JPH01262572A

JPH01262572A - 画像形成方法及び装置

Info

Publication number: JPH01262572A
Application number: JP63091000A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Koga; 欣郎古賀
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1989-10-19

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】［Ｍ楽土の利用分野］本発明は、非磁性のトナーにより画像を形成する画像形
成方法及び画像形成装置に関する。

［従来の技術］従来の画像形成方法は、ＵＳＰ−２２９７６９１に開示
されるように絶縁性のトナーを潜像担持体の潜像の電位
に応じて付着させ画像を形成するいわゆるカールソンプ
ロセスに代表される。また、カールソンプロセスを改良
した画像形成方法として、　ＵＳＰ−２８１８５５２や
ＵＳＰ−２８４６３３３に代表される二成分現像法が考
案され、さらにカールソンプロセスは改良され、ＵＳＰ
　−３９０９２５８やＵＳＰ　−４１２１９３１に代表
される一成分磁性現像法から特開昭５７−１１４１６３
に代表される一成分非磁性現像法に至るまで様々な手段
により画像を形成する方法が考案されている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、前述の従来技術では、二成分現像法の場合は、
現像電極効果により鮮明な画像は得られるがキャリアの
温度管理が必要なこととキャリアのかきとり効果により
画像が乱れるという問題点を有し、−成分磁性現像法の
場合は、二成分現像法でのキャリアの問題は解決された
ものの鮮明な画像を得るための各部品の高い位置精度が
必要な上に磁性粉の着色が困難なためカラー画像を形成
することが甚だ困難であるという問題点を有し、−成分
非磁性現像法の場合は、トナー搬送体に特殊な機能をも
たせるため高コストになるだけでなく接触現像法のため
非画像部へのトナー付着を生じ画質を劣化させてしまう
という問題点を有していた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、−成分非磁性現像法による高い
画像品質の得られる画像形成方法及び画像形成装置を提
供するところにある。更に他の目的は、画像濃度に寄与
するトナーの帯電電荷量の制御が可能な画像形成方法及
び画像形成装置を提供するところにある。更に他の目的
は、−成分非磁性のトナーを用いたフルカラーの画像形
成方法及び画像形成装置を提供するところにある。

更に他の目的は、現像ギャップを小さくしても非接触の
現像が可能な画像形成方法及び画像形成装置を提供する
ところにある。

［課題を解決するための手段］本発明の画像形成方法及び画像形成装置は、静電潜像を
形成する潜像担持体に隣接して配設され、像形成体であ
るトナーを搬送するトナー搬送体を有し、トナー搬送体
上のトナーを静電的に潜像担持体に付着させて静電潜像
を顕像化する画像形成方法に於て、トナー搬送体と隣接
して少なくとも一箇所の電界発生手段を有し、電界発生
手段によりトナーに電荷を誘導してトナー搬送体に静電
的にトナーを付着させかつトナーを搬送し、潜像担持体
とトナー搬送体が隣接する部分で潜像担持体にトナーを
付着させて静電潜像を顕像化することを特徴とする。

［作用］本発明の上記の構成によれば、　トナー搬送体の絶縁層
付近のトナーに電界発生手段により高電界を与え電荷を
誘導してトナーを帯電させ、トナー搬送体とトナーとの
静電的鏡像力によりトナーをトナー搬送体に保持させて
トナーを搬送し、潜像担持体とトナー搬送体とが隣接す
る部分で潜像担持体の電位コントラストに応じてトナー
を潜像担持体に付着させ画像を形成することができ、特
にトナー材料として磁性粉や導電粉を使用する必要が無
いためトナーの着色が容易でフルカラー用のトナーの作
製を容易に行うことができる。また、トナーの帯電とト
ナーの搬送量の規制を同時に行い、所定の電荷を持った
トナーのみを薄層化して現像部へ搬送することができ温
度変動の少ない像形成が可能になる。

