JPH0580541A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JPH0580541A
JPH0580541A JP3268428A JP26842891A JPH0580541A JP H0580541 A JPH0580541 A JP H0580541A JP 3268428 A JP3268428 A JP 3268428A JP 26842891 A JP26842891 A JP 26842891A JP H0580541 A JPH0580541 A JP H0580541A
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carrier
photoconductor
layer
developer
image
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Hiroshi Ito
浩 伊藤
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  • Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To attain the extension of the service life of a carrier, the stabilization of image quality for a long period, and the improvement of the reliability of a process by reducing stress applied to the carrier and a photosensitive body. CONSTITUTION:In this image forming device supplying a developer 71 to the side of the sensitive layer 27 of the photosensitive body 21, to form a developer puddle 73, and exposing an image from the side of the light transmissive conductive layer 25 of the photosensitive body 21, as the carrier of the developer, a conductive magnetic carrier having the formation of a conductive layer on the surface of a base grain incorporating a magnetic material grain in binder resin, in used, and when the surface roughness of the photosensitive body 21 is defined as (r), the average grain diameter of the carrier is defined as (Rc), and the average grain diameter of the magnetic material grain is defined as (Rm), (r)<=Rc, preferably, (r)<=Rm is set.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プリンター、デジタル
式複写機、ファクシミリ、複写機などに利用される、電
子写真方式を応用した画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus used in printers, digital copying machines, facsimiles, copying machines and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】カールソン方式に代表される電子写真方
式は現在広く用いられており、感光体の均一帯電→選択
露光による潜像の形成→現像剤によるトナー像の形成→
転写→定着を基本プロセスとする。
2. Description of the Related Art An electrophotographic system represented by the Carlson system is widely used at present, in which uniform charging of a photoconductor is carried out → latent image formation by selective exposure → toner image formation by a developer →
The basic process is transfer → fixing.

【0003】一方、背面露光記録方式を採用した非カー
ルソン方式の画像形成方法についても近年各種の報告が
なされており、装置の小型化、プロセスの簡略化が可能
であるとされている(画像電子学会誌,16,(5),
306,(1987)、特開昭61−149968号公
報、同63−10071号公報、同63−214781
号公報)。
On the other hand, various reports have recently been made on a non-Carlson image forming method which employs the backside exposure recording method, and it is said that the apparatus can be downsized and the process can be simplified. Journal, 16, (5),
306, (1987), JP-A-61-149968, JP-A-63-10071, and JP-A-63-214781.
Publication).

【0004】背面露光記録方式は、感光体の表面側に現
像剤を供給して現像剤溜りを形成し、この現像剤溜りで
クリーニング、背面画像露光−同時現像を行なうもので
あり、クリーニング、画像(信号)露光および現像を同
時に行なうことができる。
The backside exposure recording system is one in which a developer is supplied to the surface side of a photoreceptor to form a developer pool, and cleaning and rear image exposure-simultaneous development are carried out by this developer pool. (Signal) exposure and development can be performed simultaneously.

【0005】しかし、現像剤を介して電荷を注入する必
要があるため、一成分現像剤にあっては、トナーに導電
性が要求され、導電性磁性トナーが使用される。そのた
め、コロナ転写方式やバイアスローラ転写方式などの静
電転写方式を用いて普通紙転写を行なうことができず、
高抵抗紙の使用が必要となる。
However, since it is necessary to inject an electric charge through the developer, the toner is required to be conductive in the one-component developer, and the conductive magnetic toner is used. Therefore, plain paper transfer cannot be performed using an electrostatic transfer method such as a corona transfer method or a bias roller transfer method.
Use of high resistance paper is required.

【0006】一方、絶縁性トナーを用いる方法として
は、104〜108Ω・cmの鉄粉キャリアと絶縁性磁性
トナーとからなる二成分現像剤を用い、帯電用バイアス
電極と現像用バイアス電極の2つの対向電極を設け、背
面画像露光−同時現像を行ない、画像形成することが報
告されている(電子写真学会誌、Vol.27,No.
3,p442,1988、特開昭61−46961号公
報)。
On the other hand, as a method using an insulating toner, a two-component developer consisting of an iron powder carrier of 10 4 to 10 8 Ω · cm and an insulating magnetic toner is used, and a charging bias electrode and a developing bias electrode are used. It is reported that two counter electrodes of No. 2 are provided and the image is formed by performing rear surface image exposure-simultaneous development (Electrophotographic Society, Vol. 27, No. 27).
3, p442, 1988, JP-A-61-46961).

【0007】しかしこのシステムを実機に搭載しようと
すると、実際上の制御が難しく、安定して鮮明な画像を
得ることができず、また、装置の構成も複雑である。
However, when this system is mounted on an actual machine, it is difficult to control in practice, stable and clear images cannot be obtained, and the structure of the apparatus is complicated.

【0008】そこで、本出願人は先に、バインダー樹脂
中に磁性体粒子を含有せしめた母粒子の表面に導電層を
形成した導電性磁性キャリアと絶縁性トナーとからなる
二成分現像剤を用い、背面画像信号露光−同時現像によ
り画像形成を行なうことを提案した(特願平3−207
554号明細書)。
Therefore, the present applicant has previously used a two-component developer comprising a conductive magnetic carrier having a conductive layer formed on the surface of mother particles in which magnetic particles are contained in a binder resin, and an insulating toner. , Proposed to form an image by rear image signal exposure-simultaneous development (Japanese Patent Application No. 3-207).
554).

【0009】本発明者が、この画像形成プロセスについ
て鋭意検討したところ、感光体の表面粗さがキャリアの
寿命を大きく右左する大きな因子であることが判った。
The present inventor diligently studied this image forming process and found that the surface roughness of the photosensitive member is a major factor that greatly affects the life of the carrier.

【0010】背面露光記録方式において、感光体の表面
粗さと現像剤の大きさに関する先行技術としては、特開
昭59−228256号公報がある。ここでは、像担持
体の最大表面粗さを20μmとし、かつ、その平均表面
粗さrを、トナーの平均粒径dに対してr≦2dの関係
を満たすようにし、これにより、像担持体(感光体表
面)の残留トナー粒子の回収を完全に行ない、像担持体
表面の汚染の蓄積を防止しうるとしている。
As a prior art relating to the surface roughness of the photosensitive member and the size of the developer in the back exposure recording system, there is JP-A-59-228256. Here, the maximum surface roughness of the image bearing member is set to 20 μm, and the average surface roughness r thereof is set to satisfy the relationship of r ≦ 2d with respect to the average particle diameter d of the toner. It is stated that the residual toner particles on the (photoconductor surface) can be completely recovered to prevent the accumulation of contamination on the surface of the image carrier.

【0011】しかしこの技術は、感光体表面とトナーと
の接触面積を減らすことでトナーのクリーニングを効果
的に行なって、トナー自身の付着による感光体の汚れを
防止するもので、感光体自体を画像表示に使う観点から
のものである。このように、特開昭59−228256
号公報では、現像剤特にキャリアの耐久性や、形成した
トナー像を転写して得られる記録画像の画質維持につい
ては何ら検討されておらず、本願発明とは技術思想的に
全く異質のものである。
However, this technique effectively cleans the toner by reducing the contact area between the surface of the photosensitive member and the toner, and prevents the stain on the photosensitive member due to the adhesion of the toner itself. This is from the viewpoint of use for displaying images. As described above, JP-A-59-228256
The publication does not consider the durability of the developer, especially the carrier, or the image quality maintenance of the recorded image obtained by transferring the formed toner image, and it is completely different in technical idea from the invention of the present application. is there.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、キャリアの
寿命を延ばし、長期にわたって安定な画像を形成しうる
画像形成装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an image forming apparatus capable of extending the life of a carrier and forming a stable image for a long period of time.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、透光性導電性支持体上に光導電層を有する感光体
と、感光体の光導電層側に配設され、現像剤を感光体表
面に供給する現像手段と、感光体の透光性導電性支持体
側に、現像手段と対向するように配設された露光手段と
を有する画像形成装置において、現像剤のキャリアとし
て、バインダー樹脂中に磁性体粒子を含有せしめた母粒
子の表面に導電層を形成した導電性磁性キャリアを用
い、該キャリアの平均粒径をRc、前記感光体の表面粗
さをrとしたときに、 r≦Rc であることを特徴とする。
An image forming apparatus of the present invention comprises a photoconductor having a photoconductive layer on a translucent conductive support, and a photoconductive layer disposed on the photoconductive layer side of the photoconductor. In a image forming apparatus having a developing means for supplying to the surface of a photoconductor and an exposing means arranged on the side of a light-transmitting conductive support of the photoconductor so as to face the developing means, a binder is used as a carrier of the developer. When a conductive magnetic carrier in which a conductive layer is formed on the surface of mother particles containing magnetic particles in a resin is used, and the average particle diameter of the carrier is Rc and the surface roughness of the photoreceptor is r, It is characterized in that r ≦ Rc.

