JPS59123846A - Two-component type developer for electrophotographic device - Google Patents
Two-component type developer for electrophotographic deviceInfo
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- JPS59123846A JPS59123846A JP57229534A JP22953482A JPS59123846A JP S59123846 A JPS59123846 A JP S59123846A JP 57229534 A JP57229534 A JP 57229534A JP 22953482 A JP22953482 A JP 22953482A JP S59123846 A JPS59123846 A JP S59123846A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子写真装置に用いられる２成分現像剤の改良
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in two-component developers used in electrophotographic devices.
第１図（ｔＬ）は電子写真装置の現像部の断面図で、第
１図停）は第１図←）のＡ部の現像剤を模式的に説明す
る図である。感光体１の表面にキャリアＢとトナー７と
よりなる現像剤５が接触すると、現像機内において、摩
擦帯電したトナー７がその静電力によって感光体１の表
面に付着して感光体ｌの表面の電気潜像を現像する。こ
の現像剤５は平均粒径が１００〜３００声の磁性材料か
らなる粉状又は球状のキャリアｌと、着色剤を含む平均
粒径が叫〜１５声の粉状の非磁性材料からなるトナー７
との混合物である。FIG. 1 (tL) is a sectional view of the developing section of the electrophotographic apparatus, and FIG. When the developer 5 made of carrier B and toner 7 comes into contact with the surface of the photoreceptor 1, the triboelectrically charged toner 7 adheres to the surface of the photoreceptor 1 due to its electrostatic force in the developing machine, and the surface of the photoreceptor l is Develop the electrical latent image. This developer 5 consists of a powdered or spherical carrier 1 made of a magnetic material with an average particle size of 100 to 300 tones, and a toner 7 made of a powdered non-magnetic material with an average particle size of 1 to 15 tones including a colorant.
It is a mixture of
現像剤の機能は上記のキャリア１３とトナー７との混合
比を均一に制御して感光体１に常時一定量のトナー７を
供給すること、キャリアロとトナー７との摩擦帯電状態
を制御すること、現像剤５を滞りなく一様に搬送するこ
と等である。次に、上記した現像機の機能を実現させる
機構について説明する。The function of the developer is to uniformly control the mixing ratio of the carrier 13 and toner 7 to constantly supply a constant amount of toner 7 to the photoreceptor 1, and to control the frictional charging state between the carrier and the toner 7. In addition, the developer 5 must be conveyed uniformly without any delay. Next, a mechanism for realizing the functions of the developing machine described above will be explained.
第１図において、現像剤５は感光１体１に接触した後掻
き落し板６によって現像ロール巧の回転スリーブ２の表
面から剥離させられ、一部はトナー濃度制御用ボックス
１１に流入する。感光体１を現像した現像剤５は攪拌室
２４に一旦溜められ、撹拌車９によって一様に攪拌され
る。このようにして摩擦帯電した現像剤５はゲート２５
を通シ搬送ロール１４によって現像ロールｂへと搬送さ
れる。これらの搬送ロール其及び現像ロール１５は各々
内部に固定された磁気ロール３があジ、その円周表面に
はＮ、Ｓの磁極が配設されている。また、この磁気ロー
ル３の周囲には矢印方向に回転する非磁性材よりなる回
転スリーブ２が設置されている。In FIG. 1, after the developer 5 comes into contact with the photoreceptor 1, it is peeled off from the surface of the rotating sleeve 2 of the developing roll by a scraping plate 6, and a portion flows into the toner concentration control box 11. The developer 5 used to develop the photoreceptor 1 is temporarily stored in the stirring chamber 24 and uniformly stirred by the stirring wheel 9. The developer 5 triboelectrically charged in this way is transferred to the gate 25.
It is conveyed to the developing roll b by the through conveyance roll 14. These transport rolls and the developing roll 15 each have a magnetic roll 3 fixed therein, and N and S magnetic poles are arranged on the circumferential surface thereof. Further, a rotating sleeve 2 made of a non-magnetic material is installed around the magnetic roll 3 and rotates in the direction of the arrow.
