JP2002108105A - Image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複
合機等の画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアを用
いて非磁性トナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、
帯電したトナーのみを現像ロール上に保持し、トナーを
飛翔させることにより静電潜像を現像する非接触現像方
式を採用する画像形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile or a multifunction machine using an electrophotographic system, and more particularly, to a two-component apparatus for charging a non-magnetic toner using a magnetic carrier. Using developer,
The present invention relates to an image forming apparatus that employs a non-contact developing method that develops an electrostatic latent image by holding only charged toner on a developing roll and causing toner to fly.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、非接触現像方式は、一成分現像の
手段として検討されてきたが、近年、高速の画像形成装
置として、例えば、感光体上に複数のカラー画像を順次
に形成する１ドラム色重ね方式用等に検討されてきた。
この１ドラム色重ね方式では、感光体上に正確にトナー
を重ねることにより、色ずれの少ないカラー画像を形成
することが可能で、カラーの高画質化に適した技術とし
て注目されてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, the non-contact developing method has been studied as a means of one-component developing. However, in recent years, as a high-speed image forming apparatus, for example, a method of sequentially forming a plurality of color images on a photosensitive member has been proposed. It has been studied for the drum color superposition method and the like.
In the one-drum color superposition method, it is possible to form a color image with less color shift by accurately superimposing toner on a photoreceptor, and it has been drawing attention as a technique suitable for high color image quality.
【０００３】そして、従来の非接触現像方式の一例が、
米国特許第３，８６６，５７４号に開示されている。こ
の技術によれば、ドナーロール（現像ロール）上に非磁
性トナーの薄層を形成し、感光体に対し非接触に設置
し、交流電圧によって感光体潜像にトナーを飛翔させて
いる。[0003] One example of a conventional non-contact developing method is as follows.
It is disclosed in U.S. Pat. No. 3,866,574. According to this technique, a thin layer of non-magnetic toner is formed on a donor roll (development roll), is placed in non-contact with the photoconductor, and the toner is caused to fly to the photoconductor latent image by an AC voltage.
【０００４】また、従来の非接触現像方式の他の一例
が、米国特許第３，９２９，０９８号に開示されてい
る。この技術によれば、磁気ロールを用いて二成分現像
剤をドナーロールに進ませ、このドナーロール上へトナ
ーを転移させてトナー薄層を形成する現像装置が示され
ている。この例では、二成分現像方式を採用し、ドナー
ロール上への薄層形成は可能なものの、トナー帯電が高
くなった場合に、ドナーロール上のトナーの分離が困難
になり、強い交流電圧を印加することが必要とされる。
しかし、強い交流電圧は、感光体上のトナー薄層を乱し
てしまうので、色重ねには不適当であった。Another example of the conventional non-contact developing system is disclosed in US Pat. No. 3,929,098. According to this technique, there is disclosed a developing device in which a two-component developer is advanced to a donor roll using a magnetic roll, and toner is transferred onto the donor roll to form a thin toner layer. In this example, a two-component developing method is adopted, and although a thin layer can be formed on the donor roll, it is difficult to separate the toner on the donor roll when the toner charge becomes high, and a strong AC voltage is applied. It is necessary to apply.
However, a strong AC voltage disturbs the thin toner layer on the photoreceptor, and is not suitable for color superposition.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術においては、露光直後の感光体の電位である
露光後電位の振れが環境によって大きく、その結果、感
光体の表面電位を高く設定する必要があり、必然的に現
像電界が高く設定されていた。このため、現像ロール上
に、トナーの消費領域と非消費領域とが発生し、そのロ
ール上におけるトナーの付着状態と、新たに供給された
トナーとの間に電位差が生じやすい。その結果、前回の
現像画像の残像（ゴースト）が次回の画像に重なって現
れる現象、いわゆる履歴現象（メモリ現象）が発生し易
いという問題点があった。However, in the above-mentioned prior art, the fluctuation of the post-exposure potential, which is the potential of the photoconductor immediately after exposure, is large depending on the environment. As a result, it is necessary to set the surface potential of the photoconductor high. Inevitably, the developing electric field was necessarily set high. For this reason, a toner consumption area and a non-consumption area are generated on the developing roll, and a potential difference is easily generated between the toner adhesion state on the roll and the newly supplied toner. As a result, there is a problem that a phenomenon in which a residual image (ghost) of the previous developed image overlaps with the next image, that is, a so-called hysteresis phenomenon (memory phenomenon) is likely to occur.
【０００６】さらに、従来技術では、一般に、負帯電性
のトナーを使用していた。このため、トナーが繰り返し
高い電界に曝されると、特に低温、低湿環境では、現像
領域のトナーの帯電電位と、非現像領域のトナーの帯電
電位との電位差が大きくなる傾向があった。その結果、
現像ゴーストが顕著になる傾向があった。Further, in the prior art, negatively chargeable toner is generally used. Therefore, when the toner is repeatedly exposed to a high electric field, particularly in a low-temperature and low-humidity environment, the potential difference between the charged potential of the toner in the developing region and the charged potential of the toner in the non-developed region tends to increase. as a result,
The development ghost tended to be remarkable.
【０００７】そこで、履歴現象の発生を防止するため、
特開平１１−２３１６５２号公報には、現像ロール上の
現像トナーを掻き取るための部材と、掻き取られたトナ
ーの回収装置が開示されている。しかし、掻き取り部材
を設けると、トナーに大きな物理的又は電気的なストレ
スを与え、トナー劣化の要因となる。Therefore, in order to prevent the occurrence of the history phenomenon,
JP-A-11-231652 discloses a member for scraping off a developing toner on a developing roll and a device for collecting the scraped-off toner. However, when the scraping member is provided, a large physical or electrical stress is applied to the toner, which causes deterioration of the toner.
【０００８】また、特開平３−１１３４７４号公報に
は、いわゆるパウダークラウド現像法が提案されてい
る。このパウダークラウド現像法では、ドナーロールと
感光体との間にワイヤーからなる補助電極を設け、この
補助電極に弱い交流電圧を印加することにより、現像さ
れたトナーを乱さずに色重ねすることができる。しか
し、この技術では、補助電極のワイヤーが非常に汚れ易
く、また、ワイヤーが振動すると、画像劣化が発生する
傾向がある。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-113474 proposes a so-called powder cloud developing method. In the powder cloud developing method, an auxiliary electrode made of a wire is provided between a donor roll and a photoreceptor, and by applying a weak AC voltage to the auxiliary electrode, color development can be performed without disturbing the developed toner. it can. However, according to this technique, the wire of the auxiliary electrode is very likely to be soiled, and if the wire vibrates, image deterioration tends to occur.
【０００９】また、電子写真学会誌 第１９刊、第２号
（１９８１）、ｐｐ．４４−５１には、二成分現像剤を
用いたタッチダウン現像法における現像ロール上のトナ
ー薄層の形成について理論的な考察が記載されている。
しかし、タッチダウン現像法では、現像残トナーと補給
トナーとの入れ替わりが容易でなく、選択現像が発生し
て現像性が低下するおそれがある。Further, the Journal of the Society of Electrophotography, 19th, 2nd (1981), pp. 44-51 describe theoretical considerations on the formation of a thin toner layer on a developing roll in a touch-down development method using a two-component developer.
However, in the touch-down development method, it is not easy to switch between the undeveloped toner and the replenishment toner, and there is a possibility that the selective development occurs and the developability is reduced.
