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技術 画像形成方法、画像形成装置

出願人 株式会社リコー
発明者 榊原有渡辺一彦多和田高明清水英輔
出願日 2015年11月18日 (5年3ヶ月経過) 出願番号 2015-225392
公開日 2017年3月16日 (3年11ヶ月経過) 公開番号 2017-054094
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における除電・感光体形状 電子写真における制御・管理・保安 電子写真における帯電・転写・分離
主要キーワード 多段制御 関係グラフ 各光学センサ 狙い値 発生レベル 摩耗寿命 実施対象 プロコン
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年3月16日)のものです。
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図面 (14)

課題

経時、環境によって、感光体膜厚表面電位が変化したときでも、なるべく弱い除電光感光体表面の光疲労を抑制し、かつ感光体表面を十分に除電でき、残像のない安定した画像品質を実現する画像形成方法を提供する。

解決手段

経時・環境に応じて、感光体の帯電電位Vd、感光体の膜厚は変動するので、それぞれ任意の値を閾値として感光体の除電光を制御する。感光体の帯電電位が高い時は残像が発生しにくいため、除電光を消灯し、感光体の帯電電位が低い時は残像が発生しやすいため、除電光を点灯させるよう制御する。過度な除電光を感光体に照射することなく、最小限の光量で残像が発生しないレベルに除電することが可能となり、感光体光疲労を抑制できる。

概要

背景

電子写真方式を利用した、複写機プリンタファクシミリ等の画像形成装置は、感光体などの像担持体上に形成された静電潜像現像装置によってトナー画像とする。その後、一次転写手段に一次転写電圧印加してトナー像を像担持体から中間転写ベルトなどの中間転写体に一旦一次転写する。そして、さらにその後、中間転写体上のトナー像を中間転写体と、これを挟んで対向する二次転写ローラおよび対向ローラとで構成される二次転写部において、二次転写電圧を印加し、転写紙等の記録媒体に二次転写する。このように、定着装置加圧および加熱して記録媒体に定着する構成が知られている。

この種の電子写真方式の画像形成装置において、近年の市場動向におけるユーザー要望としては、いかなる条件下でも安定した画像品質を維持しつつ、良好なトナー画像転写が可能であることがあげられるようになってきた。そのため、経時的に環境を検知し、それに応じて感光体の帯電電位を制御して、感光体上トナー付着量を制御することで、安定した画像を提供することが行われている。しかし、感光体の帯電電位Vdが低いとき、転写バイアスの影響で残像が発生してしまう問題がある。その対策として、一次転写後に光除電装置を設置し、感光体を光除電することで表面電位リセットしてから、再帯電していることが既に知られている。なお本明細書において、残像とは、転写バイアスの影響で、感光体1周目露光パターンの感光体上表電位が、感光体2周目以降の再帯電時にも残留し、感光体1周目の露光パターン履歴が、画像として現れる異常画像を言う。

特許文献1には、光除電による感光体表面の光疲労の促進を抑制することを目的として、転写バイアスの大きさに応じて、感光体に照射する除電光量を変更すると開示されている。この発明は確かに感光体に照射する除電光量を変化させるというものであるが、経時、環境によって、感光体膜厚感光体表面電位が変化したときであっても十分に感光体表面を除電できるように強い除電光を照射するようにしている。そのために、感光体表面の光疲労が促進してしまうという問題は解消できていない。

概要

経時、環境によって、感光体膜厚、表面電位が変化したときでも、なるべく弱い除電光で感光体表面の光疲労を抑制し、かつ感光体表面を十分に除電でき、残像のない安定した画像品質を実現する画像形成方法を提供する。経時・環境に応じて、感光体の帯電電位Vd、感光体の膜厚は変動するので、それぞれ任意の値を閾値として感光体の除電光を制御する。感光体の帯電電位が高い時は残像が発生しにくいため、除電光を消灯し、感光体の帯電電位が低い時は残像が発生しやすいため、除電光を点灯させるよう制御する。過度な除電光を感光体に照射することなく、最小限の光量で残像が発生しないレベルに除電することが可能となり、感光体光疲労を抑制できる。

目的

そのため、経時的に環境を検知し、それに応じて感光体の帯電電位を制御して、感光体上トナー付着量を制御することで、安定した画像を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

トナー像担持する感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、前記感光体上に静電潜像を形成する書き込み装置と、前記感光体上の静電潜像をトナー可視化する現像装置と、可視化したトナー像を一次転写する転写装置と、前記書き込み装置とは別に設けられ、前記感光体を光除電する光除電装置と、を備えた画像形成装置における画像形成方法であって、帯電電流を検知する電流検知手段を有し、前記帯電装置は前記感光体に接触し、電圧印加することにより前記感光体を帯電する帯電ローラであり、帯電印加電圧と前記電流検知手段で検知した帯電電流の電流値の関係から前記感光体の電荷輸送層膜厚Xを推測し、該推測した前記膜厚Xの値に応じて、前記光除電装置による除電光量制御方法可変する画像形成方法において、前記膜厚Xが任意の値α以上でかつ前記感光体の所定の帯電電位Vd1を検知したときは第1の光量可変制御を実行し、前記膜厚Xが前記α未満でかつ前記感光体の帯電電位の絶対値が前記所定の帯電電位Vd1よりも低い帯電電位Vd2であることを検知したときは、前記第1の光量可変制御とは制御内容が異なる第2の光量可変制御を実行する、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項2

請求項1に記載の画像形成方法において、前記第1の光量可変制御は、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値A未満のときは前記光除電装置を点灯させ、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値A以上のときは前記光除電装置を消灯する、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項3

請求項2に記載の画像形成方法において、前記第1の光可変制御は、前記帯電電位Vd1の絶対値が前記任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは前記光除電装置の光量を制御する、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項4

請求項2又は3に記載の画像形成方法において、前記第1の光量可変制御は、前記帯電電位Vd1の値が前記任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは前記光除電装置の光量を大きくする、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項5

請求項2に記載の画像形成方法において、前記第1の光量可変制御においては、前記帯電電位Vd1が任意の値A以上の時は、前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧に加える補正量を変更しない、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項6

請求項3又は4に記載の画像形成方法において、前記第1の光量可変制御においては、前記帯電電位Vd1が任意の値A未満の時は、前記帯電電位Vd1が値A以上の時よりも前記帯電ローラに印加する補正量を大きくする、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項7

請求項3又は4に記載の画像形成方法において、前記第1の光量可変制御において、前記帯電電位Vd1が任意の値Aよりも低い任意の値B未満の時は、前記帯電電位Vd1が値B以上で値A未満の時よりも前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧に加える補正量を大きくする、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項8

