JPH01253766A - 画像記録装置 - 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、たとえば複写機あるいはプリンタとして使用
される画像記録装置に関する。

（従来の技術） 従来、普通紙等に画像記録を行なう画像記録装置として
ゼログラフィ一方式による電子写真装置が広く実用化さ
れている。このゼログラフィー方式によれば、感光体と
現、像剤であるトナーとは別の機能を有しており、−様
に帯電された感光体上に像露光によって静電潜像を形成
し、トナーで可視化する潜像形成工程および現像工程を
経るため、装置が複雑かつ高価なものになっている。ま
た、この方式では、感光体とトナーすなわち現像剤との
うち、いずれか一方の性能が劣化、例えば感光体の光疲
労により帯電性、光導電性が劣化すると高品質のトナー
画像が得難くなるため、常に感光体および現像剤を所望
の性能に維持する必要があり、保守性に劣る等の問題が
あった。

そこで、これらの問題を解消し、簡単かつ安価に画像記
録が行えるものとして、トナー自体に感光性を付与する
ことにより感光体および現像剤の両方の機能を持たせた
、光導電性トナーを使用する画像記録装置あるいは画像
記録方法が提案されている。例えば、特開昭５０−８１
５４４号、特開昭５２−１４８３４号等に開示されてい
る方法によれば、導電性基板上に光導電性トナーの層を
形成し、この光導電性トナー層をコロナチャージ等によ
り一様に帯電させ、次に、所望のパターンでこの光導電
性トナー層に像露光を行なうことによって、光照射部分
の光導電性トナーは導電性となり、接地された導電性基
板を介してその電荷が消滅して静電潜像が形成される。

このような静電潜像が形成された光導電性トナー層上に
普通紙等の転写材を密着させ、この転写材の裏面をコロ
ナチャージャ等により帯電させる。その後転写材を剥離
することにより転写材上に露光パターンに応じたポジ画
像が形成される。

この方法によれば、赤色光、緑色光、青色光にそれぞれ
光感度を有するシアン色、マゼンタ色、イエロー色の光
導電性トナーを均一に混合して用いると、１回の露光で
フルカラーの画像が得られるという利点を有している。

しかしながら、この方法では、光照射による帯電電荷の
消滅は完全には行われず、残留電荷が存在してしまう。

そのため、本来は光が照射されて転写されない部分も転
写材に転写されてしまい、かぶりが多量に発生すること
により画像のコントラストが低く、不鮮明になり、実用
に供せられる画像が得られないという重大な欠点があっ
た。

一方、光導電性トナーを用いた画像記録方法として、上
記方法とは異なった方法が提案されている。例えば、米
国特許第２９４０８４号に開示されている方式では、ま
ず第７図（ａ）に示すように、表面に透明導電層１を有
する透明基板２上に光導電性トナー３を均一に散布し、
次に、第７図（ｂ）に示すように、光導電性トナー３に
対向して、微小ギャップを隔てて転写材４、転写材４の
裏面に対向電極５を設け、透明導電層１と対向電極５と
の間に直流電源６により電圧を印加して電界を作るとと
もに、透明基板２側から光７を照射する。光照射された
先導電性トナー３ａは抵抗が下がり透明導電層１から電
荷が注入されて対向電極５と逆の極性に帯電する。図示
例では、対向電極５にプラスの電圧が印加されているの
で光照射された光導電性トナー３ａはマイナスに帯電し
て、第７図（ｃ）に示すように、電界のために対向電極
５に引かれて転写材４上に転写、付若してネガ画像３ａ
が形成され、透明導電層１上にポジ画像３ｂが形成され
るというものである。

この方法は、先述の特開昭５０−８１５４４号、特開昭
５２−１４８３４号等に開示されている方法に比べ、光
導電性トナー３に露光すると同時に転写、すなわち現像
されるのでトナー画像形成工程が極めて簡単になるとい
う利点がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この方法によるも、普通紙等に鮮明な画
像を多数枚連続して記録する画像記録装置を実現するに
は、次のような問題点が残されている。

