JPH09222779A

JPH09222779A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09222779A
Application number: JP5411196A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tsuda; 諭津田; Yoshikazu Takahashi; 良和高橋; Kumiko Ichikawa; 久美子市川; Shinichi Takano; 晋一高野; Tetsuya Kato; 哲也加藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｈｉｇｈ−γ特性を持つ感光体を電子写真プ
ロセスに適用するときの、繰り返しの帯電特性の安定性
及び残留電位の安定性を確保する。【解決手段】一様帯電された表面電位ＶPがある露光
量Ａ0を境として急激に減衰する電位減衰特性の感光体
１を用い、電子写真方式にて画像を形成する画像形成装
置において、画像形成前に前記感光体１に対して感光体
１と同極性の電場作用下で同時に光照射する前処理手段
２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式を
用いて感光体上に画像を形成する複写機、静電記録装
置、ファクシミリ、伝送装置、レーザプリンタ等の画像
形成装置に係り、特に、所謂Ｈｉｇｈ−γ特性の感光体
を用いたタイプの画像形成装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真技術は、画像形成速度の迅速
性、乾式現像であること、記録密度が高いこと等の特徴
を生かし、現在普通紙複写機、レーザプリンタ、ファク
シミリ等の画像形成装置として実用化されている。電子
写真プロセスは、帯電、露光、現像、転写、定着、クリ
ーニングの基本過程により構成されるが、感光体はこの
中で帯電、露光による潜像形成を担う重要な部品であ
る。

【０００３】電子写真用感光体に求められる特性には帯
電性、光導電性等が求められ、これらは電子写真プロセ
スにおける潜像形成の支配的要因である。電子写真にお
ける像形成は、均一に帯電し感光体表面の電荷を、光照
射により選択的に消失させることにより達成される。

【０００４】現在まで実用化された代表的な電子写真用
感光体は大きく分けてアモルファスセレン及びその合
金を含むアモルファスカルコゲナイド系材料、酸化亜
鉛、硫化カドミウムなどのＩＩ−ＩＶ属無機化合物系材
料、高分子ならびに低分子有機化合物の樹脂分散系等
の有機光導電体（ＯＰＣ：Organic Photoconductor）、
アモルファスシリコン系材料が挙げられる。１９７０
年代までは感光体は無機系で独占されていたが、１９７
０年前半からのＯＰＣの出現により電子写真用感光体は
大きな転換点を迎え、従来の無機系感光体の殆どがＯＰ
Ｃに置き換わる方向に進み始めた。このＯＰＣの特徴的
な性格としては分光感度設計が容易である点が挙げられ
るため、レーザプリンタの出現により一層注目されると
ころとなった。すなわち、記録光源の主流が半導体レー
ザであるため、感光体が７８０ｍｍ単色光感度に優れる
ことが挙げられる。

【０００５】この因子がなぜ重要であるかを説明する。
従来、電子写真技術はアナログ光学系を光源に用いた普
通紙複写機としてのみ実用化されていた。しかし、１９
８０年代に入るとコンピュータの出力機器としてこの技
術が盛んに応用され始めた。これに加えて普通紙のデジ
タル化、カラー化が急速に進展するところとなった。こ
れらのシステムでは、デジタル光学系を使用するので、
このシステムに使用される光源に対応した十分な感度を
持つことが感光体に要求される。つまり特定な波長の単
色光に対して十分な感度を有することが重要となる。特
に、デジタル用光源としては半導体レーザが多く用いら
れており、その多くは安価で量産性に優れた７００〜９
００ｎｍの間にピークを持つ単色光に大きな感度を持つ
感光体が開発されてきた。この結果デジタル光学系を用
いた電子写真システム用の感光体としてＯＰＣが多く占
められるようになった。

【０００６】現在主流となっているＯＰＣは電荷輸送材
を高濃度で樹脂中に溶解した電荷輸送層と電荷発生顔料
を高濃度で樹脂中に分散した電荷発生層とからなる、積
層型ＯＰＣである。この型のＯＰＣは、感光体の光導電
性の基本機能を分割独立させたもので、材料の選択に余
裕が広がり、結果として感光体性能の飛躍的向上を達成
した。特にに無金属フタロシアニン、銅フタロシアニ
ン、チタニルフタロシアニン、マグネシュウムフタロシ
アニン、バナジルフタロシアニンなどのフタロシアニン
顔料を用いた有機感光体はデジタル用に適するものとし
て知られている。

【０００７】しかし、この積層型のＯＰＣの大きな問題
点は帯電特性が負帯電であることにある。負帯電型ＯＰ
Ｃは利用するシステムからの大量なオゾン発生という問
題点を抱える。このため、正帯電型のＯＰＣも例えば
「T.NakagaWa et al, JapanHardcopy′88 l.Ozawa
et al,Japan Hardcopy′88等」のように研究され始め、
１９８０年代後半に普通複写機用ＯＰＣとして実用化さ
れた。

