JPH11272045A

JPH11272045A - 静電記録装置

Info

Publication number: JPH11272045A
Application number: JP7903898A
Authority: JP
Inventors: Isao Doi; 勲土井; Keiko Momotani; 桂子桃谷; Akihito Ikegawa; 彰仁池側
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】露光部の解像度と潜像書き込み部の解像度が
異なる静電記録装置を提供すること。【解決手段】静電記録装置は、第１電極（１２）、第
２電極（１３）、電圧印加手段（１８）、第１電極と第
２電極との間に第１電極に当接して設けられ、光の照射
によりキャリアを発生する光電変換素子（１４）、光電
変換素子に光を照射して主走査方向に走査する光走査手
段（４）、導電体からなり、前記第１電極と第２電極の
いずれにも導通しない一方、前記光電変換素子に当接し
て設けられ、主走査方向に所定ピッチで配設された複数
のフロート電極（１６）、及びそれぞれフロート電極の
一つと導通すると共に、被記録部（２）に対向する、主
走査方向に所定ピッチで配設された複数の放電電極（１
７）とを備える。フロート電極のピッチは、放電電極の
ピッチよりも小さく設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置等に
用いられる静電記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電荷保持媒体に画像形成等を行な
う静電記録装置として、例えば、特開平１−２９３３５
８号公報には、図８に示すような感光体１０１が提案さ
れている。この感光体１０１は、図の表裏方向に細長い
光導電層支持体１０３上に、感光体電極１０４、及び光
導電層１０５が順に積層されたものである。一方、電荷
保持媒体１０２は、回転自在な円筒状であり、絶縁層支
持体１０６、電荷保持媒体電極１０７、及び絶縁層１０
８が順に積層されたものである。この感光体１０１と電
荷保持媒体１０２とは、光導電層１０５と絶縁層１０８
とが空隙を介して対向するように配置されている。

【０００３】そして、感光体電極１０４と電荷保持媒体
電極１０７の間に電圧を印加し、暗所にて感光体１０１
に光を入射させて電荷保持体１０２の軸方向（主走査方
向）に走査すると、光導電層１０５の光が入射した部分
が導電性を示し、その部分と電荷保持媒体１０２の絶縁
層１０８との間に放電が生じて、図中矢符ｂの方向に回
転走行させた電荷保持媒体１０２の絶縁層１０８に電荷
が蓄積され静電潜像が形成される。形成された静電潜像
は、現像器１０９によって現像されてトナー像となり、
該トナー像は、転写チャージャ１１０によってペーパー
又はフィルムに転写される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の感光体１０
１からなる静電記録装置では、入射した光が光電変換さ
れる露光部と、電荷保持媒体１０２に対する放電が生じ
る潜像書き込み部とが同一部位である。そのため、この
感光体１０１では、露光部の解像度と潜像書き込み部の
解像度とを異ならせることができなかった。

【０００５】本発明は、かかる従来の静電記録装置にお
ける問題を解決するためになされたものであり、露光部
の解像度と潜像書き込み部の解像度が異なる静電記録装
置を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、透明
な第１電極と、該第１電極に対向する第２電極と、前記
第１電極と第２電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記第１電極と第２電極との間に第１電極に当接して設
けられ、光の照射によりキャリアを発生する光電変換素
子と、該光電変換素子に光を照射して主走査方向に走査
する光走査手段と、導電体からなり、前記第１電極と第
２電極のいずれにも導通しない一方、前記光電変換素子
に当接して設けられ、前記主走査方向に所定ピッチで配
設された複数のフロート電極と、それぞれ前記フロート
電極の一つと導通すると共に、被記録部に対向し、被記
録部と間で放電を生じる、前記主走査方向に所定ピッチ
で配設された複数の放電電極とを備え、前記フロート電
極のピッチを、前記放電電極のピッチよりも小さく設定
している静電記録装置を提供するものである。

【０００７】本発明の静電記録装置では、前記のように
フロート電極のピッチを、放電電極のピッチよりも小さ
く設定しているため、露光部の解像度が潜像書き込み部
の解像度よりも高くなる。また、フロート電極及び放電
電極のピッチを前記のように設定したことにより、フロ
ート電極側の主走査方向の幅を、放電電極側の主走査方
向の幅よりも小さく設定し、光走査手段による主走査方
向の走査幅を、印字幅よりも小さくできる。そのため、
光走査手段として、主走査方向の走査幅が小さいものを
使用することができ、光走査手段の主走査方向の寸法を
縮小することができる。

