JPH07152233A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小径の感光体ドラムを使用する場合であって
も、残留電位の上昇に起因する画像ムラを生じずに、均
一な画像を形成する。 【構成】 本発明の画像形成装置に於いて、感光体ドラ
ム１３は、導電性を有する基体３０と、基体３０の表面
に形成されている感光体膜１２とを備える。この感光体
ドラム１３は、１画像を形成するために１回転を越えて
回転される。感光体膜１２は主帯電器１４によってコロ
ナ放電により帯電される。帯電された感光体膜１２は、
光学装置１５によって露光され、静電潜像が形成され
る。感光体膜１２上の静電潜像は、現像装置１６によっ
て現像される。現像装置１６は感光体膜１２の帯電極性
と逆極性のバイアス電位を有する。このバイアス電位
は、バイアス用電源２４により、感光体ドラム１３の回
転数に応じて調節される。従って、たとえ感光体膜１２
の帯電能が低下しても、低下分だけバイアス電位を調節
することにより、周回毎の現像のばらつきがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真技術を用いた
画像形成装置に関し、特に、小径の単層有機感光体ドラ
ムに帯電及び画像露光を行うことにより画像を形成する
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、静電複写装置あるいは印刷装
置等として、電子写真技術を用いた画像形成装置の開発
が活発に進められてきている。近年は、この画像形成装
置の小型化を図るために、小径の感光体ドラムを使用す
る画像形成装置が提案されている。

【０００３】図４は、従来の電子写真技術を用いた画像
形成装置１の系統図である。画像形成装置１は、表面に
感光体膜２が形成された回転可能な感光体ドラム３、感
光体膜２に所定量の電荷を一様に与えるための主帯電器
４、感光体膜２を露光し、感光体膜２上に静電潜像を形
成するための光学装置５、感光体膜２上の静電潜像を現
像するための現像装置６、感光体膜２に形成されている
トナー像を記録紙７に転写する転写器８、感光体ドラム
３上に残留したトナーを除去するクリーニングブレード
を備えるクリーニング装置９、及び感光体ドラム３上に
残留している電荷を除去して、感光体ドラム３の表面電
位を所定の均一な電位に設定するための除電ランプ１０
等を備える。

【０００４】画像形成装置１によれば、主帯電器４によ
って、感光体膜２に所定量の電荷を一様に与えた後、光
学装置５によって感光体膜２に光が照射され、感光体膜
２上に静電潜像が形成される。その後、現像装置６によ
って、トナーが感光体膜２上に供給され、静電潜像が顕
像化される。感光体ドラム３上のトナー像は、転写器８
によって記録紙７に転写される。転写後に、感光体ドラ
ム３上に残留したトナーは、クリーニング装置９によっ
て除去される。次に、除電ランプ１０によって感光体膜
２上に光が照射され、感光体膜２上に残留している電荷
が除去され、感光体膜２の表面電位が所定の電位に均一
化される。この後、主帯電器４によって、感光体ドラム
３に再び帯電が行われる。これらの一連の過程が、１枚
の記録紙７に対して、感光体ドラム３が多数回回転する
ことにより、連続して繰り返し行われる。

【０００５】従来技術に於いて、感光体膜２を構成する
感光体材料として、無機材料あるいは有機材料が用いら
れている。無機材料として、Ｓｅ系材料、アモルファス
Ｓｉ系材料等が用いられている。近年、安全性や加工容
易性の点で、有機材料が多く用いられている。有機材料
を用いた有機感光体は、積層有機感光体と単層有機感光
体とに類別される。これらのなかでも、製造の容易さな
どの観点から、単層有機感光体が望ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単層有
機感光体膜は、除電の後も、概して高い残留電位を有す
る。また、この高い残留電位を示す感光層中に残留する
フォトキャリアによって、帯電時の帯電電位が低くなる
という問題点を有する。また、前記使用時間が少ない期
間は良好な帯電能を有する感光体膜も、使用時間が長く
なるに従って疲労し、トラップサイトが増大し、帯電能
が低下するという問題点が発生する。

