(57)【要約】【課題】トナーが感光体表面に固着するのを防ぐため感光体自体の離型性を改善する。【解決手段】感光体は、有機感光体であり、アルミ素管にナイロンからなる絶縁層を下引き層とし、その上に電荷発生層としてフタロシアニン顔料を分散したフェノキシ樹脂層が形成され、その上に電荷輸送層としてヒドラゾン系化合物からなる電荷（ホール）輸送剤が分散されたポリカーボネート樹脂層が形成された積層形感光体に対して、さらに、これらの層の上にトナーの離型性を良くする保護層を形成する。【選択図】    図１
2005017623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に静電潜像を形成し、トナーで現像して画像を形成する画像形成装置において、
前記トナーが前記感光体表面に固着するのを防ぐための保護層を前記感光体に形成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記保護層は、ポリイミド結合を有する樹脂層であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記保護層は、ポリベンゾイミダゾールのチューブであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記保護層は、ポリベンゾイミダゾールのアミノ基の置換基で置換した変性ポリベンゾイミダゾールであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
感光体に静電潜像を形成し、トナーで現像して画像を形成する画像形成装置において、
前記トナーが前記感光体表面に固着するのを防ぐための保護層を形成した前記感光体の当該保護層のピールオフ値が０．５以下であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子複写機等の感光体を用いた電子写真方式により画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置での転写部の技術として、感光体に対向したコロナチャージャによる転写技術が最もよく知られている。しかし、この方式では有害なオゾンの発生がある。
【０００３】
そこで、オゾンレスの転写技術として、接触方式の転写技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
半導電性の転写ベルトと転写ベルトの背面に設けた転写ローラとを用いて、転写を行う技術が開示されている。転写ローラに転写バイアスを印加することにより転写が行われる。
【０００５】
Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の複数のトナーを用いて画像を形成するカラー画像形成装置として、以下の４つの方式が知られている
（１）１つの感光体上に４色のトナーを重ねて像を形成して一括転写する方式。
【０００６】
（２）転写ドラム上に転写材を保持し、転写ドラム４回転で４色の画像を形成する転写ドラム方式。
【０００７】
（３）中間転写体に４色の画像を形成して転写材に一括転写する中間転写体方式。
【０００８】
（４）４つの感光体が平行に配置されており、転写材が１パス（通過）する間に４色の画像が形成される４連ドラム方式。
【０００９】
４連ドラム方式のカラー画像形成装置は、４つの平行して配置された像担持体上で形成された各色の画像（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）が、転写材の１パス（通過）で多重転写されてカラー画像が形成できる。そのため、他の方式が４色の画像形成プロセスを経る時間に対して、１／４の時間で画像を形成することができるメリットがあり、高速化に向いている。
【００１０】
これらの画像形成装置には、画像を形成する一連のプロセスの中で、感光体上に形成したトナー像を転写材に転写した後、感光体上に残存するトナーをクリーニングするクリーニング装置が設置されている。この感光体上に残存したトナーを再利用してトナー消費量を低減するため、クリーニング装置を全く取り除いた、いわゆるクリーナレスプロセスというものがある。
【００１１】
例えば、現像バイアスを高くすることにより、感光体上の残留トナーを現像器に回収するクリーナレス画像形成装置が開示されている（特許文献２）。
【００１２】
また、残留トナーを回収し、所定のタイミングで排出するクリーナレスプロセスが開示されている（特許文献３）。
【００１３】
これらの画像形成装置では、感光体上に残留したトナーが感光体表面に固着（フィルミング）する問題が良く知られている。
【００１４】
特に、クリーナレスプロセスの画像形成装置では、フィルミングの問題は深刻である。
【００１５】
これに対して、非画像形成時における転写ベルトの感光ドラムに対する当接圧及び当接時間を変化させ、かつ、転写ベルトと感光ドラムとの回転に相対速度をもたせてフィルミングの発生を防止した技術が開示されている（特許文献４）。
【００１６】
また、離型剤を含むトナー利用によりフィルミングの無い画像形成装置が開示されている（特許文献５）。
【００１７】
しかしながら、これらは当接圧、当接時間、相対速度、あるいは離型剤を利用したものであり、感光体自体の離型性を改善するものではなかった。
【００１８】
