JPS62184486A - 画像形成装置 - 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】 〔概　要〕 本発明は二感光体の裏面から画像露光を行い、感光体表
面の明部にトナー画像を得る画像形成法において、かぶ
シ濃度および印字濃度ムラのない良好な画像を得るため
に、残留トナーの帯電電荷を除去するにあたって、感光
体の除電光量を半減’ｔ＆光工ｔ−ｗキーの０．５〜２
．５倍としたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、画像光を照射した感光体上の明部にトナー像
を形成して、表示或いは転写を行う画像形成装置に関す
るものである。

現在、電子写真＃ｉ１３録方式線方式写機あるいは光プ
リンタとして広く用いられておυ、帯電・露光・現像・
転写・クリーニング専の工程で記録を行う。

この記録方式は、コロナ放電によシ帯電させるものでお
るが、コロナ放電を用いることなく、記録・表示を行わ
せる方式も提案されている。

〔従来の技術〕

従来の電子写真記録方式は、例えば、第７図に示すよう
に、セレン等の光導電層１０２を有する記録ドラム１０
１を矢印１００の方向に回転させ、コロナ放電器１０３
によシ記録ドラム１０１の表面を一様に帯電させ、次に
、レーザ等からなる画像露光手段１０４によって画像光
を照射し、記録ドラム１０１上に画像光に対応した静電
潜像を形成し、次に、黒色微粒子のトナーを現像ｇ％１
０５によって付着させ、静電潜像を可視像化する。この
場合、トナーは、コロナ放電器１０８によって帯電され
た電荷と同一極性に帯電させ、電界によって静電的に記
録ドラム１０１上に付着させて現像するものである。

次に、トナー像は、コロナ放電器１０６によって記録紙
１１０をトナーとは逆極性に帯電させることによシ、記
録紙１１０に転写され、記録紙１１０上の転写トナー像
は、定着器１０７によって熱定着される。

また、記録ドラム１０１上に残留したトナーは、除電コ
ロナ放電器１０８によシ記録ドヲム１０１上の電荷とト
ナーの電荷とを中和し、フッ−ブラシ１０９によって除
去してクリーニングを行うと共に、記録ドラム１０１の
表面電位を略零とし、一連の画像形成、転写の工程が緑
シ返されることになる。

また、コロナ放電器を用いない方式として、例えば、特
開昭５７−１１９８７５号公報に示されている手段が知
られている。例えば、第８図に示すように、透明基体１
１１上に工Ｔｏ等からなる透明導電層１１）を設け、そ
の上に例えば６５μｍの厚さのＣｄＳ等からなる感光体
１１８を設け、更に成る程度の抵抗値を有する白色絶縁
層１１４を設けた記録フィルム１１５に、導電性磁性ト
ナー現像機１１６を対向配置し、この現像機１１６と透
明導電層１１）との間に電圧を印加しながら、半導体レ
ーザ等からなる光源１１７、ポリゴンスキャナ１１８、
ｆθレンズ１１９等によって透明基体１１１側から画像
露光を行うものである。

この画像露光によって、現像機１１６と配録体フィルム
１１５の透明導電層１１）との間に電圧が印加されてか
ら、光が照射されて抵抗値が低下した感光体層１１８の
部分に於いてトナーが静電的に付着される。一方、光が
照射されなかった部分は、絶縁１ｍ１１４の厚さを十分
に大きくしているから、トナーとの間の静電的な付着力
は弱いものとなシ、記録フィルム１１５上にはトナーが
付着しないことになる。従って、画像露光に対応したト
ナー像１）０が形成される。

画像形成後、光照射により誘起した電荷およびトナーに
誘起した電荷は、画像表示の一周期内に表面層を介して
放電し、次の画像形成時において磁気的に吸引されて現
像１１１６に回収される。

この場合、画像露光は、記録フィルム１１５の透明基体
１１１側から行うものであるから、トナー回収と、画像
露光と、現像とを同時に行うことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の従来の電子写真記録方式は、帯電、除電にコロナ
放電器１０８，１０８を用いるもので６Ｄ、コロナ放電
器は、数ＫＶの高電圧をコロナワイヤに印加する構成で
あるから、高電圧源が必要でちるとともに、湿度、粉塵
等の影響を受は易いので、信頼性が低い欠点がある。又
、コロナ放電器によって発生するオゾンが臭気を発生す
ると共に、オゾンが多いことによる人体への悪影響がお
る。更に、帯電、露光、現像、除電、クリ−・ニングの
６つのプロセスが必要であるから、装置が複雑となると
共に大型化する欠点がおる。

