JPH0450983A - トナー画像形成法ならびに装置 - Google Patents
トナー画像形成法ならびに装置Info
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- JPH0450983A JPH0450983A JP2158129A JP15812990A JPH0450983A JP H0450983 A JPH0450983 A JP H0450983A JP 2158129 A JP2158129 A JP 2158129A JP 15812990 A JP15812990 A JP 15812990A JP H0450983 A JPH0450983 A JP H0450983A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は電子写真や静電記録において、電気的潜像を乾
式現像剤を用いて現像するトナー画像形成法ならびに装
置に関するものである。
式現像剤を用いて現像するトナー画像形成法ならびに装
置に関するものである。
電子写真法や静電記録法では、光導電感光体や絶縁性誘
電体(以下、記録体という)の表面ないしは内部に電荷
潜像や電界潜像などの電気的な潜像を形成し、この潜像
に着色粒子(トナー)を付着現像せしめ可視像となす。
電体(以下、記録体という)の表面ないしは内部に電荷
潜像や電界潜像などの電気的な潜像を形成し、この潜像
に着色粒子(トナー)を付着現像せしめ可視像となす。
係る画像形成法には多くの方式やそれを利用した装置が
発明考案されている。特に、特公昭63−55708、
特公昭55−47392に開示されているような、電子
写真技術とレーザビーム走査技術とを組合せたレーザプ
リンタはコンピュータ情報を出力印刷できることから広
く使われ始めている。その記録対象がますます高画質、
高精細であることを望まれ、しかも、高信頼、小型化な
ども必要とすることがら、従来のトナー画像形成法およ
び装置では限界がある。電気的潜像を可視化する現像法
としては、その取扱い性や画質の点から乾式の粉体トナ
ーを用いた現像方式(特公昭60−30946、特公昭
54−10869、特公昭63−25356など)が使
われているが、高精細、高画質化を実現するには従来の
乾式現像剤およびそれを用いた画像形成装置では困難で
あった。
発明考案されている。特に、特公昭63−55708、
特公昭55−47392に開示されているような、電子
写真技術とレーザビーム走査技術とを組合せたレーザプ
リンタはコンピュータ情報を出力印刷できることから広
く使われ始めている。その記録対象がますます高画質、
高精細であることを望まれ、しかも、高信頼、小型化な
ども必要とすることがら、従来のトナー画像形成法およ
び装置では限界がある。電気的潜像を可視化する現像法
としては、その取扱い性や画質の点から乾式の粉体トナ
ーを用いた現像方式(特公昭60−30946、特公昭
54−10869、特公昭63−25356など)が使
われているが、高精細、高画質化を実現するには従来の
乾式現像剤およびそれを用いた画像形成装置では困難で
あった。
本発明は、上記した従来技術の欠点をなくし、高精細、
高画質で信頼性の高いトナー画像形成を達成できる電気
的潜像を現像する現像剤、現像法ならびに具体的な装置
を提供することにある。
高画質で信頼性の高いトナー画像形成を達成できる電気
的潜像を現像する現像剤、現像法ならびに具体的な装置
を提供することにある。
上述目的を達成するために、本発明は、粒径8μm以下
の微粒子トナーを30%以上含むトナーを用い、記録密
度16本/m〜32本/m程度の高精細画像と、長期間
にわたり安定に得られるような画像形成法としたもので
ある。さらに、現像作用類でのトナーの再分前ならびに
動きを促しトナー供給量を大きくできる現像装置、現像
剤に用いる磁性キャリアが記録体に付着することを防止
する現像電圧の印加法、記録用紙への転写効率の変動解
像度低下を抑止した電界、転写法、記録体に残留したト
ナーを効率良く除去できる電界クリユング法、像乱れの
少ない定着法などの工夫、提案ならびに、これらを組合
せた画像形成プロセスを構成することにより、高精細、
高画質画像が長期間にわたり得られる信頼性の高い画像
形成装置としたものである。
の微粒子トナーを30%以上含むトナーを用い、記録密
度16本/m〜32本/m程度の高精細画像と、長期間
にわたり安定に得られるような画像形成法としたもので
ある。さらに、現像作用類でのトナーの再分前ならびに
動きを促しトナー供給量を大きくできる現像装置、現像
剤に用いる磁性キャリアが記録体に付着することを防止
する現像電圧の印加法、記録用紙への転写効率の変動解
像度低下を抑止した電界、転写法、記録体に残留したト
ナーを効率良く除去できる電界クリユング法、像乱れの
少ない定着法などの工夫、提案ならびに、これらを組合
せた画像形成プロセスを構成することにより、高精細、
高画質画像が長期間にわたり得られる信頼性の高い画像
形成装置としたものである。
まず、本発明の全容を理解するために、本発明の画像形
成法を用いた画像形成装置の実施例を第1図により説明
する。続いて、本発明画像形成法を構成する要素技術、
条件などについて詳述する第1図は、本発明の画像形成
法を適用した電子写真プリンタである。本発明画像形成
法は電子写真法以外にも電気的潜像を可視化する方法や
プリンタンスタトの複写機等に適用できるものであるが
、説明上、記録体として光導電感光体を用い、その表面
にコンピュータ情報出力信号で変調した光ビームを露光
して電荷潜像を形成し、この電荷潜像に帯電したトナー
を付着せしめる電子写真プリンタに適用した例により述
べる。
成法を用いた画像形成装置の実施例を第1図により説明
する。続いて、本発明画像形成法を構成する要素技術、
条件などについて詳述する第1図は、本発明の画像形成
法を適用した電子写真プリンタである。本発明画像形成
法は電子写真法以外にも電気的潜像を可視化する方法や
プリンタンスタトの複写機等に適用できるものであるが
、説明上、記録体として光導電感光体を用い、その表面
にコンピュータ情報出力信号で変調した光ビームを露光
して電荷潜像を形成し、この電荷潜像に帯電したトナー
を付着せしめる電子写真プリンタに適用した例により述
べる。
光導電感光体をドラム状の導電性基体上に形成した感光
体ドラム1を、まず帯電器2にて一様に帯電する。帯電
器は導電性のシールドケース4の中心部にコロナ心線5
を懸架し、開口部にはスクリーングリッド6を配置した
もので、コロナ心線5に高圧の直流高圧電源H工3にて
高電圧を印加した際に発生するコロナイオンを感光体ド
ラム1の表面に付与することで帯電せしめるものである
。続いて、感光体ドラム表面に光像ビーム9を照射し、
コンピュータ情報出力等に対応した電荷潜像を形成し、
この電荷潜像に、現像機11を用いて、トナーを付着せ
しめて現像する。現像剤には後述する、本発明の構成す
るトナー、磁性キャリアを用いる。現像機11を構成す
る現像ロール13と帯電器2のスクリーングリッド6に
は、各々現像バイアス電圧、帯電制御バイアス電圧が以
下に示す関係をもって印加せしめる。スクリーングリッ
ド6をもつ帯電器2ではコロナ放電々流の1部はスクリ
ーングリッド6、これに接続された定電圧素子Z、71
およびZ272、Z、73、Z474のいずれかを介し
て流れる。z272、Z、173、Z474の選択は画
像濃度選択スイッチ8にて行なう。定電圧素子Z1とz
2〜z4との接続点から現像バイアスとして印加せしめ
る電圧が引き出される。この現像バイアス電圧端子と現
像ロール間には更に補助用の現像バイアス交播電源10
が直列に接続されている。交播電圧の印加は現像効率向
上、選択現像抑止、凝集した微粒子トナーの再分離、感
光体へのキャリア付着抑止効果がありその結果解像度の
すぐれた画像をうろことができる。定電圧素子72〜z
4から得る電圧は50〜100ovであり、交播電源1
0は200ヘルツ〜10にヘルツ(好ましくは500〜
3000ヘルツ)でO〜100OVである。また、22
〜2.で現像バイアス電圧を得る代りに点線で図示した
ように、電圧を変えることができる外部直流電源H2を
用意しても良い。かかる構成であると、画像濃度を変え
るために現像ロールに印加する直流バイアス電圧を変え
ても、現像ロールに印加される直流バイアス電圧と感光
体ドラム1の表面電圧の差は定電圧素子Z1で決まる電
圧に一定に保つことができる。Z工としては50〜50
0Vの定電圧素子を用いる。このようにして感光体の表
面電圧と現像バイアス電圧の関係を略一定に制御すると
、後述する本実に適した飽和磁化の低いキャリアが、現
像バイアス電圧を変えたとき感光体表面に付着する現像
を防止できる。更に望ましい現像バイアス電圧の制御は
、感光体の露光後の残留電圧を検出し、現像バイアス電
圧と残留電圧の差が必要な画像濃度をうる値に保つよう
にもすることである。
体ドラム1を、まず帯電器2にて一様に帯電する。帯電
器は導電性のシールドケース4の中心部にコロナ心線5
を懸架し、開口部にはスクリーングリッド6を配置した
もので、コロナ心線5に高圧の直流高圧電源H工3にて
高電圧を印加した際に発生するコロナイオンを感光体ド
ラム1の表面に付与することで帯電せしめるものである
。続いて、感光体ドラム表面に光像ビーム9を照射し、
コンピュータ情報出力等に対応した電荷潜像を形成し、
この電荷潜像に、現像機11を用いて、トナーを付着せ
しめて現像する。現像剤には後述する、本発明の構成す
るトナー、磁性キャリアを用いる。現像機11を構成す
る現像ロール13と帯電器2のスクリーングリッド6に
は、各々現像バイアス電圧、帯電制御バイアス電圧が以
下に示す関係をもって印加せしめる。スクリーングリッ
ド6をもつ帯電器2ではコロナ放電々流の1部はスクリ
ーングリッド6、これに接続された定電圧素子Z、71
およびZ272、Z、73、Z474のいずれかを介し
て流れる。z272、Z、173、Z474の選択は画
像濃度選択スイッチ8にて行なう。定電圧素子Z1とz
2〜z4との接続点から現像バイアスとして印加せしめ
る電圧が引き出される。この現像バイアス電圧端子と現
像ロール間には更に補助用の現像バイアス交播電源10
が直列に接続されている。交播電圧の印加は現像効率向
上、選択現像抑止、凝集した微粒子トナーの再分離、感
光体へのキャリア付着抑止効果がありその結果解像度の
すぐれた画像をうろことができる。定電圧素子72〜z
4から得る電圧は50〜100ovであり、交播電源1
0は200ヘルツ〜10にヘルツ(好ましくは500〜
3000ヘルツ)でO〜100OVである。また、22
〜2.で現像バイアス電圧を得る代りに点線で図示した
ように、電圧を変えることができる外部直流電源H2を
用意しても良い。かかる構成であると、画像濃度を変え
るために現像ロールに印加する直流バイアス電圧を変え
ても、現像ロールに印加される直流バイアス電圧と感光
体ドラム1の表面電圧の差は定電圧素子Z1で決まる電
圧に一定に保つことができる。Z工としては50〜50
0Vの定電圧素子を用いる。このようにして感光体の表
面電圧と現像バイアス電圧の関係を略一定に制御すると
、後述する本実に適した飽和磁化の低いキャリアが、現
像バイアス電圧を変えたとき感光体表面に付着する現像
を防止できる。更に望ましい現像バイアス電圧の制御は
、感光体の露光後の残留電圧を検出し、現像バイアス電
圧と残留電圧の差が必要な画像濃度をうる値に保つよう
にもすることである。
現像機11は現像マグネット12を内側にもつ現像ロー
ル13、現像剤を混合撹拌する2本のスクリュー141
,142、現像ロール13への現像剤の量を規制する規
制板16、現像剤ガイド板17、現像剤トナー濃度検出
ボックス18、トナー濃度検出センサ19、トナーホッ
パ20、トナーフィードロール21、トナーミキサ22
などから成る。現像マグネット12は固定されており、
現像ロール13が矢印の方向に回転する際、現像ロール
