JPS63231378A - Developing device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent image fogging and degradation in resolution so that a sharp image is obtd. by setting the spacing between an image supporting means and developer carrying means at <=100mum, the frequency of an alternating magnetic field to be impressed at 700Hz-3.5kHz, the thickness of a developer layer at 8-80mum, and the average particle size of the developer at 8-16mum. CONSTITUTION:A developing roller 16 is disposed to face a photosensitive body 14 as an image support on which the electrostatic latent image is formed apart a 100mum spacing. The roller 16 and the photosensitive body 14 are respectively rotated in the directions of arrows A, B to form a developing region D. The toner T in a hopper 12 is supplied to this roller 16 and the alternating electric field of 700Hz-3.5kHz frequency is impressed between the roller 16 and the body 14 from an AC bias power supply 26. The thickness of the developer layer formed on the body 14 is set at 8-80mum and the average particle size of the toner T in the hopper 12 at 8-16mum. The fogging of the image formed on the body 14 and the degradation in the resolution thereof are prevented and the sharp image is obtd.

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
号筒３，２３２．１９０号公報には、電子写真感光体（
像担持体）に対して、表面に非磁性−成分現像剤（以下
トナーとする）の薄層を担持したベルト　（現像剤担持
体）を、相互に間隙を維持したまま対向させている現像
装置が開示されている０この従来の現像装置において、
ベルトに担持されているトナーは、静電気力によシ、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) The present 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 developing device in which a belt (developer carrier) carrying a thin layer of non-magnetic component developer (hereinafter referred to as toner) on its surface faces an image carrier (image carrier) while maintaining a gap between them. In this conventional developing device,
The toner carried on the belt flies toward the electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor due to electrostatic force, adheres to the electrostatic latent image, and develops the electrostatic latent image.

（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。(Problem to be solved by the invention) However, strictly speaking, the particle size of toner is not uniform;
Particles with large particle diameters and particles with small particle diameters coexist. For this reason, 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シ、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シ、かぶ
シが生じたシするために１鮮明な画像が得られないとい
う問題点がある。If the toner was not sufficiently charged, or if toner of opposite polarity was mixed, the image density after development would be insufficient, or fogging would occur, making it impossible to obtain a clear image. There is a problem.

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.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

（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、現像剤を層状に
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、現
像剤担持体に現像剤を供給する現像材供給手段とを備え
、現像剤を現像剤担持体から像支持体に向けて飛翔させ
て静電潜像を現像する現像装置であって、前記間隙は１
００μｍ以上５００μｍ以下、前記現像剤手段はその周
波数が７００Ｈｚ以上３．５ＫＨｚ以下、現像剤担持体
に形成される現像剤層の厚みは８μｍ以上８０μｍ以下
、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。(Means for Solving the Problems) A developing device according to the present invention is provided opposite to an image support on which an electrostatic latent image is formed, with a gap therebetween, and has a developer supporting member that supports a layer of developer. a developer supply means for supplying the developer to the developer carrier, an image support member, a developer carrier, and a developer supply means for supplying the developer to the developer carrier; A developing device that develops an electrostatic latent image by flying developer from a developer carrier toward an image support, the gap being 1
00 μm or more and 500 μm or less, the frequency of the developer means is 700 Hz or more and 3.5 KHz or less, the thickness of the developer layer formed on the developer carrier is 8 μm or more and 80 μm or less, and the average particle diameter of the developer is 8 μm or more and 16 μm or less It is characterized by

