JP3555910B2

JP3555910B2 - Image forming device

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Publication number: JP3555910B2
Application number: JP08462796A
Authority: JP
Inventors: 紀慶樽見
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2016-03-13
Also published as: JPH09244418A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等で実施される画像形成方法及びその装置に係り、詳しくは、現像剤を保持した感光体表面に転写材を対向させるとともに該感光体と該転写材との間に転写電界を形成する直前、あるいは、該転写電界を形成した状態で感光体に像露光を行い、該像露光に応じて感光体上の現像剤を、該転写電界により転写材に転写する画像形成方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルワープロ、パーソナルコンピュータの普及により、文書作成の電子化が促進され、小型低コストで一層性能のよい、すなわち、画質記録速度においても、品質の良好な、プリンタへの要求が増大している。加えて、パーソナル性を高めるのに、安全性、環境性（環境汚染が少ないこと）、省エネルギー性などの要求も増大している。
従来、パーソナルな画像形成装置としては、熱記録方式やインクジェット方式のものが普及しているが、それぞれ次のような問題点が残されている。すなわち、熱記録方式では高記録速度を得にくく記録体の選択の余地が狭いという問題点があり、特に熱転写タイプのものではインクリボン使用によるランニングコストの負担増や廃棄物発生による環境汚染という問題点がある。また、インクジェット方式では、インクが噴射されるノズルがつまり易く、信頼性に問題があり、マルチノズル化が困難なため高記録速度も得にくい。またノズルの微細化が困難なため、画質向上にも限界がある。
これらの記録方式に比して電子写真方式の記録方法は、画質、記録速度にすぐれ、かつ種々の記録紙を使用できるなど、大きい長所を有するため、今後とも注目され発展性の大きい技術である。しかし画像形成のための工程が多く、装置が大型、重い大きい、低コスト化が困難であった。
【０００３】
そこで、電子写真方式による画像形成装置において、作像工程の簡素化、小型化、低コスト化、保守性の向上を狙いとして、透光性基体、透光性電極層、光導電体層より構成される透光性感光体を使用し、該透明感光体表面にトナー層を形成した後に、該透明感光体の背面側（透光性基体側）から、ＬＥＤアレイ、ＬＣＤシャッタアレイなどよりの画像光により画像露光を行うと同時に、光像に対応した部分の現像剤を転写紙上に転写せしめる装置（以下、背面露光方式の画像形成装置という）が各種提案されている。
【０００４】
〔従来技術１〕
例えば特開昭５６ー１３３７４９号公報や特開昭５２−５８５３９号公報では、帯電した現像剤とは逆極性に感光体を全面帯電せしめた後に、現像剤を感光体上に一様に付着させ、外部電界の作用下で感光体に光照射を行い、光像に対応した部分の現像剤を転写紙上に転写せしめる装置が提案されている。
【０００５】
〔従来技術２〕
更に、この種の背面露光方式の画像形成装置において、高電圧をなくし、オゾン発生を防止し、環境問題のない安全な画像形成装置の研究もなされ、例えば特開昭５９ー２１６１６１では、透明支持体、透明電極層、光半導体と、磁性体からなる電極を積層してなる感光体を使用し、感光体を帯電器で帯電させることなく該電極に磁力で吸着させたトナーを、前記透明支持体側より、前記透明導電層を、記録パターンに応じて照射することにより、被記録体に転移させる装置が提案されている。
【０００６】
〔従来技術３〕
また、特開平１ー２７７８４９では、透明支持体上に透明電極層、光導電体層、最表面層とを積層して形成した感光体表面上に荷電トナー薄膜層を形成し、前記感光体裏面から画像光照射を行い記録体上にトナー画像を形成する画像形成方法において、前記最表面層を主として高濃度フッ素原子を含有する層とし、感光体を帯電器で帯電させることなく前記最表面層との接触摩擦によりトナーを荷電するとともに、前記最表面層中のフッ素原子と上記トナーとのクーロン引力により、前記最表面上に荷電トナー薄膜層を形成する画像形成方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術１では、感光体の全面帯電のために帯電装置を用いるので、帯電装置の高電圧使用とオゾンの発生という安全性、環境問題を有し、小型化、パーソナル化が困難であった。
また、上記従来技術２では、磁性トナーを使用する必要があため、カラー画像を形成するのには不向きであるという問題点が残されている。
また、上記従来技術３では、乾式トナー溜り中で感光体表面を移動させて該表面とトナーとの接触によりトナーを帯電させてそのまま記録体へのトナー画像形成に使用しているので、乾式トナー同士の凝集により感光体表面上に付着している帯電の不安定なトナーもそのまま記録体と対向する領域まで搬送され、画像のカブリや汚れの原因になる恐れがあるという問題点が残されていた。
【０００８】
なお、乾式トナーを使用するものでは記録紙上にトナー像を定着する定着装置で大きなエネルギーを必要とするという問題点もあった。この点、上記特開昭５２−５８５３９号公報の装置では二成分現像液を使用しているので、定着装置で使用するエネルギーを比較的少なくできる。しかし、二成分現像液であることから、二成分現像液のトナー濃度のコントロールのための装置が必要であり、またトナー凝集による画像劣化や、現像剤（キャリア液）の耐久性の問題も残されている。
【０００９】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、感光体を一様帯電するためのコロナ帯電装置を用いることなく画像を良好に形成できる画像形成方法及びその装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、感光体と、該感光体表面に一成分現像液を供給する現像液供給装置と、該現像液供給装置により一成分現像液を供給されている感光体に像露光を行う露光装置と、該露光装置による感光体の露光箇所において、感光体と転写材との間に転写電界を形成する転写装置とを備えた画像形成装置において、上記露光装置として、画像情報に基づいて互いに独立したドットにより露光するものを用い、感光体上の一成分現像液が少なくとも上記露光箇所において、互いに独立しかつ上記ドットの各々と位置的に対応する微小単位の液滴状になるようにし、上記露光装置の副走査方向における感光体上でのドット径に対応した感光体部分に対してのみ、転写電界を形成するように同方向において断続的に駆動するよう上記転写装置を構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、上記現像液供給装置は、一成分現像液の収容器と該収容器内の一成分現像液を汲み上げて感光体に供給する現像液供給部材とで構成できる。このような現像液供給部材を用いるのに代え、感光体の表面が該収容器内の現像液溜りに部分的に没するようにしてもよい。
【００１２】
上記露光装置としては、例えば電子写真装置における作像のための光学系を備えたものを用いることができる。すなわち、電子写真装置における作像のための光学系はアナログ光学系とディジタル光学系に大別される。アナログ光学系は原稿像を光学系により直接感光体上に投影する光学系で、ディジタル光学系は画像情報が電気信号として与えられこれを光信号に変換して感光体に露光する光学系である。このうちディジタル光学系は、更に機械走査方式と固体走査方式に大別される。機械走査方式ではレーザを光源とし、画像データに基づき外部変調あるいは内部変調したこれからの光束を、ポリゴンミラーなどで機械的に偏向して走査を行なう。一方、固体走査方式では、光源（ＬＥＤやＣＲＴなど）自体や光源の前に置かれたシャッタ（液晶シャッタなど）をアレイ化し、光源素子それぞれにシフトレジスタなどでデータを配分することにより走査を行なう。いづれの方式でも、光束の感光体面への照射スポットに相当するドットによって潜像が形成される。そして、上記アナログ光学系でも、単位セルフォックを極めて小径化したセルフォックアレイや光ファィバ単繊維を両端がそれぞれ直線状になるように配列した光ファィバ光学要素を、感光体上に原稿像を投影する光学要素として用いれば、単位セルフォックや光ファィバ単位繊維に対応するドットにより潜像が形成することが可能である。更にアナログ光学系において階調再現性を高める方式の一つであるスクリーン法で使用されるスクリーンやドットイレーズパターンの設定によっては、ドットにより潜像が形成することが可能である。本発明においては、このようなドットにより潜像を形成するように露光するデジタル光学系や一部のアナログ光学系を用いることができ、特に、上記固体走査方式のものが好適である。無論、互いに独立したドットにより露光を行なうものであれば、これらに限らず使用可能である。
【００１３】
なお、現像液供給装置により一成分現像液を供給されている感光体に対する露光装置を用いた像露光、及び、該露光装置による感光体の露光箇所における、感光体と転写材との間への転写装置による転写電界の形成は、転写材に対して、全面同時に行なう方式（以下、全面方式という）と、例えば露光装置における主走査１ライン分ずつ逐次行なう方式（以下、逐次方式という）とを選択できる。
全面方式の場合、例えば、感光体、露光装置の光源部材、及び、転写装置の転写電界形成用電極部材として、全てが、例えばＡ４サイズの転写材としての転写紙よりも広い面積を有するものを用いる。そして、感光体全面に一成分現像液を供給した状態で、感光体、転写紙、転写電界形成用電極部材の順に転写材全面にわたって重ね、全面同時に上記像露光及び転写電界の形成を行なう。
逐次方式の場合、例えば、主走査１ライン分ずつ逐次像露光や転写電界形成を行なう露光装置や転写装置を、画像形成装置内の定位置に固定し、この露光装置による露光位置を、感光体や転写材の各部が通過するように感光体の各部や転写材の各部を移動駆動する。そして、この露光位置で、露光装置による像露光と同時に転写装置による感光体と転写材との間への転写電界の形成を行なう。これとは逆に、例えば、感光体の各部及び転写材を装置内の定位置に固定した状態で露光装置や転写装置を相対に移動させながら、主走査１ライン分ずつ逐次露光及び転写電界形成を行なうこともできる。
いずれの方式の場合にも、上記露光装置による互いに独立した露光ドットと、感光体上の互いに独立した微小単位の液滴とを、少なくとも上記露光箇所において位置的に対応させる。
【００１４】
上記感光体上の一成分現像液を、微小単位の液滴上にするには、液滴形成手段を用いる。この液滴形成手段は、感光体表面の構造によって実現してもよいし、感光体とは別体の部材により実現してもよい。いずれにしても、上記微小単位の液滴が、上記露光装置の主走査方向及び副走査方向それぞにおける感光体上でのドット径に対応した両方向における径を持ち、少なくとも上記露光箇所において、上記露光装置による主走査方向及び副走査方向それぞれにおいて、ドットと同一のピッチで並ぶ液滴を形成することが望ましい。
【００１５】
上記液滴形成手段を実現する感光体の表面構造は、例えば感光体の光導電体層表面に、上記一成分現像液が付着しにくい材質からなる薄層を一面に形成し、該層上に微小単位で互いに独立して散在するように上記一成分現像液が付着しやすい材質からなる部分を設けることにより構成できる。
また、感光体表面に無数の微小な凹部を形成し、上記一成分現像液が付着しやすい材質からなる表面部分を、該凹部内に設けることによっても構成できる。この凹部内であって、上記一成分現像液が付着しやすい材質からなる部分以外の部分の表面は、比較的一成分現像液が付着しにくい材質、例えば、上記感光体の光導電体層表面に比較して、一成分現像液が付着しにくい材質により形成してもよい。また、上記凹部内でも特にその底部に上記一成分現像液が付着しやすい材質からなる表面部分を設けることが望ましい。
更に、感光体表面に無数の微小な凸部を形成し、上記一成分現像液が付着しやすい材質からなる表面部分を、該凸部の先端部に設けることによっても構成できる。
なお、このような表面構造は、感光体上の上記主走査方向及び副走査方向それぞれにおいて、上記ドットと同一のピッチで並ぶように上記微小単位の液滴を形成するものであることが望ましい。また、互いに隣合って一成分現像液を上記液滴状に保持する部分同士が電気的に絶縁状態になるようにすることが望ましい。このためには、例えば、上記一成分現像液が付着しやすい材質からなる表面部分を、半導電性あるいは導電性の材料で形成する一方、上記一成分現像液が付着しやすい材質からなる表面部分以外の感光体表面部分を、高抵抗あるいは絶縁性の材料で形成する。
【００１６】
また、上記液滴形成手段としての感光体とは別体の部材としては、上記露光箇所において感光体と転写材との間に介在し、感光体上の一成分現像液を互いに独立した微小単位の液滴状にする、感光体とは別体の液滴形成部材を用いることができる。
【００１７】
請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、感光体の各部が上記露光装置による露光位置を通過するように感光体の各部と上記露光装置とを相対的に移動させる移動駆動手段と、上記露光装置の主走査方向に並ぶ上記微小単位の液滴の列に対応させて感光体上に形成したマークと、該マークを検出するマーク検出手段と、該マーク検出手段の出力に基づいて、上記露光装置の副走査方向における露光タイミングを制御する副走査制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項３の画像形成装置は、請求項２の画像形成装置において、上記マーク検出手段の出力に基づいて上記転写装置の駆動を制御する転写制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項４の画像形成装置は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記露光装置によるドットと該ドットに対応する微小単位の液滴とからなる組み同士が、感光体上で互いに独立するようにしたことを特徴とするものである。
【００２７】
そして、以上の画像形成装置において、装置の小型化のためには、感光体として透光性電極層上に光導電体層を積層してなるものを使用し、像露光を該透光性電極層側、つまり感光体の背面側から行うようにすることが望ましい。
【００２８】
また、一成分現像液としては、比抵抗で１０^３〜１０^１２Ωｃｍの範囲内の導電度を有するものを使用することが望ましい。この範囲よりも比抵抗が小さいと、現像液内の電荷移動速度がはやすぎて、荷電状態での液滴の電界移動よりも先に、感光体から現像液内に注入された電荷が液滴表面に移動して転写材へ移動してしまい、転写材への十分な現像液移動量を確保できずに、十分な画像濃度がなられなく恐れがある。また、この範囲よりも比抵抗が大きいと、感光体から現像液への電荷注入が困難で、現像液の帯電が難しく。但し、感光体表面に高抵抗体乃至絶縁体の層を形成すれば、上記範囲よりも小さい比抵抗の現像液を使用できる。また、感光体との摩擦帯電や電場内での分極帯電が可能な現像液を用いる場合には、上記範囲よりも大きな現像液を使用できる。
【００２９】
