JP2002296996A

JP2002296996A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002296996A
Application number: JP2001099450A
Authority: JP
Inventors: Akio Tsujita; 明夫辻田; Takashi Rokutanda; 崇六反田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】高耐刷性を有するＯＰＣを用いても、ＯＰＣ表
面劣化による画質低下を生じる事なく、高印刷品質を長
期間、安定に供給できる静電記録装置を提供する。【解決手段】感光体に粘度平均分子量が４００００以上
のバインダー樹脂を用いた有機感光体を用い、その感光
体上に形成されたトナー可視蔵像を転写媒体側に転写さ
せた後、上記感光体上に残留されているトナー粉を、感
光体表面に接触配置されているファーブラシまたはクリ
ーニングブレードにより除去するようにした画像形成装
置の感光体クリーニング方法において、その印加電圧を
500V〜2000Vで、且つ周波数領域が1kHz〜20kHzの範囲に
規制さする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機及びプリン
タなどの電子写真方式を利用する画像形成装置の感光体
クリーニング方法に関し、特にラインプリンタ等の高速
印刷を行う画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式は複写機やプリンタに用い
られる最もよく知られた印刷方式のひとつである。特に
ラインプリンタ市場では、その処理すべき情報量の増大
に従い、より高速の印刷能力が望まれている。また、近
年ではＰＯＤの注目によりイメージ画像印刷の要求も多
く、その結果、その印刷画質も高品質で高精細なものが
望まれていた。

【０００３】従来、電子写真方式を用いた高速印刷機で
は、用紙や現像剤との摩擦のため耐刷性に優れるＳｅＴ
ｅ系感光体とガスレーザ（例えばＡｒレーザ）との組合
わせが多用されていた。

【０００４】ここで、ガスレーザは高出力が得られる反
面、高コストや装置の大型化等の欠点があった。しか
し、近年、ガスレーザに比べ小型、低コスト化が図れる
ＬＥＤや半導体レーザの高出力化、安定化の研究が進
み、一部では実用化が成されている。このプリンタへの
実用化が進んでいるＬＥＤや半導体レーザの発信波長は
一般に６００ｎｍ以上の赤色光である。この光波長領域
に感度を有する感光体には、Ａｓ₂Ｓｅ₃やアモルファス
シリコン（ａ−Ｓｉ）の無機感光体とＯＰＣ（有機感光
体）が存在する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】Ａｓ₂Ｓｅ₃感光体やａ
−Ｓｉ感光体は、その膜の比誘電率が10〜12と大きいた
め、帯電能および表面電荷保持能が、従来のＳｅＴｅ系
感光体に比べ劣っている。その結果、現像もしくは転写
部分での静電潜像パターンに乱れが生じ（十分なコント
ラスト電位が保持できない）、解像度低下等の画質低下
を生じやすくなる問題があった。

【０００６】一方のＯＰＣは膜の比誘電率が３〜4とＳ
ｅＴｅ系感光体と略同等であるため、帯電能および表面
電荷保持能に問題は無く、実際に中、低速印刷機の殆ど
はこのＯＰＣを採用している。しかし、ＯＰＣはその表
面硬度がビッカース硬度で20以下と低く現像剤や用紙と
の摩擦により摩耗し易いため、高耐刷性が要求される高
速印刷機（特にラインプリンタ）では採用されていない
のが実状であった。しかし、近年、ＯＰＣ材料の改良に
より、その光感度や耐刷性の向上が図られ、印刷速度が
１００ｐｐｍ以上の高速印刷プロセスで使用されるケー
スが増えてきている。

【０００７】一方、この耐刷性改良ＯＰＣの採用に伴
い、トナーフィルミング等の感光体表面汚染の課題が生
じ易くなった。特に、高速印刷プロセスでは現像部、転
写部、清掃部で生じる摩擦熱が低速機に比べ大きく、ト
ナーフィルミングが生じ易い状態となる。そこで、この
様な高速印刷プロセスでＯＰＣよ使用する場合には、印
刷用紙や現像剤との摩擦によるＯＰＣ摩耗量が適正値に
成るようにＯＰＣ膜強度を選定する必要がある。

