JPS6127568A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １１豆Ｉ 本発明はアモルファスシリコンを感光体とする電子写真
プロセスおよび装置に関し特に前記感光体を帯電・除電
するための放電方法および装置に関する。

亀見韮遣 アモルファスシリコン感光体は、Ｓｅ、５ｅＡｓ、Ｃｄ
Ｓ、などの感光材料に比較して、無公害であり、また表
面硬度がＳｅ系感光材料に比べ４０倍以−Ｌ高く、しか
も可視光全域にわたって高感度である。そのため画像形
成の高速化および感光材料の長寿命の点から電子写真装
置などの感光材料として期待されている。

しかし、アモルファスシリコン感光材料は他　　　　′
の感光体には見られない特有の問題を有してお　　　−
リ、従来の電子写真装置にそのまま組込むと問題が生ず
る。従来、電子写真装置においては第１図に示すように
、感光体４を帯電するために線径０．１ｍｍ程度のコロ
ナワイヤ１に高電圧を印加することによりコロナ放電を
発生させ、コロナワイヤｌと感光体４の基板電極との間
に適切なパイアス電圧を印加している。そして、帯電の
安定性のために第１図に示すごとく、コロナワイヤｌは
金属性のハウジング２に囲まれている。コロナ放電のさ
いには附随的に数種の放電生成物が発生するが、この放
電生成物はハウジング２と感光体４によって画成される
空間に閉じ込められるられることになる。このため、感
光体４の表面はこれら放電生成物に直接接触し、その影
響を受やすく、該感光体４の物性が変化する可能性があ
る。装置の休止中においては放電生成物がハウジング２
内に滞留するので、感光体はさらに悪影響を受ける可能
性もある。従来から使用されている有機物、およびＣｄ
Ｓ、Ｓｅなどの感光体においては、何隻対策を施さない
場合、数千回の画像形成により画像にぼけを生ずる。

これを避けるために、従来の感光体４においてはヒータ
などを利用して感光体を加熱する対策がとられている。

アモルファスシリコン感光体は前記従来の感光体に比較
して非常に放電生成物の影響を受は易く、何隻対策を施
さない場合、数千回の画像形成で画像に非常な悪影響が
表われ、著しいぼけなどを生じてしまう場合がある。こ
の原因は完全に明らかにされてはいないが、アモルファ
スシリコン感光体は放電生成物のガス分子（ＨＮＯ３な
ど）を著しく短時間で吸着することが１つの原因である
と考えられる。この悪影響を取除くためには、純水を用
いて感光体４を清掃するか、または数週間の休止期間を
置くか、もしくは６０℃に数時間感光体を加熱すること
などが必要であった。このような方法で解決されるとい
う事実から逆に推定すると、問題となる放電生成物は水
溶性で熱分解性があり、かつ揮発性の放電生成物である
と考えられる。しかし、この解決方法では実際の電子写
真装置に組込むことは困難であり、実用性はない。また
、アモルファスシリコンが放電生成物に敏感に感するこ
とは、それがガスセンサーとして使用できることからも
理解されるもので、これは、アモルファスシリコンを使
用した感光体が有する特異な点であり、このような現象
は他の感光体には見られないものである。

発ＪＬＩＬ的 一方、コロナワイヤ以外の除・帯電方法として、誘電体
を挾む電極間に交流電圧を印加して、一方の電極（放電
電極）から正・負イオンを発生させる放電゛方法を用い
るものが特開昭５４−５３５３７号公報により知られて
いる。この方法によれば、第１図のコロナ放電器の場合
に比べ、帯電器本体と被帯電部材との間には広い空間が
存在し、放電生成物はこの空間から流出し易い構成とな
っている。このため、放電生成物が滞留し難く、したが
って、アモルファスシリコン感光体に使用した場合放電
生成物から受る悪影響は低減される。しかし、この場合
でも放電生成物は発生しているものであって、悪影響は
依然として残る。

本発明の目的はアモルファスシリコンを有する感光体を
帯電および／または除電する工程を含んだ電子写真プロ
セスまたは装置において、アモルファスシリコン感光体
に固有の問題、すなわち、アモルファスシリコン感光体
に対する放電生成物の悪影響を実用的に防止す永ことで
ある。

