JPH0222689A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、有機半導体（ｏｐｃ）から成る感光体（以後
ｒＯＰｃ感光体」という、）を像担持体として使用して
画像を形成し、該画像を転写材に転写し、一方、像担持
体上の残留画像はブレードクリーニング手段にて清掃し
、像担持体を繰返し使用して画像を形成する画像形成装
置に関するものであり、特に、ＯＰＣ感光体を使用した
電子写真方式の白黒用の或いはカラー用の複写機又はプ
リンタ等の画像形成装置として好適に具現化し得るもの
である。

従」ＬＬ」Ｅ術 近年゛、像担持体としてＯＰＣ感光体を使用した電子写
真方式の白黒用の或いはカラー用の複写機又はプリンタ
等の画像形成装置が数多く製造されている０通常、斯る
画像形成装置は、ＯＰＣ感光体上に通常の電子写真プロ
セスにて潜像を形成し、該潜像を現像器にて現像してト
ナー画像を形成し、該画像を転写材に転写し、可視画像
が得られる。一方、像担持体上の残留画像はクリーニン
グ手段にて清掃し、像担持体は繰返し使用される。

クリーニング手段としては、構成において簡単であり且
つ小型であり、又コスト面からも大変有利であるという
理由からゴム弾性材からなるクリニングブレードを像担
持体に圧接させる構成のブレ、−ドクリーニング手段が
広く使用されている。

未発明者等は、多くの研究実験の結果、像担持体として
ＯＰＣ感光体を用いた場合、第２図に図示するように、
像担持体は温度が上昇するに伴なって摩擦係数が上昇す
ることを見出した。

一般に、ｏＰＣ感光体は、導電性支持体上に電荷発生材
料を分散した結着剤からなる電荷発生層、電荷輸送材料
を分散した結着剤からなる電荷輸送層の順に積層した構
成とされ、Ｔ＃、何発生材料としてはフタロシアニン系
顔料、アンドアントロン顔料、アゾ顔料、インジゴ顔料
等の顔料、ピリリウム染料等の染料、又はシアニン色素
等の色素などが使用され、又、電荷輸送材料としてはピ
レン、イソプロピルカルバゾール等のカルバゾール類、
ヒドラゾン類、ピラゾリン類、オキサソニル系化合物、
チアゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物、ポ
リアリールアルカン類等が使用され、又、結着剤として
は、ボリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアミ
ド樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、メタク
リル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹
脂、ポリカーボネート、ポリウレタン或いはこれらの樹
脂の繰り返し単位のうち２つ以上を含む共重合体樹脂、
例えばスチレン−ブタジェンコポリマー、スチレン−ア
クリロニトリルコポリマー、スチレン−マレイン酸コポ
リマーなどが使用されている。

本発明者等の研究実験の結果によると、像担持体の温度
上昇に伴なって摩擦係数が上昇する原因は、ＯＰＣ感光
体の表面の大部分を占める結着剤の温度特性によるもの
であることが分かった。

が 上述の如くに像担持体の摩擦係数が上昇すると、クリー
ニング手段のクリーニングブレードと像担持体表面との
間の摩擦が大となり、特に像担持体の温度が４５℃を越
えると摩擦係数が急激に増大し、クリーニングブレード
が振動し始めたり、クリーニングブレードのエツジ部が
破損したり、更には第３図に破線で図示されるようにブ
レードが＊ｍｍ鉢体運動方向に対して対向して配設され
た場合にはブレードのめくれを生じたりし、クリーニン
グ作用が著しく低下することとなった。

このような問題を解決するべく現像剤中に脂肪酸金属塩
（例えばステアリン酸亜鉛）やフッ素系化合物の微粒子
を潤滑剤として外添し、現像時に像担持体表面に潤滑剤
の薄層を形成することにより像担持体表面の摩擦係数を
下げようとする試みがなされた。

