JP3805128B2

JP3805128B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3805128B2
Application number: JP06884799A
Authority: JP
Inventors: 岳志冨沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP2000267456A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば複写機あるいはプリンタなどとされる電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置として、像担持体としての感光ドラムと、感光ドラムの周囲に配設された複数の現像器と、現像器により感光ドラム上に形成されたトナー像を記録材に転写するため、記録材を担持し移動する記録材担持体としての転写ドラムと、記録材上に転写されたトナー像を定着するための定着器とを備え、感光ドラムに形成された静電潜像を現像器によってトナー像として現像し、転写ドラムに担持された記録材上に複数回重ねて転写したのち、重ねて転写されたトナー像が形成された記録材を定着器に搬送して定着処理を行いカラー画像を得る形式の画像形成装置は公知である。
【０００３】
上記転写ドラムは、ポリエチレンテレフタレートやポリフッ化ビニリデン、あるいはポリカーボネート、ポリウレタン樹脂フィルムなどで形成された記録材担持部材としての転写シートを、２つのリングを連結部材で連結した枠体に合わせて接合してドラム形状にしたものであり、転写ドラム内部の感光ドラムと対向する位置には転写帯電手段である転写帯電器が設けられている。
【０００４】
かかる構成において、感光ドラム上のトナー像を忠実に転写させるために、転写ドラムと感光ドラムとの当接点に記録材が入る側を上流とし、該当接点から記録材Ｐが出てくる側を下流としたときに、感光ドラムと転写ドラムとの当接点の上流側近傍において転写電界を遮断することを行なっている。これによれば、感光ドラム１上のトナー像からトナー粒子が飛び散るのが防止され、トナー像を記録材上に忠実に転写させることができる。
【０００５】
このようなことから、転写帯電手段の上流側に電界規制部材を設けることが広く行なわれるようになった。たとえば、図６に示すように、非接触式の転写帯電手段であるコロトロン帯電器６２の場合にはその上流側に電界規制部材６６が設けられ、図７に示すように、接触式の転写帯電手段である転写帯電部材８０の場合には、本体の板状導電性基体（導電性ブレード）８４の上流側に規制部材８６が設けられる。なお、導電性ブレード８４の基部には転写電圧が印加される電極８２が設けられている。
【０００６】
これらの電界規制部材６６、８６は、感光ドラム１に転写ドラム８の転写シート８ａを介して当接される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示すように導電性ブレード８４と電界規制部材８６が転写シート８ａを介して感光ドラム１と当接する当接部を有するような構成においては、転写ドラム８の回転方向における上記当接部の上流側において異常放電を発生することがあり、そのため異常画像が生じることがあった。この現象は、特に低湿環境下において、トナーの帯電量が増加し、所望の転写電流量が増加するために、転写電圧が上昇し発生するものである。
【０００８】
そこで、異常放電およびそれに伴う異常画像の発生を防止するため、図８に示すような構成が提案された。
【０００９】
すなわち、感光ドラム１上のトナー像を記録材Ｐ上に転写する接触式の転写帯電器１３０は、板状導電性基体（導電性ブレード）１３４とその上流側に取着された規制部材１３６とを有し、導電性ブレード１３４には電極１３２を介してバイアスが印加される。また、導電性ブレード１３４と電界規制部材１３６の端部は転写シート８ａを介して感光ドラム１に接している。更に、上記当接部における上流側に、転写シート８ａを感光ドラム１に近接させ、かつ、上記当接部における上流側の電界を遮断する押圧部材である上流押上部材１３７を設ける構成である。
【００１０】