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

［実施例］第１図は本発明の実施例におけるｍ像形成装置の断面環
！！図であって、潜像担持体１は導電性の支持部２の上
に光導電性を有する感光層３を塗膜したものであって、
感光層３を帯電器４により所定の電位になるように帯電
させた後にレーザー等の光源５から出射した光を回転多
面鏡等（図示せず）を用いて走査し結像光学系６により
感光層３に結像させて電位コントラストを得て潜像担持
体１上に静電潜像を形成し、一方現像器７は像形成体で
あるトナー８を帯電させかつトナー搬送体９で搬送する
ものであって、　トナー搬送体９は導電性支持体１０の
上に絶縁層１１を薄層形成したもので、トナー搬送体９
に隣接してトナー搬送量規制部材で導電性かつ円筒状の
スリーブ１２及び同様にトナー搬送量規制部材で導電性
かつ平板状のブレード１３が配設され、電圧印加手段１
４をそれぞれ導電性支持体１０とスリーブ１２との間お
よび導電性支持体１０とブレード１３との間に接続しそ
れぞれの空隙部に高い電界を発生させトナー８の絶縁抵
抗を低下させた状態でトナー８にスリーブ１２やブレー
ド１３から電荷を注入してトナー８を所定の電荷量に帯
電させ、スリーブ１２に付着したトナー８はスクレーパ
ー１５により剥離し空隙部にトナー８が凝集したり空隙
部を詰まらせたりすることを防止しており、スリーブ１
２及びブレード１３を通過したトナー８は電荷を付与さ
れトナー搬送体９に静電的鏡像力によって保持され搬送
されて現像ギャップ（潜像担持体１とトナー搬送体９が
近接する部分）に近付き、支持部２と導電性支持体１０
との間に現像バイアス印加手段１６により電圧を印加し
て潜像担持体１の静電潜像の電位コントラストに応じて
現像電界を発生させ電荷を持ったトナー８を潜像担持体
１の静電潜像に向かって飛翔させ電位コントラストに応
じたトナー付着量を得て潜像を顕像化して、ざらに転写
器１７により潜像担持体ｌ上に付着したトナー８を静電
的に記録紙１８に転写し加圧や加熱等の手段によりトナ
ー８を記録紙１８に定着し所望の画像を得るものである
。尚、第１図において、各部の電位は潜像担持体１の支
持部２をＯｖとすると導電性支持体１０が一３００Ｖ、
スリーブ１２が一９００ｖ、プレー）’１３が一９００
Ｖに設定され、各部の空隙を潜像担持体１とトナー搬送
体９との間が０．２ｍｍ、トナー搬送体９とスリーブ１
２との間が０．３ｍｍ、トナー搬送体９とブレード１３
との間が０．１５ｍｍに設定された場合にコントラスト
の高い濃度階調性の高いトナー像を形成することができ
、光源５に半導体レーザーを用いると高解像で面積階調
性に優れたトナー像を形成することができた。更に、第
１図において、矢印はそれぞれの部材の回転方向を示す
が本発明を限定するものではなく、また上述の数値も本
発明を限定するものでないのは同様であり、潜像担持体
１の感光層の構成方法等は本図に限定されるものではな
い。

第２図は本発明の他の実施例における画像形成装置の断
面機ｌｌ！図であって、第１図と同一名称でほぼ同等の
機能を有する部分には同一番号を付して説明を省略する
が、トナー搬送量規制部材が複数の導電性かつ平板状の
ブレード１３で構成され、それぞれのブレード１３は導
電性支持体１０と電圧印加手段１４により接続されてお
り、ブレード１３とトナー搬送体９との間の空隙はトナ
ー搬送体９のトナー搬送方向に対して下流側に行くに従
って狭くしてトナー搬送量の規制を円滑に行うと共にそ
れぞれのブレード１３が同電位であれば下流側はど空隙
部に高い電界が得られトナーに注入される電荷量を順に
高くしてトナーの保持している電荷量を制御して均一に
しており、ブレード１３で搬送量を規制されたトナーは
搬送ベルト２１をローラー２０で支持しながら移動させ
て元へ戻し、搬送ベルト２１上のトナーはリムーバー２
２により剥離されて再度ブレード１３とトナー搬送体９
との間の空隙部に供給される。搬送ベルト２１によるト
ナー搬送はベルトの材質によらず可能であるが、電界を
印加してトナーの搬送ベルト２１への吸着性を上げ、リ
ムーバー２２の位置で力学的にトナーを剥離するのと同
時に電界を印加してトナーの剥離を容易にすることも可
能で、様々なトナー搬送方法があるが搬送ベルトはトナ
ーを不要に廃棄せず目すまり等を起こさない目的で配設
されるものである。

