JP3002244B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプリンタや複写機等の記録装置や表示装置に
用いられる画像形成装置、特に、静電潜像が形成された
静電潜像担持体に被現像体を重ね、該被現像体の上にト
ナー像を形成する画像形成装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、静電潜像が形成された静電潜像担持体に被現像
体が重ねられ、該被現像体の上にトナー像が形成される
ようにした画像形成装置が提供されている（特開平２−
197884号公報参照）。

そして、上記構成の画像形成装置においてトナー像が
形成された被現像体が静電潜像担持体と分離するときに
トナー像の乱れが発生するのを防止したものが提供され
ている（特願平１−270204号公報参照）。

第９図は従来の画像形成装置の概略構成図である。

図において、101はドラム状に形成された静電潜像担
持体であって、導電性支持体上に光導電層を設けて形成
され、モータにより矢印Ｅ方向に一定周速度で回転させ
られる。102は無端状の被現像体であり、上記静電潜像
担持体101と加圧ロール103間に張架されている。

104は帯電手段としての帯電装置であり、静電潜像担
持体101の表面に対向して設けられ、また、105は露光手
段としての露光装置であり、画像電気信号を光に変換し
て静電潜像担持体101に照射する。

106は現像手段としての現像装置であり、トナー担持
体107上にトナー108を吸着して、これを矢印Ｄ方向に搬
送し、静電潜像担持体101上に形成された静電潜像を覆
うように密接して重ねられた被現像体102を現像する。

109は被現像体102が静電潜像担持体101と分離すると
きに、被現像体102に形成されたトナー像が飛散するの
を防止するために設けられたACコロナ帯電器である。

110は加圧ロール103と圧接して設けられる発熱ロール
である。該発熱ロール110は中空スリーブとその内部に
発熱ランプ、例えばハロゲンランプなどが設けられて形
成される。

次に、上記構成の画像形成装置の動作及び作用を説明
する。

静電潜像担持体101が、図示しない駆動手段により矢
印Ｅ方向に一定周速度で回転すると、被現像体102は静
電潜像担持体101との摩擦力により矢印Ｆ方向に移動す
る。そして、引張ロール111に取り付けられた図示しな
い張力機構が作動して被現像体102に適度な張力を与
え、被現像体102を静電潜像担持体101と同速度で移動さ
せる。

初めに、帯電プロセスにおいて、静電潜像担持体101
が帯電装置104によって一様かつ均一に帯電される。こ
の帯電プロセスと次の露光プロセスの間で被現像体102
は静電潜像担持体101と密着する構成になっている。

次に、露光プロセスでは、露光装置105によって画像
信号に対応した光が発生させられ、それが被現像体102
を透過して静電潜像担持体101に照射され、静電潜像が
形成される。

現像プロセスでは、現像装置106により静電潜像担持
体101に密接して重ねられた被現像体102上に現像が行わ
れる。ここでは、トナー担持体107と被現像体102との空
間には、静電潜像担持体101に形成された静電潜像に伴
う電気力線が被現像体102を貫通して発生する。このた
めトナー担持体107上の帯電したトナー108は、静電気力
によって被現像体102上に付着し現像され、トナー像が
形成される。トナー像が形成された被現像体102は現像
後、静電潜像担持体101と分離する。このとき、ACコロ
ナ帯電器109によってその表面の電荷が除去され、分離
するときに発生する被現像体102に形成されたトナー像
の乱れを防止することができる。

その後、上記静電潜像担持体101と分離した被現像体1
02は、加圧ロール103と発熱ロール110で構成される転写
・定着部に搬送される。ここで、紙カセット113に収容
された記録紙114は給紙ロール115によって紙カセット11
3から取り出され停止している送紙ロール116に送られ、
そこで記録紙114のスキューが矯正される。

そして、再び送紙ロール116が起動し、記録紙114は転
写・定着部へ送られる。トナー像が形成された被現像体
102と記録紙114はここで重ねられ、加熱、加圧される。
この時、発熱ロール110の熱が記録紙114を介して被現像
体102上のトナー108を溶融し、加圧作用によって記録紙
114の繊維間に浸透させ、記録紙114への転写と定着が同
時に行われる。転写、定着された記録紙114は、排紙ロ
ール117によって装置外部へ送出される。

