JPS603187B2 - 電子写真方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な電子写真方法及び装置に係り、特にオリ
ジナル像の階調性を良好に再現することを可能とする電
子写真法及び装置に関するものである。

従来、電子写真方法の基本としてカールソン法が知られ
ている。

この方法に於ては、導電性基板の表面に無定形セレン等
の光導電層を設けた電子写真感光体を用いて、階所に於
てその表面を一様帯電し、次いで原画像露光して、光照
射部の感光体表面電荷を放電させ静電潜像を形成するも
のである。この静露潜像をトナー粒子により現像し、転
写材等に転写して利用することは周知の如くである。一
般に、カールソン法による原稿に対する輝度再現範囲は
、０．６〜０．８程度であり、例えば無定形．セレンを
用いた場合の原稿濃度に対する潜像電位の関係は第１図
に実線で示すごとくである。

そして、この原稿濃度に対するコピー濃度は第２図に示
す様に完全な濃度再現をなし得ないのが実情である。電
子写真法の他の方法として、本出願人が先に袴公階４２
−２３９１び号公報、或は侍公昭４３−２４７４８号公
報に開示した様な方法がある。

第３図にその電子写真方法を説明するが、記号‘１’で
示す列の各図に於て、感光体の電荷変化を模式的に示し
、記号‘２１で示す列の各図に於て、その表面電位変化
を、記号‘３｝で示す列の各図に於て、その感光体表面
の電荷密度の変化を模式的に示すものである。即ち感光
体１は、導電性基板１，、光導函層１２、（透明）絶縁
届１３を基本構成とするもので、その第１工程に於て、
光導電層１２がＮ型の場合には、正（十）に、又Ｐ型の
場合には負（一）に感光体表面を均一帯電する一次帯電
を実施する。次いで第０工程に於て、オリジナル光像（
図では、直線的に（濃度）変化するオリジナル光像）を
露光すると同時に、一次帯電と逆極性コロナ若しくは交
流コロナ放電を施して、表面電位を低下させつつ、オリ
ジナル光像に応じた電荷密度変化を生じさせる光像露光
同時逆騒性帯電若しくは除電を実施する。第ｍ工程に於
て、感光体全面に均一露光を施し、オリジナル光像の暗
部に相当する光導電層と絶縁層の界面近傍の電荷を解放
させてコントラスの高い表面電位を現わす全面露光を実
施する。そして、この様に形成された静電潜像を前述方
法の場合と同様、現像、転写定着工程を経て複写物を得
るものである。この場合の原稿濃度に対する潜像電位の
関係も、第１図に一′点鎖線で示すごとくである。

上述のような電子写真法により形成した再現コピーは、
事務用等の用途に於ては、十分満足なものであった。し
かし、オリジナルの広い範囲の灰色や色合いを含んだ原
稿を忠実に再現するものでなく、従って、オリジナルの
忠実な再現を要する精解印刷或は美術印刷等に於ては適
用し得なかった。即ち、従釆の電子写真法の場合、オリ
ジナルの明るい灰色はコピー上より明るくなり、一方オ
リジナルの暗い灰色は、コピーではより暗くなった。

又カラー複写の場合、微妙な色変化を出そうとすれば、
コピーは色が濁り、又、オリジナルに対する色変化も大
きくなる恐れもあった。これらはトナー特性の改良等に
よっても改善されているものの、オリジナルの忠実な再
現は困簸な状況に有るのが実情である。本発明は、上述
の点に鑑み、オリジナルの忠実な階調性再現をすること
を可能とする改良された電子写真法及び装置を提案する
ものである。

即ち、本発明は、輝度再現範囲を広げるように静電港像
を制御した電子写真法及び装置に関するものである。本
発明は前述第３図示プロセスを改良するものである。第
４図Ａ，Ｂが、本発明の基本工程を説明するもので、記
号‘１’で示す列の各図が、感光体表面の電荷変化を模
式的に説明するもので、記号‘２１で示す列の各図が、
感光体表面の電位変化を説明するものである。

そして記号‘３１で示す列の各図が、その感光体表面の
電荷密間の変化を模式的に説明するものである。本発明
は、改良の前提とした前述第３図示方法と、その第１工
程、第０工程は略同様である。

