JP2002229245A - Image forming device - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、書込電圧に応じた静電潜像
を潜像坦持体に安定して付与でき、解像性に優れるもの
とできると共に潜像坦持体へのフィルミングを防止し、
潜像坦持体を長寿命とする画像形成装置の提供にある。
【解決手段】 本発明の画像形成装置1は、表面に電荷
注入層を有し、静電潜像が形成される潜像担持体2と、
前記潜像担持体2に前記静電潜像を書き込む書込電極3
bを有する書込装置3と、前記静電潜像を負帯電トナー
により反転現像する現像装置4とを少なくとも備え、前
記書込電極3bを潜像坦持体2の回転方向に対向して接
触させることより静電潜像を形成する画像形成装置にお
いて、前記負帯電トナーを形成するトナー粒子表面の仕
事関数を書込電極表面の仕事関数より大きくしたもので
ある。
(57) Abstract: An object of the present invention is to stably provide an electrostatic latent image according to a writing voltage to a latent image carrier, to achieve excellent resolution and to provide a latent image carrier. Prevents filming on holding body,
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a long life of a latent image carrier. SOLUTION: An image forming apparatus 1 according to the present invention has a charge injection layer on a surface, and a latent image carrier 2 on which an electrostatic latent image is formed;
Writing electrode 3 for writing the electrostatic latent image on latent image carrier 2
b, and a developing device 4 for reversal developing the electrostatic latent image with negatively charged toner, wherein the writing electrode 3b is brought into contact with the latent image carrier 2 in a rotating direction. Accordingly, in the image forming apparatus for forming an electrostatic latent image, the work function of the surface of the toner particles forming the negatively charged toner is made larger than the work function of the surface of the writing electrode.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、書込装置の書込電
極を潜像坦持体に接触させて潜像担持体上に静電潜像を
形成することで画像を形成する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 image forming apparatus for forming an image by forming an electrostatic latent image on a latent image carrier by bringing a writing electrode of a writing device into contact with the latent image carrier. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、静電複写機やプリンタ等の画像形
成装置においては、一般的に帯電装置により感光体の表
面を一様帯電し、この一様帯電された感光体の表面にレ
ーザ光あるいはLEDランプ光等の露光装置の光を露光
することにより、感光体の表面に静電潜像を書き込むよ
うになっている。そして、感光体の表面の静電潜像を現
像装置で現像して感光体の表面に現像剤像を形成し、こ
の現像剤像を転写装置によって紙等の転写材に転写し
て、画像を形成している。このような従来の一般的な画
像形成装置では、静電潜像の書込装置である露光装置が
レーザ光発生装置あるいはLEDランプ光発生装置等に
よって構成されているため、画像形成装置が大型でかつ
複雑な構成となっている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrostatic copying machine or a printer, generally, the surface of a photoconductor is uniformly charged by a charging device, and a laser beam is applied to the surface of the uniformly charged photoconductor. Alternatively, an electrostatic latent image is written on the surface of the photoconductor by exposing light of an exposure device such as LED lamp light. Then, the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor is developed by a developing device to form a developer image on the surface of the photoreceptor, and the developer image is transferred to a transfer material such as paper by a transfer device, and the image is formed. Has formed. In such a conventional general image forming apparatus, the exposing device, which is a writing device for an electrostatic latent image, is constituted by a laser light generating device, an LED lamp light generating device, or the like. And it has a complicated configuration.
【0003】そこで、静電潜像の書込装置として、レー
ザ光やLEDランプ光を用いずに針電極により潜像担持
体の表面に静電潜像を書き込む画像形成装置が特公昭6
3−45014号公報や特開昭59−33969号公報
において提案されている。前者の公告公報に開示されて
いる画像形成装置は多数の針電極を有するマルチスタイ
ラスを備えており、潜像担持体の表面の無機ガラス層に
マルチスタイラスの針電極を単に接触させている。そし
て、画像情報の入力信号によりマルチスタイラスの対応
する針電極に電圧が加えられると、この針電極によって
潜像担持体に静電潜像が形成されるようになっている。
この公告公報の画像形成装置によれば、書込装置として
従来のような露光装置を用いていないので、その分、画
像形成装置が小型でかつ比較的シンプルな構成となって
いる。Therefore, as an apparatus for writing an electrostatic latent image, an image forming apparatus for writing an electrostatic latent image on the surface of a latent image carrier using a needle electrode without using a laser beam or an LED lamp light is disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho.
It has been proposed in JP-A-3-45014 and JP-A-59-33969. The image forming apparatus disclosed in the former publication has a multi-stylus having a large number of needle electrodes, and the needle electrode of the multi-stylus is simply brought into contact with the inorganic glass layer on the surface of the latent image carrier. Then, when a voltage is applied to the corresponding stylus electrode of the multi-stylus according to the input signal of the image information, the stylus electrode forms an electrostatic latent image on the latent image carrier.
According to the image forming apparatus disclosed in this official gazette, a conventional exposure apparatus is not used as a writing apparatus, and accordingly, the image forming apparatus has a small and relatively simple configuration.
【0004】しかしながら、この画像形成装置において
は、マルチスタイラスの多数の針電極を潜像担持体の表
面の無機ガラス層に単に接触させているだけであるの
で、多数の針電極を潜像担持体の表面の無機ガラス層に
安定して接触させることが難しい。このため、潜像担持
体の表面を安定して帯電させることは難しく、良好な画
像を得ることが難しいという問題がある。また、多数の
針電極の接触による潜像担持体の表面の損傷を防止する
ために無機ガラス層を潜像担持体の表面に設けることが
余儀なくされ、潜像担持体の構成がその分複雑になる。
しかも、無機ガラス層は物理吸着水特性を有し、潜像担
持体の帯電電荷が漏洩してしまうため、表面を乾燥させ
て物理吸着水の影響を防止する手段を設ける必要があ
り、装置が更に大型になるばかりでなるという問題があ
る。更に、多数の針電極を単に無機ガラス層表面に接触
させるだけではその接触は不十分でありあり、針電極か
らの放電によりオゾン(O3)が発生する可能性が大き
く、装置内の部品に錆を発生させるばかりでなく、NO
xと反応して発生する硝酸(HNO3)により樹脂部品を
腐蝕させるおそれがあり、オゾンを装置内から排出させ
るための排気系を十分にする必要があるという問題があ
る。However, in this image forming apparatus, since a large number of needle electrodes of the multi-stylus are simply brought into contact with the inorganic glass layer on the surface of the latent image carrier, the large number of needle electrodes are connected to the latent image carrier. It is difficult to make stable contact with the inorganic glass layer on the surface of. Therefore, it is difficult to stably charge the surface of the latent image carrier, and there is a problem that it is difficult to obtain a good image. In addition, in order to prevent the surface of the latent image carrier from being damaged by the contact of a large number of needle electrodes, it is necessary to provide an inorganic glass layer on the surface of the latent image carrier, and the configuration of the latent image carrier becomes more complicated. Become.
Moreover, since the inorganic glass layer has the property of physically adsorbed water and the charged charges of the latent image carrier leak, it is necessary to provide a means for drying the surface to prevent the influence of the physically adsorbed water. There is a problem that the size is further increased. Furthermore, simply contacting a large number of needle electrodes with the surface of the inorganic glass layer is not sufficient, and there is a high possibility that ozone (O 3 ) is generated by the discharge from the needle electrodes, and rust on parts in the apparatus. As well as NO
Nitric acid (HNO 3 ) generated by reacting with x may corrode resin parts, and there is a problem that it is necessary to provide a sufficient exhaust system for discharging ozone from the inside of the apparatus.
【0005】また、特開昭59−33969号公報にあ
っては、潜像坦持体である誘電体層に針電極からの放電
を利用して潜像を記録するものであるが、放電によりオ
ゾンが発生するという上記同様の問題が発生する。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-33969, a latent image is recorded on a dielectric layer serving as a latent image carrier by using a discharge from a needle electrode. The same problem as that of ozone generation occurs.
