JPH07199688A

JPH07199688A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07199688A
Application number: JP5351581A
Authority: JP
Inventors: Takeo Yamamoto; 武男山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】記録材上の未定着トナーが定着飛散りを起こす
ことを防止する。【構成】現像装置５等によって感光ドラム１上にトナー
像を形成する。電源１１により転写ローラ６にバイアス
を印加し、記録材Ｐ裏面にトナーと逆極性の電荷を付与
して、感光ドラム１上のトナー像を記録材Ｐ上に転写す
る。現像装置５にトナー補補給した直後や電源投入直後
には、トナーの電荷量が十分でないため、記録材Ｐによ
るトナー保持力が弱い。このため定着装置１５によって
加熱すると、記録材Ｐ中の水分の蒸発による風によっ
て、記録材Ｐ上のトナーが乱れて定着飛散りを発生しが
ちとなる。トナー補給直後等の画像形成時に限り、転写
ローラ６に印加するバイアスを高くして、トナーの保持
力を増加させて、定着飛散りを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、レーザビーム
プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体
上に形成したトナー像を記録材に転写した後、記録材上
のトナー像を加熱加圧して定着する画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電子写真方式あるいは静電
記録方式の画像形成装置における一般的な画像形成は、
感光体や誘電体等の像担持体上に潜像を形成する潜像形
成プロセス、潜像に現像剤（以下適宜「トナー」とい
う。）を付着させる現像プロセス、トナー像（可視画
像）を記録材に転写する転写プロセス、未定着トナー像
を加熱加圧して記録材上に定着する定着プロセス等の一
連のプロセスによって行われる。

【０００３】このような画像形成装置の一例を、図１の
概略図に示す。画像形成装置は、矢印Ｒ１方向に回転駆
動される感光ドラム（像担持体）１を備えている。感光
ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、感光
ドラム１表面を均一に帯電する一次帯電装置２、感光ド
ラム１上に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手
段３、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形
成する現像装置５、感光ドラム１上のトナー像を記録材
Ｐに転写するための転写装置６、トナー像転写後の感光
ドラム１上の残留トナーを除去するクリーナ７、感光ド
ラム１表面を初期化する除電器（除電ランプ）９等が配
設されている。また、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ１方
向）についての感光ドラム１の下流側には、記録材Ｐの
裏面の電荷を除去する除電部材１６、トナー像転写後の
記録材Ｐを搬送する搬送装置１３、記録材Ｐ上の未定着
トナー像を定着させる定着装置１５等が配設されてい
る。

【０００４】上述の感光ドラム１は、アルミニウム、鉄
等からなる導電性基体層１ｂと、その外周面を被覆する
例えば有機光導電体からなる光導電層１ａとを基本構成
層とするドラム型の電子写真感光体であり、その支軸１
ｃを中心に同図矢印Ｒ１方向に所定の周速度をもって回
転駆動される。なお、導電性基体層１ｂは接地されてい
る。

【０００５】また、転写装置６は、芯金となる金属ロー
ラ等の導電体ローラ６ａと、その外周面に形成した円筒
状の導電層６ｂとから構成されている。転写装置６は、
導電体ローラ６ａの両端部を図示しない軸受部材にて回
転自在に軸支されるとともに、感光ドラム１と平行に配
置され、不図示のスプリング等の押圧手段によって感光
ドラム１方向に所定の押圧力で押圧されている。これに
より、転写装置６は、外側の導電層６ｂが感光ドラム１
に圧接されて感光ドラム１との間に、記録材Ｐを挟持搬
送する転写ニップ部Ｎを形成し、記録材Ｐがこの転写ニ
ップ部Ｎに給紙された際に、導電層６ｂが記録材Ｐの裏
面に接触し、記録材Ｐの矢印Ｋ１方向の搬送に伴い矢印
Ｒ６方向に従動回転するようになっている。さらに転写
装置６の導電体ローラ６ａには電源１１が接続されてお
り、転写装置６は、この電源１１によって所定のバイア
ス電圧が印加され、記録材Ｐの裏面にトナーと逆極性の
電荷を直接付与することによって、感光ドラム１上のト
ナー像を記録材Ｐ表面に転写するようになっている。な
お、上述の接触帯電式の帯電装置２および転写装置６
は、導電体ローラ２ｃ、６ａにギアを取り付け、モータ
等の駆動手段により強制駆動するようにしてもよい。

