(57)【要約】【課題】像担持体の周面が劣化することを抑制しつつ、帯電ムラの発生を抑制できる画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、感光体５０と、帯電部５１と、第１除電部６１と、決定部１１２とを備える。感光体５０は、感光層を有する。帯電部５１は、像担持体５０を帯電する。第１除電部６１は、帯電した像担持体５０を除電する。決定部１１２は、感光層の厚みに基づいて、感光体５０を除電するか否かを決定する。画像形成装置１は、計測部１１３と、推測部１１１とを更に備える。計測部１１３は、像担持体５０の駆動時間又は回転数を計測する。推測部１１１は、計測部１１３の計測結果に基づいて、感光層の厚みを推測する。【選択図】図６
2020204678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層を有する像担持体と、
前記像担持体の周面を帯電する帯電部と、
帯電した前記像担持体の周面を除電する第１除電部と、
前記感光層の厚みに基づいて、前記像担持体を除電するか否かを決定する決定部と
を備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置の使用開始からの前記像担持体の合計駆動時間又は合計回転数を計測する計測部と、
前記計測部の計測結果に基づいて、前記感光層の前記厚みを推測する推測部と
を更に備え、
前記決定部は、前記推測部の推測結果に基づいて、前記像担持体を除電するか否かを決定する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記感光層の前記厚みが閾値以上か否かを判定する判定部を更に備え、
前記決定部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記像担持体を除電するか否かを決定する、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体の周面に残留したトナーを回収するクリーニング部を更に備え、
前記第１除電部は、前記帯電部と前記クリーニング部との間の位置を除電する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部による帯電後の前記像担持体の周面を露光して、前記像担持体の周面に静電潜像を形成する露光部と、
トナーによって前記静電潜像を現像して、前記像担持体の周面にトナー像を形成する現像部と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写部と、
前記転写部による転写後の前記像担持体の周面を除電する第２除電部と
を更に備え、
前記第２除電部は、前記クリーニング部よりも前記像担持体の回転方向の上流側に配置され、
前記クリーニング部は、前記第２除電部による除電後の前記像担持体の周面に残留した前記トナーを回収する、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像部による現像後で前記転写部による転写前の前記像担持体の周面を除電する第３除電部を更に備える、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体は、導電性基体と、単層の感光層とを備え、
前記感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、電子輸送剤と、バインダー樹脂とを含有する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体は、式（１）を満たす、請求項７に記載の画像形成装置。
【数１】
2020204678.tif 000006
（前記式（１）中、
Ｑは、前記像担持体の帯電電荷量を表し、
Ｓは、前記像担持体の帯電面積を表し、
ｄは、前記感光層の厚みを表し、
εrは、前記感光層に含有される前記バインダー樹脂の比誘電率を表し、
ε0は、真空の誘電率を表し、
Ｖは、式Ｖ＝Ｖ0−Ｖrから算出される値であり、
Ｖrは、前記帯電部によって帯電される前の前記像担持体の周面の第１電位を表し、
Ｖ0は、前記帯電部によって帯電された後の前記像担持体の周面の第２電位を表す。）
【請求項９】
感光層を有する像担持体を帯電する帯電工程と、
前記感光層の厚みに基づいて、前記像担持体を除電するか否かを決定する決定工程と、
前記決定工程の決定に基づいて、前記帯電工程で帯電した前記像担持体を除電する除電工程と
を含む、画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された画像形成装置は、感光体と、帯電ローラーと、ヒューズランプとを備える。感光体は、回転する。ヒューズランプは、感光体の周面と帯電ローラーの表面とが近接する近接面の上流部を除電する。その結果、印刷物に画像欠陥が発生することを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３４１６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、常に上流部を除電するため、感光体のような像担持体に電流が常に流れる。像担持体に電流が流れれば流れるほど、像担持体の周面は劣化しやすい。その結果、像担持体の周面に残留したトナーを回収する際に、像担持体の周面の摩耗量が多くなった。
【０００５】
ところで、画像欠陥のような帯電ムラの発生は、感光層の厚みに影響を受けることが、本発明者らの検討により判明した。例えば、感光層の厚みが所定範囲内にある場合に、除電しなければ、帯電ムラが発生する可能性がある。一方、感光層の厚みが所定範囲内にない場合には、除電しなくても、帯電ムラが発生しにくい。その結果、感光層の厚みに基づいて、必要な時にのみ像担持体の周面を除電することが好ましいことを見出した。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、像担持体の周面が劣化することを抑制しつつ、帯電ムラの発生を抑制できる画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１局面に係る画像形成装置は、像担持体と、帯電部と、第１除電部と、推測部と、決定部とを備える。前記像担持体は、感光層を有する。前記帯電部は、前記像担持体を帯電する。前記第１除電部は、帯電した前記像担持体を除電する。前記決定部は、前記感光層の厚みに基づいて、前記像担持体を除電するか否かを決定する。
