JPS6076762A

JPS6076762A - 光記録装置

Info

Publication number: JPS6076762A
Application number: JP58184554A
Authority: JP
Inventors: Yuji Oba; 有二大庭
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1983-10-04
Publication date: 1985-05-01

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】この発明は、光像を信号としてｌナー像を普通紙に形成
する光記録装置に関するものである。

従来、トナーを用いた記録方法としては、電子写真法、
静電記録法等があった。これ等は優Ｔ′Ｌ１こ記録方法
であり、各々、複写機やファクシミリ等に使用されてい
る。しかし、これらは次のような欠点を持っている。例
えば、′ａ電子写真法うちの感光体上に形成したトナー
像を普通紙に転写するゼｐグライは、感光体を繰り返し
使用するための感光体のクリーニング装置や何本かのコ
ｐす帯電器等が必要であり、装置か複雑で、かつ、高電
圧を必要とする。また、クリーニング装置が集めた不要
なトナーの除去やコロナ帯電器の汚染や切断に伴う清掃
や修理などの保守が必要である。このため、ランニング
コストとして、トナーと普通紙の価格の他に装置の保守
量を加える必要があり、全体の費用はトナーと普通紙の
価格の２倍程度に達している。

一方、防電体層と低抵抗層を持つ静電記録紙を使用する
静電記録方法や感光層と低抵抗層を持つ感光記録紙を用
いる二ンクトロファックス法（電子Ｓ真）等は感光体を
再使用しないためクリーニング装置が不要であるが、Ａ
４版１枚の記録紙の価格が普通紙の４〜６倍程度に達す
るため、全体の費用はそれ以上になって費用が安（なら
ない欠点がある。

これらの問題に対して、透明支持体上に透明導電層１元
半導体層、磁性体からなる電極を持つ感光体を用い、磁
性体からなる電極にトナーを磁気的に吸着させ、透明支
持体側より選択的な光照射を行い磁性体からなる電極上
のトナーを紙に転写する方法を本発明者が提案し定（特
願昭５８−８９９３６号参照）。この方法は、感光体を
掃除するクリーナや：Ｉｐす帯電器などが不要であり、
保守量が軽減する特徴がある。

まず、先に提案したツＣ記録装置の原理について説明す
る。

第１図は感光体２０と、第１段階で行うトナー５を感光
体２０に供給する磁気プラン７の一部の断面図を示して
いる。

感光体２０は導電性と磁性を有し、画素対応に分離しム
ニ電極１と、電極１間に充てんされている充てん材１Ａ
と、元手導体層２と、透明導電層３と、透明支持体４か
らなる。６はｐ−ラ状の磁石であり、７は前記ローラ状
の磁石６によりトナー５′Ｉｔ保持し、磁気ブラシとす
るトナー供給機である。トナー供給機７（（保持された
トナー５は、トナー供給機７−！たは近接した導体によ
り電源８の電位にしである。

第２図は感光体２０上に磁気力によりトナー５を画素状
に吸着させた状態を示す断面図である。

第３図は記録紙９にトナー５を選択的に転写させる状態
な示す断面図であり、透明導電層３は接地されている。

１３は発光ダイオードで、１２はその集合体であるダイ
オード７レイ、１４はそのうち発光しているダイオード
を示している。１１は自己集束性レンズであり、感光体
２０上の元手導体層２に光像を結像している。１０は前
記記録紙９の背面にある導体であり、電圧が電源１５に
より電源８とは同じ極性の電圧が印加さｒる。

