JP2013083954A - 電子写真装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子写真感光体を、その円筒軸方向に2等分して2つの領域に分けたとき、2つの領域における感光体特性の温度依存性の絶対値が同一でなく、2つの領域のうち、感光体特性の温度依存性の絶対値が小さい方の領域を第1の領域とし、大きい方の領域を第2の領域としたとき、電子写真装置で画像形成を行った場合の第1の領域の表面温度の変化が第2の領域の表面温度の変化よりも大きくなるように、電子写真感光体が電子写真装置内に配置されている。
【選択図】図1
Description
図2に示す電子写真装置では、電子写真感光体2001の内部に電子写真感光体用ヒーター2010が設置されており、これによって、電子写真感光体2001の表面温度が制御される。
その後、電子写真感光体2001の表面には、前露光装置(不図示)から前露光光2009が照射され、電子写真感光体2001の表面は除電される。
近年、電子写真装置を用いて写真や絵などの画像を出力する機会が増えてきており、その結果、電子写真画像の高画質化への要求が高まってきている。特に、画像濃度ムラ(画像濃度の不均一性)は、人の目によって容易に判別可能なこともあり、画像濃度ムラの低減に対する要求は特に高まってきている。
しかしながら、電子写真感光体用ヒーターのような電子写真感光体の表面温度を制御する手段を有しない電子写真装置においては、画像濃度ムラを十分に抑制することができない場合があり、いまだ改善の余地を有しているのが現状である。
前記電子写真感光体が、その表面温度によって感光体特性が変化する感光体特性の温度依存性を有し、
前記電子写真感光体を、その円筒軸方向に2等分して2つの領域に分けたとき、前記2つの領域における前記感光体特性の温度依存性の絶対値が同一でなく、
前記2つの領域のうち、前記感光体特性の温度依存性の絶対値が小さい方の領域を第1の領域とし、大きい方の領域を第2の領域としたとき、前記電子写真装置で画像形成を行った場合の前記第1の領域の表面温度の変化が前記第2の領域の表面温度の変化よりも大きくなるように、前記電子写真感光体が前記電子写真装置内に配置されている
ことを特徴とする電子写真装置である。
画像濃度ムラが発生する原因の1つに、画像形成(画像出力)時における電子写真感光体の表面電位ムラが挙げられる。
ここで、帯電装置3001内において空気の流れを均一に近づけるには、帯電装置3001の下方(図3中のF方向)に排気ダクト(不図示)を設けることが好ましい。
その結果、画像形成(画像出力)時の電子写真感光体の表面電位ムラに起因する画像濃度ムラを抑制することができる。
図1に示す電子写真装置による電子写真画像の形成は以下のように行われる。
この一連のプロセスを繰り返すことで、連続的に画像形成(画像出力)が行われる。
図5に示す堆積膜形成装置は、主として、反応容器5000、および、反応容器5000内を減圧するための排気装置5001から構成されている。反応容器5000の内部には、アースに接続された円筒状補助基体5002、円筒状基体5003を加熱するための円筒状基体用ヒーター5004、および、ガス導入管5005が設置されている。また、反応容器5000の側壁部は、主として、導電性材料からなる放電電極5006で構成されており、放電電極5006と反応容器5000の他の部分は、絶縁碍子5007によって絶縁されている。放電電極5006には、マッチングボックス5008を介して、13.56MHzの高周波電源5009が接続されている。
反応容器5000は、排気管5011を有し、メインバルブ5013を介して排気装置5001で真空排気されうる。
旋盤などで鏡面加工が施された表面を有する円筒状基体5003を、反応容器5000の内部の円筒状基体用ヒーター5004を取り囲むように円筒状補助基体5002の上に設置し、キャップ5014を設置する。
