JPH02296261A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は光発電体上に光像を投影結像する形成の像形成
装置に関するものである。

（ロ）従来の技術 一般に電子写真装置としてはコロナ放電を利用した電子
写真装置が広く知られている。第７図はコロナ放電方式
の電子写真装置を示す模式図であり、静電潜像担持体３
０の周囲にコロナ帯電、露光現像、転写、除電、クリー
ニング等のプロセスを行うための帯電器３１、現像器３
２、転写器３３、消去ランプ３４、清掃器３５等を配置
しており、静電潜像担持体３０を回転させつつ帯電器３
１にて帯電させ、光像を投射し、静電潜像を形成した後
、現像８？、′：Ｆ３２にてトナー顕像を形成し、転写
器３３にて記録紙３７に転写せしめ、定着器３６にてト
ナー顕像を定着せしめると共に、消去ランプ３４で残留
静電気を消去し、清掃器３５にて残留トナーを除去する
過程を反復す）ようになっている。従ってその構成及び
プロセス共に繁雑であるという欠点があった。このため
近年にあってはコロナ放電を利用しない電子写真方式が
提案されている（画像電子学会第１６巻第５号　１９８
７　）。

第８図は、コロナ放電を利用しない電子写真装置を示す
模式図であり、静電潜像担持体４０の外周面上部に、磁
気ブラシ４１を、また外周面下部に転写ローラ４２を配
置すると共に、静電潜像担持体４０の内側にＬＥＤアレ
イヘッド４３を配置して構成されている。

静電潜像担持体４０はガラス製の透明支持体４０ａの外
周に透明電極４υｂ、感光部を構成する光導電層４０ｃ
を積層して構成され、前記透明電極４０ｂと磁気ブラシ
４１を構成する磁極ローラ４１ａとの間に現像バイアス
を印加せしめである。導電性トナーは磁極ローラ４１ａ
の外周に被せたスリーブ４１ｂ周囲に吸着せしめられて
、所謂磁気ブラシ４１が形成され、光導電層４０Ｃの外
周面に臨み、ヘッド４３から投射された光像が透明支持
体４０ａの内側から光導電層４０ｃに入射せしめられて
、光導電層４０ｃに静電潜像が形成されると、磁気ブラ
シ４１から光導電層４０ｃ表面にトナ〒が吸着され、ト
ナー顕像が形成され、転写ローラ４２にて記録紙４４に
転写せしめられてゆくこととなる。

静電潜像担持体４０表面の残留トナーは磁気ブラシによ
る掻き取りカ及び磁極ローラ４１の磁力によって除去さ
れる。従って静電潜像担持体４０に対する帯電、露光、
現像、クリーニングが磁気ブラシ４１、ヘッド４３によ
って略同時的に行われることとなり、構造及びプロセス
が大幅に簡略化される利点がある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ］ロナ放電を利用しない電子写真装置においては現像時
に印□加される現像バイアスを利用して帯電を行なって
いたが、帯電と現像という２つの異なる現象の両立が困
難で、良好な印字品質を安定して得ることが難しかった
。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、光発電体と、前記光発電体上に光像を投影結
像する結像手段と、前記光発電体の投影結像部にトナー
を付着させるトナー現像手段とが具備されている像形成
装置である。

（ホ）作　用 光発電体上に光像が投影結像されると、当該光像に沿っ
て発電され、当該起電力によって静電潜像が形成される
。

従って、前記静電潜像にトナーを付着させると、光像に
対応するトナー像が形成されることになる。

（へ）実施例 以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。

第１図は本発明に係る静電潜像担持体を用いた電子写真
装置の模式図であり、図中１は本発明に係る静電潜像担
持体、２は磁気ブラシ、３はＬＥＤアレイヘッド、４は
転写ローラ、５は記録紙を示している。

静電潜像担持体１は円筒形であって図示しない軸回りに
矢印方向に回転駆動せしめられるようになっており、そ
の外周面上部に臨ませて磁気ブラシ２がまたこれと対向
して内側には露光のためのＬＥＤアレイヘッド３が配設
され、更に外周面下部に臨ませてトナー顕像を記録紙５
に転写する転写ローラ４が配設されている。

第２図は本発明に係る静電潜像担持体１０部部分面構造
図であり、第２図において１１はガラス等にて構成され
た透明支持体を示している。この透明支持体１１上には
、微結晶シリコンを主成分とする電極１２が積層形成さ
れ、この上にアモルファスシリコンを主成分とする第１
の光発電層１３、第２の光発電層１４、第３の光発電層
１５が積層され、更にその上部にａ−３ｉＮからなる表
面層が形成される。

