JPH0561627B2

JPH0561627B2 -

Info

Publication number: JPH0561627B2
Application number: JP59173636A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kimura
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1984-08-20
Filing date: 1984-08-20
Publication date: 1993-09-06
Also published as: JPS6151169A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は複写機等に用いる画像形成方法に係
り、特に形成すべき画像パターンに基づいて画像
光が照射された感光体上の明部（露光部）にトナ
ー像を形成する画像形成方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、光を用いた画像形成方法としては、電子
写真記録方法が広く用いられている。この方式に
ついて第４図ａより第４図ｃに印加原理を示す。
まず第４図ａに示すように、セレン等の光導電膜
よりなる感光体１を予めコロナ放電器２により一
様に帯電した後、第４図ｂに示すように形成すべ
き画像パターンに基づいて矢印Ａ方向よりレーザ
光等を照射して、静電潜像３を形成する。その
後、第４図ｃに示すように磁気ブラシ現像機４に
帯電極性と同極性の電圧を印加し、潜像部と現像
機間に作用する電界より帯電トナー５を潜像部に
付着させて可視像であるトナー像６を得ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の電子写真記録方式では、感光
体を、まず一様に帯電した後、光によつてこの感
光体の帯電電位を低下させて画像形成個所に潜像
を形成し、この潜像箇所に磁気ブラシ現像器によ
り帯電したトナーを付着させて潜像を可視像とし
ている。このため感光体を一様に帯電させるコロ
ナ放電器が必要である。このコロナ放電器は、数
KVという高圧電源が必要であると共に、コロナ
放電器を設置している周囲の大気の湿度が高いと
放電しやすく、湿度が低下すると放電し難いとい
う欠点がある。

このようにコロナ放電器は、設置されている周
囲の大気の湿度とか、或いは塵埃の影響を受けや
すくて信頼性が劣る問題点があつた。

またこのコロナ放電器を用いて感光体を帯電さ
せる時に、コロナ放電器の放電時にオゾンガスが
発生し、このオゾンガスが多数発生すると人体に
悪影響を及ぼすので問題が多い。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は本発明によれば透明基体上に透明
導電膜と光導電膜を順次順次積層形成した感光体
と該感光体の光導電膜側の上方に現像機が配置さ
れ、感光体上に帯電トナーを搬送する際に、現像
機と透明導電膜間には、帯電トナーが感光体に付
着する如き極性の直流電圧が印加され、印加の終
了後感光体の基体側から画像パターンに対応する
光が照射され、光の照射される位置の光電動膜に
のみ像形成様の潜像電荷となるトラツプ電荷が形
成され、続いて現像機と透明導電膜間には最初に
印加した電圧の極性と反対の極性で、かつ非露光
部に付着した帯電トナー静電的に除去されうる如
き直流電圧が印加されることを特徴とする画像形
成方法によつて解決される。

〔作用〕

即ち、本発明の画像記録方法は、透明な基体上
にトラツプ機能受能を有する透明導電膜、および
両極性に帯電する光導電膜を順次積層形成した感
光体を用意し、この光導電膜と現像機の間に現像
バイアスを印加して光導電膜上に帯電トナー層を
形成するとともに透明導電膜に帯電トナー層の電
荷に対応した電荷を誘起させる。次いで基体側よ
り画像パターンに対応してレーザ光を照射して前
記透明導電膜に誘起している電荷を光導電膜の表
面に移動させつトラツプ電荷を形成することで潜
像電化を形成する。

次いで上記感光体と現像機の間に最初に現像機
に印加したのと逆バイアスの電圧を印加して現像
することにより、非露光部、即ち画像形成部以外
の感光体表面に付着しているトナーを静電的に除
去する。つまり帯電せるトナーの電荷を用いて、
画像パターンに基づいて光照射を行うことで、感
光体表面近傍に注入された電荷をトラツプさせて
画像形成を行うことにより、コロナ放電器の如く
高電圧圧で動作する帯電器を必要とせず、また周
囲の温度や湿度に影響されず、低電圧で画像記録
が出来るようにした方法である。

なお本発明者は現像機と透明導電膜に最初の電
圧印加と同時に、基体側より画像パターンに対応
した光を照射することを既に提案（特願昭59−
168208号）している。しかしこの場合、電圧印加
によりトナーが感光体表面に付着すると同時に基
体側よりの光の照射によつて光導電膜表面にもト
ラツプ電荷が生じ、このため現像機と感光体表面
の電界が急増する等の乱れを生ずることがあり、
場合によつてはスパーク放電を誘発し、感光体上
のトナー像が乱れたり感光体を破損するおそれも
ある。

