JPH0862931A

JPH0862931A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0862931A
Application number: JP19252194A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Morikawa; 陽介森川; Koji Goto; 浩二後藤; Akira Yoshida; 晃吉田; Hiroyuki Omori; 弘之大森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-08-16
Filing date: 1994-08-16
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】耐久後の感度の劣化がなく、ボケ等のない良
好な画像が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一般式（１）
で示される電荷輸送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１０】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に関し、詳
しくは直流電圧を直接帯電させる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方法において、例えばセレン，
硫化カドミウム，酸化亜鉛，アモルファスシリコン，有
機光導電体などの電子写真感光体に帯電，露光，現像，
転写，定着，クリーニングなどの基本的プロセスを行う
ことにより画像を得る際、帯電プロセスは従来より殆ど
金属ワイヤーに高電圧（ＤＣ５〜８ＫＶ）を印加し発生
するコロナにより帯電を行っている。しかし、この方法
ではコロナ発生時にオゾンやＮＯ_X などのコロナ生成物
により感光体表面を変質させ画像ボケや劣化を進行させ
たり、ワイヤーの汚れが画像品質に影響し、画像白抜け
や黒スジを生じるなどの問題があった。特に感光層が有
機光導電体を主体として構成される電子写真感光体は、
他のセレン感光体やアモルファスシリコン感光体に比べ
て化学的安定性が低く、コロナ生成物にさらされると化
学反応（主に酸化反応）が起こり劣化しやすい傾向にあ
る。従って、コロナ帯電下で繰り返し使用した場合には
前述の劣化による画像ボケや感度の低下によるコピー濃
度薄が起こり耐印刷（耐複写）寿命が短かくなる傾向に
あった。

【０００３】また、コロナ帯電では電力的にも感光体に
向かう電流がその５〜３０％に過ぎず、殆どがシールド
板に流れ帯電手段としては効率の悪いものであった。

【０００４】このような問題点を補うために、コロナ放
電器を利用しないで特開昭５７−１７８２６７号公報、
特開昭５６−１０４３５１号公報、特開昭５８−４０５
６６号公報、特開昭５８−１３９１５６号公報、特開昭
５８−１５０９７５号公報などに提案されているよう
に、接触帯電させる方法が研究されている。

【０００５】具体的には、感光体表面に１〜２ＫＶ程度
の直流電圧を外部より印加した導電性弾性ローラなどの
帯電用部材を接触させることにより感光体表面を所定の
電位に帯電させるものである。

【０００６】しかしながら、直接帯電方法は多数の提案
があるにもかかわらず、市場実績は殆どない。その理由
としては帯電の不均一性、及び直接電圧を印加すること
による感光体の放電絶縁破壊の発生が原因として挙げら
れる。

【０００７】このような問題点を解決して帯電の均一性
を向上させるために、直流電圧に交流電圧を重畳して帯
電用部材に印加する方法が提案されている（特開昭６３
−１４９６６８号公報）。この帯電方法は、直流電圧
（Ｖ_DC）に交流電圧（Ｖ_AC）を重畳することによって脈
流電圧を印加して均一な帯電を行うものである。

【０００８】しかしながら、交流電圧を重畳することに
より、感光層に与えるダメージも大きく、耐久性能を著
しく低下させてしまうという問題点があった。

【０００９】図１に画像形成装置の概略図を示す。

【００１０】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はアルミニウム等の導電性支持体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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】

【発明が解決しようとしている課題】上記のような画像
形成装置は画像形成回数が増加するにつれて感光体の外
周面がクリーニング手段のクリーニングブレードや現像
剤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り等価容量変化により帯電特性
が変化する。

【００１７】特に、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が上昇する。また、感光体の膜厚が
減少して表面電位が上昇すると、現像コントラストが増
加し現像画像濃度が上昇するのと同時に、白画像の電位
に対して充分な逆コントラストが得られず、現像剤で薄
く現像されて「かぶり」画像となる障害があった。

