JP2008145851A - 電子写真装置、及び、電子写真方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、感光体を加熱することなく高湿流れを抑制でき、省エネルギーで地球環境にやさしく、且つ、高画質、高耐久、高安定な電子写真装置を提供することにある。
【解決手段】 少なくとも、電子写真感光体と、前記感光体を帯電させるコロナ帯電器とを有する電子写真装置において、前記コロナ帯電器は、前記感光体に対向する開口部を遮蔽するシャッタを有し、前記シャッタは、導電性の材料で形成されており、前記シャッタに、バイアス電位を印加する手段を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真感光体とコロナ帯電器とを用いた電子写真装置、及び、電子写真方法に関する。

複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真装置では、表面に光導電層が設けられた感光体の外周面をコロナ帯電等の帯電手投で一様に帯電させ、ついで被複写体の被複写像を反射光や変調信号に応じたレーザやＬＥＤによって露光させることにより前記感光体の外周面上の静電潜像を形成し、さらに該感光体上にトナーを付着させることでトナー像を形成し、これを複写用紙などに転写させて複写が行なわれる。このようにして電子写真装置で複写を行ったのちには、感光体の外周面上にトナーが一部残留するため、該残留トナーを除去する必要がある。かかる残留トナーの除去は、クリーニングブレード、ファーブラシ、マグネットブラシ等を用いたクリーニング工程によって行なわれるのが一般的である。

このような電子写真装置に好適に用いることが可能な感光体として、シリコン原子を母材とする非単結晶材料からなる光導電層を有する感光体（以下、ａ−Ｓｉ感光体と略記することがある）が挙げられる。ａ−Ｓｉ感光体は、そのビッカース硬度が１５００〜２０００ｋｇｆ／ｍｍ²と非常に硬く、耐久性、耐熱性、環境安定性に優れている。そのため、特に高信頼性が要求される高速機においては、必要不可欠になってきている。

電子写真プロセスにおいては、像形成が繰り返されるに従い、コロナ放電によるオゾンが発生し、それに伴い窒素酸化物（ＮＯｘ）等の帯電生成物が発生する。このような帯電生成物は、感光体表面に付着したり、感光体の表面特性を変化させたりする場合がある。そして、そのような部分は水分が付着しやすくなっており、低抵抗化して電荷の横流れを生じ、その結果、画像流れを引き起こす場合があることが知られている。このような傾向は、高温高湿環境下において特に顕著であり、その中でも、装置停止中にコロナ帯電器の開口部に対向している部分に最も顕著に表れる。このような画像流れは、コロナ帯電器の跡のように見える事から帯電器跡流れと称される。

一般に広く使用されているＯＰＣ感光体などでは、感光体表面が比較的柔らかいため、帯電生成物が一時的に感光体表面に付着したり、感光体の表面特性が変化したりしても、前述のクリーニング工程における摺擦で、感光体表面が摩耗し、絶えずフレッシュな表面が現れるため、上述の問題はそれほど深刻とはならない。これに対して、ａ−Ｓｉ感光体の場合においては、表面硬度が極めて硬く、表面はほとんど摩耗しないため、帯電生成物の影響を受けると、その回復は容易ではない。このため、上記の問題が深刻で、これを防止する努力が以前から続けられている。具体的には、ヒータによる加温で水分を除去する、摺擦手段をより流れ起因物質が除去しやすい構成とする、表面が変化されにくい、或いは、流れ起因物質が付着しにくい表面保護材料などが挙げられ、効果をあげている。

また、帯電器側の工夫として、非帯電時に放電部と被放電部を遮蔽する技術が開示されている。（例えば、特許文献１）
また、コロナ帯電器の開口部をシャッタ部材で閉塞し、更に、コロナ帯電器内の吸引手段によって吸引することで、オゾンの停滞を防止する技術が開示されている。（例えば、特許文献２）
また、コロナ帯電器をステンレスやフィルムの保護シャッタで遮蔽する技術も開示されている。（例えば、特許文献３、４）
特開平１０−１０４９１１号公報 特開平０５−２９７６８９号公報 特開平０７−１０４５６４号公報 特開平０７−１０４５６５号公報

しかしながら、エコロジーに対する意識の高まりから、電子写真装置においても、省エネルギー、省資源が叫ばれるようになってきた。このため、ヒータで感光体を加熱して水分を除去するような試みは極力行わないようになってきており、感光体加熱に頼らない高湿流れ防止対策が望まれている。

また同様の観点から、ａ−Ｓｉ感光体を用いながらも更なる長寿命化が望まれており、このため、感光体寿命に制約を与える摩耗や研磨によらない高湿流れ防止対策が必要である。

