JP3163096B2 - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子写真を利用した画像形成方法に関す
る。
[従来の技術] 従来の画像形成方法においては、感光体の表面をコロ
ナ放電手段により特定極性に一様に帯電し、次いで画像
露光により感光体上の電荷を選択的に消失して静電像を
形成し、適当な現像バイアスを印加した現像剤供給体に
より感光体に現像剤を供給して静電像を現像する。
このようなコロナ放電手段を利用した従来の方法にあ
っては、コロナ放電を行なうための高価な高電圧源や現
像バイアス用の電源など複数の電源手段を必要とするた
め、低価な画像形成装置を提供することが困難であっ
た。
また、コロナ放電を利用した装置は、湿度、粉塵等の
使用環境の影響を受け易く、信頼性に問題を有し、ま
た、オゾンの放出を伴うため臭気や人体への有害性の問
題を有している。
これらの問題を解決するために、コロナ放電手段の代
わりに、外部電圧が印加された帯電ローラや外部電圧が
印加された転写ローラを使用した画像形成方法が提案さ
れている。
従来知られるこの種の方法は、感光体の導電性基体を
接地し、この感光体の表面に対し、直流バイアス電圧が
印加された帯電ローラを接触することにより感光体に電
荷を注入して感光体の表面を帯電する。次いで感光体の
表面に複写すべき画像を露光することにより、感光体上
に前記画像に対応した静電像を形成する。静電像は、適
当な現像バイアス電源に連結された現像スリーブにより
運ばれるトナーによって現像される。現像されたトナー
像は、適当なバイアス電源に接続されて転写バイアスが
印加された転写ローラの作用により、紙などの転写材上
に転写される。転写されずに感光体の表面上に残留した
トナー等の残留物は、上記と同様、適当なバイアス電源
に接続されてクリーニングバイアスを印加されたクリー
ニングブラシによって感光体の表面から除去される。
このような方法は、上記したようなオゾンの発生の問
題を解消することができるが、感光体の表面を一様に帯
電することが難しく、かつ、形成された複写画像に画像
ムラや地かぶりが発生し易いという問題を残している。
この問題を解決するための提案の一つとして、脈流電
圧を印加した帯電ローラを、接地した感光体に接触させ
て帯電を行なう方法が提案されている(特開昭63−9233
号、特開昭63−149668号など)。
[発明が解決しようとする課題] この従来の方法は、感光体の表面の帯電ムラを減少す
ることができるが、上記の後者の問題を解決できず、画
像を形成するための各構成手段毎にそれぞれのための高
電圧電源を必要とし、即ち、帯電ローラ用の電源、現像
バイアス用の電源、転写ローラ用の電源、およびクリー
ニングデバイス用の電源を必要とする。このため、この
従来の方法によっては、安価で且つコンパクトな画像形
成方法を提供することが困難であった。
それゆえ、本発明は、感光体の基体にバイアス電圧を
印加させると共に、誘起部材の接触または近接により感
光体表面に向かって電荷の誘起を起こし感光体表面を所
定電位に帯電せしめるという、新規な方法により、当初
の従来技術において述べた「電荷注入型」の接触帯電方
法において生じた帯電ローラと感光体との不均一な接触
や不十分な接触により生じる帯電ムラなどの不具合を解
消すると共に、画像を形成するための各構成手段に使用
する電源の数を最小とし、それにより、装置のコンパク
ト化および低価格化を可能とさせる新規な画像形成方法
を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] このため、本発明による画像形成方法は、導電性基体
上に少なくとも光導電層を設けてなる感光体に対し、該
感光体の導電性基体に交流電圧または交流電圧に直流電
圧を重畳した電圧を印加し、この感光体表面に対し、接
地した導電性または半導電性の誘起部材を接触または近
接させることにより前記印加電圧に従って感光体表面に
所定の極性の電荷を誘起して感光体表面を所定電位に帯
電し、次いで画像露光により静電像を形成することを特
徴とする。
[作 用] このように、導電性基体上に少なくとも光導電層を設
けてなる感光体に対し、該感光体の導電性基体に交流電
圧または交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を印加し、
この感光体表面に対し、接地した導電性または半導電性
の誘起部材を接触または近接させることにより印加電圧
に従って感光体表面に所定の極性の電荷を誘起して感光
体表面を所定電位に帯電し、次いで画像露光により静電
像を形成する。
[実施例] 以下、図面を参照としながら本発明による画像形成方
法について説明する。
第1図は本発明による画像形成方法を実施する装置の
一例を示す。感光体1は、ドラム状の導電性の基体11
と、基体11上に蒸着または塗布などにより設けられた光
導電層12とを含み、矢印Aで示す方向に回転する。光導
電層12は、OPC、Se、ZnO、CdS、a−Siなど、P型半導
