JPH056059A

JPH056059A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH056059A
Application number: JP3272772A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Miyazawa; 芳典宮澤; Makoto Fujino; 真藤野; Hideo Yamazaki; 英雄山崎; Toshiharu Chiyou; 俊華張
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1991-10-21
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】全てのドットの大きさ及び形状を均一に形成
することが可能で、転写残りトナー及び記録紙への不自
然な光沢を生じることなく転写定着が一括しておこなえ
る。【構成】静電潜像担持無端フィルムと、前記静電潜像
担持無端フィルムを搬送する搬送機構と、前記静電潜像
担持無端フィルム外周に配設され、前記静電潜像担持無
端フィルムに静電潜像を記録する静電潜像記録ヘッド
と、前記静電潜像担持無端フィルム外周に配設され、帯
電したトナー粒子を静電潜像担持無端フィルムに近接も
しくは接触させて前記静電潜像を顕像化する現像装置
と、該静電潜像担持無端フィルム内部に配設された及び
ヒーターと、該ヒーターと無端フィルムを介して対向す
る圧力ローラーと、前記静電潜像担持無端フィルム外周
に配設され、静電潜像を除電する除電装置とからなるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静電潜像担持体上の静電
潜像を帯電したトナー粒子で現像した後、記録紙に転写
して画像を形成する、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においては、光導電
性を有した感光体ドラムを用い、一様帯電、選択的露光
により静電潜像を形成し、前記静電潜像を帯電したトナ
ー粒子で現像して感光体ドラム上にトナー像を作像し、
前記トナー像を静電的に記録紙に転写した後、前記記録
紙を圧力ローラとヒートローラとからなる定着装置に通
紙して、トナー像が記録紙上に固定されていた。

【０００３】また別の画像形成装置においては、誘電体
ドラムを用い、露光工程を経ずに静電潜像記録ヘッドの
ひとつであるイオン流制御ヘッドにより直接静電潜像を
形成した後、現像を行い誘電体ドラム上にトナー像を作
像し、圧力ローラーにより、記録紙に転写と同時にトナ
ー像が圧力定着されていた。（イメージングＰａｒｔ
２、ｐ２０９、電子写真学会編）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】感光体ドラムを用いる
画像形成装置では、露光装置から感光体ドラム表面まで
に所定の光路長を必要としていた。また転写工程と定着
工程が分離されているためそれぞれの工程毎に転写装
置、定着装置を設ける必要があった。さらには熱による
感光体ドラムの性能劣化を防ぐために定着装置と感光体
ドラムを近接して配置することが困難であった。これら
の理由により画像装置全体の小型化を図ることが困難で
あった。また１００％の転写効率が得られないためドラ
ム上に残余する転写残りトナーを回収し貯蔵するための
クリーナー及び廃トナー容器を設ける必要があった。

【０００５】イオン流制御ヘッドを用いる画像形成装置
では、最小画素単位である１ドットを形成する開口を有
する記録電極が千鳥状に配置されること、及び誘電体ド
ラムが曲率を有することにより、全てのドットの大きさ
及び形状を均一に形成することが困難であった。さらに
は圧力定着を用いているため記録紙に不自然な光沢が生
じていた。

