JPH10186841A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 注入帯電用の表面層の体積抵抗率が１０⁹ 〜
１０¹³Ω・ｃｍ程度に調整された感光ドラムを有する画
像形成装置であって、交番電界下で現像を行なった際に
もかぶりや画像濃度の低下を発生することなく良好な画
像形成が行なえる画像形成装置を得る。 【解決手段】 現像スリーブ１１に、トナーに感光ドラ
ム１から現像スリーブ１１に向かう力を与える電圧Ｖ₁
（Ｖ）をＴ₁ （秒）印加する工程と、現像スリーブ１１
から感光ドラム１に向かう力を与える電圧Ｖ₂ を印加す
る工程とを交互に繰り返した後に、電圧Ｖ₃ をＶ₃ ＝１
／２・（Ｖ₁ ＋Ｖ₂ ）の関係を満たすように設定し、Ｔ
₃ （秒）間印加するようにし、更に、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃
を、５×１０^-5＜Ｔ₁ ＜１×１０^-4（秒）、５×１０^-5
＜Ｔ₂ ＜１×１０^-4（秒）、Ｔ₁ ＋＜Ｔ₂ ＜Ｔ₃ ＜５・
（Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ）（秒）を満たすようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機ある
いはプリンター等とされる、像担持体に形成された静電
潜像を非磁性トナーにより現像して画像を得る電子写真
方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に示す従来の画像形成装置の一例に
ついて説明する。

【０００３】同図において、まず、原稿台１０上に原稿
Ｇを複写すべき面を下側にしてセットする。次にコピー
ボタンを押すことにより複写が開始される。原稿照射用
ランプ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体に
構成されたユニット９が原稿を照射しながら走査するこ
とにより、その照明走査光の原稿面反射光が、短焦点レ
ンズアレイによって結像されてＣＣＤセンサーに入射さ
れる。

【０００４】ＣＣＤセンサーは受光部、転送部、出力部
より構成されており、ＣＣＤ受光部において光信号が電
荷信号に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して
順次出力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧
信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出力す
る。このようにして得られたアナログ信号を周知の画像
処理を行なってデジタル信号に変換してプリンター部に
送る。

【０００５】プリンター部においては、上記の画像信号
を受けて以下のようにして静電潜像を形成する。感光ド
ラム１は、中心支軸を中心に所定の周速度で矢印方向に
回転駆動され、その回転過程にて帯電器３により約−６
５０Ｖになるように一様な帯電処理を受け、その一様帯
電された表面上を画像信号に対応してＯＮ、ＯＦＦ発光
される固体レーザー素子の光を高速で回転する回転多面
鏡によって走査することにより、感光ドラム１面には原
稿画像に対応した静電潜像が順次に形成されていく。

【０００６】図７は、前記の装置においてレーザー光を
走査するレーザー走査部１００の概略構成を示すもので
ある。このレーザー走査部１００によりレーザー光を走
査する場合には、まず入力された画像信号に基づき発光
信号発生器１０１により、固体レーザー素子１０２を所
定タイミングで明滅させる。そして固体レーザー素子１
０２から放射されたレーザー光は、コリメーターレンズ
系１０３により略平行な光束に変換され、更に矢印Ｂ方
向に回転する回転多面鏡１０４により矢印Ｃ方向に走査
されると共にｆθレンズ群１０５ａ、１０５ｂ、１０５
ｃにより感光ドラム１等の被走査面１０６にスポット状
に結像される。このようなレーザー光の走査により被走
査面１０６上には画像一走査分の露光分布が形成され、
更に各走査毎に被走査面１０６を前記走査方向とは垂直
に所定量だけスクロールさせれば、被走査面１０６上に
画像信号に応じた露光分布が得られる。

【０００７】ここで現像工程について説明する。一般的
に現像方法は、非磁性トナーについては、ブレード等で
スリーブ上にコーティングし、磁性トナーについては、
磁気力によってコーティングして搬送し、感光ドラムに
対して非接触状態で現像する２つの方法（１成分非接触
現像）と、上記のようにしてコーティングしたトナーを
感光ドラムに対して磁性キャリアを混合したものを現像
剤として用いて磁気力によって搬送し、感光ドラムに対
して接触状態で現像する方法（２成分接触現像）と上記
の２成分現像剤を非接触状態にして現像する方法（２成
分非接触現像）の４種類に大別される。

【０００８】上記の４つの現像方法のなかで、高解像度
でかつ中間調が得易いことからトナー粒子と磁性キャリ
アを混合したものを現像剤として用い、感光ドラムに対
して接触状態で現像する２成分接触現像法がフルカラー
複写機等の高画質を要求されるような画像形成装置に多
用されている。

