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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−174857
公開日 平成11年(1999)7月2日
出願番号 特願平9−362675
出願日 平成9年(1997)12月12日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 幸雄
発明者 花田 真二
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 反転現像方式・転写方式の画像形成装置に於いて、現像手段で反転現像された像担持体上の潜像形成領域のトナー像部分外の非画像領域であって、トナー像に対して所定間隔離れた領域部分を、現像手段と転写手段の間位置において除電する除電手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 前記の所定間隔は100μm以上であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】 前記除電手段が光照射手段であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
【請求項4】 前記除電手段としての光照射手段がデジタル露光手段であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
【請求項5】 前記デジタル露光手段がレーザー走査露光手段あるいは発光素子アレイであることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
【請求項6】 像担持体上への潜像形成が画像情報のデジタル信号に基づいて行なわれることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の画像形成装置。
【請求項7】 画像情報のデジタル信号に基づいて像担持体上に潜像形成を行なう手段がレーザー走査露光手段あるいは発光素子アレイであることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
【請求項8】 原稿画像をデジタル信号として読み取る画像読み取り手段と、その読み取り画像情報信号に応じて画像形成を行う反転現像方式・転写方式の画像形成装置に於いて、現像手段で反転現像された像担持体上の潜像形成領域のトナー像部分外の非画像領域であって、前記画像情報信号に応じて前記トナー像に対して所定間隔離れた領域部分を、現像手段と転写手段の間位置において除電する除電手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項9】 原稿画像をデジタル信号として読み取る画像読み取り手段と、その読み取り画像情報信号に応じて画像形成を行う反転現像方式・転写方式の画像形成装置に於いて、画像領域を認識する画像領域認識手段と、現像手段で反転現像された像担持体上の潜像形成領域のトナー像部分外の非画像領域であって、前記画像領域認識手段で認識された画像領域に応じて前記トナー像に対して所定間隔離れた領域部分を、現像手段と転写手段の間位置において除電する除電手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項10】 前記の所定間隔は100μm以上であることを特徴とする請求項8または9に記載の画像形成装置。
【請求項11】 前記除電手段が光照射手段であることを特徴とする請求項8ないし10のいずれか1つに記載の画像形成装置。
【請求項12】 前記除電手段としての光照射手段がデジタル露光手段であることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
【請求項13】 前記デジタル露光手段がレーザー走査露光手段あるいは発光素子アレイであることを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
【請求項14】 原稿画像をデジタル信号として読み取る画像読み取り手段の読み取り画像情報信号に応じて像担持体上に潜像形成を行なう手段がレーザー走査露光手段あるいは発光素子アレイであることを特徴とする請求項8ないし13のいずれか1つに記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は反転現像方式・転写方式の画像形成装置に関する。
【0002】より具体的には、反転現像方式・転写方式のレーザービームプリンタ、マイクロフィルムリーダープリンタ等の画像形成装置に関する。