【0006】また、コロナ放電器により発生させたイオ
ンを、絶縁性基板の先端部に設けた非接触のイオン制御
電極により制御することにより、潜像担持体に静電潜像
を書き込む画像形成装置が特開平6−166206号公
報において提案されている。この公開公報の画像形成装
置によっても、書込装置として露光装置を用いないの
で、画像形成装置が小型でかつ比較的シンプルな構成と
なる。しかしながら、イオン制御電極がコロナ放電器で
発生したイオンを制御するものであって、潜像担持体に
直接電荷を注入させるものではないので、画像形成装置
が大型にならざるを得ないばかりでなく、構成がきわめ
て複雑になるという問題がある。しかも、イオンによる
帯電のため、潜像担持体により安定して静電潜像を書き
込むことは難しい。更に、イオンを発生させるため、基
本的にオゾンが発生するため、前述の公告公報の画像形
成装置と同じような問題が生じる。Further, an image forming apparatus for writing an electrostatic latent image on a latent image carrier by controlling ions generated by a corona discharger by a non-contact ion control electrode provided at the tip of an insulating substrate. Has been proposed in JP-A-6-166206. Even in the image forming apparatus disclosed in this publication, an exposure apparatus is not used as a writing device, so that the image forming apparatus has a small and relatively simple configuration. However, since the ion control electrode controls the ions generated by the corona discharger and does not directly inject the electric charge into the latent image carrier, not only does the image forming apparatus have to be large, but also However, there is a problem that the configuration becomes extremely complicated. Moreover, it is difficult to stably write an electrostatic latent image on the latent image carrier due to charging by ions. Further, since ozone is basically generated due to generation of ions, a problem similar to that of the image forming apparatus disclosed in the above-mentioned official gazette occurs.
【0007】また、特開平6−3921号公報には、潜
像坦持体への均一帯電に際して、帯電ロールや帯電ブレ
ードを使用して接触帯電させるに際して、潜像坦持体の
表面に電荷注入層を設けた電子写真装置が記載されてい
るが、静電潜像の書き込みに際してはレーザ光あるいは
LEDランプ光等の露光装置を使用するものであり、上
述したように、画像形成装置が大型でかつ複雑な構成と
なるという問題を有する。Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-3921 discloses that when charging a latent image carrier uniformly by using a charging roll or a charging blade, the charge is injected into the surface of the latent image carrier. Although an electrophotographic apparatus provided with a layer is described, an exposure apparatus such as a laser beam or an LED lamp light is used for writing an electrostatic latent image. As described above, the image forming apparatus is large-sized. In addition, there is a problem that the configuration becomes complicated.
【0008】このような問題の解決を目的として、本発
明者等は、先に、特願2000−298925等によ
り、静電潜像が形成される潜像担持体と、前記潜像担持
体に前記静電潜像を書き込む複数の書込電極からなる書
込装置と、前記潜像担持体上の前記静電潜像を現像する
現像装置とを少なくとも備え、前記書込装置を潜像坦持
体に小さな押圧力で接触させて静電潜像を書き込み、該
潜像坦持体に書き込まれた静電潜像を現像することによ
り画像を形成する画像形成装置とすることにより、画像
形成装置を簡素化できると共にオゾン等の発生のない画
像装置とできることを提案したが、転写残りトナーがあ
ることにより、書込電極や潜像坦持体へのフィルミング
が生じ、静電潜像を潜像坦持体に付与する際の安定性に
影響を与えて画像劣化が生じたり、また、潜像坦持体の
寿命の長期化に影響を与えるという問題がある。For the purpose of solving such a problem, the inventors of the present invention previously disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-298925, etc., a latent image carrier on which an electrostatic latent image is formed and a latent image carrier. A writing device including a plurality of writing electrodes for writing the electrostatic latent image; and a developing device for developing the electrostatic latent image on the latent image carrier, wherein the writing device holds the latent image. An image forming apparatus for writing an electrostatic latent image by contacting the body with a small pressing force and developing the electrostatic latent image written on the latent image carrier to form an image; It has been proposed that the imaging device can be simplified and an image device that does not generate ozone or the like can be obtained. However, since the transfer residual toner is present, filming occurs on the writing electrode and the latent image carrier, and the electrostatic latent image is latent. Influences the stability when applied to the image carrier and Or cause, also, there is a problem that affects the prolonged life of the latent image carrier.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、本発
明者等が先に提案した画像形成装置にあって、書込電圧
に応じた静電潜像を潜像坦持体に安定して付与でき、解
像性に優れるものとできると共に潜像坦持体へのフィル
ミングを防止し、潜像坦持体を長寿命とする画像形成装
置の提供にある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus proposed by the present inventors in which an electrostatic latent image corresponding to a writing voltage is stably formed on a latent image carrier. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus which can provide excellent resolution and prevent filming on the latent image carrier and make the latent image carrier have a long life.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、表面に電荷注入層を有し、静電潜像が形成される潜
像担持体と、前記潜像担持体に前記静電潜像を書き込む
書込電極を有する書込装置と、前記静電潜像を負帯電ト
ナーにより反転現像する現像装置とを少なくとも備え、
前記書込電極を潜像坦持体の回転方向に対向して接触さ
せることより静電潜像を形成する画像形成装置におい
て、前記負帯電トナーを形成するトナー粒子表面の仕事
関数を書込電極表面の仕事関数より大きくしたことを特
徴とする。An image forming apparatus according to the present invention has a latent image carrier on which a charge injection layer is formed on the surface and on which an electrostatic latent image is formed, and the electrostatic latent image on the latent image carrier. A writing device having a writing electrode for writing an image, and at least a developing device for reversely developing the electrostatic latent image with negatively charged toner,
In the image forming apparatus for forming an electrostatic latent image by bringing the writing electrode into contact with the rotating direction of the latent image carrier in contact therewith, the work function of the surface of the toner particles forming the negatively charged toner is determined by the writing electrode. It is characterized in that the work function is larger than the work function of the surface.
【0011】また、上記の負帯電トナーを形成するトナ
ー粒子表面の仕事関数と書込電極表面の仕事関数との差
が0.15eV以上であることを特徴とする。The difference between the work function of the surface of the toner particles forming the negatively charged toner and the work function of the surface of the writing electrode is 0.15 eV or more.
【0012】また、上記の電荷注入層表面の仕事関数
が、書込電極表面の仕事関数より大きく、かつ、負帯電
トナーを形成するトナー粒子(以下、トナー粒子とい
う)表面の仕事関数より小さいことを特徴とする。Further, the work function of the surface of the charge injection layer is larger than the work function of the surface of the writing electrode and smaller than the work function of the surface of toner particles (hereinafter referred to as toner particles) forming negatively charged toner. It is characterized by.
【0013】また、上記の書込装置における潜像坦持体
との接触部が、潜像坦持体の回転軸方向に配置される複
数の電極と該複数の電極間に配置される離間部材よりな
り、該離間部材表面の仕事関数と電荷注入層表面の仕事
関数との差が0.15eV未満であることを特徴とす
る。The contact portion of the writing device with the latent image carrier is formed by a plurality of electrodes arranged in the rotation axis direction of the latent image carrier and a separating member arranged between the plurality of electrodes. Wherein the difference between the work function of the surface of the separating member and the work function of the surface of the charge injection layer is less than 0.15 eV.
【0014】また、上記の書込装置における潜像坦持体
との接触部が、潜像坦持体の回転方向に対して、線圧
0.05N/mm以下で押圧されることを特徴とする。Further, a contact portion of the writing device with the latent image carrier is pressed with a linear pressure of 0.05 N / mm or less with respect to the rotation direction of the latent image carrier. I do.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明にあっては、負極性の書込
電極が潜像坦持体における電荷注入層表面と接触しなが
ら、書込電極から電荷注入層に負電荷を注入するもので
あり、放電方式に比して低電圧化が図れるものであり、
また、電荷注入層は低抵抗層とは相違し電荷保持性を有
し、電荷注入性に優れるものであり、接触帯電に際して
電子の注入効率に優れるものである。また、書込電極を
潜像坦持体の回転方向に対向して接触させることより静
電潜像を形成するものであるので、書込電極が潜像坦持
体上の残トナーのクリーニング機能を有するものであ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a negative charge is injected from a write electrode into a charge injection layer while a negative write electrode is in contact with the surface of the charge injection layer in a latent image carrier. It is possible to reduce the voltage compared to the discharge method,
Further, the charge injection layer has a charge retention property, is excellent in charge injection property, and is excellent in electron injection efficiency upon contact charging, unlike the low resistance layer. Further, since the electrostatic latent image is formed by bringing the writing electrode into contact with the rotating direction of the latent image carrier in opposition, the cleaning function of the residual toner on the latent image carrier is performed by the writing electrode. It has.
