JPH08220899A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾンの発生をなくし、かつ、トナー像の乱
れやトナーの飛散を防ぐと共に、普通紙の使用を可能に
する画像記録装置を提供する。 【構成】 感光体１と、感光体１の表面を一様帯電させ
るための帯電手段２と、一様帯電された感光体１の表面
に静電潜像の書き込みを行うための光学系３と、感光体
１に近接して配設された現像手段４と、現像手段４と感
光体１との間に介装され、感光体１上に形成された静電
潜像が現像手段４により現像されるベルト状の記録媒体
２１と、記録媒体２１に形成されたトナー像を記録材８
に転写定着する転写定着手段２２とを有する。ベルト２
１上のトナー像が転写定着手段２２に達する手前の位置
で、記録材８を前記記録媒体２１に接し、転写定着手段
２２により記録媒体２１上のトナー像を記録材８に同時
に転写定着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像記録装置、より詳
細には、静電潜像担持体を用いて用紙等の記録材に記録
を行う画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーを用いた画像記録には、カ
ールソンプロセスの応用による電子写真方式が広く用い
られている。図９は、前記カールソンプロセスの原理を
応用した複写機の一例を説明するための要部概略構成図
で、該複写機は、図９に示すように、表面に感光層を有
する感光体ドラム１の周囲に、帯電器２、露光器３、現
像機４、転写器５、クリーナ６、除電器７等が順次配設
されており、まず、暗所において帯電器２で感光体ドラ
ム１の表面が均一に帯電される。次に、露光器３により
感光体ドラム１の表面に原稿像を投射することにより、
光の当った部分の帯電電荷が除去されて、感光体ドラム
１の表面に静電潜像が形成される。次いで、この静電潜
像に、現像機４により、該現像機４内において感光体ド
ラム１上の帯電電荷と逆極性に帯電させたトナーを付着
させ、該感光体ドラム１上にトナーによる可視像を形成
する。その後、用紙等の記録材８を前記可視像に重ね、
記録材８の裏面より転写器５でコロナ放電を行って該記
録材８にトナーと逆極性の電荷を与え、トナー像を記録
材８に転写させる。記録材８に転写されたトナー像は、
定着装置９により加熱、圧接されて該記録材８に定着さ
れ、永久像となる。一方、記録材８に転写されずに感光
体ドラム１上に残った残留トナーは、クリーナ６により
除去され、また、感光体ドラム１上の静電潜像は除電器
７の光により除電され、その後、感光体ドラム１には再
度、帯電器２による帯電から始まるプロセスが繰返され
て、連続的な画像形成が行われる。

【０００３】而して、上述のようなカールソンプロセス
を応用した電子写真方式では、感光体ドラム１上に現像
された可視像を記録材８に転写するために、通常、コロ
ナ放電器５が用いられている。このコロナ放電器５にお
いては、印加電圧が数ＫＶと高い電圧を必要とするう
え、コロナ放電時にオゾンを発生するため、環境衛生上
の問題を生じるもととなっている。また、転写時にトナ
ー像が乱れ、画質が低下する問題も生じている。

【０００４】そこで、例えば、特公平６−５０４１５号
公報には、上記のような転写を必要としない画像形成方
法が開示されている。図１０は、前記特公平６−５０４
１５号公報に記載された画像形成装置の概要を説明する
ための要部概略構成図で、図中、図９に示した画像形成
装置と同様の作用をする部分には、図９の場合と同一の
参照番号が付してある。而して、この図１０に示した画
像形成装置においては、まず、図９に示した画像形成装
置と同様、帯電器２により、感光体１の表面を一様に帯
電させ、次いで、この一様に帯電された感光体１の表面
に露光器３により光書き込みを行って静電潜像を形成す
る。その後、静電潜像を覆うように一定寸法に切断され
た記録材１０を感光体１に吸着させ、該記録材１０を感
光体１と現像槽４の間を通過させ、それによって、静電
潜像を記録材１０上に可視化するようにしている。

【０００５】図１０に示した画像形成装置においては、
前述の原理により、転写器を用いなくとも、記録材１０
上にトナー像を形成することができ、記録材１０上にト
ナー像を形成した後は、図９に示したカールソンプロセ
ス同様に、定着装置９によってトナーを加熱定着して記
録材１０上に永久像を形成する。しかしながら、この図
１０に示した記録方法においては、記録材１０上に静電
潜像を形成するために、記録材１０の体積抵抗率を１０
⁶〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲に規定しなければならない。
また、感光体１と現像槽４との間に記録材１０を挿入す
るため、記録材１０の厚みを規定する必要もある。この
ため、図１０に示した記録方法を用いるためには、専用
の記録材を用いる必要があり、普通紙複写機には不向き
であるという欠点があった。また、湿度の変化により記
録材１０の抵抗が変動するなど環境の変化によって画像
が影響を受けやすいという欠点もある。

