感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】測定機構を用いることなく、正確な感光体の寿命時期を使用者に通達することができる感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】表面にトナーにより現像される静電潜像が形成される感光体２において、該感光体２の機能層としてＣＴＬ層２３とＵＣＬ層等の第二層を有し、前記ＣＴＬ層２３は経時使用により削られると感光体としての機能が低下してしまう層であって、該ＣＴＬ層２３の第二層との境界付近には印刷画像に、感光体の寿命を認識させる表示をする電荷保持性に優れた微粒子２５を含む表示層２４が設けられている。
【解決手段】表面にトナーにより現像される静電潜像が形成される感光体２において、該感光体２の機能層としてＣＴＬ層２３とＵＣＬ層等の第二層を有し、前記ＣＴＬ層２３は経時使用により削られると感光体としての機能が低下してしまう層であって、該ＣＴＬ層２３の第二層との境界付近には印刷画像に、感光体の寿命を認識させる表示をする電荷保持性に優れた微粒子２５を含む表示層２４が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面にトナー画像が形成される感光体と該感光体を用いるプロセスカートリッジ及び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】
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはその少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置は周知である。かかる画像形成装置において、基本的なマイナス帯電用の有機感光体ドラム（ＯＰＣ）の構造は最下層からアルミ素管、ＵＣＬ（アンダーコート層、Ｕｎｄｅｒ Ｃｏａｔ Ｌａｙｅｒ）と、感光体の機能層であるＣＧＬ（電荷発生層、Ｃａｒｒｉｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ＣＴＬ（電荷輸送層、Ｃａｒｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）となっている。そして、最表層にあるＣＴＬ層は画像形成が進むにつれ徐々に削られる特性を有している。
【０００３】
感光体は、経時使用で最表層であるＣＴＬ層が削られると、感光体としての機能が低下してしまう。そして、感光体としての機能が低下すると、所定の画像品質を維持することができなくなったり、画像形成自体ができなくなったりし、感光体が寿命に達したことになる。このため、感光体の寿命を確実に知ることは機器を使用していくうえで、重要な要件の１つとなっている。
【０００４】
従来、有機感光体の寿命は、予め標準的な環境、使用条件にて耐久試験等を行なって感光体が寿命に到達するまでの印刷枚数や感光体の累積回転数等を求め、その結果に基いて設定されていた。しかし、感光体の寿命は画像形成装置の使用環境、使用条件に大きく依存するため、これを正確に予測することは困難である。このため、市場においては予め想定された寿命としての印刷枚数に至る前に、品質上重大な欠陥のある印刷物を出力してしまったり、十分に使用に耐えうるにもかかわらず感光体の交換が行なわれてしまったりする場合があった。
【０００５】
そこで、感光体の疲労状態を検出し、その検出結果に基いて感光体寿命を判定する方法が提案されている。例えば、感光体の疲労状態を検出する方法として、感光体の表面電位を検出し、この検出結果に基づき感光体寿命を判定する方法があり、例えば、特許文献１では、検出された飽和電位及び残留電位を予め設定した電位値と比較することで感光体の寿命を判定する方法が開示されている。また、特許文献２では、帯電電位と残留電位との差に応じて感光体の寿命を判定する方法が開示されている。さらにまた、特許文献３には、有機感光体の寿命を判定する目的で、有機感光体と、該有機感光体の残留電位を検出する電位検出手段と、該有機感光体の温度を直接又は間接的に検出する温度検出手段と、該電位検出手段による検出値及び該温度検出手段による検出値に基づき該有機感光体の寿命を判定する寿命判定手段とを備える構成が開示されている。
【０００６】
このように構成すると、有機感光体の寿命を検知して使用者に通達することができるが、測定による誤差及び測定機構の追加によるコストやスペースが増加するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した従来の事情に鑑み、測定機構を用いることなく、正確な感光体の寿命時期を使用者に通達することができる感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、表面にトナーにより現像される静電潜像が形成される感光体において、該感光体の機能層として最表層と第二層を有し、前記最表層は経時使用により削られると感光体としての機能が低下してしまう層であって、該最表層の前記第二層との境界付近には印刷画像に、感光体の寿命を認識させる表示をする電荷保持性に優れた微粒子を含む表示層が設けられていることを特徴とする感光体を提案する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、経時使用により機能層が削られて寿命若しくは寿命に近づくと、電荷保持性に優れた微粒子を含む表示層によって寿命を認識させる表示が印刷物に現れるので、寿命を簡単かつ確実に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における負帯電特性の感光体の層を示す説明図である。
【図４】本発明における正帯電特性の感光体の層を示す説明図である。
【図５】表示層の一例を示す斜視説明図である。
【図６】表示層の他の例を示す斜視説明図である。
【図７】段階的の表示層を示す断面説明図である。
【図８】印刷物に現れる表示の一例を示す説明図である。
【図９】印刷物に現れる表示の他の例を示す説明図である。
【図１０】感光体の除電イメージを示す説明図である。
【図１１】感光体の他の除電イメージを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る感光体を備えるプロセスカートリッジを示す断面図である。
【００１２】
図１において、ここに示したプロセスカートリッジ１は感光体ドラム２、帯電部材、現像手段４及びクリーニング手段５を一体に結合した構成のカートリッジである。
【００１３】
感光体ドラム２は、時計方向に回転駆動され、帯電部材としての帯電ローラ３は感光体ドラム２に圧接されて反時計方向に従動回転される、帯電ローラ３には、図示していない高圧電源より所定のバイアスが印加され、感光体ドラム２の表面を帯電している。
【００１４】
