JPH0695454A

JPH0695454A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0695454A
Application number: JP24772992A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hayashi; 弘志林; Hiroshi Ito; 浩伊藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-09-17
Filing date: 1992-09-17
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】コロナ放電を不要とすると共に、トナー像の
普通紙への静電的な転写が容易になり、しかも、残像現
象のない良好な画像が得られ、プロセスの長寿命化が可
能となった。【構成】透光性支持体上に透光性導電層と光導電層と
を順次積層して成る感光体と、その感光体の光導電層側
に配設した現像手段と、その現像手段のスリーブと透光
性導電層の間に現像バイアス電圧を印加するための手段
と、感光体に現像剤による画像を形成するため上記透光
性支持体側から光を照射する露光手段と、現像剤により
感光体に形成した画像を被転写体に転写する転写手段と
を設けた構成において、転写手段と現像手段との間に位
置する上記感光体の光導電層上に、感光体を帯電させる
ための補助帯電手段を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコロナ帯電を不要として
露光と現像とがほぼ同時に行えるように組み合わせた電
子写真方式に用いられる画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置とし
ては、コロナ放電により感光体に帯電を行なうカールソ
ン方式が広く用いられている。この方式では、ドラム状
あるいはベルト状の感光体の周囲に、コロナ帯電器、露
光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電
手段等を配置し、帯電、露光、現像、転写、定着のプロ
セスを経て、記録紙上に画像を形成するため、装置の構
成や画像形成プロセスが複雑になり、コロナ放電用には
高電圧電源が必要であり、またコロナ放電のためにオゾ
ンが発生して周囲に悪影響を与える等の問題点があっ
た。

【０００３】これらの問題点に対して、近時、コロナ放
電を不要とする電子写真方式が提案されている（特公平
2-4900号、特公昭60-59592号、特開昭58-44445号、特開
昭58-153957 号、特開昭61-46961号、特開昭62−280772
号など）。

【０００４】上記提案の電子写真方式によれば、透光性
支持体上に透光性導電層と光導電層とを順次積層したド
ラム状もしくはベルト状感光体に対して、透光性支持体
側より露光器により露光するとともに現像バイアス供給
用の電源によりバイアス電圧を印加した現像器上の導電
性磁性トナーからなる磁気ブラシでもって感光体表面を
摺擦させ、これによって帯電と露光と現像とをほぼ同時
に行ない、感光体上にトナー像を形成する。そのトナー
像は、転写ローラを用いて記録紙に転写され、定着手段
により定着されて記録画像となる。一方、感光体上に残
留したトナーは、現像器で回収され、再利用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
提案の電子写真方式においては、感光体と現像手段の現
像剤とが接触している狭い領域で、帯電、露光、現像の
各プロセスが行われ、そのために、この狭い領域の前半
で感光体表面が一様に帯電されることが必要であるが、
この領域で一様な帯電が出来なくなると、繰り返し画像
形成をする場合や、感光体の数回転で一枚の画像を形成
するような場合に、前回の画像プロセスの影響が次の画
像に現れる、所謂残像現象が生じて、画像品質が低下す
るという問題点があった。

【０００６】上記の帯電の一様性の低下は、現像剤の帯
電賦与性の低下や、感光体の帯電特性の劣化等に起因す
ることが多く、そのためにプロセスの安定化と長寿命化
のためには現像剤や感光体の劣化を補えるようなプロセ
スの開発が望まれている。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、透光性支持体上に透光性導電層と光導電層とを順次
積層して成る感光体と、その感光体の光導電層側に配設
した現像手段と、その現像手段のスリーブと透光性導電
層の間に現像バイアス電圧を印加するための手段と、感
光体に現像剤による画像を形成するため上記透光性支持
体側から光を照射する露光手段と、現像剤により感光体
に形成した画像を被転写体に転写する転写手段とを設け
た構成において、転写手段と現像手段との間に位置する
上記感光体の光導電層上に、感光体を帯電させるための
補助帯電手段を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【０００９】図１は本発明の電子写真方法による画像形
成装置１を表す模式図であり、図２はこの画像形成装置
１に搭載される現像手段付近の説明図である。図中、２
は透光性支持体３上に透光性導電層４と光導電層５と表
面層６が積層されたドラム状の感光体、７は露光手段と
してのＬＥＤヘッド、８は現像器、９は転写ローラであ
る。ＬＥＤヘッド７と現像器８は、感光体２のある一部
を介して、ほぼ対称的に配置される。１０は上記補助帯
電手段である帯電ローラである。本実施例では補助帯電
手段として帯電ローラを用いたが、その他に帯電ブラ
シ、帯電ブレードまたは導電性磁性粒子を用いた帯電手
段であってもよい。現像器８においては、例えば８極の
円柱状の磁極ローラ１１と、その外周に亘って配設され
た導電性スリーブ１２とから成り、更に導電性磁性キャ
リアと絶縁性磁性トナーとからなる２成分現像剤を用い
て、この２成分現像剤はスリーブ１２の外周へ配送さ
れ、磁気ブラシ１３を形成する。また、スリーブ１２と
透光性導電層４との間、更に帯電ローラ１０と透光性導
電層４との間にはバイアス電源１４が設けられ、その両
者４、１２の間に、更に４、１０の間に感光体２の電位
特性に応じて＋或いは−の０〜３００Ｖの電圧を印加す
る。１５は記録紙である。これ以外に現像剤の回転手段
と感光体２の回転手段とを設ける。

