JP2881129B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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- JP2881129B2 JP2881129B2 JP848796A JP848796A JP2881129B2 JP 2881129 B2 JP2881129 B2 JP 2881129B2 JP 848796 A JP848796 A JP 848796A JP 848796 A JP848796 A JP 848796A JP 2881129 B2 JP2881129 B2 JP 2881129B2
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- ray
- image forming
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- Discharging, Photosensitive Material Shape In Electrophotography (AREA)
- Cleaning In Electrography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力された情報をもと
にして、紙をはじめとするフレキシブルな記録媒体の表
面に視認可能な画像を形成する装置であって、ファクシ
ミリ、コピー機、レーザプリンタなどを含む画像形成装
置に関するものである。
にして、紙をはじめとするフレキシブルな記録媒体の表
面に視認可能な画像を形成する装置であって、ファクシ
ミリ、コピー機、レーザプリンタなどを含む画像形成装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の画像形成装置としては、
カールソン法を用いた図５に示す電子複写機がある。こ
の電子複写機では以下のようにして入力情報が複写され
る。
カールソン法を用いた図５に示す電子複写機がある。こ
の電子複写機では以下のようにして入力情報が複写され
る。
【０００３】まず、コロナ帯電部１において、暗所で、
コロナ放電を利用して感光体と呼ばれる半導体層が帯電
される。次に、露光部２において、複写したい原稿（入
力情報）に光が照射され、原稿と同じパターンを有する
静電潜像が感光体上に形成される。次に、現像部３にお
いて、静電潜像と反対極性に帯電したトナーと呼ばれる
着色微粒子が感光体上に振り掛けられる。このトナー
は、カーボンブラックその他がその表面あるいは全体に
添加された粒径数μｍ〜５０μｍ程度の樹脂微粉末であ
り、樹脂中に０.１〜０.５μｍ程度の磁性粉末を分散さ
せてある。次に、転写部４において、感光体上のトナー
による複写像が静電気力によって白い紙に写しとられ
る。次に、定着部５において、トナーに熱が加えられて
溶かされ、紙の繊維の間に染み込まされてトナーが紙に
固着される。次に、清掃部６において、感光体が除電さ
れ、残留トナーが清掃されて初期状態に戻される。この
感光体は繰り返し使用される。このような一連の処理は
数秒以内に終了する。
コロナ放電を利用して感光体と呼ばれる半導体層が帯電
される。次に、露光部２において、複写したい原稿（入
力情報）に光が照射され、原稿と同じパターンを有する
静電潜像が感光体上に形成される。次に、現像部３にお
いて、静電潜像と反対極性に帯電したトナーと呼ばれる
着色微粒子が感光体上に振り掛けられる。このトナー
は、カーボンブラックその他がその表面あるいは全体に
添加された粒径数μｍ〜５０μｍ程度の樹脂微粉末であ
り、樹脂中に０.１〜０.５μｍ程度の磁性粉末を分散さ
せてある。次に、転写部４において、感光体上のトナー
による複写像が静電気力によって白い紙に写しとられ
る。次に、定着部５において、トナーに熱が加えられて
溶かされ、紙の繊維の間に染み込まされてトナーが紙に
固着される。次に、清掃部６において、感光体が除電さ
れ、残留トナーが清掃されて初期状態に戻される。この
感光体は繰り返し使用される。このような一連の処理は
数秒以内に終了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電子複写機においては、感光体表面を帯電する帯電部１
や、感光体表面を除電する清掃部６においてコロナ放電
が用いられており、次の問題があった。つまり、コロナ
放電を感光層の帯電や除電に用いると、コロナ放電時に
オゾンやＮＯｘ、ゴミが発生し、コロナ放電部の周辺部
品である電極が酸化し、周辺部品が劣化してしまう。ま
た、コロナ放電による火災の発生等の原因にもなる。ま
た、このオゾンやＮＯｘの発生は地球環境上好ましいこ
とではない。
電子複写機においては、感光体表面を帯電する帯電部１
や、感光体表面を除電する清掃部６においてコロナ放電
が用いられており、次の問題があった。つまり、コロナ
放電を感光層の帯電や除電に用いると、コロナ放電時に
オゾンやＮＯｘ、ゴミが発生し、コロナ放電部の周辺部
品である電極が酸化し、周辺部品が劣化してしまう。ま
た、コロナ放電による火災の発生等の原因にもなる。ま
た、このオゾンやＮＯｘの発生は地球環境上好ましいこ
とではない。
【０００５】そこで本発明は、以上のような問題点を解
決するためになされたものであり、使用時に周囲の環境
へ悪影響を及ぼさず、使用耐久性に優れ、安全性に優れ
た画像形成装置を提供することを目的とする。
