JPH11184122A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高速カラー印字に適する高性能なカラープリン
タを提供する。 【解決手段】感光体８の表面に静電潜像を形成するとと
もに、静電潜像に対応した着色トナー像を感光体８の表
面に形成する現像機１２と、トナー像を被転写材１３に
転写する転写器１４と、転写後に感光体８表面の残留ト
ナーを除去するクリーニング手段１５と、転写後に残余
静電潜像を除去する除電手段１６とを配設した画像形成
要素７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを配列するとともに、黒色
トナー像を形成する画像形成要素７ａに搭載される感光
体Ａを厚み３０μｍ以上のａ−ＳｉＣ光導電層４および
厚み０．５〜５．０μｍのａ−Ｓｉ光吸収層５により構
成し、かつ露光手段が６００〜７４０ｎｍの波長範囲内
に発光ピークをもつようにした画像形成装置１８。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアモルファスシリコ
ンカーバイド光導電層からなる負帯電の感光体を搭載し
たタンデム型電子写真方式の画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】すでに製品化されているカラープリンタ
としてはタンデム型電子写真方式の画像形成装置がある
が、それに搭載する感光体は負帯電型のＯＰＣにより構
成している。そして、このＯＰＣ感光体の帯電能は−８
００Ｖ程度にまで高めることができるので、カラートナ
ーの付着が容易となる（特開平４−２８７０７５号と特
開平７−３０６６２４号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｏ
ＰＣ感光体を搭載した画像形成装置を高速カラー印字に
応用しようとすると、ＯＰＣ感光体では磨耗性および耐
久性に劣るために適していないという問題点がある。

【０００４】そこで、少なくとも黒色トナー像を使用す
る感光体に対し、ＯＰＣ感光体に代えて、すでに製品化
されているアモルファスシリコン感光体を使用したが、
ＯＰＣ感光体と比べ帯電能や光感度が低く、いまだ満足
し得る程度の印字性能が達成できなかった。この課題は
６００〜７４０ｎｍの波長範囲内に発光ピークをもつＬ
ＥＤヘッドなどで顕著であった。

【０００５】また、一般的に一つの画像形成装置に対し
て複数の感光体を配列したカラープリンタの場合には、
お互いに光導電層が異なる感光体を配設すると、それぞ
れの性能差によって所要どおりの着色が得られないとい
う問題点もある。

【０００６】本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努
めたところ、タンデム型電子写真方式のカラープリンタ
においては、実際上カラー印字をおこなうだけでなく、
モノクロ（黒色）での印字も頻繁におこなわれ、モノク
ロ印字の方がカラー印字と比べ、使用頻度が多い場合も
あることに着目し、そこで、黒色トナー像を形成する画
像形成要素に搭載される感光体を厚み３０μｍのアモル
ファスシリコンカーバイド光導電層（以下、アモルファ
スシリコンカーバイドをａ−ＳｉＣと略記する）により
構成して、黒色トナー像以外の着色トナー像を形成すべ
くＯＰＣ感光体が搭載された画像形成要素の帯電と比
べ、２００Ｖ以下の帯電差にして、しかも、厚み０．５
〜５．０μｍのアモルファスシリコン光吸収層（以下、
アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略記する）を積層し
て光感度を高めたことで、共通の画像形成装置に異種の
感光体を搭載しても、カラープリンタとして十分に実用
性がある画像形成装置となるを知見した。

【０００７】したがって本発明は上記知見により完成さ
れたものであり、その目的は高速カラー印字に適した画
像形成装置を提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的はモノクロ印字に
対する耐久性を高めることで、カラー印字との間で使い
分けしても、全体としての印字性能を長期間にわたって
維持し、これによって長期信頼性の画像形成装置を提供
することにある。

