(57)【要約】【課題】  感光体の寿命を短くせず、かつ電子写真装置を立ち上げ後、短時間で放電生成物を除去し、画像流れを抑制する電子写真装置を提供する。【解決手段】  電子写真感光体と、電子写真感光体を帯電する帯電手段と、を有する電子写真装置であって、電子写真感光体と、帯電手段の間に絶対湿度の異なる二種類の気体を供給する機構を有することを特徴とする。【選択図】  図２
2019101166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、を有する電子写真装置であって、
前記電子写真感光体と、前記帯電手段の間に絶対湿度の異なる二種類の気体を供給する手段を有することを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記絶対湿度の異なる二種類の気体を供給する手段は、前記絶対湿度が２５ｇ／ｍ３以上の気体と、前記絶対湿度が１０ｇ／ｍ３以下の気体と、を順次供給する請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記電子写真感光体が、ａ−Ｓｉ感光体である請求項１又は２に記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記絶対湿度の異なる二種類の気体を供給する手段は、噴射孔を多数有するダクトである請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真感光体を利用した電子写真装置としては、複写機、ファクシミリ装置、コンピュータの出力手段であるプリンターなどに広く利用されている。
【０００３】
このような電子写真装置は、その画質の良さや高速なプリントなどの特徴を有しているため注目を浴びている。
【０００４】
近年、電子写真装置の高速化およびフルカラー化が着実に進んでおり、これまで以上に安定して高画質を保つことが要求されている。
【０００５】
中でも画像流れの発生の有無は、出力画像の画質に大きく左右するため、画像流れの抑制が重要である。画像流れは、帯電によって生じるＮＯｘなどの放電生成物が電子写真感光体表面に付着することによって生じる現象である。特に、帯電器に付着した放電生成物が、電子写真装置停止中に帯電器直下の電子写真感光体表面に付着することで、電子写真装置の立ち上げ後に画像流れが生じやすい。
【０００６】
特許文献１では感光体に付着した放電生成物をクリーニングブレードで除去する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１３７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、感光体の摩耗が増加する場合があり、感光体の寿命を短くすることがあった。また電子写真装置を立ち上げ後、画像流れを起こさない状態まで放電生成物を除去するのに時間がかかる場合があった。
【０００９】
本発明の目的は、感光体の寿命を短くせず、かつ電子写真装置を立ち上げ後、短時間で放電生成物を除去し、画像流れを抑制する電子写真装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、を有する電子写真装置であって、
前記電子写真感光体と、前記帯電手段の間に絶対湿度の異なる二種類の気体を供給する機構を有することを特徴とする電子写真装置に関する。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、感光体の寿命を短くせず、かつ電子写真装置を立ち上げ後、短時間で放電生成物を除去し、画像流れを抑制する電子写真装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電子写真装置の画像形成プロセスの一例を示す概略図。
【図２】電子写真装置の気体供給手段の一例を示す概略図。
【図３】電子写真装置に使用可能な電子写真感光体の層構成の一例を示した概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（電子写真装置）
図１は、本発明の電子写真装置の構成の一例を示す概略図である。以下、図１を用いて電子写真装置による画像形成プロセス（電子写真プロセス）を説明する。回転駆動機構（不図示）により、円筒状の電子写真感光体１００１を回転させる。電子写真感光体１００１の表面外周面に配置された帯電器１００２を有する帯電手段により、電子写真感光体１００１の表面を帯電する。その後、画像露光手段（不図示）により、電子写真感光体１００１の表面に画像露光光１００３を照射し、電子写真感光体１００１の表面に静電潜像を形成する。その後、現像手段１００４内のトナーにより、電子写真感光体１００１の表面に形成された静電潜像を現像し、電子写真感光体１００１の表面にトナー像を形成する。
【００１４】
このトナー像は電子写真感光体１００１と中間転写ベルト１００６とのニップ部を通過する過程で、一次転写バイアスが不図示のバイアス電源から一次転写ローラ１００５に印加されることにより、中間転写ベルト１００６外周面に順次中間転写される。その後、前露光手段１００９により、電子写真感光体１００１の表面に前露光光を照射し、電子写真感光体１００１の表面を除電する。
