JP2001255678A

JP2001255678A - 正帯電単層型電子写真感光体を使用した画像形成装置

Info

Publication number: JP2001255678A
Application number: JP2000072445A
Authority: JP
Inventors: Yuji Tanaka; 裕二田中; Yukikatsu Imanaka; 之勝今中; Nobuko Akiba; 伸子秋葉
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【目的】正帯電単層型電子写真感光体を使用した、転写
メモリー画像や露光メモリー画像が発生しない反転現像
式の画像形成装置を提供する。【構成】静電潜像形成手段としての正帯電単層型電子写
真感光体と、前記正帯電単層型電子写真感光体の進行方
向に沿って、少なくとも主帯電工程、露光工程、現像工
程、転写工程、除電工程及びクリーニング工程とを備
え、前記転写工程で印加される電圧の極性が負で、帯電
工程で印加される電圧の極性が正であり、且つ、前記除
電工程が、転写工程よりも下流側、クリーニング工程よ
りも上流側に配置されることを特徴とする反転現像式の
画像形成装置。【効果】本発明は、転写メモリー画像や露光メモリー画
像が発生しない、正帯電単層型電子写真感光体を使用し
た反転現像方式の画像形成装置の提供を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体を
使用した、デジタル複写機、ファクシミリ、レーザービ
ームプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

【０００２】より詳細には、正帯電単層型電子写真感光
体を使用した、メモリー画像が発生しない反転現像式デ
ジタル画像形成装置に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】電子写真方式を利用した画像形成装置
は、感光体を帯電し（主帯電工程）、画像露光して静電
潜像を形成し（露光工程）、この静電潜像を現像バイア
ス電圧が印加された状態でトナー現像し（現像工程）、
形成されるトナー像を転写紙に転写し（転写工程）、定
着して画像形成を行う。また、感光体上の残留トナーは
ウレタンブレード等によりクリーニングされ（クリーニ
ング工程）、感光体上の残留電荷はＬＥＤ等により消去
される（除電工程）。

【０００４】また、前記電子写真方式を利用した画像形
成装置には、デジタル及びアナログ複写機、ファクシミ
リ、レーザービームプリンタ等があり、特に帯電工程で
感光体に印加される帯電電圧と同極性のトナーを使用し
て現像する反転現像方式は、デジタル画像形成装置に広
く使用されている。

【０００５】一方、前記画像形成装置に使用される、静
電潜像形成手段としての電子写真感光体は有機感光体と
無機感光体に大別される。有機感光体は、従来の無機感
光体に比べて製造が容易であり、コストが安く、電荷輸
送剤、電荷発生剤、結着樹脂等の感光体材料の選択肢が
多様で、機能設計の自由度が高いという利点を有するこ
とから、近年、広く用いられている。

【０００６】有機感光体には、電荷輸送剤（ホール輸送
剤、電子輸送剤）を電荷発生剤とともに同一の感光層中
に分散させた単層型感光体と、電荷発生剤を含有する電
荷発生層と電荷輸送剤を含有する電荷輸送層とを積層し
た積層型感光体とがある。単層型は正帯電で、積層型は
負帯電で使用されるのが一般的である。

【０００７】そして、前記電子写真感光体を反転現像式
デジタル画像形成装置に使用した場合、転写工程で感光
体に印加される転写電圧は、通常、感光体に直接印加せ
ず転写媒体（紙）を介して印加され、転写媒体が転写工
程を通過しないときは印加されない。しかしながら、転
写電圧の入切タイミングは非常に困難で、転写媒体の先
後端部については感光体に直接印加される部分が発生し
てしまうことが多い。すなわち、転写媒体の先端が転写
装置を覆う前に、転写電圧が印加され始め、また、転写
媒体の後端の通過により転写装置の一部が露出されても
なお、転写電圧が印加され続けるため、当該部分は前記
感光体に転写電圧が直接印加されるのである。

【０００８】正帯電単層型電子写真感光体を使用する場
合、転写装置で印加される電圧の極性は負であるため、
負電圧が印加された感光体表面には負の空間電荷が残存
する、いわゆる転写メモリーが発生する。一般に、単層
型感光体は両極性に感度を有するため、次の除電工程に
おいて負の空間電荷が消去される。ところが、前記正帯
電単層型感光体の負極性に対する感度が非常に悪い（半
減露光量が非常に大きい）場合には、負の空間電荷が十
分に消去されず、次の帯電工程で正帯電されても空間電
荷の影響で電位低下が引き起こされ、更に現像工程にお
いては感度差となって現れ、画像中では当該部分が黒く
なる、いわゆる転写メモリー画像が発生する。