次に、メインバルブ5013を開いて反応容器5000およびガス導入管5005の内部を排気する。真空計5012の読みが所定の圧力(例えば、1Pa)以下になった時点で原料ガス導入バルブ5010を開き、加熱用の不活性ガス(例えば、アルゴンガス)をガス導入管5005より反応容器5000の内部に導入する。そして、反応容器5000の内部が所定の圧力になるように、加熱用の不活性ガスの流量、メインバルブ5013の開口量、排気装置5001の排気速度などを調整する。
図6(a)は、上記製造方法で製造されたアモルファスシリコン電子写真感光体における、感光体特性(帯電特性や感度特性など)の温度依存性の円筒軸方向のムラ(温度依存性ムラ)の例を示す図である。温度依存性ムラの形状は、電子写真感光体の円筒軸方向で多少の変曲点を持つが、円筒軸方向の全般に渡って概ねなだらかに変化した形状となっている。上記のような通常の製造方法で製造したアモルファスシリコン電子写真感光体においては、その製造方法の性質上、温度依存性ムラは、図6(a)に示すような、なだらかな形状が一般的であり、局所的に大きく変化するようなムラが発生することはない。
Δ(α・ΔT)≦0.07・Vc
なお、電子写真感光体の感光体特性の温度依存性ムラの形状は、例えば、図5に示す堆積膜形成装置のガス導入管を調整することで、変化させることができる。
旋盤を用いて長さ358mmのアルミニウム製の円筒体の表面(周面)を鏡面加工し、長さ358mm、外径80mmの円筒状基体を合計5本作製した。
また、図8(a)に示すように、ガス管8002におけるガス吹き出し穴8001の分布は概ね均一になっている。
なお、本実施例においては、図4に示すエアフロー構成を採用した。
また、連続画像出力前後における電子写真感光体の表面温度ムラの形状は、図6(d)に示すように、変曲点を持たず単調に変化する形状であった。
図9は、電子写真感光体の感光体特性の測定装置の例を示す図である。電子写真感光体9001の周囲に、帯電装置9002、画像露光光9003を照射する画像露光装置(不図示)、温度センサー((株)キーエンス製、商品名:IT2−01)9013、および、前露光光9009を照射する前露光装置(不図示)が配置されている。さらに、図1における現像装置1004の位置に現像装置1004に代えて電位センサー(表面電位計)(トレック社製、商品名:MODEL344)9012が配置されている。さらに、電子写真感光体9001の内部には電子写真感光体用ヒーター9010が配置されている。
次に、前露光装置(不図示)や帯電装置9002の条件は変更せずに、電子写真感光体9001の表面温度が所定の値(以下「T2」とする。)になるように電子写真感光体用ヒーター9010を制御した。表面温度T2の状態での電位センサー9012における暗部電位を測定した(以下「V2」とする。)。ここで、電位V2は、電子写真感光体1周分の平均値である。
電子写真感光体の帯電特性の温度依存性=(V1−V2)/(T1−T2)
なお、本実施例においては、T1=25℃、T2=40℃、V1=500Vとした。
電子写真感光体の円筒軸方向の中心位置を0mmとし、両端部に向けて20mm刻みに全15点の測定位置を決定し、各測定位置において上述した方法で電子写真感光体の帯電特性の温度依存性を測定した。
電子写真感光体の円筒軸方向の中心位置を0mmとし、両端部に向けて20mm刻みに全15点の測定位置を決定し、各測定位置において周方向90°刻みに4点の表面温度を測定して平均値を求めた。なお、電子写真感光体の表面温度の測定には、接触温度計(安立計器(株)製、商品名:HFT−51)を用いた。
図10に示すように、電子写真感光体10001を円筒軸方向で2等分し、帯電装置のエアフロー構成の排気側を領域J、他方側を領域Kとした。領域Jと領域Kのそれぞれの範囲で表面温度の測定値を平均化して表面温度とした。ここで、0mm位置の測定値は領域Jおよび領域Kの両方に含まれている。
