JP3140116B2

JP3140116B2 - 画像形成方法

Info

Publication number: JP3140116B2
Application number: JP03317115A
Authority: JP
Inventors: 孝夫河村; 成司秋田; 和樹脇田; 正夫中野; 浩伊藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 2001-03-05
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JPH05150589A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成方法に関し、特
にはコロナ帯電を不要として露光と現像とがほぼ同時に
行なえるように組み合わせ、且つクリーニングを不要に
できた電子写真方式による画像形成方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、最も一般的な電子写真プロセスと
して、コロナ放電による感光体の帯電を利用したカール
ソン法の画像形成方法が広く知られており、既に実用化
されている。

【０００３】このカールソン法によれば、コロナ放電に
より感光体表面を帯電し、次いで画像露光により露光部
の帯電電荷を消失させて静電潜像を形成し、その静電潜
像を帯電したトナーで現像し、記録紙に転写、定着され
て記録紙上に画像を形成し、然る後、残留トナーをクリ
ーニングして感光体を繰り返し使用するものである。し
かしながら、カールソン法では、装置の構成や画像形成
プロセスが複雑になり、コロナ放電用に高電圧電源が必
要となり、またコロナ放電を用いるためにオゾンが発生
する等の問題点があった。

【０００４】これに対して近時、コロナ放電を不要とす
る電子写真方式による画像形成方法が提案されている
（特公平2-4900号、特公昭60-59592号等参照）。

【０００５】特公平2-4900号に提案された画像形成方法
によれば、透光性支持体上に透光性導電層と光導電層と
主として有機材料から成る絶縁層を順次設けた感光体を
用い、この感光体の絶縁層側に導電性磁性トナーを供給
しながら、トナーと透光性導電層との間に電圧を印加し
つつ光導電層を露光することで、明部においては絶縁層
を挟んで光導電層とトナーとの間に逆極性の電荷対を形
成し、磁力によるトナーの搬送力に打勝ってトナーを感
光体表面に静電力で吸着し、一方、暗部においては上記
露光の後に、磁力により絶縁層表面からトナーを除去す
ることで、感光体上に露光明部にトナーを付着させ画像
を形成する。

【０００６】また、特公昭60-59592号に提案された画像
形成方法によれば、透光性支持体上に透光性導電層と光
半導体層と絶縁体層を順次設けた感光体を使用し、トナ
ー供給機と透光性導電層の間に電圧を印加しながら透光
性支持体側から光半導体層を露光することにより、絶縁
体層上にトナー像を形成する。その後、このトナー像を
紙と接触させ、トナー供給器と透光性導電層の間に印加
した電圧と透光性導電層からみて逆極性の電圧を紙の背
面に印加して、トナー像を紙上に転写するとともに、光
導電層中に残留する電荷像を消去する。

【０００７】また、このような画像形成方法において、
上記光導電層にアモルファスシリコン層（以下、アモル
ファスシリコンをａ−Ｓｉと略す）を用いることが提案
されている（特開昭63-240553 号、特開平2-106761号参
照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、本発
明者等の実験によれば、上記提案の画像形成方法におい
ては、十分な画像濃度を有し、かつ高い画像品質を備え
た画像を得るのは困難であり、更に、繰り返して画像形
成を行なう場合には、プロセスの前歴が残像となって画
像に現われるという問題点もあった。有機絶縁層を用い
た場合、耐摩耗性に劣るために感光体の寿命が著しく低
下するという問題点もあった。また更に、ａ−Ｓｉ光導
電層を備えた感光体を用いた場合においても、未だ満足
し得るような画像濃度が得られず、またバイアス電圧を
高めて画像濃度を高めようとしても、感光体の絶縁耐圧
が低いために絶縁破壊されやすく、これによって所望通
りの画像濃度が得られないという問題点があり、感光体
の層構成の改善が必要であった。

【０００９】従って本発明の目的は、叙上の問題点を解
決し、感光体の寿命を高め、十分な画像濃度と良好な画
像品質が得られる画像形成方法を提供することにある。

【００１０】更に本発明の目的は、コロナ放電を不要と
するとともに、絶縁層表面からトナーを除去するクリー
ニング工程や、光導電層中に残留する電荷像を消去する
イレース工程を不要とした画像形成方法を提供すること
にある。

【００１１】更にまた本発明の目的は、良好かつ安定し
た現像を可能とし、普通紙等の多様な記録紙に高い画像
濃度で安定して転写でき、優れた記録画像が得られる画
像形成方法を提供することにある。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】本発明の画像形成方法
は、透光性支持体上に透光性導電層と下部絶縁層とアモ
ルファスシリコン系光導電層と表面絶縁層とを順次積層
して成る感光体に、導電性磁性キャリアと絶縁性トナー
からなる現像剤を介して現像バイアス電圧を印加すると
ともに、上記光導電層の層下で実質的に吸収されるよう
な所定の波長の光で透光性支持体側から露光して表面絶
縁層の直下の明部に対応する領域に光キャリアを集め、
次いで該光キャリアにより表面絶縁層をはさんで生ずる
電界によって現像剤を感光体表面に付着させ、然る後、
該現像剤を記録紙に転写することを特徴とする。

【００１３】本発明の画像形成方法は、前記現像バイア
ス電圧が２５０Ｖであることを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明の画像形成方法は、転写後の
イレース工程やクリーニング工程がないことを特徴とす
るものである。

【００１５】更に、本発明の画像形成方法は、現像バイ
アス電圧印加用現像器の感光体と対面する側に制御電極
を配設して、バイアス電圧とは独立に電圧を制御するこ
とができるようにしたことを特徴とするものである。

【００１６】更に、本発明の画像形成方法は、上記ａ−
Ｓｉ系光導電層の層厚が、その層の吸収係数の露光波長
に対して決定される光吸収層の厚みに更に０．１〜１
０．０μｍの厚みの層領域を加えたものであることも特
徴とするものである。

【００１７】更に、本発明の画像形成方法は、上記表面
絶縁層の層厚が、０．０５〜５μｍであることも特徴と
するものである。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００１９】図１は本発明の画像形成方法に係わる画像
形成装置１を表わす模式図であり、図中、２は透光性支
持体３上に透光性導電層と下部絶縁層とａ−Ｓｉ系光導
電層と表面絶縁層の各層４が積層されたドラム状の感光
体、５は露光手段としてのＬＥＤヘッド、５ａはそのヘ
ッドに設けられたセルフォックレンズアレイ、６は現像
器、７は転写ローラである。ＬＥＤヘッド５と現像器６
は、感光体２のある一部を介して、ほぼ対称的に配置さ
れる。８はイレース用光源としてのＬＥＤアレイであ
り、感光体２の外側に配置してもよい。尚、このイレー
ス用光源は本発明においては必ずしも必要とされるもの
ではない。現像器６においては、例えば８極の円柱状の
磁極ローラ９と、その外周に亘って配設された導電性ス
リーブ１０とから成り、更にドクターブレード１１で一
定の層厚に決められた導電性磁性キャリアと絶縁性トナ
ーからなる現像剤はスリーブ１０の外周へ配送され、磁
気ブラシ１２を形成する。また、スリーブ１０と透光性
導電層との間にはバイアス電源１３が設けられ、その透
光性導電層とバイアス電源１３の間に感光体２の電位特
性に応じて＋或いは−の５〜３００Ｖの電圧を印加す
る。１４は感光体２の表面に形成されたトナー像、１５
は記録紙、１６は残留トナーである。これ以外に現像剤
の回転手段と感光体２の回転手段とを設ける。