しかしながら、トナー粒子と磁性粒子（キャリア）との
混合物からなる、所謂、？成分系現像剤中にこれらの潤
滑剤を外添した場合には、長時間の使用により、潤滑剤
がキャリア表面に付着（キャリア汚染）し、トナートリ
ボの不安定化をもたらし、地力ブリ、画像濃度の低下、
トナー飛散による機内汚染等の問題が発生した。特にフ
ルカテー複写機のように像担持体を連続的に回動させ、
帯電→露光→現像→転写の画像形成プロセスを同一の転
写材に対して複数回行ないフルカラー画像を得る画像形
成装置においては、地力ブリも複数回、転写されるため
に極端な地力ブリとなった。

これに対して潤滑剤塗布手段をクリーニング手段の前後
に配備し、像担持体の表面の摩擦係数を低下せんとする
ものも提案されているが、装置の大型化、複雑化の点で
好ましくない。

更には、ＯＰＣ感光体の結着剤中に脂肪酸金属塩やフッ
素系化合物の微粒子を潤滑剤として分散させることによ
りドラム表面の摩擦係数を下げることも可能であるが、
本発明者等の研究実験の結果によると、結着剤中に分散
された潤滑剤がＯＰＣ感光体の感光特性に悪影響を与え
、感光体表面の帯電ムラ、残留電位の上昇等が発生し、
画像に対して弊害となることが分かった。

更に、像担持体の温度が４５℃を越えると、フルカラー
画像形成装置等に使用される比較的溶融温度の低いトナ
ーはクリーニングブレードエッジ部にてブロッキング（
凝集）を起し、通常は該エツジ部を通過して潤滑剤とし
て作用する粒径２〜３Ｐ以下のトナー或いはシリカのよ
うな微粒子性添削も又凝集してしまい、粒径が粗大化し
、潤滑剤として作用しなくなるという問題が発生する。

又、一般に電子写真複写機等においては複写枚数が多く
なるにしたがって像担持体上には、トナー若しくはトナ
ーの外添剤又は転写材中の成分又は像担持体を帯電する
際のコロナ放電により発生する窒素酸化物等の親木性物
質が吸着する。該親水性物質は雰囲気の変化等により吸
湿（露結）するために、このように親水性物質が吸着し
た像担持体を帯電した場合には帯電ムラを生じ、複写し
た際、画像ボケ、画像流れと呼ばれる不具合な画像が生
じる。この対策として一般にｇＲ担持体は３５°以上に
加熱し、吸湿（露結）を防止することが必要であること
が分かった。

本発明は斯る新規な知見に基づきなされたものである。

従って、本発明の目的は、ＯＰＧ感光体を像担持体とし
て使用し画像形成を行なうに際し、現像剤中に潤滑剤等
を外添したり、潤滑剤塗布手段を設けることなしに、ク
リーニング手段として使用するクリーニングブレードの
振動、めくれ、エツジ部の破損を防止し、好適なりリー
ニング作用を実現し、且つ感光体の吸湿を防止し、良好
な画像を得ることのできる画像形成装置を提供すること
である。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。

要約すれば本発明は、有機半導体から成る感光体を有す
る像担持体１上用して画像を形成し、該画像を転写材に
転写し、一方、像担持体上の残留画像はブレードクリー
ニング手段にて清掃し、該像担持体を繰返し使用して画
像を形成する画像形成装置において、前記像担持体の表
面温度を３５℃以上、４５℃以下に制御することを特徴
とする画像形成装置である。

１亙１ 次に、図面に即して本発明に係る画像形成装置を更に詳
しく説明する。

第１図には１本発明の一実施例であるフルカラー電子複
写機が図示される０本実施例にて、上述したと同様の構
成とされるｏＰｃ感光体を有した像担持体１が矢印方向
に回転自在に担持され、帯電器２及び露光手段３にて該
像担持体１上に静電潜像が形成される。該潜像は回転現
像ユニット４に取り付けられた４つの現像器、つまり、
イエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像
器４Ｃ、ブラック現像器４Ｂの中の任意の現像器、第１
図ではイエロー現像器４Ｙにて現像され可視化される。

