JP2005091683A - Reversal development method using amorphous silicon photoreceptor - Google Patents

Reversal development method using amorphous silicon photoreceptor Download PDF

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Hirohisa Endo
裕久 遠藤
Yoshihiro Yamagishi
義弘 山岸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reversal development method by which copies and printed matter having good dot reproducibility and sharpness free of texture fogging can be obtained while sufficient image density is maintained even when an amorphous silicon photoreceptor set with the slightly lower surface potential of the photoreceptor is driven at a high speed in a reversal development method by a jumping phenomenon using the above photoreceptor. <P>SOLUTION: In the reversal development method of causing flying development of a magnetic toner on the surface of a developing roller by impressing a developing bias superposed with an AC component on a DC component, a square wave having a frequency from 2 to 3 KHz, amplitude from 1 to 2 KV and a duty ratio from 25 to 45% is used for the AC component and the DC component is the following inequalities: +180V≤Vdc≤+300V, 70V≤V<SB>0</SB>-Vdc≤180V. In the inequalities, Vdc is a DC voltage (V) and V<SB>0</SB>is the main electrostatic charging potential (V) of the amorphous silicon photoreceptor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、アモルファスシリコン感光体を用いた反転現像方法に関するものであり、より詳細には、アモルファスシリコン感光体表面に形成された静電潜像を、磁性トナー(一成分磁性現像剤)を用いてのジャンピング現像方式により現像する反転現像方法に関する。   The present invention relates to a reversal development method using an amorphous silicon photoconductor, and more specifically, using an electrostatic latent image formed on the surface of an amorphous silicon photoconductor as a magnetic toner (one-component magnetic developer). The present invention relates to a reversal development method for developing by all jumping development methods.

複写機、プリンタ、ファクシミリなどの静電写真法による画像形成装置において、磁性トナーを用いた一成分現像方式は、トナーと磁性キャリアとを用いた二成分現像方式のようなキャリア劣化による寿命の限界が発生せず、高寿命に適切な方式であるという利点を有している。従って、このような現像方式を、有機感光体などと比較して長寿命のアモルファスシリコン感光体と組み合わせた事例も近年は報告されている。例えば、高寿命のアモルファスシリコン感光体を250乃至600Vに帯電し、該感光体を210又は263mm/secの周速で駆動しながら、磁性トナーを用いてのジャンピング(飛翔)現像方式により反転現像する方法が知られている(特許文献1参照)。
特開2002−148854号公報
In image forming apparatuses using electrostatic photography such as copying machines, printers, facsimiles, etc., the one-component development method using magnetic toner is the limit of the life due to carrier deterioration like the two-component development method using toner and magnetic carrier. Does not occur, and has an advantage of being a method suitable for a long life. Therefore, in recent years, an example in which such a development method is combined with an amorphous silicon photoconductor having a longer life than an organic photoconductor has been reported. For example, a long-life amorphous silicon photoconductor is charged to 250 to 600 V, and the photoconductor is driven at a peripheral speed of 210 or 263 mm / sec, and reversal development is performed by a jumping development method using magnetic toner. A method is known (see Patent Document 1).
JP 2002-148854 A

ところで、ジャンピング方式での反転現像では、磁性トナーを飛翔させるため、直流成分に交流成分(トナーに振動を与える)を重畳させた現像バイアスを印加するが、アモルファスシリコン感光体を用いる場合には、該感光体の表面電位(主帯電電位)が低いため、直流成分も感光体の暗電位と明電位の中間で低めに設定せざるを得ない。   By the way, in the reversal development by the jumping method, in order to fly the magnetic toner, a developing bias in which an alternating current component (which gives vibration to the toner) is superimposed is applied to the direct current component. Since the surface potential (main charging potential) of the photoconductor is low, the direct current component must be set low between the dark potential and the light potential of the photoconductor.

一方、画像形成装置の高速化に伴い、感光体の周速度も高速化してきており、300mm/sec以上の周速で感光体を駆動させながら画像形成を行うことも稀ではない。   On the other hand, with the increase in the speed of the image forming apparatus, the peripheral speed of the photosensitive member is also increased, and it is not uncommon to form an image while driving the photosensitive member at a peripheral speed of 300 mm / sec or more.