決するためになされたものであり、使用時に周囲の環境
へ悪影響を及ぼさず、使用耐久性に優れ、安全性に優れ
た画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、表面
に感光層が形成された絶縁体と、その感光層表面を帯電
させる帯電手段と、帯電した感光層表面を露光して形成
すべき画像に対応した静電潜像を形成する露光手段と、
その静電潜像に着色微粒子を付着させる現像手段と、そ
の静電潜像の領域に付着した着色微粒子を記録媒体に転
写する転写手段と、その記録媒体に転移した着色微粒子
を定着させる定着手段と、感光層表面に残留した着色微
粒子を清掃する清掃手段とを備えて構成される画像形成
装置において、前述の帯電手段が感光層表面の大気をＸ
線照射によって電離させる帯電用Ｘ線発生手段と、この
電離によって生じた気体イオンを電界によって感光層表
面に導く電界印加手段とから構成され、前述の清掃手段
が着色微粒子が残留した感光層上の大気をＸ線照射によ
ってイオン化させると共に感光層内にキャリアを発生さ
せる消去用Ｘ線発生手段から構成されていることを特徴
とする。
に感光層が形成された絶縁体と、その感光層表面を帯電
させる帯電手段と、帯電した感光層表面を露光して形成
すべき画像に対応した静電潜像を形成する露光手段と、
その静電潜像に着色微粒子を付着させる現像手段と、そ
の静電潜像の領域に付着した着色微粒子を記録媒体に転
写する転写手段と、その記録媒体に転移した着色微粒子
を定着させる定着手段と、感光層表面に残留した着色微
粒子を清掃する清掃手段とを備えて構成される画像形成
装置において、前述の帯電手段が感光層表面の大気をＸ
線照射によって電離させる帯電用Ｘ線発生手段と、この
電離によって生じた気体イオンを電界によって感光層表
面に導く電界印加手段とから構成され、前述の清掃手段
が着色微粒子が残留した感光層上の大気をＸ線照射によ
ってイオン化させると共に感光層内にキャリアを発生さ
せる消去用Ｘ線発生手段から構成されていることを特徴
とする。
【０００７】このような発明によれば、帯電手段におけ
る帯電用Ｘ線発生手段によって感光層上に生じた気体イ
オンが電界印加手段によって発生した電界により感光層
表面に導かれ、感光層表面が帯電することとなる。
る帯電用Ｘ線発生手段によって感光層上に生じた気体イ
オンが電界印加手段によって発生した電界により感光層
表面に導かれ、感光層表面が帯電することとなる。
【０００８】また、清掃手段における消去用Ｘ線発生手
段によって感光層上に生じた気体イオンが感光層表面に
残留した着色微粒子を中和させ、かつ、この消去用Ｘ線
発生手段によって感光層内にキャリアが発生し、そのキ
ャリアにより感光層に形成された静電潜像が消滅するこ
ととなる。
段によって感光層上に生じた気体イオンが感光層表面に
残留した着色微粒子を中和させ、かつ、この消去用Ｘ線
発生手段によって感光層内にキャリアが発生し、そのキ
ャリアにより感光層に形成された静電潜像が消滅するこ
ととなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
に係る画像形成装置の種々の実施形態について説明す
る。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説
明を省略する。
に係る画像形成装置の種々の実施形態について説明す
る。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説
明を省略する。
【００１０】（実施形態１）図１は、画像形成装置の基
本構成を示した図である。この画像形成装置は、入力情
報をもとにして文字又は図形などの所望の画像を記録媒
体７の表面に形成する装置であって、例えば、原稿８か
ら形成すべき画像を読み取る読取機構２１を備えたコピ
ー機として用いられる。この画像形成装置は、図１に示
すように、中心を軸として回転可能な基板ドラム１３の
周囲に帯電手段１１、露光部２０、現像部３、転写部
４、クリーニング手段１２（清掃手段）が円周方向へ向
けて順次配設されると共に、転写部４と基板ドラム１３
外周との間を通過する記録媒体７の搬出経路の途上に定
着部５が配設されて構成されている。なお、現像部３、
転写部４および定着部５としては、図４に示された従来
公知のものを用いることができる。また、記録媒体７と
しては、紙などのフレキシブルなものを用いることがで
きる。
本構成を示した図である。この画像形成装置は、入力情
報をもとにして文字又は図形などの所望の画像を記録媒
体７の表面に形成する装置であって、例えば、原稿８か
ら形成すべき画像を読み取る読取機構２１を備えたコピ
ー機として用いられる。この画像形成装置は、図１に示
すように、中心を軸として回転可能な基板ドラム１３の
周囲に帯電手段１１、露光部２０、現像部３、転写部
４、クリーニング手段１２（清掃手段）が円周方向へ向
けて順次配設されると共に、転写部４と基板ドラム１３
外周との間を通過する記録媒体７の搬出経路の途上に定
着部５が配設されて構成されている。なお、現像部３、
転写部４および定着部５としては、図４に示された従来
公知のものを用いることができる。また、記録媒体７と
しては、紙などのフレキシブルなものを用いることがで
きる。
【００１１】図２は、画像形成装置の帯電手段１１およ
びクリーニング手段１２の部分を概念的に示しており、
同図（ａ）はこの部分の斜視図、同図（ｂ）は断面図を
示している。図２において、円筒状の絶縁物からなる基