【０００６】また、特開平４−１９４９４９号公報に
は、透明の感光体ベルトを用いた画像記録装置が記載さ
れている。図１１は、前記特開平４−１９４９４９号公
報に記載された画像記録装置の概要を説明するための要
部概略構成図で、この画像記録装置は、図１１に示すよ
うに、透明感光体のベルト１１を有し、このベルト１１
上に露光源１２により潜像が形成され、この潜像が現像
器１３により、トナー現像される。ベルト１１は矢印方
向に移動され、ベルト１１上のトナー像は、転写同時定
着ローラ１４により、記録紙１５に転写、定着される。
しかし、この図１１に示した画像記録装置においては、
感光体ベルト１１上に形成されたトナー像を記録紙１５
に転写同時定着する際に、感光体ベルト１１に直接、圧
力或いは熱と圧力がかかるため、感光体ベルト１１を傷
めるという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

（Ｉ）上述のように、図９に示した画像記録装置では、
感光体上に形成されたトナー像をコロナ放電を用いて記
録材へ転写するため、オゾンの発生を免れない。また、
トナー像を転写する際に、トナーの飛び散りによる複写
機内へのトナー飛散や画質の劣化が起こる。また、図１
０に示した画像記録装置では、現像槽と感光体との間に
記録材を挿入するため、用いる記録材の厚さや抵抗値、
誘電率等を規定しなければならず、専用の記録材を用い
る必要がある。本発明の第１の目的は、上述のごとき課
題を解決するために、オゾンの発生をなくし、かつ、ト
ナー像の乱れやトナーの飛散を防ぐと共に、普通紙の使
用を可能にする画像記録装置を提供することにある。

【０００８】（II）：図９に示した画像記録装置では、
記録材上のトナー像を定着装置で加熱溶融し、記録材上
に永久像として確実に定着させるため、定着ローラに大
きな熱源が必要となる。本発明の第２の目的は、上述の
ごとき課題を解決するために、トナー像をベルト状の記
録媒体上に現像するとともに、このベルト上のトナー像
及び記録材を転写定着器を通過させる前にプレヒートす
ることによって、装置全体の消費電力を小さくすること
を可能とし、また、定着の強度を向上させることにあ
る。

【０００９】（III）：感光体にトナー像を形成する記
録装置においては、感光体に温度変化があると、トナー
の現像性に変動をきたし、安定した画質の画像を得るこ
とができない。トナーは、温度がガラス転移点以下では
固体であるが、ガラス転移点を越えると粘性を持つゴム
状の弾性体となる。従って、トナーの温度がガラス転移
点を越えるとトナー同士が付着し、トナーの固まりを形
成したり、現像剤の流動性が著しく低下する。本発明の
第３の目的は、上述のごとき課題を解決するために、ト
ナー像が形成されるベルトの現像時の温度変化を制御す
ることにより、トナーの温度を常時ガラス転移点以下に
し、安定した画質の画像を得ることにある。

【００１０】（IV）：従来の定着装置では、記録用紙が
通過しないときでも２つのローラが接しており、且つ、
一定温度に保たれているため、常時大きな電力が消費さ
れていた。本発明の第４の目的は、上述のごとき課題を
解決するために、記録材が通過していないときは前記２
つのローラを離すことによって、消費電力を極力抑え、
装置全体のエネルギー消費を従来より低く抑えることに
ある。

【００１１】（Ｖ）：図１０に示した画像記録装置で
は、感光体に直接記録材が接触するため、紙粉が感光体
表面に付着し、これを除去するために、クリーニングブ
レード等のクリーニング手段を感光体に接触させるが、
そのため、膜べり等によって感光体の寿命を縮める。本
発明の第５の目的は、上述のごとき課題を解決するため
に、感光体の表面に記録用紙も現像剤も接触しないよう
にして感光体の表面が汚れないようにし、もって、感光
体表面をクリーニングする必要をなくし、感光体の寿命
を伸ばすことにある。

【００１２】（VI）：図１０に示した画像記録装置で
は、記録材全面にトナーが接触するため、記録材上の潜
像以外の場所にもトナーが付着する。この非画像部に付
着したトナーは、最終的に定着装置で記録材に定着さ
れ、カブリとなって画像に現われる場合がある。本発明
の第６の目的は、上述のごとき課題を解決するために、
現像後に、非画像部に付着したトナーを回収することに
より、カブリのない良好な画像を得ることにある。

【００１３】（VII）：ベルトが感光体から剥離した後
は、ベルト上に形成されたトナー像に作用する静電気力
が低下するため、トナー像が乱れやすくなる。本発明の
第７の目的は、上述のごとき課題を解決するために、ベ
ルトの裏面に背面電極を設け、感光体から離れた後のト
ナー像に対しても静電気力を作用させ、トナー像の乱れ
やトナーの飛散を防ぐことにある。

【００１４】（VIII）：転写定着後のベルトが次のプロ
セスに入るときに、前回の画像形成による帯電電荷が残
っていれば、その帯電による潜像が次回の現像に現わ
れ、最終的には画像メモリとして出力される。本発明の
第８の目的は、上述のごとき課題を解決するために、ベ
ルトが次回のプロセスに入る前にベルトの帯電を完全に
除去し、常時安定した連続的な画像形成を実現すること
にある。