しかしながら、前述した特許文献で採用されているような従来公知の現像バイアス条件を用いて、感光体ドラムの周速を300mm/sec以上として画像形成を行うと、ドットの再現性が良くないといった問題がある。この原因について、本発明者らは次のように推定している。   However, there is a problem in that dot reproducibility is not good when image formation is performed at a peripheral speed of the photosensitive drum of 300 mm / sec or more using a conventionally known developing bias condition as employed in the above-mentioned patent document. There is. About this cause, the present inventors estimate as follows.

即ち、ドラム周速が増加すると、画像露光する為のレーザー出力が追いつかずに単独の1ドット分のレーザー光の立ちあがりが遅く、また充分立ちあがらないままにピーク出力となるので、感光体上の露光部電位も充分下がり切っていないため、現像バイアスと露光部電位との差であるトナー現像のための実効電位差が充分得られないで現像が行われる。この結果、1ドットの画像濃度が充分でなくしかも再現性の悪い画質となると考えられる。   That is, when the drum peripheral speed increases, the laser output for image exposure does not catch up, the rise of the laser beam for one dot is slow, and the peak output is not sufficiently raised. Since the exposed portion potential is not sufficiently lowered, development is performed without obtaining a sufficient effective potential difference for toner development, which is the difference between the developing bias and the exposed portion potential. As a result, it is considered that the image density of one dot is not sufficient and the image quality is poor in reproducibility.

従って、本発明の目的は、感光体の表面電位が低めに設定されるアモルファスシリコン感光体を用いてのジャンピング現像による反転現像方法において、該感光体を高速で駆動させた場合においても、充分な画像濃度を維持したまま、良好なドット再現性を有するとともに、地肌かぶりの無い高画質のコピー、プリント物を得ることが可能な反転現像方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to achieve a sufficient reversal development method by jumping development using an amorphous silicon photoconductor in which the surface potential of the photoconductor is set low, even when the photoconductor is driven at high speed. An object of the present invention is to provide a reversal development method capable of obtaining a high-quality copy or printed matter having good dot reproducibility and no background fog while maintaining the image density.

本発明によれば、主帯電及び画像露光により静電潜像が形成されたアモルファスシリコン感光体と現像ローラとの間に、直流バイアス成分に交流バイアス成分を重畳した現像バイアスを印加することによって、現像ローラ表面の磁性トナーを飛翔現像させる反転現像方法において、
前記交流バイアス成分は、2乃至3KHzの周波数fと1乃至2KVの振幅Vp-pと25乃至45%のデューティ比とを有する矩形波を使用し、
前記直流バイアス成分は、下記式;
+180V≦Vdc≦+300V、
70V≦V−Vdc≦180V
式中、Vdcは、直流バイアスの電圧(V)であり、
は、アモルファスシリコン感光体の主帯電電位(V)である、
を満足するものであることを特徴とする反転現像方法が提供される。
According to the present invention, by applying a developing bias in which an AC bias component is superimposed on a DC bias component between an amorphous silicon photoreceptor on which an electrostatic latent image is formed by main charging and image exposure and a developing roller, In the reversal development method in which the magnetic toner on the surface of the developing roller is developed by flying,
The AC bias component uses a rectangular wave having a frequency f of 2 to 3 KHz, an amplitude Vp-p of 1 to 2 KV, and a duty ratio of 25 to 45%,
The DC bias component has the following formula:
+ 180V ≦ Vdc ≦ + 300V,
70V ≦ V 0 −Vdc ≦ 180V
Where Vdc is the DC bias voltage (V),
V 0 is the main charging potential (V) of the amorphous silicon photoreceptor,
A reversal development method characterized by satisfying the above is provided.

本発明においては、前記感光体を300mm/sec以上の周速度で駆動しながら現像を行うことが好ましい。   In the present invention, it is preferable to perform development while driving the photosensitive member at a peripheral speed of 300 mm / sec or more.

本発明によれば、アモルファスシリコン感光体と磁性トナーとを用いた場合において、現像バイアスにおける直流成分及び交流成分を上記条件を満足するように設定してジャンピング現像による反転現像を行うことにより、画像濃度、かぶり濃度等についての品質低下させることなく1ドット再現性を維持することができ、例えば感光体を300mm/sec以上の周速度で駆動しながら現像を行う場合においても、このような効果を有効に確保することができ、高速現像に極めて適している。   According to the present invention, when an amorphous silicon photoconductor and a magnetic toner are used, the reversal development by jumping development is performed by setting the direct current component and the alternating current component in the development bias so as to satisfy the above-described conditions. One-dot reproducibility can be maintained without degrading the quality of density, fog density, etc. For example, such effects can be obtained even when developing while driving the photosensitive member at a peripheral speed of 300 mm / sec or more. It can be effectively secured and is extremely suitable for high-speed development.