板ドラム１３は閉ループを形成しており、この基板ドラ
ム１３はその円筒軸を中心に回転する。この回転によ
り、基板ドラム１３はこの閉ループに沿って移動する。
また、基板ドラム１３の閉ループの外表面には半導体層
からなる感光層１４が形成されている。この感光層１４
の表面を帯電させる帯電手段１１は、感光層１４表面の
大気をＸ線照射によって電離させる、閉ループ外に設け
られた帯電用Ｘ線管１５ａ，ｂと、この電離によって生
じた気体イオンを電界によって感光層１４表面に導く電
界印加手段とから構成されている。
びクリーニング手段１２の部分を概念的に示しており、
同図（ａ）はこの部分の斜視図、同図（ｂ）は断面図を
示している。図２において、円筒状の絶縁物からなる基
板ドラム１３は閉ループを形成しており、この基板ドラ
ム１３はその円筒軸を中心に回転する。この回転によ
り、基板ドラム１３はこの閉ループに沿って移動する。
また、基板ドラム１３の閉ループの外表面には半導体層
からなる感光層１４が形成されている。この感光層１４
の表面を帯電させる帯電手段１１は、感光層１４表面の
大気をＸ線照射によって電離させる、閉ループ外に設け
られた帯電用Ｘ線管１５ａ，ｂと、この電離によって生
じた気体イオンを電界によって感光層１４表面に導く電
界印加手段とから構成されている。
【００１２】電界印加手段は金属板からなる外部固定電
極１６ａおよび内部固定電極１６ｂと、第１の電源１７
ａおよび第２の電源１７ｂとから構成されている。外部
固定電極１６ａは感光層１４表面の閉ループ外に設けら
れており、内部固定電極１６ｂは感光層１４を含む基板
ドラム１３を挟んで外部固定電極１６ａに対向するよう
に閉ループ内に設けられている。第１の電源１７ａは外
部固定電極１６ａに０〜Ｖ+ ［Ｖ］の正極性の電圧を印
加し、第２の電源１７ｂは内部固定電極１６ｂにＶ-
［Ｖ］の負極性の電圧を印加する。この電圧印加によ
り、外部固定電極１６ａおよび内部固定電極１６ｂ間に
は外部固定電極１６ａから内部固定電極１６ｂに向かう
電界が形成される。
極１６ａおよび内部固定電極１６ｂと、第１の電源１７
ａおよび第２の電源１７ｂとから構成されている。外部
固定電極１６ａは感光層１４表面の閉ループ外に設けら
れており、内部固定電極１６ｂは感光層１４を含む基板
ドラム１３を挟んで外部固定電極１６ａに対向するよう
に閉ループ内に設けられている。第１の電源１７ａは外
部固定電極１６ａに０〜Ｖ+ ［Ｖ］の正極性の電圧を印
加し、第２の電源１７ｂは内部固定電極１６ｂにＶ-
［Ｖ］の負極性の電圧を印加する。この電圧印加によ
り、外部固定電極１６ａおよび内部固定電極１６ｂ間に
は外部固定電極１６ａから内部固定電極１６ｂに向かう
電界が形成される。
【００１３】帯電用Ｘ線管１５ａ，ｂは長方形状の外部
固定電極１６ａの両端部に沿って設けられている。この
ような帯電用Ｘ線管１５ａ，ｂは、感光層１４の表面を
均一に帯電するためには、ドラム長手方向に短尺のＸ線
管を複数個並べて構成するよりも、本実施例のように長
尺タイプのＸ線管によって構成した方が望ましい。ま
た、これら帯電用Ｘ線管１５ａ，１５ｂのＸ線出射窓１
５a1，１５b1はキャピラリ状に形成されており、各出射
窓１５a1，b1から出射されるＸ線に指向性が持たせられ
ている。つまり、帯電用Ｘ線管１５ａ，ｂは外部固定電
極１６ａと感光層１４との間の大気にＸ線を照射する
が、このＸ線は感光層１４の表面に平行に照射され、感
光層１４には照射されない構成になっている。なお、帯
電用Ｘ線管１５ａ、ｂは、外部固定電極１６ａと基板ド
ラム１３との間にＸ線を照射できれば、必ずしも外部固
定電極１６ａに取り付けられている必要はなく、また、
基板ドラム１３の外表面と平行にＸ線を照射するものに
限られるものではない。
固定電極１６ａの両端部に沿って設けられている。この
ような帯電用Ｘ線管１５ａ，ｂは、感光層１４の表面を
均一に帯電するためには、ドラム長手方向に短尺のＸ線
管を複数個並べて構成するよりも、本実施例のように長
尺タイプのＸ線管によって構成した方が望ましい。ま
た、これら帯電用Ｘ線管１５ａ，１５ｂのＸ線出射窓１
５a1，１５b1はキャピラリ状に形成されており、各出射
窓１５a1，b1から出射されるＸ線に指向性が持たせられ
ている。つまり、帯電用Ｘ線管１５ａ，ｂは外部固定電
極１６ａと感光層１４との間の大気にＸ線を照射する
が、このＸ線は感光層１４の表面に平行に照射され、感
光層１４には照射されない構成になっている。なお、帯
電用Ｘ線管１５ａ、ｂは、外部固定電極１６ａと基板ド
ラム１３との間にＸ線を照射できれば、必ずしも外部固
定電極１６ａに取り付けられている必要はなく、また、
基板ドラム１３の外表面と平行にＸ線を照射するものに
限られるものではない。
【００１４】一方、図２（ｂ）に示すように、クリーニ
ング手段１２における基板ドラム１３の閉ループ外には
消去用Ｘ線管１２ａが設けられている。このＸ線管１２
ａも長尺タイプのＸ線管によって構成されており、Ｘ線
管１２ａから感光層１４表面にＸ線１９が照射される。
このＸ線管１２ａおよび上記のＸ線管１５ａ，ｂは共に
１〜２０ｋｅＶのエネルギー範囲のＸ線を発生する。ま
た、消去用Ｘ線管１２ａの両側には長手方向に沿って金
属板１２ｂが設けられている。この金属板１２ｂは接地
されている。また、消去用Ｘ線管１２ａから基板ドラム
１３が回転する方向に隣接する位置に、ブラシクリーナ
１２ｃが設けられている。
ング手段１２における基板ドラム１３の閉ループ外には
消去用Ｘ線管１２ａが設けられている。このＸ線管１２
