JPH0478880A

JPH0478880A - 電子写真装置

Info

Publication number: JPH0478880A
Application number: JP19245790A
Authority: JP
Inventors: Toshihito Yoshino; 豪人吉野; Hitoshi Murayama; 仁村山; Toshiyuki Ebara; 俊幸江原; Koji Yamazaki; 晃司山崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1992-03-12

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】（産業上の利用分野）この発明は、例えばレーザプリンタのように半導体から
発せられた光を感光体の表面に照射して静電潜像を形成
する電子写真装置に関する。

（従来の技術）第６図は従来の電子写真装置の概略構成を示している。

５００は半導体レーザ、５０１は駆動用ドライバ、５０
２はポリゴンミラー、５０３゜５０４はレンズである。

また、５０５は感光体、５０６は帯電器、５０７は現像
器、５０８は転写・分離帯電器、５０９はクリーナ、５
１Ｏは除電ランプである。第７図は上記感光体５０５の
模式的断面図である。５１１は導電性の基体、５１２は
電荷注入阻止層、５１３はアモルファスシリコン系の光
導電層、５１４は表面層である。

このように構成した電子写真装置においては、画像信号
入力により作動する駆動用ドライバ５０１により駆動す
る半導体レーザ５００から発せられた光５１５は、レン
ズ５０３．ポリゴンミラー５０２．レンズ５０４を介し
て感光体５０５の表面に照射される。一方、帯電器５０
６により一様に例えばｅ帯電されている感光体５０５の
基体５１１にはｅ電荷が誘起されており、上記半導体レ
ーザ５００の光５１５が照射されると、照射部位に相当
する光導電層５１３にΦ、ｅの電荷が発生する０発生し
たｅの電荷は表面層５１４を通って感光体５０５の表面
上のΦ電荷と中和し、Φ電荷は基体５１１中のｅ電荷と
中和する。このようにして、感光体５０５の光５１５が
照射されない部分にｅ電荷が残り、画像と同じ静電潜像
が形成される。

この静電潜像は現像器５０７のトナー（図示せず）によ
り可視化されるとともに、感光体５０５と転写・分離帯
電器５０８との間に搬送されてくる転写紙５１６上に画
像として転写され、図示しない定着器により定着される
こととなる。そして、感光体５０５の表面に残留してい
るトナーはクリーナ５０９で回収する一方、除電ランプ
５１０により感光体５０５の表面は初期状態に戻される
。

（発明が解決しようとする課題）ところで、半導体レーザ５００の発振波長は７８０ａｍ
近辺であるが、これに対する感光体５０５の光５１５に
対しての吸収係数は１００Ｇ　（／ｃｍ）程度であり、
この波長の光５１５の９９％を吸収するのに光導電層５
１３の層厚は５０終■近く必要となるが、層厚５０ル層
の光導電層５１３を堆積するには多大の時間が必要とさ
れる為、実用的には層厚２０　ｇｍ程度の光導電層５１
３を用いて波長７８０ｎｍの光５１５の約９０％を利用
しているのが現状である。

ところが、光導電層５１３中で吸収されなかった約１０
％程度の光５１５は感光体５０５の支持体（図示せず）
で反射され、感光体５０５の表面の反射光との間で干渉
を起こし、静電潜像に影響を及ぼす、その結果、転写紙
５１６に転写された画像上に干渉縞を生じ、画質が低下
するという問題点があった。

上記の干渉の問題の１つの解決案として、基体５１１ヒ
光導電！５１３の間に、例えばアモルファス・シリコン
・ゲルマニウム（以降ｒａ−５ｉＧｅＪ　ト略記する。

）等、半導体レーザ５００の発振波長に対して吸収係数
の大きい膜を挿入する事により基体５１１からの反射光
を減少し、干渉を防ぐ方法が考案されているが、この方
法においてもａ−３ｉＧｅの原材料の１つであるＧｅＨ
ｕガスが高価であるため実用的でない。

この発明は上記課題を解決するためのもので、感光体の
アモルファスシリコン系の光導電層における光の吸収率
を高めた電子写真装置を安価に提供することを目的とし
ている。

帽ｌを解決するための手段）上記目的を達成するためこの発明は、アモルファスシリ
コン系の光導電層を有する感光体と、感光体の表面に静
電潜像を形成するために光を照射する半導体レーザとを
備えた電子写真装置において、前記光導電層の層厚を５
乃至１５ル■に設定し、かつ、前記半導体レーザによる
光の発振波長を５５０乃至７５０！ＩＩＩに設定したも
のである。

