JPH03219269A - 画像形成装置 - 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」 この発明は、光導電性材料を利用した画像形成装置に関
する。

「従来の技術」 特願昭６３−２９６７９４の明細書に述べられているよ
うに、記録媒体を挟んでその両側に、画像データに対応
した電荷パターンを発生する記録ヘッドと前記記録媒体
に現像剤を供給する現像器とが対向して配置されたこと
を特徴とする画像形成装置であり、記録媒体に直接記録
する方式である。しかし、記録に必要なコントラスト電
位を十分得ることができなかった。

例えば５ 記録ヘッド：ａ−５ｉ悪感光：　比誘電率１２：　　厚
さ　　　　２０ｕｍ 記録媒体　：　　ｐｐｃ用紙　　：　比誘電率　２：　
厚さ１１００ｕ 間　隙　　：　空　気　　　　：　比誘電率　１：　厚
さ１１００ｕ の場合、電源電圧１０００Ｖで、コントラスト電位約８
ｖである。

「発明が解決しようとする課題」 上記、従来の電子写真方式は、コントラスト電位が十分
得られなかった。

「課題を解決するための手段」 記録媒体を挟んでその両側に、画像データに対応した電
荷パターンを発生する記録ヘッドと前記記録媒体に現像
剤を供給する現像器とが対向して配置され、前記記録ヘ
ッドは透明電極とこの透明電極の前記記録媒体側の面に
形成された光体層とを有するの画像形成装置において、
感光体層の比誘電率及び感光体層、記録媒体、間隙（空
気）、各々の厚さを変数とし、単位面積当りの感光体層
の静電容量をＣ１，前記記録媒体の静電容量をＣ２、間
［（空Ｘ）の静電容量を６３とした場合。

Ｋ−Ｃ１≦Ｃ３≦Ｃ２なる関係を満足することを特徴と
する画像形成装置である。

「作用」 記録に必要なコントラスト電位を十分得ることができる
。

「実施例ノ 以下、本発明の実施例を第１図〜第４図を参照して説明
する。

第１図に実施例の画像形成装置の概略図を示し、第２図
にその要部を拡大して示す。第３図に現像プロセスのモ
デルを示し、第４図にはその解析モデルを示しす。

この実施例では、画像データに応じた信号光を発する光
学系としてレーザスキャナ２０を設けている。

記録媒体としての記録紙２１は、給紙ロール２２に巻か
れており、図示のように後述する定着器３４側に送られ
る。

この記録紙２１を挟んでその両側に、前記レーザスキャ
ナ２０からの信号光をミラー２３を介して受けて画像デ
ータの対応した電荷パターンを発生する記録ヘッドとし
ての記録ヘッド２４と、記録紙２１に現像剤２５を供給
する現像器２６の現像剤担持体２７とが対向して配置さ
れている。

前記現像剤が、絶縁性の非磁性トナー５０と磁性キャリ
ア５１とを主成分とする２成分系の現像剤５２を用いた
場合を第２図に示す。

トナー５０は体積抵抗が例えば１０９Ω・ｃｍ以上、好
ましくは１０１２Ω・ｃｍ以上のものを用いるとよい。

この２成分系の現像剤を用いる場合は、現像剤をあらか
じめ図示時のかくはん器でかくはんして、非磁性トナー
５０を磁性キャリア５１との摩擦により所定の電荷（図
示例では負の電荷）の帯電状態にコントロールした後、
現像剤担持体２７で現像領域に運ぶ。

前記記録ヘッド２４は、第１図で紙面と直交する方向に
透明電極２９を張り付け、この透明電極２９の記録紙２
１側の面に感光体層３０を形成している。

前記感光体層３０は、Ｉ［３図に示すように、前記感光
体層の静電容量を０１、前記記録媒体の静電容量を０２
、間隙（空気）の静電容量を０３とした場合、１！４図
に示すような解析モデルに置き換えることができる。以
下、　このモデルを解くと。

１）感光体層の静電容量　　：０１ 記録媒体の静電容ｊｌ：ｃ２ 間隙（空気）の静電容Ｘ：Ｃ３ ε　０　ε　ｓＡ Ｃ＝ ［Ｆ］ 真空の誘電率　：　εｏ　＝　８．８５５ｘ　１０ａ−
８ｉの比誘電率：　　１ｓｌｏ＝１２［Ｆ　　／　ｍコ 　Ｐ　Ｃ 紙 空気 面積 の比誘電率： の比誘電率： の比誘電率： 厚さ ２）紙表面の電位： Ｃ２＋Ｃ３ ε　ｓ　１１　＝ ε　ｓ２　　　　＝ ｔｓ３　　　　＝ Ｑ Ｃ１＋ＣＢ （、） Ｃ２・　Ｃ３ ＣＢ＝ Ｃ２＋Ｃ３ ここで、仮に、 Ｋｈ＝ Ｒ１（ＣＢ＋Ｃ１） ここで１紙表面のコントラスト電位△ＶＱを大きくする
には、　（ａ）式より、露光前１＝０のときの紙表面の
電位ＶＱを小さくシ、露光後ｔ＝ωのときの紙表面の電
位ＶＱを大きくする必要かある。

