JP2005351922A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録材押圧部材を用いながら、転写工程における転写電界の作用を受けた当該記録材押圧部材によって像担持体上のトナー像の電位状態が大きく乱されることがなく、その結果、得られる可視画像において濃度ムラなどの画像不良が発生することのない画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 回転される像担持体と、この像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上のトナー像を転写領域において記録材に転写させる放電機構よりなる転写手段と、先端部における一面が像担持体の外周面に弾性的に対接されるよう抑制された状態において、当該先端部によって記録材を転写領域において像担持体の外周面に押圧する、絶縁性材料製の可撓性を有する板状の記録材押圧部材とを具えてなり、記録材押圧部材が、低抵抗の両面粘着性テープによって導電性支持部材に固着されてなることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関する。

例えば、複写機、プリンタなどにおいて用いられる電子写真方式による画像形成装置においては、通常、回転されるドラム状の感光体よりなる像担持体上に、トナー像形成手段により形成されたトナー像を、直接に、あるいは中間転写体を介して記録材に転写させ、当該記録材上において加熱により定着させることにより、目的とする可視画像が形成される。

トナー像を転写するための転写手段としては、例えば放電機構である放電部材に電流を供給し、記録材に対して転写電界を作用させることにより、像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写させる構成のものが知られている。

このような転写手段による転写工程においては、記録材を転写領域に案内するための進入ガイド板が設置されている場合に、記録材が当該進入ガイド板に沿って搬送されると、記録材の搬送方向における後端部が進入ガイド板から離脱する際に当該後端部が大きく振動する結果、この後端部においては像担持体との密着性が失われてトナー像が確実に転写されないため、得られる可視画像において白ヌケなどの画像不良が発生してしまうことがある。
また、記録材の両面に可視画像を形成させる画像形成装置においては、一方の面に可視画像が形成された記録材は、定着工程における加熱により含水率が低下して電気抵抗が変化することにより転写性が悪いものとなる。また、全面に凹凸が発生していることがあるために、他方の面に可視画像が形成される際に、転写領域における記録材と像担持体との密着性が不十分となって、得られる可視画像において白ヌケなどの画像不良が発生してしまうことがある。

このような画像不良を防止するために、転写領域において、ブレード状の記録材押圧部材によって記録材を像担持体に対して裏面から押圧することにより、当該記録材と像担持体との密着性を確保する構成が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。

しかしながら、記録材押圧部材が転写領域において放電機構による転写電界の影響を受けて帯電することにより、記録材押圧部材および支持部材の構成条件によっては、像担持体上のトナー像の電位状態が大きく乱れてしまう結果、転写不良が発生することにより、得られる可視画像において濃度ムラなどの画像不良が発生するおそれがあることが判明した。
特開平１１−２８８１８８号公報 特開平２−２３９２６９号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、記録材押圧部材を用いながら、転写工程における転写電界の作用を受けた当該記録材押圧部材が原因となって像担持体上のトナー像の電位状態が大きく乱されることがなく、その結果、得られる可視画像において濃度ムラなどの画像不良が発生することのない画像形成装置を提供することにある。

本発明の画像形成装置は、回転される像担持体と、この像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上のトナー像を転写領域において記録材に転写させる放電機構よりなる転写手段と、先端部における一面が像担持体の外周面に弾性的に対接されるよう抑制された状態において、当該先端部によって記録材を転写領域において像担持体の外周面に押圧する、絶縁性材料製の可撓性を有する板状の記録材押圧部材とを具えてなり、
記録材押圧部材が、低抵抗の両面粘着性テープによって導電性支持部材に固着されてなることを特徴とする。

本発明の画像形成装置においては、両面粘着性テープは、その厚み方向における抵抗値が１０００Ω／ｃｍ² 以下のものであることが好ましい。
また、両面粘着性テープは、その厚みが０．０８〜０．２ｍｍの範囲のものであることが好ましい。

