JPH0816052A

JPH0816052A - 電子写真プリンタ

Info

Publication number: JPH0816052A
Application number: JP14783994A
Authority: JP
Inventors: Masanori Nakamura; 正憲中村; Akio Tsujita; 明夫辻田; Yoji Hirose; 洋二広瀬
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】三セレン化砒素感光体に対し、６６０≦λ≦
７００ｎｍの波長を有する光源を使用する際に生じる露
光履歴を緩和し、繰り返し使用に耐え得る電子写真プロ
セスを有する電子写真プリンタを提供する。【構成】反転現像法により感光体１の明部を現像する
電子写真プロセスを有する電子写真プリンタにおいて、
三セレン化砒素を主成分とする感光体１と、中心波長領
域が６６０〜７００ｎｍの光を照射する画像露光光源８
と、現像後でかつ転写前に中心波長領域が６６０〜７０
０ｎｍの光を照射して履歴消去を行う除電光源７とを備
え、この除電光源７の設置位置を、除電光照射位置から
転写位置までの経過時間が０．１秒以上となる位置とす
ると共に、除電光量を画像露光量の２〜３倍とし、さら
に転写位置で明部電位を暗部電位以上となるように設定
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、三セレン化砒素系感光
体を用いた電子写真プロセスを有する電子写真プリンタ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスに用いられる感光体に
は、セレン系、アモルファスシリコン、ＯＰＣなどがあ
る。近年、無公害であることから、アモルファスシリコ
ン、ＯＰＣが主流になりつつあるが、高速、大型プリン
タにおいては、磨耗寿命やコストパフォーマンスに優れ
たセレン系が多用されている。

【０００３】さらに、高速、大型プリンタの潜像を形成
するための露光光源には従来より、Ｈｅ−Ｃｄ，Ｈｅ−
Ｎｅ，Ａｒ等のガスレーザが多用されていたが、露光光
源部の小型化および低コスト化を図るため、半導体レー
ザやＬＥＤの採用が強く望まれていた。

【０００４】しかし、半導体レーザやＬＥＤを露光光源
に採用した場合、これらの光源は長波長光であることが
多く、この長波長光に対して高感度のＯＰＣやアモルフ
ァスシリコンなどの感光体では、感光体の寿命低下やコ
ストアップを生じる。

【０００５】また、安価なセレン感光体では、純セレン
感光体にテルルを添加した増感セレン−テルル感光体や
三セレン化砒素感光体を使用することが可能である。し
かし、増感セレン−テルル感光体では、テルル添加に伴
う温度特性（耐熱温度）の低下や、低い表面硬度による
磨耗寿命の低下が問題となり、また三セレン化砒素感光
体では、長波長光による繰り返し露光時に露光履歴があ
る。

【０００６】この繰り返し露光は、短波長光では生じ
ず、長波長光による露光の場合にのみ生じる問題であっ
て、三セレン化砒素感光体がバルク全体に感度を持つ全
層励起型の感光体であるため、長波長光を照射すると感
光層の奥深くまで入り込み、履歴を形成する。

【０００７】特に本発明者は三セレン化砒素感光体の優
れた長波長感度に着目し、像露光光源として中心波長λ
１が６６０≦λ１≦７００ｎｍの領域の光照射する半導
体レーザを用いたシステムを検討した結果、半導体レー
ザのような長波長の光源に対しては、特に前述の露光履
歴が大きな問題となることが判明した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この露光履歴を消去す
るため、除電方法の改良や印刷パターンの規制が提案ま
たは実施されているが、印刷プロセス速度が２００ｐｐ
ｍ以上（１サイクルの印刷プロセス時間が約１秒以下）
の高速プリンタでは、これらの対策による露光履歴の消
去は困難であった。