尚、第１図及び第２図において、スリーブ１２やブレー
ド１３に代表されるトナー搬送量規制部材を複数配設す
ることによりトナーの飛散を防止することができ、トナ
ー搬送体のトナー搬送方向に対してトナー搬送Ｘ規制部
材の下流側にトナー撹拌手段（図示せず）を配設するこ
とによりトナーがトナー搬送量規制部材とトナー搬送体
との間の空隙に詰まることを防止することができ、トナ
ー搬送体のトナー搬送方向に対してトナー搬送Ｉ、ｌ！
創部材よりも上流側にトナー搬送体上の絶縁層を除電す
る除電手段（図示せず）を配設すれば絶縁層の過剰帯電
による放電の危険性を除去して安定なトナー帯電を行う
ことができ、トナー搬送量規制部材とトナー搬送体との
間の空隙長を変えたり印加電圧を変えたりすることによ
りトナーへの電荷注入Ｉを制御することができ、トナー
搬送量規制部材に隣接してスクレーパー１５やリムーバ
ー２２に代表されるトナー除去部材を配設することによ
りトナーが局所的に貯ることを防止しトナーの安定な供
給を行うことができ、トナー搬送体上のトナーの厚みを
薄くできるため非接触の現像を行うことができトナー層
が２〜５層程度ならば現像′ギャップは１００〜２００
μｍ程度に小さくして現像電極効果なしでも鮮明な画像
を得ることができ、トナー搬送体は円筒状でも無端ベル
ト状でもよく、トナー搬送体の絶縁層はポリエチレンテ
レフタレートやポリカーボネートやポリサルホンやテフ
ロンやナイロン等の高い絶縁性を有する樹脂を用いるこ
とにより安定なトナー帯電を行うことができ、絶縁層の
厚みは絶縁性と耐久性を考慮すると１００μｍ以下が適
当である。

第３図は、本発明の画像形成方法のトナー帯電の原理図
であって、導電性支持体３１上に絶縁層３２が形成され
空隙を隔ててトナー搬送量規制部材３３が配設され、導
電性支持体３１とトナー搬送量規制部材３３との間には
高圧電源等の電界発生手段３５が接続され、トナー搬送
量規制部材３３で搬送量を規制されながら空隙中に供給
されたトナー３４は絶縁層３２の高電界中での誘電分極
効果及び高電界中のトナーの絶縁抵抗の低下効果により
特に絶縁層３２表面近くのトナー３４についてトナー搬
送ｊｌ規制部材３３から電荷の注入を受けて見かけ上帯
電した状態になり、帯電したトナー３４は静電的鏡像力
によりトナー搬送体３６に付着しトナー搬送量規制部材
３３のない状態３７（第３図の左半分に示される部分で
外部から電界のかかっていない状態）になっても帯電し
たトナー３４は付着力を失わずトナー搬送体３６により
搬送され、現像ギャップに至ると静電潜像の電位コント
ラストに応じて潜像担持体上にトナー像を形成する。

第４図は本発明の画像形成方法において使用可能なトナ
ーの導電率と電界強度との関係を示す図であって、　ト
ナーＡ及びトナーＢは絶縁性のトナーではあるが導電性
に近い挙動を示すトナーで１０　ｋ　Ｖ　／　ｃ　ｍの
電界強度で十分なトナー帯電量が得られ、トナーは完全
に絶縁性のトナーであるが破線で示される電界強度Ｅに
近ずくと極端に導電率が高くなり１０ｋＶ／ｃｍから１
００ｋＶ／ｃｍの電界強度で十分なトナー帯電量が得ら
れる。

但し、第４図において、トナーに与える電界強度はトナ
ーが非可逆の絶縁破壊を起こさない範囲でしかもトナー
搬送体上の絶縁層が絶縁破壊を起こさない範囲としてい
る。また、　トナーの材質は、レジン系でもワックス系
でも本画像形成方法が適用でき、磁性トナーによる画像
形成にも適用可能であって多種のトナーでの画像形成が
可能である。