体またはN型半導体のいずれの型でも使用に適する。ま
た、上記の構成に加え、光導電層12上に絶縁体層を更に
設けた構成であっても良い。感光体の導電性基体11はバ
イアス電源6に電気的に連結されており、この例では、
バイアス電源6は交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を
導電性基体11に印加する。交流電圧は80Hz〜20KHzの範
囲内の周波数のものが特に適している。また、重畳する
直流電圧は、N型の感光体に対しては正極性、P型の感
光体に対しては負極性の電圧であることが好ましい。
この感光体1の表面に対し、誘起部材2が接して配置
される(場合に応じて、必ずしも厳密に接触している必
要はない)。誘起部材2は、図示例では、回転自在に支
持された導電性の金属コア21に導電性の弾性ゴム材から
なる層22を外装したローラ形状よりなり、適当な圧力に
より感光体表面に圧接され、感光体の周速度とほぼ同じ
周速度で順方向に回転する。誘起部材2は、場合によ
り、その外周面上に合成樹脂等の誘電体層23(第4図)
を設けても良い。また層22は、弾性の導電性物質の他、
半導電性物質(例えば105〜1010Ωcm)または剛性の金
属体であっても良い。コア21は直接あるいはバリスタ、
定電圧ダイオードまたはダイオード等の整流手段を介し
て接地されている。また感光体上に所定の電位を得るた
めに、適当な抵抗器を介在しても良い。また、誘起部材
2は、上記のようなローラ形状の他、導電性のブレード
またはブラシの形状であっても良い。
第2図は感光体の帯電を説明するための等価回路であ
る。暗中において、感光体1の導電性基体11に交流に直
流を重畳した所定の値のバイアス電圧を印加し、誘起部
材2を感光体表面に接すると、感光体1のインピーダン
スと誘起部材2のインピーダンスとの値に従って電圧が
分圧され、感光体表面には分圧された値に対応した電荷
が誘起される。第3図はN型の光導電層を有する感光体
の基体に正の電位を印加した場合における感光体の表面
電位の変化を概略的に示す。誘起部材2を接触した感光
体表面には負の電荷が誘起されて前記分圧に従って電位
が降下する。次いでレーザーまたはLED等の光学手段に
より画像露光7を行なうと、画像明部(露光された領
域)の表面電位(VL)は前記感光体の基体11に印加した
電位の値に近づき、画像暗部(露光されない領域)の電
位(VD)との間に電位差を形成する。このように、本発
明による電子写真方法においては、従来のコロナ放電を
用いた方法とは逆に、画像明部の電位が画像暗部の電位
よりも高い値となる静電像を形成する。
同様にP型の光導電層を有する感光体の基体に負の電
位を印加すると感光体表面には正電位の電荷が誘起さ
れ、上記と同様にして静電像が形成される。
静電像は次順に配置された現像手段3によって現像さ
れる。現像手段3は、感光体1の表面に近接して配置さ
れた導電性のスリーブ31とその内方に設けられた磁石ロ
ーラ32を含む。スリーブ31および磁石ローラ32は互いに
独立して異なる速度で回転可能に設けられており、この
例では、スリーブ31および磁石ローラ32共に、感光体1
の回転方向とは逆方向に回転する。スリーブ31の表面に
は不図示の収容ケースから供給された現像剤が磁石ロー
ラ32の磁力により吸引される。現像剤は感光体の周速度
とほぼ同速度あるいは幾分速い速度で感光体1の回転方
向と逆方向(矢印B方向)に搬送され、感光体1の表面
を摺擦して静電像を現像する。現像剤としては一成分磁
性トナーまたは二成分現像剤などが使用される。
スリーブ31は直接、あるいは定電圧ダイオード、高抵
抗器もしくはバリスタ等の誘起バイアス手段を介して接
地されている。図示例ではスリーブ31は定電圧ダイオー
ド33を介して接地されており、感光ドラムに印加された
電位により誘起されたバイアス電位により感光体上の静
電像を現像する。スリーブ31のバイアス電位はそれに接
続する定電圧ダイオード、バリスタ等の誘起バイアス手
段の定格値に依存し、例えば、デジタルプリンタのよう
に反転現像を要する場合、定電圧ダイオード33は、スリ
ーブ31の電位が感光体の暗部電位に近い値となるような
定格値のものが選択される。
次いで、可視像化された現像剤像は転写手段4により
紙等の転写材上に転写される。転写手段4は誘起部材2
とほぼ同じ構成よりなり、接地された金属コア41、導電
層42を含み、場合により、誘電体層43(第4図)を更に
含む。転写手段4は感光体に印加したバイアス電圧によ
り誘起される転写電位により感光体上の現像剤像を転写
材上に転写する。
次いで転写材は不図示の分離手段により感光体面から
分離され、定着手段(不図示)に送られて、その上に永
久複写像を形成する。
一方、転写後の感光体は、その上に残留する現像剤を
クリーニング手段5により清掃されて、次の画像形成の
ために準備される。クリーニング手段5はこの例では導
電性基体51上に導電性ブラシを植設したブラシ型クリー
ナよりなる。導電性基体51は接地され、これにより感光
体上に残留する現像剤は静電的且つ物理的に導電性ブラ
