JPH0528831B2

JPH0528831B2 -

Info

Publication number: JPH0528831B2
Application number: JP24582284A
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: JPS61122670A

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 Electropotography（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の磁性トナ
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
の磁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、且つ光導電性の磁性トナーをベルト
２面へ搬送し現像う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、それ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、現像剤である光
導電性の磁性トナー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の磁性トナ
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。ま
た、ドラム９は光導電性の磁性トナーを磁気的に
ドラム９に転写するためにマグネツトにて形成さ
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と同一構造のドラム１
０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、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に転写ローラ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の磁性トナーを
付着させる。特に、光導電性の磁性トナーは攪拌
ローラ５_-1等の作用により例えばトナー搬送ベル
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に光導電性の磁性トナー
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
光導電性の磁性トナー２５ａは、その抵抗値が大
きく低下する。しかし、画像部に対応する部分の
光導電性の磁性トナー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
身の持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、ド
ラム９へのトナー２５ａの磁気吸引力がベルト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、光導電性の磁性トナーは、トナー粒径
の平均が12μｍのものを用いると共に、磁気ブラ
シ現像を行つていることで、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２５をベルト２上に何層（第３図参照）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、磁気力により効果
的に転写された。

また、光導電性の磁性トナーの光照射部のトナ
ー２５ａ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
光導電性の磁性トナー２５ａが上記印加電圧によ
りドラム９側に磁気吸引力との相互の力で吸引さ
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、先の光照
射されなかつた光導電性の磁性トナー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に磁気的に転写される。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のグレー
ド２２_-1にて残留トナーがかき落され回収ボツク
ス２２_-2内に回収される。そのため、ドラム１０
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、ローラでなくオーブン定
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、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、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、光導電性の磁
性トナーを用いて像形成を行うものにおいて、画
像露と同時に磁力にて像転写を行い、次に全面露
光と同時に磁力にて像転写を行うものであるか
ら、形成像を転写材上に効果的に転写でき原稿に
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……除電コロナ放電器、１３…
…転写用紙、２５……光導電性の磁性トナー。

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の磁性トナーで
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
明部（明部）の光導電性の磁性トナーを転写部材
へ磁力にて転写する第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の磁性トナーを転写
部材に磁力で転写する第２の転写部を備えたこと
を特徴とする画像形成装置。