JP2001290338A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置停止後の再稼動時に、加熱手段を設ける
ことなく帯電器跡流れの発生を抑制することができる電
子写真装置を提供する。 【解決手段】 帯電器１０２の帯電線１０２−２と感光
体１０１の中心軸Ｏとを結ぶ直線と、感光体１０１の中
心軸Ｏから垂直下方に下ろした垂線Ｈとのなす角度θ
が、０°≦θ＜９０°の範囲にあるように構成されてい
るため、装置停止中に、シールドケース１０２−１の内
面に付着したコロナ放電生成物が感光体１０１の表面に
重力によって落下することが抑制され、帯電器跡流れの
発生が抑制される。また、帯電器１０２のシールドケー
ス１０２−１の開口部から感光体１０１の表面までの距
離ｄ[mm]が０°≦θ＜９０°の範囲にあるように構成さ
れ、シールドケース１０２−１と感光体１０１とを一定
値以上離隔させているため、帯電器跡流れの発生が更に
抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アモルファスシリ
コン感光体を用いた電子写真装置に関し、特に、アモル
ファスシリコン感光体の表面をコロナ放電によって帯電
処理する電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真装置に用いられる感
光体には、セレン、硫化カドミウム、硫化亜鉛、フタロ
シアニン、アモルファスシリコン（以下、a-Siと称す
る）等の各種の材料が使用されている。

【０００３】中でも、珪素原子を主成分として含み、a-
Siの非単結晶質材料からなる堆積膜が形成されたa-Si感
光体は、高性能、高耐久及び無公害な感光体として実用
化されている。a-Si感光体は、他の感光体と比較して、
表面硬度が高い、半導体レーザ（波長；600nm〜700nm）
等の波長光に対する感度が高い、繰り返し使用による劣
化が少ない等の利点を有しており、高速複写機や高速Ｌ
ＢＰ（レーザビームプリンタ）用の感光体として広く利
用されている。

【０００４】高速複写機や高速ＬＢＰの需要は、最近の
情報処理量の増加に伴って更に高まっており、複写機や
ＬＢＰの１台あたりのコピー量も増加している。

【０００５】このような状況の中で、電子写真装置に用
いられる感光体にも、耐久性の向上及び繰り返し使用に
よる劣化の防止を図ることが従来にも増して要求されて
きている。

【０００６】ここで、a-Si感光体等の感光体を用いた電
子写真装置について説明する。

【０００７】図６は、従来の電子写真装置の一構成例を
示す図である。

【０００８】図６に示すように本従来例においては、矢
印Ｘ方向に回転する円筒形状の感光体１０１と、感光体
１０１の表面を一様な電位に帯電させる帯電器１０２
と、原稿１１２がセットされる原稿台ガラス１１１と、
原稿台ガラス１１１上の原稿１１２に対して光を照射す
るランプ１１０と、ランプ１１０から照射された照射光
のうち原稿１１２にて反射した光を反射させるミラー１
１３〜１１５と、ミラー１１５にて反射した光を集光す
るレンズユニット１１８と、レンズユニット１１８にて
集光された光を反射させるミラー１２０と、ミラー１２
０にて反射した光を感光体１０１の画像領域に露光し、
感光体１０１の表面に静電潜像を形成させる静電潜像形
成部１０３と、感光体１０１の非画像領域に露光を行う
ブランク露光ＬＥＤ１２３と、感光体１０１の表面に形
成された静電潜像に現像剤を現像して現像剤像を形成さ
せる現像器１０４と、転写材Ｐを感光体１０１の近傍に
搬送するための転写材供給系１０５及びレジストローラ
１２２と、感光体１０１の表面に形成された現像剤像を
転写材Ｐ上に転写させる転写器である転写ベルト１０６
と、転写材Ｐ上に転写された現像剤像を転写材Ｐ上に定
着させる定着装置１２４と、現像剤像が転写された転写
材Ｐを定着装置１２４に搬送する搬送ベルト１０８と、
転写ベルト１０６を通過した後に感光体１０１上に残留
した現像剤を除去するクリーナー１２５と、転写ベルト
１０６を通過した後の感光体１０１の表面の残留電位を
除電する除電光源１０９とが設けられている。

【０００９】帯電器１０２は、コロトロン、スコロトロ
ン等のコロナ帯電器であり、感光体１０１に対向する面
が開口されたシールドケース１０２−１と、シールドケ
ース１０２−１の内部に配置され、コロナ放電を行うた
めの帯電線１０２−２とから構成されている。

【００１０】レンズユニット１１８は、ミラー１１５に
て反射した光を集光するレンズ１１９を具備している。

【００１１】以下に、上記のように構成された電子写真
装置における画像形成動作について説明する。

【００１２】帯電器１０２の帯電線１０２−２に対して
＋６〜８ｋＶの高電圧が印加されると、帯電器１０２に
おいて、コロナ放電が発生し、このコロナ放電によって
感光体１０１の表面が一様な電位に帯電される。

【００１３】このとき、原稿台ガラス１１１上に置かれ
た原稿１１２に対して、ランプ１１０によって光が照射
されており、この照射光のうち原稿１１２にて反射され
た反射光がミラー１１３〜１１５を介してレンズユニッ
ト１１８に到達する。

