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JP5455018B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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JP5455018B2 JP2009111208A JP2009111208A JP5455018B2 JP 5455018 B2 JP5455018 B2 JP 5455018B2 JP 2009111208 A JP2009111208 A JP 2009111208A JP 2009111208 A JP2009111208 A JP 2009111208A JP 5455018 B2 JP5455018 B2 JP 5455018B2
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Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
従来から、電子写真方式を用いた画像形成装置が広く知られている。この方式はカールソンプロセスと呼ばれ、帯電・露光・現像・転写・クリーニング・初期化の工程を繰り返すことで普通紙等の各種転写媒体にトナー像を得ている。そして転写されたトナー像を加熱溶融して当該転写媒体に定着し、最終画像を得るものである。従ってクリーニング工程は上記カールソンプロセスでは欠くことが出来ないものであった。
近年、このクリーニング工程で捨てていたトナーを再利用するクリーナレス方式を搭載した画像形成装置も散見される。このクリーナレス方式の特徴は、転写位置を通過後の転写残トナーが存在する感光体表面をそのまま帯電・露光工程を通過させて現像工程で不要なトナーを回収するところにある。そこで、この方式は現像同時クリーニング方式と呼ばれることもある。このようなクリーナレス方式の画像形成装置としては、例えば、特許文献1に記載の画像形成装置がある。
しかしながら、このクリーナレス方式を搭載した画像形成装置ではクリーニング部材が完全に無くなった訳ではなく代替の部材を必要とするものであった。
これは、以下の理由による。
すなわち、転写工程を通過した後の感光体に残留したトナーは、その帯電極性が反転したトナーや転写されにくい粒径の小さなトナーが比較的多く存在するものである。このため残トナーは必ずしも現像工程に対してそのまま好適に使えるトナーとは言い難い。したがって、トナー極性を正常に戻すための制御部材などを替わりに搭載する工夫を必要とする場合が多い。また、転写工程では粒径の大きなトナーが選択的に転写され易く、粒径の小さなトナーは転写残トナーとなり易いため、このような転写工程でのトナーの選択を防止するためには粒径の揃った重合トナーを用いる工夫も必要とされることが多い。
しかし、上述のようにトナー極性を正常に戻すための制御部材を搭載したり、粒径の揃った重合トナーを用いたりしたとしても、一度感光体の表面上に付着したトナーを除去するには限界がある。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、潜像に応じて形成されたトナー像を記録媒体またはトナー像担持体に転写させた後の潜像担持体の表面にトナーを残さないようにすることにより、潜像担持体クリーニング工程が不要な画像形成装置、及び、画像形成手段を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、表面移動する潜像担持体と、該潜像担持体表面を一様帯電する帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成するトナー像形成手段とを備えた画像形成装置であって、少なくとも上記トナー像形成手段によってトナー像が形成されるトナー像形成位置で上記潜像担持体表面を被覆する潜像担持体被覆フィルムを該潜像担持体表面に供給する被覆フィルム供給手段と、該潜像担持体被覆フィルムを供給された該潜像担持体表面が、潜像担持体被覆フィルム供給位置に到達する前に該潜像担持体表面からトナー像が形成された該潜像担持体被覆フィルムを離脱させる潜像担持体被覆フィルム離脱手段とを備え、上記フィルム供給手段は、連続シート状の上記潜像担持体被覆フィルムを有し、該潜像担持体被覆フィルムを繰り出して上記潜像担持体に対して表面を被覆するように供給するものであり、該潜像担持体被覆フィルムの搬送方向に対して直交する切断面となるように連続シート状の該潜像担持体被覆フィルムを切断する被覆フィルム切断手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記被覆フィルム切断手段は、トナー像と共に上記潜像担持体から記録媒体表面に移動して記録媒体と重なった状態の上記潜像担持体被覆フィルムを、切断面の位置が記録媒体の搬送方向後端部と一致するように切断することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記被覆フィルム切断手段が上記潜像担持体被覆フィルムを切断した後に、切断された位置よりも搬送方向上流側の該潜像担持体被覆フィルムを切断前の搬送方向とは逆方向に搬送するように制御し、次の画像形成時には、切断された位置よりも搬送方向上流側の該潜像担持体被覆フィルムの搬送方向先端部となる上記切断面の位置と記録媒体の搬送方向先端部とが一致するように、該潜像担持体被覆フィルム及び記録媒体の搬送を制御することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2または3の画像形成装置において、重なった状態の記録媒体及び上記潜像担持体被覆フィルムを加熱することによってトナー像を記録媒体に定着させる熱定着手段を有し、上記被覆フィルム切断手段は、該熱定着手段によって定着がなされる位置よりも搬送方向上流側で該潜像担持体被覆フィルムを切断することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項2または3の画像形成装置において、重なった状態の記録媒体及び上記潜像担持体被覆フィルムを加熱することによってトナー像を記録媒体に定着させる熱定着手段を有し、上記被覆フィルム切断手段は、該熱定着手段によって定着がなされる位置よりも搬送方向下流側で記録媒体と重なった該潜像担持体被覆フィルムを切断することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記被覆フィルム切断手段は、上記潜像担持体に供給される前の上記潜像担持体被覆フィルムを記録媒体の搬送方向の長さに合わせて切断することを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の画像形成装置において、上記帯電手段は、帯電部材としてローラ状の帯電ローラを備え、上記被覆フィルム供給手段は、該帯電ローラによって一様帯電される前の上記潜像担持体表面に上記潜像担持体被覆フィルムを供給するように構成され、該帯電ローラが該潜像担持体被覆フィルムの搬送部材としての機能を備える構成であることを特徴とするものである
本発明を適用した画像形成装置においては、少なくともトナー像形成位置で潜像担持体表面を潜像担持体被覆フィルムで被覆し、この潜像担持体被覆フィルムを供給された潜像担持体表面が、潜像担持体被覆フィルム供給位置に到達する前に潜像担持体被覆フィルムを感光体から離脱させる。これにより、潜像担持体上に形成された静電潜像は潜像担持体被覆フィルムを介して現像され、表面にトナー像が形成された潜像担持体被覆フィルムは次回のトナー像が形成される前に潜像担持体表面から離脱される。このため、トナーが潜像担持体表面に直接接触することがなく画像形成を行うことができる。
発明によれば、トナーが潜像担持体表面に直接接触することがなく画像形成を行うことができるため、本質的に潜像担持体の表面にトナーを残さないようにすることができ、潜像担持体クリーニング工程を不要とすることができるという優れた効果がある。
実施形態1の画像形成部の拡大説明図。 実施形態1に係る複写機全体の概略構成図。 実施形態1の画像形成部の転写位置で被覆フィルムとシートとが対向する状態の説明図。 表面に被覆フィルムを有するシートの断面形状を示す説明図。 定着前に被覆フィルムを切断する被覆フィルム切断機構の一例を示す説明図。 図5の被覆フィルム切断機構で被覆フィルムを切断するタイミングの説明図、(a)はシートの後端部で切断する説明図、(b)はシートの先端部で切断する説明図。 参考構成例1の画像形成部の説明図。 参考構成例1の画像形成部の転写位置で被覆フィルムとシートとが対向する状態の説明図。 変形例1の画像形成部の説明図。 参考構成例2の画像形成部の説明図。 変形例2の画像形成部の説明図。 参考構成例3の画像形成部の説明図。 参考構成例4の画像形成部の説明図。 参考構成例4の転写位置近傍の拡大説明図。 変形例3の画像形成部の説明図。 変形例3に転写前加圧部材を追加した構成の説明図。 変形例4の転写位置近傍の拡大説明図。 実施形態2に係る複写機全体の概略構成図。 ロータリーカッターの説明図。 実施形態3に係る複写機全体の概略構成図。 実施形態3の画像形成部の拡大説明図。 実施形態4に係る複写機全体の概略構成図。 実施形態4の画像形成部の拡大説明図。
〔実施形態1〕
以下、本発明を、画像形成装置に適用した一つ目の実施形態(以下、実施形態1と呼ぶ)について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施形態は以下述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。
図2は、実施形態1に係る画像形成装置としての複写機(以下、複写機500という)全体の概略構成図である。
複写機500は画像形成を行う複写機本体部100を給紙装置としてのシートバンク300の上に載置しており、複写機本体部100の上部に画像読取装置200が取り付けられている。また、画像読取装置200の上には、背面側を支点に上下に開閉自在の自動原稿搬送装置400が取り付けられている。
複写機本体部100には、内部に像担持体として、ドラム状の感光体10が設けられている。
図1は、実施形態1の複写機本体部100の感光体10近傍である画像形成部の拡大説明図である。感光体10の周りには、感光体10の左側に帯電ローラ8を備える帯電装置11が配置されている。感光体10の周りには、図中矢印Aで示す感光体10の表面移動方向(反時計方向)における表面移動方向上流側から帯電装置11、現像装置12、及び転写装置13が順に配置されている。なお、複写機500は、感光体10をクリーニングするクリーニング装置は備えられてない。
現像装置12においては、現像ローラ4を用いることによりトナーを付着させて感光体10上の静電潜像を可視像化する。
また、転写装置13は上下に配置された第一張架ローラ15と第二張架ローラ16との間に転写ベルト17が張架されて構成されるとともに、転写位置Bで感光体10の周面に押圧されて当接される。なお転写位置Bでは転写ベルト17を挟んで感光体10と対向する転写ローラ7が配置されている。
帯電装置11の図中の左側には、少なくとも現像位置における感光体10の表面を被覆する「潜像担持体被覆フィルム」である被覆フィルムFを感光体10の表面に供給する被覆フィルム供給装置20が配置されている。複写機500では、感光体10の表面移動に合わせて、被覆フィルム供給装置20から感光体10の表面に新しい被覆フィルムFが供給される。
また、複写機本体部100の内部には、シートバンク300内の、後述するシートカセット61から送り出したシートSを、転写位置Bを経てスタック位置まで下方から上方へと搬送するシート搬送装置Cを備える。シート搬送装置Cは、供給路R1、手差し供給路R2、および、シート搬送路Rを形成する。
そして、シート搬送路Rにおける、感光体10に対してシートSの搬送方向上流側の位置にレジストローラ21を配置している。また、感光体10の搬送方向下流側の位置には、熱定着装置22を配置している。熱定着装置22は、加熱部材としての加熱ローラ30と加圧部材としての加圧ローラ32とを備える。
また、熱定着装置22のさらに搬送方向下流側には、排出ローラ35を配置し、さらにその先に、画像形成済みのシートをスタックする排出スタック部39を設ける。
現像装置12の図中左側には、レーザ書込装置47を備える。レーザ書込装置47には、不図示のレーザ光源、その他、走査用の回転多面鏡48、ポリゴンモータ49、fθレンズ等の走査光学系50などを備える。
画像読取装置200には、光源53、複数のミラー54、結像用光学レンズ55、CCD等のイメージセンサ56などを備える。そして、上面にはコンタクトガラス57を備える。
このコンタクトガラス57の上の自動原稿搬送装置400には、原稿の載置位置に不図示の原稿セット台を設けるとともに、排出位置に不図示の原稿スタック台を設ける。また、原稿シートを、原稿セット台から画像読取装置200のコンタクトガラス57上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置を備える。このシート搬送装置には、原稿シートを搬送する不図示のシート搬送ローラを複数備える。
シートバンク300には、内部に、記録媒体である転写紙やOHPフィルム等のシートSを収納するシートカセット61を多段に備える。各シートカセット61には、それぞれ対応して呼出ローラ62と、供給ローラ63と、分離ローラ64とを備える。多段に備えるシートカセット61の図中右側には、複写機本体部100のシート搬送路Rへと通じる供給路R1を形成する。供給路R1にも、回転することによりシートSに搬送力を付与し、シートSを搬送する複数のシート搬送ローラ66を備える。
複写機本体部100の図中右側面には、手差し給紙部68を備える。その手差し給紙部68には、手差しトレイ67を開閉自在に設けるとともに、その手差しトレイ67上にセットした手差しのシートSをシート搬送路Rへと導く手差し供給路R2を備える。また、手差しトレイ67にも同様に、呼出ローラ62と供給ローラ63と分離ローラ64とを配置している。
このような構成の複写機500を用いてコピーを行うときには、まず、不図示のメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置400の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置400を開いて画像読取装置200のコンタクトガラス57上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置400を閉じて原稿を押える。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置400に原稿をセットしたときには、原稿をシート搬送ローラにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス57上へと移動してから画像読取装置200が駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス57上に直接原稿をセットしたときには、直ちに画像読取装置200が駆動して原稿内容を読み取る。
画像読取装置200が駆動すると、画像読取装置200は、光源53をコンタクトガラス57に沿って移動させるとともに、光源53からの光をコンタクトガラス57上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー54で反射し、結像用光学レンズ55を経て、イメージセンサ56に入れ、そのイメージセンサ56で原稿内容を読み取る。
また、このとき同時に、静電潜像形成工程として不図示の感光体駆動モータで感光体10を回転し、帯電ローラ8を用いた帯電装置11で感光体10の表面を被覆フィルム供給装置20から供給された被覆フィルムFを介して一様に帯電する。次いで、画像読取装置200によって読み取った原稿内容に応じてレーザ光をレーザ書込装置47から照射して書き込み工程を実行する。次に、現像装置12を用いて感光体10表面上を被覆する被覆フィルムF上に被覆フィルムFの下の感光体10上に形成された潜像に応じてトナーを付着し、静電潜像の可視像化(現像)がなされる。
一方、スタートスイッチを押したと同時に、シートバンク300中の多段のシートカセット61のうち、選択されたサイズのシートSを収容するシートカセット61内から呼出ローラ62によりシートSが送り出される。呼出ローラ62によって送り出されたシートSは、呼出ローラ62に続く、供給ローラ63と分離ローラ64とによって1枚ずつ分離して搬送され、供給路R1に送られる。供給路R1に送られたシートSは、シート搬送ローラ66で搬送されてシート搬送路Rへと導かれ、レジストローラ21に突き当てて止められる。そして、感光体10表面の被覆フィルムF上に可視像化したトナー画像とシートSとの転写位置Bに到達するタイミングが一致するように、レジストローラ21が回転し、シートSが感光体10の右側へと送り込まれる。
また、手差しトレイ67上にセットされた手差しのシートSに画像を形成する場合は、手差し給紙部68の手差しトレイ67上にセットされた手差しのシートSが手差し供給路R2に送られる。そして、上述したシートカセット61内のシートSに画像形成を行う場合と同様に、レジストローラ21で感光体10の回転にタイミングが合わせられて手差しのシートSが感光体10の右側へと送り込まれる。
