JPH0330869B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、情報を電子写真的に処理する電子写
真装置に関する。

普通の電子写真複写機においては、もとの情報
の潜像を形成するように、光導電体を帯電させ、
光学装置を介して像露出を行なう。このもとの情
報は、印刷した頁、図面又は写真のような任意の
書類でよい。このようにして形成された潜像は、
次いで現像され、この現像された像は紙のような
担体シートに転写される。これは複写モードであ
る。

又電子写真装置を焼付けモードで操作すること
はよく知られている。この焼付けモードにおいて
は変調された走査レーザービームが所望の情報に
従つて帯電した光導電体を放電させてこの情報に
対応する静電潜像を形成する。この静電潜像は、
次いで、原版から光学的に形成された像の場合と
同様にトナーが吸着され（toned）［以下調色さ
れると称する］、転写される。

走査モードと共に複写モード及び焼付けモード
でも操作できる装置を設けることが望ましい。光
学装置は高価である。固体レーザーは、光源とし
て原版を走査するのに経済的かつ有効な手段であ
る。しかしレーザーダイオードは、安価ではある
が極めて狭い波長で動作し、そして白黒の書類の
走査に使うことができるが、カラー原版の走査に
は満足が得られない。原版書類を走査するのに多
重波長レーザーを使うと費用がかかり、やつかい
で信頼性がない。すなわち焼付けモード及び走査
モードで又は複写モード及び走査モードで操作で
きる装置の製作は容易でない。

レーザで原版書類を走査しフアクシミリ装置へ
の入力を誘導することは或る程度困難であるの
で、この業界の電子写真装置は光学装置により潜
像を生じさせ、次いでこの潜像をレーザービーム
又はピンチユーブで走査した。レーザーによる潜
像の走査により、ピンチユーブからの電子ビーム
による潜像の走査と同様に潜像を消去する。走査
モードで操作する従来の装置がこのモードでだけ
しか操作できないのは明らかである。従来の装置
は複写モードと走査モードとでは、又は焼付けモ
ードと走査モードとでは操作できない。

本発明は、情報を複写モード及び走査モードで
又は焼付けモード及び走査モードで電子写真処理
し、操作者の随意で３モードの全部で操作できる
ようにする方法及び装置に関する。

次に従来のこの種の装置について述べる。

西山（Nishiyama）等を発明者とする米国特
許第3681527号明細書 この特許明細書には、複写モードで普通の電子
写真複写機として動作する電子写真装置について
記載してある。この装置は、静電潜像が複写モー
ドの場合と同様に形成されるが、光学的に形成さ
れる静電潜像は現像しない読取りモードで操作す
る。その代りに静電潜像は、この像を電子ビーム
で走査するピンチユーブにより読取られ、このピ
ンチユーブの出力を入力としてフアクシミリ受信
機のような遠隔記録装置に伝送される。焼付けモ
ードである記録操作では、光導電体に遠隔フアク
シミリ送信機からの入力の関数として電子を噴射
して静電潜像を形成する。この静電潜像は、次い
で現像されて、最終的に担体シートに転写される
可視像を形成する。静電潜像を走査すると、この
静電潜像は消去されもはや現像できないのは明ら
かである。さらに電子ビームによる走査は、電子
ビームが大気をイオン化しないで横切ることがで
きないから真空を必要とする。西山等の特許明細
書によれば、ピンチユーブがドラムに接触し又は
隣接している。ピンチユーブがドラムに接触して
いれば、ピンチユーブは光導電体を引つかき、ピ
ンチユーブがドラムに隣接していればこのドラム
が作動するとイオン化により再生の精度を下げ
る。

ブランハム（Branham）等による米国特許第
4046471号明細書 この特許明細書には複写モード又は焼付けモー
ドで操作できる電子写真装置を示してある。複写
モードにおいては原版書類は、帯電した光導電性
ドラムに光学的に投影され、次いでよく知られて
いるようにして現像される潜像が形成される。焼
付けモードにおいては、データプロセツサにより
レーザー焼付けビームを制御し、潜像を形成す
る。次いでこの潜像は普通の方法で現像される。
走査モードはない。