請求項2記載の画像形成装置において、前記第1の光量可変制御において、前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧に加える補正量は、前記感光体の回転の1周目と2周目以降とで異ならせる、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項9

請求項1に記載の画像形成方法において、前記第2の光量可変制御は、前記帯電電位Vd2の絶対値が前記任意の値Aよりも低い任意の値C未満のときは前記光除電装置を点灯させ、前記帯電電位Vd2の絶対値が前記任意の値C以上のときは前記光除電装置を消灯する、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項10

請求項9に記載の画像形成方法において、前記第2の光量可変制御において、前記帯電電位Vd2が前記任意の値Aよりも低い任意の値C以上の時は、前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧に加える補正量を変更しない、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項11

請求項9に記載の画像形成方法において、前記第2の光量可変制御において、前記帯電電位Vd2が前記任意の値Aよりも低い任意の値C未満の時は、前記帯電電位Vd2が値C以上の時よりも前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧に加える補正量を大きくする、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項12

請求項9記載の画像形成装置において、前記第2の光量可変制御において、前記帯電電位Vd2が前記任意の値A以上の時は、前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧に加える補正量は、前記感光体1周目と2周目以降とで同じであり、前記帯電電位Vd2が前記任意の値A未満の時は、前記帯電ローラに印加する帯電印加電圧に加える補正量は、前記感光体1周目と2周目以降とで異ならせる、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項13

請求項1乃至12のいずれか一項に記載の画像形成方法において、前記感光体の電荷輸送層の膜厚Xの任意の値αは30μmである、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項14

請求項2乃至8のいずれか一項に記載の画像形成方法において、前記任意の値Aは600Vである、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項15

請求項3乃至8のいずれか一項に記載の画像形成方法において、前記任意の値Bは500Vである、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項16

請求項9乃至11のいずれか一項に記載の画像形成方法において、前記任意の値Cは500Vである、ことを特徴とする画像形成方法。

請求項17

請求項1乃至16のいずれか一項に記載の画像形成方法を用いたことを特徴とする画像形成装置。

請求項18

請求項17に記載の画像形成装置において、作像ユニットとして感光体を含み、さらに帯電装置、現像装置のうち少なくとも一つを含むプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、感光体を光除電することを伴う画像形成方法と、この方法を用いて画像形成する画像形成装置に関する。

背景技術

0002

電子写真方式を利用した、複写機プリンタファクシミリ等の画像形成装置は、感光体などの像担持体上に形成された静電潜像現像装置によってトナー画像とする。その後、一次転写手段に一次転写電圧印加してトナー像を像担持体から中間転写ベルトなどの中間転写体に一旦一次転写する。そして、さらにその後、中間転写体上のトナー像を中間転写体と、これを挟んで対向する二次転写ローラおよび対向ローラとで構成される二次転写部において、二次転写電圧を印加し、転写紙等の記録媒体に二次転写する。このように、定着装置加圧および加熱して記録媒体に定着する構成が知られている。

0003

この種の電子写真方式の画像形成装置において、近年の市場動向におけるユーザー要望としては、いかなる条件下でも安定した画像品質を維持しつつ、良好なトナー画像転写が可能であることがあげられるようになってきた。そのため、経時的に環境を検知し、それに応じて感光体の帯電電位を制御して、感光体上トナー付着量を制御することで、安定した画像を提供することが行われている。しかし、感光体の帯電電位Vdが低いとき、転写バイアスの影響で残像が発生してしまう問題がある。その対策として、一次転写後に光除電装置を設置し、感光体を光除電することで表面電位リセットしてから、再帯電していることが既に知られている。なお本明細書において、残像とは、転写バイアスの影響で、感光体1周目露光パターンの感光体上表電位が、感光体2周目以降の再帯電時にも残留し、感光体1周目の露光パターン履歴が、画像として現れる異常画像を言う。

0004

特許文献1には、光除電による感光体表面の光疲労の促進を抑制することを目的として、転写バイアスの大きさに応じて、感光体に照射する除電光量を変更すると開示されている。この発明は確かに感光体に照射する除電光量を変化させるというものであるが、経時、環境によって、感光体膜厚感光体表面電位が変化したときであっても十分に感光体表面を除電できるように強い除電光を照射するようにしている。そのために、感光体表面の光疲労が促進してしまうという問題は解消できていない。

発明が解決しようとする課題

0005

すなわち、従来の画像形成方法では、残像発生のない安定した画像を確保するために、いかなる条件下でも、例えば経時、環境によって、感光体膜厚、感光体表面電位が変化したときであっても十分に感光体表面を除電できるように、十分な光量の強い除電光を、一定に照射するようにしていた。しかし、感光体表面は光を受けるほど劣化していくので、このような強い除電光を照射すると感光体表面の光疲労が促進されてしまう、という問題がある。

0006

そこで本発明は、経時、環境によって、感光体膜厚、表面電位が変化したときでも、なるべく弱い除電光で感光体表面の光疲労を抑制し、かつ感光体表面を十分に除電でき、残像のない安定した画像品質を実現する画像形成方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明に係る画像形成方法は、トナー像を担持する感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、前記感光体上に静電潜像を形成する書き込み装置と、前記感光体上の静電潜像をトナー可視化する現像装置と、可視化したトナー像を一次転写する転写装置と、前記書き込み装置とは別に設けられ、前記感光体を光除電する除電装置と、を備えた画像形成装置における画像形成方法であって、帯電電流を検知する電流検知手段を有し、前記帯電装置は前記感光体に接触し、電圧を印加することにより前記感光体を帯電する帯電ローラであり、帯電印加電圧と前記電流検知手段で検知した帯電電流の電流値の関係から前記感光体の電荷輸送層膜厚Xを推測し、該推測した前記膜厚Xの値に応じて、前記光除電装置による除電光量制御方法可変する画像形成方法において、前記膜厚Xが任意の値α以上でかつ前記感光体の所定の帯電電位Vd1を検知したときは第1の光量可変制御を実行し、前記膜厚Xが前記α未満でかつ前記感光体の帯電電位の絶対値が前記所定の帯電電位Vd1よりも低い帯電電位Vd2であることを検知したときは、前記第1の光量可変制御とは制御内容が異なる第2の光量可変制御を実行する、ことを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明によれば、感光体の光疲労による劣化を防ぎ、長期にわたって安定した画像品質を実現する画像形成方法を提供できる。

