画像形成装置
【課題】感光体の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時における感光体の帯電電位の変動を抑制する。
【解決手段】電荷輸送層１２Ｂの表面に、イレーズランプが発生させる逆極性の電荷の移動を遅らせることにより、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を増大させる表層としてのオーバーコート層（ＯＣＬ）１２Ｃを形成する。これによりオーバーコート層１２Ｃが磨耗して感光体ドラム１２の膜厚が減少することにより、スコロトロンによる帯電の電位が低下するが、この低下を、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を減少させることで相殺する。このため、感光体ドラム１２の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時（現像位置）における感光体ドラム１２の帯電電位の変動を抑制できる。
【解決手段】電荷輸送層１２Ｂの表面に、イレーズランプが発生させる逆極性の電荷の移動を遅らせることにより、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を増大させる表層としてのオーバーコート層（ＯＣＬ）１２Ｃを形成する。これによりオーバーコート層１２Ｃが磨耗して感光体ドラム１２の膜厚が減少することにより、スコロトロンによる帯電の電位が低下するが、この低下を、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を減少させることで相殺する。このため、感光体ドラム１２の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時（現像位置）における感光体ドラム１２の帯電電位の変動を抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置としては、回転する感光体を備え、その感光体の周囲に、感光体の回転方向上流側から順に、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段が配置された画像形成装置が知られている。
【０００３】
この構成では、帯電手段が感光体を帯電させ、帯電した感光体は、露光手段によって露光されて感光体に静電潜像が形成される。さらに、現像手段が、感光体に形成された静電潜像へトナーを付着させて現像し、トナー像が形成される。感光体に形成されたトナー画像は、転写手段により、記録媒体へ転写される。
【０００４】
ところで、帯電手段として、コロナ放電を用いた帯電装置を使用した場合、感光体の膜厚によって帯電電位が変化してしまうという問題がある。感光体膜厚が薄くなると、感光体の静電容量が増大するため、同じ電位に帯電するには多くの電荷が必要となる。理想的な帯電装置であれば、グリッド電圧と狙いの感光体電位とを同じにすればよいが、実際には、グリッド電圧を狙いの電位よりも高く設定しなければならないことが普通である。
【０００５】
上述したように、感光体膜厚が薄くなると多くの電荷を供給することが必要となるため、一般的には、感光体が磨耗して膜厚が薄くなると、帯電装置のグリッド電圧を上げて表面電位を一定値に保っている。従って、グリッド電圧を一定値にした場合において、感光体が磨耗して感光体の膜厚が薄くなると帯電電位が低くなり、記録媒体に形成される画像に影響がでる。また、感光体が偏磨耗して感光体の膜厚にムラができると、帯電電位もムラとなり、記録媒体に形成される画像に濃度ムラが発生する。
【０００６】
これに対して、感光体の表面電位を測定し、その測定結果を帯電手段、現像手段及び露光手段等へフィードバックすることによって、画像形成条件を再調整し、感光体の帯電電位変化の影響を抑制する構成が開示されている（特許文献１、２、３参照）。
【特許文献１】特開平５−１１９５６９号公報
【特許文献２】特開平７−４４０７１号公報
【特許文献３】特開２０００−１６２８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２、３に示すような構成では、感光体の表面電位を測定する電位測定装置や、フィードバックするための制御系が必要となり、装置が複雑になる問題がある。さらに、感光体表面の膜厚ムラを検出するには、感光体表面の全面の電位を測定することが必要となり、電位測定装置が大型化するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮し、感光体の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時における感光体の帯電電位の変動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る画像形成装置は、感光体と、コロナ放電により前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電した感光体の表面を露光して、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段によって前記感光体の表面に形成された静電潜像を現像して、画像を形成する現像手段と、前記感光体の表面に接触して前記感光体の表面を清掃する清掃手段と、前記帯電手段による帯電の前に、前記感光体の表面に残留した電荷と逆極性の電荷を発生させて前記感光体の表面を除電する除電手段と、前記感光体の表面に形成され、前記逆極性の電荷の移動を遅らせることにより帯電から現像までの間における前記感光体の帯電電位の暗減衰を増大させる表層と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成では、帯電手段が感光体を帯電させ、帯電した感光体は、露光手段によって露光されて感光体に静電潜像が形成される。さらに、現像手段が、感光体に形成された静電潜像を現像して画像が形成される。
【００１１】
感光体の表面に形成された表層が、除電手段によって発生した逆極性の電荷の移動を遅らせることにより、逆極性の電荷移動が帯電までに終了せず、帯電から現像までの間における感光体の帯電電位の暗減衰を増大させる。
【００１２】
ここで、表層が、例えば清掃手段に接触することにより磨耗すると、感光体の膜厚が減少するので、帯電手段による帯電の電位が低下する。この一方、表層が磨耗することにより、表層が増大させていた暗減衰が減少する。これにより、感光体の膜厚が薄くなることによる帯電電位の降下を、表層が磨耗して暗減衰が減少することで相殺する。このため、感光体の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時における感光体の帯電電位の変動を抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記構成としたので、感光体の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時における感光体の帯電電位の変動を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
【００１５】
（本実施形態に係る画像形成装置の全体構成）
まず、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する。図１には、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成が概略図にて示されている。
【００１６】
本実施形態に係る画像形成装置１０は、所定方向（図１において反時計回り方向）へ回転する感光体ドラム１２が設けられている。感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２の回転方向上流側から順に、コロナ放電により感光体ドラム１２の表面を帯電させる帯電手段としてのスコロトロン１４と、帯電した感光体ドラム１２の表面を露光して感光体ドラム１２の表面に静電潜像を形成する露光手段としての露光装置１６と、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段としての現像ロール１８と、感光体ドラム１２の表面に形成されたトナー画像を記録媒体Ｐへ転写する転写装置２０と、感光体ドラム１２の表面に接触して感光体ドラム１２の表面を清掃する清掃手段としての清掃装置２２と、スコロトロン１４による帯電の前に感光体ドラム１２の表面に残留した電荷と逆極性の電荷を発生させて感光体ドラム１２の表面を除電する除電手段してのイレーズランプ２４と、が設けられている。
【００１７】
感光体ドラム１２が回転することにより、感光体ドラム１２の表面の各部位は、スコロトロン１４に対向する帯電位置、露光装置１６に対向する露光位置、現像ロール１８に対向する現像位置、転写装置２０に対向する転写位置、イレーズランプ２４に対向する除電位置を移動するようになっている。
