JPS61110170A - 静電像形成方法 - Google Patents

静電像形成方法

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JPS61110170A
JPS61110170A JP23200284A JP23200284A JPS61110170A JP S61110170 A JPS61110170 A JP S61110170A JP 23200284 A JP23200284 A JP 23200284A JP 23200284 A JP23200284 A JP 23200284A JP S61110170 A JPS61110170 A JP S61110170A
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JP
Japan
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exposure
light
image
electrostatic
layer
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JP23200284A
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English (en)
Inventor
Izumi Tagiwa
田極 泉
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)

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】 技術分野 本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ。
インスタントカメラ等の各種画像形成装置において用い
られる静電像形成方法に関する。
従来技術 従来、静電像形成方法として静電像転写方式がある。こ
の静電像転写方式の基本は、L、E。
V/alkupによって開発され(米国特許第2,82
5.814号) 、  R,M、  5chaffer
tのE L、ECT0ROP)IOTOGRAPHYに
もTESt法No、5として知られている。又、VAR
IANAss、のR,L、 JepsenやG、F、D
ayによ・す5PSE (1974年)で連続作動装置
がらみで発表されている。
本方式による作像装置の概要を第10図に示す。
これは、透明な電極層lを有する誘電体2と1!極層3
を有する感光体4とを対向密着させ9両電極層1,3間
に直流電源5により直流電圧を印加した状態で誘電体2
側から透光性原稿6による光像露光を行なって、誘電体
2上に静ffi像を形成するものである。これは、光の
照射を受けた露光部分において、感光体4〜誘電体2間
の分圧がその間の空気間隙7における絶縁耐圧を超えた
範囲について内部放電が起き、誘電体2上に電荷が蓄積
されることによって静電像が形成さt、るものである。
つまり、露光光量の大小に応じて蓄積さハる電荷量が大
小となるものであり、光の照射された部分に電荷が現わ
れる、いわゆるネガ静電像が得られることが説明されて
いる。
ところが、この方式を用いた画像形成装置では、ネガ静
電像からポジ画像を得るために、反転現像方式が用いら
れる。しかして、誘電体2が例えば静電記録紙の場合に
は、その誘電層が形状上あるいは静電特性上ミクロなム
ラが多いため、この静電像の形成する外部電界がマイク
ロフィールドと呼ばれる細かな電界となり1反転現像が
非常に困難であることが多方面で確認されている。従っ
て、上述した従来方式を有効に活用するためには、原稿
自体あるいは投影される露光像がネガ方式でなければポ
ジ画像を得ることができず、結局通常原稿等を用いた自
由な作像を行なうことができない。
目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、反転現
像を行なうことなくポジ画像が再現できるように誘電性
記録体上に安定したポジ静電像を形成する二とができる
静電像転写方式による静電像形成方法を提供することを
目的とする。
構成 本発明は、上記目的を達成すめため、光像の露光過程の
前工程又は後工程に所定露光光量による全面露光の工程
を付加し1合計として全体の露光光量を一定光量以上に
することにより、誘電性記録体の誘電層上に、光量の多