本発明の反転現像方法を実行するための画像形成装置の概略構成を示す図1において、回転可能に設けられているアモルファスシリコン感光体ドラム1の周囲には、主帯電装置2、現像装置3、転写ローラ4、クリーニング装置5が配設されており、帯電装置2と現像装置3間の上方には、図示されていないがLSU(レーザスキャンユニット)が配設されて、画像露光のためのレーザ光Lが照射されるようになっている。また、感光体ドラム1と転写ローラ4間に形成される転写ニップ部Nには、記録紙Pが通過するようになっており、その搬送方向下流側には定着装置7が設置されている。   In FIG. 1 showing a schematic configuration of an image forming apparatus for carrying out the reversal developing method of the present invention, a main charging device 2, a developing device 3, A transfer roller 4 and a cleaning device 5 are provided, and an LSU (laser scan unit) (not shown) is provided above the charging device 2 and the developing device 3 to provide a laser for image exposure. Light L is irradiated. The recording paper P passes through a transfer nip N formed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4, and a fixing device 7 is installed on the downstream side in the transport direction.

アモルファスシリコン感光体ドラム1は、例えばアルミ等の導電性素管上にアモルファスシリコン感光層を備えたものであり、このような感光体ドラム1を、所定のモータ駆動により矢印aで示す方向に所定の周速で回転させながら、画像形成工程が実行される。   The amorphous silicon photosensitive drum 1 is provided with an amorphous silicon photosensitive layer on a conductive element tube such as aluminum. For example, the photosensitive drum 1 is driven in a direction indicated by an arrow a by driving a predetermined motor. The image forming process is executed while rotating at the peripheral speed.

帯電装置2としては、コロトロン、スコロトロン等のコロナ帯電器や、帯電ローラが使用され、コロナ帯電や接触帯電によって、アモルファスシリコン感光体ドラム1の表面が+250乃至+480Vの範囲に一様に主帯電される。この帯電電位は、有機感光体等の他の感光体に比して低電位である。   As the charging device 2, a corona charger such as corotron or scorotron, or a charging roller is used, and the surface of the amorphous silicon photosensitive drum 1 is uniformly charged in the range of +250 to + 480V by corona charging or contact charging. The This charging potential is lower than other photoconductors such as organic photoconductors.

上記のような主帯電後、コンピュータから入力される画像情報或いはスキャナ等で読み取られた所定の原稿に係る画像情報に基づいて、レーザ光Lが感光体ドラム1表面に照射されることにより、画像情報に応じた静電潜像が形成される。即ち、光照射部の電位が低下し、静電潜像が形成されるわけである。   After the main charging as described above, the surface of the photosensitive drum 1 is irradiated with laser light L based on image information input from a computer or image information related to a predetermined document read by a scanner or the like. An electrostatic latent image corresponding to the information is formed. That is, the potential of the light irradiating portion is lowered and an electrostatic latent image is formed.

現像装置3は、現像容器3aの開口部に感光ドラム1と対向配置されたマグネット内蔵の現像ローラ3bを備えており、現像ローラ表面に担持された磁性トナーを感光ドラム1表面の静電潜像に付着させてトナー像として現像(可視像化)するものである。   The developing device 3 includes a developing roller 3b with a built-in magnet disposed opposite to the photosensitive drum 1 at the opening of the developing container 3a, and the magnetic toner carried on the surface of the developing roller is transferred to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1. And is developed (visualized) as a toner image.

即ち、現像容器3aに収容されている磁性トナーは、攪拌部材によって攪拌され、感光体ドラム1の帯電極性と同極性(即ち、正極性)に摩擦帯電されて現像ローラ3b側に搬送される。現像ローラ3bは、感光ドラム1に対して所定のギャップ(0.3mm程度)を設けて配置され、現像ローラ3b表面の磁性トナーは、規制ブレード3cにより層厚規制を受けて所定層厚に形成される。   That is, the magnetic toner accommodated in the developing container 3a is agitated by the agitating member, frictionally charged to the same polarity as the charging polarity of the photosensitive drum 1 (that is, positive polarity), and conveyed to the developing roller 3b side. The developing roller 3b is disposed with a predetermined gap (about 0.3 mm) with respect to the photosensitive drum 1, and the magnetic toner on the surface of the developing roller 3b is formed to have a predetermined layer thickness by the layer thickness regulation by the regulation blade 3c. Is done.