現像装置４は、現像剤を収容する現像剤収容室４０と、該現像剤収容室４０の下方に設けられた現像剤供給室４１とから構成されている。現像剤供給室４１の下部には、現像ローラ４２と、現像ローラ４２に当接して設けられた層規制部材４３および供給ローラ４４が設けられる。現像ローラ４２は感光体ドラム２に接触して配置され、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。現像剤収容室４０内には現像剤攪拌部材４５が設けられている。現像剤収容室４０と該現像剤供給室４１との間には現像剤の供給口４６が形成されており、現像剤収容室４０から該現像剤供給室４１へ現像剤を供給するとともに現像剤が該現像剤供給室４１へ過剰に供給されるのを防止している。該現像剤収容室４０内の中央部には、現像剤の凝集を防止するためのアジテータ４７が回転自在に設けられ、図上において反時計回りの方向に回転している。
【００１５】
供給ローラ４４の表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、現像剤供給室４１内に運ばれてきた現像剤を効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ４２との当接部での圧力集中による現像剤劣化を防止している。なお、上記発泡材料は１０３乃至１０１４Ωの電気抵抗値に設定される。供給ローラ４４には、現像ローラ４２の電位に対して現像剤の帯電極性と同極性にオフセット電圧を供給バイアスとして印加される。この供給バイアスは、現像ローラ４２との当接部で予備帯電された現像剤を現像ローラ４２に押し付ける方向に作用する。ただし、供給ローラ４４に印加する電圧の極性はこれに限ったものではなく、現像剤の種類によっては現像ローラと同電位もしくは極性を反転させてもよい。供給ローラ４４は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ４２の表面に塗布供給する。
【００１６】
現像ローラ４２には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面には現像剤と逆の極性に帯電し易い材料からなる表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、感光体ドラム２との接触状態を均一に保つ為に、ＪＩＳ−Ａで５０度以下の硬度に設定され、さらに現像バイアスを作用させるために１０３乃至１０１０Ωの電気抵抗値に設定される。表面粗さはＲａで０．２乃至２．０μｍに設定され、必要量の現像剤が表面に保持される。現像ローラ４２は反時計回りの方向に回転し、表面に保持した現像剤を層規制部材４３および感光体ドラム２との対向位置へと搬送する。
【００１７】
層規制部材４３は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ４２表面に１０乃至１００Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過した現像剤を薄層化すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに層規制部材４３には、摩擦帯電を補助する為に、現像ローラ４２に印加した電位に対して現像剤の帯電極性と同極性にオフセットさせた電圧を規制バイアスとして印加される。
【００１８】
感光体ドラム２は時計回りの方向に回転しており、従って現像ローラ４２表面は感光体ドラム２との対向位置において感光体ドラム２の進行方向と同方向に移動する。該現像ローラ４２上の薄層化された現像剤は、現像ローラ４２の回転によって感光体ドラム２との対向位置へ搬送され、現像ローラ４２に印加された現像バイアスと感光体ドラム２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて感光体ドラム２表面に移動し、これによって感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像が現像される。
【００１９】
感光体ドラム２上に現像されずに現像ローラ４２上に残された現像剤が再び現像剤供給室４１内へと戻る部分には、封止シール４８が現像ローラ４２に当接して設けられ、現像剤が現像装置外部に漏れ出ないように封止される。
【００２０】
なお、プロセスカートリッジ１には粉砕法もしくは重合法により製造されたトナーが充填されている。そのトナーは、外添剤としてシリコンオイルを含有したシリカを用いることもできる。外添剤としてシリコンオイル含有シリカを用いる効果は、プロセスカートリッジ１の長寿命化やクリーニング性の向上や転写効率の向上があげられる。
【００２１】
図２は、上記プロセスカートリッジを用いるカラー画像形成装置の全体外略図である。
図２において、上記構成のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋは、装置本体１０に装着すると、図示していないストッパーによって感光体ドラム２が無端ベルトより成る中間転写ベルト１１の上部走行辺に接触する位置に固定され、そのストッパーを解除することにより各プロセスカートリッジが交換できる構成になっている。
【００２２】
画像形成装置による画像形成工程について説明する。感光体ドラム２が時計回りに回転駆動されると、感光体ドラム表面は帯電部材３によって所定の極性に一様に帯電される。この帯電面に、装置本体１０内の上部に配置された露光装置６から出射する光変調されたレーザ光が照射され、感光体ドラム２Ｙの表面に書き込み情報に対応した静電潜像が形成される。図１及び２に示した例では帯電部材３として帯電ローラが用いられているが、コロナ放電器や帯電ブレードなどから成る帯電部材３を用いることもできる。同様に図１に示した画像形成装置においてはレーザ光を出射するレーザ書き込み装置より成る露光装置６が用いられているが、ＬＥＤアレイと結像手段を有する露光装置などを用いることもできる。
【００２３】
各プロセスカートリッジ１に形成された静電潜像は、これが現像手段４を通るとき、それぞれの色のトナー像として可視像化される。ここに示した現像手段４は一成分接触現像であり、感光体ドラム２上の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像手段４には図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが供給される。
【００２４】
一方、無端ベルトである中間転写ベルト１１の内側には、その中間転写ベルト１１を挟んで感光体ドラム２に対向して位置する一次転写手段としての転写ローラ７が配置されている。この転写ローラ７には、感光体ドラム２上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。これにより、感光体ドラム２と中間転写ベルト１１との間に転写電界が形成され、感光体ドラム２上のトナー像が、その感光体ドラム２と同期して回転駆動される中間転写ベルト１１上に静電的に転写される。
【００２５】
トナー像を中間転写ベルト１１に転写したあとの感光体ドラム２表面に付着する転写残トナーは、クリーニング手段５によって除去され、感光体ドラム２の表面が清掃される。
【００２６】