ａも長尺タイプのＸ線管によって構成されており、Ｘ線
管１２ａから感光層１４表面にＸ線１９が照射される。
このＸ線管１２ａおよび上記のＸ線管１５ａ，ｂは共に
１〜２０ｋｅＶのエネルギー範囲のＸ線を発生する。ま
た、消去用Ｘ線管１２ａの両側には長手方向に沿って金
属板１２ｂが設けられている。この金属板１２ｂは接地
されている。また、消去用Ｘ線管１２ａから基板ドラム
１３が回転する方向に隣接する位置に、ブラシクリーナ
１２ｃが設けられている。
【００１５】図１に示すように、露光部２０は、原稿８
から形成すべき画像を読み取る読取機構２１を備えて構
成されている。この露光部２０は、帯電手段１１により
帯電された感光層１４の表面を露光して形成すべき画像
に対応した静電潜像を形成する部位であり、例えば、読
取機構２１、レンズ系２２および照射ミラー２３により
構成される。読取機構２１は、載置台２１ａ、照明ラン
プ２１ｂ、複数の反射ミラー２１ｃにより構成され、原
稿８から形成すべき画像を光の信号として読み取れる構
造となっている。すなわち、透明な載置台２１ａの下方
に照明ランプ２１ｂおよび反射ミラー２１ｃが載置台２
１ａに沿って移動可能に配設されており、載置台２１ａ
に原稿８をセットした後、照明ランプ２１ｂにより載置
台２１ａを介して原稿８を照しながら、照明ランプ２１
ｂおよび反射ミラー２１ｃが移動していくことにより、
原稿８の表面に表された画像が順次光の信号として読み
取られるようになっている。また、この光の信号は、所
定のレンズ系２２および照射ミラー２３により、帯電手
段１１と現像部３の間における基板ドラム１３の外表面
上に照射され、静電潜像が形成されることとなる。
から形成すべき画像を読み取る読取機構２１を備えて構
成されている。この露光部２０は、帯電手段１１により
帯電された感光層１４の表面を露光して形成すべき画像
に対応した静電潜像を形成する部位であり、例えば、読
取機構２１、レンズ系２２および照射ミラー２３により
構成される。読取機構２１は、載置台２１ａ、照明ラン
プ２１ｂ、複数の反射ミラー２１ｃにより構成され、原
稿８から形成すべき画像を光の信号として読み取れる構
造となっている。すなわち、透明な載置台２１ａの下方
に照明ランプ２１ｂおよび反射ミラー２１ｃが載置台２
１ａに沿って移動可能に配設されており、載置台２１ａ
に原稿８をセットした後、照明ランプ２１ｂにより載置
台２１ａを介して原稿８を照しながら、照明ランプ２１
ｂおよび反射ミラー２１ｃが移動していくことにより、
原稿８の表面に表された画像が順次光の信号として読み
取られるようになっている。また、この光の信号は、所
定のレンズ系２２および照射ミラー２３により、帯電手
段１１と現像部３の間における基板ドラム１３の外表面
上に照射され、静電潜像が形成されることとなる。
【００１６】次に、このような構造の本実施形態に係る
画像形成装置の帯電メカニズムについて、図３を参照し
て説明する。なお、同図において、図２と同一部分には
同一符号を付してその説明は省略する。
画像形成装置の帯電メカニズムについて、図３を参照し
て説明する。なお、同図において、図２と同一部分には
同一符号を付してその説明は省略する。
【００１７】第１の電源１７ａから外部固定電極１６ａ
に０〜Ｖ+ ［Ｖ］の正極性電圧が印加され、第２の電源
１７ｂから内部固定電極にＶ- ［Ｖ］の負極性電圧が印
加されると、外部固定電極１６ａと内部固定電極１６ｂ
との間には、外部固定電極１６ａから内部固定電極１６
ｂに向かう電界が発生する。このような状態において、
各Ｘ線管１５ａ，ｂから感光層１４の表面に平行なＸ線
２４が照射される。このＸ線２４の照射により、外部固
定電極１６ａと感光層１４との間の大気は電離し、図３
（ａ）に示すように、感光層１４表面に正極性および負
極性に帯電した気体イオンが発生する。
に０〜Ｖ+ ［Ｖ］の正極性電圧が印加され、第２の電源
１７ｂから内部固定電極にＶ- ［Ｖ］の負極性電圧が印
加されると、外部固定電極１６ａと内部固定電極１６ｂ
との間には、外部固定電極１６ａから内部固定電極１６
ｂに向かう電界が発生する。このような状態において、
各Ｘ線管１５ａ，ｂから感光層１４の表面に平行なＸ線
２４が照射される。このＸ線２４の照射により、外部固
定電極１６ａと感光層１４との間の大気は電離し、図３
（ａ）に示すように、感光層１４表面に正極性および負
極性に帯電した気体イオンが発生する。
【００１８】また、外部固定電極１６ａおよび内部固定
電極１６ｂ間に形成された電界により、基板ドラム１３
は分極している。この分極により、図３（ｂ）に示すよ
うに、基板ドラム１３の内周面には正電荷（＋）、外周
面には負電荷（−）が現れている。よって、Ｘ線照射に
よって感光層１４表面に生じた気体イオンのうち、正極
性（＋）に帯電した気体イオンは、電極間に生じた電界
によって感光層１４の表面に導かれ、また、基板ドラム
１３の外周面に生じた負電荷（−）の静電気力によって
引っ張られて感光層１４の表面を正極性に帯電する。本
実施例では前述のようにＸ線管１５ａ，ｂに長尺タイプ
のＸ線管を用いているため、感光層１４表面の大気に均
一にＸ線が照射され、各Ｘ線管１５ａ，ｂ間に挟まれた
大気には均一に気体イオンが生じている。よって、感光
層１４表面には均一に正電荷（＋）が帯電する。感光層
１４表面に帯電する電荷の極性は、内部固定電極１６ｂ
に印加される電圧の極性と逆極性になっている。
電極１６ｂ間に形成された電界により、基板ドラム１３
は分極している。この分極により、図３（ｂ）に示すよ
