CN100367122C - 带电装置 - Google Patents

Abstract

由对应图像数据可以对像素单位开关控制的液晶快门(3)使从光源(1)全面照射的光选择性透过的同时，通过非线性光学元件(4)把选择透过的光变换为特定的波长后照射金属膜(6)。金属膜(6)使自身电子感应后释放出该电子，直接在电介质膜(8)上形成静电潜像。因此，可不必为了使电介质膜(8)带电而使用电晕放电。因此不会产生臭氧引起的环境污染问题即可很好进行带电处理。

Description

带电装置

技术领域

本发明涉及复印机、打印机以及传真机等电子照相方式的图像形成装置中的带电装置。

背景技术

在复印机、打印机以及传真机等电子照相方式的图像形成装置之中，作为静电潜像形成方法，通常在感光体上配置电晕带电器等，使整个感光体全表面均匀带电之后，采用激光曝光装置等对应于图像数据照射光，形成静电潜像。

由于上述现有的图像形成装置需要在感光体附近配置各自独立的用于带电工序的部件和用于曝光工序的部件，因而很难使装置小型化。因而，提出使带电工序与曝光工序一体化的尝试。例如，存在一种离子流记录方式。这是一种通过控制电极对每一像素单位控制由电晕放电产生的离子流，在潜像载体上直接写入静电潜像的方式。

然而，由于电晕放电利用的是高电场下的电场雪崩现象，是在所谓放电区域内使用的，因而作为放电生成物产生臭氧。例如，通常用线电极放电的情况下，由于放电电流(Id)无法得到稳定的持续放电，因而在线电极附近设置屏蔽罩，通过在屏蔽罩流过大电流来谋求其稳定化。这种情况下，会产生大量的上述臭氧。因而，在利用此种电晕放电的方式之中，虽然可实现装置的小型化，但无法去除因臭氧造成的环境污染问题，难以实用化。

本发明正是鉴于上述问题而提出来的，其目的在于，提供一种不存在因臭氧引起环境污染问题的带电装置。

发明内容

为了实现上述目的，本发明涉及的带电装置，用于在潜像载体上形成静电潜像后用显影剂把图像显影的显影装置；其特征在于：具备照射光的光照射装置，和通过接受从上述光照射装置照射的光，以光电效应释放出电子，使上述潜像载体带电的电子释放部。

若采用上述构成，电子释放部利用光电效应使上述潜像载体带电。因此，可不必为了使潜像载体带电而使用电晕放电。因此不会产生臭氧引起的环境污染问题即可很好进行带电处理。

本发明的其它目的，特征以及优点通过下文介绍定会十分清楚。此外，本发明的好处，通过参照附图的下文中的说明定会明白。

附图说明

图1是表示本发明涉及的带电装置之一构成例的剖视图。

图2是表示本发明涉及的带电装置的另一构成例的剖视图。

图3是表示与金属膜的透光率对应的电介质膜的带电特性的曲线图。

具体实施方式

下面进一步详细介绍本发明，但本发明并不受这些说明的限制。

首先，介绍本实施方式中的概念。本构成可提供一种使带电工序与曝光工序一体化的，不产生臭氧的小型结构体，还可有效降低生产成本。其基本原理如下所述。

(1)利用可把光能转换为电能的所谓光电效应，释放出电子使潜像载体带电。

(2)为了以像素单位控制电子释放，以像素单位开关控制照射光。

(3)利用电场雪崩现象，使由光电效应释放出的电子加速。

带电装置由光源和液晶快门、非线性光学元件、光电元件的层迭结构体构成。下面介绍在潜像载体上形成静电潜像的过程。

(1)由光源射出波长λ(nm)的光，该光从带电装置的液晶快门一侧平均照射。

(2)照射的波长λ的光按照待转印到记录材料上的输入的图像数据，通过分割为像素单位的液晶快门的开关动作，选择性地透过。

(3)透过液晶快门的波长λ的光，通过非线性光学元件将其波长变换为λ/n。

(4)用经过上述变换的波长为λ/n(nm)的光照射功函数W的光电元件后，则利用光电效应从光电元件中释放出电子。

(5)为了增加从光电元件释放出的电子的释放量，利用电场雪崩现象(电场雪崩效应)放大释放出的电子，获得具有所需表面电荷密度的静电潜像。电场雪崩现象是通过由施加电偏压等而加速的电子与空气中的各种分子碰撞，其分子离子化的现象。其结果是，由该分子产生的离子及电子可与由光电元件释放出的电子一样，起到使潜像载体带电的作用。