【００２０】次に上記構成の画像形成装置１を用いた画
像形成方法を図２〜図７により説明する。

【００２１】これらの図に示す感光体２は、透光性支持
体３の上に、透光性導電層４ａと下部絶縁層４ｂとａ−
Ｓｉ系光導電層４ｃと表面絶縁層４ｄとが順次積層され
ている。

【００２２】先ず図２及び図３においては、回転する感
光体２の透光性支持体３側からａ−Ｓｉ系光導電層４ｃ
にＬＥＤヘッド５よりセルフォックレンズアレイ５ａを
通して画像露光の光を照射し、ａ−Ｓｉ系光導電層４ｃ
の内部に光キャリアとして正孔電子対を発生させると、
現像器６側に＋のバイアス電圧を印加してあれば、その
バイアス電圧によって光キャリア対の内の電子はａ−Ｓ
ｉ系光導電層４ｃの表面側へ移動し、露光明部に対応す
る表面絶縁層４ｄの領域の直下に電子が集まり、一方、
正孔は下部絶縁層側に集まる。このような感光体２中の
電荷の流れに対応して、導電性磁性キャリアと絶縁性ト
ナーからなる現像剤には正の電荷が注入し、表面絶縁層
４ｄを挟んで大きな電界が発生し、トナーが絶縁層４ｄ
の表面に引き付けられて、露光明部に対応して感光体２
に付着する。

【００２３】次に図４に示すように、画像露光の光を照
射しない非露光部では、上記のような感光体２中の電荷
の移動が生じないため、トナーを感光体２に引き付ける
電界も発生しないので、トナーは付着せず、前のプロセ
スでの残留トナーは磁力によって現像器６に回収され、
これによってクリーニング工程を不要とすることができ
る。

【００２４】更に図５に示すように、感光体２上に画像
露光に対応して形成されたトナー像１４は、転写ローラ
７により記録紙１５上に転写され、次いで定着手段（図
示せず）により定着されて、記録画像となる。

【００２５】次いで図６及び図７に示すように、トナー
像１４を転写した後、感光体２の表面には正電荷がなく
なり、バイアスも印加されなくなるため、表面絶縁層直
下に集まっていた電子はトナーからの電気引力を受けな
くなる。その結果、この電子は、ａ−Ｓｉ系光導電層が
比較的低抵抗であるために、下部絶縁層側に集まってい
た正孔側に移動し、中和する。また透光性導電層は接地
されているため、この層に誘起されていた電子はアース
に逃げ、最終的に感光体２は基本的にはイレース光なし
でも初期状態に戻る。また、感光体２とその表面の残留
トナー１６との電気的な引力をなくして、残留トナー１
６を現像器６に回収され易くすることが出来る。また、
現像器６の磁力により回収されたトナー１６は再び画像
形成に利用され、クリーニング工程は不要となる。

【００２６】以上の通り、図２〜図７に示す各プロセス
を繰り返して画像形成が行なわれる。

【００２７】本発明の画像形成方法によれば、上述した
プロセスの図２及び図３において、ａ−Ｓｉ系光導電層
４ｃの層厚以下で実質的に吸収されるような所定の波長
の光で露光しており、これによって光キャリアの発生効
率が高められるとともに、表面絶縁層４ｄとの界面付近
に画像露光時においても暗抵抗の高い層領域が形成され
る傾向にあり、その結果、表面絶縁層４ｄの直下に集ま
った電荷の横方向の移動が抑制され、解像力の良好な画
像が形成される。

【００２８】本発明者等が繰り返し行なった実験によれ
ば、ａ−Ｓｉ系光導電層４ｃの厚みは、露光波長の光に
対するこの層４ｃの吸収係数から求められる光吸収層の
厚みに対して更に０．１〜１０．０μｍを加えた厚みと
するのが望ましい。このような厚みの層領域を表面絶縁
層４ｄとの界面付近に形成すれば、上記目的をより優位
に達成することができる。

【００２９】図９に、代表的なａ−Ｓｉ：Ｈ層（Ｅgop
t：１．７６ｅＶ）における、光の波長に対する吸収係
数から求めた光吸収層の厚みの変化を示す。同図によれ
ば、ａ−Ｓｉ：Ｈ層において入射光の９０％が吸収され
る深さは、波長５５０ｎｍに対しては約０．４μｍ、一
般的なＥＬの発光波長である５８０ｎｍに対しては約
０．６μｍ、６００ｎｍに対しては約０．８μｍ、一般
的なＬＥＤの一つである波長６６０ｎｍに対しては約
２．２μｍ、７００ｎｍに対しては約３．８μｍである
ことがわかる。

【００３０】このような光吸収層の厚みの変化は、使用
するａ−Ｓｉ系光導電層４ｃの光吸収特性により異なる
が、いずれにせよ、ａ−Ｓｉ系光導電層４ｃの厚みを画
像露光に使用する光の波長に対する吸収係数から求めた
光吸収層の厚み、特に９０％の光を吸収する厚みに０．
１〜１０．０μｍを加えた厚みとすることにより、露光
をほぼ完全に吸収して有効に光キャリアを発生すること
が出来、この層の厚みを必要以上に厚くすることもなく
なる。

【００３１】また、この層４ｃの厚みを上記に基づいて
設定した必要最小限とすることにより、画像形成の際の
バイアス電圧により光導電層４ｃおよび表面絶縁層４ｄ
にかかる電界が、低いバイアス電圧でも十分に高くなる
ため、良好な画像形成が行なえる。

【００３２】本発明においては、転写後の除電効果を高
めるために、イレース用除電光を用いても良い。このイ
レース用除電光としては、その波長を上述した露光用光
源の波長に比べて、長波長化した光を用いるとよい。こ
れによって表面絶縁層４ｄの直下に光が到達しやすくな
って、効率的にイレースすることができる。

【００３３】次に本発明に用いられる感光体２の典型的
な層構成は図１０に示す通りであり、同図により具体的
に述べる。

【００３４】上記透光性支持体３を構成する材料には、
パイレックスガラス、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラスな
ど、また石英、サファイアなどの無機質系のもの、並び
に弗素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエ
チレンテレフタレート、エポキシなどの耐熱性有機樹脂
系のものが挙げられる。

【００３５】上記透光性導電層４ａを構成する材料に
は、インジウム・スズ・酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸
化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅などがあり、また半透
明になる程度に薄くしたＡｌ、Ｎｉ、Ａｕなどから成る
金属薄層を用いてもよい。その層形成法には真空蒸着
法、活性反応蒸着法、ＲＦスパッタリング法、ＤＣスパ
ッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、Ｄ
Ｃマグネトロンスパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズ
マＣＶＤ法、スプレー法、塗布法、浸漬法などがある。