【００１０】本発明は、上記の問題を解決すべくなされ
たものであり、二成分現像剤を使用する非接触現像方式
の画像形成装置において、残像の発生を抑制するととも
に、鮮明な画像を形成することができる技術の提供を目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and in a non-contact developing type image forming apparatus using a two-component developer, it is possible to suppress generation of an afterimage and form a clear image. The purpose is to provide technologies that can be used.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１に係る画像形成方法によれば、トナーを帯電させて保
持するキャリアによる磁気ブラシを発生させる磁気ロー
ルと、磁気ブラシから供給されたトナーによりトナー薄
層が表面に形成される現像ロールと、正帯電性の感光体
を有し、トナー薄層のトナーを静電潜像に応じて選択的
に飛翔させて画像形成する静電潜像担持体とを備えた画
像形成装置により画像形成をおこなうにあたり、トナー
として、帯電量が５〜２０μＣ／ｇの範囲内に制御され
た正帯電極性するトナーを使用し、感光体の表面電位を
０〜２５０Vの範囲内とし、かつ、当該感光体を露光し
た直後の電位である露光後電位を０〜１００Vの範囲内
とする方法としてある。Therefore, according to the image forming method of the present invention, a magnetic roll for generating a magnetic brush by a carrier for charging and holding toner, and a magnetic roll supplied from the magnetic brush. A developing roll having a thin toner layer formed on the surface thereof by a toner, and an electrostatic latent member having a positively charged photoreceptor and forming an image by selectively flying toner of the thin toner layer according to the electrostatic latent image When an image is formed by an image forming apparatus having an image carrier, a toner having a positive charge polarity whose charge amount is controlled in the range of 5 to 20 μC / g is used as a toner, and the surface potential of the photoconductor is reduced. This is a method in which the potential is set within a range of 0 to 250 V, and the post-exposure potential, which is a potential immediately after exposing the photosensitive member, is set within a range of 0 to 100 V.
【００１２】感光体の表面電位を２５０Ｖよりも高くす
ると、現像ローラの表面に形成されたトナー薄層の帯電
が上昇する。その結果、非現像領域のトナーの帯電電位
との電位差が大きくなる傾向があった。このため、現像
ゴーストが顕著になる傾向があった。そこで、本発明で
は、感光体の表面電位を０〜２５０Ｖの範囲内としてい
る。When the surface potential of the photosensitive member is higher than 250 V, the charge of the thin toner layer formed on the surface of the developing roller increases. As a result, the potential difference from the charged potential of the toner in the non-developing area tends to increase. For this reason, the development ghost tends to be remarkable. Therefore, in the present invention, the surface potential of the photoconductor is set in the range of 0 to 250V.
【００１３】そして、表面電位を０〜２５０Ｖの範囲内
とした条件下において、露光後電位を１００Ｖ以下にす
ると、正帯電性トナーの帯電量を５〜２０μＣ／ｇの範
囲内に容易に制御でき、現像性を保ちつつ、カブリの発
生を抑制することができることを見出した。なお、露光
後電位は、露光エネルギーによって制御することができ
る。Under the condition that the surface potential is in the range of 0 to 250 V, if the post-exposure potential is 100 V or less, the charge amount of the positively chargeable toner can be easily controlled in the range of 5 to 20 μC / g. It was found that fogging can be suppressed while maintaining developability. Note that the post-exposure potential can be controlled by the exposure energy.
【００１４】また、請求項２記載の発明によれば、現像
ロールの電位を０〜２００Ｖの範囲内とし、現像ロール
の電位と磁気ロールの電位との電位差を１００〜３５０
Ｖの範囲内とし、現像ロールと静電潜像担持体との間
に、周波数が１〜３ｋＨｚ、かつ、ピーク電圧が５００
〜２０００Ｖの交流電圧を印加する方法としてある。According to the second aspect of the present invention, the potential of the developing roll is set in the range of 0 to 200 V, and the potential difference between the potential of the developing roll and the potential of the magnetic roll is set to 100 to 350 V.
V, a frequency of 1 to 3 kHz and a peak voltage of 500 between the developing roll and the electrostatic latent image carrier.
This is a method of applying an AC voltage of ２０００2000 V.
【００１５】このように、本発明によれば、バイアス電
圧を低くし、さらに、磁気ロールと現像ロールとの電位
差を所定の値としている。これにより、ドナーの過剰帯
電を抑制して残像の発生を抑制するとともに、鮮明な画
像を形成することができる。As described above, according to the present invention, the bias voltage is reduced, and the potential difference between the magnetic roll and the developing roll is set to a predetermined value. This makes it possible to suppress the occurrence of an afterimage by suppressing excessive charging of the donor and to form a clear image.
【００１６】さらに、バイアス電圧を低くしたことによ
り、現像ロールにトナーが付着する静電気力が小さくな
る。その結果、現像ロール上の現像残トナーを、掻き取
りブレード等の特別な装置を設けることなく、現像ロー
ルと磁気ロールとの周速差による磁気ブラシ効果により
効率良く磁気ロールに回収することができる。そして現
像残トナーの回収とともに、新規トナーの現像ロールへ
の供給を行うことにより、トナーの入れ替えが容易にで
きるので、現像ロール上に均一厚さのトナー薄層を形成
することができ、その結果、画像むらの発生を抑制する
ことができる。Further, by lowering the bias voltage, the electrostatic force that causes toner to adhere to the developing roll is reduced. As a result, the undeveloped toner on the developing roll can be efficiently collected on the magnetic roll by a magnetic brush effect due to a peripheral speed difference between the developing roll and the magnetic roll without providing a special device such as a scraping blade. . Then, by supplying the new toner to the developing roll together with collecting the undeveloped toner, the toner can be easily replaced, so that a thin toner layer having a uniform thickness can be formed on the developing roll. In addition, the occurrence of image unevenness can be suppressed.
【００１７】また、本発明では、実験に基づいて、磁気
ロールと現像ロールとの電位差を１００〜３５０Ｖとし
たことにより、残像の発生もカブリの発生も抑制するこ
とができる。In the present invention, the occurrence of an afterimage and the occurrence of fog can be suppressed by setting the potential difference between the magnetic roll and the developing roll to 100 to 350 V based on experiments.
【００１８】また、本発明によれば、実験に基づいて、
静電潜像担持体に対して、ピーク電圧５００〜２０００
Ｖの交流電圧を周波数１〜３ｋＨｚで印加することによ
り、静電潜像担持体上に現像の正確化、及び、磁気ロー
ルへの現像残トナーの回収の容易化を図ることができ
る。Further, according to the present invention, based on experiments,
A peak voltage of 500 to 2000 with respect to the electrostatic latent image carrier
By applying the AC voltage of V at a frequency of 1 to 3 kHz, it is possible to accurately perform development on the electrostatic latent image carrier and to easily collect the undeveloped toner on the magnetic roll.
【００１９】また、好ましくは、トナー薄層の厚さを１
０〜５０μｍとするのがよい。トナー薄層が厚すぎる
と、トナーを静電潜像担持体へ飛翔させることが困難と
なる。また、通常、磁気ロールから現像ロールへは、一
度に厚さ５０μｍ以上分の大量のトナーを供給すること
が困難である。このため、トナー薄層の厚さを５０μｍ
以上とすると、現像時に濃度差が生じ易くなる。さら
に、トナー薄層が厚すぎると、全てのトナーを潜像上に
飛翔させることが困難となり、強いゴーストを発生させ
るおそれがある。その上、現像残トナーを回収する際に
トナー薄層が厚すぎると、現像残トナーを回収しきれ
ず、残像発生の原因となってしまう。Preferably, the thickness of the thin toner layer is 1
The thickness is preferably 0 to 50 μm. If the toner thin layer is too thick, it is difficult to cause the toner to fly to the electrostatic latent image carrier. Also, it is usually difficult to supply a large amount of toner having a thickness of 50 μm or more at a time from the magnetic roll to the developing roll. Therefore, the thickness of the thin toner layer is set to 50 μm
With the above, a density difference is likely to occur during development. Further, if the toner thin layer is too thick, it is difficult to cause all the toner to fly on the latent image, and a strong ghost may be generated. In addition, if the toner thin layer is too thick when collecting the undeveloped toner, the undeveloped toner cannot be completely collected, resulting in generation of an afterimage.
【００２０】一方、トナー薄層が薄すぎると、潜像を十
分な現像性で現像するのに必要な量のトナーを確保する
ため、現像ロールの回転速度を高くする必要がある。こ
のため、トナー薄層は１０μｍ以上あることが望まし
い。On the other hand, if the toner thin layer is too thin, it is necessary to increase the rotation speed of the developing roll in order to secure an amount of toner necessary for developing the latent image with sufficient developability. Therefore, it is desirable that the toner thin layer has a thickness of 10 μm or more.
