JP3368208B2

JP3368208B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3368208B2
Application number: JP20529898A
Authority: JP
Inventors: 基裕藤原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-21
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2018-07-21
Also published as: US6141527A; EP0974875A2; JP2000039775A; EP0974875A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
り像担持体上に像を形成し、これを転写材上に転写して
画像を得る複写機やプリンター等の画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置は、回転ドラム型の
感光体に帯電・光像露光・現像の作像プロセスを適用し
て像形成し、その形成像を転写材に転写し、転写後を定
着して画像形成物を得る。

【０００３】トナーとしては、１成分、２成分、磁性、
非磁性、ネガ、ポジ等各種あり、実用されている。ま
た、転写材を安定に且つ確実に像担持体から分離するた
めに、静電気的な力により分離させるものや転写材の剛
性を利用したもの等があるが、いずれにしても、それだ
けでは不十分な可能性があることから、上記分離手段で
分離できなかったときのために、像担持体に当接させた
爪（以下、分離爪と称す）を有し、該分離爪により転写
材を確実に像担持体から分離させるものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１成分
磁性トナーは、剤交換の必要が無い、トナーが飛散し難
い等の優れた点があるにもかかわらず、トナーの帯電が
困難で不均一となるというデメリットがあった。それは
磁性を含んでいることやキャリアがないことによる帯電
力不足に起因している。

【０００５】帯電が不均一であったり、特に逆極性に帯
電したり、あるいはトナーのある部分が逆特性に帯電し
たりすると、逆極性同士は吸着力を持つためトナー同士
が付着し易くなり、トナーが凝集し易いものとなる。特
にポジトナーは不均一になり易い。

【０００６】ポジトナーが不均一になり易い理由とし
て、バインダーとして使用できる樹脂が少ないことが挙
げられる。そのため、ポジトナーはバインダー樹脂に電
荷制御剤を埋め込む方式がよく用いられる。

【０００７】しかし、電荷制御剤はバインダーに均一に
埋め込まれないことが多いため、一つのトナーの中でネ
ガに帯電している部分やポジに帯電する部分が存在し易
いものであった。そのため、トナーが凝集し易いという
傾向がポジトナーにはあり、１成分磁性ポジトナーはそ
の高い凝集性により分離爪にトナーが付着して凝集し、
その凝集されたトナーが転写材に落ちる所謂ボタ落ちが
生じてしまい、転写材上の画像を汚してしまうという等
の場合があった。

【０００８】本出願に係る発明の目的は、分離爪を用い
て確実な像担持体からの分離を達成させることによりボ
タ落ち等を防止し、転写材上の画像を汚さず良好な画像
を得ることのできる１成分磁性ポジトナーを用いた画像
形成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】本出願に係る発明の目的
を実現する構成としては、請求項１に記載のように、帯
電された像担持体に、該像担持体の帯電電位と同じ極性
の静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより現像
後、転写材上にトナー像を転写し、該トナー像が転写さ
れた転写材を分離するために前記像担持体に当接された
分離爪を有する画像形成装置において、前記分離爪の位
置における前記像担持体の電位の最大値と最小値との間
の電位となるように前記分離爪に対し電位を付与させる
分離爪電圧印加手段を有することを特徴とする。

【００１０】上記した構成によれば、分離爪位置での帯
電されている像担持体の最大電位と最小電位との間の電
位となるように分離爪に対し電位を付与させることによ
り、分離爪にトナーが付着せず、そのため、凝集し易い
１成分磁性ポジトナーであっても分離爪から転写材にボ
タ落ちするようなことが無い。しかも、分離爪を用いて
確実な像担持体からの分離を達成することができので、
ボタ落ちを防ぎ、転写材上の画像を汚さず良好な画像を
得ることのできる１成分磁性ポジトナーを用いた画像形
成装置を提供することが可能となる。

