JPH08123147A

JPH08123147A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08123147A
Application number: JP6255019A
Authority: JP
Inventors: Akira Yoshida; 晃吉田; Koji Goto; 浩二後藤; Yosuke Morikawa; 陽介森川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な画像が繰り返し得られる画像形成装置
を提供する。【構成】接触式帯電方式を用いた画像形成装置におい
て、該被帯電体が、導電性支持体上に下記式（１）で示
される電荷発生材料を含有する感光層を有する感光体で
あり、帯電部材が該被帯電体の非画像形成領域に対応し
ているときに該帯電部材を直流定電圧（または定電流）
制御し、そのときの被帯電体層厚に応じた直流電流量
（または電圧量）を検知し、該帯電部材が該被帯電体の
画像形成領域に対応しているときは上記検知した直流電
流量（または電圧量）に応じた直流電圧（または電流）
で該帯電部材を直流定電圧（または定電流）制御するよ
うにした、画像形成装置。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、電子写真装置
（複写機、光プリンタなど）、静電記録装置などの画像
形成装置のように、被帯電体としての像担持体面を帯電
処理する工程を含む転写式（間接式）或いは直接式の作
像プロセスを適用して画像形成を実行する画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置においては、被帯電体とし
ての像担持体面を帯電処理する手段機器としては従来よ
りコロナ放電装置が広く利用されている。

【０００３】コロナ放電装置は像担持体などの被帯電体
面を所定の電位に均一に帯電処理する手段として有効で
ある。しかし、高圧電源を必要とし、コロナ放電のため
に好ましくないオゾンが発生するなどの問題点を有して
いる。

【０００４】このようなコロナ放電装置に対して、電圧
を印加した帯電部材を被帯電体面に当接させて被帯電体
面を帯電処理する接触式帯電装置は、電源の低圧化が図
れ、オゾンの発生量が少ないなどの長所を有しているこ
とから、例えば画像形成装置においてコロナ放電装置に
代えて感光体、誘電体などの像担持体、その他の被帯電
体面の帯電処理手段として注目され、その実用化研究が
進められている。

【０００５】図１は接触式帯電装置を有する画像形成装
置の一例の概略構成の横断面図である。

【０００６】１は被帯電体である。本例では回転ドラム
型の電子写真感光体（以下、感光体と記す）である。本
例の該感光体１はアルミニウムなどの導電性支持体１ｂ
と、その外面に形成した感光層１ａとを基本構成層とす
るものである。

【０００７】２は帯電部材である。本例はローラタイプ
である（以下帯電ローラと記す）。該帯電ローラ２は中
心の芯金２ｃと、その外周に形成した導電層２ｂと、更
にその外周に形成した抵抗層２ａとからなる。

【０００８】帯電ローラ２は芯金２ｃの両端部を不図示
の軸受部材に回転自由に軸受させて、ドラム型の感光体
１に並行に配置して不図示の押圧手段で感光体１面に対
して所定の押圧力をもって圧接され、感光体１の回転駆
動に伴い従動回転する。ギア等を取り付け、モータから
駆動力を伝達させて強制回転駆動させることも可能であ
る。

【０００９】３は帯電ローラ２に対するバイアス印加電
源である。この電源３と帯電ローラ２の芯金２ｃとが電
気的に接続されていて電源３により帯電ローラ２に対し
て所定のバイアスが印加される。

【００１０】そして、被帯電体たる感光体１が回転駆動
されると、該感光体１に圧接され且つバイアス電圧が印
加された帯電部材としての帯電ローラ２により感光体１
の外周面が所定の極性・電位に帯電処理される。

【００１１】感光体１の周囲・周辺には図１のように、
上記の帯電手段としての帯電ローラ２の他に露光手段１
０・現像手段１１・転写手段１２・クリーニング手段１
３、前露光手段１５、画像定着手段等の所要の作像プロ
セス機器が配設されて画像形成機構が構成されていて転
写材１４上に画像形成が実行される。

【００１２】一方、感光体としては、近年、有機化合物
を光導電体として用いた電子写真感光体が数多く開発さ
れている。その中で実用化されているものは、ほとんど
が光導電体を電荷発生物質と電荷輸送物質とに機能分離
した形態をとっている。

【００１３】このような有機光導電体を用いた電子写真
感光体は、材料設計の柔軟性から感度、光応答性などの
電子写真特性の更なる向上が期待され、また成膜が容易
で生産性が高いことが特徴とされている。