【０００９】なお、本発明の関連技術としては、例えば
特公平５−１０６７３号公報（特公昭６０−３２０７７
号公報）に記載された発明などがある。

【００１０】本発明は、三セレン化砒素感光体に対し、
６６０≦λ１≦７００ｎｍの中心波長λ１を有する光源
を使用する際に生じる露光履歴を減少し、繰り返し使用
に耐え得る電子写真プリンタを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、三セレン化砒素を主成分とする感光体
と、中心波長領域が６６０〜７００ｎｍの光を照射する
画像露光光源と、現像後でかつ転写前に中心波長領域が
６６０〜７００ｎｍの光を照射して履歴消去を行う除電
光源とを備え、この除電光源の設置位置を、除電光照射
位置から転写位置までの経過時間が０．１秒以上となる
位置とすると共に、除電光量を画像露光量の２〜３倍と
し、さらに転写位置で、明部電位を暗部電位以上となる
ように設定したことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】電子写真プリンタでは、画像形成部において静
電印加方式による画像が感光体上に形成される。具体的
な静電印加方法としては、まずコロナ放電を利用した帯
電により、感光体表面に均一な電荷が保持される。次
に、形成すべき画像を露光光線により感光体表面に形成
する。その際、露光光線が照射された部分の感光体表面
電荷は、感光層内の光電効果により生成された電子また
は正孔により打ち消され、露光後には感光体表面に静電
潜像が形成される。

【００１３】その後、現像部において静電的なトナー吸
着により静電潜像を顕像化され、形成されたトナー像は
その後の転写部において用紙に転写される。感光体表面
に残存したトナーおよび静電潜像は、後のクリーニング
および除電プロセスにより除去され、感光体は次の印刷
のための帯電に備える。

【００１４】ここで、前記露光光源の中心波長が６６０
ｎｍ以上の場合は、感光層への光浸透度が大きくなり、
つまり光電効果により、キャリアが生成される深さが短
波長光を用いた場合に比べ大きくなる。従って、感光層
中で生成キャリアがトラップされる深さも大きくなる。
トラップされたキャリアは、次回の帯電電荷を打ち消す
ように振る舞うため、非露光部と露光部の次回の帯電量
に差ができる。

【００１５】また、深部にトラップされたキャリアは、
感光層にかかる電界により経時的に表面の電荷を打ち消
すため、感光体の表面電位の減衰が速くなり、現像部に
おける電位が、露光部の方が非露光部よりも小さくな
る。これは一般に、光疲労現象と呼ばれている。

【００１６】従って、現像部における露光部と非露光部
で電位差が生じ、トナーの帯電量、現像バイアスの条件
によって前回の露光部分にトナーが付着し、かぶりを生
じる。これは、ポジ露光履歴と呼ばれている。

【００１７】そこで、現像後転写前に露光光源と同波長
の光を感光体に照射すると、トナーが付着している部分
には感光層に光が届かず、トナーが付着していない部分
にのみ感光層に光が到達する。ここで、トナーの付着し
ている部分は露光部であり、既にレーザが照射されてい
るので、露光部と非露光部で同一波長の光が１回ずつ照
射されたことになり、光疲労も同一となる。

【００１８】このようにすると、明部と暗部の電位減衰
が同一となり、現像部での電位差を生じないので、露光
履歴を消去できる。また、逆に転写前露光による暗部の
光疲労を大きくすると、暗部のかぶりを生じ、前回の露
光部分が白く浮き出てくる。これは、ネガ露光履歴と呼
ばれている。

【００１９】また、三セレン化砒素感光体の光応答性つ
まり電位が落ちきって飽和するのに要する時間は０．１
秒程度必要であるため、転写前の除電光源の位置（除電
光の照射位置）は、転写から０．１秒以上離れた位置
（転写動作と除電光照射タイミングが０．１秒以上離れ
た位置）が適切である。そして、転写前除電光の光量を
像露光量に比べ２〜３倍として、転写部での電位を明部
電位≧暗部電位とする。

