JPS6281661A - 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、感光体上への光学的、静′厄潜像形成方
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１１ｉ１Ｊが可能であるという特
長を有している。計算（基の処理速度の向上に伴い多鼠
のデータを現時間に出力できる印％ｌＪ　表置への要求
力穐石く、更に計算機の応用分野の拡大に伴い文書作成
１画像印刷等のｉＪ２力がプリンタに安来され、高分解
能の１こ子写真ページプリンタの応ＩＩＩ分野が拡がっ
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
うなプロセスで円像に印刷される。すなわちアルミニウ
ムからなる素管１０１の外ｌ、■表面に積層形成された
光導′、ＩＬ層１０２を有する４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
４．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１０８．除電部１０９が
順次配置されている。帯電部１０４ではコロトロンが用
いられ直径５０μｍ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４〜６ＫＶ程度の高電圧を印
加してコロナ放電を生じさせ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表面は接地された木管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′磁層１０２を選択的に光ビーム１
０５で露光する。光照射を受けた部分は光導電性によっ
て帯電電荷がほぼ消失し表面電位は木管とほぼ同電位ま
で変化し、光照射の有無に応じて光導電層１０２表面に
静電潜像が形成される。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レーザ
ー光で行う如く構成する方法が知られている（ＵＦ３Ｐ
５４６５５５２、ＵＳＰ３９２２４８５）又感光ドラム
外周部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而の像をドラム上に結像
して行う如く構成する方法も知られている。（特開昭５
６−９２０７８．特開昭５６−９８０７３）又発光ダイ
オードをライン状に集積配置してこれを選択的に点灯し
行う方法も知られている。（特開昭５５−９８８７９．
特開昭５７現像部１０６では感光ドラム１０５上の静電
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ムにおいてはトナーが光導電
層表面の帯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伴に攪拌しトナーを帯電させる。今
の例ではトナーを正帯電させ永久磁石を内蔵し木管１０
１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１０５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１０５表面をトナー粉が接触際
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１０５上の残留′電荷パターンに応じ
たトナー像を形成する。更に磁性し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ム周速と同一速度で搬
送されトナーの帯電極性と逆極性、今の場合負に記録紙
１１０背而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１０５表向のトナーが静′屯力により
記録紙に吸引され転写される。記録紙上のトナー像は定
着器１１１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１０５表面のトナーを除去する。回転するフ
ァーブラシローラにより感光ドラム１０３表面のトナー
を拭い取りクリーニングする方法（実開昭６０−６５’
７５５）、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においては螢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。

ところで上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′亀
により空気中の酸素が′心慮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Ｔ
Ｌ層がオゾンによって劣化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は研
磨して光導電１４表面の劣化Ｊ４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
。更にコロトロンは空気中の分子を電離し放電するため
その動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、湿度の影響を受けやすいため安定した画
像品質が得られないという欠点も有している。

そこで、コロナ放電を用いず、高′屯位の給電手段を直
接感光体表面に接触させて帯電させる方法が提案されて
いる。例えば特開昭５６−１０４３４８には電圧が印加
された導電性のカーボンブラシで感光体表面を摺擦する
ことによって帯′亀させる方法が開示されている。この
ようなブラシ帯電方式は前述のコロナ放電による方法の
持つオゾンに伴う問題がないのはもちろん、感光ドラム
表面を所定の電位に帯電させるための印１［ｉａ圧が１
ＫＶ前後であってコロトロンの４〜６ＫＶに比べて低電
位でよいため、安全性に優れている、電諒が小型化、低
コスト化できる等の特長を有しているところが前記ブラ
シ帯電方式は以下に示すような問題点も併せ持っている
。すなわちブラシが感光体表面を直接擦過するため、感
光体が）観耗して耐刷枚数が減少する。

また、導′「「体が直接感光体へ接触している（］・を
造のため、感光体表面にｌＪｊ　’１の欠陥があってわ
ずかでもブラしとｌ面光ドラム基材の導電層が接触した
場合には大電流が流れて感光体その他を破壊してしまう
こともあり、信頼性に欠けるという欠点を有する。

〔発明が解決しようとする問題点３ 本開明は上述の問題点を解消するためになされたもので
、その目的とするこころは感光体の帯電工程に人体に有
害でありまた感光ドラムの劣化の原因となるオゾンを発
生しないブラシ帯電方式を用いながら、導電性ブラシが
感光体を擦過することによる感光体の耐刷枚数の低下や
漏電のない、安全、長寿命で高い信頼性を有する印刷装
置を提供することである。

