JPS6031168A - 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】 本発明は表示画像を感光体表面にトナー像として形成す
る画像形成装置に関するもので、例えば電子計算機や画
像読取シ装置から演算出力ないしは読取多出力される電
気画像情報、または磁気テープやマイクロフィルムに蓄
積記憶された画像情報等を目視できる画像として再現表
示する画像表示装置、或いは複写機、オフィスオートメ
ーション装置など画像形成関係機器に画像モニタ用等と
して付属される画像表示装置に関する。

第１図はこの種の画像表示装置の一例の概略構造を示す
縦断側面図である。第１図において、透明かつ導電性を
有する基体上に光導電層を設けてなる無端ベルト状の感
光体１を、透明基体が裏側になるようにローラ２，２′
に掛けて矢印方向に回動する。他方、導電性及び磁性を
有するトナー５を、マグネット３の回シを包囲するトナ
ー担持体（非磁性体スリーブ）４上にマグネット３の磁
力によって保持しつつ、前記感光体の外面に接触せしめ
る。そして、上記光導電層がＮ型半導体である場合、に
は上記基体側を負に、光導電層がＰ型半導体である場合
には基体側を正にするように、上記の基体とトナー担持
体４との間に直流電圧による電界を印加しつつ、レーザ
ー光ビーム７′により該基体を通して、トナー５と接触
している領域における光導電層に、光情報を照射すると
、この光の照射された部分の光導電層表面にトナーが付
着する。この様なプロセスは特開昭５ｓ−９ｓ：４６号
公報にも開示があシ、ここでは詳細な説明は省略する。

詳述すると、ディスプレイ画像表示さるべき画像に対応
する電気信号を用いて変調された半導体レーザー７の出
力光ビーム（上記信号に対応する光情報）τはガルバノ
メータミラー、又は回転多面鏡等のスキャナー８によシ
一方向（図の紙面と垂直な方向）に走査され、ｆ・θレ
ンズ９及び建う−１０を経てベルト状の感光体１の裏面
に露光される。（７，８，９，１０なる要素はベルト１
の内側に配置されている。） この感光体１は矢示方向に移動するもので、表面に酸化
インジウム錫薄膜を設けることにより導電性を与えられ
た透明なポリエチレンテレフタレートフィルム（これが
基体である）表面に樹脂をバインダーとしてＣｄＳよシ
なる光導電層を塗付したものでおる。ＣｄＳは、銅及び
インジウムがドープされ半導体レーザー７の発する近赤
外光に対して感度を有するものを用いる。感光体ベルト
１の上記レーザー光ビーム７′の肖る露光位置に対向し
て、感光体ベルト１の外側に現像器１２を設ける。

現像器には内部に磁石３を有する静止した非磁性スリー
ブ４が設けられておシ、上記磁石３は矢印の方向に回転
する。

スリーブ４の表面に付着した導電性及び磁性を有するト
ナー５は磁石３０回転方向と反対向にスリーブ４０表面
に沿って動き、ブレード６で均一に規制され、感光体１
の表面に接触する。感光体１０基体とスリーブ４との間
には前記の如き直流電圧が印加されており、レーザー光
７′が当った部位と当らなかった部位とでは、該電圧に
よって誘起される感光体表面に接しているトナー粒子の
電荷と感光体側のこれと逆極性の電荷との静電引力に大
きい差が生じるので、レーザー光ビーム７′が当りだか
当らなかったかに従って感光体表面の各部位にトナーの
付着の有無が生じ、かくて現像が行われる。トナー５が
感光体表面に接触している領域の感光体移動方向につい
ての幅はレーザー光７′の感光体への入射スポットに比
べてはるかに大きいので、現像はレーザー光７′による
露光が終了した後も継続して行なわれている。露光及び
現像を行う位置の近傍にはロー２１１　、１１’が設け
てｓｂ、これにより感光体１１を平滑に保ち、感光体１
０表面と現像器のスリーブ４との間の距離を精度良く一
定に保っている。

現像器に対向する位置で感光体表面に形成されたトナー
像は感光体の移動によシ表示部１３に送られ、この位置
で感光体１の移動は一担停止される。表示部ではガラス
１３′を通して感光体表面のトナー像を目視することが
できる。

ランフ１４、ランフ’１５は感光体表面を照明する事に
より、トナー像を見易くするとともに、像形成行程によ
って受けた電界による履歴を感光体から消去する機能を
有する。ランプ１６は感光体の履歴を消去するためのも
ので、ベルト状の感光体１が移動している間だけ点灯さ
れ停止とともに消灯される。

（５） 表示内容を改めるときには感光体１を再度移動させ、表
面に前回形成されたトナー像を有する感光体を別にクリ
ーニングすることなくそのまま再度前記と同様の露光お
よび現像工程に持ち来たせば、感光体表面の前回形成さ
れたトナー像が消去されると同様に次回のトナー像が形
成される。

以上の装置を用いれば画像電気信号により半導体レーザ
ー７を変調する事により任意の画像を表示する事ができ
る。電気信号であればベルトの内側に信号を導く事は容
易である。

