JPH1031321A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感光ドラムの帯電ムラを押えて、画像ムラやか
ぶりのない良好な画像を形成する。 【解決手段】感光ドラム１に接触配置した帯電磁気ブラ
シ２に帯電バイアスを印加して感光ドラム１表面を均一
に帯電する。感光ドラム１は、ドラム基体、電荷発生
層、電荷輸送層、電荷注入層等を有し、帯電磁気ブラシ
から電荷注入層に対して直接的に電荷を注入して帯電す
る。例えば、電荷発生層を４００ｎｍ付近よりも長波長
領域に強い分光感度を有するフタロシアニン誘導体で形
成し、電荷注入層を、４００ｎｍ以下の短波長領域に分
光感度を有する酸化亜鉛を適当なバインダー樹脂中に含
ませて形成する。帯電直前又は直後に、４００ｎｍ以下
の光を発光するならし露光器８によってならし露光をす
ることで、電荷注入層の見かけ上の抵抗が一時的に低く
なり、帯電工程で生じる帯電ムラを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザー
ビームプリンタ等に使用する電子写真感光体、及びこれ
を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、レーザービームプリンタ
等の電子写真方式の画像形成装置において、単位時間あ
たりのプリント枚数が比較的少ないいわゆる中低速機に
ついては、接触帯電部材を利用した帯電装置が多用され
ている。このものは、電子写真感光体（以下単に「感光
体」という）の表面に帯電ローラ、帯電ブレード等の接
触帯電部材を接触させ（数百μｍの微小間隙を設ける場
合も含む）、これに帯電電圧を印加して感光体表面を均
一に帯電するものである。この接触帯電部材によると、
放電現象を利用したコロナ帯電器等の非接触帯電部材を
使用する場合に比して、低オゾン化、低電力化を図るこ
とができる等に利点がある。ただし、この場合でも帯電
は、原理的には、感光体と接触帯電部材との間の微小間
隙を介しての放電現象によって行われるため、微量のオ
ゾンが発生するとともに、感光体の帯電開始電圧よりも
高い帯電電圧を印加する必要がある。

【０００３】これらを改善すべく、接触帯電部材から感
光体に直接的に電荷を注入する帯電方式（以下「電荷注
入方式」という）が、例えば、特開平０６−００３９２
１に開示されている。

【０００４】この電荷注入方式は、感光体表面に、フロ
ート電極を有する電荷注入層を設け、この感光体表面
に、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電磁気ブラシ等の導電
性の接触帯電部材を接触させるとともに、この接触帯電
部材に帯電電圧を印加して、フロート電極に直接的に電
荷を注入するものである。具体的には、電荷注入層とし
ては、感光体表面に、アクリル樹脂に導電フィラーであ
るアンチモンドープで導電化したＳｎＯ₂ 粒子を分散さ
せたものを塗工して用いることが可能であるとの記載が
ある。上述の帯電磁気ブラシとは、導電性磁性粒子をマ
グネットロール等で磁気拘束し、ブラシ状に形成した帯
電部材であり、ブラシを感光体に当接し帯電を行うもの
である。この注入帯電方式では、放電現象を利用しない
ため、接触帯電部材に対して、所望する感光体表面電位
とほぼ等しいＤＣ電圧を印加すればよく、オゾンの発生
がない。さらに、必要最小限のＡＣ電圧を重畳すること
により、より安定した帯電が可能となる。

【０００５】図４に、上述の電荷注入方式の帯電装置
を、電子写真方式の画像形成装置の帯電器として用いた
場合の、画像形成装置全体の構成を模式的に示す。

【０００６】感光体１０１を矢印Ｒ１方向の回転自在に
配置する。感光体１０１の周囲には、その回転方向に沿
ってほぼ順に、磁気ブラシ帯電器１０２、露光器１０
３、現像器１０４、転写帯電器１０５、クリーナ部材１
０６が配置されている。そして、転写材Ｐの搬送方向に
ついての感光体１０１の下流側には、定着器１０７が配
置されている。

【０００７】上述の帯電磁気ブラシ１０２は、矢印Ｒ２
方向に回転可能な帯電スリーブと、その内側に固定配置
されたマグネットローラと、その磁力によって帯電スリ
ーブ表面に穂状に担持される導電性磁性粒子とによって
構成する。

