JP2634974B2

JP2634974B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2634974B2
Application number: JP20517791A
Authority: JP
Inventors: 眞一伊東; 雅一加藤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1991-08-15
Filing date: 1991-08-15
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH0545973A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機やプリンタ等にお
いて用いられる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタや複写機に用いられる画
像形成装置としては一般にカールソン方式による電子写
真記録方法が、記録速度が速いこと、高画質であるこ
と、普通紙に記録できることなどの特徴により非常に多
く用いられる。

【０００３】この方法は既に良く知られているように、
次の６つの基本プロセスから概略構成されるものであっ
た。即ち、感光体に対し、帯電、露光、現像の各プロセ
スを行い、感光体上にトナー像を形成する。そして、こ
の感光体上のトナー像に、紙に代表される記録支持体を
重ねて転写を行う。その後、この記録支持体上のトナー
像を記録支持体に定着する。一方、感光体は繰り返し使
用するために、転写後の残留トナーがクリーニング装置
により清掃される。

【０００４】この構成の装置における転写プロセスで
は、静電気力を用いる方法が一般的である。しかしなが
ら、この方法は転写効率が悪いために転写後の感光体上
の残留トナーを清掃するクリーニングプロセスが必要不
可欠となる。そのため、回収された残留トナーを廃棄す
る保守作業が必要となる。その際、この残留トナーは粉
体のため飛散しやすく、オペレータの身体や衣類等を汚
染したり、装置の内外に飛散する等の問題があった。

【０００５】此等の問題を改善するために、クリーニン
グプロセスが不要で、残留トナーの廃棄が不要な記録方
法が文献１：特願平０１−２１２９７６に提案されてい
る。この方法は、感光体と被現像体（以後、フィルムと
呼ぶこともある）とが一部密着するように設けられ、か
つ、感光体を一様帯電する手段と、静電潜像を形成する
露光手段と、静電潜像が形成された感光体に密着した被
現像体上にトナー像を形成する現像手段と、被現像体上
のトナー像に記録支持体を重ねて、記録支持体にトナー
像を転写する手段を設けたものである。

【０００６】転写プロセスでは加熱と共に加圧して被現
像体上のトナー像を記録支持体上に転写する。この場
合、転写後の被現像体上にトナー像が残留しても転写直
後のトナーが溶融している間にフェルト等のパッドで簡
単に拭き取ることが出来る。この時、トナーは粉体から
半液状の性質に変っているため、飛散することはない。
従って、従来のようなクリーニングプロセスが不要とな
る。また、転写と同時にトナーを記録紙に定着すること
が出来、独立した定着器が不要となり、プロセスの数を
更に削減できる。従って、従来、残留トナーの廃棄作業
の際に発生したオペレータの身体や衣類及び装置内や装
置周辺へのトナーの飛散、汚染を除去することが可能で
あるため保守性の向上が図れる。しかも、プロセスの数
を減少することが出来るため、装置の小型化及び低価格
化が図れるという優れた装置であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この記
録装置においては、フィルムを繰り返し用いて記録を続
けると、感光体や現像器や転写器や各種ローラーとの接
触、分離に伴いフィルムが帯電する。このフィルム上の
電荷による表面電位は数百Ｖに達し、現像プロセスに著
しく悪影響を与える。一方、トナーは、感光体上に形成
された静電潜像に対応してフィルムを貫通した感光体と
トナー担持体との間の電界によってフィルムに付着す
る。ところが、フィルムが帯電すると、この現像電界が
変化し、フィルム上に現像されるトナー像が変化する。
具体的には、白地の部分に地かぶりを発生したり、濃度
が変化したり、線の太さが変化する。従って、長期にわ
たり連続に安定した画質を得ることが出来ないという問
題がある。

【０００８】本発明の目的は、被現像体であるフィルム
が繰り返し記録に用いられても、帯電を制御して、長期
にわたり安定な画像が形成可能な優れた装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は感光体と、該感
光体と他のローラー間に張架され一部が前記感光体に密
着して重ねられる被現像体と、前記感光体表面を帯電す
る手段と、感光体を露光して静電潜像を形成する露光手
段と、感光体表面に密着して重ねられた前記被現像体上
にトナー像を形成する現像手段と、前記被現像体上のト
ナー像を記録支持体に転写する転写手段を設けた画像形
成装置に於いて、前記被現像体として、加熱作用により
熱キャリアを発生する無端状のフィルムを用いたことを
特徴とする。

