JPH02208673A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分計〕 本発明は静電潜像による画像形成装置に関し、更に詳し
くはドツト露光による静電潜像に反転現像を施す画像形
成装置に関する。

〔発明の背景〕

電子写真複写装置はＯＡＩＭ！器の一つとして広く普及
し重宝されているが、その嵩及び重量は近代２オフイス
の形態には馴染みにくくなっており、更に末端機器とし
て少なくとも受信機能が必要になって来ている。

複写装置のコンパクト化は鋭意進められているが、従来
の感光体−周の中に一原稿画像を収める形態では既に極
限に来ているかに見える。

この事態に対応して小周径の感光体を用い、かつ一連の
画像形成工程の手段のうち、トナー現像と感光体クリー
ニング手段を同部位に設けて両工程を併行させ、又一原
稿の部分画像のトナー像を生成、転写し、残存トナーを
除去しながら残存画像部分のトナー像を生成、転写して
一原積分のトナー画像を完成するコンパクトな画像接続
形成装置が提案されている。（特開昭６３・１３３１７
９号等）。

尚このタイプではクリーニング不良を回避するために感
光体とトナー帯電極性を等しくする反転現像が好ましい
。

しかしながら転写残トナーによる帯電工程での帯電の不
均一、露光工程での光減衰障害、ゴースト像或は多色画
像形成時の色濁り等の障碍が認められ、多少の転写残ト
ナーによっては支障の起らぬ画像形成システムが望まれ
る。

又従来電子写真法の感光体に用いられる光導電性半導体
としては、例えば、セレン、酸化亜鉛、硫化カドミウム
、セレン化カドミウムなどの無機光導電性材料、フタロ
シアニン、銅フタロシアニン、コバルトフタロシアニン
、ニッケルフタロシアニンなどの光導電性顔料又はポリ
−Ｎ−ビニルカルバゾール 導体などの有機光導電性材料が知られており、これらは
バインダ樹脂中に分散含有せしめて感光体を形成するこ
とができる。

又転写式複写機によって、短時間内に多数枚、高速複写
を行うために光減衰の速かな高感度感光体が物色され、
勢い低照度光によっても光減衰が鋭敏で、その光減衰曲
線が低照度域から急峻に断ち下る感光体が使用されてい
る。

又感光体の帯電を減衰、消去させる画像露光の方式には
非画像部分に露光して感光体の帯電電荷を消去し潜像を
形成する淡明部（ポジ部）露光方式と、画像部分の電荷
を消去する濃暗部（ネガ部）露光方式がある。

一方画像の自由な変換、調整及び画像電送等の利便を有
するデジタル画像形成法が用いられる趨勢にあるが、デ
ジタル画像形成法のドツト露光に用いるスポット光は、
たとえパルス幅変調を行ったとしても、その光エネルギ
ー分布はスポットの中心をピークとする正規分布曲線に
近似し、かつその曲線の裾には回折により光の強弱の波
紋を付帯し、長い裾を引く。特にポジ部露光方式では該
波紋は著しく、ノイズとしてもかぶりの原因となるので
ドツト露光にはネガ部露光方式が適している。但しネガ
部露光方式には反転現像を組合せることが必要であり、
感光体の帯電極性と同極性に帯電するトナーの準備が必
要である。

更に亦、前記画像露光光のエネルギー分布に適応する光
減衰曲線の感光体を構成する光導電性半導体の選択が必
要となる。

即ち、感光体帯電を消去するスポット光（一般には画像
光）の光エネルギー分布の裾の低照度光を、半導体の鋭
敏な低照度域の電荷消去作用が拾上げると、形成される
潜像の電位分布は縁が徐々に平にまで払ったブロードな
ロート状分布となり、トナー現像によって周縁のぼけた
不鮮明な画像となり、又カブリも誘発する。

従って鮮明な周縁を与える感光体の設計が必要とされる
。

又後続画像の現像においては、先行画像の未転写の付着
トナーの光吸収により、表面電位の減衰が非現像レベル
まで下らないことがあり、その部分の画像濃度の低下を
招く。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、 （１）　　ドラ１露光、反転現像による鮮鋭性のよいド
ツト画像を形成するデジタル画像形成装置、（２）反転
現像を行うデジタル画像形成装置、の提供にある。