【０００８】画像形成に際し、感光体１０１を矢印Ｒ１
方向に回転駆動する。帯電磁気ブラシ１０２の帯電スリ
ーブを矢印Ｒ２方向に回転させて、表面の導電性磁性粒
子を感光体１０１表面に摺擦させるとともに、帯電スリ
ーブに帯電バイアスを印加することにより、導電性磁性
粒子を介して感光体表面を均一に帯電する。このときの
帯電バイアスとしては、感光体表面電位として必要な電
位が得られる程度の直流電圧、あるいは直流と交流との
重畳電圧を印加する。これにより、感光体表面は所定の
帯電電位に帯電される。その後、露光器１０３による像
露光、現像器１０４の現像ローラ１０４ａによるトナー
の付着、転写帯電器１０５によるトナー像の転写材Ｐ上
への転写、定着器１０７によるトナー像の定着等を経
て、画像形成が完了する。

【０００９】上述の電荷注入方式の帯電においては、接
触帯電部材から感光体に対して直接的に電荷を注入し帯
電を行うため、接触帯電部材に印加するバイアスに対し
てリニアに感光体を帯電することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
電荷注入方式においては、接触帯電部材としての帯電磁
気ブラシ１０２の穂に隙間があることや、接触帯電部材
に交流電圧を印加すること等により、帯電後の感光体１
０１表面に帯電ムラが生じ、この帯電ムラが現像時のか
ぶりとなって転写材上の画像品質が低下する。ここで、
かぶりとは、本来、非画像部（白紙部）であるべきとこ
ろが、わずかに現像され画像部との光学的コントラスト
をそこなう画像不良をいう。

【００１１】すなわち、接触帯電部材と感光体との接触
状態や、交流電圧の電位周期に敏感に反応し、感光体表
面に微細な帯電ムラが発生し、これが現像時に画像ムラ
やＡＣかぶりを生じさせることになる。

【００１２】これに対し、画像ムラやＡＣかぶりが生じ
ないような帯電装置構成をとると、今度は、電荷注入能
力の低下に起因する帯電電位の低下が発生し、かぶりや
ゴースト画像が現れて画像品位を低下させることにな
る。

【００１３】そこで、本発明は、帯電ムラや帯電電位の
低下を防止し、画像ムラやＡＣかぶり等による画像品位
の低下を防止するようにした画像形成装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、電荷発生層と電荷注入層とを有する像担持体と、該
像担持体に接触配置されるとともに帯電電圧が印加され
て前記像担持体を均一に帯電する接触帯電部材を有する
帯電手段と、帯電後の像担持体表面を露光して静電潜像
を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着さ
せてトナー像を形成する現像手段と、を備え、前記像担
持体の電荷注入層を、抵抗値が可逆変化可能な導電性物
質によって構成する、ことを特徴とする。

【００１５】請求項２に係る本発明は、前記電荷注入層
の導電性物質が、光応答性の導電性物質である、ことを
特徴とする。

【００１６】請求項３に係る本発明は、前記電荷注入層
の導電性物質が、熱応答性の導電性物質である、ことを
特徴とする。

【００１７】請求項４に係る本発明は、前記電荷注入層
の導電性物質が、前記電荷発生層を構成する導電性物質
と異なる分光感度を有する導電性物質である、ことを特
徴とする。

【００１８】請求項５に係る本発明は、前記電荷注入層
の導電性物質に対して光照射を行って抵抗値の可逆変化
を起こさせる、ことを特徴とする。

【００１９】請求項６に係る本発明は、前記電荷注入層
の導電性物質に対して加熱を行って抵抗値の可逆変化を
起こさせる、ことを特徴とする。

【００２０】請求項７に係る本発明は、前記電荷注入層
の導電性物質に対して、前記電荷発生層の導電性物質の
分光感度と不一致な波長の光を用いて抵抗値の可逆変化
を起こさせる、ことを特徴とする。

【００２１】請求項８に係る本発明は、前記電荷注入層
の導電性を増加させるためのならし露光及び静電潜像形
成時の像露光を行う際の不要な波長の光を抑制する色カ
ットフィルタを有する、ことを特徴とする。