一方、転写、定着後の被現像体102には少量のトナー1
08が残留する場合があるが、加圧ロール103上に被現像
体102を圧接するように設けられた定着クリーナ118によ
って除去される。このときのトナー108は定着部におけ
る溶融状態が続いているので容易に除去することができ
る。

一方、静電潜像担持体101は、現像プロセス後被現像
体102と分離して、除電手段である除電ランプ119によっ
て全面に光が照射され、表面の残留電荷が除去される。
こうして、静電潜像担持体101は繰り返し利用される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の画像形成装置において、記
録紙114への画像形成を続けて行っていると次第に地か
ぶりが多くなり、画質が劣化するようになった。

この原因を調べるために、感光体に重ねたフィルム上
の帯電電位を測定すると、徐々に帯電電位が低下してい
ることが分かった。そして、この帯電電位の変化は、被
現像体102が静電潜像担持体101から分離するときに、被
現像体102に静電潜像担持体101上の電荷が転写してしま
うためであることが分かった。

第10図は従来の画像形成装置における被現像体の分離
部の拡大図である。

上述したように、従来の画像形成装置においては、静
電潜像担持体101に重ねた被現像体102上の画像部におけ
る電位を測定すると、画像形成を継続するのに伴い徐々
に帯電電位が下降する。帯電を終了して、静電潜像担持
体101上の電荷を除去した後に、静電潜像担持体101に密
着した被現像体102上の電位を測定すると、静電潜像担
持体101の電位とは逆極性側に帯電していることが分か
った。すなわち、上記従来の画像形成装置の静電潜像担
持体101の帯電極性はプラスであるので、被現像体102に
はマイナスの電位が検出される。これは、図に示すよう
に、分離部において被現像体102が帯電するためであ
る。この状態で記録を続けると、静電潜像担持体101に
は一様に帯電が行われるが、被現像体102が帯電してし
まうため、実質上静電潜像担持体101に重ねた被現像体1
02上の電位が減衰し、ここまま現像されると非画像部へ
の地かぶりが増大してしまう。

そこで、被現像体102が帯電する原因を求めるため、A
Cコロナ帯電器109がONの時とOFFの時との比較を行っ
た。すなわち、帯電装置104をONにし、静電潜像担持体1
01に重ねた被現像体102上の帯電電位を測定すると、AC
コロナ帯電器109がOFFの時は帯電電位が長期的に安定す
るが、ACコロナ帯電器109をONにすると帯電電位が減衰
する。したがって、帯電電位が減衰する要因は、分離部
に設けられているACコロナ帯電器109であることが分か
る。

また、ACコロナ帯電器109がONの状態で除電ランプ119
がONの時とOFFの時を比較した。帯電電位は、除電ラン
プ119がOFFの時には非常に急激に減衰するが、ONの時は
減衰の割合が小さいことが分かった。すなわち、この除
電ランプ119がONの時、その光は分離部に回り込む結
果、分離部に至る前の静電潜像担持体101表面の電荷が
除去されて少なくなっていると考えられる。このことか
ら、分離部に至る以前における静電潜像担持体101に電
荷があることがこの帯電電位の減衰に関係しているので
はないかと推測される。

上述したように、従来の画像形成装置においては、静
電潜像担持体101上の電荷は被現像体102と分離する箇所
に設けられているACコロナ帯電器109によって被現像体1
02に転移し、該被現像体102が帯電する結果、静電潜像
担持体101に重ねた被現像体102上の帯電電位が減衰して
しまう。

そこで、分離部において被現像体102上に形成された
トナー像の飛散を防止するためのACコロナ帯電器109をO
Nにした状態で、かつ被現像体102への帯電を防止するた
めには、分離部又はその上流側に光除電装置を設け、分
離部に至る以前に静電潜像担持体101上の電荷を除去す
ればよいことが分かる。

本発明は、上記従来の画像形成装置の問題点を解決し
て、静電潜像が形成された静電潜像担持体に密着して重
ねられた被現像体上に現像した後、トナー像が形成され
た被現像体が静電潜像担持体と分離するときに発生する
帯電を防止し、長期的に安定した記録を得ることができ
る画像形成装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そのために、本発明の画像形成装置においては、静電
潜像が形成された静電潜像担持体に密接して被現像体が
重ねられ、これに現像装置が対向させられ、該現像装置
によってトナーが被現像体に付着させられ、上記静電潜
像に対応するトナー像が形成される。

