JPH10186860A - Image forming method - Google Patents

Image forming method

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Publication number
JPH10186860A
JPH10186860A JP34496496A JP34496496A JPH10186860A JP H10186860 A JPH10186860 A JP H10186860A JP 34496496 A JP34496496 A JP 34496496A JP 34496496 A JP34496496 A JP 34496496A JP H10186860 A JPH10186860 A JP H10186860A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
forming method
image forming
electrostatic latent
latent image
Prior art date
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Pending
Application number
JP34496496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamamuro
隆 山室
Jun Igarashi
潤 五十嵐
Yasuhiro Oya
康博 大矢
Kozo Ota
耕三 太田
Shinpei Takagi
慎平 高木
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPH10186860A publication Critical patent/JPH10186860A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress production of image defects such as fog and white voids and to obtain a high quality image. SOLUTION: By this method, a magnetic brush of a developer comprising a mixture of an insulating toner and magnetic particles is formed on the surface of a developer carrying body. The obtd. magnetic brush us brought into contact or nearly contact with an electrostatic latent image holding body on which an electrostatic latent image is formed by laser beams according to digital signals, while a bias voltage including an AC component is applied between the electrostatic latent image holding body and a developer carrying body to deposit the insulating toner on the electrostatic latent image to visualize the image. In this image forming method, the insulating toner has 5 to 10μm average volume average particle size and contains a binder resin having 1 to 25wt.% tetrahydrofuran-insoluble content, and a coloring agent. The magnetic particles used satisfy the relation of r<=-12×log(ρ)+216(r<=100), wherein r (μm) is the diameter of the laser beam and ρ (Ωcm) is the electric resistivity of the particles.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法又は静
電記録法等により形成された潜像を、絶縁性トナー及び
磁性粒子を含有する二成分現像剤を用いて可視化する画
像形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming method for visualizing a latent image formed by an electrophotographic method or an electrostatic recording method using a two-component developer containing an insulating toner and magnetic particles. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より二成分現像剤を用いた現像方法
として、現像剤担持体を使用し、これと近接する静電潜
像保持体上の静電潜像にトナーを付着させる方法が知ら
れている。この方法の概略は、次のとおりである。すな
わち、現像剤担持体表面に絶縁性トナーと磁性粒子を混
合した現像剤を供給し、現像剤担持体内に位置を固定し
て内蔵した磁石の磁力によって、現像剤担持体表面に
は、磁性粒子が穂状となった磁気ブラシが形成され、一
方、静電潜像保持体の表面には、画像信号に基づく光を
照射することによって帯電電位の差による静電潜像が形
成される。次に、この静電潜像保持体の表面に磁気ブラ
シを接触または近接させるとともに、現像剤担持体と静
電潜像保持体との間にバイアス電圧を印加することによ
り、絶縁性トナーを静電潜像に付着させてその静電潜像
を可視化するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a developing method using a two-component developer, there has been known a method in which a developer carrier is used and toner is attached to an electrostatic latent image on an electrostatic latent image holding member which is in close proximity to the developer carrier. Have been. The outline of this method is as follows. In other words, a developer in which insulating toner and magnetic particles are mixed is supplied to the surface of the developer carrier, and the magnetic particles are applied to the surface of the developer carrier by the magnetic force of a magnet that is fixed and built in the developer carrier. A magnetic brush having a spike shape is formed, while an electrostatic latent image is formed on the surface of the electrostatic latent image holding body by irradiating light based on an image signal due to a difference in charged potential. Next, a magnetic brush is brought into contact with or close to the surface of the electrostatic latent image holding member, and a bias voltage is applied between the developer holding member and the electrostatic latent image holding member, thereby isolating the insulating toner. The electrostatic latent image is visualized by attaching to the electrostatic latent image.

【0003】上記の現像方法に用いられる絶縁性トナー
は、一般に平均粒子径を小さくすると、高画質、高い文
字再現性及び視覚に文字の滑らかさ感を付与する粒状性
が向上することが知られている。そのため、近年使用さ
れるトナーは小径化の傾向にあるが、小径のトナー粒子
を用いると同時にバイアス電圧として直流成分のみを印
加すると必要な画像濃度が得られ難くなる。そのため、
画像濃度を高める方法として、現像剤担持体の回転速度
を上げたり、現像剤担持体と静電潜像保持体との間隙を
狭くする方法等が知られている。しかし、前者は、トナ
ー煙や現像剤のこぼれが生じ易いという問題があり、ま
た後者は、現像剤担持体上の現像剤層を薄くしなければ
ならず、現像剤の層厚を規制する間隙を狭くするために
現像剤の塊やその他の異物、例えば、糸屑等による異物
詰まりを起こして、画像上に筋状の現像されない部分が
発生し易くなるという欠点がある。
It is known that the insulating toner used in the above-mentioned developing method generally has a high average quality, a high character reproducibility, and a granularity that gives a sense of smoothness of characters to the eyes when the average particle size is reduced. ing. For this reason, toners used in recent years tend to be reduced in diameter. However, when only small-diameter toner particles are used and only a DC component is applied as a bias voltage, it is difficult to obtain a required image density. for that reason,
As a method of increasing the image density, a method of increasing the rotation speed of the developer carrier, or reducing the gap between the developer carrier and the electrostatic latent image holder is known. However, the former has a problem that the toner smoke and the developer are easily spilled, and the latter requires the developer layer on the developer carrier to be thinner, and a gap for regulating the developer layer thickness. In order to reduce the size of the image, there is a disadvantage that a clog of the developer or other foreign matter, for example, a foreign matter is clogged with thread waste or the like, and a streak-like portion that is not developed is easily generated on an image.

【0004】このような理由から、充分な画像濃度を得
るために、現像剤担持体と静電潜像保持体との間に交流
成分を含むバイアス電圧を印加し、静電潜像保持体と近
接する位置(現像領域)に形成される振動電界により、
電荷を有するトナーを静電潜像に付着させる方法が主流
となりつつある。
For this reason, in order to obtain a sufficient image density, a bias voltage containing an AC component is applied between the developer carrier and the electrostatic latent image carrier, and the electrostatic latent image carrier is Due to the oscillating electric field formed at the close position (development area),
A method of attaching charged toner to an electrostatic latent image is becoming mainstream.

【0005】従来、二成分現像剤を使用し、現像剤担持
体と潜像保持体との間にバイアス電圧として交流電圧と
直流電圧を重畳させて印加を行う画像形成方法(特開昭
62−289858号公報参照)は、直流電圧のみを印
加させたものに比べて、より多くのトナーが現像剤担持
体上に付着して画像濃度を向上させる利点を有すること
が知られている。このバイアス電圧の交流成分の周波数
は、充分な画像濃度が得られ、高品質の画像形成に適切
な範囲とされるものであり、例えば、特開昭62−19
2758号公報に開示されるように、通常は200〜3
000Hzの範囲内で設定されている。
Conventionally, an image forming method in which a two-component developer is used and an AC voltage and a DC voltage are superimposed and applied as a bias voltage between a developer carrier and a latent image holder (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-62). 289858) is known to have the advantage of increasing the image density by adhering more toner to the developer carrier as compared with the case where only a DC voltage is applied. The frequency of the AC component of the bias voltage is such that a sufficient image density can be obtained and the range is suitable for forming high-quality images.
As disclosed in Japanese Patent No. 2758, usually 200 to 3
The frequency is set within the range of 000 Hz.