本発明の画像形成装置によれば、記録材押圧部材を用いながら、この記録材押圧部材が絶縁性材料製のものであり、低抵抗の両面粘着性テープによって導電性支持部材に固着されているために、記録材押圧部材が転写手段による転写電界の作用を受けたときにも当該記録材押圧部材が高電位の帯電状態とされることがないので、記録材押圧部材によって像担持体上のトナー像の電位状態が大きく乱されることがなく、その結果、得られる可視画像において転写不良による濃度ムラなどの画像不良のない、優れた画質の画像を得ることができる。

以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
この画像形成装置は、回転される像担持体１０と、各々、この像担持体１０の回転方向に対してこの順に並ぶよう像担持体１０の外周面に沿って配設された、像担持体１０の表面を帯電させる帯電装置１１、像担持体１０の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光装置１２、トナーを含む現像剤を用いて静電潜像を顕在化させることによりトナー像を形成する現像器１３、像担持体１０上のトナー像を転写領域Ｔにおいて記録材Ｐ上に転写する転写手段１４、像担持体１０に密着した状態にある記録材Ｐを分離させる分離装置１５、および転写領域Ｔを通過した像担持体１０上に残留する未転写トナーを除去するゴムブレード１８Ａよりなるクリーニング装置１８とを具えている。１９は、記録材Ｐを転写領域Ｔに搬送するための進入ガイド板であり、１６は、転写領域Ｔより搬送される記録材Ｐ上の未定着トナー像を定着させて画像を形成する定着装置である。
また、この例の画像形成装置においては、記録材Ｐを転写領域Ｔにおいて像担持体１０に密着させるための記録材押さえ機構２０が具えられている。

像担持体１０は、ドラム状の金属基体と、この金属基体の外周面に形成された有機光導電性化合物よりなる感光層とにより構成されており、図１において紙面に対して垂直な方向に伸びる状態で配設されている。感光層を構成する樹脂としては、例えばポリカーボネートなどを例示することができる。
この像担持体１０が回転されるときの線速度は、例えば４００〜６００ｍｍ／ｓｅｃの範囲に設定されている。

帯電装置１１は、例えば制御グリッドと帯電極とを有するスコロトロン帯電器よりなり、露光装置１２は、例えばレーザ照射装置よりなる。

現像器１３は、例えばマグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ１３１および像担持体１０とこの現像スリーブ１３１との間にバイアス電圧を印加する電圧印加装置（図示せず）が設けられてなるものである。

転写手段１４は、適正な大きさに制御された転写電流が供給されて転写電界が形成され、この転写電界が作用されることにより、像担持体１０上に形成されたトナー像を転写領域Ｔにおいて記録材Ｐに転写させる構成のものであり、具体的には、例えば、像担持体１０の軸方向に伸びるよう配設された矩形枠状の外匣１４Ｂ内に、金属ワイヤよりなる放電ワイヤ１４Ａが像担持体１０の軸方向に伸びるよう当該像担持体１０と対向して設けられてなる放電機構により構成することができる。
転写手段１４の放電ワイヤ１４Ａにおいては、転写工程が行われるに際して最適な転写電界が形成されるよう、例えば１０〜１５０μＡの転写電流が供給されることが好ましい。

この転写手段１４の、像担持体１０の回転方向の上流側には、記録材Ｐを転写領域Ｔに案内する進入ガイド板１９が配置され、その先端部が放電ワイヤ１４Ａの上方位置近傍において像担持体１０に近接するよう伸びている。

分離装置１５は、像担持体１０に密着した状態にある記録材Ｐの電荷を除去することによりこの記録材Ｐを像担持体１０から分離させるものであり、例えばコロトロン帯電器よりなるものが用いられる。

定着装置１６は、例えば、内部に加熱源を備えた加熱ローラ１６１と、この加熱ローラ１６１に定着ニップ部が形成されるよう圧接された状態で設けられた加圧ローラ１６２とにより構成されてなる熱ローラ定着方式のものである。