次妊、動作原理を第１図〜第３図により説明する。

第１図の志化された電極１は、ローラ状の磁石’６Ｖｃ
保持されたトナー５ｙｌｌ−電極対応に吸引する。

こ瓦でトナー５は正ＶＣ帯電している。

第２図は感光体２０がｐ−ラ状の磁石６から離れた直後
の状′Ｍを示すものでｋ）す、電極１の磁気によりトナ
ー５が電極１ごとＶｃＷｊ、Ｍシている。

第３図は背面に導体１０Ｙ配置した記録紙９に第２図の
状態の感光体２０が近接し、発光ダイオード１３により
露光さｎた状態を示している。発光ダイオード１３のう
ちの発光しているダイオード１４の元は、自己集束性レ
ンズ１１により元手導体層２を照明し、その部分を導通
状態としている。一方、導体１０には電源１５により正
の電圧が印加されており、元手導体層２の導通部に接触
する電極１上のトナー５は、記録紙９に吸引されるのに
必要な負の電荷を持ち記録紙９に付着する〇ここで、光
照射により電荷を持ったトナー５は、感光体２０が配録
紙９から離れる際に電極１の磁気力に打ち勝ち、トナー
５は静電力により記録紙９に付着てる。

一方、非導通状体の元手導体層２に接する電極１上のト
ナー５は、記録紙９に接触していない状態が示されてい
るが、これ等が記録紙９と接触している場合においても
、トナー５は正に帯ｉＥ　ｆ　ｙ、：は弱い負に帯電し
た状態にある。特にトナー５が正に帯電している場合は
、導体１０と同極性にあるため静電的な反発力を受ける
とともに、電極１の磁気力に引かれて記録紙９にトナー
５は残らない。

このようにして選択的にトナー５を記録紙９に移行させ
て得られたトナー像は、通常、電子写真法で使用される
定着方法により定着され、画像形成が終了する。

一方、感光体２０は透明導電層３側から均一に光照射を
した後、再び第１図の状態に戻され、新たなトナー５を
追加してこれを次の記録に使用する。

上記光に提案した光記録装置の場合、未記録部分にかぶ
り濃度が発生する欠点があった。

この発明は、上記光に提案した光記録装置の欠点を除去
したものである。以下この発＃ｉについて説明する。

第４図は上記原理を用いたこの発明の光記録装置の一実
施例を示す断面図であり、感光体２０はドラム状に形成
されており、その内側に発光ダイオード１３等か配置さ
れている。８と１５は電源、１６は前記トナー供給機７
のトナー容器、５　ａは前記配録紙９上に形成されたト
ナー像、２２は前記トナー５の電荷中和用の光源、２１
は前記光源２２の反射板である。なお、他の符号は第１
図〜第３図に示すものと同じである。

次忙、この実施例の動作を説明する。トナー供給機７の
ローラ状の磁石６は近接し１こ電極ＩＫトナー５′ｆｔ
供給し、トナー５は電極１の形状に対応して吸着する。

感光体２０は時計の針と逆回りに回転しており、トナー
５の一部は電極１に吸着さｒｔたまま記録紙９の方向に
移動する。この時、トナー５は正に帯電している。

次に、電圧を印加した導体１０に接近しに部分の感光体
２０は、発光ダイオード１３により選択的に光照射され
る。これに伴い光照射された感光体２０に接触する電極
１上のトナー５は負に帯電し、記録紙９に移行しトナー
像５ａを形成する。

このトナー像５ａは通常の定着機（省略）Ｋより定着さ
れる。一方、感光体２０は光源２２の元により均一に露
光され、−たん導通状態になる。この時、各電極１はほ
ぼ接地電位に戻る。次に、感光体２０はトナー供給機７
と再度接近し、トナー５が補給され再度記録に使用され
る。

ここで、発光ダイオード１′３のダイオードアレイ１２
および自己集束性レンズ１１は、ンーザ元ｔガルバノ鏡
や回転多面鏡により走査する冗学系や螢ブＣ灯などの定
常光を液晶により制御する等の光照射手段に変換するこ
とが可能である。

また、上記の説明ではダイオードアレイ１２により所要
のパターンのプし像を作成し、こｎＫよりトナー像５ａ
を得たが、こｒｔＶＣかえて原稿を照明しその反射光′
ｆｔ元ファイバで伝送し第３図のダイオードアレイ１２
の発光ダイオード１３の位ｔＫ光像を作るようにしても
よい。

