JP2010134447A

JP2010134447A - Exposure device

Info

Publication number: JP2010134447A
Application number: JP2009248900A
Authority: JP
Inventors: Katsunobu Kitada; 勝信北田; Tetsuya Kawakami; 哲哉川上
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2010-06-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve energy saving while securing exposure for an a-Si photoreceptor drum in an exposure device that exposes an a-Si photoreceptor drum. <P>SOLUTION: The exposure device 7 exposes charge charged on a surface of the photoreceptor drum 3 having a photoconductive layer made of amorphous material principally composed of silicon to form an electrostatic latent image. The exposure device 7 includes a light-emitting element array having a light-emitting body made of AlGaInP formed on a substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus.

従来、複写機，プリンターなどの画像形成装置において、シリコンを主体とする非晶質材料からなる光導電層を有する感光体ドラム（以下、ａ−Ｓｉ感光体ドラムという）が使用されている。ａ−Ｓｉ感光体ドラムは、例えば特許文献１に示されるように露光波長が６８０〜７００〔ｎｍ〕付近に露光感度が最大となる波長が存在している。そのため、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの露光には、一般に、この６８０〜７００〔ｎｍ〕の付近で出力が最大となる波長を有するＡｌＧａＡｓを発光層とする半導体の発光素子が用いられていた。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a photosensitive drum (hereinafter referred to as a-Si photosensitive drum) having a photoconductive layer made of an amorphous material mainly composed of silicon has been used. In the a-Si photosensitive drum, for example, as disclosed in Patent Document 1, the wavelength at which the exposure sensitivity is maximized exists in the vicinity of the exposure wavelength of 680 to 700 [nm]. Therefore, in general, a semiconductor light emitting element using AlGaAs having a light emitting layer having a maximum output in the vicinity of 680 to 700 [nm] has been used for exposure of the a-Si photosensitive drum.

しかしながら、ａ−Ｓｉ感光体ドラムには、特許文献１にも記載されているように光メモリが発生し易いという問題がある。この問題を解消するために、特許文献１では、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの露光に用いる光の波長を短波長化する技術が提案されている。この特許文献１では、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの周速が１１６〔ｍｍ／ｓｅｃ〕（約７〔ｍ／ｍｉｎ〕）である実施例に対して、光メモリを低減可能であることが記載されている。 However, the a-Si photosensitive drum has a problem that an optical memory is easily generated as described in Patent Document 1. In order to solve this problem, Patent Document 1 proposes a technique for shortening the wavelength of light used for exposure of an a-Si photosensitive drum. This Patent Document 1 describes that the optical memory can be reduced with respect to the embodiment in which the peripheral speed of the a-Si photosensitive drum is 116 mm / sec (about 7 m / min). Yes.

特開２００５−３５０２７号公報JP 2005-35027 A

ところが、ａ−Ｓｉ感光体ドラムには、露光に用いる光の短波長化によって露光感度が低下し、露光量が不足し易くなるという問題がある。 However, the a-Si photosensitive drum has a problem that the exposure sensitivity is lowered due to the shortening of the wavelength of light used for exposure, and the exposure amount tends to be insufficient.

また、例えば上記のＡｌＧａＡｓを発光層とする半導体の発光素子では、短波長化に伴って内部量子効率の低下が顕著となり、発光量の減少も顕著となる。そのため、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの露光感度の低下とあわさって、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの露光量がさらに不足し易くなる。 Further, for example, in a semiconductor light emitting device having the above-described AlGaAs as a light emitting layer, the internal quantum efficiency is remarkably lowered and the amount of emitted light is significantly reduced as the wavelength is shortened. For this reason, the exposure amount of the a-Si photosensitive drum is further insufficient due to a decrease in the exposure sensitivity of the a-Si photosensitive drum.

これに対し、発光量を増加させるために、露光光源である発光素子へ供給する電流量を増やすことも考えられるが、電流量を増やすと画像形成装置の電力消費効率が悪くなり、省エネルギー化を図れないという問題があった。 On the other hand, in order to increase the amount of light emission, it is conceivable to increase the amount of current supplied to the light emitting element that is the exposure light source. However, if the amount of current is increased, the power consumption efficiency of the image forming apparatus deteriorates and energy saving is achieved. There was a problem that could not be planned.

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、ａ−Ｓｉ感光体ドラムを露光する露光装置において、ａ−Ｓｉ感光体ドラムへの露光量を確保しつつ、省エネルギー化を可能にすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and enables an energy saving while ensuring the exposure amount to the a-Si photosensitive drum in the exposure apparatus that exposes the a-Si photosensitive drum. For the purpose.

本発明に係る露光装置は、シリコンを主体とする非晶質材料からなる光導電層を有している感光体ドラムの表面に帯電した電荷を露光して静電潜像を形成する。そして、前記露光装置は、基板の上に形成されたＡｌＧａＩｎＰからなる発光体を有する発光素子アレイを備えている。 The exposure apparatus according to the present invention forms an electrostatic latent image by exposing a charged charge on the surface of a photosensitive drum having a photoconductive layer made of an amorphous material mainly composed of silicon. The exposure apparatus includes a light emitting element array having a light emitter made of AlGaInP formed on a substrate.

本発明によれば、ａ−Ｓｉ感光体ドラムを露光する露光装置において、ａ−Ｓｉ感光体ドラムへの露光量を確保しつつ、省エネルギー化を可能にすることができる。 According to the present invention, in an exposure apparatus that exposes an a-Si photosensitive drum, it is possible to save energy while securing an exposure amount to the a-Si photosensitive drum.

本発明の一実施形態に係る露光装置を備える画像形成装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus including an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 図１の画像形成装置におけるａ−Ｓｉ感光体ドラムの一実施形態を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an a-Si photosensitive drum in the image forming apparatus of FIG. 1. 図１の画像形成装置におけるａ−Ｓｉ感光体ドラムの一実施形態を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an a-Si photosensitive drum in the image forming apparatus of FIG. 1. 図１の画像形成装置におけるａ−Ｓｉ感光体ドラムの一実施形態を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an a-Si photosensitive drum in the image forming apparatus of FIG. 1. 図１の画像形成装置の露光装置における発光素子の要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a light emitting element in the exposure apparatus of the image forming apparatus in FIG. 1. 図１の画像形成装置におけるａ−Ｓｉ感光体ドラムの露光波長と光メモリとの関係を示すグラフである。2 is a graph showing a relationship between an exposure wavelength of an a-Si photosensitive drum and an optical memory in the image forming apparatus of FIG. 図１の画像形成装置におけるａ−Ｓｉ感光体ドラムの露光波長と光メモリとの関係を示すグラフである。2 is a graph showing a relationship between an exposure wavelength of an a-Si photosensitive drum and an optical memory in the image forming apparatus of FIG. 図１の画像形成装置におけるａ−Ｓｉ感光体ドラムの露光波長と感度との関係を示すグラフである。2 is a graph showing the relationship between the exposure wavelength and sensitivity of an a-Si photosensitive drum in the image forming apparatus of FIG. 1. 本発明の露光装置の他の実施形態の概略構成を示す。The schematic structure of other embodiment of the exposure apparatus of this invention is shown.

以下、本発明に係る露光装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る露光装置を備える画像形成装置の構成を示す概略図である。 Hereinafter, an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus including an exposure apparatus according to the present embodiment.

＜第１の実施形態＞
図１に示したように、画像形成装置１は、用紙Ｐを搬送する搬送方向に回転するように設けられたａ−Ｓｉ感光体ドラム３と、所定の電圧を印加することでａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面に一様な電荷を帯電させる帯電装置５と、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面に光を照射することによって静電潜像を形成する本実施形態の露光装置７と、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像する現像装置９と、トナー像が現像されたａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面へ用紙Ｐを供給する給紙装置１１と、現像されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写装置１３と、転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる定着装置１５と、トナー像を用紙Ｐに転写した後にａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置１７と、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面に残留した電荷を除去する除電装置１９と、を備えている。 <First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 includes an a-Si photosensitive drum 3 provided so as to rotate in the transport direction for transporting the paper P, and an a-Si photosensitive member by applying a predetermined voltage. A charging device 5 that charges the surface of the body drum 3 with a uniform charge, and an exposure device 7 of the present embodiment that forms an electrostatic latent image by irradiating the surface of the a-Si photosensitive drum 3 with light. A developing device 9 that supplies toner to the electrostatic latent image formed on the a-Si photosensitive drum 3 to develop the toner image, and a sheet to the surface of the a-Si photosensitive drum 3 on which the toner image is developed A paper feeding device 11 for supplying P, a transfer device 13 for transferring the developed toner image onto the paper P, a fixing device 15 for fixing the transferred toner image onto the paper P, and a toner image transferred onto the paper P. The toner remaining on the surface of the a-Si photosensitive drum 3 is removed later. A cleaning device 17 which includes a charge removing device 19 for removing charges remaining on the surface of the a-Si photosensitive drum 3, a.

ａ−Ｓｉ感光体ドラム３について、図２〜４を参照しつつ説明する。図２〜４は、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の縦断面図である。ａ−Ｓｉ感光体ドラム３は、図２に示したように、導電性基体３１の上に光導電層３２および表面保護層３３を積層した構造を基本とするものである。また、図３には、導電性基体３１の上にシリコン（Ｓｉ）を主体とする非晶質材料からなる電荷注入阻止層３４を設けたａ−Ｓｉ感光体ドラムを示している。さらに、図４には、導電性基体３１と電荷注入阻止層３４との間に、シリコンを主体とする非晶質材料からなる耐圧層３５を設けたａ−Ｓｉ感光体ドラムを示している。ここで「シリコンを主体とする」とは、シリコン元素が全体に対して５０質量％以上であるものをいい、例えば添加物を含んでいてもよい。 The a-Si photosensitive drum 3 will be described with reference to FIGS. 2 to 4 are longitudinal sectional views of the a-Si photosensitive drum 3. As shown in FIG. 2, the a-Si photosensitive drum 3 basically has a structure in which a photoconductive layer 32 and a surface protective layer 33 are laminated on a conductive substrate 31. FIG. 3 shows an a-Si photosensitive drum in which a charge injection blocking layer 34 made of an amorphous material mainly composed of silicon (Si) is provided on a conductive substrate 31. Further, FIG. 4 shows an a-Si photosensitive drum in which a withstand voltage layer 35 made of an amorphous material mainly composed of silicon is provided between the conductive substrate 31 and the charge injection blocking layer 34. Here, “mainly composed of silicon” means that the silicon element is 50% by mass or more based on the whole, and for example, an additive may be included.

ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の支持母体となる導電性基体３１には、導電部材、絶縁体の表面を導電処理したものが用いられる。この導電部材としては、例えばＡｌ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇなどの金属材料、およびステンレス鋼などのような、これら金属材料の合金材料などが挙げられる。この絶縁体としては、例えば樹脂、ガラス、セラミックなどが挙げられる。導電処理の方法としては、例えば絶縁体の表面に導電成膜を蒸着などによって形成する方法などが挙げられる。この導電成膜を形成する材料としては、ＩＴＯおよびＳｎＯ_２などの透明導電性材料、上述の金属材料が挙げられる。特に、導電性基体３１としてＡｌ合金を用いる場合は、低コスト化と、軽量化とを両立することができる。加えて、Ａｌ合金を用いる場合は、光導電層３２、電荷注入阻止層３４にシリコンを主体とする非晶質材料を用いた場合に、これらの層との密着性が高くなって信頼性が向上するという点で好適となる。 As the conductive base 31 serving as a support base of the a-Si photosensitive drum 3, a conductive member and a surface obtained by conducting a conductive treatment on an insulator are used. Examples of the conductive member include metal materials such as Al, Zn, Cu, Fe, Ti, Ni, Cr, Ta, Sn, Au, and Ag, and alloy materials of these metal materials such as stainless steel. It is done. Examples of the insulator include resin, glass, and ceramic. Examples of the conductive treatment method include a method of forming a conductive film on the surface of an insulator by vapor deposition or the like. Examples of the material for forming the conductive film include transparent conductive materials such as ITO and SnO ₂ and the above-described metal materials. In particular, when an Al alloy is used as the conductive substrate 31, both cost reduction and weight reduction can be achieved. In addition, when an Al alloy is used, when an amorphous material mainly composed of silicon is used for the photoconductive layer 32 and the charge injection blocking layer 34, the adhesion with these layers is increased and the reliability is improved. This is preferable in terms of improvement.

導電性基体３１の上、または電荷注入阻止層３４の上に形成される光導電層３２としては、シリコンを主体とする非晶質材料を用いることができる。特に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ），このａ−ＳｉにＣ，Ｎ，Ｏなどを加えたシリコンを主体とする非晶質材料を光導電層３２として用いると、良好な電子写真特性が安定して得られる。この電子写真特性としては、例えば光導電性，応答性，繰り返し安定性，耐熱性，耐久性などが挙げられる。さらに、このようにａ−Ｓｉ系を光導電層３２として採用すると、表面保護層３３を後述するａ−Ｓｉ：Ｈで形成した際に、整合性に優れるという点で好適となる。 As the photoconductive layer 32 formed on the conductive substrate 31 or the charge injection blocking layer 34, an amorphous material mainly composed of silicon can be used. In particular, when an amorphous material mainly composed of amorphous silicon (a-Si) or silicon obtained by adding C, N, O or the like to this a-Si is used as the photoconductive layer 32, good electrophotographic characteristics are stabilized. Obtained. Examples of the electrophotographic characteristics include photoconductivity, responsiveness, repetitive stability, heat resistance, durability, and the like. Furthermore, when the a-Si system is employed as the photoconductive layer 32 in this way, it is preferable in that the surface protective layer 33 is excellent in consistency when formed with a-Si: H described later.

かかるシリコンを主体とする非晶質材料としては、例えばａ−Ｓｉ，ａ−ＳｉＣ，ａ−ＳｉＮ，ａ−ＳｉＯ，ａ−ＳｉＧｅ，ａ−ＳｉＣＮ，ａ−ＳｉＮＯ，ａ−ＳｉＣＯ，ａ−ＳｉＣＮＯなどが挙げられる。これらは、例えばグロー放電分解法，ＥＣＲ法，光ＣＶＤ法，触媒ＣＶＤ法，反応性蒸着法などによって成膜形成することができる。また、これらのシリコンを主体とする非晶質材料は、成膜形成に当たってダングリングボンド終端用に水素（Ｈ），ハロゲン元素（Ｆ，Ｃｌ）を膜中に１〜４０〔原子％〕含有している。また、各層の暗導電率，光導電率などの電気的特性、および光学的バンドギャップなどについて所望の特性を得るために、周期表第１３族元素（以下、「第１３族元素」と略す），周期表第１５族元素（以下、「第１５族元素」と略す）を含有させたり、Ｃ，Ｎ，Ｏなどの元素の含有量を調整したりして、光導電層３２との上記の諸特性を調整する。ここで「シリコンを主体とする」とは、シリコン元素が全体に対して５０質量％以上であるものをいい、例えば添加物を含んでいてもよい。 Examples of the amorphous material mainly composed of silicon include a-Si, a-SiC, a-SiN, a-SiO, a-SiGe, a-SiCN, a-SiNO, a-SiCO, and a-SiCNO. Is mentioned. These can be formed into a film by, for example, a glow discharge decomposition method, an ECR method, a photo CVD method, a catalytic CVD method, a reactive vapor deposition method, or the like. In addition, these amorphous materials mainly composed of silicon contain 1 to 40 [atomic%] hydrogen (H) and halogen elements (F, Cl) for terminating dangling bonds in forming the film. ing. In addition, in order to obtain desired characteristics of the electrical characteristics such as dark conductivity and photoconductivity of each layer, optical band gap, etc., a periodic table group 13 element (hereinafter abbreviated as “group 13 element”). , Periodic group 15 element (hereinafter abbreviated as “group 15 element”) or adjusting the content of elements such as C, N, O, etc. Adjust various characteristics. Here, “mainly composed of silicon” means that the silicon element is 50% by mass or more based on the whole, and for example, an additive may be included.

上記の第１３族元素および第１５族元素としては、ホウ素（Ｂ）およびリン（Ｐ）が共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変えられ、優れた光感度が得られるという点で好適となる。そして、Ｃ，Ｎ，Ｏなどの元素とともに含有させる場合は、第１３族元素を０．１〜２０×１０^３〔ｐｐｍ〕の範囲で含有させるのがよく、第１５族元素を０．１〜１０×１０^３〔ｐｐｍ〕の範囲で含有させるのがよい。また、Ｃ，Ｎ，Ｏなどの元素を含有させないか、または微量含有させる場合は、第１３族元素を０．０１〜２００〔ｐｐｍ〕の範囲で含有させるのが良く、第１５族元素を０．０１〜１００〔ｐｐｍ〕の範囲で含有させるのがよい。これらの元素は、層厚方向にわたって含有量に勾配を設けてもよい。含有量に勾配を設ける場合には、光電層３２の全体の平均含有量が上記の範囲内であればよい。 As the above Group 13 element and Group 15 element, boron (B) and phosphorus (P) are preferable in that they have excellent covalent bonding properties, can change semiconductor characteristics sensitively, and provide excellent photosensitivity. Become. And when making it contain with elements, such as C, N, and O, it is good to contain a 13th group element in 0.1-20 * 10 < ³ > [ppm], and a 15th group element is 0.1-0.1. it is preferable to contain in the range of 10 × 10 ³ [ppm]. When elements such as C, N, and O are not contained or are contained in a trace amount, the Group 13 element is preferably contained in the range of 0.01 to 200 [ppm], and the Group 15 element is 0. It is good to make it contain in the range of 0.01-100 [ppm]. These elements may provide a gradient in content over the layer thickness direction. When providing a gradient in the content, the average content of the entire photoelectric layer 32 may be in the above range.

また、シリコンを主体とする非晶質材料には、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んでもよく、このμｃ−Ｓｉを含んだ場合には、暗／光導電率を高めることができるので、光導電層３２の設計自由度を高めるうえで好適である。このようなμｃ−Ｓｉは、上記と同様の形成法を採用するものの、成膜条件を変えることによって形成することができる。例えばグロー放電分解法では、導電性基体３１の温度、および高周波電力を高めに設定し、希釈ガスとしての水素流量を増すことによって形成できる。また、μｃ−Ｓｉを含む場合にも上記と同様の不純物元素を添加させてもよい。 Further, the amorphous material mainly composed of silicon may include microcrystalline silicon (μc-Si), and when this μc-Si is included, dark / photoconductivity can be increased. This is suitable for increasing the design freedom of the photoconductive layer 32. Such μc-Si can be formed by changing the film formation conditions, although the formation method similar to the above is adopted. For example, in the glow discharge decomposition method, it can be formed by setting the temperature of the conductive substrate 31 and the high frequency power to be high and increasing the flow rate of hydrogen as a dilution gas. Further, when μc-Si is included, an impurity element similar to the above may be added.

上記の光導電層３２の厚みは、使用する光導電性材料および所望の電子写真特性に応じて適宜設定される。また、シリコンを主体とする非晶質材料を用いた場合には、通常、５〜１００〔μｍ〕の範囲に設定され、好適には８〜６０〔μｍ〕の範囲に設定される。 The thickness of the photoconductive layer 32 is appropriately set according to the photoconductive material to be used and desired electrophotographic characteristics. When an amorphous material mainly composed of silicon is used, it is usually set in the range of 5 to 100 [μm], preferably in the range of 8 to 60 [μm].

