JP2000075577A

JP2000075577A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000075577A
Application number: JP11202129A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Ishida; 知仁石田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-03-14
Also published as: US6205306B1

Abstract

(57)【要約】【課題】転写材上の高精細なトナー像を転写を可能と
する。【解決手段】感光体として、低露光量で感度が低く、
高露光量で感度が高いインダクション感光体１１を使用
する。これにより、露光光の照射スポット径を小さくし
たのと同様の効果が得られ、現像時に強い電界の作用で
感光体１１上に高精細なトナー像を形成することができ
る。ところが、このままの状態でトナー像を転写材に転
写すると、感光体表面の強い電界によってトナー飛び散
りや転写不良が発生する。そこで、転写の前に、転写前
露光ユニット１６により感光体表面に光照射して感光体
表面の電位を減衰させる。これにより、感光体上の高精
細トナー像を、ほぼそのまま転写材上に転写することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機、プ
リンタ、ファクシミリ、製版システムなどに用いる電子
写真方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置において、高速かつ低騒音
のプリンタとして、電子写真方式を採用したレーザビー
ムプリンタが知られている。

【０００３】図１２に、従来のレーザビームプリンタの
概略構成を示す。矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光ド
ラム（感光体）１は、帯電器２（矢印Ｒ２方向に回転）
による帯電、露光手段３による露光、現像器４の現像ロ
ーラ４ａ（矢印Ｒ４方向に回転）による現像によって、
表面にトナー像が形成され、このトナー像は、転写装置
５（矢印Ｒ５方向に回転）によって転写材Ｐ（例えば、
紙）上に転写された後、定着器７によって転写材Ｐ上に
定着される。なお、トナー像転写後に感光ドラム１は、
表面に残ったトナー（転写残トナー）がクリーニング装
置６によって除去され、次の画像形成に供される。

【０００４】上述のレーザビームプリンタは、感光体１
に対するレーザビームの照射の有無の２値記録により、
文字、図形などの画像を形成するもので、文字、図形な
どの記録であれば、中間調濃度を記録する必要がなく、
簡易な構造とすることができる。このような２値記録方
式のプリンタであっても、ディザ法や濃度パターン法な
どの、面積階調による中間調再現法を採用することによ
り中間調を表現できるが、ディザ法、濃度パターン法な
どを採用したプリンタでは高解像度が得られないという
欠点があった。

【０００５】このため、記録密度を低下させずに高解像
度で、各画素において中間調を形成するパルス幅変調方
式（ＰＷＭ方式）の画像形成装置が提案されている。こ
のＰＷＭ方式の画像形成装置は、画像信号によってレー
ザビームの照射時間を変調することにより中間調の画素
形成を行うもので、高解像度で、かつ高階調性の画像を
形成できるため、カラー画像の形成に特に適している。
すなわち、上述のＰＷＭ方式によると、１画素毎にビー
ムスポットにより形成されるドットの面積階調を行うこ
とができ、解像度を低下させることなく中間調を表現で
きる。

【０００６】ところが、上述のＰＷＭ方式の画像形成装
置において、画素密度をさらに高めていくと、ビームス
ポット径に対して画素が相対的に小さくなるために露光
時間変調による階調を十分に取ることができないという
欠点があった。

【０００７】このため、階調性を保持したまま解像度を
向上させるには、ビームスポット径をより小さくする必
要がある。例えば、レーザを用いた走査光学系を使用す
るときには、レーザ光の波長を短波長化したり、ｆ−θ
レンズのＮＡを大きくしたりすることなどが必要となる
が、このような方法を用いると高価なレーザを使用しな
ければならず、またレンズやスキャナの大型化及び焦点
深度の低下に伴って走査光学系に要求されている機械精
度の向上などから、装置本体の大型化とコストの上昇と
が避けられないという欠点がある。さらに、ＬＥＤアレ
イや液晶シャッターアレイなどの固体スキャナにおいて
もスキャナ自体の価格の上昇、取り付け精度の上昇、電
気駆動回路のコスト上昇は避けられないという欠点があ
る。