〔発明の構成及び作用効果〕

前記本発明の目的は、感光体全周に沿う一連の画像形成
工程を行い、一原稿の少なくとも一部のトナー転写画像
を形成し、更に前記工程を続行して一原稿のトナー転写
画像を接続完成する画像形成装置において、トナー現像
及び感光体クリーニングを同部位で併せ行い、かつ低照
度において実効感度がなく、中、高照度に実効感度を宵
する感光体を装備する画像形成装置によって達成される
。

本発明に係る感光体に用いられる光導電性半導体として
は、特公昭４８−３４１８９号、同４９−４３３８号、
同４９−１７５３５号、同４７−３０３２８号、同４７
−３０３２９号、向５０−３８５４３号及び同５１−２
３７３８号などに記載されるフタロシアニン系光導電性
顔料などが用いられる。

具体的には一般式（ＣａＬＮｚ）＊Ｒｎで示されるフタ
ロシアニン系顔料であって、Ｒは水素原子、ジューチリ
ウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、鋼、銀、ベリ
リウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、カドミウム
、バリウム、水銀、アルミニウム、ガリウム、インジウ
ム、ランタン、ネオジウム、サマリウム、ユーロピウム
、カドリウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウ
ム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、チタン、
錫、ハフニウム、鉛、トリウム、バナジウム、アンチモ
ン、クローム、モリブデン、ウラン、マンガン、鉄、コ
バルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、オスミウム
及び白金であり、ｎは０〜２であり、このうちで特に無
金属フタロシアニン及びａ１β、γ、χ、πもしくはＣ
型の銅フタロシアニンが好ましく、更に平均粒径は０．
１〜０．Ｏ１μ−のものが好ましい。

前記フタロシアニンの電荷光減衰曲線は、低照度光に対
しては鈍感であって、低照度露光量域では電荷の減衰が
少なく、平にプラトーをなし、ある露光量域から急峻に
断ち下った曲線である。

従って画像露光面で光の回折等で生ずる画像周縁の低照
度部分、典型的にはドツト露光における画像に差掛る露
光強度の立ち上り域及び画像終端の断ち下り域の裾の光
によって電荷を失うことなく、又転写残トナーによる遮
蔽の効果の影響が少なく画像の周縁部には鋭い電荷の立
ち上りと断ち下りを生じ、鮮鋭な画像を与えることがで
きる。

次に本発明に係る感光体に用いられるバインダ樹脂とし
ては例えばスチレン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−メチルメタクリレー
ト共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、ビニルト
ルエン−ブタジェン共重合体、ポリカーボネート樹脂、
ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フ
ラン樹脂又はエポキシ樹脂等の電気絶縁性樹脂が用いら
れる。

本発明に係る感光体は、前記光導電性微粉末と樹脂、必
要に応じて、ローズベンガル、オーラミン、フロムフェ
ノールブルー　ブロムチモールブルー　ツクシンなどの
増感染料、その他の増感剤として２．４．７−　トリニ
トロ−９−フルオレノン、２．４．５゜７−テトラニト
ロフルオレノンをベンゼン、トルエン、キシレン、トリ
クロルエチレン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチル
ケトン等の有機溶剤に例えば光導電性粉末１００重量部
（ｗｔと標記）に対し、樹脂１＝１０００ｗｔ、増感染
料０．０５〜ｌＱｗｔ、有機溶剤５０〜５０００ｗｔの
割合で混合分散して得られる感光層塗料を作成し、この
感光層塗料を、例えば銅、鉄、ニッケル、アルミニウム
もしくはステンレスなどの金属板、又は紙もしくはプラ
スチックフィルムにアルミニウム、金、銀、銅ニッケル
などの金属もしくは酸化錫などの金属酸化物を蒸着もし
くはラミネートして得られる支持体、又は紙もしくはプ
ラスチックフィルムに、前記金属もしくは金属酸化物の
粉末もしくはカーボンブラックの粉末を樹脂中に分散含
有せしめた層を塗設して得られる支持体など、種々の導
電性支持体の上に乾燥後の膜厚が５〜３０μ論になるよ
う塗布、乾燥して感光層を設けて作成される。又必要に
応じて有機高分子化合物又は整流性半導体層などの中間
層を設けることができる。

前記のように調えられた感光体を装備することによって
、帯電工程に続いてパルス幅変調スポット光のドツト露
光によっても良好なドツト潜像を与える潜像形成工程が
組まれ、接触、非接触現像のいづれにも適用が可能な反
転現像工程を組込んだ画像形成工程及び該工程からなる
画像形成装置が構成される。