【００１８】
露光装置１６は、露光位置に位置する感光体ドラム１２の表面へ画像データに基づく光像を照射して、画像データに基づく静電潜像を形成するようになっている。
【００１９】
現像ロール１８は、現像位置に位置する感光体ドラム１２の表面へトナーを供給して、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像へトナーを付着させ、現像するようになっている。
【００２０】
転写装置２０は、無端状の搬送ベルト２６の内周側に設けられており、感光体ドラム１２の表面に形成されたトナー像が、転写装置２０と感光体ドラム１２との間の転写位置で、搬送ベルト２６に搬送された記録媒体Ｐへ転写装置２０によって転写される。
【００２１】
清掃装置２２は、感光体ドラム１２の表面に接触して清掃する清掃ブラシ２８及び清掃ブレード３０を備えて構成されている。
【００２２】
清掃ブラシ２８は、軸部２８Ａの外周にその全周にわたってブラシ２８Ｂが巻き付けられて構成されており、軸部２８Ａが回転可能に支持されている。清掃ブラシ６２は、図示しない駆動部からの駆動力が伝達され、感光体ドラム１２に沿う方向に回転駆動される。すなわち、感光体ドラム１２が、図１における反時計方向に回転するのに対して、清掃ブラシ２８は、感光体ドラム１２とは反対回りである時計方向に回転する。
【００２３】
清掃ブラシ２８の周速度は、感光体ドラム１２の周速度よりも速く設定されており、この周速度比により、清掃ブラシ２８は、トナー像を記録媒体Ｐへ転写した後の感光体ドラム１２の表面に付着した紙粉やトナー、外添剤等の付着物を掻き取る。
【００２４】
清掃ブレード３０は、感光体ドラム１２が清掃ブラシ２８に接触する位置よりも感光体ドラム１２の回転方向下流側に配置されており、その先端部が感光体ドラム１２の表面に接触する位置に支持されている。
【００２５】
これにより、回転する感光体ドラム１２の表面と清掃ブレード３０の先端部が接触して、感光体ドラム１２の表面に付着した紙粉やトナー、外添剤等の付着物を掻き取る。なお、清掃ブレード３０は、ゴム、金属等で形成されている。
【００２６】
イレーズランプ２４は、イレーズ光を感光体ドラム１２へ照射し、逆極性の電荷としてのプラス電荷を発生させる。このプラス電荷により、感光体ドラム１２の表面に残留したマイナス電荷を中和して、感光体ドラム１２の表面を除電するようになっている。
【００２７】
スコロトロン１４は、感光体ドラム１２側が開口したアルミニウム製のシールドケース１４Ａを備えている。シールドケース１４Ａは、感光体ドラム１２の回転軸方向に沿って延びる細長箱状とされており、シールドケース１４Ａ内には、シールドケース１４Ａ内を仕切っている仕切板１４Ｄが設けられている。
【００２８】
シールドケース１４Ａ内には、仕切板１４Ｄを挟んだ両側に、タングステン線からなる放電電極としての放電ワイヤ１４Ｂが１本ずつ（計２本）張られており、この放電ワイヤ１４Ｂは、感光体ドラム１２の回転軸方向に沿って延びている。また、放電ワイヤ１４Ｂは、図示しない電源に接続されており、放電ワイヤ１４Ｂへのワイヤ電流が一定電流となるように定電流制御されている。これにより、放電ワイヤ１４Ｂは、マイナス電荷を発生させ、帯電位置に位置する感光体ドラム１２の表面へこのマイナス電荷を供給するようになっている。
【００２９】
シールドケース１４Ａの開口側には、放電ワイヤ１４Ｂと感光体ドラム１２との間にグリッド電極としてのグリッドワイヤ１４Ｃが複数本配置され、これらのグリッドワイヤ１４Ｃは、感光体ドラム１２の回転軸方向に沿って延びている。複数のグリッドワイヤ１４Ｃは、感光体ドラム１２の表面に沿って円弧状になるように配置されており、各グリッドワイヤ１４Ｃと感光体ドラム１２との距離が一定となっている。各グリッドワイヤ１４Ｃは、図示しない電源に接続されており、感光体ドラム１２の予め設定される所定の電位（帯電させたい所望の帯電電位）と等しい所定のグリッド電圧が印加される。
【００３０】
スコロトロン１４では、放電ワイヤ１４Ｂで発生したマイナス電荷が、グリッドワイヤ１４Ｃと感光体ドラム１２との間の電位差が０Ｖになるまで、グリッドワイヤ１４Ｃの間を通過して感光体ドラム１２に供給されるようになっており、複数のグリッドワイヤ１４Ｃにより感光体ドラム１２の帯電電位が制御されることで、感光体ドラム１２が所定電位に帯電される。
【００３１】
ここで、感光体ドラム１２の膜厚と、感光体ドラム１２の表面の帯電電位の変化について説明する。
【００３２】
図２は、図１に示す画像形成装置１０において、感光体ドラム１２として電荷発生層及び電荷輸送層が形成された有機感光体（ＯＰＣ）を用い、スコロトロン１４に印加するワイヤ電流とグリッド電圧が一定のときに、電荷輸送層の膜厚の影響がどのように現像位置の帯電電位に現れるかを測定した結果を示したものである。
【００３３】
図２の横軸のＶＧ−ＶＨは、グリッド電圧（ＶＧ）と現像位置の帯電電位（ＶＨ）の差を示したものであり、ＶＧ−ＶＨの絶対値が大きいほど、ＶＧ一定では現像位置での電位が低くなる(帯電性が悪くなる）ことを意味している。
【００３４】
この結果、本実施形態のように、コロナ放電を用いた帯電装置を使用した場合、電荷輸送層の膜厚が減少して感光体の膜厚が小さくなると、ＶＧ−ＶＨの絶対値が増大することがわかる。
【００３５】
図３は、図２の補足データであり、電荷輸送層の膜厚が異なる２種類の感光体ドラム１２を同じ条件で帯電したときの感光体ドラム１２の表面電位の暗減衰を示すものである。
【００３６】
図２の場合と同様に、感光体ドラム１２として電荷発生層及び電荷輸送層が形成された有機感光体（ＯＰＣ）を用い、電荷輸送層の膜厚を２０μｍと２６μｍとしたものを使用した。なお、図３の横軸は、帯電後の経過時間、縦軸は感光体ドラム１２の表面電位を示す。
【００３７】
図１に示す画像形成装置１０では、帯電から１００ｍｓ程度経過したときに、感光体ドラム１２が現像位置に位置するようになっており、図２に示す結果は、図３における帯電から１００ｍｓ程度経過したときの状態に相当するが、図３からわかるように、帯電直後でも、感光体ドラム１２の膜厚が小さくなることによる帯電電位の低下は発生している。
【００３８】
（感光体ドラムの膜厚が変化しても感光体ドラムの帯電電位の変動を抑制する構成）
ここで、感光体ドラムの膜厚が変化しても感光体ドラムの帯電電位の変動を抑制する構成について説明する。まず、感光体ドラム１２の構成を説明する。
【００３９】
感光体ドラム１２は、アルミニウム等で形成された導電性基体上に電荷発生層（ＣＧＬ）１２Ａ及び電荷輸送層（ＣＴＬ）１２Ｂが積層された機能分離型の有機感光体（ＯＰＣ）で構成されている（図５参照）。
【００４０】
電荷輸送層１２Ｂの表面には、イレーズランプ２４が発生させる逆極性の電荷の移動を遅らせることにより、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を増大させる表層としてのオーバーコート層（ＯＣＬ）１２Ｃが形成されている。
【００４１】
電荷発生層１２Ａは、受光により電荷を発生する機能を分担し、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃは、電荷発生層１２Ａで発生した電荷を輸送する機能を分担する。 電荷発生層１２Ａとしては、既知のものを特に制限無く使用することができるが、金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましく用いられる。金属及び無金属フタロシアニン顔料の中でも、特定の結晶を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニンが特に好ましい。
【００４２】