い領域に表面電位ないしは表面電荷量の少ない傾向を持
つポジ静電像を形成するようにしたことを特徴とするも
のである。
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第9図に基づい
て説明する。まず、作像工程は大別すると、露光工程(
露光同時静電像転写工程)、現像工程、定着工程の3工
程に分けられる。この内。
現象工程においては、公知の乾式/′a式法、−成分系
/二成分系等のいずれの方式を適用してもよい。又、定
着工程においては一1熱定着、圧力定着、スプレ一定着
更には自然乾燥方式のいずれであっても構わない、要は
、システム全体として使用可能なものが適宜選択される
。しかして、本発明は露光量等の条件によっては同一原
稿からネガ静電像でなく、ポジ静電像の形成が可能であ
ることを見い出した露光同時静電像転写工程に特徴があ
り、この工程を以下に説明する。
最初に、本発明を理解するための基本思想を第2図ない
し第9図により説明する。まず、第2図に本実施例方式
を説明するための実験用装置の一例を示す、基本的には
、第10図に示した従来力′式によるものと同様である
1本実施例で使用している感光体11は全体として透光
性を持たせた有機光導電体(opc)によるものであり
、具体的には第2図に示すように、電荷移動N112、
電荷発生層13、電極層14及びベース15の4層構造
とされている。ここで、ベース15には100μmのポ
リエチレンテレフタレート(マイラーフィルム)が用い
られる。電極層14は波長600nmにおいて35%の
光透過率を示すアルミニウム薄膜により形成されている
。この電極HE11上に塗布形成される電荷発生層13
は、 で示されるビスアソ顔料をUCC製のブチラール樹脂X
 Y HLに分散させてなるものが用いられる。
ここで、顔料/ブチラール比は固形分で2.5/lであ
り、固形分1.1wt%で24時間ボールミル分散させ
たものである。この時の溶剤はT I(F/エチルセル
ソルブ比が4/6のものである。
そして、塗布後の膜厚は約0.2μmである。これは、
顔料の吸収ピーク波長583nmにおいて透過率10%
に相当する。又、この電荷発生層13上に塗布形成され
る電荷移動層12は。
で示されるスチリル誘導体(トリフェニルアミンスチリ
ル体)の電荷移動剤CT Mを音大製のポリカーボネー
ト樹脂C−1400に溶解したものが用いられる。ここ
で、CTM/ポリカーボネート比は固形分で9/10で
あり、固形分20 w t%で溶解してなる。この時の
溶剤はTHF (テトラヒドロフラン)である。形成後
の膜厚は20μmである。
次に、誘電性記録体としては静電記録紙16が用いられ
ている。この静電記録紙16は第4図に示すヨウニ、誘
′rrX層17、プレ層18、ベース19及びバック層
20の4Nj構造とされている。即ち、ベース19は厚
さ70〜80μmの基紙にダウケミカル社製ECR−7
7をメタノール−(溶剤)中に分散溶解させることによ
り導電材を含浸させて導電処理したものであり、このベ
ース19の両面に、ダウケミカル社製ECR−77(導
電材)、酢酸ビニルエマルジョン(バインダー)及びク
レー(顔料)を溶解塗布してプレfi18とバック層2
0とを形成してなる。膜厚は各々数μm程度である。そ
して5プレ層18上に曵布形成される誘電Ji!117
はブチラール樹脂に塩化ビニル(径1μm以下)を分散
させたものである。膜厚は平均で約7μmである。又、
表面は約4〜7μmのミクロンオーダで荒されている。
このような感光体11と静電記録紙16とを電荷移動T
!j(感光層)12と誘電ffi+7とが対向するよう
にして密着させる。この時、電荷移動512と誘電層1
7との間に空気間隙21を保ち、かつ、静電像形成後に
おける感光体1.1と静電記録紙16との分離に際して
剥離放電などによるノイズを十分に軽減するために、前
述したように誘電層I7の表面がミクロンオーダーで荒
されている。
そして、両者間に直流′:ri源22により直流電圧が
印加される。このため、直流電源22の一端は感光体1
1の電極層14に接続されている。一方。
静電記録紙16側については導電処理されたべ一入19
等を電極層として直流電源22に直接接続してもよいが
、より完全性を持たせるため、本実施例では別個に設け
られたアルミニウム箔電極23を背面に密着させて、こ
の電極23を直流電源22の他端に接続する。
これらは机24上にスポンジマット25を介してセット
されており、感光体11上には透光性の原稿26が設け
