JP2820225B2 - 静電潜像のトナー現像方法 - Google Patents

静電潜像のトナー現像方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は感光体と電荷保持媒体とを用いて画像露光
し、電荷保持媒体上に形成された静電潜像をトナー現像
するようにした現像方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、高解像度撮影技術として銀塩写真法、電子写真
技術、テレビ撮影技術、固体撮像素子(CCD等)を利用
した撮影技術等が使用されているが、これらのものは画
像記録が高品質、高解像であれば処理工程が複雑であ
り、工程が簡便であれば記憶機能の欠如あるいは画質の
基本的劣化等があった。
出願人はこれらに対し、高品質、高解像であると共に
処理工程が簡便で、長時間の記憶が可能であり、記憶し
た文字、線画、画像、コード(1,0)情報を目的に応じ
た画質で任意に反復記録再生することができる電圧印加
露光による電荷保持媒体静電潜像形成方法を既に提案し
ている(特願昭63−121592号)。
〔発明が解決すべき課題〕
この電圧印加露光による静電潜像は極めて高解像度の
アナログ記録が可能であるが、それを忠実に顕像化する
技術は極めて困難であり、容易に、かつ静電潜像に忠実
に現像する方法が望まれていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、画像露
光により形成された静電潜像を忠実に顕像化することが
できる静電潜像のトナー現像方法を提供することを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
そのために本発明は、導電性層を介在させて支持体上
に光導電性層を形成した感光体と、導電性層を介在させ
て支持体上に絶縁層を形成した電荷保持媒体とを対向配
置し、感光体および電荷保持媒体の導電性層間に電圧を
印加しながら画像露光を行って電荷保持媒体の表面に画
像状に電荷を蓄積させ、感光体及び電荷保持媒体の導電
性層間を短絡し、或いはバイアス電圧を印加して、少な
くとも電荷保持媒体および感光体表面をトナー中に浸漬
させてトナー現像することを特徴とする。
〔作用〕
本発明は画像露光を行った後、感光体および電荷保持
媒体をトナーに浸漬させ、感光体と電荷保持媒体の電極
間を短絡して電荷保持媒体上の蓄積電荷による電界が空
隙中にも形成されるようにすることにより、静電潜像に
忠実なトナー現像を行うことが可能となる。また、感光
体と電荷保持媒体の両電極間にバイアス電圧を印加し、
設定電位を未露光部分の電位より僅かに大きくすること
により、バックグラウンドによるトナー現像を防止する
ことができ、かぶりのない鮮明な画像を得ることができ
る。
また、バイアス電圧を露光部分の電位のほぼ最大値程
度に設定し、蓄積電荷と同極性のトナーを用いることに
よりネガ像を得ることができる。さらに感光体表面も放
電により生じた電荷が蓄積されているので、これをトナ
ー現像することによりネガ像を得ることができる。
さらにカラーフィルタを感光体の支持体上に積層し、
これを通して画像露光すると共にトナー現像するか、電
荷保持媒体上に絶縁性のカラーフィルタを積層させ、電
荷保持媒体側から画像露光してトナー現像し、これを白
色光で見ることによってワンショット操作でカラー像を
得ることが可能となる。
〔実施例〕
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の静電潜像のトナー現像方法の一実施
例を示す図である。図中、101は感光体、101aは透明支
持体、101bは透明電極、101cは光導電層、103は電荷保
持媒体、103aは絶縁層、103bは電極、103cは支持体、10
5は容器、107はトナーである。
第1図においては、感光体101側から露光を行う態様
であり、まず1mm厚のガラスからなる光導電層支持基板1
01a上に1000Å厚のITOからなる透明な感光体電極101bを