現像剤５中のキャリアＢは磁気ロール３に磁気的に吸引
されて回転スリーブ２の表面に付着し、回転スリーブ２
０回転方向に移動するのでキャリア１３に静電的に付着
したトナー６も一緒に搬送される。このようにして搬送
された現像剤５は現像ロールｂの回転スリーブ２より一
定距離を保って設置された規制板４によシその厚さが規
制され、感光体ｌとの接触位置へと搬送される。このよ
うにして感光体１０表面にトナー７が付着するので、現
像時間の経過に伴って現像剤５中のトナー７の量が減少
する。これを避けて常に一定の印刷濃度を確保するには
、常時現像剤５のトナー７の濃度を検出し、必要に応じ
てトナー７を補給する必要がある。次にトナー濃度の検
出及び補給方法について述べる。The carrier B in the developer 5 is magnetically attracted to the magnetic roll 3 and adheres to the surface of the rotating sleeve 2.
Since the carrier 13 moves in the 0-rotation direction, the toner 6 electrostatically attached to the carrier 13 is also conveyed together. The thickness of the developer 5 thus transported is regulated by a regulating plate 4 installed at a constant distance from the rotating sleeve 2 of the developing roll b, and the developer 5 is transported to a contact position with the photoreceptor l. be done. Since the toner 7 adheres to the surface of the photoreceptor 10 in this manner, the amount of toner 7 in the developer 5 decreases as the development time passes. In order to avoid this and always ensure a constant printing density, it is necessary to constantly detect the density of the toner 7 in the developer 5 and replenish the toner 7 as necessary. Next, a method for detecting and replenishing toner concentration will be described.
感光体ｌを現像した現像剤５の一部はセンサコイル犯を
内蔵したボックスＵ内に流入し、センサコイル１０の周
囲を通って現像剤排出磁気ロール８の表面に付着する。A portion of the developer 5 that has developed the photoreceptor 1 flows into a box U containing a sensor coil, passes around the sensor coil 10, and adheres to the surface of the developer discharge magnetic roll 8.
この現像剤排出磁気ロール８は常時一定周速で回転して
いるので、表面に付着した現像剤５を一定速度でボック
ス■から排出している。なお、上記ボックス１１の右側
にはトナー７を収容したトナーホッパ２６があり、その
下部出口に配設したトナー供給車検が回転してトナー７
を現像剤５に補給している。このようにしてトナー７の
含有量を調節された現像剤５は撹拌車９で均一にされゲ
ート２５を通って循環している。Since this developer discharge magnetic roll 8 is always rotating at a constant circumferential speed, the developer 5 adhering to its surface is discharged from the box (2) at a constant speed. Note that there is a toner hopper 26 containing the toner 7 on the right side of the box 11, and a toner supply inspection installed at the lower outlet of the toner hopper 26 rotates to collect the toner 7.
is supplied to the developer 5. The developer 5 with the toner 7 content adjusted in this manner is made uniform by the stirring wheel 9 and circulated through the gate 25.
第２図は第１図のトナー濃度検出回路の回路図であるっ
検ト回路はセンサコイルｌＯ、コンデンサ１７からなる
共振回路を形成し、この共振回路にはその共振周波数に
近い高周波電圧Ｖ／が発振器犯によって印加される。現
像剤５中のトナー７の濃度が変化すると、現像剤５、セ
ンサコイル犯を含む仮想ボックス１８中のインダクタン
スが変化してトナー濃度にほぼ比例した出力電圧Ｖｔが
得られる。FIG. 2 is a circuit diagram of the toner concentration detection circuit shown in FIG. is applied by the oscillator. When the concentration of the toner 7 in the developer 5 changes, the inductance in the virtual box 18 containing the developer 5 and the sensor coil changes, resulting in an output voltage Vt approximately proportional to the toner concentration.
この出力電圧Ｖｉは規準電圧電源２０よ如発生した規準
電圧Ｖｕ とコンパレータ２１で比較され、■≦ＶｔＡ
の時にトナー供給車駆動回路２２でトナー供給車駆動機
構２３を駆動し、トナー供給車１２を回転させてトナー
７を補給している。This output voltage Vi is compared with the reference voltage Vu generated by the reference voltage power supply 20 by the comparator 21, and ■≦VtA
At this time, the toner supply vehicle drive circuit 22 drives the toner supply vehicle drive mechanism 23 to rotate the toner supply vehicle 12 and replenish the toner 7.