【0016】このような方式にあっては、潜像坦持体上
の転写残りトナーは、カブリなどの正帯電の状態のもの
もあり、書込電極と潜像坦持体の接触部に堆積する傾向
にある。本発明の画像形成装置は、書込電極を負極性と
し負帯電トナーを用いる反転現像方式にあって、トナー
粒子表面の仕事関数を書込電極表面の仕事関数より大き
くするものであり、これにより、正帯電の転写残りトナ
ーが書込電極と接触する際に書込電極側からトナー粒子
へと電子の流れを生じやすくするポテンシャル障壁を設
けることができ、転写残りトナーを負帯電トナーにシフ
トさせることができる。また、帯電量の小さい負極性ト
ナーは、より負側に帯電されるので、書込電極との反撥
力によりトナー粒子が書込電極と潜像坦持体との接触部
に堆積するのを防止できる。また、負側に帯電された転
写残りトナーは次の転写工程で転写されるか、また、現
像同時クリーニングシステムにおいて、転写残りトナー
を電気的な力で現像剤坦持体に回収することを可能とす
るので、転写残りトナーが潜像坦持体上に留まることが
防止され、潜像坦持体へのフイルミングを防止でき、画
像劣化の防止、潜像坦持体の長寿命化を可能するもので
ある。In such a system, the transfer residual toner on the latent image carrier may be in a positively charged state such as fog, and is deposited on the contact portion between the writing electrode and the latent image carrier. Tend to. The image forming apparatus of the present invention is in a reversal development system in which a writing electrode has a negative polarity and a negatively charged toner is used. A potential barrier can be provided to facilitate the flow of electrons from the writing electrode side to the toner particles when the positively charged transfer residual toner comes into contact with the writing electrode, thereby shifting the transfer residual toner to the negatively charged toner. be able to. In addition, since the negatively charged toner having a small charge amount is more negatively charged, the toner particles are prevented from depositing on the contact portion between the writing electrode and the latent image carrier due to the repulsive force with the writing electrode. it can. In addition, the transfer residual toner charged to the negative side is transferred in the next transfer process, and the transfer residual toner can be collected on the developer carrier by electric force in the simultaneous development cleaning system. Therefore, the transfer residual toner is prevented from remaining on the latent image carrier, filming on the latent image carrier can be prevented, image deterioration can be prevented, and the life of the latent image carrier can be extended. Things.
【0017】また、電荷注入層における仕事関数を、書
込電極表面の仕事関数より大きくかつトナー粒子表面の
仕事関数より小さいものとすると、潜像坦持体は書込電
極から電子を受け取り易い構造となるものであり、書込
帯電を迅速に行なうことができ、また、負帯電トナーの
帯電量を低下させないので負帯電トナーによる反転現像
に際しての現像部において白抜け等の画像劣化を生じな
いものとできる。If the work function of the charge injection layer is larger than the work function of the surface of the writing electrode and smaller than the work function of the surface of the toner particles, the latent image carrier has a structure that easily receives electrons from the writing electrode. The writing charge can be performed quickly, and the image quality such as white spots does not occur in the developing section at the time of reversal development by the negatively charged toner because the charge amount of the negatively charged toner is not reduced. And can be.
【0018】以下、図面を用いて、本発明の実施の形態
について説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置
の基本構成を模式的に示す図である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a basic configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
【0019】図1に示すように、本発明に係る画像形成
装置1は、静電潜像が形成される潜像担持体2と、潜像
担持体2に接触してこの潜像担持体2に負極性の静電潜
像を書き込む書込装置3と、潜像担持体2上の静電潜像
を現像剤担持体4aに担持・搬送された負帯電現像剤で
反転現像する現像装置4と、この現像装置4で現像され
た潜像担持体2上の現像剤像を紙等の転写材5に転写す
る転写装置6と、転写後の潜像担持体2上に残っている
電荷を除電する除電装置7とを少なくとも備えている。
以下の説明においては、潜像担持体2はすべて接地され
ているものとして説明するが、これは説明の便宜上であ
って、本発明は潜像担持体2が接地されることに限定さ
れるものではない。As shown in FIG. 1, an image forming apparatus 1 according to the present invention includes a latent image carrier 2 on which an electrostatic latent image is formed, and a latent image carrier 2 which comes into contact with the latent image carrier 2. A writing device 3 for writing an electrostatic latent image of a negative polarity on the developing device 4 and a developing device 4 for reversal developing the electrostatic latent image on the latent image carrier 2 with a negatively charged developer carried and conveyed by a developer carrier 4a And a transfer device 6 for transferring the developer image on the latent image carrier 2 developed by the developing device 4 onto a transfer material 5 such as paper, and transferring the charge remaining on the latent image carrier 2 after transfer. At least a static eliminator 7 for eliminating static is provided.
In the following description, all the latent image carriers 2 are described as being grounded, but this is for convenience of explanation, and the present invention is limited to the case where the latent image carrier 2 is grounded. is not.
【0020】図2(a)は本発明の画像形成装置1にお
ける画像形成の基本プロセスを図で説明するものであ
り、潜像坦持体2として導電性材料からなる基材上に誘
電体層、電荷注入層が積層された多層潜像坦持体が用い
られる。また、除電装置7として除電ローラ7bが用い
られる。また、書込装置3の書込電極3bは潜像坦持体
の表面層である電荷注入層に接触して非画像部を負帯電
するようになっている。現像装置4の現像剤担持体4a
には、(−)の直流のバイアス電圧が印加されていて、
現像剤担持体4aは負帯電された現像剤8を潜像坦持体
2の方へ搬送するようになっている。なお、現像剤担持
体4aには(−)の直流に交流が重畳されたバイアス電
圧を印加することもできる。また、除電ローラ7bに
は、交流のバイアス電圧が印加される。FIG. 2A is a diagram illustrating a basic process of image formation in the image forming apparatus 1 according to the present invention, and a dielectric layer is formed on a substrate made of a conductive material as a latent image carrier 2. A multilayer latent image carrier having a charge injection layer laminated thereon is used. Further, a charge eliminating roller 7b is used as the charge eliminating device 7. The writing electrode 3b of the writing device 3 comes into contact with the charge injection layer, which is the surface layer of the latent image carrier, and negatively charges the non-image portion. Developer carrier 4a of developing device 4
Has a (-) DC bias voltage applied to it,
The developer carrier 4 a is configured to convey the negatively charged developer 8 toward the latent image carrier 2. Incidentally, a bias voltage in which an alternating current is superimposed on a direct current (-) can be applied to the developer carrier 4a. Further, an AC bias voltage is applied to the charge eliminating roller 7b.
【0021】この画像形成プロセスにおいては、除電ロ
ーラ7bが電荷注入層に接触されており、この除電ロー
ラ7bにより潜像坦持体の電荷が除電されて電荷注入層
表面が電荷が取り除かれた0Vに近い一様電荷状態にさ
れた後、書込装置3の書込電極3bにより潜像坦持体2
上の非画像部が(−)帯電され、潜像坦持体上に静電潜
像が書き込まれる。そして、現像装置4の現像剤担持体
4aによって搬送される負帯電現像剤8が潜像坦持体上
の(−)帯電されない0Vに近い画像部に付着して静電
潜像が反転現像される。In this image forming process, the charge removing roller 7b is in contact with the charge injection layer, and the charge of the latent image carrier is removed by the charge removal roller 7b, and the charge injection layer surface is charged with 0V. After being brought into a uniform charge state close to the latent image carrier 2 by the writing electrode 3b of the writing device 3,
The upper non-image portion is (-) charged, and an electrostatic latent image is written on the latent image carrier. Then, the negatively charged developer 8 conveyed by the developer carrier 4a of the developing device 4 adheres to the (−) non-charged image portion near 0 V on the latent image carrier, and the electrostatic latent image is reversely developed. You.