その一方で、画質、耐久性、安定性などに対する要求に関しては、年々高まってきている。特に、デジタルカラー機においては、形成される画像は文字だけでなく、写真や絵等の高品位な画像品質が要求されるものを出力する機会が急増しており、電子写真装置に求められる仕様は以前に増して高まってきた。その上、デジタル機の場合、作像が微細ドットの集合体として形成されるため、特に、ハーフトーン画像のような画像において、高湿流れが画像上で現れ易くなる傾向がある。これは、ほんの僅かな像流れであっても、ドットレベルにおいては、ドットの太り細りとして画像上に現れ、ハーフトーン画像の均一性の低下につながるためである。さらに、カラー機になると、各色が重ね合わされる際に、各色の不均一が強調され、色みの違いとして、より目立ち易くなる場合がある。

このため、コロナ帯電器にシャッタを有し開口部を閉塞する上述の従来技術においても、シャッタと感光体表面との間隙に残留したオゾンや帯電生成物が感光体表面に及ぼす影響は避けられず、より高品位な画像品質が要求される仕様を十分満足するには、更なる改善の余地を有していた。

即ち本発明は、感光体を加熱することなく高湿流れを抑制でき、省エネルギーで地球環境にやさしく、且つ、高画質、高耐久、高安定な電子写真装置を提供することを目的とする。

本発明者らは上記の課題を解決し、高画質、高耐久、高安定の電子写真方法を見い出すべく鋭意検討を行った。その結果、コロナ帯電がオフされた後の帯電器内、及び、その近傍の空間においては、オゾンや帯電生成物など物質はイオンとして空間中に浮遊していることがわかった。そのような状態において、コロナ帯電器のシャッタを閉め帯電器を閉塞するとともに、シャッタにバイアス電位を印加すると、電界によってそれらのイオンをシャッタに引き寄せて吸着させることができ、感光体表面にそれらのイオンが付着することを大幅に低減できることを見出した。このような方法を用いることにより、感光体の加熱手段を用いることなく、帯電器跡流れを抑制できることがわかり、本発明を完成するに至った。

即ち、上述の目的を達成する本発明は、少なくとも、電子写真感光体と、前記感光体を帯電させるコロナ帯電器とを有する電子写真装置において、前記コロナ帯電器は、前記感光体に対向する開口部を遮蔽するシャッタを有し、前記シャッタは、導電性の材料で形成されており、前記シャッタに、バイアス電位を印加する手段を有することを特徴とする。

また、前記バイアスは、コロナ放電の極性とは逆極性のＤＣバイアスであることを特徴とする。

また、前記バイアスは、コロナ放電の極性とは逆極性のＤＣバイアスに、ＡＣバイアスを重畳したものであることを特徴とする。

前記バイアスは、前記コロナ帯電器がオフした直後に印加され、所定の時間が経過後に、前記バイアスをオフする、オンオフ制御手段を有することを特徴とする。

前記電子写真装置内に、温度検知手段及び湿度検知手段を有し、それらの検知結果に応じて、前記バイアスの印加時間、及び、ＤＣ成分値、ＡＣ成分値を制御する手段を有することを特徴とする。

前記感光体は、シリコン原子を母材とする非単結晶膜からなる光導電層を有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、コロナ帯電がオフされた後に帯電器内、及び、その近傍の空間に浮遊するオゾンや帯電生成物を、シャッタに印加したバイアスよる電界で、シャッタに引き寄せて吸着させる事ができる。その結果、感光体表面にそれら帯電生成物が付着することを大幅に低減させる事ができ、感光体の加熱手段を用いることなく、帯電器跡流れが抑制できできるという効果を有する。そして、省エネルギーで地球環境にやさしく、且つ、高画質、高耐久、高安定な電子写真装置を提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

（電子写真装置）
本発明の電子写真装置について、図３の概略構成図を参照して説明する。

この電子写真装置は、表面に静電潜像が形成され、この静電潜像上にトナーが付着されてトナー像が形成されるドラム型の感光体３０１を有している。感光体３０１の周りには、感光体３０１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる１次帯電器３０２と、帯電された感光体３０１の表面に画像露光３０３を行って静電潜像を形成する、不図示の画像露光装置とが配置されている。また、形成された静電潜像上にトナーを付着させて現像する現像器として、ブラックトナーＢを付着させる第１現像器３０４ａと、イエロートナーＹを付着させる現像器とマゼンタトナーＭを付着させる現像器とシアントナーＣを付着させる現像器とを内蔵した回転型の第２の現像器３０４ｂとが配置されている。また、感光ドラム上でトナー像を形成しているトナーの電荷を均一にし、安定した転写を行うようにするための転写前帯電器３０５が設けられている。さらに、中間転写ベルト３０６にトナー像を転写した後、感光体３０１上をクリーニングする感光体クリーナ３０７および感光体３０１の除電を行う除電露光３０８が設けられている。

