JP2006208496A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 画質の悪化を抑制しつつ、転写効率を向上させることができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 転写ニップNPおよびその近傍に、転写ローラ16によって転写電界を及ぼし、感光体ドラム10上に形成されたトナー像を記録シートSに転写する構成を有する画像形成装置において、前記転写ニップNPを通過後の前記感光体ドラムの表面であって、前記転写電界が及ぶ表面に向けて超音波を発する超音波発生器32を設けた。
【選択図】 図2
【解決手段】 転写ニップNPおよびその近傍に、転写ローラ16によって転写電界を及ぼし、感光体ドラム10上に形成されたトナー像を記録シートSに転写する構成を有する画像形成装置において、前記転写ニップNPを通過後の前記感光体ドラムの表面であって、前記転写電界が及ぶ表面に向けて超音波を発する超音波発生器32を設けた。
【選択図】 図2
Description
本発明は、複写機、プリンター等の画像形成装置に関し、特に、トナー像担持体から被転写体へトナー像を転写する技術に関する。
静電転写方式による、例えば、感光体ドラム(トナー像担持体)上に形成されたトナー像の記録シート(被転写体)への転写は、回転する感光体ドラムの周速と略同じ速度で搬送される記録シートの一部を当該感光体ドラムに重ね、当該重なり部分の記録シート裏側に配された帯電器で転写電界を発生させ、この転写電界により帯電トナーを記録シートに引き寄せることによりなされる。ここで、トナー像担持体と被転写体の重なり領域を「転写ニップ」と称することとする。
種々の要因から、トナー像を記録シートに完全に転写することはできず、転写ニップを通過した感光体ドラム表面には転写しきれなかったトナーが残存する。残存するトナーは、例えば、クリーニングブレードによって掻き落とされ、廃トナーボックスに回収される。
廃トナーボックスの交換頻度を低減し、あるいは、廃トナーボックスを小型化して画像形成装置全体のコンパクト化を図るためには、転写効率を向上させて、廃トナーの回収量を低減させる必要がある。また、回収されたトナーは、現在ではその大半が廃棄処分されており、環境問題からも転写効率をさらに向上させて、廃トナーを少なくすることが望まれている。
廃トナーボックスの交換頻度を低減し、あるいは、廃トナーボックスを小型化して画像形成装置全体のコンパクト化を図るためには、転写効率を向上させて、廃トナーの回収量を低減させる必要がある。また、回収されたトナーは、現在ではその大半が廃棄処分されており、環境問題からも転写効率をさらに向上させて、廃トナーを少なくすることが望まれている。
ここで、転写効率を向上させることができる技術が特許文献1に開示されている。
特許文献1に記載の画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像(トナー粒子)に対し、転写ニップに至る手前で、超音波を照射することとしている。そして、特許文献1には、「超音波照射によってトナー粒子は振動する。これにより、トナー粒子は、感光体ドラムとの表面に押し付けられた状態から浮き上がった状態に移行し、接触面積が小さくなって付着力が低減される。このような状態で電気的な力が感光体ドラムから記録シートへ引きつけるように作用すると、トナー粒子は感光体ドラムから容易に離脱し、高効率の転写が行われる。」旨記載されている。
特開平9−212010号公報(段落23、24)
特開平10−186896号公報
特開2001−117381号公報
特許文献1に記載の画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像(トナー粒子)に対し、転写ニップに至る手前で、超音波を照射することとしている。そして、特許文献1には、「超音波照射によってトナー粒子は振動する。これにより、トナー粒子は、感光体ドラムとの表面に押し付けられた状態から浮き上がった状態に移行し、接触面積が小さくなって付着力が低減される。このような状態で電気的な力が感光体ドラムから記録シートへ引きつけるように作用すると、トナー粒子は感光体ドラムから容易に離脱し、高効率の転写が行われる。」旨記載されている。
確かに、特許文献1に記載の技術を用いれば転写効率が向上することは、本願発明者によっても確認されている。しかしながら、特許文献1の技術では、感光体ドラム上のトナーが飛び散って、記録シートに転写されるトナー像の画質が悪化するといった問題が生じている。特に、線で描画される文字画像において画質の悪化が顕著になっている。
なお、上記したことは、感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写体である転写ベルトに1次転写してから記録シートに2次転写する、いわゆる中間転写体方式を採用した画像形成装置における、1次転写部のみならず2次転写部においても問題となる。
なお、上記したことは、感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写体である転写ベルトに1次転写してから記録シートに2次転写する、いわゆる中間転写体方式を採用した画像形成装置における、1次転写部のみならず2次転写部においても問題となる。
本発明は、上記した課題に鑑み、画質の悪化を抑制しつつ、転写効率を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、転写ニップおよびその近傍に転写電界を及ぼし、トナー像担持体上のトナーを被転写体に転写する構成を有する画像形成装置であって、前記転写ニップを通過後の前記トナー像担持体の表面であって、前記転写電界が及ぶ表面のトナーに振動を与える振動付与器を有することを特徴とする。
また、前記振動付与器は超音波発生器であり、当該超音波発生器は、前記転写ニップを通過後の前記トナー像担持体の表面であって、前記転写電界が及ぶ表面に向けて超音波を発して、当該表面のトナーに振動を与えることを特徴とする。