【０００８】また、正帯電単層型ＯＰＣの研究もなさ
れ、新たな特性を持つものが例えば「S.Johnson et a
l.,IS＆T′s Seventh International congress on Adva
nces in Non-impact Printing Technologies ,'91 S.
Tsuchiya et al.,ibit,'91」のように提案されてきた。
これらは共に感光層中に電荷輸送剤を含まない、顔料を
樹脂中に分散した感光体である。したがって、従来の積
層型に比べて層形成の点で低価格になる。また、これら
は正帯電型であることを最大の特徴としている。更に、
これらの感光体のもう一つの大きな特徴にＨｉｇｈ−γ
特性を挙げることができる。このＨｉｇｈ−γ特性と
は、感光体の電位減衰曲線中の直線的電位減衰部分の傾
きが大きいことを表しており、この特性がデジタル方式
による画像形成に特に有利であると提案されている。

【０００９】従来ドット露光を行うスポット光の光エネ
ルギ分布は裾長のガウス分布となる。この裾長のエネル
ギ分布を有するドット露光を入射光量に応じて電位減衰
が開始される感光体上に照射して像形成を行えば、裾長
のドット露光がそのまま再現され、ドット周辺にぼけを
生じ、解像力の悪いドット画像が形成される。そこで、
例えば特開平１−１６９４５４号公報には弱露光時には
殆ど電位減衰が現れず、光量を増やしある光量になると
急峻な電位減衰特性を示す所謂Ｈｉｇｈ−γ感光体が提
案されている。前記公報ではドット露光が裾長のガウス
分布であってもシャープなドット状の潜像が形成される
ことが記載されている。

【００１０】また、単層型ＯＰＣにＨｉｇｈ−γ特性が
出現する現象は以前よりインダクション効果として知ら
れている。このインダクション効果とは、図１９に示す
ように、感光体への光照射後、電位減衰までに時間遅れ
を生じる現象であり、樹脂分散型感光体固有の特性であ
る。この現象は、露光初期において、発生したキャリア
がトラップに捕獲されるため電位減衰にあまり寄与しな
いが、その後発生キャリア数が多くなるに従ってトラッ
プが埋めつくされ、キャリアの輸送が急激に起こり大き
な電位減衰が生じるためと推察される。この結果、高い
ガンマ値を示すことになる。従来にあっては、前記イン
ダクション効果はリニアな感光特性を得ようとする場合
には不適と考えられていたため、インダクション効果を
低減化するという開発がなされていたが、最近、前述し
たように、インダクション効果（感光体を帯電、露光し
た時の表面電位の減衰過程が露光量増加に対して始めは
緩やかに減衰するが次第に露光量を増加させていくと急
激な電位減衰を示すという点）を積極的に利用し、デジ
タル方式（二値化）による画像形成を行なおうとする動
きが出てきた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな単層型感光体は、従来の積層型感光体に比べて、繰
り返しの帯電特性の安定性及び残留電位の安定性に劣る
という技術的課題が見い出された。この要因は、単層型
感光体のＨｉｇｈ−γ特性の挙動をもたらす感光層内に
大量に存在するトラップに起因していると考えられてい
る。すなわち、このトラップは前工程の画像の有無／用
紙有無による転写電界の影響等によって変化し、また、
刻々と熱励起によって変化するため、前の像形成の履歴
が次の画像形成時に影響を与えてしまうものと推察され
る。

【００１２】そこで、従来の像形成履歴解消技術（感光
体において安定性確保の為に所望の帯電を得る前に、例
えば光除電（イレーズ）や前帯電及びその組み合わせの
補助工程を設ける技術）を適用してみたところ、Ｈｉｇ
ｈ−γ特性の単層型感光体については十分な像形成履歴
解消効果が得られなかった。

【００１３】例えば光除電方式として、像形成プロセス
が繰り返される毎に感光体の表面電位が順次増大するの
を防止するため、４５０ｎｍ以下の光で前露光し、感光
体表面の電荷を消失させるような制御を行い、感光層内
のホールトラップを再結合させて表面層近傍を中性若し
くは負極性にすることを行っているものが提案されてい
る（例えば特開昭５７−１２９４５６号公報参照）。し
かしながら、本先行技術は積層型感光体が用いられた画
像形成装置を対象とするものであり、単層型感光体が用
いられた画像形成装置についてそのまま適用したとして
も前記した像形成履歴を解消することは実質的に不可能
であった。

【００１４】また、前帯電方式として、画像形成前に、
前帯電用のコロトロンなどで一度感光体を帯電した後に
光で除電し、感光体の表面電位を均一に除電するように
した技術も提案されている（例えば特開昭６２−１５０
３７７号、特開昭６２−２４０９７８号、特開平２−２
９７５７５号、特開平７−２８２８７号公報参照）。し
かしながら、この方式をＨｉｇｈ−γ特性の単層型感光
体に適用する場合には、Ｈｉｇｈ−γ特性の単層型感光
体は露光後に電位減衰するまでに時間的な遅れを持って
いるために、除電から画像形成時の主帯電までの時間を
十分に確保しなければならず、その分、装置が大型化し
てしまう点で好ましくない。

【００１５】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ためになされたものであって、Ｈｉｇｈ−γ特性を持つ
感光体を電子写真プロセスに適用するときの、繰り返し
の帯電特性の安定性及び残留電位の安定性を確保するこ
とができる画像形成装置を提供することを目的としてい
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、一様帯電された表面電位ＶPがある
露光量Ａ0を境として急激に減衰する電位減衰特性の感
光体１を用い、電子写真方式にて画像を形成する画像形
成装置において、画像形成前に前記感光体１に対して感
光体１と同極性の電場作用下で同時に光照射する前処理
手段２を設けたことを特徴とする。