表面に磁力により吸着した現像剤を搬送し、感光体表面
と現像剤とを接触せしめ電荷潜像にトナーを付着せしめ
現像する。現像ロール13の現像磁極は、感光体ドラム
1と現像ロール13の近接部において本第1図または後
述の第10図に示すごとく、同磁極が対向する構成とす
ることが、本発明の画像形成法に用いる現像剤を用いた
とき現像効率を高め、現像剤中のトナーのうち特定部分
の粒径や電荷量をもつトナーを偏って消費する選択現像
を防ぐ上で好ましい。これは、凝集した微粒子トナーを
再分離したり、キャリアに強く付着した、大きな電荷量
をもつ微粒子トナーを離反せしめることができるからで
ある。現像ロール13で現像剤を搬送する際、規制板1
6で一定量に規制するが、規制板で規制された現像剤は
現像剤ガイド板17で現像機内に戻されるが、この現像
剤ガイド板17の構造は後述第2図に示すごとく、現像
剤のトナー濃度を測定する現像剤トナー濃度検出ボック
ス18をもち、トナー濃度センサ19を設置しておき、
プリントの進行にともないトナーが消費されたときのト
ナー濃度を検出し、消費分に見合うトナーをトナーフィ
ードロール21を動作せしめ補給する。現像剤トナー濃
度検出ボックス内の現像剤の流れを助けるためスクリュ
ウ142の1部には磁石片15が付取けられている。ま
た、現像剤ガイド板17上を流れる現像剤の1部はスク
リュウ141,142側に、1部はトナーミキサ22を
もつ検測に導かれる。こちらに導かれた現像剤は、トナ
ーミキサ22にて混合撹拌され、オーバフローしながら
スクリュウ142側に流出していく。かかる動作を有す
る場合、トナーフィードロール21からトナーが補給さ
れた際、補給されたトナーは、トナーミキサ22にて現
像剤とよく混合された後、スクリュウ142側に送出さ
れるので、凝集したトナーの再分離、トナーの混合なら
びにトナーの帯電が良好になされるので、現像時の画像
濃度むら、画像濃度変動、現像機内外へのトナー飛散を
押えることができる。トナーミキサ22は後述の実施例
第3図に示す形状が好ましい。トナーリターンスクリュ
ウ59は、後述するクリーナ45で回収したトナーを再
使用するために、クリーナ45から現像機2にトナーを
戻すためのものである。本実施例に示すように現像機2
は、現像ロール13を駆動するためのモータ231と、
スクリュウ141.142、トナーミキサ22、トナー
フィードロール21を駆動するモータ232をもつ。ト
ナーフィードロール21は、トナーを補給するときのみ
トナーフィードクラッチ24にて回転される構造である
のが好ましい。モータ231は、一定速度で駆動するが
、モータ232はトナー補給量が多いとき、すなわちプ
リントの印刷面積密度が太きいときに回転速度が大とな
る様にすると、トナーの均一撹拌、混合、トナー帯電の
安定化、現像剤への負荷軽減および劣化軽減に大きな効
果をもたらし、短期、長期の画質安定化をもたらす。ト
ナー補給の量の計測は、記録情報から印字ドツト密度を
計測するか、トナーフィードロールの動作時間間隔を計
測するなどの方法でその目的を達することができる。
ル13、現像剤を混合撹拌する2本のスクリュー141
,142、現像ロール13への現像剤の量を規制する規
制板16、現像剤ガイド板17、現像剤トナー濃度検出
ボックス18、トナー濃度検出センサ19、トナーホッ
パ20、トナーフィードロール21、トナーミキサ22
などから成る。現像マグネット12は固定されており、
現像ロール13が矢印の方向に回転する際、現像ロール
表面に磁力により吸着した現像剤を搬送し、感光体表面
と現像剤とを接触せしめ電荷潜像にトナーを付着せしめ
現像する。現像ロール13の現像磁極は、感光体ドラム
1と現像ロール13の近接部において本第1図または後
述の第10図に示すごとく、同磁極が対向する構成とす
ることが、本発明の画像形成法に用いる現像剤を用いた
とき現像効率を高め、現像剤中のトナーのうち特定部分
の粒径や電荷量をもつトナーを偏って消費する選択現像
を防ぐ上で好ましい。これは、凝集した微粒子トナーを
再分離したり、キャリアに強く付着した、大きな電荷量
をもつ微粒子トナーを離反せしめることができるからで
ある。現像ロール13で現像剤を搬送する際、規制板1
6で一定量に規制するが、規制板で規制された現像剤は
現像剤ガイド板17で現像機内に戻されるが、この現像
剤ガイド板17の構造は後述第2図に示すごとく、現像
剤のトナー濃度を測定する現像剤トナー濃度検出ボック
ス18をもち、トナー濃度センサ19を設置しておき、
プリントの進行にともないトナーが消費されたときのト
ナー濃度を検出し、消費分に見合うトナーをトナーフィ
ードロール21を動作せしめ補給する。現像剤トナー濃
度検出ボックス内の現像剤の流れを助けるためスクリュ
ウ142の1部には磁石片15が付取けられている。ま
た、現像剤ガイド板17上を流れる現像剤の1部はスク
リュウ141,142側に、1部はトナーミキサ22を
もつ検測に導かれる。こちらに導かれた現像剤は、トナ
ーミキサ22にて混合撹拌され、オーバフローしながら
スクリュウ142側に流出していく。かかる動作を有す
る場合、トナーフィードロール21からトナーが補給さ
れた際、補給されたトナーは、トナーミキサ22にて現
像剤とよく混合された後、スクリュウ142側に送出さ
れるので、凝集したトナーの再分離、トナーの混合なら
びにトナーの帯電が良好になされるので、現像時の画像
濃度むら、画像濃度変動、現像機内外へのトナー飛散を
押えることができる。トナーミキサ22は後述の実施例
第3図に示す形状が好ましい。トナーリターンスクリュ
ウ59は、後述するクリーナ45で回収したトナーを再
使用するために、クリーナ45から現像機2にトナーを
戻すためのものである。本実施例に示すように現像機2
は、現像ロール13を駆動するためのモータ231と、
スクリュウ141.142、トナーミキサ22、トナー
フィードロール21を駆動するモータ232をもつ。ト
ナーフィードロール21は、トナーを補給するときのみ
トナーフィードクラッチ24にて回転される構造である
のが好ましい。モータ231は、一定速度で駆動するが
、モータ232はトナー補給量が多いとき、すなわちプ
リントの印刷面積密度が太きいときに回転速度が大とな
る様にすると、トナーの均一撹拌、混合、トナー帯電の
安定化、現像剤への負荷軽減および劣化軽減に大きな効
果をもたらし、短期、長期の画質安定化をもたらす。ト
ナー補給の量の計測は、記録情報から印字ドツト密度を
計測するか、トナーフィードロールの動作時間間隔を計
測するなどの方法でその目的を達することができる。
このようにして、感光体ドラム上にはトナー像を形成で
きるが、まれに、現像剤中のキャリアが感光体表面に付
着することがある。このキャリア付着は、転写工程での
脱字現象を引き起すから、転写工程前にとり除くことが
好ましい。現像機2には感光体ドラム1表面に付着した
キャリアを除去するキャリアクリーナ25を装備してい
る。キャリアクリーナ25は、固定したキャリアクリー
ニングマグネットロール26、それを内側にもつキャリ
アクリーニングスリーブ27から成り、キャリアクリー
ニングスリーブ27は回転することにより、感光体上か
ら吸引したキャリアを現像機2へ戻す。キャリアマグネ
ットロール26の磁極は図示したように感光体表面に近
傍した磁極は、同極磁極が対向したものが好ましく、ま
た現像ロール13の現像磁極と同極であるものが好まし
く、さらに、現像機2内への回収磁極は特に設けずに現
像ロール13の現像剤回収搬送磁極と兼用するようにす
る構成が好ましい。このようにすると感光体からのキャ
リアクリーニングが良好に行われかつ現像機2側から、
キャリアクリーナ25側へのキャリアの飛び出しを防げ
る。また、キャリアクリーニングスリーブには、クリー
ニング効率を向上させるために直流または交流或は両者
を重畳したバイアス電圧を印加すると一層好ましい。
きるが、まれに、現像剤中のキャリアが感光体表面に付
着することがある。このキャリア付着は、転写工程での
脱字現象を引き起すから、転写工程前にとり除くことが
好ましい。現像機2には感光体ドラム1表面に付着した
キャリアを除去するキャリアクリーナ25を装備してい
る。キャリアクリーナ25は、固定したキャリアクリー
ニングマグネットロール26、それを内側にもつキャリ
アクリーニングスリーブ27から成り、キャリアクリー
ニングスリーブ27は回転することにより、感光体上か
ら吸引したキャリアを現像機2へ戻す。キャリアマグネ
ットロール26の磁極は図示したように感光体表面に近
傍した磁極は、同極磁極が対向したものが好ましく、ま
た現像ロール13の現像磁極と同極であるものが好まし
く、さらに、現像機2内への回収磁極は特に設けずに現
像ロール13の現像剤回収搬送磁極と兼用するようにす
る構成が好ましい。このようにすると感光体からのキャ
リアクリーニングが良好に行われかつ現像機2側から、
キャリアクリーナ25側へのキャリアの飛び出しを防げ
る。また、キャリアクリーニングスリーブには、クリー
ニング効率を向上させるために直流または交流或は両者
を重畳したバイアス電圧を印加すると一層好ましい。
28はキャリアクリーニングバイアス用交流電源H4,
29はキャリアクリーニングバイアス直流電源H5であ
る。この交流バイアス電源としては200Hg〜10K
Mg、100〜1000V r m sを直流電源とし
ては、トナーの帯電極性と同極性(キャリアと反対極性
)で300〜1ooov程度のものが使用できる。さら
にまた、このキャリアクリーニングの際には感光体表面
の電荷は減衰或は消去されているのが好ましく、現像後
−様露光を施すか、キャリアクリーニング時に露光でき
るようにフェードランプ30を設け、クリーニング磁極
近傍に光を照射するのが望ましい。このフェードランプ
30による一様露光は、別の効果として、記録用紙への
トナー像の転写の際に、転写効率を上げ、ドラムへの過
度な用紙吸着を軽減し、ドラムからの用紙分離を確実な
らしむる。
29はキャリアクリーニングバイアス直流電源H5であ
る。この交流バイアス電源としては200Hg〜10K
Mg、100〜1000V r m sを直流電源とし
ては、トナーの帯電極性と同極性(キャリアと反対極性
)で300〜1ooov程度のものが使用できる。さら
にまた、このキャリアクリーニングの際には感光体表面
の電荷は減衰或は消去されているのが好ましく、現像後
−様露光を施すか、キャリアクリーニング時に露光でき
るようにフェードランプ30を設け、クリーニング磁極
近傍に光を照射するのが望ましい。このフェードランプ
30による一様露光は、別の効果として、記録用紙への
トナー像の転写の際に、転写効率を上げ、ドラムへの過
度な用紙吸着を軽減し、ドラムからの用紙分離を確実な
らしむる。
上記の如くにして感光体ドラム1の表面に形成したトナ
ー像を次のようなベルト転写装置により記録用紙31に
転写する。記録用紙31はガイドローラ対321とペー
パガイド322と半導電性ベルト33とにより感光体ド
ラムにまで案内、搬送され、感光体表面と接触し、この
際、転写器34の作用により、感光体表面上のトナー像
を記録用紙表面に転移させる。転写器34はシールドケ
ース36とその中心部に懸架したコロナ心線35とから
成る。コロナ心線35には直流高圧電源が印加されてお
り、コロナ電荷を発生し、感光体ドラム1とで記録用紙
31を挾持した部分である転写撮直上の半導体ベルト3
3に転写用の電荷を与える。半導体ベルト33の使用可
能な電気抵抗は106〜1012Ω国であるが、好まし
くは10’〜1o11Ωlである。しかし乍ら、長期間
にわたり、この値を維持することは困難である。
ー像を次のようなベルト転写装置により記録用紙31に
転写する。記録用紙31はガイドローラ対321とペー
パガイド322と半導電性ベルト33とにより感光体ド
ラムにまで案内、搬送され、感光体表面と接触し、この
際、転写器34の作用により、感光体表面上のトナー像
を記録用紙表面に転移させる。転写器34はシールドケ
ース36とその中心部に懸架したコロナ心線35とから
