JP2001277594A

JP2001277594A - 画像形成装置及び画像形成方法

Info

Publication number: JP2001277594A
Application number: JP2000099516A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Uezono; 勉上薗; Yasuhiro Funayama; 康弘舩山; Kenji Hori; 健志堀; Tomoyuki Yoshii; 朋幸吉井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-09
Also published as: US6472115B2; US20010026714A1

Abstract

(57)【要約】【課題】画像の解像度が高く、かぶりがなく、且つ有
機の光導電材料も使用可能な、記録媒体へトナーを飛翔
記録させる簡易プロセス且つ実用性が優れた画像記録装
置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、透光性導電層２と、上
面にスクリーン電極５が形成され多数の孔が形成された
絶縁性スクリーン４とが積層された粒子搬送体１０表面
の孔に、光導電性着色粒子６を負帯電させた後、電界に
より、光導電性着色粒子６を孔内に充填させる。そし
て、透光性導電層２側から露光すると、光導電性着色粒
子６内に正孔−電子対が生成され、透光性導電層２とス
クリーン電極５との間に形成された１０⁴Ｖ／ｃｍ以上
の高電界によりこの正孔−電子対が解離し、負帯電して
いた着色粒子６内の電子が透光性導電層側へリークし、
着色粒子が正帯電して記録媒体背面の対向電極と透光性
導電層２との間に形成された電界により記録媒体側へ飛
翔し、記録媒体に付着し画像形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
及びファクシミリ等に使用される画像形成装置及び画像
形成方法に関し、特に着色粒子を紙等の記録媒体へ飛翔
記録させる画像形成装置及び画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機・プリンタの画像形成技術
として電子写真プロセスがあり、広く応用されている。
このプロセスの代表的なものとしてカールソン法（ゼロ
グラフィ）がある。しかし、この方式では帯電、露光、
現像、転写、定着、及びクリーニングという６工程が必
要であり、装置が複雑化し、大型になるという問題点が
ある。このようなカールソン法に代わって、簡略化され
た電子写真プロセスの例として、登録特許第２８９７７
０５号公報には、感光体の帯電を行わない、プロセス数
の少ない画像記録方法が開示されている（従来例１）。

【０００３】従来例１に記載の印字プロセスについて説
明する。図１０は、従来例１に記載の印字プロセスにお
ける記録媒体への飛翔記録部の感光体ユニット１１０を
拡大して示す模式的断面図である。図１０は、感光体ユ
ニット１１０が空隙を介して紙等の記録媒体（図示せ
ず）と対向し、画像露光された状態を示している。従来
例１の感光体ユニット１１０においては、ガラス等の透
光性支持体１０１と、この上に順次形成された透光性導
電層１０２と光導電層１０９と上面に電極層としてスク
リーン電極１０５が形成された多孔状の絶縁性スクリー
ン１０４と、から構成されている。記録媒体と対向する
際には、予め、感光体ユニット１１０の絶縁性スクリー
ン１０４の目開き部へ導電性着色粒子１０６が誘導帯電
により負帯電され充填されている。記録媒体の背面には
対向電極（図示せず）が設置されており、透光性導電層
１０２との間に正極性の粒子が記録媒体側へ飛翔する電
界が形成されている。記録媒体への画像記録時には、画
像信号に対応したＬＥＤ（light emitting diode：発光
ダイオード）アレイ等の画像光１０７が、透光性支持体
１０１側から光導電層１０９に照射される。

【０００４】従来例１においては、画像光１０７が光導
電層１０９に照射されることにより、光導電層１０９の
抵抗値が下がり、予め負に帯電した導電性粒子１０６の
電荷が光導電層１０９へ流れ、導電性粒子１０６の電荷
がゼロになる。そして、透光性導電層１０２とスクリー
ン電極１０５との間に形成された電界、及び透光性導電
層１０２と対向電極との間に形成された電界によって、
導電性粒子１０６は光導電層１０９側が負、反対側が正
に分極し、正側の導電性粒子１０６が正電荷をもつ。正
に帯電した導電性粒子１０６は、電界により対向電極側
へ飛翔し記録媒体に付着する。その後、定着プロセスに
より粒子は紙へ定着され、画像形成プロセスが終了す
る。

【０００５】また、特許第１８７６７６４号公報には、
トナーの転写速度の向上及びかぶりの防止を図った電子
写真記録方法が開示されている（従来例２）。従来例２
の技術においては、透明支持体と透明電極とキャリヤ輸
送層とからなるトナー坦持体を設け、この表面にキャリ
ヤ発生材料からなるトナーを摩擦帯電させて一様に付着
させ、透明支持体側よりトナー坦持体に光を走査し、光
走査部のトナーの帯電電荷を光走査されなかったトナー
電荷と逆極性とし、光走査部のトナーを記録紙の背面で
負にバイアスされている転写電極からの静電気力により
記録紙へ転写させる。

【０００６】更に、特開平７−２５３７０４号公報に
は、転写時のトナーの融着及びかぶり等の転写不良の防
止を図った画像形成装置が開示されている（従来例
３）。従来例３の技術においては、摩擦帯電よって負に
帯電し、透明導電性坦持体上に塗布され光導電性トナー
を露光する。すると、露光されたトナーの抵抗が低下
し、透明導電性坦持体へ負電荷が流れて、電荷が消滅す
る。透明導電性坦持体は、電源により、透明導電性坦持
体とはギャップを介して対向して配置される対向電極と
の間に転写電界が形成されており、この電源によって接
触誘導帯電により正の電荷が注入され、これにより対向
電極に向かってギャップを飛翔して記録紙へ転写され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１の方法では、図１０に示すように、１画素に相当する
画像光７が図１０の領域Ｄに示すように、絶縁性スクリ
ーン１０４の複数の目開き部（孔）に跨って露光される
場合があり、その場合には導電性粒子１０６間の横方向
の電荷移動も起こるため、一部でも露光された孔１０８
ａ、１０８ｂについてはその孔内の全粒子の電荷極性が
反転してしまう。従って、１画素の露光面積よりも広い
領域Ｄの粒子まで飛翔してしまい、画像の解像度が劣化
するという問題点がある。また、紫外線硬化型樹脂によ
り光導電層１０９の上に絶縁性スクリーン１０４を形成
する際に、格子状パターンによって露光される紫外線が
光導電層１０９の界面において乱反射してしまい、絶縁
性スクリーン１０４の孔形成を高精細にできないという
作製法上の問題点がある。

【０００８】また、従来例２の方法では、有機キャリヤ
発生材料を使用した場合は、そのキャリヤ発生材料内部
で光により正孔−電子対が生成されるが、一般的に、こ
の正孔−電子対が解離し、実用的な速度で移動するのに
は高電界を要するという課題に対しては解決策が示され
ておらず、実用的電界では粒子の飛翔が起こらないか、
又は電荷の移動と飛翔に長時間を要してしまい実用性が
ある印字速度を達成できないという問題がある。つまり
有機材料中の正孔−電子対が解離する、あるいは解離し
た電荷坦体が十分に速い速度で移動するためには一般的
に１０⁴Ｖ/cmもの高電界を必要とするということがわか
っているが、これは空気の絶縁破壊開始電界のオーダー
であり、従来例２に記載の転写手段と透明電極との間に
電界を印加する構成では、そのような高電界を印加する
と空気の絶縁破壊が起こってしまう。従来例２の方法で
はこの値を超えることは不可能であり、従って正孔−電
子対の解離が生じなくて電荷キャリヤの移動が起こらな
いか、又は電荷移動に長時間を要してしまい実用性がな
いという問題点がある。

【０００９】また、従来例３の技術では、所定の転写電
界下で光導電性トナーに露光すると、この光導電性トナ
ーが低抵抗になり電極からトナーへ電荷注入されるとし
ている。しかしながら、トナー抵抗値のばらつきは避け
がたいものであり、電荷注入され飛翔し始める電界はか
なりばらつくのであるが、従来例３の技術では転写電界
のみを利用しているので、未露光部でもトナーが飛翔し
始めることが有り、画像かぶりを生じるという問題があ
る。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、画像の解像度が高く、かぶりがなく、且つ
有機の光導電材料も使用可能な、記録媒体へトナーを飛
翔記録させる簡易プロセス且つ実用性が優れた画像記録
装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、光導電性の着色粒子を記録媒体に付着させる画像
形成装置において、透光性導電層、この透光性導電層上
に設けられ前記光導電性着色粒子を充填可能の複数個の
孔を有する絶縁性スクリーン及び前記絶縁性スクリーン
の上面に形成された電極層からなる粒子搬送体と、第１
の極性に帯電した光導電性着色粒子を前記粒子搬送体に
供給する光導電性粒子供給部と、記録媒体を介して前記
粒子搬送体と対向する対向電極と、画像信号に応じて前
記透光性導電層を介して前記光導電性着色粒子を露光し
前記光導電性着色粒子を第２の極性に帯電させる露光部
材と、前記透光性導電層と前記電極層との間に前記第１
の極性に帯電した着色粒子を前記透光性導電層に向けて
電気的に吸引する第１の電界を与える第１の手段と、前
記対向電極と前記透光性導電層との間に前記第２の極性
に帯電した着色粒子を前記対向電極に向けて電気的に吸
引する第２の電界を与える第２の手段と、前記粒子搬送
体を前記光導電性粒子供給部と前記対向電極との間で循
環移動させる粒子搬送体駆動手段とを有することを特徴
とする。

