JPS6127572A - 電子写真装置 - 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】 （技術分野） 本発明は電子写真装置、特に感光体としてアモルファス
シリコン感光体を使用し、形成された静電潜像は摩擦帯
電により電荷の付与された一成分現像剤により現像され
、得られた顕画像は転写機に静電転写され、そしてこの
転写機は感光体から静電分離されるように構成された電
子写真装置に関する。

（技術的背景） 一成分現像剤を使用する電子写真装置、即ち、トナーと
キャリアの混合物（二成分現像剤）ではなく所謂トナー
のみを感光体に供給して静電潜像を現像する電子写真装
置では、上記トナーに、スリーブ等、トナー担持体との
間の摩擦力や、トナーに押し付けられた金属や合成樹脂
体との間の摩擦力、或いは感光体に供給される位置以前
の位置でトナーと撹乱接触される金属、ガラス、合成樹
脂粒子との間の摩擦力によって、電荷が付与される。し
かしながら、斯様に摩擦帯電された一成分現像剤の比電
荷は、通常絶対値で略５ＩＬｑ／ｇ以下程で、ごく小さ
いものでしかない、而してこのように小さい比電荷であ
ると、放電器により転写機の背面に現像剤の帯電極性と
逆極性の電荷を付与して感光体から転写機表面に現像剤
を転写する、所謂静電転写に際して、転写高率が低いも
のとなってしまう。

転写高率が低いと転写機に得られた画像の濃度は低く、
−力感光体に残留する現像剤量が多くてクリーニングの
負担となるし、また不経済でもある。

また、転写後、転写機背面に、現像剤の帯電極性と同極
性の直流若゛シ＜は交流の放電器により電荷を流して転
写時背面に与えられた電荷を除電し、これにより転写機
の感光体方向への静電吸着力を解放、乃至軽減して転写
機を感光体から分離する、所謂静電分離に際して、上記
のように現像剤の比電荷が小さいと転写機に対する静電
吸着力が更に一層弱められ、感光体の強い電位に引かれ
て現像剤が再び感光体の方に再移動（再転写）してしま
う不都合や、転写、分離後転写機が定着ローラ部へ搬送
された際、ローラとの圧接による画像決壊や、ローラの
帯びている静電気力による現像剤飛び散り等の不都合が
生じてしまう。

一方、前記現像剤を吸着する感光体の画像暗部領域の電
位が高いままであると、静電転写に際し、その感光体画
像暗部領域電位に対して、転写機背面に与えた電荷によ
る転写電界が十分に強くとれず、転写不良や転写画像白
抜は現象が発生する。特に前記のように比電荷の小さい
一成分現像剤を使用する場合や、高温多湿下に於いて転
写用放電器によって与えられた電荷が転写機からリーク
しやすい条件下に於いては、如上の不都合が頻発する。

また、静電分離に際して、感光体画像暗部領域の電位が
高いままであると、そこに対応して静電分離用の電荷が
多量に流れ、転写機のその対応領域を過剰に除電してし
まう、これによって前記比電荷の小さい一成分現像剤の
転写機に対する静電吸着力が一掃弱められ、前記再転写
が多量に生じて転写像上に欠落部が発生し、或いは定着
ローラ部での画像乱れが発生するという事態が惹起され
る。また転写機の先端部に前記画像暗部領域が広面積で
ある場合と、斯かる領域がないか、あっても小面積の場
合とでは。

転写機先端部に対する静電分離用の電荷の流量が相違し
、その部分の除電量が異なってしまうことになる。かく
して上記２つの場合で転写機の分離性が異なり、安定し
た分離が達成できないことになる。

従来、現像後、転写前に感光体に放電器によりトナーの
電荷と同極性の電荷を印加して、感光体の画像暗部領域
の電位を低下させ、トナーの比電荷を高めるか、或いは
感光体を照明して上記画像暗部領域の電位を低下させる
技術は夫々公知である。

