JPH01204076A - 画像形成装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、複写機あるいはプリンタとして使用される画
像形成装置に関する。

（従来の技術） 原稿を複製するための装置として、電子複写機あるいは
製版命印刷装置が知られている。一般に電子複写機は、
複写作業の段取りが簡単で装置の取扱いも容易である。

これに対し製版・印刷装置は、原稿から原版を作り、こ
の原版を使って記録紙への転写を繰返すことができるた
め、原版を作ったのちは高速度で印刷できるとともに、
同一原稿からの複製枚数が多くなればなるほど印刷コス
トが安くなるといった利点がある。

（発明が解決しようとする課題） 従来の製版・印刷装置は、同一原稿からの複製枚数が４
枚程度以下では原版が占めるコストの割合が大きいため
電子複写機に比べて印刷コストが高く、しかも原版を作
る工程が必要であるため作業の段取りに手間と時間がか
かる。一方、電子複写機は１枚の原稿を１枚複写するた
びに帯電や露光、現像、除電等のプロセスを繰返すため
、同一原稿からの複写枚数が増えても１枚当りの複写コ
ストは安くならないし、複写速度は印刷機に比ベてかな
り遅い。

こうした問題に対処するものとして、電子複写機におい
ても、より印刷に肉薄したスピードで複写でき、しかも
印刷機のような熟練を要する作業や段取りを要しないも
のが実用化されてきている。

しかしながら複写速度を更に高速化するには、原稿の露
光や現像剤の定着あるいは帯電等に要する電力がきわめ
て大きくなり、通常の商用電源を使用できなかったり、
複写速度を上げようとすると現像速度等に無理が生じる
ことにより画質が犠牲になるといった問題がある。

従って本発明の目的は、従来の電子複写機と同様の簡単
な操作によって印刷機と同様に同一原稿からの多数枚複
写が行なえるような画像形成装置を提供することにある
。

【発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を果たすために本発明の画像形成装置は、誘電
体からなる像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成
手段と、上記静電潜像を磁性現像剤で第１の現像を行な
うことにより像担持体上に磁化パターンを形成する第１
の現像剤像形成手段と、上記第１の現像剤像を像担持体
上に定着させることによってマスター像を得る定着手段
と、上記マスター像上に磁性現像剤による第２の現像を
行なう第２の現像剤像形成手段と、上記第２の現像剤像
を転写部材に転写させる転写手段とを具備したものであ
る。

（作用） 上記構成の本発明装置は、同一原稿から多数枚の複製を
行ないたい場合に、以下に述べる印刷モードで実施でき
る。まず静電潜像形成手段においては、原稿画像に対応
した潜像が像担持体に形成される。この静電潜像を磁性
現像剤で顕像化させることにより第１の現像剤像が得ら
れる。この磁性現像剤像は例えば融着等の手段により像
担持体上に定着させられ、マスター像となる。次に、こ
のマスター像の磁力を利用して磁性現像剤による第２の
現像を行なうことにより第２の現像剤像を得たのち、こ
の現像剤像を記録紙等の転写部材に転写させる。

上記マスター像はそのまま像担持体上に残るから、２枚
目以降の同一複写を行なう場合には、再びマスター像の
磁力を利用してこのマスター像に磁性現像剤を付着させ
るとともに、この現像剤像を転写部材に転写させる。こ
の工程を繰返すことにより、同一原稿からの複製を何回
でも行なうことができる。すなわちこの印刷モードにお
いては、−旦マスター像を形成したのちは、前述した静
電潜像を形成する工程や、第１の現像剤像を形成する工
程、および現像剤像を像担持体上に定着させる工程は一
切行なわれない。従って、この印刷モードを使って多数
枚の複写を行なう場合には省電力化が図れるとともに、
複写速度が従来の電子複写機に比べて格段に速くなる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例につき図面を参照して説明する
。

第１図に示された画像形成装置１は、筺体２の上面部に
原稿載置台３を有するとともに開閉可能な原稿押え４を
有し、原稿載置台３に置かれた原稿Ａを、周知のスキャ
ナ等を用いた原稿読取手段５によって光電気的に読取る
ようになっている。

筺体２の内部にはドラム７が回転可能に設けられている
。このドラム７は、図示しない駆動機構によって、少な
くとも第１の速度ｖ１と第２の速度ｖ２で図示時計回り
に回転させることができる。