【００１０】さらに、転写手段として加熱手段と加圧手
段とを用い、記録紙へのトナーの転写と共に、フィルム
内部に熱キャリアを発生させ、フィルム上の不要な電荷
を除去するようにしたことを特徴とする。

【００１１】また、前記フィルムとして、高温度で熱処
理され、熱キャリアにより半導電性が付与されたポリイ
ミドフィルムを用いることを特徴とするものである。

【００１２】更に、前記半導電性が付与されたポリイミ
ドフィルムの電気伝導度が室温下で１０^-11〜１０^-14
S/cmであることを特徴とするものである。（Ｓはジーメ
ンス（ＳＩ単位系）の略号である。）

【００１３】

【作用】本発明によれば、被現像体として加熱作用によ
り熱キャリアを発生するフィルムを用い、転写手段の加
熱作用によってフィルム内に熱キャリアを発生させるこ
とにより、画像形成過程及び搬送過程において帯電した
フィルム表面の電荷を中和するように作用する。従って
この作用によりフィルムを繰り返し用いても、帯電によ
って現像時の静電潜像の作る電界が変化することなく、
画質の劣化を防止することが出来、長期にわたり安定な
画像形成が可能となる。

【００１４】

【実施例】先ず、図１を用いて本発明の記録装置の構成
を説明する。

【００１５】ドラム状に形成された感光体１０１は導電
性支持体１０１ａ上に光導電層１０１ｂを設けたもの
で、セレン感光体、有機系感光体、酸化亜鉛感光体、ア
モルファスシリコン感光体等何れも使用できる。この感
光体１０１と一方の転写手段としての加熱ローラー１１
３と転動ロール１０３と引っ張りローラー１１１に被現
像体１０２が張架される。

【００１６】この被現像体１０２は後述するように、転
写プロセスで加熱され１６０℃前後に達する。従って、
その材質は耐熱性を考慮する必要がある。また、ある程
度の絶縁性も必要である。此等を考慮すると、フィルム
基材としてポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイ
ミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリフェニレンサルファイド等の材料を用いた
フィルムを用いることが出来る。また、現像時に被現像
体とトナー担持体の間に発生する電気力線を考慮する
と、フィルムの厚さは１００μｍ以下で、かつ引っ張り
強度と取扱性を考慮すると５μｍ以上が望ましい。

【００１７】帯電手段としての帯電装置１０４は、感光
体の表面に対向して設けられる。帯電装置としては図に
示すようなコロナ放電器が設けられる。この他に、例え
ば金属性の芯金に導電性ゴムを被覆した構成の帯電ロー
ル等も利用できる。

【００１８】露光手段としての露光装置１０５は、画像
信号を光に変換して感光体に照射する。露光装置として
は、レーザーあるいはＬＥＤアレイ等の光源と作像光学
系を組合せたもの、あるいは複写機として一般に用いら
れている原稿の反射光を投影する光学系等いずれも利用
できる。

【００１９】現像手段としての現像装置１０６はトナー
担持体１０７上にトナー１０８を吸着して図示の矢印方
向に搬送し、感光体上に形成された静電潜像を、密着し
て重ねられた被現像体１０２上に現像する。現像装置と
しては、２成分磁気ブラシ現像装置、１成分非磁性現像
装置等公知の技術を用いることが出来る。

【００２０】転写手段としての転写装置としては一方の
転写手段１１３と他方の転写手段１４０が図示しない加
圧手段により一定の圧力で加圧される。本実施例におい
ては、上記一方の転写手段１１３は加熱ローラーであっ
て、金属性中空部材にハロゲンランプを内蔵したもので
ある。この他にガラス、セラミック等の基材の表面にＮ
ｉ−Ｐ等で構成される発熱抵抗層を形成し、更にその上
にＴａ₂Ｏ₅、フッソ樹脂等の保護層で形成されるもの
であってもよい。また、ローラー状の形態でなく帯状の
形態でも利用できる。上記他方の転写手段１４０は弾性
体状の加圧ロールで構成される。このロールは金属性の
芯金にゴムを積層したもので、ゴムとしてはシリコンゴ
ム等が良い。