【０００９】さらにまた、本発明の他の目的は６００〜
７４０ｎｍの波長範囲内に発光ピークがあるＬＥＤヘッ
ドなどの露光手段を配したものに対し好適な画像形成装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のタンデム型電子
写真方式の画像形成装置は、感光体と、感光体の表面に
負電荷を付与する帯電手段と、感光体の帯電領域に対し
て光照射する露光手段とから成り、これら帯電手段と露
光手段とにより感光体の表面に静電潜像を形成するとと
もに、静電潜像に対応した着色トナー像を感光体の表面
に形成する現像手段と、着色トナー像を被転写材に転写
する転写手段と、転写後に感光体表面の残留トナーを除
去するクリーニング手段と、転写後に残余静電潜像を除
去する除電手段とを配設した画像形成要素を複数配列す
るとともに、黒色トナー像を形成する画像形成要素に搭
載される感光体を厚み３０μｍ以上のａ−ＳｉＣ光導電
層および厚み０．５〜５．０μｍのａ−Ｓｉ光吸収層に
より構成し、かつ露光手段が６００〜７４０ｎｍの波長
範囲内に発光ピークがあることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】感光体の構成 図２は本発明の黒色トナー像を形成する画像形成要素に
係る感光体Ａの層構成であり、導電性の基板１の上にａ
−ＳｉＣなどからなる感光層２を真空蒸着法、活性反応
蒸着法、イオンプレーテイング法、ＲＦスパッタリング
法、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタ
リング法、ＤＣマグネトロンスパッタリング法、熱ＣＶ
Ｄ法、プラズマＣＶＤ法などで成膜形成している。この
感光層２は、たとえばキャリア注入阻止層３、光導電層
４、光吸収層５、表面保護層６とを順次積層してなる。
なお、光導電層４と光吸収層５との積層順序を変えても
よい。

【００１２】上記基板１は銅、黄銅、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｎ
ｉなどの金属導電体からなり、あるいはガラス、セラミ
ックなどの絶縁体の表面に導電性薄膜を被覆したものな
どがある。この基板１はシート状、ベルト状もしくはウ
ェブ状可とう性導電シートでもよく、このようなシート
にはＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属シート、あるいはポ
リエステル、ナイロン、ポリイミドなどの高分子樹脂フ
ィルムの上にＡｌ、Ｎｉなどの金属もしくは酸化スズ、
インジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）などの透明導
電性材料や有機導電性材料を蒸着などにより被覆して導
電処理したものを用いる。

【００１３】上記キャリア注入阻止層３はａ−ＳｉＣ、
ａ−Ｓｉ、アモルファスシリコンナイトライドなどによ
り形成する。

【００１４】上記光導電層４はａ−ＳｉＣで構成する。
このａ−ＳｉＣの比誘電率がａ−Ｓｉのものと比べて小
さく、そのために帯電能が向上する。そして、光導電層
４の厚みを３０μｍ以上にするとＯＰＣ感光体の帯電能
に相当に近づけることができ、ＯＰＣ感光体が搭載され
た画像形成要素の帯電と比べ、２００Ｖ以下の帯電差に
なる。さらにはその厚みを３０〜１００μｍ、好適には
３０〜７０μｍにするのが望ましく、３０μｍ未満の場
合には暗減衰がわるくなり、１００μｍを越えると残留
電位が高くなる。

【００１５】そして、光導電層４における光キャリアの
発生を補完するために、とくに６００〜７４０ｎｍの波
長範囲内に発光ピークをもつＬＥＤヘッドなどを露光手
段とした場合に、一層光キャリアを発生させるため、光
吸収層５を形成する。この光吸収層５をａ−Ｓｉにより
構成することで、一段と光感度が向上する。光吸収層５
の厚みは０．５〜５．０μｍ、好適には１．０〜２．５
μｍにするとよく、０．５μｍ未満の場合には光感度が
低下し、印字カスレが発生し、５．０μｍを越えると残
留電位が増加し、黒ベタの印字において薄い濃度になっ
た。

【００１６】上記表面保護層６も絶縁性の高いａ−Ｓｉ
Ｃにより構成してもよく、その他にアモルファスシリコ
ンナイトライド、アモルファスシリコンオキサイドなど
で形成してもよい。

【００１７】かくして黒色トナー像を形成する画像形成
要素に搭載する感光体において、上記層構成にすること
で、従来周知のＯＰＣ感光体の帯電（たとえば約８００
Ｖ）に相当に近づけることができ、すなわちＯＰＣ感光
体と対比しても２００Ｖ以下の帯電差にでき、さらに光
感度が高められ、これによって高速カラー印字に適した
画像形成装置が得られる。