【０００８】しかし、ＯＰＣ摩耗量は使用する印刷用紙
の種類や印刷パターン、使用環境条件などで大きく変動
するため、ＯＰＣの摩耗量を制御することは困難であ
り、実際には感光体表面汚染を回避するため耐刷性が低
く、寿命が短いＯＰＣを選択せざる負えないことが多か
った。

【０００９】本発明の目的は、ＯＰＣの摩耗量を制御す
る手段を付加することで、耐刷性に優れた強固なＯＰＣ
材料を高速印刷プロセスに用いても、トナーフィルミン
グ等の感光体表面劣化を生じる事なく、良好な印刷品質
を長期間にわたり安定して実現することのできる画像形
成装置の感光体クリーニング方法およびそれを用いた画
像形成装置を提供することに有る。

【００１０】

【発明が解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は感光体表面の残留トナーを除去する清掃機
構において、感光体表面と接触するクリーニング部材に
高周波電圧を印加することで、感光体であるＯＰＣの極
表面部の分子間結合力を低下させ、極表面部の耐刷性を
低下させることで、クリーニング部材による摩耗量を増
大させ、常に感光体表面をリフレッシュさせることが可
能となる。

【００１１】クリーニング部材に印加される高周波電圧
は電圧：500V〜2000V、周波数：500Hz〜3kHzの範囲に規
制されることが望ましい。印加電圧が500vより小さい場
合はOPC表面材料の分子間を振動させる効果が小さすぎ
るため、OPC摩耗量効率の増大が期待できず、印加電圧
が2000vより大きい場合は感光体の絶縁破壊によるピン
ホール現象が生じ易くなる。更に、印加電圧の周波数が
500Hzより小さい場合、高周波の表面効果が小さくな
り、結合力低下が生じるOPCの表面からの膜厚が大きく
なりOPC耐刷性が低下し、感光体寿命の低下を招く、ま
た、周波数が3kHzより大きい場合は十分な大きさの電界
がOPCの構成分子間に印加されず、OPCの摩耗効率増大は
期待出来ない。

【００１２】本発明に用いる感光体は、有機材料を母体
としたOPCであり、その感光体中に含まれるバインダー
樹脂の粘度平均分子量は４００００以上であることが望
ましい。他の無機感光体（例えば、Se系感光体やa-Si感
光体）は高周波電圧印加時の分子間の揺らぎが少ないた
め、高周波電圧印加による感光体表面の摩耗効率アップ
は得られない。更に、ＯＰＣ中に含まれるバインダー樹
脂の粘度平均分子量が４００００より小さい場合、印刷
による感光層の摩耗量が多過ぎ、本発明である高周波Ａ
Ｃ印加による清掃効果が得られない。また、OPCの形状
はドラム状でもベルト状でも、本発明の効果に影響はな
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施例に基
きこの発明を詳細に説明する。

【００１４】本発明に係る画像形成装置では、画像形成
部において静電印加と露光方式による画像（静電潜像）
が感光ドラム上に形成される。具体的な静電印加方法と
しては、コロナ放電を利用した帯電方法（スコロトロン
帯電もしくはコロトロン帯電）により、感光体表面に比
較的均一な電荷が保持される。次に、形成すべき画像を
露光光源により感光体表面上に描く。その際、光が照射
された部分の感光体表面は、感光層内の光電効果により
生成された電子（または正孔）により打ち消され、露光
後の感光体表面には画像情報に基づき静電潜像が形成さ
れる。その後、現像部における静電的なトナー付着によ
り静電潜像を可視像化する。この可視像は、その後の転
写部において用紙に転写される。転写後、感光体表面に
残されたトナーおよび静電潜像は、その後の除電および
清掃プロセスにより除去され、感光体は次回印刷のため
の帯電に備える。

