JP3047005B2 - Electrophotographic recording device - Google Patents

Electrophotographic recording device

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JP3047005B2
JP3047005B2 JP3349622A JP34962291A JP3047005B2 JP 3047005 B2 JP3047005 B2 JP 3047005B2 JP 3349622 A JP3349622 A JP 3349622A JP 34962291 A JP34962291 A JP 34962291A JP 3047005 B2 JP3047005 B2 JP 3047005B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、レーザービー
ムプリンタ(LBP)等の分野において画像情報の記録
装置として広く用いられている電子写真記録装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic recording apparatus widely used as an apparatus for recording image information in the fields of copying machines, laser beam printers (LBP) and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】高級複写機では、従来のアナログ複写機
に対し、LBPを用いたデジタル複写機が用いられてい
る。また、高速ファックスにおいては、LBPやLED
プリンタが用いられている。この様な分野において用い
られる電子写真記録方式は、他の記録方式に比べ、記録
速度が早く画質が良いことが特徴である。これらの特徴
は、使用された感光体の如何によるところが大きい。
2. Description of the Related Art In a high-grade copying machine, a digital copying machine using an LBP is used in place of a conventional analog copying machine. In high-speed fax, LBP and LED
Printers are used. The electrophotographic recording method used in such a field is characterized by a higher recording speed and better image quality than other recording methods. These characteristics largely depend on the photoreceptor used.

【0003】従来より、汎用の中速複写機や低速複写機
やLBPやPPCファックスにおいては、従来材料のセ
レン系やOPC系の感光体ドラムが多用されている。高
速複写機や大型高速LBP分野において、新しい材料の
アモルファスシリコン(a−Si)系感光体ドラムが、
市場に投入され、実用化されてきた。
Conventionally, selenium-based or OPC-based photosensitive drums of conventional materials have been frequently used in general-purpose medium-speed copying machines, low-speed copying machines, LBP and PPC faxes. In high-speed copying machines and large high-speed LBP fields, amorphous silicon (a-Si) -based photosensitive drum
It has been put on the market and put to practical use.

【0004】セレン系やOPC系の感光体は、寿命はマ
シン寿命より短いものの量産性に優れているため値段が
安く、また帯電電位が高いため使いやすいことが強みと
して挙げられる。一方、a−Si系の感光体ドラムは、
寿命はマシン寿命より長いものの、感光層の形成に時間
を要し量産性に現状では劣っているため値段が高く、ま
た帯電電位が低いため使いにくいことが弱みとして挙げ
られてきた。
The advantages of selenium-based and OPC-based photoconductors are that they are shorter in life than the machine life, but are excellent in mass productivity, so they are inexpensive, and have a high charging potential, so that they are easy to use. On the other hand, an a-Si based photosensitive drum is
Although the service life is longer than the machine life, it has been cited as a disadvantage that it takes a long time to form the photosensitive layer and is inferior in mass productivity at present, so that the price is high, and that the charging potential is low, so that it is difficult to use.

【0005】近年、情報処理の高速化に伴ない、複写機
やプリンタやファックス等のOA機器において、更なる
記録の高速化と画質の向上そして機器の小型化が要求さ
れるようになってきた。また機器の画質向上の要望は、
感光体材料に良質な材料特性を要求するようになった。
さらに、機器の小型化は、感光体(ドラム)の小型化
(小口径化)を必要とし、マシン記録速度を維持するに
十分な感光体材料の記録応答性、従来以上のゴースト
(残像)対策が要求され、また、マシンの記録枚数を確
保するに十分な感光体材料の耐刷性が要求されるように
なってきた。一方、従来のカールソン記録法に対し、感
光体ドラムの内側より露光しほぼ同時に外側より現像す
る新記録法(光背面記録法)が開発されてきた。
In recent years, with the increase in the speed of information processing, OA devices such as copiers, printers, and fax machines have been required to have higher recording speed, higher image quality, and smaller devices. . Also, the demand for improving the image quality of equipment is
Photoreceptor materials have been required to have good material properties.
Furthermore, downsizing of equipment requires downsizing (smaller diameter) of the photoreceptor (drum), sufficient recording responsiveness of the photoreceptor material to maintain the machine recording speed, and countermeasures against ghost (afterimage) more than before , And the printing durability of the photoreceptor material sufficient to secure the number of recordings of the machine has been required. On the other hand, in contrast to the conventional Carlson recording method, a new recording method (optical backside recording method) in which exposure is performed from the inside of the photosensitive drum and development is performed almost simultaneously from the outside has been developed.

【0006】従来のカールソン方式の電子写真記録プロ
セスの基本は、帯電・露光・現像・転写・定着・クリー
ニング・除電の7プロセスである。これらのプロセスユ
ニットが感光体の回りに配置され、感光体を回転(ドラ
ムの場合)させて、電子写真記録を行なう。
The basics of the conventional Carlson-type electrophotographic recording process are seven processes of charging, exposure, development, transfer, fixing, cleaning, and static elimination. These process units are arranged around the photoconductor, and the photoconductor is rotated (in the case of a drum) to perform electrophotographic recording.

