图像形成装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及图像形成装置，用于在执行恢复模式时能够有效地除去感光鼓表面的低电阻部分。在执行恢复模式中，带电偏置用电源电路（23）生成在带电单元（17A～17D）与感光鼓（16A～16D）之间不发生正放电的第二带电偏置电压（SVA～SVD），并且带电单元（17A～17D）若被施加由带电偏置用电源电路（23）生成的第二带电偏置电压（SVA～SVD，则使感光鼓（16A～16D）的表面带电。清洁单元（19A～19D）在恢复模式的执行中刮擦统带电单元（17A～17D）而带电的感光鼓（16A～16D）的表面。
【专利说明】图像形成装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及采用了电子照片方式的图像形成装置，尤其涉及通过采用了接近放电的带电单元来使感光鼓带电的图像形成装置。
【背景技术】
[0002]近年来，为了实现低CPP (Cost Per Print)，图像形成装置的长寿命化正在被推进。其中，为了使感光鼓长寿命化的研究、开发很活跃。例如，有时在感光鼓的表面设置保护层。通过该保护层，感光鼓表面的磨损量变少，表面的研磨性降低。
[0003]另外，在采用了电子照片方式的图像形成装置中，有时发生被称为图像流失的图像缺陷。图像流失被认为是因为感光鼓的表面因放电生成物的附着而低电阻化，在感光鼓的副扫描方向流过潜像电荷而发生的。
[0004]为了防止上述图像流失，有时图像形成装置在被放置于容易发生图像流失的位置(例如高温高湿环境)的情况下执行恢复模式，来除去感光鼓表面的成为低电阻的部分(下面简称为低电阻部分)(参照专利文献1、2)。
[0005]在专利文献1中，在恢复模式中使对采用了接近放电的带电单元(例如带电辊)施加的电压中的交流分量的输出变化。由此，感光鼓的磨损量增加，能够除去低电阻部分。
[0006]另外，在专利文献2中，在清洁感光鼓之前，当对采用了接近放电的带电单元(例如带电辊)施加测定电压时，测定其中流过的电流。基于该测定结果，设定清洁时使用的调色剂供给量。然后，以设定量的调色剂进行显影，将感光鼓表面上担载的调色剂输送至清洁刮板。由此，由于刮板的研磨性提高，所以低电阻部分被除去。
[0007]专利文献1:日本特开2004-212623号公报
[0008]专利文献2:日本特开2011-209490号公报
[0009]但是，存在若对感光鼓的表面设置保护层，则即使执行上述恢复模式，也难以除去感光鼓表面的低电阻部分这一问题。
【发明内容】
[0010]鉴于此，本发明的目的在于，提供一种在执行恢复模式时能够有效地除去感光鼓表面的低电阻部分的图像形成装置。
[0011]为了实现上述目的，本发明的一个方式涉及的图像形成装置具备:感光鼓，其在表面形成有保护膜；带电偏置用电源电路，其在打印时生成第一带电偏置电压；带电单元，若被施加上述第一带电偏置电压，则在该带电单元与上述感光鼓的表面之间发生包含正放电和负放电的接近放电，使该表面带电；扫描光学系统，其在打印时向上述感光鼓的表面照射光束，形成静电潜像；显影单元，其在打印时对形成于上述感光鼓的静电潜像进行显影；和清洁单元，其在打印时刮擦通过上述带电单元而带电的感光鼓的表面。
[0012]上述带电偏置用电源电路在恢复模式中，在上述带电单元与感光鼓之间生成不发生正放电的第二带电偏置电压；上述带电单元在恢复模式中若被施加上述第二带电偏置电压，则使上述感光鼓的表面带电；上述清洁单元在恢复模式中，刮擦通过上述第二带电偏置电压而带电的感光鼓的表面。