【０００９】本従来例に用いられる現像装置は所謂２成
分現像装置である。現像装置４は、図８に示すように現
像剤容器１６を備え、この現像剤容器１６の内部は隔壁
１７によって現像室（第１室）Ｒ１と撹拌室（第２室）
Ｒ２とに区画され、トナー貯蔵室Ｒ３内には補給用トナ
ー（非磁性トナー）１８が収容されている。なお、トナ
ー貯蔵室Ｒ３の底部には補給口２０が設けられ、消費さ
れたトナーに見合った量の補給用トナー１８が補給口２
０を経て撹拌室Ｒ２内に落下補給される。

【００１０】これに対し現像室Ｒ１及び撹拌室Ｒ２内に
は現像剤１９が収容されている。現像剤１９は、前述し
たように非磁性トナーと磁性粒子（キャリア）とを有す
る２成分現像剤である。なお、混合比は重量比で非磁性
トナーが約４〜１０％である。非磁性トナーは約５〜１
５μｍの体積平均粒径を有する。また、磁性粒子は樹脂
コーティングされたフェライト粒子（最大磁化６０ｅｍ
ｕ／ｇ）からなり、その重量平均粒径は２５〜６０μｍ
であり、その抵抗値は１０⁶ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの値を示
す。また、磁性粒子の透磁率は約５．０である。

【００１１】現像剤容器１６の感光ドラム１に近接する
部位には開口部が設けられ、該開口部から現像スリーブ
１１が外部に半周分突出し、現像剤容器１６内に回転可
能に組込まれている。現像スリーブ１１の外径寸法は３
２ｍｍであり、その周速は２８０ｍｍ／ｓｅｃで、図中
矢印の方向に回転される。現像スリーブ１１は感光ドラ
ム１との間隔が５００μｍになるように配置されてい
る。現像スリーブ１１は非磁性体からなり、その内部に
は磁界発生手段である磁石１２が固定されている。

【００１２】磁石１２は現像磁極Ｓ１とその下流に位置
する磁極Ｎ３と現像剤を搬送するための磁極Ｎ２、Ｓ
２、Ｎ１とを有する。磁石１２は現像磁極Ｓ１が感光ド
ラム１に対向するように現像スリーブ１１内に配置され
ている。現像磁極Ｓ１は、現像スリーブ１１と感光ドラ
ム１との間の現像部の近傍に磁界を形成し、該磁界によ
って磁気ブラシが形成される。

【００１３】現像スリーブ１１の上方にはブレード１５
が現像スリーブ１１と８００μｍの間隔をおいて現像剤
容器１６に固定され、現像スリーブ１１上の現像剤１９
の層厚を規制する。ブレード１５はアルミニウム、ＳＵ
Ｓ３１６などの非磁性材料からなる。

【００１４】現像室Ｒ１内には搬送スクリュー１３が収
容されている。搬送スクリュー１３は図中の矢印が示す
方向に回転され、該搬送スクリュー１３の回転駆動によ
って現像室Ｒ１内の現像剤１９は現像スリーブ１１の長
手方向に向けて搬送される。

【００１５】貯蔵室Ｒ２内には搬送スクリュー１４が収
容されている。搬送スクリュー１４はその回転によって
トナーを現像スリーブ１１の長手方向に沿って搬送し、
そのトナーは補給口２０から撹拌室Ｒ２内に自由落下す
る。

【００１６】現像スリーブ１１は磁極Ｎ２近傍の位置で
現像剤を担持し、現像スリーブ１１の回転に伴い現像剤
１９が現像部に向けて搬送される。現像剤１９が現像部
近傍に到達すると現像剤１９の磁性粒子が磁極Ｓ１の磁
気力で連なりながら現像スリーブ１１から立ち上がり、
現像剤１９の磁気ブラシが形成される。

【００１７】現像方式としては、反転現像方式が用いら
れており、現像スリーブ１１には図示しない電源から直
流電圧及び交番電圧が印加され、本従来例では直流電圧
として、−５００Ｖ、交番電圧としてＶｐｐ＝２０００
Ｖ、Ｖｆ＝２０００Ｈｚの方形波が印加されている。一
般に交番電圧を印加すると現像効率が増し、画像は高品
位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険
も生じる。このため通常、現像装置４に印加する直流電
圧と感光ドラム１の表面電位間に電位差を設けることに
よって、かぶり防止を実現している。本従来例では、最
初に一様帯電された電位−６５０Ｖと現像スリーブ１１
に印加される電圧の直流分−５００Ｖの差である１５０
Ｖがかぶり取り電位になる。

