JPH0345975A - 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】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は静電複写機、同プリンタなど、静電転写プロ
セスを利用する画像形成装置、とくにアモルファスシリ
コン感光体を用いた画像形成装置に使用するに適した転
写材分離装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 像担持体表面に静電的に形成したトナー像に。

紙などの転写材を当接させるとともに、転写帯電器によ
って転写バイアスを印加して像担持体側のトナー像を転
写材に転移させる工程を含む周知の画像形成装置にあっ
ては、転写バイアスを印加することによって転写材が像
担持体に静電的に吸着傾向となるので、転写材に、転写
時とは逆極性のバイアスを印加して、転写時に転写材が
獲得した電荷を中和除電するための分離帯電器を、転写
後の位置に配設した画像形成装置が従来からひろく実用
されていることはよく知られているとおりである。

この種の分離帯電器は、交流電圧に適宜極性の直流電圧
を重畳して印加し、この時のコロナ放電によって除電を
行なうように構成するのカシ普通であって、このさいの
除電機能は印加する交流電圧のピーク間電圧値に依存す
るもので、この値が高いほど除電機能も優れていること
が知られている。

したがって、近来におけるこの種の装置の高速化傾向か
らすれば、転写後の除電を出来るだけ急速かつ確実に行
なうには、上記のピーク間電圧値は可及的に大きくする
ことが望ましいことになるが、反面、この値を大きくす
ることは、火花放電、沿面放電などの異常放電発生の危
険を免れない。

ところで、この種の画像形成装置に利用される感光層に
ついてみると、感光層材料としては、セレン、その他の
無機光導電材料、有機光導電材料（ＯＰＣ）、アモルフ
ァスシリコン半導体など種々な材料が目的意図に応じて
選択使用されているが１画像形成装置の高速化傾向に適
合するものとしては、アモルファスシリコンが高感度、
高耐久性の観点から次第に実用されるようになってきて
いる。

ここでアモルファスシリコンを用いた感光体について略
述すると、この感光体は、その帯電極性によらず、第６
図に示すように、金属などの導電性基板８の表面に、感
光層たるアモルファスシリコン層１０（層厚的２５ｕｍ
）および２つの電荷注入阻止層９．１１（いずれも層厚
０．１ないし１．０μ■）を成膜して構成しであるのが
普通であり、阻止層１１は感光体を帯電させるためにそ
の表面に付与された電荷が感光層に侵入するのを阻止し
、阻止層９は感光体の帯電極性と同極性の電荷のみを通
過させ、反対極性の電荷の感光層への侵入を阻止するも
ので、勿論これら阻止層の材料は感光体の帯電極性によ
って異なる。

このようなアモルファスシリコン感光体は、たとえば正
帯電型感光体の表面に分離帯電器によって正電荷が付与
されると、その量に応じて基板と電荷注入阻止層の境界
に負電荷が誘起され、この負電荷は正電荷に引かれるが
電荷注入阻止層の存在によって感光層内への侵入は阻止
される。

このために正負電荷が引き合うので感光体内に電界が生
ずるが、異常放電の発生によって、瞬間的に過大な正電
荷が感光体表面に付与されると、これにともなって発生
する強電界によって感光層や電荷注入阻止層に絶縁破壊
がおこってピンホールが発生することがある。

このようなピンホールは画質の劣化、感光体の寿命の著
しい短縮化を招来することになり好ましくない。

また感光体表面に負電荷が付与された場合には、基板に
誘起された正電荷は電荷注入阻止層を通過して表面の負
電荷と中和して電解の発生が抑制されて絶縁破壊は起こ
りにくい。

すなわち、正帯電型感光体では正電荷帯電に対して絶縁
破壊を発生しやすく、同様に、負帯電型感光体では負電
荷帯電に対して絶縁破壊を生ずるおそれがある。

ところで、従来から、転写後、転写材を感光体から分離
するさいに静電分離を行なう場合には、分離帯電器に交
流バイアスを印加しているが、このさいの交流波形はデ
ユーティ比が１の正負のピーク電圧値が等しい場合が普
通であり、アモルファスシリコン感光体を用いた場合、
その帯電極性と同極性のバイアスが印加される時点では
、とくに異常放電にともなって絶縁破壊が発生するおそ
れが大きかった。

さらに、耐電圧特性をみると、ＯＰＣ感光体が約２０μ
＋ａの層厚の場合５ＫＶ以上（２５０Ｖ／ｕｔａ　）　
ｓ　Ｓｅ　　Ｔｅ　ｓ　Ｓｅ　　Ａｓでは層厚的５０μ
■で３ＫＶ以上（６０Ｖ／μｍ）であるに対して、アモ
ルファスシリコンは層厚２５μ−の場合２ＫＶ程度であ
る。

