(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を配列した画像形成装置１８において、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Ａを厚み３０μｍ以上の単層のａ−ＳｉＣ光導電層４、および厚み０．５〜５．０μｍのａ−Ｓｉ光吸収層５により構成し、かつ露光手段が６００〜７４０ｎｍの波長範囲内に発光ピークをもつようにした画像形成装置１８。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、該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形成するとともに、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した画像形成装置において、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厚み３０μｍ以上の単層のアモルファスシリコンカーバイド光導電層、および厚み０．５〜５．０μｍのアモルファスシリコン光吸収層により構成し、かつ前記露光手段が６００〜７４０ｎｍの波長範囲内に発光ピークがある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。
【請求項２】
前記アモルファスシリコンカーバイド光導電層の厚みが３０μｍ〜７０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のタンデム型電子写真方式の画像形成装置。
【請求項３】
前記アモルファスシリコン光吸収層の厚みが１．０〜２．５μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタンデム型電子写真方式の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアモルファスシリコンカーバイド光導電層からなる負帯電の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。
【背景技術】
【０００２】
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−８００Ｖ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。
【特許文献１】特開平４−２８７０７５号公報
【特許文献２】特開平７−３０６６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記ＯＰＣ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、少なくとも黒色トナー像を使用する感光体に対し、ＯＰＣ感光体に代えて、すでに製品化されているアモルファスシリコン感光体を使用したが、ＯＰＣ感光体と比べ帯電能や光感度が低く、いまだ満足し得る程度の印字性能が達成できなかった。この課題は６００〜７４０ｎｍの波長範囲内に発光ピークをもつＬＥＤヘッドなどで顕著であった。
【０００５】
また、一般的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どおりの着色が得られないという問題点もある。
【０００６】
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厚み３０μｍのアモルファスシリコンカーバイド光導電層（以下、アモルファスシリコンカーバイドをａ−ＳｉＣと略記する）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ＯＰＣ感光体が搭載された画像形成要素の帯電と比べ、２００Ｖ以下の帯電差にして、しかも、厚み０．５〜５．０μｍのアモルファスシリコン光吸収層（以下、アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略記する）を積層して光感度を高めたことで、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。
【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】
さらにまた、本発明の他の目的は６００〜７４０ｎｍの波長範囲内に発光ピークがあるＬＥＤヘッドなどの露光手段を配したものに対し好適な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、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の表面に形成する現像手段と、着色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を複数配列した画像形成装置において、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厚み３０μｍ以上の単層のａ−ＳｉＣ光導電層、および厚み０．５〜５．０μｍのａ−Ｓｉ光吸収層により構成し、かつ露光手段が６００〜７４０ｎｍの波長範囲内に発光ピークがあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
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厚み３０μｍ以上のａ−ＳｉＣ光導電層および厚み０．５〜５．０μｍのａ−Ｓｉ光吸収層により構成し、かつ露光手段が６００〜７４０ｎｍの波長範囲内に発光ピークをもつことで、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の帯電と比べ、２００Ｖ以下の帯電差にでき、さらに光感度を高めることもでき、その結果、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。
【００１２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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Ａの層構成であり、導電性の基板１の上にａ−ＳｉＣなどからなる感光層２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ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などで成膜形成している。この感光層２は、たとえばキャリア注入阻止層３、光導電層４、光吸収層５、表面保護層６とを順次積層してなる。なお、光導電層４と光吸収層５との積層順序を変えてもよい。
【００１４】
上記基板１は銅、黄銅、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ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１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。
【００１５】
上記キャリア注入阻止層３はａ−ＳｉＣ、ａ−Ｓｉ、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。
【００１６】
上記光導電層４はａ−ＳｉＣで構成する。このａ−ＳｉＣの比誘電率がａ−Ｓｉのものと比べて小さく、そのために帯電能が向上する。そして、光導電層４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、ＯＰＣ感光体が搭載された画像形成要素の帯電と比べ、２００Ｖ以下の帯電差になる。さらにはその厚みを３０〜１００μｍ、好適には３０〜７０μｍにするのが望ましく、３０μｍ未満の場合には暗減衰がわるくなり、１００μｍを越えると残留電位が高くなる。
【００１７】
