JPH1073993A

JPH1073993A - 静電複写印刷装置

Info

Publication number: JPH1073993A
Application number: JP9192467A
Authority: JP
Inventors: Geoffrey M T Foley; エムティーフォリージェフリー; William G Herbert; ジーハーバートウィリアム; Mark C Petropoulos; シーペトロポウロスマーク; Richard H Nealey; エイチニーリーリチャード; Robert A Duffy; エイダフィーロバート
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 1998-03-17
Also published as: EP0821284A2; EP0821284A3; US5708931A

Abstract

(57)【要約】【課題】静電複写印刷装置において印刷画質の向上を
図る。【解決手段】略円筒状の画像形成部材１０の表面に形
成された画像形成層を、コロナ発生装置１４にて帯電さ
せる。露出システム１６により、原稿の情報に従って前
記荷電された画像形成層の所定部分に放射線を照射し
て、この部分を放電し、潜像を形成する。現像システム
１８により、前記潜像にトナーを付着させ、さらに溶融
ステーション４０により前記トナーを定着させる。そし
て、前記画像形成部材１０は、１．００１以上の導磁率
を有する磁性材料の基板上に光伝導性材料を含む画像形
成層を有している。前記基板の磁気的性質により、一つ
のピクセルに誘引されるトナーの粒子数が増加し、画質
の改善が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には磁性画
像形成部材に関し、より具体的には静電複写印刷装置、
特にリバーサル現像により潜像を現像する磁性画像形成
部材を組み込んだゼログラフィ印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リバーサル現像（またはネガ現像あるい
は放電領域現像）では、良く知られているように、潜像
と現像粒子の相対的電荷の関係を次のように言い表すこ
とができる。即ち、画像形成部材に付随する潜像に引き
付けられる現像粒子の数は、潜像を形成する電荷の量に
反比例する。言い換えれば、電荷の量が最大である表面
領域には現像粒子がほとんど引き付けられず、電荷量が
より少ない領域には相応した数の現像粒子が付着するこ
とになる。リバーサル現像では、現像粒子と画像形成部
材は同じ極性に帯電されることが望ましい。リバーサル
現像の手順と装置については、マツモトによる米国特許
第３，８８８，６６６号、サイトウらによる米国特許第
５，０４９，９３５号、アサナエらによる米国特許第
４，８６５，９３６号、ハラダらによる米国特許第５，
１６６，０２３号、およびユゲらによる米国特許第４，
３７６，８１３号に説明されている。これらは全て、参
照のためここに掲げた。ここでは、印刷装置および印刷
機器等の語句は、コピー機やプリンタを含むものとす
る。

【０００３】ポジ現像（磁気トナーを含む二種混合の現
像粒子を現像システムにおいて用いるもの）では、電鋳
ニッケルの帯状部材を無機質の光伝導素材で覆ったもの
を画像形成部材の基板として用いる静電複写印刷装置を
使用することは、良く知られている。また、ポジ現像
（または帯電領域現像）では、比較的高い電荷を有する
潜像の未照射領域に現像粒子を付着させることも、良く
知られている。通常、ポジ現像では、現像粒子は潜像と
は逆の極性に帯電している。

【０００４】本発明の発明者たちは、リバーサル現像に
磁性画像形成部材を用いた場合、多くの利点があること
を発見した。例えば、本発明は、静電複写印刷装置によ
り印刷したプリントにおいて、細い線の密度やハーフト
ーンの質を向上し、ベタ塗り部分をより濃くするという
改良をもたらした。さらに、磁気ステンレス鋼等の素材
の磁気基板を画像形成部材の一部として用いた場合、そ
の組み立て時の取り扱いが容易となる。例えば、磁気基
板は磁力によって持ち上げ、移動および押さえることが
できる。このことは、光受容体の製造プラントにおい
て、構造が単純でローコストの取り扱い機器を設計でき
るという利点をもたらす。

【０００５】タンノによる米国特許第３，６８４，３６
８号は、実験１、第４列においてステンレス鋼製の基板
について明細を述べている。ステンレス鋼に関しては、
導磁率が１．００１未満であるため常磁性と見なされて
いるステンレス鋼３０４が知られている。常磁性ステン
レス鋼３０４は、導磁率が１．００１以上の強磁性ステ
ンレス鋼３０４とは異なる。磁石により引き付けられた
り保持される素材（例えば鉄、ニッケル、コバルト）を
強磁性と言うのに対して、導磁性は磁気の束を発する素
材に関連する。強磁性の素材もまた、導磁性を有する。

