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JPH08146668A - Development device - Google Patents

Development device

Info

Publication number
JPH08146668A
JPH08146668A JP6306986A JP30698694A JPH08146668A JP H08146668 A JPH08146668 A JP H08146668A JP 6306986 A JP6306986 A JP 6306986A JP 30698694 A JP30698694 A JP 30698694A JP H08146668 A JPH08146668 A JP H08146668A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
developer
carrier
developing
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6306986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Yamaji
雅章 山路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP6306986A priority Critical patent/JPH08146668A/en
Publication of JPH08146668A publication Critical patent/JPH08146668A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャリア付着及びトナー飛散を抑制でき、濃
度が十分に高く、ガサツキがなく、鮮明で高画質な画像
を安定して得ることができる現像装置にある。 【構成】 現像装置は、体積平均粒径10μm以下の非
磁性トナーと、重量平均粒径80μm以下の磁性キャリ
アとを有する二成分現像剤を、複数の磁極を有する磁石
ローラ23を内部に非回転に配設した現像スリーブ21
に支持して、感光ドラム3と対向した現像領域へ搬送
し、現像剤の磁気ブラシを形成して、振動電界の印加下
にドラム3上の潜像を現像する。現像領域での磁性キャ
リアの磁化の強さが、磁界の強さ1000ガウスで30
〜150emu/cm3 、スリーブ21上の法線方向の磁気力
r のピーク位置が、スリーブ21とドラム3との最近
接位置からドラム3の移動方向下流側に10°以内、現
像領域でのキャリアの体積比率Mcが5〜30%、そし
てトナー供給係数Kが4以上である。
(57) [Summary] [Object] To provide a developing device capable of suppressing carrier adhesion and toner scattering, having a sufficiently high density, free of roughness, and capable of stably obtaining a clear and high-quality image. The developing device does not rotate a two-component developer having a non-magnetic toner having a volume average particle diameter of 10 μm or less and a magnetic carrier having a weight average particle diameter of 80 μm or less inside a magnet roller 23 having a plurality of magnetic poles. Developing sleeve 21 disposed in
The latent image on the drum 3 is developed under the application of an oscillating electric field by forming a magnetic brush of the developer by carrying the developer to a developing area facing the photosensitive drum 3. The magnetic strength of the magnetic carrier in the developing area is 30 at a magnetic field strength of 1000 gauss.
˜150 emu / cm 3 , the peak position of the magnetic force F r in the normal direction on the sleeve 21 is within 10 ° from the closest position between the sleeve 21 and the drum 3 to the downstream side in the moving direction of the drum 3, and in the developing area. The carrier volume ratio Mc is 5 to 30%, and the toner supply coefficient K is 4 or more.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式或いは静
電記録方式により像担持体上に形成された静電潜像を現
像して可視化するのに用いられる現像装置に関し、特に
乾式現像剤を用いて現像する現像装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device used for developing and visualizing an electrostatic latent image formed on an image bearing member by an electrophotographic method or an electrostatic recording method, and more particularly to a dry developer. The present invention relates to a developing device that develops by using.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真複写装置、静電記録装置、磁気
記録装置等の画像形成装置における現像方法として、磁
気ブラシ現像法が広く用いられている。この磁気ブラシ
現像法として、磁性トナーからなる1成分現像剤を用い
た1成分現像方式と、非磁性トナーと磁性キャリアとか
らなる二成分現像剤を用いた二成分現像方式とがある。
2. Description of the Related Art A magnetic brush developing method is widely used as a developing method in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying apparatus, an electrostatic recording apparatus and a magnetic recording apparatus. As the magnetic brush developing method, there are a one-component developing method using a one-component developer made of a magnetic toner and a two-component developing method using a two-component developer made of a non-magnetic toner and a magnetic carrier.

【0003】1成分現像方式は構成は簡単であるが、ト
ナーに磁性体が含まれるため所望の色の画像を得ること
が困難である。一方、二成分現像方式は非磁性トナーを
用いているので、カラー画像を形成するのに適してい
る。
The one-component developing system has a simple structure, but it is difficult to obtain an image of a desired color because the toner contains a magnetic material. On the other hand, the two-component developing method uses a non-magnetic toner and is therefore suitable for forming a color image.

【0004】この二成分現像方式の1つとして磁気ブラ
シ摺擦現像法が知られている。この現像法では、現像容
器に回転自在に取付けた非磁性円筒(現像スリーブ)
と、この現像スリーブ内に固定された複数の磁極を有す
る磁石ローラと、現像スリーブ上の現像剤の層厚を規制
する規制ブレードとを具備し、現像スリーブの回転によ
り現像剤を感光ドラムと対向した現像領域に搬送し、磁
石ローラの現像位置に配置された現像極により現像剤に
磁気ブラシを形成させ、磁気ブラシを感光ドラムに摺擦
させて現像を行なうものである。このとき画質向上を目
的に、現像スリーブに振動電界を印加して、画像の履き
寄せを防止し、中間調画像の再現性を向上することが知
られている。
A magnetic brush rubbing development method is known as one of the two-component development methods. In this developing method, a non-magnetic cylinder (developing sleeve) rotatably attached to the developing container.
A magnet roller having a plurality of magnetic poles fixed in the developing sleeve, and a regulating blade for regulating the layer thickness of the developer on the developing sleeve. The developing sleeve is rotated to face the developer to the photosensitive drum. Then, the magnetic brush is formed on the developer by the developing pole disposed at the developing position of the magnet roller, and the magnetic brush is rubbed against the photosensitive drum to perform the development. At this time, for the purpose of improving the image quality, it is known that an oscillating electric field is applied to the developing sleeve to prevent the image from slipping and improving the reproducibility of the halftone image.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この種の磁気ブラシ現
像法は、現像に寄与する現像剤を現像領域に十分に供給
することができるので、高い画像濃度を得ることができ
る反面、現像位置において磁気ブラシの穂が疎であるた
め、特にハイライト、ハーフトーン濃度領域においてガ
サツキのある貧弱な画像となることがあった。
In this type of magnetic brush developing method, a developer contributing to the development can be sufficiently supplied to the developing area, so that a high image density can be obtained, but at the developing position. Since the ears of the magnetic brush are sparse, the image may be rough and poor, especially in highlight and halftone density regions.

【0006】又近年、高画質の画像の要求が高まってお
り、様々な原稿画像、特にフルカラー画像に対し大きな
要求がなされている。従ってベタ黒部の画像濃度を十分
に高く維持しながらハイライト部の再現性を良好にし、
ハーフトーン部においても緻密な画像を得ることが必要
とされている。
Further, in recent years, the demand for high-quality images has been increasing, and great demands have been made for various original images, particularly full-color images. Therefore, while maintaining a sufficiently high image density in solid black areas, the reproducibility of highlight areas is improved,
It is necessary to obtain a fine image even in the halftone portion.

【0007】このことから、例えば二成分現像剤のトナ
ー及び磁性キャリアを小粒径化することが行なわれる
が、画質は良好になるものの感光ドラムにキャリア付着
を生じ、ひどい場合は画像の欠損を発生することがあっ
た。
From this, for example, the toner and the magnetic carrier of the two-component developer are reduced in particle size. However, although the image quality is improved, carrier adhesion occurs on the photosensitive drum, and in the worst case, the image loss occurs. It happened.

【0008】このような磁性キャリアを小粒径化した場
合のキャリア付着を抑制する方法として、米国特許5,
070,812号(対応の日本出願:特開平3−426
2号)に記載されているように、現像スリーブ上におけ
る法線方向の磁気力Frのピーク位置を、現像スリーブ
と感光ドラムとの再近接位置の近傍に配置させることが
知られている。
[0008] As a method for suppressing carrier adhesion when the particle size of such a magnetic carrier is reduced, US Pat.
No. 070,812 (Corresponding Japanese application: JP-A-3-426
No. 2), it is known that the peak position of the magnetic force Fr in the normal line direction on the developing sleeve is arranged near the re-proximity position between the developing sleeve and the photosensitive drum.

【0009】又磁性キャリアの飽和磁化を小さくするこ
とにより、磁気ブラシの穂を緻密にする方法が試みられ
ているが、従来の二成分現像装置では、キャリア付着を
生じたり、画像濃度が薄くなることがあった。
Further, a method of making the brush of the magnetic brush denser by reducing the saturation magnetization of the magnetic carrier has been attempted, but in the conventional two-component developing device, carrier adhesion occurs and the image density becomes low. There was an occasion.

【0010】本発明の目的は、キャリア付着及びトナー
飛散を抑制できると共に、濃度が十分に高く且つガサツ
キがなく、鮮明で高画質な画像を安定して得ることがで
きる現像装置を提供することである。
It is an object of the present invention to provide a developing device capable of suppressing carrier adhesion and toner scattering, and having a sufficiently high density and no rattling and capable of stably obtaining a clear and high-quality image. is there.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置にて達成される。要約すれば本発明は、体積平
均粒径10μm以下の非磁性トナーと、重量平均粒径8
0μm以下の磁性キャリアとを有する二成分現像剤を、
複数の磁極を有する磁界発生手段を内部に非回転に配設
した現像剤支持手段上に支持して、像担持体と対向した
現像領域へ搬送し、前記現像領域で現像剤の磁気ブラシ
を形成して、現像領域に振動電界を形成した下で像担持
体上の潜像を現像する現像装置において、前記磁性キャ
リアの単位体積当たりの磁化の強さが磁界の強さ100
0ガウスにおいて30〜150emu/cm3 であり、前記現
像剤支持手段上における法線方向の磁気力Fr のピーク
位置を、現像剤支持手段と像担持体との最近接位置から
像担持体の移動方向に対して下流側に10°以内とし、
現像領域での磁性キャリアの体積比率Mcが5〜30%
であり、ここに、体積比率Mcは式(B): Mc[%]=(M/h)×(1/ρc)×{C/(T+C)} ×100 ・・・(B) 但し、 M:現像剤支持手段上の単位面積当たりの非穂立ち状態
の現像剤量[g/cm2 ] h:現像領域空間の高さ[cm] ρc:磁性キャリアの真密度[g/cm3 ] C/(T+C):現像剤支持手段上現像剤中の磁性キャ
リアの重量割合 で表され、そしてトナー供給係数Kが4以上であり、こ
こに、トナー供給係数Kは式(C): K=M×(1/ρt)×{T/(T+C)}×(1/Dt) ×(Vs1/Vdr)×15000 ・・・(C) 但し、 M:現像剤支持手段上の単位面積当たりの非穂立ち状態
の現像剤量[g/cm3 ] ρt:トナーの真密度[g/cm3 ] Dt:トナーの粒径[μm] T/(T+C):現像剤支持手段上現像剤中のトナーの
重量割合 Vs1:現像剤支持手段の周速[mm/秒] Vdr:像担持体の周速[mm/秒] Vs1/Vdr:現像剤支持手段と像担持体の周速比 で表されることを特徴とする現像装置である。
The above object can be achieved by the developing device according to the present invention. In summary, the present invention relates to a non-magnetic toner having a volume average particle diameter of 10 μm or less and a weight average particle diameter of 8 μm.
A two-component developer having a magnetic carrier of 0 μm or less,
A magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles is supported on a developer supporting means which is non-rotatably arranged inside, and is conveyed to a developing area facing the image carrier, and a magnetic brush of the developer is formed in the developing area. Then, in the developing device for developing the latent image on the image carrier under the formation of the oscillating electric field in the developing region, the strength of magnetization of the magnetic carrier per unit volume is 100.
It is 30 to 150 emu / cm 3 at 0 gauss, and the peak position of the magnetic force F r in the normal direction on the developer supporting means is measured from the closest position between the developer supporting means and the image bearing body to the image carrier. Within 10 ° downstream of the moving direction,
The volume ratio Mc of the magnetic carrier in the developing area is 5 to 30%.
Where the volume ratio Mc is expressed by the formula (B): Mc [%] = (M / h) × (1 / ρc) × {C / (T + C)} × 100 (B) where M : Amount of developer in a non-brushing state per unit area on the developer supporting means [g / cm 2 ] h: height of developing area space [cm] ρc: true density of magnetic carrier [g / cm 3 ] C / (T + C): weight ratio of the magnetic carrier in the developer on the developer supporting means, and the toner supply coefficient K is 4 or more, where the toner supply coefficient K is expressed by the formula (C): K = M × (1 / ρt) × {T / (T + C)} × (1 / Dt) × (Vs1 / Vdr) × 15000 (C) where M: non-ear per unit area on the developer supporting means Amount of developer in standing state [g / cm 3 ] ρt: true density of toner [g / cm 3 ] Dt: particle size of toner [μm] T / (T + C ): Weight ratio of toner in the developer on the developer support means Vs1: Peripheral speed of developer support means [mm / sec] Vdr: Peripheral speed of image carrier [mm / sec] Vs1 / Vdr: Developer support means And a peripheral speed ratio of the image bearing member.

【0012】本発明の他の態様では、前記磁性キャリア
の単位体積当たりの磁化の強さが磁界の強さ1000ガ
ウスにおいて30〜150emu/cm3 であり、現像剤支持
手段と像担持体との最近接位置から像担持体の移動方向
に対して下流側に10°以内の範囲において、現像剤支
持手段上における法線方向の磁気力の相対値である磁気
力指数Xの最大値が60以上であり、ここに、磁気力指
数Xは式(A): X={B2 (r)−B2 (r+Δr)}×(a/Δr) ・・・(A) 但し、 B2 (r)=B2 r (r)+B2 t (r) B2 (r+Δr)=B2 r (r+Δr)+B2 t (r+
Δr) a:比例定数。Δrが0.5mmのとき、a/Δr=2
×10-4r (r):現像剤支持手段上の位置rにおける法線方
向の磁束密度[ガウス] Br (r+Δr):現像剤支持手段上0.5mmの位置
における法線方向の磁束密度[ガウス] Bt (r):現像剤支持手段上の位置rにおける接線方
向の磁束密度[ガウス] Bt (r+Δr):現像剤支持手段上の0.5mmの位
置における接線方向の磁束密度[ガウス] で表され、そして式(B)で表される現像領域での磁性
キャリアの体積比率Mcが5〜30%であり、式(C)
で表されるトナー供給係数Kが4以上である。
In another aspect of the present invention, the intensity of magnetization per unit volume of the magnetic carrier is 30 to 150 emu / cm 3 at a magnetic field intensity of 1000 gauss, and the developer supporting means and the image carrier are separated from each other. The maximum value of the magnetic force index X, which is the relative value of the magnetic force in the normal direction on the developer supporting means, is 60 or more within the range of 10 ° downstream from the closest position to the moving direction of the image carrier. Where the magnetic force index X is expressed by the formula (A): X = {B 2 (r) −B 2 (r + Δr)} × (a / Δr) (A) where B 2 (r) = B 2 r (r) + B 2 t (r) B 2 (r + Δr) = B 2 r (r + Δr) + B 2 t (r +
Δr) a: Proportional constant. When Δr is 0.5 mm, a / Δr = 2
× 10 -4 Br (r): Magnetic flux density in the normal direction at the position r on the developer supporting means [Gauss] B r (r + Δr): Magnetic flux in the normal direction at the position of 0.5 mm on the developer supporting means Density [Gauss] B t (r): Magnetic flux density in tangential direction at position r on developer support means [Gauss] B t (r + Δr): Magnetic flux density in tangential direction at position 0.5 mm on developer support means [Gauss] and the volume ratio Mc of the magnetic carrier in the developing region represented by the formula (B) is 5 to 30%, and the volume ratio Mc is represented by the formula (C).
The toner supply coefficient K represented by is 4 or more.

【0013】本発明の更に他の態様では、前記磁性キャ
リアの単位体積当たりの磁化の強さが磁界の強さ100
0ガウスにおいて30〜150emu/cm3 であり、前記現
像剤支持手段上における法線方向の磁気力Fr のピーク
位置を、現像剤支持手段と像担持体との最近接位置から
像担持体の移動方向に対して下流側に10°以内とし、
更に前記最近接位置から像担持体の移動方向に対して±
10°以内において、前記現像剤支持手段上における法
線方向の磁束密度Br と接線方向の磁束密度Bt のBr
/Bt 比が3以上の領域が12°以上の幅で存在するこ
とを特徴とする。
In still another embodiment of the present invention, the strength of magnetization of the magnetic carrier per unit volume is 100.
It is 30 to 150 emu / cm 3 at 0 gauss, and the peak position of the magnetic force F r in the normal direction on the developer supporting means is measured from the closest position between the developer supporting means and the image bearing body to the image carrier. Within 10 ° downstream of the moving direction,
Further, from the closest position to the moving direction of the image carrier ±
In less 10 °, B r of the developer magnetic flux density in the normal direction on the support means B r and the tangential direction of the magnetic flux density B t
A region having a / B t ratio of 3 or more is present with a width of 12 ° or more.

【0014】本発明の更に他の態様では、前記磁性キャ
リアの単位体積当たりの磁化の強さが磁界の強さ100
0ガウスにおいて30〜150emu/cm3 であり、現像剤
支持手段と像担持体との最近接位置から像担持体の移動
方向に対して下流側に10°以内の範囲において、現像
剤支持手段上における法線方向の磁気力の相対値である
磁気力指数Xの最大値が60以上であり、ここに、磁気
力指数Xは式(A)で表され、更に前記最近接位置から
像担持体の移動方向に対して±10°以内において、前
記現像剤支持手段上における法線方向の磁束密度Br
接線方向の磁束密度Bt のBr /Bt 比が3以上の領域
が12°以上の幅で存在することを特徴とする。
In still another embodiment of the present invention, the strength of magnetization of the magnetic carrier per unit volume is 100.
It is 30 to 150 emu / cm 3 at 0 gauss, and is within 10 ° on the downstream side with respect to the moving direction of the image bearing member from the closest position between the developer bearing member and the image bearing member. The maximum value of the magnetic force index X, which is the relative value of the magnetic force in the normal direction at 60, is 60 or more, and the magnetic force index X is represented by the formula (A). Within ± 10 ° with respect to the moving direction of the toner, the region where the B r / B t ratio of the magnetic flux density B r in the normal direction and the magnetic flux density B t in the tangential direction on the developer supporting means is 3 or more is 12 °. It is characterized in that it exists in the above width.

