JP4546591B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に電子写真感光体上に形成された画像を中間転写体上に転写した後、転写紙に転写する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真においては、中間転写体を介して最終被転写表面に画像を形成することが行なわれている。例えば特開昭５５−１４０８４９号公報記載の技術においては、光導電層中にシリコーンレベリング剤を含有し光導電層塗工面の平滑性を改良することが示されており、特開平３−１２１４５７号公報記載の技術においては、電子写真感光体塗料中に揮発性レベリング剤を含有することにより塗膜平滑性、良好な感光体特性を得ており、特開昭５９−２０８５５６号公報には導電層がレベリング剤を含有し良好な塗膜平滑性、感光体特性を得ることが記載されており、特開平９−３２５６２１号公報には中間転写体の表面の粗さを規定し、電子写真感光体から中間転写体へのトナー転写時の画像ムラ、画像縮みを防止することが記載されている。
【０００３】
しかしながら、特開昭５５−１４０８４９号公報にはＣｄＳ等の無機顔料を用いた単層光導電層の実施例の記載があるのみで、積層電子写真感光体の電荷発生層中にシリコーンレベリング剤を含有している実施例は記載されてなく、特開平３−１２１４６５７号公報に記載の実施例は導電層、電荷輸送層に揮発レベリング剤を含有しうることの記載があるが結果的には塗膜平滑性について具体的な開示はなく、特開昭５９−２０８５５６号公報記載の技術は導電層がレベリング剤を含有し良好な塗膜平滑性、感光体特性を得るものであって、電荷発生層中にシリコーンレベリング剤を含有させる具体例は記載されていない。
【０００４】
特開平９−３２５６２１号公報に記載のように中間転写体を用いたフルカラー画像形成装置では３色のカラートナーを画像全面にわたって均一に形成しないと部分的な色ムラが発生してしまう。この色ムラを少なくするためフルカラーコピー等の画像形成装置では、通常色分解した画像の各色が電子写真感光体の同じ場所で形成されるようタイミングを取って電子写真感光体の周方向の感度ムラの影響を減らしている。また、コピースピードを上げるため電子写真感光体の周長φｄと中間転写体の周長φｃとの比φｃ／φｄは、通常、整数倍になるよう設定されているため画像形成装置を小型化する際、要求画像サイズから電子写真感光体の周長を小さくできない不具合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、上記従来技術に鑑みて、画像形成装置を小型化し、電子写真感光体の周長φｄと中間転写体の周長φｃとの比φｃ／φｄが非整数となっても色ムラの発生しない画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的は本発明の（１）「周長φｄの電子写真感光体上の任意の位置に形成された色の異なる複数の画像を周長φｃの中間転写体上に重ね合わせて転写した後、転写紙に転写する画像形成装置において、該電子写真感光体が導電性支持体上に酸化チタンを含む下引き層、粘度が５０〜２００ｃＰであるシリコーンオイルを含む電荷発生層、電荷輸送層をこの順に積層した電子写真感光体であり、かつ電子写真感光体の周長φｄと中間転写体の周長φｃとの比φｃ／φｄが非整数であり、中間転写体が電子写真感光体と同じ周速度で回転することを特徴とする画像形成装置。」、（２）「一成分非磁性トナーを用いた反転現像方式の電子写真装置であることを特徴とする前記第（１）項に記載の画像形成装置」によって達成される。
【０００７】
本発明は、周長φｄの電子写真感光体上の任意の位置に形成された色の異なる複数の画像を周長φｃの中間転写体上に重ね合わせて転写した後、転写紙に転写する画像形成装置において、該電子写真感光体が導電性支持体上に酸化チタンを含む下引き層、粘度が５０〜２００ｃＰであるシリコーンオイルを含む電荷発生層、電荷輸送層をこの順に積層した電子写真感光体であり、かつ電子写真感光体の周長φｄと中間転写体の周長φｃとの比φｃ／φｄが非整数であり、中間転写体が電子写真感光体と同じ周速度で回転することから構成される。
【０００８】
次に本発明に用いる電子写真感光体について説明する。
支持体としてはアルミニウム、ニッケル、ニッケル−コバルト合金、ステンレス等をＤ．Ｉ．，Ｉ．Ｉ．，押し出し、引き抜き等の工法で素管化後、切削、超仕上げ、研磨等で表面処理した管、ニッケル、鉄、ベリリウム−銅合金などからなるシムレスベルトを用いることができる。
【０００９】
電荷発生層は下記式及び表１で示されるシリコーンオイル、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン顔料等の有機顔料、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルホルマール、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリルアミド等のバインダー樹脂、シクロヘキサノン、シクロヘキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブルケトン、イソブタノール、１，１，２，２テトラクロロエタン、エチルセロソルブ、１，１，２トリクロロエタン等の有機溶媒に溶解して支持体上に塗工することにより形成される。
【００１０】
本発明に用いるシリコーンオイルは粘度が５０〜２００ｃＰであることが好ましい。５０ｃＰ以下のものでは色ムラに対する効果が少なく、２００ｃＰ以上のものでは電荷発生層塗工時ハジキ等の塗膜不良が発生してしまう。
【００１１】
【化１】
（但し、式中Ｒ1〜Ｒ8はメチル基、エチル基などのアルキル基、フェニル基などのアリール基、又はメトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基を示し、これらの基は他の置換基やハロゲン原子などで置換されていてもよく、ｍは整数を示す。）
【００１２】
【表１】
【００１３】
