JP2011150198A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短期サイクルで像露光が繰り返されても、明部電位の電位上昇の変化量を抑制し、画像形成段階中の画像濃度の低下を抑制できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】転写手段３５より像担持体回転方向下流側に位置し、帯電手段１２より像担持体回転方向上流側に位置して、像担持体１１への露光動作を行う像担持体露光手段１１２と、帯電手段１２に印加する帯電電圧を少なくとも２段階以上に変化させることが可能な帯電印加電圧切替手段１５０と、を有し、像担持体１１への画像情報の書き込みを行う作像段階では第１の帯電直流電圧Ｖ１で像担持体１１を帯電し、像担持体１１への画像情報の書き込みを行う前の作像準備段階では第２の帯電直流電圧Ｖ２で像担持体１１を帯電し、帯電直流電圧の絶対値の関係が、│Ｖ１│＜│Ｖ２│、とされる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式の、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、回転ドラム型を一般的とする像担持体である感光体を備えている。その感光体を所定の極性、電位に一様に帯電処理する帯電装置（帯電工程）、及び、帯電処理された感光体に静電像を形成する情報書き込み手段としての露光装置（露光工程）を備えている。また、感光体上に形成された静電像を現像剤であるトナーにより顕像化する現像装置（現像工程）、上記トナー画像を感光体面から紙などの転写材（記録材）に転写する転写装置（転写工程）を備えている。更に、転写工程後の感光体上に多少ながら残余するトナーを除去して感光体面を清掃するクリーニング装置（クリーニング工程）、転写材上のトナー画像を定着させる定着装置（定着工程）などを備えている。

感光体は、繰り返して電子写真プロセス（帯電、露光、現像、転写、クリーニング）が適用されて作像に供される。

電子写真方式の画像形成装置において、明暗のはっきりした画像を連続してコピーした後に、画像のハイライト部にみられるようなハーフトーン画像をコピーすると、問題が発生する。即ち、形成される画像は、本来なら一様なハーフトーン画像とならなければならない画像の中に前回コピーした画像パターンが浮き出てしまう。以後この現像を「ゴースト」と呼ぶ。

一般的には、潜像形成時には一様に例えば−５００Ｖに帯電されているドラム状の感光体、即ち、感光ドラムの表面に画像情報を露光させ、露光部分の電位が略−１００Ｖとしている。そして、現像時には非露光部分との電位差によりトナーを露光部分に付着させて現像する。その後の転写時には記録材側をプラスに帯電させてトナー像を感光ドラムから記録材へと転写させる。従って、転写後には、感光ドラムの表面電位が全体的にプラス方向に変化し、露光部分の電位は−１００Ｖを越えて−５０Ｖとなる。この現象が繰り返し行われると、露光前に行われる感光ドラムの一様なマイナス帯電によっても電位差が解消されず、従って、その部分だけ表面電位がプラス方向に遷移してしまい、濃いトナー像が形成されてしまうことになる。また、このようなゴーストを防止するために、前露光手段を配備したものが存在する。前露光はＬＥＤを感光ドラムの回転軸方向に整列させたアレイ状光源を使用するのが一般的である。また、前露光は電荷を完全に除去するために感光ドラムの主感度波長領域と同じ波長域を使用しているものが多い。

また、複写機やプリンタなどの電子写真装置の電子写真感光体としては、従来より、セレン、酸化亜鉛、硫化カドミウムなどの無機光導電性化合物を主成分とする無機感光体が広く用いられてきた。近年では、有機の電荷発生物質および電荷輸送物質を含有する感光層を有する電子写真感光体（有機電子写真感光体）が広く用いられている。

このような感光層としては、支持体側から電荷発生物質を含有する電荷発生層、電荷輸送物質（正孔輸送物質）を含有する電荷輸送層（正孔輸送層）の順に積層してなる積層型（順層型）の層構成を有するものがある。斯かる層構成のものは、生産性及び耐久性に優れており、現在では主流となっている。

有機電子写真感光体に用いられる電荷発生物質としては、例えば、トリアリルピラゾリンを含有する電荷移動層を有する感光体が開示されている。また、ペリレン顔料の誘導体からなる電荷発生層と３−プロピレンとホルムアルデヒドの縮合体からなる電荷移動層とからなる感光体など開示されている。また、ジスアゾ顔料またはトリスアゾ顔料を電荷発生物質として用いた感光体がある。更に、有機光導電性化合物は、その化合物によって電子写真感光体の感光波長域を自由に選択することが可能である。例えば、アゾ系の有機顔料に関していえば可視領域で高感度を示す物質が開示されており、また赤外領域にまで感度を有している物質もある（例えば、特許文献１参照）。

これらの材料のうち、赤または赤外領域に感度を有する材料は、近年の進歩の著しいレーザービームプリンタやＬＥＤプリンタなどに使用されその需要頻度は高くなってきている。

しかしながら、今日の電子写真技術の発展は著しく、電子写真感光体に求められる特性に対しても非常に高度な技術が要求されている。例えば、プロセススピードは年々速くなり、帯電特性、より一層の高感度や高耐久性などが求められるようになってきている。従来より赤外領域に感度を有する材料として銅フタロシアニンや無金属フタロシアニンなどが挙げられるが、今日の高感度化には不十分であった。

近年の高感度に対応できる材料としてオキシチタニウムフタロシアニン顔料（例えば、特許文献２参照）、ガリウムフタロシアニン顔料などが開発され、広く使用されている。

さて、電子写真方式による画像形成は、電子写真感光体の表面を帯電し、帯電された電子写真感光体の表面に露光を照射することによって電子写真感光体の表面に静電像を形成する。この静電像をトナーにより現像することによって電子写真感光体の表面にトナー像を形成し、このトナー像を電子写真感光体の表面から紙などの転写材（記録材）に転写し、再び、電子写真感光体の表面を帯電し次の画像形成を行う。このような繰り返しプロセスによって行われることが一般的である。ここで、転写後の感光体上の残留電荷を除電しないまま次の帯電プロセスに移行すると、帯電により感光体表面を一様に帯電できなくなり、画像欠陥となる。

この問題を解決するためには帯電前露光により転写後に感光体上に残存する残留電荷の除電を行うことで、このような問題を回避することが可能である（例えば、特許文献３参照）。帯電前露光を行う場合には、帯電電位を十分に減衰させる必要があるために露光量は像露光量の数十倍程度必要となる。このように、帯電前露光手段を設けることにより感光体表面電位を一様にすることができ、良好な画像形成が可能な状態となる。

特開昭５７−１９５７６７号公報 特開昭６３−３６６号公報 特開平５−１２７５４６号公報

しかしながら、電荷発生物質としてこれらフタロシアニン顔料等を用いた有機電子写真感光体は、高感度故に生成したフォトキャリアが感光層に残存し易い。特に、高速電子写真プロセスの場合、更には帯電前露光によって像露光の数十倍の光量で有機感光体が露光された場合は、像露光によって、画像形成された明部電位の電位が上昇する。結果として画像濃度低下といった画像不良が発生するのが実情である。