【００１４】レンズユニット１１８に到達した反射光
は、レンズ１１９にて結像され、更に、ミラー１２０に
て反射された後、静電潜像形成部１０３によって感光体
１０１の表面の画像領域に露光され、これにより、感光
体１０１の表面に静電潜像が形成される。

【００１５】なお、感光体１０１の表面に対する露光
は、原稿１１２にて反射された光によるものではなく、
ＬＥＤアレイや、レーザービームや、液晶シャッター等
を用いて走査する方式としても良い。

【００１６】次に、ブランク露光ＬＥＤ１２３におい
て、転写材Ｐの画像幅を超える部分や余白部分等の非画
像領域に不要な現像剤が付着しないように、感光体１０
１の表面の非画像領域に対して露光が行われる。

【００１７】次に、現像器１０４において、感光体１０
１表面に形成された静電潜像に対してネガ極性の現像剤
が現像され、これにより、感光体１０１の表面に現像剤
像が形成される。

【００１８】一方、紙等の転写材Ｐは、転写材供給系１
０５によってレジストローラ１１２に搬送され、レジス
トローラ１１２によって転写材Ｐの先端の供給タイミン
グが調整された後、感光体１０１と転写ベルト１０６と
の間隙に供給される。

【００１９】感光体１０１と転写ベルト１０６との間隙
に転写材Ｐが供給されると、転写ベルト１０６に正の電
圧が印加され、これにより、感光体１０１の表面に形成
された現像剤像が転写材Ｐに転写される。

【００２０】その後、現像剤像が転写された転写材Ｐ
は、転写ベルト１０６から分離され、搬送ベルト１０８
によって定着装置１２４に搬送され、定着装置１２４に
て現像剤像が定着されて装置外部に搬出される。

【００２１】なお、転写ベルト１０６によって転写材Ｐ
に転写されずに感光体１０１上に残留した現像剤は、ク
リーニングローラ１０７及びクリーニングブレード１２
１によって感光体１０１表面から除去され、廃トナーと
して装置外に排出される。

【００２２】また、転写ベルト１０６を通過した後、感
光体１０１の表面に残留する静電潜像は、除電光源１０
９により除電されることにより除去される。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
電子写真装置においては、コロナ帯電器が用いられ、コ
ロナ放電によって感光体表面の帯電処理が行われている
ため、コロナ放電によってオゾン（Ｏ₃）が発生し、こ
のオゾンによって空気中の窒素が酸化されて窒素酸化物
（ＮＯｘ）等のコロナ放電生成物が生成される。

【００２４】更に、このコロナ放電生成物が空気中の水
分と反応して硫酸等が発生し、この硫酸によって感光体
表面が低抵抗化してしまう場合がある。

【００２５】感光体表面が低抵抗化した場合、感光体の
電荷保持能力が部分的（或いは全面）に低下し、画像ぼ
けや画像流れ等の画像欠陥が生じるおそれがある。画像
流れとは、感光体表面の電荷が円筒軸方向にリークする
ことによって、静電潜像が形成されない現象や、静電潜
像が崩れる現象のことである。

【００２６】また、コロナ放電生成物がコロナ帯電器の
シールドケースの内面に付着し、このコロナ放電生成物
が、装置停止中に、重力によって感光体の表面に落下す
ることにより、感光体の表面が汚染される場合がある。

【００２７】装置停止中に感光体の表面が汚染された場
合、装置の再稼動後、最初に出力された複写物におい
て、感光体の表面部分のうち装置停止中にコロナ帯電器
の開口部に対向していた表面部分に対応する箇所に、画
像ぼけや画像流れ等の画像欠陥が生じるおそれがあり、
また、これらの画像欠陥が、数百枚の複写を行っても消
滅せずに残留するおそれがある。このような画像欠陥
は、コロナ帯電器の跡のように見えることから帯電器跡
流れと称される。

【００２８】特に、感光体としてa-Si感光体を用いた場
合は、a-Si感光体の表面硬度が他の感光体と比較して高
く表面が削れにくいため、帯電器跡流れが残留しやすい
傾向にある。

【００２９】このため、最近の電子写真装置において
は、帯電器跡流れを防止するために以下に記載する２つ
の方法が考案されている。

【００３０】第１の方法は、感光体表面の撥水性を弗素
等を用いて向上させることにより、コロナ放電生成物が
感光体表面に付着しにくくするという方法である。第１
の方法の従来技術として、例えば、特開昭６１−２８９
３５４号公報においては、弗素を含むガスで表面層をプ
ラズマ処理した感光体が開示され、また、特開昭６１−
２７８８５９においては、a-Si感光体上にa-C:Hからな
る表面層が形成された感光体の製造方法が開示されてい
る。

【００３１】第２の方法は、感光体の周辺に感光体表面
を３０℃〜５０℃に加温する加熱手段を配置し、この加
熱手段によって感光体表面に付着しているコロナ放電生
成物や水分等を揮発させることにより、感光体表面の低
抵抗化を防止するという方法であり、一部で実用化され
ている。

【００３２】なお、上述した加熱手段としては、感光体
の内部に配置されるヒータや、感光体に対して温風を送
風する温風送風装置等が考案されている。

【００３３】しかしながら、上述した第１の方法を用い
て感光体表面の撥水性を向上させるだけでは、帯電器跡
流れの抑制が困難であることが本発明者らの実験により
確認された。

【００３４】また、上述した第２の方法においては、ヒ
ータや温風送風装置等の加熱手段を設けることが必須で
あるが、省エネルギー、エコロジー等の観点から、加熱
手段を設けることなく帯電器跡流れを防止することがで
きる技術が望まれている。