【００１５】
トナー像が中間転写ベルト１００６に転写された後、電子写真感光体１００１の表面に残留しているトナー（転写残トナー）は、電子写真感光体１００１の表面に接触配置されたクリーニングブレード１００８を有するクリーニング手段１００７によって除去される。以上のプロセスを繰り返すことで画像形成が連続的に行われる。
【００１６】
（気体供給機構）
図２は、本発明の電子写真装置における、気体供給機構の一例を示す概略図である。吸気ファン１０１３から取り込まれた気体は、加湿手段１０１１又は除湿手段１０１２によって絶対湿度を調節することが可能である。絶対湿度の調節された気体は、噴射孔を多数有するダクト１０１０から帯電器と電子写真感光体１００１の間に供給することができる。
【００１７】
供給する気体は、絶対湿度が異なる二種類の気体を用いる。絶対湿度が異なる２種類の気体とは、一種類の気体に対して絶対湿度が２通りある、もしくは、２種類の気体について絶対湿度が２通りあることを意味する。絶対湿度の高い気体を帯電器と電子写真感光体の間に供給した後、絶対湿度の低い気体を供給することで画像流れ抑制効果がより得られると考えられる。特に、絶対湿度が２５ｇ／ｍ３以上の気体と、絶対湿度が１０ｇ／ｍ３以下の気体を順次供給することが好ましい。また、気体として外気（空気）を取り込んで絶対湿度を調節する方法や、高圧ボンベなどから窒素や空気を供給して絶対湿度を調節する構成にしてもよい。
【００１８】
ここで画像流れの発生原因について説明する。まず、画像出力前の初期の段階では、帯電器、電子写真感光体の表面の吸着物質は少ない。次に、画像出力を繰り返し行った画像出力後の状態を考える。この状態では主に帯電の影響により、帯電器表面に放電生成物が付着していくと考えられる。電子写真感光体の表面はクリーニングブレードによって擦擦されているため、放電生成物の付着は少ない状態であると考えられる。
【００１９】
この状態で、電子写真感光体を電子写真装置内に放置した場合を考える。帯電器周辺に多量の放電生成物が存在しているため、帯電器直下の電子写真感光体の上に帯電器から降ってきた放電生成物が徐々に付着していくと考えられる。特に、ａ−Ｓｉ電子写真感光体の場合には画像出力を繰り返すことで表面層が酸化され、放電生成物がより付着しやすい状態になる場合がある。その結果、放電生成物や付着量が閾値を超えてしまい、帯電器に対面している電子写真感光体の領域において画像流れが発生すると考えられる。
【００２０】
ここで、放電生成物が付着した帯電器および電子写真感光体に絶対湿度の高い気体を供給すると、付着した放電生成物が吸湿し、溶解した状態になると考えられる。この状態になった後、放電生成物に対して、絶対湿度の低い気体を供給することで、溶解した放電生成物が気化し、放電生成物を除去できると考えられる。これにより、立ち上げ後の画像流れを抑制できると考える。
【００２１】
以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
【００２２】
（電子写真感光体）
図３は、本発明の電子写真装置に使用可能なａ−Ｓｉ感光体の層構成の一例を示す概略断面図である。図３に示す電子写真感光体は、円筒状の基体３００１の上に、基体３００１から光導電層３００３への電荷の注入を阻止するための下部阻止層３００２が設けられている。下部阻止層３００２の上に、光導電層３００３、上部阻止層３００４、および表面層３００５が順に設けられている。
【００２３】
（表面層）
表面層３００５は、連続繰り返し使用に対する耐摩耗性、耐湿性、使用環境耐性などに関して良好な特性を得るために設けられている。また、電気特性に関しては帯電極性の電荷は保持し、逆極性の電荷は通す整流性を有していることが望ましい。
【００２４】
表面層には、例えば、アモルファスシリコンカーバイド系やアモルファスカーボン系の材料が用いられる。
【００２５】
（光導電層）
光導電層３００３は、電子写真特性上の性能を満足できる光導電特性を有するものであればいずれのものであってもよいが、耐久性、安定性の観点から、ａ−Ｓｉが好ましい。
【００２６】
光導電層としてａ−Ｓｉで構成された光導電層を用いる場合は、ａ−Ｓｉ中の未結合手を補償するため、水素原子に加えて、ハロゲン原子を含有させてもよい。
【００２７】
水素原子（Ｈ）およびハロゲン原子（Ｘ）の含有量の合計（Ｈ＋Ｘ）は、ケイ素原子（Ｓｉ）と水素原子（Ｈ）とハロゲン原子（Ｘ）との和（Ｓｉ＋Ｈ＋Ｘ）に対して１０原子％以上であることが好ましく、１５原子％以上であることがより好ましい。一方、３０原子％以下であることが好ましく、２５原子％以下であることがより好ましい。
【００２８】
光導電層には、必要に応じて伝導性を制御するための原子を含有させてもよい。伝導性を制御するための原子は、光導電層中にまんべんなく均一に分布した状態で含有されていてもよいし、また、層厚方向には不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。
【００２９】