（作用） この発明に係る現像装置によれば、現像剤担持体との間
に現像剤を与えて、現像剤を現像剤担持体と像支持体と
の間を往復運動させる。この場合、現像剤の周波数が高
くなると、正規の極性に帯電した現像剤においては、充
分に帯電した現像剤のみが選択的に現像に寄与する。し
かし、非画像部においては、所定の値上シ周波数が増す
と正規の極性とは逆の極性に帯電した現像剤の付着量が
増す。そこで、非画像部に付着するべき現像剤全体の電
荷の和の絶対値が最少となる周波数を印加することＫよ
り、充分に摩擦帯電された正規の極性の現像剤を選択的
に現像に寄与させるとともに、逆極性に帯電している現
像剤の寄与量を最少限にする。(Function) According to the developing device according to the present invention, a developer is applied between the developing device and the developer carrier, and the developer is caused to reciprocate between the developer carrier and the image support. In this case, when the frequency of the developer increases, only the sufficiently charged developer selectively contributes to development among the developer charged to the normal polarity. However, in the non-image area, as the frequency increases above a predetermined value, the amount of adhered developer charged to a polarity opposite to the normal polarity increases. Therefore, by applying a frequency that minimizes the absolute value of the sum of the charges of all the developer that should adhere to the non-image area, the developer of the normal polarity that is sufficiently triboelectrically charged is selectively contributed to the development. At the same time, the amount of contribution of the developer charged with the opposite polarity is minimized.

間隙を１００μｍ社５００　ｐ　ｍ以下に限定する理由
は、間隙が１００μｍよシ少ないと現像剤の飛翔距離が
短くなるのでかぶシが生じゃすくなシ、５００μｍよシ
大きいと現像剤の飛翔距離が長くなシ、現像剤が静電潜
像に充分に接近できずに現像に寄与できなくなシ現像不
良を生じるからである。The reason why the gap is limited to 100 μm or less is that if the gap is less than 100 μm, the flying distance of the developer will be short, so that it will not turn loose, and if the gap is larger than 500 μm, the flying distance of the developer will be long. Moreover, the developer cannot sufficiently approach the electrostatic latent image and cannot contribute to development, resulting in poor development.

現像剤手段の周波数を７００Ｈｚ以上３．５ＫＨｚ以下
に限定する理由は、７００よシ少ないと正規の極性に帯
電された現像剤によるかぶシが生じ、３．５ＫＨｚよシ
大きいと逆の極性に帯電した現像剤によるかぶシが増加
するからでちる。The reason why the frequency of the developer means is limited to 700 Hz or more and 3.5 KHz or less is that if the frequency is less than 700, fogging will occur due to the developer being charged to the normal polarity, and if it is higher than 3.5 KHz, it will be charged to the opposite polarity. This is because the amount of fog caused by the developer used increases.

現像剤担持体に形成される現像剤層の厚みを、８μｍ以
上８０μｍ以下に限定する理由は、８１ｇｆ１１より少
ないと現像剤が現像剤担持体から飛翔し難く、８０μｍ
よシ多いと飛翔する現像剤が多すぎて無帯電成分が増加
してかぶシを生じるからである。The reason why the thickness of the developer layer formed on the developer carrier is limited to 8 μm or more and 80 μm or less is that if it is less than 81gf11, the developer will be difficult to fly from the developer carrier, and if the thickness is less than 80 μm.
This is because if there is too much developer, there will be too much developer flying around and uncharged components will increase, causing fogging.

現像剤の平均粒子径を８μｍ以上１６μｍ以下に限定す
る理由は、８μｍよシ小さいと逆の極性に帯電しやすく
なるためにかぶシを生じやすく、１６μｍよル大きいと
画像の解像度が低下するからである。The reason why the average particle diameter of the developer is limited to 8 μm or more and 16 μm or less is that if the particle size is smaller than 8 μm, it will easily be charged to the opposite polarity, causing fogging, and if it is larger than 16 μm, the resolution of the image will decrease. It is.