【０００８】このような欠点があるにもかかわらず、近
年、電子写真方式を用いた画像形成装置には、解像度の
上昇及び階調性の上昇がますます要求されている。

【０００９】このような状況に対して、例えば、特開平
１−１６９４５４号公報、特開平１−１７２８６３号公
報などに記載されている感光体、すなわち低露光量にお
いて感度が低く、露光量が増大するに伴って感度が高く
なる特性を有する感光体を用いれば、強度分布を有する
照射スポットにおける低露光量部分を除去し、あたかも
照射スポット径を小さくしたことと同様の効果が得られ
ることを見出した。このような効果を示す感光体をここ
ではインダクション感光体と呼ぶ。インダクション感光
体を使用することにより、上述の感光体に対して強度分
布を有する照射スポットを走査するような画像形成装置
において、照射スポット径以下の高解像度を得ることが
可能となった。さらにこのように、シャープな表面電荷
密度を有する感光体に対して、高周波の現像バイアスを
印加して現像したところ、そのシャープな電荷密度によ
って感光体表面に生じた強い電界により、ラインや文字
などの比較的大きな画像パターンはもちろん、グラフィ
ック画像のハーフトーン部にみられる孤立ドットで形成
された画像パターンにおいても非常に密なトナー像が形
成されることが見出された。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、非常に強い力
で感光体上に拘束されたトナー粒子を転写装置によって
転写材上に転写するためには、感光体上のトナー像を強
い転写電界によって感光体から剥ぎ取らねばならない。
転写電界を強くすると転写効率は上がるが、強くしすぎ
ると放電現象などを起こし、転写材上又は感光体上でト
ナー粒子の凝集体ができるなど、画像劣化を引き起こ
す。すなわち、通常、あらゆる画像パターンにおいて、
転写効率と転写時のドット再現性が両立するように転写
電界を決定するが、上述のインダクション感光体を使用
した場合には、感光体上では輪郭のしっかりした非常に
密なトナー像が得られているが、転写材上ではトナー飛
び散りや転写不良が激しく良好な出力画像が得られない
という問題があった。

【００１１】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
であり、現像時に強い電界の作用で得られた感光体上の
高精細なトナー像を、飛び散りや転写不良なく転写材上
に転写できるようにした画像形成装置を提供することを
目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る発明は、感光体と、帯電手段による
前記感光体の帯電と露光手段による帯電後の前記感光体
の像露光とによって静電潜像を形成する静電潜像形成手
段と、前記静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成
する現像手段と、前記トナー像を転写材に静電的に転写
する転写手段とを備えた画像形成装置において、前記感
光体は、前記感光体の露光量の変化に対する前記感光体
の表面電位の変化率が、第１の露光量の場合よりも、前
記第１の露光量を上回る第２の露光量の場合の方が大き
くなるような特性を有し、前記画像形成装置は、さら
に、前記現像手段による現像後であって、前記転写手段
による転写前に、前記感光体のトナー付着部の電位と非
トナー付着部の電位との電位差を減少させる減少手段を
備える、ことを特徴とする。

【００１３】請求項２に係る本発明は、請求項１の画像
形成装置において、前記感光体は、前記感光体の露光量
の変化に対する前記感光体の表面電位の変化の曲線が、
露光量の増加に連れて上方に凸から下方に凸に変化する
変曲点をもつような特性を有する、ことを特徴とする。

【００１４】請求項３に係る本発明は、請求項１の画像
形成装置において、前記減少手段は、前記感光体を露光
する転写前露光手段である、ことを特徴とする。

【００１５】請求項４に係る本発明は、請求項３の画像
形成装置において、前記転写前露光手段は、前記感光体
の露光量の変化に対する前記感光体の表面電位の変化の
曲線における２次微分曲線の低光量側のピークより高い
露光量で、前記感光体を露光する、ことを特徴とする。

【００１６】請求項５に係る本発明は、請求項３の画像
形成装置において、前記転写前露光手段は、前記感光体
の露光量の変化に対する前記感光体の表面電位の変化の
曲線における２次微分曲線の高光量側のピークより低い
露光量で、前記感光体を露光する、ことを特徴とする。

【００１７】請求項６に係る本発明は、請求項２の画像
形成装置において、前記露光手段は、前記静電潜像の解
像度の１ドットに相当する光を前記感光体に照射する場
合、その光量分布のピーク光量の１０％の光量を、前記
変曲点に対応する光量よりも低い光量側に有する、こと
を特徴とする。

【００１８】請求項７に係る本発明は、請求項１の画像
形成装置において、前記減少手段は、コロナ放電器であ
る、ことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２０】〈実施の形態１〉図１に、本発明に係る画
像形成装置の一例を示す。なお、同図は、レーザビーム
プリンタの概略構成を示す縦断面図（模式図）である。

