JP2006098728A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、感光体40と、感光体40を帯電する帯電手段70と、帯電された感光体40に静電潜像を形成する潜像形成手段76と、感光体上の静電潜像を検知する電位センサ71と、感光体40上の静電潜像を現像して顕像化する現像手段60を備えた画像形成装置において、感光体40は、導電性基体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、表面保護層を備えた有機感光体であり、表面保護層に電荷輸送材料が含まれていることを特徴とするので、電位センサ位置と現像位置での電位差を小さくすることができ、画像の階調性や中間調の再現性に優れた画像形成装置を実現することができる。
【選択図】図2
Description
また、特許文献2(特開2002−161217号公報)には、像担持体として用いる有機感光体の表面保護層に粒子の表面に有機顔料を坦持させた金属酸化物粒子を使用することが開示されている。また、この特許文献2では、実施例として表面保護層に0〜50重量%の電荷輸送材料を含有することが記載されている。
さらに特許文献3(特開2000−292959号公報)には、有機感光体の表面保護層として光硬化型の有機材料を用い、表面保護層中に0.01〜10重量%の電荷輸送材料を含有することが開示されている。
また、本発明は、高速の画像形成をするために潜像形成位置から潜像検知手段まで移動する時間が40ms以下となってしまう場合に、潜像検知手段位置と現像位置での電位差が顕著になりやすいが、このような画像形成装置でも潜像検知手段位置と現像位置での電位差を小さくすることができ、潜像検知手段の検知結果に基づいて現像バイアス等の設定を適正に行うことができ、画像の階調性や中間調の再現性に優れた画像形成装置を提供することを課題とする。
さらに本発明では、上記課題に加えて、像担持体としての有機感光体の耐久性を向上させること、また、感光体の静電特性を悪化させることなく耐久性を向上させること、感光体の感度の悪化を最小限にとどめ、耐久性を向上させることを課題とする。
さらに本発明では、良好なフルカラー画像を高速に形成することができる画像形成装置を提供することを課題とする。
本発明の第1の手段は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を検知する潜像検知手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像して顕像化する現像手段を備えた画像形成装置において、前記像担持体は、導電性基体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、表面保護層を備えた有機感光体であり、前記表面保護層に電荷輸送材料が含まれていることを特徴とする(請求項1)。
20ms<t1<40ms
かつ、
(t1×2.5)<t2<(t1×3.5)
であることを特徴とする(請求項2)。
また、本発明の第4の手段は、第1または第2の手段の画像形成装置において、前記像担持体の表面保護層が熱または光硬化型樹脂を含む有機感光体であることを特徴とする(請求項4)。
また、本発明の第6の手段は、第1乃至第5のいずれ一つの手段の画像形成装置において、前記電荷輸送層の電荷輸送材料が重量比で30〜50wt%であり、前記表面保護層の電荷輸送材料が重量比で15〜30wt%であることを特徴とする(請求項6)。
さらに本発明の第7の手段は、第1乃至第6のいずれか一つの手段の画像形成装置において、前記表面保護層の厚さが電荷輸送層の厚さの1/10以上、1/4以下であり、かつ、前記表面保護層の厚さが3〜8μmであることを特徴とする(請求項7)。
20ms<t1<40ms
かつ、
(t1×2.5)<t2<(t1×3.5)
であることにより、高速の画像形成をするために潜像形成位置から潜像検知手段まで移動する時間が40ms以下となってしまう場合にも、潜像検知手段位置と現像位置での電位差を小さくすることができるので、潜像検知手段の検知結果に基づいて現像バイアス等の設定を適正に行うことができ、画像の階調性や中間調の再現性に優れた画像形成装置が得られる。
また、第4の手段の画像形成装置では、第1または第2の手段の効果に加え、像担持体の表面保護層を熱または光硬化型樹脂層とすることで、有機感光体の耐久性を大きく向上させることができる。
また、第6の手段の画像形成装置では、第1乃至第5のいずれか一つの手段の効果に加えて、電荷輸送層の電荷輸送材料が重量比で30〜50wt%であり、表面保護層の電荷輸送材料が重量比で15〜30wt%であることにより、保護層の耐摩耗性を低下させることなく、感光体の応答時間の低下を最小限にとどめることができる。
さらに第7の手段の画像形成装置では、第1乃至第6のいずれか一つの手段の効果に加えて、表面保護層の厚さが電荷輸送層の厚さの1/10以上、1/4以下であり、かつ、表面保護層の厚さが3〜8μmであることにより、表面保護層の厚さをこの範囲に設定することで、保護層を設けても感光体の感度劣化が少なく、感光体の耐久性を大きく向上させることができる。
図1は本発明の一実施形態を示す画像形成装置の概略全体構成図であり、本発明をタンデム型中間転写方式のフルカラー複写機に適用した例を示している。
このフルカラー複写機は、装置本体100、本体を載せる給紙テーブル200、複写機本体上に取り付けるスキャナ300、スキャナ上に取り付けられた原稿自動搬送装置(ADF)400、等から構成されている。
上述した2次転写装置22には、画像転写後の転写材をこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん2次転写装置として、転写ローラや転写チャージャを配置してもよく、そのような場合は、この転写材搬送機能を別途備える必要がある。
なお、図示の例では2次転写装置22および定着装置25の下方に、上述したタンデム型画像形成装置20と平行に、転写材を反転排紙したり、転写材の両面に画像を形成するために転写材を反転して再給紙したりする反転装置28を備えている。
そして、不図示の操作部のスタートスイッチを押すと、ADF400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動した後にスキャナ300を駆動し、他方、コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、光源と第1ミラーを保持する第1走行体33、および第2ミラーと第3ミラーを保持する第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を第1ミラーで反射して第2走行体34に向け、第2走行体34の第2、第3のミラーで反射して結像レンズ35を通してCCD等の読取りセンサ36に入れ、読取りセンサ36で原稿内容を読み取る。その後、操作部でのモード設定、あるいは操作部で自動モード選択が設定されている場合には原稿の読み取り結果に従い、フルカラーモードまたは白黒モードで画像形成動作を開始する。