上記装置において、基板１１及び電極１２を介して光が
各光発電層１３．１４．１５に入ると、各層内で自由キ
ャリア（電子及びまたは正孔）が生じ、こｉｔらが電極
１１、表面層１６に集電されることにより起電圧を生じ
る。

本発明に使用される静電潜像担持体は例えば以下のよう
なものである。

光入射方向に積層された第１、第２、第３の光発電層１
３ｂ、　１４ｂ、１５ｂの各光学的禁止帯幅Ｅｏｐｔは
、第３図に示す如く光入射側より順次小さくなっている
。より具体的に説明すると第１〜第３発電層の具体的構
成は表１の通りである。

以下余白 表１ 即ち、各発電層において主に発電作用の行なわれるのは
夫々の■型層であるが上記の如く、光入射側より順次積
層されている第１Ｉ型層１３ｂ、第２１型層１４ｂ及び
第３１型層１５ｂの夫々の光学的禁止帯幅Ｅｏｐｔば１
．７５ｅｖ、）、６５ｅｖ、１．５ｅｖと順に小さくな
っているのである。第１Ｉ型層１３ｂ第２Ｉ型層１４ｂ
は共にａ−８ｉＨで形成されているが作成条件を変える
ことにより主に■２の含有量等が変化しわずかではある
がＥｏｐｔを変えることができる。また第３■型層１５
ｂはａ−８ｉＧｅｉｔｌとよぶＳｉとＧｅのアロイなの
でＥ、ｏｐｔはＬ　５ｅｖに下げることが可能となる。

半導体発電現象において、発電に寄与する入射光波長、
即ち吸収波長は発電領域の光学的禁止帯幅に依存する。

第４図は本実施例における第１、第２、第３光発電層１
３ｂ、　１４ｂ、　１５ｂの夫々を光吸収特性を示して
いる。

本実施例では、第３図に示すように素子全体として見れ
ば複数の光学的禁止帯幅が存在し、しかも光入射側から
順次それが小さくなる配置であるので、入射光エネルギ
は、その短波長側のものが素子の比較的浅い領域で有効
に発電に寄与すると共に、長波長側のものが素子の浅い
領域で吸収されることなく素子の比較的深い領域にまで
進んでそこで有効に発電に寄与する結果、素子全体とし
て大きな発電効率が得られる。

上記実施例の製造は、例えば基板１１を反応室に入れ、
斯る反応室に適宜反応ガスを満してグロー放電を生起せ
しめることにより行なわれる。電極１２各光発電層１３
．１４．１５の組成は夫々異なるので、積層順に反応ガ
スが切替えられることはもちろんである。表２に、各層
に対する反応ガスの組成を示す。

表２ 以下余白 （反応ガスにはキャリアガスとしてＨ２が含まれてお一
へその量［！目的に応じて変化する。基板温度、電力も
層により異なる。） そして、上記の静電潜像担持体ｌに内部（透明支持体側
）から赤色ＬＥＤアレイヘッド３（中心波長６６０ｎｍ
、１６ｄ’Ｏｔ／ｍｍ）を画像信号に応じて点灯させる
と、前記担持体１の光が入射した部分だけが起電力（本
実施例では電極１２に対して正電位）が約２ｖ発生する
。これと同時に表面層１６側から導電性トナーを頁の現
像バイアス（’−１０Ｖ　）を印加しなから担持体１に
接触させると起電力が発生した位置のみにトナーが付着
する（現像）。

次に担持体１は移動し記録紙５を＋１００Ｖにバイアス
された転写ローラ４との間に導き、担持体１上のトナー
顕像は記録紙５に転写される。転写が済んだ記録紙“５
は次に定着器（図示せず）へ運ばれ、そこで定着するこ
とによりプリントが終了する。

一方担持体１は更に回転して再度現像位置において現像
が行なわれ、このサイクルを繰り返す。

このようにして得られる印字サンプルは、従来の電子写
真法のサンプルと同じ画像である。

ここで各種ＬＥＤ）の発光光度の波長分布を第５図に示
す。本実施例ではＲｅｄ−１のＬＥＤを使用したが、こ
れはもちろん使用する静電潜像担持体に応じて最適なも
のを選択することが可能である。また複数の光を同時に
照射することにより更に本記録装置の性能向上に役立つ
場合もある。第６りは第２発電層の■型層１４ｂ（Ｅｏ
ｐｔ＝　１．６５ｅｖ）の６６００人の光の吸収特性で
あるこの図から例えば第２Ｉ型層１４ｂｌｏ００人の膜
中で約１０％の６６０ＯＡの波長の光が吸収されること
がわかる。