【０００８】
本発明の第２局面に係る画像形成方法は、帯電工程と、決定工程と、除電工程とを含む。前記帯電工程は、感光層を有する像担持体を帯電する。前記決定工程は、前記感光層の厚みに基づいて、前記像担持体を除電するか否かを決定する。前記除電工程は、前記決定工程の決定に基づいて、前記帯電工程で帯電した前記像担持体を除電する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば像担持体の周面が劣化することを抑制しつつ、帯電ムラの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る感光体及びその周辺部を示す図である。
【図３】本実施形態に係る感光体の部分断面図の一例を示す。
【図４】本実施形態に係る感光体の部分断面図を示す別の図である。
【図５】本実施形態に係る感光体の部分断面図を示す更に別の図である。
【図６】本実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態に係る制御部の処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本明細書で用いられる用語について説明する。化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。また、化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。
【００１２】
［画像形成装置］
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。本実施形態において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交し、Ｘ軸及びＹ軸は水平面に平行であり、Ｚ軸は鉛直線に平行である。
【００１３】
まず、図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の概要について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す図である。本実施形態に係る画像形成装置１は、フルカラープリンターである。画像形成装置１は、給送部１０、搬送部２０、画像形成部３０、排出部７０、操作部７６、及び制御部９５を備える。
【００１４】
給送部１０は、複数のシートＰを収容するカセット１１を含む。給送部１０は、カセット１１から搬送部２０へシートＰを給送する。シートＰは、例えば、紙製又は合成樹脂製である。搬送部２０は画像形成部３０にシートＰを搬送する。
【００１５】
画像形成部３０は、露光装置３１、マゼンタユニット（以下、Ｍユニット）３２Ｍ、シアンユニット（以下、Ｃユニット）３２Ｃ、イエローユニット（以下、Ｙユニット）３２Ｙ、ブラックユニット（以下、ＢＫユニット）３２ＢＫ、転写ベルト３３、二次転写ローラー３４、及び定着装置３５を含む。Ｍユニット３２Ｍ、Ｃユニット３２Ｃ、Ｙユニット３２Ｙ、及びＢＫユニット３２ＢＫの各々は、感光体５０、帯電部５１、現像ローラー５２、一次転写ローラー５３、及びクリーナー５５を含む。
【００１６】
露光装置３１は、画像データに基づく光をＭユニット３２Ｍ〜ＢＫユニット３２ＢＫの各々に照射し、Ｍユニット３２Ｍ〜ＢＫユニット３２ＢＫの各々に静電潜像を形成する。Ｍユニット３２Ｍは、静電潜像に基づきマゼンタ色のトナー像を形成する。Ｃユニット３２Ｃは、静電潜像に基づきシアン色のトナー像を形成する。Ｙユニット３２Ｙは静電潜像に基づきイエロー色のトナー像を形成する。ＢＫユニット３２ＢＫは、静電潜像に基づきブラック色のトナー像を形成する。
【００１７】
感光体５０は、ドラム状である。感光体５０は、回転中心の回りに回転する。感光体５０の周りには、感光体５０の回転方向の上流側から、帯電部５１と、現像ローラー５２と、一次転写ローラー５３と、クリーナー５５とが、記載された順に配置される。帯電部５１は感光体５０の周面を正極性に帯電する。例えば、感光体５０の周面の電位が５００Ｖになるように、帯電部５１は感光体５０の周面を帯電する。
【００１８】
既に述べたように、露光装置３１は、帯電された感光体５０の周面を露光して、感光体５０の周面に静電潜像を形成する。露光装置３１から出射される光の波長は、例えば、７８０ｎｍである。また、露光装置３１の露光量は、例えば、１μＪ／ｍ2である。
【００１９】
現像ローラー５２は、静電潜像にトナーを供給して、静電潜像をトナー像に現像する。これにより、感光体５０の周面にトナー像が形成される。トナー像は、トナーを含む。
【００２０】
転写ベルト３３は、感光体５０の周面と当接する。一次転写ローラー５３は、感光体５０の周面に形成されたトナー像を転写ベルト３３（より具体的には、転写ベルト３３の外表面）に一次転写する。転写ベルト３３の外表面には、４色のトナー像が重畳して一次転写される。４色のトナー像は、マゼンタ色のトナー像、シアン色のトナー像、イエロー色のトナー像、及びブラック色のトナー像である。一次転写により、転写ベルト３３の外表面に、カラートナー像が形成される。二次転写ローラー３４は、転写ベルト３３の外表面に形成されたカラートナー像をシートＰに二次転写する。定着装置３５はシートＰを加熱及び加圧して、カラートナー像をシートＰに定着させる。カラートナー像が定着されたシートＰは、排出部７０に排出される。一次転写後に、クリーナー５５は、感光体５０の周面に残留しているトナーを回収する。
【００２１】
制御部９５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーを含む。
【００２２】