本発明は画像形成には著しいメリットを与えるが、更に
着色トナーの吸収スペクトルを勘案し、着色トナーに吸
収の少ない波長光による露光が好ましく、先行のトナー
像を透過して静電像を安定して形成することができる。

この煮豆視光領域より一般に波長の長いレーザ光が幸い
する。

ドツト露光に用いるレーザには、Ｈｅ−Ｎｅ、　Ｈｅ−
Ｃｄ或いはＡｒ等のガスレーザ、ＧａＡ（２Ａｓ等の半
導体レーザが用いられ、その波長は一般に７００ｎ■以
上であるので感光体には前記した材料によっては分光増
感処理が一般的に必要である。

特に、半導体レーザに代表される長波長のレーザ光を用
いると、トナーが着色していても、赤外域では透過率が
大になる様に設計することができる。

例えばＹ、Ｍ、Ｃ）ナーなどに用いる顔料をブレットし
て黒トナーをつくることができる。この黒トナーは、赤
外光に対して透過率が大である。

この為に、前記ドツト露光時トナーが付着していたとし
ても、電荷の光域衰に支障を与えることが少ない。

反転現像に用いる現像剤は二成分現像剤が本発明には汎
用性があり、又転写残トナーの支障を除去するには好都
合である。反転現像では感光体とトナーは同極性に帯電
するのでクリーニングの障害になることが少ない。

さらにこの反転現像時の現像バイアスとして直流バイア
スに交流成分を重畳して用いることが望ましい。

この交流成分は、現像領域で交番電界を形成し、トナー
が過剰に感光体に付清し−ている場合は現像スリーブに
戻す効果を有し、トナーが感光体に不足して付着してい
る場合は現像を促進する効果を有している。

このことから、トナーが予め付着していた場合に対して
もその影響を少なくすることができる。

このようにして本発明においては転写残トナーの害を回
避することができる。

先に記した露光光に対して、トナーの透過率を大とする
ことと、この現像バイアスに交流成分を重畳することに
より、転写残トナーの悪影響をより回避することができ
る。

本発明において、トナーの帯電量及び帯電極性の制御に
は荷電制御剤を用いることが好ましい。

荷電制御剤としては、例えばニグロシン系筆耕、金属錯
体系染料、アンモニウム塩系化合物、アミノトリフヱニ
ルメタン系染料等を用いることができる。

かかる荷電制御剤はトナーのバインダ樹脂１００ｗｔに
対して０〜５ｗｔ含有される。

更に電荷制御剤の外にアミン化合物で処理されたシリカ
微粒子その他の流動化剤（特願昭６２−１０８２１３号
、同６２−１１９４８２号等）の混合等の従来技術が流
用される。

本発明のトナーに用いる樹脂としてはスチレン等のスチ
レン系単量体とブチルアクリレート等のアクリル酸エス
テル類単量体及び／又はメチルメタクリレート等のメタ
クリル酸エステル類単量体との共重合により得られるス
チレン−アクリル系共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂又はポリウレア樹脂
等を挙げることができる。

本発明に係る現像剤のキャリア或いは磁性トナーに用い
られる磁性体としては、フェライト、マグネタイトを始
めとする鉄、コバルト、ニッケル、などの強磁性を示す
金属若しくは合金又はこれらの元素を含む化合物、その
他を挙げることができる。

次にトナーのバインダ樹脂中に混合される着色剤として
は、ベンジジン・イエロー（ＢｅｎｚｉｄｉｎｅＹｅ−
１１ｏｗ）　Ｇ　（Ｃ，１，２１０９０）　、ベンジジ
ン・イエローＧＲ（Ｃ，１，２１１００）、パーマネン
ト・イエロー（ＰｅｒｍａｎｅｎｔＹｅｌｌｏｗ）　Ｄ
ＩＧ（ヘキスト社の製品）、ブリリアント・カーマイン
（Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ　Ｃａｒｍｉｎｅ）６　Ｂ　（Ｃ
，１，１５８５０）、ローダミン６Ｇレーク（ＬａＫｅ
）　（Ｃ，１４５１６０）、ローダミンＢレーク（ｃ、
ｔ、４５１７０）、フタロシアニン・ブルー癩ノン争ク
リスタル（Ｐｂｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ　Ｂｌｕｅ　
ｎ。

