JP2007212827A - 画像形成装置および画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】表面の凹凸の大きな粗面紙への転写や、第１面のトナー画像定着時の熱によるシワの発生した用紙の第２面に転写において画像欠陥のない良好な転写が可能な連続紙対応の画像形成装置を提供する。
【解決手段】転写器ハウジング６の内部に転写アシストローラ５、コロナ転写器３、ＡＣ除電器４が格納され、転写アシストローラ５はコロナ転写器３の上流側に配置される。転写アシストローラ５は金属ロールに導電性および熱収縮タイプのチューブを被せ加熱処理した。両極性のトナーの転写アシストローラへの静電気的付着を防止するため、転写アシストローラと感光ドラム面間に交流電界を加える。具体的には、転写アシストローラの芯金にパルス電圧を印加する。印刷時は、転写アシストローラ５が記録媒体７を感光ドラム１の光導電体面２に押しつける。転写アシストローラ５は記録媒体７の搬送に従動して回転し、かつ、記録媒体７と光導電体面２との密着性を確保する。
【選択図】図１

Description

本発明は、感光ドラムに対向してコロナ転写手段を設け、前記感光ドラム面上に形成されたトナー像を前記感光ドラムと前記コロナ転写手段との間の転写領域に搬送された記録媒体に静電的に転写する画像形成装置に係わり、特に、表面の凹凸の大きな粗面紙への転写性に優れ、また、両面印刷工程において、第１面のトナー画像定着時の熱によりシワの発生した用紙の第２面への転写時においても、画像欠陥のない良好な転写が可能な画像形成装置および画像形成システムに関する。

図７に、従来の電子写真方式の連続紙プリンタの構成例を示す。感光ドラム１の表面に、帯電器２０により電荷が付与され、露光光源２１により印刷データに基づく露光パターンを照射することにより、感光ドラム面上に静電潜像を形成する。感光ドラム面上の静電潜像は、現像機２２の現像ロール上の現像剤により現像され、ドラム上にトナー像９ａが形成される。連続紙７（図１では用紙の両サイドに送り穴の設けられた用紙）は、トラクタ８ａにより転写部に搬送され、トナー像９ａは、コロナ転写器３により用紙上に転写される。転写されたトナー像９ｂはプレヒータ２４を通過時に、トナー樹脂のガラス転移温度付近まで加熱された後、ヒータを内蔵した加熱ローラ２５ａとバックアップローラ２５ｂからなる定着機により用紙に溶融・固着される。２３は感光ドラムの清掃機構である。

このような連続紙プリンタは従来、帳票へのコンピュータ出力印刷に使用されることが多かったが、最近では高速可変情報印刷機としての機能を活かし、ダイレクトメールや請求書、マニュアル、書物等の印刷に使用されるようになった。また、用紙厚みも５０μｍ前後の薄紙から１３５μｍ前後の厚紙まで、また用紙種も上質紙から粗面紙までと多品種の用紙に対応しなければならなくなった。さらに、省資源の観点から、用紙の両面への印刷（面両面印刷）のニーズも増加している。

例えば、図８に示すように、２台の連続紙プリンタ２６ａ、２６ｂを用い、１台目のプリンタ（２６ａ）で第１面を印刷後、用紙反転機構２７にて用紙面を反転させ、２台目のプリンタ（２６ｂ）で第２面に印刷を行うタンデム運転方式による連続紙への両面印刷の方法がある。

このような用途に対応する場合に画質を支配するのは転写性能である。一般に、紙の表面には多くの用紙繊維が存在する。図９は上質紙（ａ）と粗面紙（ｂ）の断面の形状を示したものである。上質紙では用紙繊維の間隔が約５０μｍであるのに対し、粗面紙では約１００μｍと用紙繊維の間隔が広く、凹部の深さも約２０μｍと大きい。このため、第１面の印刷、第２面の印刷のいずれの場合であっても、粗面紙の場合、転写部において粗面紙と感光ドラム面との密着性が悪く、粗面紙表面の凹部領域では転写不良による画像欠陥が生じる。たとえ、転写電流（電荷）を増加したとしても、凹部の空隙で放電が発生し、トナーの飛び散り等の画像劣化が生じることになる。

また、図８に示す両面印刷の場合には、１台目のプリンタ（２６ａ）で第１面の用紙上のトナー像を定着する際に、プレヒータ（入り口８０℃、出口１２０℃）と定着機（１９０℃近傍の高温のヒートロール２５ａとバックアップローラ２５ｂ）を用紙が通過するため、用紙中に含まれる水分の急激な蒸発に基づく用紙の変形と用紙抵抗の増加が生じている。このため、第２面目の転写性能が低下し、画質が劣化するという問題がある。

