(57)【要約】【課題】電界放出に基づいた、外部光源を用いない画像形成装置用の感光性ドラムを提供する。【解決手段】外側表面に複数のカソードユニットを有し、カソード基板８１で形成された円筒形の内部ローラー１１と、前記内部ローラー１１の外径より大きい内径を有し、内部に内部ローラー１１を含み、内面に複数のアノードユニットを有する、アノード基板７１で形成された中空の円筒形の外部ローラー１２と、前記外部ローラー１２の外径より大きい内径を有し、外部ローラー１２に嵌合された、中空の円筒形の光電変換層１３と、を有し、前記カソードユニットから放射された電子線１０は、対応するアノードユニットに当たり、光を発生させ、前記アノードユニットで発生した光は、前記光電変換層１３で、静電気に変換され、光電変換層１３上の静電気は、トナー２１を吸着する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側表面に複数のカソードユニットを有し、カソード基板で形成された円筒形の内部ローラーと、
前記内部ローラーの外径より大きい内径を有し、内部に内部ローラーを含み、内面に複数のアノードユニットを有する、アノード基板で形成された中空の円筒形の外部ローラーと、
前記外部ローラーの外径より大きい内径を有し、外部ローラーに嵌合された、中空の円筒形の光電変換層と、を有し、
前記カソードユニットから放射された電子線は、対応するアノードユニットに当たり、光を発生させ、
前記アノードユニットで発生した光は、前記光電変換層で、静電気に変換され、
光電変換層上の静電気は、トナーを吸着する、画像形成装置用の感光性ドラム。
【請求項２】
前記カソード基板は、カソード基板上に、カソード伝導層、電子エミッタ層、誘電体層およびゲート電極層を有する請求項１に記載の感光性ドラム。
【請求項３】
前記カソード伝導層、前記電子エミッタ層、前記誘電体層および前記ゲート電極層は、カソードユニットを形成する請求項２に記載の感光性ドラム。
【請求項４】
前記電子エミッタ層は、カーボンナノチューブで形成される請求項２に記載の感光性ドラム。
【請求項５】
前記アノード基板は、アノード基板上にアノード伝導層およびリン光体層を有する請求項１に記載の感光性ドラム。
【請求項６】
前記アノード伝導層および前記リン光体層は、アノードユニットを形成する請求項５に記載の感光性ドラム。
【請求項７】
前記アノード基板は、導電ガラスから形成される請求項５に記載の感光性ドラム。
【請求項８】
前記アノード伝導層は、ＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）から形成される請求項５に記載の感光性ドラム。
【請求項９】
スペーサが、前記アノード基板と前記カソード基板の間に形成される請求項１に記載の感光性ドラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子像形成装置に関し、特に、電子像形成装置ための電界放出に基づいた感光性ドラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に従来のレーザープリンターの内部構造の概略図を示す。レーザープリンターの印刷方法は、一般的に、帯電、露光、現像、転写、融解、クリーニング、除去の７つの工程を有する。
【０００３】
使用者が、コンピュータアプリケーションを通じてプリンターに指示を出し、印刷工程を開始すると、帯電ユニット１ａは、感光性ドラム２ａの表面全体に静電気が均一に分布するように、感光性ドラム２ａを帯電する。この後、プリンター内のマイクロプロセッサで変換された、文章又は像を表す画像信号は、外部レーザーダイオード３ａで発生されたレーザー光線３１ａで、感光性ドラム２ａの表面上に映される。感光性ドラム２ａ上のレーザー光線の照射されていない表面領域は、電荷の変化しない“非露光領域”と呼ばれる。レーザーで照射される領域は、レーザー光線の照射で電荷が変化する“露光領域”を形成する。こうして、画像信号は、感光性ドラム表面上に分布する静電気に変換される。感光性ドラム２ａは、回転して最終的に、トナーカートリッジ内のトナーに接する。トナー粒子は、感光性ドラム上に存在する静電気で、感光性ドラムの露光領域に引き付けられ、像が形成される。プリンター内に供給された紙５ａが、感光性ドラム２ａの表面上に形成された像と接触すると、トナーの像は、紙５ａに転写される。一方、トナーの像は、ヒーター６ａによる圧力と熱で、紙５ａの表面上で溶かされる。従って、プリンタートレーから出た直後の紙は、通常熱く感じる。この後、感光性ドラム２ａは、放電され、残っていたトナーは、クリーニングユニット７ａで、表面から除去される。こうして感光性ドラム２ａは、初期状態に戻り、次の印刷工程が開始する。
