(57)【要約】【課題】画像形成装置の作像装置において、ブラシ状の帯電ブラシ（帯電部材）２とリークを改善した感光体（像担持体）１の両方を使用したときに、リークの発生がなく、かつ、十分な諧調性の画像を得る。【解決手段】像を担持する感光体１上を均一に帯電する帯電ブラシ２を用いる。感光体１をラインヘッド（３）のレーザー光ＬＺで露光する。感光体１上の潜像を現像装置４の現像ローラ４３のトナーによって現像する。感光体１として、支持体（１１）上に、アンダーコート層（１２）、その上に電荷発生層（１３）と電荷輸送層（１４）を備えるものを使用するう。露光位置Ｐ１から現像装置４による現像位置Ｐ２までの感光体１の表面の通過時間をＴ（ｓ）、レーザーパワーをＬ（μＷ）とする。Ｌ≧−３３３×丁＋２１７…（１）を満たすように設定する。【選択図】図４
2014178560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像を担持する像担持体と、該像担持体上を均一に帯電するブラシ状の帯電部材と、該像担持体をレーザー光で露光する露光手段と、該像担持体上の潜像をトナーによって現像する現像手段とを用いた作像装置において、
前記像担持体として、支持体上に、アンダーコート層、その上に電荷発生層と電荷輸送層を備える像担持体を使用し、かつ
前記露光手段による露光位置から前記現像手段による現像位置までの前記像担持体の表面の通過時間をＴ（ｓ）、前記露光手段のレーザーパワーをＬ（μＷ）とするとき、
Ｌ≧−３３３×丁＋２１７…（１）
を満たすことを特徴とする作像装置。
【請求項２】
前記アンダーコート層が２μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の作像装置。
【請求項３】
前記電荷輸送層の膜厚が１７μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の作像装置。
【請求項４】
前記現像手段の現像剤担持体により、前記像担持体上の転写残トナーを回収することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の作像装置。
【請求項５】
前記帯電部材にＡＣ波形を印加することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の作像装置。
【請求項６】
前記露光位置を、前記現像手段の現像剤担持体に対して、前記像担持体を挟んで対向する箇所としたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の作像装置。
【請求項７】
前記露光手段として、ライン状の書き込みを行うラインヘッドを使用していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の作像装置。
【請求項８】
前記帯電部材が本体に固定で、前記像担持体及び前記現像手段とを含むプロセスカートリッジが取りはずし可能であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の作像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の作像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いる複写機、プリンタなどの画像形成装置及びこれに用いる作像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置における作像装置として、例えば、特開２００３−１３１４７７号公報（特許文献１）、特開２００４−１８４９０９号公報（特許文献２）に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１のものは、像担持体の帯電手段が、導電性粒子を用いた接触帯電手段であり、接触帯電手段への導電性粒子の供給は現像手段の現像剤に導電性粒子を外添して現像手段から像担持体面を介して行わせる。また、転写方式、クリーナーレスの画像形成装置について、現像手段による導電性粒子の供給を安定して行い、リーク画像に対するマージンを確保しつつ、暗電位Ｖｄ維持性を改善するものである。
【０００４】
特許文献２のものは、クリーナレス作像装置において、帯電手段の下流側で、潜像形成手段が像担持体に潜像を形成する位置よりも上流側に、転写残トナー像を散らすトナー散らし部材を備えるクリーナレス作像装置である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、クリーナーレスの作像装置において、リーク対策をしている点が開示されている。しかしながら、この特許文献１のものでは、リーク改善に効果があるアンダーコート層を有する像担持体（感光体）を使用しておらず、ユーザーが不用意につける可能性がある傷によるリークという問題は解消できていない。
【０００６】