【００１７】このような技術的手段において、感光体１
としては、ある露光量Ａ0を境として急激に電位減衰す
る電位減衰特性を備えたものであれば全て適用対象であ
り、例えばＸ型無金属フタロシアニンとバインダ樹脂か
らなる単層型有機感光体などが挙げられる。また、感光
体１の形態についてもドラム状、ベルト状を問わない。
また、電子写真方式とは、少なくとも帯電、露光、現
像、転写、定着、クリーニングの各工程を備えたもので
あればよく、各工程毎に専用のデバイスを設けてもよい
が、例えば転写定着を一つのデバイスで行なったり、ク
リーニング手段を設けないで現像手段で残留トナーを回
収するように構成する等一部共用するようにしてもよ
い。更に、感光体１上のトナー像を記録媒体に直接転写
するものであってもよいし、あるいは、感光体１上のト
ナー像を中間転写体に一次転写した後に、記録媒体に二
次転写するものをも包含する。

【００１８】また、前処理手段２は少なくとも感光体１
に対して光照射する光照射手段を具備する。この光照射
手段の光照射の波長範囲は５００〜８００ｎｍであれば
よく、感光層への光の侵入深さの点からして、望ましく
は像露光と近似したピーク波長を有していることであ
る。

【００１９】更に、前処理手段２の態様は大きくは非接
触方式と接触方式とに分けられる。非接触方式として
は、感光体１に対して光照射する光照射手段と、この光
照射手段と感光体１との間で感光体１に近接して非接触
配置される透過性の導電性部材と、この導電性部材に電
圧を印加する電圧印加手段とを備えた態様のものが挙げ
られ、感光体を痛めないという利点を有する。

【００２０】ここで、前記導電性部材としては、透過性
を有して光照射手段からの光を透過するものであれば適
宜選定して差し支えなく、例えば非接触方式において
は、板材にメッシュ状の開口が設けられたスクリーン
（グリッドに相当）を用いたり、あるいは、ガラスやフ
ィルム等の透明材に透明導電膜を設けるなど適宜選定し
て差し支えない。また、前記導電性部材としては通常専
用の部材を用いるようにすればよいが、例えば帯電デバ
イスとしてグリッドが用いられた帯電装置を使用したよ
うな場合には、グリッドの一部を延長して前記導電性部
材を兼用するようにしても差し支えない。

【００２１】また、非接触方式において、導電性部材と
感光体１との間の離間距離については可能な限り近接さ
せることが好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であ
る。更に、電圧印加手段としては、感光体１と同極性で
且つ感光体１の耐圧範囲内の直流電圧を印加するもので
あれば適宜選定して差し支えない。例えば非接触方式に
おいては、導電性部材と感光体１との離間距離をｄ、導
電性部材に印加する電圧をＶA、導電性部材と感光体１
との間の電界をＥとし、感光体１の耐圧を考慮すれば、
３（ｋＶ／ｍｍ）≧Ｅ＝ＶA／ｄである。

【００２２】一方、接触方式としては、感光体１に対し
て光照射する光照射手段と、この光照射手段と感光体１
との間で感光体１に接触配置される透過性の導電性部材
と、この導電性部材に電圧を印加する電圧印加手段とを
備えた態様や、あるいは、感光体１に接触配置される導
電性ロールと、この導電性ロールに電圧を印加する電圧
印加手段と、導電性ロールの感光体１接触部近傍に光照
射される光照射手段とを備えた態様が挙げられ、電場の
作用を容易に実現できるという利点を有する。

【００２３】ここで、接触方式における導電性部材とし
ては、透過性を有して光照射手段からの光を透過するも
のであれば適宜選定して差し支えないが、感光体１を傷
つけない構成（可撓性フィルム、リング状の導電性円筒
部材など）のものを選定することが必要である。また、
前記導電性ロールとしては通常専用の部品を用いるよう
にすればよいが、例えば帯電デバイスとして帯電ロール
を使用するタイプにあっては、この帯電ロールを導電性
ロールとして兼用するようにしても差し支えない。更
に、電圧印加手段としては、感光体１と同極性で且つ感
光体１の耐圧範囲内の直流電圧を印加するものであれば
適宜選定して差し支えない。

【００２４】また、光除電手段に電圧印加手段を付加す
る先行技術としてはいくつか見られるが、いずれも本発
明の前処理手段２とは無関係であり、この点について念
のため補足説明しておく。特開平６−１６１３３７号公
報には、感光体ドラム表面に対向した開口部を有するケ
ース内に除電ランプを設け、このケースの開口部を導電
性のメッシュ部材で覆うと共に、メッシュ部材にはトナ
ーと同極性のバイアス電圧を印加したものが提案されて
いる。しかしながら、前記「バイアス電圧が印加された
メッシュ部材」は、光通路を確保しながら、トナーが除
電ランプに付着する事態を回避する機能部材であり、感
光体１に電場を作用させる機能手段とは言えないため、
本発明の「前処理手段２」には相当しない。

