JPS62280773A - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分骨〕 この発明は、高精細で大形の表示が可能な画像形成装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のものとしてはＣＴ’（Ｔ　（陰極線管）
を（吏用するもの、を反晶などを使った平面ディスプレ
イ、あるいは電子写真プロセスを醍ったものなどがある
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このうちＣＲＴを使用したものは、ＣＲＴが大きいため
小形な装置を構成することが困難であった。また液晶な
どを使った平面形のディスプレイは駆動回路の構成が複
雑で高価となる欠点がある。

例文ば画素が５００Ｘ５００のディスプレイを構成する
場合、同一時刻に各画素の０Ｎ１０ＦＦ（色）を独立に
制御する必要があるため、従来は画素数相当、すなわち
２５００００個の駆動回路によって個々の画素の０Ｎ１
０ＦＦを制御する必要があった。数十の駆動回路を集積
化するなどの対策を講じているものの多数の駆動回路Ｉ
Ｃや複雑な配線等は、コスト低減の妨げとなっていた。

また従来のＣＲＴや液晶等による表示装置の多くは電源
を断にすると、その表示内容は消去されるため、表示し
ている期間中電力を供給する必要があった。

その他、例えば特開昭５８−１５３９５７号公報に述べ
られているような電子写真プロセスを利用することも考
えられる。同様のプロセスによる表示装置は特開昭５８
−９８７４６号公報にも述べられている。

これらのプロセスは、透明支持体上に透明導電層と光導
電体層を設けた感光体の前記光導電体層と対向して配置
する対向電極と、前記光導電体層と対向電極との間にト
ナーを供給する手段と、前記透明導電層と前記対向電極
の間に電界を印加し前記透明支持体側から光像露光を行
う手段と、前記Ｉ・ナーを前記対向電極の側に吸引する
力を付与する手段を有ｉノでなり、前記１〜ナーを選択
的に前記感光体上に付着させ、可視像を形成するもので
あって、高圧の一様帯電を行うための帯電器やクリーニ
ング装置が不要である等の利点があるものの、１００Ｖ
以上の電圧印加を必要とし、さらに安定な画像を得にく
い等の欠点があった。

また特開昭５８−９８７４６号公報に述べられているよ
うに、前記光像露光を行う手段と、前記トナー供給手段
を固定して、感光体を移動させるような構成で４よ大形
化は避けられない欠点があった。

この発明の目的ζよ、少ない駆動回路を使用し、比較的
簡単な構成で、しかも数十ボルト以下の低い電圧を使用
して高精細で大形の表示が可能な画像形成装置を比較的
コンバクＩ・な形で提供することにある。

この発明の他の目的は、電源を断とした後も継続して表
示することが可能な高精細で大形の画像形成装置を提供
することにある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 この発明にかかる画像形成装置の第１の発明は、感光体
と、対向電極と、　　ｌ−ナーを供給する手段と。

光学露光系と、トナーを対向電極の側に吸引する力を付
与する手段とを有する画像形成装置において、対向電極
を移動させる手段と、対向電極の移動と同期して光像露
光位置を電気的に順次切り換える手段とを設けたもので
ある。

またこの発明にかかる画像形成装置の第２の発明は、光
学露光系として一様照射光を照射する手段と、この一様
照射光の通過を対向電極の移動と同期して制御する電子
シャック手段とを設けたものである。

〔作用〕

この発明にかかる第１の発明は、対向電極を移動させな
がら、この移動と同期して光像露光位置を１＠次切り換
えて、）・ナーを感光体上に選択的に付着させ可視像と
する。

またこの発明にかかる第２の発明は、露光する際に一様
照射光を電子ジャックにより選択的に通過させることで
光像露光位置を順次切り換えて、トナーを感光体上に選
択的に付着させ可視像とする。

〔実施例〕

第１図および第２図（よこの発明の第１の発明の一実施
例を説明する図であって、画素が１０×１０画素の場合
を示している。１は光導電体層、２は透明導Ｔｉ層、３
は透明支持体であって、１，２゜３により感光体４を構
成する。５は光像露光系、６は磁気ブラシ手段である。

磁気ブラシ手段６はマグネットローラ７、このマグネッ
トローラ７と同心状に構成された回転可能なスリーブ８
．スリーブ表面に配置されマグネットローラ７の磁気吸
引力により吸引されている導電性のトナー９より構成さ
れろ。