次に第２図のインダクタンス方式のトナー濃度検出装置
の動作原理を第３図〜第６図によって説明する。第３図
はトナー濃度又と現像剤嵩密度Ｄｔｚｗとの関係を示）
線図で、トナー練度が増すと現像剤嵩密度は低下する。Next, the operating principle of the inductance type toner concentration detection device shown in FIG. 2 will be explained with reference to FIGS. 3 to 6. Figure 3 shows the relationship between toner concentration and developer bulk density Dtzw)
In the diagram, as the toner consistency increases, the developer bulk density decreases.
第４図は現像剤嵩密度Ｄｉｐと出力電圧Ｖｔとの関係を
示す縮図で、現像剤嵩密度が増すと出力電圧は低下する
。FIG. 4 is a miniature diagram showing the relationship between the developer bulk density Dip and the output voltage Vt; as the developer bulk density increases, the output voltage decreases.
従ってトナー濃度又と出力電圧Ｖｔとの間には第５図の
ような関係があυ、トナー濃度が増すと出力電圧ｖｔ及
び規準電圧Ｖ−は増加する。したがって、現像剤嵩密度
Ｄｔｌｅ、ｙを媒介としてトナー濃度又と出力電圧Ｖｔ
との関係を利用することが可能とな如、この関係を用い
てトナー濃度を検出するのが本機構の特徴である。Therefore, there is a relationship between the toner concentration or the output voltage Vt as shown in FIG. 5, and as the toner concentration increases, the output voltage Vt and the reference voltage V- increase. Therefore, the toner concentration or output voltage Vt is determined by the developer bulk density Dtle,y as a medium.
The feature of this mechanism is that it detects the toner concentration using this relationship.
第６図はトナー濃度検出機構の連続印刷時における動作
状況を示す線図で、横軸は時刻ｔ１縦軸は出力電圧Ｖｉ
及び規準電圧Ｖｕ を示している。印刷作業が長時間と
なって出力電圧Ｖｔが低下し、規準電圧Ｖ＜等しくなる
時刻ｔｌ、１２．、でトナー７が供給されるので、出力
電圧Ｖｔは図の如く規準電圧’Ｖｌ、６の上下を周期的
に変動することになる。したがって、第５図において規
準トナー濃度ＸＯに対応する出力電圧の近傍に規準電圧
Ｖｕ を設定することによって、トナー濃度Ｘを規準ト
ナー濃ｉＸ。FIG. 6 is a diagram showing the operating status of the toner concentration detection mechanism during continuous printing, where the horizontal axis is time t1 and the vertical axis is output voltage Vi.
and the reference voltage Vu. A time tl when the printing operation becomes long and the output voltage Vt decreases and becomes equal to the reference voltage V, 12. Since the toner 7 is supplied at , the output voltage Vt periodically fluctuates above and below the reference voltage 'Vl,6 as shown in the figure. Therefore, by setting the reference voltage Vu near the output voltage corresponding to the reference toner concentration XO in FIG. 5, the toner concentration X is changed to the reference toner concentration iX.
の近傍で制御することが可能となる。これがこの種のト
ナー濃度制御方式の原理である。It becomes possible to control in the vicinity of . This is the principle of this type of toner density control method.
第７図は出力電圧Ｖｉ及び印刷濃度Ｄ〜樅と経過時間ｔ
との関係を示す線図で、出力電圧Ｖｔは上記の如く見掛
上規準電圧ＶＬ６の近傍で周期的に変動している。この
とき印刷濃度Ｄｐａ、ｉｎｄは時間と共に次第に低下す
るのが一般的な特徴である。上記印刷濃度の低下の程度
は印刷出力の使用状態によっては、例えばマイクロフィ
ルム撮影用等の場合は許容限度を越え、到底受入れ難い
場合があることがわかった。したがって、上記の印刷濃
度の低下現象はこの程のトナー濃度制御方式の欠点と言
わざるを得ない。次にこの現象の発生原因について調査
結果を基にして説明する。Figure 7 shows the output voltage Vi, printing density D, and elapsed time t.
