JPH04355465A - 画像形成装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンター、デジタル
式複写機、ファクシミリ、複写機などに利用される、電
子写真方式を応用した背面露光記録方式による画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カールソン方式に代表される電子写真方
式は現在広く用いられており、感光体の均一帯電→選択
露光による潜像の形成→現像剤によるトナー像の形成→
転写→定着を基本プロセスとする。

【０００３】一方、背面露光記録方式を採用した非カー
ルソン方式の画像形成方法についても近年各種の報告が
なされており、装置の小型化、プロセスの簡略化が可能
であるとされている（画像電子学会誌，１６，　（５）
，　３０６，　（１９８７）、特開昭６１−１４９９６
８号公報、同６３−１００７１号公報、同６３−２１４
７８１号公報）。

【０００４】背面露光記録方式は、感光体の表面側にト
ナーを供給してトナー溜りを形成し、このトナー溜りで
感光体の均一帯電−背面画像露光−同時現像するもので
あり、帯電、画像（信号）露光および現像を同時に行な
うことができる。

【０００５】しかしながら、比較的短いトナー溜り（帯
電／露光／現像ゾーン）で、現像に必要な帯電量をトナ
ーを介して感光体に注入し、しかも、現像してシャープ
で安定したトナー像を得るため、適度の導電性を具えた
導電性トナーを用いる必要があり、しかも、トナーの導
電特性および帯電特性は非常にシビアな要求を受けるこ
とになる。さらに、感光体表面に形成されたトナー像を
従来はバイアスローラを用いて静電転写を行なっていた
ため、このバイアス電界により転写可能な電気特性が要
求されていた。また、バイアスローラ転写によっても普
通紙転写が困難であるため、普通紙に誘電体を混入して
高抵抗化したり、コーティング処理した高抵抗紙を用い
る必要があった。

【０００６】特開平２−１６６４８６号公報には、背面
露光記録方式によって感光体表面に形成されたトナー像
を、バイアス電界と圧力とによってベルト状転写体に転
写したのち、熱パルスにより転写紙に転写・定着するこ
とが報告されている。しかし、この方式では、感光体表
面上のトナー像をバイアス電界によりベルト状転写体に
転写するため、トナーは帯電／現像時に必要な電気特性
と、転写時に必要な電気特性との双方を満たすことが要
求され、全体のシステム設計上の制約が大きかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、背面露光記
録方式を用いる画像記録装置において、背面露光記録に
よるトナー像の形成に、他のプロセス操作からの制約が
少なく、しかも、転写、定着操作が容易な画像形成装置
を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置は
、感光体と、感光体表面にトナーを供給する現像部材と
、トナーに電界を印加するバイアス部材と、感光体に画
像信号露光を行なう露光部材とを具え、感光体表面にト
ナーを供給してトナー溜りを形成し、バイアス電圧を印
加してトナーを介して感光体に電荷を注入し感光体表面
を帯電させ、感光体の裏面側から画像信号を露光して帯
電部電位を選択的に低下させて静電潜像を形成するとと
もに、この静電潜像をトナーで現像して感光体表面にト
ナー像を形成するトナー像形成装置と、粘着性表面を有
し、感光体表面上のトナー像をこの粘着性表面上に転移
させ、搬送したのち、この搬送箇所で被転写材料にトナ
ー像を押接するとともに加熱し、トナー像を被転写材料
に転写して定着させる転写／定着装置とを有することを
特徴とする。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の画像形成装置の実施例を示
す説明図である。ガラスなどの中空円筒体１３の上に透
明導電層１５および感光層１７が形成されて感光体ドラ
ム１１が構成されている。感光層１７としては、アモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層、Ｓｅ合金層、有機感光
層などいずれもが採用できる。また、感光体ドラム１１
に代えて、ベルト（シート）状感光体を用いてもよい。

【００１０】中空円筒体１３の内側、すなわち感光体の
背面側には、画像信号露光装置としてのＬＥＤアレイ２
１が配置されており、集光素子２３（セルフォックレン
ズ）を介して背面露光がなされる。感光体ドラム１１の
周囲には現像ユニット３１、転写・定着ユニット４１が
設けられている。

【００１１】現像ユニット３１は、いくつかの磁極（Ｎ
，Ｓ極）を有するマグローラ３３を導電性のスリーブ３
５が内包してなり、トナー７１の層厚を規制するドクタ
ーブレード３７が設けられている。マグローラ３３また
はスリーブ３５あるいは両者を回転してトナー７１を感
光体表面に搬送しており、トナー７１は感光体ドラム１
１とスリーブ３５との間でトナー溜り７３を形成し、こ
のトナー溜り７３で感光層１７への電荷の注入、背面露
光および現像が行なわれる。