【００１８】すなわち、感光体の膜厚が減少すると、表
面電位が上昇しかつそれにつれて表面電位の明部電位も
上昇する。また、感光体感度は膜厚減少に応じて低下す
ることに加えて、暗電位が高いことにより電荷輸送材料
の劣化が起こり、明電位が十分に電位降下しない。

【００１９】以上の２つの現象により明部電位は大きく
上昇し、そのため黒原稿と白原稿との表面電位コントラ
ストが狭くなり、現像時に十分な現像コントラストを得
ようとすると白画像の電位に対して十分な逆コントラス
トが得られず、明部電位部が現像剤で薄く現像されて
「かぶり」画像となる障害があった。

【００２０】本発明は、上記のような問題点を解消する
ことを目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
点について検討を重ねた結果、感光体に帯電用部材から
接触帯電する際に、直流電圧のみにより該感光体に印加
しても、帯電プロセスを改良した画像形成装置を用い、
かつ電荷輸送材料として一般式（１）で示される化合物
を用いることにより、問題を解決できることを見いだし
た。

【００２２】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一般式（１）で示される電荷
輸送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。

【００２３】

【化３】（式中、Ｒ₁ ないしＲ₄ は水素原子、アルキル基または
アリール基を示す。）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
上に前記一般式（１）で示される電荷輸送材料を含有す
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】電子写真感光体に対し、帯電用部材を接触
させて帯電を行う接触帯電法は、感光体と帯電用部材と
の接触部近傍の微小空間において、パッシェン則に従う
空隙破壊放電によって行われる。

【００２６】パッシェン則に従う空隙破壊放電がなされ
るが、このような帯電メカニズムの性格上、感光体の比
誘電率、膜厚（静電容量）、帯電部材の抵抗値、印加電
圧など多数の要因が関与して安定に帯電させることは容
易でない。例えば、画像形成回数が増加するにつれて感
光体の外周面がクリーニング手段のクリーニングブレー
ドや現像剤などにより削られた場合、感光体の厚み（層
厚、膜厚）が減少することにより等価容量変化により帯
電特性が変化する。

【００２７】特に、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が上昇する。

【００２８】更に、感光体感度は膜厚減少に応じて低下
することに加えて、感光体の外周面に電荷（電流）がよ
り多く流れることにより電荷輸送材料の劣化が起こり、
明電位が十分に電位降下しない。

【００２９】そこで、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を帯電部材
に印加することができる。プロセスと組合せることによ
り、電荷輸送材料の劣化を抑え、明電位が十分に電位降
下させることができる。また、感光体に対し最適な補正
露光を行うことにより、更に安定な明電位を得ることも
できる。

【００３０】本発明で使われる帯電用部材１の形状とし
ては、図１に示すようなローラの他、ブレード、ベルト
などいずれの形状をとってもよく、電子写真装置の仕様
や形態に合わせて選択可能である。また、この帯電用部
材の材質としては、アルミニウム，鉄，銅などの金属、
ポリアセチレン，ポリピロール，ポリチオフェンなどの
導電性高分子材、カーボン，金属などを分散させて導電
性処理したゴムや人工繊維、またはポリカーボネート，
ポリビニル，ポリエステルなどの絶縁性物質の表面を金
属や他の導電性物質によってコートしたものなどを用い
ることができる。帯電用部材の体積抵抗値としては、１
０⁰ 〜１０¹²Ω・ｃｍ、特には１０² 〜１０¹²Ω・ｃｍ
の範囲が好ましい。

【００３１】有機光導電体としては、ポリビニルカルバ
ゾールなどの有機光導電性ポリマーを用いたもの、ある
いは低分子量の有機光導電性物質を結着剤樹脂中に含有
したものなどがある。

【００３２】図２の電子写真感光体は、導電性支持体２
０上に感光層２１が設けられており、この感光層２１
は、結着剤樹脂中に電荷発生材料（図示せず）を分散含
有した電荷発生層２３と、電荷輸送材料（図示せず）を
含有した電荷輸送層２４の積層構造である。この場合、
電荷輸送層２４は、電荷発生層２３の上に積層されてい
る。