（作　用）上記構成に基づくこの発明の作用は、アモルファスシリ
コン系の光導電層を有する半感光体に照射される半導体
レーザの光の分光感度は、６８０ｆ１層近辺をピークと
しており、波長が５５０！ＩＩＩから７５０ｎ■の光で
はピークに対しての感度の０．７以上を保持している。

従って、使用する半導体レーザの発振波長が５５０ａ厘
乃至７５０２ｎ厘である事が望ましい、また、良好な画
像が得られ、且つ製造タクトの短縮の面から好適な光導
電層の層厚は５〜１５終重である。

（実施例）次に、本発明をレーザプリンタに適用した実施例を説明
する。

第２図はレーザプリンタの概略構成を示している。１０
８は半導体レーザ、１１１は駆動用ドライバ、１０９は
ポリゴンミラー、１１０ａ。

１１０ｂはレンズである。また、１０１は感光体、１０
２は帯電器、１０３は現像器、１０４は転写・分離帯電
器、１０５はクリーナ、１０６は除電ランプである。第
１図は上記感光体１０１の模式的断面図である。１２０
は導電性の基体。

１２１は電荷注入阻止層、１２２はアモルファスシリコ
ン系の光導電層、１２３は表面層である。

このように構成した電子写真装置においては、画像信号
入力により作動する駆動用ドライバ１１１により駆動す
る半導体レーザ１０８から発せられた光Ｈは、レンズ１
１０ａ、ポリゴンミラー１０９．レンズ１１０ｂを介し
て感光体１０１の表面に照射される。一方、帯電器１０
２により一様に例えば■帯電されている感光体１０１の
基体１２０にはｅ電荷が誘起されており、上記半導体レ
ーザ１０８の光Ｈが照射されると、照射部位に相当する
光導電層１２２にΦ、ｅの電荷が発生する０発生したｅ
電荷は表面層１２３を通って感光体１０１の表面上のｅ
電荷と中和し、ｅ電荷は基体１２０中のｅ電荷と中和す
る。このようにして、感光体１０１の光Ｈが照射されな
い部分にｅ電荷が残り、画像と同じ静電潜像が形成され
る。

この静電潜像は現像器１０３のトナー（図示せず）によ
り可視化されるとともに、感光体１０１と転写・分離帯
電器１０４との間に搬送されてくる転写紙１０７上に画
像として転写され、図示しない定着器により定着される
こととなる。

そして、感光体１０１の表面に残留しているトナーはク
リーナ１０５で回収する一方、除電ランプ１０６により
感光体１０１の表面は初期状態に戻される。なお、上記
駆動用ドライバー１１１に与える信号は、目的に応じて
、例えばコンピューターよりの文字のアウトプットであ
ったならば、文字を形成する信号を入力し、又、例えば
画像形成５行なう場合には、不図示のイメージスキャナ
ー等の画像読取手段からの信号を入力する。

ところで、従来の半導体レーザは発振波長７ＢＯｎｍ近
辺のレーザのみ実用化されていたが、最近は発振波長が
６６０＋１■近辺のいわゆる「可視半導体レーザ」が実
用化されつつある。一般にレーザ光に対するこの種の感
光体の分光感度は第３図に示すように、６８０ｎ厘近辺
をピークとしており、波長が５５０ｎ霧から７５０ｎ■
の先は、ピークに対しての感度０．７以上を保持してい
る。従って、本考案で使用する半導体レーザの発振波長
は５５０！１層乃至７５０ｎ鳳である事が望ましい。

そして、上記範囲の波長の光に対しては一般のアモルフ
ァスシリコン系の光導電層に：１００００（／Ｃｍ）程
度の吸収係数を有しており、光導電層の層厚が約５．１
０．１５ｕＬ■で各々、入射光のうち９９％、　９９．
９％、　８９．９９％を吸収する。

従って、入射光の有効利用という観点からは従来の感光
体の光導電層の層厚である２　０４ｍ以上を確保する必
要性が事実上存在しなくなった。実用的には、入射光の
３８％程度以上を吸収するならば、すなわち、基体１２
０からの反射光が１％以下であるならば感光体１０１の
表面での光の干渉による静電潜像への影響はなく、転写
紙１０７上に転写される画質の低下は発生しない。

以上のように入射光の大部分を光導電層１２２中で吸収
するため、従来必要とされていた、例えばａ−５ｉＧｅ
膜等を用いた反射防止手段が不要と・なる、一方、入射
光の有効利用という点からは、光導電層１２２の層厚は
、やはり５棒厘以上が望ましく、更に、実用的な受容電
位と感度を確保する容量を得る為にも層厚は５体層以上
が望ましい。

