JPH054671B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真技術を利用した画像記録装置
に係り、特に像露光を半導体レーザ光の如く赤色
〜近赤外線を含む光線で行なうのに適した画像記
録装置に関する。

光導電性を有する感光体を用い、この光導電感
光体を一様帯電した後に像露光光線で露光して電
荷潜像を形成し、電荷潜像をトナー現像して得た
トナー像を記録紙に転写して画像を記録する電子
写真技術を利用した画像記録装置が知られてい
る。この画像記録装置に用いる光導電感光体には
種々のものがあるが、その代表的なものに、第１
図に示すように、導電性基体１と電荷搬送層２と
電荷発生層３からなる３層構造のものがある。こ
の光導電感光体は電荷発生層３が像露光光線を吸
収し、そのエネルギーにより正孔と電子を発生し
て光導電性（光に感度）をもつ。このような３層
構造の光導電感光体は表面層のみが感度をもてば
よいので、層全体を電荷発生層とするものに比較
して帯電特性がよくなる長所がある。その反面、
表面層が電荷発生層であるために耐環境性が悪い
という欠点があつた。

この欠点を補うために、第２図に示すように、
電荷発生層３の表面に薄い保護層４を設けた４層
構造の光導電感光体が提案されている。保護層４
には絶縁体や電荷搬送層２と同一物質が用いられ
るが、この保護層４は残留電圧の増大や遮光作用
などの悪影響を小さくするために極力薄く形成さ
れていた。例えば電荷搬送層２としてSe、電荷
発生層３としてSe−Te、保護層４としてSeを用
いた場合、電荷搬送層２の厚さ50μmに対して保
護層４の厚さは5μm、好ましくは1μm程度であつ
た。保護層４がこのように薄いと高帯電電圧で劣
化したり、帯電疲労が大きいほかに、耐環境性も
十分でなく、また摩耗や傷に弱く長寿命の光導電
感光体が得られないという欠点があつた。また表
面に傷がついたりトナーなどの汚染物質が付着し
た場合には、これを研摩して除去し再使用するこ
とができなかつた。

従つて本発明の目的は、高い帯電電圧に対して
劣化せず、帯電疲労が小さく、十分な耐環境性を
もち、また摩耗や傷に強く、表面の傷や汚染物質
付着に対してはこれを研摩して再使用が可能であ
るなどのすぐれた使用性をもち、かつ電荷潜像形
成や消去が容易な光導電感光体を用いた、長期に
わたつて高濃度で安定した画像が得られる画像記
録装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明では、光導電
感光体を一様に帯電する手段と、一様に帯電され
た光導電感光体を像露光して電荷潜像を形成する
像露光手段と、電荷潜像をトナーで現像する現像
手段と、光導電感光体に形成されたトナー像を記
録紙に転写する転写手段とを備えた画像記録装置
において、前記光導電感光体は、導電性基体の表
面に順次形成された、第１の電荷搬送層と、第１
色光線に感度を持つ電荷発生層と、前記第１色光
線を透過して第１色光線に感度を持つ第２の電荷
搬送層とを有し、前記転写手段の前及び後の少な
くとも一方で前記光導電感光体に残留する電荷を
消去する消去手段を有するようにしたものであ
る。

第３図は本発明の画像記録装置に用いる光導電
感光体の縦断側面図で、導電性基体１、第１の電
荷搬送層２、電荷発生層３、第２の電荷搬送層５
の４層構造である。電荷発生層３は第１色光線を
吸収し、第２の電荷搬送層５は第１色光線を透過
して第２色光線を吸収する。

次にこのような光導電感光体の具体例を説明す
る。

例 １ 導電性基体１としてAlまたはネサガラスを用
い、その表面にポリビニルカルバゾール，ピラゾ
リン，オキサゾール誘導体などの有機光導電体を
10〜20μmの厚さに塗工して第１の電荷搬送層２
を形成する。その上に銅フタロシアニンを塗工あ
るいは蒸着し、また、Teを10重量％以上含むSe
−Teを蒸着して0.1〜2μmの厚さの電荷発生層３
を形成する。更にその上にポリビニルフエニルア
ントラセンにトリニトロフルオレノまたはオキサ
ゾールを10〜50重量％の割合で溶融混合したもの
を塗工して５〜10μmの第２の電荷搬送層５を形
成する。この第２の電荷搬送層５は正孔および電
子をともに搬送するので第４図を参照して後述す
る光導電機構となる。