【００２１】次に、この記録装置の動作、作用を説明す
る。

【００２２】感光体１０１と他方の転写手段である加圧
ロール１４０とが図示しない駆動手段により図示の矢印
方向に一定の周速度で回転する。被現像体１０２は感光
体との摩擦力と加熱ローラーと加圧ローラーとの圧接力
により図示の矢印の方向に移動する。引っ張りロール１
１１には、被現像体がたるまないような適度の張力が図
示しない機構により作用している。

【００２３】初めに、帯電装置を動作させて感光体を一
様均一に帯電する。次に、露光装置によって画像信号に
対応した光が感光体に照射され、静電潜像が形成され
る。

【００２４】現像プロセス（図２参照）では、感光体１
０１に密着した被現像体１０２に接触もしくは近接して
現像装置が設けられる。本実施例では反転現像を行い、
感光体の導電性支持体１０１ａとトナー担持体１０７の
間にはバイアス電圧が印加されるようにバイアス電圧印
加手段１０９が設けられている。このような構成でトナ
ー担持体と被現像体の間の空間には、感光体上に形成さ
れた静電潜像に伴う電気力線が、被現像体を貫通して発
生する。このため、トナー担持体上の帯電したトナー１
０８は静電気力により被現像体上に付着し、現像され
る。

【００２５】記録紙カセット１２０に収容された記録支
持体（記録紙）１１４は給紙ロール１１５により給紙さ
れ、送紙ロール１１６により転写装置に送られる。

【００２６】転写プロセス（図３参照）では、記録支持
体１１４はトナー像が形成された被現像体に重ねられ、
加熱ローラー１１３と加圧ローラー１４０に挟まれて図
示しない手段により圧接される。被現像体１０２上のト
ナーは加熱ローラー１１３よりの熱が被現像体を通して
トナーに伝達されることにより加熱溶融され、溶融した
トナーは被現像体から記録支持体１１４に転移し、同時
に定着される。その後、記録支持体は装置外の図示しな
いスタッカーに排出される。

【００２７】転写後の被現像体上にはトナーが残留する
ことがある。この場合には転写プロセスの直後に加熱ロ
ーラーに圧接して設けられているフェルト性のパッド１
３０により半液状の残留トナーを簡単に拭き取ることが
出来る。これによりフィルム上のトナーを除去でき次の
記録にさしつかえない状態とすることが出来る。

【００２８】一方、感光体は現像プロセスの後、被現像
体と分離した後は必要に応じて除電ランプ１１９を設け
ることにより、全面に光を照射して感光体上の残留電荷
を除去してもよい。このようにして感光体は繰り返して
利用される。

【００２９】このような画像形成装置において、本実施
例では被現像体としてポリイミドフィルムを用いてい
る。ポリイミドフイルムを４７０℃で長時間加熱する
と、電気導電性を付与することが出来ることがたとえば
次の文献２に記載されている：ショーゴサイトー，テ
ツオツツイ，シズオトキトー，“エレクトロント
ランスポートインドープトアンドアンドープト
ポリマーズコンテイニングパイコンジュゲイテ
ッドグループス”，ポリマージャーナル第１７
巻，第１号，ｐｐ２０９〜２１６，１９８５年（Shogo
SAITO, Tetuo TSUTSUI, Shizuo TOKITO,“Electron Tra
nsport in Doped and Undoped Polymers Containing π
−Conjugated Groupes" Polymer Journal Vol.17,No.1,
pp209〜216,1985）。

【００３０】ポリイミドフィルムの熱処理温度と時間を
調節することにより、室温では充分な絶縁性を保持可能
であって、しかも、ヒートロール等の熱定着装置を通過
する際の加熱作用によりポリイミドフィルム内部に熱キ
ャリアを発生し、表面の不要な電荷を除去することが出
来る半導電性を付与したフィルムを得ることが可能であ
る。この時の熱処理条件と熱処理後の電気伝導度の一例
を表１に示す。

【００３１】表１の熱処理したポリイミドフィルムの帯
電後の自然減衰特性を図４に示す。此等の特性は８００
Ｖに初期帯電させた後の減衰特性である。例えば、Ｎ
ｏ．４のポリイミドフィルムの場合、１０秒後の表面電
位は７００Ｖであり、充分に電荷が保持できることを示
しており絶縁特性を備えている。また、此等のフィルム
は高温ではフィルム内部で発生する熱キャリアのために
表面電荷が中和され、表面電位を減衰させることが出来
る。

