JPH0242469A - トナー層を付与するための方法および装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は中間的の支持体から、画像状に変化されている
粘着性の区域をもつ永久的支持体面に、トナーの層を付
与するための方法に関するものである。また、本発明は
この方法を実行するための装置にも関するものである。

〔発明の背景〕

米国特許第３．０６０．０２５号で述べられているよう
な既知の方法において、光重合性材料からなる支持体の
表面は露光により画像状に変化させられる。室温または
高められた温度において、例えば染料、インク、顔料、
色素形成剤、金属粉、などからなるトナーが付着する粘
着性の区域が形成され、未粘着性の区域からトナーはそ
の後とり除くことができる。この支持体の表面はついで
細かに分布されたトナー粒子を含んだ層と一時的に密着
させられ、つぎに拭うことにより、この粘着性の区域が
着色されて所望の画像が形成される。このトナー層は最
初はローラーまたは別の中間的支持体に、例えば顔料分
散体、染料塗膜、その他のような形態で付与される。こ
の代りに、トナーは粘着性表面に機械的に、例えば綿塊
または回転ブラシなどで付与することもできる。

いずれの場合にも、トナーの付与にいくらかの変動が生
ずることを予想しなければならない。

このことは粘着性区域の着色強度に変動を生じさせる。

しかしながら、多くの用途、例えばイー・アイ・デュポ
ン・ド・ネモアース・アンド・コンパニーのクロマリン
■ホトポリマによる、カラー印刷のプルーフ作成に際し
ては最高の均一性が必要とされる。

静電的のホトコピー装置から、半導体の塗膜またはいわ
ゆるマスクからなるドラムの表面を均一に静電的に帯電
させること、および露光によりこの帯電を画像状に変化
させることが知られている。露光をされた区域において
帯電は逃げ去り、そのため静電的に帯電しうる粉末で作
られたトナーは、付与をされた後でその極性に応じて、
露光をされたまたは未露光のいずれかの区域に付着する
だろう。ついでこの得られた画像は紙またはフィルムシ
ートに転写され、加熱によりこのシートに定着される。

この他、スローン氏他の米国特許第３．７６２，９４４
号から知られた複数方法では、光重合性の静電的に帯電
しうる樹脂の熱輻射線による露光は、粘着性でその電気
的帯電が変化した区域が生成される。次いでトナーが付
与され、トナーは粘着性と静電的な力との両方で付着す
る。この方法でも、しかしトナーは支持体に直接に付与
されるのである。

これらのいずれの方法においても、トーニングされた区
域は所望の均一性ではない。そこで、永久的支持体面に
転写されることのできる、極めて一様なトナー被覆の一
時的な支持体を適用することの可能な方法を開発するの
が望まれている。

〔発明の要点〕

本発明により、中間的支持体の面から、画像状に変化さ
れている粘着性の区域をもつ永久的支持体面に、トナー
を付与する方法において、中間的支持体面をポジまたは
ネガの極性に静電的に帯電させ、前記中間的支持体面を
この面と反対極性に静電的に帯電させたトナー層と接触
させ、この静電的にトーニングされた層を前記の永久的
支持体面に接触させそして両面を分離し、これによりト
ナーが永久的支持体の粘着性区域に転写されるものであ
るトナー層の付与方法が提供される。

本発明の装置の好ましい具体例によれば、中間的支持体
の面から、画像状に変化されている粘着性の区域をもつ
永久的支持体面に、トナー層を付与するための装置にお
いて、この中間的支持体は静電的に帯電しうる面を備え
ていて、第１の移送経路（Ａ）の上を移送されうるもの
であり、この経路上にはその進行方向中に、均一な帯電
を与えるコロナ放電ユニットをもつ静電的帯電手段、こ
の均一に帯電された中間的支持体の幅を横切って一様に
トナーを付与する、回転可能な永久磁石ローラをもつト
ナー供給手段、および静電トナー粒子を永久的支持体に
引き付ける第２のコロナ放電ユニットをもつ転写位置と
があり、そしてこの転写位置において第１の移送経路と
出会う第２の移送経路（Ｂ）が、永久的支持体のために
備えられているものであるトナー層の付与装置が提供さ
れる。

