JPH0451072A - 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 本発明はプリン久　複写機などの画像形成装置に関すａ 従来の技術 従来のプリンタや複写機などの画像形成装置としてζよ
　例えば特開昭５８−２１４１７５号公報に示されてい
る電子写真方式を用いた装置が一般的であム 第５図く　この従来の画像形成装置の構成図を示も １０１は像担持体であり、ＡＩ　　（アルミニウム）等
よりなる導電性支持体上にセレン−テルル（Ｓｅ−Ｔｅ
）等よりなる光導電層を設けた感光体ドラムであも １０２は感光体ドラム１０１表面を均一帯電させるコロ
ナ帯電＠　　１０３は帯電された感光体ドラム１０１を
記録信号に応じて露光する半導体レーザ、ＬＥＤ　（発
光ダイオード）アレイ等の露光器であも １０４は静電潜像をトナーにより可視像化する現像ａ　
　１０５はトナー像を記録媒体１０６上に静電転写する
コロナ転写器　１０７は転写されたトナー像を加熱溶融
して記録媒体１０６上に定着する加熱定着器であム １０８は転写後も感光体ドラムＩ　’０１上に残留する
トナーを除去するクリーナであり、例えはブレード（金
入　ウレタンゴム等の弾性体）やファーブラシから構成
されていも 以上のように構成された従来の画像形成装置において１
よ ま哄　感光体ドラム１０１表面にコロナ帯電器１０２を
用いて電荷を付与し　均一に帯電させ、露光器１０３を
用いてこの帯電された感光体ドラム１０１を記録信号に
応じて露光し　静電潜像を形成すも 次へ　現像器１０４を用いてトナーによりこの静電潜像
を可視像化すも 感光体ドラム１０１上のトナー像Ｃ′Ｌ　　コロナ転写
器１０５を用いて記録媒体１０６上に静電気的に転写さ
れも 転写されたトナー像は加熱定着器１０７を用いて加熱さ
れ　トナーが溶融することにより記録媒体１０６上に定
着されも ここで、感光体ドラム１０１上のトナー像１よコロナ転
写では１００％記録媒体１０６上に転写されず、若干の
未転写トナーが残留す４　そこで、次の記録に進む前に
　感光体ドラム１０１上の残留トナーをクリーナ１０８
を用いて除去すムこのようにして、感光体ドラム１０１
　＋ｉ　　次の帯電・露光から始まる画像形成プロセス
へと進ａこの電子写真方式法　普通紙記録に加え　機能
分離による高速イし　高解像度化などの特長を有してい
も 発明が解決しようとする課題 しかしなか収　電子写真方式を用いた画像形成装置は　
一般にトナーを加熱溶融させて記録媒体上に定着させて
いるた敢　消費電力が大きいという課題を有していち　
例えば　記録速度が１５０ｍｍ／５（Ａ４、３０枚／分
相当）の場合、　トナー及び記録紙の熱容量を考慮して
、加熱定着に要するエネルギーを算出すると約７００Ｗ
となムこのエネルギーは高速化を進めるに連れてさらに
膨大となａ　また　加熱定着器自身も大型化するた八　
装置全体の大型化を招く。

そこで、本発明はかかる点に鑑へ　トナー像の記録媒体
への定着エネルギーを低減化し　装置全体の消費電力の
低減（［、惹いて（よ　画像記録の高速化を図り、しか
Ｌ　転写後も像担持体上に残留するトナーを完全に除去
し　画像形成装置の高画質化ならびに信頼性の向上を図
ることを目的とすム 課題を解決するための手段 上記目的を達成するた数　本発明は　像担持体と、前記
トナー像をこの像担持体上に形成する像形成手段と、前
記トナー像を低粘度化する溶媒を、前記像担持体上に形
成した前記トナー像に供給する溶媒供給手段と、低粘度
化した前記トナー像を記録媒体に圧着させて転写する転