これに対し本発明によれば最初の電圧印加によ
つて感光体表面に均一にトナーが分布された後、
基体側より光を照射するようにいているため現像
機と感光体表面との間の電界の乱れのおそれはな
く、露光部のみに対応したトナー像が形成される
ことになる。

〔実施例〕

以下、図面を用いながら本発明の一実施例につ
き詳細に説明する。

第１図ａより第１図ｃまでを用いて本発明の方
法に用いる画像記録原理について説明する。

まず第１図ａに示すように例えば、ポリエチレ
ンテレフタレートよりなる透明基体１１上に、イ
ンジウム−錫−酸化物（ITO）層よりなる透明導
電膜１２と有機材料そりなり電荷のトラツプ機能
を有する光導電膜１３を蒸着、または塗布形成し
たフイルム状の感光体１４を用意する。

この光導電膜１３上に第１の磁気ブラシ現像機
１５によつて絶縁性トナーとキヤリアとからなる
２成分現像剤を搬送し、第１の磁気ブラシ現像機
１５の周囲の非磁性体層よりなるスリーブと透明
導電膜１２の間に第１の磁気ブラシ現像機１５が
正、透明導電膜１２が負となるように直流の電圧
V_bを印加し、帯電したトナーを光導電膜１３上
に静電的に付着させて現像を行う。

この時、光導電膜１３はコンデンサの働きを
し、光導電膜１３に付着したトナー層１６の電荷
に対応して逆極性の負電荷が透明導電膜１２に誘
起される。この第１図ａで示した第現像工程に
於ける付着トナー量M_bは第(1)式で表される。

M_b＝δp｛〔−（ε_rａｄ／ε_d）＋〔（ε_rｄ／ε_d
）²＋2ε₀ε_rV_b／ρ_b〕^1/2｝……(1) ここでδはトナーの質量、ｐはトナーの単位体
積当たりの充填率、ρ_bは画像部の付着トナー層の
体積電荷密度、ε₀は真空の誘電率、ε_rはトナー層
の比誘電率、ｄは光導電膜の厚さである。

この時のトナー層の持つ電荷量Ｑは第(2)式で表
される。

Ｑ＝δp・｛−（ε_rｄ／ε_d）＋〔（ε_rｄ／ε_d）²＋
2ε₀ε_rV_b／ρ_b〕^1/2｝……(2) 次いで感光体を移動させた後、第１図ｂ示すよ
うに印字すべき画像パターンに対応して矢印Ｂ方
向よりレーザ光を照射して露光を行う。すると透
明導電膜１２に誘起されいた電荷１７、レーザ光
の照射により光導電膜１３の抵抗が低下するため
に、光導電膜１３の表面に移動する。

ここで露光を停止すると光導電膜１３の抵抗は
もとの略完全な絶縁体の抵抗まで戻る。そのため
光導電膜１３の表面に移動した電荷１７はトラツ
プ電荷となつて移動出来なくなり、これが潜像電
荷となる。

このようにトラツプ電荷を形成するのは、本実
施例に用いた光導電膜１３が光を照射した時のみ
導電性を持ち、光の照射を停止するともとの絶縁
体となり、電荷が移動できなくなるためである。
これに対し、従来用いられていた光導電膜は、光
照射を受けていも時も、完全な絶縁体ではなく、
低抗体であるため、電荷をトラツプすることがで
きない。このように光導電膜１３を電荷のトラツ
プ機能を有するものとした点が従来と異なる。

そしてこの潜像電荷に正の電荷を帯びているト
ナー層１６が付着して可視像のトナー像が形成さ
れるようになる。

更に感光対を移動させた後、第１図ｃに示す第
現像工程で、直流の現像バイアス電圧V_b′を前
記した第現像工程の場合と逆に透明導電膜１２
側が正、第２の磁気ブラシ現像機１８が負となる
ようにして印加する。

すると潜像電荷が形成されていない箇所の非画
像部の正に帯電している帯電トナーは、第２の磁
気ブラシ現像機１８と透明導電膜１２の間の電界
によつて第２の磁気ブラシ現像機１８の内部に回
収されてゆく。これと同時に透明導電膜１２に誘
起されていた負の電荷を帯びた自由電子も徐々に
アース電極１９側に移動し、最終的には透明導電
膜１２に誘起されていた自由電子は完全に消滅す
る。

一方光が照射された画像形成部２０に於いて、
一部の帯電トナーが第２の磁気ブラシ現像起１８
と透明導電膜１２間の電界によつて回収される。
この時、光導電膜１３表面にトラツプされている
電荷１７は、光導電膜１３が絶縁体となつている
ため、移動できず、この光導電膜１３のコンデサ
と同じ動作によつて、電界に依つて回収された帯
電トナーの電荷量に対応して、透明導電膜１２上
に同一極性の正の電荷２１が誘起される。そして
光が照射されない時の光導電膜１３の容量は小さ
いため、透明導電膜１２のわずかな正電荷に対し
ても、光導電膜１３の上の表面電位は大きく変動
して、そのため現像バイアス電圧V_b′と釣り合う
ようになり、もはやこれ以上の画像部のトナー静
電的に回収されなくなる。