電荷発生層はこれらの材料をボールミル、ビーズミル、アトライターなどの分散装置で分散した塗工液を浸積塗工により支持体上に設ける。
【００１４】
電荷輸送層はヒドラゾン化合物、ブタジエン化合物、スチルベン化合物、カルバゾール化合物、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物等の電荷輸送物質、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリサルホン樹脂、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂等の結着樹脂をテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２，２、−テトラクロロエタン、１，１，２−トリコロロエタン、クロロベンゼン、トルエン等の有機溶媒に溶解して電荷発生層上に塗工することにより形成される。必要ならば、可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤を添加してもよい。
【００１５】
電荷輸送物質の具体例を表３に示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
また、必要に応じて支持体と電荷発生層の間に下引き層、電荷輸送層上に保護層を設けてもよい。
【００１８】
下引き層はポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、エチルセルロース等の熱可塑性樹脂、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂、又はこれらの樹脂に酸化チタン、酸化亜鉛、カーボン等の顔料を分散したものが用いられ、膜厚は０．１〜１２μｍである。下引き層を設けることにより支持体の局部的な汚れ等による電荷発生層の黒ポチ・白ポチの発生を抑制できる。
【００１９】
保護層は結着樹脂中に金属、又は金属酸化物の超微粒子を分散した層である。
結着樹脂としては可視、赤外光に対して透明で電気絶縁性、機械的強度、接着性に優れたものが望ましい。
【００２０】
下引き層はポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、エチルセルロース等の熱可塑性樹脂、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂、又はこれらの樹脂に酸化チタン、酸化亜鉛、カーボン等の顔料を分散したものが用いられ、膜厚は０．２〜１２μである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の画像形成装置の概略装置を図１で説明する。
図１は電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置（複写機あるいはレーザービームプリンター）である。中間ベルト（２０）は中抵抗の弾性体を使用している。（１）は第１の画像担持体として繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）を持って回転駆動される。
【００２２】
感光ドラム（１）は回転過程で、１次帯電器（２）より所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで不図示の像露光手段（３）（カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系等）による画像露光（３）を受けることにより目的のカラー画像の第１の色成分像（例えばイエロー色成分像）に対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
次いで、その静電潜像が第一の現像器（イエロー色現像器（４１））により第１色であるイエロートナー（Ｙ）により現像される。この時第２〜第４の現像器（マゼンタ色現像器（４２）、シアン色現像器（４３）、ブラック色現像器（４４））の各現像器は作動−オフになっていて感光ドラム（１）には作用せず、上記第１色のイエロートナー画像は上記第２〜第４の現像器により影響を受けない。
【００２４】
中間転写ベルト（２０）は時計方向に感光ドラム（１）と同じ周速度を持って回転駆動されている。
【００２５】
感光体ドラム（１）上に形成保持された上記第１色のイエロートナー画像が、感光ドラム（１）と中間転写ベルト（２０）とのニップ部を通過する過程で、１次転写ローラ（６２）から中間転写ベルト（２０）に印加される１次転写バイアスにより形成される電界により、中間転写ベルト（２０）の外周面に順次中間転写（１次転写）されていく。中間転写ベルト（２０）に対応する第１色のイエロートナー画像の転写を終えた感光ドラム（１）の表面は、クリーニング装置（１３）により清掃される。
【００２６】
以下、同様に第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写ベルト（２０）上に重ね合わせて転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。（６３）は２次転写ローラで、２次転写対向ローラ（６４）に対応し、平行に軸受させて中間転写ベルト（２０）の下面部に離間可能な状態に配設してある。
【００２７】
感光ドラム（１）から中間転写ベルト（２０）への第１〜第４色のトナー画像の順次重量転写のための１次転写バイアスはトナーとは逆極性で、バイアス電源（２９）から印加される。その印加電圧は、例えば＋１００Ｖ〜＋２ｋＶである。感光ドラム（１）から中間転写ベルト（２０）への第１〜第３色のトナー画像の１次転写工程において、２次転写ローラ（６３）及び中間転写ベルトクリーナー（７）は中間転写ベルト（２０）から離間することも可能である。
【００２８】