【０００６】本発明の目的は、これらの問題点を解決し
て、全てのドットの大きさ及び形状を均一に形成するこ
とが可能で、転写残りトナー及び記録紙への不自然な光
沢を生じることなく転写定着が一括しておこなえ、光路
長を確保するためのスペース、クリーナー、廃トナー容
器を設ける必要がない小型の画像形成装置を実現するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明の画像形成装
置は、耐熱性と誘電性を有した薄層の静電潜像担持無端
フィルムと、該静電潜像担持無端フィルムを搬送する搬
送機構と、前記静電潜像担持無端フィルム外周に配設さ
れ、前記静電潜像担持無端フィルムに静電潜像を記録す
る静電潜像記録ヘッドと、前記静電潜像担持無端フィル
ム外周に配設され、帯電したトナー粒子を静電潜像担持
無端フィルムに近接もしくは接触させて前記静電潜像を
顕像化する現像装置と、該静電潜像担持無端フィルム内
部に配設された背面電極及びヒーターと、該ヒーターと
無端フィルムを介して対向する圧力ローラーと、前記静
電潜像担持無端フィルム外周に配設され、静電潜像を除
電する除電装置とからなることを特徴とする。第２の発
明の画像形成装置は、薄層の導電性無端フィルム表面に
耐熱性を有した薄層の誘電層を設けてなる薄層の静電潜
像担持無端フィルムと、該静電潜像担持無端フィルムを
搬送する搬送機構と、前記静電潜像担持無端フィルム外
周に配設され、前記静電潜像担持無端フィルムに静電潜
像を記録する静電潜像記録ヘッドと、前記静電潜像担持
無端フィルム外周に配設され、帯電したトナー粒子を静
電潜像担持無端フィルムに近接もしくは接触させて前記
静電潜像を顕像化する現像装置と、該静電潜像担持無端
フィルム内部に配設されたヒーターと、該ヒーターと無
端フィルムを介して対向する圧力ローラーと、前記静電
潜像担持無端フィルム外周に配設され、静電潜像を除電
する除電装置とからなることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。図１
は、本発明の第１実施例であるプリンタの構成を示す断
面図である。誘電性を示す薄層の静電潜像担持体無端フ
ィルム１が、図示しない駆動源に接続された駆動ローラ
ー２１及びテンションローラー２２からなる静電潜像無
端フィルム１の搬送機構２に懸架されて矢印ａで示され
る方向に搬送される。また静電潜像担持無端フィルム１
内部には背面電極３およびヒーター４が配設されてい
る。静電潜像担持無端フィルム１外周には、背面電極３
と対向する位置に静電潜像記録ヘッドであるイオン流制
御ヘッド５、テンションローラー２２に対向する位置に
現像装置６、ヒーター４に対向する位置に圧力ローラー
７、駆動ローラー２１に対向する位置に除電装置８が順
次配設される。イオン流制御ヘッド５により静電潜像担
持無端フィルム１上に選択的にイオンが照射され、静電
潜像が形成される。前記静電潜像は、現像装置６によ
り、トナー粒子で顕像化される。即ち静電潜像担持無端
フィルム１上にトナー像が作像される。トナー像は、静
電潜像担持無端フィルム１を介してヒーター４により加
熱溶融されると同時に記録紙を介して圧力ローラー７に
より押圧され、転写定着が一括して行われる。転写定着
が行われた後、除電装置８により静電潜像担持無端フィ
ルム１表面の電荷が除去される。

【０００９】静電潜像担持無端フィルム１は、厚さ３０
μのエンドレスフィルムで、フィルムはベース層と表層
の２層からなる。ベース層は、安定したフィルム搬送を
行うため高温雰囲気下で寸度変化が小さく高弾性を有す
る厚さ２０μのポリイミドフィルムであり、表層はトナ
ー溶融時の離型性にすぐれるシリコーン樹脂もしくはフ
ッ素樹脂がが厚み１０μコートされてなっている。以上
のベース層、表層の構成により、イオン流制御ヘッドよ
り照射されたイオンを静電潜像担持無端フィルム１上に
保持することが可能となり、静電潜像担持無端フィルム
１のイオン被照射部は、背面電極３の電位を基準として
次工程の現像工程で顕像化が行われるのに十分な数百Ｖ
の表面電位を有することが可能となる。

【００１０】図２にイオン流制御ヘッド５の斜め断面図
を示す。イオン流制御ヘッド５は、イオン発生部分５１
と、発生したイオンの静電潜像担持無端フィルム１上へ
の堆積を制御するイオン制御プレート５２からなる。イ
オン制御プレート５２は、絶縁性基板５３の両面に電極
５４、５５が設けられて成り、記録ドット数個の開口５
６が千鳥状に設けられている。またイオン制御プレート
５２は、０．３〜１．５mmの微小間隙を保って静電潜像
担持無端フィルム１と平行に保持される。すなわち静電
潜像担持無端フィルム１が、イオン制御プレート５２直
下で曲率を有さないため、各々異なる開口５６より発射
されるイオン流束の静電潜像担持無端フィルム１上への
投影像は、発射される開口５６の位置によらず等しいも
のとなる。