第５図は本発明の更に他の実施例における画像形成装置
の断面概観図であって、潜像担持体５１は帯電器５２で
所定の電位に帯電され、光源５３で原稿５４を照射して
その反射光をミラー５５及びレンズ５６で導き複数色用
意された色フイルタ−５７で色選択して潜像担持体５１
を露光し、潜像担持体５１上に得られた電位コントラス
トに応じて現像器５８によりトナー像を形成し、転写器
６０により潜像担持体５１上のトナー像は転写ドラム６
１に巻き付けられた記録紙に転写され、潜像担持体５１
はクリーニング手段６２により付着物を除去され除電さ
れて最初の帯電位置に戻り、色フイルタ−５７の色交換
と現像器ユニット５９の回転によるカラートナーの色交
換を行って同じプロセスを繰り返し、多色のトナーの転
写が終了した記録紙はｙＪ１Ｍ爪６３爪上３転写ドラム
６１がら分離され紙送りローラー６４で排紙トレー６５
に排出され、給紙トレー６６からは紙送りローラー６４
を介して次の記録紙が供給され、次々にカラー画像の複
写を行うことができる。尚、第５図において、図中の矢
印は各部の移動方向を示し、色フイルタ−５７の記号Ｒ
，Ｇ、　　Ｂ、　　Ｔは各フィルターの透過光の色がそ
れぞれ赤、緑、青、全色であることを示しており、現像
器ユニット５９の各現像器５８に付けられた記号Ｃ，Ｍ
、　　Ｙ、　　Ｂｋは各現像器の現像するトナーの色が
それぞれシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックである
ことを示しており、文書等の白黒原稿の場合にはＢｋト
ナーを持つ現像器を用い、カラー写真等のフルカラーの
原稿の場合にはＣ，Ｍ、　　Ｙの三色の現像器を用いる
か全ての色の現像器を用いてカラー画像を得ることがで
きる。

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみなら
ず、広く電子写真記録装置等の画像形成装置に応用する
ことができ、特に絵や写真等を記録するフルカラーのプ
リンターや複写機、テレビ画像を記録するビデオプリン
ター、非磁性の一成分トナーを用いたモノクロの複写機
やページプリンター等、磁性を必要としない現像剤を用
いた画像形成装置に応用すれば有効である。

