JP2694525B2 - 画像形成法 - Google Patents

画像形成法

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JP2694525B2
JP2694525B2 JP61131706A JP13170686A JP2694525B2 JP 2694525 B2 JP2694525 B2 JP 2694525B2 JP 61131706 A JP61131706 A JP 61131706A JP 13170686 A JP13170686 A JP 13170686A JP 2694525 B2 JP2694525 B2 JP 2694525B2
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    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子写真法等に用いられる画像形成法に関
し、特に非晶質シリコン感光体を潜像保持層として用い
た画像形成法に関する。 [従来の技術] 光導電物質で、電子写真用感光体として公知のもの
は、Se,CdS,OPC,非晶質シリコンなどであるが、非晶質
シリコン感光体は、他の公知のものに比較して極めて高
い表面硬度を有し、また可視光領域全般にわたり、高い
感光度を持つという特長を有している。非晶質シリコン
については、その高い表面硬度により、感光体として長
寿命が期待され、ランニングコストの低下、メンテナン
ス期間の延長など、有利な面が多くある。 他方、非晶質シリコンにおいては、暗減衰が速いの
で、いわゆる中、高速機に適した感光体である。そのた
め、非晶質シリコンは厳しい条件下で利用される。例え
ば、高速機では、ドラム周速が大であり、また現像器の
スリーブ周速も大で、キャリアがドラムを高い衝撃力で
摺擦するため、ドラム表面に傷がつきやすくなる。ま
た、従来の粉砕により得られた不定形鉄粉キャリア等
は、表面が凸凹で、磁気ブラシも硬く、ドラム表面の傷
を助長した。そのため、現像スリーブ周速を落とさねば
ならないので、画像濃度も低いものであった。 また、キャリアの電流値も低かったので、エッジ効果
により、望ましい画像が得られなかった。 [発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は上述の如き問題点を解決した画像形成
法を提供するものである。 しかるに本発明の目的は、ドラム傷を軽減する画像形
成法を提供するものである。 さらに、本発明の目的は、高い画像濃度で、かつ優れ
た画質をもつ画像形成法を提供するものである。 さらに、本発明の目的は、環境依存性の少ない画像形
成法を提供するものである。 [問題点を解決するための手段および作用] 本発明は、潜像保持層に電気的潜像を形成する工程、
現像装置に具備されている固定磁石を内包している現像
剤保持部材上に配されたトナーと磁性キャリアとを有す
る現像剤の磁気ブラシで上記潜像を現像する現像工程、
および潜像保持層上のトナー像を被転写部材に転写する
工程を有する画像形成法において、 潜像保持層として非晶質シリコン感光体を用い、 該磁性キャリアは、a)外接矩形相当径が10〜200μ
mの磁性キャリア粒子を80個数パーセント以上含んでお
り、b)外接矩形相当径と球体相当径の比が1:1.2〜1:
2.5であり、c)磁性キャリアの電流値が80〜200μAで
あり、 現像剤保持部材にはバイアスが印加されており、 現像装置内において、固定磁石が有する反発磁界によ
って現像剤保持部材から磁性キャリアを剥離し、 剥離後の現像剤保持部材上に再度磁気ブラシを形成す
る ことを特徴とする画像形成法に関する。 上記条件を満足する磁性キャリアは、ソフトな磁気ブ
ラシを形成し、感光体との摺擦による衝撃力を弱めてド
ラム傷を軽減するとともに、トナー粒子の付着する面積
が大であるので良好な画像濃度が得られるという特長を
持つ。 上記の要請b)を満たす形状としては、小判型あるい
は赤血球型、ラグビーボール型等が考えられる。本発明
においては、この小判型、赤血球型、ラグビーボール型
が好ましく用いられる。 このキャリアは、その80個数パーセント以上が外接矩
形相当径10〜200μmの範囲に分布し、さらに望ましく
は80個数パーセント以上が25〜100μmの範囲に分布す
るのが良い。10μm未満では、キャリアが感光体に付着
し、画像に白抜けが起こり、200μmを越えると、トナ
ーの帯電制御が難しい。また、外接矩形相当径と球体相
当径の比が1:1.2〜1:2.5、さらに望ましくは1:1.5〜1:
2.0であるのが良い。1:1.2未満では磁気ブラシが硬くか
つ電流値も低く良好な画像濃度が得られず、また1:2.5
を越えると流動性が悪化し、かえって磁気ブラシが硬く
なる。 ここでいう外接矩形相当径()は、キャリアを最も
安定な状態で静止させ、任意に選んだ1,000個につい
て,それぞれ第5図に示す如く水平方向最大弦長CH、垂