【００２０】このような電位関係を作ることにより、暗
部領域と明部領域の面積比に左右されることなく転写剥
離がスムーズに行われる。これは、転写時に用紙が転写
コロトロンにより負帯電され、感光体の暗部領域が多く
暗部領域の正電荷量が多いと、用紙と感光体の付着力が
大きくなり、剥離が上手く行かなくなるためである。従
って、暗部電位を明部電位より小さくすることにより、
暗部と感光体の付着力を低減でき、転写剥離が良好に行
われる。また、転写前露光量が像露光量よりも大きいた
め、ネガ露光履歴が発生するが、現像バイアスを最適に
することにより暗部のかぶりを防止し、ネガ露光履歴を
印刷上目立たなくすることができる。

【００２１】ここで問題となるのが、現像後の感光体上
に形成された静電潜像の飛散である。静電潜像は、暗部
と明部の電位障壁により像を保持している。従って、転
写前除電により暗部の電位を低下させ、この電位障壁を
無くした場合、静電潜像は暗部へ飛散してしまう。この
現象は、ＯＰＣ感光体やＳｅ−Ｔｅ感光体では顕著であ
るが、三セレン化砒素感光体では起こりにくい。

【００２２】これは、三セレン化砒素感光体ではトナー
が感光体に付着した際の鏡像力や静電力が他の感光体に
比べ大きいためと考えられる。また、トナーの帯電量を
画像濃度の低下を起こさない範囲で出来る限り大きくす
ると、さらにトナー飛散は起こり難くなる。ただ、トナ
ー帯電量を大きくすると、現像バイアスも大きくする必
要があり、白紙部のかぶりが起こるので注意を要する。

【００２３】このようにして、露光履歴の消去や、転写
剥離性および画質の向上と、トナー飛散を防止すること
ができる。

【００２４】なお、関連技術として列挙した前記特公平
５−１０６７３号公報（特公昭６０−３２０７７号公
報）に記載されている発明は、転写前露光後の電位が明
部領域よりも暗部領域が高くなるように設定することに
より、トナーと感光体表面との付着力が小さくてもトナ
ーが暗部領域へ飛散することなく、乱れのない画像を得
ようとするものである。

【００２５】これに対して本発明は、転写前露光後の明
部領域と暗部領域の電位関係を公知例のように設定しな
くても、（すなわち、明部領域の電位よりも暗部領域の
電位を低く設定しても）乱れのない画像を得ることがで
きる。これは特に、一般的に一成分現像剤に比べてトナ
ー帯電量が大きいとされている二成分現像剤を用いるこ
と、ならびに誘電率が大であるため大きなトナー付着力
が得られる三セレン化砒素を主成分とする感光体を用い
ることにより達成される。

【００２６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づき説明
する。図１は、本発明に係る電子写真プリンタの概略構
成図である。

【００２７】図中１は像担持体である感光体ドラムであ
り、その周りには、帯電器２、現像機３、転写器４、ク
リーニング装置５、イレーズランプ６、転写前除電ラン
プ７、ＡＣコロナ除電器１１等が配置されている。ま
た、上記感光体ドラム１の図中右下側には、露光光源、
ポリゴンミラー、レンズ等からなるスキャナユニット８
が配設されている。

【００２８】ここで、感光体ドラム１は、帯電器２によ
り約８００ｖで一様に帯電される。次にスキャナユニッ
ト８から画像光Ｂが感光体ドラム１の表面に照射される
と、露光部分は電位が低下し、該感光体ドラム１には静
電潜像が形成される。

【００２９】該静電潜像は、感光体ドラム１の回転に伴
い現像機３の方向に向けられ、該現像機３によりトナー
１０が供給されて、静電潜像がトナー像として現像化さ
れる。この後、転写前除電ランプ７の除電光により、暗
部電位は光減衰して低下する。また、転写前除電ランプ
７の除電光は、トナー付着部分の感光体表面には到達し
ない。感光体ドラム１上のこのトナー像は、転写器４に
より用紙９に転写される。転写の終了した用紙９上のト
ナー像は、図示しない定着装置により永久像として定着
される。

【００３０】転写の終了した感光体ドラム１は、ＡＣコ
ロナ除電器１１により除電された残留トナーをクリーニ
ング装置６によりクリーニングされ、イレーズランプ５
により表面を除電された後、次の画像形成に備えられ
る。

