JPH0510674B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はたとえばレーザプリンタ等の画像形成
装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来の電子写真の基本プロセスは、電子写真感
光体の一様帯電、像露光、荷電粒子による現像、
そして、紙などの転写物への転写を行ない、更に
加熱等の手段で定着を行なうことによりコピーを
得るようにするもので、繰返し使用される感光体
の安定性は重要な要素である。

この感光体の安定性とは、主に光導電特性の安
定を意味し、帯電々位や、光照射後残留電位等の
静電特性が連続使用あるいは、インターバル使用
に対して安定であることが画像の安定性を左右す
る。

画像の安定化のためには、一般的に、帯電に先
だつて感光体に均一な全面露光を行ない、これに
より、予備的な疲労を与えたり、あるいは、繰返
し時の残留電荷を消去させるものが用いられ、こ
れは、前露光あるいは、消去ランプ前疲労ランプ
など様々な呼び方がされている。この全面露光に
よる繰返し特性の安定化方法では、特に感光体が
疲労し易いものでは配慮が必要で、例えば、ヒ素
セレン感光体に関しての疲労の安定化方法とし
て、特開昭53−148444号公報に開示されるよう
に、帯電に先だつての前疲労（プリフアテイグ）
を特に強く作用させるため、特定の波長領域（の
色）の光を照射して、初期変動を小さくさせるよ
うなことが行なわれる。これは、複数の波長色の
ランプを設け、複写モードに合わせて適宜の点滅
を行なわしめることにより、安定化を図つている
もので、この場合、第１の光は感光体に対して感
度のある領域の光を、第２の光は感光体の感度領
域外の光をそれぞれ用い、第１の緑色光で除電、
第２の赤色光で前疲労を与えようとするものであ
る。また、一般にこれら全面露光ランプの強度を
複写サイクルの最初から序々に弱めることにより
帯電々位等の安定化を図るようなことも行なわれ
ている。

以上のような感光体の静電特性の安定化方法
は、今日、環境変化に十分対応できるだけの満足
なレベルではないが、実用上一応のレベルに達し
ている。

しかしながら、最近出現が期待されている電子
写真感光体、すなわち、半導体レーザー光の波長
レベルである800nm付近の近赤外光に感度を有す
るセレン系感光体あるいはシリコン系感光体は、
前者が例えば、Se／SeTe／Se／アルミベース、
後者が、例えば、Si−Ｈ−Ｃ／Si−Ｈ−Ge／Si
−Ｈ−Ｂ／アルミベースなどと表現されるような
分光感度領域の異なる多層構造をもつものが多
い。これは、例えば、近赤外に対する感度ではセ
レン・テルル合金（SeTe）が優れているが、一
方、暗減衰が異状に早いことをカバーするため
に、更にその上層にアモルフアスセレン層（Se）
あるいは、少量のテルルやアンチモンあるいはヒ
素などを加えた層を設けるような対手段を講じて
いるもので、このために多層構造をとることが多
い。アモルフアスシリコン感光体の場合も類似し
た要因から、構造が多層となつているものが多
い。このように多層構造をとることによつて、長
波長感光体の特性低下を防止することができるこ
とについてのレポートは、例えばSPSEが1981年
６月に開債した「First International Congress
on Advanced in Non−Impact Printing
Technologies」でA.R.Melnik他が「Ａ
Layered Se−Te Photorecepter For ａ
GeAlAs LASER Printer」の題目で報告を行な
つている。また、導電性支持体上にSe−Te層と
Se−Te−Sb層を層重した感光体についての製法
については、特開昭56−151941号公報に開示され
ている。また、ゲルマニウムによる長波長増感を
行なつたアモルフアスシリコン感光体について
は、例えば特開昭57−78183号公報に詳細が述べ
られている。これらの感光体については、基本的
に同構造のものを試作して検討を加えた結果、長
波長感度の向上は達成されるものの、静電特性の
点においては、従来用いられてきた感光体に比べ
て、はなはだ不満足なもので、特に連続使用時の
帯電々位の低下と残留電位の増加、更には、高温
時の大きな帯電性の低下は実用上解決困難な問題
となつており、この種の感光体を用いた電子写真
装置は、実用化されていないか、あるいは、使用
条件の限定されたサンプル的なレベルにとどまつ
ているのが実情である。