スタークウエザー（Starkweather）による米
国特許第4084197号明細書 この特許明細書には、変調された光ビーム（な
るべくはレーザー）によりドラムにより支えられ
た帯電した電子写真表面を走査し、次いで普通の
方法で現像される静電潜像を形成する電子写真焼
付け機を示してある。この装置は、静電潜像を他
の手段で形成するようにはしてないから、焼付け
モードだけで操作される。

今井（Imai）等による米国特許第4171902号明
細書 この特許明細書には、焼付けモードだけで動作
し変調された走査レーザーを使う、スタークウエ
ザーと同様な電子写真装置を示してある。この装
置は、変調されたレーザービームからの帯電した
光導電表面の潜像の精度に役立つ調節器及び集束
レンズを使う。

デイステフアーノ（DiStefano）等による米国
特許第4204725号明細書 この特許明細書には従来と同様にブランハム等
の特許明細書に示してあるような焼付け複写機に
ついて記載してあり、レーザービームにより光学
的に形成された静電潜像を走査する付加的な説明
を示してある。デイステフアーノ等の特許明細書
によれば、光導電表面の静電潜像からレーザービ
ームにより誘起される電流の放電を検出するよう
に検知用の電極及び回路を設けてある。この電流
は、次いで増幅され、計算機記憶装置又はフアク
シミリ伝送のためにコード化できる信号に変換さ
れる。レーザービームが静電潜像にあたると、こ
の静電潜像をレーザービームが消去する。従つて
原版には伝送した記録だけしかない。デイステフ
アーノ等の発明の新規性は、複写モード又は走査
モードで走査されるが焼付けモードでは走査され
ない装置を設けてあることである。デイステフア
ーノ等によればこの装置は、光導電ドラムの調色
した像を走査することにより、走査モードで操作
されるが、光導電体及びトナー粒子が共に焼付け
レーザーの波長で吸収し従つてコントラストが弱
く得られる信号の処理がむずかしくなる点でこの
ことが基本的な欠点になることを指摘している。
さらに多重波長レーザーを使いレーザー光の有害
な吸収を防ぐことが必要である。

ジー・アー・モツト（G.R.Mott）、エイチ・イ
ー・クラーク（H.E.Clark）及びジエイ・エイ
チ・デツサー（J.H.Dessauer）によれば『写真
の科学及び技術』第５巻第87ないし90頁（1961年
版）に光導電ドラムの現象した像を急速表示のた
めに投影することを記載してある。この投影装置
は『反射光学装置によるゼログラフイー像の投
影』から得られる英文字頭字語PROXIと呼ばれ
た。この装置は、帯電させられ、露出させられ現
像されるセレン板を備えこのセレン板上に現像さ
れた像が形成される。走査は行われなくて、この
装置は約22％であるセレンの表面反射率を使つ
た。このことは、投影に必要な高い光レベルによ
りセレン表面に悪影響を及ぼさないで、小形及び
中形のスクリーンに良好な可視性を与えるのに十
分であると考えられた。

一般に本発明によれば、原版書類から誘導され
る情報を電気的に処理する新規な電子写真装置が
得られる。本発明によれば従来と同様に焼付けモ
ードと複写モードとで、或は走査モードだけで操
作することのできる装置だけでなく、又複写モー
ドと走査モードとで、又は焼付けモードと走査モ
ードとで操作員が随意に操作することのできる装
置も得られる。本発明装置の構造は、従来の困難
を除き、走査モードで操作されるときは、符号化
され、記憶され又はフアクシミリ送信される信号
を発生することのできる新規な走査法により表わ
される。静電潜像を走査してこれを消去すること
をしないで、先ず光導電体の反射表面の像を現像
し、この現像された像の非調色部分から走査光を
反射させる。鏡面反射光は、次いで光導電体に差
し向けられる。その出力は次いで符号化されて伝
送され又は記憶される。集束レーザーを光ビーム
として使うのがよいが、本発明電子写真装置は原
版書類を光で走査するより数倍も有効であり、従
つて本発明によれば走査照明として集束光ビーム
を使うことができる。