【００１１】

【００１２】

【００１３】本出願に係る発明の目的を実現する第２の
構成としては、請求項２に記載のように、前記分離爪電
圧印加手段は、前記分離爪の位置における前記像担持体
の電位の最大値と最小値を求めるための電位測定手段を
有し、前記電位測定手段による測定結果に応じて前記分
離爪に印加する電圧を変化させる印加電圧制御手段を有
することを特徴とする。

【００１４】上記した構成によれば、環境、転写材、画
像の種類、モード等によって変化させた場合でも、分離
爪にはトナーが付着することがなく、ボタ落ちが発生せ
ず、転写材上の画像を汚さず良好な画像を得ることがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１の実施の形態について図示に基づき説明する。

【００１６】図１は、本実施の形態に係る画像形成装置
の概略構成図であり、同図において、１は静電潜像を形
成する例えばアモルファスシリコン等による像担持体、
２は像担持体１の表面を帯電させる１次帯電器、３は像
担持体１を照射して像担持体１上に静電潜像を形成する
レーザビーム、４は現像スリーブ４ａと像担持体１との
間に電圧を印加して静電潜像を現像し、像担持体１にト
ナー像を形成する現像装置である。

【００１７】１０は像担持体１に形成されたトナー像の
帯電量を均一にする転写前帯電器、８は像担持体１に形
成されたトナー像を転写材９に転写させる転写帯電器、
５，６は転写材９を像担持体１から分離させる分離第
１、第２帯電器、７は分離第１帯電器５、分離第２帯電
器６で分離できなかった転写材９を分離させるための分
離爪である。

【００１８】１３は分離爪７に電圧を印加するための分
離爪電圧印加装置、１１は像担持体１に残留付着してい
るトナーを取り除くためのクリーニング装置、１２は画
像信号により変調されたレーザビーム３を照射する半導
体レーザで、このレーザビーム３は回転多面鏡１４によ
り反射されて結像レンズ１６を介して像担持体１をラス
タ走査する。１７は反射鏡である。

【００１９】次に、上記画像形成装置の作用の一部につ
いて説明する。

【００２０】１次帯電器２により像担持体１が図２
（ａ）に示すように、＋４００Ｖに（Ｖｄ）に均一帯電
され、レーザビーム３の照射によって図２（ｂ）に示す
ように、＋５０Ｖ（Ｖ１）の静電潜像が形成される。こ
こで、Ｖｄは１次帯電器２によって帯電された電位、Ｖ
１はレーザビーム３の照射によって減衰した電位のこと
である。そして、現像スリーブ４ａに直流電圧Ｖｓを印
加することによって静電潜像が、正に帯電したトナーに
より反転現像されて図２（ｃ）に示すように、トナー像
が形成される。

【００２１】なお、トナーは全て正に帯電しているのが
理想であるが、実際には負に帯電したトナーが存在す
る。その負に帯電したトナーは＋４００Ｖの電位部に現
像される。

【００２２】そして、転写前帯電器１０によってトナー
の帯電量がおおよそ均一にされる。そして、転写帯電器
８によって転写材９の裏面にマイナス電荷が付与され、
転写材９の裏面電位が図２（ｄ）に示すように−４５０
Ｖにされ、トナー像が転写材９に転写される。

【００２３】そして、分離帯電器５，６により、転写材
９の裏面に付与された不必要なマイナス電荷が除去さ
れ、図２（ｅ）に示すように転写材９の電位が約０Ｖに
なり、転写材９と像担持体１との吸着力が弱まり、良好
に転写材９に像担持体１から分離され、所望の画像を転
写材９上に得ることができる。

【００２４】上記の作用は説明のために簡略化したもの
で、電位は全て現像位置でのものに換算して示してあ
る。実際には、暗減衰のために時間の経過すなわち像担
持体１の回転方向に沿って下流側に行くほど、電位は小
さくなっている。

【００２５】ここで、図３、図４に分離爪７位置での像
担持体１の電位を示す。分離爪７位置での像担持体１上
には転写残トナーが存在し、それも図中に帯電極性と共
に示してある。

