JPH1124378A - 画像形成装置及び画像形成方法と画像現像装置及び画像現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー層自体が潜像の担持体となる方式の新
規な静電写真式画像の形成方法と装置を提供する。 【解決手段】 画像形成装置が、表面に静電潜像が形成
される画像形成部材１０と、画像形成部材１０上に静電
潜像を生成させる画像露光ステーション４０と、前記画
像形成部材１０の表面上にマーキング材層を形成するマ
ーキング材供給装置５０と、前記画像形成部材１０上の
静電潜像に応じた画像形態となるようにマーキング材層
に選択的に電荷を供給して静電潜像に対応した二次潜像
をマーキング材層中に形成させる帯電源６０と、マーキ
ング材層中の二次潜像にしたがって該マーキング材層の
一部を選択的に分離して画像を現像するセパレータ材２
０を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、静電潜像の現像
に関し、特に現像材すなわちトナー材の層で被覆された
静電潜像の現像装置と方法に関する。前記現像は、前記
トナー層に帯電電位を選択的に加えて画像形態に帯電し
たトナー層を作成することにより行われるものであり、
このトナー層を現像、選択的に分離および転写すること
によって前記潜像に対応した印刷画像が作成される。

【０００２】

【従来の技術】以下に本発明の関連特許を示す。

【０００３】米国特許第５，４３６，７０６号開示の画
像形成装置は、静電潜像が形成された第一の表面をもつ
第一の部材を含み、前記静電潜像は、第一の電圧で帯電
された画像領域と第二の電圧で帯電された背景領域を含
む。また第一、第二の電圧の中間の第三の電圧になるよ
うに帯電された第二の部材が備わり、この部材は前記第
一の表面と弾性的に結合するように取り付けられた第二
の表面をもつ。また、転写領域で前記第二の表面と弾性
的に接触するように取り付けられた第三の部材が備わ
る。また、この画像形成装置は、液体トナーを転写領域
に供給して比較的高濃度の帯電トナー粒子を含む液体ト
ナーの薄膜層を前記第二の表面上に形成する装置、並び
に液体トナー層の一部を第二の表面から第一の表面に選
択的に転写することにより潜像の現像を行う装置をも含
む。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】トナー層に帯電電位を
選択的に加えて、画像形態に帯電したトナー層を形成
し、このトナー層を現像、選択的な分離および転写する
ことによって潜像に対応した画像を作成する方式の新規
な静電写真式画像の形成方法と装置を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、新規な静電写
真式画像形成方法について検討したものである。この画
像形成方法において、前記潜像が形成された部材は、そ
の上にマーキング材すなわちトナー粒子の層が被覆さ
れ、該マーキング材層が画像形態となるように選択的に
帯電されて、前記画像形成部材上の静電潜像に対応した
二次潜像が作成される。前記画像形態での帯電は広幅ビ
ーム式帯電源を用いて行われ、この帯電源によりマーキ
ング材すなわちトナー粒子の層で被覆された静電潜像の
近傍に自由移動電荷またはイオンが誘起される。前記潜
像は、自由移動電荷またはイオンの流動を生起して該潜
像に対応した画像形態でのイオン流を生成する。続いて
この電荷またはイオンがマーキング材すなわちトナー粒
子に捕獲されて、マーキング材すなわちトナー粒子の画
像形態での帯電をもたらし、この帯電によってマーキン
グ材すなわちトナー粒子の層自体が潜像の担持体とな
る。次いで、この潜像を担持したトナー層が選択的に分
離されることにより該トナー層の現像が行われ、さらに
トナー層中の画像領域が複写基材に転写されて印刷文書
が作成される。

【０００６】また、この発明では画像形成装置に関する
検討も行われる。前記装置において、画像領域と非画像
領域を含む静電潜像がマーキング材層中に形成され、さ
らに該マーキング材層中の潜像が形成された層の一部を
選択的に分離することによってこの潜像が現像され、そ
の結果第一の表面に画像領域、第二の表面に非画像領域
が位置するようになる。簡明な一実施形態において本発
明を画像現像装置として規定することができ、この画像
現像装置は、画像形成部材上の第一の静電潜像の生成シ
ステムであって、該静電潜像が帯電電位の異なる画像領
域と非画像領域を含むものであるシステム、および画像
形成部材上の第一の静電潜像に隣接したマーキング材層
上に第二の静電潜像を生成させるシステムであって、該
第二の静電潜像が帯電電位の異なる画像領域と非画像領
域を含み、この帯電電位は一次静電潜像中の帯電された
画像領域と非画像領域の帯電電位と反対の極性をもつも
のであるシステムを含む。

【０００７】本発明の第一の形態により画像現像装置が
提供され、この装置は、広幅ビーム式帯電源を用いてト
ナー層を画像形態で帯電させる手段を含む。前記帯電源
は、現像材の層で被覆された静電潜像の近傍に自由移動
電荷またはイオンを誘起する機能を有しており、前記潜
像が自由移動電荷またはイオンの流動を生起して、潜像
に対応した画像形態での電荷またはイオン流を生成す
る。また、潜像を担持したトナー層の現像手段および現
像されたトナー層を複写基材に転写して印刷文書を作成
する手段が備わる。

