JP2618945B2

JP2618945B2 - 静電潜像の形成方法

Info

Publication number: JP2618945B2
Application number: JP62320740A
Authority: JP
Inventors: 哲生奥山; 泰子河野; 栄田村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JPH01161370A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、シート状の半導電性支持体上に導電体層と
焦電体層とを順に設けてなる静電潜像担持体の焦電体層
上に静電潜像を形成する方法に関する。

（従来の技術）電子写真方式の複写機・プリンターおける静電潜像担
持体としては、従来から、導電性基板と光導電体層とか
らなる電子写真用感光体、あるいは導電性基板と誘電体
層とからなる誘電体ドラムが用いられている。

通常の電子写真用感光体上に原稿の濃淡に応じた静電
潜像を形成する方法は、まず、感光体上に暗中でコロナ
放電により均一帯電を行い、しかるのちに光像照射を行
うのが一般的である。

第５図は、この方法で得られる静電潜像電位の原稿濃
度に対する関係を典型的に示したものである。

こうして感光体上に形成された静電潜像を通常良く知
られている二成分磁性現像剤を用いて現像し、そのトナ
ー像を普通紙に転写・定着して得られる複写画像の濃度
は、原稿濃度に対して一般的に第６図に示すような関係
となり、極めて白・黒の鮮明な複写が得られる。したが
って、この方法は文字画像を中心とする事務用複写機・
プリンターには好適である。

また、誘電体ドラム上に静電潜像を形成する方法は、
マルチスタイラスを用いて誘電体ドラム上に高電圧を印
加し、所望の静電潜像を形成するもので、高電圧印加時
間を変調することが困難であることから静電潜像は二値
的なものとなり、文字画像を中心とする出力装置に用い
られる。

しかしながら、昨今の複写機・プリンターに対する要
求は拡大しており、特に中間調を忠実に再現できる複写
機・プリンターの提供が強く求められている。特に、忠
実な色再現を必要とするカラー画像を表現する場合に
は、中間調の再現は非常に重要である。このような中間
調の再現を可能とするいくつかの方法が従来から提案さ
れている。

たとえば、Lloid F.BeanとInan Chenは、感光体の構
造や材料を工夫することで露光量に対する潜像電位の関
係が調整でき中間調の再現が可能であると報告している
（IEEE IAS 1977 Annual Meeting）。この方法は、考え
方としては優れた方法であるが、実用的な面から考える
と感光体の信頼性の向上など、未だ改良すべき点があ
る。

また、別な方法としてハーフトーンスクリーニング法
がある。この方法は、たとえば、スクリーンを原稿面と
密着させるとか、光像の焦点が結ばれる感光体面に近接
してスクリーンを置くかして、原稿の濃淡を網点の大小
に変換する方法である（R.N・Goren “High−Quality P
ictorial Xerog raphic Reproduction by Halftone Scr
eening" J.Appl.Photogra.Eng.８ 233−238［1982］
他）。この方法は、印刷物における網点画像と同じで、
中間調再現の方法としては優れた方法であるが、複写す
べき原稿が網点画像で形成されている場合には、いわゆ
るモアレ現象が発生する恐れがあり、あらゆる原稿に対
応可能というわけではない。

また、別の方法としては導電性基板と光導電体層およ
び透明絶縁体層とからなる三層構造の感光体の場合に限
定されるが、均一第一次帯電、光像照射と同時に第二次
帯電（第一次帯電と逆極性）および均一光照射の一連の
工程を基本プロセスとする静電潜像の形成方法が、たと
えば特開昭59−30560号公報に開示されている。この方
法は中間調の再現を可能とする静電潜像の形成方法とし
て優れた方法の１つであると考えられているが、工程が
極めて複雑であり、装置の大型化、高価格化が避けられ
ないという問題がある。