【０００６】次に、上述構成の画像形成装置の画像形成
プロセスについて簡単に説明する。感光ドラム１表面
は、接触帯電式の一次帯電装置２によって均一に帯電さ
れた後、例えばレーザスキャナ、スリット露光手段等の
露光手段３からの画像情報に応じた走査光により露光を
受け、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装
置５の現像容器５ｂ内に収納され現像スリーブ５ａ表面
に層状に担持された現像剤によって現像され、トナー像
となる。感光ドラム１上のトナー像は、不図示の給紙機
構によって感光ドラム１と転写装置６との間の転写ニッ
プ部Ｎに供給された記録材Ｐの表面に、転写装置６の作
用によって転写される。その後記録材Ｐは、感光ドラム
１から分離されて搬送装置１３により定着装置１５に送
られ、転写画像が定着され、所望のプリント画像が形成
されて画像形成装置本体外部に排出される。一方、感光
ドラム１は、そのまま回転を続け、表面に付着している
残留トナー等の付着物がクリーナ７によって除去され、
さらに除電器９によって除電されて初期化され、次の画
像形成プロセスに供される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術によると、現像装置５に対するトナー補給直
後あるいは電源投入直後の画像形成においては、しばら
くの間、前記定着装置１５において、記録材Ｐ上のトナ
ー像が吹き飛び、定着像が乱れるという問題が発生する
ことがあった。

【０００８】このトナー像の乱れは、記録材Ｐが定着装
置１５に搬入された際、記録材Ｐに含有されていた水分
が温められて水蒸気となって蒸発する際に風が発生し、
この風によって、記録材Ｐ上の未定着トナーが吹き飛ば
されることに起因するものであり、特に、トナー（現像
剤）補給後や電源投入後のトナーの電荷量が所定の値に
安定するまでの間に生じやすい。すなわち、トナーの電
荷量が安定していないとき、特に電荷量が低いときに
は、記録材Ｐ上へのトナーの付着力、及びトナー相互の
吸着力が弱いため、前記水蒸気により、記録材Ｐ上のト
ナー像が簡単に吹き飛ばされ乱れてしまうという現象
（以下「定着飛散り」という。）が発生する。定着飛散
りの多寡は、トナー補給直後や電源投入直後とは別に、
環境によっても左右される。定着飛散りは、湿度が高い
環境、すなわち記録材Ｐ中の水分が多い場合にも生じや
すい現象である。

【０００９】そこで、本発明は、トナーの電荷量の不安
定時における定着飛散りを抑制するようにした画像形成
装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、潜像形成装置、現像装置に
よって像担持体上に帯電トナーによるトナー像を形成
し、転写部材を介して記録材裏面に転写用電荷を付与す
ることにより前記像担持体上のトナー像を前記記録材表
面に転写し、定着装置の加熱加圧によって前記記録材上
のトナー像を定着する画像形成装置において、前記現像
装置のトナー補給後、または電源投入後の所定枚数の記
録材に対し、記録材裏面の電荷を調整することによりト
ナーの電荷保持力を増加させる保持力増加手段を有す
る、ことを特徴とする。

【００１１】また、潜像形成装置、現像装置によって像
担持体上に帯電トナーによるトナー像を形成し、転写部
材を介して記録材裏面に転写用電荷を付与することによ
り前記像担持体上のトナー像を前記記録材表面に転写
し、定着装置の加熱加圧によって前記記録材上のトナー
像を定着する画像形成装置において、前記現像装置のト
ナー補給後、または電源投入後の所定枚数の記録材に対
し、トナー相互、及びトナーと記録材表面との機械的結
合力を増加させる結合力増加手段を有することを特徴と
する。

【００１２】前記保持力増加手段が、前記転写部材であ
り、該転写部材に印加する転写バイアスを増加させるこ
とができる。

【００１３】この場合、前記転写部材を、前記像担持体
に所定圧で接触する接触帯電部材としたり、前記接触帯
電部材を、円筒状の抵抗体を有する転写ローラとしたり
してもよい。

【００１４】前記保持力増加手段が、前記記録材裏面の
電荷を除去する除電部材であり、該除電部材に印加する
除電バイアスを低減させるものであってもよい。

【００１５】さらに、前記保持力増加手段が、前記トナ
ー像転写後の記録材を前記定着装置へと担持搬送する搬
送部材であり、該搬送部材に前記記録材表面のトナーと
逆極性のバイアスを印加するようにしてもよい。

【００１６】前記結合力増加手段が、前記像担持体に所
定圧で当接する転写ローラであり、該転写ローラの前記
像担持体への当接圧を増加させるものであってもよい。

【００１７】前記結合力増加手段が、前記像担持体に所
定圧で当接する転写ローラであり、該転写ローラの周速
と前記像担持体の周速との間に速度差を設けるようにし
てもよい。