［発明の効果コ以上述べたように本発明によれば、トナー搬送量規制部
材と絶縁層を表面に有する導電性支持体との間に電界発
生手段によりトナーに電界を印加してトナーを帯電させ
て搬送かつ現像することにより、簡単な構造で低コスト
でメインテナンスが簡単な一成分非磁性のトナーを用い
た画像形成装置が可能になり、電界発生手段の電圧を制
御することによりトナーの帯電電荷量を制御して画像の
種類や環境変化によらず鮮明で高濃度の画像を得ること
ができ、−成分非磁性のトナーを用いたフルカラーの画
像形成が転写等の問題もなく可能になり、現像ギャップ
を小さくしてもトナー搬送体状のトナー層の厚みを十分
薄くして現像電極効果なしでも鮮明な画像を形成するこ
とができ、従来回能であった簡単な構造で高画質の画像
の得られるフルカラーの画像形成が可能になる、という
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における画像形成装置の断面Ｉ
ＩＡｎ図、第２図は本発明の他の実施例における画像形
成装置の断面概観図、第３図は本発明の画像形成方法に
おけるトナー帯電の原理図、第４図は本発明の画像形成
方法において使用されるトナーの導電率と電界強度の関
係を示す図、第５図は本発明の更に他の実施例における
画像形成装置の断面機ｎ図。１　　：　　潜像担持体８　　：　　トナー９　　：　　トナー搬送体１０　：　　導電性支持体１１　：　　絶縁層 ′１２　：　スリーブ１３　：　　ブレード１４　：　　電圧印加手段以　　上出１ｊＪ人　セイコーエプソン株式会社代理人弁理士　
上柳雅誉（他１名）第２図第３図 ’＠Ｐｒ　　ｔゾｂ）第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）静電潜像を形成する潜像担持体に隣接して配設さ
れ、像形成体であるトナーを搬送するトナー搬送体を有
し、前記トナー搬送体上の前記トナーを静電的に前記潜
像担持体に付着させて前記静電潜像を顕像化する画像形
成方法に於て、前記トナー搬送体と隣接して少なくとも
一箇所の電界発生手段を有し、前記電界発生手段により
前記トナーに電荷を誘導して前記トナー搬送体に静電的
に前記トナーを付着させかつ前記トナーを搬送し、前記
潜像担持体と前記トナー搬送体が隣接する部分で前記潜
像担持体に前記トナーを付着させて前記静電潜像を顕像
化することを特徴とする画像形成方法。
（２）静電潜像を形成する潜像担持体に隣接して配設さ
れ、像形成体であるトナーを搬送するトナー搬送体を有
し、前記トナー搬送体上のトナーを静電的に前記潜像担
持体に付着させて前記静電潜像を顕像化する画像形成装
置に於て、前記トナー搬送体は導電性支持体上に絶縁層
を形成してなり、前記トナー搬送体に隣接して導電性の
トナー搬送量規制部材が配設され、前記導電性支持体と
前記トナー搬送量規制部材との間には電圧印加手段によ
り電界が印加されることを特徴とする画像形成装置。
（３）前記トナー搬送量規制部材が、複数配設されるこ
とを特徴とする第２項記載の画像形成装置。
（４）前記トナー搬送量規制部材が、少なくとも一個の
導電性回転体であることを特徴とする第２項記載の画像
形成装置。
（５）前記トナー搬送量規制部材が、導電性の平板状部
材であることを特徴とする第２項記載の画像形成装置。
（６）前記トナー搬送量規制部材が、導電性回転体及び
導電性の板状部材を含むことを特徴とする第３項記載の
画像形成装置。
（７）前記トナー搬送体のトナー搬送方向に対して、前
記トナー搬送量規制部材よりも上流側にトナー撹拌手段
を配設することを特徴とする第２項記載の画像形成装置
。
（８）前記トナー搬送体のトナー搬送方向に対して、前
記トナー搬送量規制部材よりも上流側に前記トナー搬送
体上の絶縁層を除電する除電手段を配設することを特徴
とする第２項記載の画像形成装置。
（９）前記トナー搬送体のトナー搬送方向に対して、前
記トナー搬送量規制部材と前記トナー搬送体との空隙を
下流側に行くに従って狭くすることを特徴とする第３項
記載の画像形成装置。
（１０）前記トナー搬送体のトナー搬送方向に対して、
前記トナー搬送量規制部材と前記トナー搬送体との間の
電界を下流側に行くに従って大きくすることを特徴とす
る第３項記載の画像形成装置。
（１１）前記トナー搬送量規制部材に隣接して、少なく
とも一箇所にトナー除去部材を配設することを特徴とす
る第２項記載の画像形成装置。
（１２）前記潜像担持体と前記トナー搬送体上のトナー
が接触しない位置に、前記潜像担持体及び前記トナー搬
送体を配設することを特徴とする第２項記載の画像形成
装置。
（１３）前記潜像担持体と前記トナー搬送体との空隙が
２００μｍ以下であることを特徴とする第１２項記載の
画像形成装置。
（１４）前記トナー搬送体が、円筒状の回転体であるこ
とを特徴とする第２項記載の画像形成装置。
（１５）前記トナー搬送体が、無端ベルトであることを
特徴とする第２項記載の画像形成装置。
（１６）前記トナー搬送体上の絶縁層が樹脂で形成され
ることを特徴とする第２項記載の画像形成装置。
（１７）前記トナー搬送体を複数配設し、各トナー搬送
体にそれぞれ別色のカラートナーを搬送させ、それぞれ
のカラートナーを前記潜像担持体に現像することにより
カラーの画像を形成することを特徴とする第１項記載の
画像形成方法。
（１８）前記トナー搬送体を複数配設し、各トナー搬送
体に別色のカラートナーを搬送させることを特徴とする
第２項記載の画像形成装置。
（１９）前記トナー搬送体は、前記潜像担持体に対して
それぞれ移動可能とすることを特徴とする第１８項記載
の画像形成装置。