また、感光体の表面保護層に関しては、耐擦性に対する長寿命化の目的で、例えば、フッ素保護層（特許文献６）、シロキサン保護層（特許文献７）、ジメチルシロキサン保護層（特許文献８）等が開示されている。
【００１９】
しかしながら、これらは、単なる耐擦性に対する保護層であって、離型性を改善するものではなかった。
【００２０】
【特許文献１】
特開平６−１１０３４３号公報（第１頁）
【００２１】
【特許文献２】
特開平５−３４１６４３号公報（第１頁）
【００２２】
【特許文献３】
特開平１１−２４９４５２号公報（第１頁）
【００２３】
【特許文献４】
特開２０００−１５５５０１号公報（第１頁）
【００２４】
【特許文献５】
特開２００２−６３６８１号公報（第１頁）
【００２５】
【特許文献６】
特開平０５−０４０３５７号公報（第１頁）
【００２６】
【特許文献７】
特開平０８−０９５２８０号公報（第１頁）
【００２７】
【特許文献８】
特開平１０−３３３３４３号公報（第１頁）
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、クリーナレスプロセスの画像形成装置において、感光体上に残留したトナーが感光体表面に固着（フィルミング）する問題に対して、感光体自体の離型性を改善するものがないという問題があった。
【００２９】
そこで、この発明は、トナーが感光体表面に固着するのを防ぐため感光体自体の離型性を改善した画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
この発明の画像形成装置は、感光体に静電潜像を形成し、トナーで現像して画像を形成する画像形成装置において、前記トナーが前記感光体表面に固着するのを防ぐための保護層を前記感光体に形成したことを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は、この発明に係る画像形成装置を示す断面図である。
【００３３】
図１は、この発明の画像形成装置に係るクリーナレスの４連タンデム型カラー画像形成装置を示す断面図である。
【００３４】
図１において、画像形成手段であるプロセスユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが設けられている。
【００３５】
各プロセスユニットは、像担持体である感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、及び３ｄを有し、これらの感光体に現像剤像が形成される。
【００３６】
まず、プロセスユニット１ａについて説明する。
【００３７】
プロセスユニット１ａは、感光体ドラム３ａ、帯電チャージャ５ａ、露光装置７ａ、現像器９ａ、除電ランプ１９ａによって構成されている。
【００３８】
図１において感光体ドラム３ａは、直径３０ｍｍの円筒状であり、図示矢印方向に回転可能に設けられている。
【００３９】
感光体ドラム３ａの周囲には、回転方向に沿って以下のものが配置されている。まず、帯電チャージャ５ａが感光体ドラム３ａの表面に対向して設けられている。この帯電チャージャ５ａは、感光体ドラム３ａを一様に負（−）帯電させる。なお、帯電チャージャの代わりに、導電性ローラやブラシあるいはブレード等による接触帯電も可能である。
【００４０】
帯電チャージャ５ａの下流（図中、右方）には、帯電した感光体ドラム３ａを露光して静電潜像を形成する露光装置７ａが設けられている。また、露光装置７ａの下流には、イエロー（黄色）の現像剤を収容し、この現像剤で露光装置７ａにより形成された静電潜像を反転現像する現像器９ａが設けられている。
【００４１】
さらに現像器９ａの下流には、感光体ドラム３ａに対し、被画像形成媒体である用紙Ｐを搬送する搬送手段としての搬送ベルト１１が設置されている。この搬送ベルト１１は、感光体ドラム３ａ上に形成された現像剤像と用紙Ｐとが当接されるよう用紙Ｐを感光体ドラム３ａに搬送する。
【００４２】
感光体ドラム３ａと用紙Ｐとの当接位置より下流側に、除電ランプ１９ａが設けられている。除電ランプ１９ａは、転写後の感光体ドラム３ａの表面電荷を一様な光照射によって除電する。この除電ランプ１９ａによる除電により画像形成の１サイクルが完了する。そして、次の画像形成プロセスにおいて、再び、帯電チャージャ５ａが、未帯電の感光体ドラム３ａを一様に帯電する。
【００４３】
一方、搬送ベルト１１は、用紙Ｐの搬送方向（図示矢印ｅの方向）と直交する方向（図面奥行き方向）において、感光体ドラム３ａの長さ寸法とほぼ等しい長さ（幅）を有している。この搬送ベルト１１は、無端状（シームレス）ベルトの形状で、搬送ベルト１１を所定の速度で回動させる駆動ローラ１５及び従動ローラ１３上に担持されている。駆動ローラ１５から従動ローラ１３までの距離は、約３００ｍｍ程である。駆動ローラ１５及び従動ローラ１３は、それぞれ図示矢印ｊ及びｉ方向にそれぞれ回転可能に設けられている。駆動ローラ１５の回転に伴って、搬送ベルト１１が回転し、従動ローラ１３が従動回転する。搬送ベルト１１は、従動ローラ１３の外側方向への加重によりスリップしないよう十分張力が加えられている。
【００４４】