図面の簡単な説明

0009

本発明の実施対象となる、画像形成装置としてのプリンタの一例の概略構成を示す図である。
画像形成装置が備える作像ユニットの概略構成を示す図である。
感光体の層構造を示す図である。
各色の階調パターンの中間転写ベルト上における各色の光学センサとの位置関係を示す図である。
感光体の低/高帯電電位における現像ポテンシャルを示す図である。
感光体廻りの構成と、感光体表面電位の時系列変化を示す図である。
感光体膜厚と電圧-電流関係グラフを示す図であり、詳細には電流が0.8mAの時の交流電圧Vppと電荷輸送層の膜厚の関係を示す図である。
光量とΔVdの関係(感光体膜厚37μm)を示す図である。
光量とΔVdの関係(感光体膜厚27μm)を示す図である。
制御フローチャート1を示す図である。
光除電装置の光量と感光体表面電位(狙い電位=-440V)を示す図である。
制御フローチャート2を示す図である。
制御フローチャート3を示す図である。

実施例

0010

本発明の実施の形態を説明する。本発明は、感光体を光除電することに際して、以下の特徴を有する。
要するに、経時・環境に応じて、感光体の帯電電位Vd、感光体の膜厚は変動するが、それぞれにおいて任意の値を閾値として、感光体除電光を制御する。感光体の高帯電電位時は、残像が発生しにくいため、除電光を消灯し、感光体の低帯電電位時は残像が発生しやすいため、除電光を点灯させるよう制御する。このことで、過度な除電光を感光体に照射することなく、最小限の光量で残像が発生しないレベルに除電することが可能となり、感光体光疲労を抑制できる。また、感光体膜厚を推定し、その値に応じて、感光体除電光の制御のVd閾値を変更する(膜厚大で、残像発生しやすい)。そうすることで、さらに高精度に必要最小限の光量で感光体除電をすることができ、より効率的に感光体光疲労を抑制することができることが特徴になっている。

0011

さらに、帯電ローラに印加するバイアスと、感光体表面電位は異なるので、狙いの感光体表面電位になるように、帯電ローラへ印加するバイアスは補正量を加えて印加する。しかしそうすると、感光体除電光を点灯される際、漏れ光によって感光体帯電電位狙い値よりも小さくなってしまう。これを防ぐために、感光体除電光を点灯する際は、帯電印加バイアスの補正量を消灯時よりも大きくすることが特徴となっている。

0012

この本発明の特徴について、以下に図面を用いて説明する。まず本発明の実施対象となる、画像形成装置としてのプリンタの一例について説明する。
図1は、画像形成装置であるプリンタ100を示す概略構成図である。プリンタ100は、フルカラー画像を形成するものであって、画像形成部120、中間転写装置及び給紙部130から主として構成されている。なお、以下の説明において、添え字Y,C,M,Kは、それぞれ、イエロー用シアン用、マゼンタ用、ブラック用の部材であることを示すものである。

0013

画像形成部120には、図中左側から順に、イエロートナー用のプロセスカートリッジ121Y、シアントナー用のプロセスカートリッジ121C、マゼンタトナー用のプロセスカートリッジ121M、ブラックトナー用のプロセスカートリッジ121Kが設けられている。これらのプロセスカートリッジ121(Y,C,M,K)は、略水平方向に並べて配置されている。

0014

中間転写装置160は、一次転写ローラ161(Y,C,M,K)と、複数の支持ローラ掛け渡された中間転写体である無端状の中間転写ベルト162と、二次転写ローラ165とから主に構成されている。中間転写ベルト162は、各プロセスカートリッジ121(Y,C,M,K)の上方で、各プロセスカートリッジに設けられた表面移動する像担持体である潜像担持体としてのドラム状の感光体10(Y,C,M,K)の表面移動方向に沿って配置されている。中間転写ベルト162は、感光体10(Y,C,M,K)の表面移動に同期して表面移動する。また、各一次転写ローラ161(Y,C,M,K)は、中間転写ベルト162を介し、感光体に当接するように内周面側に配置されている。そして、一次転写ローラ161(Y,C,M,K)により中間転写ベルト162の下側に位置する外周面(表面)が各感光体10(Y,C,M,K)の外周面(表面)に圧接している。

0015

各感光体10(Y,C,M,K)上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト162に転写する構成及び動作は、各プロセスカートリッジ121(Y,C,M,K)について実質的に同一である。ただし、カラー用の3つのプロセスカートリッジ121(Y,C,M)に対応した一次転写ローラ161(Y,C,M)についてはこれらを上下に揺動させる図示しない揺動機構が設けられている。揺動機構は、カラー画像が形成されないときに感光体10(Y,C,M)に中間転写ベルト162を接触させないように動作する。

0016

中間転写ユニットである中間転写装置は、プリンタ100の本体から着脱自在に構成されている。具体的には、プリンタ100の画像形成部120を覆っている図1中の紙面手前側の前カバー(不図示)を開き、中間転写装置160を図1中の紙面奥側から手前側へスライドさせることで、プリンタ100の本体から中間転写装置160を取り外すことができる。中間転写装置160をプリンタ100の本体に装着する場合には、取り外し作業とは逆の作業をすればよい。なお、二次転写後残留トナー等の中間転写ベルト162上に付着した付着物を除去するための中間転写ベルトクリーニング装置167を設けている。その配置一は、中間転写ベルト162における二次転写ローラ165よりも表面移動方向下流側であってプロセスカートリッジ121Yの上流側である。中間転写ベルトクリーニング装置167は、中間転写ベルト162と一体に支持された状態で中間転写装置として、プリンタ100本体に対して着脱自在に構成されている。

0017

中間転写装置の上方には、各プロセスカートリッジ121(Y,C,M,K)に対応したトナーカートリッジ159(Y,C,M,K)が略水平方向に並べて配置されている。また、プロセスカートリッジ121(Y,C,M,K)の下方には、帯電された感光体10(Y,C,M,K)の表面にレーザー光を照射して静電潜像を形成する露光装置140が配置されている。また、露光装置140の下方には、給紙部130が配置されている。給紙部130には、記録材としての転写紙を収容する給紙カセット131及び給紙ローラ132が設けられている。これらは、レジストローラ対133を経て中間転写ベルト162と二次転写ローラ165との間の二次転写ニップ部に向けて所定のタイミングで転写紙を給送する。また、二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には定着装置90が配置されており、この定着装置90の転写紙搬送方向下流側には、排紙ローラ及び排紙された転写紙を収納する排紙収納部が配置されている。

0018

図2は、プリンタ100が備えるプロセスカートリッジ121を示す概略構成図である。
ここで、各プロセスカートリッジ121の構成はほぼ同様であるので、以下の説明では色分け用の添え字Y、C、M、Kを省略して、プロセスカートリッジ121の構成及び動作について説明する。プロセスカートリッジ121は、感光体10と、感光体10の周りに配置されたクリーニング装置30、帯電装置40及び現像装置50と光除電装置60を備えている。