写手段と前記像担持体の少なくとも表面を加熱する加熱
手段と像担持体上の残留トチ−を除去するクリーニング
手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置であム 作用 本発明は前記した構成により、まず、像担持体上に像形
成手段を用いてトナー像を形成すも　次ぎ艮　トナーを
低粘度化する溶媒を、溶媒供給手段を用いてこのトナー
像に供給し低粘度化させもそして、このトナー像を転写
手段を用いて記録媒体に圧着させ転写させも　転写され
たトナー像は記録媒体の繊維中に浸透Ｌ　　トナー内部
の溶媒が蒸発あるいは浸透乾燥することで定着され　最
終記録物が得られも したがって、従来の電子写真方式で用いられている加熱
定着とは異なり、溶媒によりトナーを低粘度化させて転
写・定着を行なうたへ　トナー像の定着エネルギーが低
減し　装置全体の消費電力の低減化が図れ　惹いて（友
　画像記録の高速化を図ることができも 但し　転写後Ｌ　像担持体上には若干の未転写トナーが
残留し　次の記録時における残像や地かぶり等の画質劣
化の原因となるた取　完全に除去する必要があム 先に説明した静電転写を用いる一般の電子写真方式でζ
よ　このような残留トナーは像担持体に対してクーロン
力等の静電気的な力で付着しており、ブレードやファー
ブラシ等を圧接することで容易に除去されも しかしなか社　本発明における残留トナー１よ溶媒によ
り低粘度化されており、像担持体表面に対して粘着した
状態にあるた八　像担持体との付着力が電子写真方式の
場合と比較して大きく、前記した通常のクリーニング方
法では十分に除去できなしも そこで、本発明では　この残留トナーを加熱手段により
加熱し　トナー内部の溶媒分を蒸発・乾燥させて除去し
た後、クリーニング手段を用いて除去すム したがって、溶媒による残留トナーと像担持体との粘着
性を除去し　付着力を緩和させた後にクリーニングを行
なうた数　残留トナーを完全に除去でき、残像や地かぶ
り等のない高画質な画像が提供でき、装置の信頼性も向
上する。

実施例 第１皿　第２図は　本発明の実施例における画像形成装
置の構成図を示すものであム 像担持体１１ＵＡＩ（アルミニウム）等からなるドラム
状の導電性支持体１１ａ上に　静電潜像を保持する誘電
体層１１ｂを設けてなる誘電体ドラムであり、矢印Ａの
方向に回転すム　誘電体層１１ｂとしては　例えば　ア
ルミニウムの陽極酸化皮膜に金属塩を含浸させたもへ　
または　フッ素系樹脂やシリコーン系樹脂など、静電潜
像の形成が可能なものであれば　耐擦性を考虜して自由
に選択できも 像形成手段（上　前記した像担持体１１上に静電潜像を
形成するイオン照射手段１２と、この静電潜像をトナー
により可視像化する現像手段１６とから構成されも イオン照射手段１２は　さらく　イオン発生部１３とイ
オン制御部１４とから構成されも　イオン発生には　コ
ロナ放電　沿面放電等の気中放電を利用することが望ま
しｔ、％　　第２図および第３図を用いて、コロナ放電
による例を詳しく説明すムイオン発生部１３（よ　略コ
の字形のシールドケース１３ａ内に　タングステン等か
らなるワイヤ１３ｂを架張させた　いわゆるコロナ放電
器であもイオン制御部１４（よ　薄板状の絶縁体１４ａ
＋、：。

記録するドツトに応じてイオンが通過するための貫通孔
１４ｄを直線状あるいは千鳥状に配置したものであり、
貫通孔１４ｄの上下にｉ′！、、各貫通孔１４ｄごとの
制御電極１４ｂ１　全ての貫通孔１４ｄに共通する制御