【0015】いずれも、好ましくは、磁性キャリアの抵
抗値が107 〜1015Ω・cmあり、非磁性トナーの体
積平均粒径dt[μm]、磁性キャリアの重量平均粒径
dc[μm]が、dt<dc<50μmの関係を有す
る。
In either case, preferably, the resistance value of the magnetic carrier is 10 7 to 10 15 Ω · cm, the volume average particle diameter dt [μm] of the nonmagnetic toner and the weight average particle diameter dc [μm] of the magnetic carrier are large. , Dt <dc <50 μm.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

実施例1 図1は、本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。本現像装置を設置した画像形成装置は、像担持体と
しての感光ドラム3を有し、その感光ドラム3の周囲
に、周知の電子写真プロセス手段として、図示しない帯
電手段、画像露光手段及び上記の現像装置が配置され、
更に転写手段、クリーニング機構及び除電手段等が配置
されている。上記露光手段はレーザビームを用いて画像
の濃度信号をPWM変調して、感光ドラム3上に露光す
るようになっている。
Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the developing device of the present invention. The image forming apparatus provided with the main developing device has a photosensitive drum 3 as an image bearing member, and a charging means, an image exposing means, and the above-mentioned not shown as well-known electrophotographic process means around the photosensitive drum 3. The developing device is arranged,
Further, a transfer unit, a cleaning mechanism, a charge eliminating unit, etc. are arranged. The exposing means PWM-modulates an image density signal using a laser beam to expose the photosensitive drum 3 with the image.

【0017】本実施例の現像装置は、非磁性トナーと軟
強磁性キャリアを含む二成分現像剤を収納した現像容器
20の開口部内に、現像剤支持手段としてアルミニウ
ム、ステンレス鋼等の非磁性円筒体からなる現像スリー
ブ21を有し、この現像スリーブ21は、矢印に示す反
時計方向に回転して容器20内の現像剤を支持搬送し、
感光ドラム3と対向した現像領域に搬送する。現像容器
20の現像スリーブ21が設置された開口部には、現像
スリーブ21の上方にこれと小間隙を開けて規制ブレー
ド25が配置され、現像スリーブ21上に支持して搬送
される現像剤の層厚を規制するようになっている。
In the developing device of this embodiment, a non-magnetic cylinder made of aluminum, stainless steel or the like is used as a developer supporting means in the opening of a developing container 20 containing a two-component developer containing a non-magnetic toner and a soft ferromagnetic carrier. The developing sleeve 21 has a body, and the developing sleeve 21 rotates counterclockwise as indicated by an arrow to support and convey the developer in the container 20,
The sheet is conveyed to the developing area facing the photosensitive drum 3. In the opening of the developing container 20 where the developing sleeve 21 is installed, a regulating blade 25 is arranged above the developing sleeve 21 with a small gap between the developing sleeve 21 and the developing sleeve 21. The layer thickness is regulated.

【0018】現像スリーブ21によって現像領域に搬送
された現像剤は、矢印方向に移動する感光ドラム3に供
給され、これにより感光ドラム3上に形成された潜像が
現像され、トナー像として可視化される。現像の際には
電源22により現像スリーブ21に現像バイアスとし
て、交流電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が
印加され、現像スリーブ21と感光ドラム3の間の現像
領域に振動電界が形成される。振動バイアス電圧の波形
としては矩形波、サイン波等が使用される。
The developer conveyed to the developing area by the developing sleeve 21 is supplied to the photosensitive drum 3 moving in the direction of the arrow, whereby the latent image formed on the photosensitive drum 3 is developed and visualized as a toner image. It At the time of development, an oscillating bias voltage in which a DC voltage is superimposed on an AC voltage is applied as a developing bias to the developing sleeve 21 by the power source 22, and an oscillating electric field is formed in the developing area between the developing sleeve 21 and the photosensitive drum 3. . A rectangular wave, a sine wave, or the like is used as the waveform of the vibration bias voltage.

【0019】現像スリーブ21内にはローラ状の磁石
(磁石ローラ)23が非回転に設置されており、この磁
石ローラ23は、表面に3つのN極の磁極N1 、N2
3 及び2つのS極の磁極S1 、S2 を有している。S
1 極は現像磁極、N2 極とN3極は現像剤の剥ぎ取り・
汲み上げ・搬送の作用を持つ磁極であり、S2 極は規制
ブレード25と協働して現像剤層を規制する作用を持つ
磁極である。N1 極は現像剤の搬送作用を持つ搬送磁極
である。上記の磁極のうちN2 極とN3 極は同極性であ
って、両者間に反撥磁界を形成し、現像領域を通過した
現像剤を現像スリーブ21上から一旦離脱させるのに寄
与する。
A roller-shaped magnet (magnet roller) 23 is non-rotatably installed in the developing sleeve 21, and this magnet roller 23 has three N-pole magnetic poles N 1 , N 2 ,
It has N 3 and two south poles S 1 , S 2 . S
1 pole is the development pole, N 2 pole and N 3 pole are stripping off the developer.
The S 2 pole is a magnetic pole having a pumping / conveying action, and the S 2 pole is a magnetic pole having a function of regulating the developer layer in cooperation with the regulating blade 25. The N 1 pole is a carrying magnetic pole having a developer carrying function. Of the above magnetic poles, the N 2 pole and the N 3 pole have the same polarity and form a repulsive magnetic field between them, which contributes to the temporary separation of the developer having passed through the developing area from the developing sleeve 21.

【0020】現像スリーブ21から一旦離脱した現像剤
は、スクリュー24により容器20内の現像剤と撹拌混
合される。撹拌された現像剤はN3 極の磁力によって現
像スリーブ21上に吸着され、S2 極、N1 極を経て現
像領域に搬送される。尚、上流、下流という用語は現像
の進行方向に関して用いられるものとする。
The developer once separated from the developing sleeve 21 is agitated and mixed with the developer in the container 20 by the screw 24. The agitated developer is adsorbed on the developing sleeve 21 by the magnetic force of the N 3 pole, and conveyed to the developing area via the S 2 pole and the N 1 pole. The terms upstream and downstream shall be used in relation to the direction of development.

【0021】本実施例においては、負帯電性の非磁性ト
ナーを含有した二成分現像剤を用いた。本発明における
現像剤について説明する。本発明に好適に使用される現
像剤は、非磁性トナーと磁性粒子(キャリア)とからな
る二成分現像剤である。
In this example, a two-component developer containing a negatively chargeable non-magnetic toner was used. The developer in the invention will be described. The developer preferably used in the present invention is a two-component developer including a non-magnetic toner and magnetic particles (carrier).

【0022】本発明において、トナーは着色樹脂粒子
(結着樹脂、着色剤及び必要に応じてその他の添加剤を
含む)そのもの、及びこれにコロイダルシリカ微粉末の
如き外添剤が外添された着色粒子を包含している。本実
施例では、負帯電性のポリエステル系樹脂で体積平均粒
径が8μmのトナーを用いている。トナーの真密度は約
1.1g/m3 であった。
In the present invention, the toner contains colored resin particles (including a binder resin, a colorant and, if necessary, other additives) themselves, and external additives such as colloidal silica fine powder added thereto. Includes colored particles. In this embodiment, a toner having a volume average particle diameter of 8 μm is used which is a negatively chargeable polyester resin. The true density of the toner was about 1.1 g / m 3 .

【0023】磁性キャリアはフェライト粒子に極く薄い
樹脂コーティングを施した重量平均粒径が45μmのも
のを使用した。この磁性キャリアの磁界の強さ1000
ガウスにおける単位体積当たりの磁化の強さ(σ
1000(emu/cm3 ))は66emu/cm3で、透磁率は約5.
0、真密度は約5.2g/cm3 であった。
The magnetic carrier used was a ferrite particle coated with an extremely thin resin and having a weight average particle diameter of 45 μm. The magnetic field strength of this magnetic carrier is 1000
Magnetization strength per unit volume in Gauss (σ
1000 (emu / cm 3)) is 66emu / cm 3, the permeability is about 5.
0, the true density was about 5.2 g / cm 3 .

【0024】本発明者が実験により確認したところによ
れば、ガサツキのない緻密な画像を得るためには、磁性
キャリアのσ1000を150emu/cm3 以下にすることが有
効であることが分かった。これは、磁性キャリアのσ
1000を150emu/cm3 以下にすることにより、現像スリ
ーブ上の磁気ブラシの密度を高めることができ、そのた
めにガサツキのない緻密な画像が得られたものと考えら
れる。一方、磁性キャリアのσ1000を30emu/cm3 未満
にすると、現像スリーブ上での現像剤の搬送性が悪くな
り、現像画像の画質が劣化したり、現像剤の飛散が生じ
易くなるので、σ1000の下限は30emu/cm3 以上であ
る。
According to experiments conducted by the present inventor, it has been found that it is effective to set σ 1000 of the magnetic carrier to 150 emu / cm 3 or less in order to obtain a dense image free of rattling. . This is the σ of the magnetic carrier
It is considered that by setting 1000 to 150 emu / cm 3 or less, the density of the magnetic brush on the developing sleeve can be increased, and for this reason, a dense image without shakiness was obtained. On the other hand, if σ 1000 of the magnetic carrier is less than 30 emu / cm 3 , the developer transportability on the developing sleeve becomes poor, the image quality of the developed image is deteriorated, and the developer easily scatters. The lower limit of 1000 is 30 emu / cm 3 or more.

【0025】次に、キャリア付着について説明する。Next, the carrier attachment will be described.

【0026】キャリア付着とは、キャリアが感光ドラム
3に付着する現象である。感光ドラムにキャリアが付着
すると、転写時に転写材と感光ドラム3との間にエアー
ギャップを生じ、そのためこの部分での電界が弱まり、
キャリア近傍にあるトナーの転写が不十分となり、画像
欠損を生じる場合があった。このキャリアが転写材上に
転写されると、転写されたキャリアが転写材上に定着さ
れないばかりでなく、その近傍のトナーも定着されない
ことがあり、定着不良を生じることがある。この未定着
画像が擦り取られると、画像欠損を生じ、又転写材の汚
染を生じる。又未定着のキャリアが定着時に移動し、他
の画像に欠損を生じることもあった。逆に感光ドラムに
付着したキャリアが転写材上に転写されずにそのまま残
っていると、クリーナでキャリアを除去するときに感光
ドラムを傷つけてしまうことがあり、そのために画像に
欠損を生じることがあった。
Carrier adhesion is a phenomenon in which the carrier adheres to the photosensitive drum 3. When the carrier adheres to the photosensitive drum, an air gap is created between the transfer material and the photosensitive drum 3 during transfer, which weakens the electric field in this portion,
The transfer of the toner in the vicinity of the carrier becomes insufficient, which may cause image loss. When this carrier is transferred onto a transfer material, not only the transferred carrier is not fixed on the transfer material, but also toner in the vicinity thereof is not fixed, which may cause fixing failure. When the unfixed image is scraped off, an image defect occurs and the transfer material is contaminated. In addition, the unfixed carrier may move during fixing, causing defects in other images. On the other hand, if the carrier attached to the photosensitive drum remains on the transfer material without being transferred, the photosensitive drum may be damaged when the carrier is removed by the cleaner, which may cause a defect in the image. there were.

【0027】二成分現像剤では、トナーとキャリアが互
に逆極性に帯電する。即ちトナーが正に帯電する場合は
キャリアは負に、トナーが負に帯電する場合はキャリア
は正に帯電する。従って現像によりトナーが感光ドラム
上の画像部へ付着する時に、キャリアは非画像部に付着
し易い。このキャリア付着は、感光ドラム3の非画像部
と現像スリーブ21とのコントラスト電位(Vback)に
影響される。このVbackが小さい場合は、非画像部にも
トナーが付着する所謂「カブリ」を生じ易く、逆にVba
ckが大きい場合は、非画像部にキャリア付着を生じ易く
なる。現像電界として直流電界のみを印加する場合は、
非画像部と現像スリーブとの間にVback電位がかかるだ
けであるが、本実施例のように振動バイアス電圧を印加
する場合には、最大「1/2×振幅電圧(ピーク間電
圧)+Vback」の電位がかかるので、キャリア付着を生
じ易くなる。上記振動バイアス電圧を用いる方法は、画
質を向上させる効果はあるものの、このようにキャリア
付着を生じ易い問題がある。
In the two-component developer, the toner and the carrier are charged with opposite polarities. That is, when the toner is positively charged, the carrier is negatively charged, and when the toner is negatively charged, the carrier is positively charged. Therefore, when the toner adheres to the image area on the photosensitive drum due to development, the carrier easily adheres to the non-image area. This carrier adhesion is affected by the contrast potential (Vback) between the non-image portion of the photosensitive drum 3 and the developing sleeve 21. If this Vback is small, so-called "fogging" in which toner adheres to the non-image portion is apt to occur, and conversely Vba
When ck is large, carrier adhesion is likely to occur in the non-image area. When applying only the DC electric field as the developing electric field,
Although only the Vback potential is applied between the non-image area and the developing sleeve, when the vibration bias voltage is applied as in the present embodiment, the maximum is “½ × amplitude voltage (peak-to-peak voltage) + Vback”. Since the electric potential is applied, carrier adhesion is likely to occur. Although the method using the above-mentioned vibration bias voltage has the effect of improving the image quality, there is a problem that carrier adhesion easily occurs.

【0028】又本実施例のように、画質を良好にするた
めに、磁界の強さ1000ガウスにおける磁化の大きさ
が小さいキャリアを用いる場合は、現像スリーブ上へキ
ャリアを拘束する力が弱くなるので、キャリア付着を生
じ易くなるという問題がある。
When a carrier having a small magnetic field strength of 1000 gauss is used to improve the image quality as in this embodiment, the force for restraining the carrier on the developing sleeve becomes weak. Therefore, there is a problem that carrier adhesion is likely to occur.

【0029】このキャリア付着を防止するためには、現
像領域において現像スリーブ上にキャリアを引き付ける
磁気力(磁気的吸引力)を大きくする必要がある。
In order to prevent the carrier adhesion, it is necessary to increase the magnetic force (magnetic attraction) that attracts the carrier onto the developing sleeve in the developing area.

【0030】図2は、現像スリーブ21上の磁気力を説
明するための図で、Fは現像スリーブ21の表面におけ
る磁気力、Fr は現像スリーブ21表面の垂直方向(一
般的には法線方向)の磁気力(Fの垂直方向成分(法線
方向成分))、Ft は現像スリーブ21表面の水平方向
(一般的には接線方向)の磁気力(Fの水平方向成分
(接線方向成分))を示している。
FIG. 2 is a diagram for explaining the magnetic force on the developing sleeve 21, where F is the magnetic force on the surface of the developing sleeve 21, and F r is the vertical direction (generally the normal line) of the surface of the developing sleeve 21. Direction) (a vertical direction component of F (normal direction component)), and F t is a horizontal direction (generally tangential direction) of the developing sleeve 21 surface (horizontal direction component of F (tangential direction component)). )) Is shown.

【0031】ここで、磁気力Fr は、 Fr ∝{B2 (r)−B2 (r+Δr)}/Δr 但し、 B2 (r)=B2 r (r)+B2 t (r) B2 (r+Δr)=B2 r (r+Δr)+B2 t (r+
Δr) B(r):現像スリーブ上の位置rにおける磁束密度
(現像スリーブ表面の法線方向上の位置rにおける磁束
密度)[ガウス] Br (r):現像スリーブ上の位置rにおける法線方向
の磁束密度(現像スリーブ表面の法線方向の磁束密度で
あって、表面の法線方向上の位置rにおける磁束密度)
[ガウス] Bt (r):現像スリーブ上の位置rにおける接線方向
の磁束密度(現像スリーブ表面の接線方向の磁束密度で
あって、表面の法線方向上の位置rにおける磁束密度)
[ガウス] となる。
Here, the magnetic force F r is F r ∝ {B 2 (r) -B 2 (r + Δr)} / Δr, where B 2 (r) = B 2 r (r) + B 2 t (r) B 2 (r + Δr) = B 2 r (r + Δr) + B 2 t (r +
Δr) B (r): magnetic flux density at position r on the developing sleeve (magnetic flux density at position r on the surface of the developing sleeve in the normal direction) [Gauss] B r (r): normal line at position r on the developing sleeve Direction magnetic flux density (magnetic flux density in the direction normal to the surface of the developing sleeve, which is the magnetic flux density at position r on the direction normal to the surface)
[Gauss] B t (r): Magnetic flux density in the tangential direction at the position r on the developing sleeve (magnetic flux density in the tangential direction on the surface of the developing sleeve, which is the magnetic flux density at the position r on the surface normal direction)
It becomes [Gauss].

【0032】従って上記の式の{B2 (r)−B2 (r
+Δr)}/Δrの値を求めれば、磁気力Fr の相対的
な大きさを知ることができ、Fr の分布形態、Fr のピ
ーク位置等を知ることができる。又Δrを固定すれば、
r ∝{B2 (r)−B2 (r+Δr)}となる。
Therefore, {B 2 (r) -B 2 (r
+ Δr)} / be determined the value of [Delta] r, it is possible to know the relative magnitude of the magnetic force F r, the distribution form of F r, it is possible to know the peak position of the F r. Moreover, if Δr is fixed,
F r ∝ {B 2 (r) −B 2 (r + Δr)}.

