JPS6151823B2 - - Google Patents

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JPS6151823B2
JPS6151823B2 JP9729377A JP9729377A JPS6151823B2 JP S6151823 B2 JPS6151823 B2 JP S6151823B2 JP 9729377 A JP9729377 A JP 9729377A JP 9729377 A JP9729377 A JP 9729377A JP S6151823 B2 JPS6151823 B2 JP S6151823B2
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JP
Japan
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latent image
scanning
current
readout
image
Prior art date
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JP9729377A
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English (en)
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JPS5431219A (en
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Susumu Sugiura
Seiji Saito
Katsumi Nakagawa
Yoshio Takasu
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光導電体の静電潜像を電気信号として
読み出す方法に関するもので、特に一般フアクシ
ミルと同様の要域で、静電潜像を電気信号として
読み出し、伝送する方法に関するものである。
従来、電子写真の像を伝送する場合、まず電子
写真像は可視化された顕像でなければならなかつ
た。従つて静電潜像は必ず現像され、転写、定着
等を経てはじめてフアクシミル等の原画像とする
ことができた。この場合、現像して残す必要のな
いものまで現像せねばならず、更に転写、定着等
の各種手段を必要とする。又感光体を再使用する
ためにはクリーニング手段も必須の構成要件とな
る。然るに本発明は静電潜像を直接電気信号とし
て読み出すことができるので装置的にも簡単化で
きる。しかも現像転写の効率に影響されないので
再現性のよい情報を提供できる。
又従来、光画像を電気信号に変換するものとし
て(1)光電変換素子を並べたフオトトランジスタア
レー、(2)電子ビーム走査による撮像管、(3)走査撮
像固体素子(例えばCCD)等がある。しかし(1)
では画像の分解能(解像力)に限りがあり、(2),
(3)では大画面が作り難く、高価であり、とくに(3)
では分光感度が読出し不利な帯域にある。本発明
はこの様な欠点をも除去できるものである。
即ち、少なくとも一方が光透過性の複数の第
1、第2導電体と、上記導電体の間に設けた絶縁
層及び光導電層とにより光導変換部を構成し、上
記第1、第2の導電体の間で閉ループを構成する
様接続した回路上に抵抗又は演算増幅器による読
出し手段を設け、上記光透過性の導電体に対しレ
ーザービーム走査手段、又は飛点走査CRTによ
る走査手段を設け、上記光導変換部のX、Y方向
に対する上記レーザービーム等の走査手段による
走査により上記導電体から上記閉ループ回路に電
流を出力せしめ、その電流を上記読出し手段によ
り測定して潜像読出し信号として出力せしめるこ
とを特徴とする静電潜像読出し方法にある。
以下実施例を詳述する。
第1図は本発明における読出し装置のブロツク
図であり、図中1は露光光源、2は原稿、Vcは
光源用電源、S4は光源点滅用スイツチ、5はレン
ズ系、9は光透過性導電体(例えば透明ガラス上
に導電コートを行つたもの、以下NESAと呼
ぶ)、10はマイラ等の絶縁物、11はSe,CdS
等に代表される光導電性物質で10,11により
感光体を構成する、12は9と同じNESA、13
は9〜12のものを一体とした光電変換部を示
す。Vdは帯電用電源、S2は電源Vdを開閉するス
イツチ、S1は両NESA間を短絡する為のスイツ
チ、S3は潜像読出し用抵抗器R1のシヤントスイ
ツチ、16は画像信号増巾器、17はレーザ光の
X―Y軸スキヤナ、18はレーザの集光光源、1
9,20はX軸、Y軸同期信号増巾器を示す。
第2図は光電変換部13の電気的等価回路図で
あり、図中Ciは絶縁層部分の分布容量、D1は
ダイオード、SW1は光スイツチ(光量による可変
抵抗器と考えてもよい)、CP1は等価分布容量
で、SW1,CP1,R1は光導電層の等価分布回路
を示す。他は第1図のものと同じである。
第1図,第2図により潜像読出しプロセスを説
明する。
(1) 潜像作成過程 まず図に於て読出し抵抗R1をスイツチS3によ
り短絡した状態でスイツチS2をオンしNESA1,
NESA2間に電源Vdによる電圧を印加し絶縁
層、光導電層を充電する。
この様子は第3図に示してある。即ちセレン
Seの様なp型半導体を光導電層として使用した
場合等価なダイオードD1、D2は図の向きとなる