【０００８】本発明の第二の形態により表面に静電潜像
が形成された画像形成部材を含む画像形成装置が提供さ
れる。前記画像形成部材はトナー粒子からなるマーキン
グ材の層を支持することが可能な表面をもつ。またこの
画像形成部材上に静電潜像を生成させる画像形成部品が
備わり、前記静電潜像は、第一の帯電電圧で規定される
画像領域と第一の帯電電圧と異なる第二の帯電電圧で規
定される非画像領域を含む。またマーキング材供給装置
が備わり、この装置により画像形成部材表面にマーキン
グ材が付着されて、該部材上に画像形成部材上の静電潜
像に隣接したマーキング材層が形成される。さらに帯電
源が備わり、この帯電源により画像形成部材上の静電潜
像に応じた画像形態となるように前記マーキング材層に
選択的に電荷が供給され、前記画像形成部材上の静電潜
像に対応した画像領域と非画像領域をもつ二次潜像がマ
ーキング材層中に作成される。またセパレータ材が備わ
り、このセパレータ材によりマーキング材層中の二次潜
像にしたがって該マーキング材層の一部が選択的に分離
され、前記画像形成部材上に形成された静電潜像に対応
した現像画像が作成される。

【０００９】本発明の第三の形態により画像形成方法が
提供される。この方法は、マーキング材を支持すること
が可能な表面をもつ画像形成部材上に静電潜像を生成さ
せるステップであって、前記静電潜像は第一の帯電電圧
で規定される画像領域と第一の帯電電圧と異なる第二の
帯電電圧で規定される非画像領域を含むものであるステ
ップと、画像形成部材表面にマーキング材を付着させて
該部材上に前記静電潜像の画像領域と非画像領域に隣接
したマーキング材層を形成するステップと、前記画像形
成部材上の静電潜像に応じた画像形態となるように前記
マーキング材層に選択的に電荷またはイオンを供給し
て、画像形成部材上の静電潜像に対応した画像領域と非
画像領域をもつ二次潜像をマーキング材層中に形成する
ステップ、およびマーキング層中の二次潜像にしたがっ
てマーキング材層の一部を画像形成部材から選択的に分
離、転写して画像形成部材上に形成された静電潜像に対
応した現像画像を作成するステップを含む。

【００１０】本発明の第四の形態により画像形成装置が
提供され、この装置は、トナー層中に画像領域と非画像
領域を含む静電潜像を生成させる手段、およびこの潜像
が形成されたトナー層を現像あるいは選択的に分離し
て、第一の表面に画像領域、第二の領域に非画像領域を
位置させる手段を含む。

【００１１】本発明の第五の形態により、画像形成方法
が提供され、この方法は、静電潜像が形成された部材上
のトナー層中に画像領域と非画像領域を含む静電潜像を
作成するステップ、および前記トナー層中の潜像を選択
的に分離して第一の表面に画像領域、第二の表面に非画
像領域を位置させるステップを含む。

【００１２】本発明の第六の形態により別種の画像現像
装置が提供され、この装置は、画像形成部材上に第一の
静電潜像を生成させる手段であって、前記静電潜像は異
なる帯電電位をもつ画像領域と非画像領域を含むもので
ある手段、および前記画像形成部材上の第一の静電潜像
に隣接したトナー層上に第二の静電潜像を生成させる手
段であって、前記第二の静電潜像は異なる帯電電位をも
つ画像領域と非画像領域を含み、前記帯電電位は第一の
静電潜像中の画像領域と非画像領域の帯電電位と反対の
極性をもつものである手段を含む。

【００１３】本発明の第七の形態により画像現像方法が
提供され、この方法は、画像形成部材上に第一の静電潜
像を生成させるステップであって、前記静電潜像はそれ
ぞれ異なる帯電電位をもつ画像領域と非画像領域を含む
ものであるステップ、および前記画像形成部材上の第一
の静電潜像に隣接したトナー層上に第二の静電潜像を生
成させる手段であって、前記第二の静電潜像は異なる帯
電電位をもつ画像領域と非画像領域を含み、前記帯電電
位は第一の静電潜像中の帯電された画像領域と非画像領
域の帯電電位と反対の極性をもつものである手段を含
む。

【００１４】本発明の第八の形態によりさらに別種の画
像現像装置が提供され、この装置は、現像材の層で被覆
された静電潜像の近傍に自由移動イオンを誘起すること
によって画像形態でのトナー層の帯電を行い、さらに前
記潜像がトナー層への自由移動イオンの流動を生起して
前記潜像に対応した画像形態でのイオン流を生成し、こ
れによってトナー層中に二次潜像が作成されるものであ
る手段を含む。また、この二次潜像の一部を画像形成部
材から選択的に分離することで前記二次潜像の現像を行
い、さらに現像された画像を複写基体に転写して印刷文
書を作成する手段が提供される。

【００１５】本発明の包括的な形態による画像現像装置
について述べる。前記装置は、マーキング材の層を載置
した画像形成面を含む画像形成部材、およびマーキング
材層中に静電潜像を作成する手段を含む。さらに、画像
形成部材上で画像の現像を行う画像現像方法について述
べる。前記方法は、画像形成部材表面にマーキング材層
を形成するステップ、およびこのマーキング材層中に静
電潜像を生成させるステップを含む。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に、本発明による、画像形態
でのトナーの帯電が可能な画像形成装置を示す。この装
置は、効果的に組み合わされた画像形成部品の集合体を
含み、この集合体はニップ１２の位置で画像セパレータ
２０と接触する画像形成部材１０を含む。ニップ１２は
部材１０と２０の間に形成されるものである。画像形成
部材１０には、静電潜像を形成可能なあらゆる種類の画
像形成表面が含まれ、典型的な画像形成部材１０は、光
導電性をもつ表面層が導電性支持体上に支持される形式
の従来型光導電体または電子写真技術において公知のそ
の他の感光部品を含んでいる。以下の記述では、光導電
性部材を含む場合の例を用いて本発明の装置と製法を説
明するが、本発明が静電写真式印刷技術において従来公
知の他の各種形態の画像形成部材を包含するものである
ことは明らかである。前記他の画像形成部材の例とし
て、限定するものではないが、イオングラフィ印刷機で
用いられているタイプの誘電性電荷保持部材（ｄｉｅｌ
ｅｃｔｒｉｃ ｃｈａｒｇｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｍ
ｅｍｂｅｒ）や、帯電した潜像を生成することが可能な
電極型サブストラクチャ（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｄ ｓａ
ｂｕｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）などの非感光性画像形成部
材がある。

