JP3007173B2

JP3007173B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3007173B2
Application number: JP3016608A
Authority: JP
Inventors: 眞一伊東; 健三辻
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 2000-02-07
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: JPH04254882A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタや複写機など
の記録装置や表示装置に用いられる画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタや複写機に用いられる画
像形成装置において、記録速度が速いこと、高画質であ
ること、普通紙に記録することができることから、一般
にカールソン方式による電子写真記録方法が採用されて
いる（Ｕ．Ｓ．Ｐ．２，２９７，６９１（１９４１年）
参照）。

【０００３】この方法においては、感光体に対して帯
電、露光、現像の各プロセスが行われ、トナー像が形成
される。そして、この感光体上のトナー像に記録媒体を
重ねて転写を行い、その後、記録媒体上に転写されたト
ナー像が定着される。また、感光体を繰り返し使用する
ためにクリーニングプロセスが設けられていて、転写後
の感光体上に残留した粉体のトナーが除去される。

【０００４】すなわち、上記カールソン方式による電子
写真記録方法は上記６つの基本プロセスによって構成さ
れる。ところが、上記カールソン方式による電子写真記
録方法においては、転写プロセスにおいて、静電気力を
用いてトナーを記録媒体に転写（静電転写）している
が、転写効率が悪いため転写後に感光体上を清掃するク
リーニングプロセスが必要となる。また、それに伴い回
収された残留トナーを廃棄する保守作業が必要となり、
その際にオペレータの身体や衣類などを汚染したり、装
置の内外にトナーが飛散するなどの問題があった。

【０００５】そこで、静電潜像担持体に直接トナー像を
形成せずに被現像体を静電潜像担持体に重ね密着させて
上記被現像体上にトナー像を形成させ、また転写と定着
を同時に行い、クリーニング装置を不要とした画像形成
装置が提供されている（特開平２−１９７８８４号公報
参照）。図２は従来の画像形成装置の概略図である。

【０００６】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
を設けてある。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、１０５
は露光手段としての露光装置であり、画像信号を光に変
換して静電潜像担持体１０１に照射する。

【０００７】また、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、これを図示矢印Ａ方向に搬送し、静電潜像担持体１
０１上に形成された静電潜像を被うように密接して重ね
られた被現像体１０２を現像する。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。

【０００８】次に、上記構成の画像形成装置の動作、作
用について説明する。静電潜像担持体１０１が、図示し
ない駆動手段によって図示矢印Ｂ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
摩擦力によって図示矢印Ｃ方向に移動する。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
ロセスと後述する現像プロセスの間において、被現像体
１０２は静電潜像担持体１０１と密着状態に置かれる。

【０００９】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によって静
電潜像担持体１０１に密接して重ねられた被現像体１０
２上に現像が行われる。すなわち、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。

【００１０】その後、上記静電潜像担持体１０１と分離
した被現像体１０２は加圧ロール１０３と発熱ロール１
１０で構成される転写・定着部へ搬送される。そして、
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、加圧される。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に伝わりそれを溶融する。溶融されたトナー１０
８は記録紙１１４の繊維間に加圧作用によって浸透さ
れ、記録紙１１４への転写と定着が同時に行われる。

【００１１】転写、定着された記録紙１１４は排紙ロー
ル１１７によって装置の外部に送出される。一方、静電
潜像担持体１０１は、現像プロセス後被現像体１０２と
分離した後、除電手段である光除電ランプ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。

【００１２】ところで、上記記録紙１１４に転写が行わ
れた後の被現像体１０２の上に、トナー１０８が残留す
ることもある。しかし、この場合の残留トナーは極めて
わずかな量であり、しかも従来例のような飛散しやすい
粉体ではない。すなわち、転写プロセスによる加熱作用
でトナー１０８は溶融され、被現像体１０２に固着して
いるので容易に飛散することはない。しかも、この残留
トナーは、溶融状態にある間にフェルトなどの清掃パッ
ドで構成される定着クリーナ１１８によって拭き取るこ
とができる。したがって、トナー１０８の廃棄作業の際
に、オペレータの身体、衣類が汚れたり装置の内外にト
ナー１０８が飛散したりすることがなくなり、保守性が
良好になる。しかも、従来のような粉体状のトナー１０
８のためのクリーニング装置が不要であって、プロセス
の数が６つから４つに減少し装置のコストを低減するこ
とができる。

【００１３】ところが、上記構成の画像形成装置におい
ては、記録紙１１４上に形成された画像の文字などの周
辺にトナー飛散が生じ、ぼけが発生することがあり、十
分に安定した画質を得ることができない。このトナー飛
散を調べると、静電潜像担持体１０１と被現像体１０２
とが分離するときに発生していることが分かる。そこ
で、これを防止するための方法が提案されている（特願
平１−２７０２０４号参照）。