〔問題点を１ｉＦｆ、決するための手段９本開明の印刷
装置は光導電性感光層上に絶縁層を有するＭｌ　ｊＭの
感光体と、導電性ブラシより成る１感光体表面帯電装置
と像露光装置で構成された静電潜像形成装置とを備え、
前記導電性ブラしと前記感光体間の電位差を所定の値に
保ちつつ前記感光体表面を前記導電性ブラシが擦過して
前記感光体表面を帯電させる手段（工程）と、該帯電と
同時もしくは直前に像露光する手段（工程）を有するこ
とを特徴とする。また本発明の印刷装置はさらに望まし
くは前記感光体は光導電層が透明幕村上に形成され、該
基材を透過して像露光することを特徴とする。またさら
に望ましく；ま前記帯電工程と前記像露光工程の後に全
面露光工程を有することを特徴とする。

〔作用〕

以下本発明に係る静電ｍ像形成工程を第１図の原理図を
用いて説明する。感光ドラム１０は透明導電性基材１１
上に光導電層１２と透明絶線層１３を積層して形成され
、感光ドラム１０の回転によって透明絶縁層１５の表面
を導電性ブラシ１４．１４・・・・・・が図中矢印Ａの
方向に相対的に移動して擦過することになる。導電性ブ
ラシ１４゜１４、・・・・・・には帯電のための電圧■
０が透明導電性基材１１を基準にして印加されている。

この’ｉｌＩ圧ｖＯの値は感光体の表面電位ＶＳを４０
０Ｖ〜６００ｖに帯電させるためにはＩＫＶ前後が適当
である。印加電圧■０と表面１ｄ位ｙｓの間にはＶｏ　
　−Ｖ　ｓ　　＝　　Ｃｏｎａｔａｎｔ　　　　　　　
　　　　１の関係があることが実験的に確かめられてお
り、ブラシ印加電圧が一定であれば、感光ｊ・、′ηの
膜厚、ブラシの擦過速度等によらず感光体表面は一定の
表面′電位に帯′屯することになる。

今、第１図（α）の点線より右側の領域の図中矢印りで
示されるように透明基材１１を通して光導１ル性感光Ｊ
（Ｄ　１２が光照射されながらブラシ１４．１４．・・
・・・・が絶縁層１５の表面を通過すると、感光体表面
が前述の所定の表面電位Ｖｓとなるように電荷ＱＬが絶
縁層１５をはさんで誘起される。また第１図（ａ）の点
線より左側の領域に示されるように光照射されないでブ
ラシ１４，１４゜・・・・・・が絶縁層１５の表面を通
過すると、感光体表面の電位がＶｓとなるように今度は
絶縁層１３と感光層１２をはさんでＱＤの電荷が誘起さ
れる。

この電荷ＱＬ＋ＱＤの値は、概そ以下のようになる。す
なわち、 Ｓ　：光照射部の面積 ε、：Ｔｆｉ明絶縁層の誘電率 ε２　：光導電性感光層の誘電率 ℃１　：透明絶縁層厚 ｔ２　：光導電性感光層厚 として となる。上式に従って光照射部と未照射部で表面電荷音
度に差違が生じ静電潜像が形成されたことになる。

さらに上記の状態では表面電位はＶＳで一定であるが、
現像方式等によりて表面電位の分布も必要な場合にはさ
らに第１図Ｃｂ）に示すように全面露光すれば、表面′
電荷量Ｑ　Ｌ＋　Ｑ　’は変化しないまま、未露光部の
電荷が透明導′１ヒ性基材１１の表面から感光層１２の
表面へと移動して結果的に静電容量が変化したことにな
り、未露光部の表面電位ｖｓ’は下式に示す値をとる。