また、前記振動付与器は超音波発生器であり、当該超音波発生器は、前記転写ニップを通過後の前記トナー像担持体の表面であって、前記転写電界が及ぶ表面に向けて超音波を発して、当該表面のトナーに振動を与えることを特徴とする。
ここで、「超音波」の用語は、広義の意味、すなわち、「人間の耳で聞くことを目的としない音波」の意味で用いる。したがって、可聴周波の上限である20kHz以下の音波であっても、トナーに有効な振動が与えられるようなものならば、それも超音波の範疇に入るのである。
また、前記超音波発生器は、前記トナー像担持体表面に対し斜めに超音波を発することを特徴とする。
また、前記超音波発生器は、前記トナー像担持体表面に対し斜めに超音波を発することを特徴とする。
また、前記トナー像担持体のトナー像担持表面は周回運動し、前記被転写体は、転写ニップにおいてトナー像転写面を一方向に通過されながらトナー像が転写され、前記超音波発生器は、前記被転写体の転写ニップ通過方向前方側に設けられていることを特徴とする。
前記被転写体は、記録シートまたは転写ベルトであり、前記超音波発生器は、記録シートまたは転写ベルトのトナー像転写面側に設けられていることを特徴とする。
前記被転写体は、記録シートまたは転写ベルトであり、前記超音波発生器は、記録シートまたは転写ベルトのトナー像転写面側に設けられていることを特徴とする。
あるいは、前記画像形成装置は、中間転写体方式で画像を形成する装置であり、前記像担持体は、中間転写体である転写ベルトであり、前記被転写体は、記録シートであって、前記超音波発生器は、記録シートのトナー像転写面側に設けられていることを特徴とする。
また、前記トナー像担持体は、少なくとも第1のローラと第2のローラを含む複数のローラで張架され、第1のローラから第2のローラに向かう一方向に走行駆動されるベルトからなり、前記被転写体は、記録シートであり、前記転写ニップが、前記第1のローラから前記第2のローラに至る手前部分に形成され、前記超音波発生器が、前記転写ニップと前記第2のローラとの間に設けられていることを特徴とする。この場合に、前記第1のローラと前記第2のローラの一方を、前記転写電界を発生させる電界付与手段として構成することとしてもよい。
また、前記トナー像担持体は、少なくとも第1のローラと第2のローラを含む複数のローラで張架され、第1のローラから第2のローラに向かう一方向に走行駆動されるベルトからなり、前記被転写体は、記録シートであり、前記転写ニップが、前記第1のローラから前記第2のローラに至る手前部分に形成され、前記超音波発生器が、前記転写ニップと前記第2のローラとの間に設けられていることを特徴とする。この場合に、前記第1のローラと前記第2のローラの一方を、前記転写電界を発生させる電界付与手段として構成することとしてもよい。
また、前記被転写体は、記録シートまたは転写ベルトであり、前記超音波発生器は、記録シートまたは転写ベルトのトナー像転写面とは反対の面側から超音波を発することを特徴とする。
前記超音波発生器は、少なくとも1個のランジュバン型超音波振動子からなることを特徴とする。
前記超音波発生器は、少なくとも1個のランジュバン型超音波振動子からなることを特徴とする。
あるいは、前記超音波発生器を、ベース板に圧電素子が貼着されてなり、圧電素子の貼着面とは反対側の面から前記超音波を発生する超音波振動子を少なくとも1個用いて構成することとしてもよい。
本発明に係る画像形成装置によれば、転写ニップを通過後のトナー像担持体の表面であって、転写電界が及ぶ表面に超音波が照射されるので、当該表面に残存するトナー(転写残トナー)は、前記超音波の放射圧によってトナー像担持体表面から離脱し、あるいは、トナー像担持体との付着力が低減される。
離脱したトナーは、前記転写電界の作用によって、被転写体に引き付けられる。また付着力の低減したトナーは、前記転写電界の作用によって、トナー像担持体から離脱し、そのまま被転写体に引き付けられる。これにより転写効率が向上する。
離脱したトナーは、前記転写電界の作用によって、被転写体に引き付けられる。また付着力の低減したトナーは、前記転写電界の作用によって、トナー像担持体から離脱し、そのまま被転写体に引き付けられる。これにより転写効率が向上する。
また、転写ニップ通過前のトナーに超音波を照射する従来の画像形成装置よりも画質が向上する。すなわち、トナーが何層にも重なって付着している転写ニップ手前で超音波を照射すると、トナー像担持体表面から遠く、付着力の弱い上層のトナーの飛び散り等が原因で画質が低下する。これに対し、転写ニップでその大半が被転写体に転写された残りのトナーは、トナー像担持体表面の極近くに残存しているだけであるので、このようなトナーに超音波を照射しても飛び散りは少なく、従来よりも画質の低下を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1を、モノクロのレーザプリンタ(以下、単に「プリンタ」と言う。)2に適用した場合を例にとって説明する。
図1は、当該プリンタ2全体の概略構成を示す図である。なお、図1を含む全ての図において、各構成部材間の縮尺は統一されていない。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1を、モノクロのレーザプリンタ(以下、単に「プリンタ」と言う。)2に適用した場合を例にとって説明する。
図1は、当該プリンタ2全体の概略構成を示す図である。なお、図1を含む全ての図において、各構成部材間の縮尺は統一されていない。
プリンタ2は、パーソナルコンピュータなどの外部機器(不図示)から入力される画像データに基づいて、その画像を記録シートS上に再現するものであり、外部機器から画像データが入力されると、制御部4は、これをレーザダイオードの駆動信号に変換し、光走査装置であるプリンタヘッド6内部のレーザダイオード(不図示)を駆動する。レーザダイオードから射出されたレーザ光LBは、折り返しミラー8で偏向される。偏向されたレーザ光LBは、矢印Aで示す副走査方向に回転する感光体ドラム10の表面を主走査方向(紙面に垂直な方向)に露光する。