In this diagram, the output voltage Vt apparently fluctuates periodically in the vicinity of the standard voltage VL6 as described above. At this time, it is a general feature that the printing density Dpa, ind gradually decreases with time. It has been found that the extent of the decrease in print density exceeds the permissible limit depending on the usage state of the print output, for example in the case of microfilm photography, and may be completely unacceptable. Therefore, the above-mentioned phenomenon of decrease in print density cannot be said to be a drawback of this toner density control method. Next, the cause of this phenomenon will be explained based on the investigation results.
第８図は現像剤の攪拌時間と現像剤の帯電量諭及び現像
剤嵩密度Ｄｄ４？との関係を示す線図で、攪拌時間ｔが
長くなると帯電量〜は増加するが、現像剤の嵩密度Ｄｄ
４ｓ−は低下する。この現象は現像剤５のトナー濃度が
一定であっても発生する。既に述べたごとく、この種の
トナー濃度制御方式は現像剤５、嵩密度Ｄｉｒがトナー
濃度Ｘの変化を反映することを利用して出力電圧■を監
視するものであるから、トナー濃度Ｘ以外に現像剤嵩密
度Ｄｄ４？を変動させる攪拌時間の要因があることは重
要な問題点である。FIG. 8 shows the stirring time of the developer, the amount of charge of the developer, and the bulk density of the developer Dd4? This is a diagram showing the relationship between
4s- decreases. This phenomenon occurs even if the toner concentration of the developer 5 is constant. As already mentioned, this type of toner concentration control method monitors the output voltage ■ by utilizing the fact that the developer 5 and the bulk density Dir reflect changes in the toner concentration X. Developer bulk density Dd4? An important problem is that there is a stirring time factor that changes the .
本発明は上記従来技術の欠点を解消し、印刷濃度変化の
少ないトナー濃度制御方式の電子写真装置用２成分現像
剤を提供することを目的とし、その特徴とするところは
、トナーと、このトナーを付着して搬送する永久磁石化
した磁性材よシなるキャリアとで構成したことにある。An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above-mentioned prior art and provide a two-component developer for electrophotographic devices using a toner density control system with little change in print density. The structure consists of a permanent magnetized magnetic material and a carrier to which the magnetic material is attached and transported.
即ち、２成分現像剤の帯電、非帯電状態での嵩密度の差
を減少させる目的で、キャリアに使用している磁性材料
を永久的に磁化させたものであるさて、現像剤の帯電量
騒が現像剤嵩密度Ｄｉｚｐに如何にして影響を及ぼすか
について検討した上でキャリアの永久磁化の効果を検討
することにする。一般に現像剤５中のキャリアＢの平均
粒径は１００〜３００μ惟であシ、その材質はＬ等の磁
性材料である。これらキャリア１３の単体の嵩密度は、
実測に依れば３〜４４である。また、Ｆ４の比重は７．
９＃、４であるので、実質充填率は４０〜５０チとなり
、空隙率は６０〜５０％となる。In other words, the magnetic material used in the carrier is permanently magnetized in order to reduce the difference in bulk density between the charged and uncharged states of the two-component developer. After examining how it affects the developer bulk density Dizp, we will examine the effect of permanent magnetization of the carrier. Generally, the average particle size of the carrier B in the developer 5 is 100 to 300 μm, and the material thereof is a magnetic material such as L. The bulk density of these carriers 13 is as follows:
According to actual measurements, it is 3 to 44. Also, the specific gravity of F4 is 7.
Since they are 9# and 4, the actual filling rate is 40 to 50 inches, and the porosity is 60 to 50%.
一方、トナー７の一般的な粒径は１０〜１５ ｐａ 、
比重は０．０８〜０゜１２１４であるので、キャリア１
３の空隙部分に収容できるトナー量を試算して現像剤５
のトナー濃度に換算すると、７〜１０重量％に相当する
。また、電子写真装置に用いられる現像剤７のトナー濃
度は１〜４％が一般的であるが、上記の場合においても
現像剤５中のトナー７はキャリアＢの空隙体積以下であ
ると言える。On the other hand, the general particle size of toner 7 is 10 to 15 pa,
Since the specific gravity is 0.08 to 0°1214, carrier 1
Calculate the amount of toner that can be accommodated in the gap of 3 and add developer 5.
