JPH0410601Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の詳細な説明〕 本考案は、非晶質シリコン系光導電体層を導電
性基質上に有する感光体ドラムを用いた画像形成
装置において使用する露光装置に関し、より詳細
には、画像形成に際し該光導電体層の表面電位を
一定のレベルに安定化することが可能な露光装置
に関する。

非晶質シリコン系光導電体層は、表面硬度が高
く、長波長側の光に感度を有し、しかも感度その
ものも良好であるので、電子写真用の感光体とし
ても着目されている。

しかしながら、本考案者等の研究によると、非
晶質シリコンは上述した優れた特性を有するもの
の、高速写真に際して光疲労が比較的大であると
いう問題点を有している。例えば、通常の複写サ
イクル内で、帯電、露光、現像、転写及びクリー
ニングの諸動作を感光層に反復すると、セレン感
光層の場合、二回目以降の帯電量は一回目の帯電
量の0.5乃至３％程度の低下に過ぎず、光疲労に
よる影響は殆んど無視し得るものであるが、非晶
質シリコンの場合には、二回目以降の帯電量は一
回目の帯電量よりも５乃至20％にも達する低下を
来たし、一枚目の画像に比して二枚目以降の画像
は目で識別できる程度の濃度低下を生ずるという
欠点がある。

従つて、本考案の目的は、非晶質シリコン系光
導電体層を表面帯電電位を一回目の工程と二回目
以降の行程とで実質上同一のレベルに調節でき、
常に安定した濃度の画像を得ることができる画像
露光装置を提供するにある。

本考案によれば、非晶質シリコン系光導電体層
を導電性基質上に有する感光体ドラム表面に、第
１回目の電子写真行程に先立つて前露光を行な
い、且つ各回毎の電子写真工程における画像露光
を前露光と同一の光源により行なう露光装置であ
つて、該露光装置は、感光体ドラムの回転方向に
対して、感光体ドラムの表面の帯電域の下流側に
形成される画像露光域に原稿からの反射光を照射
し画像露光を行う第１の光学系と、光源からの光
を上記帯電域の上流側に形成される前露光域に画
像露光強度と実質上同一の光強度にて前露光を行
う第２の光学系とを有し、第２の光学系はその露
光部の下流側下方先端に遮光用摺擦ブレードを有
していることを特徴とする画像形成装置における
露光装置が提供される。

また上記前露光域及び画像露光域の光強度が50
乃至250μW／cm²の範囲であることが好ましい。

以下本考案を代表的な画像形成装置である複写
機に採用した例を用いて説明する。

本考案の露光装置を備えた複写機の画像形成部
を示す第１図において、駆動回転される金属ドラ
ム１の表面には非晶質シリコン系光導電体層２が
設けられている。このドラムの周囲には、主帯電
用コロナチヤージヤ３；ランプ４、第１の光学系
５及び第２の光学系６から成る画像露光機構；ト
ナー７を有する現像機構８；トナー転写用コロナ
チヤージヤ９；紙分離用コロナチヤージヤ１０；
除電ランプ１１；及びクリーニング機構１２がこ
の順序に設けられている。

この複写機においては先ず、光導電体層２をコ
ロナチヤージヤ３で一定極性の電荷で帯電させ
る。次いで、ランプ４で複写すべき原稿１３を照
明し、光学系５を経て原稿の光線像で光導電体層
２を露光し、原稿画像に対応する静電潜像を形成
させる。この静電潜像を、現像機構８によりトナ
ー７で現像する。転写紙１４を、トナー転写用チ
ヤージヤ９の位置でドラム表面と接触するように
供給し、転写紙１４の背面から静電像と同極性の
コロナチヤージを行つて、トナー像を転写紙１４
に転写させる。トナー像が転写された転写紙１４
は、分離用コロナチヤージヤ１０の除電によつて
ドラムから静電的に剥離され、定着域（図示せ
ず）等の処理域に送られる。

トナー転写後の光導電体層２は除電ランプ１１
による全面露光で残留電荷が消去され、次いでク
リーニング機構１２によつて残留トナーの除去が
行われる。

本考案で用いる非晶質シリコン感光層２は、既
に述べた通り、無視し得ないオーダーの光疲労を
示し、露光後の感光層の帯電電位は、露光を受け
ていない感光層の帯電電位に比して最大20％にも
及ぶ低下を示し、形成される複写物の画像濃度も
一枚目と二枚目以降のものとではかなり異なつた
ものとなる。