【0007】まず感光体表面に、帯電器で必要な帯電を
均一に行なう。次に、書き込み用のレーザーやLED等
の露光手段で、記録用の露光を行なう。感光体の材料や
感度特性等により、必要な波長と強度の露光が選定され
設定される。露光部の表面電位が大きく低下し、非露光
部の表面電位の低下が小さいため(暗減衰のみ)、電位
コントラストの大きい潜像が感光体表面に形成される。
First, necessary charging is uniformly performed on the surface of the photoreceptor by a charger. Next, exposure for recording is performed by exposure means such as a writing laser or LED. Exposure with a necessary wavelength and intensity is selected and set depending on the material of the photoreceptor, sensitivity characteristics, and the like. Since the surface potential of the exposed portion greatly decreases and the decrease of the surface potential of the non-exposed portion is small (only dark decay), a latent image having a large potential contrast is formed on the photoconductor surface.

【0008】次に現像器により、プリンタの場合には反
転現像の原理で表面電位が低下した露光部に現像器の帯
電トナーが感光体表面に吸引され、アナログ複写機の場
合には正規現像の原理で非露光部に現像器の帯電トナー
が感光体表面に吸引され、感光体表面に顕像(トナー
像)を形成する。
[0008] Next, in the case of a printer, the charged toner of the developing device is attracted to the surface of the photoreceptor by an exposure section whose surface potential has decreased due to the principle of reversal development in the case of a printer. In principle, the charged toner of the developing device is attracted to the surface of the photoreceptor at the non-exposed portion, and a visible image (toner image) is formed on the surface of the photoreceptor.

【0009】次に、転写プロセスにより、感光体表面の
トナーが記録紙に転写される。感光体表面の残留トナー
は、クリーナーで除去される。最後に、感光体表面の残
留電荷は、除電光の一括照射により消去(イレース)さ
れる(除電プロセス)。
Next, the toner on the surface of the photoreceptor is transferred to recording paper by a transfer process. The residual toner on the surface of the photoreceptor is removed by a cleaner. Finally, the residual charge on the photoreceptor surface is erased (erased) by collective irradiation of static elimination light (static elimination process).

【0010】これに対して光背面記録法では、帯電/露
光/現像が1つのプロセスユニットで行なえ、また、ク
リーニングが省略でき、さらに除電も省略可能であるの
で、画像形成(電圧印加・露光・現像)・転写・定着・
(除電)の3〜4プロセスにシンプル化できる。また、
この記録法によれば、帯電プロセスが現像と同時でしか
も接触帯電のため、帯電電位が低くて済むことが解って
きた。
On the other hand, in the optical backside recording method, charging / exposure / development can be performed by one process unit, cleaning can be omitted, and static elimination can be omitted. Development), transfer, fixing,
The process can be simplified to 3 to 4 processes (static elimination). Also,
According to this recording method, it has been found that the charging process can be performed simultaneously with the development and by contact charging, so that the charging potential can be reduced.

【0011】これは感光体材料の薄膜化を意味し、感光
体ドラムの低コスト化を実現するもので、特に高価なa
−Si感光ドラムにおいて、その効果が発揮されること
を示す。
This means a reduction in the thickness of the photosensitive material, which is to reduce the cost of the photosensitive drum.
-Shows that the effect is exhibited in the Si photosensitive drum.

【0012】こうして、このような技術・市場動向に合
った感光体(材料)と記録法の組合わせとして、透明基
体からなるアモルファスシリコン合金系の感光体ドラム
と光背面記録法の組合せが特に有望と考えられるように
なってきた。
Thus, as a combination of a photosensitive member (material) and a recording method suitable for such technology and market trends, a combination of an amorphous silicon alloy-based photosensitive drum composed of a transparent substrate and a light back recording method is particularly promising. It has come to be considered.

【0013】本発明では、小径化された種々の材料の感
光体、特にa−Si合金系感光体と光背面記録法の組合
せにおいて、新たに生じた問題(残像)について、感光
体材料の膜質改善のほかに電子写真プロセスの面から解
決を試みたものである。
[0013] In the present invention, the problem of a new problem (afterimage) in the combination of photoreceptors made of various materials with reduced diameters, in particular, an a-Si alloy photoreceptor and an optical backside recording method, will be described. In addition to the improvement, the solution was attempted in terms of the electrophotographic process.

【0014】光背面記録法は、上記のように帯電・露光
・現像のプロセスが同時処理されるため、その記録プロ
セスのメカニズムは明確ではないが、プロセスの流れは
前述のカールソンプロセスと同じであり、感光体の一周
(一回転)で完結する。
In the optical backside recording method, the charging, exposure, and development processes are performed simultaneously as described above, so the mechanism of the recording process is not clear, but the process flow is the same as the Carlson process described above. Is completed in one round (one rotation) of the photoconductor.