【0014】また、磁性体粒子の平均粒径をRmとした
とき、r≦Rmとすることにより、いっそう性能を改善
することができる。
Further, when the average particle diameter of the magnetic particles is Rm, by setting r ≦ Rm, the performance can be further improved.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、本発明の画像形成装置の実施例を示
す説明図である。ガラスなどの透光性を有する中空円筒
状の透光性支持体23の上に透明導電層25およびアモ
ルファスシリコン(a−Si)系の感光層27が形成さ
れて、ドラム状の感光体21が構成されている。また、
ドラム状の感光体21に代えて、ベルト(シート)状感
光体を用いてもよい。感光層27としては、a−Si系
感光層の他に、a−C系、a−Se系、各種有機感光層
などいずれもが採用できるが、光感度が高く、しかも硬
度が大きく耐久性に優れている点でa−Si系感光層が
望ましく、これにより長期にわたって安定な画像が得ら
れる。
1 is an explanatory view showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention. A transparent conductive layer 25 and an amorphous silicon (a-Si) -based photosensitive layer 27 are formed on a light-transmitting hollow-cylindrical translucent support 23 such as glass, and the drum-shaped photosensitive body 21 is formed. It is configured. Also,
Instead of the drum-shaped photoconductor 21, a belt (sheet) photoconductor may be used. As the photosensitive layer 27, in addition to an a-Si photosensitive layer, any of an a-C type, an a-Se type, and various organic photosensitive layers can be adopted, but it has high photosensitivity, high hardness, and high durability. The a-Si photosensitive layer is desirable in that it is excellent, and it provides a stable image for a long period of time.

【0016】図2は、このようなa−Si系の感光体2
1の層構成の詳細を示す説明断面図であり、支持体側キ
ャリア注入阻止層26、a−Si系光導電層29および
キャリア注入阻止表面層28が積層されて感光層27が
形成され、この感光層27が透光性導電層25上に形成
されて感光体21を構成している。
FIG. 2 shows such an a-Si type photosensitive member 2.
2 is an explanatory cross-sectional view showing details of the layer structure of No. 1, in which a carrier-side carrier injection blocking layer 26, an a-Si based photoconductive layer 29, and a carrier injection blocking surface layer 28 are laminated to form a photosensitive layer 27. The layer 27 is formed on the transparent conductive layer 25 to form the photoconductor 21.

【0017】支持体側キャリア注入阻止層26は、感光
体21表面がバイアス電圧を印加されつつ現像剤71と
接触した際に、透光性導電層25からa−Si系光導電
層29へのキャリアの注入を阻止することにより、画像
ノイズを除き、露光部と非露光部との静電コントラスト
を高めて画像品質を向上させると共に、現像におけるバ
ックグラウンドのカブリを低減する。
The carrier-side carrier injection blocking layer 26 is a carrier from the light-transmissive conductive layer 25 to the a-Si based photoconductive layer 29 when the surface of the photosensitive member 21 contacts the developer 71 while applying a bias voltage. The image noise is removed by increasing the electrostatic charge contrast between the exposed portion and the non-exposed portion to improve the image quality and reduce the background fog during development.

【0018】支持体側キャリア注入阻止層26には絶縁
層、高抵抗層、あるいはa−Si系のp型またはn型半
導電体層を用いることができる。ここで、絶縁層とは、
体積抵抗率が極めて大きく、その層の内部において、正
負両極性の電荷の移動を共に阻止する性質を有するもの
を言う。また、高抵抗層とは、体積抵抗率が絶縁層より
も小さいが光導電層よりも大きいものを言う。とりわ
け、その層の内部において、一方の極性の電荷の移動は
阻止するが、他方の極性の電荷の移動を許容する性質を
有するものが、感光体用として好ましい。
An insulating layer, a high resistance layer, or an a-Si-based p-type or n-type semiconductive layer can be used as the carrier-side carrier injection blocking layer 26. Here, the insulating layer is
It has a very high volume resistivity and has the property of blocking the transfer of both positive and negative polar charges inside the layer. The high resistance layer means a layer having a volume resistivity smaller than that of the insulating layer but larger than that of the photoconductive layer. In particular, a material having a property of blocking the transfer of charges of one polarity but permitting the transfer of charges of the other polarity inside the layer is preferable for the photoreceptor.

【0019】支持体側キャリア注入阻止層26には、透
光性導電層25からのキャリアの注入を阻止する電気的
な特性と共に、透光性支持体23側からの画像露光の光
を吸収しないように透光性が高く(光学的バンドギャッ
プが大きい、または光透過率が高い)、さらに透光性導
電層25やa−Si系光導電層29との密着性が良く、
a−Si系光導電層29の形成時の加熱等にも大きな変
質を起こさないといった特性が必要である。
The carrier-side carrier injection blocking layer 26 has an electrical characteristic of blocking the injection of carriers from the transparent conductive layer 25 and does not absorb image exposure light from the transparent support 23 side. Has a high light-transmitting property (a large optical band gap or a high light transmittance), and further has good adhesion to the light-transmitting conductive layer 25 and the a-Si-based photoconductive layer 29.
It is necessary to have a characteristic that the quality of the a-Si-based photoconductive layer 29 does not significantly change even when it is heated.

【0020】支持体側キャリア注入阻止層26に用いる
絶縁層としては、絶縁性のアモルファスシリコンカーバ
イド(a−SiCx)、アモルファスシリコンオキサイ
ド(a−SiOx)、アモルファスシリコンナイトライ
ド(a−SiNx)、a−SiC・O、a−SiC・
N、a−SiO・N、a−SiC・O・N等のa−Si
系絶縁層や、ポリエチレンテレフタレートやパリレン、
ポリ四フッ化エチレン、ポリイミド、ポリフッ化エチレ
ンプロピレン、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹
脂、その他の有機絶縁層等を用いると良い。a−Si系
絶縁層形成においては、C、N、O等の含有量を層厚方
向に変化させたものも用いることができる。
The insulating layer used for the carrier-side carrier injection blocking layer 26 is an insulating amorphous silicon carbide (a-SiCx), amorphous silicon oxide (a-SiOx), amorphous silicon nitride (a-SiNx), a-. SiC / O, a-SiC /
A-Si such as N, a-SiO / N, a-SiC / O / N
System insulation layer, polyethylene terephthalate, parylene,
It is preferable to use polytetrafluoroethylene, polyimide, polyfluoroethylenepropylene, urethane resin, epoxy resin, polyester resin, polycarbonate resin, cellulose acetate resin, or other organic insulating layer. In forming the a-Si-based insulating layer, it is possible to use a material in which the contents of C, N, O, etc. are changed in the layer thickness direction.

【0021】また、支持体側キャリア注入阻止層26に
用いる高抵抗層としては、特にa−SiCx、a−Si
Ox、a−SiNx、a−SiO・N、a−SiC・O
・N等のa−Si系の高抵抗層が好ましく、上記a−S
i絶縁層に比べて、カーボン(C)、酸素(O)、窒素
(N)の含有量を少なくしたり、成膜条件を適宜調整し
て形成する。
As the high resistance layer used for the carrier-side carrier injection blocking layer 26, a-SiCx and a-Si are particularly preferable.
Ox, a-SiNx, a-SiO.N, a-SiC.O
A preferable high resistance layer of a-Si system such as N is
Compared to the i insulating layer, the content of carbon (C), oxygen (O), and nitrogen (N) is reduced, or the film forming conditions are adjusted appropriately.

