JP2002328548A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
に拘らず画像のオフセットを抑えられる、低抵抗層を有
する加圧ローラを備えた定着手段に樹脂シートを通して
もオフセットを抑えられる、転写バイアス制御機能を有
する画像形成装置を提供する。 【解決手段】像担持体1と、前記像担持体から記録材P
に対して像を転写する転写部材5と、像を記録材に定着
する定着手段11とを有する画像形成装置であり、前記
定着手段は、加熱体と、前記加熱体と協同してニップを
形成するバックアップローラ26を有し、前記バックア
ップローラは導電物質含有層を有し、記録材が樹脂シー
トの時に前記転写部材に印加する電圧は記録材が紙の時
より低いことを特徴とする画像形成装置。
Description
リンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に像
担持体に形成された画像を記録材に転写し、その後定着
する機能を有する画像形成装置に関する。
は、画像形成プロセスにより電子写真感光体などの像担
持体上に加熱定着性の顕画剤(トナー)を用いて目的の
画像情報に対応した未定着トナー像を形成担持させ、そ
のトナー像を転写装置により像担持体側から記録材上に
転写させ、トナー像の転写を受けた記録材を加熱装置
(加熱定着装置)へ導入することでトナー像を永久固着
像として熱定着処理して画像形成物(コピー・プリン
ト)として排紙する装置構成である。
から、接触型の静電転写方式のものが用いられることが
多い。これは記録材裏面側に位置させた転写ローラ等の
転写部材に電源から所定の転写バイアスをすることで像
担持体側から記録材上にトナー像を電気力で引き付けて
転写させるものである。
置としては、定着ローラまたは定着フィルムなどの内蔵
熱源を持つ回転加熱部材に対して、弾性を有する加圧ロ
ーラを圧接し、その圧接ニップ部に記録材を導入してト
ナー像の定着動作を行う形式が一般的である。
としての加圧ローラは、支持体であって剛性を持つ芯金
上に、シリコーンゴムなどの耐熱性弾性体を設け、更に
必要に応じて、表面層として離型性の高いフッ素樹脂層
を設けることが多い。耐熱性弾性体は、回転加熱部材と
圧接ニップ部を形成するという部品としての機能上必要
であり、また表面層は、回転加熱部材側のオフセットな
どにより生じる汚れトナーや記録材成分の、加圧ローラ
表面に対する付着・堆積がひどい場合、こうした汚れを
避けるため、離型性向上を目的として設けられる場合が
ある。
して用いられるゴム材や樹脂材は絶縁体の場合が多く、
このため、記録材として乾燥した電気抵抗の高い状態の
紙などを通紙すると、紙との摩擦によって加圧ローラ表
面がマイナスに帯電する。このとき紙上に保持されるト
ナーが負帯電トナーの場合、加圧ローラ表面の摩擦帯電
位と反発するので、飛び散り画像やオフセット画像にな
ってしまう。
るため、弾性層や表面層に用いられるゴム材や樹脂材に
導電材を分散し、低抵抗化処理を行った加圧ローラが提
案されている。これらいずれか1つ以上の層を表面抵抗
で1013Ω/□以下、または体積抵抗で1011Ωcm以
下とし、これら低抵抗化した層を電気的に接地すること
により、加圧ローラ表面の摩擦帯電を防止できる。
ような低抵抗化処理を行った加圧ローラ(導電加圧ロー
ラ)を備えた装置に記録材としてOHT(Overhead Tra
nsfer:オーバーヘッドプロジェクター用の透明記録シ
ート)を通紙使用した時に加圧ローラが接したOHT裏
の電荷がグランドに流れてしまい表面の画像がオフセッ
トすることがある。
レフタレート)シートの表面に界面活性材など塗布した
構成になっている。従って厚み方向に絶縁性が高いが、
表面抵抗は低い。このようなコンデンサー構成のためO
HTは転写部を通過時に、例えば負帯電トナーの場合、
OHT裏にプラスの転写バイアスを受けるが、そのとき
OHT表面にはマイナスの電荷が誘起される。この状態
においてはOHT裏のプラス電荷と静電的につりあって
いるが、OHTが定着ニップ通過時に、低抵抗化処理を
行った加圧ローラに接すると、OHT裏全体のプラス電
荷(転写電荷)がグランドに流れてしまうので、OHT
表面がマイナス電荷の多い状態となり、負帯電であるト