【００１５】（IX）：本発明においてはトナー像の記録
材への転写は、熱と圧力だけで可能であるが、帯電した
トナーに対して同極性あるいは逆極性のバイアスを印加
することにより、さらに転写効率を上げることができ
る。本発明の第９の目的は、帯電したトナーに対して、
バイアス電圧を印加することにより、さらに転写効率を
上げることにある。

【００１６】（Ｘ）：図１１に示した画像記録装置で
は、連続駆動を実施する時、ベルトの長手方向の寸法が
微妙に違っていると、ベルトが装置の手前もしくは奥側
に移動し、ひいては、ベルトの破損という現象を起こ
す。本発明の第１０の目的は、上述のごとき課題を解決
するために、ベルトの蛇行による破損を防止することに
ある。

【００１７】（XI）：本発明の画像形成装置は、感光体
上に書き込まれた静電潜像をベルトを介して現像するた
め、感光体とベルトは均一に且つ安定して接触していな
ければならない。本発明の第１１の目的は、感光体とベ
ルトの接触性を向上させるために、ベルトと感光体とを
均一に且つ安定に接触させ、常時安定した画像形成を連
続的に行うことにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題
（Ｉ）を解決するために、（１）感光体（静電潜像担持
体）と、該感光体の表面を一様帯電させるための帯電手
段と、一様帯電された感光体の表面に静電潜像の書き込
みを行うための光学系と、前記感光体に近接して配設さ
れた現像手段と、該現像手段と前記感光体との間に介装
され、前記感光体上に形成された静電潜像が前記現像手
段により現像されるベルト状の記録媒体と、該記録媒体
に形成されたトナー像を記録材に転写定着する転写定着
手段とを有し、前記トナー像が前記転写定着手段に達す
る手前の位置で、前記記録材を前記記録媒体に接し、前
記転写定着手段により前記記録媒体上のトナー像を前記
記録材に同時に転写定着を行うことを特徴としたもので
あり、更には、（２）前記ベルトは、誘電材料が混入さ
れた誘電率の高い誘電ベルトであること、更には、
（３）前記ベルトは、体積抵抗率が１０⁶〜１０¹⁰Ω・
ｃｍの範囲に調整されている中抵抗ベルトであること、
更には、（４）前記ベルトは、ベルトの表面にテフロン
加工が施された離型性のよいベルトであること、更に
は、（５）前記ベルトは、透明体であり、該透明体のベ
ルトを介して前記感光体への露光による静電潜像の書き
込みができること、更には、（６）前記ベルトは、無端
ベルトであることを特徴としたものである。

【００１９】本発明は、上記課題（II）を解決するため
に、（７）前記転写定着手段に達する手前の位置に、前
記ベルト上に形成されたトナー及び記録材を加熱する加
熱手段を有することを特徴としたものである。

【００２０】本発明は、上記課題（III）を解決するた
めに、（８）前記転写定着手段を通過したことによって
上昇したベルトの温度を冷却するための冷却手段を有す
ること、更には、（９）前記冷却手段は、冷却ファンを
有すること、或いは、（１０）前記冷却手段は、現像領
域直前のベルト温度をトナーのガラス転移点以下とする
ものであることを特徴としたものである。

【００２１】本発明は、上記課題（IV）を解決するため
に、（１１）前記転写定着手段は、前記ベルトが介装さ
れる一対のローラを有し、前記記録材が通過する時は両
ローラが接し、それ以外の時は両ローラが前記ベルトか
ら離れるようにしたことを特徴としたものである。

【００２２】本発明は、上記課題（Ｖ）を解決するため
に、（１２）転写定着後に、前記ベルト上に付着してい
る残留トナーおよび紙粉を除去するクリーニング手段を
有することを特徴としたものであり、更には、（１３）
前記クリーニング手段は、クリーニングローラを有し、
該クリーニングローラの温度を転写定着ローラの温度よ
りも高くするものであること、或いは、（１４）前記ク
リーニング手段は、前記クリーニングローラの表面に粘
着剤を塗布して有し、その粘着力でクリーニングを行う
ものであることを特徴としたものである。

【００２３】本発明は、上記課題（VI）を解決するため
に、（１５）前記現像手段は、かぶり回収用のローラを
有する現像槽を具備することを特徴としたものであり、
更には、（１６）前記現像槽は、磁気的なかぶり回収機
構を有すること、或いは、（１７）前記現像槽は、電気
的なかぶり回収機構を有することを特徴としたものであ
る。

【００２４】本発明は、上記課題（VII）を解決するた
めに、（１８）前記現像手段から転写定着手段までの間
において、前記ベルトの裏側に背面電極を有すること、
更には、（１９）前記背面電極にトナーと逆極性の電圧
を印加することを特徴としたものである。

【００２５】本発明は、上記課題（VIII）を解決するた
めに、（２０）前記転写定着手段から前記感光体に至る
までの間に前記ベルト状記録媒体の除電を行う除電手段
を有すること、更には、（２１）前記除電装置におい
て、前記ベルトの除電にＡＣ電圧を用いることを特徴と
したものである。

