JP2956476B2

JP2956476B2 - 静電潜像保持体、画像形成方法および画像形成装置

Info

Publication number: JP2956476B2
Application number: JP11534294A
Authority: JP
Inventors: 均久田; 嘉信村上; 徹哉佐藤; 正寿前田; つむぎ小林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-05-27
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1999-10-04
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: JPH07319174A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタやファ
クシミリなどの電子写真装置に用いられる静電潜像保持
体、画像形成方法および画像形成装置に関し、特には有
機光導電物質を含有する積層型電子写真感光体である静
電潜像保持体と改良された画像形成方法および画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真装置はその高速性、低騒
音性、高画質、普通紙記録可能などの理由で発展がめざ
ましく、複写機はもちろんプリンタやファクシミリにお
いても急速に普及しつつある。また、特にプリンタ、フ
ァクシミリの分野ではオフィスユースからパーソナルユ
ースへと移行しつつあり、より小型化、低コスト化、メ
ンテナンスフリー化等を実現する技術が求められてい
る。

【０００３】一般に、電子写真方式の画像形成方法は、
まず静電潜像保持体である電子写真感光体を均一に帯電
し、次に画像信号を露光手段によって感光体上に書き込
み、静電潜像を形成する。さらに、感光体に形成された
静電潜像は現像工程において着色粉体であるトナーによ
って可視像化され、そのトナーが複写用紙に転写され定
着されて、複写画像を得る。一方、感光体は、転写後の
残留トナーをクリーニング工程にて除去された後、必要
に応じて除電され、再度画像形成プロセスに繰り返し使
用される。すなわち、少なくとも帯電、露光、現像、転
写、クリーニング工程によって電子写真プロセスが構成
され、そのプロセスに用いられる静電潜像保持体として
の電子写真感光体の静電特性が重要であると共に、その
電子写真感光体が、用いられる電子写真プロセス及び電
子写真装置に適した感光体であることが必要である。

【０００４】電子写真感光体としては、近年、成膜の容
易性、安価で無公害であるなどの長所のため有機光導電
物質を含有する有機感光体が開発され実用化されてい
る。特に半導体レーザーを露光光源に用いたレーザービ
ームプリンタなどの光プリンタ、ファクシミリに適した
長波長領域に高い感度を有する有機感光体の発展がめざ
ましい。その実用化されている有機感光体のほとんど
が、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質
を含有する電荷輸送層とを積層してなる積層型有機感光
体であり、機能分離の構成によって大幅な特性の向上が
図られてきた。

【０００５】また、電子写真方式の画像形成方法におい
て、静電潜像を可視像化する現像方法としてはカスケー
ド現像法、タッチダウン現像法、ジャンピング現像法な
どが知られている。例えば、米国特許３１０５７７０で
は初の実用複写機に用いられた現像法で、感光体に直接
現像剤を振りかける現像法としてカスケード現像が開示
されている。また米国特許３８６６５７４では、現像ロ
ーラに交流バイアスを印加し一成分トナーを飛翔させ現
像する方法が開示されている。この現像方法では現像ロ
ーラに印加する交流バイアスはトナーの動きを活性化す
る目的に用いられ、トナーは画像部には飛翔し、非画像
部では途中で舞い戻ると説明されている。

【０００６】また特公昭６３ー４２２５６号公報では、
この交流バイアスを印加する技術を改良したものとして
ジャンピング現像が開示されている。このジャンピング
現像法はトナーをトナー担持体に担持させ、トナー担持
体上に担持体と微小な間隙で剛性体または弾性体の規制
ブレードを設置する。そしてその規制ブレードによりト
ナーを薄層に規制し、現像部まで運び、そこで交流バイ
アスにより感光体の画像部にトナーを付着させる方法で
ある。この特公昭６３ー４２２５６号公報の技術思想
は、画像部及び非画像部においてトナーが往復運動する
という点で前述の米国特許３８６６５７４と異なるもの
である。

【０００７】しかしながらこれらの構成の現像法では、
その構成においてそれぞれ欠点を有していた。カスケー
ド現像法は、ベタ画像の再現性が悪く、また、装置が大
型複雑化する。米国特許３８６６５７４に記載の現像法
は、装置に高い精度が要求され複雑で高いコストがかか
るという欠点を有していた。またジャンピング現像法で
は、トナー層を担持したトナー担持体上に極めて均一な
薄層を形成することが不可欠であり、そのトナー層厚に
よって現像特性が左右されるため、しばしばトナー担持
体上のトナー薄層に前画像の履歴が残り画像に残像が現
れる、いわゆるスリーブゴースト現像が発生する欠点を
有していた。さらに装置が複雑でコストが高いという欠
点も有している。