電荷輸送層１２Ｂは、例えば、電荷輸送材料及び結着樹脂を含んで構成される。電荷輸送層に用いられる電荷輸送材料としては、例えば、２，５−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールなどのオキサジアゾール誘導体、１，３，５−トリフェニルピラゾリン、１−［ピリジル−（２）］−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）ピラゾリンなどのピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、トリ（ｐ−メチルフェニル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３，４−ジメチルフェニル）ビフェニル−４−アミン、ジベンジルアニリン、９，９−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）フルオレノン−２−アミンなどの芳香族第３級アミノ化合物、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミンなどの芳香族第３級ジアミノ化合物、３−（４，４’−ジメチルアミノフェニル）−５，６−ジ−（４，４’−メトキシフェニル）−１，２，４−トリアジンなどの１，２，４−トリアジン誘導体、４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニルヒドラゾン、４−ジフェニルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニルヒドラゾン、［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］−（１−ナフチル）フェニルヒドラゾンなどのヒドラゾン誘導体、２−フェニル−４−スチリルキナゾリンなどのキナゾリン誘導体、６−ヒドロキシ−２，３−ジ（ｐ−メトキシフェニル）−ベンゾフランなどのベンゾフラン誘導体、ｐ−（２，２−ジフェニルビニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアニリンなどのα−スチルベン誘導体、エナミン誘導体、Ｎ−エチルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体などの正孔輸送物質；クロラニル、ブロモアニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、２，４，７−トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン等のフルオレノン化合物、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（４−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（４−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールなどのオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、３，３’，５，５’−テトラ−ｔ−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物などの電子輸送物質；あるいは上記化合物と同様の構造を有する基を主鎖又は側鎖に有する重合体などが挙げられる。これらの電荷輸送材料は、１種を単独で又は２種以上を組み合せて使用することができる。
【００４３】
電荷輸送層に用いられる結着樹脂としては特に制限されないが、電気絶縁性を示し、フィルム形成が可能な樹脂が好ましい。このような結着樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−Ｎ−カルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルフォルマール、ポリスルホン、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド、カルボキシーメチルセルロース、塩化ビニリデン系ポリマーワックス、ポリウレタン等が挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂が、電荷輸送材料との相溶性、溶剤への溶解性、強度の点で優れており、好ましく用いられる。これらの結着樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４４】
オーバーコート層１２Ｃは、電荷輸送層１２Ｂよりも電荷移動度（モビリティ）が低くされた（電荷の移動速度が遅くされた）材料で形成されており、オーバーコート層１２Ｃ中を移動する電荷の移動速度が遅くなる。オーバーコート層１２Ｃとしては、例えば、フェノール樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及びポリベンズイミダゾール樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられる。
【００４５】
また、電荷輸送層１２Ｂの電荷移動度に対して、オーバーコート層１２Ｃの電荷移動度は、２桁大きくなっている。
【００４６】
ここで、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を増大させる構成について説明する。
【００４７】
本実施形態では、電荷輸送層１２Ｂよりも電荷移動度の低いオーバーコート層１２Ｃを形成すると共に、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃの電荷移動度、除電から帯電までの時間、イレーズ光の光量、帯電から現像までの時間などを所定条件に設定することにより、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を増大させる。
【００４８】
図４は、オーバーコート層１２Ｃを形成せず電荷発生層１２Ａ及び電荷輸送層１２Ｂのみが形成された比較例に係る構成における暗減衰を示す図である。図５は、電荷発生層１２Ａ、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃが形成された本実施形態に係る構成における暗減衰を示す図である。
【００４９】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）は、除電工程から現像工程までにおける感光体ドラム１２の帯電状態の変化を示しており、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）の順で変化が生じる。
【００５０】
図４（Ａ）は、イレーズランプ２４から感光体ドラム１２の表面へイレーズ光を照射した直後における感光体ドラム１２を示す。図４（Ａ）に示すように、イレーズ光の照射直後では、直前の画像形成プロセスで発生したマイナス電荷が、感光体ドラム１２の表面に残留しており、電荷発生層１２Ａではイレーズ光の照射によりプラス電荷が発生している。
【００５１】
図４（Ｂ）は、イレーズ光照射直後から帯電までの間、すなわち、感光体ドラム１２が除電位置から帯電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。電荷輸送層１２Ｂよりも電荷移動度が低いオーバーコート層１２Ｃが形成されていないため、イレーズ光照射直後から帯電までの間では、電荷発生層１２Ａで発生したプラス電荷が、速やかに感光体ドラム１２の表面へ移動し、感光体ドラム１２の表面のマイナス電荷を中和するため、帯電位置に到達するときには感光体ドラム１２表面は除電される。
【００５２】
図４（Ｃ）は、帯電直後における感光体ドラム１２を示す。帯電直後では、除電された感光体ドラム１２の表面が、所望のマイナス電位に帯電される。
【００５３】
図４（Ｄ）は、帯電直後から現像までの間、すなわち、感光体ドラム１２が帯電位置から除電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。帯電直後から現像までの間は、感光体ドラム１２の表面の帯電電位は暗減衰するが、その帯電電位の低下は小さい。
【００５４】
一方、電荷輸送層１２Ｂよりも電荷移動度が低いオーバーコート層１２Ｃを有する構成では、以下のように、感光体ドラム１２の帯電状態が変化する。
【００５５】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）は、除電工程から現像工程までにおける感光体ドラム１２の帯電状態の変化を示しており、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）の順で変化が生じる。
【００５６】
図５（Ａ）は、イレーズランプ２４から感光体ドラム１２の表面へイレーズ光を照射した直後における感光体ドラム１２を示す。図５（Ａ）に示すように、イレーズ光の照射直後では、オーバーコート層１２Ｃを有さない上記の構成と同様に、感光体ドラム１２の表面に直前の画像形成プロセスで発生したマイナス電荷が残留しており、電荷発生層１２Ａでは、イレーズ光の照射によりプラス電荷が発生している。
【００５７】
図５（Ｂ）は、イレーズ光照射直後から帯電までの間、すなわち、感光体ドラム１２が除電位置から帯電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。イレーズ光照射直後から帯電までの間では、電荷発生層１２Ａで発生したプラス電荷が、オーバーコート層１２Ｃをゆっくりと移動するため、感光体ドラム１２が帯電位置に到達する時点では、まだ、全てのマイナス電荷を打ち消すには至っていない。
【００５８】
図５（Ｃ）は、帯電直後における感光体ドラム１２を示す。帯電直後では、感光体ドラム１２の表面が、所望のマイナス電位に帯電される。その一方、プラス電荷がオーバーコート層１２Ｃ中に残存している。
【００５９】
