JP3201613B2 - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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JP3201613B2
JP3201613B2 JP41047290A JP41047290A JP3201613B2 JP 3201613 B2 JP3201613 B2 JP 3201613B2 JP 41047290 A JP41047290 A JP 41047290A JP 41047290 A JP41047290 A JP 41047290A JP 3201613 B2 JP3201613 B2 JP 3201613B2
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  • Combination Of More Than One Step In Electrophotography (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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。
【0002】
【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トナーを感光体表面に供給して靜電
像を現像する。
【0003】ところで、コロナ放電手段を利用した装置
は、湿度や粉塵等の使用環境の影響を受け易く、また、
コロナ放電に伴うオゾンの放出による臭気や人体への有
害性の問題を有していることが知られる。
【0004】この問題を解決するために、近年、外部電
圧を印加した帯電ローラや転写ローラを利用した画像形
成方法が注目されている。
【0005】従来のこの種の方法は、感光体の導電性基
体を接地し、この感光体の表面に対し、バイアス電圧を
印加した帯電ローラを圧接して感光体表面を一様に帯電
し、次いで画像露光により画像に対応した靜電像を形成
する。靜電像は、適当な現像バイアス電源に連結した現
像スリーブにより所定の現像バイアスの下で現像され、
現像された像は、バイアス電圧を印加した転写ローラの
作用により適当な転写材上に転写される。転写されずに
感光体面上に残留した現像剤は、適当なクリーニングバ
イアスを印加されたクリーニングブラシにより感光体面
上から除去される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の接触
帯電部材を利用した電荷注入型の接触帯電方法にあって
は、コロナ放電手段を利用した場合におけるオゾンの発
生など上記したような問題を解消することができるが、
反面、画像に地かぶりが発生し易い等の問題を残してい
る。
【0007】また更に、上記従来の方法にあっては、画
像形成の各構成手段毎にそれぞれ電源を必要とし、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、およびクリーナバイアス用の電源な
ど、多数の電源を必要とし、安価で且つコンパクトな画
像形成装置を提供することが困難であった。
【0008】それゆえ、本発明は、地かぶりのない鮮明
な再生画像を形成することができ、しかも画像形成手段
に要する電源を最少として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。
【0009】
【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振幅するバイア
ス電圧を印加し、感光体表面に対して導電性または半導
電性の接地した誘起部材を直接または誘電体を介して接
触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の電位に
帯電し、次いで画像を露光して静電像を形成し、トナー
を供給して現像した後、トナー像を転写材上に転写して
なる画像形成方法において、感光体に対して接触してま
たは近接して配置された転写ローラに前記振幅するバイ
アス電位とほぼ同じ位相の交流または交流に直流が重畳
された電圧を印加して転写を行うようにしたことを特徴
とする。
【0010】また特には、前記感光体の導電性基体にバ
イアス電圧を印加する電源装置の出力巻線に中間タップ
を設け、その出力を前記転写ローラに印加するようにす
る。
【0011】
【作用】このように、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、誘起
部材を感光体表面に接すると、光導電層、エアー層、誘
起部材のインピーダンスに従って前記印加電圧が分圧さ
れ、感光体表面は降下した所定の電位となる。次いで画
像露光を行なうことにより画像明部の電位は感光体に印
加した電位に近づき、画像情報に応じた静電像が形成さ
れる。この静電像はトナーにより現像された後、上記位
相の電圧を印加された転写ローラにより転写材上に転写
される。
【0012】
【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。
【0013】第1図は本発明による画像形成方法を実施
した装置の一例を示す。感光体1は、ドラム状の導電性
の基体(層状のものも含めて総称する)11と、基体1
1上に蒸着または塗布などにより設けられた光導電層1
2とを含み、矢印Aで示す方向に回転する。光導電層1
2は、OPC、Se、ZnO、CdS、a−Siなど、
Pタイプ半導体またはNタイプ半導体のいずれのタイプ
でも使用に適する。また、上記の構成に加え、光導電層
12上に誘電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〜30kHz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タ
イプの感光体に対しては正極性、Pタイプの感光体に対
しては負極性の電圧である。
【0014】この感光体1の表面に対し、誘起部材2が
接触して配置される(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を電気的に接して外装したロ
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接触部分にお
いて順方向に回転する。層22は、例えば、NBRやシ
リコンラバー等に導電性材を含有したものであって良
い。また、誘起部材2は、場合により、層22の外周面
上に合成樹脂等の誘電体層23(第4図にこのような構
成の誘起部材を示す。)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10