感光体ドラム10の周囲には、クリーニング装置11、帯電チャージャ12、現像器14及び転写器の一例として示す転写ローラ16が配されている。感光体ドラム10は上記レーザ光LBによる露光前に、クリーニング装置11によりその表面が清浄にされ、帯電チャージャ12により一様に帯電される。一様に帯電された感光面が露光されると静電潜像が形成され、当該静電潜像は現像器14によってトナー像として顕像化される。
一方、給紙カセット18からは、ピックアップローラ20、タイミングローラ22によって、記録シートSが給紙される。給紙された記録シートSは、転写ベルト24によって、感光体ドラム10直下の転写位置へと搬送される。この転写位置において、転写ローラ16が発生する転写電界の作用により、トナー像担持体である感光体ドラム10上のトナー像が被転写体である記録シートSへと転写される。トナー像が転写された記録シートSは、さらに、転写ベルト24、搬送ベルト26で搬送され、定着器28によってトナーが定着された後、排出トレイ30へと排出される。
図2に、上記転写位置を含む拡大図を示す。
上記した転写は、感光体ドラム10の外周の一部と記録シートSの一部を順次重ねながら、主に、この重なり部分に転写電界を及ぼすことによりなされる。転写ローラ16は、JIS−A硬度10°程度の柔らかい材料で構成されており、感光体ドラム10表面に対して、所定の力で押し付けられている。このため転写ローラ16の外面の一部が感光体ドラム10表面に沿って変形する。記録シートSは、この変形部分で感光体ドラム10と重ねられる。
上記した転写は、感光体ドラム10の外周の一部と記録シートSの一部を順次重ねながら、主に、この重なり部分に転写電界を及ぼすことによりなされる。転写ローラ16は、JIS−A硬度10°程度の柔らかい材料で構成されており、感光体ドラム10表面に対して、所定の力で押し付けられている。このため転写ローラ16の外面の一部が感光体ドラム10表面に沿って変形する。記録シートSは、この変形部分で感光体ドラム10と重ねられる。
この重なり領域である転写ニップNPにおいて、トナー像が完全に記録シートSへ転写されればよいのであるが、種々の要因によって、感光体ドラム10表面に残存してしまう。ここで、転写ニップNPを通過しても(脱しても)なお感光体ドラム10表面に付着しているトナーを「転写残トナー」と言うこととする。
そこで、プリンタ2は、感光体ドラム10から記録シートSへのトナー像の転写効率を向上させるため、さらに、転写残トナーに振動を与える振動付与器の一例として示す超音波発生器32を備えている。
そこで、プリンタ2は、感光体ドラム10から記録シートSへのトナー像の転写効率を向上させるため、さらに、転写残トナーに振動を与える振動付与器の一例として示す超音波発生器32を備えている。
超音波発生器32は、図3に示すように、複数個(本例では4個)の超音波振動子34から成る。超音波振動子34は、いわゆるランジュバン型振動子であって、例えばジルコン・チタン酸鉛からなる円板状をした複数枚(本例では2枚)の圧電素子36,38を、例えばアルミニウムからなる円柱状をした金属ブロック40,42で挟持してなるものである。各超音波振動子34は、例えば20kHzで振動する。また、振幅は、その先端面42A(後端面においても同様)において、例えば3μmである。
全体的に円柱状をした各超音波振動子34は、その軸心を転写ニップNP(図2)通過直後の感光体ドラム10表面に向けた姿勢で配されている。ここで、「通過直後の…表面」とは、転写ローラ16による転写電界が及んでいる感光体ドラム10表面を指す。転写ローラ16の発生する転写電界は、主として転写ニップNPに作用するのであるが、その前後(記録シートSの搬送方向における前後)にも若干及ぶ。各超音波振動子34は、その軸心を、転写ニップNPを通過した感光体ドラム10の表面であって、転写電界が及んでいる表面に向けた姿勢で配されている。
図2に戻り、4個の超音波振動子34は、主走査方向(紙面と垂直な方向)にほぼ等間隔で列設されている。図2では、その内、紙面に垂直な方向における一番手前の超音波振動子34のみが現れている。
上記の構成からなるプリンタ2によれば、各超音波振動子34の先端面42A(図3)から、転写ニップNP通過直後の感光体ドラム10表面に向けて超音波が照射される。この表面には、転写残トナーが付着している。転写残トナーは、感光体ドラム10表面に接触しているものが大半である。すなわち、現像器によって生成され転写ニップに至るまでのトナー像は、微視的に見ると、感光体ドラム表面にトナー粒子が山積されて形成されている。このトナー粒子の感光体ドラムに対する付着力は、感光体ドラム表面に近いものほど大きく、遠いものほど小さくなる。一方、転写電界の強度は、感光体ドラム表面に近いほど小さく、遠いほど大きくなる。この結果、感光体ドラムとの付着力が一番大きく、作用する転写電界の一番小さなくなるトナー粒子、すなわち、感光体ドラム表面と接触しているトナー粒子が転写されずに残ってしまいがちになるからである。
上記の構成からなるプリンタ2によれば、各超音波振動子34の先端面42A(図3)から、転写ニップNP通過直後の感光体ドラム10表面に向けて超音波が照射される。この表面には、転写残トナーが付着している。転写残トナーは、感光体ドラム10表面に接触しているものが大半である。すなわち、現像器によって生成され転写ニップに至るまでのトナー像は、微視的に見ると、感光体ドラム表面にトナー粒子が山積されて形成されている。このトナー粒子の感光体ドラムに対する付着力は、感光体ドラム表面に近いものほど大きく、遠いものほど小さくなる。一方、転写電界の強度は、感光体ドラム表面に近いほど小さく、遠いほど大きくなる。この結果、感光体ドラムとの付着力が一番大きく、作用する転写電界の一番小さなくなるトナー粒子、すなわち、感光体ドラム表面と接触しているトナー粒子が転写されずに残ってしまいがちになるからである。
本実施の形態によれば、各超音波振動子34からの超音波が、上述した転写残トナーを振動させる。これにより、転写残トナーは感光体ドラム10表面から離脱するか、若しくは、感光体ドラム10表面との付着力が低減される。離脱したトナーは、転写電界の作用によって、記録シートに引き付けられる。また付着力の低減したトナーは、転写電界の作用によって、感光体ドラム10表面から離脱し、そのまま記録シートに引き付けられる。