また、特許文献２には、感光体上の転写残トナーをブラシで散らす目的で、ブラシを感光体上に接触させていることが開示されている。しかしながら、帯電部材とブラシを兼用してコンパクトかつ簡易に構成できるという問題は解消できていない。
【０００７】
なお、特開平９−１１４１９３号公報には、磁性粒子の帯電ブラシによる電荷注入方式が開示されている。特開２００９−６９２３６号公報には、レーザーパワーを２１μＷ（＝０．２１ｍＷ）以下として使用するものが開示されている。特開平８−６３５７号公報には、接触注入帯電方式のものが開示されている。特開平８−５０３９５号公報、特開平８−０３９４号公報、特開２００３−５７８６８号公報には、それぞれ磁性粒子の帯電ブラシによる電荷注入方式が開示されている。しかしながら、これらの技術は本発明とは構成が異なっている。
【０００８】
また、画像形成装置の作像装置において、ブラシ状の帯電部材のリーク対応で、感光体等の像担持体のアンダーコート層の膜厚を厚くすると効果があり、さらに像担持体の不注意な傷からのリークに効果があることは既に知られている。しかし、今までのアンダーコート層が厚めの像担持体は、感度が悪くなり、画像の諧調性が満足できない問題があった。
【０００９】
本発明は、ブラシ状の帯電部材とリークを改善した感光体の両方を使用したときに、リークの発生がなく、かつ、十分な諧調性の画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の作像装置は、像を担持する像担持体と、該像担持体上を均一に帯電するブラシ状の帯電部材と、該像担持体をレーザー光で露光する露光手段と、該像担持体上の潜像をトナーによって現像する現像手段とを用いた作像装置において、前記像担持体として、支持体上に、アンダーコート層、その上に電荷発生層と電荷輸送層を備える像担持体を使用し、かつ前記露光手段による露光位置から前記現像手段による現像位置までの前記像担持体の表面の通過時間をＴ（ｓ）、前記露光手段のレーザーパワーをＬ（μＷ）とするとき、
Ｌ≧−３３３×丁＋２１７…（１）
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の作像装置によれば、ブラシ状の帯電部材で傷が入ってもリークしないために、感度の悪いアンダーコート層を備えた感光体を使用できるようにするために、露光位置から現像位置までの像担持体の表面の通過時間と露光量の条件設定したので、安定した高画質の画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の第１実施形態の作像装置の要部を示す概略構成図である。
【図２】実施形態の感光体の膜構成を説明する図である。
【図３】実施形態におけるアンダーコート層有りの場合とアンダーコート層無しの場合の感光体の感度比較について説明する図である。
【図４】実施形態における露光位置から現像位置までの領域について説明する図である。
【図５】実施形態における現像位置から露光位置の感光体の表面の通過時間と露光量について説明する図である。
【図６】本発明を適用した画像形成装置の第２実施形態の作像装置の要部を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した画像形成装置としてのプリンタにおける作像装置の実施形態について説明する。図１は第１実施形態の作像装置の要部を示す概略構成図である。この作像装置は、「像担持体」としての感光体１、「帯電部材」としてのブラシ状の帯電ブラシ２、「露光手段」としてのラインヘッド３、「現像手段」としての現像装置４、転写ローラ５等を備えている。
【００１４】
感光体１は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。帯電ブラシ２は、このようにして回転駆動される感光体１の表面を均一に帯電する。均一に帯電され感光体１の表面は、露光手段としてのラインヘッド３からのレーザー光ＬＺによって静電潜像を形成され、この静電潜像を担持する。この静電潜像は、図示しないトナーを用いる現像装置４によってトナー像に現像される。そして、この現像されたトナー像は感光体１と転写ローラ５との間の転写ニップ部にて記録紙に転写される。
【００１５】
なお、記録紙は、図示しないプリンタ本体に設けられた給紙カセットから供給され、トナー像が転写された記録紙は、定着装置でトナー像が定着さて機外に排出される。このように、実施形態の作像装置は画像形成装置としてのプリンタの一部を構成している。
【００１６】
現像装置４は、図示しないトナーを収容するホッパ部４Ａと、現像部４Ｂとを有している。 ホッパ部４Ａ内には、駆動手段によって回転駆動されるアジテータ４１と、駆動手段によって回転駆動されるトナー供給ローラ４２などが配設されている。
ホッパ部４Ａ内のトナーは、アジテータ４１の回転駆動によって撹拌されながら、トナー供給ローラ４２に向けて移動する。トナー供給ローラ４２は、金属製の芯金と、これの表面に被覆された発泡樹脂等からなるローラ部とを有しており、ホッパ部４Ａ内のトナーをローラ部の表面に付着させながら回転する。
