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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどに適用される帯電器及びこの帯電器を用いた作像方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の帯電方式はコロナ放電を用いたものが主流である。しかし、コロナ放電は空気中に電界をかけることから、オゾンやNOxなど有害物質を大量に発生することや、その帯電効率が低く、電気量を無駄に使っていることが問題となっている。また、4kV近い電圧源が必要なことも装置のコストを増大させる原因となり、かつ、危険性をもはらむ。近年の環境に対する配慮から、このようなシステムを改善することは急務である。これらを背景に、コロナ放電が少ないローラ帯電や電荷注入型のブラシ帯電、内部分極型帯電などが研究されている。以下に各々の特徴を述べる。
【0003】
a.ローラ(ブレード)帯電器などの接触型帯電方式
ローラ帯電はコロトロンなどに比べ遥かにオゾン発生量を低減させることができる。しかし、原理的に感光体・ローラ間の狭ギャップに電圧を加え、コロナ放電させていることから、オゾン発生をゼロにはできない。また、オゾンが感光体近傍で発生することから、オゾンによる感光体劣化は課題として残る。ローラ表面の抵抗を下げ、放電を防止する方法も考えられているが、感光体上に存在するピンホールに電荷が集中し、感光体に電圧が印加できなくなる。これにより、白抜けなどの不具合が発生する。
【0004】
また、ブレード形状の場合、特開平8−6282号公報に見られるように、感光体に接触していない領域の抵抗を高くするなど、放電を回避する方法が考えられている。これにより、放電は回避できるが、ピンホール対策はなされていないので、実施するには困難が伴う。また、ブレードの場合、ローラの転がり摩擦に比べ、遥かに摩擦係数が大きくなることから、これによる感光体の摩耗などの不具合が懸念される。
【0005】
b.ブラシ帯電器などによる電荷注入方式
電荷注入方式は放電を起こすことなく、直接電荷を感光体に注入する方法である。このため、オゾンを発生することなく、原理的には効率的に帯電を施すことのできる方式である。しかし、感光体にはピンホールが存在するため、直接メタルを接触させると、電荷集中が起き、均一に帯電を施すことはできない。また、これを防ぐために中抵抗の部材を接触させて注入を行うと、放電が発生したり、注入速度が非常に遅くなる。感光体表面を改質し、注入効率を上げる方法などが試みられてはいるが(例えば、特開平6−3921号公報参照)、現在のところ、課題が多い。
【0006】
c.内部分極型帯電方式
持続性内部分極方式は、感光体で光生成される電荷を外部電界によって分極し、それを持続させることで感光体上に潜像を形成する方式である。この持続性内部分極像(光エレクトレット)方式は、古くから静電像(ゼログラフィー)と同様に盛んに研究されてきた。また、この原理を利用して、帯電を施す方法も古くから考えられてきた。この帯電方式は原理的にオゾンフリーとなり、かつ、電荷注入で起きるピンホールの問題や不均一性、放電などの不具合は解消できると思われる。近年においても、オゾンなど環境問題が取り上げられ、この方式の帯電方法について報告がなされている。しかし、現状ではその帯電効率などの課題が残されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内部分極型帯電方式では、電圧を印加する場合に電極を接触させている。負帯電の場合、負電荷(電子)は表面近傍に保持され、正電荷(ホール)のみ基体側にドリフトすることが望まれる。現状使われている有機感光体ではホールに比べ電子は移動度が非常に小さく電圧印加時にはほとんど動かないと考えられている。しかし、電極が接触することで、多少なりとも電子が帯電器側に移動してしまうと、帯電効率としては低下することになる。そのため、電子が帯電器内部に流失しないようにする工夫が必要である。
【0008】
そこで、本発明は、内部分極型帯電方法を用いる場合に、電子が帯電器内部に流失してしまうことがなく、高効率化を図ることができる帯電器及びこの帯電器を用いた作像方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、作像用の被帯電体に光を照射してホールと電子との電荷対を発生させ、その一方の極性の電荷を外部電圧によりドリフトさせることにより正負の電荷を分極させて前記被帯電体を帯電させる帯電器において、前記被帯電体に接触する磁性導電微粒子を含む磁気ブラシよりなり、前記磁性導電微粒子は帯電極性と同じ極性の電荷が帯電器側に流失することを阻止する流失防止層を備え、該流失防止層は、前記被帯電体に接触する部分に形成された絶縁膜よりなることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、作像用の被帯電体に光を照射してホールと電子との電荷対を発生させ、その一方の極性の電荷を外部電圧によりドリフトさせることにより正負の電荷を分極させて前記被帯電体を帯電させる帯電器において、帯電極性と同じ極性の電荷が帯電器側に流失することを阻止する流失防止層を備え、前記流失防止層は、前記被帯電体に接触する部分に形成されたN型半導体よりなり、帯電極性の電荷が電子であることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の帯電器において、前記N型半導体は、その表面に形成される空乏層の厚さをLdとしたとき、1nm<Ld<1μmなる範囲を満たすことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、作像用の被帯電体に光を照射してホールと電子との電荷対を発生させ、その一方の極性の電荷を外部電圧によりドリフトさせることにより正負の電荷を分極させて前記被帯電体を帯電させる帯電器において、帯電極性と同じ極性の電荷が帯電器側に流失することを阻止する流失防止層を備え、前記流失防止層は、前記被帯電体に接触する部分に形成されたP型半導体よりなり、帯電極性の電荷がホールであることを特徴とする帯電器。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の帯電器において、前記P型半導体は、その表面に形成される空乏層の厚さをLaとしたとき、1nm<La<1μmなる範囲を満たすことを特徴とする。
【0033】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図1ないし図6に基づいて説明する。
【0034】
本実施の形態は、デジタル複写機等の画像形成装置における作像プロセスの一部に適用されており、被帯電体としての感光体1を帯電する帯電器2は、帯電用光源3と電圧印加装置4とを一体化させて構成されている。
【0035】
a.電圧印加装置4
透明基体5の表面に導電性透明膜6と流失防止層となる絶縁膜として機能する絶縁性透明薄膜7とが積層形成されている。また、導電性透明膜6からは外部電源8による電圧印加を可能とするために電極を取れるようにする。透明基体5の材質としてはガラスやプラスチック等が考えられるが、その汎用性や機械強度などからアクリル製樹脂を用い、円筒状に形成されている。これにより、本実施の形態の帯電器2は、図2等に示すように、帯電ローラ構造とされている。この円筒状の透明基体5の直径は20mmとされ、厚さは十分な強度が得られる5mmとされている。円筒状の透明基体5とその支持体9との間の摩擦は小さくし、自由に回転できるように構成されている。また、支持体9に可動性を持たせ、ドラム状の感光体1と帯電器2とが常に十分な圧力で接触するように設定されている。
【0036】
導電性透明膜6は、透明基体5上の表面には透明で導電性があり、かつ適当な弾性があるものを作り込むことにより形成されている。本実施の形態では、透明な導電性の微粒子を弾性を有する透明な母体に分散させる方法により形成されている。これは、微粒子で導電性を保持し、母材で弾性を保つと言うものである。本実施の形態ではITO、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化イリジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ酸化ジリコニウムなどの透明導電性材料を粉砕し、μmオーダの微粒子にし、これを透明なポリカーボネイト、ポリウレタン、アクリル、エポキシ、シリコン、アルキド、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体などの母材に十分に分散させてなる。導電性は1×104Ω・cm程度あればよい。