中間転写ベルト３０６は、感光体３０１に当接ニップ部を介して駆動するように配置されており、内側には感光体３０１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト３０６に転写するための一次転写ローラ３０９が配備されている。一次転写ローラ３０９には、感光体３０１上のトナー像を中間転写ベルト３０６に転写するための一次転写バイアスを印加するバイアス電源（不図示）が接続されている。中間転写ベルト３０６の周りには、中間転写ベルト３０６に転写されたトナー像を記録材３１２にさらに転写するための二次転写ローラ３１０が、中間転写ベルト３０６の下面部に接触するように設けられている。二次転写ローラ３１０には、中間転写ベルト３０６上のトナー像を記録材３１２に転写するための二次転写バイアスを印加するバイアス電源が接続されている。また、中間転写ベルト３０６上のトナー像を記録材３１２に転写した後、中間転写ベルト３０６の表面上に残留した転写残トナーをクリーニングするための中間転写ベルトクリーナ３１１が設けられている。

また、この電子写真装置は、画像が形成される複数の記録材３１２を保持する給紙カセット３１３と、記録材３１２を給紙カセット３１３から中間転写ベルト３０６と二次転写ローラ３１０との当接ニップ部を介して搬送する搬送機構とが設けられている。記録材３１２の搬送経路上には、記録材３１２上に転写されたトナー像を記録材３１２上に定着させる定着器３１４が配置されている。

一次帯電器３０２、及び、転写前帯電器３０５には、図１、及び、図２により詳しく示したような開口部にシャッタを有するコロナ放電器が用いられる。この具体的な構成については後述して詳しく説明する。

画像露光装置としては、カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系や、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力するレーザスキャナによる走査露光系などが用いられる。このような露光系により、画像パターンに従って、複数行、複数列の画素マトリックスの各画素ごとに、レーザまたはＬＥＤ等を光源とする光ビームを照射して静電潜像を感光体の表面に形成することができる。

次に、この電子写真装置の動作について説明する。

まず、図３に矢印で示すように、感光体３０１が、反時計方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動され、中間転写ベルト３０６が、時計方向に、感光体３０１と同じ周速度で回転駆動される。

感光体３０１は、回転過程で、一次帯電器３０２により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで、画像露光３０３を受け、これにより感光体３０１の表面上には、目的のカラー画像の第１の色成分像（例えばマゼンタ成分像）に対応した静電潜像が形成される。次いで、第２現像器が回転し、マゼンタトナーＭを付着させる現像器が所定の位置にセットされ、その静電潜像が第１色であるマゼンタトナーＭにより現像される。この時、第１現像器３０４ａは、作動オフになっていて感光体３０１には作用せず、第１色のマゼンタトナー像に影響を与えることはない。

このようにして、感光体３０１上に形成担持された第１色のマゼンタトナー像は、感光体３０１と中間転写ベルト３０６とのニップ部を通過する過程で、一次転写バイアスがバイアス電源（不図示）から一次転写ローラ３０９に印加されることによって形成される電界により、中間転写ベルト３０６外周面に順次中間転写される。

中間転写ベルト３０６に第１色のマゼンタトナー像を転写し終えた感光体３０１の表面は、感光体クリーナ３０７によりクリーニングされる。次に、感光体３０１の清掃された表面上に、第１色のトナー像の形成と同様に、第２色のトナー像（例えばシアントナー像）が形成され、この第２色のトナー像が、第１色のトナー像が転写された中間転写ベルト３０６の表面上に重畳転写される。以下同様に、第３色のトナー像（例えばイエロートナー像）、第４色のトナー像（例えばブラックトナー像）が中間転写ベルト３０６上に順次重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー像が形成される。

次に、給紙カセット３１３から中間転写ベルト３０６と二次転写ローラ３１０との当接ニップ部に所定のタイミングで記録材３１２が給送され、二次転写ローラ３１０が中間転写ベルト３０６に当接されると共に、二次転写バイアスがバイアス電源から二次転写ローラ３１０に印加されることにより、中間転写ベルト３０６上に重畳転写された合成カラートナー像が、第２の画像担持体である記録材３１２に転写される。記録材３１２へのトナー像の転写終了後、中間転写ベルト３０６上の転写残トナーは中間転写ベルトクリーナ３１１によりクリーニングされる。トナー像が転写された記録材３１２は定着器３１４に導かれ、ここで記録材３１２上にトナー像が加熱定着される。

本電子写真装置の動作において、感光体３０１から中間転写ベルト３０６への第１〜第４色のトナー像の順次転写実行時には、二次転写ローラ３１０および中間転写ベルトクリーナ３１１は中間転写ベルト３０６から離間させるようにしてもよい。

このような中間転写ベルトを用いた電子写真によるカラー電子写真装置は、以下に示す特徴を有している。

第一に、重ね合わせ時に各色のトナー像の形成位置がずれる色ズレが少ない。また、図３に示すように、記録材３１２をなんら加工、制御（例えばグリッパーに把持する、吸着する、曲率を持たせるなど）する必要なしに、中間転写ベルト３０６からトナー像を転写させることができ、記録材３１２として多種多様なものを用いることができる。例えば、薄い紙（４０ｇ／ｍ²紙）から厚い紙（２００ｇ／ｍ²紙）までの種々の厚みのものを選択して記録材３１２として使用可能である。また、幅の広狭または長さの長短によらず種々の大きさのものを記録材３１２として使用可能である。さらには、封筒、ハガキ、ラベル紙などを記録材３１２として使用可能である。

