JPH02181166A - トナー像担持体及びこれを備える電子画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に使用さ
れる電子画像記録装置及びそのＩ−ナー像担持体に係り
、特に、絶縁性を有するトナー像担持体を第１電極と第
２電極との間に介挿しこの両電極間にパルス電圧を印加
してトナー像担持体を分極させここにトナーを付着させ
てトナー像を形成するトナー像担持体及びこれを使用す
る電子画像記録装置に関する。

〔従来の技術〕

第１０図は、従来の電子画像記録装置の構成図である。

第１０図において、トナー像担持体となるドラム１は、
円筒状の導体１ｂとその外側表面に形成された絶縁膜１
ａから成り、導体１ｂがアースに接続されている。ドラ
ム１の表面からギヤツブＬ離間した位置に第１電極２が
配置され、この第１電極２の」二部に永久磁石５が設け
られている。磁性を有する導電性トナー３は、ホッパ４
から前記ギヤツブＬ箇所に供給される。供給されたトナ
ー３は、永久磁石５の作用で、第１電極２と第２電極（
第１０図ではアースに接続された導体１ｂ。尚、以下ア
ースあるいはアースに接続された導体を第２電極と言う
が、他の基準電位を第２電極に印加してもよいことは言
うまでもない。）との間の磁力線に沿って連なりブリッ
ジを作る。この状態で、電極２と導体１ｂとの間にパル
ス電圧をパルス電源６から供給すると、絶縁膜１ａが分
極して絶縁膜１８表面に電荷が形成され、クーロン力で
この絶縁膜１ａ上に前記ブリッジ状になったトナー３が
付着する。そして、このドラム１が第１０図において反
時計方向に回転すると、トナー３のブリッジが切れ、！
くラム１−表面にパルス電圧に応じたトナー像が残る。

ドラム１の回転によりこのトナー像は移動し、転写ロー
ラフによりトナー像が記録紙１０に転写される。そして
、この記録紙１０が支持ローラ９と加熱ローラ８との間
を通ることで、記録紙１０上のトナー像が溶けて記録紙
１０に定着される。

尚、１１は、転写されずにドラム１−に残ったトナーを
除去するブレードである。

尚、従来技術に関連するものとして、［ジャーナルオブ
フォ１へグラフィックエンジニアリングＪ　Ｖｏｌ、　
７．　Ｎａ２．１９８１年、４４ページ〜４９ページ（
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｏｔｏｇ
ｒａｐｈｉｃ　Ｅｎｇｊ−ｎｅｅｒｉｎｇ）がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１０図の従来技術において、トナー３が導電性を有し
ドラム１上の電荷により該ドラム１表面に担持されてい
るので、このトナー像を電気的に記録紙１０に転写する
ことはできない。従って、転写ローラ７を記録紙１０を
介してドラム１に圧接し、トナー像を記録紙ＩＯに機械
的にこすり取るしか方法がなかった。このため、トナー
像が記録紙１０に転写されずにドラム１表面に残るもの
が少なくなく、記録紙１０側のトナー濃度が低くなると
いう問題がある。また、残留トナーが多いのでブレード
１１により完全に除去できず、ドラム１が汚れ、これが
原因で記録紙１０に地汚れが生じるという問題もある。

これらの問題は、転写効率が悪いことに起因する。

また、電極２とドラム１表面とのギャップｒ、が狭い程
、ブリッジを成す導電性Ｉ〜ルナ−の広がりが少なくな
り、解像度が高く鮮明なトナー像が形成されるが、製造
」二からこのキャップ丁、の下限値が決められているた
め、解像度を高めることができないという問題もある。

本発明の第１の目的は、解像度を高めることができるト
ナー像担持体を提供することにある。

本発明の第２の目的は、転写効率を良好にすることがで
きるトナー像担持体を提供することにある。

本発明の第３の目的は、転写効率が良く且つ解像度を高
めることができるトナー像担持体を提供することにある
。

本発明の第４の目的は、解像度の高い電子画像記録装置
を提供することにある。

本発明の第５の目的は、転写効率の良い電子画像記録装
置を提供することにある。

本発明の第６の目的は、転写効率が良く且つ解像度の高
い電子画像記録装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第」−及び第３の目的は、トナー像担持体を無端ベ
ル１へ状にすることで、達成される。

