JPS62288857A - 画像形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真法等に用いられる画像形成法に関し
、特に非晶質シリコン感光体を潜像保持層として用いた
画像形成法に関する。

［従来の技術］ 光導電物質で、電子写真用感光体として公知のモノは、
　Ｓｅ、　ＣｄＳ、　ＯＰＣ，非晶質シリコンなどであ
るが、非晶質シリコン感光体は、他の公知のものに比較
して極めて高い表面硬度を有し、また可視光領域全般に
わたり、高い感光度を持つという特長を有している。非
晶質シリコンについては、その高い表面硬度により、感
光体として長寿命が期待され、ランニングコストの低下
、メンテナンス期間の延長など、有利な面が多くある。

他方、非晶質シリコンにおいては、暗減衰が速いので、
いわゆる中、高速機に適した感光体である。そのため、
非晶質シリコンは厳しい条件下で利用される。例えば、
高速機では、ドラム周速が大であり、また現像器のスリ
ーブ周速も大で、キャリアがドラムを高い衝撃力で摺擦
するため。

ドラム表面に傷がつきやすくなる。また、従来の粉砕に
より得られた不定形鉄粉キャリア等は、表面が凸凹で、
磁気ブラシも硬く、ドラム表面の傷を助長した。そのた
め、現像スリーブ周速を落とさねばならないので、画像
濃度も低いものであった。

また、キャリアの電流値も低かったので、エツジ効果に
より、望ましい画像が得られなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は上述の如き問題点を解決した画像形成法
を提供するものである。

しかるに本発明の目的は、ドラム傷を軽減する画像形成
法を提供するものである。

さらに、本発明の目的は、高い画像濃度で、かつ優れた
画質をもつ画像形成法を提供するものである。

さらに、本発明の目的は、環境依存性の少ない画像形成
法を提供するものである。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明は、
！？Ｉ像保持層上に電気的潜像を形成する工程、現像剤
保持部材上に配された現像剤で上記潜像を現像する工程
、および得られた現像剤像を被転写部材に転写する工程
からなる画像形成法において、非晶質シリコン感光体を
用い、現像剤としてキャリアとトナーの混合物を用い、
該キャリアが ｄ）外接矩形相当径が１０〜２００μｍの範囲に８０個
数パーセント以上含まれ、 ｂ）外接矩形相当径と球体相当径の比が１　＋　１．２
〜１　：　２．５であることを特徴とする画像形成法で
ある。

上記の要請を満たすキャリアは、ソフトな磁気ブラシを
形成し、感光体との摺擦による衝撃力を弱めてドラム傷
を軽減するとともに、トチ−粒子の付着する面積が犬で
あるので良好な画像濃度が得られるという特長を持つ。

上記の要請ｂ）を満たす形状としては、小判型あるいは
赤血球型、ラグビーポール型等が考えられる０本発明に
おいては、この小判型、赤血球型、ラグビーポール型が
好ましく用いられる。

このキャリアは、その８０個数パーセント以上が外接矩
形相当径１０〜２００μ重の範囲に分布し、さらに望ま
しくは８０個数パーセント以上が２５〜１００４ｍの範
囲に分布するのが良い。１０ｇｍ未満では、キャリアが
感光体に付着し、画像に白抜けが起こり、２００　ｇｍ
を越えると、トナーの帯電制御が難しい。また、外接矩
形相当径と球体相当径の比が１・１．２〜１　：　２．
５　、　さらに望ましくは１　：　１．５〜１：２．Ｏ
であるのが良い、　１　：　１．２未満では磁気ブラシ
が硬くかつ電流値も低く良好な画像濃度が得られず、ま
た１　：　２．５を越えると流動性が悪化し、かえって
磁気ブラシが硬くなる。

ここでいう外接矩形相当径（Ｃ）は、キャリアを最も安
定な状態で静止させ、任意に選んだ１．０００個につい
て水平方向最大弦長ＣＨ、垂直方向最大弦長Ｃυを画像
解析装置（ルーゼックス５００；ニレコ■製）にて求め
、おのおの１個について下式に基づいてＣを求めたもの
である。

Ｃ＝　　　Ｃ，ＸＣυ すなわち、これら１，０００個の外接矩形相当径とその
４Ｉ！４数より個数分布を得ることができる。キャリア
粒子全体を代表するときは、これら１，０００個の平均
値である。

また、ここでいう球体相当径は、空気比較式比ｆｆｉ計
（ベックマンモデル８３０；ベツク１フ社製）を用いて
キャリアの密度を求めた後、キャリアを０．１ｇ計り取
り、画像解析装置（ルーゼックス５００；ニレコ■製）
にて個数を求めて平均体ｖＩＶを算出し、次の式により
換算したものである。