【０００８】各フロート電極の幅を、各放電電極の幅よ
り小さく設定してもよい。また、各放電電極は、各フロ
ート電極の端部より一体に延設されたものであっても、
各フロート電極と導線により接続されたものであっても
よい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。（第１実施形態）図１は、本発明の実施の形態である静
電記録装置を適用した画像形成装置１の概念図を示す。
画像形成装置１の中央部には、被記録部である像担持ロ
ーラ２が配置されている。この像担持ローラ２は、図示
していない駆動装置により矢印ａ方向に走行回転され
る。

【００１０】像担持ローラ２は、導電体であるアルミニ
ウム合金のベース２１の表面に誘電層２３を形成したも
のである。また、ベース２１は、導電線によって接地さ
れている。

【００１１】像担持ローラ２の上方には、静電記録ヘッ
ド３の一端部分が面接触して設けられている。静電記録
ヘッド３は、像担持ローラ２に形成する画像情報を光学
的に出力する光走査手段である光学系４と、光学系４か
ら照射された光情報を電気情報に変換する光電変換デバ
イス５とからなる。加えて、像担持ローラ２の周囲に
は、現像装置６、転写ローラ７が図中矢印ａ方向に順次
配置されている。

【００１２】光学系４は、図２に示すように、ハウジン
グ４２中に光源である半導体レーザ発生装置４３、コリ
メートレンズ４４、ポリゴンミラー４５、Ｆθレンズ４
６、反射ミラー４７等を配置したもので、さらに、ハウ
ジング４２の底壁面部に露光スリット４８が形成されて
いる。この光学系４は、半導体レーザ発生装置４３にて
発生されたレーザ光４１が露光スリット４８を介して光
電変換デバイス５に照射され、画像露光できるように構
成されている。このレーザ光４１の照射方向は、図示し
ない駆動手段により回転駆動されるポリゴンミラー４５
によって像担持ローラ２をその幅方向（図１において表
裏方向）に走査するように、連続的に変化する。以下、
このレーザ光４１の走査方向を主走査方向Ｓ１と呼ぶ。

【００１３】光電変換デバイス５は、図１及び図３に示
すように、本発明の第１電極である透光性導電層１２
と、第２電極である対向導電層１３との間に、透光性導
電層１２に当接する光電変換素子である光電変換層１４
と、対向導電層１３に当接する誘電体層１５と、さら
に、光電変換層１４と誘電体層１５との間に透光性導電
層１２及び対向導電層１３のいずれにも導通せず、電気
的に浮遊するフロート電極１６とが挾まれた構成であ
る。また、フロート電極１６の端部より一体に延設され
た放電電極１７が設けられている。

【００１４】透光性導電層１２は光を透過させる導電材
であるＩＴＯ膜と、注入防止層であるポリアミド樹脂膜
とからなる。また、透光性導電層１２のＩＴＯ膜には電
源１８が接続されている。対向導電層１３は、導電性金
属材料であるアルミニウムからなり、前記透光性導電層
１２に対向して配置されている。

【００１５】光電変換層１４は、半導体レーザ光（波長
７８０ｎｍ）やＬＥＤ光（波長６８０ｎｍ）等の長波長
光に対して良好な感度を有する機能分離型であって、キ
ャリア対発生機能を有する電荷発生層（ＣＧＬ）と、フ
リーキャリアの輸送機能を有する電荷輸送層（ＣＴＬ）
とからなる。この光電変換層１４は、その電荷発生層が
前記透光性導電層１２の注入防止層と当接して設けられ
ている。

【００１６】誘電体層１５は、誘電体であるポリエチレ
ンテレフタレートのフィルムからなり、可撓性を有す
る。そして、誘電体層１５は前記対向導電層１３と当接
して配置されている。誘電体層１５の一端は、像担持ロ
ーラ２に向かって延設されており、像担持ローラ２側に
向けて幅が拡がっている。また、誘電体層１５は、像担
持ローラの周方向の形状に追従してその先端部分１５ａ
及びその近傍の一面で像担持ローラ２の表面に面接触し
ている。

【００１７】フロート電極１６は、金属薄膜からなり、
図３に示すように、誘電体層１５上に主走査方向Ｓ１に
一定のピッチＰ１で複数本平行に配設されている。ま
た、フロート電極１６は、前記光電変換層１４の電荷輸
送層と当接して設けられている。