他方、感光体１０１の製造面からとらえれば、光導電層
１２２の層厚は、製造タクトを短縮し、又、ピンホール
等の膜の異常成長を抑える為に薄い事が望ましい。

次に、本実施における感光体１０１の製造方法を第４図
により説明する。

まず、所定の加工２表面処理、そして洗浄の行なわれた
円筒状アルミニウム基体２０２（長さ３５８ｍｍ、直径
８０ｍｍ、肉厚５ｍ腸を基体支持体２１３と組み合わせ
反応炉内に設置する０次いで排気バルブ２１０を開けた
後に、ロータリーポンプ２１２及びメカニカルブースタ
ーポンプ２１１を起動し１反応炉２０１内を減圧とする
０反応炉２０１内の圧力を真空計２０５で監視し、圧力
が０．００１（ｔａｒｒ）以下となったならば、モータ
ー２０４により基体２０２を１　ｒｐｍで回転し、又、
不図示の電源よりヒーター２０３に電力を供給し、温度
センサー２１５を見ながら基体２０２の温度を３００℃
まで加熱する。

基体２０２の温度が３００℃となったならば、第１表に
示す条件により、基体２０２上に感光体を構成する電荷
注入阻止層、光導電層９表面層を順に形成する。

０メ千余白）まず電荷注入阻止層を形成するには、５ｉＨａ　。

Ｂ２　、　Ｂ２Ｈ６／Ｂ２　　、　Ｎｏ　、力充填され
たボンベ２２０゜２３０．２４０，２５０のバルブ２２
１゜２３１、・・・、２５１を開け、各々のガスをガス
号に減圧器２２２，２３２．・・・、２５２により所望
の圧力に減圧する０次に、導入バルブ２２３゜２３３、
・・・、２５３を開け、各々のガスをマス帝フロー・コ
ントローラー２２４．２３４．・・・２５４に導入する
。各々のガスはマス・フロー・コントローラーにより所
望の流量に制御されて供給バルブ２２５，２３５．・・
・２５５を通過した後に混合され、ガス管２１４から反
応炉内へ導入される。電荷注入阻止層の作成条件は第１
表に示す通りであり、ＳｉＨ’ガス流量Ｉ　Ｑ　Ｏ３Ｃ
Ｃｍ、　Ｂ２ガス流量６００５ｃｃｎ　、　Ｂ２Ｈ６／
Ｂ２ガス流量をＳ　ｉＨｓガス流量に対して３０００ｐ
ｐｍ　、　Ｎ（ｌガス流量５　ｓｃｃｍ　、となるよう
マス・フロー・コントローラーで調節した０次いで真空
計２０５を見ながら排気ポンプ２１１の排気速度を調節
して反応炉内圧力を１Ｌ４０ｔａｒｒに調整する０次に
、ＲＦ電源２０７から電力を供給する事により電極２０
６間にグロー放電を生起させ、電荷注入阻止層の形成を
開始する。

所望の膜厚の電荷注入阻止層が形成されたならば放電を
止め、電荷注入阻止層の形成を終える。

以下、同様の手順により第１表に示す条件で光導側り表
面層を順に形成する。

形成される各層の切り替え時には、必要に応じて、すべ
てのバルブを閉じ、−旦系内を高真空にする作業を行な
う。

以上の様にして感光体を構成する全層の形成を終えたな
らば、加熱用電源を切り、感光体及び反応炉内を冷却す
る。常温まで冷却された感光体は反応炉から取り出され
、膜厚等の検査を受けた後、第２図に示したレーザプリ
ンタに組み込まれる。

実１１１Ｊ前述した感光体の製造方法に従って、光導電層の層厚が
５．１０，１５，２０，２Ｆｚｔ■である工種類の感光
体を作成した。

作成した各々の感光体を発振波長６９０ｍｍの半導体レ
ーザーを搭載したレーザプリンタに組み込み特性を評価
した。尚、比較の為に前述の各々の感光体を発振波長７
８０　ｎｍの半導体レーザーを搭載したレーザプリンタ
に組み込み、同様に特性を評価した。そして、光導電層
の作成時間と画像における干渉の程度の評価結果を合わ
せて第２表に示す。

