JPH03126960A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はプリンタや複写機等に用いられる画像形成装置
に関するものである。

（従来の技術） 従来、プリンタや複写機等において画像を形成する場合
、一般にカールソン方式による電子写真記録方法が用い
られている（電子写真技術曙「電子写真技術の基礎と応
用」（昭和６３年６月１５日コロナ社発行）　Ｐ２８．
４６．４７参照）。

第５図は上記カールソン方式による電子写真記録方法を
用いた画像形成装置の概念図である。

図において、光学手段によって読み取られた原稿上の像
は、まずコロナ放電器１のコロナ放電によって帯電され
た感光体ドラム２の露光装置３により露光され、靜ｉ！
潜像として形成される。この静電潜像は、現像装置４に
より現像された後、転写装置５によって記録媒体８上に
転写され、定着装置６により定着されて画像が形成され
るようになっている。

上記感光体ドラム２を繰り返し使用するため、転写後の
残留トナーはクリーニング装置７により清掃される。

しかしながら、上記従来の画像形成装置においては、静
電的な作用による転写プロセスを用いているため転写率
が悪く、転写後における感光体ドラム２上に残留トナー
をクリーニングするプロセスを必要とし、さらに、ここ
で回収されたトナーを廃棄する保守作業が必要である。

そして、トナーの廃棄の際に身体や衣類を汚したり装置
内外にトナーが飛散するなどの問題があった。

また、静電潜像を形成してから記録媒体８にトナー像を
定着させるまでのプロセスが多く、装置が複雑となるば
かりでなく大型になってしまうという問題がある。そこ
で、感光体ドラム２上のクリーニング装置が不要で、装
置を小型にすることができる画像形成装置が提供されて
いる。

第６図は感光体ドラム上のクリーニング装置を不要とし
た画像形成装置の概略構成図である。

図において、導電性支持体上に光導電層を設けて構成さ
れるドラム状の静電潜像担持体５０１が、図示しない駆
動手段により矢印方向に一定周速度で回転する。５０２
は無端状の被現像体であり、静電潜像担持体５０１　と
加圧ロール５０３間に張架されている。該被現像体５０
２は絶縁性の性質を有しフィルム状に形成され、静Ｎ潜
像担持体５０１　との摩擦力により矢印方向に移動する
。

次に上記構成の画像形成装置の動作について説明する。

初めに、静電潜像担持体５０１がその表面に対向して設
けられた帯電装置５０４を用いて一様均一に帯電される
。そして、帯電プロセスと露光プロセス間で被現像体５
０２は静電潜像担持体５０１に密着して等速度で移動す
る。

次に、露光装置５０５によって被現像体５０２を透過し
て画像信号に対応して光が静電層像担持体５０１に照射
され、静電潜像が形成される。

現像装置５０６は、静電潜像５０１に密着した被現像体
５０２に対向して配設され、トナー担持体５０７上にト
ナー５０８を吸着して矢印方向に搬送し、静電潜像担持
体５０１上に形成された静電潜像に対応して被現像体５
０２上に付着させる。この時、トナー担持体５０７と被
現像体５０２との空間には、静電潜像担持体５０１に形
成された静電潜像に伴う電気力線が被現像体５０２を貫
通して発生する。このため、トナー担持体５０７上の帯
電したトナー５０８は、静電気力により被現像体５０２
上に付着し、現像されトナー像が形成される。

その後、静電潜像担持体５０１　と分離した被現像体５
０２は加圧ロール５０３と発熱ロール５１０で構成され
る転写・定着部へ搬送される。トナー像が形成された被
現像体５０２と給紙カセット５１３から送紙ロール５１
６を介して送られた最終記録支持体５１４がここで重ね
られ、加熱、加圧される。発熱ロール５１０の熱が最終
記録支持体５１４を介して被現像体５０２上のトナー５
０８を溶融し、最終記録支持体５１４の繊維間に加圧作
用により浸透して転写と定着が同時に行われる。

