JPS6029767A - 電子写真装置とその装置による電子写真法 - 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】 本発明は、例えば電子複写機・レーザビームプリンタ等
の電子写真装置の構造とその装置による電子写真法に関
するものである。

第１図は従来のレーザビームプリンタの実施例の概略を
示すものである。像担持体である感光ドラムｌは感光性
物質の薄層である光導電層１ａと基体層である導電層１
ｂからなる。そのドラム１は矢示方向に回転しつつコロ
ナ帯電器２で一様に一次帯電される０次に、レーザｆ！
Ａ３から画像情報によって変調されたレーザビームがス
キャナ４、レンズ５によって走査露光する。感光ドラム
ｌには画像情報信号に対応した静電潜像が形成される。

続いて、現像器６によって静電潜像に着色トナーが付着
させられ顕画化する。顕画トナー像は転写材７に転写コ
ロナ帯電器８によって転写され、不図示の定着器によっ
て定着されて、ハードコピーを得る。感光ドラムｌはク
リーニングブレード９によって清掃され再び画像形成に
供せられる。

このような、従来の電子写真では、コロナ帯電器のワイ
ヤの劣化や汚れ、環境変動等による帯電量の不均一が起
る。特に、−成帯電量が不均一・であると静電潜像の電
位が安定せず、延いては再現性の悪いコピー画像となっ
てしまうという、欠点がある。また、コロナ放電によっ
て発生するオゾンが環境を悪化させるということも問題
となっている。

本発明は上記に鑑みなされたもので、再現性の良いコピ
ー画像を得られる電子写真装置と、その装置による電子
写真法を提供することを目的とする。

この目的を達成する電子写真装置の発明は、複数に仕切
られた透明導電層１０ａと、第一の光導電層１０ｂと、
遮光絶縁層１０ｃと、第二の光導電層１０ｄと、第一の
光導電層１０ｂの両端縁に接触した第一の光導電体１８
ａ−１８ｂと、第ニーの光導電層１０ｄの両端縁に接触
した第二の光導電体１９ａ−１９ｂとを備えた像担持体
ｌＯと、第一の光導電体１８ａ・１８ｂ及び第二の光導
電体１９ａ１１１９ｂを通じて、第一の光導電層１０ｂ
及び第二の光導電層１０ｄに電位差を与える電源１４と
、第一・の光導電層ｔａｂを照射する光源１１と、第二
の光導電層１０ｄを照射する光源１２嗜１５と、第−光
ａ電体１８ａ・１８ｂを照射する光源１６ａと、第二光
導電体１９ａ−１９ｂを照射する光源１６ｂと、透明導
電層１０ａに電圧を印加する電源１３と、画像情報を露
光する手段３拳４・５とを持ったことを％旨とする。

また、上記目的を達成する電子写真方法の発明は、透明
導電層１０ａと、第一の光導電層１０ｂと、遮光絶縁層
ＩＯＣと、第二の光導電層１０．ｄとを備えた像担持体
１０の、第一の光導電層ｌＯｂ及び第二の光導電層１０
ｄの各両端に電圧を印加して電位勾配をあたえなから各
光導電層１０ｂ及びｌＯｄに光を照射して、帯電電荷を
放電する工程（ａ）と、透明導電Ｎｌ０ａに電圧を印加
し、第二の光導電層１０ｄに光を照射して導通させ、第
一の光導電層１０ｂと遮光絶縁層ｆｏｅとに帯電させる
工程（ｂ）と、透明導電層１０ａに電圧を印加しながら
、第一・の光導電層ｌＯｂに画像情報を露光する工程（
Ｃ）とを持ったことを要旨とする。

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は本発明を適用した電子写真装置でレーザビーム
プリンタの一実施例を示す概略断面図である。

