JP2904152B2 - 焦電式画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潜像形成体として
焦電層を用い、加熱手段によって焦電層に潜像を形成す
る焦電式の画像形成装置に関し、特に、潜像形成体と潜
像形成体に潜像を形成する加熱手段との間にベルト状の
中和手段を介在させた焦電式画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、潜像形成体として焦電層を用
い、この焦電層を加熱して電荷を発生させて潜像を形成
し、その後この潜像をトナーにより現像，転写して記録
紙に画像を形成する焦電式の画像形成装置が知られてい
る。このような焦電式画像形成装置は、フィルム状，板
状あるいは円筒状のフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）
等の焦電材からなる層を形成した潜像形成体と、この潜
像形成体を加熱して電荷を発生させるサーマルヘッド，
ヒータ等の加熱手段とを備え、潜像形成体に形成された
潜像にトナーを付着させて現像し、これを記録用紙に転
写，記録していた。

【０００３】図３は、この種の従来の焦電式画像形成装
置を示す要部断面側面図である。同図において、１００
は潜像形成体で、円筒の導電性ドラム１０１と、この円
筒の導電性ドラム１０１に焦電材を薄膜状にコーティン
グした焦電層（焦電材薄層）１０２とからなり、図面矢
印方向に回転可能になっている。１０３はスタイラスヘ
ッドで、表面を導電性耐摩耗層で覆い、焦電層１０２上
の任意の部分の電位をアースに落とす複数の電極を備え
ている。

【０００４】１０４は加熱手段としての遠赤外線ヒータ
で、焦電層１０２とスタイラスヘッド１０３の近傍にあ
って非接触によって焦電層１０２を一定面積加熱する。
１０５は、加熱された焦電層の冷却を兼ねている絶縁イ
ンク１０５である。また、１０８は、絶縁インク１０５
によるドット転写後の焦電層１０２の表面に残った電荷
を取り去り、焦電層１０２を導電性ドラム１０１と等し
い電位に初期化するイニシャライズドラムである。

【０００５】このような構成からなる従来の焦電画像形
成装置によれば、焦電層１０２を円筒状に巻いた導電性
ドラム１０１が回転し、遠赤外線ヒータ１０４によって
一様に加熱されると、焦電効果によって焦電層１０２に
分極が形成される。そして、焦電層１０２の浮遊電荷
が、スタイラスヘッド１０３によって選択的に除電さ
れ、焦電層１０２に潜像が形成される。

【０００６】形成された焦電層１０２上の潜像部分に
は、絶縁インク１０５が静電引力によって付着し、現像
ドット部が形成される。形成されたドット部は、プラテ
ンローラ１０６に回動された記録紙１０７に転写され
る。

【０００７】なお、焦電層１０２は疎水性を有してお
り、絶縁インク１０５が接触しても、焦電層１０２の電
荷を生じていない箇所には付着しないようになってい
る。このような従来の焦電式画像形成装置としては、特
開平４−４６３６０号公報記載のプリンタがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、上述したように焦電層と焦電層を
除電するスタイラスヘッドとが直接接触するので、スタ
イラスヘッド側に絶縁インクや埃が付着したり、スタイ
ラスヘッドとの直接接触が繰り返されることによって焦
電層自体が劣化するおそれがあった。特に、スタイラス
ヘッドに絶縁インクや埃が付着して残留した場合、この
残留インクの付着したスタイラスヘッドによって焦電層
に傷が入ったり、画像が部分的に劣化するという問題が
あった。

【０００９】なお、スタイラスヘッドに残留インク等を
除去するクリーニング機構を設けることで、このような
不具合を軽減することは可能であったが、構造が複雑化
しコスト上昇を招く等の問題があることから、これまで
そのような技術は実用化されていない。

【００１０】さらに、このような従来の画像形成装置で
は、焦電層に電荷を生じさせるための加熱手段として遠
赤外線ヒータを用いていたが、この遠赤外線ヒータは焦
電層に対して非接触によって加熱を行なっていた。この
ため、焦電層は空気を媒介して熱せられることになり、
焦電層の場所によって温度が異なってくるという事態が
生じ、焦電層の分極が均一に発生しなくなり、その結果
現像品質が安定しないという問題も生じた。