第２の速度ｖ２は、第１の速度Ｖｌよりも数倍ないし数
十倍速い。

ドラム７の外周部には、像担持体としての感光体ベルト
８が設けられている。この感光体ベルト８は、第３図お
よび第４図等に示されるように、静電潜像を形成するこ
とが可能な誘電体である酸化並鉛製の感光層９をもち、
ドラム７の外周を取巻くように１周している。この感光
体ベルト８は、後述する印刷モードを行なう毎に、新た
に所定のサイズ分ずつ供給ロール１０からドラム７上に
繰り出されるとともに、使用済の部分を巻取ロール１１
に巻取るようになっている。

ドラム７の外周部に対向して配置されたスコロトロン方
式コロナ帯電器１３は、感光体ベルト８に−３００ない
し一５００ボルトの均一帯電を行なう。

レーザースキャナ１４を備えた露光装置１５は、前記読
取手段５によって読取られて電気信号化された画像情報
を、ミラーやレンズ等の光学系部材１６を介して感光層
９上に露光させることにより、感光層９に画像情報に対
応した静電潜像を形成する。上記帯電器１３や露光装置
１５は、静電潜像形成手段１７を構成する。

更にドラム７の回転周方向に沿って、第１の現像剤像形
成手段としての第１現像器２１と、第２の現像剤像形成
手段としての第２現像器２２が配置されている。

第１現像器２１はいわゆる導電性磁性−成分現像方式を
採用し、キャリアレスドナーである第１の磁性現像剤２
３が収容されている。この磁性現像剤２３は、磁化特性
の優れたバリウムフェライトや、γ−Ｆｅ２Ｏ３等の微
粉からなるものであるが、要するに下記着磁装置４２に
よる磁界中で容易に永久磁化できるものであればよいか
ら、上記以外の高磁化特性を有する磁性粉が使われても
よい。この磁性現像剤２３は、マグネットスリーブ２４
の回転に伴って感光体ベルト８側に運ばれるとともに、
スリーブ２４の回転に伴う摩擦帯電によってプラスの電
荷を与えることができるようになっている。

第２現像器２２には、第２の磁性現像剤２６が収容され
ている。この磁性現像剤２６としては、電気抵抗が大き
くかつ永久磁化の少ないＦｅ２Ｏ４等の磁性微粉からな
る摩擦帯電性のある磁性−成分トナーが適する。この現
像剤２６は、マグネットスリーブ２７の回転に伴って感
光体ベルト８側に運ばれるとともに、スリーブ２７の回
転に伴う摩擦帯電によってプラスの電荷を与えることが
できるようになっている。

更にドラム７の回転周方向に沿って、転写前コロナ帯電
器２９と、用紙供給部３０と、転写手段としての無端状
の転写ベルト３１が配置されている。上記帯電器２９は
、感光層９に残留する電荷の消去を光（除電光）で行な
えるようにマイナス極性を用いるとよい。用紙供給部３
０は、記録紙収容部３２に積層されている転写部材の一
例としての記録紙３３を、ガイド３４を経て転写ベルト
３１と感光体ベルト８との間に同期して送出するもので
ある。

転写ベルト３１は、導電材料からなるベルト本体の表面
に、厚さが２０ないし４０．ｐ程度のポリエステル等の
誘電体フィルムを積層したものであり、上記帯電器２９
による転写前コロナとは逆極性の約１０００ボルトのバ
イアス電圧が印加される。転写ベルト３１の搬送終端側
には、周知のヒートローラ式定着装置３６と排紙台３７
が配置されている。

なお転写ベルト３１に上記バイアス電圧を印加する代り
に、コロナ放電によって記録紙３３を帯電させるように
してもよい。

更にドラム７の回転周方向に沿って、定着手段の一例と
してのキセノンランプ等を用いた定着フラッシュ４０と
、感光層９上の残留電荷の除去を行なうための除電ラン
プ４１と、着磁装置４２が設けられている。

次に上記構成の画像形成装置１の作用について説明する
。この装置１は、同一原稿からの多数枚複写に好適な印
刷モードと、少数枚複写に適する複写モードのいずれか
任意のモードで原稿Ａの複製を行なうことができる。ま
ず、印刷モードについて説明する。