【0015】しかし、記録は感光体の一周で完結しな
い。例えば、感光体の一周が紙の長さより短い場合は、
1枚の紙に対して感光体を2回以上回転させて、同じ記
録プロセスを繰り返す必要がある。また、感光体の一周
が紙よりも長い場合も、通常は2枚目以降の紙が引き続
きプリントされる場合が多く、感光体は2回以上連続し
て回転され、画像形成プロセスを繰り返すことになる。
However, recording is not completed in one round of the photosensitive member. For example, if one round of the photoconductor is shorter than the length of the paper,
It is necessary to repeat the same recording process by rotating the photoconductor twice or more for one sheet of paper. Also, when the circumference of the photoconductor is longer than the paper, usually the second and subsequent papers are often printed continuously, and the photoconductor is continuously rotated twice or more, and the image forming process is repeated. Become.

【0016】このため、感光体は、一周目と二周目以降
で同じ状態に回復している必要があり、前回の画像形成
プロセスの覆歴が消去されずに残っていると、二周目以
降の画像形成において残像が生じることになる。
For this reason, the photosensitive member needs to be restored to the same state in the first and second rounds, and if the history of the previous image forming process remains without being erased, the second round will not. An afterimage will occur in the subsequent image formation.

【0017】特に、光背面露光方式は、シンプルプロセ
スで、プロセスユニットの簡略化、装置の小型化が容易
であるので、感光体ドラムの小径化、高速化が望まれて
いる。感光体ドラムが小径化されるほど、連続される画
像形成プロセス間の時間が短くなり、感光体の覆歴回復
が困難となり残像を生じやすい。たとえば、直径30m
mの感光体ドラムを使用した場合は、A4用紙縦記録の
場合に、感光体は3回転する必要がある。なお、上記の
ような残像現像は、より一般にどのような材料の感光体
ドラムにおいても生じる。
In particular, since the light back exposure method is a simple process, the process unit can be simplified and the size of the apparatus can be easily reduced. Therefore, it is desired to reduce the diameter and speed of the photosensitive drum. As the diameter of the photoconductor drum is reduced, the time between successive image forming processes becomes shorter, and it becomes more difficult to recover the history of the photoconductor, and an afterimage is easily generated. For example, 30m in diameter
When the photoconductor drum of m is used, the photoconductor needs to rotate three times in the case of vertical recording on A4 paper. Note that the afterimage development as described above generally occurs on a photosensitive drum made of any material.

【0018】なお、光照射に関する先行技術として以下
のものがあるが、いずれも本願発明とは技術思想を全く
異にする。
There are the following prior arts relating to light irradiation, all of which have completely different technical ideas from the present invention.

【0019】(1) 特開昭60−164785号公
報:従来のカールソン方式において、感光体上に形成さ
れたトナー像をマスクとして、感光体ドラムの外側から
光照射する。
(1) JP-A-60-164785: In the conventional Carlson method, light is irradiated from the outside of the photosensitive drum using a toner image formed on the photosensitive member as a mask.

【0020】(2) 特開昭63−142380号公
報:光背面記録法において、キャリアの転写防止を目的
として、感光体ドラムの外側から光照射する。
(2) JP-A-63-142380: In the optical backside recording method, light is irradiated from outside the photosensitive drum for the purpose of preventing carrier transfer.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光背面記録
方式において、残像の発生を防止することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent the occurrence of an afterimage in an optical backside recording system.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明の電子写真記録装
置は、透光性支持体上に少なくとも透光性導電層および
感光層を順次設けた感光体と、感光体の感光層側に配設
され、現像剤を感光体表面に供給する現像手段と、感光
体の透光性導電層と現像手段との間に電圧を印加する電
圧印加手段と、感光体の透光性支持体側に、現像手段と
対向するように配設され、感光体の感光層に選択された
光を照射して静電潜像を形成する画像信号露光手段と、
現像手段により静電潜像が現像されて感光体上に形成さ
れたトナー像を、被転写部材に転写する転写手段とを具
えた電子写真記録装置において、前記トナー像の形成
ら転写に至る間にて、感光体の透光性支持体側から感光
層に光照射する光照射手段を設け、さらに該光照射手段
と透過性支持体との間にスリットを配設したことを特徴
とする。
According to the present invention, there is provided an electrophotographic recording apparatus comprising: a photoreceptor having at least a light-transmitting conductive layer and a photosensitive layer provided in this order on a light-transmitting support; A developing means for supplying a developer to the surface of the photoreceptor, a voltage applying means for applying a voltage between the translucent conductive layer of the photoreceptor and the developing means, and a light-transmissive support side of the photoreceptor, Image signal exposure means arranged to face the developing means, and irradiating the photosensitive layer of the photoconductor with selected light to form an electrostatic latent image,
A toner image an electrostatic latent image is formed on is photosensitive member by developing means, in the electrophotographic recording apparatus equipped with a transfer unit for transferring to a transfer member, or formation of the toner image
At while leading to al transfer, provided the light irradiation means irradiating light to the photosensitive layer of a light-transmitting support side of the photosensitive member, further optical illumination means
Characterized in that a slit is provided between the substrate and the permeable support .