【0037】
帯電器2にホール(又は電子)が流失しないような機能を持たせるために、感光体1に接触する部分に絶縁物を介在させる必要がある。また、この絶縁物も透明性とある程度の弾性がある必要がある。そこで、本実施の形態では、製造方法の簡便性から上記の導電性透明膜6を形成する時の母材として絶縁性を有するポリカーボネイトを利用することにより、絶縁性透明薄膜7が導電性透明膜6の表面に形成されている。ポリカーボネイトの膜厚は数μm程度でよく、スプレ方式による塗布で形成される。材料としては上記の如く透明弾性体であればよい。
【0038】
b.光源3
光源としては、ランプ光源やレーザ光源なども考えられるが、本実施の形態では、図3ないし図5に示すように、LED10を複数ならべたLEDアレイ11が用いられている。LEDアレイは近年複写機のなどの高密度書き込み系として応用されており、技術的な蓄積も多い。本実施の形態での光源3としては、感光体1に十分な光を均一に当て得ればよく、個々のLED10のスポット径を小さくする必要はない。そのため、従来使われているように微細なLEDを横一列に並べる必要もない。よって、本実施の形態では、図4及び図5に示すように6行30列程度のアレイ構造とされている。この時、干渉縞などが出ないようにする工夫も必要である。そこで、LED10と感光体1との間にLED10の光が効率よく感光体1を照明するようにレンズ機能を持たせた光学系12,13が組み込まれている。14はLEDアレイ基板、15は光源3の基体である。これを図2及び図3に示すように、透明基体5の内部に基体15を介して支持体9に固定し、常に感光体1の表面を照明するようにする。LED10の波長は650nmとした。
【0039】
c.感光体1
本実施の形態では、帯電極性を正帯電とする。正帯電は帯電器でのオゾンの発生が少ないことなどから注目されている。しかし、有機系感光体(OPC)では、満足な特性を得ることが難しく、開発が遅れている。有機系感光体ではフタロシアニン系、ピリリウム塩などの単層型感光体がある。また、積層型感光体の場合には、電荷発生層と電荷(ホール又は電子)移動層に分類できる。電荷発生層には、Se系、ペリレン系、アゾ系、フタロシアニンなどの光導電材料が考えられる。ホール移動層にはポリビニルカルバゾール系のポリマ移動剤やヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、フェニルアミン化合物などの分子性ホール移動剤、ポリシラン系の移動剤がある。分子性ホール移動剤の場合にはエステル樹脂、カーボネイトポリマなどをバインダにする。電子移動剤にはポリビニルカルバゾール系、4−ブトキシルカルボニル−9−フルオニリデンマロンイトリルなどが候補となる。
【0040】
また、正帯電の感光体にはa−Si:Hに見られる無機感光体があり、本実施の形態では、a−Si:H系の感光体1が用いられている。このa−Si:Hは無機物であるため、機械強度が高く、耐摩耗性が高い。また、無機半導体、特にSiはドープが容易にでき、正帯電用にはP型の層を1層追加することで、暗減衰の少ない良質な感光体が作れる。
【0041】
d.動作方法
本実施の形態では、光源3による光照射と共に、帯電ローラ構造の帯電器2を感光体1の表面に接触させ、帯電を施す。光照射はLED10に電流を流し発光させる。照射時間は感光体1の回転速度とLEDアレイ11の幅から一意に決まる。光量は100lx程度になるように調節した。帯電器2の導電性透明膜6に電極を設け、外部電源8により600Vに規定した電圧を印加する。この時、感光体1の基体16はアースに落とす。電圧印加時間はニップ幅が2mm程度であるので、約0.02sになる。これにより、500Vの帯電を得ることができたものである。
【0042】
このような動作において、本実施の形態では、帯電器2の表面に絶縁性透明薄膜7による絶縁膜を形成することで、図6(a)に模式的に示すようなバンド構造となる。電圧を印加した場合でも、図6(b)に模式的に示すように、絶縁性透明薄膜7による絶縁膜は感光体1のバンドギャップより大きいので、電子の流失を防止し得る機能を持てる。これにより、帯電時の光照射により生成された電子を感光体1の表面に、効率よく保持させることができる。
【0043】
本発明の第二の実施の形態を図7及び図8に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一又は相当する部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する(以降の各実施の形態においても、順次同様とする)。
【0044】
本実施の形態は、被帯電体としての感光体の積層構造に特徴があり、それ以外は第一の実施の形態に準ずるので、本実施の形態として積層型感光体21の構造及び作像方法の原理のみを説明し、他の説明は省略する。ただし、積層型感光体21の帯電極性は負となるので、動作方法での印加電圧の極性を逆にする必要がある。
【0045】
本実施の形態の積層型感光体21は、金属製の基体22上に下引き層23、第2の電荷発生層24、電荷輸送層25及び第1の電荷発生層26を順次積層させてなる。即ち、帯電に寄与する電荷が生成される領域と、露光に寄与する電荷が生成される領域とを第1の電荷発生層26と第2の電荷発生層24として分離して設けてなり、従来の積層型感光体との対比では内部に存在する電荷発生層を第2の電荷発生層とし、表層側に第1の電荷発生層を付加した形となっている。各層構成の詳細は後述する。
【0046】
このような積層型感光体21を用いた帯電プロセスでは、図8(a)に示すように、基体22と表面側に対向接触させた帯電器2との間に外部電源8によって電圧を印加して積層型感光体21の積層方向に電界を作用させた状態で、帯電用の光源3により波長λ1=660nmの光30を同時に照射することより、表層側の第1の電荷発生層26で正電荷(ホール)31aと負電荷(電子)31bとを対で発生させ、電界の作用により分極させ、正電荷31aを内層側に移動させる。露光時には、図8(b)に示すように、露光用の光源により波長λ2=780nmの露光光32を選択的に照射することにより、第2の電荷発生層24で発生した正電荷31aで分極を中和する。このように、帯電、露光の何れのプロセスとも、電荷輸送層25を移動するのは正電荷31aとなり、積層型感光体21の表面が負極性に帯電される。これにより、一般的なデジタル複写機等における場合と同様な電子写真プロセスを利用した画像形成装置を構成することができる。
【0047】
次に、積層型感光体21の詳細について説明する。
a.第1の電荷発生層26
この層には従来アナログ用に用いられてきた可視光領域(500〜700nm)に吸収ピークがある感光材料が用いられている。電荷発生剤としてはチアピリリウム塩や多環キノン系、ペリレン系、インジゴ誘導体又はビスアゾ顔料系などが用いられる。これらをポリビニルブチラール樹脂などのバインダ材料に入れる。膜厚は1μm〜10μm程度でスプレー塗工法によって形成される。
【0048】
b.電荷輸送層25
この電荷輸送層25には従来から一般的なホール輸送用の材料が用いられている。電荷輸送剤としてはオキサジアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、オキサゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、ジフェニルメタン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン誘導体などである。バインダとしてはポリカーボネイト樹脂、ポリエステル樹脂を利用した。移動剤の濃度は50%程度とした。膜厚は20μm程度でディッピングコーティング法により形成されている。
【0049】
c.第2の電荷発生層24
この第2の電荷発生層24には従来のデジタル用に用いられてきた長波長(780nm)のものが用いられている。電荷発生剤として、スクエアリリウム色素、無金属フタロシアニン系、金属フタロシアニン系、アズレニウム塩色素、スクワリン酸誘導体及びトリスアゾ顔料等である。これらをポリビニルブチラール樹脂などのバインダ材料に入れた。膜厚は0.5μm程度でディッピングコーティング法により形成されている。
【0050】
d.下引き層23及び基体22
下引き層23としてはAl製の基体22をアルマイト処理したものが用いられている。通常の下引き層はホール31aの基体22からの注入を阻止できればよいが、本実施の形態では、帯電時に生成したホール31aが基体22に抜けるように調整しなければならない。そのため下引き層23は若干薄めの15μmに形成されている。
【0051】