上記第２の目的は、トナー像担持体を透明体とすること
で、達成される。また、トナー像担持体を無端ベルト状
とすることでも、達成される。

上記第４の目的は、トナー像担持体を無端ベルト状にし
、このトナー像担持体の裏側の第１電極に対向する位置
にローラを設け、このローラにギャップ調整機構を設け
ることで、達成される。

」―記第５の目的は、転写ローラを熱ローラとすること
で、達成される。また、トナー像担持体を透明体とし、
転写ローラに対向する位置のトナー像担持体背面側に加
熱ランプを設けることでも、達成される。また、転写ロ
ーラを透明体にしこの中に加熱ランプを設けることでも
、達成される。

また、トナー像担持体を無端ベルト状とし、転写ローラ
と熱ローラとで該トナー像担持体と記録媒体とを挟持す
ることでも、達成される。

」−記第６の目的は、上記第４のｌ−ｉ的を達成する手
段と、上記第５の目的を達成する手段とを合わせ持つこ
とで、達成される。

〔作　用〕

トナー像担持体を無端ベルｌ−状にすることで、第１電
極と該トナー像担持体表面とのギャップを調整する機構
を設けることが可能となる。これにより、解像度を向上
させることが可能となる。また、転写ローラに対向する
位置に熱ローラを設けることがｉｉＪ能となり、転写効
率を向Ｉ−させることがｌ＋Ｊ能となる。

トナー像担持休を透明体とすることで、転写ローラの対
向位置のＩ−ナー像担持体背面側に加熱ランプを設ける
ことか可能となり、転写時に同時に加熱してトナー像を
定着させることができ、転写効率か向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例について第１図〜第９図を
参照して説明する。

第１図は、本発明の第１実施例に係る電子画像記録装置
の構成図である。この電子画像記録装置は、トナー像担
持休としてのシー１へ状無端ベルト２０を有している。

この無端ベルト２０は、熱ローラ（熱ローラは、ヒート
ローラでも高周波加熱ローラでもよく、その種類は何で
もよい。８とローラ１３とローラ１４により張られ、反
時計方向に回転するようになっている。第１電極２に対
向する位置の無端ベルト２０の内側には調整ローラ１５
が設けられている。この調整ローラ１５には公知の昇降
機構（この昇降機構はどのようなものでもよい。）が設
けられており、第１電極２と無端ベル１−２０表面との
ギャップＬを調整できるようになっている。

この調整ローラは導電体で構成され、アースに接続され
ている。第２図は、無端ベルト２０の構成を示す一部側
面図である。この無端ベルト２０は、その表面側（第１
電極２に向く面）が絶縁層２０ａで構成され、裏面に導
電層２０ｂが設けられている。

第１図に示す調整ローラ１５は、この導電層２０ｂに接
触するようになっており、本実施例では、導電層２０ｂ
がアース電位となる構成になっている。

第１図に戻り、第１電極２の裏側（反無端ベル１−２０
側）には磁石５（永久磁石でも電磁石でもよく、第］−
電極２に磁力を与えるものであれば何でもよい。）が設
けられ、また、第１電極２近傍位置にトナーホツパ４が
設けられている。このトナーホッパ４には、磁性を有す
る導電性トナーが収納され、ここから前記ギャップに導
電性トナーが供給されるようになっている。この第１電
極２にはパルス電源６が接続されている。パルス電源６
は、印刷したい画像に応じたパルス電圧をこの第１電極
２に印加する。ローラ１３に対向する位置には、該ロー
ラ１３との間で無端ベルト２０を挟持するかぶり取りロ
ーラ１２が設けられ、無端ベルト２０上の余分なトナー
がここで除去されるようになっている。

また、熱ローラ８に対向する位置には、該熱ローラ８と
の間で無端ベル１−２０及び記録媒体（本実施例では、
記録紙）１０を挟持する支持ローラ９が設けである。ま
た、熱ローラ８とローラ］４との間の所要位置にはブレ
ード１１が設けられ、ここで無端ベル１−２０に残留し
たトナーを削り取るようにしである。

上述した構成の電子画像記録装置において、トナーホッ
パ４から導電性トナーが第］電極２と無端ベル１−２０
との間隙（ギャップ）に供給されると、この導電性トナ
ーは磁石５０作用で第１電極２の先端から無端ベル１へ
２０に渡るブリッジを形成する。

第１電極２に電源６からパルス電圧が印加されると、無
端ベルト２０の絶縁層２０ａの第１電極２対向位置箇所
が分極し、表面に電荷が形成される。前記ブリッジ状に
なった導電性トナー３の無端ベルトに接触している部分
はこの電荷に保持され、保持された導電性トナーは無端
ベルｌ−２０の回転により前記ブリッジから途切れ、無
端ベルト２０の回転に従ってローラ１３から熱ローラ８
位置に運ばれる。