【００２１】また、好ましくは、現像ロールと静電潜像
担持体との間隙を、５０〜４００μｍ、より好ましくは
２００〜３００μｍとする構成としてある。この間隙が
５０μｍよりも狭いと、カブリが発生し易くなる。一
方、この間隙が４００μｍよりも広いと、トナーを静電
潜像担持体へ飛翔させることが困難となり、その結果、
十分な画像濃度を得ることが困難となる。その上、選択
現像を発生させる要因ともなる。Preferably, the gap between the developing roll and the electrostatic latent image carrier is 50 to 400 μm, more preferably 200 to 300 μm. If this gap is smaller than 50 μm, fogging tends to occur. On the other hand, if the gap is wider than 400 μm, it becomes difficult to cause the toner to fly to the electrostatic latent image carrier, and as a result,
It is difficult to obtain a sufficient image density. In addition, it also causes selective development.
【００２２】また、請求項３記載の発明によれば、感光
体を、アモルファスシリコンの感光層により構成し、当
該感光体の厚さを１０〜２５μｍの範囲内とする方法と
してある。なお、本発明では、感光体の厚さとは、アモ
ルファス製の感光層部分の厚さだけではなく、静電潜像
担持体の基材の表面から、担持体の最表面までの部分ま
での厚さを指す。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method in which the photosensitive member is constituted by a photosensitive layer of amorphous silicon, and the thickness of the photosensitive member is in the range of 10 to 25 μm. In the present invention, the thickness of the photoreceptor means not only the thickness of the amorphous photosensitive layer portion but also the thickness from the surface of the electrostatic latent image carrier to the outermost surface of the carrier. Point out.
【００２３】感光体を薄くすると、飽和帯電電位が低下
するとともに、絶縁破壊に至る耐電圧が低下する。その
一方で、感光体を薄くすると、潜像形成時の感光体表面
の電荷密度が向上して現像性が向上する。そして、この
性質は、誘電率が約１０程度と高いアモルファスシリコ
ン感光体では、厚さが２５μｍ以下、より好ましくは２
０μｍ以下の場合に特に顕著である。しかし、感光体の
厚さが１０μｍ未満となると、感光体の電位の調整が困
難となり、いわゆる黒点やカブリが発生し易くなり、ま
た、飽和帯電電位が低下して、必要な帯電電位を確保す
ることが困難になる傾向がある。したがって、本発明で
は、アモルファスシリコン感光体の厚さを１０〜２５μ
ｍとしている。When the photoreceptor is made thinner, the saturation charging potential is reduced, and the withstand voltage to dielectric breakdown is reduced. On the other hand, when the photoconductor is made thin, the charge density on the photoconductor surface at the time of forming a latent image is improved, and the developability is improved. And, this property is that the thickness of an amorphous silicon photoreceptor having a high dielectric constant of about 10 is 25 μm or less,
This is particularly noticeable in the case of 0 μm or less. However, when the thickness of the photoreceptor is less than 10 μm, it is difficult to adjust the potential of the photoreceptor, so that so-called black spots and fogging are likely to occur, and the saturated charging potential is lowered to secure a necessary charging potential. It tends to be difficult. Therefore, in the present invention, the thickness of the amorphous silicon photoreceptor is set to 10 to 25 μm.
m.
【００２４】また、アモルファスシリコン感光体は、露
光後電位が１０Ｖ以下と極めて低いため、感光体の表面
電位を低く設定しても十分な電位差を得ることができる
ので、現像性を高めるのに有利である。そして、特に、
バイアス電圧（現像バイアス）を低電圧とすれば、感光
体を薄くすることによって、飽和帯電電位が低下し、か
つ、絶縁破壊に至る耐電圧が低下しても、実用上問題な
い。Further, since the amorphous silicon photoreceptor has a very low potential after exposure of 10 V or less, a sufficient potential difference can be obtained even if the surface potential of the photoreceptor is set low, which is advantageous for improving the developability. It is. And, in particular,
If the bias voltage (developing bias) is set to a low voltage, there is no practical problem even if the saturation charging potential is reduced by reducing the thickness of the photoreceptor and the withstand voltage that causes dielectric breakdown is reduced.
【００２５】また、好ましくは、感光体の表面に、厚さ
０．３〜５μｍの表面保護層を設けるとよい。その理由
は、表面保護層の厚さが０．３μｍ未満となると、感光
体の飽和帯電電位、耐摩耗性、耐環境性等の特性が低下
する傾向があるためである。一方、表面保護層の厚さが
５μｍを超えると、画質劣化の要因となり、また、製造
時間が長くなって経済的に不利となる。Preferably, a surface protective layer having a thickness of 0.3 to 5 μm is provided on the surface of the photoreceptor. The reason is that when the thickness of the surface protective layer is less than 0.3 μm, the characteristics such as the saturation charging potential, abrasion resistance, and environmental resistance of the photoconductor tend to decrease. On the other hand, if the thickness of the surface protective layer exceeds 5 μm, it causes deterioration of image quality, and the production time becomes longer, which is economically disadvantageous.
【００２６】また、請求項４記載の発明によれば、感光
体を、有機感光体（ＯＰＣ）により構成し、当該感光体
の厚さを２５〜４０μｍの範囲内とする方法としてあ
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method in which the photoconductor is formed of an organic photoconductor (OPC), and the thickness of the photoconductor is in the range of 25 to 40 μm.
【００２７】正帯電性の有機感光体を用いた場合は、感
光層の膜厚を２５μｍ以上として、電荷発生材料の添加
量を増やすことにより、露光後電位を１００Ｖ以下にす
ることができる。有機感光体は、電荷発生材料を添加す
るので単層構造であることが望ましい。一方、感光体の
厚さを４０μｍより厚くすると、解像度が低下する。When a positively chargeable organic photoreceptor is used, the post-exposure potential can be reduced to 100 V or less by setting the thickness of the photosensitive layer to 25 μm or more and increasing the amount of the charge generating material added. The organic photoreceptor preferably has a single layer structure since a charge generating material is added. On the other hand, when the thickness of the photoconductor is larger than 40 μm, the resolution is reduced.
【００２８】ところで、従来の画像形成装置において
は、キャリアを長期間使用すると、キャリアの劣化によ
って、トナーの帯電性が変化してくる。例えば、キャリ
ア表面のコート材が２０％以上剥がれると、トナーへの
帯電性が変化する。その結果、現像ロール上のトナーの
帯電のばらつきが大きくなって、帯電不良によるトナー
の飛散やカブリが発生して、画像汚染や現像性が低下
し、いわゆる選択現像等が発生する。In a conventional image forming apparatus, when a carrier is used for a long time, the chargeability of the toner changes due to the deterioration of the carrier. For example, when the coating material on the carrier surface is peeled off by 20% or more, the chargeability to the toner changes. As a result, the variation in the charging of the toner on the developing roll becomes large, and the toner is scattered or fogged due to the charging failure, so that the image contamination and the developing property are reduced, so-called selective development or the like occurs.
【００２９】このため、従来の画像形成装置において
は、画像品質を維持するため、一定時間使用して劣化し
たキャリアを交換する必要があった。しかし、キャリア
の交換の煩わしさが、非接触方式の画像形成装置の普及
の妨げとなっていた。For this reason, in the conventional image forming apparatus, in order to maintain the image quality, it is necessary to replace the deteriorated carrier after a certain period of use. However, the trouble of exchanging carriers has hindered the spread of non-contact type image forming apparatuses.