また、現像ローラ3bと感光体ドラム1との間には、現像バイアス電源10から直流成分に交流成分を重畳した所定の現像バイアスが印加され、正帯電されたトナーが感光体ドラム1の静電潜像部(即ち、光照射により電位が低下した明電位部分)に付着するわけである。かかる現像バイアスに関しては後述する。   Further, a predetermined developing bias in which an AC component is superimposed on a DC component is applied from the developing bias power supply 10 between the developing roller 3 b and the photosensitive drum 1, and positively charged toner is electrostatically charged to the photosensitive drum 1. It adheres to the latent image portion (that is, the bright potential portion where the potential is lowered by light irradiation). Such development bias will be described later.

用いる磁性トナーは、それ自体公知のものでよく、バインダー樹脂中に、カーボンブラックなどの着色剤や、正帯電制御剤、ワックスなどのオフセット防止剤や、マグネタイトなどの磁性剤等が配合されたものである。また、このようなトナーは、6乃至12μm程度の粒径を有しており、通常、疎水性シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタンなどの粉末がトナー100重量部当り0.1乃至3重量部の量で表面処理剤として外添され、流動性が高められている。   The magnetic toner to be used may be a publicly known toner, in which a binder such as a colorant such as carbon black, a positive charge control agent, an offset preventive agent such as wax, or a magnetic agent such as magnetite is blended. It is. Such toner has a particle size of about 6 to 12 μm, and powder of hydrophobic silica, alumina, zinc oxide, titanium oxide or the like is usually 0.1 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of the toner. In this amount, the surface treatment agent is externally added to improve the fluidity.

上記のようにして感光体ドラム1表面に形成されたトナー像は、転写ローラ4によって、記録紙P上に転写される。   The toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 as described above is transferred onto the recording paper P by the transfer roller 4.

この転写ローラ4は、導電性のものであり、感光体ドラム1表面に所定の押圧力で接触して配置されており、転写ニップ部Nを形成し、矢印b方向(反時計方向)に回転する。この転写ニップ部Nを記録紙Pが通過する際に、転写バイアス電源6から転写ローラ4に転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム1表面のトナー像が記録紙Pの表面に転写される。この転写バイアスは、トナー像の帯電極性と逆極性であり、通常、200V乃至3KV程度であり、転写電流により制御される。尚、連続して画像形成を行う場合には、紙間では、転写バイアスは0V或いは逆バイアスに変更され、転写ローラ4表面へのトナー付着が防止される。尚、転写ローラ4を用いる代わりに、負コロナ帯電器及び交流コロナ帯電器を転写装置として用いることも可能であり、この場合には、負コロナ帯電器により記録紙Pの背面(感光体ドラム1とは反対側)が負極性に帯電され、静電引力により、記録紙Pの表面にトナー像が転写され、交流コロナ帯電器による除電によって、記録紙Pの感光体ドラム1への巻き付きが防止される。   The transfer roller 4 is conductive and is disposed in contact with the surface of the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force, forms a transfer nip portion N, and rotates in the direction of arrow b (counterclockwise). To do. When the recording paper P passes through the transfer nip N, a transfer bias is applied to the transfer roller 4 from the transfer bias power source 6 so that the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is transferred to the surface of the recording paper P. . This transfer bias has a polarity opposite to the charging polarity of the toner image, and is usually about 200 V to 3 KV, and is controlled by the transfer current. In the case where images are continuously formed, the transfer bias is changed to 0 V or reverse bias between sheets, and toner adhesion to the surface of the transfer roller 4 is prevented. Instead of using the transfer roller 4, a negative corona charger and an AC corona charger can also be used as a transfer device. In this case, the back side of the recording paper P (photosensitive drum 1) is transferred by the negative corona charger. The toner image is transferred to the surface of the recording paper P by electrostatic attraction, and the recording paper P is prevented from being wound around the photosensitive drum 1 by charge removal by an AC corona charger. Is done.