１０は像担持体たる感光トラムで矢示Ｒ方向に回転する
。１１は蛍光灯等の林ランプ光源で感光ドラム１０の内
側に長手方向に添って矢示Ａの範囲内に配置される。１
２は同じく棒ランプ光源でドラムｌＯの外側で光源１１
と対向する位置に同じように配置される。１５も同じく
棒ランプ光源で、ドラム１０の外側で矢示Ｂの範囲内に
同じように配置される。この光源１１・１２・１５には
必要以上に光が拡がらないよう夫々性１１ａ−１２ａ命
１５ａがもうけられている。１６ａ・１６ｂはドラム長
手方向の両端を夫々照明する光源である。１３・１４は
夫々電源である。その他の各部は第１図に示した従来の
装置と同一符号を付しであるので説明を省略する。ただ
、本例では、前例と異なり、レーザ源３・スキャナ４・
レンズ５からなる画像情報大光手段はドラム１０の内側
に配置される。

第３図はこの実施例の像担持体とその周辺の要部を示す
斜視図である。

感光ドラムｌＯは以下の各層が積層しである。

第１Ｍは透明導電層１０ａで、絶縁体１０ｅ、・１０ｅ
２　”　１Ｏｅ３１１１０ｅ４によって４区分１Ｏａ１
　＋＋　１０ａ２　ｅ　１ｏａ３　ｅ　１０ａ４に仕切
られている。材質は例えばネサガラスである。第２層は
感光性物質である第一・の光導電層ｆｏｂで、例エバセ
レンである。アモルファスシリコン、硫化カドミウム、
感光性有機半導体（ｏ、ｐ、ｃ、）等でも良い。第３層
は遮光絶縁層１０ｃで、例えば黒色のゴム薄膜である。

着色のポリエチレンフィルム・ポリエステルフィルム等
のプラスチック類、着色ガラス・セラミック等の無機質
類の薄層でも良い。第４層は第二の光導電ｆｉｌｏ、ｄ
で、第一の光導電１１０ｂに使われる材質と同じような
材質のものが使用されるが、必ずしも同一材質で対にす
る必要はない。

第一光導電層１０ｂの前端及び後端縁には各々別な光導
電体１８ａ及び１８ｂが接触して配置される。第二光導
電層１０ｄの前後及び端縁にも別な光導電体１９ａ及び
１９ｂが配置される。これらの光導電体１８ａ・１８ｂ
ＩＩ１９ａＩ１１９ｂの材質も光導電層の材質と同じよ
うなものが用いられる。前側の光導電体１８ａと１９ａ
には、外側端（ドラム端縁）に透明電極２２’ａが接触
して覆っている。この透明電極２２ａは絶縁体２１ａ１
　ａ　２１　ａ２　＊　２１　ａ３　ａ　２１　ａ、　
テ分割され、その各透明電極２２ａとも、光導電体１８
ａと１９ａを導通している。後側の光導電体１８ｂと１
９ｂも、透明電極２２ｂが接触している。この透明電極
２２ｂも絶縁体２１ｂ１・２１ｂ２・２１ｂ３・２１ｈ
ａで分割され、各透明電極２２ｂとも光導電体１８ｂと
１９ｂを導通している。絶縁体１０ｅ、ａ　ｆｏｅ２ｓ
ｌｏｅ３　＊１０ｅ４が透明導電層１０ａを分割するピ
ッチと、絶縁体２１ａ□・２１ａ２・２１ａ３・２１ａ
４が透明電極２２ａを分割するピッチ及び絶縁体２１ｂ
１　Φ２１ｂ２　・２１ｂ３・２１ｂ４が透明電極２２
ｂを分割するピッチは等しい。透明電極２２ａ及び２２
ｂには夫々摺動接触電極２４ａと２４ｂが、光源１１及
び１２の照射位置の延長上で、接触している。その電極
２４ａと２４ｂは電源１４に接続される。また矢示範囲
Ａでは別な摺動接触電極２５ａと２５ｂが透明電極２２
ａと２２ｂに接触し接地されている。