上記したような転写残トナーの記録シートへの転写は、転写電界が及ぶ、転写ニップNP端から僅かな距離L1の間(例えば5mm以内)でなされる。この程度の距離内であれば、トナー像(粒子)の感光体ドラム10表面上の位置と記録シート上における転写されるべき位置とがほとんどずれていないので、画質が劣化することがない。
また、本実施の形態では、超音波を感光体ドラム表面に対し、斜めに照射している。これにより、超音波の放射圧は、感光体ドラム表面上のトナーを横にずらす方向に作用する。この方向に力を加えることが、感光体とトナー間の機械的付着力を弱めるのに効果的で
あることが知られている。本実施の形態では、超音波の照射方向を工夫することによって、トナー粒子の付着力を効果的に低減することとしている。
また、本実施の形態では、超音波を感光体ドラム表面に対し、斜めに照射している。これにより、超音波の放射圧は、感光体ドラム表面上のトナーを横にずらす方向に作用する。この方向に力を加えることが、感光体とトナー間の機械的付着力を弱めるのに効果的で
あることが知られている。本実施の形態では、超音波の照射方向を工夫することによって、トナー粒子の付着力を効果的に低減することとしている。
以上説明した実施の形態に対し、従来は転写ニップに至る前に超音波を照射している。このため、山積したトナー粒子が崩れ、あるいは、感光体ドラム表面から離れた付着力の弱いトナー粒子が飛び散って、画質の劣化を招来しているのである。
以上、説明したように実施の形態1によれば、転写残トナーが記録シートに正常に転写されるので、最終的に転写効率が向上する。また、画質の劣化も招来しない。
以上、説明したように実施の形態1によれば、転写残トナーが記録シートに正常に転写されるので、最終的に転写効率が向上する。また、画質の劣化も招来しない。
転写効率は、最終的に感光体ドラム表面のトナーがほぼゼロとなる程度まで向上する。これにより、クリーニング装置の小型化が図られる。あるいは、クリーニング装置の交換頻度を低減できる。
なお、クリーニング装置に代えて、感光体ドラム表面のトナーを現像装置で回収するシステムを採用しても構わない。
なお、クリーニング装置に代えて、感光体ドラム表面のトナーを現像装置で回収するシステムを採用しても構わない。
また、静電潜像を形成するための露光手段は、上記レーザ光を用いるものに代えて、LEDアレイ装置を用いてもよい。
(実施の形態2)
図4に、実施の形態2に係るプリンタ46における主に電子写真プロセスに関係する部分を示す。なお、図4以降においては、既出の構成要素と実質的に同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明は省略するか、簡単に言及するに留める。
(実施の形態2)
図4に、実施の形態2に係るプリンタ46における主に電子写真プロセスに関係する部分を示す。なお、図4以降においては、既出の構成要素と実質的に同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明は省略するか、簡単に言及するに留める。
プリンタ46は、いわゆる中間転写体方式で画像形成するプリンタである。プリンタ46は、感光体ドラム10上に形成されたトナー像を中間転写体である転写ベルト48に1次転写してから記録シート(不図示)に2次転写する。図4には、1次転写部分のみが図示されている。このような、中間転写体方式は、モノクロプリンタにおいても一部採用されている。
実施の形態2において、超音波発生器32は、転写ベルト48のトナー像転写面48Aとは反対の裏面48B側から、感光体ドラム10表面に向けて超音波を照射する。照射目標は、実施の形態1の場合と同様、転写ニップ通過直後の表面である。この場合は、超音波発生器32から発せられた超音波は、転写ベルト48を透過して感光体ドラム10表面に至ることとなる。
なお、超音波発生器32は、実施の形態1の場合と同様、一点鎖線で示す位置に設けることとしても構わない。すなわち、転写ベルト48のトナー像転写面48A側に設け、当該トナー像転写面48A側から、感光体ドラム10表面に向けて超音波を照射するようにしても構わない。しかしながら、いずれにしても、転写ニップに至る前のトナー像にできるだけ超音波が照射されないように、超音波発生器32は、被転写体(転写ベルトまたは記録シート)の転写ニップ通過方向前方側に配置し、この位置から超音波を照射することが好ましい。
(実施の形態3)
図5に、実施の形態3に係るプリンタ52における主に電子写真プロセスに関係する部分を示す。プリンタ52も、実施の形態2と同様、中間転写体方式で画像形成するプリンタである。実施の形態2と異なるのは、実施の形態2では、転写ローラ16が感光体ドラム10の直下に配されているのに対し、実施の形態3では、転写ローラ16が転写ベルト48の走行方向に少しずらして配されている点である。
(実施の形態3)
図5に、実施の形態3に係るプリンタ52における主に電子写真プロセスに関係する部分を示す。プリンタ52も、実施の形態2と同様、中間転写体方式で画像形成するプリンタである。実施の形態2と異なるのは、実施の形態2では、転写ローラ16が感光体ドラム10の直下に配されているのに対し、実施の形態3では、転写ローラ16が転写ベルト48の走行方向に少しずらして配されている点である。
この場合の転写ニップNPは、転写ローラ16とローラ54で張架される転写ベルト48を感光体ドラム10表面に押し付けることによって形成される。
実施の形態3では、超音波発生器32を転写ベルト48裏面側に配置し、かつ、各超音波振動子34の先端面42A(図3参照)を転写ベルト48裏面に接触させている。また、感光体ドラム10の下方には、邪魔する物がないので、超音波発生器32を転写ニップNPに可能な限り近づけることができる。例えば、感光体ドラム10の外径を30mm、転写ニップNPのニップ幅を3mmとした場合に、転写ニップNP中心からの距離L2=1〜5cm以内に超音波発生器32を設けると、転写効率、画質とも良好なものが得られることが確認されている。
