米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 写真;映画 -> 株式会社リコー

発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−3731(P2007−3731A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−182653(P2005−182653)
出願日 平成17年6月22日(2005.6.22)
代理人
発明者 標 伊智郎
要約 課題
帯電装置/転写装置と対向した部分を55℃以上に加熱することで耐磨耗性に優れたOPCにおいても像流れの発生をなくす画像形成装置を提供する。

解決手段
感光層の耐摩耗性を改良した有機感光体1を用いた電子写真方式の画像形成装置において、少なくとも帯電/転写装置2、4と対向している前記有機感光体1の部分を加熱する加熱手段7を有し、この加熱手段7は所定のタイミングにて前記有機感光体1を停止したまま駆動して前記有機感光体1を50℃以上に加熱する。
特許請求の範囲
【請求項1】
有機感光体と、帯電装置と、転写装置を備えた電子写真方式の画像形成装置において、少なくとも前記帯電装置、又は前記転写装置と対向している前記有機感光体の部分を加熱する加熱手段と、前記有機感光体を停止したまま前記加熱手段を所定のタイミングにて発熱させて前記有機感光体を50℃以上に加熱する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記加熱手段は、前記有機感光体の上側にある前記帯電装置、又は転写装置と対向している前記有機感光体の上側部分を加熱す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】
前記加熱手段は、前記有機感光体に温風を送風することを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記加熱手段の他に、該加熱手段により加熱される有機感光体部分以外を加熱する別の加熱手段を設け、前記制御手段は、環境センサの検知結果に応じて前記別の加熱手段により加熱するか否かを決めることを特徴とする請求項1、2又は3記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、感光層の耐摩耗性を改良した有機感光体を用いる電子写真装方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、OPC、a−Si等の感光層を備えた像担持体に潜像形成を行うことが知られている(例えば、特許文献1乃至6参照)。
a−Si感光体には、表面層としてa−C層、a−C:H層やa−C:H:F層などSiを含有しない層で構成された感光体や、最表層にa−SiC:Hやa−SiN:HなどのSiを含有する層で構成された感光体がある。
最表層にa−SiC:Hやa−SiN:Hなど、Siを含有する層で構成された感光体では、帯電時のコロナ放電による放電エネルギで、Si−H、Si−Si、Si−Cなどの結合が切れて形成されたダングリングボンドにオゾンが作用して、次第に低抵抗のSiOxが形成される。
一方、帯電時に形成される放電生成物のNOxは感光体構成に関係なく、感光体表面に固着して、大気中の水分の影響により低抵抗化する。a−C:H層やa−C:H:F層上に付着したNOxは初期の間は回復可能であるが、複写プロセスの繰り返しにより完全に固着し、完全に除去しない限り画像流れの回復は不可能である。
画像流れが感光体に生じた場合には、画像流れの原因に応じて、感光体の加熱、研磨などで改善できることが知られている。NOxのような低抵抗なコロナ生成物が感光層上に付着した場合には、40〜45℃程度の加熱で改善でき、オーバーコート層を有するOPC感光体やSe感光体でも実施される。
しかし、a−SiC:Hやa−SiN:HなどSiが使用された表面層の場合には、前記理由により感光体の表面にSiOx層が形成される。SiOx層が形成されると、40〜45℃程度の加熱では画像流れはほとんど改善されず、5〜10℃高い50〜55℃程度の加熱が必要となる。しかも、温度が下がると直ちに画像流れを再発する。
したがって、画像形成時は温度を常に維持しておく必要がある。また、待機時や不使用時においても加熱が必要である。このため、今日、省エネルギや省資源などの環境問題が重要視される中で不都合である。
【0003】
