JPS60122967A - 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】 産業上の利用分野 本発明は電子写真方式又は静電記録方式等による複写装
置及び画像形成装置に係り、特に静電潜像担持体上に形
成された静電潜像を現像する現像工程を大幅に改善、簡
略化しかつ非磁性−成分系の発色粒子の使用も可能な、
信頼性・メンテナンス性に優れた現像手段を備えた画像
形成装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、電子写真法による画像の形成や複写及び静電記録
法による画像形成において、静電潜像担持体上に形成さ
れた静電潜像を現像し顕像化する方法として各種の方法
が提案されている。その方法を大別すると湿式現像法と
乾式現像法の二つに別けられるが、湿式現像法の持つ現
像液の取扱い及びメンテナンスが困難であるという欠点
のため、近年は、取扱い性及びメンテナンス性に優れた
乾式現像法が主流を占めるに至っている０また今日広く
用いられている乾式現像法においては、代表的なものと
してカスケード現像法、磁気ブラシ現像法などのトナー
とキャリヤを用いる二成分現像法と、絶縁性磁性トナー
を用いる一成分現像法等がある。

特に−成分現像法は、装置構成のシンプルさ、メンテナ
ンス・フリー等の観点から種々の研究がなされその方法
もいくつか提案されている。こうした中で最近磁性−成
分トナーを用いた現像方式が実用化されるに至っている
が、（Ｃａｎｏｎ２００１等ジャンピング法）トナーコ
ストが安価で、現像器がシンプルな上カラー化に適する
（磁性−成分トナーは発色粒子内に鉄粉等の磁性体を含
有しているため、トナー発色時に磁性体の色が混色して
しまい濁った色になるため。）非磁性−成分現像法は以
下に述べる問題点のため今だ実用化には至っていない。

最近のハードコピーのカラー化に対応するためには、カ
ラー化に適した非磁性−成分現像法の確立・実用化は急
務であるが、非磁性−成分系の発色粒子（又はトナー）
による現像法の難かしさは（１）発色粒子（トナー）を
如何に帯電させ、（２）如何に搬送・供給するかという
点にある。すなわち、非磁性−成分系の発色粒子を帯電
させる場合、発色粒子が粒子（粉体）状であるため粒径
のバラツキや、粒子密度及び発色粒子層の状態変化が発
生するため、発色粒子を均一かつ安定に帯電させること
が困難であった。また、粒子（粉体）状の発色粒子を均
一な厚みで安定して連続供線することは機構面及び信頼
性の点からみて困難であった。

従って非磁性−成分系の発色粒子（トナー）を使用する
現像手段においては、微粒子である発色粒子の各々を、
均一かつ安定して帯電させる方法及び帯電された発色粒
子を静電潜像担持体近傍まで搬送すると共に、静電潜像
の現像消費に伴う発色粒子の安定供給法を確立する必要
があった。

例えば、上述する様な問題点を解決する一方法として、
１９７３年ｘｅｒｏｘ社から提案されたＦｕｒｂｒｕｓ
ｈ法を第１図（−）　、　（ｂ）に示すが、この方法は
金属芯１に絶縁コーティング層２を施した繊維で構成し
たＦｕｒｂｒｕｓｈ　３で絶縁性トナー４を攪拌帯電さ
せると共に、繊維間で絶縁性トナー４を搬送供給し感光
体ドラム５上の静電潜像を現像するものである。しかし
繊維ブラシで現像を行うため絶縁性トナー４の飛散やカ
プリの発生及び搬送・供給不良、絶縁コーティング層２
の湿度依存性によるトナーの帯電不足や、ブラシの寿命
が短い等の種々の問題を有しておシ、またメンテナンス
性も悪いという問題があって実用化は難しいように思わ
れる。また、その他の方式として、Ｌ−、Ｓ。