【0006】上記の現像方法に用いられる現像剤中の磁
性粒子は、その電気抵抗率(体積抵抗)値が低いと、現
像バイアス下で放電が生じたり、磁性粒子への電荷の注
入、階調再現性の悪化等の現象が発生することがあるこ
とから、磁性粒子の電気抵抗率は、通常1012Ω・cm
以上に設定される(特開昭61−73975号公報、特
開昭62−289858号公報、特開昭63−1230
69号公報、特開平2−29762号公報等参照)。
When the magnetic particles in the developer used in the above-described developing method have a low electric resistivity (volume resistance) value, a discharge occurs under a developing bias, a charge is injected into the magnetic particles, and a gradation is generated. Since a phenomenon such as deterioration in reproducibility may occur, the electric resistivity of the magnetic particles is usually 10 12 Ω · cm.
These are set as described above (JP-A-61-73975, JP-A-62-289858, JP-A-63-1230).
69, JP-A-2-29762, etc.).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】一般に、原稿に忠実な
高画質の画像を得るためには、十分な画像濃度のほか
に、潜像を忠実に再現するように現像することが必要で
ある。しかし、従来の交流バイアス電圧を用いた二成分
現像剤による画像形成方法では、いわゆる粒状性に優れ
た画質を得ることは難しく、従来、この粒状性について
言及されたものはなく、特に高周波の現像バイアスでは
ベタ画像部の濃度が不足することから用いられていなか
った。
Generally, in order to obtain a high-quality image faithful to a document, it is necessary to develop not only a sufficient image density but also a faithful reproduction of a latent image. However, with the conventional image forming method using a two-component developer using an AC bias voltage, it is difficult to obtain an image having excellent so-called graininess. The bias was not used because the density of the solid image portion was insufficient.

【0008】また、上記のような画像形成方法に小径の
トナーを用いた場合、すなわち、トナー粒子の平均粒径
が10μm以下のトナーを用いて上記バイアス電圧の交
流成分の周波数を200〜3000Hzの範囲に設定す
ると、画像上の非画像部がトナーによって汚染されるか
ぶり現象が発生したり、画質についても粒状性が有効に
向上することなく、むしろ低下するという問題が発生す
る。
Further, when a small-diameter toner is used in the above-described image forming method, that is, when the average particle size of the toner particles is 10 μm or less, the frequency of the AC component of the bias voltage is set to 200 to 3000 Hz. If the range is set, the non-image portion on the image will be fogged by the toner, and the image quality will not be effectively improved, but rather will be lowered.

【0009】これらの問題を解決するために、交流成分
の周波数を4000〜8000Hz程度に高く設定する
ことが考えられるが、交流成分の周波数を高くすると、
かぶりの発生防止及び粒状性の向上に改善が見られる
が、図4に示すような画像異常が生じ易くなるという欠
点がある。この画像異常とは、高濃度部30と高濃度部
の現像プロセスの下流側に接する中間調部31とを有す
る画像を現像すると、低濃度部の高濃度部に接する部分
32が白抜けとなって現像されないという現象である。
この画像異常は、静電潜像保持体への光照射に万線スク
リーンを用いた際により一層顕著に現れるものである。
したがって、平均粒径が10μm以下の小径トナーを用
いる画像形成において、上記した白抜け及びかぶり現象
がなく、粒状性の良好な高品質の画像を得ることは困難
である。
In order to solve these problems, it is conceivable to set the frequency of the AC component to be as high as about 4000 to 8000 Hz.
Although improvement in prevention of fogging and improvement in graininess can be seen, there is a disadvantage that image abnormalities are likely to occur as shown in FIG. This image abnormality means that when an image having a high density portion 30 and a halftone portion 31 which is in contact with the downstream side of the development process of the high density portion is developed, a portion 32 of the low density portion which contacts the high density portion becomes blank. Is not developed.
This image abnormality appears more remarkably when a line screen is used to irradiate the electrostatic latent image holding member with light.
Therefore, in image formation using a small-diameter toner having an average particle diameter of 10 μm or less, it is difficult to obtain a high-quality image with good graininess without the above-mentioned white spots and fogging phenomenon.

【0010】本発明は、従来の技術における上記した実
情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目
的は、長期に亘って上記したかぶりという非画像部の汚
れ及び白抜け等の画像異常の発生を抑制できるととも
に、文字再現性及び粒状性に優れた、高品質な画像が得
られる画像形成方法を提供することにある。
[0010] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances in the prior art. That is, an object of the present invention is to provide a high-quality image excellent in character reproducibility and graininess while suppressing the occurrence of image abnormalities such as stains and white spots in a non-image portion, which is referred to as fogging, for a long time. An object of the present invention is to provide an obtained image forming method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成方法
は、現像剤担持体の表面に、絶縁性トナーと磁性粒子を
混合した現像剤の磁気ブラシを形成し、得られた磁気ブ
ラシを、デジタル信号に基づくレーザービームの照射に
より静電潜像が表面に形成された静電潜像保持体に接触
または近接させるとともに、静電潜像保持体と現像剤担
持体との間に交流成分を含むバイアス電圧を印加するこ
とにより、その静電潜像に絶縁性トナーを付着させて可
視化する際に、前記絶縁性トナーとして、体積平均粒径
が5〜10μmの範囲であり、かつテトラヒドロフラン
不溶分が1〜25重量%の結着樹脂及び着色剤を含有す
るものを用い、また、前記磁性粒子として、電気抵抗率
ρ(Ω・cm)が前記レーザービームの直径r(μm)
との間に下記式(1)の関係を満たすものを用いるとと
もに、さらに、前記バイアス電圧中の交流成分の周波数
fが3,000〜16,000Hzの範囲であり、その
交流周波の振動振幅(ピーク間電圧)が1〜2.2kV
の範囲になるように印加することを特徴とする。 r≦−12×log(ρ)+216 (r≦100) (1) なお、トナーの体積平均粒径とは、コールターカウンタ
ーModel−TAII型(コールター社製)を用いて粒
度分布を求めて、その中心値(体積%平均値)であるこ
とを意味する。
According to the image forming method of the present invention, a magnetic brush of a developer in which an insulating toner and magnetic particles are mixed is formed on the surface of a developer carrier, and the obtained magnetic brush is The electrostatic latent image is brought into contact with or close to the electrostatic latent image holder formed on the surface by laser beam irradiation based on a digital signal, and an alternating current component is applied between the electrostatic latent image holder and the developer carrier. By applying a bias voltage including the toner, the insulating toner is adhered to the electrostatic latent image for visualization, and the volume average particle diameter of the insulating toner is in the range of 5 to 10 μm, and the amount of tetrahydrofuran-insoluble Contains 1 to 25% by weight of a binder resin and a colorant. The magnetic particles have an electric resistivity ρ (Ω · cm) of a diameter r (μm) of the laser beam.
And the frequency f of the AC component in the bias voltage is in the range of 3,000 to 16,000 Hz, and the vibration amplitude of the AC frequency ( Peak-to-peak voltage) is 1 to 2.2 kV
It is characterized in that the voltage is applied so as to fall within the range. r ≦ −12 × log (ρ) +216 (r ≦ 100) (1) The volume average particle diameter of the toner is obtained by obtaining a particle size distribution using a Coulter Counter Model-TAII type (manufactured by Coulter Corporation). It means the median value (volume% average value).

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の現像剤に用いる絶縁性トナーは、少なく
とも結着樹脂及び着色剤を含むものである。この結着樹
脂としては、テトラヒドロフラン(THF)不溶分が1
〜25重量%の範囲であるポリエステルを含有する樹脂
が用いられ、ポリエステルが含まれる如何なる複合体樹
脂も用いることができるが、ポリエステル樹脂を単独で
用いることが好ましい。このポリエステル樹脂は、多価
ヒドロキシ化合物と、多価カルボン酸、これらの低級ア
ルキルエステル、酸無水物又は酸ハロゲン化物等の反応
性酸誘導体との重合反応により得られるものである。本
発明において、絶縁性トナーにTHF不溶分が1重量%
未満の結着樹脂を用いると十分な耐オフセット性が得ら
れず、一方、THF不溶分が25重量%を越える結着樹
脂を用いると定着性が損なわれる。この結着樹脂のTH
F不溶分とは、試料をTHFに溶解した際のろ紙不透過
分を意味する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The insulating toner used in the developer of the present invention contains at least a binder resin and a colorant. The binder resin has a tetrahydrofuran (THF) insoluble content of 1%.
A resin containing a polyester in the range of 2525% by weight is used, and any composite resin containing the polyester can be used, but it is preferable to use the polyester resin alone. This polyester resin is obtained by a polymerization reaction of a polyvalent hydroxy compound and a reactive acid derivative such as a polyvalent carboxylic acid, a lower alkyl ester thereof, an acid anhydride or an acid halide. In the present invention, the insulating toner has a THF-insoluble content of 1% by weight.
If the binder resin is less than the above, sufficient offset resistance cannot be obtained. On the other hand, if the binder resin having a THF-insoluble content exceeding 25% by weight is used, the fixability is impaired. TH of this binder resin
The F-insoluble portion means a filter paper impervious portion when a sample is dissolved in THF.