ナーはこのマイナス電荷と反発し保持力が低下するた
め、オフセット画像となってしまう。
べ、厚み方向の絶縁性が低く、表面抵抗が高いのでこの
ようなオフセット画像は発生しない。
であり、その目的は、画像のオフセットを抑えられる画
像形成装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、記録材の種類に拘らず画像のオフセットを抑えられ
る画像形成装置を提供することにある。
する加圧ローラを備えた定着手段に樹脂シートを通して
もオフセットを抑えられる画像形成装置を提供すること
にある。
つ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであ
ろう。
徴とする画像形成装置である。
材に対して像を転写する転写部材と、像を記録材に定着
する定着手段とを有する画像形成装置であり、前記定着
手段は、加熱体と、前記加熱体と協同してニップを形成
するバックアップローラを有し、前記バックアップロー
ラは導電物質含有層を有し、記録材が樹脂シートの時に
前記転写部材に印加する電圧は記録材が紙の時より低い
ことを特徴とする画像形成装置。
シートの時に前記転写部材へ印加する電圧は記録材が紙
の時3%〜80%であることを特徴とする画像形成装
置。
ップローラの前記導電物質含有層は表面抵抗1013Ω/
□以下または体積抵抗1011Ωcm以下であることを特
徴とする画像形成装置。
ップローラは弾性層と表面樹脂層を有し、前記弾性層と
前記表面樹脂層の少なくとも一方が導電物質を含有して
いることを特徴とする画像形成装置。
ある。本実施例の画像形成装置は電子写真プロセス利用
のレーザービームプリンタである。
光体(以下「感光ドラム」という)である。感光ドラム
1は、装置本体Mによって回転自在に支持されており、
駆動手段(不図示)によって矢印R1方向に所定のプロ
セススピードで回転駆動される。
沿ってほぼ順に、帯電ローラ(帯電装置)2、露光手段
3、現像装置4、転写ローラ(転写装置)5、クリーニ
ング装置6が配設されている。
ト状の記録材Pを収納した給紙カセット7が配置されて
おり、記録材Pの搬送経路に沿って上流側から順に、給
紙ローラ15、搬送ローラ8、トップセンサー9、搬送
ガイド10、定着装置(加熱装置)11、搬送ローラ1
2、排紙ローラ13、排紙トレイ14が配置されてい
る。
された感光ドラム1は、不図示の帯電バイアス電源から
所定の帯電バイアスが印加された帯電ローラ2によって
所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。
レーザー光学系等の露光手段3によって画像情報に基づ
いた画像露光Lがなされ、露光部分の電荷が除去されて
静電潜像が形成される。
る。現像装置4は、現像ローラ4aを有しており、この
現像ローラ4aに不図示の現像バイアス電源より所定の
現像バイアスを印加し、感光ドラム1上の静電潜像にト
ナーを付着させることで、トナー像としての現像(顕像
化)を行う。
記録材Pに転写される。記録材Pは、給紙カセット7に
収納されており、給紙ローラ15・搬送ローラ8によっ
て給紙・搬送され、トップセンサー9を介して、感光ド
ラム1と転写ローラ5との圧接ニップ部である転写ニッ
プ部に搬送される。このとき記録材Pは、トップセンサ
ー9によって先端が検知され、感光ドラム1上のトナー
像と同期がとられる。
り所定の転写バイアスが所定の制御タイミングで印加さ
れ、これにより感光ドラム1上のトナー像が記録材P上
の所定の位置に静電転写される。31は転写バイアス電
源Sの出力転写バイアス電圧を制御する制御回路(CP
U)である。
した記録材Pは、感光ドラム面から分離されて搬送ガイ
ド10に沿って定着装置11に搬送され、ここで未定着
トナー像が加熱・加圧されて記録材表面に定着される。
12・排出ローラ13によって装置本体M上面の排紙ト
レイ14上に搬送・排出される。
記録材Pに転写されないで表面に残ったトナー(転写残
トナー)がクリーニング装置6のクリーニングブレード
6aによって除去され、次の画像形成に備える。
形成を行うことができる。
ある。本実施例の定着装置11は例えば特開平4−44
075〜44083号公報等に開示の加圧ローラ駆動方
式・フィルム加熱方式の加熱装置である。