すなわち、負帯電積層感光体の場合、露光により電荷発生層で電荷が発生し、分離されたホール及び電子のキャリアは、次回の露光迄にホールはホール輸送物質を含有する正孔輸送層側へ注入され、表面電位をキャンセルする。電子は支持体側に速やかに移動し、感光層中に滞留しないことが必要である。しかし、短期サイクルで画像形成され、電荷発生層が短期サイクルで露光された場合、更には帯電前露光で感光体が強く露光された場合は、ホールが正孔輸送側へ注入される応答速度が間に合わないか、若しくは、電子が支持体側へ移動する応答性が間に合わない。これらの理由により、感光層中の滞留電位が増加する。このため、ホールが表面電位をすべてキャンセルできないまま、次の画像形成に移行するために明部電位の上昇となって発生する。

また、正孔輸送層側への注入や、電子の支持体への移動の速度は、露光を開始された直後は早い。しかし、短期サイクルで画像形成されることによって、除々にフォトキャリアが感光層中に滞留してくることで正孔輸送層側への注入や、電子の支持体への移動の速度が鈍ってくる。そのため、連続で画像形成した場合の始めの数枚、乃至は数十枚の濃度変動が極めて大きいことが知られている。

さらに、耐久により繰り返し使用され、感光層が前露光の強い光を繰り返し受けることで劣化し、前記フォトキャリアの感光層中への滞留現象は、悪化することが知られている。すなわち、感光体が耐久（使用）されることで、明部電位の上昇の度合いは、さらに大きくなり、結果として、画像濃度変化も大きくなってしまうことになる。

そこで、本発明の目的は、短期サイクルで像露光が繰り返されても、明部電位の電位上昇の変化量を抑制し、画像形成段階中の画像濃度の低下を抑制できる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、前記像担持体上に静電像を形成するために前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電処理された前記像担持体に静電像を形成する情報書き込み手段と、前記像担持体に形成された静電像に現像剤を供給して可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を中間転写体に、或いは、記録材に転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記転写手段より像担持体回転方向下流側に位置し、前記帯電手段より像担持体回転方向上流側に位置して、前記像担持体への露光動作を行う像担持体露光手段と、
前記帯電手段に印加する帯電電圧を少なくとも２段階以上に変化させることが可能な帯電印加電圧切替手段と、
を有し、前記像担持体への画像情報の書き込みを行う作像段階では第１の帯電直流電圧Ｖ１で前記像担持体を帯電し、前記像担持体への画像情報の書き込みを行う前の作像準備段階では第２の帯電直流電圧Ｖ２で前記像担持体を帯電し、帯電直流電圧の絶対値の関係が、
│Ｖ１│＜│Ｖ２│
が成り立つことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、高速電子写真プロセスにおいて必ず問題となる短期サイクルでの像露光、及び前露光の照射によって、画像形成された明部電位の電位が上昇し、結果として画像濃度低下といった画像不良が発生するような状況を打開することができる。

また、本発明は、従来から配備されている帯電手段に印加する帯電直流電圧や帯電前露光の光量といった設定を変えるだけで、濃度低下を抑制できる。また、特別な手段や部材は必要がなく、非常に安価で容易である。且つ、作像準備段階、すなわち、前回転段階などの画像形成とは関係のないタイミングで行う制御であって、ユーザが出力する画像には全く影響がない。従って、従来の方法よりも飛躍的に画質の安定した出力を維持することが可能である。

本発明に係る画像形成装置の実施例１、２に記載する４連ドラム方式のカラー電子写真複写装置の概略構成図である。 実施例１、２に記載のクリーニング前露光手段を有するクリ−ニング装置を備えた画像形成部の感光ドラム周りの構成を示す断面概略図である。 実施例１、２に記載の電子写真感光体の層構成の概略を示した模式図である。 実施例１に記載の帯電直流電圧切替の制御を示すフローチャートである。 実施例１に記載の前回転段階及び画像形成段階における制御のタイミングを示すタイミングチャートである。 実施例１、２に記載の電子写真感光体のフォトキャリア及び電子の移動を示す模式図である。 実施例１、２に記載の電子写真感光体のフォトキャリアが電荷輸送層内に滞留した様子を示す模式図である。 実施例１の制御を行った場合の明部電位変動ΔＶＬの抑制効果を示す概略図である。 実施例２に記載の帯電前露光切替の制御を示すフローチャートである。 実施例２に記載の前回転段階及び画像形成段階における制御のタイミングを示すタイミングチャートである。 実施例２の制御を行った場合の明部電位変動ΔＶＬの抑制効果を示す概略図である。 実施例１、２の制御行うフローを示す回路図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す縦断面図である。本実施例の画像形成装置は、複数個の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットの像担持体に形成したトナー像がベルト型の中間転写体に転写される中間転写方式のタンデム型のフルカラーの画像形成装置である。

しかし、本発明は、斯かる中間転写体を使用した画像形成装置に限定されるものではない。中間転写体の代わりに記録材担持体を備え、該記録材担持体にて搬送される転写材（記録材）に像担持体のトナー像が直接転写される方式の画像形成装置であってもよい。斯かる画像形成装置の構成は、当業者には周知であるので、これ以上の詳しい説明は省略し、以下には、図１を参照して、本実施例の中間転写方式のタンデム型のフルカラーの画像形成装置についてのみ説明する。

本実施例にて、画像出力部１Ｐは大別して、画像形成部１０（４つのステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが並設されており、その構成は同一である。）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０及び制御ユニット２００から構成される。次に、個々のユニットについて詳しく説明する。

像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）がその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器（帯電手段）１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）、レーザスキャナユニット（情報書き込み手段）１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）が配置されている。更に、その回転方向下流側に位置して現像装置（現像手段）１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）が配置されている。一次帯電器としての一次帯電ローラ１２ａ〜１２ｄによる帯電処理により感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷が与えられる。次いで、レーザスキャナユニット１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調したレーザービームなどの光線を感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像（静電像）を形成する。レーザスキャナユニット１３の動作についての詳細は後述する。

さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、「トナー」と呼ぶ。）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電像にトナーを供給して、静電像を可視化する。可視化された可視画像（現像剤像）を中間転写体に転写する画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの下流側には、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが配置される。クリーニング装置１５は、転写材、即ち、記録材Ｐに転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。

以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。

感光ドラム１１ａ〜１１ｄとしては、長寿命を図ることが可能な非晶質シリコン系感光体か、熱により硬化させるのではなく、電子線によって硬化させる電子線硬化型感光ドラムを用いている。

次に、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄについて説明する。図２にクリーニング装置１５ａを示す。他のクリーニング装置１５ｂ、１５ｃ、１５ｄも同様の構成とされる。

クリーニング装置１５ａとしては、カウンターブレード方式を用い、クリーニングブレード１１０ａの自由長としては、８ｍｍである。クリーニングブレード１１０ａはウレタンを主体とした弾性ブレードで、感光ドラム１１ａに対して、線圧：約３５ｇ／ｃｍの押圧で当接されている。