解決案として、ブレード（以下、転写アシストブレードと称する）にて用紙を感光体に押しつけ、用紙と感光体面を密着させる方式が提案されている。（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。例えば、特許文献１には、タンデム運転で連続紙への両面印刷を行う場合、第２面目印刷時に、印刷幅範囲のみ、感光ドラムに用紙を押しつけ、印刷幅範囲外では、感光ドラムから離れるように、転写アシストブレードが用紙幅方向に分割され、それぞれの分割部にリトラクト機構を設ける構成が提案されている。また、カット紙対応のプリンタにおいては、用紙が通過するタイミングに応じて、用紙を感光体に押しつける転写アシストブレードを設けるとともに、光伝導体層面に直接、転写アシストブレードが接触して傷をつけないように、用紙間部では、ソレノイド機構により転写アシストブレードがリトラクト可能な構成が提案されている。

特開平４−３２１０６２号公報 特開平９−１７１３０８号公報 特開平１１−６５３２８号公報 特公平７−１７７７３号公報

連続紙プリンタでは、ミシン目のあるボックス紙やミシン目の無いロール紙を高速（０．５〜２ｍ／秒）で搬送して印刷を行う。カット紙と異なり、用紙に切れ目は無い。

転写アシストブレードを連続紙プリンタに適用した場合の問題点を、図１０、図１２を用いて説明する。図１０（ａ）は、転写アシストブレード２８を採用した構成を示す。１は感光ドラムであり基材ａの上に光導電体層２ｂが形成されている。用紙搬送方向から見てコロナ転写器３の上流側にプラスチック製の板やフィルムあるいは金属プレート等の転写アシストブレード２８を設ける。トラクタ８ａにより搬送された用紙７は、転写部ハウジング６のフレーム６ａにそって転写部ハウジング６に至り、転写アシストブレード２８により感光ドラム１の光導電体層２ｂの表面に押しつけ・密着された状態でコロナ転写器３に対向した位置に到る。コロナ転写器３からの電荷付与によりトナー像９ａは用紙７に転写された後、ハウジング６のフレーム６ｂにそってハウジング６の外部に出た後、トラクタ８ｂにより定着装置（図示せず）に送られる。粗面紙等の表面の凹凸の大きな用紙であっても、転写アシストブレード２８により、粗面紙の表面と感光ドラム間の空隙が低減するため、転写抜け等の生じない良好な転写が得られる。

一方、図１０（ｂ）は図８に示すタンデム構成の連続紙プリンタ２６ａ，２６ｂにより、第１面にトナー像１１が形成された用紙７の裏面である第２面にトナー像を印刷することにより両面印刷を行う場合を示す。この場合、連続紙プリンタ２６ａの定着部（プレヒータ，定着機）通過時の水分の蒸発に基づく用紙変形、及び、用紙抵抗の増加があり、第２面では転写しにくい状況にある。さらに、トナー像に直接、転写アシストブレード２８が接触するため、第１面に形成されたトナー像１０が掻き取られ、トナー像欠落等の画像劣化が生じる。一般に、第２面を印刷時は、第１面印刷時の定着プロセスで熱履歴を受けて、用紙の変形が生じているため、密着性を向上させるためには転写アシストブレード２８の押しつけ圧力をより大きくする必要があり、ますます画質劣化を助長することになる。

連続紙プリンタでは、多種用紙への印刷のニーズが高いことを前述したが、使用される用紙の幅も用途によって使いわけられる。このため、最近では、長尺（２１〜２２インチ）の感光ドラムが使用され、使用される用紙の幅も１２インチ、１６インチ、２２インチと多岐にわたる。帳票では１２から１６インチ幅、マニュアル、書物等の印刷では、印刷後に裁断するため、Ａ４サイズの２面取り可能な１７ンチ幅、Ｂ５サイズの３面取りの２２インチの用紙となる。

図１２（ａ）は、感光ドラムの長さに対して、幅の狭い連続紙７を通紙して印刷する場合を示す。この時、転写アシストブレード２８は用紙７を光導電体層２ｂ面に押しつけ、両者を密着させ、用紙と光導電体層の間に空隙を生じないようにする。