発」Ｌの」Ｌ贋 本発明によれば、アモルファスシリコン感光体と該感光
体に作用して画像形成を行なう画像形成手段とを有し、
前記画像形成手段は誘電体と該誘電体を挾む電極と、該
電極間に交互電圧を印加する手段とを有する放電部材を
有し、前記放電部材は放電動作を開始する前に該放電部
材を加熱する手段、および／または前記放電部材の放電
動作停止後も加熱動作を続ける加熱手段を備えている画
像形成装置が提供されるので、放電生成物の影響を受な
い状態でアモルファスシリコンを感光体とする電子写真
装置などの画像形成装置が提供される。

実ｊＥ例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の放電装置を感光体に対して使用する場
合の概略配置図で、第３Ａ図は本発明の放電装置の基本
構成を説明する斜視図である。

放電部材３は被帯電部材である感光体４に対向して配置
され、誘電体５、誘導電極６、放電電極７を有している
。ここで１本発明において、放電電極とは、空気中に裸
出している電極でこの電極部で電界集中する電極を意味
する。放電電極７は誘導電極６に沿って配置されている
。第２図から理解されるように、従来のコロナ放電器（
第１図）の場合に比べ、放電部材３と感光体４との間に
は広い空間が存在する。

誘導電極６と放電電極７の間には交互電圧印加手段であ
る交流電源９により交互電圧が印加されている。一方、
放電部材３に対して相対的に矢印Ａの方向に移動する峰
光体４は導電体基体４ａ上に絶縁体を有する光導電体４
ｂを有しており、導電体基体４ａと放電電極７の間には
バイアス電圧印加手段であるバイアス電源ｌｌによりバ
イアス電圧が印加されている。

さらに、放電部材３は抵抗体８を有し、これに対して加
熱用電源ｌＯから、加熱電流が供給される。

誘電体としては、セラミック、雲母、ガラス等の比較的
硬度の高い無機材料や、ボリイ゛ミド、四フフ化エチレ
ン、ポリエステル、アクリル、塩化ビニル、ポリエチレ
ン等の柔軟性のある有機高分子材料等が用いられる。

帯電方法としては、誘導電極６と放電電極７との間へ交
互電圧を印加することにより、放電電極７周辺から放電
を起こさせ、十分な正も負イオンを発生させ、放電電極
７と導電体基体４ａ間のバイアス電圧の印加により、上
記圧又は負イオンを選択的に抽出して感光体４の絶縁体
若しくは光導電体４ｂ表面を特定極性に、かつ所望の値
に帯電させるものである。

抵抗体８は加熱用電源ｌＯからの電流供給によって発熱
し、全体として放電部材３（誘電体５、誘導電極−６お
よび放電電極７）を加熱している。ここで、放電部材３
を加熱するとはとくに放電電極７近傍を加熱することで
ある。ここで、放電電極近傍とは、放電電極、誘導電極
、誘電体、これらを含む放電部材全体さらには、放電部
材を取まく雰囲気を意味する。第３Ｂ図は放電電極７を
加熱用抵抗体と兼用した場合の例で放電電極７に加熱用
電源１０から電流を供給して、この放電電極７自身を発
熱させるようにしたものである。

また、この場合は放電電極７を発熱させているが、誘導
型ａ６に抵抗体を用いて発熱させてもよく、この場合に
は誘導電極６に電流を供給する。

これまでは、加熱手段として抵抗体の抵抗損失による発
熱を利用した場合を述べてきたが、つぎに、加熱手段と
して高誘電損−失（ε・ｔａｎδ）の誘電体を使用しそ
の誘電損失による発熱を利用した実施例について説明す
る。

第４Ａ図は誘導電極６と放電電極７との間の誘電損失に
よる発熱を利用して加熱するようにしたものである。誘
電体５ａとして例えばセラミックである誘電体５％アル
ミナ磁器（ε・ｔａｎδ＝　Ｉ　Ｘ　１０−３）では十
分な発熱が得られないのに対し、チタン磁器（（・ｔａ
ｎ　　δＺ５Ｘ１０−ａ）で十分な発熱が得られた。つ
まり、発熱効果を上げるためには、誘電体５ａは発熱に
関して実用上好ましい誘電損失ε・ｔａｎ　　δ≧５・
×ｔｏ−”の高誘電損失の特性を有した誘電体を用いる
ことが良い。