ポリビニルフエニルアントラセンの代りにポリ
ビニルカルバゾールを用いると電子供与型となる
ために正孔移動となり第５図を参照して後述する
光導電機構となる。

いずれの場合も電荷発生層３は赤色〜近赤外光
線にも感度をもち、第２の電荷搬送層５は青色〜
緑色光線に感度をもつ。

例 ２ 導電性基体１としてAlを用い、その表面にボリ
カポネートを0.1〜1μmの厚さに塗工して接着層
を形成し（この接着層はなくともよい）その上に
Seを30〜100μmの厚さに蒸着して第１の電荷搬
送層２を形成する。この第１の電荷搬送層２の厚
さは好ましくは40〜60μmである。また５重量％
程度までのTe，As，Inなどを含んでもよい。こ
の第１の電荷搬送層２の上に重量％以上のTeを
含むSeを0.05〜2μmの厚さに蒸着して電荷発生層
３を形成する。この電荷発生層３は重量％までの
Te，As，Inなどを含んでもよい。次に第２の電
荷搬送層５として前記第１の電荷搬送層２と同様
のSeを２〜20μm好ましくは５〜10μmの厚さに蒸
着する。Seは正孔移動が主体であるので第５図
を参照して後述する光導電機構に類似した特性と
なる。しかしSeの中には（例えば高純度に精製
したものは）正孔および電子ともに移動するもの
であるので、この場合には第４図で説明する光導
電機構となる。画像形成には後者の方が好都合で
ある。Seは赤色〜赤外光線を透過し、青色光線
を吸収する。

第４図〜第８図は上記した光導電感光体の光導
電機構の説明図である。

第４図は第２の電荷搬送層５が正孔および電子
移動型の場合である。第１色光線（赤色〜赤外光
線）６は第２の電荷搬送層５を透過して電荷発生
層３に達して吸収され正孔と電子の対を発生す
る。電子は第２の電荷搬送層５を移動して表面電
荷を中和し、正孔は第１の電荷搬送層２を移動し
て導電性基体１に達する。かくして光導電感光体
は照射光線に対して感度をもつことになる。

第２の電荷搬送層５は第２色光線（青色〜緑色
光線）を吸収することによつて表面で正孔および
電子の対を発生し、正孔が導電性基体１に達する
（第８図参照）。第１色光線の光量不足などで残留
電荷が存在するときには、第１色光線よりむしろ
第２色光線を照射するのがよい。何故ならば残留
電荷は第２の電荷搬送層５に存在することが多い
からである。

第５図〜第７図は第２の電荷搬送層５が正孔ま
たは電子移動型の場合で、ここでは正孔移動型を
例にとつて説明する。第５図に示すように、第１
色光線６は第２の電荷搬送層５を透過して電荷発
生層３に吸収され正孔および電子の対を発生す
る。正孔は第１の電荷発生層２を移動して導電性
基体１に達する。電子は殆んど移動することなく
電荷発生層３と第２の電荷搬送層５の境界近傍に
トラツプされる。このため第２の電荷搬送層５の
表面層に与えられた電荷は暗減衰にもとづく以外
は消失することがなく、表面電位は第１色光線６
の照射で低下するものの初期電位の20〜30％の残
留電位として観測される。この残留電位（残留電
荷）は次の作像に悪影響を及ぼすので現像後のト
ナー像を記録紙に転写する前後の少なくとも一方
で消去する必要がある。この残留電荷の消去のた
めに第６図のように第２色光源７の照射が行なわ
れる。従つて第２色光線７は第２の電荷搬送層５
に吸収されて正孔と電子の対を発生する成分をも
つことが好ましい。第２の搬送層５の表面層で発
生した電子は表面電荷を中和し、正孔は電荷発生
層３にトラツプされている電子と結合して残留電
位を消去する。