ちなみに、現状の内部分極型帯電方式では、例えば特開平8−76559号公報や特開平9−26681号公報に示される光生成帯電方式のように、感光体としては、既存のものを用いている。このような状態では図17に示すように、正帯電になり、現在主流である負帯電の電子写真プロセスを利用することができない不具合がある。図17において、積層型感光体101は、基体102上に電荷発生層103と電荷輸送層104とを積層してなる。105は帯電時に照射する光を示し、106は帯電時に電源107に基づく電圧を基体102との間に印加することにより電界を生じさせるための対向電極である。また、帯電時には、光105を照射する動作と対向電極106による電界を作用させる動作とは同時に行われるが、図17では便宜上、(a)(b)に分けて図示するものとする。図17(a)では光105の照射により電荷発生層103に正電荷(ホール)108aと負電荷(電子)108bとが対で発生している様子を示し、図17(b)では電界の作用により正電荷108aが電荷輸送層104を経て表層側に移動している様子を示している。
【0052】
逆に、負帯電させるためには図20に示すように、単層型の感光体を用いる方法も考えられている。図18において、単層型感光体111は、基体112上に感光層113を設けてなる。114は帯電時に照射する光を示し、115は帯電時に電源116に基づく電圧を基体112との間に印加することにより電界を生じさせるための対向電極である。また、帯電時には、光114を照射する動作と対向電極115による電界を作用させる動作とは同時に行われるが、図18では便宜上、(a)(b)に分けて図示するものとする。図18(a)では光114の照射により感光体113に正電荷117aと負電荷117bとが対で発生している様子を示し、図18(b)では電界の作用により正電荷117aを基体112側に移動させている様子を示している。しかし、単層型感光体111は帯電能力などが劣るので、本実施の形態の場合のように積層型感光体を利用することが望まれる。
【0053】
これらの図17及び図18に示すような場合の不具合が本実施の形態により改善される。
【0054】
本発明の第三の実施の形態を図9及び図10に基づいて説明する。
【0055】
本実施の形態では、帯電器41を構成する帯電ローラ形状の電圧印加装置42と帯電用光源43とが時系列的に(即ち、積層型感光体21の回転方向に)離れた個所に分離させて配設されている。ここに、帯電用光源43は電圧印加装置42よりも回転方向上流側に位置する。これにより、帯電プロセスにおける光照射プロセスと電圧印加プロセスとが時系列的に分離されている。なお、図9において、積層型感光体21の周囲には、電子写真プロセスに従い、帯電器41の他に、露光器44、現像器45、転写紙46に対する転写器47、定着器48等が順に配設されている。
【0056】
次に、帯電器41の構成と動作方法について説明する。
a.電圧印加装置42
本実施の形態の電圧印加装置42は帯電ローラ構造からなり、電圧を印加する機能を有するが、光源を独立させたため透明である必要はない。図10に示すように、導電性の円筒状基体49と導電性弾性体50と表面の絶縁膜51との積層構造よりなる。円筒状基体49はAl,SUS,Feなどの金属導体若しくはアクリル樹脂、プラスチック等の絶縁体の表面に導体膜を形成したものがよい。体積抵抗が1×102Ωcm以下であれば、各種の導電剤を配合した樹脂やゴムも使用することができる。本実施の形態では、製造コスト等の点からAl製とされている。即ち、Alを直径20mm、厚み2mmの円筒状に加工した後、表面を密着性がよくなるように、グラインダで0.1mmオーダのラフネスをつける。
【0057】
その表層に、図10に示すような厚みが5mmの導電性弾性体50を形成する。この導電性弾性体50は弾性を有する母材に導電性の微粒子を分散したものである。母材にはポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、軟質塩化ビニル樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体エラストマー、アクリル系エラストマー等の各種熱可塑性エラストマーが好適であるが、他にナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6−ナイロン6,6共重合体、ナイロン6,6−ナイロン6,10共重合体や、メトキシメチル化ナイロン等のアルコキシメチル化ナイロンの如きポリアミド、コポリアミド或いはそれらの変性体、シリコン樹脂、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー等も使用できる。ゴムとしては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエン−スチレンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム等が好ましい。本実施の形態では、シリコン樹脂が用いられている。
【0058】
分散した導電性微粒子としては、導電性カーボンブラックや、銀、金、銅、黄銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレススチール等の金属粉や、酸化スズ系導電剤等の粉末導電剤を用いることができ、他に、非イオン系、陰イオン系、陽イオン系、両性系等の有機導電剤や、有機スズ系導電剤を用いることもできる。また、導電剤の均一分散を有効に行うためには、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等のエチレン系不飽和カルボン酸等を共重合させた酸変性樹脂やゴムを一部使用することも有効である。本実施の形態では、導電性カーボンブラックが用いられている。導電性粒子カーボンブラックは熱で溶融された母材のシリコン樹脂の中に分散され、これを型に嵌め、冷却することで所望の形状の固体を得ることができる。このようにして得られたものは、その材料比によって、導電性を適当に調節することができる。本実施の形態では、10Ωcm程度の抵抗値に調節されている。
【0059】
このように形成された導電性弾性体50の表面に絶縁膜51を流失防止層として1層成膜し、積層型感光体21からの電子流失を防止する。この絶縁膜51としては、導電剤の配合と層厚により適当な抵抗値を有するように調整された樹脂やゴムが使用される。この樹脂、ゴムの種類は、前述したものと同様のものであってよいが、これら以外にも、フッ素系の樹脂又はゴム、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PTFE・HFP)、パーフルオロアルコキシ系フッ素樹脂等が好適に使用される。特にこれらフッ素系の樹脂やゴムを使用すると、不活性でしかも摩擦係数が小さいため、積層型感光体21や帯電ローラ(電圧印加装置42)の寿命の点で大きなメリットがある。
【0060】
なお、絶縁膜51の抵抗値は、一般的には1×109〜1×1015Ωcm、特に1×1010〜1×1011Ωcmのものである。膜厚は1μm程度あれば十分であり、それ以上厚いと、そこでの電圧降下が問題になる。また、帯電斑ができないようにこの膜の厚さは均一にしなければならない。成膜方法としてはディッピング方法が用いられる。これにより、密着性のよい膜が得られる。
【0061】
b.帯電用光源43
帯電用光源43としては、第一の実施の形態で説明した場合と同様なLEDアレイ11が利用される。このLEDアレイ11は感光体1に接することなく、数mm程度の空間をあけて固定されている。このため、感光体1上のトナーなどで汚れることはない。
【0062】
c.動作方法
本実施の形態では、帯電用光源43による光照射後に、帯電ローラ構造の電圧印加装置42を積層型感光体21に接触させるとともに外部電源8を通じて電圧を印加し、帯電を施す。光照射はLEDに電流を流し発光させる。照射時間は、積層型感光体21の回転速度とLEDアレイ11の幅から一意に決まる。光量は100lx程度になるように調節した。光生成電荷の寿命は1s程度であるので、光照射と電圧印加とを同時に行うことはないが、できるだけ早く電圧を印加するようにする。電圧印加装置42における導電性の円筒状基体49に電極を設け、外部電源8により600Vに規定した電圧を印加する。この時、積層型感光体21の基体22はアースに落とす。電圧印加時間はニップ幅が2mm程度であるので、約0.02sになる。これにより、500V程度の帯電を得ることができたものである。
【0063】
本発明の第四の実施の形態を図11に基づいて説明する。本実施の形態は、帯電器41における帯電ローラ構造の電圧印加装置52の表面部材に特徴があり、それ以外は前述の第三の実施の形態に準ずるので、帯電ローラ構造の電圧印加装置52のみの説明とし、他の説明は省略する。
【0064】