【0022】また、支持体側キャリア注入阻層26に用
いるa−Si系のp型またはn型半導体層としては、a
−Si系光導電層29に比べて光学的バンドギャップを
大きくするために、或いはさらに密着性を高めるため
に、C、O、N等の元素を含有させ、更に透光性導電層
25からのキャリアの注入を阻止すめために不純物元素
を含有させる。即ち、負荷電キャリアの注入を阻止する
ためには、周期律表第IIIa族元素(以下、周期律表
第IIIa族元素をIIIa族元素と略す)を1〜1
0,000ppm、好適には100〜5,000ppm
含有させると良く、一方、正電荷キャリアの注入を阻止
するためには、周期律表第Va族元素(以下、周期律表
第Va族元素を第Va族元素と略す)を5,000pp
m以下、好適には300〜3,000ppm含有させる
と良い。そして、これらの元素は層厚方向に亘って勾配
を設けても良く、その場合には層全体の平均含有量が上
記範囲内であれば良い。
The a-Si-based p-type or n-type semiconductor layer used for the carrier-side carrier injection blocking layer 26 is a.
In order to make the optical bandgap larger than that of the —Si-based photoconductive layer 29, or to further improve the adhesiveness, an element such as C, O, or N is contained, and the light-transmitting conductive layer 25 is added. An impurity element is contained to prevent carrier injection. That is, in order to prevent the injection of negatively charged carriers, 1 to 1 elements of the Group IIIa element of the periodic table (hereinafter, the Group IIIa element of the periodic table is abbreviated as the IIIa element) are used.
0000 ppm, preferably 100-5,000 ppm
On the other hand, in order to prevent the injection of positive charge carriers, on the other hand, in order to prevent the injection of positive charge carriers, a group Va element of the periodic table (hereinafter, a group Va element of the periodic table is abbreviated as a group Va element) is added at 5,000 pp.
m or less, preferably 300 to 3,000 ppm. Then, these elements may be provided with a gradient in the layer thickness direction, in which case the average content of the entire layer may be within the above range.

【0023】このように支持体側キャリア注入阻止層2
6にIIIa族元素を含有した場合は、正極性の現像バ
イアスが用いられ、他方、Va族元素を含有した場合
は、負極性の現像バイアスが用いられる。
Thus, the carrier injection blocking layer 2 on the support side
When III contains a Group IIIa element, a positive development bias is used, while when it contains a Va group element, a negative development bias is used.

【0024】ここで、IIIa族元素やVa族元素とし
ては、それぞれB元素やP元素が共有結合性に優れて半
導体特性を敏感に変え得る点で、その上優れた注入阻止
能が得られるという点で望ましい。
Here, as the group IIIa element and the group Va element, the element B and the element P, respectively, have excellent covalent bond properties and can sensitively change the semiconductor characteristics, and in addition, an excellent injection blocking ability can be obtained. Desirable in terms.

【0025】支持体キャリア注入阻止層26の厚みは、
0.01〜5μm、好適には0.1〜3μmの範囲内が
良く、これにより良好な注入阻止能が確保し易く、また
支持体キャリア注入阻止層26での露光の不必要な吸収
を抑制してa−Si系光導電層29において光キャリア
を有効に生成でき、しかも、残留電位の上昇を抑制する
ことができる。
The thickness of the support carrier injection blocking layer 26 is
The range is preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.1 to 3 μm, whereby it is easy to secure a good injection blocking ability, and unnecessary absorption of exposure in the support carrier injection blocking layer 26 is suppressed. As a result, photocarriers can be effectively generated in the a-Si-based photoconductive layer 29, and an increase in residual potential can be suppressed.

【0026】a−Si系光導電層29は、例えばグロー
放電分解法、スパッタリング法、ECR法、蒸着法など
により形成し、その形成に当たってダングリングボンド
終端用に水素(H)やハロゲン元素を1〜40原子%含
有させる。また、a−Si系光導電層29の暗導電率や
光導電率などの電気的特性、光学的バンドギャップなど
について所望の特性を得るために、IIIa族元素やV
a族元素を含有させたり、C、N、O等の元素を含有さ
せると良い。なかんずく、a−SiCを光導電層29に
用いる場合には、化1
The a-Si-based photoconductive layer 29 is formed by, for example, glow discharge decomposition method, sputtering method, ECR method, vapor deposition method or the like, and hydrogen (H) or a halogen element for the termination of the dangling bond is used in the formation thereof. -40% by atom. Further, in order to obtain desired characteristics with respect to electrical characteristics such as dark conductivity and photoconductivity of the a-Si-based photoconductive layer 29 and optical bandgap, IIIa group element and V
It is advisable to include an a-group element or an element such as C, N or O. Above all, when a-SiC is used for the photoconductive layer 29,

【0027】[0027]

【化1】 のx値を0<x≦0.5、好適には0.05<x≦0.
45の範囲に設定すると良く、この範囲であれば、a−
Si層よりも高抵抗となり、かつ良好なキャリアの走行
が確保できるという点で望ましい。IIIa族元素やV
a族元素としては、それぞれB元素やP元素が共有結合
性に優れて半導体特性を敏感に変え得る点で、その上優
れた光感度特性が得られるという点で望ましい。
[Chemical 1] X value of 0 <x ≦ 0.5, preferably 0.05 <x ≦ 0.
It is good to set it in the range of 45, and in this range, a-
It is desirable in that the resistance becomes higher than that of the Si layer and good carrier travel can be ensured. IIIa group elements and V
As the a-group element, B element and P element are desirable because they have excellent covalent bond properties and can sensitively change semiconductor characteristics, and in addition, excellent photosensitivity characteristics can be obtained.

【0028】さらに、a−Si系光導電層29の中を、
光キャリア発生の機能を高めた層領域と、キャリア輸送
の機能を持たせた層領域とを積層したものとすると、光
感度と静電コントラスト、耐電圧等を共に高めることが
できる。
Further, in the a-Si photoconductive layer 29,
When a layer region having a function of generating photocarriers and a layer region having a function of carrier transport are stacked, photosensitivity, electrostatic contrast, withstand voltage and the like can be increased.

【0029】この際、光励起層領域は、光キャリアの生
成を高めるため、成膜時の条件において、(1)低成膜
速度で成膜する、(2)H2やHeでの希釈率を高め
る、(3)ドープする元素を輸送層よりも多く含有させ
る、等すると良い。
At this time, in the photoexcitation layer region, in order to enhance the generation of photocarriers, under the conditions of film formation, (1) film formation is performed at a low film formation rate, and (2) dilution ratio with H 2 or He is set. It is preferable to increase, (3) contain more doping element than the transport layer.

【0030】また、キャリア輸送領域は、主に感光体2
1の耐電圧を高めると共に、励起層領域から注入された
キャリアを感光体21表面へスムーズに走行させる役割
を持つが、この層領域においても光励起層領域を透過し
てきた光よりキャリア生成が行なわれ、感光体21の光
感度に寄与する。
The carrier transport area is mainly used for the photoconductor 2.
In addition to increasing the withstand voltage of No. 1, the carrier injected from the excitation layer region smoothly travels to the surface of the photoconductor 21. In this layer region as well, carriers are generated from the light transmitted through the photoexcitation layer region. , Contribute to the photosensitivity of the photoconductor 21.

【0031】また、a−Si系光導電層29の中を、光
励起層領域と輸送層領域とを積層したものとした場合に
は、光励起層領域の厚みを上記光吸収層の厚みにほぼ等
しく設定すると良い。
When the a-Si photoconductive layer 29 is formed by laminating the photoexcitation layer region and the transport layer region, the thickness of the photoexcitation layer region is approximately equal to the thickness of the light absorption layer. Good to set.

【0032】キャリア注入阻止表面層28としては絶縁
層もしくは高抵抗層を用いることができ、有機材料もし
くは無機材料のいずれによっても形成することができ
る。絶縁層および高抵抗層の意味は、前述の支持体側キ
ャリア注入阻止層26の場合と同様である。
An insulating layer or a high resistance layer can be used as the carrier injection blocking surface layer 28, and can be formed of either an organic material or an inorganic material. The meanings of the insulating layer and the high resistance layer are the same as in the case of the carrier-side carrier injection blocking layer 26 described above.