【００２６】本発明は、上記課題（IX）を解決するため
に、（２２）前記転写定着手段において、記録紙の裏面
からトナーと逆極性のバイアスを印加すること、或い
は、（２３）前記転写定着手段において、前記ベルトの
裏面からトナーと同極性のバイアスを印加することを特
徴としたものである。

【００２７】本発明は、上記課題（Ｘ）を解決するため
に、（２４）前記ベルト状記録媒体の蛇行を防止する蛇
行防止手段を有することを特徴としたものである。

【００２８】本発明は、上記課題（XI）を解決するため
に、（２５）前記ベルト状記録媒体と前記感光体の接触
性を向上させるためのガイドローラを有することを特徴
としたものである。

【００２９】

【作用】

（Ｉ）：ベルト状の記録媒体を介して現像を行うことに
より、特公平６−５０４１５号で必要であった記録材の
物性値（厚さ、抵抗値、誘電率等）を規制した専用の記
録材を用いる必要をなくし、普通紙の使用を可能とす
る。転写と定着を同一の装置で行うことにより、従来か
らある例えばコロナ放電器を用いた転写器をなくし、オ
ゾンレス化、省スペース化を図り、また、転写によるト
ナー像の乱れや飛び散りを少なくし、画質を向上させる
ことを可能とする。感光体と現像槽との間にベルト状の
記録媒体を挿入することにより、感光体を現像剤および
記録材と接触させないようにし、感光体が現像剤や紙粉
で汚れることを防止し、感光体の長寿命化を図る。誘電
率の高いベルトを用いることにより、感光体上の静電潜
像をベルトの誘電分極によりベルト上にも形成させる。
例えば、感光体上にマイナスの電荷による潜像が形成さ
れる場合、ベルト自体に厚さ方向に誘電分極の作用をも
たらし、ベルト上にも感光体上と同じ静電潜像を作る。
体積抵抗率が中抵抗のベルトを用いることにより、ベル
ト上に形成された静電潜像を保持し、現像時の画像の横
流れによる画像劣化を防ぐ。ベルトの表面をテフロン加
工し、このテフロン表面によって離型性を向上させ、転
写定着時に、ベルト上のトナーを効率良く記録材上へ移
行させ、ベルト上に残るトナーを極力減少させ、次回の
現像時の画像劣化を防ぐ。更には、無端ベルトを用いる
ことにより、画像形成を連続的に切れ目なく安定に行う
ことができる。

【００３０】（II）：また、トナーがベルト状の記録媒
体に現像されてから転写定着装置に至るまでの間に、ベ
ルト上のトナーと記録材をあらかじめ暖めておく（プレ
ヒート）ことにより、装置全体の熱エネルギーを低減さ
せ、なおかつ、トナーの記録材への定着強度を向上させ
る。

【００３１】（III）：転写定着装置やプレヒートなど
によって上昇したベルト温度を冷却させることにより、
次回の現像時にトナーの溶融などによる機械的なトラブ
ル又は画像としてのトラブルをなくし、また、ベルト上
の表面電位を安定させ、ひいては常時安定した画像の形
成を可能とする。更には、その冷却装置として、冷却フ
ァンを用いることにより、ベルトに接触することなく冷
却でき、ベルトの長寿命化を図り、更には、その温度制
御も可能とする。また、次回の現像時にトナーが溶融せ
ず、且つ、安定した表面電位を得る条件として、現像直
前のベルトの表面温度に対し温度センサを設け、その検
出温度を冷却装置にフィードバックすることにより、ベ
ルト表面温度をトナーのガラス転移点以下にし、且つ、
温度変化を抑える。

【００３２】（IV）：ベルトが転写定着ローラ間に常時
圧接されていると、ローラの熱エネルギーをベルトが奪
ってしまうので、定着装置のローラ間の圧接を、記録紙
が通過する時のみ行うようにして、装置全体の消費電力
を低減させる。

【００３３】（V）：転写定着終了時のベルトを熱的に
又は粘着剤によりクリーニングすることにより、従来の
クリーニングよりも高いクリーニング効率を得、次回の
記録をより良好なものとする。

【００３４】（VI）：ベルト上に現像したトナーを転写
定着装置によりほぼ１００％転写定着してしまうため、
ベルト上の非画像部にも少なからず付着されているトナ
ーが転写定着され、最終的に記録材上にカブリとして表
われてしまうので、ベルト上の非画像部に付着している
トナーを、電気的又は磁気的に回収し、記録材上のカブ
リを抑制し、画質を向上させる。

【００３５】（VII）：現像領域で現像されたトナー像
はベルトが感光体と離れるにしたがいベルトへの付着力
が減少するので、ベルトの裏面に背面電極を設けること
あるいはその背面電極にトナーと逆極性のバイアスを印
加することでトナーとベルトの付着力を増大させ、トナ
ー像の乱れやトナーの飛散を防ぐ。