直方向最大弦長CVを画像解析装置(ルーゼックス500;ニ
レコ(株)製)にて求め、おのおの1個について下式に
基づいてを求めたものである。 すなわち、これら1,000個の外接矩形相当径とその個数
より個数分布を得ることができる。キャリア粒子全体を
代表するときは、これら1,000個の平均値である。 また、ここでいう球体相当径は、空気比較式比重計
(ベックマンモデル930;ベックマン社製)を用いてキャ
リアの密度を求めた後、キャリアを0.1g計り取り、画像
解析装置(ルーゼックス500;ニレコ(株)製)にて個数
を求めて平均体積を算出し、次の式により換算したも
のである。 加えて、エッジ効果のない画像を得るためには、電流
値が80〜200μA、望ましくは120〜140μAの範囲にあ
ることが必要である。高い導電率を得るには、上記形状
のキャリアで容易に達成できる。 また、キャリアの材質は、例えば鋼、鉄、γ−フェラ
イト、Ba−フェライト、Sr−フェライト、コバルト、ニ
ッケルなどの金属、その他の強磁性合金などの公知の導
電性強磁性物質が使用できる。 本発明におけるキャリアの電流値の測定は、第4図の
ような装置を用いる。すなわち、内部に磁極aを有し、
それを非磁性のスリーブbで包んだ磁気ドラム上に被検
キャリアcを1kgのせ、回転数50〜100r.p.m.で回転させ
る。この時、固定子dとの間隙は2.0〜5.0mmあける。 図中、Eは200Vの直流電源、Vは微少電圧計であり、
Rは標準抵抗として1kΩの抵抗を使用する。このような
装置を用い磁気ドラム回転中におけるキャリアの電流値
を測定する。 電流値iは、微少電圧計の読みVから以下の式により
求めることができる。 従来の不定形キャリアの現像状態でのふるまいを第1
図に、本発明において使用するキャリアの現像状態での
ふるまいを第2図に示す。ここで、第2図において本発
明の該キャリアの感光体への接触の仕方がソフトタッチ
となることは容易に想像出来るとともに接触現像する時
の穂立ち中のキャリアが数珠状につらなるのではなく、
キャリア同士が重ね合いつつ穂立する形状になるため感
光体への衝撃力が緩和される。 これを以下の方法により具体的な数値で比較した。ビ
ッカース硬度で1,000kg/mm2の表面硬度を有するa-Si感
光体の回転中心軸をベアリング等で受け、回転自由な状
態としておき、直径が35mmの現像スリーブの回転数を25
0r.p.m.(スリーブ)−(感光体)間距離を3mm、(スリ
ーブ)−(ドクターブレード)間距離を2.5mm、現像主
極の磁束密度を800ガウスとする現像条件にて、現像器
中にはキャリアのみを充填させ、トナーを混合した際の
流動製を加味せずに、a-Si感光体と対向する現像位置で
現像装置を駆動させた時のa-Si感光体が受ける回転トル
ク力を測定した。 第1図の如く、突起を有する不定形鉄粉キャリア(平
均粒径50μm、外接矩形相当径と球体相当径の比が1:1.
1であり、外接矩形相当径が25μm〜100μmの範囲に90
個数%)を使用した時の回転トルク力は500〜800g・c
m、また、第2図の如く本発明において使用するキャリ
ア(平均粒径45μm、外接矩形相当径と球体相当径の比
が1:1.5であり、外接矩形相当径が25μm〜100μmの範
囲に93個数%)に入れ換えた時のそれは25〜60g・cmで
あった。 [実施例] 実施例1 第3図は現像装置の断面図を示す。 中心軸13に固定され矢印の様に回転する非晶質シリコ
ン感光体14に対向する現像装置171内は、仕切板44によ
り2つの部屋に分けられ、矢印の様に回転する攪拌搬送
スクリュー45,46により現像剤47は各々の部屋内を通り
往復循環される。一方現像スリーブ48の矢印の様な回転
により、現像スリーブ48に内包されている固定磁石49中
のS3極でくみあげられた現像剤47は、ドクターブレード
50により搬送量を規制され、N1極からS1,N2,S2極へと搬
送される。N1極は現像主極であり、ここで穂立ちした現
像剤47が感光体14上の潜像を現像し、その後S2,S3極の
反発磁界により現像スリーブ48上の磁性キャリアを有す
る現像剤47は現像スリーブ(すなわち、現像剤担持部
材)48から剥離されて、撹拌搬送スクリュー46の近傍に
落下する。そして、新たな現像剤がS3極により現像スリ
ーブ48上に塗布されて現像部へ搬送される。51は、現像
バイアス電源であり、現像時に不図示の現像バイアス供
給用電極により、その現像剤に見合った現像バイアスを
現像スリーブ48に印加する。また、トナーホッパー52に
収納されている補給用トナー53は、現像により消費され
たトナーに見合った量だけトナー補給口54より補給され
る。 ここで感光体14は表面硬度1,000Kg/mm2(ビッカース
硬度)程度、画像部最高電位は450V、非画像部電位は30
Vであり、矢印の方向に150mm/secで回転する。現像スリ
ーブ48は直径35mm、(スリーブ)−(感光体)間距離3m
m、(スリーブ)−(ドクターブレード)間距離2.5mm、
現像主極の磁束密度800ガウスとして矢印の方向に回転