【００２１】同図に示すレーザビームプリンタ（以下
「画像形成装置」という。）は、ドラム型の電子写真感
光体（以下単に「感光体」という）１１を備えている。
なお、本発明に係る感光体１１は、特殊な感光体であ
り、その性質等については後に詳述する。感光体１１
は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆
動される。感光体１１は、その表面が一次帯電器１２に
よって所定の極性、所定の電位に均一に帯電され、露光
手段１３による画像情報に応じた光照射によって静電潜
像が形成される。この静電潜像は、現像装置の現像スリ
ーブ１４によってトナーが付着され、トナー像として現
像される。この感光体１１上のトナー像は、搬送手段
（不図示）によって矢印Ｋ_Ｐ方向に搬送されてきた紙等
の転写材Ｐに、転写装置１５によって転写される。トナ
ー像転写後の転写材Ｐは、定着器（不図示）の加熱、加
圧によって表面にトナー像が定着され、装置本体外部に
排出される。一方、トナー像転写後の感光体１１は、転
写材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（転写残ト
ナー）がクリーニング装置（不図示）によって除去さ
れ、次の画像形成に供される。

【００２２】本実施の形態においては、さらに、転写の
前に、電位差減少手段としての光照射手段１６によっ
て、感光体１１の表面電位を低下させている。

【００２３】なお、このときの光照射には、感光体１１
の露光量と表面電位との関係を示す減衰曲線における２
次微分曲線の低光量側のピークより高光量側の露光量で
光照射することにより、感光体１１の表面電位を低下さ
せることで、感光体１１上の電位差を減少させることが
できるものである。

【００２４】なお、上述の一次帯電器１２、現像スリー
ブ１４、及び転写装置１５と、感光体１１との間には、
この順に、帯電ニップ部Ｎ、現像ニップ部Ｄ、及び転写
ニップ部Ｔが構成されている。

【００２５】次に、本発明の特徴部分について説明す
る。

【００２６】まず、本発明の考え方を、イメージ図を用
いて説明する。図２に本発明に用いるインダクション感
光体の露光量（単位は「μＪ／ｃｍ^２」）と表面電位
（単位は「Ｖ」）との関係を示す減衰曲線を示す。

【００２７】本実施の形態で使用するインダクション感
光体１１は、図２に示すように、低露光量領域では、感
度（露光量に対する表面電位の変化率をいう。以下、同
じ。）が低く、高露光領域では、感度が高い。また、同
図に示す減衰曲線は、露光量の低露光量側から高露光量
側への増加に伴って上方に凸状から下方に凸状に移行す
る変曲点Ｉを有するようになっている。さらに、インダ
クション感光体１１は、解像度のワンドットに相当する
光を露光手段１３により表面に照射したとき、その光量
分布のピーク光量の１０％の露光量を、上述の変曲点Ｉ
に対応する露光量よりも低露光量側に有している。この
ため、光強度の強い光から弱い光まで含む光、つまり、
強度分布を有する光を照射した場合でも、感光体表面に
形成される電荷密度分布は、図３（ｃ）に示すように急
峻な矩形型のものとなる。図３（ａ）は、露光量と表面
電位との関係が直線的な感光体を用いて、強度分布を有
する光を照射したときに得られる感光体上の電荷密度分
布である。インダクション感光体１１と異なり光量分布
の形状がそのまま保存されて電荷密度分布が形成されて
いることがわかる。このようにインダクション感光体１
１を使用したとき、感光体表面に急峻な電荷密度分布が
形成されることによって、図４（ｂ）に示すように感光
体と現像スリーブとによって構成される現像空間におけ
る感光体表面近傍の電界強度が非常に強くなる。

【００２８】ここで、図４（ａ）、（ｂ）、図５
（ｃ）、（ｄ）の見方を図６、図７を参照しながら説明
する。まず、インダクション感光体１１とこれに対面す
る現像スリーブ１４とによって両者間が距離Ｓの現像空
間が構成されたと考える。この現像空間の感光体表面
に、ある電荷密度分布が形成されているとし、この感光
体表面が図７の向かって奥側Ａ１に配置されていると仮
定する。さらにこの感光体１１に対向する現像スリーブ
１４が図７中の手前側Ａ２に配置されていると仮定す
る。このとき、図中の手前側Ａ２と奥側Ａ１のそれぞれ
の距離Ａ４が感光体１１と現像スリーブ１４との距離Ｓ
に対応し、Ａ４方向の軸上０の位置が感光体表面、軸上
１００の位置が現像スリーブ表面を表している。また、
この現像空間での電位分布を図中の高さＡ３として表
し、Ａ３方向の軸上８００の位置が感光体表面の帯電電
位、軸上０の位置が現像スリーブ１４又は転写材Ｐの電
位を表している。このようにして、各位置での電位を結
んでできた面の傾きがそれぞれの位置での電界強度にな
る。