【0013】また、着色剤としては、公知の着色剤なら
ば如何なるものも使用することができ、例えば、カーボ
ンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロ
ームイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイル
レッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライ
ド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサ
レート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピ
グメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッ
ド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.
I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・
イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー97、
C.I.ピグメント・イエロー170、C.I.ピグメ
ント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー1
5:3等が代表的なものとして挙げられる。この着色剤
の含有量は、結着樹脂100重量部に対して1〜20重
量%の範囲にあることが望ましい。着色剤の含有量が1
重量%より少ないと着色力が弱くなり、20重量%より
も多くなるとトナーの定着性が悪化する。電荷注入かぶ
りを防止するために2〜8重量%の範囲が好ましい。
As the colorant, any known colorant can be used, for example, carbon black, aniline blue, calcoil blue, chrome yellow, ultramarine blue, Dupont oil red, quinoline yellow , Methylene blue chloride, phthalocyanine blue, malachite green oxalate, lamp black, rose bengal, C.I. I. Pigment Red 48: 1, C.I. I. Pigment Red 57: 1, C.I. I. Pigment Red 122, C.I.
I. Pigment Yellow 12, C.I. I. Pigment
Yellow 17, C.I. I. Pigment Yellow 97,
C. I. Pigment Yellow 170, C.I. I. Pigment Blue 15: 1, C.I. I. Pigment Blue 1
5: 3 and the like are typical examples. The content of the coloring agent is preferably in the range of 1 to 20% by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. 1 colorant content
When the amount is less than 20% by weight, the coloring power is weakened. The range of 2 to 8% by weight is preferable for preventing charge injection fog.

【0014】本発明に用いる現像剤の絶縁性トナー中に
は、その他に、必要に応じて、荷電制御、電気抵抗制御
等の目的で種々の物質を添加することができる。例え
ば、フッ素系界面活性剤、サリチル酸、クロム錯体のよ
うなクロム系染料、マレイン酸、アミノ基含有ビニルモ
ノマーを単量体成分として含む重合体の如き荷電制御用
樹脂、第4アンモニウム塩、ニグロシン等のアジン系染
料等を添加することができる。また、耐オフセット性を
より良好にするために離型剤を添加してもよく、例え
ば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンに
代表されるポリオレフィン又はパラフィンワックス、キ
ャンデリラワックス、カルナバワックス、モンタンワッ
クス等の天然ワックス及びその誘導体等が適宜使用され
る。本発明においては、上記成分からなる絶縁性トナー
は、その体積平均粒径が5〜10μmの範囲のものを用
いる。
In addition, various substances can be added to the insulating toner of the developer used in the present invention for the purpose of charge control, electric resistance control and the like, if necessary. For example, fluorinated surfactants, salicylic acid, chromium dyes such as chromium complexes, maleic acid, charge control resins such as polymers containing amino group-containing vinyl monomers as monomer components, quaternary ammonium salts, nigrosine, etc. Azine-based dyes can be added. Further, a release agent may be added to improve the offset resistance, for example, low-molecular-weight polyethylene, polyolefin represented by low-molecular-weight polypropylene or paraffin wax, candelilla wax, carnauba wax, montan wax, etc. Natural wax and derivatives thereof are appropriately used. In the present invention, the insulating toner having the above-mentioned components has a volume average particle diameter in the range of 5 to 10 μm.

【0015】一方、本発明の現像剤に用いる磁性粒子
は、芯材上に樹脂微粒子を分散した樹脂被覆層を有する
ものであることが好ましい。この磁性粒子の芯材として
は、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェラ
イト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラスビーズ等が
あげられるが、磁気ブラシ法を用いることからすると、
磁性キャリアであることが望ましい。芯材の平均粒径
は、通常10〜500μm、好ましくは30〜100μ
mの範囲のものが用いられる。
On the other hand, the magnetic particles used in the developer of the present invention preferably have a resin coating layer in which fine resin particles are dispersed on a core material. Examples of the core material of the magnetic particles include iron, steel, nickel, magnetic metals such as cobalt, ferrite, magnetic oxides such as magnetite, glass beads, and the like.
Desirably, it is a magnetic carrier. The average particle size of the core material is usually 10 to 500 μm, preferably 30 to 100 μm.
m range is used.

【0016】その磁性粒子の樹脂被覆層中の樹脂微粒子
としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の微粒子であ
ればいずれも用いられるが、窒素含有樹脂の微粒子が好
ましく、なかでも、架橋したメラミン樹脂微粒子を用い
ることがより好ましい。これらの樹脂微粒子の製造方法
は、重合性モノマー又はオリゴマーを貧溶媒中に分散さ
せて、乳化重合又は懸濁重合を行い、次いで、架橋反応
を行わせながら表面張力により粒状化する方法、低分子
成分と架橋剤とを溶融混練等により混合反応させた後、
風力及び機械力により、所定の粒度に粉砕する方法等が
あげられる。この樹脂微粒子の平均粒径は、0.1〜2
μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは0.2〜
1μmである。平均粒径が0.1μmより小さいと樹脂
被膜層中での分散が非常に悪く、一方、2μmより大き
いと樹脂被膜層から脱落し易く、本来の機能を維持でき
なくなる場合がある。
As the resin fine particles in the resin coating layer of the magnetic particles, any fine particles of a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used, and fine particles of a nitrogen-containing resin are preferable. It is more preferable to use resin fine particles. The method for producing these resin fine particles is a method in which a polymerizable monomer or oligomer is dispersed in a poor solvent, emulsion polymerization or suspension polymerization is performed, and then a method of granulating by surface tension while performing a cross-linking reaction, a low molecular weight method After mixing and reacting the components and the crosslinking agent by melt kneading or the like,
A method of pulverizing to a predetermined particle size by wind force and mechanical force can be used. The average particle size of the resin fine particles is 0.1 to 2
It is preferably in the range of μm, more preferably 0.2 to
1 μm. If the average particle size is smaller than 0.1 μm, the dispersion in the resin coating layer is very poor. On the other hand, if the average particle size is larger than 2 μm, it tends to fall off from the resin coating layer and the original function may not be maintained.

【0017】本発明における樹脂被膜層では、樹脂微粒
子が層厚の方向、即ち、キャリア表面と平行方法及び接
線方向のいずれにも均一に分散しており、また、同時に
被膜層中の樹脂(マトリックス樹脂)も同様に均一に分
散していることが好ましい。樹脂被膜層が形成されてい
ると、長時間使用されて樹脂被膜層の表面が摩耗して
も、樹脂被膜層は最初と同様の表面組成を保持できるか
ら、トナーに良好な帯電付与能力を維持することが可能
となる。
In the resin coating layer according to the present invention, the resin fine particles are uniformly dispersed in the thickness direction, that is, both in the direction parallel to the carrier surface and in the tangential direction. (Resin) is also preferably uniformly dispersed. If the resin coating layer is formed, even if the surface of the resin coating layer is worn for a long time and used, the resin coating layer can maintain the same surface composition as at the beginning, so that the toner can maintain a good charging ability. It is possible to do.

【0018】上記の樹脂被覆層に用いるマトリックス樹
脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポ
リフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフル
オロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキ
サフルオロプロピレン等の他に、フッ化ビニリデンとア
クリル単量体の共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビ
ニルの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニ
リデンと非フッ素化単量体とのフッ素含有3元共重合体
等が挙げられ、これらを単独でまたは2種以上を併用し
て用いてもよい。
Examples of the matrix resin used for the resin coating layer include polystyrene, polyethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polytrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, and the like. Copolymers of vinylidene and acrylic monomers, copolymers of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, and fluorine-containing terpolymers of tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and non-fluorinated monomers. These may be used alone or in combination of two or more.