図１にて、給紙ユニット２０は、記録材Ｐを収納するためのカセット２１ａ、２１ｂ及び手差しトレイ２７と、カセット内若しくは手差しトレイより記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ、２２ｂ及び２６とを備えている。また、各ピックアップローラから送り出された記録材Ｐをレジストローラまで搬送するための給紙ローラ対２３を有している。更に、給紙ガイド２４、そして画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ、２５ｂを備えている。

中間転写ユニット３０について説明する。

ベルト状の中間転写体（以下、「中間転写ベルト」という。）３１は、その材料としては、例えば、ＰＥＴ［ポリエチレンテレフタレート］やＰＶｄＦ［ポリフッ化ビニリデン］などが用いられる。また、中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３、ベルトを挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する従動ローラ３４に巻回させる。これらのうち駆動ローラ３２とテンションローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によって回転駆動される。

各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に、接触転写手段である一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄが配置されている。

従動ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト上、二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのブラシローラ（不図示）、および廃トナーを収納する廃トナーボックス（不図示）が設けられている。また中間転写ベルト上には２次転写残トナーを清掃するクリーニング装置１００が設けられている。

定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａとそのローラに加圧される加圧ローラ４１ｂ（このローラにも熱源を備える場合もある）とを備えている。また、上記ローラ対のニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイド４３、更に、上記ローラ対から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５などを備えている。

制御ユニット２００は、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板やモータドライブ基板（不図示）などを有している。制御ユニット２００の構成は、図１２を参照して後述する。

また、環境センサ５０は、装置内で熱源となる定着ユニット４０などの影響を受けずに装置周囲の環境温度、湿度が正確に測定できるように、定着ユニット４０より離れた、図面上、右上方位置に配置されている。この環境センサ出力に基づいて様々な制御が行われる。

ところで、カラー用トナーの特性としては、重量平均粒径が５〜８μｍであることが、良好な画像を形成する上で好ましい。重量平均粒径が、この範囲内であれば、十分な解像性を有し、鮮明で高画質の画像を形成でき、静電力よりも付着力や凝集力が小さくなり、種々のトラブルが低減する。非磁性トナー粒子の重量平均粒径は、ふるい分け法、沈降法、光子相関法等の種々の方法によって測定することができる。しかし、測定装置としてコールター社製のコールターマルチサイザー（商品名）を用いて行うことができる。

つまり、特級又は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製（例えば、コールターサイエンティフイックジャパン社製の商品名：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩを使用）する。電解水溶液１００〜１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍＬ加え、更に測定試料であるトナーを２〜２０ｍｇ加え、試料を懸濁した電解液を超音波分散機で約１〜３分間分散処理する。次いで、１００μｍアパーチャーを用いてトナーの体積、個数を測定する。次に、体積分布と個数分布とを算出し、重量平均粒径を体積分布から求める（各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする）ことにより非磁性トナー粒子の重量平均粒径を測定する。

非磁性トナー粒子は、従来より知られている製法によって製造することができる。非磁性トナー粒子は、構成材料を加熱溶融により均一化し、これを冷却固化し、これを粉砕することによりトナー粒子を製造する粉砕法によっても製造することができる。しかし、この粉砕法で得られるトナー粒子は一般に不定形であるため、略球形形状とするには機械的、熱的または何らかの特殊な処理を行うことが必要であり、前述した範囲の重量平均粒径とするには球形化処理後のトナー粒子を分級することが必要となる。そこで、前述した非磁性トナー粒子の好ましい製造法として重合法を採用することが好ましい。

中間転写ベルト３１としては、厚さ１００μｍのポリイミドを用い、本実施例では本発明にかかるウレタンスポンジローラを一次転写部に設置する転写ローラ３５として使用した場合について記載する。

本実施例に使用した画像形成装置は中間転写ベルト３１の周速が３００ｍｍ／ｓｅｃであり、転写部のスラスト方向幅は３３０ｍｍである。感光ドラム１１である像担持体上のトナーの電荷保持量は３０μＣ／ｇであり、所謂、一次転写時に転写ローラ３５の芯金に対して４０μＡの電流を印加している。斯かる印加電流量は、環境変動による該トナー電荷保持量等の変動により変化させる必要があるが、所謂、通常環境として温／湿度が２３℃／６０％の環境で設定した適性電流値である。転写ローラ３５の具体的な構成は次のとおりである。

転写ローラ３５は１ｋＶの電圧印加で５×１０７Ωの抵抗値を有する外径１６ｍｍ、芯金径８ｍｍのウレタンスポンジローラである。

本実施例に使用するウレタンスポンジローラの製造方法においては、ポリウレタン形成材料として、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、発泡剤及び所望により用いられる導電性付与剤、触媒、整泡剤などを含有するものが使用される。

次に、本実施例の画像形成装置に使用するウレタンスポンジローラは、前記のポリウレタンスポンジからなる導電性のウレタンスポンジ層と芯金等の金属部材とを構成部材とするものである。そして、その構造については、硫黄快削鋼などの鋼材に亜鉛などのメッキを施した金属部材やアルミニウム、ステンレス鋼などの金属部材を、その一部又は全体を前記導電性ポリウレタンスポンジ層で被覆したものである。導電性ポリウレタンスポンジを所定の形状に成形した後接着する方法などを用いることができる。この接着層としては、導電性塗料からなる接着剤やホットメルトシートなどの公知の材料を用いることができる。

次に、一次帯電器としての帯電ローラ１２の構成について説明する。

帯電ローラ１２のローラ表層を、カーボンブラック等の導電剤を分散混入させた１〜２ｍｍの厚さを有する導電性ゴムとし、画像形成時の帯電ムラを防止するためにその抵抗値を１０⁵〜１０⁷Ωｃｍに制御している。そして、その弾性を利用してギャップを作らずに感光体と接触させる接触式帯電ローラを用い、低電圧で帯電させている。或いは、ポリエーテルエステルアミド等のイオン導電性の高分子化合物を含有し、抵抗値を１０⁵〜１０⁷Ωｃｍに制御したＡＢＳ樹脂を射出成形により導電性支持体の表面に０．５〜１ｍｍ被覆して抵抗調整層とする。更に、該抵抗調整層の表面に酸化スズなどの導電性微粒子が分散した熱可塑性樹脂組成物からなる保護層を順次形成する。また、帯電電圧を印加するための導電性支持体として金属製軸部材が用いられる。この軸部材は、軸受け部と、電圧印加用軸受け部と、外径が１４ｍｍの被覆部が一体で構成される。被覆部の周面上には、ポリエーテルエステルアミド等のイオン導電性の高分子化合物を含有した熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂の体積抵抗値１０⁵〜１０⁷Ωｃｍの抵抗調整層が射出成形で０．５〜１ｍｍの厚みで被覆成形加工される。