伝導性を制御するための原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができる。すなわち、ｐ型伝導性を与える周期表１３族に属する原子またはｎ型伝導性を与える周期表１５族に属する原子を用いることができる。周期表１３族に属する原子の中でも、ホウ素原子、アルミニウム原子、ガリウム原子が好ましい。周期表１５族に属する原子の中でも、リン原子、ヒ素原子が好ましい。
【００３０】
光導電層に含有される伝導性を制御するための原子の含有量は、ケイ素原子（Ｓｉ）に対して１×１０−２原子ｐｐｍ以上、１×１０２原子ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
光導電層の層厚は、所望の電子写真特性が得られること、経済的効果などの点から、１５μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましい。なお、光導電層は、単一の層で構成されてもよいし、複数の層（たとえば、電荷発生層と電荷輸送層）で構成されてもよい。
【００３２】
光導電層の形成は、ケイ素原子供給用の原料ガスとしては、例えば、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）などのシラン類が好適に使用できる。また、水素原子供給用の原料ガスとしては、上記シラン類に加えて、たとえば、水素（Ｈ２）も好適に使用できる。
【００３３】
また、上述のハロゲン原子、伝導性を制御するための原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子など光導電層を含有させる場合には、それぞれの原子を含むガス状または容易にガス化しうる物質を材料として適宜使用すればよい。
【００３４】
（下部阻止層）
本発明においては、基体と光導電層との間に基体側からの電荷の注入を阻止する働きを有する阻止層を設けることが好ましい。下部阻止層３００２は、電子写真感光体の表面が一定極性の帯電処理を受けた際、基体から光導電層への電荷の注入を阻止する機能を有する層である。このような機能を付与するために、下部阻止層は、光導電層を構成する材料をベースとしたうえで、伝導性を制御するための原子を光導電層に比べて比較的多く含有させる。
【００３５】
伝導性を制御するために下部阻止層に含有させる原子は、下部阻止層中にまんべんなく均一に分布した状態で含有されていてもよいし、また、層厚方向には不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。分布濃度が不均一な場合には、基体側に多く分布するように含有させるのが好適である。いずれの場合においても、伝導性を制御するための原子が基体の表面に対して平行面内方向に均一な分布で下部阻止層に含有されることが、特性の均一化を図る上からも好ましい。
【００３６】
伝導性を制御するために下部阻止層に含有させる原子としては、帯電極性に応じて周期表１３族または１５族に属する原子を用いることができる。
【００３７】
さらに、下部阻止層には、炭素原子、窒素原子および酸素原子のうち少なくとも１種の原子を含有させることにより、下部阻止層を基体との間の密着性を向上させることができる。
【００３８】
下部阻止層に含有される炭素原子、窒素原子および酸素原子のうち少なくとも１種の原子は、下部阻止層中にまんべんなく均一に分布した状態で含有されていてもよい。また、層厚方向には均一に含有されてはいるが、不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。いずれの場合にも、伝導性を制御するための原子が基体の表面に対して平行面内方向に均一な分布で下部阻止層に含有されることが、特性の均一化を図る上からも好ましい。
【００３９】
下部阻止層の層厚は、所望の電子写真特性が得られること、経済的効果などの点から、０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．３〜５μｍであることがより好ましい。層厚を０．１μｍ以上にすることにより、基体からの電荷注入阻止能を十分に有することができ、好ましい帯電能を得ることができる。一方、５μｍ以下にすることにより、下部阻止層形成時間の延長に起因する製造コストの増加を抑制することができる。
【００４０】
（基体）
基体３００１は、導電性を有するもの（導電性基体）が好ましく、表面に形成される光導電層および表面層を保持しうるものが好ましい。
【００４１】
基体の材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタンやこれらの合金を用いることができる。中でも加工性や製造コストを考慮するとアルミニウムが優れており、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金のいずれかに統一して用いることが好ましい。
【００４２】
上記ａ−Ｓｉ感光体以外にも有機感光体を用いる事も可能である。
【実施例】
【００４３】
〔実施例１−１〜１−３及び比較例１−１〜１−３〕
実施例１ではキヤノン（株）製のデジタル電子写真装置「ｉｍａｇｅ  ＲＵＮＮＥＲ  ＡＤＶＡＮＣＥ  Ｃ７０６５」（商品名）の改造機を用いて下記に示す画像流れの評価を行った。