【００２５】また、特開昭６３−１４４３８２号公報に
は、光背面記録方式の感光体ベルトの光導電層側に光除
電手段を設けると共に、感光体ベルトを挟んで前記光除
電手段に対向する部位には感光体ベルトの極性と逆極性
のバイアス電圧が印加された導電ローラを設けたものが
提案されている。しかしながら、本先行技術は光背面記
録方式を採用した特殊な画像形成装置を対象とするもの
で、本発明（Ｈｉｇｈ−γ特性の感光体を用いた電子写
真方式の画像形成装置）と全く対象が異なるため、本発
明に対して前記先行技術をそのまま適用できるものでは
ない。更に、前記「バイアス電圧が印加された導電ロー
ラ」は、残留トナーの電荷によって拘束されている潜像
電荷に対し感光体表面から導電層側へ向かう力を与える
という機能部材であり、バイアス電圧が感光体の極性と
逆極性である点で、感光体と同極性の電場を作用させる
機能手段として言えないため、本発明の「前処理手段
２」には相当しない。

【００２６】上述したような技術的手段によれば、ある
露光量Ａ0を境として急激に電位減衰する電位減衰特性
の感光体１にあっては、感光体１を帯電して光照射する
と、光励起したイオンペアが発生し、帯電電位を打ち消
す電荷の移動がある。一方、感光体１を帯電しないで光
照射すると、光励起したイオンペアはすぐさま結合安定
してしまうため、電荷の移動は発生しない。本発明に係
る前処理手段２は、画像形成前において感光体１と同極
性の電場を作用させるので、前記電場が外部電界として
感光体１に作用し、感光体１が帯電状態に相当する状態
になる。この状態において、前処理手段２は同時に光照
射をするので、光励起したイオンペアが多く発生し、感
光体１内部のトラップが開放される量的な機会が増加
し、トラップの開放若しくは均一化が図られる。このた
め、帯電電位を打ち消すような電荷の移動現象が起こ
り、感光体１の残留電位が効果的に除去される。このよ
うに、光照射と外部電界とが効果的に働き、帯電露光と
同様な作用を奏し、感光体１を除電するのである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１図２はこの発明が適用された画像形成装置の実施の形態
１を示す。同図において、符号１１はある露光量を境と
して急激に電位減衰する電位減衰特性（Ｈｉｇｈ−γ特
性）を持つ単層型有機感光体、１２は感光体１１を帯電
する帯電装置、１３は帯電された感光体１１上に光照射
して静電潜像（本実施の形態では画像部露光のネガ潜
像）を形成する光書き込み装置であり、例えば半導体レ
ーザとポリゴンミラーを内蔵するレーザ光発生器が用い
られる。また、符号１４は感光体１１上に形成された静
電潜像を感光体１１の帯電極性と同じ極性電荷を持つト
ナーで可視像化する現像装置、１５は感光体１１上のト
ナー像を記録紙１６に転写させるコロトロンなどの転写
装置、１７は感光体１１に静電吸着した記録紙１６を剥
離するコロトロンなどの用紙剥離装置、１８は記録紙１
６上の未定着トナー像を定着する定着装置、１９は感光
体１１上の残留トナーなどの残留物を除去するクリー
ナ、２０は感光体１１上の残留電荷を除去する除電装置
である。

【００２８】本実施の形態において、感光体１１として
は、Ｘ型無金属フタロシアニンをバインダ樹脂に分散さ
せた単層型有機感光体が用いられている。具体的にはＸ
型無金属フタロシアニン（大日本インキ（株）製）、フ
ァーストゲンブルー（Fastgen Blue）を感材とした正帯
電単層型感光体を試作した。上記感光体の詳細に関して
は既に特開平３−２８７１７１号公報に開示されてい
る。また、本実施の形態において、感光体形状はアルミ
ニウム製のドラム本体を用い、ドラム状に製作した。こ
のように構成された単層型感光体１１では、電荷移動の
主体はホールなので表面を正帯電して使用する。

【００２９】この樹脂分散単層型感光体１１の電位減衰
特性を図３（ａ）（ｂ）に示す。図３（ａ）の実線は樹
脂分散単層型感光体１１の明減衰特性を示すもので、帯
電した後、光照射した際、表面電位の露光量による光減
衰過程が初めは徐々に緩やかな減衰を示し、さらに光量
を増加すると緩やかな減衰間に続いて急激に表面電位が
減衰するというカーブになっている。一方、図３（ｂ）
の実線は樹脂分散単層型感光体１１の暗減衰特性を示す
もので、所定電位に帯電した後の経時的変化が初めは緩
やかな減衰を示し、続いて時間経過に従って急激な減衰
を示し表面電位が降下していくというカーブになってい
る。

【００３０】ここで、従来の積層型感光体の明暗減衰特
性（図３（ａ）（ｂ）で点線で示す）と本実施の形態に
用いた樹脂分散単層型感光体１１の明暗減衰特性と比較
する。なお、積層型感光体は表面電位が負帯電に帯電さ
れ、樹脂分散単層型感光体１１は正帯電に帯電される
為、図３の積層型感光体においては絶対値としての電位
を用いた。図３から分かるように、従来の積層型感光体
の感度特性は照射光に対して感度領域が比較的全領域反
応するのに対し、本実施の形態に係る単層型感光体で
は、ある照射光量までは露光しても表面電位が緩やかに
減衰し、ある照射光量を境にして光量が増加すると表面
電位が急激に減衰する状態になっていることが理解され
る。