0019

帯電装置40は、感光体10と対向する少なくとも1本以上の帯電ローラ41と、この帯電ローラ41に当接して回転する少なくとも1本以上の帯電ローラクリーナ42とから主として構成されている。現像部(現像装置)50は、感光体10の表面にトナーを供給して静電潜像を可視像化するものであり、現像剤(キャリア、トナー)を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ51を備える。現像装置50は、この現像ローラ51と、現像剤収容部に収容された現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌スクリュ52と、攪拌された現像剤を現像ローラ51に供給しながら搬送する供給スクリュ53と、から主として構成されている。

0020

以上のような構成を有する4つのプロセスカートリッジ121は、それぞれ単独でサービスマンやユーザーにより着脱・交換が可能となっている。また、プリンタ100から取り外した状態のプロセスカートリッジ121については、感光体10、帯電装置40、現像装置50、クリーニング装置1が、それぞれ単独で新しい装置との交換が可能に構成されている。なお、プロセスカートリッジ121は、クリーニング装置1で回収した転写残トナーを回収する廃トナータンクを備えていてもよい。この場合、さらに、プロセスカートリッジ121において廃トナータンクを単独で着脱・交換が可能な構成とすれば利便性が向上する。

0021

次に、プリンタ100の動作について図1及び図2を用いて説明する。
プリンタ100では、不図示のオペレーションパネルパーソナルコンピュータ等の外部機器からプリント命令受け付ける。まず、感光体10を図2の矢印Aで示す移動方向(回転方向)に回転させ、帯電装置40の帯電ローラ41によって感光体10の表面を所定の極性に一様帯電させる。帯電後の感光体10に対し、露光装置140は、入力されたカラー画像データに対応して光変調された例えばレーザービーム光を色ごとに照射し、これによって各感光体10の表面にそれぞれ各色の静電潜像を形成する。各静電潜像に対し、各色の現像装置50の現像ローラ51から各色の現像剤を供給し、各色の静電潜像を各色の現像剤で現像し、各色に対応したトナー像を形成して可視像化する。

0022

次いで、一次転写ローラ161にトナーと逆極性転写電圧を印加することによって、中間転写ベルト162を挟んで感光体10と一次転写ローラ161との間に1次転写電界を形成する。同時に、一次転写ローラ161で中間転写ベルト162を弱圧接することで1次転写ニップを形成する。これらの作用により、各感光体10上のトナー像は中間転写ベルト162上に効率よく1次転写される。中間転写ベルト162上には、各感光体10で形成された各色のトナー像が互いに重なり合うように転写され、積層トナー像が形成される。

0023

中間転写ベルト162上に1次転写された積層トナー像に対しては、給紙カセット131内に収容されている転写紙が給紙ローラ132やレジストローラ対133等を経て所定のタイミングで給送される。そして、二次転写ローラ165にトナーと逆極性の転写電圧を印加することにより、転写紙を挟んで中間転写ベルト162と二次転写ローラ165との間に2次転写電界を形成し、転写紙上に積層トナー像が転写される。積層トナー像が転写された転写紙は定着装置90に送られ、熱及び圧力で定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙ローラによって排紙収納部135に排出、載置される。一方、1次転写後の各感光体10上に残留する転写残トナーは、各クリーニング装置1のクリーニングブレード5によって掻き取られ、除去される。

0024

<実施形態1>
次に、本発明の実施形態に適用可能な感光体10の層構造について詳述する。
図3は、プリンタ100が備える感光体10の層構成の説明図であり、図3(a)は導電性支持体91上に電荷発生層92a、電荷輸送層92bを積層した感光層92を設けた一例である。図3(b)は導電性支持体91上に下引き層94を設け、電荷発生層92a、電荷輸送層92bを積層した感光層92を設けた一例である。

0025

感光体10は、導電性支持体91上に少なくとも電荷発生層92aと電荷輸送層92bとを積層した感光層92を有する構成で、最表層が電荷輸送層92bであればよく、その他の層等が任意に組み合わされていても構わない。

0026

導電性支持体91としては、体積抵抗10^10Ω・cm以下の導電性を示すものを用いることができる。例えば、アルミニウムニッケルクロムニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したものを用いることができる。あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法素管化後、切削超仕上げ研摩などの表面処理した管などを用いることができる。なお前出の符号「^」はべき乗(あるいは累乗)を示し、その直後の数字指数である。本明細書において以下同じとする。

0027

図3に示した電荷発生層92aは、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層92aには、公知の電荷発生物質を用いることが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料ジスアゾ顔料トリスアゾ顔料ペリレン系顔料ペリノン系顔料キナクリドン系顔料キノン縮合多環化合物スクアリック酸系染料が挙げられる。また、他のフタロシアニン系顔料ナフタロシアニン系顔料アズレニウム塩系染料等も挙げられ用いられる。これら電荷発生物質は単独でも、2種以上混合してもかまわない。

0028

また、電荷発生層92aは、上記のような電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに、所定の溶剤中にボールミルアトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散して塗布液を作成し、これを導電性支持体91上に塗布し、乾燥することにより形成できる。

0029

また、必要に応じて電荷発生層92aに用いられる結着樹脂としては、ポリアミドポリウレタンエポキシ樹脂ポリケトンポリカーボネートシリコーン樹脂アクリル樹脂ポリビニルブチラールポリビニルホルマールポリビニルケトンが挙げられる。また、ポリスチレンポリスルホンポリN−ビニルカルバゾールポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステルフェノキシ樹脂塩化ビニル酢酸ビニル共重合体ポリ酢酸ビニルポリフェニレンオキシド、ポリアミドも挙げられる。また、ポリビニルピリジンセルロース系樹脂カゼインポリビニルアルコールポリビニルピロリドン等も挙げられる。そして、結着樹脂の量は、電荷発生物質100重量部に対し0〜500重量部、好ましくは10〜300重量部が好適である。

0030

ここで、電荷発生層92aを形成する際に用いる所定の溶剤としては、イソプロパノールアセトンメチルエチルケトンシクロヘキサノンテトラヒドロフランジオキサンエチルセルソルブ酢酸エチル酢酸メチルが挙げられる。また、ジクロロメタンジクロロエタンモノクロロベンゼンシクロヘキサントルエンキシレンリグロイン等も挙げられるが、特にケトン系溶媒エステル系溶媒エーテル系溶媒を良好に用いることができる。また、塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法スプレーコートビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の工法を用いることができる。なお、電荷発生層92aの膜厚は、0.01〜5μm程度が好ましく、より好ましくは0.1〜2μmである。

0031

電荷輸送層92bは、電荷輸送物質及び結着樹脂を所定の溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層92a上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤レベリング剤酸化防止剤等を添加することもできる。

0032

ここで、電荷輸送物質には、正孔輸送物質電子輸送物質とがある。電荷輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレンテトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等の電子受容性物質が挙げられる。また、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン等の電子受容性物質も挙げられる。また、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質も挙げられる。