【００１４】図３は画像がぼけることのない画像形成装
置の概略図である。図において、１０９はＡＣコロナ帯
電器であり、静電潜像担持体１０１と被現像体１０２が
密接している部分から分離する部分までの範囲のいずれ
かの部分に設けられ、被現像体１０２を除電する。トナ
ー飛散の原因は、被現像体１０２が静電潜像担持体１０
１と分離するとき、両者間の空気層が広がり、静電容量
が減少するのに伴い空気層間での電位差が上昇して放電
することによる。上記ＡＣコロナ帯電器１０９は被現像
体１０２の表面の電荷を除去することによって分離時の
放電を防止する。これにより、分離時における被現像体
１０２上のトナー像の飛散、乱れが防止され、画像がぼ
けることがなくなる。

【００１５】

【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、被現像体１０２の表面の電
荷を除去するためには、ＡＣコロナ帯電器１０９への印
加電圧を数〔ｋＶ〕にする必要がある。したがって、高
価なＡＣ高圧電源が必要になる。本発明は、上記従来の
画像形成装置の問題点を解決して、被現像体が静電潜像
担持体から分離するときに、トナーの飛散、乱れ等が発
生するのをＡＣコロナ帯電器を用いることなく防止する
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。

【００１６】

【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、静電潜像担持体と一部接触させ
られ、かつ、静電潜像が形成された静電潜像担持体に密
接させて重ねられた被現像体上にトナー像を形成し、該
トナー像が形成された被現像体と記録支持体とを重ねて
上記トナー像を転写するようになっている。そして、上
記被現像体の送り方向において、現像プロセスより下流
側であり、かつ、上記被現像体が静電潜像担持体から分
離する部分より上流側において、上記記録支持体が被現
像体と接触させられる。

【００１７】また、上記記録支持体と被現像体との接触
点から、上記被現像体が静電潜像担持体から分離する部
分より下流側の転写プロセスまでの間は、上記記録支持
体と被現像体との接触状態が維持され、転写プロセスよ
り下流側において上記記録支持体と被現像体とが分離さ
せられる。さらに、上記転写プロセスにおいては、加熱
及び加圧作用によって転写と同時に定着が行われる。

【００１８】

【作用】本発明によれば、上記のように画像形成装置に
おいては、静電潜像担持体と一部接触させられ、かつ、
静電潜像が形成された静電潜像担持体に密接させて重ね
られた被現像体上にトナー像を形成し、該トナー像が形
成された被現像体と記録支持体とを重ねて上記トナー像
を転写するようになっている。そして、上記被現像体の
送り方向において、現像プロセスより下流側であり、か
つ、上記被現像体が静電潜像担持体から分離する部分よ
り上流側において、上記記録支持体が被現像体と接触さ
せられる。

【００１９】また、上記記録支持体と被現像体との接触
点から、上記被現像体が静電潜像担持体から分離する部
分より下流側の転写プロセスまでの間は、上記記録支持
体と被現像体との接触状態が維持され、転写プロセスよ
り下流側において上記記録支持体と被現像体とが分離さ
せられる。さらに、上記転写プロセスにおいては、加熱
及び加圧作用によって転写と同時に定着が行われる。こ
の場合、トナー像が形成された被現像体は、現像後、静
電潜像担持体から分離する。このとき、被現像体と静電
潜像担持体との間の空気層の容量が減少するのに伴って
空気層の電位が上昇して気中放電が発生しても、被現像
体は記録支持体に覆われているので、トナーの飛散、乱
れ等が発生するのを防止することができる。

【００２０】

【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。図１は本発明の第１の実施例を
示す画像形成装置の概略構成図である。図において、１
０１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１０１ａ上
に光導電層１０１ｂ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の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って図示矢印
Ｄ方向に一定周速度で回転される。

【００２１】１０２は無端状の被現像体であり、静電潜
像担持体１０１、加圧ロール１０３及び引張ロール１１
１間に張架されている。上記被現像体１０２はポリイミ
ドのベース基材にフッ素樹脂をコーティングしたものを
用いている。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なども利用することができる。

【００２２】１０５は露光手段としての露光装置であ
り、画像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などいずれのもの
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、図示矢印Ｅ方向に搬送し、静電潜像担持体１
０１上に形成された静電潜像を被うように密接して重ね
られた被現像体１０２に対して現像を行う。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の技術をいずれも
利用することができる。

【００２３】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など
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できる。次に、上記画像形成装置
の動作、作用について説明する。

【００２４】静電潜像担持体１０１が、図示しない駆動
手段によって図示矢印Ｄ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
によって図示矢印Ｆ方向に移動する。そして、引張ロー
ル１１１は図示しない張力機構を備えており、被現像体
１０２に適度な張力を与えるため、被現像体１０２が静
電潜像担持体１０１と同速度で移動する。