[0013]根据上述方式,能够提供一种在执行恢复模式时可有效地除去感光鼓表面的低电阻部分的图像形成装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的一个实施方式涉及的图像形成装置的结构的示意图。
[0015]图2A是表示图1所示的带电偏置用的电源电路的大致结构的图。
[0016]图2B是表示图1所示的显影偏置用的电源电路的大致结构的图。
[0017]图3是表示图2A所示的感光鼓的详细结构的图。
[0018]图4是表示恢复模式的处理步骤的流程图。
[0019]图5是表不相对于向带电棍施加的交流电压(峰间电压)的感光鼓的表面电位和带电辊中流过的交流电流(有效值)的一个具体例的曲线图。
[0020]图6是表示恢复模式时向带电辊施加的交流电压的设定范围的图。
[0021]图7是表示每个绝对湿度的、相对于图像形成装置的放置时间的图像流失等级的曲线图。
【具体实施方式】
[0022](绪言)
[0023]首先，在进行本发明的一个实施方式所涉及的图像形成装置的说明之前，进行用语的定义。在一些附图中表示了 X轴、Y轴和Z轴。X轴表示图像形成装置的左右方向(横向)，Y轴表示图像形成装置的前后方向(纵深方向)，Z轴表示图像形成装置的上下方向(高度方向)。另外，图中对一些结构在参照标记的后面附加了 A、B、C、D的后缀。A、B、C、D意味黄(Y)、洋红(M)、青(C)、黑(Bk)。例如，成像单元6A意味Y用的成像单元6。另外，虽然可以附加上述后缀，但在参照标记后没有附加的情况下，该参照标记表示各颜色用的总称。例如，成像单元6是Y、M、C、Bk各种颜色用的成像单元6A?6D的总称。
[0024](图像形成装置的结构、打印动作)
[0025]首先，参照图1?图3对图像形成装置的结构、打印时的动作进行说明。在图1中，图像形成装置是采用了电子照片方式的MFP (Multifunction Peripheral),大致具备两个供给盒1、2、主体3和排出托盘4。
[0026]供给盒1、2被配置在图像形成装置的下部。在盒1、2的内部堆积有未打印的记录介质S1、S2 (例如用纸)。盒1、2通过旋转的供给辊等的作用，将堆积的记录介质S1、S2从上面逐枚取出，并将取出的记录介质S1、S2输送至输送路径5。其中，在下面的说明中，为方便起见，使用盒1、2中的盒1。
[0027]主体3被配置在盒1的上方。在主体3的右侧，形成有以单点划线表示的输送路径5。从盒1输送出的记录介质S1被导入至输送路径5。记录介质S1在输送路径5内被向排出托盘4输送。
[0028]另外，主体3对在输送路径5内被输送的记录介质S1形成图像，来形成打印物。更具体而言，为了应对全色打印，主体3采用所谓的串联方式，具备四个成像单元6A?6D。主体3除此之外还具有:扫描光学系统7、一次转印辊8A~8D、中间转印带9、辊10、11、二次转印辊12、定影单元13、排出辊对14以及控制各构成的控制电路15。
[0029]成像单元6A~6D被配置成沿横向排列。在图示的例子中，成像单元6A被配置于沿横向离输送路径5最远的位置，以下按照成像单元6B、6C、6D的顺序以逐渐接近输送路径5的方式配置6B、6C、6D。另外，各成像单元6如图2A和图2B等所示那样，具有感光鼓16、带电单元17、显影单元18和清洁单元19。
[0030]感光鼓16沿图像形成装置的纵深方向延伸，如图3例示那样，包含按电荷发生层(下面称为CGL) 20、电荷输送层(下面称为CTL) 21和保护层(下面称为0CL) 22的顺序层积了上述各层的有机感光体。
[0031]在电子照片处理中，有时形成于感光鼓的表面的调色剂像被转印至中间转印带。然后，为了除去表面的转印残留调色剂，清洁单元对表面进行刮擦。这里，如果感光鼓的表面(最上层)是CTL，则CTL基于清洁单元的刮擦而被磨损。为了防止这种情况的发生，在本实施方式的感光鼓16的表面形成0CL22。