This corresponds to a toner concentration of 7 to 10% by weight. Further, although the toner concentration of the developer 7 used in an electrophotographic apparatus is generally 1 to 4%, it can be said that the toner 7 in the developer 5 is less than the void volume of the carrier B even in the above case.
現像剤５の帯電及び非帯電状態の相違は、トナー７とキ
ャリアＢとが静電的に引合っているか否かということで
、帯電状態においてはトナー７がキｇ ＩＪア１３の周
囲に付着してトナ一層が形成される。したがって、キャ
リア１３同志がトナー７をその間に介在させて間接的に
接触している確率が非帯電時よりも増加し、現像剤嵩密
度は犬となる。The difference between the charged and uncharged states of the developer 5 is whether or not the toner 7 and the carrier B are electrostatically attracted to each other. A single layer of toner is formed. Therefore, the probability that the carriers 13 are in indirect contact with each other with the toner 7 interposed therebetween is increased compared to when the carriers 13 are not charged, and the bulk density of the developer becomes a dog.
まだ、非帯電状態においては上記とは反対にキャリア１
３同志が直接接触して現像剤嵩密度は小となる。However, in the uncharged state, contrary to the above, carrier 1
Since the three comrades come into direct contact with each other, the bulk density of the developer becomes small.
かかる観点よりすれば第７図及び第８図の現象は明白と
なり、非帯電状態ではトナー７はキャリア１３の空隙体
積部に存在してキャリアＢの周囲のトナ一層の形成には
寄与していない。一方、帯電状態においてはトナー７と
キャリア１３の静電力によってトナー７がキャリア１３
の表面に付着してトナ一層を形成するので、キャリアＢ
同志は間接的に接触する確率が犬となる。したがって、
帯電状態の変化に伴って現像剤５の帯電量Ｑルア５二大
きくなシ現像剤嵩密度は低下する。From this point of view, the phenomena shown in FIGS. 7 and 8 become obvious; in an uncharged state, the toner 7 exists in the void volume of the carrier 13 and does not contribute to the formation of a single layer of toner around the carrier B. . On the other hand, in the charged state, the toner 7 is transferred to the carrier 13 due to the electrostatic force between the toner 7 and the carrier 13.
Since the toner adheres to the surface of carrier B and forms a single layer, carrier B
The probability of indirect contact between comrades is a dog. therefore,
As the charging state changes, the amount of charge Q of the developer 5 increases, and the bulk density of the developer decreases.
このように現像剤５の帯電量が増加すると現像剤嵩密度
は低下するので出力電圧Ｖｔは上昇し、あたかもトナー
濃度Ｘが見掛は上上昇したようになるので、一定の規準
電圧”Ｉｕの近傍で出力電圧Ｖｔが変化しても実質的に
トナー濃度Ｘが低下して印刷濃度Ｄ〜奴が低下するとい
う第５図の状態となるのである。As the amount of charge of the developer 5 increases in this way, the bulk density of the developer decreases, so the output voltage Vt increases, as if the toner concentration Even if the output voltage Vt changes in the vicinity, the toner density X substantially decreases, resulting in the state shown in FIG. 5 in which the printing density D~ decreases.
従来技術の例として説明した２成分現像剤の帯電量変化
に依る嵩密度の変化を抑制するためにキャリア１３とし
て用いる磁性材料を予め磁化させておくと、キャリア１
同志間に磁気的吸引力が生じて現像剤帯電時においてト
ナー７とキャリアＢも静電的に付着する。したがって、
キャリア１３の表面にトナ一層が形成されても従来より
はキャリアＢ同志が直接接触する確率が増すので、現像
剤５の嵩密度変化を抑制するｉが可能となり、精度の高
いトナー濃度の検出を行なって制御することができる。If the magnetic material used as the carrier 13 is magnetized in advance in order to suppress changes in the bulk density due to changes in the charge amount of the two-component developer described as an example of the prior art, the carrier 1
A magnetic attraction force is generated between the toner particles and the toner B and the carrier B are also electrostatically attached to each other when the developer is charged. therefore,
Even if a single layer of toner is formed on the surface of the carrier 13, the probability that the carriers B will come into direct contact with each other increases compared to the conventional method, so it becomes possible to suppress changes in the bulk density of the developer 5, and it is possible to detect the toner concentration with high accuracy. can be controlled and controlled.
