JPS61183681A - 電子写真装置 - 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】 （技術分野） 本発明は被記録情報信号に対応して変調されたレーザー
ビームで電子写真感光体を露光する電子写真装置、特に
レーザーとして半導体レーザーを、また感光体として非
晶質シリコンを主成分とする感光体を使用する装置に関
する。

（背　景） 硫化カドミウムや非晶質セレンを主成分とする電子写真
感光体は、放射光の波長が７００ｎｍより長い半導体レ
ーザービームに対して十分な感度を有していない。

一方、近年非晶質シリコンを主成分とする電子写真感光
体（以下、ａ−３ｉ感光体と略記）が注目されている。

このａ−３ｔ感光体は上記半導体レーザービームのよう
な長波長光に対しても十分な感度を有している。しかし
ながら、このような長波長の半導体レーザービームでの
露光を繰り返すと、ａ−５ｉ感光体には顕著な露光履歴
が発生し、記録画像の品質を損なってしまう、つまり、
前回の画像形成時に形成された露光履歴が次回の画像形
成時にゴースト像となって現われる。

例えば第３図はａ−Ｓｉ感光体の分光感度の一例を示す
もので、ａ−３ｉ感光体はおおむねこのような感度特性
を有している。第３図の横軸は露光する光の波長、縦軸
は４００Ｖの感光体表面電位をその１／２の２００ｖに
減衰させる為に必要な露光量である。

第３図から判るように、波長が７６０ｎｍより長くなる
と感度は悪くなっているが、しかしそれでも、波長が７
００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲にある半導体レーザービ
ームに対しては、ａ−Ｓｉ感光体は実用上十分な感度を
有している。

第３図に示した感度特性を有するａ−５ｉ感光体を、第
４図に示す実験装置に組込んだ、矢印方向に周速２００
ｍｍ／ｓｅｅで回転する直径８０ｍｍのドラム状電子写
真感光体ｌは、アルミニウム等の導電性ドラム表面に２
０ｐｍの膜厚を有する非晶質シリコンを付着させて成る
。この非晶質シリコンには、微量の不純物（水素、窒素
等）がドープされている。感光体ｌは、まず、４３５＃
ＬＡの電流が印加された帯電器２により正極性に帯電さ
れる０次に、感光体ｌは波長が７８５ｎｍの半導体レー
ザービーム３で露光される。その際の露光量は４ｇＪ／
ｃｒｎ’である。尚、ビーム３は半導体レーザーＬＤか
ら放射され、レンズＬＳによって感光体１にスポット状
に焦光される。また、ビーム３は回転多面鏡のような走
査器ＳＣによって感光体ｌの回転方向と略垂直な方向に
走査される。

４は感光体表面電位検出器、５は負極性のコロナ放電流
を感光体１に印加し、感光体表面電位を略Ｏｖに復する
除電器である。

第５図に測定結果を示す、まず、感光体１の１回転目に
は半導体レーザーＬＤは消灯しておいた。その際、帯電
器２により帯電された感光体表面電位は４００Ｖである
。（３１点）次に、感光体ｌが３回転する間、半導体レ
ーザーＬＤを点灯させ続け、感光体１をビーム３で露光
した。この露光後の感光体表面電位は夫々各回転毎にｂ
２．ｂ３．ｂ４で示されている。

次に感光体の第５回転目以降は、半導体レーザーＬＤは
消灯した。すると、帯電器２による帯電電位は各回転毎
にＣ５，Ｃ（３，Ｃ７，Ｃ９で示されるように変化した
。ｃ５点の感光体表面電位は約３５０ｖである。３１点
と０５点の感光体表面電位の差を露光履歴量と呼ぶこと
にすると、第４図装置で生じた露光履歴量は略５０Ｖで
あることになる。このように大きな露光履歴量は画像上
にゴーストととして顕著に現われる。

ところで、蛍光灯やハロゲンランプで原稿を照明し、そ
の原稿像をレンズでａ−３ｉ感光体に投影する複写機で
は、上記の露光履歴は実用上光んど問題にならない、こ
れに対して長波長の半導体レーザービームを使用した場
合、ａ　−Ｓｉ感光体に強い露光履歴が生ずるのは、長
波長の半導体レーザービームは非晶質シリコンのバルク
の深い所まで入り込み、その際かなりの驕の電荷が深い
トラップに薄り込むためであると推測される。一方、短
波長の光では上記現象は生じにくいものと推測される。