[0032]作为0CL22，可使用由被表面处理剂处理后的金属氧化物粒子的组合物形成的交联硬化树脂。作为表面处理剂，可使用具有丙烯酸系聚合性化合物和聚合性官能团的处理剂。另外，作为丙烯酸系聚合性化合物，可使用例如具有作为规定的单体的丙烯酰基(CH2=CHC0 一)或者异丁烯酰基(ch2=cch3co —)的链聚合性化合物。规定的单体是指通过紫外线或电子射线等的活性射线照射而聚合(硬化)，可形成作为粘合树脂而使用的树脂的单体。另外，作为上述金属氧化物粒子，例如可使用氧化锡。使用具有自由基聚合性官能团的化合物(参照下述(1))来对该金属氧化物粒子进行表面处理。
[0033]CH2=C (CH3) COO (CH2) 3Si (0CH3)3…(1)
[0034]接下来，对0CL22 的制造方法进行说明。首先，将0CL22的涂敷液(含有被表面处理后的金属氧化物粒子等的组合物)涂敷到CTL21上。该涂膜被干燥到一定程度的流动性消失(一次干燥)。在一次干燥后，对涂膜照射紫外线等，由此使0CL22硬化。为了使涂膜中的挥发性物质的量为规定量，涂膜被进一步干燥(二次干燥)。这样形成0CL22。其中，在照射紫外线时，可使用例如使紫外线硬化树脂硬化的公知装置。
[0035]再次参照图2A。各带电单元17是采用了接近放电的类型。作为这种带电单元17，较为典型的是具备与感光鼓16接触配置的带电辊的带电单元。不过，除此之外只要是采用了接近放电的带电单元，则带电单元17也可以具备非接触的带电辊或带电刷等来代替接触型的带电辊。
[0036]各带电单元17所具备的带电辊与对应颜色的感光鼓16平行延伸。更具体而言，各带电辊沿着对应颜色的感光鼓16的周面并且接触或接近。各带电辊被施加由带电偏置用的电源电路23生成的第一带电偏置电压FV。
[0037]下面，对电源电路23进行说明。电源电路23包含:直流电源电路24A~24D、多种颜色(例如Y、M、C这3种颜色)共用的交流电源电路25、剩余颜色(例如Bk)用的交流电源电路26。
[0038]直流电源电路24A~24D在控制电路15的控制下，输出电位可变的直流电压VgA~VgD。如公知那样，直流电压VgA~VgD通过稳定化控制被按每种颜色调整。因此，直流电源电路24A~24D按每种颜色单独设置。[0039]另外，交流电源电路25、26例如由交流变压器构成，在控制电路15的控制下输出峰间电压可变的交流电压V11、V12。与直流电源电路24的情况不同，从低成本的观点考虑，交流电源电路25由多种颜色(Y、M、C)共用。另外，在本实施方式中，为了形成单色图像，Bk用的交流电源电路26与交流电源电路25独立设置。
[0040]交流电源电路25的输出端与直流电源电路24A?24C的各输出端通过节点NA?NC连接。在节点NA?NC中，交流电压VII与直流电压VgA?VgC叠加，由此生成第一带电偏置电压FVA?FVC。第一带电偏置电压FVA?FVC被施加给带电单元17A?17C的带电辊。
[0041]另外，交流电源电路26的输出端与直流电源电路24D的输出端通过节点ND连接。在节点ND中，交流电压V12与直流电压VgD叠加，由此生成第一带电偏置电压FVD。第一带电偏置电压FVD被施加给带电单元17D的带电辊。
[0042]这里，在生成第一带电偏置电压FV时，交流电压VI1、V12具有直流电压施加时的感光鼓16的带电开始电压(即当向带电棍施加的直流电压上升时，在感光鼓16的表面开始附带电位的直流电压)的约二倍的峰间电压(Vpp)。通过利用这样的交流电压VI1、V12，在带电辊和感光鼓16的表面之间交替引起负放电和正放电，感光鼓16的带电电位饱和于直流电压Vg的值。由此，感光鼓16的表面均匀带电。