ここで用紙７の存在する領域を領域ａ、用紙が存在せず、転写アシストブレード２４が直接、感光ドラムの光導電体層２ｂに直接接触する領域を領域ｂとする。

図１２（ｂ）は領域ａでの転写状態を示すもので、転写アシストブレード２８は直接、光導電体層２ｂに接触しないため、光導電体層２ｂ面を傷つけることはない。一方、図９（ｃ）は領域ｂでの状態を示すもので、転写アシストブレード２８は直接、光導電体層２ｂ面に接触するため、光導電体層を傷つける。このような異なる用紙幅に対応する方法として、複数の転写アシストブレードを設け、用紙幅に応じて、組み合わせる方式が特許文献２に提案されている。しかし、構成が複雑で、転写アシスト機構のサイズも大きくなるという問題がある。

本発明の目的は、表面の凹凸の大きな粗面紙への転写や、表面が比較的平坦な用紙であっても、第１面のトナー画像定着時の熱によるシワの発生した用紙の第２面に転写においても、画像欠陥のない良好な転写が可能な連続紙対応の画像形成装置を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば以下の通りである。

感光ドラムに対向してコロナ転写手段を設け、前記感光ドラム面上に形成されたトナー像を前記感光ドラムと前記転写手段とが対向する転写領域に搬送された記録媒体に静電的に転写する画像形成装置において、前記記録媒体が連続紙であり、前記転写領域の入り口近傍に、金属ローラの表面に半導電性のゴム層あるいは、半導電性の樹脂層あるいは、半導電性のゴム層と半導電性の樹脂層からなる積層体が被覆された転写アシストローラが配置され、前記感光ドラム上のトナー画像を前記記録媒体に転写する際に、該転写アシストローラは、前記記録媒体を前記感光ドラム面に密着させるとともに該記録媒体の走行に従動して回転し、かつ、前記転写アシストローラと前記感光ドラム間に交流電界が印加されるような電圧を該転写アシストローラに印加することを特徴とする画像形成装置。

以下、本発明の幾つかの特徴について、説明する。
（１）タンデム運転による両面印刷時の第１面印刷面に形成されたトナー像を傷つけること無く、記録媒体を感光ドラム面に密着させる手段として、記録媒体の走行に従動して回転するローラ構造の転写アシストローラを設ける。

（２）１本の転写アシストローラで、異なる用紙幅に対応する場合、用紙幅が転写アシストローラ長よりも短い場合には、転写アシストローラ面の一部は、感光ドラムと接触し、転写アシストローラの表面にトナーや紙粉等が付着し、汚れが発生することが予想される。このため、用紙幅の広い用紙に変えて印刷を行うと、感光ドラム面と接触していた領域の汚れが用紙に転写されてしまうという問題がある。

図１１は、正帯電の感光ドラムを用いた反転現像プロセスでの感光ドラム面上に付着するトナーを示したものである。領域Ｇは正規の画像形成領域で、露光により電位が低下し、現像機により現像され、正帯電のトナー９ａがドラム上に形成される。一方、領域ＮＧは非画像部の背景電位部であり、この領域には正帯電のトナー９ａは付着しないが、現像機内の逆極性（負帯電）トナー１０ａが付着する。なお、トナー飛散により、正帯電のトナー９ａが領域ＮＧに移行することもある。このため、感光ドラム表面には、正帯電と負帯電の両極性のトナーが形成される。

このため、転写アシストローラ表面へのトナーの電気的付着を防止するには、両極性のトナーを電気的に反発させる必要があり、転写アシストローラ表面と感光ドラム間に正極性と負極性に交互に変化する交流電界を印加する。

具体的には、転写アシストローラとして、金属ロールの表面に半導電性のゴム層あるいは、半導電性の樹脂層あるいは、半導電性のゴム層と半導電性の樹脂層からなる積層体が被覆された構造とし、転写アシストローラ取り付け位置での感光ドラム面の背景電位をＶｄとした時、金属ローラには波高値２Ｖｄのパルス電圧を印加することにより、転写アシストローラ表面と感光ドラム間の電位差は±Ｖｄの交流電圧となる。言い換えれば、両者間に交流電界が加わることになる。

転写アシストローラの被覆層としての半導電性層は比較的広い範囲の体積抵抗率のものを使用することができる。なぜならば、転写ロールと異なり、トナーを電気的に反発させることと、用紙との摩擦帯電で生じた電荷のリークや転写アシストローラの表面に付着したトナーや紙粉に電荷を付与して同極にすることが目的であるからである。実験の結果、１０^３〜１０^９Ω・ｃｍの体積抵抗率のものが使用できることがわかった。

（３）転写アシストローラは感光ドラム面と接触しているため、感光ドラム面上のトナーは上記（２）の対策により電気的に付着しなくても、長期的には物理的あるいは、機械的にローラ面上に付着することが予想される。トナーの付着力を低減するための対策として、材料面からは、半導電性ゴム表面の離型性を向上する処理や、半導電性の樹脂層として離型性を有するカーボン入りフッ素樹脂を用いることができる。