【００３６】また本例においては、より良好な画像形成
を行う点で下部絶縁層４ｂを形成する。

【００３７】この下部絶縁層４ｂは感光体２の表面がバ
イアス電圧を印加されつつ現像剤と接触した際に、透光
性導電層４ａからａ−Ｓｉ系光導電層４ｃへのキャリア
の注入を阻止することにより、画像ノイズを除き、露光
部と非露光部との静電コントラストを高めて画像品質を
向上させると共に、現像におけるバックグラウンドのカ
ブリを低減する。

【００３８】この層４ｂには、絶縁層が好ましいが、そ
れに代えて高抵抗層、あるいはａ−Ｓｉ系のｐ型または
ｎ型半導体層を用いることも可能である。ここで、絶縁
層とは、体積抵抗率が極めて大きく、その層の内部にお
いて、正負両極性の電荷の移動を共に阻止する性質を有
するものをいう。また、高抵抗層とは、体積抵抗率が絶
縁層よりも小さいが光導電層よりも大きいものをいう。
就中、その層の内部において、一方の極性の電荷の移動
は阻止するが、他方の極性の電荷の移動を許容する性質
を有するものが、感光体用として好ましい。

【００３９】この層４ｂには、透光性導電層４ａからの
キャリアの注入を阻止する電気的な特性と共に、透光性
支持体３側からの画像露光の光を吸収しないように透光
性が高く（光学的バンドギャップが大きい、または光透
過率が高い）、更に透光性導電層４ａやａ−Ｓｉ系光導
電層４ｃとの密着性が良く、ａ−Ｓｉ系光導電層４ｃの
形成時の加熱等にも大きな変質を起こさないといった特
性が必要である。

【００４０】この層４ｂに用いる絶縁層としては、絶縁
性のアモルファスシリコンカーバイド（ａ−Ｓｉ
Ｃ_X）、アモルファスシリコンオキサイド（ａ−ＳｉＯ
_X）、アモルファスシリコンナイトライド（ａ−ＳｉＮ
_X）、ａ−ＳｉＣ・Ｏ、ａ−ＳｉＣ・Ｎ、ａ−ＳｉＯ・
Ｎ、ａ−ＳｉＣ・Ｏ・Ｎ等のａ−Ｓｉ系絶縁層や、ポリ
エチレンテレフタレートやパリレン、ポリ四フッ化エチ
レン、ポリイミド、ポリフッ化エチレンプロピレン、ウ
レタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、酢酸セルローズ樹脂、その他の有機絶
縁層等を用いると良い。ａ−Ｓｉ系絶縁層形成において
は、Ｃ、Ｎ、Ｏ等の含有量を層厚方向に変化させたもの
も用いることができる。

【００４１】また、この層４ｂに代えて用いる高抵抗層
としては、特にａ−ＳｉＣ_X、ａ−ＳｉＯ_X、ａ−Ｓｉ
Ｎ_X、ａ−ＳｉＯ・Ｎ、ａ−ＳｉＣ・Ｏ・Ｎ等のａ−Ｓ
ｉ系の高抵抗層が好ましく、上記ａ−Ｓｉ系絶縁層に比
べて、カーボン（Ｃ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）の含有
量を少なくしたり、成膜条件を適宜調整して形成する。
また、この層４ｂに代えて用いるａ−Ｓｉ系のｐ型また
はｎ型半導体層としては、ａ−Ｓｉ系光導電層４ｃに比
べて光学的バンドギャップを大きくするために、或いは
更に密着性を高めるために、Ｃ、Ｏ、Ｎ等の元素を含有
させ、更に透光性導電層４ａからのキャリアの注入を阻
止するために不純物元素を含有させる。即ち、負電荷キ
ャリアの注入を阻止するためには、周期律表第IIIa族元
素（以下、周期律表第IIIa族元素をIIIa族元素と略す）
を１〜 10,000ppm、好適には100〜5,000ppm含有させる
と良く、一方、正電荷キャリアの注入を阻止するために
は、周期律表第Ｖａ族元素（以下、周期律表第Ｖａ族元
素をＶａ族元素と略す）を5,000ppm以下、好適には300
〜3,000ppm含有させると良い。そして、これらの元素は
層厚方向に亘って勾配を設けても良く、その場合には層
全体の平均含有量が上記範囲内であれば良い。

【００４２】このようにIIIa族元素を含有させた場合
は、正極性の現像バイアスが用いられ、他方、Ｖａ族元
素を含有した場合は、負極性の現像バイアスが用いられ
る。

【００４３】ここで、IIIa族元素やＶａ族元素として
は、それぞれＢ元素やＰ元素が共有結合性に優れて半導
体特性を敏感に変え得る点で、その上優れた注入阻止能
が得られるという点で望ましい。

【００４４】このような下部絶縁層４ｂもしくは高抵抗
層や半導体層の厚みは、０．０１〜５μｍ、好適には
０．１〜３μｍの範囲内が良く、これにより良好な注入
阻止能が確保し易く、またこの層４ｂでの露光の不必要
な吸収を抑制してａ−Ｓｉ系光導電層４ｃにおいて光キ
ャリアを有効に生成でき、しかも、残留電位の上昇を抑
制することが出来る。

【００４５】ａ−Ｓｉ系光導電層４ｃは、例えばグロー
放電分解法、スパッタリング法、ＥＣＲ法、蒸着法など
により形成し、その形成に当たってダングリングボンド
終端用に水素（Ｈ）やハロゲン元素を１〜４０原子％含
有させる。また、この層の暗導電率や光導電率などの電
気的特性、光学的バンドギャップなどについて所望の特
性を得るために、IIIa族元素やＶａ族元素を含有させた
り、Ｃ、Ｎ、Ｏ等の元素を含有させると良い。就中、ａ
−ＳｉＣを光導電層４ｃに用いる場合には、Ｓｉ_1-XＣ
_XのＸ値を０＜Ｘ≦0.5 、好適には0.05≦Ｘ≦0.45の範
囲に設定すると良く、この範囲であれば、ａ−Ｓｉ層よ
りも高抵抗となり、かつ良好なキャリアの走行が確保で
きるという点で望ましい。IIIa族元素やＶａ族元素とし
ては、それぞれＢ元素やＰ元素が共有結合性に優れて半
導体特性を敏感に変え得る点で、その上優れた光感度特
性が得られるという点で望ましい。

【００４６】更に、ａ−Ｓｉ系光導電層４ｃの中を、光
キャリア発生の機能を高めた層領域と、キャリア輸送の
機能を持たせた層領域とを積層したものとすると、光感
度と静電コントラスト、耐電圧等を共に高めることが出
来る。

【００４７】この際、光励起層領域は、光キャリアの生
成を高めるため、成膜時の条件において、（１）低成膜
速度で成膜する、（２）Ｈ₂やＨｅでの希釈率を高め
る、（３）ドープする元素を輸送層よりも多く含有させ
る、等すると良い。

【００４８】また、キャリア輸送層領域は、主に感光体
２の耐電圧を高めると共に、励起層領域から注入された
キャリアを感光体２表面へスムーズに走行させる役割を
持つが、この層領域においても光励起層領域を透過して
きた光によりキャリア生成が行われ、感光体２の光感度
に寄与する。

