JPH03119368A - 静電潜像の形成装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は静電写真の複写装置に係り、更に詳しくは、写
真複写の品質を高めるための装置に関する。

（従来技術、および発明が解決しようとする課題）今日
一般に使用されている静電写真の複写装置に於いては、
光導電性の絶縁部材が典型的に均一電位に帯電され、し
かる後に複写すべきオリジナルドキュメントの光像で露
光されている。この露光によって光導電性の絶縁部材は
その露光された面積部分即ち背景面積部分で除電されて
該部材上に静電潜像を形成する。この静電潜像は通常の
ドキュメントに含まれている像面積部分に対応する。

しかる後、光導電性の絶縁層に形成された静電潜像は当
技術分野にてトナーと称されている現像剤の粉末によっ
て現像されて可視像となされる。殆ど全ての現像装置は
帯電されたキャリヤ粒子とこのキャリヤ粒子に対して摩
擦電気的に付着された帯電されたトナー粉末とで構成さ
れた現像剤を使用している。現像の間、トナー粉末はキ
ャリヤ粒子から導電性の絶縁層に於ける像面積部分帯電
パターンによって引き付けられてその光１’ｆｆｉ性の
絶縁層に粉末像を形成する。この像がしかる後にコピー
ペーパーのような支持表面に転写され、該表面に対して
加熱や加圧によって永久的に固着されるのである。

この工程は基本的には高コントラストの像形成工程であ
り、これに於いては像面積部分に対してトナーが付着さ
れ且つ像面積部分でない面積部分に対してはトナーが付
着されないようになされるラインコピーの複写が可能で
ある。従って、像面積部分に色や明度の勾配がある写真
像を良好に複写することはできないのである。これは幾
分ではあるが光導電性の絶縁層として使用される材料の
露光時の特性に原因する。その特性とは、僅かな光に対
して短時間にわたって露出されることで非常に低い電荷
レベルに迄急速に除電が行われてしまうということであ
る。この結果、このようにして作られた静？！潜像は、
複写されたオリジナルドキュメントで実際に数段階の色
段階があるにもかかわらずに、像面積部分に於いては高
電荷が与えられる一方、像面積部分以外の面積部分に於
いては低電荷が与えられることになってしまうのである
。この特性は光誘導除電曲線によってグラフで示すこと
ができる。この曲線は露出時間の対数に対して光′ｓ電
性プレート表面の電位をプロットしたものである。この
曲線が比較釣魚な傾斜を有しているならば、検出できる
電位の最初の変化が検出される値である閾値よりも上で
は、比較的価かな光の増分量にて光導電性の絶縁層が急
激に除電されることを意味している。従って、色勾配を
複写できるようにするには、この曲線が平坦か或いは比
較的小さな傾斜とされるのが好ましいのである。このよ
うな勾配の曲線によれば、複写されることが望まれたオ
リジナルドキュメントに於ける色勾配に応じて一層識別
性の高い情報が与えられることになる。ダイナミックレ
ンジと称されている現像された像に於ける黒から白に至
る露出のこの範囲は、像に於ける勾配に対応する光の強
度の勾配に一致するようになされてより一層識別性の高
い電荷の勾配を与えることができるようになされるのが
望ましいのである。

連続色調の又はスクリーン形成（５ｃｒｅｅｎｅｄ　）
された絵やその他の−様なベタ組みの面積部分（ｓｏｌ
ｉｄ　ａｒｅａ）のような段階のある色調明度の物体の
電子写真複写は、除電されている面積部分によって隔離
した一連の平行ライン又はドツトに静電潜像を分解し、
現像可能な強さの縁取り（ｒｒｔｎｇｔｎｏ）の静電場
を誘起させることによって得ることができる。ベタ組み
面積部分は平行ラインやドツトのパターンに分解されて
も、それらは十分に接近した間隔を有することからそれ
らのライン構造は肉眼で簡単に！！！識されることはな
い。