尤其是，作为用于高速印字的构成，可举出下述实例。快门部若使用液晶快门，其应答速度可高速化到数μ秒，可望实现写入速度的高速化，从而实现高速印字。作为液晶快门，可采用公知的构成。

此外，为了通过形成均匀的电场使电子增加，在波长变换部和电子释放部之间形成透过λ/n的波长的光的透明导电膜，把该透明导电膜用作施加电场时的电极。

尤其是，作为用来进行波长无变化的稳定的波长变换的构成，可采用下述构成。由于波长变换部可通过使用非线性光学元件获得波长无变化的高次谐波，因而可实现稳定化。

尤其是，在带电装置的层迭结构之中，作为电子释放部的最佳材料，可列举下述构成。构成电子释放部的薄膜金属采用当设其功函数为W(ev)，设照射装置的波长为λ(nm)，设波长变换器的变换率为1/n时，可满足W＜n×1254/λ的材料。

下面介绍更为具体的构成实例。图1示出本带电装置1O的构成。如该图所示，在写入静电潜像的潜像载体表面上形成电介质膜8。电介质膜8在潜像载体的表面上层迭铝基材料82，在其上面，作为可从光源1一侧观察到的层，通过压延制膜形成聚对苯二甲酸乙二醇酯膜81。该电介质膜8以V＝50mm/s的移动速度，相对于作为电子释放部的金属膜6平行移动。

在该电介质膜8的上方附近，相邻配置了用来在该电介质膜8上写入静电潜像的带电装置10。

带电装置10包括作为光照射装置的光源1、用来会聚光源1的光线的反射器2、以及带电装置。此处的光源1的波长λ定为508nm，照射强度定为1OmW/cm²。带电装置由靠近光源1一侧，依次层迭了作为快门部的液晶快门3，作为光波长变换装置(波长变换部)的非线性光学元件4、作为电子释放部的金属膜6。

液晶快门3由基板31和液晶元件32构成，在该例中具有400dpi的像素解像度。

配置在液晶快门件3上的非线性光学元件4使用了可产生第2高次谐波的元件。因而可把通过了液晶快门件3的波长λ的光波长变换为1/2，即/2。例如，上述λ＝508nm的情况下，可变换为508/2＝254nm。而当作为光源1的波长能够利用短波长的情况下，也可以不使用非线性光学元件4。

配置在非线性光学元件4上的金属膜6(此处使用的是金)，其功函数W＝4.6eV，形成透射率为60％的膜。在此处，当

W＜n×1254/λ

的关系成立时，即可产生光电效应，释放出电子。n为1以上的整数。在本例中为W＜2×1254/508，上述关系成立。

此外，作为用来使电子释放部释放出的电子加速，以及利用电场雪崩现象增加的电偏置装置，此设作为电子释放部的金属膜6和电介质膜8的间隙g为100μm，在金属膜6和电介质膜8的铝基材料82之间施加-600v作为直流电流E的电压。图中的e为释放出的电子。这时，正如后述的图3所示，电介质膜8产生-500V作为带电电位。

也可把上述图1的构成变形，使之成为图2所示构成。也就是说，在上述构成之中，使透明导电膜5层迭在非线性光学元件4与金属膜6之间。在此处，作为透明导电膜5，例如可使用Ga₂O₃。在图1的构成之中，作为电子释放部的金属膜6示出透射率为60％的电子释放量的最大值，但如果透射率超过此值，电子释放量反而会极端地低下。图3示出通过试验调查该情况的结果。图3示出带电特性，也就是与金属膜6的光透射率相对应的电介质膜8的带电电位。图中的黑点A为采用图1构成的结果，白圈B表示采用图2构成的结果。

如上所示，透射率一超出规定值(这里为60％)，电子释放量极端地低下的原因可能是下述各点。也就是说，作为用于使电子释放部射出的电子增加的电偏置装置，在图1的例中，把金属膜6和电介质膜8的间隙g设定为100μm，在金属膜6和电介质膜8的铝基材料82间施加了E＝-600V的直流电压。但是，当金属膜6的透射率一超出某个值(此处为60％)，即金属膜6变为超限度的薄，其结果是使金属膜6的导通变得不均匀。因而无法形成均匀的电场，正因如此，电介质膜8的带电电位无法上升到所需要的值。而在此处图3的曲线图中，则是把朝下前进表现为“电位上升”。

与之相对应，在图2的构成例中，作为电偏置装置的电极，并非只使用金属膜6，而是在此处层迭了透明导电膜5，并将此作为电极使用。这样一来，即使使用透射率极高的金属膜6，例如透射率为90％的金属膜6，也可很好地提高电介质膜8的带电电位。结果是，可获得更大的电子释放量，可进行更高速度的印字。