【００１８】各フロート電極１６は、誘電体層１５上に
像担持ローラ２に向かって延設されており、第１実施形
態では、この延設されたフロート電極１６の端部が主走
査方向Ｓ１に一定のピッチＰ２で複数本平行に配設され
た放電電極１７を構成している。これらの放電電極１７
は、その一つ一つが印字の際の各画素に対応している。
放電電極１７は、先端部分１７ａが誘電体層１５の先端
部分１５ａと一致し、かつ、誘電体層１５に追従して撓
んでいる。そのため、放電電極１７は、誘電体層１５を
介して像担持体２と面接触している。また、放電電極１
７の先端部分１７ａと、像担持ローラ２の誘電層２３の
外周面のうち、誘電体層１５とは非接触の部分であって
誘電体層１５の先端部分１５ａの近傍（図中１９で示
す）とは、空隙ｄを介して近接して配置されている。

【００１９】図３に示すように、本実施形態では、フロ
ート電極１６の幅Ｗ１と放電電極１７の幅Ｗ２はともに
１０μｍに設定しており、フロート電極１６と放電電極
１７は同一幅である。また、前記フロート電極１６のピ
ッチＰ１は、放電電極１６のピッチＰ１よりも小さく設
定されている。この関係を満たす範囲であれば、ピッチ
Ｐ１，Ｐ２は適宜設定することができるが、本実施形態
ではフロート電極１６のピッチＰ１を２０μｍ（１２０
０ｄｐｉ）、放電電極１７のピッチＰ２を４０μｍ（６
００ｄｐｉ）に設定している。

【００２０】前記現像装置６は、現像剤（以下トナーと
呼ぶ）を収容するトナー収容部６１と前記像担持ローラ
２に近接して配置された現像スリーブ６２と、前記トナ
ー収容部６１に収容されたトナーを撹拌して前記現像ス
リーブ６２に供給する供給ローラ６３とからなってい
る。

【００２１】前記転写ローラ７は、像担持ローラ２に対
向し、且つ、像担持ローラ２に圧接して配置されてい
る。この転写ローラ７と像担持ローラ２の間には記録紙
Ｓが通紙されるようになっている。

【００２２】次に、前記のように構成された画像形成装
置１における画像形成の過程について説明する。光電変
換デバイス５の透光性導電層１２には、電源１７によっ
て１．２ｋＶの電圧（Ｖ_C）が印加されている。したが
って、透光性導電層１２と接地されている対向導電層１
３との間には、１．２ｋＶの電位差による電界が形成さ
れている。このとき、放電電極１７は、その電位が数百
Ｖになり、像担持ローラ２との間で静電気力が働き、誘
電体層１５と共に撓んで像担持ローラ２の形状に追従し
た形状となる。

【００２３】透光性導電層１２に電圧を印加した状態
で、光電変換デバイス５に光学系４にて発光されたレー
ザ光４１を照射すると、レーザ光４１は、透光性導電層
１２を透過して光電変換層１４に到達する。光電変換層
１４の電荷発生層は、電界の存在下で光を吸収するとキ
ャリア対を生成する。生成されたキャリア対の内、フリ
ー化したキャリアはそれぞれ逆極性の対向する電極方向
へ移動する。このときフリー化した正のキャリアは電荷
輸送層内を通ってフロート電極１６に移動する。その結
果、フロート電極１６に延設して設けられた放電電極１
７と像担持ローラ２の表面の空隙ｄ間の電界が上昇す
る。

【００２４】この空隙ｄ間の電界がパッション則で決ま
るしきい値を越えたとき、放電電極１７の先端部分１７
ａと像担持ローラ２の図中１９で示す部分の間で誘電体
層１５の先端部分１５ａの表面に沿って放電が発生し
て、像担持ローラ２の誘電層２３表面が帯電して静電潜
像が形成される。このとき、像担持ローラ２は、図中矢
印ａ方向、すなわちフロート電極１６側から放電電極１
７側に向かって回転走行しており、順次静電潜像が記録
される。

【００２５】なお、フロート電極１６と対向導電層１３
の間及び放電電極１７の先端部分１７ａ以外の部分と像
担持ローラ２との間は誘電体（誘電体層１５）が充填さ
れているので、空隙ｄが存在する放電電極１７ａとベー
ス２１との間と比較して、放電を発生させるために必要
な電位差が大きい。よって、これらの部分では放電は発
生せず、放電電極１７の先端部分１７ａと像担持ローラ
２の間にのみ放電が発生して像担持ローラ２の表面に潜
像が形成される。