【０００７】従って、このような問題点を有する感光体
膜を、上記小径感光体ドラム３を用いる画像形成装置に
使用すると、以下のような問題点が生じる。

【０００８】図５に、１枚の記録紙７に対して、多周回
プロセスにわたって画像を形成する場合における、各周
回ごとの感光体膜２の、除電後の残留電位および帯電後
の表面電位を示す。図５から分かるように、周回を重ね
るにしたがって、残留電位が上昇し、それにより感光体
膜２の表面電位が低下する。その結果、画像ムラとなる
問題点が生じる。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、小径の感光体ドラムを使用する場合
であっても、残留電位の上昇に起因する画像ムラを生じ
ずに、均一な画像を形成することのできる画像形成装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、導電性を有する基体、及び該基体の表面に形成され
ている感光体膜を備え、１画像に対して１回転を越えて
回転される感光体部材と、該感光体部材の近傍に配置さ
れて、コロナ放電により該感光体膜を帯電させる帯電手
段と、帯電した該感光体膜に画像に対応する光を照射す
る露光手段と、該感光体部材の回転方向に沿って、該露
光手段よりも下流側に配置され、該感光体膜の帯電極性
と逆極性のバイアス電位を有する現像手段と、該現像手
段の該バイアス電位を、該感光体部材の回転数に応じて
調節するための調節手段とを備えており、そのことによ
って上記目的が達成される。

【００１１】

【作用】本発明の画像形成装置に於いて、感光体部材
は、導電性を有する基体と、該基体の表面に形成されて
いる感光体膜とを備えている。この感光体部材は、１画
像を形成するために１回転を越えて回転される。感光体
膜は帯電手段によってコロナ放電により帯電される。帯
電された感光体膜は、露光手段によって露光され、静電
潜像が形成される。感光体膜上の該静電潜像は、現像手
段によって現像される。現像手段は感光体膜の帯電極性
と逆極性のバイアス電位を有する。このバイアス電位
は、調節手段によって感光体部材の回転数に応じて調節
される。従って、たとえ感光体膜の帯電能が低下して
も、低下分だけバイアス電位を調節することにより、周
回毎の現像のばらつきがなくなる。これにより、ムラの
ない均一な画像が形成される。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。

【００１３】本実施例の画像形成装置では、感光体ドラ
ムを１回転を越えて回転することにより、１枚の画像形
成を行うプロセスにおいて、各周回毎に残留電位による
感光体膜の表面電位の低下を現像時に補償し、そのこと
によって、画像ムラのない高品質な画像が形成される。
尚、１枚の画像に対する感光体ドラムの回転数は整数で
あるとは限らない。

【００１４】以下に、一例として正帯電型の単層有機感
光体膜を用いる場合について、本発明の実施例を説明す
る。

【００１５】図１は、本発明の実施例の画像形成装置１
１の構成を示す系統図である。この画像形成装置１１
は、図１に示されるように、アルミニウム等の金属材料
からなるドラム基体３０の表面に単層型有機感光体から
なる感光体膜１２が形成された回転可能な小径の感光体
ドラム１３、感光体膜１２に所望量の電荷を一様に与え
る主帯電器１４、感光体膜１２を露光し、感光体膜１２
上に静電潜像を形成するための光を発生する光学装置１
５、感光体膜１２上の静電潜像をトナーで現像するため
の現像装置１６、感光体ドラム１３上のトナー像を記録
紙１７等に転写する転写器１８、トナー像の転写後に、
感光体ドラム１３上に残留しているトナーを除去するク
リーニング装置１９、及び感光体ドラム１３上に残留し
ている電荷を除去して、感光体膜１２上の電位を所定の
電位に均一化させるための除電ランプ２０等を備える。

【００１６】主帯電器１４は、スコロトロンチャージャ
ーが採用され、コロナ放電を行う放電ワイヤ２１と、放
電ワイヤ２１を囲み、感光体ドラム１３側に開口してい
るシールドケース２２と、シールドケース２２の該開口
部に設けられている金属製のグリッド２３とを備える。
主帯電器１４の放電ワイヤ２１に、コロナ放電に必要な
電流を供給するための電源２５が接続される。シールド
ケース２２は接地される。

【００１７】一般に、感光体膜１２の飽和帯電電位Ｖｓ
が、５００〜１０００Ｖ、特に７００〜８５０Ｖの範囲
となるように主帯電を行うことが望ましい。そのため
に、コロナ放電を行うに際して、４〜７ｋＶの高電圧
を、主帯電器１４の放電ワイヤ２１に印加することが望
ましい。

【００１８】図２は本実施例の感光体ドラム１３、主帯
電器１４、現像装置１６、及び除電ランプ２０の配置状
態を示す系統図である。主帯電器１４の帯電器幅Ｗ１
は、例として１１ｍｍであり、グリッド２３の開口幅Ｗ
２は、例として２２０ｍｍである。グリッド２３と感光
体ドラム１３との距離Ｌ１は、例として１．０ｍｍであ
る。また、感光体ドラム１３の径は、例としてφ３０ｍ
ｍであり、この場合、Ａ４Ｒ（２９７ｍｍ）の規格の紙
でおよそ３．２周回のプロセスで１枚の画像を形成する
ことになる。