第４Ｂ図はさらに別の加熱方法を示す。この場合誘電体
５ａ内にさらに電極１２を設は加熱用交流電源１３によ
り交流電界を印加して誘導電極６と電極１２との間に誘
電損失による発熱を行なわしめるものである。

さらに、第４Ｃ図は誘電体５ａにそれよりも大きな誘電
損失を持つ誘電体１４を接触させ、加熱用交流電源１３
により誘電体１４に交流電界を印加して誘電損失を起さ
せ、これにより誘電体１４を発熱させたものである。

以上の例では加熱手段としての発熱体は放電部材３の一
部、またはそれに接触する部材であったが、第５Ａ図お
よび第５Ｂ図は発熱体を放電部材３に接触させることな
く加熱する例を示す。第５Ａ図では、発熱体１５として
例えば赤外ヒータ、ハロゲンランプなどの放射熱を利用
して、放電部材３を外部から加熱する。第５Ｂ図では円
筒状に成型した放電部材３の内部に上記のような発熱体
１５を配設した例である。第６図はこれまでに示した除
・帯電器を用いた本発明の実施例による電子写真装置の
基本構成を示す。

感光体は表面にアモルファスシリコン感光体を形成した
ものである。この感光体４は上記説明の被除拳帯電部材
に該当する。本発明に使用されるアモルファスシリコン
感光体とは例えば表面層にアモルファスシリコンカーバ
イト、アモルファス弗化シリコンあるいはアモルファス
シリコンオキサイドなどを持つものである。

感光体４の回りには放電部材３ａ、現像ユニット１６、
放電部材３ｂ、クリーニングユニット１７．イソ−スラ
ンプ１８．放電部材３Ｃが設けられ、感光体４は画像形
成プロセスのために順次これらの手段の作用を受る。一
方、複写紙は給紙カセットｚｌ内に収容され、これは搬
送系２２を通過して転写放電部材３ｂの位置において、
感光体４に接触し放電部材３ｂの作用により感光体４上
に形成された現像像を転写され、その後感光体４から分
離され、搬送系２３により定着ユニット１９に至り、像
定着を受ける。

複写工程においては、感光体４は不図示の駆動系により
、矢印２４の方向へ回転を開始する。

これと同時に、放電部材３ａ、放電部材３ｂ、放電部材
３Ｃに内臓した前記加熱装置が作動してこれらを所望の
温度まで加熱する。この時の加熱温度はアモルファスシ
リコン感光体に有害な放電生成物をほぼ全面的に分解す
るために、放電電極７近傍で２００℃以上にすることが
必要であるが、実用上盛ずしもこの温度以上にしなくて
も、例えば、１５０℃以上にすることにより実用上十分
な効果が認られる。

次に、加熱によりこれら放電部材が前記温度に到達した
ことを各放電部材の近傍に設置した不図示の温度センサ
ーで感知すると、各放電部材３は放電を開始する。この
前加熱に要する時間はセラミックを用いた放電部材の場
合５〜１０秒である。電子写真装置の休止中に予備加熱
を行なう構成とした場合、加熱時間はさらに短縮でき、
電子写真装置として実用上何日不都合は生じない、放電
作動中放電部材の温度はほぼ均一に保たれることが望ま
しく、この温度は前記温度センサーを用いてその出力に
より、加熱用交流電源１３を制御することによって達成
される。

゛　放電開始後、感光体４は放電部材３ａで一様に帯電
され、その後像露光２５を受け、静電潜像を形成する。

像露光２５は原稿の反射光でも像状に変調されたレーザ
光でもよい、このようにして形成された静電潜像は現像
ユニット１６でトナー像に顕画される。トナー像は放電
部材３ｂに°より転写紙２０に転写される。その後転写
紙２０は搬送系２３で定着ユニット’１９に送られ、ト
ナー像は定着される。転写を終了した感光体４はクリー
ニングユニット１７でその表面を清掃されイレースラン
プ１８および放電部材３Ｃの作用によって、除電され次
の画像形成工程に備える。

次の複写工程がなく複写を終了すべき場合、放電部材３
ａ、放電部材３ｂおよび放電部材３ｃは直ちに放電を停
止する。これと同時に加熱装置も加熱を停止する。好ま
しくは、放電部材３ａ、放電部材３ｂおよび放電部材３
Ｃの放電停止に当たっては、加熱装置についてはその動
作を続行し、放電部材３周辺に残留するわずかな放電生
成物を熱分解した後加熱を停止する。そして、これに連
動して感光体４も回転を停止する。