かくして、各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの感光体ドラム２にはイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。これら各色のトナー像は、転写ローラ６により構成された転写手段によって、中間転写ベルト１１上に順次重ねて静電転写される。このようにして複数の像担持体のそれぞれに形成された互いに色の異なるトナー像が中間転写ベルト１１に重ねて静電転写されることでフルカラー画像を形成される。形成されたフルカラー画像は、二次転写ローラ８と該中間転写ベルト１１との間に所定の電圧を印加することにより転写材である用紙９に転写され、定着装置１２にて用紙９の上に転写された現像剤の画像が熱と圧力により定着され出力される。二次転写ローラ８で転写されずに中間転写ベルト１１上に残留した現像剤は転写ベルトクリーニング手段１３に除去されて回収される。
【００２７】
上記感光体ドラム２は、マイナス帯電用の有機感光体とすると、その構造は図３に示すように、最下層からアルミ素管２０に、ＵＣＬ層２１（アンダーコート層、Ｕｎｄｅｒ Ｃｏａｔ Ｌａｙｅｒ）と、ＣＧＬ層２２（電荷発生層、Ｃａｒｒｉｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）からなる層に、機能層であるＣＴＬ層２３（電荷輸送層、Ｃａｒｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）が被覆されている。そして、最表層にあるＣＴＬ層２３は画像形成が進むにつれ徐々に削られる特性を有しており、この層が殆どなくなる、もしくはある程度以上薄くなると（現行機種では１０μｍ程度）と感光体としての機能が得られなくなる。すなわち、帯電させても感光体上に電荷が帯電しなくなってしまう。
【００２８】
そこで、本発明は感光体の適正な寿命を簡単、かつ、確実にユーザーに知らせるべく、次のように構成している。
最表層にあるＣＴＬ層２３の中のＣＴＬ層２３との界面付近に電荷保持性に優れた微粒子２５が分散された表示層２４が設けられている。この電荷保持性に優れた微粒子２５が分散された表示層２４の大きさは図５に示すようにＣＴＬ層２３の全域に渡る大きさでも良いし、図６に示すように部分的な大きさにしても良いが、このときは最大印刷サイズの印刷領域内に設ける必要がある。
【００２９】
この電荷保持性に優れた微粒子２５としては、光の透過性に優れたほぼ透明な粒子とし、その粒子の大きさは、２５μｍ以下であることが好ましい。特に０．７μｍ以下の透明微粒子であると、使用する露光装置の波長よりも短いため、露光における影響がより少なく、通常の露光に対して何ら影響を与えなくてすむ。実際には、感光体の膜厚に合わせて粒子径を小さくする必要がある。
【００３０】
これらの条件を満たした電荷保持性に優れた微粒子２５の材料としては、アクリル樹脂などが上げられる。製造方法としては、ディップ方式やスプレー方式やインクジェット方式を用いることで成型させることができる。ディップ方式は、感光体を塗布液中に沈めて、引き上げることで、塗布する方式である。スプレー方式は、感光体を回転させつつ、スプレーを用いて表面に塗布する方式である。例えば、ＣＧＬ層２２まで通常の製造工程（ディップ方式などの既存プロセス）で製作し、感光体に電荷保持性に優れた微粒子２５を分散したＣＴＬ層の塗布液（ＣＴＬ塗布液Ａ）が塗布する部分以外をマスキングした上で、ＣＴＬ塗布液Ａをディップ方式もしくはスプレー方式などの既存の製膜プロセスを用いて塗布する。塗布後、予備乾燥させた上で本来のＣＴＬ層２３を形成する塗布液（ＣＴＬ塗布液Ｂ）をディップ方式もしくはスプレー方式を用いて塗布する。ＣＴＬ塗布液Ａを塗布する別の方法として、インクジェットを用いて塗布する方法もある。さらにまた、別の方法として、ＣＧＬ層２２まで製造した感光体に塗布液Ｂを用いて本来の最終膜厚よりも薄くＣＴＬ層を形成し、薄く形成したＣＴＬ層に対して荷電保持性に優れた微粒子をエアガンなどで打ち込み、最後に最終膜厚まで塗布液Ｂを用いてＣＴＬ層２３を製造する方法などがある。
【００３１】
このように構成される感光体ドラム２は、最表層にあるＣＴＬ層２３が経時使用により削られて感光体が寿命に近づき表示層２４が現れると、その部分において帯電しなくなるもしくは帯電しにくくなるため、その部分にトナーが載らず白抜きもしくは濃度が薄くなって印刷される。表示部２４が用紙に白抜きもしくは淡い画像として現れることで、ユーザーは機能層である最表層のＣＴＬ層２３が経時使用により削られて感光体が寿命に近づいたもしくは寿命になったことを知ることができる。そして、かかる通達は、感光体の機能層が削られたという感光体の寿命の適正なものであり、ユーザーは感光体の適正な寿命を確実に知ることができる。
【００３２】
図４は、感光体ドラム２がプラス帯電用の有機感光体としたときの構造の一例を示し、図３と異なる点はアルミ素管２０上の第二層としてのＵＣＬ層２１に機能層であるＣＧＬ層２２とＣＴＬ層２３を一体化した単層である電荷発生・輸送層２６が設けられている。そして、この感光体ドラム２においても最表層にある電荷発生・輸送層２６の中のＵＣＬ層２１との界面付近に電荷保持性に優れた微粒子２５が分散された表示層２４が設けられている。
【００３３】
このように構成される感光体ドラム２においても上記したマイナス帯電用の有機感光体と同様に、ユーザーは機能層である最表層の電荷発生・輸送層２６が経時使用により削られて感光体が寿命に近づいたもしくは寿命になったことを確実に知ることができる。
【００３４】
図５は、印刷を続けて、図３の感光体表面のＣＴＬ層２３もしくは図４の電荷発生・輸送層２６が削られて電荷保持性の高い微粒子が分散された表示層２４が露出した場合の構成図である。表示層２４は、少なくとも印刷領域内に分布されている。この印刷領域は、画像形成装置で使用可能な用紙の中で最大幅のものを基準としている。なお、表示層２４の形状は、図示する例では長方形のパッチパターンで表しているが、形状は任意に変えることができる。例えば、表示層２４は丸、三角、帯状などのマーク、もしくは例えば、「ＮｅａｒＥｍｐｔｙ」、「Ｅｍｐｔｙ」、「ＮｅａｒＥｎｄ」、「Ｅｎｄ」などのメッセージ性のある文言にすることもできる。
【００３５】
図６は、感光体のほぼ全域に分散させた表示層２４を示している。
印刷を続けて、感光体表面のＣＴＬ層２３もしくは電荷発生・輸送層２６が削られて表示層２４が露出した場合、その表示層２４が少なくとも印刷領域内の全域に分布している。したがって、感光体ドラム２が寿命に達すると、感光体全域で表面に電荷が乗らなくなり、白紙か非常に薄い像になるので、トナーの不必要な消費を防止することができる。なお、図６の表示層２４の領域は、画像形成装置で印刷することができる最大幅のものを基準としている。
【００３６】
図７は、本発明の他の実施形態を示す説明図で、本例の場合層異なる場所に表示層２４ａ，２４ｂが設けられている。表示層２４ａと表示層２４ｂとは下部がともにＣＴＬ層２３もしくは電荷発生・輸送層２６の下端に接しているが、表示層２４ａの厚さｄ１と表示層２４ｂの厚さｄ２が異なり、最表層が削られると、層厚が厚い表示層２４ａが先に露出する。厚さｄ１は、電荷保持性の高い微粒子を分散させた層を厚目に設け、厚さｄ２は、電荷保持性の高い微粒子を分散させた層を薄目に設け、ｄ１＞ｄ２の関係を持つ表示層２４を感光体上に少なくとも一組以上設けている。
【００３７】