0033

正孔輸送物質としては、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレンホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン等の材料が挙げられる。また、ポリシランオキサゾール誘導体オキサジアゾール誘導体イミダゾール誘導体モノアリールアミン誘導体ジアリールアミン誘導体トリアリールアミン誘導体スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体等の材料も挙げられる。また、ベンジジン誘導体ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9−スチリルアントラセン誘導体ピラゾリン誘導体ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体インデン誘導体ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等の材料も挙げられる。また、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、又は2種以上混合して用いられる。

0034

結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。また、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂も挙げられる。また、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン脂、ウレタン樹脂フェノール樹脂アルキッド樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂も挙げられる。そして、電荷輸送物質の量は、結着樹脂100重量部に対し、20〜300重量部、好ましくは40〜150重量部が好適である。

0035

ここで、電荷輸送層92bを形成する際に用いる所定の溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン等が挙げられる。また、本実施形態の感光体10の場合、その電荷輸送層92b中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。

0036

電荷輸送層92bを形成する際に用いる可塑剤としては、ジブチルフタレートジオクチルフタレートなど一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂に対して0〜30重量%程度が好適である。また、レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイルメチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー、あるいはオリゴマーが使用でき、その使用量は結着樹脂に対して0〜1重量%が好適である。

0037

本実施形態の感光体10において、図3(b)に示すように、導電性支持体91と感光層92(電荷発生層92a)との間に下引き層94を設けた構成について説明する。下引き層94は、一般的には樹脂を主成分とするが、この樹脂は、その上に感光層92を溶剤で塗布されることを考えると、一般的な有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂共重合ナイロンメトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂等が挙げられる。また、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等も挙げられる。

0038

また、下引き層94には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタンシリカアルミナ酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。この下引き層94は、上記した感光層92の如く所定の溶媒、塗工法を用いて形成することができる。

0039

さらに、本実施形態では、下引き層94として、シランカップリング剤チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、下引き層94には、Al2O3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラシリレンパリレン)等の有機物やSiO2、SnO2、TiO2、In2O3/SnO2(ITO)、CeO2等の無機物真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。また、この他にも、公知のものも用いることができる。なお、下引き層94の膜厚は0〜5μmが好適である。

0040

ここで、感光体10は、長期的に繰り返し使用され、最表層にある電荷輸送層92bを経時で摩耗させながら使用している。帯電装置40の帯電部材で感光体表面を帯電する時にオゾン及びNOXガス等が発生し、感光体10の表面に付着する場合があり、これらの付着物が存在すると画像流れが発生するが、表面を摩耗させることでこの画像流れを防止することができる。

0041

電荷輸送層は薄いとキャリア付着余裕度が低くなるため20μm以上で使用することが望ましい。電荷輸送層を摩耗させながら使用するため、初期膜厚は厚いほど感光体の摩耗寿命を長くすることができるが、厚いとγリニアリティ、残像の悪化が懸念されるため40μm程度以下が望ましい。また、本実施例では、3層感光体を一例として挙げているがこれに限らず、4層感光体でも同様のことが言える。

0042

以下、本発明の特徴部である感光体光除電制御について説明する。
まず、トナー濃度制御と、残像という異常画像の発生メカニズムについて説明する。
本画像形成装置においては、電源投入時あるいは所定枚数プリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。

0043

画像濃度制御は、まず、図4に示すような、各色の階調パターンSk、Sm、Sc、Syを中間転写ベルト上における各光学センサ151Y、C、M、Kに対向する位置に自動形成する。各色の階調パターンは、10個の画像濃度が異なる2[cm]×2[cm]の面積トナーパッチからなっている。各色の階調パターンSk、Sm、Sc、Syを作成するときの、感光体Y,M,C,Kの帯電電位は、プリントプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を感光体Y,M,C,Kにそれぞれ形成せしめながら、それらをY,M,C,K用の現像装置によって現像する。この現像の際、Y,M,C,K用の現像ローラに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。このような現像により、感光体Y,M,C,K上にはY,M,C,Kの階調パターン像が形成される。これらは、中間転写ベルトの主走査方向に所定の間隔で並ぶように1次転写される。このときの、各色の階調パターンにおけるトナーパッチのトナー付着量は最小で0.1[mg/cm^2]、最大で0.55[mg/cm^2]ほどあり、また、トナーQ/d分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性にそろっている。

0044

中間転写ベルトに形成され各トナーパターン(Sk、Sm、Sc、Sy)は、中間転写ベルトの無端移動に伴って、光学センサ151との対向位置を通過する。この際、光学センサ151は、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の光を受光する。

0045

次に、各色トナーパッチを検知したときの光学センサ151の出力電圧と、付着量変換アルゴリズムとから、各色のトナーパターンの各トナーパッチにおける付着量を算出し、算出した付着量に基づき作像条件を調整する。具体的には、トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャル(現像バイアスVbと感光体露光電位VLの差)とに基づいてその直線グラフを示す関数(y=ax+b)を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値演算し、Y,M,C,K用の現像バイアス値を特定する。

0046

メモリ内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切な感光体の帯電電位とが予め関連付けられている作像条件データテーブルが格納されている。各プロセスユニットY,M,C,Kについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、特定した現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、これに関連付けられた感光体の帯電電位を特定する。一般的に、トナーが初期状態であったり、環境が低温・低湿であったりすると、トナーの帯電量が高く、感光体上に任意のトナー量を現像するためには、現像ポテンシャルを大きくする必要がある。現像バイアスVbと感光体の帯電電位Vdの差は一定値であるので、結果として感光体の帯電電位Vdは大きくなる。一方、経時でトナー帯電量は低くなりやすく、また環境が高温高湿であるとトナーの帯電量は低くなるので、感光体上に任意のトナー量を現像する際、現像ポテンシャルは小さく、つまり感光体の帯電電位Vdが小さくなる(図5参照)。

0047

また、帯電ローラに印加するバイアスと感光体表面電位Vdは必ずしも一致するわけではなく、システムによってその差は異なる。よって、狙いの感光体表面電位にするため、帯電ローラには、帯電印加バイアスに補正量Pを加えたバイアスを帯電ローラに印加している。