操作部７６は、ユーザーの各種操作を受け付ける。例えば、操作部７６は、印刷ジョブを受け付ける。具体的には、操作部７６は、表示部と操作キー部とを備える。
【００２３】
なお、感光体５０は「像担持体」に相当する。現像ローラー５２は「現像部」に相当する。一次転写ローラー５３は「転写部」に相当する。転写ベルト３３は、「被転写体」に相当する。クリーナー５５は「クリーニング部」に相当する。露光装置３１は、「露光部」に相当する。
【００２４】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１を更に説明する。図２は、感光体５０及びその周辺部を示す。図２に示すように、画像形成装置１は、帯電部５１と、現像ローラー５２と、一次転写ローラー５３と、クリーナー５５とに加えて、第１除電部６１と、第２除電部６２と、第３除電部６３とを更に備える。
【００２５】
＜現像ローラー＞
現像ローラー５２は、トナーＴを担持したキャリアＣＡを磁力により引き付けて、担持する。現像ローラー５２に現像バイアス（現像電圧）が印加されることで、現像ローラー５２の電位及び感光体５０の周面５０ａの電位の間に電位差が生じ、感光体５０の周面５０ａに形成された静電潜像にトナーＴが移動して付着する。
【００２６】
＜帯電部＞
帯電部５１は、帯電ローラー５１ａと、印加部５１ｂとを有する。帯電ローラー５１ａは、ドラム状である。帯電ローラー５１ａは、回転中心５１Ｘの回りに回転する。そして、帯電ローラー５１ａの表面は、感光体５０の周面５０ａと接触するように配置される。なお、帯電ローラー５１ａは帯電体に相当する。
【００２７】
印加部５１ｂは、帯電ローラー５１ａに対して帯電電圧（帯電バイアス）を印加する。そして、印加部５１ｂは、制御部９５によって制御される。具体的には、印加部５１ｂは、制御部９５によって、帯電ローラー５１ａに対して所定値の帯電電圧（帯電バイアス）を印加する。帯電電圧（帯電バイアス）は、直流電圧である。帯電電圧が直流電圧である場合は、重畳電圧である場合と比較して、帯電ローラー５１ａから感光体５０への放電量が少なく、感光体５０の周面５０ａの摩耗量を低減できる。
【００２８】
＜一次転写ローラー＞
一次転写時に、各一次転写ローラー５３に対して転写電圧（転写バイアス）が印加されて、各一次転写ローラー５３が帯電される。各感光体５０の周面５０ａ上に担持された各トナー像は、各感光体５０の周面５０ａの表面電位と各一次転写ローラー５３の表面電位との間の電位差（転写電界）により、回転する転写ベルト３３の外周面へ一次転写される。
【００２９】
＜クリーナー＞
クリーナー５５は、クリーニングブレード８１及びトナーシール８２を含む。クリーニングブレード８１は、一次転写ローラー５３よりも感光体５０の回転方向Ｒの下流に位置する。クリーニングブレード８１は、感光体５０の周面５０ａに圧接され、感光体５０の周面５０ａに残留したトナーＴを回収する。残留したトナーＴは、一次転写後に、感光体５０の周面５０ａに残留したトナーＴである。具体的には、クリーニングブレード８１の先端部が感光体５０の周面５０ａに圧接され、クリーニングブレード８１の基端部から先端部に向かう方向は、クリーニングブレード８１の先端部と感光体５０の周面５０ａとの接触点において、回転方向Ｒの逆を向いている。クリーニングブレード８１は、感光体５０の周面５０ａに、いわゆるカウンター当接されている。これにより、感光体５０の回転に伴ってクリーニングブレード８１が食い込むように、クリーニングブレード８１が感光体５０の周面５０ａに強く圧接される。この結果、クリーニング不良の発生を更に抑制できる。クリーニングブレード８１は、例えば、板状の弾性体であり、より具体的には板状のゴムである。クリーニングブレード８１は、感光体５０の周面５０ａに線接触する。
【００３０】
＜第１除電部＞
第１除電部６１は、帯電した感光体５０の周面５０ａを除電する。具体的には、第１除電部６１は、感光体５０の照射面に光を照射して、照射面を除電する。感光体５０の照射面は、帯電ローラー５１ａが感光体５０の周面５０ａを帯電させる位置よりも、回転方向Ｒの上流側に位置する。更に具体的には、感光体５０の照射面は、感光体５０の周面５０ａと帯電ローラー５１ａの表面とが当接する当接面よりも回転方向Ｒの上流側に位置する。また、感光体５０の回転方向Ｒのクリーナー５５よりも下流側に、第１除電部６１は配置される。つまり、第１除電部６１は、帯電部５１が感光体５０の周面５０ａを帯電する位置よりも回転方向Ｒの上流側の位置であって、クリーナー５５が感光体５０の周面５０ａに残留したトナーを回収する位置よりも回転方向Ｒの下流側の位置を除電する。換言すると、第１除電部６１は、帯電部５１とクリーナー５５との間の位置を除電する。第１除電部６１は、例えば、除電ランプである。
【００３１】
第１除電部６１は、制御部９５によって制御される。具体的には、制御部９５からＯＮ信号が入力された場合に、第１除電部６１は光を出射する。一方、制御部９５からＯＮ信号が入力されない場合に、第１除電部６１は光を出射しない。
【００３２】
第１除電部６１から出射される光の波長は、６８０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下であることが好ましい。また、第１除電部６１の除電光量は、０μＪ／ｃｍ2以上４μＪ／ｃｍ2以下であることが好ましく、０μＪ／ｃｍ2以上２μＪ／ｃｍ2以下であることがより好ましい。なお、第１除電部６１の除電光量が０μＪ／ｃｍ2である場合は、第１除電部６１によって感光体５０が除電されないことを意味する。
【００３３】
除電光量とは、感光体５０の周面５０ａに到達する光量のことを示す。具体的には、光パワーメーター（日置電機株式会社製「光パワーメーター３６６４」）を用いて、感光体５０の周面５０ａに到達する光量を測定した。
【００３４】
＜第２除電部＞
第２除電部６２は、一次転写ローラー５３による転写後の感光体５０の周面５０ａを除電する。詳細には、第２除電部６２は、帯電部５１によって帯電する時間よりも２０ｍｓ以上、好ましくは５０ｍｓ以上、前の感光体５０の周面５０ａを除電する。具体的には、感光体５０の回転方向Ｒの一次転写ローラー５３よりも下流側で、クリーナー５５よりも上流側に、第２除電部６２が配置される。第２除電部６２は、例えば、除電ランプである。