【００３３】図３の電子写真感光体は、図２の場合と異
なり、電荷輸送層２４は、電荷発生層２３の下に積層さ
れている。この場合、電荷発生層２３中には電荷輸送材
料が含有されていてもよい。

【００３４】図４の電子写真感光体は、導電性支持体２
０上に感光層２１が設けられており、この感光層２１
は、結着剤樹脂中に電荷発生材料２２と電荷輸送材料
（図示せず）を含有されている。

【００３５】また、図２，３，４の構成に加えてオーバ
ーコート層を塗布することもできる。

【００３６】導電性支持体２０としては、アルミニウ
ム、ステンレスなどの金属，紙，プラスチックなどの円
筒状シリンダー，シートまたはフィルムなどが用いられ
る。また、これらの円筒状シリンダー，シートまたはフ
ィルムは、必要に応じて導電性ポリマー層あるいは酸化
スズ，酸化チタン，銀粒子などの導電性粒子を含有する
樹脂層を有していてもよい。

【００３７】また、導電性支持体と感光層の間には、バ
リアー機能と下引機能をもつ下引層（接着層）を設ける
ことができる。

【００３８】下引層は感光層の接着性改良、塗工性改
良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体から
の電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護な
どのために形成される。その膜厚は０．２〜２μｍ程度
である。

【００３９】電荷発生材料としては、ピリリウム，チオ
ピリリウム系染料，フタロシアニン系顔料，アントアン
トロン顔料，ジベンズピレンキノン顔料，ピラトロン顔
料，アゾ顔料，インジゴ顔料，キナクリドン系顔料，非
対称キノシアニン，キノシアニンなどを用いることがで
きる。

【００４０】電荷発生層２３は、前記の電荷発生材料を
０．３〜４倍量の結着剤樹脂、および溶剤と共に、ホモ
ジナイザー、超音波、ボールミル、振動ボールミル、サ
ンドミル、アトライター、ロールミルなどの方法でよく
分散し、塗布、乾燥されて形成される。その厚みは５μ
ｍ以下、特には０．０１〜１μｍの範囲が好ましい。

【００４１】電荷輸送層２４は一般的には前記の電荷輸
送材料と結着剤樹脂を溶剤に溶解し、塗布して形成す
る。電荷輸送材料と結着剤樹脂との混合割合は２：１〜
１：２程度である。溶剤としてはアセトン、メチルエチ
ルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチルなど
のエステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素類、クロルベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素など
の塩素系炭化水素類などが用いられる。この溶液を塗布
する際には、例えば浸漬コーティング法、スプレーコー
ティング法、スピンナーコーティング法などのコーティ
ング法を用いることができ、乾燥は１０℃〜２００℃、
好ましくは２０℃〜１５０℃の範囲の温度で５分〜５時
間、好ましくは１０分〜２時間の時間で送風乾燥または
静止乾燥下で行うことができる。

【００４２】電荷輸送層２４を形成するのに用いられる
結着剤樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、
ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレー
ト、ポリサルホン、ポリフェニレンオキシド、エポキシ
樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、及び不飽和樹
脂などから選ばれる樹脂が好ましい。特に好ましい樹脂
としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、
スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリカーボネー
ト樹脂又はジアリルフタレート樹脂が挙げられる。

【００４３】また、電荷発生層あるいは電荷輸送層に
は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、潤滑剤など種々の添加
剤を含有させることができる。また表面層の潤滑性、耐
摩耗性を向上させるためにフッ素系樹脂粉体を分散させ
たり、シリコン系オイルを添加すること、更に該感光層
上に、保護層を塗布することもできる。

【００４４】本発明の電子写真感光体は電子写真複写機
に利用するのみならず、レーザービームプリンター、Ｃ
ＲＴプリンター、ＬＥＤプリンター、液晶プリンター、
レーザー製版など電子写真応用分野にも広く用いること
ができる。

【００４５】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。［実施例１］φ３０ｍｍ×３５７．５ｍｍのアルミニウ
ムシリンダーを支持体として、これにポリアミド樹脂
（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ製）の５重量％
メタノール溶液を浸漬法で塗布し、０．５μｍ厚の下引
層を設けた。

