JPH0651594A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反転現像系の転写式画像形成装置について、
プラスメモリー現象の発生を防止することで、プラスメ
モリーが原因で生じる、トナーとびちり、画像濃度ム
ラ、地カブリ等の画像不良の発生を防止すること、ま
た、転写制御の簡易化を図り、装置のコスト低減を可能
とすること、さらに、ローラ転写法等の接触転写法を簡
易な構成で採択実用できるようにすること、等を目的と
する。 【構成】 反転現像系の転写式画像形成装置において、
像担持体は、少なくとも、光導電性を有する感光層１５
と、該感光層１５との界面に転写手段によって生じた転
写電荷に対してエネルギー準位による障壁を形成する整
流層１６を有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反転現像系の転写式画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真プロセスを利用した
レーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成
装置では像担持体に形成した静電潜像の現像手段として
反転現像法が広く用いられている。

【０００３】図１１に電子写真プロセス利用の、反転現
像式・転写式の画像形成装置の一例の概略構成を示し
た。

【０００４】１０１は像担持体としての回転ドラム型の
電子写真感光体であり、一般にＯＰＣ感光体が用いられ
ている。該感光体１０１は所定の周速度（プロセススピ
ード）をもって矢示Ｘの時計方向に回転駆動される。

【０００５】１０２はこの感光体１０１を所定の極性・
電位に一様に帯電処理する帯電手段である。本例の該帯
電手段１０２は感光体１０１に当接させた接触帯電ロー
ラであり、該帯電ローラ１０２に電源１０２Ａから所定
の帯電バイアスが印加されて回転感光体１０１の周面が
所定の極性・電位に一様に接触帯電処理される。

【０００６】本例では感光体１０１は負極性ＯＰＣ感光
体であり、帯電ローラ１０２により負帯電処理される。

【０００７】１０３は画像情報書込手段である。例えば
レーザースキャナ、スリット露光手段、ＬＥＤアレイ、
液晶シャッタアレイ等である。この画像情報書込手段１
０３により負帯電処理された回転感光体１０１面に対し
て目的の画像情報の露光Ｌがなされて目的の画像情報に
対応した静電潜像が感光体面に形成される。

【０００８】次いでその感光体面が反転現像器１０４に
より負帯電トナーで現像処理され、負帯電トナーが感光
体１０１面の露光部に付着することで感光体面の静電潜
像が反転現像される。

【０００９】１０５は転写手段であり、本例では感光体
１０１に近接させて対向配設したコロナ転写器（コロナ
放電器）である。

【００１０】Ｐは不図示の給紙部から感光体１０１とコ
ロナ転写器１０５の対向隙間部である転写部位ａに給送
された被転写体としての転写材である。

【００１１】転写材Ｐは回転感光体面に形成担持された
トナー画像の先端部が転写部位ａに到達したとき転写材
Ｐの先端部も転写部位ａに丁度到達するようにタイミン
グ合せされて転写部位ａに対して給送される。

【００１２】そして転写材Ｐの先端部が転写部位ａに到
達するタイミング時点でコロナ転写器１０５に電源１０
５Ａから転写バイアスが印加されて、該コロナ転写器１
０５により給送転写材Ｐの裏面にトナーと反対極性、即
ち感光体帯電手段１０２の帯電極性と逆極性の電荷（本
例では正電荷）が付与されることで、感光体１０１面側
の負極性トナー画像が給送転写材Ｐ面に順次に転写され
ていく。

【００１３】転写部位ａを通ってトナー画像転写を受け
た転写材Ｐは感光体１０１面から分離されて不図示の定
着装置へ導入され、転写トナー画像が永久固着像として
転写材Ｐ面に定着される。

【００１４】転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光
体１０１面はクリーニング器１０６により転写残りトナ
ー等の付着汚損物の除去を受けて清浄面化され、繰り返
して作像に供される。

【００１５】図１２は感光体帯電手段をコロナ放電器１
０２Ｂとし、転写手段を接触転写手段１０５Ｂとした画
像形成装置である。

【００１６】本例の接触転写手段は接触転写ローラ（ロ
ーラ転写器）であり、感光体１０１面に接触させてあ
り、感光体１０１との接触ニップ部である転写部位ａに
転写材Ｐがタイミング給送され、且つ該転写ローラ１０
５Ｂに電源１０５Ａからトナーと反対極性、即ち感光体
帯電手段１０２Ｂの帯電極性と逆極性の電荷（本例では
正電荷）が付与されることで、前記図１１の装置の場合
と同様に感光体１０１面側の負極性トナー画像が給送転
写材Ｐ面に順次に転写されていく。接触転写手段１０５
Ｂはベルト体やブラシ体等の形態のものとすることもで
きる。

【００１７】接触帯電手段１０２（図１１）や接触転写
手段１０５Ｂ（図１２）は、コロナ放電器を使用するも
のに比して、高圧電源を必要としないのでコスト的に有
利である、電極たるワイアもないのでそれの汚れによる
障害もない、高圧放電に基ずくオゾンの発生や窒化物の
生成もなく、これらによる感光体や画質の劣化なども少
ないなど種々な利点がある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述例の図１１や図１
２のような反転現像系の転写式画像形成装置では、像担
持体の帯電極性と転写極性が互いに逆極性となってい
る。上術例では帯電極性は負極性であり、転写極性は正
極性である。