クリーニング装置１８のゴムブレード１８Ａは、例えば、ポリウレタンゴムなどの弾性体よりなり、その基端部分が支持部材（図示せず）によって支持されると共に、先端部分が像担持体１０の表面に当接されるよう設けられており、ゴムブレード１８Ａの基端側から伸びる方向は、当接箇所における像担持体１０の回転による移動方向と反対方向である、いわゆるカウンター方向とされている。
このゴムブレード１８Ａは、これを構成する弾性体のＪＩＳ Ａ硬度が６５〜７５°であることが好ましく、また、２５℃で測定された反発弾性係数が４０％以上であることが好ましい。また、ゴムブレード１８Ａの像担持体１０に対する押圧力は好ましくは１４７〜２９４ｍＮ／ｃｍであり、さらに、ゴムブレード１８Ａの像担持体１０に対する実効当接角は１０〜２０°に設定されることが好ましい。

転写領域Ｔにおける記録材押さえ機構２０は、記録材Ｐの進入と同期して駆動状態とされる、例えばソレノイドなどよりなる駆動源２６の導電性材料製のアーム２４の先端に導電性支持部材２７が支持ピン２８介して連結され、この導電性支持部材２７の先端に低抵抗の両面粘着性テープ（図示せず）によって、像担持体１０の軸方向に伸びる帯板状の記録材押圧部材２５が固着されている。
具体的には、記録材押圧部材２５は、その基端部の上側面（図２における右側に位置される面）が、同方向に伸びる板状の導電性支持部材２７の下面に、両面粘着性テープにより固着されている。

導電性支持部材２７は、アーム２４と電気的に接続された状態とされており、これにより、当該アーム２４を介して接地電位状態に維持されている。

ここに、「両面粘着性テープ」とは、その表面および裏面のいずれにおいても粘着作用を有するものである。

駆動源２６は、例えば光センサなどよりなる記録材検知センサ（図示せず）からの信号に基づいて駆動状態とされて、図２の矢印ａの方向に沿ってアーム２４を像担持体１０に接近する方向に移動させて記録材押圧部材２５を動作状態とするものである。
記録材押さえ機構２０には、駆動源２６が非駆動状態とされたときにアーム２４を矢印ｂの方向に移動させて復帰させるための図示しない戻しバネが具えられている。

記録材押圧部材２５は、例えばポリエチレンテレフタレートフィルムなどの可撓性を有する絶縁性材料製のものよりなり、動作状態においては、基端から先端に向かって転写領域Ｔにおける像担持体１０の移動方向と同方向に伸びると共に先端部における上面が像担持体１０の外周面に対して傾斜した状態で弾性的に対接されるよう抑制された状態とされる。記録材押圧部材２５の像担持体１０に対する食い込み量は、例えば０．５〜３ｍｍである。

記録材押さえ機構２０が動作状態とされることにより、当該記録材押圧部材２５によって記録材Ｐがその裏面から押圧されて像担持体１０に密着され、戻しバネによりアーム２４が復帰した退避状態にあることにより、記録材押圧部材２５の先端部が像担持体１０から離間した状態とされる。

記録材押圧部材２５の厚みは、例えば０．０８〜０．１５ｍｍであり、記録材押圧部材２５の基端部を支持する導電性支持部材２７の先端縁から当該記録材押圧部材２５の先端縁までの、記録材押圧部材２５が導電性支持部材２７から突出した部分の長さである自由長は、例えば５〜１０ｍｍである。記録材押圧部材２５と導電性支持部材２７とが両面粘着性テープを介して固着している固着部分の長さは、両面粘着性テープの幅であり、例えば５〜１０ｍｍである。

両面粘着性テープは、当該両面粘着性テープの厚み方向において測定した抵抗値が１０００Ω／ｃｍ² 以下、好ましくは０．０１〜１０００Ω／ｃｍ² の低抵抗のものであり、例えば薄い板状のアルミニウム基材の表面および裏面に、例えばカーボン、ニッケルなどの導電性フィラーを含有させた粘着剤によって導電接着層を形成させたものよりなり、その厚みは、０．０８〜０．２ｍｍとされている。
両面粘着性テープが、その厚み方向において測定した抵抗値が１０００Ω／ｃｍ² より大きいものであると、転写手段１４による放電電界の作用を受けることにより当該記録材押圧部材２５が帯電状態とされたときに、この両面粘着性テープの電気的な抵抗が高いことが原因となって記録材押圧部材２５から電荷をリークさせることができず、この記録材押圧部材２５が高電位の帯電状態とされ、放電が生ずるおそれがある。

