JP2000330361A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高速印刷において帯電器による感光体の帯電幅
を十分確保でき、また、高速印刷を繰り返しても画像特
性が低下せず、長期間安定した画像が得られる画像形成
装置を提供する。 【解決手段】導電性基体(1)上に設けられた電荷発生層
(3)と、電荷発生層の上に設けられた第１の電荷輸送層
(4)と、第１の電荷輸送層の上に設けられた第２の電荷
輸送層(5)とを備え、第２の電荷輸送層の耐久性および
耐摩耗性を第１の電荷輸送層のそれよりも大なる様に規
定してなる感光層を有する有機感光体ドラム(9)と、第
２の電荷輸送層外周面の曲率に沿って等間隔をなすよう
に第２の電荷輸送層外周面に対向配置されるグリッド
(8)を有する帯電器(7)とを備え、該帯電器により感光体
表面を帯電させる様にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
印刷法、静電記録法等において繰り返し多数枚の画像を
形成する画像形成装置に関し、特に改良された帯電器お
よび電子写真感光体を用いた画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】各種印刷もしくは記録法の内、例えば電
子写真法においては、光導電性感光体を帯電、露光し、
感光体上に静電潜像を形成し、次いでこの静電潜像を着
色剤等を含む微粒子トナーによって現像し、得られたト
ナー像を記録紙等の記録媒体上に転写、定着して記録画
像が得られる。

【０００３】この様な静電像記録工程では、転写後の感
光体表面は残留した微粒子トナーの除去および感光体の
除電が行われて長期にわたり繰り返し使用されることが
多く、従って、感光体として電子写真特性は勿論、帯電
時に発生するオゾン、ＮＯｘ等の活性ガスへの耐性（耐
コロナ性）が必要で、特に繰り返し使用時の耐久性、耐
摩耗性が要求される。

【０００４】最近では情報機器の発展に伴い、光導電性
感光体の露光にレーザビームを用い、コンピュータの指
示による変調信号によって記録画像をドットで再現する
レーザビームプリンタが発達している。特に、最近のレ
ーザビームプリンタでは、より一層の高画質の画像形成
が要求されるため、レーザビームの径を絞り込んで小さ
くし、ドット密度が６００〜１２００ｄｐｉ（dots/inc
h）と高くなっている。これに伴い微細になった静電潜
像を保持する目的で、感光体の耐久性、耐摩耗性が一層
要求されている。

【０００５】従来、電子写真感光体としては、アモルフ
ァスシリコン、セレン等を用いた無機光導電性感光体が
用いられてきたが、近年、低コストで毒性がなく、且つ
加工性に優れ、露光の波長域、特に半導体レーザ等の長
波長に感度が得易い有機光導電性感光体（以下、有機感
光体と略称する）が主流となってきた。

【０００６】上記の電子写真感光体の繰り返し使用によ
る疲労劣化は、感光体上に形成されたトナー像の記録媒
体上への転写、分離および転写後の感光体上の残留トナ
ーの除去等各工程の摺擦による感光体表面の摩耗、損傷
および感光体表面への帯電、露光、除電等各工程におけ
る感光体表面層の変質、分解等による劣化と考えられ
る。従って、感光体の疲労劣化を防止するためには感光
体表面層の改良が重要となり、特に有機感光体では無機
感光体に比べて軟質であり、且つ、光導電性物質が有機
材料であるため繰り返し使用時の疲労劣化が大きく、感
光体表面層の改良がより重要となる。