感光体10の右側へと送り込まれたシートSは、転写装置13により転写位置Bで感光体10表面の被覆フィルムF上のトナー画像に重ね合わされた後、被覆フィルムFとともに感光体10から引き剥がされる。なお、実施形態1で用いる被覆フィルムFは透明であり、被覆フィルムFをシートSに重ねた状態で感光体10から引き剥がすことにより、被覆フィルムF側が表面、シートS側が裏面となる状態で画像が形成される。
なお、感光体10を被覆する被覆フィルムF上にトナー像が形成されている。そして、実施形態1の複写機500の転写位置Bでは、被覆フィルムFが感光体10の表面に張り付いた状態からシートSの表面に張り付いた状態となることにより、被覆フィルムF上に形成されたトナー像が感光体10からシートSへと移動する。従来の画像形成装置では、静電的な力によって、または、トナーの粘着力によって感光体表面に形成されたトナー像を感光体表面から転写紙に転写する位置を転写位置と呼ぶが、本実施形態1では、トナー像が被覆フィルムFとともに感光体10からシートSに移動する位置を転写位置Bと呼ぶ。
また、実施形態1では、転写位置Bを通過した被覆フィルムFがシートSに張り付く力は、被覆フィルムFとシートSとの間の静電気の力によるものであるが、転写位置Bに入る前の被覆フィルムFまたシートSの他方と対向する面に接着剤を塗布しても良い。また、粘着性の高いトナーを用いることにより、トナーの粘着力によって被覆フィルムFをシートSに張り付けてもよい。
また、実施形態1の被覆フィルム供給装置20にロール状に設置された被覆フィルムFは、被覆フィルム供給装置20から被覆フィルム切断機構90まで繋がった状態である。そして、実施形態1の複写機500では熱定着装置22の下流側に被覆フィルム切断機構90が配置されており、熱定着装置22の定着部を構成する定着ニップと転写位置Bとの間で被覆フィルムFが張架されているため、転写位置Bを通過した被覆フィルムFはシートSとともに感光体10の表面から剥離する。このとき、定着ニップと転写位置Bとの間で被覆フィルムFを張架する構成が潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する。
転写位置Bを通過し、被覆フィルムFが剥離した感光体10の表面は不図示の除電装置によって残留電位が除去され、上述した帯電装置11から始まる次の画像形成に備える状態となる。
また、実施形態1の複写機500では、転写位置BでシートSが被覆フィルムFに張り付き、トナー像は被覆フィルムFとともにシートSと一体となり、トナー像が感光体10からシートSへ転写された状態となる。このため、実施形態1の複写機500におけるトナー像転写手段は転写装置13である。
しかしながら、定着前の被覆フィルムFとシートSとの吸着力が弱い場合は、転写位置BではシートSが被覆フィルムFに張り付かず、転写位置Bでは被覆フィルムFを介して感光体10に担持されたトナー像が感光体10からシートSへ転写された状態とはならない。しかし、熱定着装置22まで搬送されるとトナーが溶融し、トナー像が被覆フィルムFとともにシートSと一体となる。よって、転写位置BではシートSが被覆フィルムFに張り付かない場合であっても、転写位置Bから熱定着装置22までの工程をトナー像転写手段と考えると、被覆フィルムFを介して感光体10上に担持されたトナー像がトナー像転写手段によって感光体10からシートSに転写されたと考えることができる。すなわち、実施形態1の構成では、被覆フィルムFを介して感光体10表面に形成されたトナー像が、被覆フィルムFとともに感光体10表面からシートS上に移動することが転写である。このような構成におけるトナー像転写手段は転写装置13及び熱定着装置22である。
一方、被覆フィルムFと重ね合わされた後のシートSは、転写ベルト17と被覆フィルムFとで搬送され熱定着装置22に導入され、加熱ローラ30と加圧ローラ32とによって形成される定着ニップに通されて、これらローラに搬送されながら、熱と圧力が印加されてシートSと被覆フィルムFとに対して被覆フィルムF上のトナー画像とが定着される。
その後、排出ローラ35を通過して、排出スタック部39上に排出される。
なお、被覆フィルムFで覆われたシートSは排出スタック部39上に排出される前に被覆フィルム切断機構90で切断され、被覆フィルムFで覆われ、画像が定着されたシートSがスタックされる。
被覆フィルムFとしては、食品用ラップフィルムとして一般に使用されている食材や料理を包む為の厚さが十数[μm]程度の透明・軽量で柔軟な膜状素材のフィルムを使用することが出来る。これらのフィルムは耐熱性・耐水性に富み、摂氏マイナス60[℃]からプラス150[℃]前後までの温度に適応できるとされている。ラップフィルム材料としては、セロハン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ナイロン(NY)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリメチルペンテン(PMP)が上げられる。さらに複合材からなるラップフィルムのポリエチレン+ポリプロピレン(PE+PP)、ナイロン+ポリエチレン(NY+PE)なども使用することが可能である。
本実施形態1に使用できる被覆フィルムFとしては、光を透過すること、静電気を保持出来ること、といった特性が求められる。また、ある程度の応力に耐えることができ、引っ張られてもフィルム状態を維持できること、ある程度は熱に熔けずにフィルム状態を維持できること、ある程度は水に溶けずにフィルム状態を維持できること、といった特性も求められる。これらの特性を備えているものであれば、本実施形態1に使用する被覆フィルムFとしては、先に述べた食品用ラップフィルムの例に限らないことは言うまでもない。
次に、被覆フィルムFの供給動作について、図1と図3とを用いて説明する。図3は、図1で示した画像形成部の転写位置Bで被覆フィルムFとシートSとが対向する状態の説明図である。
被覆フィルム供給装置20から供給された被覆フィルムFは、帯電ローラ8の表面を経て感光体10表面に供給される。すなわち、本実施形態1では、帯電ローラ8と感光体10とが対向する位置が潜像担持体被覆フィルム供給位置となる。被覆フィルムFはこの帯電ローラ8の押圧力と感光体帯電のために印加されるバイアス電荷により、感光体10に張り付いてそのまま下流へと搬送される。このとき感光体10の表面が一様帯電される。感光体10の回転に伴い、被覆フィルム供給装置20に巻き込まれている被覆フィルムFが順次送り出される。次いでレーザ書込装置47から発せられた書き込み光3によって一様帯電された感光体10上に光像が書き込まれて静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置12により現像されて感光体10の表面を覆っている被覆フィルムFの上にトナー像がもたらされる。
被覆フィルムF上のトナー像はシートSと重ね合わされた後、被覆フィルムFとシートSに挟まれた状態のまま熱定着装置22に搬送されて定着される。
図4は、このようにして得られた表面に被覆フィルムFを有するシートSの断面形状を示すものである。トナー像は被覆フィルムF側に形成され、被覆フィルムFの表面にトナー像Tが密着している。被覆フィルムF表面のトナー像Tの上からシートSが裏打ちされると薄い被覆フィルムFの透明性でトナー画像の質感が飛躍的に向上する。従来の画像形成装置のように、用紙の上にトナー像を定着して同様の質感を得るには十分にトナーを熔かして用紙の上にトナー層をフィルム化する必要があった。一方、本実施形態1の複写機500であれば、トナー層を十分にフィルム化できずに用紙とトナー層との間に若干の空間が残っても、トナー画像の質感が良好になる。
本実施形態1の複写機500は、感光体と現像装置とをそれぞれ一つずつ備えるモノクロの画像形成装置であるが、一つの感光体に4つの現像装置を配置したフルカラーの画像形成装置であっても、感光体表面に潜像担持体被覆フィルムを供給する構成は適用可能である。フルカラー画像の場合、画像全体にトナーが付着しているので定着装置での加熱定着によって潜像担持体被覆フィルムと転写紙とを全面で固定することができる。また、転写紙と潜像担持体被覆フィルムとの間にトナー画像があると上述したようにトナー画像の質感が良好になるため、本発明を適用したフルカラーの画像形成装置はデジカメ写真など、写真画像の出力に適した画像形成装置となる。
なお、トナー像が透明フィルムによって保護された最終画像を得ることができる画像形成装置としては、特開2008−107609号公報に、電子写真方式による画像シートの形成に関し、特に画像面に透明シートを貼付することによって写真画質を改善する方法が開示されている。この公報の装置は、表面に透明シートを有する画像を得るために、非透明層からなる第2のシートを供給する第一工程と、第2のシート上にトナー画像を転写する第二工程と、第2のシートのトナー画像担持面と、基体シート上に透明層を形成した第1のシートのうち透明層とを対向させ、第1のシートと、第2のシートとでトナー画像担持面上のトナー画像を挟持させて一体化する第三工程と、第1のシートから基体シートを剥離する第四工程と、からなる画像シートの形成方法であって、トナー画像を定着させる第三工程を実行しながら、第1のシートから基体シートを剥離する第四工程とを同時に実行するものである。
しかしながら、この公報に挙げた装置でも同様に表面に透明シートを有する画像を得ているが、その結果クリーナレスに寄与するものは何も無く、透明シートを有する画像を得るまでの工程も複雑である。特に透明シートを有する画像を得る為のシートは複雑である。
一方、実施形態1の複写機500では、表面に透明シートを有する最終画像を簡単に得ることができ、さらに、感光体10をクリーニングする感光体クリーニング手段が不要である。
本実施形態1の複写機500では、感光体10の表面移動方向について、現像装置12の現像ローラ4と感光体10表面とが対向する現像位置からトナー像が感光体10の上から記録媒体であるシートSに移動する転写位置Bまでの間は、感光体10の表面を被覆フィルムFが被覆している。そして、転写位置Bで被覆フィルムFは感光体10の表面からトナー像と共に離脱する。一方、被覆フィルム供給装置20は帯電前の感光体10の表面に新たな被覆フィルムFを供給している。このような構成により、複写機500ではトナー像は感光体10を被覆する被覆フィルムF上に形成され、感光体10の表面にトナーが直接付着することが無い。このため、感光体10の表面をクリーニングする感光体クリーニング手段が不要である。
感光体クリーニング手段が不要な従来の画像形成装置の一例としては、特許文献1に、現像工程で不要なトナーを回収するクリーナレス方式で、転写残トナーの帯電効率を高め、かぶりトナーを効率的に除去して画像形成品質を高め得るクリーナレス方式の画像形成装置が開示されている。この装置では、感光体ドラムを囲んで帯電ローラ、現像装置、一次転写ローラ、帯電補助手段(帯電ブラシ)を配置する。現像装置は、負極性に帯電したトナーを回転スリーブからトナー像の形成領域に移動させつつ非形成領域から回転スリーブへ移動させて、現像同時クリーニングを行う。一次転写ローラの下流に帯電ブラシ帯電補助手段(帯電ブラシ)を配置して−1000[V]を印加することにより、感光体ドラム上の転写残トナーを負極性に帯電させる。感光体ドラムから中間転写ベルトへの一次転写において、トナー像が形成されない紙間スペースでは、トナー像の形成領域で印加する500[V]よりも高い700[V]の一次転写バイアス電圧を一次転写ローラに印加する、などによって 転写残トナーの不具合を防止するものである。
電子写真方式のクリーナレス方式を搭載した画像形成装置で、特許文献1に開示されるものにあってはクリーニング部材が完全に無くなった訳ではなく代替の部材を必要としている。
この理由は、「転写残トナーは、正規な帯電極性に帯電したトナーを記録材や中間転写ベルトに引き寄せる転写装置の転写バイアス電圧に逆らって像担持体に残留している。従って、転写残トナーの多くは、帯電が不足しているか、正規な帯電極性とは逆の極性に帯電しており、正規な帯電極性に帯電したトナーのようには、動的な現像によって現像部材へ回収されない」からであり、「特に、高温高湿環境下や耐久時、画像比率の高い画像形成が連続して行われてトナー補給が多い場合、帯電が不足したトナーの割合が高まり、いわゆるかぶりトナーとして像担持体に大量に付着する。現像装置内の電荷が低い状態であるため、電荷付与が厳しい状態であるような環境下だからである。そして、かぶりトナーが像担持体に大量に付着すると、像担持体の正常な帯電や露光を妨げて画像形成品質が低下する。 そこで、クリーナレス方式の画像形成装置では、転写装置の下流側に帯電補助手段を配置して、帯電が不足した転写残トナーや逆の極性に帯電した転写残トナーを正常な帯電極性に帯電させている。」ということが必要になる。つまり、クリーナレス方式とは言ってもクリーニング部材の機能を代替する部材を必要とするのである。
また、クリーニング部材の機能を代替する部材を設けたとしても、一度、感光体表面上に付着したトナーを除去することには限界がある。
感光体クリーニング手段が不要な従来の画像形成装置の他の例としては、例えば実開平03−065146号公報にシートフィルムを繰り出して他の転写媒体と重ね合わせることで画像を得る装置が開示されている。この装置は、感光感圧紙であるマイクロカプセル紙のフィルムシートに画像露光して潜像を得た後、記録用紙となる顕色紙と重ね合わせて画像を得るものである。そして、この両者を圧力現像装置を通過させることにより、マイクロカプセル紙のマイクロカプセルが破壊されることで未露光部分の染料前躯体が記録用紙である顕色紙の表面に塗布されている顕色剤と反応して発色する。ついで熱定着装置により発色を促進して最終画像を得るという装置である。
この公報に記載の装置は、シートと記録用紙を重ね合わせて画像を得る装置の例があるが、これは電子写真方式を用いたものでは無く、トナーが残留したときのクリーニングの課題も無いため、本実施形態1の複写機500とは本質的に異なる画像形成装置である。また2つのシートを重ね合わせてそのまま利用するものでも無い点でも実施形態1の複写機500とは異なる。
一方、本実施形態1の複写機500では、フィルム層である被覆フィルムFを介して電子写真感光体である感光体10上の静電潜像を現像し、次いでこのトナー像を有する被覆フィルムFを感光体10から引き剥がす工程を繰り返すことにより、本質的にトナーが感光体10に残らないようにすることができる。このため、感光体10をクリーニングするクリーニング手段が不要である。
さらに、被覆フィルムFからなるフィルム層が感光体10の感光層を保護するので、機械的な摩耗の影響を避けることが出来るだけでなく、電気的な影響も小さくすることが出来るため、感光体10の耐久性が飛躍的に良くなる効果もある。
また、画像面に被覆フィルムFからなる透明シートを有する画像を簡単に得ることが出来る。特に透明シート側にトナー像が形成されるのでトナー画像の質感が向上し、鮮明な画像を得ることが出来る。
また、被覆フィルムFの感光体10表面への供給は、被覆フィルム供給装置20のようにシート状の被覆フィルムFを巻きつけてロール状として感光体10の表面へ供給することによって、自動化することが出来る。フィルム層は作像工程の少なくとも現像工程の前に、感光体表面に有ることが必要である。現像工程の前工程は、帯電工程と、露光工程であるがフィルム層を感光体に適用するタイミングはそのどちらの工程であっても良い。上述した被覆フィルムFを自動的に供給する装置では、作像工程が進むことによりフィルム層はシート状に繰り出されて感光体10表面に順次供給することが出来る。そして記録用紙と重ね合わせて画像を得ることができる。
実施形態1の複写機500のように、被覆フィルムFを介して感光体10の静電潜像を現像し、次いでこのトナー像を有する被覆フィルムFを感光体10から引き剥がして、トナー像とともに記録媒体であるシートSに貼り付ける事を行えば、写真画質を改善する方法として画像面に透明シートを有する画像が簡単に得られる。
次に、感光体10の表面に形成された静電潜像の現像を行う現像装置12について説明する。
複写機500が備える現像装置12は磁性キャリアとトナーからなる二成分現像装置である。複写機500は現像装置12で使用するトナーを収容する不図示のトナーボトルを備え、トナーボトル内のトナーは不図示のトナー補給装置によって現像装置12に供給される。トナー補給装置によって不図示のトナー補給口から供給されたトナーは、現像装置12のケーシングである現像容器12a内の磁性キャリアとトナーとからなる現像剤の上に供給される。供給されたトナーは、現像剤とともに螺旋形状の第二搬送スクリュ2で攪拌されながら図1中の紙面奥方向に搬送される。第二搬送スクリュ2を備える搬送路と第一搬送スクリュ1を備える搬送路とは、図1中の紙面奥方向端部と紙面手前方向端部とで連通している。そして、第二搬送スクリュ2によって図1中の紙面奥方向端部まで到達した現像剤は、第一搬送スクリュ1が配置された搬送路に移動し、第一搬送スクリュ1によって図1中の紙面奥方向から手前方向への搬送される。そして、第一搬送スクリュ1によって図1中の紙面手前方向端部まで到達した現像剤は、第二搬送スクリュ2が配置された搬送路に移動する。このように、現像装置12内では現像剤が循環している。
供給されたトナーが攪拌された現像剤は、第一搬送スクリュ1によって搬送される搬送路内で、磁石が内蔵されている現像ローラ4の磁力によって、現像ローラ4の表面に汲み上げられる。図中矢印Dで示すように、図中時計回りに回転している現像ローラ4の表面に磁力で吸着した現像剤は、現像ドクタ70で一定量に規制されるとともにトナーと磁性キャリアとが摩擦帯電される。