更に、現像液は、電場内で動く状態を取り得る着色液体であれは、水性、油性を問わないが、安全性や環境汚染防止のためには、一成分現像液としては水系の現像液（水性インク）を用いることが望ましい。
【００３０】
また、上記転写材として、中間転写体を用い、該中間転写体に転写された現像液像を転写紙などの最終的な転写材に更に転写するようにしても良い。この中間転写体としては、導電性あいるは半導電性材料よりなるものを使用してもよいし、高抵抗あるいは絶縁性フィルムからなるものを使用してもよい。
また、上記中間転写体の形状はローラ形状でもベルト形状でもよい。更にこの中間転写体は、表面の転写層と、転写バイアス電圧印加可能な導電性を有する電極層との積層構造で構成してもよい。
【００３１】
本発明の画像形成装置においては、感光体表面に一成分現像液を保持させる。そして、一成分現像液を保持した感光体表面に転写材を対向させるとともに該感光体と該転写材との間に転写電界を形成する直前、あるいは、該転写電界を形成した状態で感光体に像露光を行う。これにより、該像露光に応じて抵抗が低下した感光体部分上の一成分現像液を、該転写電界により転写材に転写する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例に係る画像形成装置の一例の主要部を示すものである。この画像形成装置は、電極側から露光可能な透光性感光体（以下感光体という）２を備えている。この感光体２は、後に図２を用いて説明するように、透光性基体２３上に透光性電極層２２が形成され、該透光性電極層２２上に光導電体層２１が形成され、更に、該光導電体層２１の上に一成分現像液を保持するための現像液保持層２４が形成されて構成されている。図示の例の感光体２はドラム状構造となっているが、ベルト状構造であってもよい。
【００３３】
ここで、本実施例の感光体２には、一成分現像液（以下、現像液という）の層が形成される。この現像液の層は、連続層ではなく、図１に模式的に示される如く前記一成分現像液が微小な単体に分割された状態、すなわち互いに独立した液滴状で現像液からなる。しかも、この現像液の層は、後述する如く、転写位置Ｔにおいて、露光Ｅと実質的に同時に転写バイアス電圧を印加することにより、露光量に応じて、その全部あるいは一部が飛翔可能に好都合な付着力にて存する如く形成される。このような液滴状に現像液を付着させるための感光体２の構造例等については後に図２及び図３を用いて詳述する。
【００３４】
この感光体２の背面側、すなわち透光性基体側（図示の例では中空のドラム状感光体内）に、露光装置１が配設されている。この露光装置１としては、前述のドット書込みを行なう種々の露光装置を用いることができる。例えば、ＬＥＤアレイと結像光学系とから構成される。この結像光学系としては、ＬＥＤアレイ光を前記感光体１の光導電体層の好都合な位置に焦点せしめ、好都合な大きさ及び形状のドット状光パターンを形成できるもの、例えばセルフオックレンズアレイを用いることができる。ＬＥＤシャッタアレイ、レーザー光を使用する露光系から構成してもよい。
【００３５】
そして、感光体２の表面側には、該表面に対向するように現像液供給装置３が配設されている。この現像液供給装置３は、一成分現像液を収容する現像液容器３６、該現像液容器内の現像液を感光体２表面に供給する現像液供給部材３１、該現像液供給部材３２により感光体２表面に供給された現像液のうちの過剰分を除去する現像液薄層形成部材３２により構成される。
【００３６】
上記現像液供給部材３１は、現像液容器３６内の一成分湿式現像液１０を、好都合な量だけ感光体２上に均一に供給すべく設けられるものであり、通常、現像液１０を搬送可能なロ−ラが使用される。
【００３７】
この現像液供給部材３１として好都合なロ−ラとしては、一成分湿式現像液１０と親和な表面を有するロ−ラ、例えば、前記現像液１０が水系であれば親水性の表面を備えたローラを使用することが望ましい。このような親水性の表面を備えたローラとしては、金属あるいは金属酸化物により形成されるロ−ラ、高分子有機化合物中に親水性の微粒子を含有する材より形成されるロ−ラ、加えて表面に凹凸を有するロ−ラなどを使用することができる。
【００３８】
また、この現像液供給部材として好都合なロ−ラとしては、スポンジロ−ラを挙げることができる。スポンジロ−ラの材質としては、ウレタンゴム、シリコ−ンゴム、イソプレンゴムなどのスポンジゴム、ウレタンフォ−ム、ポリエチレンフォ−ムなどの発泡樹脂などの弾性多孔質材を使用することができる。前記現像液１０が水系であれば、前記スポンジロ−ルが親水処理されていることが望ましい。
【００３９】
なお、現像液供給部材３１を、現像液を毛細管現象で含む得る材質あるいは親水性を有するスポンジ状弾性体にて現像液供給部材３１形成することにより、また、下端が現像容器３の底部、すなわち現像液の底部にまで達する如く該現像液供給部材３１を設けることにより、画像濃度を維持しながら経済的に現像容器３内の現像液を使用することができるという利点を実現できる。
【００４０】
上記現像液薄層形成部材３２は、感光体２上に形成される前記現像液の量をコントロ−ルするあるいは前記現像液の微小単位の大きさをコントロ−ルするために設けられるものであるが、感光体２上に形成される現像液の微小単位の量、大きさが前記の現像液薄層形成部材３２がなくとも好都合であれば必ずしも必要とするものではない。
【００４１】
また、感光体２の表面に対向するように、転写装置４が配設されている。図示の例では、感光体２表面上の液滴に間隙をおいて対向する転写電界形成用の電極として導電性のロ−ル（以下、転写ローラという）４１が使用されている。ローラ形状に代えベルト状の電極を用いてもよい。この転写ローラ４１に、感光体電極との間に転写バイアス電圧を印加せしめるための電源４２が接続されている。前記転写位置Ｔにおける転写ロ−ラ４１と感光体２表面上の液滴との間隙及び前記転写バイアスは、前記親水性の島２４１上に形成される現像液の液滴が露光装置１による画像露光に対応して感光体より転写ロ−ラ４１に向けて転移あるいは飛翔するのに好都合に設定される。好ましい転写ロ−ラ４１と感光体２表面上の液滴との間隙は、１０μ〜２０００μ、より好ましくは５０μ〜１０００μである。また、好ましい転写バイアス電圧は、１００Ｖ〜５０００Ｖ、より好ましくは５００Ｖ〜２０００Ｖである。
【００４２】
そして、この転写ローラ４１と感光体表面との間を、転写ロ−ラ４１に接触して又感光体側の面を感光体と好都合に離間した状態にて通過するように、図示を省略した転写紙搬送装置により転写材としての転写紙１１が搬送されるようになっている。転写ローラ４１は、この転写材１１を密着保持し、前記感光体表面に担持された現像液が、転写バイアス電源４２による転写バイアス電圧印加と前記画像露光とにより転移あるいは飛翔可能な距離に、転写材１１を位置せしめる。この搬送は、前述の露光装置１の画像露光速度に対応した速度で転写紙１１を搬送するように行われるようになっている。
【００４３】
以上の構成において、現像液供給装置３において、現像液供給部材３１により、感光体２上に現像液の均一な多数の微小単位による層を形成し、必要に応じて設けられる現像液薄層形成部材３２により各微小単位の大きさ、各微小単位を形成する現像液量を、作像を行うのに好都合に制御する。そして、この現像液による層１０２を、図示されていない駆動系による感光体２の回転で転写位置Ｔへ搬送する。転写位置Ｔにおいて、露光と実質的に同時に転写バイアス電圧を印加することにより感光体２上の光導電体層の露光部に対応する位置に在る前記現像液の微小単位の全部又は一部を転写紙１１に向かって飛翔させる。これにより、転写紙１１上に像露光に応じた現像液からなる像を形成できる。像形成後の転写紙１１に対して必要に応じ送風などを行ってもよい。
【００４４】
なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）において現像液供給部材３１を省いた画像形成装置を示している。この装置によれば、比較的簡単な構成でコストも小さくできる。この図１（ｂ）の画像形成装置は、簡単な構成であるが、現像容器３内の液面が常に感光体２の表面に接するように制御するための液面制御装置が必要である。この液面制御装置としては、例えば、所望の液面位置を検知するセンサとして光電変換素子、ピエゾ素子により液面位置を検知することにより、液面位置を保つべく現像容器３６を移動せしめるかあるいは新しく現像液を補給するかする。
【００４５】
また、図１（ａ），（ｂ）の例においては、最終記録体である転写紙１１へ直接記録する方式となっているが、前記のバイアスロ−ラ、あるいはバイアスベルトを中間転写体とし、該バイアスロ−ラ、バイアスベルト上に現像液液滴による画像を形成せしめ、第二の転写位置にて最終転写材上に押圧転写などにより画像形成を行うこともできる。
【００４６】
次に、図２及び図３を用いて、前述のように、感光体２の表面に現像液１０の微小な単位を、大きさや形状が均一になるように形成せしめるのに好都合な感光体２の構造例について説明する。ここで、環境汚染の問題を解決するのに水系の湿式現像液を使用するのが望ましい。よって、以下の感光体表面の構造例では、一成分現像液１０を水系とした場合の構造について説明する。
【００４７】
図２（ａ）〜（ｆ）の構造例において、前記透光性基体２３、透光性電極２２、光導電体層２１は、各構造例に共通であるが、前記現像液の微小な単位を形成するのに好都合な現像液保持層２４の構造が互いに異なる。
【００４８】
上記透光性基体２３の材料としては、各種ガラスあるいはアクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカ−ボネ−ト、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリフェニレンサルファイドなど透光性を有する高分子化合物を広く使用することができる。
【００４９】
また、上記透光性電極層２２の材料としては、銅、真鍮、銀、金、アルミニウム、パラジウムなど金属の蒸着薄膜、ＩＴＯ（Ｉｎ，Ｓｎの化合物）の蒸着膜あるいはＩＴＯなど透明な導電性微粉末の透明な樹脂バインダー分散体による塗布層など使用することができる。
【００５０】
また、上記光導電体層２１の材料としては、Ｓｅ系材料の蒸着層、スパッタリングにより形成されるアモルファスシリコン膜、ＺｎＯ、ＴｉＯ、Ｃｄｓ系材料などの光導電性微結晶を樹脂などのバインダ−に分散した系による塗布層、また、有機感光体など好ましく使用することができる。
【００５１】
図２（ａ）の例は、光導電体層２１の表面に親水性材よりなる微小な島を互いに独立に配列して設けたものである。感光体は通常疎水性であるから、本例の前記水系の現像液は選択的に親水性の島に付着し、該島の大きさに対応して現像液の微小単位の大きさが決定される。この親水性材よりなる多数の島の間隔は、該島に形成される現像液の微小単位がそれぞれに独立できる、すなわち、互いに近傍の前記現像液の微小単位が接触して一体化することがない範囲内で決定される。また、親水性の島２４１の形状は、感光体表面において円形状であることが望ましいが、四角、六角などの角状であってもよいし、不定形の微小模様であってもよい。この親水性の島２４１の配列及び大きさについては後に詳述する。
【００５２】
好都合な親水性を有する材料としては、多くの無機化合物、例えば、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３などの各種酸化物、ＣａＣＯ_３、ＢａＳＯ_４、などの塩類など、好都合に使用することができる。
また、これらの無機化合物の表面を親水化処理を行うことにより好都合な材料を得ることができる。
【００５３】
また、親水性を有する有機化合物、特に、親水性を付与された高分子は、特に好都合な材料である。高分子が親水性を有するためには、分子鎖に沿って親水性の極性基をもたなければならない。しかしながら、あまりに該親水性基の極性が多くなると、水に対する溶解性が大きくなってしまい、前記の感光体上に親水性の島を形成せしめても前記水系の現像液に対して前記親水性の島が溶解し、感光体上への定着性が失われ感光体の多数回使用に耐えられなくなり、いわゆる耐久性が失われる。従って、高分子を親水性を付与する場合、水に溶解しない程度に、親水性の極性基を付与しなければならない。
【００５４】
高分子に親水性を付与する極性基の種類としては、一例として次の界面活性剤を挙げることができる。
（以下、余白）
【表１】

【００５５】
前記の如く形成した親水性のポリマ−に対して、架橋剤としてエポキシ基、イソシアネ−ト基などの環能基を一分子中に２以上有する有機化合物を含有せしめることは、親水性ポリマ−の接着性、機械的性質、耐久性を向上する上で望ましい。
【００５６】
前記図２（ａ）の如く、感光体２の表面に、親水性の島２４１を設ける方法としては、前記親水性の無機化合物の場合は、感光体２の光導電体層表面に対して多数の微小な開口を有するマスクを密着せしめた状態にて、真空蒸着法あるいはスパッタリング法により、前記マスクの開口部に親水性の無機化合物を付着せしめることにより、該親水性の無機化合物による多数の微小な島を形成することができる。
【００５７】
感光体２の表面に親水性の島２４１を設ける他の方法として、前記親水性の無機化合物の微粒子、あるいは、セルロ−スなどの親水性有機化合物を微粒子化した材料、該材料の微粒子を樹脂バインダ−に分散した系、あるいは、前記親水性高分子有機化合物を、例えば、印刷技術により、前記感光体２の表面に対して微小な多数の島として印刷することにより、感光体２の表面に親水性の多数の微小な島を形成せしめることができる。こような印刷技術としては、例えば、スクリ−ン印刷マスクによる謄写印刷、凸版印刷、インクジェット法など好都合に用いることができる。
【００５８】
また、前記親水性の微粒子を樹脂バインダ−に分散した系と、前記感光体２の全面に塗設した後に機械的に削り、好都合な寸法に、親水性の島を残すことにより前記感光体上に親水性の島を形成することができる。
【００５９】
前記親水性のポリマ−により感光体２の表面に、親水性の島を設ける方法としては、前記樹脂バインダ−型の親水性材料にて親水性の島を設ける方法と同様な方法を好都合に用いることができる。
【００６０】
図２（ｂ）は、図２（ａ）の平面状に親水性の島を設けた場合と異なり、突状に該親水性の島を設けた場合の構造を示している。
通常、前記感光体２の表面に形成される親水性の島は、該親水性の島に形成される現像液の微小単位に対し、前記画像露光によって感光体に発生する電荷が効果的に注入されるよう、導電性あるいは半導電性であることが望ましい（この点は、図２（ａ）の例でも同様。）。
【００６１】
かくの如く、前記親水性の島が導電性あるいは半導電性である場合、前記の如く転写バイアスの印加と実質的に同時に感光体背面から画像露光を行うことにより、露光部に対応する親水性の島に対して感光体から電荷が注入される。この親水性の島に注入された電荷は、更に、この島に付着する現像液に注入される。これにより、前記親水性の島に付着する現像液が帯電され、前記の転写バイアス電圧により、転写装置の電極に向かって転移あるいは飛翔されやすくなる。
【００６２】
図２（ｂ）における構造は、前記の如く、親水性の島が突状であるため、該親水性の島が導電性であれば、感光体に対する画像露光と転写バイアスの印加とがなされたときの該突状の先端部の電荷密度が大きくなり、より一層、親水性の島よりの現像液の転写材への移動を容易にする構造となっている。
【００６３】
図２（ｃ）は、図２（ａ）、（ｂ）の如く、感光体の光導電体層２１上に直接に親水性の島を設ける構造に対して、感光体表面へ疎水性の薄層を形成し、該疎水性薄層の上に親水性の島を設けた構造を示している。
