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JP2853543B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2853543B2
JP2853543B2 JP5329347A JP32934793A JP2853543B2 JP 2853543 B2 JP2853543 B2 JP 2853543B2 JP 5329347 A JP5329347 A JP 5329347A JP 32934793 A JP32934793 A JP 32934793A JP 2853543 B2 JP2853543 B2 JP 2853543B2
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JP
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conductive
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ink
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勉 上薗
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Nippon Electric Co Ltd
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  • Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
  • Combination Of More Than One Step In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァクシミリなどに用いられる画像記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、複写機・プリンタの画像形成技術
としては電子写真プロセスがあり、広く応用されてい
る。このプロセスの代表的なものとしてゼログラフィが
ある。この方式は帯電、露光、現像、転写、定着、クリ
ーニングという6工程を必要としている。これに替わる
簡略化されたプロセスとして、米国特許2,758,5
24号公報(以下USPと略す)、特開昭61−260
283号公報などに、感光体の帯電が不要でありかつ露
光、現像、転写を同時に行うプロセスが示されている。
まずUSPのプロセスについて説明する。これは透光性
支持体と透光性導電層と光導電層からなる感光体の上に
未帯電の導電粒子層を形成し、透光性支持体側から画像
露光されると、光導電層の電気抵抗が低下して露光部の
み光導電層から導電粒子へ電荷が注入される。そして電
荷注入され帯電したトナーのみ感光体上に空隙を隔てて
配置された記録紙と対向電極側へ飛翔するというもので
ある。感光体内と空隙に形成される電界は、紙の背面の
対向電極と感光体の透光性導電層間に電圧印加して得ら
れ、3KV/cm程度とされている。しかしこの場合、
光導電層内に光エネルギーで発生した正孔・電子対を解
離させ、あるいは電荷担体を移動させるには電界が不足
していると思われる。必要な高電界は105 V/cm程
度と一般的に言われており、空気の放電開始電介に達し
しまい実用的でないという問題がある。USPにおい
ては、105 V/cmの高電界は得られていない為に、
光導電体内の電荷移動がなく、従って導電粒子への電荷
注入もあり得ないと思われる。
【0003】次に、特開昭61−260283号公報の
プロセスを図4に基づき説明する。USPと同様の感光
体1の上にトナー層4を形成する。電圧印加された電極
板9でこのトナーを予め正帯電させる点がUSPと異な
る。この帯電トナー4により光導電層13内に高電界が
形成されることになり、透光性支持体11側から画像露
光されると光導電層13の電気抵抗が低下して、帯電ト
ナー4の電荷が透光性導電層12側へリークあるいは逆
極性の電荷が光導電層13からトナー4へ注入されトナ
ー4は負帯電となり、そのトナー4のみが正帯電してい
る紙6へ移行し画像記録されると述べられている。この
プロセスの場合にもUSPと同様、トナー4の負帯電を
瞬時に行わせる為に、トナー4が導電性である必要があ
る。しかしその場合、光導電層13からトナー4へ注入
される電荷は導電トナー粒子間を伝い、露光部周囲へも
リークしてしまう。すなわち解像度が得られないという
問題がある。また、トナー層4の帯電量が光導電層13
内の電界を決めるが、一般に十分トナー粒子4を飽和帯
電させたとしても帯電トナー層電位は数十V程度以下で
あり、高電荷発生に必要十分な高電界は得られず、従っ
てトナー4への電荷注入が不十分になり、十分な量のト
ナーが飛翔しないと思われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、上述の様な問
題点に鑑み、本発明では光導電層内に十分な電界強度を
確保でき、かつ導電性粒子あるいは導電性インクを用い
た場合でも電荷の横方向へのリークが無く、解像度を確
