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ドラム２において、その感光体ドラム２のＣＴＬ層２３が光感度特性として可視光域とＵＶ波長域を有するとともに、経時使用により削られて感光体としての機能が低下してしまう層であるとともに、ＣＴＬ層２３の少なくとも一部にＵＶ波長域の光を受けるとその光を吸収もしくは変色して遮光する遮光層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ドラム２において、その感光体ドラム２のＣＴＬ層２３が光感度特性として可視光域とＵＶ波長域を有するとともに、経時使用により削られて感光体としての機能が低下してしまう層であるとともに、ＣＴＬ層２３の少なくとも一部にＵＶ波長域の光を受けるとその光を吸収もしくは変色して遮光する遮光層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、該感光体の最表層が光感度特性として可視光域とＵＶ波長域を有するとともに、経時使用により削られて感光体としての機能が低下してしまう層であるとともに、該最表層の少なくとも一部にＵＶ波長域の光を受けるとその光を遮光する遮光層が設けられていることを特徴とする感光体感光体を提案する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、経時使用により感光体の機能を有する最表層に、ＵＶ波長域の光を受けるとその光を遮光する遮光層を設け、感光体にＵＶ波長域の光による画像描画の形態から感光体の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】図３の変形例を示す感光体の層を示す説明図である。
【図５】本発明の別の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６】図５の変形例を示す感光体の層を示す説明図である。
【図７】表示層の一例を示す斜視説明図である。
【図８】表示層の他の例を示す斜視説明図である。
【図９】段階的の表示層を示す断面説明図である。
【図１０】ＵＶ波長域の光吸収の遮光層を有する感光体の帯電電荷の除電イメージについて説明する図である。
【図１１】ＵＶ波長域の光で変色する遮光層を有する感光体の帯電電荷の除電イメージについて説明する図である。
【図１２】ＵＶ波長域と可視光領域の発光素子を有した画像形成装置を説明する図である。
【図１３】可視光領域の発光素子とＵＶ波長域の露光装置を有した画像形成装置を説明する図である。
【図１４】表層膜厚確認用画像パターンの例について説明する図である。
【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の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にＵＶ波長域の光を吸収する微粒子２５が分散された遮光層２４を設けている。この遮光層２４はＣＴＬ層２３と同様に経時使用により削られるが、削られずに残っている間はＵＶ波長域の光を吸収して遮ることで、ＵＶ波長域の光による画像描画が形成することができない。図３に示すＵＶ波長域の光を吸収する微粒子２５を分散した遮光層２４は、ある特定の領域にのみ２５を設けているが、遮光層２４は図４に示すように、感光体表面全域において設けも良い。
【００２９】
このようにＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４は、図４に示すＣＴＬ層２３の全域もしくは図３に示す印刷領域の限定された領域に設けられている。遮光層２４はその上面が最表層であるＣＴＬ層２３と同じで、その層厚はＣＴＬ層２３より若干薄く下面がＣＴＬ層２３の下面より僅かに上に位置している。したがって、感光体としての帯電・露光機能が機能しなくなる限界付近までの厚さであり、ＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４が全て研磨されて消失した時に残っているＣＴＬ層２３の厚みで、ギリギリ画像を描画することができる限界であることが望ましい。つまり、残りのＣＴＬ層２３の厚みが機種・使用している感光体の特性によって異なるが１０μｍ程度である。
【００３０】
遮光層２４に分散された微粒子２５は、ＵＶ波長域の光が吸収し遮光するが、他の波長域（例えば、可視光）の光はほぼ１００％透過する粒子である。その製造方法としては、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、ＣＴＬ層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、さらに、その上に感光体にＵＶ波長域の光を吸収する微粒子を分散した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。
