JP3314369B2

JP3314369B2 - 電子写真装置

Info

Publication number: JP3314369B2
Application number: JP13264996A
Authority: JP
Inventors: 圭司厳島; 義夫小沢; 謡次郎佐藤; 寿向高
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 2002-08-12
Anticipated expiration: 2016-04-30
Also published as: JPH09297464A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はａ−Ｓｉドラムを用
いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真装置
に適用される発明に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真装置に用いられる感光
体としてセレン系感光体、アモルファスシリコン感光
体、有機感光体等が実用化されているが、これらの感光
体ドラム外周面上に、露光、現像、転写、クリーニング
（残留トナー除去）、除電、及び帯電の各プロセス手段
を配置し、所定の電子写真プロセスにより画像形成を行
なう、いわゆるカールソンプロセスに基づく電子写真装
置は周知である。

【０００３】この種の電子写真装置においては、感光体
表面に均一帯電を図るために一般にコロナ放電を利用し
て帯電を行っているが、コロナ放電は一般に４〜８ＫＶ
以上の高電圧をワイヤ印加する必要があり、この為前記
コロナ放電によってオゾンやその放電生成物である窒素
酸化物やアンモニウム塩が発生し、これらが感光体表面
に吸着して画像流れが生じ易くなる。そして前記画像流
れは、高湿度環境下において著しい。

【０００４】かかる欠点を解消するために、感光体ドラ
ム上に導電性ローラを接触させ、該導電性ローラに直流
電圧を印加して暗所で感光体ドラムの接触帯電を行うよ
うに構成したローラ帯電方式が存在する。しかしながら
かかる帯電方式においても、感光体ドラムと帯電ローラ
との間に微小楔状空隙が存在するために、その部分で僅
かながら放電現象が生じ、オゾンの発生が認められ、前
記した欠点を必ずしも解消し得ない。

【０００５】一方電子写真装置に用いる感光体ドラムに
は近年耐久性の向上とフリーメインテナンス化を図るた
めに、ａ−Ｓｉドラムを用いているものがあるが、ａ−
Ｓｉは、ＯＰＣその他の有機半導体に比較して吸湿性が
高くこの為前記画像流れはａ−Ｓｉドラムに多く発生し
やすい。そこで従来技術においては前記感光体ドラムの
背面側にシートヒータその他のヒート体を配し、感光体
ドラムを加熱する事により前記画像流れの発生を防止し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらヒータを
設ける事は熱制御手段等も必要となりその構成が煩雑化
するのみならず、特に複写機、プリンターの小型化、パ
ーソナル化の中でヒーターを用いると、該システムが複
雑になってしまう。また、ヒーターの昇温には一定の時
間を要し、電源を入れてからプリントするまでの時間
（ウォームアップタイム）が長く、そのための消費電力
を要する。また、感光体を加熱すると、トナーのＴＧ温
度（ガラス転移温度）近くまで昇温されるために、感光
体表面にトナーが固着してしまう。という種々の問題が
発生する。

【０００７】また、画像流れが発生しない状態において
も、この種の電子写真装置においては、現像工程におい
て感光体上に形成された静電潜像の現像領域にトナーを
付着させ、非現像領域に付着させないために、帯電工程
において感光体表面電位を４００Ｖ以上とし、露光工程
において形成される静電潜像の高電位部の差を４００Ｖ
以上とし、さらに現像電位を２００Ｖ以上が必要であっ
た。したがって、感光体としては４００Ｖ以上の帯電能
力を有する光導電材料が要求され、材料選択の上で、ま
た膜厚の設定の上で制約が大きい。

【０００８】また、ａ−Ｓｉは、白地部にトナーが付着
する、いわゆる‘かぶり‘現象が発生しやすい。これ
は、装置中のトナーが鏡像力等により感光体表面に付着
する現象である。このトナーの鏡像力は感光層の比誘電
率に大きく影響を受け、比誘電率が大きいほど鏡像力は
大きくなる。この比誘電率は通常、有機感光体で３〜
３．５であり、ａ−Ｓｉでは１０〜１２程度と大きいた
め、ａ−Ｓｉは‘かぶり‘現象が発生しやすい。