又、第８図に示すような従来の画像形成装置は、コロナ
放電器を用いない利点があるが、露光部分と非露光部分
とのトナーに作用するクーロン力の差異を利用して画像
形成を行うものでちるから、感光体層１１３を厚くしな
ければならない。しかし、厚い感光体層１１３を均一な
厚さに形成することは困難である。また、感光体層を厚
くすることによシ、材料使用量が多くなってコストアッ
プとなる欠点がある。さらに、感光体層１１３を厚くす
るに従って、記録フィルム１１５の透明導電膜１１）と
現像機１１６との間に印加する電圧啼高くする必要があ
ると共に、光感度が低下する欠点がある。

本発明は、上記欠点を解決する画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の画像形成装置は、透明基体ｌａ上に透明または
半透明の導ｔＭ７１ｂ、感光層１ｃをこの順で積層して
なる感光体１と、該感光体の感光層１ｃ上に略均一に現
像剤を付着する第１の現像手段２と、該現像剤が付着し
た感光体１に、該感光体の透明基体１ａ側から形成画像
に対応した露光を行う露光手段５と、該感光体１の非露
光部上の現像剤を除去するための第２の現像手段３と、
残留現像剤の帯！＠、荷を除去する光除電手段７とから
な如、該光除電手段７の除電光量を前記感光体１の半減
露光エネルギーの０．５〜２．５倍としたことを特徴と
するものである。

〔作　用〕

感光体１の除電光量を上述のごとく、最適化することに
よシ、かぶシおよび濃度むらのない鮮明な画像を得るこ
とができる。

〔実施例〕

本発明を説明する前に、先に提案した新規な画像形成法
（特願昭５９−１７ｆｌ１６８６号）の記録原理につい
て説明する。

この方式には、使用する感光体の移動度の相違によシ第
５図および第６図に示すような２種類の方法がある。第
５図は移動度の遅い感光体、例えば、無公害で安価な有
機感光体に対しても適用できる方法であシ、第６図は移
動度の比較的早い感光体、例えば、高速タイプの有機感
光体、Ｓｅ感光体、ＣｄＳ［光体等に対して適用できる
方法である。

先ず第５図の記録原理について概要を説明する。

感光体１）４は透明基体１）１．透明導電Ｊ１１１）２
゜光導電層１）Ｂを順次積層したものであシ、透明導電
層１）２がアースに接続されている。１）５は第１の現
像（ベタトナー現像）手段で具体的には、マグネットロ
ーラの表面に非磁性のヌリープを設けた構成であシ、こ
れに導電性磁性トナーあるいは、導電性鉄粉からなるキ
ャリヤと絶縁性トナーとを混合した２成分現像剤を投入
したものであシ、いわゆる磁気ブラシ現像機とよばれる
ものである。この現像機のヌリープと透明導電層１）２
間に電源１）６によって現像パイアヌ電圧が印加されて
いる。１）７は感光体上に形成された均一なベタトナ一
層である。１）８は画像露光手段で、具体的には七μホ
ックレンズおよびＬＥＤアレイからなるＬＥＤアレイ光
学系である。１）９は感光体層表面近傍のホトキャリア
であシ、これが潜像電荷となる。１８０は露光部のトナ
ーである。

１３１は非露光部のトナーを回収する第２の現像（コン
トラヌト現像）手段で、具体的には、均一なベタトナ一
層形成に用いたと同様な磁気ブラシ現像機である。この
第２現像機には第１現像機の現像バイアス電圧とは逆極
性の電圧が電源１８２によって印加されている。１８８
は非露光部トナーが除去されたトナー画像である。

次に画像形成手順を示す。

第５図において、現像機１）５に現像バイアスを印加す
ると共に、（ナー搬送を行うことにより、感光体１）４
０表面に均一なベタトナ一層を形成する。感光体１）４
の透明基体側よシ画像露光装［１）Ｂで画像露光する。