【００４４】
（画像流れの評価）
画像流れの評価は、ｉｍａｇｅ  ＲＵＮＮＥＲ  ＡＤＶＡＮＣＥ  Ｃ７０６５の改造機を用いた。改造機は、一次帯電および現像バイアスを外部電源から印加できる構成とした。また図２に示すように、帯電器と感光体の間に絶対湿度の異なる気体を供給できるようにダクトを取り付けた。気体として空気（外気）を取り込む構成とし、絶対湿度は加湿器又は除湿機を用いて調節できるようにした。
【００４５】
上記電子写真装置に図３に示した層構成のａ―Ｓｉ感光体を設置し、温度３０℃、相対湿度６０％（絶対湿度１４．６ｇ／ｍ３）の環境下で、連続通紙試験前のＡ３文字チャート（４ｐｔ、印字率４％）の画像を出力した。このとき、感光体ヒーターをＯＮにする条件で実施した。
【００４６】
連続通紙試験前の画像出力後、連続通紙試験を実施した。連続通紙試験時は、電子写真装置を稼働して連続通紙試験を実施している間、および電子写真装置を停止している間、ともに感光体ヒーターをＯＦＦにする連続通紙試験条件で実施した。
【００４７】
具体的には、印字率１％のテストパターンを用いて、１日当たり２．５万枚の連続通紙試験を４日間実施して１０万枚までの連続通紙試験を行った。その後、電子写真装置を停止させ、１５時間後、感光体ヒーターをＯＦＦとしたまま電子写真装置を立ち上げた。立ち上げ時には電子写真感光体が回転しない設定にし、帯電器と感光体の間に絶対湿度の異なる気体を供給した。
【００４８】
具体的には、絶対湿度を高く調節した高湿空気（絶対湿度：２７ｇ／ｍ３）を５Ｌ／ｍｉｎの流量で１０秒間供給した後に、絶対湿度を低く調節した低湿空気（絶対湿度：８ｇ／ｍ３）を５Ｌ／ｍｉｎの流量で１０秒間供給した。その後、Ａ３文字チャート（４ｐｔ、印字率４％）の画像を出力した。連続通紙試験前に出力した画像と、１５時間放置後に出力した画像を、モノクロ６００ｄｐｉの２値の条件でＰＤＦファイルに電子化した。
【００４９】
そして、電子化した画像をＡｄｏｂｅ製画像編集ソフト「Ａｄｏｂｅ  Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ」（商品名）を用いて、１５時間放置後に出力した画像において電子写真感光体の帯電器１００２に対応する領域の黒比率を測定した。
【００５０】
実施例１−２、１−３では、表１に示すように高湿空気と低湿空気の絶対湿度を変更した以外は、実施例１と同様に評価をした。
【００５１】
比較例１−１ではダクト１０１０から気体を供給しない以外は、実施例１と同様に画像流れを評価した。比較例１−２では、表１に示すように絶対湿度を高く調節した外気だけを供給する以外は、実施例１と同様に評価した。比較例１−３では、表１に示すように絶対湿度を低く調節した外気だけを供給する以外は、実施例１と同様に評価をした。
【００５２】
画像流れが発生した場合、文字がぼける、または、文字が印字されずに白抜けするため、連続通紙試験前の画像と比較した場合、黒比率が低下する。よって、連続通紙試験前の画像に対する１５時間放置後に出力した画像の黒比率の割合が高いほど画像流れが良好となる。なお、画像流れの評価に対して、比較例１の黒比率の値を１とした時の相対評価で行った。相対値が１．０６以上で本発明の効果が得られていると判断した。結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2019101166.tif 000003
【００５４】
実施例１−１〜１−３では、絶対湿度の異なる外気を帯電器と電子写真感光体の間に供給することで比較例より画像流れが良化していることがわかる。
【００５５】
また、画像流れの数値が低い比較例１−２，１−３において、本発明の効果と同レベルにするためには、電子写真感光体を回転させ２分ほど待つ必要があった。このことから本発明では立ち上げ後、画像流れを改善する時間が短縮されていることがわかる。
【００５６】
〔実施例２〕
実施例２では実施例１と同様の電子写真装置を用い、供給する気体として窒素ガスを用いた。窒素ガスは高圧ボンベから供給する構成とし、それ以外は実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。
【００５７】
【表２】
2019101166.tif 000004
【００５８】
表２より、実施例２−１〜２−３は、比較例１−１と比べて画像流れが良好になっていることがわかる。また、実施例１−１と２−１より、供給する気体の種類にかかわらず、気体の絶対湿度を制御することで画像流れの抑制ができることがわかる。
【符号の説明】
【００５９】
１００１  電子写真感光体
１００２  帯電器
１００３  画像露光光
１００４  現像手段
１００５  一次転写ローラ
１００６  中間転写ベルト
１００７  クリーニング手段
１００８  クリーニングブレード
１００９  前露光手段
１０１０  ダクト
１０１１  加湿手段
１０１２  除湿手段
１０１３  吸気ファン
【図１】
2019101166.tif 000005
【図２】
2019101166.tif 000006
【図３】
2019101166.tif 000007