そして、光導電層４における光キャリアの発生を補完するために、とくに６００〜７４０ｎｍの波長範囲内に発光ピークをもつＬＥＤヘッドなどを露光手段とした場合に、一層光キャリアを発生させるため、光吸収層５を形成する。この光吸収層５をａ−Ｓｉにより構成することで、一段と光感度が向上する。光吸収層５の厚みは０．５〜５．０μｍ、好適には１．０〜２．５μｍにするとよく、０．５μｍ未満の場合には光感度が低下し、印字カスレが発生し、５．０μｍを越えると残留電位が増加し、黒ベタの印字において薄い濃度になった。
【００１８】
上記表面保護層６も絶縁性の高い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。
【００１９】
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、さらに光感度が高められ、これ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。
【００２０】
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ＬＥＤヘッド１０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１３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１３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。
【００２１】
このカールソン法はつぎの(1)〜(6)の各プロセスを繰り返し経る。
【００２２】
(1)感光体８の周面をコロナ帯電器９により帯電する。
【００２３】
(2)ＬＥＤヘッド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。
【００２４】
(3)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。
【００２５】
(4)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。
【００２６】
(5)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。
【００２７】
(6)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。
【００２８】
つぎに図１の画像形成装置１８において、７ａ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Ａを搭載し、他の各画像形成要素７ｂ（Ｙ）、７ｃ（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。
【００２９】
かくして上記構成の画像形成装置１８によれば、画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体Ａの帯電がＯＰＣ感光体と比べ、２００Ｖ以下の帯電差になるように構成したことで、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Ａ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。その上、感光体Ａに光吸収層５を形成したことで、ＬＥＤヘッド１０に対する光感度を高めることができた。
【実施例】
【００３０】
（例１）画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体Ａをつぎのように作製した。すなわち、純度９９．９％のＡｌからなる円筒状の基板１（外径１８０ｍｍ、長さ３７２ｍｍ）の上にプラズマＣＶＤ法によって感光層２を成膜形成する。この感光層２は表１に示すとおりの成膜条件にて順次キャリア注入阻止層３、光導電層４、光吸収層５、表面保護層６とを積層した。表面保護層６については、成膜開始から終了までのＳｉＨ4 とＣＨ4 の流量を漸次変え、これに伴って成膜速度も変えている。ただし、光吸収層５の膜厚は後述する表２に示すとおり、０．２μｍ〜１０．０μｍの範囲内で９通りにした。
【表１】
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【００３１】
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１μｍ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。
【００３２】
かくして表２に示すとおり、光吸収層５の膜厚を変え、さらに光吸収層５を設けない場合も作製し、それぞれの感光体を図１の画像形成装置１８の感光体Ａとして搭載して、試料Ｎｏ．１〜１０となし、さらにＬＥＤヘッド１０の発光波長を５５０〜７８０ｎｍの範囲内で幾とおりにも変えて印字し、印字品質を評価したところ、表２に示すような結果が得られた。
【００３３】
印字品質は○、△、×の３とおりに区分し、○印は実用上支障のない優れた印字品質が得られた場合であり、△印は一部に印字不良が認められた場合であり、×印はほぼ全面にわたって印字不良が認められた場合である。また、表中、＃印は印字不良として印字にカスレが発生した場合、■印は黒ベタでもって印字して薄い濃度になった場合である。
【表２】
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【００３４】
表２に示す結果から明らかなとおり、本発明の試料Ｎｏ．４〜試料Ｎｏ．７において、ＬＥＤヘッド１０の発光波長を６００〜７４０ｎｍにしたところ、まったく印字不良が生じなくなり、優れた画像特性が得られた。ちなみに、これらの画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体Ａの帯電が−６２０Ｖ前後であり、上記ＯＰＣ感光体の帯電が−８００Ｖであり、両者間の帯電差は約１８０Ｖであった。そして、本発明の試料Ｎｏ．４〜試料Ｎｏ．７に対し、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。
【００３５】
これに対し、光吸収層５のない、もしくはその厚みが薄い試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．３においては、光感度に劣り、印字カスレが発生しやすかった。他方、光吸収層５の厚みが大きい試料Ｎｏ．８〜試料Ｎｏ．１０においては、残留電位が増加しやすく、黒ベタ濃度が薄くなる傾向にあった。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改良等は何ら差し支えない。たとえば、この実施形態では露光手段としてＬＥＤヘッドを用いたが、これに代えてレーザー光、ハロゲン光等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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】
【００３８】
１          基板
２          感光層
４          光導電層
５          光吸収層
６          表面保護層
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ             画像形成要素
Ａ、８      感光体
９          コロナ帯電器
１０        ＬＥＤヘッド
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
【図１】
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【図２】
2004302494.tif 000006
【図３】
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