JPH0450595B2 - - Google Patents

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つている。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ヤ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。

特に一成分現像法は、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
した中で最近磁性一成分トナーを用いた現像方式
が実用化されるに至つているが、（Canon 200J等
ジヤンピング法）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（磁性一成分ト
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
まい濁つた色になるため。）非磁性一成分現像法
は以下に述べる問題点のため今だ実用化には至つ
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、からー化に適した非磁性一成分現像法の確
立・実用化は急務であるが、非磁性一成分系の発
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、非磁性一成分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
ることが困難であつた。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給するこ
とは機構面及び信頼性の点からみて困難であつ
た。

従つて非磁性一成分系の発色粒子（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つた。

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
Furbrush法を第１図ａ，ｂに示すが、この方法
は金属芯１に絶縁コーテイング層２を施した繊維
で構成したFurbrush３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の飛散やカブリの発生及び搬送・
供給不良、絶縁コーテイング層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り、またメンテナンス性
も悪いという問題があつ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.Changef.
al. SPSE 2nd Int.Conf 1974）や、Micro Field
法（L.S.Andruset.al.SPSE 2nd Int. Conf.1974）
及びPowder Cloud法（J.T.Bickmore SPSE4
（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
つていなかつた。

発明の目的 本発明は、上述した非磁性一成分現像法の最大
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、トナー飛散やカブリの発生がなく、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ーをベ
ースシート上に塗布した発色粒子シートと、発色
粒子シートを回巻きした発色粒子シート供給手段
と、前記発色粒子をコロナ帯電せしめるコロナ帯
電手段と、コロナ帯電手段に面し発色粒子シート
を搬送せしめると共に巻き取る発色粒子シート搬
送手段と、前記発色粒子シートのベースシート面
に臨んで設けた加熱手段と、加熱により昇華する
熱昇華性バインダーを吸着回収する回収手段と、
前記加熱手段より発色粒子シート搬送下流位置に
設けた、静電潜像を形成する静電潜像担持体とを
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、前記加熱手段に
より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、シート上に残つた十分に帯電
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、非磁性一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帯電性・搬送性が良く、か
つ信頼性・メンテナンス性にも優れた現像手段を
備えた現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。

アモルフア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１０にドラム軸１２によつて
回転自在に軸支されており、矢印Ａ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１３、露光光学系
１４、現像手段１５、転写ドラム１６、グリーニ
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
るミラー群２２及びレンズ２３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
回転し、グリツパー２５によつて保持した転写紙
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つている。

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。またカセツト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１５は、発色粒子３０を熱昇華性を有
するバインダー３１にてベースシート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を回巻きした供給リール３４から成る発色
粒子シート供給手段６０と、同じく前記発色粒子
シート３３を搬送せしめると共に巻き取る巻き取
りリール３５及び、リール駆動手段３６から成る
発色粒子シート搬送手段６１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から
成るコロナ帯電手段３７と、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３３面を加熱す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と対向する位置に設けた電極板３９
と前記電極板３９の近傍に設けた飛散防止電極板
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
材質及び帯電特性・感光体ドラムとの相性や、定
着温度等によつ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、発色粒子シート
３３を介して対向した位置に、熱昇華した熱昇華
性バインダーを吸着回収したフイルター部材４１
及び、回収フアンを有する回収手段６２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
〜50μm程度の顔料又は染料を用い、ベースシー
トには、10〜100μm程度の厚みを有するコンデン
サー紙又はPET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，−SO₂などの極性基を適度にもつた
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実施例の画像形成
装置について以下第３図及び第４図に基づきその
動作を説明する。

矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１は帯電
器１３によつて一様帯電された後、露光光学系１
４によつ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１５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によつ
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ると共に、加熱手段３８で加
熱された状態で電極板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
３０は第３図に示す様にベースシート３２上に層
状に塗布されると同時に熱昇華性バインダー３１
によつ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３８によつて、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３０のみの層が
残される。

この様な状態で、発色粒子シート３３が電極板
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
に電界の力によつて吸引され、静電潜像を現像す
る。

また上記の状態において電極板３９には、感光
体ドラム１１上の静電潜像の電荷極性と同極性の
電圧が印加されているため、感光体ドラム１１上
の静電潜像が形成されていない部分には発色粒子
３０は付着しない。従つてカブリのない現像が行
えるのである。

現像が終了した発色粒子シート３３は飛散防止
電極板４０上を通つて巻取リール３５に巻取られ
る。飛散防止電極板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。
従つて発色粒子シート３３上で現像に使用されず
に残つた発色粒子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３５に巻取られ
る。

尚、発色粒子３０による現像時に、発色粒子３
０の感光体ドラム１１側への飛翔状態をより改善
するため前記電極板３９に交流電圧を印加しても
良い。また現像後の発色粒子３０の飛散防止をさ
らに確実にするため巻取リール３５に飛散防止電
極板４０と同じ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
を行つてゆく。また転写工程終了後は、クリーニ
ング部１７によつてクリーニングされた後、除電
部１８によつて除電されたのち、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により形成された画像は、転写終
子とともに定着器２８によつて定着される。