【００３１】前記のような明減衰特性及び暗減衰特性が
Ｓ字カーブ状に変曲点を持ってオンオフ的に変化する感
度特性である感光体としては、酸化亜鉛を樹脂分散させ
た単層型感光体やフタロシアニンを樹脂分散させた有機
感光体でも報告されているが、露光時の感光体表面電位
が減衰を始める緩和時間が長いことや、帯電に必要な電
荷が多く必要で有ったり、繰り返し使用時の電位保持性
能や感度の変化が大きく、実用に適さないものであっ
た。そこで、本実施の形態では、これらの諸問題を克服
し、実用レベルでの感度特性を有するものとして、Ｘ型
無金属フタロシアニンを樹脂に分散させた単層型感光体
を使用することにした。

【００３２】また、本実施の形態において、帯電装置１
２は、図２及び図４に示すように、グリッドを用いたス
コロトロン構成になっており、コロトロンワイヤ２１に
は５．０ｋＶの直流電圧を印加し、シールド２２及びグ
リッド２３には３００から７００Ｖのバイアス電圧を印
加し、感光体１１の表面電位を３００から７００Ｖに帯
電するようにした。

【００３３】更に、本実施の形態において、除電装置２
０は、光による除電ランプ３１と、感光体１１との間に
設けられた導電性部材としてのスクリーン３２とから構
成されている。前記除電ランプ３１はタングテンランプ
で構成され、５００ｎｍ〜８００ｎｍの波長にフィルタ
を通して絞られ、かつ、感光体１１の表面電位を残留電
位まで降下させる５〜１０倍程度の光量からなる光を照
射するものである。また、スクリーン３２は０．１ｍｍ
の厚さのステンレス製の板材を８０〜９０％開口率でメ
ッシュ状に製作したもので、感光体１１から１ｍｍ離し
て設置されている。そして、このスクリーン３２にはバ
イアス電源３３が接続されており、本実施の形態では、
感光体１１と同極性のバイアス電圧が５００〜２０００
Ｖ範囲内で印加されている。

【００３４】次に、本実施の形態に係る画像形成装置の
作像プロセスについて説明する。本実施の形態におい
て、ドラム状感光体１１が回転を開始すると、帯電装置
１２及び除電装置２０が同時に動作する。そして、先
ず、ドラム状感光体１１は、スコロトロンからなる帯電
装置１２で正極性に帯電される。続いて、光書き込み装
置１３が画像信号に応じたレーザ光を照射し、感光体１
１上に静電潜像を形成する。次に、現像装置１４は感光
体１１上の静電潜像（レーザ光照射部の電位の井戸部
分）を帯電極性と同じ極性電荷のトナーにて反転現像す
る。得られたトナー像は転写装置１５により記録紙１６
に転写された後、剥離装置１７にて感光体１１から剥離
され、剥離された記録紙１６上の非定着トナー像は定着
装置１８にて定着され所定のコピー画像が得られる。

【００３５】この後、剥離装置１７を通過した感光体１
１はクリーナ１９により残留トナーを清掃され除電装置
２０に進入する。この時点で、感光体１１は潜像が形成
された所と形成されなかった所とが混在し、かつ、転写
装置１５通過時に受ける逆極性の電荷を受け、不安定に
なっている。この状態において、除電装置２０はバイア
ス電圧が印加されたスクリーン３２と感光体１１との間
に電場を作用させると同時に除電ランプ３１からの光を
感光体１１に照射する。すると、感光体１１は電場の作
用で電界がかかった状態で光照射を受けることになり、
残留電荷及び感光体１１内層に発生している電荷（光励
起されているイオンペア）がトラップ束縛から解放され
て帯電電位を打ち消すように移動し、感光体１１内層は
電荷的に均質化する。このため、感光体１１の表面電位
が効果的に除電されることになり、次の作像プロセスに
備えて初期化される。

【００３６】また、本実施の形態において、導電性部材
であるスクリーン３２と感光体１１との離間距離と外部
電場との関係を調べたところ、表１の結果が得られた。

【００３７】

【表１】

【００３８】同表において、感光体層（Ｐ／Ｒ）の厚み
が０．０２５ｍｍ、感光体１１の帯電電位が３００Ｖで
あると仮定すると、導電性部材であるスクリーン３２と
感光体１１との離間距離が１ｍｍの場合には、導電性部
材印加電圧１０００Ｖ、２０００Ｖに対して、外部電場
は２４．４Ｖ、４８．８Ｖ程度作用することが理解され
る。ここで、外部電場は（導電性部材印加電圧／１．０
２５）×０．０２５で求めたものである。なお、離間距
離を例えば１．５ｍｍ程度離すと、導電性部材印加電圧
１０００Ｖ、２０００Ｖに対して、外部電場は１６．４
Ｖ、３２．８Ｖ程度まで低減することが理解される。

