(57)【要約】【課題】  アモルファスシリコン感光体をプラス帯電しても、ＮＯｘガスの発生量を低減することができる画像形成装置の提供を課題とする。【解決手段】  アモルファスシリコン感光体１２と、放電ワイヤー３２がシールド３０内に設けられ、アモルファスシリコン感光体１２を均一に帯電させるグリッド３４が設けられたスコロトロン帯電器１４と、を備えた画像形成装置１０において、シールド３０内で、かつ放電ワイヤー３２の近傍に、バイアスが印加される電極３６を配置する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファスシリコン感光体と、
放電ワイヤーがシールド内に設けられ、前記アモルファスシリコン感光体を均一に帯電させるグリッドが設けられたスコロトロン帯電器と、
を備えた画像形成装置において、
前記シールド内で、かつ前記放電ワイヤーの近傍に、バイアスが印加される電極を配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電極は、プレート状に形成され、前記放電ワイヤーに対して前記アモルファスシリコン感光体と反対側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電極のバイアスは、前記放電ワイヤーの電位と前記シールドの電位の間の値であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電極は、前記放電ワイヤーよりも大径のワイヤーとされ、該放電ワイヤーに対して前記アモルファスシリコン感光体と反対側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電極のバイアスは、前記放電ワイヤーの電位と同じ値であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法又は静電記録法等を利用した複写機、プリンター等の画像形成装置に関し、更に詳しくは、その画像形成装置に用いられるアモルファスシリコン感光体を帯電させるスコロトロン帯電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術は、高速かつ高印字品質が得られるため、複写機、プリンター等の分野において広く利用されている。これらの電子写真技術に用いられる電子写真用感光体は、従来から種々のものが提案され、実用化されている。中でも、露光により電荷を発生する電荷発生層と電荷を輸送する電荷輸送層を積層する機能分離型の有機積層型感光体（ＯＰＣ感光体）は、感度、帯電性及びその繰り返し安定性等、電子写真特性の点で優れており、種々の提案がなされ、実用化に至っている。
【０００３】
一方、高速機分野においては、ＯＰＣ感光体と比較して、高耐久、長寿命であるという点から、アモルファスシリコン感光体を用いた画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、アモルファスシリコン感光体を用いた画像形成装置では、アモルファスシリコンの誘電率が高く、アモルファスシリコン感光体を帯電させるためには、ＯＰＣ感光体と比較して３倍〜５倍の帯電電流が必要となる問題がある。しかも、そのような高い帯電電流でマイナス帯電させると、図６で示すように、オゾン（Ｏ3）ガスの発生量が多くなる不具合がある。
【０００４】
また、オゾンガスを発生させないためには、アモルファスシリコン感光体をプラス帯電させるが、プラス帯電の場合で、マイナス帯電と同じ帯電電流を得るためには、図６で示すように、ワイヤー電流当たりのＮＯｘガスの発生量が多くなり、環境上好ましくない問題が起きる。また、ＮＯｘがアモルファスシリコン感光体に付着堆積すると、アモルファスシリコン感光体の表面抵抗を低下させるので、所謂画像流れなどの不具合が発生する。そのため、エアフローの制御や、アモルファスシリコン感光体を加熱して放電生成物を除去するなどの対策が必要となる問題があった。
【特許文献１】特開２００３−２７０９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、アモルファスシリコン感光体をプラス帯電しても、ＮＯｘガスの発生量を低減することができる画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の画像形成装置は、アモルファスシリコン感光体と、放電ワイヤーがシールド内に設けられ、前記アモルファスシリコン感光体を均一に帯電させるグリッドが設けられたスコロトロン帯電器と、を備えた画像形成装置において、前記シールド内で、かつ前記放電ワイヤーの近傍に、バイアスが印加される電極を配置したことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、シールド内に配置された電極にバイアスを印加することにより、放電効果を向上させることができるので、アモルファスシリコン感光体の帯電効率を向上させることができる。