【００１２】本発明においては、着色粒子に光導電性着
色粒子を使用しているため、一様露光と電界とにより一
様帯電されるか、又は摩擦帯電されて負又は正極性に帯
電して充填電極上に薄層形成され、その充填電極と空隙
を介して対向する粒子搬送体の絶縁性スクリーンの目開
き部（孔）のみに、前記着色粒子が電界により飛翔し充
填される。この粒子搬送体は回転して、記録媒体を介し
て対向電極と対向する位置にて、ＬＥＤアレイ等によっ
て画像信号に対応した画像光が粒子搬送体の透光性導電
層側から粒子層まで照射されると、粒子表面の電荷発生
材料中で正孔−電子対が形成され、更に前記絶縁性スク
リーンの表面に設けられた電極層及び透光性導電層には
第１の電界が形成されているため、この第１の電界によ
りこの正孔−電子対が解離し、予め負又は正に帯電して
いた着色粒子は電子又は正孔が透光性導電層側へリーク
する。従って、露光部の光導電性着色粒子は逆極性の正
又は負に帯電し、記録媒体背面の対向電極と透光性導電
層間の第２の電界により記録媒体側へ飛翔、付着し画像
形成される。一方、未露光部の粒子は初期の極性の負又
は正帯電を維持しているかあるいはゼロ帯電に近くなる
が逆極性の正又は負帯電になることはないので、画像か
ぶりが発生することはない。

【００１３】前記光導電性粒子供給部は、光導電性着色
粒子を貯留した貯留部と、この貯留部内で周面が前記光
導電性着色粒子に接触する円筒状の充填電極と、この充
填電極を回転駆動する充填電極駆動手段と、光導電性着
色粒子を間にして前記充填電極の周面に対向する供給部
対向電極と、前記供給部対向電極と前記充填電極との間
の光導電性着色粒子を一様露光して前記光導電性着色粒
子を前記第１極性に帯電させる供給部露光部材と、前記
充填電極の周面が前記粒子搬送体に回転してきたときに
前記第１極性に帯電した光導電性着色粒子が前記充填電
極から前記粒子搬送体に飛翔することを可能とする第３
の電界を前記透光性導電層と前記充填電極との間に印加
する第３手段とを有することができる。

【００１４】前記充填電極は透光性を有し、前記供給部
露光部材は前記充填電極内に配置され、前記充填電極を
介して前記光導電性着色粒子を露光するものであっても
よいし、前記供給部対向電極は透光性を有し、前記供給
部露光部材は前記供給部対向電極を介して前記光導電性
着色粒子を露光するものであってもよい。

【００１５】また、前記光導電性粒子供給部は、光導電
性着色粒子を貯留した貯留部と、この貯留部内で周面が
前記光導電性着色粒子に接触する円筒状の充填電極と、
この充填電極を回転駆動する充填電極駆動手段と、光導
電性着色粒子を間にして前記充填電極の周面に対向して
設けられ前記充填電極と共に前記光導電性着色粒子を摩
擦により第１の極性に帯電する供給部対向電極と、前記
充填電極の周面が前記粒子搬送体に回転してきたときに
前記第１極性に帯電した光導電性着色粒子が前記充填電
極から前記粒子搬送体に飛翔することを可能とする第３
の電界を前記透光性導電層と前記充填電極との間に印加
する第３手段とを有するものとしてもよい。これによ
り、供給部露光部材が不要となると共に更に充填電極及
び供給部対向電極は透光性を有する必要がなくなる。

【００１６】また、前記供給部対向電極は、前記充填電
極の周面に付着した着色粒子の層厚を規制するものとす
ることができる。

【００１７】更に、前記粒子搬送体は、前記透光性導電
層を外面にして円筒状をなし、前記粒子搬送体駆動手段
は、前記粒子搬送体を回転駆動するものであってもよ
い。

【００１８】また、前記充填電極の表面上に絶縁層を有
し、前記供給部対向電極が前記充填電極より低電位とな
る電位差を設けると、充填電極表面上に負に帯電した光
導電性粒子層を形成することができる。

【００１９】更に、前記粒子搬送体は、前記透光性導電
層と前記絶縁性スクリーンとの間に正孔注入阻止層を有
してもよい。これにより、負に帯電し孔に充填されてた
光導電性粒子が露光された際、透光性導電性粒子内で解
離した正孔の注入が防止され、光導電性粒子が正に更に
帯電しやすくなり、かぶりが更に低減される。

【００２０】更にまた、透光性導電層の電位をＶ１、絶
縁性スクリーン上面の電極層の電位をＶ２、充填電極の
電位をＶ３、対向電極の電位をＶ４とすると、Ｖ１＞Ｖ
２≧Ｖ３、且つＶ２＞Ｖ４とすることができる。

【００２１】また、前記充填電極の表面上に絶縁性スク
リーンを有し、前記供給部対向電極が前記充填電極より
高電位となる電位差を設けると、充填電極表面上に正に
帯電した光導電性粒子層を形成することができる。

【００２２】更に、前記粒子搬送体は、前記透光性導電
層と前記絶縁性スクリーンとの間に正孔輸送層を有して
もよい。これにより、正に帯電し孔に充填された光導電
性粒子が露光された際、透光性導電性粒子内で解離した
正孔が速やかに注入され、光導電性粒子が負に更に帯電
しやすくなり、かぶりが更に低減される。

【００２３】更にまた、透光性導電層の電位をＶ１、絶
縁性スクリーン上面の電極層の電位をＶ２、充填電極の
電位をＶ３、対向電極の電位をＶ４とすると、Ｖ１＜Ｖ
２≦Ｖ３、且つＶ２＜Ｖ４とすることができる。

【００２４】また、本発明においては、前記第１の電源
により印加される電圧によって、透光性導電層と電極層
との間に１０⁴Ｖ／ｃｍ以上の電界を形成することがで
きる。

【００２５】更に、前記光導電性着色粒子は、絶縁性粒
子の表面にオキシチタニウムフタロシアニンを添加し固
定化処理されたものとしてもよい。

【００２６】本発明に係る画像形成方法は、光導電性着
色粒子を第１の極性に一様帯電させる工程と、透光性導
電層、この透光性導電層上に設けられ前記着色粒子を充
填可能の複数個の孔を有する絶縁性スクリーン及びこの
絶縁性スクリーンの上面に形成された電極層からなる粒
子搬送体の前記孔に前記着色粒子を充填させる工程と、
前記孔の底面側から照射される露光光及び前記電極層と
前記透光性導電層との間に形成され前記第１の極性に帯
電した着色粒子を前記透光性導電層にむけて電気的に吸
引する第１の電界により前記光導電性着色粒子の帯電極
性を反転させた第２の極性とし、記録媒体を介して前記
粒子搬送体と対向する対向電極と前記透光性導電層との
間に形成された第２の電界により前記第２の極性の光導
電性粒子を飛翔させて前記記録媒体に付着記録させる工
程と、を有することを特徴とする。

【００２７】本発明においては、光導電性を有する着色
粒子を使用し、更に、多孔状の絶縁性スクリーン及び電
極層が形成された粒子搬送体の絶縁性スクリーンの目開
き部（孔）に、第１の極性に帯電させて光電性着色粒子
を充填するが、画像信号に対応したＬＥＤアレイ等の画
像光が粒子搬送体の透光性導電層側から第１の極性に帯
電した光導電性粒子に照射されると、光導電性粒子表面
の電荷発生材料中で正孔−電子対が形成され、更に絶縁
性スクリーンの表面に設けられた電極と透光性導電層と
の間に形成された第１の電界によりこの正孔−電子対が
解離し、予め第１の極性に帯電していた着色粒子内で発
生した電子又は正孔が透光性導電層側へリークする。従
って、露光部の着色粒子は第１の極性とは逆極性の第２
の極性に帯電し記録媒体背面の対向電極と透光性導電層
との間に形成された第２の電界により記録媒体側へ飛翔
し、記録媒体に付着し画像形成される。一方、未露光部
の粒子は第１の極性を維持しているか若しくはゼロ帯電
に近くなるが逆極性になることはなく、従って画像かぶ
りが発生することがない。

【００２８】また、本発明においては、光導電性着色粒
子を第１の極性に一様帯電させる工程は、前記光導電性
着色粒子に電界を印加しつつ一様露光する工程であるこ
とが好ましい。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して具体的に説明する。図１は本実施例の画像
形成装置の粒子搬送体を示す模式的断面図である。