【００３５】
第２除電部６２は、制御部９５によって制御される。具体的には、操作部７６が印刷ジョブを受け付けた際に、制御部９５からＯＮ信号が入力されて、第２除電部６２は光を出射する。
【００３６】
第２除電部６２から出射される光の波長は、６８０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下であることが好ましく、第１除電部６１から出射される光の波長より長いことがより好ましい。
【００３７】
また、第２除電部６２の除電光量は、０μＪ／ｃｍ2以上１０μＪ／ｃｍ2以下であることが好ましく、０μＪ／ｃｍ2以上５μＪ／ｃｍ2以下であることがより好ましい。第２除電部６２の除電光量が１０μＪ／ｃｍ2以下であると、感光体５０内の電荷のトラップ量が減少して、感光体５０の帯電能を向上できる。また、第２除電部６２の除電光量は、第１除電部６１の除電光量以上であることが好ましい。なお、第２除電部６２の除電光量が０μＪ／ｃｍ2である場合は、除電レスシステムであることを意味する。
【００３８】
＜第３除電部＞
第３除電部６３は、帯電部５１による帯電後で一次転写ローラー５３による転写前の感光体５０の周面５０ａを除電する。詳細には、第３除電部６３は、帯電部５１によって帯電する時間よりも２０ｍｓ以上、好ましくは５０ｍｓ以上、前の感光体５０の周面５０ａを除電する。具体的には、感光体５０の回転方向Ｒの現像ローラー５２よりも下流側で、一次転写ローラー５３よりも上流側に、第３除電部６３が配置される。第３除電部６３は、例えば、除電ランプである。
【００３９】
第３除電部６３は、制御部９５によって制御される。具体的には、操作部７６が印刷ジョブを受け付けた際に、制御部９５からＯＮ信号が入力されて、第３除電部６３は光を出射する。
【００４０】
第３除電部６３から出射される光の波長は、６８０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下であることが好ましく、第１除電部６１から出射される光の波長より長いことがより好ましい。
【００４１】
また、第３除電部６３の除電光量は、０μＪ／ｃｍ2以上１０μＪ／ｃｍ2以下であることが好ましく、０μＪ／ｃｍ2以上５μＪ／ｃｍ2以下であることがより好ましい。第３除電部６３の除電光量が１０μＪ／ｃｍ2以下であると、感光体５０内の電荷のトラップ量が減少して、感光体５０の帯電能を向上できる。また、第３除電部６３の除電光量は、第１除電部６１の除電光量以下であることが好ましい。なお、第３除電部６３の除電光量が０μＪ／ｃｍ2である場合は、第３除電部６３による除電を行わないことを意味する。
【００４２】
＜感光体＞
以下、図３〜図５を参照して、画像形成装置１が備える感光体５０について説明する。図３は、感光体５０の部分断面図の一例を示す。図４は、感光体５０の部分断面図を示す別の図である。図５は、感光体５０の部分断面図を示す更に別の図である。感光体５０は、例えば、ＯＰＣ（有機感光体：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ドラムである。
【００４３】
図３に示すように、感光体５０は、例えば、導電性基体５０１と感光層５０２とを備える。感光層５０２は単層（一層）である。感光体５０は、単層の感光層５０２を備える単層型電子写真感光体である。感光層５０２は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、電子輸送剤と、バインダー樹脂とを含有する。感光層５０２の膜厚は、特に限定されないが、５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましい。感光層５０２の膜厚は、感光層５０２の厚みを示す。
【００４４】
図４に示すように、感光体５０は、導電性基体５０１と、感光層５０２と、中間層５０３（下引き層）とを備えていてもよい。中間層５０３は、導電性基体５０１と感光層５０２との間に設けられる。図３に示すように、感光層５０２は導電性基体５０１上に直接設けられてもよい。或いは、図４に示すように、感光層５０２は導電性基体５０１上に中間層５０３を介して設けられてもよい。中間層５０３は、一層であってもよく、複数の層であってもよい。
【００４５】
図５に示すように、感光体５０は、導電性基体５０１と、感光層５０２と、保護層５０４とを備えてもよい。保護層５０４は、感光層５０２上に設けられる。保護層５０４は、一層であってもよく、複数の層であってもよい。
【００４６】
（帯電能比率）
帯電ローラー５１ａが感光体５０の周面５０ａに接触して配置され且つ帯電電圧が直流電圧である場合に、ゴースト画像が特に発生する傾向がある。ゴースト画像とは、印刷物において、感光体５０が一回転する前の画像が再び残像として現れた画像をいう。しかし、感光体５０が式（１）を満たすことで、帯電ローラー５１ａの表面が感光体５０の周面５０ａに接触して配置され且つ帯電電圧が直流電圧である場合であっても、ゴースト画像の発生を抑制することができる。
【００４７】
【数１】
2020204678.tif 000003
【００４８】
式（１）中、Ｑは、感光体５０の帯電電荷量（単位：Ｃ）を表す。Ｓは、感光体５０の帯電面積（単位：ｍ2）を表す。ｄは、感光体５０の感光層５０２の膜厚（単位：ｍ）を表す。εrは、感光体５０の感光層５０２に含有されるバインダー樹脂の比誘電率を表す。ε0は、真空の誘電率（単位：Ｆ／ｍ）を表す。なお、「ｄ／εr・ε0」は、「ｄ／（εr×ε0）」を意味する。Ｖは、下記式（２）から算出される値である。
Ｖ＝Ｖ0−Ｖr・・・（２）
【００４９】
式（２）中のＶrは、帯電ローラー５１ａによって帯電される前の感光体５０の周面５０ａの第１電位を表す。式（２）中のＶ0は、帯電ローラー５１ａによって帯電された後の感光体５０の周面５０ａの第２電位を表す。
【００５０】