一方、有機感光体は感光層を削りながら使用するため、Noxによる影響はなかった反面、寿命は数百K枚とa−Si感光体より耐久性が劣っている。そのため、感光層の上に耐摩耗性を持たせた表層を設けるなどして耐久性を上げる試みがなされている。
耐摩耗性改良技術としては、特許文献1に開示された架橋型電荷輸送層に硬化性バインダを用いたもの、特許文献2に開示された高分子型電荷輸送物質を用いたもの、特許文献3に開示された架橋型電荷輸送層に無機フィラーを分散させたもの等が挙げられる。
このような耐摩耗性を上げたOPC感光体では、a−Si感光体と同様にNoxのような低抵抗のコロナ生成物が付着し高湿環境下で像流れが発生する。高湿環境下での像流れに関しては感光体を暖めることで解消でき、a−SiのようなSi0xの形成がないため、常持温度を保つ必要はない。
感光体を暖める方法としては、従来面状式のヒータを感光体素管の内側に装着する方法が広く用いられており、また定着装置を熱源として使用する方法(特許文献4)や、温風をあてる方法(特許文献5及び6)などが提案されている。
また、帯電(CH)などオゾン発生の多い機械の場合には、夜間停止時にケーシングなどに付着していたNox成分がガス化してOPC感光体上に降下し、OPC最表面を低抵抗化してしまい、部分的な像流れが発生する場合がある。
【特許文献1】特開昭56−48637号公報
【特許文献2】特開昭64−1728号公報
【特許文献3】特開平4−281461号公報
【特許文献4】特開平6−130771号公報
【特許文献5】特開平5−257359号公報
【特許文献6】特開平6−19246号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、耐摩耗性を有した有機感光体においては、付着した低抵抗化物質を加熱により離脱させたとしても、種々の理由により、像流れが発生することがあった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、帯電装置/転写装置と対向した部分を55℃以上に加熱することで耐磨耗性に優れたOPC感光体においても像流れの発生をなくす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】
【0005】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、有機感光体と、帯電装置と、転写装置を備えた電子写真方式の画像形成装置において、少なくとも前記帯電装置、又は前記転写装置と対向している前記有機感光体の部分を加熱する加熱手段と、前記有機感光体を停止したまま前記加熱手段を所定のタイミングにて発熱させて前記有機感光体を50℃以上に加熱する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1において、前記加熱手段は、前記有機感光体の上側にある前記帯電装置、又は転写装置と対向している前記有機感光体の上側部分を加熱することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2において、前記加熱手段は、前記有機感光体に温風を送風することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1、2又は3において、前記加熱手段の他に、該加熱手段により加熱される有機感光体部分以外を加熱する別の加熱手段を設け、前記制御手段は、環境センサの検知結果に応じて前記別の加熱手段により加熱するか否かを決めることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、画像形成装置は帯電装置、又は転写装置と対向したOPCの部分を55℃以上に加熱することで耐磨耗性に優れたOPCにおいても像流れの発生をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明による画像形成装置の第1の実施の形態を示す概略図である。図2は図1の第1の実施の形態の画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
第1の実施の形態では、ドラム状の有機感光体(以下、OPC)1は、図示はしてないが、支持体上に、少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、及び架橋型電荷輸送層からなる感光層を設けている。
架橋型電荷輸送層は少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマと、1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物とを硬化することにより形成されたものを用いている。これにより、従来と比べOPC1の耐摩耗性が大幅に向上した。