【００１９】この両者の極性の異なりに起因する、所謂
「プラスメモリー」現象の発生が問題点として挙げられ
る。

【００２０】即ち、反転現像系の転写式画像形成装置で
は、像担持体としての感光体１０１表面に対して転写手
段１０５（図１１）や１０５Ｂ（図１２）から直接に転
写バイアス（ここでは正極性）が印加されると、その転
写バイアスによる正電荷が感光体１０１上に残留し、次
の画像形成プロセスでの感光体帯電時（負帯電）に、上
記転写バイアスによる感光体正帯電履歴によって感光体
表面があらかじめ設定された帯電電位に帯電されず、正
常な状態より帯電電位が低下する現象、即ちプラスメモ
リー現象が発生する。

【００２１】このプラスメモリー現象は転写バイアスが
大きい程、顕著になり、転写部位ａにおける転写材Ｐの
有無に関係なく発生するようになる。

【００２２】このプラスメモリー現象の発生メカニズム
を図１３の模型図を用いて説明する。一般的に、負帯電
特性の感光体１０１は図１３のような層構成となってい
る。即ち、基体としてのアルミシリンダ１１１の外周面
に、下引き層としての導電層１１２、アルミ基体１１１
からの正孔の注入による暗減衰を防止するための注入防
止層１１３、電荷発生層１１４、ｐ型半導体の電荷輸送
層１１５を順次に積層してなるものである。

【００２３】図１３は感光体前回転時や紙間等の非通紙
時の転写部位ａ近傍部分を示しており、矢印Ｘは感光体
の面移動方向である。また転写手段はこの図ではコロナ
転写器１０５である。

【００２４】感光体１０１上の負帯電の電荷−ｅが感光
体１０１の回転により転写手段としてのコロナ転写器１
０５に近づいてくる。コロナ転写器１０５に電源１０５
Ａから転写バイアスが印加されて正電荷＋ｅが発生し、
感光体１０１上の負電荷−ｅと打ち消し合う。

【００２５】しかし、印加転写バイアスが大きくなる
と、過剰に正電荷＋ｅが発生し、該電荷はｐ型半導体の
電荷輸送層１１５の奥へ潜り込んでトラップ＋ｅ′され
る。

【００２６】そして、次の画像形成プロセス時に感光体
１０１が再び帯電手段１０２や１０２Ｂにより負帯電さ
れても、上述のように電荷輸送層１１５の奥に潜り込ん
だ正電荷＋ｅ′はなかなか層１１５の表面へ移動でき
ず、帯電手段１０２や１０２Ｂを通り過ぎた後に層１１
５表面の負帯電電荷−ｅと打ち消し合うため、感光体１
０１の表面電位が所定の電位より低下してしまう。

【００２７】このようにして反転現像系の転写式画像形
成装置においてはプラスメモリー現象が発生する。

【００２８】このようなプラスメモリーは出力画像上で
はトナーのとびちり、画像濃度ムラ等の画像不良となっ
て現れる。転写材Ｐの先端側に対応する感光体部分では
特にプラスメモリーを生じ易く、出力画像上で黒スジ等
の画像不良として現れる。

【００２９】そのため、紙間ではコロナ転写器１０５に
対する転写バイアスを低下させたり、転写バイアスをパ
ルス状に印加するなどの制御をしたり、転写部位ａに転
写材先端がある程度進入してから転写バイアスを印加
し、さらに転写材の後端が転写部位ａから離れる前に転
写バイアスを弱める等の複雑な制御をしなければならな
かった。その結果、転写手段１０５の制御装置のコスト
の増加を招いていた。

【００３０】転写手段が図１２のように接触転写手段１
０５Ｂである場合には、感光体１０１の表面に接触転写
部材としての転写ローラ１０５Ｂが接触しているため、
プラスメモリーがより生じ易くなり、コロナ転写器１０
５で発生しているプラスメモリーに起因するトナーとび
ちりや画像濃度ムラ等の現象が更に悪化する。

【００３１】さらに、感光体前回転時や紙間等の非通紙
時のプラスメモリーが増大し感光体帯電電位を低下させ
て地カブリが生じる。

【００３２】このため接触転写法では感光体１０１に多
くの正電荷を与えないようにするため、接触転写部材と
しての転写ローラ１０５Ｂに以下の〜の条件によっ
て決められた半導電領域の材料が用いられている。

【００３３】即ち、プラスメモリーによる画像不良が発
生せず、かつ良好な転写特性が得られる転写ローラ１０
５Ｂを得るには、転写ローラ１０５Ｂの抵抗値が非常に
重要であり、該転写ローラの抵抗値領域を決定する条件
としては、 ．高圧の最大出力値（Ｖmax ） ．Ｌ／Ｌ（低温低湿）環境下での転写不良を防止する
ための最低転写電流（Ｉmin ） ．プラスメモリーの発生を防止するための転写電流の
上限値（Ｉmax ）が挙げられる。