【００１５】近年、電子写真印刷方式に用いられる感光
体材料は、従来のＳｅＴｅ系やa-Si感光体などの無機感
光体から、製造コストに優れるＯＰＣ（有機感光体）が
主流になりつつある。特に、ＯＰＣの欠点である耐刷性
が改善が大きく進み、高速プリンタへの適用も期待さ
れ、印刷速度が100ppm程度のプリンタまたは複写機では
既に採用されている物も有る。しかし、耐刷性の向上と
は印刷による感光体の摩耗量が低減することであり、そ
の為感光体の表面汚染等の問題が生じるようになった。
つまり、長期間安定に高品質な印刷を確保するには、感
光体表面の適量な摩耗を実現する印刷プロセスが必要と
なる。以下、正帯電タイプの単層型ＯＰＣの場合を例に
あげて説明する。

【００１６】図１は本発明に係わる画像形成装置の概略
図の一例である。図中１は像担持体である直径（φ₀）
２６２ｍｍの感光体ト゛ラムであり、周速（プロセス速度：
Ｖ_P）１、０００mm/secで回転する。該感光体ト゛ラム１の
周囲には帯電器２、露光装置３、現像機４、転写器５、
ＡＣ除電気６、イレーズランプ７およびクリーニングブ
ラシ、ブレード、ブロワー等からなるクリーニング装置
８等の画像形成にあたってのプロセス機器が配設されて
いる。

【００１７】まず、感光体ドラム１は矢線Ａ方向への回
転に従い、帯電器２により静電電荷を表面に帯電され
る。帯電にはスコロトロン帯電器を用い帯電時間は１２
０ｍｓｅｃとした。その後、露光装置３で印刷すべき画
像パターンを感光体ドラム上に書込むことで、感光体ド
ラム１上には該画像パターンが静電潜像で形成される
（本実施例では露光装置には波長７６５nmのＬＥＤを用
い、解像度６００ｄｐｉの画像パターンを作製した）。
この静電潜像は現像機４により現像され、トナー像とし
て可視化された後、転写器５にて転写材である用紙１１
へ転写される。未定着トナー像を付着した用紙１１は、
排紙用リトラクタ１０により図示しない定着装置の方に
送られ、該定着装置により、用紙１１上のトナー像は永
久像として定着される。また、転写器５により転写され
ずに感光体ト゛ラム１上に残った未転写トナーは、その後の
ＡＣ除電器６で除電された後、クリーニング装置８（本
実施例では、クリーニング装置８にはウレタン製クリー
ニングブレード用いた。該クリーニングブレードはカー
ボンを分散させ、その体積抵抗値は約１０⁶ ^〜 ¹⁰Ωcmと
している。）により感光体ト゛ラム１上から除去される。更
に、感光体ドラム１はイレーズランプ７で全面露光され
ることで、その表面上に残留した静電潜像が除去され
（イレーズランプ７の光波長は６６０ｎｍ、光量は感光
体ドラム1の半減露光量の約４倍とした）、次回の画像
形成のための帯電に備えられる。

【００１８】本発明の実施例１では、感光体ドラム1に
は耐刷性に優れ長寿命が期待できる単層型ＯＰＣ（正帯
電タイプ、感光体膜厚：２９μｍ、）を利用した。この
ＯＰＣのバインダー樹脂には粘度平均分子量が７０００
０のポリカーボネート樹脂を用いた。

【００１９】ここで、クリーニングブレードへの印加電
圧の周波数と感光体膜厚との関係を図２に示す。

【００２０】クリーニングブレードへの印加電圧はＡ
Ｃ：１ｋＶである。この図より周波周が1kHz〜20kHzの
領域で、感光体摩耗が促進していることが判る。

【００２１】本実施例１では印加周波数に１kHzを採用
し、連続印刷を実施した。その結果、印刷サンプルは、
ベタ濃度：１．３５、カブリが0.4％、解像度６００ｄ
ｐｉ相当の高精細な画質が得られた。また、連続印刷に
おいてもトナーフィルミング等の感光体表面劣化を生じ
ず、長期にわたり高品質画像を維持でき、約１００万頁
の印刷においても実用的な画質が得られた。

【００２２】また、第２実施例として、クリーニングブ
レードへの印加電圧をＡＣ：１ｋＶ、周波数20kHzと
し、その他の印刷プロセス条件は実施例１と同様にして
連続印刷を実施した。その結果、印刷サンプルは、ベタ
濃度：１．３５、カブリが0.4％、解像度６００ｄｐｉ
相当の高精細な画質が得られた。また、連続印刷におい
てもトナーフィルミング等の感光体表面劣化を生じず、
長期にわたり高品質画像を維持でき、約１００万頁の印
刷においても実用的な画質が得られた。