【００３６】（VIII）：画像形成を行ったベルト上に帯
電電荷が残ったまま次のプロセスを行うと、前回の帯電
が現像され、メモリとして次回の画像形成に現われるの
で、転写定着装置を通過した後次のプロセスに入るまで
に、ベルト上の電荷を取り除くことにより常時良好な画
像を安定して形成する。

【００３７】（IX）：本発明においては、トナー像の記
録材への転写は熱と圧力だけで可能であるが、熱と圧力
だけでなく、更に、静電気力をトナー像に作用させるこ
とにより転写効率を上げる。

【００３８】（X）：従来のベルト駆動方式では、連続
駆動を実施する時、ベルトの長手方向の寸法が微妙に違
っていると、ベルトが装置の手前もしくは奥側に移動
し、ひいては、ベルトの破損という現像を起こすので、
ベルトの蛇行を防止する蛇行防止手段を設け、本発明の
装置を実施することでベルトの蛇行による破損を防止す
る。

【００３９】（XI）：ベルトと感光体との接触をガイド
ローラによって均一で密な接触をさせることにより、感
光体上の静電潜像を正確にベルト上に形成させ、常時良
好で安定した画像を形成する。

【００４０】

【実施例】図１は、本発明による画像記録装置の一実施
例を説明するための要部構成図で、前述の従来技術と同
様の作用をする感光体１を有し、前記従来技術と同様、
まず、感光体１の表面に帯電器２を用いて均一に電位を
与え、露光３により画像情報に応じた静電潜像を作る。
ここで、本発明をアナログ複写機に応用する場合には、
ガイドローラ２０を介してベルト２１を感光体１に均一
かつ安定に接触させた後、原稿像をベルト２１を介して
感光体１に照射して静電潜像を形成する。しかし、本発
明をデジタル複写機或いはプリンタに応用する場合は、
感光体１に直接（ベルト２１を介することなく）露光で
きるため、潜像を形成した後にベルト２１を感光体１に
均一に接触させる。ベルト２１の表面には、該ベルト２
１の誘電分極により、感光体１の表面の静電潜像と同様
の潜像が形成され、このベルト２１の表面に形成された
静電潜像に現像槽４からトナーを供給すると、該ベルト
２１上の静電潜像が現像される。

【００４１】ベルト２１上に形成されたトナー像は転写
定着器２２（転写ローラ２２ａ、圧接ローラ２２ｂより
なる）に挿入される手前で記録材（普通紙）８と接し、
記録材８と共に転写定着器２２に挿入される。このと
き、ベルト２１上のトナー像は、ベルト２１を介して設
けてある（つまり、トナー像の反対側に設けてある）背
面電極２３との間に作用する静電気力で該ベルト２１上
に保持されている。ベルト２１上のトナー像は転写定着
装置２２によって加えられる熱と圧力により記録材８へ
転写され、同時に定着される。このとき、転写定着ロー
ラ（例えば、下側のローラ２２ａ）にトナーと逆極性の
バイアス電圧を印加すると、転写効率を上げることがで
きる。ベルト２１から離れた感光体１は除電器７により
除電され、また、転写定着装置２２と離れたベルト２１
はベルト用除電器２６により除電され、次回の印写に備
える。なお、このベルト２１はポリイミド等より形成さ
れており、透明で且つ無端である。また、このベルト２
１は固有体積抵抗値が１０⁶〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲に
調整されている中抵抗ベルトであり、離けい性保持のた
め、ベルト２１の表面にはテフロン加工を施してある。
表１に、ベルト２１の体積抵抗率と画質の関係に関して
の実験結果の一例を示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】上述のようにしてベルト２１に形成された
トナー像は、転写定着装置２２において記録材８に転写
定着されるが、定着強度の向上及び消費電力低減のた
め、転写定着装置２２にいたるまでの間に、トナー像が
形成されたベルト２１と記録材８を暖めるプレヒート装
置２４が設けてある。このプレヒート装置２４は、ヒー
タランプ、電熱線等の発熱体よりなるが、その他に、転
写定着装置２２の排熱を熱源として利用してもよい。