【0023】[0023]

【実施例】図1は、本発明の電子写真記録装置の実施例
を示す説明図である。ガラスなどの透光性を有する中空
円筒状の透光性支持体13の上に透光性導電層15およ
びアモルファスシリコン(a−Si)系の感光層17が
形成されて、ドラム状の感光体11が構成されている。
また、ドラム状の感光体11に代えて、ベルト(シー
ト)状感光体を用いてもよい。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of an electrophotographic recording apparatus according to the present invention. A light-transmitting conductive layer 15 and an amorphous silicon (a-Si) -based photosensitive layer 17 are formed on a light-transmitting hollow cylindrical light-transmitting support 13 made of glass or the like. 11 are constituted.
Also, instead of the drum-shaped photoconductor 11, a belt (sheet) -shaped photoconductor may be used.

【0024】透光性支持体13の内側、すなわち感光体
11の背面側には、現像ユニット31(現像手段)と対
向するようにして画像信号露光手段としてのLEDアレ
イ21が配置されており、集光素子23(セルフォック
レンズ)を介して背面露光がなされる。
An LED array 21 as an image signal exposing means is arranged inside the translucent support 13, that is, on the back side of the photoreceptor 11, so as to face the developing unit 31 (developing means). The back exposure is performed via the light condensing element 23 (selfoc lens).

【0025】感光体11の周囲には現像ユニット31、
転写ユニット41(転写手段)および定着ユニット51
が設けられている。
A developing unit 31 is provided around the photosensitive member 11.
Transfer unit 41 (transfer unit) and fixing unit 51
Is provided.

【0026】現像ユニット31は、感光体11の感光層
17側に配設され、現像剤61を感光体11の表面に供
給する。現像ユニット31の導電性スリーブ35には、
感光体11の透光性導電層15と現像ユニット31との
間に電圧を印加する現像バイアス電源37(電圧印加手
段)が接続されている。現像ユニット31は、いくつか
の磁極(N,S極)を有するマグローラ33を導電性の
スリーブ35が内包してなり、回転により現像剤61を
感光体11の表面に搬送、供給している。
The developing unit 31 is disposed on the photosensitive layer 17 side of the photosensitive member 11 and supplies a developer 61 to the surface of the photosensitive member 11. The conductive sleeve 35 of the developing unit 31 includes
A developing bias power supply 37 (voltage applying means) for applying a voltage is connected between the translucent conductive layer 15 of the photoconductor 11 and the developing unit 31. The developing unit 31 has a conductive sleeve 35 containing a mag roller 33 having several magnetic poles (N and S poles), and conveys and supplies the developer 61 to the surface of the photoconductor 11 by rotation.

【0027】画像形成に際しては、スリーブ35により
現像剤61を感光体11の表面に搬送し、現像バイアス
電源37から導電性のスリーブ35に正の現像バイアス
電圧を印加する。なお、この実施例では正帯電性のトナ
ーを使用しているが、トナーの帯電性およびバイアス電
圧の正負は、感光体の特性によって決定する。感光層1
7が現像剤61と接触したときから、現像剤61を介し
て現像バイアス電源37により感光体11に電荷が注入
されて帯電され、また同時に、転写ユニット41で転写
されず感光体11に付着残存した残存トナーが、磁気ブ
ラシによりクリーニングされる。
In forming an image, the developer 61 is conveyed to the surface of the photoconductor 11 by the sleeve 35, and a positive developing bias voltage is applied to the conductive sleeve 35 from the developing bias power source 37. In this embodiment, a positively chargeable toner is used. However, the chargeability of the toner and the polarity of the bias voltage are determined by the characteristics of the photoconductor. Photosensitive layer 1
After the contact of the photoconductor 7 with the developer 61, the charge is injected into the photoconductor 11 by the developing bias power supply 37 via the developer 61, and is charged. The residual toner thus removed is cleaned by the magnetic brush.

【0028】感光体11の透光性支持体13側に現像ユ
ニット31と対向するように配設されたLEDアレイ2
1により、現像ユニット31と感光体11の対向部位近
傍に画像信号が露光される。これら帯電と露光はほぼ同
時プロセスであるため、帯電電位は小さくてよい(例え
ば数十V)。
The LED array 2 disposed on the light-transmitting support 13 side of the photoconductor 11 so as to face the developing unit 31
By (1), an image signal is exposed in the vicinity of the opposing portion between the developing unit 31 and the photoconductor 11. Since the charging and the exposure are almost simultaneous processes, the charging potential may be small (for example, several tens V).

【0029】画像情報に従ってLEDアレイ21により
露光がなされると、露光部の感光層17の電位が急速に
低下し、トナーが反転現像されて感光体11の表面にト
ナー像63が形成される。
When exposure is performed by the LED array 21 in accordance with the image information, the potential of the photosensitive layer 17 in the exposed portion rapidly decreases, the toner is reversely developed, and a toner image 63 is formed on the surface of the photoconductor 11.