【００３９】更に、本実施の形態における感光体の電位
変化状態の模式図を図５に示す。同図において、サイク
ル1-2は感光体１１が回転し始めて１回転目の帯電表面
電位と２回転目の帯電表面電位との差を示している。ま
た、ハーフトーン（ＨＴ）電位は感光体１１を帯電して
画像面積率７５％に渡り光書き込み装置（デジタル露光
系）にて露光を照射した時の電位を示し、ＨＴ部電位差
は感光体１１の１回転目のハーフトーン（ＨＴ）電位と
２回転目のハーフトーン（ＨＴ）電位との差を示す。

【００４０】図６は導電性部材（スクリーン３２）印加
電圧とサイクル1-2との関係をグリッド電位（ＶGrid）
を３００Ｖ、５００Ｖ、７００Ｖと変化させて調べたも
のである。また、図７は導電性部材（スクリーン３２）
印加電圧とＨＴ部電位差との関係をグリッド電位（ＶGr
id）を３００Ｖ、５００Ｖ、７００Ｖと変化させて調べ
たものである。図６によれば、サイクル1-2は導電性部
材の印加電圧を大きくしてもそれほど改善されないが、
図７によれば、ＨＴ部電位差において印加する電圧が大
きくなるに従って電位差が縮小してくることがわかる。
以上の結果から所望の電位に帯電する前に導電性部材に
スコロトロンからなる帯電装置１２のグリッド２３に印
加しているバイアスよりも大きいバイアスを印加して画
像出力を行った所、濃度の安定した画像が得られること
が確認された。

【００４１】◎実施の形態２図８及び図９はこの発明が適用された画像形成装置の実
施の形態２を示す。同図において、画像形成装置の基本
的構成は実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１
と異なり、除電装置２０は、除電ランプ３１と、この除
電ランプ３１と感光体１１との間に設けられる導電性部
材としての導電性ガラス板３４とで構成されている。本
実施の形態において、導電性ガラス板３４としては、例
えば透過性の１ｍｍ厚さのガラス板の例えば除電ランプ
３１側に透明導電膜を焼き付けた所謂ネサガラスと称さ
れるものが用いられており、感光体１１から１ｍｍ程度
離間配置されている。そして、導電性ガラス板３４には
バイアス電源３３が接続され、５００〜２０００Ｖ程度
の直流バイアスが印加されている。また、前記除電ラン
プ３１としてはタングテンランプを用い、フィルタを用
いて５００ｎｍ〜８００ｎｍの波長のみを透過するよう
にした。

【００４２】従って、実施の形態１の場合には、導電性
部材であるスクリーン３２が除電ランプ３１からの除電
光の光路を遮るため、除電ランプ３１の光量をある程度
大きくする必要があったが、本実施の形態によれば、前
記導電性ガラス板３４は除電ランプ３１からの除電光の
光路を遮られないため、感光体１１の表面電位を残留電
位まで降下させる２〜５倍程度の光量の光を照射するだ
けで、実施の形態１と略同様に、感光体１１の除電効果
を得ることができ、濃度の安定した画像が得られること
が確認された。

【００４３】◎実施の形態３図１０は本実施の形態に係る画像形成装置で用いられる
除電装置２０及び帯電装置１２を示す。同図において、
除電装置２０は、実施の形態１，２と異なり、除電ラン
プ３１の発光管３５に導電性を具備させ、この発光管３
５を感光体１１に０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度近接さ
せ、かつ、発光管３５にはバイアス電源３３を接続し、
感光体１１と同極性の電圧（５００〜２０００Ｖ程度）
を印加するようにしたものである。本実施の形態によれ
ば、導電性部材として専用の部材を用いなくて済む分、
装置構成が簡略化される。

【００４４】◎実施の形態４図１１は本実施の形態に係る画像形成装置で用いられる
除電装置２０及び帯電装置１２を示す。同図において、
除電装置２０は、実施の形態１と同様に、除電ランプ３
１と感光体１１との間にスクリーン３６を備えたもので
あるが、実施の形態１と異なり、前記スクリーン３６は
スコロトロンからなる帯電装置１２のグリッド２３を除
電ランプ３１側へ延長し、グリッド２３と一体的に構成
されたものである。そして、このスクリーン３６にはグ
リッド電源を兼用するバイアス電源３７が接続されてい
る。本実施の形態にあっては、前記スクリーン３６を感
光体１１に近接配置しなければならないため、必然的
に、帯電装置１２のグリッド２３も前記各実施の形態に
比べて、感光体１１に近接配置することが必要である。
従って、本実施の形態によれば、帯電装置１２と除電装
置２０とをグリッド２３を兼用することで一体化するこ
とが可能になるため、その分、装置構成が簡略化され
る。

【００４５】◎実施の形態５図１２及び図１３はこの発明が適用された画像形成装置
の実施の形態５を示す。同図において、画像形成装置の
基本的構成は実施の形態１と略同様であるが、実施の形
態１と異なり、除電装置２０は、除電ランプ３１と、こ
の除電ランプ３１と感光体１１との間に設けられる導電
性部材としての導電性フィルム３８とで構成されてい
る。なお、実施の形態１と同様な構成要素については実
施の形態１と同様の符号を付してここではその詳細な説
明を省略する。本実施の形態において、導電性フィルム
３８は、透明導電膜が焼き付けられた透明なフィルム部
材を感光体１１に向かって凸状に湾曲させ、感光体１１
に接触させて設置したものであり、この導電性フィルム
３８には５００〜２０００Ｖ程度のバイアス電圧印加用
のバイアス電源３３が接続されている。

