JP2007108538A - Image forming apparatus - Google Patents

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Yoshinori Muto
吉紀 武藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress induced charge injection into a carrier due to a development field which acts on a development area where an image bearing member and a developer bearing member confront each other, and to form a high quality image. <P>SOLUTION: A surface of a metal sleeve 102 is coated with a resistance layer 103 the volume resistivity value of which is higher than that of a magnetic carrier 10 in a development nip part which is an area where a two-component developer 12 held by a developer bearing member 13 comes in contact with an image bearing member 14 opposite to the developer bearing member 13. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤担持体上に保持された二成分現像剤のトナーにより現像、可視像化する電子写真技術を用いた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic technique for developing and visualizing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a toner of a two-component developer held on the developer carrier. It is about.

従来から、レーザープリンタや複写機などの電子写真技術を利用した画像出力機器に関して、像担持体上に形成された静電潜像を現像し可視像を形成するための現像剤として、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤と、トナー単体から成る一成分現像剤とが用いられてきた。これらのうち、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式は、他の現像方式と比較して画質の面で優れており、カラー化も可能で、比較的安価であるため、これまでに幅広く利用されてきた。   Conventionally, with respect to image output devices using electrophotographic technology such as laser printers and copiers, toner and developer are used to develop an electrostatic latent image formed on an image carrier and form a visible image. A two-component developer composed of a carrier and a one-component developer composed of a single toner have been used. Of these, the magnetic brush development method using a two-component developer is superior in terms of image quality compared to other development methods, can be colored, and is relatively inexpensive. Has been used.

従来の磁気ブラシ現像方式を用いた画像形成装置には、円筒形状の金属スリーブと、その内部に備えられた磁界発生手段である永久磁石がN極とS極と交互に配設されたマグネットローラとで構成される現像剤担持体が備えられている。この現像剤担持体の金属スリーブ表面に二成分現像剤を担持させ、マグネットローラを固定したまま金属スリーブのみを回転させることで、静電潜像の形成された像担持体と対向する現像領域へ二成分現像剤を搬送することができる。そして、現像剤担持体と像担持体との間に印加された現像電界により、帯電したトナーのみを像担持体に静電付着させ、可視像を形成することができる。   2. Description of the Related Art A conventional image forming apparatus using a magnetic brush developing system includes a cylindrical metal sleeve and a magnet roller in which permanent magnets, which are magnetic field generating means, are arranged alternately in N and S poles. And a developer carrying member. A two-component developer is carried on the surface of the metal sleeve of the developer carrying member, and only the metal sleeve is rotated while the magnet roller is fixed, so that the developing region facing the image carrying member on which the electrostatic latent image is formed is moved. A two-component developer can be conveyed. Then, by a developing electric field applied between the developer carrier and the image carrier, only the charged toner can be electrostatically attached to the image carrier to form a visible image.

ところが、従来の磁気ブラシ現像方式を用いた画像形成装置においては、現像電界により、像担持体に対してトナーのみでなく、キャリアまでもが付着する、所謂キャリア付着が生じる。そして、このキャリア付着が画像欠陥を引き起こすことが大きな問題となっている。具体的には、画像領域に対しては白抜けによる画像欠陥を引き起こす。また、非画像領域に対しては、現像剤担持体上でキャリアに付着していたトナーも合わせて付着するため、画像カブリを引き起こす。特に近年では高画質化の要求に応えるために、トナーの小粒径化が進んでおり、合わせてキャリアも小粒径化される傾向にある。このキャリアの小粒径化に伴って、現像剤担持体へのキャリアの磁気拘束力が小さくなるため、キャリア付着に対する対策が益々必要性を増してきている。   However, in an image forming apparatus using a conventional magnetic brush developing method, a so-called carrier adhesion occurs in which not only the toner but also the carrier adheres to the image carrier due to the developing electric field. And it is a big problem that this carrier adhesion causes an image defect. Specifically, an image defect due to white spots is caused in the image area. Further, the toner that has adhered to the carrier on the developer carrying member also adheres to the non-image area, thereby causing image fogging. Particularly in recent years, in order to meet the demand for higher image quality, the toner particle size has been reduced, and the carrier tends to have a smaller particle size. As the particle size of the carrier is reduced, the magnetic restraining force of the carrier on the developer carrying member is reduced, so that countermeasures against the carrier adhesion are increasingly required.

この様なキャリア付着を制御する因子としては、一般的にキャリアの飽和磁化、現像領域に対向する位置でのマグネットローラの磁束密度などに依存する現像剤担持体に対するキャリアの磁気拘束力や、トナーや現像剤担持体との摩擦に起因するキャリアのチャージアップ等が挙げられる。キャリア付着の抑制に向けて、磁気拘束力やキャリアのチャージアップ等の制御因子に係わる多種多様な改善策が試みられている。   Factors that control such carrier adhesion include the carrier's magnetic binding force on the developer carrier, which generally depends on the saturation magnetization of the carrier, the magnetic flux density of the magnet roller at a position facing the development area, and the toner. And charge up of the carrier due to friction with the developer carrying member. A variety of improvement measures related to control factors such as magnetic restraint force and carrier charge-up have been tried to suppress carrier adhesion.

例えば、特許文献1では、非磁性の金属スリーブ表面に磁性材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼からなる粗面化された被覆層を設ける技術が開示されている。特許文献1に記載の技術により、現像ロール内部の永久磁石部材の表面から外へ向かう磁束の一部が被覆層内を通過すると共に、粗面化された被覆層の凸部に局部的な誘導磁極を生じる。そのため、キャリアをスリーブに保持する磁気拘束力が増大し、像担持体へのキャリア付着を防止することができる。   For example, Patent Document 1 discloses a technique of providing a roughened coating layer made of martensitic stainless steel, which is a magnetic material, on the surface of a nonmagnetic metal sleeve. According to the technique described in Patent Document 1, a part of the magnetic flux going outward from the surface of the permanent magnet member inside the developing roll passes through the coating layer and is locally guided to the convex portion of the roughened coating layer. Produces magnetic poles. For this reason, the magnetic restraining force for holding the carrier on the sleeve is increased, and carrier adhesion to the image carrier can be prevented.

また、特許文献2では、キャリアの重量平均粒径、キャリアの体積抵抗、マグネットローラの現像極の法線方向の磁束密度、現像スリーブ回転方向に対して現像極下流側の磁極の磁束密度、現像ギャップをそれぞれ規定値とする技術が記載されている。この技術により、キャリア付着を抑制して、高品質の画像を得ることができる。   In Patent Document 2, the weight average particle diameter of the carrier, the volume resistance of the carrier, the magnetic flux density in the normal direction of the developing pole of the magnet roller, the magnetic flux density of the magnetic pole downstream of the developing pole with respect to the developing sleeve rotation direction, A technique is described in which each gap is a specified value. With this technique, it is possible to suppress carrier adhesion and obtain a high-quality image.

また、特許文献3では、導電性粒子を分散した体積抵抗10Ω・cm以下の樹脂被覆層を設ける技術が開示されている。現像剤担持体とキャリアとの摩擦帯電のため、キャリアがトナーと反対極性に強帯電することにより感光体の非画像部に付着する問題に対し、特許文献3に記載の技術を用いることで、キャリアの摩擦帯電量を減らし、非画像部へのキャリア付着を低減することができる。 Patent Document 3 discloses a technique for providing a resin coating layer having a volume resistance of 10 6 Ω · cm or less in which conductive particles are dispersed. By using the technique described in Patent Document 3 for the problem that the carrier adheres to the non-image area of the photosensitive member due to the triboelectric charging between the developer carrying member and the carrier, and the carrier is strongly charged to the opposite polarity to the toner, It is possible to reduce the amount of frictional charge of the carrier and reduce the carrier adhesion to the non-image area.

また、特許文献4には、感光体表層が低抵抗層である場合に起こる、かぶり及び画像濃度の低下を抑制するためであり、キャリア付着の抑制に向けての技術とは目的は異なるが、現像剤担持体表面にめっき層を形成し、現像剤担持体の体積抵抗率σとめっき層の層厚dの積を、1×10−6Ω・cm≦σ×d≦1×10Ω・cmとする技術が開示されている。 Further, Patent Document 4 is for suppressing fogging and a decrease in image density that occurs when the surface of the photoreceptor is a low resistance layer, and the purpose is different from the technique for suppressing carrier adhesion. A plating layer is formed on the surface of the developer carrier, and the product of the volume resistivity σ of the developer carrier and the layer thickness d of the plating layer is 1 × 10 −6 Ω · cm 2 ≦ σ × d ≦ 1 × 10 5. A technique of Ω · cm 2 is disclosed.

また、特許文献5には、スリーブ基体表面に被覆層を有した現像スリーブの体積抵抗率を10Ω・cm以下とし、被覆層は硬化型樹脂、カーボン微粒子、酸化チタン微粒子を含有し、硬化型樹脂の含有量Bと、カーボン微粒子及び酸化チタン微粒子の含有量Pとの重量比が、P:B=1:1.5〜1:3.5の範囲とする技術について開示されている。特許文献5に記載の技術により、高耐久、濃度安定性、ゴーストレスに優れた画像形成を実現することができる。 In Patent Document 5, the volume resistivity of a developing sleeve having a coating layer on the sleeve base surface is set to 10 3 Ω · cm or less, and the coating layer contains a curable resin, carbon fine particles, and titanium oxide fine particles, and is cured. A technique is disclosed in which the weight ratio of the mold resin content B to the carbon fine particle and titanium oxide fine particle content P is in the range of P: B = 1: 1.5 to 1: 3.5. With the technique described in Patent Document 5, it is possible to realize image formation with high durability, density stability, and excellent ghost stress.

また、特許文献6には、現像スリーブ表面に設けられたサンドブラストの谷間に現像スリーブよりも材料硬度の低い材料からなる軟質表面化処理層を形成することで、経時的な現像剤の搬送量の低下を防ぐ技術が開示されている。
特開平9−26701号公報(1997年1月28日公開) 特開2003−323050号公報(2003年11月14日公開) 特開2003−5504号公報(2003年1月8日公開) 特開2004−37951号公報(2004年2月5日公開) 特許3297549号(2002年4月12日登録) 特開2003−330263号公報(2003年11月19日公開)
Further, Patent Document 6 discloses that the amount of developer transport over time is reduced by forming a soft surface treatment layer made of a material having a material hardness lower than that of the developing sleeve in the valley of the sandblast provided on the developing sleeve surface. Techniques for preventing this are disclosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-26701 (published January 28, 1997) JP 2003-323050 A (published November 14, 2003) JP 2003-5504 A (published January 8, 2003) JP 2004-37951 A (published on February 5, 2004) Patent No. 3297549 (Registered on April 12, 2002) JP 2003-330263 A (published on November 19, 2003)

しかしながら、像担持体へのキャリア付着は、前述した磁気拘束力やキャリアのチャージアップのみに支配されず、これらに加えて現像領域における実効電界に起因するキャリアの誘導帯電もその要因の一つとなっている。   However, the carrier adhesion to the image carrier is not governed only by the magnetic restraint force and the carrier charge-up described above, and in addition to this, the induction charging of the carrier due to the effective electric field in the development region is one of the factors. ing.