【００２９】さらに、図３（ｂ）、（ｄ）について、図
８を参照しながら説明する。図８において、縦軸は電位
の高さを示し、各曲線はそれぞれ、感光体からのある位
置における電位を示し、その数値は図７の軸Ａ４上の数
値に対応している。すなわち曲線０は感光体表面での電
位を示し、曲線２０は感光体表面近傍の位置での電位を
表す。以下同様に４０、６０、８０と感光体１１から離
れた位置での電位を示し、曲線１００は現像スリーブ１
４上での電位を表す。

【００３０】このようにして図４（ｂ）、図３（ｄ）を
考えると、インダクション感光体１１を用いたときの感
光体表面近傍の電位分布は急峻に感光体側に傾斜をして
おり、感光体１１に向かって強い電界３３が作用してい
ることがわかる。

【００３１】一方、図４（ａ）、図３（ｂ）に示すよう
に露光量と表面電位との関係が直線的な感光体を使用し
たときの感光体表面近傍の電界分布３１は、ゆるやかに
感光体に向かっており、トナー粒子３２に対して感光体
側へは弱い力しか作用していないことがわかる。

【００３２】このようにインダクション感光体１１を使
用して画像形成を行ったとき感光体表面に非常に強い電
界が発生し現像時に高精細で密なトナー像を形成するこ
とができる。

【００３３】しかし、このように強い電界によって良好
な現像を実現してきたインダクション感光体１１をこの
ままの状態にして転写処理を行うと、感光体表面近傍の
トナー粒子３４は感光体表面に強く引っ張られているた
め、速やかに転写材Ｐに転写されないで、ひどい飛び散
りや転写不良などの画像劣化が生じてしまう。

【００３４】そこで、本実施の形態では、潜像形成時に
作られた感光体表面近傍の強い電界分布を現像処理終了
後、転写処理開始前に感光体表面に光照射することによ
り、図５（ｃ）のように潜像形成時に光を照射していな
い部分の電位も下げることで感光体表面に発生していた
電界を消去し、感光体表面でフラットな電位分布４１を
つくり、トナー粒子４２の転写をし易くする。この感光
体１１上の電位面に対して転写電界を印加すると、図５
（ｄ）のように、電位分布４３が変化し、感光体１１上
のトナー粒子４４が良好に転写される。

【００３５】このときの転写前に与える露光量が、図２
に示す露光量と感光体１１の表面電位との関係を示す減
衰曲線における２次微分曲線の低光量側のピークより高
光量側の露光量で光照射することが必要であり、かつ、
露光量と感光体１１の表面電位との関係を示す減衰曲線
における２次微分曲線の高光量側のピークより低光量側
の露光量、つまり図１３の斜線で示す範囲の露光量で光
照射することが理想的である。さらに具体的には、図２
に示す露光量と感光体１１の表面電位との関係を示す減
衰曲線における１次微分曲線のピーク光量で、転写処理
前に光照射することによりその効果が顕著に現れる。

【００３６】以上で、本発明の考え方についての説明を
終える。

【００３７】つづいて、各部材について詳述する。

【００３８】本実施の形態においては、感光体としてイ
ンダクション感光体１１を使用している。

【００３９】インダクション感光体１１は、円筒状のド
ラム基体の外周面に、電荷発生層と電荷輸送層とを有す
る感光層を設けて構成されている。

【００４０】ドラム基体としては、ドラム基体自体が導
電性を有するものの、例えば、アルミニウム、アルミニ
ウム合金、銅、亜鉛、ステンレス、クロム、チタン、ニ
ッケル、マグネシウム、インジウム、金、白金、銀、鉄
などを用いることができる。その他、ドラム基体自体は
導電性を有さない、例えば、プラスチックなどの誘電体
基材によって形成し、その表面に、アルミニウム、酸化
インジウム、酸化スズ、金などを蒸着などにより被膜形
成して導電層を設けて全体として導電性を有するように
したものや、導電性微粒子をプラスチックや紙に混合し
たものなどを用いることができる。

【００４１】上述のドラム基体と感光層との中間に、注
入阻止機能と接着機能とを有する下引き層を設けるよう
にしてもよい。下引き層としては、カゼイン、ポリビニ
ルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル
酸コポリマー、ポリビニルブチラール、フェノール樹
脂、ポリアミド、ポリウレタン、ゼラチンなどによって
形成することができる。下引き層の膜厚は０．１〜１０
μｍ、好ましくは０．３〜３μｍが用いられる。