しかしながら、本構成においては、この上流押上部材１３７によって異常画像の発生を防止しているために、上流押上部材１３７に転写シート８ａとの接触などに起因する傷などのような欠陥が生じると、その欠陥をきっかけにかえって異常画像が発生してしまう。
【００１１】
従って、本発明の目的は、押圧部材に欠陥が発生しにくく、かつ欠陥が発生したとしても欠陥が画像に現れにくい画像形成装を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像が形成される像担持体と、該像担持体に当接しながら移動する記録材担持体と、前記トナー像を前記記録材担持体に担持された記録材に転写するための転写帯電手段と、前記転写帯電手段の前記記録材担持体移動方向上流側に配置され、前記記録材担持体を押圧する押圧部材とを有する画像形成装置において、
前記押圧部材の先端部と前記記録材担持体との間に保護部材を設け、前記保護部材の少なくとも先端は前記押圧部材の先端よりも前記記録材担持体移動方向における少なくとも下流側に延出していることを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
前記転写帯電手段は前記記録材担持体に当接する導電性基体を有し、該導電性基体は前記記録材担持体の移動方向と平行な面内に厚みを有する板状であることが好ましい。別の態様によれば、前記転写帯電手段は、開口を前記像担持体に向けたコロナ帯電器であることが好ましい。
【００１４】
前記保護部材はその膜厚が１００μｍ以下であることが好ましい。前記保護部材の少なくとも前記記録材担持体と接触する面は絶縁性を有することが好ましい。前記保護部材は、前記記録材担持体に当接する絶縁性の第１の層と、固有体積抵抗率が１０¹⁰Ω・ｃｍ以下、固有表面抵抗率が１０¹⁰Ω／□以下である第２の層とを有することが好ましい。
【００１５】
本発明による他の態様によれば、トナー像が形成される第一の像担持体と該第一の像担持体に当接しながら移動する第二の像担持体と前記トナー像を前記第二の像担持体に転写するための転写帯電手段と前記転写帯電手段の前記第二の像担持体移動方向上流側に配置され、前記第二の像担持体を押圧する押圧部材とを有する画像形成装置において、
前記押圧部材の先端部と前記第二の像担持体との間に保護部材を設け、前記保護部材の少なくとも先端は前記押圧部材の先端よりも前記第二の像担持体移動方向における少なくとも下流側に延出していることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１６】
前記転写帯電手段は第二の像担持体に当接する導電性基体を有し、該導電性基体は前記第二の像担持体の移動方向と平行な面内に厚みを有する板状であることが好ましい。別の態様によれば、前記転写帯電手段は、開口を前記第一の像担持体に向けたコロナ帯電器であることが好ましい。
【００１７】
前記保護部材はその膜厚が１００μｍ以下であることが好ましい。前記保護部材の少なくとも前記第二の像担持体と接する面は絶縁性を有することが好ましい。前記保護部材は、前記第二の像担持体に当接する絶縁性の第１の層と、固有体積抵抗率が１０¹⁰Ω・ｃｍ以下、固有表面抵抗率１０¹⁰ Ω／□以下である第２の層とを有することが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１９】
実施例１
本発明の第１実施例について図１、図２および図５により説明する。
【００２０】
まず、本実施例のカラー画像形成装置について図５により説明する。本実施例のカラー画像形成装置は、像担持体である感光ドラム１が図示矢印方向に回転自在に軸支され、感光ドラム１のまわりには、一次帯電器２、光源装置４、感光ドラム１の表面電位を検知する電位センサ９、現像装置３、記録材担持体である転写ドラム８、およびクリーニング装置５などが配置されている。
【００２１】
光源装置４から各色成分の画像信号に応じたレーザー光Ｌが発せられ、そのレーザー光Ｌを図示しないポリゴンミラーを回転させることによって走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって変向し、ｆθレンズを介して感光ドラム１の母線上に集光して、感光ドラム１上に画像信号に応じた各色分の潜像が順次形成される。