うに、基板ドラム１３の内周面には正電荷（＋）、外周
面には負電荷（−）が現れている。よって、Ｘ線照射に
よって感光層１４表面に生じた気体イオンのうち、正極
性（＋）に帯電した気体イオンは、電極間に生じた電界
によって感光層１４の表面に導かれ、また、基板ドラム
１３の外周面に生じた負電荷（−）の静電気力によって
引っ張られて感光層１４の表面を正極性に帯電する。本
実施例では前述のようにＸ線管１５ａ，ｂに長尺タイプ
のＸ線管を用いているため、感光層１４表面の大気に均
一にＸ線が照射され、各Ｘ線管１５ａ，ｂ間に挟まれた
大気には均一に気体イオンが生じている。よって、感光
層１４表面には均一に正電荷（＋）が帯電する。感光層
１４表面に帯電する電荷の極性は、内部固定電極１６ｂ
に印加される電圧の極性と逆極性になっている。
【００１９】また、感光層１４表面に帯電する正電荷
（＋）の電荷量Ｑは、外部固定電極１６ａに印加する電
圧を制御することにより、自在に制御することが可能で
ある。このことは図４を参照して次のように説明するこ
とができる。
（＋）の電荷量Ｑは、外部固定電極１６ａに印加する電
圧を制御することにより、自在に制御することが可能で
ある。このことは図４を参照して次のように説明するこ
とができる。
【００２０】まず、同図（ａ）に示すように、Ｘ線管３
１から距離Ｌ離れた金属板３２にＸ線３３を照射し、金
属板３２の表面電位を計測する実験を行った。ここで、
Ｘ線管３１を構成する金属ケース３１ａおよびＸ線が出
射されるＴａ窓３１ｂは接地電位にはなく、一定の電圧
Ｖ0 が印加されている。従って、Ｘ線管３１のターゲッ
ト電圧はそのまま外部に露出するかたちになっている。
この計測結果は同図（ｂ）のグラフに示されている。同
グラフの横軸は時間［ｔ］、縦軸は金属板３２の表面電
位［Ｖ］を表している。金属板３２の表面電位は同グラ
フに示されるように電位Ｖ［Ｖ］で安定した。この実験
の場合、電圧Ｖ0 を印加したＸ線管３１のＴａ窓３１ｂ
の面積は小さく、一方、金属板３２の表面積はそれに比
べて大きいため、電圧Ｖ（Ｖ＜Ｖ0 ）で安定したが、窓
３１ｂと金属板３２との各面積が同面積で平行に置かれ
た場合には、金属板３２の表面電位は理論上Ｖ0 となる
はずである。
１から距離Ｌ離れた金属板３２にＸ線３３を照射し、金
属板３２の表面電位を計測する実験を行った。ここで、
Ｘ線管３１を構成する金属ケース３１ａおよびＸ線が出
射されるＴａ窓３１ｂは接地電位にはなく、一定の電圧
Ｖ0 が印加されている。従って、Ｘ線管３１のターゲッ
ト電圧はそのまま外部に露出するかたちになっている。
この計測結果は同図（ｂ）のグラフに示されている。同
グラフの横軸は時間［ｔ］、縦軸は金属板３２の表面電
位［Ｖ］を表している。金属板３２の表面電位は同グラ
フに示されるように電位Ｖ［Ｖ］で安定した。この実験
の場合、電圧Ｖ0 を印加したＸ線管３１のＴａ窓３１ｂ
の面積は小さく、一方、金属板３２の表面積はそれに比
べて大きいため、電圧Ｖ（Ｖ＜Ｖ0 ）で安定したが、窓
３１ｂと金属板３２との各面積が同面積で平行に置かれ
た場合には、金属板３２の表面電位は理論上Ｖ0 となる
はずである。
【００２１】従って、図４（ｃ）に示す電位差Ｖ0 の板
３４，３５の間に、図４（ｄ）に示すように絶縁物３６
を挿入し、その間にＸ線３７を照射すると、絶縁物３６
の表面は帯電し、絶縁物３６の表面電位は理論的にはＶ
0 になる。よって、絶縁物３６の厚さをｄ［ｍ］，表面
積をＳ［ｍ2 ］とすると、絶縁物３６の表面に帯電する
電荷量Ｑは次式に示される。
３４，３５の間に、図４（ｄ）に示すように絶縁物３６
を挿入し、その間にＸ線３７を照射すると、絶縁物３６
の表面は帯電し、絶縁物３６の表面電位は理論的にはＶ
0 になる。よって、絶縁物３６の厚さをｄ［ｍ］，表面
積をＳ［ｍ2 ］とすると、絶縁物３６の表面に帯電する
電荷量Ｑは次式に示される。
【００２２】Ｑ＝ε・ε0 ・（Ｓ／ｄ）・Ｖ0 従って、絶縁物３６に帯電する電荷量Ｑは、電圧Ｖ0 と
絶縁物３６の厚さｄを調整することにより、コントロー
ルすることができる。すなわち、絶縁物３６を本実施例
の基板ドラム１３および感光層１４と考えれば、感光層
１４の表面に帯電する電荷量Ｑは、外部固定電極１６ａ
に印加する電圧並びに基板ドラム１３および感光層１４
の各厚さを調整することにより、自在に制御することが
可能である。また、使用するトナーの極性（＋）、
（−）に応じ、外部固定電極１６ａおよび内部固定電極
１６ｂに印加する電圧の極性を選択することで、感光層
１４の表面に帯電する電荷の極性を任意に選択すること
も可能である。
絶縁物３６の厚さｄを調整することにより、コントロー
ルすることができる。すなわち、絶縁物３６を本実施例
の基板ドラム１３および感光層１４と考えれば、感光層
１４の表面に帯電する電荷量Ｑは、外部固定電極１６ａ
に印加する電圧並びに基板ドラム１３および感光層１４
の各厚さを調整することにより、自在に制御することが
可能である。また、使用するトナーの極性（＋）、
（−）に応じ、外部固定電極１６ａおよび内部固定電極
１６ｂに印加する電圧の極性を選択することで、感光層
１４の表面に帯電する電荷の極性を任意に選択すること
も可能である。
【００２３】このように、画像形成装置の帯電手段１１
により、感光層１４の表面は帯電されることとなる。
により、感光層１４の表面は帯電されることとなる。
【００２４】次に、本実施形態に係る画像形成装置にお
ける潜像電荷の消去メカニズムについて、図１および図