【００４６】次に下記構造式

【００４７】

【化４】のビスアゾ顔料を２部（重量部、以下同様）、下記構造
式に示す樹脂（ａ）を１部および

【００４８】

【化５】シクロヘキサノン１００部をφ１ｍｍガラスビーズを用
いたサンドミル装置で２０時間分散した。この分散液に
テトラヒドロフラン１００部を加えて、下引層上に塗布
した。

【００４９】次いで、下記構造式の化合物（３）１０部

【００５０】

【化６】及びビスフェノールＺ型ポリカーボネート（商品名：Ｚ
−２００、三菱ガス化学製）１０部をモノクロロベンゼ
ン１００部に溶解した。この溶液を前記電荷発生層上に
塗布し、１００℃、１時間熱風乾燥して２５μｍの電荷
輸送層を形成した。

【００５１】電子写真装置は、キヤノン製ＮＰ６０３０
を用いた。この装置は、該帯電部材が被帯電体の非画像
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画像形成
装置である。

【００５２】評価は、この装置を用いてＡ４通紙耐久で
連続５０００枚耐久し、耐久前後の暗電位および明電位
を測定した。更に耐久後の暗電位を耐久前の明電位とほ
ぼ同じにした後、明電位を測定した。

【００５３】［実施例２］実施例１において、電子写真
装置を改造し、該帯電部材が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を検知し、該
帯電部材が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に応じた補正直流電流で該帯電
部材を直流定電流制御するようにした以外は、実施例１
と同様に行った。

【００５４】［実施例３］実施例１において、アルミニ
ウムシリンダーをφ３０ｍｍ×２５４ｍｍとした。ま
た、電荷発生材料として下記構造式の化合物（４）

【００５５】

【化７】を１．５部、下記構造式に示す樹脂（ｂ）を１部、

【００５６】

【化８】およびシクロヘキサノン１００部をφ１ｍｍガラスビー
ズを用いたサンドミル装置で４時間分散した。この分散
液に酢酸エチルを１００部を加えて下引層上に塗布した
以外は、実施例１と同様に感光体を作製した。

【００５７】更に、電子写真装置は、キヤノン製レーザ
ービームプリンターＬＢＰ−ＥＸを直流電圧のみの印加
に改造し、また該帯電部材が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。

【００５８】［比較例１］実施例１において、電子写真
装置の直流定電圧制御をＯＦＦにした以外は、実施例１
と同様に行った。

【００５９】［比較例２］実施例１において、電荷輸送
材料を下記構造式（５）の化合物

【００６０】

【化９】に代えた以外は実施例１と同様に行った。

【００６１】［比較例３］実施例２において、電子写真
装置の直流定電圧制御をＯＦＦにした以外は実施例２と
同様に行った。

【００６２】［比較例４］実施例２において、電荷輸送
材料を前記化合物（５）に代えた以外は実施例２と同様
に行った。

【００６３】［比較例５］実施例３において、電子写真
装置の直流定電圧制御をＯＦＦにした以外は、実施例３
と同様に行った。

【００６４】［比較例６］実施例３において、電荷輸送
材料を前記化合物（５）に代えた以外は実施例３と同様
に行った。

【００６５】結果は表１に示す。

【００６６】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、耐
久後の感度の劣化が少なく、ボケ等もなく良好な画像が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の概略構成例を示す図で
ある。

【図２】本発明に用いる感光体の層構成例を示す図であ
る。

【図３】本発明に用いる感光体の層構成例を示す図であ
る。

【図４】本発明に用いる感光体の層構成例を示す図であ
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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大森弘之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

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一般式（１）で示
される電荷輸送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】（式中、Ｒ₁ ないしＲ₄ は水素原子、アルキル基または
アリール基を示す。）
【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一般式（１）で示
される電荷輸送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】（式中、Ｒ₁ ないしＲ₄ は水素原子、アルキル基または
アリール基を示す。）