【0019】磁性粒子の芯材の表面に、メラミン樹脂粒
子とマトリックス樹脂としてのスチレン−アクリル系樹
脂、フッ素含有樹脂又はシリコーン樹脂とを含む樹脂被
膜層を形成する方法としては、例えば、芯材の粉末を層
形成用溶液中に浸漬する浸漬法、層形成用溶液を芯材の
表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮
遊させた状態で層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニー
ダーコーター中で芯材と層形成用溶液を混合し、溶剤を
除去するニーダーコーター法があげられるが、本発明に
おいてはニーダーコーター法を用いることが好ましい。
また、樹脂被膜層形成用塗布液に用いられる溶剤として
は、マトリックス樹脂を溶解するものであれば特に限定
されるものではなく、例えば、トルエン、キシレン等の
芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等の
ケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテ
ル類が挙げられる。この磁性粒子の樹脂被膜層の平均膜
厚は、通常0.1〜10μm、好ましくは0.2〜3μ
mの範囲である。
As a method for forming a resin coating layer containing melamine resin particles and a styrene-acrylic resin, a fluorine-containing resin or a silicone resin as a matrix resin on the surface of the core material of the magnetic particles, for example, A dipping method in which the powder is immersed in the layer forming solution, a spray method in which the layer forming solution is sprayed on the surface of the core material, a fluidized bed method in which the layer material is sprayed while the core material is suspended by flowing air, There is a kneader coater method in which a core material and a layer forming solution are mixed in a kneader coater to remove a solvent. In the present invention, it is preferable to use a kneader coater method.
The solvent used in the coating solution for forming the resin coating layer is not particularly limited as long as it dissolves the matrix resin, and examples thereof include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, acetone, and methyl ethyl ketone. Ketones and ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. The average film thickness of the resin coating layer of the magnetic particles is usually 0.1 to 10 μm, preferably 0.2 to 3 μm.
m.

【0020】また、磁性粒子は、上記した樹脂被覆に伴
って絶縁化されて、キャリアとして現像時に現像電極と
して働き難くなるため、特に黒ベタ部においてエッジ効
果が発生すること等によりソリッドの再現性が劣化す
る。そのため、このソリッドの再現性を改善する目的で
樹脂被覆中に導電材料を分散させてもよい。この導電材
料として用いられるものとしては、金、銀又は銅等の金
属、カーボンブラック、さらには酸化チタン、酸化亜鉛
と半導電性酸化物、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸ア
ルミニウム又はチタン酸カリウム等の無機物微粉末の表
面を酸化スズ、カーボンブラック、金属で被覆したもの
等が挙げられ、好ましくは、良好な導電性、製造安定性
及び低コスト等からカーボンブラックが好ましい。この
カーボンブラックとしては、特に種類の制限はなく公知
の如何なるものも用いられるが、DBP吸油量が50〜
250ml/100gの範囲の製造安定性の良好なカー
ボンブラックを用いることがより好ましい。
Further, since the magnetic particles are insulated along with the resin coating and hardly function as a developing electrode as a carrier at the time of development as a carrier, the reproducibility of solids is particularly caused by the occurrence of an edge effect in a black solid portion. Deteriorates. Therefore, a conductive material may be dispersed in the resin coating for the purpose of improving the reproducibility of the solid. Metals such as gold, silver or copper, carbon black, titanium oxide, zinc oxide and semiconductive oxide, zinc oxide, barium sulfate, aluminum borate, potassium titanate, etc. And the like. The surface of the inorganic fine powder is coated with tin oxide, carbon black, metal, and the like. Preferably, carbon black is preferable from the viewpoint of good conductivity, production stability, low cost, and the like. The carbon black is not particularly limited, and any known carbon black may be used.
It is more preferable to use carbon black having good production stability in the range of 250 ml / 100 g.

【0021】本発明の画像形成方法は、現像剤担持体の
表面に、上記した絶縁性トナーと磁性粒子とを混合した
現像剤からなる磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを
用いて、デジタル信号により制御されたレーザービーム
を照射して静電潜像保持体上に形成された静電潜像を現
像して可視化されるものであり、その際に、磁気ブラシ
を静電潜像保持体と接触または近接させるとともに、静
電潜像保持体と現像剤担持体との間には、交流成分を含
むバイアス電圧が印加される。
According to the image forming method of the present invention, a magnetic brush made of a developer obtained by mixing the above-mentioned insulating toner and magnetic particles is formed on the surface of a developer carrier, and a digital signal is formed by using the magnetic brush. The electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image holding body is developed by irradiating a laser beam controlled by the above, and is visualized. At that time, the magnetic brush is used as the electrostatic latent image holding body. A bias voltage including an AC component is applied between the electrostatic latent image holding member and the developer carrying member while the electrostatic latent image holding member is brought into contact with or close to the electrostatic latent image holding member.

【0022】本発明は、上記の画像形成方法の現像剤に
用いられる磁性粒子の電気抵抗率ρ(Ω・cm)は、画
像形成時に照射されるレーザービーム幅の直径r(μ
m)との間に、下記式(1)の関係を満たすものである
ことが必要である。 r≦−12×log(ρ)+216 (r≦100) (1) なお、上記磁性粒子の電気抵抗率ρ(Ω・cm)は、2
つの電極に挟まれた一定体積のセル内に磁性粒子を入れ
て、電極間の印加電圧を1(V/μm)としたときの抵
抗値である。また、上記レーザービームの直径r(μ
m)は、次のように定義する。即ち、図5に示すよう
に、ビームのエネルギー密度はビームの中心から半径方
向に離れるにつれて減少するが、そのエネルギー密度が
最大値(ビームの中心)の1/e2 =−13.5%とな
る位置における径であり、図5中にrとして示すもので
ある。
According to the present invention, the electric resistivity ρ (Ω · cm) of the magnetic particles used in the developer of the image forming method is determined by the diameter r (μ) of the width of the laser beam irradiated at the time of image formation.
m) must satisfy the relationship of the following equation (1). r ≦ −12 × log (ρ) +216 (r ≦ 100) (1) The electric resistivity ρ (Ω · cm) of the magnetic particles is 2
This is a resistance value when magnetic particles are placed in a cell having a fixed volume sandwiched between two electrodes and an applied voltage between the electrodes is set to 1 (V / μm). The laser beam has a diameter r (μ
m) is defined as follows. That is, as shown in FIG. 5, the energy density of the beam decreases as it moves away from the center of the beam in the radial direction, and the energy density becomes 1 / e 2 = 13.5% of the maximum value (center of the beam). This is the diameter at a given position, which is indicated as r in FIG.

【0023】また、前記現像剤担持体と潜像保持体との
間に印加するバイアス電圧の交流成分の周波数fは、次
式の範囲とする。 3,000≦f≦16,000 (Hz) さらに、交流周波の振動振幅(ピーク間電圧)が、下記
の範囲である。 1kV≦ピーク間電圧≦2.2kV 上記の交流周波のピーク間電圧とは、交流周波の振動振
幅を意味し、その周波形としては、矩形波、正弦波、三
角波または鋸歯波等から選択することができ、いずれの
波形状のものでも有効である。上記の交流成分の周波数
fは、低くすると粒状性が低下すること等から上記した
3,000〜16,000Hzが使用される範囲であ
る。また、交流周波数のピーク間電圧については、1k
V以上にするとトナーが磁性粒子から剥離され易くな
り、さらに電圧が上昇するにつれてトナーの電界追従性
が高くなって粒状性が向上すること等から1〜2.2k
Vが使用される範囲である。
The frequency f of the AC component of the bias voltage applied between the developer carrying member and the latent image holding member is in the range of the following equation. 3,000 ≦ f ≦ 16,000 (Hz) Further, the vibration amplitude (peak-to-peak voltage) of the AC frequency is in the following range. 1 kV ≦ peak-to-peak voltage ≦ 2.2 kV The above-mentioned peak-to-peak voltage of the AC frequency means the vibration amplitude of the AC frequency, and its peripheral waveform is selected from a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, a sawtooth wave, or the like. And any wave shape is effective. The frequency f of the AC component is in the range where the above-mentioned 3,000 to 16,000 Hz is used, because when the frequency is lowered, the granularity is reduced. The peak-to-peak voltage of the AC frequency is 1k
When the voltage is higher than V, the toner is easily peeled off from the magnetic particles. Further, as the voltage increases, the electric field followability of the toner increases and the granularity is improved.
V is the range used.