本実施の形態の帯電ローラ構造の電圧印加装置52は、第三の実施の形態に示した帯電ローラ構造の電圧印加装置42と形態はほぼ同じであるが、図11に示すように、その積層構成が異なる。以下に構成を述べる。まず、電圧印加装置42の構成に準じ、導電性基体53及び導電性弾性体54はAl及びカーボンブラック粒子を含有したシリコン母材とする。ただし、材料は第三の実施の形態で挙げたものでも代用できる。カーボンブラック粒子は溶融された母材のシリコンゴムの中に分散され、その時の濡れ性もよい。これによりカーボンブラック粒子の表面にはシリコンゴムの膜が形成される。これを型に嵌め、冷却することで所望の形状の固体を得ることができる。このようにして得られたものは、その材料比によって、導電性を適当に調節することができる。導電性を持つカーボンブラック粒子は直接積層型感光体21に接触することなく、その間にはシリコンゴムが常に挟まれる。シリコンゴムは絶縁性なので電子を流すことがない。これにより、積層型感光体21から帯電器41への電子流失を防止することができる。つまり、第三の実施の形態における絶縁膜51を特に形成する必要がない。
【0065】
本発明の第五の実施の形態を図12に基づいて説明する。
【0066】
本実施の形態は、図12に示すように、帯電器41における電圧印加装置61に特徴があり、帯電ブレード62により構成されている。この他の点は、第四の実施の形態の場合に準ずるので、他の説明は省略する。
【0067】
帯電ブレード62は基体に導電性の金属を用い、これに導電性の弾性体を設置し、エッジ部は高精度の角度に仕上げてなる。また、帯電ブレード62の先端部と積層型感光体21との間のニップ幅が約2mm程度になるように設計し、イコライズ機能や圧解除機構が設けられている。これにより、高速機でも約0.02s程度、安定して積層型感光体21と帯電ブレード62とが接着し、電圧を印加することができる。
【0068】
帯電ブレード62における導電性の弾性体は弾性を有する母材に導電性の微粒子を分散したものである。母材には第三の実施の形態で述べた材料を用いることができる。本実施の形態では、十分な弾性が得られ、かつ、耐摩耗性に優れたポリウレタンゴムが用いられている。分散した導電性の微粒子は第三の実施の形態で示した材料を用い得るが、本実施の形態では、環境などへの配慮から導電性カーボンブラック粒子が用いられている。微粒子の大きさはμmオーダでよい。導電性カーボンブラック粒子は熱で溶融された母材のポリウレタンゴムの中に分散され、その時に濡れ性もよい。これにより導電性カーボンブラック粒子の表面にはポリウレタンゴムの膜が絶縁膜63として形成される。これを型に嵌め、冷却することで所望の形状の固体を得ることができる。このようにして得られたものは、その材料比によって、導電性を適当に調節することができる。また、導電性カーボンブラック粒子が直接積層型感光体21に接触することなく、その間には絶縁膜63におけるポリウレタンゴムが常に挟まれる。ポリウレタンゴムは絶縁性なので電子を流すことがない。これにより、積層型感光体21から帯電器41への電子流失を防止することができる。
【0069】
電子写真プロセス内には、除電工程及びクリーニング工程があり、各々除電ランプやクリーニングブレードを利用している。本実施の形態では、各々の装置を帯電器41(帯電用光源43…除電作用、帯電ブレード62…クリーニング作用)として代替することができる。
【0070】
本発明の第六の実施の形態を図13に基づいて説明する。本実施の形態は、請求項1記載の発明に相当する。
【0071】
本実施の形態は、図13に示すように、帯電器41における電圧印加装置65に特徴があり、磁気ブラシ66により構成されている。この他の点は、第四,第五の実施の形態の場合に準ずるので、他の説明は省略する。
【0072】
本実施の形態では、図13に示すように電圧印加装置65が磁気ブラシ66により構成されている。磁気ブラシ66の軸67内部に磁石68を設置して、その磁力によってキャリア(数μm粒径の微粒子)を引き付けるようにしている。キャリアはFe,Cu,Co,Ni,Sn,Ag,Mn,Tiなどの金属粒子でよく、また、これらの合金でもよい。本実施の形態では、その汎用性や、環境によいことなどからFeが用いられている。Feを数μmの粒径に加工した後、表面を熱酸化させる。これにより所望の絶縁膜69を簡便に得ることができる。絶縁膜69は1μmから1nmの範囲がよく、本実施の形態では、20nm程度になるように条件出しを行った。熱酸化の条件は酸素雰囲気中で300℃で20分間加熱することで所望の絶縁膜69が得られたものである。磁気ブラシ66はいくつかのキャリア粒子を連ねて、その支持体と積層型感光体21との間を繋ぐ。つまり、キャリア表面に形成される絶縁膜69をキャリア毎に通過することになる。そのため、通過する絶縁膜69の合計で電圧降下が大きくならないようにする必要がある。このため、本実施の形態では、絶縁膜69は20nmと薄めに設計されている。このように絶縁膜69を有したキャリアによる磁気ブラシ66の帯電では、積層型感光体21からの電子の流失がなく、効率よく帯電できる。
【0073】
本発明の第七の実施の形態を図14に基づいて説明する。本実施の形態は、請求項2記載の発明に相当する。
【0074】
本実施の形態は、帯電極性の電荷が電子(負帯電)である場合、電圧印加装置4,61,65等の被帯電体(負帯電のため、積層型感光体21)に接触する部分に設けられる流失防止層をN型半導体71により形成した点を特徴とする。表面にN型半導体71があればよく、その電圧印加装置の形態としては、帯電ローラ、帯電ブレード、磁気ブラシの何れであってもほぼ同様に作り込むことができる。N型半導体71は一般に見られるSiなどの材料でよく、本実施の形態では、これらの材料を粉砕し、微粒子の形状にしたものをバインダで固形化する方法が用いられている。もっとも、磁気ブラシ66に適用する場合には、その半導体微粒子をキャリアとしてそのまま利用する。
【0075】
半導体微粒子には、Si,αSn,Sn,C,SiC,GaAs,ZnO,CdTe,InP,Ge,InSb,InAs,InP,GaP,GaSb,AlSb,Te,ZnSbなどにドーピングしたものが利用される。本実施の形態では、特に現在までに多くの技術蓄積のあるSiが用いられている。ドーピングはインゴットの状態でPを入れ、1×1017/cm3程度の濃度とする。濃度は1×1016/cm3〜1×1018/cm3程度がよく、これによりN型半導体71の表面に形成される空乏層は数nmから数百nmとなる。このような材料であれば、例えば、半導体工場で現状では廃棄物となっているウエハの切れ端などを利用することもできる。このようなSiを十分に粉砕し、粒径がμmオーダ、好ましくは1μm程度に揃える。この微粒子をポリカーボネイト樹脂、ポリエステル樹脂などのバインダによって固形化する。このような固形化方法で、帯電ローラ、帯電ブレードなどを作る。これらを導電性の支持体に接合することで、電圧印加装置4,61,65となる。
【0076】
本実施の形態による場合、図14に模式的に示すバンド構造図のように、帯電器の表面をN型半導体71とすることで、表層にはショットキーバリア72が形成される。このショットキーバリア72は積層型感光体21と接触した場合でも形成されていると考えられる。これにより、ここに電圧がかかった場合、図14に示すように積層型感光体21から帯電器に流れる電子を選択的に防ぐことができる。これにより、帯電時の効率がよくなる。また、半導体を利用することで表面にのみ適当な厚さの空乏層73を形成することができる。半導体の厚さがミリオーダーで変動しても、表面層に形成される空乏層73はドーピング量によって規定されている。ドーピング量を調節するのは製造工程上、比較的簡単である。これにより前述した絶縁膜のように精度よく形成する必要がなく、製造コストを低減できる。
【0077】
本発明の第八の実施の形態を図15に基づいて説明する。本実施の形態は、請求項4及び5記載の発明に相当する。
【0078】
本実施の形態は、帯電極性の電荷がホール(正帯電)である場合、電圧印加装置4,61,65等の被帯電体(正帯電のため、感光体1)に接触する部分に設けられる流失防止層をP型半導体76により形成した点を特徴とする。
【0079】
P型半導体76にはSiなどの前述の無機半導体材料にドーピングしたものも利用できるが、本実施の形態では、弾性を持ち製造の容易さから有機物半導体が用いられている。有機物半導体は感光体などに用いられているものでよく、これらは概ねP型を示す。例えば、オキサジアゾール誘導体、ピラリゾン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、オキサゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、ブタジエン誘導体などである。これらの材料をバインダの中に分散させる。バインダとしてはポリカーボネイト樹脂、ポリエステル樹脂などが利用できる。膜厚は20μm程度でディッピングコーティング法によって形成した。これにより、支持体に自由な形状のP型半導体が成型でき、帯電ローラ、帯電ブレードなど設計できる。