トナー像が表面に転写された記録紙Pは、定着装置7に導入され、トナー像の記録紙Pへの定着が行われる。この定着装置7は、ヒータ内蔵の定着ローラ7aと加圧ローラ7bを有しており、定着ローラ7aと加圧ローラ7b間の定着ニップに記録紙Pを通過させることにより、記録紙Pの表面に転写されたトナー像を加熱加圧して熱定着するものである。   The recording paper P on which the toner image is transferred is introduced into the fixing device 7 and the toner image is fixed on the recording paper P. The fixing device 7 includes a fixing roller 7a with a built-in heater and a pressure roller 7b. By passing the recording paper P through a fixing nip between the fixing roller 7a and the pressure roller 7b, the surface of the recording paper P is obtained. The toner image transferred to is heat-pressed and heat-fixed.

一方、トナー像転写後の感光体ドラム1表面に残存するトナーは、クリーニングブレード5aにより除去、回収される。このクリーニングブレード5aは、ポリウレタンゴムなどからなり、通常、60度以上のゴム硬度(JIS A)を有し、感光体ドラム1表面に、10乃至30g/cm程度の押圧力で圧接されている。   On the other hand, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image is removed and collected by the cleaning blade 5a. The cleaning blade 5a is made of polyurethane rubber or the like, and usually has a rubber hardness (JIS A) of 60 degrees or more, and is pressed against the surface of the photosensitive drum 1 with a pressing force of about 10 to 30 g / cm.

ところで、上記のような画像形成装置において、感光体ドラム1を高速で(例えば300mm/sec以上の周速で)で駆動させると、レーザで1ドットを露光するためには、LSUの発光の立ち上がり応答性が感光体の移動に追随できず、1ドット領域を十分に電位低下させることができず、しかも、現像領域における現像時間も短縮されてしまうため、ドット再現性が損なわれてしまう。この場合、感光体ドラム1の感光層を薄くすることにより1ドットレベルの潜像を明瞭にすることが考えられるが、表面電位が低下してしまう。即ち、アモルファスシリコン感光体では、帯電電位が低いため、さらなる低電位現像を行うことは、画像濃度の低下、かぶりの発生などの画質の低下を招いてしまう。しかるに、本発明では、現像バイアスの交流成分、及び直流成分として、以下の条件を満足させることにより、ドラムの高速化に伴うドット再現性の低下を、画像濃度の低下やかぶりの発生を招くことなく、有効に回避することが可能となる。   By the way, in the image forming apparatus as described above, when the photosensitive drum 1 is driven at a high speed (for example, at a peripheral speed of 300 mm / sec or more), in order to expose one dot with a laser, the rise of LSU emission Responsiveness cannot follow the movement of the photoconductor, the potential of one dot area cannot be sufficiently lowered, and the development time in the development area is also shortened, so dot reproducibility is impaired. In this case, it is conceivable to make the latent image of 1 dot level clear by thinning the photosensitive layer of the photosensitive drum 1, but the surface potential is lowered. That is, since the amorphous silicon photoconductor has a low charging potential, performing further low-potential development causes a reduction in image quality such as a reduction in image density and occurrence of fogging. However, in the present invention, by satisfying the following conditions as an AC component and a DC component of the developing bias, a decrease in dot reproducibility accompanying the increase in the speed of the drum causes a decrease in image density and the occurrence of fog. Therefore, it can be effectively avoided.

本発明において採用される現像バイアスの波形を示す図2を参照して、帯電ローラ3bに印加される現像バイアス電圧での交流成分として、
周波数f:2乃至3KHz、
振幅Vp-p:1乃至2KV、
デューティ比[図2において、面積比(A/B)×100]:25乃至45%
を満足する矩形波を用いる。
With reference to FIG. 2 showing the waveform of the developing bias employed in the present invention, as an AC component at the developing bias voltage applied to the charging roller 3b,
Frequency f: 2 to 3 KHz,
Amplitude Vp-p: 1 to 2 KV,
Duty ratio [In FIG. 2, area ratio (A / B) × 100]: 25 to 45%
Use a rectangular wave that satisfies.