【００１０】かくして上記構成の画像形成装置によれ
ば、回転する感光体２の透光性支持体３側からＬＥＤヘ
ッド７より画像露光の光を照射し、光導電層５の内部に
正孔と電子を発生させると、現像器側に＋のバイアス電
圧を印加してあれば、そのバイアス電圧によって電子は
光導電層５の表面側へ移動し、磁気ブラシ１２の末端の
正電荷と打ち消し合い、感光体２の表面にトナーが付着
される。そして、そのトナーは転写ローラ９により記録
紙１５上に転写され、次いで定着される。

【００１１】図２は現像手段８により形成される現像剤
溜り１６を表す説明図である。

【００１２】現像剤を保持させる現像器８は、導電性の
スリーブ１２と、その内部に配置された磁極ローラ１１
とから成り、現像剤の搬送は、磁極ローラ１１を固定し
てスリーブ１２を回転してもよく、またはスリーブ１２
を固定して内部の磁極ローラ１１を回転してもよい。

【００１３】ここで現像剤を感光体２と逆方向に回転さ
せると、両者の摩擦で現像器８と感光体２の最近接部位
よりも下流側（感光体が現像剤から離れる側）に現像剤
溜り１６が生じる。現像剤溜り１６は図の破線で区切っ
た部分である。即ち現像剤の本来の高さよりもはみ出し
た部分が現像剤溜り１６であり、現像剤の搬送速度や現
像剤の高さ、スリーブ１２と感光体２の表面とのギャッ
プ等は、感光体２の回転速度や必要とする現像剤溜り１
６の大きさに応じて適宜設定する。

【００１４】１７は制御電極であり、この制御電極１７
はスリーブ１２上で感光体２との最近接部位に設け、絶
縁体１８でスリーブ１２と絶縁する。制御電極１７は、
感光体２や現像剤に均一な電界が加わるように、スリー
ブ１２の長さ方向に沿った帯状とする。この制御電極１
７は本発明にとって必須不可欠のものではなく、適宜採
用される。

【００１５】画像露光を行なう位置は、感光体２の表面
と現像スリーブ１２との最近接位置Ａではなく、感光体
２の逆方向回転で下流側に形成した現像剤溜り１６の位
置Ｂとし、好ましくは現像剤溜り１６の中でも下流側の
後半部とする。現像剤溜り１６の位置で露光を行なうこ
とにより、露光までの間に感光体２の帯電が十分に行な
われ、帯電前の感光体２の電位の履歴の影響が抑えられ
るとともに、感光体２の表面の残留トナーや画像背景部
のトナーの回収が十分に行なわれる。更に、感光体２が
十分に帯電されてから露光を行なって電荷を消失させる
ために、現像剤と感光体２との電気的引力が強く、良好
なトナー像が形成される。そして、トナー像の形成後は
感光体２が現像剤溜り１６から速やかに離れるため、感
光体２の表面のトナー像が現像剤の衝突や摩擦等のよう
な機械的な力により乱されることがなく、良好な解像度
のトナー像が得られる。