上記のように表示すべき画像を光導電体を利用した像担
持体面にトナー像として形成して画像表示する方式の画
像形成装置は、例えばＣＲＴディスプレイ装置や液晶利
用のディスプレイ装置よりも、解像性がよいこと、画像
が見易く目疲れが少ないこと、必要ならばベルト面に形
成されたトナー像を複匁紙面に転写する機構を付加する
ごとによシ容易にハードコピーを得ることができること
、等の利点を有する。

ところでこのような画像形成装置に於て、現像（ｇ’＋ 領域にてレーザー光ビームγで露光を行う位置（露光位
置）は画像形成にとって重要である。例えば継ぎ目（重
ね継ぎ）を有するベルト感光体を用いる場合、継ぎ目の
部分で感光体１と現像スリーブ４との距離が変化して現
像領域に留まっているトナーを押しつぶしたり又は感光
体継ぎ目でトナーをすくって汚れを発生する等の問題が
あるので、この解決策として、継ぎ目が現像領域に来た
ときにはスリーブ４と感光体１の距離を広げる手段が用
いられる。しかしそのような手段を用いると、継ぎ目以
外の部分に対してスリーブ４を復帰させても露光位置に
対するスリーブの位置が必ずしも一定にならず、画像濃
度が変動したり、画像の一様性が損われるといったよう
に画像性が悪くなる欠点が伴う。

このような画像性の悪化は、現像スリーブの移動手段を
用いる場合に限らず、装置に不慮の振動や衝撃等が加っ
てスリーブの位置と露光位置の相対的変化が起った場合
にも、生じ得る。

本発明は、この種の画像形成装置において、上記の欠点
を改善し、現像スリーブの位置が一定でなくても常に濃
度が一定で且つ一様である良好な画像を得ることを目的
としたものである。

本発明の特徴は、前記タイプの画像形成装置において、
走査光ビームが現像スリーブに対して常に所定の相対的
位置において感光体を照射するように該光ビームの光路
を制御する手段を設けたことにある。

以下、図面を用いて本発明の実施例につき説明する。

第２図は画像露光位置（レーザー光ビームの当る位置）
と現像スリーブの位置とを模式的に示した図である。１
は感光体ベルトであシ、矢印ａ方向へ移動する。感光体
１は三つの層１−１．１−２゜１−３よシなる。層１−
１は層１−２と接する面に酸化インジウム錫薄膜を有す
ることによって導電性を保有しているポリエチレンテレ
フタレート製の透明基体であり、層１−２は銅及びイ・
ンジウムをドープしたＣｄＳを樹脂バインダーで固めた
光導電層であり、層１−３はユーザーの使用感を向上さ
せるため酸化チタンを樹脂パイン〆一で固着した白色表
面層である。４は直径３２ｍｍの非磁性ステンレス製の
スリーブでおり、現像容器１２中に固定されている。３
はＮ極Ｓ極を交互に着磁し、スリーブ４の表面で各々８
００ガウスの磁界を生ずる８極の磁石ロールであり、ス
リーブ４内で矢印ｂ　方向へ１５０　Ｏｒｐｍで回転す
る。１７は導電性磁性トナー５をスリーブ４上に一様に
塗布する為の規制部材である。

導電性磁性トナー５はスリーブ４の面上を磁石ロール３
の回転によシ磁石３の回転方向とは逆方向に移動し感光
体１と接触する。ここで感光体へのトナーの接触中はス
リーブ４と感光体の最近接位置Ａから感光体移動方向の
上流側のＢ点まで、および下流側の０点までの広がシを
持つ。実測ではとのＢ−ｃ間の巾は約１０ｍｍであり、
Ｂ−Ａ間は約７ｍｍ＋Ａ−Ｃ間は約３１１１１１であっ
た。

レーザー光ビーム７′を最近接点Ａへ照射した場合（図
中７’−０）、並びにそれより上流側及び下流側へ照射
した場合（図中７’−１，７’−２）の画像（９） 濃度及び濃度一様性を実験で調べたところ第３図の如く
なるととがわかった。

第３図（、）は横軸に露光位置、縦軸に当該露光位置に
対して得られた画像の反射濃度を示したものであシ、同
図（ｂ）は露光位置に対する画像の一様性を示したもの
で、○は優、○△は良、△は可、×は不可を意味する。

即ち、露光位置は、濃度に関しては最近接点より若干上
流側の点が好ましく、また、一様性に関しては最近接点
もしくは若干下流側の点が好ましい。これは、最近接点
に於てトナーの密度が最も大きくなり従ってその電気抵
抗が最も少さくなり、下流側に行くに従って急激にトナ
ー密度が減少すること、更に感光体が持続導電性を有す
ることによ）、最近接点から若干上流側で濃度が最高に
なるものと考えられ、また、トナー密度が最近接点で最
も大きいので、上流側に露光すると一度上流側で現像さ
れた画像が最近接点でトナーの圧力により剥ぎとられて
しまうために、上流側に露光位置をとる場合は濃度一様
性が劣るのではないかと考えられる。従って以上のとｆ
ｌｏ） とを総合して考慮すると、画像露光位置は感光体１とス
リーブ４のほぼ最近接点が好ましいと言える。