【００１８】一方、露光されて減衰した電位−２００Ｖ
と現像スリーブ１１に印加される電圧の直流分−５００
Ｖの差である３００Ｖが現像スリーブから感光ドラムに
トナー付着させるためのコントラスト電位となる。

【００１９】このようにして、感光ドラム１上に形成さ
れたトナー像は、図６中の転写帯電器７によって転写材
Ｐ上に静電転写される。その後、転写材Ｐは、分離帯電
器８によって静電分離されて定着器６へと搬送され、熱
定着されて画像が出力される。

【００２０】一方、トナー像転写後の感光ドラム１の表
面は、クリーナー５によって転写残りトナー等の付着汚
染物の除去を受けて繰り返し画像形成に使用される。

【００２１】ところで、近年環境意識の高まりとともに
コロナ放電を用いない帯電方法として直接帯電部材が使
用されるようになってきた。特に注入帯電方式が感光体
を帯電する際に放電量が極めて少ない方式で非常に優れ
ている。注入帯電方式とは、感光体表面材質の持つトラ
ップ電位に接触帯電部材で電荷を注入して帯電を行なう
もの、あるいは、感光体表面に導電性粒子を分散させた
電荷注入層を設け、この導電性粒子に対して接触帯電部
材で電荷を充電して帯電を行なうものを指す。その際感
光ドラムの表面層の体積抵抗率を１０⁹ 〜１０¹³Ω・ｃ
ｍ程度にすると帯電効率が良化することがわかってい
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、注入
帯電方式を採用した場合、上述したような注入帯電用の
表面層の体積抵抗率が１０⁹ 〜１０¹³Ω・ｃｍ程度に調
整された感光ドラムを用いると、帯電効率が良化するも
のの、画像にかぶりが発生すると共に、出力された画像
濃度も低いものしか得られなかった。そして、このかぶ
りや、画像濃度の低下は後述するように表面層の体積抵
抗率が１０⁹ 〜１０¹³Ω・ｃｍに調整された感光体に２
成分現像剤を用い、交番電界下で現像を行なった際に発
生することがわかった。

【００２３】上記のかぶり並びに画像濃度の低下が発生
する現象について様々な検討を行った結果、これらの現
象は、表面層の体積抵抗率が１０⁹ 〜１０¹³Ω・ｃｍ程
度の感光ドラムに対して現像時に磁性キャリアから電荷
が注入されることにより発生することが判明した。

【００２４】表面層の体積抵抗率が１０⁹ 〜１０¹³Ω・
ｃｍ程度の感光ドラムに対しては、体積抵抗率１０¹⁰Ω
・ｃｍの以下のフェライト等の粒子が略１００μｍ以
下、好ましくは１５〜５０μｍの磁性粒子をマグネット
を内包した帯電用スリーブに担持し、上述の表面抵抗率
に調整された感光ドラムに摺擦しながらバイアスを印加
することによって感光ドラムを帯電することができる。

【００２５】このような帯電方式を注入帯電方式と呼ん
でいるが、この注入帯電と同様なことが体積抵抗率が１
０⁶ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度の磁性キャリアを用いた現
像、特にこの磁性キャリアが感光ドラムに接触している
２成分現像を行なった場合にも発生してしまうことがわ
かった。

【００２６】更に、注入帯電においては、周波数が１０
０〜６０００Ｈｚ、好ましくは５００〜２０００Ｈｚの
交番電界を重畳すると帯電効率が向上することも確認さ
れている。このため、従来例に示した現像方法において
も、現像効率向上、画像品位向上のために採用した、磁
性キャリアを用いた２成分現像、加えて従来例において
印加した周波数２０００Ｈｚの交番電界を重畳した現像
バイアスにより現像時にもこれと同様のことが発生して
しまったと考えられる。

【００２７】従って注入帯電用の表面層の体積抵抗率が
１０⁹ 〜１０¹³Ω・ｃｍ程度に調整された感光ドラムを
用い、体積抵抗率が１０⁶ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度の磁性
キャリアを有する２成分現像剤に周波数が１００〜６０
００Ｈｚ程度の交番電界を重畳して反転現像を行なおう
とすると、現像部において、現像用の磁性キャリアから
感光ドラムに対して電荷注入が行なわれるため、白地部
（感光ドラムに一様帯電した後、露光しなかった部
分）、黒字部（感光ドラムに一様帯電した後、露光した
部分）共にその電位が現像スリーブに印加している電圧
のＤＣ成分に収束するようになる。このため、白地部と
現像スリーブの電位差が減少し、かぶりが発生するとと
もに、黒字部と現像スリーブの電位差も減少することか
ら画像濃度が低下してしまうことを見出した。