例えば、通常の帯電および露光の後、光導電性部材は２
回目として高コントラストではつきりした縁部を有する
白のドツトパターンもしくはパーパターンに対して露出
されるのである。この２回目の露光の結果として、先に
露光されていなかったか或いは部分的に露光されていた
プレートの面積部分がライン又はドツトパターンとして
除電されることになる。この露光面積部分は最初の露光
の間に除電されたレベルからは変化されず、このように
して強力な電場が形成される。この電場は通常の方法に
よって現像可能とされる程度の強さとなる。４０から８
０本／α（１００から２００本／インチ）のスクリーン
パターンがこの手順で典型的に使用される。しかしなが
ら、この技術はスクリーンおよび第２の露光段階を使用
するために、最終のプリントは像密度およびシャープさ
が低下してしまうのである。

ビーンに付与された米国特許用Ｉ８書第３．３０７．０
３４号は、１段階で静ｆｆｉ潜像を形成するための２１
フイヤーのコロナ放電装置を記載している。

これに於いては、２本の平行なコロナ放電電極が電子写
真プレートに対して帯電させる関係位置に配置され、且
つ、交流電源によって付勢されるようになされている。

光学像はこの電子写真プレートの表面に結像されるよう
になされている。

ガ１【付与された米国特許用ＩＢ書第３，８８６゜４１
６号はコロナ′Ｆｉ流を調節するための方法および装置
を記載している。これに於いては、コロトロンはコロナ
電流がテストされ或いはｖ４節されるときに光導電性表
面を照明するための照明装置を備えている。このランプ
はテストの間に付勢されて光導電性表面をＳ電状態とな
している。

ゼロックス・ディスクロージャー−ジャーナル、Ｖｏｌ
、５　、Ｈａ、　４．７月／８月　１９８０年、第４６
３頁のパンホーエンその他によるＥ′Ｒ子写真の繰返し
処理方法Ｊ　　（Ｘｅｒｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｃｙｃｌｉ
ｎ。

Ｐｒｏｃｅｓｓ　）によれば、繰返して静電像を形成す
る方法が記載されている。これに於いては、絶縁被覆層
を形成された光導電性の層は、先ず最初に正にバイアス
されたＡＣコＯトロンによりて電気的に帯電され、同時
に光像に露出される。次に−様な露光が行われると同時
に光導電性部材の静電像の消去が行われ、モして被複層
が正電位に均一に帯電される。

（ａ！題を達成する手段） 本発明の基本概念によれば、静電潜像を形成し、同様に
電子写真プリントを作成する方法および装置が提供され
る。これに於いて、光導電性の絶縁層は像パターンに対
して露出されている間、電圧に感応するコロナ帯電装置
によって同時に帯電される。ｒ？ｔｉ圧に感応するコロ
ナ帯電装置」なる用語は、その装置の直ぐ下方に位置す
る光導電性表面に於ける電圧が基準電圧から相違してい
ることに感応して、露出の少ない面積部分よりも露出の
多い面積部分に一層大きな電荷を与えるようになす帯電
装置であると定義することを意図している。

その例には、コロナ発生電極に加えて、格子のような制
御Ｉ電極を有するスコロトロン、およびシールドのよう
な制御電極を有するデコロトロンが含まれる。

本発明の他の概念に於いては、電圧に感応するコロナ帯
電装置は、コロナ発生電圧をコロナ発生電極に付与し且
つ第１の強さの制御電圧即ち基準電圧を制御電極に付与
することによって、光導電性の絶縁層を第１のレベルに
帯電覆るように付勢される。

（実施例） 本発明はそれを具現する静電写真の複写装置の好ましい
実施例を参照して以下に説明される。

第１図を参照すれば、例として自動の静電写真の複写機
１０が示されている。この複写８１１０は取外し可能な
処理カートリッジを含んでおり、この処理カートリッジ
は本発明による光導電性ベルトを含んで構成されている
。第１図に示し複写機はオリジナルドキュメントからコ
ピーを作成するために内部に備えられている各種の要素
を図解している。本発明の装置は特に自動の静電写真の
複写機に好適であるが、以下の説明からその他の静電写
真装置を含めて広く様々な処理装置に使用するのに適し
ており、特定の実施例即ちここに示した実施例にに応用
することに限定する必要はないことが明らかとなるに違
いない。