【００２２】
感光ドラム１の側方に設置された現像装置３は、マゼンタ現像器３ａ、シアン現像器３ｂ、イエロー現像器３ｃ、およびブラック現像器３ｄを備えている。各現像器３ａ〜３ｄにはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの色現像剤が供給装置によって所定量充填されている。上記各現像器３ａ〜３ｄは感光ドラム１の外周面と対向する位置に近接離間することによって感光ドラム１上に形成された静電潜像の現像を行なう。
【００２３】
感光ドラム１の図中斜め下方に配置された記録材担持体である転写ドラム８には装置本体の下部に設置された記録材カセット６０から記録材Ｐが、レジストローラ１３などを介して搬送される。
【００２４】
転写ドラム８は、ポリエチレンテレフタレートやポリフッ化ビニリデン、あるいはポリカーボネート、ポリウレタン樹脂フィルムなどで形成された記録材担持部材としての転写シート８ａを、２つのリングを連結部材で連結した枠体に合わせて接合してドラム形状にしたものである。
【００２５】
このカラー画像形成装置の全体の動作を４色の画像形成の場合を例にとって簡単に説明する。
【００２６】
感光ドラム１が回転し、その表面を一次帯電器２によって一様に帯電する。つぎに図示しない原稿の１色目の例えばマゼンタの画像信号によって変調したレーザー光Ｌを感光ドラム１に照射し、感光ドラム１上にマゼンタの静電潜像を形成する。そして、その潜像を予め現像位置に定置したマゼンタ現像器３ａによって現像して、感光ドラム１上に１色目のマゼンタトナー像を形成する。
【００２７】
一方、カセット６０から記録材Ｐがレジストローラ１３などによって転写ドラム８に沿う方向に押し出される。この記録材Ｐの押し出しと同時に、吸着ローラ１１および吸着帯電器１２により吸着帯電して、記録材Ｐを転写ドラム８上に静電的に担持する。この転写ドラム８は、感光ドラム１と同期して図中矢印方向に回転しており、感光ドラム１上に形成されたマゼンタトナー像が転写帯電部材である転写帯電器３０の作用によって転写される。転写ドラム８はそのまま回転を続けて、２色目のシアントナー像の転写に備える。
【００２８】
マゼンタトナー像の転写が終了すると、クリーニング部材５によって感光ドラム１上の転写残りトナーをクリーニングした後、同様に、一次帯電器２による帯電、レーザー光の照射以下を行なって、感光ドラム１上につぎの２色目のシアントナー像を形成し、そのシアントナー像を記録材Ｐ上にマゼンタトナー像の上から重ね合わせて転写する。
【００２９】
同様な画像形成工程を３色目のイエローおよび第４色目のブラックについても行なって、記録材Ｐ上にマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの４色のトナー像を重ねあわせて転写したカラー画像を得る。
【００３０】
４色のトナー像が転写された記録材Ｐは、分離帯電器２２および分離爪２３の作用によって転写ドラム８から剥離して、搬送ベルト２４などによって定着器７に送る。
【００３１】
定着器７は、定着ローラ７１、加圧ローラ７２、それらの耐熱性クリーニング部材７３、７４、定着ローラ７１と加圧ローラ７２内に収納された加熱ヒータ７５、７６、ジメチルシリコーンオイルなどの離型剤オイルを定着ローラ７１に塗布する塗布ローラ７７、その離型剤オイルを供給するオイル溜め７８、および定着温度制御用のサーミスタ７９などから構成されている。なお、離型剤オイルはトナーが定着ローラ７１などの表面に付着するのを防止するために用いられる。
【００３２】
定着器７は、搬送された記録材Ｐを定着ローラ７１と加圧ローラ７２により加熱および加圧して、各色のトナー像の混色および記録材Ｐへの固定を行ない、フルカラーのプリント画像を形成する。
【００３３】
転写ドラム８上に残留したトナーは、除電器１４、１５によって除電して静電吸着力を取り除いた後、回転するファーブラシ１６によって掻き落とす。残留トナーの除去手段としては、他にブレードまたは不織布が単独または併用して用いられる。
【００３４】
つぎに、本発明の特徴部分について説明する。
