JPS61128265A - 画像形成方法 - 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】 （産業上の利用範囲） 本発明は、バノコンやワープロ１、ファクシミリ９、コ
ンピューター等のプリンター０、ざらに＃ｉ原稿をＣＯ
Ｄ等の画偉読み取り素子で読みとった画像情報を出力す
るプリンターに関するものである。

さらに詳しく説明すると、画像情報をデジタル信号に変
換し、この信号に基いてＬＥＤやＬ　ＣＤ、、レーザー
等の光源を変調して感光体に書き込む電子写真方式のプ
リンターに関するものである。

（従来技術） 従来この種の電子写真方式のプリンターには、ＣＲＴや
レーザー、ＬＥＤ−？ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を用
い直接、感光体に画像を書き込む方法が用いられてきた
。

特にレーザーを用いた電子写真方式のプリンターが低速
から高速機まで用いられている。このうち、高速機にお
いては光量が不足するためＨｅ　−Ｎｅ　４？　Ｈｅ　
−Ｃｄ　の気体レーサーが光源として用いられている。

ところが気体レーザーは、電源を入れてからウオーミン
グアツプに数分から数十分を要し、かつ振動や衝撃に弱
く、かつ気体レーザー自体で変調できないので、別に変
調器を要するという欠点があった。この変調器は、レー
ザービームを照射する角度を正確な精度であわせる必要
があり、気体レーザーから変調器、感光体く至る経路を
相当頑丈に作る必要があった。また気体レーザーは寿命
が短く、交換する手間が必要であシ、信頼性も劣るとい
う欠点もある。さらに高速なプリンターは１本の気体レ
ーザーでは光量が不足するため、２本の気体レーザーか
らのビームを用いて、感光体上を２本のビームで走査す
る方法を用いている。いずれにしても、従来の高速プリ
ンターは、そのＪし置部とも言うべき光源の問題のため
、技術的に問題が多い。また、光源の寿命や発熱に伴う
昇温、ｌＩｉ］ｉ′ｌＫの良さなどから、画像部分く光
を照射するイメージスキャン方式が用いられることが多
いが、電子写真方式でイメージスキャン方式？用いると
必然的に反転現像を用いることになるが、反転現像は正
現像とくらべてシーケンス的に複雑になるという問題も
あった。

（目　　的） 本発明の目的は、上記従来例の欠点というべき情報を書
き込む光源の問題を除去し、小型で且つ簡便なプリンタ
ーを提供するものである。

＠１図は本発明を用いたプリンターの一実施♂あり、図
面に従って詳しく説明する。

図において、２は装置１の外箱を示している。

３は半導体レーザーであシ、波長が７７０畷〜８００■
の範囲内であり、出力はデジタルオーディオディスク用
の５ｍＷのものである。半導体レーザーはウ　＋＋　ミ
ングアッグする必要はなく、かつ駆動電流によって直接
半導体レーザーを変調でき、かつ小型にできるという特
徴がある。上記５ｍＷレーザーは一般的なものであシ、
手に入シ易いという利点をもち、かつ寿命も充分長いも
のである。半導体レーザーの出力を安定させるために、
半導体レーザーをペルチェ素子や、ヒーターを用いて一
定温度に保ったり、その駆動電流を一定に保ったり、レ
ーザーから出る光をフォトセンサーで受光し、パワーを
一定に保つように構成してもよい。

コリメーターレンズ４は、半導体レーザーから出た放射
状の光を平行光く交換するためのものである。ポリゴン
ミラー５は、金属製の回転鏡の表面く鋼などの赤外光の
反射率の高い物質をメッキしている。ポリゴミ２−５１
−高速回転するモーター６は、常にその回転数を検知し
ながら一定回転になるようく制御されている。ポリゴン
ミラー６によって、レーザー光は左右に走査することに
なる。ポリゴンミラー６によって反射された光はｆ−〇
レンズ７を通過し、ｆ−θ特性をもつように補正される
。次いでレーザー光は折シ返しミ２−８で反射されるが
、このミラーの表面にも赤外光に対して反射率の良い銅
などの物質でメッキされている。図中、９は防塵ガラス
であシ、装置内部のほこり、粉塵等が光学系に侵入しな
いように光学系と画像形成系とを分けているガラスであ
る。