第１図に図示された複写機１０は取外し可能な処理カー
トリッジ１２を使用している。この処理カートリッジ１
２は複写機の主フレームの前部から挿着および引出すこ
とができるようになされている。このカートリッジ１２
は像を記録するベルト状部材１４を含んでおり、該部材
１４の外周面は適当な光導電性材料１５によって被覆さ
れている。このベルトは、カートリッジ内部に被駆動搬
送ロール１６およびアイドルロール１８の回りを周回さ
れて回転されるように取付けられている。

又、ベルトはその外周走路に沿う矢印によって示された
方向へ移動されて、像支持面を複数の電子写真処理ステ
ーションを経て送るようになっている。モーターＭのよ
うな適当な駆動装置が備えられており、各種の協働する
複写機要素に対して動力を与え且つその動作を関連付け
るようになっている。これによりオリジナル入力画情報
の微細な複写像がペーパー等のような最終支持部材であ
るシート３０に記録されるのである。

最初に、ベルト１４は光導電性表面１５を露光ステーシ
ョン１９に通して移動させる。この露光ステーション２
１に於いてベルトはスコロトロン５ｏによって光導電性
表面を静電荷で均一に帯電されると同時に、オリジナル
入力画情報の光像に露出され、電荷が露光面積部分にて
選択的に消失されてそのオリジナル入力画情報を静電潜
像として記録するのである。露光はスコロトロンを通し
て行うことができる。又、ニッポン板ガラス株式会社に
よって［セルフォックスＪ　（ＳＥＬＦＯＣ）なる１ヘ
レードマークの下に製造されている像伝達ファイバーレ
ンズ２２の束、および照明ランプ２４および反射器２６
、を使用することができる。ベルト１４の光導電性表面
１５の同時の帯電および露光が行われた後、光導電性表
面１５に記録された静電潜像は結像ステーション２７へ
送られる。現像ステーション２．７では現像剤がベルト
１４の光導電性表面１５に付与されて静電潜像を可視像
となされる。適当な現像ステーションは、現像ロール２
８を含んでいて、粗い磁性キャリヤ粒子とトナー色粉末
との磁性の現像混合剤を使用する磁気ブラシ現像装置を
含んで構成される。

最終支持部材であるシート３０は上昇されたスタック支
持トレー３２の上にスタッドとして、即ち積み重ねた状
態で載置されて支持される。スタックが上昇された位置
とされた状態で、シートセパレーター即ちセグメント形
成された給送ロール３４が個々のシートをスタックから
整合ピンチロール対３６へ送り込む。シートは次にベル
トの像と適正な整合状態を得るように転写ステーション
３７へ送られ、光導電性表面１５上の現像されたトナー
像が転写ステーション３７の内部で採取支持部材である
シート３０と接触されるようになされるのであり、トナ
ー像は光導電性表面１５から最終支持部材であるシート
３０の接触面に対して転写コロトロン３８の作用によっ
て転写される。

像が転写された後、望まれるようにペーパー、プラスチ
ックその他とされることができる最終支持部材はロール
１６の円弧面に沿って移動されるときにそれ自体のビー
ム強度によってベルトから弓き離される。トナー像を支
持したこのシートは固着ステーション３９へ送られ、こ
の固着ステーション３９にてロール溶融装置４０が転写
粉末像をシートに固着させるのである。１−ナー像はコ
ピーシートに対して溶融固着した後、シート３０は取り
出しロール４２に送られ、シートスタックトレー４４へ
送られる。

殆ど全ての量のトナー粉末が最終支持部材であるシート
３０に転写されるが、常に成る聞の残留トナー粉末が転
写の後に光導電性表面上に残る。

この残留トナー粉末はクリーニングステーション４６で
ベルトから除去される。このクリーニングステーション
４６はベルト１４の外周面に接触して掃除する回転可能
なりリーニングブラシ４７を含んでいる。このクリーニ
ングブラシ４７はクリーニングハウジング４８の内部に
収容されている。これに代えて、トナー粉末は当技術分
野で知られているようにクリーニングブレードによって
光導電性表面から除去されることができる。

