JPS6283769A - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、像形成装置に関し、特に電子写真法を用いて
画像を形成する像形成装置に関する。

口、従来技術 電子写真法によって画像を形成する方法としては、導電
性基体上に光導電層と透明絶縁層とを積層してなる感光
体に一次帯電し、次に像露光をしなから除電（二次帯電
）シて感光体の表面電位をｔ！ 平損化すると共に電荷の分布によって第一次静電潜像を
形成し、次いで全面露光によって感光体表面に電位パタ
ーンを形成して第二次静電潜像とし、この第二次静電潜
像をトナーで現像するＮＰ法と呼ばれる方法（特公昭４
２−２３９１０号公報）が知られている。

この方法では、二次帯電時に帯電器の背面から像露光を
行うので、装置の設計上に制約を受ける。

また、像露光を二次帯電と同時に行ない絶縁層表面に電
位パターンを形成するため、感光体表層で発生した電子
又は正孔を短時間で基体へと移動させることが高感度を
得るための要件となっており、それ放光導電層には利用
する電子又は正孔の移動速度が速い感光材料を使用する
必要がある。　一般に、ＣｄＳ、５ｅ−Ｔｅ等無機質の
光導電層は電子又は正孔の移動速度が速く、有機質の光
導電層は移動速度が一般に遅い。　このように光導電層
材料の選択にも制約を受ける。

一次帯電に続いて二次帯電を行い、それから像露光を行
う方法（％開昭５３−７６０３５号公報）によれば、帯
電と像露光が分離されているために上記の問題が解消さ
れるのであるが、−医書電と二次帯電によシ、絶縁層界
面に注入され、トラップされた電荷は電荷注入時とは逆
電界をうけている。

それ故電荷の注入量や電荷の捕捉が変化した場合（例え
ば温度、光導電層の経時変化による注入やトラップ性能
の変化）、像露光時、光照射を受けた部分（以下、白地
部と言う。）の表面電位が不安定となる。　これに対し
て像露光で光が照射されなかった部分（以下、黒地部と
言う）では二次帯電により一定の表面電位にコントロー
ルされるので、光照射部よシ安定している。　このよう
な状態で黒地部にトナーを付着させる現像を行なうと、
白地部の電位が安定しないために白地部にもトナーが付
着してかぶシが起こシ易くなる。　従って、この画像形
成方法と正規現像との組合わせは感光体の特性変化の影
響をうけやすく、好ましいものではない。

ハ９発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
光導電層材料の選択の制約や像露光装置と二次帯電器と
の設計上の制約を受けず、また、前述したような例えば
温度の変動や光導電層の経時変化に影響されることのな
い、正規現像に好適な像形成装置を提供することを目的
としている。

二０発明の構成 本発明は、光導電層と絶縁層とを有する感光体に対向し
て、−医書電手段、二次帯電手段、像露光手段、三次帯
電手段、全面露光手段及びこの全面露光手段によって形
成される静電潜像を現像する現像手段が順次配された像
形成装置に係る。

ホ、実施例 以下、静電像に対し帯電するトナーを付着させる現像法
による例について、図面を参照して本発明の詳細な説明
する。

示す部分断面図、第３図は現像器の一例を示す部分断面
図、第４図は静電像の形成過程の一例を模対応して示し
た像形Ｗ体六商部分の電伍変化チャート、第６図及び第
７図はそれぞれ本発明の実施フローチャートである。

第１図の記録装置において、１は矢印方向に回転するド
ラム状の像担持体（感光体）であυ、感光体１は、第２
図に示したように、アルミニウムやニッケル等から成る
導電性基体ｌａ上にＳｅ。

ＣｄＳ、Ｓｉ等から成る光導電性感光層１ｂを設け、そ
の上に透明樹脂等から成る透明絶縁表層１ｃが設けられ
ていて、導電性基体１ａを接地した構成から成る。　２
は感光体１の表面を照射するランプ２ａとコロナ放電器
２ｂの組合せから成る一次帯電器、３はコロナ放電器か
ら成る二次帯電器、４は像露光である。　こ＼で、−医
書電器２は、感光体１の光導電性感光層１ｂが基体１ａ
から電荷注入し得るという整流作用を示す半導体特性を
もつようなものであるときは、必ずしもランプ２ａを備
えることを要しない。　また、ドラム状の感光体１に対
する像露光４は、通常の電子写真複写機におけるような
スリット露光を行なうものである。　然し、像露光４は
、上記のようなスリット露光に限られるものではなく、
例えば、レーザー、がベルト状のように平面状態をと９
得るものにあっては、７ラノシエ露光とすることもでき
る。

