JPH04329584A - 電子写真装置 - Google Patents

電子写真装置

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JPH04329584A
JPH04329584A JP12837291A JP12837291A JPH04329584A JP H04329584 A JPH04329584 A JP H04329584A JP 12837291 A JP12837291 A JP 12837291A JP 12837291 A JP12837291 A JP 12837291A JP H04329584 A JPH04329584 A JP H04329584A
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JP
Japan
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light
photoreceptor
main
optical memory
light source
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JP12837291A
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English (en)
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Toshiyuki Ebara
俊幸 江原
Koji Yamazaki
晃司 山崎
Shigenori Ueda
重教 植田
Hitoshi Murayama
仁 村山
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Original Assignee
Canon Inc
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  • Discharging, Photosensitive Material Shape In Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置、特にア
モルファスシリコン系感光体を用いた電子写真装置に関
するものであり、電位安定性及び光メモリー防止を目的
とした主除電光に特徴を有する電子写真装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】電子写真装置には、セレン(Se)系、
有機光導電体(OPC)系、アモルファスシリコン系な
ど、様々な感光体がそれぞれの特徴を生かすべく工夫さ
れて使用されている。
【0003】アモルファスシリコン系感光体は表面硬度
が高く、半導体レーザー(770nm〜800nm)な
どの長波長光に高い感度を示し、しかも繰り返し使用に
よる劣化も殆ど認められないなど、特に、高速複写機や
LBP(レーザービームプリンター)などの電子写真用
感光体として広く使用されている。
【0004】OPC系感光体は均一な成膜性に優れ大面
積感光体の作製が容易であり、量産性に優れ且つ安価に
感光体を供給できるというメリットがあるなど、特に、
大版複写機やパーソナル複写機、小型LBPなどの電子
写真用感光体として賞用されている。
【0005】Se系感光体はテルルの添加などによって
、半導体レーザー(770nm〜800nm)などの波
長域にも感度を示し、中速複写機やLBPなどの電子写
真用感光体として広く用いられている。
【0006】図1に、複写機とされる従来の電子写真装
置の一例が示される。本例にて、ドラム状とされるアモ
ルファスシリコン系感光体101は矢印X方向に回転し
、感光体101の周辺にはよく知られているように、主
帯電器102、静電潜像形成部位103、現像器104
、転写紙給送系110、転写・分離帯電器112、クリ
ーナー105、搬送系113、除電光源106などが配
設されている。
【0007】感光体101は主帯電器102によって一
様に帯電され、これにハロゲンランプ、蛍光灯等の光源
114により発した光をプラテンガラス118上の原稿
117に照射し、その反射光をミラー系119、レンズ
系116、フィルター115を介して感光体表面上に導
き投影され、感光体101上に静電潜像が形成される。 該潜像は現像器104からトナーが供給されて可視像、
即ち、トナー像となる。
【0008】一方、転写材Pは、転写紙通路111、レ
ジストローラ109よりなる転写紙供給系110を通っ