通常は、従来の方法で複写機が運転されるときには、複
写されるべきオリジナルドキュメント２０は像面を下に
して水平な移動透視プラテン５２の上に載置される。こ
のプラテン５２は露光ステーション２１を通してオリジ
ナルドキュメントを移動させるのである。移動プラテン
の速度と光導電性ベルトの速度とは同期されて忠実なオ
リジナルドキュメントの複写が行われるようになしてい
る。

上述した全体的な説明は、本願の目的に関し、本発明に
よって使用することができる自動の電子写真複写機１０
の全体的な作動を示すのに十分であると確信する。

第２図、第３図および第４図は本発明の他の実施例を示
している。これに於いては、光導電性の絶縁部材は電圧
に感応するコロナ帯電装置によって帯電されると同時に
、像パターンに対して露出される。「電圧に感応する帯
電装置」なる用語は、その装置の下側に位置する光導電
性部材の電圧に対して装置出力が応答するようになされ
た帯電装置を定義することを意図している。直ぐ下側に
位置された光導電性部材の電圧の基準低圧からの相違に
感応する帯電装置によれば、この帯電装置は露出が少な
い面積部分よりも露出が多い面積部分に対して一層大き
な電荷を与えて、最も露出の多かった面積部分に対して
最大の電荷を与えるのである。この電圧に感応する帯電
装置の概念はウオークアップによって米国特許明細間第
２，７７７．９５７号に記載されているスコロトロンの
ような典型的な装置を参照して最も良く理解することが
できる。それに於いては、最大の表面電位は電荷を受は
止める光導電性材料の特性によって基本的に定められる
予め定めた値に制限されるのである。これは、コロナワ
イヤーと光導電性表面との間に介在されているスクリー
ン制御格子の電位を制御することによって達成される。

光導電性プレートに向けて流れるコロナ電流はこれによ
り格子とプレートとの間で分けられる。プレート電位が
高まるにつれてより多くの電流が格子に向けて流れる一
方、プレートに向かう電流は少なくなる。最大プレート
電位に達すると、本質的には全ての電流が格子に向けて
流れ、プレートの帯電は行われなくなる。このようにし
て、スコロトロンは表面に付与される電荷の母を良好に
制御するのである。同時に露光されることで除電される
割合とほぼ同じ割合で光導電性表面を帯電するこのよう
な装置を使用すれば、光誘導除電曲線の傾斜を滑らかに
するような傾向が得られ、これにより静電潜像に示され
る色の範囲即ち段階が拡がる傾向を得られるのである。

その他のこのような電圧感応コロナ帯電装置は米国特許
明細間第４．０８６゜６５０号に記載されたデコロトロ
ンである。この装置は除電電極即ちコロノードとして導
電性ワイヤーを備えている。この導電性ワイヤーは、実
質的に誘導電流即ちＤＣ電荷を除去するガラスのような
比較的厚い誘電被覆を有している。デコロトロンは第２
の電極即ちシールドを格子ではなくコロノード電極の近
くに備えており、像形成面は変位電流即ち電気的材料を
介した容量結合によって帯電される。このシールドは基
準電圧即ち制御電圧にバイアスされる。

これらの電圧に感応する装置は通常のコロトロンと対比
される。通常のコロトロンはその下側の光Ｓ電性部材の
表面電位にそれほど敏感ではない。

通常のコロトロンに於いては、電流を制御するのに必要
とされる電圧は非常に高く、３０００ボルト程度である
。コロトロンからの電流はワイヤー電圧からその下側の
光導電性部材の電圧を差し引いた値の関数となる。ワイ
ヤー電圧はこのように数千ボルト程に高いので、又、光
導電性部材の電圧は典型的には数百ボルト程度と比較的
低いので、コロトロンは光導電性部材の電圧に対して敏
感とならないのである。それ故に、コロトロンは露出の
少ない面積部分と同程度の電荷を露出の多い面積部分に
対して与えることになるのである。これは光誘導除電曲
線を全体的に上へ向けて移動させるだけの傾向を示すの
であって、傾斜を変えて滑らかにするわけではない。