トナー５としては磁性材料を含有したいわゆる一成分系
の磁性トナーが使用できる。記録紙９は特に加工を施さ
ない普通紙が使用できるとともＫ、プラスチックフィル
ム等Ｋ［き換えることも可能である。

また、導体１０に印加する電圧を減少させるためＫは薄
い誘電体層を設けた記録紙８や導体１０上に薄い誘電体
層を持つ静電記録紙を用いることが有効である。

さらに、電極１の材料としては鉄、ニッケル。

コバルトなどの金属やパーマロイなどのそれ等を含む合
金などが適当である。

ここで、発光ダイオードアレイ１２により露光されなか
つ瓦元牛導体層２に接する電極１上のトナ〜５がかぶり
として記録紙８に転移する割合は、トナー５が負に帯電
した度合と関連し、負の帯電量が少ないほどかぶりが少
なくなる。

また、トナー５が負に帯電する度合は、トナー５がトナ
ー供給機７を離れた瞬間の帯電電位と未露光時の元手導
体層２の抵抗と、これに加わる電界の強さと時間に支配
さｎている。このため、これ等を考慮して最もかぶりを
生じない条件について検討し、次の事が判明しに０ここで、トナー供給機７上のトナー５から感光体２０が
離れる時間ｆｔＴ、とし、次忙感光体２０上のトナー５
が記録紙９と接触する時間Ｙ　Ｔ　２　とし記録紙９か
ら離れる時間なＴ、とし５、その間に発光ダイオード７
ンー１２が露光する時間ｙＩ−Ｔ　ｓとし、光源２２が
感光体２ｏを露光開始する時間’１Ｔｓｒ終了する時間
なＴ６とし、トナー供給機７と感光体上２０のトナー５
が接触する時間Ｔ７とする。

まず、比較例の方法を第４図を用いて説Ｆ！Ａする。

透明導電層３と接地の間に電源を設は負の電圧−■。を
印加し、導体１ｏおよびトナー供給機Ｔを接地した。こ
の場合の電極１の電位変化の例を第５図に示す。ここで
、図中のＬとＤＹ付げた曲線で示さｎる電位変化は、各
々発光ダイオード７レー１２で露光した場合と露光しな
かった場合である。時間Ｔ１で接地電位であった電極１
は感光体２０の未露光部の抵抗により徐々に電位が−Ｖ
０に近づ（。時間Ｔ、で露光された場合は電位変化は曲
線りのよ５に電位が急激に変化し電位−ｖｏに近づく。

−万、時間Ｔ３で露光しなかった場合は電位変化は曲線
りの様に徐々に電位−■。に近づく。ここで、かぶりは
記録紙９とトナー５が離ｎる時間Ｔ４の未露光部の電位
により決まるため、電位■ｂが負であるほどかぶりは多
（なる。

一方、第４図のよ５ＶＣ感元体２０の電位ｖＰは接地し
てＯｖとし、導体１０とトナー供給ｉ７に正の電圧ＶＣ
とｖＴを印加した場合の電極１の電位変化の例を第６図
に示す。

第６図において時間Ｔ１で電位がＶ、であった電極１は
徐々ＫＯＶ（ＶＰ）Ｋ近づく。時間Ｔ３で露光された場
合の電極１の曲線りで示されるように電位が急激に変化
し、電位−ｖｏに近づ（。一方、時間Ｔ３で露光されな
かった場合の電極の電位変化は曲線りで示されるように
時間Ｔ４　まで減少をつづける。時間Ｔ４における曲線
りで示される電位変化は電位ＶＢＹ正ｉたはＯとするこ
とか初期の■アの設定により可能である。特に、トナー
５が正に帯電している場合は静電的反発力を導体１０か
ら受けるためかぶりは非常に少くなる。