【０００８】そこで我々は現像方法として、小型化、低
コスト化、高性能化を実現できる電子写真方法および装
置を提案した。（例えば特願平３−３４５９９０号公
報）図１にその装置の一例の概略図を示す。図１において、
１は静電潜像保持体である感光体ドラム、２は感光体１
と同軸で固定された回転しない磁石、３は感光体を帯電
するコロナ帯電器、４は感光体の帯電電位を制御するグ
リッド電極、５は信号光である。６はトナー溜め、７は
磁性トナー、８はトナー溜め内でのトナーの流れをスム
ーズにし、またトナーが自重で押しつぶされ感光体と電
極ローラとの間に詰まらないようにするためのダンパ
ー、９は内部に同軸で固定化された回転しない磁石１０
を有する電極ローラ、１１は電極ローラに電圧を印加す
る交流高圧電源、１２は電極ローラ上のトナーをかき取
るスクレーパ、１３は感光体上のトナー像を受像紙１４
に転写する転写コロナ帯電器である。

【０００９】この現像方法について以下図１を用いてそ
の動作を説明する。感光体１をコロナ帯電器３で−５０
０Ｖに帯電させ、この感光体１にレーザー光５を照射し
画像信号に応じた静電潜像を形成した。この感光体１表
面上に磁性トナー７をトナー溜め６内で固定磁石２の磁
力により付着させ担持させた。次に感光体１と電極ロー
ラ９とを矢印方向に回転させ感光体１を電極ローラ９の
前を通過させた。このとき電極ローラ９には交流高圧電
源１１により、−３５０Ｖの直流電圧を重畳した７５０
Ｖ0-pの交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。これ
によって感光体１から電極ローラ９に向かってトナーが
回収され、感光体１上には画像部のみにネガポジ反転し
たトナー像が残った。矢印方向に回転する電極ローラ９
に付着したトナーは、スクレーパ１２によってかき取
り、再びトナー溜め６内に戻し次の画像形成に用いた。
こうして感光体１上に得られたトナー像を、受像紙１４
に、転写コロナ帯電器１３によって転写した後、定着し
プリント画像を得た。

【００１０】以上のように、この画像形成方法での現像
法は固定磁石を内包した感光体と、感光体の表面に対向
したトナー溜めと、感光体と所定の間隙を設けて対向す
る内部に磁石を有する電極ローラを有し、前記固定磁石
の磁力によりトナー溜めから感光体に磁性トナーを供給
して担持させ、その後電極ローラにより非画像部の不要
トナーを回収することによってトナー像を形成する。そ
のためこの現像法はベタ画像を忠実に再現し、またスリ
ーブゴーストも発生せず、装置の小型化、簡素化、低コ
スト化が可能になる方式である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような現像方式を
用いた場合、感光体内部の固定磁石および電極ローラ内
部の固定磁石の磁束密度、対向する前記両固定磁石の磁
極角、感光体と電極ローラとの間隙などの現像装置の構
成や、感光体の帯電電位、電極ローラの印加電圧などの
現像条件、また用いる磁性トナーの流動性、帯電電荷
量、粒径などの諸特性によってその画質の最適化が図ら
れるが、それ以外に静電潜像保持体である感光体の静電
容量によっても、ベタ画像濃度の低下や非画像部でのト
ナー付着であるいわゆる地かぶりの増加など画質に影響
を与えるという問題が生じた。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑み、前述した画像
形成方法において、高画像濃度、低地かぶりの高画質を
実現するために、特定の静電容量の静電潜像保持体を提
供することにある。またその特定の静電容量を有する静
電潜像保持体を用いて、より高画質で、装置の小型化、
簡素化、低コスト化が可能である画像形成方法および画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の静電潜像保持体は、少なくとも、固定磁
石を内包し移動する静電潜像保持体と、前記静電潜像保
持体の表面に対向した開口部を有し、前記静電潜像保持
体の表面に磁性トナーを供給し担持させるトナー溜め
と、前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を有した位
置に設置された内部に磁石を有する電極ローラと、を有
し、前記静電潜像保持体に担持されたトナー層を前記電
極ローラと接触させ、前記静電潜像保持体上に形成され
た静電潜像の画像部以外の不要トナーを除去する構成の
現像工程を有する画像形成方法に用いる静電潜像保持体
であって、前記静電潜像保持体の単位面積当たりの静電
容量が９０ｐＦ／ｃｍ²から２００ｐＦ／ｃｍ²の範囲に
あることを特徴とする静電潜像保持体である。