帯電した磁性キャリアとトナーとからなる現像剤は現像ローラ4の最大磁力強度の主極で穂立ちして感光体10の表面を被覆する被覆フィルムFに接触する。現像ローラ4にはバイアス電圧が印加されており、感光体10上の静電潜像により選択的にトナーが付着して現像される。なお、現像容器12a内の現像剤のトナー濃度は、トナー濃度センサ5によって監視している。トナー濃度が低い場合は、不図示のトナー補給装置を駆動して、不図示のトナーボトルからトナーを補給して、トナー濃度を一定に保つように制御する。
また、感光体10表面を覆う被覆フィルムF上にはトナーで基準パターンが形成され、この基準パターンの反射濃度をパターン濃度センサ6が測定している。そしてこのパターン濃度センサ6の測定結果を基に、トナー濃度センサ5がどのような出力値の時にトナー補給動作を開始させれば良いかが自動的に選ばれるようになっている。
図1に示すように、トナー濃度センサ5は、現像剤を搬送する第二搬送スクリュ2の下に設置されており、現像剤の透磁率から現像剤のトナー濃度を測定している。トナー濃度が低くなると磁性体キャリアが密集してくるので透磁率が高くなる。このトナー濃度センサ5が検知した透磁率の値がある所定値(閾値)を超えれば、トナー濃度が低くなったと判断されて、所定のトナー濃度になるまで不図示の制御部からトナー補給装置へトナー補給動作のための信号が送られる。
このような補給制御によって、被覆フィルムFを介して感光体10上に形成される基準パターンの濃度を一定に保つように制御しているが、トナーボトル内のトナーがなくなった場合には、不図示の判断機構を用いて基準パターンの濃度を検知するパターン濃度センサ6とトナー濃度センサ5との両方の出力から、トナーがなくなったことを判断する。
本実施形態1では、トナーボトルからトナーが補給されるものである。また、複写機500に使用されるトナーは、ポリエステル樹脂を含有するトナーを好適に使用する事が出来るが、これに限定されるものではない。
次に、複写機500で用いるトナーについて説明する。
ポリエステル樹脂を含有するトナーのポリエステルは、多価アルコールと多価酸(大多数がジオール基を有する化合物と二酸(−(COOH))またはジエステル(−(COOR))を有する2酸化合物またはジエステル化合物)とを脱水(あるいは脱アルコール)縮合反応によってポリエステル化合物(未変性ポリエステル)とした未変性ポリエステル樹脂を用いる。また、ジイソシアネート(−NCO基を2個有する化合物)と活性水素化合物(特にジオール、ジオイックアシドまたはOH基とCOOH基の両方の基を有する化合物)との縮合反応によって得られる多価イソシアネート化合物とをさらに含む変性ポリエステル樹脂を含んでいてもよい。
多価イソシアネート化合物の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。なお、未変性ポリエステルは、ウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常20/80〜95/5程度である。
プレポリマーとして用いるウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90である。
なお、実施形態1の複写機500では、融点が約120[℃]のトナーを用い、定着温度は150[℃]に設定し、150[℃]以上に適応できる被覆フィルムFを用いる。
実施形態1の複写機500では、排出ローラ35を通過したのち被覆フィルム切断機構90によって被覆フィルムFが切断される。詳しくは、シートSの搬送方向先端部が被覆フィルム切断機構90を通過するとき、及び、シートSの搬送方向後端部が被覆フィルム切断機構90を通過するときに、切片がシートSの搬送方向に直交するように被覆フィルムFを切断する。これにより、搬送方向についてのシートSと被覆フィルムFとの長さを一致されることができる。そして、シートSが搬送されていない位置、所謂、紙間の被覆フィルムFは被覆フィルム切断機構90を通過し、シートSの搬送方向先端部に沿って被覆フィルムFが切断されることによってシートSから切り離され、表面が被覆フィルムFで覆われたシートSとともに排出スタック部39上に排出される。
なお、被覆フィルム切断機構90としては従来のロール紙を使用する画像形成装置が備える、切片が搬送方向に直交するようにロール紙を切断する切断機構と同様のものを用いることができる。なお、本実施形態の被覆フィルム切断機構90としてはロータリーカッターを用いた切断機構である。
実施形態1の複写機500では、熱定着装置22を通過した後で被覆フィルムFをシートSに合わせて切断する構成であるが、熱定着装置22を通過する前に被覆フィルムFをシートSに合わせて切断してもよい。
図5は、熱定着装置22を通過する前に被覆フィルムFを切断する被覆フィルム切断機構90の一例を示す説明図である。
図5に示す例では、転写位置Bに対してシートSの搬送方向下流側には転写位置Bを通過した後の被覆フィルムF、または、被覆フィルムFが重ね合わさったシートSを挾持して搬送する転写後搬送ローラ71を備える。そして、転写後搬送ローラ71に対して搬送方向下流側には被覆フィルム切断機構90と、被覆フィルム切断機構90と対向する位置まで被覆フィルムFをガイドする切断ガイド部材72とを備える。さらに、切断ガイド部材72から所定の間隙80aを空けた位置から定着ニップまでシートSを案内する定着前ガイド部材23を備え、間隙80aの下方には紙間に転写位置Bを通過した被覆フィルムFである紙間フィルムを収容する紙間フィルム収容トレイ80を備える。
図6は、図5に示す被覆フィルム切断機構90を用いて被覆フィルムFを切断する場合の説明図であり、図6(a)はシートSの後端部に合わせて切断するタイミングの説明図であり、図6(b)はシートSの先端部に合わせて切断するタイミングの説明図である。
シートSと被覆フィルムFとが重なっている部分が間隙80aを通過する場合は、シートSの腰の強さによって間隙80aをまたいで定着入口ガイド部材23に突き当たり、熱定着装置22の定着ニップへと搬送される。このため、シートSと被覆フィルムFとが重なる部分が被覆フィルム切断機構90を通過し、シートSの搬送方向後端部に合わせて被覆フィルムFが切断されるときは、図6(a)に示すように切断位置よりも搬送方向下流側の被覆フィルムFはシートSとともに熱定着装置22へと搬送される。
一方、被覆フィルムFがシートSと重なっていない部分が間隙80aを通過する場合は、被覆フィルムFのみでは腰は弱く、切断ガイド部材72の搬送方向下流側端部よりも下流側では被覆フィルムFが撓んで、間隙80aから2つのガイド部材よりも下方に向かい、紙間フィルム収容トレイ80へと搬送される。このため、被覆フィルムFのみの部分が被覆フィルム切断機構90を通過し、シートSの搬送方向先端部に合わせて被覆フィルムFを切断するときは、図6(b)に示すように切断位置よりも搬送方向下流側の被覆フィルムFのみの部分は、紙間フィルム収容トレイ80に収容される。
また、熱定着装置22を通過した被覆フィルムFが重なった状態のシートSは、排出スタック部39へと排出される。
図5及び図6をもちいて説明した被覆フィルム切断機構90の構成であれば、トナー画像を担持するシートSは排出スタック部39に排出され、紙間フィルムは紙間フィルム収容トレイ80に収容されるため、画像が形成されたシートSと紙間フィルムとを別々に回収することができる。
なお、図5及び図6を用いて説明した構成では、転写後搬送ローラ71の二つのローラが形成する搬送ニップと転写位置Bとの間で被覆フィルムFが張架されているため、転写位置Bを通過した被覆フィルムFはシートSとともに感光体10の表面から剥離する。このとき、搬送ニップと転写位置Bとの間で被覆フィルムFを張架する構成が潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する。
なお、実施形態1の複写機500の被覆フィルム供給装置20は、ロール状の被覆フィルムFを有し、連続する被覆フィルムFを繰り出して感光体10の表面を連続的に被覆する構成である。現像位置から転写位置Bまでの感光体10の表面を被覆フィルムFで被覆する構成としては感光体10を連続的に被覆する構成に限るものではない。例えば、シートSと同じ大きさの被覆フィルムFを収容する被覆フィルム収容部を備え、感光体10上に形成される潜像と重なるように被覆フィルムFを感光体10の表面に供給し、静電気力によって感光体10表面に吸着させ、その後、現像位置で被覆フィルムF上にトナー像を形成し、被覆フィルムFを転写位置Bでトナー像とともにシートSに移動させる構成であってもよい。このような構成であれば、被覆フィルムFをシートSに合わせて切断する構成が不要となり、また、紙間フィルムとして破棄される被覆フィルムFがなくなるため、被覆フィルムFの無駄を削減することができる。
次に、感光体の表面を潜像担持体被覆フィルムで被覆した状態で現像ができることを確認した実験について説明する。
〔実験1〕
実験1では、画像形成装置として、imagio MP 5000(リコー製)を用いて以下に述べる実験を行った。
潜像担持体被覆フィルムとして厚さ10[μm]のPVDCフィルム、商品名:クレラップ(登録商標)を用意した。予め感光体ドラムにこのフィルムを巻きつけておく。そして画像形成装置に装着して画像形成させた。用紙の供給は行わないで感光体ドラムの1周分にトナー像が形成されるタイミングを見計らって、画像形成装置を停止させた。感光体ドラムを取り外し、観察したところ、画像が形成されていることを認めた。感光体ドラム表面からフィルムを引き剥がしてトナー面を用紙に合わせて貼り付けたところ、鮮明な画像であることが確認できた。
〔実験2〕
実験2として、画像形成装置として、imagio MP 5000(リコー製)を用いて以下に述べる実験を行った。
予め帯電した感光体ドラムを暗所で取り出し、上述したPVDC製のフィルムを感光体ドラムに巻きつけた。画像形成装置に装着して帯電装置は機能させないで画像形成させた。用紙の供給は行わないで感光体ドラムの1周分にトナー像が形成されるタイミングを見計らって、画像形成装置を停止する。感光体ドラムを取り外し、観察したところ、画像が形成されていることを認めた。表面からラップフィルムを引き剥がしてトナー面を用紙に合わせて貼り付けたところ、鮮明な画像であることが確認できた。
〔実験3〕
実験3として、画像形成装置として、imagio MP 5000(リコー製)を用いて以下に述べる実験を行った。
図2に示す複写機500と同様に、PVDC製のフィルムが巻き取られているフィルム供給装置を装着し、フィルムを感光体ドラムの周囲に回して定着装置まで配置して、通常のコピー動作を実行した。この実験3では、排出スタック部上には画像が定着されたフィルムで覆われた転写紙がスタックされたことを確認できた。
〔実験4〕
実験4として、画像形成装置として、imagio MP 5000(リコー製)を用いて以下に述べる実験を行った。
潜像担持体被覆フィルムとして厚さ7.5[μm]のポリメチルペンテン(PMP)フィルム、商品名:コープラップ(登録商標)を用意した。実験1及び実験2と同様の実験を行ったところいずれもフィルム表面上に画像形成できることが確認できた。
〔実験5〕
実験5として、画像形成装置として、imagio MP 5000(リコー製)を用いて以下に述べる実験を行った。
潜像担持体被覆フィルムの代わりとして、厚さ20[μm]で半透明の第二原図用紙を用意し実験2と同様の実験を行った。予め帯電した感光体ドラムに第二原図用紙を巻きつけておく。そして画像形成装置に装着し帯電装置は機能させて画像形成させた。用紙の供給は行わないで感光体ドラムの1周分にトナー像が形成されるタイミングを見計らって、画像形成装置を停止させた。感光体ドラムを取り外し、観察したところ、画像が形成されていることを認めた。表面から第二原図用紙を引き剥がしてトナー面を他の用紙に合わせて貼り付けたところ、若干不鮮明ではあるが画像の文字の認識に問題はなかった。
なお、実験1及び実験2と同様の実験としては、クレラップ(登録商標)及びコープラップ(登録商標)を含めた5種類の透明フィルムについて実施した。
実際の実験に用いた透明フィルムの各条件を表1に示す。
また、表1中の「公称値」は各透明フィルムの厚みの代表値であり、表1中の「厚み」は実際の計測値である。
Figure 0005455018
表1に示す5種類の透明フィルムのうち、厚さが100[μm]のプリンタック(登録商標)以外は画像形成が可能であることが確認された。このように、厚さが100[μm]のプリンタック(登録商標)では画像形成ができないのは、フィルムの厚みが厚すぎることによって、感光体ドラム上の静電潜像を形成する静電電荷に感応して静電潜像をその表面に保持することができないためと考えられる。
なお、本発明を適用した画像形成装置に使用できる潜像担持体被覆フィルムとしては、光が透過すること、潜像担持体上の静電電荷に感応して静電潜像をその表面に保持出来ること、ある程度の応力に耐えることが出来て、引っ張られてもフィルム状態を維持できること、ある程度は熱に熔けずにフィルム状態を維持できること、ある程度は水に溶けずにフィルム状態を維持できることが出来れば、上に挙げた食品用ラップフィルムの例に限らない事は言うまでもない。また、上述した半透明の第二原図用紙はこの条件の光が透過すること、潜像担持体上の静電電荷に感応することが出来たため、画像形成が可能になったものと言える。
参考構成例1
上述した実施形態1の複写機500では、潜像担持体被覆フィルムを記録媒体であるシートSに貼り付けた状態で、装置外に排出する構成であったが、本発明を適用した画像形成装置としては、潜像担持体被覆フィルムを記録媒体に貼り付けず、記録媒体のみの状態で装置外に排出する構成であってもよい。
以下、画像形成装置として、少なくとも現像位置では潜像担持体被覆フィルムで感光体表面を被覆し、表面に画像が形成された記録媒体のみを画像形成装置外に排出するつ目の参考構成例(以下、参考構成例1と呼ぶ)について説明する。
参考構成例1は、転写位置Bでの転写の構成と、転写位置Bを通過後の被覆フィルムFがシートSとともに排出されない構成とが実施形態1の複写機500と異なり、他の構成は共通するため、共通する構成についての説明は省略し、相違点について説明する。
図7は、参考構成例1の感光体10近傍である画像形成部の説明図であり、図8は、図7で示した画像形成部の転写位置Bで被覆フィルムFとシートSとが対向する状態の説明図である。
参考構成例1の複写機500は、感光体10の表面を被覆し、転写位置Bを通過した被覆フィルムFを回収する被覆フィルム回収装置101を備えている。参考構成例1では、実施形態1と同様に、被覆フィルム供給装置20から供給された被覆フィルムFは、帯電ローラ8の表面を経て感光体10表面に供給される。すなわち、参考構成例1では、帯電ローラ8と感光体10とが対向する位置が潜像担持体被覆フィルム供給位置となる。被覆フィルムFはこの帯電ローラ8の押圧力と感光体帯電のために印加されるバイアス電荷により、感光体10に張り付いてそのまま下流へと搬送される。このとき感光体10の表面が一様帯電される。感光体10の回転に伴い、被覆フィルム供給装置20に巻き込まれている被覆フィルムFが順次送り出される。次いでレーザ書込装置47から発せられた書き込み光3によって一様帯電された感光体10上に光像が書き込まれて静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置12により現像されて感光体10の表面を覆っている被覆フィルムFの上にトナー像がもたらされる。
ここで、参考構成例1の転写ローラ7には不図示のバイアス印加装置によって転写バイアスが印加されており、転写位置Bで感光体10との間に転写バイアスを形成している。そして、転写位置BでシートSと対向したトナー像は、転写バイアスによって図8に示すように、感光体10を被覆する被覆フィルムFの表面からシートSへと移動する。被覆フィルムFはシートSの搬送方向とは異なる方向に配置された被覆フィルム回収装置101によって引っ張られ、シートSから剥離し、その後、感光体10の表面からも剥離する。そして、被覆フィルム回収装置101で使用済み被覆フィルムとしてロール状に回収される。一方、トナー像が転写されたシートSは従来の画像形成装置と同様に熱定着装置22に搬送され、その表面にトナー像が定着された後に排出スタック部39に排出される。なお、参考構成例1の複写機500は、被覆フィルム切断機構90を備えていない点でも実施形態1の複写機500とは異なる。
参考構成例1の複写機500においても、現像位置から転写位置Bまで被覆フィルムFによって感光体10表面を被覆し、転写位置Bを通過したあとに、感光体10表面から被覆フィルムFが剥離するため、感光体10の表面が直接トナーと接触することはなく、トナーを担持した被覆フィルムFは現像位置には戻らない。このため、実施形態1と同様に、感光体10をクリーニングするためのクリーニング部材が不要となる。
また、参考構成例1の複写機500では、感光体10と被覆フィルム回収装置101との間で被覆フィルムFが張架されているため、転写位置Bを通過したあとの被覆フィルムFは感光体10の表面から剥離する。このとき、被覆フィルム回収装置101と感光体10との間で被覆フィルムFを張架する構成が潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する。
なお、参考構成例1の構成では、被覆フィルムFを介して感光体10上に形成されたトナー像のみが、転写位置Bで感光体10上からシートSに移動することが転写である。このとき被覆フィルムFは感光体10の表面に張り付いたまま転写位置Bを通過する。このような構成におけるトナー像転写手段は転写装置13である。