２（ｂ）を参照して説明する。
ける潜像電荷の消去メカニズムについて、図１および図
２（ｂ）を参照して説明する。
【００２５】図１において、基板ドラム１３の回転によ
り転写部４からクリーニング手段１２に移動した感光層
１４には、Ｘ線管１２ａから直接Ｘ線１９が照射され
る。このＸ線１９の照射により、感光層１４上の大気は
電離し、気体イオンが生じる。生じた気体イオンのうち
正極性に帯電した気体イオンは、感光層１４の表面に残
留している負極性に帯電したトナーの電荷を中和させ
る。また、これと同時に、Ｘ線管１２ａから照射された
Ｘ線１９は感光層１４の内部にキャリアを発生させ、感
光層１４に形成された静電潜像を中和させて消滅させ
る。感光層１４上の中和した残留トナーはブラシクリー
ナ１２ｃにおいて除去され、感光層１４表面が清掃され
ることとなる。
り転写部４からクリーニング手段１２に移動した感光層
１４には、Ｘ線管１２ａから直接Ｘ線１９が照射され
る。このＸ線１９の照射により、感光層１４上の大気は
電離し、気体イオンが生じる。生じた気体イオンのうち
正極性に帯電した気体イオンは、感光層１４の表面に残
留している負極性に帯電したトナーの電荷を中和させ
る。また、これと同時に、Ｘ線管１２ａから照射された
Ｘ線１９は感光層１４の内部にキャリアを発生させ、感
光層１４に形成された静電潜像を中和させて消滅させ
る。感光層１４上の中和した残留トナーはブラシクリー
ナ１２ｃにおいて除去され、感光層１４表面が清掃され
ることとなる。
【００２６】次に、本実施形態に係る画像形成装置の動
作について説明する。
作について説明する。
【００２７】図１において、まず、形成すべき画像が表
された面を下向きとして載置台２１ａ上に原稿８をセッ
トする。その状態において、装置を作動させて、露光部
２０の照明ランプ２１ｂを点灯させながら、その照明ラ
ンプ２１ｂおよび反射ミラー２１ｃを原稿８に沿って移
動させる。すると、照明ランプ２１ｂからの発せられた
光が原稿８で反射し光の信号として、反射ミラー２１
ｃ、レンズ系２２および照射ミラー２３により基板ドラ
ム１３へ導かれ、図２（ｂ）のように基板ドラム１３表
面の感光層１４へ露光される。一方、基板ドラム１３の
感光層１４は、その表面を帯電手段１１により帯電され
ながら、基板ドラム１３の回転に伴い移動していく。
された面を下向きとして載置台２１ａ上に原稿８をセッ
トする。その状態において、装置を作動させて、露光部
２０の照明ランプ２１ｂを点灯させながら、その照明ラ
ンプ２１ｂおよび反射ミラー２１ｃを原稿８に沿って移
動させる。すると、照明ランプ２１ｂからの発せられた
光が原稿８で反射し光の信号として、反射ミラー２１
ｃ、レンズ系２２および照射ミラー２３により基板ドラ
ム１３へ導かれ、図２（ｂ）のように基板ドラム１３表
面の感光層１４へ露光される。一方、基板ドラム１３の
感光層１４は、その表面を帯電手段１１により帯電され
ながら、基板ドラム１３の回転に伴い移動していく。
【００２８】そして、帯電された感光層１４が露光部２
０の露光位置に達すると、その露光部２０からの光の照
射を受けて原稿８の画像に対応する静電潜像が感光層１
４表面に順次形成されていく。そして、感光層１４が現
像部３へ移動すると、静電潜像と異なる極性に帯電した
着色微粒子であるトナーがその静電潜像の領域に付着さ
れる。このトナーは通常、黒色のものが用いられるが、
その他の色のものであってもよい。更に、感光層１４が
転写部４へ移動すると、その移動と同期して画像を形成
すべき記録媒体７が基板ドラム１３と転写部４との間に
供給され、感光層１４表面のトナーがその記録媒体７へ
転写部４からの静電気力によって転写される。その転写
後、記録媒体７は定着部５へ移送され、その定着部５に
おける加熱によりトナーが定着されて、所望の画像が記
録媒体７に形成されることとなる。一方、トナー転写後
の感光層１４には残留トナーが存在するが、前述のよう
にクリーニング手段１２により確実に除電および清掃さ
れ、感光層１４は初期状態に戻される。そして、再びそ
の感光層１４は帯電手段１１により帯電された後、露
光、現像、転写および清掃の各工程が繰り返されて、画
像の形成が行われる。
０の露光位置に達すると、その露光部２０からの光の照
射を受けて原稿８の画像に対応する静電潜像が感光層１
４表面に順次形成されていく。そして、感光層１４が現
像部３へ移動すると、静電潜像と異なる極性に帯電した
着色微粒子であるトナーがその静電潜像の領域に付着さ
れる。このトナーは通常、黒色のものが用いられるが、
その他の色のものであってもよい。更に、感光層１４が
転写部４へ移動すると、その移動と同期して画像を形成
すべき記録媒体７が基板ドラム１３と転写部４との間に
供給され、感光層１４表面のトナーがその記録媒体７へ
転写部４からの静電気力によって転写される。その転写
後、記録媒体７は定着部５へ移送され、その定着部５に
おける加熱によりトナーが定着されて、所望の画像が記
録媒体７に形成されることとなる。一方、トナー転写後
の感光層１４には残留トナーが存在するが、前述のよう
にクリーニング手段１２により確実に除電および清掃さ
れ、感光層１４は初期状態に戻される。そして、再びそ
の感光層１４は帯電手段１１により帯電された後、露
光、現像、転写および清掃の各工程が繰り返されて、画
像の形成が行われる。
【００２９】（実施形態２）実施形態１に係る画像形成
装置にあっては、感光層１４を移動させる絶縁体として
円筒状の基板ドラム１３を用いた場合について説明した