【００３０】図１に示すように、本実施例の粒子搬送体
１０においては、厚さが例えば５０μｍで、例えばＰＥ
Ｔ（polyethylene terephthalate）スリーブからなる透
光性支持体１の上に、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxid
e）膜からなる透光性導電層２と、絶縁層からなる絶縁
性スクリーン４と、絶縁性スクリーン４の上面のスクリ
ーン電極５とが形成されている。絶縁性スクリーン４及
びスクリーン電極５は、複数の矩形の孔８が形成された
多孔状層であり、上面視で格子状になっている。また、
透光性導電層２及びスクリーン電極５は電源に接続さ
れ、スクリーン電極５が透光性導電層２よりも低電位に
なるような電界Ｅ１が形成され、多数の孔８内に負に帯
電された光導電性粒子６が充填されている。

【００３１】透光性支持体１としては、ガラス及びアク
リル樹脂等の透明スリーブ、又はＰＥＴ等の透明フィル
ムからなる無端状ベルト若しくはスリーブ等を使用する
ことができる。透光性導電層２としては、ＩＴＯ若しく
はＡＴＯ等のスパッタ膜若しくはディップコート膜、又
はアルミニウム若しくは金等の金属の蒸着による半透明
膜等透光性を有し、導電性を示す種々の材料を使用する
ことができる。本実施例で使用するＩＴＯ膜は、アルミ
ニウム等の金属半透膜よりも透光率が大きく、従って光
量を絞ることが可能となり、画像露光源の光の出口径を
小さくできる。従って、１画素の露光スポット径が小さ
くなり、高解像度記録用に好ましい。また、絶縁性スク
リーン４については、上面視で格子状としたが、形成さ
れる孔は、矩形以外でもよく、例えば円形等としてもよ
い。

【００３２】次に、本実施例の画像形成装置について説
明する。図２は、本実施例の画像形成装置の構成を示す
模式的断面図である。本実施例の画像形成装置は、円筒
状の粒子搬送体１０を有し、この粒子搬送体１０と空隙
を隔てて粒子搬送体１０の孔８に充填する光導電性着色
粒子６の層が表面に形成される円筒状の充填電極２３が
配置されている。充填電極２３は、光導電性着色粒子６
を貯留する貯留部である保持容器３３内に、充電電極２
３とは光導電性着色粒子６の層厚分の間隙を隔てて設け
られた規制ブレード２６と共に配置されている。充填電
極２３は、円筒状の透光性支持体２４の表面に形成さ
れ、透光性支持体２４の内部の規制ブレード２６と充填
電極２３との最近接位置にはＬＥＤ等の光源２７が配置
されている。この光源２７は、規制ブレード２６と充電
電極２３との間の光導電性着色粒子６の層を一様に露光
する。また、規制ブレード２６は、充填電極２３の対向
電極となっており、充電電極２３及び規制ブレード２６
には電源３４が接続され、充電電極２３と規制ブレード
２６との間には電界Ｅ２が形成されている。更に、この
円筒状の充填電極２３を回転駆動する充填電極駆動手段
（図示せず）が設けられている。

【００３３】これにより、透光性支持体２４の内部に配
置された光源２７から照射される光と電界Ｅ２とによ
り、充填電極２３と規制ブレード２６との間にて帯電さ
れた光導電性粒子６が規制ブレード２６により充電電極
２３の表面に層状に付着され、充填電極２３により粒子
搬送体１０と対向する位置まで運ばれる。本実施例にお
いては、上述した如く、透光性導電層２及びスクリーン
電極５には電源３５が接続され、透光性導電層２とスク
リーン電極５との間には電界Ｅ１が形成され、また、充
電電極２３の印加電圧よりも粒子搬送体１０の透光性導
電層２の印加電圧の電位を高くすることにより、負に帯
電した光導電性着色粒子６が充填電極２３と粒子搬送体
１０とが対向する位置にて粒子搬送体１０へ飛翔し、粒
子搬送体１０の絶縁性スクリーン４の孔８に充填され保
持される。

【００３４】充填電極２３と粒子搬送体１０とが対向す
る位置とは異なる位置には、対向電極２１が粒子搬送体
１０と空隙を介して配置されている。この対向電極２１
と粒子搬送体１０との間には紙等の記録媒体２５が搬送
される。対向電極２１は、電源３６に接続され、対向電
極２１と粒子搬送体１０の透光性導電層２との間には帯
電されて充填された光導電性着色粒子６の帯電極性とは
逆極性の粒子が対向電極２１側へ移動する方向の電界Ｅ
３が形成されている。また、記録媒体２５へ画像を形成
するための画像光源２２が円筒状粒子搬送体１０の内部
に配置されている。対向電極２１は、図２に示す平板形
状以外に、断面が円形のローラ状であってもよいし、ま
た鋸歯状の板状等とすることもできる。更に、粒子搬送
体１０には、粒子搬送体１０を回転駆動する粒子搬送体
駆動手段（図示せず）設けられている。

【００３５】次に、規制ブレード２６について更に詳細
に説明する。図３は、規制ブレード２６を拡大して示す
模式図である。図３に示すように、規制ブレード２６
は、基材３１と、基材３１上の光導電性着色粒子６との
接触面側に形成され、充填電極２３の対向電極となる導
電層２９とから構成されている。また、充填電極２３の
表面には絶縁層３０が形成されている。そして、充填電
極２３及び導電層２９は電源３４に接続されて、充填電
極２３と規制ブレード２６との間には、充填電極２３が
規制ブレード２６よりも電位を高くした電界Ｅ２が形成
されている。絶縁層３０の膜厚は、形成される着色粒子
層の厚さの例えば３０μｍより薄くして、電界Ｅ２が光
導電性の光導電性着色粒子６の層に有効に働くように
し、且つ電荷の移動が起こらない厚さとする。絶縁層３
０が形成されていることにより、充填電極２３から正孔
が注入されること及び光導電性着色粒子６の電子が充填
電極２３へ移行することを防止する。なお、充填電極２
３及び絶縁層３０は透光性材料で構成する。また、正孔
の移動を容易にするために、正孔輸送層（図示せず）を
導電層２９の表面に設けてもよい。正孔輸送層として
は、例えばポリカーボネート樹脂Ｚ２００（三菱ガス化
学製）とビストリフェニルアミンスチリル誘導体とを
１：０．８の質量比で、テトラヒドロフラン溶媒に溶解
した塗工液を塗布乾燥して膜厚約１０μｍの層を作製す
ることができる。

【００３６】次に、本発明の画像形成装置の画像形成方
法について詳細に説明する。先ず、図３に示すように、
供給部対向電極である規制ブレード２６の導電層２９の
電位を例えば−２６０Ｖ、充填電極２３の電位を例えば
−２００Ｖとし、規制ブレード２６側の電位を低くし、
規制ブレード２６と充填電極２３との間の粒子層厚みを
約３０μｍとして、充填電極２３と規制ブレード２６の
導電層２９との間に１０⁴Ｖ／ｃｍ以上の電界を形成す
る。本実施例においては、充填電極２３と規制ブレード
２６との間には２×１０⁴Ｖ／ｃｍの電界が形成されて
いる。

【００３７】先ず、図２に示すように、規制ブレード２
６が近接対向する部分で円筒状充填電極２３の内部に設
けられた供給部露光部材である光源２７から光照射する
と、規制ブレード２６と充填電極２３との間の光導電性
着色粒子層のみが一様露光される。これにより、光導電
性着色粒子６を形成する電荷発生材料中で正孔−電子対
が形成され、図３の矢印３２で示すように、充填電極２
３と導電層２９との間に形成される電界Ｅ２により正孔
が規制ブレード２６側へリークし、光導電性着色粒子６
は負に帯電する。そして、充填電極２３表面上に負に帯
電した光導電性着色粒子６が規制ブレード２６により規
制されて層状に形成される。

【００３８】次に、図２に示すように、充填電極２３が
充填電極駆動手段により回転して、充填電極２３上で負
に帯電付着した光導電性着色粒子６が粒子搬送体１０と
対向する位置まで運ばれると、充填電極２３と粒子搬送
体１０との間に形成されている電界により粒子搬送体１
０方向へ飛翔し、絶縁性スクリーン４の孔に充填され
る。このとき、例えば、充填電極２３の電位を−２００
Ｖ、スクリーン電極５の電位を−１５０Ｖ、透光性導電
層２の電位を接地電位とし、充填電極２３とスクリーン
電極５との間の距離は、例えば１００μｍ、粒子搬送体
１０に形成されている孔８の高さ、即ち底面の透光性導
電性層２上面からスクリーン電極５の上面までの高さ
は、例えば６０μｍとすることができ、スクリーン電極
５と透光性導電層２との間には、透光性導電層２側が高
電位の例えば２．５×１０⁴Ｖ／ｃｍの電界が形成され
ている。このように、本発明においては、絶縁性スクリ
ーン４上にスクリーン電極５が形成されているため、ス
クリーン電極５と透光性導電層２との間の電界を１０⁴
Ｖ／ｃｍ以上とすることができる。

【００３９】帯電した光導電性着色粒子６の充填は、孔
中の光導電性着色粒子６の層電位がほぼスクリーン電極
５の電位と等しくなるまで行われ、そこで充填が終了す
る。この充填工程は粒子搬送体１０と充填電極２３と
が、夫々設けられた駆動手段により、相互に逆方向に回
転しながら行われる。光導電性着色粒子６は、スクリー
ン電極５と透光性導電層２との間の電界Ｅ１により孔中
に保持されるので、粒子搬送体１０が回転する遠心力等
により、充填された光導電性着色粒子６が飛散すること
が防止される。