【0033】キャリア注入阻止表面層28における絶縁
層として用いられる有機材料としては、マイラー、ポリ
カーボネート、ポリエステル、ポリパラキシリレンなど
が挙げられ、それを塗布或いは蒸着などの方法により形
成する。
Examples of the organic material used as the insulating layer in the carrier injection blocking surface layer 28 include Mylar, polycarbonate, polyester, polyparaxylylene, etc., which are formed by a method such as coating or vapor deposition.

【0034】キャリア注入阻止表面層28における絶縁
層もしくは高抵抗層として用いられる無機材料として
は、例えばa−SiCが好適であり、その他にa−Si
N、a−SiO、a−SiC・O、a−SiN・Oなど
があり、それを薄膜形成手段により形成する。キャリア
注入阻止表面層28にa−SiC層を用いた場合には、
化2
As the inorganic material used as the insulating layer or the high resistance layer in the carrier injection blocking surface layer 28, for example, a-SiC is suitable, and a-SiC is also suitable.
There are N, a-SiO, a-SiC.O, a-SiN.O, etc., which are formed by a thin film forming means. When an a-SiC layer is used as the carrier injection blocking surface layer 28,
Chemical 2

【0035】[0035]

【化2】 のx値で0.3<x<1.0、好適には0.5≦x≦
0.95の範囲がよい。
[Chemical 2] X value of 0.3 <x <1.0, preferably 0.5 ≦ x ≦
A range of 0.95 is good.

【0036】キャリア注入阻止表面層28の厚みは0.
05〜5μm、好適には0.1〜3μmにすればよく、
0.05μm未満の場合には、表面層28で十分な画像
濃度の向上や絶縁耐圧の向上ができず、また、繰り返し
使用した場合、磨耗により寿命も劣る。5μmを越えた
場合には精細な電荷パターンを形成するに当たって、表
面層28中で電界(電気力線)が膜面方向に広がりを生
じ、これにより解像力の低下をきたし十分な解像度が得
られず、また、表面に残留する電荷が多くなって残留電
位が高くなるため、画像濃度の低下やバックのかぶり或
いは繰り返し使用における画像濃度の変化等の問題が生
じる。
The thickness of the carrier injection blocking surface layer 28 is 0.
05-5 μm, preferably 0.1-3 μm,
When the thickness is less than 0.05 μm, the surface layer 28 cannot sufficiently improve the image density and the withstand voltage, and when it is repeatedly used, the life is deteriorated due to abrasion. If the thickness exceeds 5 μm, an electric field (lines of electric force) spreads in the film surface direction in the surface layer 28 in forming a fine charge pattern, whereby the resolution is lowered and sufficient resolution cannot be obtained. Moreover, since the amount of electric charges remaining on the surface increases and the residual potential increases, problems such as a decrease in image density, fogging of the background, and a change in image density during repeated use occur.

【0037】かくして得られる感光層27の全体の膜厚
は、上記各層の設定にもよるが、露光光源としてLED
やELを用いた場合には、約1〜15μmが好適であ
り、好ましくは1〜5μmである。この範囲内に膜厚を
設定することにより、露光が十分に吸収されて良好な光
感度を示すと共に、感光体としての耐圧も確保でき、低
いバイアス電圧でも良好な画像が得られる。
The total thickness of the photosensitive layer 27 thus obtained depends on the settings of the above-mentioned layers, but an LED as an exposure light source is used.
When EL or EL is used, the thickness is preferably about 1 to 15 μm, and preferably 1 to 5 μm. By setting the film thickness within this range, the exposure is sufficiently absorbed to exhibit good photosensitivity, the withstand voltage of the photoconductor can be secured, and a good image can be obtained even with a low bias voltage.

【0038】透光性支持体23の内側、すなわち感光体
21の背面側には、現像ユニット31と対向するように
して露光手段(画像信号露光装置)としてのLEDアレ
イ41が配置されており、集光素子43(セルフォック
レンズ)を介して背面露光がなされる。また、露光手段
として、LEDアレイに代えて、EL発光素子アレイ、
プラズマ発光素子アレイ、蛍光体ドットアレイ、光源と
液晶やPLZTを組合せたシャッタアレイ、光ファイバ
ーアレイなどを用いることもできる。
An LED array 41 as an exposing means (image signal exposing device) is arranged inside the translucent support 23, that is, on the back side of the photoconductor 21 so as to face the developing unit 31. Back exposure is performed via the condensing element 43 (selfoc lens). Further, as the exposure means, instead of the LED array, an EL light emitting element array,
It is also possible to use a plasma light emitting element array, a phosphor dot array, a shutter array in which a light source is combined with a liquid crystal or PLZT, an optical fiber array, or the like.

【0039】感光体21の周囲には現像ユニット31、
転写ユニット51および定着ユニット61が設けられて
いる。図3は、感光体21と現像ユニット31の対向部
近傍を示す部分図であり、図示の便宜上、図1に対して
一部を詳細に、一部を簡略化して示してある。
A developing unit 31 is provided around the photoconductor 21.
A transfer unit 51 and a fixing unit 61 are provided. FIG. 3 is a partial view showing the vicinity of the facing portion of the photoconductor 21 and the developing unit 31, and for convenience of illustration, a part is shown in detail and a part is simplified with respect to FIG.

【0040】現像ユニット31は、感光体21の透光性
導電層25側に配設され、現像剤71を感光体21の表
面に供給する。現像ユニット31の導電性スリーブ35
には、感光体21の透光性導電層25と現像ユニット3
1との間に電圧を印加する現像バイアス電源39が接続
されている。現像ユニット31は、いくつかの磁極
(N,S極)を有するマグローラ33を導電性のスリー
ブ35が内包してなり、現像剤71の層厚を規制するド
クターブレード37が設けられている。本実施例では、
感光体21およびスリーブ35をそれぞれ矢印Pおよび
S方向に回転して現像剤71を感光体21の表面に搬
送、供給している。なお、マグローラ33は、固定で
も、回転させてもよい。
The developing unit 31 is disposed on the light-transmissive conductive layer 25 side of the photoconductor 21 and supplies the developer 71 to the surface of the photoconductor 21. Conductive sleeve 35 of developing unit 31
Include the transparent conductive layer 25 of the photoconductor 21 and the developing unit 3
A developing bias power source 39 for applying a voltage is connected between the first and second terminals. The developing unit 31 includes a magnet roller 33 having several magnetic poles (N and S poles) and a conductive sleeve 35, and a doctor blade 37 for controlling the layer thickness of the developer 71. In this example,
The photoconductor 21 and the sleeve 35 are rotated in the directions of arrows P and S, respectively, to convey and supply the developer 71 to the surface of the photoconductor 21. The mag roller 33 may be fixed or may be rotated.

【0041】このように、現像剤71を感光体21と逆
方向に回転させると、現像ユニット31(スリーブ3
5)と感光体21の最近接部位(図3中のA部)より
も、感光体21の回転方向で下流側(現像剤71が離れ
る側)に、現像剤溜り73が生じる。現像剤71の本来
の高さよりもはみ出した部分が現像剤溜り73であり、
現像剤71の搬送速度や現像剤71の高さ、スリーブ3
5と感光体21の表面とのギャップ等は、感光体21の
回転速度や必要とする現像剤溜り73の大きさに応じて
適宜設定する。
In this way, when the developer 71 is rotated in the direction opposite to the photoconductor 21, the developing unit 31 (sleeve 3
5) and the photoconductor 21 at the closest position (portion A in FIG. 3), a developer pool 73 is formed on the downstream side (the side away from the developer 71) in the rotation direction of the photoconductor 21. A portion of the developer 71 protruding beyond the original height is the developer pool 73,
Transport speed of developer 71, height of developer 71, sleeve 3
The gap and the like between 5 and the surface of the photoconductor 21 are appropriately set according to the rotation speed of the photoconductor 21 and the required size of the developer pool 73.