【００３１】図２は、ポジ露光履歴発生時における現像
機位置での感光体表面電位の時間的変化を示したもので
ある。

【００３２】図中のＴ₀〜Ｔ₁およびＴ₂〜Ｔ₃が白紙
印刷時の、Ｔ₁〜Ｔ₂がベタ黒印刷時の感光体表面電
位、Δｖが露光履歴電位である。

【００３３】図３は、ネガ露光履歴発生時における現像
機位置での感光体表面電位の時間的変化を示したもので
ある。図中のＴ₀〜Ｔ₁およびＴ₂〜Ｔ₃が白紙印刷時
の、Ｔ₁〜Ｔ₂がベタ黒印刷時の感光体表面電位、Δｖ
が露光履歴電位である。

【００３４】図４は、露光履歴発生時における各プロセ
ス間の感光体表面電位の変化を示すものである。

【００３５】露光部は、光疲労により暗減衰が速くな
り、現像位置では非露光部に比べ電位が小さくなる。こ
の電位低下量が露光履歴電位Δｖである。

【００３６】図５は、露光履歴が発生しない時の各プロ
セス間の感光体表面電位の変化を示すものである。

【００３７】転写前露光を行うことにより、露光部と非
露光部の暗減衰の低下を同一にし、現像部での電位を等
しくすることができ、こうして露光履歴を防止できる。

【００３８】図６は、三セレン化砒素感光体、ヨウ素添
加三セレン化砒素感光体、増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体の光応
答曲線を示す。

【００３９】ヨウ素添加三セレン化砒素感光体、増感Ｓ
ｅ−Ｔｅ感光体は光応答時間が０．１秒以下、三セレン
化砒素感光体は０．２秒程度であることが判る。

【００４０】三セレン化砒素感光体にヨウ素を添加する
ことにより光応答性はよくなり、画像濃度の向上が実現
できるが、逆に光疲労が起こりやすくなり、露光履歴が
起こりやすくなる。

【００４１】本発明においては、高速プリンタの低コス
ト化として、三セレン化砒素感光体と半導体レーザの組
み合わせを採用した際に発生する露光履歴を転写前除電
光を用いて防止し、さらに除電光量を最適化することに
より転写剥離性および画質を向上させ、かつトナー飛散
を防止することができた。

【００４２】つまり、画像露光光源に６６０≦λ１≦７
００ｎｍの中心波長λ１を有する光源を用い、除電光源
として６６０≦λ２≦７００ｎｍの中心波長λ２を有す
る光源を用いて、除電ランプの光照射位置を転写前０．
１秒以上離れた位置とし、除電光量を画像露光量の２〜
３倍とし、転写器位置では明部電位≧暗部電位となるよ
うにする。

【００４３】（具体例１）本具体例１は図１に示す装置
であり、光源に中心波長６８０ｎｍのＩｎＧａＡｌＰ／
ＧａＡｓ系の半導体レーザを使用している。また、光量
は感光体ドラム１表面において約２００μＷ／ｃｍ²に
設定し、該光線は感光体ドラム１表面に直交入射するよ
うになっている。

【００４４】感光体には、三セレン化砒素感光体、ヨウ
素添加三セレン化砒素感光体、増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体を
用いた。また、感光体ドラム１の回転数は６０ｒｐｍ、
感光体初期表面電位は現像機部分で非露光時に約７００
ｖとした。

【００４５】さらに、転写前除電ランプ７は、中心波長
６８０ｎｍ、０〜９００μＷ／ｃｍ²の赤色ＬＥＤであ
り、また、イレーズランプ６の除電用イレーズ光は、１
５Ｗ白色蛍光灯に赤色フィルタを介すことで、中心波長
６００ｎｍ以上、光量８０μＷ／ｃｍ²の赤色光とし
た。また、露光−転写時間は０．６秒、転写前露光−転
写時間は０．１秒とした。トナー帯電量は２０〜２５μ
Ｃ／ｇ、現像バイアスは４００〜６００ｖとした。