【0030】ついで、感光体11の内側に設けられたL
EDアレイ等の残像対策用の光照射装置(光照射手段)
25により、トナー像63が形成された感光体11に全
面一括光照射をする。この光照射は、現像工程の終了直
後、遅くとも転写工程の前に行なう。光照射における露
光エネルギーは、画像露光とほぼ同じレベルでよく、a
−Si系感光体の場合0.1〜2.0μJ/cm2程度
である。記録画像を評価することにより、この光照射光
量を調整することができる。この光照射における波長
は、画像露光とほぼ等しいことが望ましい。また、画像
露光用のLEDアレイ21のヘッドに光照射装置25を
搭載し、組み込んでもよい。スリット27により、光照
射装置25からの光が、現像工程前の感光体11に照射
されるのを防止する。なお、この本発明の光照射の作用
等については、後に詳述する。
Next, the L provided inside the photoreceptor 11 is
Light irradiation equipment (light irradiation means) for countermeasures such as ED arrays
25, the entire surface of the photoconductor 11 on which the toner image 63 is formed is irradiated with light. This light irradiation is performed immediately after the end of the development step, but at the latest before the transfer step. Exposure energy in light irradiation may be almost the same level as image exposure, and a
In the case of a -Si type photoreceptor, it is about 0.1 to 2.0 [mu] J / cm < 2 >. By evaluating the recorded image, the amount of light irradiation can be adjusted. It is desirable that the wavelength of the light irradiation be substantially equal to the image exposure. Further, the light irradiation device 25 may be mounted on the head of the LED array 21 for image exposure and incorporated. The slit 27 prevents light from the light irradiation device 25 from being irradiated on the photoconductor 11 before the development process. The operation of the light irradiation of the present invention will be described later in detail.

【0031】ついで、感光体11上のトナー像63は、
転写ユニット41で、転写バイアス電源45により負の
バイアス電圧が印加された転写ローラ43により、普通
紙71(被転写部材)に転写される。ついで、転写トナ
ーは、定着ユニット51で、定着ローラ53(加熱ロー
ラ)により普通紙71に定着される。55は圧力ローラ
を示す。転写後の感光体11上の残存トナーは、現像ユ
ニット31との対向位置で感光体11が現像剤61と接
触した際に磁気によって除去され、別途クリーニング部
材を設ける必要がない。もちろん、現像ユニット31の
前段に別途クリーニングユニットを設けてもよい。
Next, the toner image 63 on the photoconductor 11 is
In the transfer unit 41, the image is transferred onto the plain paper 71 (transfer member) by the transfer roller 43 to which a negative bias voltage is applied by the transfer bias power supply 45. Next, the transfer toner is fixed on the plain paper 71 by the fixing roller 53 (heating roller) in the fixing unit 51. 55 indicates a pressure roller. The residual toner on the photoconductor 11 after the transfer is removed by magnetism when the photoconductor 11 comes into contact with the developer 61 at a position facing the developing unit 31, and there is no need to provide a separate cleaning member. Of course, a separate cleaning unit may be provided in a stage preceding the developing unit 31.

【0032】ついで、転写ユニット41と現像ユニット
31との間に設けられた除電光源29(除電手段)によ
り光照射し、感光層17の電荷を消失させる。なお、本
発明では、この除電操作(除電光源29)を省略するこ
とができる。
Next, light is irradiated by a charge elimination light source 29 (charge elimination means) provided between the transfer unit 41 and the development unit 31 to make the charge of the photosensitive layer 17 disappear. In the present invention, the charge elimination operation (the charge elimination light source 29) can be omitted.

【0033】次に、図2,図3に沿って本発明の光照射
について説明する。なおこの場合は、除電光源29を使
用していない。図2(A)〜(C)は、本発明の光照射
を行なわない場合(従来例)におけるトラップキャリア
の状態および感光体の表面電位を示す模式図である。
Next, the light irradiation of the present invention will be described with reference to FIGS. In this case, the static elimination light source 29 is not used. FIGS. 2A to 2C are schematic diagrams showing the state of the trap carrier and the surface potential of the photoconductor when the light irradiation of the present invention is not performed (conventional example).

【0034】図2(D)〜(F)は、同じく本発明の光
照射を行なう場合を示している。また図3は、各プロセ
スにおけるトラップされた光キャリア数を示すグラフで
あり、(A)が従来例、(B)が本発明である。一般に
感光体材料の良悪は、μτ積、すなわちキャリアの移動
度と寿命の積で決まる。
FIGS. 2 (D) to 2 (F) show a case where the light irradiation of the present invention is performed. FIGS. 3A and 3B are graphs showing the number of trapped optical carriers in each process, wherein FIG. 3A is a conventional example and FIG. 3B is the present invention. In general, the quality of a photoconductor material is determined by the product of μτ, that is, the product of carrier mobility and lifetime.

【0035】この数値は、バンドギャップ中(禁止帯)
の局在準位密度と関係し、局在準位密度が小さいことが
好ましい。このバンドギャップ中(禁止帯)の局在準位
密度は、一般に様々なかたちで静電特性を悪化させる。
This value is in the band gap (forbidden band).
It is preferable that the localized level density is small. The localized level density in this band gap (forbidden band) generally deteriorates electrostatic characteristics in various forms.

【0036】例えば、バンドギャップ端近くの局在準位
は、帯電後の表面電位を次第に低下(暗減衰という)さ
せてしまう。また、環境温度の上昇は、帯電電位の低下
を引き起こす。これらの現象は、バンドギャップ端近く
の局在準位から励起された熱キャリアに起因している。
For example, a localized level near the band gap edge causes the surface potential after charging to gradually decrease (called dark decay). Further, an increase in the environmental temperature causes a decrease in the charging potential. These phenomena are caused by heat carriers excited from localized levels near the band gap edge.