【0042】感光体21と現像剤71とを逆方向に回転
させると、現像ユニット31と感光体21との最近接部
位よりも下流側に現像剤溜り73が発生し、現像剤71
を感光体21と同方向に回転させ、現像剤71の周速を
感光体21の周速よりも大きくする場合よりも、安定で
再現性が高い。従って、現像剤溜り73を安定して再現
性良く得るためには、感光体21と現像剤71とを逆方
向に回転させることが好ましい。
When the photoconductor 21 and the developer 71 are rotated in the opposite directions, a developer pool 73 is generated on the downstream side of the closest position between the developing unit 31 and the photoconductor 21.
Is rotated in the same direction as the photoconductor 21 and the peripheral speed of the developer 71 is made higher than the peripheral speed of the photoconductor 21. Therefore, in order to obtain the developer reservoir 73 stably and with good reproducibility, it is preferable to rotate the photoconductor 21 and the developer 71 in opposite directions.

【0043】画像形成に際しては、スリーブ35により
現像剤71を現像剤溜り73に搬送し、現像バイアス電
源39から導電性のスリーブ35に正の現像バイアス電
圧を印加する。なお、この実施例では正帯電性のトナー
を使用しているが、トナーの帯電性およびバイアス電圧
の正負は、感光体の特性によって決定する。感光層27
が現像剤71と接触したときから、現像剤71のキャリ
ア11から成る磁気ブラシを介して、現像バイアス電源
39により感光体21に電荷が注入され、前回の画像形
成時における残留電荷のイレースおよび感光体の帯電が
行なわれる。また同時に、転写ユニット51で転写され
ず感光体21に付着残存した残存トナーが、磁気ブラシ
によりクリーニングされる。
At the time of image formation, the sleeve 35 conveys the developer 71 to the developer reservoir 73, and the developing bias power source 39 applies a positive developing bias voltage to the conductive sleeve 35. In this embodiment, the toner having a positive charging property is used, but the charging property of the toner and the positive / negative of the bias voltage are determined by the characteristics of the photoconductor. Photosensitive layer 27
From the time when the toner comes into contact with the developer 71, charges are injected into the photoconductor 21 by the developing bias power source 39 via the magnetic brush composed of the carrier 11 of the developer 71, and erase and erasure of the residual charge at the time of the previous image formation. The body is charged. At the same time, the residual toner remaining on the photoreceptor 21 without being transferred by the transfer unit 51 is cleaned by the magnetic brush.

【0044】感光体21の透光性支持体23側に現像ユ
ニット31と対向するように配設されたLEDアレイ4
1(露光手段)により、現像ユニット31と感光体21
の対向部位近傍に画像信号が光照射される。
The LED array 4 arranged on the light-transmissive support 23 side of the photoconductor 21 so as to face the developing unit 31.
1 (exposure means), the developing unit 31 and the photoconductor 21.
The image signal is irradiated in the vicinity of the facing portion of the.

【0045】LEDアレイ41により選択的に画像信号
露光がなされると、露光部の感光層27の電位が急速に
低下し電位差ができる。この時、トナーは、この電位差
により、磁気ブラシからの磁力あるいは静電気力をふり
きり、感光層27上に付着する。ついで、感光層27と
現像剤溜り73の現像剤層が離れると、現像された上記
のトナーは乱れずにそのまま感光層27上に残り、感光
体21の表面にトナー像75が形成される。この現像工
程においても、上記と同様に磁性キャリア11により安
定した磁気ブラシが形成されているので、現像剤溜り7
3が一定し、シャープで安定した画像が得られる。
When the image signal is selectively exposed by the LED array 41, the potential of the photosensitive layer 27 in the exposed portion is rapidly lowered and a potential difference is created. At this time, the toner dissipates the magnetic force or electrostatic force from the magnetic brush due to this potential difference, and adheres to the photosensitive layer 27. Then, when the photosensitive layer 27 and the developer layer of the developer reservoir 73 are separated from each other, the developed toner remains on the photosensitive layer 27 without being disturbed, and a toner image 75 is formed on the surface of the photoconductor 21. In this developing step as well, since the stable magnetic brush is formed by the magnetic carrier 11 as in the above, the developer pool 7
3 is constant and a sharp and stable image is obtained.

【0046】LEDアレイ41により画像露光を行なう
位置は、感光体21の表面と現像スリーブ35との最近
接位置Aではなく、感光体21の回転方向で下流側に形
成された現像剤溜り73の位置が好ましく、現像剤溜り
73の中でも下流側の後半部すなわち、現像剤71と感
光体21とが離れる位置Bの近傍とすることがより好ま
しい。
The position where the image is exposed by the LED array 41 is not at the closest position A between the surface of the photoconductor 21 and the developing sleeve 35, but at the developer reservoir 73 formed on the downstream side in the rotation direction of the photoconductor 21. The position is preferable, and it is more preferable that the latter half of the downstream side of the developer pool 73, that is, the position B where the developer 71 and the photoconductor 21 separate from each other.

【0047】現像剤溜り73の位置で露光を行なうこと
により、露光までの間に感光体21への現像バイアス電
圧の印加が十分に安定し、感光体21の履歴の影響が抑
えられる均一帯電すると共に、感光体21の表面の残留
トナーや画像背景部のトナーの回収が十分に行なわれ
る。さらに、感光体21への現像バイアス電圧の印加が
十分に安定して露光を行なって光キャリアを発生させる
ので、良好なトナー像75が形成される。そして、トナ
ー像75の形成後は感光体21が現像剤溜り73から速
やかに離れるため、感光体21の表面のトナー像75が
現像剤71との衝突や摩擦等のような機械的な力により
乱されることがなく、良好な解像度のトナー像75が得
られる。
By performing the exposure at the position of the developer pool 73, the application of the developing bias voltage to the photoconductor 21 is sufficiently stabilized until the exposure, and uniform charging is performed so that the influence of the history of the photoconductor 21 is suppressed. At the same time, the residual toner on the surface of the photoconductor 21 and the toner on the image background portion are sufficiently collected. Furthermore, since the application of the developing bias voltage to the photoconductor 21 is sufficiently stable to perform the exposure to generate the photocarriers, a good toner image 75 is formed. After the toner image 75 is formed, the photoconductor 21 is quickly separated from the developer pool 73, so that the toner image 75 on the surface of the photoconductor 21 is mechanically affected by collision or friction with the developer 71. The toner image 75 having good resolution can be obtained without being disturbed.

【0048】また、現像剤溜り73の位置では、感光体
21の表面と現像スリーブ35とが最も近接する位置A
よりも、感光体21の表面とマグローラ33の距離が大
きくなる。このため、現像剤71をマグローラ33の側
に吸引する磁力は弱くなり、感光体21の表面に形成さ
れたトナー像75の一部が磁力によって現像ユニット3
1の側に回収されて画像濃度が低下したり、磁力により
乱されて解像度が低下したりすることを防止できる。
At the position of the developer reservoir 73, the position A where the surface of the photosensitive member 21 and the developing sleeve 35 are closest to each other.
The distance between the surface of the photoconductor 21 and the mag roller 33 becomes larger than that. Therefore, the magnetic force for attracting the developer 71 to the mag roller 33 side becomes weak, and a part of the toner image 75 formed on the surface of the photoconductor 21 is magnetically attracted to the developing unit 3.
It is possible to prevent the image density from being reduced by being collected on the side of No. 1 and the resolution from being deteriorated by being disturbed by the magnetic force.

【0049】感光体21上のトナー像75は、転写ユニ
ット51で、転写バイアス電源55により負のバイアス
電圧が印加された転写ローラ53により、紙81(被転
写部材)に転写される。本発明では、トナーが絶縁性で
あるので、普通紙を用いた場合にも、高い転写効率で安
定して転写できる。ついで、転写トナーは、定着ユニッ
ト61で、定着ローラ63(加熱ローラ)により紙81
に定着される。65は圧力ローラを示す。転写後の感光
体21上の残存トナーは、現像ユニット31との対向位
置で感光体21が現像剤71と接触した際にキャリア1
1の磁気ブラシによって除去され、別途クリーニング部
材を設ける必要がない。もちろん、現像ユニット31の
前段に別途クリーニングユニットを設けてもよい。
The toner image 75 on the photoconductor 21 is transferred to the paper 81 (transferred member) by the transfer roller 51 to which a negative bias voltage is applied by the transfer bias power source 55 in the transfer unit 51. In the present invention, since the toner is insulating, it is possible to perform stable transfer with high transfer efficiency even when plain paper is used. Next, the transfer toner is transferred to the paper 81 by the fixing roller 63 (heating roller) in the fixing unit 61.
Is fixed in. Reference numeral 65 indicates a pressure roller. The residual toner on the photoconductor 21 after the transfer is transferred to the carrier 1 when the photoconductor 21 comes into contact with the developer 71 at a position facing the developing unit 31.
It is removed by the magnetic brush No. 1 and there is no need to provide a separate cleaning member. Of course, a cleaning unit may be separately provided in front of the developing unit 31.