原稿読取手段５によって原稿Ａの読取りを開始すること
に伴い、ドラム７と感光体ベルト８が一体になって第１
の速度ｖ１で図示時計回り方向に回転するとともに、第
３図に示されるように帯電器１３によって感光体ベルト
８の感光層９が均一にマイナス帯電させられる。上記読
取手段５により光電気的に読取られた画像情報は、公知
の手段により信号化されるとともに、レーザースキャナ
１４により画像信号として感光層９に光照射が行なわれ
ることによって、次々に静電潜像が形成される（第４図
）。

こうして得られた静電潜像は、第１現像器２１を通過す
ることによって現像される。すなわち第１の現像剤像形
成工程においては、第５図に示されるように、プラスの
電荷をもつ第１の磁性現像剤２３が感光層９のマイナス
電荷の所に静電的に付着することによって、画像に対応
した現像剤像が得られる。

更にドラム７と感光体ベルト８は、第１の速度Ｖｌで定
着フラッシュ４０の所まで回転させられるとともに、こ
の定着フラッシュ４０によって熱線が照射されることに
より瞬時に感光層９に融着する（第６図）。すなわちこ
の定着工程を経ることにより、第１の磁性現像剤２３に
よるマスター像４５が得られる。

こうして定着させられたマスター像４５は、第７図に示
されるように感光層９と一緒に着磁装置４２の所まで移
動することにより、磁気ヘッド４６によって永久磁化さ
れる。磁気ヘッド４６は感光体ベルト８の有効幅の全長
にわたって設けられている。第１１図に模式的に示すよ
うに、定着済みのマスター像４５は感光体ベルト８の移
動方向に次々に磁化させられる。感光層９自体は非磁性
体であるので磁化されることはなく、マスター像４５の
みに着磁が行なわれる。従ってこの磁気ヘッド４６は、
感光体ベルト８の幅方向に同一極性の磁界を与えるだけ
でよいので、長尺ではあるが構造の単純なものを使用で
きる。

上記したようにドラム７が最初の１回転を行なう間に、
磁化されたマスター像すなわち磁気潜像としての磁化パ
ターンが形成される。引続きドラム７は回転させられる
が、２回転目以降は第２の速度ｖ２で高速回転させられ
ることによって、第２現像器２２による現像と記録紙３
３への転写が行なわれる。

すなわち、前述した工程により磁化されているマスター
像４５が第２現像器２２の所まで移動してくると、第８
図に示されるように第２の磁性現像剤２６がマスター像
４５の磁力に引付けられ、マスター像４５の表面上に現
像剤２６が付着する。

こうして第２の現像剤像が形成される。この現像剤２６
は磁力によりマスター像４５に吸着されるため、必ずし
も電荷を与えておく必要はない。第２の現像後は、帯電
器２９による転写前コロナ放電を受けることによって、
マイナス電荷が与えられる（第９図）。

用紙供給部３０から１枚ずつ送出されてくる記録紙３３
は、転写ベルト３１によってドラム７の回転方向に同期
して移送されつつ、感光体ベルト８と転写ベルト３１と
の間に挟まれる。転写ベルト３１には転写前コロナと逆
極性のバイアス電圧が印加されているため、第２の現像
剤２６は次々と記録紙３３側に静電転写される。転写後
の記録紙３３は、転写ベルト３１の走行に伴ってヒート
ローラ式定着装置３６の所まで送られ、加熱と同時に加
圧されることにより画像の定着が行なわれたのち、排紙
台３７上に排出される。

なお、第２の現像剤２６に摩擦帯電性のあるトナーを用
いることにより、現像時に充分帯電させておくことがで
きれば、上記帯電器２９による転写前コロナ放電を省略
することが可能である。但し高速転写を行なう必要があ
る場合などのように短時間で確実に静電転写させるには
、転写前コロナ放電を実施することで現像剤２６に充分
な電荷を与えておくのがよい。

引続きこの印刷モードにおいて同一原稿から２枚目以降
の複製を行なうには、第２の現像剤像形成工程（第８図
）と転写前コロナ放電（第９図）および転写工程（第１
０図）を第２の速度ｖ２で繰返すことにより、同じ内容
のものを何枚でも復製することができる。つまり、−旦
マスター像４５の形成と磁化を行なったのちは、帯電工
程（第３図）や露光工程（第４図）、第１の現像剤像形
成工程（第５図）、定着工程（第６図）１着磁工程（第
７図）を−切行なわずに済む。そして帯電や像露光など
に要する電力を定着装置３６に充当することができる。