本発明によれば、コロナ発生電極および制御電極を有す
る電圧に感応するコロナ帯電装置は、光導電性の絶縁層
に対して帯電する関係状態に位置される。この帯電装置
はコロナ発生電極に対したコロナ発生電圧を付与し、又
、制ｔ［ｌ電極に対して制ｍ＋電圧を付与する。帯電と
同時に、光導電性の絶縁層は像パターンに露出される。

処理速度およびその他の作動パラメータによってスコロ
トロンのコロナ発生ワイヤーは典型的に６から７にＶの
正又は負の電圧を付与される。一方、制御格子は典型的
に５００から１５００ＫＶの正又は負の電圧を付与され
る。デコロトロンのコロノードは典型的には６．５から
７にｖ　ｒａｍｓの正又は負の電圧を付与され、一方、
シールドは７００から１５００にＶの正又は負の電圧を
付与される・のである。

何れかの適当な光導電性の絶縁層が本発明の実施に使用
される。電子写真プレートのための１つの通常の光像は
セレニウムやその合金のような光導電性絶縁層を導電性
基体の上に有して構成される。暗所に於いてはこの光導
電性絶縁層は良好な絶縁体であり、露光されもしくは照
明されたときに良好な導電体となる。これに代えて、多
層の導電性の像形成フォトリセブターが少なくとも２つ
の電気的作動層、フォトジエネレーティング層即ち電荷
発生層、および電荷移動層を有して構成されることがで
きる。これらの層は典型的には導電性の層に形成される
。このような層の更に詳細な説明は米国特許明細ｍ第４
，２６５．９９０号を参照されたい。これらの−船釣な
形式の装置の何れに於いても、本発明の実施に障害とな
るような別個の保護層や別個の絶縁層による光導電性絶
縁層の被覆は施されていない。

第２図、第３図および第４図に特に詳細に示されている
ように、これらの３つの図面のスコロトロン５０はコロ
ナ発生ワイヤー５１．１ＩＩＩＩｌ格子５２および電気
的発光ランプストリップ５３を備えている。このランプ
は上述の米国特許用ｌＩ書第４゜２６５．９９０号に記
載されているように透明基体を有するフォトリセブタ−
（矢印の方向に移動する）の裏面の一部を照明するのに
使用されている。第２図は電圧感応コロナ除電装置と露
光装置とによる１回だけの同時の帯電段階を示している
。

第３図は２段階処理による他の実施例を示しており、こ
れに於いてはスコロトロンの制御格子は２つの部分５２
Ａおよび５２Ｂに分けられている。

部分５２Ｂは部分５２Ａ　（−９００ボルト）よりも高
い負電圧（−１４００ボルト）にバイアスされている。

又、部分５２Ｂは同時の露光および帯電が行われる位置
である。この実施例に於いては、低い負電位制御格子を
備えたスコロトロンの第２の即ち下流側のセグメント５
２Ａがフォトリセブターを再帯電させる。しかしながら
、より多くの電荷がこれらの面積部分に導かれる程に、
部分５２Ｂが同時に帯電させ露光させている間に一層完
全な除雪が行われることになる。第４図は他の実施例を
示している。この実施例に於いては、２段階の像形成段
階は、引き続く同時の帯電および露光が行われる段階の
間にフォトリピブターに与えられる電荷レベルよりも高
いレベルに迄、光導電性部材に対する予備帯電が行われ
る。最初の帯電は露光を全く行わずに帯電されるので、
電圧に感応する帯電装置は不要である。従って、通常の
コロトロン５５が使用されている。第２図、第３図およ
び第４図の各々に於いて、光導電性の絶縁層の照明は透
明基体を通して行われたが、フォトリセブターの露光は
上述したビーンの特許に記載されている方法即ちスコロ
トロンを介して実際に行われることができることは予想
できるということを付言すべきである。

電圧に感応する装置の出力はその下側のフォトリセプタ
ーの電圧によって決まる。露光されるフォトリセプター
の電流密度は露光の関数であって、コロトロンの於ける
ワイヤー自体の電圧の関数ではない。第３図および第４
図の２段階処理に於いては、最初の帯電段階は２つの段
階の中で高くされねばならず、そうでなければその効果
は第２の帯電段階にて完全に凌駕されて無くなってしま
うのである。