本考案は、非晶質シリコン系光導電体層の光疲
労は、全体としての光量ではなく、光強度によつ
て大きく左右されるという新規知見に基づくもの
である。

第２図は、非晶質シリコンに対して種々の光強
度（単位μω／cm²）の露光を行つた際の、露光時
間と光疲労による帯電電位の低下率（％）との関
係を示す線図である。この第２図によると、光疲
労の程度は、光強度により大きく左右され、一方
露光時間については、比較的短時間で飽和され、
光量には殆んど依存しないことが明らかである。

本考案の画像露光装置は、上記知見に基づき、
一回目の電子写真工程に先立つて、非晶質シリコ
ン光導電体層を、画像露光時の光強度と実質上同
一の光強度の光線で前露光することにより、最初
の電子写真行程における感光層の帯電電位を２回
目以降の感光層の帯電電位と同じレベルに維持
し、常に安定した濃度の画像が得られることを知
見し完成したものである。

この前露光の光強度が、画像露光時の光強度よ
りもかなり低いときには、一回目の行程と二回目
以降の行程とで光疲労による無視し得ない影響を
生ずるようになり、一方前露光の光強度が画像露
光時の光強度よりもかなり高いときには、一回目
と二回目以降の帯電電位に変化は無いが、かなり
の濃度低下した画像になつてしまう。

本考案の露光装置を拡大して示す第３図を参照
して、この露光装置は、ハロゲンランプ等の光源
４、画像露光用光学系５及び前露光用光学系６か
ら成つており、光源４からの光はコンタクトガラ
ス２０上に載置された複写すべき原稿１３を照射
し光学系５を介して非晶質シリコン系の感光層２
に原稿照射光が到達する画像露光、及び前露光用
光学系６を介して感光層２に到達する前露光を行
なう。

本考案のかかる装置を使用して、前露光及び画
像露光を行なうことにより、前述した様に最初の
電子写真行程における感光層の表面電位を２回目
以降の感光層の表面電位と同じレベルに維持し、
常に安定した濃度の画像が得られるのである。

本考案の露光装置においては、前述した如く、
１回目と２回目以降の感光層における表面電位を
同じレベルに維持するために、画像露光及び前露
光に際しての感光層２上の光強度を実質的に同一
となる様にする。このために画像露光及び前露光
における光源４からの光学的距離を前述したよう
に感光層２上の光強度が夫々実質的に一致させる
様に設定すべきである。この場合、反射鏡等を用
いて上記の光強度が一致する様に光源４の位置を
調整することも可能である。

本考案において光学系５としては、通常使用さ
れている光学的結合素子アレイ（商品名セルホツ
クレンズ）が使用され、また光学系６としては感
光層２上への全面照射及び光学的距離を自在に調
整し得るという見地からフアイバーレンズが好適
に使用される。

また光源４としてハロゲンランプを用いる場合
には光源４と光学系６の上端との光学的距離は少
なくとも50mm以上とすることが好ましい。これは
ハロゲンランプが通常複数の点光源が長手方向一
列に並んだ棒状光源であることから、上記範囲内
であると感光層２上に照射される光強度にムラが
生ずるためである。

また本考案においては、光学系６の感光体ドラ
ム１の回転方向に対して下流側下方先端に遮光用
ブレード２１を設けることが必要である。このブ
レード２１は、感光層２の表面に摺擦する様に設
けられ、前露光の光が漏洩して主帯電に悪影響を
及ぼすのを防止するためのものである。かかるブ
レード２１としては、感光層２の表面に傷をつけ
ない様にするために可撓性乃至は弾性を有するゴ
ムブレードや樹脂フイルムを使用することが好ま
しく、遮光の目的から濃く着色或いは完全に光が
透過しないように着色されていることが重要であ
る。

即ち本考案の露光装置においては、画像露光に
先立つて、画像露光と実質的に同一の光強度によ
り前露光が行なわれ、かくして一回目の複写行程
における感光層２上の表面電位とそれ以降の表面
電位とを同一のレベルに維持することが可能とな
るのである。

しかも本考案の露光装置においては、画像露光
と前露光とを同一の光源を使用して行なうため
に、光強度の調整を機械的に極めて容易に行ない
得るという利点も有している。