中間転写ベルト（２０）上に転写された合成カラートナー画像の第２の画像担持体である転写材（２４）への転写は、２次転写ローラ（６３）が中間転写ベルト（２０）に当接されると共に、給紙ローラ（１１）から転写材ガイド（１０）を通って、中間転写ベルト（２０）と２次転写ローラ（６３）との当接ニップに所定のタイミングで転写材（２４）が給送され、２次転写バイアスがバイアス電源（２８）から２次転写ローラ（６３）に印加される。この２次転写バイアスにより中間転写ベルト（２０）から第２の画像担持体である転写材（２４）へ合成カラートナー画像が転写（２次転写）される。トナー画像の転写を受けた転写材（２４）は定着器（１５）へ導入され加熱定着される。
【００２９】
転写材（２４）への画像転写終了後、中間転写ベルト（２０）にはクリーニング用帯電部材（７）が当接され、感光ドラム（１）とは逆極性のバイアスをバイアス電源（２６）から印加することにより、転写材（２４）に転写されずに中間転写ベルト（２０）上に残留しているトナー（転写残トナー）に感光ドラム（１）と逆極性の電荷が付与される。前記転写残トナーは、感光ドラム（１）とのニップ部及びその近傍において感光ドラム（１）に静電的に転写されることにより、中間転写体がクリーニングされる。
【００３０】
図１において中間転写ベルト（２０）の周長φｃは要求される画像長さプラス転写紙間隔から決定される必要最小限の長さに設定されている。また電子写真感光体（１）の周長φｄは装置の小型化の要求から可能な限り短く設定してあり、電子写真感光体（１）の周長φｄと中間転写ベルト（２０）の周長φｃとの比φｃ／φｄは非整数である。
また、コピースピードを上げるため色分解した画像の各色は電子写真感光体の任意の場所で形成されるよう構成されている。
【００３１】
本発明の（４１）〜（４４）の現像装置では像露光手段（３）により露光された部分のみが１成分非磁性トナーにより現像（反転現像）される。
色ムラは電子写真感光体（１）の周方向の電位ムラを２０Ｖ以内、好ましくは１０Ｖ以内にすることによりなくなる。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。各例中、「部」は重量部を意味する。
〔実施例１〕
φ８０ｍｍ、長さ３５２ｍｍのアルミドラム状支持体上に酸化チタン及び熱硬化性樹脂からなる厚さ約３μｍの下引き層を形成した。
【００３３】
続いて表２に記載の（化２１）の電荷発生物質３部、ポリビニルブチラール樹脂１部（エスレックＢＬＳ；積水化学製）、シクロヘキサノン（関東化学製）８０部からなる混合物をボールミルポットに取り、φ１０ｍｍＳＵＳボールを使用し、４８時間ボールミリングした後、さらにシクロヘキサノン５１．３部とメチルエチルケトン１３１．３部、及び表１のシリコーンオイル（化１４）を０．０１部加え電荷発生層塗布液を調整した。この塗布液を内径φ１０４ｍｍの塗工槽に入れ、浸積塗布により下引き層上に塗布後１３０℃で２０分間乾燥し、厚さ０．２μｍの電荷発生層を形成した。続いて下記組成の電荷輸送層塗布液を調整し、前記電荷発生層上に塗布後１１０℃で２０分間乾燥し、厚さ２５μｍの電荷輸送層を形成し電子写真感光体を作成した。
【００３４】
表３（化４１）の電荷輸送物質（リコー製） ８部
ポリカーボネート樹脂（Ｃ−１４００；帝人化成製） １０部
ジクロロメタン（関東化学製） ８８部
シリコーンオイル（ＫＦ−５０；
信越化学製 粘度１００ｃＳ） ０．０００２部
【００３５】
〔実施例２〕
実施例１において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１２）０．０１５部に変えた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００３６】
〔実施例３〕
φ２０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのアルミドラム状支持体上に酸化チタン及び熱硬化性樹脂からなる厚さ約３．５μｍの下引き層を形成した。続いて表２に記載の（化２３）の電荷発生物質０．６部、（化２１）の電荷発生物質１．９部、ポリビニルブチラール樹脂１部（エスレックＢＸ−１；積水化学製）、シクロヘキサノン（関東化学製）８０部からなる混合物をボールミルポットに取り、φ１０ｍｍＳＵＳボールを使用し４８時間ボールミリングした後、さらにシクロヘキサノン９２．９部とメチルエチルケトン１１５．３部、及び表１のシリコーンオイル（化１５）を０．０２部加え電荷発生層塗布液を調整した。この塗布液を内径φ４４ｍｍの塗工槽に入れ浸積塗布により、下引き層上に塗布後１３０℃で２０分間乾燥し、厚さ０．１５μｍの電荷発生層を形成した。続いて下記組成の電荷輸送層塗布液を調整し、前記電荷発生層上に塗布後１１０℃で２０分間乾燥し、厚さ２５μｍの電荷輸送層を形成し電子写真感光体を作成した。
【００３７】
表３（化４３）の電荷輸送物質（リコー製） ８部
ポリカーボネート樹脂（ＴＳ２０５０；帝人化成製） １０部
ジクロロメタン（関東化学製） ８８部
シリコーンオイル（ＫＦ−５０；
信越化学製 粘度１００ｃＳ） ０．０００２部
に変えた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００３８】
〔実施例４〕
実施例３において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１４）０．０１２部に変えた以外は実施例３と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００３９】
〔実施例５〕
実施例１において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１６）０．１部に変えた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４０】
〔実施例６〕
実施例１において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１３）０．００７部に変えた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４１】
〔実施例７〕
実施例３において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１１）０．２５部に変えた以外は実施例３と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４２】