第５図は光誘導除電曲線ＡおよびＢを示している。曲線
Ｂは第３図を参照して記載した技術によって得られる曲
線を表している。それに於いては、上述した米国特許明
細書筒４．２６５．９９０号に記載されたように光導電
性絶縁層がスコロトロンの第１の部分および電気的照明
ランプによって先ず同時に露出され帯電されるのである
。

−７にＶの電位が３子全てのスコロトロンワイヤーに付
与され、−１４００にボルトの電位が第１の格子部分に
付与された。スコロトロンの第２の格子部分には一９０
０ボルトの格子電位が付与された。曲線Ａは同じ装置に
関する光誘導除電曲線を示しており、これに於いては電
気的照明ストリップはフォトリセプターの移動路を下方
へ向かって移動されて、通常の順次の帯電およびそれに
続いて露光が行われるようにしている。−７にＶの負の
電位が全てのコロナ発生ワイヤーに付与され、−１００
０ボルトの負の電位が全ての制御格子に付与された。曲
線ＡとＢとを対比すれば、本発明を実施した曲線Ｂの傾
斜が実質的に滑らかとされており、黒および白から黒へ
至る灰色および白の異なるレベルのダイナミックな現像
範囲が十分に拡げられたことを容易に示している。最後
の光強度に対する最初の光強度（ダイナミックレンジ）
は０．５：２の４対１の比率から約０．５：５０の約１
００対１の比率へと２５倍に拡がった。

光誘導除電曲線ＡおよびＢは最初の閾値゛から飽和点に
至る全体的な感応特性の傾斜および程度（１ａｔｉｔｕ
ｄｅ）を示している。これらの曲線は、曲線Ｂで示され
た本発明による技術が広い範囲にわたって光の強度に対
する感応性を維持しており、４゜ これによって連続色調および絵の複写能力を高めている
こと、を表している。

ここに参照した特許の開示内容は参照することでここに
特に且つ全体的に組み入れられる。

本発明は特定の実施例を参照して説明されたが、多くの
代替、変更および変形例がなし得ることは当業者にとっ
て明白となろう。従って、特許請求の範囲の欄に記載さ
れた精神および範囲に含まれるそのような全ての代替例
および変更例を包含することが意図されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施に使用される電子写真複写機の
概略断面図。 第２図、第３図および第４図は、本発明の他の実施例５
概略的に示すもので、 第２図は、光Ｓ電性部材の１段階による同時の帯電およ
び露光を示す概略図で、 第３図は２段階による静電潜像の形成を示しており、同
時の帯電および露光に続いて光導電性部材が電圧に感応
するコロナ帯電装置によって再帯電されるようになされ
た段階は示す概略図で、第４０図は、帯電および露光の
前に光導電性部材が均一に帯電されるようになされた他
の実施例を示す概略図。 第５図は順次の帯電および露光に関する光誘導除電曲線
と同時の帯電および露光に関する光誘導除電曲線とをグ
ラフで示して比較するためのグラフ。 １０・・・複写機、１４・・・ベルト、１５・・・光導
電性材料、２１・・・露光ステーション、２７・・・現
像ステーション、３７・・・転写ステーション、３９・
・・固着ステーション、４６・・・クリーニングステー
ション、５０・・・スコロトロン、５１・・・コロナ発
生ワイヤー　５２・・・制御格子、５３・・・発光スト
リップ、５５・・・コロトロン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導電性の絶縁層を有する像形成部材の上に静電
   潜像を形成するための装置であつて、前記光導電性の絶
   縁層を帯電させる関係に配置されたコロナ発生電極およ
   び制御電極を有する電圧感応コロナ帯電装置と、 前記光導電性の絶縁層を第１のレベルに帯電させるよう
   に前記コロナ帯電装置を付勢するための手段であつて、
   前記コロナ発生電極にコロナ発生電圧を付与すると共に
   前記制御電極に第１の強さの制御電圧を付与する手段を
   有する前記付勢手段と、 前記帯電装置が付勢されている間に同時に前記光導電性
   の絶縁層を増パターンに露出させる手段と、 を含むことを特徴とする静電潜像の形成装置。