尚第４図Ａ，Ｂの‘１｝列各図に示す電荷数は、理解を
容易とする為前述図より多く示している。第１工程に於
て、導電性基板１，、光導電層１２、絶縁層１３を基本
構成とする感光体１表面に一次帯電を施す。光導軍層の
極性に応じて帯電極性を設定するが、以下説明はＮ型で
行う。次いで第０工程に於て、光像露光と同時にコロナ
放電器に一次帯蝿と逆極性コロナ、若しくはＡＣコロナ
電圧を印加して除電を施す。本発明方法に於ては、この
除電電位を制御して良好な静電槽像を形成することを特
徴とするものである。この為上記コロナ放電器開口部に
グリットを設け、その印加電圧を制御する。上記第０工
程の除電の際は、その除電後の表面電位Ｖｏが略ＰＶ或
は若干マイナスにコントロールされる。このとき、表面
電荷の一部が除去された部分に於ては、光導電層と絶縁
層界面近傍に捕獲された電荷が解放されないにもかかわ
らず、その界面層の捕獲された電荷と逆極性正孔が導電
性層に誘起される。次いで、以下の如き階調々整工程を
実施する。

第ｏａ，工程は、除電後所定時間置いた状態で、その■
列目の図が表面電位の変化を示すものである。実線曲線
が、除電終了後し時間経過後のものである。そして同図
に示す他の曲線即ち、一点鎖線曲線が上２後、二次鎖線
曲線力丸３後、破線曲線がｔ４後と経過時間が順次大き
い場合を比較の為に示したものである。この除電終了後
の経過時間ｔ．〜いま、０．１〜５．＄ｅｃの場合であ
る。そして、この除電終了後の時間経過で、表面電位が
変化することが理解される。特に、光像露光部を暁部、
明部と暗部の中間部（以下中間部と称する）及び暗部と
分けて見ると先ず、中間部の電位変化が大きく、暗部、
明部では小さい。しかし、時間の経過と共に暗部での変
化が大きく中間部の変化を追い越すことが示される。

この現象は、前述第３図示プロセスの第ｍ工程の均一露
光を施さない場合と同様のものである。即ち、第３図示
プロセスの第１工程の一次帯電、第ロ工程の露光同時除
電を成した後暗中放置した場合の感光体表面電位変化を
示すのが第５図である。

表面電位特性曲線のＥ，が明部、Ｅ２が中間部、Ｅ３が
暗部に各々担当するものである。（又点線は各部に於い
て均一露光を与えた場合のものを参考の為に示したもの
である。）同図示特性曲線に示される各部の電位変化の
関係は、除電終了後ｔａに於て、Ｅ，ごＥ３くＥ２，比
に於て、Ｅ．＜Ｅ３＜Ｅ２，ｔｃに於て、Ｅ．＜Ｅ２２
Ｅ３である。

この様に時間の経過と共に明部、中間部、暗部の表面電
位の高さの順序が逆転するものである。この様に均一露
光を与えずに除電後階中放置した場合、中間部から暗部
にかけての捕獲電荷は、主に熱的エネルギーによって解
放され、導電性基板の正孔と結合して消滅する。

これにより、中間部と暗部の表面電位の上昇逆転が説明
される。又、暗部と中間部の電位の逆転は、暗部に比べ
て中間部の方が露光同時除電に寄与しなかったキャリア
が光導電層中に空間電荷としてより多く存在しているこ
とによって階中における熱エネルギーによる捕獲電荷の
解放を効果的に成すことが出来て、電位変化を速かに生
じ易い為と考えられる。次いで第ｏａ２工程において、
コロナ放電器に除翼々圧を印加すると共に、コロナ放電
器の関口に設けたグリット電位をＶｏより高いＶ，とし
て感光体表面電位を略Ｖ，に制御する。

このとき、第ロａ，工程■のし時間経過後の表面電位の
Ｖ，を越える部分の電位を略Ｖ，に制御されることによ
ってその表面電荷の一部が除去されることになる。

次いで第ｏｂ，工程において第ｏａ２工程終了後、更に
一定時間経過後においては暗部に近い部分の捕獲電荷が
解放され段階部においてはいまだ充分には捕獲電荷の解
放が生じない。

従って、第ロｂ，の｛２）列目の図に示される様な表面
電位変化を生ずることとなる。

更に、第ｏｂ２工程に於て、グリツド電位を先の制御電
位Ｖ，より高いＶ２に保ってコロナ除電を施す。

この除電工程によって、略Ｖ２より高い表面電位部分の
み除電が行われ、その部分の表面電荷の一部が除去され
ることになる。そして第ｍ工程に於て、感光体全面に約 １の帆・ｓｅｃ以上の均一露光を施し、絶縁層表面の電
荷に拘束されていない界面部の捕獲電荷を全て解放する
。