本発明の目的は、焼付けモード又は複写モード
でそして走査モードでも操作できる新規な電子写
真装置を提供しようとするにある。

本発明の他の目的は、光導電体上の現像された
像を走査し、遠隔の場所のフアクシミリ受信機と
同様な受信装置に送信する信号を発生する新規な
電子写真装置を提供しようとするにある。

なお本発明の他の目的は、走査能力を持つだけ
でなく又複写モード及び焼付けモードで操作でき
る電子写真装置を提供しようとするにある。

さらに本発明の目的は、単一の単色集束レーザ
ービーム又は集束光ビームを走査手段用の光とし
て使う新規な電子写真装置を提供しようとするに
ある。

なお本発明の目的は、現像した静電像を走査す
る単一の単色レーザービームを使う新規な電子写
真装置を提供しようとするにある。

以下本発明による電子写真装置の実施例を添付
図面について詳細に説明する。

第１図に示すように金属ドラム２はキー６によ
り軸４に固定され、金属ドラム２が原動機（図示
してない）により軸４と共に矢印の向きに回転す
るようにしてある。軸４は大地８に接地してあ
る。金属ドラム２は、コロナ放電装置１２により
帯電させられるのに適する光反射光導電層１０を
設けてある。第１図の焼付け複写機の操作の複写
モードでは、レンズ１４により帯電させられた光
導電体を、複写しようとする原版の像に露出する
ようにしてある。光導電体は暗部内では実質的に
絶縁体であり光の中では実質的に導電体であり、
従つてこの装置が当業界にはよく知られているよ
うに光よけのハウジング（図示してない）内に納
めてあるのはもちろんである。走査レーザー１６
は、複写モードでは動作しなくて、レンズ１４に
より生ずる静電潜像は現像場所１８で現像され
る。現像液は、ポンプ（図示してない）により管
２２を経てタンク２０に導入され、管２４から再
循環させられる。潜像は、光導電体の性質に従つ
て右極性のトナー粒子を散乱させた現像液でぬら
される。当業界にはよく知られているバイアス電
極装置２６により背景区域すなわち非像区域が調
色されないようにする。ベルト３０により金属ド
ラム２と同じ方向に駆動される調整ローラ２８
は、この調整ローラ２８の表面が光導電体の表面
とは反対の方向に動くようにする。調整ローラ２
８のスペーサリム３２により調整ローラ２８の表
面が現像した静電像に触れないようにし、又現像
された像の区域で金属ドラム２の液量を減らす。
ワイパ・ブレード３３により調整ローラ２８の表
面をきれいに保つ。紙又はその他の担体媒体すな
わち担体シート３４は、所望によりバイアスされ
る転写ローラ３６により現像像に押当てられる。
ピツクオフ・ブレード３８により像を支えている
担体シート３４をドラム２からはがす。清掃ロー
ラ４０により光導電体の表面を清掃し、ワイパ・
ブレード４２によりこの清掃作業を援助し、この
結果光導電体を、次の動作サイクルの準備をさせ
る。

焼付けモードでは原版をレンズ１４により露出
されない。その代りに現像しようとする像を、走
査レーザー１６のビーム４４により帯電した光導
電体に生じさせる。走査レーザー１６は、導線４
６を経ての入力信号によつて変調され、当業界に
はよく知られているようにして、たとえばブラン
ハム等の米国特許第4046471号、又はスタークウ
エザーの米国特許第4084197号の各明細書に示し
てあるようにして、走査する。従来の装置を表わ
す第１図は、当業界に知られているが、走査能力
は持たない焼付け複写機を示す。