上記方法によれば、トナー５０８は静電潜像担持体５０
１すなわち、感光体上に全く付着されないためクリーニ
ング装置が不要となる。また、転写は熱と圧力を用いて
行われるので、転写率が非常に高く、転写後の残留トナ
ーの量は極めて少なくなり、廃棄トナーの回収が実質上
不要で保守が容易になる。しかも、転写と定着を同時に
同一のプロセスで行うため、装置を小型化し簡素化する
ことができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の画像形成装置においては、静
電潜像担持体５０１１．：密着した被現像体５０２上に
静電潜像に対応するトナー像を形成した後、この被現像
体５０２上　のトナー像を最終記録支持体５１４上に転
写と同時に定着する際に、画像部に付着したトナー５０
８のほかに、非画像部に付着した「かぶり」と呼ばれる
トナーも同時に転写する。

この時の転写効率は従来の静電転写方式に比較して非常
に高いので、最終記録支持体５１４上の非画像部に付着
するかぶりトナー５０８が多く、下地が汚れて画像部と
非画像部のコントラストが悪くなるという画質上の問題
がある。

これを第７図を併用して説明する。

第７図は従来の装置における現像プロセスと転写・定着
プロセスを示す図、第７図（Ａ）と現像プロセスを示す
図、第７図（Ｂ）は転写・定着プロセスを示す図である
。

この現像プロセスにおいて、電荷が消去された部分にト
ナーを付着させる反転現像法を示しているが、電荷が残
留した部分にトナーを付着させる正規現像法にも適用す
ることができる。この現像装置５０６では、図示しない
帯電付与部材（例えば二成分現像方式ならキャリア粒子
であり、−成分方式なら１１！１１’帯電ブレード等が
これに相当する。）によりトナー５０８をプラスに帯電
させる。この実施例ではトナー５０８の電気極性はプラ
スが主極性となる。

しかしながら、図にも見られるように一部のトナー５０
８″は逆極性のマイナスに帯電する。これはキャリア、
ブレード等の摩擦帯電付与部材とトナー５０８とが十分
摩擦しないため、あるいはトナ−５０８相互間で摩擦が
行われ、一方はプラスに他方はマイナスに帯電するなど
の結果による。このようにトナー担持体５０９にプラス
のトナー５０８ととマイナスのトナー５０８′が付着し
た状態で被現像体５０２を現像すると、主極性のプラス
のトナー５０８は電荷が消去された画像部に静電気の作
用で付着するが、逆極性のマイナスのトナー５０８′は
電荷が残った非画像部に付着する。

そして、現像された被現像体５０２は転写・定着プロセ
スへ搬送され、ここで最終記録支持体５１４に重ねられ
、加熱、加圧が行われ画像部に付着したプラスのトナー
５０８と非画像部に付着したマイナスのトナー５０８′
とが最終記録支持体５１４に転写され、同時に定着され
る。したがって、最終記録支持体５１４に形成された画
像には非画像部に付着したトナー５０８’　（かぶり）
が極めて多く、画質の欠点となる。

本発明は、上記従来の画像形成装置の問題点を解決して
、非画像部へのトナー付着が少なく、下地がきれいでコ
ントラストが十分な画像を形成することができる画像形
成装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そのために、本発明の画体形成装置においては、静電潜
像が形成された静電潜像担持体を被うように密接して重
ねられた被現像体上に、静電潜像担持体上の静電潜像に
対応するトナー像を形成し、該トナー像と最終記録支持
体を重ねて最終記録支持体上に転写と同時に定着する画
像形成装置において、被現像体上の現像後の部分のトナ
ー像が形成される面倒に、トナー像とは非接触の状態で
逆極性トナー担持体、すなわちかぶりトナー除去ロール
が配設される。