【0033】磁気力Fr の相対値として磁気力指数Xを
式(A): X={B2 (r)−B2 (r+Δr)}×(a/Δr) ・・・(A) 但し、aは比例定数 と定めると、Fr ∝Xとなるので、X={B2 (r)−
2 (r+Δr)}×(a/Δr)を求めれば良いこと
になる。
The magnetic force index X is expressed as a relative value of the magnetic force F r in the formula (A): X = {B 2 (r) −B 2 (r + Δr)} × (a / Δr) (A) where If a is defined as a proportionality constant, then F r ∝X, so X = {B 2 (r) −
It suffices to obtain B 2 (r + Δr)} × (a / Δr).

【0034】実際には、rを現像スリーブ21の半径と
し、Δr=0.5mmに固定し、法線方向の磁束密度B
r (r)、Br (r+Δr)、接線方向の磁束密度Bt
(r)、Bt (r+Δr)を、後述の如くベル社のガウ
スメータを用いて測定する。そしてその測定値を用いて
磁気力指数X={B2 (r)−B2 (r+Δr)}×
(a/Δr)を計算し、これから磁気力Fr の相対値を
求めた。式(A)の比例定数aは、0.5mmのΔrに
対しa/Δr=2×10-4とした(つまり、a=0.5
×2×10-4=1×10-4)。
In practice, r is the radius of the developing sleeve 21, and Δr = 0.5 mm is fixed, and the magnetic flux density B in the normal direction is
r (r), B r (r + Δr), tangential magnetic flux density B t
(R) and B t (r + Δr) are measured using a Gauss meter manufactured by Bell Co. as described later. Then, using the measured value, the magnetic force index X = {B 2 (r) −B 2 (r + Δr)} ×
(A / Δr) was calculated, and the relative value of the magnetic force F r was calculated from this. The proportional constant a of the equation (A) is set to a / Δr = 2 × 10 −4 for Δr of 0.5 mm (that is, a = 0.5).
× 2 × 10 -4 = 1 × 10 -4 ).

【0035】rを現像スリーブ21の半径、Δrを0.
5mmに採ったので、Br (r)は、現像スリーブ21
表面の法線方向の磁束密度、Br (r+Δr)は、現像
スリーブ21表面から0.5mmの位置の法線方向の磁
束密度、Bt (r)は、現像スリーブ21表面の接線方
向の磁束密度、Br (r+Δr)は、現像スリーブ21
表面から0.5mmの位置の接線方向の磁束密度とな
る。
R is the radius of the developing sleeve 21, and Δr is 0.
Since it is set to 5 mm, B r (r) is equal to the developing sleeve 21.
Normal direction of the magnetic flux density on the surface, B r (r + Δr) is the normal direction of the magnetic flux density in the position of 0.5mm from the developing sleeve 21 surface, B t (r) is the tangential direction of the magnetic flux of the developing sleeve 21 surface The density, B r (r + Δr), is determined by the developing sleeve 21.
The magnetic flux density in the tangential direction is 0.5 mm from the surface.

【0036】図3は、磁石ローラ23の現像磁極S1
磁束密度Br の分布形態及び磁気力Fr の分布形態を説
明するための図である。図の横方向は、現像スリーブ2
1の周方向の位置を回転中心に対する角度で示し、縦方
向は、現像スリーブ上の磁気力指数X(磁気力Fr の相
対値)及び磁束密度Br を示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining the distribution form of the magnetic flux density B r of the developing magnetic pole S 1 of the magnet roller 23 and the distribution form of the magnetic force F r . The horizontal direction in the figure indicates the developing sleeve 2.
The position of 1 in the circumferential direction is shown by the angle with respect to the center of rotation, and the vertical direction shows the magnetic force index X (relative value of the magnetic force F r ) and the magnetic flux density B r on the developing sleeve.

【0037】この例では、1つの現像磁極に磁気力Fr
のピークが2つあるが、現像磁極の位置をP0 とし、磁
気力Fr の2つのピークうち現像スリーブ移動方向に関
し下流側の大きい方のピークをP1 、上流側の小さい方
のピークをP2 とする。θ1、θ2 は、現像磁極の位置
0 と磁気力Fr のピークP1 、P2 の位置との間の角
度で、磁気力Fr のピークP1 、P2 が現像磁極位置P
0 よりも上流側にある場合−とし、下流側にある場合を
+とする。図3において、K0 は現像スリーブ上の感光
ドラムとの最近接位置を示す。K-10 及びK+10 は、そ
れぞれ最近接位置K0 から上流側及び下流側に角度10
°の位置を示す。
In this example, the magnetic force F r is applied to one developing magnetic pole.
Of the peak there are two, the position of the developing magnetic pole and P 0, the magnetic force F P 1 the larger peak of the downstream relates two peaks of which the developing sleeve moving direction of r, the peak towards the upstream small and P 2. theta 1, theta 2 is at an angle between the position of the peak P 1, P 2 position P 0 and the magnetic force F r of the developing magnetic pole, the peak P 1, P 2 is the development magnetic pole position P of the magnetic force F r
When it is on the upstream side of 0, it is −, and when it is on the downstream side, it is +. In FIG. 3, K 0 indicates the closest position to the photosensitive drum on the developing sleeve. K -10 and K +10 are angles 10 from the closest position K 0 to the upstream side and the downstream side, respectively.
Indicates the position of °.

【0038】図3(a)及び図3(b)で示される場合
は、現像磁極位置P0 が感光ドラムとの最近接位置K0
に一致していることを示しており、磁気力Fr のピーク
1、P2 の位置は、最近接位置K0 に対しそれぞれθ1
、θ2 である。図3(a)及び図3(c)で示される
場合は、現像磁極位置P0 が最近接位置K0 に対し下流
側に+θの位置にあることを示しており、磁気力Fr
ピークP1 、P2 の位置は、最近接位置K0 に対しそれ
ぞれθ1 +θ、θ2 +θである。このように、磁気力F
r のピークP1 、P2 の位置を角度θ1 、θ2 により示
すことができる。
In the case shown in FIGS. 3A and 3B, the developing magnetic pole position P 0 is the closest position K 0 to the photosensitive drum.
The positions of the peaks P 1 and P 2 of the magnetic force F r are θ 1 with respect to the closest position K 0 , respectively.
, Θ 2 . The cases shown in FIGS. 3A and 3C indicate that the developing magnetic pole position P 0 is at a position of + θ on the downstream side with respect to the closest position K 0 , and the peak of the magnetic force F r . The positions of P 1 and P 2 are θ 1 + θ and θ 2 + θ, respectively, with respect to the closest position K 0 . Thus, the magnetic force F
The positions of the peaks P 1 and P 2 of r can be indicated by the angles θ 1 and θ 2 .

【0039】本発明者等が実験により確認したところ、
キャリア付着を抑制するには、現像スリーブ上の感光ド
ラムとの最近接位置K0 と、その下流側10°の位置と
の間の範囲における磁気力指数X(磁気力Fr の相対
値)の最大値を大きくすることが有効であることが分か
った。即ち磁気力Fr のピーク位置をこの範囲に配置す
ることにより、効果的にキャリア付着を抑制することが
できる。
When the present inventors confirmed by experiments,
In order to suppress the carrier adhesion, the magnetic force index X (relative value of the magnetic force F r ) in the range between the position K 0 closest to the photosensitive drum on the developing sleeve and the position 10 ° downstream thereof. It has been found that increasing the maximum value is effective. That is, by arranging the peak position of the magnetic force F r in this range, carrier adhesion can be effectively suppressed.

【0040】次に、本発明における磁束密度の測定法を
図4及び図5により説明する。測定にはベル社製のガウ
スメータモデル640を用いた。
Next, the method of measuring the magnetic flux density according to the present invention will be described with reference to FIGS. Gauss meter model 640 manufactured by Bell was used for the measurement.

【0041】図4は、現像スリーブ21上の法線方向の
磁束密度Br の測定法を示す説明図である。上記のモデ
ルは、図4に示すように、ガウスメータ41に接続され
た棒状のアキシャルプローブ42を有する。現像スリー
ブ21は水平に固定され、内部の磁石ローラ23は回転
自在に取付けられている。この現像スリーブ21に対し
若干の間隔を開けて水平姿勢のプローブ42を直角に配
置し、現像スリーブ21の中心とプローブ42の中心が
略同一水平面上に位置するようにして固定し、その状態
で磁束密度を測定する。磁石ローラ23は現像スリーブ
21と略同心の円筒体であり、現像スリーブ21と磁石
ローラ23との間の間隔はどこでも等しいと考えてよ
い。従って磁石ローラ23を回転しながら、現像スリー
ブ21の表面位置及び表面から0.5mmの位置におけ
る法線方向の磁束密度Br を測定することにより、現像
スリーブ21の周方向の全ての位置で測定したものに代
えることができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of measuring the magnetic flux density B r in the direction normal to the developing sleeve 21. As shown in FIG. 4, the above model has a rod-shaped axial probe 42 connected to a Gauss meter 41. The developing sleeve 21 is horizontally fixed, and an internal magnet roller 23 is rotatably attached. A horizontal probe 42 is placed at a right angle to the developing sleeve 21 with a slight gap, and the developing sleeve 21 and the probe 42 are fixed so that their centers are located on substantially the same horizontal plane. Measure the magnetic flux density. The magnet roller 23 is a cylindrical body that is substantially concentric with the developing sleeve 21, and the spacing between the developing sleeve 21 and the magnet roller 23 may be considered to be equal everywhere. Therefore, while rotating the magnet roller 23, the magnetic flux density B r in the normal direction at the surface position of the developing sleeve 21 and at a position 0.5 mm from the surface is measured, so that it is measured at all positions in the circumferential direction of the developing sleeve 21. You can replace it with the one you did.

【0042】図5は、現像スリーブ21上の接線方向の
磁束密度Bt の測定法を示す説明図である。現像スリー
ブ21に対し若干の間隔を開けて垂直姿勢のプローブ4
2を平行に配置し、現像スリーブ21とプローブ42の
測定部中心とが略同一水平面上に位置するようにして固
定し、その状態で磁束密度を測定する。上記と同様、磁
石ローラ23を回転することにより、現像スリーブ21
の表面位置及びそこから0.5mmの位置における接線
方向の磁束密度Bt を、現像スリーブ21の周方向の全
てで測定したものとすることができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of measuring the magnetic flux density B t in the tangential direction on the developing sleeve 21. The probe 4 in a vertical posture with a slight distance from the developing sleeve 21.
2 are arranged in parallel and fixed so that the developing sleeve 21 and the center of the measurement portion of the probe 42 are located on substantially the same horizontal plane, and the magnetic flux density is measured in that state. Similarly to the above, by rotating the magnet roller 23, the developing sleeve 21
The magnetic flux density B t in the tangential direction at the surface position and at a position 0.5 mm from the surface position can be measured in the entire circumferential direction of the developing sleeve 21.

【0043】本発明のように、磁性キャリアのσ1000
30〜150emu/cm3 とした場合、これよりもσ1000
大きい場合に比べて画像濃度がやや低くなる傾向があっ
た。これは、磁性キャリアのσ1000が大きく現像剤の磁
気ブラシの穂の密度が粗いと、現像工程において現像ス
リーブ上のトナーが感光ドラム方向に容易に移動できる
ため、現像効率が高くなるが、本実施例のように、磁性
キャリアのσ1000が30〜150emu/cm3 程度に小さい
と、現像剤の磁気ブラシの穂の密度が緻密になるので、
穂の密度が粗い場合と比較してトナーの動きがやや制限
され、現像効率が若干低くなるということが原因である
と考えられる。
As in the present invention, when the magnetic carrier had a σ 1000 of 30 to 150 emu / cm 3 , the image density tended to be slightly lower than when the σ 1000 was larger than this. This is because when the magnetic carrier has a large σ 1000 and the density of the brushes of the magnetic brush of the developer is rough, the toner on the developing sleeve can easily move toward the photosensitive drum in the developing process, so that the developing efficiency is high. When σ 1000 of the magnetic carrier is as small as about 30 to 150 emu / cm 3 as in the example, the density of the ears of the magnetic brush of the developer becomes dense,
It is considered that this is because the movement of the toner is somewhat limited and the developing efficiency is slightly lower than that in the case where the density of the ears is coarse.

【0044】従って本発明で好適に用いられる磁性キャ
リアは、ガサツキのない緻密な画像を得ることができる
が、十分な画像濃度を得るためには次のような工夫を要
する。
Therefore, the magnetic carrier preferably used in the present invention can obtain a dense image without any roughness, but the following measures are required to obtain a sufficient image density.

【0045】本実施例では、先ず、現像領域での磁性キ
ャリアの体積比率Mc、即ち現像空間での磁性キャリア
の占める体積割合を5〜30%にする。体積比率Mcは
下記式(B)に従う。
In this embodiment, first, the volume ratio Mc of the magnetic carrier in the developing region, that is, the volume ratio of the magnetic carrier in the developing space is set to 5 to 30%. The volume ratio Mc follows the following formula (B).

【0046】 Mc(%)=(M/h)×(1/ρc)×{C/(T+C)} ×100 ・・・(B) 但し、 M:スリーブ上の単位面積当たりの非穂立ち状態の現像
剤量[g/cm3 ] h:現像領域空間の高さ[cm] ρc:磁性キャリアの真密度[g/cm3 ] C/(T+C):スリーブ上現像剤中の磁性キャリアの
重量割合
Mc (%) = (M / h) × (1 / ρc) × {C / (T + C)} × 100 (B) However, M: Non-peaking state per unit area on the sleeve Amount of developer [g / cm 3 ] h: height of developing area space [cm] ρc: true density of magnetic carrier [g / cm 3 ] C / (T + C): weight of magnetic carrier in developer on sleeve Proportion

【0047】上記の体積比率Mcが5%よりも小の場
合、画像濃度が低くなり易く、高濃度部にスジムラが生
じ易い。一方、30%よりも大であると、現像領域に現
像剤が滞留する傾向が生じてきて、画像ムラが発生し易
くなる。
When the volume ratio Mc is less than 5%, the image density tends to be low, and uneven streaks are likely to occur in the high density portion. On the other hand, if it is more than 30%, the developer tends to stay in the developing area, and image unevenness is likely to occur.

【0048】キャリアの体積比率Mcは、現像スリーブ
と現像剤層厚規制ブレード間の間隙、現像スリーブと感
光ドラム間の間隙及び現像剤のトナー濃度を相関的に設
定することにより、所定の値に定めることができる。
The volume ratio Mc of the carrier is set to a predetermined value by correlatively setting the gap between the developing sleeve and the developer layer thickness regulating blade, the gap between the developing sleeve and the photosensitive drum, and the toner concentration of the developer. Can be set.

【0049】更にトナー供給係数K、即ち現像領域へ供
給されるトナーの面積割合を4以上にする。トナー供給
係数Kは、より好ましくは5以上、特に好ましくは6以
上である。トナー供給係数Kは下記式(C)に従う。
Further, the toner supply coefficient K, that is, the area ratio of the toner supplied to the developing area is set to 4 or more. The toner supply coefficient K is more preferably 5 or more, and particularly preferably 6 or more. The toner supply coefficient K follows the following formula (C).

【0050】 K=M×(1/ρt)×{T/(T+C)}×(1/Dt) ×(Vs1/Vdr)×15000 ・・・(C) 但し、 M:スリーブ上の単位面積当たりの非穂立ち状態の現像
剤量[g/cm3 ] ρt:トナーの真密度[g/cm3 ] Dt:トナーの粒径[μm] T/(T+C):スリーブ上現像剤中のトナーの重量割
合 Vs1:スリーブの周速[mm/秒] Vdr:感光ドラムの周速[mm/秒] Vs1/Vdr:スリーブとドラムの周速比
K = M × (1 / ρt) × {T / (T + C)} × (1 / Dt) × (Vs1 / Vdr) × 15000 (C) where M: per unit area on the sleeve Amount of developer in non-brushing state [g / cm 3 ] ρt: true density of toner [g / cm 3 ] Dt: particle size of toner [μm] T / (T + C): of toner in developer on sleeve Weight ratio Vs1: peripheral speed of sleeve [mm / sec] Vdr: peripheral speed of photosensitive drum [mm / sec] Vs1 / Vdr: peripheral speed ratio of sleeve and drum

【0051】ここで、トナー供給係数Kは、潜像の単位
面積当たりに供給されるトナーの断面積を示す指標であ
り、係数K=1とは、現像スリーブ上のトナーの全てに
よりベタ潜像を一層に埋め尽くすときの理想的な臨界値
である。実際は、トナーの断面積は略円形であり、現像
効率を100%と仮定した場合でも、供給係数K=1で
はベタ潜像を埋め尽くすことができない。又トナーの隠
蔽力によっても異なるが、十分な画像濃度を得るために
は、3層程度のトナー量が好ましい。又現像効率は10
0%にはならない。
Here, the toner supply coefficient K is an index showing the cross-sectional area of the toner supplied per unit area of the latent image, and the coefficient K = 1 is a solid latent image due to all the toner on the developing sleeve. It is an ideal critical value for further filling. Actually, the cross-sectional area of the toner is substantially circular, and even if the developing efficiency is assumed to be 100%, the solid latent image cannot be filled with the supply coefficient K = 1. Although it depends on the hiding power of the toner, a toner amount of about 3 layers is preferable in order to obtain a sufficient image density. The development efficiency is 10
Not 0%.

【0052】これらのことから、十分な画像濃度を得る
には、トナー供給係数Kは3程度では不十分であり、4
以上にすることが好ましい。
From these facts, in order to obtain a sufficient image density, the toner supply coefficient K of about 3 is insufficient, and 4
It is preferable to make the above.

【0053】本実施例に用いた現像剤について説明す
る。
The developer used in this embodiment will be described.