以下、式（１）のうちの下記式（１’）で表される値を、帯電能比率と記載することがある。式（１’）で表される帯電能比率は、帯電ローラー５１ａによって感光体５０の周面５０ａが帯電された場合の、感光体５０の理論的な帯電能（理論値）に対する、感光体５０の実際の帯電能（実測値）の比率を示している。
【００５１】
【数２】
2020204678.tif 000004
【００５２】
感光層５０２は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、電子輸送剤と、バインダー樹脂とを含有する。感光層５０２は、必要に応じて、添加剤を更に含有してもよい。以下、電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、バインダー樹脂、添加剤、及び材料の好適な組み合わせについて説明する。
【００５３】
（電荷発生剤）
電荷発生剤は、特に限定されない。電荷発生剤としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、無機光導電材料（例えば、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム又はアモルファスシリコン）の粉末、ピリリウム顔料、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料及びキナクリドン系顔料が挙げられる。感光層５０２は、１種の電荷発生剤のみを含有してもよいし、２種以上の電荷発生剤を含有してもよい。
【００５４】
ゴースト画像の発生を抑制するために、フタロシアニン系顔料としては、無金属フタロシアニン、チタニルフタロシアニン、又はクロロインジウムフタロシアニンが好ましく、チタニルフタロシアニンがより好ましい。
【００５５】
電荷発生剤の含有率は、感光層５０２の質量に対して、０．０質量％より大きく１．０質量％以下であることが好ましく、０．０質量％より大きく０．５質量％以下であることがより好ましい。電荷発生剤の含有率が感光層５０２の質量に対して１．０質量％以下であると、帯電能比率を高めることができる。感光層５０２の質量は、感光層５０２に含有される材料の合計質量である。感光層５０２が電荷発生剤と正孔輸送剤と電子輸送剤とバインダー樹脂とを含有する場合、感光層５０２の質量は、電荷発生剤の質量と正孔輸送剤の質量と電子輸送剤の質量とバインダー樹脂の質量との合計である。感光層５０２が電荷発生剤と正孔輸送剤と電子輸送剤とバインダー樹脂と添加剤とを含有する場合、感光層５０２の質量は、電荷発生剤の質量と正孔輸送剤の質量と電子輸送剤の質量とバインダー樹脂の質量と添加剤の質量との合計である。
【００５６】
（正孔輸送剤）
正孔輸送剤は、特に限定されない。正孔輸送剤としては、例えば、含窒素環式化合物及び縮合多環式化合物が挙げられる。含窒素環式化合物及び縮合多環式化合物としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体；ジアミン誘導体（より具体的には、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン誘導体、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルフェニレンジアミン誘導体、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルナフチレンジアミン誘導体、ジ（アミノフェニルエテニル）ベンゼン誘導体、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルフェナントリレンジアミン誘導体等）；オキサジアゾール系化合物（より具体的には、２，５−ジ（４−メチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール等）；スチリル系化合物（より具体的には、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセン等）；カルバゾール系化合物（より具体的には、ポリビニルカルバゾール等）；有機ポリシラン化合物；ピラゾリン系化合物（より具体的には、１−フェニル−３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリン等）；ヒドラゾン系化合物；インドール系化合物；オキサゾール系化合物；イソオキサゾール系化合物；チアゾール系化合物；チアジアゾール系化合物；イミダゾール系化合物；ピラゾール系化合物；及びトリアゾール系化合物が挙げられる。感光層５０２は、１種の正孔輸送剤のみを含有してもよく、２種以上の正孔輸送剤を含有してもよい。
【００５７】
正孔輸送剤の含有率は、感光層５０２の質量に対して、０．０質量％より大きく３５．０質量％以下であることが好ましく、１０．０質量％以上３０．０質量％以下であることがより好ましい。
【００５８】
（バインダー樹脂）
バインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル酸重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリエーテル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、及びメラミン樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ化合物のアクリル酸付加物、及びウレタン化合物のアクリル酸付加物が挙げられる。感光層５０２は、１種のバインダー樹脂のみを含有してもよく、２種以上のバインダー樹脂を含有してもよい。
【００５９】
バインダー樹脂の粘度平均分子量は、１０，０００以上であることが好ましく、２０，０００以上であることがより好ましく、３０，０００以上であることが更に好ましく、５０，０００以上であることが一層好ましく、５５，０００以上であることが特に好ましい。バインダー樹脂の粘度平均分子量が１０，０００以上であると、感光体５０の耐摩耗性が向上する傾向がある。一方、バインダー樹脂の粘度平均分子量は、８０，０００以下であることが好ましく、７０，０００以下であることがより好ましい。バインダー樹脂の粘度平均分子量が８０，０００以下であると、バインダー樹脂が感光層形成用の溶剤に溶解し易くなり、感光層５０２の形成が容易になる傾向がある。