【００１８】

【作用】以上構成に基づき、記録材表面に転写された未
定着のトナー像を、保持力増加手段あるいは結合力増加
手段によって、強い力で担持することができる。したが
って、加熱定着時に記録材中の水分の蒸発に基づく風が
発生しても、この風によってトナー像が乱れることがな
い。

【００１９】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。〈実施例１〉図１に、本発明に係る画像形成装置の像担
持体近傍の概略を示す。このものは、電子写真方式の画
像形成装置であって、後述のように、像担持体を帯電す
るための帯電装置、及び像担持体上のトナー像を記録材
に転写するための転写装置はいずれも接触帯電式のもの
を使用している。

【００２０】この画像形成装置は、像担持体として、不
図示の画像形成装置本体（以下単に「装置本体」とい
う。）によって回動自在に支持された感光ドラム１を備
えている。感光ドラム１は、アルミニウム等の導電性基
体１ｂと、その外周に形成された光導電層１ａを基本構
成とする円筒状の電子写真感光体である。その中心には
支軸１ｃを有し、この支軸１ｃを中心として矢印Ｒ１方
向に、不図示の駆動手段によって回転駆動されるように
なっている。

【００２１】感光ドラム１の上方には、一次帯電装置２
が配置されている。一次帯電装置２は、感光ドラム１表
面に接してこの表面を所定の極性、電位に一様均一に帯
電するものであり、全体としてローラ状に構成されてい
る（以下「帯電ローラ２」という。）帯電ローラ２は、
中心に配置された導電体ローラ（芯金）２ｃと、その外
周に形成された導電層２ｂと、さらにその外周に形成さ
れた抵抗層２ａ₂ 、２ａ₁ とからなり、芯金２ｃの両端
部が不図示の軸受部材によって回転自在に支持されると
ともに、感光ドラム１に対して平行に配置されている。
こられ両端部の軸受部材は不図示の押圧手段によって感
光ドラム１向けて付勢されており、これにより、帯電ロ
ーラ２表面の抵抗層２ａ₁ は、感光ドラム１表面に所定
の押圧力を持って圧接されている。帯電ローラ２は、感
光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向
に従動回転する。帯電ローラ２の芯金２ｃには、電源１
０に接続された電気接触子１０ａが接触されている。帯
電ローラ２は、電源１０によってバイアス電圧が印加さ
れ、これにより、感光ドラム１表面を一様均一に接触帯
電するようになっている。

【００２２】感光ドラム１の回転方向についての帯電ロ
ーラ２の下流側には、露光手段３が配設されている。露
光手段３は、例えば原稿画像をスリット露光し、この露
光によって感光ドラム１表面に画像情報に応じた静電潜
像を形成するものである。

【００２３】露光手段３の下流側に配置された現像装置
５は、トナーを収納する現像容器５ｂと、トナーを静電
潜像に付着させる現像スリーブ５ａとを有する現像装置
５が配置されている。現像容器５ｂ内のトナーは、現像
スリーブ５ａ表面に所定の厚さで塗布され現像スリーブ
５ａの矢印Ｒ５方向の回転によって担持され、感光ドラ
ム１表面に対向する現像位置において、トナーが現像ス
リーブ５ａから感光ドラム１上に転移し、感光ドラム１
上の静電潜像に付着されるようになっている。静電潜像
はトナーが付着されて可視像（トナー像）となる。な
お、トナーは所定の極性に帯電されている。

【００２４】現像装置５の下流側の感光ドラム１の下方
には、ローラ状の転写装置６（以下「転写ローラ６」と
いう。）が配設されている。転写ローラ６は、電源１１
に接続された導電体ローラ（芯金）６ａと、その外周面
に円筒状に形成された導電層６ｂとによって構成されて
いる。転写ローラ６は、感光ドラム１に平行に配置され
るとともに、芯金６ａの両端部が不図示の軸受部材によ
って矢印Ｒ６方向に回転自在に支持されている。この軸
受部材は不図示のスプリング等の押圧部材によって感光
ドラム１に向けて付勢されており、これにより転写ロー
ラ６の導電層６ｂは、所定の押圧力で感光ドラム１表面
に圧接され、感光ドラム１と転写ローラ６との間には転
写ニップ部Ｎが形成される。転写ニップ部Ｎには、不図
示の給紙機構によって矢印Ｋ１方向に搬送された記録材
Ｐが、感光ドラム１の回転と同期をとって供給される。
記録材Ｐは、転写ニップ部Ｎにて挟持搬送されることに
なるが、この際、表面側が感光ドラム１に、また裏面側
が転写ローラ６に接する。この通過の際、記録材Ｐの裏
面には、電源１１によってトナーの極性と逆極性のバイ
アス電圧が印加され、これによって感光ドラム１上のト
ナー像が記録材Ｐ表面に転写される。

