JPH02189565A - 電子写真画像形成方法及びその装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は反転現像方式による電子写真画像形成方法及び
電子写真画像形成装置に関する。

従来の技術とその課題 一般に、プリント・ヘッドとしてレーザビーム、ＬＥＤ
を使用する電子写真プロセスでは、靜を潜像がネガ画像
として形成されるため、現像は反転現像方式によってい
る。

この様な電子写真プロセスは、第９図に示す様に、表面
電位（Ｖｏ）の感光体に対して前記プリント・ヘッドに
て画像露光を行ない、ネガの静電潜像を形成し、その後
現像装置に電位（Ｖｂ）の現像バイアスを印加しつつ２
成分現像剤やその他の現像剤にて反転現像を行なう、そ
の結果、画像露光にて除電された部分にトナー（Ｔ）が
付着して画像が形成される。

この電子写真プロセスでは、レーザビームとして半導体
レーザやＬＥＤを用いることが最近多くなり、また、感
光体としては半導体レーザやＬＥＤに対して感度を持つ
積層型有機感光体が主に使用されている。

しかしながら、感光体によっては、画像の背景部に余分
なトナーの付着による微小な黒斑点が発生することがあ
った。この原因については、表面電荷による電界のため
に感光体の導電性基板部から部分的な電荷の注入が生じ
、それによって感光体の表面電位に微小なムラが起こっ
たためと思われる。第５図は、感光体の表面電位分布を
模式的に示したものである。電位のムラは部分的な電位
の減衰として現れるが、減衰量としてはあまり大きなも
のではなく、実用的に印加する現像バイアスの電位（Ｖ
ｂ）よりも高いところまでしか減衰していないと推測さ
れる。しかし、表面電位としての変化が急激なためにエ
ツジ効果が強く、現像時にトナーが付着してしまい、黒
斑点として背景部に現れると思われる。

この種の現象に対する対策としては、従来、感光体の組
成的な改良が主に行なわれてきた。例えば、本出願人に
よる特願昭６１−２６３４８８号に記載の技術が挙げら
れる。しかしながら、感光体の組成的な改良は、感光体
そのもののコストアップにつながると共に、今のところ
必ずしも完全な対策にはなり得ないのが実情である。

そこで、本発明の課題は、反転現像方式による電子写真
プロセスにおいて、電荷のリークによる画像背景部への
黒斑点の発生を防止すると共に、画像露光時の表面電位
を安定させ、画像部の線の太さや濃度の安定化を図るこ
とにある。

課題を解決するための手段と作用 以上の課題を解決するため、本発明は、第４ａ図に示す
如く第１の電位（Ｖｏｌ）に帯電された静電潜像担体表
面の表面電位を第２の電位（Ｖｏ２）まで低下させ、ネ
ガの静電潜像を形成し、反転現像を行なう。この場合、
第１、第２の電位差（Ｖｏ　１−Ｖｏ２）は電位（Ｖｏ
ｌ）表面に電荷のリークにて生じる電位減衰量に略等し
いか、それよりも大きいことが好ましく、これにて電位
の部分的な減衰が解消され、表面電位と同極性に帯電し
たトナーが背景部に斑点として付着することがなくなり
、電位自体も安定する。

第１の電位に帯電するための第１のチャージャとしては
コロトロン管チャージャ、スコロトロン・チャージャの
いずれかが使用できる。また、第１の電位とは逆極性の
電荷を付与して表面電位を第２の電位まで低下させる第
２のチャージャとしては、スコロトロン・チャージャが
使用でき、そのチャージ・ワイヤには交番電圧又は第１
の電位とは逆極性の電圧を印加し、そのグリッドには第
２の電位と略等しい電圧を印加する。この第２のチャー
ジャのチャージ・ワイヤに交番電圧を印加する場合には
、その電源を用紙分離チャージャの電源ど共用可能であ
り、直流電圧を印加する場合には、その電源を転写チャ
ージャの電源と共用可能である。また、この第２のチャ
ージャのグリッドに電圧を印加するための電源は、現像
バイアスの電源と共用可能である。さらに、第１、第２
のチャージャとして共にスコロトロン・チャージャを使
用する場合には両者のグリッドに第１の電位、第２の電
位に相当する電圧を印加すればよい。