熱ローラ８と支持ローラ９との間に記録紙１０を送ると
、無端ベルト２０上のトナーが加熱ローラ８の熱で溶融
して記録紙１０に移り、転写と定着が同時になされる。

本実施例によれば、調整ローラ１５でギャップＬをせば
めることができるので、高細精の画像を記録紙１０に印
刷することができる。また、転写と定着を同時にできる
ので、転写効率が良く且つ印刷の高速化が図れる。更に
、トナー像担持体とじて金属ドラ１１を使用する場合に
比較し、ベルト状のトナー像担持体を使用するので、設
置スペースに制約が無くなり、電子画像記録装置をコン
パクトに構成できる。尚、第ｊ−図に示す電子画像記録
装置において、熱ローラ８と支持ローラ９とを入れ替え
ても同様の効果がある。

第３図は、無端ベルトの別構成を示す一部側面図である
。この無端ベル１−２０’は、例えばポリエチレンテレ
フタレートやポリカーボネイト等の強靭なシー１〜状の
ベース層２０ｃの表面側に絶縁層２０ａを設け、裏側に
４電層２０ｂを設けている。この様なベース層２０ｃを
設けることで、無端ベルト２０′の延びが防止され、ト
ナー像担持体の長寿命化が図れる効果がある。

第４図は、ベース層２０ｃを導電層２０ｂに裏打ちして
無端ベルト２０″の機械的強度を補強した例を示す図で
ある。この様にすると、導電層２０ｂが熱ローラ８等と
の接触により損傷を受けることを防止することが可能で
ある。しかし、導電層２０ｂを接地する必要があるので
、第４図に示す様に、第１図に示す調整ローラＪ５とは
別に接地ローラ３０と応性ローラ３】とを無端ベルト２
０′の通路」二に設ける。

第１図に示す実施例では、無端ベルト２０を熱ローラ８
と支持ローラ９とで挟持し、ここに記録紙１０を通すこ
とで、転写と定着を同時に行っている。

しかし、例えば無端ベルト２０を透明体で構成し、熱ロ
ーラ８の代わりに普通のローラを使用し且つこのローラ
を透明体で構成し、この透明体のローラの中にフラッシ
ュランプの様な加熱ランプを配置することで、転写と同
時に加熱ランプを点灯して光エネルギでトナーを溶融さ
せ定着を行うことができる。また、無端ベルト２０を透
明体にしないときは、支持ローラ９を透明体で構成し、
この中に加熱ランプを配置する構成でも同様である。こ
の場合は、例えばＯＨＰ用の透明な記録紙を使用すると
き特に転写と定着が良好に行われる。

第５図は、第１図に示す電子画像記録装置の構成に加え
、熱ローラ８と熱ローラ８の下流側に配置されるローラ
１４とをピー１−ポンプ２１で連結した電子画像記録装
置の構成図である。この様にヒー！−ポンプ２１を設け
ると、熱ローラ８により温度が上昇した無端ベルト２０
の熱がローラ１４で奪われ、熱ローラ８に戻されるので
、ローラ１４より壬流に配された第１゜電極２位置での
無端ベルト２０は冷却される。従って、トナー像形成時
に導電性トナーが溶融することがなく、無端ベルト２０
の汚損が回避され、また、熱により絶縁層２０ａの分極
率が低下して印刷画像の質が低下するのを防止できる。

第６図は、第１図に示すローラ】３に熱ローラ８の機能
を兼用させた電子画像記録装置の構成図である。この実
施例によれば、使用するローラの数が少なくなるので、
組立て工数が減り、コストが低減する効果がある。尚、
熱ローラ８とローラ１４とをピー１〜ポンプで連結する
と、前記と同様の効果が得られることは勿論である。

第７図は、第６図に示すローラ１４に調整ローラ１５の
機能を兼用させた電子画像記録装置の構成図である。こ
の実施例によれは、更にローラの数が減り、組立て工数
が減る効果がある。この場合も、熱ローラ８と調整ロー
ラ１５とをヒートポンプで連結することができる。