電荷注入阻止層３４は、図３，４に示したように、導電性基体３１と、光導電層３２との間に必要に応じて設けられる。この電荷注入阻止層３４は、導電性基体３１からの電荷の注入を阻止するうえで設けることが好ましい。すなわち、電荷注入阻止層３４によって、所定方向の電荷の流れを制御し、ひいては、表面保護層３３における電子の横流れなどをさらに厳密に制御して、解像度がさらに優れた電子写真用の感光体とすることができる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the charge injection blocking layer 34 is provided between the conductive substrate 31 and the photoconductive layer 32 as necessary. The charge injection blocking layer 34 is preferably provided to prevent charge injection from the conductive substrate 31. That is, the charge injection blocking layer 34 controls the flow of charges in a predetermined direction, and thus more strictly controls the lateral flow of electrons in the surface protective layer 33, thereby providing an electrophotographic photoreceptor having further excellent resolution. can do.

また、電荷注入阻止層３４は、上述のようにａ−Ｓｉなどのシリコンを主体とする非晶質材料によって形成されるが、特に、ａ−Ｓｉに、Ｃ，Ｎ，Ｏなどを加えたシリコンを主体とする非晶質材料を用いるのが好ましい。シリコンを主体とする非晶質材料を採用することで、優れた上記の電子写真特性が安定して得られる。さらに、シリコンを主体とする非晶質材料を採用した場合は、シリコンを主体とする非晶質材料によって形成される表面保護層３３との整合性に優れたものとなる。ここで、ａ−ＳｉにＣ，Ｎ，Ｏなどを加えたシリコンを主体とする非晶質材料としては、例えばａ−ＳｉＣ，ａ−ＳｉＮ，ａ−ＳｉＯ，ａ−ＳｉＧｅ，ａ−ＳｉＣＮ，ａ−ＳｉＮＯ，ａ−ＳｉＣＯ，ａ−ＳｉＣＮＯなどを挙げることができる。 The charge injection blocking layer 34 is formed of an amorphous material mainly composed of silicon such as a-Si as described above. In particular, silicon obtained by adding C, N, O or the like to a-Si. It is preferable to use an amorphous material mainly composed of. By adopting an amorphous material mainly composed of silicon, the excellent electrophotographic characteristics can be stably obtained. Furthermore, when an amorphous material mainly composed of silicon is employed, the alignment with the surface protective layer 33 formed of an amorphous material mainly composed of silicon is excellent. Here, as an amorphous material mainly composed of silicon obtained by adding C, N, O or the like to a-Si, for example, a-SiC, a-SiN, a-SiO, a-SiGe, a-SiCN, a -SiNO, a-SiCO, a-SiCNO, etc. can be mentioned.

これらのシリコンを主体とする非晶質材料による電荷注入阻止層３４は、例えばグロー放電分解法，各種スパッタリング法，各種蒸着法，ＥＣＲ法，光ＣＶＤ法，触媒ＣＶＤ法，反応性蒸着法などによって成膜形成することができる。この電荷注入阻止層３４としてシリコンを主体とする非晶質材料を採用した場合、成膜形成に当たってダングリングボンド終端用に水素（Ｈ），ハロゲン元素（Ｆ，Ｃｌ）を、膜全体を１００〔原子％〕としたときに、１〜４０〔原子％〕の範囲で含有している。 The charge injection blocking layer 34 made of an amorphous material mainly composed of silicon is formed by, for example, a glow discharge decomposition method, various sputtering methods, various vapor deposition methods, an ECR method, a photo CVD method, a catalytic CVD method, a reactive vapor deposition method, or the like. A film can be formed. When an amorphous material mainly composed of silicon is used for the charge injection blocking layer 34, hydrogen (H) and halogen elements (F, Cl) are used for termination of dangling bonds, and the entire film is 100 [ [Atom%], it is contained in the range of 1 to 40 [Atom%].

また、電荷注入阻止層３４の成膜にあたっては、各層の暗導電率，光導電率などの電気的特性、および光学的バンドギャップなどについて所望の特性を得るために、周期表第１３族元素，周期表第１５族元素を含有させたり、Ｃ，Ｎ，Ｏなどの元素の含有量を調整したりして、上記の諸特性を調整することもできる。 Further, in forming the charge injection blocking layer 34, in order to obtain desired characteristics of the electrical characteristics such as dark conductivity and photoconductivity of each layer and optical band gap, elements in Group 13 of the periodic table, The above various characteristics can be adjusted by adding a Group 15 element of the periodic table or adjusting the content of elements such as C, N, and O.

また、第１３族元素および第１５族元素としては、共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る点、および優れた光感度が得られるという点でホウ素（Ｂ）およびリン（Ｐ）を用いるのが望ましい。 Further, as the group 13 element and the group 15 element, boron (B) and phosphorus (P) are preferable in that they have excellent covalent bonding properties and can change the semiconductor characteristics sensitively, and excellent photosensitivity can be obtained. It is desirable to use it.

第１３族元素および第１５族元素をＣ，Ｏなどの元素とともに含有させる場合には、第１３族元素の含有量は０．１〜２０×１０^３〔ｐｐｍ〕の範囲、第１５族元素の含有量は０．１〜１０×１０^３〔ｐｐｍ〕の範囲であるのが好ましい。また、Ｃ，Ｏなどの元素を含有させないか、または微量含有させる場合は、第１３族元素の含有量は０．０１〜２００〔ｐｐｍ〕の範囲、第１５族元素の含有量は０．０１〜１００〔ｐｐｍ〕の範囲であることが好ましい。さらに、これらの元素は、層厚方向にわたって含有量に勾配を設けてもよい。含有量に勾配を設ける場合には、電荷注入阻止層３４の全体の平均含有量が上記の範囲内であればよい。 In case of containing Group 13 elements and Group 15 elements C, with elements such as O, the range of content 0.1 to 20 × 10 ³ [ppm] of the Group 13 elements, Group 15 elements The content is preferably in the range of 0.1 to 10 × 10 ³ [ppm]. When elements such as C and O are not contained or contained in a small amount, the content of the Group 13 element is in the range of 0.01 to 200 [ppm], and the content of the Group 15 element is 0.01. It is preferable to be in the range of -100 [ppm]. Further, these elements may be provided with a gradient in content over the thickness direction. When providing a gradient in the content, the average content of the entire charge injection blocking layer 34 may be in the above range.

また、電荷注入阻止層３４の膜厚を０．５〜１２〔μｍ〕の範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、かかる電荷注入阻止層３４の膜厚が０．５〔μｍ〕未満の値になると、導電性基体３１に対する電荷注入を阻止する効果が著しく低下したり、均一な厚さに形成したりすることが困難となる場合があるためである。一方、電荷注入阻止層３４の膜厚が１２〔μｍ〕を超えると、製造管理が困難となったり、著しい残留電位の増大を招いたりする場合があるためである。したがって、かかる電荷注入阻止層３４の膜厚を１〜１０〔μｍ〕の範囲内の値とすることがより好ましく、２〜７〔μｍ〕の範囲内の値とすることがさらに好ましい。 The thickness of the charge injection blocking layer 34 is preferably set to a value within the range of 0.5 to 12 [μm]. The reason for this is that when the thickness of the charge injection blocking layer 34 is less than 0.5 [μm], the effect of blocking the charge injection to the conductive substrate 31 is remarkably reduced, or the charge injection blocking layer 34 is formed to have a uniform thickness. This is because it may be difficult to perform. On the other hand, if the thickness of the charge injection blocking layer 34 exceeds 12 [μm], manufacturing management may be difficult, or the residual potential may be significantly increased. Therefore, the thickness of the charge injection blocking layer 34 is more preferably set to a value within the range of 1 to 10 [μm], and further preferably set to a value within the range of 2 to 7 [μm].

次に、光導電層３２の上に形成される表面保護層３３について説明する。 Next, the surface protective layer 33 formed on the photoconductive layer 32 will be described.

表面保護層３３に求められる特性として、まず、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３に照射される光が表面保護層３３を良好に透過して光導電層３２に到達する為に、照射される光に対して十分広い光学バンドギャップを有することが挙げられる。 As the characteristics required for the surface protective layer 33, first, the light irradiated to the a-Si photosensitive drum 3 is transmitted through the surface protective layer 33 well and reaches the photoconductive layer 32. On the other hand, it has a sufficiently wide optical band gap.

また、画像形成における静電潜像を保持し得る抵抗値が必要である。この静電潜像を保持し得る抵抗値としては、一般的に１×１０^１１〜１０^１２〔Ω・ｃｍ^２〕の範囲以上であるとされている。 Further, a resistance value capable of holding an electrostatic latent image in image formation is required. The resistance value capable of holding this electrostatic latent image is generally considered to be in the range of 1 × 10 ¹¹ to 10 ¹² [Ω · cm ² ].

さらに、摺擦による摩耗に耐え得る高い硬度を持った材料であることが求められる。このような材料としては、例えばａ−ＳｉＣ，ａ−ＳｉＮなどが実用化されている。 Furthermore, the material is required to have a high hardness that can withstand abrasion due to rubbing. As such a material, for example, a-SiC, a-SiN and the like have been put into practical use.

以下、表面保護層３３にａ−ＳｉＣを用いた場合について説明する。 Hereinafter, the case where a-SiC is used for the surface protective layer 33 will be described.

表面保護層３３に求められる特性を得るには、ａ−ＳｉＣに水素を含有させたａ−ＳｉＣ：Ｈによって形成することが望ましい。 In order to obtain the characteristics required for the surface protective layer 33, it is desirable to form a-SiC: H containing hydrogen in a-SiC.