が、絶縁体はこれに限定されるものではない。例えば、
閉ループ状に形成された絶縁物からなるシートフィルム
ベルトをこの絶縁体に用いても良い。この場合には、シ
ートフィルムベルトの閉ループ外の表面上に感光層１４
を形成し、ベルトを閉ループに沿って移動させる構造に
し、閉ループ外に前述の実施形態と同様に帯電手段１１
およびクリーニング手段１２を構成する。このような構
成においても実施形態１と同様な効果が得られる。
装置にあっては、感光層１４を移動させる絶縁体として
円筒状の基板ドラム１３を用いた場合について説明した
が、絶縁体はこれに限定されるものではない。例えば、
閉ループ状に形成された絶縁物からなるシートフィルム
ベルトをこの絶縁体に用いても良い。この場合には、シ
ートフィルムベルトの閉ループ外の表面上に感光層１４
を形成し、ベルトを閉ループに沿って移動させる構造に
し、閉ループ外に前述の実施形態と同様に帯電手段１１
およびクリーニング手段１２を構成する。このような構
成においても実施形態１と同様な効果が得られる。
【００３０】（実施形態３）実施形態１又は２に係る画
像形成装置にあっては、感光層１４が閉ループ状の基板
ドラム１３又はシートフィルムベルトの表面に形成され
ているが、感光層１４が形成されるものは閉ループ状に
限られるものではなく、板状のものであってもよい。例
えば、絶縁体からなる板体の一方の面に感光層１４が設
けられ、その平板が帯電手段１１、露光部２０、現像部
３、転写部４、クリーニング手段１２の配設位置へ順次
移動され、転写部４へ供給された記録媒体７が定着部５
により画像が定着される構造とすれば、実施形態１と同
様な効果が得られることとなる。なお、本実施形態にお
ける前述の板体は円弧状としてもよい。
像形成装置にあっては、感光層１４が閉ループ状の基板
ドラム１３又はシートフィルムベルトの表面に形成され
ているが、感光層１４が形成されるものは閉ループ状に
限られるものではなく、板状のものであってもよい。例
えば、絶縁体からなる板体の一方の面に感光層１４が設
けられ、その平板が帯電手段１１、露光部２０、現像部
３、転写部４、クリーニング手段１２の配設位置へ順次
移動され、転写部４へ供給された記録媒体７が定着部５
により画像が定着される構造とすれば、実施形態１と同
様な効果が得られることとなる。なお、本実施形態にお
ける前述の板体は円弧状としてもよい。
【００３１】（実施形態４）実施形態１〜３において
は、画像形成装置をコピー機として用いる場合について
説明したが、この画像形成装置はそのような用途に限定
されるものではなく、画像の形成を行うものであれば、
その他の機器などに用いることも可能である。例えば、
前述の露光部２０における光信号の入力手段を変えるこ
とにより、ファクシミリ、レーザプリンタなどの機器と
して用いることができ、そのような構成においても実施
形態１と同様な効果を得ることができる。
は、画像形成装置をコピー機として用いる場合について
説明したが、この画像形成装置はそのような用途に限定
されるものではなく、画像の形成を行うものであれば、
その他の機器などに用いることも可能である。例えば、
前述の露光部２０における光信号の入力手段を変えるこ
とにより、ファクシミリ、レーザプリンタなどの機器と
して用いることができ、そのような構成においても実施
形態１と同様な効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、非
接触帯電手段における帯電用Ｘ線発生手段によって感光
層上に生じた気体イオンは、電界印加手段によって発生
した電界により感光層表面に導かれ、感光層表面を帯電
させる。また、清掃手段における消去用Ｘ線発生手段に
よって感光層上に生じた気体イオンは感光層表面に残留
した着色微粒子を中和させ、かつ、この消去用Ｘ線発生
手段によって感光層内に発生したキャリアは感光層に形
成された静電潜像を非接触消滅させる。このため、感光
層の帯電および除電は従来のコロナ放電を用いることな
く行え、従って、本発明による画像形成装置によればオ
ゾンやＮＯｘ、ゴミを発生することはない。よって、従
来のように帯電部および除電部の周辺部品である電極が
酸化し、周辺部品が劣化してしまうといった問題は解消
される。また、コロナ放電による火災の発生等のおそれ
もない。さらに、地球環境上好ましい画像形成装置が実
現される。
接触帯電手段における帯電用Ｘ線発生手段によって感光
層上に生じた気体イオンは、電界印加手段によって発生
した電界により感光層表面に導かれ、感光層表面を帯電
させる。また、清掃手段における消去用Ｘ線発生手段に
よって感光層上に生じた気体イオンは感光層表面に残留
した着色微粒子を中和させ、かつ、この消去用Ｘ線発生
手段によって感光層内に発生したキャリアは感光層に形
成された静電潜像を非接触消滅させる。このため、感光
層の帯電および除電は従来のコロナ放電を用いることな
く行え、従って、本発明による画像形成装置によればオ
ゾンやＮＯｘ、ゴミを発生することはない。よって、従
来のように帯電部および除電部の周辺部品である電極が
酸化し、周辺部品が劣化してしまうといった問題は解消
される。また、コロナ放電による火災の発生等のおそれ
もない。さらに、地球環境上好ましい画像形成装置が実
現される。
【図１】本発明の一実施形態における画像形成装置の全
体概要図である。
体概要図である。
【図２】本発明の一実施形態における画像形成装置を示
す斜視図および断面図である。
す斜視図および断面図である。
【図３】図１に示された画像形成装置の帯電手段を一部
