JPH05124258A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡潔、小型、軽量かつ安価な装置構成で、高
速記録が可能になる新方式の画像形成装置を実現する。 【構成】 スキャナ２で原稿台１上の原稿を光学走査
し、原稿３からに反射光をミラーユニット２２、レンズ
２５を介してＩＳＵ基板４に導き、ここで反射光を電気
信号に変換する。続いて、この電気信号をＩＰＵ基板５
で画像処理して画像データを生成し、この画像データを
レーザ書き込みユニット６に与える。レーザ書き込みユ
ニット６にはレーザダイオードが装備され、レーザダイ
オードは画像データに対応した、すなわち原稿像の明暗
に対応したタイミングでレーザビームＬＢを下方に向け
て出射する。レーザビームＬＢの出射域には、給紙カセ
ット７から機内に給紙され、現像ユニット９より消色性
トナーが全面にわたって現像される記録紙Ｐが搬送され
るようになっており、記録紙ＰのレーザビームＬＢが露
光される部分は青色から白色に変化する。従って、レー
ザダイオートのＯＮ・ＯＦＦタイミングを制御すれば、
白色印字又は青色印字が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電複写機やプリンタ
等の画像形成装置に関し、より詳しくは感光体ドラムや
帯電チャージャ等のデバイスが不要になる画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタ等の画像形成装置の情
報記録（印字）方式として、以下に示す方式のものが従
来より実用化されている。

【０００３】電子写真方式 インクジェット方式 サーマル方式 静電記録方式 ワイヤーインパクト方式

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方式の画像形成方法は、以下に示す欠点がある。

【０００５】電子写真方式は、帯電、露光、現像、定
着、クリーニングおよび除電といったプロセスを必要と
するため、これらのプロセスを行うために帯電チャージ
ャ、露光光学系、現像装置、定着装置、クリーニング装
置および除電ランプが必要になる。また感光体ドラムや
トナーも必要になる。このため、電子写真方式は、装置
構成が複雑化、大型化するという欠点がある。

【０００６】インクジェット方式は、記録速度が遅
く、また製品価格が高価であるという欠点がある。

【０００７】サーマル方式は、記録速度が遅く、印字
品質が劣るという欠点がある。

【０００８】静電記録方式は、静電記録用紙の価格が
高く、ランニングコストが高く付く欠点がある。

【０００９】ワイヤーインパクト方式は、記録時に騒
音が発生し、印字品質が劣るという欠点がある。

【００１０】以上の理由により、小型、かつ安価であっ
て、高速で印字品質の優れた画像形成装置の実現が要請
されているのが現状である。

【００１１】本発明はこのような要請に応えるためにな
されたものであり、従来方式の諸欠点を解消できる新し
いタイプの画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、現像ユニット内に収納された消色性トナーを用紙に
全面現像する現像手段と、該消色性トナーが全面現像さ
れた該用紙に原稿の明暗像に対応したタイミングでレー
ザビームを露光して原稿像を書き込むレーザ書き込みユ
ニットとを備えてなり、そのことにより上記目的が達成
される。

【００１３】

【作用】この種の消色性トナーとして、昭和電工株式会
社により発表された以下に示すものがある。この消色性
トナーは、少なくとも消色性色素と結着樹脂と白色顔料
とを含有し、近赤外波長の光が当たらない状態では青色
で、近赤外波長の光が照射されると白色となるものであ
る。

【００１４】このような消色性色素としては、シアニン
系色素の有機ホウ素化合物塩であり、以下の化合物を例
示することができる。

【００１５】

【化１】

【００１６】

【化２】

【００１７】

【化３】

【００１８】

【化４】

【００１９】

【化５】

【００２０】上記消色性色素は、近赤外波長、典型的に
は８１０〜８３０ｎｍに吸収極大を有するもので、特に
８２０ｎｍ付近の光を吸収して消色し、白色となる。

【００２１】また、結着樹脂は、従来より電子写真用ト
ナーの結着樹脂に使用されている樹脂材料を用いること
ができる。例えば、ポリスチレン、ポリスチレン−ブタ
ジエン共重合体、スチレン−アクリル共重合体等のスチ
レン系共重合体、ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、ポリエチレン−ビニルアルコール共重合
体等のエチレン系共重合体、フェノール系樹脂、エポキ
シ樹脂、アリルフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
エステル樹脂、マレイン酸系樹脂等が挙げられる。これ
らの化合物は、単独で使用してもよく、２種以上併用し
ても良い。