一般のイオウ架橋可能な合成ゴム成型物の表面の低摩擦化や非粘着性を向上させる方法も提案されている。（特許文献４参照）
一方、該転写アシストローラの表面の清掃を行うことも必要である。清掃方法として、印刷操作を終了し、新しい記録媒体を装填する前に、該転写アシストローラ面を感光ドラム面に密着させるとともに、前記転写アシストローラの金属ローラに、前記感光ドラムの帯電極性と逆極性の直流電圧を印加し、前記コロナ転写手段には電圧を印加しない状態で、帯電した感光ドラムを回転させ、該転写アシストローラの表面に付着したトナーや紙粉等の異物を前記感光ドラム面に移行させることにより、該感光ドラムの清掃部材により前記異物を除去する操作を行う。これにより、転写アシストローラの清掃部材が不要となる。

（４）転写アシストローラによる記録媒体の感光ドラム表面の光導電体層へ押しつけ圧力であるが、被膜層の材質や記録媒体の種類、表面状態によっても異なるが、押しつけ圧力が弱すぎると密着力を確保出来ず、強すぎると、被覆層の摩耗やローラの回転ができなくなるという問題が生じるため適正範囲がある。

実験の結果、５〜６０ｇ／ｃｍ^２、好ましくは、１３ｇ／ｃｍ２〜４０ｇ／ｃｍ^２の範囲に設定する。

（５）また、上記画像形成装置を複数台備えた画像形成システムにより、連続紙に両面印刷する。

（１）転写アシストローラは記録媒体を所定の圧力で感光ドラム面に押しつけた状態で記録媒体の走行に従動して回転する。このため、記録媒体と光導電体面との間の密着性が向上し空隙が低減し、転写性能が向上する効果が得られる。また、前記転写アシストローラは記録媒体の走行に従動するため、記録媒体にシワ等の変形も生じ無い。また、第２面転写時であっても、第１面のトナー画像を傷つけることはない。転写アシストローラ表面と感光ドラム面との間に、トナーが移動しない程度の短い時間で極性の変わる交流電界とすることにより、感光ドラム面上のトナーが該転写アシストローラ表面に電気的に付着するのを防止できる。

（２）転写アシストローラの表面は離型性を有するためトナーが付着しにくい。また、印刷操作を終了し、記録媒体の装填前に、該転写アシストローラ面を感光ドラム面に密着させるとともに、前記転写アシストローラの金属ローラには、前記感光ドラムの帯電極性と逆極性の直流電圧を印加することにより、転写アシストローラの表面に物理的あるいは、機械的に付着した正極性及に負極性のトナーに、前記感光ドラムの帯電極性と逆極性の直流電荷が注入され、転写アシストローラ上のトナーや紙粉は前記感光ドラムの帯電極性と逆極性の電荷を持つようになる。この結果、該転写アシストローラの表面に付着したトナーや紙粉等の異物を前記感光ドラム面に移行させ、該感光ドラムの清掃部材により前記異物を除去することができる。

（３）タンデム運転による両面印刷において、１台目の連続紙プリンタで第１面の画像を定着時の熱による用紙の変形や用紙抵抗の増加が生じても、２台目の連続紙プリンタによる第２面印刷時の転写性能が低下することがなく良好な画像を形成することができる。

転写アシストローラとしては、下記の性能をクリアすることが望ましい。
（１）金属ロールと被覆層の密着性に優れ、記録媒体を感光ドラムに押し当てた状態で高速回転しても金属ロールと被覆層の界面で剥離が生じないこと。

（２）被覆材料は、トナー等が付着しにくい離型性を有し、耐摩耗性に優れ、コロナ転写器の近傍に設置され、オゾンにさらされた状態で使用されるため、耐オゾン性に優れること。

（３）転写アシストローラの表面の帯電電位を所定値に制御できるという点から金属ロールの被覆層は半導電性タイプが好ましく体積抵抗率としては１０^３〜１０^９Ω・ｃｍが良い。

以上の性能をクリアできる最良の形態として、ステンレスやアルミニウム材からなる金属棒の表面に、樹脂やゴム等の熱収縮チューブを被せたり、非収縮チューブを熱融着や接着材を用いて被覆層を形成する。