〔実施例８〕
実施例４において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１３）０．０１５部に変えた以外は実施例４と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４３】
〔比較例１〕
実施例１において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを除いた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４４】
〔比較例２〕
実施例３において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを除いた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４５】
このようにして作成した実施例１〜実施例２、実施例５〜実施例６、比較例１、３、４の電子写真感光体を図１の構成を有する反転現像方式のカラー複写機プリテール３００（リコー製）に取り付けた。また、中間転写ベルトの周長を４５０ｍｍに変え、かつ色分解した画像の各色が電子写真感光体の任意の場所で形成されるように改造しコピースピードが上がるようにした。
【００４６】
電子写真感光体（１）の周長φｄと中間転写ベルト（２０）の周長φｃとの比φｃ／φｄは１．７９である。この複写機に実施例、比較例の電子写真感光体を取り付けＡ３サイズの灰色原稿をフルカラーモードでコピーして色ムラをまた単色モードで濃度ムラを比較した。また図１の（４１）〜（４４）からなる現像装置を取り外し、その位置に表面電位計を取り付け電子写真感光体（１）の周方向の電位ムラを測定した。
【００４７】
また、図２に示すような電子写真感光体（１０１）〜（１０４）の周りに像露光手段（３）、帯電器（２）、クリーニング手段（１１１）〜（１１４）、現像装置（４１）〜（４４）を備えた４色の画像形成ユニットを中間転写ベルト（２０）を介してカラー画像が形成できるよう構成された電子写真装置に実施例３〜実施例４、実施例７〜実施例８、比較例２の電子写真感光体を取り付けた。また中間転写ベルトの周長を３３０ｍｍに変え、かつ色分解した画像の各色が電子写真感光体の任意の場所で形成されるように改造しコピースピードが上がるようにした。
【００４８】
電子写真感光体（１）の周長φｄと中間転写ベルト（２０）の周長φｃとの比φｃ／φｄは３．５である。この複写機に実施例、比較例の電子写真感光体を取り付けＡ４サイズの灰色原稿をフルカラーモードでコピーして色ムラをまた単色モードで濃度ムラを比較した。また図２の現像装置を取り外しその位置に表面電位計を取り付け電子写真感光体の周方向の電位ムラを測定した。
【００４９】
〔比較例３〕
比較例１の電子写真感光体を図１の構成を有する複写機に取り付けた。中間転写ベルト（２０）の周長を５０２．７ｍｍに変え、原稿の色分解した画像の各色が電子写真感光体（１）の同一の場所で形成されるようタイミングを変更した。
電子写真感光体（１）の周長φｄと中間転写ベルトの周長φｃとの比φｃ／φｄ＝２．０である。この複写機を用いて比較例１と同様Ａ３サイズの灰色原稿をフルカラーモード及び単色モードでコピーすると共に、現像位置で電子写真感光体（１）の周方向の電位ムラを測定した。
【００５０】
〔比較例４〕
実施例１の電子写真感光体を比較例３の複写機に取り付け比較例３と同様な評価を行なった。
【００５１】
〔比較例５〕
実施例１において下引き層を設けなかった以外は実施例１と全く同様にして感光体を作成した。
これらの結果を表４に示す。
【００５２】
【表４】
【００５３】
表４の結果から明らかなように本発明の画像形成装置は色ムラ、濃度ムラもなく優れたカラーコピー画像を得ることができる。
またコピースピードも低下することはなかった。
（比較例３、４ではフルカラーモード時、感光体の同じ位置に画像を形成するため、色重ね時の待ち時間が発生しコピースピードが遅くなってしまう。比較例５の灰色原稿コピー時支持体の汚れによる黒ポチが発生したため、色ムラ、濃度ムラの画像評価、電位ムラの測定を中止した。）
【００５４】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明は電荷発生層がシリコーンオイルを含むことにより、電子写真感光体の周長φｄと中間転写体上の周長φｃとの比φｃ／φｄが非整数の場合でも色ムラのない電子写真装置を提供でき、また、シリコーンオイルの粘度が５０〜２００ｃＰであることにより電子写真感光体の周方向の電位ムラを特に少なくすることができ、結果として色ムラのない電子写真装置を提供でき、さらにまた、一成分非磁性トナーを用いた反転現像方式では主に電子写真感光体と現像ローラが接触する現像方式であるため、感光体の微小な電位ムラが顕像化されやすく、本発明の電子写真感光体は微小電位ムラの低減に有効であるという極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】中間転写ベルトを用いたカラー画像出力装置の概略図である。
【図２】本発明における電子写真装置の一概略図である。
【符号の説明】
１ 電子写真感光体
２ １次帯電器
３ 像露光手段
７ クリーニング用帯電部材
１０ 転写材ガイド
１１ 給紙ローラ
１３ 感光ドラムのクリーニング装置
１５ 定着器
２０ 中間転写ベルト
２６ バイアス電源
２８ バイアス電源
２９ バイアス電源
４１ イエロー色現像装置
４２ マゼンタ色現像装置
４３ シアン色現像装置
４４ ブラック色現像装置
６１ ローラ
６２ バイアス電源
６３ ２次転写ローラ
６４ ２次転写対向ローラ
１０１ 電子写真感光体
１０２ 電子写真感光体
１０３ 電子写真感光体
１０４ 電子写真感光体
１１１ クリーニングユニット
１１２ クリーニングユニット
１１３ クリーニングユニット