而して、セレン感光体のように静電容量の小さい感光体
（例えば、誘電率６．７．厚み７０ルのセレンの静電容
量は８０ｐｆ／ｃｍ″）の場合は、放電器による電荷付
与だけで感光体画像暗部領域の電位も画像明部電位近傍
まで十分降下させることができ、またトナーの比電荷も
適正な値（絶対値で８乃至２５　＃Ｌｑ　／　ｇ　）に
上昇させることができる。しかしながらアモルファスシ
リコン（以下ａ−３ｉと略記）感光体のように静電容量
の大きい感光体（例えば誘電率１２、厚さ２０終のａ−
３ｉ（７）静電容量は５０５　Ｐ　ｆ　／　ｃｒｎ’）
の場合、電荷付与でトナーの比電荷を絶対値で所望の８
〜２５ｕｑ／ｇにしたとしても、感光体画像暗部領域の
電荷は十分除電できない、たとえば暗部電位４００ｖ明
部電位５０Ｖに設定した場合、トナーの比電荷を絶対値
で８〜２５ｐｑ／ｇになる様に電荷を付与すると、感光
体電位は暗部電位４００Ｖから除電後２００〜３００ｖ
までしか減衰せず、画像明部電位までにはいたらない、
従って転写効率はまだ低く、静電分離時も前述の理由に
より分離が不安定である。逆に画像明部電位を画像明部
電位近゛゛傍まで低下させるような除電を行うと、トナ
ーの比電荷は絶対値で２５　終ｑ／名以上になり、トナ
ー同志の静電反発力が強くなって像のトビチリ等の画像
の乱れを生じる。尚、トナーの比電荷が８ｕｑ／ｇより
小であると、前記のように転写効率が低く、また静電分
離時再転写が生じやすく、定着ローラ部分での飛び散り
が生じ易くなる。又現像後転写前に帯電器を設ける場合
、空間的スペースの面で制約があり、小さな帯電器で静
電容量の大きいａ−Ｓｉ感光体を除電するには大電流が
流れリーク等が生じ易くなる。

一方、感光体を照明して除電する場合、トナーの比電荷
は向上しないから、転写効率もまだ不安気味であり、更
に高湿時、転写機の背面、電荷がリークして、十分な転
写電界がかからない場合や、静電分離時の転写機除電に
より、トナー像のトビチリ、再転写等の画像の乱れを生
じるのみならず、トナーの付着した感光体画像暗部領域
には、光はトナー粒子間の隙間を迷光の如く通過して到
達する為、この領域を画像明部領域の電位まで低下させ
るには担当の光量が必要である。その為、画像明部領域
と暗部領域との間に大きな光メモリー差が生じ、これが
次回画像形成時、画像劣化を招来してしまう。

以上のように、静電容量の大きＩ／Ｘ５Ｌ−３ｔ感光体
に摩擦帯電により電荷を付与され、従って比電荷の小さ
い一成分現像剤を供給し、顕画像を転写機に静電転写し
、転写機を感光体から静電分離するようにした電子写真
装置に、現像後、転写前の処理として、従来の如く放電
器による電荷付与だけを行っても感光体の適切な除電及
びトナーへの適切な電荷付与の両方の条件を満足するこ
とができず、一方、光の′照射のみを行ってもトナーの
比電荷を高めることはできないばかりか、感光体の画像
暗部領域を適切な電位に除電しようとすると光メモリの
影響が甚だしくなるという不都合が避けられず、いずれ
にせよ満足のゆく結果は得られない。

（目的と構成概要） 本発明は前記の各種不都合を一挙に解決し。

前記のように静電容量の大きいａ−３ｉ感光体と、比電
荷の小さい一成分現像剤を用いた電子写真装置に於て、
安定した転写画像を長時間提供する事を目的とする。さ
らには上記装置に於いて、安定した静電分離の可能な装
置を提供する事を目的とする。