【００１７】
また、現像装置４の現像部４Ｂ内には、感光体１やトナー供給ローラ４２に当接しながら回転する「現像剤担持体」としての現像ローラ４３や、これの表面に先端を当接させる薄層化ブレード４４などが配設されている。ホッパ部４Ａ内のトナー供給ローラ４２に付着したトナーは、現像ローラ４３とトナー供給ローラ４２との当接部で現像ローラ４３の表面に供給される。供給されたトナーは、現像ローラ４３の回転に伴って、現像ローラ４３と薄層化ブレード４４との当接位置を通過する際に、現像ローラ４３の表面上での層厚が規制される。
【００１８】
そして、層厚が規制された後のトナーは、現像ローラ４３と感光体１との当接部である現像領域において、感光体１表面の静電潜像に付着する。この付着により、静電潜像がトナー像に現像される。転写ローラ５は、図示しない転写バイアス電源によってそれぞれ転写バイアスが印加されており、これにより、感光体１の静電潜像と、転写ローラ５との間に転写電界が形成される。なお、転写ローラ５に代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。
【００１９】
図２は「像担持体」である実施形態の感光体１の膜構成を説明する図である。この感光体１は、一番下層にアースをとる支持体１１があり、この支持体１１の上にリークを防止するアンダーコート層１２があり、このアンダーコート層１２の上に電荷発生層１３があり、さらに電荷発生層１３の上に電荷輸送層１４が設けられている。なお、感光体１はドラム状の形状であり、支持体１１はその芯材を構成している。
【００２０】
図３は、アンダーコート層有りの場合とアンダーコート層無しの場合の感光体の感度比較について説明する図である。測定条件は、レーザーこうを一定の波長の光とし、一定の照射時間だけ照射し、感光体の表面の移動速度を一定の速度としている。そして、アンダーコート層有りの感光体と、アンダーコート層無しの感光体とに対して、レーザーパワーの強さを変化させて表面電位の値を測定した。アンダーコート層有りの感光体は、アンダーコート層無しの感光体に比べ表面電位の減衰の仕方が鈍くなっている。
【００２１】
図４は実施形態における露光位置から現像位置までの領域について説明する図である。時計周りの感光体１の回転方向に対して、下流側から、露光位置Ｐ１、現像位Ｐ２置の順になるように、ラインヘッド３と現像ローラ４３（現像装置４）が設置されている。感光体１の表面は、露光位置Ｐ１から現像位置Ｐ２の間を、感光体１自身の回転により、一定の通過時間で、移動する。感光体１の感度が悪いと、露光した後の感光体１の表面電位が十分に所定の電位まで低下しない。よって、露光位置Ｐ１から現像位置Ｐ２まで感光体１の表面の過時間を十分に確保するか、露光量をより強くすることで対応する。
【００２２】
図５は、現像位置Ｐ１から露光位置Ｐ２の感光体１の表面の通過時間と露光量について説明する図である。アンダーコート層有りの感光体１は、アンダーコート層無しの感光体に比べ、表面電位の感度が悪い。よって、露光位置Ｐ１から現像位置Ｐ２までの通過時間をより長めとし、露光量をより強めに設定する必要がある。そこで、露光位置Ｐ１から現像位置Ｐ２までの通過時間をＴ（ｓ：秒）、露光手段であるラインヘッド３のレーザーパワーをＬ（μＷ）とするとき、
Ｌ≧−３３３×Ｔ＋２１７…（１）
の式を満足するように設定する。これにより、アンダーコート層無しの感光体では諧調性が良好でアンダーコート層有りの感光体では諧調性が不良であった、×印で示すポイントＱを丸印で示す諧調性良好なポイントに改善できる。
【００２３】
図６は第２実施形態の作像装置の要部を示す概略構成図である。なお、第１実施形態と同様な要素及び対応する要素には、図１と同じ符号を付記してある。この第２実施形態に係るプリンタにおいては、感光体１と現像装置４とがひとつの作像ユニットとして共通の支持体に支持されるプロセスカートリッジ１０として構成されている。そして、感光体１や現像装置４の経時劣化によりプロセスカートリッジ１０の交換が必要な場合には、図６(B) に示すように取り出すことができる。すなわち、プリンタ本体２０の上面に設けられた開閉部材となる排紙トレイ９を開けることにより、プロセスカートリッジ１０を上方向（図中矢印Ａ方向）に取り出すことができる構成となっている。
【００２４】
前記第１実施形態と同様に、感光体１は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。帯電ブラシ２は、回転駆動される感光体１の表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体１の表面は、露光手段としてのラインヘッド３からのレーザー光Ｌによって静電潜像を形成され、この静電潜像を担持する。この静電潜像は、図示しないトナーを用いる現像装置４によってトナー像に現像される。そして、この現像されたトナー像は感光体１と転写ローラ５との間の転写ニップ部にて記録紙に転写される。なお、記録紙は、プリンタ本体２０の下部に設けられた給紙カセット７から、給紙ローラ７ａや図示しないレジストローラなどによって感光体１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に向かって搬送される。また、トナー像が転写された記録紙は、定着装置８に搬送されてトナー像が定着され、機外に排出される。