【０００９】また、従来は粉砕トナーが使用され、この
粉砕トナーは、樹脂、着色剤、電荷制御剤などの小粒子
を混合した混練物を冷却後にハンマミル、カッタミル等
で粗粉砕し、さらにジェットミルなどにより粒径８〜１
５μｍ程度に微粉砕して作成される。作成が比較的容易
であるが、凹凸があるいびつな形状に作成され、帯電は
凸部に集中しやすく、感光体表面とは１粒子に対して複
数の凸部が接触する場合があり、その際には鏡像力が大
きくなる。

【００１０】本発明は上述の事情に鑑み、ａ−Ｓｉドラ
ムを用い、特にコロナ放電器や帯電ローラ、更には帯電
ブラシのように、放電現象を含んで感光体に均一帯電を
行った電子写真装置においても画像流れ、‘かぶり’現
象が生じることなく鮮明画像を形成し得る電子写真装置
を提供する事を目的とする。

【００１１】また、本発明の他の目的は、ａ−Ｓｉドラ
ムを用いた電子写真装置において構成の簡単化や安全性
を配慮しつつ、画像流れ及び‘かぶり’現象となること
がない鮮明画像を形成し得る電子写真装置を提供する事
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、基体上に光導
電層及び表面層を積層被覆してなる電子写真感光体と、
前記感光体に形成された潜像に選択的にトナーを付着さ
せて現像を行う電子写真装置において、前記感光体の表
面層を、元素比率組成式（ａ-Ｓｉ _l-x Ｃ _ｘ :Ｈ）として
表された場合、ｘが０．９５≦ｘ＜１であって、且つ最
表面の動的押込み硬さが３００Ｋｇｆ／ｍｍ ^２以下であ
り、最表面側より光導電層側の奥側が硬度が大きく、好
ましくは奥側に進むに連れ徐々に硬度が大きくなるよう
に設定した電子写真感光体と、現像ローラを前記感光体
表面に転接させるとともに、前記感光体に対して周速差
をもたせて重合法にて作成されたトナーを摺擦させなが
ら現像容器内に前記トナーの回収を行う現像ユニットと
を具え、前記感光体の表面電位を略４００Ｖ以下に設
定、前記現像ローラの現像電位を略１５０Ｖ以下に設定
し、前記感光体の表面層を現像することを特徴とする。

【００１３】この場合、前記重合法により作成されたト
ナーが非磁性一成分トナーであるのがよく、また、前記
感光体の表面層の膜厚が２５μｍ以下であり、前記現像
ローラの現像電位を略１５０Ｖ以下に設定したり、更
に、像流れ現象が発生しない状態での、静電潜像による
単位ドット当たりの画像形成面積と、像流れ現象発生状
態での前記画像形成面積とが一致する現像電圧に設定す
ることは、本発明の有効な手段である。

【００１４】本発明はこのように構成しているので、
‘かぶり’現象が生じることなく鮮明画像を形成し得る
電子写真装置を提供することができる。すなわち、本発
明は、現像ローラ上に、重合法により作成されたトナー
粒子の薄層を形成しながら前記感光体の潜像の現像を行
っているので、球形のトナー粒子に電荷は均一に帯電
し、また、感光体表面とは点接触により、１トナー粒子
に対して接触箇所が少なく鏡像力は小さく、‘かぶり’
現象は少ない。

【００１５】また、前記感光体の表面層を、アモルファ
スシリコン層で形成し、該表面層に転接する現像ローラ
の体積固有抵抗を３×１０⁷ Ωｃｍ以下に設定している
ので、ローラ層おける過大な電圧降下を防止し、アモル
ファスシリコン感光体の低い比誘電率との相乗効果で、
感光体の表面電位を４００Ｖ以下、現像ローラの現像電
位１５０Ｖ以下に設定することができ、これにより感光
体の膜厚も２５μｍ以下に減少させることができ、低価
格の電子写真装置を提供することができる。

【００１６】また、画像流れ現象が発生しない状態で
の、静電潜像による単位ドット当たりの画像形成面積
と、像流れ現象発生状態での前記画像形成面積とが一致
する現像電圧に設定した場合は、画像流れ現象を防止す
ることができる。

【００１７】すなわち、図１Ａに拡大して示すように、
ａ−Ｓｉ感光体においては一般にアルミ円筒からなる導
電性基体１ａ上に光導電層１ｂ、及び表面層１ｃが積層
されて形成されており、表面層１ｃは、α−ＳｉＣ系の
無機高抵抗若しくは絶縁材料を用い、前記光導電層１ｂ
上における表面電位Ｖｏと潜像電位分布の維持を図って
いる。