（実施例） 以下に添附図面の第１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／＃１２と、ホツノク１２内の
トナーを感光体７４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１６の
周面は、粗面化処理されておシ現像剤の摩擦帯電と搬送
とを容易にしている０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
にトナーＴが埋め込まれることを防止できる。その結果
、弾性ブレード１８によるトナーコーティング作用及び
トナー帯電作用が均一して行われるので安定なトヵ−薄
膜を形成することができる。弾性ブレード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、シん
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０．４正が好ましく、現像ローラ１６に
対してニラｆ七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５顛離れた部
分が押圧点となる。As shown in FIG. 1, the developing device 10 according to the present invention includes a roller #12 that stores developer and a developing roller 16 that supplies toner in the hole 12 toward the photoreceptor 74 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 16 is roughened to facilitate frictional charging and transport of the developer. The free ends of the blades 18 are pressed together. 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. It is possible to prevent the toner T from being embedded in the toner T. As a result, the toner coating action and toner charging action by the elastic blade 18 are performed uniformly, so that a stable toner thin film can be formed. The elastic blade 18 may be made of any elastic material, but it is preferable to use a plate made of stainless steel, thin bronze, or the like. The plate thickness is preferably about 0.1 to 0.4 positive, and is arranged so as to form a chive f7 with respect to the developing roller 16, with the center thereof serving as a pressing point against the developing roller 16. In this case, the pressing point is approximately 1 to 5 degrees away from the free end of the elastic blade 18.

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Ｃに回
転するように構成されている。供給ローラ２０は、回転
軸２２にポリウレタンフォームのローラ２４が設けられ
ている〇現像ロール１６１７ｃ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、回収ブレード２８が圧
接されておシ、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、プラスチック又はが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、ホッノ
４１２からのトナーＴの流出を防止している。Inside the hopper 12, a supply roller 20 that supplies developer to the developing roller is provided in contact with the developing roller 16, and is configured to rotate in a direction C opposite to the rotational direction A of the developing roller 16. . The supply roller 20 is provided with a polyurethane foam roller 24 on the rotating shaft 22. The developing roll 1617c is connected to a bias power supply 26 that applies a DC voltage and an AC voltage in a superimposed manner. A collecting blade 28 is pressed under the developing roller 16 and collects the toner remaining on the developing roller 16 into the hopper 12 . The collecting 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 roller 412.

一方、現像ローラ１６と感光体１４とは、間隔ｄをあけ
て対向されておシ、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。間隔ｄは約０．１乃至０．５間に設定されている。On the other hand, the developing roller 16 and the photoreceptor 14 are opposed to each other with an interval d, and the photoreceptor drum 14 is provided to rotate in the direction of arrow B and is grounded. The interval d is set between approximately 0.1 and 0.5.

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。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〇ホッパ１
２内のトナーＴは、供給ローラ１６の回転によシ攪拌さ
れつつ現像ローラ１６へ供給される。現像ローラ１６は
、その表面の粗面部分によシ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
ＤＫ向けて搬送する。弾性ブレード１８はこの場合、約
ＩＯ乃至２００ｇ／ｃｒＲの線圧力で圧する。現像ロー
ラ１６では、トナーでか弾性ブレード１８によシ押し圧
されて薄層に形成されるとともに摩擦帯電される。トナ
一層の厚みは約８乃至８０μｍＫ形成される。トナーの
帯電極性は現像すべき静電潜像の極性、再現現像または
反転現像の選択によ）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。Next, the operation of this developing device will be explained.〇Hopper 1
The toner T in the toner 2 is supplied to the developing roller 16 while being agitated by the rotation of the supply roller 16 . Since the developing roller 16 has a toner conveying force due to its rough surface,
The toner T is conveyed toward the development area DK against the pressing force of the elastic blade 18. The elastic blade 18 in this case applies a linear pressure of approximately IO to 200 g/crR. In the developing roller 16, the toner is pressed by the elastic blade 18 to form a thin layer and is triboelectrically charged. The thickness of one layer of toner is approximately 8 to 80 μmK. Although the charging polarity of the toner varies depending on the polarity of the electrostatic latent image to be developed and the selection of reproduction development or reversal development, here, a toner that is charged to a positive polarity is used as the normal charging polarity.

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 triboelectrically charged toner T is transported to a development area facing the photoreceptor 14.