而して本発明の電子写真装置は、アモルファスシリコン
電子写真感光体に形成された静電潜像を、摩擦帯電によ
り電荷の付与された一成分現像剤により現像し、得られ
た顕画像を転写機に静電転写し、この転写機を上記感光
体から静電分離する電子写真装置に現像後、転写前の位
置で、感光体に対して上記現像剤の帯電電荷と同極性の
電荷を印加する放電手段と、この放電手段による電荷印
加位置と同位置、又は前若しくは後の位置で感光体を照
明する照明手段と、を備えたものである。

（実施例） 第１図は本発明の詳細な説明図である０図に於いて、ｌ
はドラム状に形式されたａ−３ｉ感光体であり、矢印方
向に回転する。この感光体１として、以下、正極性に帯
電可能なものを使用した例を説明するが、本発明は負極
性に帯電可能なａ−５ｉ感光体を使用する装置にも適用
できる。

感光体ｌは回転に従って放電器２により正極性に帯電さ
れる。この帯電後、感光体１には被複写原稿の光学像、
或いは被記録電気信号により変調されたレーザービーム
等の情報光が露光手段３により露光され、これによって
感光体ｌには静電潜像が形成される。この潜像の暗部領
域（つまり情報光に照射されなかった領域）の表面電位
（暗部電位ＶＤ）は例えば＋４００Ｖであり、明部領域
（つまり情報光に照射された領域）の表面電位（明部電
位ＶＬ）は例えば＋５０Ｖである。

上記潜像は、感光体１に一成分絶縁性現像剤（トナー）
を供給する現像器４によって現像される。この例では現
像！！４は磁性トナーを使用するものである。そしてこ
のトナーはホッパー７からスリーブ５に供給され、回転
する非磁性スリーブ５によって担持搬送される。スリー
ブ５の内側にはマグネット６が配置されており、トナー
をスリーブ５上に磁気的に引き付けている。而してスリ
ーブ５の回転によってトナーはスリーブに摩擦され、そ
れによって絶縁性トナ−は前記暗部電位とは逆極性、即
ち負に帯電させられる。而してこの摩擦帯電により帯電
せしめられたトナーの比電荷は小さく、前記のように絶
対値で５ｇｑ／ｇ以下である。

上記スリーブ５と感光体ｌとの間には微小間隙が形成さ
れているが、このスリーブ５上には周知の磁性ブレード
８等の手段によりこの間隙幅よりも薄いトナ一層が形成
される。そしてスリーブ５には電源９により現像バイア
ス電圧が印加されているが、仁の電圧は地力ブリを防止
する為に暗部電位、明部電位の間の値の直流電圧が重畳
された交流電圧である。この交流バイアス電圧をスリー
ブ５に印加することによって、上記間隙部に於いて、ト
ナーは感光体ｌとスリーブ５間を往復飛翔し、最終的に
は感光体の暗部電位債城に適量゛のトナーが付着した現
像画像が得られる。

上記例では現像バイアスに交流を使用したが、直流バイ
アスを利用し、またトナーにより磁気ブラシを形成して
感光体を摺擦する現像法も採用できる。またトナーの帯
電もスリーブ５との摩擦によるもの以外に、トナ一層を
スリーブとの間で金属、合成樹脂等で押圧するとか、ホ
ッパ４内に金属、ガラス、合成樹脂等の粒子を混入し、
これとトナーとを撹乱させてトナーを摩擦帯電させても
よい、後者の例では、上記粒子はブレード８等によりホ
ッパ７内に留められ、スリーブと感光体間の前記間隙部
に移動せしめられない。尚また、本発明は一成分非磁性
現像剤（非磁性トナー）を使用するものも利用でき、そ
の場合、上記ホッパ内での粒子との撹乱によるトナー摩
擦帯電は有効な方法である。

上記の如くして現像された画像を担持した感光体は、現
像後、転写前処理位置を通過する。

この位置に於いて感光体１はランプ１０により照明され
、また放電器１１によりトナーの電荷と同極性、即ち、
放電器１１による感光体帯電極性と逆極性の電荷が付与
される。而してこの放電器１１により付与される電荷に
２よりトナーの帯電電荷城は増大され、比電荷が絶対値
で８乃至２５　ｇ　ｑ　／　ｇにまで高められる。一方
、感光体１には上記のように光が照射され、かつ感光体
１の表面電位と逆極性、即ち負の電荷が放電器１１によ
り与えられるので、前記暗部電位。