【0080】
従って、帯電極性の電荷がホールである場合にN型半導体71をP型半導体76に置き換えたものであり、第七の実施の形態の場合と基本的に同じである。
【0081】
本発明の第九の実施の形態を図16に基づいて説明する。
【0082】
本実施の形態の作像プロセスは、基本的には、図10に示した第三の実施の形態の場合に準ずるが、帯電器41における光源81が帯電用光源と露光用光源とを兼用する構成とされている。即ち、光源81により積層型感光体21に光照射して帯電するプロセスで、この光源81を画像信号に応じて選択的な光照射とさせることで露光光として潜像を形成させるものである。このため、露光器44が不要となる。
【0083】
本実施の形態の光源81は、その形状及び機能は概ね第三の実施の形態における帯電用光源43に準ずるが、帯電する時点で最初から特定領域のみに光照射するために、必要なデータがこの光源81に送信されるとともに、LEDのドット径が作像のドット径に対応するので、ドット径が30μmに微細化されている。
【0084】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、帯電極性と同じ極性の電荷が帯電器側に流失することを阻止する流失防止層を備えるので、例えば電子が帯電器内部に流失してしまうことがなく、内部分極型帯電方法を用いる場合の高効率化を図ることができ、流失防止層を絶縁膜により形成したので、帯電極性と同じ極性の電荷が帯電器側に流失することを確実に阻止できる。また、前記絶縁膜が、導電性の微粒子とこれらの微粒子を保持する絶縁性母材とからなる導電性部材よりなり、帯電器表面は絶縁膜によりコーティングされているため、電荷の流失を防ぐことができ、かつ、表面の導電性の微粒子のコーティングが剥がれていても、その導電性の微粒子に電荷が蓄積される以上の電荷は流れないため、コーティング層を十分薄くすることで、ここでの電圧降下は大きくならないようにすることができる。
請求項2記載の発明によれば、流失防止層をN型半導体によるものとしたので、電子に対し、障壁ができ、電子の流出を防ぐことができる。
請求項4記載の発明によれば、流失防止層をP型半導体によるものとしたのでホールに対し、障壁ができ、ホールの流出を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態の帯電器付近を示す原理的な断面構造図である。
【図2】その帯電器の概略斜視図である。
【図3】その概略正面図である。
【図4】その光源構造を示す概略的な縦断側面図である。
【図5】その光源構造を示す底面図である。
【図6】電圧印加前後の模式的なエネルギーバンド構造図である。
【図7】本発明の第二の実施の形態の積層型感光体を示す原理的な断面構造図である。
【図8】帯電及び露光プロセスの原理を説明するための断面構造図である。
【図9】本発明の第三の実施の形態の画像形成装置の原理的な構成図である。
【図10】その帯電ローラ構造を示す断面構造図である。
【図11】本発明の第四の実施の形態の帯電ローラ構造を示す断面構造図である。
【図12】本発明の第五の実施の形態の画像形成装置の原理的な構成図である。
【図13】本発明の第六の実施の形態の画像形成装置の原理的な構成図である。
【図14】本発明の第七の実施の形態を示す模式的なエネルギーバンド構造図である。
【図15】本発明の第八の実施の形態を示す模式的なエネルギーバンド構造図である。
【図16】本発明の第九の実施の形態の画像形成装置の原理的な構成図である。
【図17】積層型感光体を用いた従来の帯電及び露光プロセスの原理を説明するための断面構造図である。
【図18】単層型感光体を用いた従来の帯電及び露光プロセスの原理を説明するための断面構造図である。
【符号の説明】
1 感光体=被帯電体
2 帯電器
3 帯電用光源
4 電圧印加装置
7 絶縁膜=流失防止層
21 積層型感光体=被帯電体
24 露光用の電荷生成領域
25 電荷輸送層
26 帯電用の電荷生成領域
41 帯電器
42 電圧印加装置
43 帯電用光源
51 絶縁膜=流失防止層
52 電圧印加装置
61 電圧印加装置
62 帯電ブレード
63 絶縁膜=流失防止層
65 電圧印加装置
66 磁気ブラシ
71 N型半導体=流失防止層
76 P型半導体=流失防止層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charger applied to a copying machine, a facsimile, a printer, and the like, and an image forming method using the charger.
[0002]
[Prior art]
Conventional charging systems are mainly based on the use of corona discharge. However, since corona discharge applies an electric field in the air, there are problems in that a large amount of harmful substances such as ozone and NOx are generated, the charging efficiency is low, and the amount of electricity is wasted. In addition, the need for a voltage source close to 4 kV causes an increase in the cost of the apparatus, and also presents a danger. It is urgent to improve such a system because of recent environmental considerations. Against this background, roller charging with little corona discharge, charge injection type brush charging, internal polarization type charging, and the like have been studied. Each feature is described below.
[0003]
a. Contact charging system such as roller (blade) charger
Roller charging can greatly reduce the amount of ozone generated compared to corotron or the like. However, since a voltage is applied to the narrow gap between the photoconductor and the roller in principle to cause corona discharge, ozone generation cannot be reduced to zero. Further, since ozone is generated in the vicinity of the photoconductor, photoconductor deterioration due to ozone remains as a problem. Although a method of reducing the resistance of the roller surface and preventing discharge has been considered, electric charges concentrate on pinholes existing on the photoconductor, and voltage cannot be applied to the photoconductor. As a result, problems such as white spots occur.
[0004]