本発明によれば、上記性能をクリアする画像形成装置および画像形成システムが提供される。以下、図面を参照しながら、実施例について詳細に説明する。

本発明の実施例を図１，図３を用いて説明する。図１（ａ）は本発明の一実施例になる転写部の構成を示したものである。本実施例では、感光ドラム１として正帯電ＯＰＣ感光体を用い、現像方式は反転現像方式で正極性のトナーを用いた場合について説明する。転写部は転写器ハウジング６の内部に転写アシストローラ５、負帯電のコロナ転写器３、ＡＣ除電器４が格納されている。コロナ転写器３は放電ワイヤ３ａを有し、ＡＣ除電器４は放電ワイヤ４ａを有している。転写アシストローラ５は、図１（ｂ）に示すように直径１０ｍｍのステンレス製の丸棒５ａにエチレンプロピレンゴム製の熱収縮チューブを被せ、１２０〜１６０℃で加熱処理後、表面を研磨加工し、平坦化（±５０μｍ）したものである。エチレンプロピレンゴム層５ｂの厚みは１ｍｍである。エチレンプロピレンゴムにはカーボンが添加され、体積抵抗率は１０^５Ω・ｃｍ、ゴム硬度は８０度（ＪＩＳ）である。

転写アシストローラ５の芯金５ａには、例えばパルス電源からなる第１の電源１３と、例えば負極性電源からなる第２の電源のいずれが選択的に接続され、所定の電力が印加される。図１の例では、転写アシストローラ５の芯金５ａには、第１の電源１３によりパルス電圧Ｖa1を印加する。該転写アシストローラ５の取り付け位置での感光ドラムの背景領域の電位ＶｐをＶｄとした時、パルス電圧Ｖa1を図１（ｃ−１）に示すように、波高値２Ｖｄ、パルス幅Ｔｐのパルス波形電圧とする。この電圧波形は波高値Ｖｄ、周期２Ｔｐの矩形波交流に直流Ｖｄをオフセットした波形である。感光ドラム面の表面電位がＶｄであるので、該転写アシストローラ５の取り付け位置におけるローラ表面と感光ドラム１間の電位差Ｖｋは、図１（ｃ―３）に示す波高値Ｖｄの矩形波交流電圧（Ｖｋ）となる。

次に転写アシストローラ５を用いた転写動作のシーケンスを説明する。第１面（図１ではトタクタ側）にトナー像が形成された記録媒体７が転写アシストローラ５により、感光ドラム１の光導電体層２ｂに押しつけられ、光導電体層２ｂと密着された後、コロナ転写器３、除電器４から構成される転写部位に送られる。光導電体層２ｂとの密着性を確保し、かつ、従動回転するためには該転写アシストローラ５の押しつけ圧力の適正化が必要である。印刷実験の結果、ローラ部材による記録媒体の押しつけ圧力が１３ｇ／ｃｍ^２〜４０ｇ／ｃｍ^２の範囲に設定すれば良いことがわかった。

図３は、図１を感光ドラム面側から見たものである。図３（ａ）に示す領域ａは転写アシストローラ５の表面が記録媒体７と接する領域、領域ｂは転写アシストローラ５の表面が直接、感光ドラムの光導電体層２ｂに接する領域である。

使用した感光ドラムは正帯電ＯＰＣであり、転写アシストローラ５の位置における感光ドラム１の背景領域の電位Ｖｄは約＋４００Ｖである。図１（ｃ）で説明したように、電源１３の電圧波形Ｖａ1を波高値８００Ｖ（＝２Ｖｄ）、パルス幅Ｔｐのパルス電圧とすると、転写アシストローラ５と感光ドラム１間には、図３（ｃ）に示すような波高値４００Ｖ、パルス幅Ｔｐの矩形波交流電圧Ｖｋが印加される。このときのトナーの挙動を示したのが、図３（ｂ）である。領域ａにある正帯電のトナー９ａ及び用紙の無い領域ｂ２の正帯電トナー９ｄは、Ｖｋが正極性の時は転写アシストローラ側から反発され、負極性の時は転写アシストローラ側に引き寄せられる。

一方、負極性のカブリトナー１０ａは、Ｖｋが正極性の時は転写アシストローラ側に引き寄せられ、負極性の時は転写アシストローラ側から反発される。このように、トナー９ａ、９ｄ、１０ａは周期２Ｔｐで往復運動をする。実験の結果、波高値４００Ｖの場合、Ｔｐを０．１ｍｓ以下、すなわち５ｋＨｚ以上にすることにより、上記トナーの転写アシストローラ面や用紙７の裏面への電気的付着を防止できることがわかった。転写アシストローラ５を通過した用紙７には、マイナスの直流電圧の印加されたコロナ転写器３により感光ドラム上に形成されたトナー像が転写され、ＡＣ電圧の印加された除電器４により、用紙はドラム面から剥離される。