また、被現像体の反対面側の逆極性トナー担持体に対応
する位置には、被現像体と接触し、上記逆極性トナー担
持体に対向するように対向！極が設けられる。

そして、上記対向電極が接地され、また逆極性トナー担
持体に逆極性トナーの電気極性とは逆側の電位が付与さ
れ、両者間に電気バイアスが印加される。

上記逆極性トナー担持体は、静電潜像担持体の導電性支
持体で構成してもよい。

（作用） 本発明によれば、上記のように被現像体上における現像
後の部分のトナー像形成面側に、トナー像とは非接触の
状態で逆極性トナー担持体を設け、被現像体の反対面側
の逆極性トナー担持体に対応する位置に、被現像体と接
触して対向電極を設け、上記逆極性トナー担持体と対向
電極間に電気バイアスを印加する。

この電気バイアスの印加によって発生する電界の作用で
逆極性トナーは逆極性トナー担持体に吸引されるため、
被現像体上の非画像部に付着したは完全に除去される。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の画像形成装置の画像形成ブロセスを示
す図、第１図（Ａ）は現像プロセスを示す図、第１図（
Ｂ）はかぶり除去プロセスを示す図、第１図（Ｃ）は転
写・定着プロセスを示す図である。

図において、現像装置１０６はトナー１０８をプラスに
帯電させ、被現像体１０２の画像部に付着させるが、中
にはマイナスに帯電するトナー１０８′　もあり、該ト
ナー１０８′は非画像部に付着する。

これを改善するために、第１図（Ｂ）に示すように現像
後、非画像部に付着したマイナスのトナー１０８′を除
去する手段が設けられる。すなわち、被現像体１０２の
トナー像が形成された面の側に、このトナー像とは非接
触の状態で逆極性トナー担持体、すなわちかぶりトナー
除去ロール１０９が設けられる。そして、対向面側には
、被現像体１０２に接触し、かつ上記かふりトナー除去
ロール１０９に対向する位置に対向電極としての対向電
極ロール１０１Ｃが設けられる。

該対向電極ロールｌ０ＩＣは接地し、かぶりトナー除去
ロール１０９には逆極性のトナー１０８′の電気極性と
は逆側の電位を付与する。このときの被現像体１０２と
かぶりトナー除去ロール１０９とのギャップは約１０−
５００μｍ１かふりトナー除去ロール１０９に付与する
電位１００〜１５００ｖが適当であり、ギャップ間の電
界を１０６シ／ｍ以上にすれば非画像部に付着したトナ
ー１０８′は静電的な作用で被現像体１０２とかぶりト
ナー除去ロール１０９間を飛翔して、かぶりトナー除去
ロール１０９に付着し、被現像体１０２上のかぶりを除
去することができる。

こうして、かぶりが除去された被現像体１０２は最終記
録支持体１１４と重ねられ、転写・定着プロセスにおい
て加熱、加圧され、トナー像は最終記録支持体１１４に
転写・定着される。これによって得られる最終記録支持
体１１４上のトナー像は、かぶりが極めて少なくコント
ラストの強い良好な画質を提供することができる。

第２図は本発明の実施例を示す画像形成装置の概略構成
図である。

図において、ドラム状に形成された静電潜像担持体１０
１が、図示しない駆動手段により矢印方向に一定周速度
で回転させられる。この静電潜像担持体１０１は、導電
性支持体１０１ａ上に光導電Ｎ　ｔｏｌｂを設けたもの
で、セレン感光体、有機系感光体、酸化亜鉛感光体、ア
モルファスシリコン感光体などいずれも使用することが
できる。本実施例では導電性支持体１０１ａ上に光導電
層１０１ｂとして１を荷輸送層と電荷発生層を順に積層
したプラス帯電有機系感光体を用いている。

１０２は無端状の被現像体であり、この被現像体１０２
は静電潜像担持体１０１、加圧ロール１０３及び引張り
ロール１１］　に張架されている。被現像体１０２は静
電潜像担持体１０１の摩擦力により矢印方向に移動する
。そして、被現像体１０２が静電潜像担持体１０１　と
同速度で移動するように、引張りロール１１１に図示し
ない張力機構を作用させ、被現像体１０２に適度な張力
を働かせている。

ここで用いる被現像体１０２は、露光の際の光源の波長
に適応した透光性と、現像の際の絶縁性と、転写・定着
の際の耐熱性が必要となり、これらを考慮してポリエス
テルポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサ
ルフォン、ポリエーテルエーテルケトン等の材料を用い
たフィルムが用いられる。