【００１８】画像形成装置の構成 図１は本発明の画像形成装置であって、まずは図３に本
発明に係るプリンタ様式の画像形成要素７の原理を示
す。８は感光体であり、この感光体８の周面に帯電手段
であるコロナ帯電器９と、その帯電後に光照射する露光
手段であるＬＥＤヘッド１０と、トナー像を感光体８の
表面に形成するためのトナー１１を備えた現像手段であ
る現像機１２と、そのトナー像を被転写材１３に転写す
る転写手段である転写器１４と、その転写後に感光体表
面の残留トナーを除去するクリーニング手段１５と、そ
の転写後に残余静電潜像を除去する除電手段１６とを配
設した構成である。また、１７は被転写材１３に転写さ
れたトナー像を熱もしくは圧力により固着するための定
着器である。

【００１９】このカールソン法はつぎの〜の各プロ
セスを繰り返し経る。 感光体８の周面をコロナ帯電器９により帯電する。 ＬＥＤヘッド１０により画像を露光することにより、
感光体８の表面上に電位コントラストとしての静電潜像
を形成する。 この静電潜像を現像機１２により現像する。この現像
により着色トナーが静電潜像との静電引力により感光体
表面に付着し、可視化する。 感光体表面のトナー像を紙などの被転写材１３の裏面
よりトナーと逆極性の電界を加えて、静電転写し、これ
により、画像を被転写材１３の上に得る。 感光体表面の残留トナーをクリーニング手段１５によ
り機械的に除去する。 感光体表面を強い光で全面露光し、除電手段１６によ
り残余の静電潜像を除去する。

【００２０】つぎに図１の画像形成装置１８において、
７ａはブラック用の画像形成要素（図中Ｋで表示す
る）、７ｂはイエロー用の画像形成要素（図中Ｙで表示
する）、７ｃはシアン用の画像形成要素（図中Ｃで表示
する）、７ｄはマゼンタ用の画像形成要素（図中Ｍで表
示する）である。そして、画像形成要素７ａ（Ｋ）に上
記感光体Ａを搭載し、他の各画像形成要素７ｂ（Ｙ）、
７ｃ（Ｃ）、７ｄ（Ｍ）に公知のＯＰＣ感光体を搭載す
る。また、搬送ベルト１９の上に被転写材１３としての
用紙を乗せて、それを矢印方向へ移動させる。

【００２１】かくして上記構成の画像形成装置１８によ
れば、画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体Ａの帯電がＯＰ
Ｃ感光体と比べ、２００Ｖ以下の帯電差になるように構
成したことで、印字ムラが生じなくなり、鮮明なカラー
画像が得られるカラー用の画像形成装置が提供できる。
しかも、画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体Ａの耐久性能
を向上させたことで、高速カラー印字ができるととも
に、カラー印字とモノクロ印字との間で使い分けして
も、全体としての品質を長期間にわたって維持できる。
その上、感光体Ａに光吸収層５を形成したことで、ＬＥ
Ｄヘッド１０に対する光感度を高めることができた。

【００２２】

【実施例】（例１）画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体Ａ
をつぎのように作製した。すなわち、純度９９．９％の
Ａｌからなる円筒状の基板１（外径１８０ｍｍ、長さ３
７２ｍｍ）の上にプラズマＣＶＤ法によって感光層２を
成膜形成する。この感光層２は表１に示すとおりの成膜
条件にて順次キャリア注入阻止層３、光導電層４、光吸
収層５、表面保護層６とを積層した。表面保護層６につ
いては、成膜開始から終了までのＳｉＨ₄ とＣＨ₄ の流
量を漸次変え、これに伴って成膜速度も変えている。た
だし、光吸収層５の膜厚は後述する表２に示すとおり、
０．２μｍ〜１０．０μｍの範囲内で９とおりにした。

【００２３】

【表１】

【００２４】他方のＯＰＣ感光体については、Ａｌから
なる円筒状の基板の上に下引層（中間層）と、膜厚１μ
ｍ以下のキャリア発生層と、膜厚１５〜４０μｍのキャ
リア輸送層とが順次積層されたものであって、下引層は
水溶性もしくはアルコール可溶性の樹脂、熱硬化性や光
硬化性樹脂からなし、また、キャリア発生層は樹脂バイ
ンダ中に微粒子の顔料が分散されたもので構成し、さら
にキャリア輸送層は正孔移動度の大きな電子供与性を備
えて、キャリア輸送材料を樹脂バインダ中に分散溶解し
た層である。

【００２５】かくして表２に示すとおり、光吸収層５の
膜厚を変え、さらに光吸収層５を設けない場合も作製
し、それぞれの感光体を図１の画像形成装置１８の感光
体Ａとして搭載して、試料Ｎｏ．１〜１０となし、さら
にＬＥＤヘッド１０の発光波長を５５０〜７８０ｎｍの
範囲内で幾とおりにも変えて印字し、印字品質を評価し
たところ、表２に示すような結果が得られた。

