner. dispersed,
After kneading and crushing, the average particle size is 20 μm, magnetization is 30 emu/g, and resistivity is 10 14 Ω.
Using particles larger than cm, development was carried out using the developing device shown in FIG. 3 under conditions where the toner ratio of the developer D in the developer reservoir 6 to the carrier was 5WT%. The average charge amount of the toner was 30 μC/g.

この場合の像担持体1の条件は実施例1と同
じ、スリーブ2の外径も30mm、但しその回転数は
150rpm、磁石体3の現像域Aに対向した磁極の
磁束密度は1200ガウス、現像剤層の厚さ0.6mm、
スリーブ2と像担持体1との間〓0.7mm即ち
700μm、スリーブ2に印加するバイアス電圧は直
流電圧成分−200V、交流電圧成分2kHz、1000V
とした。
In this case, the conditions of the image carrier 1 are the same as in Example 1, and the outer diameter of the sleeve 2 is also 30 mm, but the rotation speed is
150 rpm, the magnetic flux density of the magnetic pole facing the development area A of the magnet body 3 is 1200 Gauss, the thickness of the developer layer is 0.6 mm,
Between sleeve 2 and image carrier 1 = 0.7mm, i.e.
700μm, bias voltage applied to sleeve 2 is DC voltage component -200V, AC voltage component 2kHz, 1000V
And so.

以上の条件で現像を行つて、それを普通紙にコ
ロナ放電により転写し、実施例1におけると同じ
条件で定着した結果、得られた記録紙の画像は、
定着性が良く、エツジ効果やかぶりのない、そし
て濃度が高いきわめて鮮明なものであり、引続い
て5万枚の記録紙を得たが最初から最後まで安定
して変わらない画像を得ることができた。
The image on the recording paper obtained was developed under the above conditions, transferred to plain paper by corona discharge, and fixed under the same conditions as in Example 1.
It had good fixing properties, no edge effect or fog, and was extremely clear with high density.After producing 50,000 sheets of recording paper, we were unable to obtain a stable and unchanged image from beginning to end. did it.

実施例 3 実施例2におけると同じトナーとキヤリヤを用
いて、ほゞ第1図示と同様(但し、像担持体1と
現像剤搬送担体の間〓は異なる)の現像装置によ
り現像剤溜り6における現像剤Dのトナー粒子比
率がキヤリヤ粒子に対して5wt%になる条件で現
像を行つた。トナーの平均帯電量は30μC/gで
あつた。
Embodiment 3 Using the same toner and carrier as in Embodiment 2, a developing device similar to that shown in FIG. Development was carried out under conditions such that the toner particle ratio of developer D was 5 wt % relative to the carrier particles. The average charge amount of the toner was 30 μC/g.

この場合の像担持体1の条件は実施例1と同
じ、スリーブ2の外径も30mm、但しその回転数は
100rpm、N,S極の磁束密度は700ガウス、その
回転数は500rpm、現像剤層の厚さ0.6mm、スリー
ブ2と像担持体1との間〓0.7mm即ち700μm、ス
リーブ2に印加するバイアス電圧は直流電圧成分
−200V、交流電圧成分2kHz、1000Vとした。
In this case, the conditions of the image carrier 1 are the same as in Example 1, and the outer diameter of the sleeve 2 is also 30 mm, but the rotation speed is
100 rpm, the magnetic flux density of the N and S poles is 700 Gauss, the rotation speed is 500 rpm, the thickness of the developer layer is 0.6 mm, the distance between the sleeve 2 and the image carrier 1 is 0.7 mm or 700 μm, and the bias applied to the sleeve 2 is The voltages were a DC voltage component of -200V and an AC voltage component of 2kHz and 1000V.

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

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

第4図及び第5図において、横線で陰を付した
範囲がかぶりの発生し易い範囲、縦線で陰を付し
た範囲が絶縁破壊の生じ易い範囲、斜線で陰を付
した範囲が画質低下を生じ易い範囲であり、陰を
付してない範囲が安定して鮮明な画像の得られる
好ましい範囲である。図から明らかなように、か
ぶりの発生し易い範囲は、交流電圧成分の変化に
よつて変化する。なお、交流電圧成分の波形は、
正弦波に限らず、矩形波や三角波であつてもよ
い。また、第4図及び第5図において、散点状の
陰を施した低周波領域は、周波数が低いために現
像ムラが生ずるようになる範囲を示している。
In Figures 4 and 5, the area shaded with horizontal lines is the area where fogging is likely to occur, the area shaded with vertical lines is the area where dielectric breakdown is likely to occur, and the area shaded with diagonal lines is the area where image quality deteriorates. The non-shaded range is the preferred range where stable and clear images can be obtained. As is clear from the figure, the range where fogging is likely to occur changes depending on changes in the AC voltage component. The waveform of the AC voltage component is
The waveform is not limited to a sine wave, but may be a rectangular wave or a triangular wave. Furthermore, in FIGS. 4 and 5, the low frequency region shaded with scattered dots indicates the range where uneven development occurs due to low frequency.

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

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、二成分現像剤の現像剤層に現
像領域内で振動電界の作用を与えながら現像する
ようにしているから、トナーに圧力定着用のトナ
ーを用いることができて、従つて、従来の現像方
法に比して記録紙へのトナー像の定着が簡単に行
われ、また、かぶりのない鮮明性に優れた記録画
像を得ることができると云う効果が得られる。
According to the present invention, since development is performed while applying an oscillating electric field to the developer layer of the two-component developer within the development area, it is possible to use a pressure fixing toner as the toner. Compared to conventional developing methods, the toner image is easily fixed on the recording paper, and a recorded image with no fog and excellent clarity can be obtained.

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

第1図乃至第3図はそれぞれ本発明を実施する
装置の例を示す部分概略断面図、第4図及び第5
図はそれぞれ本発明の実施例においてバイアス電
圧の交流電圧成分を変化させた場合の現像状態を
示すグラフである。 1……像担持体、2……スリーブ、3……磁石
体、4……規制ブレード、5……クリーニングブ
レード、6……現像剤溜り、7……攪拌スクリユ
ー、8……トナーホツパー、9……供給ローラ、
10……バイアス電源、11……保護抵抗、A…
…現像域、D……現像剤、T……トナー粒子、
N,S……磁極。
FIGS. 1 to 3 are partial schematic cross-sectional views showing an example of an apparatus for carrying out the present invention, and FIGS. 4 and 5 respectively.
Each figure is a graph showing the development state when the AC voltage component of the bias voltage is changed in the embodiments of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Image carrier, 2... Sleeve, 3... Magnet, 4... Regulation blade, 5... Cleaning blade, 6... Developer reservoir, 7... Stirring screw, 8... Toner hopper, 9... ...supply roller,
10...Bias power supply, 11...Protection resistor, A...
...Development area, D...Developer, T...Toner particles,
N, S...magnetic pole.

Claims (1)

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