該可視画像（トナー像）は、転写ドラム５上に保持され
て搬送される転写材Ｐへと転写帯電器６により転写され
る。

一方、像担持体１はクリーニング手段１ｏにて残留トナ
ーが清掃され、次の画像形成プロセスへと供される。

以後同様にて、像担持体１上にトナー像が形成され、同
一の転写材Ｐ上に２色目、３色目、４色目のトナー像が
重ねて転写される。多重転写された転写材は１分離帯電
器７により転写ドラム５より分離され、定着器（図示せ
ず）を経て機外へと排出される。

このようなフルカラー画像形成装置及び方法は当業者に
は周知であるのでこれ以上詳しい説明は省略する。

本発明に従えば、クリーニング手段ｌＯはクリ−ニゲブ
レード１１を有したブレードクリーニング手段とされる
。クリーニングブレード１１は像担持体ｌの運動方向に
対し順方向に配置することもできるが、クリーニング効
率の点からは、図示されるように像担持体ｌの運動方向
に対し対向する方向に配置するのが好適である。クリー
ニングブレードとしては通常ゴム弾性材が使用され、ポ
リイソプレン、ブタジェン・スチレン共重合体、ポリブ
タジェン、ポリクロロプレン、インブチレンφイソプレ
ン共重合体、ブタジェン・アクリロニトリル共重合体、
エチレン・プロピレン共重合体、クロロスルホン化ポリ
エチレン、アクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン
、有機ポリシロキサン、パーフルオロプロペン・フッ化
ビニリデン共重合体等があり、この中でもポリウレタン
が特に好ましい。

又１本発明に従えば、像担持体ｌは表面温度が３５℃以
上、４５℃以下に制御される。像担持体は任意の方法に
て加温することが１４！！、もしヒータを設置するとし
たら像担持体ｌの表面温度を３５℃〜４５℃に温度調整
できる位置ならどこでもよい、ただ、色トナーを収容し
た現像器４の温度を４５℃以上に加熱することは好まし
くなく、現像器からは遠避ける必要がある０本実施例で
は、ヒータ１５は像担持体ｌの内部に、例えば固定した
回転軸に固着する態様にて設けられ１、且つ像担持体１
の近傍には接触又は非接触タイプの温度センサー１６が
配備され像担持体ｌの表面を制御温度内に、例えば３８
℃±２℃に制御している。

上記構成によれば、溶融温度が低くブロッキング温度も
４５℃近傍に位置した色トナーを使用した場合にも、ク
リーニングブレード１１のエツジ部に溜ったトナーが凝
集（ブロッキング）することが回避され、従ってクリー
ニングブレードエツジ部に溜ったトナーのうち、像担持
体表面とクリニングエッジ部との間をすり抜けてしまう
ような、つまり潤滑剤としての機能を有する微粒子（粒
径２−３１Ｌ以下のトナー、若しくはシリカのような微
粒子外添剤）が凝集し、粒径が粗大化し、潤滑剤とし作
用しなくなるといった弊害が防止される。従って又、ク
リーニングブレードが振動したり、或いはブレードのめ
くれ、更にはブレードエツジ部の破損といった事故も回
避される。

ここで、雰囲気温度が３０℃以上の環境下で連続的に複
写が行われると機械内の定着器（図示せず）やモーター
、回路基板からの発熱により機械内の気温が上昇しヒー
タ１５が切れていても像担持体ｌの表面温度は４５℃を
越え易くなる。このときは像担持体ｌの表面温度を検知
しつつ１機械外の雰囲気を積極的に機械内に取り込み、
機械内の温度を下げることにより、像担持体ｌの温度を
制御することも可能である。

特に、本発明をフルカラー用の画像形成装置として実施
する場合には、使用する色トナーとしては、混色性の観
点からトナーの定着性が極めて重要な因子であり、定着
性と相関関係を有するトナーのＤＳＣ（示差熱分析）測
定における吸熱ピーク値はあまり高すぎないのが好まし
く、ＤＳＣの吸熱ピークの温度は５５〜７０℃、好まし
くは５５〜６５℃範囲内にあることが望ましい。