したがって、放電ワイヤーのワイヤー電流を抑えることができ、アモルファスシリコン感光体をプラス帯電しても、ＮＯｘガスの発生量を低減することができる。よって、画像流れなどの不具合の発生を防止することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記電極が、プレート状に形成され、前記放電ワイヤーに対して前記アモルファスシリコン感光体と反対側に配置されることを特徴としている。そして、請求項３に記載の画像形成装置は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記電極のバイアスが、前記放電ワイヤーの電位と前記シールドの電位の間の値であることを特徴としている。
【０００９】
請求項２及び請求項３に記載の発明によれば、放電ワイヤーの放電が、プレート状電極よりもアモルファスシリコン感光体側で行われるようにできるので、その放電効果を向上させることができ、アモルファスシリコン感光体の帯電効率を向上させることができる。したがって、放電ワイヤーのワイヤー電流を抑えることができ、ＮＯｘガスの発生量を低減することができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記電極が、前記放電ワイヤーよりも大径のワイヤーとされ、該放電ワイヤーに対して前記アモルファスシリコン感光体と反対側に配置されることを特徴としている。そして、請求項５に記載の画像形成装置は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記電極のバイアスが、前記放電ワイヤーの電位と同じ値であることを特徴としている。
【００１１】
請求項４及び請求項５に記載の発明によれば、放電ワイヤーの放電が、大径ワイヤーよりもアモルファスシリコン感光体側で行われるようにできるので、その放電効果を向上させることができ、アモルファスシリコン感光体の帯電効率を向上させることができる。したがって、放電ワイヤーのワイヤー電流を抑えることができ、ＮＯｘガスの発生量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、アモルファスシリコン感光体をプラス帯電しても、ＮＯｘガスの発生量を低減することができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。まず最初に、本発明に係る画像形成装置の構成について説明する。図１で示すように、この画像形成装置１０は、アモルファスシリコン感光体１２と、アモルファスシリコン感光体１２の表面を帯電するスコロトロン帯電器１４と、スコロトロン帯電器１４に電圧を印加するための電源１６と、アモルファスシリコン感光体１２の表面に潜像を形成する露光器１８と、アモルファスシリコン感光体１２表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器２０と、形成されたトナー像を用紙Ｐの表面に転写する転写器２２と、アモルファスシリコン感光体１２の表面の残存トナー等を除去するクリーニング器２４と、アモルファスシリコン感光体１２の表面の残存電位を除去する光除電器２６と、用紙Ｐの表面に転写されたトナー画像を熱及び／又は圧力等により定着する定着器２８と、を備えている。
【００１４】
アモルファスシリコン感光体１２は、例えば、直径８４ｍｍ、表面硬度約２０００ｋｇ／ｍｍ2のドラム状であり、アモルファスシリコン感光体１２の上方には、コロナ放電方式（非接触帯電方式）のスコロトロン帯電器（コロナ帯電器）１４が配置されている。このスコロトロン帯電器１４の放電ワイヤー３２には、例えば＋５ｋＶ（＋５０００Ｖ）、グリッド３４には、例えば＋５２０Ｖの電圧が印加されている（帯電電流：約６５０μＡ）。そして、例えば、３５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転するアモルファスシリコン感光体１２の表面を約＋５００Ｖに帯電するようになっている。
【００１５】
なお、スコロトロン帯電器１４は、電源１６から供給された電圧により作動する。また、スコロトロン帯電器１４に印加される帯電バイアスの電流値は５００μＡ〜８００μＡの範囲が好ましく、５５０μＡ〜７５０μＡの範囲がより好ましい。電流値が５００μＡに満たないと、充分な帯電電位を得ることができない場合がある。また、電流値が８００μＡを超えると、画像形成装置１０の稼動時に、問題となるレベルの放電生成物が発生してしまう場合がある。
【００１６】
露光器１８としては、半導体レーザー及び走査装置の組み合わせや、光学系からなるレーザーＲＯＳ、ＬＥＤヘッド、あるいは、ハロゲンランプなどの公知の露光手段を採用することができる。露光像の領域、即ちトナー像を形成するアモルファスシリコン感光体１２表面の位置を、所望に応じて変化させるためには、レーザーＲＯＳ又はＬＥＤヘッドを使用することが好ましく、ここではレーザーＲＯＳを採用している。