【００１６】現像剤溜り１６の位置では、感光体２の表
面と現像スリーブ１２とが最も近接する位置Ａよりも、
感光体２の表面と磁極ローラ１１の距離が大きくなる。
このため、現像剤を磁極ローラ１１の側に吸引する磁力
は弱くなり、感光体２の表面に形成されたトナー像の一
部が磁力によって現像手段の側に回収されて画像濃度が
低下したり、磁力により乱されて解像度が低下したりす
ることを防止できる。

【００１７】更に帯状の制御電極１７を設け、その電位
を電源１９により所定の電位に調整する。例えば制御電
極１７を接地し、透光性導電層４と共通電位にする。あ
るいはスリーブ１２の電位に対してその電位を低くもし
くは高く設定する。

【００１８】このようにスリーブ１２とは独立に電位を
印加できる制御電極１７を設けると、感光体２の表面電
位を現像剤を介して中和し、あるいは感光体２の表面の
電位を揃え、以前のプロセスでの帯電や露光の有無等に
よる感光体２の履歴の影響を打ち消すことができる。こ
の結果、繰り返し使用時、例えば１枚の画像を得るため
に感光体２を数回転させる場合等に、安定した現像状態
と記録画像とが得られる。ここで制御電極１７の電位を
調整すると、画像濃度や地かぶり等に対する最適画像形
成条件を調整して得ることができる。また、制御電極１
７の電位を高くし、スリーブ１２の電位を低くすること
により、非露光部にトナーが付着し、露光部にはトナー
が付着しない、所謂反転現像も可能になった。

【００１９】感光体２の表面に形成されたトナー像は次
いで記録紙１５に転写され、定着されて記録画像とな
り、転写されずに感光体２の表面に残った残留トナー
は、次の画像形成プロセスにおいて現像手段に回収され
て再利用される。

【００２０】更に、転写後の感光体２に対して帯電ロー
ラ１０により帯電させ、これにより、その表面をほぼ一
様な表面電位に設定し、次のプロセスの直前で先のプロ
セスの履歴を消去することで、良好な画質が得られるよ
うになった。

【００２１】この帯電ローラ１０は金属等の導電性部材
の外周に導電性あるいは半導電性のスポンジやウレタ
ン、プラスチック等を被覆してローラ状に成したもので
ある。また、これに代えて帯電ブラシを用いた場合に
は、その構成は金属等の導電性部材に導電性の樹脂や金
属等の繊維をブラシ状に形成したものである。更に帯電
ブレードの構成は、導電性の樹脂等をブレード状に形成
したものである。また、粒子帯電装置は、磁気ローラの
表面に導電性磁性粒子で磁気ブラシを形成し、光導電層
表面を摺擦するようにしたものである。

【００２２】これらの補助帯電手段は現像バイアスとほ
ぼ同電位の電圧を印加するが、必要に応じて異なった電
圧を印加する。

【００２３】次に、感光体２の層構成は図３に示す通り
である。この図に示すように、ドラム状透光性支持体３
の上に透光性導電層４を形成し、更にその透光性導電層
４の上に光導電層５や表面層６を積層した構成である。

【００２４】上記透光性支持体３を構成する材料には、
パイレックスガラス、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラスな
ど、また石英、サファイアなどの無機質系、並びに弗素
樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン
テレフタレート、ビニロン、エポキシ、マイラーなどの
有機樹脂系が挙げられる。そして、この透光性支持体３
はドラム状、シート状、ベルト状等の任意に形状に製作
する。

【００２５】上記透光性導電層４を構成する材料には、
インジウム・スズ・酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ
₂）、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅などがあり、
また半透明になる程度に薄くしたＡｌ、Ｎｉ、Ａｕなど
から成る金属層を用いてもよい。就中、ＩＴＯ、ＳｎＯ
₂がよく、これらにより透光性導電層４を形成した場合
には良好な光透過性と導電率が得られ、光導電層５との
間に電子に対するショットキー障壁ができ、その結果、
高い光キャリア生成効率を得られる。

【００２６】この透光性導電層４の形成法には真空蒸着
法、活性反応蒸着法、イオンプレーティング法、ＲＦス
パッタリング法、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネト
ロンスパッタリング法、ＤＣマグネトロンスパッタリン
グ法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スプレー法、塗
布法、浸漬法などがあり、その厚みは５００Å〜３μｍ
がよく、好適には７００Å〜１μｍがよく、この範囲内
であれば、良好な光透過性と導電性の両特性が得られ
る。