帯電装置2としては、開口幅32mm(周方向)のダブルワイヤのスコロトロンを総電流1、400μAで用いている。帯電装置(CH)2に対向するOPC1の内側には、周方向に約48mmを加熱可能なようにニクロム線を用いた面状ヒータ7を設けている。
OPC1を挟んで帯電装置2と対向する側には転写装置4が配置され、図の紙面右側には現像装置3、これとOPC1を挟んで対向する側にはクリーニング装置5が配置され、また、帯電装置2とクリーニング装置5の間には除電装置(QL)6が配置されている。
上記各構成要素、その他の構成要素は、全て図示しない制御手段(CPU)によって制御される。
ここで、本実施の形態のヒータを装着しない従来の場合と比較する。20℃10%環境でA4Yにおいて約20K枚通紙後、一晩放置後の像流れを比較した。ヒータを使用しない場合、帯電装置直下に対応した部分が約40mmの幅(OPC感光体周方向)にわたり像流れが発生した。
一方、本実施の形態では図2のフローにしたがいOPC1を停止したままCH直下に対応した箇所を約55℃まで昇温し、約3分加熱したところ、像流れの発生は認められなかった。
【0008】
図2において、電源をオンし(S1)、排風ファン(図示せず)停止後3時間以上を経過したかどうかを判断し(S2)、3時間以上経過ならば、ドラムヒータ(図1の面状ヒータ7)の制御を開始する(S3)。OPC温度55℃以上で180秒経過したかどうか判断し(S4)、180秒経過であるならば、ドラムヒータをオフする。
なお、感光体温度はヒータ使用時には図示していないOPC温度検知手段により常にモニタされており、このOPC検知手段による検知温度に応じてOPCヒータ(ドラムヒータ)の制御が行われる構成となっている。
これにより、放置時に付着して低抵抗化の原因となるNOxが加熱により離脱したことにより像流れが発生しなくなる。
なお、本実施の形態の構成においては、通紙し、ファン停止後約4時間放置している期間は、環境条件によらず像流れは未発生であった。これにより本実施の形態ではファン停止後3時間以上経過した場合にはOPCヒータを使用するようにした。
また、本実施の形態においてはより確実な効果を得るために55℃まで昇温しているが、50℃以上の加熱において像流れがほぼ問題ないレベルになることを確認している(後述の図7参照)。
このように、耐久性を上げたOPCを用いても、使用開始前に帯電装置(CH)に対向した部分を加熱することで像流れを防止することができるようになった。感光体に対して上側にある帯電装置2に対向する部分を加熱することで、必要最低限の部分を加熱することで像流れを防止することができる。
【0009】
図3はOPCの上側に転写分離装置が、下側に帯電装置がある本発明の第2の実施の形態の構成を示す概略図である。図3の画像形成装置においては、OPC1の上側に転写分離装置4が配置され、下側に帯電装置2がある。
帯電装置2はスコロトロン、転写分離装置4はコロトロンを用いている。本実施の形態ではOPC1上面の、転写分離装置4に対向した感光体(OPC)1内側に誘導加熱方式を用いたOPC加熱手段(IHヒータ)7を配置している。
誘導加熱方式に関しては、特開2001−242732公報、及び特開2001−13805公報記載の例を流用した。誘導加熱方式を採用することで、面状ヒータよりも早く昇温できるメリットがある。
OPC1を挟んで帯電装置2と対向する側には転写分離装置4が配置され、図の紙面右側には現像装置3、これとOPC1を挟んで対向する側にはクリーニング装置5が配置され、また、帯電装置2とクリーニング装置5の間には除電装置(QL)6が配置されている。
低抵抗化をもたらすNOxは、放電時に帯電装置2及び転写分離装置4の両方から発生するが、放置時にケーシング(図示せず)などに付着していたNOx成分がガス化した場合には、これらの成分は重力方向に降下するため、OPC1に対して下側にある帯電装置2と対向した部分のOPC1は放置時でもNOxの影響を受けない。
そのため、本実施の形態のようにOPC1上側にある転写分離装置4などに対向した部分のみを加熱することで像流れの発生を防止できる。すなわち、画像形成装置は感光体(OPC)1に対して上側にある転写分離装置4に対向する部分を加熱し、それによって必要最低限の部分を加熱することで像流れを防止することができる。
【0010】
