JPH0528830B2

JPH0528830B2 -

Info

Publication number: JPH0528830B2
Application number: JP24582184A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Ito; Toshio Yamagishi; Itsuro Kato; Tadaaki Kono; Koji Tsujimoto
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1984-11-19
Filing date: 1984-11-19
Publication date: 1993-04-27
Also published as: JPS61122669A

Description

【発明の詳細な説明】〈技術分野〉本発明は原稿の画像を形成する新規な画像形成
装置に関する。

〈従来技術〉電子写真複写機は、記録媒体である光導電層を
有した感光体に、均一な帯電を行い、この帯電表
面に原稿の画像を露光することで、感光体表面に
画像に対応した静電潜像を形成していた。この潜
像は、着色顔料であるトナーにて現像され、現像
された像（トナー像）が例えば転写材に転写され
る。かかるトナーの像が転写された転写材は、定
着部へと搬送され、転写材上の未定着像が定着さ
れる。電子写真複写機はこの様にして画像を形成
している。

これに対し、感光体を使用する代りに、光導電
性トナーを使用して画像形成を行うプロセスが
Xerox社より提案された。この画像形成方式は、
Photoactive Pigment Electrophotography（略
してPAPE）として、フオトグラフイツクサイエ
ンスアンドエンジニアリング
（Photographic Science And Engineering）第
27巻第５番1983年９月／10月号の第185頁から
第188頁に明記されている。このPAPE方式は、
絶縁性の液体中に光導電性トナーを分散させた現
像液を用い、ポリエチレンテレフタレート（略し
てPET）上全体に上記光導電性トナーを付着さ
せた後、画像露光を行うと共に金属性のドラム表
面に光導電性トナーを転写する。この時、光照射
されたトナーのPETフイルム上への付着する付
着力が弱まり、該トナーが金属ドラムに転写され
る。該金属ドラム上のトナーは、転写材に転写さ
れる。

上記のプロセスにおいては、PET上に光導電
性トナーを付着させるために、液体現像方式を用
いているが、画像濃度が低く、且つ光照射された
トナーが金属ドラムに転写されるため、原稿のポ
ジ像に対しネガ像が形成される。この様な現像方
式によれば、使用するトナーの粒径が0.2〜2μｍ
程度と非常に小さいため、実用上必要な画像濃度
1.0以上を得るのが非常に困難であつた。しかも、
液体中のトナーは、電気泳動で帯電されたPET
フイルム上に移動し付着するが、その移動時間が
遅いため、画像形成時間が長くなる。特に、
PETフイルムの移動を早くすれば、十分な画像
濃度を得られなくなる。

〈発明の目的〉本発明は、感光体の代りに光導電性トナーを用
いてなる新規な画像形成を提供するものである。

〈実施例〉第１図は本発明による画像形成装置の全体的な
構造を示す断面図である。図において、１は画像
形式にかかるトナー搬送ベルト２を巻き取るリー
ル、３はリール１と対向しトナー搬送ベルト２を
各工程へ一定速度で搬送した後に巻き取るリール
である。トナー搬送ベルト２は、光を透過する部
材で形成されている。例えば、ベルト２は第２図
に示す様に、透明な絶縁フイルム２_-1に光透過性
の高い導電性物質２_-2を重ね合わせた構造を有す
る。透明な絶縁性フイルム２_-1としては、PET
として称されるポリエチレンテレフタレートフイ
ルム等が用いられる。また、導電性物質２_-2とし
ては、SnO₂等を用いることができるが、屈曲性
を持たせるためには、ポリビロール系の導電材料
が好都合であるが、上述した金属膜であつても実
施できる。このトナー搬送ベルト２は、導電性物
質２_-2の層が接地されている。

上記トナー搬送ベルト２のリール１，３間の搬
送路に沿つて画像形成のための各種の装置が配置
されている。まず、最初の工程としては、トナー
搬送ベルト２に光導電性トナーを均一に付着させ
るために、ベルト２を特定極性に帯電するための
コロナ放電器４が配置されている。次に配置され
る工程は、均一に帯電されたベルト２に光導電性
トナーを付着させる現像装置５が設けられてい
る。この現像装置５は周知の磁気ブラシ現像装置
であつて、現像槽５_-1内に２本の攪拌ローラ５_-2
を設け、且つ光導電性トナーをベルト２面へ搬送
し現像するための現像ローラ５_-3が設けられてい
る。特に現像ローラ５_-3は非磁性スリーブ内にマ
グネツトを設け、スリーブ表面にマグネツトの磁
力を利用してキヤリア又は磁性を有した光導電性
トナーを吸着せしめ、該スリーブを矢印方向に回
転させることで、キヤリア及び光導電性トナーか
らなる現像剤あるいは自身磁性を有した光導電性
トナーをトナー搬送ベルト２へと搬送する。ベル
ト２と対向する現像ローラ５_-3は内部のマグネツ
トの磁極の磁力線に沿うように、現像剤をブラシ
状に形成し、これをベルト２に摺接させることに
なる。そのため、トナー搬送ベルト２の帯電面に
光導電性トナーが付着し現像が行われる。