すなわち、散布等の手段により透明基板２上に層形成さ
れた光導電性トナー３にはプラスに帯電したものとマイ
ナスに帯電したものとが混在し、外部電界を加えた際、
光が照射されない部分の光導電性トナー３が転写して多
量のかぶりが発生し鮮明な画像が得られないという問題
点、また、光導電性トナー３の層に対向する転写材４と
して普通紙を用いた場合、この普通紙と光導電性トナー
３の層との間のギャップを一定に保ちつつ普通紙を搬送
することが困難であるという問題点、さらには、上記普
通紙の材質および厚みにより光導電性トナー３に加わる
電界の強さが異なり、光照射による光導電性トナー３へ
の電荷注入量が均一とならず、得られた画像の濃度も均
一にならないという問題点があった。

本発明は、上記したような問題点を解決するためになさ
れたもので、普通紙等の記録媒体上にかぶりや濃度むら
のない鮮明な画像を多数枚連続して記録することのでき
る画像記録装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の画像記録装置は、所定の速度で移動しながら光
導電性トナーを担持するトナー担持手段と、このトナー
担持手段上に、同一極性に帯電した先導電性トナーの層
を形成するトナー層形成手段と、このトナー層形成手段
により形成された光導電性トナーの層に電界を付与する
電界付与手段と、この電界付与手段により電界を付与さ
れた光導電性トナーの層に、画像に対応した光を照射す
る光照射手段と、前記トナー担持手段と対向して同一速
度で移動するように設けられ、前記光照射手段による光
の照射が行われた際、光照射された部分の光導電性トナ
ーが転移されて光導電性トナー像が形成される中間転写
手段と、この中間転写手段に転移された光導電性トナー
像を記録媒体に転写する転写手段とを具備することを特
徴とする。

（作用） 本発明は、所定速度で移動するトナー担持手段上に、ト
ナー層形成手段により同一極性に帯電された光導電性ト
ナー層を形成して鏡像力により担持せしめるとともに、
電界付与手段により上記光導電性トナー層が上記トナー
担持体方向に作用するクーロン力を生じる電界を付与し
、この状態で光照射手段により上記光導電性トナー層に
、画像に対応した光を照射することにより、光照射され
た光導電性トナーが元の極性と逆の極性に帯電され、こ
−の逆極性に帯電された光導電性トナーが印加されてい
る電界の作用により、上記トナー担持手段同一速度で移
動する中間転写手段に転移されて光導電性トナー像を形
成し、この中間転写手段に形成された光導電性トナー像
を転写手段により記録媒体に記録するようにしたもので
ある。これにより、光導電性トナー層の光が照射されな
い部分の光導電性トナーが中間転写手段に転移するのを
抑えることができるので、かぶりの発生を防止すること
ができるとともに、記録媒体を介在させないで電界を付
与することができるので画像濃度にむらを生じることも
なく、さらに、トナー担持手段および中間転写手段を移
動させながら、−旦中間転写手段上に光導電性トナー像
を形成した後、記録媒体に転写して画像記録を行なうの
で、連続した記録を行なうことができるものとなってい
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は概略的な構成を示す側面図である。図にお
いて、１０はトナー担持体で、例えば１０点平均表面粗
さが約０．８ｐ程度に粗面化された直径５０ＩＩ１１ｔ
のステンレス製等の導電性を有する円筒により構成され
、図示矢印方向へ所定速度で回転するようになっている
。そして、このトナー担持体１０の周面には、直流電源
（電界付与手段）１１により、後述する光導電性トナー
３の帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加されるよう
になっている。

