JPS61219971A - 画像記録装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体レーザーを用い、一様帯電した感光体
に変調されたレーザー光を走査して静電潜像を書き込み
これをトナーで可視像化する方式の画像記録装置に関す
るものであり、特にトナーを付着させて可視像化すべき
感光体部分（画像部分）ではレーデ−光をＯＦＦにし、
トナーを付着せしめざるべき感光体部分（背景部分）で
はレーデ−光をＯＮにする、いわゆるパックグラウンド
スキャン方式のこの種画像記録装置に関するものである
。

〔発明の背景〕

従来この種の装置においては、トナーが付着すべき部分
でレーデ−が発光（ＯＮ）して走査するいわゆるイメー
ジスキャン方式と、前述したようなパックグラウンドス
キャン方式とが用いられている。

イメージスキャン方式の長所は、画像部分だけを露光し
て走査するため、一般にはレーザーの発光時間が少くて
済み、レーザーの寿命に良い影響を与えること、および
画質が比較的良好なことである。しかしながら、短所と
しては、いわゆる反転現像をしなければならないので通
常の電子写真複写装置のプロセスを流用できないことが
挙げられる。

一方、パックグラウンドスキャン方式の長所は、通常の
電子写真複写装置のプロセスがほとんどそのまま使用で
きることにある。従って、いわゆるハイブリッド方式、
即ち感光体に原稿を通常の電子写真の方式に従ってその
まま露光すると同時にしｒデービームで書き込む方式の
画像記録装置にも適するものである。しかし短所として
白紙部分（背景部分）を半導体レーザーが露光走査する
ため、一般にはイメージスキャン方式と較べ、レーザー
の発光時間が長くなシ、レーデ−の寿命が速く来るとい
う点が挙げられる。

ところで半導体レーザーの寿命は実際の使用においてお
およそ３００〜１０００時間程度であり、なるべく記録
装置本体の寿命と同じ程度までその寿命を延ばすことが
望ましい。さらには、発光時間が長くなるほどその故障
率が増加するため、半導体レーザーの発光時間はなるぺ
〈短い方が、画像記録装置の安定性からみて好ましい。

このような観点から、従来のパックグランドスキャン方
式の前記欠点を改良することが望まれる。

〔発明の目的〕

本発明は、上述したようなバックグラウンドスキャン方
式の画像記録装置において前記欠点ｔ−除去し、半導体
レーザーの寿命を延ばし、且つ画像を安定化することを
目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、バックグランドスキャン方式によるレーザー
光ビームを用いた前記タイプの画像記録装置において、
上記目的達成のため、非記録域に該当する感光体面の露
光（いわゆるブランク露光）は、レーザー光の波長と略
等しい波長を持つ発光ダイオードアレイからの発光によ
って行うように構成したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を診照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の画像記録装置の一実施例の立断面図で
、ＩＬは、コンピュータ、ワードプロセッサ、ファクシ
ミリ送信機等からの被記録画像情報信号に対応して点滅
変調される半導体レーザーである。半導体レーデ−ＩＬ
の発振したレーデ−ビーム２は、モータＩＤによシ回転
駆動される多面鏡ｌＳに入射し、この多面鏡ＩＳでの反
射によ）偏向走査される。（図は立面図であるため、入
射および反射ビームは重って示されている）。次いでこ
のレーザービーム２は周知のｆ−〇レンズ等の結像レン
ズＩＦを通過後、ミラーＩＭＫよって反射され、矢印方
向に回転する電子写真用と同様の感光ドラム３上にスポ
ット状に結像され、感光ドラム３をその回転軸方向と略
平行な方向に繰シ返し走査する。

半導体レーデ−ＩＬは発振波長が通常７７０〜８００　
ｎｍの範囲内であり、一方、感光ドラム３０局面に設け
られる感光体としては、この波長に感度のある感光体、
例えば金属フタロシアニン系有機光導電体やセレン系光
導電体、アモルファスシリコンＣｄＳ等が用いられる。