そして、トナー像が形成された被現像体が静電潜像担
持体から分離する部分に、上記被現像体に対向させてAC
コロナ帯電器が配設され、該ACコロナ帯電器と上記現像
装置間において、上記被現像体に対向させて光除電装置
が配設される。

（作用） 本発明によれば、上記のように静電潜像が形成された
静電潜像担持体に密接して被現像体が重ねられ、これに
現像装置が対向させられ、該現像装置によってトナーが
被現像体に付着させられ、上記静電潜像に対応するトナ
ー像が形成される。

そして、トナー像が形成された被現像体が静電潜像担
持体から分離する部分に、上記被現像体に対向させてAC
コロナ帯電器が配設されている。

該ACコロナ帯電器が表面の電荷を除去するため、トナ
ー像が形成された被現像体が静電潜像担持体から分離す
る際のトナー像の乱れを防止することができる。

また、上記ACコロナ帯電器と上記現像装置間におい
て、上記被現像体に対向させて光除電装置が配設され
る。したがって、静電潜像担持体上の電荷がなくなり、
静電潜像担持体から分離する際の被現像体が上記ACコロ
ナ帯電器によって帯電するのを防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図は本発明の画像形成装置における被現像体の分
離部の拡大図である。

図において、101は静電潜像担持体、102は被現像体、
104は上記静電潜像担持体101を帯電する帯電装置、107
はトナー担持体、109は被現像体102に形成されたトナー
像の飛散を防止するためのACコロナ帯電器である。ま
た、130は被現像体102が静電潜像担持体101から分離す
る以前の静電潜像担持体101上の電荷を除去する光除電
装置、すなわち光除電ランプである。

このように、光除電ランプ130の設置位置を従来の分
離部の下流から上流の方向に移動して、帯電電位の変化
を測定すると、帯電電位はACコロナ帯電器109がON状態
であるにもかかわらず長時間一定の値を保つ。これは、
図に示すように静電潜像担持体101上に帯電された電荷
が分離部に至る以前に光除電ランプ130により除去さ
れ、分離部に設けられているACコロナ帯電器109により
被現像体102に電荷が転移されないためである。

第２図は本発明の画像形成装置の概略構成図である。

図において、101はドラム状に形成された静電潜像担
持体であって、導電性支持体上に光導電層を設けたもの
で形成され、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いずれのものも使
用することができる。本実施例では、導電性支持体上に
光導電層として、電荷輸送層と電荷発生層を順に積層し
たプラス帯電型有機系感光体が用いられる。静電潜像担
持体101は図示しないモータにより矢印Ｅ方向に一定周
速度で回転させられる。

102は無端状の被現像体であり、静電潜像担持体101と
加圧ロール103間に張架されている。

104は帯電手段としての帯電装置であり、静電潜像担
持体101の表面に対向して設けられ、図に示すようなコ
ロナ帯電器が一般的に用いられるが、このほかにブラシ
帯電器等も利用することができる。

105は露光手段としての露光装置であり、画像電気信
号を光に変換して静電潜像担持体101に照射する。露光
装置105には、LEDアレイとセルフォックレンズ（商品
名）を組み合わせたもののほかに、レーザと作像光学系
を組み合わせたもの等いずれのものも利用することがで
きる。

106は現像手段としての現像装置であり、トナー担持
体107上にトナー108を吸着して、矢印Ｄ方向に搬送し、
静電潜像担持体101上に形成された静電潜像を覆うよう
に密接して重ねられた被現像体102上に現像する。ま
た、現像装置106には、二成分磁気ブラシ現像器、一成
分磁気ブラシ現像器、一成分非磁性現像器等いずれのも
のも利用することができる。

130は、現像後に静電潜像担持体101上の静電潜像であ
る電荷を除去するために設けられた光除電ランプ、109
は被現像体102の電荷を除去するACコロナ帯電器であ
る。

110は加圧ローラ103と圧接して設けられる発熱ロール
であり、該発熱ロール110は中空スリーブの内部に発熱
ランプ、例えばハロゲンランプ等を設けて構成される。
そのほかにロール面の表面に発熱体を設けたものも使用
することができる。