加えて、エツジ効果のない画像を得るためには、電流値
が８０〜２００ルＡ、望ましくは１２０〜１４０　ｐＡ
の範囲にあることが必要である。高い導電率を得るには
、上記形状のキャリアで容易に達成できる。

また、キャリアの材質は、例えば銅、鉄、γ−フェライ
ト、Ｂａ−フェライト、Ｓｒ−フェライト、コバルト、
ニッケルなどの金属、その他の強磁性合金など、すべて
の公知の導電性強磁性物質が使用できる。

本発明におけるキャリアの電流値の測定は、第４図のよ
うな装置を用いる。すなわち、内部に磁極ａを有し、そ
れを非磁性のスリーブｂで包んだ磁気ドラム上に被検キ
ャリアＣを１ｋｇのせ、回転数５０〜１００ｒ、ｐ、ｍ
、で回転させる。この時、固定子ｄとの間隙は２．０〜
５．０＋ｓ＋ｓあける。

図中、Ｅは２００ｖの直流電源、■は微少電圧計であり
、Ｒは標準抵抗としてｌｋΩの抵抗を使用する。このよ
うな装置を用い磁気ドラム回転中におけるキャリアの電
流値を測定する。

電流値ｉは、微少電圧計の読み■から以下の式により求
めることができる。

従来の不定形キャリアの現像状態でのふるまいを第１図
に、７本発明において使用するキャリアの現像状態での
ふるまいを第２図に示す、ここで、第２図において本発
明の該キャリアの感光体への接触の仕方がソフトタッチ
となることは容易に想像出来るとともに接触現像する時
の穂立ち中のキャリアが数珠状につらなるのではなく、
キャリア同志が重ね合いつつ穂立する形状になるため感
光体への衝撃力が緩和される。

これを以下の方法により具体的な数値で比較した。ビッ
カース硬度で１．０００ｋｇ／ｍｒａ２の表面硬度を有
するａ−９ｉ感光体の回転中心軸をベアリング等で受け
、回転自由な状態としておき、直径が３５ＩＩＩＩの現
像スリーブの回転数を２５Ｏｒ、ｐ、ｍ、　　（スリー
ブ）−（感光体）間距離を３層１ｍ、（スリーブ）−（
ドクターブレード）間距離を２．５ｍｍ、現像主極の磁
束密度を８００ガウスとする現像条件にて、現像器中に
はキャリアのみを充填させ、トナーを混合した際の流動
性を加味せずに、ａ−Ｓｉ感光体と対向する現像位置で
現像装置を駆動させた時のａ−９ｉ感光体が受ける回転
トルク力を測定した。

第１図の如く、不定形キャリア（平均粒径５０ｇｍ、外
接矩形相当径と球体相当径の比が１　：　１．１であり
、外接矩形相当径が２５μｍ〜１１００７ｚの範囲に９
０個数％）を使用した時の回転トルク力は５００〜８０
０ｇ−Ｃ１１、また、第２図の如く本発明において使用
するキャリア（平均粒径４５ｇｍ、外接矩形相当径と球
体相当径の比が１　＋　１．５であり、外接矩形相当径
が２５ｐ層〜１００　ｇｍの範囲に９３個数％）に入れ
換えた時のそれは２５〜６０ｇ−Ｃ１１であった・［実 施例］ 実施例１ 第３図は現像装置の断面図を示す。

中心軸１３に固定され矢印の様に回転する非晶質シリコ
ン感光体１４に対向する現像装置　１７１内は。

仕切板４４により２つの？ＢＨに分けられ、矢印の様に
回転する攪拌搬送スクリュー４５．４８により現像剤４
７は各々のｆｆｌ屋内を通り往復循環される。一方塊像
スリーブ４８の矢印の様な回転により、現像スリーブ４
日に内包されている固定磁石４９中の５３極でくみあげ
られた現像剤４７は、ドクターブレード５０により搬送
量を規制され、Ｎｌ極からＳＩ＋Ｎ２．Ｓ２極へと搬送
される。Ｎ１極は現像主極であり、ここで穂立ちした現
像剤４７が感光体１４上の潜像を現像し、その後Ｓ２．
Ｓ３極の反発磁界により現像スリーブ４８上の現像剤４
７は落下する。

５１は、現像バイアス電源であり、現像時に不図示の現
像バイアス供給用電極により、その現像剤に見合った現
像バイアスを現像スリーブ４８に印加する。また、トナ
ーホッパー５２に収納されている補給用トナー５３は、
現像により消費されたトナーに見合った量だけトナー補
給口５４より補給される。