搬送ベルト１１は、カーボンが均一に分散された厚さ１００μｍのポリイミドにより形成されている。この搬送ベルト１１は、１０＾１０Ωｃｍの電気抵抗を有し、半導電性を示す。搬送ベルト１１の材料としては、体積抵抗値が１０＾８〜１０＾１３Ωｃｍの半導電性を示す材料であれば良い。例えば、カーボンを分散したポリイミドの他に、ポリエチレンテフタレート、ポリカーボネイト、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等にカーボン等の導電粒子を分散させたものでも良い。導電粒子を用いず、組成調整によって電気抵抗を調整した高分子フィルムを用いても良い。さらには、この様な高分子フィルムにイオン導電性物質を混入したもの、あるいは比較的電気抵抗が低いシリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材でも良い。
【００４５】
搬送ベルト１１上には、駆動ローラ１５と従動ローラ１３との間に用紙Ｐの搬送方向に沿ってプロセスユニット１ａの他、プロセスユニット１ｂ、１ｃ及び１ｄが配置されている。
【００４６】
プロセスユニット１ｂ、１ｃ及び１ｄは、いずれもプロセスユニット１ａと同様の構成をしている。即ち、感光体ドラム１ｂ、１ｃ、及び１ｄが各々のプロセスユニットのほぼ中心に設けられている。各感光体ドラムの周囲には、それぞれ帯電チャージャ５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。各帯電チャージャの下流には、露光装置７ｂ、７ｃ及び７ｄが設けられている。各露光装置の下流には、現像器９ｂ、９ｃ及び９ｄ、除電ランプ１９ｂ、１９ｃ及び１９ｄが設けられている。異なるのは、現像器に収容された現像剤である。現像器１９ｂはマゼンタの現像剤、現像器１９ｃはシアンの現像剤、現像器１９ｄはブラックの現像剤を収容している。
【００４７】
搬送ベルト１１によって搬送される用紙Ｐは、それぞれの感光体ドラム（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）と順次当接する。この用紙Ｐとそれぞれの感光体ドラム（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）との当接位置近傍には、転写手段としての転写装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄが、それぞれの感光体ドラムに対応して設けられている。即ち、各転写装置（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）は、それぞれ対応する感光体ドラム（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）下方で搬送ベルト１１に背面接触して設けられ、搬送ベルト１１を介して各プロセスユニット（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）と対向している。
【００４８】
転写装置２３ａは、電圧印加手段である正（＋）の定電圧直流電源２５ａに接続されている。同様に転写装置２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄは、定電圧直流電源２５ｂ、２５ｃ、および２５ｄにそれぞれ接続されている。
【００４９】
他方、図１において、搬送ベルト１１の正面右手には、用紙Ｐを収容する給紙カセット２６が設けられている。画像形成装置本体には、給紙カセット２６から用紙Ｐを１枚ずつピックアップするピックアップローラ２７が図示矢印ｆ方向に回転可能に設けられている。ピックアップローラ２７と搬送ベルト１１との間には、レジストローラ対２９が回転可能に設けられている。レジストローラ対２９は、所定のタイミングで、用紙Ｐを搬送ベルト１１上へ供給する。
【００５０】
また、搬送ベルト１１上には、用紙Ｐを搬送ベルト１１表面に静電吸着させるための金属ローラ３０が配置されている。金属ローラ３０は、接地（アース）されている。また、用紙吸着のためのべルト帯電のために、搬送ベルト１１の従動ローラ１３を対向電極として、従動ローラ１３下部に搬送ベルト１１を介してコロナ帯電器３１が設置されている。
【００５１】
また、図１中、搬送ベルト１１の正面左手には、現像剤を用紙Ｐ上に定着する定着器３３と、この定着器３３にて定着された用紙Ｐが排出される排紙トレイ３４が設けられている。
【００５２】
次に、このような構成において、第１実施例について説明する。
【００５３】
第１実施例では、上述した感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面に保護層を形成してトナーの離型性を改善したものである。
【００５４】
感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの保護層について説明するが、以下、単に感光体として記述する。
【００５５】
感光体は有機感光体であり、例えば、アルミ素管にナイロンからなる絶縁層を下引き層とし、その上に電荷発生層としてフタロシアニン顔料を分散したフェノキシ樹脂層が形成され、さらに、その上に電荷輸送層としてヒドラゾン系化合物からなる電荷（ホール）輸送剤が分散されたポリカーボネート樹脂層が形成された積層形感光体である。
【００５６】
本実施例では、さらに、これらの層の上に保護層を形成することにより、トナーの離型性を良くし、クリーナレスプロセスにおけるフィルミングの問題を解決する。
【００５７】
本実施例では、感光体の保護層にポリイミド結合を有する樹脂層を用いる。
【００５８】