ので第3図Aに示される如く所定の電圧印加状態
で容量Ci1,Ci2には充分な充電電荷が得られ、一
方容量Cp1,Cp2にはあまり電荷が蓄積されな
い。これを1次帯電状態と称する。この状態をし
ばらく保つた後S2をオフし、S1,S4をオンする。
これにより露光光源1を点灯し原稿2を照射す
る。従つて原稿の反射光はレンズ系5を通して光
電変換部13に結像される。これにより13上に
は原稿に応じた明暗の光情報が与えられる。第3
図B,Cは光像の明部、暗部に応じた、等価回路
上での、静電電荷の変遷の様子を示す。暗部状態
の第3図Bにおいて、スイツチS1によりNESA
1,NESA2が結ばれるためCi1,Ci2に充電され
た電荷エネルギはCp1,Cp2にエネルギ移転す
る。一方明部は第3図Cの様に光信号により等価
なスイツチSW1,SW2がオンし、かつS1により
NESA1,NESA2間が短絡しているのでCi1
Ci2,Cp1,Cp2が各々短絡されるため静電エネル
ギは熱等に変換され失われる。暗部はCi1
Cp1,Ci2とCp2との電位差がなくなつた状態で電
流が停止する。Cpは光導電層のため図に示され
てないがCpに並列な抵抗分がCiに比し小さく自
己放電が大きい。数秒の間であれば実用上問題の
ない電荷保持特性を有する。この状態を露光除電
と称する。この状態では前述の説明でも明らかな
如く静電的エネルギが時々刻々放電してしまうの
でメモリー効果がなくなつてしまう。従つて数分
以上のメモリ時間を必要とするときは光導電層の
電荷を放電し絶縁特性の安定なCi1,Ci2に静電エ
ネルギを保存させて置く必要がある。従つて第3
図B及び第3図Cの状態ではスイツチS1に電流
が流れないためS1をオフしてもCi,Cpの静電
エネルギに変化はない。S1オフの状態でレーザ
光源18からX―Y軸スキヤナ17を経て光電変
換部13を全面露光する。これによりCpに蓄積
された静電エネルギはスイツチSW1,SW2を通し
て放電する。従つてこの状態では原稿からの光信
号エネルギは絶縁層の分布容量にたくわえられた
静電エネルギにエネルギ変換された事になる。絶
縁層はマイラ等安定な絶縁特性を有するため静電
エネルギの自己放電量は極めて少なく長時間のメ
モリが可能となる。全面露光後は光電変換部に外
部光が入つても静電エネルギの変動は全くない。
第3図Dは全面露光時の等価回路特性を示す図
である。全面露光後は数分以上のメモリが可能で
ある。光点走査による全面露光のため、絶縁層に
蓄積された画像情報の乱れは少なくてすむ。現在
のCCD,BBD等の固体自己走査型光電装置でも
転送クロツクが500KHz〜数MHz程度なので短時
間のメモリ効果がなく長時間メモリとして使用す
ることは難しい。従つてこの点からも本発明方式
は秀れている。
(2) 潜像読出し過程 次に上述の説明で作成された潜像を読出す方
法、即ち原稿からの光情報信号を電気情報信号に
変換する方法を説明する。
全面露光後光電変換部をスイツチS1オンによ
りNESA1,NESA2間を接続し、Ciに蓄積され
た静電エネルギをCpに再び移す。CiとCpとのポ
テンシヤルが等しくなつた時点でスイツチS1に
流れる電流が停止する。この状態が第3図Eに示
してある。次にスイツチS3をオフしレーザ光源
及びスキヤナを作動させ読出し必要部を光走査す
る。第3図Fはこの状態を説明する図でビームス
ポツトがCp1にあたつてCp2に当つてない場合を
想定する。レーザビームの除電光によりCp1にた
くわえられた静電エネルギが放電するためCi1
Cp1とのポテンシヤルが異つてくるため前述の電
圧印加が解除された状態で透光性電極から静電潜
像に応じた電荷が流れ出し、その結果NESA1と
NESA2間を通じて電流が流れる。この電流の大
きさは容量Ci1に蓄えられた静電的エネルギに相
当する。従つて抵抗R1には電圧降下分の画線信
号が得られることになる。抵抗R1は充分小さな
抵抗のため電極NESA1,NESA2間の電位に大
きく影響を及ぼすほどのものでなく、従つて、
Ci2,Cp2の静電ポテンシヤルを崩すほどのもの
でないのでCi2,Cp2を通じる電流は流れない。
尚、R1を抵抗とせず演算増巾器を使用した電流
電圧変換回路への入力としてもよい。この場合は
見かけの入力インピーダンスは零となりR1≒0
に等価となる。演算増巾器を使用した電流電圧変
換回路の例を第4図に示す。図に於てCp1に走査
レーザ光のスポツトが当つたとすると前述と同様
Cp1の静電エネルギが放出されるためCi1,Cp1
の電圧ポテンシヤルが異なり、従つて絶縁層に蓄
えられた画像信号エネルギがCp1〜NESA2〜演
算増巾器401〜S1〜NESA1を通る閉ループ
を構成する。演算増巾器401の入力インピーダ
ンスR1はR1=R/G(G:アンプのオープンゲイ ン、Rはフイードバツク抵抗)となりG=105
度のためR1≒0となる。アンプ出力eはe=−
Ri(iは放電電流)となる。この様な電流電圧
変換回路を使用することにより読出し部分の抵抗
を極めて小さくすることができ高速読出しが可能
となる。
尚光電変換部分の潜像読出し走査は飛点走査
C.R.Tにより行うことも可能である。
また長時間メモリの必要性のない場合第3図B
又は第3図Cの状態から、全面露光プロセスを経
ずに第3図E,Fの読出し過程に入つてもよい。
又光電変換部13がNESAで周囲を密封されて
いるため内部の絶縁層、光導電層に外部からの湿