実施例1−1〜1−5とそれぞれ同様にして製造した合計5本の電子写真感光体(比較例1−1〜1−5の電子写真感光体)を、それぞれ、上述した電子写真感光体用ヒーターを有しない構成に改造したキヤノン(株)製の電子写真方式の複写機(商品名:iR5075)に設置した。その際、連続画像出力前後での電子写真感光体の表面温度の変化が大きい方に、電子写真感光体の帯電特性の温度依存性の絶対値が大きい部分を設置した。また、電子写真感光体の表面温度の変化が小さい方に、電子写真感光体の帯電特性の温度依存性の絶対値が小さい部分を設置した。なお、電子写真感光体の帯電特性の温度依存性や表面温度の変化の大小関係は、実施例1−1〜1−5と同様に、表2および表3より決定した。
次に、温度15℃/相対湿度50%の低温環境下において、印字率1%のA4テストパターンを用いて5000枚の連続画像出力を行った。
実施例1−1〜1−5および比較例1−1〜1−5で行った5000枚の連続画像出力前後で、以下に示す方法で、画像濃度の測定を行い、画像濃度ムラの評価を行った。
結果を表5に示す。
電子写真感光体用ヒーターを有しない構成に改造したキヤノン(株)製の電子写真方式の複写機(商品名:iR5075)に電子写真感光体を設置し、画素密度が37.5%となるハーフトーン画像を出力した。
なお、画像形成(画像出力)時の画像露光光が照射されていない部分の電位を500Vとし、画像露光光が照射された部分の電位を120Vとし、潜像コントラスト電位Vcを380Vとした。
得られた画像において、電子写真感光体1周分の領域を180等分(円筒軸方向15等分×周方向12等分)した。各ブロックの画像濃度を、反射濃度計(分光濃度計)(X−Rite社製、商品名:504分光濃度計)を用いて測定した。
次に、温度15℃/相対湿度50%の低温環境下において、印字率1%のA4テストパターンを用いて5000枚の連続画像出力を行った後、ハーフトーン画像を出力した。得られた画像において上述した方法で、各ブロックの画像濃度を測定した。
各ブロックにおいて、5000枚の連続出力形成前後での画像濃度の差分を求めた。得られた差分の最大値(Max)および最小値(Min)からMax−Minを求め、画像濃度ムラの指標とした。よって値が小さいほど画像濃度ムラが小さい。
製造した各電子写真感光体において、比較例を基準として、以下のランクに区分した。結果を表5に示す。
A:比較例に対して40%未満。
B:比較例に対して40%以上95%未満。
C:比較例に対して95%以上105%未満で同レベル。
D:比較例に対して105%以上。
なお、実施例1−1は比較例1−1を基準とし、実施例1−2は比較例1−2を基準とし、実施例1−3は比較例1−3を基準とし、実施例1−4は比較例1−4を基準とし、実施例1−5は比較例1−5を基準としている。
旋盤を用いて長さ358mmのアルミニウム製の円筒体の表面(周面)を鏡面加工し、長さ358mm、外径108mmの円筒状基体を合計5本作製した。
次に、電子写真感光体用ヒーターを有しない構成に改造したキヤノン(株)製の電子写真方式の複写機(商品名:iR7105)に電子写真感光体を設置し、実施例1と同様の方法で、5000枚の連続画像出力の前後で電子写真感光体の表面温度の変化(ΔTb)を測定し、電子写真感光体の表面温度ムラを求めた。結果を表7に示す。
なお、本実施例においては、図4に示すエアフロー構成を採用した。
なお、連続画像出力前後における電子写真感光体の表面温度ムラの形状は、図6(d)に示すように、変曲点を持たず単調に変化する形状であった。
図9に示す電子写真感光体の感光体特性の測定装置を用いた。
電子写真感光体9001を矢印の方向に回転させ、所定の条件に設定された前露光装置(不図示)により前露光光9009を電子写真感光体9001の表面に照射した。次に、電子写真感光体9001の表面温度を温度センサー9013でモニターし、表面温度が所定の値(以下「T3」とする。)になるように電子写真感光体用ヒーター9010を制御した。表面温度T3の状態での電位センサー9012における暗部電位が所定の電位になるように帯電装置9002に設置された帯電ワイヤー9011に流す電流値を調整した。次に、画像露光光9003の光量を調整して電位センサー9012における明部電位が所定の電位(以下「V3」とする。)になるようにした。ここで、電位V3は、電子写真感光体1周分の平均値である。
下記式によって算出される値を、電子写真感光体の感度特性の温度依存性とした。
