JP2006146210A - 静電画像印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バイアス転写ロールとフォトレセプタとの間のニップに、より好適な状態で転写ゾーンを発生させる。
【解決手段】電荷レセプタ１０を有する静電画像印刷装置の転写ステーション２０を、転写ロール３２及び転写ベルト３０を備える構成とする。転写ロール３２に架けた転写ベルト３０と電荷レセプタ１０との間に形成したニップに、プロセス方向沿いに画像受容媒体Ｓを通す。転写ベルト３０の入口部分３０’と電荷レセプタ１０側のこれに隣り合う部分とがなす角度は３０°未満とし、転写ベルト３０の出口部分と電荷レセプタ１０側のこれに隣り合う部分とがなす角度は３０°より大きくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電画像印刷又は電子写真印刷にて使用される転写ステーションに関する。

電子写真、イオノグラフィ（電子放射法）等の静電画像印刷における周知の基本的処理ステップにおいては、通常、電荷レセプタ（普通のアナログ複写機、レーザプリンタ等でフォトレセプタと呼ばれているもの）の上に静電潜像が形成され、フォトレセプタ表面のうち特定の帯電状態を有するエリアが微細なトナー粒子により現像され、それにより形成されたトナー粒子による像がプリントシートに転写される。プリントシートは通常は紙でできたシートであるが、中間転写ベルトを含めどのような種類の媒体（substrate）でもよかろう。この転写を行う際には、普通、プリントシートがフォトレセプタに接触又は接近する場所に、電界によって転写ゾーンを発生させる。転写ゾーン発生装置としてはコロトロン等の装置がよく知られている。

知られているように、転写ゾーンにおいては、プリントシートとフォトレセプタとの間に機械的な圧力を加えることも有益である。それは、ある程度の圧力が加わっていると、転写効率、画像品質及び許容度が良好になるためである（許容度とは効率的に印刷できる紙その他の媒体の種類の多様さのことである）。そのための加圧手段として知られているバイアス転写ロールは、電気的にバイアスされている状態でフォトレセプタ（より詳細にはリジッドなフォトレセプタドラムやフォトレセプタベルト内側の裏打ち材）に押しつけられるローラである。このように機械的圧力と電気的バイアスとを組み合わせることによって、バイアス転写ロールとフォトレセプタとの間のニップ（隙間）に、好適な転写ゾーンを発生させることができる。

本発明は、転写ゾーン内の状態乃至条件をより好適なものにする新規な装置に関する。なお、下記特許文献１〜３は転写ベルトを用いた転写ステーションの構成を開示している。

米国特許第４４０７５８０号明細書 米国特許第５６２３３３０号明細書 米国特許第５９３０５７３号明細書

本発明の一実施形態に係る静電画像印刷装置は、電荷レセプタと、転写ロールと、転写ロールに架けられた転写ベルトと、を備え、プロセス方向沿いに画像受容媒体（image-receiving substrate）を通すため電荷レセプタと転写ベルトとの間にニップが形成されており、転写ベルトが回転運動可能であり、転写ベルト出口部分と電荷レセプタ側のこれに隣り合う部分とがなす角度が３０°より大きい静電画像印刷装置である。

望ましい形態において、ニップを通り抜けていく媒体がニップより下流にて電荷レセプタ側に静電吸着しやすくなるよう転写ロールがバイアスされることを特徴とする。望ましい形態において、転写ベルト用に設けられ転写ベルトから物体を取り除くのに有用で且つ転写ベルト運動方向沿いに実質的にニップのすぐ下流に配置された電荷源を備えることを特徴とする。

本発明の他の実施形態に係る静電画像印刷装置は、電荷レセプタと、転写ロールと、転写ロールに架けられた転写ベルトと、を備え、プロセス方向沿いに画像受容媒体を通すため電荷レセプタと転写ベルトとの間にニップが形成されており、更に、転写ベルトから物体を取り除くべく転写ベルト運動方向沿いに実質的にニップのすぐ下流に配置された電荷源と、転写ベルトに対応して設けられた清掃アセンブリと、を備える静電画像印刷装置である。