図５（Ｄ）は、帯電直後から現像までの間、すなわち、感光体ドラム１２が帯電位置から除電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。帯電直後から現像までの間は、オーバーコート層１２Ｃ中に残存したプラス電荷が、感光体ドラム１２が現像位置に至る間に、感光体ドラム１２の表面のマイナス電荷と結合するため、暗減衰が増大し、オーバーコート層１２Ｃを有さない上記の構成に比べて、現像位置での帯電電位が低くなる。
【００６０】
図６は、オーバーコート層１２Ｃが形成せずに電荷発生層１２Ａ及び電荷輸送層１２Ｂのみが形成された比較例に係る構成と、電荷発生層１２Ａ、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃが形成された本実施形態に係る構成との暗減衰の違いを示すものである。
【００６１】
本実施形態に係る構成においては、電荷輸送層１２Ｂの膜厚を２０μｍと２６μｍとにしたものについて測定している。図６の暗減衰は、帯電と現像の中間にある電位センサＥＳＶ(図１参照）位置での電位と、現像位置での電位差ＶＥＳＶ−ＶＨを縦軸にとったものである。
【００６２】
オーバーコート層１２Ｃがない感光体ドラム１２は、膜厚が変わっても暗減衰の変化は小さく、オーバーコート層１２Ｃがある感光体ドラム１２は、膜厚により暗減衰が大きく変化している。また、暗減衰は、電荷輸送層１２Ｂの厚さには依存せず、オーバーコート層１２Ｃの厚さのみに依存していることがわかる。
【００６３】
このように、本実施形態では、電荷輸送層１２Ｂよりも電荷移動度の低いオーバーコート層１２Ｃを形成すると共に、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃの電荷移動度、除電から帯電までの時間、イレーズ光の光量、帯電から現像までの時間などを所定条件に設定して、イレーズランプ２４が発生させる逆極性の電荷の移動を遅らせることにより、スコロトロン１４による帯電後もマイナス電荷を中和させ、暗減衰を増大させる。
【００６４】
なお、上記の設定条件と暗減衰との関係は、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃの電荷移動度が遅いほど、暗減衰が大きくなる。除電から帯電までの時間が短いほど、暗減衰が大きくなる。イレーズ光の光量が多いほど、暗減衰が大きくなる。帯電から現像までの時間が長いほど、暗減衰が大きくなる。
【００６５】
また、このオーバーコート層１２Ｃが磨耗して薄くなると、プラス電荷がオーバーコート層１２Ｃを通過する時間が早くなるので暗減衰は少なくなる。
【００６６】
また、帯電直後の感光体ドラム１２の表面の帯電電位は、電荷輸送層１２Ｂの膜厚を設定することにより、その度合いを調整される。電荷輸送層１２Ｂの膜厚が薄いほど、磨耗に対する感度が高くなる。
【００６７】
（本実施形態の作用）
次に、上記の実施形態について作用を説明する。
【００６８】
図７は、オーバーコート層１２Ｃが磨耗した場合の感光体ドラム１２の帯電状態を示したものである。図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）は、除電工程から現像工程までにおける感光体ドラム１２の帯電状態の変化を示したものであり、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）の順で変化が生じる。
【００６９】
図７（Ａ）は、イレーズランプ２４から感光体ドラム１２表面にイレーズ光を照射した直後における感光体ドラム１２を示す。図７（Ａ）に示すように、イレーズ光の照射直後では、感光体ドラム１２表面に直前の画像形成プロセスで発生したマイナス電荷が残留しており、電荷発生層１２Ａではイレーズ光の照射によりプラス電荷が発生する。
【００７０】
図７（Ｂ）は、イレーズ光照射直後から帯電までの間、すなわち、感光体ドラム１２が除電位置から帯電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。
【００７１】
オーバーコート層１２Ｃが磨耗して薄くなっているので、イレーズ光照射直後から帯電までの間では、電荷発生層１２Ａで発生したプラス電荷がオーバーコート層１２Ｃを通過する時間が早くなり、感光体ドラム１２が帯電位置に到達する時点では、オーバーコート層１２Ｃが磨耗していない状態に比べ、マイナス電荷を打ち消す量が増える。
【００７２】
図７（Ｃ）は、帯電直後における感光体ドラム１２を示す。帯電直後では、オーバーコート層１２Ｃが磨耗して薄くなっているので、帯電電位が低下し、感光体ドラム１２表面に存在するマイナス電荷が減少する。また、オーバーコート層１２Ｃ中に残存するプラス電荷も減少する。
【００７３】
図７（Ｄ）は、帯電直後から現像までの間、すなわち、感光体ドラム１２が帯電位置から除電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。帯電直後から現像までの間は、オーバーコート層１２Ｃ中に残存したプラス電荷が、感光体ドラム１２が現像位置に至る間に表面のマイナス電荷と結合する。本実施形態では、感光体ドラム１２表面のマイナス電荷が減少する一方で、オーバーコート層１２Ｃ（ＯＣＬ）中に残存したプラス電荷が減少する。
【００７４】
このように、本実施形態では、オーバーコート層１２Ｃが磨耗して感光体ドラム１２の膜厚が減少することによりスコロトロン１４による帯電の電位が低下するが、この低下を、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を減少させることで相殺する。
【００７５】
このため、感光体ドラム１２の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時（現像位置）における感光体ドラム１２の帯電電位の変動を抑制できる。
【００７６】
図８は、本実施形態の効果を示す実験データであり、スコロトロン１４に印加するワイヤ電流とグリッド電圧が一定のときに、グリッド電圧（ＶＧ）と現像位置の帯電電位（ＶＨ）の差を、本実施形態及び比較例について示したものである。グリッド電圧（ＶＧ）と現像位置の帯電電位（ＶＨ）の差の絶対値が、大きいほど現像位置での電位が低くなる(帯電性が悪くなる）ことを意味している。
【００７７】
比較例の構成として、オーバーコート層１２Ｃを形成せずに電荷発生層１２Ａ及び電荷輸送層１２Ｂのみが形成された感光体ドラム１２（ＯＣＬ無し）を用いた。なお、比較例のデータは、図２と同じデータである。
【００７８】
本実施形態の構成として、電荷輸送層１２Ｂが２６μmでオーバーコート層１２Ｃの厚みを０、１、３、６μmとしたもの（ＣＴＬ２６μｍ＋ＯＣＬ）、電荷輸送層１２Ｂが２０μmでオーバーコート層１２Ｃの厚みを０、６μmとしたもの（ＣＴＬ２０μｍ＋ＯＣＬ）を用いた。
【００７９】
本実施形態の構成では、オーバーコート層１２Ｃが磨耗して全体の膜厚(ＣＴＬ＋ＯＣＬ)が減少しても、ＶＧ−ＶＨは、比較例の構成よりも安定しており、さらに電荷輸送層１２Ｂの厚さが最適な２６μmでは、ＶＨ変動は１０Ｖ以下と制御不要なレベルまで改善されている。
【００８０】
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示す画像形成装置において、感光体ドラムとして電荷発生層及び電荷輸送層が形成された有機感光体（ＯＰＣ）を用い、スコロトロンに印加するワイヤ電流とグリッド電圧が一定のときに、電荷輸送層の膜厚の影響がどのように現像位置の帯電電位に現れるかを測定した結果を示したグラフである。
【図３】図３は、電荷輸送層の膜厚が異なる２種類の感光体ドラムを同じ条件で帯電したときの感光体ドラムの表面電位の暗減衰を示すグラフである。
【図４】図４は、オーバーコート層を形成せず電荷発生層及び電荷輸送層のみが形成された比較例に係る構成における暗減衰を示す図である。
【図５】図５は、電荷発生層、電荷輸送層及びオーバーコート層が形成された本実施形態に係る構成における暗減衰を示す図である。
【図６】図６は、オーバーコート層が形成せずに電荷発生層及び電荷輸送層のみが形成された比較例に係る構成と、電荷発生層、電荷輸送層及びオーバーコート層が形成された本実施形態に係る構成との暗減衰の違いを示すグラフである。
【図７】図７は、オーバーコート層が磨耗した場合の本実施形態に係る感光体ドラムの帯電状態を示した図である。
【図８】図８は、本実施形態の効果を示すための実験データである。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 画像形成装置
１２Ｃ オーバーコート層（表層）
１２ 感光体ドラム（感光体）
１４ スコロトロン（帯電手段）
１６ 露光装置（露光手段）
１８ 現像ロール（現像手段）
２２ 清掃装置（清掃手段）
２４ イレーズランプ（除電手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置としては、回転する感光体を備え、その感光体の周囲に、感光体の回転方向上流側から順に、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段が配置された画像形成装置が知られている。