図4は本発明の第3の実施の形態の構成を説明する概略図である。図5は図4の第3の実施の形態を説明する概略斜視図である。図4及び図5を参照して、機械正面からみて右横に吸い込み口(図示せず)を設け、この吸い込み口には防塵フィルタ9を付けている。
シロッコファン(ドラム冷却ファン)10によりこの吸込み口から空気を取り入れ、ダクト内に送風する。ダクト内には、発熱体11があり、その先でダクトにより2手に分流している。
図4には、OPC1を挟んで帯電装置2と対向する側には転写装置4が配置され、図の紙面右側には現像装置3、これとOPC1を挟んで対向する側にはクリーニング装置5が配置され、また、帯電装置2とクリーニング装置5の間には除電装置(QL)6が配置されている。
本実施の形態では、発熱体として200℃に発熱するPTCヒータ11を用いている。実際には、PTCヒータ11を、図示してないアルミのフィンを放熱板として複数本設けたケース(図示せず)の中に設置している。この放熱板はフィンが送風の妨げにならいように、風の向きとフィンが平行に設置されており、PTCヒータ11とは絶縁が確保されている。
分流した一方はOPC1内に送風される。OPC1のフランジ1aには空気が通るように穴1bが設けられている。分流した他方は感光体長手方向、作像幅全幅分の開口部を設けたダクトを介し、感光体表面に送風される。
また、帯電装置2の近傍から機外に吸引するためにトナーフィルタ12を介した本体排風ファン13を設け、排風口にはオゾンフィルタ14を設けている。さらに、本実施の形態では感光体温度を検知する検知手段として放射赤外線検知方式の非接触温度センサ(図示せず)を用いている。
【0011】
図6は第3の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。電源をオンし(S11)、本体排風ファン13の停止後3時間以上経過したかどうか判断し(S12)、3時間以上経過ならば、温風の分流を停止し、ドラムヒータ(PTCヒータ11)の制御を開始する(S13)。
OPC1の温度55℃以上で180秒経過したかどうか判断し(S14)、180秒経過であるならば、絶対温度0.013以上かどうか判断し(S15)、温風を分流するようにし、OPC1の駆動を開始する(S16)。次いで、OPC1の駆動開始後、300秒経過かどうか判断し(S17)、300秒経過であるならば、終了する。
本実施の形態では第1の実施の形態と同じく上述した図6のフローにしたがいドラムヒータ(PTCヒータ11)を稼動させている。OPC1を回転させず加熱することで第1の実施の形態と同様、像流れの発生が防止できる。
また、第1の実施の形態等のようにOPC素管内側にOPCヒータ7を設ける方式は構成が複雑で、またOPC1の交換性が悪い等の問題がある。しかしながら、この第3の実施の形態のように温風により加熱する場合には構成が容易であり、またOPC1の交換性も良い構成が採れる。
また、通常作像中には機内温度が上昇するため、機内を冷却するためにファンが設けられており、本構成においては、発熱体への電力供給を行わない場合には通常作像時に冷却装置として機能可能であり、装置の簡略化、コストダウンとなる。
【0012】
図7は20℃10%での像流れをグラフで示す図である。図8は32℃80%での像流れをグラフで示す図である。耐摩耗性を向上したOPCを使用した場合、帯電装置(CH)直下での像流れとともに、高湿環境下ではCH直下以外でも像流れが発生する場合がある。
図7及び図8を説明すると、ランク3では像流れは発生しない。ランク2.5では文字は判読可能であるが、ハーフトーン画像に像流れが見られる。ランク2では文字判読が不能となる。
図9は図5の概略斜視図の丸で囲んだ部分に関して分流ありの構成を示す概略斜視図である。図10は図5の概略斜視図の丸で囲んだ部分に関して分流なしの構成を示す概略斜視図である。
この第4の実施の形態では、低湿時にOPC1を停止し、高湿時にはOPC1を駆動することで帯電装置(CH)2に対向する部分以外の加熱を行うようにしている。
上述した第3の実施の形態では温風を帯電装置CH2とOPC1内部に分流していたが、本実施の形態では分流をするか否かを選択できるように構成している。高湿環境以外ではOPC1を駆動せず停止させた状態で、CH2直下のみを加熱するように分流しないため、分流した場合より効率的に昇温する。
高湿時において、OPC1を回転させることでOPC1全体を加熱するようにした。このさい、分流することでOPC1の内部及び表面から加熱することで、均一に加熱できるようにした。
【0013】
本実施の形態の構成においては、OPC1を加熱しつつOPC1を駆動させると、常温時約90秒でOPC温度は40℃に達し、その後約150秒回転させることでほぼ像流れを解消できた。