かくして、表示層２４の厚みを２段階以上で設けることで、最表層のＣＴＬ層２３もしくは電荷発生・輸送層２６の膜厚が削られて減少してきた際の警告を段階的に示すことが可能になる。したがって、例えば、膜厚が半分になったところで、「ＮｅａｒＥｍｐｔｙ」と印刷され、膜厚が感光体の機能を維持する限界の領域になったところで「Ｅｍｐｔｙ」と印刷されるように設定することもできる。さらには膜厚が感光体の機能を維持する限界になる数μｍの厚みのところで、寿命間近の警告パッチパターンが印刷されるようになり、膜厚が感光体の機能を維持できなくなる領域になった際には全面に電荷保持性の優れた粒子が露出するようにして白紙もしくは薄いベタ画像しか印刷できないように設定することも可能である。この場合、感光体の機能がなくなるという現象が、感光体が帯電しなくなるという場合に特に有効となり、感光体が寿命となり感光体表面に電荷が載らなくなり常にベタ画像を印刷してトナーを不必要に消費するようになることを防ぐ効果も得られる。なお、感光体が削られて現れる表示層２４において、それを形成する電荷保持性に優れた微粒子が多いほど白紙になり、微粒子の数が少ないと濃度の薄い画像となる。
【００３８】
図８は、複数段表示の別の例を示し、実際に感光体膜が削れた際にパッチパターンによる警告の印刷画像について説明する図である。
図８においては、画像形成装置で印刷を続けた場合の印刷されるベタ画像の状態を表し、新品から印刷を続けるごとに感光体表層のＣＴＬ層２３もしくは電荷発生・輸送層２６が削られて耐久１さらに耐久２へと印刷画像が変化していく様子を示している。
【００３９】
（ａ）の新品時は、印刷領域全体に良好なベタ画像が印刷される。印刷を続けて感光体の使用状態が進むと（ｂ）に示す最初の表示層２４による耐久１のパターンが印刷されるようになる。パターンは、基本的にはベタ中に対しての白抜きとして印刷されるが、電荷保持性の高い微粒子の分散量や密度により濃度が薄いパターンとして印刷される場合もある。印刷されるパターンは、図のようなパッチパターンの他に「ＮｅａｒＥｍｐｔｙ」「ＮｅａｒＥｎｄ」「終了間近」などのメッセージや意匠性のあるマークが印刷されても良い。
【００４０】
更に印刷を続けて感光体の表面膜厚が寿命間近になった場合、（ｃ）に示す表示層２４による耐久２のパターンが印刷されるようになる。
このような二段階以上で警告メッセージを印刷できるようにすることで、ユーザーの交換用感光体の準備を施したり画質が劣化する前に感光体を交換したりすることが容易になる。
【００４１】
図９は、画像形成装置で印刷を続けた場合の印刷されるベタ画像の状態を表しており、図８と異なる点は実際に感光体膜が削れた際に帯パターンによる警告の印刷画像を表示する点である。したがって、図９（ａ）の新品時は、印刷領域全体に良好なベタ画像が印刷され、印刷を続けて感光体の使用状態が進むと（ｂ）のパターンが印刷され、さらに印刷を続けて感光体の表面膜厚が寿命間近になると（ｃ）に示す耐久２のパターンが印刷されるようになる。
【００４２】
感光体ドラム２は、帯電工程で帯電ローラなどを用いて感光体表面に電荷を帯電させる。感光体としての機能が損なわれていない場合の感光体には、図１０（ａ）や図１１（ａ）に示すように、レーザー光もしくはＬＥＤなどの光を照射した箇所の帯電された電荷を除電する機能がある。そして、印刷を続けて感光体表面にあるＣＴＬ層２３もしくは電荷発生・輸送層２６が削られて無くなった場合、図１０（ｂ）に示すように電荷保持性の高い微粒子が分散された表示層２４が露出する。表示層２４が露出すると、その表示層２４に設けた電荷保持性の高い微粒子は一度帯電した電荷を逃がさない特性を有しているので、感光体にレーザー光もしくはＬＥＤなどの光りを照射しても除電されずに感光体に保持し続ける。したがって、図１０（ｂ）に示すように、ほぼ全面に電荷保持性の高い微粒子が設けられているほぼ全面の一度帯電した電荷が残る。また、図１１（ｂ）に示すように表面に露出した電荷保持性の高い微粒子２５がまばらであれば、光が当たった部分は除電され、表面に露出した電荷保持性の高い微粒子２５の部分は帯電した電荷が逃がされずに保持される。
【００４３】
このように、感光体表面に帯電された電荷で除電されない電荷量は感光体表面に露出している電荷保持性の高い微粒子２５の量に依存し、帯電している全ての電荷が除電されないわけではない。よって、電荷保持性の高い微粒子２５の量によってベタ画像が白紙になったり、濃度が薄くして表示されたりする。なお、表示層２４の微粒子２５は基本的に透明な小径粒子であるので、通常の露光に対してはなんら影響を与えることがない。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態のみに限定されず、各種改変することができるものである。
例えば、上記実施形態では感光体として感光体ドラムで説明したが、感光体はドラム状のものに限らずベルト状、例えばエンドレスベルトであってもよい。さらに、本発明は現像手段も一成分方式の装置に限らず、二成分方式の現像装置にも適用できる。さらにまた、本発明は現像手段が反転現像を採用する装置であっても適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ プロセスカートリッジ
２ 感光体ドラム
４ 現像手段
１１ 中間転写ベルト
２３ ＣＴＬ層
２４ 表示層
２５ 電荷保持性に優れた微粒子
２６ 電荷発生・輸送層
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特開平９−１９０１２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２８０１２号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面にトナー画像が形成される感光体と該感光体を用いるプロセスカートリッジ及び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】
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはその少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置は周知である。かかる画像形成装置において、基本的なマイナス帯電用の有機感光体ドラム（ＯＰＣ）の構造は最下層からアルミ素管、ＵＣＬ（アンダーコート層、Ｕｎｄｅｒ Ｃｏａｔ Ｌａｙｅｒ）と、感光体の機能層であるＣＧＬ（電荷発生層、Ｃａｒｒｉｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ＣＴＬ（電荷輸送層、Ｃａｒｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）となっている。そして、最表層にあるＣＴＬ層は画像形成が進むにつれ徐々に削られる特性を有している。
【０００３】
感光体は、経時使用で最表層であるＣＴＬ層が削られると、感光体としての機能が低下してしまう。そして、感光体としての機能が低下すると、所定の画像品質を維持することができなくなったり、画像形成自体ができなくなったりし、感光体が寿命に達したことになる。このため、感光体の寿命を確実に知ることは機器を使用していくうえで、重要な要件の１つとなっている。
【０００４】