転写アシストローラ５の表面はエチレンプロピレン（ＥＰＤＥＭ）のゴム層であり、かつ記録媒体に対して従動であるため、第１面のトナー画像１１にダメージを与えることは無い。また、記録媒体が粗面紙等の表面に凹凸のある用紙であっても押しつけ効果により空隙が低減され、感光体ドラム面への密着性が向上するため、良好な転写を行うことができた。なお、感光ドラムから転写アシストローラへの電流値を制限する場合には、電源１３とアシストローラ間に直流抵抗を電流制限抵抗として接続しても良い。

本実施例は正帯電ＯＰＣ感光体を用いた場合について説明したが、同じ正帯電感光体としてセレン感光体を用いることができる。一方、負帯電のＯＰＣ感光体についても同じ考え方を適用することができる。この場合には、図１（ｃ）において、Ｖａ１を波高値−２Ｖｄ、パルス幅Ｔｐとし、ＶｐをーＶｄとすれば良い。

結果的にはＶｋは図１（ｃ−３）と同じく、波高値Ｖｄの矩形波交流電圧となる。また、実施例では感光ドラムを用いた構成で説明したが、感光体ベルトにたいしても適用出来ることは言うまでも無い。

また、転写アシストローラ５の表面と感光ドラム面間には、交流電界が印加されるため、感光ドラム幅に対して記録媒体の幅が狭く、転写アシストローラが直接、光導電層に接触してもトナーが転写アシストローラの表面に付着するのを防止できる。

本発明の他の実施例になる転写部の構成例を図２、４を用いて説明する。ここでは一連の印刷動作が終了し、ボックス紙やロール紙等の記録媒体を装填する前に、転写アシストローラ表面の清掃を行う方法を説明する。感光ドラム１、転写アシストローラ５とも実施例１で用いたものと同じものを使用した。数千頁印刷すると、図２（ｂ）に示すように転写アシストローラ５の表面に、用紙の無い領域の正帯電のトナー９ｄと紙粉、負帯電のカブリトナー１０ａが付着してくる。これを除去するためには、該転写アシストローラ面を感光ドラム面に密着させるとともに、ローラ５の芯金５ａに第２の電源１４から負極性の直流電圧Ｖａ２を印加する。

Ｖａ２をーＶｓとすると、転写アシストローラ５と感光ドラム１間の電位差Ｖｍは、図２（ｃ―３）に示すように、―（Ｖｓ＋Ｖｄ）の負極性の直流電圧となる。Ｖｄは４００Ｖで、実験ではＶｓをー４００Ｖとした。このような状態で転写アシストローラ５を感光ドラム１の面に接触させると、図４に示すように、負極性電源１４から電子が導電性ゴム層を経由して、トナー９ｄ、１０ａ、紙粉１９に注入され、正に帯電であったトナー９ｄや紙粉１９は負極性となる。正帯電した感光ドラムを回転させると、該転写アシストローラの表面に付着したトナーや紙粉等の異物は、静電気力で前記感光ドラム面に移行する。

感光ドラム面に移行したトナー９ｃ、１０ｂや紙粉１９等の異物は、感光ドラムの清掃部１２により除去される。これにより、転写アシストローラの清掃は新たな清掃部材を必要とせず、比較的容易に行うことができる。また、該ローラの実装スペースも少なくて済みという効果がある。

本実施例は正帯電ＯＰＣ感光体を用いた場合について説明したが、負帯電のＯＰＣ感光体についても同じ考え方を適用することができる。この場合には、図２（ｃ）において、Ｖａ２を＋Ｖｓの直流電圧、ＶｐをーＶｄの直流電圧とすれば良い。結果的には、Ｖｍは（Ｖｓ＋Ｖｄ）の直流電圧となる。

図５は、本発明の転写アシストローラの別の構成例を示す図である。実施例１、２で用いた転写アシストローラは金属ロールの表面に半導電性エチレンプロピレンゴム層を形成したものであったが、本実施例の転写アシストローラは、半導電性エチレンプロピレンゴム層の外側に半導電性のテフロン（登録商標）樹脂層を形成したものである。直径１０ｍｍのステンレス製の金属ロールに、体積抵抗率１０^５Ω・ｃｍ、ゴム硬度４０度の半導電性エチレンプロピレンゴムの熱収縮チューブを被せ、熱収縮チューブを被せ、１２０〜１６０℃で加熱処理後、表面を研磨加工し、平坦化（±５０μｍ）したものである。ゴム層厚みは２ｍｍである。次に、半導電性テフロン（体積抵抗率は１０^７Ω・ｃｍ）の熱収縮チューブを被せ、１２０〜１５０℃の熱風で加熱処理することによって、ゴム層の外側に厚み０．５ｍｍ厚の半導電性樹脂層を形成した。加熱処理に要する時間は短く、かつ、エチレンプロピレンゴムの耐熱限界温度は１４０℃であるため熱処理上の問題は無い。