【００２３】また、第３実施例として、クリーニングブ
レードへの印加電圧をＡＣ：５００Ｖ、周波数１kHzと
し、その他の印刷プロセス条件は実施例１と同様にして
連続印刷を実施した。その結果、印刷サンプルは、ベタ
濃度：１．３０、カブリが0.３％、解像度６００ｄｐｉ
相当の高精細な画質が得られた。また、連続印刷におい
てもトナーフィルミング等の感光体表面劣化を生じず、
長期にわたり高品質画像を維持でき、約１００万頁の印
刷においても実用的な画質が得られた。

【００２４】第４実施例として、クリーニングブレード
への印加電圧をＡＣ：２０００Ｖ、周波数３kHzとし、
その他の印刷プロセス条件は実施例１と同様にして連続
印刷を実施した。その結果、印刷サンプルは、ベタ濃
度：１．３５、カブリが0.３％、解像度６００ｄｐｉ相
当の高精細な画質が得られた。また、連続印刷において
もトナーフィルミング等の感光体表面劣化を生じず、長
期にわたり高品質画像を維持でき、約１００万頁の印刷
においても実用的な画質が得られた。

【００２５】第５実施例として、クリーニングブレード
への印加電圧をＡＣ：５００Ｖ、周波数１kHzとし、そ
の他の印刷プロセス条件は実施例１と同様にして連続印
刷を実施した。その結果、印刷サンプルは、ベタ濃度：
１．３０、カブリが0.３％、解像度６００ｄｐｉ相当の
高精細な画質が得られた。また、連続印刷においてもト
ナーフィルミング等の感光体表面劣化を生じず、長期に
わたり高品質画像を維持でき、約１００万頁の印刷にお
いても実用的な画質が得られた。

【００２６】また、図３は第６実施例を説明する画像形
成装置の概略図である。本実施例ではクリーニング装置
８にクリーニングブラシを用いた。クリーニングブラシ
は主材質のレーヨンにカーボンを混合させることで、ブ
ラシ全体の体積抵抗を約１０ ⁶ ^〜 ¹⁰Ωcmとしている。こ
のクリーニングブラシへの印加電圧をＡＣ：５００Ｖ、
周波数１kHzとし、その他の印刷プロセス条件は実施例
１と同様にして連続印刷を実施した。その結果、印刷サ
ンプルは、ベタ濃度：１．３０、カブリが0.３％、解像
度６００ｄｐｉ相当の高精細な画質が得られた。また、
連続印刷においてもトナーフィルミング等の感光体表面
劣化を生じず、長期にわたり高品質画像を維持でき、約
１００万頁の印刷においても実用的な画質が得られた。

【００２７】また、第７実施例として、主材質がナイロ
ン製のクリーニングブラシにカーボンを混合させること
で、ブラシ全体の体積抵抗を約１０⁶ ^〜 ¹⁰Ωcmとしたク
リーニングブラシを用い、このクリーニングブラシへの
印加電圧をＡＣ：１０００Ｖ、周波数２kHzとし、その
他の印刷プロセス条件は実施例６と同様にして連続印刷
を実施した。その結果、印刷サンプルは、ベタ濃度：
１．３０、カブリが0.３％、解像度６００ｄｐｉ相当の
高精細な画質が得られた。また、連続印刷においてもト
ナーフィルミング等の感光体表面劣化を生じず、長期に
わたり高品質画像を維持でき、約１００万頁の印刷にお
いても実用的な画質が得られた。

