JPH02173764A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光導電性材料を利用した画像形成装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、光導電性材料を利用した画像形成装置としては、
電子写真法として一般に知られている方法がある。この
電子写真法による画像形成装置は、表面に光導電層を形
成した感光体上に光を照射して、感光体上に静電潜像を
形成し、次いで、この感光体上の静電潜像を現像ユニッ
トにより現像して現像剤による可視像として現像し、次
いで転写器で記録紙等の記録体に転写するという方式、
つまり一旦潜像を形成する間接記録方式である。

また、コントログラフイーとして知られている方法は、
パターン発生器からの電気信号により画像データに対応
した電荷パターンを発生する針電極を記録体を挾んで現
像ユニットに対向させて配置して、記録体に針電極の電
荷パターンに応じて現像剤を直接付着させる方式である
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の電子写真方式は、−旦潜像を形成し次いで現
像しその後記録体に転写する、という間接記録方式であ
り、最終画像形成に至るまでの工程が多いので、装置が
複雑、かつ大型となり、高価なものとなってしまう。

また、上記コントログラフイ一方式では、装置の構成は
単純であるが、多数の針電極を並べて針電極アレイとす
る場合、針電極を狭いピッチで多数絶縁して並べること
が容易でないので解像度をあげることが困難であり、ま
た、多数の針電極にパルス状の高電圧画像信号を印加す
るための針電極駆動回路が複雑となる。

上記の背景のもとに本出願人のもとで、透明電極とこの
透明電極の片面に形成された光導電層とを有する記録ヘ
ッドを、その光導電層側を記録体側に向けて記録体を挟
んで現像ユニットに対向させて配置し、前記記録ヘッド
にバイアス電圧を印加しつつその透明電極側から信号光
を照射して、画像データに対応した電荷パターンを発生
させることにより、この電荷パターンに対応した画像を
記録体上に直接形成する画像形成装置を考案し、特許出
願（昭和６３年１１月２４日出願）をしたが、静電潜像
面の不要な部分に現像剤が付着する地かぶり、記録ヘッ
ドの応答性などの点で、さらに改良が望まれる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構成が簡単
で、装置を小型かつ安価にすることが容易であり、解像
度をあげる上での困難さも少なく、さらに、地かぶりが
少なく、記録ヘッドの応答性も良好な画像形成装置を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決する請求項１の発明は、透明電極とこの
透明電極の片面に形成された光導電層とを有する記録ヘ
ッドを、その光導電層側を記録体側に向けて記録体を挟
んで現像ユニットに対向させて配置し、前記記録ヘッド
にバイアス電圧を印加しつつその透明電極側から信号光
を照射して、画像データに対応した電荷パターンを発生
させることにより、この電荷パターンに対応した画像を
記録体上に直接形成する画像形成装置であって、前記記
録体と前記現像ユニットとの間に、少なくとも非画像部
において、現像剤が記録体に直接接触しないような間隙
を設けたことを特徴とする請求項２の発明は、透明電極
とこの透明電極の片面に形成された光導電層とを有する
記録ヘッドを、その光導電層側を記録体側に向けて記録
体を挟んで現像ユニットに対向させて配置し、前記記録
ヘッドにバイアス電圧を印加しつつその透明電極側から
信号光を照射して、画像データに対応した電荷パターン
を発生させることにより、この電荷パターンに対応した
画像を記録体上に直接形成する画像形成装置であって、
前記記録ヘッドに印加される前記バイアス電圧が、直流
バイアス電圧と交流バイアス電圧とを重畳した交直重畳
パイアスミ圧であることを特徴とする 請求項３の発明は、請求項１において記録ヘッドに印加
される前記バイアス電圧が、直流バイアス電圧と交流バ
イアス電圧とを重畳した交直重畳バイアス電圧であるこ
とを特徴とする 請求項４の発明は、請求項２における現像ユニットとし
てインクミスト式現像ユニットを用いたものである。

請求項５の発明は、記録ヘッド、現像ユニット、記録体
送り機構の少なくも２つをカートリッジとして一体化し
たものである。

［作用］ 上記構成において、信号光光学系による画像データに応
じた信号光は記録ヘッドの透明電極を透過して光導電層
を照射する。透明電極にはバイアス電圧が印加されてい
るので、光導電層に信号光が照射されると、光導電層内
にキャリア（移動し得る電子または正孔）が生成され、
光導電層が記録体と接触している部分に電荷が発生する
。この電荷により現像ユニットの現像剤をクーロン力で
吸引して、中間に存在する記録体に現像剤を付着させる
ことができる。

請求項１において、現像剤は、記録体と現像ユニットの
現像剤担持体との間の間隙により、非画像部において記
録体に直接接触しないので、不要な部分に現像剤が付着
する地かぶりが減少する。