【００１７】画像形成部材１０が矢印１１の方向に回転
することにより部材１０表面が進行方向に搬送され、一
般の静電写真式印刷工程と同様の方法による一連の画像
形成工程が行われる。図１の実施形態において、画像形
成部材１０の光導電性表面は最初に帯電ステーションを
通過する。この帯電ステーションはコロナ発生装置３０
または画像形成部材１０表面への静電電荷付加用の他の
各種帯電装置を含む。コロナ発生装置３０により画像形
成部材１０の光導電性表面が比較的高めで、かつほぼ均
一な電位に帯電される。帯電ローラ、帯電ブラシ等の各
種帯電装置、並びに従来公知の誘導帯電装置や半導電性
帯電装置など他の装置を帯電ステーションに用いて画像
形成部材１０表面に帯電電位を付加することができるこ
とはよく知られている。

【００１８】画像形成部材１０にほぼ均一な帯電電位が
付加されると、部材１０の帯電面は符号４０で示した画
像露光ステーションに進み、この画像露光ステーション
で、前記帯電した光導電性表面上に入力画像に対応した
光像が投射される。本記載の感光性画像形成部材をもつ
画像形成装置の場合は、画像形成部材１０表面上に投射
された光像は該表面上の電荷を選択的に消散させ、光導
電性表面上に静電潜像を記録する。この静電潜像は、第
一の帯電電位で規定された画像領域と第二の帯電電位で
規定された非画像領域を含み、前記各領域は入力画像情
報の領域に対応した画像形状に配置される。画像露光ス
テーション４０は、従来公知の各種光学的画像形成部品
および光投射部品を含み、さらに公知の各種光レンズ装
置またはデジタル走査装置を含み、これら装置により元
の入力文書での画像が画像形成部材１０上に投射、形成
される。あるいは、従来使用の他の各種電子装置を電子
情報生成用に用いて画像形成部材上に静電潜像を作成す
ることができる。前記静電潜像が画像領域と非画像領域
を含み、これらの領域はそれぞれが反対の極性の帯電電
位をもつ領域、あるいは単に帯電レベルが異なるだけの
第一、第二の領域によって規定されることは明らかであ
る。

【００１９】一般の静電写真印刷法においては、画像形
成部材表面上に静電潜像が生成された後、この潜像が画
像形成部材１０表面上の可視像に現像される。前記現像
は、帯電したトナー粒子からなるマーキング粒子を部材
１０上の潜像領域に選択的に引き寄せることにより行わ
れる。これに対し本発明では、帯電された（もしくは帯
電されない）マーキング材すなわちトナー粒子が、潜像
が形成された画像形成部材１０の表面全体に付着され
る。このために、図１の実施形態に示すように、トナー
供給装置またはアプリケータ５０が備わり、これによっ
て帯電された（もしくは帯電されない）マーキング材す
なわちトナー粒子（および状況により溶剤などの担持
体）が画像形成部材１０表面上に供給される。図１の実
施形態に典型的なトナーアプリーケータ５０の例を示
す。アプリケータ５０には、トナー粒子５４と必要に応
じて付加される担持体材料を収納するケース５２が備わ
る。典型的な実施形態においては、トナーアプリケータ
５０がアプリケータローラ５６を含み、ローラ５６が矢
印５７の方向に回転してケース５２からトナーを供給
し、画像形成部材１０表面に接触させて、ほぼ均一に分
散したトナー層、いわゆる「トナーケーキ」５８を部材
１０上に形成する。

【００２０】前記トナーケーキは種々の方法で作成され
る。例えば、印刷工程で用いる材料およびその他の処理
パラメータ（処理速度など）に基づき、アプリケータロ
ーラ５６と画像形成部材１０とを十分接近させ、かつ
（あるいは）この接近した部材同士を加圧接触させるこ
とだけで、十分な厚さをもつトナー粒子層が画像形成部
材１０表面に形成される。前記トナー粒子層の厚さは好
適には２〜１５μｍ、より好適には３〜８μｍである。
この他に、バイアス電圧をかけることによって画像形成
部材１０表面へのトナー粒子の移行を促進する方法もあ
る。すなわち、典型的な実施形態において、アプリケー
タローラ５６がバイアス電圧源５５に接続されて、いわ
ゆる順方向バイアス電圧が印加され、画像形成部材１０
上の静電潜像の画像領域と非画像（背景）領域のいずれ
よりも高めのバイアス電圧がトナーアプリケータローラ
５６に加えられ、トナーアプリケータローラ５６から画
像形成部材１０表面にかけての電界が生起される。この
電界の作用でトナー粒子は画像形成部材１０に移行し、
部材１０表面にほぼ均一なトナー粒子層が形成される。