形成し、この上に10μm程度の光導電層101cを形成して
感光体を構成している。この感光体101に対して、10μ
m程度の空隙を介して電荷保持媒体103が配置される。
電荷保持媒体103は1mm厚のガラスからなる絶縁層支持基
板103c上に1000Å厚のAl電極103bを蒸着により形成し、
この電極103b上に10μm厚の絶縁層103aを形成したもの
である。
このような構成において、感光体101と電荷保持媒体1
03との間に電源Eにより数百ボルト程度の電圧を印加し
たまま感光体側から画像露光すると、光導電層101cの露
光された部分が導電性となって電荷保持媒体との間の空
隙に強電界がかかってコロナ放電が生じ、その結果電荷
保持媒体の絶縁層103a上に画像に応じた電荷が蓄積さ
れ、静電潜像が形成される。第1図(a)の場合には
(+)電荷による静電潜像が形成されているので、これ
を(−)極性のトナーにより現像することにより顕像化
することができる。
ところで、第1図(b)に示すように、絶縁層103a上
に電荷が蓄積された場合、電極103bにはこれと逆極性の
電荷が誘起され、電荷保持媒体上に形成された蓄積電荷
からの電気力線は主として電極に向かって発生し、その
ため外部に向かう電気力線は少なくなり、一方蓄積され
た電荷パターンのエッジ部分では外部に対してリークし
ている電気力線が多くなる。
従って第1図(b)の状態で(−)トナーにより現像
した場合、図のA,Bの部分においてはトナー粒子がよく
付着するが、中間部分においては電界が空隙にあまり漏
れていないためトナー粒子が付着しにくくなり、蓄積電
荷に忠実な現像を行うことができない。
そこで、第1図(c)に示すように感光体101と電荷
保持媒体103との電極間を短絡する。感光体と電荷保持
媒体とは10μm程度の空隙で対向しているので、蓄積電
荷による電気力線は感光体の電極に向かっても生じ、蓄
積電荷による電界が空隙中にリークすることになる。そ
こで、トナー107を満たした容器105に感光体と電荷保持
媒体とを浸漬させることにより、蓄積電荷と(−)トナ
ーとが結合して現像することが可能となる。なお、感光
体と電荷保持媒体との電極を短絡せずに別途電荷保持媒
体に対向して現像電極を近接して設け、これと電荷保持
媒体との電極を短絡して同様に現像してもよい。
第2図は第1図(c)の状態において、さらに感光体
側から全面露光し、電荷保持媒体上の蓄積電荷により電
界が形成されている光導電層の部分にキャリアを発生さ
せてより導電性を増大させ、空隙への電界のリークを大
きくするようにしたものである。こうすることにより、
現像におけるトナー濃度を高めることができる。
第3図は本発明の他の実施例を示す図、第4図は第3
図の実施例におけるバイアス電圧印加方法を説明するた
めの図である。
第3図においては、第1図と同様に画像露光を行った
後、感光体101と電荷保持媒体103の電極間にバイアス電
圧を印加するようにしたものである。
画像露光によって電荷保持媒体上には、第4図に示す
ように露光部分と未露光部分に所定の電位が形成されて
いる。この未露光部分の電位は所謂かぶり電位と呼ばれ
るもので、感光体と電荷保持媒体との間の空隙に一定の
電界が生ずると、コロナ放電が生じてそれが電荷保持媒
体上にバックグラウンドとして蓄積されて形成されるも
のである。そこでバイアス電圧を、例えば図のVbのよう
に設定すると、かぶり電位の影響はなくなり、露光部分
のみトナー現像されて鮮明なポジ画像を得ることが可能
となる。
また、第4図のVaのようにバイアス電圧を露光部分の
電位の最大値に設定すれば、露光部分との電位差はなく
なり、未露光部分との電位差が大きくなるので、(+)
トナーを用いれば未露光部分にトナーが付着することに
なるので、ネガ像を得ることができる。
このように感光体と電荷保持媒体間にバイアス電圧を
印加し、その値をかぶり電位程度とすることによりバッ
クグラウンドをなくした鮮明なポジ像を得ることができ
ると共に、バイアス電圧を露光部分の最大電位付近に設
定し、さらに露光時の蓄積電荷と同極性のトナーを用い
