JPH02232671A - 電子写真用コロナ放電装置 - 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】 「発明の利用分野」 本発明は電子写真用感光体表面を帯電させるためもしく
は前記感光体よりトナー及び転写紙を剥離するために用
いられる電子写真用コロナ放電装置に関するものである
。

「従来の技術」 電子写真方式を用いた複写機やレーザープリンターは多
機能高級化と小型低価格化の二極分化の方向に動いてい
る．小型低価格化に対応する開発・動向として電子写真
方式の中心的な部材である感光体の長寿命化、高信鯨性
化が上げられる。従来感光体としてセレンないしセレン
化合物を光導電層に用いたもの、無機系光導電材料をハ
インダー中に分散させたもの、有機光導電材料を用いた
もの、非単結晶シリコン系材料を用いたもの等が知られ
ている．前記材料は各々特徴を有したものではあるが、
中でも製造コストが安い、環境汚染が少ない、比較的自
由な感光体設計ができる等の理由により有機系感光体の
発展が著しい．有機系感光体は前記のように有利な点も
多い反面、有機材料であるがゆえに表面硬度が低く、現
像、転写、クリーニングの各プロセスで各々の部材より
受ける機械的ストレスにより摩耗や傷が発生し、これに
より寿命や信幀性が制限されていた。そこで、本発明人
らは特願昭５６−１４６９２９に記載の炭素を主成分と
する被膜を保護膜として設け、感光体表面の硬度を上げ
て、感光体寿命の増加及び高信頬性化をはかった．その
結果、感光体表面の耐摩耗性を格段に向上させることに
成功した． ところが、前記保護層を設けた感光体では像流れと言わ
れる画像異常が発生するようになった。

像流れとは、感光体表面即ち保護層表面を一様に帯電さ
せた後、光照射により潜像が形成され、トナーにより現
像されるまでの間に表面電荷が感光体表面に沿って拡散
することによって潜像が乱れ、現像画像が流れた様に見
えること、もしくは表面電荷が拡散することによって表
面電界が現像電界に達せず、現像されるべきところが現
像されないため画像が白くもしくは黒くなってしまう現
象を言うゆ 上記表面電荷の拡散は本来高いはずの感光体表面の比抵
抗が低下することに起因している。本発明人らの実験に
よれば、■低湿度雰囲気（２０゜Ｃ４０％）では観察さ
れなかった像流れが高湿度雰囲気（３０’Ｃ８０％）で
発生する、■感光体の表面分析より、保護層を有さない
有機怒光層のみの怒光体（像流れを起こさない感光体）
では検知されなかったかもしくは検知されてもごく微量
であったＮＬ”．ＮＯ！−等の水溶性物質が保護層を有
する（即ち像流れの発生する）ドラムでは多量に検出さ
れる等の結果が示されている．以上のことより像流れ、
即ち、表面比抵抗の低下は雰囲気中の水が関与して発生
するもであり、また、水に溶けてＮＨ４　”，　Ｎ（ｈ
−等になるような物質が感光体表面に付着、吸着もしく
は化合しておりこれが水と反応してイオンを発生し、該
イオンが電荷移動のキャリアになるものと推察される．
このような水に溶けてＮＨ４“．Ｎ０３一等になるよう
な物質を総称してボケ物質と呼ぶ。ボケ物質は感光体使
用の初期には検出されないことより、複写プロセス中に
供給されることは明らかである。本発明人らはさらに実
験を重ね、■怒光体帯電用のコロナ放電装置近傍に長時
間停止していた感光体表面部に対応する位置での像流れ
が激しいこと、また、■コロナ放電装置近傍に長時間感
光体が停止していてもコロナ放電装置と感光体の間にシ
ャッターを設けると像流れが軽減されること、よりボケ
物質はコロナ放電装置より供給される０：ｌ，　ＮＯ　
Ｘ＋　もしくは付近に存在する有機系ガスが０，により
酸化されて生成する有機酸化物が関与していることを見
出した。

保護層のない有機感光体では像流れはなく、保護層を設
けた表面硬度の高い感光体では像流れの生じる原因は明
確ではないが、保護層のない感光体ではその表面硬度が
低いがゆえにクリーニングプロセス等の途中でボケ物質
も同時に削り取られているためであると推察されている
。