従って省電力化が図れるばかりでなく、マスター像の形
成後は高回転速度ｖ２で印刷モードを遂行できることに
より、複写速度を著しく高速化できる。また、同一原稿
からの複製枚数が多くなればなるほど１枚当りのコスト
が安くつく。

なお、上記印刷モードにおいてドラム７の２回転目以降
に感光層９が残留電荷により帯電することを防ぐために
、除電ランプ４１は点灯させておいた方がよい。印刷モ
ードによる原稿１枚分の複数枚複写が終了すると、感光
体ベルト８はマスター像４５が定着しているサイズ分だ
け巻取ロール１１に巻取られるとともに、未使用の新た
な長さ分がドラム７上に繰り出される。

なお、第１の現像剤２３として予め永久磁化させておい
た磁性粉を用いる場合には、着磁装置４２による着磁工
程（第７図）を省略することができる。この場合には、
着磁済みの現像剤２３を感光層９上の静電潜像に付着さ
せたのちに、定着フラッシュ４０による定着を行なうだ
けで磁化したマスター像（磁化パターン）を得ることが
できる。但しこの場合には、着磁装置４２によつて磁化
させる場合に比べるとマスター像４５の磁力が弱いから
、第２の磁性現像剤２６による現像速度との関係でドラ
ム７の回転速度をあまり速くすることはできない。

次に、少数枚の複写に適する複写モードについて説明す
る。

複写モードは、マスター像を形成しない点で上記印刷モ
ードとは相違する。この複写モードにおいて、ドラム７
は、前述した第１の速度ｖｌで回転させられるか、また
は第１の速度Ｖ□よりも速い第３の速度ｖ３で回転させ
られる。但し、Ｖ３は印刷モードの時の第２の速度ｖ２
よりは遅い。

印刷モードの時と同様に、読取手段５による原稿Ａの読
取りが開始することに伴い、ドラム７と感光体ベルト８
が一体になって第３の速度ｖ３（または第１の速度ｖｌ
）で図示時計回り方向に回転するとともに、第３図に示
されるように帯電器１３によって感光層９が均一に帯電
させられる。

なお、ドラム７の回転速度ｖ３がｖｏより速くても所定
の電位が得られるように、帯電器１３の電圧等をドラム
７の回転速度に応じて調整する。

読取手段５で読取られた画像情報は信号化され、レーザ
ースキャナ１４により画像信号として感光層９に光照射
が行なわれることによって、次々に静電潜像が形成され
る（第４図）。こうして得られた静電潜像は、第２現像
器２２を通過することによって顕像化される。この複写
モードでは磁力を利用した現像を行なうことができない
から、第１２図に示されるように摩擦帯電等によってプ
ラスに帯電させられている第２の磁性現像剤２６を、感
光層９のマイナス電荷の所に静電的に付着させることに
よって、画像に対応した現像剤像を得る。

引続きドラム７は回転させられ、第１３図に示すように
帯電器２９による転写前コロナ放電を受けて電荷が与え
られたのち、第１４図に示すように現像剤２６が次々と
記録紙３３に転写される。

転写後の記録紙３３は、印刷モードの時と同様にヒート
ローラ式定着装置３６によって定着されたのち、排紙台
３７上に排出される。

なお、第１５図に示されるように記録紙３３がマイナス
に帯電するような極性で転写ベルト３１に電圧をかける
かまたはコロナ放電を行なえば、転写前コロナ放電（第
１３図）を行なうことなく現像剤２６を記録紙３３に転
写させることができる。

転写後の感光層９に残留した現像剤２６は、除電ランプ
４１によって除電されたのち、ドラム７が更に次の１回
転をする間に第２現像器２２内における磁気ブラシ効果
により払い落されて第２現像器２２に回収される。すな
わち本装置１による複写モードは、磁気ブラシクリーニ
ングによる２回転・１コピ一方式であり、ドラム７の１
回転目で静電潜像の形成と現像および転写等の工程が行
なわれ、２回転目で感光層９の清掃が行なわれる。