ａ−ＳｉＣ：Ｈは、元素比率を組成式ａ−Ｓｉ_１−ＸＣ_Ｘ：Ｈと表した場合、例えばＸ値が０．５５以上０．９３未満の範囲が好ましいとされる。Ｘ値を０．５５以上にすることで表面保護層として適切な硬度を得ることが可能となり、表面保護層３３、ひいてはａ−Ｓｉ感光体ドラム３の耐久性を確保でき、Ｘ値を０．９３未満にすることで同様に表面保護層としての硬度を得ることができる。このＸ値の好適な範囲としては、０．６以上０．８５以下の範囲とされる。表面保護層３３をａ−ＳｉＣ：Ｈによって形成する場合のＨ含有量は、１原子％以上７０原子％以下の範囲に設定するとよい。この範囲内では、Ｓｉ−Ｈ結合がＳｉ−Ｃ結合に比して少なくなり、表面保護層３３に光が照射されたときに生じた電荷のトラップを抑えることができる。また、残留電位を防止することができる点で好ましい。また、このＨ含有量を４５原子％以下の範囲とすると、より良好な結果が得られる。 When the element ratio is expressed as a composition formula a-Si _1-X C _X : H, a-SiC: H, for example, is preferably in a range where the X value is 0.55 or more and less than 0.93. By setting the X value to 0.55 or more, it is possible to obtain an appropriate hardness as the surface protective layer, the durability of the surface protective layer 33, and thus the a-Si photosensitive drum 3, can be ensured, and the X value is set to 0. By making it less than 93, the hardness as a surface protective layer can be obtained similarly. A preferable range of the X value is a range of 0.6 to 0.85. When the surface protective layer 33 is formed of a-SiC: H, the H content may be set in a range of 1 atomic% to 70 atomic%. Within this range, the number of Si—H bonds is smaller than that of Si—C bonds, and trapping of charges generated when the surface protective layer 33 is irradiated with light can be suppressed. Further, it is preferable in that the residual potential can be prevented. Further, when the H content is in the range of 45 atomic% or less, better results can be obtained.

また、表面保護層３３の膜厚を０．３〜２〔μｍ〕の範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、かかる表面保護層３３の膜厚が０．３〔μｍ〕未満の値になると、著しく耐久性が低下するためである。一方、表面保護層３３の膜厚が２〔μｍ〕を超えると、製造管理が困難となったり、著しい残留電位の増大を招いたりする場合があるためである。したがって、かかる表面保護層３３の膜厚を０．４〜１．５〔μｍ〕の範囲内の値とすることがより好ましく、０．５〜１．２〔μｍ〕の範囲内の値とすることがさらに好ましい。 Moreover, it is preferable to make the film thickness of the surface protective layer 33 into the value within the range of 0.3-2 [micrometers]. This is because when the thickness of the surface protective layer 33 is less than 0.3 [μm], the durability is significantly reduced. On the other hand, when the film thickness of the surface protective layer 33 exceeds 2 [μm], manufacturing management may become difficult, or the residual potential may be significantly increased. Therefore, the thickness of the surface protective layer 33 is more preferably set to a value in the range of 0.4 to 1.5 [μm], and is set to a value in the range of 0.5 to 1.2 [μm]. More preferably.

耐圧層３５は、電気的な耐圧を向上させる為に設けられ、導電性基体３１と電荷注入阻止層３４との間に設けられることが望ましい。この理由は、電荷注入阻止層３４に比べて導電性基体３１側に設けることで電子写真特性に必要な帯電性，感度，残留電位などの電気特性、解像度、"かぶり"などの画像特性が大きく低下するの抑えつつ、耐圧性を向上することができる為である。 The breakdown voltage layer 35 is provided to improve the electrical breakdown voltage, and is preferably provided between the conductive substrate 31 and the charge injection blocking layer 34. The reason for this is that by providing it on the conductive substrate 31 side as compared with the charge injection blocking layer 34, the electrical characteristics such as chargeability, sensitivity, residual potential, resolution, and image characteristics such as "fogging" required for electrophotographic characteristics are large. This is because the pressure resistance can be improved while suppressing the decrease.

この耐圧層３５の構造としては、シリコンを主体とする非晶質材料ではａ−ＳｉＣ，ａ−ＳｉＮ，ａ−ＳｉＯ，ａ−ＳｉＮＯ，ａ−ＳｉＣＮなどの抵抗値の高い材料を単層で設けたり、ａ−Ｓｉと、ａ−ＳｉＮ，ａ−ＳｉＣなどとを積層する構造などが用いられる。 As the structure of the breakdown voltage layer 35, a material having a high resistance value such as a-SiC, a-SiN, a-SiO, a-SiNO, or a-SiCN is provided as a single layer in an amorphous material mainly composed of silicon. Alternatively, a structure in which a-Si and a-SiN, a-SiC, or the like are stacked is used.

次に、露光装置７について説明する。露光装置７は、図５に示した発光素子７１を基板７３の上に列をなして複数形成した発光素子アレイ（不図示）を備えており、例えば、各発光素子７１から発せられる光をレンズアレイを介してａ−Ｓｉ感光体ドラム３に照射可能に構成されたＬＥＤプリントヘッドの形態とすることができる。 Next, the exposure apparatus 7 will be described. The exposure apparatus 7 includes a light emitting element array (not shown) in which a plurality of light emitting elements 71 shown in FIG. 5 are formed in a row on a substrate 73. For example, the light emitted from each light emitting element 71 is a lens. An LED print head configured to be able to irradiate the a-Si photosensitive drum 3 through the array can be used.

発光素子７１は、基板７３の上に形成されたＤＢＲ層７５と、このＤＢＲ層７５の上の一部分に形成された発光部分となる活性層７７とを備えている。なお、このＤＢＲは、Distributed Bragg. Reflector（分布ブラッグ反射体）の略称である。また、活性層７７の上面には、コンタクト層７９が設けられている。そして、これらの各半導体層は、後述する共通電極８１とＤＢＲ層７５との接点部分、および後述する個別電極８３とコンタクト層７９との接点部分を除いて、絶縁膜８５によって全体的に被覆されている。また、共通電極８１、個別電極８３、および絶縁膜８５の上には、これらの各部材を部分的に被覆する保護膜８７が設けられている。 The light emitting element 71 includes a DBR layer 75 formed on a substrate 73 and an active layer 77 serving as a light emitting portion formed on a part of the DBR layer 75. This DBR is an abbreviation for Distributed Bragg. Reflector. A contact layer 79 is provided on the upper surface of the active layer 77. Each of these semiconductor layers is entirely covered with an insulating film 85 except for a contact portion between a common electrode 81 and a DBR layer 75 described later and a contact portion between an individual electrode 83 and a contact layer 79 described later. ing. Further, a protective film 87 that partially covers these members is provided on the common electrode 81, the individual electrode 83, and the insulating film 85.

基板７３は、高抵抗性のＧａＡｓ基板であり、２×１０^３〜６×１０^３〔Ω・ｃｍ〕程度の電気抵抗率を有している。 The substrate 73 is a high-resistance GaAs substrate and has an electrical resistivity of about 2 × 10 ^{3 to} 6 × 10 ³ [Ω · cm].

ＤＢＲ層７５は、屈折率の異なる２種類の層を交互に複数層積層することで形成され、本実施形態では、膜厚が約５００〔Å〕のＡｌＡｓ層と、膜厚が約５００〔Å〕のＡｌＧａＡｓ層と、を１組として、５〜２０組を交互に積層することで形成されている。このように組成の異なる２つの層を交互に積層することで、後述する発光層７７ｂで発光した光をＤＢＲ層７５で反射させることによって、この光が基板７３に吸収されてしまうのを低減し、光出力を実質的に向上させている。また、このＤＢＲ層７５は、オーミックコンタクト層としても機能するように、半導体不純物としてＳｉを１．５×１０^１８〔ａｔｏｍｓ（原子）／ｃｍ^３〕程度含有している。 The DBR layer 75 is formed by alternately stacking two types of layers having different refractive indexes. In this embodiment, the DBR layer 75 has an AlAs layer having a thickness of about 500 [Å] and a thickness of about 500 [Å]. The AlGaAs layer is formed as a pair, and 5 to 20 pairs are alternately stacked. By alternately laminating two layers having different compositions in this way, the light emitted from the light emitting layer 77b described later is reflected by the DBR layer 75, thereby reducing the absorption of this light by the substrate 73. The light output is substantially improved. Further, the DBR layer 75 contains Si as a semiconductor impurity in an amount of about 1.5 × 10 ¹⁸ [atoms (atom) / cm ³ ] so as to function as an ohmic contact layer.

上記のように、ＤＢＲ層７５の上面の一部分には、活性層７７が形成されている。また、ＤＢＲ層７５の上面において活性層７７が形成されていない部分には、共通電極８１が接続されている。 As described above, the active layer 77 is formed on a part of the upper surface of the DBR layer 75. A common electrode 81 is connected to a portion of the upper surface of the DBR layer 75 where the active layer 77 is not formed.

共通電極８１は、例えばＣｒとＡｕとを交互に２層ずつ積層して、１〔μｍ〕程度の厚さで形成されている。また、共通電極８１および個別電極８３は、図示しない駆動回路に接続されている。この駆動回路によって、共通電極８１と個別電極８３との間に電圧が印加されることによって、発光素子７１に電流が流れて、発光素子７１が発光する。 The common electrode 81 is formed, for example, by laminating two layers of Cr and Au alternately to have a thickness of about 1 [μm]. Further, the common electrode 81 and the individual electrode 83 are connected to a drive circuit (not shown). When a voltage is applied between the common electrode 81 and the individual electrode 83 by the drive circuit, a current flows through the light emitting element 71 and the light emitting element 71 emits light.