【００２５】ここで、図４を併用して画像形成プロセス
について説明する。図４は本発明の画像形成装置の画像
形成プロセスを示す図、図の（Ａ）は帯電プロセスを示
す図、（Ｂ）は露光プロセスを示す図、（Ｃ）は現像プ
ロセスを示す図、（Ｄ）は転写・定着プロセスを示す図
である。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（Ａ）。図ではプラス型感光体を使用した例として、
表面にプラスの極性の電荷が形成されている。

【００２６】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
（Ｂ）。被現像体１０２は上記帯電プロセスと現像プロ
セスとの間で静電潜像担持体１０１に密着するように構
成すればよく、ここでは、露光プロセスと現像プロセス
の間で被現像体１０２と静電潜像担持体１０１が密着す
る構成になっている。

【００２７】現像プロセスでは、静電潜像担持体１０１
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（図１参照）によって現像が行われる
（Ｃ）。本実施例では反転現像が行われ、静電潜像担持
体１０１と導電性支持体１０１ａとトナー担持体１０７
間にバイアス電位付与手段１１２が設けられ、バイアス
電位が印加される。このような構成で、トナー担持体１
０７と被現像体１０２との空間には、被現像体１０２を
貫通して静電潜像担持体１０１に形成された静電潜像に
伴う電気力線が発生する。このため、トナー担持体１０
７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。

【００２８】現像装置１０６の下流には、光除電ランプ
１１９が設けられており、この光除電ランプ１１９から
発生する光は被現像体１０２の上から被現像体１０２を
透過して静電潜像担持体１０１を照射し、その上の電荷
を除去する。一方、被現像体１０２上へのトナー像が形
成されるのに伴い、図示しない給紙手段から記録支持体
（一般には紙が用いられる。）すなわち、記録紙１１４
が取り出され、送紙ロール１１６に送られる。この段階
で該送紙ロール１１６は停止しているが、被現像体１０
２上に形成されたトナー像の記録部分先端に記録紙１１
４が一致するように制御されて起動する。記録紙１１４
は、図に示すように静電潜像担持体１０１に被現像体１
０２が密着し、しかも、現像プロセスの下流側で、かつ
被現像体１０２が静電潜像担持体１０１と分離する部分
より上流側において、トナー像が形成された被現像体１
０２と接触し、これに重ねられる。ここで、記録紙１１
４は静電気の作用によって被現像体１０２に吸引され、
これとともに搬送され、被現像体１０２と静電潜像担持
体１０１との分離部を経由して転写・定着部へと導かれ
る。

【００２９】次に、被現像体１０２が静電潜像担持体１
０１と分離するときの様子を図５及び図６を併用して説
明する。図５は従来の画像形成装置における被現像体の
分離状態説明図、図６は本発明の画像形成装置における
被現像体の分離状態説明図である。図５の場合、被現像
体１０２と静電潜像担持体１０１が分離するとともに両
者間の空気層１２０が広がり、その空気層１２０の静電
容量が減少する。そのため空気層１２０間の電位差が上
昇して放電し、それによって被現像体１０２上のトナー
１０８がクーロン力の作用を受けて飛散する。

【００３０】一方、図６の場合、被現像体１０２に形成
されたトナー像の上に記録紙１１４が吸着しているの
で、分離するときに発生する放電によってトナー１０８
に作用する力を記録紙１１４が受けるため、トナー像の
飛散、乱れの発生を防止することができる。その後、静
電潜像担持体１０１と分離した被現像体１０２は記録紙
１１４とともに加圧ロール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。そして、トナー
像が形成された被現像体１０２と記録紙１１４がここで
加熱、加圧される。

【００３１】この時、発熱ロール１１０の熱が記録紙１
１４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（Ｄ）。転写、定着された記録紙１１４は、排紙
ロール１１７によって画像形成装置の外部へ送出され
る。

【００３２】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、被現
像体１０２としてポリイミドのベース基材にフッ素樹脂
をコーティングしたものを使用しているので、トナー１
０８の離型性がよくほとんど残らない。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
離する前に、除電手段である光除電ランプ１１９によっ
て全面に光が照射され、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１
０１は繰り返し利用される。

【００３３】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によって加熱され、１６
０°Ｃ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、引張強度とその取扱性を考慮すると５μ
ｍ以上とすることが望ましい。

【００３４】また、本実施例では、露光プロセスと現像
プロセス間で静電潜像担持体１０１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
密着して重ねるようにしている。しかし、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１
０１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
する構成にしても全く同様の効果を期待することができ
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がある。

