JPS6254280A - 印刷装置 - 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］ 本発明は印刷装置、特に電子写真方式のプリンタに関し
、更に詳細には感光体」〕への光学的、静電潜像形成方
法に関するものである。

［従来技術］ 電子写真方式のプリンタは分解能が高く高品質印刷が可
能であり、更に高速印刷が可能であるという特徴を有し
ている。計算機の処理速度の向」二に伴い、多゛量のデ
ータを短時間に出力できる印刷装置への要求が高く更に
計算機の応用分野の拡大に伴い、文書作成、画像印刷等
の能力がプリンタに要求され高速、高分解能の電子写真
ページプリンタの応用分野が広がっている。

従来の電子写真方式プリンタにおいては、第５図に示す
ようなプロセスで画像が印刷される。すなわち、アルミ
ニウムからなる素管１０１の夕１周表面に積層形成され
た光導電層１（’）２を有する感光体ドラム１０３を定
速回転させる。感光ドラム１０３周囲には帯電部１０・
１、露光部（光ビーム１０５で示す）、現像部１０６、
転写部１０７、クリーニング部］０８、除電部１０９が
順次配置されている。帯電部］０４では、フロトロンが
用いられ直径５０μｒｎ程度のタングステン線とこの周
囲に配されたハウジングの間に、４〜６　ｋ　Ｖ程度の
高電圧を印加してコロナ放電を生じさ−Ｖ、発生するイ
オンで感光ドラム１０３の表面を４００〜６００Ｖに帯
電させる。

光導電層１０２の特性に応じて、正又は負に帯電する如
く帯電極性を選択する。以下負帯電の場合で説明すると
、光導電層１０２表面は接地された素管１０１に対して
、−４００〜−６００Ｖ程度に帯電する。次に、露光部
においては画像信号に応じて光導電層１０２を選択的に
光ビーム１゜５で露光する。光照向・ｌを受けた部分は
光導電性によって帯電電荷がほぼ瑣失し、表面電位は素
管とほぼ同電位まで変化し、光照射の有無に応じて光導
電層１０２表面に静電））を像が形成される。感光ドラ
ム１０３表面の選択的露光は例えば、ポリゴンミラーに
よって走査された１／、−ザー光で行なう如く、構成す
る方法が知られている。（ＬＴ　Ｓ　Ｐ　３４６５３５
２、ＵＳＰ３９２２４８５）又、感光ドラノ、外周面に
近接して配置された液晶シャッタアレイで光源の光を選
択的に遮断し、シャッタ面の像をドラム」二に結像して
行なう如く構成する方法も知られている。（特開昭５６
−９２０７８、特開昭５６−９８０７３） 又、発光ダイオードをライン状に乗積配置して、これを
選択的に点灯し行なう方法も知られている。（特開昭５
５−９８８７９、特開昭５７−４０現像部１０６では、
感光ドラム１．０３−１：の静電・潜像をトナー粉で現
像し顕像化する。例えば、２成分現像剤を用いた正転現
像システノ、においてはトナーが光導電層表面の４１）
電極性と、逆極性に摩擦帯電する如く帯電順位を有する
キャリアとともに、かくはんしＩ・ナーを帯電させる。

今の例では、トナーを正帯電させ、永久磁石を内蔵し素
管１０１に対し負電位を有する非磁性スリーブの回転に
より感光ドラム１０３表面を摺擦する磁性キャリアの磁
気ブラシに付着して感光ドラム１０３表面をトナー粉が
接触擦過し静電力により負の残留電位を有する部分に選
択的に付着し感光ドラム１０３上の残留電荷パターンに
応じたｌ・ナー像を形成する９更に、磁性成分トナー現
像も知られている。転写部１０７においては転写チャー
ジャー１０７により感光ドラム１０３表面のトナー像を
記録紙１１０に転写する。記録紙１１０は、感光ドラム
と微小な一定の間隔を維持しつつ、感光ドラノ、周速と
同一速度で搬送され、トナーの帯電極性と逆極性、今の
場合具に記録紙１１０背面を帯電させる如くコロトロン
に生ずるコロナ放電により感光体１０３表面のトナーが
静電力により記録紙に吸引され転写される。

記録紙」二のトナー像は、定着′ａ１１１において加熱
され、記録紙に固着される。熱以外に圧力を印加したロ
ーラー間を通すことにより記録紙に固着する圧力定着も
知られている。

クリーニング部１０８は、記録紙に転写されずに残留す
る感光ドラム１０：３表面のトナーを除去する。回転す
るファーブラシローラーにより感光ドラム１０３表面の
トナーを拭き取りクリーニングする方法（実開昭６Ｏ−
６５７５５）　、ゴムブレードを押し当ててクリーニン
グする方法（特開昭４４−２０３４）等が用いられる。