５は、二次帯電器３と同様の構造の三次帯電器で、像露
光４によって生じた感光体１の表面電位を平担化する。

　６は、全面露光用ランプで、全第１図の１２は、青、
赤と言った有彩色又は黒色のトナーを現像剤成分として
用いる現像器であり、この現像器には第３図に示すよう
な構造のものが好ましく用いられる。

第３図において、１６はアルミニウムやステンレス鋼等
の非磁性材料から成る現像スリーブ、１７は現像スリー
ブ１６の内部に設けられた周方向に複数の磁極を有する
磁石体、１８は現像スリーブ１６上に形成される現像剤
層の厚さを規制する層厚規制ブレード、１９はスリーブ
１６上から現像後の現像剤層を除去するスクレーパブレ
ード、加は現像剤溜シ２１の現像剤を攪拌する攪拌回転
体、乙はトナーホッパー、ｎはトナーホッパーｎから現
像剤溜り２１にトナーを補給する表面にトナーの入ヤ込
む凹みを有するトナー補給ローラ、冴は保護抵抗５を介
して現像スリーブ１６に直流電圧や振動電圧からなるバ
イアス電圧を印加し、現像スリーブ１６と感光体１の間
にトナーの運動を制御する電界を形成するための電源で
ある。　図は、現像スリーブ１６と磁石体１７がそれぞ
れ矢印方向に回転するものであることを示しているが、
現像スリーブ１６が固定であっても、磁石体１７が固定
であっても、あるいは現像スリーブ１６と磁石体１７が
同方向に回転するようなものであってもよい。　磁石体
１７を固定とする場合は、通常、感光体１に対向する磁
極の磁束密度を他の磁極の磁束密度よりも大きくするた
めに、磁化を強くしたり、そこに同極あるいは異極の２
個の磁極を近接させて設けたすすることが行われる。

以上のような現像器は、磁石体１７の磁極が通常５００
−１５００ガウスの磁束密度に磁化されていて、その磁
力によって現像スリーブ１６の表面に現像剤溜シ２１の
現像剤を吸着し、吸着された現像剤が層厚規制ブレード
１８によって厚さを規制されて現像剤層を形成し、その
現像剤層が感光体１の矢印で示した移動方向と同方向あ
るいは逆方向に移動して、現像スリーブ１６の表面が感
光体１の表面に対向した現像域において感光体１の静電
像を現像し、残シがスクレーパブレード１９によって現
像スリーブ１６の表面から外されて現像剤溜り２１に戻
されるようになるものである。　本発明の実施例におい
ては、後に述べるように、現像スリーブ１６上に現像剤
層を感光体１の表面を摺ることがないように形成して、
トナーを現像剤層から感光体１に飛翔させて静電像に付
着させる、所謂非接触ジャンピング現像条件によること
が容易にできる。　第３図はそのような非接触ジャンピ
ング現像条件によって現像する状態を示している。　熱
論、現像方法は、接触、非接触現像方法、現像剤として
は、−成分、二成分現像剤を用いても良く、上記の方法
に限定されるものではない。

第１図の２６は現像が行われて転写前に感光体１の表面
を照射する転写前ランプ、３１は同じく転写前にトナー
を帯電するコロナ放電器、ｎはコロナ放電器から成る転
写器、あけ感光体ｌの表面を照射するランプ２８ａとコ
ロナ放電器２８ｂの一方または両者の組合せから成る除
電器、西は感光体１の表面に対してクリーニングブレー
ド２９ａによって感光体１上の残留トナーを除去するク
リーニング装置、刃は記録体Ｐに転写されたトナー像を
定着する定着器である。

以上のような記録装置において、−医書電器２がランプ
２ａで感光体１０表面を照射しながら（先に触れたよう
に、ランプ２ａを必要としない場合もある。）コロナ放
電器２ｂでコロナ放電を行うと、感光体１は、光導電性
感光層１ｂおよび透明絶縁表層１ｃの表面が第４図Ａに
見るように電荷をもつ。　この帯電した感光体１の表面
に対して、二次帯電器３がコロナ放電を行うと、今度は
光導電性感光層１ｂが絶縁性であるから、透明絶縁表層
ＩＣの表面の電荷が減少して、感光体１の帯電は第４図
Ｂに見るように変化する。　この二次帯電した感光体１
の表面に像露光４が入射すると、露光部ＰＨにおける光
導電性感光層１ｂの表面電荷が減少し、非露光部ＤＡに
おいては依然として元のま＼電荷が残るから、感光体１
の帯電は第４図Ｃに見るように変化する。　次に二次帯
電器３によってコロナ放電を施して感光体１の表面電位
を平滑化するための帯電を行い（第４図Ｄ）、次いで露
光ランプ６による全面露光を行って非露光部ＤＡに於け
る光導電性感光層１ｂの電荷を消去する（第４図Ｅ）。