このように前加熱および／または後加熱を行なうことに
より、問題となる放電生成物は大幅に減少し、アモルフ
ァスシリコン感光体表面の汚染が避けられ、その寿命は
３倍以上となることが確認された。

このような加熱による効果はそのメカニズムが明確では
ないが放電器の加熱により、問題となるＨＮＯ”が分解
されたためと考えられる。なお、ＨＮＯ”は他の感光体
と比較し、アモルファスシリコンを用いた場合にはガス
吸着の影響が著しいことが実験的に確認された。

前記実施例においてすべての帯電器として放電部材３を
用いたが、放電部材３ａのみにこれを用い他の２箇所に
ついては従来のコロナ放電器を使用した場合にも若干の
効果が見られた。これは、電子写真装置における感光体
の汚染は複数本の帯電器の影響であり、かつ放電部材３
ａはその内でも主帯電器として放電が強く放電生成物の
発生も著しいためと考えられる。

誘導電極６と放電電極７との間に印加する交互電圧は必
ずしもいわゆるＡＣ電圧でなくても矩形波電圧でもパル
ス電圧でも良い。

以上の説明では、感光体４を帯電す−る場合について主
に説明したが、放電部材３を感光体４に近づければバイ
アス電源を必要とせずに感光体４を除電することができ
る。

バイアス電源は直流でも脈流でも、放電電極７の近傍に
発生したイオンを感光体４の方向に引張れる電圧であれ
ば良い。

ｌ見立皇】 以上説明したごとく、本発明によれば、薄く、かつ小型
で加熱装置を備え、前加熱および／または後加熱が可能
な放電器をアモルファスシリコン感光体に対して用いる
ことによって、っざのようにアモルファスシリコンに特
有の問題を解決することができる。

ｉ）前加熱および／または後加熱により、問題となる放
電生成物は大幅に減少ししたがって、アモルファスシリ
コン感光体表面の汚染が低下し、その寿命が３倍以上と
なる。

ｉｉ）放電生成物の滞留を有効に防止することができる
ので特に装置停止時のアモルファスシリコン感光体の汚
染を激減する。

ｉ　ｉ　ｉ）感光体自身を加熱しないので熱によるアモ
ルファスシリコン感光体の特性の変化を防止することが
できる。

１ｖ）ｌ、かも感光ドラムなどの熱容量の大きなものを
加熱する場合に比較して、非常に薄い（厚さ約２００　
ｇ）かつ小型の帯電器を加熱するだけでよいので加熱の
ための消費電力を大幅に低減することができる。

Ｖ）したがって、硬度が高く、傷などの損傷が生じにく
く、本来的には長寿命であるアモルファスシリコンを用
いた感光体をその長所を生じつつ利用した高信頼性の電
子写真装置の実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来使用されているコロナ放電器と円筒型感光
体との断面図、 第２図は本発明による放電部材と円筒型感光体との関係
を示す断面図、 第３Ａ図は本発明の実施例による電子写真装置に用いる
放電部材の実施例を示し、 第３Ｂ図、第４Ａ図、第４Ｂ図、第４Ｃ図、第５Ａ図お
よび第５Ｂ図はそれぞれ同地の実施例を示し、 第６図は本発明の実施例による電子写真装置の断面図で
ある。 符号の説明 ３は放電部材 ５は誘電体 ６は誘導電極 ７は放電電極 ８は抵抗体 第１図 ｊ！３Ａ図 籐３Ｂ図 第５ＡＬ 第５Ｂ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アモルファスシリコン感光体と該感光体に作用し
   て画像形成を行なう画像形成手段とを有し、前記画像形
   成手段は誘電体と該誘電体を挾む電極と、該電極間に交
   互電圧を印加する手段とを有する放電部材を有し、前記
   放電部材は放電動作を開始する前に該放電部材を加熱す
   る手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. （２）アモルファスシリコン感光体と該感光体に作用し
   て画像形成を行なう画像形成手段とを有し、前記画像形
   成手段は誘電体と該誘電体を挾む電極と、該電極間に交
   互電圧を印加する手段とを有する放電部材を有し、前記
   放電部材の放電動作停止後も加熱動作を続ける加熱手段
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。