【0024】本発明は、上記した現像剤を用いる画像形
成において、静電潜像の現像に用いられたトナーは磁性
粒子に残存する残留電荷によって逆電界が生じるため、
一度現像に用いられたトナーを現像剤担持体に戻して再
利用すると白抜けが発生し、また、その高濃度部と低濃
度部との電位差が大きいほど逆電界が強く生じて白抜け
が多発するようになるから、磁性粒子の電気抵抗率を小
さくさせて残留電荷を減少させるとともに、静電潜像の
形成に用いられるレーザービームの直径を小さくすると
高濃度部と低濃度部の電位差は小さくなり、白抜けが生
じ難くなることが判った。このことから、磁性粒子の抵
抗率が低いほど、また、レーザービームの直径が小さい
ほど白抜けの発生は少なくなり、磁性粒子の抵抗率ρ
(Ω・cm)とレーザービームの直径r(μm)との間
に前記式(1)に示す関係、r≦−12×log(ρ)
+216(r≦100)を満たすこと、さらに、印加す
るバイアス電圧中の交流成分の周波数fを3,000〜
16,000Hzの範囲とし、その交流周波の振動振幅
(ピーク間電圧)が1〜2.2kVの範囲にあるように
設定することによって、実質的に白抜けの発生及びかぶ
り現象がなくなる。
According to the present invention, in forming an image using the above-described developer, a toner used for developing an electrostatic latent image generates a reverse electric field due to residual charges remaining on magnetic particles.
Once the toner used for development is returned to the developer carrier and reused, white spots occur. In addition, the larger the potential difference between the high-density part and the low-density part, the stronger the reverse electric field is generated, and white spots occur frequently. When the diameter of the laser beam used to form the electrostatic latent image is reduced, the potential difference between the high density area and the low density area is reduced. It was found that white spots were less likely to occur. Thus, the lower the resistivity of the magnetic particles and the smaller the diameter of the laser beam, the smaller the occurrence of white spots, and the resistivity ρ of the magnetic particles
(Ω · cm) and the diameter r (μm) of the laser beam, the relationship shown in the above equation (1), r ≦ −12 × log (ρ)
+216 (r ≦ 100), and the frequency f of the AC component in the applied bias voltage is set to 3,000 to
By setting the frequency in the range of 16,000 Hz and the vibration amplitude (peak-to-peak voltage) of the AC frequency in the range of 1 to 2.2 kV, the occurrence of white spots and the fogging phenomenon are substantially eliminated.

【0025】また、本発明による画像形成方法は、5〜
10μmの小粒径トナーを使用する二成分現像剤と現像
機に交流周波数を採用しているので、現像部における磁
性粒子と静電潜像保持体(感光体)との狭い間隙領域に
おいて、トナーがキャリアから有効に剥離され、空間電
界の変化に追従して感光体上の潜像に忠実にトナーが付
着現像されるものである。このトナー粒径が11μm以
上になると、トナーの重量による慣性力が大きいため
に、高周波電界での追従性が低下して、潜像への忠実性
つまり粒状性が劣ることになるが、トナー粒径が5〜1
0μmの範囲のものを用いることによりトナーの電界追
従性が高まり、潜像に忠実に現像することが可能にな
る。
Further, the image forming method according to the present invention comprises
Since a two-component developer using a toner having a small particle diameter of 10 μm and an AC frequency are adopted for the developing device, the toner is disposed in a narrow gap region between the magnetic particles and the electrostatic latent image holding member (photoconductor) in the developing section. Is effectively separated from the carrier, and the toner adheres and develops to the latent image on the photoreceptor by following the change in the spatial electric field. If the toner particle size is 11 μm or more, the inertia force due to the weight of the toner is large, so that the followability in a high-frequency electric field is reduced, and the fidelity to a latent image, that is, the granularity is deteriorated. 5-1
By using a toner having a thickness of 0 μm, the ability of the toner to follow the electric field is enhanced, and it becomes possible to develop the latent image faithfully.

【0026】[0026]

【実施例】図1は、本発明の画像形成に用いる一例の画
像形成装置の概略構成図を示すものである。図1におい
て、感光体(静電潜像保持体)1は矢印aの方向に回転
し、感光体1の表面は、帯電器6で帯電され、これにレ
ーザービーム7を照射して静電潜像を形成し、得られた
静電潜像を二成分磁気ブラシ現像器2により現像して可
視化し、得られたトナー像を転写器8上の転写体に転写
し、次いでブレードクリーニング装置9でクリーニング
を行うサイクルが繰り返される。一方、転写されたトナ
ー像は、図示されていない定着器により転写体に定着さ
れる。なお、10は、電位安定化器である。図2は、図
1に示す画像形成装置の二成分磁気ブラシ現像器2の部
分を拡大した概略構成図を示すものである。図2におい
て、現像ロール(現像剤担持体)3には固定磁石の周り
を回転する現像スリーブ3aが設けられていて、電圧印
加装置4により交流バイアス電圧が現像スリーブ3aの
上に印加されるように設定されている。なお図2中、矢
印bは、現像ロールの回転方向を示す。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus used for image formation according to the present invention. In FIG. 1, a photosensitive member (electrostatic latent image holding member) 1 rotates in a direction of an arrow a, and the surface of the photosensitive member 1 is charged by a charger 6 and irradiated with a laser beam 7 to charge the electrostatic latent image. An image is formed, the obtained electrostatic latent image is developed and visualized by the two-component magnetic brush developing device 2, the obtained toner image is transferred to a transfer member on the transfer device 8, and then the blade cleaning device 9 The cycle of cleaning is repeated. On the other hand, the transferred toner image is fixed on a transfer body by a fixing device (not shown). In addition, 10 is a potential stabilizer. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an enlarged part of the two-component magnetic brush developing device 2 of the image forming apparatus shown in FIG. In FIG. 2, a developing roll (developer carrier) 3 is provided with a developing sleeve 3 a that rotates around a fixed magnet, and an AC bias voltage is applied to the developing sleeve 3 a by a voltage applying device 4. Is set to In FIG. 2, the arrow b indicates the rotation direction of the developing roll.

【0027】以下、図1及び図2を参照して、本発明の
好適な実施例を例示的に説明する。この実施例に記載さ
れた構成の寸法、特質及びその他のパラメーターは、本
発明を何ら限定するものではない。先ず、感光体1を矢
印aで図示した方向に一定の回転速度で回転させて、均
一帯電時には−600Vに帯電される。現像スリーブ3
aは、直径15〜25mmの円筒型で非磁性導電性であ
り、回転方向と回転速度が任意に設定できる。この現像
スリーブには7極の固定されたマグネットが内蔵されて
おり、設定角度は変更可能である。磁気ロールの現像極
の磁力は、現像スリーブ表面において120mTの磁界
が形成されるように設定されている。現像スリーブ表面
の現像剤層の層厚を形成する規制ブレード11は、磁性
体材料の内面プレート11aを備えており、この規制ブ
レードと現像スリーブの離間距離は0.7〜0.9mm
とし、感光体と現像スリーブとの離間距離は0.5mm
に設定した。また、現像スリーブの表面には電圧印加装
置4により任意の直流電圧と任意の交流電圧とを重畳し
たバイアス電圧を印加できるように設定した。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be illustratively described with reference to FIGS. The dimensions, characteristics and other parameters of the arrangement described in this example do not limit the invention in any way. First, the photoconductor 1 is rotated at a constant rotation speed in the direction shown by the arrow a, and is charged to -600 V during uniform charging. Developing sleeve 3
a is a cylindrical type having a diameter of 15 to 25 mm and is non-magnetic conductive, and the rotation direction and the rotation speed can be arbitrarily set. This developing sleeve contains a fixed magnet with seven poles, and the set angle can be changed. The magnetic force of the developing pole of the magnetic roll is set so that a magnetic field of 120 mT is formed on the surface of the developing sleeve. The regulating blade 11, which forms the layer thickness of the developer layer on the surface of the developing sleeve, includes an inner plate 11a of a magnetic material, and the distance between the regulating blade and the developing sleeve is 0.7 to 0.9 mm.
The distance between the photoconductor and the developing sleeve is 0.5 mm
Set to. In addition, the surface of the developing sleeve was set so that a voltage applying device 4 could apply a bias voltage in which an arbitrary DC voltage and an arbitrary AC voltage were superimposed.