【００２６】転写残トナーの多くは転写されなかったト
ナーであるから、Ｖｄに付着した負に帯電したトナーが
多い。また、図中には分離爪７の電位も示してある。

【００２７】図３では分離爪７は分離爪電圧印加装置１
３によって＋１００Ｖになっている。これは、分離爪７
位置でのＶｄ，Ｖ１の間の電位に分離爪７に対し電位を
付与するためである。そうすることで、転写残トナーは
帯電極性の如何にかかわらず分離爪７に付着しない。そ
のため、分離爪７にはトナーが付着することがなく、ボ
タ落ちは発生しない。

【００２８】しかし、図４（ａ）に示すように、分離爪
７の電位がＶｄより高かったり、図４（ｂ）に示すよう
に、Ｖ１より小さかったりすると、転写残トナーが分離
爪７に付着してしまい、或る一定量付着し凝集したとき
にボタ落ちを発生させてしまう。

【００２９】ここで、本実施の形態における分離爪７の
構成について説明する。

【００３０】図５に分離爪７およびその近傍の概略を示
す。分離爪７は、像担持体１に対して適度な圧力で加圧
されて接触している。分離爪７には分離爪加圧バネ７ａ
が接続されており、これによって上記の適度な圧力を得
ている。分離爪加圧バネ７ａは、ＳＵＳで形成されてお
り、導電性物質である。

【００３１】また、この分離爪加圧バネ７ａには、導線
７ｂを介して分離爪電圧印加装置１３（不図示）に接続
されている。

【００３２】分離爪７は、本実施の形態ではポリアミド
イミドを用いている。これは、転写材９の衝突に対して
破壊されにくく、且つ像担持体１を傷つけない物質であ
れば良く、これに限定されずに例えばポリエーテルイミ
ド等でも構わない。

【００３３】また、分離爪７にはカーボンコートを施し
てある。これは分離爪７の表面の導電性を確保するため
のもので、導電性物質であてば他の物質をコートしても
構わない。あるいは、分離爪７自体の材質に導電性のも
のを用いても構わない。いずれにしても分離爪７の表面
の導電性を或る程度確保できれば良い。

【００３４】なお、本実施の形態では分離爪７の表面抵
抗は２０ｋΩであった。

【００３５】上記の構成とすることにより、分離爪７の
表面の電位を所望の電位とすることができた。そのた
め、分離爪７にはトナーが付着することがなく、ボタ落
ちが発生せず、転写材９上の画像を汚さず良好な画像を
得ることができた。

【００３６】（第２の実施の形態）本実施の形態は、本
発明を正規現像系に適用した例である。

【００３７】本実施の形態における画像形成装置の作用
について説明する。

【００３８】１次帯電器２により像担持体１が図６
（ａ）に示すように、−４００Ｖに（Ｖｄ）に均一帯電
され、レーザビーム３の照射によって図６（ｂ）に示す
ように、−５０Ｖ（Ｖ１）の静電潜像が形成される。そ
して、現像スリーブ４ａに直流電圧Ｖｓを印加すること
によって静電潜像が、正に帯電したトナーにより正規現
像されて図６（ｃ）に示すようにトナー像が形成され
る。

【００３９】なお、トナーは全て正に帯電しているのが
理想であるが、実際には負に帯電したトナーが存在す
る。

【００４０】そして、転写前帯電器１０によってトナー
の帯電量がおおよそ均一にされる。そして、転写帯電器
８によって転写材９の裏面にプラス電荷が付与され、ト
ナー像が転写材９に転写される。

【００４１】そして、分離帯電器５，６により、転写材
９の裏面に付与された不必要なプラス電荷が除去され、
転写材９と像担持体１との吸着力が弱まり、良好に転写
材９に像担持体１から分離され、所望の画像を転写材９
上に得ることができる。