【0054】トナーの調製 プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合したポリ
エステル樹脂 (重量平均分子量150、数平均分子量3300) 100重量部 マゼンタ着色剤(ローダミン系顔料) 3重量部 負荷電性制御剤(ジアルキル置換サリチル酸の金属錯体) 4重量部
Preparation of Toner Polyester resin obtained by condensing propoxylated bisphenol and fumaric acid (weight average molecular weight 150, number average molecular weight 3300) 100 parts by weight Magenta colorant (rhodamine pigment) 3 parts by weight Negative charge control agent (dialkyl substitution Salicylic acid metal complex) 4 parts by weight

【0055】上記材料を溶融混練し、冷却し、粉砕し
て、得られた粉砕物を固定壁型分級機で分級して、体積
平均粒径8μmの負帯電性マゼンタトナーを調製した。
このマゼンタトナー100重量部に負摩擦帯電性疎水性
コロイダルシリカ0.4重量部を混合し、シリカ外添マ
ゼンタトナーを得た。
The above materials were melt-kneaded, cooled and pulverized, and the obtained pulverized product was classified by a fixed wall type classifier to prepare a negatively chargeable magenta toner having a volume average particle size of 8 μm.
100 parts by weight of this magenta toner was mixed with 0.4 parts by weight of negative triboelectrically-charged hydrophobic colloidal silica to obtain a magenta toner externally added to silica.

【0056】現像剤の調製 次に、スチレン−アクリル酸エステル系共重合体でコー
トされた重量平均粒径45μmのフェライト磁性粒子9
5重量部と、上記のシリカ外添マゼンタトナー5重量部
とを混合して、二成分マゼンタ現像剤を調製した。
Preparation of Developer Next, ferrite magnetic particles 9 having a weight average particle diameter of 45 μm and coated with a styrene-acrylic acid ester copolymer are used.
A two-component magenta developer was prepared by mixing 5 parts by weight and 5 parts by weight of the above magenta toner having silica added thereto.

【0057】同様に、シリカ外添シアントナー、イエロ
ートナー及びブラックトナーを調製し、二成分シアン現
像剤、二成分イエロー現像剤及び二成分ブラック現像剤
を調製した。これらのトナーには下記の着色剤を使用し
た。
Similarly, silica externally added cyan toner, yellow toner and black toner were prepared, and two-component cyan developer, two-component yellow developer and two-component black developer were prepared. The following colorants were used for these toners.

【0058】着色剤 シアントナー :フタロシアニン系顔料 イエロートナー:ピグメントイエロー顔料 ブラックトナー:ピグメントイエロー顔料、ピグメント
レッド顔料及びピグメントブラック顔料の混合物
Colorant Cyan Toner: Phthalocyanine Pigment Yellow Toner: Pigment Yellow Pigment Black Toner: Pigment Yellow Pigment, Pigment Red Pigment and Pigment Black Pigment Mixture

【0059】これらの各色の二成分現像剤を容積100
ミリリットルのポリエチレン容器に入れ、手で約30回
激しく撹拌した後、トナーの摩擦帯電量を測定した。ト
ナーは各色とも約−30μC/gの帯電量を示した。
The volume of the two-component developer for each of these colors is 100
After being placed in a milliliter polyethylene container and vigorously stirred about 30 times by hand, the triboelectric charge amount of the toner was measured. The toner showed a charge amount of about −30 μC / g for each color.

【0060】次に数値例について説明する。本実施例に
おいては、感光ドラム3の暗部電位(背景部電位)を−
650V、明部電位(可視部電位)を−200Vとし
た。電源22で現像スリーブ21に印加する振動バイア
ス電圧は、周波数が2kHz、ピーク間電圧Vppが2
kVの交流電圧に直流電圧−550Vを重畳したもので
ある。感光ドラム3の周速は160mm/秒、外径は8
0mm、現像スリーブ21の周速は280mm/秒、外
径は32mmとした。従ってスリーブとドラムの周速比
(現像スリーブ周速/感光ドラム周速)は1.75とな
る。感光ドラム3と現像スリーブ21の最近接距離は
0.5mmとした。現像スリーブ21と規制ブレード2
5の間隔は0.8mmとした。
Next, a numerical example will be described. In this embodiment, the dark portion potential (background portion potential) of the photosensitive drum 3 is-
The light potential (visible portion potential) was set to 650V and -200V. The vibration bias voltage applied to the developing sleeve 21 by the power source 22 has a frequency of 2 kHz and a peak-to-peak voltage Vpp of 2
This is a DC voltage of −550V superposed on an AC voltage of kV. The peripheral speed of the photosensitive drum 3 is 160 mm / sec, and the outer diameter is 8
0 mm, the peripheral speed of the developing sleeve 21 was 280 mm / sec, and the outer diameter was 32 mm. Therefore, the peripheral speed ratio of the sleeve and the drum (developing sleeve peripheral speed / photosensitive drum peripheral speed) is 1.75. The closest distance between the photosensitive drum 3 and the developing sleeve 21 was 0.5 mm. Developing sleeve 21 and regulating blade 2
The interval of 5 was 0.8 mm.

【0061】このとき、各色の二成分現像剤の現像スリ
ーブ上の単位面積当たりの現像剤量(非穂立ち状態)は
約40mg/cm2 であり、現像領域でのキャリアの体
積比率Mcは約15%であり、トナー供給係数Kは約
6.0であった。
At this time, the amount of the developer of each color of the two-component developer per unit area on the developing sleeve (non-brushing state) is about 40 mg / cm 2 , and the volume ratio Mc of the carrier in the developing area is about. 15%, and the toner supply coefficient K was about 6.0.

【0062】現像スリーブ21内に固定する磁石ローラ
23は、以下に示すA及びBの2つのものを使用した。
As the magnet roller 23 fixed in the developing sleeve 21, the following two rollers A and B were used.

【0063】 磁石ローラA:現像磁極の磁束密度;1280ガウス 磁気力Fr のピーク位置;θ1 =+6°、θ2 =−4° 磁石ローラB:現像磁極の磁束密度;1270ガウス 磁気力Fr のピーク位置;θ1 =+2°Magnet roller A: magnetic flux density of developing magnetic pole; 1280 gauss, peak position of magnetic force F r ; θ 1 = + 6 °, θ 2 = −4 ° Magnet roller B: magnetic flux density of developing magnetic pole; 1270 gauss, magnetic force F Peak position of r ; θ 1 = + 2 °

【0064】これらの磁石ローラを用い、現像磁極位置
及び磁気力指数Fr のピーク位置を種々変化させて現像
に使用し、得られた画像のガサツキ、画像濃度及びキャ
リア付着を調べた。結果を表1に示す。表1において、
記号の□は非常に良い、◎はかなり良い、○は良い、△
はやや不良、×は不良を示す。
Using these magnet rollers, the magnetic pole position of the developing roller and the peak position of the magnetic force index F r were variously changed and used for development, and the resulting image was examined for roughness, image density and carrier adhesion. The results are shown in Table 1. In Table 1,
The symbol □ is very good, ◎ is quite good, ○ is good, △
Slightly bad, x shows bad.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】表1に示すように、キャリア付着を生じた
ために画像評価ができなかった実験例No.2−5を除
き、いずれの実験例No.でも、ハイライト、ハーフト
ーン濃度領域において、画像のガサツキがなく、緻密で
良好な画像が得られた。これは、磁性キャリアのσ1000
を150emu/cm3 以下にすることにより、現像スリーブ
上の磁気ブラシの密度を高めることができ、そのために
ガサツキのない緻密な画像が得られたものであると考え
られる。
As shown in Table 1, Experimental Example No. 1 in which image evaluation could not be performed because carrier adhesion occurred. 2-5 except for any of the experimental example Nos. However, in the highlight and halftone density regions, there was no image roughness, and a dense and good image was obtained. This is the σ 1000 of the magnetic carrier.
It is considered that when the density is 150 emu / cm 3 or less, the density of the magnetic brush on the developing sleeve can be increased, and for this reason, a dense image free of roughness can be obtained.

【0067】又画像濃度は十分に良好であった。詳細は
後述の実験例において示すが、このように体積比率Mc
を5〜30%にし、トナー供給係数Kを4以上とするこ
とにより高い画像濃度が得られる。
The image density was sufficiently good. Although details will be shown in an experimental example described later, the volume ratio Mc is
Is 5 to 30% and the toner supply coefficient K is 4 or more, a high image density can be obtained.

【0068】磁気力Fr のピーク位置とキャリア付着に
は関係があり、磁気力Fr のピーク位置が現像スリーブ
と感光ドラムとの最近接位置K0 とその下流側10°と
の間の範囲にあれば、キャリア付着が殆ど生じなく良好
な結果になったが、この範囲を超えるとキャリア付着が
生じた。
There is a relation between the peak position of the magnetic force F r and the carrier adhesion, and the peak position of the magnetic force F r is in the range between the closest position K 0 between the developing sleeve and the photosensitive drum and 10 ° downstream thereof. In the case of 1), the carrier adhesion was scarcely generated, and a good result was obtained. However, when it exceeded this range, the carrier adhesion occurred.

【0069】ガサツキ防止、画像濃度向上及びキャリア
付着防止の総合評価をすれば、磁性キャリアのσ1000
30〜150emu/cm3 で、磁気力Fr のピーク位置が最
近接位置K0 とその下流側10°との間の範囲にあり、
現像領域での磁性キャリアの体積比率Mcが5〜30%
で、トナー供給係数Kが4以上である場合に、低濃度領
域(ハイライト領域)、中間濃度領域(ハーフトーン領
域)の再現性が良好で、画像のガサツキがなく、濃度ム
ラがなく、画像濃度が十分に高く、キャリア付着がな
く、鮮明で高画質な画像が長期にわたって安定して得ら
れた。
A comprehensive evaluation of prevention of roughness, improvement of image density and prevention of carrier adhesion shows that the magnetic carrier has a σ 1000 of 30 to 150 emu / cm 3 and the peak position of the magnetic force F r is the closest position K 0 and its downstream position. In the range between the side 10 °,
The volume ratio Mc of the magnetic carrier in the developing area is 5 to 30%.
When the toner supply coefficient K is 4 or more, the reproducibility of the low-density area (highlight area) and the intermediate-density area (halftone area) is good, and the image is free from shakiness and uneven density. The density was sufficiently high, no carrier was attached, and clear and high-quality images were stably obtained for a long period of time.

【0070】以上説明したように、磁性キャリアのσ
1000を30〜150emu/cm3 とし、磁性キャリアの体積
比率Mc、トナー供給係数K及び磁気力Fr のピーク位
置を適正にすることにより、キャリア付着を抑制し、画
像濃度が十分に高く、高画質な画像を得ることが可能と
なった。
As explained above, σ of the magnetic carrier is
By setting 1000 to 30 to 150 emu / cm 3 and adjusting the peak position of the magnetic carrier volume ratio Mc, the toner supply coefficient K and the magnetic force F r , carrier adhesion is suppressed and the image density is sufficiently high and high. It has become possible to obtain high quality images.

【0071】本発明者が更に実験により確認したとこ
ろ、キャリア付着を抑制するには、現像スリーブ上の感
光ドラムとの最近接位置K0 とその下流側10°の間の
範囲における磁気力指数X(磁気力Fr の相対値)の最
大値を大きくすることが有効であり、この範囲における
磁気力指数Xの最大値を60以上、好ましくは80以
上、更に好ましくは100以上にすることにより、キャ
リア付着を好ましい範囲内に抑制することができた。
The present inventor has further confirmed by experiments that, in order to suppress carrier adhesion, the magnetic force index X in the range between the closest position K 0 to the photosensitive drum on the developing sleeve and 10 ° downstream thereof. It is effective to increase the maximum value of the (relative value of the magnetic force F r ), and by setting the maximum value of the magnetic force index X in this range to 60 or more, preferably 80 or more, more preferably 100 or more, The carrier adhesion could be suppressed within the preferable range.

【0072】実施例2 本実施例では、実施例1において、現像スリーブ21内
の磁石ローラ23を変えたことが特徴である。本実施例
のその他の構成は実施例1と同様である。
Embodiment 2 This embodiment is characterized in that the magnet roller 23 in the developing sleeve 21 in Embodiment 1 is changed. The other structure of this embodiment is the same as that of the first embodiment.

【0073】本実施例において、磁石ローラ23として
以下に示すC〜Eの3つのものを使用した。磁石ローラ
C及びDは本実施例として用い、磁石ローラEは比較例
として用いたものである。
In this embodiment, the following three magnet rollers C to E were used as the magnet roller 23. The magnet rollers C and D are used in this embodiment, and the magnet roller E is used in a comparative example.

【0074】 磁石ローラC:現像磁極の磁束密度;1540ガウス 磁気力指数Xの最大値及び位置;X=104、θ1 =+6° 磁石ローラD:現像磁極の磁束密度;1200ガウス 磁気力指数Xの最大値及び位置;X=63、θ1 =+9° 磁石ローラE:現像磁極の磁束密度;800ガウス 磁気力指数Xの最大値及び位置;X=27、θ1 =−3°Magnet roller C: magnetic flux density of developing magnetic pole; 1540 gauss Maximum value and position of magnetic force index X; X = 104, θ 1 = + 6 ° Magnet roller D: magnetic flux density of developing magnetic pole; 1200 gauss Magnetic force index X Value and position; X = 63, θ 1 = + 9 ° Magnet roller E: magnetic flux density of developing magnetic pole; 800 gauss Maximum value and position of magnetic force index X; X = 27, θ 1 = −3 °

【0075】これらの磁石ローラを用い、現像磁極位
置、及び現像スリーブと感光ドラムの最近接位置とその
下流側10°との間の範囲における磁気力指数X(磁気
力Frの相対値)の最大値を種々変化させて現像に使用
し、得られた画像のガサツキ、画像濃度及びキャリア付
着を調べた。結果を表2及び3に示す。表2及び3にお
いて、記号の意味は表1のときと同様で、□は非常に良
い、◎はかなり良い、○は良い、△はやや不良、×は不
良を示す。
Using these magnet rollers, the magnetic force index X (relative value of the magnetic force F r ) in the range between the developing magnetic pole position, the closest position of the developing sleeve and the photosensitive drum, and 10 ° downstream thereof is used. The maximum value was variously changed and used for development, and the resulting image was examined for roughness, image density and carrier adhesion. The results are shown in Tables 2 and 3. In Tables 2 and 3, the meanings of the symbols are the same as in Table 1, □ is very good, ⊚ is quite good, ◯ is good, Δ is a little bad, and × is a bad.

【0076】表2及び3において、実験例No.3(3
−1〜3−4)、No.4(4−1〜4−3)及びN
o.5(5−1〜5−3)は、磁性キャリアのσ1000
66emu/cm3 である現像剤を使用した。実験例No.6
(6−1〜6−3)は、磁性キャリアのσ1000が232
emu/cm3 を使用した。実験例No.6のその他の条件は
No.5と同じである。
In Tables 2 and 3, Experimental Example No. 3 (3
-1 to 3-4), No. 4 (4-1 to 4-3) and N
o. For 5 (5-1 to 5-3), a developer having a magnetic carrier σ 1000 of 66 emu / cm 3 was used. Experimental example No. 6
In (6-1 to 6-3), σ 1000 of the magnetic carrier is 232.
emu / cm 3 was used. Experimental example No. No. 6 is the other condition. Same as 5.

【0077】[0077]

【表2】 [Table 2]

【0078】[0078]

【表3】 [Table 3]

【0079】表2及び3に示すように、磁性キャリアの
σ1000が66emu/cm3 の実験例No.3〜5のうち、磁
気力指数Xの大きいNo.3及び4では、キャリア付着
がなく良好であるが、磁気力指数Xの極めて小さいN
o.5では、キャリア付着が生じた。このためNo.5
では画像の評価ができなかった。実験例No.3及び4
では、ハイライト、ハーフトーン領域において画像のガ
サツキがなく、緻密で良好な画像が得られた。これは、
磁性キャリアのσ1000を150emu/cm3 以下にすること
により、現像スリーブ上の磁気ブラシ密度を高めること
ができ、そのためガサツキのない緻密な画像が得られた
ものと思われる。
As shown in Tables 2 and 3, Experimental Example No. 1 in which σ 1000 of the magnetic carrier was 66 emu / cm 3 . No. 3 having a large magnetic force index X among Nos. 3 to 5. In Nos. 3 and 4, there was no carrier adhesion, which was good, but the magnetic force index X was extremely small N
o. In No. 5, carrier adhesion occurred. Therefore, No. 5
I couldn't evaluate the image. Experimental example No. 3 and 4
In, in the highlight and halftone regions, there was no image roughness, and a dense and good image was obtained. this is,
By setting σ 1000 of the magnetic carrier to 150 emu / cm 3 or less, it is possible to increase the magnetic brush density on the developing sleeve, and it is considered that a dense image free of roughness is obtained.

【0080】現像スリーブと感光ドラムの最近接位置K
0 とその下流側10°との間の範囲における磁気力指数
Xの最大値と、キャリア付着との間には関係がある。こ
の範囲内の磁気力指数Xの最大値が60以上であれば、
キャリア付着が抑制され良好であり、80以上であれば
キャリア付着が一層抑制され、100以上であればャリ
ア付着の抑制効果が特に大きくなるが、60未満ではキ
ャリア付着を生じ不良であった。
The closest position K between the developing sleeve and the photosensitive drum
There is a relationship between the maximum value of the magnetic force index X in the range between 0 and 10 ° on the downstream side and the carrier adhesion. If the maximum value of the magnetic force index X in this range is 60 or more,
The carrier adhesion was suppressed and good, and when it was 80 or more, the carrier adhesion was further suppressed, and when it was 100 or more, the effect of suppressing the carrier adhesion was particularly large, but when it was less than 60, the carrier adhesion was caused and it was poor.