保できる、帯電・露光・現像・転写を同時に行える画像
形成装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、透光性支持体と透光性導電層・光導電層を順次積層
した感光体と、この感光体を透光性支持体側から画像信
号に応じて露光する露光源と、多数の微小孔に導電性着
色粒子あるいは導電性インクを保持し、該導電性着色粒
子あるいは導電性インクとは電気的に絶縁されるように
形成された導電層を持ち、前記微小孔から露出した前記
導電性着色粒子あるいは導電性インクを前記光導電層表
面に接触させながら相対的に移動する搬送シートと、前
記搬送シートの導電層と前記感光体の透光性導電層の間
に電圧を印加する手段と、前記搬送シートの微小孔に導
電性着色粒子あるいは導電性インクを補給する手段と、
前記搬送シートの感光体側と反対側に、空隙を隔てて記
録紙と対向電極を順次設け、該対向電極と前記搬送シー
トの導電層間に電圧を印加する手段とを有している。
【0006】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例の画像形成装置の概略図で
ある。無帯電の導電性微粒子は補給機50により搬送シ
ート2の後述する微小孔23に充填される。この搬送シ
ートは図示した矢印方向に感光体1の上を移動する。感
光体上で後述するメカニズムで帯電した導電性微粒子の
みが、記録紙6の裏にある対向電極7と感光体の間に電
源80により形成された静電界により飛翔させられ、記
録紙6に打ち当たる。例えば、対向電極7と感光体1の
距離は約3mm、電源80の印加電圧は500Vであ
る。電界としては103 V/cmオーダーである。記録
紙6は図示した矢印方向に等速移動し、図示していない
公知の定着装置によりこの導電微粒子像は定着される。
一方感光体1上で帯電・飛翔しなかった導電微粒子は搬
送シート2の移動とともに搬送され、クリーナ51で回
収され補給機50に戻され再利用される。
【0007】次に、図3に搬送シート2の感光体側から
見た平面図を示す。図3に示すように、搬送シート2に
は千鳥配列で微小孔23が多数設けられている。配列パ
ターンはこの千鳥配列に限らず種々のものが用いられ得
る。
【0008】さらに、図2に感光体1と搬送シート2の
断面拡大模式図を示す。図2により導電性微粒子4の帯
電及び飛翔のメカニズムを詳細に説明する。感光体1
は、ガラスなどの透光性支持体11、ITO(インジウ
ム−錫−酸化物)などの透光性導電層12、光導電層1
3を順次積層したものである。光導電層13としては、
透光性導電層12の上に、暗時の電荷注入を阻止する
層、電荷発生層、電荷輸送層を順次積層した有機光導電
層、あるいは非晶質セレン系、非晶質シリコン系、酸化
亜鉛−樹脂分散型光導電層など公知の光導電層が使用可
能である。さらに、光導電層表層にナイロンなどの高分
子超薄層を設け電荷通過が可能であり摩耗防止機能を持
つオーバーコート層を設けても良い。また、従来の電子
写真法とは異なり光導電層表面に静電潜像を現象までの
時間保持する必要が無いので、電荷輸送層をもたない、
暗時の電荷注入を阻止する層、電荷発生層、オーバーコ
ート層を順次積層した光導電層を使用するとも可能であ
る。一方、搬送シート2は、絶縁性部材21にテーパ状
微小孔23が開けられており、絶縁性部材21の裏面に
は導電層22が導電性微粒子と電気的に導通することが
ないように設けられている。絶縁性部材21はポリエス
テル、ポリイミドなどの厚み20μm〜1mmの可とう
性高分子フィルムなどを用いることができ、導電層22
はアルミなどの金属を蒸着することにより得られる。こ
の導電層22と感光体1内の透光性導電層12の間に電
源81により電圧が印加され、感光体内に高電界が形成
されている。光導電層13には前述の様に各種光導電層
が用いられるが、例えば有機感光体を用いる場合には層
厚が約10μmであり、100Vの電源81を用いれば
光導電層13内の電子−正孔の解離、及び電荷担体
(例えば一般的負帯電型有機感光体の場合には正孔)の
移動に要すると言われる電界に達している。この状態で
感光体1の透光性支持体11の側から画像信号に応じて
露光すると、光導電層13で光エネルギーにより発生し
た電子−正孔対は高電界により解離し、電子は透光性導
電層12へ移動し、正孔は反対の搬送シート2側へ移動
する。画像信号の露光スポット径内に微小孔23が数個
存在するように微小孔は平面配置されている。移動して
きた正孔の一部は搬送シート2の導電層22へ注入され
るが、一部は微小孔23から露出した導電性微粒子4へ
も注入され、従って露光面積内にある微小孔内の導電性
微粒子は正に誘導帯電される。この様にして正帯電した
導電性微粒子は、前述のように103 V/cmオーダー
の電界により記録紙6へ飛翔し、画像記録される。
【0009】微小孔23の断面は図2のごとくテーパー
状になっていることが好ましく、感光体側開口径は導電
微粒子の径よりわずか小さく形成されることが好まし
い。その場合、導電性微粒子が搬送シート2を通過する
ことなく光導電性表面に接触しながら移動できる。また
微小孔23はそれぞれ電気的に絶縁されており、導電層