成る。コロナ心線35には直流高圧電源が印加されてお
り、コロナ電荷を発生し、感光体ドラム1とで記録用紙
31を挾持した部分である転写撮直上の半導体ベルト3
3に転写用の電荷を与える。半導体ベルト33の使用可
能な電気抵抗は106〜1012Ω国であるが、好まし
くは10’〜1o11Ωlである。しかし乍ら、長期間
にわたり、この値を維持することは困難である。
これは、コロナにより半導体ベルトが劣化したり、高湿
下では水分を吸着し電気抵抗が低下するためである。そ
のような状態にあって、常に良好なトナー転写効率を得
るために、転写部前後に導電性の転写バイアスロール3
91.392を設け、このロールに一定電圧を印加する
と良い。第1図実施例では、300〜4000Vの定電
圧素子Z、40を接続し、漏洩置流により生ずる電圧を
利用している。ロール392はペーパガイド下におくと
用紙を吸着する効果も出せ用紙搬送を円滑に行いうる。
下では水分を吸着し電気抵抗が低下するためである。そ
のような状態にあって、常に良好なトナー転写効率を得
るために、転写部前後に導電性の転写バイアスロール3
91.392を設け、このロールに一定電圧を印加する
と良い。第1図実施例では、300〜4000Vの定電
圧素子Z、40を接続し、漏洩置流により生ずる電圧を
利用している。ロール392はペーパガイド下におくと
用紙を吸着する効果も出せ用紙搬送を円滑に行いうる。
転写ベルトはベルト駆動ロール381.382により、
駆動するが、少くとも用紙排出側は接地することが好ま
しい。このようにするとベルト上の電荷を除電でき、ベ
ルトからの記録用紙の分離、ベルトに付着したトナーの
除去が容易にできる。なお上述した定電圧素子は、転写
バイアスロール391.392に電圧の異なるものを別
個に設けても良い。例えば、転写バイアスロール392
には800vの、転写バイアスロール391には500
Vの定電圧素子を接続する。また、定電圧素子の代りに
300〜100OVの定電圧電源を、或は50〜500
MΩの高抵抗素子を接続しても良い。また、ガイドロー
ラ対321とペーパガイド322も転写バイアスロール
391.392と同様の手段でバイアス電圧を印加する
のが望ましい。
駆動するが、少くとも用紙排出側は接地することが好ま
しい。このようにするとベルト上の電荷を除電でき、ベ
ルトからの記録用紙の分離、ベルトに付着したトナーの
除去が容易にできる。なお上述した定電圧素子は、転写
バイアスロール391.392に電圧の異なるものを別
個に設けても良い。例えば、転写バイアスロール392
には800vの、転写バイアスロール391には500
Vの定電圧素子を接続する。また、定電圧素子の代りに
300〜100OVの定電圧電源を、或は50〜500
MΩの高抵抗素子を接続しても良い。また、ガイドロー
ラ対321とペーパガイド322も転写バイアスロール
391.392と同様の手段でバイアス電圧を印加する
のが望ましい。
上述のようにして、感光体ドラムに形成されたトナー像
を記録用紙に転写できるが、転写ベルトにはトナーや紙
粉が付着し、蓄積すると正常な転写を防げたり、記録用
紙を汚したりする。このため、記録用紙31を半導電性
ベルト33から分離した後、クリーニングウェブ41を
押圧ローラ42を接触押圧し、除去する。クリーニング
ウェブで清掃除去する代りに、クリーニングブラシ、ク
リーニングブレードを用いる方式も採用しうる。特に、
10″〜1012Ω国の半導体繊維を用いたブラシに電
圧を即興する電界ブラシクリーナ方式は、転写ベルトへ
の機械的負荷が少なく、転写ベルトの寿命を長くするこ
とができ好ましい。
を記録用紙に転写できるが、転写ベルトにはトナーや紙
粉が付着し、蓄積すると正常な転写を防げたり、記録用
紙を汚したりする。このため、記録用紙31を半導電性
ベルト33から分離した後、クリーニングウェブ41を
押圧ローラ42を接触押圧し、除去する。クリーニング
ウェブで清掃除去する代りに、クリーニングブラシ、ク
リーニングブレードを用いる方式も採用しうる。特に、
10″〜1012Ω国の半導体繊維を用いたブラシに電
圧を即興する電界ブラシクリーナ方式は、転写ベルトへ
の機械的負荷が少なく、転写ベルトの寿命を長くするこ
とができ好ましい。
転写後も感光体ドラム1上に残るトナーは、次の作像工
程前に除去しなければならない。本実画像形成法では、
この残留トナーを効率良く除去するために、まずクリー
ニング工程前に、残留トナーにトナーの帯電極性と同極
性のコロナ電荷をプリクリーンチャージャ43、プレク
リ−5チヤージヤ電源44にて与える。この場合、帯電
と同時に一様光(第2フエード光、図示せず)を照射す
るとトナーにのみ電荷を与えることができるのみならず
、感光体の光疲労(残留電圧の増大や帯電電圧の変動、
感度変化などの現象)を抑止できる。プレクリーンチャ
ージャ43に印加する電圧は、直流または直流に交流を
重畳したものが、特に負帯電トナーを用いる場合には交
流のみであっても良い。これは、交流のみでも、その放
電特性から負に帯電せしめることができるためである。
程前に除去しなければならない。本実画像形成法では、
この残留トナーを効率良く除去するために、まずクリー
ニング工程前に、残留トナーにトナーの帯電極性と同極
性のコロナ電荷をプリクリーンチャージャ43、プレク
リ−5チヤージヤ電源44にて与える。この場合、帯電
と同時に一様光(第2フエード光、図示せず)を照射す
るとトナーにのみ電荷を与えることができるのみならず
、感光体の光疲労(残留電圧の増大や帯電電圧の変動、
感度変化などの現象)を抑止できる。プレクリーンチャ
ージャ43に印加する電圧は、直流または直流に交流を
重畳したものが、特に負帯電トナーを用いる場合には交
流のみであっても良い。これは、交流のみでも、その放
電特性から負に帯電せしめることができるためである。
光像ビーム9とフェードランプ30または第2フエード
光或は後述するイレーズランプ50の光の波長は、これ
らの光照射により、感光体の光疲労を補正或は軽減する
ものを組合せる。例えば、感光体として有機光導電体や
アモルファスシリコン光導電体を光像ビームとして、6
00〜850mの半導体レーザ光やLED (l i
gh temiting diod)光を用いた場合
、フェードランプの光には光像ビーム光とほぼ同じ波長
領域の光(赤色)を主成分とするものを用い、第2フエ
ード光或はイレーズランプ50の光には、それらと異る
波長の光(緑〜青色)を主成分とするものを用いるのが
好ましい。もし、フェードランプ30を使用しないとき
には、第2フエード光に光像ビーム光と同じ波長領域の
光を用いる。
光或は後述するイレーズランプ50の光の波長は、これ
らの光照射により、感光体の光疲労を補正或は軽減する
ものを組合せる。例えば、感光体として有機光導電体や
アモルファスシリコン光導電体を光像ビームとして、6
00〜850mの半導体レーザ光やLED (l i
gh temiting diod)光を用いた場合
、フェードランプの光には光像ビーム光とほぼ同じ波長
領域の光(赤色)を主成分とするものを用い、第2フエ
ード光或はイレーズランプ50の光には、それらと異る
波長の光(緑〜青色)を主成分とするものを用いるのが
好ましい。もし、フェードランプ30を使用しないとき
には、第2フエード光に光像ビーム光と同じ波長領域の
光を用いる。
かかるプロセスを経た後に感光体ドラム]の表面に残る
残留トナーをクリーナ45にて除去する。クリーナ45
のハウジング内には、残留トナーをドラム1から除去す
る半導電性ブラシ46、トナー回収ロール48などが設
けられている。半導電性ブラシ46は、導電性の筒状の
基体に10’〜1012Ωlの半導電性繊維を植毛或い
は絶縁性繊維とかかる半導電性繊維とを混在して植毛し
たブラシで、このブラシにはクリーニングバイアス電源
47から、トナーの帯電極性と逆極性の電圧100〜1
00OVの電圧が加えられ、ブラシは感光体表面と接触
しながら回転している。この電圧が印加されることによ
り、残留トナーに電界が作用し、トナーをブラシ46に
吸引する。続いて、ブラシ46は回転している導電性の
トナー回収ロール48に接する。半導電性ブラシ46と
トナー回収ロール48間にはトナー回収バイアス電源4
9から、トナー回収ロールの方が半導電性ブラシ46よ
り高い、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されて
いる。両者間の電圧は100〜1000Vである。この
電圧の作用で、半導電性ブラシに吸着しているトナーは
、トナー回収ロール48に移行する。トナー回収ロール
48に移行したトナーはトナースクレーパ51にてかき
とられ、トナー回収スクリューにて、クリーナハウジン
グ外に運ばれ現像機内へトナーリターンスクリュウを介
し戻され、再使用されるか、排トナーボトル(図示せず
)に集められる。トナーを再使用する場合、作像工程で
、まぎれ込む紙粉や繊維くずなどがトナーに混入すると
、トナーの帯電特性や粉体特性を劣化させたり、画像」
−に欠陥をもたらす原因となる。紙粉カットスポンジ5
0は、これらの異物を除去するためのもので、トナー回
収ロールに軽く押圧して、これらをとり除く。半導体ブ
ラシ46と、この紙粉カットスポンジとを一組とした脱
着可能のユニツ1〜構造となし、ブラシおよびスポンジ
の使用寿命に合わせ交換できるようにすると便利である
。さらに、この半導体ブラシを用いた電界クリーニング
方式では、プリンタの使用環境の変化でドラムが露結し
た場合、ブラシに水滴が付着し、クリーニング作用が著
しく低下する場合がある。特に微粒子トナーの除去が困
難となる。除湿ヒータ53はこの水滴を除去するだめの
もので、露結センサ56にて、温度と湿度との関係から
露結環境を検出し、これにより除湿ヒータ電源54をス
イッチ55を用いて、除湿ヒータ53に接続せしめるも
のである。このようにして、クリーナ45により感光体
表面に残留トナーを効率よく取り去ることができる。第
1図構成では、クリーニング前に一様帯電或は光照射に
よる前処理と、半導電性ブラシによる電界クリーニング
を行っているため、トナー中の除去しにくい小粒径トナ
ー、逆極性帯電トナー、弱帯電或は異常に強く帯電した
トナー、外添助剤、紙粉等の異物などを完全に除去し、
感光体を次の作像サイクルに供しうるまでにできるので
ある。クリーナ45にて残留トナーを除去された感光体
ドラム1は最後にイレーズランプ58にて残留電荷或は
感光層内に残留するメモリを取り除く。このイレーズ工
程は前述したフェードランプ30或いは第2フエード光
にて、この機能を達しつる場合には省略できる。
残留トナーをクリーナ45にて除去する。クリーナ45
のハウジング内には、残留トナーをドラム1から除去す
る半導電性ブラシ46、トナー回収ロール48などが設
けられている。半導電性ブラシ46は、導電性の筒状の
基体に10’〜1012Ωlの半導電性繊維を植毛或い
は絶縁性繊維とかかる半導電性繊維とを混在して植毛し
たブラシで、このブラシにはクリーニングバイアス電源
47から、トナーの帯電極性と逆極性の電圧100〜1
00OVの電圧が加えられ、ブラシは感光体表面と接触
しながら回転している。この電圧が印加されることによ
り、残留トナーに電界が作用し、トナーをブラシ46に
吸引する。続いて、ブラシ46は回転している導電性の
トナー回収ロール48に接する。半導電性ブラシ46と
トナー回収ロール48間にはトナー回収バイアス電源4
9から、トナー回収ロールの方が半導電性ブラシ46よ
り高い、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されて
いる。両者間の電圧は100〜1000Vである。この
電圧の作用で、半導電性ブラシに吸着しているトナーは
、トナー回収ロール48に移行する。トナー回収ロール
48に移行したトナーはトナースクレーパ51にてかき
とられ、トナー回収スクリューにて、クリーナハウジン
グ外に運ばれ現像機内へトナーリターンスクリュウを介