第８図は、無端ベルトを使用せず、トナー像担持体とし
て円筒体のドラム３０を使用した電子画像記録装置の構
成図である。このドラム３０は、円筒状の導体層３０ｂ
の外側表面に絶縁層３０ａを形成し、導体層３０ｂを接
地したものである。そして、ドラム３０の内側に支持ロ
ーラ９を設けると共に、該支持ローラ９に対向する熱ロ
ーラ８をドラム３０外部に設け、支持ローラ９と熱ロー
ラ８でドラム３０及び記録紙１０を挟むようにしている
。そして、支持ローラ９の下流側且つブレード１１上流
側に冷却ローラ３２を設け、この冷却ローラ３２と加熱
ローラ８とをヒートポンプ２１で連結している。

本実施例によれば、第１電極２とドラム３０とのギャッ
プを調整することはできないが、転写と定着を同時にで
きる効果がある。

第９図は、第８図に示す電子画像記録装置のドラム３０
を透明体で構成し、支持ローラ９をドラム３０に対向さ
せて設け、この支持ローラ９に対向するドラム３０内部
に加熱ランプ４０を設けである。この実施例によれば、
転写と定着を同時にできる効果がある。また、加熱ラン
プ４０から照射される光の波長を透明体ドラム３０を透
過する範囲に選択することで、ドラム３０の温度上昇を
押さえることができる効果もある。これは、前述した加
熱ランプを用いる実施例でも同様である。尚、１くラム
３０が不透明体のときは、支持ローラ９を透明体で構成
し、この中に加熱ランプを配置してもよいことは、前述
と同様である。

〔発明の効果〕 本発明によれば、転写効率が良く、また高細精の画像を
高速に印刷できるトナー像担持体と電子画像記録装置を
得ることができる効果がある。

ダ０図曲面簡１４１な説明 第１図は本発明の第１実施例に係る電子画像画像記録装
置の構成図、第２図はトナー像担持体としての無端ベル
トの構成を示す一部側面図、第３図は別の無端ベルトの
構成を示す一部側面図、第４図は更に別の無端ベルトの
構成と接地構成を示す説明図、第５図は本発明の第２実
施例に係る電子画像画像記録装置の構成図、第６図は本
発明の第３実施例に係る電子画像記録装置の構成図、第
７図は本発明の第４実施例に係る電子画像記録装置の構
成図、第８図は本発明の第５実施例に係る電子画像記録
装置の構成図、第９図は本発明の第６実施例に係る電子
画像記録装置の構成図、第１０図は従来の電子画像記録
装置の構成図である。

２・・第１−電極、３・・導電性トナー、４・・・トナ
ホッパ、５・磁石、６・・パルス電源、８・・・熱ロー
ラ、９・・支持ローラ、ＩＯ・・記録紙、１３．１４・
・ローラ、１５・・調整ローラ、２０．２０’、　２０
’・無端ベルト、２０ａ・・・絶縁層、２０ｂ・・・導
電層、２０ｃ・・ベース層、２１・・ヒートポンプ、３
０・・・ドラム、３０ａ・・絶縁層、３０ｂ・・・導電
層、３２・・・冷却ローラ、４０・・加熱ランプ。