【００２８】上述の従来例の説明においては、現像方式
としては反転現像方式についてのみ説明したが、このよ
うな問題は反転現像方式特有のものではなく、正規現像
方式を用いた場合に同様に発生することも本発明者等の
研究により判明した。

【００２９】従って、本発明の目的は、注入帯電用の表
面層の体積抵抗率が１０⁹ 〜１０¹³Ω・ｃｍ程度に調整
された像担持体を有し、交番電界下で現像を行なった際
にもかぶりや画像濃度の低下を発生することなく良好な
画像形成が行なえる画像形成装置を提供することであ
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
表面抵抗率１０⁹ 〜１０¹³Ω・ｃｍの低抵抗層を持つ像
担持体と、該像担持体に対向し、トナーとキャリアを含
む現像剤を担持する現像剤担持体を備える現像手段とを
有する画像形成装置において、前記現像剤担持体に、ト
ナーに前記像担持体から前記現像剤担持体に向かう力を
与える電圧Ｖ₁ （Ｖ）をＴ₁ （秒）印加する工程と、ト
ナーに前記現像剤担持体から前記像担持体に向かう力を
与える電圧Ｖ₂ （Ｖ）をＴ₂ （秒）印加する工程とを交
互に繰り返した後に、電圧Ｖ₃ をＶ₃ ＝１／２・（Ｖ₁
＋Ｖ₂ ）の関係を満たすように設定し、Ｔ₃ （秒）印加
する手段を有し、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 ５×１０^-5＜Ｔ₁ ＜１×１０^-4 （秒） ５×１０^-5＜Ｔ₂ ＜１×１０^-4 （秒） （Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ）＜Ｔ₃ ＜５・（Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ）（秒） を満たすことを特徴とする画像形成装置である。

【００３１】好ましくは、前記キャリアは、その体積抵
抗値が１０⁶ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍである。

【００３２】前記現像バイアスはＶ₁ とＶ₂ との間で複
数回振動することが好ましい。前記像担持体上の画像部
の電圧をＶ_L 、非画像部の電圧をＶ_D としたとき、｜Ｖ
_D ｜＜｜Ｖ₃ ｜＜｜Ｖ_L ｜を満たすことが好ましい。

【００３３】前記像担持体は、接触帯電部材によって帯
電され、像露光手段によって像露光を行なうことにより
潜像が形成されることが好ましい。前記接触帯電部材に
おいて、導電性の繊維が前記像担持体に接触しているこ
とが好ましい。前記接触帯電部材において、磁性粒子が
前記像担持体に接触していることが好ましい。前記現像
剤担持体には交流電圧を重畳した直流電圧を印加するこ
とが好ましい。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００３５】先ず、本発明の特徴部分について説明す
る。本発明者等は、注入帯電用の表面層の体積抵抗率が
１０⁹ 〜１０¹³Ω・ｃｍ程度に調整された像担持体であ
る感光ドラム、及び体積抵抗率が１０⁶ 〜１０¹⁰Ω・ｃ
ｍ程度の２成分現像剤を用いた現像装置を備えた画像形
成装置において、現像時に、白地部と現像スリーブの電
位差が減少してかぶりが発生すると共に、黒字部と現像
スリーブの電位差も減少して画像濃度が低下するといっ
た問題を解消できるような現像バイアスを見出した。

【００３６】即ち、本発明者等の検討によれば、現像ス
リーブに印加する現像バイアスに重畳する交番電界の周
波数を１０ｋＨｚ以上にすることにより、上述の問題を
回避できることが判明した。

【００３７】これは、交番電界の周波数をこのような高
周波とすることで、現像ニップ内における現像用キャリ
アが感光ドラムと現像スリーブの間を十分に往復運動し
なくなり、現像バイアスのＤＣ成分の力で比較的現像ス
リーブ近傍で振動することになり、現像用キャリアから
感光ドラムへの電荷注入がほとんど行なわれなくなった
ためと思われる。

【００３８】しかしながら、上記のように現像バイアス
を単に高周波化すると、画像濃度が略０．３以下である
ようないわゆるハイライト部分の再現性が損なわれ、が
さつきが生じてしまった。

【００３９】そこで、更に検討を行ったところ、現像ス
リーブ１１と感光ドラム１との間に図１に示す波形の現
像バイアスを印加することにより、かぶりや画像濃度の
低下を発生することなく、がさつきのない良好な画像形
成が行なえるようになった。