【０００６】アリミリらによる米国特許第４，３６９，
２４２号は、第１列３７〜３８行目において、「真鍮、
アルミニウム、金、プラチナ、鋼等の金属」により形成
された基板について明細を述べている。

【０００７】フェンダーによる米国特許第４，７７０，
９６４号は、磁性画像形成部材とその製造手順について
開示している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、静電複写印
刷装置において、細い線の密度の向上やハーフトーンの
質の向上さらにはべた塗り部分の濃度の向上など、印刷
画質を向上することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様にお
いては、（ａ）潜像を保持することができ、１．００１
以上の導磁率を有する磁性材料の基板上に画像形成層を
持つ画像形成部材と、（ｂ）画像形成部材の表面を帯電
させ、これにより帯電表面を形成する帯電装置と、
（ｃ）帯電表面の部分を放射線で露出し、これによって
露出部分を実質的に放電させ、その露出、放電された部
分が潜像の画像領域に相当するような露出装置と、
（ｄ）画像形成部材の、実質的に放電され、露出された
部分にトナー粒子を付着させる単一現像粒子を用いる現
像装置と、を有する静電複写印刷装置が提供される。

【００１０】静電複写画像形成部材は、強磁性素材の基
板の上に１つ以上の画像形成層を有する。この基板は、
材の厚さが５ｎｍ（５０オングストローム）から５ｃ
ｍ、できれば１ｍｍから２０ｍｍの範囲にあり、中空の
円筒、板、あるいは曲げやすい帯の形状を有することが
望ましい。強磁性の素材は、導磁率（ここでは「ｍｐ」
とも記す）が最低でも１．００１、もしくは１．００８
以上、あるいは５から１２００、一番望ましくは１０か
ら１０００の間である。強磁性の素材としては、強磁性
ステンレス鋼、例えばステンレス鋼４１０（ｍｐ７００
〜１０００）、ステンレス鋼４１６、ステンレス鋼４２
０、ステンレス鋼４３４（ｍｐ６００〜１１００）、ス
テンレス鋼４４０Ａ、そして強磁性ステンレス鋼３０４
を使用することが望ましい。その他の強磁性素材とし
て、ニッケル、鉄、コバルトを使用しても構わない。基
板の素材として適切な磁気素材や磁気の一般的原理につ
いては、Ｆ．ブレイルスフォード著“Physical Princip
les of Magnetism”(1966年）、リチャードＭ．ボゾル
ス著“Ferromagnetism”(1978年）、およびAmerican So
ciety for Metals編“Metals Handbook Ninth Edition,
Vol.3 Properties andSelection: Stainless Steel,To
ol Materials and Special-Purpose Metals”の５９７
〜６１１ページに説明されているが、これらは全て参照
のためここに掲げた。

【００１１】画像形成層（複数の場合も含む）は、例え
ば光伝導素材と電荷移送素材を同一の、あるいはいくつ
かの異なる層に有する場合がある。光受容体、電荷発生
素材、電荷移送素材、および光受容体製造技術について
は、例えば米国特許第４，２６５，９９０号、第４，３
９０，６１１号、第４，５５１，４０４号、第４，５８
８，６６７号、第４，５９６，７５４号、第４，７９
７，３３７号、第４，９６５，１５５号、および第５，
００４，６６２号に説明されているが、これらは全て参
照のためここに掲げた。

【００１２】本発明のある態様においては、光伝導素材
は、画像形成光受容体が記録する放射線吸収量に応じ
て、電子的電荷キャリアを発生させることができる。光
伝導素材は、適切なものであれば有機物質、無機物質い
ずれでも構わない。有機質の光伝導・電荷発生素材の実
例としては、スーダン・レッド、ダイアン・ブルー、ヤ
ヌス・グリーンＢ等のアゾ顔料、アルゴル・イエロー、
ピレン・キノン、インダンスレン・ブリリアント・ヴァ
イオレットＲＲＰ等のキノン顔料、キノシアニン顔料、
ペリレン顔料、インディゴ、チオインディゴ等のインデ
ィゴ顔料、インドファスト・オレンジ・トナー等のビス
ベンゾイミダゾ−ル顔料、フタロシアニン銅、アルミノ
クロロ・フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、キナ
クリドン顔料、およびアズレン化合物等が挙げられる。
無機質の光伝導素材としては、例えば硫化カドミウム、
スルホセレン化カドミウム、セレン化カドミウム、結晶
質および非結晶質セレン、酸化鉛、その他のカルコゲニ
ドが適している。セレン合金は今回の発明に広く用いら
れているが、例としてはセレン・砒素、セレン・テルル
・砒素、およびセレン・テルルの各合金が挙げられる。