[0043]再次参照图1。扫描光学系统7生成基于图像数据被调制后的光束BA?BD。然后，扫描光学系统7将生成的光束BA?BD照射到已带电的感光鼓16A?16D的表面，在各表面形成静电潜像。
[0044]此处，参照图2B。各显影单元18具备显影辊。显影辊在感光鼓16的表面上的照射位置与一次转印辊8之间，被配置成与该感光鼓16平行延伸。各显影辊被施加由显影偏置用的电源电路27生成的显影偏置电压Vb。另外，从对应颜色的调色剂储藏单元向显影单元18供给调色剂。显影单元18使用显影辊将调色剂供给至感光鼓16的表面，对形成于表面的静电潜像进行显影。由此，在感光鼓16的表面形成对应颜色的调色剂图像。
[0045]接下来，对电源电路27进行说明。电源电路27包含每种颜色的直流电源电路28A?28D。各直流电源电路28A?28D在控制电路15的控制下输出电位可变的显影偏置电压VbA?VbD。
[0046]此处，再次参照图1。中间转印带9被无接头地架设于辊10、11等，被配置成中间转印带9的下端面与各感光鼓16的表面相接。该中间转印带9通过被未图示的电动机赋予的驱动力而旋转的辊10、11，沿箭头α的方向旋转。
[0047]各一次转印棍8被配置成隔着中间转印带9与对应颜色的感光鼓16的表面对置。一次转印辊8将对应颜色的感光鼓16上担载的调色剂图像转印到沿箭头α的方向旋转的中间转印带9的大致同一位置(一次转印)。由此，在中间转印带9的表面上生成各颜色的调色剂图像重合了的合成调色剂图像。另外，合成调色剂图像在被中间转印带9担载的状态输送到转印辊隙(下述)的位置。
[0048]另外，二次转印辊12被配置成隔着中间转印带9与辊11对置。二次转印辊12与中间转印带9抵接，由此形成转印辊隙。由盒1导入到输送路径5的记录介质S1被送入到该转印辊隙。另外，二次转印辊12被施加转印偏置电压，合成调色剂图像通过该转印偏置电压被拉向二次转印辊12侧，转印到被导入到转印辊隙的记录介质S1上(二次转印)。二次转印后的记录介质si被从转印棍隙向定影单元13送出。
[0049]定影单元13对从转印辊隙送出的记录介质S1进行加热和加压，使合成调色剂图像在记录介质S1上定影。定影后的记录介质S1作为打印物被排出棍对14排出至排出托盘4。
[0050](恢复模式)
[0051]接下来，参照图4对图像形成装置中的恢复模式的处理步骤进行说明。在图像形成装置中，控制电路15判断是否执行恢复模式(SOI)。SOI的判断方法众所周知，以往提出很多判断方法，为了作为参考，列举一个例子。在第一个例子中，当来自图像形成装置所具备的温度湿度传感器的输出(温度、湿度)超过规定的基准值时，控制电路15在S01中判断为是。
[0052]接下来，控制电路15执行恢复模式(S02)。在S02中，下述的各构成在控制电路15的控制下动作。首先，各感光鼓16旋转。另外，带电偏置用的电源电路23生成第二带电偏置电压SVA~SVD (之后详述)。若对各个带电辊施加对应颜色的第二带电偏置电压SVA~SVD，则各带电单元17使对应颜色的感光鼓16带电。另外，显影偏置用的电源电路27生成上述显影偏置电压Vb，并将其施加给对应颜色的显影单元18。不过，从低CPP化的观点出发，优选显影单元18不向感光鼓16供给调色剂。另外，各清洁单元19刮擦使用第二带电偏置电压SV而带电并旋转的感光鼓16的表面，由此，该表面上的低电阻化的部分被除去。
[0053]0?对于施加交流电压的表面电位和带电电流)