従って本発明においては、感光体の継ぎ目においてスリ
ーブ４を感光体から遠ざける手段を用いたシ或いは装置
に不慮の振動や衝撃が加わりたりして、スリーブの位置
を装置内において厳密に一定位置に継持することが困難
な場合であっても、露光位置を常に例えば感光体とスリ
ーブとのほぼ最近接点の如き所定の最適位置に位置せし
めるようにする。

第４図はそのように露光位置を保つ為の本発明の実施例
を示す。図中、第１図、第２図と同じ部分は同一符号に
よシ示す。７は画像電気信号によシ変調された光ビーム
γを発生する半導体レーザーであシ、ここから発したレ
ーデ−光ビーム７′は高速回転する′回転多面鏡８にて
一方向に走査される。この光ビーム７′はｆ・θレンズ
９及びミラー１０を経て、矢印方向へ移動する感光ベル
ト１に露光される。ここで光ビームの走査は感光体１の
横巾を超えて行なわれ、その走査の一周期中に感光体端
部を超えてスリーブ４の端部にも光ビームが当る（７’
−ａ）様になされる。スリーブ端部には感光体１との最
近接点を境にして上流側及び下流側に各１ケのフォトダ
イオード２０．２１が固定されている。レーザー光ビー
ムが最近接点から外れている場合には、これらフォトダ
イオードの発する信号によってばジー１０後部に取付け
られたコイル１８に電流を流し、ミラー回転軸１９を中
心としてミラー１０を回転させることにより、レーザー
ビームを最近接点に照射するよう制御する。

第５図に最近接位置に光ビームを導びく制御のための機
構を示す。二分割されたフォトダイオード２０．２１に
レーザー光７′−ａが照射されるが、それらの中央（境
界）からずれて照射された場合、それらの光電変換信号
に差が生じ、これを比較回路２２で比較し、増巾回路２
３で増巾してコイル駆動回路２４を介してコイル１８を
駆動する。コイル１８は回転軸１９を有するミラー１０
に固定されている。コイル１８は、ミラーｌＯから離れ
その背後に配置された磁石２４と該磁石２４の周囲に対
向する磁性体ヨーク２６とのギャップ内に在る。コイル
１８に電流が流れると、それにより発生する磁界が内部
の固定磁石２４の磁界と作用し、ｔ＝−１０は軸１９を
中心として回転し、光ビームを２分割フォトダイオード
２０．２１の中央境界に導びく。ここで光ビーム７′を
一走査中は一定とする為にコイル駆動をホールドする回
路を備えることは言うまでもない。なお、二分割された
フォトダイオード２０．２１に照射する光ビームはデフ
ォーカスされている方が好ましいので、光ビームγ−ａ
の光路にデフォーカス光学系を入れることが好ましい。

上記実施例はスリーブ４が回転せず磁石３が回転するタ
イプの現像装置の場合であるが、画像形成装置によりて
は磁石３が回転せずスリーブ４が回転するタイプの現像
装置を用いる場合がある。

このような場合には、フォトダイオード２０゜２１は、
スリーブ４と一定位置関係にあって且つ（１３） 回転しない部材、例えばその軸受部材などに設けること
により、同じ作用効果を達することができる。又はスリ
ーブが固定の場合は、スリーブ面の反射光を利用するこ
ともできる。

以上説明したように、本発明によれば、現像スリーブの
機体に対する相対位置が必ずしも一定に保たれない場合
でも、光ビームの露光位置は感光体とスリーブとのほぼ
最近接位置に保たれるので、良好な画質の画像形成が可
能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施し得る画像表示装置の例を示す縦
断側面図、第２図は光ビーム露光位置と現像スリーブ位
置を示す側断面図、第３図（ａ）　、　（ｂ）は露光位
置と形成画像の質との関係を示す図、第４図は本発明の
実施例の部分斜視図、第５図は第４図における露光位置
制御機構を示す概要図である。 １・・・感光体ベルト、３・・・回転磁石、４・・・現
像スリーブ、７・・・レーザー、７′φ７′−ａ・・・
レーザー光Ｖ−ム、８・・・回転多面体、９・・・ｆ・
θレンズ、（１４） １０・・・ミ７−１１８・・・コイル、２ＬＪ、２１−
７オトダイオード、２５・・・磁石、２６・・・磁性ヨ
ーク（１５） 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性を有する基板上に光導電層を設けてなる感光体と
   、該光導電層に近接配置されこれに導電性磁性トナーを
   接触させるトナー担持体と、上記基板と上記トナー担持
   体の間に直流電圧を印加する手段と、画像信号によシ変
   調された走査光ビームを上ＮＣ感光体に基板側から照射
   する手段とを備えた画像形成装置において、上記光ビー
   ムの感光体照射位置を常に上記トナー担持体に対して所
   定の相対的位置に保つように上記光ビームの光路を調整
   制御する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。