また、中間転写ベルト３０６は、柔軟性に優れており、感光体３０１や記録材３１２とのニップを自由に設定することができるため、設計の自由度が高く、転写効率などを最適化しやすいといった特徴がある。

（コロナ帯電手段）
次に、本発明に係るコロナ帯電手段について説明する。図１、及び、図２は、その一例を示した模式的な概略図である。

図１に示したコロナ帯電手段は、感光体１０１と帯電線１０２ａ、ハウジング１０２ｂ、グリッド線１０２ｃから形成されるスコロトロン帯電器１０２が対向して配置し、スコロトロン帯電器１０２の開口部に、導電性シャッタ１０３を配置した帯電手段である。導電性シャッタ１０３は、コロナ放電がオンする時には、コロナ放電に影響を与えない退避位置まで、移動手段（不図示）によって移動可能な構成になっている。また、導電性シャッタ１０３には、バイアス電源１０４が接続されており、バイアス電源１０４の出力を調整することで印加するバイアス電位を制御することができる。さらに、オンオフ制御手段１０５によって、バイアス印加のオンオフ制御を行うこともできる。

このような構成のコロナ帯電器は、プリントジョブが終了すると、導電性シャッタ１０３が退避位置から閉塞位置へ移動して、スコロトロン帯電器１０２の開口部を閉じるとともに、バイアス電源１０４の出力をオンし、オンオフ制御手段１０５をオンする。このとき、空間中に浮遊しているイオン性物質は、バイアス電位による電界によって、導電性シャッタ１０３に引き寄せられ、シャッタ表面に吸着するので、空間中から効率的に除去される。このような方法では、スコロトロン帯電器内の導電性シャッタによって閉塞された空間だけでなく、導電性シャッタと感光体表面との間の空間に浮遊するイオンに関しても、除去できるので、感光体表面周辺のほぼすべての空間からイオン性物質を取り除くことが可能となる。また、導電性シャッタは、繰り返し使用していくにつれて、吸着した物質が蓄積し、次第に汚染されていく。しかしながら、コロナ放電がオンするときには退避位置に移動し、コロナ放電には影響を与えないため、放電特性は初期状態を維持できるという特徴を有する。図１に示したようなスコロトロン式のコロナ帯電器は、例えば、一次帯電器として好適に用いられる。

また、図２に示したコロナ帯電手段は、感光体２０１と帯電線２０２ａ、ハウジング１０２ｂから形成されるコロトロン帯電器２０２が対向して配置し、コロトロン帯電器２０２の開口部に、導電性シャッタ２０３を配置した帯電手段である。帯電方式がスコロトロン式からコロトロン式に変わった点以外は、図１と同様の構成である。図２に示したようなコロトロン式のコロナ帯電器は、例えば、転写前帯電器として好適に用いられる。

図１、及び、図２に示したコロナ帯電手段における導電性シャッタに印加するバイアス電位は、コロナ放電極性と同極性であっても、逆極性であっても、イオン性物質を空間中から除去する効果が得られるが、逆極性のバイアスを印加した方がより効率よく除去できる。ＡＣバイアスを重畳したバイアス条件とした場合には、さらに効率よく除去することができる。

また、それらのバイアス電位は、プリントジョブの終了後印加されるものであるので、必要以上に長時間バイアスを印加すると、消費電力の増加につながる。このため、バイアス印加時間は、好適な時間があるが、それは発生するイオン性物質や空間中の水分量、要求される画像品質などによるものである。従って、バイアス印加時間は電子写真装置の仕様や環境等によって、適宜設定されればよく、後述のように概ね数秒〜数分程度のバイアス印加で十分な効果を得ることができる。

（ａ−Ｓｉ感光体）
次に、図面に基づいて本発明の電子写真方法に好適に用いることができる電子写真感光体（感光体と表すことがある。）の層構成について、図４の模式的構成図を参照して説明する。

図４（ａ）に示す感光体４００は、基体４０１と、該基体の上に順次設けられる光導電層４０２と表面層４０３とから構成される。

また、図４（ｂ）に示すように、基体４０１上に、基体側からの電荷の注入を阻止するために、下部電荷注入阻止層４０４を設け、下部電荷注入阻止層４０４上に光導電層４０２と、表面層４０３とを順次設けた層構成であってもよい。必要に応じて、光導電層４０２は、基体４０１側から第一の層領域と第二の層領域とからなる２層構成にしてもよい。また、光導電層４０２と表面層４０３との界面に関しては、連続的に変化させ界面反射を抑制する界面制御を施してもよい。