も明部電位近傍にまで除電減衰する。従って感光体暗部
電位領域に対するトナーの付着力は減少する。以上、後
に詳述する。（尚、本明細書では現像剤の比電荷は、オ
ーム社から昭和５６年５月３０日刊行された静電気学界
編の「静電気ハンドブック」第４１９頁所載の吸引ファ
ラデーゲージ法によって測定されたものである。） 上記゛の現像後、転写前の処理後、感光体ｌは転写位置
に至るが、この位置に普通紙等の転写器１２が搬送ロー
ラ１３により供給される。而して転写機１２の背面には
放電器１４によりトナーと逆極性の電荷が印加され、こ
れによって形成される転写電界によりトナーは感光体ｌ
から転写機１２の表面に転写される。前記現像後、転写
前処理によってトナーの比電荷は絶対値で８乃至２５　
ＩＬｑ　／　ｇに増大しているし、また感光体暗部領域
の表面電位も明部電位近傍にまで低下しているので、転
写効率が高く、高湿時も十分な転写効率が維持されまた
トナーの比電荷も絶対値で２５μｑ／ｇ以下なのでこの
転写時、及び次の分離時もトナー同志の反発による像の
飛び散りもない。

１５は転写用の放電器１４の次に設けられた分離用の放
電器で、放電器１４とは逆極性の直流、乃至斯かる直流
電圧に交流電圧を重畳して形成される放電電荷を転写器
１２の背面に付与し、放電器１４で転写機背面に付与さ
れていた帯電を除去乃至軽減する。これにより感光体ｌ
から範写機には分離する。前記のようにトナーの比電荷
は絶対値で８ｐＬｑ／ｇ以上に増加されているし、また
感光体の暗部領域の電位も明部電位近傍にまで低下せし
められているので、放電器１５により転写機１２の背面
が除電されてもトナーが転写機から感光体に再転写する
ことはない。また、感光体全体の電位が均され、暗部望
域と明部領域の高低差が十分小さくなっているので、放
電器１５による転写機の除電量も適度となり、転写機ｊ
感光体からの分離安定性も増す。

分離後、転写機１２は、表面に四弗化エチレン樹脂やシ
リコーンゴム等の離型性材料被覆を有する加熱定着ロー
ラ対１６に送られ、このローラ対１６によりトナー碌が
転写機１２に定着される。前記のようにトナーの比電荷
は絶対値で８ｐｑ／ｇ以上に増加しているので、トナー
の転写機に対する静電付着力は強く、従ってローラ対１
６が摩擦帯電していてもトナー像の損傷は防止できる。

一方、前記転写機分離後、感光体１表面に残留したトナ
ーはクリーニング装置１７で除去され、次いで感光体１
はランプ、ＬＥＩ）等の光源１８により除電され、再び
前記放電器２により帯電されて画像形成工程に使用され
る。

前記のように現像後、転写前処理に於て感光体１を除電
する光源１０は、放電器１１と協働して感光体を除電す
るのでその光量は十分小さく押えることができ、感光体
の暗部、明部領域間に、次回画像形成時に画像劣化させ
る程のメモリー差は生じさせない。従っていての画像形
成工程でも良質の画像を形成できる。

さて第１図で、放電器１１には直流電源２０が連結され
た交流電源１９が連結されている。

交流放電することにより、感光体の表面電位の高い領域
（暗部領域、正極性）に対しては負電荷が多く流れ、こ
の部分に付着しているトナーの比電荷を高め、一方表面
電位の低い領域（明部領域）に対しては負電荷は流れに
くいからこの部分にカブリとして４１着しているトナー
の比電荷はあまり増加せず、転写時に置けるカブリトナ
ーの転写抑制に好都合である。尚、直流電源２０は設け
なくてもよいが、上ナーと同極性の電荷放電量の増大の
上で効果がある。また交流電源１９ではなく、直流電源
２０のみを放電９器１１に連結してもよい。