【０００４】
下記特許文献１に開示されている、低価格な電界放出プリンターヘッドは、電界放出を利用し、露光に必要な外部からの光を発生させることで、従来のＬＥＤアレイに関係する問題を解消している。
【０００５】
露光工程での照射は、前述のレーザーダイオードによる方法及び電界放出に基づいた方法のいずれにおいても、外部光源でなされる。従って、光を正確に感光性ドラムの表面上に当て、プリント品質の劣化を防止するために、外部光源は、正確に位置合せされなければならない。また、前述の２つの方法では、いずれも外部光源で、感光性ドラム周囲の空気中の分子を電気的に解離することで、感光性ドラムを電気的に帯電させる。
【特許文献１】台湾公開特許第３６７４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述の方法では、空気中の分子を解離する際に、Ｏ３の生成を伴うことと解離のために高いエネルギーを必要とするという欠点がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電界放出に基づいた、外部光源を用いない画像形成装置用の感光性ドラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、外側表面に複数のカソードユニットを有し、カソード基板で形成された円筒形の内部ローラーと、前記内部ローラーの外径より大きい内径を有し、内部に内部ローラーを含み、内面に複数のアノードユニットを有する、アノード基板で形成された中空の円筒形の外部ローラーと、前記外部ローラーの外径より大きい内径を有し、外部ローラーに嵌合された、中空の円筒形の光電変換層と、を有し、前記カソードユニットから放射された電子線は、対応するアノードユニットに当たり、光を発生させ、前記アノードユニットで発生した光は、前記光電変換層で、静電気に変換され、光電変換層上の静電気は、トナーを吸着する、画像形成装置用の感光性ドラムである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明では、外部光源を用いず、感光性ドラム内のカソードユニットから放射された電子線を、感光性ドラム表面の光電変換層で静電気に変換する。このため、Ｏ３の生成を伴わず、また分子を解離させる場合に比べ省電力である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図２は、本発明の好ましい実施形態に係る感光性ドラムプリンターの内部構造を示す概略図、図３は、感光性ドラム１の内部ローラー１１と外部ローラー１２の部分拡大断面図、図４Ａは感光性ドラム表面の帯電工程を示す概略図、図４Ｂは感光性ドラム表面へのトナーの吸着工程を示す概略図、図４Ｃは感光性ドラム表面に形成された像の転写工程を示す概略図である。
【００１２】
本実施形態に係るプリンターは、図２に示すように、表面にトナーを吸着する感光性ドラム１、トナーを感光性ドラム１に供給するトナーカートリッジ２、感光性ドラム１の表面に形成されたトナーの像を紙に転写させるヒュージングユニット３、紙を搬送するローラーアセンブリ４及び感光性ドラム１の静電気とトナーを除去する除去ユニット５を有する。
【００１３】
感光性ドラム１は、電子線を放射する円筒形の内部ローラー１１、電子線を受け発光する中空の円筒形の外部ローラー１２および光を静電気に変換する中空の円筒形の光電変換層１３を備える。なお、光電変換層１３の内径は、外部ローラー１２の外径より大きく、光電変換層１３と外部ローラー１２は、互いに嵌合した構成となっている。また、内部ローラー１１の径は、外部ローラー１２の内径より小さく、内部ローラー１１は、外部ローラー１２の内部に配置される。
【００１４】
内部ローラー１１は、カソード基板で形成された円筒１１１と電子線を放射するカソードユニットを有し、円筒１１１の表面上に複数のカソードユニットがマトリクス状に取付けられた構造をとる。一方、外部ローラーの内面には、カソードユニットから放射された電子線を受けるアノードユニットが備えられる。
【００１５】
内部ローラー１１と外部ローラー１２の間に電位差を生じさせると、内部ローラー１１のカソードユニットから電子線が放射される。この電子線は、外部ローラー１２のアノードユニットで受けられ、電子線が作用することで、アノードユニットは、光を発生させる。発生した光は、光電変換層１３で変換され、表面に静電気の層を形成し、トナーの吸着を可能とする。
【００１６】
トナーカートリッジ２は、感光性ドラム１に対応するように配置される。