上記のトナー搬送ベルト２の現像後、該ベルト
２の背面つまり導電性物質２_-2の面から画像露光
が行われる。画像露光は、原稿保持部６に保持さ
れた原稿を、光照射する照明装置７に照明し、原
稿からの反射光を反射ミラー及び投影レンズから
なる光学系８を介してトナー搬送ベルト２の背面
に結像している。移動するトナー搬送ベルト２に
画像を露光する場合、従来のように原稿保持部６
をベルト２の移動に応じて走行させるか、一部の
光学系８を走行させて原稿の画像を走査し露光す
る様にすればよい。この露光位置にトナーを付着
したベルト２の面と接する金属性のドラム９が配
置されている。該ドラム９はトナー搬送ベルト２
の搬送方向に沿うように矢印方向に回転駆動され
る。

上記ドラム９の更に下流、即ちドラム９への転
写後には、該ドラム９と同一構造の金属性ドラム
１０がトナー搬送ベルト２のトナー付着面と接す
るように配置されている。該ドラム１０もベルト
２の搬送方向に沿うように、矢印方向に回転駆動
される。このドラム１０とトナー搬送ベルト２と
の接触部のベルト２の背面には、ベルト２の幅方
向（搬送方向と直行する方向）全体を均一に光照
射する全面露光ランプ１１が配置されている。

更にドラム１０の下流には、除電用の交流コロ
ナ放電器１２がトナー搬送ベルト２の絶縁層面と
対向して配置されている。このコロナ放電器１２
は交流コロナ放電を行うものが好ましいが、帯電
用のコロナ放電器４と逆極性のコロナ放電を行う
ものであつてもよい。コロナ放電器１２はトナー
搬送ベルト２に残留する電荷を除去するためのも
ので、ベルト２を再度使用するのに役立つ。その
ため、このコロナ放電器１２の作用後にトナー搬
送ベルト２に残留するトナーを除去するクリーニ
ング装置（図示せず）を設けると好都合である。

一方、金属ドラム９及び１０は、像露光及び均
一露光が行われることで、露光像に応じたトナー
像が転写される。ドラム９上のトナー像は、転写
用紙１３に転応ローラ１４の作用にて転写され
る。そして転写用紙１３はドラム９より分離され
用紙搬送ベルト１５を介して定着ローラ１６へ送
られ、その上面のトナー像が定着される。上記転
写後のドラム９には一部のトナーが残留してお
り、このトナーを除去しクリーンな再度ドラム９
面をトナー搬送ベルト２に接触させるために、ク
リーニング装置１７が配置されている。

また、ドラム１０に転写されたトナー像は、搬
送ローラ１８にて送られてくる転写用紙１３に転
写ローラ１９にて転写される。そして、転写用紙
１３はドラム１０より分離され、用紙搬送ベルト
２０を介して定着ローラ２１に導かれ、その上面
のトナー像が定着される。上記転写後のドラム１
０にはドラム９と同様に一部トナーが残留してお
り、このトナーを除去するためのクリーニング装
置２２が配置されている。

以上の様な構成の画像形成装置において、以下
に実例を示してその作用を説明する。

トナー搬送ベルト２はリール１，３間を100
mm／secの一定の速度で、図中左方向にリール３
の作用により搬送される。このトナー搬送ベルト
２はコロナ放電器４のコロナ放電の作用にてまず
その表面が均一に帯電される。この場合、トナー
搬送ベルト２に表面電位が＋700Vになるように
均一に帯電する。

次に現像装置５は、荷電されたトナー搬送ベル
ト２の表面電位に応じた光導電性トナーを付着さ
せる。特に、光導電性トナーは攪拌ローラ５_-1等
の作用によりトナー搬送ベルトの電位と逆極性に
摩擦帯電されている。そのため、トナー搬送ベル
ト２に光導電性トナーが吸引され付着される。