【００６４】
図２（ｄ）は、図２（ａ）、（ｂ）に示される如く、感光体上に形成された親水性の島以外の感光体表面が疎水性材にて被われた構造となっている。
【００６５】
図２（ｃ）、（ｄ）においては、親水性の島２４１は導電性あるいは半導電性であり、疎水性材層２４２は絶縁性あるいは高抵抗であることが高解像度の画像を得る上で望ましい。
【００６６】
好ましい疎水性材料層としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂、含フッ素樹脂などの有機樹脂類、シリコンオイルなどの撥水性オイル類、あるいは、該オイル類を有機樹脂中に含有せしめた材料などが好ましく使用される。
【００６７】
図２（ｅ）は、感光体表面に設けた多くの凹部を有する撥水性の材料層２４２の凹部の底部に前記親水性の材料部分２４１を設けた構造を有している。
図２（ｅ）の構造においては、前記凹部の内部に、凹部の形状、大きさに対応した現像液の液滴が形成される。このため、各親水性の島に形成される現像液液滴の大きさが均一にコントロ−ルされるという特徴を有する。
なお、より低い転写バイアス電圧にて現像液の帯電を行なわせるためには、前記凹部の底は光導電体層２１のフリ−な表面であることが望ましい。このためには、上記親水性の材料部分２４１は省略してもよい。
【００６８】
図２（ｆ）は、図２（ｂ）における突状を有する親水性の島の存する部分の他の感光体表面に撥水性の材料を設け、現像液の液滴形成の信頼性をより高めた構造としたものである。
図２（ｆ）の構造においては、感光体の疎水性が小さいために生じる隣接する現像液微小単位の連絡による解像力の低下や、感光体表面の現像液による侵食が防止できる。
（以下、余白）
【００６９】
次に、本実施形態における現像液の微小単位１０２の配列及び大きさについて説明する。この配列及び大きさは、前述のように親水性の島２４１の配列及び大きさによって左右される。本実施形態では、現像液の液滴の微小単位１０２が、少なくとも上記露光位置において、互いに独立し、かつ露光装置によるドット状光パターンの各々と位置的に対応するように、上記親水性の島２４１の配列及び大きさを設定する。すなわち、前記露光装置１として例えばＬＥＤアレーを用いた場合、感光体の移動方向と垂直な方向、すなわち、主走査方向のドット状光パターンのドット径及び位置は、ＬＥＤアレー側によって決まる。よって、感光体上の親水性の島の副走査方向の大きさ及び位置は、ＬＥＤアレーの発光体列により感光体に形成されるドット状光パターン列を形成する各ドット状光パターンに対応するように設定する。また、感光体の移動方向、すなわち、副走査方向のドット状光パターンのドット径及び位置は、画像信号に対応して発光するＬＥＤアレーの点灯パルス時間及び間隔などのＬＥＤアレー側の条件と感光体の回転速度などで決まる。よって、感光体の移動方向における現像液の微小単位１０２の大きさ及び位置は、このようにして決まるドット状光パターンの各ドットの大きさ及び位置に対応するように設定する。ここで、ドット状光パターンの各ドットの位置と現像液の微小単位１０２の位置とが対応するとは、両者が感光体上で重なることである。この各種態様については後に説明する。
【００７０】
図３（ａ）は、前記感光体２上に形成される現像液の微小単位と、該現像液の微小単位に対応する前記露光装置１により感光体２に形成されるドット状光パターンとが確実に重なる方法の一例を示すものである。
１２は、駆動信号発生装置であり、１２１は、前記駆動信号発生装置１２を駆動するスタートのタイミング、駆動時間を与える駆動信号発生部である。上記駆動信号発生部１２１は、感光体２上の多数の現像液の微少単位の感光体移動方向と垂直な方向の列各々と、露光装置１により感光体２上に時系列に形成されるドット状光パターンの同垂直な方向の列とが高精度に重なるタイミングで、前記駆動信号発生装置１２から駆動信号を発生せしめることが可能なタイミングに駆動信号を発生できるように設定される。
図示の例では、駆動信号発生装置１２として反射型光電変換素子が使用されており、従って、駆動信号発生部１２１は光反射マーク（以下、反射マークという）である。この反射マーク１２１は、感光体２の表面における非画像部に形成されることが望ましい。
前記駆動信号発生部１２からの駆動信号は、１ページ分の情報を記録するスタートの信号とすることもできるが、前記の如く、露光装置１の例えばＬＥＤアレーの各ＬＥＤに対応して感光体に形成される前記ドット状光パターンが、現像液の微小単位の列に確実に重なるためには、現像液の微小単位列毎に発生せしめる方が望ましい。
【００７１】
図３（ｂ）は、感光体上に形成される現像液の微小単位１０２により形成される列に対して、露光装置１により感光体に形成されるドット状光パターン１１２により形成される列が正確に重なっている状態を示す断面図である。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、前記の如くに、感光体上現像液の微小単位１０２と、対応する露光装置１により感光体に形成されるドット状光パターン１１２とが重なった好都合な状態を示す平面図である。
図４（ａ）は、現像液の微小単位１０２が、ドット状光パターン１１２より大きく、該ドット状光パターンが現像液の微小単位の面積内に存する場合を示している。図４（ｂ）は、前記の場合とは逆の場合、即ち、現像液の微小単位１０２が、前記ドット状光パターンより小さく、現像液の微小単位がドット状光パターンの面積内に存する場合を示している。図４（ｃ）は、図４（ａ）と図４（ｂ）の中間の状態を示しており、即ち、現像液の微小単位１０２のー部とドット状光パターン１１２の一部とが重なり合っている状態を示している。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、互いに隣接する前記重なりの状態にある現像液の微小単位とドット状光パターンの系は、重ならないように十分な間隙をもって存している。
【００７２】
ここで、本実施形態の画像形成装置においては、前記現像液の微小単位とドット状光パターンの系が電気的に独立していることが重要である。現像液の微小単位とドット状光パターンの系が重なると、重なった系同士間に重荷の移動が生じ、この結果形成される画像の解像度が低下する。上述の図４（ａ）乃至（ｃ）の状態は、いずれも現像液の微小単位が、該現像液の微小単位に対応するドット状光パターンのみによって帯電されると考えられ、望ましい。
【００７３】
図４（ｄ）は、感光体上に形成される現像液の微小単位の列に対応して設けられた、前記画像信号発生部としての反射マーク１２１を示す平面図である。前記駆動信号発生部反射マークは、同図の如く、現像液の微小単位の列のそれぞれに対応した位置の感光体の表面に設けられることが望ましい。前記駆動信号発生部は、駆動スタート信号を発するのみでなく、駆動時間を与えることができる。この場合、前記駆動信号発生部１２１としての反射マークを、感光体の進行方向に幅Ｌを有するように形成する。この反射マークの幅Ｌは、前記図４（ａ）乃至（ｃ）の如く、感光体上の現像液の微小単位の列と画像露光装置よりのドット状光パターン列とが好都合に重なるように決定される。そして、前記図３（ａ）の駆動信号発生装置１２を、前記反射マーク１２１が図中矢印１２２で示す感光体表面の移動によって前記光電変換素子を通過する時間に対応して露光装置１を駆動する。
【００７４】
また、本実施形態の画像形成装置においては、前記の如く、画像露光と実質的に同時に転写バイアス電圧を印加することにより、前記画像露光に対応させて前記感光体上の現像液の微小単位を転写材上に転移あるいは飛翔せしめる。よって、転写バイアス電圧の大きさに加えて、転写バイアス電圧の印加時間は、画質に大きい影響を与える。
すなわち、本実施形態の画像形成装置の作像原理は、前記の如く、前記感光体の画像露光を受けた領域に対応する前記現像液の微小単位が、バイアス電圧印加の下で、感光体よりの電荷注入により、帯電し、転写材に向けて転移あるいは飛翔することにより画像形成が行われると考えられる。しかしながら、前記感光体は、長時間、バイアス電圧が印加されると、非露光領域においても前記現像液の微小単位が帯電されたと考えられる転写材上のカブリが観察される。この非露光領域における現像液微小単位の帯電は、感光体が、非露光部、即ち暗所においても抵抗Ｒを有するために生じるものと考えられる。従って、本実施形態の画像形成菱直においては、前記転写バイアス電圧の印加時間は、前記の如く、カブリが発生しないよう短いことが望ましい。
そこで、本実施形態においては、前記転写バイアス電圧の印加時間のタイミングを、画像露光時間に合わせることにより、前記カブリを未然に防止することが望ましい。
【００７５】
このために、前記駆動信号発生装置１２で、露光装置を駆動すると同時に前記転写バイアス電源４２を駆動することが望ましい。また、前記カブリの防止をより効果的に行なうには、前記露光時間と転写バイアス電圧印加時間とを、実質的に一致せしめることが望ましい。具体的には、転写バイアス電圧の印加時間は、前記画像形成に転写バイアス電圧が有効である限り、即ち、前記感光体上の現像液が十分な濃度で前記転写材上に転移あるいは飛翔できる限りにおいて、短いことが望ましい。また、前記転写バイアス電圧の印加時間は、前記画像露光時間に略一致するか、画像露光時間内であることが望ましい。
【００７６】
図３（ａ）においては、駆動信号発生装置１２よりの信号１２３により、転写バイアス電源４２を駆動する駆動回路４３が設けられている。本例では、駆動回路４３として、スイッチが設けられており、前記駆動信号発生装置１２よりの駆動信号１２３が与えられる時間、前記駆動回格４３のスイッチがＯＮ状態にあり転写装置４に対して、転写バイアス電源４２よりの転写バイアスが印加される。なお、上記駆動信号発生装置１２内には、増幅器が設けられ、前記露光装置１や転写バイアス電源４２を駆動するのに十分なレベルに駆動信号の増幅がおこなわれる。
駆動信号発生装置１２よりの信号１２２、１２３により、露光装置１による画像露光と、転写装置４による転写バイアス電圧印加とを、前記の如く実質的に同時に与えられることにより、前記の如く画像露光を受けた感光体２上の現像液の微小単位が帯電し、転写材に向かって転移あるいは飛翻し、カブリのないコントラストの優れた転写材上への画像形成が行われる。
【００７７】
なお、図３（ａ）では、反射マークを用いたが、これに代え透過マークを用いても良い。また、駆動信号発生装置１２として、光電変換素子が使用されているが、磁気ヘッド等他の手段が用いられてもよい。この場合、駆動信号発生部として、感光体上に設けられた磁性を有する材料からなるマークを用いる。
【００７８】
次に、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
前述の図１（ａ）や（ｂ）に示す装置においては、前記の現像液を担持する感光体表面と前記転写装置の転写バイアスローラ（あるいはバイアスベルト）表面間の間隙は、充分に小さい方が、印加する転写バイアス電圧を小さく設定できるので望ましい。しかしながら、前記間隙を小さくする場合、前記感光体表面とバイアスローラあるいはバイアスベルト表面との間に転写材を通すときには前記間隙の安定した維持が困難になる。よって、本実施形態の画像形成装置は、感光体表面と転写材との間にスペイサを設けたものである。
【００７９】
図５は本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図示の装置は、前述の図１（ａ）の画像形成装置において、転写ローラ４１の圧力を受けて感光体表面と転写材との間隔を一定に維持するスクリーンベルト状のスペイサ２５を設けたものである。その他の点は、図１（ａ）の画像形成装置と同様であるので、以下、このスペイサについて説明する。但し、上記実施形態では、現像液の液滴の微小単位１０２が、少なくとも上記露光位置において、互いに独立し、かつ露光装置によるドット状光パターンの各々と位置的に対応するようにしたが、本実施形態では、このように設定してもよいし、しなくてもよい。従って、感光体上に現像液は互いに独立した液滴状でなくてもよい。
【００８０】
上記スクリーンベルト状のスペイサ２５は、感光体上の現像液が通過するための多数の開口部を備えている。このようなスクリーンとしては、図５（ａ）の平面図に示すようなフラットなスクリーンを用いてもよいし、図５（ｂ）の平面図に示すようなメッシュスクリーンを用いてもよい。いずれも多数の開口部２５１が形成されている。特にメッシュスクリーンはスクリーン印刷技術に採用されるように安価で微細な構造を有するので、優れた画質を実現するのに好適である。
【００８１】
上記開口部の開口率は、感光体上の現像液が支障なく通過できるようできるだけ大きく設定することが望ましい。前述の図２に示すような感光体表面構造により感光体上で液滴状に現像液を担持する場合には、スペイサ２５の開口部の一個一個が、前記感光体表面に形成される液滴の一個一個と対応するように形成することが望ましい。また、感光体上に連続層として現像液を保持する場合に、このベルト状のスペイサ２５により、少なくとも露光位置Ｅにおいて、感光体状の現像液を互いに独立した液滴状にすることができる。よって、前述の実施形態におけると同様に、液滴状の現像液の微小単位の位置と露光装置の露光ドット位置とが対応するように、ベルト状のスペイサ２５の開口部を形成することもできる。
【００８２】
スペイサ２５の材質は、画像露光により感光体上の現像液に注入された電荷が、スペイサ２５へ移動しないように、絶縁性あるいは１０^５Ω・ｃｍ以上の高抵抗であることが望ましい。特に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポエステル、ポフェニレンサルファイド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフルオロアルコキン（ＰＦＡ）、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重体（ＦＥＰ）、ナイロン、ポリアミド、ポイイミドなどの高分子材が好適である。
また、スペイサ２５の材質は、現像液に対して親和性がないことが望ましい。つまり現像液の水系であれば、スペイサ材質として例えば疎水性の材料が望ましい。これによれば、現像液のスペイサ２５に対する付着力を小さくでき、現像液の転写紙１１への転写性を向上させることができる。また、スペイサ２５が現像液で汚れ、転写紙１１や転写ローラ４１を汚すのを防止できる。
【００８３】
このようなスクリーンベルト状のスペイサ２５が３本の支持ローラ１３１、１３２、１３３３に掛けわたされている。感光体２と転写ローラ４１との間に存在するベルトの展張部が転写材１１の搬送部材として機能している。この３本の支持ローラのうち、例えば、上記展張部の転写紙１１搬送方向上流側の端に位置する支持ローラ１３１が従動ローラ、同下流側の端に位置する支持ローラ１３２がテンションローラ、残りの下方に位置する支持ローラ１３３が駆動ローラである。この駆動ローラは図示しない駆動系に連結されている。この駆動ローラによるベルト状スペイサ２５の駆動速度は、感光体２表面の移動速度と同速に設定することが望ましい。そして、上記下方に位置する支持ローラ１３３に巻き付いたベルト状のスペイサ２５の表面に対向させてベルトクリーニング装置１４が設けられている。
【００８４】