【0003】
【従来の技術】電子写真プロセス利用の反転現像方式・転写方式の画像形成装置を例にすると、この画像形成装置は、像担持体としての電子写真感光体の表面を所定の極性・電位に一様帯電させた後、その帯電処理面に画像露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を感光体の帯電極性と同極性のトナーによって反転現像し(感光体面の低電位部である露光明部にトナーが付着)、次いで感光体上のトナー像を、転写部に給紙した転写材(転写紙)に感光体の帯電極性(=トナーの帯電極性)と逆極性の転写帯電を付与することにより該転写材上に転写させる。
【0004】転写材は感光体面に静電的に吸着状態になる。次いで転写材は転写帯電と逆極性に偏寄された交流と直流の重畳電圧を印加した分離帯電器による除電を受けて感光体面から分離され、定着手段に導入されてトナー像の定着処理を受けて画像形成物として排出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のような反転現像方式・転写方式の画像形成装置には、像担持体から転写材へのトナー像転写工程後の転写材の像担持体面からの分離工程での転写材分離性が厳しいという問題点がある。
【0006】即ち、転写材分離工程において、転写材裏面に付与する電荷量が不足すると、転写材の除電が十分に行われないために像担持体である感光体からの転写材の分離不良を生じて、転写材が感光体から分離せず紙詰まり等を生じる。
【0007】一方、転写材分離工程において、転写材の裏面に付与する電荷量が過大になると、転写材上のトナーと電荷の間に反発力が生じてトナーが感光体に戻る所謂「再転写現象」が発生する。
【0008】特に、転写前帯電器を備えた画像形成装置ではトナーと同極性の電荷を感光体に付与するため転写材分離工程において転写材の像担持体面から分離が更に難しくなる問題がある。
【0009】この理由は、感光体面においてトナー像が形成される画像部は画像露光された低電位部であるのに対して、トナーが付着しない非画像部(背景部=白地部)は画像露光されない高電位部である。従って、感光体面の画像領域には転写材面との間にトナーが介在するのに対して、非画像領域(ベタ白)には転写材面との間にトナーの介在がないため感光体と転写材との密着が強いためである。また、転写材に転写帯電でトナーと逆極性の電荷を付与するため転写材と感光体面の背景部である高電位部との静電吸収力は強まるためである。すなわち、背景部である高電位部と画像部(露光部)である低電位部とでは必要とする分離電流も異なるために生じるものである。
【0010】そこで現像工程後に感光体面の前記高電位部である背景部を感光体全面に亘って一様露光して低電位化することも考えられるが、この場合、感光体面の低電位部である画像部(露光部)のトナーは感光体と静電気力で保持されているのではなくトナーが付着した画像部周囲の非画像部である高電位部により保持されているため、その高電位部が低電位化してしまうと飛び散り等の画像乱れが生じてしまうことになる。
【0011】本発明は、反転現像方式・転写方式の画像形成装置における上記の問題を解消する、即ちトナー像転写工程後の転写材の像担持体面からの分離工程での転写材分離性を向上させること、この場合において像担持体上の画像形成部のトナー像を乱すことのないようにすることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【0013】(1)反転現像方式・転写方式の画像形成装置に於いて、現像手段で反転現像された像担持体上の潜像形成領域のトナー像部分外の非画像領域であって、トナー像に対して所定間隔離れた領域部分を、現像手段と転写手段の間位置において除電する除電手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
【0014】(2)前記の所定間隔は100μm以上であることを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。
【0015】(3)前記除電手段が光照射手段であることを特徴とする(1)または(2)に記載の画像形成装置。
【0016】(4)前記除電手段としての光照射手段がデジタル露光手段であることを特徴とする(3)に記載の画像形成装置。
【0017】(5)前記デジタル露光手段がレーザー走査露光手段あるいは発光素子アレイであることを特徴とする(4)に記載の画像形成装置。
【0018】(6)像担持体上への潜像形成が画像情報のデジタル信号に基づいて行なわれることを特徴とする(1)ないし(5)のいずれか1つに記載の画像形成装置。