【0022】また、本発明にあっては、潜像坦持体とし
て、導電層上に誘電体層、電荷注入層が積層された多層
潜像坦持体に代えて光導電層表面に電荷注入層を積層し
た感光体を用いてもよい。感光体を用いる場合の画像形
成プロセスを図2(b)で説明する。図2(b)におい
ては、感光体2とともに、除電装置7として除電ランプ
7aが用いられている。また、書込装置3の書込電極3
bは感光体2に接触して感光体2の非画像部を(−)帯
電するようになっている。更に、現像装置4の現像剤担
持体4aには例えば(−)の直流に交流が重畳されたバ
イアス電圧が印加されていて、現像剤担持体4aは負帯
電された現像剤8を感光体2の方へ搬送するようになっ
ている。なお、現像剤担持体4aには(−)の直流のみ
のバイアス電圧を印加することもできる。In the present invention, the latent image carrier is replaced with a multilayer latent image carrier having a dielectric layer and a charge injection layer laminated on a conductive layer. A photoconductor in which layers are stacked may be used. An image forming process using a photoconductor will be described with reference to FIG. In FIG. 2B, a static elimination lamp 7 a is used as the static eliminator 7 together with the photoconductor 2. Further, the writing electrode 3 of the writing device 3
“b” contacts the photoconductor 2 and charges the non-image portion of the photoconductor 2 (−). Further, a bias voltage in which an alternating current is superimposed on a direct current (−) is applied to the developer carrier 4 a of the developing device 4, and the developer carrier 4 a applies the negatively charged developer 8 to the photoconductor 2. To be transported to The developer carrier 4a may be applied with a (-) DC only bias voltage.
【0023】この例の画像形成プロセスは、除電ランプ
7aにより感光体2の表面の電荷が除電されて、感光体
2上が電荷が取り除かれた0Vに近い一様電荷状態にさ
れた後、書込装置3の書込電極3bにより感光体2上の
非画像部が(−)帯電され、感光体2上に静電潜像が書
き込まれる。そして、現像装置4の現像剤担持体4aに
よって搬送される負帯電された現像剤8が感光体2上の
(−)帯電されない0Vに近い画像部に付着して静電潜
像が反転現像される。In the image forming process of this embodiment, the charge on the surface of the photosensitive member 2 is removed by the charge removing lamp 7a, and the charge on the photosensitive member 2 is reduced to a uniform charge state close to 0V. The non-image portion on the photoconductor 2 is (-) charged by the writing electrode 3b of the loading device 3, and an electrostatic latent image is written on the photoconductor 2. Then, the negatively charged developer 8 conveyed by the developer carrying member 4a of the developing device 4 adheres to the (-) uncharged image portion near 0 V on the photoreceptor 2, and the electrostatic latent image is reversely developed. You.
【0024】なお、本発明にあっては、上述のように、
潜像坦持体として感光体を利用してもよいが、以下、潜
像坦持体として導電性材料からなる基材上に誘電体層、
電荷注入層が積層された多層潜像坦持体を使用する場合
を中心に説明する。In the present invention, as described above,
Although a photoconductor may be used as the latent image carrier, hereinafter, a dielectric layer on a substrate made of a conductive material as the latent image carrier,
A description will be mainly given of a case where a multilayer latent image carrier in which a charge injection layer is laminated is used.
【0025】図3は、書込電極3bと潜像担持体2との
接触部における構成を説明するための図で、図3(a)
は書込電極3bと潜像担持体2との配置関係を説明する
ための斜視図、図3(b)は潜像坦持体3の回転軸方向
からみた書込電極3bと潜像担持体2との接触状態の拡
大図である。また、図4は、潜像坦持体3の回転方向か
らみた書込電極3bと潜像担持体2との接触状態の拡大
図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the contact portion between the writing electrode 3b and the latent image carrier 2, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view for explaining an arrangement relationship between the writing electrode 3b and the latent image carrier 2, and FIG. 3B is a perspective view of the writing electrode 3b and the latent image carrier viewed from the rotation axis direction of the latent image carrier 3. It is an enlarged view of the contact state with 2. FIG. 4 is an enlarged view of the contact state between the writing electrode 3 b and the latent image carrier 2 as viewed from the rotation direction of the latent image carrier 3.
【0026】図3(a)、(b)に示すように、本発明
の画像形成装置において、書込装置3は、書込電極3a
を矢印の方向に回転する潜像坦持体2の表面に接触させ
た状態とされ、ドライバー11により駆動制御される書
込電極は電荷注入を主として潜像坦持体に電荷付与をす
るものである。また、潜像坦持体2は、図3(b)に示
すように、導電性材料からなる基材2c上に誘電体層2
d、電荷注入層2bが積層された多層潜像坦持体であ
る。また、書込装置と潜像坦持体との接触部は、複数の
書込電極と潜像坦持体における電荷注入層との接触から
なるが、図4に示すように、書込装置3における潜像坦
持体2との接触部は、潜像坦持体の回転軸方向に配置さ
れた複数の電極3bと該複数の電極3b間に配置される
離間部材3cにより形成されていてもよい。As shown in FIGS. 3A and 3B, in the image forming apparatus of the present invention, the writing device 3 includes a writing electrode 3a.
Is brought into contact with the surface of the latent image carrier 2 rotating in the direction of the arrow, and the writing electrode, which is driven and controlled by the driver 11, mainly performs charge injection and imparts charges to the latent image carrier. is there. Further, as shown in FIG. 3B, the latent image carrier 2 has a dielectric layer 2 on a base material 2c made of a conductive material.
d, a multilayer latent image carrier on which the charge injection layer 2b is laminated. The contact portion between the writing device and the latent image carrier is formed by contact between the plurality of writing electrodes and the charge injection layer of the latent image carrier, and as shown in FIG. May be formed by the plurality of electrodes 3b arranged in the rotation axis direction of the latent image carrier and the separating member 3c arranged between the plurality of electrodes 3b. Good.
【0027】書込装置3における基材3aは、書込電極
3bを支持するもので、例えばシリコンゴム板(仕事関
数、5.26eV)、エチレンプロピレン共重合ゴム板
(EPDM、5.23eV)等の絶縁性ゴム板で、体積
抵抗が1010Ω・cm以上の高絶縁性で、かつ比較的柔
らかく、JISA硬度10〜50°の可撓性の基材を使
用するとよく、基材3aの撓みによる弱い弾性復元力で
書込電極を潜像担持体における電荷注入層上に軽く押圧
させて接触させることを可能にするものである。The base material 3a of the writing device 3 supports the writing electrode 3b, for example, a silicon rubber plate (work function: 5.26 eV), an ethylene propylene copolymer rubber plate (EPDM, 5.23 eV), or the like. It is preferable to use an insulating rubber plate having a high insulating property with a volume resistance of 10 10 Ω · cm or more, a relatively soft, flexible base material having a JISA hardness of 10 to 50 °, and bending of the base material 3a. This allows the writing electrode to be lightly pressed and brought into contact with the charge injection layer of the latent image carrier with a weak elastic restoring force.
【0028】本発明の画像形成装置において、所定の速
度vで回転する潜像担持体に対する書込電極の押圧力
は、幅300mmで押圧力15N以下、すなわち線圧
0.05N/mm以下、好ましくは0.005〜0.0
5N/mm、さらに好ましくは0.01〜0.03N/
mmであり、これにより、電荷注入を安定して行なうこ
とができるが、摩耗の観点からは、接触を安定に保つ状
態を維持しつつ極力線圧を下げることが望ましい。In the image forming apparatus of the present invention, the pressing force of the writing electrode against the latent image carrier rotating at a predetermined speed v is not more than 15 N at a width of 300 mm, that is, not more than 0.05 N / mm, preferably not more than 0.05 N / mm. Is 0.005 to 0.0
5 N / mm, more preferably 0.01 to 0.03 N /
mm, so that the charge injection can be performed stably. However, from the viewpoint of abrasion, it is desirable to reduce the linear pressure as much as possible while maintaining the state of keeping the contact stable.