【0037】また、バンドギャップ端から深い位置の局
在準位は、長波長の書き込み露光により励起された光キ
ャリアをトラップし、これが残像の原因となる。
The localized level deep from the band gap end traps optical carriers excited by long-wavelength writing exposure, which causes an afterimage.

【0038】すなわち、深い位置の局在準位は、大小の
違いはあっても必ず存在し、書き込み露光により発生し
た光キャリアをトラップする(図2B参照)。(伝導帯
に励起された移動性の光キャリアは、感度すなわち帯電
電位の低下に寄与する(図2A参照)。)このトラップ
された光キャリアは、時間を経て(数msec〜数十s
ec)大部分吐き出されて移動性光キャリアとなり再結
合するが、一部はトラップされたままである(図2C参
照)。
In other words, the localized level at a deep position is always present even if there is a difference in size, and traps optical carriers generated by writing exposure (see FIG. 2B). (The mobile photocarriers excited in the conduction band contribute to lowering the sensitivity, that is, the charge potential (see FIG. 2A).) The trapped photocarriers pass over time (several msec to tens of s).
ec) Most are emitted and become mobile optical carriers and recombine, but some remain trapped (see FIG. 2C).

【0039】通常の高速プリンターの感光体ドラムの回
転速度、今の場合、露光から次回帯電までのプロセス時
間は、約1秒前後である。このトラップされた光キャリ
アは、次回帯電時の電界によってようやく吐き出され
る。しかしこのような光キャリアは、電荷注入をキャン
セルする方向に働き、帯電プロセスを妨げてしまう。こ
の影響は、帯電電位50V程度(未露光部)に対し、数
Vの低下にすぎないが、2周目以降までを記録した画像
としてみれば薄い記録濃度ながら、1周目の画像情報が
2周目の画像情報に薄く重なって見えてしまい、特に、
中間調濃度の画像において現れやすい。
The rotation speed of the photosensitive drum of a normal high-speed printer, in this case, the process time from exposure to next charging is about 1 second. The trapped photocarriers are finally discharged by the electric field at the time of next charging. However, such photocarriers act in the direction of canceling charge injection and hinder the charging process. This effect is only a decrease of several volts with respect to the charged potential of about 50 V (unexposed portion). It seems to overlap with the image information of the week thinly, especially,
It is easy to appear in images of halftone density.

【0040】この約1秒後に吐き出される光キャリア数
(露光トラップされる光キャリア数)は、a−Si:H
感光材料の改善で低減化できるものの本質的に無くする
ことはできない。
About one second after this, the number of light carriers ejected (the number of light carriers trapped by exposure) is a-Si: H
Although it can be reduced by improving the photosensitive material, it cannot be essentially eliminated.

【0041】これに対して本発明では、現像後・転写前
に感光体の背面側から一括全面光照射することにより、
2周目における帯電/露光/現像プロセス前に、1周目
の画像露光部と非露光部とで、トラップされた状態の光
キャリアの差を極めて小さくでき、しかも各周目で安定
しているので、残像を防止して、再現性良く画像を形成
できる。
On the other hand, in the present invention, after development and before transfer, the entire surface is illuminated collectively from the back side of the photoreceptor.
Before the charging / exposure / development process in the second cycle, the difference between the trapped photocarriers in the image-exposed area and the non-exposed area in the first cycle can be made extremely small, and is stable in each cycle. Therefore, an afterimage can be prevented and an image can be formed with good reproducibility.

【0042】図2(D,E)に示すように、まず露光部
は、露光エネルギhνと照射エネルギーhν′の和(露
光エネルギーのほぼ2倍)を受ける。非露光部は、照射
エネルギーだけ(露光エネルギーに近くほぼ1倍)を受
ける。
As shown in FIGS. 2D and 2E, first, the exposure unit receives the sum of the exposure energy hν and the irradiation energy hν ′ (about twice the exposure energy). The non-exposed portion receives only the irradiation energy (close to the exposure energy and almost one time).

【0043】a−Si:H膜中にトラップされた光キャ
リア数は、光量の影響を多少受けるが、1周目のこれら
の照射から2周目の帯電まで十分な時間があるため光キ
ャリアの放出・再結合により、両部における2周目帯電
時のトラップされた状態の光キャリア数の差は極めて小
さい(図2E→2F参照)。
The number of photocarriers trapped in the a-Si: H film is slightly affected by the amount of light, but since there is a sufficient time from the irradiation of the first cycle to the charging of the second cycle, the number of photocarriers is reduced. Due to emission and recombination, the difference in the number of photocarriers in the trapped state at the time of the second round charging in both portions is extremely small (see FIG. 2E → 2F).