拡大して示す断面図である。
拡大して示す断面図である。
【図４】帯電手段によって帯電電荷量を制御する原理を
示す図である。
示す図である。
【図５】従来の画像形成装置の基本構成を示す図であ
る。
る。
１１…帯電手段、１２…クリーニング手段、１３…基板
ドラム、１４…感光層、１５ａ，ｂ…帯電用Ｘ線管、１
５a1，b1…Ｘ線出射窓、１６ａ…外部固定電極、１６ｂ
…内部固定電極、１７ａ…第１の電源、１７ｂ…第２の
電源、１８…消去用Ｘ線管、１９，２４…Ｘ線。
ドラム、１４…感光層、１５ａ，ｂ…帯電用Ｘ線管、１
５a1，b1…Ｘ線出射窓、１６ａ…外部固定電極、１６ｂ
…内部固定電極、１７ａ…第１の電源、１７ｂ…第２の
電源、１８…消去用Ｘ線管、１９，２４…Ｘ線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 21/06
Claims (5)
- 【請求項１】 表面に感光層が形成された絶縁体と、そ
の感光層表面を帯電させる帯電手段と、帯電した前記感
光層表面を露光して形成すべき画像に対応した静電潜像
を形成する露光手段と、その静電潜像に着色微粒子を付
着させる現像手段と、その静電潜像の領域に付着した着
色微粒子を記録媒体に転写する転写手段と、その記録媒
体に転移した前記着色微粒子を定着させる定着手段と、
前記感光層表面に残留した前記着色微粒子を清掃する清
掃手段とを備えて構成される画像形成装置において、 前記帯電手段は、前記感光層表面の大気をＸ線照射によ
って電離させる帯電用Ｘ線発生手段と、この電離によっ
て生じた気体イオンを電界によって前記感光層表面に導
く電界印加手段とから構成され、 前記清掃手段は、前記着色微粒子が残留した前記感光層
上の大気をＸ線照射によってイオン化させると共に前記
感光層内にキャリアを発生させる消去用Ｘ線発生手段か
ら構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】 前記電界印加手段は、前記絶縁体の感光
層形成側に配設された第１の電極と、その絶縁体を挟ん
で第１の電極と対向して配設された第２の電極と、これ
ら第１および第２の電極間に電圧を印加する電源とから
構成され、 前記帯電用Ｘ線発生手段は、前記第１の電極と前記感光
層との間の大気にＸ線を照射するＸ線管から構成されて
いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 - 【請求項３】 前記Ｘ線管から出射されるＸ線は前記感
光層表面に平行な方向に照射されることを特徴とする請
求項２に記載の画像形成装置。 - 【請求項４】 前記絶縁体は円筒状のドラムであること
を特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画
像形成装置。 - 【請求項５】 前記絶縁体は閉ループ状のベルトである
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載
の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP848796A JP2881129B2 (ja) | 1995-01-26 | 1996-01-22 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-11015 | 1995-01-26 | ||
| JP1101595 | 1995-01-26 | ||
| JP848796A JP2881129B2 (ja) | 1995-01-26 | 1996-01-22 | 画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08262845A JPH08262845A (ja) | 1996-10-11 |
| JP2881129B2 true JP2881129B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=26343005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP848796A Expired - Fee Related JP2881129B2 (ja) | 1995-01-26 | 1996-01-22 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2881129B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6058003A (en) * | 1996-02-08 | 2000-05-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Electrostatic charger and discharger |
| JP5842680B2 (ja) * | 2012-03-12 | 2016-01-13 | 株式会社リコー | 画像形成装置、及びプロセスカートリッジ |
-
1996
- 1996-01-22 JP JP848796A patent/JP2881129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08262845A (ja) | 1996-10-11 |
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