【００２６】前記像担持ローラ２に形成された静電潜像
は、像担持ローラ２の回転により現像装置６と対向する
現像部に搬送され、現像装置６によりトナー現像され
る。その後、像担持ローラ２上に形成されたトナー像
は、さらに像担持ローラ２の回転によって搬送され、転
写ローラ７により、記録紙Ｓに転写される。トナー層が
転写された記録紙Ｓは図示しない定着手段により定着さ
れ排出される。

【００２７】第１実施形態では、前記のようにフロート
電極１６のピッチＰ１を放電電極１７のピッチＰ２より
も小さく設定しているため、フロート電極１６により構
成される露光部の解像度は、放電電極１７により構成さ
れる潜像書き込み部の解像度よりも低い。フロート電極
１６及び放電電極１７のピッチＰ１，Ｐ２を、このよう
に設定すれば、光電変換デバイス５のフロート電極側の
主走査方向の幅Ｄ１を、光電変換デバイス５の放電電極
１７側の主走査方向の幅Ｄ２よりも小さく設定すること
ができる。また、光学系４により主走査方向の走査幅
は、印字幅よりも小さくできる。そのため、光学系４と
して、主走査方向の走査幅が小さいものを使用すること
ができ、光学系４の主走査の寸法を縮小して、光学系４
の小型化を図ることができる。

【００２８】（第２実施形態）図４に示す本発明の第２
実施形態では、光電変換デバイス５は、図において像担
持ローラ２の上方まで延伸する透明絶縁性基板２０の下
側に、透明性導電層１２、光電変換層１４、誘電体層１
５、及び対向導電層１３を順に積層して設けた構成とし
ている。また、透明絶縁性基板２０の図において下面側
に位置する放電電極１７と像担持ローラ２の表面との間
には、空隙ｅが形成されている。この第２実施形態も、
前記第１実施形態と同様に、フロート電極１６のピッチ
Ｐ１を放電電極１７のピッチＰ２よりも小さく設定して
おり、その結果、光学系４の主走査方向の寸法を縮小し
て光学系４の小型化を図ることができる。すなわち、本
発明は、放電電極１７側と像担持ローラ２側との間の空
隙の有無にかかわらず適用可能なものである。なお、第
２実施形態のその他の構成及び作用は、前記した第１実
施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を
付して詳細な説明は省略する。

【００２９】（第３実施形態）図５及び図６は本発明の
第３実施形態を示している。この第３実施形態では、個
々のフロート電極１６と放電電極１７は別体であり、導
線７０により接続されている。すなわち、第３実施形態
では、光電変換デバイス５は、透光性導電層１２、対向
導電層１３、光電変換層１４、誘電体層１５、及びフロ
ート電極１６を備える露光部５ａと、この露光部５ａと
は別体であって像担持ローラ２の表面に面接触する第２
の誘電体層１５’と、第２の誘電体層１５’の図におい
て上面に形成された複数の放電電極１７とからなる潜像
書き込み部５ｂを備えている。そして、露光部５ａ側の
各フロート電極１６と潜像書き込み部５ｂ側の各放電電
極１７は、それぞれ導線７０により互いに接続されてい
る。

【００３０】図６に示すように、フロート電極１６のピ
ッチＰ１は放電電極１７のピッチＰ２よりも小さく設定
している。よって、第１実施形態と同様、また、光学系
４による主走査方向の走査幅を、印字幅よりも小さくで
きるため、光学系４の主走査の寸法を縮小して、光学系
４の小型化を図ることができる。なお、フロート電極１
６及び放電電極１７の幅Ｗ１，Ｗ２は、第１実施形態と
同様に同一幅に設定している。第３実施形態のその他の
構成及び作用は、前記した第１実施形態と同様であるの
で、同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省
略する。

【００３１】（第４実施形態）第１実施形態から第３実
施形態では、フロート電極１６の幅Ｗ１は放電電極１７
の幅Ｗ２を同一に設定しているが、図７に示す第４実施
形態では、フロート電極１６の幅Ｗ１を放電電極１７の
幅Ｗ２よりも小さく設定している。すなわち、第４実施
形態では、フロート電極１６の幅Ｗ１を５μｍ、放電電
極１７の幅Ｗ２を１０μｍに設定している。また、第４
実施形態では、フロート電極１６のピッチＰ１を２０μ
ｍ、放電電極１７のピッチＰ２を４０μｍとしており、
第１実施形態から第３実施形態と同様に、フロート電極
１６のピッチＰ１を放電電極１７のピッチＰ２よりも小
さく設定している。よって、この第４実施形態も、第１
実施形態と同様、光学系４の主走査の寸法を縮小して、
光学系４の小型化を図ることができる。第４実施形態の
その他の構成及び作用は、前記した第１実施形態と同様
である。