〔発明の目的〕

来発明は上記事情にもとづいてなされたもの
で、その目的とするところは、感光体特性の安定
化が図れるようにした画像形成装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明は、分光感度の異なる感光層を複数有す
る像担持体と、この像担持体を一様に帯電する帯
電手段と、この帯電手段により帯電された前記像
担持体状に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
この潜像形成手段により形成された静電潜像を現
像剤により現像する現像手段と、前記像担持体の
複数の感光層のいずれか一つのみが感度を有する
波長の光を照射する異なる光源を有し、これら光
源を前記感光層が光照射により受ける影響に応じ
て前記帯電手段からの距離を変えて配置する露光
手段とを具備したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。第１図は電子写真記録装置としてのレ
ーザプリンタを示すもので、図中１は本体であ
る。この本体１内の略中央には電子写真感光体と
しての感光体ドラム２が軸支されているとともに
上部にはレーザ露光装置３が設けられている。こ
のレーザ露光装置３は、図示しないレーザ光源、
多面回転鏡４、結像補正レンズ５、ミラー６等か
らなり、感光体ドラム２上に情報光を照射するよ
うになつている。また、感光体ドラム２の周囲に
はこの照射位置から回転方向に沿つて順に、現像
装置７、第１の全面露光装置８、転写用コロナチ
ヤージヤー９、剥離用コロナチヤージヤー１０、
ブレードクリーナー１１、第２の全面露光装置１
２および帯電用コロナチヤージヤー１３が配置さ
れている。

また、本体１内の底部ガイド１４や搬送ベルト
１５等からなる転写紙Ｐの搬送路１６が設けら
れ、給紙カセツト１７から給紙された転写紙Ｐを
感光体ドラム２と転写用チヤージヤー９および剥
離用チヤージヤー１０との間および定着用ヒート
ロール装置１８を順次経て排紙トレイ１９へ搬送
するようになつている。

しかして、上記感光体ドラム２は、Se／
SeTe／Se／アルミベースの多層構造をもつセレ
ン系多層感光体ドラム２であり、この感光体ドラ
ム２は、第２図に示すようにアルミベース２０の
上にアモルフアスセレン層（厚さ約50μｍ）２
１、セレン−テルル合金層（テルル濃度約40％、
厚さ2μｍ）２２、セレン−テルル−アンチモン
層（約2μｍ）２３の順に層重形成してなり、こ
れらの各層の相対分光感度Ｓは、第３図に示すよ
うに、セレン−テルル−アンチモン層２３より、
セレン−テルル層２２が長波長領域まで感度を有
している。なお、第３図中曲線イはSeTeSb層２
３、曲線ロはSeTe層２２を示す。しかして、こ
れらの感光体を層重して得られる感光体ドラム２
のトータル分光感度Ｓは第４図に示すようにな
る。600nm付近で感度低下が起こつているのは、
表面のセレン−テルル−アンチモン層２２で光の
吸収は行なわれているが、光導電に寄与するキヤ
リアーの発生がない領域であるためと考えられ
る。また、セレン層２１は、実質的に光のとどか
ぬ層となつており、直接感光性には寄与せず、表
面側のセレン−テルル−アンチモン（Se−Te−
Sb）層２３とセレン−テルル（Se−Te）層２２
とで光を吸収して発生したキヤリアーの移送層と
しての機能を受けもつている。したがつて、三層
の感光層のうち「感光体」として光導電に寄与し
ているのは、セレン−テルル−アンチモン（Se
−Te−Sb）層２３とセレン−テルル（Se−Te）
層２２である。

さて、以上述べた感光体ドラム２は、周速180
mmで回転しながら第２の全面露光装置１２で光照
射を受け、ついで帯電用コロナチヤージヤー１３
によつて約600ボルトに均一帯電され、次いで図
示しないレーザー光源からの光信号ビームを多面
回転鏡４によつて水平走査し、更に結像補正レン
ズ５を介して約780ナノ・メーター（nm）の光ビ
ームを感光体ドラム２に照射し、所望の潜像パタ
ーンを形成する。次いで、公知の磁気ブラシ現像
装置７により感光体ドラム２上に可視像を形成
し、次いで第１の全面露光装置８の光照射を受け
て、感光体ドラム２上の潜像を消去した後、給紙
カセツト１７より同期して送られる転写紙Ｐを感
光体ドラム２に層重するとともに転写用コロナチ
ヤージヤー９により感光体ドラム２上の可視像と
逆極性の電荷を転写紙Ｐに付与し、次いで400ヘ
ルツ程度の交流電圧を印加した剥離コロナチヤー
ジヤー１０により、転写紙Ｐの除電を行なうこと
により転写と剥離を行ない、搬送ベルト１５によ
り順次定着用ヒートロール装置１８に送り込み、
記録像が定着された転写紙Ｐを排出して、記録動
作の一サイクルが完了する。

一方、感光体ドラム２上に転写後残留するトナ
ー像は、ブレードクリーナー１１により掻き取り
除去される。この一連の動作は、電気的制御にも
とづいて所望の回数だけくり返した後に終了す
る。