て、感光体101方向へと供給され、転写帯電器112
と感光体101との間隙において、背面からトナーとは
反対極性の電界を与えられ、これによって、感光体表面
のトナー像は転写材Pに転移する。
【0009】分離された転写材Pは、転写紙搬送系11
3を通って定着装置(図示せず)に至って、トナー像は
定着されて装置外に排出される。
【0010】尚、転写部位において転写に寄与せず感光
体表面に残る残留トナーは、クリーナー105に至りク
リーニングブレード107によってクリーニングされる
【0011】上記クリーニングにより更新された感光体
101は更に主除電光源106から除電露光を与えられ
て再び次の画像形成プロセスに供せられる。
【0012】一方、感光体の直径は、せいぜい80mm
〜120mm程度であり、これら小径の感光体では、特
にはアモルファスシリコン系感光体の場合帯電能の低さ
に対する帯電器の大型化、暗減衰の大きさに対する現像
器の近接化などにより、実装上きわめて窮屈なものにな
っている。又、近年の複写機の高速化の進展を考慮する
と、主帯電器から主除電光までの時間的距離を確保する
ことが困難になってきている。
【0013】特に主除電光は、光メモリー消去並びに帯
電能確保及び電位シフト低減の点から波長及び光量を厳
密にコントロールできるLEDアレイを用いることが必
須であり、又、該LEDアレイは基板のスペース確保が
困難なことから、図示のように帯電器102とクリーナ
ー105との間の上部に配設することが一般的である。
【0014】このことは、Se或はOPCなどの他の感
光体を用いる場合でも言えることである。
【0015】又、主除電光源106の点灯は、極く一般
的な直流点灯方式にて行なわれ、光量は直列に接続した
抵抗によって調整している。従って、従来装置において
は、主除電光の波長及び光量を変えても光メモリーレベ
ルが同等であれば、帯電能及び電位シフトは同等である
といった関係があった。
【0016】従って、主除電光量を弱めゴースト等の光
メモリーレベルをある程度許容せざるを得ないケースも
生じていた。このような現象のメカニズムをアモルファ
スシリコン系感光体を例にとり次に簡単に説明する。
【0017】アモルファスシリコン系感光体は、局在準
位が光キャリアーの一部を捕捉してその走行性を低下さ
せ、或は光生成キャリアーの再結合確率を低下させる。 従って、画像形成プロセスにおいて、露光によって生成
されたキャリアーの一部は、次工程の帯電時に感光体に
電界がかかると同時に局在準位から開放され、露光部と
非露光部で、感光体表面電位に差が生じて、これが最終
的に光メモリーに起因する画像むらとなって現れる。
【0018】この光メモリーは、主除電工程において均
一露光を行なうことにより感光体内部に潜在するキャリ
アーを過多にし、全面で均一になるようにして消去する
ことが一般である。更に、主除電光の光量を増やしたり
、或は主除電光の波長をアモルファスシリコン系感光体
の分光感度ピーク(大略680nm〜700nm)に近
付けることにより、より効果的にゴーストを消去するこ
とが可能である。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかし、余りに主除電
光を強くし過ぎたり、或は波長を分光感度ピークに近づ
けて長くし、感光体の深さ方向で深い位置に光キャリア
ーが発生する確率を増加させると、キャリアーの残存率
が増加する。その結果、感光体内部に潜在する過多とな
ったキャリアーが、再結合する前に主帯電工程に突入し
、帯電能率を著しく低下させるといった弊害があった。 即ち、帯電工程において初期はキャリアーの再結合過程
であり、次いで表面電位の上昇過程といったステップを
踏むため、帯電工程直前の感光体内のキャリアー量が、
その後の表面電位の高低、即ち帯電能に大きく影響する
。一方、同一条件下で連続的に画像形成プロセスを繰り
返したときに、現像器位置での電位が除々に変化すると
いった電位シフト現象が悪化し、コピー時に画像濃度が
不安定になるといった弊害をもたらす傾向にある。
【0020】従って、主除電光は、光メモリーを消去し
得る範囲で、光量が少なく且つ短い波長を用い、キャリ
アーが概ね再結合した後に帯電工程へ進むことが望まし
い。
【0021】しかし、主除電光の条件(光量、波長)を
変え光メモリーの程度が同等であるときの帯電能及び電
位シフトは同じになる傾向があるため、従来は、帯電能
、即ち暗部電位の確保の制約を受け、ある程度のゴース
トは許容せざるを得ない状況にあった。