１１４ クリーニングユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に電子写真感光体上に形成された画像を中間転写体上に転写した後、転写紙に転写する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真においては、中間転写体を介して最終被転写表面に画像を形成することが行なわれている。例えば特開昭５５−１４０８４９号公報記載の技術においては、光導電層中にシリコーンレベリング剤を含有し光導電層塗工面の平滑性を改良することが示されており、特開平３−１２１４５７号公報記載の技術においては、電子写真感光体塗料中に揮発性レベリング剤を含有することにより塗膜平滑性、良好な感光体特性を得ており、特開昭５９−２０８５５６号公報には導電層がレベリング剤を含有し良好な塗膜平滑性、感光体特性を得ることが記載されており、特開平９−３２５６２１号公報には中間転写体の表面の粗さを規定し、電子写真感光体から中間転写体へのトナー転写時の画像ムラ、画像縮みを防止することが記載されている。
【０００３】
しかしながら、特開昭５５−１４０８４９号公報にはＣｄＳ等の無機顔料を用いた単層光導電層の実施例の記載があるのみで、積層電子写真感光体の電荷発生層中にシリコーンレベリング剤を含有している実施例は記載されてなく、特開平３−１２１４６５７号公報に記載の実施例は導電層、電荷輸送層に揮発レベリング剤を含有しうることの記載があるが結果的には塗膜平滑性について具体的な開示はなく、特開昭５９−２０８５５６号公報記載の技術は導電層がレベリング剤を含有し良好な塗膜平滑性、感光体特性を得るものであって、電荷発生層中にシリコーンレベリング剤を含有させる具体例は記載されていない。
【０００４】
特開平９−３２５６２１号公報に記載のように中間転写体を用いたフルカラー画像形成装置では３色のカラートナーを画像全面にわたって均一に形成しないと部分的な色ムラが発生してしまう。この色ムラを少なくするためフルカラーコピー等の画像形成装置では、通常色分解した画像の各色が電子写真感光体の同じ場所で形成されるようタイミングを取って電子写真感光体の周方向の感度ムラの影響を減らしている。また、コピースピードを上げるため電子写真感光体の周長φｄと中間転写体の周長φｃとの比φｃ／φｄは、通常、整数倍になるよう設定されているため画像形成装置を小型化する際、要求画像サイズから電子写真感光体の周長を小さくできない不具合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、上記従来技術に鑑みて、画像形成装置を小型化し、電子写真感光体の周長φｄと中間転写体の周長φｃとの比φｃ／φｄが非整数となっても色ムラの発生しない画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的は本発明の（１）「周長φｄの電子写真感光体上の任意の位置に形成された色の異なる複数の画像を周長φｃの中間転写体上に重ね合わせて転写した後、転写紙に転写する画像形成装置において、該電子写真感光体が導電性支持体上に酸化チタンを含む下引き層、粘度が５０〜２００ｃＰであるシリコーンオイルを含む電荷発生層、電荷輸送層をこの順に積層した電子写真感光体であり、かつ電子写真感光体の周長φｄと中間転写体の周長φｃとの比φｃ／φｄが非整数であり、中間転写体が電子写真感光体と同じ周速度で回転することを特徴とする画像形成装置。」、（２）「一成分非磁性トナーを用いた反転現像方式の電子写真装置であることを特徴とする前記第（１）項に記載の画像形成装置」によって達成される。
【０００７】
本発明は、周長φｄの電子写真感光体上の任意の位置に形成された色の異なる複数の画像を周長φｃの中間転写体上に重ね合わせて転写した後、転写紙に転写する画像形成装置において、該電子写真感光体が導電性支持体上に酸化チタンを含む下引き層、粘度が５０〜２００ｃＰであるシリコーンオイルを含む電荷発生層、電荷輸送層をこの順に積層した電子写真感光体であり、かつ電子写真感光体の周長φｄと中間転写体の周長φｃとの比φｃ／φｄが非整数であり、中間転写体が電子写真感光体と同じ周速度で回転することから構成される。
【０００８】
次に本発明に用いる電子写真感光体について説明する。
支持体としてはアルミニウム、ニッケル、ニッケル−コバルト合金、ステンレス等をＤ．Ｉ．，Ｉ．Ｉ．，押し出し、引き抜き等の工法で素管化後、切削、超仕上げ、研磨等で表面処理した管、ニッケル、鉄、ベリリウム−銅合金などからなるシムレスベルトを用いることができる。
【０００９】
電荷発生層は下記式及び表１で示されるシリコーンオイル、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン顔料等の有機顔料、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルホルマール、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリルアミド等のバインダー樹脂、シクロヘキサノン、シクロヘキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブルケトン、イソブタノール、１，１，２，２テトラクロロエタン、エチルセロソルブ、１，１，２トリクロロエタン等の有機溶媒に溶解して支持体上に塗工することにより形成される。
【００１０】
本発明に用いるシリコーンオイルは粘度が５０〜２００ｃＰであることが好ましい。５０ｃＰ以下のものでは色ムラに対する効果が少なく、２００ｃＰ以上のものでは電荷発生層塗工時ハジキ等の塗膜不良が発生してしまう。
【００１１】
【化１】
【００１２】
【表１】
電荷発生層はこれらの材料をボールミル、ビーズミル、アトライターなどの分散装置で分散した塗工液を浸積塗工により支持体上に設ける。
【００１４】