し戻され、再使用されるか、排トナーボトル(図示せず
)に集められる。トナーを再使用する場合、作像工程で
、まぎれ込む紙粉や繊維くずなどがトナーに混入すると
、トナーの帯電特性や粉体特性を劣化させたり、画像」
−に欠陥をもたらす原因となる。紙粉カットスポンジ5
0は、これらの異物を除去するためのもので、トナー回
収ロールに軽く押圧して、これらをとり除く。半導体ブ
ラシ46と、この紙粉カットスポンジとを一組とした脱
着可能のユニツ1〜構造となし、ブラシおよびスポンジ
の使用寿命に合わせ交換できるようにすると便利である
。さらに、この半導体ブラシを用いた電界クリーニング
方式では、プリンタの使用環境の変化でドラムが露結し
た場合、ブラシに水滴が付着し、クリーニング作用が著
しく低下する場合がある。特に微粒子トナーの除去が困
難となる。除湿ヒータ53はこの水滴を除去するだめの
もので、露結センサ56にて、温度と湿度との関係から
露結環境を検出し、これにより除湿ヒータ電源54をス
イッチ55を用いて、除湿ヒータ53に接続せしめるも
のである。このようにして、クリーナ45により感光体
表面に残留トナーを効率よく取り去ることができる。第
1図構成では、クリーニング前に一様帯電或は光照射に
よる前処理と、半導電性ブラシによる電界クリーニング
を行っているため、トナー中の除去しにくい小粒径トナ
ー、逆極性帯電トナー、弱帯電或は異常に強く帯電した
トナー、外添助剤、紙粉等の異物などを完全に除去し、
感光体を次の作像サイクルに供しうるまでにできるので
ある。クリーナ45にて残留トナーを除去された感光体
ドラム1は最後にイレーズランプ58にて残留電荷或は
感光層内に残留するメモリを取り除く。このイレーズ工
程は前述したフェードランプ30或いは第2フエード光
にて、この機能を達しつる場合には省略できる。
以上本実のトナー画像形成法を適用した第1図構成の実
施例により高精細画像を長期に互い維持することができ
る。第2.3図は、第1図の現像機に用いる現像剤ガイ
ド板17とトナーミキサ22の好ましい形を示したもの
である。
施例により高精細画像を長期に互い維持することができ
る。第2.3図は、第1図の現像機に用いる現像剤ガイ
ド板17とトナーミキサ22の好ましい形を示したもの
である。
第2図は現像剤ガイド板17で、トナー濃度検出ボック
ス18、トナー濃度センサ19の取付関係と現像剤の1
部をバイパス落下せしめるバイパス孔60の関係とが示
されいる。かかる構成によリガイド板17上を流下する
現像剤を、ミキサ22が設けられた部分とスクリュウ1
42が設けられた部分とに分流すると同時に、現像剤の
トナー濃度を検出することができる。第3図はミキサ2
2で、シャフト61に磁極を有しないバー62と、磁極
を有するマグネットバー62が交互につけられている。
ス18、トナー濃度センサ19の取付関係と現像剤の1
部をバイパス落下せしめるバイパス孔60の関係とが示
されいる。かかる構成によリガイド板17上を流下する
現像剤を、ミキサ22が設けられた部分とスクリュウ1
42が設けられた部分とに分流すると同時に、現像剤の
トナー濃度を検出することができる。第3図はミキサ2
2で、シャフト61に磁極を有しないバー62と、磁極
を有するマグネットバー62が交互につけられている。
マグネットパー62はその先端に磁性現像剤が吸着する
ので、槽内の現像剤の撹拌混合効果を向上せしむること
かできる。もちろんミキサ62はバー63或はマグネッ
トパー62のみで構成されても良い。
ので、槽内の現像剤の撹拌混合効果を向上せしむること
かできる。もちろんミキサ62はバー63或はマグネッ
トパー62のみで構成されても良い。
続いて高精細な画像を長期間に互り安定に形成する本画
像形成する本画像形成法に適する現像剤について説明す
る。本画像形成法は、従来現像剤を用いても良好な画像
が得られるものであるが以下に述べるものが最も良好な
結果を与える。また、以下の現像剤は従来の画像形成法
にも使用できることは熱論である。現像剤に用いる磁性
キャリアは、高精細画像をうるためには現像領域内にお
いて磁気ブラシを形成した際キャリア密度が大きく、軟
かな穂先となることが求められる。そのためには、キャ
リアの平均粒径は30〜200μmでとくに70〜12
0μmが適し、飽和磁化路度は100 e m u /
g以下ごとくに1O−50e m u / gである
ことが望ましい。更にトナーとの摩擦帯電が速やかに行
われ(立上り速度が大)トナーがキャリアに対し着脱し
たとき、その動きに対し、キャリア表面の電荷は対応し
て生成、消滅しなければならない。また、感光体へのキ
ャリア付着(静電的な吸引力による)を抑止し、現像ロ
ール13に印加する現像バイアス電圧が短縮現象などを
起しリークしたりすることがないことが必要である。さ
らにまた現像類では、磁気ブラシ表面と内部とのトナー
が適宜入れ替ることが望ましい。これらの特性を満たす
にはキャリアの形状はほぼ球形(偏平は好ましくない)
であって、電気的には半導電性の106〜1011ΩG
の電気抵抗、特に10”〜109Ωlであることが好ま
しい。また、キャリアの核(コア)をなす部分の抵抗は
半導電性ないし絶縁性である108〜1013Ω■であ
るものが適する。従って、導電性低抵抗コア材を被覆し
半導電性となしたキャリアは適さない。第4図は上記本
画像形成に適するキャリアの実施例である。
像形成する本画像形成法に適する現像剤について説明す
る。本画像形成法は、従来現像剤を用いても良好な画像
が得られるものであるが以下に述べるものが最も良好な
結果を与える。また、以下の現像剤は従来の画像形成法
にも使用できることは熱論である。現像剤に用いる磁性
キャリアは、高精細画像をうるためには現像領域内にお
いて磁気ブラシを形成した際キャリア密度が大きく、軟
かな穂先となることが求められる。そのためには、キャ
リアの平均粒径は30〜200μmでとくに70〜12
0μmが適し、飽和磁化路度は100 e m u /
g以下ごとくに1O−50e m u / gである
ことが望ましい。更にトナーとの摩擦帯電が速やかに行
われ(立上り速度が大)トナーがキャリアに対し着脱し
たとき、その動きに対し、キャリア表面の電荷は対応し
て生成、消滅しなければならない。また、感光体へのキ
ャリア付着(静電的な吸引力による)を抑止し、現像ロ
ール13に印加する現像バイアス電圧が短縮現象などを
起しリークしたりすることがないことが必要である。さ
らにまた現像類では、磁気ブラシ表面と内部とのトナー
が適宜入れ替ることが望ましい。これらの特性を満たす
にはキャリアの形状はほぼ球形(偏平は好ましくない)
であって、電気的には半導電性の106〜1011ΩG
の電気抵抗、特に10”〜109Ωlであることが好ま
しい。また、キャリアの核(コア)をなす部分の抵抗は
半導電性ないし絶縁性である108〜1013Ω■であ
るものが適する。従って、導電性低抵抗コア材を被覆し
半導電性となしたキャリアは適さない。第4図は上記本
画像形成に適するキャリアの実施例である。
第4図(a)は、樹脂中に磁性体粉を分散せしめたキャ
リアコア64とキャリアシェル65とから成る。この構
成のキャリアは平均粒径50μm程度のものを作成する
のに適している。キャリアコア64は、アクリル、スチ
レン、ポリエステル、シリコーンなどの樹脂66に、平
均粒径0.1〜1μmのフェライト、マグネタイト、ニ
ッケル、酸化ニッケル、鉄などの磁性粉を30〜80w
t%の割合で分散せしめたもので、製造に際しては混線
や分散を良くするための助剤を用いることもある。キャ
リアコア64の製作は、樹脂、磁性体などの混合物を溶
融、混練した後、粉砕、分級して作る。次にキャリアシ
ェル剤を添加し、表面に付着せしめた後、加熱雰囲気中
を通過せしめ球形処理することで、コアの外側にキャリ
アシェル65が(0,05〜2μm)が形成される。キ
ャリアシェル材は、上述磁性粉、カーボン粒る、帯電制
御剤にグロシン系染料、ピリジニウム塩、モノアゾ錯塩
染料、フタロシアニン顔料など)樹脂粉などである。か
かる構成のキャリアは、キャリアコアの磁性材とその量
により磁化特性の調整が可能であり、キャリアシェル材
の調合、球面化処理時の熱処理条件により、電気抵抗、
摩擦帯電特性の調整ができる。第4図(b)はフェライ
ト、マグネタイトなどの高抵抗、低磁化材であるマグネ
ットコア68とその表面を半導体コーディングシェル層
69で形成したキャリアである。半導体コーディングシ
ェル層はアクリル、スチレン、シリコーンポリエステル
などの樹脂に帯電制御剤、抵抗調整剤を添加したものを
コーディング処理することで作ることができる。本キャ
リアは平均粒系100μm程度のものを得る場合に適し
ている。キャリアコアの表面をシワ状の凹凸を形成せし
めたものが良い。
リアコア64とキャリアシェル65とから成る。この構
成のキャリアは平均粒径50μm程度のものを作成する
のに適している。キャリアコア64は、アクリル、スチ
レン、ポリエステル、シリコーンなどの樹脂66に、平
均粒径0.1〜1μmのフェライト、マグネタイト、ニ
ッケル、酸化ニッケル、鉄などの磁性粉を30〜80w
t%の割合で分散せしめたもので、製造に際しては混線
や分散を良くするための助剤を用いることもある。キャ
リアコア64の製作は、樹脂、磁性体などの混合物を溶
融、混練した後、粉砕、分級して作る。次にキャリアシ
ェル剤を添加し、表面に付着せしめた後、加熱雰囲気中
を通過せしめ球形処理することで、コアの外側にキャリ
アシェル65が(0,05〜2μm)が形成される。キ
ャリアシェル材は、上述磁性粉、カーボン粒る、帯電制
御剤にグロシン系染料、ピリジニウム塩、モノアゾ錯塩
染料、フタロシアニン顔料など)樹脂粉などである。か
かる構成のキャリアは、キャリアコアの磁性材とその量
により磁化特性の調整が可能であり、キャリアシェル材
の調合、球面化処理時の熱処理条件により、電気抵抗、
摩擦帯電特性の調整ができる。第4図(b)はフェライ
ト、マグネタイトなどの高抵抗、低磁化材であるマグネ
ットコア68とその表面を半導体コーディングシェル層
69で形成したキャリアである。半導体コーディングシ
ェル層はアクリル、スチレン、シリコーンポリエステル
などの樹脂に帯電制御剤、抵抗調整剤を添加したものを
コーディング処理することで作ることができる。本キャ
リアは平均粒系100μm程度のものを得る場合に適し
ている。キャリアコアの表面をシワ状の凹凸を形成せし
めたものが良い。
第4図(a)、(b)に示したキャリアの形状は図表示
の便宜上形状で示したが、その表面は平滑であるよりも
、シワ状の凹凸があった方が、トナーの帯電量を安定さ
せる上で、また感光体上へのキャリア付着を低減する上
で好ましい。従って、第4図(a) (b)の 本案画像形成法に用いる現像剤のト・チーは、高精細画
像を形成するために、粗系8μm以下のトナーを、抜術
するように30%以上含むことを特徴とする。また、好
ましくはトナーの1部ないしは全部が略球形であること
、さらにトナーの帯電特性と電気抵抗を制御するために
、第5図の実施例に示す構造であることが望ましい。第
5図に示すトナーは、実質的にトナーコア70とトナー
シェルフ1とからなるものる。トナニア7oはスチレン
アクリル、ポリエステルなどの樹脂、カーボン(5〜1
0wt%)、帯電制御剤(5〜1゜wt%)を主成分と
し、トナーシェルフ1は、トナーコア70よりも帯電制
御剤を多く含み(1〜5%)、カーボン量は同等以下で
あり、樹脂は同一物もしくはやや融点が高いものを使う
ことができる。かかるトナーの製作は、前述第4図(a
)の粉砕球形化処理法、懸濁重合法などのマイクロカプ
セル技術が利用でき、トナーシェルフ1の帯電制御剤の
種類と量により帯電特性を、カーボン量により電気抵抗
値がおよび定着特性調整できる。また、各々の樹脂の熱
特性を調整することにより、定着性、保存特性、流動性
のバランスをとることができる。トナーの適正帯電量は
現像システムによっても変わるが、抜術するように第1
図実施例の場合10〜30μc/、gである。トナーの