【００４０】その後、粒子搬送体１０が回転を続け、充
填された光導電性着色粒子６は空隙を介して紙等の記録
媒体２５と対向する位置まで搬送される。記録媒体２５
の背面に配置された対向電極２１と粒子搬送体１０の透
光性導電層２との間には、正帯電した粒子が対向電極２
１側へ移動する電界が形成されている。このとき、例え
ばスクリーン電極５及び透光性導電層２の電位を前述の
如く、夫々−１５０Ｖ及び接地電位とし、対向電極２１
の電位を−３００Ｖとして、スクリーン電極５と対向電
極２１との間の空隙は例えば３００μｍとする。

【００４１】次に、記録媒体２５へ画像を形成する。図
１は、画像信号に対応した露光により、記録媒体側へ光
導電性着色粒子６が飛翔する様子を模式的に示してい
る。先ず、ＬＥＤアレイ等の露光部材からなる画像光源
２２による画像信号に対応した露光光７を粒子搬送体１
０の透光性支持体１側から光導電性着色粒子６に照射す
る。画像信号に応じた画像露光光７が透光性支持体１側
から照射されると、光導電性着色粒子６表面の電荷発生
材料中で正孔−電子対が新たに形成される。次いで、ス
クリーン電極５と透光性導電層２との間に形成された高
電界Ｅ１により、正孔−電子対が解離し、光導電性粒子
６内の電子が透光性導電層２へリークする。これによ
り、光導電性着色粒子６が正に帯電する。この後、図２
に示すように、対向電極２１と透光性導電層２との間に
形成された対向電極２１側が低電位の電界により、正に
帯電した光導電性着色粒子６が、記録媒体２５へ飛翔
し、付着して記録が行われる。このとき、露光部分の光
導電性粒子６のみ、粒子内で正孔−電子対が形成される
ため、未露光部の光導電性粒子６は負帯電を維持してい
るか又はゼロ帯電に近くなるが正帯電になることはな
く、画像かぶりが発生することがない。

【００４２】こうして、光導電性着色粒子６の正帯電及
び記録媒体２５への飛翔が瞬時に繰り返されて、所定量
の光導電性着色粒子６が記録媒体２５へ飛翔する。この
際、露光の時間及び露光強度等を変化させることによ
り、光導電性着色粒子６の飛翔する量を制御することが
可能である。記録媒体２５へ付着した後は、公知の定着
プロセスにより粒子は記録媒体２５へ定着され画像形成
プロセスが終了する。以上の印字は、記録媒体の移動速
度が例えば約５７ｍｍ／秒という実用的な速度で実施す
ることができる。

【００４３】なお、本実施例では、充填電極２３とスク
リーン電極５との間に１００μｍの空隙を設けるものと
したが、この距離は粒子充填に支障がない範囲で限りな
く狭くすることも可能であり、その場合は、両電極の電
位差をゼロにすることも可能である。同様に、スクリー
ン電極５と記録媒体２５との間にも空隙を設けたが、ス
クリーン電極５に記録媒体２５が接触してもかまわな
い。その場合には、記録媒体２５に背面から接触してい
る対向電極２１の電位とスクリーン電極５の電位との差
をゼロに近づけることも可能である。

【００４４】また、各部材の電位は、光導電性着色粒子
６が露光されて粒子内で生成する正孔−電子対を解離さ
せるためにスクリーン電極５と透光性導電層２との間の
電界が１０⁴Ｖ／ｃｍ以上であればよく、本実施例に示
した数値に限定されるものではない。本実施例の如く、
充填時に負帯電粒子を使用する場合においては、各部材
の電位が、透光性導電層２＞スクリーン電極５≧充填電
極２３、スクリーン電極５＞対向電極２１、の関係にあ
ればよい。

【００４５】次に、本実施例の画像形成装置の製造方法
について説明する。先ず、絶縁性スクリーン４は、透光
性支持体１と透光性導電層２とからなるスリーブの表面
に、光硬化性液状樹脂層をディップコートする。光硬化
性液状樹脂の塗工液粘度と引き上げ速度とを、絶縁性ス
クリーン４の厚さが、例えば５０乃至１００μｍとなる
ように調整する。光硬化性樹脂としては、例えばアジド
化合物系、ナフトキノンジアジド系、重クロム酸系、ポ
リビニルケイ皮酸系、ナイロン樹脂系、アクリレート
系、エポキシ樹脂系、エン・チオール系、不飽和ポリエ
ステル系、不飽和ポリウレタン系、及びシリコン樹脂系
等があるが、本実施例では、硬化前後の硬度及び溶解性
のダイナミックレンジが広いこと、並びに硬化後の収縮
が少ないこと等から、帝人製機のエポキシ−アクリレー
ト樹脂系のＴＳＲ−８１０樹脂を使用する。この樹脂
は、３６５ｎｍ近傍の特定波長光で硬化する特性を有す
るため、絶縁性スクリーン４の硬化用露光源として５０
０Ｗの超高圧水銀ランプを有するウシオ電機製の紫外線
照射装置ＭＬ−５０１Ｃを使用する。塗工後に光硬化性
樹脂表面に格子パターンを形成したマスクを密着させ、
絶縁性スクリーン４の壁に相当する部分を露光し硬化さ
せ、孔部は未露光とする。マスクとしては、透光性の高
い薄膜ＰＴＦＥシートを使用し露光硬化後の剥離性を確
保する。

【００４６】格子パターンを露光した後、マスクのフィ
ルムを剥離し、未硬化部分の樹脂を除去するため所謂現
像を行う。現像は、例えばイソプロピルアルコール（Ｉ
ＰＡ）を露光後の液状樹脂に、例えば２分間吹き付けて
行う。現像終了後、付着した現像液を除去するため、例
えば８０℃で約１０分間程度、恒温槽中に保管し乾燥す
る。その後、マイクロスコープで孔状態を拡大観察し、
穿孔が均一に行われていることを確認し、次いで、再度
樹脂の硬化が完了するのに十分な光を上述の硬化用露光
光源にて全面に照射し、樹脂強度を確保する。

【００４７】本実施例により、実際に作製された格子状
絶縁性スクリーン４を走査型電子顕微鏡（Scanning ele
ctron microscope（ＳＥＭ））で測定したところ、その
表面側から観察した孔の形状は、短辺が約３０μｍ、長
辺が約６０μｍの長方形であり、格子（孔間の壁部）の
幅は約１２μｍであり、絶縁性スクリーン４の断面観察
によると、孔の深さは約６０μｍであった。

【００４８】次に、格子状スクリーン４の樹脂硬化後の
表面に、スクリーン電極５となる電極層を形成する。絶
縁性スクリーン４上に、スクリーン電極５として、例え
ば、厚さが約２５０Å程度のアルミニウム膜を真空蒸着
等により形成する。こうして、絶縁性スクリーン４及び
スクリーン電極５を作製する。

【００４９】なお、粒子搬送体１０における透光性導電
層２、絶縁性スクリーン４、及びスクリーン電極５によ
り粒子搬送体１０の円筒形状を維持できる場合には、本
実施例で使用した透光性支持体１は、本発明に必須の部
材ではなく省略できるものである。例えば、スクリーン
電極５を電鋳法で作製すれば十分な強度が得られる。

【００５０】次に、電鋳法によりスクリーン電極を形成
する方法について説明する。図４（ａ）乃至（ｄ）は、
スクリーン電極５の製造方法をその工程順に示す断面
図、図５は、スクリーン電極を示す斜視図である。

【００５１】図４（ａ）に示すように、例えばステンレ
ス等からなる導電性を有する円筒形母型６１の外周面上
であって、スクリーン電極５の孔８に対応する部位にフ
ォトレジストによって絶縁膜６２をパターン形成する。

【００５２】この場合、円筒形母型６１としては、スク
リーン電極５の内径にほぼ等しい外径を持つものを用意
する。また、円筒形母型６１の表面は、電鋳処理におい
て、良好な転写を得るために高精度の面とする。

【００５３】次に、公知の電鋳法を使用し、図４（ｂ）
に示すように、円筒形母型６１の外周面上であって、絶
縁膜６２の形成部位以外の部位に金属を析出させること
により、周方向に継ぎ目がなく、厚さが例えば２０乃至
１００μｍ程度の金属メッシュスリーブ６３を形成す
る。

【００５４】この場合、金属メッシュスリーブ６３の材
料としては、例えば銅、鉄、ニッケル、銀又は金等が使
用できる。なお、ニッケルを使用すると耐食性等の利点
を有する。更に、形成する金属メッシュスリーブ６３の
硬度をビッカーズ硬さＨｖが５０乃至１５００程度とす
ることが好ましく、更に好ましくは、ビッカーズ硬さＨ
ｖが１００乃至１２００とする。

【００５５】そして、図４（ｃ）に示すように、金属メ
ッシュスリーブ６３を形成した後、円筒形母型６１を例
えば有機溶剤中に浸漬することにより、絶縁膜６２を溶
解除去する。