【００２８】さらに、第８実施例（図４参照）として、
感光体には粘度平均分子量が４００００のポリカーボネ
イトを母材とし、カルバゾールヒドラゾン誘電体を分散
させた電荷輸送材中に電荷発生材としてペリレン顔料を
分散させた正帯電タイプの単層型ＯＰＣで作製した感光
体ベルト１００を用い、感光層の膜厚は３０μｍであ
る。書込み露光光源３には赤色ＬＥＤ（波長７８０ｎ
ｍ）を使用し、露光光量は感光体ベルト１００表面で約
５．５ｍＷに設定した。感光体ベルト１００を挿み書込
みＬＥＤと対向する位置にはベルト搬送ローラ101が設
置してあり、露光部におけるＬＥＤと感光体ベルト１０
０間の距離精度を±０．１５ｍｍに規制している。この
印刷速度は約７００ｍｍ／ｓｅｃであり、帯電器２と露
光光源３間のプロセス時間は７０ｍｓｅｃである。

【００２９】本発明による画像形成は、以下のようにし
て行った。帯電器２はコロトロン型帯電器でありコロナ
ワイヤには１．２ｍＡの帯電電流を印加されている。ま
た、帯電器２の感光ドラム周方向の幅を１１０ｍｍとす
ることで、感光体ベルト1００の帯電時間は約１３３ｍ
ｓｅｃと設定した。次に、露光光源３により像露光を行
い、感光体ベルト1００の表面に静電潜像を形成する。
露光光源のスポット径は約φ６０μｍ、解像度６００ｄ
ｐｉの仕様とした。現像ならびに転写、ＡＣ除電、およ
びイレーズ光源の条件は実施例１と同様とした。

【００３０】本実施例では、クリーニング装置８にはウ
レタン製クリーニングブレード用いた。該クリーニング
ブレードはカーボンを分散させ、その体積抵抗値は約１
０⁷Ωcmとしている。クリーニングブレードにはＡＣ電
圧：１０００Ｖ、周波数２kHzが印加され、その他の印
写条件は実施例１と同様にし、連続印刷試験を行った。
その結果、印刷サンプルは、ベタ濃度：１．３３、カブ
リが0.３５％、解像度６００ｄｐｉ相当の高精細な画質
が得られた。また、連続印刷においてもトナーフィルミ
ング等の感光体表面劣化を生じず、長期にわたり高品質
画像を維持でき、約１００万頁の印刷においても実用的
な画質が得られた。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の画像形成装
置では、約１００ｐｐｍ以上の高速印刷プロセスにおい
ても、トナーフィルミング等の感光体表面劣化を生じさ
せず、高解像度（約６００ｄｐｉ）の高品質印刷が安定
して可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で用いた静電記録装置の構成図
である。

【図２】クリーニングブレードへ印加電圧の周波数と感
光体膜厚との関係を示す特性図である。

【図３】本発明の第６実施例で用いた静電記録装置の構
成図である。

【図４】本発明の第８実施例で用いた静電記録装置の構
成図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、２…コロナ帯電器、３…露光光源、
４…現像機、５…転写器、６…ＡＣ除電器、７…イレー
ズランプ、８…クリーニング装置、９…給紙用リトラク
タ、１０…排紙用リトラクタ、１１…用紙、１００…感
光体ベルト、１０１…ベルト搬送ローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H068 AA13 BB25 BB52 2H134 GA01 GB02 GB08 HB03 HB16 HB17 HB18 HB19 HD03 HD14 HD15 HD18 HD19 KB02 KD04 KD08 KD12 KG08 KH01 KH15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上に形成されたトナー可視蔵像を転
写媒体側に転写させた後、上記感光体上に残留されてい
るトナー粉を、感光体表面に接触配置されているファー
ブラシまたはクリーニングブレードにより除去するよう
にした画像形成装置の感光体クリーニング方法におい
て、上記感光体が有機材料を母材とした有機感光体であ
り、且つ上記クリーニング部材の感光体表面との接触部
に高周波電圧が印加されていることを特徴とする画像形
成装置装置の感光体クリーニング方法およびそれを用い
た画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載において、感光体表面に接触
配置されるクリーニング部材の印加電圧が500V〜2000V
で、且つ周波数領域が1kHz〜20kHzの範囲に規制されて
いることを特徴とする画像形成装置装置の感光体クリー
ニング方法およびそれを用いた画像形成装置。
【請求項３】請求項１記載において、有機感光体に含ま
れるバインダー樹脂の粘度平均分子量値が４００００以
上であることを特徴とする画像形成装置装置の感光体ク
リーニング方法およびそれを用いた画像形成装置。