【0019】(7)画像情報のデジタル信号に基づいて像担持体上に潜像形成を行なう手段がレーザー走査露光手段あるいは発光素子アレイであることを特徴とする(6)に記載の画像形成装置。
【0020】(8)原稿画像をデジタル信号として読み取る画像読み取り手段と、その読み取り画像情報信号に応じて画像形成を行う反転現像方式・転写方式の画像形成装置に於いて、現像手段で反転現像された像担持体上の潜像形成領域のトナー像部分外の非画像領域であって、前記画像情報信号に応じて前記トナー像に対して所定間隔離れた領域部分を、現像手段と転写手段の間位置において除電する除電手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
【0021】(9)原稿画像をデジタル信号として読み取る画像読み取り手段と、その読み取り画像情報信号に応じて画像形成を行う反転現像方式・転写方式の画像形成装置に於いて、画像領域を認識する画像領域認識手段と、現像手段で反転現像された像担持体上の潜像形成領域のトナー像部分外の非画像領域であって、前記画像領域認識手段で認識された画像領域に応じて前記トナー像に対して所定間隔離れた領域部分を、現像手段と転写手段の間位置において除電する除電手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
【0022】(10)前記の所定間隔は100μm以上であることを特徴とする(8)または(9)に記載の画像形成装置。
【0023】(11)前記除電手段が光照射手段であることを特徴とする(8)ないし(10)のいずれか1つに記載の画像形成装置。
【0024】(12)前記除電手段としての光照射手段がデジタル露光手段であることを特徴とする(11)に記載の画像形成装置。
【0025】(13)前記デジタル露光手段がレーザー走査露光手段あるいは発光素子アレイであることを特徴とする(12)に記載の画像形成装置。
【0026】(14)原稿画像をデジタル信号として読み取る画像読み取り手段の読み取り画像情報信号に応じて像担持体上に潜像形成を行なう手段がレーザー走査露光手段あるいは発光素子アレイであることを特徴とする(8)ないし(13)のいずれか1つに記載の画像形成装置。
【0027】〈作 用〉a)像担持体面の潜像の反転現像後で、その現像トナー像の転写材に対する転写前に、現像手段で反転現像された像担持体上の潜像形成領域のトナー像部分外の非画像領域(背景部)であって、トナー像に対して所定間隔離れた領域部分を除電して低電位部化することで像担持体面の該領域部分と転写材との静電吸着力を弱めることが可能となり、トナー像転写工程後の転写材の像担持体面からの分離工程での転写材分離性を向上させることができる。
【0028】b)また、現像手段で反転現像された像担持体上の潜像形成領域のトナー像部分外の非画像領域の全てを除電して低電位部化するのではなく、非画像領域でもトナー像の周囲領域部分は除電しないことで、その領域部分は高電位部として存在するので像担持体上の画像形成部のトナー像が周囲に飛び散ることもない。
【0029】
【発明の実施の形態】〈実施例1〉(図1・図2)
図1は本発明に従う画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は、電子写真プロセス利用、反転現像方式、転写方式のレーザービームプリンタである。
【0030】(1)プリンタの全体的概略構成1は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)である。この感光ドラム1は円筒状の導電基体上に光導電層を設けたもので、矢印R1の時計方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。
【0031】2はコロトロン帯電器である。感光ドラム1の周面を所定の極性・電位に均一に帯電処理(例えば−700v(ダーク電位、暗部電位))する。
【0032】3はレーザースキャナである。感光ドラム1の帯電処理面を目的の画像情報に対応したパターンにレーザービーム走査露光Lする。感光ドラム1面の露光部の電位が減衰(例えば−150v(明部電位))して感光ドラム1面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0033】4は反転現像装置である。感光ドラム1面の静電潜像を感光ドラム1の帯電極性と同極性のトナーで反転現像する。即ち、感光ドラム1面の低電位部である露光部(明部電位部)にトナーが付着して静電潜像がトナー現像される。