この複写モードにおいて、感光体ベルト８は同じ感光面
が例えば１０００回程度繰返し使用され、規定回数に達
したところで所定の長さ分だけ巻取ロール１１に巻取ら
れるとともに、未使用の新たなサイズ分がドラム７上に
繰り出されて使用に備えられる。

上述したように、本実施例装置１においては、導電性を
有する第１の現像剤２３と、絶縁性を有する第２の現像
剤２６を用いている。第１の現像剤２３に導電性トナー
を用いた理由は、印刷モードにおいてマスター像を作る
際に導電性トナーを用いたことによりエツジ効果が抑制
され、きわめて高画質のマスター像が得られるからであ
る。第１の現像剤２３は、絶縁性の感光層９上に付着さ
れるものであるから導電性であっても差支えない。

この現像剤２３はマスター像を得るために使われるもの
であり実際のコピー色とは関係がないから、色彩はどの
ようなものであってもかまわない。従って磁化の容易な
材料を選び易い。

一方、第２の現像剤２６に絶縁性トナーを用いた理由は
、現像剤２６を静電転写によって記録紙３３に転写させ
るためであり、この現像剤２６は帯電性に優れた高抵抗
トナーを用いる必要がある。

なお、画質によっては第１の現像剤２３に必ずしも導電
性トナーを用いなくてもよいこともあるから、現像器２
１．２２を１つにまとめて現像剤を共通化させ、コスト
ダウンを図ることは可能である。現像剤の共通化を行な
う場合には、摩擦帯電性のある絶縁性磁性トナーを使用
するとよい。

また、上記実施例では感光体ベルト８に酸化亜鉛を用い
たが、これに限らず他の感光体材料や、静電記録用の誘
電体ベルトなど様々な誘電体を用いることができる。ま
た本発明装置は、レーザースキャナ１４によって露光さ
せる代りに、照明光を原稿に照射することによって得ら
れる原稿からの反射光あるいは透過光を光学系部材を介
して像担持体の感光層に露光させるような形式でもよい
。

そして本発明装置は複写機として使用できるのは勿論で
あるが、例えばレーザープリンタなどにおいて多くの部
数を複製する場合にもきわめて有効である。

［発明の効果コ 上述したように本発明によれば、複写部数が多い時に印
刷モードにすることにより、高速でかつ低コストで同一
原稿からの複製を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１４図は本発明の一実施例を示し、第１
図は画像形成装置の内部構造を概略的に示す断面図、第
２図は第１図中のドラム付近の拡大図、第３図ないし第
１０図はそれぞれ印刷モードにおける画像形成プロセス
を工程順に示すそれぞれ側面図、第１１図は着磁装置の
一部とマスター像を示す平面図、第１２図ないし第１４
図はそれぞれ複写モードにおける画像形成プロセスの一
部を工程順に示すそれぞれ側面図、第１５図は転写ベル
トの極性を変えた場合の側面図である。 １・・・画像形成装置、５・・・原稿読取手段、７・・
・ドラム、８・・・感光体ベルト（像担持体）、９・・
・感光層、１３・・・帯電器、１５・・・露光装置、１
７・・・静電潜像形成手段、２１・・・第１現像器（第
１の現像剤像形成手段）、２２・・・第２現像器（第２
の現像剤像形成手段）、２３・・・第１の磁性現像剤、
２６・・・第２の磁性現像剤、２９・・・転写前コロナ
帯電器、３１・・・転写ベルト（転写手段）、３３・・
・記録紙（転写部材）、４０・・・定着フラッシュ（定
着手段）、４２・・・着磁装置、４５・・・マスター像
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第　２　図 ｌ 第３図　　　　第４図 第５図　　　　第６図 第７［・］　　　　霞８「〕 第９１）；′Ｉ　　　　　　第１０図 第１１　［；：１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘電体からなる像担持体に静電潜像を形成する静電潜像
   形成手段と、上記静電潜像を磁性現像剤で第１の現像を
   行なうことにより像担持体上に磁化パターンを形成する
   第１の現像剤像形成手段と、上記第１の現像剤像を像担
   持体上に定着させることによってマスター像を得る定着
   手段と、上記マスター像上に磁性現像剤による第２の現
   像を行なう第２の現像剤像形成手段と、上記第２の現像
   剤像を転写部材に転写させる転写手段とを具備したこと
   を特徴とする画像形成装置。