（、以下余自）第２表に示した通り、波長６９０ｎ厘のレーザーを使用
した場合には、＋！！光体の光導電層の層厚が５ｕＬ層
以上で画像品質上実用可能である。それに対して長波レ
ーザーを使用した場合には、実用的な画像は得るには光
導電層の層厚として２５牌層以上が必要とされる。干渉
は光導電層の膜厚の増大に従って減少するが、製造面で
は第２表に示した通り光導電層の作成に要する時間が増
大し、感光体のコストが増大する。従って、良好な画像
が得られ、且つ製造タクトの短縮の面から好適な光導電
層の層厚は５〜１５ＩＬｍである。

本発明の更なる効果として解像度の向上が可能となる。

それは以下の二要因の組み合わせによる。第１は半導体
レーザ１０８の発振波長を従来の半導体レーザの波長に
対して短かくしたため、感光体１０１上に照射されるレ
ーザー露光のスポットをより絞り込める事による。

これは、光学系に使用しているレンズ１１０ａ、１１０ｂの特性は干渉の原理により、短波長
先程解像度が向上するという原理にもとず〈、第２は感
光体ｌｏｔの薄膜化による、いわゆる「画像ボケ」の低
減である。感光体１０１には帯電器１０２の帯電による
層厚方向の電界が存在し、又、感光体ｌＯ１を露光して
静電潜像を形成した時には、電位の高い箇所と低い箇所
の間に層方向に沿った電界の２種類が存在し、後者はい
わゆる画像ボケの原因となる。そこで感光体１０１を薄
膜化する事により両者の比率を変え、相対的により層厚
方向の電界が強くなる。従って画像ボケの程度が減少す
る。

以上説明した２要因によりアウトプット画像の解像力が
向上する。

良簾班ヱ本発明のレーザプリンタと、従来のレーザプリンタにお
ける解像力の比較を行なった。

実験例１にて作成した感光体をレーザプリンタに組み込
み、以下の２例にて比較を行なった。

■本発明のレーザプリンタ光導電層の層厚１０終履の感光体及び発振波長６５０ｎ
履のレーザを使用。

■従来のレーザプリンタ光導電層の層厚２５牌■の感光体及び波長７８０ｎｍのレーザを使用。

解像力の評価は、アウトプットとして第５図に示すよう
に、輻ａの黒色部Ｂが一定間隔ａ′で並ぶ画像が得られ
る様にレーザ駆動用ドライバーに制御信号を送り１間隔
ａ′を狭めていった状態を画像上において再現し、解像
し得る最小の間隔ａにより評価を行なった。

すなわち、ある間隔ａ′以下になると、画像上の隣り合
う黒色部幻輪郭の微少なボケが重なり合い、事実上解像
不可能となってしまう、その時の間隔ａ′を解像力の指
標とした。

評価の結果、本発明のレーザプリンタにおける間隔ａ′
は従来のレーザプリンタにおけるａ′に比して約０．８
倍であった。すなわち１本発明のレーザプリンタは１１
０．８倍の解像力を有している。

本実施例により本発明のレーザプリンタを用いて得られ
た画像は画質が優れている事が判明した。

なお、上記実施例においてはレーザプリンタについて説
明したが、複写機、ファクシミリ等にも適用可能である
。

（発明の効果）この発明は以上のように構成したものであるから、半導
体レーザから感光体の表面に照射された光は、感光体を
構成するアモルファスシリコン系の光導電層内でそのほ
とんどが吸収されるから、感光体の表面に形成される静
電潜像が干渉により影響を受けることはなく、良質な画
像の得られる電子写真装置を安価に提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、この発明の実施例を示し、第１図
は感光体の構成を示す模式的断面図、第２図は本発明を
適用したレーザプリンタの概略構成を示す正面図、第３
図は半導体レーザの光に対する感光体の相対的分光感度
を示すグラフ、第４図は本発明に係る感光体を製造する
堆積膜形成装置を示す図、第５図は画像の解像力判定に
使用した印字パターンを示す図、第６図は従来のレーザ
プリンタの概略構成を示す正面図、第７図は従来の感光
体の構成を示す模式的断面図である。符号の説明１０１・・・感光体　　　１０８・・・半導体レーザ１
２２・・・光導電層　　Ｈ・・・光第１図、ｊＩＨ。ｊ（） −へ・】゛第２図第図成長（ｎｍ）第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】アモルファスシリコン系の光導電層を有する感光体と、
感光体の表面に静電潜像を形成するために光を照射する
半導体レーザとを備えた電子写真装置において、前記光導電層の層厚を５乃至１５μｍに設定し、かつ、
前記半導体レーザによる光の発振波長を５５０乃至７５
０ｎｍに設定したことを特徴とする電子写真装置。