〔発明の目的〕

本発明は、保護層を設けて表面硬度を向上させて長寿命
化をはかった感光体でも像流れを起こさないように、ボ
ケ物質の発生源であるコロナ放電装置を改良することに
より、ボケ物質が感光体表面に到達しないようにするこ
と、もしくは、到達するボケ物質の量を格段に低下させ
ることを目的としたものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記の目的を達成するために、電子写真用コロ
ナ放電装置を構成する高電圧印加用導体線、該導体線を
包囲するように設けられたシールド、電荷制御用グリッ
ド等の部材の内、少なくともグリッドのみもしくはグリ
ッドと残りの一部がＰＬ，Ｐｄ等の白金族金属表面を持
つ部材によって構成されている様に、および、前記白金
族金属表面を持つ部材に電流を流す等の方法により前記
グリッドが加熱される手段を有している様にしたもので
ある．これによって、その作用は明らかでないものの耐
摩耗性を有する保護層を設けた感光体でも像流れを防止
することができるようになった． 本発明のコロナ放電装置の一例を図１に示す。

図はマイナス帯電用のものを示している．電気的に接地
電位であるシールド（１）の両端に設置された絶縁体（
２）の間には、緩み防止のためのスプリング等の引っ張
り機構を備えた導体線（３）が張られている．導体線（
３）とシールド（１）の間には高圧電源（４）により高
電圧が印加され、該高電圧によって発生する電界は不均
一電界となるため、導体線（３）の周りでコロナ放電が
発生する。

該コロナ放電には放電ムラが発生するため、帯電電位を
均一化するためのグリッド（５）が設けてある。グリッ
ド（５）はツェナーダイオード（６）に接続され、ツェ
ナー電圧で決まる帯電電位（通常約１ｋＶ）を制御して
いる。

グリッド（５）は特許請求の範囲第１項に記載の様に、
少なくともその表面が白金族金属（．Ｒｕ，Ｒｈ，ｐｄ
，Ｏｓ．　Ｉｒ．Ｐｔ）で構成されている。白金族金属
は蒸着、スバッタ、電解メッキ等の方法により表面にの
み形成することもでき、また、グリッド（５）自体を白
金族金属で形成することもできる。

また、グリッド（５）の形状は網、メッシュ、ハニカム
等の適度に開口がとれ、強度的に充分な構造であれば特
に限定されるものではないが、その目の大きさは粗すぎ
ればボケ物質を抑制する能力が低下し、細かすぎれば感
光体への帯電能が低下するので、０．　１１Ｉ＋ａ＋〜
１０ｍｓ＋　，望ましくは１ｍｍ〜３１ｍｌ１が適当で
ある。

シールド（１）、導体線（３）は導体であれば特に材料
を限定する必要はなく、通常用いられる鉄、アルミニウ
ム、ステンレス等でよい。ただ、酸化雰囲気に曝される
ため鉄であれば金メッキ、スズメッキ、炭素コーティン
グ等の工夫をするほうがよい。また、該シールド（１）
、導体線（３）に白金族金属をコーティングしてもよい
し、シールド（１）導体線（３）自体を白金族金属で形
成してもよい。

この場合、白金族以外の金属、例えば鉄、スズ、アルミ
ニウム等の金属でシールド（１）、導体線（３）の表面
を構成した場合に比べより像流れが抑制されるのでより
望ましい構成である。

また、グリッドを加熱することによりさらに効果的に像
流れが抑制される．グリッドを加熱する方法としてはグ
リッドに直接電流を流す方法のほかに、絶縁されたヒー
ターをグリッドに接触させる等の方法があるが、有機系
感光体の耐熱温度である１００−１３０’ｃまで加熱出
来る方法であれば特に限定されるものではない。

像流れの抑制即ちボケ物質の減少についての作用は明ら
かではないが、・経験的に白金族金属の表面積が大きい
と効果が大きいということが分かっている．よって、白
金コーティングされたものであれば平坦なものよりもコ
ロイド状、海綿状のもの、若しくは白金黒の方が効果は
大きい。

次ぎに、実施例に従い更に詳し《述べる。

（実施例ｌ〕 本実施例では、コロナ放電装置を構成する各部材への白
金コーティングの有無による像流れ発生の有無について
述べる。白金コーティングする以前の各部材は、グリッ
ドはステンレス、導体線はタングステン、シールドはア
ルミニウムを用いている． 感光体は、既知の有機系感光体上に既知のプラズマＣＶ
Ｄ法を用いて、炭素を主成分とする保護膜を設けた．該
保護膜を有した感光体の表面硬度はビッカース硬度Ｌ５
００ｋｇ／ｃｍ’以上であり、約２万枚のコピーを繰り
返しても摩耗が殆ど観測されないものである． 白金コーティングの方法は既知の電子ビーム加熱による
真空蒸着法を用いた．表１に示すような組み合わせのコ
ロナ放電装置を作製し、これらを複写機内の所定の位置
にセットし、実際にコピー画像を出画してその画像を評
価した。