【0028】現像剤5は二成分現像剤であり、そのトナ
ーとしては、それぞれ体積平均粒径12μm、10.5
μm、9μm及び7μmの4種の黒色非磁性トナー(結
着樹脂:ポリエステル)を用い、それらの帯電量は−2
0μC/g(ブローオフ法)のものであった。また、そ
のキャリアは平均粒径50μmのフェライト系を用い
た。これらの現像剤のトナー濃度は、ベタ部の濃度を得
るために用紙上に必要なトナー量が0.7mg/cm2
になるように濃度調節を行い、この際のトナー濃度は3
〜9重量%であった。現像スリーブ内のマグネット中で
現像に寄与するマグネットの位置は、感光体との最接近
位置に対して±5°以内に配置した。また、感光体の移
動速度は300mm/秒とし、現像スリーブを感光体と
同方向に480mm/秒で回転させた。また、電圧印加
装置の直流成分を−450Vとし、交流成分の振幅値を
1.5kV(P−P)、その周波数を2〜8kHzで実
験を行った。
The developer 5 is a two-component developer, and its toner has a volume average particle diameter of 12 μm, 10.5 μm and 10.5 μm, respectively.
μm, 9 μm, and 7 μm, four kinds of black non-magnetic toners (binder resin: polyester) were used, and their charge amounts were −2.
The amount was 0 μC / g (blow-off method). The carrier used was a ferrite having an average particle size of 50 μm. The toner density of these developers is such that the amount of toner required on the paper to obtain a solid density is 0.7 mg / cm 2.
Is adjusted so that the toner density at this time is 3
99% by weight. The position of the magnet contributing to development in the magnet in the developing sleeve was arranged within ± 5 ° with respect to the closest position to the photoconductor. The moving speed of the photoconductor was 300 mm / sec, and the developing sleeve was rotated at 480 mm / sec in the same direction as the photoconductor. Further, an experiment was performed with the DC component of the voltage application device set to -450 V, the amplitude value of the AC component set to 1.5 kV (PP), and the frequency set to 2 to 8 kHz.

【0029】上記の操作条件により得られた複写画像の
同一濃度0.4〜0.6における中間調の粒状性につい
て、最適の粒状性を満たす周波数は、トナーの体積平均
粒径が10.5μm及び9μmのトナーを用いた場合に
は4kHz程度であり、また、トナーの体積平均粒径が
7μmのトナーを用いた場合には6kHzであった。こ
のことは、トナーの体積平均粒径が小さいもの程、周波
数の効果が顕著に現れることになり、良好な粒状性を示
した。この結果から、トナーの体積平均粒径としては、
好ましくは10μm以下のものであり、より好ましくは
9μm以下のものであることが判明した。
With respect to the halftone graininess at the same density of 0.4 to 0.6 of the copied image obtained under the above operating conditions, the frequency satisfying the optimum graininess is such that the volume average particle diameter of the toner is 10.5 μm. And about 4 kHz when a toner of 9 μm was used, and 6 kHz when a toner having a volume average particle diameter of 7 μm was used. This means that the smaller the volume average particle diameter of the toner, the more remarkable the effect of the frequency appears, indicating good granularity. From this result, the volume average particle diameter of the toner is
It has been found that the thickness is preferably 10 μm or less, and more preferably 9 μm or less.

【0030】次に、図2に示す現像装置を用いて、体積
平均粒径9μmのトナー及び平均粒径50μmのキャリ
アからなる現像剤を用いて、交流成分の周波数0〜20
kHz及びその振幅値0〜1.8kVにおいて、同一重
量%のトナー濃度における中間調の粒状性及び画像背景
部のかぶりを測定した。従来の技術では高周波による濃
度低下が見られたが、本発明のこの実験例では周波数を
16kHzにまで上昇させるまで濃度低下の発生がなか
った。また、粒状性についても、上記の実験と同様に4
kHzにおいて最適値が得られた。さらに、画像背景部
のかぶりは、周波数3kHz未満で発生すること、また
粒状性についても周波数は3kHz以上が必要であるこ
とが判った。なお、この実験例に使用した交流バイアス
の電圧波形は矩形波であったが、その他の正弦波、三角
波または鋸波でも同様の効果が得られた。さらに、この
実験例では接触現像方法を用いたが、非接触ジャンピン
グ現像でも同様の効果がある。また、交流周波の振動振
幅が0.9kVと1.8kVとにおいて粒状性の変化を
周波数について確認したところ、振動振幅が1.8kV
と高くなると粒状性が向上することが判った。また、振
動振幅と画像濃度との関係は、周波の波形依存が多少み
られるものの、良好な画像濃度を得るには1kV以上を
必要とすることが判った。
Next, using the developing device shown in FIG. 2, using a developer comprising a toner having a volume average particle diameter of 9 μm and a carrier having an average particle diameter of 50 μm, the frequency of the AC component is 0 to 20.
At kHz and its amplitude value of 0 to 1.8 kV, the halftone granularity and the fog of the image background were measured at the same concentration of toner by weight. In the prior art, a decrease in density due to high frequency was observed, but in this experimental example of the present invention, no decrease in density occurred until the frequency was increased to 16 kHz. In addition, the graininess was also 4 as in the above experiment.
The optimum was obtained at kHz. Further, it was found that fogging of the image background portion occurred at a frequency of less than 3 kHz, and that the frequency required for the graininess was 3 kHz or more. Although the voltage waveform of the AC bias used in this experimental example was a rectangular wave, other sine waves, triangular waves, or sawtooth waves provided similar effects. Further, although the contact development method is used in this experimental example, the same effect can be obtained by non-contact jumping development. Further, when the change in granularity was confirmed with respect to the frequency when the vibration amplitude of the AC frequency was 0.9 kV and 1.8 kV, the vibration amplitude was 1.8 kV.
It was found that the graininess was improved when the temperature was increased. Further, it was found that the relationship between the vibration amplitude and the image density required a voltage of 1 kV or more in order to obtain a good image density, although the frequency waveform was somewhat dependent on the waveform.

【0031】さらに、本発明の他の実施例として、図1
及び図2を参照して具体的に説明する。感光体1の周囲
には、二成分磁気ブラシ現像器2が設けられた位置より
も回転方向の上流側に感光体を一様帯電させる帯電器
(スコロトロンチャージャー)6、デジタルの画像信号
によりレーザービーム7を照射し静電潜像を形成する書
込み装置(図示されていない)が設けられ、上記画像信
号による光の照射に万線スクリーンが用いられている。
また、感光体1の回転方向の下流側には、転写器8と対
向した位置に現像されたトナー像を用紙に転写する転写
装置が設けられている。さらに下流側には、転写後に感
光体上に残ったトナーを除去するクリーニング装置が設
けられている。一方、用紙の搬送経路には、転写部から
搬出される用紙を搬送するための紙送り装置が設けら
れ、その下流には、転写されたトナー像を用紙に定着さ
せる定着装置が設けられている。また、上記書込み装置
はデジタル信号に基づいてレーザービームを照射するも
のであり、レーザーダイオードを光源とし、レーザービ
ームの波長は780nmのものが用いられる。このレー
ザービームの照射により全面露光画像部の電位が−10
0Vになるように設定されている。
Further, as another embodiment of the present invention, FIG.
This will be specifically described with reference to FIG. Around the photoconductor 1, a charger (scorotron charger) 6 for uniformly charging the photoconductor upstream of the position where the two-component magnetic brush developing device 2 is provided in the rotation direction, and a laser based on a digital image signal A writing device (not shown) for irradiating the beam 7 to form an electrostatic latent image is provided, and a line screen is used for irradiating light by the image signal.
A transfer device that transfers the developed toner image to a sheet at a position facing the transfer device 8 is provided downstream of the photoconductor 1 in the rotation direction. Further downstream, a cleaning device is provided for removing toner remaining on the photoconductor after transfer. On the other hand, a paper feeder for transporting the paper unloaded from the transfer unit is provided on the paper transport path, and a fixing device for fixing the transferred toner image to the paper is provided downstream thereof. . Further, the writing device irradiates a laser beam based on a digital signal, uses a laser diode as a light source, and uses a laser beam having a wavelength of 780 nm. By the irradiation of the laser beam, the potential of the image portion exposed entirely is -10.
It is set to be 0V.