電子写真感光体の感度特性の温度依存性=(V3−V4)/(T3−T4)
なお、本実施例においては、T3=25℃、T4=40℃、V3=100Vとした。
電子写真感光体の円筒軸方向の中心位置を0mmとし、両端部に向けて20mm刻みに全15点の測定位置を決定し、各測定位置において上述した方法で電子写真感光体の感度特性の温度依存性を測定した。
図7に示すように電子写真感光体を円筒軸方向で2等分し、領域Hと領域Iのそれぞれの範囲で感度特性の温度依存性の測定値を平均化し、その絶対値をもって電子写真感光体の感度特性の温度依存性ムラとした。ここで、0mm位置の測定値は領域Hおよび領域Iの両方に含まれている。
実施例2−1〜2−5とそれぞれ同様にして製造した合計5本の電子写真感光体(比較例2−1〜2−5の電子写真感光体)を、それぞれ、上述した電子写真感光体用ヒーターを有しない構成に改造したキヤノン(株)製の電子写真方式の複写機(商品名:iR7105)に設置した。その際、連続画像出力前後での電子写真感光体の表面温度の変化が大きい方に、電子写真感光体の感度特性の温度依存性の絶対値が大きい部分を設置した。また、電子写真感光体の表面温度の変化が小さい方に、電子写真感光体の感度特性の温度依存性の絶対値が小さい部分を設置した。なお、電子写真感光体の感度特性の温度依存性や表面温度の変化の大小関係は、実施例2−1〜2−5と同様に、表6および表7より決定した。
次に、温度15℃/相対湿度50%の低温環境下において、印字率1%のA4テストパターンを用いて5000枚の連続画像出力を行った。
実施例2−1〜2−5および比較例2−1〜2−5で行った5000枚の連続画像出力前後で、実施例1−1〜1−5と同様の方法で、画像濃度の測定を行い、画像濃度ムラの評価を行った。
製造した各電子写真感光体において、比較例を基準として、以下のランクに区分した。結果を表9に示す。
A:比較例に対して40%未満。
B:比較例に対して40%以上95%未満。
C:比較例に対して95%以上105%未満で同レベル。
D:比較例に対して105%以上。
なお、実施例2−1は比較例2−1を基準とし、実施例2−2は比較例2−2を基準とし、実施例2−3は比較例2−3を基準とし、実施例2−4は比較例2−4を基準とし、実施例2−5は比較例2−5を基準としている。
旋盤を用いて長さ358mmのアルミニウム製の円筒体の表面(周面)を鏡面加工し、長さ358mm、外径80mmの円筒状基体を合計3本作製した。
次に、実施例1−1〜1−5と同様の方法で、製造した各電子写真感光体の帯電特性の温度依存性(αa)を測定し、電子写真感光体の帯電特性の温度依存性ムラを求めた。結果を、後述の比較例3−1〜3−3の結果とともに、表10に示す。電子写真感光体の帯電特性の温度依存性ムラの値は、製造上のバラツキにより、各電子写真感光体ごとに異なっていた。
なお、本実施例においては、実施例1−1〜1−5と同様、図4に示すエアフロー構成を採用した。
実施例1−1〜1−5と同様に、各電子写真感光体を上記位置関係で上記複写機に設置した状態での、αa・ΔTaの最大値と最小値を算出した。最大値と最小値の差Δ(αa・ΔTa)を表11に示す。
実施例3−1〜3−3とそれぞれ同様にして製造した合計3本の電子写真感光体(比較例3−1〜3−3の電子写真感光体)を、それぞれ、上述した電子写真感光体用ヒーターを有しない構成に改造したキヤノン(株)製の電子写真方式の複写機(商品名:iR5075)に設置した。その際、連続画像出力前後での電子写真感光体の表面温度の変化が大きい方に、電子写真感光体の帯電特性の温度依存性の絶対値が大きい部分を設置した。また、電子写真感光体の表面温度の変化が小さい方に、電子写真感光体の帯電特性の温度依存性の絶対値が小さい部分を設置した。なお、電子写真感光体の帯電特性の温度依存性や表面温度の変化の大小関係は、実施例3−1〜3−3と同様に、表10および表3より決定した。
次に、温度15℃/相対湿度50%の低温環境下において、印字率1%のA4テストパターンを用いて5000枚の連続画像出力を行った。