て現像することによりネガ像を得ることが可能となる。
ところで、第3図において、電荷保持媒体上に電荷が
蓄積されているが、実際には感光体表面にも電荷保持媒
体上の電荷と逆極性の電荷が蓄積されている。
第5図はこの感光体表面の電位分布を示したもので、
露光部分の電位と未露光部分の電位が電荷保持媒体とは
逆の関係になる。そこで、第5図に示すようにバイアス
電位を露光部分の電位Vcとなるように設定して感光体表
面をトナー現像すれば、ネガ像を得ることができる。逆
に、未露光部分の最大電位に設定すれば(+)トナーを
使用することによりポジ像を得ることができる。
次に感光体表面のネガ像からカラー画像を観察できる
例を第6図、第7図により説明する。
第6図はカラーフィルタを用いて露光するようにした
実施例を示す図、第7図は赤色(R)光で露光した場合
のトナー現像を示す図で、図中111はカラーフィルタ、1
13は付着トナーを示している。
カラーフィルタ111はストライプカラーフィルタ、モ
ザイク状フィルタ、ランダム状のフィルタ、R,G,Bフィ
ルタ等任意のカラーフィルタである。いま、カラーフィ
ルタ111を通して露光すると、例えば電荷保持媒体上に
は(+)電荷が、これと対向する感光体表面には(−)
電荷が付着する。
例えば第7図に示すようにカラーフィルタ111に対し
て全面R光で照射した後、第5図に示したと同様に露光
部分の電位にほぼ等しいバイアス電圧Vcを印加してトナ
ー現像すると、カラーフィルタのRに対応する光導電層
部分はR光が透過して照射され、電位が零となっている
ためトナーが付着せず、B,Gの部分はフィルタによりR
光は吸収されて未露光状態であるので所定の電位が発生
しトナー113が付着することになる。
従ってこれを白色光で照射し、カラーフィルタを通し
て画像を見ると、B,Gの部分は光がカットされ、Rの部
分のみ光が透過するので、赤い像を見ることができる。
このように、R光を照射するとトナー現像の結果赤が観
察することが可能となる。これはB,Gについても同様で
あるので、R,G,Bを含む光を照射することによりワンシ
ョット操作でカラー画像を形成することが可能となる。
第8図は第7図に示した像を電荷保持媒体側に形成す
るようにした例を示す図で、115はカラーフィルタであ
る。本実施例においては電荷保持媒体側から画像露光
し、カラーフィルタ115を通して像形成を行い、第5図
の場合と同様にバイアス電位を与えてトナー現像するこ
とによりネガ像を形成する。この場合も第7図の場合と
同様にカラーフィルタ115を通してカラー画像を観察す
ることができる。なお、フィルタ115としては、絶縁性
のカラーフィルタを使用するか、あるいは第9図に示す
ようにカラーフィルタ115の上に絶縁層117をコーティン
グするようにしてもよい。
なお、第9図においては電荷保持媒体の絶縁層103aを
省略し、これをカラーフィルタ115,コーティング層117
で置き換えたものである。このように構成して第8図と
同様に電荷保持媒体側から露光し、第7図の場合と同様
にバイアス電圧を設定してトナー現像することにより、
カラー画像を観察することが可能となる。
以上の説明では、感光体と電荷保持媒体とを対向させ
て画像露光し、その後トナー中に浸漬させてトナー現像
するようにしたが、感光体と電荷保持媒体とをトナー中
に浸した状態で画像露光するようにしてもよい。この場
合には感光体と電荷保持媒体間にはコロナ放電が生じ
ず、電気泳動によってトナー粒子が付着することにな
る。
〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、画像露光により絶縁層
上に形成された蓄積電荷による電界を空隙中に有効にリ
ークさせ、静電潜像に忠実なトナー現像を行うことが可
能となる。また、感光体表面電位をトナー現像に利用し
てネガ像を得ることができると共に、カラーフィルタを
介して露光し、感光体表面または電荷保持媒体のカラー
フィルタ表面にネガ画像を形成することによりカラー画
