JPH04199075A - 画像形成方法 - 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
り現像剤を感光体表面に供給して静電像を現像する。

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は易く、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。

この問題を解決するために、近年、外部電圧を印加した
帯電ローラを感光体表面に圧接することにより感光体の
帯電を行なう、いわゆる接触帯電を利用した画像形成方
法が注目されている。

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
像は転写コロナ放電器または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、適当なり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。

［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を利用した方法にあっては、
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
と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。

また更に、上記従来の接触帯電による方法にあっては、
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
バイアス用の電源、およびクリーナバイアス用の電源な
と、多数の電源をｌ・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。

それゆえ、本発明は、地かぶりのない鮮明な再生画像を
形成することかでき、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（ヒ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。

口課題を解決するための手段］ このため、本発明は、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バイアス電圧を印加
し、感光体表面に対し５て導電性または半導電性の接地
した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た後、誘起バイアス手段を介して
接地した現像スリーブにより現像剤を供給して前記静電
像を現像する画像形成方法であって、前記感光体の導電
性基体へ印加するバイアス電圧（Ｖ　ｄｒｕｍ）と前記
誘起バイアス手段による誘起バイアス電圧ぐＶ　ｂｉａ
ｓ）　　とが、 Ｖｄｒｕｍ　＜　Ｖｓ　＋　Ｖｂｉａｓ（Ｖｓは、現像
スリーブと感光体間のすζ花開始電圧） の関係であることを特徴とする。

［作　用コ このように、感光体の導電性基体ζこ交流電圧または交
流電圧に直流電圧を重畳した電圧をＥｊｌ力口し、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言己卯加電圧が分圧
され、感光体表面は所定の電位ここ帯電される。次いで
画像露光を行なうことここより画像情報に応じた静電像
が形成される。

一方、現像スリーブは上記式を満足するような誘起バイ
アス手段を介して接地されており、感光体上の電位によ
り誘起された現像）てイアスるこより静電像を現像する
。

［実施例］ 以下、図面を参照としながら本発明ξこよる画像形成方
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した装置の一
例を示す。感光体１は、トラム状の導電性の基体（Ｎ状
のものも含めて総称する）】１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、
矢印へて示す方向に回転する。光導電層１２は、ＯＰＣ
，Ｓｅ、ＺｎＯ１ＣｄＳ、ａ−５ｉなと、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か好ましい。

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し周速度で接触部分において順方
向に回転する。Ｎ２２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１０５〜１０Ｉ８ΩｃｌＩ＋）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
電性のプレートまたはプランの形状であって屯良い。

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ｌの導電性基体１１に交流に直
流を重畳しま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のインピーダンスと誘起部材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に帯電される。

第３図はＮ型の光導電層を有する感光体の基体に正極性
側に偏位した重畳バイアス電圧を印加し・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）の表面電位く■、）
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（Ｖｏ）
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
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。

第３図は説明の便宜上、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４ｋ
Ｈｚ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静
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。

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３
２共に、感光体１０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
ショツ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ｌ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
。

スリーブ３１はバリスタあるいは定電圧ダイオ−Ｆ、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、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。

ここで用いる誘起バイアス手段は次式を満足するような
ものが用いられる。

Ｖｄｒｕｍ　＜　　Ｖｓ　＋　　Ｖｂｉａｓここて、Ｖ
　ｄｒｕｍは、感光体の基体へ印加するバイアス電圧（
振幅電圧の尖頭値）、Ｖｂｉａｓは、誘起バイアス手段
による誘起バイアス電圧、Ｖｓは、感光体と現像スリー
ブ間の火花放電開始電圧をいい、Ｖ　Ｓ＝　２３．８５
（ｃｙ　Ｉ）（１＋０．３２９／Ｖ７ゴ））（１≦ｌ　
６　ｃｍ、σはｐ＝７６０ｍｍＨｇ、　　ｔ＝２０℃を
標準状態とした空気の相対密度、σ＝０．３８５ｐ／（
２７３＋ｊ°Ｃ））このような条件における現像により
、感光体・現像スリーブ間のリークがなく、し、かも地
かぶりのない鮮明な現像剤像を得ることかできる。

こうし１て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
とほぼ同し構成よりなり、接地された金属コア４１、導
電層４２を含み、場合；こより、誘電体Ｎ４３（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ｆｌ像剤は不図示のスクレーバにより除去される
。

第５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図の例と同し構成である。

大」１拠」２ 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プラス約９ＯＯＶの直流電
圧に２５００　Ｖ　ｐ−ｐの交流電圧（周波数は８０Ｈ
ｚ〜ａＯＨｚ）を重畳した電圧を印加し、感光体を周速
４０　ｌｌ１ｍ／　Ｓｅｃて回転させた。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、反転現像し現像剤としては、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・
Ｃ「て球形の平均粒径５０μのフェライトキャリア１０
０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４００メツシユのショツトブラストを施した外径
１８ｍｍの５ＵＳ３０４のスリーブを用いバリスタを介
して接地した。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０．３１として現像スリーブ上の現像剤を感光体表面
に接触して現像を行った。

このような構成において、バリスタ電圧値を順次変更し
て実験を行ったところ（Ｖｄｒｕｍ　＜　　Ｖｓ＋Ｖｂ
ｉａｓ）の範囲を満たすようにバイアス電圧またはバリ
スタ電圧を採択することにより、感光体から現像スリー
ブへのリークがなく、しかも地汚れがない鮮明な画像を
得ることができた。

支に■１ 実験例１と同し・条件において、現像剤として平均粒径
１２μで１０１４〜１０１５Ω・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、同様に上記範囲を
満たすことにより感光体から現像スリーブへのリークが
なく、しかも地汚れがない鮮明な画像を得ることができ
た。

支ＪＬＭλ 実験例Ｊ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１２
μて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】と同様な結果が得られた。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、感光体の基体にバイアス電圧を印
加するという手段を用いることにより、帯電手段や現像
バイアスなとのための多数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
きる。

また感光体の基体へ印加するバイアス電圧と現像スリー
ブに連結する誘起バイアス手段の値を上記関係に保つこ
とにより、感光体・現像スリーブ間のリークがなく、且
つ地かぶりのない鮮明な画像を得ることができる。

【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
に関する等何回路、第３図、第１１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５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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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た
   後、誘起バイアス手段を介して接地した現像スリーブに
   より現像剤を供給して前記静電像を現像する画像形成方
   法であって、前記感光体の導電性基体へ印加するバイア
   ス電圧（Ｖｄｒｕｍ）と前記誘起バイアス手段による誘
   起バイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）とが、Ｖｄｒｕｍ＜Ｖｓ
   ＋Ｖｂｉａｓ （Ｖｓは、現像スリーブと感光体間の火花 開始電圧） の関係であることを特徴とする画像形成方法。