従来、有機感光体の寿命は、予め標準的な環境、使用条件にて耐久試験等を行なって感光体が寿命に到達するまでの印刷枚数や感光体の累積回転数等を求め、その結果に基いて設定されていた。しかし、感光体の寿命は画像形成装置の使用環境、使用条件に大きく依存するため、これを正確に予測することは困難である。このため、市場においては予め想定された寿命としての印刷枚数に至る前に、品質上重大な欠陥のある印刷物を出力してしまったり、十分に使用に耐えうるにもかかわらず感光体の交換が行なわれてしまったりする場合があった。
【０００５】
そこで、感光体の疲労状態を検出し、その検出結果に基いて感光体寿命を判定する方法が提案されている。例えば、感光体の疲労状態を検出する方法として、感光体の表面電位を検出し、この検出結果に基づき感光体寿命を判定する方法があり、例えば、特許文献１では、検出された飽和電位及び残留電位を予め設定した電位値と比較することで感光体の寿命を判定する方法が開示されている。また、特許文献２では、帯電電位と残留電位との差に応じて感光体の寿命を判定する方法が開示されている。さらにまた、特許文献３には、有機感光体の寿命を判定する目的で、有機感光体と、該有機感光体の残留電位を検出する電位検出手段と、該有機感光体の温度を直接又は間接的に検出する温度検出手段と、該電位検出手段による検出値及び該温度検出手段による検出値に基づき該有機感光体の寿命を判定する寿命判定手段とを備える構成が開示されている。
【０００６】
このように構成すると、有機感光体の寿命を検知して使用者に通達することができるが、測定による誤差及び測定機構の追加によるコストやスペースが増加するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した従来の事情に鑑み、測定機構を用いることなく、正確な感光体の寿命時期を使用者に通達することができる感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、表面にトナーにより現像される静電潜像が形成される感光体において、該感光体の機能層として最表層と第二層を有し、前記最表層は経時使用により削られると感光体としての機能が低下してしまう層であって、該最表層の前記第二層との境界付近には印刷画像に、感光体の寿命を認識させる表示をする電荷保持性に優れた微粒子を含む表示層が設けられていることを特徴とする感光体を提案する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、経時使用により機能層が削られて寿命若しくは寿命に近づくと、電荷保持性に優れた微粒子を含む表示層によって寿命を認識させる表示が印刷物に現れるので、寿命を簡単かつ確実に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における負帯電特性の感光体の層を示す説明図である。
【図４】本発明における正帯電特性の感光体の層を示す説明図である。
【図５】表示層の一例を示す斜視説明図である。
【図６】表示層の他の例を示す斜視説明図である。
【図７】段階的の表示層を示す断面説明図である。
【図８】印刷物に現れる表示の一例を示す説明図である。
【図９】印刷物に現れる表示の他の例を示す説明図である。
【図１０】感光体の除電イメージを示す説明図である。
【図１１】感光体の他の除電イメージを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る感光体を備えるプロセスカートリッジを示す断面図である。
【００１２】
図１において、ここに示したプロセスカートリッジ１は感光体ドラム２、帯電部材、現像手段４及びクリーニング手段５を一体に結合した構成のカートリッジである。
【００１３】
感光体ドラム２は、時計方向に回転駆動され、帯電部材としての帯電ローラ３は感光体ドラム２に圧接されて反時計方向に従動回転される、帯電ローラ３には、図示していない高圧電源より所定のバイアスが印加され、感光体ドラム２の表面を帯電している。
【００１４】
現像装置４は、現像剤を収容する現像剤収容室４０と、該現像剤収容室４０の下方に設けられた現像剤供給室４１とから構成されている。現像剤供給室４１の下部には、現像ローラ４２と、現像ローラ４２に当接して設けられた層規制部材４３および供給ローラ４４が設けられる。現像ローラ４２は感光体ドラム２に接触して配置され、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。現像剤収容室４０内には現像剤攪拌部材４５が設けられている。現像剤収容室４０と該現像剤供給室４１との間には現像剤の供給口４６が形成されており、現像剤収容室４０から該現像剤供給室４１へ現像剤を供給するとともに現像剤が該現像剤供給室４１へ過剰に供給されるのを防止している。該現像剤収容室４０内の中央部には、現像剤の凝集を防止するためのアジテータ４７が回転自在に設けられ、図上において反時計回りの方向に回転している。
【００１５】
供給ローラ４４の表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、現像剤供給室４１内に運ばれてきた現像剤を効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ４２との当接部での圧力集中による現像剤劣化を防止している。なお、上記発泡材料は１０３乃至１０１４Ωの電気抵抗値に設定される。供給ローラ４４には、現像ローラ４２の電位に対して現像剤の帯電極性と同極性にオフセット電圧を供給バイアスとして印加される。この供給バイアスは、現像ローラ４２との当接部で予備帯電された現像剤を現像ローラ４２に押し付ける方向に作用する。ただし、供給ローラ４４に印加する電圧の極性はこれに限ったものではなく、現像剤の種類によっては現像ローラと同電位もしくは極性を反転させてもよい。供給ローラ４４は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ４２の表面に塗布供給する。
【００１６】
現像ローラ４２には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面には現像剤と逆の極性に帯電し易い材料からなる表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、感光体ドラム２との接触状態を均一に保つ為に、ＪＩＳ−Ａで５０度以下の硬度に設定され、さらに現像バイアスを作用させるために１０３乃至１０１０Ωの電気抵抗値に設定される。表面粗さはＲａで０．２乃至２．０μｍに設定され、必要量の現像剤が表面に保持される。現像ローラ４２は反時計回りの方向に回転し、表面に保持した現像剤を層規制部材４３および感光体ドラム２との対向位置へと搬送する。
【００１７】
層規制部材４３は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ４２表面に１０乃至１００Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過した現像剤を薄層化すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに層規制部材４３には、摩擦帯電を補助する為に、現像ローラ４２に印加した電位に対して現像剤の帯電極性と同極性にオフセットさせた電圧を規制バイアスとして印加される。