さらに中間調を表現できる電子写真法として、特公昭
57−56070号公報に記載されているように、光導電体層
を有する電子写真用感光体上に光像照射とコロナ帯電お
よびバイアス光照射を同時に行い、バイアス光の量を調
整することで中間調画像のコントラストや濃度を調整す
る方法も提案されている。しかしながら、この方法では
光源の安定性などの問題からバイアス光の光量を安定に
維持することが難しく、このことが画像のコントラスト
や濃度の再現性を悪くする原因となっている。しかも、
この方法では感光体上における光像照射位置とバイアス
光照射位置とが完全に一致していることがコントラスト
や濃度のムラのない良好な画像を得る上で重要であり、
その位置調整が難しいという欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、極めて簡単な工程で中間調の再現が可能であ
って、また簡単な操作により画像の濃度やコントラスト
の調整が可能であり、しかもその濃度やコントラストの
安定性、再現性の良好な静電潜像の形成方法を提供する
ことを目的とするものである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の静電潜像の形成方法によれば上記目的は、シ
ート状の半導電性支持体上に導電体層と焦電体層とを順
に設けてなる静電潜像担持体の前記半導電性支持体側
に、多針電極を密接し、この多針電極の電極針に選択的
に通電することにより半導電性層から導電体層に電流路
を形成して多針電極上の焦電体層を部分的に加熱し、前
記焦電体層上に静電潜像を形成することによって達成さ
れる。

以下、本発明の静電潜像の形成方法を図面を参照しな
がら詳述する。

第１図は本発明の静電潜像の形成方法を適用した装置
の基本構成の一例を示す概念図である。

この装置は、無端テープ状の静電潜像担持体１とこの
静電潜像担持体に潜像を書込む多針電極２とから成る静
電潜像記録部、および多針電極２から静電潜像担持体１
に流れ込む電流を受ける共通電極３とから成る。

前記静電潜像担持体は、たとえば第２図に示すよう
に、無端の半導電性支持体1aの外側に導電体層1bを設
け、その上に、焦電体層1cを設けて構成されている。な
お、必要に応じて、焦電体層1c上に、さらに、電気絶縁
性、対摩耗性の良好なシリコーンの薄層を形成してもよ
い。

静電潜像担持体の半導電性支持体層としては、熱可塑
性樹脂または熱硬化性樹脂からなる群から選ばれた樹脂
とカーボンブラックおよびグラファイトからなる群から
選ばれた導電性微粉末よりなる表面抵抗が室温で10¹〜1
0⁵Ωである通電時に放電破壊されず発熱する半導電性材
料を用いることができる。

また、静電潜像担持体の導電体層1bには金属薄膜ある
いは金属酸化物薄膜よりなる室温での表面抵抗が10^-2〜
10¹Ωである導電体材料を用いることができる。

さらに、静電潜像担持体の焦電体層1cとしては、ポリ
弗化ビニリデン、弗化ビニリデンと３弗化エチレンとの
共重合体、弗化ビニリデンと４弗化エチレンとの共重合
体、シアン化ビニリデンと他のモノマーとの共重合体等
の焦電性を示す樹脂、あるいはPZT（Pb₂ZrO₃、PbTiO₃）
セラミックス、PLZT（Pb₂ZrO₃、PbTiO₃、La₂O₃）セラミ
ッス等の焦電性セラミックスやBaTiO₃、LiTaO₃、LiNb
O₃、水晶等の無機焦電性結晶微粉末、ロッシェル塩、ト
リグリシンサルフェイト等の有機焦電性結晶微粉末から
なる群から選ばれた焦電性結晶微粉末を熱可塑性樹脂ま
たは熱硬化性樹脂からなる群から選ばれた樹脂の中に分
散した材料を使用できる。これ等の材料からなる静電潜
像担持体はポーリング等の分極操作により焦電体層をエ
レクトレット化あるいは自発分極の向きを揃えて使用す
る。

第１図に示すように、この実施例では、多針電極２と
共通電極３の外側に、静電潜像担持体１が半導電性支持
体1aを内側にしてかけ渡され、静電潜像担持体１は、多
針電極２から共通電極３へさらに再び多針電極２へと連
続的に移動する。この時、共通電極３は静電潜像担持体
のヒートシンクとしての作用も有する。