【0050】また、転写ユニット53と現像ユニット3
1の間で感光層27に残留した電荷を消失させるために
除電手段(例えば、除電光源)を設けることもできる。
図4は、本発明の画像形成装置の他の実施例を示す、図
3に対応する部分説明図である。この実施例は、現像ユ
ニット31に制御電極32およびそれに付随する部材を
設けた以外は、図1〜3に示した実施例と同様である。
Further, the transfer unit 53 and the developing unit 3
It is also possible to provide a charge eliminating means (for example, a charge eliminating light source) in order to eliminate the electric charge remaining in the photosensitive layer 27 during the period 1.
FIG. 4 is a partial explanatory view corresponding to FIG. 3, showing another embodiment of the image forming apparatus of the present invention. This embodiment is the same as the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 except that the developing unit 31 is provided with a control electrode 32 and a member associated therewith.

【0051】現像バイアス電源39とは別個に制御可能
な制御電極32は、感光体21と現像ユニット31の対
向部近傍に設けられるが、図示の如く、LED光の露光
位置よりも感光体21における上流側に設けられること
が好ましく、図6ではスリーブ35上で感光体21との
最近接部Aに設けられている。制御電極32は絶縁体3
4でスリーブ35に対して絶縁されており、制御電極用
電源36(電圧印加手段)により、現像バイアス電源3
9とは独立して電圧が印加される。制御電極32および
絶縁体34は、スリーブ35には取り付けられておら
ず、固定されており、スリーブ35および感光体21の
回転にかかわらず、常に最近接位置Aに位置する。ま
た、制御電極32は、感光体21や現像剤71に均一な
磁界を印加できるように、スリーブ35の長さ方向(軸
線方向)に沿って帯状とする。
The control electrode 32, which can be controlled separately from the developing bias power source 39, is provided in the vicinity of the opposing portion of the photoconductor 21 and the developing unit 31, but as shown in the figure, the photoconductor 21 is located more than the exposure position of the LED light. It is preferably provided on the upstream side, and in FIG. 6, it is provided on the sleeve 35 at the closest portion A to the photoconductor 21. The control electrode 32 is the insulator 3
4 is insulated from the sleeve 35 by the control electrode power source 36 (voltage applying means), and the developing bias power source 3
Voltage is applied independently of 9. The control electrode 32 and the insulator 34 are not attached to the sleeve 35 but are fixed, and are always located at the closest position A regardless of the rotation of the sleeve 35 and the photoconductor 21. Further, the control electrode 32 has a strip shape along the length direction (axial direction) of the sleeve 35 so that a uniform magnetic field can be applied to the photoconductor 21 and the developer 71.

【0052】制御電極32の電位は、制御電極用電源3
6により、スリーブ35の電位とは独立して所定の電位
に調整する。例えば制御電極32を接地し、透光性導電
層25と共通電位にする。あるいは、スリーブ35の電
位に対して、その電位を低くもしくは高く設定する。
The potential of the control electrode 32 is set to the control electrode power source 3
6, the potential is adjusted to a predetermined potential independently of the potential of the sleeve 35. For example, the control electrode 32 is grounded to have a common potential with the translucent conductive layer 25. Alternatively, the potential of the sleeve 35 is set to be low or high.

【0053】このように、スリーブ35とは独立に電位
を印加できる制御電極32を設けると、表面の電位を揃
え、以前の画像形成プロセスによる感光体21の履歴の
影響を打ち消すことができ、この結果、繰り返し使用
時、例えば1枚の画像を得るために感光体21を数回転
させる場合等に、安定した現像状態と記録画像とが得ら
れる。
As described above, by providing the control electrode 32 to which the potential can be applied independently of the sleeve 35, the potential on the surface can be made uniform and the influence of the history of the photoconductor 21 due to the previous image forming process can be canceled. As a result, when repeatedly used, for example, when the photoconductor 21 is rotated several times to obtain one image, a stable development state and a recorded image can be obtained.

【0054】ここで制御電極32の電位を調整すると、
画像濃度や地カブリ等に対する最適画像形成条件を調整
し得る。また、現在のところそのメカニズムが明らかで
はないが、本発明者等の画像評価実験においては、制御
電極32の電位を高くし、スリーブ35の電位を低くす
ることにより、非露光部にトナーが付着し、露光部には
トナーが付着しない、いわゆる反転現像も可能となっ
た。
Here, when the potential of the control electrode 32 is adjusted,
Optimal image forming conditions for image density, background fog, etc. can be adjusted. In addition, although the mechanism is not clear at present, in the image evaluation experiment of the present inventors, by increasing the potential of the control electrode 32 and decreasing the potential of the sleeve 35, the toner adheres to the non-exposed portion. However, so-called reversal development, in which toner does not adhere to the exposed portion, is also possible.

【0055】現像剤71としては、導電性かつ磁性のキ
ャリアと絶縁性トナーとからなる二成分系現像剤が用い
られる。キャリアとしては、画像形成に必要な磁性、導
電性およびトナー濃度を得るために、磁性体粒子をバイ
ンダー樹脂中に分散、含有せしめた母粒子の表面を導電
化処理したバインダー型のキャリアが用いられる。この
ようなバインダー型キャリア粒子は、通常の二成分系現
像剤で用いられる鉄粉キャリアや磁性粉キャリアに比べ
て、キャリアに加わる衝撃力によりキャリア粒子の割れ
が生じやすく、キャリアの寿命が短くなる。特に、図1
に示したような背面露光記録方式では、磁気ブラシを形
成してスリーブ35により現像剤溜り73に搬送された
キャリアが、感光体表面に対して圧力を加えられながら
摺擦されるため、圧力、摺擦力、衝突力等を同時に受け
る。このとき、感光体の表面粗さが大きいと、感光体表
面の凹凸に引っかかるようにしてキャリアに激しい衝撃
力が加わる。
As the developer 71, a two-component developer composed of a conductive and magnetic carrier and an insulating toner is used. As the carrier, a binder type carrier in which magnetic particles are dispersed and contained in a binder resin and the surface of mother particles is subjected to a conductive treatment in order to obtain magnetic properties, conductivity and toner concentration necessary for image formation is used. .. Such binder type carrier particles are more likely to crack the carrier particles due to the impact force applied to the carrier and shorten the life of the carrier, as compared with the iron powder carrier or the magnetic powder carrier used in a normal two-component developer. .. In particular, FIG.
In the back side exposure recording method as shown in FIG. 3, since the magnetic brush is formed and the carrier conveyed to the developer reservoir 73 by the sleeve 35 is rubbed against the surface of the photoconductor while being pressed, the pressure, Receives rubbing force and collision force at the same time. At this time, if the surface roughness of the photoconductor is large, a strong impact force is applied to the carrier by being caught by the irregularities on the surface of the photoconductor.

【0056】そこで、本発明では、バインダー型キャリ
アの平均粒径Rcよりも感光体の平均表面粗さrを小さ
くし(r≦Rc)、キャリアに掛かるストレスを弱め、
キャリアの割れや欠けの発生を低減させる。また、これ
により感光体表面の現像剤によるクリーニングもスムー
ズにかつ効果的に行なえるようになるため、感光体の汚
染を防止でき、キャリアおよび現像剤の寿命も延びるこ
とになり、長期にわたって良好な記録画像が得られる。
Therefore, in the present invention, the average surface roughness r of the photosensitive member is made smaller than the average particle size Rc of the binder type carrier (r≤Rc) to reduce the stress applied to the carrier.
Reduces the occurrence of carrier cracks and chips. Further, this also makes it possible to smoothly and effectively clean the surface of the photoconductor with the developer, so that the photoconductor can be prevented from being contaminated, and the life of the carrier and the developer can be extended. A recorded image is obtained.