除電部１０９においては蛍光灯等により感光ドラムを一
様に露光し、光導電性により残留電荷を消滅させ静電潜
像を消去する。

［従来技術の問題点］ 前述の従来技術においては、感光ドラム表面の帯電をコ
ロトロンによって行なうため以下のような問題点を有し
ている。すなわちコロトロンにおけるコロナ放電により
空気中の酸素が電離し、オゾンが発生する。オゾンは悪
臭を発生するのみならず、人体に有害であって安全上、
健康上の問題を有している。更に、感光ドラムの光導電
層がオゾンによって劣化するするという欠点も有してい
る。特に有機光導電層はオゾンによる性能劣化が著しく
実用上、例えば、印刷枚数に応じて感光ドラム表面を一
定量研磨して光導電層表面の劣化層を除去するための機
構が設けられる等の工夫がされており、オゾンによる劣
化特性が感光ドラムの耐刷枚数を決定する要因となって
いる。更にコロ６一 トロンは空気中の分子を電離し放電するため、そのｌＪ
Ｊ作原理上雰囲気の環境条件によって性能が変化する。

特に圧力、湿度の影響を受は安いため安定した画像品質
が得られないという欠点も有している。また、コロトロ
ンに用いられるワイヤは、高電界下に置かれるために、
空気中の異物を吸着して帯電能が低化するため定期的に
ワイヤ表面の異物を除去し清浄に保っておく必要があり
、更に長期使用に際しては切断することもあり、保守を
要した。

［目Ｃ月 本発明はこれらのコロトロンに特有の種々の問題を解消
するためになされたもので、その目的は安定して高画質
の得られる印刷装置を実現することである。更に別の目
的は、装置をｆｉｌｌＩ略化して低価格の印刷装置を実
現することである。また別の目的は、保守を要さない操
作性の高い印刷装置を実現することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明における電子写真方式プリンタにおいては、光導
電層に近接して設けられた電極で、先導電層の導体基材
との間に電界を印加しつつ光導電層を露光し、光導電層
に電荷を注入し残留させ、表面電位が選択的に変化する
如く構成することにより静電潜像を形成する。

［作用］ 本発明の」−記構成における静電潜像形成過程を第１図
を用いて説明する。感光ドラムはアルミからなる素管１
４を基材として光導電層１３と透明絶縁層１２を積層し
てなり、感光ドラム外周面に近接してこれと対向してガ
ラスに透明電極１６を積層した光透過性電極板ＩＪを設
け、これと素管１４の間に電圧を印加する。このとき光
透過性電極板１１を通して感光ドラムを照射すると、光
導電層１３には光透過性電極板１１に近い側に電荷Ｑが
誘起される。この電荷誘起過程は概ね以下のように定性
的に説明される。

Ｓ−光冊射部の面積（スポット面槙） Ｃｏｒ光照射時に光透過性電極板とアルミ素管間で形成
されるコンデンザー容呈 ｃｌ−光透過性電極板と光導電層表面間距離１、−透明
絶縁層厚 Ｔ−光導電層厚 ερ−真空誘電率 εｒ−透明絶縁層誘電率 Ｑ−誘起電荷 ■−印加電圧 として、 ＣＱ＋Ｊ　”Ｅｏεｒｓ　／　（ｔｌｔ　）（Ｕ、ｓ　
／　ｒｌ　）　＋　ＬεｒＳ／ｌ）Ｑ　”　Ｃｏｄ　Ｖ と表わされる。ただし、光導電層の明抵抗に起因する時
定数によって生ずる電荷移動に要する時間は、簡単のた
め無視して旧刊した。この状態で、矢印で示す方向に感
光ドラムの回転に伴って光透過性電極板１１の電界の及
ばない領域まで移動する前に」二記光照射を終了するこ
とにより前述の光照射部分（図中に＆’ｆ線を施して示
す）には選択的に電荷（ンが残留し、感光ドラム表面に
は透明絶縁層１２を介して表面電位があられれる。従っ
て、静電潜像が形成される。

し実施例］ 以下実施例に基づいて本発明を説明する。第１の実に例
を第２図に示す。感光ドラノ、は、アルミ素管２１」二
に、第１図において説明したように、光導電層２８と透
明絶縁層２９が形成される。該ドラノ、外周に近接して
配された光透過性電極板２３は感光１−′ラムのアルミ
素管２１との間に電圧Ｖを印加する。感光ドラムは図中
矢印で示す方向に回転する。回転方向に沿って現像器２
４、転写ローラー２５、クリーナー２２が配される。転
写ローラー２５は金属ローラー表面に絶縁層３１を設け
たものである。現像器２４、クリーナ２２は各種構造が
知られているが、本発明か静電潜像形成方法に間するも
のであり、その内部構成、作動原理等については省略す
る。

次に本図面に示した第１の実施例のプリンタの動作を説
明する。感光ドラムの外周部に設けられた光導電層２８
に光透過性電極板２３により電界が加えられ、第１図に
おいて説明したように光スポット３０の照射を受けた部
分にのみ選択的に電荷が注入され残留し、電荷極性に応
じて正又は負（図示の場合は負）の表面電位があられれ
る。Ｔｉｔ−って感光ドラムを一定回転速度で回転しつ
つ図示しないポリゴンミラーからなるビーフ、走査糸に
よりレーザービーフ２走査を行ない選択的にビーム照射
を行なうことにより、静電潜像が形成される。