像をワンショット操作で得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の静電潜像のトナー現像方法の一実施例
を示す図、第2図は感光体側から全面露光して光導電層
の導電性を増大させるようにした例を示す図、第3図は
感光体と電荷保持媒体間にバイアス電圧を印加してトナ
ー現像するようにした例を示す図、第4図は電荷保持媒
体上の電位分布を示す図、第5図は感光体上の電位分布
を示す図、第6図、第7図は感光体上にカラー画像を形
成する例を示す図、第8図、第9図は電荷保持媒体上に
カラー画像を形成する例を示す図である。 101……感光体、101a……透明支持体、101b……透明電
極、101c……光導電層、103……電荷保持媒体、103a…
…絶縁層、103b……電極、103c……支持体、105……容
器、107……トナー。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性層を介在させて支持体上に光導電性
    層を形成した感光体と、導電性層を介在させて支持体上
    に絶縁層を形成した電荷保持媒体とを空隙を介して対向
    配置し、感光体および電荷保持媒体の導電性層間に電圧
    を印加しながら画像露光を行って電荷保持媒体の表面に
    画像状に電荷を蓄積させ、感光体及び電荷保持媒体の導
    電性層間を短絡して蓄積電荷による電界を空隙中にリー
    クさせ、少なくとも電荷保持媒体および感光体表面をト
    ナー中に浸漬させてトナー現像することを特徴とする静
    電潜像のトナー現像方法。
  2. 【請求項2】電荷保持媒体および感光体をトナーに浸漬
    後、さらに全面露光することを特徴とする請求項1記載
    のトナー現像方法。
  3. 【請求項3】導電性層を介在させて支持体上に光導電性
    層を形成した感光体と、導電性層を介在させて支持体上
    に絶縁層を形成した電荷保持媒体とを対向配置し、感光
    体および電荷保持媒体の導電性層間に電圧を印加しなが
    ら画像露光を行って電荷保持媒体の表面に画像状に電荷
    を蓄積させ、感光体及び電荷保持媒体の導電性層間にバ
    イアス電圧を印加して少なくとも電荷保持媒体と感光体
    表面とをトナー中に浸漬させたことを特徴とする静電潜
    像のトナー現像方法。
  4. 【請求項4】前記バイアス電圧は電荷保持媒体上の未露
    光部分の電位より僅かに高い電位に設定してポジ像を形
    成したことを特徴とする請求項3記載のトナー現像方
    法。
  5. 【請求項5】前記バイアス電圧は電荷保持媒体の露光部
    分の最大電位に設定してネガ像を形成したことを特徴と
    する請求項3記載のトナー現像方法。
  6. 【請求項6】導電性層を介在させて支持体上に光導電性
    層を形成した感光体と、導電性層を介在させて支持体上
    に絶縁層を形成した電荷保持媒体とを対向配置し、感光
    体および電荷保持媒体の導電性層間に電圧を印加しなが
    ら画像露光を行って電荷保持媒体の表面に画像状に電荷
    を蓄積させ、少なくとも感光体表面がトナーに浸漬する
    ようにして、感光体表面にネガ像を形成するようにした
    ことを特徴とする静電潜像のトナー現像方法。
  7. 【請求項7】さらにカラーフィルタを介して画像露光
    し、感光体表面をトナー現像することを特徴とする請求
    項6記載のトナー現像方法。
  8. 【請求項8】導電性層を介在させて支持体上に光導電性
    層を形成した感光体と、導電性層を介在させて支持体上
    に絶縁層及び絶縁性カラーフィルタを積層した電荷保持
    媒体とを対向配置し、感光体および電荷保持媒体の導電
    性層間に電圧を印加しながら電荷保持媒体側から画像露
    光を行ってカラーフィルタの表面に画像状に電荷を蓄積
    させ、トナー現像することを特徴とする静電潜像のトナ
    ー現像方法。
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