【0057】本発明のバインダー型キャリアは、例えば
平均粒径が0.1〜10μmの磁性体粒子をバインダー
樹脂中に分散させて平均粒径10〜100μmの母粒子
を形成し、その表面に平均粒径が数十〜数百nmの導電
性微粒子を固着し導電化処理して作製される。マグネタ
イト、フェライト、鉄粉等の磁性体粒子は、キャリア母
粒子中に比較的多量に、例えば70〜90重量%含有せ
しめて、キャリアの磁力を高めることが望ましい。この
キャリアの表面を微視的に見ると、導電性微粒子よりも
磁性体粒子の方がより大きいことから、磁性体粒子がキ
ャリア表面に露出、突出しており、キャリアと感光体表
面の衝突によるキャリアへのストレスは、磁性体粒子を
中心に加えられることになる。
In the binder type carrier of the present invention, for example, magnetic particles having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm are dispersed in a binder resin to form mother particles having an average particle diameter of 10 to 100 μm, and the surface thereof is averaged. It is manufactured by fixing conductive fine particles having a particle size of several tens to several hundreds of nm and making them conductive. It is desirable that magnetic particles such as magnetite, ferrite, and iron powder are contained in a relatively large amount, for example, 70 to 90% by weight, in the carrier mother particles to enhance the magnetic force of the carrier. When the surface of this carrier is viewed microscopically, the magnetic particles are larger than the conductive fine particles, so the magnetic particles are exposed and protrude on the carrier surface, and the carrier particles due to the collision between the carrier and the photosensitive member surface. Stress is applied to the magnetic particles as the center.

【0058】そこで本発明では、感光体の平均表面粗さ
rを、磁性体粒子の平均粒径Rmより小さくすることで
(r≦Rm)、磁性体粒子が感光体表面の凹凸に引っ掛
かるようにして受けるストレスを低減し、キャリアから
の磁性体粒子の脱落や、キャリア自体の割れの発生を防
止する。また、キャリアに掛かる衝撃力が弱くなること
で、導電性微粒子の脱落も抑制される。これらにより、
キャリアの寿命が延び、現像剤の耐久性が高められる。
Therefore, in the present invention, the average surface roughness r of the photoconductor is made smaller than the average particle size Rm of the magnetic substance particles (r≤Rm) so that the magnetic substance particles are caught on the irregularities on the surface of the photoconductor. The stress received by the carrier is reduced, and the magnetic particles are prevented from falling out of the carrier and the carrier itself is prevented from cracking. Further, since the impact force applied to the carrier is weakened, the conductive fine particles are also prevented from falling off. With these,
The life of the carrier is extended and the durability of the developer is enhanced.

【0059】なお、以上の説明では、磁性体粒子をバイ
ンダー樹脂中に分散させたキャリア母粒子に対して、こ
の母粒子表面に導電性微粒子を固着して導電層を形成し
導電処理する方法を説明したが、本発明はこれに限定さ
れず、例えば、CVD、スパッタリング、真空蒸着など
により母粒子表面に導電性薄膜を形成して導電層として
もよい。
In the above description, the method of conducting the conductive treatment by forming the conductive layer by fixing the conductive fine particles to the surface of the carrier mother particles in which the magnetic substance particles are dispersed in the binder resin is formed. Although described, the present invention is not limited to this, and a conductive thin film may be formed on the surface of the mother particle by, for example, CVD, sputtering, or vacuum deposition to form a conductive layer.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によれば、以下のような作用効果
が得られる。 (1) 磁性体粒子をバインダー樹脂中に分散させたバ
インダー型キャリアに掛かるストレスが低減されてキャ
リアの寿命が延び、長期にわたって画質が安定する。
According to the present invention, the following operational effects can be obtained. (1) Stress applied to a binder type carrier in which magnetic particles are dispersed in a binder resin is reduced, the life of the carrier is extended, and the image quality is stabilized for a long period of time.

【0061】(2) キャリアの破壊、キャリアからの
磁性体粒子、導電層(導電性微粒子等)の欠落が防止さ
れ、これにより感光体の汚染が軽減され、感光体の寿命
やプロセスの信頼性が向上する。
(2) The carrier is prevented from being destroyed, and the magnetic particles and the conductive layer (conductive fine particles, etc.) are prevented from being lost from the carrier, whereby the contamination of the photoreceptor is reduced, the life of the photoreceptor and the reliability of the process are improved. Is improved.

【0062】(3) 現像剤と感光体間の摩擦力が軽減
されるので、現像機や感光体の負荷が減少して駆動力が
軽減され、機械的な信頼性が向上する。 (4) 現像剤と感光体間の衝撃力が軽減されるので、
かぶりの発生や解像度の低下が防止され、安定して良好
な画像品質が得られる。
(3) Since the frictional force between the developer and the photoconductor is reduced, the load on the developing machine and the photoconductor is reduced, the driving force is reduced, and the mechanical reliability is improved. (4) Since the impact force between the developer and the photoreceptor is reduced,
The occurrence of fogging and the deterioration of resolution are prevented, and stable and good image quality can be obtained.

【0063】試験例1 スチレン/アクリル酸n−ブチル共重合体(共重合比80/20) 25重量部 マグネタイト(平均粒径0.2μm) 75重量部 上記混合物を混練後、ジェットミルで粉砕し、分級して
平均粒径20μmのキャリア母粒子を得た。
Test Example 1 Styrene / n-butyl acrylate copolymer (copolymerization ratio 80/20) 25 parts by weight Magnetite (average particle size 0.2 μm) 75 parts by weight After kneading the above mixture, it was pulverized with a jet mill. The particles were classified to obtain carrier mother particles having an average particle size of 20 μm.

【0064】このキャリア母粒子100重量部に対し
て、2重量部の導電性カーボンブラック(導電性微粒
子、平均粒径20〜30nm)をヘンシェルミキサーで
十分混合してキャリア母粒子の表面に均一に付着させ
た。ついで表面処理装置(ハイブリタイザー、奈良機械
製作所製)を用い、機械的衝撃力によりキャリア母粒子
の表層にこれら微粒子を固着させ、キャリアを得た。
With respect to 100 parts by weight of the carrier mother particles, 2 parts by weight of conductive carbon black (conductive fine particles, average particle size 20 to 30 nm) were sufficiently mixed with a Henschel mixer to make the surface of the carrier mother particles uniform. Attached. Then, using a surface treatment device (Hybridizer, manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), these fine particles were fixed to the surface layer of carrier mother particles by a mechanical impact force to obtain a carrier.

【0065】このキャリア70重量部と通常の磁性絶縁
性トナー30重量部とを均一混合して現像剤とした。こ
の現像剤の体積固有抵抗は3×103Ω・cmであっ
た。一方、外径30mmの透明な円筒状ガラス基板の周
面に、透光性導電層としてITO層を0.1μmの厚み
で蒸着し、ついでその上に、容量結合型グロー放電分解
装置を用いて、p型a−Si注入阻止層、a−Si光導
電層、a−SiC表面層を順次積層し、厚さ3μmのa
−Si系感光体を作製した。
70 parts by weight of this carrier and 30 parts by weight of a conventional magnetic insulating toner were uniformly mixed to prepare a developer. The volume resistivity of this developer was 3 × 10 3 Ω · cm. On the other hand, an ITO layer having a thickness of 0.1 μm was vapor-deposited as a translucent conductive layer on the peripheral surface of a transparent cylindrical glass substrate having an outer diameter of 30 mm, and then a capacitively coupled glow discharge decomposition device was used thereon. , A p-type a-Si injection blocking layer, an a-Si photoconductive layer, and an a-SiC surface layer are sequentially stacked to form a 3 μm thick a layer.
A Si-based photoconductor was produced.

