JPH0915924A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、容易に小型化が達成できる
画像形成装置を提供することである。 【構成】 透明導電層422と光導電層423とを有する感光
部42と、導電層32と誘電層33とを有し、誘電層33が感光
部42の光導電層423が形成された側に対向配置された像
担持体ベルト3と、像担持体ベルト3を所定の移動方向に
移動する駆動ローラ1と、感光部42を透明導電層422側か
ら像担持体ベルト3の移動方向と直交する方向に露光す
る光学系41と、感光部42の透明導電層422と像担持体ベ
ルト3の導電層32との間に所定の電圧を印加する電圧印
加手段と、前記感光部42を像担持体ベルト3の移動方向
に往復移動するフレームF、カム43、バネ44、モータMと
を有し、感光部42を往復移動させながら前記光学系41に
よる感光部42の露光を行う画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体の誘電層上に
静電潜像を形成する複写機、プリンター等の画像形成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】複写機、プリンタ等の画像形成装置として
米国特許第5,216,466号に記載された装置が提案されて
いる。この画像形成装置では、外周面に感光層が形成さ
れた透明ドラムに誘電ベルトが接触されて設けられてい
る。誘電ベルトは駆動ローラによって所定方向に移動さ
れており、透明ドラムは誘電ベルトとの接触部において
誘電ベルトと同一方向に移動するように回転駆動されて
いる。

【０００３】透明ドラムと誘電ベルトとの間にはバイア
ス電圧が印加されており、透明ドラムの内面から露光ユ
ニットによって露光が行われる。この露光によって、透
明ドラムの感光層に電荷が励起され、これに応じて誘電
ベルト上に静電潜像が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の画像形成装置では、感光層が形成された透明ドラム
を回転駆動する機構が必要であるため、装置構成が複雑
であり、装置を小型化するのに限界があった。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みて成されたも
のであり、容易に小型化が達成できる画像形成装置を提
供することをその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、請求項１に記載の発明は、透明導電層と光導電
層とを有する感光体と、導電層と誘電層とを有し、前記
誘電層が前記感光体の光導電層に対向配置された像担持
体と、該像担持体を所定の移動方向に移動する移動手段
と、前記感光体を前記透明導電層側から前記像担持体の
移動方向と直交する方向に露光する露光装置と、前記感
光体の透明導電層と前記像担持体の導電層との間に所定
の電圧を印加する電圧印加手段と、前記感光体を前記露
光装置による露光の方向とは異なる方向に往復移動する
往復移動手段とを有し、前記往復移動手段によって感光
体を往復移動させながら前記露光装置による感光体の露
光を行う画像形成装置である。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記往復移動手
段による前記感光体の往復動の方向は前記像担持体の移
動方向であり、前記感光体の往復運動の平均速度をｖpc
（mm/sec）、前記像担持体の移動速度をｖs（mm/sec）
としたとき、感光体の往復運動の平均速度ｖpcは下式を
満足する請求項１に記載の画像形成装置である。

【０００８】｜ｖs｜/20＜｜ｖpc｜＜５×｜ｖs｜ 但し、ｖpc＝２Ｗ／ｔp であり、Ｗは感光体の往復運動
の幅（mm）、ｔpは感光体の往復運動の周期（sec）であ
る。

【０００９】

【作用】本発明によると、感光体は往復移動手段によっ
て露光装置による露光の方向とは異なる方向に往復移動
されながら光源による露光が行われる。感光体のうち露
光された箇所は、光導電層が導電性となるので、露光さ
れた部分における感光体の透明導電層と像担持体の導電
層との電界強度が強まる。この電界強度が強まったこと
によって露光が行われた位置で放電が行われ、像担持体
の誘電層上に静電潜像が形成される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１１】図１は本発明が適用された画像形成装置の
概略構成を示す図であり、図２は画像形成装置100の要
部を示す図である。

【００１２】画像形成装置100は、矢印a方向に回転可能
に設けられた駆動ローラ1およびこのローラに平行に設
けられた加熱ローラ2に掛渡された像担持体ベルト3を備
える。この像坦持体ベルト3の周囲には潜像形成装置4、
現像装置5、転写ローラ6が順次配置されている。