20ms<t1<40ms
かつ、
(t1×2.5)<t2<(t1×3.5)
となるような位置に電位センサ71を配置することが望ましい。
芯金101にはステンレス等の金属が用いられる。芯金101が細すぎると帯電部材の切削加工時や、感光体40に加圧されたときのたわみの影響が無視できなくなり、必要なギャップ精度が得られにくい。また、芯金101が太すぎる場合には帯電ローラ70が大型化したり、質量が重くなったりする問題があるため、芯金101の直径としては6〜10mm程度が望ましい。
また、電荷制御剤の具体例としては、ニグロシン染料、含クロム錯体、4級アンモニウム塩などが用いられ、これらはトナー粒子の極性により使い分けされる。荷電制御剤量は、結着樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部である。
キャリアの被覆層の形成に使用される材料としては、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルケトンがある。被覆層の形成法としては、従来と同様、キャリア芯材粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
なお、電荷発生層203は、公知の真空薄膜作製法によっても形成することができる。また、電荷発生層203の膜厚は、通常は0.01〜5μm、好ましくは0.1〜2μmである。
溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、2−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン等が挙げられる。
所望により電荷輸送層204に添加される可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して0〜30%程度が適当である。
また、所望により電荷輸送層204に添加されるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して0〜1%程度が適当である。
また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。
この下引き層は、上記の感光層と同様、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。
この表面保護層205の構成としては、バインダー樹脂に耐摩耗性を向上する目的でアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム等の金属酸化物微粒子が分散されている。バインダー樹脂としては、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル、フェノール、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ等の樹脂が挙げられる。
なお、感光体40の表面保護層205に添加する電荷輸送材料としては、電荷輸送層204と同じ材料を用いることができるし、別の材料を用いてもよい。
また、本発明で使用できる表面保護層205の構成としては、金属酸化物粒子を分散させたタイプに限定されるものではなく、光硬化型あるいは熱硬化型の樹脂材料を用いることにより、表面保護層205を形成することもできる。
使用した画像形成装置の構成は図1に示したフルカラー複写機であり、各画像形成ユニット18(Y,C,M,Bk)の構成は図2に示した通りである。各感光体40(Y,C,M,Bk)の直径はφ60mm、プロセス線速は280mm/sである。この画像形成装置では、各感光体40(Y,C,M,Bk)が露光位置(潜像形成位置)から電位センサ位置まで回転する時間は35msであり、露光位置(潜像形成位置)から現像位置まで回転する時間は110msである。電位センサ位置の感光体電位の測定には装置に搭載された電位センサ71を用い、現像位置の感光体電位の測定には、現像ローラ61を外して、その位置に表面電位計(Trek製 model344)のプローブを配置して測定を行った。露光手段は波長655nmのレーザダイオード(LD)であり、除電ランプ72には波長680nmのLEDが用いられている。
保護層中の電荷輸送材料量と電位センサ位置の感光体電位の関係を下記の表1に、保護層中の電荷輸送材料量と現像位置の感光体電位の関係を下記の表2に示した。このとき、感光体40の帯電電位を−700Vとし、露光エネルギーを変化させて測定を行っている。下記の表1、表2から電位センサ位置と現像位置の感光体電位の差を求めたものが下記の表3である。この結果から感光体40の保護層205の電荷輸送材料の量を多くしたほうが電位センサ位置と現像ローラ位置での感光体電位差を小さくできることがわかる。
20ms<t1<40ms
かつ、
(t1×2.5)<t2<(t1×3.5)
であることにより、高速の画像形成をするために潜像形成位置から電位センサ71まで移動する時間が40ms以下となってしまう場合にも、電位センサ位置と現像位置での電位差を小さくすることができ、画像の階調性や中間調の再現性に優れた画像形成装置を提供することができる。
また、感光体40の表面保護層205を熱硬化型または光硬化型樹脂層とすることで、有機感光体の耐久性を大きく向上させることができる。
また、本発明に係る画像形成装置では、表面保護層205に含まれる基材樹脂に対する電荷輸送材料の割合が、電荷輸送層204に含まれる基材樹脂に対する電荷輸送材料の割合より低いことにより、感光体40の応答時間の低下を防止することができる。
また、本発明に係る画像形成装置では、表面保護層205の厚さが電荷輸送層204の厚さの1/10以上、1/4以下であり、かつ、表面保護層205の厚さが3〜8μmであることにより、表面保護層205の厚さをこの範囲に設定することで、保護層205を設けても感光体40の感度劣化が少なく、感光体40の耐久性を大きく向上させることができる。
17:中間転写ベルトクリーニング装置
18(18Y、18C、18M、18Bk):画像形成ユニット
20:タンデム型画像形成装置
21:露光装置
22:2次転写装置
24:2次転写ベルト
25:定着装置
40(40Y、40C、40M、40Bk):感光体(像担持体)
44:給紙カセット