【００５６】次いで、図４（ｄ）及び図５に示すよう
に、金属メッシュスリーブ６３から円筒形母型６１を離
脱させることにより、矩形の孔５ａが複数個形成された
スクリーン電極５を形成する。

【００５７】このように表面電極を形成することによ
り、均一で且つ十分な厚さを有すると共に、欠陥のない
スクリーン電極５を得ることができる。

【００５８】この後、スクリーン電極５の内周面上に絶
縁性スクリーン４を形成する。先ず、スクリーン電極５
の内周面上に厚さが例えば１００μｍ程度で絶縁層を形
成する。絶縁層の材料としては、有機系のポジ型フォト
レジスト等を使用することができる。ポジ型フォトレジ
ストとしては、ＰＭＥＲ樹脂（東京応化製のめっき用フ
ォトレジスト）、又は感光成分を含有するアルカリ可溶
性ノボラック樹脂等で、例えばフェノール、クレゾール
若しくはキシレノール等の芳香族ヒドロキシ化合物とホ
ルムアルデヒド類とを酸性触媒下で縮合させたものに、
キノンジアジド基含有化合物、特に芳香族ポリヒドロキ
シ化合物のナフトキノン−１，２−ジアジドスルホン酸
エステルを感光成分として配合したもの等を使用するこ
とができる。

【００５９】なお、絶縁層の厚さは画像濃度を左右する
孔８内における光導電性着色粒子６の個数を均一化する
ために、厳密な制御を行うことにより決定される。この
ため、絶縁層の形成方法としては、スクリーン電極をそ
の管軸方向が垂直になるように立てて、スクリーン電極
５の外表面をカバーマスクで被覆した後、ポジ型感光液
中にスクリーン電極５を浸漬してから引き上げることに
よる塗工法がある。

【００６０】また、同じく、スクリーン電極を、その管
軸方向を垂直にして立て、ポジ型感光性樹脂液が塞き止
められたステージをスクリーン電極５の内部でその上端
から下端まで移動させることによる塗工法、又はスクリ
ーン電極５の内周面上に円周方向に沿ってポジ型を塗布
（滴下）してから、スクリーン電極５の管軸を軸とし
て、スクリーン電極５を円周方向に高速回転させること
による塗工法等がある。これらの方法は、スクリーン電
極５の孔が小さいか又は孔の個数が少なく、開口率が低
い場合等にポジ型感光性樹脂が漏出しにくく、外周面を
カバーマスクで被覆する必要がないため好ましい。

【００６１】特に、高速回転させて塗工する方法におい
ては、感光性樹脂に遠心力を作用させることにより、均
一な厚さで絶縁層をスクリーン電極の内表面に形成する
ことができる。この際、ポジ型感光性樹脂の粘度、塗布
量、及びスクリーン電極の回転数を厳密に制御すること
により、絶縁層を所望の厚さにするこができる。この
際、スクリーン電極の開口率が高く、且つ低解像度で、
更に塗布液の粘度が低く、スクリーン電極５を高速回転
させざるを得ないような場合は、微小孔内がポジ型感光
性樹脂液で塞がれてしまうが、この液量がスクリーン電
極５の外周面まで回り込むほどの量でない場合は、露光
・現像時に孔内に詰まったポジ型感光性樹脂が溶解除去
される。

【００６２】また、上述の高速回転させて塗工する方法
は、塗工しながら連続してベーク処理を施すことができ
るため、大量生産するのに優れている。この場合のベー
ク処理は、樹脂液塗布後又は塗布時に高温槽中にて被覆
物を例えば１００℃で１５分間程度保持して行われる。
これにより、スクリーン電極５の外周面のみならず微小
な孔８内からも溶媒が揮発され、短時間で溶媒残存のな
い絶縁層がスクリーン電極５の内周面上に形成される。

【００６３】この後、絶縁層に孔加工を施す。先ず、例
えば高圧水銀ランプ等を使用して、スクリーン電極５の
外周面側から露光光を照射して、絶縁層を露光する。水
銀ランプを使用する場合は、水銀ランプをスクリーン電
極５の周方向に等間隔に配置して一括露光してもよい。
また、スクリーン電極５の円筒軸と平行な軸線を有する
水銀ランプを固定して照射すると共に、予めスクリーン
電極５にフランジ及びシャフトを取り付けて形成された
組立体を回転させることにより露光してもよい。この
際、ポジ型感光性樹脂である絶縁層に対する積算照射量
（照度と照射時間との積）を各部位において、一定とす
ると共に、各除去部に入射する各露光光を平行且つスク
リーン電極５表面に対して垂直とし、露光光の周り込み
を防止するスリット板を使用して露光することができ
る。

【００６４】なお、ポジ型感光性樹脂に対する照射露光
量が特定の露光量ｔ１を超えると、露光量の増大と共
に、現像液溶解性が急激に進行し、現像液に溶解しない
割合（残膜率）が最小となるような露光量ｔ２以上の露
光量をポジ型完成樹脂に照射すると、常に最大量が現像
液に溶解することが分かる。これにより、露光時には、
露光量がｔ２以上の露光量でポジ型感光性樹脂に光照射
すればよく、露光時の制御が容易になって、大量生産性
に優れる。また、露光が従来の近接露光方によるもので
はなく、露光時にマスクとして機能するスクリーン電極
５とポジ型感光性樹脂とが密着するため、解像性が優れ
ていると共に露光終了後に従来のマスク剥離作業が不要
になり、工数の削減及び孔欠損防止を可能とする。次い
で、ポジ型感光層を上述の方法で除去部を溶解（現像）
して貫通孔を形成する。

【００６５】この場合スクリーン電極５と共にポジ型感
光層を現像液中に浸漬してもよく、また、スクリーン電
極５の外表面及びポジ型感光層の内周面から現像液を高
圧噴射により吹き付けてもよい。以上の工程は、例えば
光透過性及び成膜性が良好であって、照射部位の現像性
が悪い場合、即ち、ポジ型感光性樹脂が一度に溶解しな
い場合には、複数回に分けて露光・現像工程を繰り返す
こともこともできる。また、感光性樹脂の成膜性が不良
で十分な膜厚が確保されない場合は、塗布・露光・現像
工程を繰り返してもよい。このようにして各孔加工方法
は、使用感光性樹脂の光透過性、成膜性及び現像液溶解
性等の特性によって選択される。なお、現像後にはポス
トベークド処理を施してもよい。現像後、絶縁層の表面
に付着した現像液を純水で除去し、乾燥して絶縁性スク
リーン４を得る。

【００６６】次に、絶縁性スクリーンの内周面上に透光
性導電層を形成する。透明性を有する例えばＩＴＯ又は
ＳｎＯ系からなる導電性コート液を、上述した絶縁性ス
クリーン４の絶縁層の形成方法と同様の方法にて塗布し
乾燥することにより形成することができる。なお、透光
性導電層は、アルミニウム等を真空蒸着又はスパッタ法
等によって形成することもできる。

【００６７】こうして、電鋳法により、スクリーン電極
５を形成することにより、透光性支持体１を不要とし、
透光性導電層、絶縁スクリーン及びスクリーン電極から
なる粒子搬送体を得ることができる。

【００６８】次に、光導電性着色粒子６の製造方法につ
いて説明する。光導電性の着色粒子６は、例えば公知の
製法である重合法で作製された体積中心粒径が例えば約
８．３μｍの絶縁性トナーを母体粒子とし、例えば奈良
機械製作所製のハイブリダイザーＯ型により、電荷発生
材料をトナー表面に固定化処理（１３０００ｒｐｍ、２
分間）したものを使用することができる。電荷発生材料
は最大粒子径が例えば約０．４μｍのオキシチタニウム
フタロシアニンを使用する。これは、特許第２９０７１
２１号公報に開示された方法で作製したものである。こ
の特許第２９０７１２１号公報においては、オキシチタ
ニウムフタロシアニン結晶は、機能分離型有機感光体の
電荷発生層用の材料として開示されているものである
が、本願発明者等は、このオキシチタニウムフタロシア
ニンを着色粒子に被覆することにより、優れた光導電性
を示す粒子が得られることを知見した。即ち、本願発明
者等はオキシチタニウムフタロシアニンが、銅フタロシ
アニン及び無金属フタロシアニン等に比べて光感度が優
れ、着色粒子の飛翔が瞬時に行われて、画像記録速度を
高速化できることを知見した。なお、本実施例において
は、絶縁性トナーに対してオキシチタニウムフタロシア
ニンを１３．６質量％添加している。