【0029】書込電極材料としては、例えばチタン
(3.57eV)、亜鉛(4.33eV)、鉄(4.6
0eV)、銅(5.02eV)、Ni(5.22e
V)、白金(5.63eV)等が例示され、後述するト
ナー粒子表面における仕事関数や電荷注入層における仕
事関数との関係で適宜選択される。As the write electrode material, for example, titanium (3.57 eV), zinc (4.33 eV), iron (4.6)
0eV), copper (5.02eV), Ni (5.22e
V), platinum (5.63 eV), and the like, which are appropriately selected depending on the relationship with the work function on the surface of the toner particles and the work function on the charge injection layer described later.
【0030】基材上に書込電極を設ける方法としては、
基材表面に書込電極形状に対応した凹部をエッチング等
の方法により形成し、凹部に書込電極材料を真空蒸着、
メッキ等の方法により充填して形成してもよく、また、
基材上に金属箔を貼着したり、また、金属膜を蒸着、メ
ッキ等の方法により積層した後に電極形状にパターニン
グして形成してもよく、膜厚3μm〜20μmの厚みで
形成されるとよい。書込電極における体積抵抗は10-1
Ω・cm以下とするとよく、また、書込電極3bの表面
には電子が容易にトンネリングする程度の薄膜の保護層
を上述した機能を損なわない範囲で被覆してもよい。As a method of providing a writing electrode on a base material,
A concave portion corresponding to the write electrode shape is formed on the surface of the base material by a method such as etching, and a write electrode material is vacuum-deposited on the concave portion,
It may be formed by filling by a method such as plating,
A metal foil may be stuck on a base material, or a metal film may be formed by laminating by vapor deposition, plating, or the like, and then patterned into an electrode shape. The film is formed with a thickness of 3 μm to 20 μm. Good. The volume resistance at the writing electrode is 10 -1
Ω · cm or less, and the surface of the write electrode 3b may be covered with a thin protective layer that easily tunnels electrons so long as the above-mentioned function is not impaired.
【0031】また、書込電極間には、必要に応じて離間
部材3cを設けて書込電極と共に潜像坦持体表面に接触
させてもよい。書込電極を基材表面に埋め込む場合には
離間部材は基材と同一材料となるが、仕事関数が後述す
る電荷注入層の仕事関数と近似する材料を基材として選
択する必要がある。また、平板な基材上に設けられた書
込電極間に離間部材を設ける場合には、後述する電荷注
入層における仕事関数との差が0.15未満、好ましく
は殆ど差のない仕事関数を有する材料を使用して形成さ
れるとよく、例えば後述する電荷注入層と同一材料が例
示され、電極間に塗布して形成される。書込電極から電
荷注入層に電荷を注入して帯電させる電位は数百Vであ
り、離間部材と電荷注入層との仕事関数の差が0.15
未満であれば摩擦による帯電は殆ど生じないものとで
き、また、生じたとしても無視できる程度とできる。Further, a separating member 3c may be provided between the writing electrodes, if necessary, to make contact with the surface of the latent image carrier together with the writing electrodes. When the write electrode is embedded in the surface of the base material, the spacing member is made of the same material as the base material, but it is necessary to select a material whose work function is similar to the work function of the charge injection layer described later. In the case where a separating member is provided between the write electrodes provided on the flat base material, the work function of the charge injection layer described later is less than 0.15, preferably a work function having almost no difference. For example, the same material as the charge injection layer described later is used as an example, and is formed by coating between electrodes. The potential for injecting charges from the write electrode into the charge injection layer and charging it is several hundred volts, and the difference in work function between the separating member and the charge injection layer is 0.15.
If it is less than the above, charging due to friction can hardly occur, and even if it occurs, it can be ignored.
【0032】次に、潜像担持体2は、図3(b)に示す
ように、アルミニウム等の体積抵抗10-1Ω・cm以下
の導電性材料からなり、接地されている円筒形状の基材
2cと、この基材2cの外周に形成された誘電体層2
d、電荷注入層2bとからなる。Next, as shown in FIG. 3B, the latent image carrier 2 is made of a conductive material having a volume resistance of 10 -1 Ω · cm or less, such as aluminum, and is grounded in a cylindrical shape. Material 2c and dielectric layer 2 formed on the outer periphery of substrate 2c
d, the charge injection layer 2b.
【0033】誘電体層2dは、ポリエチレンテレフタレ
ート等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リスチレン樹脂、フッ素樹脂、セルロース樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、
フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル共重合体樹脂の単独、もしくは2種以上のポリマー
アロイ等が例示され、基材上に塗布形成されるか、ある
いはフイルム状のものを貼着して形成され、膜厚5〜2
00μm、好ましくは5〜50μmとするとよい。5μ
mより薄いと誘電体層として機能しない。また、誘電体
における比誘電率(ε)は、1〜10、好ましくは2〜
8である。The dielectric layer 2d is made of polyester resin such as polyethylene terephthalate, polycarbonate resin, polystyrene resin, fluororesin, cellulose resin, vinyl chloride resin, polyurethane resin, acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, alkyd resin, melamine resin,
Examples of phenolic resin, polyamide resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin alone, or two or more polymer alloys, etc., are formed by coating on a base material or by sticking a film-like material. Formed, film thickness 5 to 2
It is good to be 00 μm, preferably 5 to 50 μm. 5μ
If it is thinner than m, it will not function as a dielectric layer. The relative dielectric constant (ε) of the dielectric is 1 to 10, preferably 2 to
8
【0034】電荷注入層2bは、(1) 上記誘電体層で記
載した樹脂に導電性材料を混合・分散したもの、(2) 導
電性高分子材料から形成するとよい。The charge injection layer 2b is preferably formed from (1) a resin obtained by mixing and dispersing a conductive material described in the dielectric layer, and (2) a conductive polymer material.
【0035】(1) における場合には、樹脂として、溶剤
溶解性を有する例えばポリエステル樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリアミド樹脂の塗料用バインダーを使用
すると、導電性材料の分散・混合が容易で、塗布層の乾
燥工程のみで電荷注入層を形成できる。In the case of (1), the resin is, for example, a solvent-soluble polyester resin, polycarbonate resin, fluorine resin, polyurethane resin, acrylic resin, epoxy resin, alkyd resin, melamine resin, phenol resin, or polyamide resin. The use of a paint binder makes it easy to disperse and mix the conductive material, and the charge injection layer can be formed only by the drying step of the coating layer.
【0036】また、塗料用以外の樹脂である例えばポリ
スチレン樹脂、セルロース樹脂、塩化ビニル樹脂、シリ
コーン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂等を
使用する場合には、導電性材料との溶融混練により樹脂
中に導電性材料を均一分散させ、溶融押し出したり、貼
着用としてフイルム化することが必要である。高温でも
粘性の高い樹脂に導電性材料を均一分散させるには界面
活性剤等を添加した長時間の混練操作が必要であるが、
樹脂相互の結合性が高く、耐摩耗性に優れるという利点
があり、書込電極が接触する電荷注入層用バインダーと
しては好適である。In the case where a resin other than a paint resin such as a polystyrene resin, a cellulose resin, a vinyl chloride resin, a silicone resin, a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, or the like is used, melt kneading with a conductive material is performed. Therefore, it is necessary to uniformly disperse the conductive material in the resin, to melt-extrude the resin, or to form a film for sticking. To uniformly disperse the conductive material in a highly viscous resin even at high temperatures, a long-term kneading operation with the addition of a surfactant is required,
It has the advantage of high bonding between resins and excellent abrasion resistance, and is suitable as a binder for a charge injection layer in contact with a writing electrode.
【0037】混入される導電性材料としては、酸化亜
鉛、酸化錫、酸化アンチモン、酸化チタン、硫化バリウ
ム、酸化アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、酸化
マグネシウムのそれぞれにアンチモン、インジウム、カ
ーボン等をドーピングして導電化処理したもの、また、
銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属
粒子や金属繊維、その他、カーボンブラック、炭化ケイ
素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭素繊維、過塩素酸塩等
が例示され、体積平均粒径としては、電極ピッチ間より
小さければよく、例えば600dpsであれば40μm
以下である。As the conductive material to be mixed, zinc oxide, tin oxide, antimony oxide, titanium oxide, barium sulfide, aluminum oxide, strontium titanate, and magnesium oxide are doped with antimony, indium, carbon, and the like, respectively. Processed, and
Copper, aluminum, nickel, stainless steel, metal particles and metal fibers such as iron, other, carbon black, silicon carbide, silicon oxide, silicon nitride, carbon fibers, perchlorate and the like, as a volume average particle size, It is only necessary that the distance be smaller than the distance between the electrode pitches.