図１は、プリンタ、複写機等の静電画像印刷装置の基本的構成要素を何個か示す概略立面図である。特にイオノグラフィや電子写真等の静電画像印刷の分野にて親しく行われているように、この装置にて静電潜像が形成されるのは電荷レセプタ例えばフォトレセプタ１０の表面である。普通の電子写真印刷装置と概ね同様、この装置も次のような構成要素を備えている。まず、荷電コロトロン１２は、フォトレセプタ１０の表面を初期的に均一帯電させる。露出ステーション１４は、例えばレーザ又はＬＥＤプリントバーによって構成されており、フォトレセプタ１０の表面を部位選択的に放電させることによって所望の静電潜像を形成する。現像ユニット１６は、フォトレセプタ１０の表面のうち特定の帯電状態を有する画像エリア上にトナー粒子を付着させる。転写ステーション２０については後に説明する。プロセス方向Ｐに沿って転写ステーション２０の下流にある融着装置１８は、トナー粒子をプリントシート上に固着させて恒久像を形成する。転写後にフォトレセプタ１０上に残っているトナー粒子は全て清掃ステーション２２により除去される。

シート（より広く言えば媒体）上に画像を印刷する際には、そのシートをスタック２４から引き出して転写ゾーン内に運び込む。装置の設計如何によるが、通常、転写ゾーンではそのシートとフォトレセプタ１０の表面とが接触又は接近し、同時に適当な電界が印加される。本実施形態における転写ステーション２０は転写ゾーン内の状態を適切なものにする装置構成を有している。

図２は、本発明の一実施形態における転写ステーション２０を詳細に示す立面図である。この転写ステーション２０には転写ベルト３０が設けられている。本実施形態における転写ベルト３０は、転写ロール３２並びに第１キャリアロール３４及び第２キャリアロール３６に、回転可能に架けられている。転写ベルト３０は、概ね柔軟で可撓性を有する素材例えばゴムを含む素材で形成すればよいが、プラスチックを含み比較的剛性のあるベルトとして形成することもできる。転写ロール３２は、転写ベルト３０の一部分をフォトレセプタ１０の一部分と接触させられるように配置されており、これによってフォトレセプタ１０と転写ベルト３０の一部分との間にニップが形成される。転写ロール３２はむき出しの金属シャフトにより構成すればよいが、その導電率を調整したエラストマによって金属シャフトをくるんだ構成としてもよい。動作時には、フォトレセプタ１０が図示の如くプロセス方向沿いに動かされるのと並行して、転写ベルト３０がフォトレセプタ１０と同じ回転方向に動かされるため、ニップにおけるすべりは抑えられる。これを実現するやり方には様々なやり方があり得るが、転写ベルト３０をフォトレセプタ１０に従動させてもよいし、転写ベルト３０を独立したモータ（図示せず）によりある程度駆動してもよい。

この図に示されているように、画像受容媒体例えばプリントシート乃至媒体Ｓは、プロセス方向沿いにバッフル４０を通り過ぎフォトレセプタ１０と転写ベルト３０の間のニップに近づいていく。ニップに到達すると、フォトレセプタ１０上のトナー像が、フォトレセプタ１０と転写ベルト３０の間を通りゆくプリントシートＳに転写される。この転写は、このニップにて少なくとも部分的には転写ロール３２により行われる物理的加圧と、例えば概括図示されている電極及び回路３３によって転写ロール３２上に印加される電気的バイアス（Ｉ_ＢＴＲ）との組合せにより、実行されている。この電気的バイアスによってニップを横断する好適な電界を発生させることができる。なお、この電界はＡＣ成分、ＤＣ成分又はその双方を含むものにすることができる。

更にこの図に示されているように、転写ベルト３０のうちニップの入口位置に対応している部分（入口部分）３０’は、フォトレセプタ１０側のこれに隣り合う部分と、浅めの角度をなしている。この角度は３０°未満とすべきであり、図示の如く１０°未満とすることができる。ニップの出口側にある部分（出口部分即ち図中で転写ロール３２の右側にある部分）では、転写ロール３２周りでの転写ベルト３０の曲率及びラップ角を、ニップから出ていきつつある媒体Ｓが転写ベルト３０から自然に剥がれていくよう、設定するひつようがある。実際には、媒体Ｓが転写ベルト３０に貼り付かないようにするため、転写ベルト３０及びフォトレセプタ１０の隣り合わせ部分にて形成される角度を３０°より大きくする。図示した実施形態においてはこの角度が９０°より大きくされている。言い換えれば、転写ロール３２の周縁を巡る転写ベルト３０の総ラップ角は、本実施形態では９０°より大きくなっている。実施に当たっては、転写ロール３２の直径を２５ｍｍ以下とする。