放電器１１のシールド板には光学的開口が設けられてお
り、ここにアクリル系、ポリカーボネイト系等の透明樹
脂又はガラス等の防塵透明板２１を設け、光源１０の汚
れを防止している。

光源ｌ、０の放射光は透明板２１を通して、放電器１１
が電荷を付与しているのと同一位置で感光体１を照明し
ている。

しかし光源１０による感光体熱頁位置は上記位置に限ら
ず、放電器１１による電荷付与位置よりも前の位置でも
よく、或いは１０′に示す位置に光源を配置して、放電
器１１による電荷付与位置よりも後であって、転写前の
位置にて感光体を照明してもよい。この後者の１０′の
位置を使用する例に於いては、光により感光体を除電し
ない前に放電器ｊ１により電荷を付与するので、放電器
ｌｌが前記のよ３に交流放電するものである場合、感光
体暗部領域にはトナーと同極性電荷の流れが促進され、
転写されるべきトナーの比電荷の増大に効果がある。

尚、光源１０としてはタングステン球、蛍光灯、発光ダ
イオード、エレクトロンミネツセンス素子等が使用でき
るがａ−Ｓｉ感光体が感度を有する波長域の光、つまり
６００ｎｍ以下の波長領域に主たる分光分布を有する光
を使用するのが好ましい。

以下、本発明に係る実験例を説明する。

第２図で曲線Ａは放電器１１による電荷付与がなく光源
による露光だけの場合の感光体暗部領域の表面電位の収
束であり、Ｂは上記電荷印加と露光を行なった場合の電
位収束である。ここでの表面電位とは、暗部領域の上に
充分な現像トナーが付着している場合の表面電位である
。

放電器１１の出力は差電流量で１００！Ａに固定してお
く。（尚、この実験では放電器１１の電源は、ＡＣ電源
にＤＣ電源を重畳させたものを用いた。差電流量とは正
電流と負電流の差分であり、本実施例では負電流量を多
くし、この差分つまり負Ｄ−Ｃ電流分を表わす、）曲線
Ａに示されるように、露光のみの場合には、トナー像が
あるために露光量を２１ｕｘ。

ｓｅｃにしても表面電位は２２０ｖまでしか降下しない
、しかし電荷付与と露光を行なうとＢのように露光量が
２１ｕｘ、ｓｅｃで１００Ｖ以下まで表面電位が降下す
る。換言すれば、露光のみを与えて暗部領域の潜像電位
を明部領域の潜像電位近傍にまで降下させるには露光量
を相当多くしなくてはならないが、そうすると明部、暗
部領域間の光メモリー差が大きくなって、次回画像形成
時画像濃淡模様が発生するようになる。

第３回の曲線Ｃは放電器１１による電荷付与だけで露光
が無い場合、Ｄは電荷付与と露光（１，６１ｕｘ、５ｅ
ｃ）を行なった場合の感光体暗部領域のトナー付着状態
での表面電荷収束である。Ｃのように電荷付与だけでは
暗部領域表面電位の明部領域、表面電位近傍への収束が
困難であり、電荷付与及び露光ではＤのように差電流は
少量だけでも暗部領域電位の明部領域電位近傍への収束
は充分性なえる。このように相剰効果として少ない露光
量と少ない電荷付与−量で楽に表面電位降下が可能とな
る。

特に感光体ドラムとしてアモルファスシリコン感光体を
使用する場合には、感光体の静電容量が大きいために、
電荷付与だけでは大電流量を流さないと、感光体暗部領
域電位は明部領域近傍まで降下しない、大電流量で電荷
を付与した場合には、第４図に示すようにトナー比電荷
量が絶対値で２５ｇｑ／ｇを越える不都合な量まで上昇
し、前記の如くトナー同志の静電反発力で像が飛び散る
等の不都合を生ずる。つまりトナー比電荷量を適切な量
に納めるためには。