ｎ　ＣｒｙｓｔａｌＸＣ，１，７４１６０）、フタロシ
アニン・グリーン（Ｃ，１，７４２６０）、カーボンブ
ラック、ファツト（Ｆａ）・イエロー５Ｇ、ファツト・
イエロー３Ｇ、７アツト・レッドＧ、−ｙアット・レッ
トＨＲＲ，７アツト・レッド５Ｂ、ファツト・ブラック
Ｂ１ザポン・ファースト（ＺａｐｏｎＦａｓｔ）・ブラ
ックＢ１ザポン・ファースト・ブラックＢ１ザポン・フ
ァースト・ブルー１（ＦＬ、ザポン・ファースト・レッ
ドＢＢ１サホン・ファースト・レッドＧＥ、ザポン・フ
ァースト・イエローＧ１キナクリドン・レッド（ｃ、＋
、４６５０００）等が挙げられ、これらの顔料はバイン
ダ樹脂１００ｗｔ当り１〜２０ｗｔ含有される。特に好
ましくは、これらの顔料は露光光に対し透過性を有する
顔料を１〜数種を選択してトナーを形成することが望ま
しい。

又、オフセット性改良のためにポリオレフィン等を添加
してもよい。

更に本発明のトナーには、流動性向上剤等の無機微粒子
を混合して用いてもよい。このような無機微粉末として
は例えば、シリカ粉末、アルミナ、酸化チタン、チタン
酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウ
ム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、珪砂、クレー
、雲母、珪灰石、珪藻土、酸化クロム、酸化セリウム、
ベンガラ、二酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化
ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カル
シウム、炭化珪素、窒化珪素などが挙げられるが、シリ
カ微粉末が特に好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の画像形成装置の概要を示す図である。

この画像形成装置は半導体レーザを用いて画像露光を行
い、二成分現像剤を磁気ブラシを用い接触現像法により
、又トナー現像と感光体のクリーニングは同部位で行わ
れる。

本装置は電子計算機、ワードプロセッサーなどの外部装
置であるホストシステム（図示しない）や画像読取装置
とインターフェース回路等の伝送コントロール（図示し
ない）を介して結合することもできる。

印字開始信号を受けると、感光体２１が回転し、感光体
２１は帯電器２２により帯電させられる。次に変調され
た波長８００ｎ−のレーザビームをポリゴンスキャナ２
３を含む光学系２４を用いて上記帯電された感光体２１
を走査露光し、静電潜像を形成する。

静電潜像は現像器２５によって現像され、トナー像が形
成される。次いで、カセット２６より搬送された転写材
２７上に転写帯電器２２を用いてトナー像を転写し、定
着器２９により、転写部材２７上にトナー像を定着し、
トレイ３０上に排出する。

上記現像器２５は第１図に示すように、磁石体７８と現
像スリーブ７９とからなる現像ローラ２５ａと、この現
像ローラ２５ａの表面に形成された現像磁気ブラシと感
光体２１との摺接部である現像位置よりも、回転方向の
上流に設けられ、現像剤磁気ブラシの厚みを規制する磁
性棒７４と、現像剤収容部７５に収容された現像剤撹拌
体７６とを収容する。さらに現像器２５と感光体２１は
ケーシング７７内に内蔵された構成となっている。

前記現像剤収容部７５内には７μ−のトナー（着色粉）
ｔ、！＝８０μ■のフェライトに樹脂コーティングを行
ったキャリア（磁性粉）とからなる現像剤が収容されて
いる。反転現像バイアスとしては直流成分として＋５０
０Ｖ、交流成分としテ３　ＫＨｚ、　　Ｉ　ＫＶヲ１畳
して用いている。

又、上記現像ローラ２５ａは磁気ロール７８と、この磁
気ロール７８に嵌合、自由回転するスリーブ７９とから
構成されている。感光体２１の表面電位及び感光体２１
上のトナー状況等は工程の進行と共に順次変貌していく
。

即ち感光体２１は帯電器２２により、例えば＋６００Ｖ
に帯電される。この時、前回のコピー動作で転写しきれ
なかった感光体２１上のトナー【も同時に帯電されると
ともに、トナーｔの下の感光体２１も帯電される。

本実施例の装置ではスコロトロンチャージャを用いて表
面電位を均一化したため、トナーｔの下の感光体２１の
部分の電位はトナーｔがない部分に比べ若干低くなって
いるが、この電位差は実用上全く問題にならないレベル
に均一化されている。