〔発明の詳細な説明〕

この発明は静電的に帯電しうる粉末で作られたトナーを
利用し、所定の極性に中間的支持体の表面を均一に静電
的に帯電させ、そして反対極性の帯電をもつ静電的に帯
電したトナー粒子に接触させることにより、二の中間的
支持体の面上にトナーの被覆が形成され、そしてこのト
ナー被覆を永久的支持体の少なくとも粘着性区域に転写
するものである。

トナーが付与されるときに存在する、中間的支持体面の
均一な帯電状態は、非常に均一な厚みのトナー層を生成
する。これは中間支持体面上の帯電がトナー粒子がつき
当たることによって段階的に中和され、ついにはその力
が追加のトナー粒子を引き付けるのに不十分にまでなる
ためである。均一な層は一様なトナーの供給を確保する
ための普通の注意を払っていれば達成されるが、トナー
の供給が一様でなくてさえ、均一な層が達成されるのに
充分である。支持体面の粘着性区域にトナーを付与する
だめの公知方法に比べて、この方法は大きな清潔性とい
う利点を有している。これは静電場が環境中にトナー粒
子が逃げ出すのを大いに予防するためである。そこで細
かな粉末のトナーの利用が可能となり、高い画像の解像
性が達成される。

多くの場合、永久的支持体面を中間的支持体面に接触さ
せることで、粘着性の区域は接着性のためトナー被覆を
受は入れるから充分である。

しかしながら、永久的支持体面にトナー粒子を引き付け
る、静電的電場によって転写させるならばさらに具合が
良い。この静電的電場により、トナー粒子は充分な厚み
と確実性とにより転写される。

特に好ましい方法は中間的支持体を経路に沿って順に帯
電、トナーの供給、そして永久的支持体面との接触とい
う場所に移送することによって得られる。これら３つの
工程のすべては、速やかに順次かつくり返し行うことが
できる。

前述した本発明に従い、この方法を実行するための改良
された装置が提供され、ここで中間的支持体ば静電的に
帯電しうる面を備えていて、第１の経路（Ａ）の上を移
送されるものであり、この経路上にはその進行方向中に
、均一な帯電を付与する静電的帯電手段、この均一に帯
電をされた中間的支持体の幅を横切って一様にトナーを
付与するトナー、供給手段、および転写部位とがあり、
そしてこの転写部位において第１の移送経路と出会う第
２の移送経路（Ｂ）が、永久的支持体のため備えられて
いるものである。

中間的支持体は、例えば円形のドラム上を覆った静電的
に帯電しうる層とすることができる。

別の具体例で、中間的支持体はドラム上に置かれた、静
電的に帯電しうる層が備えられたシートから構成される
。このドラムはまた第１の移送経路（Ａ）を画定してい
る。

帯電部には適当なコロナ放電ユニットが含まれる。コロ
ナ放電により非常に一様な帯電をさせることが可能であ
る。

その上、トナー供給部には永久磁石ローラと、磁化され
うる粒子と混合されたトナーとを含むことが便利である
。この公知の「磁気ブラシ」により、充分な量のトナー
が帯電された中間的支持体面に供給されると同時に、余
分のトナーは粉末の形で取り除かれる。

転写部位には、永久的支持体に対して静電的に帯電した
トナー粒子を引き付ける第２のコロナ放電ユニットを備
えるのが有利である。この第２のユニットは静電的な付
着力（中間的支持体にトナーを引き付ける）に抗した静
電場を作るように作動する。この手段によりトナー層の
すべてが転写するのが確かとされる。

第１移送経路（Ａ）には中間的支持体の面上に存在する
、どんなトナーでもとり除くクリーニング部を備えるの
が有利である。これで次の操作サイクルのために清浄な
面をもつ中間的支持体が用意される。

