專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用調(diào)色劑使形成在像承栽體上的靜電像可視化從 而得到圖像的復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等圖像形成裝置。更具體地說(shuō)，涉及使 用具有調(diào)色劑和栽體的兩成分顯影劑作為顯影劑的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
目前，在使用電子照相方式的復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等圖像形成裝置中， 在使作為像承栽體的電子照相感光體(以下簡(jiǎn)稱為"感光體，，)的表 面均勻帶電后，根據(jù)圖像信息使該表面曝光。由此在感光體的表面上 形成靜電像(潛影)。形成在感光體上的靜電像由顯影器使用顯影劑 顯影為調(diào)色劑像。感光體上的調(diào)色劑像直接或者經(jīng)由中間轉(zhuǎn)印體轉(zhuǎn)印 到轉(zhuǎn)印材料上。然后，通過(guò)使調(diào)色劑像在轉(zhuǎn)印材料上定影，來(lái)得到記 錄圖像。
作為顯影劑，實(shí)際上包括僅由調(diào)色劑粒子構(gòu)成的單成分顯影劑和 具有調(diào)色劑粒子和載體粒子的兩成分顯影劑。 一般地，使用兩成分顯 影劑的顯影方式在能夠形成高精細(xì)、顏色良好的圖像等方面是有利的。
兩成分顯影劑一般由粒徑為5nm 100fim左右的磁性粒子(栽 體)與粒徑為lnm ~ lOfun左右的調(diào)色劑按照規(guī)定的混合比混合而成。 載體的作用是承載帶電的調(diào)色劑并將其運(yùn)送到顯影部。另外，調(diào)色劑 通過(guò)與載體混合，利用摩擦帶電而帶電到規(guī)定極性的規(guī)定帶電量。
但是，近年來(lái)，隨著電子照相方式的復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等圖像形成 裝置的數(shù)字化、全彩色化和高速化的進(jìn)展，其輸出圖像具有作為原件 的輸出物的價(jià)值，進(jìn)而也非常期待進(jìn)入印刷市場(chǎng)。因此謀求可以輸出 更高品質(zhì)(高精細(xì))且穩(wěn)定畫(huà)質(zhì)的圖像。作為用于得到這樣的高精細(xì) 畫(huà)質(zhì)的結(jié)構(gòu)，有人提出使兩成分顯影劑中的載體的電阻高電阻化的方 法(特開(kāi)平08 - 160671號(hào)公報(bào))。
即，通常，使用兩成分顯影劑的顯影方式將顯影器所具備的顯影
影部。然后，使顯影劑承載體上的兩成;i影劑的磁穗接觸或接近感 光體。然后，利用施加在顯影劑承載體與感光體之間的規(guī)定的顯影偏 置，僅將調(diào)色劑轉(zhuǎn)移到感光體上。由此在感光體上形成對(duì)應(yīng)于靜電像 的調(diào)色劑像。此時(shí)，如果承載并運(yùn)送調(diào)色劑的栽體的電阻低，則電荷 會(huì)通過(guò)載體從顯影劑承栽體注入到靜電像中，從而會(huì)擾亂靜電像。如 果電荷被注入靜電像，則由于靜電像帶電，電位上升，圖像濃度會(huì)變
稀o
另外，廣泛使用直流電壓成分和交流電壓成分重疊的交變偏置電 壓作為顯影偏置，
近年來(lái)，為了上述的印刷市場(chǎng)的進(jìn)入等，而進(jìn)行高分辨率下的靜
電像的形成。例如，在2400dpi的情況下，ldpi的點(diǎn)形成寬度約為 20jim，極其微小。例如，在進(jìn)行了這樣高分辨率下的靜電像的形成等 情況下，由于上述的從顯影劑承栽體經(jīng)由載體的電荷注入，靜電像容 易較大地受到影響。因此，要求在不破壞這樣的微小靜電像的情況下， 完成顯影工序。
目前，作為感光體，廣泛使用在金屬基體上層疊了由有機(jī)材料構(gòu) 成的電荷產(chǎn)生層、電荷輸送層、表面保護(hù)層的OPC (有機(jī)光導(dǎo)電體) 感光體。