In the case of a blade shape, as seen in Japanese Patent Laid-Open No. 8-6282, a method of avoiding discharge, such as increasing the resistance in a region not in contact with the photoreceptor, is considered. As a result, discharge can be avoided, but since countermeasures against pinholes are not taken, it is difficult to implement. Further, in the case of a blade, since the friction coefficient is much larger than the rolling friction of the roller, there is a concern about problems such as wear of the photoreceptor due to this.
[0005]
b. Charge injection method using brush charger
The charge injection method is a method in which charges are directly injected into the photoreceptor without causing discharge. For this reason, in principle, it is a system that can be charged efficiently without generating ozone. However, since there is a pinhole in the photoconductor, charge concentration occurs when the metal is brought into direct contact with the photoconductor, and it cannot be uniformly charged. Moreover, if injection is performed by bringing a medium resistance member into contact to prevent this, discharge occurs or the injection speed becomes very slow. Although attempts have been made to modify the surface of the photoconductor to increase the injection efficiency (see, for example, JP-A-6-3921), there are many problems at present.
[0006]
c. Internal polarization type charging system
The persistent internal polarization method is a method of forming a latent image on a photoconductor by polarizing the electric charge generated by the photoconductor with an external electric field and sustaining it. This persistent internal polarization image (light electret) method has been actively studied for a long time, like the electrostatic image (xerography). In addition, a method of applying charging using this principle has been considered for a long time. This charging method is ozone-free in principle, and it seems that problems such as pinhole problems, non-uniformity, and discharge caused by charge injection can be solved. In recent years, environmental problems such as ozone have been taken up, and this type of charging method has been reported. However, at present, problems such as charging efficiency remain.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional internal polarization type charging method, an electrode is brought into contact when a voltage is applied. In the case of negative charging, it is desired that negative charges (electrons) are held near the surface, and only positive charges (holes) drift to the substrate side. In the currently used organic photoreceptors, electrons are considered to have very little mobility compared to holes and hardly move when a voltage is applied. However, if the electrodes are brought into contact with each other and the electrons move to the charger side, the charging efficiency is lowered. For this reason, it is necessary to devise a technique for preventing electrons from flowing into the charger.
[0008]
Accordingly, the present invention provides a charger capable of achieving high efficiency without causing electrons to flow inside the charger when an internal polarization charging method is used, and an image forming method using the charger. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a charge pair of holes and electrons is generated by irradiating light to an object to be imaged, and positive and negative charges are generated by drifting charges of one polarity by an external voltage. The charging device that polarizes and charges the object to be charged is composed of a magnetic brush including magnetic conductive fine particles that are in contact with the charged object, and the magnetic conductive fine particles cause the charge of the same polarity as the charging polarity to flow away to the charger side. The anti-flow-off layer is provided, and the anti-flow-off layer is made of an insulating film formed on a portion that contacts the charged body..