【0044】これは、a−Si:H膜中のトラップ密度
が有限な値であり、光照射エネルギーに対しa−Si:
H膜中にトラップされた光キャリア数が飽和する傾向が
あるためである。また、a−Si:H膜中のトラップ密
度(占有密度)が十分にありトラップ準位に多数の光キ
ャリアが生成した場合、放出(励起)光キャリア数はこ
のトラップ準位のキャリア濃度に比例するため、初期に
はその影響が大きいが、十分な時間後(2周目の帯電
時)にはその影響は小さい。
This is because the trap density in the a-Si: H film is a finite value, and the a-Si: H
This is because the number of photocarriers trapped in the H film tends to be saturated. When the trap density (occupation density) in the a-Si: H film is sufficient and a large number of photocarriers are generated in the trap level, the number of emitted (excited) photocarriers is proportional to the carrier concentration of this trap level. Therefore, the effect is large at the beginning, but is small after a sufficient time (during the second round of charging).

【0045】こうして、書き込み露光工程直後における
光照射の付加によって、2周目帯電時における残留光キ
ャリア数は、1周目の画像露光部と非露光部とにおいて
ほぼ等しくなることが解る。
Thus, it can be seen that the number of residual photocarriers during the second round of charging becomes substantially equal between the image-exposed portion and the non-exposed portion in the first round due to the addition of light irradiation immediately after the writing and exposing step.

【0046】以上の関係を、トラップされた光キャリア
数の変化に着目してグラフ化したのが図3であり、光照
射を施さない従来例(図3A)に比較し、本発明(図3
B)では、2周目帯電時における、露光部と非露光部と
でのトラップ光キャリア数の差が小さいことが判る。
FIG. 3 is a graph showing the above relationship focusing on the change in the number of trapped photocarriers. The graph of the present invention (FIG. 3A) is compared with a conventional example (FIG. 3A) in which light irradiation is not performed.
In B), it can be seen that the difference in the number of trapped light carriers between the exposed part and the non-exposed part during the second round of charging is small.

【0047】なお、従来例においても、転写後であって
2周目の帯電前に除電装置29(図1参照)により強い
光量で光除電することも考えられる。しかしこの方式で
は、書込み露光の4倍から10倍の強い除電光が必要で
あったため、次の帯電プロセスで帯電に大きな悪影響を
与える。すなわち、トラップされた光キャリアが吐き出
されるのに数msecから数十secを要するが、帯電
時の帯電低下はプロセス1回目で著しい。数回から数十
回目で一定値に落ち着くが、帯電電位は除電光の光量が
大きくなる程また波長が長波長になる程低くなってしま
う。
In the conventional example as well, it is conceivable that after the transfer and before the charging in the second round, the charge is removed with a strong light amount by the charge removing device 29 (see FIG. 1). However, in this method, strong static elimination light of 4 to 10 times that of the writing exposure is required, so that the next charging process has a large adverse effect on charging. In other words, it takes several milliseconds to several tens of seconds for the trapped photocarriers to be discharged, but the charging drop during charging is remarkable in the first process. The value is settled to a constant value from several times to several tens of times, but the charging potential becomes lower as the amount of the charge removing light increases or as the wavelength increases.

【0048】本発明の場合、未露光部の電位は光照射に
より低下しているため(図2E参照)、従来の場合より
はるかに少ない除電光量で済む。従って、帯電低下も少
なく、帯電効率がよくなる。また、除電プロセスを削除
することも可能である。図1に示した装置を用いて画像
形成を行なった。但し、除電光源29は使用しなかっ
た。
In the case of the present invention, since the potential of the unexposed portion is reduced by light irradiation (see FIG. 2E), the amount of charge removal is much smaller than in the conventional case. Accordingly, there is little charge reduction and the charging efficiency is improved. It is also possible to delete the charge elimination process. An image was formed using the apparatus shown in FIG. However, the static elimination light source 29 was not used.

【0049】感光体11としては外径30mmのものを
用い、透光性導電層15としてはITO薄膜を用いた。
また、感光層17としては、キャリア注入阻止層(a−
Si:H:O:N:B)、光導電層(a−Si:H)、
表面保護層(a−SiC:H)からなる積層構造(厚さ
3μm程度)のものを用いた。感光体層17の感光材料
としては、a−Si系の他に、Se系、Cas系、As
2Se系、 PVK−TNF系等の無機および有機光導電
体材料が適用できる。
The photoreceptor 11 used had an outer diameter of 30 mm, and the translucent conductive layer 15 was an ITO thin film.
Further, as the photosensitive layer 17, a carrier injection blocking layer (a-
Si: H: O: N: B), photoconductive layer (a-Si: H),
A layered structure (thickness of about 3 μm) composed of a surface protective layer (a-SiC: H) was used. As the photosensitive material of the photoreceptor layer 17, in addition to the a-Si type, Se type, Cas type, As
2 Se system, inorganic and organic photoconductive materials such as PVK-TNF system applicable.

【0050】LEDアレイ21としては波長685nm
を用い、現像ユニットの電位をプラスとして感光体表面
を正帯電させ、正帯電性トナーを用いて反転現像の原理
により現像した。
The wavelength of the LED array 21 is 685 nm.
And the surface of the photoreceptor was positively charged with the potential of the developing unit being positive, and developed using a positively chargeable toner according to the principle of reversal development.