光像露光系５には第２図に示すように、図示されていな
い駆動手段により画素ごとに独立に光照射位置を制御で
きる後述する露光光源群１ｏが２次元的に配置されてい
る。

また磁気ブラシ手段６のスリーブ８と感光体４の透明導
電層２の間には電圧１３が印加されている。

これを動作するにはスリーブ８を矢印１１の向きに回転
しながら磁気ブラシ手段６を矢印１２の方向に移動させ
ろ。ここで、スリーブ８と感光体４の光導電体層１の間
の間隙１４を適当に設定すると、スリーブ表面のトナー
９が間隙１４を通過するときの抵抗が大きいため、磁気
ブラシ手段６の進行方向に、トナーの溜まり１５が生じ
る。トナー９にはスリーブ８を通して電圧１３が印加さ
れているため、トナー９に接触している感光体表面は、
電圧１３の極性に一様に帯電することとなる。一方、光
導電体層１には、透明導電層２．透明支持体３を通して
光像露光系５により次のように光像露光が行われる。

第２図に示す露光光源群１０は走査線に対応して、光源
列１０−１．　］（１−２，１０−３，・、・１０−１
０により構成され、磁気ブラシ手段６の移動に同期して
順次光像露光が行われる。

すなわち、磁気ブラシ手段６が光源列１０−１の上にき
たとき、光源列１０−１上の１０ｇの光源エレメント１
０−１−１．１０−１−２．　　・・−・１０−１−１
０を画信号に応じて発光させる。光源ニレメン１−が発
光すると、この光は透明支持体３．透明導電層２を通し
て光導電体層１を露光する。その結果、光照射が行われ
た部分は光導電体層１が導通状態となり表面に帯電して
いる電荷が除電される。

例、（ば光源エレメント１０−１−２と１０−１−３が
発光するとこの部分に対応する光導電体層１の表面のみ
が除電される。

続いて、磁気ブラシ手段６が光源列１０−２の上にきた
とき、光源ニレメンＩ・１０−２−１．１ｏ−２−２，
・　−１０−２−１０を画信号に応じて発光させる。

このようにして、磁気ブラシ手段６の移動に同期して、
光源列１０−１．１０−２．１０−３．　　・・・１０
−１０上の光源エレメントを順次画信号に応じて発光さ
せると、感光体４上には遂次画信号に応じた静電潜像が
形成される。そして、磁気プラン手段６の移動につれて
感光体４の表面がトナー９より離れるとき、除電された
部分のみにトナーが付着する。

これは以下の理由による。

第３図において、スリーブ８と透明導電層２の間には電
圧１３が印加されているためｌ・ナー９の層には電界が
生じろ。しかしながら帯電電荷１６の存在する部分では
その電界Ｅ１は小さく、除電された部分での電界Ｅ２は
大きい。そのため除電された部分では電界Ｅ２によりト
ナー９にｍＫ・が流れ、第４図に示すように感光体４に
接触する部分のトナー１７が帯電する。このトナー１７
は透明導電層２上の誘導電荷１日との間の静電吸引力に
より感光体４側に吸引されているので、磁気ブラシ手段
６が離れた後も残留する。一方、除電されない部分では
電界Ｅ、が小さいなめ）・ナー１７は帯電しにくい。た
とえ帯電トナー１７が存在しても感光体４上の帯電電荷
１６との間に同極性電荷による反発力が働き、トナー９
は付着しないっ実際上は露光による除電と、除電後のト
ナー９の帯電はほとんど同時に行われるが、いずれにし
ろ、磁気ブラシ手段６の移動につれて感光体４の上面に
は、光像露光系５による露光光像に応じたトナー像が形
成されることになる。

なお、ここで留意すべきことは、光像露光後、トナー９
と感光体４の表面との接触時間が長すぎてはならないこ
とである。すなわち、帯電）・ナー１７が感光体４に接
触している時間が長ずざると、除電後の感光体４の表面
が再度停電するため、１・ナー吸引力が弱くな９、画像
が形成されなくなることである。また光源エレメントの
光像はレンズを通すことなく透明支持体３と透明導電層
２を通して直接光導電体＠１に導かれるので、これら透
明支持体３ど透明導電層２の厚さは、光像の拡散をさけ
るため、薄くすることが望ましい。

露光光源群１０には蛍光体による電場発光板（ＥＬ板）
２発光ダイオード、液晶シャッターなど各種のものを用
いることができる。

第５図（ａ）、（ｂ）の平面図および要部の断面図によ
り、電場発光（ＥＬ）による露光光源［１０の構成例に
ついて説明する。光像露光系５は、絶縁性支持体１９．
ライン選択電極群２０２反射層２１、蛍光体層２２２画
素選択電極群２４および。