【0081】実験例No.6は、前記したように、磁性
キャリアのσ1000が232emu/cm3の現像剤を用いてい
るが、キャリア付着を生じなかったものの、ハイライ
ト、ハーフトーン領域の再現性に劣り、画像のガサツキ
があり、貧弱な画像であった。
Experimental Example No. No. 6, as described above, uses a developer having a magnetic carrier σ 1000 of 232 emu / cm 3 , but although carrier adhesion did not occur, the reproducibility of the highlight and halftone regions was poor, and the image was rugged. There was a poor image.

【0082】又画像濃度は十分に高く良好であった。本
実施例においても、実施例1のときと同様、体積比率M
cを5〜30%とし、トナー供給係数Kを4以上とする
ことにより、高い画像濃度が得られた。
The image density was sufficiently high and good. Also in this embodiment, the volume ratio M is the same as in the first embodiment.
By setting c to 5 to 30% and the toner supply coefficient K to 4 or more, a high image density was obtained.

【0083】このように、磁性キャリアのσ1000を15
0emu/cm3 以下にした場合、現像スリーブ上の磁気ブラ
シの密度を高めることができ、これによりガサツキのな
い緻密な画像が得られるが、磁気ブラシの密度を高めた
ために、現像スリーブ上のトナーが感光ドラム方向に移
動しずらくなる傾向がある。これに対しては、磁性キャ
リアの体積比率Mcとトナー供給係数Kを適正にすれば
良く、画像濃度を向上することができる。
Thus, σ 1000 of the magnetic carrier is 15
When the density is 0 emu / cm 3 or less, the density of the magnetic brush on the developing sleeve can be increased, and thus a dense image without shakiness can be obtained, but since the density of the magnetic brush is increased, the toner on the developing sleeve is increased. Tends to move toward the photosensitive drum. On the other hand, the volume ratio Mc of the magnetic carrier and the toner supply coefficient K may be set appropriately, and the image density can be improved.

【0084】ガサツキ防止、画像濃度向上及びキャリア
付着防止の総合評価をすれば、磁性キャリアのσ1000
30〜150emu/cm3 で、現像スリーブと感光ドラムと
の最近接位置K0 とその下流側10°との間の範囲にお
ける磁気力指数Xの最大値が60以上、より好ましくは
80以上、最も好適には100以上で、現像領域での磁
性キャリアの体積比率Mcが5〜30%で、トナー供給
係数Kが4以上である場合に、低濃度領域(ハイライト
領域)、中間濃度領域(ハーフトーン領域)の再現性が
良好で、画像のガサツキがなく、濃度ムラがなく、画像
濃度が十分に高く、キャリア付着がなく、鮮明で高画質
な画像が長期にわたって安定して得られた。
A comprehensive evaluation of prevention of roughness, improvement of image density, and prevention of carrier adhesion shows that the magnetic carrier has a σ 1000 of 30 to 150 emu / cm 3 , and the closest position K 0 between the developing sleeve and the photosensitive drum and its downstream side. The maximum value of the magnetic force index X in the range between 10 ° is 60 or more, more preferably 80 or more, most preferably 100 or more, and the volume ratio Mc of the magnetic carrier in the developing region is 5 to 30%, When the toner supply coefficient K is 4 or more, the reproducibility of the low-density area (highlight area) and the intermediate-density area (halftone area) is good, the image is free of roughness, the density is uniform, and the image density is low. Sufficiently high quality, no carrier adhesion, and clear and high-quality images were stably obtained for a long period of time.

【0085】以上説明したように、磁性キャリアのσ
1000を30〜150emu/cm3 とし、磁性キャリアの体積
比率Mc、トナー供給係数K及び磁気力指数Xを適正に
することにより、キャリア付着を抑制し、画像濃度が十
分に高く、高画質な画像を得ることが可能となった。
As explained above, σ of the magnetic carrier is
By setting 1000 to 30 to 150 emu / cm 3 and appropriately adjusting the volume ratio Mc of the magnetic carrier, the toner supply coefficient K, and the magnetic force index X, carrier adhesion is suppressed, and the image density is sufficiently high and a high quality image is obtained. It became possible to obtain.

【0086】実施例3 本実施例は、実施例2の実験例No.3−3と、現像剤
のキャリアを異ならせた点が相違するだけで、その他の
条件は同じとした。
Example 3 This example is the same as the experimental example No. 2 of Example 2. The other conditions are the same, except that the carrier of developer is different from that of 3-3.

【0087】記録密度(ドット状潜像の分布密度)を、
主走査方向(ビーム走査方向)及び副走査方向(感光体
移動方向)共、200dpi及び400dpiに変えて
潜像を形成し、磁性キャリアのσ1000を種々変化させた
現像剤を用いて現像した。そのとき得られた画像のガサ
ツキについての結果を表4に示す。
Recording density (distribution density of dot-shaped latent image)
A latent image was formed by changing the main scanning direction (beam scanning direction) and the sub-scanning direction (photoreceptor moving direction) to 200 dpi and 400 dpi, and a latent image was formed using a developer in which σ 1000 of the magnetic carrier was variously changed. Table 4 shows the results of the resulting image roughness.

【0088】表4において、ガサツキの評価の欄の符号
の意味は次の通りである。A:「ガサツキ」がなく非常
に滑らかな画質、B:「ガサツキ」がなくかなり滑らか
な画質、C:「ガサツキ」が目立たなく滑らかな画質、
D:「ガサツキ」が目立つ画質、E:「ガサツキ」が非
常に目立つ画質。
In Table 4, the meanings of the symbols in the column for the evaluation of rubbish are as follows. A: Very smooth image quality without "sharpness" B: Very smooth image quality without "sharpness" C: Smooth image quality without noticeable smoothness,
D: Image quality where "Gasatsuki" stands out, E: Image quality where "Gasatsuki" stands out significantly.

【0089】[0089]

【表4】 [Table 4]

【0090】表4に示すように、磁性キャリアのσ1000
が150emu/cm3 以下の場合に、ガサツキのない緻密な
画像が得られた。これは、磁性キャリアのσ1000を15
0emu/cm3 以下にすることにより、現像スリーブ上の磁
気ブラシの密度を高めることができ、そのためガサツキ
のない緻密な画像が得られたものと考えられる。一方、
磁性キャリアのσ1000を30emu/cm3 より小さくする
と、現像スリーブ上での現像剤の搬送性が悪くなり、現
像画像の画質が劣化したり、現像剤の飛散が生じ易くな
るので、σ1000は30emu/cm3 以上にすることが好まし
い。
As shown in Table 4, σ 1000 of the magnetic carrier
When the value was 150 emu / cm 3 or less, a dense image without graze was obtained. This is σ 1000 of the magnetic carrier is 15
By setting it to 0 emu / cm 3 or less, it is considered that the density of the magnetic brush on the developing sleeve can be increased, so that a dense image without shakiness was obtained. on the other hand,
When the sigma 1000 of the magnetic carrier is less than 30 emu / cm 3, becomes poor transportability of the developer on the developing sleeve, deteriorated image quality of the developed image, since the scattering of the developer is likely to occur, sigma 1000 is It is preferably 30 emu / cm 3 or more.

【0091】実施例4 本実施例は、実施例2の実験例No.3−3と、現像剤
のトナー及びキャリアの粒径、トナーのキャリアとの混
合比及び現像スリーブの感光ドラムとの周速比を変え
た。このとき現像スリーブ21上の現像剤量が単位面積
当たり約40mg/cm2 となるように、現像スリーブ
21と規制ブレード25の間隔を適当に調節した。本実
施例のその他の条件は実験例No.3−3と同じであ
る。
Example 4 This example is the same as Example No. 2 of Example 2. 3-3, the particle diameters of the toner and the carrier of the developer, the mixing ratio of the toner and the carrier, and the peripheral speed ratio of the developing sleeve to the photosensitive drum were changed. At this time, the gap between the developing sleeve 21 and the regulating blade 25 was appropriately adjusted so that the amount of the developer on the developing sleeve 21 was about 40 mg / cm 2 per unit area. The other conditions of this example are Experimental Example No. Same as 3-3.

【0092】トナー及びキャリアの粒径等を種々変化さ
せ、現像領域での磁性キャリアの体積比率Mc及びトナ
ー供給係数Kを種々変化させた下で現像し、得られた画
像のガサツキ、画像濃度及びキャリア付着についての結
果を表5に示す。表5において、記号はこれまでと同様
であり、□は非常に良い、◎はかなり良い、○は良い、
△はやや不良、×は不良を示す。
The toner and carrier particle diameters are changed variously, and the volume ratio Mc of the magnetic carrier in the developing area and the toner supply coefficient K are changed variously, and the image is developed. The results of carrier attachment are shown in Table 5. In Table 5, the symbols are the same as before, □ is very good, ◎ is quite good, ○ is good,
Δ indicates a little defect, and × indicates a defect.

【0093】[0093]

【表5】 [Table 5]

【0094】表5に示すように、本実施例によれば、キ
ャリア付着を生じることなく、ハイライト、ハーフトー
ン濃度領域において画像のガサツキがなく、緻密で良好
な画像が得られた。これは、磁気力指数Xの最大値が1
04と大きいことから、キャリア付着が抑制され、磁性
キャリアのσ1000が66emu/cm3 と小さいことから、現
像スリーブ上の磁気ブラシの密度を高めることができ
て、ガサツキのない緻密な画像が得られたものと思われ
る。
As shown in Table 5, according to this example, carrier adhesion did not occur, and there was no image roughness in the highlight and halftone density regions, and a dense and good image was obtained. The maximum value of the magnetic force index X is 1
04 is large, carrier adhesion is suppressed, and σ 1000 of the magnetic carrier is as small as 66 emu / cm 3 , so it is possible to increase the density of the magnetic brush on the developing sleeve and obtain a dense image with no roughness. It seems that it was done.

【0095】体積比率Mcが5〜30%で、トナー供給
係数Kが4以上であれば、画像濃度が高く良好な結果と
なり、5以上であれば更に高い画像濃度が得られ、6以
上であれば画像濃度が特に高くなるが、4未満の場合
は、画像濃度が低く不良な結果になった。
When the volume ratio Mc is 5 to 30% and the toner supply coefficient K is 4 or more, the image density is high and good results are obtained. When it is 5 or more, a higher image density is obtained, and 6 or more. For example, the image density is particularly high, but when it is less than 4, the image density is low and the result is poor.

【0096】ガサツキ防止、画像濃度向上及びキャリア
付着防止の総合評価をすれば、磁性キャリアのσ1000
30〜150emu/cm3 で、現像スリーブと感光ドラムと
の最近接位置K0 とその下流側10°との間の範囲にお
ける磁気力指数Xの最大値が60以上、より好ましくは
80以上、最も好適には100以上で、現像領域での磁
性キャリアの体積比率Mcが5〜30%で、トナー供給
係数Kが4以上、より好ましくは5以上、更に好ましく
は6以上である場合に、低濃度領域(ハイライト領
域)、中間濃度領域(ハーフトーン領域)の再現性が良
好で、画像のガサツキがなく、濃度ムラがなく、画像濃
度が十分に高く、キャリア付着がなく、鮮明で高画質な
画像が長期にわたって安定して得られた。
Comprehensive evaluation of prevention of roughness, improvement of image density and prevention of carrier adhesion shows that the magnetic carrier has a σ 1000 of 30 to 150 emu / cm 3 , and the closest position K 0 between the developing sleeve and the photosensitive drum and its downstream side. The maximum value of the magnetic force index X in the range between 10 ° is 60 or more, more preferably 80 or more, most preferably 100 or more, and the volume ratio Mc of the magnetic carrier in the developing region is 5 to 30%, When the toner supply coefficient K is 4 or more, more preferably 5 or more, even more preferably 6 or more, the reproducibility of the low density region (highlight region) and the intermediate density region (halftone region) is good, and the image A clear, high-quality image was obtained stably for a long period of time without any roughness, no uneven density, a sufficiently high image density, no carrier adhesion.

【0097】以上説明したように、磁性キャリアのσ
1000を30〜150emu/cm3 とし、磁気力指数X、磁性
キャリアの体積比率Mc及びトナー供給係数Kを適正に
することにより、キャリア付着を抑制し、画像濃度が十
分に高く、高画質な画像を得ることが可能となった。
As explained above, σ of the magnetic carrier is
By setting 1000 to 30 to 150 emu / cm 3 and appropriately adjusting the magnetic force index X, the volume ratio Mc of the magnetic carrier and the toner supply coefficient K, carrier adhesion is suppressed and the image density is sufficiently high and a high quality image is obtained. It became possible to obtain.

【0098】実施例5 本実施例では、磁性キャリアのσ1000を30〜150em
u/cm3 としたことによる画像濃度の低下を防いで、十分
な画像濃度を得るために、次のような工夫を要する。
Example 5 In this example, the magnetic carrier had a σ 1000 of 30 to 150 em.
The following measures are required to prevent a decrease in image density due to the use of u / cm 3 and obtain a sufficient image density.

【0099】本発明者が実験により確認したところによ
れば、このような磁性キャリアを用いても、十分な画像
濃度を得るには、現像スリーブと感光ドラムとの最近接
位置から±10°以内において、現像スリーブ上におけ
る法線方向の磁束密度Br と接線方向の磁束密度Bt
r /Bt 比が3以上である領域の幅を12°以上、好
ましくは14°以上、より好ましくは16°以上にする
ことが有効であることが分かった。
It has been confirmed by experiments by the inventor of the present invention that even if such a magnetic carrier is used, in order to obtain a sufficient image density, within ± 10 ° from the closest position between the developing sleeve and the photosensitive drum. In the developing sleeve, the width of the region where the B r / B t ratio of the magnetic flux density B r in the normal direction and the magnetic flux density B t in the tangential direction is 3 or more is 12 ° or more, preferably 14 ° or more, more preferably It has been found that it is effective to set the angle above 16 °.

【0100】これは、Br /Bt 比を3以上にすること
により、現像スリーブ上の磁気ブラシを十分に穂立ちさ
せることができるので、現像工程において現像スリーブ
上のトナーが磁性キャリアの穂に阻害されることなく、
感光ドラム方向に容易に移動できるため、現像効率が高
まり、画像濃度が向上するのであると思われる。
This is because by setting the B r / B t ratio to 3 or more, the magnetic brush on the developing sleeve can be made to stand sufficiently, so that the toner on the developing sleeve is made of the magnetic carrier on the developing sleeve in the developing step. Without being hindered by
Since it can be easily moved in the direction of the photosensitive drum, it seems that the developing efficiency is improved and the image density is improved.

【0101】特に外径が20mm以下の小径の現像スリ
ーブを用いる場合は、現像領域が相対的に狭くなるた
め、画像濃度に対しは不利となるが、このような場合に
対し、殊に大きい効果を有する。
Especially when a small-diameter developing sleeve having an outer diameter of 20 mm or less is used, the developing area becomes relatively narrow, which is disadvantageous to the image density, but in such a case, a particularly large effect is obtained. Have.

【0102】本実施例における数値例について述べる。
本実施例において、感光ドラム3の暗部電位(背景部電
位)を−650V、明部電位(可視部電位)を−200
Vとした。電源22で現像スリーブ21に印加する振動
バイアス電圧は、周波数が2kHz、ピーク間電圧Vp
pが2kVの交流電圧に直流電圧−550Vを重畳した
ものである。感光ドラム3の周速は160mm/秒、外
径は80mm、現像スリーブ21の周速は280mm/
秒、外径は32mmとした。従ってスリーブとドラムの
周速比(現像スリーブ周速/感光ドラム周速)は1.7
5となる。感光ドラム3と現像スリーブ21の最近接距
離は0.5mmとした。現像スリーブ21と規制ブレー
ド25の間隔は0.8mmとした。
Numerical examples in this embodiment will be described.
In this embodiment, the dark potential (background potential) of the photosensitive drum 3 is -650 V, and the light potential (visible potential) is -200.
It was set to V. The vibration bias voltage applied to the developing sleeve 21 by the power supply 22 has a frequency of 2 kHz and a peak-to-peak voltage Vp.
p is a DC voltage of −550V superposed on an AC voltage of 2 kV. The peripheral speed of the photosensitive drum 3 is 160 mm / sec, the outer diameter is 80 mm, and the peripheral speed of the developing sleeve 21 is 280 mm / sec.
Second, the outer diameter was 32 mm. Therefore, the peripheral speed ratio between the sleeve and the drum (developing sleeve peripheral speed / photosensitive drum peripheral speed) is 1.7.
It becomes 5. The closest distance between the photosensitive drum 3 and the developing sleeve 21 was 0.5 mm. The distance between the developing sleeve 21 and the regulation blade 25 was 0.8 mm.

【0103】このとき、各色の二成分現像剤の現像スリ
ーブ上の単位面積当たりの現像剤量(非穂立ち状態)は
約40mg/cm2 であり、現像領域でのキャリアの体
積比率Mcは約15%であり、トナー供給係数Kは約
6.0であった。
At this time, the amount of developer of the two-component developer of each color per unit area on the developing sleeve (non-brushing state) is about 40 mg / cm 2 , and the volume ratio Mc of the carrier in the developing area is about. 15%, and the toner supply coefficient K was about 6.0.

【0104】現像スリーブ21内に固定する磁石ローラ
23は、以下に示すF、G及びHの3つのものを使用し
た。
As the magnet roller 23 fixed in the developing sleeve 21, the following three rollers F, G and H were used.