【００２１】明らかに、その他の種々の装置を画像形成
部材表面へのトナー層５８の付加用として用いることが
できる。該装置として従来形の静電写真用現像装置と同
様の公知の各種装置があり、例えば、限定するものでは
ないが、空気等のガス媒体を用いて現像材を画像形成部
材に移行させるパウダークラウド（ｐｏｗｄｅｒ ｃｌ
ｏｕｄ）システム、ブラシ類を用いて現像材を画像形成
部材に移行させるブラシシステム、およびトナー粒子を
画像形成部材表面に注入する機構を用いて現像材を画像
形成部材に移行させるカスケードシステムなどがある。
さらに本発明は、液体担持体中に浸漬させたトナー粒子
を含む液体現像材を移行させるための各種システムをも
包含する。この液体移行システムの例として、先願の米
国特許第５，５１９，４７３号（本出願の参考文献）開
示の溜め容器形装置、あるいは液体現像材を画像形成部
材表面上に流動させることが可能なその他の各システム
がある。前記液体現像材は、液体担持体に浸漬させたト
ナー粒子を含むものである。特に、液体現像材の場合
は、画像形成部材１０表面に形成されたトナーケーキは
少なくとも重量比で約１０％の固体トナー分を含み、好
適には重量比で１５％〜３５％の固体トナー分を含む。

【００２２】前述のトナーケーキの形成法および各種形
成装置に関する事項として、明らかに画像形成部材上に
静電潜像が存在すると、前記潜像の画像領域と非画像領
域の境界部にフリンジ領域が発生する。しかしながら、
本発明におけるフリンジ領域は従来の静電写真潜像の現
像に伴うフリンジ領域に比べてはるかに小規模であり、
このために、トナー層がある程度不均一であったとして
も、画像形成部材表面に生成したトナー層は、潜像中の
画像領域と背景領域共に全体的な密度はほぼ均一という
特徴をもつ。実際に本発明では、トナー層が潜像中の所
望の画像領域を覆っていれば、トナー層が均一である必
要はなく、画像形成部材１０表面にほぼ均一に分布して
いる必要もない。本発明では、静電潜像が形成された画
像形成部材１０表面にトナー層５８が形成された後、こ
のトナー層の画像形態での帯電が行われる。図１のシス
テムのような帯電したトナー層５８の場合は、図１に模
式的に示した公知のスコロトロン（ｓｃｏｒｏｔｒｏ
ｎ）装置などの帯電装置６０が備わり、帯電した潜像の
近傍に自由移動イオンが誘起されて、帯電源６０から画
像形成部材１０表面上の潜像に向けての画像形態でのイ
オン流の形成が助長される。これについては後に詳しく
述べる。前記画像形態でのイオン流によりトナー層中に
二次潜像が生成する。この二次潜像は、前記潜像に対応
した画像形状をしており、かつ該潜像と反対の極性に帯
電したトナー粒子で構成される。

【００２３】トナーケーキ層中の二次潜像の生成方法を
図２に関連して詳細に述べる。簡明のために図２では、
初期帯電されたトナーケーキ５８をトナー粒子一個分の
厚さをもつ負に帯電したトナー粒子の均一分散層として
示す。トナーケーキは画像形成部材１０表面に位置し、
部材１０は広幅イオン源式イオンチャージ装置（ｂｒｏ
ａｄ ｓｏｕｃｅ ｉｏｎ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｄｅｖ
ｉｃｅ）６０を通過して左方から右方に搬送される。前
述したように、広幅イオン源式イオンチャージ装置６０
の基本機能はトナー層と潜像が形成された画像形成部材
１０の近傍に自由移動イオンを供給することである。こ
のような広幅イオン源式イオンチャージ装置としては公
知の各種装置があり、例として、限定するものではない
が、従来公知の各種コロナ発生装置、並びに帯電ロール
型装置、固体帯電装置、およびイオングラフィック書き
込み法（ｉｏｎｏｇｒａｐｈｉｃ ｗｒｉｔｉｎｇ ｐ
ｒｏｃｅｓｓ）に通常備わるタイプと同様の電子源また
はイオン源等がある。

【００２４】図２に示す実施形態では、スコロトロン型
のコロナ発生装置が使用される。このスコロトロン装置
はシールド材６４に囲まれたコロナ発生電極６２を含
み、シールド材６４は三側面から電極６２を取り巻く。
ワイヤグリッド６６が画像形成部材１０に対面したシー
ルド材６４の開口面を覆う。動作時には、コロナ発生電
極６２（コロノード（ｃｏｒｏｎｏｄｅ）とも呼ばれ
る）はバイアス電圧源６３に接続され、電圧源６３は比
較的高い電位をコロノードに与えることができ、この電
位によってコロノード６２とグリッドおよび画像形成部
材１０間に静電電界が発生する。この電界の作用によ
り、コロノード周辺の空気が瞬時にイオン化し、コロノ
ードで反発されてグリッド６６および画像形成部材１０
に向かう自由移動イオンが生成する。従来技術から明ら
かなように、スコロトロングリッド６６にバイアスを加
えてグリッド６６を操作し、グリッドと画像形成面間に
形成される電界によってイオン流動を制御することによ
り、画像形成面１０に付加される帯電量と帯電の均一性
を制御することができる。