トナー供給装置（トナー層形成手段）１２は、容器１３
、ミキサ１４、塗布部材１５（トナー層形成手段）、お
よび回収ブレード１６から構成されており、光導電性ト
ナー３をトナー担持体１０上に均一かつ薄層に層形成す
るとともに、層形成された光導電性トナー３を、例えば
正極性に帯電させるものである。すなわち、容器１３は
、光導電性トナー３を収容し、この容器１３の中には収
容された光導電性トナー３を撹拌するミキサ１４が設け
られている。また、塗布部材１５は、例えば厚さが０．
２Ｍのリン青銅板により構成され、その一端は容器１３
に固定され、他端（解放端）がトナー担持体１０の回転
方向に対して上流方向になるようにしてトナー担持体１
０に圧接されるようになっている。そして、トナー担持
体１０の図示矢印方向の回転に伴ってトナー担持体１ｏ
と塗布部材１５との間に光導電性トナー３が供給される
ことにより、トナー担持体１０の周面に光導電性トナー
３の層を形成するとともに、この光導電性トナー３の層
を摩擦により帯電させるようになっている。また、回収
ブレード１６は、後述する中間転写体２０に転写されず
にトナー担持体１０上に残留した光導電性トナー３を掻
き落して回収するものである。なお、上記塗布部材１５
としては、上記リン青銅板以外にゴム板やステンレス板
等の弾性を有する金属板により構成することもできる。

上記トナー供給装置１２によれば、トナー担持体１０上
に光導電性トナー３の層を形成すると同時に、塗布部材
１５とトナー担持体１０との摩擦によって光導電性トナ
ー３を帯電させることができるので、層形成および帯電
が極めて簡単になり、また、塗布部材１５の圧接力およ
びトナー担持体１０の表面の粗面化の度合いを変えるこ
とによって光導電性トナー３の層厚および帯電量を調節
できるという利点を有する。

また、第４図に示すように、トナー担持体１０に圧接す
る塗布部材１５の解放端部の方向を、上記とは逆の、ト
ナー担持体１０の回転方向に対して下流方向になるよう
に配設しても良く、上記と同様の効果を奏する。

なお、上記光導電性トナー３の層を形成する方法として
は、特願昭５３−６８２３３に開示されている如＜、バ
イアス電圧が印加されたトナー担持体１０上に磁気ブラ
シ法、カスケード法、パウダークラウド法によって層形
成する方法あるいはトナー担持体１０上に近接して配設
されたナイフ・エツジ等の厚み規制部材によって層形成
する方法等が適用可能である。

中間転写体２０は、例えばその内側に酸化インジウムに
よる透明導電層２０ａ１外側にポリエステルフィルムに
よる透明絶縁層２０ｂが形成された厚さ７５ｕの透光性
を有する無端ベルトにより構成されるものである。

すなわち、本発明による画像記録を行なう場合、光導電
性トナー３の層に対する光照射はトナー担持体１０側、
中間転写体２０側のどちらからでも可能であるが、装置
全体を小型にしたり、画像を連続的に形成するには構造
上、中間転写体２０側からの光照射が好ましい。この場
合、中間転写体２０の光導電性トナー３が転移される側
は絶縁性を有するとともに光透過性を有する透明絶縁層
２０ｂにより形成することが必要であり、さらに、この
中間転写体２０の内側に導電層を設ける場合にも、その
導電層は透光性を有する透明導電層２０ａにより形成す
る必要がある。

このような要請を満足する中間転写体２０の部材として
、次のものがあげられる。すなわち、絶縁性と透光性と
を有する透明絶縁層２０ｂ部材として、上記ポリエステ
ルのフィルム以外に、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、四
フッ化エチレンー六フッ化プロピレン共重体等のフィル
ムが挙げられるが、特に引張り強度に優れ、また光透過
率が良いポリエステルフィルムを用いることが望ましい
。

また、上記中間転写体２０の裏面に設けられる透光性を
有する透明導電層、２０ａとして、上記酸化インジウム
の他に、酸化錫、五酸化バナジウム、酸化クロムなどの
被膜または金属薄膜を被覆したもの等を挙げることがで
きる。