【００３０】そこで、請求項５記載の発明によれば、キ
ャリアとして、磁性を備えたキャリア芯材と、このキャ
リア芯材の表面に重合形成された高分子量ポリエチレン
樹脂を含む被覆層とにより構成され、１０8〜１０12Ω
ｃｍの抵抗値を有し、かつ、６０〜１００ｅｍｕ／ｇの
飽和磁化を有するキャリアを使用する方法としてある。Therefore, according to the fifth aspect of the present invention, the carrier comprises a carrier core material having magnetism and a coating layer containing a high molecular weight polyethylene resin polymerized on the surface of the carrier core material. , 10 8 to 10 12 Ω
The method uses a carrier having a resistance value of 60 cm and a saturation magnetization of 60 to 100 emu / g.
【００３１】このように、キャリアの抵抗値を抵抗調整
剤等で処理することにより所定の値として帯電制御する
とともに、キャリアの表面に被覆層を重合形成したの
で、極めて高い強度、耐久性を実現することができる。
そして、このようなキャリアを用いれば、キャリアを繰
り返し使用しても、キャリアの表面劣化が少なく、現像
ロール上に安定した帯電トナー薄層を形成することがで
きる。その結果、静電潜像担持体に正確に現像すること
が可能となる。さらに、キャリアの耐久性が高いので、
現像機器の寿命まで、実質的に、キャリアを交換する必
要がなくなる。As described above, the resistance value of the carrier is treated with a resistance adjuster or the like to control the charge as a predetermined value, and the coating layer is formed on the surface of the carrier by polymerization, thereby achieving extremely high strength and durability. can do.
When such a carrier is used, even if the carrier is repeatedly used, the surface of the carrier is hardly deteriorated, and a stable thin charged toner layer can be formed on the developing roll. As a result, it is possible to accurately develop on the electrostatic latent image carrier. Furthermore, because the durability of the carrier is high,
There is virtually no need to replace the carrier over the life of the developing equipment.
【００３２】また、好ましくは、キャリア芯材は、その
表面に微小な凹凸を有し、被覆層は、この凹凸にエチレ
ン重合触媒を保持させた後、エチレンガスを導入して重
合成長させた重量平均分子量が５００００以上の高分子
量ポリエチレンにより形成するのがよい。Preferably, the carrier core material has fine irregularities on its surface, and the coating layer is formed by holding an ethylene polymerization catalyst on the irregularities and then introducing and growing ethylene gas to carry out polymerization. It is preferable to use a high molecular weight polyethylene having an average molecular weight of 50,000 or more.
【００３３】このようにキャリア芯材の表面をエチレン
重合触媒で処理し、表面上で直接エチレンを重合（生
成）させながらポリエチレン樹脂被覆キャリアを生成す
る重合法は、例えば、特開昭６０−１０６８０８号公報
又は特開平２−１８７７７０号公報等に記載されてい
る。As described above, a polymerization method in which the surface of a carrier core material is treated with an ethylene polymerization catalyst and a polyethylene resin-coated carrier is produced while directly polymerizing (generating) ethylene on the surface is disclosed in, for example, JP-A-60-106808. And Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-187770.
【００３４】[0034]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、
実施形態の画像形成装置の構成について説明する。図１
に示すように、この画像形成装置は、直径２０ｍｍの磁
気ロール１と、直径２０ｍｍの現像ロール２と、静電潜
像担持体３とを備えている。そして、この磁気ロール１
は、トナー５を帯電させて保持するキャリア４による磁
気ブラシ１０を発生させる。また、現像ロール２の表面
には、磁気ブラシ１０から供給されたトナー５によりト
ナー薄層６が形成される。そして、静電潜像担持体３
は、トナー薄層６のトナーを静電潜像に応じて選択的に
飛翔させて画像形成する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, referring to FIG.
A configuration of the image forming apparatus according to the embodiment will be described. FIG.
As shown in FIG. 1, this image forming apparatus includes a magnetic roll 1 having a diameter of 20 mm, a developing roll 2 having a diameter of 20 mm, and an electrostatic latent image carrier 3. And this magnetic roll 1
Generates the magnetic brush 10 by the carrier 4 that charges and holds the toner 5. A thin toner layer 6 is formed on the surface of the developing roll 2 by the toner 5 supplied from the magnetic brush 10. Then, the electrostatic latent image carrier 3
Forms an image by selectively flying the toner of the thin toner layer 6 according to the electrostatic latent image.
【００３５】また、静電潜像担持体３は、アモルファス
シリコンの感光層を含む、厚さ１０〜２５μｍの感光体
を表面に有している。ここで、図２に静電潜像担持体３
の要部拡大図を示す。図２に示すように、この静電潜像
担持体３は、基材３１の上に、阻止層３２、アモルファ
スシリコン（ａ−Ｓｉ）の感光層３３及び表面保護層３
４を順次に積層した構造を有する。そして、ここでは、
感光体３０の厚さとは、これら阻止層３２、感光層３３
及び表面保護層３４の厚さの合計Ｔを指す。The electrostatic latent image carrier 3 has on its surface a photoreceptor having a thickness of 10 to 25 μm including a photosensitive layer of amorphous silicon. Here, FIG. 2 shows the electrostatic latent image carrier 3
FIG. As shown in FIG. 2, the electrostatic latent image carrier 3 has a blocking layer 32, a photosensitive layer 33 made of amorphous silicon (a-Si), and a surface protection layer 3 on a substrate 31.
4 are sequentially laminated. And here,
The thickness of the photoreceptor 30 refers to the thickness of the blocking layer 32 and the photosensitive layer 33.
And the total thickness T of the surface protective layer 34.
【００３６】なお、感光体の感光層の材料は、アモルフ
ァスシリコンであれば、特に制限されない。アモルファ
スシリコンとしては、例えばａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ
−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮ等の無機材料を挙げることがで
きる。The material of the photosensitive layer of the photosensitive member is not particularly limited as long as it is amorphous silicon. As amorphous silicon, for example, a-Si, a-SiC, a
Inorganic materials such as —SiO and a-SiON.
【００３７】また、表面保護層の厚さｔは０．３〜５μ
ｍである。また、表面保護層３４の材料としては、ａ−
ＳｉＣのうち、Ｓｉ（シリコン）とＣ（炭素）との比率
が特定のものを使用することが望ましい。このようなａ
−ＳｉＣとしては、ａ−Ｓｉ (1-X)ＣX（０．３≦Ｘ＜
１．０）が好ましく、さらに、ａ−Ｓｉ(1-X)ＣX（０．
５≦Ｘ≦０．９５）がより好ましい。その理由は、この
ようなａ−ＳｉＣは、１０12〜１０13Ω・ｃｍという特
に高い抵抗値を有しており、優れた飽和帯電電位、耐摩
耗性、耐環境性（耐湿性）が得られるためである。The thickness t of the surface protective layer is 0.3 to 5 μm.
m. The material of the surface protection layer 34 is a-
Ratio of Si (silicon) and C (carbon) in SiC
It is desirable to use a specific one. Such a
-SiC is a-Si (1-X)CX(0.3 ≦ X <
1.0) is preferable, and a-Si(1-X)CX(0.
5 ≦ X ≦ 0.95) is more preferable. The reason is this
Such a-SiC is 1012-1013Ω · cm
High resistance value, excellent saturation charging potential, and abrasion resistance
This is because wear resistance and environmental resistance (moisture resistance) can be obtained.
【００３８】そして、本実施形態では、トナー５として
正帯電極性を有するトナーを使用する。そして、感光体
の表面電位を０〜２５０Vの範囲内とし、かつ、レーザ
スキャナやＬＥＤ管によって感光体を露光した直後の電
位である露光後電位を０〜１００Vの範囲内とする。In this embodiment, a toner having a positive charge polarity is used as the toner 5. Then, the surface potential of the photoconductor is set in a range of 0 to 250 V, and the post-exposure potential, which is a potential immediately after exposing the photoconductor by a laser scanner or an LED tube, is set in a range of 0 to 100 V.