0048

図6に、感光体表面電位の時系列での変化を示す。
テップ1では、帯電部で、感光体を帯電し、表面電位がVdとなる。
ステップ2では、露光部で、露光装置により感光体を露光し、表面電位がVLとなる。
ステップ3では、転写部で、転写バイアスが印加され、表面電位がさらに+電位方向へシフトする。
ステップ4では、帯電部で、感光体を再帯電する。
ステップ4にて、再帯電するが、ステップ3にて転写バイアスの影響で感光体表面電位が+帯電となると、再帯電時には、狙いの表面電位Vdよりも低く帯電してしまいやすい。すると、感光体2周目において、感光体1周目での露光部と非露光部とで、感光体表面電位が異なるため、画像濃度差が生じてしまい、残像として現れる。特に、表面電位が低Vd時だと、転写後の感光体表面電位が+にシフトしやすいので、残像が発生しやすくなる。また、低Vd時というのは、トナーが低帯電な時であり、感光体上にトナーが現像しやすい状況である。すると、感光体表面電位の少しの電位差でもトナーの付着量の差が大きくなってしまい、画像濃度差が現れやすくなるため、残像が顕著に見えやすくなってしまう。

0049

さらに、感光体の電荷輸送層の膜厚の大きさも、残像に影響がある。膜厚が大きいと、
Q=CV、C=Sε/d
(Q:電荷、C:静電容量、V:電位、S:面積、ε:誘電率、d:厚さ)
という関係式により、厚さdが大きいので静電容量が小さくなり、同じポテンシャルでも電荷量が小さくなってしまい、転写の影響が大きく出てしまうので、残像が悪化してしまう。一方、膜厚が薄いと静電容量が大きくなるので、電荷量が大きくなり、転写の影響を受けにくくなるので、残像発生に余裕がある。

0050

これまではステップ3とステップ4の間で、光除電装置により感光体を光照射し、転写後に+にシフトした感光体表面電位をリセットすることで残像発生を防止していた。しかし、十分に感光体表面を除電できるように、光量の強い除電光を、一定に照射していると、感光体表面の光疲労が促進されてしまう。

0051

そこで、感光体の帯電電位Vd、および感光体の電荷輸送層の膜厚Xの値に応じて、光除電装置による光量制御を実施する。
感光体の電荷輸送層の膜厚Xを推測し、30μmを閾値として、30μm以上なら第1の光量可変制御、30μm未満なら第2光量可変制御を実施する。本実施形態では、線速146mm/secの画像形成装置を一例として挙げる。ただし、異なる線速においても同様の効果が得られる。帯電の交流電圧と電流の関係は感光体の電荷輸送層の厚みに依存するため、感光体の経時の膜厚は帯電ローラに電圧を印加した時に検知される電流と電圧の関係より推定することができる。なお図7は感光体膜厚と電圧-電流の関係のグラフであり、電流が0.8mAの時の交流電圧Vppと電荷輸送層の膜厚の関係を示している。

0052

まず、第1の光量可変制御について説明する。
前記した感光体の電荷輸送層膜厚Xの推定手段により、その値が30μm以上であったとき、第1の光量可変制御を実施する。下記の表1に示すように、表面電位Vd1が600V以上のときは、光除電装置を消灯させる。また、表面電位Vd1が500V以上600V未満のときは、光除電装置を点灯させ、その際、光除電装置印加バイアス(以下QLバイアスと示す)は、13V(光量:小)とする。また、Vd1が500V未満のときは、光除電装置を点灯させ、その際のQLバイアスは24V(光量:大)とする。



図8は、膜厚Xが37μmのときの、感光体1周目と2周目との帯電電位の差ΔVd1とQLバイアス(バイアス:大=光量:大)の関係を示したものである。

0053

残像が発生しない電位差ΔVd1が10V以下としたとき、表面電位Vd1が600V以上では、光除電装置を消灯しても、残像は発生しない。しかし、表面電位Vd1が600V未満のときは、残像を発生させないために、光除電装置を点灯させ、感光体を除電する必要がある。また、表面電位Vd1が500V以上では、残像を発生させないQLバイアスは13Vで十分だったが、表面電位Vd1が500V未満ではさらにQLバイアスを大きくする必要があり、QLバイアス24Vで残像の発生しない電位差ΔVd1にすることができる。感光体の膜厚が厚い場合、残像が発生する表面電位Vd1の領域が広いため、光量を多段制御にすることが感光体の光疲労防止に有効である。このような第1の光量可変制御を実施することにより、残像防止のために、過度な光を照射することなく感光体を必要最小限の光量で除電することができ、感光体の光疲労をできるだけ抑えることができる。ただし、感光体の電荷輸送層の膜厚閾値および、除電光量制御の表面電位Vd1の閾値は、システムにより最適化できるため、これに限らない。

0054

続いて、第2の光量可変制御について説明する。
前記した感光体の電荷輸送層膜厚Xの推定手段により、その値が30μm未満であったとき、第2の光量可変制御を実施する。下記表2に示すように、表面電位Vd2が500V以上のときは、光除電装置を消灯させる。また、表面電位Vd2が500V未満のときは、光除電装置を点灯させ、その際、QLバイアスは、13V(光量:小)とする。



図9は、膜厚Xが27μmのときの、感光体1周目と2周目との帯電電位の差ΔVd2とQLバイアスの関係を示したものである。

0055

残像が発生しない電位差ΔVd2が10V以下としたとき、帯電電位Vd2が500V以上では、光除電装置を消灯しても、残像は発生しない。しかし、帯電電位Vd2が500V未満のときは、残像を発生させないために、光除電装置を点灯させ、感光体を除電する必要がある。ただし、帯電電位Vd2=400V(プロコンによるVd下限値)でも、QLバイアスは13Vで十分に、残像を発生させない条件を満たすことができる。このような第2の光量可変制御を実施することにより、残像防止のために、過度な光を照射することなく感光体を必要最小限の光量で除電することができ、感光体の光疲労をできるだけ抑えることができる。ただし、感光体の電荷輸送層の膜厚閾値および、除電光量制御のVd2閾値は、システムにより最適化できるため、これに限らない。

0056

上述した第1の光量可変制御および第2の光量可変制御の制御フローチャートを図10に示す。
まず、感光体の電荷輸送層の膜厚を推定する(ステップS1)。推定した膜厚が30μm以上であれば(ステップS2)、感光体の帯電電位Vd1を検知し(ステップS3)、膜厚が30μm以上でなければ(ステップS2)、感光体の帯電電位Vd2を検知する(ステップS4)。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が600V以上であれば(ステップS5)、光除電装置を消灯する(ステップS6)。そうでなければ感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であるかどうかを判断する(ステップS7)。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であれば光量を小さくして光除電装置を点灯させる(ステップS8)。そうでなければ光量大で光除電装置を点灯させる(ステップS9)。

0057

一方、感光体の帯電電位Vd2の絶対値が500V以上であれば(ステップS10)、光除電装置を消灯し(ステップS11)、そうでなければ光量小で光除電装置を点灯させる(ステップS11)。

