JP2004177457A

JP2004177457A - 画像形成装置および画像形成装置用プロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2004177457A
Application number: JP2002340666A
Authority: JP
Inventors: Norio Kikuchi; 宣男菊地
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】無駄な電力を消費することなく感光体を素早く加熱でき、画像流れのない良好な画像が得られる画像形成装置および画像形成装置用プロセスカートリッジの提供を目的としている。
【解決手段】本発明は、最表面層に有機微粒子、無機微粒子を含有させた感光体１７を使用した画像形成装置において、感光体１７を加熱するための加熱手段５９，９０を具備していることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、最表面層に有機微粒子、無機微粒子を含有させた感光体を使用する画像形成装置（電子写真記録装置）および画像形成装置用プロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最表面層に有機微粒子、無機微粒子を含有させた感光体やアモルファスシリコン系感光体は、表層が硬く削れにくいため、表面に付着した硝酸塩等の放電生成物の除去が難しい。この放電生成物が吸湿した状態で作像動作を行うと、感光体電位のリーク（潜像の乱れ）による画像流れが発生してしまう。
【０００３】
そのため、アモルファスシリコン感光体を使う場合には、ヒータによって感光体を加熱し、これによって、画像流れを防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２４１４０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒータによって感光体を加熱して画像流れを防止すると、装置の主電源が切れている場合などにあっては、感光体を所定の温度まで加熱するのに数分程度の時間が必要になる。
【０００６】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、無駄な電力を消費することなく感光体を素早く加熱でき、画像流れのない良好な画像が得られる画像形成装置および画像形成装置用プロセスカートリッジを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、最表面層に有機微粒子、無機微粒子を含有させた感光体を使用した画像形成装置において、前記感光体を加熱するための加熱手段を具備していることを特徴とする。
【０００８】
この請求項１に記載された発明によれば、感光体を加熱することにより、環境による影響が少なく、画像流れのない良好な画像が得られる。
【０００９】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記加熱手段として誘導加熱装置が用いられていることを特徴とする。
【００１０】
この請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、感光体を素早く加熱することができ、装置の立ち上がり時間を短くすることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記感光体の表面の温度を検知する温度センサを備え、この温度センサからの検知信号に基づいて前記加熱手段が制御されることを特徴とする。
【００１２】
この請求項３に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、常に感光体を最適温度に保つことができるため、加熱において無駄な電力を消費することなく、画像流れのない良好な画像が得られる。
【００１３】
また、請求項４に記載された発明は、最表面層に有機微粒子、無機微粒子を含有させた感光体と、この感光体の周囲に配置され且つ感光体と協働して画像形成プロセスを実行する少なくとも１つの画像形成要素とを備え、画像形成装置本体に着脱可能に装着される画像形成装置用プロセスカートリッジにおいて、前記感光体を加熱するための加熱手段を有していることを特徴とする。
【００１４】
この請求項４に記載された発明によれば、感光体を加熱することにより、環境による影響が少なく、画像流れのない良好な画像が得られる。
【００１５】
また、請求項５に記載された発明は、請求項４に記載された発明において、前記加熱手段として誘導加熱装置が用いられていることを特徴とする。
【００１６】
この請求項５に記載された発明によれば、請求項４に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、感光体を素早く加熱することができ、装置の立ち上がり時間を短くすることができる。
【００１７】
また、請求項６に記載された発明は、請求項４に記載された発明において、前記感光体の表面の温度を検知する温度センサを備え、この温度センサからの検知信号に基づいて前記加熱手段が制御されることを特徴とする。
【００１８】
この請求項６に記載された発明によれば、請求項４に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、常に感光体を最適温度に保つことができるため、加熱において無駄な電力を消費することなく、画像流れのない良好な画像が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明を適用した複写機を概略的に示す構成図である。複写機１は、該して、複写機１の上方から順に、原稿画像を読み取る読み取り部３と、画像を形成する作像部５と、用紙（記録材）を給紙する給紙部７とを有している。
【００２１】
読み取り部３は、周囲を被うカバー９の頂面に、原稿画像（コピー原稿）をセットするコンタクトガラス１１と、コンタクトガラス１１に対して開閉可能に設けられ、コンタクトガラス１１上にセットしたコピー原稿を押さえる原稿押さえ１３と、コンタクトガラス１１にセットされたコピー原稿を読み取って感光体ドラム１７に静電潜像を形成する光学装置（露光手段）１５とを有している。
【００２２】
作像部５は、図中時計方向（矢印参照）に回転する感光体ドラム（感光体）１７を有しており、感光体ドラム１７の周囲には、感光体ドラム１７に接触して感光体ドラム１７の表面を一様に帯電する帯電装置（帯電手段）１９と、現像スリーブ２０により感光体ドラム１７の静電潜像をトナー像として可視化する現像装置（現像手段）２２と、感光体ドラム１７のトナー像（可視像）を記録材である用紙Ｐに転写する転写装置（転写手段）２４と、転写後に感光体ドラム１７に残留したトナーを除去することにより感光体ドラム１７をクリーニングするクリーニング装置２８とが配置されている。
【００２３】
また、クリーニング装置２８の図中左下方に位置して、熱を加える定着ローラ３０と用紙Ｐを定着ローラ３０に向けて押し付ける（加圧する）加圧ローラ３４とを有し、用紙Ｐに転写されたトナー像を熱的に定着する定着装置３２が配置されている。この定着装置３２によりトナー像を定着された用紙Ｐは、排紙トレイ４５に排紙されてスタックされるようになっている。