【0022】光メモリー、帯電能及び電位シフトに及ぼ
す主除電光の影響について本発明者らは鋭意検討した結
果、主除電光の光量(強度×時間)を時間変調(基準波
を用いたパルス幅変調・PWM)して強度或は時間を変
えることにより、光メモリーのレベルを変化させずに、
帯電能及び電位シフトを変化できることを見出した。本
発明は斯る新規な知見に基づきなされたものである。
【0023】なお、パルス幅変調(PWM)は、例えば
特開昭62−39972号公報に記載されるように、画
像露光にレーザー光源を用いた電子写真装置においては
既に画像露光光量制御手段として用いられている技術で
あるが、主除電光の光量制御手段として用いるのは、本
発明が最初であり、構成及び作用効果は従来技術とは大
きく相違するものである。
【0024】従って、本発明の目的は、ゴースト消去に
不可欠な主除電光の光メモリー消去能力を最大限に引き
出し、且つ帯電能低下及び電位シフトを最小限に抑え、
トータル性能に優れ、高品質の画像を得ることのできる
電子写真装置を提供することである。
【0025】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
電子写真装置にて達成される。要約すれば本発明は、電
子写真感光体を除電光源により除電した後、該電子写真
感光体に潜像を形成して画像を得る電子写真装置におい
て、前記除電光源の点灯方式がパルス幅変調であること
を特徴とする電子写真装置であり、好ましくは、前記パ
ルス幅変調に用いる基準波の周波数が10KHZ 以下
であり、且つ前記感光体表面の移動速度(mm/sec
)を前記基準波の周波数(/sec)で除した値が1m
m以下とされ、又、感光体はアモルファスシリコン系感
光体とされる。
【0026】
【実施例】次に、本発明の電子写真装置を図面に則して
更に詳しく説明する。先ず、本発明の特徴部分を実験例
について説明する。
【0027】実験例−1 電子写真感光体としてドラム状のアモルファスシリコン
系感光体を使用した図1に示すような電子写真装置を用
いて実験した。感光体101は、その表面の移動速度が
、即ち、本実施例では感光体101の周速度が380m
m/secとなるように回転され、主除電光源106の
光量を一定に保ちながら波長を変えて、光メモリー、帯
電能及び電位シフトの主除電光波長依存性を測定した。
【0028】ここで、光メモリーは次のようにして測定
した。先ず、現像位置における暗部電位が400Vにな
るように主帯電器102の帯電電流を調整し、転写紙(
A3サイズ)Pを原稿とした際の明部電位が+50Vに
なるように、原稿照明ハロゲンランプ114の点灯電圧
を調整する。更に、その状態で画像先端部だけハロゲン
ランプ114を点灯させた場合と、ハロゲンランプ11
4を点灯させない場合とにおける、感光体101の同一
部位における電位差、即ち、画像後端部の電位差を測定
して、光メモリー電位とした。
【0029】帯電能は、主帯電器102に一定の電流を
流した際の現像器104の位置での暗部電位を測定した
【0030】電位シフトは、主帯電器102に一定の電
流を流し、連続コピー動作をした際の現像器104の位
置における暗部電位の変化分を測定した。
【0031】図2は、本実験の結果を示すグラフであり
、光量を一定にして波長を長くすると、光メモリーが減
少する反面、帯電能や電位シフトは悪化する傾向にある
ことが分かる。
【0032】実験例−2 図1に示すような電子写真装置を用い、感光体101を
380mm/secで回転させ、主除電光源106の波
長を一定にし、光量を変えて、光メモリー、帯電能及び
電位シフトの主除電光光量依存性を測定した。
【0033】ここで、光メモリー、帯電能及び電位シフ
トは、実験例−1と同様にして測定した。
【0034】図3は、本実験の結果を示すグラフであり
、波長を一定にして光量を増加させると、光メモリーが
減少する反面、帯電能や電位シフトは悪化する傾向にあ
ることが分かる。
【0035】実験例−3 図1に示すような電子写真装置を用い、感光体101を
380mm/secで回転させ、主除電光源106の点
灯方式を、図8に示すような従来の直流点灯から図6に
示すようなパルス幅変調点灯に変更した。そして、波長
及び光量を一定にした状態で、デューティー比(図7に
示す1サイクルの時間に対するon時間の比)を変えて
、光メモリー、帯電能及び電位シフトの主除電光デュー
ティー比依存性を測定した。
【0036】パルス幅変調は、例えば図7のような鋸歯
状波を基準波とし、制御信号レベルとこの基準波を比較
してその大小により主除電光源106のon−offを
