(57)【要約】【課題】感光体の１周目の帯電電位の低下を防止でき、帯電電位の低下に伴う問題を一掃できるとともに、副帯電器の長寿命化を実現できる画像形成装置を提供する。【解決手段】除電ランプ２４と書き込み手段１２の間（除電から露光の間）、厳密には、除電ランプ２４と主帯電器１１の間における主帯電器１１の近傍には、感光体１０の静電疲労条件に応じて動作する副帯電器２５が配置されている。例えば、帯電電位低下が通紙枚数１５００Ｋ前で発生する場合、少なくとも１０００Ｋまでは主帯電器１１のみ感光体同期で動作し、その後はＯＰＣ起動後２周目までは副帯電器２５も併せて動作させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層として高分子型電荷輸送物質を用いた有機感光体を有する画像形成装置において、
除電から露光の間に、感光体回転時には常時帯電する主帯電器と、感光体の静電疲労条件に応じて動作する副帯電器を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
上記感光体の静電疲労条件が、上記感光体に対する記録媒体の通紙枚数であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
上記感光体の静電疲労条件が、上記感光体の表面電位であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関し、詳しくは、感光層として高分子型電荷輸送物質を用いた有機感光体を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子写真方式を用いた画像形成装置では、従来から、有機感光体（以下、単に「ＯＰＣ」ともいう）の経時での帯電（される）能力低下が問題となっている。すなわち、感光体疲労による立ち上がりの遅れ（Ｑｉ）による帯電電位の低下である。
この問題に対処すべく、例えば特開平２−１９３１６３号公報には、主帯電前にプレ帯電器（副帯電器）で帯電させる方式が提案されている。その他にも種々の提案がなされているが、概ね、帯電器を２つ備えて同時的に使用（帯電工程において常に双方使用）する方式となっている。
【０００３】
近年、ＯＰＣにおいて従来以上の耐久性が求められるようになってきた。有機感光体の高耐久化として、耐摩耗性を改良する必要がある。
耐摩耗性改良技術としては、（１）架橋型電荷輸送層に硬化性バインダーを用いたもの（例えば、特開昭５６−４８６３７号公報参照）、（２）高分子型電荷輸送物質を用いたもの（例えば、特開昭６４−１７２８号公参照）、（３）架橋型電荷輸送層に無機フィラーを分散させたもの（例えば、特開平４−２８１４６１号公報参照）等が挙げられる。
また、高耐久性を達成する手段として、従来よりもより薄い感光体膜厚まで使用する方法もある。
通常ＯＰＣの表面電位を一定に保ち使用するため、感光体が削れるのに伴い電界強度が強くなり局部的に電荷がリークし地汚れが発生して寿命となっていた。そのためより薄い膜厚まで使用できるように、下引層を厚くしたり、あるいは２層構成にするなどして耐圧を高めることで、長寿命化を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１９３１６３号公報
【特許文献２】特開平９−１７９３８２号公報
【特許文献３】特開２００４−３０２４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
耐摩耗性改良により、感光体の使用寿命が延びるようになったが、これに伴い従来見られなかったような現象が発生するようになってきた。
その一つとして、ＯＰＣの１周目の帯電電位の低下という現象が生じるようになった。図５に耐摩耗性が改良されたＯＰＣの表面電位の測定結果を示す。１周目に約２００Ｖ（絶対値）の電位低下が見られる。
ＯＰＣ１周目だけ帯電電位が低下するこの現象は、従来の帯電立ち上がりの遅れ（いわゆるＱｉ）に現象が似ている。
感光体の静電疲労におけるＱｉの発生は、帯電の立ち上がり遅れ分に相当する電荷量（帯電極性は逆）が、感光層バルクにトラップされていることに起因する。
このことから、感光層バルク内に感光体の繰り返し使用により生じたトラップ電荷（ホール）が形成され、帯電１周目にそれが放出され、これにより表面電荷がキャンセルされる。帯電１周目だけ現象が現れるのは、トラップより放出されたホールのリカバリー（再トラップ）に時間がかかるためと考えることができる。
【０００６】
ＯＰＣの起動時１周目の電位が極端に低い場合、下記のような種々の問題が発生する。
（１）感光体１周目の電位が低いため、１周目には画像形成できない。すなわち、ファーストコピーの遅れが生じる。
（２）ファーストコピーを遅らせたとしても、１周目の電位が低く現像器によりトナーが現像されてしまうような場合には、感光体のクリーニング不良が発生し、画像劣化を招く。