【００１８】従って、前記表面層１ｃに電子写真プロセ
ス中のコロナ放電により生成される硝酸イオンやアンモ
ニウムイオン等の放電生成物が吸着されて、それらが高
温高湿環境下で光導電層１ｂ上における表面電位Ｖｏと
潜像電位分布に基づいて表面層１ｃ上に形成される潜像
電荷が表面方向に移動し、電荷流れ即ち画像流れが生じ
る。

【００１９】この画像流れ現象により潜像電荷が、画像
流れがない場合の潜像の周囲に流れて画像の‘にじみ’
現象が発生する。また、従来は非接触にてトナーを飛翔
させて感光体に画像を形成させ、もしくは非画像部に対
応する部分のトナーを現像ローラにバックさせていたの
で、現像バイアス電位は２００Ｖ以上を必要とした。

【００２０】よって、図３に示すように、感光体の表面
電位Ｖｏは現像ローラとの関係で両者の同期した相対的
回動により曲線１３を描く。その際の画像を形成するド
ットは現像バイアス電位ＶＢに設定されているので１３
Ａのごとく形成される。一方、前述の画像流れ現象が発
生すると前記表面電位Ｖｏは曲線１４のごとく変化す
る。そして、その際の画像を形成するドットは１４Ａの
ごとく実像の周囲に‘にじみ’現象が発生する。

【００２１】これに対して、本発明は、前記感光体の表
面層を、アモルファスシリコン層で形成し、該表面層に
転接する現像ローラの体積固有抵抗を３×１０7 Ωｃｍ
以下に設定しているので、ローラ層における過大な電圧
降下を防止し、アモルファスシリコン感光体の低い比誘
電率との相乗効果で、感光体の表面電位及び現像ローラ
の現像電位を低く設定でき、図３に示すようにＶＢをＶ
Ｂ′のごとく低く設定し、現像流れ現象が発生しても、
画像を形成するドットが１４Ｂ、１３Ｂのように一致す
る電位に設定することができる。従来ではＶＢ−ＶＬ′
でも画像濃度が得られなかったが、本第１発明は上述の
ようにＶＢ′−ＶＬと構成でき十分の画像濃度を得るこ
とができる。

【００２２】その結果、本発明は、前記感光体の表面電
位を略４００Ｖ以下、望ましくは３００〜３５０Ｖに設
定したり、また、前記現像ローラの現像電位を略１５０
Ｖ以下、望ましくは８０〜１２０Ｖに設定することがで
き、これにより感光体の膜厚も２５μｍ以下に減少させ
ることができ、低価格の電子写真装置を提供することが
できる。

【００２３】また、現像容器４１内において、感光体の
表面に転接して現像を行っているので、現像容器内に前
記現像剤の回収を行うことができ、現像に利用されない
残留トナーの再利用が可能である。また、かかる構成を
取ることにより、光導電層１ｂを支持する基体内にヒー
タを内蔵しない状態でも、画像流れが生じることなく画
像形成を行うことが可能となる。

【００２４】

【００２５】本発明はこのように構成しているので、画
像流れやかぶりが生じることなく鮮明画像を形成し得る
電子写真装置を提供することができる。即ち、前記した
電子写真装置の場合、高抵抗若しくは絶縁トナーを用い
て潜像の顕像化を行っているが、トナーの成分に結露や
含湿等があった場合、これが感光体ドラム表面層１ｃに
付着した場合に、画像流れが生じてしまう。

【００２６】そこで本発明は、光導電層１ｂ、表面層１
ｃ、及び現像ローラ等を効果的に組合せ、像流れやかぶ
りが生じることなく鮮明画像を形成し得る電子写真装置
を提供するものである。

【００２７】前記感光体の表面層を、元素比率組成式
（ａ-Ｓｉ_l-xＣx:Ｈ）として表された場合、ｘが０．９
５≦ｘ＜１であって、且つ最表面の動的押込み硬さが３
００Ｋｇｆ／ｍｍ² 以下、好ましくは５０〜２００Ｋｇ
ｆ／ｍｍ² であり、表面層１ｃの厚みを０．４〜１．２
μｍ、好適には０．５〜０．８μｍに設定するのが良
く、又表面層１ｃを二層領域とする場合はその最表面側
の第二層領域の動的押込み硬さが５０〜２００Ｋｇｆ／
ｍｍ² であり且つ厚みを８００〜３０００（オングスト
ローム）に設定し、その奥側の第一層領域の硬度を第二
層領域より大にするのがよい。