【００３２】本発明は、前記実施形態に限定れさるもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、前記実施
形態の光学系４は、レーザー光４１の照射方向をポリゴ
ンミラー４５の回転により、いわば機械的に変更する方
式であるが、本発明はこれに限定されるものでなく、電
気光学効果等を利用した非機械な固体走査デバイスを使
用してもよい。この種のデバイスには、発光ダイオード
（ＬＥＤ）アレイ、液晶シャッタ（ＬＣＳ）アレイ、Ｐ
ＬＺＴシャッタアレイ等がある。このうちＰＬＺＴシャ
ッタアレイは、圧電材料であるＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔ
ｉ）Ｏ₃］のＰｂの一部をＬａで置換した固溶体である
ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃］の電
気光学効果を利用したシャッタアレイである。

【００３３】一般に、固体走査デバイスは機械式の走査
デバイスと比較して走査可能な角度範囲が狭い。しか
し、本発明の静電記録装置では、前記のようにフロート
電極のピッチを、放電電極のピッチよりも小さく設定し
たことにより、光学系として、主走査方向の走査幅が小
さいものを使用することができ、固体走査デバイスを使
用するのに適している。

【００３４】被記録部の構成は、ローラ形状に限られる
ものでなくベルト形状のものであっても良い。

【００３５】以上のいずれの実施形態においても、静電
記録装置を用いた画像形成装置を示したが、本発明は、
液晶をオン−オフさせるマイクロスイッチや、静電気に
よって記憶させるメモリなどにも適用できる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の静電記録装置では、フロート電極のピッチを、放電電
極のピッチよりも小さく設定しているため、光走査手段
の主走査の寸法を縮小し、光走査手段の小型化を図るこ
とができる。また、本発明の静電記録装置は、光走査手
段の主走査方向の走査幅を縮小できるため、一般に主走
査方向の走査可能な角度範囲の狭い固体走査デバイスを
光走査手段として使用するのに適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を
示す概略構成図である。

【図２】光学系を示す概略斜視図である。

【図３】透光性導電層と光電変換層を除去した第１実
施形態の光電変換デバイスの平面図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の
概略構成図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の
概略構成図である。

【図６】透光性導電層と光電変換層を除去した第３実
施形態の光電変換デバイスの平面図である。

【図７】透光性導電層と光電変換層を除去した第４実
施形態の光電変換デバイスの平面図である。

【図８】従来の画像形成装置を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１画像形成装置２像担持ローラ（被記録部）３静電記録ヘッド４光学系（光走査手段）５光電変換デバイス６現像装置１２透光性導電層（第１電極）１３対向導電層（第２電極）１４光電変換層（光電変換素子）１６フロート電極１７放電電極１８電源（電圧印加手段）４１レーザ光４７反射ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な第１電極と、該第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と第２電極に電圧を印加する電圧印加手段
と、前記第１電極と第２電極との間に第１電極に当接して設
けられ、光の照射によりキャリアを発生する光電変換素
子と、該光電変換素子に光を照射して主走査方向に走査する光
走査手段と、導電体からなり、前記第１電極と第２電極のいずれにも
導通しない一方、前記光電変換素子に当接して設けら
れ、前記主走査方向に所定ピッチで配設された複数のフ
ロート電極と、それぞれ前記フロート電極の一つと導通すると共に、被
記録部に対向し、被記録部と間で放電を生じる、前記主
走査方向に所定ピッチで配設された複数の放電電極とを
備え、前記フロート電極のピッチを、前記放電電極のピッチよ
りも小さく設定している静電記録装置。
【請求項２】各フロート電極の幅は、各放電電極の幅
より大きく設定されている請求項１に記載の静電記録装
置。
【請求項３】各放電電極は、各フロート電極の端部よ
り一体に延設されたものである請求項１又は請求項２に
記載の静電記録装置。
【請求項４】各放電電極は、各フロート電極と導線に
より接続されたものである請求項１又は請求項２に記載
の静電記録装置。