熱体(heating member)としてのセラミックヒータ(以
下「ヒータ」という)20と、このヒータ20を内包す
る円筒状の定着フィルム25と、定着フィルム25を介
してヒータ20と協同してニップを形成する加圧ローラ
(back-up roller)26と、そしてヒータ20の温度を
制御する温度制御手段27と、記録材Pの搬送を制御す
る回転制御手段28とを主要構成部材として構成されて
いる。
20a上に例えば印刷によって抵抗体パターン20bを
形成し、その表面をガラス層20cで被覆したものであ
り、記録材Pの搬送方向Kに直角な左右方向に長く、す
なわち、記録材Pの幅よりも長く形成されている。この
ヒータ20は、装置本体Mに取り付けられたヒータホル
ダ22によって支持されている。
27は、ヒータ20の裏面に取り付けられたサーミスタ
(温度検知素子)21と、サーミスタ21が検出する温
度に基づいてトライアック24を制御し、ヒータ20に
対する通電を制御するCPU23とを有する。
断面半円状に形成された部材であり、定着フィルム25
の回転をガイドするガイド部材としても作用する。
樹脂を円筒状に形成したものであり、上述のヒータ20
及びヒータホルダ22の周囲を回転する。定着フィルム
25は、加圧ローラ26によってヒータ20に押し付け
られており、これにより定着フィルム25の裏面がヒー
タ20の下面に当接されるようになっている。定着フィ
ルム25は、加圧ローラ26の矢印R26方向の回転に
より記録材Pが矢印K方向に搬送されるのに伴って矢印
R25方向に回転されるように構成されている。
は、ヒータホルダ22のガイド部(不図示)によって片
寄りを規制されており、ヒータ20の長手方向にはずれ
ないようになっている。また、定着フィルム25の内面
には、ヒータ20やヒータホルダ22との間の摺動抵抗
を低減させるためにグリースが塗布されている。
が、その役割は、外周面により下方から定着フィルム2
5をヒータ20に押し付けて、定着フィルム25との間
に定着ニップ部Nを構成している。この定着ニップ部N
における加圧ローラ26の回転方向についての幅(ニッ
プ幅)をaとすると、このニップ幅aは、記録材P上の
トナーを好適に加熱・加圧することができる程度に設定
されている。
転駆動するモータ29と、モータ29の回転を制御する
CPU30とを有する。
動して定着フィルム25が回転し、またヒータ20への
通電制御がなされて定着ニップ部Nの温度が所定の定着
温度に温調されている状態において、未定着トナー像t
を担持した記録材Pが定着ニップ部Nの定着フィルム2
5と加圧ローラ26との間に搬送され、定着ニップ部N
を挟持搬送されることで、未定着トナー像tが定着フィ
ルム25を介してヒータ20の熱で加熱されて熱定着さ
れる。定着ニップ部Nを通過した記録材Pは定着フィル
ム25の外面から分離して排出搬送される。
例の定着フィルム25は、三層構造になっており、もっ
とも内側の層はベース層25cであり、定着フィルムの
ねじれ強度、平滑性などの機械的特性を担う層で、ポリ
イミド等の樹脂でできている。次の層は導電プライマー
層25aであり、カーボンブラック等の導電性粒子が分
散され低抵抗化された導電層で、第三層目25bとベー
ス層25cの接合を行う接着剤の役目も担っている。も
っとも外側の層がトップ層25bであり、画像形成装置
に用いられるトナーの特性や画像形成装置の装置条件に
合わせた抵抗値と膜厚に設計される。
ラ26は、芯金26上に弾性層26bのみ、または更に
その弾性層26b上に1層以上の樹脂層26dを持つ構
成である。
が必要な場合フッ素樹脂などを、また表面特性などを調
整する場合には、必要に応じて複数の樹脂層を設ければ
よい。
bとしてアルミ芯金26a上に発泡シリコーンゴムを設
け、加硫・成型後、接着層26cとしてプライマー処理
され接着性をもつRTVシリコーンゴムを塗布し、更に
その上に樹脂層(離形層)26dとして押し出し形成さ
れたPFAチューブを被覆した。
弾性層、またはその弾性層上の1層以上の樹脂層にカー
ボンブラック等の導電性粒子を分散させ、その表面抵抗
が、1013Ω/□以下または体積抵抗が1011Ωcm以
下になるよう調整される。
が、1013Ω/□以上であると、電気抵抗が大きすぎ、
高抵抗紙(記録材)と加圧ローラ表面との間で生じる摩