られる。そして、プラテンガラス27及び重り28によ
り荷重をかける。この荷重は約26gW/cn!とした
。29はニュートラルフィル、ターであり、必要に応じ
て1mされる。そして、上方に露光用の光源30が配置
される。
上述したような実験用装置を用い、直流電源i2により
Vo=650Vの直流電圧を印加した場合の実験結果を
第5図に示す。この図において。
第4象限は透過型原稿26による原稿濃度と、一定照射
光量を時間2段階(a4.b4)に変えて照射した場合
の感光体11背面への露光光量との関係を示す。第3象
限は露光光景と650v印加時における感光体11と静
電記録紙16との分離後に静電記録紙16上に蓄積した
表面電位との関係を示す。この第3象限に示される曲線
は略2次曲線で表わされるが1例えば静電記録紙16の
種類を変えると1曲線の傾きやピークの位置が第3象限
中で移動することが確認されている。同曲線は1例示的
に第4象限に示した2直腺a4.b4に略対応して実線
a3.一点鎖線b3で示しているが、a、+、b4で表
わされる露光光量に限定されず、露光光量をE、照射光
量をEo 、露光時間をtとしたとき、E=Eo Xt
で与えられる任意の露光光量に対して第3象限の曲線が
成立する。
次に、第5図において、第2象限は静電記録紙16上に
得られた電位を市販のFT4060なる現81装置で現
像バイアス電位150Vとして現像し、更に、重板のL
P−4120なる定着装置で定着した場合の表面電位と
画像濃度との相関関係を示す。ここに、EjL像方法と
してカスケード現像。
湿式現像等、定着方法として輻射熱定着、自然乾燥等を
用いた場合にも、第2象限に例示した特性と同様の傾向
を示すことが確認されたものである。
この第2象限における2曲線a2.bzは第3象限のa
3.b3の範囲に対応して現われる。
この結果、原稿濃度に対する画像濃度は、同図の第1象
限の曲aax、brにて示される特性となる。つまり、
条件−足下において、露光光量を原稿に対して直線a4
で例示されるように与えた場合、曲線a3により静電記
録紙16の誘電M17上にはポジ静電像が現われ、反転
現像することなしに曲線a2の如く″g像化され、最終
的に曲線a1で示されるポジーポジの画像を得ることが
できる。一方、露光光量を直線b4で例示されるように
与え、反転現像をしない場合には、曲線b1で示される
ようなネガ−ポジの画像となってしまうことがわかる。
ここで5曲線atで示される画像には次のような特徴が
ある。まず、曲線b3で示される誘電層17上の電位を
反転現像する場合、従来例で説明したように、マイクロ
フィールドの影響により反転T!!、像自体が困難であ
り、原稿画像にライン像やソリッド像(面積像)が混在
する場合には、均−一な反転現像の画像を得ることはほ
とんどできないに等しいものである。又、後述するよう
に、本プロセス、特に第5図の第3象限の様態の説明に
誘?[17上の電荷が移動するモデルを考慮しており、
その結果と思われるが、曲@ b zで示される中間濃
度領域には静電記録紙16のミクロな静電特性のムラに
よる画像ムラが発生する。これに対し1曲aa2で示さ
れる条件の場合には非常シこ均一性が高いものとなる。
更に、第5図において第2象限の2曲!az+bzを比
較すると明らかなように、曲線a2は低電位にも拘らず
高画像濃度が得やすいことがわかる。この結果、感光体
11と静電記録紙16との剥離時のノイズ、現像能力等
に対して有利なものとなる。
どころで、第5図において第3象限に示す曲線a3.b
3は、直流電源22により印加される直流電圧■0を変
えることにより移動する。例えば。
直流電圧Voを高くすると低光量側(グラフ下方)に移
動し、直流電圧Voを低くすると高光量側(グラフ上方
)に移動する。又、直流電圧vOを高くした場合には、
静電記録紙16上の表面電位のピーク値も増加する。と
ころが、直流電圧V。
が低すぎる場合、例えばvo=soovとしだときには
、第3象限に現われる曲線が第6図に示すような曲vA
e3となり、曲線a3に対応する部分がなくなってしま
う、更シこ、この場合には露光光flk(QogE)−
表面電位Vs  (V)特性が一義的でなくなる0例え
ば、同一露光光量であってもその露光時間が長い(つま
り、照射光量は少ない)場合には、矢印で示す方向に飽
和電位が変動することになる。
従って、第5図の第2象限の曲線a2として示される特
徴はいかなる条件下でも提示されるもの゛ではない。例