【００１３】電荷移送素材の例としては、光励起された
正孔の射出をサポートしたり光伝導素材から電子を移送
させることが可能で、これらの正孔や電子を有機質層に
通過させ、表面の電荷を選択的に放散させる有機ポリマ
ー、あるいは非ポリマー系物質が挙げられる。電荷移送
物質の実例としては、例えばアンスラセン、ピレン、フ
ェナントレン、コロネン等多環式芳香族の環構造、ある
いはインドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオ
キサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、
オキサジアゾール、ピラゾリン、チオジアゾール、トリ
アゾールおよびヒドラゾン化合物等窒素原子を含む複素
環式化合物の環構造を、その分子構造の中心部あるいは
傍系部に有する化合物の中から選択した正孔移送物質を
挙げることができる。典型的な正孔移送物質の例とし
て、カルバゾール、Ｎ−エチルカルバゾール、Ｎ−イソ
プロピルカルバゾール、Ｎ−フェニルカルバゾール、テ
トラフェニルピレン、1-メチルピレン、ペリレン、クリ
セン、アンスラセン、テトラフェン、2-フェニルナフタ
レン、アゾピレン、1-エチルピレン、アセチルピレン、
2,3-ベンゾクリセン、2,4-ベンゾピレン、1,4-ブロモピ
レン、ポリＮ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレ
ン、ポリビニルテトラフェン、ポリビニルテトラセン、
およびポリビニルペリレン等の電子放出素材を挙げるこ
とができる。また、電子移送素材としては、2,4,7-トリ
ニトロ-9-フルオレノン、2,4,5,7-テトラニトロ-フルオ
レノン、ジニトロアンスラセン、ジニトロアクリジン、
テトラシアノピレンおよびジニトロアンスラキノン等の
電子受容体が適している。

【００１４】画像形成部材は、光受容体に一般的に利用
されている巻き上がり防止層、接着層、遮断層等、追加
の層を１つ以上含む場合がある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以
下、実施形態と記す）を図面に従って説明する。図１
は、静電複写印刷機の一例の多様な構成要素を、図式化
して示したものである。本発明による磁性画像形成部材
は、多様な静電複写印刷装置に適用可能であり、ここに
示す態様に限定されるものではないことが明らかとなろ
う。静電複写印刷技術は良く知られたものなので、図１
に示す印刷装置にて用いられている多種の処理ステーシ
ョンについては、以下に概念的に示し、それらの操作は
各々を参照しながら概略を説明する。

【００１６】図１に示すとおり、印刷装置は円柱形の強
磁性の画像形成部材１０を使用する。以下に詳述される
ように、画像形成部材１０は、強磁性の基板上に光伝導
性材料を施したものを含む画像形成層を１つ以上有して
いる。画像形成部材１０は矢印１２の方向に回転し、周
囲に配された多様な処理ステーションを通過する。

【００１７】最初に、画像形成部材１０は、その光伝導
性を有する表面の一部を帯電ステーションＡに通過させ
る。帯電ステーションＡでは、参照番号が１４で示され
るコロナ発生装置が、画像形成部材１０の光伝導面を比
較的高い、実質的には均一の、例えば−７００Ｖから−
２００Ｖぐらいの電圧まで帯電させる。コロナ発生装置
は、例えばコロトロン、スコロトロン、ジコロトロン、
ピコロトロン、または帯電ローラが使用される。