【００３１】
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。また、別の方法として、ＣＴＬ層まで製造した感光体の最表層にあるＣＴＬ層に対してＵＶ波長域の光を吸収する微粒子をエアガンなどで打ち込む方法などがある。
【００３２】
感光体の露光に対しての光感度は、可視光領域の光とＵＶ波長域の光の双方に対して感度がある。このような構成にすることで、ＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４が存在する間は、ＵＶ波長域の光で描画した場合は画が描けず、通常利用する可視光領域の光で描画した場合にのみ描画することができる。印刷を続けて、ＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４が削られて消滅するとＵＶ波長域の光と可視光領域の光の双方で画を描くことが可能になる。
【００３３】
これらの特性を利用することで、感光体の寿命をユーザーに知らせることができる。例えば、チェック画像として、ＵＶ波長域の光で「感光体が寿命です。」というようなメッセージを描こうとした場合、ＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４が残っている場合は、印刷画像は白紙になって印刷される。一方、寿命でＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４が削られた状態では、印刷画像に「感光体が寿命です。」のメッセージを印刷することが可能になる。
【００３４】
図５は、本発明の他の実施形態で、基本的な構成と特徴は、図３で説明した遮光層２４を設けた感光体と同じである。よって、説明の煩雑を避けるため、同一構成の説明を省略する。
【００３５】
図３における遮光層２４はＵＶ波長域の光を吸収する微粒子２５を分散していたが、本実施形態の図５ではＵＶ波長域の光を吸収することで変色し、露光に用いる可視光領域の光を遮光する特性を有した微粒子２５Ａを分散した遮光層２４ＡをＣＴＬ層２３の一部に有していることが特徴となっている。
【００３６】
さらに、図６は本発明の他の実施形態であるが、基本的な構成と特徴は、図４で説明した遮光層２４を設けた感光体と同じである。よって、説明の煩雑を避けるため、同一構成の説明を省略する。
【００３７】
図４における遮光層２４はＵＶ波長域の光を吸収する微粒子２５を分散していたが、本実施形態の図６ではＵＶ波長域の光を吸収することで変色し、露光に用いる可視光領域の光を遮光する特性を有した微粒子２５Ａを分散した遮光層２４ＡをＣＴＬ層２３の全域に有していることが特徴となっている。
【００３８】
図７は、感光体表面のＣＴＬ層２３の一部に設けられた遮光層２４，２４Ａを示す斜視図である。遮光層２４、２４Ａ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、遮光層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、その形状は任意に変えることができる。例えば、遮光層２４は丸、三角、帯状などのマーク、もしくは例えば、「Ｇｏｏｄ」、「ＮｏｔＥｍｐｔｙ」などのメッセージ性のある文言にすることもできる。
【００３９】
図８は、感光体の印刷領域のほぼ全域に分散させた遮光層２４、２４Ａを示している。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。
【００４０】
このように印刷画像領域の全域にＵＶ波長域の光に対して反応する微粒子２５，２５Ａが感光体に有するように製造した場合、ＵＶ波長域の光による描画やＵＶ波長域の光照射と通常波長域の光による描画を組み合わせることにより感光体の劣化状態をユーザーに伝える任意のメッセージを印刷することが可能になる。
【００４１】
図９は、本発明の他の実施形態を示す説明図で、本例の場合異なる場所に層厚の異なる遮光層２４ａ，２４ｂが設けられている。遮光層２４ａと遮光層２４ｂとは上部がともにＣＴＬ層２３の上端に接しているが、下部がＣＴＬ層２３の下端までを変えたの厚さｄ１と厚さｄ２と異なっている。すなわち、厚さｄ１は、微粒子２５を分散させた層を厚目に設け、厚さｄ２は微粒子を分散させた層を薄目に設け、ｄ１＞ｄ２の関係を持つ遮光層２４を感光体上に少なくとも一組以上設けている。