上記ベルトクリーニング装置１４は、クリーニング液１４１を収容したクリーニング容器１４２と、このクリーニング液内に部分的に没しかつ上部がベルト状のスペイサ２５表面に接触するように設けられた第１クリーニングローラ１４３と、この第１クリーニングローラ１４３の接触部を通過したスペイサ２５表面に接触する第２クリーニングローラ１４４とを備えている。
【００８５】
上記第１クリーニングローラ１４３としては、クリーニング液と親和性があり、クリーニング液を汲み上げることができ、スペイサ２５に付着している現像液や転写材１１の紙粉その他の付着物を、スペイサ２５表面を損傷させることなく除去できる表面を備えたものを用いることが望ましい。例えば、スポンジゴムローラ、ウレタンフォームローラの如き、ソフトで弾性のある発泡樹脂ローラが好都合に用いられる。
【００８６】
上記第２クリーニングローラ１４４は、ベルト状のスペイサ２５表面に付着したクリーニング液を取り除き、また、第１クリーニングローラ１４３で除去できなかった現像液、紙粉等を取り除くためのものであり、第１クリーニングローラ１４３と同様のローラを用いることができる。第１クリーニングローラ１４３のみで十分なクリーニングが可能な場合には省略できる。これら第１及び第２のクリーニングローラの少なくとも一方に、ベルト状のスペイサ２５に発生する不均一な帯電を除去する機能を持たせてもよい。そのためには、クリーニングローラに導電性を持たせる。これによれば、ベルト状のスペイサ２５が不均一に帯電することによる画像の残像を防止できる。特に、第１クリーニングローラ１４３で主に付着物のクリーニングを行ない、第２のクリーニングローラ１４４で主に除電を行なうようにすることが望ましい。
【００８７】
なお、図５の装置では、スペイサ２５として、感光体２とは別体のベルト状のスペイサ２５を用いたが、スペイサ２５を感光体２上に固定的に設けることもできる。
図６（ａ）乃至（ｂ）はそれぞれ、スペイサ２５を感光体２上に固定的に設け例を示すものである。図６（ａ）は、多数の開口部２５１を有するスクリーン状のスペイサ２５を感光体２上に固定したものであり、図６（ｃ）や（ｄ）はそれぞれその平面構造例を示すものである。図６（ｂ）は、感光体２１上に接着層２６を設け、この接着層で多数の粒状のスペイサ２５を固定したものである。
【００８８】
図６（ａ）のスクリーン状のスペイサ２５の開口部の底部には、現像液と親和性のある材料層（本例では現像液が水系であるので疎水性の材料層）が形成され、これにより、親水性の微少な島２４１が構成されている。この微小な島２４１を構成する上記材料層の厚みは、前記メッシュスクリーンスペイサ２５に実質的に接して搬送される転写材の記録表面に、この開口部内に形成される現像液の液滴の先端部が非露光時は接触しないような厚みに設定されている。
【００８９】
図６（ｂ）の粒状のスペイサ２５を固定するための接着層は、現像液に対する感光体２からの電荷注入を促進するため、１０^３〜１０^１２Ω・ｃｍの範囲内の比抵抗を有することが望ましい。また、現像液と親和性のある材質で構成することが望ましい。例えば現像液が水系の場合、親水性の材料を用いる。このような材料としては前述の図２（ａ）の親水性の島２４１を形成する材料を用いることができる。
【００９０】
なお、この図６（ａ），（ｂ）それぞれの例でも、図２の例と同様、透光性基体２３、透光性電極２２及び光導電体層２１で感光体を形成している。そして、図中、１０１は、光導電体層２１上の親水性の島２４１等の上に形成された現像液の液滴を示している。また、１１は転写材、４２は転写装置の電極である。転写電極４２と感光体電極２２との間には、図示されていない転写バイアス電圧が印加されている。該転写バイアス電圧印加の状態で、画像露光Ｅを感光体の背面側（図６（ａ）では透光性基体側）より照射することにより、前記感光体表面に存する現像液の液滴１０１は、その全部あるいは一部が転写材１１上に移動し、像１０２を形成する。
【００９１】
以上のようにスペイサ２５を固定的に設けた感光体２を用いる場合には、図１（ａ）あるいは（ｂ）の装置構成が採用できる。感光体上にスペイサ２５を固定的に設けた場合には、図５（ａ）のように、ベルト状のスペイサ２５を用いる場合に比して、転写紙１１と接するスペイサ２５の総面積が小さく、かつ、感光体上に現像液を供給するに当たって、スペイサ２５も現像液で洗われるため、特にクリーニング装置を設ける必要がない。図１の構造例では、容器３６の開口部が感光体２より塞がれたほぼ密閉した状態になっていることも、クリーニング装置を省略する上で有利である。また、この現像液によってスペイサ２５の除電が可能である。図１（ａ）のような装置例の場合にも供給ローラ３１に導電性を持たせておけば、十分に除電できる。
（以下、余白）
【００９２】
以上の各実施形態における感光体２の構造例は、前記したごとく親水性の現像液を使用することを前提にしたものであるが、これらの基本的な構造は、疎水性の現像液を使用することも可能である。そして、疎水性の現像液を使用する場合には、例えば、図２の各例において、感光層２１の上に形成される親水性の島２４１の部分を疎水性の現像液と親和性のある材料にて形成し、該形成された疎水性の島以外の感光体表面を親水化処理する。例えば、図２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）において、２４１を該疎水性の現像液と親和性のある材料で形成し、２４２を親水性を有する前記の材料にて形成することにより、疎水性の現像液を使用することが可能になる。
【００９３】
【発明の効果】
請求項１乃至４の画像形成装置によれば、従来の電子写真方式の画像形成方法及びその装置と異なり、感光体を全面一様に帯電する必要がないので、このような帯電のための高圧電源を必要としない。よって、装置の小型化や低コスト化に有利である。また、上記帯電のため通常使用されるコロナ帯電器からの発生するオゾン対策も必要でなく、安全性、環境保全に有利である。
【００９４】
また、転写材に現像液像が転写された感光体表面は、新に現像液を付与することにより初期化できるので、必ずしもクリーニング装置を必要としない。よって、このクリーニング装置分の、小型化、低コスト化も可能である。また、湿式一成分現像剤を使用するため従来の乾式プロセスに観られる廃トナー処理の対策も必要でなく、保守上有利である。
【００９５】
また、従来の乾式プロセスと異なり、湿式一成分現像剤を使用するため、必ずしも定着装置を必要とせず、その分、エネルギー消費を低減できる。また、乾式プロセスにみられる粉塵の発生がなく、取扱い上の作業性が極めて優れ、また、環境汚染を生じにくい。
【００９６】
また、一成分現像液を使用するため、フルカラー化に特に有利である。すなわち、前記の乾式画像形成プロセスを用いたフルカラー画像形成においては、トナーが溶解し合うことでカラーバランスが得られるため、多大の定着エネルギーを要する。これに対して本発明においては、一成分現像液を使用するため、各色現像剤は容易に溶解し合うことができ、必ずしも熱定着装置を必要としない。
また、乾式画像形成プロセスを用いたフルカラー画像形成においては、トナー粒子が大きく、画像を形成するトナー層が厚くなり、多数枚のフルカラーコピーを重ねて製本する場合（特に転写材両面に画像形成したコピーの場合）、厚みや重さが大きくなってしまうなどの不具合がある。これに対して本発明においては、一成分現像液を使用するので、フルカラー画像形成を行ったとしても、転写材上での現像液層は極めて小さい厚みであり、なんら支障無く転写材の両面にフルカラー画像形成を行うことができる。
【００９７】
更に、上述のように例えばクリーニングブレードなどを用いた感光体のクリーニングが必要でないので、感光体などの機械的トルクが小さき、駆動のための消費エネルギーが少なくてすみ、かつ、定着が必要でないので、定着エネルギーも必要でないことから、バッテリーによる駆動が可能で、しかも上述のように小型化もできるため、携帯性に優れた画像形成装置を提供できる。
【００９８】
特に、請求項１の画像形成装置によれば、上記感光体表面上に、互いに独立した微小単位の液滴状に上記一成分現像液を保持させて、転写電界下での像露光による転写を行うので、像露光により抵抗が低下した感光体部分から、該感光体部分上の現像液へ注入された電荷が、まわりの液滴を構成する現像液に漏洩しにくい。このため、該感光体部分からの電荷注入を、該感光体部分上の現像液の液滴について集中的に起こすことができる。これにより、集中的に電荷が注入された現像液の液滴を、転写材に向けて容易に例えば飛翔させて転写材に転移させることができ、高品位画像を得ることができる。
【００９９】
また、感光体上の互いに独立した一成分現像液の液滴の微小単位が、少なくとも上記露光箇所において、露光装置の互いに独立したドットの各々と位置的に対応するようにしたので、画像情報に基づく露光のドットに性格に対応して現像液を、例えば飛翔により転写材に転移させることができ、画像濃度の均一な画像を得ることができる。また露光ドットの光量に応じて現像液の微笑単位の帯電が行われるので、中間調記録が可能である。
また、上記露光装置の副走査方向における感光体上でのドット径に対応した感光体部分に対してのみ、同方向において断続的に転写電界を形成するので、感光体の非露光部から該非露光部上の現像液への電荷注入による現像液の飛翔あるいは転移で画像カブリが発生するのを防止できる。すなわち、感光体は通常薄膜である（背面露光用の透明感光体は特に薄膜である）ため、高電圧が印加されると暗所でもキャリア移動が発生する。よって長時間感光体に高電圧が印加されると、露光ドットが当たった以外の暗部上においても、飛翔あるいは移転する現像液が発生し画像カブリが発生するおそれがある。本請求項１の画像形成装置においては、感光体上でのドット径に対応した感光体部分に対してのみ転写電界を形成するので、このうな画像カブリを極力抑えることができる。なお、画像カブリ防止の観点からは、転写電界形成時間が短いほど有利であるが、短すぎると露光ドットが当たった感光体部分上の現像液についても飛翔あるいは転移が困難となるので、該部分上の現像液についての飛翔あるいは転移が可能な限りにおいて、上記転写電界印加時間を設定する。
【０１００】
更に、請求項２の画像形成装置によれば、上記露光装置の主走査方向に並ぶ上記微小単位の液滴の列に対応させて感光体上に形成したマークをマーク検出手段によって検出し、その出力に基づいて、上記露光装置の副走査方向における露光タイミングを副走査制御手段によって制御するので、上記液滴の位置と露光装置による露光ドットの位置とを確実に対応させることができる。
【０１０２】
また、請求項３の画像形成装置によれば、マークを検出するマーク検出手段の出力に基づいて、転写制御手段によって転写装置を制御するので、副走査方向におけるドット径に対応した感光体部分に対してのみ転写電界を形成するように確実に制御できる。よって、画像コントラストを保ちながら画像カブリを防止できる。マーク及びマーク検出手段を、露光装置の制御と転写装置の制御とに兼用するので、その分装置の小型化、低コスト化を図れる。
【０１０３】
また、請求項４の画像形成装置によれば、上記露光装置によるドットと該ドットに対応する微小単位の液滴とからなる組み同士が、感光体上で互いに独立するようにしたので、露光により感光体から現像液の液滴に注入される電荷が、この組の間で移動することがなく、露光ドットにより感光体から注入される電荷が対応する微笑単位の液滴にのみ注入される。よって、一層良好な画像の均一性、解像力及び階調再現性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は実施例に係る画像形成装置の主要部の概略構成を示す正面図。
（ｂ）は同画像形成装置における現像装置の変形例を示す正面図。
【図２】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ、同画像形成装置に使用できる感光体の断面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は他の実施形態に係る画像形成装置の説明図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は同画像形成装置における露光ドットの液滴との位置関係の説明図。
（ｄ）は同画像形成装置の感光体表面の平面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は更に他の実施形態に係る画像形成装置の説明図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、同画像形成装置に使用できる感光体の断面図。
（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれ、（ａ）の感光体の平面構造例を示す平面図。
【符号の説明】
１露光装置
２感光体
３現像液供給装置
４転写装置
１１転写紙
１２駆動信号発生装置
４１転写ローラ
４２転写バイアス電源
４３駆動回路
１０２液滴
１１２露光ドット
１２１反射マーク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a copier, a facsimile, an image forming method implemented by a printer, and the like, and more particularly, to a method in which a transfer material is opposed to a photoreceptor surface holding a developer and the photoreceptor and the transfer material are Immediately before or during the transfer electric field is formed, the photosensitive member is subjected to image exposure, and the developer on the photosensitive member is transferred to the transfer material by the transfer electric field in accordance with the image exposure. The present invention relates to an image forming method and an apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the spread of personal word processors and personal computers, the digitization of document creation has been promoted, and the demand for printers with good quality and small size and low cost, that is, good quality in image quality recording speed has been increasing. I have. In addition, demands for safety, environmental performance (reducing environmental pollution), energy saving and the like are increasing in order to enhance personality.