【００３５】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、装置停止後の
再稼動時に、加熱手段を設けることなく帯電器跡流れの
発生を抑制することができるとともに、繰り返し使用に
よる画像性の変動を抑制することができる電子写真装置
を提供することを目的とする。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、円筒形状の基体上に光導電層が形成された
感光体と、該感光体に対向する面が開口されたシールド
ケース及び該シールドケースの内部に配置された帯電線
を具備し、前記感光体の表面をコロナ放電によって一様
な電位に帯電させる帯電器と、前記感光体の表面に露光
を行うことにより前記感光体の表面に静電潜像を形成さ
せる静電潜像形成部と、前記静電潜像に対して現像剤を
現像して現像剤像を形成させる現像器と、前記現像剤像
を転写材上に転写させる転写器とを有してなる電子写真
装置において、前記帯電線と前記感光体の中心軸とを結
ぶ直線と、前記感光体の中心軸から垂直下方に下ろした
垂線とがなす角度θが、０°≦θ＜９０°の範囲にある
ことを特徴とする。

【００３７】また、前記シールドケースの開口された面
と前記感光体の表面との間の距離ｄは、ｄ≧（５．０×
ｓｉｎθ＋１．０）ｍｍの範囲にあることを特徴とす
る。

【００３８】また、前記光導電層は、珪素原子を含む非
単結晶材料からなることを特徴とする。

【００３９】また、前記感光体は、水素原子を含む非単
結晶炭素からなる表面層を有することを特徴とする。

【００４０】また、前記感光体は、ハロゲン元素を含む
非単結晶炭素からなる表面層を有することを特徴とす
る。

【００４１】また、前記感光体は、水素原子及びハロゲ
ン元素を含む非単結晶炭素からなる表面層を有すること
を特徴とする。

【００４２】また、前記ハロゲン元素は、弗素原子であ
ることを特徴とする。

【００４３】また、前記表面層は、プラズマＣＶＤ法に
よって形成されることを特徴とする。

【００４４】（作用）上記のように構成された本発明に
おいては、帯電線と感光体の中心軸とを結ぶ直線と、感
光体の中心軸から垂直下方に下ろした垂線とのなす角度
θが、０°≦θ＜９０°の範囲にあるため、コロナ放電
による帯電処理に起因して発生するコロナ放電生成物が
重力によって感光体の表面に落下することが防止され
る。

【００４５】これにより、装置停止中に、シールドケー
スの内面に付着したコロナ放電生成物によって感光体の
表面が汚染されることがないため、装置停止後の再稼動
時に、ヒータ等の加熱手段を設けることなく帯電器跡流
れの発生が抑制される。

【００４６】また、シールドケースの開口された面と感
光体の表面との間の距離ｄが、ｄ≧５．０×ｓｉｎθ＋
１．０の範囲にあるような構成とした場合においては、
上記角度θが０°≦θ＜９０°の範囲でいかなる値であ
ってもシールドケースと感光体とを一定値以上離隔させ
ることになるため、帯電器跡流れの発生が更に抑制され
る。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００４８】図１は、本発明の電子写真装置の実施の一
形態を示す図である。なお、図１において、図６に示し
た従来の電子写真装置と同様の部分については同一の符
号を付し、詳細な説明は省略する。

【００４９】図１に示すように本形態は、図６に示した
従来の電子写真装置に対して、帯電器１０２の帯電線１
０２−２と感光体１０１の中心軸Ｏとを結ぶ直線と、感
光体１０１の中心軸Ｏから垂直下方に下ろした垂線との
なす角度θが、０°≦θ＜９０°の範囲にあるように構
成されている点が異なるものであり、これに伴い、各構
成要素の配置が変更されている。また、ミラー１１６，
１１７が追加されており、原稿１１２にて反射された反
射光がミラー１１３〜１１７を介してレンズユニット１
１８に到達するように構成されている。

【００５０】本発明においては、上記角度θが、０°≦
θ＜９０°の範囲にあるように構成されているため、帯
電器１０２におけるコロナ放電による帯電処理に起因し
て発生するコロナ放電生成物が重力によって感光体１０
１の表面に落下することがない。

【００５１】これにより、装置停止中に、シールドケー
ス１０２−１の内面に付着したコロナ放電生成物によっ
て感光体１０１の表面が汚染されることがないため、装
置停止後の再稼動時に、ヒータ等の加熱手段を設けるこ
となく帯電器跡流れの発生を抑制することができる。

【００５２】以下に、感光体１０１について説明する。

【００５３】まず、感光体１０１の層構成について説明
する。

【００５４】図２は、図１に示した感光体１０１の断面
図であり、（ａ）は光導電層が機能分離されていない単
層型感光体を示す図、（ｂ）は光導電層が電荷発生層と
電荷輸送層とに機能分離された機能分離型感光体を示す
図である。

【００５５】単層型感光体は、図２（ａ）に示すよう
に、アルミニウム等の導電性基体２０１上に、電荷注入
阻止層２０２、光導電層２０３及び表面層２０４が順次
積層された構成である。