４は帯電器であシ、有機光導電体等に被覆された感光ド
ラム３上に一様帯電を行う（この帯電を以下、−次帯電
という）。本実施例では一次帯電をさらに均一に行うた
め、及び感光ドラム３上の電位を安定にするために、感
光ドラム３と一定の距離を保って、帯電器４のコロナ放
電電極と感光ドラム３との間にグリッド１７を設けてい
る。このグリッド１７は、電気的に接地された不図示の
バリスタ等を介した電圧発生部材に連結されておシ、コ
ロナ放電電流が流れるとグリッド１７に一定電圧が印加
されて、感光ドラム３に印加されるコロナ放電流量を制
御し、感光ドラム３０表面電位ＶＤを制御するように構
成されている。この帯電器４によって帯電された感光ド
ラム３は、前述の被記録画像情報信号に対応して変調さ
れたレーザービーム２によって走査され、静電潜像が形
成される。本発明実施例においては前述したパックグラ
ンドスキャン方式を採用しておシ、即ち、レーザービー
ム２は非画像部分（背景部分）でＯＮとなるように変調
されて感光ドラム３を走査する。

この静電潜像は次に公知の現像器５においてトナーによ
シ顕像化される。

一方、積載台Ｓ上の転写シートＰは給送ローラ６と、感
光ドラム３上の画像と同期するようタイミングをとって
回転するレジストローラ７とによって、感光ドラム３下
に送り込まれる。そして、転写帯電器８によって感光ド
ラム３上のトナー像は、シー）Ｐ上に転写される。その
後、公知の分離手段９ｍによって感光ドラム３から分離
され九シートＰは、ガイド９によって定着装置ｌＯに導
かれ、シー）Ｐ上にトナー像が定着された後に、排出ロ
ーラ１１によシトレイ１２上に排出される。

一方、転写後、感光ドラム３の表面に残留したトナーは
公知のクリーニング器１３で除去され、次に前露光用の
光源１６によシ一様に露光される。

光源１６により露光されることにより、感光ドラム３は
除電され、ゴースト現象の発生が防止される。光源１６
としてはハロダンランプ、白熱球、発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ　）等が使用される。光源１６の光を感光ドラム３
に均一に導く為に、光学繊維やシリ／トリカルレンズ等
を使用してもよい。

いずれにせよ、この前露光後、感光ドラム３は帯電器４
によシ帯電され、前記過程をくプかえず。

□　　感光ドラム３、帯電器４、現像器５、クリーニン
グ器１３は枠体１４轟内に収納され、全体としてプロセ
スカートリッジ１４を構成している。第２図に示すよう
にこのプロセスカートリッ・ゾ１４は、電子写真装置の
本体Ｃに対して抜き差し自在、即ち着脱自在に設けられ
てお〕、本体Ｃに装填する際には本体側に設けたガイド
１５に、プロセスカートリッジ１４０枠体１４ｍの摺動
部１４ｂが係合して案内される。これにより、感光ドラ
ム３の寿命等を目安にして使用済みのプロセスカートリ
ッジと新しいプロセスカートリッジとの交換が容易に行
なえる。

本体の隔壁２１およびプロセスカートリッジ１４０枠体
１４　ａＫは、夫々レーザービーム２が感光ドラム３へ
向って通過する開口１８　、１８’と、光源１６からの
前露光光が同じく通過する開口１９　、１９’とが設け
られている。

図中２０は本発明に基づき後述の１ランク露光を行うた
めの波長が６００〜７００　ｎｍのＬＥＤ　（発光ダイ
オード）アレイであって本体の隔壁Ｃの開口１８の縁に
設けてあシ、その発するブランク露光用の光は前記カー
トリッジ開口１８′を感光ドラム３に向って通過するよ
うになっている。