【００２７】次に上記光導電層５はセレン、セレン砒
素、セレンテルルのアモルファスセレン系や、各種有機
光半導体、ＣｄＳ、ＺｎＯ、アモルファスシリコン（a-
Si）、アモルファスシリコンカーバイド（a-SiC ）、ア
モルファスシリコンナイトライド、アモルファスシリコ
ンオキサイド、アモルファスシリコンゲルマニウム等の
a-Si系から成る。特にa-Si系光導電層５である場合に
は、優れた耐電圧性が得られ、残留電位が小さく、低バ
イアス電圧での使用が可能となり、高い光感度と優れた
光応答性を有する高耐久性且つ高安定性、並びに長寿命
の感光体となる。

【００２８】このa-Si系光導電層５はグロー放電分解
法、各種スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＥＣＲ法、蒸着
法等により成膜形成する。その形成に当たっては、ダン
グリングボンド終端用の元素、例えば水素やハロゲンを
１〜４０原子パーセント含有させる。

【００２９】このようなa-Si系光導電層５の厚みは、１
〜１５μｍ、好適には３〜１０μｍにすればよく、この
範囲内であれば、良好な光キャリア生成効率、帯電性、
光感度等が得られる。

【００３０】表面層６には高抵抗表面層、特にアモルフ
ァスシリコンカーバイド（a-SiC ）、アモルファスシリ
コンナイトライド（a-SiN ）、アモルファスシリコンオ
キサイド（a-SiO ）、アモルファスシリコンオキシカー
バイド（a-SiCO）、アモルファスシリコンオキシナイト
ライド（a-SiNO）などのa-Si系高抵抗表面層を用いるの
がよい。この表面層６がa-SiC から成る場合には、その
カーボン量は、Si_1-XＣ_xのｘ値で0.3 ＜ｘ＜1.0 、好
適には0.5 ≦ｘ≦0.95の範囲がよい。また、この高抵抗
表面層６に電気的特性の調整用としてIII ａ族元素やＶ
ａ族元素を含有させてもよい。

【００３１】表面層６の厚みは0.05〜５μｍ、好適には
0.1 〜３μｍにすればよく、0.05μｍ未満の場合には、
この層６で十分な絶縁耐圧の向上や、光キャリアを効果
的にトラップしてトナー像の形成に寄与させることが出
来ず、また、繰り返し使用した場合、摩耗により寿命も
劣る。５μｍを越えた場合には精細な電荷パターンを形
成するに当たって、この層６中で電界（電気力線）が膜
面方向に広がりを生じ、これにより、解像力の低下をき
たし、十分な解像度が得られない。また、表面に残留す
る電荷が多くなって残留電位が高くなるため、画像濃度
の低下やバックのかぶり或いは繰り返し使用における画
像濃度の変化等の問題が生じる。

【００３２】本発明に係る画像形成装置の感光体２は、
上述した透光性導電層４と光導電層５との間に更にキャ
リア注入阻止層を形成してもよい。

【００３３】このキャリア注入阻止層はa-Si系の層でよ
く、通常、光導電層５における光キャリア発生に有効な
光を吸収しないように、その光導電層５に比べて光学的
バンドギャップを大きくする必要があり、そのために酸
素また窒素などの元素を含有させるとよい。また、キャ
リア注入阻止層をa-SiC 層により形成した場合、光導電
層５に比べてカーボン量を多くするとよい。

【００３４】またキャリア注入阻止層には透光性導電層
４から光導電層５へのキャリアの注入を阻止するために
不純物元素を含有させる。即ち、負電荷キャリアの注入
を阻止するためにはIII ａ族元素を１〜10,000ppm 、好
適には100 〜5,000ppm含有するとよく、一方、正電荷キ
ャリアの注入を阻止するためにはＶａ族元素を5,000ppm
以下、好適には300 〜3,000ppm含有するとよい。これら
の元素は層厚方向に亘って勾配を設けてもよく、その場
合には層全体の平均含有量が上記範囲内であればよい。

【００３５】このようにキャリア注入阻止層にIII ａ族
元素を含有した場合、正極性の現像バイアスが用いら
れ、他方、Ｖａ族元素を含有した場合、負極性の現像バ
イアスが用いられる。