えば1本実施例による実験例では、VO==500V程
度では通常現われず(長時間の露光により現われる場合
もあることが確認されている)、Vo:600〜700
vで現われたものである。もつとも、700Vを越える
範囲については、電極部のリークにより十分な特性が把
握されていないので現在のところ不明である。又、荷重
による押圧力の変化や感光体11、静電記録紙16の特
性によっても多少影響を受ける。但し、市販の各種静電
記0紙や通常の複写機用の普通紙(例えばリコー製TY
PE6200)であっても。
第2象限に示した特徴と同様な特徴が得られたものであ
る。
このように、前述した説明によれば、露光工程においで
ある程度以上の露光光景を与えることにより、誘電層1
7上にポジ静電像を得ることができ、よって、困難な反
′@現像を行なうことなくポジ画像を得ることができる
。第5図によれば、露光光量がおよそ5XIO−’ 〜
4XIO−’  (J/cut)の範囲であれば十分な
Va調を有する作像が可能となる。又、露光光量を更に
増加させても階調は乏しくなるものの、不必要な原稿の
汚れなどを画像上に再現しないためには有効な手段とな
るものである。
ここで、第5図の第2象限に示した曲線a2の発生につ
いてのメカニズムを推定してみる。第7図に示す感光体
11と空気間隙21と静電記録紙16とは、各々の容量
をCp、Ca、Cdとする直列コンデンサモデルとして
考えることができる(第8図)。しかして、直流電源2
2により一定の1α流電圧を印加した状態で露光光量を
順次増加させた場合を考える。
(、)露光無しあるいは露光してもその光量が微弱な場
合。
まず、直流電圧Voが各層に分割して印加される。各層
の分圧は(総静電容量)・(直流電圧)/(各層の静電
容量)により計算される。今、各層の静電容量を第9図
(、)に示すように、CPS =to°EPl /Lp
、Cミニto/La、Cd=to°εd/Ldとすると
、総静電容量C01は であり、各層の電圧VPI 、 Vat 、 Vdtは
次のように示される。
Cd ここで、E=Eo Xtに関して、Ca=一定。
Cd =一定とするものである。又、Lp 、 La 
+Ldは各層の厚さである。
この時、空気間隙21の分圧Var  がパッシェン放
電開始電圧Vgに対してV O1≦Vgの関係にあれば
、放電が起こらない、従って、感光体11の表面電位U
ps 、  静電記録紙16の表面電位Udl は共に
0となり、感光体11と静電記録紙16との剥離後は静
電記録紙16上に電荷が残らないことになる。
(b)fs光光量を増加させた場合。
この場合、感光体11の静電容量を第9図(b)に示す
ように、CR2=to−tp2/Lp゛とする。
これにより、総静電容量CO2は となり、各層の電圧Vpz 、Vg2.Vdzは次のよ
うに示される。
Vdz =□・vO Cd ここで、このケースのように露光光量が増加すると、そ
の光量に対する量子効果により感光体。
特に本実施例による処方、構成の感光体11の場合には
、その電荷移動層12中を電荷が移動して感光体11の
分圧VP2  が下がる。これは、感光体11の静電容
量Cpないし誘電率εPが増加すると考えても差し支え
ない。即ち、CPL<CR2、εpx<tp2となる。
直流電圧vOは同じであるので、Vaz>Vatとなっ
て、空気間隙21の分圧va2 が上昇し、パッシェン
放電開始電圧Vgを越えてVaz>Vgとなる。この越
えた分の電圧UO2=Vaz−Vgにより感光体11・
静電記録紙16間で放電を起こす、これにより、感光体
11の表面電位U P 2、静電記録紙16の表面電位
U d 2  は静電容量により分割されて各々次のよ
うになる。
(7A これらの表面電位Up2.Udzに相当する電荷が各々
感光体11.静電記録紙16の表面に蓄積される。この
場合、空気間隙21の分圧Vaは露光光量の増加ととも
に上昇するため、第5図にb1〜b4で示されるネガ静
電像あるいはネガ画漁が形成されることになる。
(C)更に露光光量を増加させた場合。
まず、rj3光体11の静電容量を第9図(c)に示す
ように、Cp:+=to・εP3/LP とする。これ
により、総静電容量CO3は で示される。
露光時間の増加比より露光光量を更に増加させ    
 ゛ると、電界中に置かれている静電記録紙16、特に
その誘電層17界面の電荷が第9図(c)の如く移動す
る。このとき、ミクロなレベルで電荷密度にムラがある
と、全体しこ均一化(緩和化)される。