【００４２】
かくして、遮光層２４の厚みを２段階以上で設けることで、最表層のＵＶ波長域の光に対して反応する微粒子を分布させた層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。例えば、膜厚が感光体の機能を維持する限界になるまでの間に、数段階のインジケータ（膜厚残量メーター）を設けることが可能であり、寿命までの感光体の膜厚状態を、膜厚チェックパターンを印刷させることとでユーザーに通知させることが可能になる。
【００４３】
図１０は、ＵＶ波長域の光吸収の遮光層を有する感光体の帯電電荷の除電イメージについて説明する図である。
感光体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。一般的に用いられている感光体は、可視光領域のレーザー光もしくはＬＥＤなどの光りを照射した場所の帯電された電荷を除電する機能がある。そのため、図１０（ａ）に示すように、感光体表層にＵＶ波長域の光を照射しつつ可視光領域の光で露光してもＵＶ波長域の光を吸収したＵＶ光で変色する遮光層２４が変色して可視光領域の光を遮光するためカウンターチャージを発生させるＣＧＬ層２２まで光が届くことができず、帯電した電荷を除電することが不可能になる。
【００４４】
印刷を続けて感光体表面にあるＵＶ波長域の光を吸収する遮光層２４が削られて無くなった場合、図１０（ｂ）に示すように、ＵＶ波長域の光を照射しない状態と同じくなるため、可視光域の光がＣＧＬ層２２まで到達してカウンターチャージを発生させることができるため、帯電した電荷を除電することが可能になる。この場合の感光体の光感度特性は、通常の露光に用いられる可視光領域の光のみに露光の感度を有している必要がある。
【００４５】
図１１は、ＵＶ波長域の光で変色する遮光層を有する感光体の帯電電荷の除電イメージについて説明する図である。
感光体２は、帯電工程で帯電ローラなどを用いて感光体２表面に電荷を帯電させる。一般的に用いられている感光体２は、可視光領域のレーザー光もしくはＬＥＤなどの光Ｌ１を照射した場所の帯電された電荷を除電する機能がある。そのため、図１１（ａ）に示すように、感光体表層（ＣＴＬ層２３）にＵＶ波長域の光Ｌ２を照射せずに露光した場合やＵＶ波長域の光で露光を行おうとした場合、可視光領域の露光用の光Ｌ１がＣＧＬ層２２に到達してカウンターチャージを発生させることができるため、帯電した電荷を除電することが可能になる。
【００４６】
しかし、図１１（ｂ）に示すように、ＵＶ波長域の光を照射した直後に可視光領域の光で露光してもＵＶ波長域の光を吸収したＵＶ光で変色する遮光層２４が変色して可視光領域の光を遮光するため、カウンターチャージを発生させるＣＧＬ層２２まで光が届くことができず、帯電した電荷を除電することが不可能になる。この場合の感光体２の光感度特性は、通常の露光に用いられる可視光領域の光のみに露光の感度を有している必要がある。
【００４７】
図１２は、ＵＶ波長域と可視光領域の発光素子を有した画像形成装置について説明する図である。
図１２において、感光体の光感度特性がＵＶ波長域と通常の露光に用いる可視光領域との両方に感度を有している場合、ポリゴンミラーに照射して露光する光源として、通常露光用の可視光領域のレーザーダイオードＬＤ３０とＵＶ波長域のレーザーダイオードＬＤ３１を有することで、ＵＶ波長域を吸収する層が印刷を行うことにより研磨されて消失する原理を活用して感光体膜厚の残量をユーザーに通知するためのメッセージを印刷することができるようになる。
この場合、通常の印刷においては、可視光領域のＬＤ３０を用いて画像を印刷し、感光体の膜厚をチェックするような場合は、膜厚チェックパターンをＵＶ波長域のＬＤ３１を用いて描画することで判断することが可能となる。
【００４８】
図１３は、図１２の変形例を示す図である。
感光体の光感度特性が通常の露光に用いる可視光領域のみに感度を有している場合、描画用のレーザーダイオードＬＤ３０の他に備えたＵＶ波長域の露光装置３２と感光体層にＵＶ波長域の光を受けると可視光領域の光を遮光するように変色する機能を組み合わせることで、感光体膜厚の残量をユーザーに通知するためのメッセージを印刷することができるようになる。
【００４９】
この場合、通常の印刷においては、ＵＶ波長域の光を消灯することで可視光領域のＬＤ３０を用いて画像を印刷し、感光体の膜厚をチェックするような場合は、ＵＶ波長域の光を露光装置３２により照射して膜厚チェックパターンを可視光領域のＬＤを用いて描画することで、ＵＶ光に反応して変色する層が印刷によって研磨されて消失（寿命に達している）しているかを判断することが可能となる。