ここで、図9(a),(b)を用いて誘導帯電現象について説明する。図9(a)に示すように、キャリア(磁性キャリア)10およびトナー11から成る二成分現像剤12は、現像領域にて図示しないマグネットローラが内部に配設された現像剤担持体13の金属製スリーブ13表面にて磁気ブラシを形成して像担持体14と接している。ここで金属製スリーブ13に印加する直流バイアス電圧を−400V、像担持体14の金属基体を接地した場合、画像部においては、像担持体14表面の帯電電荷はキャンセルされているため表面電位は0Vである。そして、現像ニップ部にて形成される電界により、磁気ブラシ先端部のキャリア10に負の誘導電荷が現像スリーブ側より注入される。この誘導電荷により、磁気ブラシ先端部のキャリア10には像担持体14へと移行する方向にクーロン力が働き、これが現像剤担持体に対する磁気拘束力に打ち勝った場合には、像担持体14へのキャリア付着を引き起こし、白抜け画像を発生させる。一方、非画像部においては、図9(b)に示すように、像担持体14表面の負の帯電電荷は残存しており、表面電位を−600Vとすると、現像ニップ部にて形成される電界により、磁気ブラシ先端部のキャリア10には正の誘導電荷が金属製スリーブ13側より注入される。この誘導電荷により、画像部と同様に、磁気ブラシ先端部のキャリア10には像担持体14へと移行する方向にクーロン力が働き、これが現像剤担持体に対する磁気拘束力に打ち勝った場合には像担持体14へのキャリア付着を引き起こし、トナー11も引き連れて行くことから画像カブリを発生させる。   Here, the induction charging phenomenon will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 9A, the two-component developer 12 composed of the carrier (magnetic carrier) 10 and the toner 11 is a metal of the developer carrier 13 in which a magnet roller (not shown) is disposed in the developing region. A magnetic brush is formed on the surface of the sleeve 13 and is in contact with the image carrier 14. Here, when the DC bias voltage applied to the metal sleeve 13 is −400 V and the metal substrate of the image carrier 14 is grounded, in the image portion, the charged charge on the surface of the image carrier 14 is canceled, so the surface potential is 0V. Then, due to the electric field formed at the developing nip portion, negative induced charges are injected from the developing sleeve side into the carrier 10 at the tip of the magnetic brush. Due to this induced charge, a Coulomb force acts on the carrier 10 at the tip of the magnetic brush in the direction of moving to the image carrier 14, and when this overcomes the magnetic restraint force on the developer carrier, the carrier 10 moves to the image carrier 14. Cause carrier adhesion, and a white-out image is generated. On the other hand, in the non-image portion, as shown in FIG. 9B, the negatively charged charge on the surface of the image carrier 14 remains, and is formed at the development nip portion when the surface potential is −600V. Due to the electric field, positive induced charges are injected into the carrier 10 at the tip of the magnetic brush from the metal sleeve 13 side. As with the image portion, this induced charge causes a Coulomb force to act on the carrier 10 at the tip of the magnetic brush in the direction of moving to the image carrier 14, which overcomes the magnetic restraint force on the developer carrier. Carrier adhesion to the image carrier 14 is caused, and the toner 11 is also taken in, thereby causing image fogging.

図10は、像担持体に対するA4用紙一枚あたりのキャリア付着個数の現像バイアス依存を示したものである。ここで現像バイアスとは、像担持体の表面電位をVOPC、現像剤担持体の現像スリーブに印加された電圧をVdevとした場合に、VOPC−Vdevで表される値である。つまり正バイアス領域は画像領域(黒ベタ画像領域)を、負バイアス領域は非画像領域(背景領域)をそれぞれ示している。本図において、実線はキャリアのみでのキャリア付着個数を、破線はキャリアとトナーとが混在した二成分現像剤でのキャリア付着個数を示している。図10より判るように、キャリアのみにおいても、キャリアとトナーが混在した状態においてもキャリア付着が生じている。また画像領域、非画像領域共にキャリア付着が見られることから、上述した通り、キャリアは正負両極性に誘導帯電していることが判る。ここで、キャリアのみの場合に比べキャリアとトナーが混在した場合の方がキャリア付着量が減少しているのは、トナーの体積抵抗率の方がキャリアの体積抵抗率よりも高いため、トナーの混在により現像剤体全体としての抵抗値が上昇し、誘導帯電が起こり難い系となっているためである。 FIG. 10 shows the development bias dependence of the number of carriers attached per A4 sheet to the image carrier. Here, the developing bias is a value represented by V OPC -V dev where the surface potential of the image carrier is V OPC and the voltage applied to the developing sleeve of the developer carrier is V dev . That is, the positive bias area indicates an image area (black solid image area), and the negative bias area indicates a non-image area (background area). In this figure, the solid line indicates the number of carriers attached only by the carrier, and the broken line indicates the number of carriers attached by the two-component developer in which the carrier and the toner are mixed. As can be seen from FIG. 10, carrier adhesion occurs in the carrier alone or in the state where the carrier and the toner are mixed. Further, since the carrier adhesion is observed in both the image area and the non-image area, it can be understood that the carrier is induction-charged in both positive and negative polarities as described above. Here, the carrier adhesion amount is decreased in the case where the carrier and the toner are mixed as compared with the case of the carrier alone, because the volume resistivity of the toner is higher than the volume resistivity of the carrier. This is because the resistance value of the developer body as a whole increases due to the mixture, and induction charging is difficult to occur.

以上に説明したように、像担持体へのキャリア付着の一因として、現像電界によるキャリアの誘導帯電現象が挙げられ、換言すれば、キャリア付着を軽減するには誘導帯電を誘発し難いシステムを構築する必要がある。   As described above, one cause of carrier adhesion to the image carrier is the induction charging phenomenon of the carrier due to the developing electric field. In other words, in order to reduce carrier adhesion, a system that does not easily induce induction charging is used. Need to build.

以上の現象を踏まえると、特許文献1の技術では、局部的に現像スリーブ表面の磁束密度が増加し、現像スリーブに対するキャリアの磁気拘束力を向上できるが、キャリアの誘導帯電現象を防ぐことはできない。そのため、磁気拘束力に対して誘導帯電によるクーロン力が勝った場合には、像担持体へのキャリア付着が発生する。また、キャリアの磁気拘束力を増加させることにより磁気ブラシの硬さが増加する。そのため、現像画像に対する掃けスジを引き起こしたり、像担持体とのストレスが増大してキャリアや像担持体のライフが短くなったりするといった問題が生じる。   Considering the above phenomenon, the technique of Patent Document 1 locally increases the magnetic flux density on the surface of the developing sleeve and can improve the magnetic restraining force of the carrier with respect to the developing sleeve, but it cannot prevent the induction charging phenomenon of the carrier. . For this reason, when the Coulomb force by induction charging is superior to the magnetic restraining force, carrier adhesion to the image carrier occurs. Further, the hardness of the magnetic brush is increased by increasing the magnetic binding force of the carrier. For this reason, problems such as causing streaking of the developed image and increasing the stress on the image carrier and shortening the life of the carrier and the image carrier.

また、特許文献2に記載の技術では、特許文献1の技術と同様に磁気拘束力は増加できるが、誘導帯電現象を防止できない。そのため、キャリア付着を誘発すると共に、現像画像に対する掃けスジや、キャリアや像担持体のライフ短縮を引き起こす。   In the technique described in Patent Document 2, the magnetic binding force can be increased as in the technique of Patent Document 1, but the induction charging phenomenon cannot be prevented. For this reason, carrier adhesion is induced, and a streak streak with respect to the developed image and shortening of the life of the carrier and the image carrier are caused.

また、特許文献3の技術では、現像スリーブ表面に低抵抗の被覆層を設けることにより、キャリアのチャージアップに起因するキャリア付着は防止できる。しかし、低抵抗ゆえにキャリアへの誘導電荷の注入は防止できず、キャリア付着を招くこととなる。   In the technique of Patent Document 3, carrier adhesion due to charge-up of carriers can be prevented by providing a low resistance coating layer on the surface of the developing sleeve. However, since the resistance is low, the injection of induced charges into the carrier cannot be prevented, leading to carrier adhesion.

また、特許文献4の技術では、現像剤担持体の体積抵抗率σとめっき層の層厚dとの積を、1×10−6Ω・cm≦σ×d≦1×10Ω・cmとしているが、従属項に記載のめっき層厚1〜25μmから導出される体積抵抗率σの範囲は、4×10−4Ω・cm≦σ≦1×10Ω・cmと低抵抗であり、誘導電荷はめっき層を通過してキャリアに流れ込みやすく、キャリア付着を発生させる懸念がある。 In the technique of Patent Document 4, the product of the volume resistivity σ of the developer carrier and the layer thickness d of the plating layer is 1 × 10 −6 Ω · cm 2 ≦ σ × d ≦ 1 × 10 5 Ω · Although cm 2, and the range of the volume resistivity sigma derived from the plating layer thickness 1~25μm according to the dependent claims, 4 × 10 -4 Ω · cm ≦ σ ≦ 1 × 10 9 Ω · cm and a low resistance Inductive charges easily flow into the carrier through the plating layer, and there is a concern that carrier adhesion occurs.