ここで、電源８，１５の接地に対する極性を全て逆圧し
た場合においても同様のことが起る、これ等の関係を整
理すると、かぶりの少ない画像を得６　Ｋ　ｆｉ、ｖｃ
＞ｖＰテアリ、かつ、ＶＴ＞ＶＰテする場合、または、
ｖｃ＜ｖＰであり、かつ、Ｖア＜　Ｖｐである場合のど
ちらか一方の条件を満すようにする必要がある。次に実
験例を説明する。

〔実験例１〕第４図の装置を用いて次の条件で記録実験を行った。

感光体２０は透明支持体４としてガラス基板を用い、こ
の上に透明導電層３として酸化スズ層を設け、さらに、
この上に元手導体層２としてアモルファスシリコン層１
ｊ！：順次設け、さらに、電極１として０．３ｒｈｍ角
のニッケル層を多数設けて作成した。この感光体２０に
ローラ状の磁石６により一成分系のトナ−５ビ付着させ
たところ、感光体２０上にトナー５がニッケル層の形状
に従って吸着した。

次に、導体１０およびトナー供給機７に各々＋２００ｖ
と＋１００Ｖの電圧を印加し、感光体２０の透明導電層
３は接地し、Ｔ１＝０　、　Ｔ、＝　５００ｍ５　ｒＴ
ｌ＝６００ｍｓ、　Ｔ、＝７Ｑ　Ｏｍｓ＋　Ｔ６　＝９
００ｍｓ＋　Ｔａ＝１０００ｍｓ＋　Ｔ７＝１５００ｍ
ｓ　とし、さらに、２ｍｗ／ａｍコ　の光強度の発光ダ
イオード１３で１！ｎ８露光した。露光部の濃度は１１
であり、未露光部のｆｌｌｌｉは０．１’２であった。

ただし、記録紙の濃度は０．１１であった。

２００ｖの電圧を印加し、トナー供給機７と導体１０を
接地に変更し、他は同一条件で記録紙に記録を行ったと
ころ、露光部の濃度は１．１であり、未露光部の濃度は
０２５であっに０次Ｋ、この発明の他の実施例について説明する。

この実施例は基本原理は前述した第４図の実施例と同じ
であるが、第４図の実施例において、感光体２０の透明
導電層３と、トナー供給機Ｉとを接地したものに相当す
る。

第８図において、感光体２０とトナー供給機７を接地し
、導体１０に負の電位−ｖｏを印加したこの発明の電極
１の電位変化の例を第７図に示す。

時間Ｔ８で接地電位であった電極１は時間Ｔ、近傍まで
電場が印加さｎるためＯ電位をつづけ時間Ｔ２から徐々
に電位が−ｖｏに近づく２時間Ｔ。

で露光さｎ　ｒｓ　ｔｒ、極１は電位変化は曲ＭＬのよ
うに電位が急激に変化し電位−ｖｏＫ近づ（。

一方、時間Ｔ３で露光されなかった電極１は電位変化が
曲線Ｏの様に徐々に電位−ｖｏ　に近づく。

しかし、第５図の場合に比べて時間Ｔ、における電位■
８は小さくなり、かぶりが非常に減少する。

ここで、電源１５の接地に対する極性を全て逆にした場
合においても同様のことが起る。

〔実験例２〕第８図の装置を用いて次の条件で記録実験を行った。

感光体２０は、透明支持体４としてガラス基板を用い、
この上に透明導電層３として酸化スズ層を設け、さらに
、この上に元手導体層２としてアモルファスシリコン層
を順次設け、さらに、電極１として０．３ｍｍ角のニッ
ケル層を多数設けて作成した。この感光体２０にローラ
状の磁石６により一成分系のトナー５を付着させ定とこ
ろ、感光体２Ｇ上Ｋ）ナー５がニッケル層の形状に従っ
て吸着した。

次に、導体１０に−ｔ−２ｏｏＶの電圧を印加し、トナ
ー供給機７と感光体２０の透明導電層３は接地し、Ｔに
〇ｒ　Ｔ２　二５００　ｍｇ　＋　Ｔｓ　”　６００　
ｍＢ＋Ｔ４　＝７００ｍｓ＋　Ｔｓ＝９００ｍｓ＋Ｔ６
＝ｌＯＯＯｒｎｓ＋Ｔ７け１５００ｍｓ　とし、さらに
、２ｒｎｗ／Ｃｍ２０元強度の発光ダイオード１３で１
ｍｓ露元し。