実施例 ［第１実施例、第１０・−第３図参照］第１図において
、感光体ドラム０）はその外周面に光導電層を設けた周
知のもので、矢印（ａ）方向に回転駆動可能とされ、そ
の周囲には次の作像エレメントが回転方向に沿って配設
されている。

帯電チャージャ（２）：感光体ドラム（１）の表面に所
定電位の電荷を付与するもので、そのチャージ・ワイヤ
（２２）に電源（２３）が接続されている（第２図参照
）＃ スコロトロン・チャージャ（３）：感光体ドラム（１）
の表面電位を電荷のリーク跡が残らない様に安定させる
ためのもので、第２図に示す如く、チャージ・ワイヤ（
３１）には電源（３３）が接続され、グリッド（３４）
には′ｒｊＬ源（３５）が接続されている。チャージ・
ワイヤ（３１）には電源（３３）から前記帯電チャージ
ャ（２）　とは逆極性の電圧が印加され、グリッド（３
４〉には電源（３５）から帯電チャージャ（２）と同極
性で帯電チャージ−ｖ（２）で帯電された表面電位（Ｖ
ｏｌ）より低い電位（Ｖｏ２）の電圧が印加される。

プリント・ヘッド＜４）：ＬＥＤを一列に並置したもの
で、図示しない駆動回路から出力される画像信号にて各
ＬＥＤがオン、オフする。画像部に対応する部分のＬＥ
Ｄがオンすると、感光体ドラム（１）の表面電位をオン
部分で低下させ、ネガの静電潜像を形成する。

現像装置（５）：現像剤搬送手段及び現像！極として機
能する現像スリーブ（５１）を備えた磁気ブラシ式によ
る周知のものである。現像スリーブ（５１）は第３図に
示す如くマグネットローラ（５２）を内蔵し、矢印（ｂ
）方向に回転駆動可能とされ、かつ、現像バイアスを印
加するための電源（５３）が接続されている。現像剤は
磁性キャリアと絶縁性トナーとの混合物からなり、互い
の摩擦帯電によりトナーは帯電チャージャ（２）と同極
性に、キャリアはその逆極性に帯電する。そして、現像
スリーブ（５１）には電源（５３〉からスコロトロン・
チャージャ（３）のグリッド（３４）へ印加する電圧と
同極性の現像バイアスが印加される。

転写チャージャ（６）：感光体ドラム（］）の下部に密
着して通過する複写紙に対して電界を付与し、前記現像
装置（５）にて形成されたトナー画像を複写紙上に転写
するものである。チャージ・ワイヤには図示しない電源
から前記絶縁性トナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印
加される。

分離チャージャ（７）：転写後の複写紙を感光体ドラム
（１）の表面から剥離するため、転写チャージャ（６）
によって複写紙に対して与えられた電荷を除電するもの
である。チャージ・ワイヤには図示しない電源から交番
電圧が印加きれる。

クリーニング装置（８）ニブレードにて感光体ドラム（
１）の表面に残留したトナーを除去する。

イレーザランプ（９）：光照射にて感光体ドラム（１）
の表面に残留した電荷を消去する。

一方、複写紙は自動給紙カセット（１１）に収容されて
おり、給紙ローラ（１０）の回転に基づいて最上層のも
のから１枚ずつ給紙され、タイミングローラ（１２）で
所定のタイミングに同期して転写部へ送られる。転写後
はエアーサクション手段（図示せず）を備えた搬送ベル
ト（１３）にて定着装置（１４）へ送り込まれ、ここで
トナー画像の定着を施きれた後、排紙トレイ（１５）上
へ排出きれる。

ここで、本実施例における各チャージャ等の具体的条件
を示す。

感光体：積層型有機感光体 システム速度：　８５ｍｍ／　ｓｅｃ 帯電チャージャ（コロトロン）　（２）　：電源（２３
）負極性、−５，８ｋＶ スコロトロンφチヤージヤ（３）　： 電源（３３）正極性、＋　６．　ＯｋＶグリッド（３４
）　： 電源（３５）負極性、−６００Ｖ メツシユピツチ　０．７５ｍｍ 感光体との距離　１．０ｍｍ 現像バイアス： ’を源（５３）負極性、−４５０Ｖ 転写チヤージヤ（６）：正極性、、　＋６．ＯｋＶ分離
チャージャ（７）　　：±５．７ｋＶ（ＲＭＳ）、４０
０Ｈｚトナー：負極性 以上の条件下における画像形成工程は、スコロトロン・
チャージャ（３〉で初期表面電位を調整する（低下させ
る）点を除いては従来の電子写真画像形成工程と同様で
ある。