【００３４】の高圧最大出力値（Ｖmax ）は画像形成
装置自体の設計仕様により決定される。一般に、コスト
面や安全面から３〜５ＫＶ程度に設計される場合が多
い。

【００３５】またの最低転写電流（Ｉmin ）はＬ／Ｌ
環境下にて、転写材Ｐ及び転写ローラ１０５Ｂの抵抗値
が増加することを考慮して決定される。

【００３６】即ち、Ｌ／Ｌ環境下では転写材Ｐ及び転写
ローラ１０５Ｂの抵抗値は増加し、そのため転写電流は
減少する。その結果、トナー画像を転写材Ｐ上に引き付
けるのに必要な電荷を転写材裏へ供給できなくなり、転
写不良等の画像不良が発生する。これを防止するために
は最低転写電流（Ｉmin ）の確保が必要となる。転写電
圧がＶmax で制限されている状況下では最低転写電流Ｉ
min を確保するために、転写ローラの抵抗値の制限が必
要となる。

【００３７】そしての転写電流の上限値（Ｉmax ）は
その存在が転写ローラ１０５Ｂを使用する上で最大の障
害となっている。即ち前述したようにプラスメモリーは
感光体の非通紙時において転写ローラ１０５Ｂより感光
体１０１上へ与えられる電荷量が多すぎる場合に発生す
る。そして次の画像形成プロセス時の感光体帯電時にお
いて所定の電位まで感光体表面を帯電することができ
ず、次の出力画像にカブリを生じてしまう。そのため転
写電流に上限値（Ｉmax ）が存在するＩmin を確保する
ためには、Ｖmax を上昇させるか、また、転写ローラ１
０５Ｂの抵抗値を低下させる必要があるが、Ｉmax を守
るためには、Ｉmin の確保の場合と逆の状況が生じる。

【００３８】つまり、Ｖmax を低下させるか、転写ロー
ラ１０５Ｂの抵抗値を上げる必要が生じる。Ｖmax を一
定値に設定すると、必然的に、Ｉmin ，Ｉmax により、
転写ローラ１０５Ｂの抵抗値の使用可能範囲が決定され
る。

【００３９】Ｉmin は転写特性の面から決定される値が
あるが、これに対しＩmax は現状の感光体１０１のプラ
スメモリーに対する実力より決定される。つまり、Ｉmi
n はある程度は理論的に求められ、単位面積当たりの電
荷量としては画像形成装置によらずほぼ一定の値となる
が、Ｉmax は使用する感光体によって変化する値であ
る。ゆえに、感光体の通紙耐久によってもＩmax は変化
する。

【００４０】以上の条件・・から、プロセススピ
ード２３ｍｍ／ｓｅｃ、最大通紙サイズＡ４、 Ｖmax ＝３．５ＫＶ の場合を例にとり、転写ローラ１０５Ｂの抵抗値の使用
可能範囲を図１４の斜線領域に示してみた。

【００４１】この例の場合、 Ｉmin ＝０．５μＡ、 Ｉmax ＝２μＡ となることが実験的に確認されている。ここで、Ｉmin
，Ｉmax は転写ローラに流れる総電流値を示す。

【００４２】この領域内に転写ローラ１０５Ｂの抵抗値
が入らない時は前述したような画像の乱れを生じること
になる。

【００４３】Ｖmax を２ＫＶに設定し、「定電圧制御」
を行う場合、転写ローラ１０５Ｂの抵抗値の使用可能な
範囲は ４×１０⁸ 〜２．５×１０⁹ Ω となり、Ｖmax ＝３ＫＶの場合は ５×１０⁸ 〜４×１０⁹ Ω と、０．７９〜０．９オーダと非常に狭い範囲に設定す
る必要が生じる。

【００４４】これに対し、転写ローラ１０５Ｂの抵抗値
は使用環境の違いにより１オーダ以上は変動してしまう
ので転写性が不安定となってしまう。

【００４５】また、転写ローラを ０．５〜２．０μＡ の範囲内で「定電流制御」することが考えられるが、接
触転写法の場合、小サイズ紙通紙時に、非通紙領域に転
写電流が流入してしまい、転写不良が生じるので、通常
では定電流制御は行なわない。

【００４６】以上説明したきた様に、反転現像系の転写
式画像形成装置においては、転写による感光体プラスメ
モリー発生のために、非常に複雑な転写制御必要とし、
コストアップの要因となっていた。また転写手段が接触
転写法である場合はプラスメモリーがより強く発生し易
く、その採択にはなかなか難しい点があった。

【００４７】なお、上述従来例では、感光体帯電極性−
負、転写帯電極性−正であったが、これが逆の場合、つ
まり、正極性の感光体を用い、転写帯電極性−負の場合
であっても、同様に感光体メモリーが生じてしまうこと
は言うまでもない。