記録実験を行った。露光部の濃度は１１であり、未露光
部の濃度はｏ、ｉｓであつ１こ。ただし、記録紙の濃度
は０．１１であった。

なお、比較例は、実験例１の場合と同じ比較例１ｆｔ用
いた。

以上詳細に説明したように、この発明は、トナーを供給
する手段の電位ｖＴと感光体と被記録体の間にｔ場を形
成する手段の電位ｖｃと、感光体の透明導電層の電位■
２との関係を、ｖｃ＞ＶＰで、かつ、Ｖ↑＞　Ｖ　ｐか
、または、ｖ、（Ｖ、で、かつ、■ア〈ｖＰＫ設定した
ので、記録級度を維持したまＮ、かＱ９８度を減少させ
ることかでき、良質な画像を提供できる。

まブこ、ｖＰとｖＴの電位を接地して０電位にしＬもの
は、かぶり濃度を減少させることができ、かつ、構成が
きわめて簡単になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明において使用する記録方法の原理馨説
明するための図で、感光体とトナー供給機の部分断面図
、第２図は同じくトナーを吸引した感光体の断面図、第
３図は同じくトナーを記録紙に転移する状態を示す断面
図、第４図はこの発明の光記録装置の一実施例を示す断
面図、第５図と第６図、第７図は電極の電位変化を示す
図、第８図はこの発明の他の実施例を示す断面図である
６図中、１は電極、２は光半導体層、３は透明導電層、
５はトナー、５ａはトナー像、６はｐ−ラ状の磁石、７
はトナー供給機、８は電源、９は記録紙、１０は導体、
１１は自己集束性レンズ、１２は発光ダイオードアレイ
、１５は電源、１６はトナー容器、２０は感光体、２１
は反射板、２２は光源である。第１図第３図＋４１Ｊ　ＩＪ　１４　１４　１ｚ第４図第５図ＴＩ　Ｔ２Ｔ３　Ｔ４　Ｔ５Ｔ６　Ｔ７−ｐＪ聞第６図 −ｎＦ＆ｆｌ第７図Ｔ、　Ｔ２　Ｔ３　Ｔｔ　Ｔ５　Ｔ６　Ｔフ一埼間

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明支持体上に透明導電層と、元手導体層と、磁
性体からなる電極を積層してなる感光体と、前記感光体
にトナーを供給する手段と、前記感光体と被記録体の間
に電場を形成する手段と、前記電極に吸着したトナーを
前記被記録体に転移させるために前記透明支持体側から
前記透明導電層を記録パターン妊応じて照射する光照射
手段を少なくとも具備し、前記トナーを供給する手段の
電位７丁と前記感光体と被記録体の間に電場を形成する
手段の電位ｖｃと前記感光体の透明導電層の電位Ｖｐ　
ト’）［１１ｉ１係＃”Ｖ（＞　Ｖｐ　テア’Ｊ　、カ
ッ、■Ｔ＞ｖＰ。または、ｖｃくｖＰであり、かつ、７丁＜　ｖ　ｐのど
ちらか一方に設定したことを特徴とする光記録装置。
（２）透明支持体上に透明導電層と１元半導体層と、磁
性体からなる電極を積層してなる感光体と、この感光体
にトナーを供給する手段と、前記感光体と被記録体の間
に電場を形成する手段と、前記電極に吸着したトナーを
前記被記録体に転移させるために前記透明支持体側から
前記透明導電層乞記録パターンに応じて照射てる光照射
手段を少な（とも具備し、前記感光体の透明導電層とト
ナーを供給する手段を接地し、さらに、前記感光体と被
記録体との間Ｋ［場を形成する手段に正ま１こは負の電
圧を印加したことを特徴とする光記録装置。