【００１３】像担持体ベルト3は、誘電体31の表面に導
電層32を形成し、さらにその表面に薄い誘電層33を形成
した構成を有する。導電層32は、不図示の導電線によっ
て接地されている。誘電層33がベルトの外周面を形成し
ている。本実施例における像担持体の具体的な構成は、
厚さ50μm、幅250mm、周長300mmのポリイミドフィルム
の上に導電層を設け、さらに数μｍのフッ素樹脂層を設
けたものである。尚、像坦持体の形状はベルトに限るも
のではなくドラム形状のものでもよい。

【００１４】潜像形成装置4には光学系41及び感光部42
が設けられている。この光学系41は、ハウジングの中に
半導体レーザ発生装置、ポリゴンミラー、トロイダルレ
ンズ、ハーフミラー、球面ミラー、折り返しミラー、反
射ミラー等を配置したものであり、半導体レーザ発生装
置からのレーザ光が感光部42を走査露光するように構成
されている。レーザ光が走査露光する方向は、像担持体
ベルト3の幅方向であり、以下この方向を主走査方向、
この主走査方向と直交する方向（第１図における上下方
向）を副走査方向と記す。尚、光学系41のハウジングに
は、レーザ光を感光部42に照射するための露光スリット
が形成されている。光学系41の構成は、これに限られる
ものではなく、例えばLEDアレイを主走査方向に配設し
たもの、液晶シャッタアレイ、PLZT光シャッタアレイを
主走査方向に配設したものであってもよい。液晶シャッ
タアレイ、PLZT光シャッタアレイを使用する場合、ハロ
ゲンランプ等の光源を設け、光源からの光をこれら光シ
ャッタアレイによって選択的に感光部42に照射する。

【００１５】一方、感光部42は、図２に示すように、主
走査方向に長尺な略板形状の透明基板421の上に透明導
電層422を形成し、さらにその上に感光層423を形成した
ものである。透明導電層421には約1.5kv の正の電圧が
印加されている。感光部42の感光層423と像担持体ベル
ト3の誘電層33との間はフッ素樹脂がコーティングされ
たスペ−サ424、425によりギャップＧが形成される。感
光層425と誘電層33とはスペーサ424、425によって非接
触とされているため、感光層425と誘電層33との間に異
物等が搬送されても感光層425表面を汚染することはな
く、安定した潜像形成を行うことができる。尚、スペ−
サ424、425のコーティング材はフッ素樹脂に限るもので
はなく、像担持体ベルト3との摩擦係数が小さく、像担
持体ベルト3に傷の付きにくいものであれば良い。又、
感光部42の形状は、板形状に限られるものではなく、そ
の他の形状であってもよい。

【００１６】更に、感光部42は、断面形状が略コの字形
状の透明フレームFに取り付けてある。この透明フレー
ムFの上部にカム43が配設され、またその下部にはバネ4
4が設けられている。カム43は、モータMと接続されてお
り、このモータMを不図示の駆動源によって回転するこ
とによって、感光部42を副走査方向に往復駆動する。モ
ーターMの回転数、カム23の形状を適宜選択、変更する
ことによって感光部42が往復する周期、振幅を変えるこ
とができる。尚、感光部42の駆動方法は上記機構に限る
ものではなく、感光部42を安定に往復駆動することがで
きる方法であれば特に機構は限定されない。

【００１７】感光部42を副走査方向に往復駆動させなが
ら画像信号に応じて光学系41より露光を行うと、誘電体
ベルト3上に静電潜像が形成される。像担持体ベルト3上
に形成された静電潜像は、駆動ローラ1および加熱ロー
ラ2の回転に従って現像装置5に搬送され、トナ−像化さ
れる。本実施例における現像装置5は、二成分の接触現
像装置であり、反転現像を行う。使用するトナーは正帯
電型で、スチレン−アクリル樹脂とカーボンブラックを
主成分とする混合物を公知の方法によって混練、粉砕、
分級し、平均粒径が10μmのものを用いた。このトナー
を前記現像装置5に収納し、現像バイアスを印加して現
像を行う。