透明導電層１０ａにはへイ７ス電１ｉｉ１３の摺動接触
電極２８が接している。

透明導電層１０ａは、ドラムｌＯの前後端縁より若干後
退した長さで、光導電体１８ａ及び１８ｂには接触して
いない、また、光源１１及び１２は、光導電層１０ｂ及
び１０ｄと略同じ長さにして、光導電層ｌＯｂ及び１０
ｄの端部まで光照射が届くようにしである。端縁の光導
電体１８ａ・１８ｂ及び１９ａ・１９ｂには、晃が届か
ないように、笠１１ａ及びｌｌｂが覆っている。光源１
５は光導電層１０ｄと共に光導電体１９ａＩＩ１９ｂを
同時に照射できるだけの長さになっている。

光源１６ａの光は透明電極２２ａを透過して、光導電体
１９ａを照射する。光源１６ｂの光も同じように導電体
１９ｂを照射する。このとき光源１６ａ＠１６ｂの光は
、不図示の笠等の遮光手段で、矢示範囲Ａ以上に拡がら
ないようにしている。なお、光源１６ａ・１６ｂの位置
は、電源１３・１４の影響が透明導電層１　’Ｏａ及び
透明電極２２ａ・２２ｂしない所に設置する。レーザの
走査幅（よ光導電層ｌｏｂの長さより短くして、レーザ
走査のとき光導電層１０ｂと光導電体ｌｅａ・１８ｂ及
び透明電極２２ａ・２２ｂとが同電位となってしまうこ
とを防ぐ。

このような構成のレーザビームプリンタは以下のような
動作で画像形成をする。

第４図はドラムｌＯが回転しながら画像を形成する工程
の順に、装置の電気的状態を示す模式図、第５図はその
等価回路図である。これらの図によって本発明の電子写
真方法の一実施例が示される。

（ａ）は放電工程である。この工程は、第３図に示す矢
示Ａの回転範囲の位置でなされる。電源１４のスイッチ
２６をオンにしておき、光源１１及び１２を点灯する。

また、光Ｉ！１１６　ａ・１６ｂも点灯しておく。する
と第４図　（ａ）−１に示すように、光導電層ｆｏｂ・
１０ｄに、光源１１會１２の光があたり導通し、電［４
１４の電界に引かれて光導電層ｆｏｂ−１０ｄ内の電荷
が移動し、光導電体１８ａｅ１８ｂ及び１９ａ−１９ｂ
ｃｒ＋近くに引き寄せられる。ドラム１０が回転し光源
１６ａ・１６ｂの照射位置にくると、光導電体１８ａΦ
１８ｂ及び１９ａ−１９ｂが照射されて導通する。する
と同図（ａ）−２に示すように光導電層ｌＯｂ・１０ｄ
と透明導電体２２ａ及び２２ｂのうちの対応する各一つ
とが短絡する。従って光導電層内の電荷が消滅する。な
おこの工程（ａ）で、表面導電層１０ａ、は絶縁体１０
ｅ、と１０ｅ２によって絶縁されているために、／ヘイ
アス電源１３の電圧は印加されない。

（ｂ）は帯電工程で、従来のいわゆる一次帯電の工程に
相当する。感光ドラムｌＯが回転して透明導電層１０ａ
１に相当する部分が第２図の矢示範囲Ｂに入ると、バイ
アス電源１３の電圧が印加され、光源１５の光が照射さ
れる。光導電層１０ｄには光があたって導通するが、遮
光絶縁層ＩＯＣで遮光されるため、光導電層１０ｂには
光が届かず導通しない。そのため、バイアス電源１３に
より光導電層１０ｂと遮光絶縁層ＩＯＣとに帯電する。