5〜1010Ωcm)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8を介して接地されてい
る。また感光体上に所望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、導電性または半導電性のブレード
またはブラシの形状であっても良い。
【0015】第2図は感光体1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、直接またはダイオード等を介して接地した誘起
部材2を感光体表面に接すると、感光体表面に電荷が誘
起され、感光体表面は、感光体1のインピ−ダンスと誘
起部材2のインピーダンスおよび両者間のエアー層のイ
ンピーダンスとの値に従って分圧された値となる。
【0016】第3図はNタイプの光導電層を有する感光
体の基体に正極性側に偏位した重畳バイアス電圧を暗中
において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
前記したように正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
印加したバイアス電位の値に近づき、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
の電位が感光体へのバイアス電位に近い高い値となり、
画像暗部の電位が低い値となる静電像を形成する。
【0017】第3図では説明の便宜上、明部電位、暗部
電位を直線的に示しているが、実際においては、バイア
ス印加中の感光体の表面電位は交番するバイアス電位が
重畳されて振幅している。第4図は、プラス400Vの
直流電圧に、周波数4kHzの2500Vp-pの交流電
圧を重畳したバイアス電圧を感光体の基体に印加し、そ
ののち光像を照射し靜電潜像を得た場合の暗部と明部の
電位を示すが、振幅の波形は感光体の基体に印加するバ
イアス電圧の波形にほぼ等しく、さらに振幅の周波数は
同様にバイアス電圧の周波数と等しくなる。
【0018】同様にPタイプ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負電位の
電荷が誘起され、上記と同様にして静電像が形成され
る。再び第1図を参照として説明する。画像露光により
形成された靜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、即ち、
現像部位において順方向に回転する。スリーブ31の表
面はショットブラストが施され、そ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(現像部位において順方向、矢印B方向)に搬送さ
れ、感光体1の表面と接触しまたは摺擦して静電像を交
番電界および交番磁界の作用の下で現像する。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。
【0019】スリーブ31はバリスタあるいは定電圧ダ
イオード、高抵抗器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はバリスタ33を
介して接地されており、感光体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潜像を現
像する。スリーブ31のバイアス電位はそれに接続する
バリスタ、定電圧ダイオード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、バイアス電圧は、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に選択され
る。
【0020】こうして可視像化されたトナー像は転写ロ
ーラ4により紙等の転写材上に転写される。転写ローラ
4は導電性の金属コア41、103〜1010Ωcmの導電
性または半導電性の層42を含み、場合により、その外
周面に誘電体層43(第4図)を更に含む。転写ローラ
4は感光体1に対して接触してまたは近接して設けられ
ており、そのコア41は感光体にバイアス電圧を印加す
るバイアス電源6の出力に連結され、感光体に対して印
加される振幅バイアス電位とほぼ同じ位相の交流または
交流に直流が重畳された電圧が印加される。
【0021】実験において、転写ローラに直流電圧を印
加した場合、転写ローラと感光体間の電圧が高くなり、
感光体にダメージをおこし易いばかりか複写像ににじみ
が発生する場合があった。また、印加する交流の位相差
が発生すると転写ローラと感光体間に異常電圧が加わり
同様に画像ににじみが発生したり感光体にダメージを与
える恐れがあった。
【0022】第5図は第1図とは別の態様を示し、バイ
アス電源6の出力コイルに出力の異なるタップを設け、
プロセス設定に応じた電圧を転写ローラに印加する。こ
の電圧は上記したように、感光体の基体に印加する電圧
とほぼ同じ位相の振幅を有する。
【0023】第6図は更に別の態様を示し、転写ローラ
4はダイオード51を介してバイアス電源6の出力に連
結されている。この態様ではバイアス電源6は交流成分
のみであるが、直流成分を重畳しても良い。尚、誘起部
材2は整流手段8を介在して接地されている。
【0024】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。尚、転写ローラ上に付
着した汚物は不図示の弾性ブレード等によりその表面か
ら除去され清掃される。
【0025】一方、転写後の感光体は、その上に残留す
るトナー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トナーは静電的且つ物理
的に導電性ブラシに吸引され、感光体から除去される。
ブラシに付着したトナーは不図示のスクレーパにより除
去される。
【0026】実験例1 第1図の構成において、導電性基体上にNタイプの有機
光導電層を有する感光体の基体にプラス約900Vの直
流電圧に2500Vp-pの交流電圧(周波数は80Hz
〜30kHz)を重畳した電圧を印加し、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−ラを暗中において圧接さ
せ、次いでレ−ザ光を照射して靜電像を形成し、反転現
像した。
【0027】現像剤としては、アクリル樹脂を主成分と
したトナー5部に対し、抵抗約107〜109Ω・cmで球
形の平均粒径50μのフェライトキャリア100部を混
合したものを用いた。また、現像スリーブは表面を約4
00メッシュのショットブラストを施した外径18mmの
SUS304のスリーブを用い、直流バイアス電源に連
結した。現像スリーブ内で6極の磁石ローラを回転させ
スリーブ表面で約600ガウスの交番磁界がトナーに作
用するようにし、感光体・現像スリーブ間の間隔を0.