活性層７７は、ＤＢＲ層７５の上に、ｎ型クラッド層７７ａ、発光層７７ｂ、およびｐ型クラッド層７７ｃをこの順に積層して構成されている。ｎ型クラッド層７７ａは、例えば膜厚が約５×１０^３〔Å〕のＡｌＩｎＰ層であり、半導体不純物としてのＳｉを８×１０^１７〔ａｔｏｍｓ（原子）／ｃｍ^３〕程度含有している。発光層７７ｂは、例えば膜厚が約３×１０^３〔Å〕のＡｌＧａＩｎＰ層であり、半導体不純物は含有していない。ｐ型クラッド層７７ｃは、例えば、膜厚が約４×１０^３〔Å〕のＡｌＩｎＰ層であり、半導体不純物としてＭｇを７×１０^１７〔ａｔｏｍｓ（原子）／ｃｍ^３〕程度含有している。なお、発光層７７ｂが本発明における発光体に相当する。 The active layer 77 is configured by laminating an n-type cladding layer 77a, a light emitting layer 77b, and a p-type cladding layer 77c in this order on the DBR layer 75. The n-type cladding layer 77a is, for example, an AlInP layer having a film thickness of about 5 × 10 ³ [Å], and contains Si as a semiconductor impurity of about 8 × 10 ¹⁷ [atoms (atoms) / cm ³ ]. The light emitting layer 77b is an AlGaInP layer having a film thickness of about 3 × 10 ³ [Å], for example, and does not contain semiconductor impurities. The p-type cladding layer 77c is, for example, an AlInP layer having a film thickness of about 4 × 10 ³ [Å] and contains about 7 × 10 ¹⁷ [atoms (atoms) / cm ³ ] of Mg as a semiconductor impurity. The light emitting layer 77b corresponds to the light emitter in the present invention.

活性層７７の上面、つまり、ｐ型クラッド層７７ｃの上面には、コンタクト層７９が形成されている。コンタクト層７９は、例えば、膜厚が約１１×１０^３〔Å〕のＧａＰ層であり、半導体不純物としてのＭｇを１．５×１０^１８〔ａｔｏｍｓ（原子）／ｃｍ^３〕程度含有している。 A contact layer 79 is formed on the upper surface of the active layer 77, that is, on the upper surface of the p-type cladding layer 77c. The contact layer 79 is, for example, a GaP layer having a film thickness of about 11 × 10 ³ [Å], and contains about 1.5 × 10 ¹⁸ [atoms (atoms) / cm ³ ] of Mg as a semiconductor impurity. .

コンタクト層７９の上には、個別電極８３が形成されている。この個別電極８３は、例えばＣｒとＡｕとを交互に積層して、１〔μｍ〕程度の厚さで形成されている。 On the contact layer 79, individual electrodes 83 are formed. The individual electrode 83 is formed, for example, by laminating Cr and Au alternately and having a thickness of about 1 [μm].

基板７３の上に列をなして複数並べられた各発光素子７１は、上記の共通電極８１と個別電極８３とによって選択的に電流が供給されることで、選択的に発光するように構成されている。 A plurality of light emitting elements 71 arranged in a row on the substrate 73 are configured to selectively emit light when current is selectively supplied by the common electrode 81 and the individual electrodes 83. ing.

次に、除電装置１９について説明する。除電装置１９は、複数の発光素子を基板７３の上に配置することで構成された光源を備えている。この除電用の発光素子としては、例えば、上記の露光装置７と同様、ＡｌＧａＩｎＰを発光層とする発光素子を用いることができる。 Next, the static eliminator 19 will be described. The static eliminator 19 includes a light source configured by arranging a plurality of light emitting elements on a substrate 73. As the light-emitting element for charge removal, for example, a light-emitting element having AlGaInP as a light-emitting layer can be used as in the exposure apparatus 7 described above.

以上、画像形成装置１を構成するａ−Ｓｉ感光体ドラム３、露光装置７、および除電装置１９の構成の一部について説明したが、説明を省略した構成や帯電装置５などのこれら以外の各装置は、公知のものを適用すればよい。 In the above, a part of the configuration of the a-Si photosensitive drum 3, the exposure device 7, and the charge removal device 19 constituting the image forming apparatus 1 has been described. What is necessary is just to apply a well-known apparatus.

次に、画像形成装置１の動作について説明する。画像形成装置１において、画像形成動作が開始されると、まずａ−Ｓｉ感光体ドラム３が図１の矢印Ｒ方向に回転を始める。次いで、所定の電圧が印加された帯電装置５によって、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３への放電が行われ、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面に一様な電荷が帯電される。そして、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面に露光装置７によって光が照射され、画像となる部分の表面電位を所定の電位とすることによって、形成する画像に対応する静電潜像が形成される。 Next, the operation of the image forming apparatus 1 will be described. In the image forming apparatus 1, when an image forming operation is started, first, the a-Si photosensitive drum 3 starts to rotate in the direction of arrow R in FIG. Next, the charging device 5 to which a predetermined voltage is applied discharges the a-Si photosensitive drum 3 and charges the surface of the a-Si photosensitive drum 3 uniformly. Then, light is irradiated onto the surface of the a-Si photosensitive drum 3 by the exposure device 7, and the surface potential of the portion to be an image is set to a predetermined potential, whereby an electrostatic latent image corresponding to the image to be formed is formed. The

現像装置９は、ハウジング９ａに充填されたトナーをａ−Ｓｉ感光体ドラム３表面に形成された静電潜像に付着させ、トナー像を形成する。そして、このトナー像は、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の回転によって転写装置１３へ搬送される。 The developing device 9 attaches the toner filled in the housing 9a to the electrostatic latent image formed on the surface of the a-Si photosensitive drum 3, thereby forming a toner image. The toner image is conveyed to the transfer device 13 by the rotation of the a-Si photosensitive drum 3.

続いて、給紙装置１１によってａ−Ｓｉ感光体ドラム３と転写装置１３との間に用紙Ｐが供給され、転写装置１３によってａ−Ｓｉ感光体ドラム３の上のトナー像が用紙Ｐの上に転写される。そして、トナー像が転写された用紙Ｐは、図示しない分離装置によってａ−Ｓｉ感光体ドラム３から分離されて定着装置１５に搬送され、この定着装置１５によってトナー像が用紙Ｐの上に定着される。 Subsequently, the paper P is supplied between the a-Si photosensitive drum 3 and the transfer device 13 by the paper feeding device 11, and the toner image on the a-Si photosensitive drum 3 is transferred onto the paper P by the transfer device 13. Is transcribed. The paper P on which the toner image is transferred is separated from the a-Si photosensitive drum 3 by a separation device (not shown) and conveyed to the fixing device 15. The toner image is fixed on the paper P by the fixing device 15. The

一方、転写装置１３によるトナー像の転写後にａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面に残留するトナーは、クリーニング装置１７によって除去される。次いで、残留トナーが除去されたａ−Ｓｉ感光体ドラム３は、複数の発光素子を除電用光源として有する除電装置１９によって、表面の残留電荷が除去される。 On the other hand, the toner remaining on the surface of the a-Si photosensitive drum 3 after the transfer of the toner image by the transfer device 13 is removed by the cleaning device 17. Next, the remaining charge on the surface of the a-Si photosensitive drum 3 from which the residual toner has been removed is removed by a static elimination device 19 having a plurality of light emitting elements as a static elimination light source.

次に、上記のように構成された画像形成装置１と同様に構成された実験機を用いて、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の周速の変化に対する露光波長と光メモリとの関係を実験によって求めた。なお、光メモリとは、一定の光量の下で発生する帯電電位の減少量をいう。また、本実験では、露光装置７の露光光源としてハロゲンランプを用い、分光器を使用して所望の波長の光を抽出している。 Next, using an experimental machine configured in the same manner as the image forming apparatus 1 configured as described above, the relationship between the exposure wavelength and the optical memory with respect to the change in the peripheral speed of the a-Si photosensitive drum 3 is obtained by experiment. It was. Note that the optical memory refers to the amount of decrease in charging potential that occurs under a constant light amount. In this experiment, a halogen lamp is used as an exposure light source of the exposure apparatus 7 and light having a desired wavelength is extracted using a spectroscope.

［実験例１］
図６は、露光によってａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面電位を３００〔Ｖ〕から３０〔Ｖ〕に減少させるのに必要な光量（本実験条件では、１．１〔μＪ／ｃｍ^２〕）に対する帯電電位の減少量（光メモリ）を示している。ここで用いたａ−Ｓｉ感光体ドラム３は、直径が３０〔ｍｍ〕であり、図３に示すように、導電性基体３１の上に、電荷注入阻止層３４、光導電層３２、および表面保護層３３をこの順に積層したものである。また、導電性基体３１は、Ａｌ合金からなり、電荷注入阻止層３４は膜厚が７〔μｍ〕のａ−ＳｉＮＯからなり、光導電層３２は膜厚が１７〔μｍ〕のａ−Ｓｉからなり、表面保護層３３は膜厚が１〔μｍ〕のａ−ＳｉＣからなる。 [Experimental Example 1]
FIG. 6 shows the amount of light necessary for reducing the surface potential of the a-Si photosensitive drum 3 from 300 [V] to 30 [V] by exposure (1.1 [μJ / cm ² ] under the present experimental conditions). The amount of decrease in the charged potential (optical memory) with respect to is shown. The a-Si photosensitive drum 3 used here has a diameter of 30 [mm]. As shown in FIG. 3, the charge injection blocking layer 34, the photoconductive layer 32, and the surface are formed on the conductive substrate 31. The protective layer 33 is laminated in this order. The conductive substrate 31 is made of an Al alloy, the charge injection blocking layer 34 is made of a-SiNO having a thickness of 7 [μm], and the photoconductive layer 32 is made of a-Si having a thickness of 17 [μm]. The surface protective layer 33 is made of a-SiC having a thickness of 1 [μm].