【００３５】図７は本発明の第２の実施例を示す画像形
成装置の概略構成図である。図に示すように、記録紙１
１４の下面側が被現像体１０２と重ねられる。これによ
り、フェースダウンの形態で記録紙１１４をスタックす
ることができる。静電潜像担持体１０１に重ねられた被
現像体１０２と記録紙１１４が重ねられる接触部にはピ
ンチロール１３０が設けてあり、ここで記録紙１１４は
被現像体１０２と密着する。

【００３６】また、転写部における加熱体１４０は、ガ
ラス、ほうろう、セラミック等の基材上に帯状で、かつ
記録紙１１４の幅に相当する長さのＮｉ−Ｐなどによっ
て構成される抵抗体を積層し、更にこれにＴａ₂−
Ｏ₅、フッ素等の保護層を積層して構成されている。こ
の抵抗体に電流を流すと、被現像体１０２上のトナー１
０８と記録紙１１４は加圧ロール１４５によって加圧さ
れながら加熱され、記録紙１１４にトナー１０８が転写
され、同時に定着される。

【００３７】また、帯電手段として導電性ロール１５０
が用いられ、静電潜像担持体１０１の表面が帯電され
る。したがって、本実施例ではコロナ帯電器を用いてい
ないのでオゾンを発生することがほとんどなくなる。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変形することが可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。

【００３８】例えば、上記実施例においては、被現像体
１０２としてエンドレス形状のものを使用しているが、
端部を有し、供給ロールに巻かれた被現像体１０２を巻
取ロールに送り出すようにしてもよい。また、上記実施
例においては被現像体１０２上のトナー像を加熱、加圧
して記録紙１１４に転写しているが、静電転写方法を採
用してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、画像形成装置においては、静電潜像担持体と一部
接触させられ、かつ、静電潜像が形成された静電潜像担
持体に密接させて重ねられた被現像体上にトナー像を形
成し、該トナー像が形成された被現像体と記録支持体と
を重ねて上記トナー像を転写するようになっている。そ
して、上記被現像体の送り方向において、現像プロセス
より下流側であり、かつ、上記被現像体が静電潜像担持
体から分離する部分より上流側において、上記記録支持
体が被現像体と接触させられる。

【００４０】また、上記記録支持体と被現像体との接触
点から、上記被現像体が静電潜像担持体から分離する部
分より下流側の転写プロセスまでの間は、上記記録支持
体と被現像体との接触状態が維持され、転写プロセスよ
り下流側において上記記録支持体と被現像体とが分離さ
せられる。さらに、上記転写プロセスにおいては、加熱
及び加圧作用によって転写と同時に定着が行われる。こ
の場合、トナー像が形成された被現像体は、現像後、静
電潜像担持体から分離するが、このとき、被現像体は記
録支持体によって覆われている。したがって、被現像体
と静電潜像担持体との間の空気層の容量が減少するのに
伴って空気層の電位が上昇して気中放電が発生しても、
トナーに作用する力を記録支持体が受けるので、トナー
の飛散、乱れ等が発生するのを防止することができる。
その結果、印字品位を高くすることができる。

【００４１】しかも、ＡＣコロナ帯電器を用いることな
くトナーの飛散、乱れ等を防止することができるので、
画像形成装置のコストを低くすることができるだけでな
く、オゾンの発生を抑制することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す画像形成装置の概
略構成図である。

【図２】従来の画像形成装置の概略図である。

【図３】画像がぼけることのない画像形成装置の概略図
である。

【図４】本発明の画像形成装置の画像形成プロセスを示
す図である。

【図５】従来の画像形成装置における被現像体の分離状
態説明図である。

【図６】本発明の画像形成装置における被現像体の分離
状態説明図である。

【図７】本発明の第２の実施例を示す画像形成装置の概
略構成図である。

【符号の説明】

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１１０発熱ロール１１１引張ロール１１４記録支持体（記録紙）１１６送紙ロール１１７排紙ロール１１９光除電ランプ１２０空気層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16 G03G 15/20 G03G 15/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体と一部接触させられ、か
つ、静電潜像が形成された静電潜像担持体に密接させて
重ねられた被現像体上にトナー像を形成し、該トナー像
が形成された被現像体と記録支持体とを重ねて上記トナ
ー像を転写する画像形成装置において、（ａ）上記被現像体の送り方向において、現像プロセス
より下流側であり、かつ、上記被現像体が静電潜像担持
体から分離する部分より上流側において、上記記録支持
体が被現像体と接触させられ、（ｂ）上記記録支持体と被現像体との接触点から、上記
被現像体が静電潜像担持体から分離する部分より下流側
の転写プロセスまでの間は、上記記録支持体と被現像体
との接触状態が維持され、転写プロセスより下流側にお
いて上記記録支持体と被現像体とが分離させられ、（ｃ）上記転写プロセスにおいては、加熱及び加圧作用
によって転写と同時に定着が行われることを特徴とする
画像形成装置。