電気抵抗は1013〜1015Ωlが適正である。上述
したキャリア、トナーを現像剤として用いるが、その割
合はトナー混合比1〜30重量%で望ましくは、キャリ
ア表面積に対するトナーの被覆率0.2〜0.6である
ことが好ましい。現像剤にはキャリア、トナーの他流動
性改質、電気抵抗調整、帯電特性調整のため若干の外添
剤を用いる場合もある。かかる現像剤を本案画像形成法
に用い高精細画像をうまる適したトナーの粒系との関係
について説明する。
の便宜上形状で示したが、その表面は平滑であるよりも
、シワ状の凹凸があった方が、トナーの帯電量を安定さ
せる上で、また感光体上へのキャリア付着を低減する上
で好ましい。従って、第4図(a) (b)の 本案画像形成法に用いる現像剤のト・チーは、高精細画
像を形成するために、粗系8μm以下のトナーを、抜術
するように30%以上含むことを特徴とする。また、好
ましくはトナーの1部ないしは全部が略球形であること
、さらにトナーの帯電特性と電気抵抗を制御するために
、第5図の実施例に示す構造であることが望ましい。第
5図に示すトナーは、実質的にトナーコア70とトナー
シェルフ1とからなるものる。トナニア7oはスチレン
アクリル、ポリエステルなどの樹脂、カーボン(5〜1
0wt%)、帯電制御剤(5〜1゜wt%)を主成分と
し、トナーシェルフ1は、トナーコア70よりも帯電制
御剤を多く含み(1〜5%)、カーボン量は同等以下で
あり、樹脂は同一物もしくはやや融点が高いものを使う
ことができる。かかるトナーの製作は、前述第4図(a
)の粉砕球形化処理法、懸濁重合法などのマイクロカプ
セル技術が利用でき、トナーシェルフ1の帯電制御剤の
種類と量により帯電特性を、カーボン量により電気抵抗
値がおよび定着特性調整できる。また、各々の樹脂の熱
特性を調整することにより、定着性、保存特性、流動性
のバランスをとることができる。トナーの適正帯電量は
現像システムによっても変わるが、抜術するように第1
図実施例の場合10〜30μc/、gである。トナーの
電気抵抗は1013〜1015Ωlが適正である。上述
したキャリア、トナーを現像剤として用いるが、その割
合はトナー混合比1〜30重量%で望ましくは、キャリ
ア表面積に対するトナーの被覆率0.2〜0.6である
ことが好ましい。現像剤にはキャリア、トナーの他流動
性改質、電気抵抗調整、帯電特性調整のため若干の外添
剤を用いる場合もある。かかる現像剤を本案画像形成法
に用い高精細画像をうまる適したトナーの粒系との関係
について説明する。
第6図はトナー・中に含まれる粗系8μm以五のトナー
の割合と、細線の再現性(Dt/Ds)との関係を示し
たものである。細線の再現性(Dt/ D s )は、
太線(5m+幅)の画像濃度との比で求めた。Dt/D
s句0.3のとき、線として認識でき、D t / D
s≧0.5であれば鮮明に細線を再現できる。16〜
32走査M/閣がDt/Ds、Zo、5で再現できるた
めには、小粒系トナーの含有率は30%以上必要である
ことがわかる。また、小粒系トナー像は記録紙に対する
被覆力(カバリングパワー)が大きいので高画像濃度が
得られる利点もあり好ましい。一方、小粒系トナーは現
像剤の流動性を低下せしめる原因や帯電立上り速度を遅
くする原因、或はベルト転写での転写効率を下げる原因
となるので、その形状は球形に近いもの(球形率、トナ
ーの長袖、短軸の比R1<R<1.5)が−層好ましい
。さらに、これらの不具合点を抑止するために、粗系1
0〜30μmのトナーを10〜20%程度含有せしめて
おくことが望ましい。
の割合と、細線の再現性(Dt/Ds)との関係を示し
たものである。細線の再現性(Dt/ D s )は、
太線(5m+幅)の画像濃度との比で求めた。Dt/D
s句0.3のとき、線として認識でき、D t / D
s≧0.5であれば鮮明に細線を再現できる。16〜
32走査M/閣がDt/Ds、Zo、5で再現できるた
めには、小粒系トナーの含有率は30%以上必要である
ことがわかる。また、小粒系トナー像は記録紙に対する
被覆力(カバリングパワー)が大きいので高画像濃度が
得られる利点もあり好ましい。一方、小粒系トナーは現
像剤の流動性を低下せしめる原因や帯電立上り速度を遅
くする原因、或はベルト転写での転写効率を下げる原因
となるので、その形状は球形に近いもの(球形率、トナ
ーの長袖、短軸の比R1<R<1.5)が−層好ましい
。さらに、これらの不具合点を抑止するために、粗系1
0〜30μmのトナーを10〜20%程度含有せしめて
おくことが望ましい。
第7図は、本画像形成法でのトナー電荷量と、現像トナ
ー量との関係を示すものである。電荷量10〜20μc
/ g前後で最大値と示し、その値は現像プロセス速
度(ドラム周速)が大なる方が大きく、付着量Mは少な
くなる傾向にある。この最大値より電荷量が低い領域で
は、現像剤からのトナー飛散が多くなる不安定領域であ
る。従って適正電荷量はこの最大値を示す値よりや、大
きい領域、例えばプロセス速度80 an / sの場
合、20〜30μc/gである。トナー飛散の防止、印
刷安定性から高速の場合、最大値より大きい値(5〜1
0μc/g)とすることがとくに重要である。第7図は
キャリアへのトナー被覆率がCt=0.3(7)場合テ
アルが、Ct=0.2〜0.7でほぼ同様な傾向を示す
。しかしながら、Ctが大きい場合や、粗系が小さいト
ナーを多く含む現像剤の場合、帯電の立上り速度の低下
、キャリアとトナーの均一混合撹拌がしづらくなり、ト
ナー飛散や画像にカブリが発生しやすくなるが、この場
合第1図で説明したようなトナー補給、撹拌法をとるこ
とが重要で、これら現像を抑止できる。
ー量との関係を示すものである。電荷量10〜20μc
/ g前後で最大値と示し、その値は現像プロセス速
度(ドラム周速)が大なる方が大きく、付着量Mは少な
くなる傾向にある。この最大値より電荷量が低い領域で
は、現像剤からのトナー飛散が多くなる不安定領域であ
る。従って適正電荷量はこの最大値を示す値よりや、大
きい領域、例えばプロセス速度80 an / sの場
合、20〜30μc/gである。トナー飛散の防止、印
刷安定性から高速の場合、最大値より大きい値(5〜1
0μc/g)とすることがとくに重要である。第7図は
キャリアへのトナー被覆率がCt=0.3(7)場合テ
アルが、Ct=0.2〜0.7でほぼ同様な傾向を示す
。しかしながら、Ctが大きい場合や、粗系が小さいト
ナーを多く含む現像剤の場合、帯電の立上り速度の低下
、キャリアとトナーの均一混合撹拌がしづらくなり、ト
ナー飛散や画像にカブリが発生しやすくなるが、この場
合第1図で説明したようなトナー補給、撹拌法をとるこ
とが重要で、これら現像を抑止できる。
続いて、第8図〜14図を用いて、本画像形成法に適す
る現像剤トナー濃度検出法、クリーニング方法の他の実
施例、現像装置、定着装置について述べる。
る現像剤トナー濃度検出法、クリーニング方法の他の実
施例、現像装置、定着装置について述べる。
第1図の画像形成装置に用いた現像機には現像剤のトナ
ー濃度を測定するトナー濃度センサ19を有しているが
、このセンサからの検出出力は第8図に示すごとくスク
リュウ142の回転にともない周期的な変動が発生する
。これは、現像剤トナー濃度検出ボックス18から現像
剤を確実に流出させるために粗系の小さいトナーを含む
現像剤では流動性が悪く、ボックス内で詰まることがあ
るスクリュウ142に取付けた磁石片15によりトナー
濃度検出ボックス18からの現像剤の流出速度が若干な
がら変動するためである。この変動による検出誤差を抑
えるため、本実施例では現像機を起動させ、一定時間t
工経過後、上述の変動周期に同期した時刻t2、tl、
t、・・・・・・に示す検出出力をもって、トナー濃度
の経過を判定する。
ー濃度を測定するトナー濃度センサ19を有しているが
、このセンサからの検出出力は第8図に示すごとくスク
リュウ142の回転にともない周期的な変動が発生する
。これは、現像剤トナー濃度検出ボックス18から現像
剤を確実に流出させるために粗系の小さいトナーを含む
現像剤では流動性が悪く、ボックス内で詰まることがあ
るスクリュウ142に取付けた磁石片15によりトナー
濃度検出ボックス18からの現像剤の流出速度が若干な
がら変動するためである。この変動による検出誤差を抑
えるため、本実施例では現像機を起動させ、一定時間t
工経過後、上述の変動周期に同期した時刻t2、tl、
t、・・・・・・に示す検出出力をもって、トナー濃度
の経過を判定する。
時刻t2、tl、t4・・・・・・はスクリュー142
の回転位置を検出することによって得ることができる第
9図は、記録用紙にトナー像を転写板感光体ドラム上に
残留するトナーを除去するクリーニング装置の他の実施
例である。本方式は、第1図で述べは現像機と同様に現
像剤で磁気ブラシを形成し、このブラシを電界作用下で
感光体と摺擦せしめ、一般には除去し難い残留微粒子ト
ナーをも除去するものである。磁気ブラシクリーニング
スリーブ73上に吸着せしめて形成する。クリーニング
マグネット72を固定し、導電性のクリーニングスリー
ブ73を矢印方向に回転すると、これに伴い回動する。
の回転位置を検出することによって得ることができる第
9図は、記録用紙にトナー像を転写板感光体ドラム上に
残留するトナーを除去するクリーニング装置の他の実施
例である。本方式は、第1図で述べは現像機と同様に現
像剤で磁気ブラシを形成し、このブラシを電界作用下で
感光体と摺擦せしめ、一般には除去し難い残留微粒子ト
ナーをも除去するものである。磁気ブラシクリーニング
スリーブ73上に吸着せしめて形成する。クリーニング
マグネット72を固定し、導電性のクリーニングスリー
ブ73を矢印方向に回転すると、これに伴い回動する。
クリーニングスリーブ73にはクリーニングバイアス電
源74が接続されており、交流電圧またはトナーの帯電
極性の直流電圧、または両者を重畳した電圧を印加する
。電圧の大きさは最大値で200〜1500Vの範囲に
選ばれる。クリーニングスリーブ73の回転方向はドラ
ムの回転と逆方向が好ましく、またドラム表面と近接す
るクリーニングマグネット72の磁極は同極性磁極が対
向する構成であるとクリーニング効率が向上する。現像
剤は現像機から流入スクリュウ75により該クリーニン
グ装置内に導かれ、案内板A7676上落下する。この
現像剤はクリーニングスリーブ73上に吸着され、回転
に従い搬送され、規制板77にて一定の厚さに整形され
る。このとき東金の現像剤は案内板B78、案内板A7
6上を落下、滞溜しながら再びクリーニングスリーブ7
3に吸着する。一方規制板77にて整形された現像剤は
、クリーニングスリーブ73の回転に従い感光ドラム上
と接し、残留トナーを機械的、電気的に除去した後、ス
クレーパ79にてクリーニングスリーブ73から分離さ
れ、1部は容器下部に溜り、1部は再びクリーニングス
リーブ73に吸着する吸着量は案内板A76で規制され
る。容器下部に滞滞蓄積した現像剤はやがて、容器下部
よりオーバフローし、流出スクリュウ80にて現像機に
戻され再び現像に使用する。従って、感光ドラムから除
去したトナーを再使用することができる。本実施例のク
リーニング装置では、現像機から送られて来る現像剤の
量が不規則あるいは1時的にとぎれも、一定量の現像剤
がクリーニングスリーブ周囲に確保、連環している構造
であるので、クリーニング性能にムラが生じたり、急激
に低下すことがない。
源74が接続されており、交流電圧またはトナーの帯電
極性の直流電圧、または両者を重畳した電圧を印加する
。電圧の大きさは最大値で200〜1500Vの範囲に
選ばれる。クリーニングスリーブ73の回転方向はドラ
ムの回転と逆方向が好ましく、またドラム表面と近接す
るクリーニングマグネット72の磁極は同極性磁極が対
向する構成であるとクリーニング効率が向上する。現像
剤は現像機から流入スクリュウ75により該クリーニン
グ装置内に導かれ、案内板A7676上落下する。この
現像剤はクリーニングスリーブ73上に吸着され、回転