この間の感光体１の表面電位の変化を示したのが第５−
ａ図であシ、第５−ａ図におけるＡ、Ｂ。

Ｃ，Ｄ、Ｅの状態の電位はそれぞれ第４図Ａ、Ｂ。

ＣＸＤ、Ｅの帯電状態に対応する。　すなわち、像露光
４が入射した露光部ＰＨの電位は第５−ａ図にＥ（ＰＨ
）で示す表面電位となり、第５−ａ図にＢで示す表面電
位とほぼ同じであって、この背景電位に対して像露光４
の非露光部ＤＡはＥ（ＤＡ）で示す表面電位の静電潜像
が形成されたことになる。　この静電潜像は、通常の電
子写真複写機におけると同様、非露光部ＤＡを潜像と逆
極性に帯電する現像剤によって正規現像することができ
る。

以上説明した方式において、−医書電、二次帯電及び三
次帯電の相対的強さによシ、静電潜像電位を露光部と非
露光部とが同極性あるいは逆極性となるように制御でき
るが、現像のし易さを考えると、露光部の白地電位を略
０とするのが好ましい。

白地電位を略Ｏとすることにより、現像時に現像剤搬送
担体に印加する直流バイアスを低く設定でき、白地部に
トナーが付着してかぶりを起す虞れがなくなる。

第６図は、非露光部ＤＡが静電潜像となシ、露光部ＰＨ
が背景部となる潜像形成法によって潜像が形成され、現
像が背景部と同極性に帯電するトナーを用いることによ
って行われる上記の正規画像形成の過程を示すフローチ
ャートである。

第１図の像形成装置によれば、除電器１３で除電され、
クリーニング装置１４でクリーニングされて電位がＯと
なっている初期状態（ａ）の感光体１の表面を、−医書
電器２によって一様に帯電する（ｂ）。　次に二次帯電
器３によって一次帯電とは逆極性の放電を行い、感光体
１の表面電位を略０（若干マイナス）にする（ｃ）。　
次に像露光４によって露光部ＰＨの電位を上昇させ（ｄ
）、三次帯電器５による放電で露光部Ｐ　Ｒの電位を下
降させて平滑化を行なう（ｅ）。　次に露光ランプ６に
よる全面露光を施して非露光部ＤＡの表面電位を上昇さ
せ（ｆ）、現像器１２によって非露光部ＤＡとは逆極性
のトナーＴを非露光部ＤＡに付着させる（ｇ）。　かく
して非露光部ＤＡにトナーＴが付着して正規画像が形成
され、転写ｎ、定着間の過程を経て記録紙Ｐに正規画像
が記録される０ 前記方法では全面露光において白地部分Ｅ（ＰＨ）の電
位変化があることが、わずかではあるが白地電位を不安
定にしている。　それ故前記方法では白地部分Ｃ（ＰＨ
）を再帯電していた代わシに、黒地電位を再帯電して白
地電位に一致させると、全面露光によっても白地電位Ｂ
（ＰＨ）　は変化しないようにすることができる。　こ
の方式を示す第５−ｂ図は、第５−ａ図と比べ、三次帯
電において非露光部Ｃ（ＤＡ）　　を主として除電する
一方露光部Ｃ（ＰＨ）には実質的に帯電されていない構
成にしている点が異なっている。　このようにすること
によシ、露光部電位Ｅ（ＰＨ）をさらに安定化させるこ
とができる。

次に、反転画像を形成する場合について説明する０ 反転画像の形成は、三次帯電器５による放電と露光ラン
プ６による全面露光のみを停止することによって行うこ
とができる。　即ち、第４図Ｃの図Ｃの静電潜像は、前
記の同図Ｅの静１ｆ潜像と同一の電界の方向を有してお
シ、図Ｅの静電潜像に用いたのと同じ現像剤で現像でき
る。　但し、第５−ａ図及び第５−ｂ図においての電位
コントラスト（Ｃ（ＰＨ）−Ｃ（ＤＡ））や背景電位は
、前記正規現像でのそれら（Ｅ（ＤＡ）−Ｅ（ＰＨ））
、Ｅ（ＰＨ）とは異なっており、現像バイアスをそれら
に応じて制御する必要がある。