【００１２】トナーの種類は特に限定されないが、バイ
アス電圧Ｖｂにより感光体１１への電荷の注入が可能な
ように、適度の導電性を具えた導電性トナーが用いられ
る。

【００１３】画像形成に際しては、スリーブ３５により
トナー７１をトナー溜り７３に搬送し、導電性のスリー
ブ３５に現像バイアス電圧Ｖｂを印加する。感光層１７
がトナー溜り７３でトナー７１と接触したときから、ト
ナー７１を介して感光層１７に電荷が注入される。感光
層１７は、ＬＥＤアレイ２１による信号露光位置までに
、現像に必要な電圧まで帯電される。

【００１４】ＬＥＤアレイ２１により選択的に画像信号
露光がなされると、露光部の感光層１７の電位が低下し
、バイアス反転現像によりトナー７１が感光層１７上に
付着する。ついで、感光層１７とトナー溜り７３のトナ
ー層が離れると、現像された上記のトナー７１は乱れず
にそのまま感光層１７上に残り、感光体１１の表面にト
ナー像７５が形成される。

【００１５】転写・定着ユニット４１は、表面が粘着性
を有する粘着ベルト４３と、この搬送および規制を行な
う転写ローラ４５、加熱源ローラ４７および伝達ローラ
４９を有する。加熱源ローラ４７は固定されており、粘
着ベルト４３を搬送できる範囲で他の２つのローラ４５
，４９は固定でも回転でもよい。転写ローラ４５は粘着
ベルト４３を感光体１１に対して押圧しており、好まし
くは回転する。

【００１６】粘着ベルト４３は、ローラ間に張設されて
搬送される適度の弾性と十分な強靱性を有する素材から
製造されており、表面に粘着層、好ましくはシリコーン
ゴムからなる表面粘着層を有する。

【００１７】感光体１１の表面に形成されたトナー像７
５は、感光体１１の回転により搬送され、粘着ベルト４
３と接触し、この粘着力により粘着ベルト４３上に移動
する。このとき、感光体１１の背面側からイレース光源
２５によりイレース光を全面照射して感光層１７に対す
るトナー像７５の静電的な付着力を消失させる。

【００１８】粘着ベルト４３上に転写されたトナー像７
５は、さらに搬送され、加熱源ローラ４７に運ばれてく
る。 加熱源ローラ４７には加熱源５１が設けられており、こ
の加熱源５１は、粘着ベルト４３の裏面に直接接触する
面状ヒータ（図１の紙面垂直方向に延びる）を有してい
る。転写紙８１がプレスローラ５３と加熱源５１の面状
ヒータとの間に導かれ、裏面の面状ヒータにより粘着ベ
ルト４３上のトナー像７５が効率的に加熱され、転写紙
８１上に転写像７７が形成される。面状ヒータにより局
所的にかつ効率的に転写に必要な熱が供給されるので、
粘着ベルト４３が過度に加熱されて昇温し、この熱が感
光体ドラム１１に伝えられて画像特性に悪影響を与える
ことが防止される。

【００１９】粘着ベルト４３に残った残存トナーや、転
写紙から粘着ベルト４３上に付着した紙粉はクリーニン
グ部材５５により除かれる。このように感光体ドラム１
１の感光層１７は、直接転写紙８１と接触しないので、
感光層１７の表面に紙粉等の異物が付着する確率が極め
て少なく、感光体のクリーニングを省略あるいは簡略化
できる。そこで、クリーニング部材との接触により感光
体が損傷することが防止され、感光体の長寿命化につな
がる。また、粘着ベルト４３上に転移しなかった感光層
１７上の残存トナーは、再びトナーユニットに戻され再
利用される。

【００２０】このようにトナーを再使用しても紙粉等の
異物の混入がないので、画像特性に悪影響を与えない。 上記のように、感光体の長寿命化が可能で、また、帯電
／露光／現像プロセスと転写／定着プロセスとの機能分
離が容易なので、両者を個別にユニット化し、必要に応
じてそれぞれを交換、保守することができる。

【００２１】さらに、感光体１１上のトナー像７５の転
写は、粘着ベルト４３との接触による物理的な粘着力だ
けで実現できるので、導電性のトナー７１の電気的特性
は、背面露光記録方式の帯電、現像プロセスでの要求の
みを考慮すればよい。よって、導電性トナーの組成、特
性の設定や、装置の設計が容易となり、結果として画像
特性が向上する。また一方、導電性トナーを用いた場合
でも確実に転写を行なうことができ、鮮明な画像が得ら
れる。