但し　ｐｔ　　　白金 ＳＵＳ　　ステンレス Ｗ　　　タングステン ＡＩ　　　アルミニウム 評価は複写機を異なる３環境に設置し、コピー画像を出
画してその画像を評価した。即ち、低温低湿環境として
１０’Ｃ３０％、常温常温環境として２０゜Ｃ５０％、
高温高温環境として３０’Ｃ９０％である。評価結果を
表２に示す。

但し　○　画質良好 △　画賞若干悪い ×　画質極度に悪い 以上の様に白金コーティングをしていない比較例に比べ
るとグリッドのみをコーティングしただけのものでも画
質改善に貢献している事が分かった。また、グリッドだ
けでなく他の部材にも白金コーティングをするとより良
いことも分かった。

〔実施例２〕 本実施例ではグリッドを１００゜Ｃに加熱したときの画
像評価について述べる。

感光体とコロナ放電装置の構成については実施例ｌと同
様である．加熱の方法はグリッドへ直接電流を流すこと
により行った。グリッドの両端に電圧を印加することに
より、両端に電位差が発生するが、約２０〜３０Ｖであ
り、帯電電位であるｉｏｏｏｖと比べると無視し得る値
である。これによる画像乱れの発生はなかった． 評価は実施例１と同様に行った。結果を表３に示す。

但し　Ｏ　画質良好 八　画質若干悪い ×　画賞極度に悪い 以上の結果と実施例１の結果を考え合わせると明白なよ
うに、グリッドを加熱することにより白金がグリンドに
のみコーティングされたものでも像流れ抑制の効果は十
分にあることが分かった。

尚、グリッドの温度は本実施例では１００゜Ｃであるが
、これは感光体の耐え得る温度としての制約から発生し
た条件であり、もし、感光体の耐熱温度が向上すれば、
より高い温度にする方が効果が大きいと期待されること
は明白である。

〔実施例３〕 本実施例ではグリッド表面の白金を蒸着白金ではなく、
より表面積の大きい白金黒を用いた場合をのべる。

白金黒付グリッドは３％のへキサクロロ白金（ＩＶ）酸
水溶液に０．０３％の酢酸鉛を加えたものを電解液とし
てグリッド上に電気メッキし、水洗して作製した．他の
部材は白金を付けず、コロナ放電装置を構成し、３０゜
Ｃ９０％で評価したところ、画質は良好であった。

即ち、表面積の大きい白金黒を用いれば、グリッドの加
熱を行わすとも良好な画質が得られた。

尚、これら実施例は白金以外の基体上に白金をコーティ
ングして該部材の表面を白金としたものであるが、基体
自体を白金とし、コーティングを行わないものでも良い
ことは言うまでもない。

また、これら実施例では全て白金について述べたが、白
金以外の白金族元素でも同様の効果が得られることも言
うに及ばない。

（効果〕 以上述べてきた様に、コロナ放電装置において、グリッ
ドのみ、若しくはその他の部材に白金をコーティングす
ることにより、像流れを抑制することができた。また、
グリッドを加熱するか、より表面積の大きな白金黒を用
いることにより、より効果的に像流れを抑制することが
できた。

これにより、表面の硬度を上げて耐摩耗性を向上させた
感光体では必ず発生していた異常画像が発生しなくなり
、長寿命でかつ画質の良い複写機やプリンター等を供給
することができるようにっだ。

【図面の簡単な説明】

第１図はコロナ放電装置の一部を示す。 ｌ−シールド ２一絶縁体 ３一導体線 ４一高圧電源 ５−グリッド ６−ツェナーダイオード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コロナ放電を発生させ、それによって感光体もしく
   は／および転写紙に電荷を与えるための電子写真用コロ
   ナ放電装置であって、該装置を構成する高電圧印加用導
   体線、該導体線を包囲するように設けられたシールド、
   電荷制御用グリッド等の部材の内、少なくともグリッド
   のみもしくはグリッドと残りの一部がＰｔ、Ｐｄ等の白
   金族金属表面を持つ部材によって構成されている事を特
   徴とするコロナ放電装置。 ２、特許請求の範囲第１項において前記白金族金属表面
   を持つグリッドに電流を流す等の方法により前記グリッ
   ドを加熱する手段を有している事を特徴とするコロナ放
   電装置。