【００６０】
バインダー樹脂の含有率は、感光層５０２の質量に対して、３０．０質量％以上７０．０質量％以下であることが好ましく、４０．０質量％以上６０．０質量％以下であることがより好ましい。
【００６１】
（電子輸送剤）
電子輸送剤としては、例えば、キノン系化合物、ジイミド系化合物、ヒドラゾン系化合物、マロノニトリル系化合物、チオピラン系化合物、トリニトロチオキサントン系化合物、３，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン系化合物、ジニトロアントラセン系化合物、ジニトロアクリジン系化合物、テトラシアノエチレン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸及びジブロモ無水マレイン酸が挙げられる。キノン系化合物としては、例えば、ジフェノキノン系化合物、アゾキノン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、ニトロアントラキノン系化合物、及びジニトロアントラキノン系化合物が挙げられる。感光層５０２は、１種の電子輸送剤のみを含有してもよく、２種以上の電子輸送剤を含有してもよい。
【００６２】
電子輸送剤の含有率は、感光層５０２の質量に対して、５．０質量％以上５０．０質量％以下であることが好ましく、２０．０質量％以上３０．０質量％以下であることがより好ましい。感光層５０２が２種以上の電子輸送剤を含有する場合、電子輸送剤の含有率は、２種以上の電子輸送剤の合計含有率である。
【００６３】
（添加剤）
感光層５０２は、必要に応じて、添加剤を、更に含有してもよい。添加剤としては、例えば、劣化防止剤（より具体的には、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、消光剤、紫外線吸収剤等）、軟化剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、ドナー、界面活性剤、及びレベリング剤が挙げられる。添加剤が感光層５０２に含有される場合、感光層５０２は、１種の添加剤のみを含有してもよいし、２種以上の添加剤を含有してもよい。
【００６４】
（中間層）
中間層５０３は、例えば、無機粒子、及び中間層５０３に用いられる樹脂（中間層用樹脂）を含有する。中間層５０３を介在させると、リークを抑制し得る程度の絶縁状態を維持しつつ、感光体５０を露光した時に発生する電流の流れを円滑にして、電気抵抗の上昇を抑えることができる。
【００６５】
無機粒子としては、例えば、金属（より具体的には、アルミニウム、鉄、銅等）の粒子、金属酸化物（より具体的には、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化亜鉛等）の粒子、及び非金属酸化物（より具体的には、シリカ等）の粒子が挙げられる。これらの無機粒子は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。なお、無機粒子は、表面処理が施されていてもよい。中間層用樹脂としては、中間層５０３を形成する樹脂として用いることができれば、特に限定されない。
【００６６】
＜記憶部＞
次に、図６を参照して、画像形成装置１の構成について説明する。図６は、画像形成装置１の構成を示すブロック図である。図６に示すように、画像形成装置１は、記憶部９０を更に備える。
【００６７】
記憶部９０は、記憶装置を含み、コンピュータープログラムを記憶する。具体的には、記憶部９０は、半導体メモリーのような主記憶装置、並びに、補助記憶装置を含む。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリー及びハードディスクドライブのうちの少なくとも１つを含む。
【００６８】
具体的には、記憶部９０は、以下に示す表１を記憶する。表１は、第１除電部６１で除電しない場合における、感光体５０における表面電位と感光層５０２の膜厚と帯電ムラの発生との関係を示す表である。感光体５０は、例えば、表１に示す第１感光体５０であり得る。また、感光体５０は、例えば、表１に示す第２感光体５０であり得る。
【００６９】
表１に示す第１感光体５０は、図３に示すように、導電性基体５０１と、感光層５０２とを備える。そして、第１感光体５０は、式（１）を満たす。一方、第２感光体５０は、図３に示すように、導電性基体５０１と、感光層５０２とを備える。そして、第２感光体５０は、式（１）を満たさない。また、式（１）を満たす感光体５０は、帯電ムラを発生しやすい傾向がある。帯電ムラとは、例えば、ソリッド画像が印刷された印刷物において、白抜けの斑点が可視化されることをいう。
【００７０】
【表１】
2020204678.tif 000005
【００７１】
表１において、帯電ローラー５１ａの表面電位は、５００Ｖである。表１において、縦軸は感光層５０２の膜厚を示し、横軸は感光体５０の種類を示す。表１において、「〇」は帯電ムラが発生しないことを示し、「×」は帯電ムラが発生することを示す。なお、表１は、温度３２．５℃、相対湿度８０％ＲＨの環境に画像形成装置１を設置して帯電ムラの発生の有無を評価した結果を示す。
【００７２】
表１に示すように、感光層５０２の膜厚２５μｍ〜３５μｍである第１感光体５０では、帯電ムラが発生する。一方、感光層５０２の膜厚１５μｍ〜２０μｍである第１感光体５０では、帯電ムラが発生しない。また、感光層５０２の膜厚３５μｍである第２感光体５０では、帯電ムラが発生する。一方、感光層５０２の膜厚１５μｍ〜３０μｍである第２感光体５０では、帯電ムラが発生しない。
【００７３】