【０００３】
この構成では、帯電手段が感光体を帯電させ、帯電した感光体は、露光手段によって露光されて感光体に静電潜像が形成される。さらに、現像手段が、感光体に形成された静電潜像へトナーを付着させて現像し、トナー像が形成される。感光体に形成されたトナー画像は、転写手段により、記録媒体へ転写される。
【０００４】
ところで、帯電手段として、コロナ放電を用いた帯電装置を使用した場合、感光体の膜厚によって帯電電位が変化してしまうという問題がある。感光体膜厚が薄くなると、感光体の静電容量が増大するため、同じ電位に帯電するには多くの電荷が必要となる。理想的な帯電装置であれば、グリッド電圧と狙いの感光体電位とを同じにすればよいが、実際には、グリッド電圧を狙いの電位よりも高く設定しなければならないことが普通である。
【０００５】
上述したように、感光体膜厚が薄くなると多くの電荷を供給することが必要となるため、一般的には、感光体が磨耗して膜厚が薄くなると、帯電装置のグリッド電圧を上げて表面電位を一定値に保っている。従って、グリッド電圧を一定値にした場合において、感光体が磨耗して感光体の膜厚が薄くなると帯電電位が低くなり、記録媒体に形成される画像に影響がでる。また、感光体が偏磨耗して感光体の膜厚にムラができると、帯電電位もムラとなり、記録媒体に形成される画像に濃度ムラが発生する。
【０００６】
これに対して、感光体の表面電位を測定し、その測定結果を帯電手段、現像手段及び露光手段等へフィードバックすることによって、画像形成条件を再調整し、感光体の帯電電位変化の影響を抑制する構成が開示されている（特許文献１、２、３参照）。
【特許文献１】特開平５−１１９５６９号公報
【特許文献２】特開平７−４４０７１号公報
【特許文献３】特開２０００−１６２８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２、３に示すような構成では、感光体の表面電位を測定する電位測定装置や、フィードバックするための制御系が必要となり、装置が複雑になる問題がある。さらに、感光体表面の膜厚ムラを検出するには、感光体表面の全面の電位を測定することが必要となり、電位測定装置が大型化するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮し、感光体の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時における感光体の帯電電位の変動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る画像形成装置は、感光体と、コロナ放電により前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電した感光体の表面を露光して、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段によって前記感光体の表面に形成された静電潜像を現像して、画像を形成する現像手段と、前記感光体の表面に接触して前記感光体の表面を清掃する清掃手段と、前記帯電手段による帯電の前に、前記感光体の表面に残留した電荷と逆極性の電荷を発生させて前記感光体の表面を除電する除電手段と、前記感光体の表面に形成され、前記逆極性の電荷の移動を遅らせることにより帯電から現像までの間における前記感光体の帯電電位の暗減衰を増大させる表層と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成では、帯電手段が感光体を帯電させ、帯電した感光体は、露光手段によって露光されて感光体に静電潜像が形成される。さらに、現像手段が、感光体に形成された静電潜像を現像して画像が形成される。
【００１１】
感光体の表面に形成された表層が、除電手段によって発生した逆極性の電荷の移動を遅らせることにより、逆極性の電荷移動が帯電までに終了せず、帯電から現像までの間における感光体の帯電電位の暗減衰を増大させる。
【００１２】
ここで、表層が、例えば清掃手段に接触することにより磨耗すると、感光体の膜厚が減少するので、帯電手段による帯電の電位が低下する。この一方、表層が磨耗することにより、表層が増大させていた暗減衰が減少する。これにより、感光体の膜厚が薄くなることによる帯電電位の降下を、表層が磨耗して暗減衰が減少することで相殺する。このため、感光体の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時における感光体の帯電電位の変動を抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記構成としたので、感光体の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時における感光体の帯電電位の変動を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
【００１５】
（本実施形態に係る画像形成装置の全体構成）
まず、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する。図１には、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成が概略図にて示されている。
【００１６】
本実施形態に係る画像形成装置１０は、所定方向（図１において反時計回り方向）へ回転する感光体ドラム１２が設けられている。感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２の回転方向上流側から順に、コロナ放電により感光体ドラム１２の表面を帯電させる帯電手段としてのスコロトロン１４と、帯電した感光体ドラム１２の表面を露光して感光体ドラム１２の表面に静電潜像を形成する露光手段としての露光装置１６と、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段としての現像ロール１８と、感光体ドラム１２の表面に形成されたトナー画像を記録媒体Ｐへ転写する転写装置２０と、感光体ドラム１２の表面に接触して感光体ドラム１２の表面を清掃する清掃手段としての清掃装置２２と、スコロトロン１４による帯電の前に感光体ドラム１２の表面に残留した電荷と逆極性の電荷を発生させて感光体ドラム１２の表面を除電する除電手段してのイレーズランプ２４と、が設けられている。
【００１７】
感光体ドラム１２が回転することにより、感光体ドラム１２の表面の各部位は、スコロトロン１４に対向する帯電位置、露光装置１６に対向する露光位置、現像ロール１８に対向する現像位置、転写装置２０に対向する転写位置、イレーズランプ２４に対向する除電位置を移動するようになっている。
【００１８】
露光装置１６は、露光位置に位置する感光体ドラム１２の表面へ画像データに基づく光像を照射して、画像データに基づく静電潜像を形成するようになっている。
【００１９】
現像ロール１８は、現像位置に位置する感光体ドラム１２の表面へトナーを供給して、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像へトナーを付着させ、現像するようになっている。
【００２０】
転写装置２０は、無端状の搬送ベルト２６の内周側に設けられており、感光体ドラム１２の表面に形成されたトナー像が、転写装置２０と感光体ドラム１２との間の転写位置で、搬送ベルト２６に搬送された記録媒体Ｐへ転写装置２０によって転写される。
【００２１】
清掃装置２２は、感光体ドラム１２の表面に接触して清掃する清掃ブラシ２８及び清掃ブレード３０を備えて構成されている。
【００２２】
清掃ブラシ２８は、軸部２８Ａの外周にその全周にわたってブラシ２８Ｂが巻き付けられて構成されており、軸部２８Ａが回転可能に支持されている。清掃ブラシ６２は、図示しない駆動部からの駆動力が伝達され、感光体ドラム１２に沿う方向に回転駆動される。すなわち、感光体ドラム１２が、図１における反時計方向に回転するのに対して、清掃ブラシ２８は、感光体ドラム１２とは反対回りである時計方向に回転する。
【００２３】
清掃ブラシ２８の周速度は、感光体ドラム１２の周速度よりも速く設定されており、この周速度比により、清掃ブラシ２８は、トナー像を記録媒体Ｐへ転写した後の感光体ドラム１２の表面に付着した紙粉やトナー、外添剤等の付着物を掻き取る。
【００２４】
清掃ブレード３０は、感光体ドラム１２が清掃ブラシ２８に接触する位置よりも感光体ドラム１２の回転方向下流側に配置されており、その先端部が感光体ドラム１２の表面に接触する位置に支持されている。
【００２５】
これにより、回転する感光体ドラム１２の表面と清掃ブレード３０の先端部が接触して、感光体ドラム１２の表面に付着した紙粉やトナー、外添剤等の付着物を掻き取る。なお、清掃ブレード３０は、ゴム、金属等で形成されている。