一方、感光体ドラム１４は、その表面に静電潜像（符号
「−」で示す）が形成された後、矢印Ｂ方向に沿って回
転されて現像領域りに搬送されてくる０現像領域りでは
、感光体１４と現像ローラ１６との間に間隙ｄが形成さ
れているから、現像領域りでは、現像ローラ１６に担持
されている現像剤は感光体１４の表面に向けて飛翔し、
静電気力によフ付着する。On the other hand, after an electrostatic latent image (indicated by the symbol "-") is formed on the surface of the photosensitive drum 14, the photosensitive drum 14 is rotated along the direction of arrow B and transported to the developing area. Since the gap d is formed between the photoreceptor 14 and the developing roller 16, the developer carried on the developing roller 16 flies toward the surface of the photoreceptor 14 in the developing area.
Adhesive due to electrostatic force.

バイアス電源２６からは、直流電圧約５０乃至３００Ｖ
（ボルト）と交流電圧がそのピークトクピーク値約１．
５乃至３．０ＫＶ（千ロボルト）とに重量したバイアス
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、トナーのかぶシを防止して、鮮明な画像を得るとと
もに１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０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、これによシ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７００Ｈｚ乃至３．５ＫＨ
２に設定する。From the bias power supply 26, the DC voltage is approximately 50 to 300V.
(volt) and the AC voltage has a peak value of approximately 1.
A bias voltage of 5 to 3.0 KV (1,000 volts) is applied. The force caused by the DC voltage acts to move the toner particles from the photoreceptor drum 14 to the developing roller 16, thereby preventing toner from adhering to the non-image area. As a result, the 0 AC voltage that can prevent toner fogging, obtain clear images, and reduce recording costs by preventing wasteful consumption of developer is activated by vibrating toner particles in the developing area. This increases the gradation of the visible image. The frequency of the AC voltage in this case is the frequency at which the absolute value of the total sum of the amount of charge of the toner adhering to the non-image area is the minimum, that is, approximately 700 Hz to 3.5 KH, as will be described later.
Set to 2.

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Ｔ２は感光
体に到達してしまい、そこ（付着してかぶシとなる。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は感光体く到達する前に、現像ロ
ーラに引き戻されてしまうため、充分に帯電したトナー
Ｔ２によるかぶシが減少する。しかし、トナの中に含ま
れる微小粒子の中には、逆チャージを持りたものもあシ
、この逆チャージのトナーは、非画像領域の電界によシ
感光体１４へ押し出される０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シ、こ
れと同様に非画像領域に付着する逆チャージのトナーは
、周波数が高いほど多くなっていく。これは、逆極性の
トナーが現像ロー２１６に鏡像力によシ付着しており、
周波数が高くなるとこのトナーの振動力がトナーの鏡像
力に打ち勝つて飛び出しや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, the insufficiently charged toner T1 and the sufficiently charged toner T2 reach the photoreceptor, where they adhere and become foggy. On the other hand, as shown in Fig. 5, when the frequency is high, in the non-image area, T2 is drawn back to the developing roller before reaching the photoreceptor, so that the fog caused by the sufficiently charged toner T2 is reduced. However, some of the fine particles contained in the toner have a reverse charge, and this reversely charged toner is transferred to 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.Similarly, the higher the frequency, the more reversely charged toner that adheres to the non-image area. Polar toner adheres to the developing row 216 due to mirror image force.
This is thought to be because as the frequency increases, the vibrational force of the toner overcomes the mirror image force of the toner, making it easier to fly out.