ジャンピング現像方式では、現像バイアスに交流成分を印可することによりトナーを振動させて飛翔しやすくさせることが必要である。周波数fが上記範囲よりも低周波数であると、トナー粒子に充分な振動を与える事ができず、感光体ドラム1表面に形成された潜像部までのトナーの飛翔が不安定となってしまい、濃度不良やカブリの原因になる。また周波数fが上記範囲よりも高周波数であると、トナー粒子の振動が微細になるためにかえって飛翔しにくくなり、カブリにくいが画像濃度は低下し、ドット再現性は悪くなる。即ち、上記範囲に周波数fを設定することにより、通常使用される6〜12μmのトナー粒子に適切な振動を与え、カブリのない適正な画質を得ることができる。   In the jumping development method, it is necessary to apply toner to the developing bias to vibrate the toner so that it can fly easily. When the frequency f is lower than the above range, the toner particles cannot be sufficiently vibrated, and the toner flying to the latent image portion formed on the surface of the photosensitive drum 1 becomes unstable. , Causing density defects and fogging. On the other hand, when the frequency f is higher than the above range, the toner particles are vibrated finely, so that it is difficult to fly and fog is difficult, but the image density is lowered and the dot reproducibility is deteriorated. That is, by setting the frequency f in the above range, it is possible to apply appropriate vibration to normally used toner particles of 6 to 12 μm and to obtain an appropriate image quality without fogging.

また、交流成分の振幅Vp-pを上記範囲よりも大きくすれば、トナー粒子の振動幅が大きくなり、画像濃度とドット再現性は向上するが、現像量が上がるためかぶりやすくなってしまう。また、ドラム1に対してリークしやすくなる。一方、振幅Vp-pが上記範囲よりも低いと、トナーが振動しにくくなるため、画像濃度が低下してしまう。   If the amplitude Vp-p of the alternating current component is made larger than the above range, the vibration width of the toner particles is increased and the image density and dot reproducibility are improved, but the developing amount is increased, so that it is easy to cover. Further, the drum 1 is likely to leak. On the other hand, when the amplitude Vp-p is lower than the above range, the toner is less likely to vibrate, and the image density is lowered.

また、現像能力を上げるためには、交流バイアスのVp-pや後述する直流電圧Vdcを大きく設定すれば良いが、感光体にリークしやすくなってしまう。本発明では、デューティ比を45%以下にすることにより、感光体へのリークが生じないような条件下で、感光体上の電位が充分に下がっていない1ドット部分の潜像に充分な電位差をもってトナーを現像することができる。ところがデューティ比が25%未満になると、感光体ドラム1の耐圧レベルよりも現像バイアスのピーク電圧が高くなり、感光体へのリークが発生しやすくなってしまう。即ち、本発明では、デューティ比を25%〜45%に設定することにより、感光体ドラム1にリークすること無しに、現像能力を上げ良好なドット再現性を得ることができるのである。   Further, in order to increase the developing ability, it is sufficient to set the AC bias Vp-p and a DC voltage Vdc described later to a large value, but it is likely to leak to the photoconductor. In the present invention, by setting the duty ratio to 45% or less, a potential difference sufficient for a latent image of one dot portion where the potential on the photosensitive member is not sufficiently lowered under the condition that no leakage to the photosensitive member occurs. The toner can be developed. However, when the duty ratio is less than 25%, the peak voltage of the developing bias becomes higher than the withstand voltage level of the photosensitive drum 1, and leakage to the photosensitive member is likely to occur. That is, in the present invention, by setting the duty ratio to 25% to 45%, it is possible to increase the developing capability and obtain good dot reproducibility without leaking to the photosensitive drum 1.

また、デューティ比を45%以下にすることにより、カブリ取りの電位差は小さくなるが、現像時間を長く設定することになるので感光体上に付着した弱帯電トナーを現像ローラに戻すことができ、地肌かぶりの防止効果が向上するこっとなる。   Also, by setting the duty ratio to 45% or less, the potential difference for removing fog is reduced, but the development time is set longer, so that the weakly charged toner adhering to the photoreceptor can be returned to the developing roller, The effect of preventing background fogging will be improved.

本発明においては、交流成分として上記のような矩形波を用いると共に、直流バイアス成分は、下記式(1)及び(2);
+180V≦Vdc≦+300V (1)
70V≦V−Vdc≦180V (2)
式中、Vdcは、直流バイアスの電圧(V)であり、
は、アモルファスシリコン感光体の主帯電電位(V)である、
を満足するもので無ければならない。
In the present invention, the rectangular wave as described above is used as the AC component, and the DC bias component is expressed by the following formulas (1) and (2);
+ 180V ≦ Vdc ≦ + 300V (1)
70V ≦ V 0 −Vdc ≦ 180V (2)
Where Vdc is the DC bias voltage (V),
V 0 is the main charging potential (V) of the amorphous silicon photoreceptor,
It must be satisfied.