【００１８】その後、画像形成部材１０の光伝導面の帯
電された部分は、露出ステーションＢを通過する。露出
ステーションＢでは、原稿が透明板の上に伏せて置かれ
ている。参照番号が１６である露出システムは、原稿上
を走査し、照射幅を一定間隔で増加しながら照射するラ
ンプを有している。原稿から反射された光線は、可動レ
ンズを透過し、一定間隔で幅が増大する光画像を形成す
る。これらの光画像は、光伝導面の帯電部分に収束す
る。このようにして、画像形成部材１０の光伝導面の帯
電部分は、原稿からの光画像により、選択的に放電され
る。この時、原稿の情報部分に相当する領域の静電潜像
が画像形成部材１０の光伝導面に記録される。

【００１９】他の態様では、露出ステーションＢは静電
潜像を一連の水平走査線に配列し、各走査線の１インチ
当たりのピクセル数を一定としたラスタ出力スキャナを
有する場合がある。ラスタ出力スキャナは、鏡面多面体
またはソリッドステート画像変調バー（ソリッドステー
トイメージモジュレータバー；solid state image modu
lator bars）を回転させることによって変調される光線
を発するレーザーを使用する場合がある。あるいは、発
光ダイオードアレイ書込みバー（ライトエミッティング
ダイオードアレイライトバー；light emitting diode a
rray write bars）を使用する場合もある。

【００２０】次に、画像形成部材１０は光伝導面に記録
された静電潜像を現像ステーションＣに進める。現像ス
テーションＣでは、参照番号１８で示される磁気ブラシ
式現像システムが、現像粒子を前進させて画像形成部材
１０の光伝導面に記録された静電潜像に接触させる。潜
像は現像粒子を引き付け、画像形成部材１０の光伝導面
上に粒子による像を形成する。潜像の現像時には、画像
形成部材１０と現像システム１８の間にバイアス電圧が
かけられる場合がある。バイアス電圧は、直流電圧か、
あるいは直流電圧を重ねた交流電圧による。特にリバー
サル現像では、バイアス電圧は画像形成部材の未照射部
分の電位以下でなければならない。光伝導面上に粒子に
よる画像が形成された後、画像形成部材１０はその粒子
画像を転写ステーションＤに進める。

【００２１】転写ステーションＤでは、１枚の担持材料
のシートが、画像形成部材１０の光伝導面上に形成され
た粒子画像と接触する位置に置かれる。担持材料のシー
トは、参照番号２０で示されるシート供給装置により転
写ステーションに供給される。シート供給装置２０は、
担持材料のシートを積み重ねたスタック２２の一番上の
シートと接触する供給ローラ２４を有することが望まし
い。供給ローラ２４は矢印２６の方向に回転し、スタッ
ク２２の一番上のシートを前進させる。見当合わせロー
ラ２８は、矢印３０の方向に回転し、供給される担持材
料のシートの向きを調整し、シュート３２へ進める。シ
ュート３２は、一定の時間間隔で画像形成部材１０の光
伝導面と接触するよう、担持材料のシートの進み方を管
理する。これにより、進行する担持材料のシートと粒子
画像が転写ステーションＤにて接触することが確実とな
る。

【００２２】転写ステーションＤは、シートの裏面にイ
オンを噴霧するコロナ発生装置３４を有する。これによ
り、画像形成部材１０の光伝導面上の粒子画像はシート
に引き付けられる。転写後、シートは画像形成部材１０
と共に進むが、シートを画像形成部材１０に付着させて
いた電荷を解離コロナ発生装置（図示せず）が中和する
ことによって、画像形成部材１０から分離される。コン
ベヤ３６が矢印３８の方向に回転し、シートを転写ステ
ーションＤから溶融ステーションＥへと進める。

【００２３】参照番号４０で示される溶融ステーション
Ｅは、裏打ちローラ４２と溶融ローラ４４を有する。粒
子画像の付着した担持材料のシートは、裏打ちローラ４
２と溶融ローラ４４の間を通過する。粒子は溶融ローラ
４４と接触し、熱と圧力が加えられることによって永久
的に担持材料のシート上に固定される。溶融後、進行ロ
ーラ４６がコピーの終了したシートをコピー受けトレー
４８へ進める。コピーされたシートがコピー受けトレー
４８に出てきたら、装置の操作者がそれを取り出すこと
ができる。