【００３６】III ａ族元素やＶａ族元素としては、それ
ぞれＢ元素やＰ元素が共有結合性に優れて半導体特性を
敏感に変え得る点で、その上優れた注入阻止能並びに光
感度が得られるという点で望ましい。また上記キャリア
注入阻止層の厚みは0.01〜３μｍ、好適には0.1 〜２μ
ｍの範囲内がよく、これにより、必要な絶縁耐圧が確保
し易く、またこの層での露光の不必要な吸収を抑制して
光導電層において光キャリアを有効に生成でき、しか
も、残留電位の上昇を抑制することができる。

【００３７】上記キャリア注入阻止層には酸素及び／又
は窒素の各元素合計含有量が0.01〜30原子％の範囲内で
含有させた場合、透光性導電層４からのキャリアの注入
を更に一層阻止することができるとともに、その層４に
対する密着力も一段と高めることができる。

【００３８】本発明によれば、上記構成の画像形成装置
において、導電性磁性キャリアと絶縁性磁性トナーとか
らなる２成分現像剤を用いることがよい。

【００３９】この２成分現像剤であれば、絶縁性磁性ト
ナーにより感光体２の上に形成されたトナー像の普通紙
への静電的な転写が容易になり、多様な記録紙に良好な
記録画像を形成できる。特にバインダー樹脂中に磁性体
を分散させた粒子の表面に導電性層を形成した導電性磁
性キャリアと絶縁性磁性トナーとの組み合わせによる２
成分現像剤を用いると、感光体２へのバイアス印加特性
や画像濃度の向上、残留トナーの効果的な回収等の特性
に優れ、良好な記録画像が得られる。

【００４０】上記絶縁性磁性トナーは磁気ブラシを形成
するが、その際に現像器８の磁力によりキャリア上に保
持され、また感光体２上の残留トナーは磁気ブラシによ
る掻き取り力とともに磁力によっても回収されるので、
バックのかぶりやトナーの機内飛散が抑制され、残留ト
ナーの回収に優れた良好な現像特性が得られる。

【００４１】上記絶縁性磁性トナーの磁性粉には、マグ
ネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以
外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二
種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライ
ト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面が酸化
処理または樹脂コート処理された鉄や合金の粒子を用い
ることができる。また、希土類ガーネット、イットリウ
ム鉄ガーネット（Ｙ₃１₅O ₁₂）等の希土類鉄ガーネッ
ト、イットリウム・ガリウム・ガーネットの単結晶又は
多結晶等の希土類ガリウム・ガーネットの少なくとも１
種を用いる。これらは透明であり、また着色剤により任
意に色を着けることができ、カラートナーとして色の濁
りの少ない鮮明な記録画像が得られる。

【００４２】これらの磁性粉の粒径は０．０１〜２０μ
ｍが好ましく、所要によりトナーの特性に応じて適宜選
択される。

【００４３】このような２成分現像剤はキャリアにより
形成される磁気ブラシにトナーが付着しており、主とし
て磁力によりキャリアに付着している。

【００４４】また、導電性磁性キャリアは、体積固有抵
抗が１０⁵Ω・ｃｍ以下であることが適当であり、好適
には１０⁴Ω・ｃｍ以下、最適には１０²〜１０⁴Ω・
ｃｍである。体積固有抵抗が余り大きくなると、導電性
キャリアとしての特性が損なわれ、背面露光記録におい
て感光体への電荷の注入が速やかに行われず、感光体の
帯電が不十分となる。尚、上記キャリアの体積固有抵抗
は、底部に電極を有する内径２０ｍｍのテフロン製筒体
にキャリアを１．５ｇ入れ、外径２０ｍｍの電極を挿入
し、上部から１ｋｇの荷重を掛けて測定した時の値であ
る。

【００４５】更にまた、キャリアの磁力は、ある程度以
上に大きいことが必要であり、好ましくは５ｋＯｅの磁
場での最大磁化（磁束密度）が５５ｅｍｕ／ｇ以上、好
適には５５〜９０ｅｍｕ／ｇ、最適には６０〜８５ｅｍ
ｕ／ｇである。また、１ｋＯｅの磁場での最大磁化は、
４０ｅｍｕ／ｇ以上が好適であり、より好適には４０〜
６０ｅｍｕ／ｇであり、最適には４５〜６０ｅｍｕ／ｇ
である。キャリアの磁力が余り小さくなると、現像剤の
搬送性が劣化し、またキャリアがトナーとともに現像さ
れ、いわゆるキャリア引きを生じる。