帯電ローラ３５には、帯電ローラ３５に印加する帯電電圧を少なくとも２段階以上に変化させることが可能な帯電印加電圧切替手段１５０に接続されている。

次に、図２を参照して、本実施例の画像形成部に用いているクリーニング装置１５ａ〜１５ｄについて説明する。上述のように、クリーニング装置１５ａ〜１５ｄは同じ構成とされるので、クリーニング装置１５ａについて説明する。

クリーニング装置１５ａは、クリーニング容器１０９ａと、このクリーニング容器１０９ａに保持され、感光ドラム１１ａの表面に当接しているクリーニングブレード１１０ａとスクリュー１１１ａとを備えたものである。

なお、クリーニングブレード１１０ａよりも感光ドラム１１ａの回転方向Ｒ１の上流側（像担持体回転方向上流側）に、感光ドラム１１ａを露光する帯電前露光装置（像担持体露光手段）としてのクリーナ前露光装置１１２ａが配設されている。なお、クリーニング装置１５ａの下流側（像担持体回転方向下流側）にクリーナ後露光装置（図示せず）が配備されたものを用いても良い。つまり、帯電前露光装置（像担持体露光手段）、即ち、本実施例のクリーナ前露光装置１１２ａは、一次転写ローラ（転写手段）３５ａより像担持体回転方向下流側に位置しており、一次帯電ローラ（帯電手段）１２ａより像担持体回転方向上流側に配置される。

帯電前露光装置１１２ａはそれぞれＬＥＤを感光ドラムの回転軸方向に整列させたアレイ状光源で形成されている。光源波長が４００〜８００ｎｍにピークを有し、感光体表面における光量が、０．１ｌｕｘ・ｓｅｃから５０ｌｕｘ・ｓｅｃの範囲で制御可能である。光源に印加する電圧を調整することで光量を調節できる。そして、クリーニングブレード１１０ａは厚み３ｍｍのウレタンゴムで構成されており、感光ドラム１１ａは、図示矢印Ｒ１方向に所定速度で回転駆動されている。感光ドラム１１ａは、前記前露光装置１１２ａによってその表面が除電された後、一次帯電器１２ａによって表面が一様に帯電される。そして、感光ドラム１１ａの表面に情報書き込み手段１３ａによって画像露光Ｌが照射されると、感光ドラム１１ａの表面には画像に対応する静電像が形成される。静電像は、現像装置１４ａによって現像されて現像剤像（トナー像）として顕画化される。

続いて、本実施例で用いた感光ドラム１１に関して、その製造方法も含めて詳しく説明する。

本実施例で用いた電子写真感光体は、図３に示すように支持体Ａの上に、下引き層Ｂ、電荷発生層Ｃ、電荷輸送層Ｄ、表面層Ｅの順で積層構成された有機感光体である。

電子写真感光体の支持体Ａとしては、導電性を示すものであって硬度の測定に影響を与えない範囲内のものであれば、特に制限なく使用することができる。例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレスなどの金属や合金をドラム状に成形したものなどが使用できる。

下引き層Ｂは感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、または感光層の電気的破壊に対する保護などのために形成される。下引き層Ｂの材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド、Ｎ−メトキシメチル化６ナイロン、共重合ナイロン、にかわ及びゼラチンなどを用いることができる。これらを適当な溶剤に溶解し、支持体上に塗布する。その際、下引き層Ｂの膜厚としては０．１〜２μｍが好ましい。次に、下引き層Ｂの上に感光層を形成する。

電荷発生層Ｃと電荷輸送層Ｄとを機能分離し積層させた積層型感光層を形成する場合には、下引き層Ｂ上に電荷発生層Ｃ、電荷輸送層Ｄの順で積層する。

ここで、電荷発生層Ｃに用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、また各種の中心金属および結晶系、より具体的には例えばα、β、γ、εおよびＸ型などの結晶型を有するフタロシアニン化合物、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、非対称キノシアニン顔料、キノシアニンおよび特開昭５４−１４３６４５号公報に記載のアモルファスシリコーンなどが挙げられる。

本実施例中では、高画質を実現するために感度を高くできるフタロシアニン化合物を用いた電荷発生層を用いた。

この積層型感光体の場合、電荷発生層Ｃは、次のようにして形成する。つまり、上記電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着樹脂及び溶剤と共にホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライターおよびロールミルなどの方法を用いて分散させる。次いで、該分散液を下引き層上に塗布し乾燥させることにより形成させるか、又は、上記電荷発生物質の単独組成からなる膜を蒸着法などを用いることにより下引き層Ｂ上に形成させる。電荷発生層Ｃの膜厚は５μｍ以下であることが好ましく、特に０．１〜２μｍの範囲であることが好ましい。

上記結着樹脂としては、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、などのビニル化合物の重合体及び共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。

本実施例における表面層Ｅは、上述した連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を重合或いは架橋させることにより形成することができる。表面層Ｅは、電荷発生層Ｃ上に電荷輸送層Ｄとして形成されているか、若しくは、電荷発生層Ｃ上に電荷輸送物質と結着樹脂からなる電荷輸送層Ｄを形成させた後にその上に保護層として形成されている。いずれの場合も、正孔輸送性化合物を含有する溶液を製膜し、該正孔輸送性化合物を重合あるいは架橋し、膜を硬化させることにより表面層を形成することができる。溶液を製膜する方法としては、例えば浸漬コーティング法、スプレイコーティング法、カーテンコーティング法およびスピンコーティング法などの塗布法を用いて行うことができる。中でも効率性／生産性の点から、浸漬コーティング法が好ましい。また蒸着、プラズマその他の公知の製膜方法も適用できる。

上記重合或いは架橋は、熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線等を用いて行うことができる。そこで、例えば上記正孔輸送性化合物と必要によっては重合開始剤を含有させた表面層用の塗工液を用いて形成した膜に、熱を加えるか光や放射線を照射することにより、本発明の表面層を形成するとよい。

尚、中でも放射線を用いるのがより好ましい。何故なら、放射線による重合は重合開始剤を特に必要としないからである。これにより非常に高純度な三次元マトリックスの表面層Ｅを作製することができ、良好な電子写真特性を示す感光体を得ることができるからである。上記放射線とは電子線又はγ線などである。電子線を照射する場合には、スキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型およびラミナー型などの加速器を用いて行うことができる。

電気特性及び機械的劣化に対する耐久性を向上させた本発明の感光体を得る上で、電子線の照射条件を考慮することは重要である。

例えば、本発明において、加速電圧は２５０ＫＶ以下であると好ましく、より好ましくは１５０ＫＶ以下である。また照射線量は０．１Ｍｒａｄから１００Ｍｒａｄの範囲であると好ましく、より好ましくは０．５Ｍｒａｄから２０Ｍｒａｄの範囲である。加速電圧が上記を越えると電気特性の劣化が起こる。また、照射線量が上記範囲よりも少ない場合には表面層Ｅの硬化が不十分となり、一方照射線量が多い場合には電気特性の劣化が起こる。