【００４９】また、ａ−Ｓｉ系光導電層４ｃの中を、光
励起層領域と、輸送層領域とを積層したものとした場合
には、光励起層領域の厚みを上記吸収深さにほぼ等しく
設定すると良い。

【００５０】表面絶縁層４ｄは、絶縁性のアモルファス
カーボン、ａ−ＳｉＣ_Xやａ−ＳｉＮ_X、ａ−Ｓｉ
Ｏ_X、ａ−ＳｉＣ・Ｏ、ａ−ＳｉＣ・Ｎ、ａ−ＳｉＯ・
Ｎ、ａ−ＳｉＣ・Ｏ・Ｎ等のａ−Ｓｉ系絶縁層を用いる
のが良く、これらを用いることにより、ａ−Ｓｉ系光導
電層４ｃとの密着性が良好であると共に、耐摩耗性、耐
環境性等の特性も高くなり、長期にわたって安定した画
像形成が行なえる。これらはａ−Ｓｉ系光導電層４ｃと
同様の薄膜形成手段により形成する。

【００５１】表面絶縁層４ｄとａ−Ｓｉ系光導電層４ｃ
の両方にａ−ＳｉＣを用いた場合には、光導電層４ｃに
含まれるＣ量に比べて表面絶縁層４ｄのＣを多く含有さ
せる。この表面絶縁層４ｄにおけるＣ量は、Ｓｉ_1-XＣ
_XのＸ値で0.3 ≦Ｘ＜1.0 、好適には0.5 ≦Ｘ≦0.95の
範囲が良い。また、この層４ｄ内でＣ量に勾配を形成し
てもよく、あるいはＣと共に、Ｎ、Ｏ、Ｇｅ等を含有さ
せて、耐湿性を更に高めることができる。

【００５２】表面絶縁層４ｄの厚みは0.05〜５μｍ、好
適には0.1〜３μｍにすれば良く、0.05μｍ未満の場合
には、この層４ｄで十分な絶縁耐圧の向上や、光キャリ
アを効果的にトラップしてトナー像の形成に寄与させて
画像濃度を向上させることが出来ず、また、繰り返し使
用した場合、摩耗により寿命も劣る。５μｍを越えた場
合には精細な電荷パターンを形成するに当たって、この
層４ｄ中で電界（電気力線）が膜面方向に広がりを生
じ、これにより解像力の低下をきたし、十分な解像度が
得られない。また、この層４ｄに残留する電荷が多くな
るため、画像濃度の低下やバックのカブリ、あるいは繰
り返し使用における画像濃度の変化等の問題が生じる。

【００５３】かくして得られる感光体層の全体の膜厚
は、上記の設定によるが、露光光源としてＬＥＤやＥＬ
を用いた場合には、約１〜１５μｍ、好適には１〜１０
μｍの範囲内が良く、この範囲内であれば、露光が十分
に吸収されて良好な光感度を示すと共に、感光体として
の耐圧も確保でき、低いバイアス電圧で良好な画像が得
られる。

【００５４】かくして本発明によれば、ａ−Ｓｉ系光導
電層４ｃに対する露光吸収領域を制限し、これによって
暗抵抗値の大きな層領域を形成して、良好な画像が得ら
れる画像形成方法を提案することができた。

【００５５】本発明は、上記構成以外に次のように変更
してもよい。

【００５６】例えば上記の動作説明においては、現像バ
イアス電圧に正の電圧を用いた場合を述べたが、負の電
圧を用いた場合も、電荷の極性が上記説明と逆になるの
みで、全く同様の原理で画像形成が行なわれる。

【００５７】また、露光手段にはＬＥＤヘッド５を用い
たが、ＥＬヘッドや蛍光表示管ヘッド、プラズマイメー
ジバー、レーザ、液晶シャッタ、強誘電体シャッタ等を
用いてもよい。更にまたイレース用光源８にも、ＬＥＤ
アレイの他、ハロゲンランプや蛍光灯、ＥＬアレイ等の
光源が使用可能である。

【００５８】次に本発明者等は、上記の動作のための望
ましい現像手段を見い出し、これを図８により説明す
る。

【００５９】同図は上記感光体２の一部と現像器６によ
り形成される現像剤溜り１７を表わす説明図である。

【００６０】現像剤を保持させる現像器６は、導電性の
スリーブ１０と、その内部に配置された磁極ローラ９と
から成り、現像剤の搬送は、磁極ローラ９を固定してス
リーブ１０を回転してもよく、またはスリーブ１０を固
定して内部の磁極ローラ９を回転しても良い。

【００６１】ここで現像剤を感光体２と逆方向に回転さ
せると、現像器６と感光体２の最近接部位よりも下流側
（感光体２現像剤から離れていく側）に、現像剤溜り１
７が生じる。現像剤溜り１７は、図の破線で区切った部
分である。即ち、現像剤の本来の高さよりもはみ出した
部分が現像剤溜り１７であり、現像剤の搬送速度や現像
剤の高さ、スリーブ１０と感光体２の表面とのギャップ
等は、感光体２の回転速度や必要とする現像剤溜り１７
の大きさに応じて適宜設定する。

【００６２】尚、感光体２と現像剤とを逆方向に回転さ
せると、現像器６と感光体２との最近接部位よりも下流
側に現像剤溜り１７が発生し、現像剤を感光体２と同方
向に回転させ、現像剤の周速を感光体２の周速よりも大
きくする場合よりも、安定で再現性が高い。従って、現
像剤溜り１７を安定して再現性良く得るためには感光体
２と現像剤とを逆方向に回転させることが好ましい。

【００６３】また、１８は制御電極であり、この制御電
極１８はスリーブ１０上で感光体２との最近接部位に設
け、絶縁体１９でスリーブ１０と絶縁する。制御電極１
８は、感光体２や現像剤に均一な電界が加わるように、
スリーブ１０の長さ方向に沿った帯状とする。

【００６４】尚、制御電極１８の電位を現像器６の電位
と独立に設定するための電圧印加手段２０を設けておく
ことが好ましい。

【００６５】また、現像剤として、導電性かつ磁性のキ
ャリアと絶縁性トナーとから成る２成分系現像剤を用い
ると、感光体への良好かつ均一な帯電及び安定した現像
が可能となり、しかも、現像されたトナーが絶縁性であ
るために静電転写により高い画像濃度で安定して普通紙
等の多様な記録紙に良好な記録画像を得ることができ、
カラートナーを用いて多色の記録画像が得られる。ま
た、このような現像剤を用いる場合には、現像バイアス
電圧を２５０Ｖ以下の低バイアスとするのが好ましい。
この現像バイアス電圧が高すぎると、トナーだけでな
く、キャリアまでが現像されて、所謂キャリア引き現象
が生じ、画像品質が低下する。これは特にキャリアの粒
径が小さい場合に顕著である。