本実施例の２成分現像剤は、キャリアを永久磁化しであ
るので、感光体の帯電状態に関連して現像剤の帯電量が
変化しても、現像剤嵩密度の変化を抑制してトナ一温度
を精度良く制御できるという効果が得られる。In the two-component developer of this example, the carrier is permanently magnetized, so even if the amount of charge of the developer changes in relation to the charged state of the photoreceptor, changes in the bulk density of the developer are suppressed and the toner is The effect is that the temperature can be controlled with high precision.
本発明の電子写真装置用２成分現像剤は、感光体の帯電
状態に関係なく常に印刷濃度が一定であるという効果が
得られる。The two-component developer for electrophotographic devices of the present invention has the effect that the printing density is always constant regardless of the charging state of the photoreceptor.
第１図は電子写真装置の現像部の断面図、第２図は第１
図のトナー濃度検出回路、第３図〜第６図はトナー濃度
検出装置の動作原理を示す線図、第７図は出力電圧及び
印刷濃度と経過時間との関係を示す線図、第８図は現像
剤の攪拌時間と現像剤の帯電量及び現像剤嵩密度との関
係を示す線図である。
１１．感光体、５０．現像剤、７１．トナー、υ０．セ
ンサコイル、１２．、）ナー供給車、１３゜、キャリア
、１４９．搬送ロール、１５０．現像ロール、拓００発
振器、１７０．コンデンサ、１８２．仮想ボックス、２
０．、基準電圧電源、２１．、コンパレータ、２２．、
）ナー供給車駆動回路、２３．、）ナー供給車駆動機構
、冴０．攪拌室。
特許出願人の名称 日立工機株式会社才１０Ｃα）
中２図
すづ図 才４０
＋８図Figure 1 is a sectional view of the developing section of an electrophotographic device, and Figure 2 is a cross-sectional view of the developing section of the electrophotographic device.
The toner density detection circuit shown in the figure, Figures 3 to 6 are diagrams showing the operating principle of the toner density detection device, Figure 7 is a diagram showing the relationship between output voltage, print density, and elapsed time, and Figure 8 is a diagram showing the relationship between output voltage, print density, and elapsed time. 2 is a diagram showing the relationship between developer stirring time, developer charge amount, and developer bulk density. FIG. 11. Photoreceptor, 50. developer, 71. Toner, υ0. sensor coil, 12. , )ner supply vehicle, 13°, carrier, 149. Conveyance roll, 150. Developing roll, Taku 00 oscillator, 170. Capacitor, 182. virtual box 2
0. , reference voltage power supply, 21. , comparator, 22. ,
) Gner supply vehicle drive circuit, 23. ,) Gner supply vehicle drive mechanism, Sae0. Stirring chamber. Name of patent applicant Hitachi Koki Co., Ltd. Sai10Cα) Middle 2nd figure Suzu figure Sai40 +8 figure
Claims (1)
化した磁性材よりなるキャリアとで構成したことを特徴
とする電子写真装置用２成分現像剤。 λ 上記磁性材が、粉状或いは球状である特許請求の範
囲第１項記載の電子写真装置用２成分現像剤。[Scope of Claims] A two-component developer for an electrophotographic device, comprising a toner and a carrier made of a permanent magnetized magnetic material to which the toner is attached and conveyed. λ The two-component developer for an electrophotographic device according to claim 1, wherein the magnetic material is powdery or spherical.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57229534A JPS59123846A (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | Two-component type developer for electrophotographic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57229534A JPS59123846A (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | Two-component type developer for electrophotographic device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123846A true JPS59123846A (en) | 1984-07-17 |
Family
ID=16893671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57229534A Pending JPS59123846A (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | Two-component type developer for electrophotographic device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS59123846A (en) |
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