露光部では、光導電層１）−８内に発生したホトキャリ
ヤの内ペタトナ一層１）７と逆極性のキャリヤが表面方
向に移動し、潜像電荷となる。つぎに、逆バイアス電圧
に接続されている現像機１８１によ、９）ナー搬送を行
い、非露光部のトナー１８１を静電力によって現像機１
３１に回収する。この際、画像部のトナー１３０も僅か
に回収されるが、潜像電荷１）９とトナー電荷との静電
拘束力によって、大部分のトナーが感光体上に残シ、ト
ナー画像が形成畑れる。

このトナー画像を、必要ならば、通常の転写手段１３５
によって記録紙１８６に転写した後、感光体１）４上の
潜像電荷を光除電器１８７等にょシ除去し、感光体表面
に残留したトナーを第１現像機に回収する。この残留ト
ナーの回収と同時に次の画像形成が行われる。上記過程
を繰シ返すことによ多連続的な記録が行なわれる。

次に第６図に示す第二の提案原理について概要を説明す
る。

第５図と第６図と異なる点は、ペタトナー現像と画像露
光とを同時に行う像露光現像プロセスを採用した点であ
る。このため、像露光現像時に露光部においては、感光
体容量が見掛は上増加するため、露光部の付着トナー量
が多くなシ、露光部と非露光部とで、ある程度のコント
ラストのあるトナー画像が得られる。

このように移動度の早い感光体に対しては、第６図の方
式が有利であることがわかる。

しかし、これらの配録原理を実際の装置に適用して連続
的な画像形成を行うと、ややもすると、かぶシ濃度が高
くなったシ印字ムラが発生し易くなることが明らかにな
った。そこで、本発明者らはこの原因について調査した
。その結果を第４図に示す。

第４図において、除電光量が半減露光エネルギＥ０，６
の約０．５倍以下となると急速にかぶシ濃度が増加して
いる。これは、感光体と磁気ブラシ現像機とのＭ擦によ
シ感光体表面が摩擦帯電するためである。一方、半減露
光エネルギーＥ　Ｏ，５の約２．５倍以上となると、か
ぶシ濃度が徐々に増加している。これは、除電光量が多
いと感光体内で励起された会話の本トキャリャの内、一
部が第１現像機まで残シ、この残留ホトキャリヤが潜像
電荷として作用するためである。これらのことから、か
ぶシ濃度が零となる領域は除電光量が半減露光エネルギ
ーＥ０，６の約０．５〜２．５倍の範囲であることがわ
かる。

また、印字濃度に関してみると、除電光量が半減露光エ
ネルギーＥ０．６の約０．５倍以下となると、印字濃度
が低下する。これは、画像露光前に光除電器で光照射を
行うと光感度が増加することを意味している。これよシ
、高い光感度を得るためには半減露光エネルギーＥ０．
５の約０．５倍以上の光エネルギーを画像露光前に照射
する必要があることがわかる。

以上のことから、本発明者らが先に搗案じｆｃＷ像形成
法では、第１現像前に感光体の半減露光エネルギーＥ０
．６の約０．５〜２．５倍の光除電を行うことによシ、
かぶシがなくかつ画像濃度ムラのない良好な印字を得る
ことができる。

本発明の第１０実施例を第１図に示す。

記録ドラム１は、透明ガフスドラムｌａ上に透明導電膜
１ｂを真突蒸着し、その上にフタロシア外周には第１の
現像手段２である第１の磁気ブラシ現像機、第２の現像
手段８である第２の磁気ブラシ現像核、尋電性ゴムロー
ラからなる転写手段４および光除電手段７であるＬＥＤ
アレイパーを図のように配証し、さらに透明ガラスの内
側には２４０（ｉｐｉ、のＩ、ＥＤアレイおよびセμフ
ォックレンズ５ＬＡ−２０からなるＬＥＤアレイ光学系
５を設けた。

磁気ブラシ現像機２．８は、マグネットローラ上に非磁
性のスリーブを設けた構成である。現像剤としては、絶
縁性磁性トナーと導電性磁性トナーとを重量比８０％で
混合した２成分現像剤を用いた。絶縁性磁性トナーは、
導電性磁性トナーとの摩擦帯電によシ、約−１０μＣ／
ｇに帯電する。