電極１４ｃがそれぞれ設けてあも　１５はイオン制御部
１４の制御電極１４ｂと１４ｃとの間に制御電圧を印加
する制御電圧印加手段であム　な耘　イオン照射手段１
２としては特表昭５７−５０１３４８号公報で開示され
ているような沿面放電を用いたものを用いてもよ（℃現
像手段１６ζ戴　例え（戴　磁気ブラシ現像器であって
、　トナーを担持・搬送する円筒上の現像スリーブ１６
ａ、現像スリーブ１６ａ内にあり前記トナーからなる磁
気ブラシを形成するためのマグネットローラ１６ｂ（以
下、マグローラ）、　トナーを貯蔵するホッパー１６ｃ
などから構成されａトナーζよ　例えば　磁性−成分ト
ナーであって、バインダ樹脂　カーボンブラッ久　磁性
詠　シリカ等の電荷制御剤などから構成されも 現像手段１６の現像スリーブ１６　ａ　ｉｔ　　像担持
体１１とわずかな間隙をもって保持されており、外部駆
動機構（図示せず）により回転駆動されもこの現像スリ
ーブ１６ａ表面には　ホッパー１６Ｃ内で−様な極性（
本実施例では（＋）極性）に摩擦帯電されたトナーカ丈
　トナー層厚規制手段（図示せず）により薄層化供給さ
れも　また　マグローラ１６ｂにより、現像位置でトナ
ーと像担持体１１とが接触するようへ　トナーからなる
磁気ブラシを形成すも 溶媒供給手段３０（よ　現像手段１６よりも像担持体１
１の進行方向下流側に配置され　トナーを低粘度化する
溶媒を、像担持体１１上のトナー像あるいは記録媒体２
２上に供給するものであ也転写手段３１（よ　溶媒供給
手段３０よりもさらに下流に位置し　像担持体１１に所
定の圧力で当接する圧着ローラから構成される 第４図ζ表　溶媒を記録媒体２２上に供給する場合の溶
媒供給手段３０について、詳細に示すものであ＆　　４
０は溶媒を記録媒体２２上に供給・塗布する溶媒塗布ロ
ーラ、　４１は溶媒塗布ローラ４０に溶媒を供給する溶
媒供給フェルト、４２は溶媒供給フェルト４１に溶媒を
供給・含浸させる溶媒供給パイプであａ　この溶媒供給
バイブ４２ζよポンプ４３を介して溶媒タンク４４と接
続していも な耘　本実施例で１よ　溶媒により低粘度化するトナー
組成分ζ友　バインダ樹脂であるとすも　また　溶媒と
しては　このバインダ樹脂を低粘度化するものを自由に
選択すればよｌ、％　　バインダ樹脂と溶媒との組合せ
の例としては　例えば　スチレン樹脂とトルエン、アク
リル樹脂とアセトン、エポキシ樹脂とジメチルエタン、
ステベライトとイソオクタン、ＰＶＡやＣＭＣ等の水溶
性樹脂と人などが挙げられも 加熱手段３２（よ　例えは　ハロゲンランプ、発熱抵抗
体などから構成され　像担持体１１外部から少なくとも
その表面を所定の温度に加熱するものであム また　クリーニング手段３３は　像担持体１１上の未転
写トナーを除去するものであり、例えば金属あるいはウ
レタン等の弾性体からなるブレード、ウェブシート、　
ファーブラシ等から構成され転写手段３１よりも像担持
体１１の進行方向下流側に配置されも ここて　加熱手段３２（友　転写手段３１とクリーング
手段３３との間に配置され　転写後も像担持体１１上に
残留するトナーをクリーニング前に加熱するものであム 以上のように構成された画像形成装置において、以下そ
の動作を説明すも （１）潜像形成 イオン照射手段１２のイオン発生部１３よりイオンを発
生させ、記録信号に応じて、イオン制御部１４により像
担持体１１に対するイオン照射の０Ｎ１０　Ｆ　Ｆを制
′ａｌ−記録部に対応する誘電体層１１ｂのみを帯電さ
せて静電潜像を順次形成すま哄　イオン発生部１３のタ