【００４０】ここで、図１を用いて、本発明による現像
バイアスの特徴を説明する。

【００４１】引き戻し電圧Ｖ₁ をＴ₁ 時間印加した後、
現像電圧Ｖ₂ をＴ₂ 時間印加し、更に非画像部のかぶり
とりを考慮したＤＣバイアスに相当する電圧、即ちブラ
ンク電圧Ｖ₃ ＝１／２・（Ｖ₁ ＋Ｖ₂ ）をＴ₃ 時間印加
する。

【００４２】このとき、これらのバイアスの印加時間は
前述したように現像用キャリアにより感光ドラムへの注
入現象を防止し、且つ、がさつきの無い良好な画像を得
るため下記のように設定した。

【００４３】５×１０^-5＜Ｔ₁ ＜１×１０^-4 （秒） ５×１０^-5＜Ｔ₂ ＜１×１０^-4 （秒） （Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ）＜Ｔ₃ ＜５・（Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ） （秒） バイアスの印加時間を上記のように設定したことによ
り、上述したように、交番電界部は１０ｋＨｚ以上の高
周波になるので、現像部において、現像用の磁性キャリ
アから感光ドラムに対して電荷注入がほとんど行なわれ
なくなり、その結果、白地部と現像スリーブの電位差も
減少することから画像濃度が低下してしまうという問題
を防止することができるようになった。

【００４４】又、更に、交番電界を印加した後に交番電
界を印加した時間の合計時間の略１倍〜５倍の時間、Ｄ
Ｃ成分だけからなるバイアスを印加するようにしたこと
で、交番電界により、一旦現像スリーブから飛び出した
トナーが感光ドラムに付着するのに十分な時間が与えら
れるようになったので、ハイライト部のがさつきも防止
できるようになった。

【００４５】ここで、ＤＣ成分だけからなるバイアスを
印加する時間を、交番電界を印加した時間の合計時間の
略１倍〜５倍としたのは、１倍以上ないと感光ドラムに
付着するのに十分な時間が得られないからであり、５倍
以下にしたのはＤＣ成分のみを印加する時間が長すぎる
と、交番電界を印加することによる現像スリーブ上のト
ナーの揺さぶり効果が薄くなるからである。

【００４６】尚、図１に示した現像バイアスの他にも、
図４に示すように、バイアス電圧を２組としたもの、図
５に示すように、バイアス電圧を３組としたもの、即
ち、バイアス電圧を複数組としたものでも上記と同様の
作用効果を得ることができることが判明した。

【００４７】実施例１ 次に、上記発明が適用される画像形成装置の実施例１に
ついて図２及び図３により説明する。

【００４８】本実施例の画像形成装置は、図２に示すよ
うに、前出の図６に示した画像形成装置と概略同様の構
成を有しており、帯電装置３が異なった構成及び機能を
備えている。従って、画像形成装置の全体的構成及び機
能の説明については省略する。又、前出の部材と同一の
部材については同一符号を付す。

【００４９】先ず、本実施例の帯電器３について、図３
により説明する。帯電器３は容器３４の中に、固定され
たマグネット３２を内包したスリーブ３１に注入帯電用
の帯電用磁性粒子３５を規制部材３３でコーティング
し、感光体１との接触部において感光体１の移動方向と
は逆方向にスリーブ３１が移動するように接触摺擦しな
がら、スリーブ３１を回転させる。

【００５０】ところで帯電用磁性粒子３５は、 ・樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混練して粒子に成
型したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電カ
ーボン等を混ぜたもの、 ・焼結したマグネタイト、フェライト、もしくはこれら
を還元または酸化処理して抵抗値を調節したもの、 ・上記の磁性粒子を抵抗調整したコート材（フェノール
樹脂にカーボンを分散したもの等）でコートまたはＮｉ
等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にしたも
の、等が考えられる。

【００５１】これら帯電用磁性粒子３５の抵抗値として
は、高すぎると感光体に電荷が均一に注入できず、微小
な帯電不良によるカブリ画像となってしまう。低すぎる
と感光体表面にピンホールがあったとき、ピンホールに
電流が集中して帯電電圧が降下し、感光体表面を帯電す
ることができず、帯電ニップ状の帯電不良となる。よっ
て磁性粒子の抵抗値としては、１×１０² 〜１×１０¹⁰
Ωのものが、好ましくは、感光ドラムにピンホールのよ
うなものが存在することを考慮すると１×１０⁶ Ω以上
が望ましい。帯電磁性粒子の抵抗値は、電圧が印加でき
る金属セル（低面積２２８ｍｍ² ）に帯電磁性粒子を２
ｇ入れた後加重し、電圧を１００Ｖ印加して測定した。