[0054]接下来，参照图5对与向带电单元17的带电辊施加的交流电压(峰间电压Vpp)相对的感光鼓16的表面电位Vpht和带电辊中流过的交流电流lac (实效值)进行说明。在图5中，X轴表示Vpp, Y轴的上侧表示Vpht (负电位)，Y轴的下侧表示lac。
[0055]此处，设对图2所示的各直流电源电路24、交流电源电路25、26执行恒压控制。各直流电压VgA~VgD实质上被固定为Vdc。图5表示在该条件下使交流电压V11、V12的Vpp变化时的Vpht和lac。
[0056]若提高Vpp，则Vpht以大致1/2的斜率上升，在Vdc达到饱和而恒定。将开始饱和时的Vpp (换言之，饱和的最小的Vpp)定义为Vknee。Vknee是施加直流电压时的感光鼓16的带电初始电压Vth (即，向带电棍施加的直流电压上升时开始在感光鼓16的表面带电位的直流电压)的约二倍的值，主要依赖于感光鼓16的膜厚。具体而言，由于Vth大致为500 ~600V，所以 Vknee 大致为 1000 ~1200V。
[0057]另外，lac相对于Vpp从零点按比例上升，在Vknee之前按一定的斜率增加。而且，在Vknee以上的区域中，lac以比到Vknee为止的斜率大且一定的斜率增加。这样做的理由是因为在Vknee以下的区域(即，Vpht为Vdc以下的区域)中不发生来自带电辊的正放电，在超过Vknee的区域(图中的AC放电区域)中发生正放电。
[0058]在执行打印时，交流电压VI1、V12被要求Vpht的值可假定且稳定。虽然即便是小于Vknee的区域，Vpht也能大致假定，但由于在该区域不发生正放电，所以除电侧不起作用，结果，Vpht变得不稳定。因此，感光鼓16的表面电位Vpht在整个表面不能均匀的可能性变高。当Vpht不均匀时，在打印物上产生图像噪音。综上所述，在执行打印时，期望对带电棍施加至少超过Vknee的交流电压VI1、VI2。
[0059]然而，实际的带电单元17向图像形成装置的纵深方向延伸，并且，带电辊按压感光鼓16的表面的力、带电棍和感光鼓16的间隙宽度沿长度方向存在偏差。因此，即便是Vknee以上，在相对小的值下，Vpht也可能沿长度方向不稳定。因此，在执行打印时，进一步期望交流电压V11、V12超过Vknee+α。此处，α是在设计时决定的富余量。其中，若α被设置过大，则由于来自感光鼓16的放电电流增加，所以感光鼓16的损耗量变大。另外，在不损耗的感光鼓16中，若α被设置过大，则可能发生图像流失。
[0060]由于正放电而损耗量增加或引起图像流失的理由被认为如下。即，作为感光鼓16，当表面存在负电荷时使用有感光度的感光鼓。这是因为CTL21 (参照图3)使用仅能够移动正电荷的材料。即，在负电荷负载于表面的情况下，能够使用消除光来消除电荷。但是，在载有正电荷的情况下，不能通过消除光进行消除。为了消除该正电荷，需要对感光鼓16的表面赋予负电荷。但是，赋予负电荷意味着在感光鼓16的表面上发生额外的放电。表面的劣化会因该额外的放电而加速。其中，由于正电荷不仅来自带电辊，还来自一次转印辊8 (参照图2A)，所以一次转印电压的影响也会使感光鼓16劣化。
[0061](叠加于第二带电偏置的交流电压)
[0062]接下来，参照图6对叠加于第二带电偏置电压SV的交流电压(即，恢复模式时向带电辊施加的交流电压)的设定范围进行说明。在图6中，感光鼓16以Vdc饱和时的Vknee为1100V，但考虑富余量，在执行打印中，交流电压VI1、V12的峰间电压Vpp (即Vknee)被控制为 1200V。另外，设 Vg (即 Vdc)为-600V, Vb 为-450V。