第７図は、露光部ＰＨがトナー付着部となり、非露光部
ＤＡが背景部となる潜像形成法によって潜像が形成され
、現像が露光部と逆極性に帯電するトナーを用いること
によって行われる上記の反転画像形成の過程を示すフロ
ーチャートである。

二次帯電器は前述した正規画像形成に於ける第６図（ａ
）、（ｂ）、（ｃ）と同様である。　第７図（ｄ）での
感光体１の表面電位の状態は第６図（ｄ）と同様である
（第６図（ｄ）とは露光部ＰＨと非露光部ＤＡの位置を
逆にして示しである。）。

像露光４によって第７図（ｄ）のように潜像を形成して
から、現像器１２によって露光部ＰＨとは逆極性のトナ
ーＴを露光部ＰＨに付着させて反転現像しくｅ）、其後
は前記と同様に転写、定着の過程を経て記録紙Ｐに反転
画像を記録する。

以上のように、本発明に基く像形成装置では、同一の現
像器を使用して正規現像、反転現像のいずれをも容易に
選択して遂行することができる０上記の例を、更に具体
的に実施例１．２として以下に詳細に説明する。

実施例１（第６図の例） 第１図に示したような像形成装置を用いた。

但し、感光体１は厚さ凹μｍのＣｄＳ感光層上に厚さ加
μｍの透明絶縁層を設けたものであり、その周速を１８
０ｍ１ｚ／　ｓｅｅとした。　この感光体１に一次帯電
器２のランプ２ａで一様露光を行いながら直流のスコロ
トロンコロナ放電器２ｂにより感光体１の表面電位が＋
１５００　Ｖになるように帯電した。　次に交流成分を
もつスコロトロンコロナ放電器から成る二次帯電器３で
感光体ｌの表面電位がＯｖになるように帯電した。　こ
の帯電面に原稿を走査した像露光を行い、非露光部電位
Ｏｖに対して露光部の電位が＋７００ｖの静電像を形成
した。　次にスコロトロンコロナ放電器からなる三次帯
電器５によりコロナ放電を行い、露光部、非露光部電位
−１００Ｖになる帯電を行った後、露光ランプ６によシ
全面露光を行った０　このときの感光体１の表面電位は
、露光部が＋５０Ｖ、非露光部が＋６００ｖである。　
この潜像を第３図に示したような現像器１２によって現
像した。

現像器１２には、樹脂中にマグネタイトが７０ｗｔ％分
散含有、した平均粒径がＩμｍ１磁化が３０　ｅｍｕ／
ｆ。

抵抗率が１０１４Ω百以上のキャリヤと、スチレン−ア
クリル樹脂にカーボンブラック５重量部とその他荷電制
御剤とを加えた平均粒径が１０μｍの非磁性トナーとか
ら成る現像剤をトナーのキャリヤに対する比率が２０ｗ
ｔ％になる条件で用いた。　また、現像スリーブ１６の
外径は３０龍、その回転数は１００　ｒｐｍ　、磁石体
１７のＮ、Ｓ磁極の磁束密度は９００の間隙Ｑ、１３　
ｍｍ、現像スリーブ１６には１５０Ｖの直流電圧と１．
５ｋＨｚ　　、　１５００Ｖの交流電圧の重畳電圧を印
加する非接触ジャンピング現像条件によった。

なお、現像器１２で静電像を現像していない間は、現像
を行わない状態に保った。　それは、現像スリーブ１６
を電源２４から切離してフローティング状態とすること
、あるいは接地すること、または積極的に現像スリーブ
１６に静電像と同極性すなわちトナーの帯電と逆極性の
直流バイアス電圧を印加することによって達成され、中
でも直流バイアスが形成されるようになった段階で、必
要に応じコロナ放電器３１と転写前ランプ加の一方又は
両者を作動し、それによってトナー画像を転写され易く
して、転写器ｎで記録体Ｐに転写し、定着器（９）によ
って定着した。

トナー画像を転写した感光体１は除電器公によって除電
され、クリーニング装置四のクリーニングブレード２９
ａによって表面から残留トナーを除かれて、像形成の行
われた面がクリーニング装置四通過した時点で完全に画
像記録の一サイクル工程を終了した。