另一方面，為了形成上述高分辨率的靜電像，已知在感光體中使 用非晶硅感光體(以下稱為"a-Si感光體")等單層類的感光體是 有效的。其理由之一如下考慮。即，在OPC感光體中，感光體內(nèi)部 的電荷產(chǎn)生機(jī)構(gòu)存在于感光體的基體附近。而在a-Si感光體中，感 光體內(nèi)部的電荷產(chǎn)生機(jī)構(gòu)位于感光體的表面上，因此，在a-Si感光 體中，在內(nèi)部產(chǎn)生的電荷不會(huì)擴(kuò)散到感光體的表面，從而得到極為高 精細(xì)的靜電像。
但是，a-Si感光體與OPC感光體相比，其表面電阻低，上述的
從顯影劑承載體經(jīng)由栽體的電荷注入的影響與OPC感光體相比非常 大。因此，在使用a-Si感光體的情況下，所形成的靜電像容易被擾 亂，因此進(jìn)一步要求將栽體的電阻設(shè)定得較高，或者使作為交變偏置 電壓的顯影偏置的Vpp (峰值間電壓)變小，從而抑制電荷的移動(dòng)量。
這里，如果使顯影偏置的Vpp變小，則從顯影劑承栽體經(jīng)由載 體的電荷注入減少，而與顯影劑有關(guān)的電場(chǎng)變?nèi)?。因此，從栽體拉開(kāi) 調(diào)色劑的力減小，顯影性能降低。因此，為了進(jìn)行高畫(huà)質(zhì)的圖像形成， 更高地設(shè)定栽體的電阻是有效的。
但是，已知如果使栽體的電阻高電阻化，則顯影性能、即將調(diào)色 劑從栽體拉開(kāi)(吐出)的能力容易降低。
如上所述，兩成分顯影劑的栽體具有向顯影部運(yùn)送調(diào)色劑的作 用，同時(shí)具有通過(guò)摩擦帶電向調(diào)色劑賦予電荷的作用。因此，載體被 給予與調(diào)色劑的帶電極性相反極性的電荷而帶電。例如，在調(diào)色劑帶 電為負(fù)極性時(shí)，向載體賦予正極性的電荷。
此時(shí)，如果栽體的電阻高，則蓄積在栽體中的電荷難以移動(dòng)，因 此該載體的電荷與調(diào)色劑的電荷互相吸引，附著力變大，從而難以從 載體拉開(kāi)調(diào)色劑。如果栽體的電阻低，則栽體內(nèi)的電荷在栽體表面上 容易擴(kuò)散，因此調(diào)色劑與栽體的附著力減小，調(diào)色劑容易從栽體拉開(kāi)。
圖2表示在使用電阻特性不同的現(xiàn)有的兩種一般性的載體(低電 阻載體A、高電阻載體B)的情況下的顯影性能的差異。圖2的橫軸 表示顯影偏置的峰值間電壓Vpp，縱軸表示在感光體上形成的調(diào)色劑 像的調(diào)色劑層的每單位面積的帶電量Q/S[C/cm2j 。作為該Q/SC/cm2， 使用將得到最高濃度時(shí)的感光體上的調(diào)色劑層的調(diào)色劑的每單位重量 的帶電量Q/M[nC/g和該調(diào)色劑層的調(diào)色劑承栽量M/Smg/cm^相乘 后得到的值。上述Q/SC/cm^表示顯影劑的顯影能力、即調(diào)色劑克服 載體與調(diào)色劑之間的附著力而向感光體上轉(zhuǎn)移了多少。
另外，圖2示出在使用膜厚(感光層的厚度)30jim的OPC感光 體作為感光體的情況下的結(jié)果。
從圖2可知，在顯影偏置的Vpp大的情況下，即使是高電阻栽體B，也得到與低電阻栽體A同等的Q/S[C/cm2。而在顯影偏置的 Vpp低的情況下，用于從載體拉開(kāi)調(diào)色劑的電場(chǎng)變小，從而使用高電 阻載體B的顯影性能降低。即，與調(diào)色劑有關(guān)的力當(dāng)中、調(diào)色劑與栽 體之間的附著力非常大，從而顯影性能降低。
而且，顯影性能受到感光體的靜電電容的很大影響。如果隨著感 光體的靜電電容(每單位面積的靜電電容)的變大，顯影性能降低而 超過(guò)允許范圍，則會(huì)產(chǎn)生各種圖像缺陷。以下說(shuō)明感光體的靜電電容 與顯影性能。
例如，考慮在OPC感光體上按照以下條件形成最高濃度的調(diào)色 劑像的情況。顯影對(duì)比度(感光體上的圖像部電位與顯影偏置的直流 電壓的電位差)Vcont-250V、調(diào)色劑的電荷量QZM- -30nC/g、調(diào) 色劑承載量M/S = 0.65mg/cm、該調(diào)色劑像的調(diào)色劑層在OPC感光體 上形成的電位(充電電位)AV在設(shè)OPC感光體的膜厚為30jun的情 況下，根據(jù)下式計(jì)算，即提高調(diào) 色劑的帶電量Q/M[jiC/gl的方法。例如，相對(duì)于上述的-30nC/g，使調(diào) 色劑帶電量Q/M[nC/g為-60jiC/g。在這樣的狀態(tài)下，例如在顯影對(duì)比 度Vcont為240V時(shí)，調(diào)色劑承載量M/Smg/cii^如果可以得到 0.65mg/cm2,則調(diào)色劑層形成的AV為238V (即，約240V)，充電 效率約為100%。