以上の画像形成装置において用いられるトナーは、例えば、重合性単量体を水系媒体中で重合させて得られる、いわゆる重合トナーとすることができるが、トナーとしては重合トナーであることに限定されるものではなく、例えば粉砕法などによって製造されたものであってもよい。

現像剤としては、例えば、以上のトナーと、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した、平均粒径が６５μｍであるフェライトキャリアを、トナーが５０ｇ、キャリアが９５０ｇとなる割合で混合することにより製造されたものを用いることができる。

以上の画像形成装置においては、次のようにして画像形成動作が行われる。
すなわち、像担持体１０が回転駆動されると、像担持体１０が帯電装置１１によって所定の極性（例えば負極性）に帯電され、次いで、露光装置１２によって露光されて照射個所（露光領域）の電位が低下されることにより静電潜像が像担持体１０上に形成され、現像器１３によって像担持体１０の表面電位と同じ極性（例えば負極性）に帯電されたトナーが像担持体１０の静電潜像に付着して反転現像が行われ、これにより、トナー像が形成される。

転写工程においては、記録材検知センサにより、例えば進入ガイド板１９に沿って搬送される記録材Ｐの搬送方向における前端部が検知されると、その検知信号に基づいて駆動状態とされた駆動源２６によってアーム２４が像担持体１０に接近する方向に移動されることにより、記録材押圧部材２５が記録材押圧部材２５の先端部における一面（図２において上面）が、記録材Ｐの前端部からの距離が例えば５ｍｍの位置に弾性的に対接されるよう抑制された動作状態とされる。この状態において、記録材Ｐがその表面が像担持体１０に密着すると共にその裏面が記録材押圧部材２５に押圧されるよう像担持体１０と記録材押圧部材２５との間を通過し、記録材Ｐがその裏面から当該記録材押圧部材２５によって押圧されて像担持体１０の表面に密着される。そして、記録材Ｐが像担持体１０に密着した状態において適正な大きさに制御された転写電界が転写手段１４の放電ワイヤ１４Ａにより形成され、その作用によって転写領域Ｔにおいて像担持体１０上のトナー像が記録材Ｐに転写される。

記録材Ｐが像担持体１０と記録材押圧部材２５との間を通過している際、記録材押圧部材２５が記録材Ｐの後端部より手前にその距離が例えば５ｍｍの位置に位置することにより駆動源２６が非駆動状態とされ、戻しバネによってアーム２４が像担持体１０から離間する方向に復帰されることにより記録材押圧部材２５が退避状態とされ、その先端縁が像担持体１０から離間した状態とされる。

次いで、分離装置１５により像担持体１０と密着した状態にある記録材Ｐが分離され、その後、定着装置１６によって定着処理が行われる。

一方、転写領域Ｔを通過して像担持体１０上に残留する未転写トナーはクリーニング装置１８のゴムブレード１８Ａによって除去される。

このような画像形成装置によれば、基本的に記録材押圧部材２５を有する記録材押さえ機構２０が設けられた構成であるので、進入ガイド板１９に沿って記録材Ｐが搬送されてもその後端部が大きく振動することがなく、白ヌケなどの画像欠陥が発生することがない。また、記録材押圧部材２５が絶縁性材料製のものであるために像担持体１０の表面に対接されてもトナー像の電位状態を大きく乱すことがなく、濃度ムラなどの画像不良が発生することがない。

