JPH02111970A - 脱硝装置を設けた複写機と光プリンタ - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真方式の複写機又は光プリンタに係シ
、特に高湿下でも画・像光れの生じにくい複写機又は光
プリンタに関する。

〔従来の技術〕

従来から、電子写真用感光体としてアそルフ了スセレン
（ＢＳ）、硫化カドミニウム（０ｄＥＩ　）或いは三七
レン化砒素（Ａｓｔ８ｅ、　）又はそれらの化合物を含
む黒磯光導′或材、ポリビニールカルバゾール−トリニ
トロフルオレノン（ＰＶＫ−ＴＭＦ　）に代表される有
機光導電材が用いられている。これらの材料は成子写真
特性には極めて唆れた特性を有するものの、機械的特性
においては必ずしも必要とする仕様を満足しているとは
言い難い。

これに対し、アモルファスシリコン（ａ　−８１；Ｈ）
系感光体は電子写真特性及び機械的特性の両面において
浚れた特性を備えている。しかし、唯一の欠点は耐湿性
に劣ることである。

この理由は、現在まビのところ次の様に考えられている
。すなわち、印刷工程の中でコロナ帯電時に発生するオ
ゾンにより感光体表面のシリコンが酸化され、親水性の
シリコン酸化物（８１０Ｘ　。

０　（ｘ≦２）が生成する。この酸化物は水と反応し、
表面水酸基ｔ−診成させる。表面水酸基は親水性サイト
となシ、水分子を水素結合で物理吸着し得る。このため
弐面の眠気抵抗が減少する。この様な状態で印刷しよう
とすると帯電−露光ブロセヌで感光体表面に形成された
電気的潜像（即ち、露光−未露光部の′電位差）′を鮮
明に維持できなくなシ、印刷物の印字濃度が低下しかつ
シャープさが失なわれる。

そこで、水分除去９ために感光ドラムを加熱する方法又
は乾燥空気を吹きつける等の方式が提案されている。し
かし、これらの方式は印刷開始前に少なくとも一定の予
熱時間が必要で機動性に難点をもっている。

〔発明が解決しようとする課題］ 前記したように、従来技術においては、画像流れのメカ
ニズムをオゾンによる酸化→水の吸潅→表面抵抗の低下
としてのみでとらえていた。従って、コロナ帯電時に発
生するイオンとしてはオゾンのみを考慮し、窒素酸化物
（１Ｉｏｚ、　ｘ＋：＝１　、２）については考慮が十
分でなかった。

そこで、本発明の目的は、表面抵抗のメカニズムｔ−Ｂ
ｏｘの挙動との関連でとらえ、ＨＯｘｆ除去することで
表面抵抗の低下を防止し、高湿下でも画像流れの生じに
くい複写機又は光プリンタを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、鋭意研兄の結果、コロナ帝４時に発生す
るＮＯｘを触媒によυ分解又ｄ還元することにより、上
記目的を達成し得ることを見い出し、本発明を完成した
。

すなわち、本発明は、コロナ放′ｔｌＬ法により表面に
帯電させる電子写真方式の複写機又は光プリンタにおい
て、コロナ放電により発生する窒素酸化物を触媒により
分解又ｒｉ還元する装置を設けたことを特徴とする複写
機又は光プリンタに関する。

以下に本発明の詳細な説明する。

まず、窒素酸化物を触媒により分解又は還元する装置の
設置は、窒素酸化物が発生するコロナ放電が生じている
帯電器の中あるいは帝を器と感光体の間に設けるのがよ
く、また、感光体に付漬した窒素酸化物を除去するため
に、感光体に直接接触させるように設けるのも有効であ
る。そして、脱硝触媒の形状に、帝砥器中あるいは帯電
器と感光体の間に設ける礪＠は、ワイヤ又は金網等で、
ま之、感光体に接触させる揚台は、微粉末か又は棒状、
板状等の形状で用いることがで直る。触媒を微粉末で接
触させる場合は、感光体上に触媒を付滑接触後に、微粉
末状で付層した触媒を回収する手段が必要である。

本発明に使用できる触媒としては、窒素酸化物の分解、
還元反応を促進する固体触媒であればいかなる材料でも
使用できるが、よシ低鮎で効率よく反′応を促進させ得
るものが好ましい。向えば、公知の触媒であるＭｇＨＹ
型ゼオライト、金属含有−Ａ４０．　％ＪえばＯｕ−ム
４０１％　Ｆ＠−ム４ｏｓ、Ｏｕ−ゼオライト、Ｍｇ１
ｌｌ（、Ｍ　　型ゼオライト及びｐａ、ｐｔ系の触媒が
使用できる。触媒は担体上に塗布あるいはコート、付Ｍ
嘔せても用いられるが、Ｐ（Ｌ、　Ｐｔ等は直接金属線
として用いてもよい。