但是，實(shí)際上，如果調(diào)色劑的帶電量Q/MnC/g變高，則栽體以 及調(diào)色劑的靜電力非常大，顯影性能會(huì)顯著降低。
通常，對(duì)于靜電電容大的感光體，在使用高電阻栽體、高Q/M調(diào)色劑的情況下進(jìn)行控制，使得即使是高電阻載體所形成的弱電場(chǎng)， 也可以將調(diào)色劑充分地從栽體拉開(kāi)。即，利用調(diào)色劑的形狀或外添劑、 進(jìn)而載體的表面材料，來(lái)控制載體與調(diào)色劑間的附著力(庫(kù)侖力+范 德瓦耳斯力+交聯(lián)力)。但是，由于長(zhǎng)期的耐久等，調(diào)色劑或栽體的 表面狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)無(wú)法控制上述附著力。
例如，在調(diào)色劑中，為了控制帶電量或流動(dòng)性，在其表面上外添 了各種粒子(二氧化硅等)，該外添劑在調(diào)色劑與栽體之間作為間隔 粒子，對(duì)調(diào)色劑與載體之間的附著力產(chǎn)生較大影響。因此，例如在長(zhǎng) 期持續(xù)低打字比例的圖像輸出的情況下，顯影劑在顯影器中重復(fù)受到 剪切力，外添劑會(huì)被埋入調(diào)色劑的表面，或者脫離，從而會(huì)降低作為 上述間隔物的效果。結(jié)果，調(diào)色劑與栽體之間的附著力大幅度增加。 從而，在長(zhǎng)期的圖像輸出后，與初期相比，難以確保足夠的顯影性能， 有可能產(chǎn)生圖像不良等。
例如，取決于所使用的顯影劑，初期在Vcont = 240V下能夠確保 M/S = 0.65mg/cm2，由于耐久在Vcont = 240V下只能得到M/S = 0.45mg/cm2。這種情況下，充電電位AV相對(duì)于Vcont為152V/240V 0.63，感光體上的調(diào)色劑層所形成的電位AV僅填補(bǔ)Vcont的63% 左右。
可以將上述調(diào)色劑的電荷沒(méi)有填補(bǔ)靜電像的電位的狀態(tài)表達(dá)為 "充電不良"。如果形成這樣的"充電不良"，則會(huì)產(chǎn)生圖像不良。
例如，在低濃度的半色調(diào)圖像之后連續(xù)輸出高濃度的全圖像(《 夕畫(huà)像)(最高圖像濃度水平的圖像)的情況下，在顯影部(顯影壓 合部)內(nèi)如果調(diào)色劑沒(méi)有填補(bǔ)高濃度部側(cè)的電位，則在邊界部會(huì)殘留 從低濃度部向高濃度部的繞入電場(chǎng)。該繞入電場(chǎng)使邊界部的低濃度側(cè) 的調(diào)色劑向高濃度側(cè)移動(dòng)，因此產(chǎn)生所謂的"空白區(qū)域"。即，"空 白區(qū)域"是在低濃度部與高濃度部的邊界上圖像變白的現(xiàn)象。另外， 在高濃度部，由于邊緣部與中央部的電場(chǎng)強(qiáng)度之差，產(chǎn)生調(diào)色劑集中 在邊緣上的所謂的"掃在一起(sweep together )"現(xiàn)象。即，"掃在 一起"是圖像的邊緣比其它部分的濃度高的現(xiàn)象。
如上所說(shuō)明的那樣，例如在象a - Si感光體那樣表面電阻低的感 光體的情況下，為了忠實(shí)地將所形成的靜電像顯影，希望是在顯影時(shí) 不會(huì)產(chǎn)生向靜電像的電荷注入的高電阻栽體。另一方面，對(duì)于a-Si 感光體或薄膜OPC感光體等靜電電容大的感光體，提高調(diào)色劑的帶 電量Q/M[jiC/g不會(huì)產(chǎn)生空白區(qū)域等圖像缺陷，是得到穩(wěn)定且足夠的 灰度性能的有效手段。但是，如果提高調(diào)色劑的帶電量Q/M[jiC/g， 則顯影性能會(huì)顯著降低。栽體的電阻越大，該顯影性能的降低越顯著。
