JP3961758B2

JP3961758B2 - 画像形成方法

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Publication number: JP3961758B2
Application number: JP2000300482A
Authority: JP
Inventors: 義夫小沢; 英司落合; 昌一坂田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2020-09-29
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Description

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１００〜３５０Ｖ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。
【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。
【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。
【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。
【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５００〜２０００Ｖ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。
【００１９】
また、好ましくは、トナー薄層の厚さを１０〜５０μｍ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。
【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。
【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。
【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。
【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２０μｍ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１０〜２５μｍとしている。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、１０⁸〜１０¹²Ωｃｍ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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３４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。
【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。
【００３７】
また、表面保護層の厚さｔは０．３〜５μｍ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)Ｃ_X（０．３≦Ｘ＜１．０）が好ましく、さらに、ａ−Ｓｉ_(1-X)Ｃ_X（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。
【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。
【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＝５００〜２０００Ｖ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。
【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＝１００Ｖ、｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜＝１５０Ｖとするとよい。
【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−Ｖｄｃ１｜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−Ｖｄｃ１｜が１００Ｖ未満になってもゴーストが発生する。
【００４２】
一方、電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜が３５０Ｖ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１００〜３５０Ｖ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。
【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、０．３〜１．５ｍｍ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。
【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１０〜５０μｍとなる。そして、現像ロール２のプロセス線速を７２ｍｍ／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。
【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。
【００４６】
また、キャリア４は、１０⁸〜１０¹²Ωｃｍ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１０⁸Ω・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０．５ｃｍの厚さのキャリア層を設け、上下の電極に１〜５００Ｖ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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（Ｖｄｃ２）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１ｃｍ^２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。
【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（Ｖｄｃ１）を５０Ｖ、磁気ロール１の表面電位（Ｖｄｃ２）を２００Ｖとした。
【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（Ｖｄｃ１）を５０Ｖ、磁気ロール１の表面電位（Ｖｄｃ２）を２５０Ｖとした。
【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（Ｖｄｃ２）を３００Ｖとした。
【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（Ｖｄｃ２）を３００Ｖとした。
【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３００Ｖ、磁気ロール１の表面電位（Ｖｄｃ２）を５００Ｖとした。
【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。
【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。
【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。
【００６４】
【表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。
【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５０Ｖ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】静電潜像担持体の要部拡大図である。
【図３】現像条件と現像特性との関係を示すグラフである。
【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。
【図５】残像が発生した様子を示す模式図ある。
【符号の説明】
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
７ＡＣ／ＤＣ電源
８ＤＣ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

Claims

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、
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、
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、アモルファスシリコンの感光層により構成された正帯電性のアモルファスシリコン感光体を表面に有する静電潜像担持体と
を備えた画像形成装置による画像形成方法であって、
前記アモルファスシリコンの感光層により構成された感光体は、１０〜２５μｍの範囲内の厚さを有し、
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、
前記感光体の帯電後露光前の表面電位を２００〜２５０V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５〜１０Vの範囲内とすることを特徴とする画像形成方法。
前記現像ロールの電位を０〜２００Ｖの範囲内とし、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５００〜２０００Ｖの交流電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
前記キャリアとして、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、１０^８〜１０^１２Ωｃｍ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ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。