【００６９】本実施例によれば、露光されたときのみに
電荷を発生する材料を着色粒子に含ませた光導電性着色
粒子６を使用し、また、絶縁性スクリーン４の上面にス
クリーン電極５を設けることにより、光導電性着色粒子
６に画像露光時に１０⁴Ｖ／ｃｍ以上の電界を印加する
ことができる。これにより、簡単なプロセスで記録媒体
へ直接光導電性着色粒子６を飛翔させることができ、且
つ露光幅Ａの領域部分の光導電性着色粒子６のみが飛翔
する。即ち、画像露光面積にほぼ完全に対応した面積の
粒子が飛翔し、画像記録させることができるので、画像
の解像度を向上させることができ、露光解像度どおりの
画像を得ることが可能になる。一方、従来例１において
は、着色粒子が導電性粒子であるため、露光部又は非露
光部に拘わらず、横方向への電荷リークが生じ、露光面
積が図１０に示す領域Ａであるにも拘わらず、この露光
領域Ａを含む孔１０８ａ及び１０８ｂ内の全粒子が飛翔
してしまう。即ち、領域Ｄの範囲全域の粒子が飛翔し、
細線幅が太ってしまう等の問題が生じて画像の解像度が
劣化するという問題点があった。しかし、実施例により
印字された画像は、従来技術の画像に認められた細線画
像のエッジのぼやけが解消され、シャープさが著しく向
上する。また、細線が太く再現されてしまうというよう
な不具合も解消される。これにより、解像度が飛躍的に
向上する。

【００７０】また、本実施例においては、光導電性の着
色粒子６を摩擦帯電させず、電界と露光とにより一様帯
電させるため、以下の効果を奏する。第１の効果とし
て、光導電性着色粒子６の層の厚さを規制する規制ブレ
ード２６への粒子融着現象を低減することができる。即
ち、一般的な電子写真法の非磁性１成分のトナー粒子の
薄層形成時においては、着色粒子を摩擦帯電させるため
に、規制ブレードが線圧５ｇ／ｍｍ程度という大きな圧
力で粒子層を押しつけ１０μｍ厚程度の薄層を形成して
いる。その結果、着色粒子が規制ブレードへ融着すると
いう不具合が生じる。これに対して本実施例の画像形成
装置においては、上述した如く、電界と露光とにより光
導電性着色粒子６を一様帯電させるため、光導電性着色
粒子６層の厚さは厚くてよく、規制ブレード２６の線圧
を大幅に小さくすることができる。従って、規制ブレー
ド２６への粒子融着等の不具合が生じない。

【００７１】第２の効果として、規制ブレード２６での
粒子薄層を押す圧力を大幅に小さくして光導電性着色粒
子６が規制ブレード２６への融着を防止することによ
り、画像に白筋等の欠陥が生じない。

【００７２】第３の効果として、規制ブレード２６への
融着が起こりにくいため、光導電性着色粒子６の構成成
分選択の自由度が大幅に広がる。従って、光導電性着色
粒子６を構成するバインダー樹脂として、従来公知の光
導電性粒子６及び絶縁性トナーのバインダー樹脂より溶
融粘度の小さい樹脂を使用できる。これにより、定着温
度を低減することができるため、省エネルギーの画像形
成装置を提供することができる。

【００７３】また、光導電性着色粒子６の着色剤として
従来の顔料に替わり、染料を使用することができる。一
般的に電子写真法の絶縁性トナーは着色剤として顔料を
使用している。一方、インクジェット方式のインクには
一般的に染料が使用されている。染料は顔料よりも透光
性が高く、彩度に優れている。しかしながら従来の電子
写真方式では、トナーの帯電に摩擦帯電を利用している
ため、染料を使用することができない場合がある。これ
は染料自身が摩擦帯電制御剤として機能することが多々
あり、所定の摩擦帯電量を得ることができないという不
具合を生じるからである。しかし、インクジェット方式
の画像に近い彩度及び透光性を得るため、及びインクジ
ェット画像と電子写真方式画像との色調を整合させる等
のため、電子写真方式で使用する着色粒子にも染料を使
用する必要がある場合、本実施例の画像形成装置を使用
すれば、粒子帯電に摩擦帯電を使用しないため、光導電
性着色粒子６の着色剤として染料を使用し、彩度及び透
光性が優れ、インクジェット方式の画像と色調を整合し
やすい画像を得ることができる。更に、顔料を使用する
よりもＯＨＰ用紙等に印字した画像の透光性がよいとい
う効果も奏する。

【００７４】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図６は、本実施例の粒子搬送体５０を示す模式的
断面図である。本実施例の粒子搬送体５０は、透光導電
層５２と絶縁性スクリーン５４との間に正孔注入防止層
５３を有する。

【００７５】図６に示すように、本実施例の粒子搬送体
５０は、厚さが５０μｍのＰＥＴスリーブからなる透光
性支持体５１の上に例えばＩＴＯ膜等からなる透光性導
電層５２が形成され、この上に正孔注入阻止層５３が形
成されている。そして、正孔注入阻止層５３の上に絶縁
性スクリーン５４及びスクリーン電極５５が第１の実施
例と同様にして形成され、粒子搬送体５０が構成されて
いる。なお、その他の構成は第１の実施例と同様として
画像形成することができる。

【００７６】正孔注入阻止層５３としては、例えばメト
キシメチル化ナイロン樹脂のメタノール溶液を塗工、乾
燥し、膜厚０．５μｍの層としたものが好ましい。これ
により、仕事関数が４乃至５ｅＶ程度のＩＴＯからナイ
ロンの価電子帯への正孔注入が阻止される。このような
正孔注入阻止層５３を設けることにより、暗部において
透光性導電層５２から、充填されている負帯電した光導
電性着色粒子に正孔が注入されることを防止して、かぶ
りを更に低減することができる。

【００７７】更に、光導電性着色粒子を摩擦帯電しない
ため、第１の実施例と同様の効果を奏する。即ち、規制
ブレードへの着色粒子の融着を防止することができるた
め、光導電性着色粒子の着色剤比率を増加させることが
できる。従って、印刷インクに近い画像を少ない粒子付
着量で達成できインク層の厚さを低減することができ
る。また、光導電性着色粒子を構成するバインダー樹脂
として従来よりも溶融粘度が小さい樹脂を使用すること
ができるため、定着温度を低減でき、装置の省電力化が
可能となる。

【００７８】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。本実施例は、充填前の粒子帯電に使用する一様露
光用光源の位置を第１の実施例とは異なる位置に設ける
ものである。図７は、本実施例の供給部対向電極を示す
模式的断面図である。

【００７９】図７に示すように、図２に示す第１の実施
例と同様、光導電性着色粒子槽３３内に、充填電極３９
及び規制ブレード３８が配置されている。そして、本実
施例においては、充填前の光導電性着色粒子６の帯電と
薄層化を行うための光源３７は、充填電極３９の外部で
あって、規制ブレード３８を介して充填電極３９とは反
対の位置に配置されており、規制ブレード３８側から着
色粒子を露光する。本実施例の規制ブレード３８は透光
性の板材とし、光源３７の光は充填電極３９と規制ブレ
ード３８との最近接部の光導電性着色粒子６の薄層が一
様に露光される。規制ブレード３８としては、図３に示
した第１の実施例の規制ブレード２６と概略同一である
が、導電層として、例えば透光性のＩＴＯ層を塗布した
ＰＥＴ板等を使用することができる。その他の画像形成
装置の構成は第１の実施例と同様として画像形成するこ
とができる。

【００８０】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。第１乃至第３の実施例においては、一様露光と電
界とにより充填前の粒子の帯電を行うものとしたが、本
発明は、本実施例の画像形成装置の如く、一般的な摩擦
帯電法を使用することもできる。

【００８１】本実施例においては、摩擦帯電法を使用す
るため、図２に示す第１の実施例で使用する光源２７が
不要となる。充填電極として金属ローラを使用し、充填
電極上への光導電性着色粒子層の形成を行う。規制ブレ
ードとしては、例えばＳＵＳ板を使用し、着色粒子を充
填電極である金属ローラの上にこすりつけ、着色粒子を
摩擦帯電により負帯電させ薄層形成する。このとき、充
填電極と規制ブレードとの電位差は、同電位又は規制ブ
レード側を負にする。この方法によれば、規制ブレード
の線圧は従来例と同様の線圧が必要となるが、第１の実
施例とは異なり、充填電極の内部に一様露光用の光源を
内蔵する必要がなくなり、装置が簡素な構成とすること
ができる。また、第１の実施例と同様の効果を奏し、画
像の解像度及びかぶり特性に優れたものが得られる。

【００８２】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。第１乃至第４の実施例では、充填前の光導電性着
色粒子を負帯電させるものとしたが、本実施例において
は正に帯電させる。図８は、本実施例の供給部対向電極
を示す模式図である。図８に示すように、透光性の充填
電極２３の表面上に透光性の絶縁層３２が形成されてい
る。そして、光導電性着色粒子６を正に帯電させるた
め、規制ブレード２６の基材３１上に形成された導電層
２９の電位を例えば＋２６０Ｖ、充填電極２３の電位を
例えば＋２００Ｖとする。絶縁層３２の厚さは、形成す
る着色粒子層の厚さの例えば３０μｍより薄い層厚とし
て電界が着色粒子層に有効に働くようにし、且つ電荷の
移動が起こらない厚さとする。