【００３５】
図１に示した転写帯電器３０は、電極３２および板状のやや厚めの導電性基体（導電性ブレード）３４を備えている。この導電性ブレード３４は、転写ドラム８の移動方向上流側から下流側に傾斜して延びて、転写ドラム８の転写シート８ａを介して感光ドラム１上に当接されている。導電性ブレード３４の上流側の側面には、上流側の転写電界を規制する規制部材３６が設けられている。
【００３６】
また、更に上流には、転写部上流側での感光ドラム１と転写ドラム８間の異常放電を防止するため、感光ドラム１に転写ドラム８を構成する転写シート８ａを近づけるように転写シート８ａの裏側を持ち上げるように押圧部材である上流押上部材３７が設けられている。
【００３７】
導電性ブレード３４は、ＳＢＲ、ＢＲ、ＥＰＤＭ、ＰＶ、Ｓｉゴム、クロロプレン、エピクロルヒドリンゴムなどに、導電性フィラーとしてカーボンブラックや顔料などを添加してなっており、導電性フィラーの添加により電気抵抗率を１０²〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲内における任意の値に制御されている。導電性ブレード３４の硬度は、ＪＩＳ−Ａで２０°〜８０°の範囲内が好適であり、なかでも４０°〜６５°のものが最適である。
【００３８】
本実施例で用いた導電性ブレード３４は、材質が導電性エピクロルヒドリンゴム、固有体積抵抗率１０⁶Ω・ｃｍ、硬度６２°（ＪＩＳ−Ａ）、厚さ１．５ｍｍである。
【００３９】
更に、本実施例では、上流押上部材３７の先端に、保護部材として厚さが８０μｍのＰＥＴシート３８を貼り付け、上流押上部材３７の先端から転写シート８ａの移動方向、つまり導電性ブレード３４側に向かって、Δ＝１ｍｍ延出するような構成をした。
【００４０】
このような構成をとることによって、上流押上部材３７が加圧されて転写シート８ａを押し上げるときに、上流押上部材３７の先端エッジＥが転写シート８に接するのではなく、その先端の薄いＰＥＴシート３８が、転写シート８ａの裏面に沿って面で接するようになる。
【００４１】
なお、本実施例では、ＰＥＴシート３８を採用したが、ナイロンシート、ポリイミドシート、テフロンシートなどでもよい。
【００４２】
また、上流押上部材３７の先端エッジＥとＰＥＴシート３８の先端との距離Δ＞０ｍｍ以上あれば効果があり、１ｍｍ程度であれば、より効果がある。ただし、ＰＥＴシート３８の先端が導電性ブレード３４の先端エッジＴ近傍まで及ぶと転写不良になるため、ＰＥＴシート３８の長さの上限は導電性ブレード３４の転写シート８ａとの当接点の上流側５００μｍまでである。
【００４３】
上記のような構成をとることによって、上流押上部材３７からの放電開始電圧は従来の厚いマイラーのエッジを直接転写シートに接触させる場合よりも高くすることができ、異常放電による異常画像の発生する転写電流は、図２に示すように、従来の２８μＡより６μＡ引き上げられ、３４μＡとなった。
【００４４】
また、従来は、コピー枚数が増加してくると、上流押上部材３７の先端に欠陥が生じ、上流押上部材３７からの異常放電が発生した。しかしながら、本実施例のように、当接させることにより、上流押上部材３７が直接エッジ当たりしていないことから、傷がつきづらく、かつ異常放電が発生しづらくなるという効果もある。ＰＥＴシートの厚みを厚くしていくと１００μｍを超えると、エッジ当たりが発生し、十分な効果が得られなかった。従って、１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは８０μｍ以下がよい。
【００４５】
以上のことから、本実施例によれば、初期の異常放電画像の発生する転写電流値も引き上げられ、かつまた、上流押上部材の耐久性も向上した。
【００４６】
本実施例は、導電性ブレードによる接触式転写帯電器に付設した上流押上部材の場合について述べたが、転写帯電器がコロナ帯電器の場合は、異常放電画像の発生電流が高く設定できるため、転写電流の設定ラチチュードが十分にとれる。しかしながら、コロナ帯電器においても、多くの転写電流を必要とする系で、異常放電画像が発生する場合には本実施例同様の上流押上部材を採用することにより同様の効果が得られる。