代理人弁理士　　秋　本　正　実 第 図 弔 図 弔 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対向する第１電極と第２電極との間に通される絶縁
   性を有するシートを無端ベルト状に形成して成り、前記
   第１電極に磁力にて引き寄せられた磁性を有する導電性
   トナーを該第１電極と前記第２電極との間に印加される
   パルス電圧に応じて担持することを特徴とするトナー像
   担持体。 ２、請求項１において、前記シートの前記第２電極に接
   する面に導電層を形成したことを特徴とするトナー像担
   持体。 ３、請求項１または請求項２において、シート状のベー
   ス層を備えることを特徴とするトナー像担持体。 ４、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のトナー像
   担持体は、透明体で形成されていることを特徴とするト
   ナー像担持体。 ５、対向する第１電極及び第２電極と、該第１電極に磁
   力を与える手段と、該第１電極と第２電極との間にパル
   ス電圧を印加する電源と、前記第１電極と第２電極との
   間に通される無端ベルト状トナー像担持体と、前記第１
   電極と第２電極との間に印加されるパルス電圧に応じた
   トナー像を前記無端ベルト状トナー像担持体表面に形成
   させる磁性を有する導電性トナーの供給装置と、前記無
   端ベルト状トナー像担持体を張った状態で回転させる複
   数のローラと、これらローラのいずれか１つと対向配置
   され前記無端ベルト状トナー像担持体と該無端ベルト状
   トナー像担持体上のトナー像が転写される記録媒体とを
   挟持する支持ローラとを備えて成り、該支持ローラある
   いはこれに対向するローラの少なくともいずれか一方が
   熱ローラであることを特徴とする電子画像記録装置。 ６、請求項５において、無端ベルト状トナー像担持体の
   回転方向からみて前記熱ローラの下流側の前記第１電極
   位置までの間に像担持体冷却装置を設けたことを特徴と
   する電子画像記録装置。 ７、請求項５または請求項６において、無端ベルト状ト
   ナー像担持体として請求項１乃至請求項３のいずれか記
   載のトナー像担持体を用いたことを特徴とする電子画像
   記録装置。 ８、対向する第１電極及び第２電極と、該第１電極に磁
   力を与える手段と、該第１電極と第２電極との間にパル
   ス電圧を印加する電源と、前記第１電極と第２電極との
   間に通される請求項４記載のトナー像担持体と、前記第
   １電極と第２電極との間に印加されるパルス電圧に応じ
   たトナー像を前記トナー像担持体表面に形成させる磁性
   を有する導電性トナーの供給装置と、前記トナー像担持
   体を張った状態で回転させる複数のローラと、これらロ
   ーラのいずれか１つと対向配置され前記無端ベルト状ト
   ナー像担持体と該無端ベルト状トナー像担持体上のトナ
   ー像が転写される記録媒体とを挟持する支持ローラとを
   備えて成り、該支持ローラあるいはこれに対向するロー
   ラの少なくともいずれか一方を透明体で形成しその中に
   加熱ランプを設けたことを特徴とする電子画像記録装置
   。 ９、請求項５乃至請求項８のいずれかにおいて、前記ト
   ナー像担持体を張った状態で回転させる複数のローラの
   内の１つを前記第１電極に対向する位置に配置すると共
   に該ローラに前記第１電極との間隙を調整する装置を設
   けることを特徴とする電子画像記録装置。 １０、磁性を有する導電性トナーの像が、対向する第１
   電極と第２電極との間に印加されるパルス電圧に応じて
   表面に形成されるトナー像担持体であって、絶縁性を有
   する円筒体で成り、内側の表面に導電層が形成され、該
   導電層に前記第２電極が接続される構成としたことを特
   徴とするトナー像担持体。 １１、請求項１０記載のトナー像担持体と、該トナー像
   担持体の外側に所要の間隙を設けて配された第１電極と
   、該第１電極に磁力を与える手段と、前記トナー像担持
   体内側の導電層に接続した第２電極と、前記第１電極と
   第２電極との間にパルス電圧を印加する電源と、該パル
   ス電圧に応じたトナー像を前記トナー像担持体表面に形
   成させる磁性を有する導電性トナーの供給装置と、前記
   トナー像担持体に対向配置され該トナー像担持体表面上
   のトナー像が転写される記録媒体を該トナー像担持体と
   の間で挟持する熱ローラとを備えて成ることを特徴とす
   る電子画像記録装置。 １２、請求項１０において、絶縁性を有する円筒体と導
   電層を透明体で形成したことを特徴とするトナー像担持
   体。 １３、請求項１２記載のトナー像担持体と、該トナー像
   担持体の外側に所要の間隙を設けて配された第１電極と
   、該第１電極に磁力を与える手段と、前記トナー像担持
   体内側の導電層に接続した第２電極と、前記第１電極と
   第２電極との間にパルス電圧を印加する電源と、該パル
   ス電圧に応じたトナー像を前記トナー像担持体表面に形
   成させる磁性を有する導電性トナーの供給装置と、前記
   トナー像担持体に対向配置され該トナー像担持体表面上
   のトナー像が転写される記録媒体を該トナー像担持体と
   の間で挟持する支持ローラと、前記トナー像担持体内側
   の前記支持ローラ対向位置に配された加熱ランプとを備
   えて成ることを特徴とする電子画像記録装置。 １４、トナー像担持体を介して第１電極と第２電極とが
   対向配置され、前記第１電極に磁力により引き寄せられ
   た磁性且つ導電性を有するトナーを該第１電極と前記第
   ２電極との間に印加されるパルス電圧に応じて前記トナ
   ー像担持体表面上に担持させる電子画像記録装置におい
   て、トナー像担持体に記録媒体を圧接して該トナー像担
   持体表面上のトナー像を前記記録媒体に転写すると同時
   に該転写時のトナー像に熱を加えて該トナー像を前記記
   録媒体に定着させる装置を備えることを特徴とする電子
   画像記録装置。