擦電荷をグランドに流すことができない。本実施例で
は、接着層26cのRTVシリコーンゴムにカーボンブ
ラックを分散し、表面抵抗を1010Ω/□に調整した。
また離形層26dのPFAチューブは絶縁物であるが、
膜厚は20μmとしたので表面の絶縁耐圧を低く抑える
ことができ(約‐2kV以下)、加圧ローラ表面に記録
材Pとの摩擦によって生じる電荷を、樹脂層26d直下
の抵抗調整された接着層26cに流すことができる。
形成させている定着フィルム25と加圧ローラ26の長
手一方側端部の記録材非通紙部において、加圧ローラ2
6の離型層26dが設けておらず、接着層26cが表面
に回りこんでいる。同様に定着フィルム25の導電プラ
イマー層25aも記録材非通紙部で露出しており、加圧
ローラ26の接着層26cと定着フィルム25の導電プ
ライマー層25aは接触して電気的に導通している。ま
た定着フィルム25の導電プライマー層25aの露出部
外面には導電性ブラシ32を接触させて、この導電性ブ
ラシ32を接地させてある。
擦によって生じる電荷は樹脂層26dの直下の抵抗調整
された接着層26cに流れ、それが更に、定着フィルム
25の導電プライマー層25a、導電性ブラシ32を介
してグランドに流される。
する。
は、転写ローラ5に印加される転写バイアスによって記
録材P上に静電転写される。
られる部材の抵抗値や画像形成装置の使用環境によって
適宜設定されるが、本実施例では画像形成装置が記録材
としてOHT(樹脂シ−ト)を通紙する際の専用モード
(OHTモード)を持ち、このOHTモードがホストコ
ンピュータからまたは画像形成装置に対して直接入力に
より選択された場合、制御回路31(図1)は転写バイ
アス電源Sから転写ローラ5に対する転写バイアスの出
力を、通常動作時(記録材として普通紙を通紙使用する
モード)より低く設定する。
動作時には、図6に示すように転写ローラの抵抗値に応
じて転写電圧の出力を変化させるが、この通常動作時に
対しOHTモードが選択された場合、転写バイアス制御
回路31に制御される転写バイアス電源Sの転写電圧出
力値は、通常時の1/3となるよう設定されている。な
お本実施例の画像形成装置における、転写ローラ抵抗に
対する転写バイアス値は、記録材給紙前に転写バイアス
を定電流出力させた際の電圧値より決定される。また、
本実施例ではOHTモードの転写バイアスを普通紙モー
ドの1/3に設定しているが、3%〜80%の範囲であ
ればOHTを使用した時のオフセットを防止できる。
圧ローラ26は、OHT通紙時にオフセット画像を発生
してしまう。しかしながら転写部においてOHT裏に印
加される転写バイアスが小さい場合には、OHT表面に
誘起されるマイナス電荷が、転写バイアスに比例して少
なくなる。従って、OHTの裏面の転写電荷が加圧ロー
ラ26を介してグランドに流れたとしても、トナーとマ
イナス電荷との反発は、通常の転写バイアスを印加した
場合より小さくなり、トナーの保持力の低下量を低く抑
えることができるので、オフセット画像の発生を防止で
きる。
限値は、記録材として高抵抗のものを用いた場合に、記
録材に転写、保持される未定着トナー像が、飛び散らな
い大きさに設定される。転写バイアスが小さすぎると、
トナー像を記録材に保持するために必要な電荷が不足し
てしまい、トナー像が転写位置を抜けた直後に飛び散っ
てしまうからである。したがってこのトナー像の飛び散
りが発生しないだけの大きさに転写バイアスを設定する
必要がある。
あるので、転写バイアスが小さいとトナー像の飛び散り
が発生しやすい。しかしながら、OHTに形成された画
像は投影機によって投影されることにより人の目に触れ
るものであるから、多少の画像の飛び散りは人の目には
判断しにくく、そのため転写バイアスの下限値に若干の
マージンを見込んでも良い。しかしながら、大幅な転写
バイアスダウンはOHTにおいても許容できないレベル
の画像の飛び散りとなるので、画像形成装置の転写装置
の能力に応じて適宜設定する必要があり、本実施例では
OHTモード時は通常時に比べ転写バイアスの出力を1
/3とした。
してOHTモードの転写バイアスを3%〜80%の範囲
に設定すればOHTを使用した時の画像の飛び散りを適
正レベル内に抑えることができる。
力にて.OHTモードを選択ときと、比較として.