【００６６】画像露光を行なう位置は、感光体２の表面
と現像スリーブ１０との最近接位置Ａではなく、感光体
２の逆方向回転で下流側に形成した現像剤溜り１７の位
置Ｂとし、好ましくは現像剤溜り１７の中でも下流側の
後半部とする。現像剤溜り１７の位置で露光を行なうこ
とにより、露光までの間に感光体２への現像バイアス電
圧の印加が十分に安定し、感光体２の履歴の影響が抑え
られると共に、感光体２の表面の残留トナー１６や画像
背景部のトナーの回収が十分に行なわれる。更に、感光
体２への現像バイアス電圧の印加が十分に安定してから
露光を行なって光キャリアを発生させるので、表面絶縁
層４ｄへの電荷の移動が効率良く行なわれて、表面絶縁
層４ｄを挟んで形成される電界が十分に大きくなるた
め、トナーと感光体２との電気的引力が強く、良好なト
ナー像１４が形成される。そして、トナー像１４の形成
後は感光体２が現像剤溜り１７から速やかに離れるた
め、感光体２の表面のトナー像１４が現像剤の衝突や摩
擦等のような機械的な力により乱されることがなく、良
好な解像度のトナー像１４が得られる。

【００６７】また、現像剤溜り１７の位置では、感光体
２の表面と現像スリーブ１０とが最も近接する位置Ａよ
りも、感光体２の表面と磁極ローラ９の距離が大きくな
る。このため、現像剤を磁極ローラ９の側に吸引する磁
力は弱くなり、感光体２の表面に形成されたトナー像１
４の一部が磁力によって現像器６の側に回収されて画像
濃度が低下したり、磁力により乱されて解像度が低下し
たりすることを防止できる。

【００６８】更に、帯状の制御電極１８を設け、その電
位を電圧印加手段２０により所定の電位に調整する。例
えば制御電極１８を接地し、透光性導電層４ａと共通電
位にする。あるいはスリーブ１０の電位に対して、その
電位を低くもしくは高く設定する。

【００６９】このようにスリーブ１０とは独立に電位を
印加できる制御電極１８を設けると、感光体２に残留し
ている表面電荷を現像剤を介して中和し、あるいは感光
体２の表面の電位を揃え、以前の画像形成プロセスによ
る感光体２の履歴の影響を打ち消すことができ、この結
果、繰り返し使用時、例えば１枚の画像を得るために感
光体２を数回転させる場合等に、安定した現像状態と記
録画像とが得られる。ここで制御電極１８の電位を調整
すると、画像濃度や地カブリ等に対する最適画像形成条
件を調整し得る。また、現在のところそのメカニズムが
明らかではないが、本発明者等の画像評価実験において
は、制御電極１８の電位を高くし、スリーブ１０の電位
を低くすることにより、非露光部にトナーが付着し、露
光部にはトナーが付着しない、いわゆる反転現像も可能
になった。

【００７０】また、本発明者等は導電性かつ磁性のキャ
リアと絶縁性トナーとからなる２成分系現像剤を用いた
場合において、繰り返し実験を行ったところ、下記のよ
うな諸点を見出し、それを詳述する。

【００７１】先ず、この現像剤を用いて画像形成する場
合には現像バイアス電圧を２５０Ｖ以下の低バイアスと
するのがよい。現像バイアス電圧が高すぎるとトナーだ
けでなく、キャリアまでが現像され、所謂キャリア引き
現像が生じ、画像品質が低下する。これは特にキャリア
の粒径が小さい場合に顕著である。このような低バイア
ス電圧での現像には光キャリア励起特性が良好で、キャ
リア移動度が高い等の優れた光感度特性を有するａ−Ｓ
ｉ系感光体が好適である。

【００７２】就中、バインダー樹脂中に磁性体を分散し
た粒子の表面に、導電性層を形成した導電性磁性キャリ
アと、絶縁性トナーとを組合せた２成分系現像剤を用い
ると、感光体へのバイアス印加による帯電特性や画像濃
度の向上、残留トナーの効果的な回収等の特性に優れ、
極めて良好な記録画像が得られる。

【００７３】このような２成分系現像剤を用いた場合に
はキャリアにより形成れる磁気ブラシにトナーが付着し
ている。トナーが磁性トナーの場合は主として磁力によ
り、また非磁性トナーの場合には帯電によりキャリアに
付着している。

【００７４】また、導電性磁性キャリアは、体積固有抵
抗が１０⁵Ω・ｃｍ以下であることが適当であり、好適
には１０⁴Ω・ｃｍ以下、最適には１０²〜１０⁴Ω・
ｃｍである。体積固有抵抗が余り大きくなると、導電性
キャリアとしての特性が損なわれ、光背面露光記録にお
いて感光体への電荷の注入が速やかに行われず、感光体
の帯電が不十分となる。

【００７５】なお、上記キャリアの体積固有抵抗は、底
部に電極を有する内径２０ｍｍのテフロン製筒体にキャ
リアを１．５ｇ入れ、外径２０ｍｍの電極を挿入し、上
部から１ｋｇの荷重を掛けて測定した時の値である。

【００７６】更にまた、キャリアの磁力は、ある程度以
上に大きいことが必要であり、好ましくは５ｋＯｅの磁
場での最大磁化（磁束密度）が５５ｅｍｕ／ｇ以上、好
適には５５〜９０ｅｍｕ／ｇであり、最適には６０〜８
５ｅｍｕ／ｇである。また、１ｋＯｅの磁場での最大磁
化は、４０ｅｍｕ／ｇ以上が好適であり、好適には４０
〜６０ｅｍｕ／ｇであり、最適には４５〜６０ｅｍｕ／
ｇ以上である。キャリアの磁力が余り小さくなると、現
像剤の搬送性が劣化し、またキャリアがトナーとともに
現像され、いわゆるキャリア引きを生じる。

【００７７】キャリアの平均粒度は、５〜１００μｍが
好適であり、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは
１０〜４０μｍである。キャリアが余り大きくなると感
光体を均一に帯電させることが困難となる。一方、余り
小さすぎると、現像スリーブ上の現像剤の搬送性が悪く
なり、また一定の電位を感光体に付与するのが難しくな
る。

【００７８】導電性磁性キャリアとしては、例えば以下
のものを用いることができる。

【００７９】（１）磁性体粉体をそのまま、あるいは表
面酸化処理、表面樹脂コーティング等の安定化処理を施
して用いる磁性粉体キャリア。

【００８０】（２）バインダー樹脂に磁性体を含有せし
めた母粒子の表面に、導電層を形成した表面導電化樹脂
キャリア。

【００８１】（３）磁性体粉体の表面に導電層を形成し
た、表面導電化粉体キャリア。

【００８２】上記磁性粉体キャリアにおける磁性体とし
ては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェラ
イト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一
種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウ
ムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、
表面が酸化処理または樹脂コート処理された鉄や合金の
粒子を用いることができる。その形状は、粒状、球状、
針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合
には、鉄等の強磁性微粒子を用いることができる。ま
た、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガン
マ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライ
ト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒
子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含
有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有するキ
ャリアを得ることができる。

【００８３】図１１は表面導電化樹脂キャリア２１の実
施例を示す模式図であり、磁性体粒子２２がバインダー
樹脂中に均一に分散されてなるキャリア母粒子２３の表
面に、導電性微粒子２４が固定されて導電層を形成し、
キャリア２１が構成されている。キャリア母粒子２３に
用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹
脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナ
イロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が用いられる。