電荷輸送層はヒドラゾン化合物、ブタジエン化合物、スチルベン化合物、カルバゾール化合物、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物等の電荷輸送物質、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリサルホン樹脂、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂等の結着樹脂をテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２，２、−テトラクロロエタン、１，１，２−トリコロロエタン、クロロベンゼン、トルエン等の有機溶媒に溶解して電荷発生層上に塗工することにより形成される。必要ならば、可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤を添加してもよい。
【００１５】
電荷輸送物質の具体例を表３に示す。
【００１６】
【表２】
【表３】
【００１８】
下引き層はポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、エチルセルロース等の熱可塑性樹脂、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂、又はこれらの樹脂に酸化チタン、酸化亜鉛、カーボン等の顔料を分散したものが用いられ、膜厚は０．１〜１２μｍである。下引き層を設けることにより支持体の局部的な汚れ等による電荷発生層の黒ポチ・白ポチの発生を抑制できる。
【００１９】
保護層は結着樹脂中に金属、又は金属酸化物の超微粒子を分散した層である。
結着樹脂としては可視、赤外光に対して透明で電気絶縁性、機械的強度、接着性に優れたものが望ましい。
【００２０】
下引き層はポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、エチルセルロース等の熱可塑性樹脂、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂、又はこれらの樹脂に酸化チタン、酸化亜鉛、カーボン等の顔料を分散したものが用いられ、膜厚は０．２〜１２μである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の画像形成装置の概略装置を図１で説明する。
図１は電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置（複写機あるいはレーザービームプリンター）である。中間ベルト（２０）は中抵抗の弾性体を使用している。（１）は第１の画像担持体として繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）を持って回転駆動される。
【００２２】
感光ドラム（１）は回転過程で、１次帯電器（２）より所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで不図示の像露光手段（３）（カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系等）による画像露光（３）を受けることにより目的のカラー画像の第１の色成分像（例えばイエロー色成分像）に対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
次いで、その静電潜像が第一の現像器（イエロー色現像器（４１））により第１色であるイエロートナー（Ｙ）により現像される。この時第２〜第４の現像器（マゼンタ色現像器（４２）、シアン色現像器（４３）、ブラック色現像器（４４））の各現像器は作動−オフになっていて感光ドラム（１）には作用せず、上記第１色のイエロートナー画像は上記第２〜第４の現像器により影響を受けない。
【００２４】
中間転写ベルト（２０）は時計方向に感光ドラム（１）と同じ周速度を持って回転駆動されている。
【００２５】
感光体ドラム（１）上に形成保持された上記第１色のイエロートナー画像が、感光ドラム（１）と中間転写ベルト（２０）とのニップ部を通過する過程で、１次転写ローラ（６２）から中間転写ベルト（２０）に印加される１次転写バイアスにより形成される電界により、中間転写ベルト（２０）の外周面に順次中間転写（１次転写）されていく。中間転写ベルト（２０）に対応する第１色のイエロートナー画像の転写を終えた感光ドラム（１）の表面は、クリーニング装置（１３）により清掃される。
【００２６】
以下、同様に第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写ベルト（２０）上に重ね合わせて転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。（６３）は２次転写ローラで、２次転写対向ローラ（６４）に対応し、平行に軸受させて中間転写ベルト（２０）の下面部に離間可能な状態に配設してある。
【００２７】
感光ドラム（１）から中間転写ベルト（２０）への第１〜第４色のトナー画像の順次重量転写のための１次転写バイアスはトナーとは逆極性で、バイアス電源（２９）から印加される。その印加電圧は、例えば＋１００Ｖ〜＋２ｋＶである。感光ドラム（１）から中間転写ベルト（２０）への第１〜第３色のトナー画像の１次転写工程において、２次転写ローラ（６３）及び中間転写ベルトクリーナー（７）は中間転写ベルト（２０）から離間することも可能である。
【００２８】
中間転写ベルト（２０）上に転写された合成カラートナー画像の第２の画像担持体である転写材（２４）への転写は、２次転写ローラ（６３）が中間転写ベルト（２０）に当接されると共に、給紙ローラ（１１）から転写材ガイド（１０）を通って、中間転写ベルト（２０）と２次転写ローラ（６３）との当接ニップに所定のタイミングで転写材（２４）が給送され、２次転写バイアスがバイアス電源（２８）から２次転写ローラ（６３）に印加される。この２次転写バイアスにより中間転写ベルト（２０）から第２の画像担持体である転写材（２４）へ合成カラートナー画像が転写（２次転写）される。トナー画像の転写を受けた転写材（２４）は定着器（１５）へ導入され加熱定着される。
【００２９】
転写材（２４）への画像転写終了後、中間転写ベルト（２０）にはクリーニング用帯電部材（７）が当接され、感光ドラム（１）とは逆極性のバイアスをバイアス電源（２６）から印加することにより、転写材（２４）に転写されずに中間転写ベルト（２０）上に残留しているトナー（転写残トナー）に感光ドラム（１）と逆極性の電荷が付与される。前記転写残トナーは、感光ドラム（１）とのニップ部及びその近傍において感光ドラム（１）に静電的に転写されることにより、中間転写体がクリーニングされる。