【００４８】そこで本発明は、反転現像系の転写式画像
形成装置について、プラスメモリー現象の発生を防止す
ることで、 ａ．プラスメモリーが原因で生じる、トナーとびちり、
画像濃度ムラ、地カブリ等の画像不良の発生を防止する
こと、 ｂ．また、転写制御の簡易化を図り、装置のコスト低減
を可能とすること、 ｃ．さらに、ローラ転写法等の接触転写法を簡易な構成
で、採択実用できるようにすること、 等を目的とする。

【００４９】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００５０】（１）像担持体と、該像担持体を帯電する
手段を含む静電潜像形成プロセス手段と、像担持体に形
成された静電潜像を反転現像する手段と、像担持体上の
現像画像を前記帯電手段とは逆極性のバイアスによって
被転写体に転写する手段を有する画像形成装置におい
て、前記像担持体は、少なくとも、光導電性を有する感
光層と、該感光層との界面に前記転写手段によって生じ
た転写電荷に対してエネルギー準位による障壁を形成す
る整流層を有することを特徴とする画像形成装置。

【００５１】（２）整流層は、バインダー中に金属微粒
子を分散し、感光層との界面にショットキー障壁を形成
することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

【００５２】（３）整流層は、バインダー中に感光層と
異型の半導体を分散し、感光層との界面に整流作用を形
成することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

【００５３】（４）転写手段は、接触転写手段と、その
制御手段を有することを特徴とする（１）に記載の画像
形成装置。

【００５４】（５）制御手段は、少なくとも定電圧もし
くは定電流制御を行うことを特徴とする（４）に記載の
画像形成装置。

【００５５】（６）接触転写手段は、ローラ体、ベルト
体、ブラシ体のいずれかであることを特徴とする（４）
に記載の画像形成装置。

【００５６】（７）接触転写手段は、体積抵抗値が１０
¹⁴Ωｃｍ以下の層を有する転写ローラであることを特徴
とする（４）に記載の画像形成装置。

【００５７】

【作用】即ち、反転現像系の転写式画像形成装置におい
て、像担持体を、感光層との界面に転写手段によって生
じた転写電荷（正電荷又は負電荷）に対してエネルギー
準位による障壁を形成する整流層を具備させたものにす
ることで、感光層と整流層にて逆方向の電荷移動に対す
る障壁を作り、転写で与えられた、整流層の正電荷（又
は負電荷）を感光層へ進入させないようにしている。

【００５８】これにより、整流層にだけ電荷が存在する
ため、次に感光体を負帯電（又は正帯電）されたときに
整流層に存在している正電荷（又は負電荷）が容易に移
動して負の帯電電荷（又は正の帯電電荷）と結合して消
滅し、さらに整流層を任意の負電位（又は正電位）に帯
電させることが可能となる。

【００５９】つまり、帯電極性と転写極性が互いに逆極
性であることによる、所謂プラスメモリーの発生が防止
される。

【００６０】従って、プラスメモリーが原因で生じるト
ナーとびちり、濃度ムラ、地カブリ等の画像不良の発生
を防止することが可能になり、また、転写制御の簡易化
を図ることができ、装置のコスト低減が可能となる。さ
らに、ローラ転写法等の接触転写法においては、転写ロ
ーラ等の抵抗値の使用可能なラチチュードが広がり、簡
易な構成で、その実用化を図ることが可能となる。

【００６１】

【実施例】

〈第１の実施例〉（図１〜図６） 図１は本発明に従う反転現像系の転写式画像形成装置の
一例の概略構成図である。

【００６２】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体、２は帯電手段としての接触帯電ローラ、２
Ａは帯電バイアス電源、３は画像情報書込手段、４は反
転現像器、５はコロナ転写器、５Ａは転写バイアス印加
電源、６はクリーニング器である。以上はそれぞれ前述
図１１の画像形成装置の、感光体１０１、接触帯電ロー
ラ１０２、電源１０２Ａ、画像書込手段１０３、反転現
像器１０４、コロナ転写器１０５、電源１０５Ａ、クリ
ーニング器１０６に対応するプロセス機器・部材であ
る。

【００６３】７は熱ローラ対型の定着装置である。８は
プロセスカートリッジであり、本例装置の場合は感光体
１・接触帯電ローラ２、反転現像器４、クリーニング器
６の４つのプロセス機器・部材を包含させて画像形成装
置に対して一括して着脱自在としてある。

【００６４】本実施例において感光体１は後述するよう
に感光層上に整流層を設けた負極性のＯＰＣ感光体であ
り、接触帯電ローラ２によって負帯電処理される。

【００６５】反転現像器４は１成分磁性トナーを用いた
ジャンピング現像器である。

【００６６】コロナ転写器５には正極性の転写バイアス
が印加されて転写材Ｐに対するトナー画像の転写が実行
される。

【００６７】クリーニング器６はウレタン製のカウンタ
ーブレード６Ａによって感光体１面を摺擦してクリーニ
ングするものである。

【００６８】作像の原理・プロセスは前記図１１の装置
と同様である。

【００６９】図２は感光体１の層構成模型図である。本
実施例では、機能分離型のＯＰＣ感光体を形成し、この
上に整流層を設ける。

【００７０】まず、φ３０のアルミシリンダー（アルミ
基板）１１上に、下引き層として導電層１２（ＣＰ層）
を約２０μｍの膜厚で形成する。

【００７１】次に、アルミ基板１１からの正孔の注入に
よる暗減衰を防止するために注入防止層１３（ＵＣ層）
を設ける。この層１３には電気的に中抵抗の材料が用い
られ、絶縁性のアルミラン樹脂に、ある程度のイオン導
電性を示すメトキシメチル化ナイロンを混合して厚み約
１μｍ程度に塗工される。