転写位置後方の第２の移送経路ＣＢ）にクリーニング部
を備えることもでき、これにより永久的支持体の非粘着
性区域に付着したトナーはとり除かれる。画像状に現像
をされた永久的支持体は、ついできれいな面を持ち装置
から排出される。

第１図に示したように、トナー付与装置（１）には誘電
体材料からなるドラム（２）があり、これは矢印で示し
た方向に回転することができる。

これは静電的に帯電しうる表面（３）をもつ中間的支持
体を構成している。この面は第１の移送経路（Ａ）、即
ち円形の経路に沿って移動する。

この面はつぎに帯電部（４）を横切って進行する。後者
はコロナ放電ユニット（５）からなり、これはドラム（
２）の幅方向を横切って伸びるワイヤ（６）を有してい
る。このワイヤは数ｋＶのマイナス直流電源に連結され
ている。この手段により表面（３）はネガ電荷で一様に
帯電される。

コロナ放電ユニットの前方にはワイヤ（６ａ）があり、
このワイヤには高ＡＣ電位が与えられていて、帯電位置
に入ってくる以前に表面（３）上に存在するかもしれな
い帯電を打ち消すための作用をする。

この後方の、円形の移送方向中にトナー供給部（７）が
ある。トナー供給部には出口（１０）をもつトナー供給
容器（８）があり、出口の大きさはスライド（９）によ
り調節できる。トナー粉末は２つの混合ローラ（１１と
１２）上に落下し、このローラは材料をいわゆる「磁気
ブラシＪ　（１３）の方に移動させる。後者は永久磁石
ローラから成っている。このトナーは磁化される材料、
例えば鉄の削りくずなどと混合されている。これらの磁
化される材料はそれ自体ローラ（１３）上で放射状の位
置をとり、これらの磁性粒子の外側の先端にトナー粒子
を移動するようにさせる。これらの粒子は、ドラム（２
）の表面帯電により運ばれる電荷に関して、ポジに帯電
させられる。これはコロナ放電ユニットの外箱と磁性ロ
ーラとが接地されているということによって達成される
。そこで、一般にはトナー粒子の帯電を確実とするため
に特別な配慮をする必要はない。トナー粉末で磁気ブラ
シ（１３）の外周が一様に覆われるようにはぎ取りナイ
フ　（１４）が備えられてぃる。

ドラム（２）の表面（３）が磁気ブラシ（１３）に達す
るやいなや、ポジに帯電されたトナー粒子はネガに帯電
した表面（３）に引き付けられる。これは表面（３）上
に非常に均一なトナー層（１５）を生成する。

第２の移送経路（Ｂ）は点線で示されている。

これは入口スリット（１６）から移送ローラ対（１７と
１８）を経由して転写部位（１９）に至り、ここで第１
の移送経路（Ａ）に出会っている。経路はコンベアベル
ト（２０）を通って出口スリット（２１）に遭っている
。転写部位（１９）には第２のロロナ放電ユニット（２
２）があり、そのワイヤ（２３）もまた数ｋＶのマイナ
ス直流電源に連結されている。この極性はトナー層（１
５）中のトナー粒子に及ぼされる力が、トナー粒子を第
２の移動経路（Ｂ）に向けて引き付けるような程度に選
定される。

移送経路（Ｂ）に沿って、画像状に変化された粘着性の
面をもつ永久的支持体（２４）が移送される。適当な粘
着性の表面のものは、例えば光重合性または光硬化性の
表面被覆のポジ画像用にはチュー氏他の米国特許第３．
６４９，２６９号およびブラツツエル氏の米国特許第４
．３５６．２５３号で述べられたもの、そしてネガ画像
用にはコーヘン氏とファン氏の米国特許第４．１７４．
２１６号、同第４．２４７．６１９号、同第４，２８２
，３０８号および同第４．３０４．８３９号で述べられ
たものなどである。これらの特許の記述をここに参考と
して挙げておく。支持体（２４）の進行はドラム（２）
の回転と同期されている。支持体（２４）が転写部位（
１９）を横切ると、トナー層（１５）は支持体（２４）
に移転される。そこでトナー粒子は粘着性の区域にしっ
かりと付着する。