【００４２】感光層としては、インダクション効果を有
しており、電界強電によりインダクション量と感度とが
変化するものであれば、任意の部材を用いることが可能
であり、電荷発生層と電荷輸送層とからなる機能分離タ
イプのものや電荷発生と電荷輸送とを同一の層で行う単
層タイプが用いられる。

【００４３】電荷発生材料としては、例えば、セレン−
テルル、ピリリウム系染料、チオピリリウム系染料、フ
タロシアニン系顔料、アントアントロン系顔料、ジベン
ズピレンキノン系顔料、ピラントロン系顔料、トリスア
ゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、アゾ系顔料、インジゴ系顔
料、キナクリドン系顔料、シアニン系顔料などを用いる
ことができる。

【００４４】電荷輸送材料としては、ポリ−Ｎ−ビニル
カルバゾール、ポリスチリルアントラセンなどの複素環
や縮合多環芳香族を有する高分子化合物、ピラゾリン、
イミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリ
アゾール、カルバゾールなどの複素環化合物、トリフェ
ニルメタンなどのトリアリールアルカン誘導体、トリフ
ェニルアミンなどのトリアリールアミン誘導体、フェニ
レンジアミン誘導体、Ｎ−フェニルカルバゾール誘導
体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの低分子
化合物を用いることができる。

【００４５】上述の電荷発生材料や電荷輸送材料は必要
に応じてバインダーポリマーが用いられる。バインダー
ポリマーの例としては、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビ
ニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フ
ッ化ビニリデン、トリフルオロエチレンなどのビニル化
合物の重合体及び共重合体、ポリビニルアルコール、ポ
リビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステ
ル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウ
レタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。

【００４６】感光層には前述の化合物以外にも機械的特
性の改良や耐久性向上のために添加剤を用いることがで
きる。このような添加剤としては、酸化防止剤、紫外線
吸収剤、安定化剤、架橋剤、潤滑剤、導電性制御剤など
が用いられる。

【００４７】本実施の形態で使用したインダクション感
光体１１は、ドラム基体の外周面に、感光層として、ポ
リエステル−メラミン系硬化樹脂４重量部に対して特殊
ＣｕＰＣ顔料（東洋インキ製）を１重量部分散させたも
のを厚さ２０μｍ塗布したものを用いた。

【００４８】一次帯電器１２としては、コロナワイヤと
シールドと電界制御グリッドとを有するコロナ帯電器を
用いたコロナ帯電方式や、インダクション感光体１１に
接触させた帯電ローラに直流、又は直流と交流との重畳
バイアスを印加して帯電するローラ帯電方式などがあ
る。本実施の形態では、帯電ローラを使用し、これに９
５０Ｈｚ、ピーク間電圧８００Ｖ_ＰＰの交流と、＋５０
０Ｖ_ＤＣの直流とを重畳させた帯電バイアスを印加し感
光体表面を＋５００Ｖに帯電させた。

【００４９】露光手段１３としての光学系には、半導体
レーザを使用したスキャナタイプのものや、ＬＥＤによ
り集光装置であるセルフォックレンズを介して像露光を
おこなうもの、また、ＥＬ素子やプラズマ発光素子な
ど、その他の光学系も使用することができる。これらの
光学系を用い、ＰＷＭ方式による階調制御や、ディザ法
などの面積階調法、レーザ光強度変調、あるいはこれら
を組み合わせた制御法を使用することができる。

【００５０】本実施の形態では、６８０ｎｍ、５ｍＷの
半導体レーザを用いた。インダクション感光体１１上で
のスポット径はピーク強度から１／ｅ^２の光強度を有す
る光分布の径が、主走査×副走査方向で２５×４５μｍ
であるスキャナタイプの光学系を使用し、６００ｄｐｉ
の画像出力を行った。

【００５１】現像装置としては、磁性トナーを磁力によ
り搬送し、現像ニップ部Ｄにて非接触で感光体１１上に
飛翔現像させる磁性１成分の非接触現像方式、又は現像
ニップで感光体１１に接触させて現像処理を行う磁性接
触現像方式、非磁性トナーをブレードにより規制し帯電
させ、現像スリーブ１４に担持して搬送し現像ニップ部
Ｄにおいて非接触でトナーを飛翔現像させる非磁性１成
分の非接触現像方式、又は現像ニップ部Ｄで感光体１１
に接触させ現像処理を行う非磁性１成分の接触現像方
式、同じく非磁性トナーを磁性粉体であるキャリヤに混
合させ同じく現像スリーブ１４で現像ニップ部Ｄまで搬
送し現像処理を行う２成分現像方式など様々な現像法を
使用することができる。本実施の形態では磁性１成分の
非接触現像方式により、現像スリーブ１４と感光体１１
の最近接部の距離を３００μｍ、現像バイアスを周波数
１８００Ｈｚ、ピーク間電圧８００Ｖ_ＰＰの交流成分
と、３５０Ｖ_ＤＣの直流成分との重畳バイアスを印加す
ることにより現像を行った。