制御するものである。本実験において、上記基準波は4
KHZ のものを用いた。
【0037】ここで、光メモリー、帯電能及び電位シフ
トは、実験例−1と同様にして測定した。
【0038】図5は、デューティー比を変化させる際の
発光強度を示す図であり、図4は、本実験の結果を示す
グラフである。図4から、光量及び波長を一定にして、
デユーティー比を減少させると、光メモリーは変化せず
に、帯電能や電位シフトは良化する傾向にあることが分
かる。
【0039】実験例−4 図1に示すような電子写真装置を用い、感光体101を
380mm/secで回転させ、主除電光源106の点
灯方式を、図8に示すような従来の直流点灯から図6に
示すようなパルス幅変調点灯に変更した。そして、波長
及び光量を一定にした状態で、デューティー比100%
の場合と25%の場合の、光メモリー、帯電能及び電位
シフトの比を基準波の周波数を変えて依存性を測定した
【0040】パルス幅変調は、例えば図7のような鋸歯
状波を基準波とし、制御信号レベルとこの基準波を比較
してその大小により主除電光源106のon−offを
制御するものである。
【0041】ここで、光メモリー、帯電能及び電位シフ
トは、実験例−1と同様にして測定した。
【0042】図9は本実験の結果を示すグラフであり、
光量及び波長を一定にして、基準波の周波数を変えると
、光メモリーが変化せずに、帯電能や電位シフトが良化
する周波数には上限が存在することが分かった。
【0043】一方、周波数を減少させて行くと、感光体
101の回転スピード(mm/sec)を周波数(/s
ec)で除した値が1(mm)を越えるあたりから、感
光体101の回転方向で、主除電光の光量ムラができて
しまう。従って、適正な周波数には下限が存在すること
が分かった。
【0044】実験例−1及び実験−2から分かった光メ
モリー、帯電能及び電位シフトの主除電光の光量及び波
長に対する依存性は、図2及び図3にAで示す2点鎖線
のラインで交差しており、他の光量・波長においても、
光量及び波長のいずれかを決めれば、他方の範囲は自ず
と決まってしまう。従って、光量を調節することにより
、光メモリー、帯電能及び電位シフトを満足し得る主除
電光の波長範囲は、500〜700nmであると言える
【0045】また、この波長範囲では光メモリーを一定
レベルに保ったままで、帯電能及び電位シフトを向上さ
せることはできないことが分かった。
【0046】一方、実験例−3より主除電光源106の
点灯方式をパルス幅変調にし、デューティー比を変化さ
せれば、光メモリーを一定レベルに保ったままで、帯電
能及び電位シフトを向上させることができることが分か
った。
【0047】更に、実験例−4より主除電光源106の
点灯方式をパルス幅変調にし、光メモリーを一定レベル
に保ったままで、帯電能及び電位シフトを向上させるこ
とができるためには、基準波の周波数が10KHZ 以
下であり、且つ、感光体101の回転スピード(mm/
sec)を該基準波の周波数(/sec)で除した値が
1mm以下でなければならないことが分かった。
【0048】その結果、主除電光の波長・光量を変えな
いで従来の良いレベルの光メモリーを確保したまま、帯
電能及び電位シフトを向上させることが可能になった。
【0049】本発明を更に以下の実施例により説明する
が、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない
実施例−1図1に示すような電子写真装置を用い、感光
体101を380mm/secで回転させ、主除電光源
106として波長ピークが565nmのLEDを用いた
。又、主除電光源106の点灯は図6に示すようなパル
ス幅変調点灯方式を用い、デューティー比を25%、光
量を5μJ/cm2 にし、光メモリー、帯電能及び電
位シフトを測定した。
【0050】パルス幅変調は、例えば図7のような鋸歯
状波を基準波とし、制御信号レベルとこの基準波を比較
してその大小により主除電光源のon−offを制御す
るものである。本実施例において、上記基準波は4KH
Z のものを用いた。
【0051】ここで、光メモリー、帯電能及び電位シフ
トは、先に説明した実験例−1と同様にして測定した。
【0052】その結果を表1に示す。光メモリーが良い
条件で帯電能向上・電位シフト低減が可能になった。
【0053】
【表1】
【0054】比較例−1 図1に示すような電子写真装置を用い、感光体101を
380mm/secで回転させ、主除電光源106とし
て波長ピークが565nmのLEDを用いた。又、主除