(実施の形態4)
図6に、実施の形態4に係るプリンタ58における主に電子写真プロセスに関係する部分を示す。実施の形態1〜3では、感光体はドラム式のものであったが、実施の形態4では、ベルト式のもので構成している。すなわち、プリンタ58では、3個のローラ60,62,64で張架された感光体ベルト66の所定位置にレーザビームLBで静電潜像を書き込み、これを現像器14で現像してトナー像を得る構成としている。なお、図中、符号68で示すのは、ファーブラシ方式のクリーニング装置である。転写ニップNPは、転写ローラ16とこれと対向配置された対向ローラ60との間で形成される。
実施の形態3では、超音波発生器32を転写ベルト48裏面側に配置し、かつ、各超音波振動子34の先端面42A(図3参照)を転写ベルト48裏面に接触させている。また、感光体ドラム10の下方には、邪魔する物がないので、超音波発生器32を転写ニップNPに可能な限り近づけることができる。例えば、感光体ドラム10の外径を30mm、転写ニップNPのニップ幅を3mmとした場合に、転写ニップNP中心からの距離L2=1〜5cm以内に超音波発生器32を設けると、転写効率、画質とも良好なものが得られることが確認されている。
(実施の形態4)
図6に、実施の形態4に係るプリンタ58における主に電子写真プロセスに関係する部分を示す。実施の形態1〜3では、感光体はドラム式のものであったが、実施の形態4では、ベルト式のもので構成している。すなわち、プリンタ58では、3個のローラ60,62,64で張架された感光体ベルト66の所定位置にレーザビームLBで静電潜像を書き込み、これを現像器14で現像してトナー像を得る構成としている。なお、図中、符号68で示すのは、ファーブラシ方式のクリーニング装置である。転写ニップNPは、転写ローラ16とこれと対向配置された対向ローラ60との間で形成される。
超音波発生器32は、トナー像担持体である感光体ベルト66の内側に配されている。超音波発生器32は、感光体ベルト66の内側(トナー像形成面とは反対の面側)から、転写ニップNP通過直後の感光体ベルト66表面(トナー像形成面)に向けて超音波を照射する。
なお、超音波発生器32は、一点鎖線で示す位置に配することとしても構わない。すなわち、超音波発生器32を、記録シートSのトナー像転写面側(転写ベルト24の上面側)に設け、当該トナー像転写面側から、感光体ベルト66表面に向けて超音波を照射するようにしても構わない。
(実施の形態5)
図7に、実施の形態5に係るカラープリンタ72における主に電子写真プロセスに関係する部分を示す。カラープリンタ72は、並置回転現像方式の現像器74を備えた中間転写体方式のカラープリンタである。
なお、超音波発生器32は、一点鎖線で示す位置に配することとしても構わない。すなわち、超音波発生器32を、記録シートSのトナー像転写面側(転写ベルト24の上面側)に設け、当該トナー像転写面側から、感光体ベルト66表面に向けて超音波を照射するようにしても構わない。
(実施の形態5)
図7に、実施の形態5に係るカラープリンタ72における主に電子写真プロセスに関係する部分を示す。カラープリンタ72は、並置回転現像方式の現像器74を備えた中間転写体方式のカラープリンタである。
カラープリンタ72は、複数の現像ユニット74C〜74K(図示例では4個)を回転移動させ、感光体ドラム10に形成された静電潜像の現像色に対応する現像ユニットを感光体ドラム10に対向させる。対向された現像ユニットで現像されたトナー像は、電界付与体である1次転写ローラ76にて中間転写体である1次転写ベルト78に転写される。1次転写ベルト78は複数のローラ76,80,82,84で張架されており、駆動ローラ84が矢印の方向に回転することによって周回走行する。
現像ユニット74C〜74Kで順次現像された各色のトナー像は、周回走行する1次転写ベルト78上に、一色ずつ重ね合わされる。4色のトナー像の1次転写ベルト78上への重ね合わせが終了すると、当該4色のトナー像は、そのタイミングに合わせて給紙カセット(不図示)から繰り出され、2次転写ベルト86によって搬送される記録シートS上に、電界付与体である2次転写ローラ88にて一度に転写される。
超音波発生器32は、2次転写部に設けられている。2次転写部では、1次転写部において被転写体として機能した1次転写ベルト78がトナー像担持体となる。
超音波発生器32は、トナー像担持体である1次転写ベルト78の内側に配されている。超音波発生器32は、1次転写ベルト78の内側(トナー像形成面とは反対の面側)から、転写ニップNP通過直後の1次転写ベルト78表面(トナー像形成面)に向けて超音波を照射する。
超音波発生器32は、トナー像担持体である1次転写ベルト78の内側に配されている。超音波発生器32は、1次転写ベルト78の内側(トナー像形成面とは反対の面側)から、転写ニップNP通過直後の1次転写ベルト78表面(トナー像形成面)に向けて超音波を照射する。
なお、超音波発生器32は、一点鎖線で示す位置に配することとしても構わない。すな
わち、超音波発生器32を、記録シートSのトナー像転写面と反対の面側(2転写ベルト86の裏面側)に設け、1次転写ベルト78表面に向けて超音波を照射するようにしても構わない。
さらに、2次転写部のみならず、1次転写部にも超音波発生器32を配置しても構わない。配置態様は、図4に示した実施の形態2の場合と同様の観点から定められる。
(実施の形態6)
図8に示すのは、実施の形態6に係るプリンタの転写部である。この転写部は、少なくとも第1のローラ92と第2のローラ94の2個のローラを含む複数のローラ(残余のローラについては不図示)で、トナー像担持体であるベルト98を張架し、第1、第2の両ローラ92,94間において第3のローラ96を対向させた構成からなる。そして、第1のローラ92を接地電極ローラとし、第3のローラ96を電界付与手段である転写ローラとしている。そして、第3のローラ96とベルト98に挟まれて搬送される記録シートSの転写ニップ部に転写電界を及ぼして、トナー像の転写を行う。なお、ベルト98は、感光体ベルトの場合もあるし、中間転写体方式を採用する場合における中間転写ベルトの場合もある。