したがって、アモルファスシリコンを高速機のように高
圧のコロナに長時間曝され、メンテナンス間隔も長くて
帯電線が汚染されやすい装置に利用すると、異常放電を
発生しやすく、これによる上述のような問題を招来する
ことになる。

またアモルファスシリコンは比誘電率ε、が、０２０％
Ｓｅ系のそれの約３．６に比して約１０と大きく、同じ
感光体電位を得るためのコロナ敢電量が大となって、コ
ロナ放電の高圧化を必要とすることになり、このことが
また異常放電の発生を促進することになる。

勿論膜厚を大きくして耐電圧限界をあげることによって
、上記のような問題を回避することも可能ではあるが、
アモルファスシリコンは成膜特性が悪いので、生産性、
コスト面からいって、このようなことは現実的でない。

本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであって
、アモルファスシリコン感光体を用い、転写材の分離に
、分離帯電器による静電分離を行なう画像形成装置にお
いて、印加バイアスのピーク間電圧のピーク値の増大を
要することなく、異常放電の発生を招来する恐れもなく
画像形成装置の高速化を可能ならしめるような転写材分
離装置を提供することを目的とするものである。

（２）発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用）上記の目的を達
成するため、本発明は、アモルファスシリコン感光体表
面に形成したトナー像に転写材を当接するとともに、該
転写材に電荷を付与して前記トナー像を転写材に転移さ
せた後、分離帯電器によって該転写材に転写時とは反対
極性の電荷を付与して転写材を感光体から分離させるよ
うにした画像形成装置において、該分離帯電器に印加す
る交流電圧の放電開始電圧以上の部分の正負成分の面積
を等しく維持したまま、感光体の帯電極性と同極性側の
波形のピーク値を低下させるようにデユーティ−比を変
化させることを特徴とする転写材分離装置である。

このように構成することによって、分離帯電器の除電機
能を維持したまま、感光体の帯電極性と同極性の側での
異常放電の発生を防止し、これに起因する絶縁破壊、画
質の劣化を阻止することができる。

（実施例の説明） 第１図は本発明を、紙面に垂直方向に軸線を有し、矢印
六方向に回転する円筒状の感光体をそなえた複写機に適
用した実施例の、とくに転写、分離部位近傍を示す側面
図である。

感光体１はアモルファスシリコンを用いた正帯電型の像
担持体とし、これに近接して転写帯電器２、分離帯電器
７が配設してあり、感光体１表面に帯電トナーによって
形成されたトナー像と、搬送路６によって該トナー像と
タイミングを合わせて搬送される転写材（不図示）とが
、転写帯電器２と感光体１とが対向する転写部位に到来
すると、これとともに該転写帯電器にトナーとは反対極
性の転写バイアスが印加され、よって形成される電界の
作用で感光体側のトナー像は転写材に転移する。

転写のさいの転写バイアスによって、転写材は感光体表
面に吸着傾向となるので、転写材の走行方向にみて転写
帯電器２の下流側に分離帯電器７を配設し、転写終了後
の転写材に、転写時とは逆極性の分離バイアスを印加し
、転写材が転写時に得た電荷を中和除電してこれを感光
体から分離したのち、これを不図示の定着部位に供給す
るものとする。

なお、感光体１の周辺には一次帯電器、画像信号付与手
段、現像器、クリーナその他面像形成に必要な部材が配
設しであることは云う迄もないが、それらは本発明には
直接関係がないので省略しである。

上記の装置においては、分離帯電器に分離バイアスを印
加するために、分離帯電器７に、矩形波を出力し、その
デユーティ−比を変改出来る交流電源３．コロナ電流を
制御するための直流バイアス電源４および該コロナ電流
を検知してこれが所定値になるように電源４を制御する
コロナ制御回路５を接続しである。

第２Ａ図は、デユーティ−比、ｔ　１／　ｔ　ｍ　＝　
１の矩形波を示し、このものは、異常放電を抑制する手
段を講じていない場合の波形であって、ｖｏは放電開始
電圧、ｖ、　、Ｖ２は正負のピーク値、Ｓ、、Ｓ、はｖ
０以上の部分の面積を示しており、基準印加電圧は、Ｖ
、＝Ｖａ　＝６．ＯＫＶとする。

このようなものにおいて、Ｖｌを下げるとともにデユー
ティ−比ｔ　＋　／　ｔ　ｚを変化させることによって
Ｓ、を一定に維持し、負側のピーク値■２をあげてＳ２
を一定に維持することによって正負のコロナ電流を一定
に保つことが出来る。

前記のような基準値、すなわち、デユーティ−比ｔ　ｒ
　／　ｔ　２　＝　ｌ、Ｖ、＝Ｖ！　＝６．０ＫＶ（７
）矩形波を印加して連続通紙を行なったところ、７万枚
で異常放電が発生してピンホールが生じた。