【００２８】また、本発明は前記した放電生成物が吸着
した場合、これを積極的に除去する為に現像ローラによ
り保持されるトナー、もしくは研磨剤にて研磨を行う。
そして、最表面側より光導電層側の奥側が硬度が大き
く、好ましくは奥側に進むに連れ徐々に硬度が大きくな
るように設定しているので、放電生成物のみでなく最表
面層も削られるが、徐々にその削れ量が少なくなり、高
寿命及び高耐久性を維持する事が可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載
されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置
などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲
をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎ
ない。

【００３０】図１は本発明が適用される電子写真装置を
示し、図上時計回りに回転するａ−Ｓｉ感光体ドラム１
の周囲に、回転方向に沿って露光用ＬＥＤヘッド２及び
セルフォックレンズ３からなる光学系、現像ユニット
４、転写ローラ５、クリーニングブレード６、除電ラン
プ７、及び帯電ユニット８が配設されている。

【００３１】次に夫々の各構成要素について説明する。
感光体ドラム１は、Ａに示すように、導電性支持体１ａ
上に光導電層１ｂ、及び表面層１ｃが積層されて形成さ
れており、導電性支持体１ａと光導電層１ｂの間にはキ
ャリア注入阻止層１ｅを、又光導電層１ｂと表面層１ｃ
の間には遷移層１ｆが、夫々介挿されている。前記支持
体１ａは、一般にはアルミ性の円筒体を用いるが、ＳＵ
Ｓ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属材料、表面に導電
膜を被着させたガラス等無機材料や、エポキシ等の透明
な樹脂等で形成され、本実施例においては肉厚が３ｍｍ
で外周径を３０ｍｍに設定すると共に、軸方向に２５４
ｍｍの長さを有するアルミ製円筒体を用いている。

【００３２】前記キャリア注入阻止層１ｅは光導電層１
ｂの材料に応じ種々のものを用いるが、光導電層１ｂに
ａ−Ｓｉ系材料を用いた場合には、ａ−Ｓｉ系のキャリ
ア注入阻止層１ｅとするのが良い。

【００３３】又前記ａ−Ｓｉ系光導電層１ｂは、グロー
放電分解法、スパッタリング法、ＥＣＲ法、蒸着法等に
より膜形成し、その形成にあたって、ダングリングボン
ド終端用の元素、例えば（Ｈ）やハロゲンを５〜４０ｗ
ｔ％含有させるのがよい。即ち、光導電層１ｂにはａ−
Ｓｉ：Ｈからなる光導電体を用い、そして現像バイアス
が正の場合には電子の移動度を高める為、ノンドープ又
はＶａ族元素を含有させ、又現像バイアスが負の場合に
は正孔の移動度を高めるため、III ａ族元素を含有させ
るのが好ましい。又必要に応じて暗導電率や光導電率等
の電気的特性、光学的バンドギャップ等について所望の
特性を得るために、Ｃ、Ｏ、Ｎ等の元素を含有させても
良い。

【００３４】そして、前記光導電層１ｂ全体の膜厚は、
必要な帯電および絶縁耐圧の確保や、露光された光の吸
収や前記した残留電位の抑制等から３〜５０μｍ程度に
するのがよい。

【００３５】また、表面層１ｃは、厚みとしては２５μ
ｍ以下に、グロー放電分解法、スパッタリング法、ＥＣ
Ｒ法、蒸着法等により膜形成され、元素比率組成式（ａ
-Ｓｉ_1-xＣx:Ｈ）として表された場合、ｘが０．９５≦
ｘ＜１であって、且つ最表面（自由表面層）の動的押込
み硬さが５０〜２００Ｋｇｆ／ｍｍ² である水酸化アモ
ルファスシリコンカーバイトから構成され、特にその抵
抗値を１０¹² 〜１０¹³Ω・ｃｍ範囲の抵抗値に設定す
る。そして前記表面層１ｃは最表面側より光導電層１ｂ
側の奥側に進むに連れ徐々に硬度が大きくなるように設
定する。

【００３６】そして前記のような硬度の勾配（最表面側
より光導電層１ｂ側の奥側に進むに連れ徐々に硬度が大
きくなるような勾配）を付けるには、例えば前記表面層
１ｃをグロー放電分解法で成膜する場合においては、原
料ガスにおいてＳｉ含有ガスに対するＣ含有ガスの比率
を経時的に徐々に大きくする、成膜形成時のガス圧力を
徐々に高くする、原料ガスの水素ガスによる希釈率を徐
々に小さくする、放電電力を徐々に小さくする、アルミ
円筒ドラムの基体温度を徐々に低くする等の手段で形成
される。