ＣｈａｎｇらによるＩｍｐｒｅｓｓｉｏｎ法（Ｌ、Ｓ、
Ｃｈａｎｇｅｔ、ａｌ、５ＰｓＥ　２ｎｄ　Ｉｎｔ、Ｃ
ｏｎｆ　１９７４　）や、ＭｉｃｒｏＦｉｅＬｄ法（Ｌ
、Ｓ、Ａｎｄｒｕｓ　ｅｔ、ａｌ、５ＰｓＥ２ｎｄ　Ｉ
ｎｔ　、Ｃｏｎｆ　、　１９７４　）及びＰｏｗｄｅｒ
　Ｃ１ｏｕｄ法（Ｊ、Ｔ、　Ｂｉｃｌａｎｏｒｅ　５Ｐ
ＳＥ　４　（１９６０）　３７　）等の方法が提案され
ているが、いずれも前例に述べた様な欠点を十分解決す
るには至っていなかった。

発明の目的 本発明は、上述した非磁性−成分現像法の最大の問題点
である、トナーを如何に帯電させ搬送するかという問題
点をも解決し、かつ上記の従来提案されている各種の手
段の持つ問題点を解決するもので、トナー飛散やかぶり
の発生がなく、信頼性及びメンテナンス性に優れた現像
手段を備えた画像形成装置を提供するものである。

発明の構成 本発明は、発色粒子と熱昇華性バインダを塗布した発色
粒子シートと、前記発色粒子を帯電せしめる帯電手段と
、前記発色粒子シートに臨んで設けた加熱手段及び、静
電潜像を形成する静電潜像担持体と、この静電潜像担持
体と前記発色粒子シートを介して対向する位置に設けた
主電極部材及び補助電極部材とを備えた画像形成装置で
あり、前記発色粒子をシート状のまま帯電及び搬送せし
め、静電潜像相持体の近くで前記加熱手段によシ発色粒
子シートを加熱し、熱昇華性バインダーを昇華させた後
、シート上に残った十分に帯電されかつ自由に動ける状
態の発色粒子で、前記静電潜像担持体上に形成された静
電潜像を現像するため、非磁性−成分系の発色粒子によ
る現像も可能で、かつ前記静電潜像担持体と対向する位
置に電圧を印加する主電極部材と補助電極部材を設けた
ため、発色粒子の飛散やカプリの発生が極めて少ない、
信頼性・メンテナンス性に優れた現像手段を備えた画像
形成装置を提供できるものである。

実施例の説明 第２図は本発明の一実施例における現像手段及びこれを
適用した画像形成装置の概略構成を示す側断面図を示す
ものであり、以下図面に基づいてその構成を説明する。

アモルファスシリコン等の光導電層を設けた電子写真用
の静電潜像担持体（以下感光体ドラムと呼ぶ。）１１は
、本体１ｏにドラム軸１２によって回転自在に軸支され
ており、矢印入方向に回転する。感光体ドラム１１の外
周には、ドラム回転方向に伴うプロセス順に、帯電器１
３、露光光学系１４、現像手段１５、転写ドラム１６、
クリーニング部１７、除電部１８等が配置されている。

帯電器１３は感光体ドラム１１上を均一にコロナ帯電す
るもので、感光体ドラム１１に対向する位置に設けられ
ている。

露光光学系１４は、オリジナル原稿１９を載せる原稿台
２０と、オリジナル原稿１９を照明する光源２１、及び
オリジナル原稿１９を光学的に走査し、原稿反射光を感
光体ドラム１１上に投映するミラ一群２２及びレンズ２
３とから構成されている。

クリーニング部１７は、現像、転写工程終了後、感光体
ドラム１１上に残留した不必要な発色粒子３０をクリー
ニングブレード２４で除去するものである。

転写ドラム１６は、感光体ドラム１１と同期して回転し
、グリッパ−２６によって保持した転写紙２６上に感光
体ドラム１１上の発色粒子像を転写せしめるものである
。尚、転写ドラム１６には転写電圧が印加される様にな
っている０分離爪２７は転写の終了した転写紙２６を転
写ドラム１６から分離し定着器２８に案内するものであ
る。またカセット２９は転写紙２６を収納するものであ
る。定着器２８は現像され画像を転写紙に定着するもの
である。