【００１７】
ヒュージングユニット３は、円筒形の回転体であるローラー３１とトナーを加熱するための加熱素子３２を有し、ローラー３１は、加熱素子３２を内部に含む。
【００１８】
プリンター内に供給された紙６が、ローラー３１で移動され、感光性ドラム１の表面に吸着されたトナーと接すると、トナーは紙６に移る。紙６及びトナーは、ローラー３１の加熱素子３２で加熱され、トナーは溶けて像を形成する。
【００１９】
ローラーアセンブリ４は、回転可能な筒状部材である複数のローラー４１を含み、上述の感光性ドラム１に対応して配置される。紙６の表面上に像が形成されると、紙６は、ローラー４１で、プリンターから外部に出される。
【００２０】
除去ユニット５は、静電気を除去するために、感光性ドラム１に対応して配置される。つまり、像が転写された後、感光性ドラム１は回転し、除去ユニット５に接する。除去ユニット５は、感光性ドラム１の表面上に残存するトナー及び静電気を除去し、感光性ドラム１を初期状態に戻す。
【００２１】
図３は、本発明の好ましい実施形態に係る感光性ドラム１の内部ローラー１１と外部ローラー１２の部分拡大断面図である。
【００２２】
図３に示すように、アノード基板７１とアノードユニットを有するアノード構造体７並びにカソード基板８１とカソードユニットを有するカソード構造体８は、スペーサ９で支持され両構造の間には真空空間が形成される。
【００２３】
アノード構造体７のアノード基板７１は、導電ガラスで形成され、アノードユニットは、ＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）から形成されるアノード伝導層及びカソード構造体８からの電子線を受けて発光するリン光体層７３を有する。
【００２４】
カソード構造体８のカソードユニットは、カーボンナノチューブで形成される、カソード伝導層８２、電子エミッタ層８３、誘電体層８４及びゲート電極８５を有する。
【００２５】
図４Ａに示すように、ゲート電極８５に電圧が加えられると、カソードユニットからアノードユニットへ向かう電子線１０が、電子エミッタ層８３から放射される。放射された電子線１０はリン光体層７３に当たり、リン光体層７３は発光する。アノード伝導層７２に高電圧を加えることで、電子線１０は加速され、アノード構造体７のリン光体層に作用し、アノード基板７１の表面を発光させるのに十分な運動量が得られる。
【００２６】
図４Ｂに示すように、光は、アノード基板７１を透過したのち、アノード基板７１の表面に取り付けられた光電変換層１３で、電気に変換される。すなわち、静電気の層が、光電変換層１３の表面に形成される。静電気の層は、トナーカートリッジ２から供給されるトナー２１を光電変換層１３の表面に吸着する。
【００２７】
この後、図４Ｃに示すように、感光性ドラム１が回転し、光電変換層１３が紙６に接すると、トナー２１は、紙６に移る。すなわち、光電変換層１３の表面に形成された像が紙６に転写される。
【００２８】
本実施形態では、感光性ドラム１の帯電工程で空気中の分子を解離させない。このため、Ｏ３の生成を伴わず、また分子を解離させる場合に比べ省電力である。
【００２９】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のレーザープリンターの内部構造を示す概略図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による電界放出に基づいた感光性ドラムプリンターの内部構造を示す概略図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態に係る感光性ドラム１の内部ローラーと外部ローラーの部分拡大断面図である。
【図４Ａ】光電変換層の表面に静電気を発生させる工程を示す概略図である。
【図４Ｂ】トナーが光電変換層の表面に吸着する工程を示す概略図である。
【図４Ｃ】光電変換層表面のトナーが紙に移る工程を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    感光性ドラム、
１０    電子線、
１１    内部ローラー、
１２    外部ローラー、
１３    光電変換層、
２１    トナー、
７１    アノード基板、
８１    カソード基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
2008052052.tif 000006
【図４Ｂ】
2008052052.tif 000007
【図４Ｃ】
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