【００４４】また、図１に示した実施例においては、現
像時の画像の乱れや機械的なトラブルを解消するため
に、ベルト２１が現像槽４に差しかかるまでの間に、ベ
ルト２１を冷却するための冷却装置２７が設けてある。
例えば、トナーは、温度がガラス転移点以下では固体で
あるが、ガラス転移点を越えると粘性を持つゴム状の弾
性体となる。従って、トナーの温度がガラス転移点を越
えるとトナー同士が付着し、トナーの固まりを形成した
り、現像剤の流動性が著しく低下する。そのため、潜像
を安定に現像するためには、トナーの温度を常にガラス
転移点以下にしておく必要がある。冷却装置２７は、こ
のようなトラブルをなくすために設けられたもので、転
写定着装置２２と現像槽４の間で、ベルト２１に近接し
て設けられ、例えば、空冷のためのファンにより冷却す
るものである。また、ベルト２１の表面温度を常に一定
以下の温度にし、且つ温度変動を抑えるために、例え
ば、ガイドローラ２０の直前に、ベルト２１の表面温度
を測定するセンサ２８（ベルト表面温度検知センサ）を
設け、測定した温度を冷却装置２７にフィードバックし
てベルト２１の温度を所定温度以下に制御する。このベ
ルト表面温度検知センサ２８は熱電対や赤外線等による
もので、接触でも非接触でもよいが、ベルト２１の損傷
を最小限に留めるためには非接触温度計が望ましい。ま
た、このベルト冷却装置２７及びベルト表面温度検知セ
ンサ２８を転写定着装置２２やクリーニング機構２５と
現像槽４との間のベルト上に複数個用い、より精度のあ
る制御を行なうこともできる。なお、図には、冷却装置
の下流側に温度センサを設けるようにした例を示した
が、これらの関係を逆にして、温度センサを上流側に
し、冷却装置を下流側にしてもよいことは容易に理解で
きよう。

【００４５】図２は、消費電力低減のために転写定着装
置２２に設けられた上下ローラ２２ａ，２２ｂ間にクリ
アランスを設けるようにしたクリアランス機構を説明す
るための概略図で、通常、転写定着装置２２の上下ロー
ラ（２２ａ，２２ｂ）とこれに挟まれたベルト２１は常
時接しており圧力がかかっている。この状態は記録材８
が転写定着装置２２を通過するときだけ必要なものであ
るから、本発明においては、記録材通過時のみ圧着する
ことにする。そのために、記録材８が転写定着装置２２
に入る手前の位置に記録材検知器３１を、また、転写定
着装置２２には上下ローラ間のクリアランスを調整する
クリアランス調整器（図３参照）を、更に、転写定着装
置の前後にベルトの位置を維持するローラ（２２ｃ，２
２ｄ）を設けることにより、記録材８の通過の有無によ
り、上下ローラ（２２ａ，２２ｂ）とベルト２１の接触
を制御している。

【００４６】図３（ａ）,（ｂ）は、それぞれ上述のご
とくして、上下ローラ間にクリアランスを設けるための
クリアランス機構の具体例を説明するための図で、図３
（ａ）はクリアランス調整器を上ローラ２２ｂ側に設け
た場合の例を示し、この場合は、記録材８が転写定着装
置２２を通過するときに、カム２２ｂ₂によってアーム
２２ｂ₁を下げ、上ローラ２２ｂと下ローラ２２ａによ
りベルト２１と記録材８を挟み、ベルト２１上のトナー
像を記録材８に転写定着する。記録材８が転写定着装置
２２を通過しないときは、カム２２ｂ₂が回転し、アー
ム２２ｂ₂が上がり、上下ローラ２２ａ，２２ｂとベル
ト２１はそれぞれ離れる。この場合は、上下ローラ２２
ａ，２２ｂともに、ベルト２１と離れるため、熱定着用
の発熱体は、上ローラ２２ｂ、下ローラ２２ａのどちら
の中に設けてあってもよい。また、図３（ｂ）は、クリ
アランス調整器を下ローラ２２ａ側に設けた場合の例を
示し、この場合は、記録材８が転写定着装置を通過する
とき、アーム２２ａ₁が上がり、上ローラ２２ｂと下ロ
ーラ２２ａとによりベルト２１と記録材８を挟み、ベル
ト２１上のトナー像を記録材８に転写定着する。記録材
８が転写定着装置を通過しないときは、カム２２ｂ₂が
回転し、アーム２２ａ₁が下がり、下ローラ２２ａがベ
ルト２１から離れる。この場合は、上ローラ２２ｂは記
録材通過時以外でもベルト２１と接触しているため、熱
定着用の発熱体は下ローラ２２ａの中に設けることとす
る。

【００４７】図４及び図５は、図１に示したクリーニン
グ装置２５を説明するための図で、図１に示したよう
に、転写定着装置２２を通過後のベルト２１に対してク
リーニング機構２５が設けられている。そのクリーニン
グ機構２５はローラ状のもので、その一つの例は、図４
に示すように、クリーニングローラ２５ａの中に熱源２
５ｂを持たせ、熱的にベルト２１の表面の残留トナーを
除去するものである。この場合は、通常電子写真プロセ
スにて用いられているようなクリーニングローラ２５ａ
中にヒータランプ等の発熱体２５ｂを設けることで実現
する。その他の方法として、図５に示すように、クリー
ニングローラ２５の表面に粘着剤２５ｄを塗布し、この
粘着作用によってベルト表面上の残留トナーや紙粉等の
異物を除去する。このように、クリーニングローラ２５
の表面に粘着剤２５ｄを塗布する場合、例えば、図５に
示したように、クリーニングローラ２５上にシール２５
ｅ状に何枚もまいておき、クリーニングローラ表面が汚
れてきた場合は、最表面のシールをはがし、次の新しい
シール表面を表に出す構造とするとよい。