【００５０】
なお、本発明において、ＵＶ波長域の光を照射して感光体の寿命を調べる時期は任意であるが、例えば、メインスイッチがＯＮされ時や、印刷枚数が所定枚数達する毎等に設定することができる。
【００５１】
図１４は、表層膜厚確認用画像パターンの例について説明する図である。
通常の可視光領域の光で露光して描画したリファレンス用の画像パターン３３は、ベタから白の濃度までを数段階の濃度レベルで印刷したもので構成されている。濃度レベルは、バイアスコントロールによるアナログ的な現像方式でも階調パターンを用いたデジタル的な現像方式でもどちらで構成しても問題なく用いることができる。
【００５２】
チェック用の画像パターン３４は、感光体表層のＵＶ波長域の光を吸収する層の残量により、ＵＶ波長域の光でベタ画像を印刷した際に、ベタの画像濃度が感光体表層の膜厚に依存して濃度が薄くなる特徴が得られる。そこで、通常の可視光領域の光で露光して描画したリファレンス用の画像パターン３３とＵＶ波長域の光で描画したチェック用の画像パターン３４を印刷し、両方の印刷パターンを比較してチェック用の画像パターン３３とリファレンス用の画像パターン３４の濃度が同じレベルのところが、感光体２の膜厚状態として判断することができる。
【００５３】
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。
【００５４】
さらに、上記実施形態ではマイナス帯電用の有機感光体で説明したが、本発明の感光体は、例えばアルミ素管上のＵＣＬ層に機能層であるＣＧＬ層とＣＴＬ層を一体化した単層である電荷発生・輸送層が設けたプラス帯電用の有機感光体にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
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、２４Ａ 遮光層
２５、２５Ａ 微粒子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【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、該感光体の最表層が光感度特性として可視光域とＵＶ波長域を有するとともに、経時使用により削られて感光体としての機能が低下してしまう層であるとともに、該最表層の少なくとも一部にＵＶ波長域の光を受けるとその光を遮光する遮光層が設けられていることを特徴とする感光体感光体を提案する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、経時使用により感光体の機能を有する最表層に、ＵＶ波長域の光を受けるとその光を遮光する遮光層を設け、感光体にＵＶ波長域の光による画像描画の形態から感光体の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】図３の変形例を示す感光体の層を示す説明図である。
【図５】本発明の別の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６】図５の変形例を示す感光体の層を示す説明図である。
【図７】表示層の一例を示す斜視説明図である。
【図８】表示層の他の例を示す斜視説明図である。
【図９】段階的の表示層を示す断面説明図である。
【図１０】ＵＶ波長域の光吸収の遮光層を有する感光体の帯電電荷の除電イメージについて説明する図である。
【図１１】ＵＶ波長域の光で変色する遮光層を有する感光体の帯電電荷の除電イメージについて説明する図である。
【図１２】ＵＶ波長域と可視光領域の発光素子を有した画像形成装置を説明する図である。
【図１３】可視光領域の発光素子とＵＶ波長域の露光装置を有した画像形成装置を説明する図である。
【図１４】表層膜厚確認用画像パターンの例について説明する図である。
【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の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にＵＶ波長域の光を吸収する微粒子２５が分散された遮光層２４を設けている。この遮光層２４はＣＴＬ層２３と同様に経時使用により削られるが、削られずに残っている間はＵＶ波長域の光を吸収して遮ることで、ＵＶ波長域の光による画像描画が形成することができない。図３に示すＵＶ波長域の光を吸収する微粒子２５を分散した遮光層２４は、ある特定の領域にのみ２５を設けているが、遮光層２４は図４に示すように、感光体表面全域において設けも良い。
【００２９】
このようにＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４は、図４に示すＣＴＬ層２３の全域もしくは図３に示す印刷領域の限定された領域に設けられている。遮光層２４はその上面が最表層であるＣＴＬ層２３と同じで、その層厚はＣＴＬ層２３より若干薄く下面がＣＴＬ層２３の下面より僅かに上に位置している。したがって、感光体としての帯電・露光機能が機能しなくなる限界付近までの厚さであり、ＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４が全て研磨されて消失した時に残っているＣＴＬ層２３の厚みで、ギリギリ画像を描画することができる限界であることが望ましい。つまり、残りのＣＴＬ層２３の厚みが機種・使用している感光体の特性によって異なるが１０μｍ程度である。
【００３０】
遮光層２４に分散された微粒子２５は、ＵＶ波長域の光が吸収し遮光するが、他の波長域（例えば、可視光）の光はほぼ１００％透過する粒子である。その製造方法としては、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、ＣＴＬ層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、さらに、その上に感光体にＵＶ波長域の光を吸収する微粒子を分散した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。
【００３１】
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。また、別の方法として、ＣＴＬ層まで製造した感光体の最表層にあるＣＴＬ層に対してＵＶ波長域の光を吸収する微粒子をエアガンなどで打ち込む方法などがある。
【００３２】
感光体の露光に対しての光感度は、可視光領域の光とＵＶ波長域の光の双方に対して感度がある。このような構成にすることで、ＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４が存在する間は、ＵＶ波長域の光で描画した場合は画が描けず、通常利用する可視光領域の光で描画した場合にのみ描画することができる。印刷を続けて、ＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４が削られて消滅するとＵＶ波長域の光と可視光領域の光の双方で画を描くことが可能になる。
【００３３】
これらの特性を利用することで、感光体の寿命をユーザーに知らせることができる。例えば、チェック画像として、ＵＶ波長域の光で「感光体が寿命です。」というようなメッセージを描こうとした場合、ＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４が残っている場合は、印刷画像は白紙になって印刷される。一方、寿命でＵＶ波長域の光を吸収する微粒子が分散された遮光層２４が削られた状態では、印刷画像に「感光体が寿命です。」のメッセージを印刷することが可能になる。
【００３４】
図５は、本発明の他の実施形態で、基本的な構成と特徴は、図３で説明した遮光層２４を設けた感光体と同じである。よって、説明の煩雑を避けるため、同一構成の説明を省略する。
【００３５】
図３における遮光層２４はＵＶ波長域の光を吸収する微粒子２５を分散していたが、本実施形態の図５ではＵＶ波長域の光を吸収することで変色し、露光に用いる可視光領域の光を遮光する特性を有した微粒子２５Ａを分散した遮光層２４ＡをＣＴＬ層２３の一部に有していることが特徴となっている。
【００３６】
さらに、図６は本発明の他の実施形態であるが、基本的な構成と特徴は、図４で説明した遮光層２４を設けた感光体と同じである。よって、説明の煩雑を避けるため、同一構成の説明を省略する。
【００３７】
図４における遮光層２４はＵＶ波長域の光を吸収する微粒子２５を分散していたが、本実施形態の図６ではＵＶ波長域の光を吸収することで変色し、露光に用いる可視光領域の光を遮光する特性を有した微粒子２５Ａを分散した遮光層２４ＡをＣＴＬ層２３の全域に有していることが特徴となっている。
【００３８】
図７は、感光体表面のＣＴＬ層２３の一部に設けられた遮光層２４，２４Ａを示す斜視図である。遮光層２４、２４Ａ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、遮光層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、その形状は任意に変えることができる。例えば、遮光層２４は丸、三角、帯状などのマーク、もしくは例えば、「Ｇｏｏｄ」、「ＮｏｔＥｍｐｔｙ」などのメッセージ性のある文言にすることもできる。