一方、感光体11においては電荷移動層12中ないしは
その界面に第9図(c)に示すようにチャージトラップ
が発生し、感光体11の分圧Vpが徐々に増加する。こ
れにより空気間隙21の分圧Vaは低下する。これらの
理由により、剥離後の静電記録紙16に蓄積されている
電荷が外部に示す表面電位Udは、露光光量の増加と共
に、以前とは逆に減少を始める。つまり、光量の多い領
域に表面電位ないしは表面電荷量の少ない傾向をもつポ
ジ静1+aaが形成される。この結果、第5図にa1〜
a−iで示されるポジ静電像あるいはポジ画像が提示さ
れるものと°考えられる。
これを式により説明する。今、露光光量の増加により増
加する感光体11の分圧■P 3  をV P 3=v
P’ とすると、空気間隙21の分圧Va:+、静電記
録紙16の分圧Vcl:+I士各々しd で示される。
これらの式に対応させて表現するため電圧Vpを用いて
Vpコを示せば で表わすことができる。
そして、当初においてはVa:+  >Vgにより、ケ
ース(b)で説明した場合と同様に、パッシェン放電開
始電圧を越える電圧骨UO3= Vaコ−Vgにより放
電を起こし、感光体11、静電記録紙16の各々の表面
電位Up3’ 、Ud:+ ’ はCd UP3 ’ = −9UO3 CF2 + Cd となる。
しかして、上述したように露光光量を更に増加させると
、これらの表面電位UP3’ 、Ud+ ’ が次に示
されるUp3.Ud3に各々変化することに    ′
なる。
Cd UP3 = −0UO3+ VF Cp3+ Cd 但し、2は+、−のチャージ間距離であり、Z<Ldで
ある。
上述した説明により、露光工程においである程度以上の
露光光量を与えることにより、ポジfrp電像を得るこ
とができることがわかる。ところが、ある程度以上の照
射光量を与えても、原稿からの反射光、フレア光その他
の露光光量が極めて少ない場合、あるいは透過型の原稿
で透過率を極めて低く、露光光量も極めて少ないような
場合には、これに対応する部分ではほとんど静電像が形
成されない。この結果、このgA域は露光光量が極めて
多かった領域とともにほぼ無電荷状態ないしは無電位状
態となり、両者を区別できなくなる。かといって、光像
としての照射光量を更に多くすることは、静?!!像形
成条件として種々の不利な点を招くことになる。
しかして2本実施例では、第1図(b)に示す光像の露
光工程の前に、同図(a)に示すように直流電源22に
より直流電圧Voを印加した状態で、光′g30により
全面露光を行なうものである。つまり、第5図で示した
直線a4によれば、5Xlo −’ −4X 10−’
  [J /cII?) ノm光3’lニテ作像すれば
ポジ静電像を形成できるわけであるが。
この第5図によれば、5X10−’  (J/cJ)な
る光量は光像(原稿画像の明暗)に関係なく、全領域に
共通に必要な最低光量であることも理解し得る。従って
、本実施例では、第1図(a)の工程において1例えば
5xlO−’  (J/ant)なる露光光量にて全面
露光を行ない、第1図(b)の工程で例えば0〜4X1
0−’  (J/cd)なる光量の光像の露光を行なう
ことにより1合計として露光光量をある程度以上として
第5図の曲線a3の如き特性を得るものである。
静電像形成後は、第1図(c)に示すように、!!5光
体11と静電記録紙16とを剥離し、同図(d)に示す
ようにトナー31で現像し、同図(e)に示すように定
着すればよい。
なお、本実施例では、光像の露光の前に全面露光を行な
うようにしたが、第5図の第3象限に示される曲LA 
a 3は露光光量に依存した静電像特性であるため、光
像の露光(第1図(b))の後に全面露光(同図(a)
)を行なうようにしてもよいことは容易に理解し得る。
又、この第1図(a)(b)に示した両工程は直流電圧
Voを印加したまま連続的に行なってよいが、一旦直流
電圧vOの印加を断った後で次の工程を再開させるよう
にしてもよい。
本実施例では、感光体11に透光性を持たせ、この感光
体11の背面から露光して電荷発生層13に光を注入し
ており、露光光量に対する電荷発生層13への注入光量
は約35%であった。もつとも、静電記録紙16に透光
性を持たせ、第2図において感光体11と静電記録紙1
6とを裏返しした状態とし、この静電記録紙16の背面
から露光するようにしてもよい。この場合、静電記録紙
16、特にその誘電層17の透過率を上げることは困難
な点があり、感光体11の電荷発生層13への光の注入