この防塵ガラスは、レーザー光が干渉して干渉縞を作ら
ないようにレーザーの光路に対し若干傾けて取りつけら
れている。　　。

また、レーザービーム１３はスクリーン感光体１４に垂
直に入射させると、スクリーンの空間から、ビームが取
りぬける場合があるのでスクリーンに対し若干斜めに入
射させると良い。傾ける角度はスクリーンのメツシュ、
厚み感光体の翅布厚、等によっても変わってくるが、一
般的に５〜２０゜程度であればよい。

本実施例の半導体レーザーによる情報書き込み系以外の
電子写真プロセスはスクリーン方式と呼ばれるものであ
り、例えば米国特許明細書第３，７１３．７３４号等に
その一例が記載されている。以下本実施例の作像プロセ
スについて詳しく説明する。

図中スクリーン１４０周辺に配置しである構成部材のう
ち、１０は前露光ランプであシ、スクリーン１４を構成
する光導電部材を常に安定した光履歴状態で使用するた
めに設けである。また１１は１次電圧印加手段であるコ
ロナ族を器で、スクリーン１４を充分々電圧まで帯電す
るため、スフＩＪ　−７４０円周方向に充分な長さをと
っている。次に１２は２次電圧印加手段であるコロナ族
を器で、該放電器１２を介してスクリーン１４に画像を
照射するため、放電器１２のシールド板の一部が、光学
的に開放された構成を有している。そして、１８はラン
プで全面照射用のものである。コロナ放電器１９は、２
次静電像の形成のための変調用のコロナイオン流を発生
する。２次静電潜像は上記数電器１９１Ｃスクリーン１
４を介して対向するところの、ドラム２００表面絶縁層
２１上に形成する。なレドラ、ム２０の絶縁層２１は導
電支持体２２上に配置または付着させたもので、該支持
体２２はイオン変調における対向電極の作用をするもの
である。上記ドラム２０は感光スクリーン１４の回転方
向（矢印ａ）及び速度（υ１１１８　／　ｇ＠６　）と
に対応して矢印す方向に回転する。ところで上記絶縁層
２１上に形成した２次静電潜像は、現像装置２３により
現像され、トナー像となる。該トナー像は転写位置２４
で搬送されてきた記録部材である普通紙音用いた複写紙
に転写される。転写位１ｉ１２４を経た絶縁層２１上の
残留トナーは、ブレード等を用いたクリーニング手段２
５で除去され、その後絶縁１６１２１はコロナ放電器２
６により一様な表面１位にさｈ、必要時には再び２次静
電潜像を形成する。一方、トナー像が転写される複写紙
２７は、予め収納カセット２８内に積載されておシ、送
出しローラ２９及び分離爪３０により１枚ずつ分離され
、転写位置へ搬送される。

図中３１は送りローラ、３２はコロナ放電器でトナー像
の転写の際に複写紙２７に対し、バイアス電圧を印加す
るものである。転写位置２４を経た複写紙２７は、加熱
定着手段３３のヒータによりその表面にあるトナー像の
定着が行なわれ、搬送ベルト３４により外部の完成複写
紙収納皿３５に搬送される。

第２図から第５図に上記スクリーン１４ｔ−用いて１次
及び２次静電潜像の形成工程を例示する。

スクリーンプロセスにおけるスクリーン１４上為の構成
や感光体の構成は周知であシ、ここでの詳しく説明は省
略する。ただし、感光体は金属メッ７＆３６の上にＣｄ
５ｔ−光導電層３７として用い、表面絶縁層３８には透
明な樹脂、例えばポリウレタン樹脂等を用いた系で説明
する。