通常モードのままでOHTモードを選択しなかったとき
の、オフセット画像と、定着装置突入直前のOHT表裏
の電位測定結果を表1に示す。
て画出しを行うと、シート表面のマイナス帯電は‐40
0Vと小さくオフセット画像も発生しなかった。一方、
通常モードのままOHTに画出しを行うと、シート表面
のマイナス帯電は‐1300Vと大きく、またシート表
裏の電位の絶対値差も300Vと大きく、オフセット画
像が発生した。
は、図7に示すように、トップセンサー9と転写部の間
に、OHT検知手段としての光学センサー16(発光側
16a、受光側16b)を持ち、通紙使用された記録材
Pの透過性を確認することにより、通紙された記録材P
がOHTであるか否かを検知することができる。
の検知情報は制御回路31に入力し、OHTの給紙が検
知されると、制御回路31は転写バイアス電源Sから転
写ローラ5への転写電圧出力値を通常時の1/3となる
よう設定制御する。
装置構成は第1の実施例と同様であるので再度の説明は
省略する。
セット防止効果としては、第1の実施例の画像形成装置
と変わりない。しかしながら第1の実施例の画像形成装
置は、OHTモードの選択を装置に対する直接入力また
はホストコンピュータからの入力によって行われるが、
本実施例の画像形成装置は、画像形成装置自身がOHT
検知することによってOHTモードを選択するので、O
HTモードの選択忘れによる、オフセット画像の発生を
防ぐことができる。
ラ以外の例えば転写ベルト・転写ブレード等の形態のも
のを用いることもできる。
駆動方式・フィルム加熱方式の加熱装置に限られず、ヒ
ートローラ方式の加熱装置、電磁誘導加熱方式の加熱装
置など任意である。圧力定着装置であってもよい。
はなく、技術思想が同じ変形例を含むものである。
像のオフセットを抑えられる、転写バイアス制御機能を
有する画像形成装置を提供することができる。
抑えられる、転写バイアス制御機能を有する画像形成装
置を提供することができる。
手段に樹脂シートを通してもオフセットを抑えられる、
転写バイアス制御機能を有する画像形成装置を提供する
ことができる。
図
用の模型図
図
Claims (4)
- 【請求項1】像担持体と、前記像担持体から記録材に対
して像を転写する転写部材と、像を記録材に定着する定
着手段とを有する画像形成装置であり、 前記定着手段は、加熱体と、前記加熱体と協同してニッ
プを形成するバックアップローラを有し、前記バックア
ップローラは導電物質含有層を有し、記録材が樹脂シー
トの時に前記転写部材に印加する電圧は記録材が紙の時
より低いことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】請求項1において、記録材が樹脂シートの
時に前記転写部材へ印加する電圧は記録材が紙の時3%
〜80%であることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項3】請求項1において、前記バックアップロー
ラの前記導電物質含有層は表面抵抗1013Ω/□以下ま
たは体積抵抗1011Ωcm以下であることを特徴とする
画像形成装置。 - 【請求項4】請求項1において、前記バックアップロー
ラは弾性層と表面樹脂層を有し、前記弾性層と前記表面
樹脂層の少なくとも一方が導電物質を含有していること
を特徴とする画像形成装置。
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