わち、超音波発生器32を、記録シートSのトナー像転写面と反対の面側(2転写ベルト86の裏面側)に設け、1次転写ベルト78表面に向けて超音波を照射するようにしても構わない。
さらに、2次転写部のみならず、1次転写部にも超音波発生器32を配置しても構わない。配置態様は、図4に示した実施の形態2の場合と同様の観点から定められる。
(実施の形態6)
図8に示すのは、実施の形態6に係るプリンタの転写部である。この転写部は、少なくとも第1のローラ92と第2のローラ94の2個のローラを含む複数のローラ(残余のローラについては不図示)で、トナー像担持体であるベルト98を張架し、第1、第2の両ローラ92,94間において第3のローラ96を対向させた構成からなる。そして、第1のローラ92を接地電極ローラとし、第3のローラ96を電界付与手段である転写ローラとしている。そして、第3のローラ96とベルト98に挟まれて搬送される記録シートSの転写ニップ部に転写電界を及ぼして、トナー像の転写を行う。なお、ベルト98は、感光体ベルトの場合もあるし、中間転写体方式を採用する場合における中間転写ベルトの場合もある。
上記構成において、超音波発生器32は、転写ニップNPと第2のローラ94間の、ベルト98の内周側に配されている。また、超音波発生器32を構成する各超音波振動子34の先端面(図3参照)をベルト98の内周面に接触させた状態で保持されている。
上記構成の転写部においても、転写ニップNPを過ぎて転写電界が及ぶベルト98外周面(トナー像担持面)に内周側から超音波が照射されるので、トナーとベルト98との付着力が弱まり、その結果、転写残トナーが記録シートへ転写されることとなる。
上記構成の転写部においても、転写ニップNPを過ぎて転写電界が及ぶベルト98外周面(トナー像担持面)に内周側から超音波が照射されるので、トナーとベルト98との付着力が弱まり、その結果、転写残トナーが記録シートへ転写されることとなる。
なお、超音波発生器32は、上記した位置に限らず、一点鎖線で示す位置に配置することとしても構わない。すなわち、転写ニップNPと第2のローラ94間の、ベルト98の外周側に配することとしてもよい。
また、第3のローラ96を接地電極ローラとし、第1のローラ92を転写ローラとする構成を採っても構わない。
また、第3のローラ96を接地電極ローラとし、第1のローラ92を転写ローラとする構成を採っても構わない。
続いて、超音波発生器の別の実施の形態について説明する。
図9(a)に示すのは、圧電素子から超音波を直接放射させる構成を有する超音波発生器102を示す斜視図である。超音波発生器102は、アルミニウムまたはステンレススチール等からなる細長い金属製のベース板104に、細長い板状をした圧電素子106を貼着してなるものである。圧電素子106は、ベース板104との貼着面側が負極となる。また、圧電素子106本体の、ベース板104との貼着面とは反対側の面には、銀などが蒸着されてなる電極108が形成されている。
図9(a)に示すのは、圧電素子から超音波を直接放射させる構成を有する超音波発生器102を示す斜視図である。超音波発生器102は、アルミニウムまたはステンレススチール等からなる細長い金属製のベース板104に、細長い板状をした圧電素子106を貼着してなるものである。圧電素子106は、ベース板104との貼着面側が負極となる。また、圧電素子106本体の、ベース板104との貼着面とは反対側の面には、銀などが蒸着されてなる電極108が形成されている。
そして、電極108とベース板104とにそれぞれ接続されたリード線110,112を介して所定周波数の交流電力を給電することにより、圧電素子106は、その厚み方向に振動する。
上記の構成からなる超音波発生器102は、上記した実施の形態1〜6のいずれの構成においても、超音波発生器32の代わりに用いることができるのであるが、一例として、図5に示す実施の形態3において用いた場合の例を図9(b)に示す。
上記の構成からなる超音波発生器102は、上記した実施の形態1〜6のいずれの構成においても、超音波発生器32の代わりに用いることができるのであるが、一例として、図5に示す実施の形態3において用いた場合の例を図9(b)に示す。
超音波発生器102を転写ベルト48裏面側に配置し、かつ、電極108面を転写ベルト48裏面に接触させている。なお、言うまでも無く、超音波発生器102は、その長手方向が、主走査方向となる方向である。
図10に、さらに別の超音波発生器116の斜視図を示す。
超音波発生器116も、いわゆるランジュバン型の超音波振動子であるが、圧電素子118,120を挟持する2個の金属ブロック122,124の内の一方の金ブロック12
2に、振幅を拡大するためのホーン126が連結されている。ホーン126の長さL3は転写ニップNPの長さ(主走査方向の長さ)とほぼ同等である。超音波発生器116は、ホーン126の先端面126Aから超音波を発生する。したがて、当該先端面126Aが、上述した超音波振動子34の先端面42A(図3)と同じ方向を向く姿勢で用いられる。なお、超音波発生器116も、上記した実施の形態1〜6のいずれの構成においても、超音波発生器32の代わりに用いることができる
続いて、具体的な実施例を比較例と比較しながら説明する。
図10に、さらに別の超音波発生器116の斜視図を示す。
超音波発生器116も、いわゆるランジュバン型の超音波振動子であるが、圧電素子118,120を挟持する2個の金属ブロック122,124の内の一方の金ブロック12
2に、振幅を拡大するためのホーン126が連結されている。ホーン126の長さL3は転写ニップNPの長さ(主走査方向の長さ)とほぼ同等である。超音波発生器116は、ホーン126の先端面126Aから超音波を発生する。したがて、当該先端面126Aが、上述した超音波振動子34の先端面42A(図3)と同じ方向を向く姿勢で用いられる。なお、超音波発生器116も、上記した実施の形態1〜6のいずれの構成においても、超音波発生器32の代わりに用いることができる
続いて、具体的な実施例を比較例と比較しながら説明する。