第２図はスクリーンに行なう１次電圧印加工程、第３図
は画像照射及び２次電圧印加工程、第４図は全面照射工
程を示し、そして上記各工程によ〕形成したスクリーン
の１次静電潜像により、イオン流を変調して行なう２次
静電潜像形成工程を第５図に示す。以下さらに詳細に説
明する。

第２図は１次電圧印加工程を示し、電圧印加手段として
コロナ放電器により正極性でスクリーン１４を一様に帯
電した状態を示す。図中３９はコロナ放電器のコロナワ
イヤ、４０は該ワイヤ３９の電＃を示す。上記帯電によ
り絶縁部材３８の表面には正極性の電荷が帯電し、該帯
電により光導電部材３７の絶縁部材３８近傍には、該帯
電とは逆極性である負極性の電荷層を形成する。

第３図は上記１次電圧印加工程を経たスクリーン１４に
、画像照射と２次電圧印加工程を同時に行なった結果を
示す。なお図中４２はコロナ放電器のコロナワイヤ、４
４は該ワイヤー４２の電源℃４３はバイアス用の電源を
示す。

矢印４１は光源（図示せず）からの光を示す。

第３図においては負極性の直流電圧を重畳したＡＣ１！
圧を印加したコロナワイヤ４２からのコロナ放電により
、上記絶縁部材３８の表面電位が、はぼ負極性となるよ
うに放電したものである。

なお上記２次電圧印加は絶縁部材３８上の表面電位を１
次とは逆極性にするため、ＡＣ！圧の利用の他に１次と
は逆極性の直流；ａす放電を適用し得ることはいうまで
もない。

画像照射による明部側りにおいては、光導電部材３７の
物質が導電性となシ、その結果絶縁部材３８の表面電位
は負極性となる。しかし、暗部側りにおいては光導電部
材３７の絶縁部材３８側に存在する負電荷層のために、
絶縁部材３８の表面の電荷は正のままである。

第４図は画像照射と２次電圧印加工程を行なったスクリ
ーン１４に対し、その全面に全面照射工程として一様な
露光を行なった結果を示す。図において４５は光源（図
示せず）からの光線を示す。

この全面照射によりスクリーン１４の暗部側りの電位は
、絶縁部材３８の表面の電荷量に比例した電位に変化す
る。この全面照射により光導電部材３中の電荷層が消失
するのに従って、スクリーン１４０Ｂ面側よりＡ面側に
向って徐々に高い正の電位へと変化する。

第５図は上記スクリーン１４上の１次静電潜像により、
原画像をポジ像の静電潜像で記録部材上に形成している
状態で２次群区潜像形成工程を示す。

図において４６は導電支持体で、該支持体４６はコロナ
放電器のコロナワイヤ４８の対向電極である。また４７
は絶縁性樹脂等の記録部材で、該部材４７は可帯電面を
スクリーン１４に向け、導電面を導電支持体４６に接す
るように配置しである。そして該記録部材４７は、スク
リーン１４のＡ面に対し１ｍ〜１０＋ｍ程度の適当な間
隔を設けて対向配置しである。

上記記録部材４７に２次静電潜像を形成する場合、コロ
ナワイヤ４８よシ記録部材４７方向へコロナイオン流を
付加する。この時スクリーン１４の暗部側においては、
Ａ面側からＢ面側へ電位差が連続して変化しており、実
線βで示す電界を生じている。これ和よりコロナイオン
のスクリーン開口部の通過は阻止され、その結果コロナ
イオンは露出する導電部材３６へ流れ込む。これに対し
スクリーン１４の明部側においては、Ｂ面側からＡ面側
へなめらかに電位が連続して変化しており、実線αで示
す電界が生じる。これＫよシコロナイオンは絶縁部材３
８上の静電潜像とは逆極性であるにもかかわらず、該潜
像を打消すことが少ない状態で有効く記録部材４７へと
到達する。