【００７２】１４はＵＣ層１３上に形成した電荷発生層
（ＣＧ層）であり、バインダーとしてポリビニルプチラ
ール樹脂、電荷発生材料としてジスアゾ系の顔料を１：
２の割合で分散した層を約１μｍの層厚で塗工してい
る。

【００７３】１５はＣＧ層１４上に形成したｐ型半導体
の電荷輸送層（ＣＴ層）であり、ＣＧ層１４で発生した
電荷対のうち、プラス電荷のみを感光体表面に輸送する
役割を果たす。具体的には、ポリカーボネート樹脂にヒ
ドラゾンを１：１の重量比で分散したものを層厚２０μ
ｍで塗工したものを用いた。

【００７４】１６はＣＴ層１５上に形成した整流層であ
り、ＣＴ層１５との間で整流作用を持つ。

【００７５】整流層１６はホスファゼン樹脂に導電フィ
ラー１７としてＳｂを微小量ドープしたＳｎＯ₂ を３０
ｗｔ％｛（導電フイラー重量／樹脂バインダー重量）×
１００［％］で定義する値｝分散して約１０μｍの膜厚
で形成した。

【００７６】次に整流層１６の整流作用について図３を
用いて説明する。本実施例で整流層１６に導電フィラー
１７として分散したＳｂを微小量ドープしたＳｎＯ₂ は
酸化物半導体であり、その導電性はｎ型である。そして
整流層１６の下層に位置するＣＴ層１５はｐ型の電気伝
導を有する。つまり、ＣＴ層１５と整流層１６の間には
界面においてｐｎ接合が形成される。

【００７７】上記構成により正電荷は、ＣＴ層１５（ｐ
型）から整流層１６（ｎ型）へ移動できるが、逆に整流
層１６からＣＴ層１５への移動は、エネルギー準位のシ
ョットキー障壁により、移動不可能となる。これにより
以下に説明するように転写によるプラスメモリーの発生
が防止される。

【００７８】まず、帯電部では、整流層１６はあたかも
電荷注入層のように働く。表面に顔を出している導電フ
ィラー１７のＳｎＯ₂ 粒子がコンデンサの電極の役割を
果たす。つまり、導電フィラー１７の分散量が適切であ
れば、画像の横流れなどの乱れなしに図４に示すように
感光体表面に誘電体としてＣＴ層１５をはさんだ微小な
コンデンサが無数に配置されていると考えることができ
る。

【００７９】これはＣＴ層１５がｐ型半導体のため、負
電荷はＣＴ層を移動できないためと、ＣＴ層１５の下層
に位置するＣＧ層１４からの正電荷の供給がない為、再
結合して電荷を打ち消し合うことができないからであ
る。

【００８０】この電極に対して、導電性の接触帯電部材
２を当接させ、電圧を印加することによって、通常のコ
ンデンサー同様、電極に電荷を注入することができる。

【００８１】次に露光部に来ると、光が照射され、ＣＧ
層１４にて正電荷と負電荷の対が発生する。負電荷はＵ
Ｃ層１３，ＣＰ層１２を通り、アルミシリンダー１１で
結合する。正電荷はＣＴ層１５を移動し、図３で示した
ようにＣＴ層１５と整流層１６の界面はｐｎ結合されて
いるため、正電荷は整流層１６へ流れ込み、結合して打
ち消し合うことにより、露光部電位となる。光が照射さ
れない部分はそのまま整流層１６に負電荷が保持されて
いるため、帯電電位のまま変化しない。

【００８２】現像部において、トナーを整流層１６を有
するＯＰＣ感光体１上に付着させ、顕像化するが、感光
体１内の電荷は変化しない。

【００８３】図５は転写材Ｐの通紙領域におけるＯＰＣ
感光体１の電荷の状態を、図６は非通紙領域におけるＯ
ＰＣ感光体１の電荷の状態を示す説明模型図である。

【００８４】まず、図５で、感光体１はＸ方向へ面移動
している。転写部位ａのコロナ転写器５の直前領域Ａで
は転写材Ｐが近接している。このとき、整流層１６内の
電荷分布は感光体面にトナー１８が付着している部分で
は、整流層１６内の導電フィラー１７には露光部電位の
ため、電荷は存在しないか、もしくはわずかに残る状況
にある。一方トナー１８が付着していない部分では、帯
電電位のため、多数の負電荷が存在する。

【００８５】コロナ転写器５以降の領域ＢではＯＰＣ感
光体１上のトナー１８は転写材Ｐへ従来例と同様に転写
し、整流層１６の負電荷は、コロナ放電によって正電荷
が流入することにより、打ち消されると考えられる。