次に、上記画像形成装置の動作、作用について第３図
〜第８図を併用して説明する。

第３図は本発明の画像形成装置における帯電プロセス
を示す図、第４図は本発明の画像形成装置における露光
プロセスを示す図、第５図は本発明の画像形成装置にお
ける現像プロセスを示す図、第６図は本発明の画像形成
装置における光除電プロセスを示す図、第７図は本発明
の画像形成装置における分離部の状態図、第８図は本発
明の画像形成装置における転写・定着プロセスを示す図
である。

静電潜像担持体101が、図示しない駆動手段により一
定周速度で回転すると、被現像体102は静電潜像担持体1
01との摩擦力により矢印Ｆ方向（第２図）に移動する。
そして、引張りロール111に図示しない張力機構が働い
て、被現像体102は適度な張力を与えられ、静電潜像担
持体101と同速度で移動する。

初めに、帯電装置104が光導電層101bを形成した静電
潜像担持体101に一様かつ均一に帯電する（第３図参
照）。図ではプラス型感光体が使用され、表面にプラス
の極性の電荷が形成されている。

この帯電プロセスと露光プロセスの間で被現像体102
は静電潜像担持体101と密接する構成になっている。

露光プロセス（第４図参照）では、露光装置105によ
って画像信号に対応した光が発生され、それが被現像体
102を透過して静電潜像担持体101に照射され、静電潜像
が形成される。

現像プロセス（第５図参照）では、静電潜像担持体10
1に密着した被現像体102上に接触して設けられた現像装
置106（第２図）により現像が行われる。本実施例では
反転現像が行われ、静電潜像担持体101の導電性支持体1
01aとトナー担持体107間にバイアス電位が印加されるよ
うにバイアス電位付与手段112が設けられている。この
ような構成で、トナー担持体107と被現像体102との空間
には、静電潜像担持体101に形成された静電潜像に対応
する電気力線が被現像体102を貫通して発生する。この
ため、トナー担持体107上の帯電したトナー108は、静電
気力により被現像体102上に付着し現像され、トナー像
が形成される。

被現像体102上にトナー像が形成された後、光除電ラ
ンプ130が発生する除電光は被現像体102上から被現像体
102を透過して静電潜像担持体101に到達し、その上の電
荷は除去される（第６図参照）。したがって、被現像体
102が静電潜像担持体101と分離するとき、静電潜像担持
体101上には電荷が残っていない。このとき、除電光は
現像部に回り込まないように現像装置106によって遮光
される。

このように、静電潜像担持体101上には電荷が残留し
ていないため、分離部（第７図）においてACコロナ帯電
器109により被現像体102にプラスとマイナスの電荷が放
射されるとき、静電潜像担持体101の電荷が被現像体102
に転移することはない。

そして、被現像体102が静電潜像担持体101と分離する
とき、ACコロナ帯電器109によりその表面の電荷が除去
されることにより、分離時に被現像体102と静電潜像担
持体101間の空気層の容量が減少するのに伴い空気層の
電位が上昇するのが抑制され、気中放電が防止され、被
現像体102上のトナー像の乱れが防止される。

このACコロナ帯電器109による照射は、被現像体102が
静電潜像担持体101に密着している部分から分離する部
分までの範囲のいずれかの部分に施すと極めて効果的で
ある。

そして、その後静電潜像担持体101と分離した被現像
体102は、加圧ロール103と発熱ロール110で構成される
転写・定着部へ搬送される。

ここで紙カセット113に収容された記録支持体、すな
わち記録紙114は、給紙ロール115により紙カセット113
から取り出され、回転が停止された送紙ロール116に送
られ、ここで記録紙114のスキュウが矯正される。この
後、送紙ロール116が起動して記録紙114は転写・定着部
へと送られ、トナー像が形成された被現像体102と記録
紙114がここで重ねられ、加熱及び加圧が行われる。そ
して、発熱ロール110の熱が記録紙114を介して被現像体
102上のトナー108を溶融し、加圧作用によりトナー108
が記録紙114の繊維間に浸透し、記録紙114への転写と定
着が同時に行われる（第８図参照）。転写・定着された
記録紙114は、排紙ロール117により画像形成装置の外部
へ送出される。