【００３０】
図１において中間転写ベルト（２０）の周長φｃは要求される画像長さプラス転写紙間隔から決定される必要最小限の長さに設定されている。また電子写真感光体（１）の周長φｄは装置の小型化の要求から可能な限り短く設定してあり、電子写真感光体（１）の周長φｄと中間転写ベルト（２０）の周長φｃとの比φｃ／φｄは非整数である。
また、コピースピードを上げるため色分解した画像の各色は電子写真感光体の任意の場所で形成されるよう構成されている。
【００３１】
本発明の（４１）〜（４４）の現像装置では像露光手段（３）により露光された部分のみが１成分非磁性トナーにより現像（反転現像）される。
色ムラは電子写真感光体（１）の周方向の電位ムラを２０Ｖ以内、好ましくは１０Ｖ以内にすることによりなくなる。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。各例中、「部」は重量部を意味する。
〔実施例１〕
φ８０ｍｍ、長さ３５２ｍｍのアルミドラム状支持体上に酸化チタン及び熱硬化性樹脂からなる厚さ約３μｍの下引き層を形成した。
【００３３】
続いて表２に記載の（化２１）の電荷発生物質３部、ポリビニルブチラール樹脂１部（エスレックＢＬＳ；積水化学製）、シクロヘキサノン（関東化学製）８０部からなる混合物をボールミルポットに取り、φ１０ｍｍＳＵＳボールを使用し、４８時間ボールミリングした後、さらにシクロヘキサノン５１．３部とメチルエチルケトン１３１．３部、及び表１のシリコーンオイル（化１４）を０．０１部加え電荷発生層塗布液を調整した。この塗布液を内径φ１０４ｍｍの塗工槽に入れ、浸積塗布により下引き層上に塗布後１３０℃で２０分間乾燥し、厚さ０．２μｍの電荷発生層を形成した。続いて下記組成の電荷輸送層塗布液を調整し、前記電荷発生層上に塗布後１１０℃で２０分間乾燥し、厚さ２５μｍの電荷輸送層を形成し電子写真感光体を作成した。
【００３４】
表３（化４１）の電荷輸送物質（リコー製） ８部
ポリカーボネート樹脂（Ｃ−１４００；帝人化成製） １０部
ジクロロメタン（関東化学製） ８８部
シリコーンオイル（ＫＦ−５０；
信越化学製 粘度１００ｃＳ） ０．０００２部
【００３５】
〔実施例２〕
実施例１において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１２）０．０１５部に変えた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００３６】
〔実施例３〕
φ２０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのアルミドラム状支持体上に酸化チタン及び熱硬化性樹脂からなる厚さ約３．５μｍの下引き層を形成した。続いて表２に記載の（化２３）の電荷発生物質０．６部、（化２１）の電荷発生物質１．９部、ポリビニルブチラール樹脂１部（エスレックＢＸ−１；積水化学製）、シクロヘキサノン（関東化学製）８０部からなる混合物をボールミルポットに取り、φ１０ｍｍＳＵＳボールを使用し４８時間ボールミリングした後、さらにシクロヘキサノン９２．９部とメチルエチルケトン１１５．３部、及び表１のシリコーンオイル（化１５）を０．０２部加え電荷発生層塗布液を調整した。この塗布液を内径φ４４ｍｍの塗工槽に入れ浸積塗布により、下引き層上に塗布後１３０℃で２０分間乾燥し、厚さ０．１５μｍの電荷発生層を形成した。続いて下記組成の電荷輸送層塗布液を調整し、前記電荷発生層上に塗布後１１０℃で２０分間乾燥し、厚さ２５μｍの電荷輸送層を形成し電子写真感光体を作成した。
【００３７】
表３（化４３）の電荷輸送物質（リコー製） ８部
ポリカーボネート樹脂（ＴＳ２０５０；帝人化成製） １０部
ジクロロメタン（関東化学製） ８８部
シリコーンオイル（ＫＦ−５０；
信越化学製 粘度１００ｃＳ） ０．０００２部
に変えた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００３８】
〔実施例４〕
実施例３において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１４）０．０１２部に変えた以外は実施例３と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００３９】
〔実施例５〕
実施例１において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１６）０．１部に変えた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４０】
〔実施例６〕
実施例１において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１３）０．００７部に変えた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４１】
〔実施例７〕
実施例３において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１１）０．２５部に変えた以外は実施例３と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４２】
〔実施例８〕
実施例４において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを表１の（化１３）０．０１５部に変えた以外は実施例４と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４３】
〔比較例１〕
実施例１において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを除いた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４４】