現像手段１６は、発色粒子３０を熱昇華性を有スルバイ
ンダー３１にてベースシー）３２上に塗布した発色粒子
シート３３と、この発色粒子シート３３を回巻した供給
リール３４と、同じく前記シートを巻取る巻取リール３
６及びリール駆動手段３６と、前記発色粒子シート３３
面に対向する位置に設けられ、前記発色粒子シート３３
をコロナ帯電せしめる帯電器３７と、発色粒子シート３
３面を加熱せしめる面状ヒーター等の加熱手段３８と、
発色粒子シート３３を介して感光体ドラム１１と対向す
る位置で、かつ発色粒子シート３３の移送平面Ｃよシも
高い位置に設けた主電極部材３９と、前記主電極部材３
９の近傍に設けた補助電接部材４０とから構成されてい
る。

尚、発色粒子シート３３は、第４図に示す様に絶縁性の
ベースシート３２上に、発色粒子３０を数層重ねた状態
で、熱昇華性バインダー３１にて塗布したものである。

また発色粒子の粒径や塗布密度及び熱昇華性バインダー
の特性は、発色粒子の材質・帯電特性・感光体ドラムと
の相性や定着温度等によって異なるため、システムに応
じて最適な条件を設定することが必要である。

また加熱手段３８の近傍には、昇華したバインダーを吸
着回収するフィルタ一部材４１が設けられている。

ちなみに、発色粒子は絶縁処理を施した粒径５〜５０μ
ｍ程度の顔料又は染料を用い、ベースシートには、１０
〜１００μｍ程度の厚みを有す不コンデンサー紙又はＰ
ＥＴ等を用いる。また熱昇華性バインダーとしては、−
ＯＨ，−ＮＨ２，−ＮＨＲ。

−ＮＯ２，−ＣＯ２，−３０２などの極性基を適度にも
った化学構造を有する熱昇華性材料を用いる。

以上の様に構成された本発明筒１の実施例の画像形成装
置について第３図及び第４図に基づき、以下その動作を
説明する。

矢印入方向に回転する感光体ドラム１１は、帯電器１３
によって一様帯電された後、露光光学系１４によって作
られたオリジナル原稿１９からの反射光をその面上に投
映することにより静電潜像を形成する。この感光体ドラ
ム１１上の静電潜像形成動作と並行して、現像手段１６
の発色粒子シート３３は供給リール３４から矢印Ｂ方向
に搬送され、巻取リール３５に回巻されると同時に、発
色粒子シート３３と対向して設けた帯電器３７によって
、感光体ドラム１１上の静電潜像電荷極性とは逆の極性
に帯電され、加熱手段３８で加熱された状態で主電極部
材３９と感光体ドラム１１の間に至る。

このとき、前記発色粒子シート３３上の発色粒子３ｏは
第３図に示す様にベースシート３２」−に層状に塗布さ
れると同時に熱昇華性バインダー３１によって固定され
た状態であるため、ベースシート３２ごと十分かつ均一
に帯電される。さらに帯電が終了した状態で加熱手段３
８によって、発色粒子シート３３が加熱されると、熱昇
華性バインダー３１が加熱され順次昇華してゆき、ベー
スシート３２上には帯電された発色粒子３ｏのみの層が
残される。

この様な状態で、発色粒子シート３３が主電極部材３９
と、静電潜像の形成された感光体ドラム１１間に搬送さ
れてくると、発色粒子シート３３上の発色粒子３０は、
感光体ドラム１１上の静電潜像の電荷極性とは逆極性に
帯電されているため、感光体ドラム１１上の静電潜像の
形成されている部分に吸引・付着し静電潜像を現像する
。

また上記の状態において主電極部材３９は、感光体ドラ
ム１１と対向する位置において、発色粒子シート３３の
搬送される搬送平面Ｃに対して、高い位置に設けられて
いるため、発色粒子シート３３は主電極部材３９を頂点
とする山形の移送経路を通って搬送される。従って主電
極部材３９の先端部３９′に沿って、第４図に示す様な
発色粒子３０が感光体ドラム１１に付着しゃすい状態に
矯正されるばかりでなく、前記主電極部材３９の先端部
３９′に接しない部分は、感光体ドラム１１から大きく
離された状態で搬送されると共に、前記主電極部材３９
には感光体ドラム１１上の静電潜像の電荷極性とは逆極
性の電圧が印加されているため、現像部分における発色
粒子のかぶシや飛散の少ない現像が行えるのである。