2. Description of the Related Art Conventionally, as a personal image forming apparatus, a thermal recording type and an ink jet type have been widely used, but each has the following problems. That is, the thermal recording method has a problem that it is difficult to obtain a high recording speed, and there is a problem that a room for selecting a recording medium is narrow. In particular, in the case of a thermal transfer type, an increase in running cost burden due to the use of an ink ribbon and a problem of environmental pollution due to generation of waste. There are points. Further, in the ink jet method, nozzles for ejecting ink are easily clogged, there is a problem in reliability, and it is difficult to obtain a multi-nozzle, so that it is difficult to obtain a high recording speed. Further, since it is difficult to miniaturize the nozzle, there is a limit in improving the image quality.
Compared to these recording methods, the recording method of the electrophotographic method has great advantages such as excellent image quality and recording speed, and can use various recording papers. . However, there are many steps for image formation, and it is difficult to reduce the size, weight, and size of the apparatus and cost.
[0003]
Therefore, an electrophotographic image forming apparatus includes a light-transmitting substrate, a light-transmitting electrode layer, and a photoconductor layer with the aim of simplifying the image forming process, reducing the size, reducing the cost, and improving maintainability. After forming a toner layer on the surface of the transparent photoreceptor using the transparent photoreceptor to be formed, an image from an LED array, an LCD shutter array, or the like is viewed from the back side (translucent substrate side) of the transparent photoreceptor. Various devices have been proposed for performing image exposure with light and transferring a portion of the developer corresponding to the light image onto transfer paper (hereinafter referred to as a back-exposure type image forming apparatus).
[0004]
[Prior art 1]
For example, in JP-A-56-133949 and JP-A-52-58539, after a photosensitive member is charged over the entire surface to a polarity opposite to that of a charged developer, the developer is uniformly deposited on the photosensitive member. There has been proposed an apparatus that irradiates a photosensitive member with light under the action of an external electric field to transfer a portion of the developer corresponding to a light image onto transfer paper.
[0005]
[Prior art 2]
Further, in this type of back-exposure type image forming apparatus, studies have been made on a safe image forming apparatus which eliminates high voltage, prevents ozone generation and has no environmental problems. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-216161 discloses a transparent support apparatus. Using a photoconductor obtained by laminating a body, a transparent electrode layer, an optical semiconductor and an electrode made of a magnetic material, and adsorbing the photoconductor with a magnetic force without charging the photoconductor with a charger, the toner supporting the transparent support. There has been proposed an apparatus for transferring the transparent conductive layer to a recording medium by irradiating the transparent conductive layer according to a recording pattern from the body side.
[0006]
[Prior art 3]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-277849, a charged toner thin film layer is formed on the surface of a photoconductor formed by laminating a transparent electrode layer, a photoconductor layer, and an outermost surface layer on a transparent support. In the image forming method of irradiating image light from a to form a toner image on a recording medium, the outermost surface layer is mainly a layer containing high concentration fluorine atoms, and the outermost surface layer without charging the photoreceptor with a charger An image forming method has been proposed in which the toner is charged by contact friction with the toner, and a charged toner thin film layer is formed on the outermost surface by Coulomb attraction between the fluorine atoms in the outermost surface layer and the toner.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art 1, since the charging device is used for charging the entire surface of the photoconductor, there are safety and environmental problems such as high voltage use of the charging device and generation of ozone, and miniaturization and personalization are difficult. there were.
Further, the above-mentioned prior art 2 has a problem that it is not suitable for forming a color image because it is necessary to use a magnetic toner.
Further, in the above-mentioned prior art 3, since the surface of the photosensitive member is moved in the dry toner reservoir and the toner is charged by contacting the surface with the toner and is used as it is for forming a toner image on a recording medium, the dry toner Unstablely charged toner adhering to the surface of the photoreceptor due to agglomeration of the photoconductors is conveyed to the area facing the recording medium as it is, and there is a problem that image fogging and contamination may occur. Was.
[0008]
In the case of using a dry toner, there is also a problem that a fixing device for fixing a toner image on recording paper requires a large amount of energy. In this regard, in the apparatus disclosed in JP-A-52-58539, since a two-component developer is used, the energy used in the fixing device can be relatively reduced. However, since it is a two-component developer, a device for controlling the toner concentration of the two-component developer is required, and there are still problems such as image deterioration due to toner aggregation and durability of the developer (carrier liquid). Have been.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming method and an image forming method capable of forming an image satisfactorily without using a corona charging device for uniformly charging a photoreceptor. It is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to claim 1 includes a photoconductor, a developer supply device for supplying a one-component developer to the surface of the photoconductor, and a one-component developer by the developer supply device. Image forming apparatus, comprising: an exposure device that performs image exposure on a photoreceptor that is supplied with an image, and a transfer device that forms a transfer electric field between the photoreceptor and a transfer material at a location where the exposure device exposes the photoreceptor. In the above-mentioned exposure apparatus, one that performs exposure with dots independent of each other based on image information is used, and the one-component developer on the photoreceptor is independent of each other and at least in position with each of the dots at the above-mentioned exposure locations. So that it is in the form of dropletsThe transfer device is configured such that only the photoconductor portion corresponding to the dot diameter on the photoconductor in the sub-scanning direction of the exposure device is intermittently driven in the same direction so as to form a transfer electric field.It is characterized by having.
[0011]
Here, the developer supply device can include a container for the one-component developer and a developer supply member that pumps up the one-component developer in the container and supplies it to the photoconductor. Instead of using such a developer supply member, the surface of the photoconductor may be partially submerged in the developer reservoir in the container.
[0012]
As the exposure apparatus, for example, an exposure apparatus having an optical system for forming an image in an electrophotographic apparatus can be used. That is, an optical system for forming an image in an electrophotographic apparatus is roughly classified into an analog optical system and a digital optical system. An analog optical system is an optical system that projects an original image directly on a photoconductor by an optical system, and a digital optical system is an optical system that receives image information as an electric signal, converts this into an optical signal, and exposes the photoconductor. . Among these, the digital optical system is further roughly classified into a mechanical scanning system and a solid scanning system. In the mechanical scanning method, scanning is performed by using a laser as a light source and mechanically deflecting a light beam to be externally or internally modulated based on image data by a polygon mirror or the like. On the other hand, in the solid-state scanning method, scanning is performed by arraying a light source (eg, an LED or a CRT) itself or a shutter (eg, a liquid crystal shutter) placed in front of the light source, and distributing data to each light source element using a shift register or the like. . In either case, a latent image is formed by dots corresponding to spots on the photoconductor surface where the light beam is irradiated. Also, in the analog optical system, an original image is projected onto a photoreceptor by using an optical fiber optical element in which a unit selfoc is extremely small in diameter and an optical fiber optical element in which optical fiber single fibers are arranged so that both ends are linear. When used as an optical element, it is possible to form a latent image by dots corresponding to unit selfoc or optical fiber unit fiber. Further, a latent image can be formed by dots depending on the screen used in the screen method, which is one of the methods for improving the tone reproducibility in an analog optical system, and the setting of a dot erase pattern. In the present invention, a digital optical system or a part of an analog optical system that performs exposure so as to form a latent image with such dots can be used, and the above-mentioned solid-state scanning system is particularly preferable. Of course, as long as the exposure is performed using dots independent of each other, the present invention is not limited to these and can be used.
[0013]
In addition, image exposure using an exposure device on the photoconductor to which the one-component developer is supplied by the developer supply device, and the exposure of the photoconductor by the exposure device, between the photoconductor and the transfer material. The formation of the transfer electric field by the transfer device includes a method in which the entire transfer material is simultaneously formed on the transfer material (hereinafter, referred to as a whole method) and a method in which, for example, one line of the main scanning in the exposure apparatus is sequentially performed (hereinafter, referred to as a sequential method). You can choose.
In the case of the full-surface method, for example, the photosensitive member, the light source member of the exposure device, and the transfer electric field forming electrode member of the transfer device all have a larger area than the transfer paper as the transfer material of A4 size, for example. Used. Then, in a state where the one-component developer is supplied to the entire surface of the photoconductor, the photoconductor, the transfer paper, and the electrode member for forming the transfer electric field are superposed in this order over the entire transfer material, and the image exposure and the formation of the transfer electric field are performed simultaneously on the entire surface.
In the case of the sequential method, for example, an exposure device or a transfer device that performs sequential image exposure or transfer electric field formation for one main scanning line is fixed at a fixed position in the image forming apparatus, and the exposure position of the exposure device is Each part of the photoconductor and each part of the transfer material are moved and driven so that each part of the transfer material passes. Then, at this exposure position, a transfer electric field is formed between the photosensitive member and the transfer material by the transfer device simultaneously with the image exposure by the exposure device. Conversely, for example, while exposing and transferring the exposure device and the transfer device relative to each other in a state where each part of the photoreceptor and the transfer material are fixed at a fixed position in the device, successively exposing and forming a transfer electric field for one main scanning line. Can also be performed.
In either case, the exposure dots independent of each other by the exposure device and the droplets of minute units independent of each other on the photoreceptor are brought into positional correspondence at least at the exposure locations.
[0014]
To form the one-component developer on the photoreceptor into droplets in minute units, droplet forming means is used. This droplet forming means may be realized by the structure of the photoconductor surface, or may be realized by a member separate from the photoconductor. In any case, the minute unit droplet has a diameter in both directions corresponding to the dot diameter on the photoreceptor in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction of the exposure device, and at least at the exposure location, In each of the main scanning direction and the sub-scanning direction by the exposure device, it is desirable to form droplets arranged at the same pitch as the dots.
[0015]
The surface structure of the photoconductor that realizes the droplet forming means is, for example, on the surface of the photoconductor layer of the photoconductor, a thin layer made of a material to which the one-component developer hardly adheres is formed on one surface, and It can be configured by providing a portion made of a material to which the one-component developer easily adheres so as to be scattered independently in minute units.
Alternatively, it can be configured by forming countless minute concave portions on the surface of the photoreceptor and providing a surface portion made of a material to which the one-component developer easily adheres in the concave portions. The surface of the portion other than the portion made of the material to which the one-component developer easily adheres within the concave portion is made of a material to which the one-component developer does not easily adhere, for example, the surface of the photoconductor layer of the photoconductor. Alternatively, it may be formed of a material to which the one-component developer is less likely to adhere. It is also desirable to provide a surface portion made of a material to which the one-component developer easily adheres, particularly at the bottom of the recess.
Further, it can also be constituted by forming countless minute projections on the surface of the photoreceptor and providing a surface portion made of a material to which the one-component developer easily adheres at the tip of the projections.
In addition, it is desirable that such a surface structure forms the minute unit droplets so as to be arranged at the same pitch as the dots in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction on the photoconductor. Further, it is desirable that the portions that are adjacent to each other and hold the one-component developer in the form of the droplets be in an electrically insulated state. For this purpose, for example, a surface portion made of a material to which the one-component developer easily adheres is formed of a semiconductive or conductive material, while a surface portion made of a material to which the one-component developer easily adheres. The surface portion of the photoreceptor other than the above is formed of a high resistance or insulating material.
[0016]
Further, as a member separate from the photoreceptor as the droplet forming means, a one-component developer on the photoreceptor intervenes between the photoreceptor and the transfer material at the above-mentioned exposure location, and is a fine unit independent of each other. A droplet forming member separate from the photoreceptor can be used.
[0017]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the respective portions of the photoconductor and the exposure device are relatively moved so that each portion of the photoconductor passes an exposure position of the exposure device. A driving unit, a mark formed on the photoconductor corresponding to the row of the minute unit droplets arranged in the main scanning direction of the exposure device, a mark detection unit for detecting the mark, and an output of the mark detection unit. And sub-scanning control means for controlling the exposure timing of the exposure apparatus in the sub-scanning direction.
[0019]
Claim3The image forming apparatus of claim2In the image forming apparatus ofthe aboveTransfer control means for controlling the drive of the transfer device based on the output of the mark detection means;StepIt is characterized by having been provided.
[0020]
Claim4The image forming apparatus of claim 1Or threeIn the image forming apparatus, a combination of dots formed by the exposure device and droplets in minute units corresponding to the dots is made independent of each other on the photoconductor.
[0027]
In the above-described image forming apparatus, in order to reduce the size of the apparatus, a photoconductor in which a photoconductor layer is laminated on a translucent electrode layer is used, and image exposure is performed on the translucent electrode. It is desirable to perform the process from the layer side, that is, from the back side of the photoconductor.
[0028]
Also, as a one-component developer, a specific resistance of 10³-10¹²It is desirable to use one having a conductivity in the range of Ωcm. If the specific resistance is smaller than this range, the charge transfer speed in the developer is too fast, and the charge injected into the developer from the photoreceptor before the electric field movement of the liquid droplet in the charged state is reduced. It may move to the surface of the droplet and move to the transfer material, so that a sufficient amount of developer transfer to the transfer material cannot be secured, and a sufficient image density may not be obtained. On the other hand, if the specific resistance is higher than this range, it is difficult to inject electric charges from the photoconductor to the developing solution, and it is difficult to charge the developing solution. However, if a layer of high resistance or insulator is formed on the surface of the photoreceptor, a developer having a specific resistance smaller than the above range can be used. When a developer capable of frictional charging with the photoreceptor or polarization charging in an electric field is used, a developer larger than the above range can be used.
[0029]
Further, the developer may be aqueous or oily as long as it is a colored liquid capable of moving in an electric field. However, for safety and prevention of environmental pollution, an aqueous developer ( (Aqueous ink).
[0030]
Further, an intermediate transfer member may be used as the transfer material, and the developer image transferred to the intermediate transfer member may be further transferred to a final transfer material such as transfer paper. The intermediate transfer member may be made of a conductive or semi-conductive material, or may be made of a high-resistance or insulating film.
Further, the shape of the intermediate transfer member may be a roller shape or a belt shape. Further, the intermediate transfer member may have a laminated structure of a transfer layer on the surface and a conductive electrode layer to which a transfer bias voltage can be applied.