【０００７】一方、感光体の帯電においては図４に示す
ようにグリッド２０ｂを備えた帯電器２０よって行われ
る場合がある。グリッド２０ｂはコロナワイヤ２０ａと
感光体２１の間に介在し帯電むらを抑制するものであ
り、一般にこの種の帯電器はスコロトロンと呼ばれてい
る。コロナワイヤ２０ａに高電圧を印可するとコロナワ
イヤ２０ａのコロナ放電によりコロナイオンが発生し、
コロナイオンは所定電圧が印可されたグリッド２０ｂを
経て感光体２１表面に運ばれ、感光体２１は帯電され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４のよう
にグリッド２０ｂが平らな場合は、感光体表面に接近し
ている中央部しか帯電に寄与せず、感光体表面から遠ざ
かったグリッド両端部はあまり帯電に寄与しない。しか
も、プリンタの印刷速度は年々速くなる傾向にあり、装
置も小型化し、帯電幅を十分取れなくなってきている。

【０００９】帯電幅が十分でないと感光体に対する表面
電位の劣化が大きくなり、経時的にコントラスト電位が
減少し、かぶりの原因になる。さらに、最近ではトナー
の帯電量を適正範囲に制御するためにトナー中に含有さ
せた帯電制御剤やトナーの流動性を向上させるためのト
ナー表面に添加する流動化剤、帯電の立ち上がりを向上
するためにトナー表面に導電剤を添加する傾向にある。
しかし、流動化剤や導電剤は高硬度な材料であり、これ
らを添加したトナーは添加しない場合に比べてトナーの
研磨性が向上し、感光体表面をより多く摩耗し、特に軟
らかい有機感光体では感光体の寿命が短くなってしま
う。

【００１０】そのため、感光体の交換周期が早くなり印
刷頁当たりに要する消耗品のコストが高くなり、高速、
高画質で多数枚の印刷を要求される画像形成装置に有機
感光体を適用し難い問題があった。

【００１１】本発明の目的は、高速印刷において帯電器
による感光体の帯電幅を十分確保でき、また、高速印刷
を繰り返しても画像特性が低下せず、長期間安定した画
像が得られる画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、導電性基体
上に設けられた電荷発生層と、該電荷発生層の上に設け
られた第１の電荷輸送層と、該第１の電荷輸送層の上に
設けられた第２の電荷輸送層とを備え、第２の電荷輸送
層の耐久性および耐摩耗性を第１の電荷輸送層のそれよ
りも大なる様に規定してなる感光層を有する有機感光体
ドラムと、前記第２の電荷輸送層外周面の曲率に沿って
等間隔をなすように第２の電荷輸送層外周面に対向配置
されるグリッドを有する帯電器とを備えることにより達
成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【００１４】はじめに図１に基づき本発明において適用
される感光体の構成を説明する。感光体は、導電性基体
１と、中間層２を介して導電性基体１上に設けられた電
荷発生層３と、電荷発生層３の上に設けられた第１の電
荷輸送層４と、電荷発生層４の上に設けられた第２の電
荷輸送層５とを積層してなる多層型有機感光体として構
成されている。また、電荷輸送層５中の電荷輸送剤の濃
度を２０重量％、膜厚１０μｍとし、電荷輸送層４中の
電荷輸送剤の濃度を５０重量％、膜厚１８μｍとした。

【００１５】また、帯電器７は図２に示すように、コロ
ナワイヤ６と感光体９表面との間に介在するグリッド８
が、感光体外周面（第２の電荷輸送層外周面）の曲率に
沿って等間隔をなすように感光体外周面に対向配置され
ている。

【００１６】なお、上記感光体および帯電器を用いた場
合の効果を比較するため、導電性基体上に電荷発生層と
一層構造の電荷輸送層とを積層したタイプの有機感光体
を用意し、図３に示す構成のレーザプリンタで３０万ペ
ージの連続印刷実験を行い、表面電位の劣化を比較し
た。なお、電荷輸送層が一層構造である上記有機感光体
においては電荷輸送層中の電荷輸送剤の濃度が４５重量
％のものを用いた。