現像が終了した発色粒子シート３３は補助電極部材４０
上を通って巻取リール３５に巻取られるが補助電極部材
４０には感光体ドラム１１上の静電潜像と同極性の電圧
が印加されているため、発色粒子シート３３上で現像に
使用されずに残った発色粒子３０は飛散することなくベ
ースシート３２とともに巻取リール３６に巻取られる。

尚、発色粒子３０による現像時に、発色粒子３０の感光
体ドラム１１側への飛翔状態をより改善するため前記主
電極部材３９に交流電圧を印加しても良い。

まだ現像後の発色粒子３０の飛散防止をさらに確実にす
るため巻取り−ル３５に補助電極部材４゜と同極性の電
圧を印加しても良い。

一方、現像の終了した、感光体ドラム１１は矢印Ａ方向
に回転しながら、同期して回転する転写ドラム１１上の
転写紙２６に現像された画像の転写を行ってゆく。まだ
転写工程終了後は、クリーング部１７によってクリーニ
ングされた後、除電部１８によって除電されたのち、再
度静電潜像形成プロセスに入る。

また転写ドラム１６上の転写紙２６に転写された発色粒
子３０によシ形成された画像は、転写終了とともに定着
器２８によって定着される。

以上述べた様に、本実施例によれば、発色粒子を熱昇華
性バインダーでベースシート上に均一な厚みで層状に固
定した状態で帯電するため、均一で安定した帯電が行え
るばかりでなく、発色粒子がシート状であるため搬送・
供給も極めて容易かつ安定して行うことができる。また
、静電潜像を現像する直前で熱昇華性のバインダーを加
熱昇華させるため、発色粒子の飛散やカブリが極めて少
ない。さらに発色粒子がシート状であるため、その取扱
いも容易でメンテナンス性も極めて良好である。この様
に本発明によれば、非磁性−成分系の発色粒子を使用す
る現像手段において信頼性が高い実用的な方法ならびに
構成を提供できるものである。

尚、本発明の実施例として、カールソンプロセスを基に
した画像形成装置について説明したが、粉体状の発色粒
子を用いて記録・現像を行う画像形成装置（例えば、静
電記録ヘッドを用いて静電記録紙又は誘電体ドラム上に
静電潜像を形成する静電記録装置や静電プロッター等）
においても本発明による現像手段は前述したのと同様な
、優れた実用効果を得ることができる。

尚、本文中において帯電手段としてコロナ放電を用いる
帯電器を用いる方法について説明したが発色粒子材料及
びベースシートの材質を適当に選定することにより、ロ
ーラー電極又はブレードによる摩擦帯電による方法も可
能であることは言うまでもない。

第５図は本発明の第２の実施例を示す画像形成装置にお
ける現像部構成を示すものである。第６図において、本
発明第１の実施例における構成を、説明した第２図の構
成と異なるのは、主電極部材３９を回転可能なローラー
電極４２で構成した点である。

主電極部材を回転可能なローラー電極４２で構成するこ
とによシ新たに得られる効果としては以下に示す各点で
ある。すなわち、第１の実施例に比較して発色粒子シー
ト３３を搬送する際の主電極部材位置において負荷抵抗
が大幅に減少するため、発色粒子シート３３の厚みを薄
くすることができ、またその搬送速度も速くすることが
できる。

さらに、薄い発色粒子シート３３を使用する場合、発色
粒子シート３３が主電極部材から浮き上シ感光体ドラム
１１に吸着される現像が発生するが、これを防止するた
めローラー電極４２を使用した場合、発色粒子シート３
３に大きなパックテンシコを付加することができるため
、前記の発色粒子の浮き上９発生を防止することができ
る。また、発色粒子シート３３と主電極部材の接触状態
を安定に保つことができる。