[0031]
In the image forming apparatus of the present invention, a one-component developer is stored on the surface of the photoconductor.PossessedLet Then, the transfer material is made to face the surface of the photoconductor holding the one-component developer, and immediately before the transfer electric field is formed between the photoconductor and the transfer material, or on the photoconductor while the transfer electric field is formed. Image exposure is performed. As a result, the one-component developer on the photoreceptor whose resistance has been reduced in response to the image exposure is transferred to a transfer material by the transfer electric field.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a main part of an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus includes a light-transmitting photoconductor (hereinafter, referred to as a photoconductor) 2 that can be exposed from the electrode side. As will be described later with reference to FIG. 2, the photosensitive member 2 has a light-transmitting electrode layer 22 formed on a light-transmitting substrate 23 and a photoconductor layer 21 formed on the light-transmitting electrode layer 22. Further, a developer holding layer 24 for holding a one-component developer is formed on the photoconductor layer 21. Although the photosensitive member 2 in the illustrated example has a drum-like structure, it may have a belt-like structure.
[0033]
Here, a layer of a one-component developer (hereinafter, referred to as a developer) is formed on the photoconductor 2 of the present embodiment. The layer of the developing solution is not a continuous layer, but is composed of the developing solution in a state in which the one-component developing solution is divided into minute single pieces as shown schematically in FIG. In addition, as described later, by applying a transfer bias voltage substantially simultaneously with the exposure E at the transfer position T, all or a part of the layer of the developer can fly in a convenient manner according to the exposure amount. It is formed so as to have a sufficient adhesive force. An example of the structure of the photoreceptor 2 for attaching the developing solution in the form of a droplet will be described later in detail with reference to FIGS.
[0034]
The exposure device 1 is disposed on the back side of the photoconductor 2, that is, on the light-transmitting substrate side (in the illustrated example, a hollow drum-shaped photoconductor). As the exposure apparatus 1, various exposure apparatuses that perform the above-described dot writing can be used. For example, it is composed of an LED array and an imaging optical system. The imaging optical system can focus the LED array light on a convenient position of the photoconductor layer of the photoreceptor 1 and form a dot light pattern of a convenient size and shape, for example, a self-occurring lens array. Can be used. An LED shutter array and an exposure system using laser light may be used.
[0035]
A developer supply device 3 is provided on the surface of the photoconductor 2 so as to face the surface. The developer supply device 3 includes a developer container 36 containing a one-component developer, a developer supply member 31 for supplying the developer in the developer container to the surface of the photoconductor 2, and a developer supply member 32. It is constituted by a developer thin layer forming member 32 for removing an excess portion of the developer supplied to the surface of the body 2.
[0036]
The developing solution supply member 31 is provided to uniformly supply the one-component wet developing solution 10 in the developing solution container 36 onto the photoreceptor 2 in a convenient amount, and usually can transport the developing solution 10. Rollers are used.
[0037]
As a roller which is convenient as the developer supply member 31, a roller having a surface which has an affinity for the one-component wet developer 10, for example, a roller having a hydrophilic surface if the developer 10 is water-based. It is desirable to use Rollers having such a hydrophilic surface include a roller formed of a metal or a metal oxide, a roller formed of a material containing hydrophilic fine particles in a high molecular weight organic compound, and For example, a roller having an uneven surface can be used.
[0038]
Further, a sponge roller can be cited as a roller which is convenient as the developer supply member. As the material of the sponge roller, an elastic porous material such as a sponge rubber such as urethane rubber, silicone rubber, and isoprene rubber, and a foamed resin such as urethane foam and polyethylene foam can be used. If the developer 10 is water-based, it is desirable that the sponge roll has been subjected to a hydrophilic treatment.
[0039]
In addition, by forming the developer supply member 31 with a material capable of containing the developer by capillary action or a sponge-like elastic body having hydrophilicity, the lower end of the developer supply member 31 is the bottom of the developer container 3, that is, By providing the developer supply member 31 so as to reach the bottom of the developer, the advantage that the developer in the developing container 3 can be economically used while maintaining the image density can be realized.
[0040]
The developer thin layer forming member 32 is provided to control the amount of the developer formed on the photoreceptor 2 or to control the size of a minute unit of the developer. However, the amount and size of the minute unit of the developing solution formed on the photoreceptor 2 are not necessarily required as long as it is convenient without the developing solution thin layer forming member 32.
[0041]
Further, a transfer device 4 is provided so as to face the surface of the photoconductor 2. In the illustrated example, a conductive roll (hereinafter, referred to as a transfer roller) 41 is used as an electrode for forming a transfer electric field which faces a droplet on the surface of the photoconductor 2 with a gap. A belt-shaped electrode may be used instead of the roller shape. A power supply 42 for applying a transfer bias voltage between the transfer roller 41 and the photoconductor electrode is connected to the transfer roller 41. The gap between the transfer roller 41 and the droplets on the surface of the photosensitive member 2 at the transfer position T and the transfer bias are determined by adjusting the droplets of the developing solution formed on the hydrophilic islands 241 by the exposure device 1. It is set to be convenient for transferring or flying from the photoconductor toward the transfer roller 41 in response to exposure. The gap between the transfer roller 41 and the droplet on the surface of the photoreceptor 2 is preferably 10 μm to 2000 μm, and more preferably 50 μm to 1000 μm. Further, a preferable transfer bias voltage is 100 V to 5000 V, and more preferably 500 V to 2000 V.
[0042]
A transfer (not shown) is provided between the transfer roller 41 and the surface of the photoreceptor so as to contact the transfer roller 41 and pass the surface on the photoreceptor side with the photoreceptor being separated from the photoreceptor. The transfer paper 11 as a transfer material is transported by the paper transport device. The transfer roller 41 holds the transfer material 11 in close contact, and transfers the developing solution carried on the surface of the photoreceptor to a distance that can be transferred or fly by application of a transfer bias voltage by a transfer bias power supply 42 and the image exposure. The material 11 is positioned. This conveyance is performed so as to convey the transfer paper 11 at a speed corresponding to the image exposure speed of the exposure device 1 described above.
[0043]
In the above-described configuration, in the developer supply device 3, the developer supply member 31 forms a uniform layer of the developer on the photoreceptor 2 by a large number of minute units, and forms a developer thin layer provided as necessary. The size of each minute unit and the amount of the developer for forming each minute unit are controlled by the member 32 in a manner that is convenient for forming an image. Then, the layer 102 of the developer is transported to the transfer position T by rotation of the photoconductor 2 by a drive system (not shown). At a transfer position T, a transfer bias voltage is applied substantially simultaneously with the exposure, so that all or a part of the minute units of the developer at a position corresponding to the exposed portion of the photoconductor layer on the photoconductor 2 is removed. It is made to fly toward the transfer paper 11. As a result, an image composed of a developer corresponding to the image exposure can be formed on the transfer paper 11. Air may be blown to the transfer paper 11 after image formation as necessary.
[0044]
FIG. 1B shows an image forming apparatus in which the developer supply member 31 is omitted in FIG. According to this device, the cost can be reduced with a relatively simple configuration. The image forming apparatus shown in FIG. 1B has a simple configuration, but requires a liquid level control device for controlling the liquid level in the developing container 3 to always contact the surface of the photoconductor 2. As the liquid level control device, for example, by detecting the liquid level position by a photoelectric conversion element or a piezo element as a sensor for detecting a desired liquid level position, the developer container 36 is moved to maintain the liquid level position, or Add new developer.
[0045]
Also, in the example of FIGS. 1 (a) and 1 (b), the recording is performed directly on the transfer paper 11 which is the final recording body, but the above-mentioned bias roller or bias belt is used as an intermediate transfer body. An image can be formed on the bias roller and the bias belt by a developer droplet, and an image can be formed on the final transfer material by press transfer at the second transfer position.
[0046]
Next, referring to FIGS. 2 and 3, as described above, the photoconductor 2 which is convenient for forming minute units of the developer 10 on the surface of the photoconductor 2 so as to have a uniform size and shape is provided. An example of the structure will be described. Here, it is desirable to use an aqueous wet developer to solve the problem of environmental pollution. Therefore, in the following structural example of the photoconductor surface, a structure in the case where the one-component developer 10 is water-based will be described.
[0047]
In the structural examples shown in FIGS. 2A to 2F, the light-transmitting substrate 23, the light-transmitting electrode 22, and the photoconductor layer 21 are common to each structural example, but are minute units of the developer. Are different from each other in the structure of the developer holding layer 24 which is convenient for forming the developer.
[0048]
Examples of the material of the light-transmitting substrate 23 include various glasses or light-transmitting polymer compounds such as acrylic resin, methacrylic resin, polycarbonate, polyester, polyethylene, polyamide, polyamideimide, polyimide, polysulfone, and polyphenylene sulfide. Can be widely used.
[0049]
Examples of the material of the translucent electrode layer 22 include a vapor-deposited thin film of a metal such as copper, brass, silver, gold, aluminum, and palladium, a vapor-deposited film of ITO (a compound of In and Sn), and a transparent conductive fine particle such as ITO. A coating layer of a powdery transparent resin binder dispersion can be used.
[0050]
In addition, as a material of the photoconductor layer 21, a deposition layer of a Se-based material, an amorphous silicon film formed by sputtering, a photoconductive microcrystal such as a ZnO, TiO, or Cds-based material is used as a binder such as a resin. A coating layer of a dispersed system, or an organic photoreceptor can be preferably used.
[0051]
In the example of FIG. 2A, fine islands made of a hydrophilic material are arranged on the surface of the photoconductor layer 21 independently of each other. Since the photoreceptor is usually hydrophobic, the aqueous developer of this example selectively adheres to the hydrophilic island, and the size of the minute unit of the developer is determined according to the size of the island. You. The interval between the plurality of islands made of the hydrophilic material is such that the minute units of the developer formed on the islands can be independent of each other, that is, the minute units of the developer close to each other come into contact and are integrated. Is determined within the range. The shape of the hydrophilic island 241 is preferably circular on the surface of the photoreceptor, but may be square, hexagonal or the like, or may be an irregular fine pattern. The arrangement and size of the hydrophilic islands 241 will be described later in detail.
[0052]
Materials with advantageous hydrophilicity include many inorganic compounds, such as TiO.₂, ZnO₂, SiO₂, Al₂O₃Various oxides such as CaCO₃, BaSO₄, Etc. can be conveniently used.
In addition, a favorable material can be obtained by subjecting the surface of these inorganic compounds to a hydrophilic treatment.
[0053]
An organic compound having hydrophilicity, particularly a polymer having hydrophilicity is a particularly advantageous material. In order for a polymer to have hydrophilicity, it must have a hydrophilic polar group along the molecular chain. However, if the polarity of the hydrophilic group is too large, the solubility in water will increase, and even if a hydrophilic island is formed on the photoreceptor, the hydrophilicity of the hydrophilic group with respect to the aqueous developer will increase. The islands dissolve, the fixability on the photoreceptor is lost, and the photoreceptor cannot be used many times, and the so-called durability is lost. Therefore, when imparting hydrophilicity to a polymer, it is necessary to impart a hydrophilic polar group to such an extent that it does not dissolve in water.
[0054]
As examples of the type of the polar group that imparts hydrophilicity to the polymer, the following surfactants can be given.
(Hereinafter, margin)
[Table 1]

[0055]
Incorporating an organic compound having two or more ring-capable groups such as an epoxy group and an isocyanate group as a cross-linking agent into the hydrophilic polymer formed as described above is necessary for the hydrophilic polymer. It is desirable for improving adhesiveness, mechanical properties and durability.
[0056]
As shown in FIG. 2A, a method for providing hydrophilic islands 241 on the surface of the photoconductor 2 is as follows. In a state in which a mask having minute openings is closely adhered, a hydrophilic inorganic compound is attached to the openings of the mask by a vacuum evaporation method or a sputtering method, whereby a large number of minute Islands can be formed.
[0057]
As another method of providing the hydrophilic island 241 on the surface of the photoreceptor 2, a material in which fine particles of the hydrophilic inorganic compound or a fine particle of a hydrophilic organic compound such as cellulose are formed, A system dispersed in a binder or the hydrophilic high molecular organic compound is printed on the surface of the photoreceptor 2 by printing, for example, as a number of minute islands on the surface of the photoreceptor 2 by a printing technique. A large number of minute islands having hydrophilic properties can be formed. As such a printing technique, for example, copy printing using a screen printing mask, letterpress printing, an ink jet method, and the like can be conveniently used.
[0058]
Further, a system in which the hydrophilic fine particles are dispersed in a resin binder and the entire surface of the photoconductor 2 are coated and then mechanically shaved to leave a hydrophilic island in a convenient size on the photoconductor, thereby forming a surface. Can form hydrophilic islands.
[0059]
As a method for providing hydrophilic islands on the surface of the photoreceptor 2 with the hydrophilic polymer, a method similar to the method for providing hydrophilic islands with the resin binder type hydrophilic material is conveniently used. be able to.
[0060]
FIG. 2B shows a structure in which the hydrophilic islands are provided in a projecting manner, unlike the case where the hydrophilic islands are provided in the plane of FIG. 2A.
Normally, the hydrophilic islands formed on the surface of the photoconductor 2 are effectively injected with the charge generated on the photoconductor by the image exposure into minute units of the developer formed on the hydrophilic islands. As shown in FIG. 2 (a), it is desirable that the conductive material be conductive or semiconductive.
[0061]
As described above, when the hydrophilic island is conductive or semiconductive, the image exposure is performed from the rear surface of the photoconductor substantially simultaneously with the application of the transfer bias as described above, so that the hydrophilic region corresponding to the exposed portion is obtained. Charges are injected from the photoreceptor into the islands. The charge injected into the hydrophilic island is further injected into the developer adhering to the island. As a result, the developer adhering to the hydrophilic island is charged, and the developer is easily transferred or flies toward the electrode of the transfer device by the transfer bias voltage.
[0062]
In the structure shown in FIG. 2B, as described above, since the hydrophilic islands are protruding, if the hydrophilic islands are conductive, image exposure to the photoconductor and application of a transfer bias were performed. In this case, the charge density of the protruding tip portion is increased, and the structure is such that the developer can be more easily transferred from the hydrophilic island to the transfer material.