【００５２】帯電用磁性粒子の磁気特性としては、ドラ
ムへの帯電用磁性粒子付着を防止するために磁気拘束力
を高くする方がよく、飽和磁化が１００（ｅｍｕ／ｃｍ
³ ）以上が望ましい。

【００５３】実際に、本実施例で用いた帯電用磁性粒子
は、平均粒径が３０μｍで、抵抗値が１×１０⁶ Ω、飽
和磁化が２００（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）であった。

【００５４】帯電用スリーブ３１に対してバイアス−６
５０Ｖを印加することによって、感光体１は一様に−６
５０Ｖに帯電する。あとは従来例で説明したような工程
で画像を形成する。

【００５５】帯電器３はコロナ帯電器を用いてもよい
が、注入帯電方式は感光体を帯電する際に放電量が極め
て少ない方式で感光体表面の状態を放電生成物等による
汚染を押さえる、非常に優れた方式である。

【００５６】次に、本実施例における感光ドラムについ
て説明する。

【００５７】・感光ドラムＡについて φ３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体に第１層とし
て下引き層が設けられ、露光の反射によるモアレの発生
を防止するための厚さ２０μｍの導電層とされている。
第２層は正電荷注入防止層であり、ドラム基体から注入
された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消
すのを防止する役割を果たし、アミラン樹脂とメトキシ
メチル化ナイロンによって体積抵抗率１０⁶ Ω・ｃｍ程
度に抵抗調整された厚さ約０．１μｍの中抵抗層であ
る。第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹
脂分散した厚さ約０．３μｍの層で、露光によって正負
の電荷対を発生する。第４層は電荷輸送層であり、ポリ
カーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したもので、ｐ型
の半導体である。第５層はポリカーボネイト樹脂に表面
抵抗率を落とすためにＳｎＯ₂ 等の低抵抗粒子を樹脂３
重量部に対し、５重量部分散した２μｍの表面層であ
る。その表面抵抗率は１０¹³Ω・ｃｍである。表面抵抗
率をこのようにコントロールすることにより直接帯電性
が向上し高品位な画像を得ることができる。感光体はＯ
ＰＣに限らずａ−Ｓｉドラムでも実現でき、さらに高耐
久化を実現できる。

【００５８】ここで表面層の体積抵抗率は、金属の電極
を２００μｍの間隔で配し、その間に表面層の調合液を
流入して成膜させ、電極間に電圧を１００Ｖ印加して測
定した値である。測定は温度２３℃、湿度５０％ＲＨの
条件下で測定した値である。

【００５９】次に、図２に示すような実施形態の画像形
成装置に上述の感光体Ａを用いて、以下の現像条件で画
像形成を行ない、転写紙上のかぶり並びに画像濃度の評
価を行なった。

【００６０】・現像条件 現像スリーブ１１には図１に示したような波形の直流電
圧及び交流電圧を印加した。トナーの帯電極性はマイナ
スとした。つまり、図１の波形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−１００Ｖ 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝０Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１０００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝１．０×１０^-4 秒 Ｔ₂ ＝１．０×１０^-4 秒 Ｔ₃ ＝２．０×１０^-4 秒 とした。

【００６１】かぶり濃度の評価基準は下記の表１の通り
である。

【００６２】

【表１】

【００６３】尚、かぶりは、以下の方法により求めた。
ＴＯＫＹＯ ＤＥＮＳＨＯＫＵ ＣＯ．，ＬＴＤの濃度
計ＴＣ−６ＤＳにより転写紙上のかぶり部と画像形成前
の転写紙のそれぞれの反射濃度を求め、下記の式、 かぶり濃度（％）＝（転写紙上のかぶり部の反射濃度）
−（転写紙の反射濃度） で求めた。

【００６４】また、画像濃度についてはＸ−ｌｉｔｅ社
製の濃度計９４１型を用いて転写紙上画像の反射濃度を
測定した。

【００６５】上記の現像条件にて画像形成を行なったと
ころ、かぶりがなく、即ち表１の評価基準でレベルＡ、
画像濃度も１．４以上得られ、ハイライト部のがさつき
のない良好な画像が得られた。

【００６６】実施例２ 実施例２においては、図２に示す実施形態の画像形成装
置に上述の感光体Ａを用いて、以下の現像条件で画像形
成を行ない、転写紙上のかぶりならびに画像濃度の評価
を行なった。