【００４８】現像領域通過後、ベルト２１上には画像を
形成しているトナーと、非画像部に付着したトナーが存
在しているが、非画像部に付着したトナーは画像部のト
ナーに比べ、ベルトとの電気的付着力が小さい。しか
し、ベルト２１の表面に現像されたトナー像は、付着力
の大小にかかわらず、殆ど全て記録材８に転写定着され
てしまうため、非画像部に付着したトナーは最終的にか
ぶりとなって記録材上に定着されてしまう。そこで、図
６（ａ）に示すように、現像領域通過後のベルト２１の
表面に近接してかぶり回収用のマグローラ４ｂを設け、
ベルト２１上のトナーに対して一様に磁界をかけ、付着
力の弱い非画像部のトナーを選択的に回収する。或い
は、図７（ａ）に示すように、現像領域通過後のベルト
２１の表面に近接して電極４ｄを設け、この電極４ｄに
ベルト２１上のトナーと逆極性のバイアスを印加し、付
着力の弱い非画像部のトナーを選択的に回収する。この
ように、非画像部に付着したトナーを磁力あるいはクー
ロン力を用いて回収することで、かぶりを低減すること
ができる。かぶり回収ローラ上に付着したトナーは、図
６（ａ）に示したマグローラ４ｂを用いる場合には、図
６（ｂ）に示すように、ブレード４ｃを用いて回収し、
図７（ａ）に示した電極４ｄを用いる場合には、ファー
ブラシ４ｅを用いて機械的に回収する。回収されたトナ
ーは、現像槽４に送り込み、再利用するのが好ましい。
なお、この時、画像部のトナーも多少は回収されるが、
画像には影響しない。

【００４９】図８は、図１に示した蛇行防止装置２９を
説明するための図で、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）
は側面図で、ローラ２９ａの片側のシャフト２９ｂ₁を
軸受２９ｃにてフレーム２９ｄ₁に固定し、他方のシャ
フト２９ｂ₂をフレーム２９ｄ₂にあけた長穴２９ｅに挿
入し、そのシャフト２９ｂ₂をフレーム２１ｄ₂の外側か
ら少なくとも２つのばね２９ｅ₁，２９ｅ₂で固定する。
２つのばね２９ｅ₁，２９ｅ₂は、お互いにシャフト２９
ｂ₂を介して直線状に設置される。このベルト蛇行防止
装置２９を、図１において、ベルト２１を保持し、駆動
させるローラのうちの一本に設置することにより、ベル
ト２１が蛇行して破損するのを防止することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。 請求項１に対応する効果：静電潜像を書き込んだ感光体
にベルト状の記録媒体を接触させ、このベルトを介して
現像した後に記録材に転写定着するため、記録材の物性
値を規定した専用の記録材を必要とせず、したがって、
普通紙を用いることができる。転写と定着を同一の装置
とすることにより、従来からある例えばコロナ放電器を
用いた転写器をなくすことができ、オゾンレス化、省ス
ペース化が図れ、更には、転写による記録材へのトナー
の飛び散りを少なくし、画質を向上させることができ
る。感光体と現像槽との間にベルトが挿入されているた
め、感光体と現像剤および記録材とが接触せず、したが
って、感光体が現像剤や紙粉で汚れるのを防止でき、感
光体の長寿命化を図ることができる。ベルトの表面をテ
フロン加工して離けい性を向上させたので、転写定着時
にベルト上のトナーを効率良く記録材上へ移行して定着
でき、ベルト上に残るトナーを極力減少させ、オフセッ
ト等による記録材への汚れを防ぎ、ひいては、次回記録
時の画像劣化を防ぐことができる。 請求項２に対応する効果：転写定着前にベルトをプレヒ
ートするようにしたので、装置全体の消費電力を低減さ
せ、なおかつ、トナーの記録材への定着強度を向上させ
ることができる。 請求項３に対応する効果：ベルトの温度を冷却ファンな
どにより、トナーの温度をガラス転移点以下に冷却させ
且つ温度変化を少なくし、更には、ベルトの表面電位を
安定させるようにしたので、安定した画像を得たり、次
回の現像時にトナーの溶融などによる機械的な又は画像
としてのトラブルをなくすことができる。また、その冷
却装置として冷却ファンを用いることにより、ベルトに
接触することなく冷却でき、ベルトの長寿命化が図れ、
温度制御も可能である。 請求項４に対応する効果：記録材通過時以外はベルトを
転写定着ローラから離すようにしたので、記録材が通過
していないときの消費電力を極力抑え、装置全体の消費
電力を低減させることができる。また、記録材が通過し
ていないときは、ベルトを熱と圧力から開放してやるこ
とにより、ベルトの寿命を伸ばすことができる。 請求項５に対応する効果：熱や圧力、粘着力を用いてク
リーニングすることができるため、従来のブレードや、
ファーブラシによるクリーニングと比べ、クリーニング
効率を上げることができる。 請求項６に対応する効果：ベルト上の非画像部に付着し
たトナーを、記録材に転写定着する前に回収するように
したので、かぶりのない、良好な画像を得ることができ
る。 請求項７に対応する効果：現像から転写定着までのトナ
ー像とベルトとの付着力を高めるようにしたので、トナ
ー像の乱れを防止し、且つ、トナーの装置内への飛散を
防止できる。 請求項８に対応する効果：画像形成後、次のプロセスに
入るまでに、ベルト上の電荷を除去するようにしたの
で、常時画像メモリのない、良好な画像形成を連続して
行うことができる。 請求項９に対応する効果：熱、圧力に加え静電気力でト
ナー像の転写を行うようにしたので、略１００％に近い
転写効率を実現することができる。 請求項１０に対応する効果：ベルトを保持し、駆動させ
るローラのうちの少なくとも１本に、ベルトの蛇行防止
装置を設けるようにしたので、ベルトの蛇行による破損
を防ぎ、ひいては、装置の寿命を延ばすことができる。 請求項１１に対応する効果：ベルトと感光体を均一且つ
安定に接触させることによって、感光体上に書き込まれ
た静電潜像を正確にベルト上に形成できるようにしたの
で、常時、良好で安定した画像形成を連続して行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像記録装置の一実施例を説明す
るための要部構成図である。