（３）（２）の場合、接触式転写装置を用いている場合には転写装置が汚れ、裏汚れが発生する。
（４）本来消費する必要のないトナーを消費するため、トナー消費量が多くなる。
従来よりもより薄い感光体膜厚まで使用する方式の場合も、耐摩耗性の改良で高寿命を達成した場合と同様に経時での１周目帯電電位が低いという問題が発生する。
また、この場合は耐摩耗性が従来と同等な場合には膜厚変化が増えるため、静電容量の変化も従来より大きくなることと併せて、１周目の帯電電位が低い現象が従来より発生しやすいという問題があった。
また、帯電工程において主帯電器と副帯電器の双方を常に使用する従来の方式では副帯電器の寿命が短く、例えばプロセスカートリッジの交換サイクルが副帯電器の寿命を基準にして短くなるなどの問題があった。
【０００７】
本発明は、感光体の１周目の帯電電位の低下を防止でき、帯電電位の低下に伴う問題を一掃できるとともに、副帯電器の長寿命化を実現できる画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、感光層として高分子型電荷輸送物質を用いた有機感光体を有する画像形成装置において、除電から露光の間に、感光体回転時には常時帯電する主帯電器と、感光体の静電疲労条件に応じて動作する副帯電器を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の画像形成装置において、上記感光体の静電疲労条件が、上記感光体に対する記録媒体の通紙枚数であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の画像形成装置において、上記感光体の静電疲労条件が、上記感光体の表面電位であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＯＰＣ１周目電位低下が発生しない間は主帯電器のみの動作とし、ＯＰＣ１周目電位低下が発生し始める頃から副帯電器を用いることにより、ＯＰＣ１周目電位低下を効率良く防止できるため、副帯電器の寿命向上、オゾン発生量の低減、像流れの低減等の効果がある。
また、本発明では、ＯＰＣ１周目電位低下を直に測定して副帯電器の動作を制御しているので、最も効果的に副帯電器を動作させることが可能になり、さらに効率良く副帯電器の寿命向上、オゾン発生量の低減、像流れの低減等を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて本実施形態における画像形成装置の構成及び動作の概要を説明する。感光層として高分子型電荷輸送物質を用いた有機感光体（感光層の耐摩耗性を改良した有機感光体）としての感光体１０は図示しない駆動手段により矢印方向（時計回り方向）に回転する。感光体回転時には常時帯電する主帯電器１１により感光体１０の表面が一様に帯電される。次いで、目的の画像情報に基づいて書き込み手段１２により露光がなされ、感光体１０の表面に静電潜像が形成される。
静電潜像は、現像スリーブ１４を有する現像装置１５により現像され、トナー像として可視像化される。
【００１３】
感光体１０上の画像形成タイミングに合わせて図示しない制御手段により給紙コロ１６が回転駆動され、給紙トレイ１７に収容された記録媒体としての用紙Ｐが１枚ずつ分離されて給紙される。
給紙された用紙Ｐは、レジストローラ対１８で一旦停止されて斜めずれを修正された後、該レジストローラ対１８により感光体１０上の画像の先端と用紙Ｐの搬送方向の先端部の所定位置とが一致するタイミングで転写部位に送られる。
転写手段としての転写ベルト１９に印加された転写バイアスにより、感光体１０上のトナー画像が用紙Ｐ上に転写される。トナー画像を転写された用紙Ｐは定着装置２０に送られ、ここで熱と圧力によりトナー画像を定着される。
画像転写後、感光体１０はその表面をファーブラシ２１とクリーニングブレード２２を有するクリーニング装置２３によりクリーニングされて残留トナーを除去され、その後除電手段としての除電ランプ２４により表面電位を初期化されて次の作像工程に備えられる。
【００１４】
除電ランプ２４と書き込み手段１２の間（除電から露光の間）、厳密には、除電ランプ２４と主帯電器１１の間における主帯電器１１の近傍には、感光体１０の静電疲労条件に応じて動作する副帯電器２５が配置されている。
以下に副帯電器２５の有無による評価実験の結果を示す。
ここでは、耐摩耗性を改良した感光体として、支持体上に、少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、及び架橋型電荷輸送層からなる感光層を設け、該架橋型電荷輸送層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーと１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成されたものを用いた。