【0066】この感光体の表面粗さを測定したところ、
0.12μmであった。これらを用いて図1に示した背
面露光記録方式の画像形成装置により、現像バイアス+
50Vで画像形成を行ない、市販普通紙に転写して記録
画像を得たところ、画像濃度1.2で解像度、かぶりも
良好な画像が得られた。
When the surface roughness of this photoreceptor was measured,
It was 0.12 μm. By using these, an image forming apparatus of the rear exposure recording system shown in FIG.
When an image was formed at 50 V and transferred to a commercially available plain paper to obtain a recorded image, an image having an image density of 1.2 and good resolution and fogging was obtained.

【0067】次に、3万枚のランニング試験を行ない、
同様にして記録画像を得たところ、初期と同等の良好な
画像が得られた。一方、a−Si系感光体ドラム作製に
際して、ITO層の蒸着速度を上げて、上記と同等の光
透過率や電気抵抗だが、表面の粗さのやや大きいITO
層を0.1μmの厚みで蒸着し、他は上記と同様にし
て、感光体を作製した。
Next, a running test of 30,000 sheets was conducted,
When a recorded image was obtained in the same manner, a good image equivalent to the initial one was obtained. On the other hand, when an a-Si photosensitive drum is manufactured, the deposition rate of the ITO layer is increased to obtain the same light transmittance and electric resistance as above, but the surface roughness of ITO is slightly larger.
A layer was vapor-deposited to a thickness of 0.1 μm, and a photoreceptor was prepared in the same manner as above.

【0068】この感光体の平均表面粗さを測定したとこ
ろ、0.28μmであった。この感光体を用いて、上記
と同じく記録画像を得たところ、画像濃度1.2で、解
像度、かぶりも良好な画像であった。
The average surface roughness of this photosensitive member was measured and found to be 0.28 μm. Using this photoreceptor, a recorded image was obtained in the same manner as above, and it was found that the image density was 1.2 and the resolution and fog were good.

【0069】次に、3万枚のランニング試験を行ない、
同様にして記録画像を得たところ、3万枚プリント後の
画像濃度は0.7に低下しており、かぶりも発生して画
像品質の劣化が認められた。この時の現像剤をSEM観
察したところ、多数のキャリアにおいて磁性粉や導電性
微粒子の脱落、キャリアの割れの発生が認められた。
Next, a running test of 30,000 sheets was conducted,
When a recorded image was obtained in the same manner, the image density after printing 30,000 sheets was reduced to 0.7, and fog was also generated, and deterioration of the image quality was recognized. As a result of SEM observation of the developer at this time, it was confirmed that the magnetic powder and the conductive fine particles were dropped off and the carrier was cracked in many carriers.

【0070】試験例2 試験例1と同様にして表面粗さの異なる感光体を作製し
た。これらの感光体を用い、試験例1と同様の現像剤、
画像形成装置により記録画像を得、初期画像および5千
枚ランニング後の画像を評価した。結果を表1に示す。
Test Example 2 Photoreceptors having different surface roughnesses were prepared in the same manner as in Test Example 1. Using these photoreceptors, the same developer as in Test Example 1,
A recorded image was obtained by an image forming apparatus, and the initial image and the image after running 5,000 sheets were evaluated. The results are shown in Table 1.

【0071】[0071]

【表1】 感光体の平 初 期 5千枚後 均表面粗さ 画像濃度 かぶり 画像濃度 かぶり 1μm 1.2 ○ 1.2 ○ 10μm 1.2 ○ 1.1 ○ 25μm 1.2 ○ 0.7 × [Table 1]  Flat photoconductorBeginning After 5,000 sheets Uniform surface roughness Image density Cover Image density Cover 1 μm 1.2 ○ 1.2 ○ 10 μm 1.2 ○ 1.1 ○25 μm 1.2 ○ 0.7 ×

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の画像形成装置の実施例を示す説明図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.

【図2】本発明で使用する感光体の実施例を示す説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a photoconductor used in the present invention.

【図3】本発明の画像形成装置の実施例における感光体
と現像手段との対向部を示す部分説明図である。
FIG. 3 is a partial explanatory view showing a facing portion of a photosensitive member and a developing unit in an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図4】本発明の画像形成装置の他の実施例における感
光体と現像手段との対向部を示す部分説明図である。
FIG. 4 is a partial explanatory view showing a facing portion of a photoconductor and a developing means in another embodiment of the image forming apparatus of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 キャリア 13 キャリア母粒子 15 磁性体粒子 17 導電性微粒子 18 導電性薄膜 21 感光体 23 透光性支持体 25 透明導電層 26 支持体側キャリア注入阻止層 27 感光層 28 キャリア注入阻止表面層 29 a−Si系光導電層 31 現像ユニット 32 制御電極 33 マグローラ 34 絶縁体 35 スリーブ 36 制御電極用電源 37 ドクターブレード 39 現像バイアス電源 41 LEDアレイ 43 集光素子 51 転写ユニット 53 転写ローラ 55 転写バイアス電源 61 定着ユニット 63 定着ローラ 65 加圧ローラ 71 現像剤 73 現像剤溜り 75 トナー像 81 紙 A 感光体21とスリーブ35との最近接位置 B 現像剤71と感光体21とが離れる位置 11 Carrier 13 Carrier Mother Particle 15 Magnetic Particle 17 Conductive Fine Particle 18 Conductive Thin Film 21 Photoconductor 23 Translucent Support 25 Transparent Conductive Layer 26 Support Side Carrier Injection Blocking Layer 27 Photosensitive Layer 28 Carrier Injection Blocking Surface Layer 29 a- Si-based photoconductive layer 31 Development unit 32 Control electrode 33 Mag roller 34 Insulator 35 Sleeve 36 Control electrode power supply 37 Doctor blade 39 Development bias power supply 41 LED array 43 Condensing element 51 Transfer unit 53 Transfer roller 55 Transfer bias power supply 61 Fixing unit 63 fixing roller 65 pressure roller 71 developer 73 developer pool 75 toner image 81 paper A closest position between the photoconductor 21 and the sleeve 35 B position where the developer 71 and the photoconductor 21 separate from each other

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透光性導電性支持体上に光導電層を有す
る感光体と、感光体の光導電層側に配設され、現像剤を
感光体表面に供給する現像手段と、感光体の透光性導電
性支持体側に、現像手段と対向するように配設された露
光手段とを有する画像形成装置において、 現像剤のキャリアとして、バインダー樹脂中に磁性体粒
子を含有せしめた母粒子の表面に導電層を形成した導電
性磁性キャリアを用い、 該キャリアの平均粒径をRc、前記感光体の表面粗さを
rとしたときに、 r≦Rc であることを特徴とする画像形成装置。
1. A photoconductor having a photoconductive layer on a translucent conductive support, a developing means disposed on the photoconductive layer side of the photoconductor, and supplying a developer to the surface of the photoconductor, and the photoconductor. In the image forming apparatus having the exposing means arranged so as to face the developing means on the side of the translucent conductive support, a mother particle containing magnetic particles in a binder resin as a carrier of the developer. Using a conductive magnetic carrier having a conductive layer formed on its surface, where Rc is the average particle diameter of the carrier and r is the surface roughness of the photoreceptor, r ≦ Rc apparatus.
【請求項2】 透光性導電性支持体上に光導電層を有す
る感光体と、 感光体の光導電層側に配設され、現像剤を感光体表面に
供給する現像手段と、 感光体の透光性導電性支持体側に、現像手段と対向する
ように配設された露光手段とを有する画像形成装置にお
いて、 現像剤のキャリアとして、バインダー樹脂中に磁性体粒
子を含有せしめた母粒子の表面に導電層を形成した導電
性磁性キャリアを用い、 該磁性体粒子の平均粒径をRm、前記感光体の表面粗さ
をrとしたときに、 r≦Rm であることを特徴とする画像形成装置。
2. A photoconductor having a photoconductive layer on a translucent conductive support, a developing means disposed on the photoconductive layer side of the photoconductor, and supplying a developer to the surface of the photoconductor, and the photoconductor. In the image forming apparatus having the exposing means arranged so as to face the developing means on the side of the translucent conductive support, a mother particle containing magnetic particles in a binder resin as a carrier of the developer. Using a conductive magnetic carrier having a conductive layer formed on the surface thereof, r ≦ Rm, where Rm is the average particle size of the magnetic particles and r is the surface roughness of the photoconductor. Image forming apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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