次に、本発明の複写機及び光プリンタについて説明する
。

第２図に複写機の概念図を、第３図に光プリンタである
レーザービームプリンタの概念図を示す。

第２．３図において、１は感光ドラム、２は帯′電器、
３は現像器、４は用紙、５は転写器、６はクリーニング
ブラシ、７は消去用光源を示しており、両者の違いは文
字形成に用いる露光光源系にある。

すなわち、複写機は第２図の９に示すような蛍光灯が用
いられ、原稿台８に露光光源９、ミラー１０、レンズ１
１からなる光学系が配置さ九、また、レーザービームプ
リンタは第３図に示すようにレーザ１２が用いられ、レ
ーダ１２、ム１０変調器１３、レンズ１４、ポリゴンミ
ラー１５、？／θレンズ１６からなる光学系が配置され
ている。

両者とも感光体である光導電ドラムを用いて、現像・転
写を行う機構は同一であり、本発明の窒素酸化物の除去
装置を設置すれば、効果が生ずるのである。

以下に本発明を完成するに到った経過を説明する。

アモルファス・シリコン感光体の表面保ａ層にはアモル
ファス・シリコンカーＪ（イド（ａ　−８１０：Ｈ）、
アモルファス・シリコンナイトライド（ａ　−ＳｉＮ　
：　Ｈ）、アモルファスカーボン（ａ−０：Ｈ）系の膜
が多用されている。こｎらのうち、ｔｌｅ例としてａ　
−８１０：　Ｈ膜について表面抵抗低下のメカニズムを
考察してみる。従来から公知のようにａ　−ＳｉＯ：　
Ｈ膜はコロナ放電により発生するオゾンにより酸化され
てａ　−ｋ３ＬＣ：　Ｈ膜にＳｉＯが形成される。

酸化物が水分を吸着するプロセスを８１０ｘ　　を例に
とって示すと（１）式の様になる。

即ち、表面に水酸基（ＯＨ）が生成すると（１）式の反
応は左から右へすみやかに進行する。

この様に酸化物が形成さｎた膜において、その膜の表面
抵抗を測定してみ九。表面抵抗はギャップα５１のくし
型電極に直流５００ｖを印加し、３０秒後の抵抗を測定
した。なお、くシ型電極はムを又はムＵを真空蒸膚法で
膜表面上に形成した。

又、測定環境は２５℃で湿度５０〜８０４１Ｈの範囲で
ある。

第４図は酸化物が形成された膜の表面抵抗の湿度依存性
を示すグラフである。ａ　−８１０：　Ｈ膜表面には７
．５　ｈのコロナ放電により酸化物を形成させた後、コ
ロナ放電により生成した他の吸漬物がない状態をつくる
ためＩ　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ　　で３ｈ脱気し友。

第４図から判る様にこの膜の表面抵抗はコロナ放電前の
ａ　−ＳｉＯ：　Ｅ膜に比べ各測定湿度下で高々中桁程
度低下するのみである。即ち、表面にただ水分が吸着し
たのみでは画像流れが発生する程に抵抗は低下しないと
いうことが判る。

そこで、次にコロナ放電により吸漕した状態のまｌのａ
　−ｄｉＣ：　Ｈ膜の表面抵抗を測定する。こんどは２
ｈのコロナ放電後の測定値である。

第５図にその結果を示す。第４図の結果に比べ高湿度工
程表面抵抗の低下が著しく、７５％ＲＨではコロナ放電
前に比べ４桁近く減少し、画像流れが発生する値となっ
ている。即ち、コロナ放電により表面に吸湘した水分に
加えある種の物質が表面抵抗を下げる主因をつくってい
ることがわかる。そこで、この物質を同定するためイオ
ンクロマトグラフィ法により表面に存在する元素（分子
）を調べた。

結果を第１表に示す。本結果からコロナ照射直後の膜に
のみに４０．が検出されている。これはＨｊｌＯ。

が表面に存在していることを意味している。そこでＨＮ
Ｏ，が水に溶けている時の１＠液の抵抗率をデータブッ
クよシ調べ九。

結果を第２表に示す。純水に比べ、Ｈ８０，水溶液では
濃度によっても異なるが（Ｌ　１　ｍｏｘ／ａｍ”の時
３〜４桁程度低下することがわかる。

これらの実験事実から表面抵抗を高く維持しておくため
ＫＨａｎｏ、を生成する様なＮＯｘをコロナ放電により
つくシ出さないことが必要となる。そこで本発明では近
年公害問題でその成果が顕著に現われている触媒による
脱硝反応に注目し、！ＪＯｘの生成源である帯電器に触
媒を設けることにし九。

この方法では従来の様に感光ドラムの水分除去まで加熱
する待時間をなくすことができる。

第１表　コロナ放電によりａ−８１０：１１１４表面に
生成する物質 （イオンクロマトグラフィ） 第２表 溶液の比抵抗 〔実ｍ列〕 以下に、本発明を実施例を用いて更に具体的に説明する
が、本発明はこれらの実ｍ例に限定されるものではない
。