透明保護膜２３より構成される。２５は前記ライン選択
電極群２０より特定の電極を選択するための駆動回路で
あって、選択された電極は振幅Ｖの交流電位が出力され
、選択されない電極は０電位が出力される。２６は前記
画素選択電極群２４より特定の電極を選択するための駆
動回路であって、ＷＪＡ動回路２５と同様に選択された
画素選択電極にのみライン選択電極とは逆相の振幅ｖ０
の交流電圧が出力される。ライン選択電極と画素選択電
極が選択されたとき、その交点にある画素位置の蛍光体
層２２には振幅２■。の交流電圧が印加されることにな
り高い輝度で発光する。ライン選択電極２画素選択′ｒ
４極の一方のみが選択されているか、両方とも選択され
ていない画素位置では交流電圧の振幅は■。、またはＯ
となるため発光輝度は小さいかあるいは発光しない。し
たがって、磁気ブラン手段６の移動にあわせて、ライン
選択電極２０−１．２０−２．２０−３．　　・・・・
を順次選択しながら、各ラインごとに画素選択電極２４
−１．２４−２．・・・・・のうち黒（すべき画素のみ
を選択していけば第２図で説明したような露光光源群１
０が実現できる。

この発明の画像形成装置の第２の発明である電子シャッ
タを使用する実施例について説明する。

この実施例では電子シャッタとして液晶シャッタを用い
る。液晶シャッタを使う場合は、第５図の実施例と類似
のマｌ−’Ｊクス電極により一様光の通過を制御するシ
ャッタを構成すればよい。

第６図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）はその液晶シャックによ
る光Ｉ１ｇｊ、Ｔｓ光系５の構成例で、第６図（ａ）は
平面図、第６図（ｂ）、（（りはそれぞれ要部の断面図
である。光像露光系５ば光源２７−１〜２７−４からな
る一様照明用光源２７．透明支持体２８，３０．液晶層
２９．ライン選択電極群２０２画素選択電極群２４より
構成されろ。

選択電極群２０，２４は第５図の場合と同様に駆動され
、ライン選択電極と画素選択Ｔｉ極の両方が選択された
画素位置では液晶層２９に２Ｖ、の振幅の電圧が印加さ
れ、他の場合は■。または０の電圧印加となる。液晶の
特性は、２■。の電圧が印加された場合に光を通過しｖ
０以下の電圧では極めて透光性が悪くなるように設定さ
れている。

したがって、一様照明用光源２７より発せられる光は液
晶によってその通過を制御され、感光体４に選択的露光
が行われることになる。一様照明用光源２７ば全てを発
光させてもよいが、液晶シャッタとして動作させている
近ｆ＝１のみを発光させてもよい。

例えば、ライン選択電極２０−１を選択しているときは
一様照明光源２７は光源２７−１を発光させ、同じ＜　
２０−２を選択しているときは２７−１と２７−２の両
方を。

２０−３または２０−４を選択しているときは２７−２
のみを。

２０−５を選択しているときは２７−２と２７−３を発
光させればよい。

前記説明では、感光体４と光像露光系５は別々に構成す
る場合を説明したが、一体構成としてもよいことはもち
ろんであり、一体構成とした場合は透明支持体３等は必
ずしも必要とせず、絶縁性の透明保護膜２３の上に直接
透明導電層２を設けることもできる。

第７図はこの発明による画像形成装置の具体例を示す断
面図である。磁気ブラシ手段６と感光体４の表面は透明
カバー３１により保護されている。

また第７図の磁気ブラシ手段６ではスリーブ８の面上で
のトナー９の層の厚さを制御するためのトナ一層厚さ制
御板（ドクク）３２をつけた場合を示している。ドクタ
３２とスリーブ８の間隙１４をｌＩ制御することにより
トナー９と感光体４面の接触条件を変えることができろ
。可視像を形成するには前述したように磁気ブラシ手段
６を上から下へ移動させながらこれに同期して感光体４
の裏面から光像露光系５より露光を行うことにより感光
体４の表面に）・ナー９による可視像を形成する。

これを透明カバー３１の外から見ることでディスプレイ
装置として使用できる。再度の可視像を形成するには磁
気ブラシ手段６を上に上げ、再び露光しながら下へ移動
させれば、古いトナー像は消去され、新しい）・ナー像
が形成される。

この発明の画像形成装置によれば、ｍＸｆｆ１画素の表
示を行う場合、前述したように、マトリクス構成の駆動
を行うことができるので２ｍｇＩの駆動回路があればよ
く、構成が簡単である利点がある。

また磁気ブラシ手段６を小形化することにより比較的コ
ンパクトな構成で高精細の表示が可能となる。扱い易さ
という点では印加電圧１３は低電圧であることが望まし
い。我々は、感光体４の厚さを従来使われている２０〜
５０μｍよゆ極端に薄くすることにより印加電圧を極端
に小さくできることを見い出した。