また、特許文献5,6の技術でもキャリアの誘導帯電現象を防ぐことはできない。   Further, the techniques of Patent Documents 5 and 6 cannot prevent the induction charging phenomenon of carriers.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域に作用する現像電界に起因するキャリアへの誘導電荷注入を抑制することのできる画像形成装置を実現することにある。さらに、キャリアへの誘導電荷注入を抑制することで、像担持体へのキャリア付着を低減させ、現像画像に対する掃けスジや、キャリアや像担持体のライフ短縮を誘発することなく、画像抜けや画像カブリの無い、極めて良質な画像を形成することのできる画像形成装置を実現することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to induce inductive charge injection into a carrier due to a developing electric field acting on a developing region where an image carrier and a developer carrier face each other. An object is to realize an image forming apparatus that can be suppressed. Furthermore, by suppressing inductive charge injection to the carrier, carrier adhesion to the image carrier is reduced, and image omission and image are eliminated without inducing streaking of developed images and shortening of the life of the carrier or image carrier. An object of the present invention is to realize an image forming apparatus capable of forming an extremely high quality image without fog.

本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、内部に磁界発生手段が配置され、回転可能な非磁性のスリーブを備えた現像剤担持体の表面に、磁性キャリアと非磁性トナーとを含む現像剤を保持させ、当該現像剤により像担持体表面に形成された静電潜像を顕像化する画像形成装置において、上記スリーブ表面には、上記現像剤担持体に保持された上記現像剤が上記現像剤担持体と対向している上記像担持体と接触する領域である現像ニップ部での上記磁性キャリアの体積抵抗値よりも、大きい体積抵抗値の抵抗層が設けられていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention has a magnetic carrier and a non-magnetic toner on the surface of a developer carrying member having a magnetic non-magnetic sleeve disposed therein and having a rotatable non-magnetic sleeve. In the image forming apparatus for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier by the developer, the sleeve surface is held by the developer carrier. There is provided a resistance layer having a volume resistance value larger than the volume resistance value of the magnetic carrier at the developing nip portion where the developer is in contact with the image carrier facing the developer carrier. It is characterized by being.

上記構成によると、現像剤担持体におけるスリーブの表面に、現像ニップ部での磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きい体積抵抗値を有する抵抗層を設けることで、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域において誘導帯電が起こるのを妨げることができる。よって、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域に作用する現像電界に起因する、現像剤担持体からの磁性キャリアへの誘導電荷注入を抑制することができる。磁性キャリアへの誘導電荷注入を抑制することができるので、像担持体へのキャリア付着を低減させることができる。キャリア付着を低減させることができるので、画像抜けや画像カブリの無い極めて良質な画像を形成することができる。また、従来技術のように磁気拘束力を増加させているのではないため、現像画像に対する掃けスジや、キャリアや像担持体のライフ短縮を誘発することなく、高品質な画像を形成することができる。   According to the above configuration, by providing the resistance layer having a volume resistance value larger than the volume resistance value of the magnetic carrier at the development nip portion on the surface of the sleeve of the developer carrier, the image carrier and the developer carrier Can prevent inductive charging from occurring in the opposite development areas. Therefore, it is possible to suppress inductive charge injection from the developer carrier to the magnetic carrier due to the development electric field acting on the development area where the image carrier and the developer carrier face each other. Since inductive charge injection to the magnetic carrier can be suppressed, carrier adhesion to the image carrier can be reduced. Since carrier adhesion can be reduced, it is possible to form an extremely high-quality image free from image omission and image fogging. In addition, since the magnetic restraint force is not increased as in the prior art, it is possible to form a high-quality image without inducing a sweeping streak on the developed image and shortening the life of the carrier or the image carrier. it can.

また、本発明に係る画像形成装置では、上記構成に加え、上記磁性キャリアは、上記現像ニップ部において100Vの直流電圧印加の下で計測される動的抵抗値から求められる体積抵抗率が、2.2×1010Ω・cm以上であることが好ましい。 In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above configuration, the magnetic carrier has a volume resistivity of 2 obtained from a dynamic resistance value measured under application of a DC voltage of 100 V at the development nip portion. .2 × 10 10 Ω · cm or more is preferable.

上記構成によると、体積抵抗率が2.2×1010Ω・cm以上のキャリアを用いることで、現像剤担持体からの誘導電荷の注入を、確実に抑制することができる。よって、像担持体へのキャリア付着をより低減させることができ、より高品質な画像を形成することができる。 According to the above configuration, by using a carrier having a volume resistivity of 2.2 × 10 10 Ω · cm or more, injection of induced charges from the developer carrier can be reliably suppressed. Therefore, carrier adhesion to the image carrier can be further reduced, and a higher quality image can be formed.

また、本発明に係る画像形成装置では、上記構成に加え、上記磁性キャリアは、帯電防止加工が施されていてもよい。   In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above configuration, the magnetic carrier may be subjected to antistatic processing.

上記構成によると、磁性キャリアに帯電防止加工が施されていることで、磁性キャリアのチャージアップを抑制することができる。よって、像担持体へのキャリア付着をさらに軽減することができる。   According to the above configuration, since the antistatic processing is performed on the magnetic carrier, the charge up of the magnetic carrier can be suppressed. Therefore, carrier adhesion to the image carrier can be further reduced.

なお、磁性キャリアにおける帯電防止加工として、磁性キャリアの表面に帯電防止効果を有する界面活性剤を分散させたコーティング層を形成してもよい。この場合、界面活性剤は、磁性キャリア表面の全面に亘って均一に分散させるのが好ましい。ここで、チャージアップを防ぐためには導電性粒子を分散させる方法も考えられる。しかし、導電性粒子を用いると、粒子の含有量に比例してキャリア粒子の抵抗値は急激に低下するため、誘導帯電現象を促進させることとなる。つまり、チャージアップの抑制と誘導帯電の防止とはトレードオフの関係となる。これに対して、帯電防止効果を有する界面活性剤を用いると、同一導入量に対する抵抗値の減少が、導電性粒子に比べて抑えられ、比較的高い抵抗値を維持したまま発生した電荷を漏洩させるという特徴を持つ。そのため、チャージアップの抑制と誘導帯電の防止とを両立できる。よって、帯電防止効果を有する界面活性剤を用いることで、帯電防止効果を有する界面活性剤を使用することにより、抵抗値をさほど低下させること無く、キャリアのチャージアップを抑制することができ、画質劣化を防止することができる。   In addition, as an antistatic process in the magnetic carrier, a coating layer in which a surfactant having an antistatic effect is dispersed on the surface of the magnetic carrier may be formed. In this case, the surfactant is preferably uniformly dispersed over the entire surface of the magnetic carrier. Here, in order to prevent charge-up, a method of dispersing conductive particles is also conceivable. However, when the conductive particles are used, the resistance value of the carrier particles rapidly decreases in proportion to the content of the particles, so that the induction charging phenomenon is promoted. That is, there is a trade-off relationship between suppression of charge-up and prevention of induction charging. On the other hand, when a surfactant having an antistatic effect is used, the decrease in the resistance value with respect to the same introduction amount is suppressed as compared with the conductive particles, and the generated charge is leaked while maintaining a relatively high resistance value. It has the feature of letting Therefore, both suppression of charge-up and prevention of induction charging can be achieved. Therefore, by using a surfactant having an antistatic effect, by using a surfactant having an antistatic effect, it is possible to suppress carrier charge-up without significantly reducing the resistance value. Deterioration can be prevented.

また、本発明に係る画像形成装置では、上記構成に加え、上記抵抗層は、帯電防止加工が施されていてもよい。   In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the resistance layer may be subjected to antistatic processing.

上記構成によると、抵抗層に帯電防止加工が施されていることで、磁性キャリアのチャージアップを抑制できすることができ、像担持体への磁性キャリア付着を防止することができる。さらに抵抗層のチャージアップを抑制できるため、現像電界の低下防止と電界均一性の確保とが可能となる。   According to the above configuration, since the antistatic process is performed on the resistance layer, the magnetic carrier can be prevented from being charged up, and the magnetic carrier can be prevented from adhering to the image carrier. Further, since the charge-up of the resistance layer can be suppressed, it is possible to prevent the development electric field from being lowered and to ensure the electric field uniformity.

なお、抵抗層における帯電防止加工として、抵抗層に帯電防止効果を有する界面活性剤が分散されていてもよい。この場合、界面活性剤は、抵抗層の全面に亘って均一に分散させるのが好ましい。ここで、分散粒子として導電性粒子ではなく帯電防止効果を有する界面活性剤を用いるのは、抵抗値をさほど低下させること無く、磁性キャリアのチャージアップを抑制できるためである。   As an antistatic process in the resistance layer, a surfactant having an antistatic effect may be dispersed in the resistance layer. In this case, the surfactant is preferably dispersed uniformly over the entire surface of the resistance layer. Here, the reason why the surfactant having an antistatic effect is used as the dispersed particles instead of the conductive particles is that the charge-up of the magnetic carrier can be suppressed without significantly reducing the resistance value.

また、本発明に係る画像形成装置では、上記構成に加え、上記抵抗層は、体積抵抗値が上記現像ニップ部での磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きくなるような体積抵抗率の高い材料からなっていてもよい。   In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above configuration, the resistive layer is made of a material having a high volume resistivity so that the volume resistance value is larger than the volume resistance value of the magnetic carrier in the developing nip portion. It may be.

ここで、体積抵抗値Rは、体積抵抗率ρ、接触面積S、抵抗層の層厚(抵抗層厚み)lから、R=ρ×l/Sにて表される。よって、体積抵抗値Rを大きくするには、(1)体積抵抗率ρを大きくする、(2)接触面積を小さくする、(3)抵抗層の層厚を大きくする、のいずれかで行うことができる。ここで接触面積は、画像形成装置の仕様である程度決まるため制御が難しい。よって、体積抵抗率あるいは抵抗層の層厚にて制御するのが好ましい。ここで、上記構成の画像形成装置では、抵抗層は、体積抵抗値が現像ニップ部の磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きくなるような体積抵抗率の高い材料からなっていている。そのため、上記構成によれば、体積抵抗値が現像ニップ部の磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きくする際に、抵抗層の層厚を大きくする必要がないため、抵抗層を構成する材料コストや現像剤担持体の製造コストを抑えることができる。   Here, the volume resistance value R is expressed by R = ρ × l / S from the volume resistivity ρ, the contact area S, and the thickness (resistance layer thickness) 1 of the resistance layer. Therefore, in order to increase the volume resistance value R, (1) increase the volume resistivity ρ, (2) decrease the contact area, or (3) increase the thickness of the resistance layer. Can do. Here, since the contact area is determined to some extent by the specifications of the image forming apparatus, it is difficult to control. Therefore, it is preferable to control by the volume resistivity or the thickness of the resistance layer. Here, in the image forming apparatus configured as described above, the resistance layer is made of a material having a high volume resistivity such that the volume resistance value is larger than the volume resistance value of the magnetic carrier in the developing nip portion. Therefore, according to the above configuration, it is not necessary to increase the thickness of the resistance layer when the volume resistance value is larger than the volume resistance value of the magnetic carrier in the development nip portion. The manufacturing cost of the developer carrier can be reduced.