上記のような部材により構成される中間転写体２０は、
無端ベルト状に成型され、搬送ローラ２１．２２．２３
．２４およびギャップガイド２５の間を掛は渡される。

そして、駆動モータ（図示しない）により駆動されて、
トナー担持体１０の周速と同一速度で図示矢印方向に移
動されるようになっている。また、中間転写体２０の内
側に形成された透明導電層２０ａは、搬送ローラ２４を
介して接地されるようになっている。

上記ギャップガイド２５は、トナー担持体１０と中間転
写体２０との間隙を調整により定めることができるもの
で、例えば１８０ｐに保たれるように調整されている。

露光装置（光照射手段）２６は、中間転写体２０の内側
に配設される発光素子アレイから成り、供給される画像
信号（図示しない）に対応して発光するようになってい
る。そして、その光３０は、ギャップガイド２５に設け
られた窓３１から中間転写体２０を透過してトナー担持
体１０上に形成された光導電性トナー３の層を照射する
ようになっている。

転写ローラ（転写手段）３２は、中間転写体２０上に転
移された光導電性トナー３による像を記録紙Ｐに転写す
るものである。この転写ローラ３２は、所定の圧力によ
り搬送ローラ２４に押圧付勢されるとともに、直流電源
３３により、中間転写体２０上に転移された光導電性ト
ナー３の像の帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加さ
れる電荷を付与できるようになっている。

クリーニング装置３４は、中間転写体２０に転移された
光導電性トナー３の像が転写ローラ３２により記録用紙
Ｐに転写された後に、中間転写体２０に残留する光導電
性トナー３を清掃し、次の転写動作に備えるものである
。また、定着器３５は、転写ローラ３２により記録用紙
Ｐに転写された光導電性トナー２の像を定着し、永久可
視像化するものである。

次に、以上の構成により、第１図および第２図の工程図
を参照して動作を説明する。

ここで、光導電性トナー３は、β型銅フタロシアニン１
０ｆｆｌＱ部、ポリスチレン樹脂１０重量部、塩化エチ
レン１００重量部をボールミルにて充分に混合分散後、
塩化エチレンにて希釈し、スプレードライヤー法により
粒径が９ｐｙｓ〜１３．の粉体としたものを試作して用
いた。

まず、第２図（ａ）に示すように、トナー担持体１０上
に、上記光導電性トナー３を用いて、例えば正極性に帯
電した光導電性トナー３の層を形成する。すなわち、ト
ナー供給装置１２の容器１３に収容された先導電性トナ
ー３が、トナー担持体１０の図示矢印方向への回転に伴
って塗布部材１５とトナー担持体１０により形成される
Ｖ字状領域に導かれ、さらに塗布部材１５により押圧さ
れてトナー担持体１０上に光導電性トナー３の層を形成
する。この際、光導電性トナー３は、トナー担持体１０
と塗布部材１５との摩擦により例えば正極性に帯電され
る。このようにして帯電された光導電性トナー３の層は
鏡像力によりトナー担持体に引寄せられ、その周面上を
搬送されるようになっている。また、トナー担持体１０
には、直流電源１１により、光導電性トナー３の帯電極
性とは逆極性（負極性）のバイアス電圧が印加された状
態にある。

次に、第２図（ｂ）に示すように、トナー担持体１０上
に形成された光導電性トナー３の層が、トナー担持体１
０の周速と同一速度で図示矢印方向に移動する中間転写
体２０と、例えば１５０゜のギャップを介して対向する
位置にくると、接地された透明導電層２０ａおよび透明
絶縁層２０ｂからなる中間転写体２０と直流電源１１に
よってバイアス電圧が印加されたトナー担持体２０との
間に発生する電界により、光導電性トナー３の層はトナ
ー担持体１０に引付けられるクーロン力が働く。これに
より、記録された画像のかぶりの原因となる光照射され
ない光導電性トナー３が中間転写体２０に転移すること
を防止できるようになっている。