【００１４】しかしながら、これらの感光体は一般的に
耐久性が低いことが大きな欠点であるとされてきた。

【００１５】特に接触式帯電方式においては、コロナ方
式と比較し接触する帯電体が多いため、感光体の摩耗が
多く、コロナ帯電方式で優れた特性を示す感光体でも、
容易には採用できない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような画像形成
方法及び感光体においては、画像形成回数が増加するに
つれて感光体の外周面が帯電体や、クリーニングブレー
ドなどにより削られる。そして感光体の厚み（層厚、膜
厚）が減少することによる等価容量変化により帯電特性
が変化する。

【００１７】更に、帯電手段が接触方式の直流電圧印加
の場合には、感光体の容量変化に大きく影響を受ける。
すなわち、画像形成使用回数が増え、感光体の膜厚が減
少すると、帯電ローラに流れる直流電流が増加し感光体
の外周面の表面電位は上昇するだけでなく、感光体その
ものの劣化を引き起こす。

【００１８】すなわち、増加した直流電流により、感光
層中の電荷発生材料が変性し、電荷発生能力が低下して
しまう。そして、再び電流を減らしても一度低下してし
まった電荷発生能力は回復しないため、感度低下の原因
の一つとなる。

【００１９】この現象を回避するためには、感光体の耐
摩耗性を大きく向上させる必要があり、感光体の表面に
保護層などを設けなくてはならなくなり、コストアップ
や特性の低下が生じる。また、過剰電流によって電荷発
生能力が低下せず、かつ、高感度を有する電荷発生材料
を新規に開発することが挙げられるが、長い期間と多く
の費用が必要である。

【００２０】本発明は上記のような接触式帯電方式にお
ける繰り返し使用時に生じる問題点を最適な画像形成装
置により解消することを目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、被
帯電体に該被帯電体面を帯電処理する工程を含む作像プ
ロセスを適用して画像形成を実行する画像形成装置にお
いて、該被帯電体が、導電性支持体上に下記式（１）で
示される電荷発生材料を含有する感光層を有する感光体
であり、該被帯電体の帯電処理手段は、電圧を印加した
帯電部材を該被帯電体に当接させて被帯電体面を帯電す
る接触式帯電装置であり、該帯電部材が該被帯電体の非
画像形成領域に対応しているときに該帯電部材を直流定
電圧制御し、そのときの被帯電体層厚に応じた直流電流
量を検知し、該帯電部材が該被帯電体の画像形成領域に
対応しているときは上記検知した直流電流量に応じた直
流電圧で該帯電部材を直流定電圧制御するようにした、
ことを特徴とする画像形成装置である。

【００２２】

【化３】

【００２３】また、本発明は、被帯電体に該被帯電体面
を帯電処理する工程を含む作像プロセスを適用して画像
形成を実行する画像形成装置において、該被帯電体が、
導電性支持体上に前記式（１）で示される電荷発生材料
を含有する感光層を有する感光体であり、該被帯電体の
帯電処理手段は、電圧を印加した帯電部材を該被帯電体
に当接させて被帯電体面を帯電する接触式帯電装置であ
り、該帯電部材が該被帯電体の非画像形成領域に対応し
ているときに該帯電部材を直流定電流制御し、そのとき
の被帯電体層厚に応じた直流電圧量を検知し、該帯電部
材が該被帯電体の画像形成領域に対応しているときは上
記検知した直流電圧量に応じた直流電流で該帯電部材を
直流定電流制御するようにした、ことを特徴とする画像
形成装置である。

【００２４】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２５】前記式（１）で示される電荷発生材料は、
白色光、レーザー光などに充分な感度を有する。

【００２６】本発明の画像形成装置により、低コストで
優れた画像が繰り返し提供できる。

【００２７】本発明で示した電荷発生材料は、適当な結
着剤に分散し、塗膜として用いることが好ましい。ま
た、他の電荷発生材料や酸化防止剤などの添加剤を混合
してもよい。

【００２８】電荷輸送材料としては、ヒドラゾン系化合
物、スチルベン系化合物、カルバゾール系化合物、ピラ
ゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系
化合物、トリアリールメタン系化合物及びポリアリール
アルカン類などから選択される。これらは単独で用いて
もよく、２種以上組み合わせてもよい。