また、図４（ｃ）に示すように、基体４０１と、該基体４０１上に、下部電荷注入阻止層４０４と、光導電層４０２と、上部電荷注入阻止層４０５と、表面層４０３とを順次設けた層構成とし、上部からの電荷注入を低減し、帯電性を向上させる目的で上部電荷注入阻止層４０５を設け負帯電用電子写真感光体に特に好適な層構成としてもよい。また、光導電層４０２と上部電荷注入阻止層４０５との界面、及び／または、上部電荷注入阻止層４０５と表面層４０３との界面に関しては、連続的に変化させ界面反射を抑制する界面制御を施してもよい。

（ａ−Ｓｉ感光体の製造装置）
上記ａ−Ｓｉ感光体の作製方法は、一般的に知られている真空蒸着法、スパッタリング法、イオンブレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜方法により、基体上に図４に示すような層構成のａ−Ｓｉ感光体を形成すればよい。それらの中でも、プラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスにＲＦ帯やＶＨＦ帯の高周波電力を印加してグロー放電により分解し、基体上に堆積膜を形成する方法を用いると、ａ−Ｓｉ感光体を好適に作製することができる。

次に、本発明の電子写真装置に好適な感光体の製造に使用することができる装置、および、これを用いた感光体の製造方法について、以下に説明する。図５は、電源周波数としてＲＦ帯を用いた高周波プラズマＣＶＤ法（ＲＦ−ＰＣＶＤとも略記する）による感光体製造装置の一例を、模式的に示した構成図である。

この装置は、大別すると、堆積装置５１００、原料ガスの供給系５２００、反応容器５１１１内を減圧するための排気装置(図示せず)から構成されている。堆積装置５１００中の反応容器５１１１内には円筒状基体５１１２を載置する載置台５１１０、基体加熱用ヒータ５１１３、原料ガス導入管５１１４が設置され、更に高周波マッチングボックス５１１５を介して高周波電源５１２０が反応容器を兼ねるカソード電極５１１１に接続されている。

原料ガス供給装置５２００は、原料ガスのボンベ５２２１〜５２２６とバルブ５２３１〜５２３６、５２４１〜５２４６、５２５１〜５２５６、及び、マスフローコントローラ５２１１〜５２１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ５２６０を介して反応容器５１１１内のガス導入管５１１４に接続されている。

この装置を用いた堆堆膜の形成は、例えば以下のような手順によって行われる。

まず、反応容器５１１１内に円筒状基体５１１２を設置し、例えば真空ポンプなどの排気装置（図示せず）により反応容器５１１０内を排気する。続いて、基体加熱用ヒータ５１１３により円筒状基体５１１２の温度を２００℃乃至３５０℃の所定の温度に制御する。

次に、堆積膜形成用の原料ガスを、ガス供給装置５２００により流量制御し、反応容器５１１１内に導入する。そして、排気速度を調整することにより所定の圧力に設定する。

以上のようにして堆積の準備が完了した後、以下に示す手順で各層の形成を行う。

内圧が安定したところで、高周波電源５１２０を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックス５１１５を通じてカソード電極５１１１に供給し高周波グロー放電を生起させる。放電に用いる周波数は１〜３０ＭＨzのＲＦ帯が好適に使用できる。

この放電エネルギーによって反応容器５１１１内に導入された各原料ガスが分解され、円筒状基体５１１２上に所定のシリコン原子を主成分とする堆積膜が形成される。所望の膜厚の形成が行われた後、高周波電力の供給を止め、ガス供給装置の各バルブを閉じて反応容器５１１０への各原料ガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。

同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の感光層が形成される。また、膜形成の均一化を図るために、層形成を行っている間は、円筒状基体５１１２を駆動装置（不図示）によって所定の速度で回転させることも有効である。さらに、上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。

以下、実施例、及び、比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらによって何ら限定されるものではない。

（感光体製造例１）
図５に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、直径８４ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（基体）上に、表１に示した条件で、下部電荷注入阻止層、光導電層、及び、表面層からなる堆積膜を順次積層し、図４（ｂ）に示した層構成の感光体を製作した。

（感光体製造例２）
図５に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、直径８４ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー（基体）上に、表２に示した条件で、下部電荷注入阻止層、光導電層、上部電荷注入阻止層、及び、表面層からなる堆積膜を順次積層し、図４（ｃ）に示した層構成の感光体を製作した。

電子写真装置として、図３に示した構成の電子写真装置を準備した。より具体的には、キヤノン製電子写真装置ｉＲＣ−６８００をベースとし、実験用として、一次帯電手段を図１に示した構成の帯電手段に改造し、転写前帯電手段を図２に示した構成の帯電手段に改造した装置を準備した。シャッタは板厚０．３ｍｍのアルミニウム薄板にて製作した。さらに、感光体加熱を行えないように感光体ヒータを取り除いた。