まず、本発明の原理を第１図に示すコロナ帯゛成器の縦
断面図を用いて説明する。図中、２は帯電器、２２ｒｉ
コロナワイナ、２Ｓｄ触媒塗布ワイヤ、１は感光ドラム
、１８は高圧電源、１９は低圧トランスを示す。図に示
すように、帯電器２の開放口にメツシュ状にワイヤ２３
がはられており、このワイヤ２３表面に脱硝反応を促進
する触媒が釜布されている。このワイヤ２５には装置起
動時、少なくともコロナ放電が開始する直前に通電嘔せ
、ある温度に刀口熱される。この状態では、コロナ放電
により発生する１ｊｏｘを−と・０．に還元できるので
高湿下でも水分中にＨＪＩＩＯ，を含まない。従って、
高湿下でも良好な印字を形成できる。

実施列（１） ユニオンカーバイド社製ＮａＹ型ゼオライトを用い硝酸
アンモニウム水溶液、硝酸マグネシウム水溶液でイオン
交換し、”ｇＮＨａ！　　をつくる。これをワイヤに塗
布した後、１５０°℃大気中で４ｈ処理し、４００〜８
００℃で５ｈの処理する。この処理したワイヤを帯電器
にと９つけ、ａ−８ｉＣ：１１膜を２ｈフロナ照射した
ところ、表面抵抗の湿度依存性は第４図の酸化膜と同程
度であった。

実施列（２） 一方、今度はワイヤにＯｕ−ムｔ、０．触媒を塗布し１
２０℃Ｘ２ｈ、５５０℃Ｘ１０ｈ大気中で焼成した。こ
のワイヤを帯電器にと９つけ、過濃して表面を２００℃
に加熱した。この状態で２ｈコロナ照射したａ　−８１
０：　Ｈ膜の表面抵抗を６１１定したところ、結果はｍ
４図と同じでおった。こＤＣｕ−ム４０１系触媒では の分解反応が促進されていると考えられる。

実施列（３Ｊ 実施例１２３において、Ｏｕ　０代わりにＩＰｅ　を用
いたＸＰｅ−ム４０．系触媒を用い次。本結果もｌＰｅ
−ム４０ｇ混合比を適量とすることで第４図と同じ結果
が得られた。

実施例（４） Ｏｕ−ゼオライト系触媒を用いた。本結果も第４図と同
様であった。

その他、Ｐｄ　、　Ｐｔ系触媒でも有効であることがわ
かった。

実施例（５） ＭｇｌＪＨ４Ｙ　　ｔ−塗布したロールをａ−８１０：
　Ｈ膜を表面保護層とするａ　−Ｓｉ　感光体に接触さ
せて湿度６０％で印刷したところ１００万員以上画像ぼ
けが発生しない。一方、ロールなしでは２０万頁で画像
がぼけてしまった。

〔発明の効果〕

本発明によれは、高湿度における異面抵抗の低下の原因
である窒素酸化物を除去できるので、高湿度下でも画偉
流れのない安定した画像が長期間にわたって得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するコロナ帯電器の縦断面
図を示し、第２図は複写機の概念図を示し、第３図はレ
ーザービームプリンタの概念図を示し、第４図はａ　−
８１０：　Ｈ膜の表面抵抗を湿度との関係で示すグラフ
であシ、第５図はコロナ照射後のａ　−８１０：　Ｈ膜
の表面抵抗を湿度との関係で示すグラフである。 １・・・感光ドラム、２・・・帯を器、２２・・・コロ
ナ照射後、２３・・・触媒塗布ワイヤ、３・・・現像器
、４・・・用紙、５・・・転写器、６・・・クリーニン
グブラシ、７・・・消去用光源、８・・・原稿台、９・
・・露光光源、１０・・・ミラー、１１・・・レンズ、
１２・・・レーザ、１３・・・ム浄変調器、１４・・・
レンズ、１５・・・ポリゴンミラー　１６・・・ＩＰ／
θレンズ、１８・・−高圧′１源、１９・・・低圧トラ
ンス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コロナ放電法により表面に帯電させる電子写真方式
   の複写機又は光プリンタにおいて、コロナ放電により発
   生する窒素酸化物を触媒により分解又は還元する装置を
   設けたことを特徴とする複写機又は光プリンタ。 ２、窒素酸化物を触媒により分解又は還元する装置を帯
   電器内に設けたことを特徴とする請求項４記載の複写機
   又は光プリンタ。 ３、窒素酸化物を触媒により分解又は還元する装置を帯
   電器と感光体の間に設けたことを特徴とする請求項１記
   載の複写機又は光プリンタ。 ４、窒素酸化物を触媒により分解又は還元する装置が、
   固体触媒を感光体に接触させる装置であることを特徴と
   する請求項１記載の複写機又は光プリンタ。 ５、前記固体触媒が微粉末からなることを特徴とする請
   求項４記載の複写機又は光プリンタ。 ６、前記固体触媒が棒状又は板状からなることを特徴と
   する請求項４記載の複写機又は光プリンタ。