【0032】図2に示される二成分磁気ブラシ現像装置
2では、現像剤5を収容するハウジング内に、表面に現
像剤を吸着し回転することにより現像剤を搬送する円筒
状の現像ロール3と、その表面に付着する現像剤量を規
制する規制ブレード11と、さらにその上流に位置して
回転し、現像剤の攪拌及び搬送を行い現像ロールに現像
剤を供給するスクリューオーガーを備えている。
In the two-component magnetic brush developing device 2 shown in FIG. 2, a cylindrical developing roll 3 for transporting the developer by adsorbing the developer on the surface and rotating the housing is provided in a housing containing the developer 5. A regulating auger 11 for regulating the amount of the developer adhering to the surface thereof, and a screw auger for rotating the agitator, which is located upstream of the regulating blade 11 and agitates and transports the developer to supply the developer to the developing roll.

【0033】その現像ロール3は、回転しないように固
定された磁石ロールを内蔵し、この周囲に回転可能に支
持された現像スリーブを備えている。この現像スリーブ
は、感光体と0.5mmの間隔で対向するように配置さ
れ、互いの表面が近接した部分が現像領域となってい
る。また、内部に配設された磁石ロールは、複数の磁極
を有し、隣接する磁極間で形成される磁界によって磁性
粒子の磁気ブラシを現像スリーブの表面に形成し、スリ
ーブの回転により現像剤を搬送できるようになってい
る。現像スリーブの回転速度は、感光体と現像スリーブ
との周速比が約1:1.6に設定されている。
The developing roll 3 incorporates a magnet roll fixed so as not to rotate, and has a developing sleeve rotatably supported around the magnet roll. The developing sleeve is arranged so as to face the photoconductor at a distance of 0.5 mm, and a portion where the surfaces are close to each other is a developing area. Further, the magnet roll disposed inside has a plurality of magnetic poles, and forms a magnetic brush of magnetic particles on the surface of the developing sleeve by a magnetic field formed between adjacent magnetic poles, and the developer is rotated by rotation of the sleeve. It can be transported. The rotational speed of the developing sleeve is set so that the peripheral speed ratio between the photosensitive member and the developing sleeve is approximately 1: 1.6.

【0034】また、現像ロール3には、直流電源及び交
流電源から現像バイアス電圧として直流電圧及び交流電
圧が印加されており、感光体1と近接する位置(現像領
域)に形成される電界により電荷を有するトナーが静電
潜像に付着するように設定されている。この印加電圧
は、直流成分を負電圧とし、感光体の全面露光画像部の
電圧が−100Vであるのに対し、現像コントラスト
(直流成分電圧と感光体の全面露光電位の電位差)が3
50V程度になるように、即ち、直流成分を−450V
としている。
A DC voltage and an AC voltage are applied to the developing roll 3 as a developing bias voltage from a DC power supply and an AC power supply, and the electric charge is generated by an electric field formed at a position (developing area) close to the photoreceptor 1. Is set such that the toner having the following formula is adhered to the electrostatic latent image. The applied voltage is such that the DC component is a negative voltage and the voltage of the image area of the entire surface of the photoconductor is -100 V, while the development contrast (the potential difference between the DC component voltage and the entire surface exposure potential of the photoconductor) is 3
So that it becomes about 50 V, that is, the DC component is -450 V
And

【0035】この現像コントラストは、この実施例の感
光体では、450V以上にすると階調性が低下すること
から、450Vを良好な階調性が得られる値として用い
た。また、上記印加電圧の交流成分は、その振幅値がピ
ーク値とピーク値で1.5kV、周波数が4kHzであ
り、波形は矩形波が用いられている。また、現像剤の規
制ブレード11は、一端が固定支持されており、他端が
現像ロール3の表面に近接して突き出すように取り付け
られており、現像ロールの表面に吸着される現像剤を一
定量に規制している。
In the case of the photoreceptor of this embodiment, when the developing contrast is set to 450 V or more, the gradation deteriorates. Therefore, 450 V is used as a value at which good gradation can be obtained. The AC component of the applied voltage has a peak value and a peak value of 1.5 kV, a frequency of 4 kHz, and a rectangular waveform. One end of the developer regulating blade 11 is fixedly supported, and the other end is attached so as to protrude in the vicinity of the surface of the developing roll 3 so that the developer adsorbed on the surface of the developing roll is kept constant. The amount is regulated.

【0036】上記した画像形成装置を用いて、次に示す
工程で画像形成を行った。感光体1は帯電器6によって
一様に帯電され、書込み装置からレーザービーム7が照
射されて静電潜像が形成される。次に、感光体が回転し
て静電潜像が形成された感光体の表面は、現像装置と対
向する現像領域に移動し現像される。次に、現像された
トナー像は感光体の回転により移動して転写器8によっ
て用紙上に転写される。転写後の静電潜像保持体は、ク
リーニング装置によって清掃され、再び帯電器によって
帯電される。形成されたトナー像は、定着装置に搬送さ
れ、加熱加圧されて用紙上に定着される。
Using the above-described image forming apparatus, an image was formed in the following steps. The photoreceptor 1 is uniformly charged by a charger 6 and is irradiated with a laser beam 7 from a writing device to form an electrostatic latent image. Next, the surface of the photoconductor on which the electrostatic latent image is formed by the rotation of the photoconductor moves to a development area facing the development device and is developed. Next, the developed toner image is moved by the rotation of the photoconductor, and is transferred onto a sheet by the transfer unit 8. The electrostatic latent image holding body after the transfer is cleaned by the cleaning device, and charged again by the charger. The formed toner image is conveyed to a fixing device, and is heated and pressed to be fixed on a sheet.

【0037】上記の画像形成において、書込み装置のレ
ーザービームの直径と磁性粒子の抵抗率とを変更して、
静電潜像の形成及び現像を行った。現像剤としては、平
均粒径が9μmのトナーと平均粒径が50μmの磁性粒
子(フェライトキャリア)とを混合したものをトナー濃
度が6重量%になるようにして使用した。これらの結果
を図3に示す。
In the above image formation, the diameter of the laser beam of the writing device and the resistivity of the magnetic particles are changed,
An electrostatic latent image was formed and developed. As the developer, a mixture of a toner having an average particle diameter of 9 μm and magnetic particles (ferrite carrier) having an average particle diameter of 50 μm was used so that the toner concentration became 6% by weight. These results are shown in FIG.