【００８６】また小サイズ紙等を通紙した場合の感光体
の非通紙領域や感光体前回転時、紙間等の非通紙領域の
場合は、図６のように転写部位ａのコロナ転写器５直前
領域Ｃでは整流層１６内の導電フィラー１７は非露光部
故に負電荷を有する。

【００８７】そして、コロナ転写器５以降の領域Ｄで
は、ＯＰＣ感光体１には、直接、転写材を介することな
しに、転写バイアスが印加されるので、図５の領域Ｂよ
り大きい転写電流がＯＰＣ感光体１に流れる。図６に示
すように領域Ｄでは、多くの正電荷が整流層１６内に存
在することになる。

【００８８】領域Ｄにおいて、従来例では、正電荷がＣ
Ｔ層１５の奥まで進入し、、正電荷はトラップされる。
そして次に帯電する時は正電荷が直ちに移動し、負電荷
と結合することができないため、プラスメモリーとして
電位が低下してしまう。

【００８９】これに対して本実施例では感光体に整流層
１６を設けているから、ＣＴ層１５と整流層１６にて逆
方向の電荷移動に対しては障壁を作り、例えば整流層１
６の正電荷をＣＴ層１５へ進入させないようにしてい
る。

【００９０】これにより、整流層１６にだけ電荷が存在
するため、次に帯電する時に容易に正電荷が移動して、
負電荷と結合し、更に整流層１６を任意の負電位に帯電
させることが可能となる。

【００９１】本発明者等が行った実験においても、転写
後の感光体の非通紙部表面電位は従来例よりも、本実施
例の方が正極性で高くなる。これは従来例では正電荷が
ＣＴ層１５（図１３）の奥へ入り込むため、見掛けの表
面電位が低く、本実施例では整流層１６に正電荷が存在
するため、表面電位は高くなる。

【００９２】上記の理由により、本実施例ではプラスメ
モリーの発生を防ぐことが可能となった。

【００９３】これにより、従来では転写手段がコロナ転
写器５の場合、プラスメモリー防止のため、紙間等の非
通紙時において、転写印加電圧をＯＮ／ＯＦＦし、転写
電流を減少させる様に制御していたが、本実施例のよう
に、ＯＰＣ感光体上に金属微粒子を分散した整流層１６
を設けることにより、ＯＰＣ感光体への転写電流が増加
し、感光体（ドラム）流入電流が増えても、プラスメモ
リーが発生することがないため、紙間等の非通紙時にお
ける転写バイアスのＯＮ／ＯＦＦ制御等を必要とせず、
簡単な転写構成でトナーのとびちり、濃度ムラ、紙（転
写材Ｐ）の先端及び後端における画像乱れ等の従来例で
問題になっていた画像不良を防止することが可能となっ
た。

【００９４】本実施例では、負極性ＯＰＣ感光体と正極
性転写バイアスの例で示したが、正極性ＯＰＣ感光体と
負極性転写バイアスの系においても、同様に、感光体を
整流作用を有する層構成とすることで、同様の効果が得
られる。また感光体はＯＰＣに限られたものではないこ
とは言うまでもない。

【００９５】そして、本実施例においては、整流層１６
に分散させる金属微粒子はＳｎＯ₂にＳｂをドープした
ものを用いたが、他にもの他の金属酸化物，導電カーボ
ン等でｎ型またはｐ型の半導体を使用することが可能で
ある。

【００９６】つまり、ＣＴ層１５にｐ型半導体を用いた
ならば、整流層１６にｎ型を使用することにより、本実
施例の効果が得られる。

【００９７】分散する金属酸化物はＳｎＯ₂ ，ＴｉＯ
₂ ，ＺｎＯ₂ ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，Ｃｕ₂ Ｏ、ＷＯ₃ 、ＢａＴ
ｉＯ₃ 等に化学的不純物をドープすることでも使用可で
ある。また分散金属粒子は仕事関数が大きな金属粒子で
もよい。

【００９８】また整流層１６のバインダーとして本実施
例ではフォスファゼン樹脂を用いているが、これに限る
ものでなく、透明度が高く、金属微粒子の分散がよく、
抵抗値の調整が可能なものが使用できる。

【００９９】〈第２の実施例〉（図７〜図９） 本実施例は前記第１の実施例の反転現像系の転写式画像
形成装置（図１）において、転写手段をコロナ転写器５
に代えて図７のように接触転写ローラ５Ｂにしたもので
ある。

【０１００】また、ＯＰＣ感光体１は整流層１６として
ホスファゼン樹脂に導電フィラー１７としてＳｂをドー
プしたＳｎＯ₂ を７０ｗｔ％分散させたものを用いた。

【０１０１】他の装置構成は第１の実施例の画像形成装
置と同じである。

【０１０２】本実施例において、転写ローラ５Ｂの抵抗
値は６×１０⁶[Ω] のものを用い、転写印加バイアスは
「定電圧制御」し、定電圧電源５Ａによって１ＫＶが転
写ローラ５Ｂに供給され、ＣＰＵ２３により制御され
る。