【００２２】請求項９に係る本発明は、前記像担持体の
帯電前又は前記像担持体の帯電後に、前記像担持体の電
荷注入層の抵抗値を可逆変化させる、ことを特徴とす
る。

【００２３】請求項１０に係る本発明は、前記像担持体
が電荷輸送層を有し、該電荷輸送層が、前記電荷注入層
の導電性を増加させるならし露光を行う光を吸収し、か
つ、静電潜像形成時の像露光を行う光を透過する物質に
よって構成されている、ことを特徴とする。

【００２４】請求項１１に係る本発明は、前記電荷注入
層の導電性を増加させるならし露光に短波長の光を使用
し、静電潜像形成時の像露光を行う光に長波長の光を使
用する、ことを特徴とする。

【００２５】請求項１２に係る本発明は、前記接触帯電
部材が、帯電スリーブと、該帯電スリーブの内部に配置
されたマグネットと、該マグネットによって前記帯電ス
リーブ表面に磁気拘束される導電磁性粒子とによって構
成された帯電磁気ブラシであり、該帯電磁気ブラシは、
前記像担持体表面に前記導電磁性粒子を接触させて配置
されるとともに、帯電電圧が印加されて前記導電磁性粒
子を介して前記像担持体を帯電する、ことを特徴とす
る。

【００２６】請求項１３に係る本発明は、前記像担持体
は、前記電荷注入層の抵抗値が１×１０⁹ 〜１×１０¹⁴
（Ω・cm）の範囲内である、ことを特徴とする。

【００２７】〔作用〕以上構成に基づく主な作用（請求
項１に対応する作用）は、像担持体の電荷注入層を、抵
抗値が可逆変化可能な導電性物質によって構成すること
により、見かけ上、帯電時には低抵抗に、そして、潜像
形成時には高抵抗にすることにすることができ、帯電時
には電位ムラのない均一な電位を形成し、かつ、潜像形
成時には流れのない良好な画像の出力することができ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。 〈実施の形態１〉図１に、本発明に係る画像形成装置の
概略構成を模式的に示す。

【００２９】同図に示す画像形成装置は、像担持体とし
て例えば、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラ
ム」という）１を備えている。感光ドラム１は、画像形
成装置本体（不図示）によって回転自在に支持されてお
り、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆
動される。

【００３０】感光ドラム１の周囲には、その回転方向
（矢印Ｒ１方向）に沿ってほぼ順に、感光ドラム１表面
を均一に帯電する接触帯電部材（帯電手段）２、感光ド
ラム１表面を露光して静電潜像を形成する露光手段３、
静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する
現像ローラ４ａを有する現像手段４、感光ドラム１上の
トナー像を転写材Ｐに転写する転写手段５、転写材Ｐに
転写されないで感光ドラム１表面に残った転写残トナー
を除去するクリーニング手段６、そして、ならし露光器
（又はヒータ）８が配置されている。また、転写材Ｐの
搬送方向についての感光ドラム１の下流側には、定着ロ
ーラ７ａと加圧ローラ７ｂとを有する転写手段７が配設
されていて、ここで転写材Ｐ上のトナー像が定着され
る。

【００３１】図２に、上述の感光ドラム１の層構成を示
す拡大断面図である。なお、同図は、ドラム型の感光ド
ラム１の軸に交差する方向の縦断面図の一部である。

【００３２】同図の感光ドラム１は、全体としてドラム
型に構成されており、その内側（同図の下）から順に、
アルミニウム等の導電性のドラム基体１１、電荷発生層
１２、電荷輸送層１３、電荷注入層１４の各層で構成さ
れている。

【００３３】本実施の形態では、電荷注入層１４に、電
荷発生層１２と異なる分光感度を有する光導電性物質を
用いる。例えば、電荷発生層１２に、４００ｎｍ付近よ
りも長波長領域に強い分光感度を有するフタロシアニン
誘導体、硫化カドミウム、アモルファスシリコンなどを
用いた場合、電荷注入層１４には４００ｎｍ以下の短波
長領域に分光感度を有する酸化亜鉛、ポリビニルカルバ
ゾールなどを適当なバインダー樹脂中に含ませたものを
用いる。