電光源106の点灯は図8に示す直流点灯方式を用い、
光量を5μJ/cm2 にして光メモリー、帯電能及び
電位シフトを測定した。
【0055】ここで、光メモリー、帯電能及び電位シフ
トは、先に説明した実験例−1と同様にして測定した。
【0056】その結果を表1に示す。光メモリーは実施
例1と同等であったが、帯電能・電位シフトは従来どお
りであった。
【0057】実施例−2 図1に示すような電子写真装置を用い、感光体101を
380mm/secで回転させ、主除電光源106とし
て波長ピークが610nmのLEDを用いた。又、主除
電光源106の点灯は図6に示すようなパルス幅変調点
灯方式を用い、デューティー比を25%、光量を5μJ
/cm2 にし、光メモリー、帯電能及び電位シフトを
測定した。
【0058】本実施例において、上記基準波は4KHZ
 のものを用いた。又、光メモリー、帯電能及び電位シ
フトは、先に説明した実験例−1と同様にして測定した
【0059】その結果を表1に示す。光メモリーが良い
条件で帯電能向上・電位シフト低減が可能になった。
【0060】比較例−2 図1に示すような電子写真装置を用い、感光体101を
380mm/secで回転させ、主除電光源106とし
て波長ピークが610nmのLEDを用いた。又、主除
電光源106の点灯は図8に示す直流点灯方式を用い、
光量を5μJ/cm2 にして光メモリー、帯電能及び
電位シフトを測定した。
【0061】ここで、光メモリー、帯電能及び電位シフ
トは、先に説明した実験例−1と同様にして測定した。
【0062】その結果を表1に示す。光メモリーは実施
例2と同等であったが、帯電能・電位シフトは従来どお
りであった。
【0063】実施例−3 図1に示すような電子写真装置を用い、感光体101を
380mm/secで回転させ、主除電光源106とし
て波長ピークが565nmのLEDを用いた。又、主除
電光源106の点灯は図6に示すようなパルス幅変調点
灯方式を用い、デューティー比を50%、光量を5μJ
/cm2 にし、光メモリー、帯電能及び電位シフトを
測定した。
【0064】本実施例において、上記基準波は4KHZ
 のものを用いた。又、光メモリー、帯電能及び電位シ
フトは、先に説明した実験例−1と同様にして測定した
【0065】その結果を表1に示す。光メモリーが良い
条件で帯電能向上・電位シフト低減が可能になった。
【0066】実施例−4 図1に示すような電子写真装置を用い、感光体101を
380mm/secで回転させ、主除電光源106とし
て波長ピークが565nmのLEDを用いた。又、主除
電光源106の点灯は図6に示すようなパルス幅変調点
灯方式を用い、デューティー比を25%、光量を3μJ
/cm2 にし、光メモリー、帯電能及び電位シフトを
測定した。
【0067】本実施例において、上記基準波は4KHZ
 のものを用いた。又、光メモリー、帯電能及び電位シ
フトは、先に説明した実験例−1と同様にして測定した
【0068】その結果を表1に示す。光メモリーが良い
条件で帯電能向上・電位シフト低減が可能になった。
【0069】上記表1をパラメーター毎に分割して検討
すると、次のことが理解される。
【0070】つまり、表2は、デューティー依存性を抽
出した表であるが、表2から、波長及び光量が一定の下
では、デューティーを減少させたほうが、帯電能・電位
シフトが良くなることが分かる。同時に、光メモリーは
デューティーに依存しないことも理解される。
【0071】次に、表3は、波長依存性を抽出した表で
ある。これにより、光量・デューティーが一定の下では
、波長を短くしたほうが、帯電能・電位シフトが良くな
り、光メモリーは悪くなることが分かる。
【0072】最後に、表4は、光量依存性を抽出した表
である。これにより、波長・デューティーが一定の下で
は、光量は少ないほうが、光メモリーは悪くなるが、帯
電能・電位シフトはあまり影響を受けないことが分かる
【0073】
【表2】
【0074】
【表3】
【0075】
【表4】
【0076】実施例−5 図1に示すような電子写真装置を用い、感光体101と
して銅フタロシアニン系OPC感光体を用い、270m
m/secで回転させ、主除電光源106として波長ピ
ークが565nmのLEDを用いた。又、主除電光源1
06の点灯は図6に示すようなパルス幅変調点灯方式を
用い、デューティー比を50%、光量を5μJ/cm2
 にし、光メモリー、帯電能及び電位シフトを測定した
【0077】本実施例において、上記基準波は4KHZ
 のものを用いた。又、光メモリー、帯電能及び電位シ