【００１８】このトナ−像は、駆動ローラ1および加熱
ローラ2の回転に従って更に搬送され、加熱ローラ2の内
部に設けられたた発熱体により加熱されると同時に転写
ロ−ラ6により転写紙7に転写される。この時トナ−像は
転写紙7にほぼ完全に転写される。

【００１９】上記構成の画像形成装置100における潜像
形成の原理を説明する。本実施例の画像形成装置100
は、感光部42の感光層423をレーザ光にて選択的に露光
している。この露光された部分は感光層423が導電性と
なるので、露光された部分における感光部42の導電層42
2と像担持体ベルト3の導電層32との間の電界強度が強ま
る。この電界強度が強まったことによって露光位置のみ
放電が行われ、像担持体ベルト3上に正の極性の潜像が
形成される。

【００２０】このような潜像形成の原理では、良好な画
像を得るには速やかにその露光位置に対応する点で放電
が行われる必要があり、また露光が終了すると速やかに
放電が停止される必要がある。

【００２１】本実施例の画像形成装置100の構成におい
て、モータＭを駆動せず、感光部42を固定し、像担持体
ベルト3を副走査方向に移動した状態で副走査方向に長
いライン（像担持体ベルトの3の移動方向）の画像（図
３参照）を形成すると、図４に示されるように画像後端
部で潜像が伸びてしまう、即ち、露光停止と放電停止の
同期がとれないという問題が生じた。

【００２２】この潜像の副走査方向に関する伸びの問題
について検討した結果、感光部42の感光層425の同一箇
所への露光時間と潜像伸びの程度との間には密接な関係
があり、感光体上の同じ場所が長時間露光され続けない
ようにすることにより伸びのない安定した潜像形成が実
現できることを見い出した。この理由の詳細は明確では
ないが、 (1)感光層中の過剰キャリアの蓄積 あるいは (2)トラップから熱的に解放されるキャリア のため光照射停止後も、感光体と像担持体間の電界が強
くなっており放電が持続すると考えられる。そこで、こ
の画像形成装置100では、感光部42を副走査方向に往復
動可能にした構成としている。

【００２３】次に具体的実験例について説明する。以下
の実験例において感光部42の平均速度ｖpc(mm/sec)は、
下式で定義される。

【００２４】ｖpc＝２Ｗ／ｔp ここで、Ｗは感光部42の往復運動の幅（mm）、ｔpは感
光部42の往復運動の周期（sec）である。

【００２５】

【実験例１〜７，比較例１】感光部21にはＩＴＯ膜を形
成したガラス基板（厚さ1mm、主走査方向の幅250mm、副
走査方向の幅25mm）の上に機能分離型有機感光体を塗布
したものを用いた。

【００２６】電荷発生層にはビスアゾ顔料とポリビニル
ブチラール樹脂の混合物を厚さ約0.4μmに形成した。次
に電荷輸送層としてヒドラゾン化合物とポリカーボネイ
ト樹脂を主成分とする混合物を厚さ20μmに形成した。

【００２７】また、誘電体層33の膜厚は10μm、感光体
と誘電体とのギャップGは20μmとした。感光体と誘電体
との導電層間に印加する電圧は1.5kv、システムスピー
ド（像担持体ベルト3の移動速度）は3.5cm/secに固定し
た。また、感光部21の往復運動の振幅Wは約0.5cmとし
た。

【００２８】実験例１〜７では感光部42の往復動の平均
速度ｖpcをシステムスピードｖsの１／25倍から６倍の
範囲で変えた場合について画像評価を行った。又、比較
例１として、上記条件の画像形成装置で感光部42の往復
動を行わない場合（ｖpc＝ｖs×０）について画像評価
を行った。

【００２９】

【実験例８〜１４，比較例２】感光部42にはＩＴＯ膜を
形成したガラス基板の上にアモルファスシリコン感光体
を蒸着したものを用いた。アンダーコート層としてＰ型
アモルファスシリコンを約0.2μm形成し、感光層として
アモルファスシリコン層を20μm形成した後、オーバー
コート層として、炭素リッチなアモルファスシリコン層
を0.2μmに形成した。