如上所述，在该构成之中，通过与图像数据对应，由对像素单位可以进行开关控制的快门部选择性透过从光照射装置全面照射的光的同时，通过波长变换部把选择透过的光变换为特定的波长后，照射电子释放部，使自身的电子感应后，释放出该电子，直接在潜像载体上形成静电潜像。这样一来，即可使带电工序与曝光工序一体化，提供一种由不发生臭氧的小型结构件构成的静电潜像生成装置，进而提供显影装置，还可降低其生产成本。

下面作为上述图1或图2所示构成的变形例，还可在带电装置10或11的旁边，电介质膜8的移动路径的中下游一侧，设置照射与图像数据相对应的光的未图示的光源(数据光照射装置)。此种情况下，液晶快门件3与图像数据无关地处于常开状态，来自作为带电装置10或11中的光照射装置的光源1的光均匀地照射到金属膜6上，因而与之对应的电介质膜8也可均匀地带电。然后，移动电介质膜8，通过上述数据光照射装置，根据图像数据进行曝光，能够形成与图像数据对应的静电潜像。这样也可提供不发生臭氧的带电装置。这种情况下，还可省去液晶快门件3。但在上述情况下，电介质膜8需具有感光性。要想采用上述数据光照射装置，按图像数据进行曝光，例如可设定为用数据光照射用的未图示的光源均匀地照射光，在该光源与电介质膜8的曝光部位之间配置具有与图1及图2的例中所用的功能相同的液晶快门件。并且只要用该液晶快门件，按照图像数据，控制光的透过即可。

本发明是用于电子照相装置，直接在潜像载体上形成静电潜像的带电装置，也可采用下述构成：具有光照射装置；用来开关控制由光照射装置全面照射的光的透过的快门部；用来改变透过上述快门部的光波长的波长变换部；通过接受由上述波长变换部变换了波长的光的照射，使自身电子感应并释放该电子的电子释放部，具备依次层迭了快门部、波长变换部、电子释放部的带电装置；以及用来使上述电子释放部释放出的电子增加的电偏置装置。

此外，本发明在上述构成的带电装置之中，也可采用下述构成：上述快门部是以像素单位构成的液晶快门元件。

此外，本发明在上述构成的带电装置之中，也可采用下述构成：波长变换部是非线性光学元件。

此外，本发明在上述构成的带电装置之中，也可采用下述构成：电子释放部为金属膜，当设其功函数为W(eV)，设照射装置的波长为λ(nm)，设波长变换部的变换信率为1/n时，为可满足

W＜n×1254/λ

的材料。

此外，本发明在上述构成的带电装置之中，也可采用下述构成：在上述波长变换部和电子释放部之间形成透过λ/n的波长的光的透明导电膜。

此外，本发明在上述构成的带电装置之中，也可采用下述构成：用于电子照相装置，是一种直接在潜像载体上写入静电潜像的带电方法，通过可按照图像数据以像素单位可开关控制的快门部，使光照射装置全面照射的光选择性透过的同时，通过波长变换部把选择性透过的光变换为特定的波长后照射电子释放部，释放出自身的电子后，直接在潜像载体上形成静电潜像。

若采用此种构成，则可通过按照图像数据以像素单位可开关控制的快门部使光照射装置全面照射的光选择性透过的同时，通过波长变换部把选择性透过的光变换为特定的波长后照射电子释放部，使自身电子感应后释放出该电子，即可直接在潜像载体上形成静电潜像。因此可提供带电工序与曝光工序一体化了的不发生臭氧的小型结构件的同时，还可望降低其生产成本。

此外，本发明的带电装置除上述构成外，还可采用下述构成：通过对电子释放面照射与图像数据相对应的光，在上述电子释放部上形成光潜像，然后用从上述电子释放部释放出的电子，使上述潜像载体按照图像数据带电。

利用上述构成，通过对光电子释放面照射与图像数据相对应的光，在上述电子释放部上形成潜像，然后用从上述电子释放部释放出的电子，使上述潜像载体按照图像数据带电的电子释放部即可利用光电效应使上述潜像载体带电。

因而可用一套装置实现均匀带电的装置与按照图像数据控制光的装置两种功能。正因如此，除具有上述构成的效果之外，还可不产生臭氧引起的环境污染问题，而实现装置的小型化。

潜像载体不必是感光体，只要具有带电特性，也就是说只要是电介质(绝缘物)就行。例如举出有玻璃、氧化铝、硅、聚酯等等，但也不受此限制。

在上述构成中，可采用由光照射装置向上述电子释放部均匀照射光。此种情况下，可采用下述构成：通过在光照射装置和上述电子释放部之间配置快门装置，利用该快门装置控制光对上述电子释放部的光照射。此种情况下，可采用液晶快门装置控制光的照射。