以上述べた様に、この実施例によれば、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。この様な本発明によれば、非磁性一成分系
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（例えば静電記録ヘツ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ツター等）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高い実用効
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
を利用した帯電器を使用す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等も可能であるこ
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
装置を示すもので、特にカラー画像形成における
現像工程及び構成を説明するものである。

以下５図面に基づきカラー画像形成時の本発明
実施例について説明する。

第５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、Ｒ（レ
ツド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色分解フ
イルター４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを露光光学系１
４におけるレンズ２３の後方に設けた点と、発色
粒子シート３３を、第６図に示す様な、イエロー
発色粒子４３、マゼンタ発色粒子４４、シアン発
色粒子４５を熱昇華性バインダー３１によつてベ
ースシート３２の長手方向に交互に塗布したカラ
ー発色粒子シート４６に変えた点である。

上記の様に構成された本発明第２の実施例の画
像形成装置について以下その動作を説明する。

矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１は、帯
電器１３によつて一様帯電された後、露光位置に
至る。このとき露光光学系１４においては、光源
２１によつて照明されたオリジナル原稿１９の反
射光をミラー群２２及びレンズ２３を通して例え
ばＢ（ブルー）の色分解フイルター４２Ｂで色分
解し、色分解した画像を感光体ドラム１１上に投
映する。従つて、感光体ドラム１１は回転に伴つ
て感光体ドラム１１上に静電潜像を形成するとと
もに電極板３９上に至る。

この静電潜像形成動作と平行して、現像手段１
５のカラー発色粒子シート４６上の例えばイエロ
ー発色粒子４３部は供給リール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、カラー発色粒子シート４６と対向して設けた
帯電器３７によつて、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ると共に、
加熱手段３８で加熱された状態で電極板３９と感
光体ドラム１１の間に至る。このときカラー発色
粒子シート４６は加熱されているため、ベースシ
ート３２上の熱昇華性バインダー３１は順次昇華
してゆき、ベースシート３２上にはイエローの発
色粒子４３のみの層が残される。

この様な状態で、カラー発色粒子シート４６が
電極板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、カラー発色粒子シー
ト４６上のイエロー発色粒子４３は、感光体ドラ
ム１１上の静電潜像の電荷性とは逆極性に帯電さ
れているため感光体ドラム１１の静電潜像部に付
着し現像を行う。

現像の終了した画像は、転写ドラム１６上の転
写紙２６に転写される。

次にオリジナル原稿をＧ（グリーン）フイルタ
ー４２Ｇで色分解すると共に、感光体ドラム１１
上に色分解した静電潜像を形成し、現像手段にお
けるカラー発色粒子シート４６上のマゼンタ発色
粒子４４部で現像する。

同じ様に、Ｒ（レツド）フイルター４２Ｒでオ
リジナル原稿を色分解して、感光体ドラム１１上
に形成した静電潜像をカラー発色粒子シート４６
上のシアン発色粒子４５部で現像する。

上記各々現像して得られた画像を、順次転写ド
ラム１１上の転写紙２６上に転写することによ
り、オリジナル原稿１９と同じカラー画像を形成
することができる。

上述した様に本発明によれば、単色の画像形成
装置に色分解フイルターを付加し、かつ発色粒子
シートをカラー化することにより容易に、カラー
画像形成装置を構成することができる。

また前述したカラー発色粒として非磁性一成分
系の発色粒子を使用することができるため濁りの
ない鮮明なカラー画像を得ることができる。

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、静電潜像を形成する静電潜像担持体と
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り発色
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、シート上に残つ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
磁性一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ブリ
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。さらに非磁性一成分系
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ｂは同装置の現像手段の拡
大断面図、第２図は本発明の第１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
る画像形成装置の画像工程を説明するための図、
第５図は本発明の第２の実施例における画像形成
装置の側断面図、第６図は同装置のカラー発色粒
子シートの斜視図である。 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、１
７……リーニング部、２６……転写紙、３０……
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、３５……巻取リール、３７……
コロナ帯電手段、３８……加熱手段、３９……電
極板、４０……飛散防止電極、４２……、色分解
フイルター、４６……カラー発色粒子シート、６
０……発色粒子シート供給手段、６１……発色粒
子シート搬送手段、６２……回収手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発色粒子と熱昇華性バインダーをベースシー
   ト上に塗布した発色粒子シートと、発色粒子シー
   トを回巻きした発色粒子シート供給手段と、前記
   発色粒子をコロナ帯電せしめるコロナ帯電手段
   と、コロナ帯電手段に面し発色粒子シートを搬送
   せしめると共に巻き取る発色粒子シート搬送手段
   と、前記発色粒子シートのベースシート面に臨ん
   で設けた加熱手段と、加熱により昇華する熱昇華
   性バインダーを吸着回収する回収手段と、前記加
   熱手段より発色粒子シート搬送下流位置に設け
   た、静電潜像を形成する静電潜像担持体とより成
   り、前記加熱手段により発色粒子シート上の熱昇
   華性バインダーを加熱昇華せしめた後、帯電させ
   た発色粒子で静電潜像担持体上の静電潜像を現像
   する画像形成装置。