ングステンワイヤ１３ｂに　高電圧（−６０００Ｖ程度
）を印加することによりコロナ放電させ、イオン（ここ
では（−）極性）を発生させも 像担持体１１へのイオン照射の○Ｎ１０　Ｆ　Ｆζ戴制
御電圧印加手段１５を用いて、制御電極１４ｂおよび１
４ｃに印加する電圧により制御すム　例え（′Ｌ　像担
持体１１の導電性支持体１１ａは接地してＯＶとし　制
御電極１４ｅには一２００Ｖを常時印加しておマ（−）
イオンを誘電体層１１ｂ上に照射させない（イオン照射
−０ＦＦ）のときζ友　制御電極１４ｂはＯＶとし　上
下の制御電極間にワイヤ１３ｂと導電性支持体１１ａ間
の電界とは逆方向の電界を形成Ｌ　　、（−）イオンの
通過を阻止しておく。　（−）イオンを誘電体層１１ｂ
上に照射し静電潜像を形成する（イオン照射−〇Ｎ）の
ときに（よ　制御電極１４ｂに印加する電圧を一３００
Ｖとして、ワイヤ１３ｂと導電性支持体１１ａ間の電界
と順方向の電界を形成し　イオン流を通過させも このようにして、記録信号に応じてイオン制御部１４に
印加する電圧を制御し　像担持体１１上の誘電体層１１
ｂをイオン照射により（−）帯電させ、静電潜像を形成
すも （２）現像 現像手段１６の現像スリーブ１６ａを接地してＯＶとし
　像担持体１１上の（−）帯電した静電潜像との間に電
位差による電界を作り出すと、現像スリーブ１８ａ上の
（＋）帯電されたトナー１よ静電気的に現像スリーブ１
６ａから像担持体１１へと転移し　静電潜像を可視化現
像する。

（３）トナー像への溶媒供給 溶媒ζよ　ポンプ４３により溶媒タンク４４から溶媒供
給バイブ４２へと送られ　溶媒供給パイプ４２に設けた
複数個の孔を通じて、溶媒供給フェルト４１に含浸され
も　さらに　溶媒供給フェルト４１は溶媒塗布ローラ４
０に接しているた敦溶媒塗布ローラ４０の表面には溶媒
の液膜が塗布形成されも　記録媒体２２力丈　この溶媒
塗布ローラ４０と圧接することで、その表面に溶媒が供
給・塗布されム　な抵　前記した溶媒供給フェルト４１
を設けることにより、溶媒塗布ローラ４０に供給される
溶媒量の均一化を可能としていも（４）トナー像の転写
・定着 像担持体１１上に形成されたトナー像に対して、溶媒を
塗布した記録媒体２２を接触させることにより、　トナ
ー像を低粘度化させム　さら艮　圧着ローラ３１を用い
て像担持体１１と記録媒体２２とを圧着させることによ
り、　トナー像は記録媒体２２上に転写されも　この転
写と同時＆へ　トナー像は記録媒体２２の繊維中に入り
込、ｋ）ナー内部に含まれる溶媒が蒸発あるいは浸透乾
燥することで定着され　最終記録物が得られる。

ここで、例えは　トナーのバインダ樹脂としてＰＶＡ　
（ポリビニルアルコール）、溶媒量して純水を用いた場
合の実験結果について説明すもまず、記録媒体２２　（
複写機用の普通紙）上く溶媒を溶媒供給手段３０を用い
て約１０μｍ程度の塗布厚に均一に供給・塗布すム　次
に　この記録媒体２２を、像担持体１１上のトナー像に
対して、圧着ローラにより約１　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍの
押圧力で圧着させて搬送すム　すると、像担持体１１上
のトナー像は　記録媒体２２上へと十分に転写・定着さ
れる（転写効率８５％以上）。

したがって、　トナー像の記録媒体２２上への転写・定
着を、溶媒に対するトナーの低粘度化を利用して行なう
たぬ　従来の静電転写・加熱定着方式に比べ　定着に要
するエネルギーを極めて小さくすることができも （５）残留トナーの加熱乾燥 転写・定着後転　像担持体１１上には未転写トナーがわ