【００４６】本具体例１による画像形成は、以下のよう
にして行われる。

【００４７】まず、約７．５ｋｖの電圧を印加した帯電
器２により、感光体ドラム１の表面は一様に帯電され
る。その直後に、スキャナユニット８の露光光源（半導
体レーザ）により像露光を行う。この際、レーザ露光ス
ポットは一般的に、直径４０〜２００μｍ、２００〜６
００ｄｐｉの像解像度を有するものが用いられるが、本
実施例では、直径６０μｍ、４００ｄｐｉのものを用い
て像出しを行う。

【００４８】露光により形成された静電潜像に、二成分
現像剤を収容した現像機３を用いてトナー像を形成し、
その後に感光体ドラム１の暗部に転写前除電光を転写前
除電ランプ７によって照射し、転写器４に−７ｋｖ印加
して用紙９の背面を負帯電させ、トナー１０を用紙９に
転写する。

【００４９】その後、用紙９は定着器（図示せず）へ送
られて定着される。転写されずに残留している感光体ド
ラム１上のトナー１０は、ＡＣコロナ除電器１１により
除電され、クリーニング装置５により掻き取られる。感
光体ドラム１はその後、イレーズランプ６により除電さ
れ、再び帯電、露光位置に帰るようになっている。

【００５０】次に、露光履歴発生時における感光体表面
電位の変化について説明する。

【００５１】図２は、図１に示した現像機位置における
感光体表面電位の変化を示す図である。

【００５２】同図に示すごとく、現像機位置における感
光体表面電位は、非露光時（白紙印刷時）で約７００
ｖ、露光時（ベタ黒印刷時）で約２０ｖである。しか
し、露光→非露光の切り替え直後は、露光による感光体
の光疲労のため、表面電位の低下（Δｖ）が見られる。
この電位差Δｖに起因する印刷濃度差が露光履歴として
印刷上に現れる。

【００５３】本具体例１では、転写前露光光量を０μＷ
／ｃｍ²とし、イレーズランプ６のみを照射した。この
時、転写器部での感光体暗部表面電位は、感光体の光疲
労および暗減衰の違いがあるため、三セレン化砒素感光
体：５００ｖ、ヨウ素添加三セレン化砒素感光体：４５
０ｖ、増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体：６００ｖとなった。転写
器部での感光体明部表面電位は、どの感光体も２０ｖで
あった。

【００５４】その結果、ベタ黒濃度は１．５で、どの感
光体も飛び散りはなかった。しかし、転写剥離性はどの
感光体も悪く、転写剥離性低下による画像の乱れが発生
した。電位差Δｖは１０ｖであったが、ポジ露光履歴は
発生しなかった。

【００５５】（具体例２）本具体例２では、転写前露光
光量を３００μＷ／ｃｍ²とし、転写前除電ランプ７と
イレーズランプ６を照射した。この時、転写器部での感
光体暗部表面電位は、各感光体の光応答性の違いから、
三セレン化砒素感光体：４０ｖ、ヨウ素添加三セレン化
砒素感光体：３０ｖ、増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体：２０ｖと
なった。転写器部での感光体明部表面電位は、どの感光
体も２０ｖであった。

【００５６】その結果、ベタ黒濃度は１．５で、三セレ
ン化砒素感光体とヨウ素添加三セレン化砒素感光体は飛
び散りはなかったが、増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体は飛び散り
が発生した。転写剥離性はどの感光体も良く、画像の乱
れもなかった。電位差Δｖは−１０ｖであったが、ネガ
露光履歴は発生しなかった。

【００５７】（具体例３）本具体例３では、転写前露光
光量を９００μＷ／ｃｍ²とし、転写前除電ランプ７と
イレーズランプ６を照射した。この時、転写器部での感
光体暗部表面電位は、各感光体の光応答性の違いから、
三セレン化砒素感光体：２０ｖ、ヨウ素添加三セレン化
砒素感光体：１０ｖ、増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体：１０ｖと
なった。転写器部での感光体明部表面電位は、どの感光
体も２０ｖであった。