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, in the charger according to the second aspect, the N-type semiconductor satisfies a range of 1 nm <Ld <1 μm, where Ld is a thickness of a depletion layer formed on the surface thereof. Characterized by.
The invention described in
According to a fifth aspect of the present invention, in the charger according to the fourth aspect, the P-type semiconductor satisfies a range of 1 nm <La <1 μm, where La is a thickness of a depletion layer formed on the surface thereof. Characterized by.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.The
[0034]
The present embodiment is applied to a part of an image forming process in an image forming apparatus such as a digital copying machine. A
[0035]
a.
On the surface of the transparent substrate 5, a conductive transparent film 6 and an insulating transparent thin film 7 functioning as an insulating film serving as a flow-off preventing layer are laminated. Further, an electrode can be removed from the conductive transparent film 6 in order to allow voltage application by an
[0036]
The conductive transparent film 6 is formed on the surface of the transparent substrate 5 by forming a transparent, conductive and appropriate elastic material. In the present embodiment, it is formed by a method in which transparent conductive fine particles are dispersed in a transparent base material having elasticity. This means that the fine particles retain conductivity and the base material retains elasticity. In this embodiment, transparent conductive material such as ITO, zinc oxide, titanium oxide, antimony oxide, iridium oxide, tin oxide zirconium oxide doped with antimony or tantalum is pulverized into fine particles of the order of μm, and this is a transparent polycarbonate. And sufficiently dispersed in a base material such as polyurethane, acrylic, epoxy, silicon, alkyd, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer. Conductivity is 1 × 10FourΩ・It should be about cm.
[0037]
In order to provide the
[0038]
b. Light source 3
As the light source, a lamp light source, a laser light source, and the like are conceivable. In this embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, an LED array 11 in which a plurality of
[0039]
c. Photoconductor 1
In this embodiment, the charging polarity is positive charging. Positive charging is attracting attention because of the small amount of ozone generated by the charger. However, organic photoreceptors (OPC) are difficult to obtain satisfactory characteristics, and development is delayed. Organic photoreceptors include single-layer photoreceptors such as phthalocyanine and pyrylium salts. Further, in the case of a laminated type photoreceptor, it can be classified into a charge generation layer and a charge (hole or electron) transfer layer. For the charge generation layer, a photoconductive material such as Se, perylene, azo, or phthalocyanine can be considered. The hole transfer layer includes polyvinylcarbazole-based polymer transfer agents, molecular hole transfer agents such as hydrazone compounds, pyrazoline compounds, and phenylamine compounds, and polysilane-based transfer agents. In the case of a molecular hole transfer agent, ester resin, carbonate polymer or the like is used as a binder. Candidates for the electron transfer agent include polyvinylcarbazole, 4-butoxylcarbonyl-9-fluoridenemalonitryl and the like.
[0040]
Further, the positively charged photoreceptor includes an inorganic photoreceptor found in a-Si: H. In this embodiment, an a-Si: H-based photoreceptor 1 is used.. ThisSince a-Si: H is an inorganic substance, it has high mechanical strength and high wear resistance. Further, an inorganic semiconductor, particularly Si, can be easily doped, and a high-quality photoconductor with little dark attenuation can be made by adding one P-type layer for positive charging.
[0041]
d. How it works
In the present embodiment, along with light irradiation by the light source 3, the
[0042]
In such an operation, in the present embodiment, an insulating film made of the insulating transparent thin film 7 is formed on the surface of the
[0043]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Portions that are the same as or correspond to those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted (the same applies to the following embodiments in order).)
[0044]
The present embodiment is characterized by the laminated structure of the photoconductor as the member to be charged, and other than that, it conforms to the first embodiment. Therefore, the structure and image forming method of the
[0045]
The
[0046]
In such a charging process using the
[0047]
Next, details of the
a. First
In this layer, a photosensitive material having an absorption peak in the visible light region (500 to 700 nm) that has been used for analog is conventionally used. As the charge generating agent, thiapyrylium salt, polycyclic quinone type, perylene type, indigo derivative or bisazo pigment type are used. These are put into a binder material such as polyvinyl butyral resin. The film thickness is about 1 μm to 10 μm and is formed by a spray coating method.
[0048]
b.
Conventionally, a general hole transport material is used for the
[0049]
c. Second
The second
[0050]
d.
As the
[0051]
Incidentally, in the current internal polarization type charging method, an existing one is used as a photoconductor as in the photogenerating charging method disclosed in, for example, JP-A-8-76559 and JP-A-9-26681. . In such a state, as shown in FIG. 17, there is a problem that the battery is positively charged and the currently mainstream negatively charged electrophotographic process cannot be used. In FIG. 17, the
[0052]
On the other hand, in order to negatively charge, a method using a single layer type photoreceptor as shown in FIG. 20 is also considered. In FIG. 18, a single-layer type photoreceptor 111 is formed by providing a
[0053]
The problems in the cases shown in FIGS. 17 and 18 are improved by the present embodiment.
[0054]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.The
[0055]
In the present embodiment, the charging roller-shaped
[0056]
Next, the configuration and operation method of the charger 41 will be described.
a.
The
[0057]
A conductive
[0058]
As the dispersed conductive fine particles, conductive carbon black, metal powder such as silver, gold, copper, brass, nickel, aluminum, stainless steel, and powder conductive agent such as tin oxide based conductive agent can be used. In addition, nonionic, anionic, cationic, and amphoteric organic conductive agents and organotin conductive agents can also be used. In addition, in order to effectively perform uniform dispersion of the conductive agent, a part of acid-modified resin or rubber copolymerized with ethylenically unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid or maleic anhydride may be used. It is valid. In the present embodiment, conductive carbon black is used. The conductive particle carbon black is dispersed in a base silicon resin melted by heat, and is fitted into a mold and cooled to obtain a solid having a desired shape. The conductivity thus obtained can be appropriately adjusted depending on the material ratio. In this embodiment, the resistance value is adjusted to about 10 Ωcm.
[0059]
One layer of the insulating film 51 is formed on the surface of the conductive
[0060]
The resistance value of the insulating film 51 is generally 1 × 10.9~ 1x1015Ωcm, especially 1 × 10Ten~ 1x1011Ωcm. A film thickness of about 1 μm is sufficient, and if it is thicker than that, a voltage drop becomes a problem. In addition, the thickness of this film must be uniform so as not to cause charged spots. A dipping method is used as the film forming method. Thereby, a film having good adhesion can be obtained.
[0061]
b.