即ち、上記式(1)に関して、帯電ローラ3bに印加される直流電圧Vdcが+300Vを超えると、感光体ドラム1へのリークが発生しやすくなってしまい、+180V未満であると、トナーの飛翔が不十分となり、画像濃度の低下を生じてしまう。   That is, with respect to the above formula (1), if the DC voltage Vdc applied to the charging roller 3b exceeds + 300V, leakage to the photosensitive drum 1 is likely to occur, and if it is less than + 180V, toner flying occurs. Insufficient image density will result.

また、上記式(2)に関して、V−Vdcは、白紙電位(或いはカブリ取り電位)と呼ばれるものであり、この白紙電位を80V未満に設定すると、現像特性的にトナーが現像される電位差になるので、地肌カブリが発生しやすくなる。一方、白紙電位を180Vより高く設定すると、逆帯電トナーが感光体ドラム1上に現像されて地肌かぶりが発生しやすくなる。(正常な帯電トナーであれば、正極性に帯電したドラム1には、斥力によってトナーは現像されないが、逆帯電のトナーはドラム1に吸着してしまう。)また、1ドットレベルの微細な潜像にトナーを現像する際、正帯電したトナー粒子が非露光部の正電位の影響を受けて斥力が働き、現像されにくくなるため、1ドット再現性が悪くなる。従って、上記式(2)に示すように、白紙電位(V−Vdc )を80V〜180Vに設定することにより、カブリのない良好なドット再現を得る事ができるのである。 Further, with respect to the above formula (2), V 0 -Vdc is called a blank paper potential (or fog removal potential). When this blank paper potential is set to less than 80 V, the potential difference at which the toner is developed in terms of development characteristics. Therefore, background fog is likely to occur. On the other hand, when the blank paper potential is set higher than 180 V, the reversely charged toner is developed on the photosensitive drum 1 and the background fog is likely to occur. (For normal charged toner, the positively charged drum 1 does not develop toner due to repulsive force, but reversely charged toner is attracted to the drum 1.) When developing toner on an image, positively charged toner particles are affected by the positive potential of the non-exposed area and repulsive, making it difficult to develop, resulting in poor 1-dot reproducibility. Therefore, as shown in the above equation (2), by setting the blank paper potential (V 0 -Vdc) to 80 V to 180 V, it is possible to obtain good dot reproduction without fogging.

このように、本発明によれば、アモルファスシリコン感光体ドラム1を300mm/sec以上の周速で駆動させて高速現像を行う場合にも、画像濃度の低下やかぶり発生などの画像不良を生じることなく、ドット再現性を確保することができるのである。   As described above, according to the present invention, even when the amorphous silicon photosensitive drum 1 is driven at a peripheral speed of 300 mm / sec or more to perform high-speed development, image defects such as a decrease in image density and occurrence of fogging occur. Therefore, dot reproducibility can be ensured.

下記仕様のアモルファスシリコン感光体ドラムを備えたデジタルプリンタを使用し、表1に示すように、現像バイアス及び主帯電電位を種々変更して、画像出力を行い、画像濃度、かぶり及びドット再現性の評価を行った。   Using a digital printer equipped with an amorphous silicon photoconductive drum of the following specifications, as shown in Table 1, various development biases and main charging potentials were changed, and image output was performed. Evaluation was performed.

感光体ドラム:
アルミ素管径;90mm
アモルファスシリコン感光層;初期厚み30μm
ドラム幅;240mm
ドラム周速;350mm/sec
主帯電器:スコロトロン
現像剤:
正帯電性磁性トナー
表面処理剤(疎水性シリカ);トナー100重量部当り1重量部
クリーニングブレード;
ポリウレタンゴム
硬度(JIS A);65度
定着装置:
定着温度;190℃
記録紙:A4サイズ
転写電流:−8μA
転写ローラ周速:感光体ドラム周速の1.02倍
Photosensitive drum:
Aluminum tube diameter: 90mm
Amorphous silicon photosensitive layer; initial thickness 30μm
Drum width: 240mm
Drum peripheral speed: 350mm / sec
Main charger: Scorotron Developer:
Positively chargeable magnetic toner Surface treatment agent (hydrophobic silica); 1 part by weight per 100 parts by weight of toner Cleaning blade;
Polyurethane rubber hardness (JIS A); 65 degrees Fixing device:
Fixing temperature: 190 ° C
Recording paper: A4 size Transfer current: -8 μA
Transfer roller peripheral speed: 1.02 times the photosensitive drum peripheral speed