【００５８】その結果、ベタ黒濃度は１．５で、三セレ
ン化砒素感光体とヨウ素添加三セレン化砒素感光体は飛
び散りはなかったが、増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体は飛び散り
が発生した。転写剥離性はどの感光体も良く、画像の乱
れもなかったが、電位差Δｖは−３０ｖとなり、白紙部
のかぶりがひどく、ネガ露光履歴が発生した。

【００５９】（具体例４）本具体例４では、転写前露光
光量を９００μＷ／ｃｍ²とし、転写前除電ランプ７と
イレーズランプ６を照射した。転写前露光−転写時間は
０．０５秒とした。この時、転写器部での感光体暗部表
面電位は、各感光体の光応答性の違いから、三セレン化
砒素感光体：２００ｖ、ヨウ素添加三セレン化砒素感光
体：５０ｖ、増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体：４０ｖとなった。
転写器部での感光体明部表面電位は、どの感光体も２０
ｖであった。

【００６０】その結果、ベタ黒濃度は１．５で、三セレ
ン化砒素感光体とヨウ素添加三セレン化砒素感光体は飛
び散りはなかったが、増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体は飛び散り
が発生した。転写剥離性はヨウ素添加三セレン化砒素感
光体と増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体は良かったが、三セレン化
砒素感光体は悪く画像の乱れが発生した。電位差Δｖは
−３０ｖとなり、白紙部のかぶりがひどく、ネガ露光履
歴が発生した。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、三セレン
化砒素を主成分とする感光体と、中心波長領域が６６０
〜７００ｎｍの光を照射する画像露光光源と、現像後で
かつ転写前に中心波長領域が６６０〜７００ｎｍの光を
照射して履歴消去を行う除電光源とを備え、この除電光
源の設置位置を、除電光照射位置から転写位置までの経
過時間が０．１秒以上となる位置とすると共に、除電光
量を画像露光量の２〜３倍とし、さらに転写位置で、明
部電位を暗部電位以上となるように設定したことを特徴
とするものである。

【００６２】このように構成することにより、露光履歴
を防止し、転写剥離性および画質を向上させ、かつトナ
ー飛散を防止することができ、結果として光学部品の低
コスト化および小型化と、感光体ドラムの長寿命化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電子写真プリンタの概略
構成図である。

【図２】ポジ露光履歴発生時に於ける現像機位置の感光
体表面電位の時間的変化を示す説明図である。

【図３】ネガ露光履歴発生時に於ける現像機位置の感光
体表面電位の時間的変化を示す説明図である。

【図４】露光履歴発生時に於ける各プロセス間の感光体
表面電位の変化を示す説明図である。

【図５】露光履歴が発生しない時に於ける各プロセス間
の感光体表面電位の変化を示す説明図である。

【図６】三セレン化砒素感光体、ヨウ素添加三セレン砒
素感光体、増感Ｓｅ−Ｔｅ感光体の光減衰曲線を示す特
性図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電器３現像機４転写器５クリーニング装置６イレーズランプ７転写前除電ランプ（除電光源）８スキャナユニット（画像露光光源）９用紙１０トナー１１ＡＣコロナ除電器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反転現像法により感光体の明部を現像す
る電子写真プロセスを有する電子写真プリンタにおい
て、三セレン化砒素を主成分とする感光体と、中心波長領域
が６６０〜７００ｎｍの光を照射する画像露光光源と、
現像後でかつ転写前に中心波長領域が６６０〜７００ｎ
ｍの光を照射して履歴消去を行う除電光源とを備え、こ
の除電光源の設置位置を、除電光照射位置から転写位置
までの経過時間が０．１秒以上となる位置とすると共
に、除電光量を画像露光量の２〜３倍とし、さらに転写
位置で、明部電位を暗部電位以上となるように設定した
ことを特徴とする電子写真プリンタ。
【請求項２】請求項１記載において、前記感光体の明
部を現像する現像剤として二成分現像剤を用いることを
特徴とする電子写真プリンタ。