［実験例２］
図７は、露光によってａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面電位を６５０〔Ｖ〕から１００〔Ｖ〕に減少させるのに必要な光量（本実験条件では、０．７〔μＪ／ｃｍ^２〕）に対する帯電電位の減少量（光メモリ）を示している。ここで用いたａ−Ｓｉ感光体ドラム３は、直径が２４２〔ｍｍ〕である。このａ−Ｓｉ感光体ドラム３では、図４に示したように、導電性基体３１の上に、耐圧層３５、電荷注入阻止層３４、光導電層３２、および表面保護層３３をこの順に積層したものである。また、導電性基体３１はＡｌ合金からなり、耐圧層３５はａ−ＳｉＮとａ−Ｓｉとを積層して形成され、電荷注入阻止層３４はａ−ＳｉＮＯからなり、光導電層３２はａ−Ｓｉからなり、表面保護層３３はａ−ＳｉＣからなる。ここでは、耐圧層３５の膜厚を２〔μｍ〕に設定し、電荷注入阻止層３４の膜厚を３〔μｍ〕に設定し、光導電層３２の膜厚を３５〔μｍ〕に設定し、表面保護層３３の膜厚を１〔μｍ〕に設定している。 [Experiment 2]
FIG. 7 shows the amount of light necessary to reduce the surface potential of the a-Si photosensitive drum 3 from 650 [V] to 100 [V] by exposure (0.7 [μJ / cm ² ] under the present experimental conditions). The amount of decrease in the charged potential (optical memory) with respect to is shown. The a-Si photosensitive drum 3 used here has a diameter of 242 [mm]. In the a-Si photosensitive drum 3, as shown in FIG. 4, a pressure-resistant layer 35, a charge injection blocking layer 34, a photoconductive layer 32, and a surface protective layer 33 are laminated in this order on a conductive substrate 31. It is a thing. The conductive substrate 31 is made of an Al alloy, the pressure-resistant layer 35 is formed by laminating a-SiN and a-Si, the charge injection blocking layer 34 is made of a-SiNO, and the photoconductive layer 32 is made of a- The surface protective layer 33 is made of a-SiC. Here, the thickness of the breakdown voltage layer 35 is set to 2 [μm], the thickness of the charge injection blocking layer 34 is set to 3 [μm], and the thickness of the photoconductive layer 32 is set to 35 [μm]. The film thickness of the surface protective layer 33 is set to 1 [μm].

なお、実験例１および実験例２では、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の直径が互いに異なっているので、同じ回転数でも周速が異なっている。実験例１および実験例２では、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの回転数を同条件に設定し、具体的には、１．９７４〔ｒｐｓ〕，２．１９３〔ｒｐｓ〕，２．６３２〔ｒｐｓ〕，３．２９０〔ｒｐｓ〕，３．７２９〔ｒｐｓ〕，４．３８７〔ｒｐｓ〕に設定し、それぞれの周速を異ならせている。この「ｒｐｓ」は、単位秒当たりの回転数（roll per second）を意味している。 In Experimental Example 1 and Experimental Example 2, since the diameters of the a-Si photosensitive drums 3 are different from each other, the peripheral speed is different even at the same rotational speed. In Experimental Example 1 and Experimental Example 2, the rotational speed of the a-Si photosensitive drum is set to the same condition, and specifically, 1.974 [rps], 2.193 [rps], 2.632 [rps]. , 3.290 [rps], 3.729 [rps], and 4.387 [rps], and the peripheral speeds thereof are different. This “rps” means the number of rotations per unit second (roll per second).

図６および図７から明らかなように、露光波長が大きくなるにつれて、光メモリが大きくなることがわかる。ここで、光メモリの大きさが１６〔Ｖ〕に比べて大きくなると、用紙Ｐに形成される画像にゴースト画像などが現れ、画像品質が悪くなることがわかっている。したがって、光メモリを考慮した場合、露光波長としては、６５０〔ｎｍ〕以下の波長を用いると好適であることがわかる。 As can be seen from FIGS. 6 and 7, the optical memory increases as the exposure wavelength increases. Here, it is known that when the size of the optical memory is larger than 16 [V], a ghost image or the like appears in the image formed on the paper P, and the image quality deteriorates. Therefore, when an optical memory is considered, it is understood that it is preferable to use a wavelength of 650 [nm] or less as the exposure wavelength.

次に、実験例１で使用したａ−Ｓｉ感光体ドラム３の分光感度特性を図８に示す。図８に示した感度は、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面電位を露光によって５００〔Ｖ〕から２５０〔Ｖ〕へと減少させるのに必要な光量の逆数で示したものである。なお、実験例２で使用したａ−Ｓｉ感光体ドラムも同様の結果を示していたので、記載を省略する。 Next, the spectral sensitivity characteristics of the a-Si photosensitive drum 3 used in Experimental Example 1 are shown in FIG. The sensitivity shown in FIG. 8 is the reciprocal of the amount of light required to reduce the surface potential of the a-Si photosensitive drum 3 from 500 [V] to 250 [V] by exposure. In addition, since the a-Si photosensitive drum used in Experimental Example 2 showed the same result, the description is omitted.

図８から明らかなように、実験例１で使用したａ−Ｓｉ感光体ドラム３の感度は、７００〔ｎｍ〕付近でピークを示し、露光波長が短くなるにつれて感度が低くなっている。また、露光波長が６００〔ｎｍ〕に比べて短くなると感度の低下がより顕著となっている。したがって、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの感度を考慮した場合、露光波長としては、６００〜７００〔ｎｍ〕の範囲の波長を用いることが好適であることがわかる。 As is clear from FIG. 8, the sensitivity of the a-Si photosensitive drum 3 used in Experimental Example 1 shows a peak in the vicinity of 700 [nm], and the sensitivity decreases as the exposure wavelength becomes shorter. Further, when the exposure wavelength is shorter than 600 [nm], the decrease in sensitivity becomes more remarkable. Therefore, when the sensitivity of the a-Si photosensitive drum is taken into consideration, it is understood that it is preferable to use a wavelength in the range of 600 to 700 [nm] as the exposure wavelength.

以上のことから、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの光メモリおよび感度を考慮すると、ピーク波長が６００〜６５０〔ｎｍ〕の光によってａ−Ｓｉ感光体ドラム表面を露光することで、光メモリによる画像品質の低下を解消するとともに、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの感度の低下を小さくすることができる。 From the above, considering the optical memory and sensitivity of the a-Si photosensitive drum, the surface quality of the a-Si photosensitive drum is reduced by exposing the surface of the a-Si photosensitive drum with light having a peak wavelength of 600 to 650 [nm]. Can be eliminated, and the decrease in sensitivity of the a-Si photosensitive drum can be reduced.

なお、上記の実験例１および実験例２では、ハロゲンランプを露光光源として用い、分光器によって露光波長を変化させているが、上記の実施形態のように、ＡｌＧａＩｎＰからなる発光層７７ｂを有する発光素子７１を露光光源として用いた場合であっても、ピーク波長を６００〜６５０〔ｎｍ〕の範囲にすることで図６および図７と同様の結果を得ることができる。また、発光素子７１を用いる場合は、ＡｌＧａＩｎＰからなる発光層７７ｂの組成、より具体的には、Ａｌの混晶比を変えることで露光波長を変化させることができる。例えば、格子定数が５．６５〔Å〕であるＧａＡｓ基板に格子整合する（Ａｌ_ｘＧａ_１−Ｘ）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐでは、Ａｌの混晶比Ｘの値をＸ＝０．０１〜０．７の範囲で変化させることで、６５３．５〜５５６〔ｎｍ〕の波長の光を直接遷移領域で得ることができる。 In Experimental Example 1 and Experimental Example 2 described above, a halogen lamp is used as an exposure light source, and the exposure wavelength is changed by a spectroscope. However, as in the above embodiment, light emission having a light emitting layer 77b made of AlGaInP. Even when the element 71 is used as an exposure light source, the same results as in FIGS. 6 and 7 can be obtained by setting the peak wavelength in the range of 600 to 650 [nm]. When the light emitting element 71 is used, the exposure wavelength can be changed by changing the composition of the light emitting layer 77b made of AlGaInP, more specifically, the mixed crystal ratio of Al. For example, in the case of (Al _x Ga _1-X ) _0.5 In _0.5 P lattice-matched to a GaAs substrate having a lattice constant of 5.65 [Å], the value of the mixed crystal ratio X of Al is X = 0. By changing in the range of 01 to 0.7, light having a wavelength of 653.5 to 556 [nm] can be obtained directly in the transition region.

また、上記のように発光素子７１の発光層７７ｂをＡｌＧａＩｎＰで構成した場合には、ピーク波長を６００〜６５０〔ｎｍ〕の範囲に設定することで、内部量子効率を８０〔％〕以上にすることが可能である。これに対し、従来のように発光層をＡｌＧａＡｓで構成した場合は、６００〜６５０〔ｎｍ〕の波長範囲で内部量子効率が１０〔％〕を下回る。したがって、上記の実施形態のように、発光素子７１における発光層７７ｂをＡｌＧａＩｎＰで構成することによって、画像形成装置の省エネルギー化を図ることができる。また、このように内部量子効率を高くすることができるので、発光層７７ｂに同じ量の電流を与えた場合でも、発光層７７ｂからの発光量を従来に比べて増加させることができる。したがって、露光波長の短波長化に伴うａ−Ｓｉ感光体ドラムの露光感度の低下を補って露光量を確保することができ、露光量が不足するという問題を解消することができる。 Moreover, when the light emitting layer 77b of the light emitting element 71 is made of AlGaInP as described above, the internal quantum efficiency is set to 80 [%] or more by setting the peak wavelength in the range of 600 to 650 [nm]. It is possible. On the other hand, when the light emitting layer is made of AlGaAs as in the prior art, the internal quantum efficiency is less than 10% in the wavelength range of 600 to 650 [nm]. Therefore, energy saving of the image forming apparatus can be achieved by configuring the light emitting layer 77b of the light emitting element 71 with AlGaInP as in the above embodiment. In addition, since the internal quantum efficiency can be increased in this way, even when the same amount of current is applied to the light emitting layer 77b, the amount of light emitted from the light emitting layer 77b can be increased compared to the conventional case. Therefore, the exposure amount can be secured by compensating for the decrease in exposure sensitivity of the a-Si photosensitive drum accompanying the shortening of the exposure wavelength, and the problem that the exposure amount is insufficient can be solved.