気が入り難く、従つて静電潜像の形成、潜像の読
出しが安定である効果を有する。
次に本発明による読出し方法をより具体的数値
に基づいて説明する。
第5図は点光源で静電潜像が読出される部分に
対応した感光体の円柱モデルである。走査光源を
0.1mm径とすると、モデル面積Sは7.85×10-5cm2
となる。
今、絶縁層11の厚みdiを30μ、誘電率εiを
3、抵抗率γiを1016Ω・cmとすると、静電容量
Ciは、εiS/diを計算して6.95×10-15Fとなり、
抵抗Riは、γidi/Sを計算して3.82×1015Ωとな
る。又光導電層10の厚みdpを20μ、誘電率ε
pを6.3、明部の抵抗率γp′を1010Ω・cm暗部の抵
抗率γp″を1014Ω・cmとすると、静電容量Cp
は、εS/dを計算して21.9×10-15Fとなり、明部
の抵抗R′pLは、γ′pLdp/Sを計算して2.55×
109Ω、暗部の抵抗R″は2.55×1013Ωとなる。光
導電層のキヤリア移動度mを0.14cm/S・cm/Vと
する。
以上の定数をもとにスポツト読出しにおける出
力電流を計算する。第6図は光導電層の抵抗を考
慮したその読出しにおける等価回路である。
尚、A4サイズの像の読出しに要する時間Tを
2秒を予定する場合、全走査距離は分解能を
0.1mmとするとA4のタテ長×ヨコ長/0.1を計算し
て623700mmとなり、走査速度υは/Tを計算し
て311m/Sとなる。従つて0.1mmを走査するに要す
る時間は略0.32μsecとなる。
光導電層内のキヤリア移動時間tcを算出する。
今光導電層10に500V印加したときの電界の強
さEは500/20×10-4を計算して2.5×105V/cmであ
り、このときキヤリア移動速度υcはE×mを計
算して0.35×105cm/Sとなる。よつてキヤリア移
動時間tcはdp/υcを計算して0.057μsecとなる
ことから、0.1mmを走査する時間0.32μsecより極
めて短い。従つてキヤリア移動時間tcは無視する
ことができる。その結果出力電流計算は0.32μ
sec間に放電されるエネルギを計算することによ
りなし得る。
光導電層に蓄積されている初期エネルギQ0
(電荷)はCp×500Vを計算して3.475×10-12Cで
ある。その後の放電エネルギΔQは経過時間tと
するとQ0(1−εxp-t/〓)(但しτ=RpL×
Cp)である。その変化により絶縁層に流れる電
流iは1/2 ΔQ/Δtで表わすことができるので求
める出 力電流は、Δt及びtを0.1mmの走査時間0.3μ
secとして計算すると、第7図の如き結果が得ら
れる。尚第6図ipcはRLによる損失電流であ
る。第7図は明部抵抗RpLの値を違えたときの結
果を比較したものである。これらの電流値は例え
ば読出し抵抗R1として1MΩを挿入すると0.03V
から2.3Vの電圧として検出できるものである。
以上の様に本発明は感光体に接触する透光性電
極に光走査させて、それにより電極から静電潜像
に応じて流出する電流を検出して静電潜像を読出
す様にしたので現像、転写のプロセスを経ずして
直接電気信号像を得ることができる。従つて直接
感光体から静電潜像を読み出すことができるの
で、再現性のよい画像が得られるとともに読出し
装置を機構的にも簡単なものとすることができ
る。更に本発明によれば静電潜像を読出す際、前
述した如く所定の電圧印加を解除して行うため光
電変換部を電気系を含んだ装置から外して、すな
わち任意の場所で読出しが可能となる。なお上述
した説明における像露光は可視光に限られず、不
可視光、X線等であつても良く感光体もそれに相
応するものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のブロツク図、第2図は第1図
の変換部の等価回路図、第3図は潜像形成、潜像
読出しプロセスを示す等価回路図、第4図は読出
し回路例、第5図は感光体モデル図、第6図は第
5図の等価回路、第7図は電流の計算結果を示す
図であり、 第1図中2はオリジナル像、10は絶縁層、1
1は光導電層、9,12は電極、R1は読出し抵
抗である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも一方が光透過性の複数の第1、第
    2導電体と、上記導電体の間に設けた絶縁層及び
    光導電層とにより光導変換部を構成し、 上記第1、第2の導電体の間で閉ループを構成
    する様接続した回路上に抵抗又は演算増幅器によ
    る読出し手段を設け、 上記光透過性の導電体に対しレーザービーム走
    査手段、又は飛点走査CRTによる走査手段を設
    け、 上記光導変換部のX,Y方向に対する上記レー
    ザービーム等の走査手段による走査により上記導
    電体から上記閉ループ回路に電流を出力せしめ、
    その電流を上記読出し手段により測定して潜像読
    出し信号として出力せしめることを特徴とする静
    電潜像読出し方法。
JP9729377A 1977-08-12 1977-08-12 Method and apparatus for read-out of electrostatic latent image Granted JPS5431219A (en)

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