JPH03171156A - 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） 従来、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・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
。

ところで、従来の製版・印刷装置は、同一原稿からの複
製枚数が千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。

方、電子複写機は１枚の原稿を１枚複写するたびに帯電
、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べてかなり遅い。

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、従来の技術の延長線上において、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、複写速度をさらに高速化するには、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極
めて大きくなり、通常の商用電源（ＩＯＯＶ，１５Ａ）
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。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記したように従来の印刷装置及び電子複写
機のそれぞれの欠点を除去するものとして、電子複写機
においても、従来の技術の延長線上において、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
てきているが、複写速度をさらに高速化するには、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極
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点を解消す
るためになされたもので、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
複写が高速に行え、かつ低消費電力を図ることができる
とともに、高解像度の画像を得ることのできる画像形或
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の画像形成装置は、像担持手段上に画像に応じた
第１の静電潜像を形或する静電潜像形成手段と、この静
電潜像形成手段により形成された前記第１の静電潜像を
低抵抗の第１のトナーで現（象する第１の現像手段と、
この第１の現像手段により現像された第１のトナー像を
定着する定着手段と、この定着手段で定着された前記第
１のトナー像を保持している前記像担持手段に対し一様
な放電を行う放電手段と、この放電手段の放電により前
記第１のトナー像上に形成された第２の静電潜像を第２
のトナーで現像する第２の現像手段と、この第２の現像
手段により現像された第２のトナー像を披転写材に転写
する転写手段とを具備したことを特徴とする。

（作用） 本発明は、例えば感光性を有する像担持手段上に画像に
応じた第１の静電潜像を形成し、この第１の静電潜像を
第１のトナーで現像することにより第１のトナー像を得
、この第１のトナー像を上記像担持手段に定着せしめて
マスター像となし、このマスター像を担持した上記像担
持手段に対して放電手段で放電することによりマスター
像部分のみが・：；｝電されない第２の静電潜像を得、
この第２の静電潜像を現像して第２のトナー像を得た後
、この第２のトナー像を被転写材に転写せしめて画像形
成するようにしたものである。

上記マスター像は、第２のトナー像が転写された後もそ
のまま像担持手段上に残るから、２枚目以降の同一複写
を行なう場合には、再びマスター像に対して放電を行う
ことにより第２の静電潜像を形成し、この第２の静電潜
像を現像して第２のトナー像を得、この第２のトナー像
を被転写材に転写せしめて画像を形成する。以降は帯電
、現像、転写の各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、一
旦マスター像を形成した後は、前述した第１のトナー像
を形成する工程（例えば帯電及び露光工程が含まれる）
や、第１のトナー像を形成する工程、及び第１のトナー
像を定着せしめる工程は一切行なわれないので、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図に示す画像形成装置１は、筐体２の上面部に原稿
載置台３を有するとともに開閉自在な原稿押え体（図示
しない）を有し、さらに、この原稿載置台３上に載置さ
れた原稿Ｄに光を照射し、その反射光を感光体に導く光
学系４を有した構成となっている。

上記光学系１は、次のように構成されている。

すなわち、４１は原稿Ｄを照明するための光源である。

この先源４１の後方にはカバー４２が設けられており、
光源４１の裏側への発光が遮断されるようになっている
。この先源４１により光を照射された原稿Ｄからの反射
光は、ミラー４３、４４、４５により反射されてレンズ
４６に導かれる。そして、このレンズ４６により集光さ
れた反射光は、さらにミラー４７、４８、４９により反
射されてドラム５上に結像されるようになっている。ま
た、光源４１及びミラー４３は、図示しない駆動機構に
より、一体となって図示矢印ａｂ方向に所定の速度で移
動され、原稿Ｄの全面が走査されるようになっている。

この移動の際、原稿Ｄからの反射光がドラム５に至る光
路長を一定に保つべく、ミラー４４、４５が、光源４１
及びミラー４３の移動速度の１／２の速度で追随して移
動されるようになっている。

上記筺体２の内部に設けられたドラム５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で図示矢印方向に回転させることができるよう
になっている。すなわち、制御部６からの制御信号によ
り、ドラム５の周而の第１の速度ｖ１としてｌＯ〜５０
ｍｍ／ｓｅｅの速度が、第２の速度ｖ２として２００　
ａｍ／　ｓｅｅ以上の速度が選択されて駆動されるよう
になっている。

ドラム５の外周部には、像担持手段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２図
、第３図等に示すように、静電潜像を形成することがで
きる誘電体であって、可視域に感度を持たせるべくロー
ズベンガル等の色素により長波長増感された酸化亜鉛の
感光層９を有し、ドラム５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、印刷を行なうべき原稿Ｄが変わ
る毎に、新たに所定のサイズ分ずつ供給ロール１０から
ドラム５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５の周囲部には、その回転方向（図示矢印方向）
に沿って、コロナ帯電器２０、第１現像器２１、第２現
像器２２、用紙供給部３０、定着装置１５、及び除電ラ
ンプ１６が順次配設されている。