It is as follows.
【0038】上記した導電性材料の中で、導電化処理し
た金属酸化物の表面張力は100dyne/cm程度、
金属粒子は1000dyne/cm程度であるが、バイ
ンダー樹脂の表面張力は約40dyne/cmであり、
バインダー樹脂の表面張力値に近い導電化処理した金属
酸化物の方がバインダー樹脂との相溶性が高く、均一分
散させるのに適している。また、分散剤等が適宜添加さ
れる。Among the conductive materials described above, the surface tension of the metal oxide subjected to the conductivity treatment is about 100 dyne / cm.
The metal particles are about 1000 dyne / cm, but the surface tension of the binder resin is about 40 dyne / cm,
Conductive metal oxides having a surface tension value close to the surface tension of the binder resin have higher compatibility with the binder resin and are more suitable for uniform dispersion. In addition, a dispersant or the like is appropriately added.
【0039】塗料用バインダーを使用する場合には、溶
剤としてメタノール、エタノール等のアルコール類、ア
セトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジメチルス
ルホオキシド、ヘキサン、トルエン等が例示される。When a paint binder is used, examples of the solvent include alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, dimethyl sulfoxide, hexane, and toluene.
【0040】導電性材料は、バインダー樹脂100重量
部に対して5重量部〜100重量部、好ましくは20重
量部〜80重量部の割合で混合されて塗布溶液とされ、
誘電体層上に塗布形成されるか、また、フイルム化され
た後に誘電体層上に貼着されて電荷注入層とするとよ
い。The conductive material is mixed at a ratio of 5 to 100 parts by weight, preferably 20 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin to form a coating solution.
The charge injection layer may be formed by coating on the dielectric layer, or may be formed into a film and then pasted on the dielectric layer.
【0041】また、電荷注入層を導電性高分子材料から
形成してもよい。導電性高分子材料としては、例えばポ
リアセチレン、ポリ−p−フェニレン、ポリ−p−フェ
ニレンスルフィド、ポリピロール、ポリチェニレン、ポ
リアニリンの単独またはこれらの導電性高分子材料にA
sF5 、I2 、BF4 等をドーピングしたもの等が例示
される。Further, the charge injection layer may be formed from a conductive polymer material. Examples of the conductive polymer material include polyacetylene, poly-p-phenylene, poly-p-phenylene sulfide, polypyrrole, polychenylene, and polyaniline alone or a conductive polymer material such as A
Examples thereof include those doped with sF 5 , I 2 , BF 4, and the like.
【0042】電荷注入層としての膜厚は0.01μm〜
100μm、好ましくは0.1μm〜20μmであり、
膜厚が厚いと潜像電荷の横拡散が生じて好ましくない。
また、電荷注入層の体積抵抗は103 〜1015Ω・c
m、好ましくは107 〜1012Ω・cmの範囲とすると
よい。体積抵抗が低いと潜像電荷の拡散が生じやすく、
特に高温・高湿下で発生しやい。また、体積抵抗が高す
ぎると電荷注入層としての機能が低下する。また、電荷
注入層表面の仕事関数は4〜6eVの範囲とされる。な
お、潜像坦持体を光導電層からなる感光体とする場合に
は、電荷注入層は透明性を必要とするので、導電性材料
としては酸化錫等の透明導電性材料が使用される。The thickness of the charge injection layer is from 0.01 μm to
100 μm, preferably 0.1 μm to 20 μm,
When the film thickness is large, the lateral charge of the latent image is undesirably diffused.
The volume resistance of the charge injection layer is 10 3 to 10 15 Ω · c.
m, preferably in the range of 10 7 to 10 12 Ω · cm. If the volume resistance is low, the diffusion of the latent image charge is likely to occur,
In particular, it easily occurs under high temperature and high humidity. On the other hand, if the volume resistance is too high, the function as the charge injection layer is reduced. The work function of the surface of the charge injection layer is in the range of 4 to 6 eV. When the latent image carrier is a photoconductor made of a photoconductive layer, the charge injection layer needs to be transparent, so that a transparent conductive material such as tin oxide is used as the conductive material. .
【0043】次に、本発明の画像装置に使用される負帯
電トナーとしては、結着樹脂、顔料、離型剤、負荷電制
御剤等を溶融混練し、粉砕、分級して得られる母粒子に
外添剤を付着させたトナー粒子が例示される。Next, as the negatively charged toner used in the image device of the present invention, base particles obtained by melt-kneading a binder resin, a pigment, a release agent, a negative charge control agent, and the like, and pulverizing and classifying the same. And toner particles having an external additive attached thereto.
【0044】結着樹脂としては、ポリスチレン及びその
共重合体、例えば水素添加スチレン樹脂、スチレン−イ
ソブチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体
等、また、ポリエステル樹脂及びその共重合体、ポリエ
チレン及びその共重合体等が例示される。顔料として
は、カーボンブラック、ニグロシン、ローダミン系、銅
フタロシアニン、カーナミン系、キナクリドン、ソーラ
ピュアイエロー等が例示され、結着樹脂100重量部に
対して5〜15重量部、好ましくは6〜12重量部含有
される。離型剤としては、ポリプレンワックス、ポリエ
チレンワックス等が例示され、結着樹脂100重量部に
対して0.5〜10重量部、好ましくは2〜8重量部含
有される。負荷電制御剤としては、電子受容性の有機錯
体や塩素化ポリエステル、ピリジニル塩等が例示され、
結着樹脂100重量部に対して0.001〜5重量部、
好ましくは0.001〜3重量部含有される。また、金
属石鹸、エチレングリコール等の分散剤、ステアリン酸
亜鉛、酸化亜鉛、磁性剤等適宜添加される。Examples of the binder resin include polystyrene and copolymers thereof, for example, hydrogenated styrene resin, styrene-isobutylene copolymer, styrene-propylene copolymer, etc .; polyester resins and copolymers thereof; Copolymers and the like are exemplified. Examples of the pigment include carbon black, nigrosine, rhodamine-based, copper phthalocyanine, carnamin-based, quinacridone, solar pure yellow, and the like, and 5 to 15 parts by weight, preferably 6 to 12 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. Contained. Examples of the release agent include polypropylene wax, polyethylene wax, and the like, and 0.5 to 10 parts by weight, preferably 2 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. Examples of the negative charge control agent include an electron-accepting organic complex, a chlorinated polyester, and a pyridinyl salt.
0.001 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin,
Preferably, the content is 0.001 to 3 parts by weight. In addition, metal soaps, dispersants such as ethylene glycol, zinc stearate, zinc oxide, and magnetic agents are appropriately added.
【0045】本発明におけるトナーは、上記の材料を混
練粉砕法、スプレードライ法、重合法を用いて母粒子と
した後、シリカ、酸化マグネシウム、酸化チタン等の金
属酸化物の微粒子、硫化バリウム等の金属塩微粒子、ま
た、アクリル樹脂微粒子等の有機微粒子等を疎水化処理
した微粒子を噴霧法により外添処理したもので、体積平
均粒径が3〜12μm、好ましくは5〜9μmのもので
あり、体積抵抗率は1012Ω・cm以上とされるとよ
く、また、仕事関数4.8〜6.0eVの範囲のものと
される。The toner of the present invention is obtained by kneading and pulverizing the above-described materials into base particles using a kneading and pulverizing method, a spray drying method, and a polymerization method. Metal salt fine particles, or fine particles obtained by hydrophobically treating organic fine particles such as acrylic resin fine particles, etc., are externally added by a spraying method, and have a volume average particle diameter of 3 to 12 μm, preferably 5 to 9 μm. The volume resistivity is preferably 10 12 Ω · cm or more, and the work function is in the range of 4.8 to 6.0 eV.