【００３０】また、誘電体層33の膜厚は10μmとし、シ
ステム速度は3.5cm/secとした。このときの感光体と誘
電体とのギャップは20μmであり、感光体と誘電体との
導電層間に印加した電圧は1.5kvとした。

【００３１】実験例８〜１４では感光部42の往復動の平
均速度ｖpcをシステムスピードｖsの1/25倍から６倍の
範囲で変えた場合について画像評価を行った。又、比較
例２として、上記条件の画像形成装置で感光部42の往復
動を行わない場合（ｖpc＝ｖs×０）について画像評価
を行った。

【００３２】以上のような実験例１〜１４及び比較例
１，２における潜像形成条件における露光条件は300dpi
で120μw/dotとした。評価に用いた画像データのパター
ンは図３に示すような副走査方向の長さが10〜40mm、幅
30dotの縦ラインからなるパターンである。このパター
ンをレーザ光で露光し、実際に記録紙上に再現されるト
ナー像の線長の伸びΔＬ（図４参照）が、±30μmの範
囲にある非常に優れたものを「◎」、±50μmの範囲に
ある優のものを「○」、±100μmの範囲にある良のもの
を「◇」、それ以上の変動幅にあるものを「△」、とし
て評価した。この結果を図５、図６に示す。感光部42に
有機感光体を適用した場合、アモルファスシリコン感光
体を適用した場合の何れであっても、感光部42を停止し
た状態で露光を行うより、往復移動させた状態で露光を
行う方が安定した画像が得られる。又、感光部42の往復
動の平均速度ｖpcとシステム速度ｖsとの関係が、 ｜ｖs｜/20＜｜ｖpc｜＜5×｜ｖs｜ のときに特に安定した画像が得られる。

【００３３】上記実施例では、感光部42を往復動させる
方向は副走査方向としたが、感光部42の同一箇所が連続
的に露光され続けないようにできればその方向は特に限
定されない。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、感光体は往復移動手段によって露光装置による
露光の方向とは異なる方向に往復移動されながら光源に
よる露光が行われる。従って、感光体を回転駆動する機
構を設ける必要がなく、装置の構成を簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置の一実施例を示す図で
ある。

【図２】 本発明の要部を示す図である。

【図３】 画像評価に用いたテストパターンを示す図で
ある。

【図４】 テストパターンのトナー像例を示す図であ
る。

【図５】 実験例１〜７、比較例１の評価結果を示す図
である。

【図６】 実験例８〜１４、比較例２の評価結果を示す
図である。

【符号の説明】

１：駆動ローラ ２：加熱ローラ ３：像担持体ベルト ４：潜像形成装置 ３１：誘電体 ３２：導電層 ３３：誘電層 ４１：光学系 ４２：感光部 ４２１：透明基板 ４２２：透明導電層 ４２３：感光層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明導電層と光導電層とを有する感光体
   と、 導電層と誘電層とを有し、前記誘電層が前記感光体の光
   導電層に対向配置された像担持体と、 該像担持体を所定の移動方向に移動する移動手段と、 前記感光体を前記透明導電層側から前記像担持体の移動
   方向と直交する方向に露光する露光装置と、 前記感光体の透明導電層と前記像担持体の導電層との間
   に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、 前記感光体を前記露光装置による露光の方向とは異なる
   方向に往復移動する往復移動手段とを有し、 前記往復移動手段によって感光体を往復移動させながら
   前記露光装置による感光体の露光を行うことを特徴とし
   た画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記往復移動手段による前記感光体の往
   復移動の方向は前記像担持体の移動方向であり、前記感
   光体の往復運動の平均速度をvpc（mm/sec）、前記像担
   持体の移動速度をvs（mm/sec）としたとき、感光体の往
   復運動の平均速度ｖpcは下式を満足することを特徴とす
   る請求項１に記載の画像形成装置。 ｜vs｜/20＜｜vpc｜＜５×｜vs｜ 但し、vpc＝２Ｗ／ｔp（mm/sec）であり、Ｗは感光体の
   往復運動の幅（mm）、ｔpは感光体の往復運動の周期（s
   ec）である。