コロナ帯電器２０は、ドラム５に対向して配設され、上
記第１の速度Ｖ１で回転されるドラム５上の感光体ベル
ト８を、−３００〜−５００ボルトに均一にマイナス帯
電させるものである。また、上記第２の速度Ｖ２で回転
されるドラム５に巻付けられた感光体ベルト８の感光層
９及びその上に形成されたマスター像５０に対してコロ
ナ放電するためにも用いられる。

第１現像器２１は、所謂、導電性磁性一成分現像方式を
採用し、キャリアレストナーである磁性を有する第１の
現像剤２３が収容されている。この第１の現像剤２３は
、磁性材を結着樹脂に対して２０〜８０重量％混合させ
、平均粒径が１〜３０μｍの粒子とし、さらに電気抵抗
を１０１０Ω以下としたものを用いる。この第１の現像
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、静電潜像の電位によ
って第１の現像剤２３に電荷を誘起させ、帯電させるよ
うになっている。

第２現像器２２は、第２の現像剤２６を収容するもので
ある。この第２の現像剤２争は、電気抵抗が大きい通常
の電子写真プロセスで用いる２成分系の現像剤で良い。

この第２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側に運ばれるようになってい
る。

用紙供給部３０は、記録紙収容部３２に積層されている
被転写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との間に転写のタイ
ミング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２０〜４０μｍ程度のポリエステル専の誘電
体フィルムを積層したものであり、約１５００ボルトの
バイアス電圧が印加される。耘写ベルト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３
７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３６　業ｊ紙３３を・：；シ
電させるようにしてもよい。

定着装置１５は、キセノンランプ等を用いた定着フラッ
シュにより、第１現像器２１てＷｆｊ　ｌ象化されたト
ナー像を感光体ベルト８に定着させてマスター像５０を
形成するものである。また、除電ランブ１６は、コロナ
帯電器２０により帯電されて感光体ベルト８の感光層９
に残留する電荷の除夫を行なうようになっている。

次に、上記構成の画像形成装置１の動作について、第２
図乃至第８図を参照して説明する。画像形成工程は、大
別してマスター像形成工程と印刷王程とにより成る。

先ず、ドラム５を１回転することにより実現されるマス
ター像形成工程が行われる。すなわち、光学系４によっ
て原稿Ｄの読取りが開始されると、制御部６からの制御
信号によりドラム５と感光体ベルト８が一体となって第
１の速度Ｖ］で図示矢印方向に回転する。この際、第２
図（第１の帯電工肛）に示すように、コロナシ；｝電器
２０によってドラム５に巻付けられた感光体ベルト８の
感光層９が均一にマイナスに・：１｝電される。この状
態で、光Ｊｔ′ｉ．４１により光を照射された原稿Ｄか
らの反射光は、上記光学系４に導かれてドラム５に巻付
けられた感光体ベルト８上に結像される。これにより、
第３図（露光工程）に示すように、光が照射された部分
の電荷が消滅する。この動作を次々に繰返すことにより
、感光層９上に画像にχ・ｌ応した静電潜（ｇ！（第１
の静電潜像）が形成される。

こうして得られた静電潜像は、第４図（第１のトナー像
形成工程）に示すように、第１現像器２１を通過するこ
とにより現像される。すなイつち、静電潜像によってプ
ラスの電荷が現像スリーブ２４から誘起されてプラスに
帯電された第１の現像剤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ｔ＆（第１のトナー像）が形成される。

次に、ドラム５と感光体ベルト８は、第５図（定着工程
）に示すように、第１の速度Ｖ１で定着装置１５の所ま
で回転して移動させられ、キセノンランプによる熱線が
照射されることにより瞬峙に感光体ベルト８の感光層９
に融着される。このようにして定着されたマスター像５
０は、除電ランプ１６により残留電荷が除去される。

このようにしてドラム５が１回転することによりマスタ
ー（ｍ　５　０が形成され、マスター像形或工程か完了
する。

引続きドラム５は回耘させられるが、２回転目以降は制
御部６からの制御信号により、第２の速度Ｖ２て高速同
転させられ、この高速四転下においてコロナ帯電器２０
による帯電、第２現像器２２による現像、及び記録紙３
３への転写、つまり印刷工程が行なわれる。

すなわち、前述したマスター像形成工程により形成され
たマスター像５０がコロナ帯電器２０の所まで移動して
くると、第６図（第２の帯電工程）に示すように、コロ
ナ帯電器２０によるコロナ放電が与えられる。これによ
り、マスター像５０を含む感光層９にはマイナスの電荷
が与えられる。