そこで、本実施例に特有の各チャージ〜（２）、（３）
で形成される表面電位について説明する。スコロトロン
・チャージャ（３）をオフし、帯電チャージャ（２）の
みによる帯電電位を測定したところ、−５ｏｏｖであっ
た。即ち、スコロトロン・チャージャ（３）による再帯
電直前には、感光体の表面電位（Ｖｏｌ）は、約−８０
０■になっている。一方、帯電チャージャ（２）、スコ
ロトロン・チャージャ（３）の両方とも動作させた状態
で帯電電位を測定したところ、約−６００Ｖであった。

この値は、グリッド印加電圧（Ｖｇ）とほぼ同じである
。即ち、スコロトロン・チャージ〜（３）で表面電位を
約−５ｏｏ　ｖから約−６００ｖへと低下させた。

実際上、以上の条件で画像形成の実験を行なったところ
、背景部（白地部）に黒斑点の全くない奇麗な画像を得
ることができた。

一方、比較実験■として、本実施例の装置でスコロトロ
ン・チャージャ（３〉を動作させずに画像を形成させた
ところ、背景部（白地部）に黒斑点の発生が認められた
。

次に、前記比較実験■の結果が、非画像部の表面電位が
一８００■　と実施例の一６００ｖに比べて高いためで
はないかと考え、スコロトロン・チャージャ（３）を動
作させずに、帯電チャージャ（２）の電ｍ電圧を−５，
５ｋＶに落とし、表面電位を一６００Ｖに設定して比較
実験■を行なった。その結果、この条件においても背景
部（白地部）に黒斑点の発生が認められた。

前記比較実験■と本実施例との差は、次の様に推測され
る。

比較実験■では、感光体に一６００ｖの電位を与えたと
き、第５図に示す様に、微小な電位の減衰が発生し、こ
の減衰部分に負帯電トナーが付着して黒斑点につながっ
ている。

一方、本実施例にあっては、帯電チャージャ（２）によ
り−８００ｖの電位（Ｖｏｌ）に帯電した直後において
は、第４ａ図に示す様に、微小な電位の減衰が生じてい
る。このことは、前記比較実験■の結果からも明らかで
ある。次に、本実施例では、−５ｏｏｖの１次表面電位
をスコロトロン・チャージャ（３〉により、グリッド電
圧（−６００Ｖ）付近まで低下させる。これにて、第４
ｂ図に示す如く、微小な電位の減衰が生じた表面電位が
均一になり、結果的に背景部へのトナーのかぶりが防止
され、さらに電位が安定することから、画像部の線の太
さや濃度が安定したと思われる。

以上の推測を確認するため、スコロトロン・チャージャ
（３）のグリッド電圧（Ｖｇ）を変えて実験を行なった
ところ、以下の表１に示す結果を得た。

表１においてグリッド電圧（Ｖｇ）を−７５０■　とし
たとき、若干の黒斑点がみられたのは、グリッド電圧（
Ｖｇ）を高く設定することで第２の電位（Ｖｏ２）を帯
１チャージャ（２）による第１の電位（Ｖｏｌ）に近付
いていくと、微小な電位の減衰のうち、比較的減衰量の
小さいものしか均一にならすことができず、若干の黒斑
点が発生したと思われる。

［第２実施例、第６図参照コ 本第２実施例は第１のチャージャとして前記帯電チャー
ジャ（２）に代えてグリッド（２４）を有するスコロト
ロン・チャージャ（２°）を使用したもので、グリッド
（２４）には電源（２５）から負極性の電圧が印加きれ
る。

本第２実施例において、第１のスコロトロン・チャージ
ャ（２゛）のグリッド電圧（Ｖｇｌ）と第２のスコロト
ロン・チャージャ（３）のグリッド電圧（Ｖｇ２）とを
変化させて画像形成の実験を行なった。その結果を以下
の表２に示す。なお、他の条件は前記第１実施例と同様
である。

［以下余白コ 表２ 表２から明らかな様に、本第２実施例においても、ＩＶ
ｇ２１　＜　ｌＶｇｌ　Ｉ、好ましくは、ｌｖｇ２１　
＋　１００＜　ｌＶｇｌの条件とすることで、表面電位
を安定化させ、背景部（白地部）への微小な黒斑点の発
生を防止することができる。