【００５６】電荷注入阻止層２０２は、導電性基体２０
１から光導電層２０３への電荷の注入を阻止するための
ものである。

【００５７】光導電層２０３は、光導電性であり、シリ
コン原子を含む非晶質材料から形成される。

【００５８】表面層２０４は、感光体表面の撥水性を向
上させるために、珪素原子及び水素原子を含む非単結晶
炭素(a-SiC:H)や、水素原子を含む非単結晶炭素(a-C:H)
や、a-C:Hにハロゲン元素(X)を含有させた非単結晶炭素
(a-C(H:X))から形成され、中でも、a-C:Hから形成され
ることが好適であり、a-C:Hに弗素等のハロゲンを含有
させたa-C(H:X)から形成されることが更に好適である。

【００５９】表面層２０４に上述した非単結晶炭素を用
いることにより、感光体表面の撥水性が向上し、コロナ
放電生成物が感光体表面に付着しにくくなるため、感光
体寿命を延ばすことができるとともに、帯電器跡流れの
発生を抑制することができる。また、耐湿性が向上し、
高湿環境下でコロナ放電生成物が感光体表面に付着しに
くくなるため、高湿環境下で帯電器跡流れの発生を抑制
することができる。

【００６０】また、表面層２０４は、上述した静電潜像
を保持する機能を有している。

【００６１】一方、機能分離型感光体は、図２（ｂ）に
示すように、アルミニウム等の導電性基体２０１上に、
電荷注入阻止層２０２、電荷輸送層２０６、電荷発生層
２０５及び表面層２０４が順次積層された構成であり、
図２（ａ）に示した光導電層２０３が電荷輸送層２０６
と電荷発生層２０５とに機能分離されている。

【００６２】電荷輸送層２０６は、炭素原子及び珪素原
子を含む非晶質材料から形成され、また、電荷発生層２
０５は、珪素原子を含む非晶質材料から形成されてい
る。

【００６３】上記のように構成された機能分離型感光体
においては、光が照射されると、この光照射によって電
荷発生層２０５にてキャリアが生成され、このキャリア
が電荷輸送層２０６を通過して導電性基体２０１に移動
する。

【００６４】次に、図１に示した感光体１０１を製造す
るための堆積膜形成装置について説明する。

【００６５】図３は、図１に示した感光体１０１を製造
するための、高周波を用いたプラズマＣＶＤ法による堆
積膜形成装置の一構成例を示す図である。

【００６６】図３に示すように本構成例においては、反
応容器３０１を具備する堆積装置と、反応容器３０１の
内部に原料ガスを供給するための原料ガス供給装置（不
図示）と、反応容器３０１の内圧を調整するための排気
装置（不図示）とから構成されており、反応容器３０１
の内部で、円筒状基体３０２上に光導電層等の堆積膜が
形成される。

【００６７】反応容器３０１は、導電性材料からなる複
数のカソード電極３０６によって構成されており、バル
ブ３０９を介して原料ガス供給装置に接続され、また、
排気口３１５を介して排気装置に接続されている。

【００６８】なお、複数のカソード電極３０６は、絶縁
材料３１３によって互いに絶縁されており、カソード電
極３０６の１つには、高周波マッチングボックス３１１
を介して高周波電源３１２が接続されている。

【００６９】反応容器３０１の内部においては、円筒状
基体３０２が設置される導電性受け台３０７と、導電性
受け台３０７に設置された円筒状基体３０２を固定する
ための補助基体３０４と、円筒状基体３０２を加熱する
ための基体用加熱ヒータ３０３と、原料ガス供給装置
（不図示）内に設けられた各原料ガスのボンベ（不図
示）にバルブ３０９を介して接続され、反応容器３０１
の内部に原料ガスを供給するためのガス導入管３０５と
が設けられている。なお、導電性受け台３０７は、アー
スに接続されている。

【００７０】以下に、上記のように構成された高周波を
用いたプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置を用いた
堆積膜形成方法について説明する。ここでは、旋盤を用
いて表面に鏡面加工を施した円筒状基体３０２上に堆積
膜を形成する場合の動作について説明する。

【００７１】まず、基体用加熱ヒータ３０３を内包する
ように、円筒状基体３０２を補助基体３０４に取り付け
る。

【００７２】次に、バルブ３０９を閉じ、排気装置（不
図示）によって反応容器３０１の内部を一旦排気する。

【００７３】次に、バルブ３０９を開放し、原料ガス供
給装置（不図示）から供給された加熱用の不活性ガス
（例えば、アルゴンガス）を原料ガス導入管３０５を介
して反応容器３０１の内部に導入し、反応容器３０１の
内圧が所定の値になるように排気装置の排気速度及び原
料ガス供給装置の加熱用ガスの流量を調整する。なお、
反応容器３０１の内圧の調整は、真空計３１０を確認し
ながら行う。

【００７４】次に、温度コントローラ（不図示）を作動
させて円筒状基体３０２を基体用加熱ヒータ３０３によ
って加熱し、円筒状基体３０２の温度を２０℃〜５００
℃の所定の温度に制御する。

【００７５】円筒状基体３０２が所定の温度になった時
点で、バルブ３０９を閉じ、反応容器３０１内への加熱
用の不活性ガスの流入を停止し、続いて、堆積膜を形成
するための準備を開始する。

【００７６】まず、バルブ３０９を開き、原料ガス供給
装置から供給された原料ガスをガス導入管３０５を介し
て反応容器３０１の内部に導入する。

【００７７】なお、原料ガスとしては、例えば、シラン
ガス、ジシランガス、メタンガス及びエタンガス等の材
料ガスや、ジボランガス、ホスフィンガス等のドーピン
グガスをミキシングパネル（不図示）によって混合した
ものが用いられる。