【００５２】転写装置１５には、電気的な力、又は機械
的な力を利用した転写方式を使用することができる。電
気的な力を利用して転写を行う方法として、コロナワイ
ヤによりトナーの帯電極性と逆極性の直流バイアスを印
加して転写を行うコロナ転写方式、１０^５〜１０^１２Ω
・ｃｍの電気抵抗値を示す部材を表層に有するローラを
当接させ、トナーと逆極性のバイアスを印加するローラ
転写方式などがある。

【００５３】本実施の形態では転写ローラを用い、２〜
１０μＡの転写電流を流すことにより転写を行った。

【００５４】さらに、感光体１１の回転方向に沿って
の、現像ニップ部Ｄの下流側でかつ転写ニップ部Ｔの上
流側において、感光体１１表面に対向するようにして、
電位差減少手段１６としての転写前露光ユニット（光照
射手段）を配設した。これにより、現像処理後、転写処
理開始前に感光体１１表面に光照射を行った。転写前露
光ユニットとしては、タングステンランプ、ＬＥＤ、各
種ガスレーザ、有機ＥＬ、蛍光灯、水銀ランプなど、感
光体１１の感光層を構成する材料が感度を有するものを
使用可能である。なお、感光体１１の耐久性の観点か
ら、水銀ランプなどの短波長領域に強い発光を有するも
のよりも、長波長領域に発光波長域を有するものの方が
適当である。本実施の形態では、小型のタングステンラ
ンプを感光体１１の長手方向（外周面の母線方向）に複
数個、配置して１．８μＪ／ｃｍ^２の露光量で転写前露
光を行った。

【００５５】以上の構成により画像出力した結果を、図
９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。図９（ａ）は、トナ
ーによってインダクション感光体１１上で現像されたハ
ーフトーン画像であり、前述のように、インダクション
感光体１１を使用することで、高精細トナー像を形成す
ることができる。（ｂ）は、この高精細トナー像を、電
位差減少手段１６としての転写前露光ユニットを使用し
ないで、転写材（普通紙）Ｐ上に転写したときの、転写
材Ｐ上でのトナー像（転写像）を示す。同図に示すよう
に、トナーの激しい飛び散りと転写不良が起きているこ
とがわかる。すなわち、インダクション感光体１１上で
得られていた高精細トナー像が転写材Ｐである普通紙上
では再現されていない。

【００５６】これに対し、図９（ｃ）は、（ａ）に示す
インダクション感光体１１上の高精細トナー像を、電位
差減少手段１６としての転写前露光ユニットを使用し
て、転写材（普通紙）Ｐ上に転写したときの、転写材Ｐ
上のトナー像（転写像）を示す。同図に示すように、転
写材Ｐ上においても、インダクション感光体１１上で得
られていた高精細トナー像に近い高精細なトナー像（転
写像）を得ることができた。

【００５７】〈実施の形態２〉図１０に、実施の形態２
を示す。本実施の形態においては、上述の実施の形態１
の構成に、さらに、遮光部材としての露光ユニット遮光
板１７を取り付けて、転写前露光に用いた照射光（転写
前露光光）が、感光体１１表面のうちの現像ニップ部Ｄ
に位置する部分に到達しないようにしている。露光ユニ
ット遮光板１７としては、転写前露光光の光源波長の光
を遮光できるものが使用可能である。また、アルミニウ
ム、ステンレス、プラスチックにアルミなどを蒸着した
ものなど、光反射率の高いものを使用することで転写前
露光の露光効率を向上させることができる。本実施の形
態では、１ｍｍ厚のアルミニウム板を使用した。

【００５８】転写前露光光の照射光量は、インダクショ
ン感光体１１の感度に依存し、感光体表面の電荷を十分
打ち消すだけの照射光量が必要となる。そのため、感度
の悪い感光体に対して転写前露光を行うと、多くの照射
光量を必要とし、その強い光強度のため現像ニップ部Ｄ
にまで転写前露光光が侵入し、現像時の静電電荷像を乱
し良好な現像処理を行うことができなくなってしまう。