フトは、先に説明した実験例−1と同様にして測定した
【0078】その結果、光メモリーが良い条件で帯電能
向上・電位シフト低減が可能になった。
【0079】実施例−6 図1に示すような電子写真装置を用い、感光体101と
してSe−Te系感光体を用い、270mm/secで
回転させ、主除電光源106として波長ピークが555
nmのLEDを用いた。又、主除電光源106の点灯は
図6に示すようなパルス幅変調点灯方式を用い、デュー
ティー比を50%、光量を5μJ/cm2 にし、光メ
モリー、帯電能及び電位シフトを測定した。
【0080】本実施例において、上記基準波は4KHZ
 のものを用いた。又、光メモリー、帯電能及び電位シ
フトは、先に説明した実験例−1と同様にして測定した
【0081】その結果、光メモリーが良い条件で帯電能
向上・電位シフト低減が可能になった。
【0082】
【発明の効果】以上詳しく説明した如く、本発明の電子
写真装置は、主除電光源の点灯方式をパルス幅変調(P
WM)にし高輝度でパルス露光する構成とされるので、
ゴースト消去に不可欠な主除電光の光メモリー消去能力
を最大限に引き出し、且つ帯電能低下及び電位シフトを
最小限に抑え、トータル性能に優れ、高品質の画像を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用することのできる電子写真装置の
一実施例の断面図である。
【図2】光メモリー、帯電能及び電位シフトの主除電光
波長依存性のグラフである。
【図3】光メモリー、帯電能及び電位シフトの主除電光
光量依存性のグラフである。
【図4】光メモリー、帯電能及び電位シフトの主除電光
デューティー比依存性のグラフである。
【図5】主除電デューティー比の概念図である。
【図6】本発明に従った主除電光源点灯方式を示す回路
図である。
【図7】パルス幅変調(PWM)の概念図である。
【図8】従来の主除電光源点灯方式を示す回路図である
【図9】光メモリー、帯電能及び電位シフトの主除電光
デューティー比が25%及び100%の場合の比を基準
波の周波数に対してプロットしたグラフである。
【符号の説明】
101        アモルファスシリコン系感光体
102        主帯電器 103        潜像形成部位 104        現像器 105        クリーナー 106        主除電光源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  電子写真感光体を除電光源により除電
    した後、該電子写真感光体に潜像を形成して画像を得る
    電子写真装置において、前記除電光源の点灯方式がパル
    ス幅変調であることを特徴とする電子写真装置。
  2. 【請求項2】  前記パルス幅変調に用いる基準波の周
    波数が10KHZ 以下であり、且つ前記電子写真感光
    体の移動速度(mm/sec)を前記基準波の周波数(
    /sec)で除した値が1mm以下であることを特徴と
    する請求項1の電子写真装置。
  3. 【請求項3】  前記電子写真感光体がアモルファスシ
    リコンを含む感光体であることを特徴とする請求項1又
    は請求項2の電子写真装置。
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AT92303856T ATE140320T1 (de) 1991-04-30 1992-04-29 Elektrophotographisches gerät
EP92303856A EP0511844B1 (en) 1991-04-30 1992-04-29 An electrophotographic apparatus
US08/210,413 US5631727A (en) 1991-04-30 1994-03-18 Image forming apparatus having discharging means using light source actuated prior to latent image formation
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JP2013029797A (ja) * 2011-06-22 2013-02-07 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

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