ところで、上記第２の全面露光装置１２は（な
お、従来では白色光源か、または青や緑色の単色
光が用いられている。）、第５図イ，ロに示すよう
に複数の単色光源を一体的に配列し、セレン系感
光体ドラム２に用いるもので、たとえば第６図イ
の分光放射分布をもつ青色螢光グローランプ（エ
ルパム真空管社製NL−22／Ｂ使用）２４と第６
図ロの分光放射分布をもつLED（東芝製TLR101
使用）２５とを同一基板２６上に多数配列したも
のである。そして、この光源の波長は、第３図で
も示したように複数の感光層のいづれか一つのみ
しか感光作用を及ぼさないものである。この構成
において、次のテストを行なつた。

(1) 環境温度条件；10℃，25℃，40℃ (2) 全面露光光源； タングステンランプ（白色灯）点灯 螢光グローランプ２４（青色）とLED２
５（赤色）を同時点灯 螢光グローランプ２４のみ点灯 LED２５のみ点灯 (3) 全面露光照射光量；60エルグ／cm² (4) 測定項目； 帯電々位の変化 露光残留電位（前記レーザー光を40erg／
cm²照射後）の変化 連続100サイクルの変化 このテストの結果は12通りにも及ぶため測定デ
ータの掲載は省略するが、以下のようにまとめら
れる。

(1) タングステンランプによる全面露光では、40
℃において、帯電々位が100サイクル後で200ボ
ルト以上低下する。10℃と25℃では、変化は少
ない。残留電位は30ボルトから50ボルト程度増
加した。

(2) 螢光グローランプ２４とLED２５の同時点
灯では、ほぼタングステンに近い傾向を示す。

(3) 螢光グローランプ２４のみでは10℃と25℃に
おいて80ボルト〜100ボルト残留電位が増加す
るが、40℃での帯電々位の低下は100ボルト以
下となる。

(4) LED２５のみの点灯では、40℃では帯電が
150〜200ボルト低下するが、10℃、25℃での残
留電位の増加は少なく、50ボルト程度であつ
た。

この結果からは、10℃から40℃を通じて、帯
電々位と残留電位の変動をそれぞれ最小にとどめ
るには、従来のように全面露光ランプの波長や強
度を選ぶだけでは不十分で、照射波長の切換をす
ることが効果的であることがわかつた。

すなわち、上記結果は感光層の温度依存性と照
射波長依存性を示すものであり、各感光層に寄与
の大きい要因を検討した結果、次の新たな対策案
を検討した。

Se−Te層の方が光照射による影響が大きく
回復に時間を要すためSe−Te層への光照射は
できるだけ帯電位置より前方に離す。

Se−Te−Sb層の方が光照射の影響は少ない
ため帯電前露光には、Se−Te−Sbのみに働く
光を用いる。

以上から第２の全面露光装置１２のうち、青色
の螢光グローランプ２４のみを点灯し、一方第１
の全面露光装置８には、第７図イ，ロのように赤
色LED２５のみよりなる光源を用いて、第２の
全面露光装置１２の照射量を40エルグ／cm²、第１
の全面露光装置８を50エルグ／cm²にして用い、
「各感光層に働く波長光を分割して与える」よう
にして再度テストしたところ帯電々位および残留
電位とも全温度化でそれぞれ100ボルト以下、50
ボルト以下の変動内に収まることが見い出され
た。これは、上記，に述べたような仮定が正
しい事を示し、この考えによればこのような多層
構造をもつ感光体ドラム２に対しては、「疲労の
大きい感光層に対する光照射は、帯電位置から離
し、帯電直前に用いる光は、疲労の小さい感光層
に作用させる」ことがよい対策となることがわか
つた。更に、第１の露光装置８は、転写前露光ラ
ンプとして、転写紙Ｐの剥離を容易にするために
用いるものであるが、機械的に転写紙Ｐを剥離す
るような場合は、必ずしも必要ではなく用いな
い。このような場合には、青色の単色光２４のみ
ではSe−Te層の除電ができず、メモリー等の発
生を生じるため、第１図仮想線で示した位置に第
１の全面露光装置８を設けても効果は、やや低ま
るが従来に比べて格段の改善が認められる。この
位置では、クリーナー１１の前で除電が行なわれ
るため、二次的にクリーニング性能が改善される
ため感光体ドラム２の疲労が許すかぎり好ましい
位置と言える。

以上のように、感光体ドラム２を分光感度の異
なる複数の感光層から、また第２の全面露光源１
２を感光層に対応した複数の単色光源２４…，２
５…よりそれぞれ構成し、さらにこの複数の単色
光源２４…，２５…を感光体ドラム２の周上に分
散配置したため、疲労変動の大きいこの種の感光
体ドラム２の安定使用を実現することができる。