[0063]
FIG. 2C shows a structure in which hydrophilic islands are provided directly on the photoconductor layer 21 of the photoconductor, as shown in FIGS. 2A and 2B. FIG. 2 shows a structure in which a layer is formed and a hydrophilic island is provided on the hydrophobic thin layer.
[0064]
FIG. 2D shows a structure in which the surface of the photoconductor other than the hydrophilic island formed on the photoconductor is covered with a hydrophobic material, as shown in FIGS. 2A and 2B. I have.
[0065]
In FIGS. 2C and 2D, the hydrophilic island 241 is conductive or semiconductive, and the hydrophobic material layer 242 is insulating or high resistance in order to obtain a high-resolution image. desirable.
[0066]
Preferred hydrophobic material layers include organic resins such as acrylic resin, epoxy resin, polyethylene resin, silicone resin, and fluorine-containing resin, water-repellent oils such as silicone oil, or the oils contained in the organic resin. Materials and the like are preferably used.
[0067]
FIG. 2E shows a structure in which the hydrophilic material portion 241 is provided at the bottom of the concave portion of the water-repellent material layer 242 having many concave portions provided on the surface of the photoconductor.
In the structure of FIG. 2E, a droplet of the developer corresponding to the shape and size of the concave portion is formed inside the concave portion. Therefore, the size of the developer droplet formed on each hydrophilic island is controlled uniformly.
In order to charge the developer with a lower transfer bias voltage, the bottom of the concave portion is desirably a free surface of the photoconductor layer 21. For this purpose, the hydrophilic material portion 241 may be omitted.
[0068]
FIG. 2F shows a case in which a water-repellent material is provided on the surface of the other photoreceptor where the protruding hydrophilic island is present in FIG. 2B to further improve the reliability of the droplet formation of the developer. It is a structure which was made.
In the structure shown in FIG. 2 (f), it is possible to prevent a decrease in resolution due to communication of adjacent minute units of the developing solution due to the small hydrophobicity of the photoconductor and erosion of the surface of the photoconductor by the developing solution.
(Hereinafter, margin)
[0069]
Next, the arrangement and size of the minute units 102 of the developer in the present embodiment will be described. This arrangement and size depend on the arrangement and size of the hydrophilic islands 241 as described above. In the present embodiment, the hydrophilic islands are set such that the microscopic units 102 of the developer droplets are independent of each other at least at the exposure position and correspond to each of the dot-shaped light patterns by the exposure device. 241 are set. That is, when, for example, an LED array is used as the exposure device 1, the direction perpendicular to the moving direction of the photoconductor, that is, the dot diameter and position of the dot light pattern in the main scanning direction are determined by the LED array side. Therefore, the size and position of the hydrophilic island on the photoconductor in the sub-scanning direction correspond to each dot light pattern forming the dot light pattern row formed on the photoconductor by the light emitting row of the LED array. Set as follows. Further, the moving direction of the photoconductor, that is, the dot diameter and position of the dot-shaped light pattern in the sub-scanning direction are determined by the conditions on the LED array side such as the lighting pulse time and interval of the LED array that emits light corresponding to the image signal. It is determined by the rotation speed of the body. Therefore, the size and the position of the minute unit 102 of the developer in the moving direction of the photoconductor are set so as to correspond to the size and the position of each dot of the dot light pattern determined in this way. Here, the correspondence between the position of each dot of the dot-shaped light pattern and the position of the minute unit 102 of the developer means that both overlap on the photoconductor. These various aspects will be described later.
[0070]
FIG. 3A shows that a minute unit of a developing solution formed on the photoconductor 2 and a dot-shaped light pattern formed on the photoconductor 2 by the exposure device 1 corresponding to the minute unit of the developing solution are shown. It shows an example of a method of reliably overlapping.
Reference numeral 12 denotes a drive signal generator, and reference numeral 121 denotes a drive signal generator that gives a start timing and a drive time for driving the drive signal generator 12. The drive signal generating section 121 includes a row of a large number of minute liquids of developer on the photoconductor 2 in a direction perpendicular to the photoconductor movement direction, and dots formed on the photoconductor 2 by the exposure device 1 in time series. The drive signal is set so that the drive signal can be generated from the drive signal generator 12 at a timing when the drive light signal is generated from the drive signal generation device 12 at a timing at which the rows in the vertical direction of the light pattern overlap with each other with high precision.
In the illustrated example, a reflection-type photoelectric conversion element is used as the drive signal generation device 12, and therefore, the drive signal generation unit 121 is a light reflection mark (hereinafter, referred to as a reflection mark). This reflection mark 121 is desirably formed in a non-image portion on the surface of the photoconductor 2.
The drive signal from the drive signal generator 12 can be a start signal for recording information for one page, but as described above, the photosensitive member corresponding to each LED of the LED array of the exposure apparatus 1 is used as described above. In order to ensure that the dot-shaped light pattern formed in the above-mentioned pattern overlaps with a row of minute units of the developing solution, it is desirable to generate the pattern every minute unit row of the developing solution.
[0071]
FIG. 3B shows a row formed by a dot-shaped light pattern 112 formed on the photoconductor by the exposure device 1 with respect to a row formed by the minute units 102 of the developer formed on the photoconductor. It is sectional drawing which shows the state which overlapped correctly.
FIGS. 4A, 4B, and 4C show that, as described above, the minute unit 102 of the developer on the photoreceptor and the dot-shaped light pattern 112 formed on the photoreceptor by the corresponding exposure device 1 correspond to each other. FIG. 4 is a plan view showing a favorable state of overlap.
FIG. 4A shows a case where the minute unit 102 of the developing solution is larger than the dot-shaped light pattern 112 and the dot-shaped light pattern exists within the area of the minute unit of the developing solution. FIG. 4B shows the opposite case, that is, the case where the minute unit 102 of the developing solution is smaller than the dot-shaped light pattern and the minute unit 102 of the developing solution is within the area of the dot-shaped light pattern. Is shown. FIG. 4C shows an intermediate state between FIGS. 4A and 4B, that is, a portion of the minute unit 102 of the developer and a part of the dot-shaped light pattern 112 overlap. It shows the state that it is.
4 (a), 4 (b) and 4 (c), the micro unit of the developer and the dot-shaped light pattern which are adjacent to each other in the overlapping state have a sufficient gap so as not to overlap. .
[0072]
Here, in the image forming apparatus of the present embodiment, it is important that the minute unit of the developer and the system of the dot light pattern are electrically independent. When the minute unit of the developer and the dot-shaped light pattern system overlap, a heavy load is moved between the overlapped systems, and as a result, the resolution of an image formed is reduced. Each of the states shown in FIGS. 4A to 4C is preferable because it is considered that a minute unit of the developer is charged only by a dot light pattern corresponding to the minute unit of the developer.
[0073]
FIG. 4D is a plan view showing a reflection mark 121 as the image signal generation unit provided in correspondence with a row of minute units of the developer formed on the photoconductor. It is desirable that the reflection mark of the drive signal generating section is provided on the surface of the photoconductor at a position corresponding to each of the rows of the minute units of the developer as shown in FIG. The driving signal generator can give a driving time as well as generating a driving start signal. In this case, the reflection mark as the drive signal generation unit 121 is formed so as to have a width L in the traveling direction of the photoconductor. As shown in FIGS. 4A to 4C, the width L of the reflection mark is set so that the row of minute units of the developer on the photoreceptor and the row of dot-shaped light patterns from the image exposure apparatus are conveniently overlapped. It is determined. Then, the drive signal generator 12 shown in FIG. 3A is driven to drive the exposure apparatus 1 in accordance with the time when the reflection mark 121 passes through the photoelectric conversion element by the movement of the surface of the photoreceptor indicated by an arrow 122 in the figure. I do.
[0074]
Further, in the image forming apparatus of the present embodiment, as described above, by applying the transfer bias voltage substantially simultaneously with the image exposure, the minute unit of the developer on the photoreceptor is adjusted in accordance with the image exposure. Transfer or fly on transfer material. Therefore, the application time of the transfer bias voltage in addition to the magnitude of the transfer bias voltage has a great effect on the image quality.
That is, as described above, the image forming principle of the image forming apparatus according to the present embodiment is that the minute unit of the developer corresponding to the image-exposed region of the photoconductor is smaller than the photoconductor under the bias voltage application. It is considered that the image formation is performed by charging and transferring or flying toward the transfer material by the charge injection. However, when a bias voltage is applied to the photoreceptor for a long time, fog on a transfer material, which is considered to be a minute unit of the developer, is observed even in a non-exposed area. It is considered that the charging of the developer minute unit in the non-exposed area occurs because the photoconductor has the resistance R even in the non-exposed area, that is, in a dark place. Therefore, in the image forming process according to the present embodiment, it is desirable that the application time of the transfer bias voltage is short so that fogging does not occur as described above.
Therefore, in the present embodiment, it is desirable to prevent the fog beforehand by adjusting the timing of the application time of the transfer bias voltage to the image exposure time.
[0075]
To this end, it is desirable that the drive signal generator 12 drives the transfer bias power supply 42 at the same time as driving the exposure device. Further, in order to more effectively prevent the fogging, it is desirable that the exposure time and the transfer bias voltage application time are made substantially equal. Specifically, the application time of the transfer bias voltage is as long as the transfer bias voltage is effective for the image formation, that is, as long as the developer on the photoconductor can transfer or fly on the transfer material at a sufficient concentration. , It is desirable to be short. Further, it is preferable that the application time of the transfer bias voltage substantially coincides with the image exposure time or is within the image exposure time.
[0076]
In FIG. 3A, a drive circuit 43 for driving a transfer bias power supply 42 based on a signal 123 from the drive signal generator 12 is provided. In this example, a switch is provided as the drive circuit 43, and the switch of the drive circuit 43 is in the ON state during the time when the drive signal 123 from the drive signal generation device 12 is given, and the transfer device 4 Then, a transfer bias from a transfer bias power supply 42 is applied. Note that an amplifier is provided in the drive signal generator 12, and the drive signal is amplified to a level sufficient to drive the exposure apparatus 1 and the transfer bias power supply.
The image exposure by the exposure device 1 and the application of the transfer bias voltage by the transfer device 4 are substantially simultaneously applied as described above by the signals 122 and 123 from the drive signal generator 12, so that the image exposure is performed as described above. The minute unit of the developing solution on the photoreceptor 2 is charged and transferred or flies toward the transfer material, so that an image is formed on the transfer material having no fog and excellent contrast.
[0077]
In FIG. 3A, a reflection mark is used, but a transmission mark may be used instead. Although a photoelectric conversion element is used as the drive signal generator 12, other means such as a magnetic head may be used. In this case, a mark made of a magnetic material provided on the photoconductor is used as the drive signal generation unit.
[0078]
Next, an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention will be described.
In the apparatus shown in FIGS. 1A and 1B, the gap between the surface of the photoreceptor holding the developing solution and the surface of the transfer bias roller (or bias belt) of the transfer device is set to a smaller value. However, it is desirable because the transfer bias voltage to be applied can be set small. However, when the gap is reduced, it is difficult to stably maintain the gap when the transfer material is passed between the surface of the photoconductor and the surface of the bias roller or the bias belt. Therefore, the image forming apparatus of the present embodiment has a spacer provided between the surface of the photoconductor and the transfer material.
[0079]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus according to the present embodiment. The illustrated apparatus is the same as the image forming apparatus shown in FIG. 1A, except that a screen belt-shaped spacer 25 for maintaining a constant distance between the surface of the photosensitive member and the transfer material under the pressure of the transfer roller 41 is provided. It is. Other points are the same as those of the image forming apparatus of FIG. 1A, and therefore, the spacer will be described below. However, in the above-described embodiment, the minute units 102 of the liquid droplets of the developer are independent of each other at least at the above-mentioned exposure position and correspond to each of the dot-shaped light patterns by the exposure device. In the embodiment, this may or may not be set. Therefore, the developer does not have to be in the form of droplets independent of each other on the photoconductor.
[0080]
The screen belt-shaped spacer 25 has a large number of openings through which the developer on the photoreceptor passes. As such a screen, a flat screen as shown in the plan view of FIG. 5A or a mesh screen as shown in the plan view of FIG. 5B may be used. In each case, a large number of openings 251 are formed. In particular, mesh screens are inexpensive and have a fine structure as employed in screen printing technology, and are therefore suitable for achieving excellent image quality.
[0081]
It is desirable that the aperture ratio of the opening be set as large as possible so that the developer on the photoreceptor can pass without hindrance. When the developer is carried in the form of droplets on the photoreceptor by the above-described photoreceptor surface structure as shown in FIG. 2, each of the openings of the spacer 25 is formed by a droplet formed on the photoreceptor surface. It is desirable to form them so as to correspond to each one. When the developer is held as a continuous layer on the photoreceptor, the photoreceptor-like developer can be formed into independent droplets at least at the exposure position E by the belt-shaped spacer 25. Therefore, similarly to the above-described embodiment, the opening of the belt-shaped spacer 25 can be formed so that the position of the minute unit of the droplet-shaped developer and the position of the exposure dot of the exposure device correspond to each other. .
[0082]
The material of the spacer 25 is made of an insulating material or a non-conductive material so that the electric charge injected into the developer on the photoconductor by the image exposure does not move to the spacer 25.⁵It is desirable to have a high resistance of Ω · cm or more. In particular, polyethylene, polypropylene, polyester, pophenylene sulfide, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyfluoroalkoxyne (PFA), tetrafluoroethylene-6-fluoropropylene copolymer (FEP), nylon, polyamide, polyimide, etc. Polymeric materials are preferred.
Further, it is desirable that the material of the spacer 25 has no affinity for the developing solution. That is, in the case of a water-based developer, for example, a hydrophobic material is desirable as the spacer material. According to this, the adhesive force of the developer to the spacer 25 can be reduced, and the transferability of the developer to the transfer paper 11 can be improved. Further, it is possible to prevent the spacer 25 from being stained with the developer and the transfer paper 11 and the transfer roller 41 from being stained.