これにより感光体表面にオリジナル像の濃度コントラス
トに略忠実な表面電位を持った静亀溶像を形成すること
ができる。尚上記第ロａ，，も工程第ｏｂ，，ら工程に
続いて更に同様の除電工程を繰返しても良い。

特にこのｏａ，，も，ロｂ，，Ｑ・・・の工程の繰返し
は最暗部の電荷解放が不完全である中間部と暗部の電位
逆転の生ずる以前に成すことが重要である。除電後上記
の中間部と暗部の電位逆転の生ずる迄の時間は通常０．
０５〜１の砂程度である。

次に、前述本発明基本プロセスの変形例を説明する。変
形例プロセスに於ては、前述プロセスの第４図Ａ示の第
１工程、第０工程は同様に実施し、第ｏａ，工程に於て
、即ち、光像露光同時逆極性帯電或は除電の終了後の感
光体面の放置工程に於て、弱い均一蕗光を施し、しかる
後、第ｏａＺ［程を続けるものである。従って、前述プ
ロセスの第ｏａ，工程を変形したもので、第６図に第ｏ
ａ，′工程として示す。その第ｏａ２′工程に於ける除
亀終了後経山過時間ｔ，に於ける表面電位変化を示すの
が第６図｛２１である。

その実線曲線が、照度１，の均一露光の場合で、一息鎖
線が照度１２、二点鎖線が照度１３、破線が１４の各場
合である。この照度１，〜１４の増大に塞く表面爵位変
化は、前記第４図Ａ第ｏａ，工程の（２１の場合と略同
様な特性を示すものである。そして、この様な特性を示
す理由は、前述第４図第０ａ，工程で説明したと同様の
機構に基くものと考えられ、しかも本変形プロセスでは
前述の熱的エネルギーに加えて弱い均一露光が作用し、
この均一露光が脂中における捕獲電荷の熱エネルギーに
よる解放を促進し、捕獲電荷の部分的解放（特に中間部
）に有効に寄与していると考えられる。この場合の均一
露光量は、感光体の組成感度により一定しないが、例え
ば０．９ｕｘ・ｓｅｃ以下で十分なもので、第ｍ工程で
通常利用する１０１ｕｘ・ｓｅｃ以上程度の場合に比べ
て非常に小さくて良いものである。この様な表面電位変
化を生じさせた第ロａ，′工程に続いて、前述本発明基
本プロセスの第０を′工程と同様の第ｏａ２′工程を実
施する。

即ち、グリッド電位を第ロ工程の制御電位Ｖｏより高い
Ｖ，′に保って逆極性成分を有するコロナ放電を施すも
のである。次いで、直ちに強い均一露光を施す第ｍ工程
を実施して静雷潜像を得ることができる。

又、本発明基本プロセス第４図Ｂの第Ｄｑ工程第ｏｂ２
工程と示した場合の如く、上記変形プロセスの第□ａ．
′工程と第ｏａ２′工程を繰返すことは、良好な結果を
得る。

即ち、第Ｄｑ′工程として、前述第ロａ，′工程の均一
露光より若干光照度を高め（例えば、第６図‘２｝１２
の如き表面電位変化を得る照度）で均一露光を施し、次
いで第ＯＱ′工程として先のグリット制御電圧Ｖ，′よ
り高いＶ２′と成して同様なコロナ放電を成すものであ
る。

この様な工程を必要回線返した後、強い均一露光を施す
第ｍ工程を実施して階調性を良好に調整した静霞潜像を
得る訳である。

又、上記第ロａ，′工程、第ｏａ２′工程を同時に実施
する更なる変形プロセスも有効である。

第ｏｂ，′工程、第ｏｂ２′工程でも同様なることは勿
論である。第７図は、本発明方法を実施した具体例複写
装置を説明する漠式図である。

感光体１は、導電性基板１，、光導電性層１２、透明絶
縁層１３を基本構成として、回動自在にドラム状とされ
ている。

導電性基板としてはアルミ等の金属板を用い、光導電性
層は銅で活性化された硫化カドミウムを透明樹脂バイン
ダーに分散したもので、約５０ｒ厚に塗布したものを用
いた。又その表面に約２５〆のマィラーフィルムを接着
剤にて固着層合したものである。ドラム状感光体１は回
敷自在に支持され、矢印方向に回転させられる。そのド
ラム状感光体１周沿に静電潜像形成手段２として、一次
帯電用コロナ放電器２，、光像露光と同時に作用させる
逆樋性成分を含むコロナ放電を施すコロナ放電器２２、
そのコロナ放電器２２の前面に設けた制御グリッド２３
、階調々整用コロナ放電器２４ そのコロナ放電器２４
の前面に設けた制御グリッド２５、全面露光源２６及
び本発明変形プロセスの為に前記コロナ放電器２４の背
部に階調々整用光源２７等が配置されている。