【００４２】上記の作用は第１の実施の形態と同様に、
説明のために簡略化したもので、電位は全て現像位置で
のものに換算して示してある。図７に分離爪７位置での
像担持体１の電位を示す。図７も図３と同様に転写残ト
ナーとその帯電極性および分離爪７の電位を示してあ
る。

【００４３】転写残トナーの多くは転写されなかったト
ナーであるから、第１の実施の形態とは異なり、Ｖ１に
付着した負に帯電したトナーである。

【００４４】分離爪７は分離爪電圧印加装置１３によっ
て−１００Ｖに印加され、分離爪７位置でのＶｄ，Ｖ１
の間の電位に分離爪７に対し電位を付与する。

【００４５】そうすることで、第１の実施の形態と同様
にして転写残トナーは帯電極性の如何にかかわらず分離
爪７に付着しない。そのため、分離爪７にはトナーが付
着することがなく、ボタ落ちは発生しない。

【００４６】なお、正規現像の系においても同様の効果
が得られ、ボタ落ちが発生せず良好な画像が得られる。

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】（第３の実施の形態）本実施の形態は、ＶｄやＶ１を変化させた際にその変化
に応じて分離爪７に印加する電圧を変化させる例であ
る。

【００５４】ＶｄやＶ１は、環境、転写材９、画像の種
類、モード等によって変化させる場合があり、その際に
は分離爪７に印加する電圧を変化させる。本実施の形態
では、ユーザーがトナー消費節約モードに切り替えた場
合である。

【００５５】図８は本実施の形態における画像形成装置
の概略図であり、図１と略同じ図である。

【００５６】図１と異なる点はＶｄやＶ１を測定するた
めの電位計１５を有していることと、電位計１５の検出
結果から分離爪７位置でのＶｄ、Ｖ１を求め、分離爪７
に印加するべき最適電圧を決定するＣＰＵ１８を有して
いる点である。

【００５７】本実施の形態の作用について図９に基づき
説明する。なお、第１の実施の形態と略同様の作用であ
るため、その詳細な説明を省略する。

【００５８】第１の実施の形態における図２と異なる点
はトナー消費量を節約するために、Ｖｄを２５０Ｖにし
ている点とそれに伴って現像スリーブ４ａに印加する電
圧Ｖｓが１５０Ｖである点である。

【００５９】Ｖｄ，Ｖ１の測定は画像形成中の全ての時
間、あるいは画像形成時の一部時間でも構わないが、Ｖ
ｄ，Ｖ１を変化させた際のみに測定し、あとはその結果
に基づいた固定値でも構わない。Ｖｄ，Ｖ１を変化させ
た時の測定は、変化させた直後でも、変化させたすぐ後
の画像形成の直前でも、画像形成時でも一向に構わな
い。

【００６０】本実施の形態ではモードを切り替えた直後
の画像形成直前にＶｄ，Ｖ１を形成して測定した。その
際の測定結果はＶｄが２６５Ｖ、Ｖ１が５５Ｖであっ
た。

【００６１】分離爪７に印加する電圧を決めるためには
上記のＶｄ，Ｖ１の測定結果に像担持体１の暗減衰を考
慮して分離爪７位置での電位を求める必要があるが、暗
減衰量は像担持体１毎に特有の値を持つため、画像形成
装置出荷直前に電位計１５を二つ以上設け像担持体１固
有の暗減衰量を測定するのが望ましい。

【００６２】さらに、電位計１５をもう一つ別の場所に
設けて常に暗減衰量を測定するのが望ましいがコストア
ップが大きい。簡便には像担持体１の暗減衰量は像担持
体１のばらつきに大きく依存しないとしてある一定の値
としても構わない。

【００６３】本実施の形態では簡便に像担持体１のばら
つきに依存しないとして、或る決まった平均的な値を用
いた。図１０に本実施の形態で用いた暗減衰のグラフを
示す。図１０のＸ軸は電位計１５位置でも像担持体１の
電位で、Ｙ軸は分離爪７位置での像担持体１の電位であ
る。