テフロン樹脂は離型性に優れるためトナーや紙粉等の異物が付着しにくい。本構成は、押しつけ時のニップを確保するための弾性機能をゴム硬度の比較的低い半導電性エチレンプロピレンゴムに、また、清掃性を半導電性テフロン樹脂層に持たせた機能分離型の転写アシストローラである。

本実施例によれば、表面の凹凸の大きな粗面紙への転写や、表面が比較的平坦な用紙であっても、第１面のトナー画像定着時の熱によるシワの発生した用紙の第２面に転写においても、画像欠陥のない良好な転写が可能な連続紙対応の画像形成装置を提供することができる。

図６は本発明の転写アシストローラの別の構成例を示す図である。実施例１、２で用いた転写アシストローラ十ナジ構成であるが、の被覆層５ｂ（半導電性エチレンプロピレンゴム層）の表面を化学的に処理し、低摩擦性と非粘着性を付与した層５ｃを形成したものである。形成方法としては、「（１）塩素などのハロゲンを付加反応させる。（２）表面をイオウ分散液で処理し、表面に数μｍ厚の硬化ゴム被膜を形成する。」等の方法がある。

いずれにしても、処理層５ｃは５ｂと一体に形成されているため、剥離や亀裂を生じることはなく、清掃性に優れた高信頼の転写アシストローラを得ることができる効果がある。

実施例１、２の画像形成装置をタンデム運転することにより両面印刷する画像形成システムを図８に示す。タンデム運転の説明については上述したので省略する。

転写アシストローラ５は連続紙７に対して従動であるため、第１面のトナー画像１１にダメージを与えることは無かった。

また、連続紙７が表面に凹凸のある粗面紙等であっても、空隙が低減され感光体１面への密着性が向上するため良好な転写を行うことができた。さらに、転写アシストローラ５と感光ドラム間には交流電界が印加されるため、 感光体１面に付着する２種類のトナー（正規のトナー像９ａ、および、９ａと逆極性のカブリトナー１０ａ）は、ともに電気的に転写アシストローラ表面から反発されるため、両トナーの転写アシストローラ５への電気的付着を防止できた。また、たとえ、長期間印刷時に転写アシストローラ表面にトナーが付着したとしても、新しい用紙の装填時等、ドラム面に用紙が無い時に、転写アシストローラ表面の付着トナーを感光ドラムに移行させる工程を付加することにより、転写アシストローラ表面を清掃した状態で、新しい用紙への印刷を開始することができる。

１台目の連続紙プリンタ２６ａで第１面の画像を定着する際、１９０℃近傍になる高温のヒートロール２５ａとバックアップローラ２５ｂ間を通過するため、水分の蒸発等に基づく用紙の変形や、第１面のトナー画像１１の形成、水分の蒸発による用紙抵抗の増加が生じても、２台目の連続紙プリンタ２６ｂによる第２面印刷時の転写性能が低下することがなく良好な画像が形成された。

本発明の転写アシストローラ５としては、金属ロール５ａと被覆層５ｂの密着性に優れ、記録媒体を感光体１に押し当てた状態で高速回転しても金属ロール５ａと被覆層５ｂの界面で剥離が生じないことが望ましい。被覆層５ｂは、コロナ転写器３の近傍に設置され、オゾンにさらされた状態で使用されるため、耐オゾン性および耐摩耗性に優れていることが望ましい。転写アシストローラ５の表面の帯電電位を所定値に制御できるという点から、金属ロール５ａの被覆層５ｂは半導電性タイプが好ましく、体積抵抗率としては１０^３〜１０^９Ω・ｃｍが特に良い。

電子写真方式のプリンタは高速で可変情報を用紙等の記録媒体に印刷できるという特長を活かし、業務用印刷の分野から個人用途まで幅広い分野でも用いられる。特に、連続紙プリンタではカット紙のような用紙搬送時の用紙ジャムが発生しないため、多種用紙（薄紙から厚紙まで、上質紙から粗面紙まで）を高速で搬送して印刷することができる。最近ではダイレクトメールや料金表等の個人宛印刷ニーズが高まり、より速く、大量に、かつ、低価格で印刷することが求められる。加えて、地球環境の保護の面から両面印刷による紙使用量の削減、再生パルプを用いた再生紙や粗面紙の使用等が望まれている。本発明は、両面印刷時における第２面目の転写不良を解決できるとともに、再生紙や粗面紙等の低価格な用紙への転写性を向上できるため、高画質な高速プリンタの実現に加え、省資源にも貢献できる。明細書では連続紙対応プリンタについて説明したが、本発明の転写アシストローラはカット紙対応のプリンタにも適用できることは言うまでもない。