【００４６】従って、本実施の形態においては、除電装
置２０は導電性フィルム３８を介して感光体１１に直接
電場を作用させると同時に除電ランプ３１からの光を感
光体１１に照射する。このとき、本実施の形態における
接触型の除電装置２０は、非接触型の除電装置に比べ
て、感光体１１と導電性部材である導電性フィルム３８
との距離が極端に小さくなるため、外部電界も飛躍的に
大きくなり、残留電荷及び感光体１１内層に発生してい
る電荷がトラップ束縛から解放され易く且つ移動して除
電され易くなり、電荷的に均質化しやすい。よって、本
実施の形態においては、感光体１１の除電効果は非接触
型の除電装置よりも大きい。なお、接触型の場合、導電
性部材である導電性フィルム３８がトナー等で汚れてし
まい維持性の点で非接触型に比べて若干劣る。

【００４７】本実施の形態における導電性部材（導電性
フィルム３８）印加電圧とサイクル1-2（感光体１１が
回転し始めて１回転目の帯電表面電位と２回転目の帯電
表面電位との差）との関係をグリッド電位（ＶGrid）を
３００Ｖ、５００Ｖ、７００Ｖと変化させて調べた結果
を図１４に、導電性部材（導電性フィルム３８）印加電
圧とＨＴ部電位差（感光体１１の１回転目のハーフトー
ン（ＨＴ）電位と２回転目のハーフトーン（ＨＴ）電位
との差）との関係をグリッド電位（ＶGrid）を３００
Ｖ、５００Ｖ、７００Ｖと変化させて調べた結果を図１
５に夫々示す。同図によれば、サイクル1-2及びＨＴ部
電位差は非接触型の除電装置の場合（実施の形態１の図
６，７参照）に比べてより小さく抑えられ、繰り返し帯
電特性及び残留電位の安定性がより向上していることが
確認される。

【００４８】◎実施の形態６図１６は本実施の形態に係る画像形成装置で用いられる
除電装置２０及び帯電装置１２を示す。同図において、
除電装置２０は、光透過性の導電円筒部材３９を感光体
１１に接触配置すると共に、この導電円筒部材３９には
バイアス電圧（５００Ｖ〜２０００Ｖ程度）印加用のバ
イアス電源３３を接続し、前記導電円筒部材３９内部に
除電ランプ３１を設けたものである。従って、本実施の
形態においても、実施の形態５と略同様に、除電装置２
０は導電円筒部材３９を介して感光体１１に直接電場を
作用させると同時に除電ランプ３１からの光を感光体１
１に照射し、感光体１１を効果的に除電する。

【００４９】◎実施の形態７図１７は本実施の形態に係る画像形成装置で用いられる
除電装置２０及び帯電装置１２を示す。同図において、
除電装置２０は、導電性のバイアスロール４０を感光体
１１に接触配置すると共に、このバイアスロール４０に
はバイアス電圧（５００Ｖ〜２０００Ｖ程度）印加用の
バイアス電源３３を接続し、更に、バイアスロール４０
の感光体１１との接触部下流側近傍に光照射される除電
ランプ３１を設けたものである。従って、本実施の形態
によれば、除電装置２０は、バイアスロール４０の感光
体１１との接触部下流側近傍に電場を作用させると同時
に除電ランプ３１からの光を照射し、感光体１１を効果
的に除電する。

【００５０】◎実施の形態８図１８は本実施の形態に係る画像形成装置で用いられる
除電装置２０及び帯電装置１２を示す。同図において、
帯電装置１２は、実施の形態１〜７と異なり、導電性の
帯電ロール４１を感光体１１に接触配置し、この帯電ロ
ール４１にはＶP-P（ピークツウピーク電圧）が２．０
ｋＶで直流電圧が３００〜７００Ｖのバイアス電源４２
を接続したものである。一方、除電装置２０は、前記バ
イアスが印加された帯電ロール４１を利用し、この帯電
ロール４１の感光体１１との接触部上流側近傍に光照射
される除電ランプ３１を設けたものである。従って、本
実施の形態によれば、除電装置２０は、帯電ロール４１
の感光体１１との接触部上流側近傍に電場を作用させる
と同時に除電ランプ３１からの光を照射し、感光体１１
を効果的に除電する。なお、帯電装置１２としての帯電
ロール４１は感光体１１との接触部下流側において感光
体１１を帯電する。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、Ｈｉｇｈ−γ特性の感光体を用いた画像形成装置に
おいて、画像形成前に、感光体と同極性の電場作用下で
同時に光照射するという前処理を行なうようにしたの
で、感光体の繰り返しの帯電特性の安定性及び残留電位
の安定性を確保することが可能になり、Ｈｉｇｈ−γ特
性の感光体を用いた画像形成装置の実用化の見通しが得
られた。