[0083]
Such a screen belt-shaped spacer 25 is hung on three support rollers 131, 132, and 1333. The extended portion of the belt existing between the photoconductor 2 and the transfer roller 41 functions as a transfer member for the transfer material 11. Among these three support rollers, for example, the support roller 131 located at the upstream end of the spread portion in the transport direction of the transfer paper 11 is a driven roller, the support roller 132 located at the downstream end thereof is a tension roller, and the rest is the remaining roller. Is a driving roller. This drive roller is connected to a drive system (not shown). It is desirable that the driving speed of the belt-shaped spacer 25 by the driving roller be set to the same speed as the moving speed of the surface of the photoconductor 2. The belt cleaning device 14 is provided so as to face the surface of the belt-shaped spacer 25 wound around the support roller 133 located below.
[0084]
The belt cleaning device 14 includes a cleaning container 142 containing a cleaning liquid 141 and a first cleaning roller 143 that is partially submerged in the cleaning liquid and has an upper part provided to contact the surface of the belt-shaped spacer 25. And a second cleaning roller 144 that comes into contact with the surface of the spacer 25 that has passed through the contact portion of the first cleaning roller 143.
[0085]
The first cleaning roller 143 has an affinity for the cleaning liquid, can pump up the cleaning liquid, and removes the developer adhering to the spacer 25, the paper powder of the transfer material 11, and other attached matter from the surface of the spacer 25. It is desirable to use one having a surface that can be removed without damaging the surface. For example, a soft and elastic foamed resin roller such as a sponge rubber roller or a urethane foam roller is conveniently used.
[0086]
The second cleaning roller 144 is for removing the cleaning liquid adhering to the surface of the belt-shaped spacer 25 and for removing the developer, paper powder, and the like that cannot be removed by the first cleaning roller 143. A roller similar to the cleaning roller 143 can be used. If sufficient cleaning is possible only with the first cleaning roller 143, it can be omitted. At least one of the first and second cleaning rollers may have a function of removing uneven charging generated in the belt-shaped spacer 25. For this purpose, the cleaning roller is made conductive. According to this, it is possible to prevent an afterimage of an image due to uneven charging of the belt-shaped spacer 25. In particular, it is preferable that the first cleaning roller 143 mainly removes the adhered substance and the second cleaning roller 144 mainly removes the charge.
[0087]
In the apparatus shown in FIG. 5, a belt-shaped spacer 25 separate from the photoconductor 2 is used as the spacer 25, but the spacer 25 may be fixedly provided on the photoconductor 2.
FIGS. 6A and 6B show examples in which the spacer 25 is fixedly provided on the photoconductor 2. FIG. 6A shows a screen-shaped spacer 25 having a large number of openings 251 fixed on the photoreceptor 2, and FIGS. 6C and 6D show examples of the planar structure thereof. is there. FIG. 6B shows an example in which an adhesive layer 26 is provided on the photoreceptor 21, and a number of granular spacers 25 are fixed by the adhesive layer.
[0088]
At the bottom of the opening of the screen-shaped spacer 25 shown in FIG. 6A, a material layer having an affinity for the developing solution (a hydrophobic material layer because the developing solution is water-based in this example) is formed. Thus, a hydrophilic small island 241 is formed. The thickness of the material layer constituting the fine island 241 is determined by the thickness of the developer droplet formed in the opening on the recording surface of the transfer material conveyed substantially in contact with the mesh screen spacer 25. The thickness is set so that the tip does not come into contact with the non-exposure light.
[0089]
The adhesive layer for fixing the granular spacer 25 shown in FIG. 6B is used to promote charge injection from the photoconductor 2 into the developing solution.³-10¹²It is desirable to have a specific resistance in the range of Ω · cm. Further, it is desirable to use a material having an affinity for the developer. For example, when the developer is aqueous, a hydrophilic material is used. As such a material, the material for forming the hydrophilic island 241 shown in FIG. 2A can be used.
[0090]
In each of the examples of FIGS. 6A and 6B, similarly to the example of FIG. 2, the photoconductor is formed by the translucent substrate 23, the translucent electrode 22, and the photoconductor layer 21. In the drawing, reference numeral 101 denotes a droplet of the developer formed on the hydrophilic island 241 on the photoconductor layer 21 or the like. Reference numeral 11 denotes a transfer material, and reference numeral 42 denotes an electrode of the transfer device. A transfer bias voltage (not shown) is applied between the transfer electrode 42 and the photoconductor electrode 22. By irradiating the image exposure E from the back side of the photoreceptor (the transparent substrate side in FIG. 6A) in the state of applying the transfer bias voltage, the developer droplet 101 existing on the photoreceptor surface is changed. All or a part thereof moves onto the transfer material 11 to form an image 102.
[0091]
When using the photoconductor 2 having the spacer 25 fixedly provided as described above, the apparatus configuration shown in FIG. 1A or 1B can be employed. When the spacer 25 is fixedly provided on the photoreceptor, the total area of the spacer 25 in contact with the transfer paper 11 is smaller than when the belt-shaped spacer 25 is used as shown in FIG. In supplying the developing solution onto the photoreceptor, the spacer 25 is also washed with the developing solution, so that there is no need to provide a cleaning device. In the structural example of FIG. 1, the fact that the opening of the container 36 is substantially closed with the photoconductor 2 closed is also advantageous in omitting the cleaning device. Further, the charge of the spacer 25 can be removed by the developer. Even in the case of the example of the apparatus as shown in FIG. 1A, if the supply roller 31 is made conductive, the charge can be sufficiently removed.
(Hereinafter, margin)
[0092]
The structural examples of the photoreceptor 2 in each of the above embodiments are based on the premise that a hydrophilic developer is used as described above. However, these basic structures use a hydrophobic developer. It is also possible. When a hydrophobic developer is used, for example, in each example of FIG. 2, the hydrophilic island 241 formed on the photosensitive layer 21 has affinity with the hydrophobic developer. The surface of the photoreceptor other than the formed hydrophobic island is subjected to a hydrophilic treatment. For example, in FIGS. 2 (c), (d), (e), and (f), 241 is formed of a material having an affinity for the hydrophobic developer, and 242 is formed of the material having a hydrophilic property. The formation makes it possible to use a hydrophobic developer.
[0093]
【The invention's effect】
Claims 1 through4According to the image forming apparatus described above, unlike the conventional electrophotographic image forming method and apparatus, the photosensitive member does not need to be uniformly charged over the entire surface, and thus does not require a high-voltage power supply for such charging. . Therefore, it is advantageous in reducing the size and cost of the device. Further, it is not necessary to take measures against ozone generated from a corona charger normally used for the charging, which is advantageous for safety and environmental protection.
[0094]
Further, the surface of the photoreceptor on which the developing solution image has been transferred to the transfer material can be initialized by newly applying the developing solution, and thus does not necessarily require a cleaning device. Therefore, the size and cost of the cleaning device can be reduced. Further, since a wet type one-component developer is used, there is no need to take measures for waste toner treatment which is observed in a conventional dry process, which is advantageous in maintenance.
[0095]
Further, unlike a conventional dry process, since a wet one-component developer is used, a fixing device is not necessarily required, and energy consumption can be reduced accordingly. In addition, there is no generation of dust as seen in a dry process, the workability in handling is extremely excellent, and environmental pollution is unlikely to occur.
[0096]
Further, since a one-component developer is used, it is particularly advantageous for full color printing. That is, in the formation of a full-color image using the above-described dry image forming process, a large amount of fixing energy is required because a color balance is obtained by dissolving the toner. On the other hand, in the present invention, since the one-component developer is used, the developers of the respective colors can be dissolved easily, and a heat fixing device is not necessarily required.
In the case of full-color image formation using a dry image forming process, toner particles are large, the toner layer for forming an image becomes thick, and a large number of full-color copies are stacked and bound (particularly, the image is formed on both sides of the transfer material. In the case of copying), there are problems such as an increase in thickness and weight. On the other hand, in the present invention, since a one-component developer is used, even when a full-color image is formed, the developer layer on the transfer material has an extremely small thickness, so that there is no problem on both sides of the transfer material. A full-color image can be formed.
[0097]
Further, as described above, since it is not necessary to clean the photoreceptor using a cleaning blade or the like, the mechanical torque of the photoreceptor or the like is small, the energy consumption for driving is small, and no fixing is required. Since no fixing energy is required, the image forming apparatus can be driven by a battery and can be downsized as described above, so that an image forming apparatus excellent in portability can be provided.
[0098]
In particular, according to the image forming apparatus of the first aspect, the one-component developer is held on the surface of the photoreceptor in the form of droplets independent of each other, and transfer by image exposure under a transfer electric field is performed. Therefore, the electric charge injected into the developing solution on the photoconductor portion from the photoreceptor portion whose resistance has been reduced by the image exposure does not easily leak into the developing solution constituting the surrounding droplets. For this reason, charge injection from the photoconductor portion can be caused intensively with respect to the droplets of the developer on the photoconductor portion. This makes it possible to easily transfer, for example, the droplets of the developer into which the charges are intensively injected toward the transfer material by transferring them to the transfer material, thereby obtaining a high-quality image.
[0099]
In addition, since the minute units of the independent one-component developer liquid droplets on the photoreceptor correspond at least to the respective independent dots of the exposure device at least at the above-mentioned exposure locations, the image information The developing solution can be transferred to the transfer material by, for example, flying in accordance with the nature of the dots of the exposure based on the exposure, and an image having a uniform image density can be obtained. In addition, since the developer is charged in units of smiles in accordance with the amount of light of the exposure dots, halftone recording is possible.
Further, since the transfer electric field is formed intermittently in the same direction only on the photoconductor portion corresponding to the dot diameter on the photoconductor in the sub-scanning direction of the exposure device, It is possible to prevent image fogging from occurring due to flight or transfer of the developer due to charge injection into the developer on the portion. That is, since the photoreceptor is usually a thin film (the transparent photoreceptor for backside exposure is particularly a thin film), carrier movement occurs even in a dark place when a high voltage is applied. Therefore, when a high voltage is applied to the photoconductor for a long time, a developing solution that flies or transfers is generated even on a dark area other than the area where the exposure dot has hit, and image fogging may occur. In the image forming apparatus of the first aspect, since the transfer electric field is formed only on the photoconductor portion corresponding to the dot diameter on the photoconductor, such image fogging can be suppressed as much as possible. From the viewpoint of preventing image fogging, the shorter the transfer electric field formation time is, the more advantageous. However, if the transfer electric field is too short, it becomes difficult for the developing solution on the photoconductor portion hit by the exposure dots to fly or transfer. The above-described transfer electric field application time is set as long as the flying or transfer of the above developer is possible.
[0100]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, the mark formed on the photoreceptor is detected by the mark detecting means in correspondence with the row of the minute unit liquid droplets arranged in the main scanning direction of the exposure device. The exposure timing in the sub-scanning direction of the exposure device is controlled by the sub-scanning control unit based on the output, so that the positions of the droplets and the positions of the exposure dots by the exposure device can be reliably matched.
[0102]
Claims3According to the image forming apparatus of, MaSince the transfer device is controlled by the transfer control means based on the output of the mark detection means for detecting a mark, it is ensured that a transfer electric field is formed only on the photoconductor portion corresponding to the dot diameter in the sub-scanning direction. Can control. Therefore, image fogging can be prevented while maintaining image contrast. Since the mark and the mark detecting means are used for both the control of the exposure device and the control of the transfer device, the size and cost of the device can be reduced accordingly.
[0103]
Claims4According to the image forming apparatus of the present invention, the sets composed of the dots by the above-described exposure device and the droplets of minute units corresponding to the dots are made independent of each other on the photoreceptor. The electric charge injected from the photoconductor by the exposure dot is injected only into the corresponding droplet of the smile unit without moving the electric charge injected into the droplet of the set. Therefore, it is possible to obtain better image uniformity, resolution, and gradation reproducibility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a front view illustrating a schematic configuration of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 4B is a front view illustrating a modification of the developing device in the image forming apparatus.
FIGS. 2A to 2F are cross-sectional views of a photoconductor that can be used in the image forming apparatus.
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of an image forming apparatus according to another embodiment.
FIGS. 4A to 4C are explanatory diagrams of a positional relationship between exposure dots and droplets in the image forming apparatus.
(D) is a plan view of the photoconductor surface of the image forming apparatus.
FIGS. 5A to 5C are explanatory views of an image forming apparatus according to still another embodiment.
FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views of a photoconductor that can be used in the image forming apparatus.
(C) and (d) are each a plan view showing a planar structure example of the photoconductor of (a).
[Explanation of symbols]
1 Exposure equipment
2 Photoconductor
3 Developer supply device
4 Transfer device
11 Transfer paper
12 Drive signal generator
41 Transfer Roller
42 Transfer bias power supply
43 Drive Circuit
102 droplets
112 exposure dot
121 Reflection mark

Claims

A photoreceptor, a developer supply device for supplying a one-component developer to the surface of the photoreceptor, an exposure device for performing image exposure on the photoreceptor to which the one-component developer is supplied by the developer supply device, In an image forming apparatus having a transfer device that forms a transfer electric field between the photoconductor and the transfer material at an exposure position of the photoconductor by the device,
As the exposure device, one that forms a latent image with mutually independent dots based on image information is used,
The one-component developer on the photoreceptor is at least in the above-mentioned exposed portions, independent of each other, and in the form of droplets of minute units corresponding to each of the dots ,
The transfer device is configured to be driven intermittently in the same direction so as to form a transfer electric field only on a photoconductor portion corresponding to a dot diameter on the photoconductor in the sub-scanning direction of the exposure device. An image forming apparatus comprising:

The image forming apparatus according to claim 1,
Movement driving means for relatively moving each part of the photoconductor and the exposure device so that each part of the photoconductor passes through the exposure position by the exposure device,
A mark formed on a photoreceptor corresponding to the row of the minute unit droplets arranged in the main scanning direction of the exposure device,
Mark detection means for detecting the mark,
An image forming apparatus comprising: a sub-scanning control unit configured to control an exposure timing of the exposure device in a sub-scanning direction based on an output of the mark detection unit.

3. The image forming apparatus according to claim 2 ,
Based on the output of said mark detecting means image forming apparatus characterized in that a transfer control means to control the drive of the transfer device.

The image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3 ,
An image forming apparatus, wherein sets of dots formed by the exposure device and droplets of minute units corresponding to the dots are mutually independent on a photoconductor.