また、本発明に係る画像形成装置では、上記構成に加え、上記抵抗層の層厚は、当該抵抗層の体積抵抗値が上記現像ニップ部での磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きくなるような層厚であってもよい。   In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above configuration, the thickness of the resistance layer is such that the volume resistance value of the resistance layer is larger than the volume resistance value of the magnetic carrier at the development nip portion. It may be a layer thickness.

上記構成では、抵抗層の層厚は、当該抵抗層の体積抵抗値が現像ニップ部の磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きくなるような層厚になっていている。そのため、上記構成によると、体積抵抗値が現像ニップ部の磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きくする際に、抵抗層を構成する材料の選択性を広げることができる。そして、抵抗層の材料として、帯電序列において磁性キャリア表層の母材に近い材料を選択すると、チャージアップの影響を受けにくく、安定した現像電界を得ることができる。   In the above configuration, the resistance layer has a layer thickness such that the volume resistance value of the resistance layer is larger than the volume resistance value of the magnetic carrier in the development nip portion. Therefore, according to the above configuration, when the volume resistance value is larger than the volume resistance value of the magnetic carrier in the development nip portion, the selectivity of the material constituting the resistance layer can be expanded. If a material close to the base material of the magnetic carrier surface layer in the charging sequence is selected as the material of the resistance layer, it is difficult to be affected by charge-up and a stable development electric field can be obtained.

また、本発明に係る画像形成装置では、上記構成に加え、上記抵抗層は、上記磁性キャリア表面の母材と同一の材料を含有していてもよい。   In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above configuration, the resistance layer may contain the same material as the base material on the surface of the magnetic carrier.

ここで、磁性キャリア表面の母材とは、磁性キャリア表面に含まれる材料のうち、最も含有量の多い材料であるとする。上記構成によれば、現像剤担持体の表面の抵抗層には、磁性キャリア表面の母材と同一の材料が含まれているので、現像剤担持体と磁性キャリア表面との摩擦帯電を抑制することができる。よって、現像剤担持体表面と磁性キャリア表面におけるチャージアップを減少させることができるため、現像電界の変動を抑制することができる。   Here, it is assumed that the base material on the surface of the magnetic carrier is a material having the largest content among the materials included on the surface of the magnetic carrier. According to the above configuration, since the resistance layer on the surface of the developer carrier includes the same material as the base material of the magnetic carrier surface, frictional charging between the developer carrier and the magnetic carrier surface is suppressed. be able to. Accordingly, since the charge-up on the developer carrier surface and the magnetic carrier surface can be reduced, fluctuations in the developing electric field can be suppressed.

本発明に係る画像形成装置は、以上のように、上記スリーブ表面には、上記現像剤担持体に保持された上記現像剤が上記現像剤担持体と対向している上記像担持体と接触する領域である現像ニップ部での上記磁性キャリアの体積抵抗値よりも、大きい体積抵抗値の抵抗層が設けられていることを特徴としている。   In the image forming apparatus according to the present invention, as described above, the developer held on the developer carrier is in contact with the image carrier that faces the developer carrier on the sleeve surface. A resistance layer having a volume resistance value larger than the volume resistance value of the magnetic carrier at the developing nip portion, which is a region, is provided.

上記構成によると、現像剤担持体におけるスリーブの表面に、現像ニップ部での磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きい体積抵抗値を有する抵抗層を設けることで、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域において誘導帯電が起こるのを妨げることができる。よって、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域に作用する現像電界に起因する、現像剤担持体からのキャリアへの誘導電荷注入を抑制することができる。磁性キャリアへの誘導電荷注入を抑制することができるので、像担持体への磁性キャリア付着を低減させることができる。磁性キャリア付着を低減させることができるので、画像抜けや画像カブリの無い極めて良質な画像を形成することができる。また、従来技術のように磁気拘束力を増加させているのではないため、現像画像に対する掃けスジや、磁性キャリアや像担持体のライフ短縮を誘発することなく、高品質な画像を形成することができる。   According to the above configuration, by providing the resistance layer having a volume resistance value larger than the volume resistance value of the magnetic carrier at the development nip portion on the surface of the sleeve of the developer carrier, the image carrier and the developer carrier Can prevent inductive charging from occurring in the opposite development areas. Therefore, it is possible to suppress inductive charge injection from the developer carrier to the carrier due to the developing electric field acting on the development area where the image carrier and the developer carrier face each other. Since inductive charge injection into the magnetic carrier can be suppressed, adhesion of the magnetic carrier to the image carrier can be reduced. Since adhesion of the magnetic carrier can be reduced, it is possible to form an extremely high quality image free from image omission and image fogging. Also, since the magnetic restraint force is not increased as in the prior art, high-quality images can be formed without inducing streaking of developed images and shortening the life of magnetic carriers and image carriers. Can do.

本発明の実施の形態について、図1〜図8に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。   The embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that the present invention is not limited to this.

図2は、本実施形態の画像形成装置1の主要な構成の概要を示す模式図である。図2に示すように、画像形成装置1では、現像槽30の内部に予め投入された磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤(現像剤)12が攪拌スクリュー31により攪拌・帯電される。そして、二成分現像剤12は、内部に磁界発生手段であるマグネットローラを配設した現像剤担持体13に搬送されることで、現像剤担持体13表面に磁気拘束力により保持される。次に、現像剤担持体13表面に保持された二成分現像剤12は、層規制ブレード32により一定層厚に規制され、現像剤担持体13と像担持体14との対向部において磁気ブラシを形成し、図示しない露光手段により像担持体14の表面に形成された静電潜像にトナーのみを付着させることにより可視像を形成する。また、図1に示すように、現像剤担持体13が備えるマグネットローラ100は固定部材、金属製スリーブ102は回転体なので、現像剤担持体13には、摺擦回避のために空隙101が設けられている。   FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of the main configuration of the image forming apparatus 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 2, in the image forming apparatus 1, a two-component developer (developer) 12 composed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner previously put in the developing tank 30 is stirred and charged by a stirring screw 31. The The two-component developer 12 is transported to the developer carrier 13 in which a magnet roller serving as a magnetic field generating means is disposed, and is held on the surface of the developer carrier 13 by a magnetic restraining force. Next, the two-component developer 12 held on the surface of the developer carrier 13 is regulated to a constant layer thickness by the layer regulating blade 32, and a magnetic brush is applied to the opposite portion between the developer carrier 13 and the image carrier 14. A visible image is formed by adhering only toner to the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier 14 by exposure means (not shown). Further, as shown in FIG. 1, since the magnet roller 100 provided in the developer carrying member 13 is a fixed member and the metal sleeve 102 is a rotating member, the developer carrying member 13 is provided with a gap 101 to avoid rubbing. It has been.

また、画像形成装置1において、現像剤担持体13の内部に配設されたマグネットローラは計5極で構成され、そのうち現像剤担持体13と像担持体14とが対向する現像領域に位置する磁極の法線方向の磁束密度は110[mT]であるとする。これらの数値は単なる例であり、これらに限定されることはない。また、現像領域における現像剤担持体13と像担持体14とのギャップは、本実験例では、0.45[mm]に設定されている。もちろん、これも単なる例示でありこの数値に限定されることはない。   In the image forming apparatus 1, the magnet roller disposed inside the developer carrier 13 is composed of a total of five poles, of which the developer carrier 13 and the image carrier 14 are located in the development region where they face each other. The magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole is assumed to be 110 [mT]. These numerical values are merely examples, and are not limited to these. Further, the gap between the developer carrier 13 and the image carrier 14 in the development region is set to 0.45 [mm] in this experimental example. Of course, this is also merely an example and is not limited to this value.

ここで、図1に示すように、現像剤担持体13の金属製スリーブ(非磁性のスリーブ)102の表層には抵抗層103が形成されている。この抵抗層103の体積抵抗値は、現像ニップ部(現像剤担持体13に保持された二成分現像剤12が現像剤担持体13と対向している像担持体14と接触する領域)での磁性キャリア10の体積抵抗値よりも、大きい体積抵抗値となっている。   Here, as shown in FIG. 1, a resistance layer 103 is formed on the surface layer of a metal sleeve (nonmagnetic sleeve) 102 of the developer carrier 13. The volume resistance value of the resistance layer 103 is determined at the development nip (region where the two-component developer 12 held on the developer carrier 13 is in contact with the image carrier 14 facing the developer carrier 13). The volume resistance value is larger than the volume resistance value of the magnetic carrier 10.

このように、画像形成装置1では、現像剤担持体13における金属製スリーブ102の表面に、現像ニップ部での磁性キャリア10の体積抵抗値よりも大きい体積抵抗値を有する抵抗層を設けることで、像担持体14と現像剤担持体13とが対向する現像領域において誘導帯電が起こるのを妨げることができる。よって、像担持体14と現像剤担持体13とが対向する現像領域に作用する現像電界に起因する、現像剤担持体13からの磁性キャリア10への誘導電荷注入を抑制することができる。磁性キャリアへの誘導電荷注入を抑制することができるので、画像形成装置1では、像担持体14へのキャリア付着を低減させることができる。よって、画像形成装置1では、キャリア付着を低減させることができるので、画像抜けや画像カブリの無い極めて良質な画像を形成することができる。また、画像形成装置1は、従来の画像形成装置のように磁気拘束力を増加させているのではないため、現像画像に対する掃けスジや、キャリアや像担持体のライフ短縮を誘発することなく、高品質な画像を形成することができる。   As described above, in the image forming apparatus 1, a resistance layer having a volume resistance value larger than the volume resistance value of the magnetic carrier 10 in the development nip portion is provided on the surface of the metal sleeve 102 in the developer carrier 13. Further, induction charging can be prevented from occurring in the development area where the image carrier 14 and the developer carrier 13 face each other. Therefore, it is possible to suppress inductive charge injection from the developer carrier 13 to the magnetic carrier 10 due to the development electric field acting on the development region where the image carrier 14 and the developer carrier 13 face each other. Since inductive charge injection into the magnetic carrier can be suppressed, the image forming apparatus 1 can reduce carrier adhesion to the image carrier 14. Therefore, in the image forming apparatus 1, carrier adhesion can be reduced, so that it is possible to form an extremely high quality image free from image omission and image fogging. Further, since the image forming apparatus 1 does not increase the magnetic restraint force as in the conventional image forming apparatus, it does not induce a sweeping streak on the developed image and shortens the life of the carrier or the image carrier. A high quality image can be formed.