【００３２】

【表１】

【００３３】表２に、表１のフィルムを８００Ｖに帯電
させた後、約１０秒後の表面電位と、１６０℃の熱定着
装置を線速度３７mm/secで通過させた後の表面電位を示
す。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２のように半導電性を付与したポリイミ
ドフィルムは１６０℃のヒートロールを通過することに
より、表面電位が３０Ｖ〜９０Ｖと大幅に低下してい
る。一方加熱していない２３℃のヒートロールを通過し
た時の表面電位は室温の時とほとんど変らない結果が得
られている。

【００３６】このポリイミドフィルムを図１に示す画像
形成装置に用いて、繰り返し記録を行う場合の動作、作
用について以下で説明する。

【００３７】現像プロセスでは、室温時の性質である絶
縁性を保持しているため、感光体上に形成された静電潜
像に対応して感光体とトナー担持体の間を電気力線が貫
通し、この電気力線に沿ってトナーがフィルム上に付着
し現像される。

【００３８】転写プロセスでは、ポリイミドフィルムに
形成されたトナー像に記録紙が重ねられ、加熱作用と加
圧作用によりフィルム上のトナーが溶融してフィルムか
ら記録紙に転写されると共に定着される。更に、この転
写プロセスではフィルムが加熱される為にフィルム内に
熱キャリアが発生し、フィルムの搬送過程で発生したフ
ィルム表面の不要な電荷が除去される。これは、フィル
ム上の帯電電荷による電界に応じてキャリアの電子正孔
対がフィルム内を移動し中和することによるものであ
る。この結果、フィルムを繰り返し使用しても帯電電位
の変化は＋／−３０Ｖ以内に収めることが出来、その結
果フィルム上の不要な電荷による現像時の悪影響を少な
くして長期にわたり安定した画像を得ることができる。

【００３９】本実施例では、転写手段として加熱作用に
より転写する方式を説明したがこれに限定されるもので
はなく、例えば、静電転写により記録紙に転写したのち
フィルムのみ加熱する手段を設けるようにしてフィルム
上の帯電電荷を除去するようにしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被現像体として熱キャリアを発生するフィルムを用いた
ことにより、転写手段の加熱作用によってフィルム内に
熱キャリアを発生させ、画像形成過程及び搬送過程にお
いて帯電した不要な電荷を中和させることが出来る。従
ってこの作用によりフィルムを繰り返し用いても帯電に
より現像時の電界が変化することなく、画質の劣化を防
止することが出来、長期にわたり安定な画像形成が可能
となる。

【００４１】さらに、フィルムに帯電した不要な電荷の
除去手段が不要となるため、装置が複雑化することな
く、簡単な構成で実現できるという優れた利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の概略構成
図である。

【図２】現像プロセスを示す図である。

【図３】転写プロセスを示す図である。

【図４】熱処理したポリイミドフィルムの帯電後の表面
電位の減衰特性を示す図である。

【符号の説明】

１０１感光体１０２被現像体１０３転動ロール１０４帯電装置１０５露光装置１０６現像装置１０７トナー担持体１０８トナー１０９バイアス電圧印加手段１１１引っ張りロール１１３加熱ローラ１１４記録紙１１５給紙ロール１１６送紙ロール１１７排紙ロール１１９除電ランプ１２０記録紙カセット１３０パッド１４０加圧ローラ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、該感光体と他のローラー間に
張架され一部が前記感光体に密着して重ねられる被現像
体と、前記感光体表面を帯電する手段と、感光体を露光
して静電潜像を形成する露光手段と、感光体表面に密着
して重ねられた前記被現像体上にトナー像を形成する現
像手段と、前記被現像体上のトナー像を記録支持体に転
写する転写手段を設けた画像形成装置に於いて、前記被現像体として、加熱作用により熱キャリアを発生
する無端状のフィルムを用いたことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、前記転写手段として加熱手段と加圧手段とを用いた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の画像形成
装置において、前記フィルムとして、高温度で熱処理さ
れ、熱キャリアにより半導電性が付与されたポリイミド
フィルムを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項３に記載の画像形成装置におい
て、前記ポリイミドフィルムの電気伝導度が室温下で１
０~¹¹ 〜１０~¹⁴ S/cmであることを特徴とする画像形成
装置。