尚、上記コロナ放電器２２ により施される逆極性成分
を含むコロナ放電とは一次帯電と逆極性の直流電圧、或
はその直流電圧と交流電圧を童畳したもの、若しくは交
流電圧の印加等により形成されるものである。そして、
階調々整用コロナ放電器２４に於ても同様に用いうるも
のである。そして、この静蟹潜像形成手段２で形成すべ
きオリジナル光像はオリジナル原稿台３上に載直して、
オリジナル露光手段４により感光体上に露光する。

オリジナル露光手段４は、オリジナル原稿台３を照明す
る照明光源４，、照明光源と共に移動し原稿面を走査す
る移動ミラー４２、及び４３、その光像を結像させる為
の光学系レンズ４４、更にその光像を感光体面へ導く反
射ミラー４５，４６を有するものである。一方、静亀潜
像形成手段２に続く位置に現像手段５が配置される。

図では、スリーブ・ローラ５，を有するスリーブ型マグ
ネットブラシ現像器であるが、任意の方式のものが適用
しうろことは勿論である。現像後のドラム状感光体面に
転写材Ｐを供給する為の給紙手段６が感光体転写位置に
隣接して配送される。

該給紙手段は、カセットから転写材Ｐを送り出す、送り
出しローラ６，或は転写位置へ現像画像と同期して転写
材を送り出すタイミングローラ６２等を有する。又、転
写分離手段７が、ドラム状感光体沿現像手段に続き配送
される。

即ち転写位置には、転写コロナ放電器７，が、分離位置
には分離ローラ７２その他の分離機構が配送される。定
着手段８が、分離後の転写材Ｐ上の転写像を定着しうる
位贋に配送される。定着手段８は、加熱ｏーラ８，，８
２と圧力ローラ８３を有する。一方、転写後の感光体表
面をクリーニングして再用しうる様にクリーニング手段
９が配送される。９，は弾性クリーニングブレードであ
る。

上記静電潜像形成手段２で、静露潜像形成の為に一次帯
電用コロナ放電器２，では、感光体表面を略＋１５００
Ｖと成す様に放電々位を調整する。次いで、光像蕗光同
時除電を成す為のコロナ放電器２２ は、その前面に設
けた制御グリッド２３ に、制御電圧として約一１００
Ｖを印加しておくので、感光体表面電位も略制御電圧値
に収束する。次いで、感光体上に作用する階調々整用コ
ロナ放電器２４ は、上記光像露光用コロナ放電器２２
の作用終了後０．Ｓｅｃで作用する様に配置されている
。そして、この階調々整用コロナ放電器２４ の前面に
設けた制御グリッド２５ には約十５０Ｖの制御電圧が
印加されている。次いで感光体上に作用する全面露光源
２６ は、１０１収・ｓｅｃ以上である。

更に階調々整用に設けた光源２７では、感光体面に虫似
・ｓｅｃ以下好適には０．９帆・ｓｅｃ以下の光照射を
適宜与えるものである。

この様な潜像形成手段を利用して静電港像を形成した結
果を示すのが第８図である。即ち、図は、オリジナル原
稿濃度を機軸に、潜像電位を縦軸にとったもので、原稿
濃度に対する港像電位特性を示すものである。実線ａで
示すのが、階調々整用光源２７ を点灯しないで上記装
置を操作した場合である。その時の輝度再現範囲は１．
の茎度となり、前記第１図示の従来の場合の如き０．６
〜０．８より大幅に改良されていることが理解される。
更に、第８図に於て一点頭線ｂで示される潜像電位特性
は、上記階調々整用コロナ放電器２４ の前面に設けた
制御グリット２５への印加電圧を変化させた場合である
。

この場合は、制御グリツド２５ に工程の電圧を印放し
うる如く分割し、先ず十５００Ｖ、次いで十２００Ｖの
制御電圧を印加した制御グリッドを通してコロナ放電を
成す様にしたものである。又、同図に於て、二点鎖線Ｃ
で示す潜像電位特性は、上記実線ａと同様に制御グリッ
ド２５に分割電圧を印加しない場合で、かつ、階調々整
用光源２７ を点灯し、感光体上に０．１１帆・ｓｅｃ
の均一露光を与えるようにした場合である。