本発明の一実施例になる転写部の印刷時の構成および動作を説明する図。 本発明の一実施例になる転写部の清掃時の構成および動作を説明する図。 本発明で感光ドラム幅よりも幅の狭い記録媒体への印刷時の効果を説明する図。 本発明の一実施例における清掃時のメカニズムを説明する図。 本発明の転写アシストローラの第２の構成例を説明する図。 本発明の転写アシストローラの第３の構成例を説明する図。 連続紙対応プリンタの構成を示す図。 連続紙対応プリンタのタンデム運転により両面印刷を行う状態を示す図。 用紙の断面を示す図。 転写アシストブレードを用いた転写部を示す図。 感光体上の付着トナーを説明する図。 転写アシストブレードを用いた転写部での幅狭記録媒体への印刷時の課題を説明する図。

符号の説明

１：感光ドラム
２：光導電体層
３：コロナ転写器
４：除電器
５：転写アシストローラ
６：転写ハウジング
７：記録媒体
９：トナー
１０：カブリトナー（逆極性帯電トナー）
１２：感光ドラムの清掃機構
１３：第１の電源(印刷時に転写アシストローラに印加する電圧源)
１４：第２の電源(清掃時に転写アシストローラに印加する電圧源)
１９：紙粉
２２：現像機
２８：転写アシストブレード。

Claims (9)

1. 感光ドラムに対向してコロナ転写手段を設け、前記感光ドラム面上に形成されたトナー像を前記感光ドラムと前記転写手段とが対向する転写領域に搬送された記録媒体に静電的に転写する画像形成装置において、
   前記記録媒体が連続紙であり、
   前記転写領域の入り口近傍に、金属ローラの表面に半導電性のゴム層あるいは、半導電性の樹脂層あるいは、半導電性のゴム層と半導電性の樹脂層からなる積層体が被覆された転写アシストローラが配置され、
   前記感光ドラム上のトナー画像を前記記録媒体に転写する際に、該転写アシストローラは、前記記録媒体を前記感光ドラム面に密着させるとともに該記録媒体の走行に従動して回転し、かつ、前記転写アシストローラと前記感光ドラム間に交流電界が印加されるような電圧を該転写アシストローラに印加することを特徴とする画像形成装置。
2. 感光ドラムに対向してコロナ転写手段を設け、前記感光ドラム面上に形成されたトナー像を前記感光ドラムと前記転写手段とが対向する転写領域に搬送された記録媒体に静電的に転写する画像形成装置において、
   前記記録媒体が連続紙であり、
   前記転写領域の入り口近傍に、金属ローラの表面に半導電性のゴム層あるいは、半導電性の樹脂層あるいは、半導電性のゴム層と半導電性の樹脂層からなる積層体が被覆された転写アシストローラが配置され、
   該転写アシストローラの清掃時に、該転写アシストローラ面を前記感光ドラム面に密着させ、前記転写アシストローラには、前記感光ドラムの帯電極性と逆極性の直流電圧を印加し、該転写アシストローラの表面に付着したトナーや紙粉等の異物を帯電された前記感光ドラム面に移行させ、該感光ドラムの清掃部材により前記異物を除去することを特徴とする画像形成装置。
3. 転写アシストローラの取り付け位置での感光ドラムの背景電位をＶｄとした時、前記転写アシストローラに、波高値が２Ｖｄのパルス電圧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。
4. 前記転写アシストローラが金属ローラの表面に加硫性の半導電性ゴム成型部材を形成したものであって、該ゴム成型部材の表面をイオウ処理したことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
5. 前記転写アシストローラの被覆層が半導電性の樹脂層であって、離型性を有するフッ素系の樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
6. 前記半導電性の樹脂層あるいは前記半導電性のゴム層の体積抵抗率が、１０^３〜１０^９Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
7. 前記コロナ転写手段と前記転写アシストローラはともに、前記感光ドラム面に対して退避可能な構成としたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
8. 前記転写アシストローラにより前記記録媒体を感光ドラムへの押しつける圧力が１３ｇ／ｃｍ^２〜４０ｇ／ｃｍ^２の範囲にあることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
9. 請求項１〜８項のいずれかに記載の画像形成装置を複数台備え、連続紙への両面印刷が可能に構成されたことを特徴とする画像形成システム。

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