【００３９】
図８は、感光体の印刷領域のほぼ全域に分散させた遮光層２４、２４Ａを示している。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。
【００４０】
このように印刷画像領域の全域にＵＶ波長域の光に対して反応する微粒子２５，２５Ａが感光体に有するように製造した場合、ＵＶ波長域の光による描画やＵＶ波長域の光照射と通常波長域の光による描画を組み合わせることにより感光体の劣化状態をユーザーに伝える任意のメッセージを印刷することが可能になる。
【００４１】
図９は、本発明の他の実施形態を示す説明図で、本例の場合異なる場所に層厚の異なる遮光層２４ａ，２４ｂが設けられている。遮光層２４ａと遮光層２４ｂとは上部がともにＣＴＬ層２３の上端に接しているが、下部がＣＴＬ層２３の下端までを変えたの厚さｄ１と厚さｄ２と異なっている。すなわち、厚さｄ１は、微粒子２５を分散させた層を厚目に設け、厚さｄ２は微粒子を分散させた層を薄目に設け、ｄ１＞ｄ２の関係を持つ遮光層２４を感光体上に少なくとも一組以上設けている。
【００４２】
かくして、遮光層２４の厚みを２段階以上で設けることで、最表層のＵＶ波長域の光に対して反応する微粒子を分布させた層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。例えば、膜厚が感光体の機能を維持する限界になるまでの間に、数段階のインジケータ（膜厚残量メーター）を設けることが可能であり、寿命までの感光体の膜厚状態を、膜厚チェックパターンを印刷させることとでユーザーに通知させることが可能になる。
【００４３】
図１０は、ＵＶ波長域の光吸収の遮光層を有する感光体の帯電電荷の除電イメージについて説明する図である。
感光体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。一般的に用いられている感光体は、可視光領域のレーザー光もしくはＬＥＤなどの光りを照射した場所の帯電された電荷を除電する機能がある。そのため、図１０（ａ）に示すように、感光体表層にＵＶ波長域の光を照射しつつ可視光領域の光で露光してもＵＶ波長域の光を吸収したＵＶ光で変色する遮光層２４が変色して可視光領域の光を遮光するためカウンターチャージを発生させるＣＧＬ層２２まで光が届くことができず、帯電した電荷を除電することが不可能になる。
【００４４】
印刷を続けて感光体表面にあるＵＶ波長域の光を吸収する遮光層２４が削られて無くなった場合、図１０（ｂ）に示すように、ＵＶ波長域の光を照射しない状態と同じくなるため、可視光域の光がＣＧＬ層２２まで到達してカウンターチャージを発生させることができるため、帯電した電荷を除電することが可能になる。この場合の感光体の光感度特性は、通常の露光に用いられる可視光領域の光のみに露光の感度を有している必要がある。
【００４５】
図１１は、ＵＶ波長域の光で変色する遮光層を有する感光体の帯電電荷の除電イメージについて説明する図である。
感光体２は、帯電工程で帯電ローラなどを用いて感光体２表面に電荷を帯電させる。一般的に用いられている感光体２は、可視光領域のレーザー光もしくはＬＥＤなどの光Ｌ１を照射した場所の帯電された電荷を除電する機能がある。そのため、図１１（ａ）に示すように、感光体表層（ＣＴＬ層２３）にＵＶ波長域の光Ｌ２を照射せずに露光した場合やＵＶ波長域の光で露光を行おうとした場合、可視光領域の露光用の光Ｌ１がＣＧＬ層２２に到達してカウンターチャージを発生させることができるため、帯電した電荷を除電することが可能になる。
【００４６】
しかし、図１１（ｂ）に示すように、ＵＶ波長域の光を照射した直後に可視光領域の光で露光してもＵＶ波長域の光を吸収したＵＶ光で変色する遮光層２４が変色して可視光領域の光を遮光するため、カウンターチャージを発生させるＣＧＬ層２２まで光が届くことができず、帯電した電荷を除電することが不可能になる。この場合の感光体２の光感度特性は、通常の露光に用いられる可視光領域の光のみに露光の感度を有している必要がある。
【００４７】
図１２は、ＵＶ波長域と可視光領域の発光素子を有した画像形成装置について説明する図である。
図１２において、感光体の光感度特性がＵＶ波長域と通常の露光に用いる可視光領域との両方に感度を有している場合、ポリゴンミラーに照射して露光する光源として、通常露光用の可視光領域のレーザーダイオードＬＤ３０とＵＶ波長域のレーザーダイオードＬＤ３１を有することで、ＵＶ波長域を吸収する層が印刷を行うことにより研磨されて消失する原理を活用して感光体膜厚の残量をユーザーに通知するためのメッセージを印刷することができるようになる。