22も導電性微粒子4と電気的に接触導通する事がない
ように図3平面図のように形成されているので、光導電
層から注入された電荷が隣接する微小へリークするこ
とが無い。従って、帯電・飛翔するのは露光部面積内の
微小孔に充填されている導電性微粒子のみであり、解像
度が得られないという問題は発生しない。
【0010】また、搬送シート2の導電層22は、本実
施例では絶縁層21の裏面に形成されているが、光導電
層13に近接して、導電性微粒子4と電気的に絶縁され
ているという条件が守られておればよく、例えば、絶縁
層21にサンドイッチ状に挟まれて形成されていてもよ
い。
【0011】導電性微粒子4は、本実施例においては感
光体上に来るまでは無帯電であったが、予め対向電極7
の極性と同一に帯電させておいてもなんら問題ない。そ
の場合には、感光体の露光部の導電性微粒子のみが対向
電極と反対極性に帯電させられ記録紙へ吸引され、非画
像部は対向電極と同極性であるため静電的反発力が存在
するこになり、積極的にかぶりを防止することになる。
尚、予め導電性微粒子4を帯電させる方法としては、補
給機50の導電性微粒子の出口に導電ブレード、導電ブ
ラシなど導電性微粒子4に接触する電極を設け、誘導帯
電させることができる。
【0012】次に導電性インクを使用する例を図5と図
6に示す。図5はインク5を保持した搬送シート2と感
光体1の接触部拡大模式図であり、図6はそれを用いた
画像形成装置例の主要部概略図である。図5に示す様
に、導電性の粘性インク5を前述の導電性微粒子の場合
と同じように搬送シート2に保持させる。微小孔23の
開口からインク5の一部が露出し光導電層13に接触し
ながら移動する。画像露光部のみ光導電層13から正孔
が導電性インク5へ注入されインク5は正帯電し、紙と
導電層22間の静電界によりインク滴となり飛翔する。
インク5は図6に示されるインクパッド52により搬送
シート2へ補給される。搬送シート2はエンドレスベル
トであり、繰り返し使用され、感光体上通過後の残留イ
ンクは微小孔に保持されるので、そのまま再度利用され
る。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、導電性微粒子あるいは導電性インクを搬送する
シートの導電層と感光体内の透光性導電層間に高電界を
形成することが可能になり、それにより光導電層に接触
した導電性着色微粒子あるいは導電性インクを誘導帯電
させ、空隙を隔て配置される記録紙へ飛翔させ、画像記
録させることが可能となる。さらに、導電性微粒子ある
いは導電性インク搬送シートは多数の微小孔を持ち、隣
接する微小孔内の導電性微粒子あるいは導電性インクど
うしは電気的に絶縁されているので、光導電層から注入
された電荷が導電性微粒子あるいは導電性インクを伝っ
て他の微小孔へリークすることがなく、十分な解像度を
得られるという効果がある。このプロセスにより、従来
のゼログラフィーの帯電・露光・現像・転写を同時に行
える簡略化された画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の画像形成装置の概略図であ
る。
【図2】本発明の画像形成装置例の感光体部断面拡大模
式図である。
【図3】本発明の画像形成装置に用いられる搬送シート
の、感光体側から見た平面図。
【図4】従来技術の画像形成装置の概略図である。
【図5】本発明の別の実施例の画像形成装置の感光体部
断面拡大模式図である。
【図6】本発明の別の実施例の画像形成装置の概略図で
ある。
【符号の説明】
1 感光体 2 搬送シート 3 露光装置 4 導電性着色微粒子 5 導電性インク 6 記録紙 7 対向電極 11 透光性支持体 12 透光性導電層 13 光導電層 21 絶縁層 22 導電層 23 微小孔 50 補給機 51 クリーナー 52 インクパッド 80 電源 81 電源
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 13/05 G03G 15/05

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性支持体と透光性導電層・光導電層
    を順次積層した感光体と、この感光体を透光性支持体側
    から画像信号に応じて露光する露光源と、多数の微小孔
    に導電性着色粒子あるいは導電性インクを保持し、該導
    電性着色粒子あるいは導電性インクとは電気的に絶縁さ
    れるように形成された導電層を持ち、前記微小孔から露
    出した前記導電性着色粒子あるいは導電性インクを前記
    光導電層表面に接触させながら相対的に移動する搬送シ
    ートと、前記搬送シートの導電層と前記感光体の透光性
    導電層の間に電圧を印加する手段と、前記搬送シートの
    微小孔に導電性着色粒子あるいは導電性インクを補給す
    る手段と、前記搬送シートの感光体側と反対側に、空隙
    を隔てて記録紙と対向電極を順次設け、該対向電極と前
    記搬送シートの導電層間に電圧を印加する手段とを設け
    た画像形成装置。
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