這樣，在使用具有調(diào)色劑和載體的兩成分顯影劑的圖像形成裝置 中，為了防止在顯影時(shí)向靜電像的電荷注入，會(huì)較高地設(shè)定載體的電 阻，并且，為了應(yīng)對(duì)靜電電容大的感光體，會(huì)提高調(diào)色劑的帶電量。 在這樣的情況下，也希望不降低調(diào)色劑填補(bǔ)靜電像的電位的顯影能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在使用具有調(diào)色劑和栽體的兩成分 顯影劑的圖像形成裝置中，可以抑制電荷經(jīng)由載體向靜電像的注入、 同時(shí)得到良好的顯影性能的圖像形成裝置。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種具有在使用高電阻栽體的同時(shí) 使用帶電量高的調(diào)色劑的情況下，也可以飛躍性地提高顯影性能的顯 影方式的圖像形成裝置。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種在使用靜電電容大的感光體的 情況下，也可以長(zhǎng)期地形成高精細(xì)且穩(wěn)定的圖像的圖像形成裝置。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種適當(dāng)?shù)卦O(shè)定了與像承載體與顯
本發(fā)明的其它目的和特征可以通過(guò)參照附圖閱讀以下的詳細(xì)說(shuō) 明而進(jìn)一步明確。


圖l是用于說(shuō)明顯影偏置施加當(dāng)中的載體電阻率變動(dòng)的曲線圖。 圖2是用于說(shuō)明由于栽體引起的顯影性能的差異的曲線圖。
圖3是用于說(shuō)明顯影偏置施加當(dāng)中的載體電阻率變動(dòng)的曲線圖。
圖4是用于說(shuō)明栽體電阻率的測(cè)定方法的模式圖。
圖5是用于說(shuō)明顯影偏置與靜電像電位的關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖6是用于說(shuō)明顯影偏置與靜電像電位的關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖7是用于說(shuō)明顯影偏置施加當(dāng)中的栽體電阻率變動(dòng)的曲線圖。
圖8是用于說(shuō)明顯影偏置下相對(duì)于時(shí)間變化的栽體電阻率變動(dòng)的圖。
圖9A和圖9B是用于說(shuō)明顯影偏置下相對(duì)于時(shí)間變化的栽體電 阻率變動(dòng)的圖。
圖10是表示在顯影時(shí)向感光體的電荷注入量的調(diào)查結(jié)果的曲線圖。
圖ll是用于說(shuō)明電荷注入量的測(cè)定方法的模式圖。
圖12是用于說(shuō)明顯影偏置施加當(dāng)中的載體電阻率變動(dòng)與電荷注 入閾值的曲線圖.
圖13A和圖13B是用于說(shuō)明顯影偏置下相對(duì)于時(shí)間變化的載體 電阻率變動(dòng)與電荷注入閾值的圖。
圖14是用于說(shuō)明試驗(yàn)例中的、顯影偏置施加當(dāng)中的載體電阻率 變動(dòng)的曲線圖。
圖15是用于說(shuō)明試驗(yàn)例中的、顯影偏置與靜電像電位的關(guān)系的 說(shuō)明圖。
圖16是用于說(shuō)明試驗(yàn)例中的、顯影偏置與靜電像電位的關(guān)系的 說(shuō)明圖。
圖17是用于說(shuō)明試驗(yàn)例中的、顯影偏置下相對(duì)于時(shí)間變化的栽 體電阻率變動(dòng)的圖。
圖18是用于說(shuō)明試驗(yàn)例中的、顯影偏置下相對(duì)于時(shí)間變化的栽 體電阻率變動(dòng)的圖。
圖19是用于說(shuō)明試驗(yàn)例中的、由栽體引起的顯影性能的差異(使 用OPC感光體的情況)的曲線圖。
圖20是用于說(shuō)明試驗(yàn)例中的、由栽體引起的顯影性能的差異(使
用a-Si感光體的情況)的曲線圖。
圖21A和圖21B是表示試驗(yàn)例中的、載體的電荷注入量的調(diào)查 結(jié)果的曲線圖。
圖22是用于說(shuō)明試驗(yàn)例中的、顯影偏置施加當(dāng)中的栽體電阻率 變動(dòng)與電荷注入閾值的曲線圖。
圖23A和圖23B是用于說(shuō)明試驗(yàn)例中的、顯影偏置下相對(duì)于時(shí) 間變化的栽體電阻率變動(dòng)與電荷注入閾值的曲線圖。
圖24是可應(yīng)用本發(fā)明的圖像形成的一個(gè)實(shí)施例的概略截面結(jié)構(gòu)圖。
圖25是用于說(shuō)明感光體的層結(jié)構(gòu)的一例的模式圖。