【００２５】図２に示す処理方法を参照すると、帯電装
置６０の機能によりトナー層５８が画像形態で帯電され
ることがわかる。この図の工程では、負に帯電したトナ
ー層について記述したが、正に帯電したトナー層を用い
てこの処理方法を実施することも可能なことは明らかで
ある。さらに、非帯電または中性のトナー層を用いて本
発明の処理方法を実施することもできる。これについて
は後により詳しく説明する。帯電したトナー層の場合
は、本発明の製法の場合イオン源６０がトナー層の帯電
極性と反対の極性の電荷をもつイオンを供給する必要が
ある。したがって、図２に示すように負に帯電したトナ
ー層５８の場合は、好適にはスコロトロン６０は、画像
形成部材１０上の潜像の画像領域と非画像領域の電位の
中間のエネルギーバイアスをグリッド６６に供給する。
トナー層表面の帯電が十分に行われて誤った符号の電荷
の入射による電荷反転が防がれる場合等の状況では、グ
リッド６６でのエネルギーバイアスを潜像中の画像領域
と非画像領域のバイアスよりも高めまたは低めのいずれ
にも設定可能である。さらに、グリッド６６に加えるエ
ネルギーバイアスは直流（ＤＣ）バイアスまたはＤＣオ
フセットをもつ交流（ＡＣ）バイアスのいずれの方式で
も供給可能である。動作時には、帯電源グリッド６６の
バイアス電位より低い電位の潜像の部分では、このバイ
アス電位によって画像形成部材１０および部材１０上の
トナー層５８に向かう方向の電界ラインが生じる。反対
に、潜像が帯電源グリッド６６のバイアス電位より高い
電位の潜像の部分では、画像形成部材１０および部材１
０上のトナー層５８から離れる方向の電界ラインが生じ
る。

【００２６】図２にＤＣグリッド６６のバイアス電圧を
もつＡＣ電圧によってエネルギー供給されるイオン源の
場合における電界ラインの効果を示す。前記バイアス電
圧は、画像形成部材１０後面上の潜像の画像領域と非画
像領域（それぞれを符号（＋）と（−）で表す）の電位
の中間の電位をもつ。図に示すように、正イオンはイオ
ン源６０から電界ラインの方向に流れ、負イオン（電
子）は電界ラインと反対の方向に流れる。この結果、潜
像中の正に帯電した領域近傍に存在する正イオンはトナ
ー層５８で反発され、潜像中の負に帯電した領域近傍の
正イオンはトナー層に引き寄せられて捕獲される。反対
に、潜像中の正に帯電した領域近傍に存在する負イオン
は画像形成部材１０に引き寄せられ、負に帯電したトナ
ー５８に吸収されて、該領域におけるトナーの帯電を促
進する。一方、潜像中の負に帯電した領域近傍の負イオ
ンはトナー層で反発される。イオン源６０によって生成
された自由流動イオンは画像形成部材上の潜像に対応し
た画像形態となるようにトナー層５８に捕獲され、トナ
ー層５８の画像形態での帯電を引き起こして、元の潜像
と反対の極性に帯電した二次潜像をトナー層５８内に生
成させる。最適条件下では、元の潜像に付随した電荷は
捕獲されてトナー層５８内の二次潜像に変換され、元の
静電潜像は実質的もしくは完全にトナー層５８中で消散
する。

【００２７】なお、前述の製法においては、潜像が形成
された画像形成部材上に帯電したトナー層が位置し、こ
の帯電したトナー層に帯電したイオンが照射されてトナ
ー層中にあらかじめ存在する電荷の極性が選択的に反転
される。トナー層は初期帯電されているために、帯電し
たトナーケーキの均一性はフリンジ領域による影響を受
ける。このフリンジ領域を潜像中の画像領域と非画像領
域にかけての電界ラインで示す。前記フリンジ領域を適
正に制御することができる場合は、フリンジ領域は便利
なものであるが、最終的にはフリンジ領域は印刷文書中
の画質欠陥となる。本発明では、前述の画像形態でのト
ナー層の帯電方法について他の実施形態による検討を行
っており、この方法においてフリンジ電界の影響が解消
される。この方法を図３に模式的に示す。図３におい
て、イオン源を通過して搬送される元のトナー層５８は
電荷を有していない。すなわち、別の一実施形態におけ
る、本発明の画像形態でのトナーの帯電方法は、画像形
成部材上に被覆された中性帯電したトナーケーキ層を用
いて行われる。この場合、一個あるいは複数のイオン源
を備えて負イオンと正イオンの両方を潜像近傍のトナー
層に供給することにより、潜像中の画像領域と非画像領
域に対応したトナー層の領域が元の潜像と反対の極性で
帯電される。代表的な一実施形態では、ＡＣ駆動式スコ
ロトロン装置を用いて反対の極性をもつイオンが供給さ
れる。あるいは、図３に示すように、それぞれが反対の
極性をもつイオンを供給する機能をもつ二つの独立した
イオン源を組み合わせて使用してもよい。状況に応じ
て、従来公知の各種広幅イオン源式イオン生成装置を使
用することもできる。前記装置として、正に帯電したイ
オンと負に帯電したイオンの両方を供給する機能をもつ
単独のＡＣ駆動式装置、あるいは上記と同じイオンを供
給する一対のＤＣ駆動式装置がある。

【００２８】図３の典型的な実施形態において、イオン
源は第一、第二のコロナ発生装置６７，６８からなり、
装置６７，６８はＤＣバイアス電圧源６３によって別個
に駆動されて、各々反対の極性に帯電されたイオン流を
供給する。この実施形態における動作は、図２の実施形
態と同様の方法で行われ、イオン源６７で生成した正イ
オンは、潜像中の正に帯電した領域近傍では下部潜像に
反発され、潜像中の負に帯電した領域近傍では前記正イ
オンは画像形成部材１０に引き寄せられてトナー層中に
捕獲される。反対に、イオン源６８で生成した負イオン
は、潜像中の正に帯電した領域では隣接した中性トナー
粒子に吸収、捕獲され、潜像中の負に帯電した領域近傍
では潜像に反発される。つまり、イオン源６７，６８で
生成される自由流動イオンは、画像形成部材上の潜像領
域の帯電状態に基づいてトナー層５８に選択的に捕獲さ
れる。この工程でトナー層５８の画像形態での帯電が誘
起され、トナー層５８中に二次潜像が作成される。この
二次潜像は、各々が画像形成部材１０上の元の潜像と反
対の極性に帯電した画像領域と背景領域で構成される。
この場合も、最適条件下では、帯電した元の潜像はトナ
ー層中で二次潜像に変換され、それにより画像形態での
トナー帯電工程の終了後、元の静電潜像は実質的あるい
は完全にトナー層中に消散する。