【００６７】・現像条件 現像スリーブ１１には図示しない電源から図１に示した
ような波形の直流電圧及び交流電圧を印加した。トナー
の帯電極性はマイナスとした。図１の波形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−１００Ｖ 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝＋５００Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１５００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝８．０×１０^-5 秒 Ｔ₂ ＝８．０×１０^-5 秒 Ｔ₃ ＝８．０×１０^-4 秒 とした。

【００６８】以上の現像条件にて画像形成を行なったと
ころ、かぶりが殆ど無く、即ち表１の評価基準でレベル
Ｂ、画像濃度も１．５以上得られ、ハイライト部のがさ
つきのない良好な画像が得られた。

【００６９】実施例３ 実施例３においては、感光ドラムＢを下記の構成とし
た。即ち、上記の感光ドラムＡの製造で形成した第５層
の表面層に代えて、第５層目にポリカーボネイト樹脂に
表面抵抗を落とすためにＳｎＯ₂ 等の低抵抗粒子を樹脂
２重量部に対し、５重量部分散した２μｍの表面層を有
した感光体を用いている。表面抵抗は１０⁹ Ωｃｍであ
る。

【００７０】次に、以下の現像条件で画像形成を行な
い、転写紙上のかぶり並びに画像濃度の評価を行なっ
た。

【００７１】・現像条件 現像スリーブ１１には図示しない電源から図１に示した
ような波形の直流電圧及び交流電圧を印加した。トナー
の帯電極性はマイナスとした。図１の波形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−１００Ｖ 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝０Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１０００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝１．０×１０^-4 秒 Ｔ₂ ＝１．０×１０^-4 秒 Ｔ₃ ＝２．０×１０^-4 秒 とした。

【００７２】以上の現像条件にて画像形成を行なったと
ころ、かぶりが若干あった、即ち表１の評価基準でレベ
ルＣ、画像濃度も１．５以上得られ、ハイライト部のが
らつきのない良好な画像が得られた。

【００７３】実施例４ 実施例４においては、実施例３の感光ドラムＢを用い
て、以下の現像条件で画像形成を行ない、転写紙上のか
ぶり並びに画像濃度の評価を行なった。

【００７４】・現像条件 現像スリーブ１１には図示しない電源から図１に示した
ような波形の直流電圧及び交流電圧を印加した。トナー
の帯電極性はマイナスとした。図１の波形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−１００Ｖ、 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝０Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１０００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝８．０×１０^-5 秒 Ｔ₂ ＝８．０×１０^-5 秒 Ｔ₃ ＝８．０×１０^-4 秒 とした。

【００７５】以上の現像条件にて画像形成を行なったと
ころ、かぶりが若干あった、即ち表１の評価基準でレベ
ルＣ、画像濃度も１．５以上得られ、ハイライト部のが
らつきのない良好な画像が得られた。

【００７６】比較例１ 上記実施例との比較例１として、図２に示す実施形態の
画像形成装置に上述の感光体Ａを用いて、以下の現像条
件で画像形成を行ない、転写紙上のかぶりならびに画像
濃度の評価を行なった。

【００７７】・現像条件 現像スリーブ１１には図示しない電源から図１に示した
ような波形の直流電圧及び交流電圧を印加した。トナー
の帯電極性はマイナスとした。図１の波形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−１００Ｖ、 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝０Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１０００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝１．２５×１０^-4 秒 Ｔ₂ ＝１．２５×１０^-4 秒 Ｔ₃ ＝２．０×１０^-4 秒 とした。

【００７８】以上の条件にて画像形成を行なったとこ
ろ、かぶりがあり、即ち、表１の評価基準でレベルＤ、
画像濃度は１．３しか得られず、ハイライト部はややが
さつきのある低品位な画像しか得られなかった。

【００７９】比較例２ 上記実施例との比較例２として、図２に示す実施形態の
画像形成装置に上述の感光体Ｂを用いて、以下の現像条
件で画像形成を行ない、転写紙上のかぶりならびに画像
濃度の評価を行なった。

【００８０】・現像条件 現像スリーブ１１には図示しない電源から図１に示した
ような波形の直流電圧及び交流電圧を印加した。トナー
の帯電極性はマイナスとした。図１の波形図にて、 非画像部表面電位Ｖ_D ＝−６５０Ｖ、 高濃度画像部表面電位Ｖ_L ＝−１００Ｖ、 引き戻し電圧Ｖ₁ ＝０Ｖ、 現像電圧Ｖ₂ ＝−１０００Ｖ、 ブランク電圧Ｖ₃ ＝−５００Ｖ、 の条件で、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、 Ｔ₁ ＝５．０×１０^-4 秒 Ｔ₂ ＝５．０×１０^-4 秒 Ｔ₃ ＝０ 秒 とした。