また第６図は本発明第３の実施例を示し、現像手段の補
助電極部材４３．４４を主電極部材３９を狭んで対向す
る位置に並設した構成を示すものである。

第６図において前明補助電極部材４３．４４を主電極部
材３９を挟んで対向した位置に設けることにより、前記
生電極部材３９に発色粒子シート３３が沿−って走行す
る際、主電極部材３９の前後で発生する発色粒子シート
３３の湾曲に伴う発色粒子３０の脱落及び飛散を大幅に
減少させることができる。

発明の効果・ 以上のように本発明による画像形成装置によれば、発色
粒子と熱昇華性バインダーを塗布した発色粒子シートと
前記発色粒子を帯電せしめる帯電手段と、前記発色粒子
シートに臨んで設けた加熱手段及び、静電潜像担持体と
、この静電潜像相持体と前記発色粒子シートを介して対
向する位置に設けた主電極部材及び補助電極部材とを設
けることにより、静電潜像担持体上に形成された静電潜
像を現像して画像を形成する際、前記発色粒子を　・シ
ート状のまま帯電及び搬送せしめ、静電潜像担持体の近
くで前記加熱手段によシ発色粒子シートを加熱し、熱昇
華性バインダーを昇華させた後、シート上に残った十分
に帯電され自由に動ける状態の発色粒子で現像を行うた
め、非磁性−成分系の発色粒子による現像も可能になら
しめると共に、現像に際して発色粒子の帯電性・搬送・
供給性が良く、かつ発色粒子の飛散やカプリが極めて少
ない現像を行うことができる。また、発色粒子がシート
状であるため、発色粒子の取扱いが容易で装置構成もコ
ンパクトになりメンテナンス性も、粉体状の発色粒子を
そのまま使用する場合に比較して大幅に向上する。さら
に非磁性−成分系の発色粒子が使用できるため、発色粒
子のコストも安くなおかつ発色粒子シートを多色化する
ことにより画像のカラー化にも十分対応できるものであ
る。

このように、本発明によれば数々の優れた効果を有する
上、極めて実用的な信頼性の高い現像手段を備えた画像
形成装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来例における画像形成装置の主要部の側断
面図、第１図すは同装置の現像手段の拡大断面図、第２
図は本発明の第一の実施例における画像形成装置の側断
面図、第３図は本発明による発色粒子シートの断面図、
第４図は本発明による画像形成装置の現像工程を説明す
るだめの図、第６図は本発明の第二の実施例における画
像形成装置の現像部の側断面図、第６図は本発明の第三
の実施例における画像形成装置の現像部に設けた補助電
極部の側断面図である。 １１・・・・・・静電潜像担持体、１４・・・・・・露
光光学系、１５・・・・・・現像手段、１６・・・・・
・転写ドラム、１７・・・・・・クリーニング部、２６
・・・・・・転写紙、３ｏ・・・・・・発色粒子、３１
・・・・・・熱昇華性バインダー、３２・・・・・・ベ
ースシート、３３・・・・・・発色粒子シート、３４・
・・・・・供給リール、３６・・・・・・巻取リール、
３７・・・・・・帯電手段、３８・・・・・・加熱手段
、３９・・・・・・主電極部材４０・・・・・・補助電
極部材、４２・・・・・・ローラー電極、４３・４４・
・・・・・補助電極部材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 （ａ） （１）ｌ　２

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像を形成する静電潜像担持体と、この静電
   潜像担持体に臨み搬送可能に設けた、発色粒子と熱昇華
   性バインダーを塗布した発色粒子シートと、この発色粒
   子シートを介して前記静電潜像担持体と対向する位置に
   設けた主電極部材及び補助電極部材と、前記発色粒子シ
   ートを帯電せしめな帯電手段及び、前記発色粒子シート
   を加熱せしめる加熱手段とを設けた画像形成装置。
2. （２）主電極部材を静電潜像担持体と対向する位置にお
   いて、発色粒子シートをそのシート搬送平面に対して隆
   起せしめる位置に設けた特許請求の範囲第１項記載の画
   像形成装置。
3. （３）静電潜像担持体と対向して設けた主電極部材載の
   画像形成装置。
4. （４）静電潜像担持体と対向して設けた補助電極部材を
   、主電極部材を挟んで対向する位置に設けた特許請求の
   範囲第１項記載の画像形成装置。