【００１４】また本発明の画像形成方法は、少なくと
も、固定磁石を内包し移動する静電潜像保持体と、前記
静電潜像保持体の表面に対向した開口部を有し、前記静
電潜像保持体の表面に磁性トナーを供給し担持させるト
ナー溜めと、前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を
有した位置に設置された内部に磁石を有する電極ローラ
と、を有し、前記静電潜像保持体に担持されたトナー層
を前記電極ローラと接触させ、前記静電潜像保持体上に
形成された静電潜像の画像部以外の不要トナーを除去す
る構成の現像工程を有する画像形成方法であって、前記
静電潜像保持体の単位面積当たりの静電容量が９０ｐＦ
／ｃｍ²から２００ｐＦ／ｃｍ²の範囲にある静電潜像保
持体を用いることを特徴とする画像形成方法である。

【００１５】また本発明の画像形成装置は、少なくと
も、固定磁石を内包し移動する静電潜像保持体と、前記
静電潜像保持体の表面に対向した開口部を有し、前記静
電潜像保持体の表面に磁性トナーを供給し担持させるト
ナー溜めと、前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を
有した位置に設置された内部に磁石を有する電極ローラ
と、を有し、前記静電潜像保持体に担持されたトナー層
を前記電極ローラと接触させ、前記静電潜像保持体上に
形成された静電潜像の画像部以外の不要トナーを除去す
る構成の現像手段を有する画像形成装置であって、前記
静電潜像保持体の単位面積当たりの静電容量が９０ｐＦ
／ｃｍ²から２００ｐＦ／ｃｍ²の範囲にある静電潜像保
持体であることを特徴とする画像形成装置である。

【００１６】

【作用】本発明の画像形成方法では、固定磁石を内包す
る静電潜像保持体を用い、静電潜像を形成した静電潜像
保持体に、対向するトナー溜めから磁性トナーを振りか
けて前記固定磁石により磁気的に付着させ、静電潜像保
持体と電極ローラとの間隙空間まで担持搬送し、電極ロ
ーラに交流バイアスを印加してトナーに往復運動を与
え、静電潜像保持体上の非画像部のトナーを静電力と磁
力によって除去する構成である。すなわちトナーをトナ
ー溜めから電極ローラ部まで担持し搬送するのは静電潜
像保持体であり、電極ローラはトナー層を担持しない裸
の面が静電潜像保持体に対向している。ここで電極ロー
ラはトナーをトナー溜め内で循環させると同時に静電潜
像保持体上の非画像部のトナーを回収する役目をしてい
る。

【００１７】このような画像形成方法では、静電潜像を
形成した静電潜像保持体に磁性トナーを振りかけて固定
磁石により磁気的に付着させてから電極ローラ部まで担
持搬送する間に事実上の現像は終了していると考えら
れ、電極ローラでは非画像部の不要トナーを回収するだ
けである。したがって、電極ローラの印加電圧の条件は
トナーの回収能力に影響し、事実上の現像状態である静
電潜像保持体上の磁性トナーの付着力は、静電潜像保持
体の画像部と非画像部との電荷量、即ち静電潜像保持体
の静電容量によって変動し、そのため電極ローラ部まで
担持搬送されるトナー量あるいはトナーの付着力が異な
り、結果的にベタ画像濃度が低下したり非画像部での地
かぶりが増加するなど画像品質が低下する。電極ローラ
でのトナーの回収能力よりも担持搬送されるトナー量あ
るいはトナーの付着力が大きいと地かぶりが増加し、逆
に担持搬送されるトナー量あるいはトナーの付着力が小
さいとベタ画像濃度が低下すると考えられる。

【００１８】そこで、本発明の静電潜像保持体は単位面
積当たりの静電容量を９０ｐＦ／ｃｍ²から２００ｐＦ
／ｃｍ²の範囲とすることによって、静電潜像保持体上
に担持搬送されるトナー量あるいはトナーの付着力を最
適化でき、その結果、前述した画像形成方法の種々の現
像条件においても高画像濃度と低地かぶりの両立ができ
るものである。

【００１９】また本発明の画像形成方法および画像形成
装置は、単位面積当たりの静電容量が９０ｐＦ／ｃｍ²
から２００ｐＦ／ｃｍ²の範囲にある静電潜像保持体を
用いることによって、高画像濃度、低地かぶりの高画質
が実現でき、さらに装置の小型化、簡素化、低コスト化
が可能となるものである。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の静電潜像保持体、画像形成方
法および画像形成装置について詳細に説明する。

【００２１】本発明の静電潜像保持体は、単位面積当た
りの静電容量が９０ｐＦ／ｃｍ²から２００ｐＦ／ｃｍ²
の範囲にあれば公知のいかなる構成の電子写真感光体で
も良いが、その電子写真特性が良好でかつ安定している
ことから、特には、少なくとも円筒状導電性支持体上に
電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を
含有する電荷輸送層とを順次積層した積層型電子写真感
光体が望ましい。また、低コスト化、成膜の容易性、無
公害性、さらにはレーザービームプリンタやレーザーフ
ァクシミリなどの場合には露光光源の半導体レーザー光
領域に高感度を有することから、少なくとも有機光導電
物質を含有する有機感光体が望ましい。