次に、この実施例における画像形成プロセスについて説
明する。

初めに、静電層像担持体１０１はその表面に対向して設
けられた帯電手段としての帯電装置１０４により一様均
−に帯電される。帯電装置１０４には一般的に図示され
るようなコロナ帯電器が用いられるが、ブラシ帯電器な
ども利用することができる。

この帯電プロセスと次の露光プロセス間で被現像体１０
２は静電潜像担持体１０１　と密着する横取になってい
る。

露光プロセスでは、露光手段としての露光装置１０５が
被現像体１０２を介して静電潜像担持体１０１に画像信
号に対応した光を照射し、静電潜像が形成される。露光
装置には、ここで用いたＬＥＤアレイとセルフォンクレ
ンズ（商品名）を組み合わせたもののほかに、レーザと
作像光学系を組み合わせたものなどいずれも利用するこ
とができる。

次に、現像装置１０６が静電層像担持体１０１を被うよ
うに密接して重ねられた被現像体１０２に対向して設け
られており、この現像装置１０６はトナー−担持体１（
１７上にトナー１０Ｂを吸着して矢印方向に搬送し、静
電潜像に密着した被現像体１０２上に現像する。本実施
例では反転現像が利用され、静電潜像１０１の導電性支
持体１０１ａとトナー担持体１０マ間にはバイアス電位
が印加される。

このような構成により、トナー担持体１０７と被現像体
１０２の空間には、被現像体１０２を貫通して静電潜像
担持体１０１に形成された静電潜像に伴う電気力線が発
生する。このため、トナー担持体１０７上の帯電したト
ナー＋０８は、静電気力により被現像体＋０２上に付着
し、現像されてトナー像が形成される。現像装置には二
成分磁気ブラシ現像器、−成分磁気ブラシ現像器、−成
分非磁性現像器などいずれも利用することができる。

上記静電潜像担持体ｉ０１に密接して被現像体１０２上
の現像後の部分に、微小なギヤノブを設けてかぶりトナ
ー除去手段、すなわちかぶりトナー除去ロール１０９が
設けられる。このかぶりトナー除去去ロール１０９は導
電性の支持体、又はそれに薄層の絶縁層をコートしたも
のなどを用いることができる。

このかぶりトナー除去ロール１０９にはプラス高電位が
印加され、そして本実施例では静電潜像担持体１０１の
導電性支持体１０１ａが上記対向電極ロール１０１ｃ　
（第１図）の役割を担う。ここで、被現像体１０２上の
非画像部に付着したマイナスのトナー１０８′は静電気
の作用でかふりトナー除去ロール１０９に吸引される。

かぶりトナー除去ロール１０９に付着したトナー１０８
　’　はかぶりトナー除去ロール１０９に一端を接触し
て設けである掻き落としスクレーパ１１０により掻き落
とされ、かぶりトナー収容槽１２２内に収納される。

静電潜像担持体１０１　と被現像体１０２が分離する分
には、ＡＣコロナ帯電器１１２が設けられていて、被現
像体１０２上の電荷を除去し、分離する際の放電により
発生するトナー像の乱れを防止する。

その後、静電潜像担持体１０１　と分離した被現像体１
０２は、加圧ロール１０３と発熱ロール１１３でｔｉ威
される転写・定着部へ搬送される。

一方、紙カセット１２０に収容された最終記録支持体１
１４は、給紙ロール１１５を介して取り出され、回転が
停止された送紙ロール１１６に送られてスキューが矯正
される。この時、送紙ロール１１６が起動し、最終記録
支持体１１４は転写・定着部へ送られ、トナー像が形成
された被現像体１０２と重ねられ、加熱、加圧される。

発熱ロール１１３の熱は、最終記録支持体１１４を伝達
して被現像体１０２上のトナーを熔融し、最終記録支持
体１１４の繊維間に加圧作用により浸透して、転写と定
着が同時に行われる。転写・定着された最終記録支持体
１１４は排紙ロール１１７により装置の外部へ送出され
る。