【００５９】本実施の形態の構成によれば、感度が低く
強い転写前露光が必要な感光材料を使用したときにも、
現像ニップ部Ｄでの感光体上の静電潜像を乱すことなく
転写前露光を行うことができ、感光体１１上でも、また
転写後の転写材Ｐ上でも良好な高精細なトナー像を再現
可能である。

【００６０】〈実施の形態３〉実施の形態３において
は、前述の実施の形態１で電位差減少手段１６として使
用していた転写前露光ユニット（光照射手段）に代え
て、コロナ帯電器（帯電手段）を使用している（図１参
照）。

【００６１】インダクション感光体１１上の静電潜像形
成時に形成された感光体表面近傍の強い電界分布を、現
像処理終了後、転写処理開始前に、上述のコロナ帯電器
によって感光体表面を帯電処理することによりフラット
にし、トナーに作用する電界強度を弱めて、感光体１１
上から転写材Ｐ上のトナー像の転写を容易にすること
で、感光体１１上のトナー粒子４４を良好に転写できる
ようにするものである。

【００６２】さらに具体的には、コロナワイヤとシール
ドとグリッドとを有するコロナ帯電器を使用し、現像処
理終了後の感光体１１の表面電位が、前述の一次帯電器
１２による一次帯電と同程度、又はこれよりも若干低
い、＋５００〜＋４００Ｖになるように帯電処理を行っ
た。また、感光体１１上のトナー粒子の帯電電荷量も帯
電処理を施すことにより均一化され、このことによって
も、良好な転写が促進された。

【００６３】本実施の形態の作用・効果は、前述の実施
の形態１のそれらとほぼ同様である。

【００６４】〈実施の形態４〉図１１を参照して、本実
施の形態について説明する。本実施の形態においては、
現像装置２０として４個の現像器、すなわち、イエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックのそれぞれの色のトナ
ーを収納した現像器２１、２２、２３、２４を備えてい
る。本実施の形態においては、インダクション感光体１
１表面に、順次、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クに対応する静電潜像を形成し、これらを順次、それぞ
れの色で現像して感光体１１上で４色のトナー像を重
ね、これら４色のトナー像を転写材Ｐ上に一括して転写
するものである。本実施の形態においても、電位差減少
手段１６としての、コロナ帯電器（帯電手段）によっ
て、トナー像の転写処理開始前に、インダクション感光
体１１上のトナー粒子に帯電処理を行う。

【００６５】インダクション感光体１１には、前述の実
施の形態１と同様に、ポリエステル−メラミン系硬化樹
脂４重量部に対して特殊ＣｕＰＣ顔料（東洋インキ製）
を１重量部分散させたものを厚さ２０μｍ塗布したもの
を用いた。

【００６６】一次帯電器１２としては、コロナワイヤと
シールドと電界制御グリッドとを有するコロナ帯電器を
用いたコロナ帯電方式を用い、感光体表面を＋５００Ｖ
に帯電させた。

【００６７】露光手段１３としての光学系には、実施の
形態１と同様に、６８０ｎｍ、５ｍＷの半導体レーザを
用いた。このときの感光体１１上でのスポット径はピー
ク強度から１／ｅ^２の光強度を有する光分布の径が、主
走査×副走査方向で２５×４５μｍであるスキャナタイ
プの光学系を使用した。

【００６８】現像器２１、２２、２３、２４には、非磁
性トナーをブレード（不図示）により規制し帯電させ、
現像スリーブに担持して搬送し、現像ニップ部において
非接触でトナーを飛翔現像させる非磁性１成分非接触現
像方式を用いた。

【００６９】以上の構成により得られたトナー像を、コ
ロナ帯電器を使用した電位差減少手段１６によって、イ
ンダクション感光体１１の表面電位が、前述の一次帯電
器１２による一次帯電と同程度、又はこれよりも若干低
い、＋５００〜＋４００Ｖになるように帯電処理を行っ
た。また、この帯電処理により、感光体１１上のトナー
粒子の帯電電荷量も均一化され、良好な転写を助けるも
のとなった。

【００７０】以上の構成により、インダクション感光体
１１上の高精細トナー像を、転写材Ｐ上でも再現するこ
とが可能となった。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
インダクション感光体を使用して現像時に強い電界の作
用でインダクション感光体上に高精細なトナー像を形成
し、このトナー像を転写材上に転写するに際し、電位差
減少手段により感光体表面の電位を減衰させることがで
きるので、トナー飛び散りや転写不良なく良好に転写し
て、転写材上に高精細なトナー像を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
模式図。