この場合、通常の印刷においては、可視光領域のＬＤ３０を用いて画像を印刷し、感光体の膜厚をチェックするような場合は、膜厚チェックパターンをＵＶ波長域のＬＤ３１を用いて描画することで判断することが可能となる。
【００４８】
図１３は、図１２の変形例を示す図である。
感光体の光感度特性が通常の露光に用いる可視光領域のみに感度を有している場合、描画用のレーザーダイオードＬＤ３０の他に備えたＵＶ波長域の露光装置３２と感光体層にＵＶ波長域の光を受けると可視光領域の光を遮光するように変色する機能を組み合わせることで、感光体膜厚の残量をユーザーに通知するためのメッセージを印刷することができるようになる。
【００４９】
この場合、通常の印刷においては、ＵＶ波長域の光を消灯することで可視光領域のＬＤ３０を用いて画像を印刷し、感光体の膜厚をチェックするような場合は、ＵＶ波長域の光を露光装置３２により照射して膜厚チェックパターンを可視光領域のＬＤを用いて描画することで、ＵＶ光に反応して変色する層が印刷によって研磨されて消失（寿命に達している）しているかを判断することが可能となる。
【００５０】
なお、本発明において、ＵＶ波長域の光を照射して感光体の寿命を調べる時期は任意であるが、例えば、メインスイッチがＯＮされ時や、印刷枚数が所定枚数達する毎等に設定することができる。
【００５１】
図１４は、表層膜厚確認用画像パターンの例について説明する図である。
通常の可視光領域の光で露光して描画したリファレンス用の画像パターン３３は、ベタから白の濃度までを数段階の濃度レベルで印刷したもので構成されている。濃度レベルは、バイアスコントロールによるアナログ的な現像方式でも階調パターンを用いたデジタル的な現像方式でもどちらで構成しても問題なく用いることができる。
【００５２】
チェック用の画像パターン３４は、感光体表層のＵＶ波長域の光を吸収する層の残量により、ＵＶ波長域の光でベタ画像を印刷した際に、ベタの画像濃度が感光体表層の膜厚に依存して濃度が薄くなる特徴が得られる。そこで、通常の可視光領域の光で露光して描画したリファレンス用の画像パターン３３とＵＶ波長域の光で描画したチェック用の画像パターン３４を印刷し、両方の印刷パターンを比較してチェック用の画像パターン３３とリファレンス用の画像パターン３４の濃度が同じレベルのところが、感光体２の膜厚状態として判断することができる。
【００５３】
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。
【００５４】
さらに、上記実施形態ではマイナス帯電用の有機感光体で説明したが、本発明の感光体は、例えばアルミ素管上のＵＣＬ層に機能層であるＣＧＬ層とＣＴＬ層を一体化した単層である電荷発生・輸送層が設けたプラス帯電用の有機感光体にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
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、２４Ａ 遮光層
２５、２５Ａ 微粒子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【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、
該感光体の最表層が光感度特性として可視光域とＵＶ波長域を有するとともに、経時使用により削られて感光体としての機能が低下してしまう層であるとともに、
該最表層の少なくとも一部にＵＶ波長域の光を受けるとその光を遮光する遮光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、前記遮光層がＵＶ波長域の光を受けると変色して遮光することを特徴とする感光体。
【請求項３】
請求項１に記載の感光体において、前記遮光層がＵＶ波長域の光を受けるとその光を吸収して遮光することを特徴とする感光体。
【請求項４】
請求項１または２に記載の感光体において、前記遮光層がＵＶ波長域の光を受けると変色する微粒子が分散された層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３に記載の感光体において、前記遮光層がＵＶ波長域の光を受けるとその光を吸収する微粒子が分散された層であることを特徴とする感光体。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れかに記載の感光体において、前記遮光層が前記最表層に複数設けられ、該遮光層は２段階以上で層厚が異なることを特徴とする感光体。
【請求項７】