【００２４】
給紙部７は、複写機１の下部に位置しており、用紙Ｐを収納する給紙カセット３３と、給紙カセット３３の給紙方向の一端部側（図１中右側上方）に配置され給紙カセット３３の用紙Ｐを給紙する給紙ローラ３５と、給紙ローラ３５により給紙された用紙Ｐを感光体ドラム１７と転写装置２４との間に向けて搬送する用紙搬送装置３７とを有している。
【００２５】
尚、用紙搬送装置３７は、給紙ローラ３５の図中右側から感光体ドラム１７と転写装置２４の間に向けて略Ｕ字状に折り返す用紙搬送路４０を複数のガイド板３９で形成しており、この用紙搬送経路４０中に、第１中間ローラ対４１ａと、第２中間ローラ対４１ｂと、レジストローラ対４３とが配置されている。
【００２６】
感光体ドラム１７は、その最表面層に有機微粒子、無機微粒子を含有させて成る。具体的には、図２に示されるように、感光体ドラム１７は、電荷発生材料を主成分とする電荷発生層５３と、電荷輸送材料を主成分とする電荷輸送層５４とが積層形成されて成る感光層５２を有している。本発明においては、このような感光体ドラム１７の表層として保護層５５が形成される。この保護層５５については後記する。
【００２７】
導電性支持体５１は、体積抵抗１０^１０Ωｃｍ以下の導電性を示すアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板又はそれらを素管化後、切削、超仕上げ、研磨等で表面処理した管等からなるものである。
【００２８】
電荷発生層５３は、電荷発生材料を主成分とする層である。電荷発生材料には、無機又は有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファスシリコン等が挙げられる。これら電荷発生材料は、単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００２９】
電荷発生層５３は、電荷発生材料を適宜バインダー樹脂とともに、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、２−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を塗布することにより形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法等により行う。適宜用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン、樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミド樹脂等を挙げることができる。バインダー樹脂の量は、重量基準で電荷発生材料１部に対して０〜２部が適当である。
【００３０】
電荷発生層５３は、公知の真空薄膜作製法によっても形成することができる。電荷発生層５３の膜厚は、通常は０．０１〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。
【００３１】
電荷輸送層５４は、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。電荷輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。
【００３２】
電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００３３】
正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。これらの正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００３４】
また、電荷輸送材料として高分子電荷輸送材料を用いる場合、適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥して電荷輸送層を形成してもよい。高分子電荷輸送材料は、上記低分子電荷輸送材料に電荷輸送性置換基を主鎖又は側鎖に有した材料であればよい。さらに必要により、高分子電荷輸送材料にバインダー樹脂、低分子電荷輸送材料、可塑剤、レベリング剤、潤滑剤等を適量添加することもできる。
【００３５】
電荷輸送材料と共に電荷輸送層５４に使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００３６】
溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、２−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン等が挙げられる。電荷輸送層５４の厚さは、５〜３０μｍの範囲で所望の感光体特性に応じて適宜選択すればよい。所望により電荷輸送層５４に添加される可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜３０％程度が適当である。所望により電荷輸送層５４に添加されるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜１％程度が適当である。
【００３７】
導電性支持体５１と感光層５２との間に下引き層を形成することができる。下引き層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン、等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。この下引き層は、上記の感光層と同様、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。さらに、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えば、ゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層を用いることも有用である。この他に、下引き層には、Ａｌ_２Ｏ_３を陽極酸化したものにより形成したもの、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物、ＳｉＯ、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、Ｃｅ０_２等の無機物を真空薄膜作製法により形成したものも有効である。下引き層の膜厚は、０〜５μｍが適当である。
【００３８】
感光体ドラム１７においては、表層として、感光層５２の保護及び耐久性の向上を目的にフィラーを含有する保護層５５が感光層５２の上に形成される。この保護層５５に使用される材料としては、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ樹脂、ＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。
【００３９】