言いかえると非画像部に付着すべきトナー全体の帯電量
（見掛は帯電量）を０に近い値に設定する。尚、周波数
は現像ローラ１６と感光体１４との間の間隙ｄによって
も異なるが、この実施例では、間隙ｄが約２００乃至３
００μｍの場合で、約１乃至２ＫＨ２が好ましい〇現像
後の可視像は、次に用紙に転写される。一方、現像領域
を通過した現像ローラノロは更に回転して、現像に寄与
しなかったトナーはその表面に担持したまま回収ブレー
ド２６を得てホツノぐ１４内に収納される。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
シ一部が掻き取られつつ、新たなトナーが付着される。In other words, the amount of charge (apparent amount of charge) of the entire toner to be attached to the non-image area is set to a value close to zero. Note that the frequency varies depending on the gap d between the developing roller 16 and the photoreceptor 14, but in this embodiment, the gap d is about 200 to 3
In the case of 00 μm, approximately 1 to 2 KH2 is preferred. The visible image after development is then transferred to paper. On the other hand, the developing roller roller that has passed through the developing area rotates further, and the toner that did not contribute to the development is collected on the surface of the developing roller and collected by a collection blade 26 to be stored in the hole 14. Here, a portion of the toner that has adhered to the developing roller 16 is scraped off by the supply roller 20, and new toner is adhered to the developing roller 16.

従って、現像ロー２１６の表面には、常に新たなトナー
が供給されることになシ、現像後の現像ローラ１６の表
面にそのままトナーが残らず、これによシ次回の現像に
悪影響を与えない。Therefore, new toner is always supplied to the surface of the developing roller 216, and toner does not remain 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、コロナ帯電によシ一様に帯
電させた後、原稿に対する像露光をして静電潜像を形成
した。この場合、画像部（非露光部分）の電位は一６７
５Ｖ、非画像部（露光部分）の電位は一７０Ｖであった
。[Test Example 1] After the surface of the photosensitive drum 14 was uniformly charged by corona charging, the original was imagewise exposed to form an electrostatic latent image. In this case, the potential of the image area (unexposed area) is -67
5V, and the potential of the non-image area (exposed area) was -70V.

感光体ドラム１４と現像ローラ１６との間隙ｄを３００
μｍ、現像剤層の厚みを２０乃至３０μｍとした。現像
ローラ１６に形成されたトナ一層は、摩擦帯電量が６乃
至２０μｍ１１１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 μm111.

尚、この帯電量は潜像の前後において変化しなりので、
現像領域りにおいて電荷注入等の現象は起こっていない
と考えられる。即ち、ここで用いたトナーは、３０００
Ｖ／ｍおよび３００００Ｖ／ｃｌｎの電界下においても
１０１４Ωα以上の高い抵抗のトナーである。Note that this amount of charge varies before and after the latent image, so
It is considered that no phenomenon such as charge injection occurs in the development area. That is, the toner used here was 3000
The toner has a high resistance of 1014 Ωα or more even under an electric field of V/m and 30000 V/cln.

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

サンプル人 体積平均粒径：１４．８μｍ、 粒子径４．ｍ以下の粒子ニア３．６％以下（累積値）粒
子径１６μｍ以下の粒子：９５．０％以上漂積値）サン
プルＢ 体積平均粒径：１４．０μｍ。Sample human volume average particle size: 14.8 μm, particle size 4. Sample B Volume average particle size: 14.0 μm.

粒子径４μｍ以下の粒子：８８．３％以下（累積値）粒
子径１６μｍ以下の粒子：９８．４％以上漂積値）サン
プルＣ 体積平均粒径：１２．３μｍ。Particles with a particle size of 4 μm or less: 88.3% or less (cumulative value) Particles with a particle size of 16 μm or less: 98.4% or more Drift value) Sample C Volume average particle size: 12.3 μm.

粒子径４μｍ以下の粒子：５６．９％以下（累積値）粒
子径１６μｍ以下の粒子：９６．６％以上（累積値）尚
、上述のトナー粒子の分布は個数分布くよる測定値であ
り、Ｈｅ−Ｎｅレーデ解析および散乱を利用した測定法
によシ測定した数値である。Particles with a particle size of 4 μm or less: 56.9% or less (cumulative value) Particles with a particle size of 16 μm or less: 96.6% or more (cumulative value) The above-mentioned distribution of toner particles is a measured value depending on the number distribution, These are numerical values measured by a measurement method using He-Ne 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２４　ＫＶ　（＋ピークと−ピークと差
の地対）そして、サンプルＣについて、周波数を２００
Ｈ２乃至４ＫＨ２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量（かぶシ）との
関係を第２図に黒丸で示す。and AC voltage 24 KV (+peak and -peak to difference ground) and for sample C, frequency 200 KV.
The relationship between the frequency of the AC bias and the amount of toner adhesion (coverage) in the non-image area is shown by black circles in FIG. 2 when the frequency is changed from H2 to 4KH2.