【００８４】磁性体粒子２２としては、磁性粉体キャリ
アと同様のものが用いられる。磁性体粒子２２はキャリ
ア母粒子２３中の７０〜９０重量％を占める量で添加す
ることが適当である。導電性微粒子２４としては、カ
ーボンブラック、酸化スズ、導電性酸化チタン（酸化チ
タンに導電性材料をコーティングしたもの）、炭化ケイ
素などが用いられ、空気中の酸素による酸化によって導
電性を失わないものが望ましい。

【００８５】キャリア母粒子２３の表面への導電性微粒
子２４の固着は、例えばキャリア母粒子２３と導電性微
粒子２４とを均一混合し、キャリア母粒子２３の表面に
導電性微粒子２４を付着させた後、機械的・熱的な衝撃
力を与え導電性微粒子２４をキャリア母粒子２３中に打
ち込むようにして固定することにより行われる。導電性
微粒子２４は、キャリア母粒子２３中に完全に埋設され
るのではなく、その一部をキャリア母粒子２３から突き
出すようにして固定される。

【００８６】このようにキャリア２１の表面に導電性微
粒子２４を固定して導電層を形成することにより、効率
的にキャリア２１に高い導電性を付与できる。またキャ
リア母粒子２３中には導電性微粒子２４を配合する必要
がないので、それだけ多くの磁性体粒子２２をキャリア
母粒子２３中に配合でき、キャリア２１の磁力を大きく
することができる。

【００８７】図１２は、表面導電化樹脂キャリアの他の
実施例を示す模式図であり、磁性体粒子２２がバインダ
ー樹脂中に均一に分散されてなる図１１と同様のキャリ
ア母粒子２３の表面に、導電性薄膜２５が形成されて導
電層を形成し、キャリア２１が構成されている。

【００８８】表面導電化粉体キャリアにおいては、例え
ば以下の方法で表面導電層を形成することができる。

【００８９】（１）表面導電化樹脂キャリアと同様にし
て導電性薄膜を形成する。

【００９０】（２）磁性体粉体の表面を樹脂コーティン
グしたのち、この樹脂コーティング層に対して表面導電
化樹脂キャリアと同様にして導電性微粒子を固定する。

【００９１】また、キャリアの真密度は、磁性粉体キャ
リアの場合は使用した磁性体によって決まり、表面導電
化粉体キャリアの場合も実質的に同様である。また表面
導電化樹脂キャリアの真密度は、３．０〜４．５ｇ／ｃ
ｍ³の範囲が好適である。また、嵩密度は２．５ｇ／ｃ
ｍ³以下が好適であり、好ましくは２．０ｇ／ｃｍ³以
下、より好ましくは１．５ｇ／ｃｍ³以下である。上記
のキャリアとトナーとを混合して現像剤とする。トナー
としては通常の絶縁性トナーが用いられ、好ましくは体
積固有抵抗が１０¹⁴Ω・ｃｍ以上のものであり、好まし
くは１０¹⁵Ω・ｃｍ以上である。この値は、キャリアの
場合と同様に測定される。トナーとしては、従来と同様
の構成のものが用いられ、例えば、バインダー樹脂、着
色剤、電荷制御剤、オフセット防止剤などを配合するこ
とができる。また、磁性体を添加して磁性トナーとする
こともでき、トナーの機内飛散の防止に有効である。

【００９２】バインダー樹脂としては、スチレン・アク
リル共重合物等のポリスチレン系樹脂に代表されるビニ
ル系樹脂、ポリエステル系樹脂等が用いられる。

【００９３】着色剤としてはカーボンブラックをはじめ
各種の顔料、染料が、荷電制御剤としては第４級アンモ
ニウム化合物、ニグロシン、ニグロシン塩基、クリスタ
ルバイオレット、トリフェニルメタン化合物等が、オフ
セット防止剤、定着向上助剤としては低分子量ポリプロ
ピレン、低分子ポリエチレンあるいはその変性物等のオ
レフィンワックス、磁性体としてはマグネタイト、フェ
ライトなどが使用できる。

【００９４】また図１１に示したキャリア２１と同様
に、トナー母粒子の表面に帯電性微粒子を固着せしめて
トナーとすることにより、トナーの帯電特性を制御する
こともできる。

【００９５】更に本発明によれば、現像剤としての体積
固有抵抗は１０⁶Ω・ｃｍ以下が好適であり、好ましく
は１０⁵Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１０³〜１０⁵
Ω・ｃｍである。この値は、キャリアと同様にして測定
される。抵抗が大きくなりすぎると、感光体の帯電が不
十分となる。

【００９６】２成分現像剤としての電気抵抗は、トナー
とキャリアの電気抵抗、トナー濃度、トナーとキャリア
の粒度比、真密度によっても変化する。

【００９７】また表面導電化樹脂キャリアを用いた場合
の現像剤のトナー濃度（トナー／キャリア、即ちＴ／
Ｃ）は、１０重量％以上が好適であり、好ましくは２０
重量％以上、より好ましくは２０〜５０重量％である。
トナー濃度が低すぎると、本発明の画像記録方式に適用
した場合に十分な画像濃度が得られなくなる。一方、ト
ナー濃度が高すぎると、感光体の帯電が不十分となる。
なお、本発明の画像形成方法では、トナー濃度Ｔ／Ｃの
広い範囲でほぼ同様な画像濃度が得られるので、トナー
濃度の制御を実質上不要または大幅に簡略化することが
できる。

【００９８】表面導電化樹脂キャリアを用いた現像剤で
は、キャリアとトナーの平均粒径の比（キャリア）／
（トナー）を、１〜５とすることが好適であり、好まし
くは１〜３である。キャリアに比べてトナーが著しく小
さくなると、一定トナー濃度の場合にトナーによって覆
われるキャリアの表面積が増加し、感光体を十分に帯電
させることができなくなる。その結果、本発明の画像形
成方法に適用した場合に条件によっては画像濃度が低下
する場合がある。なお、トナーの平均粒径は一般に２０
μｍ以下が好ましく、より好ましくは１５μｍ以下であ
る。

【００９９】次に実施例を個々詳述する。

【０１００】（例１）透明な円筒状ガラス基板の外周面
に、透光性導電層４ａとしてＩＴＯ層を活性反応蒸着法
により１０００Åの厚みで形成し、次いでその上に容量
結合型グロー放電分解装置を用いて表１の成膜条件によ
りａ−ＳｉＣ下部絶縁層４ｂ、ａ−Ｓｉ光導電層４ｃ、
ａ−ＳｉＣ表面絶縁層４ｄを順次積層して、感光体Ａを
作製した。この際、ａ−Ｓｉ光導電層４ｃの厚みは、露
光光源７に用いるＬＥＤの波長の６６０ｎｍの光を９０
％吸収する厚みである約２．２μｍより０．２μｍ厚い
２．４μｍとした。

【０１０１】

【表１】

【０１０２】この感光体Ａを図１に示すような画像形成
装置に装着し、そして、スリーブ１０と透光性導電層４
ａとの間に現像バイアス電圧Ｖｓ＝＋５０Ｖの電圧を印
加し、波長６６０ｎｍ、露光量０．５μＪ／ｃｍ²の条
件で画像露光を行ない、感光体上にトナー像を形成し、
そのトナー像を記録紙に転写し、熱定着を行なって画像
を得た。