このような状態で、露光装置２６により、窓３１および
中間転写体２０を透過して上記電界が加えられた光導電
性トナー３の層に光３０が照射されると、光３０が照射
された光導電性トナー３の抵抗が下がって導電化される
ことにより、トナー担持体１０から電荷が注入され、予
め帯電された極性（正極性）と逆極性（負極性）に帯電
される。これにより、第３図（Ｃ）に示すように、負極
性に帯電された光導電性トナー３ｂは、上記電界の作用
により中間転写体２０に転移し、光導電性トナー３によ
るネガ画像を形成する。なお、上記電荷注入による逆帯
電および中間転写体２ｏへの転移は、光照射とほぼ同時
に瞬時に行われる。

次に、中間転写体２０上に転移された光導電性トナー３
の像は、第３図（ｄ）に示すように、例えば普通紙等の
記録用紙Ｐを、転写ローラ３２により中間転写体２０上
の光導電性トナー３の像に密むさせるとともに、コロナ
チャージャ（図示しない）により記録用紙Ｐの裏面に上
記光導電性トナー３の像の帯電極性と逆極性（正極性）
の電荷を付与し、その後、記録用紙Ｐを中間転写体２゜
から剥離することにより、第２図（ｅ）に示すように、
記録用紙Ｐに転写される。次に、光導電性トナー３の像
が転写された記録用紙Ｐは、定着器３５に送られて定着
され、永久可視像化されて装置外に送り出される。

一方、転写ローラ３２を通過した中間転写体２０は、ク
リーニング装置３４により残留光導電性トナー３が清掃
され、次の画像記録に備えられる。

以上のように動作する装置において、トナー担持体１０
の周辺速度を１１０６／ｓｅｅで移動させた場合、層形
成量は０．８１５１／ａｄで、層厚は３０〜４０．の光
導電性トナー３層が得られた。また、光導電性トナー３
の帯電極性は正で、帯電量は３．５μＣ／９であった。

また、トナー担持体１０に印加するバイアス電圧を一１
２００ボルトにして画像に対応する光を照射し、中間転
写体２０への転移、記録用紙（普通紙）Ｐへの転写、お
よびその後の定着によって記録された画像は、画像濃度
が高く、コントラストが良く、かぶりのない高画質の画
像であった。

また、光照射された先導電性トナー３の中間転写体への
転写効率を調べた結果、はぼ１００％に達していた。

さらに、Ａ４サイズの普通紙で１万枚の連続記録を行な
っても、画像の劣化は実使用に耐えられる許容範囲内で
あった。

なお、本発明に用いられる光導電性トナー３の光導電材
料として上記実施例で用いたものの他に、無機系のもの
では、ＺｎＯ，ＴｉＯ２，ＣｄＳ。

ＰｂＯ等があげられ、有機系のものではフラバントレン
、ペリレン、インジゴ、キナクリドン、アントラキノン
、シアニン、ベンズイミダゾール、ポリビニルカルバゾ
ール、アントラセン等があげられる。他方、定着性を発
現させ、帯電性を改善する結む剤としては、ポリエステ
ル樹脂、アクリル系樹脂、スチレン樹脂、塩化ビニル樹
脂、酢酸ビニル樹脂等があげられ、また、必要に応じて
併用される増感剤としてはクリスタルバイオレット、ロ
ーズベンガル、トリニトロフルオレノン等があげられる
。

また、トナー担持体１０上に形成された光導電性トナー
３の層に電界を加える手段として、第５図に示すように
、トナー担持体１０を接地するとともに、中間転写体２
０の裏面に設けられた透明導電層２０ａに、直流電源４
０により光導電性トナー３の帯電極性と同一極性のバイ
アス電圧を印加するように構成してもよい。さらに、第
６図に示すように、トナー担持体１０および中間転写体
２０の透明導電層２０ａを接地し、中間転写体２０の表
面（透明絶縁層２Ｏｂ側）を例えばコロナチャージャ（
図示しない）等により光導電性トナー３の層の帯電極性
と同一極性に帯電させるように構成しても良い。いずれ
の場合も、上記実施例と同一の作用効果が得られる。