49:レジストローラ
57:排紙トレイ
60(60Y、60C、60M、60Bk):現像装置(現像ユニット)
61:現像ローラ
62,63:スクリュー
64:トナー濃度センサ
65(65Y、65C、65M、65Bk):一次転写ローラ
70:帯電ローラ
71:電位センサ(潜像検知手段)
72:除電ランプ
73,74:ブラシローラ
75:クリーニングブレード
76:露光光
78:潤滑剤
80:感光体クリーニング装置
100:装置本体
101:芯金
102:樹脂層(帯電部材)
103:ギャップ保持部材
200:給紙テーブル
201:導電性支持体(導電性基体)
202:感光層
203:電荷発生層
204:電荷輸送層
205:表面保護層
300:スキャナ
400:原稿自動搬送装置(ADF)
Claims (8)
- 像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を検知する潜像検知手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像して顕像化する現像手段を備えた画像形成装置において、
前記像担持体は、導電性基体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、表面保護層を備えた有機感光体であり、前記表面保護層に電荷輸送材料が含まれていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
画像形成動作中の像担持体が、潜像形成位置から潜像検知手段まで移動する時間をt1、潜像形成位置から現像位置まで移動する時間をt2としたとき、
20ms<t1<40ms
かつ、
(t1×2.5)<t2<(t1×3.5)
であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2記載の画像形成装置において、
前記像担持体の表面保護層が基材樹脂に金属酸化物粒子を分散させた有機感光体であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2記載の画像形成装置において、
前記像担持体の表面保護層が熱または光硬化型樹脂を含む有機感光体であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記表面保護層に含まれる基材樹脂に対する電荷輸送材料の割合が、前記電荷輸送層に含まれる基材樹脂に対する電荷輸送材料の割合より低いことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれ一つに記載の画像形成装置において、
前記電荷輸送層の電荷輸送材料が重量比で30〜50wt%であり、前記表面保護層の電荷輸送材料が重量比で15〜30wt%であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記表面保護層の厚さが電荷輸送層の厚さの1/10以上、1/4以下であり、かつ、前記表面保護層の厚さが3〜8μmであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
複数の像担持体を備え、各像担持体に色の異なる画像を形成した後、該画像を転写材に直接または中間転写体を介して重ね合わせて転写し、フルカラー画像を形成する構成であり、各像担持体毎に潜像検知手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004284675A JP2006098728A (ja) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004284675A JP2006098728A (ja) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006098728A true JP2006098728A (ja) | 2006-04-13 |
Family
ID=36238613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004284675A Pending JP2006098728A (ja) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006098728A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8900783B2 (en) | 2013-03-05 | 2014-12-02 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and image forming apparatus |
US9005855B2 (en) | 2012-09-12 | 2015-04-14 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and image forming apparatus |
US9057972B2 (en) | 2013-03-05 | 2015-06-16 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and image forming apparatus |
US9235145B2 (en) | 2013-01-21 | 2016-01-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and image forming apparatus |
-
2004
- 2004-09-29 JP JP2004284675A patent/JP2006098728A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9005855B2 (en) | 2012-09-12 | 2015-04-14 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and image forming apparatus |
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US8900783B2 (en) | 2013-03-05 | 2014-12-02 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and image forming apparatus |
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