【0034】5は転写前帯電器である。現像装置4で顕画像化された感光ドラム1上のトナー像に同極性の電荷を付与する。
【0035】6は転写前帯電器5の次位に配設した除電手段としての光照射手段である。これについては次の(2)項で詳述する。
【0036】7は転写帯電器である。感光ドラム1とこの転写帯電器7との対向部である転写部に不図示の給紙部から所定の制御タイミングにて給送された転写材Pの背面を感光ドラム1の帯電極性(=トナーの帯電極性)と逆極性に帯電する。これにより転写材Pは感光ドラム1面に静電的に吸着状態になるとともに、感光ドラム1面側のトナー像が転写材P面側に転写される。
【0037】8は分離帯電器である。電源9から転写帯電と逆極性に偏寄された交流と直流の重畳電圧が印加され、転写部を通過して感光ドラム1面に静電的に吸着状態にある転写材Pの背面を除電して転写材Pを感光ドラム1面から分離させる。
【0038】10は定着装置である。感光ドラム1面から分離された転写材Pが搬送導入され、転写材面にトナー像を永久固着像として定着する。
【0039】11はクリーニング装置である。転写材分離後の感光ドラム1面から転写残留トナーや紙粉等を除去して感光ドラム面を清掃する。
【0040】12は除電器である。感光ドラム1面の残留電荷(電気的メモリ)を除去する。
【0041】転写材分離後の感光ドラム1面は上記のクリーニング装置11・除電器12で後処理されて繰り返して作像に供される。
【0042】13は原稿画像をデジタル信号として読み取る画像読取手段としてのイメージスキャナ部である。原稿台ガラス台14上に画像面下向きで載置されている原稿15面を照明ランプ16・ミラー17〜19を有する移動光学系により照明走査し、原稿画像を結像レンズ20で光電変換素子21(CCD等の固体撮像素子アレイ)に結像して画像情報を光電読取する。
【0043】光電変換素子21からの出力電気信号(画像情報の光電読取信号)は、A/Dコンバータ22によりデジタル化された後、信号処理部23に送られて画像濃度に対応して2値の画像信号に変換される。この画像信号(時系列電気デジタル画素信号)が前述のレーザースキャナ3に送られる。
【0044】レーザースキャナ3はレーザードライバー24・レーザー25・ポリゴンミラー26・ミラー27等を有し、レーザードライバー24に上記信号処理部23からの画像信号が入力する。レーザードライバー24はその入力する画像信号に応じてレーザー25の発光を変調する。変調されたレーザー光で回転感光ドラム1の帯電処理面をポリゴンミラー26・ミラー27を介して走査露光Lして感光ドラム1面に前記読取った原稿画像に対応の静電潜像を書き込む。
【0045】(2)光照射手段6前記除電手段としての光照射手段6にはレーザースキャナあるいはLED等の発光素子アレイ等を用いることができる。
【0046】前記信号処理部23には制御部28が接続されており、この制御部28により光照射手段6による感光ドラム面の露光処理領域が制御される。
【0047】即ち、光照射手段6は、現像装置4で反転現像された感光ドラム1上の潜像形成領域のトナー像部分外の非画像領域(背景部)であって、トナー像に対して所定間隔離れた領域部分を光照射処理して該領域部分を低電位化するように制御される。
【0048】本実施例のプリンタにおいては、イメージスキャナ部13により原稿画像をデジタル信号として光電読取することにより画像情報が得られており、前記画像情報以外の領域が非画像形成部(背景部)であるため、トナー像に対して所定間隔例えば100μm以上離れた非画像形成部分を光照射処理して該領域部分を低電位化するように制御される。
【0049】図2でより具体的に説明すると、(a)図においてaは感光ドラム1面上の画像部であるトナー像部分である。その周囲は非画像部である背景部である。(b)図のグラフは(a)図においてA−A線に沿う感光ドラム面の電位分布である。トナー像aの存在している画像部の感光ドラム面電位は−150v(明部電位)の低電位部である。従来は、その画像部であるトナー像aの周囲の非画像部である背景部の感光ドラム面電位は2点鎖線示のように全て−700v(ダーク電位)に維持されていた。本発明では画像部であるトナー像aの周囲の非画像部である背景部の内の、トナー像aに対して所定間隔例えば100μm以上離れた非画像形成部分cについては除電手段としての光照射手段6により光照射処理して該領域部分cを−150vに低電位化する。bは画像部であるトナー像aに隣接した所定間隔領域(100μm幅以上領域)、即ちトナー像周囲と上記光照射処理した非画像形成部分cの間の光照射処理しない非画像形成部分であり、この領域bの感光ドラム面電位は−700v(ダーク電位)に維持される。