現像後、トナー搬送ベルト２は、像露光位置に
達し光学系８を介して原稿保持部６上の原稿の画
像が投影される。この時、文字部等の画像部以外
の部分の反射光（非画像部の反射光）がトナー搬
送ベルト２に照射されるため、照射された部分の
光導電性トナー２５ａの抵抗値が大きく低下す
る。しかし、画像部に対応する部分の光導電性ト
ナー２５ｂの抵抗値は、高抵抗のままである。そ
のため光照射されなかつた部分のトナー２５ｂ
は、ベルト２上の電荷とトナー自身のもつ電荷と
のクーロン力での結びつきが非常に強く、ドラム
９側へ転写されることはない。これに対し、光照
射されたトナー２５ａは、低抵抗となり、その電
荷の一部を失ないベルト２上の電荷によるクーロ
ン力による結びつきが弱まり、ベルト２とトナー
２５ａ間のクーロン力に打ち勝つて、ドラム９側
に転写される。

ここで、光導電性トナーは、トナー粒径の平均
が12μｍのものを用いており、且つ磁気ブラシ現
像を行うことで、ベルト２を100mm／secで走行さ
せても、現像ローラ５_-3上にあるトナーをベルト
２上に何層も形成できる。そのため、画像濃度を
従来に比べ十分に高くできる。またトナーは暗所
で少なくとも10⁸Ωcm以上の体積抵抗を有し、明
所即ち光照射されると０〜10¹⁰Ωcmの体積抵抗を
示す特性を有するものが適当である。これによ
り、ドラム９に光照射されたトナー２５ａが効果
的に転写された。

また、光導電性トナーの光照射部のトナー２５
ａをドラム９により効果的に転写するために、第
３図に示す様にドラム９とベルト２の背面の導電
性物質２_-2との間に電圧２４を印加する。この場
合の印加電圧２４は、光導電性トナーに帯電され
る負電荷と逆極性になるように、ドラム９側が正
になるように加えられる。従つて、光照射された
光導電トナー２５ａが上記印加電圧によりドラム
９側に吸引され転写効率が高められる。

一方、ドラム９に転写された光照射部分のトナ
ー２５ａは、ドラム９の回転に従つて転写ローラ
１４の転写位置に送られ、適宜搬送されてくる転
写用紙１３に転写される。この転写用紙１３に転
写されるトナー像２５ａは、画像のない非画像で
あつて原稿がポジの場合、ネガ像となる。つま
り、ドラム９に転写された像は反転像であつて、
用紙１３に反転像が得られることになる。像転写
後の転写用紙１３は搬送ベルト１５を介して、定
着ローラ１６に送られトナー像が定着されて機外
に排出される。上記転写後のドラム９は一部のト
ナーが残留しており、この残留トナーがクリーニ
ング装置１７のブレード１７_-1にてかき落され、
回収ボツクス１７_-2に回収される。そのため、ド
ラム９の表面はクリーンな状態で、再度トナー搬
送ベルト２に接触することになる。

上述の様にしてコピーを得ることができるが、
得られる像は、ポジ原稿に対しネガコピーが、ネ
ガ原稿に対しポジコピーとなり、反転像となる。
そこで、ポジ−ポジ像を得るために、トナー搬送
ベルト２は、ドラム１０の位置に達する。ドラム
１０とトナー搬送ベルト２との接触する位置に
は、全面露光ランプ１１が設けられていることか
ら、ベルト２全体が均一に光照射され、先の光射
照されなかつた光導電性トナー２５ｂの抵抗値が
大きく低下する。そのため、トナー２５ｂとベル
ト２との静電的な吸着力が弱まり、接触するドラ
ム１０に転写される。この工程においても、ドラ
ム９への転写と同様に、第３図に示す如くドラム
１０にトナー２５ｂが転写しよい電圧を印加すれ
ば効果的である。

上記ドラム１０に転写されたトナー像は、搬送
ローラ２３等を介して搬送されてくる転写用紙１
３に、転写ローラ１９の作用により転写される。
ここで、転写用紙１３にドラム９又は１０のトナ
ー像を転写する手段として、転写ローラ１４，１
９を用いているが、静電転写を行うためにローラ
１４，１９に代えてコロナ放電器を配置してもよ
い。この様な用紙への転写後、かかる転写用紙１
３はドラム１０より分離され、用紙搬送ベルト２
０を介して定着ローラ２１へと送られ、その上面
のトナー像が定着された後に機外に排出される。
この場合、転写用紙１３上の像は、原稿の画像部
に対応した部分であつて、ポジ原稿に対しポジ像
である。