【００２９】上記結着剤は広範囲な結着性樹脂から選択
でき、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ
アリレート、ブチラール樹脂、ポリスチレン、ポリビニ
ルアセタール、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹
脂、シリコン樹脂、ポリスルホン、スチレン−ブタジエ
ン共重合体、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂
及び塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる
が、これらに限定されるものではない。

【００３０】これら樹脂は単独で、また各成分の共重合
体として、あるいは２種以上の樹脂を混合して用いても
よい。

【００３１】電荷発生材料及び電荷輸送材料は、上記結
着剤とともに各々適した有機溶剤に溶解または分散し、
導電性支持体上に塗工される。また、スパッタ、ＣＶ−
Ｄなどの乾式法で成膜することもできる。更には、電荷
発生材料と電荷輸送材料を混合して単一の層とすること
もできる。

【００３２】また、表面層の潤滑性、耐摩耗性を向上さ
せる目的で、フッ素系樹脂粉体を分散したり、シリコン
系オイルを添加すること、また保護層を設けることもで
きる。

【００３３】すなわち、低コストを実現するためには感
光体の耐久性を向上させることと、画像形成装置の低価
格化が必要である。そこで、感光体は、できるだけ高感
度のものを用いることにより画像形成装置の光源などの
定格を下げることができる。また、接触帯電方式におい
て感光体膜厚減少時に生じる容量変化と、過大電流は、
感光体の寿命を縮めてしまう。そこで、最適の感光体と
最適な電位制御によって最適な画像を繰り返し提供でき
る。

【００３４】

【作用】画像形成回数が増加して画像形成装置の像担持
体としての被帯電体の厚みが減少することによる被帯電
体の容量変化があっても、その都度、被帯電体の厚みに
対する容量に応じた電圧−電流特性を検知することによ
り、その時の最適な補正印加電圧または電流を帯電部材
に印加することができるため、感光体の帯電電圧が一定
であり、更には過大電流による感光体の劣化が少ない。
更に、感光層の減少による感度低下が大きい場合は、像
露光用ランプの電圧を制御すると、更に好ましくなる。
これらによって、低コスト化可能な高感度感光体を長期
間に渡って使用でき、トータルコストも低減できる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。〔実施例１〕本発明を示すのに適している画像形成装置
として複写機（ＮＰ−６０３０、キャノン社製）を用意
した。本装置の画像形成部の概略図を図１に示した。

【００３６】感光体は、次のように作製した。

【００３７】導電性支持体として径３０ｍｍφ、長さ３
５７ｍｍのアルミニウムシリンダーを用い、これにポリ
アミド樹脂（アミランＣＭ−８０００、東レ社製）の
５％メタノール溶液を浸漬塗布法で塗布し、下引層を設
けた。

【００３８】次に、前記式（１）で示されるオキシチタ
ニウムフタロシアニンであり、ＣｕＫα特性Ｘ線回折に
おける２θのスペクトルが（ａ）で示される電荷発生材
料１０部（重量部、以下同様）ポリビニルブチラール樹
脂（エスレックＢＸ−１，積水化学社製）６部及びシ
クロヘキサノン５０部を、ガラスビーズを用いたサンド
ミル装置で分散した。この分散液に酢酸エチル１００部
を加えて、上記の下引層上に浸漬塗布法で塗布して電荷
発生層を得た。

【００３９】次に、下記式（２）で示される電荷輸送材
料１１部及びポリカーボネート樹脂（Ｚ２００、三菱ガ
ス化学社製）１０部を、ジクロロメタン１０部及びモノ
クロロベンゼン５０部に溶解した。この溶液を上記電荷
発生層上に浸漬塗布して電荷輸送層を形成した。

【００４０】

【化４】

【００４１】このようにして作製した感光体を先に示し
た複写機に装着した。一次帯電用の帯電ローラに−１４
００Ｖの直流電圧を印加した際の電流は４０μＡであっ
た。この電流値を初期値として、電流値の変化（増加）
量に基づいて感光体膜厚の変化（減少）量を求めた。

【００４２】初期の電位設定を暗部電位（Ｖ_D）を−６
８０Ｖとし、明部電位（Ｖ_L）を１５０Ｖとして、複写
枚数１００００枚の耐久評価を行った。途中、１０００
枚ごとに電流値から感光体の膜厚を算出し、これに適し
た帯電条件に変えて耐久評価を続けた。