ここで感光体１４は表面硬度１，０００Ｋｇ／ｍｍ２　
　（ビッカース硬度）程度、画像部最高電位は４５０ｖ
、非画像部電位は３０Ｖであり、矢印の方向に１５０＋
ｓｍ／ｓｅｃで回転する。現像スリーブ４８は直径３５
ｍｍ、（スリーブ）−（感光体）間距離３層ｍ、（スリ
ーブ）−（ドクターブレード）間距離２．５ｍｍ　、現
像主極の磁束密度８００ガウスとして矢印の方向に回転
１２５ｏｒ、ｐ、ｍで回転させ、現像バイアス電圧１０
０ｖを印加する。

使用した現像剤としては、トナーは平均粒径】０牌ｍ程
度、固有抵抗値１０１４Ω・０ｍ以上のものを用い、キ
ャリアは平均粒径４５μｍ、外接矩形相当径と球体相当
径の比が１　：　１．５　、外接矩形相当径が２５〜１
００　ｇｒｎの範囲に９３個数％分布し、かつ前述した
測定法による電流値が１４０　ｇＡのものを用い、トナ
ーとキャリアの混合比（Ｔ／Ｃ）は１５ｗｔ％とした。

以上の構成で１００万枚コピー（Ａ４）を行なったが、
何らキズはみられなかった。また画像濃度も１．３５と
高く、エツジ効果もみられない優れた画質であった・ 実施例２ キャリアとして平均粒径５０用謬、外接矩形相当径と球
体相当径の比が１　：　２．２　、外接矩形相当径が１
０〜２００ル厖に９７個数パーセント、２５〜１００　
ｇｍの範囲に７５個数パーセント、かつ前述した測定法
による′電流値が１００　ｐＡであるものを用いること
以外実施例１と同じように試験を行なった所、３０万枚
：ビー（Ａ４）　したところ、何らキズはなく、画像濃
度も１．２０と満足のいくものであった。

比較例１ 平均粒径５０ｐｍであり、前述した測定法による電流値
が５０！Ａである不定形キャリアを用いること以外、実
施例１と同じように試験を行なったところ、２万枚コピ
ー（Ａ４）　した時点で感光体損傷がみられ画像濃度も
１．０５と低く、エツジ効果が際だった画像であった。

［発明の効果コ 以上説明した様に、ａ−９ｉ感光体を磁気ブラシ現像法
により顕像化する系に於てキャリア形状を改善すること
で ■　感光体表面との摺擦力が顕著に低下し、従来の不定
形キャリアの鋭利な突起により発生していた感光体表面
のキズの除去が可能となった。

■　それにより感光体表面がビッカース硬度で１．００
０Ｋｇ／ｍｍ２程度のものが、従来ではキズ発生までに
ｌＯ万〜２０万枚（Ａ４）程度の能力しかなかったもの
が、本発明では１００万枚（Ａ４）でもキズが発生しな
いという飛躍的な長寿命化が得られラン二ンクコストの
低減及びメンテナンス期間の延長もはかれる様になった
。

その他の効果として、 （り　ソフトタッチ現像による掃目の減少（４）トリポ
帯電の安定化 等が挙げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、不定形キャリアの現像状態でのふるまいを示
した図、第２図は本発明において使用するキャリアの現
像状態でのふるまいを示した図、第３図は現像装置の断
面図、第４図はキャリアの電流値を測定する方法を示す
図である。 １：不定形キャリア、 ２：本発明の画像形成法に使用するキャリア、１３：感
光ドラム中心軸、 １４：非晶質シリコン感光体、 ４４：仕切板、 ４５．４６：攪拌搬送スクリュー、 ４７：現像剤、 ４８：現像スリーブ、 ４９：固定磁石、 ５０：　ドクターブレード、 ５１：現像バイアス電源、 ５２：トナーホッパー、 ５３：補給用トナー、 ５４：トナー補給口、 １７１：現像装置、 ａ：磁極、 ｂニスリーブ、 Ｃ：被検キャリア、 ｄ：固定子、 Ｅ：直流電源、 Ｖ：微少電圧計。 Ｒ：抵抗、 ｉ：電流値。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）潜像保持層上に電気的潜像を形成する工程、現像
   剤保持部材上に配された現像剤で上記潜像を現像する工
   程、および得られた現像剤像を被転写部材に転写する工
   程からなる画像形成法において、非晶質シリコン感光体
   を用い、現像剤としてキャリアとトナーの混合物を用い
   、該キャリアが ａ）外接矩形相当径が１０〜２００μｍの範囲に８０個
   数パーセント以上含まれ、 ｂ）外接矩形相当径と球体相当径の比が１：１．２〜１
   ：２．５であることを特徴とする画像形成法。
2. （２）キャリアの電流値が８０〜２００μＡである特許
   請求の範囲第１項記載の画像形成法。