すなわち１゜ となる。

ところで、感光層を形成している光導電性物質の中には
、０ＰＯ（有機光々Ｊ電体）に見られるように、光照射
後しばらく導電状態が継続する性質を有するものがある
。このような感光材料を用いた場合には、感光ドラムの
基材を通常用いられるアルミニウムとし、感光体の絶縁
層表面側から光照射して、その直後、導電状態が保たれ
ている間に該光照射部分を帯電ブラシで擦過すれば、前
述した透明導電基材を透過させて光照射した場合と同様
の機構で静電Ｙ＆像を得ることができる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第２図の断面図を用いて説明す
る。第２図は感光ドラムへの記録情報を液晶シャッタア
レイで１１−」御して光書き込みする液晶シャッタプリ
ンタを示している。感光ドラム２は第１図において説明
したように透明導電性基材２１上に光導電性感光層２８
と透明絶縁層２９が積層されている。感光ドラム２の内
周には液晶シャッタ方式の像露光装置５２が配置されそ
れとドラム面をはさんで対向する位置にＩＫＶ程度の′
ｔＬ圧が印加された導′１ヒ性帯′市ブラシ２３が配置
、ｔされている。感光ドラムは図中矢印で示す方向に回
転し、回転方向に旧って全面露光装置３４現像ｄＪ２４
転写ローラ２５クリーナ２２１余′也ブラシ３０が配置
されている。また感光ドラム面をはさんで除電ブラシ６
０と対向する位置には除電ランプ３５が配置されている
。転写ローラ２５は金属ローラ表面に絶縁層３１を設け
たものである。また除電ブラシ５０は帯電ブラシ２５と
同様の構成で電位を導電性基材と同電位に保ったもので
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
発明は静電着像形成方法に関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上記構造の印刷
装置の動作を説明する。第１図で説明したように感光ド
ラム２が像露光装置５２より選択的な光スポットの照射
を受けながら帯電ブラシ２３を通過することによって、
ドラム表面には像部分と背景部分で帯電された電荷量に
差異が生じて静電？ａ像が形成される。さらに全面露光
装置５４によって表面電位分布も得られる。

次に現像器２４において、像部分に帯電された表面電荷
Ｍと背景部分に帯電された表面電荷量の中間の値が現像
における閾値となるよう適当な帯電量を与えられたトナ
ー粉を適当なバイアス電位を与えて現像することによっ
て、感光ドラムの表面電荷分布に応じてトナー粉が選択
的に付着して静ｖｔ沿像が現像される。トナー現像され
た画像は感光ドラムと記録紙２６を対向させて伝写ロー
ラ２５にトナー粉帯蚕電荷と逆極性の適位を与える如く
転写バイアスを印加することにより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
光ドラム上の記録紙上に転写されずに残留する残留トナ
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る。さらに感光ドラム２
表面は、基材２１と同電位に接地された導電性除電ブラ
シ３０を除電ランプ５３に全面露光されながら通過する
ことによって導電性基材２１．感光層２Ｂ、感光ドラム
表面がすべて同′屯位になり、除電されて１サイクルの
工程を終了する。

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＋ｉｆ篭にコロトロンを用いず］ｊｐ電電
像像形成際して放電現像を伴な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。また光導層表面は絶縁層で保設されてい
るため長期間の使用によりでも光導′１１Ｌ層の劣化が
なく感光ドラムの長寿命化が図れる。光透過性′Ｒｉｍ
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。

さらに本実施例の場合感光ドラムの基材が透明導電性何
科で構成されているため従来デッドスペースであった感
光ドラムの内側に像露光装置、除電ランプを配置でき、
コンパクトに装置が↑１イ成できるという利点も有する
。

さらに本実施例の場合、像露光工程の後、全面露光工程
を設けたことによって現像方法を選ばず明瞭な画像が得
られる。

〔発明の効果〕

本発明においては光導′Ｉヒ性感光層上に絶縁層を有す
る構造の感光体表面を、所定の電圧を目Ｊ加した導電性
ブラシで擦過して帯電させ、該帯電工程と同時もしくは
直前に像露光する工程を有することにより、信頼性が高
く安定して長寿命の印刷装置を提供することができる。

また装置の簡略化小形化が可能となるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の印刷装置の作用を説明する原理図、第
２図は本発明の印刷装置の一実施例を示す断面図、第６
図は従来例の印刷装置を表す断面図である。 １０．２・・・・・・・・・感光ドラム１１．２１・・
・・・・透明導電性基材１２．２８・・・・・・光導電
性感光層１３．２９・・・・・・透明絶縁層 ２３・・・・・・・・・・・・・・・帯電ブラシ５２・
・・・・・・・・・・・・・・像露光装置以　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導電性感光層上に絶縁層を有する構造の感光体
   と、導電性ブラシより成る感光体表面帯電装置と像露光
   装置で構成された静電潜像形成装置とを備え、前記導電
   性ブラしと前記感光体間の電位差を所定の値に保ちつつ
   前記感光体表面を前記導電性ブラシが擦過して前記感光
   体表面を帯電させる手段と、該帯電手段と同時もしくは
   直前に像露光する手段を有することを特徴とする印刷装
   置。
2. （２）前記感光体の光導電層は透明導体基材上に形成さ
   れ、該基材を透過して像露光する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。
3. （３）前記帯電工程と前記像露光工程の後に全面露光手
   段を有する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。