また、本第２実施例においては、スコロトロン・チャー
ジャ（３）のグリッド用型！（負極性）と、現像装置（
５）の現像バイアス用′ｗ電源（負極性）とを一つの電
源（３６）で共用した。両者の電位値の差は、を源（３
６）内の分圧抵抗にて補正される様になっている。さら
に、スコロトロン・チャージャ（３）のチャージ・ワイ
ヤ用電源（正極性）と、転写チャージャ（６）のチャー
ジ・ワイヤ用を源（正極性）とを一つの電ｍ（３７）で
共用した。

以上の構成にて、電源部の構成を簡略化することができ
、省スペース化、コストダウンを図ることができる。

［第３実施例、第７図参照コ 本第３実施例においては、スコロトロン・チャージャ（
３）のチャージ・ワイヤ（３１）に対して電源（３８）
から交番電圧を印加する。具体的数値を以下に示す。な
お、他の構成、条件は前記第１実施例と同様である。

帯電チャージ−ｖ（２）： 電源（２３）負極性、−５，８ｋＶ 直後の表面電位（Ｖｏｌ）　−８００Ｖスフロトロン幸
チヤージヤ（３）　： 電ｍ（３８）　　ＡＣ±５．５ｋＶ（ＲＭＳ）、４００
Ｈｚグリツド（３４）　： 電源（３５〉　　負極性、−６００Ｖ 直後の表面電位（Ｖｏ２）　−６００Ｖこの様な条件に
て、画像形成を行なったところ、背景部（白地部）にて
微小な黒斑点の発生は見られなかった。

［第４実施例、第８図参照コ 本第４実施例においては、第２のチャージャとして機能
するスコロトロン・チャージャ（３）のチャージ・ワイ
ヤク３１）に電＃１（３９）から交番電圧を印加した。

また、第１のチャージャとして第６図に示したスコロト
ロン・チャージャ〈２゛）を使用した。

具体的数値を以下に示す。なお、他の条件は前記第１実
施例と同様である。

スコロトロン・チャージｙ（２’）： 電源（２３）負極性、−５，８ｋＶ グリツド電圧　負極性、−８５０Ｖ 直後の表面電位（Ｖｏｌ）　−８５０Ｖスフロトロン会
ｆヤージヤ（３）： 電源（３９）　　ＡＣ±５．５ｋＶ（ＲＭＳ）、４００
）（ｚグリッド電圧　負極性、−６００Ｖ 直後の表面電位（ｖｏ２）　−６００Ｖこの様な条件に
て画像形成を行なったところ背景部（白地部）に微小な
黒斑点の発生は見られなかった。

また、本第４実施例においては、スコロトロン・チャー
ジャ（３）のチャージ・ワイヤ用電源（ＡＣ）と、分離
チャージャ（７）のチャージ・ワイヤ用型ｆｉ（ＡＣ）
とを一つの電ｆｉ（３９）で共用している。こと。