尚、画像濃度、かぶり及びドット再現性は、以下のようにして評価した。
画像濃度(ID);N(マンセル値)=1.0の黒ベタ原稿に対する出力画像を東京電色製白色濃度計(TC6MC)により測定し、ID=1.3以上を可、1.3未満を不可とした。
かぶり(FD);N(マンセル値)9.5の白紙原稿に対する出力画像を上記白色濃度計により測定し、その値から記録紙の白紙部濃度(ベース紙濃度)を差し引くことによりFDを算出し、FD=0.01以下を可、0.01より大きい場合を不可とした。
ドット再現性:面積率6.25%のドットパターン原稿(600dpiに相当)に対する出力画像を上記白色濃度計により測定し、その値から上記ベース紙濃度を差し引くことにより算出し、ドットパターンが再現される0.023以上を可、0.023未満を不可とした。
The image density, fog and dot reproducibility were evaluated as follows.
Image density (ID); N (Munsell value) = 1.0 Output image for a solid black document is measured with a Tokyo Denshoku white densitometer (TC6MC). ID = 1.3 or higher, less than 1.3 Was impossible.
Fog (FD); FD is calculated by measuring the output image of a blank document with N (Munsell value) 9.5 using the white densitometer and subtracting the white paper portion density (base paper density) of the recording paper from this value. FD = 0.01 or less is acceptable, and the case where it is larger than 0.01 is not acceptable.
Dot reproducibility: An output image for a dot pattern original (corresponding to 600 dpi) with an area ratio of 6.25% is measured by the white densitometer, and is calculated by subtracting the base paper density from that value, and the dot pattern is reproduced. 0.023 or more is acceptable, and less than 0.023 is impossible.

Figure 2005091683
Figure 2005091683

本発明の実施に用いる画像形成装置を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus used for implementing the present invention. 本発明で採用する現像バイアスの波形を示す図。The figure which shows the waveform of the developing bias employ | adopted by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:感光体ドラム
2:帯電装置
3:現像装置
4:転写ローラ
5:クリーニング装置
5a:クリーニングブレード
7:定着装置
7a:定着ローラ
7b:加圧ローラ
1: Photosensitive drum 2: Charging device 3: Developing device 4: Transfer roller 5: Cleaning device 5a: Cleaning blade 7: Fixing device 7a: Fixing roller 7b: Pressure roller

Claims (2)

主帯電及び画像露光により静電潜像が形成されたアモルファスシリコン感光体と現像ローラとの間に、直流バイアス成分に交流バイアス成分を重畳した現像バイアスを印加することによって、現像ローラ表面の磁性トナーを飛翔現像させる反転現像方法において、
前記交流バイアス成分は、2乃至3KHzの周波数fと1乃至2KVの振幅Vp-pと25乃至45%のデューティ比とを有する矩形波を使用し、
前記直流バイアス成分は、下記式;
+180V≦Vdc≦+300V、
70V≦V−Vdc≦180V
式中、Vdcは、直流バイアスの電圧(V)であり、
は、アモルファスシリコン感光体の主帯電電位(V)である、
を満足するものであることを特徴とする反転現像方法。
Magnetic toner on the surface of the developing roller is applied by applying a developing bias in which an AC bias component is superimposed on a DC bias component between the amorphous silicon photoreceptor on which an electrostatic latent image is formed by main charging and image exposure and the developing roller. In the reversal development method for flying development,
The AC bias component uses a rectangular wave having a frequency f of 2 to 3 KHz, an amplitude Vp-p of 1 to 2 KV, and a duty ratio of 25 to 45%,
The DC bias component has the following formula:
+ 180V ≦ Vdc ≦ + 300V,
70V ≦ V 0 −Vdc ≦ 180V
Where Vdc is the DC bias voltage (V),
V 0 is the main charging potential (V) of the amorphous silicon photoreceptor,
A reversal development method characterized by satisfying the above.
前記感光体を300mm/sec以上の周速度で駆動しながら現像を行う請求項1に記載の反転現像方法。   The reversal development method according to claim 1, wherein the development is performed while driving the photosensitive member at a peripheral speed of 300 mm / sec or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7509076B2 (en) * 2007-03-07 2009-03-24 Xerox Corporation Squarewave charging of a photoreceptor

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