[0063]在恢复模式中，如果将Vpp设定为1200V，则由于正放电的影响，在恢复模式时感光鼓16的劣化也会加剧。如果像执行打印时那样向感光鼓16的表面供给调色剂，则通过调色剂的研磨作用能够防止感光鼓16的表面的劣化。但是，若在恢复模式时使用调色剂，则调色剂成本上升，结果 变得不能实现低CPP。综上所述，在恢复模式时，将交流电压VI1、V12的峰间电压Vpp设定为不引起正放电的Vknee以下的值(例如900V)。由此，在恢复模式时，能够抑制感光鼓16的表面劣化的加剧。
[0064]另外，如果将Vpp设定为800V以下，则由于Vg的绝对值为(|-600V | )、Vpht的斜率为1/2，所以Vb的绝对值小于(|_450V| )。当在该状况下以绝对值进行比较时，感光鼓16的表面电位比显影偏置电压的电位小。该情况下，导致负极性的调色剂从显影单元18向感光鼓16的表面移动并附着。因此，若将Vpp设定为800V以下，则可能无法实现低CPP。综上所述，更加优选Vpp的绝对值超过800V且为1100V以下。
[0065]对上述内容进行概括，优选Vpp 为 Vknee-2.( |Vg|-|Vb| ) | < Vpp ^ | Vknee |。
[0066](效果)
[0067]接下来，参照表1对图像形成装置的技术效果进行说明。表1表示了在高温高湿环境(温度30°C /相对湿度85%)下，在恢复模式执行中使交流电压V11、V12的Vpp变化时的每个恢复模式工作时间的图像流失的等级。
[0068]【表1】
[0069]表1
【权利要求】
1.一种图像形成装置，其特征在于，具备:感光鼓，其在表面形成有保护膜；带电偏置用电源电路，其在打印时生成第一带电偏置电压；带电单元，若被施加所述第一带电偏置电压，则在该带电单元与所述感光鼓的表面之间发生包含正放电和负放电的接近放电，使该表面带电；扫描光学系统，其在打印时向所述感光鼓的表面照射光束，形成静电潜像；显影单元，其在打印时对形成于所述感光鼓的静电潜像进行显影；以及清洁单元，其在打印时刮擦通过所述带电单元而带电的感光鼓的表面，所述带电偏置用电源电路在恢复模式中，生成在所述带电单元和感光鼓之间不发生正放电的第二带电偏置电压，所述带电单元在恢复模式中若被施加所述第二带电偏置电压，则使所述感光鼓的表面带电，所述清洁单元在恢复模式中刮擦利用所述第二带电偏置电压而带电的感光鼓的表面。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述第一带电偏置电压以及所述第二带电偏置电压通过对直流电压叠加交流电压而生成。
3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于， 还具备显影偏置用电源电路，该显影偏置用电源电路在所述打印时生成至少包含直流电压的显影偏置电压，并将该显影偏置电压施加给所述显影单元，若将所述第二带电偏置电压中叠加的交流电压的峰间电压设为Vpp，将所述感光鼓的表面电位饱和的最小的所述峰间电压设为Vknee，将在所述恢复模式执行中对该带电单元施加的直流电压设为Vg，将在所述恢复模式执行中对所述显影单元施加的直流电压设为Vb,则 Vpp 满足 | Vknee-2.( | Vg | -1 Vb | ) | < Vpp ^ | Vknee |。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，所述感光鼓还具备电荷输送层，所述保护膜形成在所述电荷输送层上，是具有至少含有金属氧化物粒子的交联结构的硬化性树脂。
【文档编号】G03G15/02GK103713494SQ201310455907
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2012年10月5日
【发明者】柏仓邦章, 萩本宪俊, 波多野北斗, 草野江理 申请人:柯尼卡美能达株式会社