クリーニング部（２５）には回転ブラシ（２６）、特に
繊維製のブラシが含まれており、これはドラム（２）の
表面（３）に対して作動する。そこで表面は次のサイク
ルのために清浄にされる。フィルタボックス（２７）は
ブラシで払われたトナーをダスト袋中に取り込ます。側
面にとり付けられた排気ファン（２８）は、ブラシ（２
６）からダストを除くために設けられている。

第２のクリーニング部（２９）にもまた回転ブラシ（３
０）、特に繊維製のブラシが含まれている。

これは永久的支持体（２４）から粘着性の区域の外側（
未粘着性区域）にあるトナーを取り除く。

ここでもまた余分のトナーはフィルタボックス（２７）
中に集められる。かくして永久的支持体（２４）は、き
れいな画像を持って出口スリット（２１）に到達する。

第２図中のドラム（３２）は中間的支持体（３３）を移
送するための単なる手段であり、この支持体は電気的に
非電導性または電導性の乏しい材料から作られた塗膜（
３５）をもつシート（３４）から構成されている。マイ
ナスの符号は中間的支持体（３３）の表面（３６）が運
ぶネガ帯電を示している。

一方、磁気ブラシ（１３）により放出されるトナー粒子
（３７）は、プラス符号で示されるようにポジに帯電さ
れている。その結果、トナー供給部の後方には一様なト
ナー層（１５）が形成される。

ドラム（２）は誘電体または半導体材料のどのようなも
のででも作ることができる。これは表面層だけがこのよ
うな材料で構成されればそれで充分である。例えば、静
電複写に用いられているようなセレニウムドラムが考え
られる。ドラムとは別の中間的支持体（３４）において
さえ、例えばＺｎＯ層（３５）をもつシート（３４）の
ような既知材料を選ぶことができる。静電複写とは異な
り、静電的に帯電しうる面を露光する必要がないから、
感光性の半導体のみを考える必要はなく、ガラスまたは
合成有機材料、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリスチレンなどのような、その他の非
電導体または半導体、同じく所定の電気抵抗が設計によ
り達成できるような、樹脂とピグメントとの混合物など
も考慮することができる。

トナーは熱処理による定着を要することなく、支持体面
上の粘着性区域に充分良好に付着するから、必然的に熱
可塑性であることを必要とはしない。リニアのまたは架
橋したポリマ、例えばポリメチルメタアクリレート、酢
酸セルローズ、ポリスチレン、ポリカーボネートまたは
ポリエチレンなどから作られた適宜ピグメント化されＩ
；プラスチック粒子を用いることができる。

静電フォトコピーまたは静電複写法に利用しうる、すべ
てのトナーが適当であることが当業者により了解される
。粘着性の区域において高解像度で用いるｔ；めに、１
〜４μｍの平均粒子直径が好ましい。

２成分のトナーで、その第２の成分が１００μ肩の粒子
サイズをもつ、磁性または静電的に帯電しうる材料から
なるものが好ましい。特に、これらは鉄の削りくずまた
はフェライトにすることができる。

中間的支持体上の帯電の強さとこれによるトナー層の厚
みは、コロナ放電ユニットに与える電圧、またはコロナ
放電ユニットと表面との間のスリットを調節することに
よりコントロールできる。

本発明の装置と通常の静電複写装置とを比較すると、露
光系と定着用のヒータとが無いことが認められる。コロ
ナ放電ユニットの隙間は、所望のトナー層の厚みを得る
ために、必要ならばより小さなサイズに調節しなければ
ならない。

その上、全表面が被覆されるので、トナー供給のための
調節もトナーの最大供給がなされるようにするべきであ
る。

トナー粒子はまたそれ自身の電極で帯電させることがで
きるのが当業者に了解されよう。またコロナ放電ユニッ
トをポジ電位に設定し、中間的支持体面にポジ帯電を与
えることもできる。