保護層５５には、耐摩耗性を向上する目的でフィラーが添加される。このフィラーとしては、ポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、これら樹脂に酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム等の無機材料を分散したもの等が挙げられる。保護層５に添加されるフィラーの量は、重量基準で通常は、１０〜３０％、好ましくは、１５〜２５％である。フィラーの量が、１０％未満では、摩耗が大きく耐久性に劣り、３０％を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。また、このほかに、真空薄膜作製法により形成したｉ−Ｃ，ａ−ＳｉＣ等の材料も保護層５５として用いることができる。保護層５５の形成法としては、通常の塗布法が採用される。保護層５の厚さは、０．５〜１０μｍ程度が適当である。
【００４０】
次に、感光体ドラム１７を加熱する加熱手段としての誘導加熱装置について、図３を参照しながら説明する。なお、シート状もしくはフィルム状ニクロム線ヒータを感光体ドラム１７の内周面に面接触させる方法等もある。
【００４１】
図３に示されるように、感光体ドラム１７の一端部には駆動ギヤ５７が取り付けられており、感光体ドラム１７は、ドラム支持部材側板５８またはプロセスカートリッジ側板５８に回転可能に支持されている。そして、感光体ドラム１７の内部には画像形成装置の本体から延びるボビン５９が配置されている。また、このボビン５９には誘導コイル９０が装着されている。誘導コイル９０には図示しないリード線によって高周波電流が通電されるようになっており、この通電によりボビン５９が加熱され、その熱が感光体ドラム１７に伝わるようになっている。
【００４２】
特に、感光体ドラム１７が、この感光体ドラム１７の周囲に配置され且つ感光体と協働して画像形成プロセスを実行する少なくとも１つの画像形成要素（例えば、帯電装置（帯電手段）１９、現像装置（現像手段）２２、転写装置（転写手段）２４、クリーニング装置２８等）とともに、画像形成装置本体に着脱可能に装着される画像形成装置用プロセスカートリッジを構成する場合、ドラム支持部材側板５８がその筐体となる。
【００４３】
また、本実施形態の画像形成装置または画像形成装置用プロセスカートリッジには、感光体ドラム１７の表面の温度を検知する温度センサ７２が設けられている。具体的には、画像形成装置の本体から延びるブラケット７１に温度センサ７２が取り付けられており、この温度センサ７２の検知面には感光体ドラム１７の表面が対向している。感光体ドラム１７の表面から発せられる赤外線（矢印）を受光することにより、発生した温接点部の温度変化を熱電対の熱起電力として出力するものであり、この出力値に応じてＣＰＵ（図示せず）が演算を行ない、感光体ドラム１７の表面温度とする。
【００４４】
表面温度検出時、感光体ドラム１７の表面温度が所定の温度（たとえば４０℃）になっていない場合は、加熱手段である誘導加熱装置へ電流を流し、また、所定の温度に感応体ドラム１７の温度が上昇したら、誘導加熱装置へ電流を止めるといった制御をＣＰＵ（図示せず）が行ない、常に適温に感光体ドラム１７を保つ。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、最表面層に有機微粒子、無機微粒子を含有させた感光体ドラム１７を使う画像形成装置及びプロセスカートリッジにおいて、感光体ドラム１７を加熱することにより、画像流れを防止できる。また、加熱手段として誘導加熱方式を使うため、感光体ドラム１７が低温であっても、作像動作可能温度まで素早く加熱することが可能である。また、温度センサ７２により感光体ドラム１７の表面温度を検知するため、より正確な制御が可能であり、無駄な電力を消費することもない。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、感光体を加熱することにより、環境による影響が少なく、画像流れのない良好な画像が得られる。
【００４７】
請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、感光体を素早く加熱することができ、装置の立ち上がり時間を短くすることができる。
【００４８】
請求項３に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、常に感光体を最適温度に保つことができるため、加熱において無駄な電力を消費することなく、画像流れのない良好な画像が得られる。
【００４９】
請求項４に記載された発明によれば、感光体を加熱することにより、環境による影響が少なく、画像流れのない良好な画像が得られる。
【００５０】
請求項５に記載された発明によれば、請求項４に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、感光体を素早く加熱することができ、装置の立ち上がり時間を短くすることができる。
【００５１】
請求項６に記載された発明によれば、請求項４に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、常に感光体を最適温度に保つことができるため、加熱において無駄な電力を消費することなく、画像流れのない良好な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】図１の画像形成装置を構成する感光体の断面図である。
【図３】図２の感光体を加熱する加熱手段および感光体の表面温度を検出する温度センサの概略断面図である。
【符号の説明】
１複写機（画像形成装置）
１２温度センサ
１７感光体ドラム（感光体）
５９ボビン（加熱手段）
９０誘導コイル（加熱手段）

Claims

最表面層に有機微粒子、無機微粒子を含有させた感光体を使用した画像形成装置において、前記感光体を加熱するための加熱手段を具備していることを特徴とする画像形成装置。
前記加熱手段として誘導加熱装置が用いられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記感光体の表面の温度を検知する温度センサを備え、この温度センサからの検知信号に基づいて前記加熱手段が制御されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
最表面層に有機微粒子、無機微粒子を含有させた感光体と、この感光体の周囲に配置され且つ感光体と協働して画像形成プロセスを実行する少なくとも１つの画像形成要素とを備え、画像形成装置本体に着脱可能に装着される画像形成装置用プロセスカートリッジにおいて、
前記感光体を加熱するための加熱手段を有していることを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ。
前記加熱手段として誘導加熱装置が用いられていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置用プロセスカートリッジ。
前記感光体の表面の温度を検知する温度センサを備え、この温度センサからの検知信号に基づいて前記加熱手段が制御されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置用プロセスカートリッジ。