【００２９】二次潜像がトナー層中に形成されると、二
次潜像が形成されたトナー層は画像セパレータ２０に進
む。図１を再度参照する。画像セパレータ２０はバイア
ス電圧が印加されたロール材からなり、該ロール材の表
面は画像形成部材１０表面に隣接し、好適には画像形成
部材１０上のトナー層５８に接触する。バイアス電圧源
が画像セパレータ２０に接続されて画像セパレータ２０
にバイアスをかけ、これによりトナー層５８に形成され
た潜像の画像領域と非画像領域のいずれか一方が引き寄
せられて、トナー層５８の画像領域と非画像領域への分
離および現像が同時に行われる。図１の実施形態では、
画像セパレータ２０にトナー層５８中の画像領域の帯電
極性と反対の極性のバイアスがかけられ、トナー層５８
から画像領域が引き寄せられることによって現像画像が
作成される。この現像画像は、画像セパレータ２０表面
上のトナーケーキ中の選択的に分離、転写された部分で
構成される。一方、転写されない背景画像の部分は画像
形成部材１０表面に残留する。あるいは、画像セパレー
タ２０にバイアス電圧をかけて、画像領域に対応するト
ナー部分を画像形成部材表面に保持し、結果的に前記部
材上に現像画像を作成して、非画像すなわち背景領域を
画像セパレータ２０で除去することもできる。前記バイ
アス電圧は、画像形成部材１０から非画像領域を引き寄
せるのに適した極性をもつ。

【００３０】現像画像が、画像形成部材１０表面あるい
は画像セパレータ２０表面上のいずれかに作成される
と、この現像画像は従来公知の各種手段によって複写基
材７０に転写される。前記手段として前述の型のコロナ
発生装置などの静電転写装置やバイアス転写ロールなど
がある。この他に、加圧転写システムも使用することが
でき、このシステムは加熱および（あるいは）薬品付加
装置を含み、これによって加圧転写の補助および現像画
像の複写基材７０への定着が行われる。さらに別の実施
形態では、転写前の画像と画像支持部材間の表面エネル
ギーの差を利用して画像転写が行われる。この表面エネ
ルギーの差は、画像と基材７０間の表面エネルギーの差
より低く、これにより基材７０への転写が誘起される。
図１に示す好適な実施形態では、画像は熱圧着ロールに
よって複写基材に転写され、前記熱圧着ロールによって
圧力と温度が同時に画像に付加されて複写基体７０への
画像の転写と融着が同時に行われる。明らかに、転写装
置と融着装置を別々に備えることもでき、この場合、融
着すなわち定着装置は（輻射、対流、伝導、誘導他等の
任意の手段による）熱、あるいは定着用薬品の付与など
の他の既知の定着方法を用いて機能する。なお、静電写
真式印刷方法は公知であるため、関連の特許文献に開示
されている転写および（あるいは）融着方式についての
いくつかの概念を、本発明の画像形態での充電システム
と組み合わせて好便に使用することができる。

【００３１】工程の最終段階で、画像形成部材１０上あ
るいは画像セパレータ２０上のいずれかの転写されない
背景像がこれら部材表面から除去され、この後表面が清
掃されて後続の画像形成工程サイクルに供される。図１
は単式ブレードクリーニング装置を示しており、この装
置において従来公知の方法で画像形成部材表面がかき削
がれる。別の実施形態では、ブラシまたはロール材を用
いてトナー載置面からトナーが除去される。好適な一実
施形態においては、除去された背景層部分のトナーはト
ナー溜めあるいは他の回収容器に移され、使用後のトナ
ーは再生されて、後続の画像形成工程サイクルにおける
トナーケーキ作製用として再利用される。なおこの場合
も、関連の特許文献に開示されているクリーニングとト
ナー再利用についてのいくつかの概念を、本発明の画像
形態での充電システムと好便に組み合わせて使用するこ
とができる。

【００３２】言うまでもなく、本記載の装置と製法は本
発明を具現化し得る様々な装置の内の数例に過ぎない。
本発明の原理に基づく印刷装置の一変形例を図４との関
連で述べる。図４において、画像形成部材１０は一対の
ロール材の周囲を搬送されるベルトからなる。前記ロー
ル材は従来式のモータ装置（図示せず）により駆動され
る駆動ローラを含んでおり前記ベルトを曲線経路沿いの
進行方向に搬送する。これにより画像形成部材１０は、
部材１０の移動経路の周囲に配置されたいくつかの処理
ステーションを通過して移送される。

【００３３】図４の実施形態では、中性帯電したトナー
ケーキがトナー供給装置５０によって非帯電画像形成部
材１０上に付着される。装置５０は、計量ロール５３と
一体となった溜め形アプリケータ５１を含む。計量ロー
ル５３の外周面は画像形成部材１０表面にきわめて接近
しており、好適には、画像形成部材１０の移動方向と反
対方向に回転して、画像形成部材表面に付着したトナー
層にせん断力を与え、これにより前記部材上のトナー層
の厚さを制御する。このようにして、計量ロール５３に
よる所定量の現像材の計量が行われる。（前記現像材に
は溶媒中に浸漬されたトナー粒子も含まれる。）この結
果、過剰の現像材は計量ロールから落とされ、溜めに移
送されてトナーアプリケータ５１で再利用される。