【００７８】次に、原料ガス供給装置内に設けられたマ
スクフローコントローラ（不図示）によって、各原料ガ
スが所定の流量になるように調整する。

【００７９】以上の手順によって堆積膜の形成準備が完
了し、続いて、円筒状基体３０２上に堆積膜の形成を行
う。

【００８０】反応容器３０１の内圧が安定したことを真
空計３１０を見ながら確認した後、高周波電源３１２を
所定の高周波電力に設定し、この高周波電力を高周波マ
ッチングボックス３１１を介してカソード電極３０６に
供給する。

【００８１】これにより、反応容器３０１の内部におい
て、高周波グロー放電が生起され、この高周波グロー放
電の放電エネルギーによって反応容器３０１内に導入さ
れた各原料ガスが分解され、円筒状基体３０２上に所定
の堆積膜が形成される。

【００８２】その後、高周波電源３１２からの高周波電
力の供給を停止し、また、原料ガス供給装置からの各原
料ガスの流入を停止し、反応容器３０１の内部を一旦高
真空に引き上げ、堆積膜の形成を終了する。

【００８３】以上の手順を繰り返し行うことにより、電
荷注入阻止層、光導電層（或いは、電荷輸送層と電荷発
生層）及び表面層が順次形成される。

【００８４】ここで、図２に示した表面層２０４の形成
に用いられる原料ガスについて説明する。

【００８５】上述したように、表面層２０４は、感光体
表面の撥水性を向上させるために、珪素原子及び水素原
子を含む非単結晶炭素(a-SiC:H)や、水素原子を含む非
単結晶炭素(a-C:H)や、a-C:Hにハロゲン元素(X)を含有
させた非単結晶炭素(a-C(H:X))から形成される。

【００８６】例えば、炭素原子を供給するための原料ガ
スとしては、CH₄,C₂H₆,C₃H₈,C₄H₁₀等のガスや、ガス化
し得る炭化水素が好適に用いられる。

【００８７】また、珪素原子を供給するための原料ガス
としては、SiH₄,Si₂H₆,Si₃H₈,Si₄H_{1 0}等のガスや、ガス
化し得る水素化珪素（シラン系）が好適に用いられる。

【００８８】また、ハロゲン元素を供給するための原料
ガスとしては、CF₄,C₂F₆,CHF₃,ClF₃,CHClF₂,F₂,C₃F₈,C₄
F₁₀等の弗素含有ガスが好適に用いられる。

【００８９】なお、これらの原料ガスを必要に応じて
H₂,He,Ar,Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。

【００９０】特に、表面層２０４にa-SiC:Hからなる膜
を形成する場合、CH₄,C₂H₂,C₂H₄,C₂H ₆,C₃H₈,C₄H₁₀等の
炭素原子供給用の原料ガスと、SiH₄,Si₂H₆,Si₃H₈,Si₄H
₁₀等の珪素供給用の原料ガス（または、ガス化し得る水
素化珪素の珪素供給用ガス）とを混合させた後、この混
合ガスを分解することによりa-SiC:H膜を形成する。な
お、混合ガスを必要に応じてH₂,He等のガスにより希釈
して使用してもよい。

【００９１】また、表面層２０４にa-C:Hからなる膜を
形成する場合、CH₄,C₂H₂,C₂H₄,C₂H₆,C₃H₈,C₄H₁₀等の炭
素原子供給用の原料ガスを用いてa-C:H膜を形成する。
なお、原料ガスを必要に応じてH₂,He等のガスにより希
釈して使用してもよい。

【００９２】また、表面層２０４にa-C(H,F)からなる膜
を形成するために、例えば、CF₄,C₂F₆等の炭素原子を含
む弗素含有ガスを用いる場合、炭素原子を含む弗素含有
ガス単独で膜形成が可能であるが、炭素原子を含む弗素
含有ガスに、H₂,He等の希釈ガスや、CH₄,C₂H₄,C₂H₆,C₃H
₈,C₄H₁₀等の炭素原子供給用の原料ガスを混合させて膜
形成を行ってもよい。

【００９３】以下に、感光体１０１に対する帯電器１０
２の位置について詳細に説明する。図４は、図１に示し
た感光体１０１に対する帯電器１０２の位置を説明する
ための図である。

【００９４】本発明においては、帯電器１０２の帯電線
１０２−２と感光体１０１の中心軸Ｏとを結ぶ直線と、
感光体１０１の中心軸Ｏから垂直下方に下ろした垂線Ｈ
とのなす角度θが、０°≦θ＜９０°の範囲になるよう
に構成されているため、装置停止中に、シールドケース
１０２−１の内面に付着したコロナ放電生成物が感光体
１０１の表面に重力によって落下することが抑制され、
これにより、帯電器跡流れの発生が抑制される。

【００９５】従って、帯電器１０２は、図４に示すよう
に、位置Ｘ，Ｙのいずれの位置に配置されてもよいが、
シールドケース１０２−１の内面に付着したコロナ放電
生成物が感光体１０１の表面に重力によって落下するこ
とを抑制するという効果を得るためには、帯電器１０２
を位置Ｙよりも位置Ｘ（すなわち、角度θ＝０）に配置
される方が好ましい。