【００３９】また、静電潜像担持体３と現像ロール２と
の間に０〜２００Ｖのバイアス電圧Ｖｄｃ１を印加する
第一直流用電源部７ａと、交流用電源部７ｂとからなる
電源部７が設けられている。さらに、交流用電源部７ｂ
は、静電潜像担持体３に対して、ピーク電圧Ｖｐｐ＝５
００〜２０００Ｖの交流電圧を周波数ｆ＝１〜３ｋＨｚ
で印加する。なお、バイアス電圧は、感光体の表面電位
よりも低く、かつ、露光後電位よりも高くする。A power supply unit 7 comprising a first DC power supply unit 7a for applying a bias voltage Vdc1 of 0 to 200 V between the electrostatic latent image carrier 3 and the developing roll 2, and an AC power supply unit 7b. Is provided. Further, an AC power supply unit 7b
Is the peak voltage Vpp = 5 with respect to the electrostatic latent image carrier 3.
AC voltage of 00-2000V, frequency f = 1-3kHz
Is applied. The bias voltage is lower than the surface potential of the photoconductor and higher than the post-exposure potential.
【００４０】また、磁気ロール１に電圧Ｖｄｃ２を印加
する第二直流用電源８を設けている。そして、現像ロー
ル２の電位と磁気ロール１の電位との電位差｜Ｖｄｃ２
−Ｖｄｃ１｜が１００〜３５０Ｖとなるように第一及び
第二直流用電源部７ａ及び８の電圧を決める。ここで
は、例えば、Ｖｄｃ２＝２５０Ｖ、Ｖｄｃ１＝１００
Ｖ、｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜＝１５０Ｖとするとよい。Further, a second DC power supply 8 for applying a voltage Vdc2 to the magnetic roll 1 is provided. Then, the potential difference | Vdc2 between the potential of the developing roll 2 and the potential of the magnetic roll 1
The voltages of the first and second DC power supply units 7a and 8 are determined so that -Vdc1 | Here, for example, Vdc2 = 250 V, Vdc1 = 100
V, | Vdc2−Vdc1 | = 150V.
【００４１】ここで、図３の実験結果グラフを参照し
て、バイアス電圧Ｖｄｃ１及び電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄ
ｃ１｜と現像特性との関係について説明する。図３のグ
ラフの横軸は、電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜を表し、
縦軸は、バイアス電圧Ｖｄｃ１を表す。そして、図３に
示すように、バイアス電圧Ｖｄｃ１が２００Ｖよりも高
いとゴーストが発生する。また、電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖ
ｄｃ１｜が１００Ｖ未満になってもゴーストが発生す
る。Here, referring to the experimental result graph of FIG. 3, the bias voltage Vdc1 and the potential difference | Vdc2-Vd
The relationship between c1 | and the development characteristics will be described. The horizontal axis of the graph in FIG. 3 represents the potential difference | Vdc2−Vdc1 |
The vertical axis represents the bias voltage Vdc1. Then, as shown in FIG. 3, when the bias voltage Vdc1 is higher than 200 V, a ghost occurs. In addition, the potential difference | Vdc2-V
Even if dc1 | becomes less than 100 V, a ghost occurs.
【００４２】一方、電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜が３
５０Ｖよりも高くなると、カブリが発生する。したがっ
て、図３から、バイアス電圧Ｖｄｃ１が０〜２００Ｖ、
かつ、電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜が１００〜３５０
Ｖの範囲内であれば、高品質の画質が得られることが分
かる。On the other hand, the potential difference | Vdc2−Vdc1 |
If the voltage is higher than 50 V, fog occurs. Therefore, from FIG. 3, the bias voltage Vdc1 is 0 to 200 V,
And the potential difference | Vdc2−Vdc1 |
It can be seen that high quality image quality can be obtained within the range of V.
【００４３】再び図１を参照すると、画像形成の際に
は、磁気ロール１に保持されたキャリア４及びトナー５
からなる現像剤を攪拌しながら、トナー５を適正なレベ
ルに帯電させる。現像剤は、磁気ブラシ１０を形成す
る。そして、この磁気ブラシ１０は、規制ブレード９を
通過することにより、一定の厚さで現像ロール２に接触
する。ここでは、規制ブレード９と磁気ロール１との間
隙を０．３〜１．５ｍｍとしている。また、磁気ロール
１と現像ロール２との間隙も、同様に、０．３〜１．５
ｍｍとしている。また、現像ロール２と静電潜像担持体
３との間隙を、５０〜４００μｍ、好ましくは、２００
〜３００μｍとしている。Referring again to FIG. 1, when forming an image, the carrier 4 and the toner 5 held on the magnetic roll 1 are formed.
The toner 5 is charged to an appropriate level while stirring the developer composed of. The developer forms the magnetic brush 10. Then, the magnetic brush 10 contacts the developing roll 2 with a certain thickness by passing through the regulating blade 9. Here, the gap between the regulating blade 9 and the magnetic roll 1 is set to 0.3 to 1.5 mm. Similarly, the gap between the magnetic roll 1 and the developing roll 2 is 0.3 to 1.5.
mm. The gap between the developing roll 2 and the electrostatic latent image carrier 3 is set to 50 to 400 μm, preferably 200 to 400 μm.
３００300 μm.
【００４４】このような間隙や印加電圧条件で、トナー
薄層６を形成すると、トナー薄層６の厚さが１０〜５０
μｍとなる。そして、現像ロール２のプロセス線速を７
２ｍｍ／ｓとし、磁気ロール１をその三倍の速度で回転
させる。その結果、周速差によるブラシ効果によって、
現像残トナーと供給トナーとを容易に入れ替えることが
できる。このため、残像の発生を抑制するとともに、鮮
明な画像を形成することができる。When the thin toner layer 6 is formed under such conditions of the gap and the applied voltage, the thickness of the thin toner layer 6 becomes 10 to 50.
μm. Then, the process linear velocity of the developing roll 2 is set to 7
At 2 mm / s, the magnetic roll 1 is rotated at three times the speed. As a result, due to the brush effect caused by the peripheral speed difference,
The undeveloped toner and the supplied toner can be easily replaced. For this reason, the generation of an afterimage can be suppressed, and a clear image can be formed.
【００４５】さらに、本実施形態で使用するキャリア４
は、磁性を備えたキャリア芯材と、このキャリア芯材の
表面に重合形成された高分子量ポリエチレン樹脂を含む
被覆層とから構成されている。キャリア芯材はその表面
に微小な凹凸を有する。また、被覆層は、この凹凸にエ
チレン重合触媒を保持させた後、エチレンガスを導入し
て重合成長させた重量平均分子量が５００００以上の高
分子量ポリエチレンにより構成されている。Further, the carrier 4 used in this embodiment is
Is composed of a carrier core material having magnetism and a coating layer containing a high molecular weight polyethylene resin polymerized on the surface of the carrier core material. The carrier core material has minute irregularities on its surface. The coating layer is made of high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 50,000 or more, which is obtained by polymerizing and growing an ethylene polymerization catalyst by holding an ethylene polymerization catalyst on the irregularities.
【００４６】また、キャリア４は、１０8〜１０12Ωｃ
ｍの抵抗値を有し、かつ、６０〜１００ｅｍｕ／ｇの飽
和磁化を有することが望ましい。キャリアの抵抗値が１
０8Ω・ｃｍ未満であると、キャリア現像やカブリが発
生するおそれがある一方、１０12Ω・ｃｍを超えると、
画像濃度低下等画質劣化のおそれがあるからである。な
お、抵抗値は、電極面積５ｃｍ2荷重１ｋｇの０．５ｃ
ｍの厚さのキャリア層を設け、上下の電極に１〜５００
Ｖの電圧を印加し、底に流れる電流値を測定し、換算し
て求めるとよい。The carrier 4 has a resistance of 10 8 to 10 12 Ωc.
It is desirable to have a resistance value of m and a saturation magnetization of 60 to 100 emu / g. Carrier resistance is 1
If it is less than 0 8 Ω · cm, carrier development or fogging may occur, while if it exceeds 10 12 Ω · cm,
This is because there is a risk of image quality deterioration such as a decrease in image density. Note that the resistance value is 0.5 cm of an electrode area of 5 cm 2 and a load of 1 kg.
m, and a carrier layer having a thickness of
A voltage of V may be applied, and the value of the current flowing to the bottom may be measured and converted.