【００２２】本発明の静電潜像保持体の電荷発生層に用
いる電荷発生物質としては、フタロシアニン系、アゾ
系、スクエアリリウム系、ペリレン系、シアニン系など
の有機顔料を用いることができる。特にフタロシアニン
系顔料は近赤外領域の長波長にまで感度を有するものが
多く、前述したように半導体レーザーを用いるレーザー
ビームプリンタやレーザーファクシミリに適しており、
無金属フタロシアニンや種々の金属フタロシアニン、具
体的にはα型銅フタロシアニン、β型銅フタロシアニ
ン、ε型銅フタロシアニン、τ型無金属フタロシアニ
ン、Ｘ型無金属フタロシアニン、α型チタニルフタロシ
アニン、β型チタニルフタロシアニンなどの各種結晶型
を有する無金属あるいは金属化合物を含むフタロシアニ
ン顔料が挙げられる。電荷発生層は、これらの電荷発生
物質と適当なバインダー樹脂とを溶剤中に加えて分散さ
せて調液した塗布液を、通常の塗工法によって塗布、乾
燥し、数μｍの膜厚で形成するが、感度、繰り返し安定
性などの電子写真特性面から乾燥後膜厚として１μｍ以
下、好ましくは０．５μｍ以下程度に形成するのが良
い。

【００２３】本発明の静電潜像保持体の電荷輸送層に用
いる電荷輸送物質としては、アルキル基、アルコキシ
基、アミノ基、イミド基などの電子供与性基を有する化
合物、アントラセン、ピレン、フェナントレンなどの多
環芳香族化合物またはそれらを含む誘導体、オキサゾー
ル、カルバゾール、ピラゾリン、インドールなどの複素
環化合物またはそれらを含む誘導体、ヒドラゾン化合
物、スチルベン化合物などが挙げられる。電荷輸送層は
少なくともこれらの電荷輸送物質とバインダー樹脂とを
適当な溶剤に溶解し通常の塗工法によって塗布、乾燥し
て形成する。電荷輸送層の乾燥後膜厚としては数μｍ〜
数十μｍであるが、好ましくは５〜２５μｍである。

【００２４】電荷発生層および電荷輸送層に用いられる
バインダー樹脂は、他層との接着性向上、塗布膜の均一
性向上、塗工時の流動性調整などの目的で用いられ、具
体的には、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルブチラール
樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポ
リアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、
シリコーン樹脂など公知の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化
性樹脂が挙げられる。また溶剤としては、電荷輸送物質
あるいはバインダー樹脂を溶解するものであればよい
が、通常、メチルエチルケトンなどのケトン類、テトラ
ヒドロフランなどのエーテル類、塩化メチレン、四塩化
炭素などのハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエン
などの芳香族炭化水素類などを用いることができる。

【００２５】また、本発明の静電潜像保持体に用いられ
る導電性支持体は、従来から知られている導電性を有す
るものであればよく、アルミニウム、アルミニウム合金
などの金属板あるいは金属ドラム、酸化スズ、酸化イン
ジウムなどの金属酸化物からなる板あるいはドラム、ま
たはそれらの金属及び金属酸化物などを蒸着、スパッタ
リング、ラミネート、塗布などによって付着させ導電性
処理した各種プラスチックフィルムあるいはドラムなど
である。

【００２６】さらに本発明の静電潜像保持体は、通常の
電子写真感光体と同様に、導電性支持体と感光層との間
に接着層、バリアー層または導電層を設けることができ
る。

【００２７】本発明の静電潜像保持体の単位面積当たり
の静電容量は、静電潜像保持体の切り出し片の表面に一
定面積の電極を蒸着法などで形成したサンプルについて
ＬＣＲメーターなどの通常の測定法にて静電容量を測定
し、電極面積で割った値である。図２にその測定サンプ
ルの模式図を示すが、電極の面積をＳ、サンプルの静電
容量をＣとした時、単位面積当たりの静電容量はＣ／Ｓ
にて算出できる。