（発明の目的） 本発明の目的は、長波長の半導体レーザービームでａ−
Ｓｉ感光体を露光する電子写真装置であって、ゴースト
像のない画像を形成できる電子写真装置を提供すること
である。

（発明の概要） 非晶質シリコンを主成分とする電子写真感光体は、被記
録情報信号に対応して変調された。

波長が７００ｎｍよりも長い半導体レーザービームで露
光される。その後、この感光体は分光分布のピークが６
００ｎｍよりも長い長波長光で露光される。

（発明の実施例） 本発明に於いては、前記帯電器２による帯電前に、ａ−
３ｉ感光体を光で露光し、これにより感光体を除電する
。この露光を前露光と呼ぶことにする。

第６図は本発明の効果を確認する為の実験装置である。

Ｃ地点に於いて発光ダイオード（以下ＬＥＤと略記）６
で第３図に示した感度特性を有するａ−３ｉ感光体１を
露光する。Ｃ地点からＡ地点（ａ−Ｓｉ感光体ｌが帯電
器２により帯電開始される地点）まで感光体ｌが移動す
るに要する時間は２００ミリ秒である。＠６図の装置で
は、第４図の装置と異なり、帯電＠２による４ｔＦ　？
ｌｔ前に光でａ−５ｉ感光体を除電する。

従ってａ−３ｉ感光体１の暗抵抗（暗所での感光体の電
気的抵抗値）が低下して、暗所でも感光体表面電位が低
下して行く現象が発生するから、帯電器２による帯電後
に感光体１の表面電位が＋４００Ｖとなるようにする為
に、帯電器２に印加するＭ波は第４図の場合より大きい
５００ｔｔＡとした。一方、感光体１の第１回の回転時
に、５００ＩＬＡの電流の印加された帯電器２による帯
電後の感光体表面電位が＋４００Ｖとなるように、ＬＥ
Ｄ６の発光強度、つまりＬＥＤ６に印加する電流を調節
した。

使用したＬＥＤは夫々放射光の中心波長（即ち、発光分
光分布中で強度が最も強い光の波長、即ちピーク波長の
こと）が５５０ｎｍ。

６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍのＬＥＤである。

一般にＬＥＤの放射光の分光分布は狭くて、中心波長に
対しておおむね左右対称型であり、急傾斜を有する山型
形状である０例えｔｆ中心波長が５５０ｎｍのＬＥＤの
半値幅（即ち、中心波長の光の１／２以上の強度を有す
る分光分布幅）は約３０ｎｍ、中心波長が６００ｎｍの
ＬＥＤの半値幅は約３０ｎｍ、中心波長が６５０ｎｍの
ＬＥＤの半値幅は約３０ｎｍ、中心波長が７００ｎｍの
ＬＥＤの半値幅は約１１００ｎである。また中心波長が
５５０　、６００．６５０ｎｍのＬＥＤの定格電流は各
々２０ｍＡ中心波長が７００ｎｍのそれは５ｍＡである
。　第７図及び下表に実験結果を示す。

実験は第４図、第５図と同様に行われた。即ち、感光体
１の第２．第３．第４回転目には半導体レーザーＬＤを
点灯し続け（露光量４ｇＪ／ｃｍ’）、第１回転目、及
び第５回転目以降は半導体レーザＬＤを消灯した。

、１− （表） すなわち、波長７００ｎｍ、および６５０ｎｍを中心波
長とする発光ダイオードでは、露光履歴量はＩＯＶ以下
で、全くゴーストが見られない程度であるのに対し、６
００　ｎｍを中心波長とするＬＥＤでは露光履歴量は２
０Ｖとやや太きく、このあたりが実用レベルの限界と思
われる。更に５５０ｎｍを中心波長とするＬＥＤでは露
光履歴量が３０Ｖと、実画像上にゴーストとしてハツキ
リ現われる程度まで増大することが判明した。