【００２６】
イレーズランプ２４は、イレーズ光を感光体ドラム１２へ照射し、逆極性の電荷としてのプラス電荷を発生させる。このプラス電荷により、感光体ドラム１２の表面に残留したマイナス電荷を中和して、感光体ドラム１２の表面を除電するようになっている。
【００２７】
スコロトロン１４は、感光体ドラム１２側が開口したアルミニウム製のシールドケース１４Ａを備えている。シールドケース１４Ａは、感光体ドラム１２の回転軸方向に沿って延びる細長箱状とされており、シールドケース１４Ａ内には、シールドケース１４Ａ内を仕切っている仕切板１４Ｄが設けられている。
【００２８】
シールドケース１４Ａ内には、仕切板１４Ｄを挟んだ両側に、タングステン線からなる放電電極としての放電ワイヤ１４Ｂが１本ずつ（計２本）張られており、この放電ワイヤ１４Ｂは、感光体ドラム１２の回転軸方向に沿って延びている。また、放電ワイヤ１４Ｂは、図示しない電源に接続されており、放電ワイヤ１４Ｂへのワイヤ電流が一定電流となるように定電流制御されている。これにより、放電ワイヤ１４Ｂは、マイナス電荷を発生させ、帯電位置に位置する感光体ドラム１２の表面へこのマイナス電荷を供給するようになっている。
【００２９】
シールドケース１４Ａの開口側には、放電ワイヤ１４Ｂと感光体ドラム１２との間にグリッド電極としてのグリッドワイヤ１４Ｃが複数本配置され、これらのグリッドワイヤ１４Ｃは、感光体ドラム１２の回転軸方向に沿って延びている。複数のグリッドワイヤ１４Ｃは、感光体ドラム１２の表面に沿って円弧状になるように配置されており、各グリッドワイヤ１４Ｃと感光体ドラム１２との距離が一定となっている。各グリッドワイヤ１４Ｃは、図示しない電源に接続されており、感光体ドラム１２の予め設定される所定の電位（帯電させたい所望の帯電電位）と等しい所定のグリッド電圧が印加される。
【００３０】
スコロトロン１４では、放電ワイヤ１４Ｂで発生したマイナス電荷が、グリッドワイヤ１４Ｃと感光体ドラム１２との間の電位差が０Ｖになるまで、グリッドワイヤ１４Ｃの間を通過して感光体ドラム１２に供給されるようになっており、複数のグリッドワイヤ１４Ｃにより感光体ドラム１２の帯電電位が制御されることで、感光体ドラム１２が所定電位に帯電される。
【００３１】
ここで、感光体ドラム１２の膜厚と、感光体ドラム１２の表面の帯電電位の変化について説明する。
【００３２】
図２は、図１に示す画像形成装置１０において、感光体ドラム１２として電荷発生層及び電荷輸送層が形成された有機感光体（ＯＰＣ）を用い、スコロトロン１４に印加するワイヤ電流とグリッド電圧が一定のときに、電荷輸送層の膜厚の影響がどのように現像位置の帯電電位に現れるかを測定した結果を示したものである。
【００３３】
図２の横軸のＶＧ−ＶＨは、グリッド電圧（ＶＧ）と現像位置の帯電電位（ＶＨ）の差を示したものであり、ＶＧ−ＶＨの絶対値が大きいほど、ＶＧ一定では現像位置での電位が低くなる(帯電性が悪くなる）ことを意味している。
【００３４】
この結果、本実施形態のように、コロナ放電を用いた帯電装置を使用した場合、電荷輸送層の膜厚が減少して感光体の膜厚が小さくなると、ＶＧ−ＶＨの絶対値が増大することがわかる。
【００３５】
図３は、図２の補足データであり、電荷輸送層の膜厚が異なる２種類の感光体ドラム１２を同じ条件で帯電したときの感光体ドラム１２の表面電位の暗減衰を示すものである。
【００３６】
図２の場合と同様に、感光体ドラム１２として電荷発生層及び電荷輸送層が形成された有機感光体（ＯＰＣ）を用い、電荷輸送層の膜厚を２０μｍと２６μｍとしたものを使用した。なお、図３の横軸は、帯電後の経過時間、縦軸は感光体ドラム１２の表面電位を示す。
【００３７】
図１に示す画像形成装置１０では、帯電から１００ｍｓ程度経過したときに、感光体ドラム１２が現像位置に位置するようになっており、図２に示す結果は、図３における帯電から１００ｍｓ程度経過したときの状態に相当するが、図３からわかるように、帯電直後でも、感光体ドラム１２の膜厚が小さくなることによる帯電電位の低下は発生している。
【００３８】
（感光体ドラムの膜厚が変化しても感光体ドラムの帯電電位の変動を抑制する構成）
ここで、感光体ドラムの膜厚が変化しても感光体ドラムの帯電電位の変動を抑制する構成について説明する。まず、感光体ドラム１２の構成を説明する。
【００３９】
感光体ドラム１２は、アルミニウム等で形成された導電性基体上に電荷発生層（ＣＧＬ）１２Ａ及び電荷輸送層（ＣＴＬ）１２Ｂが積層された機能分離型の有機感光体（ＯＰＣ）で構成されている（図５参照）。
【００４０】
電荷輸送層１２Ｂの表面には、イレーズランプ２４が発生させる逆極性の電荷の移動を遅らせることにより、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を増大させる表層としてのオーバーコート層（ＯＣＬ）１２Ｃが形成されている。
【００４１】
電荷発生層１２Ａは、受光により電荷を発生する機能を分担し、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃは、電荷発生層１２Ａで発生した電荷を輸送する機能を分担する。 電荷発生層１２Ａとしては、既知のものを特に制限無く使用することができるが、金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましく用いられる。金属及び無金属フタロシアニン顔料の中でも、特定の結晶を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニンが特に好ましい。
【００４２】
電荷輸送層１２Ｂは、例えば、電荷輸送材料及び結着樹脂を含んで構成される。電荷輸送層に用いられる電荷輸送材料としては、例えば、２，５−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールなどのオキサジアゾール誘導体、１，３，５−トリフェニルピラゾリン、１−［ピリジル−（２）］−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）ピラゾリンなどのピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、トリ（ｐ−メチルフェニル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３，４−ジメチルフェニル）ビフェニル−４−アミン、ジベンジルアニリン、９，９−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）フルオレノン−２−アミンなどの芳香族第３級アミノ化合物、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミンなどの芳香族第３級ジアミノ化合物、３−（４，４’−ジメチルアミノフェニル）−５，６−ジ−（４，４’−メトキシフェニル）−１，２，４−トリアジンなどの１，２，４−トリアジン誘導体、４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニルヒドラゾン、４−ジフェニルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニルヒドラゾン、［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］−（１−ナフチル）フェニルヒドラゾンなどのヒドラゾン誘導体、２−フェニル−４−スチリルキナゾリンなどのキナゾリン誘導体、６−ヒドロキシ−２，３−ジ（ｐ−メトキシフェニル）−ベンゾフランなどのベンゾフラン誘導体、ｐ−（２，２−ジフェニルビニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアニリンなどのα−スチルベン誘導体、エナミン誘導体、Ｎ−エチルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体などの正孔輸送物質；クロラニル、ブロモアニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、２，４，７−トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン等のフルオレノン化合物、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（４−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（４−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールなどのオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、３，３’，５，５’−テトラ−ｔ−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物などの電子輸送物質；あるいは上記化合物と同様の構造を有する基を主鎖又は側鎖に有する重合体などが挙げられる。これらの電荷輸送材料は、１種を単独で又は２種以上を組み合せて使用することができる。