【００２２】従って、現像手段により用紙の全面に消色
性トナーを現像すると、用紙は青色を呈する。この状態
から、レーザ書き込みユニットの半導体レーザ（例え
ば、近赤外波長を含むレーザビームを出射するレーザダ
イオード）により、原稿の明暗像に対応したタイミング
で、レーザビームを露光すると、露光部が青色から白色
に変化する。

【００２３】それ故、原稿の暗部（印字部）に対応した
タイミングでレーザビームを用紙に露光するものとすれ
ば、用紙の原稿の印字部に対応した部分が白色を呈する
ので、用紙に白色印字が行われる。これに対して、原稿
の明部（非印字部）に対応したタイミングでレーザビー
ムを照射すると、用紙の原稿の非印字部に対応した部分
が白色を呈するので、この場合は青色印字が行われる。

【００２４】これは、レーザビームを出射するレーザダ
イオードのＯＮ・ＯＦＦタイミングをネガ・ポジ反転回
路により反転させれば、容易に実現できる。

【００２５】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００２６】図１は本発明が適用されるディジタル複写
機の全体構成を示す。透明ガラスからなる原稿台１の下
方には光源ランプとなるハロゲンランプ２０および第１
ミラー２１を備えたスキャナ２が矢印Ａ方向およびこれ
と反対の方向に往復移動可能に配設される。スキャナ２
は原稿台１上に載置された原稿を光学走査する。すなわ
ち、ハロゲンランプ２０から原稿に照射される光は原稿
により反射され、続いて第１ミラー２１により矢印Ａ方
向と反対方向に反射され、第２ミラー２３および第３ミ
ラー２４を上下に対設したミラーユニット２２に導かれ
る。

【００２７】ミラーユニット２２はこれに導かれた反射
光の光路を矢印Ａ方向と反対方向に変換する。このよう
にして、光路を変換された反射光はレンズ２５を介して
ＩＳＵ基板４に導かれる。ＩＳＵ基板４は原稿からの反
射光を電気信号に変換し、該電気信号を画像処理部とな
るＩＰＵ基板５に与える。

【００２８】ＩＰＵ基板５は、原稿３の編集、反転、移
動、拡大縮小率等を電気信号でデータ加工し、これによ
り画像データを生成する画像処理を行う。ＩＰＵ基板５
により生成された画像データはレーザ書き込みユニット
６に与えられる。

【００２９】図２はレーザ書き込みユニット６の構成を
示す。このレーザ書き込みユニット６は、ＩＰＵ基板５
から与えられるＯＮ・ＯＦＦ信号に対応してレーザダイ
オード６１より出射されるレーザビームを、ポリゴンミ
ラー６３により原稿の副走査方向１ライン分のデータの
レーザビームＬＢとして走査し、該レーザビームＬＢを
反射ミラー６６を介して下方の用紙Ｐ（図１参照）に露
光して原稿像に対応した１ライン分の画像データを該用
紙Ｐに順次書き込む基本構成をとる。

【００３０】今少しその構成を詳述すると、レーザダイ
オード６１から出射されるレーザビームの出射域には、
拡散放出される該レーザビームを円筒状の平行光化する
コリメータレンズ６２が配設される。コリメータレンズ
６２により平行化されたレーザビームは、鉛直軸回りに
矢印Ｂ方向へ回転するポリゴンミラー６３のミラー面に
入射され、該ミラー面により上記のレーザビームＬＢが
生成される。続いて、レーザビームＬＢは、ｆθレンズ
６４によりビーム径が一定の大きさになるように補正さ
れる。この補正は、用紙Ｐの紙面上のどの位置において
も、レーザビームＬＢの走査速度が等しくなるようにす
るために行われる。

【００３１】続いて、補正後のレーザビームＬＢはシリ
ンドリカルレンズ６５により水平方向の傾き補正が行わ
れる。この傾き補正は、レーザビームＬＢが用紙Ｐに対
して常に垂直に露光されるようにするために行われ、こ
れによりレーザビームＬＢが湾曲する不具合が防止され
る。傾き補正が行われた後のレーザビームＬＢは、反射
ミラー６６により光路を鉛直下方に変換され、用紙Ｐ上
に露光される。

【００３２】加えて、反射ミラー６６の長手方向一端部
の外側方には、レーザビームＬＢの一部をレーザ検知基
板６８に反射させる反射ミラー６７が配設される。レー
ザ検知基板６８は、レーザビームＬＢを検知すると、レ
ーザ検知信号（ＲＢ）をＩＰＵ基板５にフィードバック
する。ＩＰＵ基板５は、該レーザ検知信号により画像書
き込みのための水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）のタイミン
グを決定し、該水平同期信号によりレーザダイオード６
１のＯＮ・ＯＦＦタイミングが設定される。