よって、　Ｋ−Ｃ１≦０３≦ｃ２なる関係を満足するこ
とが条件となる。

例えば、面積２００ｍｍＸ１０ｍｍ、感光体（ａ−５ｉ
）、紙、空気、各々ノ厚すヲ２０，１００．１１００ｕ
という空間を考えると、感光体（ａ−５ｉ）ＣＩ＝０．
０１１　　　ｕＦ露光前　　Ｒ１＝ＩＥ＋０９　　　Ｋ
Ω露光後　　　　＝ＩＥ＋０７　　　ＫΩ紙　　　　　
　　　　　　　　　Ｃ２＝＝０．　　０００４　　　ｕ
Ｆ室空気　　　　　　Ｃ３−０，０００２ｕＦ（ａ）式
より、　Ｋ＝１の時、　　Ｃ３＜Ｃ２＜Ｃ１となり、電
極間バイアスＶｐ＝ＩＫＶを与えても。

コントラスト電位は８ｖ程度である。

感光体　　　　　　Ｃ１＝０．０００２　　ｕＦ露光前
　　Ｒ１＝ＩＥ＋０９　　　ＫΩ露光後　　　　＝ＩＥ
＋０７　　　ＫΩ紙　　　　　　　　　　　　　　Ｃ２
＝０．　　０００４　　　ｕＦ室空気　　　　　　Ｃ３
＝０．０００２　　ｕＦ（ａ）式より、　Ｋ＝１７７）
時、　　Ｃ１≦０３≦ｃ２となり、電極間バイアスＶｐ
＝ＩＫＶを与えると、コントラスト電位は２６７ｖとな
る。

静電容ｊｉ　Ｃは、面積に比例し、距離に反比例するの
で、厚さの誤差は、コントラスト電位が十分に取れれば
、カールソンプロセスの電子写真方式と同様、問題とな
らない。

また、　トナーに働く力は、クーロンの法則より、距離
が一定の場合、電界の強さに比例するので。

バイアス電圧が大きければ大きくなる。

前記現像剤２５を担持する前記現像剤担持体２７は、ア
ルミニウム等の非磁性材料による円筒状の、例えば、矢
印方向に回転する現像スリーブ３１の内部に、その内周
面に磁極を近接させて固定された多極のマグネットロー
ル３２を持つ構成であ　る。

そして、　この現像スリーブ３１と前記記録ヘッド２４
の透明電極２９との間にバイアス電圧を印加するバイア
ス電圧電源３３が設けである。

また、記録媒体２１上に形成されたトナー画像を最終定
着するための定着器３４が配置されている。

上記構成の画像形成装置による画像形成プロセスを説明
すると、　レーザスキャナ２０を発したレーザ光は、　
ミラー２３で反射し、記録ヘッド２４の透明支持体２８
及び透明電極２９を通過して感光体層３ｏを照射する。

透明電極２つにはバイアス電圧（図示例では正電圧）が
印加されているので、感光体層３０のレーザ光が照射さ
れた部分には、キャリア（図示例では正の電荷をもつ正
孔）が生成され、感光体層３ｏの記録紙２１に接触して
いる側にも電荷が表れる。

このとき、前記バイアスが透明電極２９とこれに対向す
る現像スリーブ３１との間に印加されていることから、
感光体層３０側の正電荷と反対の電荷（図示例では負電
荷）が現像スリーブ３１を通して注入され、感光体層３
０側の正電荷とトナー２５側の負電荷とのクーロン力に
より、一部のトナー５０が記録紙２１に付着する。

上記のように記録ヘッド２４に発生した電荷パターンに
直接対応して記録紙２１に付着したトナー２５は、定着
器３４において記録紙２１に定着され、最終画像が得ら
れる。

上記の画像形成装置は、潜像を形成する工程を経ないで
現像剤による可視像を直接記録紙２１に形成するもので
あり、ＩＩ３図に示した従来の電子写真方式の装置にお
ける感光体１、転写器６、除電器９、クリーニング器１
０、イレーザ１１、帯電器１２等が不要となっている。

このように、構成が著しく簡単であり、　したがって装
置が小型化され、かつ安価になる。

「発明の効果」 本発明は上記の通り構成されているので次ぎのような効
果を奏する。

コントラスト電位を十分得ることができるため、従来の
電子写真方式と比べて階調性の高い画像を形成すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す画像形成装置の概略図、
第２図は第１図における要部の拡大図、第３図は現像プ
ロセスのモデル図、第４図はその解析モデル図である。 ２０・・・レーザスキャ九　３０・・・感光体層、２１
・・・記録媒体、　３１・・・現像スリーブ、２４・・
・記録ヘッド、　３２・・・マグネットロール、２５・
・・現像剤、３３・・・バイアス電圧電源、　２６・・
・現像器、　５０・・・非磁性トナー、２７・・・現像
剤担持体、５１・・・磁性キャリ乙　２９・・・透明電
極、５２・・・現像剤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体を挟んでその両側に、画像データに対応
   した電荷パターンを発生する記録ヘッドと前記記録媒体
   に現像剤を供給する現像器とが対向して配置され、前記
   記録ヘッドは透明電極とこの透明電極の前記記録媒体側
   の面に形成された感光体層とを有するの画像形成装置に
   おいて、感光体層の比誘電率及び感光体層、記録媒体、
   間隙（空気）、各々の厚さを変数とし、単位面積当りの
   感光体層の静電容量をＣ１、前記記録媒体の静電容量を
   Ｃ２、間隙（空気）の静電容量をＣ３とした場合、Ｋ・
   Ｃ１≦Ｃ３≦Ｃ２（但しｋは０以外の定数）なる関係を
   満足することを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記には１以下であることを特徴とする請求項１
   ）記載の画像形成装置。