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（四で
夫々示したものである。第２図から明かなように、交流
バイアスが約７００Ｈ２以上になると、非画像部におけ
るトナーの付着量（かぶシ）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、１．２Ｋ
Ｈｚ前後を極小値として、以後周波数の上昇とともに徐
々Ｋかぶシが増加する傾向を示している。尚、サンプル
Ａ、Ｈについテモ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の場合が最もかぶシ
が少なく、サンプルＡ１サングルＢの順序でかぶシが増
える傾向にあった。即ち、粒子径の小さなトナー粒子を
多く含む程かぶシが増えることを示している。In Figure 2, the horizontal axis shows the frequency (KHz) of the AC bias, and the vertical axis shows the amount of toner adhesion in the non-image area (respectively expressed as 4). When the bias becomes about 700H2 or more, the amount of toner adhesion (coverage) in the non-image area decreases rapidly, and the amount of toner adhesion in the non-image area decreases to about 1.2H2.
It becomes minimum at KHz (symbol a in the figure). And 1.2K
The minimum value is around Hz, and thereafter the K-cover tends to increase gradually as the frequency increases. In addition, when samples A and H were tested in the same way as Temo, they showed the same results as sample C, but sample C had the least number of turnips, and the number of turnips tended to increase in the order of sample A and sample B. Ta. In other words, it is shown that the more toner particles with small particle diameters are included, the more fogging occurs.

この試験例１では、交流バイアスの周波数を約１乃至２
　ＫＨｚに設定したところかぶシのほとんどない、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 to 2.
When set to KHz, a clear image with almost no fogging 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１０乃至８０％、粒子径１６μｍ以下
のトナーの個数分布が９７％以上（いずれも累積値）の
粒度分布を持つトナーを使用する限シ、この試験例１と
同様な結果を得られた。Use a toner with a volume average particle size of 8 to 16 μm, a particle size distribution of approximately 10 to 80% for toner particles with a particle size of 4 μm or less, and a particle size distribution of 97% or more for toner particles with a particle size of 16 μm or less (both cumulative values). However, results similar to those in Test Example 1 were obtained.

この場合、著しく粒子径の小さいトナーを多く含んだシ
、著しく粒子径の大きいトナーを含んでいると、かぶ夛
が増えた夛、充分な濃度、解像度が得られなかったが、
上述のサンプル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１８の
線圧は約８０牌であった。In this case, if a large amount of toner with a significantly small particle size or a toner with a significantly large particle size was included, the amount of particles increased, and sufficient density and resolution could not be obtained.
In the case of a particle size distribution in the range including Samples A, B, and C described above, a clear image can be obtained. Note that the linear pressure of the elastic blade 18 was about 80 tiles.

〔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
μｍ１ バイアス電源２６は、 直流電圧−２００Ｖ。The gap d between the photosensitive drum 14 and the developing roller 16 is 200.
μm1 The bias power supply 26 has a DC voltage of -200V.

および交流電圧１．６ＫＶ（＋ピークと−ピークとの差
の絶対値）であった。And the AC voltage was 1.6 KV (absolute value of the difference between + peak and - peak).

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

第２図から明らかなように、かぶフの量と交流バイアス
の量と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、かぶシの極少値を
与える周波数は、試験例２では１．７ＫＨｚ　　（図中
符号ｂ）であシ、間隙ｄを小さくすることによシ高い周
波側にシフトしていることがわかる。尚、他のトナーサ
ンプルＡ、Ｂについても同様な結果を得た。As is clear from FIG. 2, the relationship between the amount of cover, the amount of AC bias, and the frequency showed the same tendency as in Test Example 1. Furthermore, as is clear from Fig. 2, the frequency that gives the minimum value of the cover was 1.7 KHz (symbol b in the figure) in Test Example 2, and by making the gap d small, it was possible to change the frequency to the higher frequency side. It can be seen that there is a shift to Note that similar results were obtained for other toner samples A and B.