また、抵抗層103は、帯電防止加工が施されていてもよい。この帯電防止加工としては、図1に示すように、現像剤担持体13上の金属製スリーブ102の表層に形成する抵抗層103には、帯電防止効果を有する界面活性剤104を均一に分散させてもよい。あるいは、帯電防止加工としては、界面活性剤を用いた帯電防止コーティングを施すことが望ましい。ここで、分散粒子として導電性粒子ではなく帯電防止効果を有する界面活性剤を用いるのは、抵抗値をさほど低下させること無く、磁性キャリア10のチャージアップを抑制できるためである。   Further, the resistance layer 103 may be subjected to antistatic processing. As this antistatic processing, as shown in FIG. 1, a surface active agent 104 having an antistatic effect is uniformly dispersed in the resistance layer 103 formed on the surface of the metal sleeve 102 on the developer carrier 13. May be. Alternatively, as the antistatic processing, it is desirable to apply an antistatic coating using a surfactant. Here, the surfactant having an antistatic effect instead of the conductive particles is used as the dispersed particles because the charge-up of the magnetic carrier 10 can be suppressed without significantly reducing the resistance value.

上記のように、抵抗層103に帯電防止加工が施されていることで、磁性キャリア10のチャージアップを抑制することができ、像担持体への磁性キャリア付着を防止することができる。さらに抵抗層103のチャージアップを抑制できるため、現像電界の低下防止と電界均一性の確保とが可能となる。   As described above, since the antistatic process is performed on the resistance layer 103, the charge-up of the magnetic carrier 10 can be suppressed, and the magnetic carrier can be prevented from adhering to the image carrier. Furthermore, since the charge-up of the resistance layer 103 can be suppressed, it is possible to prevent the development electric field from being lowered and to ensure the electric field uniformity.

次に、抵抗層103の体積抵抗値を、磁性キャリアの現像ニップ部における体積抵抗値
よりも大きくする手段について考える。体積抵抗値R[Ω]は、体積抵抗率ρ[Ω・cm]、接触面積S[cm]、および抵抗層の層厚l[cm]から、R=ρ・l/Sにより求められる。ここで接触面積は、画像形成装置の仕様である程度決まるため制御が難しい。よって、体積抵抗値は、接触面積Sを除く、抵抗層の体積抵抗率ρおよび層厚lにて制御することができる。
Next, a means for making the volume resistance value of the resistance layer 103 larger than the volume resistance value in the developing nip portion of the magnetic carrier will be considered. The volume resistance value R [Ω] is obtained by R = ρ · l / S from the volume resistivity ρ [Ω · cm], the contact area S [cm 2 ], and the layer thickness l [cm] of the resistance layer. Here, since the contact area is determined to some extent by the specifications of the image forming apparatus, it is difficult to control. Therefore, the volume resistance value can be controlled by the volume resistivity ρ and the layer thickness l of the resistance layer, excluding the contact area S.

まず、体積抵抗率ρにより体積抵抗値Rを制御する場合、抵抗層103として、体積抵抗値が現像ニップ部での磁性キャリア10の体積抵抗値よりも大きくなるような、体積抵抗率の高い材料を用いればよい。このような体積抵抗値の高い材料を用いることで、抵抗層103の層厚を必要以上に大きくする必要がない。そのため、抵抗層103を構成する材料コストや現像剤担持体13の製造コストを抑えることができる。   First, in the case where the volume resistivity R is controlled by the volume resistivity ρ, a material having a high volume resistivity such that the volume resistivity is larger than the volume resistivity of the magnetic carrier 10 at the development nip portion as the resistance layer 103. May be used. By using such a material having a high volume resistance value, it is not necessary to increase the thickness of the resistance layer 103 more than necessary. Therefore, the material cost for forming the resistance layer 103 and the manufacturing cost of the developer carrier 13 can be suppressed.

次に、抵抗層の層厚lにより体積抵抗値Rを制御する場合では、抵抗層103を構成する材料の選択性が広がり、帯電序列において磁性キャリア10表層の母材に近い材料を選択できる。そのため、チャージアップの影響を受けにくく、安定した現像電界を得ることができる。   Next, when the volume resistance value R is controlled by the layer thickness l of the resistance layer, the selectivity of the material constituting the resistance layer 103 is widened, and a material close to the base material of the magnetic carrier 10 surface layer can be selected in the charging sequence. Therefore, it is difficult to be affected by the charge-up and a stable development electric field can be obtained.

また、金属製スリーブ102表層に形成する抵抗層103には、磁性キャリアのコーティング層に含まれる材料のうち、最も含有量の多い母材と同一の材料を含んでいることが望ましい。なぜなら、キャリアのコーティング層と抵抗層との接触摩擦帯電を考慮した場合、互いに同一材料を含んでいる方が帯電電荷は発生し難く、万が一発生したとしてもその発生量は互いに異なる材料を用いた場合と比較して少量であるため、チャージアップの影響を受けにくくなる。つまり、キャリアあるいは抵抗層に帯電電荷が堆積し難く、チャージアップに起因する現像電界の変動に伴う濃度変動や濃度むら、キャリアの帯電による像担持体へのキャリア付着を抑制できる。そのため、良質な画像を形成することができる。   Further, it is desirable that the resistance layer 103 formed on the surface layer of the metal sleeve 102 contains the same material as the base material having the highest content among the materials contained in the coating layer of the magnetic carrier. This is because, when considering the contact triboelectric charge between the carrier coating layer and the resistance layer, it is more difficult for the charged charges to be generated if they contain the same material, and even if they occur, different materials were used. Since it is a small amount compared to the case, it is less susceptible to charge-up. That is, it is difficult for the charged charges to be deposited on the carrier or the resistance layer, and it is possible to suppress density fluctuation or density unevenness due to fluctuation of the developing electric field due to charge-up, and carrier adhesion to the image carrier due to carrier charging. Therefore, a good quality image can be formed.

また、本実施形態の画像形成装置1に用いられる磁性キャリア10に関しては、図3に示す様に、磁性キャリア10のコア90表面に、帯電防止効果を有する界面活性剤91を分散させたコーティング層92を設けてもよい。もしくは、界面活性剤を用いた帯電防止コーティングを施してもよい。ここで用いる界面活性剤としては、優れた帯電防止効果を有する陽イオン系界面活性剤が好ましい。具体的には、アルキルトリメチルアンモニウム塩やモノアルキルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド等が挙げられる。しかしこれらに限定されることはない。   As for the magnetic carrier 10 used in the image forming apparatus 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, a coating layer in which a surfactant 91 having an antistatic effect is dispersed on the surface of the core 90 of the magnetic carrier 10. 92 may be provided. Alternatively, an antistatic coating using a surfactant may be applied. As the surfactant used here, a cationic surfactant having an excellent antistatic effect is preferable. Specific examples include alkyl trimethyl ammonium salts, monoalkyl ammonium chlorides, dialkyl ammonium chlorides and the like. However, it is not limited to these.

ここで、チャージアップを防ぐためには導電性粒子を分散させる方法も考えられる。しかし、導電性粒子を用いると、粒子の含有量に比例してキャリア粒子の抵抗値は急激に低下するため、誘導帯電現象を促進させることとなる。つまり、チャージアップの抑制と誘導帯電の防止とはトレードオフの関係となる。これに対して、帯電防止効果を有する界面活性剤は、同一導入量に対する抵抗値の減少が、導電性粒子に比べて抑えられ、比較的高い抵抗値を維持したまま発生した電荷を漏洩させるという特徴を持つ。そのため、帯電防止効果を有する界面活性剤を用いることで、チャージアップの抑制と誘導帯電の防止とを両立できる。よって、帯電防止効果を有する界面活性剤を用いることで、磁性キャリア10の抵抗値をさほど低下させること無く、磁性キャリア10のチャージアップを抑制することができ、画質劣化を防止することができる。   Here, in order to prevent charge-up, a method of dispersing conductive particles is also conceivable. However, when the conductive particles are used, the resistance value of the carrier particles rapidly decreases in proportion to the content of the particles, so that the induction charging phenomenon is promoted. That is, there is a trade-off relationship between suppression of charge-up and prevention of induction charging. On the other hand, the surfactant having the antistatic effect is that the decrease in the resistance value with respect to the same introduction amount is suppressed as compared with the conductive particles, and leaks the generated charges while maintaining a relatively high resistance value. Has characteristics. Therefore, it is possible to achieve both suppression of charge-up and prevention of induction charging by using a surfactant having an antistatic effect. Therefore, by using a surfactant having an antistatic effect, it is possible to suppress the charge-up of the magnetic carrier 10 without significantly reducing the resistance value of the magnetic carrier 10, and to prevent image quality deterioration.

(実験例1)
本実験例では、初めに、磁性キャリアに施されたコーティングによる磁性キャリアへの誘導帯電への影響を検証するため、画像形成装置として、図2を用いて上記で説明した画像形成装置1の構成と同様であるが現像剤担持体13表面に抵抗層103は設けていないものを用いた。
(Experimental example 1)
In this experimental example, first, the configuration of the image forming apparatus 1 described above with reference to FIG. 2 is used as an image forming apparatus in order to verify the influence of the coating applied to the magnetic carrier on the induction charging of the magnetic carrier. In the same manner as that described above, but the resistance layer 103 is not provided on the surface of the developer carrier 13.

ここで、本実験例の画像形成装置において、現像剤担持体13の内部に配設されたマグネットローラは計5極で構成され、そのうち現像剤担持体13と像担持体14とが対向する現像領域に位置する磁極の法線方向の磁束密度は110[mT]であるとする。これらの数値は単なる例であり、これらに限定されることはない。また、現像領域における現像剤担持体13と像担持体14とのギャップは、本実験例では、0.45[mm]に設定されている。もちろん、これも単なる例示でありこの数値に限定されることはない。   Here, in the image forming apparatus of this experimental example, the magnet roller disposed inside the developer carrying member 13 is composed of a total of five poles, of which the developer carrying member 13 and the image carrier 14 are opposed to each other. The magnetic flux density in the normal direction of the magnetic pole located in the region is assumed to be 110 [mT]. These numerical values are merely examples, and are not limited to these. Further, the gap between the developer carrier 13 and the image carrier 14 in the development region is set to 0.45 [mm] in this experimental example. Of course, this is also merely an example and is not limited to this value.