第１の現像手段である磁気ブラシ現像機２には電源８に
よｊ５−５００Ｖの負電圧を印加し、第２の現像手段で
ある磁気プツシ現像＠Ｓには電源９により＋ａｏｖの正
電圧を印加している。さらに転写手段である導電性ゴム
ローフ４には電源１）によｆｉ＋５００Ｖの正電圧が印
加されている。透明導電層１１３は接地されている。

次に画像形成手段について以下に説明する。

先ず、この記録ドラムを矢印の方向に定常回転させる。

次に、第１の磁気ブラシ現像機２によシ負帯電トナーを
記録体の走行方向とは逆方向に搬送しながら負帯電トナ
ーを感光体１ｃ上に略均一に付着させ、ベタトナー現像
する。その後、画像露光手段５によシ画像パターンに従
って露光する。

露光部においては、感光体内部で発生したホトキャリヤ
が感光体表面に移動し、トラップ電荷１１となる。これ
が潜像電荷である。次に第２の磁気ブラシ現像機８も第
１の磁気ブラシ現像機と同様に配録ドラム１の走行方向
とは逆方向に搬送しながら感光体上に付着した非露光部
の帯電トナーを静電的に除去し、トナー画像６を得る。

その後、導電性ゴムローフ４にて静電的に記録紙１）に
前記トナー像を転写する。転写後、定着手段１８によっ
て記録紙１）に固定し、永久像１４とする。

転写後、光除電手段であるＬＥＤアレイバー７によシ感
光体の半減露光二ネ〃ギーの約１．５倍の光量で感光体
を除電する。これによシ、感光体１ｃ上の残留電荷およ
び残留トナーの電荷と対をなしている潜像電荷が除去さ
れ、残留トナーと潜像電荷の結合が弱まる。次に、再度
、第１の磁気ブラシ現像機２でベタトナー現像を行う。

この時、転写されずに残った残留トナーは、前記ＬＩｃ
Ｄアレイパー７によシ静電的拘束力が弱められているの
で容易に第１の磁気ブラシ現像機に回収される。

以上のようにして上記過程が繰シ返され、連続的な印字
が行われる。

このようにして、本実施例では、印字濃度０．Ｄ。

＝１，１以上、かぶシ濃度０．Ｄ、＝０．０２以下とか
ぶシがなく且つ濃度ムラのない濃い印字が得られた。

また、第８図に示した従来の画像形成法と比較してみて
も、本実施例では、 ■　光導電層１ｃを１０μｍ程度（入来法の約１１５以
下）とすることができ、感光体フィルムの製造コストが
安くなる。

■　薄い感光体では光感度が大きくなる。

■　絶縁性トナーが使用でき、普通紙への転写が容易で
ある。

等、種々の特徴を有している。

第２図は、本発明の第２０突施例を示す図である。第１
図と異なる点は、画像露光手段５を第１の現像手段２に
対向して配置した点でおる。これは、本発明者らが先に
提案したベタトナー現像と画像露光を同時に行う画像形
成プロセスに本発明を適用したものである。この方式で
は、感光体と第１の現像機との間に常に一定の電界が印
加された状態であるため、画像露光によって発生したホ
トキャリヤの潜像形成利用効率が高くなるという利点が
ある。

第８図は、本発明の第８の実施例を示す図である。第２
図と異なる点は、第１の現像手段と第２の現像手段を一
体化して１つの現像機で構成した点である。この現像機
２１は回転可能なマグネットローラ２２上に非磁性の固
定スリーブ２８を設け、この上に第１の現像手段である
現像電極２４を絶縁体膜２５を介して構成し、この現像
電極２４に現像バイアス電圧８を印加し、前記ヌリープ
２Ｂを第２の現像手段とし、このヌリーブに前記とは逆
極性のバイアス電圧９を印加した点でおる。この方式で
は、現像機の小型化が可能となるという利点をもってい
る。

なお、第１．第２および第８の実施例では、現像剤とし
て、絶縁性トナーと導電性トナーとを重量比８０％で混
合した２成分現像剤を用いたが、導電性磁性トナーのみ
の１成分現像剤を適用できることは勿論である。この場
合には、光除電による残留トナーの電荷除去がよシ容易
になシ、残留トナーの第１現像機への回収が極めて容易
になる。