ＯＰＣは径が１００ｍｍのものを用い、ＯＰＣ線速５００ｍｍ／ｓｅｃにて評価を行った。ＲＩＣＯＨ  ｉｍａｇｉｏＮｅｏ１０５０Ｐｒｏを改造した機械を使用して評価を行った。
主帯電器（以下、「主帯電」ともいう）１１としては従来用いられている２本ワイヤのスコロトロンを用い、副帯電器（以下、「副帯電」ともいう）２５としては、シングルワイヤのスコロトロンを用いた。
【００１５】
主帯電の総電流は−１８００μＡ、副帯電の総電流は−７００μＡ、グリッド電圧は毎朝帯電電位が−８００Ｖになるように内蔵の電位センサを用いて調整している。
図２に、副帯電器２５を有しない従来例と本実施形態でのＯＰＣの１周目帯電電位、３周目以後の帯電電位の測定結果を示す。
従来例（主帯電のみ）では通紙とともに１周目の帯電電位が低下し、３周目の帯電電位との差が大きくなっていき、約２０００Ｋ枚（Ｋ＝１０００）通紙後には１周目の帯電電位が−６００Ｖまで低下している。
本実験機では現像バイアスが−５５０Ｖである。帯電電位が−６８０Ｖより（絶対値で）低下した頃より１周目の電位低下部分にトナーが現像され（地汚れを含みトナー付着が多くなり）、コピー１枚目が汚れたり、転写ベルト１９が汚れるなどの異常が発生した。また、１５００Ｋ過ぎでは２周目の帯電電位も低下していた。
【００１６】
これらの汚れ等の不具合を無くすには感光体３周目以後を使用しなくてはならず、ファーストコピーを遅らせて使用するしかなかった。
そこで、本実施形態ではＯＰＣ起動時の１、２周目のみ副帯電器２５を併せて使用することで、図４に示すように、１周目と３周目の帯電電位の差は１８００Ｋ時点でも約２０Ｖと小さく、何ら問題はない状態になった。
さらに、問題となる帯電電位低下（−６８０Ｖ以下）が発生するのは１５００Ｋ前であることを考慮して、少なくとも１０００Ｋまでは主帯電器１１のみ感光体同期で動作し、その後はＯＰＣ起動後２周目までは副帯電器２５も動作させることとした。
その結果、副帯電器２５の動作する１０００Ｋ以降はほぼ電位低下が無くなり、十分効果があることが確認できた。
【００１７】
上記実施形態では、感光体１０の通紙枚数に応じて副帯電器２５の動作を行っているが、帯電低下は感光体１０の静電疲労によるものであることから、図２のＸ軸（横軸）は通紙枚数に限らず感光体１０の動作時間や走行距離でも良い。
また、感光体１０が交換されたことを検出する方法としては、感光体新品検知やサービスマンによるマニュアル入力等の方法がある。
【００１８】
図３及び図４に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
本実施形態では、主帯電器１１と現像装置１５の間（露光〜現像間）に感光体１０の表面電位を検出するための表面電位検出手段としての電位センサ１３を配置し、感光体表面の電位を測定できるように構成されており、ＯＰＣ１周目の帯電電位に応じて副帯電器２５の動作を制御している。
図４に制御の一例を示す。前回測定したＯＰＣ１周目の帯電電位が設定値（例：−７００Ｖ）以上であった場合（電位低下なし：正常）は、主帯電器１１のみＯＮとし、ＯＰＣ１周目の帯電電位を測定する。このとき測定値が設定値以上であれば、次回はまたこれを繰り返す。
【００１９】
一方、測定値が設定値以下であった場合（電位低下あり）は、次回以降はＯＰＣ２周目まで副帯電器２５もＯＮするとともに、ＯＰＣ１周目の帯電電位は測定しない。但し、定期的に行うプロセスコントロール実施時は主帯電器１１のみの動作とし、その都度ＯＰＣ１周目の帯電電位を測定し、次回以降の副帯電器２５のＯＮ／ＯＦＦを判断する。これは、感光体交換等で電位低下がなくなったときに再び主帯電器１１のみ動作する制御に戻すためである。
本実施形態では、電位低下を直に測定し副帯電器２５の動作を制御しているので、最も効果的に副帯電器２５を動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態における画像形成装置の概要構成図である。
【図２】通紙枚数と帯電電位の関係を示すグラフである。
【図３】第２の実施形態における画像形成装置の概要構成図である。
【図４】第２の実施形態における制御動作を示すフローチャートである。
【図５】感光層の耐摩耗性を改良した有機感光体における１周目の帯電電位の低下を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１０  有機感光体としての感光体
１１  主帯電器
２５  副帯電器
Ｐ  記録媒体としての用紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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