このようにして画像部のみ、帯電トナーが残
り、トナー像が形成される。この時に於ける付着
トナー量M_0bは、第現像工程で得られたトラツ
プ電荷Ｑを現像バイアス電圧V_b ⁷で現像するプロ
セスとなるため第(3)式のようになる。

M_0b＝δp｛〔−（ε_r ｄ／ε_d）＋〔（ε_rｄ／ε_d）
²＋2ε₀ε_r／ρ_b（V_b′Qxd／ε₀ε_r）〕^1/2｝……(3) 但し、Ｑは第(2)式に示している。この第(3)式の
第４項は、トラツプ電荷による潜像電位をしめし
ている。通常付着トナー量M_0bは正の値を示すの
で、この潜像電位を第現像工程に於ける現像バ
イアス電圧V_b′よりも大きく保つことで、第現
像工程で充分濃い印字が得られることとなる。

ここで、更に具体的な数字を用いて本発明の実
施例に付き第２図を用いながら詳述する。

前記した厚さ75μｍのポリエチエンテレフタレ
ートよりなる透明基体１１上にITO層よりなる透
明導電膜１２を蒸着により厚さ0.2μｍに形成し、
その上に厚さ60μｍの有機材料よりなる光導電膜
１３を塗布して感光体膜１４を形成する。この感
光体膜１４の光導電膜１３側に、所定の間隔を隔
てて２個の磁気ブラシ現像機３１，３２を設置
し、透明基体１１側に露光用光源として出力0.8
ｍＷのヘリウム−ネオンレーザー光源３３を設置
する。

第１の磁気ブラシ現像機３１、および第２の磁
気ブラシ現像機３２はいずれもスリーブ回転方式
の現像機を用い、そのスリーブの回転する周速度
は、30cm／secとした。また感光体膜１４の搬送
速度は、10cm／secとし、現像剤としては粒径が
約10μｍの絶縁性トナーと、粒径が10μｍ〜15μｍ
の鉄粉よりなるキヤリアをトナーが重量比で10％
となるように混合した２成分の現像剤を用いる。
ここでトナーの比電荷は10μC／ｇであつた。

次いでまず第１の磁気ブラシ現像機３１に現像
バイアス電圧V_bとして500Vの電圧を印加し、光
を照射しない暗い闇の状態で、現像を行い、感光
体膜１４上に帯電トナー層を形成する。次いで透
明基体１１側に設けたレーザ光源３３により、レ
ーザ光を照射して、画像パターンに対応して感光
体膜１４を露光する。レーザ光が照射された露光
部では、透明導電膜１２に誘起されていた負の電
荷が感光体膜１４の表面の光導電膜１３に移動す
る。露光が終了すると、露光部の光導電膜１３の
抵抗値が増加し、光導電膜１３の電荷はトラツプ
電荷となる。

次いで第２の磁気ブラシ現像機３２に現像バイ
アス電圧を_b′として−100Vの電圧を印加して現
像を行う。すると光導電膜１３上の非露光部で
は、帯電トナー層が徐々に第２の現像機３２内に
回収され始める。これと同時に透明導電膜１２に
誘起されていた負の電荷も、徐々に第２の現像機
のアース電極側に移動し、最終的には透明電極膜
１２上の自由電子は完全に無くなると共に、光導
電膜１３上の帯電トナー層も消滅する。

一方レーザ光が照射された露光部では、一部の
帯電トナーが第の現像機３２と透明導電膜１２間
に印加されている電界によつて、第２の現像機３
２内に回収される。この時、光導電膜１３の表面
にトラツプされている負の電荷はこの光導電膜１
３が露光されていない箇所は絶縁体となつている
ので、移動できない。このため回収された帯電ト
ナーの電荷量に対応して、透明導電膜１２上にト
ナーの電荷と同一極性の電荷が誘起される。光を
照射しない暗時の時の光導電膜１３の容量は小さ
いので、透明導電膜１２上に僅かに誘起された正
電荷に対しても、光導電膜１３の上の表面電位は
大きく変動して現像バイアス電圧V_b′と釣り合う
ようになり、そしてもはやこれ以上の画像部に於
けるトナーは静電的に第２の磁気現像機３２内に
回収されなくなる。

このようにして画像部のみ、帯電トナーが残
り、トナー像が形成される。本実施例に於いて
は、得られたトナー像の印字濃度は0.D.が1.0以
上の濃い印字が得られ充分に実用に供することが
できる。