にて、電源部の構成を簡略化することができ、省スペー
ス化、コストダウンを図ることができる。

［他の実施例コ なお、本発明に係る電子写真画像形成方法及びその装置
は、以上の各実施例に限定きれるものではなく、その要
旨の範囲内で種々に変更可能である。

特に、各チャージャ、トナーの極性に関しては全て逆極
性であってもよく、電圧値等に関しても一例に過ぎない
ことは勿論である。

発里匁盪釆 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、第１のチ
ャージャにて付与された第１の電位を有する表面電位を
、第２のチャージャにて第１の電位よりも低い第２の電
位まで低下させる様にしたため、第１の電位部分に存在
した電荷のリーク等に起因する電位減衰部分が消去され
ることとなり、トナー付着による背景部への黒斑点の発
生が防止きれ、しかも第２のチャージャにて表面電位が
安定した後に静電潜像を形成するため、画像部の線の太
さや濃度が安定する。また、チャージャの電源を他のエ
レメントの電源と共用することにより、ｔ：ｆｉ、部を
簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す全体構成図、第２図
、第３図は要部の電源回路を含む構成図、第４ａ図、第
４ｂ図は感光体表面電位を示す図、第５図は電位の部分
的な減衰を示す図である。第６図は本発明の第２実施例
の要部の電源回路を含む構成図、第７図は本発明の第３
実施例の要部の電源回路を含む構成図、第８図は本発明
の第４実施例の要部の電源回路を含む構成図である。第
９図はこの種の電子写真プロセスによる画像形成時の表
面電位とトナー付着状態を示す図である。 （１）・・・感光体ドラム、（２〉・・・帯電チャージ
ャ、（２’）・・・スコロトロン・チャージャ、（２３
）・・・直流電源、（３）・・・スコロトロン・チャー
ジャ、（３１）・・・チャージ・ワイヤ、（３３）・・
・直流電源、（３４）・・・グリッド、（３５）・・・
直ｉ電源、（３６）・・・交流電源、（３７）・・・直
流電源、（３Ｂ）、　（３９）・・・交流電源、（４）
・・・プリントヘッド、（５）・・・現像装置、り５１
）・・・現像スリーブ。 （６）・・・転写チャージャ、（７）・・・分離チャー
ジャ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静電潜像担体表面を第１の電位に帯電する工程と、 前記第１の電位を有する静電潜像担体の表面電位を第１
   の電位よりも低い第２の電位まで低下させる工程と、 前記第２の電位を有する静電潜像担体の表面電位を画像
   情報に応じて除電し静電潜像を形成する工程と、 前記第１、第２の電位と同極性に帯電したトナーを用い
   て前記静電潜像を現像する工程と、を備えたことを特徴
   とする電子写真画像形成方法。 ２、一方向に回転する静電潜像担体と、 前記静電潜像担体表面を第１の電位に帯電する第１のチ
   ャージャと、 前記第１の電位を有する静電潜像担体表面に第１の電位
   とは逆極性の電荷を付与してその表面電位を第１の電位
   よりも低い第２の電位まで低下させる第２のチャージャ
   と、 前記第２の電位を有する静電潜像担体の表面電位を画像
   情報に応じて除電し静電潜像を形成する潜像形成手段と
   、 前記第１、第２の電位と同極性に帯電したトナーを用い
   て前記静電潜像を現像する現像手段と、を備えたことを
   特徴とする電子写真画像形成装置。 ３、請求項２記載の電子写真画像形成装置において、前
   記第２のチャージャがスコロトロン・チャージャであり
   、そのチャージ・ワイヤに交番電圧を印加すると共に、
   そのグリッドに前記第２の電位と略等しい電圧を印加す
   ることを特徴とする電子写真画像形成装置。 ４、請求項３記載の電子写真画像形成装置において、前
   記スコロトロン・チャージャのチャージ・ワイヤに交番
   電圧を印加する電源と、トナー転写時に用紙を静電潜像
   担体表面から分離するための分離チャージャに交番電圧
   を印加する電源とを共用することを特徴とする電子写真
   画像形成装置。 ５、請求項２記載の電子写真画像形成装置において、前
   記第２のチャージャがスコロトロン・チャージャであり
   、そのチャージ・ワイヤに前記第１の電位とは逆極性の
   電圧を印加すると共に、そのグリッドに前記第２の電位
   と略等しい電圧を印加することを特徴とする電子写真画
   像形成装置。 ６、請求項５記載の電子写真画像形成装置において、前
   記スコロトロン・チャージャのチャージ・ワイヤに電圧
   を印加する電源と、転写チャージャに電圧を印加する電
   源とを共用することを特徴とする電子写真画像形成装置
   。 ７、請求項２記載の電子写真画像形成装置において、前
   記第２のチャージャがスコロトロン・チャージャであり
   、そのグリッドに電圧を印加する電源と、現像手段の現
   像電極に印加する現像バイアス用の電源とを共用するこ
   とを特徴とする電子写真画像形成装置。 ８、請求項２記載の電子写真画像形成装置において、前
   記第１、第２のチャージャが共にスコロトロン・チャー
   ジャであり、第１のスコロトロン・チャージャのチャー
   ジ・ワイヤに所定極性の電圧を印加すると共にそのグリ
   ッドに所定極性でかつ第１の電位の電圧を印加し、第２
   のスコロトロン・チャージャのチャージ・ワイヤに交番
   電圧又は前記所定極性とは逆極性の電圧を印加すると共
   にそのグリッドに前記第２の電位と略等しい電圧を印加
   することを特徴とする電子写真画像形成装置。