【００４６】キャリアの平均粒度は、５〜１００μｍが
好適であり、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは
１０〜４０μｍである。キャリアが余り大きくなると感
光体を均一に帯電させることが困難となる。一方、余り
小さすぎると、現像スリーブ上の現像剤の搬送性が悪く
なり、また一定の電位を感光体に付与するのが難しくな
る。

【００４７】導電性磁性キャリアとしては、例えば以下
のものを用いることができる。

【００４８】（１）磁性体粉体をそのまま、あるいは表
面酸化処理、表面樹脂コーティング等の安定化処理を施
して用いる磁性粉体キャリア。

【００４９】（２）バインダー樹脂に磁性体を含有せし
めた母粒子の表面に、導電層を形成した表面導電化樹脂
キャリア。

【００５０】（３）磁性体粉体の表面に導電層を形成し
た、表面導電化粉体キャリア。

【００５１】上記磁性粉体キャリアにおける磁性体とし
ては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェラ
イト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一
種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウ
ムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、
表面が酸化処理または樹脂コート処理された鉄や合金の
粒子を用いることができる。その形状は、粒状、球状、
針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合
には、鉄等の強磁性微粒子を用いることができる。ま
た、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガン
マ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライ
ト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒
子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含
有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有するキ
ャリアを得ることができる。

【００５２】図４は表面導電化樹脂キャリア２０の実施
例を示す模式図であり、磁性体粒子２１がバインダー樹
脂中に均一に分散されてなるキャリア母粒子２２の表面
に、導電性微粒子２３が固定されて導電層を形成し、キ
ャリア２０が構成されている。キャリア母粒子２２に用
いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂
に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイ
ロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が用いられる。

【００５３】磁性体粒子２１としては、磁性粉体キャリ
アと同様のものが用いられる。磁性体粒子２１はキャリ
ア母粒子２２中の７０〜９０重量％を占める量で添加す
ることが適当である。導電性微粒子２３としては、カー
ボンブラック、酸化スズ、導電性酸化チタン（酸化チタ
ンに導電性材料をコーティングしたもの）、炭化ケイ素
などが用いられ、空気中の酸素による酸化によって導電
性を失わないものが望ましい。

【００５４】キャリア母粒子２２の表面への導電性微粒
子２３の固着は、例えばキャリア母粒子２２と導電性微
粒子２３とを均一混合し、キャリア母粒子２２の表面に
導電性微粒子２３を付着させた後、機械的・熱的な衝撃
力を与え導電性微粒子２３をキャリア母粒子２２中に打
ち込むようにして固定することにより行われる。導電性
微粒子２３は、キャリア母粒子２２中に完全に埋設され
るのではなく、その一部をキャリア母粒子２２から突き
出すようにして固定される。

【００５５】このようにキャリア２０の表面に導電性微
粒子を固定して導電層を形成することにより、効率的に
キャリア２０に高い導電性を付与できる。またキャリア
母粒子２２中には導電性微粒子２３を配合する必要がな
いので、それだけ多くの磁性体粒子２１をキャリア母粒
子２２中に配合でき、キャリア２０の磁力を大きくする
ことができる。

【００５６】図５は、導電化樹脂キャリアの他の実施例
を示す模式図であり、磁性体粒子２１がバインダー樹脂
中に均一に分散されてなる図４と同様のキャリア母粒子
２２の表面に、導電性薄膜２４が形成されて導電層を形
成し、キャリア２０が構成されている。

【００５７】表面導電化粉体キャリアにおいては、例え
ば以下の方法で表面導電層を形成することができる。

【００５８】（１）導電化樹脂キャリアと同様にして導
電性薄膜を形成する。

【００５９】（２）磁性体粉体の表面を樹脂コーティン
グしたのち、この樹脂コーティング層に対して導電性樹
脂キャリアと同様にして導電性微粒子を固定する。

【００６０】また、キャリアの真密度は、磁性粉体キャ
リアの場合は使用した磁性体によって決まり、表面導電
化粉体キャリアの場合も実質的に同様である。また導電
化樹脂キャリアの真密度は、３．０〜４．５ｇ／ｃｍ³
の範囲が好適である。嵩密度は２．５ｇ／ｃｍ³以下が
好適であり、好ましくは２．０ｇ／ｃｍ³以下、より好
ましくは１．５ｇ／ｃｍ³以下である。上記のキャリア
とトナーとを混合して現像剤とする。トナーとしては通
常の絶縁性トナーが用いられ、好ましくは体積固有抵抗
が１０¹⁴Ω・ｃｍ以上のものであり、好ましくは１０¹⁵
Ω・ｃｍ以上である。この値は、キャリアの場合と同様
に測定される。