【００１１】イオン流制御ヘッド５で記録された静電潜
像は現像装置６で顕像化が行われる。静電潜像担持無端
フィルム１を介して現像装置６と対向するテンションロ
ーラー２２は、その表面が金属等の導電性材質からな
り、静電潜像担時無端フィルム１を搬送すると同時に、
現像時の背面電極としての機能も有している。イオン流
制御ヘッド５の対向位置にある背面電極３とテンション
ローラー２２は等電位に接続されている。現像装置６は
着色剤を含む樹脂粉体であるトナー６１を収納し、かつ
所定量のトナーをスリーブ６２に磁気的もしくは静電気
的に付着させて搬送し、静電潜像担持無端フィルム１と
前記のトナー６１を近接もしくは接触させる。スリーブ
６２は所定の電圧が印加されており、静電潜像担持無端
フィルム１表面とスリーブ６２間に発生する電界に応じ
て、トナーが静電潜像担持無端フィルム１に付着し、ト
ナー像６３が形成される。

【００１２】トナー像６３は、静電潜像担持無端フィル
ム１を介してヒーター４により加熱溶融されると同時に
記録紙９を介して圧力ローラー７により押圧される。記
録紙９は圧力ローラー７により静電潜像担持無端フィル
ム１と相対速度なく搬送される。加熱溶融されたトナー
像は当接した記録紙９の繊維に絡まり、また繊維の隙間
に押し込められ、記録紙９とトナー像６３の間に接着力
が発生する。また、静電潜像担持無端フィルム１の表層
は上述したようにシリコーン樹脂、もしくはフッ素樹脂
コーティングが施され、離型性が高められている。この
ため、静電潜像端持無端フィルム１の加熱領域と加熱溶
融されたトナー像６３との界面化学的な接着力が、トナ
ーの凝集力及び上記の記録紙９とトナー像６３との接着
力を下まわる。従って加熱溶融されたトナー像６３は、
静電潜像担持無端フィルム１上に残余することなくすべ
て記録紙９上に転移する。記録紙９上のトナー像６３は
記録紙９の繊維中に絡まり押し込められているので、ト
ナー像６３がヒーター４の熱的影響を受ける範囲を脱し
て、トナー像６３の温度が低下すると、トナー像６３が
固化し、記録紙９上に固定される。以上のようにして、
静電潜像担持無端フィルム１から記録紙９に、トナー像
６３が転写定着一括して行われる。

【００１３】一般に、静電像担持体としての感光体は、
熱影響を受けるとその特性が低下する。そのため定着装
置など発熱を生じる装置は感光体と近接配置することが
できなかった。本実施例では、静電潜像担持体として、
感光体ではなく、耐熱性を有した誘電フィルム１を利用
している。従って静電潜像担持体に直接加熱し、転写定
着を一括して行うことが可能となった。

【００１４】またここで記録紙９は、圧力ローラー７と
静電潜像担持無端フィルム１との間にはさまれて搬送さ
れるので、ヒーター４は、棒状のハロゲンランプを内包
して自身が回転するするヒートローラーを用いなくても
よい。本実施例では断熱性樹脂４１に支持されたセラミ
ック発熱体４２を直接静電潜像担持無端フィルム１に接
触させることにより、トナー像６３を加熱溶融させてい
る。セラミック発熱体４２を用いる方式はヒートローラ
ーを用いる方式に比較して熱容量が低いため、ヒーター
４を所定温度に上昇させるためのウォームアップ時間の
短縮、画像形成装置全体の消費電力の低減が図られる。

【００１５】また従来、導電性トナーは、現像は容易で
あるが、普通紙に静電気的に転写が行うことが困難であ
ったため、高抵抗紙等の特殊紙にしか転写できず、普通
紙対応が図れなかった。本実施例では、転写時に静電気
力を利用しないため、導電性トナーを用いても普通紙対
応を図ることができる。

【００１６】また静電潜像担持無端フィルム１上に転写
残りトナーが生じないため、転写残りトナーを掻き取る
クリーニングブレードや掻き取ったトナーを貯蔵する廃
トナー容器を設ける必要がない。

【００１７】また一般に熱を用いず圧力のみで定着を行
う場合には、大きな線圧荷重を必要とし、そのために記
録紙に不自然な光沢が発生していたが、本実施例では、
加熱溶融をしながら転写定着を一括して行うため、記録
紙に前記のような不自然な光沢が発生することはない。