【００３４】この後、画像形成部材１０上に付着した中
性帯電トナー層は図示のコロナ帯電装置３０を含む帯電
ステーションに進む。本実施形態では、コロナ帯電装置
３０が中性帯電トナー層５８を通して画像形成部材１０
表面に電荷を加え、画像形成部材１０とトナー層５８と
が共に帯電されるようになっている。つまり、画像形成
部材の帯電はトナー層越しにイオンを引き寄せることで
行われる。この工程で、イオンの一部がトナー層５８に
捕獲され、層５８中に同極性の電荷（弱い電荷ではある
が）を生成させる。図４にこの挙動を負に帯電したトナ
ー粒子を用いて示す。

【００３５】次いで、前記同じ極性に帯電したトナー層
５８を載置した帯電画像形成部材１０が画像露光ステー
ション４０に進む。感光性の画像形成部材１０の場合
は、ステーション４０は画像形成部材１０中の帯電領域
を選択的に消散させて、部材１０上に静電潜像を作成す
る。明らかに、画像露光装置４０は（図に示すように）
トナー層５８を通して画像形成部材１０を照射する位置
に備わる。あるいは、装置４０を画像形成部材１０の下
面から部材１０を照射する位置に備えて、画像露光用の
光がトナー層を通過しないようにすることもできる。

【００３６】前述の処理ステップの結果、帯電したトナ
ー粒子の層が潜像が形成された画像形成部材１０表面に
位置するようになる。続いて、本発明の特徴である画像
形態でのトナー層の帯電工程に移る。この工程におい
て、帯電したトナー層５８は図４でのスコロトロンで示
した広幅ビーム式イオン源６０を通過して進む。前記ス
コロトロンは前記帯電した潜像の近傍に自由移動イオン
を誘起し、図２との関連で詳述したように画像形成部材
１０上の潜像の対面で画像形態でのイオン流を生起させ
る。

【００３７】図４の実施形態では、画像セパレータ２０
も対向した一対のローラの周囲を搬送されるベルト材で
構成される。一方のローラに駆動装置を接続して画像セ
パレータベルトを動かすことで同ベルトを搬送すること
もできるが、好適には画像セパレータ２０はトナー画像
形成部材１０と接触結合することで駆動される。本実施
形態では、図１との関連で開示した方法で、バイアス電
圧を画像形成部材に隣接したロール材に加えることもで
きる。あるいは、ブラシまたは周知の整流ブラシ型装置
を用いてバイアス電圧をベルトに直接印加することもで
きる。この整流ブラシ装置は画像形成部材１０と画像セ
パレータ２０間に形成されたニップ１２における電圧を
可変にできることが望ましく、これにより従来開示の方
法と同様の電界調整手法が適用可能になる。前記従来開
示の方法の例として、本出願明細書の参考文献である先
願の米国特許第５，１９８，８６４号および第５，４２
８，４２９号に記載の方法がある。

【００３８】図４の実施形態では、画像セパレータ２０
を用いて画像の背景領域がトナー層５８から除去され
る。つまり、画像セパレータ２０にバイアス電圧を加え
て画像形成部材１０から画像の背景領域を引き寄せるこ
とにより、画像形成部材１０表面に画像領域に対応した
トナーセグメントが残留する。この結果、画像セパレー
タ２０上のトナーセグメントは、ロール材で示したクリ
ーニング装置９０に移送され、画像形成部材１０上に残
留した現像画像領域は従来の静電写真式印刷機における
典型的な転写ステーションに移送される。画像を構成す
るトナーセグメントは従来公知の各方法で複写基材に転
写される。この後、前記転写された画像は融着ステーシ
ョン１００において複写基材に融着され、オペレータが
修正するために出力装置に移送される。

【００３９】まとめると、本発明は新規な画像現像方法
と装置を提供するものであり、この方法と装置によって
画像形態での帯電が広幅ビーム式イオン源を用いて行わ
れ、それによって現像剤層で被覆された静電潜像の近傍
に自由移動イオンが誘起される。この潜像は前記自由移
動イオンの流動を生起して前記潜像と対応した画像形態
でのイオン流を生成させる。さらにこのイオン流が画像
形態でのトナー層の帯電をもたらし、これによりトナー
層自体が潜像の担持体となる。次いでこの潜像を担持し
たトナー層が現像され、複写基材に転写されて印刷文書
が作成される。

【００４０】以上から、本発明によって画像の現像と転
写を行う画像形態でのトナー層の帯電装置が提供され、
この装置は先に述べた発明の特長を十分満たすものであ
ることが明らかになった。特定の一実施形態に関連して
本発明の説明を行ったが、本発明の範囲内で種々の代替
や修正および変形が可能であることは明らかである。し
たがって、添付の特許請求の範囲内での種々の代替、修
正および変形はすべて本発明に包含される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による画像形態でのトナー層の帯電お
よび現像を行う装置と製法を示す簡明な模式図である。

【図２】 本発明の第一の実施形態における、広幅イオ
ン源式イオンチャージ装置による画像形態でのトナー層
の帯電を示す拡大図であり、あらかじめ帯電されたトナ
ー層が該トナー層に隣接した潜像にしたがって反対の極
性で選択的に帯電される様相を表す。