【００４３】
電荷輸送層に用いられる結着樹脂としては特に制限されないが、電気絶縁性を示し、フィルム形成が可能な樹脂が好ましい。このような結着樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−Ｎ−カルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルフォルマール、ポリスルホン、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド、カルボキシーメチルセルロース、塩化ビニリデン系ポリマーワックス、ポリウレタン等が挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂が、電荷輸送材料との相溶性、溶剤への溶解性、強度の点で優れており、好ましく用いられる。これらの結着樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４４】
オーバーコート層１２Ｃは、電荷輸送層１２Ｂよりも電荷移動度（モビリティ）が低くされた（電荷の移動速度が遅くされた）材料で形成されており、オーバーコート層１２Ｃ中を移動する電荷の移動速度が遅くなる。オーバーコート層１２Ｃとしては、例えば、フェノール樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及びポリベンズイミダゾール樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられる。
【００４５】
また、電荷輸送層１２Ｂの電荷移動度に対して、オーバーコート層１２Ｃの電荷移動度は、２桁大きくなっている。
【００４６】
ここで、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を増大させる構成について説明する。
【００４７】
本実施形態では、電荷輸送層１２Ｂよりも電荷移動度の低いオーバーコート層１２Ｃを形成すると共に、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃの電荷移動度、除電から帯電までの時間、イレーズ光の光量、帯電から現像までの時間などを所定条件に設定することにより、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を増大させる。
【００４８】
図４は、オーバーコート層１２Ｃを形成せず電荷発生層１２Ａ及び電荷輸送層１２Ｂのみが形成された比較例に係る構成における暗減衰を示す図である。図５は、電荷発生層１２Ａ、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃが形成された本実施形態に係る構成における暗減衰を示す図である。
【００４９】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）は、除電工程から現像工程までにおける感光体ドラム１２の帯電状態の変化を示しており、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）の順で変化が生じる。
【００５０】
図４（Ａ）は、イレーズランプ２４から感光体ドラム１２の表面へイレーズ光を照射した直後における感光体ドラム１２を示す。図４（Ａ）に示すように、イレーズ光の照射直後では、直前の画像形成プロセスで発生したマイナス電荷が、感光体ドラム１２の表面に残留しており、電荷発生層１２Ａではイレーズ光の照射によりプラス電荷が発生している。
【００５１】
図４（Ｂ）は、イレーズ光照射直後から帯電までの間、すなわち、感光体ドラム１２が除電位置から帯電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。電荷輸送層１２Ｂよりも電荷移動度が低いオーバーコート層１２Ｃが形成されていないため、イレーズ光照射直後から帯電までの間では、電荷発生層１２Ａで発生したプラス電荷が、速やかに感光体ドラム１２の表面へ移動し、感光体ドラム１２の表面のマイナス電荷を中和するため、帯電位置に到達するときには感光体ドラム１２表面は除電される。
【００５２】
図４（Ｃ）は、帯電直後における感光体ドラム１２を示す。帯電直後では、除電された感光体ドラム１２の表面が、所望のマイナス電位に帯電される。
【００５３】
図４（Ｄ）は、帯電直後から現像までの間、すなわち、感光体ドラム１２が帯電位置から除電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。帯電直後から現像までの間は、感光体ドラム１２の表面の帯電電位は暗減衰するが、その帯電電位の低下は小さい。
【００５４】
一方、電荷輸送層１２Ｂよりも電荷移動度が低いオーバーコート層１２Ｃを有する構成では、以下のように、感光体ドラム１２の帯電状態が変化する。
【００５５】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）は、除電工程から現像工程までにおける感光体ドラム１２の帯電状態の変化を示しており、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）の順で変化が生じる。
【００５６】
図５（Ａ）は、イレーズランプ２４から感光体ドラム１２の表面へイレーズ光を照射した直後における感光体ドラム１２を示す。図５（Ａ）に示すように、イレーズ光の照射直後では、オーバーコート層１２Ｃを有さない上記の構成と同様に、感光体ドラム１２の表面に直前の画像形成プロセスで発生したマイナス電荷が残留しており、電荷発生層１２Ａでは、イレーズ光の照射によりプラス電荷が発生している。
【００５７】
図５（Ｂ）は、イレーズ光照射直後から帯電までの間、すなわち、感光体ドラム１２が除電位置から帯電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。イレーズ光照射直後から帯電までの間では、電荷発生層１２Ａで発生したプラス電荷が、オーバーコート層１２Ｃをゆっくりと移動するため、感光体ドラム１２が帯電位置に到達する時点では、まだ、全てのマイナス電荷を打ち消すには至っていない。
【００５８】
図５（Ｃ）は、帯電直後における感光体ドラム１２を示す。帯電直後では、感光体ドラム１２の表面が、所望のマイナス電位に帯電される。その一方、プラス電荷がオーバーコート層１２Ｃ中に残存している。
【００５９】
図５（Ｄ）は、帯電直後から現像までの間、すなわち、感光体ドラム１２が帯電位置から除電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。帯電直後から現像までの間は、オーバーコート層１２Ｃ中に残存したプラス電荷が、感光体ドラム１２が現像位置に至る間に、感光体ドラム１２の表面のマイナス電荷と結合するため、暗減衰が増大し、オーバーコート層１２Ｃを有さない上記の構成に比べて、現像位置での帯電電位が低くなる。
【００６０】
図６は、オーバーコート層１２Ｃが形成せずに電荷発生層１２Ａ及び電荷輸送層１２Ｂのみが形成された比較例に係る構成と、電荷発生層１２Ａ、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃが形成された本実施形態に係る構成との暗減衰の違いを示すものである。
【００６１】
本実施形態に係る構成においては、電荷輸送層１２Ｂの膜厚を２０μｍと２６μｍとにしたものについて測定している。図６の暗減衰は、帯電と現像の中間にある電位センサＥＳＶ(図１参照）位置での電位と、現像位置での電位差ＶＥＳＶ−ＶＨを縦軸にとったものである。
【００６２】
オーバーコート層１２Ｃがない感光体ドラム１２は、膜厚が変わっても暗減衰の変化は小さく、オーバーコート層１２Ｃがある感光体ドラム１２は、膜厚により暗減衰が大きく変化している。また、暗減衰は、電荷輸送層１２Ｂの厚さには依存せず、オーバーコート層１２Ｃの厚さのみに依存していることがわかる。
【００６３】
このように、本実施形態では、電荷輸送層１２Ｂよりも電荷移動度の低いオーバーコート層１２Ｃを形成すると共に、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃの電荷移動度、除電から帯電までの時間、イレーズ光の光量、帯電から現像までの時間などを所定条件に設定して、イレーズランプ２４が発生させる逆極性の電荷の移動を遅らせることにより、スコロトロン１４による帯電後もマイナス電荷を中和させ、暗減衰を増大させる。
【００６４】