【００９６】更に、本発明者らは、帯電器１０２のシー
ルドケース１０２−１の開口部から感光体１０１の表面
までの距離ｄ[mm]が小さくなるほど、感光体１０１の帯
電効率が向上し、かつ、帯電器跡流れが生じ易くなると
いう知見に基づいて、上記角度θが０°≦θ＜９０°の
範囲にある場合、上記距離ｄ[mm]を、ｄ≧５．０×ｓｉ
ｎθ＋１．０の範囲とすることにより、帯電器跡流れの
発生を更に抑制することができることを以下の実験によ
り確認した。

【００９７】〈実験例〉図３に示したプラズマＣＶＤ法
による堆積膜形成装置を使用し、表１に示す条件で円筒
形状の導電性基体上に電荷注入阻止層及び光導電層を順
次積層し、続いて、表２に示す条件で光導電層上にa-Si
C:Hからなる表面層を積層して感光体を作製した。

【００９８】

【表１】

【００９９】

【表２】 次に、キヤノン社製の複写機を、この複写機の内部に設
けられた各構成要素が図１に示した電子写真装置と同様
の配置となるように改造し、更に、帯電器１０２の帯電
線１０２−２と感光体１０１の中心軸とを結ぶ線と、感
光体１０１の中心軸から垂直下方に下ろした垂線とがな
す角度θが変更可能なように、かつ、シールドケース１
０２−１の開口部から感光体１０１の表面までの距離ｄ
[mm]が変更可能なように改造した。

【０１００】上記のように作製された感光体を、改造を
施した複写機に装着し、気温３０℃、相対湿度８０％の
環境下で、感光体に対する加熱を行わずに２万枚の通紙
耐久テストを行った。

【０１０１】更に、通紙耐久テスト終了後、複写機の電
源をオフにして５時間放置し、その後、複写機を再稼動
してキャノン製テストチャート（部品番号：ＦＹ９１９
０５８）を複写し、コピー画像を得た。

【０１０２】このとき、角度θを０°から９０°まで１
５°刻みで変化させ、各角度で、距離ｄを変化させて帯
電器跡流れが１０枚以内で消える時の最小の距離ｄをグ
ラフにプロットした。なお、帯電線１０２−２には６ｋ
Ｖの電圧を印加した。

【０１０３】図５は、図４に示した感光体１０１と帯電
器１０２との配置関係において、各角度θで帯電器跡流
れが１０枚以内で消滅した時の最小の距離ｄをプロット
したグラフである。

【０１０４】図５に示すように、角度θが０°である場
合に、帯電器跡流れを１０枚以内で消滅させるための距
離ｄを最も小さくすることができ、また、角度θが大き
くなるにしたがって、帯電器跡流れを１０枚以内で消滅
させるためには距離ｄを大きくする必要があることが確
認された。

【０１０５】これにより、感光体１０１の帯電効率と帯
電器跡流れの発生の抑制とを両立させるためには、角度
θを小さくする必要があり、角度θが０°である場合に
最も効果が得られることが確認された。

【０１０６】また、本実験例にて得られた評価結果の近
似曲線を算出すると、ｄ[mm]＝５．０×ｓｉｎθ＋１．
０という関係式が得られた。

【０１０７】これにより、角度θが０≦θ＜９０の範囲
にある場合には、ｄ[mm]≧５．０×ｓｉｎθ＋１．０と
なるように距離ｄを設定すれば、帯電器跡流れの発生を
更に抑制することが可能であることが確認された。

【０１０８】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
なお、本発明は、その目的を達成する範囲内であれば、
以下に記載する実施例に限定されるものではない。

【０１０９】（第１の実施例）図３に示したプラズマＣ
ＶＤ法による堆積膜形成装置を使用し、表１に示した条
件で円筒形状の導電性基体上に電荷注入阻止層及び光導
電層を順次積層し、続いて、表３に示す条件Ａで光導電
層上にa-C:Hからなる表面層を積層して感光体Ａを作製
するとともに、表３に示す条件Ｂで光導電層上にa-C:H
及びa-C(H,F)からなる表面層を積層して感光体Ｂを作製
した。なお、以下の記載では、上述した実験例にて作製
した感光体を感光体Ｃとする。

【０１１０】

【表３】 感光体Ａ〜Ｃを、上述した実験例にて改造した複写機に
装着し、気温３０℃、相対湿度８０％の環境下で、感光
体に対する加熱を行わずに２万枚の通紙耐久テストを行
った。

【０１１１】更に、通紙耐久テスト終了後、複写機の電
源をオフにして５時間放置し、その後、複写機を再稼動
してキャノン製テストチャート（部品番号：ＦＹ９１９
０５８）を複写し、コピー画像を得た。

【０１１２】なお、感光体と帯電器との配置関係は、角
度θ＝３０°、距離ｄ＝３．５mmとし、帯電器の帯電線
には６ｋＶの電圧を印加した。

【０１１３】得られたコピー画像の文字輪郭を判別する
ことにより、何枚目のコピー画像で帯電器跡流れが消滅
（コピー画像が回復）したかどうかを判定し、帯電器跡
流れについて以下のように評価した。 〈評価基準〉 １０枚以内で回復・・・ＡＡＡ １１枚〜５０枚で回復・・・ＡＡ ５１枚〜１００枚で回復・・・Ａ １００枚以内に回復しない・・・Ｂ （第１の比較例）感光体Ｃを図６に示した従来の電子写
真装置に装着し、第１の実施例と同様の方法で、帯電器
跡流れが消滅したときの枚数を評価した。