【0046】本発明にあっては、書込電極における仕事
関数とトナー粒子における仕事関数との関係において、
トナー粒子表面の仕事関数を書込電極表面の仕事関数よ
り大きくするものであり、これにより、書込電極側から
トナー粒子への方向において電子を流れやすくするポテ
ンシャル障壁を設けることができる。そのため、トナー
粒子における仕事関数は書込電極における仕事関数よ
り、少なくとも0.15eV以上、好ましくは0.3e
V以上の大きいものとするとよい。In the present invention, the relationship between the work function of the writing electrode and the work function of the toner particles is as follows:
The work function of the surface of the toner particles is made larger than the work function of the surface of the writing electrode, thereby providing a potential barrier that facilitates the flow of electrons in the direction from the writing electrode to the toner particles. Therefore, the work function of the toner particles is at least 0.15 eV, preferably 0.3 eV, higher than the work function of the writing electrode.
V or more is preferable.
【0047】また、電荷注入層表面の仕事関数を、書込
電極表面の仕事関数より大きくかつトナー粒子表面の仕
事関数より小さいものとする場合には、電荷注入層にお
ける仕事関数としては、書込電極における仕事関数やト
ナー粒子における仕事関数との差が少なくとも0.15
eV以上、好ましくは0.3eV以上あるものとすると
よい。When the work function of the surface of the charge injection layer is larger than the work function of the surface of the writing electrode and smaller than the work function of the surface of the toner particles, the work function of the charge injection layer is defined as The difference between the work function of the electrode and the work function of the toner particles is at least 0.15.
eV or more, preferably 0.3 eV or more.
【0048】本発明の画像形成装置にあっては、例え
ば、トナー粒子の仕事関数が5.68、電荷注入層の仕
事関数が5.18eVである場合には、書込電極として
は仕事関数が5.18eV以下のものとするとよく、例
えばチタン(3.57eV)、亜鉛(4.33eV)、
鉄(4.60eV)、銅(5.02eV)等の材料から
形成された書込電極を使用するとよい。In the image forming apparatus of the present invention, for example, when the work function of the toner particles is 5.68 and the work function of the charge injection layer is 5.18 eV, the work function of the writing electrode is It is good to be 5.18 eV or less, for example, titanium (3.57 eV), zinc (4.33 eV),
A write electrode made of a material such as iron (4.60 eV) or copper (5.02 eV) may be used.
【0049】本発明の画像形成装置は、中間転写体を使
用する方法としてもよい。その場合には、潜像坦持体上
のトナー像は、一旦、ベルト状やロール状の中間転写体
に転写された後、転写ロール等を使用して紙等の被転写
材に転写される。また、負帯電トナーとして、シアン、
イエロー、マゼンタ、ブラックのカラートナーとする際
には、潜像坦持体上で静電潜像を現像した後、各色を逐
次中間転写体上に転写し、中間転写体上に形成されたカ
ラートナーを一括して被転写紙に転写するとよい。The image forming apparatus of the present invention may be a method using an intermediate transfer member. In this case, the toner image on the latent image carrier is once transferred to a belt-shaped or roll-shaped intermediate transfer body, and then transferred to a transfer material such as paper using a transfer roll or the like. . Further, as negatively charged toner, cyan,
When developing yellow, magenta, and black color toners, after developing the electrostatic latent image on the latent image carrier, each color is sequentially transferred onto the intermediate transfer body, and the color formed on the intermediate transfer body is It is preferable that the toner is collectively transferred to the receiving paper.
【0050】[0050]
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明の画像装置において規定する仕事関数
(φ)は、表面分析装置(理研計器(株)製AC−1)
により測定されるものである。The present invention will be described below in detail with reference to examples. The work function (φ) defined in the image apparatus of the present invention is a surface analysis apparatus (AC-1 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.).
Is measured by
【0051】 (トナーの製法) ・結着樹脂(ポリエステル樹脂) ・・ 89重量部 ・着色剤(銅フタロシアニン) ・・ 5重量部 ・負帯電性荷電制御剤(ピリジニル塩) ・・ 3重量部 ・離型剤(ポリプロピレンワックス) ・・ 3重量部 上記組成をヘンシェルミキサー20B(三井鉱山
(株))を使用し、1分間、3000rpmで均一混合
した後、二軸混練押出機(池貝化成社製PCM−30)
で溶融混練し、樹脂中に添加剤を分散固定した。混練物
を圧延冷却後、フェザーミルで粗粉砕した。(Preparation method of toner) Binder resin (polyester resin) 89 parts by weight Colorant (copper phthalocyanine) 5 parts by weight Negative charge control agent (pyridinyl salt) 3 parts by weight Release agent (polypropylene wax) 3 parts by weight After uniformly mixing the above composition at 3000 rpm for 1 minute using a Henschel mixer 20B (Mitsui Mining Co., Ltd.), a twin-screw kneading extruder (PCM manufactured by Ikegai Chemical Co., Ltd.) -30)
And the additives were dispersed and fixed in the resin. The kneaded product was roll-cooled and coarsely pulverized with a feather mill.
【0052】次いでジェット粉砕機{200APG(ホ
ソカワミクロン社製)}を使用し微粉砕した後、風力分
級装置{100ATP(ホソカワミクロン社製)}を使
用して母粒子を得た。Next, after finely pulverizing using a jet pulverizer {200 APG (manufactured by Hosokawa Micron)}, base particles were obtained using an air classifier {100 ATP (manufactured by Hosokawa Micron)}.
【0053】次いで、母粒子100重量部に対して、表
面をヘキサメチルジシラザンで処理したシリカ微粒子
(粒径10nm、キャボット社製「キャボシールTG8
10G」)を0.5重量部添加し、ヘンシェルミキサー
20B(三井鉱山(株))を使用し、2分間、2800
rpmで均一混合し、シリカ外添処理したトナーを得
た。Then, based on 100 parts by weight of the base particles, silica fine particles whose surface was treated with hexamethyldisilazane (particle diameter: 10 nm, “Cavoseal TG8” manufactured by Cabot Corporation)
10G "), and 2800 minutes by using a Henschel mixer 20B (Mitsui Mining Co., Ltd.).
The toner was uniformly mixed at rpm and externally treated with silica.
【0054】得られたトナー粒子の平均粒径は7.5μ
m、体積抵抗率1016Ω・cm、仕事関数5.68eV
であった。The average particle size of the obtained toner particles is 7.5 μm.
m, volume resistivity 10 16 Ω · cm, work function 5.68 eV
Met.
【0055】(画像形成装置)外径28.86mmのア
ルミ素管上に、ポリカーボネート樹脂膜(比誘電率2.
7、体積抵抗率1×1015Ω・cm、膜厚70μm)を
塗布法により成膜し誘電体膜を形成した後、誘電体膜上
に、ポリアミド樹脂((株)鉛市製、FR−104)1
00重量部と導電化処理した酸化チタンTiO2 (チタ
ン工業(株)製、FC−300、体積平均粒径20n
m)33重量部とをエタノールを使用して固形分33%
とした分散液を塗布した後、真空乾燥機で150℃、3
時間の条件で乾燥させ、膜厚1μmの電荷注入層を形成
し、潜像坦持体を作成した。(Image Forming Apparatus) A polycarbonate resin film (with a relative dielectric constant of 2.80) was formed on an aluminum pipe having an outer diameter of 28.86 mm.
7, a volume resistivity of 1 × 10 15 Ω · cm and a thickness of 70 μm) is formed by a coating method to form a dielectric film, and then a polyamide resin (manufactured by Lead City Co., Ltd., FR- 104) 1
00 parts by weight and conductive titanium oxide TiO 2 (manufactured by Titanium Co., Ltd., FC-300, volume average particle diameter 20 n)
m) 33% by weight of ethanol and a solid content of 33%
After applying the dispersion prepared as above, the mixture was heated at 150 ° C. and 3
After drying under the conditions of time, a charge injection layer having a film thickness of 1 μm was formed to form a latent image carrier.
【0056】電荷注入層の体積抵抗をハイレスタIP
(三菱油化(株)製)で測定したところ、7.6×10
10Ω・cmであり、また、仕事関数は5.18eVであ
った。The volume resistance of the charge injection layer is increased by Hiresta IP.