【０００９】一方、正帯電単層型感光体は、露光工程、
現像工程を経て、通常は、除電工程で一様に感光体表面
の正電荷が消去された後、次帯電工程において均一に正
帯電される。しかし、転写メモリーの場合と同様に、前
記正帯電単層型感光体の負極性に対する感度が悪い場合
には、露光部分の方が非露光部分に比較して負の空間電
荷密度が大きく、次帯電工程で電位差が生じ、いわゆる
露光メモリー画像も発生し易くなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、正帯
電単層型電子写真感光体を使用した、前記転写メモリー
画像や露光メモリー画像が発生しない反転現像式デジタ
ル画像形成装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、上記目的を達成するために、静電潜像形成手段と
しての正帯電単層型電子写真感光体と、前記正帯電単層
型電子写真感光体の進行方向に沿って、少なくとも主帯
電工程、露光工程、現像工程、転写工程、除電工程及び
クリーニング工程とを備え、前記転写工程で印加される
電圧の極性が負で、帯電工程で印加される電圧の極性が
正であり、且つ、前記除電工程が、転写工程よりも下流
側、クリーニング工程よりも上流側に配置されることを
特徴とする反転現像式デジタル画像形成装置が、メモリ
ー画像が発生しない事実を見出した。

【００１２】

【発明の実施形態】本発明の画像形成装置は、静電潜像
形成手段としての正帯電単層型電子写真感光体と、前記
正帯電単層型電子写真感光体の進行方向に沿って、少な
くとも主帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、除
電工程及びクリーニング工程とを備え、前記転写工程で
印加される電圧の極性が負で、帯電工程で印加される電
圧の極性が正であり、且つ、前記除電工程が、転写工程
よりも下流側、クリーニング工程よりも上流側に配置さ
れることを特徴とする反転現像式デジタル画像形成装置
で、例えば、デジタル複写機、ファクシミリ、レーザー
ビームプリンタ等が挙げられる。

【００１３】本発明の反転現像式デジタル画像形成装置
は、前述のようにメモリー画像が発生しない。一般的
に、除電工程はクリーニング工程よりも下流側、主帯電
工程よりも上流側に配置されるが、本発明の画像形成装
置においては、前記除電工程が、転写工程よりも下流
側、クリーニング工程よりも上流側に配置されるため、
従来の配置に比較して、除電工程〜主帯電工程間の時間
が長くなる。このため、正帯電単層型感光体の負の感度
が悪く、除電工程において完全に負の空間電荷が消去さ
れなくとも、クリーニング工程を経て主帯電工程までに
は、負の空間電荷が完全に消去し、メモリーが発生し難
くなると推定される。

【００１４】本発明の画像形成装置に使用される正帯電
単層型真感光体は、導電性基体上に単一の感光層を設け
たものである。この感光層は、電荷発生剤、ホール輸送
剤、電子輸送剤、バインダー樹脂等を適当な溶媒に溶解
または分散させ、得られた塗布液を導電性基体上に塗布
し、乾燥させることで形成される。

【００１５】次に、本発明の画像形成装置に使用される
正帯電単層型感光体が含有する種々の材料について詳細
に説明する。

【００１６】＜電荷発生剤＞デジタル画像形成装置にお
いて、ＬＥＤ、半導体レーザが一般的に使用されている
が、これらの発振波長は約７４０ｎｍ以上であり、赤外
領域に限定されている。従って、少なくとも７００〜８
５０ｎｍ付近の波長領域に感度を有する有機感光体が必
要である。本発明の画像形成装置に使用される正帯電単
層型感光体は、種々のフタロシアニン系顔料を含有する
ことが可能である。

【００１７】一般的にフタロシニン系顔料には、中心金
属を有さないメタルフリーフタロシニン（ＣＧＭ−1）
と、近年研究開発が活発に行われているチタニルフタロ
シニン、等の中心金属を有する金属フタロシアニンとが
あり、またα型、β型、等、種々の結晶型のものがあ
り、何れも使用可能である。また、これらのフタロシア
ニン系顔料は単独または二種以上をブレンドして使用で
きる。