また、本発明に係る中間転写体は、第３図に示すように
、ドラム状に形成しても良い。この場合は、ガラス製の
透明ドラム２７の外周面に、上記実施例で用いたと同様
のプラスチックフィルムからなる中間転写体２８を被覆
して用いる。なお、上記透明ドラム２７として、ポリメ
チルアクリレート等の透明プラスチックを用いても良い
。このような中間転写体２８を用いて画像記録を行なっ
た結果、上記実施例と同等の画像が得られた。

また、中間転写体２０に転移された光導電性トナー３の
像を記録用紙Ｐに転写する手段として転写ローラ３２を
用いたが、従来の電子写真方式で採用されているコロナ
転写、ベルト転写、ブラシ転写等により行なってもよい
。

さらに、光導電性トナー層に対する光照射手段として、
上記実施例で用いた発光素子アレイによるものの他に、
先ファイバー束によって光像を伝送して照射する方法、
変調されたレーザ光を走査して照射する方法等があげら
れる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、所定速度で移動す
るトナー担持手段上に、トナー層形成手段により同一極
性に帯電された光導電性トナー層を形成して鏡像力によ
り担持せしめるとともに、電界付与手段により上記光導
電性トナー層が上記トナー担持体方向に作用するクーロ
ン力を生じる電界を付与し、この状態で光照射手段によ
り上記光導電性トナー層を光照射することにより、光照
射された光導電性トナーが元の極性と逆の極性に帯電さ
れ、この逆極性に帯電された光導電性トナーが印加され
ている電界の作用により、上記トナー担持手段同一、速
度で移動する中間転写手段に転移されて光導電性トナー
像を形成し、この中間転写手段に形成された光導電性ト
ナー像を転写手段により記録媒体に記録するようにした
ので、光照射された部分とそれ以外の部分との光導電性
トナーの分離が良くなるとともに記録媒体による電界強
度の変化もないので、普通紙等の記録媒体上にかぶりや
濃度むらのない鮮明な画像を多数枚連続して記録するこ
とのできる画像記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本発明のｆ実施例を示すもので、第
１図は概略的な構成を示す図、第２図は動作を説明する
ための工程図、第３図は他の実施例の概略的な構成図、
第４図はトナー供給装置の他の実施例を示す構成図、第
５図および第６図はバイアス７ｄ圧印加の他の実施例を
示す図、第７図は従来の記録装置の動作を説明するため
の工程図である。 ３・・・光導電性トナー、１０・・・トナー担持体（ト
ナー担持手段）、１１・・・直流電源（電界付与手段）
、１２・・・トナー供給装置（トナー層形成手段）、１
５・・・塗布部材（トナー層形成手段）、２０・・・中
間転写体（中間転写手段）、２６・・・露光装置（光照
射手段）、３２・・・転写ローラ（転写手。 段）、Ｐ・・・記録用紙（記録媒体）。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第　４　口 １゜ 第５図 ７″、６　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の速度で移動しながら光導電性トナーを担持するト
   ナー担持手段と、 このトナー担持手段上に、同一極性に帯電した光導電性
   トナーの層を形成するトナー層形成手段と、 このトナー層形成手段により形成された光導電性トナー
   の層に電界を付与する電界付与手段と、この電界付与手
   段により電界を付与された光導電性トナーの層に、画像
   に対応した光を照射する光照射手段と、 前記トナー担持手段と対向して同一速度で移動するよう
   に設けられ、前記光照射手段による光の照射が行われた
   際、光照射された部分の光導電性トナーが転移されて光
   導電性トナー像が形成される中間転写手段と、 この中間転写手段に転移された光導電性トナー像を記録
   媒体に転写する転写手段と を具備することを特徴とする画像記録装置。