【００４７】
保護部材の曲げ弾性率としては、やわらかすぎると耐久性が低下してしまい、また硬すぎると転写シート８ａとの摺動時、欠けてしまったりしてもろくなるので、２０００〜４００００（ｋｇ／ｃｍ²）が好ましい。
【００４８】
実施例２
つぎに、本発明の第２実施例について図３と図４により説明する。第１実施例では、保護部材を単層で構成したが、本実施例では、保護部材４３を２層構造とした。それ以外の構成は第１実施例と同じである。
【００４９】
本実施例の保護部材４３は、２層構造のうち、転写シート８ａに当接する第１の層４１に、固有体積抵抗率１０¹⁰Ω・ｃｍ以上、固有表面抵抗率１０¹⁰Ω／□以上の絶縁性の材質を用い、上流押上部材３７に当接する第２の層４２には、固有体積抵抗率１０¹⁰Ω・ｃｍ以下、固有表面抵抗率１０¹⁰Ω／□以下の導電性の材質を用いる。絶縁層である第１の層４１は固有体積抵抗率１０¹²Ω・ｃｍ以上、固有表面抵抗率１０¹²Ω／□以上が最適で、導電層である第２の層４２は固有体積抵抗率１０⁷Ω・ｃｍ以下、固有表面抵抗率１０⁷Ω／□以下が最適である。第１の層が１０¹²Ω・ｃｍ、１０¹²Ω／□未満の場合、局所的に抵抗の低い場所から転写シートを介して感光ドラム上に異常放電を起こし画像乱れを引き起こした。
【００５０】
本実施例では、８ｍｍビデオテープ（ソニー製：Ｈｉ８ＭＰ）の絶縁層を第１の層４１に、導電層を第２の層４２に採用した。
【００５１】
上記の構成によって、保護部材４３と転写シート８ａとの間の摩擦帯電や導電性ブレード３４からの放電などにより形成される局所的で、かつ不均一な上流押上部材３７の帯電ムラをこの導電層４１によって均一にならし、上流押上部材３７からの放電開始電圧を高くすることができ、異常放電の発生転写電流値を引き上げる効果がある。
【００５２】
図４に示すように、初期の異常放電画像の発生電流も従来の２８μＡよりも１０μＡも大きい３８μＡであり、長期間使用後もほとんど変化がないという効果が得られた。
【００５３】
第１実施例と同様に、転写帯電器としてコロナ帯電器を採用した場合も、本実施例の上流押上部材を採用することにより、同様の効果が得られる。
【００５４】
実施例３
第１実施例では、感光ドラム上に形成したトナー像を記録材上に直接転写して、画像を得る画像形成装置の場合について説明したが、本発明はこれに限定されることはない。すなわち、第１の像担持体である感光ドラムに対し、これと当接しながら回動するベルトあるいはドラムなどを第２の像担持体として配置し、第１の像担持体上に形成したトナー像を第２の像担持体上に転写し、その後、第２の像担持体から記録材上にトナー像を転写するようにした画像形成装置において、その第２の像担持体を介して第１の像担持体に当接する転写帯電手段により、第１の像担持体上のトナー像を第２の像担持体上に転写する際にも、同様に適用することができる。このような２つの像担持体を有する画像形成装置は、すでに知られているので、その構成および機能の説明は省略する。
【００５５】
上記実施例では１つの感光ドラムが設けられていたが、これに限らず、各色トナー毎に感光ドラムを複数（４つ）設け、順次記録材（中間転写体）にトナー像を転写する画像形成装置にも本発明は適用できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、押圧部材の先端部と記録材担持体との間に保護部材を設け、保護部材の少なくとも先端は押圧部材の先端よりも記録材担持体移動方向における少なくとも下流側に延出していることにより、あるいは、押圧部材の先端部と第二の像担持体との間に保護部材を設け、保護部材の少なくとも先端は押圧部材の先端よりも第二の像担持体移動方向における少なくとも下流側に延出していることにより、前記押圧部材に欠陥が発生しにくく、かつ欠陥が発生したとしても欠陥が画像に現れにく、高品質画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施例の上流押上部材およびその近傍を示す側面図である。
【図２】第１実施例および従来例の上流押上部材における異常放電画像発生電流値とコピー枚数との関係を示すグラフである。
【図３】本発明に係る第２実施例の上流押上部材およびその近傍を示す断面図である。