【００２８】本発明の静電潜像保持体は、前述した様に
して測定される単位面積当たりの静電容量が９０ｐＦ／
ｃｍ²から２００ｐＦ／ｃｍ²の範囲、好ましくは１００
ｐＦ／ｃｍ²から１８０ｐＦ／ｃｍ²の範囲であり、単位
面積当たりの静電容量が２００ｐＦ／ｃｍ²以上である
と十分なベタ画像濃度が得られず、また単位面積当たり
の静電容量が９０ｐＦ／ｃｍ²以下であると地かぶりが
多くなる。このような単位面積当たりの静電容量と画像
との関係は次に様に考えられる。本発明の画像形成方法
では、前述したように、固定磁石により静電潜像保持体
上に磁気的に付着し担持搬送されるトナーは磁気力、静
電潜像保持体との鏡像力、同帯電極性での静電反発力な
どによってその付着力が決定されるため、搬送されるト
ナー量あるいはトナーの付着力が静電潜像保持体の単位
面積当たりの静電容量によって異なり、単位面積当たり
の静電容量が２００ｐＦ／ｃｍ²以上の場合、静電潜像
保持体に形成された静電潜像の画像部の表面電荷量が大
きくなり同帯電極性のトナーと静電潜像保持体との静電
反発力が大きくなりすぎるため、静電潜像保持体に付着
し搬送されるトナー量あるいはトナーの付着力が低下
し、結果的にベタ画像濃度が低下すると考えられる。一
方、単位面積当たりの静電容量が９０ｐＦ／ｃｍ²以下
の場合は静電潜像保持体に付着したトナーの搬送量ある
いはトナーの付着力が過多になり、電極ローラでのトナ
ーの回収能力よりも多くなるため地かぶりが増加すると
考えられる。いずれにしても、電極ローラ部まで担持搬
送されるトナー量あるいはトナーの付着力が異なり、電
極ローラでのトナーの回収能力よりも担持搬送されるト
ナー量が多いと地かぶりが増加し、逆に担持搬送される
トナー量が少ないとベタ画像濃度が低下すると考えられ
る。

【００２９】本発明の画像形成方法および画像形成装置
は、前述の特願平３−３４５９９０号公報に提案され
た、固定磁石を内包する静電潜像保持体を用い、静電潜
像を形成した静電潜像保持体にトナーを振りかけ磁気的
に付着させ、電極ローラ部まで担持搬送し、電極ローラ
に交流バイアスを印加し、静電潜像保持体の非画像部ト
ナーを静電力と磁力によって除去する構成の現像工程お
よび現像装置に適用できる。

【００３０】本発明の画像形成方法および画像形成装置
に用いられる磁性トナーは、少なくともバインダー樹脂
と磁性体、必要に応じて着色剤、電荷制御剤、離型剤、
流動化剤、第２の外添物質から構成される。バインダー
樹脂としてはスチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂
などを用いることができ、必要に応じて他の公知の重合
体あるいは共重合体を使用することもできる。また配合
される磁性体としては鉄、マンガン、ニッケル、コバル
ト、等の金属粉末や鉄、マンガン、ニッケル、コバル
ト、亜鉛等のフェライト等がある。添加量は２０〜６０
重量％が好ましい。添加量が２０重量％以下ではトナー
飛散が増加する傾向にあり、６０重量％以上ではトナー
の帯電量が低下する傾向にあり画質の劣化を引き起こす
傾向にある。

【００３１】さらに本発明に用いられる磁性トナーには
必要に応じて着色、電荷制御の目的で、カーボンブラッ
ク、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、アゾ染料の金属
錯体、フタロシアニンブルー、セルコオイルブルー、デ
ュポンオイルレッド、アニリンブルー、ベンジジンイエ
ロー、ローズベンガルやこれらの混合物などの適当な顔
料または染料が配合されてもよい。また必要に応じてポ
リエチレン、ポリプロピレンなどの離型剤、疎水性シリ
カ、チタニア、アルミナ、ジルコニアなどの無機微粉末
の外添剤を含有してもよい。さらに必要に応じて、酸化
スズ、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、タ
ングステンカーバイドなどの研磨剤や流動性補助剤、帯
電補助剤、クリーニング補助剤等の目的で有機材料の微
粉末あるいは他の種類の添加剤を配合せしめることがで
きる。

【００３２】本発明の画像形成装置は、前述したような
特定の単位面積当たりの静電容量を有する静電潜像保持
体を用いた画像形成方法からなる現像手段を有する装置
であって、複写機、レーザービームプリンタなどの光プ
リンタ、レーザーファクシミリなどに適用することがで
きる。

【００３３】以下本発明の静電潜像保持体、画像形成方
法および画像形成装置について図面を参照しながら説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００３４】（実施例１）τ型無金属フタロシアニン
（東洋インキ製造株式会社製）２重量部とポリビニルブ
チラール樹脂（積水化学工業株式会社製商品名エスレッ
クスＢＬ−１）２重量部とを２−ブタノール９６重量部
に加えてボールミルにて４時間分散し、この分散液を外
径３０ｍｍのアルミドラム上に浸積塗布し、風乾して膜
厚約０．２μｍの電荷発生層を形成した。