【図２】転写定着装置におけるクリアランス機構の概要
を説明するための図である。

【図３】クリアランス機構の具体例を説明するための図
である。

【図４】クリーニング装置の一例を説明するための図で
ある。

【図５】クリーニング装置の他の例を説明するための図
である。

【図６】磁気的なカブリ回収機構を説明するための図で
ある。

【図７】電気的なカブリ回収機構を説明するための図で
ある。

【図８】蛇行防止装置の一例を説明するための図であ
る。

【図９】従来の画像記録装置の一例を説明するための要
部構成図である。

【図１０】従来の画像記録装置の他の例を説明するため
の要部構成図である。

【図１１】従来の画像記録装置の更に他の例を説明する
ための要部構成図である。

【符号の説明】

１…感光体、２…帯電器、３…露光器、４…現像機、５
…転写機、６…クリーナ、７…除電器、８…記録材、９
…定着装置、２０…ガイドローラ、２１…ベルト、２２
…転写定着装置、２３…背面電極、２４…プレヒート、
２５…クリーニング機構、２６…除電器、２７…冷却装
置、２８…温度センサ、２９…蛇行防止装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 21/06 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１０ 21/00 ３５０ ３４０ 21/20 ５３４ (72)発明者 山下 倫弘 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体（静電潜像担持体）と、該感光体
   の表面を一様帯電させるための帯電手段と、一様帯電さ
   れた感光体の表面に静電潜像の書き込みを行うための光
   学系と、前記感光体に近接して配設された現像手段と、
   該現像手段と前記感光体との間に介装され、前記感光体
   上に形成された静電潜像が前記現像手段により現像され
   るベルト状の記録媒体と、該記録媒体に形成されたトナ
   ー像を記録材に転写定着する転写定着手段とを有し、前
   記トナー像が前記転写定着手段に達する手前の位置で、
   前記記録材を前記記録媒体に接し、前記転写定着手段に
   より前記記録媒体上のトナー像を前記記録材に同時転写
   定着することを特徴とする画像記録装置。
2. 【請求項２】 前記転写定着手段に達する手前の位置
   に、前記ベルト上に形成されたトナー及び記録材を加熱
   する加熱手段を有することを特徴とする請求項１に記載
   の画像記録装置。
3. 【請求項３】 前記転写定着手段の後に、該転写定着手
   段を通過したことによって上昇したベルトの温度を冷却
   するための冷却手段を有することを特徴とする請求項１
   に記載の画像記録装置。
4. 【請求項４】 前記転写定着手段は、前記ベルトが介装
   される一対のローラを有し、前記記録材が通過する時は
   両ローラが接し、それ以外の時は両ローラが前記ベルト
   から離れることを特徴とする請求項１に記載の画像記録
   装置。
5. 【請求項５】 前記転写定着手段の後に、前記ベルト上
   に付着している残留トナーおよび紙粉を除去するクリー
   ニング手段を有することを特徴とする請求項１に記載の
   画像記録装置。
6. 【請求項６】 前記現像手段は、かぶり回収用のローラ
   を有する現像槽を具備することを特徴とする請求項１に
   記載の画像記録装置。
7. 【請求項７】 前記現像手段から転写定着手段までの間
   において、前記ベルトの裏側に背面電極を有することを
   特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
8. 【請求項８】 前記転写定着装置から前記感光体に至る
   までの間に前記ベルト状記録媒体の除電を行う除電手段
   を有することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装
   置。
9. 【請求項９】 前記転写定着手段において、記録紙の裏
   面からトナーと逆極性のバイアスを印加することを特徴
   とする請求項１に記載の画像記録装置。
10. 【請求項１０】 前記ベルト状記録媒体の走行経路中に
    該記録媒体の蛇行を防止する蛇行防止装置を有すること
    を特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
11. 【請求項１１】 前記ベルト状記録媒体と前記感光体の
    接触性を向上させるためのガイドローラを有することを
    特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。