効率は悪化するものの、この注入光量を本実施例の場合
と同一にすれば、第5図の場合と同様な特性が得られ、
システムの構成に大幅な自由度が与えられる。
又2本実施例では、記録体として静電記録Mc16を用
いたが、普通紙その他の紙、布、プラスチックスあるい
はフィルム等の誘電性シートであれば、背面側に電極を
別部材として設けて密着させて使用することにより、同
様にポジ静電像を形成することが可能である。但し、一
般的にこれらの材料は、主としてその厚みにより1If
fl?I!容量が小さく、結果的に空気間隙の分圧が低
減してしまうため、得られる画像濃度が低くなってしま
うとか。
あるい11直流電圧Voを高(する必要が生ずる。
例えば、前述したTYPE6200の紙を用いて、本実
施例方式により作像した場合、得られた画像濃度は0.
3程度と低いものであった。
更に、本実施例では原稿として透光性原稿26を用いた
が1通常の原稿を用い、複写装置に見られるようにその
原稿からの反射光を照射するようにしてもよいことは容
易に理解し得る。
効果 本発明は、上述したように光像の露光過程の前工程又は
後工程として所定露光光量による全面露光を行ない5合
計として全体の露光光量を一定光量以上となるようにし
たので、記録体の誘電層上に、光量の多い領域に表面電
位ないしは表面電荷量の少ない傾向を持つポジ静電像を
安定して形成することができ、よって、困難な反転現像
を行なうことなく、ポジ画像を得ることができ、結局、
ネガ原稿等を用いることなく通常の原稿を用いて自由な
作像を行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第9図は本発明の一実施例を説明するため
のもので、第1図(a)〜(e)は工程順に示す断面図
、第2図は実験装置の概略側面図、第3図は拡大して示
す感光体の断面図、第4図は拡大して示す静電記録紙の
断面図、第5図は実験結果を示す各種特性図、第6図は
直流電圧を低くした場合の特性図、第7図はモデル化し
て示す断面図、第8図は等価回路図、第9図(、)〜<
c、>は露光光量に応じた動作を説明するための断面図
、第10図は従来例を示す断面図である。 11・・・感光体、12 ・電荷移動層(感光ys> 
。 14・・・電極層、16・・・静電記録紙(記録体)、
17・・・誘電層、19・・・ベース(電極層)、21
・・空気間隙、22・・・直流電源 出 願 人  株式会社 リ コ − 、P12図 、加 、%(3図   5u′□ 凪  J5           J’4  11J3
5 図 30 図 57 図 J3q図 (a)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電極層及び感光層を有する感光体と、少なくとも誘電層
    を有して電極層が導電処理により形成され又は別個に設
    けた電極層が密着される記録体とを設け、この感光体と
    記録体との少なくとも一方に透光性を持たせ、これらの
    感光体の感光層と記録体の誘電層とを空気間隙を介して
    対向密着させ、双方の電極層間に直流電圧を印加すると
    ともに、感光体と記録体とのうち透光性を持たせた部材
    の背面側から光像を露光して記録体の誘電層上に静電像
    を形成し、この光像の露光の前又は後に前記電極層間に
    直流電圧を印加した状態で所定露光光量の全面露光を行
    なうことを特徴とする静電像形成方法。
JP23200284A 1984-11-02 1984-11-02 静電像形成方法 Pending JPS61110170A (ja)

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JP23200284A JPS61110170A (ja) 1984-11-02 1984-11-02 静電像形成方法
US06/793,914 US4628017A (en) 1984-11-02 1985-11-01 Electrostatic image forming method

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JP23200284A JPS61110170A (ja) 1984-11-02 1984-11-02 静電像形成方法

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