に従い搬送され、規制板77にて一定の厚さに整形され
る。このとき東金の現像剤は案内板B78、案内板A7
6上を落下、滞溜しながら再びクリーニングスリーブ7
3に吸着する。一方規制板77にて整形された現像剤は
、クリーニングスリーブ73の回転に従い感光ドラム上
と接し、残留トナーを機械的、電気的に除去した後、ス
クレーパ79にてクリーニングスリーブ73から分離さ
れ、1部は容器下部に溜り、1部は再びクリーニングス
リーブ73に吸着する吸着量は案内板A76で規制され
る。容器下部に滞滞蓄積した現像剤はやがて、容器下部
よりオーバフローし、流出スクリュウ80にて現像機に
戻され再び現像に使用する。従って、感光ドラムから除
去したトナーを再使用することができる。本実施例のク
リーニング装置では、現像機から送られて来る現像剤の
量が不規則あるいは1時的にとぎれも、一定量の現像剤
がクリーニングスリーブ周囲に確保、連環している構造
であるので、クリーニング性能にムラが生じたり、急激
に低下すことがない。
第10図は、現像機の現像ロールに使用する現像マグネ
ット12に適した構造を説明する図である6第10図(
a)において現像ロール13はアルミ、ステンレス等の
非磁性導電体が使用できるが、望ましくはその表面は深
さ0.05〜0.5園、平均間隔0.1〜1mの凹凸状
であるのが良い。これは本画像形成法に適する低飽和化
密度キャリアを用いた現像剤の搬送性を確実ならしむる
ためである。また、現像ロール13の表面部の電気抵抗
は108〜1011Ω国であること望ましい。
ット12に適した構造を説明する図である6第10図(
a)において現像ロール13はアルミ、ステンレス等の
非磁性導電体が使用できるが、望ましくはその表面は深
さ0.05〜0.5園、平均間隔0.1〜1mの凹凸状
であるのが良い。これは本画像形成法に適する低飽和化
密度キャリアを用いた現像剤の搬送性を確実ならしむる
ためである。また、現像ロール13の表面部の電気抵抗
は108〜1011Ω国であること望ましい。
これは、帯電した小粒系トナーがその鏡像力により静電
的に吸着し、フィルミング状の薄膜を形成するのを防止
するためである。これらの条件を満たすものとしだは、
アルミ製のスリーブ表面を陽極酸化により梨地状のアル
マイト層を10〜50μnlの厚さに形成したものが適
している。現像マグネット12は、現像剤を搬送し、か
つ感光体との接触部において電荷潜像を現像する現像磁
極811.812.813が重要である。本画像形成法
においては、小粒系トナーを多く含み、かつ低飽和磁力
キャリアから成る現像剤を用い、選択現像や感光体への
キャリア付着を抑止できるようにする必要があることか
ら、現像領域での磁気ブラシを形成するキャリアの動き
、とくに上層部と下層部、左右の動き(擾乱)を促進し
、現像効率を上げ、さらに裸のキャリアが生成し難くす
ることが好ましい。このため、磁極811と磁極812
は同極性となし、その磁束密度を700〜1200ガウ
スと強くし、磁極813は、磁極811.812とは反
対極性で、50〜500ガーウスの低磁束密度とするに
のようにすることで、現像磁極幅が大きく、現像領域で
の磁気ブラシの自転が促進でき、磁力変化が大きい現像
磁極となる。これにより、現像効率の増大、感光体への
キャリア付着抑止効果の大きい現像が可能となる、この
ことは、現像剤搬送速度を低減できることを意味し、小
粒系トナーを多く含む現像剤でのトナー飛散の低減、現
像剤の寿命増大を可能とする。更に、好ましい現像磁極
は、感光体ドラム表面が磁極811から812側に通過
するとき、磁極811の磁束密度を磁極812のそれよ
り大とすることある。これにより、磁極811側の磁気
ブラシの密度が大きくなり、その部分における電界強度
が増大する結果、大面積画像の現像性が向上するととも
に、磁極812側では、密度が粗である磁気ブラシによ
り線画の再現が良好になり、両者の再現のバランスがと
れた画像が得られる。
的に吸着し、フィルミング状の薄膜を形成するのを防止
するためである。これらの条件を満たすものとしだは、
アルミ製のスリーブ表面を陽極酸化により梨地状のアル
マイト層を10〜50μnlの厚さに形成したものが適
している。現像マグネット12は、現像剤を搬送し、か
つ感光体との接触部において電荷潜像を現像する現像磁
極811.812.813が重要である。本画像形成法
においては、小粒系トナーを多く含み、かつ低飽和磁力
キャリアから成る現像剤を用い、選択現像や感光体への
キャリア付着を抑止できるようにする必要があることか
ら、現像領域での磁気ブラシを形成するキャリアの動き
、とくに上層部と下層部、左右の動き(擾乱)を促進し
、現像効率を上げ、さらに裸のキャリアが生成し難くす
ることが好ましい。このため、磁極811と磁極812
は同極性となし、その磁束密度を700〜1200ガウ
スと強くし、磁極813は、磁極811.812とは反
対極性で、50〜500ガーウスの低磁束密度とするに
のようにすることで、現像磁極幅が大きく、現像領域で
の磁気ブラシの自転が促進でき、磁力変化が大きい現像
磁極となる。これにより、現像効率の増大、感光体への
キャリア付着抑止効果の大きい現像が可能となる、この
ことは、現像剤搬送速度を低減できることを意味し、小
粒系トナーを多く含む現像剤でのトナー飛散の低減、現
像剤の寿命増大を可能とする。更に、好ましい現像磁極
は、感光体ドラム表面が磁極811から812側に通過
するとき、磁極811の磁束密度を磁極812のそれよ
り大とすることある。これにより、磁極811側の磁気
ブラシの密度が大きくなり、その部分における電界強度
が増大する結果、大面積画像の現像性が向上するととも
に、磁極812側では、密度が粗である磁気ブラシによ
り線画の再現が良好になり、両者の再現のバランスがと
れた画像が得られる。
第10図(b)は他の好ましい現像マグネットの実施例
である。本実施例では、磁極813を軸方向に磁極々性
を交互に変えた小磁石(50〜500ガウス)を並べた
如き構成としたものである。これにより、現像領域にお
いて磁気ブラシを形成する現像剤が左右、上下への移動
が行われ、現像効率の向上、感光体へのキャリア付着抑
止を図ることができる。
である。本実施例では、磁極813を軸方向に磁極々性
を交互に変えた小磁石(50〜500ガウス)を並べた
如き構成としたものである。これにより、現像領域にお
いて磁気ブラシを形成する現像剤が左右、上下への移動
が行われ、現像効率の向上、感光体へのキャリア付着抑
止を図ることができる。
第10図(C)は磁極813の他の実施で1図示したよ
うに小さなs、n極磁石を配することにより、第10図
(b)と同様の効果を得るものである。更に第10図(
d)は他の実施例であって、磁極813を図示の如く斜
行した小さなs=n極磁石を交互に配することにより、
第10図(b)と同様の効果を得るようにしたものであ
る。かかる現像ロールと前述の現像剤とを第1図に例示
した装置に適用した場合、現像ギャップを1〜2II1
1となし、磁気ブラシと感光体の接触を軽くても高濃度
画像が得られ解像度低下も認められなかった。また、ギ
ャップ精度も±0.2wxr程度まで許容できた。
うに小さなs、n極磁石を配することにより、第10図
(b)と同様の効果を得るものである。更に第10図(
d)は他の実施例であって、磁極813を図示の如く斜
行した小さなs=n極磁石を交互に配することにより、
第10図(b)と同様の効果を得るようにしたものであ
る。かかる現像ロールと前述の現像剤とを第1図に例示
した装置に適用した場合、現像ギャップを1〜2II1
1となし、磁気ブラシと感光体の接触を軽くても高濃度
画像が得られ解像度低下も認められなかった。また、ギ
ャップ精度も±0.2wxr程度まで許容できた。
続いて、感光ドラム表面に現像されたトナーを記録用紙
に転写した後最終的に定着する方法について述べる。現
像、転写過程で高画質を再現したとしても、定着工程で
崩してしまってはならない。即ち、転写トナー像をヒー
トロールを用いて定着する場合に、まず、ヒートロール
の温度を安定に制御する必要がある。さもないと、オフ
セットによる脱落や汚れ、高温での解像度低下、低温で
の定着不良を生じる。さらには、ヒートロールの表面状
態も適正なものにしなければならない。
に転写した後最終的に定着する方法について述べる。現
像、転写過程で高画質を再現したとしても、定着工程で
崩してしまってはならない。即ち、転写トナー像をヒー
トロールを用いて定着する場合に、まず、ヒートロール
の温度を安定に制御する必要がある。さもないと、オフ
セットによる脱落や汚れ、高温での解像度低下、低温で
の定着不良を生じる。さらには、ヒートロールの表面状
態も適正なものにしなければならない。
第11図は、ヒートロールの温度を非接触で、高速(応
答速度が大)で検出し温度変動を小さく抑えることがで
きるヒートロールの構造を示すものである。第11図(
a)で、ヒートロール82の中心にはヒートロールを加
熱するためのヒータランプ83が配置されており、ヒー
トロール82はアルミ、銅、ステンレス鋼等の金属製の
芯金ロール84上に、フェライト、マグネタイト等のそ
の磁性特性としてキューリポイント(80〜230”C
)をもつ微粒子(0,3〜2μm)の磁性粉を融着ある
いは耐熱性樹脂に分散せしめ塗工した磁性体層(1〜1
000μm)、さらにその上に10〜500μm厚のフ
ッ素系樹脂或は0.1〜2III厚のシリコーンゴムな
どの弾性体層86が形成されている。かかる構成のヒー
トロールにおいては、磁性体層85は、そのキューリポ
イントの温度で磁気特性を失うので、この特性を利用し
てヒートロールの温度をサーミスタ等を用いた接触式の
ものにくらべ速やかに検出制御できる。しかも磁性体層
としては、芯金ロールの全域または軸方向の任意の個所
に形成できるので、検出器87の設定位置に対する自由
度が大きく、しかもヒートロール82の回転が停止して
いるときでも検出できる。検出位置はヒートロールの軸
方向に対して中心部に置くのがロール全体の温度を均一
にする上で好ましい。この場合磁性体層は中心部にのみ
設けても良い0本実施例での検出、制御温度は磁性体の
キューリポイントで決まるため、磁性体層85に用いる
磁性体は定着に必要な温度に対応して決めなければなら
ない。もし、ヒートロールを使う記録装置によりその制
御温度を変えたいときには、キューリポイントの異なる
磁性体層を芯金の軸方向に変更したい温度に対応する数
だけ、並べて設け、これを選択するようにすれば良い。
答速度が大)で検出し温度変動を小さく抑えることがで
きるヒートロールの構造を示すものである。第11図(
a)で、ヒートロール82の中心にはヒートロールを加
熱するためのヒータランプ83が配置されており、ヒー
トロール82はアルミ、銅、ステンレス鋼等の金属製の
芯金ロール84上に、フェライト、マグネタイト等のそ
の磁性特性としてキューリポイント(80〜230”C
)をもつ微粒子(0,3〜2μm)の磁性粉を融着ある
いは耐熱性樹脂に分散せしめ塗工した磁性体層(1〜1
000μm)、さらにその上に10〜500μm厚のフ
ッ素系樹脂或は0.1〜2III厚のシリコーンゴムな
どの弾性体層86が形成されている。かかる構成のヒー
トロールにおいては、磁性体層85は、そのキューリポ
イントの温度で磁気特性を失うので、この特性を利用し
てヒートロールの温度をサーミスタ等を用いた接触式の
ものにくらべ速やかに検出制御できる。しかも磁性体層
としては、芯金ロールの全域または軸方向の任意の個所
に形成できるので、検出器87の設定位置に対する自由
度が大きく、しかもヒートロール82の回転が停止して
いるときでも検出できる。検出位置はヒートロールの軸
方向に対して中心部に置くのがロール全体の温度を均一
にする上で好ましい。この場合磁性体層は中心部にのみ
設けても良い0本実施例での検出、制御温度は磁性体の
キューリポイントで決まるため、磁性体層85に用いる
磁性体は定着に必要な温度に対応して決めなければなら