【００３７】又、光導電層１ｂと表面層１ｃとの間に
は、ａ−ＳｉＣ：Ｈ中のＣ含有量を表面層１ｃ中のＣ含
有量よりも小さくした遷移層１ｆを設けるとよい。また
この遷移層１ｆのＣ含有量は、その層中で変化させて含
有量の勾配を有するようにしても良い。このような遷移
層１ｆを設ける事により、光導電層１ｂで生成された光
キャリアの走行がスムーズになって、光感度が高く、残
留電位が低くなり、画像特性も良好なものになる。この
ような遷移層１ｆの厚みは１μｍ以下、好適には０．０
５〜０．５μｍの範囲に設定される。

【００３８】又、露光用ＬＥＤヘッド２には露光波長が
６８５ｎｍのヘッドアレイを用い、これをダイナミック
駆動にて一走査ライン毎に６４ビット×４０回分割露光
するように構成する。

【００３９】現像ユニット４は、非磁性一成分トナーが
収納された現像容器４１とウレタンゴム等の弾性材料か
ら構成された弾性体４２からなる現像ローラ４０と、該
ローラ４０へのトナー層厚を規制する現像ブレード１７
と、前記現像ローラ４０にトナーを供給する供給ローラ
４５等を備え、前記現像ローラ４０、供給ローラ４５、
現像ブレード１７等には例えば５０〜５００Ｖの間で任
意に設定できる図示しない直流現像バイアス電源Ｅ１
（３５０Ｖ）、Ｅ２（３５０Ｖ）、Ｅ３（１２０Ｖ）に
接続して、現像を行うように構成する。

【００４０】又、本実施例は感光体と現像ローラが転接
式であるために、抵抗値が低すぎるとリークする関係
上、トナーは、重合トナーであって１０⁶ Ωｃｍ以上の
高抵抗若しくは絶縁性トナーが用いられる。重合トナー
は、モノマーからポリマーを重合する段階において、着
色剤、電荷制御剤等をポリマー粒子中に包含させてトナ
ー粒子を製作するので、球形の粒子が得られ、電荷は球
形粒子に均一に帯電するので、感光体表面とは点接触に
より、１粒子に対して接触箇所が少なく鏡像力は小さ
い。

【００４１】前記現像ローラ４０は感光体１の表面層１
ｃに０．５ｍｍ以上（好ましくは１ｍｍ以上）のニップ
幅で転接するとともに、該転接位置では同方向に回転
し、その位置での周速差は感光体１に対して１．２倍以
上の速さに設定されている。

【００４２】また、トナー粒子の層厚は０．４ｍｇ／ｃ
ｍ² 〜１．０ｍｇ／ｃｍ² とするのが好ましく、より好
ましくは０．４ｍｇ／ｃｍ² 〜０．８ｍｇ／ｃｍ² に設
定される。転写ローラ５は転写効率を上げるために導電
性ローラを用い、前記トナーの帯電電位と逆極性の転写
バイアスを印加させるとともに、前記感光体ドラム１の
周面に均一に圧接し、該ドラム１と同期して回転可能に
構成する。

【００４３】帯電ユニット８にはすでに公知であるスコ
ロトロン方式の帯電器にて感光体上に均一に帯電させ
た。図中８１はコロナ放電線、８２は制御グリッド、８
３は放電バイアス、８４は帯電制御バイアスである。

【００４４】本実施例はこのように構成されているの
で、帯電装置８は、帯電制御バイアスを４００Ｖ前後の
間で適宜バイアスに設定されているので、この高電圧の
放電バイアスを印加させる事により、感光体ドラム１の
表面電位Ｖｏを上記の設定値に帯電させた後、露光ヘッ
ド２により所定の潜像を露光させる。その後、現像ユニ
ット４により該潜像に重合法により作成されたトナー像
を付着させ、転写ローラ５に転写させる。

【００４５】一方、前記転写ローラ５に転写されないト
ナーの残留トナーは、現像ローラ４０の弾性体４２に再
度接触する。現像ローラ４０は感光体１との接触位置に
おいて、感光体１より周速度が速く回転しているので、
現像ローラ４０の弾性体４２により残留トナーはこすり
落とされるとともに新しいトナーが感光体１の表面の潜
像を現像する。