本発明の第２の実施例につき第３図を用いなが
ら説明する。

本実施例が第１の実施例と異なる点は、トナー
として一成分の導電性磁性トナー（抵抗値＝
10⁶Ωcm）を用い、厚さが8μｍのコダツク社製感
光フイルム（商品名：SO−102）を用いて、第１
現像機４１には現像バイアス電圧V_b＝200Vを印
加した点にある。

まず第１現像機４１と透明導電膜１２間に
200Vの現像バイアス電圧V_bを印加して現像を行
うと、導電性磁性トナーに電荷が注入されて正に
帯電したトナーとなる。この正に帯電したトナー
が感光体１４の光導電膜１３′の表面に付着して
帯電トナー層を形成する。この帯電トナー層の正
の電荷に対応して、極性が逆の負の電荷が透明導
電膜１２上に誘起される。次に透明基体１１側よ
りレーザ光源３３を用いて画像パターンに対応し
てレーザ光を照射する。するとレーザ光が照射さ
れた露光部の光導電膜１３′は抵抗値が低下し、
透明導電膜１２上に誘起されていた負の電荷が順
次光導電膜１３′の表面近傍にまで移動する。次
いで光照射が終了すると光導電膜１３′の抵抗値
が上昇し、露光部の光導電膜１３′の表面に移動
していた負の電荷がトラツプされる。この状態で
第２現像機４２に逆極性電位を印加して現像を行
う。すると光導電膜１３′上の非露光部の正に帯
電しているトナー層は徐々に第２現像機４２内に
回収され、それと供に透明導電膜１２上に誘起し
ていた負の電荷も第２現像機４２のアース電極側
に移動し、第２現像機による第現像工程の終了
時には、光導電膜１３′上の非露光部と帯電トナ
ー層、およびそれに応じて透明導電膜１２上に誘
起されていた負の電荷は完全に消滅する。

一方光導電膜１３′の露光部においても、一部
の帯電トナーが第２現像機４２内に回収される。
然しこの時、光導電膜１３′の表面にトラツプさ
れた負の電荷が移動できないため、第２現像機４
２内に回収された帯電トナーの正の電荷量と同一
の極性の電荷が同一電荷量で透明導電膜１２の表
面に誘起され、この電荷が感光体１４の光導電膜
１３′の表面電位を低下させる。そして光導電膜
１３′の表面電位が第２現像機４２のバイアス電
圧Vb′と釣り合つたところで第現像工程が終了
する。このようにしてえられたトナー像の印字濃
度は、0.D.が1.0以上であり、しかもトナー像に
かぶりを生じない良好な印字が得られた。

なお、第２図および第３図の実施例において、
第１現像機、第２現像機を１つのハウジング内に
おさめて一体化した構成とすることも可能であ
る。さらに簡単化するために、１つの磁気ローラ
のスリーブ表面に第１現像電極および第２現像電
極を設けることも可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の画像形成方法によれ
ば、コロナ放電器のような高圧電源を用いて感光
体表面を帯電させる必要がなく、またコロナ放電
器のように大気中の湿度の影響を受けることが無
く、簡単な装置、および簡単な工程で印字画像が
形成でき、画像形成の際の信頼度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ乃至第１図ｃは本発明の画像形成方法
における記録原理を説明するための概念図、第２
図は本発明の画像形成方法の第１の実施例を説明
するための概念図、第３図は本発明の画像形成方
法の第２の実施例を説明するための概念図、第４
図は従来の画像形成方法を説明するための概念図
である。図に於いて、１１は基体、１２は透明導電膜、
１３は光導電膜、１４は感光体膜、１５，３１，
４１は第１現像機、１６は帯電トナー層、１７は
潜像電荷、１８，３２，４２は第２現像機、１９
はアース電極、２０は画像形成部、２１は誘起電
荷、３３はレーザ光源を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１透明基体上に透明導電膜と電荷のトラツプ機
能を備えた光導電膜を順次積層形成した感光体と
該感光体の光導電膜側の上方に現像機が配置さ
れ、感光体上に帯電したトナーを搬送する際に、現
像機と透明導電膜間には、帯電トナーが感光体に
付着する如き極性の直流電圧が印加され、次いで、前記感光体の基体側から画像パターン
に対応する光が照射され、光の照射される位置の
光導電膜中に発生した前記帯電トナーの極性と逆
極性のホトキヤリアが、当該帯電トナーの電荷と
吸引しあう形で光導電膜表層部に移動して、光照
射の遮断とともに潜像としてのトラツプ電荷が形
成され、続いて現像機と透明導電膜間には最初に印加し
た電圧の極性との反対の極性で、かつ非露光部に
付着した帯電トナーが静電的に除去されうる如き
直流電圧が印加されることを特徴とする画像形成方法。