現像器２４において潜像極性に応じて適当な帯電電荷を
与えられた］・ナー粉を適当な現像バイアス電位を与え
て現像することにより生じた静電力によって前記残留電
荷に応じてトナー粉が選択的に付着し、静電潜像が現像
される。感光ドラムと記録紙２６を対向させて転写ロー
ラ３１にトナー粉帯電電荷と逆極性の電位をり４える如
く転写バイアスを印加することにより、］・ナー粉は感
光ドラムから記録紙に向けて静電力を受けて記録紙に転
写される。更に記録紙２６は、高温に保持された定着ロ
ーラ２７を圧力を受けつつ通過し、トナー粉が溶融し、
記録紙上に固着する。感光ドラム」二の記録紙上に転写
されずに残留する残留Ｉ・ナーは、クリーナ２２におい
て回収され、感光ドラム表面がクリーニングされて清浄
に保たれ、更に除電部３１で注入残留電荷を消去して１
ザイクルを終了する。

上記構成によれば、従来の電子写真方式プリンタのよう
に露光前の一様帯電にコロトロンを用いず、静電潜像形
成に際して放電現象を伴わないため、オゾンが発生する
ことがなく、長時間の連続運転時でもオゾン臭を発する
ことがない。

また、光導電層表面は、絶縁層で保護されているため、
長期間の使用によっても光導電層の劣化がなく、感光ド
ラノ、の長寿命化が図れる。光透過性電極はコロトロン
のように電界の集中を生じないため、異物の吸着がなく
、また、細径ワイヤを用いないためワイヤ切断等なくメ
ンテナンスフリーが実現できる。

次に、第３図に別の実施例を示す。第３図においては、
感光ドラノ、５］の外周面に近接されて配置された対向
電極５３はレーザービーム５２のスポット径以上の１１
のスリット５４を有する金属板からなり、ドラムのアル
ミ素管との間に電位が与えられる。

光導電層その他は、第１の実施例の場合と同様である。

光導電層に生ずる電界はスリット巾が微小であるため実
質的に第１の実施例の場合と同じであり、前と同様に静
電潜像が形成される。この場合は対向電極において光透
過性電極板におけるような光の吸収、反射が全くないた
め、高効率に光照射が行なえるという利点を有する。

第４図に第３の実施例を示す。ガラスからなるドラム６
１上に透明導電層６６、光導電層６４、透明絶縁層６５
を順次積層する。対向電極６３と透明導電層との間に電
位差を保ちつつ光ビーム６２で、ガラスドラム６１、光
導電層６２を介して光導電層６４を照射することにより
前の例と同様に光ビーフ、照射部のみに選択的に電荷が
注入され残留し、静電潜像が形成される。この場合、光
路中にはドラム６１と透明電極６６のみが介在するため
、光源を近接して配置できる。従って液晶シャッタアレ
イやＬ　Ｅ　１’）を用いた露光装置を用いた場合、コ
ンパクトに装置が形成できるという利点を有する。なお
、本実施例では、表面保護のため光導電層上に絶縁層を
設けた構造の例について説明したが、潜像形成原理上明
らかなように、絶縁層は必ず１７も必要でなく光導電層
−にに絶縁層の無い構造の場合にも適用できることはも
ちろんである。

［効果］ 本発明においては光導電層と絶縁層からなる潜像形成」
二への静電潜像形成を該潜像形成層に近接対向して配置
した電極で、電界を与えつつ光ビーフ、を照射し、行な
うため、安定して高画質が得られる印刷装置を実現でき
る。また、装置の簡略化、小型化が可能となり低価格の
印刷装置を実現できる。保守を要さず、操作性の高く、
更に長寿命の印刷装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の静電潜像形成原理を示す図。 第２図は本発明の第１の実施例を示すプリンタの構成図
、第３図は本発明の第２の実施例を示す図。第４図は本
発明の第３の実施例を示す図。第５図は従来のプリンタ
の構成図。 １３・・・光導電層 １２・・・絶縁層 １１．２３・・・光透過性電極板 ５３．６３・・・対向電極 １５．３０．５２．６２．１０５ ・・・光ビーム 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）導体基材上に形成された光導電層に対向する電極を
   設け、前記基材と前記電極との間に電位差を保ちつつ前
   記光導電層を光照射し、前記光導電層に静電潜像を形成
   する如く構成されたことを特徴とする印刷装置。 ２）光導電層に対向する電極が光透過性であり、該光透
   過性電極を透過して光照射することを特徴とする特許請
   求範囲第１項記載の印刷装置。 ３）光導電層に対向する電極がスリットを有し該スリッ
   トを通過して光照射することを特徴とする特許請求範囲
   第１項記載の印刷装置。 ４）光導電層は透明導体基材上に形成され、該基材を透
   過して光照射することを特徴とする特許請求範囲第１項
   記載の印刷装置。 ５）光導電層上に絶縁層を積層したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の印刷装置。