JPS6014255A - 画像形成装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はたとえばレーザプリンタ等の電子写真装置に関
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、帯電に先だって感
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
に先だっての前疲労（ノリ７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
っているもので、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８
　００　ｎｍ付近の近赤外光に感度を有するセレン糸感
光体あるいはシリコン系感光体は、前者が例えば、Ｓｓ
　／　５ｅＴｅ　／　Ｓｓ　／アルミペース、後者が、
例えば、Ｓｉ　−Ｈ−Ｃ／Ｓｌ　−Ｈ−Ｇ１１／Ｓｔ　
−Ｈ−Ｂ／アルミペ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（８
ｅＴｅ　）が優れているが、一方、暗減衰が異状に早い
ことをカッ々−するために、更にその上層にアモルファ
スセレン層（Ｓｅ　）あるいは、夕景のテルルやアンチ
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ｆｆｊＮＩｔ造をと
ることが多い。アモルファスシリコン感光体の場合も類
似した要因から、構造が多層となっているものが多い。

このように多層構造をとることによって、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し＆
−）は、例えばｓｐｓｇが１９８１年６月に開債した［
ＦｉｒｓｔＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｇｒｅ
ｓｓ　ｏｎ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　ｉｎ　Ｎｏｎ−Ｉｍｐ
ａｃｔ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｇ
ＪでＡ、Ｒ，Ｍｅｌｎｉｋ他が［Ａ　Ｌａｙｅｒｅｄ　
５ｅ−Ｔｅ　Ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔａｒ　Ｆｏｒ　ａ
ＧｅＡＩＡａ・ＬＡＳＥＲＰｒ１ｎｔｅｒＪの題目で報
告を行なっている。また、導電性支持体上に８＠−Ｔｅ
層と５ｅ−Ｔｅ−８ｂ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
なったアモルファ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、５− 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っており、
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
なレベルにとどまっ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
した電子写真装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、異なる分光感度を呈する複数の感光層を有し
た電子写真感光体と、この電子写真感光体の全面露光用
光源として、上記それぞれの感光層の分光感度に対応す
る異なる単色光源を用い、これら単色光源を電子写真感
光体のそ６− れぞれ異なる位置に対向させた全面露光装置とを具備し
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
っている。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って順に、現像装置７、第１の全面
露光装置８、転写用コロナチャージャー９、剥離用コロ
ナチャージャー１０．ブレードクリーナー１１、第２の
全面露光装置１２および帯電用コロナチャージャー１３
が配置されている。

また、本体１内の低部ガイド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、給紙カセット
１７から給紙された転写紙Ｐを感光体ドラム２と転写用
チャージャー９および剥離用チャージャー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っている。

シカして、上記感光体ドラム２は、Ｓｅ／５ｅＴｅ／Ｓ
ｅ／アルミへ〜スの多層構造をもっセレン糸長多層感光
体ドラム２であり、この感光体ドラム２は、第２図に示
すようにアルミペース２ｏの上にアモルファスセレン層
（厚さ約５０μｍ）２１、セレン−テルル合金Ｊｉ　（
テルル濃度約４０係、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５ｅＴｅＳｂ層２３、曲線口
は５ｅＴｅ層２２を示す。しかして、これらの感光層を
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。６００　ｎｍ付近で感度低
下が起こっているのは、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
与するキャ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
となっており、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（５ｅ−Ｔｅ−８ｂ　）層２３
とセレン−テルル（Ｓｅ−Ｔｅ）層２２とで光を吸収し
て発生したキャリアーの移送層としての機能を受けもっ
ている。したがって、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（Ｓｓ　−Ｔｅ　−Ｓｂ　）層２３とセレン−テ
ルル（Ｓｓ−Ｔｅ）層２２である。

さて、以上述べた感光体ドラム２は、周速１８０＋ｎｍ
で回転しながら第２の全面露光装置Ｉ２で光照射を受け
、ついで帯電用コロナチャージャー１３によって約６０
０？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９− 光信号ビームを多面回転鏡４によって水平走査し、更に
結像補正レンズ５を介して約７８０ナノ・メー３ｒ−（
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、給紙カセット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ャー
ジャー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ャージャー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１ノにより掻き１０− 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図ピ）←）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０）の分光放射分布をもつ青色螢
光グローランｆ（エル・母ム真空管社製ＮＬ−２２／Ｂ
使用）２４と第６図←）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、次のテストを行なった。