【００２６】印字品質は○、△、×の３とお
りに区分し、○印は実用上支障のない優れた印字品質
が得られた場合であり、△印は一部に印字不良が認め
られた場合であり、×印はほぼ全面にわたって印字不
良が認められた場合である。また、表中、＃印は印字不
良として印字にカスレが発生した場合、■印は黒ベタで
もって印字して薄い濃度になった場合である。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２に示す結果から明らかなとおり、本発
明の試料Ｎｏ．４〜試料Ｎｏ．７において、ＬＥＤヘッ
ド１０の発光波長を６００〜７４０ｎｍにしたところ、
まったく印字不良が生じなくなり、優れた画像特性が得
られた。ちなみに、これらの画像形成要素７ａ（Ｋ）の
感光体Ａの帯電が−６２０Ｖ前後であり、上記ＯＰＣ感
光体の帯電が−８００Ｖであり、両者間の帯電差は約１
８０Ｖであった。そして、本発明の試料Ｎｏ．４〜試料
Ｎｏ．７に対し、カラー印字をおこなったところ、印字
速度１２枚／分でもって優れたカラー画像が得られた。

【００２９】これに対し、光吸収層５のない、もしくは
その厚みが薄い試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．３において
は、光感度に劣り、印字カスレが発生しやすかった。他
方、光吸収層５の厚みが大きい試料Ｎｏ．８〜試料Ｎ
ｏ．１０においては、残留電位が増加しやすく、黒ベタ
濃度が薄くなる傾向にあった。

【００３０】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変更や改良等は何ら差し支えない。たとえば、この実
施形態では露光手段としてＬＥＤヘッドを用いたが、こ
れに代えてレーザー光、ハロゲン光等を用いてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の画像形成装置に
よれば、黒色トナー像を形成する画像形成要素に搭載さ
れる感光体を厚み３０μｍ以上のａ−ＳｉＣ光導電層お
よび厚み０．５〜５．０μｍのａ−Ｓｉ光吸収層により
構成し、かつ露光手段が６００〜７４０ｎｍの波長範囲
内に発光ピークをもつことで、黒色トナー像以外の着色
トナー像を形成すべくＯＰＣ感光体が搭載された画像形
成要素の帯電と比べ、２００Ｖ以下の帯電差にでき、さ
らに光感度を高めることもでき、その結果、高速カラー
印字に適する高性能なカラープリンタが提供できた。

【００３２】しかも、本発明によれば、モノクロ印字に
対する耐久性を高めることで、カラー印字との間で十分
に使い分けができ、全体としての印字性能を長期間にわ
たって維持できた長期信頼性の画像形成装置が提供でき
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の概略図である。

【図２】発明の実施形態に係る感光体の層構成を示す断
面図である。

【図３】本発明の画像形成要素の概略図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 感光層 ４ 光導電層 ５ 光吸収層 ６ 表面保護層 ７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 画像形成要素 Ａ、８ 感光体 ９ コロナ帯電器 １０ ＬＥＤヘッド １１ トナー １２ 現像機 １３ 被転写材 １４ 転写器 １５ クリーニング手段 １６ 除電手段 １８ 画像形成装置 １９ 搬送ベルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体と、該感光体の表面に負電荷を付与
   する帯電手段と、感光体の帯電領域に対して光照射する
   露光手段とから成り、これら帯電手段と露光手段とによ
   り感光体の表面に静電潜像を形成するとともに、該静電
   潜像に対応した着色トナー像を感光体の表面に形成する
   現像手段と、該着色トナー像を被転写材に転写する転写
   手段と、該転写後に感光体表面の残留トナーを除去する
   クリーニング手段と、該転写後に残余静電潜像を除去す
   る除電手段とを配設した画像形成要素を複数配列すると
   ともに、黒色トナー像を形成する画像形成要素に搭載さ
   れる感光体を厚み３０μｍ以上のアモルファスシリコン
   カーバイド光導電層および厚み０．５〜５．０μｍのア
   モルファスシリコン光吸収層により構成し、かつ前記露
   光手段が６００〜７４０ｎｍの波長範囲内に発光ピーク
   があることを特徴とするタンデム型電子写真方式の画像
   形成装置。