請求項２または３において、記録ヘッドに直流バイアス
電圧に重畳して印加される交流バイアス電圧は、直流バ
イアス電圧と逆極性の電圧のサイクル時に、光導電層の
電荷を中和する作用を果たす。逆極性の電荷による中和
であるから、迅速に中和が行われ、したがって、記録ヘ
ッドは照射される信号光に敏感に反応して電荷パターン
を形成し、応答性が向上する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図〜第６図を参照して説明
する。

第１図に第１実施例の画像形成装置の概略断面を示し、
第２図にその要部を拡大して示す。

この実施例では、画像データに応じた信号光を発する信
号光光学系としてレーザスキャナ２０を設けている。記
録体としての記録紙２１は、給紙ロール２２に巻かれて
おり、図示のように後述する定着器３４側に送られる。

この記録紙２１を挟んでその両側に、前記レーザスキャ
ナ２０からの信号光をミラー２３を介して受けて画像デ
ータに対応した電荷パターンを発生する記録ヘッドとし
ての感光体ヘッド２４と、記録紙２１に現像剤としての
例えば導電性磁性トナー２５を供給する現像ユニット２
６の現像剤担持体２７とが対向して配置されている。前
記感光体ヘッド２４は、第１図等で紙面と直交する方向
に細長い形状であり、ガラスの透明支持体２８に透明電
極２９を張り付け、この透明電極２９の記録紙２１側の
面に光導電層３０を円弧断面状に形成している。この光
導電層３０には、Ｓｅ−ＣｄＳ、ＺｎＯ１ＯＰＣ（有機
光導電体）、ａ−８ｔ（アモルファスＳｉ）等の光導電
性材料を用いることができる。導電性磁性トナー（以下
トナーと略す）２５を担持する前記現像剤担持体２７は
、アルミニウム等の非磁性材料による円筒状の例えば矢
印方向に回転する現像スリーブ３１の内部に、その内周
面に磁極を近接させて固定された多極のマグネットロー
ル３２を持つ構成である。この現像剤担持体２７と記録
紙２１との間隙りは、少なくとも非画像部において、現
像剤担持体２７上のトナー２５が記録紙２１に直接接触
しないような距離とされている。つまり、感光体ヘッド
２４の光導電層３０４．：電荷が形成されていない時は
、磁気ブラシを形成するトナー２５の先端が記録紙２１
まで届かないような間隙とされている。そして、この現
像スリーブ３１と前記感光体ヘッド２４の透明電極２つ
との間にバイアス電圧を印加するバイアス電圧電源（バ
イアス電圧印加手段）３３が設けられている。このバイ
アス電圧電源３３は、直流バイアス電圧電源３３ａと、
この直流バイアス電圧より小さな電圧の交流バイアス電
圧電源３３ｂとからなっている。また、記録体２１上に
形成されたトナー画像を最終的に定着するための定着器
３４が配置されている。

上記構成の画像形成装置による画像形成プロセスを説明
すると、レーザスキャナ２０を発したレーザ光は、ミラ
ー２３で反射し、感光体ヘッド２４の透明支持体２８お
よび透明電極２９を透過して光導電層３０を照射する。

透明電極２つにはバイアス電圧が印加されているので、
光導電層３０のレーザ光が照射された部分には、キャリ
ア（図示例では正の電荷を持つ正孔）が生成され、光導
電層３０の記録紙２１に接触している側にも電荷が表れ
る。この時、この光導電層３０に対向する現像スリーブ
３１上でマグネットロール３２の磁力線により磁気ブラ
シを形成している導電性の磁性トナー２５には、前記バ
イアス電圧が透明電極２９と現像スリーブ３１との間に
印加されていることから、光導電層３０側の正の電荷と
反対の電荷（この場合、負の電荷）が現像スリーブ３１
を通して注入され、光導電層３０側の正の電荷とトナー
２５側の負の電荷との間のクーロン力により一部のトナ
ー２５が記録紙２１上に付着する。

上記の現像プロセスの際、現像剤担持体２７上で磁気ブ
ラシを形成しているトナー２５は、記録紙２１と現像剤
担持体２７との間に適切に設定された間隙［ｌにより、
非画像部においてはくつまり電荷パターンのない部分に
おいては）第２図のように記録紙２１に直接接触しない
ので、記録紙２１の不要な部分にトナー２５が付着する
地かぶりが減少し、良好な現像が行われる。

また、感光体ヘッド２４に直流バイアス電圧３３ａに重
畳して印加される交流バイアス電圧３３ｂは、直流バイ
アス電圧と逆極性の電圧のサイクル時に、光導電層３０
の電荷を中和する作用を果たす。逆極性の電荷による中
和であるから、迅速に中和が行われ、したがって、感光
体ヘッド２４は照射される信号光に敏感に反応して電荷
パターンを形成し、応答性が向上する。