画像を形成すると、感光層５０２はクリーナー５５によって摩耗していき、感光層５０２の膜厚は薄くなっていく。例えば、感光層５０２の膜厚３５μｍは、出荷時の感光層５０２の膜厚を示す。また、感光層５０２の膜厚１５μｍは、クリーナー５５によって摩耗した感光層５０２の膜厚を示す。帯電ムラは、感光層５０２の膜厚が薄い程、発生し難い。よって、第１感光体５０において、感光層５０２の膜厚が３５μｍであったときには、帯電ムラが発生したが、感光層５０２の膜厚が２０μｍになったときには、帯電ムラが発生しない。また、第２感光体５０において、感光層５０２の膜厚が３５μｍであったときには、帯電ムラが発生したが、感光層５０２の膜厚が３０μｍになったときには、帯電ムラが発生しない。
【００７４】
本実施形態の第１除電部６１は、感光体５０を除電することで、帯電ムラを抑制できる。また、感光体５０が式（１）を満たす場合には、第１除電部６１は、感光体５０を除電することで、帯電ムラ及びゴースト画像の発生を抑制することができる。
【００７５】
図６に示すように、制御部９５は、決定部１１２を含む。そして、制御部９５のプロセッサーは、記憶部９０の記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって、決定部１１２として機能する。
【００７６】
決定部１１２は、感光層５０２の膜厚に基づいて、感光体５０を除電するか否かを決定する。帯電ムラが生じ得る感光層５０２の膜厚の場合、決定部１１２は感光体５０の除電を決定する。一方、帯電ムラが生じない感光層５０２の膜厚の場合、決定部１１２は感光体５０の除電を決定しない。したがって、感光層５０２が第１除電部６１によって常に照射されることを抑制できる。この結果、感光体５０の周面５０ａが劣化することを抑制しつつ、帯電ムラの発生を抑制できる。
【００７７】
例えば、感光層５０２の膜厚が３５μｍである表１の第１感光体５０では、帯電ムラが発生する。したがって、決定部１１２は第１感光体５０を除電することを決定する。具体的には、決定部１１２は、第１感光体５０の感光層５０２の膜厚が３５μｍの場合、第１除電部６１にＯＮ信号を出力する。また、画像の形成とクリーニングを繰り返し、感光層５０２の膜厚が２０μｍになった場合、表１に示すように、第１除電部６１で第１感光体５０を除電しなくても帯電ムラが発生しない。したがって、決定部１１２は第１感光体５０を除電しないことを決定する。つまり、感光層５０２の膜厚に応じて、第１除電部６１を制御するため、必要な時にのみ感光体５０の周面５０ａを除電することができる。その結果、感光体５０の周面５０ａの劣化を最小限にしつつ、印刷物に帯電ムラが発生することを低減できる。
【００７８】
また、例えば、感光層５０２の膜厚が３５μｍである表１の第２感光体５０では、帯電ムラが発生する。したがって、決定部１１２は、第２感光体５０の感光層５０２の膜厚が３５μｍの場合、第１除電部６１にＯＮ信号を出力する。また、画像の形成とクリーニングを繰り返し、感光層５０２の膜厚が３０μｍになった場合、表１に示すように、第１除電部６１で第２感光体５０を除電しなくても帯電ムラが発生しない。したがって、決定部１１２は第２感光体５０を除電しないことを決定する。つまり、感光層５０２の膜厚に応じて、第１除電部６１を制御するため、必要な時にのみ感光体５０の周面５０ａを除電することができる。その結果、感光体５０の周面５０ａの劣化を最小限にしつつ、印刷物に帯電ムラが発生することを低減できる。
【００７９】
更に、クリーナー５５を備える場合には、感光体５０の周面５０ａが劣化することを抑制できるため、クリーナー５５によって強く圧接されても、感光体５０の周面５０ａの摩耗量を抑制できる。
【００８０】
そして、感光体５０が式（１）を満たす場合には、ゴースト画像の発生を抑制することができる。
【００８１】
引き続き図６を参照して制御部９５の構成について更に詳しく説明する。図６に示すように、制御部９５は、推測部１１１、及び、計測部１１３を更に含む。そして、制御部９５のプロセッサーは、記憶部９０の記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって推測部１１１、及び、計測部１１３として機能する。
【００８２】
計測部１１３は、画像形成装置１を使用開始してからの感光体５０の合計駆動時間又は合計回転数を計測する。なお、計測部１１３は、感光体５０の使用を開始してからの感光体５０の合計駆動時間又は感光体５０の使用を開始してからの感光体５０の合計回転数を計測してもよい。
【００８３】
推測部１１１は、感光層５０２の膜厚を推測する。具体的には、推測部１１１は、計測部１１３の計測結果に基づいて、感光層５０２の膜厚を推測する。計測部１１３の計測結果に基づいて、クリーニングブレード８１によって削られる感光層５０２の量を推測部１１１は推測できる。したがって、推測部１１１は、削られた量に基づいて、感光層５０２の膜厚を推測できる。この結果、推測部１１１は、感光層５０２の膜厚を精度良く推測できる。
【００８４】
クリーニングブレード８１によって削られる感光層５０２の量は、画像形成装置１を使用開始してからの合計回転数又は合計駆動時間と高い相関性を有する。感光層５０２の削られる量と合計回転数又は合計駆動時間との相関関係は、実験又は試験によって知ることが出来る。記憶部９０には、相関関係を示す情報が記憶されている。したがって、推測部１１１は、相関関係を示す情報と感光体５０の合計回転数とに基づいて、感光層５０２のクリーニングブレード８１によって削られる量を推測できる。例えば、記憶部９０には、感光体５０の１回転あたりに感光層５０２の削れる量が記憶されている。また、推測部１１１は、相関関係を示す情報と感光体５０の合計駆動時間とに基づいて、感光層５０２のクリーニングブレード８１によって削られる量を推測できる。例えば、記憶部９０には、感光体５０の単位時間あたりの感光層５０２の削れる量が記憶されている。例えば、感光体５０は、１００時間あたりに５μｍ削れる。
【００８５】
また、本実施形態の決定部１１２は、推測部１１１の推測結果に基づいて、感光体５０を除電するか否かを決定する。したがって、精度良く推測された感光層５０２の膜厚に基づいて、決定部１１２は感光体５０を除電するか否かを決定できる。この結果、更に精度良く、感光体５０の周面５０ａが劣化することを抑制しつつ、帯電ムラの発生を抑制できる。