準備した電子写真装置に、感光体製造例１に記載の条件にて製作した感光体を搭載し、室温３０％、湿度８０％の環境試験室内において、２万枚の連続プリント耐久テストを行った。耐久テスト中は帯電器シャッタを退避位置に配置し、帯電器の開口部は開放した状態でプリント動作を行った。耐久テストが終了し、プリント動作が停止した後は、直ちに、一次帯電器と転写前帯電器のシャッタを退避位置から閉塞位置へ移動させて、両コロナ帯電器の開口部を閉塞し、その状態でバイアス電位を印加した。印加したバイアス電位は、各々の帯電器における帯電極性と同極性のＤＣバイアスとし、より具体的な印加条件については、表３に示したとおりである。そして、バイアス印加をはじめてから５分間後に、バイアス電位をオフし、シャッタは帯電器のシャッタは閉塞位置に配置されたまま、装置本体のメイン電源をオフした。その状態で、上記環境試験室内に１２時間放置した。その後、装置を再起動し、シャッタを再び退避位置に移動して帯電器の開口部を開放して、画像出力を行い、その画像を用いて帯電器跡流れの評価を行った。より具体的には、画像は、
１、ドット画像（各色の画素密度が５０％のブラック単色、シアン単色、４色のハーフトーン画像）
２、文字画像（３ポイント、及び、５ポイントサイズで、アルファベット、ひらがな、複雑な漢字（電、驚など）を配列したテストチャート）
をＡ３用紙に出力し、その画像における帯電器跡流れの有無について、以下の判定基準で評価した。

Ｓ：文字画像、ドット画像とも、まったく確認できなず、非常に優れている。

Ａ：ドット画像では注視すれば僅かに確認できるが、文字画像ではまったく確認できず、優れている。

Ｂ：ドット画像ではごく軽微なものが確認できるが、文字画像では注視すれば僅かに確認でる程度のレベルであり、良い
Ｃ：ドット画像では帯電器跡流れが確認できるが、文字画像ではごく軽微なものが確認できる程度のレベルであり、実用上は問題なし。

Ｄ：文字画像においても帯電器跡流れが確認でき、実用上問題となる場合がある。

さらに上記評価に続いて、環境試験室の設定を、室温３２℃、湿度８５％として、それ以外はすべて上記評価と同じ条件にて、帯電器跡流れの評価を行った。それらの結果について、表３に合わせて示す。

（比較例１）
実施例１で示した構成の感光体、及び、電子写真の装置を用い、実施例１で行った評価条件に対して、プリント動作終了後の放置中における、一次帯電器、および、転写前帯電器のバイアス印加は行わない条件とし、それ以外は、すべて実施例１と同じ条件にて、帯電器跡流れの評価を行った。それらの結果について、表３に合わせて示す。

実施例１で示した構成の感光体、及び、電子写真の装置を用い、実施例１で行った評価条件に対して、シャッタに印加するバイアス電位を、逆極性のＤＣバイアスとし、それ以外は、すべて実施例１と同じ条件にて、帯電器跡流れの評価を行った。具体的な印加条件については、表３に示したとおりである。評価結果についても、表３に合わせて示す。

実施例１で示した構成の感光体、及び、電子写真の装置を用い、実施例１で行った評価条件に対して、シャッタに印加するバイアス電位を、逆極性のＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳したものとし、それ以外は、すべて実施例１と同じ条件にて、帯電器跡流れの評価を行った。具体的な印加条件については、表３に示したとおりである。評価結果についても、表３に合わせて示す。

表３から明らかなように、コロナ帯電器のシャッタにバイアス電位を印加しなかった比較例１に示した電子写真装置では、３０℃、８０％の環境においても文字画像においてごく軽微な画像流れが確認され、更に、３２℃、８５％の環境になると、さらに顕著に流れが確認できるようになった。

これに対し、実施例１に示した電子写真装置は、プリント動作が停止後、コロナ帯電器のシャッタを閉じ、更に、シャッタにコロナ帯電器の放電極性と同極性のＤＣバイアスを印加することで、３０℃、８０％の環境においても、文字画像においては画像流れが確認できず、優れた画像特性が得られることがわかった。

また、実施例２に示した電子写真装置は、実施例１とはバイアス印加する極性が異なり、コロナ帯電極性とは逆極性のＤＣバイアスを印加した。これにより、３０℃、８０％の環境においては、文字画像、ドット画像とも画像流れは確認できず、より厳しい環境となる３２℃、８５％の環境においても、文字画像においては画像流れが確認できず、実施例１に比べても、更に優れた画像特性が得られることがわかった。

また、実施例３に示した電子写真装置は、バイアス印加条件として、コロナ帯電極性とは逆極性となるＤＣバイアスに、ＡＣバイアスを重畳して印加したものである。これにより、高温高湿環境にける画像特性は更に良化し、３２℃、８５％の厳しい環境下においても、文字画像、ドット画像とも画像流れは確認できず、極めて優れた画像特性が得られることがわかった。