これは、前述したように長波長の半導体レーザービーム
による露光では非晶質シリコンのバルク内の深いトラッ
プにかなりの電荷が捕えられると推測されるからである
。従って、５５０ｎｍの中心波長を有する短波長ＬＥＤ
による前露光では、上記のような深いトラップが発生し
にくく、半導体レーザービームで露光された部分と露光
されなかった部分とに、帯電器２による帯電時に大きな
電位差が生ずるが、半導体レーザービームの波長に近い
長波長の光を発光するＬＥＤで前露光すれば、半導体レ
ーザービームで露光されなかった部分にも深いトラップ
にかなりの電荷が捕えられ、これによって帯電器２によ
る帯電時に１両部分間に生ずる電位差が小さくなるもの
と推測される。

しかしながら、前露光用の光の波長が長くなる程、また
前露光の光量が多くなる程、ａ−３ｔ感光体の暗抵抗の
低下量が大きくなる。従って、高い表面電位を得る為に
は、帯電器２に印加する電流値も増加して行くことにな
る。換言すれば、帯電器２に印加する電流値を固定し、
また感光体表面電位の目標値が固定されたならば、前露
光用の光の波長が長くなる程、前露光光量は少なくして
行くことが望まれる。

更に、長波長光と短波長光の混色によって、ゴースト防
止効果がどの程度損なわれるかについて確認を行った。

方法としては、前記の第６図の装置において、先に用い
た中心波長が７００ｎｍと５５０ｎｍの光を発光する発
光ダイオードとを混合して６の位置に配置し１両ＬＥＤ
の発光光量比を変化させてゴーストに対する効果を調べ
た。この結果は第８図に示す通りで、中心波長が７００
ｎｍの発光ダイオードの光量がエネルギー比にして５０
％程度以上を占めていれば、露光履歴量は１５Ｖ以下と
なって実用上全く問題のないことがわかる。

次に、第６図のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの各地点で前露光を行っ
た場合の相違について調べて見た。

光源として使用したのは中心波長が７００ｎｍの光を発
光するＬＥＤである。その結果を第９図に示す、尚、第
９図で横軸は各地点から前記Ａ地点に感光体１が移動す
るのに要する時間であり、縦軸は露光履歴量である。こ
の実験でも帯電器２には５００ルＡの電流を印加し、こ
の帯電器によって１回転目の感光体１の表面電位が＋４
００■に帯電されるように、ＬＥＤの発光光量を調節し
た。

その結果、帯電器２で帯電開始されるＡ地点に前露光を
行った場合、帯電器２の位置での感光体の暗抵抗の減少
が大きくなり、感光体表面電位を＋４００ｖとするため
にはきわめて少量の前露光量となり、結果として露光履
歴量が増大する。逆に、前露光位置をＡ地点から遠ざけ
る程前露光量を強めることが出来て、露光履歴量を減少
させることが出来る。特にＡ地点から時間にして約２０
ミリ秒以内の領域においては第７図曲線の勾配が急であ
るため、この領域には前露光を行わないのが好ましい、
つまり、前露光はＡ地点から、感光体回転方向と逆方向
に、時間にして２０ミリ秒以上の距離隔った地点で行う
のが好ましい、Ａ地点から感光体回転方向と逆方向に時
間にして２００ミリ秒以上の距離隔った地点では、第９
図に示すように曲線り勾配がかなりゆるやかになってい
るから、前露光に特に好ましい領域である。

第１図は本発明の詳細な説明図である。

ａ−３ｔ感光体ｌは矢印方向に回転し、まず帯電器２に
より均一に帯電される。この帯電後、ａ−５ｉ感光体１
は被記録情報信号に対応して変調されたレーザービーム
３により露光され、これによってａ−３ｉ感光体ｌには
静電潜像が形成される。

上記レーザービーム３を放射する半導体レーザーＬＤと
しては、発光波長が７００ｎｍより長いものが使用でき
る。そして本発明に於いては半導体レーザーＬＤとして
発光波長が７６０ｎｍから８００　ｎｍの近赤外域にあ
るものも使用でき、この場合でもゴースト像の発生を防
止することができる。いずれにせよ、半導体レーザーＬ
Ｄは、コンピューター、原稿像を固体イメージセンサ（
ＣＯＤ等）で電気信号に変換する原稿読取り装置、等の
被記録情報信号源ＩＳからの信号に対応して駆動される
。そしてこのレーザービーム３は走査器ＳＣで感光体ｌ
の回転方向と略垂直な方向に走査され、レンズＬＳで感
光体１上にスポット状に焦光される。