【図４】第２実施例および従来例の上流押上部材における異常放電画像発生電流値とコピー枚数との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る第１および第２実施例の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図６】従来のコロトロン転写帯電器を用いた転写部を示す断面図である。
【図７】従来の接触転写帯電器を用いた転写部を示す断面図である。
【図８】従来の接触転写帯電器、上流押上部材およびそれらの近傍を示す断面図である。
【符号の説明】
１感光ドラム（像担持体）
８転写ドラム（記録材担持体）
８ａ転写シート（記録材担持部材）
３０転写帯電器（転写帯電手段）
３７上流押上部材（押圧部材）
３８ＰＥＴシート（保護部材）
４１第１の層（絶縁層）
４２第２の層（導電層）
４３保護部材

Claims

トナー像が形成される像担持体と、該像担持体に当接しながら移動する記録材担持体と、前記トナー像を前記記録材担持体に担持された記録材に転写するための転写帯電手段と、前記転写帯電手段の前記記録材担持体移動方向上流側に配置され、前記記録材担持体を押圧する押圧部材とを有する画像形成装置において、
前記押圧部材の先端部と前記記録材担持体との間に保護部材を設け、前記保護部材の少なくとも先端は前記押圧部材の先端よりも前記記録材担持体移動方向における少なくとも下流側に延出していることを特徴とする画像形成装置。
前記転写帯電手段は前記記録材担持体に当接する導電性基体を有し、該導電性基体は前記記録材担持体の移動方向と平行な面内に厚みを有する板状であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
前記転写帯電手段は、開口を前記像担持体に向けたコロナ帯電器であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
前記保護部材はその膜厚が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかの画像形成装置。
前記保護部材の少なくとも前記記録材担持体と接触する面は絶縁性を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかの画像形成装置。
前記保護部材は、前記記録材担持体に当接する絶縁性の第１の層と、固有体積抵抗率が１０¹⁰Ω・ｃｍ以下、固有表面抵抗率が１０¹⁰Ω／□以下である第２の層とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれかの画像形成装置。
トナー像が形成される第一の像担持体と該第一の像担持体に当接しながら移動する第二の像担持体と前記トナー像を前記第二の像担持体に転写するための転写帯電手段と前記転写帯電手段の前記第二の像担持体移動方向上流側に配置され、前記第二の像担持体を押圧する押圧部材とを有する画像形成装置において、
前記押圧部材の先端部と前記第二の像担持体との間に保護部材を設け、前記保護部材の少なくとも先端は前記押圧部材の先端よりも前記第二の像担持体移動方向における少なくとも下流側に延出していることを特徴とする画像形成装置。
前記転写帯電手段は第二の像担持体に当接する導電性基体を有し、該導電性基体は前記第二の像担持体の移動方向と平行な面内に厚みを有する板状であることを特徴とする請求項７の画像形成装置。
前記転写帯電手段は、開口を前記第一の像担持体に向けたコロナ帯電器であることを特徴とする請求項７の画像形成装置。
前記保護部材はその膜厚が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項７から９のいずれかの画像形成装置。
前記保護部材の少なくとも前記第二の像担持体と接する面は絶縁性を有することを特徴とする請求項７から１０のいずれかの画像形成装置。
前記保護部材は、前記第二の像担持体に当接する絶縁性の第１の層と、固有体積抵抗率が１０¹⁰Ω・ｃｍ以下、固有表面抵抗率１０¹⁰ Ω／□以下である第２の層とを有することを特徴とする請求項７から１０のいずれかの画像形成装置。