【００３５】次に、１、１−ビス（ｐ−ジエチルアミノ
フェニル）−４、４−ジフェニル−１、３ブタジエン１
重量部とポリカーボネイト樹脂（三菱瓦斯化学工業株式
会社製商品名ユーピロンＺ−３００）１重量部とを塩化
メチレン９重量部に溶解した塗料を前記電荷発生層上に
浸積塗工し、１１０℃で２時間乾燥して膜厚約２０μｍ
の電荷輸送層を形成し、積層型電子写真感光体を得た。

【００３６】このようにして製造した電子写真感光体の
一部を切り出して、表面に２ｃｍ²のアルミニウム電極
を蒸着したサンプルの静電容量を１ｋＨｚの周波数にて
ＬＣＲメーターを用いて測定し、単位面積当たりの静電
容量を算出した。このときの単位面積当たりの静電容量
は１４２ｐＦ／ｃｍ²であった。

【００３７】図１は本発明の画像形成方法および画像形
成装置の一実施例を示すものである。図１において、１
は静電潜像保持体としての感光体で、２は感光体１と同
軸で固定された回転しない磁石、３は感光体をマイナス
に帯電するコロナ帯電器、４は感光体の帯電電位を制御
するグリッド電極、５は信号光、６は感光体１表面に磁
性トナー７を供給するトナー溜め、７はバインダー樹脂
にスチレンアクリル樹脂を用いた平均粒径約７μｍのマ
イナス帯電性磁性一成分トナーである。用いた磁性１成
分トナーの構成は、スチレンアクリル樹脂７０重量部、
フェライト２５重量部、カーボンブラック３重量部、オ
キシカルボン酸金属錯体２重量部からなり、さらに粒径
が０．０２μｍのコロイダルシリカを０．４重量部外添
して用いた。また、９は感光体１とギャップを開けて設
定した非磁性電極ローラ、１０は電極ローラ９の内部に
設置された回転しない磁石、１１は電極ローラ９に電圧
を印加する交流高圧電源、１２は電極ローラ上のトナー
をかき落とすポリエステルフィルム製のスクレーパであ
り、電極ローラ９により非画像部の余分なトナーを回収
する構成である。８はトナー溜め内でのトナーの流れを
スムーズにし、またトナーが自重で押しつぶされ感光体
１と電極ローラ９との間でのつまりが発生するのを防止
するためのダンパーである。磁石２による感光体１表面
での磁束密度は６００Ｇｓ、磁石２と磁石１０との両磁
石の磁極角は１５度に設定した。また感光体１は、周速
６５ｍｍ／ｓで図中の矢印の方向に回転させ、電極ロー
ラ９は直径１６ｍｍで、周速４０ｍｍ／ｓで感光体の進
行方向とは逆方向（図中の矢印方向）に回転させ用い
た。感光体１と電極ローラ８とのギャップは３００μｍ
に設定した。

【００３８】以上のように構成された画像形成装置につ
いて、以下その動作を説明する。感光体１をコロナ帯電
器３（印加電圧−５．３ｋＶ、グリッド４の電圧−５０
０Ｖ）で、−５００Ｖに帯電させた。この感光体１にレ
ーザ光５を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体
１の露光後電位は−７０Ｖであった。この感光体１表面
上に、磁性１成分トナー７をトナー溜め６内から固定磁
石２の磁力により付着させた。この時トナーは約−３μ
Ｃ／ｇに帯電していた。次にこのトナー層が付着した感
光体１を図中矢印の方向に回転する電極ローラ９の前を
通過させた。この時、電極ローラ９には交流高圧電源１
１により、−３００Ｖの直流電圧を重畳した８００Ｖ0-
p（ピーク・ツー・ピーク１．６ｋＶ）の交流電圧
（周波数２ｋＨｚ）を印加した。感光体１上のトナー層
は感光体１と電極ローラ９の間を運動し、次第に非画像
部に付着したトナーは電極ローラ９に移って回収され、
感光体１上には画像部のみにネガポジ反転したトナー像
が残った。矢印方向に回転する電極ローラ９に回収され
たトナーは、スクレーパ１２によってかき取られ、再び
トナー溜め６内に戻し次の像形成に用いた。トナー溜め
６内でのトナーの動きは図中の破線で示した。こうして
感光体１上に得られたトナー像を、受像紙１４に、転写
帯電器１３によって転写した後、定着器（図示せず）に
より熱定着してプリント画像を得た。

【００３９】図１に示した画像形成方法の静電潜像保持
体として、前記実施例１での積層型電子写真感光体を用
いて複写テストを行った。画像濃度を反射濃度計（マク
ベス社）で測定し、評価を行なった。その結果、ベタ黒
画像が均一で濃度が１．４以上の高濃度の画像が得ら
れ、また非画像部の地かぶりも発生しなかった。

【００４０】（実施例２）実施例１の積層型電子写真感
光体において、電荷輸送層の膜厚を３０μｍとした以外
は実施例１と同様にして感光体を作製した。この感光体
の単位面積当たりの静電容量を実施例１と同様にして測
定したところ、９３ｐＦ／ｃｍ²であった。