さて、この実施例では一次帯電を負極性、転写帯電器８
による転写帯電を負極性、感光ドラム３を有機光導電体
（ｏｐｃ　）感光体とした場合に関して述べる。前述の
如く本発明ではパックグランドスキャンを行う。すなわ
ち、第３図は、静電潜像の様子を示したものであ）、−
次帯電によって感光体面を暗部電位ｖ、（−５ｏｏｖ）
まで一様に帯電した後、レニザー光により白地部（トナ
ーを付着せしめざるべき部分、すなわち非画像部）を露
光するよう感光体面をＯＮ　−ＯＦＦ変調されたレーデ
−光で走査し、白地部電位を明部電位ｖＬに減衰させる
。現像器ではレーザー光に露光されなかった感光体の部
分に正極性のトナーを付着させ、可視像化させる。

従って、−次帯電が開始されたならば、感光ドラム面の
うち元素トナーを付着させる必要のない非記録域、例え
ば前回転時や後回転時の、又は転写シート間の、又は小
サイズの転写シートの場合におけるシートのない部分の
感光ドラム面域にも露光を与えることによって、該非記
録域へのトナーの付着を防ぐ必要がある。かかる非記録
域への露光をブランク露光という。本発明実施例では、
レーザー発光時間をなるべく少くしてレーデ−の寿命を
延ばすために、ブランク露光はレーザー光ビームで行う
のでなくブランク露光用の前記ＬＥＤアレイ２０で行う
のである。

第４図は本実施例の前回転、後回転、シート間での制御
を説明するためのシーケンス図であ）、この図に示すよ
うに、感光ドラムが回転しはじめると同時に一次帯電が
開始され、ブランク露光用ＬＥＤアレイ２０も同時に点
灯する（４）。レーザーが画像を描き始めるまでの前回
転中（Ａ−＋Ｃ）は、ＬＥＤアレイ２０が点灯している
が、レーデ−が画像を描き始めるとω）、ＬＥＤアレイ
２０は消灯する（Ｃ）。このＬＥＤアレイの消灯（Ｃ）
とレーザーの点灯ＣＢ）は、互いに少し重なるようにタ
イミングをとっている。転写シート間（Ｅ−＋Ｇ　）に
おいてもレーデ−の消灯（ロ）と少し重なるようにＬＦ
２Ｄアレイ２ｏが点灯（ト））し、シート間が終わると
ＬＥＤアレイは消灯６）シ、レーザーが点灯するＣ）。

後回転においてもこれと同様である。

即ち、レーザーの点灯領域が終了すると（６）、これよ
り若干以前にＬＥＤアレイが点灯し、後回転区間（Ｉ−
＋Ｋ）に入る。この後回転区間において、先ず帯電器が
ＯＦ’ＰＬ（Ｊ）、ＬＥＤプレイが感光ドラムを照射し
て感光ドラムの表面電位を減衰させた後感光ドラムの回
転と、ＬＥＤアレイの露光を終了する。

第５図は小サイズの転写シートの場合におけるブランク
露光を説明するための図である。小サイズシート（図で
は８５判）に記録する場合、レーザーは略この３５判の
範囲内だけ露光走査し、残プの部分（図でブランクと表
示）はＬＥＤプレイ２００点灯によって露光する。

第５図中、斜線部分はレーザーの点灯領域であシ、その
中でＰの領域は画像の主走査方向の書き出し位置を検出
するためのビームディテクターにレーザーを照射する区
域であシ、レーデ−は点灯するが画像形成には寄与しな
い領域である。レーザーは第７図に示すように紙カセッ
トのサイズ検知からの信号やホストコンピューターから
の指示２３により、ＣＰＯからの画像情報に基づいて画
像形成領域（第５図中のＱ）で発光する。この領域は実
際の画像領域よシ若干広い方が好ましい。上で述べた紙
サイズの検知信号２３によシ、ＬＥＤアレイ２９も制御
され、紙サイズの情報からあらかじめ決められた領域Ｒ
，Ｓで点灯する。場合によっては領域Ｓをシート間とし
て用いると小サイズ紙の場合、スピードアップにもなる
。