さらに、第１．第２及び第３の実施例では、記録体とし
て感光体ドラムを用いたが、感光体べｐトも使用でき、
この場合には装置のより小型化が可能となる。

以とは、残留トナーを第１の現像機へ回収するクリ−ナ
レスの記録プロセスについて説明したが、勿論、残留ト
ナーをファープランクリーナおよびプレードクリーナで
除去するプロセスにも適用できることは言うまでもない
。

上記実施例においては、感光層１ｃとして光導電層のみ
の単層構成を用いたが、もちろん前記光導電層上に絶縁
層を設けた２層構成の感光層をも用いることができる。

この場合には、光導電層を絶縁層で保獲しているため、
光導電層の長匁命化が可能となる利点がおる。また、感
光層１ｃが光導電層のみの場合には、潜像電荷（トラッ
プ電荷）とベタトナー現像された帯電トナーとの電荷と
が結合する場合があシ、この結合した帯電トナーは、感
光層に付着する静電的な力が弱まシ、コントラスト現像
時に回収されることがおる。これに対して、光導電層を
絶縁層で保護した場合には、潜像電荷と帯電トナーとが
完全な電気２重層を形成し、光導電層のみの場合と比較
して、よシ均一なトナー画像が得られるという利点もあ
る。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明によれば、コロナ放電器を
使用する必要がないため、高電圧が不要であると共に、
湿度・粉じん等の影響を受けにくく信頼性が向上する。

また、コロナ放電器を用いない方式として既に、特開昭
５７−１１９８７５号公報に示されている画像形成法よ
シ薄い感光体を使用できるため、光感度の向上および製
造コストの低下がはかれるというメリットがある。

さらに、光除電器の光量を最適化することにょシ印字品
位をよシ向上できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１０は本発明の第１の実施例を示す図、第２図は本発
明の第２の実施例を示す図、第８図は本発明の第３の実
施例を示す図、第４図は除電光量と印字特性の関係を示
す図、第５図は本発明者らによる先に提案した第１の実
施例を説明するための因、 第６図は本発明者らによる先に提案した第２の実施例を
説明するための図、 第７図は電子写真方式の従来例を説明するための図、 第８図は他の従来例を示す図である。 図面において、１は記録ドラム、Ｉａは透明基体、１ｂ
は透明導電層、１ｃは感光層、２は第１の現像手段、８
は第２の現像手段、４は転写手段、５は画像露光手段、
６はトナー画像、７は光除電手段、８は第１の現像バイ
アス電圧、９は逆バイアス電圧、１０は転写電圧、１１
は潜像電荷、１）は転写紙、１８は定着器、１４は定着
像、２１は一体化現像機、２２はマグネットローラ、２
８はヌリープ、２４は現像電極、２５は絶縁膜、である
。 ２ト発ｅＥ＾つｉｆ、噴コブＩ艶９ρμ師１践゛匹石＠
　１　図 本発明？　’？”２　ｔｓ先施停消が゛口笛　２　図 本発明・す３の笑溌σＪ端Ａ回 ＠　３　図 靜を芝ｆ（ｘＥα５） 曖電乏量と０掌拝社−旬帳凹 第　４　図 ＠　５　図 第　６　図 ； 捷赴電淳東拭′すα−の 笛　７　図 従上σむ註明図 ＠　８　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明または半透明の導電層（１ｂ）、感光層（１
   ｃ）を積層してなる感光体（１）と、 該感光体の感光層（１ｃ）上に略均一に現像剤を付着す
   る第１の現像手段（２）と、 該現像剤が付着した感光体（１）に、該感光体の導電層
   （１ｂ）側から形成画像に対応した露光を行う露光手段
   （５）と、 該感光体（１）の非露光部上の現像剤を除去するための
   第２の現像手段（３）と、 残留現像剤の帯電電荷を除去する光除電手段（７）とか
   らなり、 該光除電手段（７）の除電光量を前記感光体（１）の半
   減露光エネルギーの０．５〜２．５倍としたことを特徴
   とする画像形成装置。
2. （２）前記感光体（１）が前記導電層（１ｂ）上に感光
   層（１ｃ）と絶縁層を順次積層してなることを特徴とす
   る特許請求範囲第（１）項記載の画像形成装置。