【０１０３】本実施例は、ＯＰＣ感光体上に上記の整流
層１６を設け、転写手段として上記の転写ローラ５Ｂを
組み合わせることにより、転写ローラ５Ｂの体積抵抗値
のラチチュードを拡大させるものである。

【０１０４】従来例で示した如く、転写ローラはオゾン
の発生が少なく、画像劣化が少ない等の利点を持つが、
プラスメモリーによる地カブリの発生、安定した量産が
難しいローラ抵抗値が５×１０⁸ 〜５×１０⁹[Ω] とい
う中抵抗域の転写ローラでなければならないなどの問題
点をかかえていた。

【０１０５】前述第１の実施例で示したように、整流層
１６を設けた感光体は、感光体流入電流に対し、従来の
感光体よりプラスメモリーに対して許容範囲が広い。

【０１０６】図８にＳｂをドープしたＳｎＯ₂ の分散量
に対するプラスメモリーが発生しない最大感光体流入電
流（Ｉmax ）を示す。

【０１０７】実線は本実施例の感光体を使用した場合
で、Ｉmax は２０μＡである。

【０１０８】ｄ_L は分散下限値であり、これ以下である
と、帯電不良をおこす。ｄ_H は分散上限値であり、これ
以上であると画像流れが発生する。

【０１０９】破線は従来の感光体におけるＩmax で、
２０μＡ程度である。

【０１１０】このようには感光体流入電流に対して許
容範囲が広い。

【０１１１】図９に本実施例における感光体を用いた場
合における転写ローラ抵抗値のラチチュードを示す。従
来では図１４のように狭かった。

【０１１２】本実施例では適正転写ローラ抵抗値は導電
ローラまで使用可能である。例えば、従来、転写印加電
圧１．５ＫＶでは適正転写ローラ抵抗値ρは ５×１０⁸ 〜５×１０⁹ Ω であったのに対し、本実施例では、 導電ローラから５×１０⁹ Ωまで使用可能で、抵抗値の
ラチチュードが著しく拡大する。

【０１１３】転写ローラ抵抗値のラチチュードが著しく
拡大することにより、環境が変動してローラ抵抗値が変
化しても、プラスメモリーを発生することなしに適正な
転写が可能である。

【０１１４】また、ローラ抵抗値が低い領域も使用可能
であり、従来では量産化が難しい中抵抗領域を使用して
いたが、低抵抗領域の転写ローラが使用可能になったこ
とより、生産も安定化し、安価、歩留まりが向上する。

【０１１５】これにより、高温・高湿環境から低温・低
湿環境に渡り「定電圧制御」のみで使用可能ある。

【０１１６】〈第３の実施例〉（図１０） 本実施例は前述第２の実施例の画像形成装置（図７）に
おいて接触転写ローラ５Ｂを「定電流制御」する。

【０１１７】そのため本実施例では図７の電源５Ａを定
電流電源にする。

【０１１８】感光体１はＯＰＣ感光層上に整流層１６を
設け、該整流層はフォスファゼン樹脂にＳｂをドープし
たＳｎＯ₂ を１０ｗｔ％分散させたものを用いた。分散
量を少なくすることにより、整流層の抵抗を増大させ、
感光体非通紙領域に流れる感光体流入電流を抑制してい
る。転写ローラ５は抵抗値６×１０⁶[Ω] のものを用い
た。

【０１１９】前述第２の実施例で示した如く、整流層１
６を設けた感光体は感光体流入電流に対し、従来の感光
体よりプラスメモリーに対して許容範囲が広くなる。

【０１２０】そこで図１０に示す様に、転写時に感光体
非通紙部（白丸破線）に電流が流れ込むことによって発
生する、感光体通紙部（黒丸実線）の電位降下Ｖｄを考
慮に入れ、その時にでも通紙領域に最低転写電流Ｉmin
＝０．５μＡを（一点鎖線）を確保するように電流値Ｉ
ｄmax を決める。

【０１２１】これにより最小サイズの紙（転写材）がき
た場合においても、感光体通紙領域では最低０．５μＡ
の電流が確保されるため、画像不良は発生しない。

【０１２２】このように転写ローラ抵抗値のラチチュー
ドが著しく拡大することにより、環境が変化してもプラ
スメモリーを発生することなしに「定電流制御」のみで
転写が可能である。

【０１２３】

【発明の効果】以上のように本発明の反転現像系の転写
式画像形成装置は、像担持体の帯電極性と転写極性が互
いに逆極性であることに起因しての像担持体の所謂プラ
スメモリー現象の発生が防止されるので、転写手段がコ
ロナ転写器である場合においては、紙間等の転写材非通
紙時における転写バイアスのＯＮ／ＯＦＦ制御等を必要
とせず、簡単な構成で、トナーのとびちり、画像濃度ム
ラ、転写材先端・後端における画像乱れ等の画像不良を
防止することが可能となった。