例えば、光導電体１１１の厚さ１μｍのセレン系感光体
を使用したところ、−２０ポル１−の印加電圧でコント
ラスＩ・の高い鮮明な可視像を得た。

光導電体層１の厚さ２μｍのＡ　ｓ２Ｓ　ｅ３感光体を
（吏用して一２５ボルトの印加電圧で、光導電体層１の
厚さ５μｍのアモルファスシリコン感光体ヲ使用して一
２５ボルトの印加電圧で高コントラスト、鮮明な可視像
が得られた。これらの可視像は電圧の極性を変えても得
られた。

ところで、光導電体層１の厚さ５μｍのセレン系感光体
を使用したとき、−４０ボルトの印加電圧では地かぶり
のないトナー像を得たが、印加電圧を一５０ボルトにす
ると地かぶりを生じた。また光４ｍ体Ｒ１の厚さ５μｍ
のアモルファスシリコン感光体を使用したとき一３０ボ
ルトの印加電圧で地かぶりが生じた。

このように光導電体層１の厚さを５μｍ以下に薄くした
場合、地かぶりのないトナー像を得るためには印加電圧
の絶対値を５０ボルト以下にすることが望ましい。

なお、上記の各実施例はいずれも横形のものを示したが
、縦形に構成することもできろことはいうまでもない。

特に第７図の表示装置の場合には縦形にもそのままの構
成で行うことができるため便利である。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明にかかる第１．第２の発明
は比較的コンバクＩ・な構成で高精細な大画面のディス
プレイを実現できる。またｌ・ナー像による可視像によ
り表示するので電源断とした後も画像が保持されろ。さ
らに感光体の光導電体層の厚さを薄くすることにより、
従来の電子写真法では前文られないような低電圧で可視
像を得ろことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる第１の発明の一実施例を示す
構成図、第２図は第１図の実施例における光像露光系の
構成例を示す平面図、第３図、第４図は第１図の実施例
における可視像形成過程の説明図、第５図（ａ）、（ｂ
）は光像露光系の構成例を示す平面図と要部の断面図、
第６図（ａ）、（ｂ）。 （ｃ）は液晶シャッタの平面図とぞれぞれ要部の断面図
、第７図はこの発明による表示装置の一例を示す側面図
である。 図中、１は光導電体層、２は透明導電層、３は透明支持
体、４は感光体、６は磁気ブラシ手段、７はマグネット
ローラ、８はスリーブ、９はトナー、１０は露光光源群
、２ｏはライン選択電極群、２２は蛍光体層、２４は画
素選択電極群、２９は液晶層、３１は透明カバーである
。 第１図 第２図 旦 第３図 第４図 第５図 第６図 １１″

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明支持体上に透明導電層と光導電体層を設けて
   なる固定された感光体と、この感光体の前記光導電体層
   と対向して配置した対向電極と、前記光導電体層と対向
   電極との間にトナーを供給する手段と、前記透明導電層
   と前記対向電極の間に電圧を印加し、前記透明支持体側
   から光像露光を行う固定された光学露光系と、前記トナ
   ーを前記対向電極の側に吸引する力を付与する手段とを
   有する画像形成装置において、前記感光体と前記光学露
   光手段を固定するとともに、前記対向電極を移動させる
   手段と、前記対向電極の移動と同期して前記光像露光位
   置を順次電気的に切り換える手段とを設けたことを特徴
   とする画像形成装置。
2. （２）前記光導電体層の厚さを５μｍ以下とし、前記印
   加電圧の大きさを５０Ｖ以下としたことを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の画像形成装置。
3. （３）透明支持体上に透明導電層と光導電体層を設けて
   なる固定された感光体と、この感光体の前記光導電体層
   と対向して配置した対向電極と、前記光導電体層と対向
   電極との間にトナーを供給する手段と、前記透明導電層
   と前記対向電極の間に電圧を印加し、前記透明支持体側
   から光像露光を行う固定された光学露光系と、前記トナ
   ーを前記対向電極の側に吸引する力を付与する手段とを
   有する画像形成装置において、前記感光体を固定すると
   ともに、前記対向電極を移動させる手段と、前記光学露
   光系として一様照射光を照射する手段と、前記一様照射
   光の通過を前記対向電極の移動と同期して制御する電子
   シャッタ手段とからなることを特徴とする画像形成装置
   。
4. （４）前記光導電体層の厚さを５μｍ以下とし、前記印
   加電圧の大きさを５０Ｖ以下としたことを特徴とする特
   許請求の範囲第（３）項記載の画像形成装置。