【００６１】また図４に示したキャリア２０と同様に、
トナー母粒子の表面に帯電性微粒子を固着せしめてトナ
ーとすることにより、トナーの帯電特性を制御すること
もできる。

【００６２】更に本発明によれば、現像剤としての体積
固有抵抗は１０⁶Ω・ｃｍ以下が好適であり、好ましく
は１０⁵Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１０³〜１０⁵
Ω・ｃｍである。この値は、キャリアと同様にして測定
される。抵抗が大きくなりすぎると、感光体の帯電が不
十分となる。

【００６３】２成分現像剤としての電気抵抗は、トナー
とキャリアの電気抵抗、トナー濃度、トナーとキャリア
の粒度比、真密度によっても変化する。

【００６４】また表面導電化樹脂キャリアを用いた場合
の現像剤のトナー濃度（トナー／キャリア、即ちＴ／
Ｃ）は、１０重量％以上が好適であり、好ましくは２０
重量％以上、より好ましくは２０〜５０重量％である。
トナー濃度が低すぎると、本発明の画像記録方式に適用
した場合に十分な画像濃度が得られなくなる。一方、ト
ナー濃度が高すぎると、感光体の帯電が不十分となる。
尚、本発明の画像形成方法では、トナー濃度Ｔ／Ｃの広
い範囲でほぼ同様な画像濃度が得られるので、トナー濃
度の制御を実質上不要または大幅に簡略化することがで
きる。

【００６５】導電化樹脂キャリアを用いた現像剤では、
キャリアとトナーの平均粒径の比（キャリア）／（トナ
ー）を、１〜５とすることが好適であり、好ましくは１
〜３である。キャリアに比べてトナーが著しく小さくな
ると、一定トナー濃度の場合にトナーによって覆われる
キャリアの表面積が増加し、感光体ドラムを十分に帯電
させることができなくなる。その結果、本発明の画像形
成方法に適用した場合に条件によっては画像濃度が低下
する場合がある。尚、トナーの平均粒径は一般に２０μ
ｍ以下が好ましく、より好ましくは１５μｍ以下であ
る。

【００６６】また、本発明者等は上記の特徴を有する２
成分系現像剤を用いた場合において、繰り返し実験を行
ったところ、現像バイアス電圧を２５０Ｖ以下の低バイ
アスとするのがよいという結果を得た。現像バイアス電
圧が高すぎるとトナーだけでなく、キャリアまでが現像
され、所謂キャリア引き現像が生じ、画像品質が低下す
る。これは特にキャリアの粒径が小さい場合に顕著であ
る。このような低バイアス電圧での現像には光キャリア
励起特性が良好で、キャリア移動度が高い等の優れた光
感度特性を有する本願発明に係る感光体が好適である。

【００６７】就中、バインダー樹脂中に磁性体を分散し
た粒子の表面に、導電性層を形成した導電性磁性キャリ
アと、絶縁性トナーとを組合せた２成分系現像剤を用い
ると、感光体へのバイアス印加による帯電特性や画像濃
度の向上、残留トナーの効果的な回収等の特性に優れ、
極めて良好な記録画像が得られる。

【００６８】次に実施例を個々詳述する。

【００６９】（例１）外径３０ｍｍの透明な円筒状ガラ
ス基板の外周面に、透光性導電層４としてＩＴＯ層を活
性反応蒸着法により1000Åの厚みで形成し、次いでその
上に容量結合型グロー放電分解装置を用いて表１の成膜
条件によりa-Si注入阻止層、a-Si光導電層５、a-SiC 表
面層６を順次積層して感光体Ａを製作した。