【００１７】
現像器２０としては、アモルファスシリコン感光体１２の表面に均一なトナー像を形成できる機能を有する限り、１成分系、２成分系を問わず、従来公知の現像装置を採用することができる。ここでは、現像器２０に、スチレン系樹脂を含むトナーとキャリアとからなる２成分現像剤が使用され、トナーはプラス（＋）極性に帯電している。
【００１８】
転写器２２としては、例えば、電圧を印加した導電性又は半導電性のローラー、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いて、アモルファスシリコン感光体１２と用紙Ｐとの間に電界を作り、荷電されたトナーを転写する手段など、従来公知の手段を採用することができる。ここでは、転写器２２に、転写ロールが用いられ、−６００Ｖの電圧が印加されており、現像されたトナー像は、この電界によって用紙Ｐへ転写される。
【００１９】
トナー像の用紙Ｐへの定着は、定着器２８として公知の接触型熱定着装置を用いて行うことができる。具体的には、例えば、芯金上にゴム弾性層を有し、必要に応じて定着部材表面層を具備した加熱ローラーと、芯金上にゴム弾性層を有し、必要に応じて定着部材表面層を具備した加圧ローラーとからなる定着部材を具備する熱ローラー定着装置や、定着部材として、このようなローラーとローラーとの組み合わせを、ローラーとベルトとの組み合わせや、ベルトとベルトとの組み合わせに代えた定着装置が採用できる。ここでは、定着器２８として、加熱ローラーと加圧ローラーとからなる熱ローラー定着装置を採用している。
【００２０】
クリーニング器２４としては、例えば、アモルファスシリコン感光体１２の周面（表面）に摺接するブレード２５を備えたものが採用され、光除電器２６としては、例えば、タングステンランプ、ＬＥＤなどが挙げられ、光除電器２６に用いる光質としては、例えば、タングステンランプ等の白色光、ＬＥＤ光等の赤色光などが挙げられる。ここでは、波長６６０ｎｍのＬＥＤを光源として採用している。
【００２１】
次に、以上のような構成の画像形成装置１０の画像形成プロセスを簡単に説明する。まず、図１の矢印方向に回転するドラム状のアモルファスシリコン感光体１２は、電圧が印加されたスコロトロン帯電器１４によって、その表面が一様に帯電される。帯電されたアモルファスシリコン感光体１２はレーザー光学系等の露光器１８により静電潜像が書き込まれる。アモルファスシリコン感光体１２の表面に書き込まれた静電潜像は、現像器２０によりトナー像に現像される。
【００２２】
そして、トナー像は転写器２２により、図示しない給紙トレイから搬送されてくる用紙Ｐに転写される。転写されたトナー像は定着器２８により用紙Ｐに定着され、その後、用紙Ｐは装置外に排出される。また、トナー像が用紙Ｐに転写された後、アモルファスシリコン感光体１２の表面に残留していたトナーはクリーニング器２４のブレード２５により除去され、次いで光除電器２６により除電されて、次の画像形成プロセスに備える。
【００２３】
以上のような画像形成装置１０において、次にスコロトロン帯電器１４について詳細に説明する。本発明では、スコロトロン帯電器１４のシールド３０内で、かつ放電ワイヤー３２の近傍に、バイアス電圧を印加する電極を設ける構成としている。これによれば、放電ワイヤー３２のワイヤー電流を抑えつつ、帯電電流を維持することができるため、アモルファスシリコン感光体１２に対する帯電効率を向上させることができるとともに、放電生成物の発生を抑制することができる。
【００２４】
なお、グリッド３４の開口率を大きくすると、同じワイヤー電流であっても、アモルファスシリコン感光体１２の帯電電位を上昇させることができる。しかしながら、グリッド３４の開口率を大きくすると、アモルファスシリコン感光体１２の帯電均一性が低下するため、本発明では、グリッド３４の開口率を大きくしない構成としている。また、グリッド３４の電位は、シールド３０の電位と略同等とされている。
【００２５】
図２で示すように、このスコロトロン帯電器１４には、シールド３０内において、放電ワイヤー３２の近傍、即ち放電ワイヤー３２に対してアモルファスシリコン感光体１２と反対側に、バイアス電圧を印加する電極としての金属製プレート３６が配置されている。そして、このプレート３６には、放電ワイヤー３２に対する印加電圧値（放電ワイヤー３２の電位）と、シールド３０に対する印加電圧値（シールド３０の電位）の間の電圧値が印加されている。
【００２６】
例えば、放電ワイヤー３２に＋５０００Ｖ（＋５ｋＶ）の電圧が印加され、シールド３０に＋５００Ｖの電圧が印加されている場合、金属製プレート３６の印加電圧Ｅは、＋５００Ｖ＜Ｅ＜＋５０００Ｖ、好ましくは放電ワイヤー３２により近い値、例えば＋３０００Ｖ＜Ｅ＜＋５０００Ｖとされている。このような構成にすると、グリッド３４の開口率が同じであっても、アモルファスシリコン感光体１２の帯電電位を上昇させることができる。
【００２７】