【０１２４】また転写手段がローラ転写器等の接触転写
手段である場合においては、転写ローラ等の接触転写部
材の抵抗値のラチチュードが著しく拡大することによ
り、接触転写部材の量産も安定化し、歩留まりが向上
し、低コスト化が可能となる。

【０１２５】そして、全環境下において、接触転写部材
の抵抗値が変化しても定電圧制御または定電流制御のみ
で使用可能でありる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例の画像形成装置の概略構成図

【図２】 像担持体の層構成模型図

【図３】 整流作用の説明模型図

【図４】 帯電の説明模型図

【図５】 転写部位における整流作用の説明模型図（そ
の１）

【図６】 転写部位における整流作用の説明模型図（そ
の２）

【図７】 第２の実施例の画像形成装置の概略構成図

【図８】 整流層のＳｎＯ₂ 分散量と感光体流入電流限
界値の関係グラフ

【図９】 転写ローラの抵抗値ラチチュード図

【図１０】 第３の実施例の画像形成装置における転写
印加電圧と転写電流の関係グラフ

【図１１】 従来例としての反転現像式・転写式画像形
成装置の概略構成図（その１）

【図１２】 従来例としての反転現像式・転写式画像形
成装置の概略構成図（その２）

【図１３】 プラスメモリー現象の説明模型図

【図１４】 転写ローラ抵抗値ラチチュード図

【符号の説明】

１、１０１ 像担持体（電子写真感光体） ２、１０２ 像担持体帯電用の接触帯電ローラ １０２Ｂ 像担持体帯電用のコロナ放電器 ２Ａ、１０２Ａ 帯電バイアス印加電源 ３、１０３ 画像情報書込手段 ４、１０４ 反転現像器 ５、５Ｂ コロナ転写器又は接触転写ローラ １０５、１０５Ｂ コロナ転写器又は接触転写ローラ ５Ａ、１０５Ａ 転写バイアス印加電源 ａ 転写部位 ６ クリーニング器 ７ 定着装置 ８ プロセスカートリッジ Ｐ 転写材 １１、１１１ アルミ基板 １２、１１２ 下引き層としての導電層（ＣＰ層） １３、１１３ 正孔注入防止層（ＵＣ層） １４、１１４ 電荷発生層（ＣＧ層） １５、１１５ 電荷輸送層（ＣＴ層） １６ 整流層 １７ 導電性フィラー １８ トナー画像もしくはトナー

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年２月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７５】整流層１６はホスファゼン樹脂に導電フィ
ラー１７としてＳｂを微小量ドープしたＳｎＯ₂を３０
ｗｔ％｛（導電フィラー重量／導電フィラーとバインダ
ーを合計した全体の重量）×１００［％］で定義する
値｝分散して約１０μｍの膜厚で形成した。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１００

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１００】また、ＯＰＣ感光体１は整流層１６として
ホスファゼン樹脂に導電フィラー１７としてＳｂをドー
プしたＳｎＯ₂を７０ｗｔ％｛（導電フィラー重量／導
電フィラーとバインダーを合計した全体の重量）×１０
０［％］で定義する値｝分散させたものを用いた。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１１８】感光体１はＯＰＣ感光層上に整流層１６を
設け、該整流層はホスファゼン樹脂と、これにＳｂをド
ープしたＳｎＯ₂を１０ｗｔ％｛（導電フィラー重量／
導電フィラーとバインダーを合計した全体の重量）×１
００［％］で定義する値｝分散させたものを用いた。分
散量を少なくすることにより、整流層の抵抗を増大さ
せ、感光体非通紙領域に流れる感光体流入電流を抑制し
ている。転写ローラ５は抵抗値６×１０⁶［Ω］ のも
のを用いた。

フロントページの続き (72)発明者 荒矢 順治 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 (72)発明者 古屋 正 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 (72)発明者 久郷 晴美 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 (72)発明者 矢野 秀幸 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 (72)発明者 岩崎 修 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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、該像担持体を帯電する手段
   を含む静電潜像形成プロセス手段と、像担持体に形成さ
   れた静電潜像を反転現像する手段と、像担持体上の現像
   画像を前記帯電手段とは逆極性のバイアスによって被転
   写体に転写する手段を有する画像形成装置において、 前記像担持体は、少なくとも、光導電性を有する感光層
   と、該感光層との界面に前記転写手段によって生じた転
   写電荷に対してエネルギー準位による障壁を形成する整
   流層を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 整流層は、バインダー中に金属微粒子を
   分散し、感光層との界面にショットキー障壁を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 整流層は、バインダー中に感光層と異型
   の半導体を分散し、感光層との界面に整流作用を形成す
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 転写手段は、接触転写手段と、その制御
   手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形
   成装置。
5. 【請求項５】 制御手段は、少なくとも定電圧もしくは
   定電流制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の画
   像形成装置。
6. 【請求項６】 接触転写手段は、ローラ体、ベルト体、
   ブラシ体のいずれかであることを特徴とする請求項４に
   記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 接触転写手段は、体積抵抗値が１０¹⁴Ω
   ｃｍ以下の層を有する転写ローラであることを特徴とす
   る請求項４に記載の画像形成装置。