第２図においては潜像を現像し、この現像され
た像は、この装置を第１図の場合のように複写モ
ードで操作するときに適宜に担体シート３４に転
写される。この場合恒久的な記録が生ずる。しか
し１群の人達の前で迅速な決定が行なわれなけれ
ばならない場合のような迅速な情報入手のために
情報を見ようとするならば、現像された像を投影
すればよい。潜像は光学的に又は第１図と同様な
レーザー焼付け機により生ずるのはもちろんであ
る。光源５０の光は、集光レンズ５２を通り光導
電体の表面からレンズ５４を経てスクリーン５６
に反射される。光導電体がセレンであればこの処
理は小形の又は中形のスクリーンに対してだけ行
なわれる。その理由は非晶質セレンの反射率がわ
ずかに約27％で投影に高レベルの照明を必要とす
るからである。大形スクリーンには、露出が長引
くと発生熱によりセレンが損傷されるほどの強い
照明が必要である。

第３図に示した装置は、当業界にはよく知られ
ている複写モードで操作される。このような場合
には走査レーザー１００は動作させられない。し
かし走査レーザー１００は、第１図の走査レーザ
ー１６と同じではない。すなわち走査レーザー１
００は光導電体に情報を加えない。その代りに走
査レーザー１００の走査ビーム１０１は、投影レ
ンズ１４により光導電体に生ずる潜像から情報を
集める。第３図の走査レーザー１００には、検出
電極１０２を協働させてある。走査レーザー１０
０により光導電体から放電する電流は、検出電極
１０２に電流を誘起する。この電流は増幅されて
符号器１０４で符号化する。この増幅され符号化
された信号は、次で導線１０６により遠隔のフア
クシミリ装置（図示してない）に伝送され又は計
算機記憶装置１１０に記憶するために導線１０８
を通過させられる。光導電体から情報を収集する
際には、走査ビーム１０１は、軸４に平行に軸線
方向に延びる検出電極１０２に沿い光導電体の軸
線方向に掃引する。走査ビーム１０１のこの掃引
により静電潜像を消去し、従つて現像するための
像が残らない。すなわち第３図の装置は複写モー
ド又は走査モードで操作できるがこれ等の両モー
ドで一緒に操作することはできない。さらに第３
図の装置は焼付けモードでは操作できない。

第４図に示した本発明電子写真装置では金属ド
ラム２は光導電層１０用の導電性表面を形成す
る。光導電層１０は光を反射し、従つて光導電体
表面に当たる光はこれから反射する。光導電体表
面は、コロナ放電装置１２により帯電させられ
る。帯電した光導電体には、原版の明暗像から光
学装置により潜像を生じさせられ、レンズ１４に
より帯電した光導電体表面に集束される。次いで
静電潜像は、複写モード又は焼付けモードで普通
の場合のように現像される。走査レーザー２０２
により直径約6.35mm（1/4）inの先細の光ビーム
２００を生ずる。光ビーム２００は、金属ドラム
２の表面の直径約0.0762mm（３ミル）の点に集束
される。金属ドラム２から反射した先広がりのビ
ーム２０４は、フレネルレンズ２０６を通り光検
出器２０８に当たる。走査の方向は、たとえば走
査レーザー２０２を軸２０３のまわりに揺動させ
ることにより第４図の図面の平面に直交する。或
は検流計駆動の鏡を使つてもよい。光ビーム２０
０の中心は軸２０３に交さするのがよい。すなわ
ち軸２０３は、一般に光線が出ると考えられる走
査中心を形成する。

第５図に明らかなようにフレネルレンズ２０６
は、金属ドラム２から鏡面反射する全部の光線を
集める。フレネルレンズ２０６の位置及び焦点距
離は走査中心すなわち軸２０３における光ビーム
２００の像を光検出器２０８に生ずるように定め
てある。フレネルレンズ２０６により金属ドラム
２の表面から鏡面反射する全部の光線が光検出器
２０８に入るようにする。光検出器２０８の出力
は、増幅器符号器２１０により増幅しコード化す
る。コード化した出力信号は、導線２１２を経て
遠隔フアクシミリ装置に送られ、又は後の使用の
ために記憶装置２１４に記憶される。