(Mitsubishi Yuka Co., Ltd.), 7.6 × 10
It was 10 Ω · cm, and the work function was 5.18 eV.
【0057】一方、図3に示す書込装置における基材と
して、厚さ1mmのシリコンゴム板(JISA硬度30
°、仕事関数5.26eV)の表面に書込電極形状の凹
部(深さ10μm)を形成した後、その凹部に鉄膜(仕
事関数4.60eV)をメッキにより充填し、書込装置
を作成した。On the other hand, a 1 mm thick silicon rubber plate (JISA hardness 30) was used as a base material in the writing device shown in FIG.
After forming a writing electrode-shaped recess (depth 10 μm) on the surface having a work function of 5.26 eV), the recess is filled with an iron film (work function 4.60 eV) by plating to create a writing device. did.
【0058】得られた潜像坦持体および書込装置を、図
2(a)に示す画像形成装置に組み込み、潜像坦持体の
回転速度を20cm/sとすると共に書込電極を線圧
0.02N/mmで潜像坦持体における電荷注入層面に
接触させて、書込電極に−300V印加して、潜像坦持
体上に静電潜像を形成した。電荷注入層表面電位は−3
00Vであり、注入効率の優れるものであった。The obtained latent image carrier and the writing device are incorporated in an image forming apparatus shown in FIG. 2A, the rotation speed of the latent image carrier is set to 20 cm / s, and the writing electrode is connected to a line. The latent image carrier was brought into contact with the charge injection layer surface at a pressure of 0.02 N / mm, and a voltage of -300 V was applied to the writing electrode to form an electrostatic latent image on the latent image carrier. The charge injection layer surface potential is -3
00V, and the injection efficiency was excellent.
【0059】次に、負帯電現像剤として上記で得たトナ
ーを使用し、潜像坦持体上の静電潜像を反転現像し、被
転写紙上に画像を形成したところ、画像部にあっては画
像抜けがなく、現像性に優れ、また、非画像部にはトナ
ーの付着はなく、また、画像劣化が生じず潜像坦持体上
へのフィルミングは認めらなかった。Next, the toner obtained above was used as a negatively charged developer, the electrostatic latent image on the latent image carrier was reversely developed, and an image was formed on the transfer paper. No image omission, excellent developability, no toner adhered to non-image areas, no image deterioration, and no filming on the latent image carrier was observed.
【0060】[0060]
【発明の効果】本発明の画像形成方法は、書込電圧に応
じた静電潜像を潜像坦持体に安定して付与でき、解像性
に優れるものとできると共に潜像坦持体へのフィルミン
グを防止し、潜像坦持体を長寿命とできる。According to the image forming method of the present invention, the electrostatic latent image corresponding to the writing voltage can be stably applied to the latent image carrier, the resolution can be improved, and the latent image carrier can be obtained. Filming of the latent image can be prevented, and the life of the latent image carrier can be extended.
【図1】 本発明に係る画像形成装置の基本構成を模式
的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a basic configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
【図2】 本発明の画像形成装置における画像形成の基
本プロセスを示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a basic process of image formation in the image forming apparatus of the present invention.
【図3】 書込装置の書込電極と潜像坦持体との接触状
態を示す図で、(a)は、書込電極と潜像担持体との配
置関係を説明するための斜視図、(b)は潜像坦持体の
回転軸方向からみた書込電極と潜像担持体との接触状態
の拡大図である。3A and 3B are diagrams illustrating a contact state between a writing electrode of a writing device and a latent image carrier, and FIG. 3A is a perspective view illustrating an arrangement relationship between the writing electrode and the latent image carrier. (B) is an enlarged view of the contact state between the writing electrode and the latent image carrier viewed from the rotation axis direction of the latent image carrier.
【図4】 書込装置の書込電極と潜像坦持体との接触状
態を示す図で、(c)は潜像坦持体の回転方向からみた
書込電極と潜像担持体との接触状態の拡大図である。4A and 4B are diagrams showing a contact state between a writing electrode of a writing device and a latent image carrier, and FIG. 4C shows a state of contact between the writing electrode and the latent image carrier viewed from the rotation direction of the latent image carrier. It is an enlarged view of a contact state.
1…画像形成装置、2…潜像担持体、3…書込装置、3
a…基材、3b…書込電極、4…現像装置、5…被転写
材、6…転写装置、7…除電装置、8…現像剤REFERENCE SIGNS LIST 1 image forming apparatus 2 latent image carrier 3 writing apparatus 3
a: base material, 3b: writing electrode, 4: developing device, 5: transfer material, 6: transfer device, 7: static eliminator, 8: developer
フロントページの続き (72)発明者 吉岡研二郎 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ −エプソン株式会社内 Fターム(参考) 2C162 AE21 AE44 AE47 AE74 AE82 AE84 EA20 2H005 DA02 2H029 AA06 AB03 AB04 AB10 AE01 2H068 AA08 Continued on the front page (72) Inventor Kenjiro Yoshioka 3-3-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano F-term in Seiko-Epson Corporation (reference) 2C162 AE21 AE44 AE47 AE74 AE82 AE84 EA20 2H005 DA02 2H029 AA06 AB03 AB04 AB10 AE01 2H068 AA08
Claims (5)
成される潜像担持体と、前記潜像担持体に前記静電潜像
を書き込む書込電極を有する書込装置と、前記静電潜像
を負帯電トナーにより反転現像する現像装置とを少なく
とも備え、前記書込電極を潜像坦持体の回転方向に対向
して接触させることより静電潜像を形成する画像形成装
置において、前記負帯電トナーを形成するトナー粒子表
面の仕事関数を書込電極表面の仕事関数より大きくした
ことを特徴とする画像形成装置。A latent image carrier having a charge injection layer on its surface and on which an electrostatic latent image is formed; and a writing device having a writing electrode for writing the electrostatic latent image on the latent image carrier. An image forming an electrostatic latent image by bringing the writing electrode into contact with the latent image carrier in a rotating direction, the developing device being configured to reversely develop the electrostatic latent image with negatively charged toner. In the image forming apparatus, the work function of the surface of the toner particles forming the negatively charged toner is larger than the work function of the surface of the writing electrode.
の仕事関数と書込電極表面の仕事関数との差が0.15
eV以上であることを特徴とする請求項1記載の画像形
成装置。2. The difference between the work function of the surface of the toner particles forming the negatively charged toner and the work function of the surface of the writing electrode is 0.15.
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the voltage is eV or more.
表面の仕事関数より大きく、かつ、負帯電トナーを形成
するトナー粒子表面の仕事関数より小さいことを特徴と
する請求項1記載の画像形成装置。3. The work function according to claim 1, wherein the work function of the surface of the charge injection layer is larger than the work function of the surface of the writing electrode and smaller than the work function of the surface of the toner particles forming the negatively charged toner. Image forming device.
が、潜像坦持体の回転軸方向に配置される複数の電極と
該複数の電極間に配置される離間部材よりなり、該離間
部材表面の仕事関数と電荷注入層表面の仕事関数との差
が0.15eV未満であることを特徴とする請求項1、
又は請求項2記載の画像形成装置。4. A contact portion of the writing device with a latent image carrier includes a plurality of electrodes arranged in a rotation axis direction of the latent image carrier and a separating member arranged between the plurality of electrodes. Wherein the difference between the work function of the surface of the separating member and the work function of the surface of the charge injection layer is less than 0.15 eV.
Or the image forming apparatus according to claim 2.
が、潜像坦持体の回転方向に対して、線圧0.05N/
mm以下で押圧されることを特徴とする請求項1〜請求
項3のいずれか一つ記載の画像形成装置。5. A contact portion of a writing device with a latent image carrier has a linear pressure of 0.05 N / s with respect to a rotation direction of the latent image carrier.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the image is pressed at a distance of not more than mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001023885A JP2002229245A (en) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | Image forming device |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002229245A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7597333B2 (en) | 2020-09-24 | 2024-12-10 | ゼロックス コーポレイション | Toner Surface Additives |
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2001
- 2001-01-31 JP JP2001023885A patent/JP2002229245A/en active Pending
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