又、上記感光体２１は光学系２４により走査するパルス
幅変調されたレーザビームを受けて表面電位が減衰され
、静電潜像を形成する。

ここに形成された静電潜像は、前記フタロシアニンの光
減衰特性によって、その潜像周縁は電荷の鮮鋭な立上り
、断下りをも矩形に近似する。

この静電潜像は現像器２５によって、現像されるわけで
あるが、このとき、転写残りとして感光体２１上に付着
してきた画像にとって不要なトナーｔは同時に現像器２
５によってクリーニングされる。

又、感光体２１上の静電潜像は現像器２５によってトナ
ー（着色粉）ｔが供給されてトナー画像とされた後、ベ
ルト２８上の転写材２７上に転写帯電器２２によって転
写される。

転写帯電器２２には、プラス帯電しているトナー【とは
逆極性の高電圧が印加され、マイナスのコロナ放電をベ
ルト２８の裏から行い、負帯電させ、プラスのトナーｔ
を転写材２７に引き付ける役をしている。このようにし
て、画像が転写されたのち４ベルト２８は除電器１０１
によって除電される。

上記動作に加えて、第１図に示した帯電器２２の上流に
一様露光ランプ３１を設け、帯電器２２による帯電前に
感光体電位を均一にすべく光照射を行うことが有効であ
る。この光照射光は露光光と同じくトナーに対し透光性
を有していることが望ましい。

又、転写残のトナーが現像域で現像とクリーニングと同
時に行うことの設定条件の困難さを防止するために、圧
着、解除自在なりリーニングブレード３２を設けること
も有効である。

このクリーニングブレード３２は画像形成装置着してお
き転写残トナーを一旦かきとって留めておく、次に画像
形成終了後解除する。留めておかれたトナーは現像器ｌ
こより容易にクリーニングすることができる。

次に、上記感光体２１について詳述する。

感光体２１は外径３０ｍ５の両切りのアルミニウムの筒
（肉厚０．８ｍｍ）と、この筒キャリアの表面に塗布さ
れた感光層とによって構成されている。

上記感光層は、本発明に係る７タロシアニン（東洋イン
キ製）と、フェノール樹脂を重量比ｌ：２で厚さ２０μ
ｍに塗布したものである。帯電〜光減衰に亘る電位特性
のエレクトロメータによる測定結果を＃１２図に示す。

このキャリア輸送層は透光性で、又トナー粒子の平均粒
径は２０μｍ以下であることが好ましい。

２０μ■以下のトナー粒子ｔが転写残トナーとして表面
に存在していても、感光体２１が露光された時の粒子縁
の回折光とキャリア輸送層内での反射散乱光によるトナ
ー粒子（の陰影による障碍はほとんどできないか、又は
実用上問題のない程度の薄さでしかない。

しかし、トナー粒子上の径が２０μ−以上になると、黒
ベタ上に白斑のメモリとして画像不良を発生する。

上記トナー粒子に露光光源に対し透光性があれば、上記
メモリが軽減される。更に帯電、像露光後のトナー層の
残留電位特性から３０μｍ厚以下が望ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、感光体上番ヒ残
留した現像剤を現像手段により、現像と同時に電気的に
吸引除去するから、従来のように回収ボックスを必要と
することがなく、小形軽量化が可能になるとともに、汚
れを生じる惧れもなく、更に感光体にクリーニングブレ
ードを当接させないため、感光体の寿命も長くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像形成装置を示す概略的構成図、第２図は感
光体の電位特性を示す図である。 ２１・・・感光体く像担持体） ２４・・・光学系（像形成手段） ２５・・・現像器（現像手段） ２７・・・被転写材 第２図 時間□

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体全周に沿う一連の画像形成工程を行い、一
   原稿の少なくとも一部のトナー転写画像を形成し、更に
   前記工程を続行して一原稿のトナー転写画像を接続完成
   する画像形成装置において、トナー現像及び感光体クリ
   ーニングを同部位で併せ行い、かつ低照度において実効
   感度がなく、中、高照度に実効感度を有する感光体を装
   備する画像形成装置。
2. （２）前記一連の画像形成工程の画像露光工程がドット
   露光による請求項１記載の画像形成装置。
3. （３）前記一連の画像形成工程のトナー現像が反転現像
   による請求項１又は２に記載の画像形成装置。