拡散反射光に対しフレネルレンズ２０６は、光
検出器２０８の面に極めて大きくかなりぼやけた
ドラム表面の像を生じ、拡散反射光の極めてわず
かな部分だけしか光検出器２０８に達しないよう
にする。従つて本発明の光学的構造により、金属
ドラム２から鏡面反射する光に対し光検出器２０
８によつて極めて高い信号を生じ又金属ドラム２
から拡散反射する光に対し光検出器２０８によつ
て極めて低い信号を生ずるのは明らかである。光
ビーム２００が調色してないドラム表面部分に当
たると、ビームエネルギーの大部分は、たとえば
40％ないし95％の反射率を持つ金属ドラム２の鏡
状表面から鏡面反射する。光ビーム２００が調色
してあるドラム表面の部分に当たると、ビームエ
ネルギーのほぼ100％が拡散反射し又は吸収され、
ビームエネルギーの極めてわずかな部分だけしか
鏡面反射しない。すなわち代表的条件に対し光検
出器２０８からの信号は、光ビーム２００がドラ
ム２の非調色部分に当たると、光ビーム２００が
ドラム２の調色部分に当たるときに生ずる信号よ
り数百倍も強い。

走査過程中にフレネルレンズ２０６の各段によ
り光検出器２０８に入る光の量に小さなリプルが
生ずる。このリプルの量は、各段の寸法を縮小し
これに対応して段数を増すことにより減らされ
る。本発明者は実験の結果、走査線に沿い１ない
し２段／mmの段を持つフレネルレンズにより、肉
眼では識別できない±５％以下の無視できるリプ
ルの生ずることが分つた。

たとえば走査中心すなわち軸２０３から金属ド
ラム２までの距離は６インチである。金属ドラム
２とフレネルレンズ２０６との間の距離は50.8mm
（２インチ）である。フレネルレンズ２０６と光
検出器２０８との間の距離は101.6mm（４インチ）
である。この例ではフレネルレンズ２０６の焦点
距離は9.525mm（8/3＝2.67インチ）である。

拡散反射光に対し金属ドラム２の表面の走査線
は、フレネルレンズ２０６に対する光源又は対象
物を構成する。フレネルレンズ２０６は、与えら
れた例では金属ドラム２の後方にこの対象物の虚
像を形成する。この虚像からの光は、光検出器２
０８に極めてわずかしか達しない。

鏡面反射光に対しては光ビーム２００は、これ
が軸２０３に交さする場所でフレネルレンズ２０
６に対し光源又は対象物を構成する。フレネルレ
ンズ２０６は、光検出器２０８にこの対象物の実
像を形成する。この結像系の光学的倍率は、像距
離の物距離に対する比に等しい。この比は与えら
れた例では101.6mm／203.2mm＝1/2（４インチ／
８インチ＝1/2）である。すなわちビーム２０５
が光検出器２０８に衝突する際にビーム２０５に
より形成される実像の寸法は、1/2×6.35mm＝
3.175mm（1/2×1/4インチ＝1/8インチ）である。
光検出器２０８は、与えられた例に対し約3.175
mm（1/8インチ）の直径を持つ衝突するビーム２
０５を十分に受け入れる開口により形成される光
電性区域を持たなければならない。

この説明は、ドラム表面を、実際上円筒鏡では
あるが平面であるように扱つている。この扱い
は、ドラム表面の集束ビームの寸法が小さいので
実際的理由から正当であると考えられる。与えら
れた例ではこのビーム寸法は直径が約0.0762mm
（３ミル）であつた。集束ビームの寸法が大きく、
たとえば前記の例より10倍大きくすなわち0.762
mm（30ミル）であるとすると、実際的効果は、光
検出器２０８の光電性区域の寸法がドラムの曲率
半径に従つて例示した3.175mm（1/8インチ）より
幾分大きくなければならないことである。