実施例3−1〜3−3および比較例3−1〜3−3で行った5000枚の連続画像出力前後で、実施例1−1〜1−5と同様の方法で、画像濃度の測定を行い、画像濃度ムラの評価を行った。
製造した各電子写真感光体において、比較例を基準として、以下のランクに区分した。結果を表12に示す。
A:比較例に対して40%未満。
B:比較例に対して40%以上95%未満。
C:比較例に対して95%以上105%未満で同レベル。
D:比較例に対して105%以上。
なお、実施例3−1は比較例3−1を基準とし、実施例3−2は比較例3−2を基準とし、実施例3−3は比較例3−3を基準としている。
1002 帯電装置
1003 画像露光光
1004 現像装置
1005 転写装置
1006 転写材
1007 クリーニング装置
1008 クリーニングブレード
1009 前露光光
1011 帯電ワイヤー
Claims (6)
- アモルファスシリコンで形成された光導電層を有する円筒状の電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置と、前記電子写真感光体の表面に画像露光光を照射して前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する画像露光装置とを有し、かつ、前記電子写真感光体の表面温度を制御する手段を有しない電子写真装置において、
前記電子写真感光体が、その表面温度によって感光体特性が変化する感光体特性の温度依存性を有し、
前記電子写真感光体を、その円筒軸方向に2等分して2つの領域に分けたとき、前記2つの領域における前記感光体特性の温度依存性の絶対値が同一でなく、
前記2つの領域のうち、前記感光体特性の温度依存性の絶対値が小さい方の領域を第1の領域とし、大きい方の領域を第2の領域としたとき、前記電子写真装置で画像形成を行った場合の前記第1の領域の表面温度の変化が前記第2の領域の表面温度の変化よりも大きくなるように、前記電子写真感光体が前記電子写真装置内に配置されている
ことを特徴とする電子写真装置。 - 前記電子写真感光体のある箇所における前記感光体特性の温度依存性をα[V/℃]とし、前記表面温度の変化をΔT[℃]としたとき、αとΔTとの積であるα・ΔTの値が最大となる箇所のα・ΔTの値と最小となる箇所のα・ΔTの値との差Δ(α・ΔT)が、画像形成を行った場合の前記電子写真感光体の表面における画像露光光が照射された部分の電位と画像露光光が照射されていない部分の電位との差で定義される潜像コントラスト電位Vc[V]との間で、下記式で示される関係を満足する請求項1に記載の電子写真装置。
Δ(α・ΔT)≦0.07・Vc - 前記電子写真感光体の感光体特性の温度依存性の程度が、前記電子写真感光体の円筒軸方向の一端側から他端側に向けて単調に増加しており、前記電子写真装置で画像形成を行った場合の前記電子写真感光体の表面温度の変化の程度が、前記電子写真感光体の円筒軸方向の一端側から他端側に向けて単調に減少している請求項1または2に記載の電子写真装置。
- 前記帯電装置が、前記電子写真感光体の円筒軸方向に略平行に配置されており、
前記電子写真装置が、前記帯電装置の長手方向の一端側から前記帯電装置内に空気を供給する給気装置、または、前記帯電装置の長手方向の一端側から前記帯電装置内の空気を排出する排気装置をさらに有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子写真装置。 - 前記電子写真装置がBAE方式の電子写真装置であり、前記感光体特性が前記電子写真感光体の帯電特性である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真装置。
- 前記電子写真装置がIAE方式の電子写真装置であり、前記感光体特性が前記電子写真感光体の感度特性である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真装置。
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