【００６４】このグラフは電位計１５以外に分離爪７位
置にも電位計を設け複数の画像形成装置で画像形成を行
った際の測定結果の平均値である。このグラフから求ま
る本実施の形態における分離爪７位置での像担持体１の
電位はＶｄが９５Ｖ、Ｖ１が５Ｖである。そのため、分
離爪７に５０Ｖを印加した。ＶｄやＶ１は環境、転写材
９、画像の種類、モード等によって変化させた場合で
も、分離爪７にはトナーが付着することがなく、ボタ落
ちが発生せず、転写材９上の画像を汚さず良好な画像を
得ることができた。

【００６５】本実施の形態において、安価にするために
電位計１５が無くても問題は無く、その際には分離爪７
位置での像担持体１の電位は、１次帯電器２に流れる電
流やレーザビーム３に流れる電流から求めれば良い。

【００６６】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、分離爪位
置での帯電されている像担持体の最大電位と最小電位と
の間の電位となるように分離爪に対し電位を付与させる
ことにより、分離爪にトナーが付着せず、そのため、凝
集し易い１成分磁性ポジトナーであっても分離爪から転
写材にボタ落ちするようなことが無い。しかも、分離爪
を用いて確実な像担持体からの分離を達成することがで
きので、ボタ落ちを防ぎ、転写材上の画像を汚さず良好
な画像を得ることのできる１成分磁性ポジトナーを用い
た画像形成装置を提供することが可能となる。

【００６７】

【００６８】請求項２に係る発明によれば、環境、転写
材、画像の種類、モード等によって変化させた場合で
も、分離爪にはトナーが付着することがなく、ボタ落ち
が発生せず、転写材上の画像を汚さず良好な画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
画像形成装置の概略図

【図２】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
像担持体の表面および転写材の電位の概略図

【図３】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
分離爪位置での像担持体の表面および分離爪の電位の概
略図

【図４】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
分離爪の電位が本発明と異なった場合の分離爪位置での
像担持体の表面および分離爪の電位の概略図

【図５】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
分離爪近傍の概略図

【図６】本出願に係る発明の第２の実施の形態における
像担持体の表面および転写材の電位の概略図

【図７】本出願に係る発明の第２の実施の形態における
分離爪位置での像担持体の表面および分離爪の電位の概
略図

【図８】本出願に係る発明の第３の実施の形態における
画像形成装置の概略図

【図９】本出願に係る発明の第３の実施の形態における
像担持体の表面および転写材の電位の概略図

【図１０】本出願に係る発明の第３の実施の形態におけ
る像担持体の電位計位置から分離爪位置に移動するまで
の暗減衰量を示すグラフ

【符号の説明】

１…像担持体２…１次帯電器３…レーザビーム４…現像装置５…分離第１帯電器６…分離第２帯電器７…分離爪８…転写帯電器９…転写材１０…転写前帯電器１１…クリーニング装置１２…半導体レーザ１３…分離爪電圧印加装置１４…回転多面鏡１５…電位計１６…結像レンズ１７…反射鏡

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電された像担持体に、該像担持体の帯
電電位と同じ極性の静電潜像を形成し、該静電潜像をト
ナーにより現像後、転写材上にトナー像を転写し、該ト
ナー像が転写された転写材を分離するために前記像担持
体に当接された分離爪を有する画像形成装置において、
前記分離爪の位置における前記像担持体の電位の最大値
と最小値との間の電位となるように前記分離爪に対し電
位を付与させる分離爪電圧印加手段を有することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記分離爪電圧印加手段は、前記分離爪
の位置における前記像担持体の電位の最大値と最小値を
求めるための電位測定手段を有し、前記電位測定手段に
よる測定結果に応じて前記分離爪に印加する電圧を変化
させる印加電圧制御手段を有することを特徴とする請求
項１記載の画像形成装置。