本発明者は実験の結果、本発明によれば鏡面反
射光と、拡散反射光とを有効に識別するので、ト
ナー粒子及び光導電体材料間の差動吸収が小さく
ても高いコントラストの像の得られることを見出
した。本発明では光の吸収よりはるかに強い識
別、すなわち光の散乱を最高度に利用することが
できる。すなわち差動吸収が無視できる程度であ
つても高いコントラストの像が得られる。本発明
による電子写真装置は原版書類すなわち原稿書類
を走査することにより得られるよりも一層鮮明な
コントラストの像が得られるほど数倍も有効であ
る。これは、色写出（color rendition）がこの
ようにしては得られないから単色レーザーによつ
ては走査することができない。さらに非レーザー
光ビームにより原版書類を走査することは、反射
光が拡散し本装置に比べて極めて有効でない手段
により集めて検出しなければならないから、実用
的でない。これに反して本発明では光導電表面は
鏡と同様であり、従つて光がこの表面に当たると
きは、この光は良好な反射器に有効に当たり、次
いで反射光は集められ、光導電体に差し向けられ
本発明により極めて向上した成績が得られる。

PROXI装置は空間像を表示し走査能力は持た
ないことが認められる。本発明によりコード化し
て記憶し又は伝送する電子像が得られる。
PROXI装置は走査入射ビームを使わないし又レ
ーザーも使わない。

このようにして本発明の目的が達成できるのは
明らかである。本発明により焼付けモード及び複
写モードで又走査モードでも操作することのでき
る新規な電子写真装置が得られたわけである。本
発明により光導電体により現像した像を走査し、
遠隔地のフアクシミリ受信機と同様な受信装置に
送信する信号を生ずる新規な電子写真装置が得ら
れた。本発明電子写真装置は、走査能力を持つだ
けでなく又複写モード及び走査モードで又は焼付
けモード及び走査モードで同時に操作することが
できる。本発明により単一の単色レーザービーム
で走査する新規な電子写真装置が得られる。本発
明による新規な電子写真装置では従来のように静
電潜像ではなくて現像した静電像を走査する単一
の単色レーザービームを使う。

以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の
変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はブランハム等による米国特許第
4046471号明細書に記載してあるような従来の焼
付け複写機の横断面図、第２図はPROXI形の電
子写真装置の横断面図、第３図はデイステアーノ
等による米国特許第4204725号明細書に記載して
あるように静電潜像をレーザーにより走査し、複
写モード及び走査モードで操作するようにした電
子写真装置の横断面図、第４図は本発明電子写真
装置の１実施例の横断面図、第５図は第４図の要
部の平面図である。 ２……ドラム、１０……光導電層、１２……コ
ロナ放電装置、１４……レンズ、２０２……走査
レーザー、２０６……フレネルレンズ、２０８…
…光検出器、２１０……増幅器−符号器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ)表面を持つ光導電体と、(ロ)この光導電体の
   表面を静電的に帯電させる帯電手段と、(ハ)前記帯
   電した表面上に所望の情報の静電潜像を形成する
   静電潜像形成手段と、(ニ)前記静電潜像の調色され
   た可視像を形成するように、前記静電潜像を現像
   する現像手段と、(ホ)前記調色された可視像を走査
   線に沿つて光ビームで走査する走査手段と、(ヘ)光
   検出器と、(ト)前記走査線に沿つての前記光導電体
   からの鏡面反射光を、前記光検出器上に差し向け
   るレンズを含む差向け手段と、を包含し、前記レ
   ンズが一定の焦点距離を持ち、前記光導電体の表
   面の後方にかつ前記光検出器から遠隔の位置に前
   記走査線の虚像を生じさせるように、前記焦点距
   離より短い距離を前記光導電体の表面から隔てて
   前記レンズを位置させて成る、情報を電子写真的
   に処理する電子写真装置。 ２ 前記レンズがフレネル型であり、前記走査線
   に平行なその長さに沿つて１ないし２段／mmの程
   度の段を前記レンズが持つ特許請求の範囲第１項
   記載の電子写真装置。 ３ 前記レンズがフレネル型であり、前記走査線
   の任意の調色されていない部分から前記光検出器
   に差し向けられる光のリプルが10％以下であるよ
   うに、前記走査線に平行な単位長さ当りの充分な
   数の段を、前記レンズが持つ特許請求の範囲第１
   項記載の電子写真装置。