【００７０】

【表１】

【００７１】この感光体Ａを、図１に示すような直径２
０mmの帯電ローラを配設した画像形成装置に装着し、２
成分現像剤を用い、また、ダイナミックドライブ方式の
発光波長６８５ｎｍ、解像度３００ＤＰＩ（ドット／イ
ンチ）のＬＥＤヘッドを配し、そして、帯電ローラ１０
と透光性導電層４との間にＶｓ＝＋９０Ｖの電圧を印加
し、スリーブ１２と透光性導電層４との間にＶｓ＝＋７
０Ｖの電圧を印加し、波長６８５ｎｍ、露光量０．７μ
Ｊ／ｃｍ²の条件で画像露光を行い、感光体上にトナー
像を形成し、そのトナー像を−３００Ｖの転写バイアス
電圧を印加した転写ローラにより市販普通紙に転写し、
熱定着を行って画像を得た。この画像を評価したとこ
ろ、光学濃度（以下、Ｏ．Ｄ．と記す）が１．４の画像
濃度を有し、残像がなく、バックのかぶりもなく、解像
度も３００ＤＰＩの良好な画像であった。

【００７２】（例２）（例１）において、帯電ローラ１
０に代えて感光体の回転方向の厚みが６mmの帯電ブラシ
を配設し、その帯電ブラシと感光体の透光性導電層４と
の間にＶｓ＝＋１１０Ｖの電圧を印加し、他は（例１）
と同様の実験を行い、画像評価をしたところ、Ｏ．Ｄ．
が１．４の画像濃度を有し、残像がなく、バックのかぶ
りもなく、解像度も３００ＤＰＩの良好な画像であっ
た。

【００７３】（例３）（例１）において、帯電ローラ１
０に代えて導電性スリーブを有する磁気ローラの周囲に
導電率が１０^-3Ω・ｃｍの導電性磁性粒子により感光体
との接触幅が４mmの磁気ブラシを形成した粒子帯電装置
を配設し、その導電性スリーブと感光体の透光性導電層
４との間にＶｓ＝＋７０Ｖの電圧を印加し、他は（例
１）と同様の実験を行い、画像評価をしたところ、Ｏ．
Ｄ．が１．４の画像濃度を有し、残像がなく、バックの
かぶりもなく、解像度も３００ＤＰＩの良好な画像であ
った。

【００７４】（例４）（例１）において、帯電ローラ１
０を設けないで、他は（例１）と同様の実験を行い、画
像評価をしたところ、良好な画像濃度を有していたが、
残像やバックのかぶりが僅かに認められ、品質上問題で
あった。また、１万枚の耐久試験後に同様に画像評価を
行ったところ、バックのかぶりが増加し、残像も目立
ち、画像品質の低下が認められた。

【００７５】

【発明の効果】以上の通り、本発明の画像形成装置によ
れば、補助帯電部材を用いて現像手段の直前で、感光体
表面に形成された表面電位コントラスト等のプロセスの
影響が消去されるので、残像現象のない良好な画像が得
られた。

【００７６】また、この補助帯電部材により現像剤によ
るイレース効果を補助するので、経時変化や環境特性等
によって現像剤の感光体を帯電させて前歴を消去する特
性が低下しても、残像現象が現れなくなり、良好な画像
品質を維持することができた。

【００７７】更にまた、この補助帯電部材によって感光
体表面を摺擦することにより、感光体に帯電を付与する
と同時に、感光体表面の残留トナーや紙粉を清掃するこ
ともでき、これにより、現像手段の残留トナー清掃機能
を補うとともに、現像剤への紙粉の混入などのよる現像
剤の劣化を防止し、その結果、プロセスの長寿命化が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電子写真方法を示す模式図であ
る。

【図２】本発明の電子写真方法の要部構成図である。

【図３】本発明に係わる感光体の層構成を示す断面図で
ある。

【図４】本発明に係わる表面導電化樹脂キャリアを示す
模式図である。

【図５】本発明に係わる表面導電化樹脂キャリアを示す
模式図である。

【符号の説明】

２感光体４透光性導電層５光導電層７ＬＥＤヘッド８現像器９転写ローラ１０帯電ローラ１２スリーブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性支持体上に透光性導電層と光導電
層とを順次積層して成る感光体と、該感光体の上記光導
電層側に配設した現像手段と、該現像手段のスリーブと
透光性導電層の間に現像バイアス電圧を印加するための
手段と、上記感光体に現像剤による画像を形成するため
上記透光性支持体側から光を照射する露光手段と、現像
剤により感光体に形成した画像を被転写体に転写する転
写手段とを設けた画像形成装置において、前記転写手段
と現像手段との間に位置する上記感光体の光導電層上
に、感光体を帯電させるための補助帯電手段を設けたこ
とを特徴とする画像形成装置。