【0051】光照射装置25として露光用のLEDアレ
イ21と同じ685nmのLEDアレイを用い、書き込
み露光エネルギー(約0.5μJ/cm2)とほぼ同じ
光照射エネルギーとなるように光照射装置25への供給
電流を調整した。普通紙を用いて画像形成を繰り返した
ところ、1枚目から多数枚目まで連続して、残像がなく
高画質の画像が得られ、中間調画像も良好であった。
[0051] Using the LED array of the same 685nm and LED array 21 for exposure as a light irradiation device 25, the light irradiation device 25 to be substantially the same irradiation power as writing exposure energy (about 0.5μJ / cm 2) Supply current was adjusted. When image formation was repeated using plain paper, high-quality images were obtained continuously from the first sheet to many sheets without residual images, and the halftone images were also good.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、光背面記録方式におい
て、現像後・転写前に、感光体背面から光照射すること
により、帯電特性に悪影響を与えることなく、画像から
残像を改善または消去することができ、特に中間調が良
好な優れた画質が得られる。
According to the present invention, in an optical backside recording system, after development and before transfer, light is irradiated from the back of the photoreceptor, thereby improving or eliminating afterimages from images without adversely affecting charging characteristics. In particular, excellent image quality with good halftones can be obtained.

【0053】よって、感光体の小型化、装置の高速化に
対応することができる。また、感光体背面から光照射す
るため、光照射用の光源を感光体の内側に収納でき、装
置の大型化を招かない。
Accordingly, it is possible to cope with downsizing of the photoconductor and speeding up of the apparatus. In addition, since light is irradiated from the back of the photoconductor, a light source for light irradiation can be housed inside the photoconductor, and the apparatus does not become large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電子写真記録装置の実施例を示す説明
図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of an electrophotographic recording apparatus according to the present invention.

【図2】各画像形成プロセスにおける感光体のトラップ
キャリアーの発生状態および表面電位を示す模式図であ
り、(A)〜(C)が従来例、(D)〜(F)が本発明
である。
FIGS. 2A to 2C are schematic diagrams showing the generation state and surface potential of trap carriers of a photoreceptor in each image forming process, wherein FIGS. 2A to 2C are conventional examples, and FIGS. 2D to 2F are the present invention. .

【図3】各画像形成プロセスにおける露光部と非露光部
でのトラップ光キャリアの変化を示すグラフであり、
(A)が従来例、(B)が本発明である。
FIG. 3 is a graph showing a change in a trap light carrier between an exposed portion and a non-exposed portion in each image forming process;
(A) is a conventional example, and (B) is the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 感光体 13 透光性支持体 15 透光性導電層 17 感光層 21 LEDアレイ 23 集光素子 25 光照射装置 27 スリット 29 除電光源 31 現像ユニット 33 マグローラ 35 スリーブ 37 現像バイアス電源 41 転写ユニット 43 転写ローラ 45 転写バイアス電源 51 定着ユニット 53 定着ローラ 55 加圧ローラ 61 現像剤 63 トナー像 71 普通紙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Photoreceptor 13 Translucent support 15 Translucent conductive layer 17 Photosensitive layer 21 LED array 23 Condensing element 25 Light irradiation device 27 Slit 29 Static elimination light source 31 Developing unit 33 Mag roller 35 Sleeve 37 Developing bias power supply 41 Transfer unit 43 Transfer Roller 45 Transfer bias power supply 51 Fixing unit 53 Fixing roller 55 Pressure roller 61 Developer 63 Toner image 71 Plain paper

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透光性支持体上に少なくとも透光性導電
層および感光層を順次設けた感光体と、 感光体の感光層側に配設され、現像剤を感光体表面に供
給する現像手段と、 感光体の透光性導電層と現像手段との間に電圧を印加す
る電圧印加手段と、 感光体の透光性支持体側に、現像手段と対向するように
配設され、感光体の感光層に選択された光を照射して静
電潜像を形成する画像信号露光手段と、 現像手段により静電潜像が現像されて感光体上に形成さ
れたトナー像を、被転写部材に転写する転写手段とを具
えた電子写真記録装置において、前記 トナー像の形成から転写に至る間にて、感光体の透
光性支持体側から感光層に光照射する光照射手段を設
、さらに該光照射手段と透過性支持体との間にスリッ
トを配設したことを特徴とする電子写真記録装置。
1. A photoconductor in which at least a light-transmitting conductive layer and a photosensitive layer are sequentially provided on a light-transmitting support, and a developing device which is disposed on the photoconductor side of the photoconductor and supplies a developer to the surface of the photoconductor. Means for applying a voltage between the light-transmitting conductive layer of the photoreceptor and the developing means; and a photoreceptor disposed on the light-transmitting support side of the photoreceptor so as to face the developing means. An image signal exposing unit for forming an electrostatic latent image by irradiating the photosensitive layer with a selected light, and a toner image formed on the photoreceptor by developing the electrostatic latent image by the developing unit. in electrophotographic recording apparatus equipped with a transfer unit for transferring the at while reaching the transfer from the formation of the toner image, it is provided a light irradiation means irradiating light to the photosensitive layer of a light-transmitting support side of the photosensitive body, further A slit is provided between the light irradiation means and the transparent support.
Electrophotographic recording apparatus characterized in that arranged the door.
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