すなわち、まず多針電極２を静電潜像担持体１の半導
電性支持体1a側に密着させ、外部からの記録信号に応じ
て多針電極２と導電体層1bとの間に半導電性支持体1aを
通じて選択的に電流を流し、半導電性支持体1aの電気抵
抗により半導電性支持体1aが発熱するように構成する。
このため半導電性支持体1a上の焦電体層1cは外部からの
記録信号に応じて加熱され、この熱により焦電体層1c上
に静電潜像が形成される。この時、静電潜像担持体１の
導電体層1b中に流れ込んだ電流は、静電潜像担持体１に
密着した共通電極３に再び半導電性支持体1aを通じて流
れ込む。しかし、共通電極３は多針電極２よりも遥かに
大面積であるために、この共通電極３部分での発熱は生
じない。

このように形成された静電潜像は現像・転写・定着・
クリーニング等の工程を経て可視化されて記録が行われ
る。そして、静電潜像担持体１は共通電極３の部分を経
て冷却され、再び静電潜像記録部へ連続的に移送され上
記の工程が繰返される。

本発明の別の構成としては、静電潜像担持体の半導電
性支持体部と導電体層部を焦電体層部より幅広く構成す
ることにより、導電体層部を露出させ多針電極より静電
潜像担持体に流れ込んだ電流を導電体層部より共通電極
へ直接流すことも可能である。また、逆に焦電体層部と
導電体層部とを半導電性支持体部よりも幅広く構成する
ことにより、同様に導電体層を露出させ多針電極より静
電潜像担持体に流れ込んだ電流を導電体層部から共通電
極へ直接流すことも可能である。

本発明の静電潜像の形成方法は、シート状の半導電性
支持体上に導電体層を設け、さらに前記導電体層上に焦
電体層を設けてなる静電潜像担持体を用いて、前記半導
電性支持体に多針電極を密接し、多針電極に通電するこ
とにより半導電性層から導電体層に電流路を形成して多
針電極近傍の焦点体層を加熱し、焦電体上に静電潜像を
形成する工程を必須工程とすれば足りるので、その具体
的な構成は現像・転写・定着・クリーニング等の工程お
よび上記第１図に示したものにより何等制限を受けるこ
とはない。

（作用）本発明においては、多針電極を静電潜像担持体の半導
電性支持体側に密着させ、外部からの記録信号に応じて
多針電極と導電体層との間に半導電性支持体を通じて選
択的に電流を流し、半導電性支持体の電気抵抗により半
導電性支持体が発熱するように構成する。このため半導
電性支持体上の焦電体層は外部からの記録信号に応じて
加熱され、この熱により焦電体層上に静電潜像が形成さ
れる。

このように形成された静電潜像は現像・転写・定着・
クリーニング等の工程を経て可視化されて記録が行われ
る。そして、静電潜像担持体は共通電極の部分を経て冷
却され、再び静電潜像記録部へ連続的に移送され上記の
工程が繰返される。

（実施例）実施例１第３図は、この実施例を適用した記録装置の構成を概
念的に示す図である。同図において、第１図と同一のも
のには、第１図と同一の符号を付した。この装置におい
て、多針電極には線径60μｍのワイヤを直線状に８本/m
m配列した電極を使用する。そして外部信号に応じて制
御回路10より電源11からの＋20Vの電圧をパルス状の記
録信号として多針電極２に印加する。共通電極３は直径
30mmのステンレス棒を用いグラウンドに接地してあり、
静電潜像担持体１を通じて多針電極からの電流を受け
る。この時、加熱された焦電体層上に形成された静電潜
像は二成分磁性現像剤を用いた現像装置４で現像され
る。転写装置５は静電潜像担持体１上の現像トナーを転
写紙上に転写する。定着装置６で転写した現像トナーを
転写紙上に定着する。一方、クリーニング部７で静電潜
像担持体はクリーニングされ、共通電極３の部分で静電
潜像担持体の温度が均一化され、再び上記のプロセスが
繰返される。

静電潜像担持体１はカーボンブラックをパラ系全芳香
族ポリアミド樹脂に分散した半導電性支持体（東レ株式
会社、導電性TX−１フィルム、厚さ50μｍ、表面抵抗率
800Ω）の上にアルミニウムを平均1000Åの厚さに蒸着
し、その上に焦電体層としてPZTセラミックス微粒子を7
0体積パーセント含有するポリ弗化ビニリデン層を膜厚1
0μｍの厚さに塗布し10MV/mの電界下で100℃、１時間分
極し静電潜像担持体として用いたものである。