このような光導電感光体に形成された電荷潜像
を表面の電荷と反対極性の電荷をもつトナーで正
規現像して得たトナー像を記録紙に静電転写する
場合、転写電界を発生させるために記録紙の背面
に与えられるバイアス電荷は潜像電荷と同極性で
ある。このバイアス電荷が記録紙を通過して光導
電感光体表面に蓄積されても、この電荷は第６図
に示すように第２色光線７の照射によつて消去で
きる。他方、表面の電荷と同極性に帯電されたト
ナーによつて電荷潜像を反転現像して得たトナー
像を記録紙に静電転写する場合、バイアス電荷は
潜像電荷と反対極性であるので、このバイアス電
荷が光導電感光体表面に漏れると表面電荷は第７
図のように反転する。この場合合には第１色光線
６とほぼ同じ成分をもつ第２色光線８を照射し、
電荷発生層３に正孔を生成すればこの正孔が第２
の電荷搬送層５を移動して表面電荷を中和する。
電荷発生層３に生成した電子は導電性基体１から
注入された正孔と結合するが、この速度は導電性
基体１から注入された正孔が表面層まで達するよ
り速やかである。反転現像のために残留電荷消去
が困難な場合には、トナー像転写後に光導電感光
体表面を初めの帯電と同極性に再帯電し、その後
に第２色光線８を照射してもよいが、第２の電荷
搬送層５に吸収される成分を主成分とする第２色
光線７を照射するとよい。（第６図参照） トナー像の静電転写工程に起因する問題は電荷
搬送層が第４図で説明したように正孔、電子移動
型である場合には生じないが、残留電荷消去は第
２の電荷搬送層５に吸収される成分を主成分とす
る第２色光線で行なうのがよい。

第８図は第４図で説明した光導電感光体を複写
記録モードと半導体レーザ光線記録モードの両方
での記録または単独での記録の場合の光導電機構
を示している。光線９は600〜900nmの波長の半
導体レーザ光線で、第２の電荷搬送層５を透過し
て電荷発生層３に吸収されて正孔および電子を発
生し潜像を形成する。光線１０は複写したい原稿
から得られる400〜600nmの波長の複写光線で、
原稿を400〜600nmの波長の光線で照射したとき
の反射光線または白色光線で照明した原稿からの
反射光線を400〜600nmの波長を透過するバンド
パスフイルタを通したものである。この光線１０
は赤色〜赤外光線を含まないから電荷発生層３に
は到達せず、従つて両光線９，１０によつて独立
した潜像を形成することが可能となる。そして原
稿中に朱印や赤インクなどによる画像が含まれて
いてもこれを記録することができる。トナー像転
写後の残留電位除去は第６図または第７図で述べ
たようにすればよい。

光導電感光体は上記した４層に限らず、複数層
で上記１つの層と同じ機能をもつようにしてもよ
い。例えば第１の電荷搬送層２は成分比の異なる
２層あるいはそれ以上の層になつていてもよい。

第９図はこのような光導電感光体を使用した本
発明の一実施例を示す画像記録装置の概略構成図
である。光導電感光体によつて形成された記録ド
ラム２２の表面は帯電器２１によつて一様に帯電
され、その後半導体レーザ光線１１で走査露光さ
れて電荷潜像が形成される。この電荷潜像を現像
器１２によつて現像してトナー像を得るが、光導
電感光体として第５図で示したものを使用すると
きには残留電位が200V以上になるのでバイアス
電源１３で現像器１２にバイアス電圧を与えて現
像特性を改善する。このバイアス電圧印加は正規
現像の場合のかぶり防止に効果的である。次に残
留電荷消去ランプ１４によつて記録ドラム２２の
表面を一様露光する。この一様露光は省略しても
よいが、この一様露光は反転現像を採用した場合
に次の静電転写工程での転写効率向上に効果があ
る。記録紙１５へのトナー像の転写は、転写器１
６によつて記録紙１５の背面に帯電した電荷の電
界下で行なうようにする。トナー像を転写した後
の記録ドラム２２の表面に対しては帯電器１７に
て交流または直流コロナを作用させ、更に残留電
荷消去用ランプ１８で一様露光して残留電荷を消
去する。このコロナと一様露光は記録ドラム２２
に対して同時に作用させるようにしてもよい。ま
た残留電荷消去用ランプ１４，１８と残留電荷消
去用帯電器１７は必ずしも全部設置する必要はな
く、前記した光導電感光体の光導電機構により第
２の電荷搬送層５が感度をもつ光線を与えるラン
プ１８で十分にその機能を発揮することが多い。
その後に記録ドラム２２上に残留するトナーはブ
レード２０で回収ボツクス１９にかき落されて清
浄にされ、再使用される。本発明で使用される記
録ドラム２２（光導電感光体）は表面に形成され
る第２の電荷搬送層５が前述したように厚くて強
固であるのでこのようなブレードクリーニング方
式を採用しても記録ドラム２２の寿命が著しく低
下することはない。