しかしながら、ネガ帯電が好ましい。

実施例 以下実施例が示されるが、本発明が限定されるものでは
ない。

アペコ社から入手される、黒色トナー０．８％と鉄粉キ
ャリアとからなる静電写真用現像剤が、−５００Ｖに帯
電させた酸化亜鉛／バインダフィルム上に磁気ブラシに
よってまず被覆された。

この粉末によって一様に被覆された被覆を、イー・アイ
・デュポン・ド・ネモアース拳アンド・コンパニーから
ポジチブクロマリン■として市販されているものを紙の
上に被着した、光重合性皮膜を画像状に露光したものと
接触させ、そしてトナーはコロナ転写電位（−６００Ｖ
）を与えることによってクロマリン■に転写された。こ
のトーニングを４回くり返し、ついでトーニングされた
画像は回転ブラシで（または軟らかな布片で）清拭され
た。優れた画質の像が得られた（解像力１１ｕｍ線、ス
クリン線６０／ｃｒａで３〜９６％の階調レンジ）。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明はさらに次の
実施態様によってこれを要約して示すことができる。

１）中間的支持体の面から、画像状に変化されている粘
着性の区域をもつ永久的支持体面に、トナー層を付与す
るための方法において、中間的支持体面をポジまたはネ
ガの極性に静電的に帯電させ、前記中間的支持体面をこ
の面と反対極性に静電的に帯電させたトナー層と接触さ
せ、この静電的にトーニングされた層を前記の永久的支
持体面に接触させそして両面を分離し、これによりトナ
ーが永久的支持体の粘着性区域に転写されるものである
トナー層の付与方法。

２）転写は永久的支持体面にトナー粒子を引き付ける静
電的の電場の助けにより起きるものである。前項ｌ）記
載の方法。

３）中間的支持体は経路に沿って移送され、この経路に
沿って順次帯電をされ、トナーが付与され、そして永久
的支持体に接触されるものである、前項ｌ）記載の方法
。

４）中間的支持体は経路に沿って移送され、この経路に
沿って順次帯電をされ、トナーが付与され、そして永久
的支持体に接触されるものである前項２）記載の方法。

５）中間的支持体の移送経路は円形のドラム状であり、
その表面が静電的に帯電されるものである前項３）記載
の方法。

６）中間的支持体の移送経路は円形のドラム状であり、
その表面には静電的に帯電しうる面を有するシートが備
えられているものである前項３）記載の方法。

７）中間的支持体の面から、画像状に変化されている粘
着性の区域をもつ永久的支持体面に、トナー層を付与す
るための装置において、この中間的支持体は静電的に帯
電しうる面を備えていて、第１の経路（Ａ）の上を移送
されうるものであり、この経路上にはその進行方向中に
、均一な帯電を付与する静電的帯電手段、この均一に帯
電をされた中間的支持体の幅を横切って一様にトナーを
付与するトナー供給手段、および転写部位とがあり、そ
してこの転写部位において第１の移送経路と出会う第２
の移送経路（Ｂ）が永久的支持体のために備えられてい
るものであるトナー層の付与装置。

８）静電的に帯電しうる面を備えた中間的支持体は円形
のドラム型のものである、前項７）記載の装置。

９）中間的支持体は静電的に帯電しうる面を備えたシー
ト状のものがドラム上に載置されているものである、面
頂７）記載の装置。

１０）　　静電的帯電手段はコロナ放電ユニットを含む
ものである、前項７）記載の装置。

１１）トナー供給手段は回転可能な永久磁石ローラから
なり、トナーは磁性粒子と混合されたものである、前項
７）記載の装置。

１２）　　転写部位には静電トナー粒子を永久的支持体
に引き付ける第２のコロナ放電ユニットが備えられてい
る前項７）記載の装置。

１３）　　転写部位後方の第１の移送経路（Ａ）には、
中間的支持体面のトナーを取り除くクリーニング位置が
設けられているものである、前項７）記載の装置。

１４）　　転写部位後方の第２の移送経路（Ｂ）には、
永久的支持体面の未粘着性区域からトナーを取り除くク
リーニング位置が設けられているものである前項７）記
載の装置。