上記の条件で、静電潜像担持体１に多針電極２より通
電し外部からの記録信号に応じて焦電体層を加熱した。
この時、制御装置10により多針電極２に印加する記録信
号の電圧パルス幅を制御することで、静電潜像担持体１
の温度を常温と常温から50℃の間となるように温度制御
し、静電潜像担持体上に中間調の静電潜像を形成した。
この静電潜像を現像し転写紙上に転写・定着することに
より中間調の再現性の良い画像を得ることができた。

実施例２第４図は、この実施例を適用した記録装置の構成を概
念的に示す図である。図において、第１図および実施例
１について示した第３図と同一の部分には、同一の符号
を付した。この装置において、多針電極２は線径30μｍ
のワイヤを千鳥状に16本/mm配列したアレイ型電極を使
用した。そして外部信号に応じて制御回路10より電源11
からの＋30Vの電圧をパルス状の記録信号として多針電
極２に印加する。共通電極３は直径30mmのステンレス棒
を用い、静電潜像担持体の両端部に露出している導電体
層と密着し、導電体層をグラウンドに接地している。こ
の時、加熱された焦電体層上に形成された静電潜像は液
体現像剤を用いた現像装置８により現像される。転写装
置５は静電潜像担持体１上の液体現像剤を転写紙上に転
写する。定着装置６で転写した現像剤を転写紙上に定着
する。一方、クリーニング装置７で静電潜像担持体はク
リーニングされ、共通電極３の部分で静電潜像担持体の
温度が均一化され、再び上記のプロセスが繰返される。

静電潜像担持体１は実施例１と同様な半導電性支持体
と導電体層の上に弗化ビニリデンと３弗化エチレンとの
共重合体（80:20）のβ型結晶を厚さ10μｍに形成した
材料を100℃、30MV/mで１時間、分極したものを用い
た。

実施例１と同様にして上記の条件で、静電潜像担持体
１に多針電極２より通電し外部からの記録信号に応じて
焦電体層を加熱した。この時、制御装置10により多針電
極２に印加する記録信号の電圧パルス幅を制御すること
で、静電潜像担持体１の温度を常温と常温から50℃の間
となるように温度制御し、静電潜像担持体上に中間調の
静電潜像を形成した。この静電潜像を現像し転写紙上に
転写・定着することにより中間調の再現性の良い画像を
得ることができた。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明の静電潜像の
形成方法は、従来の電子写真方式、静電記録方式と異な
り、静電潜像の形成に高電圧を必要としないため、安全
で小型、軽量化および低価格化が容易であるだけでな
く、中間調を有する静電潜像を現像装置の現像特性に合
せて形成することができ、いかなる現像方法（一成分磁
性現像方法、二成分磁性現像方法、一成分非磁性現像方
法、および液体現像剤を用いた現像方法）にも適用でき
る。その結果、得られる装置の信頼性は非常に高く、そ
の工業的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の基本構成を示す概念的構成図、第
２図は静電潜像担持体の一例を示す断面図、第３図、第
４図はそれぞれ本発明の実施例を示す図、第５図は従来
方法における画像濃度と静電潜像電位との関係を示す
図、第６図は同じく画像濃度と複写画像濃度との関係を
示す図である。１……静電潜像担持体 1a……半導電性支持体 1b……導電体層 1c……焦電体層２……多針電極３……共通電極４……二成分磁性現像装置５……転写装置６……定着装置７……クリーニング装置８……液体現像剤現像装置 10……制御回路 11……電源

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状の半導電性支持体上に導電体層と
焦電体層とを順に設けてなる静電潜像担持体の前記半導
電性支持体側に、多針電極を密接し、この多針電極の電
極針に選択的に通電することにより半導電性層から導電
体層に電流路を形成して多針電極上の焦電体層を部分的
に加熱し、前記焦電体層上に静電潜像を形成することを
特徴とする静電潜像の形成方法。
【請求項２】前記多針電極に通電する電気エネルギーを
変調することによって、前記焦電体層の温度を制御し、
この焦電体層上に生じる電荷量を変調することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の静電潜像の形成方法。
【請求項３】前記シート状の半導電性支持体が無端であ
ってその内側に導電体層が形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第２項記載の静電潜像
の形成方法。