上記静電潜像は現像器７により現像される。

この現像器７は、感光体１のレーザービーム３で露光さ
れた部分、即ち明部電位部分に現像剤（トナー７１）を
付着させる。従って、感光体１のレーザービーム３で露
光されなかった部分、即ち暗部電位部分にはトナー７１
は実質的に付着しない、この為、トナー７１は、帯電器
２の帯電極性と同極性に帯電しており、またトナー７１
を担持搬送して感光体ｌに供給するローラ７２には、上
記暗部電位と明部電位の間の値のバイアス電圧が電＄７
３から印加されている。　感光体ｌに形成されたトナー
像は、ローラ１０によって搬送される転写材１１に、転
写帯電器８により感光体ｌから転写される。

転写帯電器８の帯電極性はトナーの帯電極性と逆極性で
ある。

転写材１１は、次に分離帯電器９により、転写帯電器８
により帯電された電荷の除電を受け、これにより感光体
ｌから分離する。感光体１から分離した転写材は公知の
定着器（不図示）に送られ、一方、転写後感光体１に残
留したトナーはクリーニング器１２で感光体１から除去
される。

６１．６２．６３は中心波長（ピーク波長）が６００ｎ
ｍよりも長い、より好ましくは中心波長（ピーク波長）
が６５０ｎｍ以上の光を放射するＬＥＤである。ＬＥＤ
６１は、これが感光体ｌを前露光する位置からＡ地点ま
での距離を感光体１が移動するのに要する時間が２０ミ
リ秒以上であるような位置に於いて感光体１を照射する
。そして、ＬＥＤ６１はクリーニング器１２で残留トナ
ーが除去された感光体１に光を照射しているから、感光
体全面が実質的に均一に前露光される利点がある。

ＬＥＤ６２は、転写部署とクリーニング部署の間の位置
でａ−Ｓｉ感光体ｌに光を照射している。ＬＥＤ６２に
よる感光体１の露光位置からＡ地点まで感光体ｌが移動
するのに要する時間２００ミリ秒以上であることが好ま
しい。

ＬＥＤ６３は、現像部署と転写部署の間の位置でａ−３
ｉ感光体１に光を照射している。

ＬＥＤ６３による感光体ｌの露光位置からＡ地点まで感
光体ｌが移動するのに要する時間は、この場合４００ミ
リ秒以上に設定可能であるから、この場合、ＬＥＤ６３
により比較的多い光量でａ−５ｔ悪感光を露光できる。

従ってレーザービーム３による露光量と同程度の露光量
とすることも可能である。しかし、トナーの付着してい
る感光体部分に対するＬＥＤ６３の光照射量は小さいか
ら、適当な露光量を選択することが望ましい０例えば、
中心波長が７００ｎｍの光を放射する前記ＬＥＤをＬＥ
Ｄ６３として使用し、そのＬＥＤ点燈電流値を変化させ
たところ下表に示す様な傾向となり、ＬＥＤ６３による
露光量を上げすぎると逆ゴースト、すなわちレーザービ
ーム３の露光部が次回の画像のトナー付着部に白抜けと
なって現われるという現象が生じた。逆に、ＬＥＤ６３
による露光量が小さ過ぎると正ゴーストが発生する。従
って、これらゴーストが発生しないような露光量を選択
することが望ましい。

また、転写前露光により、感光体ｌ上の電荷が均一に除
電されるため、感光体１からの転写材の分離性が向丘す
るなどの利点があることもわかった。

尚、ＬＥＤ６１，６２．６３のいずれか１つを利用すれ
ばよいが、いずれか２つ、又は３つ全部を使用してもよ
い０例えばＬＥＤ６１゜６２を使用した場合、ＬＥＤ６
１による感光体露光量はＬＥＤ６２によるそれの１／２
〜１／１０程度でよい、いずれにせよ、ＬＥＤは分光分
布幅が狭く、かつ小型であるので前露光用の光源として
好ましい。