シに吸引され、感光体から除去される。ブラシに付着し
た現像剤は不図示のスクレーパにより除去される。
第4図は感光体1の導電性基体へ印加するバイアス電
圧が交流電圧のみ(直流電圧を重畳しない)の場合を示
し、この場合、誘起部材2は整流手段8を介在して接地
される。その他の部分は第1図の例と同じ構成である。
実験例1 第1図の構成において、導電性基体上にN型の有機光
導電層を有する感光体の基体に周波数2KHzの1500VP-P
交流電圧に+1000Vの直流電圧を重畳した電位を印加
し、感光体を周速40mm/Secで回転させた。この感光体に
対し、NBRまたはシリコンラバーに導電性粉を含有させ
てなる弾性層を有する接地された誘起ローラを暗中にお
いて圧接させ、次いでレーザ光を照射して静電像を形成
した。このとき感光体上の表面電位を測定したところ、
光像の暗部電位は+280V、明部電位は+1050Vを計測し
た。
次に、定格760Vの定電圧ダイオードを介して接地した
現像スリーブにより、正極性の一成分磁性現像剤を用い
て現像を行い、この現像剤像を、導電性で弾性をもつ転
写ローラにより転写材上に転写し、定着を行なったとこ
ろ、かぶりのない鮮明な複写像が形成された。
実験例2 感光体の基体に印加する交流電圧の周波数を80Hz〜20
KHzに変化させ、他の条件を実験例1と同じとして同様
な実験を行ったところ、実験例1と同様な鮮明な複写機
が形成された。
実験例3 感光体の基体に印加するバイアス電圧を交流電圧のみ
とし、誘起部材をバリスタを介して接地し、他の条件を
実験例と同じとして同様な実験を行ったところ鮮明な複
写像が形成された。
実験例4 実験例1の条件で現像剤として5%〜45%のキャリア
を磁性トナーと混合した二成分現像剤を用い現像を行っ
たところ非常に鮮明な複写像が得れた。ここで用いた磁
性トナーは25%〜65%のフェライト粉を含有したものを
用いた。
[発明の効果] 以上本発明によれば、誘起部材により感光体の基体に
印加したバイアス電圧に従い感光体表面に電荷を誘起し
て所定電位の帯電、すなわち「電荷誘起型」の帯電方法
を行いせしめることにより、当初の従来技術において述
べた「電荷注入型」の接触帯電方法において生じた帯電
ローラと感光体との不均一な接触や不十分な接触により
生じる帯電ムラなどの不具合を解消することができると
共に、高価な高圧電源を必要とせず、実施する装置の構
成を極めて簡単且つ安価にすることができる。またバイ
アス電圧として交流電圧、もしくはそれに直流電圧を重
畳した電圧を用いることにより、かぶりのない鮮明な画
像を得ることができる。更に、現像スリーブ、転写ロー
ラおよびクリーニングブラシに対しても同様に電荷を誘
起させてそれぞれの作用を行なわせることができ、装置
を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による方法を実施した画像形成装置の一
例の要部を示す概略図、第2図は感光体および誘起部材
に関する等価回路、第3図は本発明に基づきN型の光導
電層を有する感光体の基体に正の電位を印加した場合に
おける感光体の表面電位の変化を説明する図、第4図は
第1図とは別の例を示す概略図である。 1……感光体、2……誘起部材、 3……現像手段、4……転写手段、 5……クリーニング手段、6……バイアス電源、 11……導電性基体、12……光導電層、 31……現像剤供給体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−149668(JP,A) 特開 昭52−35639(JP,A) 特開 昭55−147651(JP,A) 特開 昭56−54447(JP,A) 特開 昭58−110967(JP,A) 特開 昭58−88770(JP,A) 特開 昭60−138566(JP,A) 特開 昭58−14179(JP,A) 特開 平1−156775(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/02 G03G 13/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性基体上に少なくとも光導電層を設け
    てなる感光体に対し、該感光体の導電性基体に交流電圧
    または交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を印加し、こ
    の感光体表面に対し、接地した導電性または半導電性の
    誘起部材を接触または近接させることにより前記印加電
    圧に従って感光体表面に所定の極性の電荷を誘起して感
    光体表面を所定電位に帯電し、次いで画像露光により静
    電像を形成することを特徴とする画像形成方法。
  2. 【請求項2】前記誘起部材を整流手段を介して接地した
    ことを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。
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