１５）　　中間的支持体の面から、画像状に変化されて
いる粘着性の区域をもつ永久的支持体面に、トナー層を
付与するための装置において、この中間的支持体は静電
的に帯電しうる面を備えていて、第１の移送経路（Ａ）
の上を移送されうるものであり、この経路上にはその進
行方向中に、均一な帯電を与えるコロナ放電ユニットを
もつ静電的帯電手段、この均一に帯電された中間的支持
体の幅を横切って一様にトナーを付与する。回転可能な
永久磁石ローラをもつトナー供給手段、および静電トナ
ー粒子を永久的支持体に引き付ける第２のコロナ放電ユ
ニットをもつ転写部位とがあり、そしてこの転写部位に
おいて第１の移送経路と出会う第２り移送経路（Ｂ）が
、永久的支持体のために備えられているものであるトナ
ー層の付与装置。

１６）　　静電的に帯電しうる面を備えた中間的支持体
は円形のドラム型のものである、前項１５）記載の装置
。

１７）　　中間的支持体は静電的に帯電しうる面を備え
ｔ；シート状のものが、円形のドラム上に載置されてい
るものである、前項１５）記載の装置。

１８）　　転写位置後方の第１の移送経路（Ａ）には、
中間的支持体面のトナーを取り除くクリーニング位置が
設けられている、前項１５）記載の装置。

１９）　　転写部位後方の第２の移送経路（Ｂ）には、
永久的支持体の未粘着性区域からトナーを取り除くクリ
ーニング位置が設けられているものである、前項１５）
記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を概略した図面であり、第２図は
本発明の別の具体例の拡大部分断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）中間的支持体の面から、画像状に変化されている粘
   着性の区域をもつ永久的支持体面にトナー層を付与する
   ための方法において、中間的支持体面をポジまたはネガ
   の極性に静電的に帯電させ、前記中間的支持体面をこの
   面と反対極性に静電的に帯電させたトナー層と接触させ
   、この静電的にトーニングされた層を前記の永久的支持
   体面に接触させそして両面を分離し、これによりトナー
   が永久的支持体の粘着性区域に転写されるものであるト
   ナー層の付与方法。 ２）中間的支持体の面から、画像状に変化されている粘
   着性の区域をもつ永久的支持体面にトナー層を付与する
   ための装置において、この中間的支持体は静電的に帯電
   しうる面を備えていて、第１の経路（Ａ）の上を移送さ
   れうるものであり、この経路上にはその進行方向中に、
   均一な帯電を付与する静電的帯電手段、この均一に帯電
   をされた中間的支持体の幅を横切って一様にトナーを付
   与するトナー供給手段、および転写部位とがあり、そし
   てこの転写部位において第１の移送経路と出会う第２の
   移送経路（Ｂ）が永久的支持体のために備えられている
   ものであるトナー層の付与装 置。 ３）中間的支持体の面から、画像状に変化されている粘
   着性の区域をもつ永久的支持体面にトナー層を付与する
   ための装置において、この中間的支持体は静電的に帯電
   しうる面を備えていて、第１の移送経路（Ａ）の上を移
   送されうるものであり、この経路上にはその進行方向中
   に、均一な帯電を与えるコロナ放電ユニットをもつ静電
   的帯電手段、この均一に帯電された中間的支持体の幅を
   横切って一様にトナーを付与する回転可能な永久磁石ロ
   ーラをもつトナー供給手段、および静電トナー粒子を永
   久的支持体に引き付ける第２のコロナ放電ユニットをも
   つ転写部位とがあり、そしてこの転写部位において第１
   の移送経路と出会う第２の移送経路（Ｂ）が、永久的支
   持体のために備えられているものであるトナー層の付与
   装置。