【0105】 磁石ローラF:現像磁極の磁束密度;1260ガウス 磁気力Fr のピーク位置;θ1 =+8°、θ2 =−12° 磁石ローラG:現像磁極の磁束密度;1270ガウス 磁気力Fr のピーク位置;θ1 =+3° 磁石ローラH:現像磁極の磁束密度;1270ガウス 磁気力Fr のピーク位置;θ1 =+6°、θ2 =−2°Magnet roller F: magnetic flux density of developing magnetic pole; 1260 gauss Peak position of magnetic force F r ; θ 1 = + 8 °, θ 2 = −12 ° Magnet roller G: magnetic flux density of developing magnetic pole; 1270 gauss Magnetic force F Peak position of r ; θ 1 = + 3 ° Magnet roller H: magnetic flux density of developing magnetic pole; 1270 gauss Peak position of magnetic force F r ; θ 1 = + 6 °, θ 2 = −2 °

【0106】これらの磁石ローラを用い、現像磁極位置
及び磁気力指数Fr のピーク位置を種々変化させ、現像
スリーブと感光ドラムとの再近接位置から±10°以内
において、現像スリーブ上の法線方向の磁束密度Br
接線方向の磁束密度Bt のBr /Bt 比が3以上の領域
の幅を変化させた下で現像し、得られた画像のガサツ
キ、画像濃度及びキャリア付着を調べた。結果を表6〜
9に示す。表6〜9において、記号の□は非常に良い、
◎はかなり良い、○は良い、△はやや不良、×は不良を
示す。
By using these magnet rollers, the developing magnetic pole position and the peak position of the magnetic force index F r are variously changed, and the normal line on the developing sleeve is within ± 10 ° from the re-proximity position between the developing sleeve and the photosensitive drum. The magnetic flux density B r in the directional direction and the magnetic flux density B t in the tangential direction are developed while changing the width of the region where the B r / B t ratio is 3 or more. Examined. The results are shown in Table 6-
9 shows. In Tables 6 to 9, the symbol □ is very good,
⊚ is very good, ○ is good, Δ is slightly bad, and × is bad.

【0107】表6〜9において、実験例No.12(1
2−1〜12−11)は、磁性キャリアのσ1000が23
2emu/cm3 の現像剤を使用した以外は、実験例No.1
0(10−1〜10−11)と条件が同じである。実験
例No.9(9−1〜9−11)、No.10(10−
1〜10−11)及びNo.11(11−1〜11−1
1)は、磁性キャリアのσ1000が66emu/cm3 である現
像剤を使用した。
In Tables 6 to 9, Experimental Example No. 12 (1
2-1 to 12-11) have a magnetic carrier σ 1000 of 23.
Experimental Example No. 3 except that a developer of 2 emu / cm 3 was used. 1
The conditions are the same as 0 (10-1 to 10-11). Experimental example No. 9 (9-1 to 9-11), No. 10 (10-
1-10-11) and No. 11 (11-1 to 11-1
In 1), a developer having a magnetic carrier σ 1000 of 66 emu / cm 3 was used.

【0108】[0108]

【表6】 [Table 6]

【0109】[0109]

【表7】 [Table 7]

【0110】[0110]

【表8】 [Table 8]

【0111】[0111]

【表9】 [Table 9]

【0112】表6〜表9に示すように、磁性キャリアの
σ1000が66emu/cm3 の実験例No.9〜10のうち、
キャリア付着を生じたために、画像の評価ができなかっ
た実験例No.9−1〜9−3及びNo.10−9〜1
0−11を除き、ハイライト、ハーフトーン濃度領域に
おいて画像のガサツキがなく、緻密で良好な画像が得ら
れた。これは、磁性キャリアのσ1000を150emu/cm3
以下にすることにより、現像スリーブ上の磁気ブラシ密
度を高めることができ、そのためガサツキのない緻密な
画像が得られたものと思われる。
As shown in Tables 6 to 9, the magnetic carrier has σ 1000 of 66 emu / cm 3 in Experimental Example No. Out of 9-10
Experimental example No. in which images could not be evaluated because carrier adhesion occurred. 9-1 to 9-3 and No. 10-9 to 1
Except for 0-11, the image was not rough in the highlight and halftone density regions, and a dense and good image was obtained. This is σ 1000 of magnetic carrier 150emu / cm 3
By the following, it is possible to increase the magnetic brush density on the developing sleeve, and it is considered that a dense image with no roughness is obtained.

【0113】又現像スリーブと感光ドラムとの最近接位
置から±10°以内におけるBr /Bt ≧3幅(現像ス
リーブ上における法線方向の磁束密度Br と接線方向の
磁束密度Bt のBr /Bt 比が3以上である領域の幅)
と画像濃度との間には関係があり、Br /Bt ≧3幅が
12°以上であれば画像濃度が高く良好であり、14°
以上であれば画像濃度が更に向上し、16°以上であれ
ば画像濃度向上が特に著しくなる。しかし、Br /Bt
≧3幅が12°未満では、画像濃度が低くやや不良とな
り、更に10°未満になると、画像濃度は不良で低かっ
た。
Further, B r / B t ≧ 3 width within ± 10 ° from the closest position between the developing sleeve and the photosensitive drum (of the magnetic flux density B r in the normal direction and the magnetic flux density B t in the tangential direction on the developing sleeve. (Width of region where B r / B t ratio is 3 or more)
There is a relationship between the image density and the image density. If the width B r / B t ≧ 3 is 12 ° or more, the image density is high and the image density is 14 °.
If it is at least above, the image density will be further improved, and if it is at least 16 °, the image density will be remarkably improved. However, B r / B t
When the ≧ 3 width is less than 12 °, the image density is low and somewhat poor, and when it is less than 10 °, the image density is poor and low.

【0114】この理由を考えると、Br /Bt ≧3幅が
大きいということは、現像剤が十分に穂立ちしている領
域が広いということを意味しており、現像工程において
十分穂立ちした部分では、現像スリーブ上のトナーが磁
性キャリアの穂に阻害されることなく、感光ドラム方向
に容易に移動できるため、現像効率が高く、高画像濃度
領域にも十分なトナーを付着させることができるものと
考えられる。
Considering this reason, the fact that the width B r / B t ≧ 3 is large means that the region in which the developer is sufficiently spiked is wide, and the spike is sufficiently raised in the developing step. In this area, the toner on the developing sleeve can be easily moved toward the photosensitive drum without being obstructed by the ears of the magnetic carrier, so the developing efficiency is high and sufficient toner can be attached to the high image density area. It is considered possible.

【0115】本発明では、磁性キャリアのσ1000を15
0emu/cm3 以下にしており、これにより現像スリーブ上
の磁気ブラシの密度を高めて、ガサツキのない緻密な画
像を得られるが、磁気ブラシの密度を高めることによ
り、現像スリーブ上のトナーが感光ドラム方向に移動し
ずらくなる傾向がある。従ってBr /Bt ≧3幅を大き
くすることは、このような磁性キャリアを用いる場合に
特に有効で、画像濃度の向上に効果がある。
In the present invention, σ 1000 of the magnetic carrier is set to 15
0 emu / cm 3 and in the following, thereby increasing the density of the magnetic brush on the developing sleeve, is obtained a dense images without roughness, by increasing the density of the magnetic brush, the toner on the developing sleeve is a photosensitive It tends to be difficult to move in the drum direction. Therefore, increasing the width of B r / B t ≧ 3 is particularly effective when such a magnetic carrier is used, and is effective in improving the image density.

【0116】又磁気力Fr のピーク位置とキャリア付着
には関係があり、磁気力Fr のピーク位置が現像スリー
ブと感光ドラムとの最近接位置K0 とその下流側10°
との間の範囲にあれば、キャリア付着が殆ど生じなく良
好な結果になったが、この範囲を超えるとキャリア付着
が生じた。
Further, there is a relation between the peak position of the magnetic force F r and the carrier adhesion. The peak position of the magnetic force F r is the closest position K 0 between the developing sleeve and the photosensitive drum and 10 ° downstream thereof.
Within the range between and, good results were obtained with almost no carrier adhesion, but beyond this range, carrier adhesion occurred.

【0117】実験例No.12は、前記したように、磁
性キャリアのσ1000が232emu/cm3 の現像剤を用いて
いるが、キャリア付着を生じなかったものの、ハイライ
ト、ハーフトーン領域の再現性に劣り、画像のガサツキ
があり、貧弱な画像であった。
Experimental Example No. As described above, No. 12 uses a developer having a magnetic carrier σ 1000 of 232 emu / cm 3 , but although carrier adhesion did not occur, the reproducibility of highlight and halftone areas was poor, and the image was rugged. There was a poor image.

【0118】ガサツキ防止、画像濃度向上及びキャリア
付着防止の総合評価をすれば、磁性キャリアのσ1000
30〜150emu/cm3 で、現像スリーブと感光ドラムと
の最近接位置から±10°以内におけるBr /Bt ≧3
幅が12°以上(より好ましくは14°以上、更に好適
には16°以上)で、磁気力Fr のピーク位置が最近接
位置K0 とその下流側10°との間の範囲にある場合
に、低濃度領域(ハイライト領域)、中間濃度領域(ハ
ーフトーン領域)の再現性が良好で、画像のガサツキが
なく、濃度ムラがなく、画像濃度が十分に高く、キャリ
ア付着がなく、鮮明で高画質な画像が長期にわたって安
定して得られた。
Comprehensive evaluation of prevention of roughness, improvement of image density and prevention of carrier adhesion shows that the magnetic carrier has a σ 1000 of 30 to 150 emu / cm 3 and within ± 10 ° from the closest position between the developing sleeve and the photosensitive drum. B r / B t ≧ 3
The width is 12 ° or more (more preferably 14 ° or more, more preferably 16 ° or more), and the peak position of the magnetic force F r is in the range between the closest position K 0 and 10 ° downstream thereof. In addition, the reproducibility of the low density area (highlight area) and the intermediate density area (halftone area) is good, there is no image roughness, there is no density unevenness, the image density is sufficiently high, there is no carrier adhesion, and it is clear. A high quality image was stably obtained over a long period of time.

【0119】以上説明したように、磁性キャリアのσ
1000を30〜150emu/cm3 とし、Br /Bt ≧3幅と
磁気力Fr のピーク位置を適正にすることにより、キャ
リア付着を抑制し、画像濃度が十分に高く、高画質な画
像を得ることが可能となった。
As explained above, σ of the magnetic carrier
1000 was a 30~150emu / cm 3, by a proper peak position of B r / B t ≧ 3 width and the magnetic force F r, suppresses carrier adhesion, the image density is sufficiently high, a high quality image It became possible to obtain.

【0120】本発明者が更に実験により確認したとこ
ろ、キャリア付着を抑制するには、現像スリーブ上の感
光ドラムとの最近接位置K0 とその下流側10°の間の
範囲における磁気力指数X(磁気力Fr の相対値)の最
大値を大きくすることが有効であり、この範囲における
磁気力指数Xの最大値を60以上、好ましくは80以
上、更に好ましくは100以上にすることにより、キャ
リア付着を好ましい範囲内に抑制することができた。
The present inventor has further confirmed by experiments that, in order to suppress carrier adhesion, the magnetic force index X in the range between the closest position K 0 to the photosensitive drum on the developing sleeve and 10 ° downstream thereof. It is effective to increase the maximum value of the (relative value of the magnetic force F r ), and by setting the maximum value of the magnetic force index X in this range to 60 or more, preferably 80 or more, more preferably 100 or more, The carrier adhesion could be suppressed within the preferable range.

【0121】実施例6 本実施例では、実施例5において、現像スリーブ21内
の磁石ローラ23を代えたことが特徴である。本実施例
のその他の構成は実施例5と同様である。 本実施例に
おいて、磁石ローラ23として以下に示すI〜Mの5つ
のものを使用した。磁石ローラI〜Lは本実施例で用い
たものであり、磁石ローラHは比較例で用いたものであ
る。
Sixth Embodiment This embodiment is characterized in that the magnet roller 23 in the developing sleeve 21 in the fifth embodiment is replaced. Other configurations of this embodiment are similar to those of the fifth embodiment. In this example, the following five magnet rollers I to M were used as the magnet roller 23. The magnet rollers I to L are used in this embodiment, and the magnet roller H is used in the comparative example.

【0122】 磁石ローラI:現像磁極の磁束密度;1560ガウス 磁気力指数Xの最大値及び位置;X=102、θ1 =+6° 磁石ローラJ:現像磁極の磁束密度;1200ガウス 磁気力指数Xの最大値及び位置;X=74、θ1 =+12° 磁石ローラK:現像磁極の磁束密度;1180ガウス 磁気力指数Xの最大値及び位置;X=62、θ1 =+9° 磁石ローラL:現像磁極の磁束密度;1520ガウス 磁気力指数Xの最大値及び位置;X=143、θ1 =+6° 磁石ローラM:現像磁極の磁束密度;750ガウス 磁気力指数Xの最大値及び位置;X=24、θ1 =−3°Magnet roller I: magnetic flux density of developing magnetic pole; 1560 gauss Maximum value and position of magnetic force index X; X = 102, θ 1 = + 6 ° Magnet roller J: magnetic flux density of developing magnetic pole; 1200 gauss Magnetic force index X Maximum value and position; X = 74, θ 1 = + 12 ° Magnet roller K: magnetic flux density of developing magnetic pole; 1180 gauss Maximum value and position of magnetic force index X; X = 62, θ 1 = + 9 ° Magnet roller L: Magnetic flux density of developing magnetic pole; 1520 gauss Maximum value and position of magnetic force index X; X = 143, θ 1 = + 6 ° Magnet roller M: Magnetic flux density of developing magnetic pole; 750 gauss Maximum value and position of magnetic force index X; X = 24, θ 1 = −3 °

【0123】これらの磁石ローラを用い、現像磁極位
置、及び現像スリーブと感光ドラムの最近接位置とその
下流側10°との間の範囲における磁気力指数X(磁気
力Frの相対値)の最大値を種々変化させ、又現像スリ
ーブと感光ドラムとの最近接位置から±10°以内にお
けるBr /Bt ≧3幅(現像スリーブ上における法線方
向の磁束密度Br と接線方向の磁束密度Bt のBr /B
t 比が3以上である領域の幅)を変化させて現像を行な
い、得られた画像のガサツキ、画像濃度及びキャリア付
着を調べた。結果を表10〜15に示す。表10〜15
において、記号の意味は、同様に、□は非常に良い、◎
はかなり良い、○は良い、△はやや不良、×は不良を示
す。
Using these magnet rollers, the magnetic force index X (relative value of the magnetic force F r ) in the range between the developing magnetic pole position, the closest position of the developing sleeve and the photosensitive drum, and 10 ° downstream thereof is used. The maximum value is changed variously, and B r / B t ≧ 3 width within ± 10 ° from the closest position between the developing sleeve and the photosensitive drum (the magnetic flux density B r in the normal direction on the developing sleeve and the magnetic flux in the tangential direction). B r / B of density B t
The width of a region having a t ratio of 3 or more) was changed to perform development, and the resulting image was examined for roughness, image density and carrier adhesion. The results are shown in Tables 10-15. Tables 10-15
In the same way, □ is very good for the meaning of the symbol, ◎
Is fairly good, ◯ is good, Δ is slightly bad, and x is bad.

【0124】表10〜15において、実験例No.18
(18−1〜18−11)は、磁性キャリアのσ1000
232emu/cm3 の現像剤を使用した以外は、実験例N
o.17(17−1〜17−5)と条件が同じである。
実験例No.13(13−1〜13−11)、No.1
4(14−1〜14−11)、No.15(15−1〜
15−11)、No.16(16−1〜16−11)及
びNo.17(17−1〜17−5)は、磁性キャリア
のσ1000が66emu/cm3 である現像剤を使用した。
In Tables 10 to 15, Experimental Example No. 18
(18-1 to 18-11) is Experimental Example N except that a developer having a magnetic carrier σ 1000 of 232 emu / cm 3 was used.
o. 17 (17-1 to 17-5) and the conditions are the same.
Experimental example No. 13 (13-1 to 13-11), No. 1
4 (14-1 to 14-11), No. 15 (15-1 ~
15-11), No. 16 (16-1 to 16-11) and No. For No. 17 (17-1 to 17-5), a developer having a magnetic carrier σ 1000 of 66 emu / cm 3 was used.

【0125】[0125]

【表10】 [Table 10]

【0126】[0126]

【表11】 [Table 11]

【0127】[0127]

【表12】 [Table 12]

【0128】[0128]

【表13】 [Table 13]

【0129】[0129]

【表14】 [Table 14]

【0130】[0130]

【表15】 [Table 15]

【0131】表10〜15に示すように、磁性キャリア
のσ1000が66emu/cm3 の実験例No.13〜17のう
ち、磁気力指数Xの大きいNo.13〜16では、キャ
リア付着がほとんどなく良好であるが、磁気力指数Xの
極めて小さいNo.17では、キャリア付着が生じた。
このためNo.17では画像の評価ができなかった。実
験例No.13〜16では、ハイライト、ハーフトーン
領域において画像のガサツキがなく、緻密で良好な画像
が得られた。これは、磁性キャリアのσ1000を150em
u/cm3 以下にすることにより、現像スリーブ上の磁気ブ
ラシ密度を高めることができ、そのためガサツキのない
緻密な画像が得られたものと思われる。
As shown in Tables 10 to 15, the magnetic carrier has a σ 1000 of 66 emu / cm 3 in Experimental Example No. Nos. 13 to 17 having a large magnetic force index X. In Nos. 13 to 16, the carrier adhesion was good with almost no adhesion, but the magnetic index X was extremely small. In No. 17, carrier adhesion occurred.
Therefore, No. In No. 17, the image could not be evaluated. Experimental example No. In Nos. 13 to 16, a dense and good image was obtained without any image roughness in the highlight and halftone regions. This is σ 1000 of magnetic carrier 150em
It is considered that the magnetic brush density on the developing sleeve can be increased by setting it to be u / cm 3 or less, and therefore, a dense image with no roughness can be obtained.