前記実施例中、光導電部材３７としてＣｄＳで説明した
が、もちろんＳｅ、５ｅ−Ｔｅやアモルファスシリコン
、フタロシアニン等を用いてもよい。

また記録部材４７としてポリエチレンテレフタレートや
、これにテフロン粉末を混入し、潤滑性能を向上させた
樹脂を用いてもよい。本実施例では、ドラム状の記録部
材で説明したが、シート状の静電潜像を充分に保持しう
る高抵抗の記録紙であってもよい。

（実施例） 本発明く係るスクリーンの一実施例を以下に示す。５０
声附の厚みのニッケル製の薄板に公知の工、チング方法
によって口径３０ｘ、４００メツシーの開口を開けこれ
をスクリーンの基板とする。

この表面にＣｄＳ粉末にバインダーとして溶剤型エポキ
シ樹脂を２０重ｉパーセントの割合で混合した溶液を、
上記開口をふさがないように一方向からスプレィで塗布
し、光導電層を形成する。

さらにこの上に、ポリウレタン樹脂を開口をふさがない
ように塗布する。

この場合、−次？１ＦＩＥは正極性であり２次帯電は負
極性である。情報を書き込むためのレーザー光は、８０
０−の波長を使い３ｍＷの出力でスクリーン上ｔ−走査
する。この場合レーザー光は、画像信号部分で点灯する
イメージスキャン方式を用いている。イメージスキャン
方式の方が、白地でレーザー光を点灯するバックグラウ
ンドスキャン方式と比較して画質が鮮明であること、及
びスポット径の重なりに余）精度を必要としないことな
ど構成上、画質上有利なことが多い。このレーザー光の
露光、次いで全面露光によって、スクリーンの露光部は
一１００Ｖ、ｔた非露光部には＋１５０Ｖの表面電位の
一次静電潜像を得る。

上記−次群電渣像が形成されたスクリーンの背後より、
正極性のコロナ帯１！を印加すると、前述のように明部
だけ正極性のコロナイオンが通過し、記録部材上に付着
する。この記録部材はあらかじめ帯電器２６によって一
５０ｖ程度に均一帯電されておシ、正極性のコロナイオ
ンの付着した部分は＋３００Ｖａ度に帯電される。この
２次静電潜像を、負極性のトナーによって現像される。

この様子を、第６図（２）■に示す。−次群電層像形成
時のプロセススピードは５０　ｗａｘ　／　ｓｅＣであ
り、２次静電潜像形成時のプロセススピードは、３倍の
１５０　ｗ／　ｓｅＣの速度で顕像化される。

前記実施例では、２次潜像形成を一次と同極性のコロナ
帯電を行った場合であるが、−次と逆極性の負のコロナ
帯電で行ってもよい。

この場合を、第６図の囚とＯＫ示す。ただしこの例では
、あらかじめ記録部材上を一次と同極性の正極性のコロ
ナ放電で一様に帯電しておく必要がある。このようにし
て記録部材上の表面電位は第６図０に示したようになり
、これを正極性に帯電したトナーで現像すればよい。こ
のプロセスではもちろん転写帯電は、負極性でなくては
ならないっ 以上述べてきたように、木プロセスを用いると、画像情
報をレーザー光で書き込む時、イメージスキャン方式で
獲き込んで現象は反転現像でない通常の現像で行うこと
ができるという利点の他に画像貫き込みを低速で行なえ
るので大出力のレーザーを必要としないという効果も有
する。