【００１８】（ＣＧＭ−１）

【化６】

【００１９】前記フタロシアニン系顔料は、バインダー
樹脂重量に対して０．１〜２０ｗｔ％、特に０．５〜１
０ｗｔ％含有することが好ましい。

【００２０】＜電子輸送剤＞本発明の画像形成装置に使
用される正帯電単層型感光体が含有する電子輸送剤とし
ては、転写メモリー低減のため、特に、電子の移動度が
大きく、負の感度を向上させる請求項３記載の一般式
（１）、（２）または（３）で示される化合物が好適に
挙げられる。

【００２１】また電子輸送剤として、前記化合物を含有
する場合、単独または少なくとも１種以上含有すればよ
い。すなわち前記化合物と共に、他の種々の電子輸送剤
を含有していてもよい。

【００２２】電子輸送剤の含有量は、バインダー樹脂重
量に対して５〜１００ｗｔ％、更には１０〜８０ｗｔ％
が好ましい。

【００２３】＜ホール輸送剤＞本発明の画像形成装置に
使用される正帯電単層型感光体が含有するホール輸送剤
としては、特に、請求項４記載の一般式（４）または
（５）で示される化合物が好適に挙げられる。

【００２４】またホール輸送剤として、前記化合物を含
有する場合、単独または少なくとも１種以上含有すれば
よい。すなわち前記化合物と共に、他の種々のホール輸
送剤を含有していてもよい。

【００２５】ホール輸送剤の含有量は、バインダー樹脂
重量に対して５〜５００ｗｔ％、更には２５〜２００ｗ
ｔ％が好ましい。

【００２６】＜結着樹脂＞前記各成分を分散させるため
の結着樹脂は、従来から感光層に使用されている種々の
樹脂を使用することができる。例えば、ポリカーボネー
ト、ポリアリレート、ポリエステル、等の樹脂が使用可
能である。また、これらのバインダー樹脂は単独または
二種以上をブレンドして使用できる。

【００２７】特に好適な樹脂は、帝人化成（株）社製パ
ンライト、三菱瓦斯化学（株）社製ＰＣＺ等のビスフェ
ノールＺ型モノマーとホスゲンとから誘導されるビスフ
ェノールＺ型ポリカーボネートである。前記例のバイン
ダー樹脂の重量平均分子量は５，０００〜２００，００
０、更には１５，０００〜１００，０００が好ましい。

【００２８】本発明の画像形成装置に使用される正帯電
単層型感光体の膜厚は５〜５０μｍ、特に１５〜３５μ
ｍが好ましい。

【００２９】

【実施例】以下、実施例、比較例をあげて本発明を説明
する。なお、以下の実施形態は本発明を具体化した一例
であって、本発明の技術的範囲を限定するものではな
い。

【００３０】＜画像形成装置実施例＞画像形成装置Ａ図１は、本発明にかかる一実施例の画像形成装置Aの感
光体ドラム廻り概略側面図である。すなわち、画像形成
装置で複写を始めると、感光体ドラム２０が矢印の方向
に回転する。帯電電極２は帯電装置６、７によって正に
充電され、帯電電極２が感光面１を正（例えば表面電位
を＋８５０Ｖ）にコロナ放電により均一に帯電する。感
光体ドラム２０が回転して画像信号の露光位置までくる
と、感光体表面１の光の当たった部位は、光励起された
キャリアにより正電荷が中和してほとんど無電荷にな
り、光が当たらなかった部位の正電荷は、そのまま感光
体表面１上に正帯電した状態になる。

【００３１】こうして感光体表面１には光が当たらなか
った部位に正電荷が付着したネガの静電潜像が形成され
て、感光体ドラム２０は現像スリーブ３の方向へ回転し
ていく。一方、現像スリーブ３において、トナー２８は
キャリアとの摩擦帯電により正に帯電され、＋６５０Ｖ
の現像バイアスを印加して、感光体ドラム２０に飛翔さ
せて、静電潜像が形成された感光体表面１に供給され
る。

【００３２】トナー２８は、感光体表面１の正帯電した
部位と同極性であるので、反発力を受けて、感光体表面
１から退けられ、その一部が感光体表面１の光の当たっ
た無電荷状態の部位に付着する。