【００４１】この電子写真感光体を実施例１と同様に、
図１に示した画像形成方法の静電潜像保持体として用い
て複写テストを行った。この時感光体は−５００Ｖに帯
電させ、その他の条件も実施例１と同様に設定した。そ
の結果、ベタ黒画像が均一で濃度が１．４以上の高濃度
の画像が得られた。また非画像部の地かぶりも発生して
いなかった。

【００４２】（実施例３）実施例１の積層型電子写真感
光体において、電荷輸送層の膜厚を１５μｍとした以外
は実施例１と同様にして感光体を作製した。この感光体
の単位面積当たりの静電容量を実施例１と同様にして測
定したところ、１９０ｐＦ／ｃｍ²であった。

【００４３】この電子写真感光体を実施例１と同様に、
図１に示した画像形成方法の静電潜像保持体として用い
て複写テストを行った。この時感光体は−５００Ｖに帯
電させ、その他の条件も実施例１と同様に設定した。そ
の結果、ベタ黒画像が均一で濃度が１．４以上の高濃度
の画像が得られた。また非画像部の地かぶりも発生して
いなかった。

【００４４】（実施例４）実施例１の積層型電子写真感
光体において、電荷輸送層の膜厚を２５μｍとした以外
は実施例１と同様にして感光体を作製した。この感光体
の単位面積当たりの静電容量を実施例１と同様にして測
定したところ、１１０ｐＦ／ｃｍ²であった。

【００４５】この電子写真感光体を実施例１と同様に、
図１に示した画像形成方法の静電潜像保持体として用い
て複写テストを行った。この時感光体は−５００Ｖに帯
電させ、その他の条件も実施例１と同様に設定した。そ
の結果、ベタ黒画像が均一で濃度が１．４以上の高濃度
の画像が得られた。また非画像部の地かぶりも発生して
いなかった。

【００４６】（比較例１）実施例１の積層型電子写真感
光体において、電荷輸送層の膜厚を３２μｍとした以外
は実施例１と同様にして感光体を作製した。この感光体
の単位面積当たりの静電容量を実施例１と同様にして測
定したところ、８７ｐＦ／ｃｍ²であった。

【００４７】この電子写真感光体を実施例１と同様に、
図１に示した画像形成方法の静電潜像保持体として用い
て複写テストを行った。この時感光体は−５００Ｖに帯
電させ、その他の条件も実施例１と同様に設定した。そ
の結果、ベタ黒画像が均一で濃度が１．４以上の高濃度
の画像が得られたが、非画像部の地かぶりが発生した。

【００４８】（比較例２）実施例１の積層型電子写真感
光体において、電荷輸送層の膜厚を１３μｍとした以外
は実施例１と同様にして感光体を作製した。この感光体
の単位面積当たりの静電容量を実施例１と同様にして測
定したところ、２１８ｐＦ／ｃｍ²であった。

【００４９】この電子写真感光体を実施例１と同様に、
図１に示した画像形成方法の静電潜像保持体として用い
て複写テストを行った。この時感光体は−５００Ｖに帯
電させ、その他の条件も実施例１と同様に設定した。そ
の結果、ベタ黒画像の濃度が１．２しか得られない低濃
度の画像であった。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明は、少なくとも、固
定磁石を内包し移動する静電潜像保持体と、前記静電潜
像保持体の表面に対向した開口部を有し、前記静電潜像
保持体の表面に磁性トナーを供給し担持させるトナー溜
めと、前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を有した
位置に設置された内部に磁石を有する電極ローラと、を
有し、前記静電潜像保持体に担持されたトナー層を前記
電極ローラと接触させ、前記静電潜像保持体上に形成さ
れた静電潜像の画像部以外の不要トナーを除去する構成
の現像工程を有する画像形成方法に用いる静電潜像保持
体として、単位面積当たりの静電容量が９０ｐＦ／ｃｍ
²から２００ｐＦ／ｃｍ²の範囲にある静電潜像保持体と
することによって、高性能、小型、低コストな画像形成
方法および画像形成装置において、高濃度、低地かぶり
の高画質を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の画像形成方法が使用される電
子写真装置の主要部を示す断面図

【図２】静電容量の測定サンプルの模式図

【符号の説明】

１感光体ドラム２感光体に内包された固定磁石３コロナ帯電器４グリッド電極５信号光６トナー溜め７磁性トナー９電極ローラ１０電極ローラ内部に設置された磁石１１交流高圧電源１２スクレーパ１３転写帯電器１４受像紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者前田正寿大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小林つむぎ大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平６−43759（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−102945（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−184153（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−61964（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−100247（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−157342（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 5/04 G03G 5/06 371