圖26A、圖26B、圖26C、圖26D是用于說(shuō)明感光體的層結(jié)構(gòu)的 其它例的模式圖。
圖27是用于說(shuō)明由于本發(fā)明的栽體種類不同而引起的電阻率變 動(dòng)的差異的曲線圖。
圖28是用于說(shuō)明顯影偏置施加當(dāng)中的載體電阻率變動(dòng)與電荷注 入閾值的曲線圖。
圖29是用于說(shuō)明顯影偏置施加當(dāng)中的載體電阻率變動(dòng)與電荷注 入閾值的曲線圖。
圖30是用于說(shuō)明在載體中流動(dòng)的電流與電荷注入的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下按照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的圖像形成裝置。
實(shí)施例1 AVD=VD — VD" [其中，
VD是原來(lái)的(栽體接觸前的)非圖像部(全白部)的電位 VD，是栽體接觸后的VD電位
這里，上述VL、 VL，、 VD、 VD，如圖ll所示，在感光體l的表 面移動(dòng)方向上在顯影部G的下游利用表面電位計(jì)Vs測(cè)量。在沒(méi)有顯 影器4的狀態(tài)下測(cè)定VL、 VD，在設(shè)置顯影器4并施加規(guī)定的顯影偏 置的狀態(tài)下測(cè)定VL，、 VD，。
另外，顯影偏置是頻率f= 12kHz (矩形波)、Vdc= -350V的 交變偏置。不接觸載體的情況下的VL電位、VD電位分別設(shè)定為VL =-100V、 VD = - 500V。
在圖21A中，用籠繪制的線表示相對(duì)VL電位的電荷注入量。當(dāng) Vpp-0.7kV時(shí)，VL"=-125V， AVL-約25V。當(dāng)Vpp-1.3kV時(shí)， VL， = — 165V, AVL =約65V。當(dāng)Vpp = 1.8kV時(shí)，VL， = — 200V, AVL =約IOOV。
另外，在圖21A中，用A繪制的線表示相對(duì)VD電位的電荷注入 量，在Vpp-lkV、 1.3kV、 1.8kV下，分別為，AVD-約一25V、 一 45 V 、 -75V。
根據(jù)圖21A的曲線，電荷注入量為0的Vpp相對(duì)于VL電位約 為0.35kV，此時(shí)的電場(chǎng)為
<formula>formula see original document page 29</formula>
另一方面，根據(jù)圖21A的曲線，電荷注入量為0的Vpp相對(duì)于 VD電位約為0.5kV，此時(shí)的電場(chǎng)也為Ef2 = I ( Vp2 - VD ) /D I = 1.4 x 106V/m。
即，栽體的電阻率如果低于施加了上述1.4xl(^V/m的電場(chǎng)時(shí)的 載體的電阻率，則發(fā)生經(jīng)由栽體向感光體1上的靜電像的電荷注入。 并且可知，施加了上述電場(chǎng)時(shí)的載體A的電阻率p-pAs約為2.2 x 106H.m。
圖22中示出上述結(jié)果與圖14的對(duì)照，圖23A中示出與圖17的對(duì)照。
另外，圖21B中示出利用載體C進(jìn)行了上述同樣的試驗(yàn)后的結(jié)果。
在圖21B中，用令繪制的線表示相對(duì)VL電位的電荷注入量。 當(dāng)Vpp-1.8kV時(shí)，VL，-一100V, AVL = 0V。當(dāng)Vpp - 2.0kV
時(shí)，VL，=約—IIOV， AVL = IOV。當(dāng)Vpp = 2.2kV時(shí)，VL，=約-125V，
AVL = 25 V。
另外，在圖21B中，用O繪制的線表示相對(duì)VD電位的電荷注入 量。當(dāng)Vpp-2.0kV、 2.2kV時(shí)，分別為，AVD = 0V、 一 IOV。
根據(jù)圖21B的曲線，電荷注入量為0的Vpp相對(duì)于VL電位約 為1.9kV,此時(shí)的電場(chǎng)為
Egl = I (Vpl - VL ) /D I = 4.0 x 106V/m。
另一方面，根據(jù)圖21B的曲線，電荷注入量為0的Vpp相對(duì)于 VD電位約為2.1kV,此時(shí)的電場(chǎng)也為
Eg2 = I (Vp2 - VD ) /D I = 4.0 x 106V/m。