本実験例では、画像形成装置を用いて、現像槽30にキャリアのみを投入し、現像剤担持体13と像担持体14との間に電位差を設けて互いに回転させた際に、像担持体14に付着したA4用紙一枚当りのキャリア個数を測定した結果を図4に示す。本実験例では、磁性キャリア10として、体積平均粒径55[μm]、飽和磁化65[emu/g]のMgを含有したフェライトキャリアを用い、キャリア表面にコーティング1、コーティング2、コーティング3の異なるコーティングを施したものを用いた。本実験例では、コーティング1〜3の材質は、いずれもシリコーン系樹脂であり、厚みは1μmである。そして、コーティングは浸漬法を用いている。もちろんこれ以外の方法でコーティングされていてもよい。   In this experimental example, when an image forming apparatus is used and only a carrier is put into the developing tank 30 and a potential difference is provided between the developer carrier 13 and the image carrier 14 to rotate them, the image carrier is used. FIG. 4 shows the result of measuring the number of carriers per sheet of A4 paper attached to 14. In this experimental example, a ferrite carrier containing Mg having a volume average particle size of 55 [μm] and a saturation magnetization of 65 [emu / g] is used as the magnetic carrier 10, and coating 1, coating 2, and coating 3 are different on the carrier surface. A coated one was used. In this experimental example, the materials of the coatings 1 to 3 are all silicone-based resins and have a thickness of 1 μm. And the coating uses the immersion method. Of course, it may be coated by other methods.

ここで、現像バイアスとは前述したように、像担持体14の表面電位をVOPC、現像剤担持体13の金属製スリーブ102に印加された電圧をVdevとした場合に、VOPC−Vdevで表される値である。つまり正バイアス領域は画像領域(黒ベタ画像領域)を、負バイアス領域は非画像領域(背景領域)をそれぞれ示している。 Here, as described above, the developing bias is V OPC −V when the surface potential of the image carrier 14 is V OPC and the voltage applied to the metal sleeve 102 of the developer carrier 13 is V dev. It is a value represented by dev . That is, the positive bias area indicates an image area (black solid image area), and the negative bias area indicates a non-image area (background area).

図4を見るとわかるように、まず、コーティング1の磁性キャリアを用いた場合、画像領域、非画像領域共に、バイアス絶対値の増加と共にキャリア付着個数は急激に増加している。これは、誘導帯電現象によるキャリア付着が誘発されているということである。次に、コーティング2の磁性キャリアを用いた場合には、コーティング1の磁性キャリアに比べて画像領域、非画像領域共にキャリア付着個数は大きく減少していることがわかる。特に非画像領域においてはバイアス依存性が極めて小さくなっていることがわかる。また、コーティング3の磁性キャリアを用いた場合には、コーティング2の磁性キャリアに比べて更にキャリア付着個数は減少し、特に画像領域における付着個数が急激に減少していることがわかる。   As can be seen from FIG. 4, first, when the magnetic carrier of the coating 1 is used, the number of adhered carriers increases rapidly as the bias absolute value increases in both the image area and the non-image area. This means that carrier adhesion due to induction charging phenomenon is induced. Next, it can be seen that when the magnetic carrier of coating 2 is used, the number of carrier adhesions in both the image area and the non-image area is greatly reduced as compared with the magnetic carrier of coating 1. In particular, it can be seen that the bias dependence is extremely small in the non-image region. In addition, when the magnetic carrier of the coating 3 is used, it can be seen that the number of adhered carriers is further reduced as compared with the magnetic carrier of the coating 2, and in particular, the number of adhered carriers in the image region is rapidly decreased.

ここで、コーティング1、コーティング2、コーティング3のそれぞれの磁性キャリアに対して体積抵抗率の測定を行い、キャリア付着個数との相関を調べた。体積抵抗率の測定方法を、図5を用いて説明する。図5に示した画像形成装置5を用い、現像槽30にコーティング1〜3の磁性キャリア10のみをそれぞれ投入する。そして、磁性キャリア10を表面に保持した現像剤担持体13と感光層が表面に形成されていないアルミ素管50とを対向させる。次に、現像剤担持体13とアルミ素管50との間に直流電源により電位差Vを設け、アルミ素管50を静止させた状態で現像剤担持体13を回転させた際、磁気ブラシ51を形成した磁性キャリアを介して流れる電流Iを電流計52より読み取る。そして、オームの法則よりキャリアの体積抵抗値Rを求める。ここで、図6に示す通り、現像ニップ部におけるニップ幅をa[cm]、奥行きをb[cm]、現像ギャップをl[cm]とすると、現像ニップ部における磁性キャリア10の体積抵抗率ρ[Ω・cm]は、ρ=R×a×b/lで求められる。   Here, the volume resistivity was measured for each of the magnetic carriers of coating 1, coating 2, and coating 3, and the correlation with the number of adhered carriers was examined. A method for measuring the volume resistivity will be described with reference to FIG. Using the image forming apparatus 5 shown in FIG. 5, only the magnetic carriers 10 with coatings 1 to 3 are put into the developing tank 30. Then, the developer carrier 13 holding the magnetic carrier 10 on the surface is opposed to the aluminum element tube 50 on which the photosensitive layer is not formed. Next, a potential difference V is provided by a DC power source between the developer carrier 13 and the aluminum base tube 50, and when the developer carrier 13 is rotated while the aluminum base tube 50 is stationary, the magnetic brush 51 is moved. The current I flowing through the formed magnetic carrier is read from the ammeter 52. Then, the volume resistance value R of the carrier is obtained from Ohm's law. Here, as shown in FIG. 6, when the nip width at the development nip is a [cm], the depth is b [cm], and the development gap is 1 [cm], the volume resistivity ρ of the magnetic carrier 10 at the development nip is ρ. [Ω · cm] is obtained by ρ = R × a × b / l.

上記方法により、コーティング1、コーティング2、コーティング3の各コーティングを施した磁性キャリアの体積抵抗率を測定した結果を図7に示す。ここで、印加電圧とは現像剤担持体13とアルミ素管50との間に設けた電位差Vを指す。図7よりわかるように、体積抵抗値の大小関係は、コーティング1<コーティング2<コーティング3となっている。図4を参照して、キャリア付着個数が最も多いコーティング1の磁性キャリアが最も体積抵抗率が低く、キャリア付着個数が最も少ないコーティング3の磁性キャリアが最も体積抵抗率が高いことがわかる。従って、より体積抵抗率が高い磁性キャリアを用いた方が、誘導帯電による電荷注入を抑制でき、像担持体へのキャリア付着を低減できることがわかる。   FIG. 7 shows the results of measuring the volume resistivity of the magnetic carrier coated with each of coating 1, coating 2, and coating 3 by the above method. Here, the applied voltage refers to a potential difference V provided between the developer carrier 13 and the aluminum base tube 50. As can be seen from FIG. 7, the magnitude relationship of the volume resistance values is coating 1 <coating 2 <coating 3. Referring to FIG. 4, it can be seen that the magnetic carrier of coating 1 having the largest number of carriers attached has the lowest volume resistivity, and the magnetic carrier of coating 3 having the smallest number of carriers attached has the highest volume resistivity. Therefore, it can be seen that the use of a magnetic carrier having a higher volume resistivity can suppress charge injection due to induction charging and can reduce carrier adhesion to the image carrier.

ここで、キャリア付着個数と体積抵抗率との関係から、コーティング2の磁性キャリア以上の体積抵抗率を有することが、キャリア付着を軽減するために有効である。つまり、コーティング2キャリアにおける100Vの直流電圧印加時での体積抵抗率である、2.2×1010[Ω・cm]以上の体積抵抗率を有することが望ましい。さらにはコーティング3の磁性キャリアの体積抵抗率1.2×1012[Ω・cm]を上回る体積抵抗率を有することがより好ましい。 Here, from the relationship between the number of adhered carriers and the volume resistivity, having a volume resistivity equal to or higher than the magnetic carrier of the coating 2 is effective for reducing carrier adhesion. That is, it is desirable that the coating 2 carrier has a volume resistivity of 2.2 × 10 10 [Ω · cm] or more, which is a volume resistivity when a DC voltage of 100 V is applied. Furthermore, it is more preferable that the volume resistivity of the magnetic carrier of the coating 3 exceeds 1.2 × 10 12 [Ω · cm].

ここで、樹脂材料および厚みが同一なのにコーティング1〜3の磁性キャリアで抵抗値が違うのは、コーティング層の均一性の違いに起因しているものと考えられる。具体的には均一コートされている方が抵抗値は高くなり、従ってコーティング1<コーティング2<コーティング3の順で均一性が高くなっているものと思われる。なお、コーティングの均一性の相違の要因は、分子量の違いや硬化方法の違いに起因しているのではないかと考えられる。   Here, although the resin material and the thickness are the same, the difference in resistance value between the magnetic carriers of coatings 1 to 3 is considered to be due to the difference in the uniformity of the coating layer. Specifically, the resistance value is higher in the case of uniform coating, and therefore, the uniformity seems to be higher in the order of coating 1 <coating 2 <coating 3. In addition, it is thought that the cause of the difference in the uniformity of the coating is caused by a difference in molecular weight or a difference in curing method.

(実験例2)
次に、本実験例では、磁性キャリアへの誘導帯電を抑制する手段として、現像剤担持体13からの電荷の流れ込みを抑えるため、現像剤担持体13表面に抵抗層103を設けることによる効果を検証した。なお、本実験例に使用した磁性キャリア10は実験例1の3種のコーティングをそれぞれした磁性キャリアより低い体積抵抗値のものであり、飽和磁化は65[emu/g]、体積平均粒径55[μm]のものを用いた。なお、コーティング材料はシリコーン樹脂で、コーティング厚みは0.5μm、コーティングは浸漬法を用いている。上記実験例1の3種のコーティングをそれぞれした磁性キャリアよりも体積抵抗値が低いのは、コーティング層が薄いためと思われる。
(Experimental example 2)
Next, in this experimental example, as a means for suppressing induction charging to the magnetic carrier, the effect of providing the resistance layer 103 on the surface of the developer carrier 13 in order to suppress the flow of electric charge from the developer carrier 13. Verified. The magnetic carrier 10 used in this experimental example has a volume resistance value lower than that of the magnetic carrier coated with the three types of coatings in experimental example 1, the saturation magnetization is 65 [emu / g], and the volume average particle diameter is 55. The thing of [micrometer] was used. The coating material is a silicone resin, the coating thickness is 0.5 μm, and the coating uses an immersion method. The reason why the volume resistance value is lower than that of the magnetic carrier obtained by coating each of the three coatings in Experimental Example 1 is considered to be because the coating layer is thin.