【０１１４】なお、図６に示した従来の電子写真装置に
おいては、感光体１０１と帯電器１０２との配置関係
が、角度θ＝１８０°、距離ｄ＝３．５mmである。

【０１１５】第１の実施例及び第１の比較例にて得られ
た評価結果を表４に合わせて示す。

【０１１６】

【表４】 表４に示すように、第１の実施例において、角度θ＝３
０°、距離ｄ＝３．５mmとしたものは、帯電器跡流れに
ついて良好な結果が得られた。また、表面層がa-C:Hか
ら形成された感光体Ａ或いは表面層がa-C:H及びa-C(H,
F)から形成された感光体Ｂを用いた場合には、帯電器跡
流れについて更に良好な結果が得られた。

【０１１７】（第２の実施例）感光体Ａ〜Ｃを、上述し
た実験例にて改造した複写機に装着し、気温３２．５
℃、相対湿度８５％の環境下で、感光体に対する加熱を
行わずに２万枚の通紙耐久テストを行った。

【０１１８】更に、通紙耐久テスト終了後、複写機の電
源をオフにして５時間放置し、その後、複写機を再稼動
してキャノン製テストチャート（部品番号：ＦＹ９１９
０５８）を複写し、コピー画像を得た。

【０１１９】なお、感光体と帯電器との配置関係は、角
度θ＝０°、距離ｄ＝１mmとし、帯電器の帯電線には６
ｋＶの電圧を印加した。

【０１２０】得られたコピー画像について、第１の実施
例と同様の方法で帯電器跡流れについて評価した。評価
結果を表５に示す。

【０１２１】

【表５】 表５に示すように、第１の実施例と比較して更に厳しい
環境下で通紙耐久テストを行った場合にも、帯電器跡流
れについて良好な結果が得られた。また、感光体Ａ，Ｂ
を用いた場合には、帯電器跡流れについて更に良好な結
果が得られた。 （第３の実施例）感光体Ａ〜Ｃを、上述した実験例にて
改造した複写機に装着し、気温３２．５℃、相対湿度８
５％の環境下で、感光体に対する加熱を行わずに１０万
枚の通紙耐久テストを行った。

【０１２２】更に、通紙耐久テスト終了後、複写機の電
源をオフにして１２時間放置し、その後、複写機を再稼
動してキャノン製テストチャート（部品番号：ＦＹ９１
９０５８）を複写し、コピー画像を得た。

【０１２３】なお、感光体と帯電器との配置関係は、角
度θ＝３０°、距離ｄ＝５mmとし、帯電器の帯電線には
６ｋＶの電圧を印加した。

【０１２４】得られたコピー画像について、第１の実施
例と同様の方法で帯電器跡流れについて評価した。評価
結果を表６に示す。

【０１２５】

【表６】 表６に示すように、第３の実施例と比較して、通紙枚数
を更に増やした場合にも、帯電器跡流れについて良好な
結果が得られた。特に、表面層にa-C(H,F)が含まれる感
光体Ｂを用いた場合は、帯電器跡流れについて更に良好
な結果が得られた。

【０１２６】（第４の実施例）感光体Ａ〜Ｃを、上述し
た実験例にて改造した複写機に装着し、気温３０℃、相
対湿度８０％の環境下で、感光体に対する加熱を行わず
に２万枚の通紙耐久テストを行った。

【０１２７】更に、通紙耐久テスト終了後、複写機の電
源をオフにして５時間放置し、その後、複写機を再稼動
してキャノン製テストチャート（部品番号：ＦＹ９１９
０５８）を複写し、コピー画像を得た。

【０１２８】このとき、角度θを０°〜７０°まで変化
させ、帯電器の帯電線には５ｋＶの電圧を印加した。ま
た、距離ｄ[mm]は、ｄ＝５．０×ｓｉｎθ＋１．０の関
係式で算出される値に設定した。

【０１２９】得られた１枚目（ファーストコピー）のコ
ピー画像及び３００枚目のコピー画像の帯電器跡流れに
ついて以下のように評価した。評価結果を表７に示す。 〈評価基準〉 帯電器跡流れの発生なし・・・ＡＡＡ 幅２ｃｍ以下の帯電器跡流れを確認・・・ＡＡ 幅２ｃｍよりも広く、かつ、幅５ｃｍ以下の帯電器跡流
れを確認・・・Ａ 幅５ｃｍよりも広い帯電器跡流れを確認・・・Ｂ

【０１３０】

【表７】 表７に示すように、感光体Ａ〜Ｃのいずれの感光体にお
いても、１枚目のコピー画像に帯電器跡流れが発生せず
良好な結果が得られた。

【０１３１】更に、帯電器の帯電線に印加する電圧を５
ｋＶから１ｋＶまで変化させ、得られたコピー画像を以
下のように判定することによって、感光体の帯電効率に
ついて以下のように評価した。評価結果を表８に示す。 〈評価基準〉 文字がしっかりと認識できる・・・ＡＡＡ 文字は認識できるが、やや見づらい・・・ＡＡ 文字が薄く、認識しにくい・・・Ａ