（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ＬＥＤ　２５（赤色） を同時点灯 ■　螢光グローランｆ２４ のみ点灯 ■　ＬＥＤ　２５のみ点灯 （３）　全面露光照射光量；　６０エルグ／譚（４）測
　定　項　目；■　帯電々位の変化■　露光残留電位（
前記レ ーデー光を４０　ｓｒｇ／口２ 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２００．１
？シルト上低下する。１０℃と２５℃では、変化は少な
い。残留電位は３０がルトから５０♂ルト程度増加した
。

（２）螢光グローランｆ２４とＬＥＤ　２５の同時点灯
では、は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？ルト〜１ｏｏｙｔ”ルト残留電位が増加す
るが、４０℃での帯電々位の低下はｉｏｏ、ｔ”ルト以
下となる。

（４）　ＬＥＤ　２５のみの点灯では、４０℃では帯電
が１５０〜２００？ルト低下するが、１０℃、２５℃で
の残留電位の増加は少なく、５０？ルト程度であった。

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
がわかった。

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１３一 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。

■　Ｓａ　−Ｔｏ　−Ｓｂ層の方が光照射の影響は少な
いため帯電前露光には、５ｅ−Ｔｏ−８ｂ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）＠）のように赤色ＬＥＤ　２５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／ｃｎ１２、第１の全面露光装置８を
５０エルグ／儒２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？
ルト以下、５０デ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■、■に述べたヨウな仮定が正
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１４− 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った
。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
単元色２４のみでは５ｅ−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＠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１２を感光層に対
応した複数の単色光源２４・・・。

２５・・・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ァ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５ｉ−Ｈ−０
層の分光感度は第８図に曲線イで、又次の層の５ｔ−Ｈ
−Ｇｅ層は同図に曲線口でそれぞれ示すとおりであり、
全層としてもほぼ曲線口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に更に青色フィルタをつけ
て５００　ｎｍ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ＴＬＧ　Ｉ　０２　
）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ＴＬＧ　ｊ
　１１）　２、第１０図（ロ）は東芝製ＴＬＲＧ　１０
１、第１０図（ハ）は東芝製ＴＬＮ　１０３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。したがって、上記以外の光でも光
学フィルターと白色光源の組み合わせによっても種々の
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　（ＴＬＧ　１０２　）　２５と赤色ＬＥＤ　
（ＴＬＲｌｏｌ）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１７− 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、異なる分光感度を
呈する複数の感光層を有した電子写真感光体と、この電
子写真感光体の全面露光用光源として、上記それぞれの
感光体の分光感度に対応する単色光源を用い、これら単
色光源を電子写真感光体のそれぞれ異なる位置に対向さ
せた全面露光装置とを具備したから、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）←）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１８− 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図はアモルファ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）←）（ハ）は他のＬＥＤの分光放
射特性図、第１１図０）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・・・電子写真感光体、１２・・・第２の全面露光装
置。２１，２２．２３・・・感光層、２４．２５゜３０
・・・光源。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦１９− 第１図 第２図 冥女引蜜の 範ζ（２題　の 即−Ｍく〉徳　巴 牟駁資受 第１１ ′　（イ） （ロ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）異なる分光感度を呈する複数の感光層を有した電
   子写真感光体と、この電子写真感光体の露光用光源とし
   て、上記それぞれの感光層の分光感度に対応する異なる
   光源を用い、これら光源を上記電子写真感光体のそれぞ
   れ異なる位置に対向させた露光装置とを具備したことを
   特徴とする電子写真装置。
2. （２）露光装置は、電子写真感光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項記載の電子
   写真装置。
3. （３）　ｊ！光装置は、電子写真感光体の転写前と帯電
   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
   の電子写真装置。
4. （４）　！！光装置は、電子写真感光体の清掃前と帯電
   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
   の電子写真装置。