【図２】インダクション感光体の露光量と表面電位との
関係を説明する図。

【図３】（ａ）は、露光量と表面電位との関係が直線的
な感光体に強度分布を持つ光を照射したときに発生する
感光体表面の電荷密度分布のイメージ図。（ｂ）は、露
光量と表面電位との関係が直線的な感光体に強度分布を
持つ光を照射したときに発生する感光体表面の電位分布
のイメージ図。（ｃ）は、インダクション感光体に強度
分布を持つ光を照射したときに発生する感光体表面の電
荷密度分布のイメージ図。（ｄ）は、インダクション感
光体に強度分布を持つ光を照射したときに発生する感光
体表面の電位分布のイメージ図。

【図４】（ａ）は、露光量と表面電位との関係が直線的
な感光体に強度分布を持つ露光光を照射したときに発生
する感光体表面の電位分布の立体イメージ図と画像部に
拘束されたトナー粒子を説明する図。（ｂ）は、インダ
クション感光体に強度分布を持つ露光光を照射したとき
に発生する感光体表面の電位分布の立体イメージ図と画
像部に拘束されたトナー粒子を説明する図。

【図５】（ｃ）は、転写前露光を行うことにより、潜像
形成時に露光されていない部位の帯電電位を低下させて
感光体表面に拘束されたトナー粒子に作用する電界を消
去したときの電位分布の立体イメージ図と拘束から開放
されたトナー粒子を説明する図。（ｄ）は、転写前露光
を行うことにより、潜像形成時に露光されていない部位
の帯電電位を低下させて感光体表面に拘束されたトナー
粒子に作用する電界を消去した後、転写電界を印加して
容易に感光体上のトナー粒子が転写できる状態を説明す
る図。

【図６】図４（ａ）、（ｂ）、図５（ｃ）、（ｄ）のイ
メージ図の見方を説明するための現像空間の概略図。

【図７】図４（ａ）、（ｂ）、図５（ｃ）、（ｄ）のイ
メージ図の見方の説明図。

【図８】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のイメー
ジ図の見方の説明図。

【図９】（ａ）は、実施の形態１により形成された感光
体上のトナー像を示す図。（ｂ）は、実施の形態１にお
いて転写前露光を行わなかったときの転写材上のトナー
像を示す図。（ｃ）は、実施の形態１において転写前露
光を行ったときの転写材上のトナー像を示す図。

【図１０】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示
す模式図。

【図１１】実施の形態４の画像形成装置の概略構成を示
す模式図。

【図１２】従来の画像形成装置の概略構成を示す模式
図。

【図１３】転写前に光照射を行う際の適正露光量を説明
する図。

【符号の説明】

１１感光体１２帯電手段（帯電器）１３露光手段１４現像手段（現像スリーブ）１５転写手段（転写装置）１６減少手段（光照射手段、帯電手段）１７遮光部材（遮光板）Ｉ変曲点Ｐ転写材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、帯電手段による前記感光体の
帯電と露光手段による帯電後の前記感光体の像露光とに
よって静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静
電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段
と、前記トナー像を転写材に静電的に転写する転写手段
とを備えた画像形成装置において、前記感光体は、前記感光体の露光量の変化に対する前記
感光体の表面電位の変化率が、第１の露光量の場合より
も、前記第１の露光量を上回る第２の露光量の場合の方
が大きくなるような特性を有し、前記画像形成装置は、さらに、前記現像手段による現像
後であって、前記転写手段による転写前に、前記感光体
のトナー付着部の電位と非トナー付着部の電位との電位
差を減少させる減少手段を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記感光体は、前記感光体の露光量の変
化に対する前記感光体の表面電位の変化の曲線が、露光
量の増加に連れて上方に凸から下方に凸に変化する変曲
点をもつような特性を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記減少手段は、前記感光体を露光する
転写前露光手段である、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記転写前露光手段は、前記感光体の露
光量の変化に対する前記感光体の表面電位の変化の曲線
における２次微分曲線の低光量側のピークより高い露光
量で、前記感光体を露光する、ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記転写前露光手段は、前記感光体の露
光量の変化に対する前記感光体の表面電位の変化の曲線
における２次微分曲線の高光量側のピークより低い露光
量で、前記感光体を露光する、ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記露光手段は、前記静電潜像の解像度
の１ドットに相当する光を前記感光体に照射する場合、
その光量分布のピーク光量の１０％の光量を、前記変曲
点に対応する光量よりも低い光量側に有する、ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記減少手段は、コロナ放電器である、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。