【００１８】
感光体ドラム２は時計回りの方向に回転しており、従って現像ローラ４２表面は感光体ドラム２との対向位置において感光体ドラム２の進行方向と同方向に移動する。該現像ローラ４２上の薄層化された現像剤は、現像ローラ４２の回転によって感光体ドラム２との対向位置へ搬送され、現像ローラ４２に印加された現像バイアスと感光体ドラム２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて感光体ドラム２表面に移動し、これによって感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像が現像される。
【００１９】
感光体ドラム２上に現像されずに現像ローラ４２上に残された現像剤が再び現像剤供給室４１内へと戻る部分には、封止シール４８が現像ローラ４２に当接して設けられ、現像剤が現像装置外部に漏れ出ないように封止される。
【００２０】
なお、プロセスカートリッジ１には粉砕法もしくは重合法により製造されたトナーが充填されている。そのトナーは、外添剤としてシリコンオイルを含有したシリカを用いることもできる。外添剤としてシリコンオイル含有シリカを用いる効果は、プロセスカートリッジ１の長寿命化やクリーニング性の向上や転写効率の向上があげられる。
【００２１】
図２は、上記プロセスカートリッジを用いるカラー画像形成装置の全体外略図である。
図２において、上記構成のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋは、装置本体１０に装着すると、図示していないストッパーによって感光体ドラム２が無端ベルトより成る中間転写ベルト１１の上部走行辺に接触する位置に固定され、そのストッパーを解除することにより各プロセスカートリッジが交換できる構成になっている。
【００２２】
画像形成装置による画像形成工程について説明する。感光体ドラム２が時計回りに回転駆動されると、感光体ドラム表面は帯電部材３によって所定の極性に一様に帯電される。この帯電面に、装置本体１０内の上部に配置された露光装置６から出射する光変調されたレーザ光が照射され、感光体ドラム２Ｙの表面に書き込み情報に対応した静電潜像が形成される。図１及び２に示した例では帯電部材３として帯電ローラが用いられているが、コロナ放電器や帯電ブレードなどから成る帯電部材３を用いることもできる。同様に図１に示した画像形成装置においてはレーザ光を出射するレーザ書き込み装置より成る露光装置６が用いられているが、ＬＥＤアレイと結像手段を有する露光装置などを用いることもできる。
【００２３】
各プロセスカートリッジ１に形成された静電潜像は、これが現像手段４を通るとき、それぞれの色のトナー像として可視像化される。ここに示した現像手段４は一成分接触現像であり、感光体ドラム２上の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像手段４には図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが供給される。
【００２４】
一方、無端ベルトである中間転写ベルト１１の内側には、その中間転写ベルト１１を挟んで感光体ドラム２に対向して位置する一次転写手段としての転写ローラ７が配置されている。この転写ローラ７には、感光体ドラム２上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。これにより、感光体ドラム２と中間転写ベルト１１との間に転写電界が形成され、感光体ドラム２上のトナー像が、その感光体ドラム２と同期して回転駆動される中間転写ベルト１１上に静電的に転写される。
【００２５】
トナー像を中間転写ベルト１１に転写したあとの感光体ドラム２表面に付着する転写残トナーは、クリーニング手段５によって除去され、感光体ドラム２の表面が清掃される。
【００２６】
かくして、各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの感光体ドラム２にはイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。これら各色のトナー像は、転写ローラ６により構成された転写手段によって、中間転写ベルト１１上に順次重ねて静電転写される。このようにして複数の像担持体のそれぞれに形成された互いに色の異なるトナー像が中間転写ベルト１１に重ねて静電転写されることでフルカラー画像を形成される。形成されたフルカラー画像は、二次転写ローラ８と該中間転写ベルト１１との間に所定の電圧を印加することにより転写材である用紙９に転写され、定着装置１２にて用紙９の上に転写された現像剤の画像が熱と圧力により定着され出力される。二次転写ローラ８で転写されずに中間転写ベルト１１上に残留した現像剤は転写ベルトクリーニング手段１３に除去されて回収される。
【００２７】
上記感光体ドラム２は、マイナス帯電用の有機感光体とすると、その構造は図３に示すように、最下層からアルミ素管２０に、ＵＣＬ層２１（アンダーコート層、Ｕｎｄｅｒ Ｃｏａｔ Ｌａｙｅｒ）と、ＣＧＬ層２２（電荷発生層、Ｃａｒｒｉｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）からなる層に、機能層であるＣＴＬ層２３（電荷輸送層、Ｃａｒｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）が被覆されている。そして、最表層にあるＣＴＬ層２３は画像形成が進むにつれ徐々に削られる特性を有しており、この層が殆どなくなる、もしくはある程度以上薄くなると（現行機種では１０μｍ程度）と感光体としての機能が得られなくなる。すなわち、帯電させても感光体上に電荷が帯電しなくなってしまう。
【００２８】
そこで、本発明は感光体の適正な寿命を簡単、かつ、確実にユーザーに知らせるべく、次のように構成している。
最表層にあるＣＴＬ層２３の中のＣＴＬ層２３との界面付近に電荷保持性に優れた微粒子２５が分散された表示層２４が設けられている。この電荷保持性に優れた微粒子２５が分散された表示層２４の大きさは図５に示すようにＣＴＬ層２３の全域に渡る大きさでも良いし、図６に示すように部分的な大きさにしても良いが、このときは最大印刷サイズの印刷領域内に設ける必要がある。
【００２９】
この電荷保持性に優れた微粒子２５としては、光の透過性に優れたほぼ透明な粒子とし、その粒子の大きさは、２５μｍ以下であることが好ましい。特に０．７μｍ以下の透明微粒子であると、使用する露光装置の波長よりも短いため、露光における影響がより少なく、通常の露光に対して何ら影響を与えなくてすむ。実際には、感光体の膜厚に合わせて粒子径を小さくする必要がある。
【００３０】