この場合の放電開始電圧は、約３．ＯＫＶである。

デユーティ−比を１．６７に設定することによって、■
１を約５゜４ＫＶに低下させることができ、この時のｖ
２は７．ＯＫＶであった。

この矩形波交流を分離帯電器に印加して、連続通紙を１
０万枚行なったが、異常放電の発生はなかった。

また、デユーティ−比ｔｔ　／ｌ、＝２．０、Ｖ、＝５
．２５ＫＶ、Ｖ＊　＝７．５Ｋｌ：ｔ、て連続１０万枚
通紙を行なったが、やはり異常放電は起こらなかった。

つぎに、デユーティ−比ｔ＋／ｌ＊＝２．６、Ｖ、＝５
．１ＫＶ％Ｖ、＝８．０Ｋｖとしたトコろ、帯電線と帯
電器のシールド板との間に異常放電が発生した。

帯電器においては、帯電線とシールド板との間隔が２ｍ
−の場合、これら両者間の耐電圧はほぼ２ＫＶであるこ
とが経験的に知られている。

帯電線とシールド板との間隔は通常７．５ないし１１０
ｎｍに設定されているから、その耐電圧はほぼ７゜５〜
１１．ＯＫＶと考えて差し支えない。

したがって前記の場合、負側で異常放電が発生したもの
と考えられ、ピーク電圧を可及的にこの値以下にするこ
とが必要である。

以上の結果から、Ｖ、＝Ｖ、＝６．ＯＫＶの矩形波の場
合、デユーティ−比ｔ　＋　／　ｔ　ｚを、１．０＜ｔ
ｓ／ｌ＊≦２．０ のように設定し、正負ピーク電圧を調整することによっ
て正側での異常放電を軽減できる。特に好適な値は、ｔ
＋　／ｌｉ　＝１．６である。

つぎに、分離帯電器に印加する電圧が正弦波である実施
態様について第３Ａ図、第３Ｂ図によって説明する。こ
の場合の使用する装置は第１図々示のものと同様とする
。

第３Ａ図はデユーティ−比ｔ　＋　／　ｔ　ｘが１の基
本波形をしめすもので、ピーク電圧Ｖ、＝Ｖ、＝６、Ｏ
ＫＶとする。

この波形のまま、連続通紙を行なったところ、４万枚で
異常放電を発生して、感光層にピンホールを生じた。

ｔ＋　／ｌａ　＝１．４０、Ｖ、＝５．６ＫＶ、Ｖａ＝
７．ＯＫＶならびにｔ＋　／ｌ＊　＝１．６０ＫＶ、ｖ
、＝５．４ＫＶ％Ｖ、＝７．５ＫＶＩＣ設定していずれ
も６万枚連続通紙を行なったが、異常放電の発生はなか
った。

さらにｔ　＋　／　ｔ　ｚの値を大きくすると負側で異
常放電を発生した。

以上の結果から、ｌ　＜　ｔ　＋　／　ｔ　ｔ≦１．６
０に設定することによって、ピンホール発生を回避する
ことができ、とくにデユーティ−比ｔ　ｌ／　ｔ　＊と
しての望ましい値は約１．４である。

つぎに、感光体として負帯電型のアモルファスシリコン
を使用し、装置としては前記第１図のものと同様のもの
を用いた実施態様について説明する。

負帯電型のアモルファスシリコンは負側で異常放電を発
生したときに感光層の絶縁破壊を起こしやすいので、■
２を小さく抑えることが望ましい。

印加電圧の基本波形は、デユーティ−比１＋／ｌ、＝１
．Ｖ、＝ｖ２　＝６．０ＫＶ（７）矩形波とし、これに
よって連続通紙を行なったところ、７万枚で異常放電を
発生してピンホールを生じた。

つぎに、ｔ＋　／ｌｚ　＝０．６２、Ｖ、＝７．ＯＫＶ
、Ｖ、＝５．４ＫＶ、ならびｌ：ｔ＋／１ａ＝０．５．
Ｖ、＝７．５ＫＶ、Ｖ、＝５．２５ＫＶに設定してｌＯ
万枚連続通紙を行なったが異常放電は発生しなかった。

さらにｔ＋／ｌｉの値を小さくすると正側の電圧印加時
に異常放電が発生した。

結論として、０．５≦ｔ＋　／ｌｉ　＜１．０に設定す
ることによって負側での異常放電の発生、ピンホールの
形成を低減でき、とくに好適な値は約０．６であるｂ 第４図、第５図は、上記の実施態様のうち、矩形波を使
用した場合を示すグラフである。