前記実施例では、画像情報を書き込むための光源として
半導体レーザーの例で述べたが、次にＬｇＤ素子を用い
た場合を＠７図に示す。

図において、１１け一次帯賓器であり、１２は２次帯電
器である。スクリーン感光体１４は第１図で説明したよ
うな導電層、ＣｄＳの感光層、透明絶縁層よりなる三層
構成とすると、−次帯電器は正極性、２次帯電器は負極
性である。２次帯電のあと、ＬＥＤアレイ１５でスクリ
ーン感光体上ｆｔ１ｌ光する。ＬＥｌｉＤアレイ１５は
、ＬＥＤを横方向に多数個並べたものであり、画像信号
に応じて順次点滅をくり返す。ＬＥＤ素子から出射する
光は、ある角度をもって拡がっているため、ＬＥＤアレ
イとスクリーン感光体の間にセルフォックレンズアレイ
１６を入れて、ＬＥＤの光がスクリーン感光体上に結像
するように構成する。前記実施例のようにＬＥＤは、１
ｉｉｉ儂信号部分で発光し、白地部分では消灯するイメ
ージスキャン方式を用いる。この実施例では潜像形成が
、−次帯鳳→−次とは逆極性の２次帯電→画偉露光とい
うプロセスで行なわれる。

また、この実施例ではＬＥＤアレイを露光光源として用
いたが、液晶シャ、ター、プラズマディスプレイアレイ
等を用いてもよい。これらの素子は、個々の素子単体ご
とに配線し、駆動する必要があるが、上記したようなプ
ロセスを用いると、画像書き込み時は低速で行なえるの
で、これらの素子駆動方法に余裕が生じる。

（発明の効果） 以上説明したようにスクリーン状感光体に半導体レーザ
ーや、ＬＥＤ、液晶シャ、ター、プラズマディスプレイ
によ）、イメージ露光方式で画像を書き込み、現像を正
現像で行うようにできた。

この結果、画像書き込みは低速で行なえるので、半導体
レーザーやＬｇＤ、液晶シャッター、プラズマディスプ
レイ、エレクトロクロミー等にょシ露光する場合、余り
大きな光量を必要としない。

具体的に言えばレーザー露光方式では小型の半導体レー
ザーが使用可能であり、ＬＢＤＩ／Ｃおいては、発光効
率の低いものでも安定して使える。また正現像を使用す
る場合、通常のプロセスにおいては、バックグラウンド
スキャン方式をとる必要があるが、本発明ではイメージ
スキャン方式とすることができる。従ってＬＥＤのよう
に小さい部分に多量の熱を放出する素子にとって点灯時
間が極端に短いイメージスキャン方式は、その構成上非
常に有利である。このことは、他の自己発光素子アレイ
に関しても言えることである。

また、液晶／ヤッターのように駆動できる周波数の低い
素子においては、画像書き込みを低速で行えるというこ
とは、液晶シャッターの実用上重要である。

以上述べてきたよって、イメージスキャン方式を使用で
き画像書き込みを低速で行なえるという効果の他に正現
像を行なえるという効果も有する。

正現像が使用できると、通常の電子写真プロセスが流用
できシーケンスの複雑な反転現像を使わなくても済むと
いう効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置断面図であり、第２図
〜第５図は第１図の実施例の潜傷形成過程を示した説明
図である。第６図（２）〜第６図Ｃはコロナの極性によ
る潜像電位を示すグラフ、第７図は、本発明にもとづく
他の実施例の装置断面図である。 図Ｋｂいて、３は半導体レーザー、１４はスクリーン感
光体、６はポリゴン、２０は記録部材。 １５はＬＥＤアレイを示す。 把　２　の ４ｕ 第　３　図 ＋　　＋　　＋　　＋　　＋−＝ｓ Ｕ−す一εシＭ押イト し−Ｔ′−照射剖検 ψ極櫂コロ１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、スクリーン状感光体に画像情報を書き込んで一次静
   電潜像を形成し、次いでこの一次静電潜像に対応してイ
   オン流を変調して２次静電潜像を記録部材上に形成する
   画像形成方法において、スクリーンに対する画像情報の
   書き込みをイメージスキャン方式によりネガ状にして露
   光し、変調によりポジ状の２次潜像を形成することを特
   徴とする画像形成方法。