【００８３】透光性の円筒状充填電極２３の内部に配置
された第１の実施例と同様の光源からの露光と、充填電
極２３と導電層２９との間に形成された電界とにより、
図８に示すように、光導電性着色粒子６の電荷発生材料
中で発生した正孔−電子対が解離し、電子のみが規制ブ
レード２６の導電層２９へリークし、光導電性着色粒子
６は正帯電して充填電極２３に付着する。この後、粒子
搬送体１０への光導電性粒子の充填及び記録媒体への粒
子飛翔の工程は第１の実施例と同様の工程となる。使用
する光導電性着色粒子６の帯電極性が反対であるので、
電界の方向は第１の実施例と反対とする。従って、各部
材の電位関係は、透光性導電層＜スクリーン電極≦充填
電極、且つスクリーン電極＜対向電極、の関係となる。
粒子搬送体の構成は、第１の実施例と同様とすることが
できる。以下、図２にて以後の工程を説明する。なお、
本実施例は、図２の電源の極性とは反対で実施される。

【００８４】光導電性着色粒子６の電荷極性が第１の実
施例とは反対の正であるため、絶縁性スクリーン４へ正
帯電した光導電性着色粒子６の充填が、第１の実施例と
は反対方向の電界下で実行される。その後、搬送された
光導電性着色粒子６は空隙を介して紙等の記録媒体２５
と対向する。対向電極２１と粒子搬送体１０の透光性導
電層２の間には負帯電した光導電性着色粒子６が対向電
極２１側へ移動する電界が形成されている。本実施例に
おいては、例えば、対向電極２１の電位を３００Ｖ、ス
クリーン電極５を１５０Ｖ、透光性導電層２を接地電位
とし、スクリーン電極５と対向電極間２１との間の空隙
を３００μｍとして、スクリーン電極５と透光性導電層
２との間に２．５×１０⁴Ｖ／ｃｍの電界を形成するこ
とができる。

【００８５】そして、画像信号に対応した露光光源２２
からの露光光が、粒子搬送体１０の透光性支持体１側か
ら絶縁性スクリーン４内の光導電性着色粒子６に照射さ
れ、照射された光導電性着色粒子６は逆の極性の負に帯
電して記録媒体２５へ飛翔、付着し記録が行われる。

【００８６】即ち、画像信号に応じた画像露光が透光性
支持体１側から照射されると、光導電性の着色粒子６表
面の電荷発生材料中で正孔−自由電子対が形成され、ス
クリーン電極５と透光性導電層２との間に形成された高
電界により正孔−電子対は解離し、正孔が透光性導電層
２へリークし、光導電性着色粒子６は残された電子によ
り負に帯電する。このとき、未露光部の粒子は正帯電を
維持しているか又はゼロ電荷になっているが、負に帯電
していることはなく、従って画像かぶりが発生すること
がない。

【００８７】なお、本実施例では充填電極２３と規制ブ
レード２６との近接部での一様露光を充填電極２３側か
ら行う例を述べたが、規制ブレード２６側から一様露光
することも可能である。その際には、規制ブレード２６
を透光性の材料で構成すればよい。

【００８８】次に、本発明の第６の実施例について説明
する。第４の実施例では、着色粒子の充填前に着色粒子
を摩擦帯電で負帯電する例を示したが、本実施例におい
ては、摩擦帯電により、着色粒子を正に帯電させる。充
填電極として金属ローラを使用し、ＳＵＳ板からなる規
制ブレードにて着色粒子を充填電極の上にこすりつけ、
粒子を摩擦帯電により正帯電させると共に着色粒子層の
薄層化する。このとき、充填電極に対する規制ブレード
の電位を正にする。その他の構成は実施例４と同様とす
ることができる。

【００８９】次に、本発明の第７の実施例について説明
する。第５及び第６の実施例では正帯電させた着色粒子
を、第１の実施例と同様の粒子搬送体で搬送するものと
したが、本実施例では、第１の実施例の粒子搬送体とは
異なる粒子搬送体により搬送する。図９は、本実施例の
粒子搬送体４０を示す断面図である。本実施例の粒子搬
送体４０においては、透光性導電層４２と絶縁性スクリ
ーン４４との間に、更に正孔輸送層４３が形成されてい
る。即ち、本実施例の粒子搬送体４０においては、透光
性支持体４１上に透光性導電層４２が形成され、この上
に正孔輸送層４３が形成されている。そして、この正孔
輸送層４３上には、第１の実施例と同様に、複数個の孔
が形成された多孔状の絶縁性スクリーン４４と、この絶
縁性スクリーン４４の上面のスクリーン電極４５とが形
成されている。

【００９０】透光性支持体４１としては、例えばＰＥＴ
スリーブ等を使用できる。絶縁性スクリーン４４及びス
クリーン電極４５の形成法は、第１の実施例と同様の方
法とすることができる。画像形成のプロセスは第５の実
施例と同様である。

【００９１】本実施例においては、正孔輸送層４３を設
けることにより、暗部において予め正帯電して充填され
ている着色粒子へ透光性導電層４２から電子が注入され
ることを防止することができるため、光導電性着色粒子
の正電荷が減衰する程度が低減される。従って、かぶり
が更に低減される。

【００９２】正孔輸送層４３としては、例えばポリカー
ボネート樹脂Ｚ２００（三菱ガス化学製）とビストリフ
ェニルアミンスチリル誘導体とを１：０．８の質量比
で、テトラヒドロフラン溶媒に溶解させた塗工液をディ
ップコートし、膜厚約１０μｍの層を形成することがで
きる。

【００９３】従来例２においては、本実施例の特徴であ
る絶縁性スクリーン４４表面のスクリーン電極４５と透
光性導電層４２との間の高電界が存在しないために、有
機電荷発生材料を使用した場合に正孔−電子対の解離及
び電荷の移動が実質上発生しないか、電荷移動時間が長
すぎて、実用的な印字速度では画像記録が不可能であっ
たが、本実施例の画像形成装置によれば十分な高電界を
絶縁性スクリーン４４の孔中の粒子に印加させているた
め、実用的な印字速度で画像信号に対応した粒子の飛翔
記録をすることができる。

【００９４】次に、本発明の第８の実施例について説明
する。本実施例においては、光導電性着色粒子として、
小粒径の粒子を使用する。公知の重合法により作製され
た体積中心粒径が例えば２．７μｍの絶縁性トナーを母
体粒子として、その粒子表面に、例えば第１の実施例と
同様のオキシチタニウムフタロシアンニンを、例えば約
３４質量％固定被覆させ、光導電性着色粒子を形成す
る。この小粒径光導電性粒子を使用し、第１の実施例と
同様の構成の画像形成装置により画像形成する。従来の
摩擦帯電を使用した電子写真法では、この様な小粒径粒
子を取り扱うと画像濃度が低下し、粒子薄層形成が困難
であり、更に粒子が機内に飛散して機内汚染が著しく、
更にまた、感光体上に残留した粒子のクリーニングがで
きない等の問題点が多く、実用化が困難であったが、本
実施例では、小粒径粒子を使用してもそれらの問題が生
じなく、高解像度の画像を得ることができる。

【００９５】本実施例においては、従来実用的に使用で
きなかった小粒径着色粒子も使用可能となり、これによ
り画像の解像度が大幅に向上させることができる。

【００９６】次に、本発明の第９の実施例について説明
する。本実施例においては、光導電性着色粒子に含有す
る着色剤比率を増加させる。本実施例の光導電性着色粒
子としては、例えばポリエステル系バインダー樹脂に、
着色剤として、例えばカーボンブラック（三菱油化製ケ
ッチェンブラックＥＣ）を例えば３０質量％添加し、公
知の混練及び粉砕法により体積中心粒径約８μｍの絶縁
性着色粒子を作製する。次いで、この絶縁性着色粒子
に、例えば第１の実施例と同様の方法により、例えばオ
キシチタニウムフタロシアニンを例えば１３質量％被覆
固定化することにより光導電性着色粒子を得る。このよ
うに、着色粒子中の着色剤の比率は従来公知の電子写真
法のトナーと比べて大幅に増加させた光導電性粒子を使
用し、第１の実施例と同様の構成の画像形成装置により
問題なく画像形成することができる。

【００９７】本実施例おいては、粒子の帯電に摩擦帯電
を利用しないため、着色剤比率を増加させることがで
き、印刷インクに近い画像を少ない粒子付着量で形成す
ることができる。

【００９８】なお、上述した実施例においては、光導電
性粒子としては有機電荷発生材料であるオキシチタニウ
ムフタロシアニンを絶縁性粒子の表面に被覆したものを
使用したが、光導電性を有するのであれば他の公知の光
導電性粒子を使用することもできる。例えば、無機の酸
化亜鉛若しくはセレンを内添若しくは外添した粒子、又
はトリフェニルアミン誘導体類をポリカーボネート樹脂
に分散した粒子等を使用することもできる。