【００２５】トナー像の転写を受けた記録材Ｐは、感光
ドラム１から分離されて、搬送装置１３により定着装置
１５に搬送され、ここでトナー像が定着された後、最終
的なコピーとして装置本体外部に排出される。なお、多
重複写、両面複写の場合には再搬送手段を介して、再
度、感光ドラム１をはじめとする画像形成部に送られ
る。

【００２６】像転写後の感光ドラム１は、クリーナ７に
よって残留トナー等の付着物が除去され、さらに除電器
９により除電された後、次の画像形成プロセスに供され
る。

【００２７】上述の構成において、転写ローラ６の導電
層６ｂとして、その抵抗値が１０⁷〜１０¹⁰Ω・cm程度
になるように、単泡性あるいは連泡性のＥＰＤＭ、ＳＢ
Ｒ、ＢＲ等をローラ径２０ｍｍ、長さ３０ｍｍ程度に加
工したものを用いた。

【００２８】上述のように、画像形成を行ったところ、
湿度７０％の環境において、トナー補給後１００枚、及
び電源投入後５枚程度の間、定着飛散りの現象が発生し
た。

【００２９】図２に、湿度７０％の環境下において、ト
ナー補給直後の記録材Ｐに対する画像形成枚数（枚）
と、トナー電荷量（μＣ／ｇ）との関係を示す。また図
３には、同じく湿度７０％の環境下において、電源投入
直後の記録材Ｐに対する画像形成枚数（枚）と、トナー
電荷量（μＣ／ｇ）との関係を示す。これらの関係に基
づき、トナーの電荷量が安定するまでの間、すなわちト
ナー補給後は１５０枚の記録材Ｐに対し、また、電源投
入後は１０枚の記録材Ｐに対して、保持力増加手段とし
ての転写ローラ６に電源１１によって印加する転写バイ
アスを所定の値より０．５ｋＶ増加させて画像形成を行
ったところ、定着飛散りのない適正な画像を得ることが
できた。

【００３０】なお、所定の枚数の画像形成終了後は、感
光ドラム１へのダメージを低減させるため転写バイアス
は所定の値に戻すことで、感光ドラム１の寿命を保証す
ることもできる。〈実施例２〉本実施例は、転写バイアスを増加させる代
わりに、保持力増加手段としての除電針１６に印加する
電源１２のバイアス電圧を０．５ｋＶ減少させて、記録
材Ｐ裏面の電荷量を見かけ上増加させることにより、定
着飛散りを防止することができた。本実施例によると、
転写バイアスを増加させる必要がないので、感光ドラム
１へのダメージを実施例１に比べさらに低減することが
できる。〈実施例３〉本実施例では、所定の枚数の間、抵抗値１
０⁴ 〜１０⁶ Ω・cmの導電性ゴムで形成された搬送ベル
ト（保持力増加手段）１３に、電源１４によりトナーと
逆極性のバイアス（ここでは−１ｋＶ）を印加すること
で、記録材Ｐ裏面に電荷を与え、定着飛散りを防止する
ことができた。また、所定枚数以降は汚れを防止するた
めバイアスをＯＦＦする。実施例１、実施例２において
は、転写バイアスを上昇、あるいは除電バイアスを低減
させることにより、薄紙等のコシの弱い記録材Ｐに画像
形成を行う際分離不良を生じることもあったが、本実施
例においては、どのような記録材Ｐに対しても常に定着
飛散り及び分離不良のない適正な画像を得ることができ
た。〈実施例４〉本実施例においては、所定の枚数の間、転
写ローラ（結合力増加手段）６の感光ドラム１への当接
圧を通常時の５０ｇから２００ｇに増加させることで、
記録材Ｐ上のトナー同士及び記録材Ｐへの機械的付着力
を増加させることででき、定着飛散りを防止することが
できた。所定の枚数以降は、感光ドラム１への機械的ダ
メージを防ぐため、通常の当接圧５０ｇに戻す。本実施
例は、他の実施例に比べ電源を必要としないため、安全
かつ低コストで実現できる。〈実施例５〉本実施例においては、所定の枚数の間、感
光ドラム１の周速ｖ₁ と、転写ローラ（結合力増加手
段）６の周速ｖ₆ （＝記録材Ｐの搬送速度）との間に速
度差（本実施例では１％、またｖ₁ ＜Ｖ₆ ）を設けるこ
とにより、感光ドラム１表面上のトナーを擦り付けるよ
うにして記録材Ｐ表面に転写することで、記録材Ｐへの
トナー及びトナー相互の機械的付着力を増加させ、これ
により、定着飛散りを防止するようにしている。所定の
枚数以降は感光ドラム１への機械的ダメージを防ぐた
め、感光ドラム１の周速と転写ローラ６の周速とを等し
くして通常の速度差なしに戻す。