また本実験例での検討に用いた検討機は、図5に示した画像形成装置5ではなく、現像剤担持体として下部に磁界発生手段を配したアルミ平板を備え、平板表面に抵抗層として、体積抵抗率1.0×1016[Ω・cm]、厚み40μmの延伸ポリプロピレン(OPP)製フィルムテープを貼り付けたものである。このような現像剤担持体上にキャリア粒子を乗せて磁気ブラシを形成し、円筒形状の感光ドラムに接触させて電位差を与えた際のキャリア付着量を測定した。なお、本検討機における磁界発生手段の法線方向の磁束密度は76[mT]であり、アルミ平板と感光ドラムとのギャップを0.45[mm]とした。 Further, the examination machine used for the examination in this experimental example is not the image forming apparatus 5 shown in FIG. 5, but an aluminum flat plate having a magnetic field generating means arranged at the bottom as a developer carrier, and a resistance layer on the flat plate surface. A film tape made of stretched polypropylene (OPP) having a volume resistivity of 1.0 × 10 16 [Ω · cm] and a thickness of 40 μm is pasted. A carrier brush was formed on such a developer carrying member to form a magnetic brush and contacted with a cylindrical photosensitive drum to measure the amount of carrier adhesion when a potential difference was applied. Note that the magnetic flux density in the normal direction of the magnetic field generating means in this examination machine was 76 [mT], and the gap between the aluminum flat plate and the photosensitive drum was 0.45 [mm].

キャキャリア付着量の測定の結果を図8に示す。アルミ平板に抵抗層を設けない場合に比べ、抵抗層を設けた方が、画像領域、非画像領域共に、単位面積当りに付着するキャリアの個数を低減できることがわかる。   FIG. 8 shows the result of measurement of the carrier adhesion amount. It can be seen that the number of carriers adhering per unit area can be reduced in both the image area and the non-image area when the resistance layer is provided compared to the case where the resistance layer is not provided on the aluminum flat plate.

よって、現像剤担持体表面に抵抗層を設けることにより、誘導帯電現象を抑制でき、像担持体へのキャリア付着を低減して、画質の向上が望めることがわかる。   Therefore, it can be seen that by providing a resistance layer on the surface of the developer carrier, the induction charging phenomenon can be suppressed, carrier adhesion to the image carrier is reduced, and image quality can be improved.

上述した検討機において使用したフィルムテープは、体積抵抗率ρ[Ω・cm]から求められる体積抵抗値R[Ω]が、磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きいものを用いたが、磁性キャリアよりも小さい体積抵抗値を有するフィルムテープを用いて同様の検討を行った。その結果、抵抗層を設けない場合と比べてキャリア付着個数に大きな差は無く、キャリア付着低減効果は確認できなかった。従って、現像剤担持体表面に設ける抵抗層としては、磁性キャリアよりも大きな体積抵抗値を有することが望ましいことがわかる。   The film tape used in the examination machine described above has a volume resistance value R [Ω] obtained from the volume resistivity ρ [Ω · cm] larger than the volume resistance value of the magnetic carrier. The same examination was performed using a film tape having a small volume resistance value. As a result, there was no significant difference in the number of carrier deposits compared to the case where no resistance layer was provided, and the carrier deposition reduction effect could not be confirmed. Therefore, it can be seen that the resistance layer provided on the surface of the developer carrier preferably has a larger volume resistance value than the magnetic carrier.

実験1および実験2からわかるように、画像形成装置1において、磁性キャリア10を高抵抗とし、金属製スリーブ102表面に現像ニップ部の磁性キャリア10よりも体積抵抗値が高い抵抗層103を設けることにより、像担持体14へのキャリア付着が軽減されることが判った。しかしながら、これらを高抵抗とすることにより、電荷保持性が向上する故の弊害が生じる恐れがある。つまり、磁性キャリア10の現像剤担持体13や像担持体14やトナー11との相互間における接触摩擦によるチャージアップ、抵抗層103と磁性キャリア10との相互間における接触摩擦によるチャージアップが生じやすく、現像領域における電界変動が発生する懸念がある。これらにより、濃度変動や濃度むら、像担持体へのキャリア付着等を引き起こす可能性があり、良好な画質を得難くなるといった問題が生じる。そこで、磁性キャリア10および抵抗層103の双方に、チャージアップに対する対策を施すのが好ましい。   As can be seen from Experiment 1 and Experiment 2, in the image forming apparatus 1, the magnetic carrier 10 has a high resistance, and the resistance layer 103 having a volume resistance higher than that of the magnetic carrier 10 in the development nip portion is provided on the surface of the metal sleeve 102. Thus, it was found that the adhesion of the carrier to the image carrier 14 is reduced. However, by making these high resistances, there is a possibility that a negative effect due to improvement of charge retention may occur. That is, charge-up due to contact friction between the magnetic carrier 10 and the developer carrier 13, the image carrier 14, and the toner 11 and charge-up due to contact friction between the resistance layer 103 and the magnetic carrier 10 are likely to occur. There is a concern that electric field fluctuations occur in the development region. As a result, there is a possibility that density fluctuation, density unevenness, carrier adhesion to the image carrier, etc. may occur, making it difficult to obtain good image quality. Therefore, it is preferable to take measures against charge-up on both the magnetic carrier 10 and the resistance layer 103.

磁性キャリア10に関しては、実施の形態で示したように、図3に示す様に、磁性キャリア10のコア90表面に、帯電防止効果を有する界面活性剤91を分散させたコーティング層92を設ける、もしくは、界面活性剤を用いた帯電防止コーティングを施すことが好ましい。ここで用いる界面活性剤としては、優れた帯電防止効果を有する陽イオン系界面活性剤が好ましく、具体的にはアルキルトリメチルアンモニウム塩やモノアルキルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド等が挙げられる。帯電防止効果を有する界面活性剤は、同一導入量に対する抵抗値の減少が、導電性粒子に比べて抑えられ、比較的高い抵抗値を維持したまま発生した電荷を漏洩させるという特徴を持つ。そのため、チャージアップの抑制と誘導帯電の防止とを両立できる。よって、帯電防止効果を有する界面活性剤を使用することにより、抵抗値をさほど低下させること無く、キャリアのチャージアップを抑制することができ、画質劣化を防止できる。   With respect to the magnetic carrier 10, as shown in the embodiment, as shown in FIG. 3, a coating layer 92 in which a surfactant 91 having an antistatic effect is dispersed is provided on the surface of the core 90 of the magnetic carrier 10. Alternatively, it is preferable to apply an antistatic coating using a surfactant. The surfactant used here is preferably a cationic surfactant having an excellent antistatic effect, and specific examples thereof include alkyltrimethylammonium salts, monoalkylammonium chlorides, dialkylammonium chlorides and the like. A surfactant having an antistatic effect is characterized in that a decrease in resistance value with respect to the same introduction amount is suppressed as compared with conductive particles, and a generated charge is leaked while maintaining a relatively high resistance value. Therefore, both suppression of charge-up and prevention of induction charging can be achieved. Therefore, by using a surfactant having an antistatic effect, carrier charge-up can be suppressed and image quality deterioration can be prevented without significantly reducing the resistance value.

また抵抗層に関しては、実施の形態で示したように、図1に示すように、抵抗層103には、帯電防止効果を有する界面活性剤104を均一に分散させる、もしくは、界面活性剤を用いた帯電防止コーティングを施すことが望ましい。   As for the resistance layer, as shown in the embodiment, as shown in FIG. 1, the resistance layer 103 is uniformly dispersed with a surfactant 104 having an antistatic effect, or a surfactant is used. It is desirable to apply an antistatic coating.

次に、抵抗層103の体積抵抗値を磁性キャリア10の現像ニップ部における体積抵抗値よりも大きくするためには、実施の形態で示したように、一つの方法ととしては、抵抗層103に、体積抵抗値が現像ニップ部での磁性キャリア10の体積抵抗値よりも大きくなるような、体積抵抗率の高い材料を用いればよい。体積抵抗値の高い材料を用いることで、抵抗層103の層厚を必要以上に大きくする必要がないため、抵抗層103を構成する材料コストや現像剤担持体13の製造コストを抑えることができる。他の方法としては、抵抗層の層厚lにより体積抵抗値Rを制御することもできる。この場合、抵抗層103を構成する材料の選択性が広がり、帯電序列において磁性キャリア10表層の母材に近い材料を選択することもできるため、チャージアップの影響を受けにくく、安定した現像電界を得ることができる。   Next, in order to make the volume resistance value of the resistance layer 103 larger than the volume resistance value in the developing nip portion of the magnetic carrier 10, as shown in the embodiment, as one method, A material having a high volume resistivity, such that the volume resistance value is larger than the volume resistance value of the magnetic carrier 10 at the development nip portion, may be used. By using a material having a high volume resistance value, it is not necessary to increase the thickness of the resistance layer 103 more than necessary. Therefore, it is possible to reduce the material cost of the resistance layer 103 and the manufacturing cost of the developer carrier 13. . As another method, the volume resistance value R can be controlled by the layer thickness l of the resistance layer. In this case, the selectivity of the material constituting the resistance layer 103 is widened, and a material close to the base material of the surface of the magnetic carrier 10 can be selected in the charging order. Obtainable.

また、金属製スリーブ102表層に形成する抵抗層103には、磁性キャリア10のコーティング層に含まれる材料のうち、最も含有量の多い母材と同一の材料を含んできることが望ましい。なぜなら、磁性キャリア10のコーティング層と抵抗層103との接触摩擦帯電を考慮した場合、互いに同一材料を含んでいる方が帯電電荷は発生し難く、万が一発生したとしてもその発生量は互いに異なる材料を用いた場合と比較して少量であるため、チャージアップの影響を受けにくくなるからである。つまりは、磁性キャリア10あるいは抵抗層103に帯電電荷が堆積し難く、チャージアップに起因する現像電界の変動に伴う濃度変動や濃度むら、磁性キャリア10の帯電による像担持体14へのキャリア付着を抑制できるため、良質な画像を得ることができる。   Further, it is desirable that the resistance layer 103 formed on the surface layer of the metal sleeve 102 can include the same material as the base material having the highest content among the materials included in the coating layer of the magnetic carrier 10. This is because, when considering the contact triboelectric charge between the coating layer of the magnetic carrier 10 and the resistance layer 103, it is more difficult for the charged charges to be generated if they contain the same material, and even if they occur, the generated amounts are different from each other. This is because the amount is small compared to the case of using, so that it is not easily affected by charge-up. That is, it is difficult for charged charges to be deposited on the magnetic carrier 10 or the resistance layer 103, density fluctuation or density unevenness due to fluctuations in the developing electric field due to charge-up, and carrier adhesion to the image carrier 14 due to charging of the magnetic carrier 10. Since it can suppress, a quality image can be obtained.