しかし、本発明者の実験によれば、暗中において、上記
コロナ放電が施された感光層９及びトナー像５０のうち
、感光層９は所定の電荷を保持するが、マスター像５０
の電荷は放電してしまうという性質を有していることが
判明した。第９図は、コロナ４１｝電器２０のワイヤ印
加電圧を変えながらコロナ放電を施した時の感光層９と
マスター像５０の表面電位の変化を示す実験結果を示す
ものである。図から明らかなように、マスター像５０の
表面電位は、コロナ帯電器２０のワイヤ印加電圧に拘ら
ずゼロボルト付近で略一定であり、マスター像５０の電
荷は常に放電していることがわかる。

このように、マスター像５０を保持する感光層９に対し
てコロナ放電するとマスター像５０は帯電されず、非画
像部で約５００ボルトのネガの静電潜像（免２の静電潜
像）が形成される。そして、この静電潜像は、ドラム５
の回転に伴い第２現像器２２に対向する位置で反転現像
される。すなわち、第７図（第２のトナー像形成工程）
に示すように、第２現像器２２には現像ノくイアスとし
て１００〜−４００ボルトの電圧が印加されているため
、第２の現像剤２６は電位の低いマスター像５０に引き
付けられ、マスター像５０の表面上に第２の現像剤２６
が付着する。これにより第２の現像剤２６による現像剤
像（第２のトナー像）が形成される。

このようにして形成された第２のトナー像は、ドラム５
の回転により転写位置に到達する。一方、用紙供給部３
０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５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、第８図（転写工程）に示すよ
うに、第２の現像剤２６の極性と逆極性のバイアス電圧
、すなわち、プラス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
されることになる。

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青が行なわれたのち
、排紙台３７上に排出される。

このようにしてドラム５が１回転することにより１つの
両像形成が行われ、印刷工程が完了する。

引続き同一原稿から２枚目以降の複製を行なうには、第
２の帯電工程（第６図）、第２のトナー１象形成工程（
第７図）、及び転写工程（第８図）を第２の速度Ｖ２て
繰返すことにより、同じ内容のものを何枚でも複製する
ことができる。つまり、一旦マスター像５０の形成を行
なったのちは、第１の帯電工程（第２図）、露光工程（
第３図）、第１のトナー像形成工程（第４図）、定着工
程（第５図）を一切行なわずに済む。したがって、複写
速度が高速化されるとともに、帯電や像露光などに要す
る電力を定着装置３６の駆動に充当することができ、省
電力を図ることができるものとなっている。

なお、原稿１枚に対する複数枚の複写が終了すると、感
光体ベルト８はマスター像５０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５上に繰り出される。

上述したように、本実施例によれば、２枚目以降の複製
を行なう場合はマスター像形成工程を省略できるので省
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、２枚目以降の複製におい
ては画像形成工程が短くて済み、現像速度に無理が生じ
ないので画質の低下を防＋ｈできるものとなっている。

さらに、導電性のトナーである第１の現像剤２３を用い
てマスター像５０を形成するようにしたので、角ｑ像度
の高い画像を得ることができるものとなっている。

なお、上記第１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。したが
って、材料を選び易いという利点がある。

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、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対光を光学系を介して像担持手段
に露光するようにしたが、レーザースキャナによって感
光層に露光させるようにしてもよい。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
にも極めて有効である。

［発明の効果］ 上述したように本発明によれば、従来の電子複写機と同
様の簡弔な操作によって印刷機と同様に同一原稿からの
多数枚複写が高速に行え、かつ低消費電力を図ることが
できるとともに、高解像度の画像を得ることのできる画
像形成装置を提供することができる。

４．図面のｆｌｌｉ　ｆｉｔな説明 図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は両像形成
装置の構追を概略的に示す断面図、第２図乃至第８図は
画像形成工程を工程順に示す説明図、第９図は帯電器の
ワイヤ印加電圧と感光層及びマスター像の表面電位との
関係を示す図である。

１・・・画像形戊装置、４・・・光学系（静電潜像形成
手段）、５・・・ドラム、７・・・電源、８・・感光体
ベルト（像担持手段）、９・・・感光層、１５・・・定
着装置（定着手段）、２０・・・コロナ帯電器（静電潜
像形威手段、放電手段）、２１・・・第１現像器（第１
の現像手段）、２２・・・第２現像器（第２の現像手段
）　２３・・・第１の現像剤（第１のトナー）２ ６ ・・・第 ２の現像剤 （第２の トナー） ３ １ 転写ベル ト （転写手段） ３ ３・・・記録紙 （披転写 材） ５ ０・・・マスター像。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持手段上に画像に応じた第１の静電潜像を形成する
   静電潜像形成手段と、 この静電潜像形成手段により形成された前記第１の静電
   潜像を低抵抗の第１のトナーで現像する第１の現像手段
   と、 この第１の現像手段により現像された第１のトナー像を
   定着する定着手段と、 この定着手段で定着された前記第１のトナー像を保持し
   ている前記像担持手段に対し一様な放電を行う放電手段
   と、 この放電手段の放電により前記第１のトナー像上に形成
   された第２の静電潜像を第２のトナーで現像する第２の
   現像手段と、 この第２の現像手段により現像された第２のトナー像を
   被転写材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形成装置。