【００１１】本発明は、このような従来の技術が有する
問題を解決するために提案されたものであり、潜像形成
体と加熱手段の間にベルト状の中和手段を介在させるこ
とによって、焦電層の劣化，損傷を防止して、安定した
画像提供を実現するとともに、中和手段をクリーニング
可能かつ繰り返し使用可能な構成とすることで、コスト
の低減をも図る焦電式画像形成装置の提供を目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項１記載の焦電式画像形成装置は、表面に
静電潜像を形成する焦電層を備えた潜像形成体と、この
潜像形成体を加熱して分極を生じさせる加熱手段と、前
記加熱手段の加熱により潜像形成体に生じた浮遊電荷を
除去し、当該潜像形成体に潜像電荷を形成する中和手段
とを備え、前記潜像形成体の潜像電荷にトナーを付着し
て現像し、記録紙に画像を転写する焦電式画像形成装置
であって、前記中和手段を、送りローラと巻き取りロー
ラによって搬送可能なベルト状に形成するとともに、こ
のベルト状の中和手段を、前記潜像形成体と加熱手段の
間に介在して配設した構成としてある。

【００１３】そして、特に、前記中和手段を、送りロー
ラと巻き取りローラが対称形状をなすカセット状に構成
し、中和手段全体を反転することにより送りローラを巻
き取りローラとし、巻き取りローラを送りローラとして
使用することができる構成としてある。

【００１４】また、請求項２記載の焦電式画像形成装置
は、前記ベルト状の中和手段の表面に当接し、当該中和
手段に付着した汚れを除去するブレードと、当該ブレー
ドによって除去された汚れを回収するトナー回収容器と
からなるクリーニング手段を備えた構成としてある。

【００１５】さらに、請求項３記載の焦電式画像形成装
置は、前記潜像形成体の近傍に、当該潜像形成体に付着
した残留トナーを除去する残留トナー除去部と、当該残
留トナー除去部により除去されたトナーを回収するトナ
ー回収容器とからなるクリーニング手段を備えるととも
に、このトナー回収容器を前記中和手段のトナー回収容
器と共用した構成としてある。

【００１６】このような構成からなる本発明の焦電式画
像形成装置によれば、介在するベルト状の中和手段によ
って焦電層と加熱手段が直接接触しないため、焦電層上
の残留トナーや埃が加熱手段に付着することがなく、ま
た、従来のように焦電層と直接接触が繰り返される部分
は存在せず、焦電層が劣化するようなこともない。

【００１７】また、ベルト状の中和手段は、ローラによ
り回動して搬送可能なので、中和手段の同じ部分が連続
して加熱手段の熱を受けず、熱による損傷等が生じない
一方、加熱手段は中和手段を間にして焦電層に間接的に
接触できるので、加熱手段による安定した潜像形成が可
能となる。

【００１８】さらに、中和手段の焦電層側面に付着する
残留トナーや埃等はクリーニング手段により除去される
ため、汚れの無い状態を維持して中和手段を繰り返し使
うことができるとともに、カセット状の中和手段を上下
反転させて入れ替えるだけで、迅速かつ容易に画像形成
装置の継続的使用が実現できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の焦電式画像形成装
置の実施の形態について、図面を参照して説明する。 ［第一実施形態］まず、本発明の焦電式画像形成装置の
第一の実施形態について、図１を参照して説明する。図
１は、本実施形態の焦電式画像形成装置を示す概略構成
図である。同図において、１０は潜像形成体として構成
された焦電ベルトで、本実施形態ではエンドレス型のベ
ルト状に形成してある。

【００２０】そして、この焦電ベルト１０は、図示を省
略してあるが、外面側に静電潜像を形成する焦電層を備
えるとともに、内面側に導電性部材からなる導電性基層
を備え、潜像形成体を構成している。ここで、焦電ベル
ト１０の焦電層は、本実施形態においては、素材として
フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）をベースとするポリ
マー材料が使用されている。