【００２２】次に、感光体ドラム１１への電荷注入のた
めのバイアス電圧Ｖｂの印加方法について説明する。図
１でも示したように、背面露光記録方式においては、導
電性のトナー７１を介してバイアス電圧Ｖｂを感光体ド
ラム１１に印加し、感光層１７の帯電に必要な電荷を注
入する。 しかし、導電性トナーは環境（温・湿度）の変動により
、その抵抗値が１〜２桁変化してしまい、感光層１７へ
の流入電流Ｉｄが大幅に変動していた。注入電流量が小
さすぎると画像露光までの間に必要な帯電量が得られず
、一方、大きすぎると感光層１７の絶縁破壊を起こす。

【００２３】図２はこの対策を施したバイアス電圧Ｖｂ
の印加システムを示す説明図であり、抵抗Ｒを介して、
スリーブ３５にバイアス電圧Ｖｂを印加している。図２
の状態の等価図が図３である（Ｒｔ：トナーの抵抗値）
。

【００２４】環境条件が変化した場合、例えば温度１０
〜３２．５℃、湿度１０〜８５％ＲＨで変化したとき、
トナーの抵抗値ＲｔがＲ１≦Ｒｔ＜Ｒ２（Ω・ｃｍ）で
変化したとする。すると、図４にも示したように流れる
電流ＩｄもＩ１〜Ｉ２の間で変動する。いま、感光層破
壊を起こさず、しかも帯電不良を生じない適正値の電流
範囲をＩ０〜Ｉ２とすると、Ｒ２≦Ｖｂ／Ｉ２となるよ
うにトナー７１の抵抗値Ｒｔを設定すれば、帯電不良を
起こすことがなく、一方、付加抵抗Ｒの大きさを　Ｒ≧
Ｖｂ／Ｉ０となるように設定すれば、過度の電流が流れ
ることがない。

【００２５】このように抵抗Ｒを介してバイアス電圧Ｖ
ｂをトナーに印加して電荷注入することにより導電性の
トナーの抵抗値の変動が生じても、感光体への流入電流
を適正範囲に制御できる。なお、図２以降で説明したバ
イアス電圧の印加方式は、本発明の画像形成装置に限定
されず、他の背面露光記録方式に利用することもできる
。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、背面露光記録方式を応
用して画像形成する際に、感光体表面に形成されたトナ
ー像を粘着部材に一旦転移し、これを紙などの被転写部
材に転写することにより、背面露光記録方式におけるト
ナーとして導電性トナーを用いても、普通紙転写が可能
となる。また、転写プロセスにおいて導電性トナーの電
気的制約がないので、トナーおよび背面露光記録ユニッ
トの設計が容易となる。

【００２７】さらに、転写紙と感光体が直接接触しない
ので、感光体のクリーニングを不要とでき、トナーの保
守も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の実施例を示す説明図で
ある。

【図２】帯電／現像プロセスにおけるトナーへのバイア
ス電圧の印加方式の他の実施例を示す説明図である。

【図３】図２の実施例の等価回路である。

【図４】感光体への流入電流についての説明図である。

【符号の説明】

１１　　感光体ドラム １３　　透明円筒体 １５　　透明導電層 １７　　感光層 ２１　　ＬＥＤアレイ ２３　　集光素子 ２５　　イレース光源 ３１　　現像ユニット ３３　　マグローラ ３５　　スリーブ ３７　　ドクターブレード ４１　　転写・定着ユニット ４３　　粘着ベルト ４５　　転写ローラ ４７　　加熱源ローラ ４９　　伝達ローラ ５１　　加熱源 ５３　　プレスローラ ５５　　クリーニング部材 ７１　　トナー ７３　　トナー溜り ７５　　トナー像 ７７　　定着像 ８１　　紙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　感光体と、感光体表面にトナーを供給
   する現像部材と、トナーに電界を印加するバイアス部材
   と、感光体に画像信号露光を行なう露光部材とを具え、
   感光体表面にトナーを供給してトナー溜りを形成し、バ
   イアス電圧を印加してトナーを介して感光体に電荷を注
   入し感光体表面を帯電させ、感光体の裏面側から画像信
   号を露光して帯電部電位を選択的に低下させて静電潜像
   を形成するとともに、この静電潜像をトナーで現像して
   感光体表面にトナー像を形成するトナー像形成装置と、
   粘着性表面を有し、感光体表面上のトナー像をこの粘着
   性表面上に転移させ、搬送したのち、この搬送箇所で被
   転写材料にトナー像を押接するとともに加熱し、トナー
   像を被転写材料に転写して定着させる転写／定着装置と
   を有することを特徴とする画像形成装置。