【０１０３】この画像評価を行うに当たって、次の導電
性磁性キャリアと絶縁性トナーからなる２成分現像剤を
用いて画像評価を行った。

【０１０４】この導電性かつ磁性のキャリアは、以下の
ようにして調整した。スチレン／アクリル酸ｎ−ブチル
共重合体（共重合比８０／２０）２５重量部とマグネタ
イト７５重量部とを混練し、ジェットミルで粉砕し、分
級して平均粒径２３μｍのキャリア母粒子を得た。キャ
リア母粒子１００重量部に対し、２重量部の導電性カー
ボンブラック（平均粒径２０〜３０ｎｍ）をヘンシェル
ミキサーで混合し、キャリア母粒子の表面に付着させ
た。次いで表面処理装置（ハイブリタイザー，奈良機械
製作所製）を用い、機械的衝撃力によりカーボンブラッ
ク粒子を母粒子表面に均一に固着させた。この導電性か
つ磁性のキャリアの性状は、体積固有抵抗が２×１０³
Ω・ｃｍで、最大磁化（５ｋＯｅで測定）が６０ｅｍｕ
／ｇであった。

【０１０５】スチレン／アクリル酸ｎ−ブチル共重合体
（共重合比８０／２０）７３重量部と、マグネタイト１
５重量部と、カーボンブラック５重量部と、ポリプロピ
レンワックス５重量部、荷電制御剤２重量部を混練し、
ジェットミルで粉砕し、分級して平均粒径７μｍの絶縁
性トナーを得た。上記のキャリア７０重量部と、トナー
３０重量部を、均一混合して現像剤とした。現像剤の体
積固有抵抗は３×１０⁴Ω、現像剤溜まりで測定したダ
イナミックな抵抗は５×１０⁵Ωであった。

【０１０６】上記の感光体Ａを光背面記録方式の画像形
成装置に装着し、現像バイアス電圧を＋５０Ｖとし、−
２００Ｖの転写バイアス電圧を転写ローラに印加して市
販普通紙に転写し、熱定着を行って画像形成したとこ
ろ、画像濃度（以下、Ｏ．Ｄ．と記す）が１．４と高
く、地かぶりがなく、解像度が良好な画像が得られた。

【０１０７】また、繰り返して画像形成を行なっても、
残像や画像濃度の変化等の前歴の影響が見られず、良好
な画像評価結果を得た。

【０１０８】（例２）感光体Ａを作製するに当たり、ａ
−Ｓｉ光導電層４ｃの厚みを、光源のＬＥＤの波長６６
０ｎｍの光を９０％吸収する厚み約２．２μｍより小さ
い１．５μｍとし、感光体Ｂを作製した。

【０１０９】この感光体Ｂを（例１）と同様に図１の構
成の画像形成装置に装着し、感光体層の電界が同一とな
るようにバイアス電圧を＋３５Ｖとして、他は同様の条
件で画像評価を行なったところ、光キャリアの発生が十
分に行なわれず、画像濃度がＯ．Ｄ．で０．８と不十分
であった。

【０１１０】（例３）感光体Ａを作製するに当たり、ａ
−Ｓｉ光導電層４ｃの厚みを、光源のＬＥＤの波長６６
０ｎｍの光を９０％吸収する厚み約２．２μｍより１５
μｍ大きい約１７μｍとし、感光体Ｃを作製した。

【０１１１】この感光体Ｃを（例１）と同様に図１の構
成の画像形成装置に装着し、感光体層の電界が同一とな
るようにバイアス電圧を＋３１０Ｖとして、他は同様の
条件で画像評価を行なったところ、画像濃度がＯ．Ｄ．
で１．２で、バックのカブリや解像力も概ね良好な画像
が得られた。

【０１１２】しかし、バイアス電圧を＋１００Ｖとして
同様の条件で画像評価を行なったところ、トナー像を形
成するための表面絶縁層４ｄでの十分な電界が得られ
ず、画像濃度がＯ．Ｄ．で０．９と低い画像であった。

【０１１３】（例４）感光体Ａを作製するに当たり、下
部絶縁層４ｂを形成せず、他は同様にして感光体Ｄを作
製した。

【０１１４】この感光体Ｄを（例１）と同様に図１の構
成の画像形成装置に装着し、（例１）と同様の条件で画
像評価を行なったところ、画像のバックのカブリが少し
見られ、感光体Ａよりもやや劣る結果であった。

【０１１５】（例５）感光体Ａを作製するに当たり、ａ
−ＳｉＣ下部絶縁層４ｂに代えて、ポリイミドからなる
厚み０．２μｍの絶縁層を塗布・乾燥法により形成し
た。更にその上に、容量結合型グロー放電分解装置を用
いて、（例１）と同様のａ−Ｓｉ光導電層４ｃとａ−Ｓ
ｉＣ表面絶縁層４ｄとを順次積層して、感光体Ｅを作製
した。

【０１１６】この感光体Ｅを図１の構成の画像形成装置
に装着し、（例１）と同様の条件で画像評価を行なった
ところ、Ｏ．Ｄ．が１．３の画像濃度を有し、バックの
カブリのない、解像度の良好な画像であった。

【０１１７】（例６）感光体Ａを作製するに当たり、ａ
−ＳｉＣ表面絶縁層４ｄを積層せず、その他は感光体Ａ
と同様の条件により、ａ−ＳｉＣ表面絶縁層４ｄを有し
ない感光体Ｆを作製した。

【０１１８】この感光体Ｆを図１の構成の画像形成装置
に装着し、（例１）と同様の条件で画像評価を行なった
ところ、電位コントラストが不十分で画像濃度が低く、
バックのカブリも目立つ画像であり、感光体Ａよりも劣
る結果であった。

【０１１９】（例７）感光体Ａを作製するに当たり、ａ
−ＳｉＣ表面絶縁層４ｄに代えて、有機材料であるパリ
レンからなる厚み０．１μｍの表面絶縁層４ｄを真空蒸
着法により形成し、その他は感光体Ａと同様の条件によ
り感光体Ｇを作製した。

【０１２０】この感光体Ｇを図１の構成の画像形成装置
に装着し、（例１）と同様の条件で画像評価を行なった
ところ、初期画像はＯ．Ｄ．が１．３の画像濃度を有
し、バックのカブリのない、解像度の良好な画像であっ
たが、耐久性に乏しく、数百枚で画像欠陥が認められ
た。

【０１２１】（例８）感光体Ａを作製するに当たり、透
光性導電層４ａの上に表２に示すようにａ−ＳｉＣ半導
体層、ａ−ＳｉＣ光導電層４ｃ、ａ−ＳｉＣ表面絶縁層
４ｄを順次積層して感光体Ｈを作製した。この際、ａ−
Ｓｉ光導電層４ｃの厚みは、露光光源７に用いるＬＥＤ
の波長の６６０ｎｍの光を９０％吸収する厚みである約
２．２μｍより０．２μｍ厚い２．４μｍとした。