更に、表面層Ｅをより硬化させるために、電子線による重合反応時に熱を加えるとよい。熱を加えるタイミングとしてはラジカルが存在する間に感光体が一定の温度になっていれば良いため、電子線照射前、照射中、照射後、いずれの段階で加熱してもよい。加熱温度は、感光体の温度が室温〜２５０℃となるように調整すればよい。より好ましくは５０℃〜１５０℃である。温度が上記範囲よりも高い場合には、電子写真感光体の材料に劣化が生じるからである。加温する時間は、その温度にもよるが、おおよそ数秒から数十分程度であるとよい。

照射及び加温時の雰囲気は、大気中、窒素およびヘリウム等の不活性ガス中、真空中のいずれの場合であっても構わない。酸素によるラジカルの失活を抑制することができるという点で、不活性ガス中あるいは真空中が好ましい。

上記正孔輸送性化合物を電荷輸送層Ｄとして用いた場合の膜厚は１〜５０μｍが好ましく、特には３〜３０μｍが好ましい。

また、上記正孔輸送性化合物を電荷発生層Ｃ／電荷輸送層Ｄ上に保護層として用いた場合、その下層に当たる電荷輸送層Ｄは以下のようにして形成する。

適当な電荷輸送物質、例えばポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリスチリルアントラセンなどの複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラゾリン、イミダゾール、オキサゾール、トリアゾール、カルバゾールなどの複素環化合物、トリフェニルメタンなどのトリアリールアルカン誘導体、トリフェニルアミンなどのトリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、Ｎ−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの低分子化合物などを適当な結着樹脂（上述した電荷発生層の箇所で説明したのと同様な樹脂が適用できる）とともに溶剤に分散／溶解する。そして、該溶液を上述の公知の方法を用いて電荷発生層Ｃ上に塗布し乾燥させることにより形成する。この場合の電荷輸送物質と結着樹脂の比率は、両者の全重量を１００とした場合に電荷輸送物質の重量は２０〜１００であると好ましく、より好ましくは３０〜１００である。電荷輸送物質の量がそれ以下であると、電荷輸送能が低下し、感度低下および残留電位の上昇などの問題が生ずる。保護層が形成された積層型感光体における電荷輸送層Ｄの膜厚は１〜５０μｍが好ましく、より好ましくは３〜３０μｍである。また、この時の表面層の膜厚は０．５〜１０μｍが好ましく、より好ましくは１〜７μｍである。本実施例としては、電荷輸送層Ｄは１８μｍ、表面層Ｅは５μｍの膜厚の感光体を用いた。

続いて、図４の制御フローと図５のタイミングチャート、及び、図６、図７の電子写真感光体断面の模式図、図８の明部電位変動ΔＶＬの概略図を用いて、本実施例で行った電
子写真感光体の明部電位変動抑制制御について説明する。

図１２に本実施例の制御フローを示す回路図を示す。

本実施例にて、制御ユニット２００は、ＣＰＵ２０１、メモリ（記憶手段）２０２、レーザー露光量制御手段２０４、帯電高圧制御手段２０５、現像高圧制御手段２０６、前露光量制御手段２０８及び帯電ローラ電流検知手段２１０を備えている。本実施例にて、帯電高圧制御手段２０５は、帯電印加電圧切替手段１５０に作用し、帯電印加電圧を制御し、また、前露光量制御手段２０８は、前露光量切替手段１６０に作用し、前露光装置１１２ａの露光量を制御する。

前回画像形成時の条件がメモリ２０２に情報として格納されている。そして、次の濃度制御等によって、帯電高圧条件（作像段階）Ｖ１が変更される情報がＣＰＵ２０１によって判断されるまでは、帯電高圧制御手段２０５によって、メモリ２０２に格納された帯電条件Ｖ１で作像される。従って、Ｖ１がメモリ２０２に格納された条件で固定される場合は、準備段階の帯電条件Ｖ２が、│Ｖ１│＜│Ｖ２│となるようにＣＰＵ２０１からＶ２の設定が指定され、帯電高圧制御手段２０５に情報が送られる。そして、帯電高圧制御手段２０５によって帯電電圧切替手段１５０が制御され、Ｖ２が準備段階で印加される。

図４に示すように、本画像形成装置において、スタートボタンが押され、コピーがスタートされると（Ｓ１）、本画像形成装置は画像形成の作像準備段階（前回転段階）に入る（Ｓ２）。前回転段階を設ける理由としては、感光体の回転速度の安定化、高圧の印加速度の応答性、感光体の除電の時間を考慮して設けられている。前回転段階では、まず感光体が回転を開始し、回転速度が安定すると、前記クリーナ容器１０９に配備されたクリーナ前露光装置１１２からＬＥＤによる露光が開始される（Ｓ３）。このときの前露光量としてはＬ１（Ｌｕｘ＊ｓｅｃ）の光量に設定されている。Ｌ１の量としては、プロセススピードにもよるが、本装置のように３００ｍｍ／ｓｅｃくらいであれば感光体面上で１０〜４０（Ｌｕｘ＊ｓｅｃ）に設定するのが望ましい。本実施例ではＬ１＝３０（Ｌｕｘ＊ｓｅｃ）の光量に設定している。

続いて、帯電ローラ１２に帯電直流電圧Ｖ２を印加し、交流電圧も重畳させる（Ｓ４）。帯電ローラ１２に印加する直流電圧としては、画像形成中（作像段階）は第１の帯電直流電圧Ｖ１として４００〜７００Ｖが一般的である。しかし、前回転段階（作像準備段階）は、本発明では第２の帯電直流電圧Ｖ２として、通常画像形成時（作像段階）の帯電直流電圧Ｖ１よりも高い８００〜１２００Ｖに設定して（即ち、│Ｖ１│＜│Ｖ２│）、感光体の帯電を行うのが好ましい。この際、交流電圧としては、感光体の帯電電位を印加した直流電圧に収束させるために、１５００〜２０００Ｖｐｐを印加するのが好ましい。本実施例では交流電圧を１８００Ｖｐｐに設定して帯電を行った。

引き続いて、画像形成が開始される（Ｓ５）。

本実施例では、帯電印加電圧切替手段１５０により、前回転段階（作像準備段階）での帯電直流電圧Ｖ２を、画像形成時（作像段階）の帯電直流電圧Ｖ１よりも高くなるように設定している（即ち、│Ｖ１│＜│Ｖ２│）（Ｓ６）。これにより、前回転段階の間において明部電位上昇を抑制する制御を行っている。