このときは、更に輝度再現範囲が広がり略１．３に達す
ることが理解される。以上、具体例に詳述した如く、本
発明方法は輝度再現範囲を拡張して、オリジナルの階調
性を忠実良好に再現することを可能としたものである。

しかも、再現すべきオリジナル像の階調性に応じて、露
光、除電工程の反復数を制御でき、最適の画像再現を最
適工程数で実現できるので極めて有好である。そして、
階調性の制御は、除繁々位の制御及び弱い均一露光の露
光量制御により極めて簡単に成しうるもので実用上も極
めて有効なるものである。そして、形成される静亀潜像
は極めて安定なものであるから画像利用上極めて有効な
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従釆方法に基く場合の原稿濃度−潜像電位特
性図。 第２図は、その潜像を現像した場合の原稿濃度ーコピー
濃度特性図。第３図は、本発明の改良の基礎とした電子
写真法を説明する説明図。第４図Ａ，Ｂは本発明の基本
プロセスを説明するもので、第１｝列は、感光体の電荷
変化を模式的に示した説明図、第‘２１列は、感光体表
面の電位変化を穣式的に示した説明図、第｛３１列は、
感光体表面の電荷密度の変化を模式的に示した説明図。
第５図は、第３図示プロセスの第ｍ工程を省略し脂中放
置した場合の感光体表面電位変化の特性図。第６図は、
本発明に基く変形プロセスを説鶴亀鶴鯛蟹巽海事を雛無
毒実施した具体例複写装置を説明する模式図。 第８図は、本発明方法により形成した静電港像の原稿濃
度に対する潜像電位特性図。図中、１・・・・・・感光
体、１．・・・・・・導電性基板、１２・・・・・・光
導電層、１３・・・・・・絶縁層、２・…・・静電潜像
形成手段、３・・・・・・原稿台、４・・・・・・オリ
ジナル露光手段、５…・・・現像手段、６・・・・・・
給紙手段、７・・・・・・転写・分離手段、８・・・・
・・定着手段、９・・・・・・クリ一ニング手段。 努ノ図 弟２図 第３錘ｄ 集る図 第３図 第７図 弟子図で〃） 篤子図く８） 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電性基板、光導電層、絶縁層を基本構成とする感
   光体を用い、その感光体表面を一様帯電し、次いで、再
   現すべきオリジナル光像を感光体表面に露光し、その光
   像露光と同時若しくは、その直後に、感光体表面の電位
   を前記一様帯電より低い所定電位に制御する除電を施し
   、更に前記除電に続いて、その先立つ除電の制御電位よ
   り高い制御電位で除電を施こす工程を一回以上実施し、
   然る後一様露光を施し、上記感光体上に静電潜像を形成
   することを特徴とする電子写真方法。 ２ 導電性基板、光導電層、絶縁層を基本構成とする感
   光体を用い、その感光体表面を一様帯電し、次いで、再
   現すべきオリジナル光像を感光体表面に露光し、その光
   像露光と同時若しくは、その直後に感光体表面の電位を
   前記一様帯電より低い所定電位に制御する除電を施し、
   更に前記除電に続いて、所定光強度に制御した一様露光
   を施し、かつ、同時若しくはその直後に先立つ除電の制
   御電位より高い制御電位で除電を施す工程を一回以上実
   施し、然る後一様露光を施し上記感光体上に静電潜像を
   形成することを特徴とする電子写真方法。 ３ 導電性基板、光導電層、絶縁層を基本構成とする感
   光体、一次帯電用コロナ放電器、光像露光手段、光像露
   光と同時に若しくはその直後に一次帯電と逆極性成分を
   有するコロナ放電を施すコロナ放電器、階調々整用コロ
   ナ放電器、全面露光々源を有することを特徴とする電子
   写真装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の発明に於て、前記階調
   々整用コロナ放電器が制御電圧を印加する制御グリツト
   を有することを特徴とする電子写真装置。 ５ 導電性基板、光導電層、絶縁層と基本構成とする感
   光体、一次帯電用コロナ放電器、光像露光手段、光像露
   光と同時若しくはその直後に一次帯電と逆極性成分のコ
   ロナ放電を施すコロナ放電器、階調々整用コロナ放電器
   、階調々整用光源、全面露光々源を有することを特徴と
   する電子写真装置。