0058

すなわち、第1の光量可変制御は、感光体の帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd1の絶対値がA以上のときは光除電装置を消灯す。残像の発生しやすい低Vd時は、光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなり、残像未発生レベルまで除電することができ、高Vd時は残像が発生しにくいので光除電装置を消灯し、感光体の光疲労を抑制することができる。

0059

また第1の光量可変制御は、帯電電位Vd1の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは光除電装置の光量を制御する。光除電装置の光量を帯電電位Vdの値に応じて制御することで、過度な光量による感光体の光疲労を抑制する。また第1の光量可変制御では、帯電電位Vd1の値が任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは光除電装置の光量を大きくする。すなわち、低帯電電位Vdのときのみ光量を大きくするように制御することで、過度な光量による感光体の光疲労を抑制する。

0060

第2の光量可変制御は、帯電電位Vd2の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値C未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd2の絶対値がC以上のときは光除電装置を消灯する。光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなるので、残像の発生しやすい低帯電電位Vd時でも、残像未発生レベルまで除電することができる。膜厚が薄いと、残像が発生しにくく、光除電装置の点灯させる帯電電位Vdの閾値は低くてよい。

0061

<実施形態2>
先にも述べたが、帯電ローラに印加するバイアスと感光体表面電位Vdは必ずしも一致するわけではなく、システムによってその差は異なる。よって、狙いの感光体表面電位にするため、帯電ローラには、帯電印加電圧に補正量Pを加えた値のバイアスを帯電ローラに印加している。しかし、除電光の漏れ光が、若干だが帯電後の感光体表面に照射してしまい、感光体表面電位を狙いの値よりも小さくしてしまう、という課題がある。これは、除電光の光量が大きければ、漏れ光の光量も大きくなるので、感光体表面電位が狙い値よりもさらに小さくなってしまう。

0062

図11に、狙い感光体表面電位=-440V時の、光除電装置の光量と、感光体表面電位のグラフを示す。除電光の光量が大きければ、漏れ光の光量も大きくなるので、感光体表面電位が狙い値よりもより小さくなっていることがわかる。そこで、光除電装置を点灯させる時は、帯電ローラへ印加するバイアスの補正量を制御するようにする。

0063

第1光量可変制御において、Vd1が600V以上の時は、光除電装置を消灯するので、漏れ光が生じることはないので、帯電ローラ印加バイアスの補正量は変化させる必要はない(補正量をPとする)。一方、Vd1が500V以上600V未満の時は、QLバイアスは13Vで光除電装置を点灯させるので、帯電ローラ印加バイアスの補正量はP+11Vと、消灯時より大きくする。また、Vd1が500V未満の時は、QLバイアスは24Vで光除電装置を点灯させるので、帯電ローラ印加バイアスの補正量はP+27Vとする。
第2光量可変制御において、Vd2が500V以上の時は、光除電装置を消灯するので、漏れ光が生じることはないので、帯電ローラ印加バイアスの補正量はPのままでよい。一方、Vd2が500V未満の時は、QLバイアスは13Vで光除電装置を点灯させるので、帯電ローラ印加バイアスの補正量はP+11Vと、消灯時より大きくする。
これにより、光除電装置による除電光の漏れ光が生じても、感光体を狙いの帯電電位Vdに帯電することができ、安定した画像品質を提供することができる。ただし、補正量はシステムにより最適化することができるので、これに限らない。

0064

上述した第1の光量可変制御および第2の光量可変制御の制御フローチャートを図12
に示す。
まず、感光体の電荷輸送層の膜厚を推定する(ステップS1)。推定した膜厚が30μm以上であれば(ステップS2)、感光体の帯電電位Vd1を検知し(ステップS3)、膜厚が30μm以上でなければ(ステップS2)、感光体の帯電電位Vd2を検知する(ステップS4)。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が600V以上であれば(ステップS5)、光除電装置を消灯し、帯電ローラ印加バイアス補正量は変更しない(ステップS6)。そうでなければ感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であるかどうかを判断する(ステップS7)。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であれば光量を小さくして光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量を大きくする(ステップS8)。そうでなければ光量大で光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量をさらに大きくする(ステップS9)。

0065

一方、感光体の帯電電位Vd2の絶対値が500V以上であれば(ステップS10)、光除電装置を消灯し、帯電ローラ印加バイアス補正量は変更しない(ステップS11)。そうでなければ光量小で光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量を大きくする(ステップS11)。

0066

すなわち、第1の光量可変制御は、感光体の帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd1の絶対値がA以上のときは光除電装置を消灯する。残像の発生しやすい低Vd時は、光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなり、残像未発生レベルまで除電することができ、高Vd時は残像が発生しにくいので光除電装置を消灯し、感光体の光疲労を抑制することができる。
さらに、光除電装置の消灯時は、帯電ローラ印加バイアスの補正量はPとし、点灯時は補正量をPよりも大きくする(P+P’)。こうすることで、光除電装置の点灯による漏れ光によって、感光体表面電位が狙いの値よりも小さくなってしまうことを防ぐことができる。

0067

また第1の光量可変制御は、帯電電位Vd1の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは光除電装置の光量を制御する。光除電装置の光量を帯電電位Vdの値に応じて制御することで、過度な光量による感光体の光疲労を抑制する。また第1の光量可変制御では、帯電電位Vd1の値が任意の値Aよりも低い任意の値B未満のときは光除電装置の光量を大きくする。すなわち、低帯電電位Vdのときのみ光量を大きくするように制御することで、過度な光量による感光体の光疲労を抑制する。
さらに、この時、帯電ローラ印加バイアス補正量はさらに大きく(P+P’’(P’<P’’))することで、光除電装置による漏れ光の強さが大きくなっても、感光体表面電位を狙いの値に帯電させることができる。

0068

第2の光量可変制御は、帯電電位Vd2の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値C未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd2の絶対値がC以上のときは光除電装置を消灯する。光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなるので、残像の発生しやすい低帯電電位Vd時でも、残像未発生レベルまで除電することができる。膜厚が薄いと、残像が発生しにくく、光除電装置の点灯させる帯電電位Vdの閾値は低くてよい。
また、第1光量可変制御と同様に、光除電装置の消灯時は、帯電ローラ印加バイアスの補正量はPとし、点灯時は補正量をPよりも大きくする(P+P’)。こうすることで、光除電装置の点灯による漏れ光によって、感光体表面電位が狙いの値よりも小さくなってしまうことを防ぐことができる。

0069

<実施形態3>
先にも述べたが、帯電ローラに印加するバイアスと感光体表面電位Vdは必ずしも一致するわけではなく、システムによってその差は異なる。よって、狙いの感光体表面電位にするため、帯電ローラには、帯電印加電圧に補正量Pを加えた値のバイアスを帯電ローラに印加している。また、実施例1で記載したように、除電光を用いることで感光体の残留電位を少なくし、残像が発生しにくいようにしている。