本発明は上述した実施形態や各実験例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and experimental examples, and various modifications can be made within the scope indicated in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

また、本発明の画像形成装置は、次のような構成の画像形成装置として表現してもよい。すなわち、内部に磁界発生手段である永久磁石が配置され、前記永久磁石とは独立して回転可能な非磁性の金属製スリーブを備えた現像剤担持体の表面に磁性キャリアと非磁性トナーとで構成される二成分現像剤を保持し、前記二成分現像剤により像担持体表面に形成された静電潜像を顕像化する画像形成装置において、前記磁性キャリアは、前記像担持体と前記現像剤担持体との対向領域において100Vの直流電圧印加の下で計測される動的抵抗値から求められる体積抵抗率が2.2×1010Ω・cm以上であり、かつ前記現像剤担持体には、前記金属製スリーブ表面に対して前記磁性キャリアよりも体積抵抗値の大きい抵抗層を設けている画像形成装置。 The image forming apparatus of the present invention may be expressed as an image forming apparatus having the following configuration. That is, a permanent magnet as a magnetic field generating means is disposed inside, and a magnetic carrier and a nonmagnetic toner are provided on the surface of a developer carrier having a nonmagnetic metal sleeve that can rotate independently of the permanent magnet. In the image forming apparatus that holds the constituted two-component developer and visualizes the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier by the two-component developer, the magnetic carrier includes the image carrier and the image carrier. A volume resistivity determined from a dynamic resistance value measured under application of a DC voltage of 100 V in a region facing the developer carrier is 2.2 × 10 10 Ω · cm or more, and the developer carrier In the image forming apparatus, a resistance layer having a larger volume resistance value than the magnetic carrier is provided on the surface of the metal sleeve.

また、上記画像形成装置は、上記構成に加え、前記磁性キャリアの表面には、全面に亘って均一に帯電防止効果を有する界面活性剤を分散させたコーティング層が表面に形成されている、もしくは、表面に対して全面に亘って均一に帯電防止コーティングが施されていてもよい。   Further, in the image forming apparatus, in addition to the above configuration, a coating layer in which a surfactant having an antistatic effect is uniformly dispersed over the entire surface of the magnetic carrier is formed on the surface, or The antistatic coating may be applied uniformly over the entire surface.

また、上記画像形成装置は、上記構成に加え、前記抵抗層には全面に亘って均一に帯電防止効果を有する界面活性剤を分散させる、もしくは、表面に全面に亘って均一に帯電防止コーティングを施してもよい。   In the image forming apparatus, in addition to the above configuration, a surfactant having an antistatic effect is uniformly dispersed over the entire surface of the resistive layer, or an antistatic coating is uniformly applied over the entire surface. You may give it.

また、上記画像形成装置は、上記構成に加え、前記抵抗層の体積抵抗値を前記磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きくする手段として、前記抵抗層の基材として体積抵抗率の高い材料を用いてもよい。   In addition to the above configuration, the image forming apparatus uses a material having a high volume resistivity as a base material of the resistance layer as means for increasing the volume resistance value of the resistance layer larger than the volume resistance value of the magnetic carrier. May be.

また、上記画像形成装置は、上記構成に加え、前記抵抗層の体積抵抗値を前記磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きくする手段として、前記抵抗層の層厚を大きくしてもよい。   In addition to the above configuration, the image forming apparatus may increase the thickness of the resistance layer as a means for increasing the volume resistance value of the resistance layer larger than the volume resistance value of the magnetic carrier.

また、上記画像形成装置は、上記構成に加え、前記抵抗層は、前記磁性キャリア最表層の母材と同一の材料を含有していてもよい。   In the image forming apparatus, in addition to the above configuration, the resistance layer may contain the same material as the base material of the outermost layer of the magnetic carrier.

本発明の画像形成装置は、磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いた電子写真式画像形成システムを適用した、例えば、レーザプリンタや複写機、複合機などに広く適用することができる。   The image forming apparatus of the present invention can be widely applied to, for example, a laser printer, a copying machine, a multifunction machine, etc. to which an electrophotographic image forming system using a two-component developer containing a magnetic carrier is applied.

本発明に係る画像形成装置における抵抗層を設けた現像剤担持体と磁性キャリアとの構成の一例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a configuration of a developer carrier provided with a resistance layer and a magnetic carrier in the image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置の主要な構成の概要を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an outline of a main configuration of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置に用いられる磁性キャリアの内部構成の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the internal structure of the magnetic carrier used for the image forming apparatus which concerns on this invention. 同一コアに対して異なるコーティングを施した磁性キャリアについて、像担持体表面におけるA4用紙一枚当りのキャリア付着個数の現像バイアス依存性をそれぞれ測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the developing bias dependence of the carrier adhesion number per A4 paper in the image carrier surface about the magnetic carrier which gave different coating with respect to the same core. 磁性キャリアの体積抵抗率導出に用いた測定系の主要な構成の概要を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of the main structures of the measurement system used for volume resistivity derivation | leading-out of a magnetic carrier. 磁性キャリアの体積抵抗率を導出する過程を説明する際の補足図である。It is a supplementary figure at the time of explaining the process of deriving the volume resistivity of a magnetic carrier. 同一コアに対して異なるコーティングを施した磁性キャリアについての、体積抵抗率の印加電圧依存性を示す図である。It is a figure which shows the applied voltage dependence of volume resistivity about the magnetic carrier which gave different coating with respect to the same core. 現像剤担持体表面に抵抗層を形成した場合と形成しない場合とにおける、それぞれ像担持体表面における単位面積当りのキャリア付着個数の現像バイアス依存性を測定した結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the results of measuring the development bias dependence of the number of carriers deposited per unit area on the surface of the image carrier when the resistance layer is formed on the surface of the developer carrier and when the resistance layer is not formed. 従来の二成分現像剤を使用した画像形成装置において、現像剤担持体と像担持体との間に作用する電界によって生じる誘導帯電現象を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an induction charging phenomenon caused by an electric field acting between a developer carrier and an image carrier in an image forming apparatus using a conventional two-component developer. 従来の二成分現像剤を使用した画像形成装置を用いた場合の、像担持体表面におけるA4用紙一枚当りのキャリア付着個数の現像バイアス依存性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the development bias dependence of the number of carriers attached per A4 sheet on the surface of an image carrier when an image forming apparatus using a conventional two-component developer is used.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
10 磁性キャリア
11 トナー
12 二成分現像剤(現像剤)
13 現像剤担持体
14 像担持体
50 アルミ素管
52 電流計
90 コア
91 帯電防止効果を有する界面活性剤
92 コーティング層
100 マグネットローラ
101 空隙
102 金属製スリーブ
103 抵抗層
104 帯電防止効果を有する界面活性剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 10 Magnetic carrier 11 Toner 12 Two-component developer (developer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Developer carrier 14 Image carrier 50 Aluminum elementary tube 52 Ammeter 90 Core 91 Surfactant with antistatic effect 92 Coating layer 100 Magnet roller 101 Gap 102 Metal sleeve 103 Resistance layer 104 Interfacial activity with antistatic effect Agent

Claims (9)

内部に磁界発生手段が配置され、回転可能な非磁性のスリーブを備えた現像剤担持体の表面に、磁性キャリアと非磁性トナーとを含む現像剤を保持させ、当該現像剤により像担持体表面に形成された静電潜像を顕像化する画像形成装置において、
上記スリーブ表面には、上記現像剤担持体に保持された上記現像剤が上記現像剤担持体と対向している上記像担持体と接触する領域である現像ニップ部での上記磁性キャリアの体積抵抗値よりも、大きい体積抵抗値の抵抗層が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
A developer containing a magnetic carrier and a non-magnetic toner is held on the surface of a developer carrying member provided with a magnetic non-magnetic sleeve and having a rotatable non-magnetic sleeve. In the image forming apparatus that visualizes the electrostatic latent image formed in
On the sleeve surface, the volume resistance of the magnetic carrier at the developing nip portion, which is a region where the developer held on the developer carrier is in contact with the image carrier facing the developer carrier. An image forming apparatus, wherein a resistance layer having a volume resistance value larger than the value is provided.
上記磁性キャリアは、上記現像ニップ部において100Vの直流電圧印加の下で計測される動的抵抗値から求められる体積抵抗率が、2.2×1010Ω・cm以上であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The magnetic carrier has a volume resistivity of 2.2 × 10 10 Ω · cm or more obtained from a dynamic resistance value measured under application of a DC voltage of 100 V at the development nip portion. The image forming apparatus according to claim 1. 上記磁性キャリアは、帯電防止加工が施されていることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the magnetic carrier is subjected to antistatic processing. 上記磁性キャリアの表面に帯電防止効果を有する界面活性剤を分散させたコーティング層が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 3, wherein a coating layer in which a surfactant having an antistatic effect is dispersed is formed on the surface of the magnetic carrier. 上記抵抗層は、帯電防止加工が施されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the resistance layer is subjected to antistatic processing. 上記抵抗層は、帯電防止効果を有する界面活性剤が分散されていることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 5, wherein a surfactant having an antistatic effect is dispersed in the resistance layer. 上記抵抗層は、体積抵抗値が上記現像ニップ部での磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きくなるような体積抵抗率の高い材料からなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The said resistance layer consists of a material with a high volume resistivity so that a volume resistance value may become larger than the volume resistance value of the magnetic carrier in the said development nip part. The image forming apparatus described in 1. 上記抵抗層の層厚は、当該抵抗層の体積抵抗値が上記現像ニップ部での磁性キャリアの体積抵抗値よりも大きくなるような層厚であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The layer thickness of the resistance layer is a layer thickness such that a volume resistance value of the resistance layer is larger than a volume resistance value of a magnetic carrier in the development nip portion. The image forming apparatus according to claim 1. 上記抵抗層は、上記磁性キャリア表面の母材と同一の材料を含有していることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the resistance layer contains the same material as the base material on the surface of the magnetic carrier.
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