【0132】現像スリーブと感光ドラムの最近接位置と
その下流側10°との間の範囲における磁気力指数Xの
最大値と、キャリア付着との間には関係があり、この範
囲内の磁気力指数Xの最大値が60以上であれば、キャ
リア付着が抑制され良好であり、80以上であればキャ
リア付着が一層抑制され、100以上であればャリア付
着の抑制効果が特に大きくなるが、60未満ではキャリ
ア付着を生じ不良であった。
There is a relationship between the maximum value of the magnetic force index X in the range between the closest position of the developing sleeve and the photosensitive drum and 10 ° downstream thereof and the carrier adhesion, and the magnetic force within this range is present. When the maximum value of the index X is 60 or more, carrier adhesion is suppressed and is good, when it is 80 or more, carrier adhesion is further suppressed, and when it is 100 or more, the effect of suppressing carrier adhesion is particularly large. If it is less than the above range, carrier adhesion is caused and it is not good.

【0133】実験例No.18は、前記したように、磁
性キャリアのσ1000が232emu/cm3 の現像剤を用いて
いるが、キャリア付着を生じなかったものの、ハイライ
ト、ハーフトーン領域の再現性に劣り、画像のガサツキ
があり、貧弱な画像であった。
Experimental Example No. No. 18, as described above, uses a developer having a magnetic carrier σ 1000 of 232 emu / cm 3 , but although carrier adhesion did not occur, the reproducibility of the highlight and halftone areas was poor, and the image was rugged. There was a poor image.

【0134】又現像スリーブと感光ドラムとの最近接位
置から±10°以内におけるBr /Bt ≧3幅と画像濃
度との間には関係があり、Br /Bt ≧3幅が12°以
上であれば画像濃度が高く良好であり、14°以上であ
れば画像濃度が更に向上し、16°以上であれば画像濃
度向上が特に著しくなる。しかし、Br /Bt ≧3幅が
12°未満では、画像濃度が低くやや不良となり、更に
10°未満になると、画像濃度は不良で低かった。
Further, there is a relation between the B r / B t ≧ 3 width and the image density within ± 10 ° from the closest position between the developing sleeve and the photosensitive drum, and B r / B t ≧ 3 width is 12 or less. If it is at least °, the image density is high and good, if it is at least 14 °, the image density is further improved, and if it is at least 16 °, the image density is remarkably improved. However, when the width B r / B t ≧ 3 was less than 12 °, the image density was low and the image quality was a little poor, and when it was less than 10 °, the image density was poor and the image density was low.

【0135】これは、前述したように、Br /Bt ≧3
幅が大きいということは、現像剤が十分に穂立ちしてい
る領域が広いということを意味しており、現像工程にお
いて十分穂立ちした部分では、現像スリーブ上のトナー
が磁性キャリアの穂に阻害されることなく、感光ドラム
方向に容易に移動できるため、現像効率が高く、高画像
濃度領域にも十分なトナーを付着させることができるも
のと考えられる。
As described above, this is B r / B t ≧ 3
The large width means that the area where the developer is fully spiked is large, and the toner on the developing sleeve interferes with the spikes of the magnetic carrier in the portion where the spikes are sufficiently spiked in the developing process. It is considered that the toner can be easily moved in the direction of the photosensitive drum without being subjected to the above operation, and thus the development efficiency is high and sufficient toner can be attached to the high image density region.

【0136】本発明では、磁性キャリアのσ1000を15
0emu/cm3 以下にしたことにより、現像スリーブ上の磁
気ブラシの密度を高めて、ガサツキのない緻密な画像を
得られる一方、磁気ブラシの密度を高めることにより、
現像スリーブ上のトナーが感光ドラム方向に移動しずら
くなる傾向があるが、Br /Bt ≧3幅を大きくするこ
とは、このような磁性キャリアを用いる場合に特に有効
で、画像濃度の向上に効果がある。
In the present invention, σ 1000 of the magnetic carrier is set to 15
By setting the density to 0 emu / cm 3 or less, the density of the magnetic brush on the developing sleeve can be increased, and a dense image without graze can be obtained, while by increasing the density of the magnetic brush,
Although the toner on the developing sleeve tends to be difficult to move toward the photosensitive drum, increasing the width B r / B t ≧ 3 is particularly effective when such a magnetic carrier is used, and the image density Effective for improvement.

【0137】ガサツキ防止、画像濃度向上及びキャリア
付着防止の総合評価をすれば、磁性キャリアのσ1000
30〜150emu/cm3 で、現像スリーブと感光ドラムと
の最近接位置とその下流側10°との間の範囲における
磁気力指数Xの最大値が60以上(より好ましくは80
以上、更に好ましくは100以上)で、現像スリーブと
感光ドラムとの最近接位置から±10°以内におけるB
r /Bt ≧3幅が12°以上(より好ましくは14°以
上、更に好適には16°以上)である場合に、低濃度領
域(ハイライト領域)、中間濃度領域(ハーフトーン領
域)の再現性が良好で、画像のガサツキがなく、濃度ム
ラがなく、画像濃度が十分に高く、キャリア付着がな
く、鮮明で高画質な画像が長期にわたって安定して得ら
れた。
Comprehensive evaluation of prevention of roughness, improvement of image density and prevention of carrier adhesion shows that the magnetic carrier has a σ 1000 of 30 to 150 emu / cm 3 , and the closest position between the developing sleeve and the photosensitive drum and 10 ° downstream thereof. The maximum value of the magnetic force index X in the range between and is 60 or more (more preferably 80
And more preferably 100 or more), and B within ± 10 ° from the closest position between the developing sleeve and the photosensitive drum.
When r / B t ≧ 3 width is 12 ° or more (more preferably 14 ° or more, more preferably 16 ° or more), the low density region (highlight region) and the intermediate density region (halftone region) are The reproducibility was good, the image was free from shakiness, the density was not uneven, the image density was sufficiently high, there was no carrier adhesion, and clear and high-quality images were stably obtained for a long period of time.

【0138】以上説明したように、磁性キャリアのσ
1000を30〜150emu/cm3 とし、Br /Bt ≧3幅と
磁気力指数Xを適正にすることにより、キャリア付着を
抑制し、画像濃度が十分に高く、高画質な画像を得るこ
とが可能となった。
As explained above, σ of the magnetic carrier is
1000 was a 30~150emu / cm 3, by the proper B r / B t ≧ 3 width and the magnetic force index X, suppresses carrier adhesion, the image density is sufficiently high, to obtain a high quality image Became possible.

【0139】以上、本発明の実施例を説明した。以下
に、本発明において好適に用いられる現像剤について述
べる。
The embodiments of the present invention have been described above. The developers that are preferably used in the invention are described below.

【0140】本発明において、現像剤のトナーとしては
絶縁性非磁性トナーを用いることができるが、その非磁
性トナーは、高解像性の現像画像を得られる点で、体積
平均粒径が3μm以上、10μm以下のものが、特に4
μm以上、8μm以下のものが好ましい。磁性キャリア
は、このようなトナーと良好に混合して摩擦帯電できる
という点から、重量平均粒径が10μm以上、80μm
以下のものが、特に好ましくは20μm以上、50μm
以下のものが使用される。
In the present invention, an insulating non-magnetic toner can be used as the toner of the developer. The non-magnetic toner has a volume average particle diameter of 3 μm in that a developed image with high resolution can be obtained. More than 10 μm, especially 4
Those having a size of not less than μm and not more than 8 μm are preferable. The magnetic carrier has a weight average particle size of 10 μm or more and 80 μm or more from the viewpoint that it can be triboelectrically charged by being mixed well with such toner.
The following are particularly preferable 20 μm or more and 50 μm
The following are used:

【0141】更に述べると、非磁性トナーと磁性キャリ
アの粒径の関係では、トナーを十分に摩擦帯電できると
いう点から、磁性キャリアの重量平均粒径は非磁性トナ
ーの体積平均粒径よりも大きいことが好ましい。しか
し、磁性キャリアの重量平均粒径が相対的に大きすぎる
と、現像剤中に占めるトナーの割合が低下する。このた
め現像に寄与するトナー量が減少して、現像画像の濃度
が低下したり、トナーを摩擦帯電しすぎて、現像画像の
濃度が低下したりすることがある。
Further, in terms of the particle diameters of the non-magnetic toner and the magnetic carrier, the weight average particle diameter of the magnetic carrier is larger than the volume average particle diameter of the non-magnetic toner from the viewpoint that the toner can be sufficiently tribocharged. It is preferable. However, if the weight average particle diameter of the magnetic carrier is relatively large, the proportion of the toner in the developer decreases. For this reason, the amount of toner contributing to development may decrease, and the density of the developed image may decrease, or the toner may be triboelectrically charged, and the density of the developed image may decrease.

【0142】トナーと磁性キャリアを良好に混合し、ト
ナーを良好に摩擦帯電し、高解像性の現像画像を得られ
るようにするためには、非磁性トナーの体積平均粒径d
t(μm)と磁性キャリアの重量平均粒径dc(μm)
が、dt<dc<50μmの関係にあるようにすること
が好ましい。
The volume average particle diameter d of the non-magnetic toner is adjusted so that the toner and the magnetic carrier are mixed well and the toner is favorably triboelectrically charged to obtain a high-resolution developed image.
t (μm) and weight average particle diameter dc (μm) of the magnetic carrier
Preferably has a relationship of dt <dc <50 μm.

【0143】磁性キャリアの電気抵抗値(体積抵抗率)
は、好ましくは107 〜1015Ω・cm、より好ましく
は109 〜1013Ω・cmである。磁性キャリアの抵抗
値が109 Ω・cm未満では、感光ドラムに傷がある場
合などに、現像スリーブと感光ドラムとの間で電気的な
リークを生じ易く、107 Ω・cm未満では傷等がなく
てもリークを発生し易くなる。一方、磁性キャリアの抵
抗値が1013Ω・cmを超えると、ベタ画像の中央部の
濃度が薄くなることがあり、1015Ω・cmを超えると
画像がボソついた感じになる場合がある。
Electric resistance value (volume resistivity) of magnetic carrier
Is preferably 10 7 to 10 15 Ω · cm, more preferably 10 9 to 10 13 Ω · cm. When the resistance value of the magnetic carrier is less than 10 9 Ω · cm, when the photosensitive drum is scratched, an electric leak is apt to occur between the developing sleeve and the photosensitive drum, and when it is less than 10 7 Ω · cm Even if it does not exist, a leak is likely to occur. On the other hand, if the resistance value of the magnetic carrier exceeds 10 13 Ω · cm, the density of the central portion of the solid image may become low, and if it exceeds 10 15 Ω · cm, the image may have a feeling of blurring. .

【0144】本発明において、現像剤の各種物性を測定
するのに使用した測定法を以下に示す。
In the present invention, the measuring methods used for measuring various physical properties of the developer are shown below.

【0145】非磁性トナーの体積平均粒径の測定は、1
00μmのアパチャーを用い、コールタカウンターTA
−IIを使用して行なった。即ち、測定装置としてコール
タカウンターTA−II(コールター社製)を用い、個数
平均分布、体積平均分布を出力するインタフェース(日
科機製)及びCX−iパーソナルコンピュータ(キヤノ
ン製)を接続し、電解液は試薬1級の塩化ナトリウムを
用いて1%NaCl水溶液を調製した。
The volume average particle diameter of the non-magnetic toner is 1
Coulter counter TA with 00 μm aperture
-II. That is, a Coulter Counter TA-II (manufactured by Coulter, Inc.) is used as a measuring device, an interface (manufactured by Nikkaki) and a CX-i personal computer (manufactured by Canon) for outputting a number average distribution and a volume average distribution are connected, and electrolysis is performed. As a liquid, a 1% NaCl aqueous solution was prepared using first-grade reagent sodium chloride.

【0146】測定方法は、次の通りである。上記のNa
Cl水溶液からなる電解液100〜150ml中に分散
剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスル
ホン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料0.5〜
50mgを加える。そして試料を懸濁した電解液は、超
音波分散器で約1〜3分間分散処理し、上記のコールタ
カウンターTA−IIにより、100μmのアパチャーを
用いて2〜40μmの粒子の粒度分布を測定して体積平
均分布を求める。このようにして求めた体積平均分布か
ら体積平均粒径が得られる。
The measuring method is as follows. Above Na
A surfactant, preferably 0.1 to 5 ml of alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an electrolytic solution containing a Cl aqueous solution, and a measurement sample of 0.5 to
Add 50 mg. Then, the electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the particle size distribution of particles of 2 to 40 μm is measured by the Coulter Counter TA-II using an aperture of 100 μm. To obtain the volume average distribution. The volume average particle size is obtained from the volume average distribution thus obtained.

【0147】磁性キャリアの重量平均粒径は、以下のよ
うにして測定した。先ず、次の手順でキャリアの粒度分
布を測定する。
The weight average particle diameter of the magnetic carrier was measured as follows. First, the particle size distribution of the carrier is measured by the following procedure.

【0148】(1)試料約100gを0.1gの桁まで
計り取る。(2)篩は100メッシュから400メッシ
ュの標準篩を用い、上から100、145、200、2
50、350、400の大きい順に積み重ね、底には受
皿を置き、試料を1番上の篩いに入れて蓋をする。但
し、篩の枠の寸法は篩面から上の内径が200mm、上
面から篩面までの深さが45mmであること。(3)上
記の積み重ねた篩を振動機によって水平旋回数毎分28
5±6回、振動回数毎分150±10回で15分間振る
う。(4)振るった後に各篩及び受皿内の鉄粉を0.1
gの桁まで計り取る。(5)重量百分率で少数第2位ま
で算出し、JIS−Z8401によって少数第1位まで
丸める。但し、各部のキャリア粒子の重量の総和は、初
め計り取った試料の重量の99%以下であってはならな
い。
(1) About 100 g of a sample is weighed to the order of 0.1 g. (2) The standard sieve of 100 mesh to 400 mesh is used as the sieve, and 100, 145, 200, 2 from the top.
50, 350, 400 are stacked in order of decreasing size, a saucer is placed on the bottom, the sample is placed on the top sieve, and the lid is closed. However, the size of the frame of the sieve should be such that the inner diameter above the sieve surface is 200 mm and the depth from the upper surface to the sieve surface is 45 mm. (3) The above-mentioned stacked sieves are horizontally swung at a rate of 28 per minute by a vibrator.
Shake for 5 minutes at 5 ± 6 times and 150 ± 10 times per minute for 15 minutes. (4) After shaking, add 0.1% of iron powder in each sieve and pan.
Weigh to the digit g. (5) Calculate the weight percentage to the second decimal place, and round to the first decimal place according to JIS-Z8401. However, the total weight of the carrier particles in each part should not be less than 99% of the weight of the sample initially weighed.

【0149】重量平均粒径は、上記の粒度分布測定値よ
り下記式に従って求める。
The weight average particle diameter is determined according to the following formula from the above measured particle size distribution.

【0150】平均粒径(μm)={(100メッシュ篩
の残量)×140+(145メッシュ篩の残量)×12
2+(200メッシュ篩の残量)×90+(250メッ
シュ篩の残量)×68+(350メッシュ篩の残量)×
52+(400メッシュ篩の残量)×38+全篩通過量
×17}×1/100
Average particle size (μm) = {(remaining amount of 100 mesh sieve) × 140 + (remaining amount of 145 mesh sieve) × 12
2+ (remaining amount of 200 mesh sieve) × 90 + (remaining amount of 250 mesh sieve) × 68 + (remaining amount of 350 mesh sieve) ×
52+ (remaining amount of 400 mesh sieve) × 38 + total sieve passing amount × 17} × 1/100

【0151】キャリアの500メッシュ以下の量は、5
0g入り試料量を500メッシュ標準篩に載せてから吸
引して重量減少から算出する。
The amount of carrier below 500 mesh is 5
The amount of the sample containing 0 g is placed on a 500-mesh standard sieve, suctioned, and calculated from the weight reduction.

【0152】磁性キャリアの抵抗値は、測定電極面積が
4cm2 、電極間距離が0.4cmのサンドイッチタイ
プの測定セルを使用して、片方の電極への1kg重量の
加圧下に磁性キャリア粒子を挟み、両電極間に電圧を印
加して、そのとき測定回路に流れた電流値から求めた。
The resistance value of the magnetic carrier was measured by using a sandwich type measuring cell having a measuring electrode area of 4 cm 2 and an inter-electrode distance of 0.4 cm, and applying magnetic carrier particles to one of the electrodes under a pressure of 1 kg. A voltage was applied between the two electrodes sandwiched between them, and the value was obtained from the current value flowing in the measurement circuit at that time.

【0153】磁性キャリアの飽和磁化率及び透磁率の測
定は、振動試料型磁力計(東英工業社製VSM−P−
1)により行なった。最大10000エルステッドの磁
場中に置かれた磁性キャリア粒子の磁化を測定して、そ
のとき記録紙に描かれたヒステリシス曲線に基づき飽和
磁化率及び透磁率求めた。
The saturation magnetic susceptibility and magnetic permeability of the magnetic carrier were measured by a vibrating sample magnetometer (VSM-P- manufactured by Toei Industry Co., Ltd.).
1). The magnetization of the magnetic carrier particles placed in a magnetic field of maximum 10,000 oersted was measured, and the saturation magnetic susceptibility and magnetic permeability were determined based on the hysteresis curve drawn on the recording paper at that time.

【0154】[0154]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
によれば、キャリア付着が抑制でき、且つ濃度が十分に
高く、鮮明で高画質な画像を安定して得ることができ
る。
As described above, according to the developing device of the present invention, carrier adhesion can be suppressed, and the density is sufficiently high, and clear and high-quality images can be stably obtained.

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

【図1】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a developing device of the present invention.

【図2】磁石ローラによる現像スリーブ上の磁気力Fr
及びFt を説明するための図である。
FIG. 2 Magnetic force F r on a developing sleeve by a magnet roller
FIG. 6 is a diagram for explaining F t and F t .