3mmとして現像スリーブ上のトナーを感光体表面に接触
して現像を行った。次いで第1図のように電気的に連結
した転写ローラ(誘起ローラと同様な構成のものを用い
た)により転写を行ったところ、地汚れがない鮮明な画
像を得ることができた。
【0028】実験例2 実験例1と同じ条件において、現像剤として平均粒径1
2μで1014〜1015 Ω・cmの一成分磁性トナーを用い
て同様な実験を行った結果、同様に地汚れがない鮮明な
画像を得ることができた。
【0029】実験例3 実験例1と同じ条件において、現像剤キャリアとして予
め現像スリーブ表面に球形で35〜60μのフェライト
粉6gを均一に付着させ、トナーとして平均粒径12μ
で1014〜1015Ω・cmのトナーを用いて同様な実験を
行った結果実験例1と同様な結果が得られた。
【0030】
【発明の効果】以上本発明によれば、感光体の電極にバ
イアス電圧を印加させるとともに、誘起部材の接触によ
り感光体表面に向かって電荷の誘起を起こし感光体の表
面を所定電位にさせる帯電、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、帯電手段や転写ローラ等のための多くの
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、また鮮明な画像を得るこ
とができる。また、転写ローラへの印加電圧と感光体へ
の印加電圧をほぼ同じ位相としたために、感光体と転写
ローラ間において異常電圧が生じることなく、にじみの
ない画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】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である。
【図2】感光体および誘起部材に関する等価回路であ
る。
【図3】本発明に基づきNタイプ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である。
【図4】本発明に基づきNタイプ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である。
【図5】バイアス電源の一例を示す。
【図6】図1とは別の例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 感光体 2 誘起部材 3 現像手段 4 転写ローラ 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56−110967(JP,A) 特開 昭58−88770(JP,A) 特開 昭60−138566(JP,A) 特開 平1−156775(JP,A) 特開 昭61−262750(JP,A) 特開 平1−229277(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/16 G03G 13/16 G03G 15/02 G03G 13/02 G03G 15/06

Claims (3)

    (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振幅するバイア
    ス電圧を印加し、感光体表面に対して導電性または半導
    電性の接地した誘起部材を直接または誘電体を介して接
    触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の電位に
    帯電し、次いで画像を露光して静電像を形成し、トナー
    を供給して現像した後、トナー像を転写材上に転写して
    なる画像形成方法において、感光体に対して接触してま
    たは近接して配置された転写ローラに前記振幅するバイ
    アス電位とほぼ同じ位相の交流または交流に直流が重畳
    された電圧を印加して転写を行うようにしたことを特徴
    とする画像形成方法。
  2. 【請求項2】 前記感光体の導電性基体にバイアス電圧
    を印加する電源装置の出力巻線に中間タップを設け、そ
    の出力を前記転写ローラに印加するようにしたことを特
    徴とする請求項1記載の画像形成方法。
  3. 【請求項3】 前記感光体の導電性基体にバイアス電圧
    を印加する電源装置の出力をダイオードを介して前記転
    写ローラに印加するように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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