斯るＤＳＣの吸熱ピーク値を達成するためには、結着樹
脂のモノマー組成、モノマ一種、架橋剤、開始剤の選択
又製造条件を慎重に設定しなければならない。

トナー用結着樹脂としては、例えばポリスチレン、クロ
ロスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレンーク
Ｔ：１ａスチレン共重合体、スチレン−ブタジェン共重
合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレンー酢酸
ビニル共重合体、スチレン−マレイン醜共重合体、スチ
レン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタク
リル醜エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリ
ル猷メチル共重合体、スチレン−７クリロニトリル一ア
クリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、スチレン樹脂、フエこ一ル樹脂、エボギシ樹
脂、ポリエステル樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子
量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹
脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルア
クリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラ
ール樹脂等がある０本発明の実施上特に好ましい樹脂と
してはスチレン−アクリル酸エステル系樹脂、ポリエス
テル樹脂がある。

又、二成分現像剤においては、キャリアとしては１例え
ば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、銅、　亜＆に
、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及びそ
れらの合金又は酸化物及びフェライトなどが使用でさ、
キャリアの表面を樹脂等で被覆することも可能である。

キヤｌＪ７表面への被覆物質としてはトナー材料により
異なるが、例えばポリテトラフルオロエチレン、モノク
ロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデ
ン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャー
リーブチルサリチル酸の金属錯体、スチレン系樹脂、ア
クリル系樹脂。

ポリアミド、ポリビニルブチラール、ニグロシン、アミ
／アクリレート樹脂、塩基性染料及びそのレーキ、シリ
カ微粉末、アルミナ微粉末などを単独或は複数で用いる
のが適当である。

これらキャリアの平均粒径は２Ｏ−１００１Ｌ、好まし
くは２５〜７０牌、より好ましくは３０〜６５、を有す
ることが望ましい、又、色トナーとキャリアの混合比率
は現像剤中のトナー濃度として、３．０重量％〜１５重
量％、好ましくは４重量％〜１２重量％にすると通常良
好な結果が得られる。トナー濃度が３．０％以下では画
像濃度が低く実用不可となり、１５％以上ではカブリや
機内飛散を増加せしめ、現像剤の耐用寿命を短める。

現像剤中には、流動向上剤、例えばケイ素へロダン化合
物の蒸気相酸化により生成された微粉末であり、いわゆ
る乾式法シリカ又はヒユームドシリカと称されるもので
１粒径が平均の一次粒径として、０．００１〜２ＪＬの
範囲内であり、特に好ましくは、０．００２〜０．２ｕ
の範囲内のシリカ微粉末等を所望量添加することができ
る。

着色剤としては顔料又は染料が挙げられ、顔料としては
ジスアゾイエロー、不溶性アゾ、銅フタロシアニン、染
料としては塩基性染料、油溶性染料が適している。

１１立盪ｊ 以上説明した如くに、本発明に係る画像形成装置は、Ｏ
ＰＣ感光体を有した像担持体の清掃手段をブレードクリ
ーニング手段とし、像担持体の表面温度を３５℃以上、
４５℃以下に制御する構成とすることにより、 ■クリーニングブレードの振動、めくれ、エツジ部破損
によるクリーニング不良の防止、■像担持体の吸湿防止
、 を達成することができ、良好な画像を得ることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略
構成図である。 第２図は、像担持体表面温度と摩擦係数との関係を示す
グラフである。 第３図は、像担持体とブレードクリーニング手段との関
係を説明する説明図である。 ：像担持体 ０ニブレ一ドクリーニング手段 １：クリーニングブレード ５：ヒータ ６：温度センサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）有機半導体から成る感光体を有する像担持体を使用
   して画像を形成し、該画像を転写材に転写し、一方、像
   担持体上の残留画像はブレードクリーニング手段にて清
   掃し、該像担持体を繰返し使用して画像を形成する画像
   形成装置において、前記像担持体の表面温度を３５℃以
   上、４５℃以下に制御することを特徴とする画像形成装
   置。