【００４３】〔比較例１〕実施例１において帯電条件を
初期のままで変えない以外は実施例１と同様にして、１
００００枚まで耐久を行った。その後帯電条件を変え、
Ｖ_D＝−６８０Ｖになるようにした。

【００４４】〔比較例２〕実施例１の電荷発生材料を下
記式（３）で示されるジスアゾ化合物

【００４５】

【化５】とした以外は実施例１と同様にして、感光体を作製し
た。

【００４６】この感光体を実施例１と同様に複写機に装
着した。Ｖ_D＝−６８０Ｖに設定することはできたが、
Ｖ_Lは、像露光量を最大としてもＶ_L＝−３００Ｖにし
か下がらなかった。画像は、白地部がやや黒がかった
“カブリ”となってしまった。しかし、比較のため、比
較例１と同様に１００００枚の耐久評価を行った。

【００４７】実施例１、比較例１，２について結果を表
１にまとめた。

【００４８】

【００４９】このように電位制御したものは、１０００
０枚耐久後でもＶ_Dは一定であり、Ｖ_Lの上昇もわずか
であるが、感光体の電荷輸送層の層厚が減少した分だけ
感度が低下し、Ｖ_Lが上昇している。しかし、像露光用
ランプの電圧を一次電圧と同時に制御することによりＶ
_Lを一定に維持することは容易である。

【００５０】一方、比較例に示した電位制御しなかった
ものは、耐久試験において感光体膜厚の減少による静電
容量増加によって、Ｖ_Dが増加してしまった。更に、そ
れに伴いＶ_Lも上昇している。また、１００００枚耐久
後に一次帯電の印加電圧を調整してＶ_D＝−６８０Ｖと
した際に比較例１はＶ_L＝−２３０Ｖを示した。このＶ
_L値は、実施例１でのＶ_L値より高く電荷発生層が過剰
な電流を劣化したことを表している。

【００５１】比較例２は電位制御なしであり、過大電流
が流れているが、電荷発生材料の特性から材料そのもの
の劣化は少なかった。しかし、材料そのものの感度不足
によって初期から不良画像となり、これを補うためには
像露光量アップが必要であり、像露光系の効率アップ
（大口径レンズ，反射鏡など）や、像露光ランプの定格
アップが必要なためコストアップとなってしまう。ま
た、ランプ定格アップによる装置の昇温対策や消費電力
アップも伴うため、できるだけ避けたい手段である。

【００５２】〔実施例２〕実施例１における電荷発生材
料の結晶形をＸ線スペクトル（ｂ）に示すものに変更し
た以外は実施例１と同様に感光体を作製し、同様な電位
制御をして評価した。

【００５３】〔比較例３〕実施例２において帯電条件を
初期のまま変えず（電位制御なし）に評価を行った。そ
の後、帯電条件を変えＶ_D＝−６８０Ｖになるようにし
た。

【００５４】〔比較例４〕実施例１の電荷発生材料を下
記式（４）に示されるジスアゾ化合物

【００５５】

【化６】とした以外は同様にして感光体を作製した。

【００５６】この感光体を実施例１と同様に複写機に装
着した。Ｖ_D＝−６８０Ｖに設定することはできたが、
Ｖ_Lは像露光量を最大としてもＶ_L＝−３００Ｖにしか
下がらなかった。画像は、白地部がやや黒がかった“か
ぶり”となってしまった。しかし、比較のため、比較例
１と同様に１００００枚の耐久評価を行った。

【００５７】実施例２、比較例３，４について結果を表
２にまとめた。

【００５８】

【００５９】このように電位制御したものは、耐久評価
後でもＶ_Dは一定であり、Ｖ_Lの上昇もわずかである。
しかし、比較例３で示した電位制御なしのものは、Ｖ_D
が上昇するばかりでなく、耐久評価後にＶ_Dを−６８０
Ｖに再調整してもＶ_Lが実施例２と同等にはならなかっ
た。比較例４は感度低下は少なめであるが感度が不足し
ており、初期から不良画像しか得られなかった。

【００６０】〔実施例３〕実施例１における電荷発生材
料の結晶形をＸ線スペクトル（ｃ）に示すものに変更し
た以外は実施例１と同様に感光体を作製し、同様な電位
制御をして評価した。