【００３１】実施例４においては、所定の枚数の間、厚
さｄの厚いコシの強い記録材Ｐ、例えばハガキなどに画
像形成しようとすると、黒ベタの中心部にほとんどトナ
ーが転写されない、いわゆる中抜けという現象が発生し
てしまったが、本実施例では、どのような記録材Ｐに対
しても、中抜け及び定着飛散りのない適正な画像を得る
ことができた。

【００３２】上述の実施例１ないし実施例５において
は、それぞれの実施例を単独で適用した場合について説
明しているが、必要に応じまたは定着飛散り防止性能を
向上させるために、これらを適宜に組み合わせて適用し
てもよいのはもちろんである。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
現像剤（トナー）補給後、または電源投入後の所定枚数
の記録材に対し、保持力増加手段によって記録材表面に
担持するトナーの保持力を増加させる、または結合力増
加手段によってトナー相互及びトナーと記録材との結合
力を増加させることにより、定着時の記録材からの水分
の蒸発に基づく風によってトナー像が乱れて定着飛び散
りが発生することを有効に防止し、良好な画像を形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１ないし実施例５の画像形成装置の概略
構成を示す縦断面図。

【図２】トナー補給後の記録材の画像形成枚数とトナー
電荷量との関係を示す図。

【図３】電源投入後の記録材の画像形成枚数とトナー電
荷量との関係を示す図。

【符号の説明】

１像担持体（感光ドラム）２潜像形成装置（帯電装置）３潜像形成装置（露光手段）５現像装置６転写部材（転写ローラ）７クリーナ１３搬送装置１５定着装置１６除電部材Ｐ記録材ｖ₁ 感光ドラムの周速ｖ₆ 転写ローラの周速

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像形成装置、現像装置によって像担持
体上に帯電トナーによるトナー像を形成し、転写部材を
介して記録材裏面に転写用電荷を付与することにより前
記像担持体上のトナー像を前記記録材表面に転写し、定
着装置の加熱加圧によって前記記録材上のトナー像を定
着する画像形成装置において、前記現像装置のトナー補給後、または電源投入後の所定
枚数の記録材に対し、記録材裏面の電荷を調整すること
によりトナーの電荷保持力を増加させる保持力増加手段
を有する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】潜像形成装置、現像装置によって像担持
体上に帯電トナーによるトナー像を形成し、転写部材を
介して記録材裏面に転写用電荷を付与することにより前
記像担持体上のトナー像を前記記録材表面に転写し、定
着装置の加熱加圧によって前記記録材上のトナー像を定
着する画像形成装置において、前記現像装置のトナー補給後、または電源投入後の所定
枚数の記録材に対し、トナー相互、及びトナーと記録材
表面との機械的結合力を増加させる結合力増加手段を有
する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記保持力増加手段が、前記転写部材で
あり、該転写部材に印加する転写バイアスを増加させ
る、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記転写部材が、前記像担持体に所定圧
で接触する接触帯電部材である、ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記接触帯電部材が、円筒状の抵抗体を
有する転写ローラである、ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記保持力増加手段が、前記記録材裏面
の電荷を除去する除電部材であり、該除電部材に印加す
る除電バイアスを低減させる、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】前記保持力増加手段が、前記トナー像転
写後の記録材を前記定着装置へと担持搬送する搬送部材
であり、該搬送部材に前記記録材表面のトナーと逆極性
のバイアスを印加する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】前記結合力増加手段が、前記像担持体に
所定圧で当接する転写ローラであり、該転写ローラの前
記像担持体への当接圧を増加させる、ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項９】前記結合力増加手段が、前記像担持体に
所定圧で当接する転写ローラであり、該転写ローラの周
速と前記像担持体の周速との間に速度差を設ける、ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。