【００１９】画像露光用に用いられる光学装置１５は、
レンズや反射鏡等からなる光学系、あるいはレーザー光
発振器等が用いられる。現像装置１６は、１成分系現像
剤あるいは２成分系現像剤の帯電したトナーを、感光体
膜１２の表面に供給する現像ローラ１６ａを備える。転
写器１８は、主帯電器１４と同様なコロナチャージャー
あるいは接触式帯電器が用いられる。

【００２０】本実施例に於ける除電ランプ２０の除電光
量は、感光体膜１２上に於いて、５LUX・SEC以上、特に
１０LUX・SEC以上であることが望ましい。一方、２００L
UX・SEC以上とすると、感光体膜１２の光疲労による品
質の劣化が生じる。除電ランプ２０として、ハロゲンラ
ンプ、蛍光灯ランプ、冷陰極線管、赤色、緑色等のネオ
ンランプ等の可視光光源がいずれも使用可能である。あ
るいは、赤色、黄色、緑色等のＬＥＤ（発光ダイオー
ド）等の単色光光源も使用可能である。

【００２１】現像装置１６には、感光体ドラム１３の帯
電極性と逆極性のバイアス電圧が印加されている。本実
施例では、感光体ドラムがＮ回転することにより１枚の
画像が形成され、各周回のプロセスにおける現像装置１
６のバイアス電位を変化させる。

【００２２】図３に、本実施例の画像形成装置１１にお
ける現像装置１６のバイアス電位の変化の様子を示す。
図から分かるように、バイアス電位は、各周回における
感光体膜１２の表面電位の低下量分だけ感光体膜１２の
帯電極性とは逆極性に高くなる。従って、現像時におけ
る感光体膜１２と現像装置１６との間の電位差は、感光
体ドラム１３の周回によらず一定に保たれる。すなわ
ち、現像装置１６のバイアス電位を変化させることによ
り、帯電能の低下を補償している。

【００２３】各周回毎の現像装置１６のバイアス電位の
設定値は、使用する感光体膜１２によって異なり、予め
画像形成装置１１毎に設定しておく。あるいは、例え
ば、画像形成装置１１を起動させる度に、感光体膜１２
の帯電能の低下特性を測定し、その測定値に基づいてバ
イアス電位の最適値を設定する構成とすることもでき
る。

【００２４】この現像装置１６のバイアス電位の制御
は、たとえば、バイアス用の電源２４を調節することに
より行われる。

【００２５】本実施例の感光体膜１２は、正帯電型単層
有機感光体膜であり、結着樹脂と電荷輸送媒質と電荷発
生物質とを相互に分散して形成される。電荷発生物質
は、それ自体公知の有機の光導電性顔料が何れも使用さ
れる。特に、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、
キナクリドン系顔料、ピラントロン系顔料、ジスアゾ系
顔料、トリスアゾ系顔料等の光導電性有機顔料を単独
で、あるいは２種以上の組合せで用いる。

【００２６】電荷輸送媒質としては、樹脂媒質中に電荷
輸送物質を分散させたものが使用される。電荷輸送物質
としては、それ自体公知の正孔輸送物質或いは電子輸送
物質が何れも本発明の目的に使用される。適当な正孔輸
送物質の例は、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、フェナ
ントレン、Ｎ−エチルカルバゾール、２，５−ジフェニ
ル−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（４
−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジア
ゾール、ビス−ジエチルアミノフェニル−１，３，６−
オキサジアゾール、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）
−２，２’−ジメチルトリフェニルメタン、２，４，５
−トリアミノフェニルイミダゾール、２，５−ビス（４
−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−トリアゾー
ル、１−フェニル−３−（４−ジエチルアミノスチリ
ル）−５−（４−ジエチルアミノフェニル）−２−ピラ
ゾリン、ｐ−ジエチルアミノベンツアルデヒド−（ジフ
ェニルヒドラゾン）などの何れか、あるいはこれらの複
数の組合せで用いられる。適当な電子輸送物質の例は２
−ニトロ−９−フルオレノン、２，７−ジニトロ−９−
フルオレノン、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−ニトロベンゾチオフェン、２，４，８−トリニ
トロチオキサントン、ジニトロアントラセン、ジニトロ
アクリジン、ジニトロアントキノンなどの何れか、ある
いはこれらの複数の組合せで用いられる。