第４図において横軸はｔ　ｌ／　ｔ　＠　＝　１のとき
のｖ、（＝ｖｉ）であって、複写速度によって適宜に設
定する。

縦軸は異常放電、ピンホールを生ぜしめないための望ま
しいデユーティ−比の値を示し、この値は概路次式で表
わせる。

正帯電型 ｔ＋／　ｔｘ＝　（２ｖ　　Ｖ　　Ｖｏｌ　／　（Ｖ　
　Ｖ　ｏｌ負帯電型 ｔ＋／　ｔ＊＝　（Ｖ　　Ｖｏｌ　／　（２ｖ　−Ｖ　
−Ｖｏ）ここで、Ｖはｔ　ｒ　／　ｔ　＊　＝　１のと
きの正または負のピーク電圧値、 Ｖｏは放電開始電圧。

■は感光体の帯電極性と反対側のピーク電圧の設定値で
ある。

第４図（後述の第５図も同様）では、■。＝３、ＯＫＶ
％ｖ＝７．ＯＫＶであ６゜ ■が過大であると帯電器の帯電線とシールド板との間で
異常放電を発生しやすく、過小であると、帯電極性と同
極性側のピーク電圧を十分低くできないので感光体の絶
縁破壊を阻止する目的に適合しない。

第５図は、横軸は前記第４図と同様とし、縦軸はｔ　ｒ
　／　ｔ　＊を望ましい値に設定したときの感光体の帯
電極性と同極性側のピーク電圧である。

この値は概路次式で表わせる。

正帯電型 Ｖ＋”　（ｖＶ　＋ｖＶｏ　−２ＶＶｏ）　／　（２ｖ
　−Ｖ　　Ｖｏｌ負帯電型 Ｖｉ＝　（ｖｖ　＋ｖＶｏ　　２ＶＶｏｌ　／　（２ｖ
　　Ｖ　−ｖｏ１以上説明したように、感光体表面に形
成されたトナー像に転写材を当接させるとともに、転写
バイアスを印加してトナー像を転写材に転移させた後、
分離帯電器によって、転写時とは逆極性のバイアス電圧
を印加して転写材を像担持体から分離させるように構成
した画像形成家の分離装置において、該分離帯電器に印
加する交流波形の、放電開始電圧以上の部分の正負側の
面積を一定に維持したままデユーティ−比を変化させる
ことによって、感光体の帯電極性と同極性側のピーク値
を低減させることが可能となり、その極性側での異常放
電、これに起因する感光体の損傷を防止することが出来
る。

（３）発明の詳細 な説明したように、本発明によるときは、分離帯電器に
よって静電的に転写材を感光体から分離させるように構
成した分離装置において、分離帯電器の異常放電の発生
、これに基ずく感光体の損傷を有効に阻止し、常時安定
して良好な分離作用を奏することが可能となるとともに
、画像形成装置の高速化を容易成らしめるもので、とく
に、本発明を、アモルファスシリコン感光体を使用する
画像形成装置（これに限定されるちのではないが）に利
用することによって極めて顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例たる画像形成装置の要部の概略
側面図、 第２Ａ図、第２Ｂ図は同上装置の分離帯電器に印加する
バイアス電圧の波形を示す説明図、第３Ａ図、第３Ｂ図
は同上装置の分離帯電器に印加するバイアス電圧の他の
波形を示す説明図、第４図は、第２Ａ、２Ｂ図における
デユーティ−比の設定値を示すグラフ、 第５図はデユーティ−比を面図のように設定したときの
感光体の帯電極性と同極性側のピーク電圧を示すグラフ
、 第６図はアモルファスシリコン感光体の構成を示す拡大
断面図である。 ｌ・・・感光体、２・・・転写帯電器、３・・・交流電
源、４・・・直流電源、５・・・コロナ電流検知回路、
７・・・分離帯電器、８・・・感光体基板、９・・・電
荷注入阻止層、１０・・・感光層、１１・・・電荷注入
阻止層。 第３Ａ図 汁３Ｂ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アモルファスシリコン感光体表面に形成したトナ
   ー像に転写材を当接するとともに、該転写材に電荷を付
   与して前記トナー像を転写材に転移させた後、分離帯電
   器によって該転写材に転写時とは反対極性の電荷を付与
   して転写材を感光体から分離させるようにした画像形成
   装置において、 該分離帯電器に印加する交流電圧の放電開始電圧以上の
   部分の正負成分の面積を等しく維持したまま、感光体の
   帯電極性と同極性側の波形のピーク値を低下させるよう
   にデューティー比を変化させることを特徴とする画像形
   成装置の転写材分離装置。
2. （２）分離帯電器に印加する交流電圧の波形が矩形波で
   ある特許請求の範囲第１項記載の転写材分離装置。
3. （３）分離帯電器に印加する交流電圧の波形が正弦波で
   ある特許請求の範囲第１項記載の転写材分離装置。