【００５２】本発明において、Ｈｉｇｈ−γ特性の感光
体として、Ｘ型無金属フタロシアニンとバインダ樹脂か
らなるものを用いた場合には、Ｈｉｇｈ−γ特性の感光
体の繰り返しの帯電特性の安定性及び残留電位の安定性
を極めて確実に確保することができる。

【００５３】更に、本発明において、前処理手段とし
て、光照射手段と感光体との間にバイアスが印加される
導電性部材を感光体に対して近接して非接触配置するよ
うにすれば、感光体を損傷させることなく、感光体の除
電効果を発揮させることができる。一方、本発明におい
て、前処理手段として、光照射手段及び感光体に接触配
置されてバイアスが印加された導電性部材を用いるよう
にすれば、感光体に対して電場を確実に作用させること
が可能になり、その分、感光体の除電効果をより確実に
促進させることができる。

【００５４】更にまた、本発明において、前処理手段と
して、感光体に接触するバイアスが印加された導電性ロ
ール及びこの導電性ロールの感光体との接触部近傍に光
照射する光照射手段を用いるようにすれば、感光体に対
して電場を確実に作用させながら、光照射手段による光
を直接的に感光体へ照射させることが可能になり、その
分、感光体の除電効果をより確実に促進させることがで
きる。既存の導電性ロールとして帯電ロールを利用し、
この帯電ロールの感光体接触部上流側近傍に光照射され
る光照射手段を設けるようにすれば、前処理手段の構成
を極めて簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この本発明に係る画像形成装置の構成を示す
説明図である。

【図２】実施の形態１に係る画像形成装置の構成を示
す説明図である。

【図３】（ａ）は実施の形態１で用いられる感光体の
明減衰特性、（ｂ）はその暗減衰特性を示す説明図であ
る。

【図４】実施の形態１で用いられる除電装置を示す説
明図である。

【図５】実施の形態１における画像形成プロセスに対
応する感光体の電位状態変化を示す説明図である。

【図６】実施の形態１における導電性部材印加電圧と
画像形成サイクル１回転目と２回転目との帯電電位差
（サイクル1-2）との関係を示すグラフ図である。

【図７】実施の形態１における導電性部材印加電圧と
画像形成サイクル１回転目と２回転目とのハーフトーン
電位差との関係を示すグラフ図である。

【図８】実施の形態２に係る画像形成装置の構成を示
す説明図である。

【図９】実施の形態２で用いられる除電装置を示す説
明図である。

【図１０】実施の形態３で用いられる除電装置を示す
説明図である。

【図１１】実施の形態４で用いられる除電装置を示す
説明図である。

【図１２】実施の形態５に係る画像形成装置の構成を
示す説明図である。

【図１３】実施の形態５で用いられる除電装置を示す
説明図である。

【図１４】実施の形態５における導電性部材印加電圧
と画像形成サイクル１回転目と２回転目との帯電電位差
（サイクル1-2）との関係を示すグラフ図である。

【図１５】実施の形態５における導電性部材印加電圧
と画像形成サイクル１回転目と２回転目とのハーフトー
ン電位差との関係を示すグラフ図である。

【図１６】実施の形態６で用いられる除電装置を示す
説明図である。

【図１７】実施の形態７で用いられる除電装置を示す
説明図である。

【図１８】実施の形態８で用いられる除電装置を示す
説明図である。

【図１９】単層型感光体のインダクション効果による
電位減衰特性を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１，１１…感光体，２…前処理手段，１２…帯電装置，
２３…グリッド，２０…除電装置，３１…除電ランプ，
３２，３６…スクリーン（導電性部材），３３，３７，
４２…バイアス電源，３４…導電性ガラス板（導電性部
材），３５…発光管（導電性部材），３８…導電性フィ
ルム（導電性部材），３９…導電円筒部材（導電性部
材），４０…バイアスロール（導電性ロール），帯電ロ
ール（導電性ロール）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市川久美子神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者高野晋一神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１号松下技研株式会社内 (72)発明者加藤哲也神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１号松下技研株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一様帯電された表面電位（ＶP）がある
露光量（Ａ0）を境として急激に減衰する電位減衰特性
の感光体（１）を用い、電子写真方式にて画像を形成す
る画像形成装置において、画像形成前に前記感光体（１）に対して感光体（１）と
同極性の電場作用下で同時に光照射する前処理手段
（２）を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載のものにおいて、感光体
（１）はＸ型無金属フタロシアニンとバインダ樹脂から
なる単層型有機感光体であることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項３】請求項１記載のものにおいて、前処理手
段（２）は、感光体（１）に対して光照射する光照射手
段と、この光照射手段と感光体（１）との間で感光体
（１）に近接して非接触配置される透過性の導電性部材
と、この導電性部材に電圧を印加する電圧印加手段とを
備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１記載のものにおいて、前処理手
段（２）は、感光体（１）に対して光照射する光照射手
段と、この光照射手段と感光体（１）との間で感光体
（１）に接触配置される透過性の導電性部材と、この導
電性部材に電圧を印加する電圧印加手段とを備えたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１記載のものにおいて、前処理手
段（２）は、感光体（１）に接触配置される導電性ロー
ルと、この導電性ロールに電圧を印加する電圧印加手段
と、導電性ロールの感光体（１）接触部近傍に光照射さ
れる光照射手段とを備えたことを特徴とする画像形成装
置。