【００４７】さらに、キャリアの被覆層は、少なくとも
その最外殻層として、疎水性シリカ、磁性粉及び／又は
微粒子樹脂を含むことが望ましい。Further, it is desirable that the coating layer of the carrier contains hydrophobic silica, magnetic powder and / or fine particle resin at least as the outermost layer.
【００４８】このようなキャリア４は、極めて高い強
度、耐久性を有する。そして、このキャリアを用いれ
ば、キャリアを繰り返し使用しても、キャリアの表面劣
化が少なく、現像ロール上に安定した帯電トナー薄層を
形成することができる。その結果、静電潜像担持体に正
確に現像することが可能となる。さらに、キャリアの耐
久性が高いので、現像機器の寿命まで、実質的にキャリ
アを交換する必要がなくなる。Such a carrier 4 has extremely high strength and durability. When this carrier is used, even if the carrier is repeatedly used, the surface of the carrier is hardly deteriorated, and a stable thin charged toner layer can be formed on the developing roll. As a result, it is possible to accurately develop on the electrostatic latent image carrier. Further, since the carrier has high durability, it is not necessary to substantially replace the carrier until the life of the developing device.
【００４９】また、本実施形態における電子写真用現像
剤は、キャリアに各種トナーを混合することによって得
ることができる。本実施形態では、公知の正帯電性トナ
ーが使用可能である。Further, the electrophotographic developer according to the present embodiment can be obtained by mixing various toners with a carrier. In the present embodiment, a known positively chargeable toner can be used.
【００５０】また、このような、正帯電性トナーは、樹
脂と帯電制御剤（ＣＣＡ）とにより構成するとよい。樹
脂としては、例えば、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）
等のモノマーをスチレンアクリル共重合体に導入したも
のを使用できる。また、帯電制御剤（ＣＣＡ）として
は、例えば、四級アンモニウム塩、ニグロシン又はトリ
フェニルメタン系染料を使用することができる。Further, such a positively chargeable toner is preferably composed of a resin and a charge control agent (CCA). As the resin, for example, methyl methacrylate (MMA)
A monomer obtained by introducing a monomer such as the above into a styrene acrylic copolymer can be used. Further, as the charge control agent (CCA), for example, a quaternary ammonium salt, nigrosine or a triphenylmethane dye can be used.
【００５１】そして、このような正帯電性トナーとして
はは、例えば、懸濁重合法、粉砕法、マイクロカプセル
法、スプレードライ法、メカノケミカル法等に公知の方
法で製造することができる。また、正帯電性トナーの帯
電量は、外添剤、帯電制御剤（ＣＣＡ）、樹脂及びキャ
リア等により、５〜２０μＣ／ｇに制御される。Such a positively chargeable toner can be produced by a known method such as a suspension polymerization method, a pulverization method, a microcapsule method, a spray drying method, and a mechanochemical method. The charge amount of the positively chargeable toner is controlled to 5 to 20 μC / g by an external additive, a charge control agent (CCA), a resin, a carrier, and the like.
【００５２】また、本実施形態におけるトナーの混合割
合は、キャリア及びトナーの合計量に対し、トナー２〜
４０重量％、好ましくは３〜３０重量％、より好ましく
は４〜２５重量％である。トナーの混合割合が２重量％
未満であると、トナー帯電量が高くなって、十分な画像
濃度が得られなくなる。一方、トナーの混合割合が４０
％を超えると、十分な帯電量が得られなくなるため、ト
ナーが現像ロールから飛散して複写機内を汚染したり、
画面上にトナーのカブリが生じたりする。The mixing ratio of the toner in the present embodiment is such that the toner 2
It is 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight, more preferably 4 to 25% by weight. 2% by weight of toner
If it is less than 3, the charge amount of the toner increases, and a sufficient image density cannot be obtained. On the other hand, when the mixing ratio of the toner is 40
%, A sufficient charge amount cannot be obtained, so that toner scatters from the developing roll to contaminate the inside of the copying machine,
For example, toner fogging may occur on the screen.
【００５３】次に、本発明の効果を評価するため、以下
の実施例１〜４及び比較例１〜３において、それぞれ図
４に示す画像パタン１１による画像形成を行った。この
画像パタン１１においては、矩形のソリッドパタン１２
と、このソリッドパタン１２よりも広いハーフトーンパ
タン１３とが、ソリッドパタン１２に続いてハーフトー
ンパタン１３が現像されるように配置されている。ここ
では、ハーフトーンパタン１３の濃度を、ソリッドパタ
ン１２の濃度の２５％とする。Next, in order to evaluate the effects of the present invention, in the following Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, images were formed using the image pattern 11 shown in FIG. In this image pattern 11, a rectangular solid pattern 12
And a halftone pattern 13 wider than the solid pattern 12 are arranged so that the halftone pattern 13 is developed following the solid pattern 12. Here, the density of the halftone pattern 13 is set to 25% of the density of the solid pattern 12.
【００５４】これらの実施例及び比較例では、また、京
セラ株式会社製の画像形成装置ＦＳ−１７５０の現像器
を改造した機器を使用した。感光体３０と現像ロール２
との間には、周波数２ｋＨｚ、ピーク電圧１．４ｋＶの
交流電圧を印加した。In these examples and comparative examples, a device obtained by modifying the developing device of the image forming apparatus FS-1750 manufactured by Kyocera Corporation was used. Photoconductor 30 and developing roll 2
Between them, an AC voltage having a frequency of 2 kHz and a peak voltage of 1.4 kV was applied.
【００５５】評価にあたっては、感光体の組成、感光体
の表面電位、感光体の露光後電位、現像ロール２の直流
電位（Ｖｄｃ１）及び磁気ロール１の直流電位（Ｖｄｃ
２）のみ条件を変えて、画像パタン１１の画像形成を行
った。そして、初期画像と５００００枚印刷後の画像に
ついて、それぞれ濃度、トナー帯電量（ＱＭ）及び残像
（ゴースト）について評価した。なお、トナー帯電量の
測定にあたっては、数枚印刷後の現像ロール上の約１ｃ
ｍ２の面積のトナー薄層部分を、トレック社製のＱＭメ
ータで吸引して測定した。In the evaluation, the composition of the photoreceptor, the surface potential of the photoreceptor, the post-exposure potential of the photoreceptor, the DC potential (Vdc1) of the developing roll 2 and the DC potential (Vdc1) of the magnetic roll 1
Image formation of the image pattern 11 was performed by changing the conditions only in 2). Then, the initial image and the image after printing 50,000 sheets were evaluated for density, toner charge amount (QM), and afterimage (ghost). In measuring the toner charge amount, about 1c on the developing roll after printing several sheets
The toner thin layer portion having an area of m 2 was measured by suctioning with a QM meter manufactured by Trek.
【００５６】［実施例１］実施例１では、上述した本実
施形態において、厚さ１５μｍのａ−Ｓｉ感光体３０を
設けた静電潜像担持体３を用いた。そして、画像形成時
には、感光体３０の表面電位を２５０Ｖ、感光体３０の
露光後電位を１０Ｖ、現像ロール２の表面電位（Ｖｄｃ
１）を５０Ｖ、磁気ロール１の表面電位（Ｖｄｃ２）を
２００Ｖとした。Example 1 In Example 1, the electrostatic latent image carrier 3 provided with the a-Si photosensitive member 30 having a thickness of 15 μm in the above-described embodiment was used. During image formation, the surface potential of the photoconductor 30 is set to 250 V, the potential of the photoconductor 30 after exposure is set to 10 V, and the surface potential of the developing roll 2 (Vdc).
1) was 50 V, and the surface potential (Vdc2) of the magnetic roll 1 was 200 V.