一方、転写・定着後の被現像体102には、少量のトナ
ー108が残留することがあるが、加圧ロール103上に被現
像体102を圧接するように設けられた定着クリーナ118に
より除去される。この時のトナー108は定着部における
溶融状態が続いているので容易に除去される。

一方、静電潜像担持体101は、現像プロセス後、被現
像体102と分離して、除電手段である除電ランプ119によ
り全面に光が照射されて、静電潜像担持体101上の残留
電荷が除去される。このようにして、静電潜像担持体10
1は繰り返し利用される。

ここで用いる被現像体102は、転写・定着プロセスで
発熱ロール110により加熱され、160℃前後に達する。し
たがって、その材質はある程度の耐熱性と絶縁性が必要
である。これらを考慮すると、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等の材料を用いたフィルムを
用いることができる。また、現像時に被現像体102とト
ナー担持体107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、引張り強度とそ
の取扱性を考慮すると５μｍ以上とすることが望まし
い。

また、本実施例では露光プロセスで被現像体102を光
が透過して静電潜像に照射するため、被現像体102は露
光手段で用いる光源の発光波長に対して透光性の性質を
持つ必要がある。

さらに、本実施例では、帯電プロセスと露光プロセス
間で被現像体102が静電潜像担持体101に密着する構成に
し、露光プロセスにおいて、光が被現像体102を透過し
て静電潜像担持体101に照射するようにしている。しか
し、露光プロセスと現像プロセス間で静電潜像担持体10
1に被現像体102を重ねて、露光プロセスで直接静電潜像
担持体101上に光を照射して静電潜像を形成し、その後
現像プロセスに至るまでに、静電潜像担持体101に被現
像体102を密着して重ねる構成にしても全く同様の効果
を期待するとができる。この場合被現像体102は、露光
手段で用いる光源の発光波長に対し透光性の性質を持つ
必要はない。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。

例えば、被現像体はエンドレス形状とする必要はな
く、供給ロールと巻取りロール間に張架する構成にして
もよい。また、現像された被現像体から記録紙への転写
を静電転写により行ってもよい。さらに、被現像体に形
成されたトナー像を記録紙に転写することなく、その記
録像を表示させる表示装置を構成してもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、静電潜
像担持体と被現像体が一部接触する構成で、静電潜像が
形成された静電潜像担持体上に密接した被現像体上に現
像し、このトナー像が形成された被現像体にACコロナ帯
電器を設けた画像形成装置において、分離部の上流で現
像部の下流に光除電装置を設けたので、分離時に静電潜
像担持体の電荷が被現像体に転移することがなくなり、
被現像体は帯電しない。

その結果、次の画像形成プロセスを行うに当たり、被
現像体が初めの状態に戻されるので、常に安定した画像
を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置における被現像体の分離
部の拡大図、第２図は本発明の画像形成装置の概略構成
図、第３図は本発明の画像形成装置における帯電プロセ
スを示す図、第４図は本発明の画像形成装置における露
光プロセスを示す図、第５図は本発明の画像形成装置に
おける現像プロセスを示す図、第６図は本発明の画像形
成装置における光除電プロセスを示す図、第７図は本発
明の画像形成装置における分離部の状態図、第８図は本
発明の画像形成装置における転写・定着プロセスを示す
図、第９図は従来の画像形成装置の概略構成図、第10図
は従来の画像形成装置における被現像体の分離部の拡大
図である。 101……静電潜像担持体、102……被現像体、103……加
圧ロール、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、10
9……ACコロナ帯電器、110……発熱ロール、114……記
録紙、130……光除電ランプ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−105759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−81660（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−197884（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/05 G03G 15/22 G03G 21/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）静電潜像が形成された静電潜像担持
   体に密接して重ねられる被現像体と、 （ｂ）上記静電潜像に対応するトナー像を上記被現像体
   上に形成する現像装置と、 （ｃ）トナー像が形成された被現像体が静電潜像担持体
   から分離する部分において、上記被現像体に対向させて
   配設されるACコロナ帯電器と、 （ｄ）該ACコロナ帯電器と上記現像装置間において、上
   記被現像体に対向させて配設される光除電装置を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。