非晶質シリコン系光導電体層としては、それ自
体公知の任意のものが使用され、例えばシランガ
スのプラズマ分解等で基板上に析出される非晶質
シリコンが使用され、このものは、水素やハロゲ
ン等でドーピングされ、更にボロンやリン等の周
期律表第族または第族元素でドーピングされ
たものであつてよい。

代表的なアモルフアスシリコン感光体の物性値
は、暗導電率が10^-12Ω^-1・cm^-1、活性化エネル
ギ＜0.85eV，光導電率＞10^-7Ω^-1・cm^-1、光学的
バンドギヤツプ1.7〜1.9eVであり、また結合水素
量は15〜20原子％の量でその膜の誘電率は11.5〜
12.5の範囲にあるものである。

この非晶質シリコン光導電層は、ドーピング種
に応じてプラス荷電やマイナス荷電も可能であ
り、コロナチヤージヤへの印加電圧は５乃至
8KVの範囲が一般的である。

露光用の光源としては、ハロゲンランプ、蛍光
灯、ヘリウム−ネオン・レザー光、半導体レザー
光等の任意の光源が使用され、一般に画像露光時
及び前露光時の感光層上の光強度は50乃至
250μW／cm²の範囲にあるのが望ましい。

なお本考案を適用させる画像形成装置としては
上述した複写機の他にレーザープリンターを挙げ
ることができる。

本考案を次の例で説明する。

実施例 第３図に示した装置に従い、光源４と原稿１３
までの距離l₁を4.5cm、光源４とオプチカルフアイ
バーレンズ６の開口までの距離l₂を5.5cmに設定
し、またオプテイカルフアイバーレンズ６として
開口径が１mmのものを光源４と開口部が平行にな
るように一列に並べたものを用い、フアイバーレ
ンズ６の感光体側端部には黒く着色して遮光能力
のあるウレタンゴムブレード２１を、感光体ドラ
ム回転方向下流側に取りつけて露光装置とした。

更に光源４としては400Wのハロゲンランプを
使用し、印加電圧に応じて光強度が変化し得る回
路が取りつけられたものを用いた。この露光装置
を用いる複写機においては露光用光源４の点灯開
始時期を通常の複写プロセスに対して幾分早く、
例えばフアイバーレンズ６の露光域３１とセルフ
オツクレンズ５の画像露光域３２とのドラム周上
での距離l₃をドラム２が回転移動する時間以上に
早く点灯開始するようにタイミングを調節して使
用した。

この露光装置を用いて、前露光、帯電、画像露
光、現像、転写、クリーニングの諸行程から成る
複写プロセスに従つて連続複写を行つたところ、
一枚目以降全て均一な濃度（２cm×２cmの黒ベタ
部を市販の反射濃度計で測定して1.20）の複写物
が得られた。この時、感光体表面上の二つの露光
域３１，３２の光強度はいずれも116μω／cm²であ
つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に適用させるための複写機の構
成を示す概略図。第２図は非晶質シリコンに対し
て種々の光強度（単位μW／cm²）の露光を行つた
際の、露光時間と光疲労による帯電電位の低下率
（％）との関係を示す線図。第３図は本考案の露
光装置を示す拡大図。 引照数字１はドラム、４は光源、５は第１の光
学系（画像露光）、６は第２の光学系（前露光）、
１３は原稿、３１は前露光域、３２は画像露光域
を夫々表わす。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 非晶質シリコン系光導電体層を導電性基質上
   に有する感光体ドラム表面に、第１回目の電子
   写真工程に先立つて前露光を行ない、且つ各回
   毎の電子写真工程における画像露光を前露光と
   同一の光源により行なう露光装置であつて、 該露光装置は、感光体ドラムの回転方向に対
   して、感光体ドラムの表面の帯電域の下流側に
   形成される画像露光域に原稿からの反射光を照
   射し画像露光を行う第１の光学系と、光源から
   の光を上記帯電域の上流側に形成される前露光
   域に画像露光強度と実質上同一の光強度にて前
   露光を行う第２の光学系とを有し、第２の光学
   系はその露光部の下流側下方先端に遮光用摺擦
   プレードを有していることを特徴とする画像形
   成装置における露光装置。 (2) 前露光域及び画像露光域の光強度が50乃至
   250μW／cm²の範囲である実用新案登録請求の
   範囲第１記載の露光装置。