図２は、ポリイミドの基本構造を示すものである。例えば、可溶性高透明性ポリイミド、製品名「ＰＩ−１００」（丸善石油化学社製）を保護層として形成する。
【００５９】
あるいは、感光体の保護層にポリベンゾイミダゾールのチューブを用いる。
【００６０】
図３は、ポリベンゾイミダゾールの基本構造を示すものである。例えば、ポリベンゾイミダゾール（ヘキストセラニーズ社）をジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）の溶媒に溶解し、浸漬塗布法により、表面保護層を約１．０μｍの膜厚で形成する。
【００６１】
このアミノ基を他の置換基に置換したものを使用し、保護層を形成しても良い。それにより保護層の環境特性が改善される。
【００６２】
次に、第２実施例について説明する。
【００６３】
本実施例では、上述した感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面に保護層を形成した画像形成装置であって、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの保護層のピールオフ値が０．５Ｎ以下であることにより、トナーの固着（フィルミング）による画像欠陥（白点）が発生しないようにしたものである。
【００６４】
ピールオフ値は、ＪＩＳ  Ｚ０２３７  の「９０度引き剥がし法による粘着テープの剥離試験」に基づき、測定された粘着テープの粘着力の値である。
【００６５】
感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの保護層について説明するが、以下、単に感光体として記述する。
【００６６】
本実施例では、幅２０ｍｍ×長さ１０ｍｍの粘着テープ（例えば、市販のセロハンテープ）を感光体の保護層に貼り、３００ｍｍ／ｓｅｃのスピードで、引き剥がしたときの力（Ｎ）を測定する。
【００６７】
図４は、保護層のピールオフ値が０．４、０．８、２．５、３．７の感光体のフィルミング試験を行った結果を示すものである。
【００６８】
ピールオフ値が０．４のものは、耐久性寿命（ライフ）試験を行っても、フィルミングによる白点がほとんど発生しない。それに対し、ピールオフ値が０．８以上のものは、フィルミングによる白点が増加していった。
【００６９】
この試験結果から、感光体の保護層のピールオフ値が０．５Ｎ以下であることにより、トナーの固着（フィルミング）による画像欠陥（白点）が発生しないものとすることができる。
【００７０】
ピールオフ値が０．４Ｎは、ポリベンゾイミダゾールの保護層を形成した感光体である。
【００７１】
ピールオフ値が０．８Ｎは、熱可塑性フッ素樹脂の保護層を形成した感光体である。ここでは、ダイニオンＴＨＶ（住友スリーエム製）を保護層とした。
【００７２】
ピールオフ値が２．５Ｎは、感光体の保護層がシロキサン結合を基本骨格としたシリコーン樹脂である。
【００７３】
図５は、シロキサン結合を示すものである。
【００７４】
ピールオフ値が３．７Ｎは、従来の保護層無しのポリカーボネート樹脂のピールオフ値である。
【００７５】
以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、４連タンデム型カラー画像形成装置のクリーナレスプロセスにおけるフィルミングの問題を改善し、良好な画像を維持することが可能となる。
【００７６】
なお、本願発明は、上記（各）実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも１つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも１つ）が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、トナーが感光体表面に固着するのを防ぐため感光体自体の離型性を改善した画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の画像形成装置に係るクリーナレスの４連タンデム型カラー画像形成装置を示す断面図。
【図２】ポリイミドの基本構造を示す図。
【図３】ポリベンゾイミダゾールの基本構造を示す図。
【図４】保護層のピールオフ値毎に感光体のフィルミング試験を行った結果を示す図。
【図５】シロキサン結合を示す図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…プロセスユニット、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…感光体ドラム、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ…帯電チャージャ、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ…露光装置、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…現像器、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ…除電ランプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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