【００１７】図３において、感光体ドラム９は、ベース
素管９ａ上に感光層９ｂを設けて構成されており、図３
において時計方向に回転可能に支持されている。感光体
ドラム９は回転動作に伴い帯電器７により均一に帯電さ
れ、次に露光装置１０により露光されることにより静電
潜像を保持する。感光体ドラム９に形成された静電潜像
は現像機１１の現像領域でトナー像として顕像化され、
このトナー像は感光体ドラム９の回転に伴い転写位置に
運ばれ転写器１２により記録媒体１３上へ転写される。
トナー像を保持した記録媒体１３は互いに圧接した加熱
ローラ１４と加圧ローラ１５との間に送り込まれ、挟持
搬送されながら加熱加圧作用によりトナー像は記録媒体
１３に定着される。一方、転写位置において記録媒体１
３に転写されずに感光体ドラム９上に残留したトナーは
清掃装置１６により感光体ドラム９表面から除去され
る。

【００１８】上記レーザプリンタにおいて、帯電電位：
−７００Ｖ、残留電位：−７０Ｖ、現像バイアス電位：
−４００Ｖ、現像部コントラスト電位：３００Ｖに設定
し、毎分７０枚の印刷速度（印刷プロセス速度３１ｃｍ
／秒）で３０万頁の連続印刷を行った。その際、レーザ
プリンタの感光体ドラムと帯電器については、（１）多
層電荷輸送層型有機感光体と曲率を有するグリッドを備
えた帯電器とを組合せた構成、（２）多層電荷輸送層型
有機感光体と平らなグリッドを備えた帯電器とを組合せ
た構成、（３）一層電荷輸送層型有機感光体と曲率を有
するグリッドを備えた帯電器とを組合せた構成、（４）
一層電荷輸送層型有機感光体と平らなグリッドを備えた
帯電器とを組合せた構成、の以上４通りの構成について
検討した。

【００１９】その結果、３０万頁の連続印刷を終えた時
点での感光体の摩耗量は、多層電荷輸送層型有機感光体
の場合が５.８μｍであったのに対し、一層電荷輸送層
型有機感光体の場合は１０.２μｍであり、一層電荷輸
送層型有機感光体の摩耗が著しいことが確認された。

【００２０】また、感光体表面電位の劣化に関しては、
上記（１）の構成の場合が２２Ｖ、上記（２）の構成の
場合が５８Ｖ、上記（３）の構成の場合が４５Ｖ、上記
（４）の構成の場合が９８Ｖとなり、多層電荷輸送層型
有機感光体と曲率を有するグリッドを備えた帯電器とを
組合せた上記（１）の構成の場合が最も表面電位の劣化
が少ないことが確認された。

【００２１】

【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、高速
印刷において帯電器による感光体の帯電幅を十分確保で
き、また、高速印刷を繰り返しても画像特性が低下せ
ず、長期間安定した画像が得られる画像形成装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用される有機感光体の感光層の構造
を説明する概略図。

【図２】本発明における感光体と帯電器の関係を示す概
略構成図。

【図３】本発明が適用されるレーザプリンタの概略構成
図。

【図４】従来技術を示す概略構成図。

【符号の説明】

１…導電性支持体、２…中間層、３…電荷発生層、４…
第１の電荷輸送層、５…第２の電荷輸送層、６…コロナ
ワイヤ、７…帯電器、８…グリッド、９…感光体ドラ
ム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 努 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC01 DD01 EE03 EE08 2H068 AA29 AA37 AA39 FA03 FC01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基体上に設けられた電荷発生層と、
   該電荷発生層の上に設けられた第１の電荷輸送層と、該
   第１の電荷輸送層の上に設けられた第２の電荷輸送層と
   を備え、第２の電荷輸送層の耐久性および耐摩耗性を第
   １の電荷輸送層のそれよりも大なる様に規定してなる感
   光層を有する有機感光体ドラムと、 前記第２の電荷輸送層外周面の曲率に沿って等間隔をな
   すように第２の電荷輸送層外周面に対向配置されるグリ
   ッドを有する帯電器とを備えたことを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】前記第２の電荷輸送層中の電荷輸送物質の
   濃度が、前記第１の電荷輸送層中の電荷輸送物質の濃度
   よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の画像形成
   装置。