電荷付与量には、最大限界が存在し、感光体の表面電位
を下げるために大量の電流を流すことができない、ここ
で電荷付与による感光体暗部電位降下の不足分は露光で
補うようにする本発明が有効となる。一方、前述したよ
うに転写前露光を与えると、暗部領域にはトナーが付着
しているため、トナーで遮光され、暗部領域の感光体照
度は明部にくらべ低下し、ｎ光量が暗部と明部で異なり
、従って感光体の受ける光メモリーも異なる。かくして
明部は暗部より光メモリーが大きいため、次回画像形成
時、前回暗部は前回明部に比べて相対的に電位が高くな
り、ハーフトーン画像をとった時中にポジの前回画像を
生じる事になる。

第５図は転写前露光量を横軸にとり、原稿台にハーフト
ーンと黒部を有する原稿を置いて常にハーフトーンの濃
度が０．５になる様に現像手段を調整した場合、前回黒
原稿部に相当する部分の今回ハーフトーン部の画像濃度
がＧであり、前回ハーフトーン原稿に相当する部分の今
回のハーフトーン画像部の濃度がＨである。ハーフトー
ン画像標準灰色濃度（０、５）よりも０．１高い程度が
、限界であり、それ以上になると、画像が前回のものと
次回のもので重なり合って、画像の混乱したものとなっ
てしまう。

従ってこの例では転写前露光量は２１ｕｘ。

ｓｅｅ以内に押えることが望ましい。

第６図には、感光体暗部領域表面電位を下げ“た場合の
効果を示す０表面電位が下がると感光体とトナーの静電
吸着力が弱くなり、転写を行なう場合に転写電流を少な
くすることができる。

ここでは９０％以上の転写効率を得るための必要転写総
電流を示しである。

第７図には、感光体暗部領域の表面電位と紙の剥離除電
量の関儂を示したものだが、表面電位が高くなると、一
度転写紙上に転写されたトナーが、剥離除電器で紙の背
面電荷が除電されたと同時に、感光体の静電吸着力によ
り感光体に再度転写してしまう、この再転写現象の特徴
は、表面電位が高くなるにつれて、再転写領域が大きく
なり、剥離及び画像良好領域が狭くなる。逆に、表面電
位を剥離除電前に充分に降下させれば良好領域は増大す
る。

（効　果） 以上本発明によれば、静電容量の大きいａ−３ｉ感光体
及び摩擦により帯電され、現像時の比電荷が小さい一成
分現像剤を使用する電子写真装置で、現像後、転写前の
処理に於いて、少ない露光量と少ない電荷付与量とでａ
−５ｉ感光体の暗部領域電位を明部領域電位近傍まで降
下させることができ、現像剤の比電荷も適切範囲まで増
大できるから、転写効率向上、再転写防止、転写機分離
の安定性向上、画像損傷防止が達成され、明、暗部間の
光メモリー差による画像劣化も防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図、第３図は電荷
付与及び露光による効果の説明図、第４図はトナー比電
荷と電荷付与量の相関説明図、第５図は光メモリー効果
の説明図、第６図は表面電位と転写電流の相関説明図、
第７図は表面電位と静電分離時現象の相関説明図である
。 １はａ−５ｉ感光体、４は現像器、１１は放電器、１０
、ｌＯ′は光源、１４は転写用放電器、１５は静電分離
用放電器である。 ｔｉ丸量 ｚｖ次！ 蕗を量 第６図 表面電位（裏写部２ 第７図 二　　　　　　表面を位

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アモルファスシリコン電子写真感光体に形成された静電
   潜像を、摩擦帯電により電荷の付与された一成分現像剤
   により現像し、得られた顕画像を転写機に静電転写し、
   この転写機を上記感光体から静電分離する電子写真装置
   であって、現像後、転写前の位置で、感光体に対して上
   記現像剤の帯電電荷と同極性の電荷を印加する放電手段
   と、この放電手段による電荷印加位置と同位置、又は前
   若しくは後の位置で感光体を照明する照明手段と、を備
   えた電子写真装置。