これらの条件を満たした電荷保持性に優れた微粒子２５の材料としては、アクリル樹脂などが上げられる。製造方法としては、ディップ方式やスプレー方式やインクジェット方式を用いることで成型させることができる。ディップ方式は、感光体を塗布液中に沈めて、引き上げることで、塗布する方式である。スプレー方式は、感光体を回転させつつ、スプレーを用いて表面に塗布する方式である。例えば、ＣＧＬ層２２まで通常の製造工程（ディップ方式などの既存プロセス）で製作し、感光体に電荷保持性に優れた微粒子２５を分散したＣＴＬ層の塗布液（ＣＴＬ塗布液Ａ）が塗布する部分以外をマスキングした上で、ＣＴＬ塗布液Ａをディップ方式もしくはスプレー方式などの既存の製膜プロセスを用いて塗布する。塗布後、予備乾燥させた上で本来のＣＴＬ層２３を形成する塗布液（ＣＴＬ塗布液Ｂ）をディップ方式もしくはスプレー方式を用いて塗布する。ＣＴＬ塗布液Ａを塗布する別の方法として、インクジェットを用いて塗布する方法もある。さらにまた、別の方法として、ＣＧＬ層２２まで製造した感光体に塗布液Ｂを用いて本来の最終膜厚よりも薄くＣＴＬ層を形成し、薄く形成したＣＴＬ層に対して荷電保持性に優れた微粒子をエアガンなどで打ち込み、最後に最終膜厚まで塗布液Ｂを用いてＣＴＬ層２３を製造する方法などがある。
【００３１】
このように構成される感光体ドラム２は、最表層にあるＣＴＬ層２３が経時使用により削られて感光体が寿命に近づき表示層２４が現れると、その部分において帯電しなくなるもしくは帯電しにくくなるため、その部分にトナーが載らず白抜きもしくは濃度が薄くなって印刷される。表示部２４が用紙に白抜きもしくは淡い画像として現れることで、ユーザーは機能層である最表層のＣＴＬ層２３が経時使用により削られて感光体が寿命に近づいたもしくは寿命になったことを知ることができる。そして、かかる通達は、感光体の機能層が削られたという感光体の寿命の適正なものであり、ユーザーは感光体の適正な寿命を確実に知ることができる。
【００３２】
図４は、感光体ドラム２がプラス帯電用の有機感光体としたときの構造の一例を示し、図３と異なる点はアルミ素管２０上の第二層としてのＵＣＬ層２１に機能層であるＣＧＬ層２２とＣＴＬ層２３を一体化した単層である電荷発生・輸送層２６が設けられている。そして、この感光体ドラム２においても最表層にある電荷発生・輸送層２６の中のＵＣＬ層２１との界面付近に電荷保持性に優れた微粒子２５が分散された表示層２４が設けられている。
【００３３】
このように構成される感光体ドラム２においても上記したマイナス帯電用の有機感光体と同様に、ユーザーは機能層である最表層の電荷発生・輸送層２６が経時使用により削られて感光体が寿命に近づいたもしくは寿命になったことを確実に知ることができる。
【００３４】
図５は、印刷を続けて、図３の感光体表面のＣＴＬ層２３もしくは図４の電荷発生・輸送層２６が削られて電荷保持性の高い微粒子が分散された表示層２４が露出した場合の構成図である。表示層２４は、少なくとも印刷領域内に分布されている。この印刷領域は、画像形成装置で使用可能な用紙の中で最大幅のものを基準としている。なお、表示層２４の形状は、図示する例では長方形のパッチパターンで表しているが、形状は任意に変えることができる。例えば、表示層２４は丸、三角、帯状などのマーク、もしくは例えば、「ＮｅａｒＥｍｐｔｙ」、「Ｅｍｐｔｙ」、「ＮｅａｒＥｎｄ」、「Ｅｎｄ」などのメッセージ性のある文言にすることもできる。
【００３５】
図６は、感光体のほぼ全域に分散させた表示層２４を示している。
印刷を続けて、感光体表面のＣＴＬ層２３もしくは電荷発生・輸送層２６が削られて表示層２４が露出した場合、その表示層２４が少なくとも印刷領域内の全域に分布している。したがって、感光体ドラム２が寿命に達すると、感光体全域で表面に電荷が乗らなくなり、白紙か非常に薄い像になるので、トナーの不必要な消費を防止することができる。なお、図６の表示層２４の領域は、画像形成装置で印刷することができる最大幅のものを基準としている。
【００３６】
図７は、本発明の他の実施形態を示す説明図で、本例の場合層異なる場所に表示層２４ａ，２４ｂが設けられている。表示層２４ａと表示層２４ｂとは下部がともにＣＴＬ層２３もしくは電荷発生・輸送層２６の下端に接しているが、表示層２４ａの厚さｄ１と表示層２４ｂの厚さｄ２が異なり、最表層が削られると、層厚が厚い表示層２４ａが先に露出する。厚さｄ１は、電荷保持性の高い微粒子を分散させた層を厚目に設け、厚さｄ２は、電荷保持性の高い微粒子を分散させた層を薄目に設け、ｄ１＞ｄ２の関係を持つ表示層２４を感光体上に少なくとも一組以上設けている。
【００３７】
かくして、表示層２４の厚みを２段階以上で設けることで、最表層のＣＴＬ層２３もしくは電荷発生・輸送層２６の膜厚が削られて減少してきた際の警告を段階的に示すことが可能になる。したがって、例えば、膜厚が半分になったところで、「ＮｅａｒＥｍｐｔｙ」と印刷され、膜厚が感光体の機能を維持する限界の領域になったところで「Ｅｍｐｔｙ」と印刷されるように設定することもできる。さらには膜厚が感光体の機能を維持する限界になる数μｍの厚みのところで、寿命間近の警告パッチパターンが印刷されるようになり、膜厚が感光体の機能を維持できなくなる領域になった際には全面に電荷保持性の優れた粒子が露出するようにして白紙もしくは薄いベタ画像しか印刷できないように設定することも可能である。この場合、感光体の機能がなくなるという現象が、感光体が帯電しなくなるという場合に特に有効となり、感光体が寿命となり感光体表面に電荷が載らなくなり常にベタ画像を印刷してトナーを不必要に消費するようになることを防ぐ効果も得られる。なお、感光体が削られて現れる表示層２４において、それを形成する電荷保持性に優れた微粒子が多いほど白紙になり、微粒子の数が少ないと濃度の薄い画像となる。
【００３８】
図８は、複数段表示の別の例を示し、実際に感光体膜が削れた際にパッチパターンによる警告の印刷画像について説明する図である。
図８においては、画像形成装置で印刷を続けた場合の印刷されるベタ画像の状態を表し、新品から印刷を続けるごとに感光体表層のＣＴＬ層２３もしくは電荷発生・輸送層２６が削られて耐久１さらに耐久２へと印刷画像が変化していく様子を示している。
【００３９】
（ａ）の新品時は、印刷領域全体に良好なベタ画像が印刷される。印刷を続けて感光体の使用状態が進むと（ｂ）に示す最初の表示層２４による耐久１のパターンが印刷されるようになる。パターンは、基本的にはベタ中に対しての白抜きとして印刷されるが、電荷保持性の高い微粒子の分散量や密度により濃度が薄いパターンとして印刷される場合もある。印刷されるパターンは、図のようなパッチパターンの他に「ＮｅａｒＥｍｐｔｙ」「ＮｅａｒＥｎｄ」「終了間近」などのメッセージや意匠性のあるマークが印刷されても良い。
【００４０】
更に印刷を続けて感光体の表面膜厚が寿命間近になった場合、（ｃ）に示す表示層２４による耐久２のパターンが印刷されるようになる。
このような二段階以上で警告メッセージを印刷できるようにすることで、ユーザーの交換用感光体の準備を施したり画質が劣化する前に感光体を交換したりすることが容易になる。
【００４１】
図９は、画像形成装置で印刷を続けた場合の印刷されるベタ画像の状態を表しており、図８と異なる点は実際に感光体膜が削れた際に帯パターンによる警告の印刷画像を表示する点である。したがって、図９（ａ）の新品時は、印刷領域全体に良好なベタ画像が印刷され、印刷を続けて感光体の使用状態が進むと（ｂ）のパターンが印刷され、さらに印刷を続けて感光体の表面膜厚が寿命間近になると（ｃ）に示す耐久２のパターンが印刷されるようになる。
【００４２】