請求項６に記載の感光体において、層厚の異なる前記遮光層は該層の最下部から前記最表層の最下部までの間隔が異なるように配置されていることを特徴とする感光体。
【請求項８】
請求項１にないし７の何れかに記載の感光体において、前記遮光層は設けられた微粒子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９】
請求項１ないし８の何れかに記載の感光体において、前記遮光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１０】
請求項１ないし９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１１】
請求項１ないし９の何れかに記載の感光体を用いる画像形成装置であって、感光体を露光して静電潜像を形成するための可視光領域のレーザーダイオードの他にＵＶ波長域の光を帯電後の感光体に照射する発光装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１ないし９の何れかに記載の感光体を用いる画像形成装置であって、感光体を露光して静電潜像を形成するための可視光領域のレーザーダイオードとＵＶ波長域のレーザーダイオードの２種類の露光用光源を設けた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、
該感光体の最表層が光感度特性として可視光域とＵＶ波長域を有するとともに、経時使用により削られて感光体としての機能が低下してしまう層であるとともに、
該最表層の少なくとも一部にＵＶ波長域の光を受けるとその光を遮光する遮光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、前記遮光層がＵＶ波長域の光を受けると変色して遮光することを特徴とする感光体。
【請求項３】
請求項１に記載の感光体において、前記遮光層がＵＶ波長域の光を受けるとその光を吸収して遮光することを特徴とする感光体。
【請求項４】
請求項１または２に記載の感光体において、前記遮光層がＵＶ波長域の光を受けると変色する微粒子が分散された層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３に記載の感光体において、前記遮光層がＵＶ波長域の光を受けるとその光を吸収する微粒子が分散された層であることを特徴とする感光体。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れかに記載の感光体において、前記遮光層が前記最表層に複数設けられ、該遮光層は２段階以上で層厚が異なることを特徴とする感光体。
【請求項７】
請求項６に記載の感光体において、層厚の異なる前記遮光層は該層の最下部から前記最表層の最下部までの間隔が異なるように配置されていることを特徴とする感光体。
【請求項８】
請求項１にないし７の何れかに記載の感光体において、前記遮光層は設けられた微粒子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９】
請求項１ないし８の何れかに記載の感光体において、前記遮光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１０】
請求項１ないし９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１１】
請求項１ないし９の何れかに記載の感光体を用いる画像形成装置であって、感光体を露光して静電潜像を形成するための可視光領域のレーザーダイオードの他にＵＶ波長域の光を帯電後の感光体に照射する発光装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１ないし９の何れかに記載の感光体を用いる画像形成装置であって、感光体を露光して静電潜像を形成するための可視光領域のレーザーダイオードとＵＶ波長域のレーザーダイオードの２種類の露光用光源を設けた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１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−１０５００８（Ｐ２０１３−１０５００８Ａ）
【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２０１１−２４８５７１（Ｐ２０１１−２４８５７１）
【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）】
[ Back to top ]