ない。もし、ヒートロールを使う記録装置によりその制
御温度を変えたいときには、キューリポイントの異なる
磁性体層を芯金の軸方向に変更したい温度に対応する数
だけ、並べて設け、これを選択するようにすれば良い。
温度の検出方法としては第11図(a)に示すように、
2つのコイルを有する検出器87の1次コイル88に高
周波電圧を印加し、2次コイル89からの誘導電圧を監
視することにより検出できる。検出器87とヒートロー
ル82の設定位置の影響を受けにくくする好ましい方法
は、2次コイルにコンデンサを並列又は直列に持続して
共振回路を形成し、1次コイルに印加する高周波電圧の
周波数と、この共振周波数の前後に対して連続的に変化
、掃引せしめ共振周波数を検出する方法がある。この方
法によれば、磁性体のキューリポイントの温度で共振周
波数が最大となる。以上のようにしてヒートロールがキ
ューリポイントに達したことを検出し、ヒータランプ8
3への電力印加を停止し、キューリポイントより温度が
低下したことを検出し、電力を印加するように制御すれ
ばヒートロールの温度を一定に保つことができる。
2つのコイルを有する検出器87の1次コイル88に高
周波電圧を印加し、2次コイル89からの誘導電圧を監
視することにより検出できる。検出器87とヒートロー
ル82の設定位置の影響を受けにくくする好ましい方法
は、2次コイルにコンデンサを並列又は直列に持続して
共振回路を形成し、1次コイルに印加する高周波電圧の
周波数と、この共振周波数の前後に対して連続的に変化
、掃引せしめ共振周波数を検出する方法がある。この方
法によれば、磁性体のキューリポイントの温度で共振周
波数が最大となる。以上のようにしてヒートロールがキ
ューリポイントに達したことを検出し、ヒータランプ8
3への電力印加を停止し、キューリポイントより温度が
低下したことを検出し、電力を印加するように制御すれ
ばヒートロールの温度を一定に保つことができる。
第11図(b)はヒートロールの他の実施例である。第
11図(a)では温度検出用の磁性体層を芯金ロールの
円周方向−周分全部に設けたのに対し、(b)では円周
上の1部に磁性体層9oを1ケ所以上設けるものである
。複数ケ所設ける場合、キューリポイントの異なるもの
とすれば、各々異った温度を検出できる。本実施例の構
造ではヒートロールが回転しているとき検出コイルから
パルス状の信号が得られ、キューリポイントではその大
きさが、極めて小さくなるので、ヒートロールがキュー
リポイントの温度に達したことを検出できる。従って、
ヒートロールが回転していないときにはその制御機能を
停止するようにしておくのが良い。
11図(a)では温度検出用の磁性体層を芯金ロールの
円周方向−周分全部に設けたのに対し、(b)では円周
上の1部に磁性体層9oを1ケ所以上設けるものである
。複数ケ所設ける場合、キューリポイントの異なるもの
とすれば、各々異った温度を検出できる。本実施例の構
造ではヒートロールが回転しているとき検出コイルから
パルス状の信号が得られ、キューリポイントではその大
きさが、極めて小さくなるので、ヒートロールがキュー
リポイントの温度に達したことを検出できる。従って、
ヒートロールが回転していないときにはその制御機能を
停止するようにしておくのが良い。
第12図はヒートロールの他の実施例である。
ヒータランプ83、芯金84、弾性体層91から成り、
弾性体層91に用いるフィラー(充填材)として、キュ
ーリポイントを有する磁性体粉を単独もしくは他のフィ
ラーと併用して用いるもので、弾性体、磁性体は第11
図(a)で説明したものと同様のものを用いる。かかる
構成によれば、ヒーロール温度(特に弾性体そのもの温
度)の非接触計測が可能であるのみならず、弾性体層9
1の熱伝導率を増加せしめることができる結果、温度変
動の少ない制御が可能になる。また、弾性体層の電気抵
抗率も低下せしめうるので、静電気の蓄積を防ぐことが
でき、トナー像がロール表面に静電力で吸引されて生ず
るオフセット、ならびに記録用紙の静電力による巻きつ
きを防ぐことができる。そのため、画像むら、解像度低
下を招くことがなく、加えて用紙厚の薄い記録紙の使用
が可能となる。
弾性体層91に用いるフィラー(充填材)として、キュ
ーリポイントを有する磁性体粉を単独もしくは他のフィ
ラーと併用して用いるもので、弾性体、磁性体は第11
図(a)で説明したものと同様のものを用いる。かかる
構成によれば、ヒーロール温度(特に弾性体そのもの温
度)の非接触計測が可能であるのみならず、弾性体層9
1の熱伝導率を増加せしめることができる結果、温度変
動の少ない制御が可能になる。また、弾性体層の電気抵
抗率も低下せしめうるので、静電気の蓄積を防ぐことが
でき、トナー像がロール表面に静電力で吸引されて生ず
るオフセット、ならびに記録用紙の静電力による巻きつ
きを防ぐことができる。そのため、画像むら、解像度低
下を招くことがなく、加えて用紙厚の薄い記録紙の使用
が可能となる。
第13図、第14図は本実に適するトナー、現像剤の応
用例で、適合しうる現像機の構成である第13図で、感
光体ドラム1上に作られた電荷潜像は現像ロール93で
現像されるが、トナーはトナーコート用磁気ブラシロー
ル94により、導電性基体或はその表面に半導電性の誘
電体層を形成した現像ロール93上に、トナーの粒子2
〜5層に塗工される。磁気ブラシロール94は第1図で
説明した現像機に使用するものと同様のもので、磁性キ
ャリアとトナーから成る現像剤を搬送させながら磁気ブ
ラシを形成し、この磁気ブラシを現像ロール93に接触
せしめ、トナーを塗工する。現像剤中のトナー濃度は電
気抵抗検出用電極103、電気抵抗検出器104にて検
出し、一定値以下の抵抗になったとき、トナー補給用フ
ィン96を、能動モータ105にて回転せしめ、トナー
容器95内のトナーを、トナー補給用フィン96の押圧
力で隔離用メツシュ97の目を通して、現像剤に補給す
る。現像剤は、メツシュ97に接触するようになってい
るので、このトナーをとり込むことができる。一方、感
光体ドラム1と現像ロール93、現像ロール93と磁気
ブラシロール94間には各々バイアス電源B□98、B
299から第1図で述べたと同様の直流或いは直流に交
流電圧を重畳した電圧が、バイアス切換スイッチ100
,101.102を介して印加されている。現像時には
図において左側にスイッチは各々侵入され、トナーは磁
気ブラシロール94から現像ロール93へ塗工され、さ
らに感光体へと移動するようにバイアス電圧の極性を設
定しておく、現像ロール93は感光体ドラム1と近接ま
たは軽く接触する様に調整されている。このようにして
、感光体ドラム1上の電荷潜像は現像されるが、このよ
うな現像状態を長期間続けると現像性能が低下する現像
が生ずる。或は現像を続けない場合でも、現像ロール9
3にトナーが塗工されたまま放置すると現像ロール93
表面に固着したり、帯電特性が変化する結果、再度現像
動作を行ったとき、現像性能が低下してしまう原因にな
る、そこで、現像工程終了後(1頁毎の1像終了後或は
一連の連続プリント後)または一連のプリント工程中で
も現像性能が低下した時点で、スイッチ100,101
.102を図において右側に切り換え、現像ロール93
上に塗工されたトナーが磁気ブラシロール94側に移行
、除去できるようにバイアス電圧を切り換える。このよ
うにすると長期間に互り高品位な画像を得ることができ
る。
用例で、適合しうる現像機の構成である第13図で、感
光体ドラム1上に作られた電荷潜像は現像ロール93で
現像されるが、トナーはトナーコート用磁気ブラシロー
ル94により、導電性基体或はその表面に半導電性の誘
電体層を形成した現像ロール93上に、トナーの粒子2
〜5層に塗工される。磁気ブラシロール94は第1図で
説明した現像機に使用するものと同様のもので、磁性キ
ャリアとトナーから成る現像剤を搬送させながら磁気ブ
ラシを形成し、この磁気ブラシを現像ロール93に接触
せしめ、トナーを塗工する。現像剤中のトナー濃度は電
気抵抗検出用電極103、電気抵抗検出器104にて検
出し、一定値以下の抵抗になったとき、トナー補給用フ
ィン96を、能動モータ105にて回転せしめ、トナー
容器95内のトナーを、トナー補給用フィン96の押圧
力で隔離用メツシュ97の目を通して、現像剤に補給す
る。現像剤は、メツシュ97に接触するようになってい
るので、このトナーをとり込むことができる。一方、感
光体ドラム1と現像ロール93、現像ロール93と磁気
ブラシロール94間には各々バイアス電源B□98、B
299から第1図で述べたと同様の直流或いは直流に交
流電圧を重畳した電圧が、バイアス切換スイッチ100
,101.102を介して印加されている。現像時には
図において左側にスイッチは各々侵入され、トナーは磁
気ブラシロール94から現像ロール93へ塗工され、さ
らに感光体へと移動するようにバイアス電圧の極性を設
定しておく、現像ロール93は感光体ドラム1と近接ま
たは軽く接触する様に調整されている。このようにして
、感光体ドラム1上の電荷潜像は現像されるが、このよ
うな現像状態を長期間続けると現像性能が低下する現像
が生ずる。或は現像を続けない場合でも、現像ロール9
3にトナーが塗工されたまま放置すると現像ロール93
表面に固着したり、帯電特性が変化する結果、再度現像
動作を行ったとき、現像性能が低下してしまう原因にな
る、そこで、現像工程終了後(1頁毎の1像終了後或は
一連の連続プリント後)または一連のプリント工程中で
も現像性能が低下した時点で、スイッチ100,101
.102を図において右側に切り換え、現像ロール93
上に塗工されたトナーが磁気ブラシロール94側に移行
、除去できるようにバイアス電圧を切り換える。このよ
うにすると長期間に互り高品位な画像を得ることができ
る。
第14図は本実画像形成法に使用できるトナーを、磁性
キャリアを用いないで現像する現像装置に応用したもの
である。第13図と異なる所は、現像ロール93へのト
ナーの塗工法である。トナーは107〜1011Ωlの
抵抗をもつ半導電性繊維を植毛したトナーコート用ファ
ーブラシ106にて、バイアス電源B299からのバイ
アス電圧印加の下で、現像ロール93に移行、塗工され
る。塗工されたトナーを、均一な層を形成し、トナー帯
電を促すためのスクイズローラ107が現像ロール93
に近接または軽く接して配置されている。このスクイズ
ローラ107は、第13図にも用いることができる。フ
ァーブラシ106へのトナー補給は第13図と同様にし
てメツシュ97を通して行う。この際、ファーブラシ1
06に付着したトナー量を、ファーブラシ106と電極
107との電気抵抗を測定することにより検出して行う
と、ファーブラシへのトナーの付着量が過不足なく制御
できる。第13図、第14図の現像機では現像機外への
トナー飛散は少ないので、2〜5μc/gの低電荷量ト
ナーの使用も可能である。
キャリアを用いないで現像する現像装置に応用したもの
である。第13図と異なる所は、現像ロール93へのト
ナーの塗工法である。トナーは107〜1011Ωlの
抵抗をもつ半導電性繊維を植毛したトナーコート用ファ
ーブラシ106にて、バイアス電源B299からのバイ
アス電圧印加の下で、現像ロール93に移行、塗工され
る。塗工されたトナーを、均一な層を形成し、トナー帯
電を促すためのスクイズローラ107が現像ロール93
に近接または軽く接して配置されている。このスクイズ
ローラ107は、第13図にも用いることができる。フ
ァーブラシ106へのトナー補給は第13図と同様にし
てメツシュ97を通して行う。この際、ファーブラシ1
06に付着したトナー量を、ファーブラシ106と電極
107との電気抵抗を測定することにより検出して行う
と、ファーブラシへのトナーの付着量が過不足なく制御
できる。第13図、第14図の現像機では現像機外への
トナー飛散は少ないので、2〜5μc/gの低電荷量ト
ナーの使用も可能である。
また、本画像形成法によりカラー記録を行った場合には
、多重転写方式ではトナーの転写重ねが良好で、緻密な