感光体ドラム２は、帯電工程で帯電ローラなどを用いて感光体表面に電荷を帯電させる。感光体としての機能が損なわれていない場合の感光体には、図１０（ａ）や図１１（ａ）に示すように、レーザー光もしくはＬＥＤなどの光を照射した箇所の帯電された電荷を除電する機能がある。そして、印刷を続けて感光体表面にあるＣＴＬ層２３もしくは電荷発生・輸送層２６が削られて無くなった場合、図１０（ｂ）に示すように電荷保持性の高い微粒子が分散された表示層２４が露出する。表示層２４が露出すると、その表示層２４に設けた電荷保持性の高い微粒子は一度帯電した電荷を逃がさない特性を有しているので、感光体にレーザー光もしくはＬＥＤなどの光りを照射しても除電されずに感光体に保持し続ける。したがって、図１０（ｂ）に示すように、ほぼ全面に電荷保持性の高い微粒子が設けられているほぼ全面の一度帯電した電荷が残る。また、図１１（ｂ）に示すように表面に露出した電荷保持性の高い微粒子２５がまばらであれば、光が当たった部分は除電され、表面に露出した電荷保持性の高い微粒子２５の部分は帯電した電荷が逃がされずに保持される。
【００４３】
このように、感光体表面に帯電された電荷で除電されない電荷量は感光体表面に露出している電荷保持性の高い微粒子２５の量に依存し、帯電している全ての電荷が除電されないわけではない。よって、電荷保持性の高い微粒子２５の量によってベタ画像が白紙になったり、濃度が薄くして表示されたりする。なお、表示層２４の微粒子２５は基本的に透明な小径粒子であるので、通常の露光に対してはなんら影響を与えることがない。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態のみに限定されず、各種改変することができるものである。
例えば、上記実施形態では感光体として感光体ドラムで説明したが、感光体はドラム状のものに限らずベルト状、例えばエンドレスベルトであってもよい。さらに、本発明は現像手段も一成分方式の装置に限らず、二成分方式の現像装置にも適用できる。さらにまた、本発明は現像手段が反転現像を採用する装置であっても適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ プロセスカートリッジ
２ 感光体ドラム
４ 現像手段
１１ 中間転写ベルト
２３ ＣＴＬ層
２４ 表示層
２５ 電荷保持性に優れた微粒子
２６ 電荷発生・輸送層
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特開平９−１９０１２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２８０１２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナーにより現像される静電潜像が形成される感光体において、
該感光体の機能層として最表層と第二層を有し、
前記最表層は経時使用により削られると感光体としての機能が低下してしまう層であって、
該最表層の前記第二層との境界付近には印刷画像に、感光体の寿命を認識させる表示をする電荷保持性に優れた微粒子を含む表示層が設けられていることを特徴とする感光体。
【請求項２】
請求項１に記載の感光体において、前記表示層は前記機能層内の一部に電荷保持性に優れた微粒子を分散して形成した層であることを特徴とする感光体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の感光体において、前記電荷保持性に優れた微粒子が、透明な粒子でできていることを特徴とする感光体。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の感光体において、前記電荷保持性に優れた微粒子の粒径が２５μｍ以下であることを特徴とする感光体。
【請求項５】
請求項１または２に記載の感光体において、前記表示層は厚みが異なる２段階以上に設けられていることを特徴とする感光体。
【請求項６】
請求項１、２または５の何れかに記載の感光体において、前記表示層がメッセージ性を有した意匠を形成していることを特徴とする感光体。
【請求項７】
請求項１、２または５の何れかに記載の感光体において、前記表示層が印刷領域の端部に帯状に形成されていることを特徴とする感光体。
【請求項８】
請求項１、２または５の何れかに記載の感光体において、前記表示層が印刷領域の全域に形成されていることを特徴とする感光体。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れかに記載の感光体を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１ないし８の何れかに記載の感光体を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
表面にトナーにより現像される静電潜像が形成される感光体において、
該感光体の機能層として最表層と第二層を有し、
前記最表層は経時使用により削られると感光体としての機能が低下してしまう層であって、
該最表層の前記第二層との境界付近には印刷画像に、感光体の寿命を認識させる表示をする電荷保持性に優れた微粒子を含む表示層が設けられていることを特徴とする感光体。
【請求項２】
請求項１に記載の感光体において、前記表示層は前記機能層内の一部に電荷保持性に優れた微粒子を分散して形成した層であることを特徴とする感光体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の感光体において、前記電荷保持性に優れた微粒子が、透明な粒子でできていることを特徴とする感光体。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の感光体において、前記電荷保持性に優れた微粒子の粒径が２５μｍ以下であることを特徴とする感光体。
【請求項５】
請求項１または２に記載の感光体において、前記表示層は厚みが異なる２段階以上に設けられていることを特徴とする感光体。
【請求項６】
請求項１、２または５の何れかに記載の感光体において、前記表示層がメッセージ性を有した意匠を形成していることを特徴とする感光体。
【請求項７】
請求項１、２または５の何れかに記載の感光体において、前記表示層が印刷領域の端部に帯状に形成されていることを特徴とする感光体。
【請求項８】
請求項１、２または５の何れかに記載の感光体において、前記表示層が印刷領域の全域に形成されていることを特徴とする感光体。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れかに記載の感光体を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１ないし８の何れかに記載の感光体を用いることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１０５００６（Ｐ２０１３−１０５００６Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８５６４（Ｐ２０１１−２４８５６４）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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