【図3】磁石ローラの現像磁極の磁束密度Br の分布形
態及び磁気力Fr の分布形態を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a distribution form of a magnetic flux density B r and a distribution form of a magnetic force F r of a developing magnetic pole of a magnet roller.

【図4】現像スリーブの表面位置及びそこから0.5m
m位置における法線方向の磁束密度Br の測定法を示す
説明図である。
FIG. 4 Surface position of developing sleeve and 0.5 m from there
It is explanatory drawing which shows the measuring method of the magnetic flux density B r of the normal direction in the m position.

【図5】現像スリーブの表面位置及びそこから0.5m
m位置における接線方向の磁束密度Bt の測定法を示す
説明図である。
FIG. 5: Surface position of developing sleeve and 0.5 m from there
It is an explanatory view showing a method of measuring the tangential direction of the magnetic flux density B t at m positions.

【符号の説明】 3 感光ドラム 21 現像スリーブ 22 振動バイアス電源 23 磁石ローラ 25 規制ブレード S1 現像磁極 P0 現像磁極の位置 P1 、P2 磁気力Fr のピーク位置 θ 再近接位置と現像磁極位置との角度 θ1 、θ2 現像磁極位置と磁気力Fr のピーク位置と
の角度 X 磁気力指数
[Explanation of symbols] 3 photosensitive drum 21 developing sleeve 22 vibration bias power supply 23 magnet roller 25 regulating blade S 1 developing magnetic pole P 0 developing magnetic pole position P 1 , P 2 peak position of magnetic force F r θ re-adjacent position and developing magnetic pole Angle with position θ 1 , θ 2 Angle between developing magnetic pole position and peak position of magnetic force F r X Magnetic force index

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/08 L 15/09 Z A Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location G03G 15/08 L 15/09 ZA

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 体積平均粒径10μm以下の非磁性トナ
ーと、重量平均粒径80μm以下の磁性キャリアとを有
する二成分現像剤を、複数の磁極を有する磁界発生手段
を内部に非回転に配設した現像剤支持手段上に支持し
て、像担持体と対向した現像領域へ搬送し、前記現像領
域で現像剤の磁気ブラシを形成して、現像領域に振動電
界を形成した下で像担持体上の潜像を現像する現像装置
において、前記磁性キャリアの単位体積当たりの磁化の
強さが磁界の強さ1000ガウスにおいて30〜150
emu/cm3 であり、前記現像剤支持手段上における法線方
向の磁気力Fr のピーク位置を、現像剤支持手段と像担
持体との最近接位置から像担持体の移動方向に対して下
流側に10°以内とし、現像領域での磁性キャリアの体
積比率Mcが5〜30%であり、ここに、体積比率Mc
は式(B): Mc[%]=(M/h)×(1/ρc)×{C/(T+C)} ×100 ・・・(B) 但し、 M:現像剤担持体上の単位面積当たりの非穂立ち状態の
現像剤量[g/cm2 ]h:現像領域空間の高さ[c
m] ρc:磁性キャリアの真密度[g/cm3 ] C/(T+C):スリーブ上現像剤中の磁性キャリアの
重量割合 で表され、そしてトナー供給係数Kが4以上であり、こ
こに、トナー供給係数Kは式(C): K=M×(1/ρt)×{T/(T+C)}×(1/Dt) ×(Vs1/Vdr)×15000 ・・・(C) 但し、 M:現像剤支持手段上の単位面積当たりの非穂立ち状態
の現像剤量[g/cm3 ] ρt:トナーの真密度[g/cm3 ] Dt:トナーの粒径[μm] T/(T+C):現像剤支持手段上現像剤中のトナーの
重量割合 Vs1:現像剤支持手段の周速[mm/秒] Vdr:像担持体の周速[mm/秒] Vs1/Vdr:現像剤支持手段と像担持体の周速比 で表されることを特徴とする現像装置。
1. A two-component developer having a non-magnetic toner having a volume average particle diameter of 10 μm or less and a magnetic carrier having a weight average particle diameter of 80 μm or less is non-rotatably disposed inside a magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles. The image is carried while being supported on the provided developer supporting means and conveyed to a developing area facing the image carrier, and a magnetic brush of the developer is formed in the developing area, and an oscillating electric field is formed in the developing area. In a developing device for developing a latent image on a body, the strength of magnetization of the magnetic carrier per unit volume is 30 to 150 when the magnetic field strength is 1000 gauss.
emu / cm 3 , and the peak position of the magnetic force F r in the normal direction on the developer supporting means is determined from the closest position between the developer supporting means and the image carrier with respect to the moving direction of the image carrier. The volume ratio Mc of the magnetic carrier in the developing region is 5 to 30%, and the volume ratio Mc is
Is the formula (B): Mc [%] = (M / h) × (1 / ρc) × {C / (T + C)} × 100 (B) where, M: unit area on the developer carrier Amount of non-brushing developer per unit [g / cm 2 ] h: Height of developing area space [c
m] ρc: true density of magnetic carrier [g / cm 3 ] C / (T + C): weight ratio of magnetic carrier in developer on sleeve, and toner supply coefficient K is 4 or more, where: The toner supply coefficient K is expressed by the formula (C): K = M × (1 / ρt) × {T / (T + C)} × (1 / Dt) × (Vs1 / Vdr) × 15000 (C) where M : Developer amount in a non-brushing state per unit area on the developer supporting means [g / cm 3 ] ρt: true density of toner [g / cm 3 ] Dt: toner particle size [μm] T / (T + C ): Weight ratio of toner in the developer on the developer support means Vs1: Peripheral speed of developer support means [mm / sec] Vdr: Peripheral speed of image carrier [mm / sec] Vs1 / Vdr: Developer support means And a peripheral speed ratio of the image carrier.
【請求項2】 磁性キャリアの抵抗値が107 〜1015
Ω・cmである請求項1の現像装置。
Wherein the resistance value of the magnetic carrier is 10 7 to 10 15
The developing device according to claim 1, which has an Ω · cm.
【請求項3】 非磁性トナーの体積平均粒径dt[μ
m]、磁性キャリアの重量平均粒径dc[μm]が、 dt<dc<50μm の関係を有する請求項1又は2の現像装置。
3. The volume average particle diameter dt [μ of the non-magnetic toner
m] and the weight average particle diameter dc [μm] of the magnetic carrier have a relationship of dt <dc <50 μm.
【請求項4】 体積平均粒径10μm以下の非磁性トナ
ーと、重量平均粒径80μm以下の磁性キャリアとを有
する二成分現像剤を、複数の磁極を有する磁界発生手段
を内部に非回転に配設した現像剤支持手段上に支持し
て、像担持体と対向した現像領域へ搬送し、前記現像領
域で現像剤の磁気ブラシを形成して、現像領域に振動電
界を形成した下で像担持体上の潜像を現像する現像装置
において、前記磁性キャリアの単位体積当たりの磁化の
強さが磁界の強さ1000ガウスにおいて30〜150
emu/cm3 であり、現像剤支持手段と像担持体との最近接
位置から像担持体の移動方向に対して下流側に10°以
内の範囲において、現像剤支持手段上における法線方向
の磁気力の相対値である磁気力指数Xの最大値が60以
上であり、ここに、磁気力指数Xは式(A): X={B2 (r)−B2 (r+Δr)}×(a/Δr) ・・・(A) 但し、 B2 (r)=B2 r (r)+B2 t (r) B2 (r+Δr)=B2 r (r+Δr)+B2 t (r+
Δr) a:比例定数。Δrが0.5mmのとき、a/Δr=2
×10-4r (r):現像剤支持手段上の位置rにおける法線方
向の磁束密度[ガウス] Br (r+Δr):現像剤支持手段上0.5mmの位置
における法線方向の磁束密度[ガウス] Bt (r):現像剤支持手段上の位置rにおける接線方
向の磁束密度[ガウス] Bt (r+Δr):現像剤支持手段上の0.5mmの位
置における接線方向の磁束密度[ガウス] で表され、そして請求項1の式(B)で表される現像領
域での磁性キャリアの体積比率Mcが5〜30%であ
り、式(C)で表されるトナー供給係数Kが4以上であ
ることを特徴とする現像装置。
4. A two-component developer having a non-magnetic toner having a volume average particle diameter of 10 μm or less and a magnetic carrier having a weight average particle diameter of 80 μm or less is non-rotatably disposed inside a magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles. The image is carried while being supported on the provided developer supporting means and conveyed to a developing area facing the image carrier, and a magnetic brush of the developer is formed in the developing area, and an oscillating electric field is formed in the developing area. In a developing device for developing a latent image on a body, the strength of magnetization of the magnetic carrier per unit volume is 30 to 150 when the magnetic field strength is 1000 gauss.
emu / cm 3, which is within the range of 10 ° from the closest position between the developer supporting means and the image bearing member to the moving direction of the image bearing member within 10 ° of the normal direction on the developer supporting means. The maximum value of the magnetic force index X, which is the relative value of the magnetic force, is 60 or more, and the magnetic force index X is expressed by the formula (A): X = {B 2 (r) −B 2 (r + Δr)} × ( a / Δr) (A) where B 2 (r) = B 2 r (r) + B 2 t (r) B 2 (r + Δr) = B 2 r (r + Δr) + B 2 t (r +
Δr) a: Proportional constant. When Δr is 0.5 mm, a / Δr = 2
× 10 -4 Br (r): Magnetic flux density in the normal direction at the position r on the developer supporting means [Gauss] B r (r + Δr): Magnetic flux in the normal direction at the position of 0.5 mm on the developer supporting means Density [Gauss] B t (r): Magnetic flux density in tangential direction at position r on developer support means [Gauss] B t (r + Δr): Magnetic flux density in tangential direction at position 0.5 mm on developer support means [Gauss] and the volume ratio Mc of the magnetic carrier in the developing region represented by the formula (B) of claim 1 is 5 to 30%, and the toner supply coefficient K represented by the formula (C). Is 4 or more.
【請求項5】 磁性キャリアの抵抗値が107 〜1015
Ω・cmである請求項4の現像装置。
5. The resistance of the magnetic carrier 107 to 15
The developing device according to claim 4, which has an Ω · cm.
【請求項6】 非磁性トナーの体積平均粒径dt[μ
m]、磁性キャリアの重量平均粒径dc[μm]が、 dt<dc<50μm の関係を有する請求項4又は5の現像装置。
6. The volume average particle diameter dt [μ of the non-magnetic toner
m] and the weight average particle diameter dc [μm] of the magnetic carrier have a relationship of dt <dc <50 μm.
【請求項7】 体積平均粒径10μm以下の非磁性トナ
ーと、重量平均粒径80μm以下の磁性キャリアとを有
する二成分現像剤を、複数の磁極を有する磁界発生手段
を内部に非回転に配設した現像剤支持手段上に支持し
て、像担持体と対向した現像領域へ搬送し、前記現像領
域で現像剤の磁気ブラシを形成して、現像領域に振動電
界を形成した下で像担持体上の潜像を現像する現像装置
において、前記磁性キャリアの単位体積当たりの磁化の
強さが磁界の強さ1000ガウスにおいて30〜150
emu/cm3 であり、前記現像剤支持手段上における法線方
向の磁気力Fr のピーク位置を、現像剤支持手段と像担
持体との最近接位置から像担持体の移動方向に対して下
流側に10°以内とし、更に前記最近接位置から像担持
体の移動方向に対して±10°以内において、前記現像
剤支持手段上における法線方向の磁束密度Br と接線方
向の磁束密度Bt のBr /Bt 比が3以上の領域が12
°以上の幅で存在することを特徴とする現像装置。
7. A two-component developer comprising a non-magnetic toner having a volume average particle diameter of 10 μm or less and a magnetic carrier having a weight average particle diameter of 80 μm or less is non-rotatably disposed inside a magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles. The image is carried while being supported on the provided developer supporting means and conveyed to a developing area facing the image carrier, and a magnetic brush of the developer is formed in the developing area, and an oscillating electric field is formed in the developing area. In a developing device for developing a latent image on a body, the strength of magnetization of the magnetic carrier per unit volume is 30 to 150 when the magnetic field strength is 1000 gauss.
emu / cm 3 , and the peak position of the magnetic force F r in the normal direction on the developer supporting means is determined from the closest position between the developer supporting means and the image carrier with respect to the moving direction of the image carrier. The magnetic flux density B r in the normal direction and the magnetic flux density in the tangential direction on the developer supporting means are within 10 ° on the downstream side and within ± 10 ° with respect to the moving direction of the image carrier from the closest position. B r / B t ratio of B t is three or more regions 12
A developing device characterized by being present at a width of at least °.
【請求項8】 磁性キャリアの抵抗値が107 〜1015
Ω・cmである請求項7の現像装置。
8. The resistance value of the magnetic carrier is 10 7 to 10 15
The developing device according to claim 7, which has an Ω · cm.
【請求項9】 非磁性トナーの体積平均粒径dt[μ
m]、磁性キャリアの重量平均粒径dc[μm]が、 dt<dc<50μm の関係を有する請求項7又は8の現像装置。
9. The volume average particle diameter dt [μ of the non-magnetic toner]
m] and the weight average particle diameter dc [μm] of the magnetic carrier have a relationship of dt <dc <50 μm.
【請求項10】 体積平均粒径10μm以下の非磁性ト
ナーと、重量平均粒径80μm以下の磁性キャリアとを
有する二成分現像剤を、複数の磁極を有する磁界発生手
段を内部に非回転に配設した現像剤支持手段上に支持し
て、像担持体と対向した現像領域へ搬送し、前記現像領
域で現像剤の磁気ブラシを形成して、現像領域に振動電
界を形成した下で像担持体上の潜像を現像する現像装置
において、前記磁性キャリアの単位体積当たりの磁化の
強さが磁界の強さ1000ガウスにおいて30〜150
emu/cm3 であり、現像剤支持手段と像担持体との最近接
位置から像担持体の移動方向に対して下流側に10°以
内の範囲において、現像剤支持手段上における法線方向
の磁気力の相対値である磁気力指数Xの最大値が60以
上であり、ここに、磁気力指数Xは式(A): X={B2 (r)−B2 (r+Δr)}×(a/Δr) ・・・(A) 但し、 B2 (r)=B2 r (r)+B2 t (r) B2 (r+Δr)=B2 r (r+Δr)+B2 t (r+
Δr) a:比例定数。Δrが0.5mmのとき、a/Δr=2
×10-4r (r):現像剤支持手段上の位置rにおける法線方
向の磁束密度[ガウス] Br (r+Δr):現像剤支持手段上0.5mmの位置
における法線方向の磁束密度[ガウス] Bt (r):現像剤支持手段上の位置rにおける接線方
向の磁束密度[ガウス] Bt (r+Δr):現像剤支持手段上の0.5mmの位
置における接線方向の磁束密度[ガウス] で表され、更に前記最近接位置から像担持体の移動方向
に対して±10°以内において、前記現像剤支持手段上
における法線方向の磁束密度Br と接線方向の磁束密度
t のBr /Bt 比が3以上の領域が12°以上の幅で
存在することを特徴とする現像装置。
10. A two-component developer having a non-magnetic toner having a volume average particle diameter of 10 μm or less and a magnetic carrier having a weight average particle diameter of 80 μm or less is non-rotatably disposed inside a magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles. The image is carried while being supported on the provided developer supporting means and conveyed to a developing area facing the image carrier, and a magnetic brush of the developer is formed in the developing area, and an oscillating electric field is formed in the developing area. In a developing device for developing a latent image on a body, the strength of magnetization of the magnetic carrier per unit volume is 30 to 150 when the magnetic field strength is 1000 gauss.
emu / cm 3, which is within the range of 10 ° from the closest position between the developer supporting means and the image bearing member to the moving direction of the image bearing member within 10 ° of the normal direction on the developer supporting means. The maximum value of the magnetic force index X, which is the relative value of the magnetic force, is 60 or more, and the magnetic force index X is expressed by the formula (A): X = {B 2 (r) −B 2 (r + Δr)} × ( a / Δr) (A) where B 2 (r) = B 2 r (r) + B 2 t (r) B 2 (r + Δr) = B 2 r (r + Δr) + B 2 t (r +
Δr) a: Proportional constant. When Δr is 0.5 mm, a / Δr = 2
× 10 -4 Br (r): Magnetic flux density in the normal direction at the position r on the developer supporting means [Gauss] B r (r + Δr): Magnetic flux in the normal direction at the position of 0.5 mm on the developer supporting means Density [Gauss] B t (r): Magnetic flux density in tangential direction at position r on developer support means [Gauss] B t (r + Δr): Magnetic flux density in tangential direction at position 0.5 mm on developer support means [Gauss], and within ± 10 ° from the closest position to the moving direction of the image carrier, the magnetic flux density B r in the normal direction and the magnetic flux density B in the tangential direction on the developer supporting means. developing apparatus B r / B t ratio t is 3 or more regions are characterized by the presence in the 12 ° or wider.
【請求項11】 磁性キャリアの抵抗値が107 〜10
15Ω・cmである請求項10の現像装置。
11. A magnetic carrier having a resistance value of 10 7 to 10 10.
The developing device according to claim 10, wherein the developing device has a resistance of 15 Ω · cm.
【請求項12】 非磁性トナーの体積平均粒径dt[μ
m]、磁性キャリアの重量平均粒径dc[μm]が、 dt<dc<50μm の関係を有する請求項10又は11の現像装置。
12. A volume average particle diameter dt [μ of non-magnetic toner]
m] and the weight average particle diameter dc [μm] of the magnetic carrier have a relationship of dt <dc <50 μm.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7416828B2 (en) 2004-09-17 2008-08-26 Ricoh Company Limited Developing method, developing device, and process cartridge and image forming apparatus using the developing device
WO2017155125A1 (en) * 2016-03-08 2017-09-14 キヤノン株式会社 Developing device

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