即，載體C的電阻率如果低于施加了上述4.0 x 106V/m的電場(chǎng)時(shí) 的栽體的電阻率，則發(fā)生向靜電像的電荷注入。并且可知，施加了上 述電場(chǎng)時(shí)的栽體C的電阻率p - pCs約為5.0 x 106H.m。
圖22中示出上述結(jié)果與圖14的對(duì)照，圖23B中示出與圖18的對(duì)照。
如圖22、 23所示，例如考慮顯影偏置下的Vpp為1.8kV的情況， 即考慮形成了顯影電場(chǎng)Eb = 3.8 x 1()6v/m、拉回電場(chǎng)Ed - 2.2 x 106V/m 時(shí)。在此，設(shè)施加了電場(chǎng)Eb、 Ed時(shí)的栽體A的電阻率分別為pAEb、pAEd。設(shè)施加了電場(chǎng)Eb、 Ed時(shí)的栽體C的電阻率分別為pCEb、 pCEd。
此時(shí)，栽體A中存在pAs>pAEd、 pAEb的關(guān)系。因此，在顯影 電場(chǎng)Eb以及拉回電場(chǎng)Ed兩者形成時(shí)，發(fā)生電荷注入。
另一方面，栽體C中存在pCs<pCEd、 pCEb的關(guān)系。因此，在 顯影電場(chǎng)Eb以及拉回電場(chǎng)Ed兩者形成時(shí)，電荷注入被防止。
這里，如果設(shè)連接了上述pAs和pCs的線為注入閾值電阻線ps， 則意味著當(dāng)載體的電阻率達(dá)到該線ps以下時(shí)，發(fā)生電荷注入。以下說(shuō) 明注入閾值電阻線ps。
以上說(shuō)明了在栽體A中電荷注入開(kāi)始的電阻率為pAs。此時(shí)，通 過(guò)栽體流動(dòng)的電流量約為2.2xio —4A。另一方面，栽體C中的電阻率 pCs時(shí)的電流值也約為2.2xio"A。即，栽體中的一定值以上的電流 值(電流閾值)開(kāi)始了流動(dòng)的狀態(tài)被認(rèn)為是電荷注入開(kāi)始的狀態(tài)。因 此，注入閾值電阻線ps上的電阻率表示上述電流閾值(一定值)處的 電阻率。因此，如果達(dá)到該注入閾值電阻線ps之下的電阻率，則多于 上迷電流閾值的電流流動(dòng)(參照?qǐng)D30所示的注入閾值電流線L)。這 樣，注入閾值電阻線ps意味著電荷注入的閾值。
這里，如果取注入閾值電阻線ps的近似，貝，J
ps - 1.1 x io6 x eNft.m
這里，
e為自然對(duì)數(shù)的底(e-2.71828 )， N-4xExl07
并且，如果設(shè)顯影電場(chǎng)Eb中的栽體的電阻率為psEb,則如果該 電阻率超過(guò)用下式表示的電阻率psEb，則表示在顯影電場(chǎng)施加時(shí)電荷 注入被防止
psEb - 1.1 x 106 x enQ.m
[這里，
e為自然對(duì)數(shù)的底(e-2.71828 )， N = 4xEbxlO—7。
如圖29所示，在本例中，載體A中的電場(chǎng)Eb施加時(shí)的電阻率 pAEb約為5.0xl04Q'm。另一方面，栽體C中的電場(chǎng)Eb施加時(shí)的電 阻率pCEb約為6.5xl(^Q'm。這里，注入閾值電阻線ps上的電場(chǎng)Eb 施加時(shí)的電阻率psEb約為 5.1 x 106Q.m 。 因此，形成 pAEb<psEb<pCEb的關(guān)系，栽體A中發(fā)生電荷注入，但栽體C中不 發(fā)生電荷注入。
另外，在本例中，載體A中的電場(chǎng)Ed施加時(shí)的電阻率pAEd約 為6.2 x I05n.m。另 一方面，栽體C中的電場(chǎng)Ed施加時(shí)的電阻率pCEd 約為5.8xi07ll.m。為了抑制電荷注入，栽體C中的電場(chǎng)Ed施加時(shí) 的電阻率pCEd最好大于6.2xi0511.111。這里，注入閾值電阻線ps上 的電場(chǎng)Ed施加時(shí)的電阻率psEd約為2.6xi06Q.m。因此，形成 pAEd<psEd<pCEd的關(guān)系，栽體A中發(fā)生電荷注入，但載體C中不 發(fā)生電荷注入。
以下說(shuō)明電場(chǎng)Eb、 Ed與注入閾值電阻線ps的關(guān)系。這里，為 了使說(shuō)明更容易理解，使用特性與栽體C非常近似的栽體D來(lái)說(shuō)明。