上記のように感光体ヘッド２４に発生した電荷パターン
に直接対応して記録紙２１に付着した１〜ナー２５は、
定着器３４において記録紙２１に定着され、最終画像が
得られる。

上記の画像形成装置は、潜像を形成する工程を経ないで
現像剤による可視像を直接記録紙２１に形成するもので
あり、従来の電子写真方式の装置において必要であった
感光ドラム、転写用帯電器、除電用帯電器、クリーニン
グユニット、イレーザ、初期帯電器等が不要となる。こ
のように、構成が著しく簡単であり、したがって装置が
小型化され、かつ安価になる。

また、感光体ヘッド２４は、従来の針電極を用いるコン
トログラフイ一方式のように多数の記録ヘッドをアレイ
状に並べるものでなく一体でよいから、高い解像度を得
る上での困難性は少ない、第３図、第４図は第２実施例
を示す。この実施例は、現像ユニットとして、前述の各
実施例と異なり、コロナ放電器のコロナイオンを用いて
現像を行うインクミスト式現像ユニット６０を用いたも
のである。このインクミスト式現像ユニット６０は、感
光体ヘッド２４に臨むスリットまたは微小穴等の開口６
１ａを持つ中空体である円筒状のシールド６１内でコロ
ナ放電を行うコロナ放電器６２を備え、前記シールド６
１内にインクミスト６３を生成させるインクミスト生成
装置６４を備えている。前記コロナ放電器６２は、中心
部のワイヤ電極６５と前記シールド６１との間に高圧電
源６６により高電圧が印加されてコロナ放電を行う。前
記インクミスト生成装置６４は、シールド６１内に張っ
たインク保持ワイヤ６７と、シールド６１内からのイン
ク回収が可能なインクタンク６８と、このインクタンク
６８内のインクを前記インク保持ワイヤ６７に供給する
インク補給器６９と、シールド６１内でインクミストを
生成させるためにインクを保持した前記インク保持ワイ
ヤ６７を振動させる図示路の振動発生装置とを備えてい
る。また、７０は透明電極２つと現像スリーブ６１との
間にバイアス電圧を印加するバイアス電圧電源（バイア
ス電圧印加手段）で、図示例では透明電極２つに負の直
流バイアス電圧を印加する直流バイアス電圧電源７０ａ
と、この直流バイアス電圧より小さな電圧の交流バイア
ス電圧を印加する交流バイアス電圧電１ＪＪｔ　７０　
ｂとからなっている。また、７１は単に紙送りを行う紙
送りロールである。

上記インクミスト式現像ユニット６０による現像は、イ
ンクミスト生成装置６４によりシールド６１内にインク
ミスト６３を生成し、この状態でコロナ放電器６２によ
るコロナ放電を行う。すると、図示例では正の電荷を持
つコロナイオン７２の一部はインクミスト６３に吸着さ
れ、インクミスト６３とコロナイオン７２とが混在した
状態となる。ここで、前述と同様に光導電層３０に信号
光が照射されて、光導電層３０の信号光が照射された位
置の記録紙２１と接触する部分に図示例の場合負の電荷
が表れると、この負の電荷に正の電荷のコロナイオン７
２が吸引され、この吸引力によりコロナイオン７２と一
緒にインクミスト６３が吸引されて開口６１ａを通過し
、インクミスト６３が記録紙２１に付着する。この場き
における交流バイアス電圧の作用は、第１図、第２図の
実施例の場きと同様である。こうして記録紙２１にイン
クによる可視像が感光体ヘッド２４の電荷パターンに直
接対応して形成される。この渇きには、定着器は不要で
ある。

なお、上記各実施例は感光体ヘッド２４と現像ユニット
２６．６０とを固定的に配置し、感光体ヘッド２４と現
像剤ユニット２６．６０との間で記録紙２１を紙送りす
る構成であるが、これと逆に、静止させた記録紙に対し
て感光体ヘッドと現像ユニットとを移動させる構成とす
ることもできる。

また、感光体ヘッドに照射する信号光の方向は、実施例
では記録紙と直交する方向であるが、必ずしも直交方向
に限定されず、例えば、はとんど真横方向からの照射も
考えられる。

また、感光体ヘッド２４に印加するバイアス電圧を直流
バイアス電圧のみ、あるいは交流バイアス電圧のみとす
ることも可能である。

第５図は第３の実施例を示す。この実施例は、第１図に
おける感光体ヘッド２４と現像ユニット２６とをカート
リッジケース７３に一体化して、画像形成装置本体に着
脱可能なカートリッジとしたものである。カートリッジ
ケース７３には、記録紙２１の挿入ロア３ａ、排出ロア
３ｂ、信号光窓７３ｃがあけられている。また、ガイド
ローラ７４および送りローラ７５を前後に設けている。