【００１８】除電装置８は駆動ローラー２１対向部分に
配置された、導電性ゴムローラー８１である。駆動ロー
ラー２１表面もテンションローラー２２表面と同様にし
て導電性材質からなり背面電極３と等電位に接続され
る。テンションローラー２２表面の電位を基準電位とし
て、周波数４００〜２０００Ｈｚ、振幅３００〜１００
０Ｖの交流電圧が、５０〜４００Ｖの直流電圧に重畳し
て導電性ゴムローラー８１に印加され、静電潜像担持無
端フィルム１の表面電位が初期化される。また導電性ゴ
ムローラー表面に薄層の絶縁層を被覆して除電装置とし
てもよい。

【００１９】図３は本発明の第２実施例である。駆動ロ
ーラー２１とテンションローラー２２の間に背面電極で
もある導電性ゴムベルト３１が懸架され、更にその上か
ら静電潜像担持無端フィルム１が懸架されている。また
第１実施例では、現像装置６の対向位置がテンションロ
ーラー２２、除電装置８の対向位置が駆動ローラー２１
であったが、本実施例では、駆動ローラー２１とテンシ
ョンローラー２２との位置が第１実施例と逆になってい
る。駆動ローラー２１により矢印ｂ方向に背面電極でも
ある導電性ゴムベルト３１が搬送される。このとき、導
電性ゴムベルト３１はイオン流制御ヘッド５側でたるむ
ことはない。従って、テンションローラー２２と駆動ロ
ーラー２１との間で静電潜像担持無端フィルム１は、導
電性ゴムベルト３１と密着して搬送され、イオン流制御
ヘッド５のイオン制御プレート５２と静電潜像担持無端
フィルム１との微小間隙が安定して確保される。導電性
ゴムベルト３１は、静電潜像担持無端フィルム１を搬送
する機能を有するとともに、静電潜像形成時、現像時、
除電時の背面電極の機能をも有する。従って駆動ローラ
ー２１、テンションローラー２２のいずれの表面をも導
電性の材質とする必要はない。その他の箇所は第１実施
例と同様であるため説明は省略する。

【００２０】図４は本発明の第３実施例である。本実施
例の静電潜像担持無端フィルム１は、電鋳により製造し
た銅もしくはニッケルの厚み３０μの無端状フィルムに
シリコーン樹脂もしくはフッ素樹脂を２０μの厚みでコ
ートしたものである。従って、静電潜像形成時、新たに
背面電極を設ける必要がない。また除電装置の対向位置
に駆動ローラー２１、現像装置の対向位置にテンション
ローラー２２が設けられるが、前記二つのローラーのい
ずれの表面をも導電性の材質とする必要はない。その他
の箇所は本発明の第２実施例と同様であるため説明は省
略する。

【００２１】図５と図６と図７とは本発明の第４実施例
を示す図である。図５は本実施例に用いるマルチスタイ
ラスヘッドを示す図である。主電極７１は互いに一定間
隔おいて一列をなし誘電性の構造材７３に埋まってい
る。補助電極７２は主電極７１のなす列から一定間隔を
開けて互いに一定間隔をおいて列をなし構造材７３に埋
まっている。主電極７１の断面と補助電極７２の断面と
構造材７３の断面とは同一の平面に属する。図６は本実
施例に用いる静電潜像担持無端フィルム１を示す断面図
である。図６で示す静電潜像担持無端フィルム１は基層
７７と導電層７６と誘電層７５からなる。基層７７の片
側の面と低抵抗性（表面抵抗１０⁴ー１０¹⁰Ω）の導電
層７６の片側の面とは接合されており、導電層７６の別
側の面と誘電基層７５の片側の面とも接合されている。
誘電層７５の別の面には誘電性の微粒子７４が付着して
いる。図７において、静電潜像担持無端フィルム１は基
層７７を内側、つまり、駆動ローラー２１とテンション
ローラー２２とヒーター４とに接触する側にして取り付
けられている。また、マルチスタイラスヘッド１００は
図５で示す断面を下に向け、静電潜像担持無端フィルム
１の誘電層の表面に接触して対向配置されている。他の
部分の構成は本発明の第１実施例と同様であるため省略
する。