【００４６】上述の現像の際に、本発明は、現像ローラ
上に、重合法により作成されたトナー粒子の薄層を形成
しながら前記感光体の潜像の現像を行っているので、球
形のトナー粒子に電荷は均一に帯電し、また、感光体表
面とは点接触により、１トナー粒子に対して接触箇所が
少なく鏡像力は小さく、‘かぶり’現象は少ない。

【００４７】また、前記感光体の表面層を、アモルファ
スシリコン層で形成し、該表面層に転接する現像ローラ
の体積固有抵抗を３×１０⁷ Ωｃｍ以下に設定している
ので、ローラ層おける過大な電圧降下を防止し、アモル
ファスシリコン感光体の低い比誘電率との相乗効果で、
感光体の表面電位を４００Ｖ以下、現像ローラの現像電
位１５０Ｖ以下に設定することができ、これにより感光
体の膜厚も２５μｍ以下に減少させることができ、低価
格の電子写真装置を提供することができる。

【００４８】また、画像流れ現象が発生しない状態で
の、静電潜像による単位ドット当たりの画像形成面積
と、画像流れ現象発生状態での前記画像形成面積とが一
致する現像電圧に設定した場合は、‘にじみ’現象を防
止することができる。

【００４９】画像流れの原因について説明すると、図１
Ａに拡大して示すように、ａ−Ｓｉ感光体においては一
般にアルミ円筒からなる導電性基体１ａ上に光導電層１
ｂ、及び表面層１ｃが積層されて形成されており、表面
層１ｃは、α−ＳｉＣ系の無機高抵抗若しくは絶縁材料
を用い、前記光導電層１ｂ上における表面電位Ｖｏと潜
像電位分布の維持を図っている。

【００５０】従って、前記表面層１ｃに電子写真プロセ
ス中のコロナ放電により生成される硝酸イオンやアンモ
ニウムイオン等の放電生成物が吸着されて、それらが高
温高湿環境下で光導電層１ｂ上における表面電位Ｖｏと
潜像電位分布に基づいて表面層１ｃ上に形成される潜像
電荷が表面方向に移動し、電荷流れ即ち画像流れが生じ
る。また、連続プリントによって感光体表面が酸化劣化
し、親水性を示すようになることも画像流れの要因とも
考えられる。

【００５１】この画像流れ現象により潜像電荷が、画像
流れがない場合の潜像の周囲に流れて画像の‘にじみ’
現象が発生する。また、従来は非接触にてトナーを飛翔
させて感光体に画像を形成させ、もしくは非画像部に対
応する部分のトナーを現像ローラにバックさせていたの
で、現像バイアス電位は２００Ｖ以上を必要とした。

【００５２】よって、図３に示すように、感光体の表面
電位Ｖｏは現像ローラとの関係で両者の同期した相対的
回動により曲線１３を描く。その際の画像を形成するド
ットは現像バイアス電位ＶＢに設定されているので１３
Ａのごとく形成される。一方、前述の画像流れ現象が発
生すると前記表面電位Ｖｏは曲線１４のごとく変化す
る。そして、その際の画像を形成するドットは１４Ａの
ごとく実像の周囲に‘にじみ’現象が発生する。

【００５３】これに対して、本実施例は、前記感光体の
表面層を、アモルファスシリコン層で形成し、該表面層
に転接する現像ローラの体積固有抵抗を３×１０⁷ Ωｃ
ｍ以下に設定しているので、ローラ層における過大な電
圧降下を防止し、アモルファスシリコン感光体の低い比
誘電率との相乗効果で、感光体の表面電位及び現像ロー
ラの現像電位を低く設定でき、図３に示すようにＶＢを
ＶＢ′のごとく低く設定し、現像流れ現象が発生して
も、画像を形成するドットが１４Ｂ、１３Ｂのように一
致する電位に設定することができる。従来ではＶＢ−Ｖ
Ｌ′でも画像濃度が得られなかったが、本第１発明は上
述のようにＶＢ′−ＶＬと構成でき十分の画像濃度を得
ることができる。

【００５４】その結果、本実施例は、前記感光体の表面
電位を略４００Ｖ以下、望ましくは３００〜３５０Ｖに
設定したり、また、前記現像ローラの現像電位を略１５
０Ｖ以下、望ましくは８０〜１２０Ｖに設定することが
でき、これにより感光体の膜厚も２５μｍ以下に減少さ
せることができ、低価格の電子写真装置を提供すること
ができる。

