JPH1124358A - 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７ａに搭載される
感光体１をａ−Ｓｉ光導電層により構成して、その帯電
手段への印加電圧を、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７
ｂ、７ｃ、７ｄにおける帯電手段の印加電圧と比べ、
１．０５〜２．５０倍高くしたタンデム型電子写真方式
の画像形成装置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
ン光導電層からなる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。

【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、すべてをアモルファスシリコン光
導電層からなる感光体（以下、アモルファスシリコンを
ａ−Ｓｉと略記する）にした画像形成装置も提案されて
いるが、帯電能が低く、シアン、マゼンタ、イエローの
各色においてコントラストが得られないという問題点が
ある。

【０００５】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ａ−Ｓｉ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ＯＰ
Ｃ感光体が搭載された画像形成要素における帯電手段へ
の印加電圧と比べ、１．０５〜２．５０倍高くしたこと
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。

【０００６】ちなみに、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とおりの着色が得られていない。

【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】

【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、この感光体の表
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生ぜしめ
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、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からなり、
さらに画像形成要素を複数配列し、そして、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ａ−Ｓ
ｉ光導電層により構成して、その帯電手段への印加電圧
を、黒色トナー像以外の着色トナー像を形成すべくＯＰ
Ｃ感光体が搭載された画像形成要素における帯電手段の
印加電圧より、１．０５〜２．５０倍高くしたことを特
徴とする。

【００１０】また、本発明の他の画像形成装置は、上記
本発明の画像形成装置において、感光体のプロセススピ
ードが２００ｍｍ／秒以上で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１の層構成であり、導電性の基板２の上にａ
−Ｓｉなどからなる感光層３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３は、たとえばキャリア注入阻止層４、光導電層
５、表面保護層６とを順次積層してなる。

【００１２】上記基板２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２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４はａ−Ｓｉ、ア
モルファスシリコンカーバイド、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５はａ−Ｓｉで構成する（た
だし、このａ−Ｓｉにカーボンを入れたアモルファスシ
リコンカーバイドでもよい）。この光導電層５の厚みを
３０μｍ以上にするとＯＰＣ感光体の帯電能に相当に近
づけることができる。さらにはその厚みを３０〜１００
μｍ、好適には３０〜７０μｍにするのが望ましく、３
０μｍ未満の場合には帯電能力が低くなり、１００μｍ
を越えると残留電位が高くなる傾向にある。

【００１５】上記表面保護層６も絶縁性の高いアモルフ
ァスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）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。

【００１６】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、上記層構成にして、さ
らに帯電手段の供給電流を制御することで、従来周知の
ＯＰＣ感光体の帯電（たとえば約８００Ｖ）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、そして、このような帯電
差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。なお、このような構成の黒色トナー像形成用感光
体１については正負の双方の帯電に適用できる。

【００１７】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
手段である露光器１０（ＬＥＤヘッド）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１
３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１
３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。

【００１８】このカールソン法は次の〜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。 露光器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。

【００１９】なお、画像形成要素７はプリンターの構成
であるが、露光器１０に代えて原稿からの反射光を通す
レンズやミラーなどの光学系を用いれば、複写機の構成
の画像形成装置となる。

【００２０】次に図１の画像形成装置１８において、７
ａ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１を搭載し、他の各画像形成要素７ｂ（Ｙ）、７
ｃ（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】また、画像形成要素７ａ（Ｋ）のコロナ帯
電器９への印加電圧（コロナ帯電器９の供給電流、すな
わち流れ込み電流（ドラム電流））を、他の画像形成要
素７ｂ（Ｙ）、７ｃ（Ｃ）、７ｄ（Ｍ）のコロナ帯電器
９の印加電圧と比べ、１．０５〜２．５０倍に高く制御
したことで、画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体１の帯電
がＯＰＣ感光体と比べ、２００Ｖ以下の帯電差になっ
た。

【００２２】かくして上記構成の画像形成装置１８によ
れば、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１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。

【００２３】また、本発明によれば、ａ−Ｓｉ感光体１
および各ＯＰＣ感光体１のすべてのプロセススピードを
２００ｍｍ／秒以上にすると、より優位に高速カラー印
字ができ、各感光体特性のバラツキが小さくなり、暗減
衰特性も小さくなり、これによって印字性能が一段と向
上する。

【００２４】

【実施例】

（例１）画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体１（外形寸
法：φ１８０ｍｍ、長さ３７２ｍｍ）については、純度
９９．９％のＡｌからなる円筒状の基板の上にプラズマ
ＣＶＤ法によって表１に示す成膜条件でもって図２の感
光層３を成膜形成した。

【００２５】

【表１】

【００２６】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。

【００２７】こらら各感光体の画像形成要素を備えた画
像形成装置において、供給電流を変えて、印字を評価し
たところ、表２に示すような結果が得られた。

【００２８】この印字評価については二つに分け、〇
印は良好な印字が得られた場合、×印は不良の場合で
ある。

【００２９】

【表２】

【００３０】同表から明らかなとおり、供給電流比（ａ
−Ｓｉ／ＯＰＣ）を１．０５〜２．５０にすると、優れ
た印字が得られた。ただし、試験Ｎｏ．８についてはａ
−Ｓｉ感光体での供給電流が大きすぎて、放電破壊が発
生し、黒点が生じた。

【００３１】また、本発明の試験Ｎｏ．３〜試験Ｎｏ．
７における画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体１の帯電が
−６２０Ｖ〜−７７０Ｖであり、上記ＯＰＣ感光体の帯
電が−８００Ｖであって、両者間の帯電差は１８０Ｖ〜
３０Ｖであった。

【００３２】以上のような本発明の画像形成装置でもっ
て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。

【００３３】（例２）（例１）の画像形成装置のうち、
試験Ｎｏ．４の条件でもって、さらにａ−Ｓｉ感光体お
よび各ＯＰＣ感光体のすべてのプロセススピードを表３
に示すように変えて、印字評価などをテストした。この
印字評価については、３種類に区分し、〇印は良好な
印字が得られた場合、×印は不良の場合であり、△
印はかすれ（もしくはカブリ）がわずかに発生した場合
である。

【００３４】

【表３】

【００３５】この結果から明らかなとおり、２００ｍｍ
／秒以上のプロセススピードにすると、より優位に高速
カラー印字ができ、各感光体特性のバラツキが小さくな
り、暗減衰特性も小さくなり、これによって印字性能が
一段と向上した。

【００３６】

【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ａ−Ｓｉ光導電層により構成して、その帯
電手段への印加電圧を、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
における帯電手段の印加電圧と比べ、１．０５〜２．５
０倍高くしたことで、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。

【００３７】また、本発明によれば、さらに感光体のプ
ロセススピードを２００ｍｍ／秒以上にしたことで、よ
り優位に高速カラー印字ができ、各感光体特性のバラツ
キが小さくなり、暗減衰特性も小さくなり、これによっ
て印字性能が一段と向上した。

【００３８】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、８ 感光体 ２ 基板 ３ 感光層 ５ 光導電層 ６ 表面保護層 ７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ画像形成要素 ９ コロナ帯電器 １０ 露光器 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体と、該感光体の表面に電荷を付与す
   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生ぜしめるとともに、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
   れる感光体をアモルファスシリコン光導電層により構成
   して、その帯電手段への印加電圧を、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
   画像形成要素における帯電手段の印加電圧より、１．０
   ５〜２．５０倍高くした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。
2. 【請求項２】前記感光体のプロセススピードが２００ｍ
   ｍ／秒以上であることを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。