栽體d如前所述，通過(guò)控制制造過(guò)程中的燒結(jié)溫度和發(fā)泡劑量 等，具有不同于載體C的拐點(diǎn)以及K1、 K2。圖28中與載體A、 b、 C一起示出載體D的電阻率的電場(chǎng)依存性。
栽體D具有與載體C近似的特性，但在顯影電場(chǎng)Eb-3.8x 106V/m ( Vpp為1.8kV)施加時(shí)的電阻率pDEb低于注入閾值電阻線 ps。因此，形成psEb>pDEb的關(guān)系，在施加電場(chǎng)Eb時(shí)發(fā)生電荷注入。
這樣，即使是與栽體C同樣具有拐點(diǎn)及K1、 K2的栽體，在電場(chǎng) Eb中的電阻率低于注入閾值電阻線ps時(shí)，也發(fā)生電荷注入。
但是，在這種情況下，通過(guò)降低電場(chǎng)Eb、 Ed的值，即與顯影偏 置有關(guān)的Vpp等，可以防止電荷注入。
例如，在Vpp = 1.3kV的情況下，顯影電場(chǎng)Eb = 3.0xl06V/m， 拉回電場(chǎng)Ed = 1.3xl06V/m。這種情況下，載體D在電場(chǎng)Eb施加時(shí) 的電阻率pDEb約為lxl07Q'm。另一方面，顯影電場(chǎng)Eb = 3.0x 106V/m施加時(shí)的注入閾值電阻線ps上的電阻率psEb為3.7 x 106Q*m。
因此，形成psEb<pDEb的關(guān)系，在Vpp-1.3kV下不發(fā)生電荷注入。 但是，雖然如上所述通過(guò)降低Vpp可以防止顯影時(shí)的電荷注入，
但反過(guò)來(lái)用于使調(diào)色劑顯影的電場(chǎng)強(qiáng)度相應(yīng)變?nèi)?，因此?duì)顯影性能本
身產(chǎn)生影響。因此，不希望無(wú)邊際地降低Vpp。
適當(dāng)?shù)腣pp根據(jù)要選擇的調(diào)色劑和栽體的附著力而變化，最好
是
1.6 x 106[V/m<Eb<3.9 x 10V/m
1.6 x 105[V/mI <Ed<2.5 x 106[V/mo
從而，在上述Eb、 Ed的范圍內(nèi)，栽體電阻率的拐點(diǎn)Ep最好調(diào) 整為滿足Ed〈Ep〈Eb。
另外，施加了顯影電場(chǎng)Eb時(shí)的栽體的電阻率pb最好小于6.0 x 107Q.m。在比該值大的情況下，可能無(wú)法減小調(diào)色劑與載體之間的附 著力，從而無(wú)法得到良好的顯影性能。
即，最好是，顯影電場(chǎng)Eb是如下范圍
1.6 x 10V/m<Eb<3.9 x 106[V/m。
而且，最好是，施加了這樣的電場(chǎng)Eb時(shí)的載體C的電阻率pb 大于用下式表示的注入閾值電阻線 psEb = 1.1 x 106 x en[Q.m
這里，
e為自然對(duì)數(shù)的底， n = 4xEbxlO —7， 并且滿足psEb<pb的關(guān)系。
另外，最好是，施加了這樣的電場(chǎng)Eb時(shí)的載體C的電阻率pb 小于6.0xlo7Q'm。
這樣，在施加了 1.6xl06[V/m〈Eb〈3.9xl()V/ml范圍內(nèi)的電場(chǎng) Eb時(shí)的載體C的電阻率pbll'm最好滿足psEb<pb<6.0 x io7的關(guān)系。
另外，在上述中特別說(shuō)明了作為容易受到電荷注入影響的條件， 使用a-Si感光體作為感光體1，研究用于防止向靜電像的電荷注入 的栽體的電阻率的例子。根據(jù)本發(fā)明發(fā)明人的研究，通過(guò)這樣的研究 得到的用于防止向靜電像的電荷注入的載體電阻率的設(shè)定，在使用
OPC感光體等其它感光體的情況下，也可以良好地防止向靜電像的電
荷注入。
象以上說(shuō)明的那樣，通過(guò)具有上述栽體c的電阻特性，在施加重
疊了 AC偏置和DC偏置的顯影偏置(交變偏置電壓)當(dāng)中，僅在形 成了顯影電場(chǎng)Eb時(shí)載體的電阻值降低。由此，在載體周圍形成的電 場(chǎng)變大，從載體拉開(kāi)調(diào)色劑的力與高電阻栽體B相比變大，顯影性能 提高。而且，通過(guò)調(diào)整載體的材料和結(jié)構(gòu)，使得顯影動(dòng)作時(shí)的顯影電 場(chǎng)Eb形成時(shí)的栽體的電阻率pb大于上述psEb,可以防止在顯影動(dòng) 作時(shí)經(jīng)由栽體向感光體1上的靜電像的電荷注入。