【００３４】また、接触帯電部材２としては、例えば、
帯電磁気ブラシを使用する。この帯電磁気ブラシ２は、
回転自在な帯電スリーブの内側にマグネットを配置し、
このマグネットの磁力によって帯電スリーブ表面に導電
磁性粒子を担持する。導電磁性粒子は、帯電スリーブ表
面において穂状となり、感光ドラム１を図１の矢印Ｒ１
方向に回転させるとともに、帯電スリーブを矢印Ｒ２方
向に回転させることにより、穂状の導電磁性粒子は、感
光ドラム１表面を摺擦する。このとき、帯電スリーブ
に、例えば直流電圧に交流電圧を重畳させた重畳電圧を
印加することで、感光ドラム１表面を均一に帯電する。
この帯電は、放電現象を利用したものではなく、例え
ば、電荷注入層１４が有するフロート電極（不図示）に
対して直接的に電荷を注入することにより行われる。

【００３５】上述構成の感光ドラム１に対し、帯電磁気
ブラシ２による接触帯電の直前あるいは直後に、電荷注
入層１４が感度を有する４００ｎｍ以下の光を発する蛍
光体を塗ったならし露光器としての蛍光灯８により全面
露光を行う。このときの露光を「ならし露光」と呼ぶ。
このならし露光により、電荷注入層１４の見かけ上の抵
抗が一時的に低くなり、帯電過程で生じる電位ムラを抑
え、均一な電位を形成することができる。なお、電荷注
入層１４の見かけ上の抵抗値の変化は、可逆的なもので
ある。

【００３６】上述のならし露光時及び像露光時の光の露
光光の波長の切り替えは、それぞれに必要な光を透過す
る一方、不要な光をカットする色カットフィルムを使用
ことにより実現することができる。

【００３７】上述のならし露光後の帯電、又は帯電後の
ならし露光によって感光ドラム１表面は均一に帯電され
る。感光ドラム１は、その後、露光手段３により、赤外
波長領域に発光波長を有する半導体レーザにて像露光が
行われて静電潜像が形成される。このとき、電荷注入層
１４には光が吸収されないため、画像流れを起こすこと
なく、帯電ムラによるかぶりのない良好な画像を出力す
ることが可能となる。 〈実施の形態２〉本発明に係る画像形成装置に使用する
感光ドラム１としては、図２に示す構成のものに代え
て、図３に示す構成の感光ドラム１Ａを使用することも
できる。すなわち、ドラム型の感光ドラム１の内側から
順に、アルミニウム等の導電性のドラム基体１１、電荷
発生層１２、電荷注入層１４の各層を設け、図２では電
荷発生層１２と電荷注入層１４との間にあった電荷輸送
層１３を省略するものである。このような構成において
も、図２に示す実施の形態１の感光ドラム１とほぼ同様
に作用する。 〈実施の形態３〉実施の形態３では、感光ドラムの電荷
注入層を、実施の形態１の電荷注入層１４に代えて、熱
によって導電率（抵抗）が変化する熱応答性の導電性物
質によって構成している。すなわち、本実施の形態３に
おいては、電荷注入層にポリビニルカルバゾール、ポリ
オキシエチレンなど、昇温によってその導電率が変化し
易い、イオン導電性物質を導入する。

【００３８】このような層構成の感光ドラムに対し、帯
電磁気ブラシによる接触帯電直前あるいは直後に、電荷
発生層が感度をもたない波長の光での全面露光、あるい
はヒータ８による直接加熱を行い、電荷注入層を昇温さ
せる。この処理により、電荷注入層の見かけ上の抵抗が
一時的に低くなり、帯電過程で生じるあるいは生じた電
位ムラを抑え、均一な帯電電位を形成することができ
る。

【００３９】以上の作業で、均一帯電された感光ドラム
上に、今度は電荷注入層が感度をもたない波長の光で像
露光を行い、潜像を形成すると、電荷注入層には光が吸
収されないため、画像流れを起こすことなく、帯電ムラ
によるかぶりのない良好な画像を出力することが可能と
なる。 〈実施の形態４〉本実施の形態４においては、感光ドラ
ムの電荷輸送層を、実施の形態１の電荷輸送層１３に代
えて、ならし露光に用いる光の波長領域に吸収を示す物
質を使用する。これにより、ならし露光に対して、電荷
発生層が反応しないため、感光ドラム上の電位の低下を
起こすことなく、良好な画像を出力することができる。