次に前述したアモルフアスシリコンを上記感光
体ドラム２の感光層のかわりに用いた場合につい
て述べる。この感光体ドラム２の最外層に用いる
試作したSi−Ｈ−Ｃ層の分光感度は第８図に曲線
イで、又次の層のSi−Ｈ−Ge層は同図に曲線ロ
でそれぞれ示すとおりであり、全層としてもほぼ
曲線ロと類似の分光感度を示す。この感光体ドラ
ム２では、特に高温側での暗減衰が早くなる傾向
が強く、帯電々位が下がる。この対策としては、
前記した螢光グローランプ２４に更に青色フイル
タをつけて500nm以下の光が出るようにしたラン
プと、第９図の特性を示すLED（東芝製TLG102）
とを混在させた消去ランプを用い、35℃以上の高
温時のみ青色光だけ点灯し、他は、両方の光を照
射して用いることにより安定することが認められ
た。

次に他の感光体ドラムに対応できる単色光を発
する他のLED光源についての特性を第１０図イ
〜ハに示しておく。なお、第１０図イは東芝製
TLG102、第１０図ロは東芝製TLRG101、第１
０図ハは東芝製TLN103である。ここで第１０図
ロは赤色と緑色のLEDを一体化したものである。
また、ここでいう単色光とは、単一波長のみを表
わすものではなく、特定波長領域にのみ分布する
光という意味である。したがつて、上記以外の光
でも光学フイルターと白色光源の組み合わせによ
つても種々の単色光が得られ、他に考えられる多
層感光体ドラムに対応できることは言うまでもな
い。また、第１１図は、緑色LED（TLG102）２
５と赤色LED（TLR101）３０を組み合わせた例
である。

以上のように比較的簡単な構成で、多層感光体
ドラムの安定化が可能となる。なお、照射する単
色光の波長や点灯モードは特に制約されることは
なく、また数も２種に限定されるものでもなく、
感光体の構造や特性に応じて変わるべきものであ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、分光感度
の異なる感光層を複数有する像担持体と、この像
担持体を一様に帯電する帯電手段と、この帯電手
段により帯電された前記像担持体状に静電潜像を
形成する潜像形成手段と、この潜像形成手段によ
り形成された静電潜像を現像剤により現像する現
像手段と、前記像担持体の複数の感光層のいずれ
か一つのみが感度を有する波長の光を照射する異
なる光源を有し、これら光源を前記感光層が光照
射により受ける影響に応じて前記帯電手段からの
距離を変えて配置する露光手段とを具備したか
ら、感光体特性の安定化が図れる等優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例を示すもの
で、第１図はレーザープリンタの概略的断面図、
第２図は感光体ドラムの断面図、第３図は各層の
相対分光感度を示す図、第４図はトータル分光感
度を示す図、第５図イは第２の全面露光装置を示
す断面図、第５図ロは同じくその正面図、第６図
イ，ロは青色螢光グローランプおよびLEDの分
光放射特性図、第７図イは第２の全面露光装置を
示す断面図、第７図ロは同じくその正面図、第８
図はアモルフアスシリコンを用いた感光体ドラム
の分光感度を示す図、第９図はLEDの分光放射
特性図、第１０図イ，ロ，ハは他のLEDの分光
放射特性図、第１１図イは本発明に係る第２の全
面露光装置の他の実施例を示す断面図、第１１図
ロは同じくその正面図である。 ２…像担持体、３…潜像形成手段（レーザ露光
装置）、７…現像手段、８，１２…露光手段、１
３…帯電手段、２１，２２，２３…感光層、２
４，２５…光源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分光感度の異なる感光層を複数有する像担持
   体と、 この像担持体を一様に帯電する帯電手段と、 この帯電手段により帯電された前記像担持体状
   に静電潜像を形成する潜像形成手段と、 この潜像形成手段により形成された静電潜像を
   現像剤により現像する現像手段と、 前記像担持体の複数の感光層のいずれか一つの
   みが感度を有する波長の光を照射する異なる光源
   を有し、これら光源を前記感光層が光照射により
   受ける影響に応じて前記帯電手段からの距離を変
   えて配置する露光手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。 ２ 露光手段は、像担持体の帯電位置から近い位
   置に短波長の光源を、遠い位置に長波長の光源を
   それぞれ配置して構成した特許請求の範囲第１項
   記載の画像形成装置。 ３ 露光手段は、像担持体の転写前と帯電前とに
   配置した特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の画像形成装置。 ４ 露光手段は、像担持体の清掃前と帯電前とに
   配置した特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の画像形成装置。