【０１２２】

【表２】

【０１２３】この感光体Ｈを図１に示すような画像形成
装置に装着し、そして、スリーブ１０と透光性導電層４
ａとの間に現像バイアス電圧Ｖｓ＝＋５０Ｖ、制御電極
電圧Ｖ_E＝＋７０Ｖの電圧を印加し、波長６６０ｎｍ、
露光量０．５μＪ／ｃｍ²の条件で画像露光を行ない、
感光体上にトナー像を形成し、そのトナー像を記録紙に
転写し、熱定着を行なって画像を得た。

【０１２４】この画像を評価したところ、Ｏ．Ｄ．が
１．２の画像濃度を有し、バックのカブリのない解像度
の良好な画像であった。

【０１２５】また、繰り返して画像形成を行なっても、
残像や画像濃度の変化等の前歴の影響が見られず、良好
な画像評価結果を得た。

【０１２６】尚、（例１）、（例２）に示す画像形成方
法において、制御電極を取り外して制御電極電圧Ｖ_Eを
印加せず、その他は各々同じ条件の画像形成方法を行っ
たところ、実用上使用可能な範囲ではあるが、バックに
若干のカブリを生じた。

【０１２７】

【発明の効果】本発明の画像形成方法によれば、ａ−Ｓ
ｉ系光導電層の両側にａ−ＳｉＣ等の絶縁層を積層した
ことにより、露光明部に対応する表面層領域の直下に光
キャリアを集め、その光キャリアにより表面絶縁層を挟
んで生ずる電界によりトナーを感光体表面に付着させる
ことができるため、画像濃度を高めることができ、良好
なトナー像形成を行なうことができ、更にイレース工程
を不要にすることができた。そして、感光体の絶縁耐圧
や耐摩耗性、耐環境性等の特性が高められ、長期にわた
って安定した画像形成が行なえる。

【０１２８】また、本発明の画像形成方法によれば、ａ
−Ｓｉ系光導電層の厚みを、光の波長に対する吸収係数
から求めた９０％の光を吸収する光吸収層領域に０．１
〜１０．０μｍを加えた厚みとすることにより、露光波
長をほぼ完全に吸収して有効に光キャリアを発生するこ
とが出来た。そして、ａ−Ｓｉ系光導電層の厚みを上記
で設定した必要最小限とすることにより、画像形成の際
のバイアス電圧により光導電層にかかる電圧が、低いバ
イアス電圧でも十分に高くなるため、良好な画像形成が
行なえる。

【０１２９】ａ−Ｓｉ系光導電層を備えた従来の感光体
においては、成膜速度が小さいのに加えて、３０〜４０
μｍの層厚が必要であり、そのために８〜１０時間の製
造所要時間となって製造コストを著しく高めていたが、
これに対して本発明の画像形成方法によれば、ａ−Ｓｉ
系光導電層の厚みが２〜３μｍであればよく、このよう
に非常に薄い層を形成すれば、製造時間が短くなって製
造コストを低減させることができた。

【０１３０】更に従来のカールソン法による画像形成方
法であれば、コロナ帯電を行っているのでオゾンが発生
し、しかも、一般的にはＳｅ系光導電層を用いることが
多く、人体に悪影響を及ぼすのであるが、これに対して
本発明によれば、オゾンが発生せず、無害なａ−Ｓｉ層
を用いるので、環境汚染上何等問題がない。

【０１３１】また、本発明の画像形成方法においては、
光源をドラム状感光体の内部に設け、しかも、イレース
やクリーニングの各工程を不要とすることができるの
で、それに伴う配設部材が必要でなくなり、その結果、
ファックス、プリンタ、デジタルコピア等の複合的機能
を有する超小型装置の実現が可能となった。

【０１３２】更にまた、本発明の画像形成方法によれ
ば、透光性導電層とａ−Ｓｉ系光導電層との間に絶縁層
を形成したことにより、画像形成の際に透光性導電層か
らａ−Ｓｉ系光導電層へのキャリアの注入を阻止するこ
とが出来るため、露光部と非露光部との静電コントラス
トを高めて画像濃度を向上させると共に、現像における
バックグラウンドのカブリを低減することができた。

【０１３３】更にまた、本発明の画像形成方法によれ
ば、残留トナーを効率良く再利用でき、画像のバックの
カブリを低減して良好な画像を得ることができた。

【０１３４】また本発明の画像形成方法によれば、現像
剤として、導電性かつ磁性のキャリアと絶縁性トナーと
から成る２成分系現像剤を用いると、感光体への良好か
つ均一な帯電及び安定した現像が可能となり、しかも、
現像されたトナーが絶縁性であるために静電転写により
高い画像濃度で安定して普通紙等の多様な記録紙に良好
な記録画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電子写真方法による画像形成装
置を示す模式図である。

【図２】本発明に係わる電子写真方法における動作原理
を示す模式図である。

【図３】本発明に係わる電子写真方法における動作原理
を示す模式図である。

【図４】本発明に係わる電子写真方法における動作原理
を示す模式図である。

【図５】本発明に係わる電子写真方法における動作原理
を示す模式図である。

【図６】本発明に係わる電子写真方法における動作原理
を示す模式図である。

【図７】本発明に係わる電子写真方法における動作原理
を示す模式図である。

【図８】本発明に係わる画像形成装置の要部構成図であ
る。

【図９】波長に対する光吸収の深さを表す線図である。

【図１０】本発明に係わる感光体の層構成を示す断面図
である。

【図１１】実施例で用いた導電性かつ磁性のキャリアの
構造を表す図である。

【図１２】実施例で用いた他の導電性かつ磁性のキャリ
アの構造を表す図である。

【符号の説明】

２感光体５ＬＥＤヘッド６現像器７転写ローラ８イレース用光源４ａ透光性導電層４ｂ下部絶縁層４ｃ光導電層４ｄ表面絶縁層２１導電性かつ磁性のキャリア２２磁性体粒子２４導電性微粒子２５導電性薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者脇田和樹大阪府門真市新橋町12番22号パレロワイヤル305号 (72)発明者中野正夫大阪府羽曳野市島泉９丁目21−４ (72)発明者伊藤浩滋賀県八日市市蛇溝町長谷野1166番地の６京セラ株式会社滋賀八日市工場内 (56)参考文献特開平１−227166（ＪＰ，Ａ) 特開平２−106761（ＪＰ，Ａ) 特開平３−91770（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−22145（ＪＰ，Ａ) 特開平１−292365（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/05

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性支持体上に透光性導電層と下部絶縁
層とアモルファスシリコン系光導電層と層厚０．０５〜
５μｍの表面絶縁層とを順次積層して成る感光体に、導
電性磁性キャリアと絶縁性トナーとからなる現像剤を介
して２５０Ｖ以下の現像バイアス電圧を印加し、且つ上
記感光体に現像剤による画像を形成させるべく上記透光
性支持体側に配した光源にて光照射するとともに、前記
アモルファスシリコン系光導電層を該光源により９０％
の光が吸収される厚みに対し、さらに厚み０．１〜１
０．０μｍを加えて形成して表面絶縁層の直下の明部に
対応する領域に光キャリアを集め、次いで該光キャリア
により表面絶縁層をはさんで生じる電界によって現像剤
を感光体表面に付着させ、然る後、該現像剤を記録紙に
転写することを特徴とする画像形成方法。