なお、以下の実施例および比較例において使用したトナーは、コニカミノルタ社製プリンタmagicolor2300DL(商標)に使用のトナーである。
(実施例1)
図2に示す実施の形態1の構成において、超音波発生器32の先端面(各超音波振動子34の先端面42A(図3))が転写ニップNPの中心130から記録シートSの搬送方向下流側に距離L4=1cmとなる位置に、当該超音波発生器32を配置し実施例1を構成した。
(実施例1)
図2に示す実施の形態1の構成において、超音波発生器32の先端面(各超音波振動子34の先端面42A(図3))が転写ニップNPの中心130から記録シートSの搬送方向下流側に距離L4=1cmとなる位置に、当該超音波発生器32を配置し実施例1を構成した。
また、上記実施例1とは転写ニップNPを挟んで対称的に超音波発生器32を配置したもの(不図示)を比較例1とする。すなわち、比較例1では、超音波発生器32の先端面(各超音波振動子34の先端面42A(図3))が転写ニップNPの中心130から記録シートSの搬送方向上流側に1cm離れた位置に、当該超音波発生器32を配置している。
そして、超音波発生器32を配置しない構成としたもの(不図示)を比較例2とする。
そして、超音波発生器32を配置しない構成としたもの(不図示)を比較例2とする。
実施例1、比較例1、比較例2共に、転写電圧2kV、超音波振動子34の先端面の振幅0.6μm、振動周波数40kHzとした。
上記の条件で画像形成(転写)を行い、記録シートに形成された画像の質(画質)と転写効率[%]とを、各例について評価した。
画質の良否は、目視によって3段階に判定した。転写むら、トナーの飛び散り、中抜けのいずれにおいても問題なしと認められる程度をレベル1、いずれかにやや問題ありと認められる程度をレベル2、いずれかに明らかに問題ありと認められる程度をレベル3とした。
上記の条件で画像形成(転写)を行い、記録シートに形成された画像の質(画質)と転写効率[%]とを、各例について評価した。
画質の良否は、目視によって3段階に判定した。転写むら、トナーの飛び散り、中抜けのいずれにおいても問題なしと認められる程度をレベル1、いずれかにやや問題ありと認められる程度をレベル2、いずれかに明らかに問題ありと認められる程度をレベル3とした。
実験の結果、実施例1においては、画質はレベル1、転写効率は93%であった。
比較例1においては、画質はレベル3、転写効率は90%であった。
比較例2においては、画質はレベル2、転写効率は80%であった。
(実施例2)
図4に示す実施の形態2において、超音波発生器32を、その先端面が転写ニップNPの中心132からの距離L5が1cmとなる位置に配置し、転写電圧2kVで転写した。その結果、画質はレベル1で、転写効率は92%であった。
比較例1においては、画質はレベル3、転写効率は90%であった。
比較例2においては、画質はレベル2、転写効率は80%であった。
(実施例2)
図4に示す実施の形態2において、超音波発生器32を、その先端面が転写ニップNPの中心132からの距離L5が1cmとなる位置に配置し、転写電圧2kVで転写した。その結果、画質はレベル1で、転写効率は92%であった。
(実施例3)
図5に示す実施の形態3において、距離L2=1cmとなる位置に超音波発生器32を配置し、転写電圧1kVで転写した。なお、転写ベルト48の厚みは150μmで、ポリカーボネートに抵抗調整のためのCB(カーボンブラック)を混入させてなる成型ベルトを用いた。
図5に示す実施の形態3において、距離L2=1cmとなる位置に超音波発生器32を配置し、転写電圧1kVで転写した。なお、転写ベルト48の厚みは150μmで、ポリカーボネートに抵抗調整のためのCB(カーボンブラック)を混入させてなる成型ベルトを用いた。
また、比較例3として、超音波発振器32を使用せずに転写をおこなった。
実験の結果、実施例3においては、画質はレベル1、転写効率は94%であった。
比較例3においては、画質はレベル2、転写効率は80%であった。
(実施例4)
図6に示す実施の形態4において、超音波発生器32に代えて、超音波発生器102(
図9参照)を用いて、実施例4を構成した。超音波発生器102は、転写ニップNP中心から1cm離れた位置に配置し、転写電圧2kVで転写した。また、超音波発生器102の振動周波数は15kHzとした。
実験の結果、実施例3においては、画質はレベル1、転写効率は94%であった。
比較例3においては、画質はレベル2、転写効率は80%であった。
(実施例4)
図6に示す実施の形態4において、超音波発生器32に代えて、超音波発生器102(
図9参照)を用いて、実施例4を構成した。超音波発生器102は、転写ニップNP中心から1cm離れた位置に配置し、転写電圧2kVで転写した。また、超音波発生器102の振動周波数は15kHzとした。
実験の結果、画質はレベル1、転写効率は93%であった。
(実施例5)
図7に示す実施の形態5において、超音波発生器32を一転鎖線で示す位置に配して実施例5を構成した。超音波発生器32は、転写ニップNPの中心から1cmの位置に設けた。また、転写電圧は2.5kVとした。なお、転写ベルト78の仕様は、実施例3のものと同じである。
(実施例5)
図7に示す実施の形態5において、超音波発生器32を一転鎖線で示す位置に配して実施例5を構成した。超音波発生器32は、転写ニップNPの中心から1cmの位置に設けた。また、転写電圧は2.5kVとした。なお、転写ベルト78の仕様は、実施例3のものと同じである。
実験の結果、画質はレベル1で、転写効率は93%であった。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下の形態とすることもできる。
(1)上記実施の形態では、超音波発生器の振動源に圧電素子(電歪素子)を用いたが、これに限らず、磁歪素子を用いてもよい。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下の形態とすることもできる。
(1)上記実施の形態では、超音波発生器の振動源に圧電素子(電歪素子)を用いたが、これに限らず、磁歪素子を用いてもよい。