【００５５】また、現像容器４１内において、感光体の
表面に転接して現像を行っているので、現像容器内に前
記トナーの回収を行うことができ、現像に利用されない
残留トナーの再利用が可能である。また、かかる構成を
取ることにより、光導電層１ｂを支持する基体内にヒー
タを内蔵しない状態でも、画像流れが生じることなく画
像形成を行うことが可能となる。

【００５６】このように、本実施例においては、現像ロ
ーラ４０を感光体１の表面層１ｃ表面に転接させるとと
もに、前記感光体１に対して周速差をもたせて前記感光
体の表面層を現像するように構成しているので、現像容
器４１内において、現像とともに、現像容器内に前記ト
ナーの回収を行うことができ、現像に利用されない残留
トナーの再利用が可能である。

【００５７】また、前記現像ローラ４０が前記感光体１
に接触するニップ幅は０．５ｍｍ以上に設定することに
より、前記現像ローラ４０の有効な現像状態を保持でき
る。

【００５８】以上詳述したように、本実施例によればヒ
ータを用いずに画像形成を行ってもかぶり等が生じるこ
とがないために、消費電力の大幅低減のほかに、ヒー
タ、ドラム表面温度を検知するサーミスタ、該サーミス
タよりの検知温度に基づくヒータ制御回路等の電装部品
の低減と回路構成が簡単化するとともに、前記ヒータを
用いない為にウオーミングアップタイムが不用となり、
装置立上げ時間を大幅に低減させることが出来る。

【００５９】

【実施例】

実施例（１）表面層の膜厚を、２５μｍのアモルファ
スシリコン感光体を用意し、帯電はスコロトロン方式Ｖ
０：３５０Ｖ、現像は非磁性１成分方式、現像ロール
は、導電ローラで径１８ｍｍ、体積固有抵抗値：５×１
０⁶Ω・ｃｍ、表面粗さ１０ミクロン以下、現像ニップ
約１ｍｍ、現像線速１２０ｍｍ／ｓｅｃ（感光体線速６
０ｍｍ／ｓｅｃ）、現像ブレードは、厚み１．３ｍｍ、
抵抗値：１０⁴Ω・ｃｍ以下、供給ロールは、径１２ｍ
ｍ、抵抗値：１０⁴Ω・ｃｍ以下、現像ロールとのニッ
プ約１ｍｍ、各バイアス値は、現像ブレード３５０Ｖ、
供給ローラ３５０Ｖ、トナーは、スチレンアクリル系材
料をもとに重合法によって平均粒径８ミクロンに生成し
たものを使用、転写は、ローラ方式で転写電流２０〜３
０マイクロアンペアに設定した。

【００６０】上記条件設定にて、現像バイアスＶＢを５
０Ｖ〜４００Ｖに変化させ、画像濃度を測定した。その
結果を現像電界（Ｖ）を横軸、画像濃度を縦軸にとり図
２に示す。同図によると、現像電界（Ｖ）が５０Ｖ以上
において、安定して画像濃度１．４を示すことがわか
る。

【００６１】また、前記条件設定において、白地部電界
（Ｖｏ−ＶＢ）を変えて重合法トナー及び粉砕法トナー
によるかぶり発生の有無を観測すると、表１に示すよう
に、粉砕法トナーにおいては、現像電界（Ｖ）が５０Ｖ
〜２５０Ｖにおいて、かぶりが発生したが、重合法トナ
ーにおいては、現像電界（Ｖ）が５０Ｖ〜１５０Ｖにお
いて、かぶりが発生したのみであり、重合法トナーにお
いて、はるかにかぶり防止効果があることがわかる。

【００６２】

【表１】

【００６３】また、前記条件設定において、現像ローラ
のバイアス電圧を１２０Ｖとし、表２に示すように、現
像ローラの体積固有抵抗を３×１０⁷ Ωｃｍを越えると
画像濃度が得られなかったが、この値以下に設定すると
十分な画像濃度が得られることがわかる。

【００６４】

【表２】

【００６５】また、前記条件設定において、現像ローラ
への現像ブレードの当て方を変えて現像ローラへのトナ
ー層厚を調節して、画像濃度を測定した。その結果を表
３に示す。