一方、転写・定着後の被現像体１０２にはわずかなトナ
ー１０８が残留する場合があるが、加圧ローラ１０３上
の被現像体１０２を圧接するように設けられた定着クリ
ーナ１１８により除去される。このときのトナー１０８
はまだ定着部における７１ｊ融状態が続いているので容
易に除去することができる。

一方、静電潜像担持体１０１　は現像プロセス後被現像
体１０２と分離し、除電手段である除電ランプ１１９に
より全面に光が照射され、残留電荷が除去される。こう
して、静電潜像（旦持体１０１は繰り返し利用される。

第３図は本発明の第２の実施例を示す画像形成装置の概
略構成図である。

この実施例においては、かぶりトナー除去ロール１０９
は被現像体１０２が静電潜像担持体１０１　と分離した
あとの位置に設けられる。この場合、被現像体１０２上
のトナー像の反対側に、被現像体１０２と接触して対向
電極ロール１２１が設けられる。

第４図は本発明の第３の実施例を示す画像形成装置の概
略構成図である。

この実施例においては、被現像体２０２が第１の実施例
とは異なり無端状でなく有端形状であって、供給ロール
２０３から巻取りロール２０４に送られ回収される構成
となっている。ここで用いる被現像体２０２は第１の実
施例で用いられたものを同様に用いることができる。こ
こでは、被現像体２０２は経済性を考慮したポリエステ
ルフィルムが用いられる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、静１ｔ′
ｆｔｌ像担持体と被現像体が一部を接触する構成で静！
潜像が形成された静電潜像担持体上に密着した被現像体
上に現像し、このトナー像が形成された被現像体上の非
画像部に付着した逆極性のトナーを除去することができ
るので、最終記録支持体上に形成された画像は非画像部
へのトナーの付着が極めて少なく、下地がきれいで画像
部に付着したトナー像とのコントラストが極めて強くな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の画像形成プロセスを示
す図、第１図（Ａ）は現像プロセスを示す図、第１図（
Ｂ）はかぶり除去プロセスを示す図、第１図（Ｃ）は転
写・定着プロセスを示す図、第２図は本発明の実施例を
示す画像形成装置の概略構成図、第３図は本発明の第２
の実施例を示す画像形成装置の概略構成図、第４図は本
発明の第３の実施例を示す画像形成装置の概略構成図、
第５図はカールソン方式による電子写真記録方法を用い
た画像形成装置の概念図、第６図は感光体上のクリーニ
ング装置を不要とした画像形成装置の概略構成図、第７
図゛は従来の装置における現像プロセスと転写・定着プ
ロセスを示す図、第７図（Ａ）は現像プロセスを示す図
、第７図（Ｂ）は転写・定着プロセスを示す図である。 １０１．５０１・・・静電潜像担持体、１０１ｃ・・・
対向電極ロール、１０２，２０２．５０２・・・被現像
体、１０４，５０４・・・帯電装置、１０８，１０８　
’　、５０８，５０８’・・・トナー、１０９・・・か
ぶりトナー除去ロール、１１４・・・最終記録支持体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　静電潜像が形成された静電潜像担持体を被うように密
   接して重ねられた被現像体上に、静電潜像担持体上の静
   電潜像に対応するトナー像を形成し、該トナー像と最終
   記録支持体を重ねて最終記録支持体上に転写と同時に定
   着する画像形成装置において、 （ａ）被現像体上における現像後の部分のトナー像形成
   面側に、トナー像とは非接触の状態で逆極性トナー担持
   体を設け、 （ｂ）被現像体の反対面側の逆極性トナー担持体に対応
   する位置に、被現像体と接触して対向電極を設け、 （ｃ）上記逆極性トナー担持体と対向電極間に電気バイ
   アスを印加して、電界の作用で被現像体上の非画像部に
   付着した逆極性トナーを逆極性トナー担持体に吸引し除
   去することを特徴とする画像形成装置。