すなわち、金属製プレート３６の電位を、シールド３０よりも高電位とし、放電ワイヤー３２により近い電位とすると、グリッド３４（アモルファスシリコン感光体１２）と反対側への放電を、そのプレート３６によって妨げることができ、プレート３６よりもグリッド３４側（アモルファスシリコン感光体１２側）で放電させることが可能となるので、グリッド３４側（アモルファスシリコン感光体１２側）での放電効果を向上させることができ、アモルファスシリコン感光体１２の帯電効率を向上させることができる。
【００２８】
したがって、放電ワイヤー３２のワイヤー電流を低減することができる。つまり、例えば図４で示すように、アモルファスシリコン感光体１２に帯電電位＋３００Ｖを得るために必要なワイヤー電流は、グリッド３４の開口率が９３％の場合、従来では約４４０μＡであったが、金属製プレート３６を設けて、それに上記のようなバイアス電圧を印加した場合には、約２４０μＡまで低減することができる。これにより、ＮＯｘガスの発生を抑制することができる。
【００２９】
また、図３で示すように、シールド３０内において、放電ワイヤー３２の近傍、即ち放電ワイヤー３２に対してアモルファスシリコン感光体１２と反対側に、バイアス電圧を印加する電極としての大径ワイヤー３８を配置してもよい。この大径ワイヤー３８の径は、例えば、放電ワイヤー３２の径がφ＝３０ｍｍの場合、１２倍のφ＝３６０ｍｍとされる。
【００３０】
なお、大径ワイヤー３８の配設位置は、図示の仮想線Ｋ１及び仮想線Ｋ２と常に交わる（接する場合を含む）範囲内であれば、その位置が多少ずれても構わない。また、ここで言う仮想線Ｋ１、Ｋ２とは、図示するように、放電ワイヤー３２の中心と、シールド３０のグリッド３４とは反対側の隅角部とをそれぞれ直線で結んだ線である。
【００３１】
また、この大径ワイヤー３８には、放電ワイヤー３２と同じ電圧値が印加される。例えば、放電ワイヤー３２に＋５０００Ｖ（＋５ｋＶ）の電圧が印加されるとすると、大径ワイヤー３８にも＋５０００Ｖ（＋５ｋＶ）の電圧が印加される。したがって、放電ワイヤー３２と大径ワイヤー３８は、図示のように、互いに反発し合って接することはない。
【００３２】
このような大径ワイヤー３８を設けても、上記と同様に、アモルファスシリコン感光体１２の帯電電位を上昇させることができる。すなわち、グリッド３４（アモルファスシリコン感光体１２）と反対側への放電を、その大径ワイヤー３８によって妨げることができ、大径ワイヤー３８よりもグリッド３４側（アモルファスシリコン感光体１２側）で放電させることが可能となるので、グリッド３４側（アモルファスシリコン感光体１２側）での放電効果を向上させることができ、アモルファスシリコン感光体１２の帯電効率を向上させることができる。
【００３３】
したがって、放電ワイヤー３２のワイヤー電流を低減することができる。つまり、例えば図４、図５で示すように、アモルファスシリコン感光体１２に帯電電位＋３００Ｖを得るために必要なワイヤー電流は、グリッド３４の開口率が８６％の場合、従来では約７９０μＡであったが、大径ワイヤー３８を設けて、それに放電ワイヤー３２と同じバイアス電圧を印加した場合には、約３４０μＡまで低減することができる。これにより、ＮＯｘガスの発生を抑制することができる。
【００３４】
以上、説明したように、スコロトロン帯電器１４において、シールド３０内の放電ワイヤー３２の近傍に、バイアス電圧を印加する電極（金属製プレート３６や大径ワイヤー３８）を配置することにより、アモルファスシリコン感光体１２の帯電効率を向上させることができるので、放電ワイヤー３２のワイヤー電流を低減することができる。したがって、プラス放電時（アモルファスシリコン感光体１２のプラス帯電時）において、ＮＯｘガスの発生量を図６で示す値よりも低減することができ、画像流れなどの不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】画像形成装置の概略構成図
【図２】シールド内にプレートを配置したスコロトロン帯電器の概略構成図
【図３】シールド内に大径ワイヤーを配置したスコロトロン帯電器の概略構成図
【図４】ワイヤー電流と帯電電位との関係をグリッドの開口率及びプレートの有無別に示したグラフ
【図５】ワイヤー電流と帯電電位との関係を大径ワイヤーの有無別に示したグラフ
【図６】ワイヤー電流と放電生成物の発生量との関係を示したグラフ
【符号の説明】
【００３６】
１０  画像形成装置
１２  アモルファスシリコン感光体
１４  スコロトロン帯電器
１６  電源
１８  露光器
２０  現像器
２２  転写器
２４  クリーニング器
２６  除電器
２８  定着器
３０  シールド
３２  放電ワイヤー
３４  グリッド
３６  プレート（電極）
３８  大径ワイヤー（電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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