また、図６および図７の結果から、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の回転数が同じであっても、周速が大きくなるほど、光メモリの値が大きくなることがわかる。特に、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の周速が１００〔ｍ／ｍｉｎ〕に比べて大きくなると光メモリが増加する傾向がある。これに対し、図７から明らかなように、上記のように露光波長を６００〜６５０〔ｎｍ〕の範囲にすることで、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の周速が１００〜２００〔ｍ／ｍｉｎ〕の場合であっても、光メモリを１６〔Ｖ〕以下にすることができ、画像品質の低下の問題を解消することができる。したがって、近年、市場から要望されているプリント速度の高速化への対応も可能となる。 6 and 7 that the value of the optical memory increases as the peripheral speed increases even if the rotational speed of the a-Si photosensitive drum 3 is the same. In particular, when the peripheral speed of the a-Si photosensitive drum 3 is larger than 100 [m / min], the optical memory tends to increase. On the other hand, as apparent from FIG. 7, by setting the exposure wavelength in the range of 600 to 650 [nm] as described above, the peripheral speed of the a-Si photosensitive drum 3 is 100 to 200 [m / min. ], The optical memory can be reduced to 16 [V] or less, and the problem of deterioration in image quality can be solved. Therefore, it is possible to cope with the increase in printing speed requested by the market in recent years.

なお、上記の各実験例では、除電装置１９によってａ−Ｓｉ感光体ドラム３の表面の残留電荷を除去する場合に、ピーク波長が６５０〔ｎｍ〕の光を用いているが、この場合に、露光装置７による露光波長と同じか、露光波長に比べて短い波長を用いることで、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の光導電層３２の内部にトラップされるキャリアが必要以上に発生せず、光メモリによる電位ムラの発生を軽減することができる。したがって、除電装置１９による除電工程においても、露光装置７による露光工程と同様、ピーク波長が６００〜６５０〔ｎｍ〕の光を用いることが好ましい。 In each of the above experimental examples, when the residual charge on the surface of the a-Si photosensitive drum 3 is removed by the static eliminator 19, light having a peak wavelength of 650 [nm] is used. In this case, By using a wavelength that is the same as the exposure wavelength by the exposure apparatus 7 or shorter than the exposure wavelength, carriers trapped inside the photoconductive layer 32 of the a-Si photosensitive drum 3 are not generated more than necessary, and an optical memory is used. Occurrence of potential unevenness due to can be reduced. Therefore, it is preferable to use light having a peak wavelength of 600 to 650 [nm] in the static elimination process by the static elimination apparatus 19 as in the exposure process by the exposure apparatus 7.

また、上記の実施形態においては、発光層７７ｂと基板７３との間にＤＢＲ層７５を設けているので、発光素子７１からの光出力を向上させることができる。特に、波長が６００〜６５０〔ｎｍ〕の光の反射率が他の波長範囲の光の反射率に比べて高くなるようにＤＢＲ層を形成することで、波長が６００〜６５０〔ｎｍ〕の光の出力を主に向上させることができる。これにより、ａ−Ｓｉ感光体ドラム３の光メモリを低減しつつ、露光量を増やすことができる。 In the above embodiment, since the DBR layer 75 is provided between the light emitting layer 77b and the substrate 73, the light output from the light emitting element 71 can be improved. In particular, by forming the DBR layer so that the reflectance of light having a wavelength of 600 to 650 [nm] is higher than the reflectance of light in other wavelength ranges, light having a wavelength of 600 to 650 [nm] is formed. Can be improved mainly. Thereby, the amount of exposure can be increased while reducing the optical memory of the a-Si photosensitive drum 3.

＜第２の実施形態＞
図９に本発明の露光装置の他の実施形態の概略構成を示す。図９に示した露光装置７Ａは、この露光装置７Ａは、露光装置７と基本構成が共通している。本実施形態の露光装置７Ａの発光層７７ｂ、ｐ型クラッド層７７ｃ、コンタクト層７９、および絶縁膜８５の構成について詳述する。なお、図９では、保護膜８７を省略している。 <Second Embodiment>
FIG. 9 shows a schematic configuration of another embodiment of the exposure apparatus of the present invention. The exposure apparatus 7A shown in FIG. 9 has the same basic configuration as the exposure apparatus 7A. The configurations of the light emitting layer 77b, the p-type cladding layer 77c, the contact layer 79, and the insulating film 85 of the exposure apparatus 7A of this embodiment will be described in detail. In FIG. 9, the protective film 87 is omitted.

本実施形態の発光層７７ｂは、ＡｌＧａＩｎＰからなり、不純物がドーピングされていない。この発光層７７ｂの厚さは、例えば０．３〔μｍ〕程度の厚みとされる。また、この発光層７７ｂは、屈折率が３．２となるように形成されている。この発光層７７ｂは、平面方向に沿った幅Ｗ_７７が５〔μｍ〕となるように設けられている。 The light emitting layer 77b of this embodiment is made of AlGaInP and is not doped with impurities. The thickness of the light emitting layer 77b is, for example, about 0.3 [μm]. The light emitting layer 77b is formed so that the refractive index is 3.2. The light emitting layer 77b is provided such that a width W ₇₇ along the plane direction is 5 [μm].

ｐ型クラッド層７７ｃは、発光層７７ｂの上に接して設けられている。このｐ型クラッド層７７ｃには、ｐ型不純物がドープされている。このｐ型不純物としては、例えばＢｅ（ベリリウム），Ｚｎ（亜鉛），Ｍｎ（マンガン），Ｃｒ（クロム），Ｍｇ（マグネシウム），Ｃａ（カルシウム）などの元素が挙げられる。本実施形態のｐ型クラッド層７７ｃは、ＡｌＩｎＰにｐ型不純物としてＭｇがドーピングされている。Ｍｇのドーピング濃度は、例えば、７×１０^１７〔ａｔｏｍｓ／ｃｃ〕程度の濃さとされる。このｐ型クラッド層７７ｃの厚さは、例えば０．４〔μｍ〕程度の厚みとされる。また、このｐ型クラッド層７７ｃは、屈折率が３．２となるように形成されている。このｐ型クラッド層７７ｃは、厚みを０．２〔μｍ〕以上にすることで、電荷の閉じ込め効果を高めることが好ましい。 The p-type cladding layer 77c is provided on and in contact with the light emitting layer 77b. The p-type cladding layer 77c is doped with p-type impurities. Examples of the p-type impurity include elements such as Be (beryllium), Zn (zinc), Mn (manganese), Cr (chromium), Mg (magnesium), and Ca (calcium). In the p-type cladding layer 77c of this embodiment, AlInP is doped with Mg as a p-type impurity. Mg doping concentration of, for example, is a density of about 7 × ^{10 17} [atoms / cc]. The thickness of the p-type cladding layer 77c is, for example, about 0.4 [μm]. The p-type cladding layer 77c is formed so that the refractive index is 3.2. The p-type cladding layer 77c preferably has a thickness of 0.2 [μm] or more to enhance the charge confinement effect.

コンタクト層７９は、ｐ型クラッド層７７ｃの上に接して設けられている。このコンタクト層７９は、個別電極８３から発光素子７１に流れる電流を拡散して、ｐ型クラッド層７７ｃの広い領域に電流を流すのに寄与している。このコンタクト層７９には、ｐ型不純物がドープされている。本実施形態のコンタクト層７９は、ＧａＰにｐ型不純物としてＭｇがドーピングされている。Ｍｇのドーピング濃度は、例えば、１．５×１０^１８〔ａｔｏｍｓ／ｃｃ〕程度の濃さとされる。このコンタクト層７９の厚さは、例えば１．１〔μｍ〕程度の厚みとされる。このコンタクト層７９は、厚みを０．０５〔μｍ〕以上にすることで、ｐ型クラッド層７７ｃの上に個別電極８３を設ける際に当該個別電極８３がｐ型クラッド層７７ｃに拡散するのを低減することが好ましい。また、このコンタクト層７９は、屈折率が３．２となるように形成されている。さらに、このコンタクト層７９は、発光層７７ｂから発する光の波長に対する減衰量が小さいものが好ましい。ＧａＰが５４５．７７〔ｎｍ〕以下の波長の光を吸収することから、発光層７７ｂから発する光の波長は、５４５．７７〔ｎｍ〕に比べて大きいことが好ましい。 The contact layer 79 is provided in contact with the p-type cladding layer 77c. The contact layer 79 diffuses a current flowing from the individual electrode 83 to the light emitting element 71 and contributes to flowing a current over a wide region of the p-type cladding layer 77c. This contact layer 79 is doped with a p-type impurity. In the contact layer 79 of this embodiment, GaP is doped with Mg as a p-type impurity. The Mg doping concentration is, for example, about 1.5 × 10 ¹⁸ [atoms / cc]. The thickness of the contact layer 79 is, for example, about 1.1 [μm]. The contact layer 79 has a thickness of 0.05 [μm] or more so that when the individual electrode 83 is provided on the p-type cladding layer 77c, the individual electrode 83 diffuses into the p-type cladding layer 77c. It is preferable to reduce. The contact layer 79 is formed to have a refractive index of 3.2. Further, the contact layer 79 preferably has a small attenuation with respect to the wavelength of light emitted from the light emitting layer 77b. Since GaP absorbs light having a wavelength of 545.77 [nm] or less, the wavelength of light emitted from the light emitting layer 77b is preferably larger than 545.77 [nm].