ずかに残留し　溶媒によって像担持体１１表面に粘着し
た状態にある。この粘着による残留トナーの付着力は　
電子写真方式の場合のような静電気的な付着力と比べて
太きいた八　前記した弾性体ブレード等のクリーニング
方法では十分に除去できなＬ％ そこで、加熱手段３２を用いて残留トナーを加熱し　そ
の溶媒性を蒸発・乾燥させも　すると、残留トナーの粘
着性が低減され　像担持体１１表面に対して緩やかに固
着した状態となって、像担持体１１への付着力が緩和さ
れム　これは　像担持体１１に対する溶媒の浸透性が記
録媒体２２等に比べて極めて小さく、残留トチ−が像担
持体１１表面に浸透乾燥・定着することがないためであ
ム 但し　固着による残留トナーの付着が、上　像担持体１
１の表面性に影響されも 例えば　像担持体１１表面の誘電体層として、撥液性に
優れたフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂等を用いた場合
　溶媒（特へ　水系溶媒）により低粘度化したトナーは
滴状に残留し　接触面積が小さくなるた敢　溶媒乾燥後
の付着力はきわめて小さくなも　しか囮　アルミニウム
の陽極酸化皮膜等の撥液性を有しない誘電体層を用いた
場合、低粘度化した残留トナーとの接触性がよく、溶媒
乾燥後に若干フィルミングした状態になり、接触面積が
大きくなるた数　付着力は前者に比べて大きくなも また　像担持体１１表面の平滑性を増すと、残留トナー
との接触面積が小さくなるたべ　溶媒乾燥後の付着力は
小さくなム 加えて、像担持体１１表面の誘電体層として、表面エネ
ルギーが小さく離型性に優れた材質（例え（′Ｌ　フッ
素系樹脂やシリコーン系樹脂）を用いると、溶媒乾燥後
の残留トナーの付着力はさらに小さくなム （６）像担持体のクリーニング 最後に　残留トナーはクリーニング手段３３を用いて除
去され　像担持体１１は次の画像記録に供されも　ここ
で、残留トナーは加熱手段３２により付着力が緩和され
ているた敢　金属あるいはウレタン等の弾性体からなる
ブレードあるいはウェブシートなどのクリーニング手段
３３により簡単に除去することが可能であも このとき、先に述べたよう３二　残留トナー乾燥後の固
着による付着が、Ｌ　像担持体１１の表面性（撥液法　
平滑法　離型性）によって異なるカミブレード材質、押
圧力等のクリーニング条件を、それぞれに応じて最適に
設定すれば　残留トナーは容易に除去されも したがって、転写後も像担持体１１上に残留するトナー
を加熱手段３２により加熱して、その溶媒分を蒸発・乾
燥させ、像担持体１１に対するトナーの粘着性を除去し
て付着力を緩和した檄　クリーニング手段３３を用いて
トナーを除去するた八　残留トナーを完全に除去でき、
残像や地かぶり等のない高画質な画像が提供でき、装置
の信頼性も向上すム な耘　実施例で（上　像担持体１１はドラム状に図示し
ため交　ベルト状等如何なる形状でもよ（℃また　現像
手段１６（よ　磁性−成分トナーを用いた磁気ブラシ現
像器としたが、非磁性−成分トナーあるいは磁性二成分
トナーを用いた現像器でもよ（℃　さら艮　絶縁性トナ
ーを摩擦帯電させて現像する方式を用いるとした方丈　
高解像度化および現像器の小型化を考慮して、導電性ト
ナーによる現像方式を用いてもよ（℃ さら置　記録媒体２２上に溶媒を供給・塗布するとした
バ　溶媒を超音波振動子等を用いてミスト状にし　トナ
ー像を担持した像担持体１１上に直接供給するような構
成としてもよ（℃加えて、加熱手段３２を転写手段３１