この理由としては、すべてが解明されたわけではないが、次のように推察している。高温高湿環境下においては、オゾンや窒素酸化物等の帯電生成物が画像流れに関与していると考えられているが、それらの物質は、コロナ放電中および放電オフ後しばらくの間は、イオンとして空間中に浮遊しているものと推測される。そして、そのようなイオンが、イオン電荷が形成する電界や、熱的エネルギーなどによって、感光体表面などに引き寄せられると、付着したり、何らかの変化を引き起こしたりして、その結果画像流れの原因になるのではないかと発明者らは考えた。コロナ放電がオフされた直後に、帯電器のシャッタを閉じる従来の方法でも、シャッタによって閉塞された空間に存在するイオンに関しては、感光体に引き寄せられるのを防止できるため、ある一定の画像流れ抑制効果は得られる。しかし、シャッタによって閉塞された空間外に存在していたイオンが及ぼす影響までも防止することは困難である。これに対し、本実施例に示したように、コロナ放電オフ後シャッタを閉じるとともに、シャッタにバイアス電位を印加することで、上記のイオンはバイアスによる電荷によって感光体表面ではなく、シャッタに引き寄せられ、吸着される。これにより、感光体表面に引き寄せられるイオンを低減させることができ、画像流れを更に効率的に抑制できることがわかった。印加するバイアス電位は、実施例１に示したようなコロナ放電極性と同極性であっても、画像流れ抑制効果を得ることができ、実施例２に示したような逆極性とすることで、より効率的に画像流れを抑制することができ、更に、実施例３に示したようにＡＣバイアスを重畳した条件とすることで、更に効率的に画像流れを抑制することができた。

電子写真装置として、図３に示した構成の電子写真装置を準備した。より具体的には、キヤノン製電子写真装置ｉＲＣ−６８００をベースとし、実験用として、一次帯電手段を図１に示した構成の帯電手段に改造し、転写前帯電手段を図２に示した構成の帯電手段に改造した装置を準備した。シャッタは板厚０．２ｍｍのステンレス薄板にて製作した。さらに、感光体加熱を行えないように感光体ヒータを取り除いた。本実施例では、更に、電子写真装置内に、温度検知手段及び湿度検知手段を配備し、それらの検知結果に応じて、シャッタに印加するバイアスの印加時間、及び、ＤＣ成分値、ＡＣ成分値を制御できるようにした。

本実施例の装置の帯電極性に関しては、ベース機であるｉＲＣ−６８００から変更しなかったため、感光体及び一次帯電の極性がポジであり、像形成光の露光方式としては背景部を露光するバックエリア露光方式（ＢＡＥ方式）であり、トナー及び転写前帯電の極性がネガである。これらの帯電極性について表４にまとめて示す。

準備した電子写真装置に、感光体製造例１に記載の条件にて製作した感光体を搭載し、電子写真装置を設置した環境試験室の設定温度、及び、湿度をさまざまに変化させながら、それ以外は実施例１と同様の方法にて、帯電器跡流れの評価を行った。シャッタに印加するバイアス電位の条件に関しては、温度検知手段と湿度検知手段の検知結果から最適な条件を算出することが可能であるが、本実施例は、ＤＣ成分とＡＣ成分は一定とし、印加時間を制御した。具体的には、ＤＣ成分は、極性がコロナ帯電の極性と逆極性、バイアス値が５００Ｖとし、ＡＣ成分は、振幅が１．０ｋＶ、周波数が２．７ｋＨｚとした。また、帯電器跡流れ評価の画像判定基準は実施例１と同じ基準とした。そのときの、環境設定条件と、シャッタへのバイアス印加時間、帯電器跡流れの評価結果について、表５に示す。

表５から明らかなように、実施例４に示した電子写真装置は、２０℃、５０％から３２℃、８５％の広範囲にわたって、文字画像、ドット画像とも画像流れは確認できず、極めて優れた画像特性が得られることがわかった。また、電子写真装置内の温度、湿度の検知結果によって、バイアス印加時間を制御する構成としたことにより、各環境化において、最適なバイアス印加時間を設定でき、不必要なバイアス印加を無くすことで、消費電力を低減できるという更なる効果を有する。

また、本実施例では、前述のように、印加するバイアス電位条件（ＤＣ成分、ＡＣ成分）は環境によらず一定とし、印加時間を制御したが、それらのバイアス電位条件まで含めた複数のパラメータを制御しても、同様の効果が得られることは言うまでもない。

電子写真装置として、実施例４で示した電子写真装置に対して、負帯電感光体を搭載できるように、一次帯電器の極性をネガ帯電極性に改造し、像形成光の露光方式をイメージエリア露光方式（ＩＡＥ方式）に改造した装置を準備した。その他の帯電極性に関しては、表４に示したとおりであり、トナー及び転写前帯電は、実施例４の装置と同じ構成である。