この吸収特性は一般的に同じＥｏｐｔの膜においては長
波長の光はど吸収率が小さく、同じ波長の光に対しては
Ｅｏｐｔの大きい膜はど吸収率が小さい。

そして、これらのことを総合して最適な静電潜像担持体
が形成できるのである。

ここで表面層１６は静電潜像担持体として必要な解像度
を得るために形成するものでこの表面層１６のおかげで
１６ｄａｔ／ｍｍの高解像度の印字が可能となる。もち
ろんこれがなくても第３Ｎ型層１５ｃの性能次第で解像
度が得られることもあるが、この作成条件は非常に難し
く不安定なものになるため、表面層１６を形成すること
が望ましい。

本画像記録装置は光発電体層を静電潜像担持体に使用す
るため、コロナ放電方式の電子写真装置（第７図）と比
べて非常に装置が簡単になり低価格小型化が実現できる
。またコロナ放電を利用しないが、感光体を静電潜像担
持体に使用する記録装置（第８図）に比べて、表面電位
を導電性トナーを用いて供給する必要がないため、安定
した電位が現像バイアスとは独立して設定できるので良
好な画像品質が安定して得ることが可能となる。

なお、第２の実施例では、静電潜像担持体として電極１
２にＩＴＯの上にＳｎＯ□をコートした透明膜を使用し
、光発電層として前記実施例の第２の光発電層１４と第
３の光発電層１５の間に、第２の光発電層と同じ層を５
層はさみ、光発電層を計８層とした膜を利用したら光照
射部に発生する起電圧は約５■になった。

この状態で導電性トナーを負のバイアス（−８■）を印
加しなから担持体に接触させると前記実施例よりもコン
トラストが大きな印字が得られｌま た。

前記第２の実施例と同ヒ担持体を用いて照射光源として
ＬＥＤアレイの代わりに螢光灯を使用し、この光をスイ
ッチングするために液晶シャッターアレイを使用したが
、螢光灯は発光波長分布がＬＥＤとは異なり、幅をもっ
ているため、各光発電層の各位置において光が吸収され
る。その他の条件は前記第２の実施例と同様にして印字
実験を行なった。この結果、前記第２の実施例よりもコ
ントラストのよい画像が得られた。

前記第２の実施例と同じ担持体を用いて、照射光源とし
て、ＧｒｅｅｎとＲｅｄ−１とＲｅｄ−２が同時に発光
するＬＥＤアレイを使用した。その他の条件は全く同じ
にして印字実験を行なった結果、前記第２の実施例と第
３の実施例の中間のコントラスＩ・が得られた。

第５の実施例では、静電潜像担持体として前記第２の実
施例の電極−Ｌに光発電層の形成を、基板、電極、第８
Ｎ型層、第８１型層、第８Ｐ型層、第７Ｎ型層、・・・
第１Ｐ型層、表面層の順に行なったものを使用した。

そして光照射を担持体外部がら現像開始位置に行なった
。その他の条件は第２の実施例と同じに設定したが、印
字実験の結果コントラストの低い画像しか得ることはで
きながった。

前記第２の実施例において、導電性トナーの代わ夛２に
２成分絶縁性トナーを使用し、現像バイアスは１００Ｖ
に設定して、その他の条件は前記第２の実施例と同じに
した。印字実験の結果、前記第２の実施例より、少し小
さいコントラストが得られた。そこで現像バイアスを５
０Ｖに下げると全体に高濃度になりカブリが発生した。

（ト）発明の効果 本発明では光発電体と静電潜像担持体として使用するた
め、コロナ放電方式の電子写真装置と比べて非常に装置
が簡単にな１）、低価格小型化が実現できる。また、コ
ロナ放電を利用しないが、感光体を静電潜像担持体に使
用する記録装置に比べて、導電性トナーを用いる必要が
ないため、安定した表面電位が、現像バイアスとは独立
して設定できるので、良好な画像品質が安定して得るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の概略的構成図、第２図
は静電潜像担持体の素子構造の拡大断面図、第３図は静
電潜像担持体のエネルギーバンド図、第４図は各光発電
層の光吸収特性図、第５図はＬＥＤの相対光度分布図、
第６図は発電層の光吸収特性図、第７図は従来のコロナ
放電を利用した画像記録装置の概略的構成図、第８図は
従来のコロナ放電を利用しない画像記録装置の概略的構
成図である。 １・・・静電潜像担持体、２・・・磁気ブラシ、３・・
・ＬＥＤアレイヘッド、４・・・転写ローラ、５・・・
記録紙、１３．１４．１５・・・光発電層（光発電体）
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光発電体と、前記光発電体上に光像を投影結像す
   る結像手段と、前記光発電体の投影結像部にトナーを付
   着させるトナー現像手段とが具備されている像形成装置
   。
2. （２）光発電体上に光像を投影結像すると同時にトナー
   現像する請求項１記載の像形成装置。
3. （３）光発電体上に光像を投影結像した後にトナー現像
   する請求項１記載の像形成装置。