そして、転写領域Ｔにおいて、記録材押圧部材２５が転写手段１４による転写電界の作用を受けることにより、記録材押圧部材２５が帯電状態とされるときに、両面粘着性テープを介して、接地電位状態に維持された導電性支持部材２７を通じて徐々に電荷がリークされる結果、当該記録材押圧部材２５が高電位の帯電状態とされることがなく、蓄積された電荷によって放電が生ずることが未然に防止される。すなわち、記録材押圧部材２５が像担持体１０の表面に対接することによって期せずして放電することがないので、記録材押圧部材２５によって像担持体１０上のトナー像の電位状態が大きく乱されることがなく、その結果、得られる可視画像において転写不良による濃度ムラなどの画像不良のない、優れた画質の画像を得ることができる。

また、記録材押圧部材２５において高電位の帯電状態とされないために、画像形成装置内の空間を不可避的に舞うトナー粒子や紙粉などが当該記録材押圧部材２５に対して電気的に付着することがなく、転写工程において記録材押圧部材２５によって記録材Ｐが像担持体１０に対して押圧された場合にも、その裏面に汚れが発生することがない。

さらに、両面粘着性テープの厚みが前記の特定の範囲のものであることにより、記録材押圧部材２５の先端縁における微細な振動が当該両面粘着性テープによって吸収され、記録材押圧部材に平行なライン画像の凹凸に像担持体１０に共振して異常音を発生させることが抑制される効果がある。

本発明の画像形成装置には様々の変更を加えることができる。
例えば、本発明の画像形成装置は、一方の面に可視画像が形成された記録材Ｐについて、連続してその他方の面にも可視画像を形成することができる、両面用画像形成装置として構成されていてもよい。
また例えば、本発明の画像形成装置はモノクロ画像形成装置として用いられる場合に限定されず、カラー画像形成装置として用いられてもよい。

以下に、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１に示される構成に従って画像形成装置を製造した。具体的な構成は以下に示すとおりである。

（１）像担持体としては、フタロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させたものからなる厚みが２５μｍの感光層が、外径が１００ｍｍ、軸方向長さが３０２ｍｍ、肉厚が１ｍｍであるアルミニウム製のドラム状金属基体の外周面にて形成されてなる、負帯電特性を有する有機感光体よりなるものを用い、この像担持体が回転されるときの線速度の大きさを４９０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。

（２）帯電装置としては、正放電特性を有するスコロトロン帯電器よりなるものを用いた。
（３）露光装置としては、表面標準出力が３ｍＷである半導体レーザ照射装置よりなるものを用いた。
（４）現像器としては、２成分現像方式のものを用いた。
（５）現像剤としては、重量平均粒径が６．５μｍ、形状係数が１．２０である重合トナーが、４質量％の濃度で含有されたものを用いた。

（６）転写手段としては、コロナ放電器よりなるものを用い、供給する転写電流の大きさは、記録材の種類および画像形成動作における環境により、１０〜１５０μＡの範囲で変動するように設定した。

（７）定着装置としては、加熱ローラと加圧ローラとにより構成されてなる熱ローラ定着方式のものを用い、定着温度を２００℃に設定した。

（８）クリーニング装置としては、ウレタンゴムよりなり、ＪＩＳ Ａ硬度が７０°、２５℃で測定された反発弾性係数が６８％の板状のゴムブレードからなるものを用い、このゴムブレードの像担持体に対する押圧力を２１５ｍＮ／ｃｍ、像担持体に対する実効当接角を１４°に設定した。
（９）分離装置としては負帯電特性を有するコロトロン帯電器よりなるものを用いた。

（１０）記録材押さえ機構としては、図２に示される構成に従って製造したものを用い、具体的には、記録材押圧部材としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム「ＴＯＲＡＹ ルミラーＸ３０」（東レ株式会社製）の厚さ０．１８８ｍｍのものを、その幅（固着部分の長さ）が７ｍｍである、板状のアルミニウムの表面および裏面にニッケルを含有させた導電接着層を形成させた両面粘着性テープ「Ｎｏ．７９１」（寺岡製作所製）を介して、ステンレス鋼よりなる導電性支持部材に対して、自由長が７ｍｍとなるよう固着させたものを用い、記録材押圧部材の像担持体に対する食い込み量を１．５ｍｍに設定した。
記録材押圧部材の電気的性質、両面粘着性テープの抵抗値および両面粘着性テープの厚みは、表１に記載された通りである。