〔比較例２〕
実施例３において電荷発生層塗布液のシリコーンオイルを除いた以外は実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。
【００４５】
このようにして作成した実施例１〜実施例２、実施例５〜実施例６、比較例１、３、４の電子写真感光体を図１の構成を有する反転現像方式のカラー複写機プリテール３００（リコー製）に取り付けた。また、中間転写ベルトの周長を４５０ｍｍに変え、かつ色分解した画像の各色が電子写真感光体の任意の場所で形成されるように改造しコピースピードが上がるようにした。
【００４６】
電子写真感光体（１）の周長φｄと中間転写ベルト（２０）の周長φｃとの比φｃ／φｄは１．７９である。この複写機に実施例、比較例の電子写真感光体を取り付けＡ３サイズの灰色原稿をフルカラーモードでコピーして色ムラをまた単色モードで濃度ムラを比較した。また図１の（４１）〜（４４）からなる現像装置を取り外し、その位置に表面電位計を取り付け電子写真感光体（１）の周方向の電位ムラを測定した。
【００４７】
また、図２に示すような電子写真感光体（１０１）〜（１０４）の周りに像露光手段（３）、帯電器（２）、クリーニング手段（１１１）〜（１１４）、現像装置（４１）〜（４４）を備えた４色の画像形成ユニットを中間転写ベルト（２０）を介してカラー画像が形成できるよう構成された電子写真装置に実施例３〜実施例４、実施例７〜実施例８、比較例２の電子写真感光体を取り付けた。また中間転写ベルトの周長を３３０ｍｍに変え、かつ色分解した画像の各色が電子写真感光体の任意の場所で形成されるように改造しコピースピードが上がるようにした。
【００４８】
電子写真感光体（１）の周長φｄと中間転写ベルト（２０）の周長φｃとの比φｃ／φｄは３．５である。この複写機に実施例、比較例の電子写真感光体を取り付けＡ４サイズの灰色原稿をフルカラーモードでコピーして色ムラをまた単色モードで濃度ムラを比較した。また図２の現像装置を取り外しその位置に表面電位計を取り付け電子写真感光体の周方向の電位ムラを測定した。
【００４９】
〔比較例３〕
比較例１の電子写真感光体を図１の構成を有する複写機に取り付けた。中間転写ベルト（２０）の周長を５０２．７ｍｍに変え、原稿の色分解した画像の各色が電子写真感光体（１）の同一の場所で形成されるようタイミングを変更した。
電子写真感光体（１）の周長φｄと中間転写ベルトの周長φｃとの比φｃ／φｄ＝２．０である。この複写機を用いて比較例１と同様Ａ３サイズの灰色原稿をフルカラーモード及び単色モードでコピーすると共に、現像位置で電子写真感光体（１）の周方向の電位ムラを測定した。
【００５０】
〔比較例４〕
実施例１の電子写真感光体を比較例３の複写機に取り付け比較例３と同様な評価を行なった。
【００５１】
〔比較例５〕
実施例１において下引き層を設けなかった以外は実施例１と全く同様にして感光体を作成した。
これらの結果を表４に示す。
【００５２】
【表４】
表４の結果から明らかなように本発明の画像形成装置は色ムラ、濃度ムラもなく優れたカラーコピー画像を得ることができる。
またコピースピードも低下することはなかった。
（比較例３、４ではフルカラーモード時、感光体の同じ位置に画像を形成するため、色重ね時の待ち時間が発生しコピースピードが遅くなってしまう。比較例５の灰色原稿コピー時支持体の汚れによる黒ポチが発生したため、色ムラ、濃度ムラの画像評価、電位ムラの測定を中止した。）
【００５４】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明は電荷発生層がシリコーンオイルを含むことにより、電子写真感光体の周長φｄと中間転写体上の周長φｃとの比φｃ／φｄが非整数の場合でも色ムラのない電子写真装置を提供でき、また、シリコーンオイルの粘度が５０〜２００ｃＰであることにより電子写真感光体の周方向の電位ムラを特に少なくすることができ、結果として色ムラのない電子写真装置を提供でき、さらにまた、一成分非磁性トナーを用いた反転現像方式では主に電子写真感光体と現像ローラが接触する現像方式であるため、感光体の微小な電位ムラが顕像化されやすく、本発明の電子写真感光体は微小電位ムラの低減に有効であるという極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】中間転写ベルトを用いたカラー画像出力装置の概略図である。
【図２】本発明における電子写真装置の一概略図である。
【符号の説明】
１ 電子写真感光体
２ １次帯電器
３ 像露光手段
７ クリーニング用帯電部材
１０ 転写材ガイド
１１ 給紙ローラ
１３ 感光ドラムのクリーニング装置
１５ 定着器
２０ 中間転写ベルト
２６ バイアス電源
２８ バイアス電源
２９ バイアス電源
４１ イエロー色現像装置
４２ マゼンタ色現像装置
４３ シアン色現像装置
４４ ブラック色現像装置
６１ ローラ
６２ バイアス電源
６３ ２次転写ローラ
６４ ２次転写対向ローラ
１０１ 電子写真感光体
１０２ 電子写真感光体
１０３ 電子写真感光体
１０４ 電子写真感光体
１１１ クリーニングユニット
１１２ クリーニングユニット
１１３ クリーニングユニット
１１４ クリーニングユニット
Claims (2)
- 周長φｄの電子写真感光体上の任意の位置に形成された色の異なる複数の画像を周長φｃの中間転写体上に重ね合わせて転写した後、転写紙に転写する画像形成装置において、該電子写真感光体が導電性支持体上に酸化チタンを含む下引き層、粘度が５０〜２００ｃＰであるシリコーンオイルを含む電荷発生層、電荷輸送層をこの順に積層した電子写真感光体であり、かつ電子写真感光体の周長φｄと中間転写体の周長φｃとの比φｃ／φｄが非整数であり、中間転写体が電子写真感光体と同じ周速度で回転することを特徴とする画像形成装置。
- 一成分非磁性トナーを用いた反転現像方式の電子写真装置であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
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