第６図にＬＥＤアレイ２０の斜視図を示す。ＬＥＤ２１
は一列に並んでプレイを構成しておシ、１個ずつ仕切）
２２の中に入ってお）、光はできるだけ前方に出るよう
に構成されている。このＬＥＤ２１は前回転、後回転、
紙間でのブランク露光では全部が点灯するが、第５図の
例の如きシートサイズの差に対するブランク露光では、
一部の必要なＬＥＤだけが点灯するように回路構成がな
されている。

ブランク露光用のＬＥＤアレイとしては、画像露光用の
半導体レーザーとほぼ近い波長の光を発するものを使用
する。その理由について説明する。

現在半導体レーザーは前述したような７７０ｎｍ〜８０
０　ｎｍの間に波長をもつものが一般的でアシ、レーザ
ービームプリンタとして多く使用されている。一方、こ
の波長域に実用感度を有する感光体には、アモルファス
シリコン、セレン−テルル合金、有機光導電体（ＯＰＣ
）、硫化カドミウム（ＣｄＳ　）等が知られている。そ
の中でもアモルファスシリコンやＯＰｅは、波長によっ
て感光体内部に到達する深さが異なることが知られてい
る。

従って、画像露光用のレーザー光と、ブランク露光用の
ＬＥＤプレイの光の波長が大きく異なっていると、感光
体中の光で誘起される光キャリヤーの発生する深さが異
なシ、前露光の光を照射してもこの光キャリヤーの挙動
の違いを消しきれない事態が発生する。このような事態
が発生すると感光体に光メモリーができ、潜像電位に差
ができて画像に濃度差となって現れる。従ってブランク
露光として半導体レーザーの波長に近い波長の光を発す
るＩＪＤアレイを用いることが好ましい。実験によれば
半導体レーデ−の７６０〜８００　ｎｍの波長の光に対
し６００〜７００　ｎｍの光を発するＬＥＤアレイを用
いれば良いことがわかった。

例えばＧａＡｔＡ＠のＬＥＤを使えば中心波長が６６０
ｎｍの光を発し、ＧａＡｓＰ　（Ｄ　ＬＥＤ　’ｆ用い
れば中心波長が６１０〜６３５　ｎｍ％　ＧａＰのＬＥ
Ｄを用いれば中心波長７００　ｎｍの光を発する。

前記実施例では、ＬＥＤ素子を一列に並べたプレイを用
いたが、千鳥状に並べたものでもよく、また反射板を併
用してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、パックグラウンド
スキャン方式のレーザービーム走査による画像記録装置
において非画像記録域では半導体レーザーの波長に近い
波長の光を発するＬＥＤアレイでブランク露光をするこ
とによシ、光メモリー現象を防止し、且つ、半導体レー
ザーの発光時間を節約してその寿命を大巾に延ばすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した画像記録装置の実施例を示し
た全体概要断面図、第２図は第１図におけるプロセスカ
ートリッジの様子を示した斜視図、第３図は同実施例に
おける感光体上の潜像電位を示した図、第４図は同実施
例のブランク露光を行うタイミングを示しているシーケ
ンス図、第５図は小サイズシートの場合のブランク露光
域を示した図、第６図は同実施例に用いるブランク露光
用ＬＥＤアレイの概観斜視図である。第７図は本発明に
用いた制御図である。 ＩＬ・・・半導体レーデ−１Ｉｓ・・・？リボンミラー
、２・・・レーザービーム、　　３・・・感光ドラム、
１４・・・カートリッジ、 ２０・・・ブランク露光用ＬＥＤアレイ。 第２図 第４図 前回転　　　　シート間　　　　　後口転第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像部分では消灯し背景部分では点灯するように変調さ
   れたレーザー光ビームで光導電性感光体面を走査して該
   感光体面に静電潜像を形成し、その画像部分にトナーを
   付着させて現像するタイプの画像記録装置にして、非記
   録域に該当する感光体面を、上記レーザー光の波長と略
   等しい波長を持つ発光ダイオードアレイからの発光によ
   って露光するように構成されたことを特徴とする画像記
   録装置。