連続コピーＪＯＢ中であるか否かを判断し（Ｓ７）、Ｙｅｓの場合には終了する。終了していない場合（Ｎｏの場合）には、Ｓ６に戻る。

詳細に現象を説明すると、図６、図７に示すように、感光体の電荷発生層Ｃから発生したフォトキャリアが表面層Ｅの表面電位に引かれて、電荷輸送層Ｄ内を移動し、且つ、電荷発生層で発生した電子が支持体へ流れる。しかし、フォトキャリアの移動は材料の応答性の限界によって、その移動速度は急激に遅くなり、前記電荷輸送層Ｄ内に多く滞留してしまう。このフォトキャリア滞留動作が促進されると、やがて、電荷輸送層内のフォトキャリアの移動速度は、平衡状態に到達し、電荷の移動速度は安定化する。すなわち、前述のように前回転段階での帯電直流電圧Ｖ２を、画像形成時の帯電直流電圧Ｖ１よりも高くなるように設定する。これによって、表面層Ｅの表面電位に電荷発生層Ｃで発生したフォトキャリアを引かれやすい状態、つまりは、電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリアの移動が促進された状態をつくる。これにより、電荷輸送層Ｄ内の電荷の移動速度が安定した状態を前回転段階中に強制的につくってやることが可能になる。

しかしながら、図８に示すように、前回転段階の直流電圧がＶ２、画像形成段階の直流電圧がＶ２というように、両方の電圧を画像形成段階の直流電圧の設定に合せた場合は、前回転段階の電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリアの移動速度は促進される。そのため、移動速度は安定化状態に入りやすくなる反面、画像形成段階においての電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリアの移動速度も同時に促進され続けるため、実質画像形成開始から終了までの明部電位変動ΔＶＬは、大きくなってしまう（矢印Ｈ）。

また、前回転段階の直流電圧がＶ１、画像形成段階の直流電圧がＶ１というように、両方の電圧を前回転段階の直流電圧の設定に合せた場合は、前回転段階における電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリアの移動速度はあまり促進されない。そのため、画像形成段階において、フォトキャリアの移動速度が安定せず、明部電位変動ΔＶＬは画像形成段階中に大き
く変動してしまうことになる（矢印Ｆ）。

従って、本発明は前回転段階の直流電圧がＶ２、画像形成段階の直流電圧がＶ１という前回転段階の直流電圧の設定を画像形成段階の直流電圧の設定よりも大きくすることにより、前回転段階の電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリアの移動速度は促進される。そして、移動速度は安定化状態に入り易くし、且つ、画像形成段階中においては電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリアの移動速度はあまり促進されない状態にすることによって、明部電位変動Δ
ＶＬを小さくすることを実現している（矢印Ｇ）。

表１に、直流電圧Ｖ２、Ｖ１の設定と、感光体の明部電位変動ΔＶＬとの関係と、１枚
目〜５００枚目の画像濃度変化の評価結果を示す。つまり、前回転段階の直流電圧がＶ２、画像形成段階の直流電圧がＶ１の設定と、３０％Ｄｕｔｙ画像連続コピー１００枚中通紙中における感光体の明部電位変動ΔＶＬ（１００）の関係である。また、前回転段階の
直流電圧がＶ２、画像形成段階の直流電圧がＶ１の設定と、３０％Ｄｕｔｙ画像連続コピー５００枚中通紙中における感光体の明部電位変動ΔＶＬ（５００）の関係である。

また、感光ドラム１１、即ち、電子写真感光体は、長期的に帯電、露光を繰り返されることによって、内部の電荷発生層Ｃ、及び、電荷輸送層Ｄ、表面層Ｅなどの材料が劣化する。それによって、前記ホールのホール輸送物質を含有する正孔輸送層側へ注入の応答性、若しくは、支持体側への電子の移動の応答性が低下するため、前記フォトキャリアの移動速度、及び移動速度の安定化状態までに要する時間などに変化が現れる。

従って、本発明にあるように、前回転段階の直流電圧がＶ２、画像形成段階の直流電圧がＶ１の設定は、感光体の使用状況、即ち、耐久状態に応じて、変化させていくことが望ましい。つまり、使用が進むにつれて大きく変化させる。特に、前回転段階の直流電圧Ｖ２の設定は、画像形成には影響しないので、感光体の耐久状態に応じて、自由に設定を切り換えてもよく、一般的には材料の劣化により応答性が悪くなってくる。従って、初期状態と同じ明部電位変動に抑えるためには、感光体の耐久状態に応じて、直流電圧Ｖ２の絶対値│Ｖ２│を除々に大きくしていくことが好ましい。感光体の耐久状態を測る指標としては、感光体の回転数、感光体への総露光量で管理するなどの方法がある。

また、感光体の特性上、電荷輸送層Ｄへのフォトキャリアの滞留のレベルが悪く、明部電位の変動が極めて大きい場合、及び、感光体の耐久状態に応じて、応答性が著しく悪化し、明部電位の変動が極めて大きくなってしまった場合には、以下のようにする。

つまり、前記前回転段階の時間を延長するモード（作像準備段階延長モード）を設ける。そして、ユーザー、サービスマンの設定に応じて、若しくは、感光体の耐久状態に応じて自動的に、前記前回転段階の時間を延長するモードを選択して移行する。そして、前回転段階の時間、即ち、像担持体の回転時間を延長し、且つ帯電電圧Ｖ２を印加する帯電時間を長くする。これによって、前回転段階中に電荷輸送層Ｄへのフォトキャリアの滞留状態を出来るだけ安定化させた状態で画像形成段階に移行することができ好ましい。すなわち、前回転段階を延長することによって、画像形成段階の明部電位変動ΔＶＬをさらに抑
制することが可能である。

実施例２
また、本発明によると、前記実施例１と同様の画像形成装置に、前回転段階の直流電圧がＶ２、画像形成段階の直流電圧がＶ１の設定として、次のようにする。

つまり、本実施例では、前露光装置１１２ａは、前露光装置１１２ａによる感光ドラム１１への露光量を少なくとも２段階以上に変化させることが可能な前露光量切替手段１６０（図１）を有している。

従って、本実施例では、前回転段階（作像準備段階）の直流電圧を画像形成段階（作像段階）の直流電圧よりも高く切り替える。そして、この直流電圧の切り替えと同期して、前記前回転段階に照射するクリーナ前露光装置１１２ａの露光量（第２の前露光量Ｌ２）と画像形成段階に照射するクリーナ前露光装置１１２ａの露光量（第１の前露光量Ｌ１）の光量を切り替える。これにより、さらに効果的に明部電位の変動を抑制してやることが可能になる。前回転段階（作像準備段階）に照射するクリーナ前露光装置１１２ａの第２の露光量Ｌ２は、画像形成段階（作像段階）に照射するクリーナ前露光装置１１２ａの第１の露光量Ｌ１よりも大きいことが望ましい。即ち、Ｌ１＜Ｌ２である。

すなわち、本発明によれば、図３の前記電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリア滞留動作を促進させることによって、電荷輸送層内のフォトキャリアの移動速度を平衡状態に到達させ、電荷の移動速度は安定化させることによって目的が達成される。従って、前述のように前回転段階での前露光量Ｌ２を、画像形成時の前露光量Ｌ１よりも高くなるように設定することによって、実施例１よりも更に効率的に、前回転段階で電荷発生層Ｂから多くのフォトキャリアを発生させることができる。そのため、電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリアの移動が促進された状態をつくることができ、実施例１よりもさらに迅速に、電荷輸送層Ｄ内の電荷の移動速度が安定した状態を強制的につくってやることが可能になる。