【００８１】以上の条件にて画像形成を行なったとこ
ろ、かぶりがあり、即ち、表１の評価基準でレベルＤ、
画像濃度は１．３しか得られず、ハイライト部はややが
さつきのある低品位な画像しか得られなかった。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像剤担持体に、トナーに像担持体から前記現像剤担持
体に向かう力を与える電圧Ｖ₁ （Ｖ）をＴ₁ （秒）印加
する工程と、トナーに前記現像剤担持体から前記像担持
体に向かう力を与える電圧Ｖ₂（Ｖ）をＴ₂ （秒）印加
する工程とを交互に繰り返した後に、電圧Ｖ₃ をＶ₃ ＝
１／２・（Ｖ₁ ＋Ｖ₂ ）の関係を満たすように設定し、
Ｔ₃ （秒）印加する手段を有し、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ は、
５×１０^-5＜Ｔ₁ ＜１×１０^-4（秒）、５×１０^-5＜Ｔ
₂ ＜１×１０^-4 （秒）、（Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ）＜Ｔ₃ ＜５・
（Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ）（秒）を満たすことにより、前記像担持
体を帯電する際に放電量が極めて少なくでき、且つ、交
番電界下においてもかぶりや画像濃度低下が発生するこ
となく、更に、ハイライト部におけるがさつきのない高
画質を得ることのできる画像形成装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った現像バイアス電圧の波形を示す
波形図である。

【図２】本発明が具現化される画像形成装置を示す概略
構成図である。

【図３】図２の画像形成装置の帯電器を示す構成図であ
る。

【図４】本発明に従った他の現像バイアス電圧の波形を
示す波形図である。

【図５】本発明に従った更に他の現像バイアス電圧の波
形を示す波形図である。

【図６】従来の画像形成装置の一例を示す構成図であ
る。

【図７】図５の画像形成装置の露光装置を示す構成図で
ある。

【図８】図５の画像形成装置の現像装置を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ３ 帯電装置（接触帯電部材） ４ 現像装置 １１ 現像スリーブ（現像剤担持体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日比野 勝 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面抵抗率１０⁹ 〜１０¹³Ω・ｃｍの低
   抵抗層を持つ像担持体と、該像担持体に対向し、トナー
   とキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体を備え
   る現像手段とを有する画像形成装置において、 前記現像剤担持体に、トナーに前記像担持体から前記現
   像剤担持体に向かう力を与える電圧Ｖ₁ （Ｖ）をＴ₁
   （秒）印加する工程と、トナーに前記現像剤担持体から
   前記像担持体に向かう力を与える電圧Ｖ₂ （Ｖ）をＴ₂
   （秒）印加する工程とを交互に繰り返した後に、電圧Ｖ
   ₃ をＶ₃ ＝１／２・（Ｖ₁ ＋Ｖ₂ ）の関係を満たすよう
   に設定し、Ｔ₃ （秒）印加する手段を有し、Ｔ₁ 、Ｔ
   ₂ 、Ｔ₃ は、 ５×１０^-5＜Ｔ₁ ＜１×１０^-4 （秒） ５×１０^-5＜Ｔ₂ ＜１×１０^-4 （秒） （Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ）＜Ｔ₃ ＜５・（Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ）（秒） を満たすことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記キャリアは、その体積抵抗値が１０
   ⁶ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１の
   画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記現像バイアスはＶ₁ とＶ₂ との間で
   複数回振動することを特徴とする請求項１又は２の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 前記像担持体上の画像部の電圧をＶ_L 、
   非画像部の電圧をＶ_D としたとき、｜Ｖ_D ｜＜｜Ｖ₃ ｜
   ＜｜Ｖ_L ｜を満たすことを特徴とする請求項１、２、又
   は３の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記像担持体は、接触帯電部材によって
   帯電され、像露光手段によって像露光を行なうことによ
   り潜像が形成されることを特徴とする請求項１の画像形
   成装置。
6. 【請求項６】 前記接触帯電部材において、導電性の繊
   維が前記像担持体に接触していることを特徴とする請求
   項５の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記接触帯電部材において、磁性粒子が
   前記像担持体に接触していることを特徴とする請求項５
   の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記現像剤担持体には交流電圧を重畳し
   た直流電圧を印加することを特徴とする請求項１の画像
   形成装置。