【００２４】担持材料のシートが画像形成部材１０の光
伝導面から分離された後には、例外なく残留粒子がそこ
に付着している。これらの残留粒子は、清掃ステーショ
ンＦにて画像形成部材１０から取り除かれる。清掃ステ
ーションＦは、清掃前コロナ発生装置および画像形成部
材１０の光伝導面と接触する回転可能繊維質ブラシから
成る清掃機構５０を有することが望ましい。清掃前コロ
ナ発生装置は、粒子を光伝導面に引き付けている電荷を
中和する。そして、粒子はブラシの回転により光伝導面
から取り除かれる。清掃に続いて、放電ランプが光伝導
面に照射され、次の画像形成サイクルのための帯電に先
立ち、まだ残っている静電気の電荷を取り除く。

【００２５】望ましい態様において、図１に示す静電複
写印刷装置はリバーサル現像を用いるものである。よっ
て、図１においては、露出ステーションＢでは放射線が
画像形成部材１０の帯電部分に照射され、照射部分は実
質的に、あるいは完全に放電されることになる。この実
質的に放電された照射部分が、潜像の画像領域に相当す
る。そして、現像ステーションＣでは、画像形成部材
の、大部分が放電された照射部分に現像粒子が付着す
る。

【００２６】潜像の現像は、磁気ブラシ方式、パウダ・
クラウド方式、カスケード方式等、適切な手法により行
われる。

【００２７】現像手法においては、二種混合の現像粒子
（即ちトナー粒子とキャリア粒子）よりも単一現像粒子
（即ちトナー粒子）を用いることが望ましい。また、ト
ナー粒子は磁気を帯びていることが望ましい。磁気トナ
ーは、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性元素からなる
フェライトまたは磁鉄鉱等の合金や化合物を含むものを
用いる場合がある。トナー中の磁気粉末の含有量は、ト
ナーの全重量に基づいて、およそ３０から７０重量パー
セントであることが望ましい。トナー粒子はまた、スチ
レン、ビニルエステル、アクリロニトリル、アクリルア
ミド等のモノマーあるいはコポリマーである熱可塑性レ
ジン等の樹脂粘結材を含有する。磁気トナーについて
は、アサナエ等による米国特許第４，８６５，９３６号
に説明があるが、参照のためここに掲げた。

【００２８】本発明は印刷性能を向上させるものである
が、これは光受容体基板の磁気的性質により、各ピクセ
ル照射点において誘引、定着されるトナー粒子の数が増
加するためである。本発明の態様においては、単一現像
粒子、特に磁気トナー粒子を用いて磁気ブラシ方式で現
像を行うと、同方式で二種混合の現像粒子を用いた場合
よりも細い線の画質が向上した。これは、二種混合の現
像粒子を用いた磁気ブラシ方式現像の場合、磁気ブラシ
が基板から遠くなり、基板と相互に作用する磁束が減少
するためと考えられる。要約すると、本発明において
は、１．００１以上の導磁率を有する基板が、トナーの
転写を磁気により支援し、印刷の質を向上させた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる静電複写印刷装置の望ましい
一態様の、図式化された側面図である。

【符号の説明】

１０画像形成部材、１４コロナ発生装置、１６露
出システム、１８磁気ブラシ式現像システム、２０
シート供給装置、３４コロナ発生装置、Ａ帯電ステー
ション、Ｂ露出ステーション、Ｃ現像ステーショ
ン、Ｄ転写ステーション、Ｅ溶融ステーション、Ｆ
清掃ステーション。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マークシーペトロポウロスアメリカ合衆国ニューヨーク州オンタリオレイクロード 708 (72)発明者リチャードエイチニーリーアメリカ合衆国ニューヨーク州ペンフィールドコーチマンドライブ 59 (72)発明者ロバートエイダフィーアメリカ合衆国ニューヨーク州ウェブスターウッドフィールドドライブ 34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）潜像を保持することができ、１．
００１以上の導磁率を有する磁性材料の基板上に画像形
成層を持つ画像形成部材と、（ｂ）画像形成部材の表面
を帯電させ、これにより帯電表面を形成する帯電装置
と、（ｃ）帯電表面の部分を放射線で露出し、これによ
って露出部分を実質的に放電させ、その露出、放電され
た部分が潜像の画像領域に相当するような露出装置と、
（ｄ）画像形成部材の、実質的に放電され、露出された
部分にトナー粒子を付着させる単一現像粒子を用いる現
像装置と、を有する静電複写印刷装置。