よりも像担持体１１の進行方向下流側に配置し　像担持
体１１外部からその表面を加熱するように図示した力ｔ
　像担持体１１内部あるいは表面層に設（す、像担持体
１１の一部あるいは全体を加熱するような構成としても
よ（℃ 発明の詳細 な説明したように　本発明によれば 従来の電子写真方式で用いられている加熱定着とは異な
り、溶媒によりトナー像を低粘度化させて転写・定着を
行なうたへ　トナー像の定着エネルギーが低減し　装置
全体の消費電力の低減化が図れ　惹いては　画像記録の
高速化を図ることができも また　転写後も像担持体上に残留するトナーを、加熱手
段を用いて加熱し　残留トナー中の溶媒分を蒸発・乾燥
させることにより、溶媒による像担持体への残留トナー
の粘着力を除去して付着力を緩和した後、クリーニング
手段を用いてトナーを除去するた取　残留トナーを完全
に除去でき、残像や地かぶり等のない高画質な画像が提
供でき、装置の信頼性も向上され　その実用的効果は太
きｂ〜

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である画像形成装置の構成図　
第２図及び第３図はその潜像形成手段であるイオン照射
手段の構成図および斜視医　第４図はその溶媒供給手段
の構成は　第５図は従来の電子写真方式を用いた画像形
成装置の構成図であも １１・・・像担持体　１２・・・イオン照射半没　１６
・・・現像手段　２２・・・記録媒体　３０・・・溶媒
供給手段、３１・・・圧着ローラ、　３２・・・加熱手
段　３３・・・クリーング手比 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名ＩＩ図 １＠　拒　ｆ！　停 イオ′／！１ｇ＠すＩ９ イオン全生部 イオン制御部 ｍｓ−＋段 現鳩スリーブ マう不・シト０−ラ ボ−）ｔＣ− 紀録媒伴 溶ｆｌｌ　併結４　ｔＱ 斤％ｏ−ラ ｒＪＯＭ−Ｊ投 クリ−＝ンクＪ峻 省　拐　１４ｔ４− 導電性支Ｈ停 論電停層 イオン斧射子段 イ　　４　　ン　　ｇ：　怪　部 シールドケース ワイヤ イオン靭卿部 １８縁捧 庫り　Ｎｌ！　　　偏ｉ　　（ｔ） ＩＩＩｌｌｌ！Ｉ′１ｆ１４ｆｆ（下」貫ｊ！ｔ　ｉ。 ＭＳｉｌｌ電圧印加号段 ＠　３　図 １鎗　拒　特　停 ＝ｚ　ｉｔ　　ｍ　　停 止　Ｓ　爪　絽　手　Ｉ９ ａ眉Ｏ−ラ 熔ｍ誉ｆＦＩＯ−ラ ５害螺俟昂）１ルト ５＠嬶供８１Ｖイブ ポンプ Ｎ謀タンク 第５図 イ４〕ノ！ｉ９脅（予Ｌ１ イオン９１怪却 シールドケース ワイヤ イオン隼目塑抑 に８縁括 Ｍｔｎｆｌｂ＜ｋ） 夢づ　簡り　　電　　−１（丁） ＩＩ赤几 竹叱捧ドラム フ０すＩＦＩｔｂ 素光器 ｆ９．１龜巴 コロナ転写ム に麓婢棒 ｒＪｎ鰺定璃晶 クリープ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体と、トナー像をこの像担持体上に形成す
   る像形成手段と、前記トナー像を低粘度化する溶媒を、
   前記像担持体上に形成した前記トナー像に供給する溶媒
   供給手段と、低粘度化した前記トナー像を記録媒体に圧
   着させて転写する転写手段と前記像担持体の少なくとも
   表面を加熱する加熱手段と像担持体上の残留トナーを除
   去するクリーニング手段とを備えたことを特徴とする画
   像形成装置。
2. （２）溶媒供給手段が、溶媒を保持した記録媒体である
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。