このような構成の画像形成装置において、記録材としてＡ４サイズの普通紙を用い非露光領域における像担持体の表面電位を−５０Ｖ、露光領域における像担持体の表面電位を０Ｖに設定し、低温低湿（温度１０℃、湿度２０％）、常温常湿（温度２０℃、湿度５０％）、および高温高湿（温度３０℃、湿度８０％）環境下において、それぞれについて５万枚、合計１５万枚にわたる実写テストを行い、以下の評価項目に従って評価した。結果を表１に示す。

〔転写不良〕
得られた可視画像を目視にて観察し、濃度ムラがないものを「○」、わずかに発生したものを「△」、顕著に発生したものを「×」として評価した。
〔裏面汚れ〕
可視画像が形成された普通紙の裏面を目視にて観察し、裏面汚れがないものを「○」、わずかに発生したものを「△」、顕著に発生したものを「×」として評価した。
〔異常音〕
可視画像を形成する画像形成動作中に異常音を作業者が観察し、異常音がまったく観測されなかったものを「○」、わずかに観測されたものを「△」、顕著に観測されたものを「×」として評価した。

＜実施例２〜３、比較例１〜３＞
記録材押圧部材の電気的性質、両面粘着性テープの厚さおよび両面粘着性テープの抵抗値が表１に示したものを使用したこと以外は実施例１と同様の画像形成装置を使用して、実施例１と同様にして実写テストを行い、転写不良、裏面汚れおよび異常音について評価を行った。ただし、記録材押圧部材の電気的性質において「導電性」とあるものは、ポリエチレンテレフタレートフィルムの表面にカーボンを含有させた導電層を塗布して形成させたものを示す。
結果を表１に示す。

以上においては、実施例１〜３に係る画像形成装置においては、可視画像のいずれにも濃度ムラ、および裏面汚れが全く発生しておらず、しかも画像形成動作中の異常音もまったく観測されず、良好な可視画像を得ることができることが確認された。
一方、比較例１〜３に係る画像形成装置においては、濃度ムラおよび裏面汚れが顕著に発生し、さらに異常音が観測されており、特に、両面粘着性テープの厚さが薄い比較例１に係る画像形成装置においては、異常音が顕著に観測された。

本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。 図１の画像形成装置における転写領域の周辺領域を拡大して示す説明図である。

符号の説明

１０ 像担持体
１１ 帯電装置
１２ 露光装置
１３ 現像器
１３１ 現像スリーブ
１４ 転写手段
１４Ａ 放電ワイヤ
１４Ｂ 外匣
１５ 分離装置
１６ 定着装置
１６１ 加熱ローラ
１６２ 加圧ローラ
１８ クリーニング装置
１８Ａ ゴムブレード
１９ 進入ガイド板
２０ 記録材押さえ機構
２４ アーム
２５ 記録材押圧部材
２６ 駆動源
２７ 導電性支持部材
２８ 支持ピン
Ｐ 記録材
Ｔ 転写領域

Claims (3)

1. 回転される像担持体と、この像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上のトナー像を転写領域において記録材に転写させる放電機構よりなる転写手段と、先端部における一面が像担持体の外周面に弾性的に対接されるよう抑制された状態において、当該先端部によって記録材を転写領域において像担持体の外周面に押圧する、絶縁性材料製の可撓性を有する板状の記録材押圧部材とを具えてなり、
   記録材押圧部材が、低抵抗の両面粘着性テープによって導電性支持部材に固着されてなることを特徴とする画像形成装置。
2. 両面粘着性テープは、その厚み方向における抵抗値が１０００Ω／ｃｍ² 以下のものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 両面粘着性テープは、その厚みが０．０８〜０．２ｍｍの範囲のものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。