実施形態1及び参考構成例1の複写機500では、少なくとも現像位置から転写位置Bまでの間は、感光体10の表面を被覆フィルムFが被覆しているため、感光体10の表面をクリーニングする感光体クリーニング手段が不要である。従来、感光体クリーニング手段はブレード等のクリーニング部材を感光体表面に接触させることによって感光体表面のトナーを除去する構成が一般的であり、このような構成では、クリーニング部材による機械的な磨耗によって感光体10の寿命が低下する。一方、実施形態1及び参考構成例1の複写機500では、感光体クリーニング手段が不要であるため、クリーニングのために感光体10の表面が機械的に磨耗することがなく、従来の感光体クリーニング手段を備える構成に比べて感光体10の寿命を延ばすことができる。
さらに、感光体10の寿命を延ばすためには、現像位置から転写位置Bまでの間のみではなく、実施形態1及び参考構成例1の複写機500のように現像位置よりも上流側の一様帯電が行われる位置から感光体10の表面を被覆フィルムFが被覆する構成であることが望ましい。
一般的に帯電工程は、帯電部材から潜像担持体である感光体への放電現象により、感光体表面をわずかに破壊して、感光体表面を脆くすることがあり、その結果、感光体表面は磨耗し易くなるという悪影響がある。
これに対して、実施形態1及び参考構成例1の複写機500のように、感光体10を被覆フィルムFで覆った状態で帯電工程を行えば帯電時の放電現象による感光体10に対する悪影響を防止することができる。
また、複写機500のように、感光体10の表面を被覆フィルムFで覆う構成では、感光体10と被覆フィルムFとが物理的に接触した瞬間に感光体10や被覆フィルムFにおいて予期せぬ帯電が発生することがある。これは、転写工程後に被覆フィルムFと離れた後の感光体10には不均一な帯電が残る場合があり、この状態で感光体10と被覆フィルムFとを接触させると、予期せぬ放電現象が発生する場合があるからである。さらに、感光体10と被覆フィルムFとの接触摩擦帯電によって予期せぬ放電現象が発生する場合もある。
このような予期せぬ帯電が発生したとしても、実施形態1及び参考構成例1の複写機500のように感光体10と被覆フィルムFとを接触させてから帯電工程を行う構成であれば、上記予期せぬ帯電が発生した場合においても、帯電工程で不均一な帯電がキャンセルされる。これにより上記予期せぬ帯電の影響を防止し、良好な帯電状態を得ることができる。
また、実施形態1及び参考構成例1の複写機500では、帯電装置11の帯電部材としてローラ状の帯電ローラ8を用い、この帯電ローラ8に被覆フィルムFを掛け回して、感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する構成であり、帯電ローラ8が被覆フィルムFの張架部材としての機能も兼ねている。このように、帯電部材が被覆フィルムFの張架部材としての機能を備える構成であれば、部品点数を少なくすることができてより望ましい。
また、被覆フィルムFに用いるラップフィルムとしては、その表面が感光体10の表面よりも柔らかいフィルムを用いることがより望ましい。実施形態1及び参考構成例1の複写機500のように被覆フィルムFを介して感光体10の表面を一様に帯電する構成であれば、帯電ハザードの影響を軽減し、感光体10の寿命低下を大幅に抑制することができるが、その表面が感光体10の表面よりも柔らかいフィルムを被覆フィルムFとして用いることにより、被覆フィルムFとの接触による感光体10の表面の摩耗を抑えることができる。これにより、感光体10の寿命低下をさらに抑制することができ、感光体10より長い間繰り返し使用することが可能になる。
なお、被覆フィルムFの表裏で表面硬度が異なる場合は、少なくとも感光体10と接触する側の表面硬度が感光体10の表面硬度よりも低いものを用いる。
ラップフィルムとして厚さ10[μm]のポリ塩化ビニル(PVC)フィルムである商品名:リケンラップ(登録商標)(ロックウェル硬度:約60)をローラ状の部材に巻きつけたものと、表面層をロックウェル硬度が約80のポリカーボネイト(PC)で構成した感光体とを、接触させて、同じ表面移動速度となるようにそれぞれ回転させ、感光体表面の磨耗を観察する実験を行ったところ、100時間連続して接触回転動作を行っても、感光体表面の磨耗はほとんど観察されないことを確認できた。
〔変形例1〕
図9は、変形例1の感光体10近傍である画像形成部の説明図である。
実施形態1及び参考構成例1では、感光体10の表面を被覆フィルムFで被覆した後、帯電ローラ8で一様帯電を行い、書き込み光3を照射して静電潜像を形成しているが、被覆フィルムFによる被覆、一様帯電、及び、静電潜像の形成の順番としてはこれに限るものではない。
例えば、図9に示す変形例1のように、感光体10の表面に被覆フィルムFを密着させる被覆フィルム供給ローラ81を帯電ローラ8とは別に設け、帯電ローラ8を感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する位置よりも感光体表面移動方向上流側に配置してもよい。このような変形例1の複写機500では、被覆フィルムFが被覆されていない感光体10の表面が帯電ローラ8によって帯電され、その後、被覆フィルム供給ローラ81によって被覆フィルムFが感光体10表面を被覆し、書き込み光3によって静電潜像が形成される。すなわち、本変形例1では、被覆フィルム供給ローラ81と感光体10とが対向する位置が潜像担持体被覆フィルム供給位置となる。
このような構成の変形例1の複写機500であっても実施形態1と同様に画像形成を行うことができる。なお、変形例1のように、一様帯電を行ったのちに被覆フィルムFを供給する構成であっても、参考構成例1と同様に、転写位置Bを通過した被覆フィルムFをシートSに貼り付けず、被覆フィルム回収装置101で回収するようにしてもよい。
参考構成例2
図10は、参考構成例2の感光体10近傍である画像形成部の説明図である。
参考構成例2の複写機500では、変形例1と同様に、感光体10の表面に被覆フィルムFを密着させる被覆フィルム供給ローラ81を帯電ローラ8とは別に設け、帯電ローラ8を感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する位置よりも感光体表面移動方向上流側に配置している。そして、参考構成例2の複写機500では、書き込み光3が感光体10の表面に照射される位置も感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する位置よりも感光体表面移動方向上流側に設定している。このような参考構成例2の複写機500では、被覆フィルムFが被覆されていない感光体10の表面が帯電ローラ8によって帯電され、書き込み光3によって静電潜像が形成される。その後、被覆フィルム供給ローラ81によって被覆フィルムFが感光体10表面を被覆し、感光体10上の静電潜像が被覆フィルムFを介して現像装置12によって現像される。すなわち、参考構成例2では、被覆フィルム供給ローラ81と感光体10とが対向する位置が潜像担持体被覆フィルム供給位置となる。
また、図10に示すように、参考構成例2の複写機500は、転写位置Bを通過したあとの被覆フィルムFは被覆フィルム回収装置101によって回収しており、シートS上に形成された最終画像は被覆フィルムFで被覆されていない状態である。
このように、参考構成例2では、書き込み光3を感光体10に到達させる必要がある潜像形成時には被覆フィルムFが感光体10を被覆しておらず、最終画像も被覆フィルムFが被覆していないため、被覆フィルムFとしては光透過性が不要であり、非透明フィルムを用いることができる。このように、被覆フィルムFに透明であるという特性が不要であれば被覆フィルムFの材料選択の幅を広げることができる。
変形例2
図11は、変形例2の感光体10近傍である画像形成部の説明図である。
実施形態1及び参考構成例1では、記録媒体であるシートSが被覆フィルムFを挟んで感光体10と対向する位置に供給され、表面にトナー像が形成された被覆フィルムFとシートSとが対向する構成である。被覆フィルムFとシートSとが対向する位置としては、被覆フィルムFが感光体10に被覆している位置に限るものではない。例えば、図11に示す変形例2のように、被覆フィルムFを感光体10の表面から離脱させた後にシートSと被覆フィルムFとを対向させ、シートS上にトナー像を形成させる構成であってもよい。
変形例2の複写機500の画像形成部は図11に示すように、感光体10から離れた位置に転写ローラ7を備え、転写ローラ7と対向する位置に転写対向ローラ73を備える。そして、被覆フィルムFが感光体10、転写対向ローラ73及び熱定着装置22の定着ニップによって張架された構成である。現像位置で表面にトナー像が形成された被覆フィルムFは転写対向ローラ73と転写ローラ7とが対向する転写位置Bに移動し、シートSと重ね合わされる。そして、シートSと被覆フィルムFとが重なった状態で、熱定着装置22の定着ニップへと移動し、被覆フィルムFとシートSとに挟まれた状態のトナー像が定着されることによって、実施形態1と同様に表面に表面に透明シートを有する最終画像を得ることができる。このように構成することにより、感光体10の表面と対向する位置にシートSを搬送する必要がなくなり、レイアウトの自由度が高まる。
このような変形例2の複写機500では、被覆フィルムFを介して感光体10表面に形成されたトナー像が、被覆フィルムFとともに感光体10表面から離脱し、シートSと対向する位置まで至り、シートS上に移動することが転写である。このような構成においては、感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFを張架する構成、転写ローラ7、および、熱定着装置22の組み合わせによって、感光体10上のトナー像をシートSに転写するトナー像転写手段を構成する。
また、変形例2の複写機500では、感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFが張架されているため、感光体10の表面を被覆していた被覆フィルムFが感光体10の表面から離脱する。このとき、感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFを張架する構成が潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する。
なお、変形例2のように、被覆フィルムFとシートSとが感光体10から離れた位置で対向する構成としては、参考構成例1と同様に、転写位置Bを通過した被覆フィルムFをシートSに貼り付けず、被覆フィルム回収装置で回収するようにしてもよい。
参考構成例3
図12は、参考構成例3の感光体10近傍である画像形成部の説明図である。
参考構成例3の複写機500は、変形例2と同様に被覆フィルムFとシートSとが感光体10から離れた位置で対向する構成で、転写位置Bを通過した被覆フィルムFをシートSに貼り付けず、被覆フィルム回収装置101で回収する構成である。
参考構成例3の複写機500の画像形成部は、図12に示すように、感光体10から離れた位置に転写ローラ7を備え、転写ローラ7と対向する位置に転写対向ローラ73を備える。また、転写位置Bでは転写ローラ7と転写対向ローラ73とで転写ニップを形成し、転写位置Bを通過した被覆フィルムFを回収する被覆フィルム回収装置101を備え、被覆フィルムFが感光体10、転写対向ローラ73及び被覆フィルム回収装置101によって張架された構成である。転写ローラ7には不図示のバイアス印加装置によって転写バイアスが印加されており、転写位置Bで転写対向ローラ73との間に転写バイアスを形成している。
参考構成例3の複写機500では、被覆フィルム供給装置20から供給された被覆フィルムFは、帯電ローラ8の表面を経て感光体10表面に供給される。被覆フィルムFはこの帯電ローラ8の押圧力と感光体帯電のために印加されるバイアス電荷により、感光体10に張り付いてそのまま感光体表面移動方向下流側へと搬送される。このとき帯電ローラ8に印加されるバイアス電荷によって感光体10が帯電される。感光体10の回転に伴い、被覆フィルム供給装置20に巻き込まれている被覆フィルムFが順次送り出される。次いでレーザ書込装置47から発せられた光書き込み光3によって一様帯電された感光体10上に光像が書き込まれて静電潜像が形成される。この静電潜像は現像位置で現像装置12によって現像されて感光体10の表面を覆っている被覆フィルムFの上にトナー像がもたらされる。
感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFが張架されているため、現像位置で表面にトナー像がもたらされた被覆フィルムFは、転写対向ローラ73の方向に引っ張られて感光体10の表面から分離して、転写位置Bへと移動する。そして、被覆フィルムF上に可視像化したトナー像とシートSとの転写位置Bに到達するタイミングが一致するように、レジストローラ21が回転し、シートSが転写位置Bへと送り込まれる。感光体10から分離した被覆フィルムFは、転写ローラ7と転写対向ローラ73との転写ニップ、または、転写ニップの近傍でシートSと重ね合わされ、転写位置Bでは、転写ローラ7に印加された転写バイアスによってトナー像が被覆フィルムFからシートSへと移動する。
転写位置Bを通過した被覆フィルムFはシートSの搬送方向とは異なる方向に配置された被覆フィルム回収装置101によって引っ張られ、シートSから剥離し、その後、転写対向ローラ73の表面からも剥離する。そして、被覆フィルム回収装置101で使用済み被覆フィルムとしてロール状に回収される。一方、転写位置Bを通過してトナー像が転写されたシートSは図12中の矢印E方向に配置された熱定着装置22に向かって搬送され、熱定着装置22でその表面にトナー像が定着された後に排出スタック部39に排出される。
変形例2の構成では、熱定着装置22を通過した後の被覆フィルムFをシートSに大きさに合わせて切断する被覆フィルム切断機構90を要する。一方、参考構成例3の複写機500では、転写位置Bを通過した被覆フィルムFは、定着前にシートSから分離し、被覆フィルム回収装置101によって回収するため、被覆フィルム切断機構90は設けなくてよい。
なお、被覆フィルムFが感光体10の表面を覆っている状態で、被覆フィルムFとシートSとを重ね合わせる構成であると、シートSが被覆フィルムFを介して感光体10に衝突し、その衝撃によって感光体10の表面移動速度が一瞬変動する、所謂ショックジターが発生することがある。ショックジターが発生した場合、感光体10の表面移動速度が変動したタイミングで書き込み光3によって形成される静電潜像が乱れる画像不良となる。
一方、変形例2参考構成例3の複写機500では、感光体10から離れた位置で、感光体10から分離した被覆フィルムFとシートSとが合流するする構成であるので、シートSが被覆フィルムFを介して感光体10に衝突することがない。このため、シートSが感光体10に衝突することに起因するショックジターの発生を防止することができ、ショックジターによる画像不良も防止することができる。
また、被覆フィルムFが感光体10の表面を覆っている箇所で転写ローラ7が被覆フィルムFを挟んで感光体10に当接して転写位置Bとする構成では、感光体10の表面が転写ローラ7に印加される転写バイアス(一様帯電の帯電電位とは逆極性の電圧)にさらされ、感光体10の表面が電気的な損傷を受けて寿命が低下するおそれがある。一方、変形例2参考構成例3の複写機500では、感光体10から離れた位置に転写ローラ7を配置し、感光体10から分離した被覆フィルムF上のトナー像をシートSに転写する構成であるので、転写バイアスに起因する感光体10の電気的な疲労を防止し、感光体10の長寿命化を図ることができる。
参考構成例3の構成においては、感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFを張架する構成と転写ローラ7とによって、感光体10上のトナー像をシートSに転写するトナー像転写手段を構成する。
また、参考構成例3の複写機500では、感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFが張架されているため、感光体10の表面を被覆していた被覆フィルムFが感光体10の表面から離脱する。このとき、感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFを張架する構成が潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する。
なお、被覆フィルムFが感光体10から速やかに分離するためには、感光体10の直径は小さい方がのぞましい。特に曲率分離の場合には、曲率半径は15[mm]以下(感光体10の直径30[mm]以下)が好ましい。
参考構成例4
図13は、参考構成例4の感光体10近傍である画像形成部の説明図である。
参考構成例3の複写機500は、被覆フィルムFとシートSとが感光体10から離れた転写位置Bで対向し、シートSのみを熱定着装置22に搬送する構成で、転写位置Bを通過した被覆フィルムFを被覆フィルム回収装置101によって回収する構成である。転写位置Bが感光体10から離れた位置にあり、シートSのみを熱定着装置22に搬送する構成としては、図13に示す参考構成例4のように、被覆フィルムFとして無端ループ状のものを用い、被覆フィルム回収装置101を備えない構成であってもよい。
参考構成例4の複写機500は図13に示すように、第一フィルム張架ローラ82及び第二フィルム張架ローラ83を備え、ループ状の被覆フィルムFを帯電ローラ8、感光体10、転写対向ローラ73、第一フィルム張架ローラ82及び第二フィルム張架ローラ83によって張架する構成である。