【００３３】このようにして、感光体表面１には反転現
像されたトナー像が形成される。感光体表面１がさらに
回転すると同時に、画像形成用紙５が、感光体表面１と
転写ローラ４の間に供給される。この転写電極４は帯電
装置８によって、負に（例えば−５．５ｋV）充電され
て、用紙５をトナー像の背面から押圧して、正に帯電し
ているトナー２８を、その静電引力によって用紙５表面
に転写していく。

【００３４】感光体表面１がさらに回転すると、除電ラ
ンプ９により、感光体表面１の正電荷、及びバイアス印
加のタイミングずれにより転写ローラ４によって用紙５
を介さずに感光面１に直接注入された負の空間電荷が消
去される。

【００３５】前述のように、感光体の負の感度が悪い場
合は、除電ランプ９によりメモリーの原因となる負の空
間電荷が完全に消去されない。しかし本実施例の画像形
成装置Ａには、除電工程終了後、さらにクリーニングブ
レード１０により残留トナー２９が除去される工程があ
り、結果として、除電工程〜主帯電工程間の時間が長い
ため、負の空間電荷は十分に消去されるためメモリーが
発生しないと考えられる。

【００３６】＜画像形成装置比較例＞画像形成装置Ｂ図２は、比較例の画像形成装置Bの感光体ドラム廻り概
略側面図である。除電ランプ９が、クリーニングブレー
ド１０よりも下流側、帯電電極２よりも上流側に配置さ
れる以外は実施例１の画像形成装置Ａと同一構成であ
る。

【００３７】＜感光体実施例＞〜感光体１、２、３、
４、５、６の作製電荷発生剤としてＸ型無金属フタロシアニン（ＣＧＭ−
１）２．０重量部、ペリレン系化合物として、電子輸送
剤として、ＥＴ−１０１、ＥＴ−２０１、ＥＴ−３０１
から選ばれた１種（３２重量部）、ホール輸送剤とし
て、ＨＴ−５０１、ＨＴ−６０１から選ばれた１種（６
５重量部）、及びバインダー樹脂として重量平均分子量
５０，０００のｂｉｓ−Ｚ型ポリカーボネート樹脂１０
０重量部、及びテトラヒドロフラン７７０重量部を、ボ
ールミル中で２２時間分散あるいは溶解させ、単層型感
光層用塗布液を調合した。そして、この塗布液を、支持
体としてのアルミニウム素管上にディップコート法にて
塗布し、１３５℃、３５分間の熱風乾燥を行い、膜厚２
３．５μｍの単一感光層を有する正帯電単層型感光体を
作製した。

【００３８】表１、２に、感光体実施例に使用した化合
物の構造式を示した。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】＜感光体比較例＞〜感光体７、８の作製電子輸送剤としてＥＴ−１、ＥＴ−２から選ばれた１種
を使用した以外は＜感光体実施例＞と同様に正帯電単層
型感光体を作製した。

【００４２】表３に、感光体比較例に使用した化合物の
構造式を示した。

【００４３】

【表３】

【００４４】感光体１〜８を画像形成装置ＡまたはＢに
搭載し、下記の転写メモリーを評価した。評価結果を表
４、図３、４に示した。

【００４５】＜転写メモリー画像評価＞画像形成装置Ａ
またはＢに、感光体１〜８を搭載し、印写試験を実施
し、転写メモリー評価用画像を得た。転写メモリー画像
とは、図５に示すように、前面グレー（マンセル値：Ｎ
＝６．５）原稿を使用し印写試験を実施した場合、転写
バイアスが印加された部分の感光体表面電位の低下によ
り、ドラム長手方向に黒横帯が発生した画像を示す。そ
して、転写メモリー画像濃度と、グレー画像濃度との画
像濃度差（ΔＩＤｔ）を求めた。画像濃度差が大きいほ
ど転写メモリーが大きい。

【００４６】＜露光メモリー画像評価＞画像形成装置Ａ
またはＢに、感光体１〜８を搭載し、印写試験を実施
し、露光メモリー評価用画像を得た。露光メモリー画像
とは、図６に示すような原稿を使用し印写試験を実施し
た場合、強い露光部分（黒ベタ部）の感光体表面電位の
低下により、露光部分のゴースト画像がグレー部に発生
した画像を示す。そして、黒ベタ部のゴースト画像濃度
と、グレー画像濃度との画像濃度差（ΔＩＤｒ）を求め
た。画像濃度差が大きいほど露光メモリーが大きい。