【0038】図3は、レーザービームの直径を、それぞ
れ40μm、50μm、64μm、80μm及び95μ
mの5種類に設定し、それぞれについて現像剤の磁性粒
子の抵抗率を107 〜1015Ω・cmの範囲で変化させ
て静電潜像の形成及び現像を行ない、白抜けの発生状態
を観察した結果を示すものである。図3においては、白
抜けの発生状態を次に示す3つのグレードに分けて評価
したものである。 グレード1:白抜けの発生なし (図中○で示す) グレード2:白抜けの発生はあるが許容範囲 (図中△で示す) グレード3:白抜けが多発し、許容範囲外 (図中×で示す) 図3に見られるように、磁性粒子の抵抗率ρ(Ω・c
m)が低い程、また、レーザービームの直径r(μm)
が小さい程、白抜けは発生し難くなる傾向がある。図3
中に示す破線は、前記したr=−12×log(ρ)+
216[式(1)]で示されるものであり、白抜けの発
生が許容範囲内となるのは、殆んどこの破線より磁性粒
子の抵抗率及びレーザービームの直径が小さい範囲であ
る。さらに、この実施例では接触現像を用いたが、非接
触ジャンピング現像でも同様に有効である。
FIG. 3 shows the laser beam diameters of 40 μm, 50 μm, 64 μm, 80 μm and 95 μm, respectively.
m, the electrostatic latent image is formed and developed by changing the resistivity of the magnetic particles of the developer in the range of 10 7 to 10 15 Ω · cm for each of them, and the occurrence of white spots is reduced. It shows the result of the observation. In FIG. 3, the state of occurrence of white spots is evaluated by being divided into the following three grades. Grade 1: No white spots occurred (indicated by a circle in the figure) Grade 2: White spots occurred but in an allowable range (indicated by a triangle in the figure) Grade 3: White spots frequently occurred and were out of the allowable range (x in the figure) As shown in FIG. 3, the resistivity ρ (Ω · c) of the magnetic particles
The lower the value of m), the larger the diameter r (μm) of the laser beam
Is smaller, white spots tend to be less likely to occur. FIG.
The broken line shown therein is r = −12 × log (ρ) +
216 [Equation (1)], and the occurrence of white spots is within the allowable range when the resistivity of the magnetic particles and the diameter of the laser beam are smaller than most of the broken lines. Further, in this embodiment, contact development is used, but non-contact jumping development is similarly effective.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の画像形成方法は、上記した構成
を採ることにより、高画像濃度で白抜けがなく、かつ、
かぶりの発生しない良好な粒状性を有する高品質の画像
を得ることができる。特に、二成分現像剤に用いる絶縁
性トナーに平均粒径が10μm以下の小粒径トナーを用
いて、長期に亘って白抜け等の画像異常の発生がなく、
また、非画像部の汚れ等のかぶり現象の発生が防止でき
るとともに、文字再現性及び粒状性に優れた高品位の画
像を得ることができる。また、現像バイアス電圧の交流
成分の周波数を高くすることにより、かぶり現象の発生
を防止でき、また、粒状性を向上させた高画質の画像が
得られる。
According to the image forming method of the present invention, by adopting the above-mentioned structure, high image density, no white spots, and
A high-quality image having good graininess without fogging can be obtained. In particular, by using a small particle size toner having an average particle size of 10 μm or less for the insulating toner used for the two-component developer, image defects such as white spots do not occur for a long time,
Further, it is possible to prevent the occurrence of a fogging phenomenon such as contamination of a non-image portion, and to obtain a high-quality image excellent in character reproducibility and granularity. Further, by increasing the frequency of the AC component of the developing bias voltage, the occurrence of the fogging phenomenon can be prevented, and a high-quality image with improved graininess can be obtained.

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

【図1】 本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus of the present invention.

【図2】 本発明の画像形成装置における現像装置の一
例を示す概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a developing device in the image forming apparatus of the present invention.

【図3】 本発明の画像形成において得られる磁性粒子
の電気抵抗率ρとレーザービームの直径rとの関係を示
すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the electrical resistivity ρ of magnetic particles obtained in the image formation of the present invention and the diameter r of a laser beam.

【図4】 従来の画像形成方法における問題点を説明す
るための画像例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an image for explaining a problem in a conventional image forming method.

【図5】 本発明に用いるレーザービームの直径rの定
義を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a definition of a diameter r of a laser beam used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…感光体、2…二成分磁気ブラシ現像器、3…現像ロ
ール、3a…現像スリーブ、4…電圧印加装置、5…現
像剤、6…帯電器、7…レーザービーム、8…転写器、
9…クリーニング装置、10…電位安定化器、11…規
制ブレード、11a…内面プレート。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photoreceptor, 2 ... Two-component magnetic brush developing device, 3 ... Developing roll, 3a ... Developing sleeve, 4 ... Voltage application device, 5 ... Developer, 6 ... Charging device, 7 ... Laser beam, 8 ... Transfer device,
9 cleaning device, 10 potential stabilizer, 11 regulating blade, 11a inner plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G03G 9/113 G03G 9/08 331 15/06 101 9/10 15/09 361 (72)発明者 太田 耕三 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 高木 慎平 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI G03G 9/113 G03G 9/08 331 15/06 101 9/10 15/09 361 (72) Inventor Kozo Ota Takematsu, Minamiashigara-shi, Kanagawa 1600 Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Shinpei Takagi 1600 Takematsu, Minami Ashigara City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 現像剤担持体の表面に、絶縁性トナーと
磁性粒子を混合した現像剤の磁気ブラシを形成し、得ら
れた磁気ブラシを、デジタル信号に基づくレーザービー
ムの照射により静電潜像が表面に形成された静電潜像保
持体に接触または近接させるとともに、静電潜像保持体
と現像剤担持体との間に交流成分を含むバイアス電圧を
印加することにより、その静電潜像に絶縁性トナーを付
着させて可視化する画像形成方法において、前記絶縁性
トナーとして、体積平均粒径が5〜10μmの範囲であ
り、かつテトラヒドロフラン不溶分が1〜25重量%の
結着樹脂及び着色剤を含有するものを用い、また、前記
磁性粒子として、電気抵抗率ρ(Ω・cm)が前記レー
ザービームの直径r(μm)との間に下記式(1)の関
係を満たすものを用いるとともに、さらに、前記バイア
ス電圧中の交流成分の周波数fが3,000〜16,0
00Hzの範囲であり、その交流周波の振動振幅(ピー
ク間電圧)が1〜2.2kVの範囲になるように印加す
ることを特徴とする画像形成方法。 r≦−12×log(ρ)+216 (r≦100) (1)
1. A developer magnetic brush in which an insulating toner and magnetic particles are mixed is formed on a surface of a developer carrier, and the obtained magnetic brush is irradiated with a laser beam based on a digital signal to form an electrostatic latent brush. The image is brought into contact with or close to the electrostatic latent image holding member formed on the surface, and a bias voltage including an AC component is applied between the electrostatic latent image holding member and the developer holding member, thereby forming the electrostatic latent image holding member. In the image forming method for visualizing an image by attaching an insulating toner to a latent image, a binder resin having a volume average particle size of 5 to 10 μm and a tetrahydrofuran insoluble content of 1 to 25% by weight is used as the insulating toner. And a magnetic particle having an electrical resistivity ρ (Ω · cm) satisfying the following formula (1) between the laser beam and the diameter r (μm) of the laser beam. Using With further frequency f of the AC component in the bias voltage 3,000~16,0
An image forming method, wherein the application is performed so that the vibration amplitude (peak-to-peak voltage) of the AC frequency is in the range of 1 to 2.2 kV. r ≦ −12 × log (ρ) +216 (r ≦ 100) (1)
【請求項2】 現像剤担持体が、固定された磁極を内蔵
するものであることを特徴とする請求項1に記載の画像
形成方法。
2. The image forming method according to claim 1, wherein the developer carrier has a built-in fixed magnetic pole.
【請求項3】 磁性粒子が、核体粒子上に樹脂被覆層を
設けてなるものであることを特徴とする請求項1に記載
の画像形成方法。
3. The image forming method according to claim 1, wherein the magnetic particles are obtained by providing a resin coating layer on core particles.
【請求項4】 樹脂被覆層が、樹脂微粒子及び導電材料
を分散してなるものであることを特徴とする請求項3に
記載の画像形成方法。
4. The image forming method according to claim 3, wherein the resin coating layer is formed by dispersing resin fine particles and a conductive material.
【請求項5】 樹脂微粒子が、平均粒径0.1〜2μm
のものであることを特徴とする請求項4に記載の画像形
成方法。
5. The resin fine particles have an average particle size of 0.1 to 2 μm.
The image forming method according to claim 4, wherein:
【請求項6】 樹脂微粒子が、窒素含有樹脂微粒子であ
ることを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成方
法。
6. The image forming method according to claim 4, wherein the resin fine particles are nitrogen-containing resin fine particles.
【請求項7】 導電材料が、カーボンブラックであるこ
とを特徴とする請求項4に記載の画像形成方法。
7. The image forming method according to claim 4, wherein the conductive material is carbon black.
【請求項8】 磁性粒子が、平均粒径25〜100μm
のものであることを特徴とする請求項1に記載の画像形
成方法。
8. The magnetic particles having an average particle size of 25 to 100 μm
The image forming method according to claim 1, wherein:
【請求項9】 トナーの結着樹脂が、線状ポリエステル
を含有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成
方法。
9. The image forming method according to claim 1, wherein the binder resin of the toner contains a linear polyester.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6160979A (en) * 1998-11-10 2000-12-12 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus

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US6160979A (en) * 1998-11-10 2000-12-12 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus

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