光導電層１０ｂと遮光絶縁層１０ｃの合成電荷容量Ｃは
、単独の電荷容量をＣｂ（＝Ｋ　／Ｄｂ）、　ＣＣ（＝
に／Ｉｎｃ）とすると、 Ｃ＝に／（Ｉ）ｂ＋Ｄｃ） となる。（但し、ｏｂは光導電層１０ｂの厚さ、Ｄｃは
遮光絶縁層１０ｃの厚さ、Ｋ＝εＳでεはｆＡ電電率線
面積。なお、Ｋは説明のため１０ｂとｌＯｃのＫは同じ
値を用いた。）バイアス電源１３に依ってＥポルトの電
圧が印加され、チャーンされる電荷をＱとすると、 Ｅ　＝　Ｑ　／　Ｃ＝　Ｑ　（Ｄｂ＋Ｄｃ）／　Ｋとな
る。このとき光導電１１０ｄの表面電位−は表裏とも接
地電位となる。

ドラムｌＯが回転してくると、像露光工程（Ｃ）に入る
。ドラム１０の内側から像露光手段３・４・５によって
画像情報信号に応じたレーザビーム３０が照射される。

Ｌはレーザビームが照射された部分である明部を示し、
Ｄはそれ以外の部分である暗部を示している。明部りで
は光導電層Ｊ、　Ｏｂが導通し帯電電荷が移動する。一
方レーザビームが走査する範囲での反対側部分で、先導
電層１０ｄには笠１５ａの遮＾により光源１５の光は当
らないので、光導電層１０ｄの表面は絶縁状態となって
いる。それがために、明部りに於ける光導電体１０ｄに
は電界が誘起される。明部りに於ける遮光絶縁層ｌＯＣ
の両端の電位差Ｅｃとすると、 Ｅｃ＝Ｑ　／Ｃｃ＝　Ｑ　１１Ｄｃ／　Ｋとなる。した
がって明部りにおける光導電層ｌＯｄの表面電位は、 Ｅ−Ｅｃ＝　Ｑ　／　Ｃ−Ｑ／Ｃｃ＝Ｑ　Φ　ロｂ／に
となる。ここに暗部りの電位（接地電位）と明部りとの
間に静電潜像の電位差Ｅ−Ｅｃができる。

このようにして感光ドラム１０上に得られた静電潜像を
、常法に従い現像・転写・定着しハードコピーを得る。

第６図は感光トラム１０の光導電層１０ｄ側の表面電位
の変化を示す図である。実線は明部し、破線は暗部りを
示す。画像形成は感光ドラムの１回転で終了する。

（ａ）は第４図（ａ）の放電工程の電位を、　（ｂ）は
同じ＜（ｂ）の帯電工程の電位を、（Ｃ）は同じ＜（ｃ
）の像露光工程の電位を、　（ｄ）は現像・転写などの
工程の電位を示す。なおＥ及びＥ−Ｅｃは前記各式に示
した電位を示している。

このようにして得られたコピー画像は一次帯電にコロナ
帯電器を使用していないため、環境変動等があっても、
極めて安定な再現性の良い画像が得られる。また、コロ
ナ放電によりオゾンの発生がなく、環境衛生の面からも
好ましいものとなる。さらに、コロナ帯電の場合のよう
に電源を高電圧にする必要がない。そのため、電源を安
価につくることが＝ｒ能となる。また、火花放電等によ
るノイズの発生もなく、記録紙がひっかかって火災が発
生する心配もない。

また、ドラ７ムｌＯの透明導電部分が分割されているた
め、不要な部分にまで電圧が印加されることがなく、ド
ラムの１回転で全画像形成工程を終了することができる
。放電工程（ａ）では電界がかった状態であるため、す
みやかに電荷が移動し、工程の速度を上げることができ
る。

上記の実施例で静電潜像の電位差Ｅ−Ｅｃはバイアス電
源１３の電位Ｅをパラメータとして、光導電層ｉｏｂと
遮光絶縁層１０ｃの電気容量比によって決まる。したが
って、静電潜像の電位差Ｅ−Ｅｃを大きくするためには
、光導電層ｌＯｂの容量ｃｂを小さく、遮光絶縁層１０
ｃの容量Ｃｃを大きくしてやれば良い。光導電層ｔａｂ
と遮光絶縁層ｆｏｅの材質・厚さを変えることで、容量
を変化させることが可能である。