転写後のドラム１０の表面には、一部のトナー
が残留しており、クリーニング装置２２のブレー
ド２２_-1にて残留トナーがかき落とされ回収ボツ
クス２２_-2内に回収される。そのため、ドラム１
０の表面はクリーンな状態で、トナー搬送ベルト
２に接触し、像形成に寄与する。

更にドラム１０にトナー２５ｂを転写した後の
トナー搬送ベルト２は、交流コロナ放電器１２の
作用により除電され、リール３に巻き取られる。
この時、ベルト２を再利用するためには、ベルト
２に残留するトナーを除電後に除去するクリーニ
ング装置を設けるとよい。このトナー搬送ベルト
２は、画像形成の終了後、リール１に巻き戻され
て再利用される。しかし、リール１にて巻き戻す
ことなく、ベルト２を無端状に形成し、ベルト２
を常に一方向のみに搬送してもよい。

以上説明した様に、本発明の画像形成装置によ
れば、原稿に対してポジ又はネガのいずれの像を
も簡単に且つ同時に得ることができる。

尚、転写用紙１３上のトナー像を定着する手段
として、定着ローラ１６，２１として説明した
が、該ローラ１６，２１は熱定着ローラとするこ
とが有利であるが、これに限らず圧力定着ローラ
としてもよい。しかも、ローラでなくオープン定
着方式を利用してもよい。

また、光導電性トナーは、例えば有機光導電材
料（OPC）と適当なバインダーを着色顔料と共
に混練し、適当な大きさ、つまり本実施例では平
均粒径12μｍ程度の大きさに粉砕して作成でき
る。この時、暗所での体積抵抗が10⁸Ωcm以上で、
且つ光照射時の体積抵抗が０〜10¹⁰Ωcmの範囲に
なるように、有機光導電材料や着色顔料との混合
比を適宜設定される。しかも、キヤリアを必要と
しない磁性特性を有する光導電性のトナーは、上
記の材料とは別に磁性粉を更に混練して形成すれ
ばよい。また、磁性粉、着色顔料、バインダーか
らなるトナー粒子の表面に、OPCの薄膜をコー
テイングして、光導電性トナー又は磁性を有する
光導電性トナーを作成してもよい。この時、着色
顔料として、シアン、マゼンタ、イエロー等の顔
料を用いれば、カラーの画像を形成することがで
きる。

更に、トナー搬送ベルト２のトナーをドラム
９，１０に転写しているが、直接用紙１３に転写
することもできる。つまり、ドラム９，１０とベ
ルト２との接触部に転写用紙を送り込み、ドラム
９，１０の磁気力により光導電性の磁性トナー２
５ａ又は２５ｂを転写用紙１３に転写すればよ
い。この様に構成すれば転写ローラ１４，１９及
びクリーニング装置１７，２２を不要にできる。

〈発明の効果〉本発明の画像形成装置によれば、光導電性トナ
ーを用いて像形成を行うものにおいて、画像露光
と同時に像転写を行い、次に全面露光と同時に像
転写を行うものであるから、原稿に対しネガ又は
ポジの像を同時に得ることができる。従つて、従
来の電子写真複写機の様にいずれか一方の像のみ
得るものと比べ汎用性に富んだ装置といえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置の一具体例
を示す構造図、第２図は本発明の画像形成にかか
る記録媒体の一例を示す断面図、第３図はトナー
像の転写例の一例を示す図である。２……トナー搬送ベルト、４……コロナ放電
器、５……現像装置、８……光学系、９……金属
性ドラム、１０……金属性ドラム、１１……全面
露光ランプ、１２……除電用コロナ放電器、１３
……転写用紙、２５……光導電性トナー。

Claims

【特許請求の範囲】

１光透過性の記録媒体を均一に荷電する手段、
該記録媒体の荷電表面を光導電性トナーで現像す
る現像装置、該記録媒体に画像を露光する手段、
該露光手段による露光位置にて同時に光照射部
（明部）の光導電性トナーを転写部材へ転写する
第１の転写部、上記露光手段による露光後に記録
媒体全体を均一に光照射する全面露光手段、該全
面露光手段による露光位置にて同時に記録媒体の
光導電性トナーを転写部材に転写する第２の転写
部を備えたことを特徴とする画像記形成置。