そのため、本実施の形態では合計約300秒間、OPC1を駆動させている。OPC1駆動時には通常通りの帯電電位で、現像バイアスを印加し現像駆動もさせている。OPC感光体を加熱する構成にすることで、構成がシンプルとなり、OPC感光体の交換性が向上し、また、冷却装置と兼ねられる等のコストダウンが図れる。
本実施の形態のように高湿環境下においてはCH2直下部分を加熱後にOPC1を回転させ、CH2直下を加熱するヒータにてOPC1を加温することで高湿像流れを解消する。高湿下での像流れは約40〜45℃まで加熱すれば十分解消できるのは先に述べたとおりである。
本実施の形態では温風による加熱手段をとったが、第1の実施の形態のようにCH2に対向した面状ヒータ7等を用いてOPC1を駆動し、CH2対向部分以外を加熱しても同様な効果が得られる。
図11は本発明の第5の実施の形態の構成を示す概略図である。図12は図11の第5の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。感光体1の上側にある転写分離装置4に対向したOPC素管内側に第1の加熱手段として誘導加熱方式を用いたIHヒータ7を、それ以外の部分に第2の加熱手段としてニクロム線からなる面状ヒータ15(図中:点線部分)を設けている。
図示しないが、第1の加熱手段7により加熱されたOPC温度を検知する温度検知手段と、第2の加熱手段15により加熱されたOPC温度を検知する温度検知手段を備え、それぞれ180秒間55℃、40℃以上の温度を保つよう制御している。また、OPC温度の影響を受けにくい本体適所に、図示してない環境センサが設けられる。
【0014】
図12のフローチャートに基づいて説明する。電源をオンし(S21)、排風ファン(図示せず)停止後3時間以上経過かどうか判断し(S22)、3時間以上経過ならば、第1の加熱手段の制御を開始する(S23)。OPC感光体1の温度55℃以上で180秒経過かどうか判断し(S24)、100秒経過であるならば、第1の加熱手段をオフする(S25)。
また、絶対温度0.013以上かどうか判断し(S26)、絶対温度0.013以上であるならば、第2の加熱手段の制御を開始する(S27)。次いで、OPC感光体1の温度40℃以上で180秒経過かどうか判断し(S28)、180秒経過であるならば、第2の加熱手段をオフする(S29)。
第4の実施の形態では1つの加熱手段で暖めるためコストダウンにはなるが加熱に時間を要した。第5の実施の形態であれば、必要な熱量を必要とする箇所に適度に熱を与えることで第4の実施の形態よりも短時間の立ち上げが可能となる。
また、以上の加熱手段は商用電源からの電力ではなくとも、蓄電装置の補助電源から電力の供給を受けても何ら問題は無い。
この画像形成装置では、帯電装置/転写装置に対向した部分以外を加熱する手段を有し、環境センサの検知値に応じて暖めるか否かを決定することで、対向部分の像流れはもちろん、高湿時など帯電装置/転写装置に対向した部分以外での像流れの発生をなくせる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明による画像形成装置の第1の実施の形態を示す概略図。
【図2】図1の第1の実施の形態の画像形成装置の動作を説明するフローチャート。
【図3】OPCの上側に転写分離装置が、下側に帯電装置がある本発明の第2の実施の形態の構成を示す概略図。
【図4】本発明の第3の実施の形態の構成を説明する概略図。
【図5】図4の第3の実施の形態を説明する概略斜視図。
【図6】第3の実施の形態の動作を説明するフローチャート。
【図7】20℃10%での像流れをグラフで示す図。
【図8】32℃80%での像流れをグラフで示す図。
【図9】図5の概略斜視図の丸で囲んだ部分に関して分流ありの構成を示す概略斜視図。
【図10】図5の概略斜視図の丸で囲んだ部分に関して分流なしの構成を示す概略斜視図。
【図11】本発明の第5の実施の形態の構成を示す概略図。
【図12】図11の第5の実施の形態の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【0016】
1 OPC(感光体)
2 帯電装置(CH)
4 転写装置(転写分離装置)
7 第1の加熱手段(面状ヒータ、IHヒータ)
11 PTCヒータ(発熱体)
15 第2の加熱手段(面状ヒータ)





 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013