(2)上記実施の形態では、本発明をプリンタに適用した例を用いて説明したが、本発明は、プリンタのみならず、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を併せ持ったいわゆるMFP(Multiple Function Peripheral)にも適用可能であることは言うまでもない。すなわち、電子写真方式(静電転写方式)で画像形成するあらゆる装置に適用可能である。
静電複写方式によってトナー像を転写する構成を有するプリンタ、複写機、ファクシミリ等に好適に利用可能である。
2,46,58,72,92 プリンタ
10 感光体ドラム
16 転写ローラ
32,102,116 超音波発生器
34 超音波振動子
48 転写ベルト
66 感光体ベルト
78 1次転写ベルト
88 2次転写ローラ
92 第1のローラ
94 第2のローラ
96 第3のローラ
104 金属板
106 圧電素子
10 感光体ドラム
16 転写ローラ
32,102,116 超音波発生器
34 超音波振動子
48 転写ベルト
66 感光体ベルト
78 1次転写ベルト
88 2次転写ローラ
92 第1のローラ
94 第2のローラ
96 第3のローラ
104 金属板
106 圧電素子
Claims (11)
- 転写ニップおよびその近傍に転写電界を及ぼし、トナー像担持体上のトナーを被転写体に転写する構成を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップを通過後の前記トナー像担持体の表面であって、前記転写電界が及ぶ表面のトナーに振動を与える振動付与器を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記振動付与器は超音波発生器であり、
当該超音波発生器は、前記転写ニップを通過後の前記トナー像担持体の表面であって、前記転写電界が及ぶ表面に向けて超音波を発して、当該表面のトナーに振動を与えることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記超音波発生器は、前記トナー像担持体表面に対し斜めに超音波を発することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
- 前記トナー像担持体のトナー像担持表面は周回運動し、
前記被転写体は、転写ニップにおいてトナー像転写面を一方向に通過されながらトナー像が転写され、
前記超音波発生器は、前記被転写体の転写ニップ通過方向前方側に設けられていることを特徴とする請求項2または3記載の画像形成装置。 - 前記被転写体は、記録シートまたは転写ベルトであり、
前記超音波発生器は、記録シートまたは転写ベルトのトナー像転写面側に設けられていることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は、中間転写体方式で画像を形成する装置であり、
前記像担持体は、中間転写体である転写ベルトであり、
前記被転写体は、記録シートであって、
前記超音波発生器は、記録シートのトナー像転写面側に設けられていることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。 - 前記トナー像担持体は、少なくとも第1のローラと第2のローラを含む複数のローラで張架され、第1のローラから第2のローラに向かう一方向に走行駆動されるベルトからなり、
前記被転写体は、記録シートであり、
前記転写ニップが、前記第1のローラから前記第2のローラに至る手前部分に形成され、
前記超音波発生器が、前記転写ニップと前記第2のローラとの間に設けられていることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置 - 前記第1のローラと前記第2のローラの一方が、前記転写電界を発生させる電界付与手段として構成されていることを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。
- 前記被転写体は、記録シートまたは転写ベルトであり、
前記超音波発生器は、記録シートまたは転写ベルトのトナー像転写面とは反対の面側から超音波を発することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 - 前記超音波発生器は、少なくとも1個のランジュバン型超音波振動子からなることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記超音波発生器は、ベース板に圧電素子が貼着されてなり、圧電素子の貼着面とは反対側の面から前記超音波を発生する超音波振動子が少なくとも1個用いられて構成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005017416A JP2006208496A (ja) | 2005-01-25 | 2005-01-25 | 画像形成装置 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010217530A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
EP3349069A1 (en) * | 2017-01-13 | 2018-07-18 | Felicio Conte | Equipment and printing method on any kind of support |
IT201800010593A1 (it) * | 2018-11-27 | 2020-05-27 | Lin Up S R L | Processo di stampa laser con trasferimento del toner coadiuvato da ultrasuoni |
-
2005
- 2005-01-25 JP JP2005017416A patent/JP2006208496A/ja active Pending
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