参考構成例4の複写機500では、被覆フィルムFを繰り返し使用するため、コスト面で有利である。また、被覆フィルムFを繰り返し使用するため、被覆フィルム供給装置20や被覆フィルム切断機構90、被覆フィルム回収装置101が不要であるため、複写機500の装置全体のサイズの面でも有利である。さらに、使用する被覆フィルムFの量が少なくて済むため、省資源化にも適している。
参考構成例4の構成においては、感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFを張架する構成と転写ローラ7とによって、感光体10上のトナー像をシートSに転写するトナー像転写手段を構成する。
また、参考構成例4の複写機500では、感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFが張架されているため、感光体10の表面を被覆していた被覆フィルムFが感光体10の表面から離脱する。このとき、感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFを張架する構成が潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する。
図14は、参考構成例4の転写位置Bの近傍の拡大説明図である。
トナー像Tを被覆フィルムFからシートSに転写する場合には、図14に示すように、転写位置Bを通過した後の被覆フィルムFの表面上に転写残トナーT2が残ってしまう。そして、参考構成例4のように被覆フィルムFをループ状として、繰り返し使用する構成の場合は、被覆フィルムF上に転写残トナーT2が残留していると、被覆フィルムFが再び感光体10を被覆して行われる次の画像形成に悪影響を与えることとなる。
よって、参考構成例4のように、ループ状の被覆フィルムFを用いる構成の場合は、転写位置Bを通過した被覆フィルムFの表面を清掃するためのフィルムクリーニング手段が必要となる。フィルムクリーニング手段としては、クリーニングローラやクリーニングブレードといったクリーニング部材を備えた、従来のトナー像担持体のクリーニング手段と同様のクリーニング手段を用いることができる。
なお、変形例2、参考構成例3及び参考構成例4では、転写位置Bが感光体10から離れた位置となる構成で、感光体10の表面を被覆フィルムFで被覆した後、帯電ローラ8で一様帯電を行い、書き込み光3を照射して静電潜像を形成する構成であるが、転写位置Bが感光体10から離れた位置となる構成において被覆フィルムFによる被覆、一様帯電、及び、静電潜像の形成の順番としてはこれに限るものではない。現像位置での感光体10の表面を被覆フィルムFが覆う構成であれば、変形例1のように、一様帯電を行った後に被覆フィルムFによる被覆を行う構成でも良いし、参考構成例2のように、一様帯電、潜像形成を行った後に被覆フィルムFに被覆を行う構成でも良い。
参考構成例3及び参考構成例4では、被覆フィルムF上のトナー像を被転写体であるシートSに転写した後に被覆フィルムFをシートSから分離する構成であるが、被覆フィルムF上のトナー像を転写した後に被転写体から被覆フィルムFを分離する構成であれば、被転写体はシートSのような記録媒体に限るものではなく、中間転写ベルトのようなトナー像担持体であってもよい。
変形例3
図15は、変形例3の感光体10近傍である画像形成部の説明図である。
図15に示す変形例3の複写機500の画像形成部では、図3を用いて説明した実施形態1の複写機500の画像形成部と同様に、被覆フィルムFとシートSとを、感光体10とローラ状の転写部材である転写ローラ7との間で挟んで、密着させる。さらに、転写ローラ7にトナー像を形成するトナーの帯電極性とは逆極性のバイアスを印加することで、被覆フィルムFとシートSとを静電的に貼り合わせて一体化させる。
なお、実施形態1の複写機500では、被転写体であるシートSが被覆フィルムFに接触する位置は、被覆フィルムFと転写バイアスが印加された転写部材である転写ローラ7が被覆フィルムF及びシートSを挟んで感光体10に当接する位置と略同じ位置である。一方、図15に示す変形例3の複写機500では、シートSが被覆フィルムFに接触する位置(以下、シート接触位置Gと呼ぶ)は、転写ローラ7が被覆フィルムF及びシートSを挟んで感光体10に当接する位置(転写位置B)よりもシートSの搬送方向上流側である。変形例3の構成であれば、被覆フィルムF上のトナー像が転写バイアスの影響を受ける領域に到達する前に被覆フィルムFとシートSとを接触させることができる。
シートSが被覆フィルムFに接触する位置と、転写ローラ7が被覆フィルムF及びシートSを挟んで感光体10に当接する位置とが略同じ位置であると、シートSが被覆フィルムFに重なる前に被覆フィルムF上のトナー像が転写バイアスの影響を受けて被覆フィルムFから飛散し、転写前チリが発生するおそれがある。一方、変形例3のように、シート接触位置Gが転写位置Bよりも上流側となる構成であれば、被覆フィルムF上のトナー像が転写バイアスの影響を受ける領域に到達する前に被覆フィルムFとシートSとを接触させることができ、トナー像を挟んで被覆フィルムFとシートSとが重なった状態で、転写バイアスの影響を受ける領域に進入させることができる。このため、被覆フィルムF上のトナーが飛散することを防止し、転写前チリの発生を防止できるため、良好な画像を得ることができる。
なお、変形例3の複写機500は、実施形態1と同様に転写位置Bに対してシートSの搬送方向下流側(図15中の矢印E方向側)に熱定着装置22が配置され、そのさらに下流側に被覆フィルム切断機構90が配置されている。そして、変形例3の被覆フィルム供給装置20にロール状に設置された被覆フィルムFは、被覆フィルム供給装置20から被覆フィルム切断機構90まで繋がった状態である。熱定着装置22の定着部を構成する定着ニップと転写位置Bよりも感光体10の表面移動方向下流側の分離位置Hにおける感光体10の表面との間で被覆フィルムFが張架されているため、被覆フィルムFは分離位置HでシートSとともに感光体10の表面から剥離する。このとき、定着ニップと感光体10との間で被覆フィルムFを張架する構成が潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する。
変形例3の複写機500は、転写位置Bを通過し、分離位置Hで感光体10から分離した被覆フィルムFとシートSとが重なり合った状態で熱定着装置22の定着ニップに進入し、熱定着装置22内でトナーが溶融し、トナー像を挟んで被覆フィルムFとシートSとが一体となって装置外に排出される。
変形例3のように、シート接触位置Gが、転写位置BよりもシートSの搬送方向上流側となる構成は、被覆フィルムFとシートSとが一体となって装置外に排出される構成に限らず、参考構成例1と同様に被覆フィルムFをシートSに貼り付けず、被覆フィルムF上のトナーをシートSに転写して、トナー像が定着されたシートSのみの状態で装置外に排出する構成にも適用可能である。
また、変形例3の複写機500は、被覆フィルムFを介して感光体10上に形成されたトナー像が転写される被転写体であるシートは、被覆フィルムFが分離位置Hで感光体10から離脱する前に、シート接触位置Gで被覆フィルムFに接触する。そして、潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する構成は、被覆フィルムFとシートSとを接触させた状態で、分離位置Hで被覆フィルムFを感光体10の表面から離脱させるように構成している。詳しくは、定着ニップと感光体10との間で被覆フィルムFが張架される構成によって、感光体10から被覆フィルムFが分離する分離位置Hよりも感光体10の表面移動方向上流側で、且つ、現像位置よりも感光体10の表面移動方向下流側のシート接触位置Gで、シートSが被覆フィルムFに接触し、分離位置HではシートSと被覆フィルムFとが重なり合った状態で被覆フィルムFが感光体10の表面から分離する。
このように、シートSと被覆フィルムFとが重なり合った状態では、被覆フィルムF上のトナー像はシートSと被覆フィルムFとの間で挟まれた状態であり、この状態では放電や衝撃によってトナーが飛散し難く、トナーのチリによってトナー像が乱れる不具合が生じにくい。よって、変形例3の複写機500では、感光体10の表面から被覆フィルムFが分離するときに感光体10と被覆フィルムFとの間での剥離放電が生じても、トナーのチリの発生を防止でき、トナーのチリに起因する画像の劣化を防止できる。
なお、図3では転写ベルト17の記載は省略しているが、図2に示すように実施形態1の複写機500は転写ベルト17を備え、転写ローラ7は転写ベルト17及び被覆フィルムFを介して感光体10に当接する構成である。
変形例3の複写機500では、シートSは搬送ベルトである転写ベルト17に担持された状態でシート接触位置Gに搬送される。これにより、感光体10に巻き付けられた被覆フィルムFとシートSとの接触時の衝撃による、シートSのずれやシートS先端のばたつきを低減することができる。
なお、シートS及び被覆フィルムFが転写位置Bに進入する前にシートSと被覆フィルムFとの密着性を高めるために転写位置Bよりも上流側に転写前加圧部材を配置してもよい。
図16は、図15で示す変形例3の構成に、転写前加圧部材としての転写前加圧ローラ76を追加した構成の説明図である。転写前加圧ローラ76は不図示の加圧機構によって感光体10に向かって加圧される構成である。このような転写前加圧部材を配置することにより、シートSと被覆フィルムFとの空隙での放電に起因するトナーの飛散をさらに低減させることができ、転写前チリによる画像の劣化をさらに低減させることができる。
図16に示す構成の転写前加圧ローラ76としては、金属ローラの周りに弾性を有したゴム層を形成した弾性ゴムローラを使用することができる。弾性ゴムローラを使用する場合は、摩擦帯電による転写前加圧ローラ76のチャージアップを低減するために、イオン導電性材料をゴムに配合したり、カーボン等を分散させたりすることにより抵抗を調節することで転写前加圧ローラ76のチャージアップに起因する画像劣化を低減することが可能となる。なお、転写名転写前加圧部材は前出のようなゴムローラの他に、板状のゴムをベルトに当接することで加圧してもよい。
変形例3の複写機500では、被覆フィルムFとシートSとが転写ローラ7によって転写バイアスを印加され、静電的に張り合わされた後に感光体10から引き剥がされる。このような構成とすることで、感光体10と被覆フィルムFとの間で剥離放電が生じたとしても、被覆フィルムFとシートSとの間の空隙が十分小さいためトナー像を形成するトナーが飛散することなく、シャープな画像を得ることが可能となる。
変形例4
図17は、変形例4の転写位置B近傍の拡大説明図である。
上述した実施形態1、参考構成例1〜4及び変形例1〜の構成では、不図示のバイアス印加装置によって転写バイアスが印加される転写部材として、ローラ状の転写ローラ7を備える構成である。転写部材としてはローラ状のものに限るものではなく、図17に示す変形例4の転写シート77のように、シート状の転写部材であってもよい。
図17に示す変形例4では、転写部材である転写シート77は、感光体10に最も近接する位置である転写位置Bよりも転写体であるシートSの搬送方向上流側に固定端77aが位置し、固定端77aに対してシートSの搬送方向下流側に自由端77bが位置するように配置されたシート状の部材である。さらに、トナー像転写手段である転写装置13は、転写シート77を感光体10に向けて加圧するシート加圧部材78を備える。
転写シート77は、転写位置Bで転写ベルト17及び被覆フィルムFを挟んで感光体10に当接する構成であり、このような転写シート77を当接させる構成では、ローラ状の転写部材を当接させる構成に比べて、構成が単純になり、低コスト化を図ることが可能となる。
転写部材として転写シート77を使用する構成は、実施形態1、参考構成例1〜4及び変形例1〜の何れの構成に対しても、転写ローラ7の代わりに転写シート77を配置することで適用可能である。
また、転写シート77を用いる構成であっても、転写ベルト17を挟んで感光体10に当接させ、転写ベルト17によってシートSを転写位置Bに搬送する構成であれば、シートSと被覆フィルムFとの接触時の衝撃による画像の劣化を低減することが可能となる。また、転写シート77を用いる構成であっても、図16を用いて説明した構成のように、転写位置Bよりも上流側に転写前加圧部材を配置して、被覆フィルムFとシートSとの空隙を十分小さくすることで画像の劣化を低減することが可能となる。
なお、変形例4のシート加圧部材78は、スポンジ等の弾性体からなり、その弾性力によって転写シート77を感光体10に向けて加圧する構成である。このような、弾性体によって加圧する構成により、転写シート77を感光体10に向けて加圧する構成をより単純な構成で実現することができ、さらなるコストの削減を図ることができる。
実施形態2
実施形態1の複写機500では、被覆フィルムFを記録媒体であるシートSに貼り付けた状態で装置外に排出する構成で、紙間の被覆フィルムFは図2に示す構成では、排出スタック部39上に排出され、図5及び図6に示す構成では紙間フィルム収容トレイ80に収容される。そして、排出スタック部39や紙間フィルム収容トレイ80の紙間の被覆フィルムFは廃棄されるが、省資源化やコスト削減の観点からシートSに貼り付けられずに破棄される被覆フィルムFは少ないこと望ましい。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、少なくとも現像位置では潜像担持体被覆フィルムで感光体表面を被覆し、潜像担持体被覆フィルムを記録媒体に貼り付けた状態で排出する構成で、実施形態1に比して、被覆フィルムFの使用量を削減することができる本発明のつ目の実施形態(以下、実施形態2と呼ぶ)について説明する。
図18は、実施形態2に係る画像形成装置としての複写機500全体の概略構成図である。
図18に示す実施形態2の複写機500は、被覆フィルム切断機構90を熱定着装置22よりも上流側に配置した点で図2に示す複写機500の構成と異なり、他の構成は共通するため、共通する構成についての説明は省略し、相違点について説明する。
実施形態2の複写機500の被覆フィルム供給装置20は、連続シート状の被覆フィルムFを有し、被覆フィルムFを繰り出して感光体10に対して表面を被覆するように供給するものである。また、被覆フィルム切断機構90は被覆フィルムFの搬送方向に対して直交する切断面となるように連続シート状の被覆フィルムFを切断するものである。
実施形態2の複写機500における画像形成開始前の状態では、被覆フィルム供給装置20にロール状に配置された連続シート状の被覆フィルムFの先端部が帯電ローラ8と感光体10とによって挟まれた状態である。画像形成時には、感光体10と、被覆フィルム供給装置20のロール状の被覆フィルムFが巻かれた回転軸とが図18中の反時計回り方向に回転し、被覆フィルムFの先端部が感光体10の表面移動に伴って表面移動方向下流側へと移動する。なお、このとき、被覆フィルム切断機構90の搬送方向上流側と下流側とのそれぞれに配置された搬送ローラ対が熱定着装置22方向へ搬送力を付与するように回転する。
また、被覆フィルムFの先端部が画像の先端部と一致するように被覆フィルムFで被覆された感光体10に対して一様帯電、静電潜像形成がなされ、感光体10表面上を被覆する被覆フィルムF上に感光体10上に形成された潜像に応じたトナー像が形成される。
そして、感光体10上で表面にトナー像を担持した被覆フィルムFの先端部とシートSの先端部との転写位置に到達するタイミングが一致するように、レジストローラ21が回転し、シートSが図18中の感光体10の右側へと送り込まれる。なお、実施形態2の複写機500でも転写ローラ7と感光体10とが対向する位置が転写位置である。
感光体10の右側へと送り込まれたシートSは、転写ローラ7を備える転写装置により転写位置で感光体10表面の被覆フィルムF上のトナー画像に重ね合わされた後、被覆フィルムFとともに感光体10から引き剥がされる。なお、被覆フィルムFは透明であり、被覆フィルムFをシートSに重ねた状態で感光体10から引き剥がすことにより、被覆フィルムF側が表面、シートS側が裏面となる状態で画像が形成される。
また、転写位置では、転写ローラ7に印加される転写バイアスによって被覆フィルムFがシートSに対して静電的に張り付き、シートSがその腰によって、または、分離爪等の分離手段によって感光体10から分離する。これにより、シートSに張り付いた被覆フィルムFが感光体10から分離する。このように転写位置を通過した被覆フィルムFがシートSとともに感光体10から分離する構成が潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する。
なお、実施形態2の複写機500では、転写位置を通過した被覆フィルムFがシートSに張り付く力は、被覆フィルムFとシートSとの間の静電気の力によるものであるが、転写位置に入る前の被覆フィルムFまたシートSのうちの一方の他方と対向する面に接着剤を塗布しても良い。また、粘着性の高いトナーを用いることにより、トナーの粘着力によって被覆フィルムFをシートSに張り付けてもよい。
転写位置でシートSと被覆フィルムFとが重なり、被覆フィルム切断機構90の切断位置にシートSのシートSの後端部が到達すると、不図示の制御部は、被覆フィルムF及びシートSに搬送力を付与する搬送部材の搬送動作を停止するように制御する。詳しくは、被覆フィルム切断機構90の搬送方向上流側と下流側とのそれぞれに配置された搬送ローラ対、感光体10、及び、被覆フィルム供給装置20のロール状の被覆フィルムFが巻かれた回転軸の回転が停止する。