【００２１】１１，１２は焦電ベルト１０を張架すると
ともに所定速度で回動力を付与する一対のローラであ
り、１１がプラテンローラ、１２が転写ローラとなって
いる。ここで、静電潜像を均一に形成するには、プラテ
ンローラ１１の位置精度が重要になることから、位置ず
れを防止するためのゴムローラが用いられている。ま
た、転写ローラ１２についても、トナーＴを用紙Ｐに転
写する部分であり、位置精度が重要になることから、同
様に位置ずれを防止するためゴムローラが用いられてい
る。

【００２２】１３，１４は画像転写後の焦電ベルト１０
に付着した残留トナーを除去するクリーニング手段であ
り、１３は焦電ベルト１０に付着しているトナーを掻き
取るブレードで、１４はブレード１３で掻き取られたト
ナーを回収するトナー回収容器である。

【００２３】２０は加熱手段として構成された熱式印刷
ピンであり、焦電ベルト１０の焦電層に対向し、かつ当
接（又は近接）して、焦電層に分極を生じさせて静電潜
像を形成するようになっている。ここで、この熱式印刷
ピン２０としては、種々のものが用いられるが、本実施
形態ではサーマルヘッドを用いている。

【００２４】そして、この熱式印刷ピン２０と焦電ベル
ト１０の間に中和手段３０が介在して配設されている。
中和手段３０は、熱式印刷ピン２０が焦電ベルト１０を
加熱して分極を形成する際に浮遊電荷を除去し焦電ベル
ト１０上に潜像電荷を形成するベルト状の中和手段で、
アースに電荷を落とす役割を果たしている。

【００２５】すなわち、中和手段３０は、図１に示すよ
うに、ベルト状に形成されたベルト部３１と、ベルト送
り側の送りローラ３２とベルト巻き取り側の巻き取りロ
ーラ３３とを備えたカセット状に形成されており、送り
ローラ３２と巻き取りローラ３３が、モータ３４の駆動
によってベルト部３１を張架しつつ送りローラ３２から
巻き取りローラ３３へベルト部３１を巻き取っていき、
焦電ベルト１０と同期してベルト部３１を搬送するよう
になっている。

【００２６】そして、このような中和手段３０のベルト
部３１が、焦電ベルト１０と熱式印刷ピン２０の間に介
在して配設され、焦電ベルト１０と熱式印刷ピン２０が
このベルト部３１を介して間接的に接触するようになっ
ている。

【００２７】ここで、ベルト部３１は、素材としてアラ
ミド樹脂をベースとして導電性材料がコートされたもの
を用いている。そして、このコートされた導電性材料
が、焦電ベルト１０上に熱式印刷ピン２０の熱により分
極された浮遊電荷を接触により取り去り、焦電ベルト１
０表面上に潜像電荷を発生させる。

【００２８】また、この中和手段３０は、送りローラ３
２と巻き取りローラ３３が対称形状をなすカセット状に
形成されており、カセット全体を反転することによっ
て、送りローラ３２を巻き取りローラとし、巻き取りロ
ーラ３３を送りローラとして何度でも使用できるように
なっている。

【００２９】また、図１に示すように、本実施形態で
は、中和手段３０のクリーニング機構として、ブレード
３５が熱式印刷ピン２０と巻き取りローラ３３の間に位
置してベルト部３１と接触しており、その下方にトナー
回収容器３６が配設してある。

【００３０】このブレード３５はウレタンをベースに形
成してあり、このブレード３５がベルト部３１と接触
し、ベルト部３１に付着した残留トナーや埃が掻き取ら
れてトナー回収容器３６に回収されることによって、中
和手段のクリーニングが行なわれるようになっている。

【００３１】さらに、このような中和手段３０が配設さ
れた熱式印刷ピン２０の下流側には、現像手段４０，転
写手段５０及び定着手段６０が、順次装備されている。
現像手段４０は、本実施形態では、図１に示すように、
４個の現像部４１，４２，４３，４４によって構成され
ており、各現像部４１〜４４の相互間には、ガイドロー
ラ４１ｂ，４２ｂ，４３ｂが介在して実装してある。ま
た、各現像部４１，４２，４３，４４の先端側には、そ
れぞれ現像ローラ４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａが備
えられている。