数250r.p.mで回転させ、現像バイアス電圧100Vを印加す
る。 使用した現像剤としては、トナーは平均粒径10μm程
度、固有抵抗値1014Ω・cm以上のものを用い、キャリア
は平均粒径45μm、外接矩形相当径と球体相当径の比が
1:1.5、外接矩形相当径が25〜100μmの範囲に93個数%
分布し、かつ前述した測定法による電流値が140μAの
鉄粉キャリアを用い、トナーとキャリアの混合比(T/
C)は15wt%とした。 以上の構成で100万枚コピー(A4)を行なったが、何
らキズはみられなかった。また画像濃度も1.35と高く、
エッジ効果もみられない優れた画質であった。 実施例2 キャリアとして平均粒径50μm、外接矩形相当径と球
体相当径の比が1:2.2、外接矩形相当径が10〜200μmに
97個数パーセント、25〜100μmの範囲に75個数パーセ
ント、かつ前述した測定法による電流値が100μAであ
る鉄粉キャリアを用いること以外実施例1と同じように
試験を行なった所、30万枚コピー(A4)したところ、何
らキズはなく、画像濃度も1.20と満足のいくものであっ
た。 比較例1 平均粒径50μmであり、前述した測定法による電流値
が50μAである突起を有する不定形鉄粉キャリアを用い
ること以外、実施例1と同じように試験を行なったとこ
ろ、2万枚コピー(A4)した時点で感光体損傷がみられ
画像濃度も1.05と低く、エッジ効果が際だった画像であ
った。 [発明の効果] 以上説明した様に、a-Si感光体を磁気ブラシ現像法に
より顕像化する系に於てキャリア形状を改善することで 感光体表面との摺擦力が顕著に低下し、従来の不定形
キャリアの鋭利な突起により発生していた感光体表面の
キズの除去が可能となった。 それにより感光体表面がビッカース硬度で1,000Kg/mm
2程度のものが、従来ではキズ発生までに10万〜20万枚
(A4)程度の能力しかなかったものが、本発明では100
万枚(A4)でもキズが発生しないという飛躍的な長寿命
化が得られランニングコストの低減及びメンテナンス期
間の延長もはかれる様になった。 その他の効果として、 ソフトタッチ現像による掃目の減少 トリボ帯電の安定化 等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】 第1図は、不定形キャリアの現像状態でのふるまいを示
した図、第2図は本発明において使用するキャリアの現
像状態でのふるまいを示した図、第3図は現像装置の断
面図、第4図はキャリアの電流値を測定する方法を示す
図であり、第5図は、水平方向最大弦長CHと垂直方向最
大弦長CVとを説明するための図である。 1:不定形キャリア、2:本発明の画像形成法に使用するキ
ャリア、13:感光ドラム中心軸、14:非晶質シリコン感光
体、44:仕切板、45,46:攪拌搬送スクリュー、47:現像
剤、48:現像スリーブ、49:固定磁石、50:ドクターブレ
ード、51:現像バイアス電源、52:トナーホッパー、53:
補給用トナー、54:トナー補給口、171:現像装置、a:磁
極、b:スリーブ、c:被検キャリア、d:固定子、E:直流電
源、V:微少電圧計、R:抵抗、i:電流値。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−107259(JP,A) 特開 昭61−128262(JP,A) 特開 昭59−64854(JP,A) 特開 昭57−96353(JP,A) 特開 昭58−59456(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.潜像保持層に電気的潜像を形成する工程、現像装置
    に具備されている固定磁石を内包している現像剤保持部
    材上に配されたトナーと磁性キャリアとを有する現像剤
    の磁気ブラシで上記潜像を現像する現像工程、および潜
    像保持層上のトナー像を被転写部材に転写する工程を有
    する画像形成法において、 潜像保持層として非晶質シリコン感光体を用い、 該磁性キャリアは、a)外接矩形相当径が10〜200μm
    の磁性キャリア粒子を80個数パーセント以上含んでお
    り、b)外接矩形相当径と球体相当径の比が1:1.2〜1:
    2.5であり、c)磁性キャリアの電流値が80〜200μAで
    あり、 現像剤保持部材にはバイアスが印加されており、 現像装置内において、固定磁石が有する反発磁界によっ
    て現像剤保持部材から磁性キャリアを剥離し、 剥離後の現像剤保持部材上に再度磁気ブラシを形成する ことを特徴とする画像形成法。
JP61131706A 1986-06-09 1986-06-09 画像形成法 Expired - Lifetime JP2694525B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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