【００２７】結合剤樹脂としては、種々のもの、例え
ば、スチレン系重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
マレイン酸共重合体、アクリル系重合体、スチレン−ア
クリル系共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、ポ
リ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ
エステル、アルキッド樹脂、ポリアミド、ポリウレタ
ン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリアリレー
ト、ポリスルホン、ジアリルフタレート樹脂、シリコー
ン樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ
エーテル樹脂、フェノール樹脂や、エポキシアクリレー
ト、ウレタンアクリレート等の光硬化型樹脂等、各種の
重合体が例示される。なお、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾ
ール等の光導電性ポリマーも結着樹脂として使用でき
る。

【００２８】感光体膜１２中に存在させる電荷発生物質
は、結着樹脂１００重量部当たり０．１及至５０重量
部、特に０．５及至３０重量部の範囲にあるのが適当で
あり、一方電荷輸送物質は結着樹脂１００重量部当たり
２０及至５００重量部、特に３０及至２００重量部の範
囲にあるのが適当である。また、感光体膜１２の厚み
は、１０及至４０μｍ、特に２２及至３２μｍの範囲に
あるのが、高い表面電位、耐刷性及び感度の点でよい。

【００２９】感光体ドラム１２の導電性からなるドラム
基体３０としては、アルミニウム素管や該アルミニウム
素管をアルマイト処理したものおよび導電性樹脂性基板
が一般に使用される。感光体膜１２としての有機感光体
層の形成は、樹脂を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドのようなアミド系溶媒；
テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル；ジ
メチルスルホキシド；ベンゼン、トルエン、キシレン等
の芳香族溶媒；メチルエチルケトン等のケトン類；Ｎ−
メチル−２−ピロリドン；フェノール、クレゾール等の
フェノール類等の溶媒に溶解し、これに電荷発生物質を
分散させて塗布用組成物とする。この組成物を導電性の
ドラム基体３０に塗布し、感光体膜１２を形成させる。

【００３０】本発明は、正帯電型有機単層感光体の場合
に顕著な利点が秦せられ、正帯電型のものでは、主帯電
時にオゾンの発生が少ないことも利点である。正帯電型
の場合、電荷発生物質としては、ペリレン系顔料、アゾ
顔料或いはこれらの組合せを使用するのがよく、電荷輸
送物質としては２，６−ジメチル−２’，６’−ジｔｅ
ｒｔ−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン誘導
体、３，３’−ジメチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ
キス−４−メチルフェニル（１，１’−ビフェニル）−
４，４’−ジアミン等のジアミン系化合物、フルオレン
系化合物、ヒドラゾン系化合物を使用するのがよい。

【００３１】上記実施例では、ドラム状の基体に感光体
膜を形成したものを感光体部材として用いたが、ベルト
状の基体に感光体膜を形成したものを用いてもよい。

【００３２】また、上記実施例では、本発明の画像形成
装置を静電複写機として説明したが、本発明の画像形成
装置は、静電複写機にかかわらず、電子写真方式によっ
て画像形成を行う画像形成装置であればよい。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置によれば、小径の感光体ドラムを使用す
る場合であっても、感光体ドラムの周回毎の表面電位の
ばらつきを現像時に補償するので、画像形成をムラなく
均一に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の画像形成装置１１の系統図で
ある。

【図２】本実施例の配置状態を示す系統図である。

【図３】現像装置１６のバイアス電位の変化の様子を示
すグラフである。

【図４】従来技術の画像形成装置１の系統図である。

【図５】図４の画像形成装置における各周回ごとの感光
体膜２の、除電後の残留電位および帯電後の表面電位を
示すグラフである。

【符号の説明】

１１ 画像形成装置 １２ 感光体膜 １３ 感光体ドラム １４ 主帯電器 １６ 現像装置 １９ クリーニング装置 ２０ 除電ランプ ２１ 放電ワイヤ ２２ シールドケース ２４ バイアス用電源 ２３ グリッド ２５ 電源 ３０ ドラム基体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山里 一郎 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 寺田 卓司 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 水田 泰史 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 川原 在彦 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 渡辺 征正 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性を有する基体、及び該基体の表面
   に形成されている感光体膜を備え、１画像に対して１回
   転を越えて回転される感光体部材と、 該感光体部材の近傍に配置されて、コロナ放電により該
   感光体膜を帯電させる帯電手段と、 帯電した該感光体膜に画像に対応する光を照射する露光
   手段と、 該感光体部材の回転方向に沿って、該露光手段よりも下
   流側に配置され、該感光体膜の帯電極性と逆極性のバイ
   アス電位を有する現像手段と、 該現像手段の該バイアス電位を、該感光体部材の回転数
   に応じて調節するための調節手段とを備える画像形成装
   置。