【００３２】そして、この各現像部４１〜４４は個別に
往復移動し、焦電ベルト１０に当接及び離間可能となっ
ている。ここで、この現像部４１〜４４は、実際には、
いずれか一つが図示しない制御手段に選択されて焦電ベ
ルト１０側に突出するように駆動され、その現像ローラ
部分が焦電ベルト１０上の潜像を現像するのに適した位
置に配設されるようになっている。図１に示す本実施形
態では、現像部４１が選択されて駆動制御され、現像ロ
ーラ４１ａが潜像を現像するようになっている。

【００３３】なお、現像手段４０から焦電ベルト１０に
供給されるトナーは、本実施形態では非磁性トナーが用
いられている。また、転写手段５０及び定着手段６０に
ついては、従来の一般的な画像形成装置に用いられるも
のと同様のものを使用している。

【００３４】次に、このような構成からなる本実施形態
の焦電式画像形成装置の動作について説明する。まず、
装置を稼動状態に設定すると、プラテンローラ１１と転
写ローラ１２とが回転して焦電ベルト１０を図面矢印方
向に回動させる。同時に、図示しない制御手段に駆動制
御され、現像手段４０の一の現像部４１が突出動作を開
始し、図１のように現像可能位置に設定される。

【００３５】この現像部４１の動作と相前後して巻き取
りローラ３３がモータ３４により駆動され、中和手段３
０のベルト部３１が張架される。そして、熱式印刷ピン
２０によって焦電ベルト１０上に熱が印加されると、焦
電効果によって焦電ベルト１０上に分極が発生し、同時
に浮遊電荷がベルト部３１側に移動してアースに電荷が
落とされる。

【００３６】なお、熱式印刷ピン２０が動作中、ベルト
部３１は常に巻き取りローラ３３によって巻き取られて
おり、熱式印刷ピン２０による熱によりダメージを受け
るようなことはない。また、ベルト部３１は、ブレード
３５により残留トナーが掻き取られるので、トナーが付
着することなく巻き取りローラ３３に巻き取られる。

【００３７】このようにして焦電ベルト１０上に形成さ
れた静電潜像は、現像手段４０で現像され、転写ローラ
１２と対向する転写手段５０によって用紙Ｐに転写さ
れ、さらに、用紙Ｐに転写されたトナーＴの像が定着手
段６０によって定着されて外部に排出される。なお、中
和手段３０のベルト部３１が全て巻き取られた場合に
は、中和手段３０のカセット全体を上下反転させて入れ
替えることにより、再び画像形成装置を使用することが
できる。

【００３８】以上のように本実施形態の焦電式画像形成
装置によれば、中和手段は同じ部分が連続して、熱式印
刷ピンにより熱を受けることなく巻き取られ、巻き取り
途中にクリーニングされるため、汚れ，熱によるダメー
ジを受けない。このため、中和フィルムの繰り返し使用
が可能となり、ランニングコストの低減を図ることがで
きる。

【００３９】また、熱式印刷ピンと焦電ベルトの間に中
和手段が介在することによって、従来例で生じる残留ト
ナーの熱式印刷ピンへの影響を軽減することができる。
これによって、熱式印刷ピンによる静電潜像形成動作、
現像及び転写の各動作を長期にわたって正常に維持する
ことができ、これによって、安定した印字動作を行なう
ことができる。

【００４０】さらに、カセット状の中和手段を上下反転
させて入れ替えるだけで、迅速かつ容易に画像形成装置
の継続的使用が実現できる。

【００４１】［第二実施形態］次に、本発明の第二の実
施形態について図２を参照して説明する。図２は、本実
施形態の焦電式画像形成装置を示す概略構成図である。
同図に示すように、本実施形態の焦電式画像形成装置
は、上述した第一の実施形態の変形例であり、転写ロー
ラ１２と熱式印刷ピン２０の間に焦電ベルト１０の電荷
を除去する除電器１５を設けてあり、これによって転写
後の焦電ベルト１０の残留トナーを除去，回収するよう
にしてある。

【００４２】そして、本実施形態では、図２に示すよう
に、中和手段３０が、上記第一の実施形態と逆にプラテ
ンローラ１１の手前側に巻き取りローラ３３及びモータ
３４が配設してあり、焦電ベルト１０と逆方向に搬送さ
れるようになっている。