【０１３２】

【表８】 表８に示すように、感光体Ａ〜Ｃのいずれの感光体を用
いた場合にも、角度θが６０度以下であれば、帯電効率
について良好な結果が得られた。また、感光体Ａ，Ｂを
用いた場合には、角度θが６５度以上であっても、帯電
効率について良好な結果が得られた。

【０１３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
帯電線と感光体の中心軸とを結ぶ直線と、感光体の中心
軸から垂直下方に下ろした垂線とのなす角度θが、０°
≦θ＜９０°の範囲にあるような構成としたため、コロ
ナ放電による帯電処理に起因して発生するコロナ放電生
成物が重力によって感光体の表面に落下することを防止
することができる。

【０１３４】これにより、装置停止中に、シールドケー
スの内面に付着したコロナ放電生成物によって感光体の
表面が汚染されることがないため、装置停止後の再稼動
時に、ヒータ等の加熱手段を設けることなく帯電器跡流
れの発生を抑制することができる。

【０１３５】また、シールドケースの開口された面と感
光体の表面との間の距離ｄが、ｄ≧５．０×ｓｉｎθ＋
１．０の範囲にあるような構成とした場合においては、
上記角度θが０°≦θ＜９０°の範囲でいかなる値であ
ってもシールドケースと感光体とを一定値以上離隔させ
ることになるため、帯電器跡流れの発生を更に抑制する
ことができる。

【０１３６】また、感光体に水素原子及び／またはハロ
ゲン元素を含む非単結晶炭素からなる表面層が形成され
た場合においては、感光体表面の撥水性が向上し、コロ
ナ放電生成物が感光体表面に付着しにくくなるため、帯
電器跡流れの発生を更に抑制することができるととも
に、感光体寿命を延ばすことができ、これにより、繰り
返し使用による画像性の変動を抑制することができる。
また、耐湿性が向上し、高湿環境下でコロナ放電生成物
が感光体表面に付着しにくくなるため、高湿環境下で帯
電器跡流れの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真装置の実施の一形態を示す図
である。

【図２】図１に示した感光体の断面図であり、（ａ）は
光導電層が機能分離されていない単層型感光体を示す
図、（ｂ）は光導電層が電荷発生層と電荷輸送層とに機
能分離された機能分離型感光体を示す図である。

【図３】図１に示した感光体を製造するための、高周波
を用いたプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置の一構
成例を示す図である。

【図４】図１に示した感光体に対する帯電器の位置を説
明するための図である。

【図５】図４に示した感光体と帯電器との配置関係にお
いて、所定条件の下、各角度θで帯電器跡流れが１０枚
以内で消滅した時の最小の距離ｄをプロットしたグラフ
である。

【図６】従来の電子写真装置の一構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０１ 感光体 １０２ 帯電器 １０２−１ シールドケース １０２−２ 帯電線 １０３ 静電潜像形成部 １０４ 現像器 １０５ 転写材供給系 １０６ 転写ベルト １０８ 搬送ベルト １０９ 除電光源 １１０ ランプ １１１ 原稿台ガラス １１２ 原稿 １１３〜１１７，１２０ ミラー １１８ レンズユニット １２２ レジストローラ １２３ ブランク露光ＬＥＤ １２４ 定着装置 １２５ クリーナー Ｐ 転写材 θ 角度 ｄ 距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 重教 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H003 AA01 BB11 CC01 EE19 2H068 CA03 DA12 DA23 EA24 FC01 2H071 BA03 BA16 BA27 DA06 DA15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形状の基体上に光導電層が形成され
   た感光体と、該感光体に対向する面が開口されたシール
   ドケース及び該シールドケースの内部に配置された帯電
   線を具備し、前記感光体の表面をコロナ放電によって一
   様な電位に帯電させる帯電器と、前記感光体の表面に露
   光を行うことにより前記感光体の表面に静電潜像を形成
   させる静電潜像形成部と、前記静電潜像に対して現像剤
   を現像して現像剤像を形成させる現像器と、前記現像剤
   像を転写材上に転写させる転写器とを有してなる電子写
   真装置において、 前記帯電線と前記感光体の中心軸とを結ぶ直線と、前記
   感光体の中心軸から垂直下方に下ろした垂線とがなす角
   度θが、０°≦θ＜９０°の範囲にあることを特徴とす
   る電子写真装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子写真装置におい
   て、 前記シールドケースの開口された面と前記感光体の表面
   との間の距離ｄは、ｄ≧（５．０×ｓｉｎθ＋１．０）
   ｍｍの範囲にあることを特徴とする電子写真装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の電子写
   真装置において、前記光導電層は、珪素原子を含む非単
   結晶材料からなることを特徴とする電子写真装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   電子写真装置において、 前記感光体は、水素原子を含む非単結晶炭素からなる表
   面層を有することを特徴とする電子写真装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   電子写真装置において、 前記感光体は、ハロゲン元素を含む非単結晶炭素からな
   る表面層を有することを特徴とする電子写真装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   電子写真装置において、 前記感光体は、水素原子及びハロゲン元素を含む非単結
   晶炭素からなる表面層を有することを特徴とする電子写
   真装置。
7. 【請求項７】 請求項５または請求項６に記載の電子写
   真装置において、 前記ハロゲン元素は、弗素原子であることを特徴とする
   電子写真装置。
8. 【請求項８】 請求項４乃至７のいずれか１項に記載の
   電子写真装置において、 前記表面層は、プラズマＣＶＤ法によって形成されるこ
   とを特徴とする電子写真装置。