【００９９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の画像形成
装置によれば、露光されたときのみに電荷を発生する材
料を着色粒子に含ませると共に、絶縁性スクリーン表面
にスクリーン電極を設けることにより、充填した光導電
性着色粒子に対して画像露光時に１０⁴Ｖ／ｃｍ以上の
電界を印加できるようにしたため、簡単なプロセスで記
録媒体へ直接着色粒子を飛翔させることができ、且つ画
像露光面積にほぼ完全に対応した面積の粒子を飛翔させ
て画像記録させることができるので、従来技術の画像に
認められた細線画像のエッジのぼやけが解消され、シャ
ープさが著しく向上する。また、細線が太く再現されて
しまうというような不具合も解消される。これにより、
画像の解像度が飛躍的に向上する。また、スクリーン電
極による電界により粒子は画像記録前にはスクリーンの
孔中に閉じこめられているので、遠心力で粒子が飛散す
ることがなく機内汚染を防止でき、且つ未露光部の粒子
が電界のみで飛翔してしまうことがないのでかぶりのな
い良好な画像を得ることができる。

【０１００】また、本発明の画像形成装置は、絶縁性ス
クリーンの下に光導電層を設ける必要がないため、従来
例１のように紫外線硬化型樹脂にて絶縁性スクリーンを
形成する際に光導電層により紫外線が乱反射して絶縁性
スクリーンの孔形成を高精細にできないという問題が生
じず、絶縁性スクリーン自体を高精細に作製できる。従
って、画像の解像度がより向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の画像形成装置の粒子搬
送体を示す模式的断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例の画像形成装置の構成を
示す模式的断面図である。

【図３】本発明の第１実施例の画像形成装置の規制ブレ
ードを拡大して示す模式図である。

【図４】（ａ）乃至（ｄ）は、スクリーン電極５の製造
方法をその工程順に示す断面図である。

【図５】スクリーン電極を示す斜視図である。

【図６】本発明の第２の実施例の粒子搬送体５０を示す
模式的断面図である。

【図７】本発明の第３の実施例の粒子規制部材を示す模
式的断面図である。

【図８】本発明の第５の実施例の粒子規制部材を示す模
式図である。

【図９】本発明の第７の実施例の粒子搬送体４０を示す
断面図である。

【図１０】従来例１の画像形成部の要部を拡大して示す
模式的断面図である。

【符号の説明】

１、４１、５１；透光性支持体２、４２、５２；透光性導電層４、４４、５４；絶縁性スクリーン５、４５、５５；スクリーン電極６；着色粒子７；露光光８；孔９；光導電層１０、４０、５０；粒子搬送体２０；感光体ユニット２１；対向電極２２；画像光源２３、３９；充填電極２４；透光性支持体２５；記録媒体２６、３８；規制ブレード２７、３７；光源２９；導電層３０、３２；絶縁層４３；正孔輸送層５３；正孔注入阻止層６１；円筒形母型６２；絶縁層６３；金属メッシュスリーブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀健志東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者吉井朋幸東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内Ｆターム(参考） 2C162 AE12 AE25 AE28 AE31 AE37 AE47 AE74 AE84 AE90 AJ17 AJ24 AJ25 CA40 2H029 DA00 DB01 DB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光導電性の着色粒子を記録媒体に付着さ
せる画像形成装置において、透光性導電層、この透光性
導電層上に設けられ前記光導電性着色粒子を充填可能の
複数個の孔を有する絶縁性スクリーン及びこの絶縁性ス
クリーンの上面に形成された電極層からなる粒子搬送体
と、第１の極性に帯電した光導電性着色粒子を前記粒子
搬送体に供給する光導電性粒子供給部と、記録媒体を介
して前記粒子搬送体と対向する対向電極と、画像信号に
応じて前記透光性導電層を介して前記光導電性着色粒子
を露光し前記光導電性着色粒子を第２の極性に帯電させ
る露光部材と、前記透光性導電層と前記電極層との間に
前記第１の極性に帯電した着色粒子を前記透光性導電層
に向けて電気的に吸引する第１の電界を与える第１の手
段と、前記対向電極と前記透光性導電層との間に前記第
２の極性に帯電した着色粒子を前記対向電極に向けて電
気的に吸引する第２の電界を与える第２の手段と、前記
粒子搬送体を前記光導電性粒子供給部と前記対向電極と
の間で循環移動させる粒子搬送体駆動手段とを有するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記光導電性粒子供給部は、光導電性着
色粒子を貯留した貯留部と、この貯留部内で周面が前記
光導電性着色粒子に接触する円筒状の充填電極と、この
充填電極を回転駆動する充填電極駆動手段と、光導電性
着色粒子を間にして前記充填電極の周面に対向する供給
部対向電極と、前記供給部対向電極と前記充填電極との
間の光導電性着色粒子を一様露光して前記光導電性着色
粒子を前記第１極性に帯電させる供給部露光部材と、前
記充填電極の周面が前記粒子搬送体に回転してきたとき
に前記第１極性に帯電した光導電性着色粒子が前記充填
電極から前記粒子搬送体に飛翔することを可能とする第
３の電界を前記透光性導電層と前記充填電極との間に印
加する第３手段とを有することを特徴とする請求項１に
記載の画像形成装置。
【請求項３】前記充填電極は透光性を有し、前記供給
部露光部材は前記充填電極内に配置され、前記充填電極
を介して前記光導電性着色粒子を露光することを特徴と
する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記供給部対向電極は透光性を有し、前
記供給部露光部材は前記供給部対向電極を介して前記光
導電性着色粒子を露光することを特徴とする請求項２に
記載の画像形成装置。
【請求項５】前記光導電性粒子供給部は、光導電性着
色粒子を貯留した貯留部と、この貯留部内で周面が前記
光導電性着色粒子に接触する円筒状の充填電極と、この
充填電極を回転駆動する充填電極駆動手段と、光導電性
着色粒子を間にして前記充填電極の周面に対向して設け
られ前記充填電極と共に前記光導電性着色粒子を摩擦に
より第１の極性に帯電する供給部対向電極と、前記充填
電極の周面が前記粒子搬送体に回転してきたときに前記
第１極性に帯電した光導電性着色粒子が前記充填電極か
ら前記粒子搬送体に飛翔することを可能とする第３の電
界を前記透光性導電層と前記充填電極との間に印加する
第３手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の
画像形成装置。
【請求項６】前記供給部対向電極は、前記充填電極の
周面に付着した着色粒子の層厚を規制することを特徴と
する請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装
置。
【請求項７】前記粒子搬送体は、前記透光性導電層を
外面にして円筒状をなし、前記粒子搬送体駆動手段は、
前記粒子搬送体を回転駆動するものであることを特徴と
する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装
置。
【請求項８】前記充填電極の表面上に絶縁層を有し、
前記供給部対向電極が前記充填電極より低電位となる電
位差を設けることを特徴とする請求項１乃至７のいずれ
か１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記粒子搬送体は、前記透光性導電層と
前記絶縁性スクリーンとの間に正孔注入阻止層を有する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載
の画像形成装置。
【請求項１０】透光性導電層の電位をＶ１、絶縁性ス
クリーン上面の電極層の電位をＶ２、充填電極の電位を
Ｖ３、対向電極の電位をＶ４とすると、Ｖ１＞Ｖ２≧Ｖ
３、且つＶ２＞Ｖ４、であることを特徴とする請求項１
乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記充填電極の表面上に絶縁層を有
し、前記供給部対向電極が前記充填電極より高電位とな
る電位差を設けることを特徴とする請求項１乃至７いず
れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記粒子搬送体は、前記透光性導電層
と前記絶縁性スクリーンとの間に正孔輸送層を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至７及び１１のいずれか１項
に記載の画像形成装置。
【請求項１３】透光性導電層の電位をＶ１、絶縁性ス
クリーン上面の電極層の電位をＶ２、充填電極の電位を
Ｖ３、対向電極の電位をＶ４とすると、Ｖ１＜Ｖ２≦Ｖ
３、且つＶ２＜Ｖ４、であることを特徴とする請求項１
乃至７、１１及び１２のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項１４】前記第１の電源により印加される電圧
によって、透光性導電層と電極層との間に１０⁴Ｖ／ｃ
ｍ以上の電界が形成されていることを特徴とする請求項
１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記光導電性着色粒子が、絶縁性粒子
の表面にオキシチタニウムフタロシアニンを添加し固定
化処理されたものであることを特徴とする請求項１乃至
１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】光導電性着色粒子を第１の極性に一様
帯電させる工程と、透光性導電層、この透光性導電層上
に設けられ前記着色粒子を充填可能の複数個の孔を有す
る絶縁性スクリーン及びこの絶縁性スクリーンの上面に
形成された電極層からなる粒子搬送体の前記孔に前記着
色粒子を充填させる工程と、前記孔の底面側から照射さ
れる露光光及び前記電極層と前記透光性導電層との間に
形成され前記第１の極性に帯電した着色粒子を前記透光
性導電層に向けて電気的に吸引する第１の電界により前
記光導電性着色粒子の帯電極性を反転させた第２の極性
とし、記録媒体を介して前記粒子搬送体と対向する対向
電極と前記透光性導電層との間に形成された第２の電界
により前記第２の極性の光導電性粒子を飛翔させて前記
記録媒体に付着記録させる工程と、を有することを特徴
とする画像形成方法。
【請求項１７】光導電性着色粒子を第１の極性に一様
帯電させる工程は、前記光導電性着色粒子に電界を印加
しつつ一様露光する工程であることを特徴とする請求項
１６に記載の画像形成方法。