準備した電子写真装置に、感光体製造例２に記載の条件にて製作した負帯電用の感光体を搭載し、実施例４と同様の評価を行った。本実施例のバイアス印加条件は、ＤＣ成分は、極性がコロナ帯電の極性と逆極性、即ち、一次帯電、転写前帯電ともにプラス極性でバイアス値は６００Ｖで一定とし、ＡＣ成分は、振幅が１．５ｋＶ、周波数が２．２ｋＨｚで一定とし、印加時間は実施例４と同様に、電子写真装置内の温度、湿度の検知結果に応じて制御した。また、帯電器跡流れ評価の画像判定基準は実施例１と同じ基準とした。そのときの、環境設定条件と、シャッタへのバイアス印加時間、帯電器跡流れの評価結果について、表６に示す。

表６から明らかなように、実施例５に示した電子写真装置は、２０℃、５０％から３２℃、８５％の広範囲にわたって、文字画像、ドット画像とも画像流れは確認できず、極めて優れた画像特性が得られることがわかった。また、本実施例は負帯電用感光体を用いており、このような負帯電用感光体に対しても、実施例４に示した正帯電用感光体と同様に、画像流れ抑制効果が得られることがわかた。

本発明に好適に用いることが可能なスコロトロン帯電器の模式的な概略図である。 本発明に好適に用いることが可能なコロトロン帯電器の模式的な概略図である。 本発明の電子写真装置の一例を示す概略構成図である。 （ａ）本発明に好適に用いられる感光体の層構成の一例を示す断面図である。（ｂ）本発明に好適に用いられる感光体の層構成の一例を示す断面図である。（ｃ）本発明に好適に用いられる感光体の層構成の一例を示す断面図である。 本発明に好適に用いられる感光体を製造するための装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０１、２０１ 電子写真感光体
１０２ スコロトロン帯電器
２０２ コロトロン帯電器
１０３、２０３ 帯電器シャッタ
１０４、２０４ バイアス電源
１０５、２０５ オンオフ制御手段
４００ 電子写真感光体
４０１ 基体
４０２ 光導電層
４０３ 表面層
４０４ 下部電荷注入阻止層
４０５ 上部電荷注入阻止層
３０１ 感光体
３０２ 一次帯電器
３０３ 画像露光
３０４ａ 第１現像器
３０４ｂ 第２現像器
３０５ 転写前帯電器
３０６ 中間転写ベルト
３０７ 感光体クリーナ
３０８ 除電露光
３０９ 一次転写ローラ
３１０ 二次転写ローラ
３１１ 中間転写ベルトクリーナ
３１２ 記録材
３１３ 給紙カセット
３１４ 定着器

Claims (12)

1. 少なくとも、電子写真感光体と、前記感光体を帯電させるコロナ帯電器とを有する電子写真装置において、
   前記コロナ帯電器は、前記感光体に対向する開口部を遮蔽するシャッタを有し、
   前記シャッタは、導電性の材料で形成されており、
   前記シャッタに、バイアス電位を印加する手段を有することを特徴とする電子写真装置。
2. 前記バイアスは、コロナ放電の極性とは逆極性のＤＣバイアスであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
3. 前記バイアスは、コロナ放電の極性とは逆極性のＤＣバイアスに、ＡＣバイアスを重畳したものであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
4. 前記バイアスは、前記コロナ帯電器がオフした直後に印加され、所定の時間が経過後に、前記バイアスをオフする、オンオフ制御手段を有することを特徴とする請求項１〜３に記載の電子写真装置。
5. 前記電子写真装置内に、温度検知手段及び湿度検知手段を有し、それらの検知結果に応じて、前記バイアスの印加時間、及び、ＤＣ成分値、ＡＣ成分値を制御する手段を有することを特徴とする請求項１〜４に記載の電子写真装置。
6. 前記感光体は、シリコン原子を母材とする非単結晶膜からなる光導電層を有することを特徴とする請求項１〜５に記載の電子写真装置。
7. 少なくとも、電子写真感光体を帯電させる帯電工程を有する電子写真方法において、
   前記帯電工程には、前記感光体に対向する開口部を遮蔽するシャッタを有するコロナ帯電器を用い、
   前記シャッタに、バイアス電位を印加する工程を有することを特徴とする電子写真方法。
8. 前記バイアスは、コロナ放電の極性とは逆極性のＤＣバイアスであることを特徴とする請求項７に記載の電子写真方法。
9. 前記バイアスは、コロナ放電の極性とは逆極性のＤＣバイアスに、ＡＣバイアスを重畳したものであることを特徴とする請求項７に記載の電子写真方法。
10. 前記バイアスは、前記コロナ帯電器がオフした直後に印加され、所定の時間が経過後に、前記バイアスをオフすることを特徴とする請求項７〜９に記載の電子写真方法。
11. 前記電子写真装置内の温度及び湿度を検知し、それらの検知結果に応じて、前記バイアスの印加時間、及び、ＤＣ成分値、ＡＣ成分値を制御することを特徴とする請求項７〜１０に記載の電子写真方法。
12. 前記感光体は、シリコン原子を母材とする非単結晶膜からなる光導電層を有することを特徴とする請求項７〜１１に記載の電子写真方法。

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