転写ロール３０をこのような構成とし圧力及び電界を加えることによって、転写ゾーンが形成される。この転写ゾーンは、転写ロール３２による加圧に伴い転写ベルト３０とフォトレセプタ１０との間に生じたニップに、集中して存在している。このニップのすぐ下流にて転写ベルト３０を急角度で曲げてあるため、ニップから出ていくシート乃至媒体Ｓが転写ベルト３０から剥がれやすくなっている。更に、シートＳをフォトレセプタ１０から剥がす手段として、剥離装置例えばコロトロン４２を追加してもよい。このコロトロン４２は、動作上の大まかな仕組みは本件技術分野にて知られているコロトロンと同様であるものの、シートＳ上の電荷即ち先に転写ゾーンにてシートＳ上に堆積させた電荷を打ち消すためシートＳに電界を加える手段として用いられている。このような電界が加わると電荷量が減るため、シートＳとフォトレセプタ１０のうちニップより下流にある部分との間に作用する静電吸着力が弱くなる。

この図に示す装置には、更に、図中コイルスプリングの形態を採っているスプリング５０と、ニップにて転写ロール３２をフォトレセプタ１０に押しつける実装アーム５２とが設けられている。フォトレセプタ１０が可撓性を有するベルトである場合、図示の如く、転写ロール３２を押し返すことができる適当な裏打ち材例えばスキッド４４を設けるとよい。

実施に当たっては、転写ベルト３０上に残留しているトナー粒子によって、これに接触するフォトレセプタ１０やシートＳ背面にマーキング（印刷）されることを避けるため、清掃アセンブリと総称できるアセンブリを転写ベルト３０用に設ける。この図に示した実施形態においては、トナー粒子を機械的に除去する清掃ブレード６０が、ベルト３０を静電的に清掃すべく電気的にバイアスされる清掃ロール６２と共に、設けられている。図示しない外部回路によってバイアスされているこの清掃ロール６２は、更に清掃ブレード６４によって機械的に清掃される。この清掃ブレード６４自体を電気的にバイアスしてもよい。清掃ブレード６０や清掃ロール６２によって除去されたトナー粒子は小さなホッパの中に集められ、オーガ（錐状部材）６６によって外に運び出される。

図３は、本発明の他の実施形態における転写ステーション２０を示す詳細立面図である。図２及び図３中、同様の部材には同一の参照符号を付してある。図３に示す転写ロール３２は、フォトレセプタ１０を挟んで裏打ちロール４６を押す位置にあり、更に、スプリング実装されたテンションローラ４８（ローラでないものも含めより広く言えばテンショナ）を有している。このテンションローラ４８は転写ベルト３０に作用している張力を所望値に保持する。転写ベルト３０を清掃するため設けられている清掃コロトロン７０（より広く言えば電荷源）は、図示の通り、転写ベルト３０のうちニップより下流の部分に向けられており、転写ベルト３０に貼り付いているトナー粒子を除去するのに役立っている。清掃コロトロン７０の更に下流にはもう一種類の清掃アセンブリがあり、この清掃アセンブリは転写ベルト３０の一部に接触した状態で動く２個の回転ブラシ７２を有している。これら回転ブラシ７２は真空マニホルド７４にくるまれており、真空マニホルド７４はブラシ７２からトナー粒子や汚染粒子を除去する図示しない真空源に連結・接続されている。

図示したどちらの実施形態においても、転写ベルト３０のうち転写ロール３２が設けられている場所だけで、電界がニップに直接作用する。図示されている転写ロール３２は回転可能なローラであるけれども、転写ロール３２をリジッドな回転しない部材とし、転写ベルト３０がその周りを滑っていく構成にすることもできる。このような構成では、転写ベルト３０と電荷レセプタ１０との接触エリアを狭くすることができるため、ニップ内圧力を狭い表面エリア内に集中させるのに有益である。