【００３３】図１に示すように、レーザビームＬＢの露
光域には、スキャナ２のスキャンと同期をとって給紙カ
セット７内の用紙（普通紙）Ｐが搬送されて来る。この
搬送は、具体的には以下のようにして行われる。すなわ
ち、給紙カセット７の先端上方に配設された給紙ローラ
８がその回転により、給紙カセット７内に多数枚積層さ
れた用紙Ｐの内の最上側の用紙Ｐを機内に給紙する。続
いて、用紙Ｐは該給紙カセット７の下流側（用紙Ｐの搬
送方向下流側）に配設される現像ユニット９の位置に搬
送される。

【００３４】現像ユニット９内には、上記作用の項で説
明した材料からなる消色性トナーＴ（図３参照）が収納
されており、該消色性トナーＴは現像ユニット９内でプ
ラス状態に摩擦帯電される。続いて、消色性トナーＴは
現像ユニット９内の現像スリーブ９０と、該現像スリー
ブ９０の下方に対設される補助ローラ１０との協働作用
ににより、用紙Ｐ上の全面にわたって現像される。

【００３５】図３はこの現像原理を示す。図に示すよう
に、補助ベルト１０はアースされており、現像スリーブ
９０にプラス状態の現像バイアス電圧を印加すると、該
バイアス電圧によりプラス帯電状態にある消色性トナー
Ｔが用紙Ｐ上に現像されるようになっている。

【００３６】現像ユニット９の下流側には消色性トナー
Ｔが全面に現像された用紙Ｐを下流側に向けて搬送する
搬送ベルト１１が配設される。搬送ベルト１１の搬送方
向に相当する長手方向の中間部にレーザビームＬＢの露
光域が設定されている。従って、下流側への搬送に伴
い、用紙Ｐが先端側より順次露光されて行く。

【００３７】レーザビームＬＢが露光されると、用紙Ｐ
の露光部が青色から白色に変化するので、これにより、
用紙Ｐ上に原稿像に対応した画像が形成される。尚、用
紙Ｐの画像領域にレーザビームＬＢを露光して白色印字
を行ってもよいし、逆に非画像領域にレーザビームＬＢ
を照射した青色印字を行うことにしてもよい。

【００３８】画像を形成された用紙Ｐは搬送ベルト１１
により引き続き下流側に搬送され、定着装置１２に供給
される。定着装置１２は、用紙Ｐ上に現像され、レーザ
ビームＬＢが露光された後の消色性トナーＴの定着工程
を行う。定着工程を終えた用紙Ｐは排出トレイ１３上に
排出される。

【００３９】なお、上記実施例では本発明をディジタル
複写機に適用する場合について説明したが、本発明は静
電複写機一般に広く適用できることはことはもちろんの
こと、プリンタやファクシミリ装置といった他の画像形
成装置についても同様に適用できる。

【００４０】

【発明の効果】以上の本発明画像形成装置によれば、消
色性トナーを用紙に現像する工程と、現像後の用紙にレ
ーザビームを露光する工程とにより画像形成プロセスが
行われる。従って、帯電、露光、現像、クリーニングお
よび除電といった一連の画像形成プロセスを要する電子
写真方式に比べてプロセスを格段に簡略できる。それ
故、帯電チャージャ、感光体ドラム、転写チャージャお
よびクリーニング装置といったデバイスが不要になるの
で、装置構成を簡潔化、小型化および軽量化できるの
で、安価な画像形成装置を実現できる利点がある。

【００４１】また、インクジェット方式の画像形成装置
やサーマル方式の画像形成装置と比較すると、記録速度
を向上できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される複写機の全体構成を示す正
面断面図。

【図２】レーザ書き込みユニットの構成を示す斜視図。

【図３】本発明の印字原理を示す原理説明図。

【符号の説明】

２ スキャナ ５ ＩＰＵ基板 ６ レーザ書き込みユニット ６１ レーザダイオード ６３ ポリゴンミラー ６６ 反射ミラー ９ 現像ユニット ９０ 現像スリーブ １０ 補助ローラ １１ 搬送ベルト ＬＢ レーザビーム Ｐ 用紙 Ｔ 消色性トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 哲也 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 井上 雅偉 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 山村 和彦 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像ユニット内に収納された消色性トナー
   を用紙に全面現像する現像手段と、 該消色性トナーが全面現像された該用紙に原稿の明暗像
   に対応したタイミングでレーザビームを露光して原稿像
   を書き込むレーザ書き込みユニットとを備えた画像形成
   装置。