【００８６】
引き続き図６を参照して制御部９５の構成について更に詳しく説明する。図６に示すように、制御部９５は、判定部１１４を更に含む。そして、制御部９５のプロセッサーは、記憶部９０の記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって判定部１１４として機能する。
【００８７】
判定部１１４は、感光層５０２の膜厚が閾値以上か否かを判定する。例えば、画像形成部３０の感光体５０が表１に示す第１感光体５０である場合、閾値は、感光層５０２の膜厚が２５μｍ以上である。つまり、判定部１１４は、第１感光体５０の感光層５０２の膜厚が２５μｍ以上か否かを判定する。また、例えば、画像形成部３０の感光体５０が表１に示す第２感光体５０である場合、閾値は、感光層５０２の膜厚が３５μｍ以上である。つまり、判定部１１４は、第２感光体５０の感光層５０２の膜厚が３５μｍ以上か否かを判定する。
【００８８】
また、本実施形態の決定部１１２は、判定部１１４の判定結果に基づいて、感光体５０を除電するか否かを決定する。閾値に基づいて、第１除電部６１のＯＮ／ＯＦＦを決定できる。したがって、必要な時にのみ除電光を感光体５０に照射できる。この結果、感光体５０の周面５０ａが劣化することを抑制しつつ、帯電ムラの発生を抑制できる。
【００８９】
［画像形成方法］
次に、本実施形態に係る画像形成装置１によって実行される画像形成方法について説明する。この画像形成方法は、帯電工程と、推測工程と、決定工程と、除電工程とを含む。帯電工程は、感光層５０２を有する感光体５０を帯電する。推測工程は、感光層５０２の膜厚を推測する。決定工程は、推測工程の推測結果に基づいて、感光体５０を除電するか否かを決定する。除電工程は、決定工程の決定に基づいて、帯電工程で帯電した感光体５０を除電する。
【００９０】
図７を参照して、本実施形態に係る制御部９５の処理について説明する。図７は、制御部９５の処理の一例を示すフローチャートである。制御部９５の処理は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５を含む。
【００９１】
ステップＳ１０１において、制御部９５は、帯電ローラー５１ａの表面の電位が目標値になるように、帯電部５１を制御する。処理は、ステップＳ１０２に進む。
【００９２】
ステップＳ１０２において、推測部１１１は、計測部１１３が計測した感光体５０の合計駆動時間及び合計回転数を取得する。処理は、ステップＳ１０３に進む。
【００９３】
ステップＳ１０３において、推測部１１１は、計測部１１３が計測した感光体５０の合計駆動時間及び合計回転数のうちの少なくとも１つに基づいて、感光層５０２の膜厚を推測する。処理は、ステップＳ１０４に進む。
【００９４】
ステップＳ１０４において、判定部１１４は、推測部１１１が推測した感光層５０２の膜厚が閾値以上か否かを判定する。感光層５０２の膜厚が閾値以上でない場合（ステップＳ１０４において、Ｎｏ）、処理は、終了する。感光層５０２の膜厚が閾値以上の場合（ステップＳ１０４において、Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進む。
【００９５】
ステップＳ１０４でＹｅｓの場合、ステップＳ１０５において、決定部１１２は、判定部１１４の判定結果が閾値以上を示す場合、第１除電部６１が感光体５０を除電することを決定する。処理はステップＳ１０６に進む。
【００９６】
ステップＳ１０６において、制御部９５は、第１除電部６１が感光体５０を除電するように、第１除電部６１を制御する。処理は、終了する。
【００９７】
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の速度、材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９８】
帯電ローラー５１ａについて説明したが、感光体５０の周面５０ａと接触するように配置される帯電装置は、帯電ブラシであってもよい。また、帯電電圧が直流電圧である場合について説明したが、本発明は帯電電圧が交流電圧又は重畳電圧である場合にも適用可能である。重畳電圧は、直流電圧及び交流電圧を重畳した電圧である。また、キャリアＣＡとトナーＴとを含有する２成分現像剤を用いる現像ローラー５２について説明したが、本発明は１成分現像剤を用いる現像装置にも適用可能である。また、中間転写方式を採用する画像形成装置１について説明したが、本発明は直接転写方式を採用する画像形成装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法の分野に利用可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１        ：画像形成装置
３０      ：画像形成部
３１      ：露光装置（露光部）
３３      ：転写ベルト（被転写体）
５０      ：感光体（像担持体）
５０ａ    ：周面
５１      ：帯電部
５２      ：現像ローラー（現像部）
５３      ：一次転写ローラー（転写部）
５５      ：クリーナー（クリーニング部）
６１      ：第１除電部
６２      ：第２除電部
６３      ：第３除電部
７０      ：排出部
７６      ：操作部
９０      ：記憶部
９５      ：制御部
１１１    ：推測部
１１２    ：決定部
１１３    ：計測部
１１４    ：判定部
５０２    ：感光層
Ｐ        ：シート
Ｔ        ：トナー
【図１】
2020204678.tif 000007
【図２】
2020204678.tif 000008
【図３】
2020204678.tif 000009
【図４】
2020204678.tif 000010
【図５】
2020204678.tif 000011
【図６】
2020204678.tif 000012
【図７】
2020204678.tif 000013