【００５７】［実施例２］実施例２では、上述した本実
施形態において、厚さ１２μｍのａ−Ｓｉ感光体３０を
設けた静電潜像担持体３を用いた。そして、画像形成時
には、感光体３０の表面電位を２００Ｖ、感光体３０の
露光後電位を５０Ｖ、現像ロール２の表面電位（Ｖｄｃ
１）を５０Ｖ、磁気ロール１の表面電位（Ｖｄｃ２）を
２５０Ｖとした。Example 2 In Example 2, the electrostatic latent image carrier 3 provided with the 12 μm-thick a-Si photosensitive member 30 in the above-described embodiment was used. During image formation, the surface potential of the photoconductor 30 is 200 V, the potential of the photoconductor 30 after exposure is 50 V, and the surface potential of the developing roll 2 (Vdc).
1) was set to 50 V, and the surface potential (Vdc2) of the magnetic roll 1 was set to 250 V.
【００５８】［実施例３］実施例３では、上述した本実
施形態において、厚さ２５μｍの正帯電性の有機感光体
（ＯＰＣ）を設けた静電潜像担持体３を用いた。そし
て、画像形成時には、感光体の表面電位を２５０Ｖ、感
光体の露光後電位を９０Ｖ、現像ロール２の表面電位
（Ｖｄｃ１）を１００Ｖ、磁気ロール１の表面電位（Ｖ
ｄｃ２）を３００Ｖとした。Example 3 In Example 3, the electrostatic latent image carrier 3 provided with a positively chargeable organic photoreceptor (OPC) having a thickness of 25 μm in the above-described embodiment was used. During image formation, the surface potential of the photoconductor is 250 V, the potential of the photoconductor after exposure is 90 V, the surface potential (Vdc1) of the developing roll 2 is 100 V, and the surface potential (Vdc) of the magnetic roll 1 is
dc2) was set to 300V.
【００５９】［実施例４］実施例４では、上述した本実
施形態において、厚さ３０μｍの正帯電性の有機感光体
（ＯＰＣ）を設けた静電潜像担持体３を用いた。そし
て、画像形成時には、感光体の表面電位を２００Ｖ、感
光体の露光後電位を５０Ｖ、現像ロール２の表面電位
（Ｖｄｃ１）を１００Ｖ、磁気ロール１の表面電位（Ｖ
ｄｃ２）を３００Ｖとした。Example 4 In Example 4, the electrostatic latent image carrier 3 provided with a positively chargeable organic photoreceptor (OPC) having a thickness of 30 μm in the above-described embodiment was used. During image formation, the surface potential of the photoconductor is 200 V, the potential of the photoconductor after exposure is 50 V, the surface potential (Vdc1) of the developing roll 2 is 100 V, and the surface potential of the magnetic roll 1 (Vdc).
dc2) was set to 300V.
【００６０】［比較例１］これに対して、比較例１で
は、厚さ３５μｍのａ−Ｓｉ感光体３０を設けた静電潜
像担持体３を用いた。そして、画像形成時には、感光体
３０の表面電位を５００Ｖ、感光体３０の露光後電位を
２０Ｖ、現像ロール２の表面電位（Ｖｄｃ１）を３００
Ｖ、磁気ロール１の表面電位（Ｖｄｃ２）を５００Ｖと
した。Comparative Example 1 On the other hand, in Comparative Example 1, an electrostatic latent image carrier 3 provided with an a-Si photosensitive member 30 having a thickness of 35 μm was used. During image formation, the surface potential of the photoconductor 30 is set at 500 V, the potential of the photoconductor 30 after exposure is set at 20 V, and the surface potential (Vdc1) of the developing roll 2 is set at 300 V.
V, the surface potential (Vdc2) of the magnetic roll 1 was set to 500V.
【００６１】［比較例２］比較例２では、厚さ２０μｍ
の正帯電性の有機感光体（ＯＰＣ）を設けた静電潜像担
持体３を用いた。そして、画像形成時には、感光体の表
面電位を７００Ｖ、感光体の露光後電位を１２０Ｖ、現
像ロール２の表面電位（Ｖｄｃ１）を４００Ｖ、磁気ロ
ール１の表面電位（Ｖｄｃ２）を７００Ｖとした。Comparative Example 2 In Comparative Example 2, the thickness was 20 μm.
The electrostatic latent image carrier 3 provided with a positively chargeable organic photoconductor (OPC) was used. During image formation, the surface potential of the photoconductor was 700 V, the potential of the photoconductor after exposure was 120 V, the surface potential (Vdc1) of the developing roll 2 was 400 V, and the surface potential (Vdc2) of the magnetic roll 1 was 700 V.
【００６２】［比較例３］比較例３では、厚さ２０μｍ
の負帯電性の積層型の有機感光体（−ＯＰＣ）を設けた
静電潜像担持体３を用いた。そして、画像形成時には、
感光体の表面電位を７００Ｖ、感光体の露光後電位を１
２０Ｖ、現像ロール２の表面電位（Ｖｄｃ１）を４００
Ｖ、磁気ロール１の表面電位（Ｖｄｃ２）を７００Ｖと
した。Comparative Example 3 In Comparative Example 3, the thickness was 20 μm.
The electrostatic latent image carrier 3 provided with a negatively chargeable laminated organic photoreceptor (-OPC) was used. And at the time of image formation,
The surface potential of the photoconductor is 700 V, and the potential of the photoconductor after exposure is 1
20 V, the surface potential (Vdc1) of the developing roll 2 is 400
V, the surface potential (Vdc2) of the magnetic roll 1 was set to 700V.
【００６３】そして、上述の実施例１〜４及び比較例１
〜３の現像条件で画像形成を行った評価結果を、下記の
表１に示す。Then, the above Examples 1 to 4 and Comparative Example 1
Table 1 below shows the evaluation results of image formation performed under the developing conditions of Nos. 1 to 3.
【００６４】[0064]
【表１】 [Table 1]
【００６５】なお、上記の表１において、ゴーストの欄
の「○」印は、形成された画像パタンのハーフトーン領
域にゴーストがまったく認められないことを示す。ま
た、「△」印は、ゴーストが現像ロールの一周目にうっ
すらと認められることを示す。また、「×」印は、ゴー
ストが現像ロールの一周目にはっきりと認められること
を示す。図５は、図４に示した画像パタン１１を形成し
た際に、ハーフトーンパタン１３の領域中にソリッドパ
タン１２の残像１４が現れた様子を模式的に示した図で
ある。In Table 1 above, a mark “○” in the column of ghost indicates that no ghost is recognized in the halftone area of the formed image pattern. The mark “△” indicates that the ghost is slightly recognized in the first rotation of the developing roll. Further, the mark "x" indicates that the ghost is clearly recognized in the first rotation of the developing roll. FIG. 5 is a diagram schematically showing a state in which an afterimage 14 of the solid pattern 12 appears in the area of the halftone pattern 13 when the image pattern 11 shown in FIG.
【００６６】そして、上記の表１に示すように、実施例
１〜４においては、いずれも、５０００万枚印刷後にお
いても、初期画像の際に比べてトナー帯電量の上昇が少
なく、また、ゴーストの発生は認められず良好な画像を
維持できた。特に、実施例２においては、現像電位が５
０Ｖと低い割に高い画像濃度が得られた。また、実施例
３及び実施例４では、実施例１及び実施例２に比べて画
像濃度は低めであるが、低電位での現像電界の設定によ
り、トナーの帯電の変化が少なく安定して画像形成を行
うことができた。As shown in Table 1 above, in each of Examples 1 to 4, even after printing 50 million sheets, the increase in the toner charge amount was smaller than that in the case of the initial image. No ghost was observed, and a good image could be maintained. In particular, in Example 2, the developing potential was 5
A high image density was obtained in spite of being as low as 0 V. Although the image density in Examples 3 and 4 is lower than those in Examples 1 and 2, the change in toner charge is small and the image is stably formed by setting the developing electric field at a low potential. The formation could be performed.
【００６７】これに対して、上記の表１に示すように、
比較例１及び比較例２では、いずれもトナー帯電量が増
加して、ゴーストも増加した。また、比較例３では、比
較例２と比較しても、トナー帯電量の変化が大きく、ゴ
ーストも初期から発生した。On the other hand, as shown in Table 1 above,
In Comparative Examples 1 and 2, the toner charge amount increased and the ghost also increased. Further, in Comparative Example 3, a change in the toner charge amount was large, and ghost was generated from the beginning, as compared with Comparative Example 2.