【００４７】

【表４】

【００４８】表４、図３、４より、画像形成装置Ａを使
用した場合、いずれの感光体を使用しても転写メモリー
画像は発生しなかった（ΔＩＤが０．１未満）。また、
画像形成装置Ｂを使用した場合、転写メモリー画像は発
生したが、感光体１〜６搭載時のΔＩＤは、感光体７、
８搭載時のΔＩＤより小さい値を示した（メモリーが小
さい）。

【００４９】

【発明の効果】本発明の、正帯電単層型電子写真感光体
を使用した反転現像方式のデジタル画像形成装置は、メ
モリー画像が発生しない。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施例の画像形成装置Ａの感
光体ドラム廻り概略側面図である。

【図２】比較例の画像形成装置Ｂの感光体ドラム廻り概
略側面図である。

【図３】画像形成装置ＡまたはＢに各感光体１〜８搭載
時に得た評価用画像のΔＩＤｔ値（転写メモリー）を示
すグラフである。

【図４】画像形成装置ＡまたはＢに各感光体１〜８搭載
時に得た評価用画像のΔＩＤｒ値（露光メモリー）を示
すグラフである。

【図５】転写メモリー画像評価用原稿と転写メモリー画
像を示す図である。

【図６】露光メモリー画像評価用原稿と露光メモリー画
像を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 5/06 ３１９Ｇ０３Ｇ 5/06 ３１９Ｆターム(参考） 2H068 AA31 BA12 BA13 BA14 BA16 BA37 BA38 BA63 BA64 FA18 FC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像形成手段としての正帯電単層型電
子写真感光体と、前記正帯電単層型電子写真感光体の進
行方向に沿って、少なくとも主帯電工程、露光工程、現
像工程、転写工程、除電工程及びクリーニング工程とを
備え、前記転写工程で印加される電圧の極性が負で、帯
電工程で印加される電圧の極性が正であり、且つ、前記
除電工程が、転写工程よりも下流側、クリーニング工程
よりも上流側に配置されることを特徴とする反転現像式
の画像形成装置。
【請求項２】静電潜像形成手段としての前記正帯電単層
型感光体が、導電性基体上に、電化発生剤としてフタロ
シアニン系顔料、ホール輸送剤、及び、電子輸送剤を含
有する樹脂層を感光層として備えていることを特徴とす
る請求項１記載の反転現像式の画像形成装置。
【請求項３】前記電子輸送剤が、一般式（１）、（２）
または（３）で示される化合物であることを特徴とする
請求項１記載の反転現像式の画像形成装置。一般式（１）：【化１】（一般式（１）中、Ｒ¹、Ｒ²は同一または異なって、置
換基を有してもよい１価の炭化水素基を示す。）一般式（２）：【化２】（一般式（２）中、Ｒ³、Ｒ⁴は同一または異なって、ア
ルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、アラル
キル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル
オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリー
ルオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基
またはニトロ基を示す。ｎは０〜３の整数を表わす。）一般式（３）：【化３】（一般式（３）中、Ｒ⁵、Ｒ⁶は同一または異なって、置
換基を有してもよい１価の炭化水素基を示す。）
【請求項４】前記ホール輸送剤が、一般式（４）または
（５）で示される化合物であることを特徴とする請求項
１記載の反転現像式の画像形成装置。一般式（４）：【化４】（一般式（４）中、Ｒ⁷およびＲ⁹は同一または異なっ
て、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有して
もよいアリール基、置換基を有してもよい、アラルキル
基またはアルコキシ基を示し、Ｒ⁸およびＲ¹⁰は同一ま
たは異なって、水素原子、置換基を有してもよい、アル
キル基またはアルコキシ基を示す。但し、Ｒ ⁸およびＲ
¹⁰の置換位置がパラ位の場合、Ｒ⁸およびＲ¹⁰は水素原
子である。）一般式（５）：【化５】（一般式（５）中、Ｒ¹¹及びＲ¹³は同一または異なるア
ルキル基を示し、Ｒ¹²、Ｒ¹⁴は同一または異なって水素
原子またはアルキル基を示す。）