以上によって記録された画像はかぶシが全くなく極めて
鮮明なものであり、くり返しても安定な画像が得られた
。

実施例２（第７図の例） 制御パネル上の反転キーを押すことにより、反転画像を
形成する前記実施例１におけると同じ記録装置を用い、
実施例１と同じ条件で一次帯電器２と二次帯電器３によ
シー次帯電と二次帯電を行った後、像露光を行なったの
みで実施例１と同じ条件の感光体１に背景部電位ＯＶに
対して露光部れない。

この静電像を現像スリーブ１６に１００ｖの直流電圧と
１．５ｋＨｚ　、　１０００　Ｖの交流電圧の重畳電圧
を印加した以外は実施例１と同じ条件で現像器１２によ
シ現像した。　得られた画像は、実施例１の反転画像で
ある。

これらの実施例における現像は、感光体１の表面電位の
変化や現像特性に合せて、適当に現像スリーブ１６に印
加する電圧の直流バイアス成分や交流成分の振幅、周波
数、デユーティ比等を変えるようにして画像濃度調整を
行なうことができる。

また、本発明に基く像形成装置では、反転画像形成時の
像露光として、レーザ、ＬＣ８ＸＬＥＤ光源を用いるこ
とによシ、ドツト露光を行う方式に有利に適用し得る。

　第１図の装置に於いて、複写機光源と共にドツト露光
装置を併用した場合、同一の現像装置を用いて現像し得
る利点を有する。

へ９発明の詳細 な説明したように、本発明に基く像形成装置は、感光体
に対向して、−医書電手段、二次帯電手段、像露光手段
、三次帯電手段１ｔｔｉ）全面露光手段及びこの全面露
光手段によって形成される静電潜像を正規現像する現像
手段が順次配された構造としているので、帯電手段（即
ち、前記−次、二次帯電手段）と像露光手段とを分離し
て設けることができ、設計上の煩雑さを回避することが
できる。　また、帯電と同時像露光を行なわないことか
ら、光導電層の材料として、電子又は正孔の移動速度の
遅い、例えば有機質の材料をも使用することができ、設
計上の制約から解放される。　その上、三次帯電手段及
び全面露光手段の使用、不使用を選択できるので、正規
画像、反転画像のいずれをも簡単に選択して所望の像形
成を遂行することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものでありて、 第１図は像形成装置の内部概略正面図、第２図は感光体
の断面図、 第３図は現像器の断面図、 第４図は潜像形成過程の一例を模式的に示す帯電状態変
化図、 第５−ａ図は第４図に対応して示す感光体表面の電位変
化チャート、 第５−ｂ図は感光体表面の他の電位変化チャート、 第６図及び第７図は像形成過程のフローチャート である。 なお、図面に示された符号に於いて、 １・・・・・・・・・・・・感光体 １ａ・・・・・・・・・・・・導電性基体ｌｂ・・・・
・・・・・・・・光導電性感光層１ｃ・・・・・・・・
・・・・透明絶縁表層２・・・・・・・・・・・・−医
書電器２ａ・・・・・・・・・・・・　ランプ２ｂ・・
・・・・・・・・・・　コロナ放電器３・・・・・・・
・・・・・二次帯電器４・・・・・・・・・・・・像露
光 ５・・・・・・・・・・・・三次帯電器６・・・・・・
・・・・・・露光ランプ１２・・・・・・・・・・・・
現像器 １６・・・・・・・・・・・・現像スリーブ１９・・・
・・・・・・・・・スクレーパブレード加・・・・・・
・・・・・・攪拌回転体２１・・・・・・・・・・・・
現像剤溜夛ｎ・・・・・・・・・・・・　トナーホノハ
ーｎ・・・・・・・・・・・・　トナー補給ローラ潤・
・・・・・・・・・・・電源 δ・・・・・・・・・・・・保護抵抗 あ・・・・・・・・・・・・転写前ランプｎ・・・・・
・・・・・・・転写器 公・・・・・・・・・・・・除電器 ２８ａ・・・・・・・・・・・・　ランプ２８ｂ・・・
・・・・・・・・・コロナ放電器四・・・・・・・・・
・・・クリーニング装置２９ａ・・・・・・・・・・・
・クリーニングブレード（９）・・・・・・・・・・・
・定着器３１・・・・・・・・・・・・　コロナ放電器
Ｐ・・・・・・・・・・・・記録体 Ｔ・・・・・・・・・・・・　トナー である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光導電層と絶縁層とを有する感光体に対向して、一
   次帯電手段、二次帯電手段、像露光手段、三次帯電手段
   、全面露光手段及びこの全面露光手段によって形成され
   る静電潜像を正規現像する現像手段が順次配された像形
   成装置。