【図３】 本発明の第二の実施形態における、中性帯電
したトナー層の画像形態での帯電を示す拡大図である。

【図４】 本発明の別の形態によるベルト型の画像形成
部材と他の種々のサブシステムを含む装置の模式的立面
図であり、この装置により画像形態でのトナー層の帯電
と画像形態で帯電されたトナー層の選択的な分離が行わ
れて印刷画像が作成される様相を示す。

【符号の説明】

１０ 画像形成部材、２０ セパレータ材、３０ コロ
ナ発生装置、４０ 画像露光ステーション、５０ トナ
ー供給装置、６０ 帯電源、７０ 複写基材。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置が、 表面に静電潜像が形成された画像形成部材であって、マ
   ーキング材を支持することが可能な表面をもつ画像形成
   部材と、 前記画像形成部材上に静電潜像を生成させる画像形成部
   品であって、該静電潜像が第一の帯電電圧で規定される
   画像領域と第一の帯電電圧と異なる第二の帯電電圧で規
   定される非画像領域を含むものである画像形成部品と、 前記画像形成部材表面にマーキング材を付着させて、前
   記画像形成部材上の静電潜像に隣接したマーキング材層
   を該部材上に形成させるマーキング材供給装置と、 前記画像形成部材上の静電潜像に応じた画像形態となる
   ようにマーキング材層に選択的に電荷を供給して、前記
   画像形成部材上の静電潜像に対応した画像領域と非画像
   領域をもつ二次潜像をマーキング材層中に形成させる帯
   電源と、 前記マーキング材層中の二次潜像にしたがって該マーキ
   ング材層の一部を選択的に分離して、前記画像形成部材
   上に形成された静電潜像に対応した現像画像を作成する
   セパレータ材と、を含むことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 画像形成方法が、 トナー粒子を支持することが可能な表面をもつ画像形成
   部材上の静電潜像の生成ステップであって、前記静電潜
   像が第一の帯電電圧で規定される画像領域と第一の帯電
   電圧と異なる第二の帯電電圧で規定される非画像領域を
   含むものであるステップと、 前記画像形成部材表面にトナー粒子を付着させて該部材
   上に前記静電潜像の画像領域と非画像領域に隣接したト
   ナー層を形成するステップと、 前記画像形成部材上の静電潜像に応じた画像形態となる
   ようにトナー層に選択的に電荷を供給して、前記画像形
   成部材上の静電潜像に対応した画像領域と非画像領域を
   もつ二次潜像をトナー層中に形成するステップと、 前記トナー層中の二次潜像にしたがって画像形成部材か
   らトナー層の一部を選択的に分離して、画像形成部材上
   に形成された静電潜像に対応した現像画像を作成するス
   テップと、を含むことを特徴とする画像形成方法。
3. 【請求項３】 画像形成部材上に形成された静電潜像の
   現像を行う画像現像装置が、 画像形成部材上にマーキング粒子の層を付着させる手段
   と、 画像形成部材上のマーキング粒子の層近傍に除電を施し
   て画像形成部材上の静電潜像に応じてマーキング粒子の
   層を選択的に帯電させることによりマーキング粒子層中
   に二次静電潜像を作成する手段と、 前記二次潜像にしたがってマーキング粒子層の一部を選
   択的に分離して、画像形成部材上に形成された静電潜像
   に対応した現像画像を作成する手段と、を含むことを特
   徴とする画像現像装置。
4. 【請求項４】 画像形成部材上に形成された静電潜像の
   現像を行う画像現像方法が、 画像形成部材上にマーキング粒子の層を付着させるステ
   ップと、 前記静電潜像に応じてマーキング粒子の層を選択的に帯
   電させて画像形成部材上の静電潜像に対応した二次静電
   潜像をマーキング粒子層中に作成するステップと、 前記二次潜像にしたがってマーキング粒子層の一部を選
   択的に分離して現像画像を作成するステップと、を含む
   ことを特徴とする画像現像方法。
5. 【請求項５】 画像現像装置が、 画像形成部材上に一次静電潜像を生成させる手段であっ
   て、前記静電潜像は帯電電位の異なる画像領域と非画像
   領域を含むものである手段と、 前記画像形成部材上の一次静電潜像に隣接した二次静電
   潜像をトナー層中に生成させる手段であって、前記二次
   静電潜像は帯電電位の異なる画像領域と非画像領域を含
   み、この帯電電位は一次静電潜像中の帯電した画像領域
   と非画像領域の帯電電位と反対の極性をもつものである
   手段と、を含むことを特徴とする画像現像装置。
6. 【請求項６】 画像現像方法が、 画像形成部材上に一次静電潜像を生成させるステップで
   あって、前記静電潜像は帯電電位の異なる画像領域と非
   画像領域を含むものであるステップと、 前記画像形成部材上の一次静電潜像に隣接した二次静電
   潜像をトナー層上に生成させるステップであって、前記
   二次静電潜像は帯電電位の異なる画像領域と非画像領域
   を含み、この帯電電位は一次静電潜像中の帯電した画像
   領域と非画像領域の帯電電位と反対の極性をもつもので
   あるステップと、を含むことを特徴とする画像現像方
   法。
7. 【請求項７】 画像現像装置が、 マーキング材層を載置した画像形成面を含む画像形成部
   材と、 マーキング材層中に静電潜像を作成する手段と、を含む
   ことを特徴とする画像現像装置。
8. 【請求項８】 画像形成部材上の画像の現像を行う画像
   現像方法が、 画像形成部材表面にマーキング材の層を設けるステップ
   と、 前記マーキング材層中に静電潜像を生成させるステップ
   と、を含むことを特徴とする画像現像方法。