トナー像が得られ、色再現、解像度が秀れたものとなる
。多量現像方式においては第13図または第15図の現
像機を用い非接触現像を行えば良好な重ね現像特性が得
られる。
、多重転写方式ではトナーの転写重ねが良好で、緻密な
トナー像が得られ、色再現、解像度が秀れたものとなる
。多量現像方式においては第13図または第15図の現
像機を用い非接触現像を行えば良好な重ね現像特性が得
られる。
以上の如く本案画像形成法は粒径の小さい微粒子トナー
を多く含む現像剤を用い、現像過程において、微粒子ト
ナーの分散混合を促進し選択現像や感光体へのキャリア
付着現像を抑止し、現像されたトナーを常に効率良く転
写できるようにし、定着時の解像度低下を防ぎ、感光体
への微粒子残留トナーをなくすようにしたものであるか
ら、従来に比し高精細化と現像剤、感光体の長寿命化を
達成したプリンタを提供できるものである。
を多く含む現像剤を用い、現像過程において、微粒子ト
ナーの分散混合を促進し選択現像や感光体へのキャリア
付着現像を抑止し、現像されたトナーを常に効率良く転
写できるようにし、定着時の解像度低下を防ぎ、感光体
への微粒子残留トナーをなくすようにしたものであるか
ら、従来に比し高精細化と現像剤、感光体の長寿命化を
達成したプリンタを提供できるものである。
第1図は本案画像形成法による電子写真光プリンタの実
施例を示す縦断面図である。第2図〜12図は、本案に
用いる現像機、現像剤、定着ロール等の要素部品はいし
はその特性を説明する図、第13.14図は本案に用い
る現像剤を利用した他の現像機への応用例を示す模式図
である。図において、1は感光体ドラム、2は帯電器、
9は光像ビーム、11は現像器、31は記録紙、33は
半導電性ベルト、45はクリーナである。 特許出願人の名称 日立工機株式会社 含有牟(Wt幻 宣揚t utう) 第4図 b 第5図 tILZl、5t+、。 時間 茅q図 第 jo 四 (d) 芽11量 (a) (bン
施例を示す縦断面図である。第2図〜12図は、本案に
用いる現像機、現像剤、定着ロール等の要素部品はいし
はその特性を説明する図、第13.14図は本案に用い
る現像剤を利用した他の現像機への応用例を示す模式図
である。図において、1は感光体ドラム、2は帯電器、
9は光像ビーム、11は現像器、31は記録紙、33は
半導電性ベルト、45はクリーナである。 特許出願人の名称 日立工機株式会社 含有牟(Wt幻 宣揚t utう) 第4図 b 第5図 tILZl、5t+、。 時間 茅q図 第 jo 四 (d) 芽11量 (a) (bン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光導電感光体を帯電、像露光、現像、転写、定着す
ることにより記録体上にトナー像を得るものにおいて、
現像工程に用いる現像剤は30重量%以上の粒径8μm
以下のトナーと低飽和磁化磁性キャリアとから成り、ト
ナーの電荷量は最大現像付着量を示す値より大きなもの
で、現像作用領域に至る以前に、該トナーとキャリアと
を混合撹拌する手段によりトナーを一定量以上の帯電量
をもつように帯電せしめた後磁気ブラシを形成せしめ、
現像作用領域において現像剤のキャリアおよびトナーに
局部的な移動ならびに振動力を与えトナーの供給、分離
を促す電気的、機械的な擾乱力作用下で電荷潜像にトナ
ーを付着せしめ光導電体上に形成したトナー像を、一定
電界を保持した転写装置により記録体上に転写せしめ転
写トナー像を得、光導電体上に残留するトナーを再帯電
後電界作用下で光導電体から除去することを特徴とする
画像形成法。 2、電荷潜像と現像する現像装置において、現像ロール
には電圧の大きさを調整できるバイアス電圧が印加され
、該バイアス電圧の調整によっても光導電体表面電圧と
該バイアス電圧の差が略一定に保たれるように制御され
ることを特徴とする画像形成法。 3、光導電感光体を帯電、像露光、現像しトナー像を得
るものにおいて、光導電感光体の光照射後の残留電圧を
検出し、該検出値から現像ロールに印加するバイアス電
圧、光導電感光体の表面電圧を制御し、現像ロールのバ
イアス電圧と残留電圧の差、感光体の表面電圧と現像ロ
ールのバイアス電圧の差の少くとも一方を略一定電にな
るようにせしめ一定の画像濃度を得るようにしたことを
特徴とする画像形成法。 4、電荷潜像を現像する現像装置において、オーバフロ
ー構造をもつトナー補給撹拌槽をもつことを特徴とする
現像装置。 5、第4項においてトナー補給撹拌槽には磁気ロールに
吸着、搬送された現像剤の1部が置流されることを特徴
とする現像装置。 6、トナー像をベルト状半導電性誘電体で押圧された記
録紙に、コロナ帯電々荷の作用下で転写するものにおい
て、転写部前後のベルト背面に一定電圧を印加した電極
構体を接し、ベルトの劣化にともなう電荷漏洩を防止し
たことを特徴とする転写装置。 7、電荷潜像を現像して得たトナー像を記録体に転写し
た後に残るトナーを電界作用下で除去するものにおいて
、該電界を半導電性繊維ブラシにて与え、該ブラシに付
着した露結状態のトナーを乾燥するための手段をもつこ
とを特徴とするトナー清掃装置。 8、電荷潜像を現像して得たトナー像を記録体に転写し
た後に残留するトナーを電界作用下で除去するものにお
いて、該トナーの除去を電荷潜像を現像する現像剤と同
一の材料を用いて行い、これをトナー除去装置と現像装
置との間を巡還せしめることを特徴とする画像形成法。 9、トナー像を記録体に溶融定着せしめる定着ロールに
おいて、定着用弾性体層内または該層の下地層にキュー
リポイントをもつ磁性粉体を混入せしめ、定着ロールの
温度を検出または制御することを特徴とする画像形成装
置。 10、電荷潜像を現像する現像装置において、電荷潜像
にトナーを付着せしめる期間以外の少くとも1部期間に
、現像ロールからトナーを除去する方向の電界を該現像
ロールに印加することを特徴とする現像装置。 11、電荷潜像を磁性キャリアとトナーとから成る2成
分現像剤を磁極を内部にもつ現像ロールに吸着し、磁気
ブラシを形成し現像するものにおいて、現像部での磁極
は、大きな磁束密度をもつ2個の同極磁極の間に、小さ
な磁束密度をもつ該2個の磁極とは反対極性の磁極また
は反対磁極と同極磁極とを交互に配置したことを特徴と
する現像装置。 12、電荷潜像を磁性キャリアとトナーとから成る2成
分現像剤を用い磁気ブラシ現像するものにおいて、該ト
ナー、その平均電荷量は最大現像付着量を示す電荷量よ
り5〜10μC/g大きい値であることを特徴とする高
速現像装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2158129A JPH0450983A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | トナー画像形成法ならびに装置 |
US08/060,793 US5422219A (en) | 1990-06-15 | 1993-05-13 | Method and apparatus for forming toner image |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2158129A JPH0450983A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | トナー画像形成法ならびに装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0450983A true JPH0450983A (ja) | 1992-02-19 |
Family
ID=15664923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2158129A Pending JPH0450983A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | トナー画像形成法ならびに装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5422219A (ja) |
JP (1) | JPH0450983A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998022288A1 (fr) | 1996-11-18 | 1998-05-28 | Seiko Epson Corporation | Tete d'ecriture a jet d'encre |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3225759B2 (ja) * | 1994-11-11 | 2001-11-05 | ミノルタ株式会社 | 現像装置 |
JP2000172078A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成方法 |
AU1956401A (en) * | 1999-12-10 | 2001-06-18 | Microban Products Company | Antimicrobial synthetic ion exchange resins |
US20060222982A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-05 | Sakiko Fujikawa | Developer and image forming method |
JP6169051B2 (ja) * | 2014-07-17 | 2017-07-26 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 現像剤搬送装置、画像形成装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4862828A (en) * | 1987-02-27 | 1989-09-05 | Hitachi, Ltd. | Electrophotographic recording method and apparatus with non-contact development |
US5239343A (en) * | 1987-08-31 | 1993-08-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing apparatus with regulating member having magnetic and non-magnetic members |
JPH0810342B2 (ja) * | 1988-02-29 | 1996-01-31 | キヤノン株式会社 | 画像形成方法及び画像形成装置 |
JP2885409B2 (ja) * | 1989-02-13 | 1999-04-26 | 日立金属株式会社 | 静電荷像現像方法 |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP2158129A patent/JPH0450983A/ja active Pending
-
1993
- 1993-05-13 US US08/060,793 patent/US5422219A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998022288A1 (fr) | 1996-11-18 | 1998-05-28 | Seiko Epson Corporation | Tete d'ecriture a jet d'encre |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5422219A (en) | 1995-06-06 |
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