以上按照具體實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于 上述實(shí)施例。
例如，在上述各實(shí)施例中，說(shuō)明了感光體帶電為負(fù)極性，利用圖 像曝光方式在感光體上形成靜電像。但是，本發(fā)明不限于此，感光體 的帶電極性也可以是正極性。另外，也可以利用通過(guò)在不應(yīng)當(dāng)附著調(diào) 色劑的非圖像部上進(jìn)行啄光來(lái)形成靜電像的背景膝光方式，在感光體 上形成靜電像。另外，作為顯影方式，也可以利用使用帶電為與感光 體的帶電極性相反極性的調(diào)色劑(使感光體的沒(méi)有被膝光的圖像部顯 影)的正規(guī)顯影方式。
權(quán)利要求
1、一種圖像形成裝置，具有像承載體；承載具有調(diào)色劑和載體的顯影劑的顯影劑承載體，該顯影劑承載體利用上述顯影劑使形成在上述像承載體上的靜電像顯影，并且，為了在上述顯影劑承載體與上述像承載體之間形成交變電場(chǎng)，上述顯影劑承載體被施加交變電壓；在使提供給上述載體的電場(chǎng)強(qiáng)度為橫軸，使上述載體的電阻率為縱軸，并使縱軸為對(duì)數(shù)的半對(duì)數(shù)曲線中，若設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度Eb、Ed為Eb＝|(Vp1-VL)/D|、Ed＝|(Vp2-VL)/D|，并設(shè)Ed下的傾斜度為K1、Eb下的傾斜度為K2，則滿足0≥K1＞K2，其中，VL是用于得到最高濃度的上述靜電像的電位[V]，Vp1是上述交變電壓中的峰值電位當(dāng)中、相對(duì)于上述VL的部分設(shè)置使調(diào)色劑向上述像承載體移動(dòng)的電位差的峰值電位[V]，Vp2是上述交變電壓中的峰值電位當(dāng)中、相對(duì)于上述VL電位設(shè)置使調(diào)色劑向上述顯影劑承載體移動(dòng)的電位差的峰值電位[V]，D是上述像承載體與上述顯影劑承載體之間的最接近距離[m]，并且，上述電場(chǎng)強(qiáng)度Eb下的上述載體的電阻率ρb滿足1.1×106×en＜ρb＜6.0×107[Ω·m]，其中，e為自然對(duì)數(shù)的底，n＝4×Eb×10-7。
2. 如權(quán)利要求l所述的圖像形成裝置，其中，滿足以下關(guān)系 1.6 x 106 <Eb<3.9 x 106[V/m，1.6 x 105<Ed<2.5 x 10V/m。
3. 如權(quán)利要求l所述的圖像形成裝置，其中， 上述像承載體的靜電電容為<formula>formula see original document page 2</formula>以上，
4. 如權(quán)利要求l所述的圖像形成裝置，其中，上述像承栽體是具有非晶硅層的感光體。
5.如權(quán)利要求l所述的圖像形成裝置，其中， 上述電場(chǎng)強(qiáng)度Ed下的上述栽體的電阻率ρd大于6.2x10 [Ω.m。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像形成裝置(100)，具有像承載體(1)；承載具有調(diào)色劑和載體的顯影劑的顯影劑承載體(41)，顯影劑承載體利用顯影劑使形成在像承載體上的靜電像顯影，并且，為了在顯影劑承載體與像承載體之間形成交變電場(chǎng)，顯影劑承載體被施加交變電壓；若設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度Eb、Ed為Eb＝|(Vp1-VL)/D|、Ed＝|(Vp2-VL)/D|，并設(shè)Ed下的傾斜度為K1、Eb下的傾斜度為K2，則滿足0≥K1＞K2，并且，電場(chǎng)強(qiáng)度Eb下的載體的電阻率ρb滿足1.1×10⁶×eⁿ＜ρb＜6.0×10⁷[Ω·m](其中，e為自然對(duì)數(shù)的底，n＝4×Eb×10^-7)。
文檔編號(hào)G03G9/10GK101187790SQ200710181878
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者久保健太, 原口真奈實(shí), 山本毅, 馬場(chǎng)善信 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社