その他は、感光体ヘッド２４／＼のバイアス電圧として
直流バイアス電圧３３ａのみを印加している点を除けば
第１図の構成とほぼ同じである。

このカートリッジ化により、組み立ての際の各部の着脱
が容易となり、またメンテナンスも容易となる。なお、
記録紙２１の送りを行う記録紙送り機構も併せて一体化
することも可能であり、さらに他の組合わせの一体化も
可能である。

第６図は第３の実施例を示す。この実施例は、第３図に
おける感光体ヘッド２４と、現像ユニット６０と、イン
クミスト生成装置６４とをカートリッジケース７６に一
体化して、画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジ
としたものである。

カートリッジケース７６には、記録紙２１の挿入ロアロ
ａ、排出ロアロｂ、信号光窓７６ｃがあけられている。

また、ガイドローラ７７および送りローラ７８を前後に
設けている。

［発明の効果］ 本発明は上記の通り構成されているので次のような効果
を奏する。

潜像を形成する工程を経ないで現像剤による可視像を直
接記録体に形成するものであるから、従来の電子写真方
式と比べて画像形成の工程が少なく構成が著しく簡単に
なり、装置が小型化され、かつ安伽に製造することが可
能となった。

また、感光体ヘッドは、従来の針電極を用いるコントラ
グラフイ一方式のように多数の記録ヘッドをアレイ状に
並べるものでなく一体でよいから、高い解像度を得る上
での困難性はなくなる。

現像剤は、記録体と現像ユニットの現像剤担持体との間
の間隙により、非画像部において記録体に直接接触しな
いので、不要な部分に現像剤が付着する地かぶりが減少
する。

記録ヘッドに直流バイアス電圧に重畳して交流バイアス
電圧を印加するものでは、交流バイアス電圧により光導
電層の電荷の中和が迅速に行われ、記録ヘッドの応答性
が向上する。

また、記録ヘッド、現像ユニット等をカートリッジとし
て一体化することにより、組み立てやメンテナンスが容
易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す画像形成装置の概略
断面図、第２図は第１図における要部の拡大図、第３図
は第２実施例を示す画像形成装置の概略断面図、第４図
は第３図における要部の拡大図、第５図は第３の実施例
を示す概略断面図、第６図は第４の実施例を示す概略断
面図である。 ナ放電器、 ３・・・インクミスト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明電極とこの透明電極の片面に形成された光導電
   層とを有する記録ヘッドを、その光導電層側を記録体側
   に向けて記録体を挟んで現像ユニットに対向させて配置
   し、前記記録ヘッドにバイアス電圧を印加しつつ信号光
   を照射して、画像データに対応した電荷パターンを発生
   させることにより、この電荷パターンに対応した画像を
   記録体上に直接形成する画像形成装置であって、 前記記録体と前記現像ユニットの現像剤担持体との間に
   、少なくとも非画像部において、現像剤が記録体に直接
   接触しないような間隙を設けたことを特徴とする画像形
   成装置。 ２、透明電極とこの透明電極の片面に形成された光導電
   層とを有する記録ヘッドを、その光導電層側を記録体側
   に向けて記録体を挟んで現像ユニットに対向させて配置
   し、前記記録ヘッドにバイアス電圧を印加しつつ信号光
   を照射して、画像データに対応した電荷パターンを発生
   させることにより、この電荷パターンに対応した画像を
   記録体上に直接形成する画像形成装置であって、 前記記録ヘッドに印加される前記バイアス電圧が、直流
   バイアス電圧と交流バイアス電圧とを重畳した交直重畳
   バイアス電圧であることを特徴とする画像形成装置。 ３、前記記録ヘッドに印加される前記バイアス電圧が、
   直流バイアス電圧と交流バイアス電圧とを重畳した交直
   重畳バイアス電圧であることを特徴とする請求項１記載
   の画像形成装置。 ４、前記現像ユニットが、前記記録ヘッドに臨む開口を
   持つ中空体内においてコロナ放電を行うコロナ放電器と
   、このコロナ放電器の中空体内にインクミストを生成さ
   せるインクミスト生成装置とを持つインクミスト式現像
   ユニットであることを特徴とする請求項２記載の画像形
   成装置。 ５、上記記録ヘッドと、現像ユニットと、記録体の送り
   を行う記録体送り機構との３つのうちの少なくとも２つ
   を、画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジとして
   一体化したことを特徴とする請求項１、２、３または４
   記載の画像形成装置。