上記制御部は、搬送動作を停止した状態で被覆フィルム切断機構90を作動し、被覆フィルム切断機構90がトナー像と共に感光体10からシートS表面に移動してシートSと重なった状態の被覆フィルムFを、切断面の位置がシートSの搬送方向後端部と一致するように切断する。
被覆フィルム切断機構90が被覆フィルムFを切断すると、上記制御部は、被覆フィルム切断機構90に対して被覆フィルムFの搬送方向の下流側の搬送部材は被覆フィルムFとシートSを排出するように駆動する。詳しくは、被覆フィルム切断機構90の搬送方向下流側に配置された搬送ローラ対は、画像形成時と同方向に回転し、重なり合った状態の被覆フィルムF及びシートSを熱定着装置22へと送り込む。熱定着装置22を通過した被覆フィルムFが重なった状態のシートSは、排出ローラ35によって排出スタック部39へと排出される。これにより、シートSの全面が被覆フィルムFで覆われた定着後画像が完成する。
一方、被覆フィルム切断機構90に対して被覆フィルムFの搬送方向の上流側の搬送部材は、被覆フィルム切断機構90が被覆フィルムFを切断すると、画像形成時とは逆方向に被覆フィルムFを搬送するように駆動する。詳しくは、上記制御部が、被覆フィルム切断機構90の搬送方向上流側に配置された搬送ローラ対、感光体10、及び、被覆フィルム供給装置20の被覆フィルムFが巻かれた回転軸を画像形成時とは逆方向に回転するように制御する。これにより、被覆フィルム供給装置20から繰り出された被覆フィルムFがロール状の被覆フィルムFに巻き取られる。そして、上記制御部は、被覆フィルムFの切断面が帯電ローラ8と感光体10とによって挟まれた状態で駆動を停止する。これにより、上述した画像形成開始前と同様の状態となり、被覆フィルムFの切断面が連続シート状の被覆フィルムFの先端部となる。
次の画像形成時には、切断された位置よりも搬送方向上流側の被覆フィルムFの搬送方向先端部となるこの切断面の位置とシートSの搬送方向先端部とが一致するように、被覆フィルムF及びシートSとの搬送の制御がなされる。
実施形態2の複写機500のように、切断された後の被覆フィルムFを画像形成時とは逆方向に搬送し、切断面を被覆フィルムFの先端部としてシートSの先端部と重ね合わせるように次の画像形成を行い、シートSの後端部に合わせて被覆フィルムFを切断することにより、被覆フィルムFを無駄なく使用することができ、より少ないフィルムの量で長期に渡り画像を形成することが可能となる。
実施形態2の複写機500は、使用する被覆フィルムFを必要最小限の量にとどめることができ、少ない被覆フィルムFの量で長期に渡って効果が得られるため、装置の小型化、及び廃棄物の削減に対して有用な構成である。
実施形態2の複写機500のように、切断された後の被覆フィルムFを画像形成時とは逆方向に搬送し、切断面を被覆フィルムFの先端部としてシートSの先端部と重ね合わせるように次の画像形成を行う構成は、実施形態2のように被覆フィルム切断機構90が熱定着装置22よりも上流側に配置された構成に限らず、実施形態1の被覆フィルム切断機構90が熱定着装置22よりも下流側に配置された構成でも適用可能である。なお、被覆フィルム切断機構90が熱定着装置22よりも下流側に配置された構成で、切断された後の被覆フィルムFを画像形成時とは逆方向に搬送し、切断面を被覆フィルムFの先端部としてシートSの先端部と重ね合わせるように次の画像形成を行う場合、一度、熱定着装置22を通過した被覆フィルムFを感光体10の表面上に戻し、そのフィルムを介して現像が行うことになる。このため、被覆フィルムFとして定着温度まで昇温しても変質しないフィルムを用いる必要がある。また、熱定着装置22で昇温した被覆フィルムFが感光体10の表面に接触することで、感光体10が熱によるストレスで寿命が低下するおそれがある。
一方、実施形態2の複写機500のように、被覆フィルム切断機構90が熱定着装置22よりも上流側に配置された構成で、切断された後の被覆フィルムFを画像形成時とは逆方向に搬送するものであれば、逆方向に搬送される被覆フィルムFは熱定着装置22まで到達していない部分である。このため、被覆フィルムFとして定着温度まで昇温すると変質するようなフィルムであっても用いることができ、さらに、熱定着装置22で加熱されることによってシートSとの密着性が増すようなフィルムを用いることができる。また、実施形態2の複写機500では、逆方向に搬送される被覆フィルムFは熱定着装置22まで到達していない部分であるので、被覆フィルムFが感光体10に熱ストレスを与えることなく、新品の被覆フィルムFと同様に使用することができる。
なお、被覆フィルム切断機構90の配置が熱定着装置22に対して上流側、または、下流側の何れの構成であっても、被覆フィルムFが切断された後、被覆フィルムFを巻きつけた感光体10等を逆回転し、切断により先端部が浮いた被覆フィルムFを感光体10に巻き取つけて再び感光体10の表面に密着させて次の作像に備える。
被覆フィルム切断機構90としては、図19に示すようなロータリーカッター91を備えるものを用いることができる。図19に示すロータリーカッター91は、可動刃回転軸95を中心に回転する可動刃92と、可動刃92に対向するように配置された固定刃93と、固定刃93を保持する固定刃保持部材94とを備える。可動刃92が回転し、その刃先が固定刃93と対向することによって、固定刃93と可動刃92との間の被覆フィルムFを切断する構成である。
図19に示すロータリーカッター91は、実施形態2の被覆フィルム切断機構90に限らず、図2や図6に示す構成の被覆フィルム切断機構90にも適用可能である。
なお、本発明を適用した画像形成装置の被覆フィルム切断機構90としてはロータリーカッター91に限定するものではなく、切断面が被覆フィルムFの搬送方向に対して直交するように被覆フィルムFを切断できる機構であればよい。また、ロータリーカッター91を適用した被覆フィルム切断機構90では、固定刃93の刃先の位置が切断位置となる。
〔実験6〕
実験6では、画像形成装置として、imagio MP 5000(リコー製)を用いて以下に述べる実験を行った。
上記画像形成装置に対して、図18に示す実施形態2の複写機500のように熱定着装置22の上流側に、ロータリーカッターの両脇に搬送ローラを設けた被覆フィルム切断機構90を設けた装置を作成した。そして、PVDC製ラップフィルムを感光体10に巻きつけてコピー動作前の初期状態を作り、それからA4横の長さの用紙(シートS)をシートカセット61にセットし、通常のコピー動作を実行した。排出スタック部39上には画像が定着されたA4横サイズの被覆フィルムFで覆われたシートSがスタックされた。画像も鮮明であり問題はなかった。
〔実験7〕
実験7では、画像形成装置として、imagio MP 5000(リコー製)を用いて以下に述べる実験を行った。
上記画像形成装置に対して、図2に示す実施形態1の複写機500のように、熱定着装置22の下流側に、ロータリーカッターの両脇に搬送ローラを設けた被覆フィルム切断機構90を設けた装置を作成した。そして、PVDC製ラップフィルムを感光体10に巻きつけてコピー動作前の初期状態を作り、それからA4横の長さの用紙(シートS)をシートカセット61にセットし、通常のコピー動作を実行した。排出スタック部39上には画像が定着されたA4横サイズの被覆フィルムFで覆われたシートSがスタックされた。画像も鮮明であり問題はなかった。
〔実験8〕
実験8では、被覆フィルムFとして、厚さ10[μm]のポリ塩化ビニル(PVC)フィルム、商品名リケンラップを用意した。実験6と同様の実験を行ったところ、排出スタック部39上には画像が定着されたA4横サイズの被覆フィルムFで覆われたシートSが、実験6と同様にスタックされた。画像も鮮明であり問題はなかった。
実施形態2の複写機500では、定着後の画像は全面を被覆フィルムFで覆われた状態となることにより、均一光沢の質感の高い画像を得ることができる。
また、被覆フィルムFを転写工程以降で切断することにより、帯電、露光、及び、現像の各工程では常に感光体10が被覆フィルムFで保護されており、感光体10の長寿命化を図ることができ、長期に渡り安定した画像形成を行うことが可能である。
実施形態3
実施形態1や実施形態2の複写機500では、被覆フィルムFを記録媒体であるシートSに貼り付けた状態で装置外に排出する構成で、被覆フィルムFをシートSに重ね合わせた後に、シートSの搬送方向の長さに合わせて被覆フィルムFを切断する構成である。被覆フィルムFを切断する位置としては、シートSに重ね合わせた後に限らず、感光体10の表面に供給する前であってもよい。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、少なくとも現像位置では潜像担持体被覆フィルムで感光体表面を被覆し、潜像担持体被覆フィルムを記録媒体に貼り付けた状態で排出する構成で、感光体表面を被覆する前の潜像担持体被覆フィルムを記録媒体に合わせて切断する本発明のつ目の実施形態(以下、実施形態3と呼ぶ)について説明する。
図20は、実施形態3に係る画像形成装置としての複写機500全体の概略構成図である。また、図21は、実施形態3の複写機本体部100の感光体10近傍である画像形成部の拡大説明図である。
図20に示す実施形態3の複写機500は、被覆フィルム切断機構90を被覆フィルム供給装置20と帯電ローラ8との間に配置した点で図2に示す複写機500の構成と異なり、他の構成は共通するため、共通する構成についての説明は省略し、相違点について説明する。
実施形態3の複写機500の被覆フィルム供給装置20は、連続シート状の被覆フィルムFを有し、被覆フィルムFを繰り出して感光体10に対して表面を被覆するように供給するものである。また、被覆フィルム切断機構90は被覆フィルムFの搬送方向に対して直交する切断面となるように連続シート状の被覆フィルムFを切断するものである。実施形態3の複写機500では、被覆フィルム切断機構90として図19に示すような公知のロータリーカッター91を使用する。
被覆フィルム切断機構90は、被覆フィルム供給装置20から繰り出された被覆フィルムFを、シートバンク300内のシートカセット61から送り出されたシートSの搬送方向の長さに合わせて切断する。切断された被覆フィルムFは、被覆フィルム切断機構90の下流側に配置されたローラ対によって、帯電ローラ8と感光体10との対向部に搬送され、搬送部材としての機能を兼ね備えた帯電ローラ8の表面を経て感光体10表面に供給される。すなわち、被覆フィルムFは被覆フィルム切断機構90により、あらかじめシートSの搬送方向長さに合わせた長さに切断された後、感光体10表面に供給される。
なお、必要に応じて図20の被覆フィルム切断機構90の左右に設けた二組の搬送ローラ対のように、被覆フィルム切断機構90の搬送方向上流側及び下流側に搬送部材を設けても良い。切断された被覆フィルムFはこの帯電ローラ8の押圧力と感光体帯電のために印加されるバイアス電荷により、感光体10に張り付いてそのまま下流へと搬送される。このとき感光体10が帯電される。
なお、ラップが切断された後、被覆フィルム供給装置20のロール状の被覆フィルムFが巻かれた回転軸や被覆フィルム切断機構90の上流側に配置された搬送ローラ対は回転せず、次の作像まで被覆フィルムFが使用されることはない。
一方、感光体10の表面上では、切断された被覆フィルムFの先端部が画像の先端部と一致するように被覆フィルムFで被覆された部分の感光体10に対して一様帯電、静電潜像形成がなされ、感光体10表面上を被覆する切断された被覆フィルムF上に感光体10上に形成された潜像に応じたトナー像が形成される。
そして、感光体10上で表面にトナー像を担持した切断された被覆フィルムFの先端部とシートSの先端部との転写位置に到達するタイミングが一致するように、レジストローラ21が回転し、シートSが図18中の感光体10の右側へと送り込まれる。なお、実施形態2の複写機500でも転写ローラ7と感光体10とが対向する位置が転写位置Bである。
感光体10の右側へと送り込まれたシートSは、転写装置13により転写位置Bで感光体10表面の被覆フィルムF上のトナー画像に重ね合わされた後、被覆フィルムFとともに感光体10から引き剥がされる。なお、被覆フィルムFは透明であり、被覆フィルムFをシートSに重ねた状態で感光体10から引き剥がすことにより、被覆フィルムF側が表面、シートS側が裏面となる状態で画像が形成される。
また、転写位置Bでは、転写ローラ7に印加される転写バイアスによって被覆フィルムFがシートSに対して静電的に張り付き、シートSがその腰によって、または、分離爪等の分離手段によって感光体10から分離する。これにより、シートSに張り付いた被覆フィルムFが感光体10から分離する。このように転写位置Bを通過した被覆フィルムFがシートSとともに感光体10から分離する構成が潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する。
なお、実施形態3の複写機500では、転写位置Bを通過した被覆フィルムFがシートSに張り付く力は、被覆フィルムFとシートSとの間の静電気の力によるものであるが、転写位置Bに入る前の被覆フィルムFまたシートSのうちの一方の他方と対向する面に接着剤を塗布しても良い。また、粘着性の高いトナーを用いることにより、トナーの粘着力によって被覆フィルムFをシートSに張り付けてもよい。
転写位置Bを通過し被覆フィルムFと重ね合わされた後のシートSは、転写ベルト17によって搬送され熱定着装置22に導入され、加熱ローラ30と加圧ローラ32とによって形成される定着ニップに通されて、これらローラに搬送されながら、熱と圧力が印加されてシートSと被覆フィルムFとに対して被覆フィルムF上のトナー画像とが定着される。その後、排出ローラ35を通過して、排出スタック部39上に排出される。
なお、実施形態3の被覆フィルム切断機構90としては、図19に示すようなロータリーカッター91使用することができるが、本発明を適用した画像形成装置の被覆フィルム切断機構90としてはロータリーカッター91に限定するものではなく、切断面が被覆フィルムFの搬送方向に対して直交するように被覆フィルムFを切断できる機構であればよい。
〔実験9〕
実験9では、画像形成装置として、imagio MP 5000(リコー製)を用いて以下に述べる実験を行った。
上記画像形成装置に対して、図20で示すようなPVDC製ラップフィルムが巻き取られている被覆フィルム供給装置20と、ロータリーカッター91及びその両脇に搬送ローラ対を備えた被覆フィルム切断機構90とを装着した。次に、被覆フィルムFの先端が感光体10の画像形成開始位置に相当する部分になるよう巻き付け、更にA4横の長さで被覆フィルムFが切断されるようにロータリーカッター91の回転数を調整したうえで、通常のコピー動作を実行した。排出スタック部39上には画像が定着されたA4横サイズの被覆フィルムFで覆われたシートSがスタックされた。画像も鮮明であり問題はなかった。
〔実験10〕
実験10では、被覆フィルムFとして、厚さ10[μm]のポリ塩化ビニル(PVC)フィルム、商品名リケンラップを用意した。実験9と同様の実験を行ったところ、排出スタック部39上には画像が定着されたA4横サイズの被覆フィルムFで覆われたシートSが、実験9と同様にスタックされた。画像も鮮明であり問題はなかった。
実施形態4
次に、本発明を適用した画像形成装置として、少なくとも現像位置では潜像担持体被覆フィルムで感光体表面を被覆する本発明のつ目の実施形態(以下、実施形態4と呼ぶ)について説明する。
図22は、実施形態4に係る画像形成装置としての複写機500全体の概略構成図である。また、図23は、実施形態4の複写機本体部100の感光体10近傍である画像形成部の拡大説明図である。
実施形態4は、潜像形成後の感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する構成と感光体10に供給する前の被覆フィルムFを除電するフィルム除電手段を備える構成とが実施形態1の複写機500と異なり、他の構成は共通するため、共通する構成についての説明は省略し、相違点について説明する。
実施形態1の複写機500では、被覆フィルム供給装置20が帯電装置11の図2中の左側に配置されているが、実施形態4の複写機500では、被覆フィルム供給装置20が現像装置12の図22中の左側に配置されている。また、レーザ書込装置47は、実施形態1の複写機500では図2中の現像装置12の左側で被覆フィルム供給装置20の下側に配置されているが、実施形態4の複写機500では図22中の帯電ローラ8の左側で被覆フィルム供給装置20の下側に配置されている。
このように、実施形態4の複写機500は、被覆フィルム供給装置20及びレーザ書込装置47の装置本体における位置が異なるが、これらの装置としては実施形態1の複写機500と同様のもの用いることができる。
また、図23に示すように、実施形態4の複写機500は、感光体10の表面に被覆フィルムFを密着させる被覆フィルム供給ローラ81を帯電ローラ8とは別に備えている。そして、実施形態4の複写機500では、被覆フィルムFによって感光体10を被覆する工程、一様帯電する帯電工程、及び、静電潜像を形成する書き込み工程という3つの工程の順番が実施形態1の複写機500とは異なる。そして、実施形態4の複写機500では、上述した参考構成例2の複写機500と同様にように、帯電工程と書き込み工程との後に、被覆フィルムFによって感光体10を被覆する工程を行われる。