以下に、実施例１と同様に、実施例２に関して、本実施例で行った電子写真感光体の明部電位変動抑制制御について具体的に説明する。

本実施例においても、実施例１と同様の図１２に示す制御フローに従って制御される。先ず、図１２を参照して説明する。前回画像形成時の前露光量条件がメモリ２０２に情報として格納されている。前露光量制御手段２０８によって、メモリ２０２に格納された帯露光条件Ｌ１で作像される。従って、Ｌ１がメモリ２０２に格納された条件で固定される場合は、準備段階の露光条件Ｌ２が、│Ｌ１│＜│Ｌ２│となるようにＣＰＵからＬ２の設定が指定され、前露光量制御手段２０８に情報が送られる。そして、前露光量制御手段２０８によって前露光切替手段１６０が制御され、Ｌ２が準備段階で照射される。

本実施例の電子写真感光体の明部電位変動抑制制御を、図９の制御フローと図１０のタイミングチャート、及び、図６、図７の電子写真感光体断面の模式図、図１１の明部電位変動ΔＶＬの概略図を用いて行なう。

図９に示すように、本画像形成装置において、スタートボタンが押され、コピーがスタートされると（Ｓ１１）、本装置は画像形成の準備段階（前回転段階）に入る（Ｓ１２）。前回転段階を設ける理由としては、感光体の回転速度の安定化、高圧の印加速度の応答性、感光体の除電の時間を考慮して設けられている。前回転段階では、まず感光体が回転を開始し、回転速度が安定すると、前記クリーナ容器１０９に配備されたクリーナ前露光装置１１２からＬＥＤによる露光が開始される（Ｓ１３）。このときの前露光量としてはＬ２（Ｌｕｘ＊ｓｅｃ）の光量に設定されている。Ｌ２の光量としては、４０〜８０（Ｌｕｘ＊ｓｅｃ）が望ましい。本実施例では特にＬ２の光量を５０〜６０（Ｌｕｘ＊ｓｅｃ）に設定しており、Ｌ１よりも充分に高い光量にしている（Ｌ１＜Ｌ２）。Ｌ１の量としては、プロセススピードにもよるが、本装置のように３００ｍｍ／ｓｅｃくらいであれば感光体面上で１０〜４０（Ｌｕｘ＊ｓｅｃ）に設定するのが望ましい。本実施例ではＬ１＝３０（Ｌｕｘ＊ｓｅｃ）の光量に設定している。

続いて、帯電ローラ１２に直流電圧Ｖ２を印加し、交流電圧も重畳させる（Ｓ１４）。帯電ローラ１２に印加する直流電圧としては、実施例１と同様に画像形成中は７００Ｖに設定し、直流電圧Ｖ２として、通常画像形成時（作像段階）の帯電直流電圧Ｖ１よりも高い１０００Ｖに設定して（即ち、│Ｖ１│＜│Ｖ２│）、感光体の帯電を行った。この際、交流電圧としては、感光体の帯電電位を印加した直流電圧に収束させるために、１５００〜２０００Ｖｐｐを印加するのが好ましい。本件では交流電圧を１８００Ｖｐｐに設定して帯電を行った。

引き続いて、画像形成が開始される（Ｓ１５）。そして、前露光量Ｌ１で感光体を露光し（Ｌ１＜Ｌ２）（Ｓ１６）、次いで、帯電直流電圧Ｖ１が印加される（Ｓ１７）。

つまり、図１０に示すように、前回転段階での第２の帯電直流電圧Ｖ２を、画像形成時の第１の帯電直流電圧Ｖ１よりも高くなるように設定し、且つ前回転段階での第２の前露光量Ｌ２を、画像形成時の第１の前露光量Ｌ１よりも高くなるように設定している。

連続コピーＪＯＢ中であるか否かを判断し（Ｓ１８）、Ｙｅｓの場合は終了する。終了していない場合（Ｎｏの場合）には、Ｓ１７に戻る。

詳細に現象を説明すると、実施例１と同様に、前回転段階の帯電直流電圧Ｖ２、及び、クリーナ前露光光量Ｌ２を画像形成段階よりも高くすることによって、フォトキャリア滞留動作が促進される。やがて、電荷輸送層内のフォトキャリアの移動速度は、平衡状態に到達し、電荷の移動速度は安定化する。すなわち、表面層Ｅの表面電位に電荷発生層Ｃで発生したフォトキャリアを引かれやすい状態、さらには、強い前露光量の照射によって、電荷発生層Ｂから電荷が発生しやすい状態をつくる。そして、電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリアの移動が促進された状態をより迅速つくることにより、電荷輸送層Ｄ内の電荷の移動速度がより安定した状態を前回転段階中に強制的につくってやることが可能になる。

従って、本実施例では、図１１に示すように、実施例１の前回転段階の前露光量Ｌ１、画像形成段階の前露光量Ｌ１といったように、両方の光量を同じにした場合よりも、前回転段階の前露光の光量をＬ２というＬ１よりも高い状態にする。これによって、前回転段階の電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリアの移動速度は促進されて、移動速度は安定化状態に入り易くし、且つ、画像形成段階中においては電荷輸送層Ｄ内のフォトキャリアの移動速度はあまり促進されない状態にする。このことによって、画像形成段階の明部電位変動Δ
ＶＬを小さくすることを実現している（矢印Ｉ）。

表２に、以下の関係及び１枚目〜５００枚目の画像濃度変化の評価結果を示す。つまり、一つは、前回転段階の直流電圧Ｖ２、前露光量Ｌ２、画像形成段階の直流電圧Ｖ１、前露光量Ｌ１の設定と３０％Ｄｕｔｙ画像連続コピー１００枚中通紙中における感光体の明部電位変動ΔＶＬ（１００）の関係である。また、前回転段階の直流電圧Ｖ２、前露光量
Ｌ２、画像形成段階の直流電圧Ｖ１、前露光量Ｌ１の設定と３０％Ｄｕｔｙ画像連続コピー１００枚中通紙中における感光体の明部電位変動ΔＶＬ（１００）の関係である。更に
、１枚目〜５００枚目の画像濃度変化の評価結果を示している。

また、電子写真感光体１は、長期的に帯電、露光を繰り返されることによって、内部の電荷発生層Ｃ、及び、電荷輸送層Ｄ、表面層Ｅなどの材料が劣化する。このため、前記ホールのホール輸送物質を含有する正孔輸送層側へ注入の応答性、若しくは、支持体側への電子の移動の応答性が低下するため、前記フォトキャリアの移動速度、及び移動速度の安定化状態までに要する時間などに変化が現れる。