【００６８】上述した実施の形態においては、本発明を
特定の条件で構成した例について説明したが、本発明
は、種々の変更を行うことができる。In the above-described embodiment, an example has been described in which the present invention is configured under specific conditions. However, the present invention can be variously modified.
【００６９】[0069]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、二成分現像方式でトナーの薄層を形成した後、
非接触法により、トナーを静電潜像担持体上の潜像に飛
翔させる現像方式において、カブリの発生を回避しつ
つ、現像の残像（ゴースト）の履歴現象の発生を防ぐこ
とができる。As described above in detail, according to the present invention, after forming a thin layer of toner by a two-component developing method,
By the non-contact method, in a developing method in which toner flies into a latent image on an electrostatic latent image carrier, generation of fog can be prevented while occurrence of a history phenomenon of an afterimage of development (ghost) can be prevented.
【００７０】さらに、キャリアの表面に被覆層を重合形
成すれば、極めて高い強度、耐久性を実現することがで
きる。そして、このキャリアを用いれば、キャリアを繰
り返し使用しても、キャリアの表面劣化が少なく、現像
ロール上に安定した帯電トナー薄層を形成することがで
きる。その結果、静電潜像担持体に正確に現像すること
が可能となる。さらに、キャリアの耐久性が高いので、
現像機器の寿命まで、実質的に、キャリアを交換する必
要がなくなる。Further, if a coating layer is formed on the surface of the carrier by polymerization, extremely high strength and durability can be realized. When this carrier is used, even if the carrier is repeatedly used, the surface of the carrier is hardly deteriorated, and a stable thin charged toner layer can be formed on the developing roll. As a result, it is possible to accurately develop on the electrostatic latent image carrier. Furthermore, because the durability of the carrier is high,
There is virtually no need to replace the carrier over the life of the developing equipment.
【図１】実施形態の画像形成装置の構成を示す模式図で
ある。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment.
【図２】静電潜像担持体の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the electrostatic latent image carrier.
【図３】現像条件と現像特性との関係を示すグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing a relationship between development conditions and development characteristics.
【図４】画像特性を評価するための画像パターンの模式
図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an image pattern for evaluating image characteristics.
【図５】残像が発生した様子を示す模式図ある。FIG. 5 is a schematic diagram showing a state where an afterimage has occurred.
１ 磁気ロール ２ 現像ロール ３ 静電潜像担持体 ４ キャリア ５ トナー ６ トナー薄層 ７ ＡＣ／ＤＣ電源 ８ ＤＣ電源 ９ 規制ブレード １０ 磁気ブラシ １１ 画像パタン １２ ソリッドパタン １３ ハーフトーンパタン １４ 残像 ３０ 感光体 ３１ 基材 ３２ 阻止層 ３３ 感光層 ３４ 表面保護層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic roll 2 Developing roll 3 Electrostatic latent image carrier 4 Carrier 5 Toner 6 Toner thin layer 7 AC / DC power supply 8 DC power supply 9 Restriction blade 10 Magnetic brush 11 Image pattern 12 Solid pattern 13 Halftone pattern 14 Afterimage 30 Photoconductor 31 base material 32 blocking layer 33 photosensitive layer 34 surface protective layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/06 １０１ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０２Ｃ ２Ｈ０７７ 15/08 ５０１ 9/08 ３５１ ５０２ 9/10 ３５１ (72)発明者 坂田 昌一 三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番地 19 京セラ株式会社三重工場玉城ブロック 内 Ｆターム(参考） 2H005 AA06 BA06 CA13 DA03 2H027 DA02 DD05 DE05 EA01 EA02 EA04 EA05 EC07 ED09 EF09 2H031 AC04 AD03 BA09 BB01 2H068 AA11 AA28 DA21 2H073 AA03 BA04 BA06 BA23 BA43 CA14 2H077 AC04 AC12 AD06 AD36 DB08 EA03 EA16 FA19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03G 15/06 101 G03G 15/08 502C 2H077 15/08 501 9/08 351 502 9/10 351 (72) Inventor Shoichi Sakata 704, Matabe, Noshino-shi, Noshiro, Tamaki-cho, Mie Prefecture 19 F-term (reference) 2F005 AA06 BA06 CA13 DA03 2H027 DA02 DD05 DE05 EA01 EA02 EA04 EA05 EC07 ED09 EF09 2H031 AC04 AD03 BB01 2H068 AA11 AA28 DA21 2H073 AA03 BA04 BA06 BA23 BA43 CA14 2H077 AC04 AC12 AD06 AD36 DB08 EA03 EA16 FA19
Claims (5)
よる磁気ブラシを発生させる磁気ロールと、 前記磁気ブラシから供給されたトナーによりトナー薄層
が表面に形成される現像ロールと、 正帯電性の感光体を有し、前記トナー薄層のトナーを静
電潜像に応じて選択的に飛翔させて画像形成する静電潜
像担持体とを備えた画像形成装置により画像形成を行う
にあたり、 前記トナーとして、帯電量が５〜２０μＣ／ｇの範囲内
に制御された正帯電極性を有するトナーを使用し、 前記感光体の表面電位を０〜２５０Vの範囲内とし、か
つ、当該感光体を露光した直後の電位である露光後電位
を０〜１００Vの範囲内とすることを特徴とする画像形
成方法。1. A magnetic roll for generating a magnetic brush by a carrier that charges and holds toner, a developing roll on which a thin toner layer is formed on the surface by toner supplied from the magnetic brush, Forming an image by selectively flying the toner of the toner thin layer according to an electrostatic latent image to form an image, the image forming apparatus comprising: A toner having a positive charge polarity whose charge amount is controlled in a range of 5 to 20 μC / g was used, the surface potential of the photoconductor was set in a range of 0 to 250 V, and the photoconductor was exposed. An image forming method, wherein the post-exposure potential, which is the potential immediately after, is in the range of 0 to 100V.
範囲内とし、 前記現像ロールの電位と前記磁気ロールの電位との電位
差を１００〜３５０Ｖの範囲内とし、 前記現像ロールと前記静電潜像担持体との間に、周波数
が１〜３ｋＨｚ、かつ、ピーク電圧が５００〜２０００
Ｖの交流電圧を印加することを特徴とする請求項１記載
の画像形成方法。2. The developing roll and the electrostatic latent image, wherein a potential of the developing roll is in a range of 0 to 200 V, a potential difference between a potential of the developing roll and a potential of the magnetic roll is in a range of 100 to 350 V, A frequency between 1 and 3 kHz and a peak voltage between 500 and 2000
2. The image forming method according to claim 1, wherein an AC voltage of V is applied.
感光層により構成し、１０〜２５μｍの範囲内の厚さと
することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成方
法3. The image forming method according to claim 1, wherein the photosensitive member is formed of a photosensitive layer of amorphous silicon and has a thickness in a range of 10 to 25 μm.
当該感光体の厚さを２５〜４０μｍの範囲内とすること
を特徴とする請求項１又は２記載の画像形成方法。4. The photoreceptor is constituted by an organic photoreceptor,
3. The image forming method according to claim 1, wherein the thickness of the photoconductor is in a range of 25 to 40 [mu] m.
に重合形成された高分子量ポリエチレン樹脂を含む被覆
層とにより構成され、 １０8〜１０12Ωｃｍの抵抗値を有し、かつ、６０〜１
００ｅｍｕ／ｇの飽和磁化を有するキャリアを使用する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像
形成装置。5. A carrier comprising: a carrier core material having magnetism; and a coating layer containing a high molecular weight polyethylene resin polymerized on the surface of the carrier core material, and having a resistance of 10 8 to 10 12 Ωcm. Value, and 60-1
5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a carrier having a saturation magnetization of 00 emu / g is used.
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2000
- 2000-09-29 JP JP2000300482A patent/JP3961758B2/en not_active Expired - Lifetime
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