詳しくは、静電潜像形成工程として不図示の感光体駆動モータで感光体10を回転し、帯電ローラ8を用いた帯電装置11で感光体10の表面を一様に帯電して帯電工程を実行する。次いで、画像読取装置200によって読み取った原稿内容に応じてレーザ光をレーザ書込装置47から照射して書き込み工程を実行して、感光体10の表面に静電潜像を形成する。静電潜像形成後、被覆フィルム供給装置20から被覆フィルムFを供給し、被覆フィルム供給ローラ81の表面を経て被覆フィルムFが感光体10表面を被覆する。その後、被覆する感光体10上の静電潜像に対応するように被覆フィルムF上に現像装置12によってトナーが付着させられ、静電潜像の可視像化がなされる。
次に、実施形態4の複写機500での被覆フィルムFの供給動作について、図23を用いて説明する。
実施形態4の複写機500では作像時に、まず、帯電ローラ8を備えた帯電装置11で感光体10の表面を一様に帯電し、次いでレーザ書込装置47から発せられた書き込み光3によって一様帯電された感光体10上に光像が書き込まれて静電潜像が形成される。静電潜像が形成された後の感光体10の表面に対して、被覆フィルム供給装置20から供給された被覆フィルムFが被覆フィルム供給ローラ81の表面を経て感光体10表面に供給される。被覆フィルムFは被覆フィルム供給ローラ81の押圧力により、感光体10に張り付いてそのまま下流へと搬送される。また、感光体10の回転に伴い、被覆フィルム供給装置20に巻き込まれている被覆フィルムFが順次送り出される。なお、被覆フィルムFは非常に薄い誘電体であるため、感光体10の表面を覆った被覆フィルムFの外側の表面上には感光体10の表面上と変わらない静電潜像が誘起形成される。この静電潜像は現像装置12により現像されて、感光体10の表面を覆っている被覆フィルムFの上にトナー像がもたらされる。
被覆フィルムF上のトナー像はシートSと重ね合わされた後、被覆フィルムFとシートSに挟まれた状態のまま熱定着装置22に搬送されて定着される。熱定着装置22を通過したシートSと被覆フィルムFとは、実施形態1の複写機500と同様に、排出ローラ35を通過したのち被覆フィルム切断機構90によって被覆フィルムFが切断されて、表面が被覆フィルムFで覆われたシートSとして排出スタック部39上に排出される。
実施形態4の複写機500のように、静電潜像が形成された感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する構成の場合、感光体10の表面に巻きつける前の被覆フィルムFが帯電していると、感光体10の表面上の静電潜像を乱してしまう可能性がある。このため、実施形態4の複写機500では、被覆フィルム供給ローラ81の搬送方向上流側にフィルム除電手段としてのフィルム除電ブラシ85を備えている。フィルム除電手段を構成する除電部材としては、除電ブラシに限るものではなく、除電針など他の除電部材も用いることができる。
フィルム除電ブラシ85は、被覆フィルムFの搬送方向に直交する方向(図23中の手前奥方向)に約350[mm]の大きさを有しており、金属性本体部に除電毛を挟持し、図示しない配線により除電毛が接地している。そして、除電毛先端を被覆フィルムFに接触させることにより被覆フィルムFの電荷を取り除くものである。このように除電した被覆フィルムFを感光体10に巻きつけることによって、感光体10の表面上の静電潜像を乱すことなく、感光体10の表面上と変わらない静電潜像が被覆フィルムFの表面上に誘起形成することができる。
実施形態1の複写機500の説明で述べた被覆フィルムFの材料の誘電率は、およそ2〜3だが、より誘電率の高い材料(誘電率4以上)を用いることで被覆フィルムFに潜像が誘起されやすくなり、画像の先鋭性が向上する。具体的な材料としては、セロハン(誘電率:7)、フッ素系樹脂(誘電率:4〜8)などが挙げられる。
また、被覆フィルムFの材料によっては、感光体10表面に被覆フィルムFを供給するときに感光体10と被覆フィルムFとが接触することによって被覆フィルムFが摩擦帯電してしまい、感光体10上の静電潜像を乱してしまう可能性がある。そこで、被覆フィルムFの感光体10表面と接する面の表面層を、感光体10の表面層と同材質にした被覆フィルムFが考えられる。このような被覆フィルムFを用いることで、被覆フィルムF表面が感光体10と同材質になるため、被覆フィルムFを感光体10に巻きつけるときに、被覆フィルムFが摩擦帯電しづらく、被覆フィルムFが帯電することに起因して静電潜像が乱されることを抑制できる。
次に、被覆フィルムFの表面層を感光体10の表面層と同材質にする構成の具体例について説明する。
感光体10の表面にはフッ素樹脂やポリカーボネート系樹脂等が用いられるが、用いられている感光体表層と同材料の物を被覆フィルムFに塗工すればよい。塗工厚としては、塗工前の被覆フィルムF自体の厚みにも依るが、塗工後の被覆フィルムFの厚みが30[μm]以下であることが望ましい。被覆フィルムFが厚くなりすぎると、感光体10上の静電潜像を誘起形成することが難しくなる可能性がある。塗工方法としては溶剤に分散させスプレー塗工する方法などが挙げられるが、特にこの塗工方法に限るわけではない。
また、被覆フィルムFの表面層のみを感光体10の表面層と同材質とするものに限らず、被覆フィルムF自体を感光体10の表面層と同材質としてもよい。
なお、実施形態4の複写機500では、実施形態1の複写機500と同様にトナー定着時に被覆フィルムFをシートSに貼り合わせる構成になっているが、潜像形成後の感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する構成で、供給する前の被覆フィルムFを除電するフィルム除電手段を備える構成としては、定着時に被覆フィルムFをシートSに貼り合わせる構成に限るものとではない。転写位置と定着位置との間、または、定着後に被覆フィルムFのみをシートSから剥がして、トナー像が定着されたシートSのみを装置外に排出する構成であっても適用かのうである。被覆フィルムFをシートSから剥がして最終画像を得る構成であれば、被覆フィルムFとしては光透過性が不要であり、非透明フィルムを用いることができる。このように、被覆フィルムFに透明であるという特性が不要であれば被覆フィルムFの材料選択の幅を広げることができる。
以上、上述した各実施形態各変形例及び各参考構成例の画像形成装置である複写機500は、表面移動する潜像担持体である感光体10と、感光体10表面を一様帯電する帯電手段である帯電装置11と、感光体10上に静電潜像を形成する潜像形成手段であるレーザ書込装置47とを備える。さらに複写機500は、感光体10上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成するトナー像形成手段である現像装置12と、感光体10上に形成されたトナー像を、記録媒体であるシートSに転写するトナー像転写手段を構成する転写装置13とを備える。また、感光体10の表面に潜像担持体被覆被覆フィルムである被覆フィルムFを供給する被覆フィルム供給手段である被覆フィルム供給装置20を備える。そして、少なくとも現像装置12によってトナー像が形成されるトナー像形成位置である現像位置で感光体10表面を被覆フィルムFが被覆する。また、転写位置Bから次回の被覆フィルムFが供給される位置である潜像担持体被覆フィルム供給位置までの間で被覆フィルムFが感光体10表面から離脱する。
このように、フィルム層である被覆フィルムFを介して電子写真感光体である感光体10の静電潜像を現像し、次いでトナー像が形成された被覆フィルムFを感光体10から引き剥がすことを行えば、本質的にトナーが感光体10に残らないようにすることができるので、感光体10上に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング部材が不要になる。
また、実施形態1〜形例2、3及び参考構成例1、3、4の複写機500の被覆フィルム供給装置20は、帯電手段である帯電装置11の帯電ローラ8によって一様帯電される前の感光体10表面に被覆フィルムFを供給している。このような構成により、感光体10の表面移動方向について、少なくとも現像位置で感光体10の表面を被覆フィルムFが被覆する構成を実現することができる。
さらに、このように、帯電ローラ8によって一様帯電される前の感光体10表面に被覆フィルムFを供給する構成であれば、被覆フィルムFを介して帯電を行うため、帯電ハザードによる感光体10の磨耗を防止することができる。また、感光体10を被覆フィルムFで覆う際に静電的なノイズが発生した場合や、感光体10表面に残留電位がある場合においても、被覆フィルムFで感光体10を覆ってから帯電工程を行うことで、より均一な帯電を得ることができる。
また、実施形態1〜、変形例2、3及び参考構成例1、3、4の複写機500ように、帯電手段である帯電装置11の帯電部材である帯電ローラ8が潜像担持体被覆フィルムである被覆フィルムFの張架部材としての機能を備える構成であれば、装置全体の部品点数を少なくすることができる。
また、上述した各実施形態各変形例及び各参考構成例の複写機500被覆フィルムFとして、その表面硬度が感光体10の表面硬度以下となるものを用いることにより、被覆フィルムFとの接触による感光体10の磨耗を最小限に抑えることができ、感光体10の寿命低下を抑制することができ、感光体10より長い間繰り返し使用することが可能になる。
また、変形例1の複写機500の被覆フィルム供給装置20は、帯電手段である帯電装置11の帯電ローラ8によって一様帯電された後、潜像形成手段であるレーザ書込装置47からの書き込み光3によって静電潜像が形成される前の感光体10表面に被覆フィルムFを供給している。このような構成により、感光体10の表面移動方向について、少なくとも現像位置で感光体10の表面を被覆フィルムFが被覆する構成を実現することができる。
また、参考構成例2及び実施形態4の複写機500の被覆フィルム供給装置20は、潜像形成手段であるレーザ書込装置47からの書き込み光3によって静電潜像が形成された後、トナー像形成手段である現像装置12によってトナーが供給される前の感光体10表面に被覆フィルムFを供給している。このような構成により、感光体10の表面移動方向について、少なくとも現像位置で感光体10の表面を被覆フィルムFが被覆する構成を実現することができる。
また、実施形態や変形例1の複写機500は、トナー像転写位置である転写位置Bで、被覆フィルムFはトナー像と共に記録媒体であるシートSの表面に移動する。また、変形例2では、被覆フィルムFが、感光体10の表面からトナー像と共に分離し、転写対向ローラ73と転写ローラ7との対向部でシートSと重ね合わされることで、被覆フィルムFがトナー像と共に感光体10からシートSの表面に移動する。このような構成により、写真画質を改善する方法として画像面に透明シートを有する画像が簡単に得ることができる。さらに、現像位置で感光体10を被覆し、その表面にトナー像が形成された被覆フィルムFをトナー像と共にシートSの表面に移動するため、被覆フィルムFを介して感光体10上に形成されたトナー像のすべてのトナーを被覆フィルムFとともにシートSに転写することができる。このため、原理的には転写率100[%]で感光体10からシートSにトナー像を転写することが可能となる。転写率が100[%]であるため、従来の画像形成装置で転写時にトナーの一部が感光体等のトナー像担持体に残ることによって生じていた中抜けやボソツキなどの転写異常に起因する画像劣化が本質的に生じなくなる。
また、参考構成例1参考構成例2の複写機500は、トナー像転写位置である転写位置Bで、被覆フィルムF上のトナー像が記録媒体であるシートSに転写され、被覆フィルムFは被覆フィルム回収装置101に回収される。このような構成により、感光体10を被覆フィルムFで被覆する構成の複写機500であっても、通常の画像形成装置と同様に記録媒体であるシートS上にトナー画像が形成される画像形成を行うことができる。
また、上述した各実施形態各変形例または各参考構成例の複写機500の被覆フィルムFとして、光透過性が高い透明フィルムを用いる。これにより、感光体10表面上を被覆フィルムFで被覆した状態で静電潜像を形成したり、被覆フィルムFをシートSに貼り付けることで画像面に透明シートを有する最終画像を得たりすることができる。
また、参考構成例2の複写機500であれば、被覆フィルムFとして光透過性が低い非透明フィルムを用いることができ、被覆フィルムFの材料選択の自由度が高まる。
また、変形例2、参考構成例3及び参考構成例4の複写機500では、被覆フィルムFを介して感光体10上に形成されたトナー像をシートSに転写するトナー像転写手段として感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFを張架する構成と転写ローラ7とを備える。そして、トナー像転写手段によってトナー像がシートSに転写されるときに、表面にトナー像が形成された被覆フィルムFは潜像担持体被覆フィルム離脱手段である感光体10と転写対向ローラ73との間で被覆フィルムFを張架する構成によって感光体10表面から離脱した後に被転写体であるシートSの表面に接触するように構成している。被覆フィルムFを感光体10から剥がした後に、シートSと被覆フィルムFとを重ね合わせるために、シートSと被覆フィルムFとが合流するときの衝撃が感光体10に伝達することを防止し、感光体10に衝撃が伝達することに起因するショックジターを防止することができる。
また、変形例2、参考構成例3及び参考構成例4の複写機500では、感光体10の表面から離脱した被覆フィルムFとシートSとは2つの表面移動体である転写ローラ7と転写対向ローラ73とによって形成される転写ニップで接触するため、転写ニップを形成するローラ対に挟まれて保持されるように合流するため、画像のズレを防止することが出来る。
また、変形例2、参考構成例3及び参考構成例4の複写機500では、2つの表面移動体のうちシートSと接触する表面移動体である転写ローラ7には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されている。転写ローラ7に電圧を印加して被覆フィルムF上のトナー像をシートSに転写させる構成で、転写ローラ7と感光体10とが近接している構成の場合、感光体10の表面が転写ローラ7に印加される転写バイアス(一様帯電の帯電電位とは逆極性の電圧)にさらされ、感光体10の表面が電気的な損傷を受けて寿命が低下するおそれがある。一方、変形例2、参考構成例3及び参考構成例4の複写機500では、感光体10から離れた位置に転写ローラ7を配置し、感光体10から分離した被覆フィルムF上のトナー像をシートSに転写する構成であるので、転写バイアスに起因する感光体10の電気的な疲労を防止し、感光体10の長寿命化を図ることができる。
また、変形例3の複写機500では、被覆フィルムFを介して感光体10上に形成されたトナー像が転写される被転写体であるシートSは、被覆フィルムFが分離位置Hで感光体10から離脱する前にシート接触位置Gで被覆フィルムFに接触し、潜像担持体被覆フィルム離脱手段として機能する構成は、被覆フィルムFとシートSとを接触させた状態で、被覆フィルムFを感光体10の表面から離脱させるように構成している。このような変形例3では、感光体10から被覆フィルムFをはがすときに、感光体10と被覆フィルムFとの間での剥離放電が生じても、トナーのチリを低減させることが可能となり、画像が劣化しないようにすることができる。よって、変形例3のように、被覆フィルムFをシートSと接触させた状態で感光体10から引き剥がすことで、被覆フィルムFと感光体10との間で剥離放電が生じた場合にもトナーが飛散せず、シャープな画像を得ることが可能となる。
また、変形例3の複写機500は、被転写体であるシートSが被覆フィルムFに接触するシート接触位置Gは、転写部材である転写ローラ7が被覆フィルムFシートS、及び、転写ベルト17を挟んで感光体10に当接する位置よりもシートSの搬送方向上流側である。被覆フィルムF上のトナー像が転写バイアスの影響を受ける領域に到達する前に被覆フィルムFとシートSとを接触させることができ、トナー像を挟んで被覆フィルムFとシートSとが重なった状態で、転写バイアスの影響を受ける領域に進入させることができる。このため、被覆フィルムF上のトナーが飛散することを防止し、転写前チリの発生を防止できるため、転写チリに起因する乱れがない、シャープな画像を得ることができる。
また、変形例3の複写機500は、トナー像転写手段である転写装置13は、被覆フィルムF及び被転写体であるシートSとを挟んで感光体10に当接するように配置され、トナーの帯電極性と逆極性の電圧である転写バイアスが印加された転写部材としての転写ローラ7を備える。これにより、被覆フィルムFとシートSとが転写部材に印加される転写バイアスによって、静電的に張り合わされた後に感光体10から引き剥がされる。このような構成とすることで、感光体10と被覆フィルムFとの間で剥離放電が生じたとしても、被覆フィルムFとシートSとの間の空隙が十分小さいためトナー像を形成するトナーが飛散することなく、シャープな画像を得ることが可能となる。
また、変形例4の複写機500は、転写部材である転写シート77は感光体10に最も近接する位置よりもシートSの搬送方向上流側に固定端77aが位置し、固定端77aに対してシートSの搬送方向下流側に自由端77bが位置するように配置されたシート状の部材である。さらに、トナー像転写手段である転写装置13は、転写シート77を感光体10に向けて加圧するシート加圧部材78を備える。
転写シート77は、転写位置Bで転写ベルト17及び被覆フィルムFを挟んで感光体10に当接する構成であり、このような転写シート77を当接させる構成では、ローラ状の転写部材を当接させる構成に比べて、構成が単純になり、低コスト化を図ることが可能となる。