ここで、第２図を参照して交流バイアスとかぶシとの関
係について説明する〇 周波数が約７００乃至１５００Ｈ２よシ低くなると、か
ぶシが急激に増加しこれよシ高くなると付着量が減少し
ているが、これは前述したように、バイアス周波数が高
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。Here, the relationship between AC bias and cover will be explained with reference to Figure 2. When the frequency is lower than about 700 to 1500H2, cover increases rapidly, and when it becomes higher, the amount of adhesion decreases. However, as mentioned above, as the bias frequency increases, as the toner particles reciprocate, the change in the electric field causes them to change direction before reaching the photoreceptor, resulting in non-image areas being This is because it does not reach and adhere to the surface. Therefore, in this embodiment, the frequency of the AC bias must be greater than 700 to 1500 Hz.

次に、間隙ｄとかぶシとの関係について説明する。Next, the relationship between the gap d and the cover 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
シ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 unless there is a sufficient developing electric field due to the electrostatic latent image (therefore, it will not adhere). (The amount of toner adhering to the image area will be less.)

間隙ｄが大きければ、トナーが感光体に到達するＯＫ必
要な時間が大きくなシ、トナーの付着量が少なくなる０
これらの試験によれば、交流バイアスの周波数を７００
Ｈｚ乃至３．５ＫＨｚの間に設定することにより、間隙
ｄは１０ｏ乃至５００μｍの範囲で設定した場合、かぶ
夛を最少にできた。If the gap d is large, the time required for the toner to reach the photoreceptor is long, and the amount of toner adhesion is reduced.
According to these tests, the AC bias frequency was set to 700
By setting the frequency between Hz and 3.5 KHz, and when the gap d was set within the range of 10 degrees to 500 μm, the overlapping could be minimized.

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

第３図は、横軸に周波数を取シ、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
量、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 amount in the non-image area, and the bottom line shows the toner charge in the non-image area. It is.

第３図から明らかなように、周波数が４００Ｈ２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ＩＫＨｚ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、６トナーは、トナ一層中に含まれる逆帯電トナーで
あることがわかる。As is clear from FIG. 3, if the frequency is in the region of 400H2 or more, sufficient density can be obtained in the image area. on the other hand,
As shown in the lower part of FIG. 3, in a region where the frequency exceeds IKHz, the amount of charge on the toner particles attached to the non-image area changes from positive to negative. From this, it can be seen that the Kabu6 toner in the high frequency range is an oppositely charged toner contained in the toner layer.

つまシ、第３図中段に一点鎖線で示すように、逆帯電ト
ナーの付Ｍｌｌは周波数とともに徐々に増加する。一方
、破断線で示すように正帯電のトナーの付着量は急激に
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ＩＫＨｚ　
（ターニングポイン）Ｒ）を越えると非画像部に付着す
るトナー量が増加する０このターニングポイン）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。言替えれば、
非画像部に付着すべきトナーの帯電電荷量の全体の総和
の絶対値が小さい程かぶシを最少にすることができる。As shown by the dashed line in the middle part of FIG. 3, the Mll of the oppositely charged toner gradually increases with frequency. On the other hand, as shown by the broken line, the amount of positively charged toner deposited rapidly decreases. These combined amounts are drawn as a solid line curve in the middle. That is, the frequency is approximately IKHz
(Turning point) R) The amount of toner adhering to the non-image area increases when the turning point) R is exceeded.
As is clear from the graph in the lower part, this coincides with the change point (0 point) of the charge polarity of the toner as a whole. In other words,
Fog can be minimized as the absolute value of the total sum of the charges of the toner to be attached to the non-image area is smaller.