なお、上記の設定条件と暗減衰との関係は、電荷輸送層１２Ｂ及びオーバーコート層１２Ｃの電荷移動度が遅いほど、暗減衰が大きくなる。除電から帯電までの時間が短いほど、暗減衰が大きくなる。イレーズ光の光量が多いほど、暗減衰が大きくなる。帯電から現像までの時間が長いほど、暗減衰が大きくなる。
【００６５】
また、このオーバーコート層１２Ｃが磨耗して薄くなると、プラス電荷がオーバーコート層１２Ｃを通過する時間が早くなるので暗減衰は少なくなる。
【００６６】
また、帯電直後の感光体ドラム１２の表面の帯電電位は、電荷輸送層１２Ｂの膜厚を設定することにより、その度合いを調整される。電荷輸送層１２Ｂの膜厚が薄いほど、磨耗に対する感度が高くなる。
【００６７】
（本実施形態の作用）
次に、上記の実施形態について作用を説明する。
【００６８】
図７は、オーバーコート層１２Ｃが磨耗した場合の感光体ドラム１２の帯電状態を示したものである。図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）は、除電工程から現像工程までにおける感光体ドラム１２の帯電状態の変化を示したものであり、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）の順で変化が生じる。
【００６９】
図７（Ａ）は、イレーズランプ２４から感光体ドラム１２表面にイレーズ光を照射した直後における感光体ドラム１２を示す。図７（Ａ）に示すように、イレーズ光の照射直後では、感光体ドラム１２表面に直前の画像形成プロセスで発生したマイナス電荷が残留しており、電荷発生層１２Ａではイレーズ光の照射によりプラス電荷が発生する。
【００７０】
図７（Ｂ）は、イレーズ光照射直後から帯電までの間、すなわち、感光体ドラム１２が除電位置から帯電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。
【００７１】
オーバーコート層１２Ｃが磨耗して薄くなっているので、イレーズ光照射直後から帯電までの間では、電荷発生層１２Ａで発生したプラス電荷がオーバーコート層１２Ｃを通過する時間が早くなり、感光体ドラム１２が帯電位置に到達する時点では、オーバーコート層１２Ｃが磨耗していない状態に比べ、マイナス電荷を打ち消す量が増える。
【００７２】
図７（Ｃ）は、帯電直後における感光体ドラム１２を示す。帯電直後では、オーバーコート層１２Ｃが磨耗して薄くなっているので、帯電電位が低下し、感光体ドラム１２表面に存在するマイナス電荷が減少する。また、オーバーコート層１２Ｃ中に残存するプラス電荷も減少する。
【００７３】
図７（Ｄ）は、帯電直後から現像までの間、すなわち、感光体ドラム１２が帯電位置から除電位置へ向かって動いている途中における感光体ドラム１２を示す。帯電直後から現像までの間は、オーバーコート層１２Ｃ中に残存したプラス電荷が、感光体ドラム１２が現像位置に至る間に表面のマイナス電荷と結合する。本実施形態では、感光体ドラム１２表面のマイナス電荷が減少する一方で、オーバーコート層１２Ｃ（ＯＣＬ）中に残存したプラス電荷が減少する。
【００７４】
このように、本実施形態では、オーバーコート層１２Ｃが磨耗して感光体ドラム１２の膜厚が減少することによりスコロトロン１４による帯電の電位が低下するが、この低下を、帯電から現像までの間における感光体ドラム１２の帯電電位の暗減衰を減少させることで相殺する。
【００７５】
このため、感光体ドラム１２の膜厚が変化した場合でも、画像形成条件を再調整せずに、現像時（現像位置）における感光体ドラム１２の帯電電位の変動を抑制できる。
【００７６】
図８は、本実施形態の効果を示す実験データであり、スコロトロン１４に印加するワイヤ電流とグリッド電圧が一定のときに、グリッド電圧（ＶＧ）と現像位置の帯電電位（ＶＨ）の差を、本実施形態及び比較例について示したものである。グリッド電圧（ＶＧ）と現像位置の帯電電位（ＶＨ）の差の絶対値が、大きいほど現像位置での電位が低くなる(帯電性が悪くなる）ことを意味している。
【００７７】
比較例の構成として、オーバーコート層１２Ｃを形成せずに電荷発生層１２Ａ及び電荷輸送層１２Ｂのみが形成された感光体ドラム１２（ＯＣＬ無し）を用いた。なお、比較例のデータは、図２と同じデータである。
【００７８】
本実施形態の構成として、電荷輸送層１２Ｂが２６μmでオーバーコート層１２Ｃの厚みを０、１、３、６μmとしたもの（ＣＴＬ２６μｍ＋ＯＣＬ）、電荷輸送層１２Ｂが２０μmでオーバーコート層１２Ｃの厚みを０、６μmとしたもの（ＣＴＬ２０μｍ＋ＯＣＬ）を用いた。
【００７９】
本実施形態の構成では、オーバーコート層１２Ｃが磨耗して全体の膜厚(ＣＴＬ＋ＯＣＬ)が減少しても、ＶＧ−ＶＨは、比較例の構成よりも安定しており、さらに電荷輸送層１２Ｂの厚さが最適な２６μmでは、ＶＨ変動は１０Ｖ以下と制御不要なレベルまで改善されている。
【００８０】
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示す画像形成装置において、感光体ドラムとして電荷発生層及び電荷輸送層が形成された有機感光体（ＯＰＣ）を用い、スコロトロンに印加するワイヤ電流とグリッド電圧が一定のときに、電荷輸送層の膜厚の影響がどのように現像位置の帯電電位に現れるかを測定した結果を示したグラフである。
【図３】図３は、電荷輸送層の膜厚が異なる２種類の感光体ドラムを同じ条件で帯電したときの感光体ドラムの表面電位の暗減衰を示すグラフである。
【図４】図４は、オーバーコート層を形成せず電荷発生層及び電荷輸送層のみが形成された比較例に係る構成における暗減衰を示す図である。
【図５】図５は、電荷発生層、電荷輸送層及びオーバーコート層が形成された本実施形態に係る構成における暗減衰を示す図である。
【図６】図６は、オーバーコート層が形成せずに電荷発生層及び電荷輸送層のみが形成された比較例に係る構成と、電荷発生層、電荷輸送層及びオーバーコート層が形成された本実施形態に係る構成との暗減衰の違いを示すグラフである。
【図７】図７は、オーバーコート層が磨耗した場合の本実施形態に係る感光体ドラムの帯電状態を示した図である。
【図８】図８は、本実施形態の効果を示すための実験データである。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 画像形成装置
１２Ｃ オーバーコート層（表層）
１２ 感光体ドラム（感光体）
１４ スコロトロン（帯電手段）
１６ 露光装置（露光手段）
１８ 現像ロール（現像手段）
２２ 清掃装置（清掃手段）
２４ イレーズランプ（除電手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
コロナ放電により前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した感光体の表面を露光して、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段によって前記感光体の表面に形成された静電潜像を現像して、画像を形成する現像手段と、
前記感光体の表面に接触して前記感光体の表面を清掃する清掃手段と、
前記帯電手段による帯電の前に、前記感光体の表面に残留した電荷と逆極性の電荷を発生させて前記感光体の表面を除電する除電手段と、
前記感光体の表面に形成され、前記逆極性の電荷の移動を遅らせることにより帯電から現像までの間における前記感光体の帯電電位の暗減衰を増大させる表層と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
感光体と、
コロナ放電により前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した感光体の表面を露光して、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段によって前記感光体の表面に形成された静電潜像を現像して、画像を形成する現像手段と、
前記感光体の表面に接触して前記感光体の表面を清掃する清掃手段と、
前記帯電手段による帯電の前に、前記感光体の表面に残留した電荷と逆極性の電荷を発生させて前記感光体の表面を除電する除電手段と、
前記感光体の表面に形成され、前記逆極性の電荷の移動を遅らせることにより帯電から現像までの間における前記感光体の帯電電位の暗減衰を増大させる表層と、
を備え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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２７５６５９（Ｐ２００８−２７５６５９Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１５５０８（Ｐ２００７−１１５５０８）
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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