As the charging
[0062]
c. How it works
In the present embodiment, after the light irradiation by the charging
[0063]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized by the surface member of the charging roller structure
[0064]
The charging roller structure
[0065]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.The
[0066]
As shown in FIG. 12, the present embodiment is characterized by a
[0067]
The
[0068]
The conductive elastic body in the
[0069]
In the electrophotographic process, there are a static elimination step and a cleaning step, and each uses a static elimination lamp and a cleaning blade. In the present embodiment, each device can be replaced by a charger 41 (charging
[0070]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment isClaim 1This corresponds to the described invention.
[0071]
As shown in FIG. 13, the present embodiment is characterized by a
[0072]
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, the
[0073]
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment isClaim 2This corresponds to the described invention.
[0074]
In the present embodiment, when the charge of charge polarity is an electron (negative charge), the
[0075]
As the semiconductor fine particles, Si, αSn, Sn, C, SiC, GaAs, ZnO, CdTe, InP, Ge, InSb, InAs, InP, GaP, GaSb, AlSb, Te, ZnSb, or the like are used. In the present embodiment, Si with a lot of technology accumulated so far is used. Doping is P in the ingot state, 1 × 1017/ CmThreeThe concentration should be about. Concentration is 1x1016/ CmThree~ 1x1018/ CmThreeAs a result, the depletion layer formed on the surface of the N-type semiconductor 71 is several nm to several hundred nm. With such a material, it is possible to use, for example, a piece of a wafer that is currently discarded at a semiconductor factory. Such Si is sufficiently pulverized to have a particle size on the order of μm, preferably about 1 μm. The fine particles are solidified with a binder such as polycarbonate resin or polyester resin. By such a solidification method, a charging roller, a charging blade and the like are made. By bonding them to a conductive support,
[0076]
In the case of the present embodiment, a
[0077]
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment isClaims 4 and 5This corresponds to the described invention.
[0078]
In the present embodiment, when the charge of charge polarity is a hole (positive charge), it is provided in a portion that comes into contact with a member to be charged (photosensitive member 1 for positive charge) such as the
[0079]
As the P-
[0080]
Therefore, the N-type semiconductor 71 is replaced with the P-
[0081]
A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.The
[0082]
The image forming process of the present embodiment is basically the same as in the case of the third embodiment shown in FIG. 10, but the light source 81 in the charger 41 serves as both a charging light source and an exposure light source. It is configured. That is, in the process of irradiating and charging the multilayer
[0083]
The light source 81 according to the present embodiment has substantially the same shape and function as the charging
[0084]
【The invention's effect】
Claim 1ClearlyAccording to the present invention, since the anti-flow-off layer for preventing the charge having the same polarity as the charge polarity from flowing to the charger side is provided, for example, the electrons are not lost inside the charger, and the internal polarization type charging method is used. In this case, since the anti-flow-off layer is formed of an insulating film, it is possible to reliably prevent the electric charge having the same polarity as the charge polarity from flowing to the charger side. In addition, since the insulating film is made of a conductive member made of conductive fine particles and an insulating base material that holds these fine particles, and the charger surface is coated with the insulating film, the loss of charge is prevented. Even if the coating of the conductive fine particles on the surface is peeled off, no more charge will flow than the charge is accumulated in the conductive fine particles. Therefore, by making the coating layer sufficiently thin, The voltage drop can be prevented from becoming large.
According to the second aspect of the present invention, since the anti-flow-off layer is made of an N-type semiconductor, a barrier can be formed against electrons and the outflow of electrons can be prevented.
According to the fourth aspect of the present invention, since the anti-flow-off layer is made of a P-type semiconductor, a barrier can be formed against holes and the outflow of holes can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a principle sectional structural view showing the vicinity of a charger according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view of the charger.
FIG. 3 is a schematic front view thereof.
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional side view showing the light source structure.
FIG. 5 is a bottom view showing the light source structure.
FIG. 6 is a schematic energy band structure diagram before and after voltage application.
FIG. 7 is a cross-sectional structural view showing the principle of a multilayer photoreceptor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional structure diagram for explaining the principle of charging and exposure processes.
FIG. 9 is a principle configuration diagram of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing the structure of the charging roller.
FIG. 11 is a cross-sectional structural view showing a charging roller structure according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a principle configuration diagram of an image forming apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a principle configuration diagram of an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic energy band structure diagram showing a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic energy band structure diagram showing an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating the basic configuration of an image forming apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional structure diagram for explaining the principle of a conventional charging and exposure process using a multilayer photoreceptor.
FIG. 18 is a cross-sectional structure diagram for explaining the principle of a conventional charging and exposure process using a single layer type photoreceptor.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor = Charged body
2 Charger
3 Light source for charging
4 Voltage application device
7 Insulating film = Flow-off prevention layer
21 Laminated Photoconductor = Charged Body
24. Charge generation area for exposure
25 Charge transport layer
26 Charge generation area for charging
41 Charger
42 Voltage application device
43 Light source for charging
51 Insulating film = flow-off prevention layer
52 Voltage application device
61 Voltage application device
62 Charging blade
63 Insulating film = Anti-flow-off layer
65 Voltage application device
66 Magnetic Brush
71 N-type semiconductor = loss prevention layer
76 P-type semiconductor = loss prevention layer
Claims (5)
前記被帯電体に接触する磁性導電微粒子を含む磁気ブラシよりなり、前記磁性導電微粒子は帯電極性と同じ極性の電荷が帯電器側に流失することを阻止する流失防止層を備え、該流失防止層は、前記被帯電体に接触する部分に形成された絶縁膜よりなることを特徴とする帯電器。 The charged object for image formation is irradiated with light to generate a charge pair of a hole and an electron, and the charge of one polarity is drifted by an external voltage to polarize the positive and negative charges to change the charged object. In the charger to be charged,
The magnetic conductive particle comprises a magnetic brush containing magnetic conductive fine particles in contact with the object to be charged, and the magnetic conductive fine particle is provided with a flow prevention layer for preventing the charge having the same polarity as the charge polarity from flowing to the charger side, and the flow prevention layer Is made of an insulating film formed on a portion in contact with the member to be charged .
帯電極性と同じ極性の電荷が帯電器側に流失することを阻止する流失防止層を備え、前記流失防止層は、前記被帯電体に接触する部分に形成されたN型半導体よりなり、帯電極性の電荷が電子であることを特徴とする帯電器。 The charged object for image formation is irradiated with light to generate a charge pair of a hole and an electron, and the charge of one polarity is drifted by an external voltage to polarize the positive and negative charges to change the charged object. In the charger to be charged,
A flow-out prevention layer that prevents the charge having the same polarity as the charge polarity from flowing to the charger side is formed, and the flow-out prevention layer is made of an N-type semiconductor formed in a portion in contact with the object to be charged. Charger characterized in that the electric charge is an electron .
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