【００６６】

【表３】この表３から、現像ローラの層厚は０．２ｍｇ／ｃｍ²
ではかぶり取り最低電界は低くなり、画像濃度は薄く、
１．２ｍｇ／ｃｍ² ではかぶり取り最低電界は高くな
り、低電界で現像させることはできず、画像濃度は高く
かぶり現象が発生しやすい。したがって、現像ローラに
おけるトナー層厚は、１．０ｍｇ／ｃｍ² 以下、望まし
くは、０．４〜１．０ｍｇ／ｃｍ²、さらに望ましくは
０．４〜０．８ｍｇ／ｃｍ² において、良好な画像濃度
を得ることがわかる。

【００６７】実施例（２）表面層を、元素比率組成式（ａ-Ｓｉ_l-xＣx:Ｈ）として
表された場合、ｘが０．９５≦ｘ＜１であって、且つ最
表面の動的押込み硬さが３００Ｋｇｆ／ｍｍ²以下であ
り、最表面側より光導電層側の奥側が硬度が大きく、奥
側に進むに連れ徐々に硬度が大きくなるように設定した
電子写真感光体を用意し、帯電はスコロトロン方式Ｖ
０：３００〜３５０Ｖ、現像は非磁性１成分方式、現像
ロールは、径１８ｍｍ、抵抗値：１０⁶Ω・ｃｍ〜１０⁷
Ω・ｃｍ、表面粗さ１０ミクロン以下、現像ニップ約１
ｍｍ、現像ブレードは、厚み１．３ｍｍ、抵抗値：１０
⁴ Ω・ｃｍ以下、供給ロールは、径１２ｍｍ、抵抗値：
１０⁴ Ω・ｃｍ以下、現像ロールとのニップ約１ｍｍ、
各バイアス値は、現像ローラ１００Ｖ、現像ブレード３
５０Ｖ、供給ローラ３５０Ｖ、トナーは、スチレンアク
リル系材料をもとに重合法によって平均粒径８ミクロン
に生成したものを使用、転写は、ローラ方式で転写電流
２０〜３０マイクロアンペアに設定した。

【００６８】上記設定にて、常温５０００枚のランニン
グ試験を行った後に、３３℃、湿度８５％の環境下に８
時間以上放置後に画像評価を行ったところ画像流れのな
い良好な画像を得ることができた。

【００６９】

【発明の効果】以上記載したごとく本発明によれば、ａ
−Ｓｉドラムを用い、特にコロナ放電器や帯電ローラ、
更には帯電ブラシのように、放電現象を含んで感光体に
均一帯電を行った電子写真装置においても、画像流れや
‘かぶり’現象が生じることなく鮮明画像を形成し得
る。

【００７０】また、本発明によれば、ａ−Ｓｉドラムを
用いた電子写真装置において構成の簡単化や安全性を配
慮しつつ、画像流れや‘かぶり’現象となることがなく
鮮明画像を形成し得る。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される電子写真装置を示す概略図
である。

【図２】画像濃度と現像電界との関係を示すグラフであ
る。

【図３】像流れによる‘にじみ’現象を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１感光体ドラム１ａ導電性基体１ｂ光導電層１ｃ表面層２露光用ヘッド３光学系４現像ユニット４０現像ローラ４１現像容器６クリーニングブレード８帯電装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者向高寿三重県度会郡玉城町野篠704−19 京セラ株式会社三重玉城工場内 (56)参考文献特開昭62−39873（ＪＰ，Ａ) 特開平８−76560（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−39872（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−39871（ＪＰ，Ａ) 特開平８−36291（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に光導電層及び表面層を積層被覆
してなる電子写真感光体と、前記感光体に形成された潜
像に選択的にトナーを付着させて現像を行う電子写真装
置において、前記感光体の表面層を、元素比率組成式（ａ-Ｓｉ _l-x Ｃ
_ｘ :Ｈ）として表された場合、ｘが０．９５≦ｘ＜１で
あって、且つ最表面の動的押込み硬さが３００Ｋｇｆ／
ｍｍ ^２以下であり、最表面側より光導電層側の奥側が硬
度が大きく、好ましくは奥側に進むに連れ徐々に硬度が
大きくなるように設定した電子写真感光体と、現像ローラを前記感光体表面に転接させるとともに、前
記感光体に対して周速差をもたせて重合法にて作成され
たトナーを摺擦させながら現像容器内に前記トナーの回
収を行う現像ユニットとを具え、前記感光体の表面電位を略４００Ｖ以下に設定、前記現
像ローラの現像電位を略１５０Ｖ以下に設定し、前記感
光体の表面層を現像することを特徴とする電子写真装
置。