0070

しかし、図9、10のように、除電光を用いても、感光体薄膜時かつ高Vd時以外は5〜10V程度のΔVdが生じてしまう。例えば、感光体径が小さく、紙一枚内に感光体何周もの領域があるようなシステムでは、5〜10V程度のΔVdが感光体毎周で蓄積されて、残像として顕在化したり、紙先端部と高端部とで電位差が大きくなり、濃度差が生じるという課題となる。より高画質化目指すには、ΔVdをさらに小さくする必要がある。そこで、よりΔVdを小さくするよう、感光体1周目と2周目以降とで帯電ローラに印加するバイアスの補正量を異ならせる制御を行う。

0071

第1光量可変制御において、Vd1の値に関わらず、ΔVd1の値は5V以上10V以下となっている。感光体1周目と2周目以降とで、帯電ローラ印加バイアスの補正量を異ならせる制御を行う。例えば、ΔVd1を5V以下にするには、Vd1の値に関わらず、感光体1周目の帯電ローラ印加バイアスの補正量をPとしたとき、感光体2周目以降の補正量をP+5Vとする。このことで、どんなVd1であれ、ΔVd1は5V以下となり、異常画像のない高画質な画像を得ることができる。

0072

第2光量可変制御において、Vd2が600V以上のときは、ΔVd2は5V以下であるので、感光体1周目と2周目以降とで帯電ローラ印加バイアスの補正量を異ならせる必要がなく、補正量はP一定でよい。一方、Vd2が600V未満の時は、ΔVd2の値が5V以上10V以下となっているので、感光体1周目の帯電ローラ印加バイアスの補正量をPとしたとき、感光体2周目以降の補正量をP+5Vとする。このことで、どんなVd2であれ、ΔVd2は5V以下となり、異常画像のない高画質な画像を得ることができる。ただし、補正量はシステムにより最適化することができるので、これに限らない。

0073

上述した第1光量可変制御および第2光量可変制御の制御フローチャートを図13に示す。
まず、感光体の電荷輸送層の膜厚を推定する(ステップS1)。推定した膜厚が30μm以上であれば(ステップS2)、感光体の帯電電位Vd1を検知し(ステップS3)、膜厚が30μm以上でなければ(ステップS2)、感光体の帯電電位Vd2を検知する(ステップS4)。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が600V以上であれば(ステップS5)、光除電装置を消灯し、帯電ローラ印加バイアス補正量は感光体1周目と2周目以降で異ならせる(ステップS6)。そうでなければ感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であるかどうかを判断する(ステップS7)。感光体の帯電電位Vd1の絶対値が500V以上であれば光量を小さくして光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量を感光体1周目と2周目以降で異ならせる(ステップS8)。そうでなければ光量大で光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量を感光体1周目と2周目以降で異ならせる(ステップS9)。

0074

一方、感光体の帯電電位Vd2の絶対値が600以上であれば(ステップS10)、光除電装置を消灯し、帯電ローラ印加バイアス補正量は感光体1周目と2周目以降で異ならせない(ステップS11)。絶対値が600以上でなければ感光体の帯電電位Vd2の絶対値が500V以上であるかどうかを判断する(ステップS12)。500V以上であれば(ステップS13)、光除電装置を消灯し、帯電ローラ印加バイアス補正量は感光体1周目と2周目以降で異ならせる(ステップS14)。500V以上でなければ光量小で光除電装置を点灯させ、帯電ローラ印加バイアス補正量を感光体1周目と2周目以降で異ならせる(ステップS15)。

0075

すなわち、第1の光量可変制御は、感光体の帯電電位Vd1の絶対値が任意の値A未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd1の絶対値がA以上のときは光除電装置を消灯する。残像の発生しやすい低Vd時は、光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなり、残像が顕在化しにくいレベルまで除電することができ、高Vd時は残像が発生しにくいので光除電装置を消灯し、感光体の光疲労を抑制することができる。
さらに、システムによっては、残像を完全に未発生レベルにできない場合でも、Vd1の値にかかわらず、帯電ローラ印加バイアスの補正量は、感光体1周目はP、2周目以降はPと異ならせる(P+Qa(a=1,2,3))。このことで、ΔVd1をさらに小さくするこができ、残像のない高画質な画像を得ることができる。

0076

第2の光量可変制御は、帯電電位Vd2の絶対値が任意の値Aよりも低い任意の値C未満のときは光除電装置を点灯させ、帯電電位Vd2の絶対値がC以上のときは光除電装置を消灯する。光除電装置を点灯させることで、感光体の残留電位が少なくなるので、残像の発生しやすい低帯電電位Vd時でも、残像が顕在化しにくいレベルまで除電することができる。膜厚が薄いと、残像が発生しにくく、光除電装置の点灯させる帯電電位Vdの閾値は低くてよい。
また、システムによっては、Vd2の値の絶対値がA未満のときは、残像を完全に未発生レベルにできない場合でも、帯電ローラ印加バイアスの補正量は、感光体1周目はP、2周目以降はPと異ならせる(P+Qa(a=4,5))。このことで、ΔVd2をさらに小さくするこができ、残像のない高画質な画像を得ることができる。

0077

上述した画像形成方法を用いた画像形成装置においては、安定した画像品質を提供できる。また、作像ユニットとして、感光体を含み、帯電装置、現像装置のうち少なくとも一つを含むプロセスカートリッジを有する画像形成装置では、作像手段が一体化されて、セット性メンテナンス性が良くなる。また現像部材、帯電部材等の感光体に対する位置精度も良くなる。なお、上述した実施形態では画像形成装置として複写機、プリンタ、ファクシミリ等の複合機を用いた例を示した。しかし、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限られず、複写装置、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等のほかの画像形成装置にも本発明は適用可能である。
また本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

0078

1 :クリーニング装置
5 :クリーニングブレード
10 :感光体
30 :クリーニング装置
40 :帯電装置
41 :帯電ローラ
42 :帯電ローラクリーナ
50 :現像装置
51 :現像ローラ
52 :攪拌スクリュ
53 :供給スクリュ
60 :光除電装置
90 :定着装置
91 :導電性支持体
92 :感光層
92a :電荷発生層
92b :電荷輸送層
94 :下引き層
100 :プリンタ
120 :画像形成部
121 :プロセスカートリッジ
130 :給紙部
131 :給紙カセット
132 :給紙ローラ
133 :レジストローラ対
135 :排紙収納部
140 :露光装置
151 :光学センサ
151Y :光学センサ
159 :トナーカートリッジ
160 :中間転写装置
161 :一次転写ローラ
162 :中間転写ベルト
165 :二次転写ローラ
167 :中間転写ベルトクリーニング装置

先行技術

0079

特開2009−008906号公報

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