従って、本実施例にあるように、前回転段階の前露光量がＬ２、画像形成段階の前露光量がＬ１の設定は、感光体の使用状況、即ち、耐久状態に応じて、変化させていくことが望ましい。つまり、使用が進むにつれて大きく変化させる。特に、前回転段階の前露光量Ｌ２の設定は、画像形成には影響しないので、感光体の耐久状態に応じて、自由に設定を切り換えてもよい。一般的には材料の劣化により応答性が悪くなってくるので、初期状態と同じ明部電位変動に抑えるためには、感光体の耐久状態に応じて、前露光量Ｌ２を除々に大きくしていくことが好ましい。感光体の耐久状態を測る指標としては、感光体の回転数、感光体への総露光量で管理するなどの方法がある。

また、実施例１と同様に、感光体の特性上、電荷輸送層Ｄへのフォトキャリアの滞留のレベルが悪く、明部電位の変動が極めて大きい場合には、次のことを行う。また、感光体の耐久状態に応じて、応答性が著しく悪化し、明部電位の変動が極めて大きくなってしまった場合にも同様である。

つまり、これらの場合は、前記前回転段階の時間を延長するモード（作像準備段階延長モード）を設ける。そして、ユーザー、サービスマンの設定に応じて、若しくは、感光体の耐久状態に応じて自動的に、前記前回転段階の時間を延長するモードを選択して移行する。そして、前回転段階の時間を長くし、即ち、像担持体の回転時間を延長し、且つ前露光量Ｌ２を露光する露光時間を延長する。これによって、前回転段階中に電荷輸送層Ｄへのフォトキャリアの滞留状態を出来るだけ安定化させた状態で画像形成段階に移行することができ、好ましい。すなわち、前回転段階を延長することによって、画像形成段階の明部電位変動ΔＶＬを抑制することが可能である。

以上説明したように、本発明の画像形成装置は、前露光装置（露光手段）を帯電手段より感光ドラム（像担持体）の回転方向上流側に設ける。また、露光手段による像担持体への露光動作を行い、且つ帯電手段に印加する帯電電圧を少なくとも２段階以上に変化させることが可能な帯電印加電圧切替手段を有している。像担持体への画像情報の書き込みを行う作像段階では第１の帯電電圧Ｖ１で像担持体を帯電し、像担持体への画像情報の書き込みを行う前の作像準備段階では第２の帯電電圧Ｖ２で像担持体を帯電する。このとき、帯電電圧の絶対値の関係は、│Ｖ１│＜│Ｖ２│、である。

また、露光手段による像担持体への露光量を少なくとも２段階以上に変化させることが可能な前露光量切替手段を有し、像担持体への画像情報の書き込みを行う作像段階では第１の前露光量Ｌ１で像担持体を露光し、像担持体への画像情報の書き込みを行う前の作像準備段階では第２の前露光量Ｌ２で像担持体を露光し、露光量の関係は、Ｌ１＜Ｌ２、である。

本発明は、斯かる構成とすることにより、画像形成が開始される前の準備段階（即ち、前回転段階）において、明部電位上昇の発生を促進させる、すなわち露光により電荷発生層で電荷が発生する。そして、分離されたホールがホール輸送物質を含有する正孔輸送層側へ注入され、表面電位をキャンセルし、発生した電子が支持体側に移動するという一連の動作を前回転段階で急激に促進させる。それによって、フォトキャリアを感光層内に充分に滞留させた安定状態をつくることが可能である。従って、実際の画像形成段階の間においては、短期サイクルで像露光が繰り返されても、感光層内のフォトキャリアの滞留状態に変化はほとんどなく、明部電位の電位上昇の変化量はかなり抑制される。すなわち、画像形成段階中の画像濃度の低下はかなり抑制できる。

上述のように、本発明によれば、高速電子写真プロセスにおいて必ず問題となる短期サイクルでの像露光、及び前露光の照射によって、画像形成された明部電位の電位が上昇する。結果として画像濃度低下といった画像不良が発生するような状況を打開することができる。

また、本発明は、従来から配備されている帯電手段に印加する帯電直流電圧や帯電前露光の光量といった設定を変えるだけで、濃度低下を抑制できる。また、特別な手段や部材は必要がなく、非常に安価で容易である。且つ、前回転段階などの画像形成とは関係のないタイミングで行う制御であって、ユーザが出力する画像には全く影響がない。従って、従来の方法よりも飛躍的に画質の安定した出力を維持することが可能になった。

１１ａ〜１１ｄ 感光ドラム（像担持体）
１２ａ〜１２ｄ 一次帯電器（帯電手段）
１３ａ〜１３ｄ 情報書き込み手段
１４ａ〜１４ｄ 現像装置（現像手段）
３０ 中間転写ユニット
３１ 中間転写ベルト（中間転写体）
３５ａ〜３５ｄ 一次転写ローラ（転写手段）
１１２ａ〜１１２ｄ 前露光装置（像担持体露光手段）
１５０ 帯電印加電圧切替手段
１６０ 前露光量切替手段
２００ 制御ユニット

Claims (6)

1. 像担持体と、前記像担持体上に静電像を形成するために前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電処理された前記像担持体に静電像を形成する情報書き込み手段と、前記像担持体に形成された静電像に現像剤を供給して可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を中間転写体に、或いは、記録材に転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、
   前記転写手段より像担持体回転方向下流側に位置し、前記帯電手段より像担持体回転方向上流側に位置して、前記像担持体への露光動作を行う像担持体露光手段と、
   前記帯電手段に印加する帯電電圧を少なくとも２段階以上に変化させることが可能な帯電印加電圧切替手段と、
   を有し、前記像担持体への画像情報の書き込みを行う作像段階では第１の帯電直流電圧Ｖ１で前記像担持体を帯電し、前記像担持体への画像情報の書き込みを行う前の作像準備段階では第２の帯電直流電圧Ｖ２で前記像担持体を帯電し、帯電直流電圧の絶対値の関係が、
   │Ｖ１│＜│Ｖ２│
   が成り立つことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体露光手段による前記像担持体への露光量を少なくとも２段階以上に変化させることが可能な前露光量切替手段を有し、前記像担持体への画像情報の書き込みを行う作像段階では第１の前露光量Ｌ１で前記像担持体を露光し、前記像担持体への画像情報の書き込みを行う前の作像準備段階では第２の前露光量Ｌ２で前記像担持体を露光し、露光量の関係が、
   Ｌ１＜Ｌ２
   が成り立つことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の前露光量Ｌ２は、前記像担持体の使用が進むにつれて大きく変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２の帯電直流電圧の絶対値│Ｖ２│は、前記像担持体の使用が進むにつれて大きく変化させることを特徴とする請求項１又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体への画像情報の書き込みを行う前の作像準備段階において、前記像担持体の回転時間を延長し、且つ前記帯電電圧Ｖ２を印加する帯電時間を延長する作像準備段階延長モードを選択することが可能であることを特徴とする請求項１又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体への画像情報の書き込みを行う前の作像準備段階において、前記像担持体の回転時間を延長し、且つ前記前露光量Ｌ２を露光する露光時間を延長する作像準備段階延長モードを選択することが可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。

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