【0050】このように、トナー像a部分外の非画像領域(背景部)であって、トナー像aに対して所定間隔離れた領域部分cを除電して低電位部化することで感光ドラム1面の該領域部分cと転写材Pとの静電吸着力を弱めることが可能となり、トナー像転写工程後の転写材の感光ドラム1面からの分離工程での転写材分離性を向上させることができる。
【0051】また、現像装置4で反転現像された感光ドラム1上の潜像形成領域のトナー像部分a外の非画像領域の全てを除電して低電位部化するのではなく、非画像領域でもトナー像aの周囲領域部分bは除電しないことで、その領域部分bは高電位部として存在するので感光ドラム1上の画像形成部のトナー像aが周囲に飛び散ることもない。
【0052】本発明者の検討によれば、所定間隔とトナー像の乱れ(飛び散り)の関係は概ね表1のごとき結果が得られた。
【0053】表1 所定間隔と飛び散りの評価50μm 80μm 100μm 120μm× △ 〇 〇従って、画像部a及び非画像部c(画像部周囲の所定間隔部bを除く)共に概ね−150vの低電位となり、転写材と感光体との静電吸収力を弱めることが可能となる。従って、転写帯電後の分離性は向上する。
【0054】〈実施例2〉(図3〜図5)
図3は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。本実施例の画像形成装置も実施例1と同様の電子写真プロセス利用、反転現像方式、転写方式のレーザービームプリンタである。実施例1のプリンタと共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。
【0055】本実施例のプリンタにおいて実施例1のプリンタとの相違点は、画像領域を矩形或いは方形に認識するための画像領域認識手段29を有している点である。
【0056】実施例1のプリンタと同様に、イメージスキャナ部13で原稿画像がデジタル信号として光電読取され、その読取信号が光電変換素子21からA/Dコンバータ22に入力してデジタル処理された後、信号処理部23に送られて2値の画像信号に変換され、レーザースキャナ部3へ送られ、最終的に画像露光Lがなされる。
【0057】一方、信号処理部23で処理された画像情報データは前記画像領域認識手段29に送られ、画像領域が決定される。その後、その画像領域データは光照射手段6を制御する制御部28に送られ、該制御手段28により感光ドラム1上の画像領域以外の非画像部(背景部)を光照射手段6により光照射する。
【0058】図4・図5は感光ドラム1上の画像域における画像形成部(領域)と非画像形成部(背景部)とを説明する図である。図4は画像領域を方形に、図5は矩形に認識した場合である。図4及び図5に於いて、I は感光ドラム1上の画像領域を示しており、II及びIII は画像領域認識手段29により認識された画像領域である。また斜線部は前記光照射手段6により光照射して低電位化した感光ドラム上の非画像形成部(背景部)である。
【0059】以上のように、画像形成領域を認識して、該領域に所定間隔を離して光照射(露光)することにより背景部の大部分を低電位にすることが出来るので転写材分離性は向上する。また、画像形成領域全体に対して、所定間隔の高電位部(未露光部)が存在するので感光体上のトナー像を乱すこともない。
【0060】〈その他〉a)画像形成装置はデジタルタイプのものが画像領域や非画像領域の認識、除電のための演算・制御等を電気的に行なえて都合がよいが、アナログタイプの画像形成装置についても本発明は適用できる。
【0061】b)像担持体は電子写真感光体に限られない。例えば静電記録誘電体であってもよい。この場合の静電潜像の形成は均一帯電した像担持体面を電子銃や除電針アレイ等の除電手段にて選択的に除電することでなされる。
【0062】c)現像手段で反転現像された像担持体上の潜像形成領域のトナー像部分外の非画像領域であって、トナー像に対して所定間隔離れた領域部分を、現像手段と転写手段の間位置において除電する除電手段も光照射手段に限られない。電子銃や除電針アレイ等の除電手段とすることもできる。
【0063】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、反転現像方式・転写方式の画像形成装置における前述の問題を解消することができる。即ちトナー像転写工程後の転写材の像担持体面からの分離工程での転写材分離性を向上させること、この場合において像担持体上の画像形成部のトナー像を乱すことのないようにすることができる。




 

 


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