【００４０】なお、このときの電荷輸送層は、潜像形成
露光に用いる光源の波長領域には、吸収を持たないこと
が必要である。

【００４１】以上の実施の形態１ないし実施の形態４に
おいては、いずれの場合も、感光ドラムの電荷注入層の
抵抗値が１×１０⁹ 〜１×１０¹⁴Ω・cmの範囲内になる
ように、各電荷注入層を構成するものとする。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
像担持体に接触配置した接触帯電部材を介して像担持体
の電荷注入層に直接的に電荷を注入することにより像担
持体を均一に帯電する画像形成装置において、電荷注入
層を抵抗値が可逆変化可能な導電性物質によって構成す
ることにより、例えば接触帯電部材が帯電磁気ブラシで
ある場合の穂の隙間や転写バイアスとして重畳する交流
電圧によって発生しがちな帯電ムラを抑えて、画像ムラ
やかぶりのない良好な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
模式図。

【図２】実施の形態１の画像形成装置における感光ドラ
ムの層構成を示す拡大断面図。

【図３】実施の形態２の画像形成装置における感光ドラ
ムの層構成を示す拡大断面図。

【図４】従来の画像形成装置の概略構成を示す模式図。

【符号の説明】

１ 像担持体（感光ドラム） ２ 帯電手段（接触帯電部材、帯電磁気ブラ
シ） ３ 露光手段 ４ 現像手段（現像器） ４ａ 現像ローラ ５ 転写手段 ６ クリーニング手段 ７ 定着手段 ８ ならし露光器（蛍光灯）、又はヒータ １１ ドラム基体 １２ 電荷発生層 １３ 電荷輸送層 １４ 電荷注入層 Ｐ 転写材

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電荷発生層と電荷注入層とを有する像担
   持体と、 該像担持体に接触配置されるとともに帯電電圧が印加さ
   れて前記像担持体を均一に帯電する接触帯電部材を有す
   る帯電手段と、 帯電後の像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露
   光手段と、 前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する
   現像手段と、を備え、 前記像担持体の電荷注入層を、抵抗値が可逆変化可能な
   導電性物質によって構成する、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記電荷注入層の導電性物質が、光応答
   性の導電性物質である、 ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記電荷注入層の導電性物質が、熱応答
   性の導電性物質である、 ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記電荷注入層の導電性物質が、前記電
   荷発生層を構成する導電性物質と異なる分光感度を有す
   る導電性物質である、 ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記電荷注入層の導電性物質に対して光
   照射を行って抵抗値の可逆変化を起こさせる、 ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記電荷注入層の導電性物質に対して加
   熱を行って抵抗値の可逆変化を起こさせる、 ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記電荷注入層の導電性物質に対して、
   前記電荷発生層の導電性物質の分光感度と不一致な波長
   の光を用いて抵抗値の可逆変化を起こさせる、 ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記電荷注入層の導電性を増加させるた
   めのならし露光及び静電潜像形成時の像露光を行う際の
   不要な波長の光を抑制する色カットフィルタを有する、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１
   項記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記像担持体の帯電前又は前記像担持体
   の帯電後に、前記像担持体の電荷注入層の抵抗値を可逆
   変化させる、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１
   項記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記像担持体が電荷輸送層を有し、 該電荷輸送層が、前記電荷注入層の導電性を増加させる
    ならし露光を行う光を吸収し、かつ、静電潜像形成時の
    像露光を行う光を透過する物質によって構成されてい
    る、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１
    項記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記電荷注入層の導電性を増加させる
    ならし露光に短波長の光を使用し、静電潜像形成時の像
    露光を行う光に長波長の光を使用する、 ことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記接触帯電部材が、帯電スリーブ
    と、該帯電スリーブの内部に配置されたマグネットと、
    該マグネットによって前記帯電スリーブ表面に磁気拘束
    される導電磁性粒子とによって構成された帯電磁気ブラ
    シであり、 該帯電磁気ブラシは、前記像担持体表面に前記導電磁性
    粒子を接触させて配置されるとともに、帯電電圧が印加
    されて前記導電磁性粒子を介して前記像担持体を帯電す
    る、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか
    １項記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記像担持体は、前記電荷注入層の抵
    抗値が１×１０⁹ 〜１×１０¹⁴（Ω・cm）の範囲内であ
    る、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか
    １項記載の画像形成装置。