【００４３】さらに、中和手段のクリーニング手段につ
いても、ベルト部３１に接触するブレード３５がモータ
３４側に配設してあるとともに、トナー回収のためのト
ナー回収容器３７がブレード３５の下方のみでなく、除
電器１５の下方迄のびており、これによって、このトナ
ー回収容器３７が、中和手段３０のものと焦電ベルト１
０のものとで共用されるようになっている。

【００４４】なお、本実施形態においては、除電器１５
により除去されなかった焦電ベルト１０上の残留トナー
について、ベルト部３１に付着させて回収するため、図
２に示すように、ベルト部３１をプラテンローラ１１側
に押し付けるように付勢するシャフト３８を設けてあ
る。また、除電器１５を設けたことによって、第一実施
形態における焦電ベルト１０のクリーニング手段である
ブレード１３とトナー回収容器１４は設けられていな
い。

【００４５】このような本発明の第二の実施形態によれ
ば、上述した第一の実施形態の効果に加えて、焦電ベル
ト１０のクリーニング手段の構成を中和手段３０のクリ
ーニング手段のものと共用することができ、装置全体の
構成の簡略化を図ることができるという効果もある。

【００４６】また、本実施形態では、熱式印刷ピン２０
の前において、ベルト部３１と焦電ベルト１０が接触す
るため、巻き取られるベルト部３１によって焦電ベルト
１０の残留トナーを回収することができ、熱式印刷ピン
２０が焦電ベルト１０上の残留トナーの影響を受けるこ
となく良好な潜像を形成することができるという効果も
有する。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の焦電式画像
形成装置によれば、潜像形成体と加熱手段の間にベルト
状の中和手段を介在させることによって、焦電層の劣
化，損傷を防止して、安定した画像提供を実現するとと
もに、中和手段をクリーニング可能かつ繰り返し使用可
能な構成とすることで、ランニングコストの低減をも図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焦電式画像形成装置の第一の実施形態
を示す概略構成図である。

【図２】本発明の焦電式画像形成装置の第二の実施形態
を示す概略構成図である。

【図３】従来の焦電式画像形成装置を示す要部断面側面
図である。

【符号の説明】

１０ 焦電ベルト １１ プラテンローラ １２ 転写ローラ １３ ブレード １４ 回収容器 １５ 除電器 ２０ 熱式印刷ピン ３０ 中和手段 ３１ ベルト部 ３２ 送りローラ ３３ 巻き取りローラ ３４ モータ ３５ ブレード ３６ トナー回収容器 ３７ トナー回収容器 ４０ 現像手段 ５０ 転写手段 ６０ 定着手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/385 G03G 15/05

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に静電潜像を形成する焦電層を備え
   た潜像形成体と、 この潜像形成体を加熱して分極を生じさせる加熱手段
   と、 前記加熱手段の加熱により潜像形成体に生じた浮遊電荷
   を除去し、当該潜像形成体に潜像電荷を形成する中和手
   段とを備え、 前記潜像形成体の潜像電荷にトナーを付着して現像し、
   記録紙に画像を転写する焦電式画像形成装置であって、 前記中和手段を、送りローラと巻き取りローラによって
   搬送可能なベルト状に形成し、このベルト状の中和手段
   を、前記潜像形成体と加熱手段の間に介在して配設する
   とともに、 この中和手段を、送りローラと巻き取りローラが対称形
   状をなすカセット状に構成して、中和手段全体を反転す
   ることにより送りローラを巻き取りローラとし、巻き取
   りローラを送りローラとして使用可能に構成した ことを
   特徴とする焦電式画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記ベルト状の中和手段の表面に当接
   し、当該中和手段に付着した汚れを除去するブレード
   と、当該ブレードによって除去された汚れを回収するト
   ナー回収容器とからなるクリーニング手段を備えた請求
   項１記載の焦電式画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記潜像形成体の近傍に、当該潜像形成
   体に付着した残留トナーを除去する残留トナー除去部
   と、当該残留トナー除去部により除去されたトナーを回
   収するトナー回収容器とからなるクリーニング手段を備
   えるとともに、このトナー回収容器を前記中和手段のト
   ナー回収容器と共用した請求項２記載の焦電式画像形成
   装置。