また、このコンタクト層７９は、厚みを厚くすることによって、個別電極８３から供給される電力を発光層７７ｂの広い領域に供給したり、側面を全反射させて光強度を高めたりすることができる。そのため、コンタクト層７９は、照明などの光強度を大きくする用途の場合、厚くすることが求められており、一般的に８〔μｍ〕以上の厚みが用いられている。しかしながら、発光層７７ｂを広い領域で発光させると、隣り合う発光素子７１の間で光の漏れが生じてしまい、結果として、各発光素子７１が発する光の分離性が低下してしまい、高密度化が困難になる場合がある。 Further, by increasing the thickness of the contact layer 79, the power supplied from the individual electrode 83 can be supplied to a wide area of the light emitting layer 77b, or the light intensity can be increased by totally reflecting the side surface. . For this reason, the contact layer 79 is required to be thick in the case of an application for increasing the light intensity such as illumination, and a thickness of 8 [μm] or more is generally used. However, if the light emitting layer 77b emits light in a wide area, light leakage occurs between the adjacent light emitting elements 71. As a result, the separability of the light emitted from each light emitting element 71 is reduced, resulting in high density. May become difficult.

絶縁膜８５は、発光素子７１を保護する機能を有するものである。この絶縁膜８５は、発光素子７１を覆うように形成されている。この絶縁膜８５を形成する材料としては、例えばＳｉＮ系材料，ＳｉＯ_２系材料などが挙げられる。本実施形態の絶縁膜８５は、電気絶縁性及び透光性を有するＳｉＯ_２によって形成されており、屈折率が１．４１となるように形成されている。本実施形態では、この絶縁膜８５と、コンタクト層７９との境界条件によって、活性層４３の中央領域で発する光がコンタクト層７９の上面の外周領域で全反射が生じるように設けられている。そのため、本実施形態では、発光層７７ｂの中央領域で発する光の強度を高めることができる。 The insulating film 85 has a function of protecting the light emitting element 71. The insulating film 85 is formed so as to cover the light emitting element 71. Examples of the material for forming the insulating film 85 include SiN-based materials and SiO ₂ -based materials. The insulating film 85 of this embodiment is made of SiO ₂ having electrical insulation and translucency, and has a refractive index of 1.41. In the present embodiment, the boundary condition between the insulating film 85 and the contact layer 79 is provided so that light emitted from the central region of the active layer 43 is totally reflected in the outer peripheral region of the upper surface of the contact layer 79. Therefore, in this embodiment, the intensity of light emitted in the central region of the light emitting layer 77b can be increased.

さらに、コンタクト層７９の屈折率ｎ_４が３．２であり、絶縁膜８５の屈折率ｎ_５が１．４１であることから、臨界角θ_ｌｉｍは、“ｓｉｎθ_ｌｉｍ＝ｎ_５／ｎ_４”を基に算出され、２５．９°となる。本実施形態では、発光層７７ｂの周縁と、コンタクト層７９の周縁とを結んでなる仮想線Ｌ_Ｖの当該コンタクト層７９の側面に対する法線角度θ_Ｖが臨界角θ_ｌｉｍを下回る領域を含んでいる。よって、ｐ型クラッド層７７ｃ及びコンタクト層７９の積層厚みの最大厚さＴ_ＭＡＸは、“ｔａｎθ_ｌｉｍ≧Ｔ_ＭＡＸ／Ｗ_７７”を基に算出され、２．４３〔μｍ〕以下の厚みとなる。よって、ｐ型クラッド層７７ｃ及びコンタクト層７９の積層厚みの最小厚さは、２．４３〔μｍ〕以下の厚みとなる。このように、発光層７７ｂの周縁と、コンタクト層７９の周縁とを結んでなる仮想線Ｌ_Ｖの当該コンタクト層７９の側面に対する法線角度θ_Ｖが臨界角θ_ｌｉｍを下回る領域を含んでいるようにすると、発光層７７ｂの周縁からコンタクト層７９の側面に向かうエスケープコーンがコンタクト層７９の上面を横切ることとなる。つまり、コンタクト層７９の側面方向に発する光の一部が上面方向に照射されることとなる。これによって、側面方向に発光層７７ｂの発する光が照射されるのを低減するとともに、上面方向に発光層７７ｂの発する光を増やすことができる。したがって、本実施形態の構成では、隣り合う発光素子７１の発する光の分離性を高めることができる。 Further, since the refractive index n ₄ of the contact layer 79 is 3.2 and the refractive index n ₅ of the insulating film 85 is 1.41, the critical angle θ _lim is “sin θ _lim = n ₅ / n ₄ ”. Based on the above, it is 25.9 °. In this embodiment, the periphery of the light emitting layer 77b, includes a region where normal angle theta _V is below the critical angle theta _lim for the contact layer 79 side of the imaginary line L _V formed by connecting a periphery of the contact layer 79 Yes. Therefore, the maximum thickness T _MAX of the stacked thicknesses of the p-type cladding layer 77c and the contact layer 79 is calculated based on “tan θ _lim ≧ T _MAX / W ₇₇ ” and becomes a thickness of 2.43 [μm] or less. Therefore, the minimum thickness of the p-type cladding layer 77c and the contact layer 79 is 2.43 [μm] or less. Thus, it includes a peripheral edge of the light emitting layer 77b, an area where normal angle theta _V is below the critical angle theta _lim against the side surface of the contact layer 79 of the imaginary line L _V formed by connecting a periphery of the contact layer 79 As a result, the escape cone from the peripheral edge of the light emitting layer 77 b toward the side surface of the contact layer 79 crosses the upper surface of the contact layer 79. That is, a part of light emitted in the side surface direction of the contact layer 79 is irradiated in the upper surface direction. Accordingly, the light emitted from the light emitting layer 77b in the side surface direction can be reduced, and the light emitted from the light emitting layer 77b in the upper surface direction can be increased. Therefore, in the configuration of the present embodiment, the separability of light emitted by the adjacent light emitting elements 71 can be improved.

なお、ｐ型クラッド層７７ｃ及びコンタクト層７９の積層厚みの最小厚さの範囲は、発光素子７１及び絶縁膜８５の材料によって変動するのは勿論のこと、コンタクト層７９の側面の傾きによっても変動する。例えばコンタクト層７９がメサ構造である場合と、逆メサ構造である場合とでは異なっている。 Note that the minimum thickness range of the p-type cladding layer 77c and the contact layer 79 varies depending on the material of the light emitting element 71 and the insulating film 85, and also varies depending on the inclination of the side surface of the contact layer 79. To do. For example, the case where the contact layer 79 has a mesa structure is different from the case where it has a reverse mesa structure.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。また、上記の実験例１および実験例２はａ−Ｓｉ感光体ドラムを用いた画像形成装置による実験結果の一例を示すものであり、本発明はａ−Ｓｉ感光体ドラムを用いた種々の画像形成装置に適用可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the meaning. Also, Experimental Example 1 and Experimental Example 2 described above show examples of experimental results obtained by an image forming apparatus using an a-Si photosensitive drum, and the present invention provides various images using the a-Si photosensitive drum. It can be applied to a forming apparatus.

１・・・画像形成装置
３・・・ａ−Ｓｉ感光体ドラム
３１・・・導電性基体
３２・・・光導電層
３３・・・表面保護層
３４・・・電荷注入阻止層
３５・・・耐圧層
５・・・帯電装置
７・・・露光装置
７１・・・発光素子
７３・・・基板
７５・・・ＤＢＲ層
７７・・・活性層
７７ａ・・・ｎ型クラッド層
７７ｂ・・・発光層
７７ｃ・・・ｐ型クラッド層
７９・・・コンタクト層
８１・・・共通電極
８３・・・個別電極
８５・・・絶縁膜
８７・・・保護膜
９・・・現像装置
１１・・・給紙装置
１３・・・転写装置
１５・・・定着装置
１７・・・クリーニング装置
１９・・・除電装置
Ｐ・・・用紙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus 3 ... a-Si photosensitive drum 31 ... Conductive base 32 ... Photoconductive layer 33 ... Surface protective layer 34 ... Charge injection blocking layer 35 ... Pressure-resistant layer 5 ... charging device 7 ... exposure device 71 ... light emitting element 73 ... substrate 75 ... DBR layer 77 ... active layer 77a ... n-type cladding layer 77b ... light emission Layer 77c ... p-type cladding layer 79 ... contact layer 81 ... common electrode 83 ... individual electrode 85 ... insulating film 87 ... protective film 9 ... developing device 11 ... supply Paper device 13 ... Transfer device 15 ... Fixing device 17 ... Cleaning device 19 ... Charging device P ... Paper

Claims

An exposure apparatus that forms an electrostatic latent image by exposing a charged charge on the surface of a photosensitive drum having a photoconductive layer made of an amorphous material mainly composed of silicon,
The exposure apparatus includes a light emitting element array having a light emitter made of AlGaInP formed on a substrate.

The exposure according to claim 1, wherein the surface of the photosensitive drum rotating at a peripheral speed of 100 to 200 [m / min] is exposed by light having a peak wavelength of 600 to 650 [nm] emitted from the light emitter. apparatus.

The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light emitting element array includes a DBR layer between the substrate and the light emitter.

4. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the surface of the photosensitive drum from which charge on the surface is neutralized is exposed by a static eliminator having a light source that emits light having a peak wavelength of 600 to 650 [nm]. .

5. The exposure apparatus according to claim 4, wherein the surface of the photosensitive drum from which charge on the surface is neutralized is exposed by the static eliminator including a second light emitting element having a second light emitter made of AlGaInP.

The light emitter is provided between a first clad layer, a second clad layer provided on the first clad layer, and the first clad layer and the second clad layer. A light emitting layer, and a current spreading layer provided on the second cladding layer,
The line according to any one of claims 1 to 5, including a region in which a normal angle of a line connecting the periphery of the light emitting layer and the periphery of the current diffusion layer with respect to a side surface of the current diffusion layer is less than a critical angle. The light emitting element array of description.

The light emitting element array according to claim 6, wherein a band of the current diffusion layer that absorbs light is different from a wavelength of light emitted from the light emitting layer.