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、固定磁石を内包し移動する静
電潜像保持体と、前記静電潜像保持体の表面に対向した
開口部を有し、前記静電潜像保持体の表面に磁性トナー
を供給し担持させるトナー溜めと、前記静電潜像保持体
の表面と所定の間隙を有した位置に設置された内部に磁
石を有する電極ローラと、を有し、前記静電潜像保持体
に担持されたトナー層を前記電極ローラと接触させ、前
記静電潜像保持体上に形成された静電潜像の画像部以外
の不要トナーを除去する構成の現像工程を有する画像形
成方法に用いる静電潜像保持体であって、前記静電潜像保持体の単位面積当たりの静電容量が９０
ｐＦ／ｃｍ²から２００ｐＦ／ｃｍ²の範囲にあることを
特徴とする静電潜像保持体。
【請求項２】前記静電潜像保持体が、少なくとも円筒状
導電性支持体上に電荷発生物質を含有する電荷発生層
と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とを順次形成し
た、積層型電子写真感光体であることを特徴とする請求
項１記載の静電潜像保持体。
【請求項３】前記静電潜像保持体が、少なくとも有機光
導電性物質を含有することを特徴とする請求項１記載の
静電潜像保持体。
【請求項４】前記静電潜像保持体の電荷発生層が、少な
くともフタロシアニン顔料を含有することを特徴とする
請求項２記載の静電潜像保持体。
【請求項５】前記静電潜像保持体の電荷輸送層が、少な
くとも電荷輸送物質とバインダー樹脂とを含有する有機
樹脂層であることを特徴とする請求項２記載の静電潜像
保持体。
【請求項６】少なくとも、固定磁石を内包し移動する静
電潜像保持体と、前記静電潜像保持体の表面に対向した
開口部を有し、前記静電潜像保持体の表面に磁性トナー
を供給し担持させるトナー溜めと、前記静電潜像保持体
の表面と所定の間隙を有した位置に設置された内部に磁
石を有する電極ローラと、を有し、前記静電潜像保持体
に担持されたトナー層を前記電極ローラと接触させ、前
記静電潜像保持体上に形成された静電潜像の画像部以外
の不要トナーを除去する構成の現像工程を有する画像形
成方法であって、前記静電潜像保持体の単位面積当たりの静電容量が９０
ｐＦ／ｃｍ²から２００ｐＦ／ｃｍ²の範囲にある静電潜
像保持体を用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項７】前記静電潜像保持体が、少なくとも円筒状
導電性支持体上に電荷発生物質を含有する電荷発生層
と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とを順次形成し
た、積層型電子写真感光体である静電潜像保持体を用い
ることを特徴とする請求項６記載の画像形成方法。
【請求項８】前記静電潜像保持体が、少なくとも有機光
導電性物質を含有する静電潜像保持体を用いることを特
徴とする請求項６記載の画像形成方法。
【請求項９】前記静電潜像保持体の電荷発生層が、少な
くともフタロシアニン顔料を含有する静電潜像保持体を
用いることを特徴とする請求項７記載の画像形成方法。
【請求項１０】前記静電潜像保持体の電荷輸送層が、少
なくとも電荷輸送物質とバインダー樹脂とを含有する有
機樹脂層である静電潜像保持体を用いることを特徴とす
る請求項７記載の画像形成方法。
【請求項１１】少なくとも、固定磁石を内包し移動する
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体の表面に対向し
た開口部を有し、前記静電潜像保持体の表面に磁性トナ
ーを供給し担持させるトナー溜めと、前記静電潜像保持
体の表面と所定の間隙を有した位置に設置された内部に
磁石を有する電極ローラと、を有し、前記静電潜像保持
体に担持されたトナー層を前記電極ローラと接触させ、
前記静電潜像保持体上に形成された静電潜像の画像部以
外の不要トナーを除去する構成の現像手段を有する画像
形成装置であって、前記静電潜像保持体の単位面積当たりの静電容量が９０
ｐＦ／ｃｍ²から２００ｐＦ／ｃｍ²の範囲にある静電潜
像保持体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】前記静電潜像保持体が、少なくとも円筒
状導電性支持体上に電荷発生物質を含有する電荷発生層
と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とを順次形成し
た、積層型電子写真感光体であることを特徴とする請求
項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記静電潜像保持体が、少なくとも有機
光導電性物質を含有する静電潜像保持体であることを特
徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記静電潜像保持体の電荷発生層が、少
なくともフタロシアニン顔料を含有する静電潜像保持体
であることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装
置。
【請求項１５】前記静電潜像保持体の電荷輸送層が、少
なくとも電荷輸送物質とバインダー樹脂とを含有する有
機樹脂層である静電潜像保持体であることを特徴とする
請求項１２記載の画像形成装置。