第７図は別な実施例の等価回路図を示すものである。第
２図に示した実施例の装置で端縁部透明導電体２２ａ＠
２２ｂを接地する摺動接触電極２５ａ・２５ｂとアース
間に、バイアス電源２７を連結した例である。（ａ）Ｉ
Ｉ（ｂ）は夫々第４図に示した工程（ａ）−（ｂ）に相
当し、この工程を経て帯電される。そこに画像情報光が
露光される。このとき、第４図（Ｃ）に示した工程と同
じように光導電層１０ｄが絶縁された状態で静電潜像が
形成される。電源２７の電圧を調定しておけば、感光ド
ラム１０の表面には、適度なバイアス電圧がかつた静電
潜像が形成される。従って現像がやりやすくなる。

上記各実施例はレーザビームプリンタを例に挙げたが、
これに限ることなく、電子複写機を始めとする種々の電
子写真装置に適用できるものである。

像担持体の形状として、上記のドラム状以外に、ベルト
状・シート状でも良い。シート状にした場合像露光手段
の光学系の配置にゆとりが出てくるという利点もある。

現像は−・成分又は二成分乾式現像方式・液体現像方式
などあらゆる方式が採用できる。また現像剤の極性は、
感光体ｌＯの光導電層１０ｂを両極性の例えばアモルフ
ァスシリコンを使用すれば、バイアス電源１３−２７の
電圧の印加のし方で、正極性または負極性のものが使用
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザビームプリンタの概略断面図、第
２図は本発明を適用した電子写真装置でレーザビームプ
リンタの概略断面図、第３図はその要部の斜視図、第４
図は本発明を適用した電子写真方法の実施例の模式図、
第５図はその等価回路図、第６図は感光ドラムの表面電
位を説明する図、第７図は別な実施例の等価回路図であ
る。 ３はレーザ、４はスキャナ、５はレンズ、１０は感光ド
ラム、１０ａは透明導電層、ｉｏｂは光導電層、１０ｃ
は遮光絶縁層、ｌＯｄは光導電層、１１・１２は棒状光
源、１３・１４は電源、１６ａ＠１６ｂは光源、１８ａ
＊１８ｂ＊１９ａφ１９ｂは光導電体、２２ａ・２２ｂ
は透明電極、（ａ）＋１（ｂ）・（Ｃ）は画像形成工程
である。 特許出願人　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数に仕切られた透明導電層と、第一の光導電層
   と、遮光絶縁層ど、第二の光導電層と、第一・の光導電
   層両端縁に接触した第一の光導電体と、第二の光導電層
   両端縁に接触した第二の光導電体とを備えた像担持体と
   、 第一の光導電体及び第二の光導電体を通じて、第一の光
   導電層及び第二の光導電層に電位差を与える電源と、 第一の光導電層を照射する光源と、 第二の光導電層を照射する光源と、 第一光導電体を照射する光源と、 第二光導電体を照射する光源と、 透明導電層に電圧を印加する電源と、 画像情報を露光する手段とを、 持った電子写真装置。
2. （２）透明導電層と、第一の光導電層と、遮光絶縁１層
   と、第二の光導電層とを備えた像担持体の。 第一の光導電層及び第二の光導電層の各両端に電圧を印
   加して電位勾配をあたえながら各光導電層に光を照射し
   て、帯電邊荷を放電する工程と、透明導電層に電圧を印
   加し、第二の光導電層に光を照射して導通させ、第一あ
   光導電層′と遮光絶縁層、とに帯電さ゛せ□る工繍と、 透明導電層に電圧を印加しながら、第一の光導電層に画
   像情報を露光する工程とを、 持□った電子□写真方些。