第２図の実施例ではＬＥＤ６１，６２．６３の代りに、
夫々タングステンランプＬと、このランプＬの放射光の
内、波長６００ｎｍより短い域にある放射光はａ−Ｓｆ
感光体ｌに対して実質的に遮蔽し、ピーク波長が６００
ｎｍより長い波長の分光分布を有する光を通過させてａ
−３ｉ感光体１に照射するフィルターＦとを有する露光
手段８１．８２．８３とを利用している。第２図の例で
もフィルターＦは、ピーク波長が６５０ｎｍより長い波
長の分光分布を有する光をａ−５ｉ感光体ｌに照射する
分光透過特性を有することが好ましい。

尚、前露光用の光としては、ピーク波長が８００ｎｍよ
り短い分光分布を有する光を利用することが望ましい、
これはａ−５ｉ悪感光が８００ｎｍの波長の光に対して
尚無視できない感度を有し、また半導体レーザーの放射
光の波長に近い波長であるからである。しかし、ａ　−
Ｓｉ感光体が感度を有する長波長光であれば、ピーク波
長が８００　ｎｍよりも長い分光分布を有する光も前露
光用の光として利用できる。

（効　果） 本発明によれば、波長が７００ｎｍよりも長い半導体レ
ーザービームでａ−５ｔ感光体を露光して画像を形成す
るにもかかわらず、分光分布のピークが６００ｎｍより
も長い長波長光で前露光することにより、ゴースト像の
発生を抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例、第２図は他の実施例、第３図
はａ−３ｉ感光体の分光感度、第４図は露光履歴を確認
する為の実験装置、第５図は第４図装置で生ずる露光履
歴、第６図は本発明の効果を確認する為の実験装置、第
７図は第６図装置で生ずる露光履歴、第８図は異なるＬ
ＥＤを併用した場合の露光履歴、第９図は前露光位置と
露光履歴の関係、を夫々説明する為の図である。 ｌはａ−５ｉ悪感光、 ２は１次帯電器、 ３は半導体レーザービーム、 ６１．６２．６３はＬＥＤ、 Ｌはタングステンランプ、 Ｆはフィルター、 ＬＤは半導体レーザー。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１部署、第２部署、第３部署を順に通って回転
   する、非晶質シリコンを主成分とする電子写真感光体、
   第１部署に於いて、上記感光体を帯電する帯電手段、 第２部署に於いて、上記感光体を、被記録情報信号に対
   応して変調された、波長が７００ｎｍよりも長い半導体
   レーザービームで露光する第１露光手段、 第３部署に於いて、上記感光体を分光分布のピーク波長
   が６００ｎｍよりも長い長波長光で露光する第２露光手
   段、 を有する電子写真装置。
2. （２）第２露光手段は、光源として、発光分光分布のピ
   ークが６００ｎｍより長い波長である発光ダイオードを
   有している特許請求の範囲第１項記載の電子写真装置。
3. （３）第２露光手段は光源としてタングステンランプを
   有し、更に、タングステンランプの放射光の内、波長が
   ６００ｎｍより短い光は実質的に遮蔽するフィルターを
   有している特許請求の範囲第１項記載の電子写真装置。
4. （４）第２部署と第３部署との間の位置で、半導体レー
   ザービームで露光された感光体部分に現像剤を付着させ
   る現像部署を要する特許請求の範囲第１項、第２項、第
   ３項いずれかに記載の電子写真装置。
5. （５）現像部署と第３部署との間に、感光体に形成され
   た現像剤像を転写材に転写する転写部署と、転写後感光
   体に残留した現像剤を除去するクリーニング部署を有し
   ている特許請求の範囲第４項記載の電子写真装置。
6. （６）第３部署と第１部署の間に、感光体に形成された
   現像剤像を転写材に転写する転写部署と、転写後感光体
   に残留した現像剤を除去するクリーニング部署が設けら
   れている特許請求の範囲第４項記載の電子写真装置。
7. （７）現像部署と第３部署の間に、感光体に形成された
   現像剤像を転写材に転写する転写部署が設けられており
   、第３部署と第１部署の間に、感光体に残留した現像剤
   を除去するクリーニング部署が設けられている特許請求
   の範囲第４項記載の電子写真装置。
8. （８）感光体が第３部署から第１部署まで移動するのに
   要する時間は２０ｍｓｅｃよりも長い特許請求の範囲第
   １項、第２項、第３項いずれかに記載の電子写真装置。