【００６１】〔比較例５〕実施例３において帯電条件を
初期のまま変えず（電位制御なし）評価を行った。その
後帯電条件を変えＶ_D＝−６８０Ｖになるようにした。

【００６２】〔実施例４，比較例６〕実施例３，比較例
５に相当する感光体の電荷輸送材料を下記式（５）とし
た以外は、同様に感光体を作製し、評価した。

【００６３】

【化７】実施例３，４、比較例５，６について結果を表３にまと
めた。

【００６４】

【００６５】このように電位制御したものは、Ｖ_Dが一
定であり、Ｖ_Lの上昇も少ない。また、電荷輸送材料を
変更しても電位変化は同様であることから電荷発生材料
の差から表面電位の差が生じていると考えられる。

【００６６】〔実施例５〕実施例１における電荷発生材
料の結晶形をＸ線スペクトル（ｄ）に示すものに変更し
た以外は実施例１と同様に感光体を作製し、同様な電位
制御をして評価した。

【００６７】〔比較例７〕実施例５において帯電条件を
初期のまま変えず（電位制御なし）評価を行った。その
後帯電条件を変えＶ_D＝−６８０Ｖになるようにした。

【００６８】〔実施例６〕実施例１における電荷発生材
料の結晶形をＸ線スペクトル（ｅ）に示すものに変更し
た以外は実施例１と同様に感光体を作製し、同様な電位
制御をして評価した。

【００６９】〔比較例８〕実施例６において帯電条件を
初期のまま変えず（電位制御なし）評価を行った。その
後帯電条件を変えＶ_D＝−６８０Ｖになるようにした。

【００７０】実施例５，６、比較例７，８について結果
を表４にまとめた。

【００７１】

【００７２】このように電位制御したものは、Ｖ_Dが一
定でありＶ_Lの上昇も少ない。また電荷輸送材料を変更
しても電位変化は同様であることから電荷発生材料の差
から表面電位の差が生じていると考えられる。

【００７３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、接触式
帯電装置において、特定の電荷発生材料を用いた感光体
で感光体層厚に応じた直流電流量または電圧量を検知
し、直流電流量または電圧量に応じた直流電圧または電
流で帯電条件を制御することにより、良好な画像を繰り
返し得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の１例の概略断面図であ
る。

【図２】電荷発生材料のＸ線スペクトル図（ａ）であ
る。

【図３】電荷発生材料のＸ線スペクトル図（ｂ）であ
る。

【図４】電荷発生材料のＸ線スペクトル図（ｃ）であ
る。

【図５】電荷発生材料のＸ線スペクトル図（ｄ）であ
る。

【図６】電荷発生材料のＸ線スペクトル図（ｅ）であ
る。

【符号の説明】

１被帯電体（感光体）２帯電ローラ３帯電バイアス印加電源１０画像露光手段１１現像手段１２転写手段１３クリーニング手段１４転写材１５前露光手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に該被帯電体面を帯電処理する
工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する
画像形成装置において、該被帯電体が、導電性支持体上に下記式（１）で示され
る電荷発生材料を含有する感光層を有する感光体であ
り、該被帯電体の帯電処理手段は、電圧を印加した帯電部材
を該被帯電体に当接させて被帯電体面を帯電する接触式
帯電装置であり、該帯電部材が該被帯電体の非画像形成領域に対応してい
るときに該帯電部材を直流定電圧制御し、そのときの被
帯電体層厚に応じた直流電流量を検知し、該帯電部材が
該被帯電体の画像形成領域に対応しているときは上記検
知した直流電流量に応じた直流電圧で該帯電部材を直流
定電圧制御するようにした、ことを特徴とする画像形成装置。【化１】
【請求項２】被帯電体に該被帯電体面を帯電処理する
工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する
画像形成装置において、該被帯電体が、導電性支持体上に下記式（１）で示され
る電荷発生材料を含有する感光層を有する感光体であ
り、該被帯電体の帯電処理手段は、電圧を印加した帯電部材
を該被帯電体に当接させて被帯電体面を帯電する接触式
帯電装置であり、該帯電部材が該被帯電体の非画像形成領域に対応してい
るときに該帯電部材を直流定電流制御し、そのときの被
帯電体層厚に応じた直流電圧量を検知し、該帯電部材が
該被帯電体の画像形成領域に対応しているときは上記検
知した直流電圧量に応じた直流電流で該帯電部材を直流
定電流制御するようにした、ことを特徴とする画像形成装置。【化２】