以上のように本発明によれば、光導電感光体と
して導電性基体の表面に順次形成された、少なく
とも、第１の電荷搬送層と、電荷発生層と、第２
の電荷搬送層とを備え、この第２の電荷搬送層は
高電位に帯電でき、十分な耐環境性をもち、摩耗
に耐え得る厚さをもつので使用性にすぐれてお
り、またこの第２の電荷搬送層に残留する電荷を
この層が感度をもつ色光線で消去するようにした
ので、長期にわたつて高濃度で安定した画像が得
られる画像記録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の光導電感光体の縦
断側面図、第３図〜第９図は本発明の実施例を示
すもので、第３図は光導電感光体の縦断側面図、
第４図〜第８図は光導電機構の説明図、第９図は
画像記録装置の概略構成図である。 １……導電性基体、２……第１の電荷搬送層、
３……電荷発生層、５……第２の電荷搬送層、１
１……像露光用の半導体レーザ光線、１２……現
像器、１５……配録紙、１６……転写器、１８…
…残留電荷消去用ランプ、２１……帯電器、２２
……記録ドラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光導電感光体を一様に帯電する手段と、一様
   に帯電された光導電感光体を像露光して電荷潜像
   を形成する像露光手段と、電荷潜像をトナーで現
   像する現像手段と、光導電感光体に形成されたト
   ナー像を記録紙に転写する転写手段とを備えた画
   像記録装置において、 前記光導電感光体は、導電性基体の表面に順次
   形成された、第１の電荷搬送層と、第１色光線に
   感度を持つ電荷発生層と、前記第１色光線を透過
   して第２色光線に感度を持つ第２の電荷搬送層と
   を有し、前記転写手段の前及び後の少なくとも一
   方で前記光導電感光体に残留する電荷を消去する
   一様露光消去手段を有することを特徴とする画像
   記録装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の画像記録装置に
   おいて、 前記一様露光消去手段は、トナー像を記録紙に
   転写した後の光導電感光体の表面を潜像電荷と同
   極性に再帯電する帯電器と、再帯電された光導電
   感光体の表面に露光光線を与える第２色光線発生
   器を有することを特徴とする画像記録装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の画像記録装置に
   おいて、 前記光導電感光体は、Seを90重量％以上含む
   第１および第２の電荷搬送層と、Teを10重量％
   以上含む電荷発生層からなり、前記第２の電荷搬
   送層の厚さは２ないし20μmであることを特徴と
   する画像記録装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の画像記録装置に
   おいて、 前記第１色光線は600nm以上の波長で光導電感
   光体に像露光を与え、前記第２色光線は400nmな
   いし600nmを主要波長として現像工程以降で残留
   する電荷を消去する一様露光を与えることを特徴
   とする画像記録装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の画像記録装置に
   おいて、 前記第１色光線および第２色光線はともに光導
   電感光体に像露光を与え電荷潜像を形成し、これ
   を現像した後に残留する電荷を消去することを特
   徴とする画像記録装置。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の画像記録装置に
   おいて、 前記光導電感光体を一様に帯電した後に前記第
   １色光線は、発振波長が600nm以上の半導体レー
   ザ光を、前記第２色光線は波長が400ないし
   600nmの光を含む像露光により電荷潜像を形成
   し、この潜像を単一色のトナーにより現像するこ
   とを特徴とする画像記録装置。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし第６項記載の画
   像記録装置において、 前記第２の電荷搬送層は、正負両極性の電荷を
   搬送することを特徴とする画像記録装置。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の画像記録装置に
   おいて、 転写前後もしくは再帯電前後の残留電荷消去手
   段として、電荷発生層を感光する色光を一様露光
   する手段と、第２の電荷搬送層を感光する色光を
   一様露光する手段を別個に有することを特徴とす
   る画像記録装置。