【００２５】
現像装置４は、トナーを収容するホッパ部４Ａと現像部４Ｂとを有しており、ホッパ部４Ａ内には、駆動手段によって回転駆動されるトナー供給ローラ４２などが配設されている。ホッパ部４Ａ内のトナー撹拌されながらトナー供給ローラ４２に向けて移動し、トナー供給ローラ４２はホッパ部４Ａ内のトナーをローラ部の表面に付着させながら回転する。また、現像部４Ｂ内には、感光体１やトナー供給ローラ４２に当接しながら回転する「現像剤担持体」としての現像ローラ４３や、これの表面に先端を当接させる薄層化ブレード４４などが配設されている。トナー供給ローラ４２に付着したトナーは、現像ローラ４３とトナー供給ローラ４２との当接部で現像ローラ４３の表面に供給され、供給されたトナーは現像ローラ４３の回転に伴って、現像ローラ４３と薄層化ブレード４４とで層厚が規制される。
【００２６】
そして、層厚が規制された後のトナーは、現像ローラ４３と感光体１との当接部である現像領域において、感光体１表面の静電潜像に付着する。この付着により、静電潜像がトナー像に現像される。なお、転写ローラ５は、図示しない転写バイアス電源によってそれぞれ転写バイアスが印加されており、これにより、感光体１の静電潜像と、転写ローラ５との間に転写電界が形成される。なお、転写ローラ５に代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。
【００２７】
この第２実施形態の「像担持体」である実施形態の感光体１の膜構成は、前記図２に示す第１実施形態の感光体１と同様である。また、感光体１の表面の露光位置Ｐ１から現像位置Ｐ２までの通過時間をＴ（ｓ）、露光手段であるラインヘッド３のレーザーパワーをＬ（μＷ）の関係は、第１実施形態と同様に前式（１）満足するように設定されている。これらの構成による作用効果も第１実施形態と同様である。
【００２８】
この第２実施形態の作像装置は、露光手段であるラインヘッド３による露光位置Ｐ１を、現像剤担持体である現像ローラ４３に対して、像担持体である感光体１を挟んで対向する箇所とすることを特徴としている。したがって、図６(B) に示すように、露光手段であるラインヘッド３を本体に固定とし、かつ、作像装置の一部であるプロセスカートリッジ１０が取りはずし可能になる。これにより、露光位置Ｐ１が精度良く調整可能となることで詳細な潜像が形成できる。また、ライン状の書き込みを行うラインヘッド３を使用することでさらに詳細な潜像を形成できる。また、帯電部材である帯電ブラシ２が本体に固定とし、プロセスカートリッジ１０が取りはずし可能になることで、帯電ブラシ２以外の寿命で交換する必要はなくなり、帯電ブラシ２を帯電ブラシ２単体の寿命まで使用することが可能となる。
【００２９】
各実施形態において、感光体１の前記アンダーコート層１２は、厚みが２μｍ以上である。これにより、よりリークに対して防止効果がある。
【００３０】
また、各実施形態において、感光体１の前記電荷輸送層１４の膜厚は１７μｍ以上である。これにより、リークはしにくくなる。
【００３１】
また、各実施形態において、「現像剤担持体」である前記現像ローラ４３により「像担持体」である感光体１上の転写残トナーを回収する。これにより、クリーナーブレードがなくなり、コンパクト化が可能になる。
【００３２】
また、各実施形態において、「帯電部材」である帯電ブラシ２に交流電圧波形（ＡＣ波形）を印加する。これにより、きめ細やかな潜像を形成することができる。
【００３３】
また、各実施形態において、ライン状の書き込み（露光）を行うラインヘッド３を使用している。これにより、より詳細な潜像を形成することができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    感光体（像担持体）
１１  支持体
１２  アンダーコート層
１３  電荷発生層
１４  電荷輸送層
２    帯電ブラシ（帯電部材）
３    ラインヘッド（露光手段）
４    現像装置（現像手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開２００３−１３１４７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１８４９０９号公報
【図１】
2014178560.tif 000003
【図２】
2014178560.tif 000004
【図３】
2014178560.tif 000005
【図４】
2014178560.tif 000006
【図５】
2014178560.tif 000007
【図６】
2014178560.tif 000008