また、変形例3の複写機500は、被転写体は記録媒体としてのシートSであり、トナー像転写手段である転写装置13は、シートSが被覆フィルムFに接触するシート接触位置GまでシートSを搬送する記録体搬送ベルトとしての転写ベルト17を備える。シートSは転写ベルト17に担持された状態でシート接触位置Gに搬送されることにより、感光体10に巻き付けられた被覆フィルムFとシートSとの接触時の衝撃による、シートSのずれやシートS先端のばたつきを低減することができる。
なお、シートS及び被覆フィルムFが転写位置Bに進入する前にシートSと被覆フィルムFとの密着性を高めるために転写位置Bよりも上流側に転写前加圧部材を配置してもよい。
また、上述した各実施形態各変形例及び各参考構成例の複写機500の被覆フィルム供給装置20は、ロール状の被覆フィルムFを有し、被覆フィルムFを繰り出して感光体10に対して表面を被覆するように供給する。このような構成であれば、作像工程が進むことによりフィルム層はシート状に繰り出されて感光体10表面に順次供給することができ、被覆フィルムFの感光体10表面への供給の自動化を実現することができる。
また、実施形態1、実施形態2実施形態3実施形態4変形例2、及び、変形例3の複写機500では、被覆フィルム供給装置20は、連続シート状の被覆フィルムFを有し、被覆フィルムFを繰り出して感光体10に対して表面を被覆するように供給するものであり、被覆フィルムFの搬送方向に対して直交する切断面となるように連続シート状の被覆フィルムFを切断する被覆フィルム切断手段である被覆フィルム切断機構90を有する。これにより、連続シート状の被覆フィルムFを所望の長さに分割して使用することが可能となる。また、シートSの全面が被覆フィルムFに覆われた画像が得られ、均一な光沢感のある画像が得られる。
また、実施形態1、実施形態2実施形態4変形例2、及び、変形例3の複写機500が備える被覆フィルム切断機構90は、トナー像と共に感光体10からシートS表面に移動してシートSと重なった状態の被覆フィルムFを、切断面の位置がシートSの搬送方向後端部と一致するように切断する。
被覆フィルムFを感光体10からトナー像と共にシートSに移動させたあとに被覆フィルムFを切断するため、被覆フィルム供給装置20から被覆フィルム切断機構90まで繋がった被覆フィルムFを感光体10が張架する状態である。このため、感光体10上の被覆フィルムFが供給される位置から、被覆フィルムFが離脱する位置まで被覆フィルムFが感光体10に密着する。少なくとも現像位置は被覆フィルムFが供給される位置から被覆フィルムFが離脱する位置までの間にあり、感光体10の表面に密着した被覆フィルムFを介して現像を行うことができるので、鮮明な画像形成を行うことができる。
さらに、実施形態1、実施形態4変形例2、及び、変形例3の複写機500が備える被覆フィルム切断機構90は、切断面の位置がシートSの搬送方向前端部と一致するよう被覆フィルムFを切断することにより、被覆フィルムFの搬送方向の長さをシートSの搬送方向の長さにあわせることができる。
また、実施形態2の複写機500では、不図示の制御部が、被覆フィルム切断機構90が被覆フィルムFを切断した後に、被覆フィルム切断機構90の搬送方向上流側に配置された搬送ローラ対、感光体10、及び、被覆フィルム供給装置20の被覆フィルムFが巻かれた回転軸を、画像形成時とは逆方向に回転するように制御する。これにより、被覆フィルム切断機構90によって切断された位置よりも搬送方向上流側の被覆フィルムFを切断前の搬送方向とは逆方向に搬送する。そして、次の画像形成時には、切断された位置よりも搬送方向上流側の被覆フィルムFの搬送方向先端部となる切断面の位置とシートSの搬送方向先端部とが一致するように、被覆フィルムF及びシートSの搬送を制御する。
シートSの後端部に合わせて切断された後の被覆フィルムFを画像形成時とは逆方向に搬送する工程を入れて、被覆フィルムFの切断面と次のシートSの先端部とが一致するように次の画像形成を行うことにより、搬送方向で被覆フィルムFを捨てる部分がなく、被覆フィルムFを無駄なく使用することができる。
また、実施形態2の複写機500は、重なった状態のシートS及び被覆フィルムFを加熱することによってトナー像をシートSに定着させる熱定着手段である熱定着装置22を有し、被覆フィルム切断機構90は、熱定着装置22によってトナー像が定着される位置よりも上流側で被覆フィルムFを切断する。切断された後の被覆フィルムFを画像形成時とは逆方向に搬送するときに、逆方向に搬送される被覆フィルムFは熱定着装置22まで到達していない部分であるので、被覆フィルムFが感光体10に熱ストレスを与えることなく、新品の被覆フィルムFと同様に使用することができる。
また、実施形態1において図5及び図6を用いて説明した構成や、実施形態2では、被覆フィルム切断機構90は、熱定着装置22に対してシートSの搬送方向上流側に位置する。少なくともシートSの後端部が定着装置通過前に、被覆フィルムFの切断面がシートSの後端部と一致するように被覆フィルムFが被覆フィルム切断機構90に切断される。そして、被覆フィルムFで覆われたシートS全体が熱定着装置22を通過すると、シートSの全面が被覆フィルムFで覆われた定着後画像が完成する。
また、実施形態1や実施形態4の複写機500では、重なった状態のシートS及び被覆フィルムFを加熱することによってトナー像をシートSに定着させる熱定着手段である熱定着装置22を有し、被覆フィルム切断機構90は、熱定着装置22によってトナー像が定着される位置よりも下流側で被覆フィルムFを切断する。すなわち、被覆フィルムFの搬送方向後側が切断されないまま、熱定着装置22に運ばれてトナー像が定着される。その後、シートSの後端部からはみ出した被覆フィルムFの搬送方向後側が、熱定着装置22を通過後に被覆フィルム切断機構90によってシートSの後端部に合わせて切断される。このようにして、シートSの全面が被覆フィルムFで覆われた定着後画像が完成する。
定着後に被覆フィルムFを切断することにより、トナーが溶融して固化し、被覆フィルムF、トナー像T、及び、シートSの三者が固定された状態でシートSの後端部に合わせて被覆フィルムFを切断するので、切断時の衝撃によるトナー像のずれがなく、鮮明な画像を得ることができる。
また、実施形態3の複写機500では、被覆フィルム切断機構90は、感光体10に供給される前の被覆フィルムFをシートSの搬送方向の長さに合わせて切断する。被覆フィルムFを感光体10上に供給する構成としては、実施形態1や実施形態4の複写機500では、被覆フィルムFを連続的に感光体10に供給し、作像工程が終了した後にフィルムを切断することもできるが、この場合は感光体10表面上のシートSの紙間に対応する部分に対しても被覆フィルムFが巻き付けられた状態であるので、この紙間に対応する部分の被覆フィルムFはシートSに貼り付けられることなく廃棄されるため、必要以上の被覆フィルムFが消耗されてしまう。これに対して、実施形態3の複写機500では、被覆フィルムFをあらかじめシートSの搬送方向長さに合わせて切断した後に感光体10の表面に供給することで、被覆フィルムFはシートSの長さ分のみ使用され、必要以上に消耗されることを防止できる。被覆フィルムFが必要以上に消耗されることを防止できるため、より少ない量の被覆フィルムFで長期に渡って画像を形成することが可能となり、装置の小型化や廃棄物の削減を図ることができる。
また、実施形態3の複写機500の帯電手段である帯電装置11は、帯電部材としてローラ状の帯電ローラ8を備え、被覆フィルム供給装置20は、帯電ローラ8によって一様帯電される前の感光体10表面に被覆フィルムFを供給するように構成され、帯電ローラ8が被覆フィルムFの搬送部材としての機能を備える構成である。
トナーが感光体10に直接接触することがなく画像形成を行うには、感光体10の周りでの作像工程のうち、少なくとも現像工程よりも前には被覆フィルムFによって感光体10の表面を被覆しておくことが必要である。現像工程よりも前の作像工程は、帯電工程及び書き込み工程であるが、感光体10の長寿命化を図るには、実施形態3の複写機500のように一様帯電の前で感光体10の表面に被覆フィルムFを供給することが好ましい。帯電工程よりも前に被覆フィルムFを感光体10表面に巻き付けることで、感光体10表面が帯電工程により電気的ストレスを受けることを防ぎ、感光体10をより長寿命化することができる。
また、実施形態3の複写機500では、帯電ローラ8が感光体10との間で被覆フィルムFを挟んで感光体10の表面移動に従動して回転するため、帯電ローラ8が被覆フィルムFの搬送部材としての機能を備える。このように、帯電ローラ8が被覆フィルムFの搬送部材としての機能を備えることで、部材点数を削減することができ、装置の小型化を図ることができる。
また、実施形態4の複写機500は、感光体10に供給される前の被覆フィルムFを除電するフィルム除電手段としてフィルム除電ブラシ85を備えるため、被覆フィルムFを感光体10に供給するときに被覆フィルムFの電位が感光体10の表面電位に影響を及ぼすことを防止することができる。特に、実施形態4では、静電潜像が形成された後の感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する構成である。このように静電潜像が形成された感光体10の表面電位に被覆フィルムFの電位が影響を及ぼすと、静電潜像が乱れて、画像が劣化するおそれがある。これに対して、実施形態4では、フィルム除電手段によって除電がなされた被覆フィルムFを感光体10に供給するため、被覆フィルムFを感光体10に供給するときに感光体10の表面上の静電潜像が乱れることを抑制できる。
また、実施形態4参考構成例2のように、書き込み工程で静電潜像が形成された感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する構成では、被覆フィルムFとして誘電率が4以上の高誘電率材料からなるものを用いることが好ましい。被覆フィルムFが高誘電材料であることにより通常の被覆フィルムFと比較して、静電潜像が形成された感光体10表面を覆った被覆フィルムFの外側の表面上には感光体10の表面上の静電潜像に対応した静電潜像が誘起形成され易くなり、画像の先鋭性が高まる。
また、本発明を適用した複写機500で用いる被覆フィルムFとして、感光体10の表面に供給されたときに感光体10の表面と接触する側の面の表面層が、感光体10の表面層と同材質となる被覆フィルムFを用いてもよい。被覆フィルムFの感光体10と接触する側の表面層を感光体10の表面層と同材質とすると、被覆フィルムFを感光体10に巻きつけるときに、被覆フィルムFと感光体10とが接触するときの摩擦による摩擦帯電が生じにくい。これにより、摩擦帯電が感光体10の表面電位に影響を及ぼすことを防止することができる。特に、静電潜像が形成された後の感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する構成の場合、被覆フィルムFを感光体10に供給するときに摩擦帯電によって感光体10の表面上の静電潜像が乱れることを抑制できる。
さらに、本発明を適用した複写機500で用いる被覆フィルムFとして、被覆フィルムFそのものが感光体10の表面層と同材質となる被覆フィルムFを用いてもよい。これにより、被覆フィルムFと感光体10とが接触するときの摩擦による摩擦帯電が生じにくくなり、摩擦帯電が感光体10の表面電位に影響を及ぼすことを防止することができる。特に、静電潜像が形成された後の感光体10の表面に被覆フィルムFを供給する構成の場合、被覆フィルムFを感光体10に供給するときに摩擦帯電によって感光体10の表面上の静電潜像が乱れることを抑制できる。また、被覆フィルムFの表面層のみを感光体10の表面層と同材質とするものと異なり被覆フィルムFに対して表面塗工を行う必要がない。
1 第一搬送スクリュ
2 第二搬送スクリュ
3 書き込み光
4 現像ローラ
5 トナー濃度センサ
6 パターン濃度センサ
7 転写ローラ
8 帯電ローラ
10 感光体
11 帯電装置
12 現像装置
12a 現像容器
13 転写装置
15 第一張架ローラ
16 第二張架ローラ
17 転写ベルト
20 被覆フィルム供給装置
21 レジストローラ
22 熱定着装置
30 加熱ローラ
32 加圧ローラ
35 排出ローラ
39 排出スタック部
47 レーザ書込装置
48 回転多面鏡
49 ポリゴンモータ
50 走査光学系
53 光源
54 ミラー
55 結像用光学レンズ
56 イメージセンサ
57 コンタクトガラス
61 シートカセット
62 呼出ローラ
63 供給ローラ
64 分離ローラ
66 シート搬送ローラ
67 手差しトレイ
68 手差し給紙部
70 現像ドクタ
71 転写後搬送ローラ
72 切断ガイド部材
73 転写対向ローラ
76 転写前加圧ローラ
77 転写シート
77a 固定端
77b 自由端
78 シート加圧部材
80 紙間フィルム収容トレイ
80a 間隙
81 被覆フィルム供給ローラ
82 第一フィルム張架ローラ
83 第二フィルム張架ローラ
85 フィルム除電ブラシ
90 被覆フィルム切断機構
92 可動刃
93 固定刃
94 固定刃保持部材
95 可動刃回転軸
100 複写機本体部
200 画像読取装置
300 シートバンク
400 自動原稿搬送装置
500 複写機
B 転写位置
C シート搬送装置
F 被覆フィルム
G シート接触位置
H 分離位置
R シート搬送路
R1 供給路
R2 手差し供給路
S シート
T トナー像
T2 転写残トナー
特開2008−032851号公報

Claims (7)

  1. 表面移動する潜像担持体と、
    該潜像担持体表面を一様帯電する帯電手段と、
    該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
    該潜像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成するトナー像形成手段とを備えた画像形成装置であって、
    少なくとも上記トナー像形成手段によってトナー像が形成されるトナー像形成位置で上記潜像担持体表面を被覆する潜像担持体被覆フィルムを該潜像担持体表面に供給する被覆フィルム供給手段と、
    該潜像担持体被覆フィルムを供給された該潜像担持体表面が、潜像担持体被覆フィルム供給位置に到達する前に該潜像担持体表面からトナー像が形成された該潜像担持体被覆フィルムを離脱させる潜像担持体被覆フィルム離脱手段とを備え、
    上記フィルム供給手段は、連続シート状の上記潜像担持体被覆フィルムを有し、該潜像担持体被覆フィルムを繰り出して上記潜像担持体に対して表面を被覆するように供給するものであり、
    該潜像担持体被覆フィルムの搬送方向に対して直交する切断面となるように連続シート状の該潜像担持体被覆フィルムを切断する被覆フィルム切断手段を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1の画像形成装置において、
    上記被覆フィルム切断手段は、トナー像と共に上記潜像担持体から記録媒体表面に移動して記録媒体と重なった状態の上記潜像担持体被覆フィルムを、切断面の位置が記録媒体の搬送方向後端部と一致するように切断することを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項2の画像形成装置において、
    上記被覆フィルム切断手段が上記潜像担持体被覆フィルムを切断した後に、切断された位置よりも搬送方向上流側の該潜像担持体被覆フィルムを切断前の搬送方向とは逆方向に搬送するように制御し、
    次の画像形成時には、切断された位置よりも搬送方向上流側の該潜像担持体被覆フィルムの搬送方向先端部となる上記切断面の位置と記録媒体の搬送方向先端部とが一致するように、該潜像担持体被覆フィルム及び記録媒体の搬送を制御することを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項2または3の画像形成装置において、
    重なった状態の記録媒体及び上記潜像担持体被覆フィルムを加熱することによってトナー像を記録媒体に定着させる熱定着手段を有し、
    上記被覆フィルム切断手段は、該熱定着手段によって定着がなされる位置よりも搬送方向上流側で該潜像担持体被覆フィルムを切断することを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項2または3の画像形成装置において、
    重なった状態の記録媒体及び上記潜像担持体被覆フィルムを加熱することによってトナー像を記録媒体に定着させる熱定着手段を有し、
    上記被覆フィルム切断手段は、該熱定着手段によって定着がなされる位置よりも搬送方向下流側で記録媒体と重なった該潜像担持体被覆フィルムを切断することを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項1の画像形成装置において、
    上記被覆フィルム切断手段は、上記潜像担持体に供給される前の上記潜像担持体被覆フィルムを記録媒体の搬送方向の長さに合わせて切断することを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項6の画像形成装置において、
    上記帯電手段は、帯電部材としてローラ状の帯電ローラを備え、上記被覆フィルム供給手段は、該帯電ローラによって一様帯電される前の上記潜像担持体表面に上記潜像担持体被覆フィルムを供給するように構成され、
    該帯電ローラが該潜像担持体被覆フィルムの搬送部材としての機能を備える構成であることを特徴とする画像形成装置
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