此外，还可采用下述构成：不是靠快门适当阻挡均匀照射的光，而是按照图像数据增加与减少光照射装置朝上述电子释放部照射的光量。

此外，本发明的带电装置除上述构成外，还可采用下述构成：具备对潜像载体照射与图像数据相对应的光的数据光照射装置，上述潜像载体为感光体，上述电子释放部利用光电效应使潜像载体均匀带电，上述数据光照射装置对潜像载体照射与图像数据相对应的光，形成静电潜像。

采用上述构成，首先，靠来自照射装置的均匀的光，借助光电效应，使潜像载体均匀带电。接着，通过控制数据光照射装置的光的照射，形成静电潜像。也就是说，由数据光照射装置对潜像载体照射与图像数据相对应的光，通过仅去除光照射到潜像载体上的电子，在潜像载体上形成静电潜像。正因如此，除具有上述构成的效果之外，还可利用引起光电效应的元件使潜像载体均匀带电。

在上述构成之中，可采用由数据光照射装置朝上述潜像载体均匀照射光的构成。此种情况下，可采用下述构成：在数据光照射装置和潜像载体之间配置快门装置，利用该快门装置控制光对潜像载体的照射。此种情况下，可用液晶快门装置控制光的照射。

此外，还可采用下述构成：不是靠开关适当阻挡均匀照射的光，而是按照图像数据增加与减少从数据光照射装置朝上述潜像载体照射的光量。

此外，本发明的带电装置，除上述构成之外，还可采用下述构成：具有改变来自上述光照射装置的光的波长的光波长变换装置。

利用上述构成，改变来自上述光照射装置的光的波长。因而无论来自光照射装置光的波长如何，均可获得所需波长的光。正因如此，除具有上述效果之外，还可拓宽作为光照射装置所用光源的范围。

而用来实施发明的最佳实施方式中的具体实施方式或实施例始终不过是为了说明本发明的技术内容，不应仅局限于此种具体示例来狭意解释本发明，在本发明的精神与上述权利要求范围内可做种种变更后实施。

(产业化前景)

本发明涉及电子照相方式的图像形成装置中的带电装置，尤其可用于复印机、打印机以及传真机等方面。

Claims (10)

1.一种带电装置(10、11)，用于在潜像载体上形成静电潜像后用显影剂把图像显影的显影装置，其特征在于，具备：照射光的光照射装置(1)；和

通过接受从上述光照射装置(1)照射的光，以光电效应释放出电子，使上述潜像载体带电的电子释放部(6)。

2.根据权利要求1所述的带电装置(10、11)，其特征在于：

通过对光电子释放面照射与图像数据相对应的光，在上述电子释放部(6)上形成光潜像，

然后用上述电子释放部(6)释放出的电子，使上述潜像载体按照图像数据带电。

3.根据权利要求1所述的带电装置(10、11)，其特征在于：具备对潜像载体照射与图像数据相对应的光的数据光照射装置；

上述潜像载体是感光体；

上述电子释放部(6)利用光电效应使潜像载体均匀带电；

上述数据光照射装置通过对潜像载体照射与图像数据相对应的光，形成静电潜像。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的带电装置(10、11)，其特征在于：

具有改变来自上述光照射装置的光的波长的光波长变换装置(4)。

5.根据权利要求4所述的带电装置，其特征在于：上述光波长变换装置(4)是非线性光学元件。

6.根据权利要求4或5所述的带电装置(10、11)，其特征在于：

上述电子释放部(6)为金属膜，当设其功函数为W(ev)，设上述光照射装置(1)的波长为λ(nm)，设上述光波长变换装置(4)的变换倍率为1/n时，是可满足W＜n×1254/λ的材料。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的带电装置(10、11)，其特征在于：

在上述光波长变换装置(4)和电子释放部(6)之间形成可透过λ/n波长的光的透明导电膜(5)，其中λ为从上述光照射装置(1)照射出的光的波长，1/n为上述光波长变换装置(4)的变换倍率。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的带电装置(10、11)，其特征在于，具备：用来开关控制由上述光照射装置全面照射的光的透过的快门部(3)。

9.根据权利要求8所述的带电装置，其特征在于：

上述快门部(3)是在像素单位上构成的液晶快门元件。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的带电装置，其特征在于，具备：用来使由上述电子释放部(6)释放出的电子增加的电偏置装置。

Images