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

例えば、この発明は、１個の現像装置のみによシ現像す
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シ現像カラー複写装置
に用いても同様な効果を得ることができる０この場合、
第１の現像器によシ現像されたトナー像に、第２の現像
器の接触を回避するために、第２の現像器における現像
ローラと感光体との間の間隔ｄを第１の現像器よυも大
きく取シ、印加する周波数を低くすることが望ましい。For example, the present invention can be used not only in a single-color electrophotographic device that develops images using only one developing device, but also in a color copying device that develops toners of multiple colors using a plurality of developing devices. A similar effect can be obtained in this case,
In order to avoid contact of the second developing device with the toner image developed by the first developing device, the distance d between the developing roller and the photoreceptor in the second developing device is set to It is desirable to increase the capacity and lower the applied frequency.

このように設定することＫよシ、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。By setting in this way, it is possible to set the developing characteristics of the first and second developing devices to be almost the same. In addition,
If necessary, the frequency may be increased if it is necessary to reduce the gap d. That is, the desired development state can be adjusted simply by changing the frequency according to the gap d.

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、言うまで亀なく、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 explained using regular development as an example, it goes without saying that the same effect can be obtained even if reverse development is used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、像支持手段と現像剤担持手段との間
の間隙を１００μｍ以下、現像剤の周波数を７００Ｈｚ
以上３．５ＫＨｚ以下、現像剤層の厚みを８μｍ以上８
０μｍ以下、現像剤の平均粒子径を８μｍ以上１６μｍ
以下に設定することによシ、鮮明な画像を得ることがで
きる。According to this invention, the gap between the image supporting means and the developer carrying means is 100 μm or less, and the frequency of the developer is 700 Hz.
3.5 KHz or more, and the thickness of the developer layer is 8 μm or more.
0μm or less, the average particle diameter of the developer is 8μm or more and 16μm
By setting the following settings, you can obtain clear images.

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

第１図は、この発明の実施例に係る現像装置の概略断面
図、第２図は交流バイアスとかぶシの関係を示したグラ
フ図、第３図は交流バイアスの周波数と、かぶ夛及びト
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 １０・・・現像装置、１２・・・ホツノ４．１５・・・
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　彦第２図 第　３　図FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a developing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between AC bias and cover, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between AC bias frequency and cover and toner. 4 and 5 are diagrams explaining the movement of toner when an alternating current bias is applied. .15...
Developing roller, 26...AC bias power supply. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 静電潜像が形成された像支持体と間隙をあけて対向して
設けられ、現像剤を層状に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材供給手段と、像支
持体と現像剤担持体との間の前記間隙に交番電界を与え
る交番電界手段とを備え、現像剤を現像剤担持体から像
支持体に向けて飛翔させて静電潜像を現像する現像装置
であって、前記間隙は１００μｍ以上５００μｍ以下、
前記交番電界手段はその周波数が７００Ｈｚ以上３．５
ＫＨｚ以下、現像剤担持体に形成される現像剤層の厚み
は８μｍ以上８０μｍ以下、現像剤の平均粒子径は８μ
ｍ以上１６μｍ以下であることを特徴とする現像装置。A developer carrying member that is disposed opposite to the image support on which the electrostatic latent image is formed with a gap therebetween and carries a developer in a layer; and a developer supplying means that supplies the developer to the developer carrying member. , an alternating electric field means for applying an alternating electric field to the gap between the image support and the developer carrier, and the developer is caused to fly from the developer carrier toward the image support to develop the electrostatic latent image. a developing device, wherein the gap is 100 μm or more and 500 μm or less,
The alternating electric field means has a frequency of 700 Hz or more and 3.5
KHz or less, the thickness of the developer layer formed on the developer carrier is 8 μm or more and 80 μm or less, and the average particle diameter of the developer is 8 μm.
A developing device characterized in that the diameter is greater than or equal to m and less than or equal to 16 μm.