図示したどちらの実施形態においても、プリントシートＳはニップ内を通り抜けるだけで、転写ベルト３０上を動いていったり、或いは転写ベルト３０によって大きく動かされたりすることはない。これは、転写ロール３２周りでの転写ベルト３０のラップ角が、転写ロール３２のどちら側でもプリントシートＳが転写ベルト３０に貼り付かないように設定されているからである。例えば転写ゾーン内及びその周辺における電界を適宜設定することにより、剥離コロトロン４２に向かっていくに連れシートＳがフォトレセプタ１０側に静電吸着され、同シートＳの裏側が転写ベルト３０から引き剥がされる。このことから、ニップ内におけるシートＳの動きを主として担っているのはフォトレセプタ１０であり、転写ベルト３０により担われる動きはわずかでしかないと言える。このような構成は、シートが転写ベルト上に貼り付くため転写ベルトの動きによってシートがフォトレセプタから運び去られていく従来システムに対し、明らかに対照的である。

なお、実施形態として図示したものは、トナー像がフォトレセプタ１０からプリントシートＳへと直に転写される白黒の電子写真プリンタであるが、本発明における電荷レセプタは、多色印刷装置内で使用されている一組のフォトレセプタから一組の原色トナー像を受け取って蓄積する中間部材乃至ベルトであってもよい。即ち、各図面中に符号２０で表し概括的に説明した転写ステーションを１個又は複数個用い、中間部材からプリントシートへと一組のトナー像を転写してもよい。

プリンタ、複写機等の静電画像印刷装置の基本的構成要素を何個か示す概略立面図である。 本発明の一実施形態における転写ステーションを示す詳細立面図である。 本発明の他の実施形態における転写ステーションを示す詳細立面図である。

符号の説明

１０ 電荷レセプタ（フォトレセプタ）、２０ 転写ステーション、３０ 転写ベルト、３０’ 入口部分、３２ 転写ロール、３３ 電気的バイアス手段（電極及び回路）、４２ 剥離装置（剥離コロトロン）、６０，６２，６４，７２，７４ 清掃アセンブリ（ブレード，ロール，ブラシ，真空マニホルド）、７０ 電荷源（清掃コロトロン）、Ｐ プロセス方向、Ｓ 画像受容媒体。

Claims (4)

1. 電荷レセプタと、転写ロールと、転写ロールに架けられた転写ベルトと、を備え、
   プロセス方向沿いに画像受容媒体を通すため電荷レセプタと転写ベルトとの間にニップが形成されており、
   転写ベルト入口部分と電荷レセプタ側のこれに隣り合う部分とがなす角度が３０°未満であり且つ転写ベルト出口部分と電荷レセプタ側のこれに隣り合う部分とがなす角度が３０°より大きい静電画像印刷装置。
2. 請求項１記載の装置において、ニップを通り抜けていく媒体がニップより下流にて電荷レセプタ側に静電吸着しやすくなるよう転写ロールがバイアスされる装置。
3. 請求項１記載の装置において、更に、転写ベルト用に設けられ転写ベルトから物体を取り除くのに有用で且つ転写ベルト運動方向沿いに実質的にニップのすぐ下流に配置された電荷源を備える装置。
4. 電荷レセプタと、
   転写ロールと、
   転写ロールに架けられておりプロセス方向沿いに画像受容媒体を通すため電荷レセプタとの間にニップを形成しており且つその出口部分と電荷レセプタ側のこれに隣り合う部分とがなす角度が３０°より大きい転写ベルトと、
   転写ベルト用に設けられ転写ベルトから物体を取り除くのに有用で且つ転写ベルト運動方向沿いに実質的にニップのすぐ下流に配置された電荷源と、
   転写ベルト用に設けられ清掃ブレード、清掃ブラシ及び真空マニホルドのうち少なくとも何れかを有する清掃アセンブリと、
   ニップを通り抜けていく媒体がニップより下流にて電荷レセプタ側に静電吸着しやすくなるよう転写ロールを電気的にバイアスする手段と、
   電荷レセプタ用に設けられプロセス方向沿いにニップより下流に配置された剥離装置と、
   を備える静電画像印刷装置。

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