【００２２】静電潜像は周知の電圧一致法やマトリクス
・アンドなど（ハードコピーテクノロジー、日本工業技
術センター、１９８１）を利用して形成することができ
る。現像はスリーブ６２に所定の電圧を印加して行う
が、基層７７が導電性である場合と誘電性である場合と
では異なる電圧をスリーブ６２に印加される。無論誘電
性である場合に印加される電圧は導電性である場合に印
加される電圧よりも高く選ばれている。その他の箇所
（転写など）は本発明の第１実施例と同様であるため説
明を省略する。

【００２３】同一面制御のマルチスタイラスヘッドを用
いたが、容易に分かるように片面制御、または、両面制
御のマルチスタイラスヘッド（安田徳郎、静電記録紙の
特性、静電気学会誌、Ｖｏｌ．９、Ｎｏ．４、Ｐ．２４
６ー２５６、１９８５）を用いることもできる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、静電潜像記録ヘッド
が、静電潜像担持無端ベルト外周平面領域に近接配置さ
れるため、最小画素単位である１ドットを形成する開口
を有する記録電極が千鳥状に配置されていても、各々異
なる記録電極より形成される１ドットの静電潜像の大き
さと形状はすべて等しくすることが可能であるという効
果を有する。

【００２５】静電像担持体として感光体を用いずに耐熱
性と誘電性を有した静電潜像無端フィルムを用いること
により、静電潜像担持体を直接加熱でき、記録紙にトナ
ー像の転写定着を一括して行うことが可能であるという
効果を有する。

【００２６】トナーを加熱溶融しながら転写定着を一括
して行えるので、転写装置、定着装置を独立して、また
それぞれの間に距離を設けて設ける必要がない。また転
写残りトナーが発生しないため、クリーニングブレー
ド、廃トナー容器を設ける必要がない。さらに光路長を
確保するためのスペースを必要としない。従ってサブプ
ロセスユニットの削減と、画像形成装置自身の小型化が
図られるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のプリンタの断面図であ
る。

【図２】第１実施例に用いられるイオン流制御ヘッドの
斜め断面図である。

【図３】本発明の第２実施例のプリンタの断面図であ
る。

【図４】本発明の第３実施例のプリンタの断面図であ
る。

【図５】本発明の第４実施例に用いられるマルチスタイ
ラスヘッドを示す図である。

【図６】本発明の第４実施例に用いられる静電潜像担持
無端フィルムを示す断面図である。

【図７】本発明の第４実施例のプリンタを示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１静電潜像担持無端フィルム４ヒーター５イオン流制御ヘッド６現像装置７圧力ローラー８除電装置２１駆動ローラー２２テンションローラー１００マルチスタイラスヘッド

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/24 6830−2Ｈ 21/00 6605−2Ｈ (72)発明者張俊華長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱性と誘電性を有した薄層の静電潜像
担持無端フィルムと、該静電潜像担持無端フィルムを搬
送する搬送機構と、前記静電潜像担持無端フィルム外周
に配設され、前記静電潜像担持無端フィルムに静電潜像
を記録する静電潜像記録ヘッドと、前記静電潜像担持無
端フィルム外周に配設され、帯電したトナー粒子を静電
潜像担持無端フィルムに近接もしくは接触させて前記静
電潜像を顕像化する現像装置と、該静電潜像担持無端フ
ィルム内部に配設された背面電極及びヒーターと、該ヒ
ーターと無端フィルムを介して対向する圧力ローラー
と、前記静電潜像担持無端フィルム外周に配設され、静
電潜像を除電する除電装置とからなることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】薄層の導電性無端フィルム表面に耐熱性
を有した薄層の誘電層を設けてなる薄層の静電潜像担持
無端フィルムと、該静電潜像担持無端フィルムを搬送す
る搬送機構と、前記静電潜像担持無端フィルム外周に配
設され、前記静電潜像担持無端フィルムに静電潜像を記
録する静電潜像記録ヘッドと、前記静電潜像担持無端フ
ィルム外周に配設され、帯電したトナー粒子を静電潜像
担持無端フィルムに近接もしくは接触させて前記静電潜
像を顕像化する現像装置と、該静電潜像担持無端フィル
ム内部に配設されたヒーターと、該ヒーターと無端フィ
ルムを介して対向する圧力ローラーと、前記静電潜像担
持無端フィルム外周に配設され、静電潜像を除電する除
電装置とからなることを特徴とする画像形成装置。