JP3222359B2

JP3222359B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3222359B2
Application number: JP17910895A
Authority: JP
Inventors: 潔戸泉; 史生島津; 拓也阿部
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 2001-10-29
Anticipated expiration: 2015-07-14
Also published as: JPH0934271A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、レーザーファック
ス、レーザープリンタ、複写機等の画像形成装置に関
し、特に、当該装置の転写ドラムの除電手段を備えた画
像形成装置である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光体ドラムに形成された静
電潜像にトナーを付着させて現像し、このトナー像を、
転写ドラムに巻き付けられた転写紙に転写する画像形成
装置がある。

【０００３】このような画像形成装置は、例えば、図１
５に示すように、誘電体層１０１ａを有する円筒１０１
内部に、コロナ帯電器１０２・１０４が別々に配設され
ている。上記コロナ帯電器１０２は、転写紙Ｐを吸着す
るための電荷を誘電体層１０１ａに付与する。また、上
記コロナ帯電器１０４は、感光体ドラム１０３表面に形
成されたトナー像を転写紙Ｐに転写する。従って、この
画像形成装置は、２個の各コロナ帯電器１０２・１０４
によって吸着と転写とを別々に行うようになっている。

【０００４】ところが、上記画像形成装置では、転写ド
ラムである円筒１０１が誘電体層１０１ａのみの１層構
造となっているため、その内部に、上記のようにコロナ
帯電器１０２・１０４を配設する必要がある。このた
め、円筒１０１の小型化が制限され、装置を小型化する
ことができないという問題が生じていた。

【０００５】また、他の画像形成装置としては、図１６
に示すように、外層の半導電体層２０１ａと内層の基材
２０１ｂとの２層構造の円筒２０１と、搬送された転写
紙Ｐを上記円筒２０１に沿わせて保持するためのグリッ
プ機構２０２とを備えたものがある。この画像形成装置
では、搬送されてきた転写紙Ｐを上記グリップ機構２０
２によりその端部を掴んで円筒２０１の表面に沿わせた
後、円筒２０１の内層の基材２０１ｂに電源部２０３に
よって電圧を印加し、円筒２０１表面を帯電させて、感
光体ドラム１０３のトナー像を転写するようになってい
る。

【０００６】上記画像形成装置では、転写ドラムである
円筒２０１を２層構造とすることで、転写紙Ｐにトナー
像を転写するための円筒２０１の帯電を１個の電源部２
０３によって行えるようになっているので、２個の帯電
器が不要となる。

【０００７】ところが、上記画像形成装置は、上記グリ
ップ機構２０２を備えているので、画像形成装置全体の
構成が複雑なものとなる。また、外層の半導電体層２０
１ａと内層の基材２０１ｂとを固定して円筒２０１を形
成するために、これらを金具で固定したうえで両者のビ
ス止めを行ったり、両者を両面テープ等で固定しなけれ
ばならない。その結果、装置全体の部品点数が多くな
り、製品のコストアップになるという問題を生じてい
た。

【０００８】そこで、上記各課題を解決する画像形成装
置として、例えば、特開平２−７４９７５号公報には、
接地された金属ロール上に、導電性ゴムと誘電体フイル
ムが積層された転写ドラムを備え、この転写ドラムにお
ける転写紙の剥離位置付近にユニポーラ電源により駆動
されるコロナ帯電器を設けたものが開示されている。

【０００９】上記画像形成装置では、コロナ帯電器によ
って誘電体フイルムに電荷を誘起させて転写紙を転写ド
ラムに吸着させており、転写紙が吸着されるとさらに転
写紙表面に電荷が誘起され、転写紙へのトナー像の転写
が行われる。従って、上記画像形成装置によれば、１つ
の帯電器により転写ドラム表面の帯電と、転写紙の吸着
と、トナー像の転写とを行うので、帯電器が１つで済
み、転写ドラムを小型化することができる。また、転写
紙を保持するためのグリップ機構２０２を必要とせず、
簡単な構造で転写紙を吸着させることができる。

【００１０】しかしながら、上記転写ドラムでは、静電
気により転写紙を吸着しているので、電荷が転写ドラム
に残留し、この残留電荷によって転写ドラム表面にトナ
ーが付着する虞がある。この結果、上記トナーにより、
転写紙の裏面が汚れることになる。また、上記残留電荷
のため、転写ドラムへの転写紙の吸着不良を生じ、この
結果、転写紙が転写ドラムに確実に保持されず、転写紙
へのトナー像の転写を良好に行うことができないという
問題を生じていた。

【００１１】そこで、特開平６−５１６４５号公報にお
いては、転写ドラムの周りにトナーを掻き取る導電性ブ
ラシを用いたクリーニング手段と、転写ドラムの残留電
荷を除電するために上記導電性ブラシに転写ドラムの表
面電位と逆極の電圧を印加する除電手段とを備えた画像
形成装置の転写装置が提案されている。これによって、
転写ドラムの除電とクリーニングとを行えるので、転写
ドラムへの転写紙の吸着を良好にし、また、転写紙裏面
の汚れを無くすことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の特開
平６−５１６４５号公報の画像形成装置の転写装置で
は、導電性ブラシを用いることにより、クリーニング時
におけるブラシと転写ドラムとの摩擦接触による転写ド
ラムの帯電を防止し、また、転写ドラムの除電を行うよ
うにしている。この除電を行う場合、上記導電性ブラシ
に転写ドラムの表面電位と逆極の電圧を印加するが、除
電を良好に行う構成については十分考慮されておらず、
上記表面電位を確実に除電することができないものとな
っている。このため、依然として上記トナーによる転写
紙の裏面の汚れと、上記残留電荷による転写ドラムへの
転写紙の吸着不良という問題を有している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明の画像形成装置は、表面にトナー
像が形成される像担持体と、表面層側から内層側へ誘電
体層、半導電体層および導電体層が順次積層され、転写
紙を表面に吸着しながら搬送して前記像担持体に当接さ
せることにより、像担持体上に形成されたトナー像を転
写紙に転写する転写体と、転写紙を吸着するための電
圧、および前記トナー像を転写紙に転写するための電圧
を前記転写体の導電体層に印加する第１電圧印加手段
と、前記像担持体からの転写紙搬送方向とは反対側に設
けられ、前記転写体の表面に転写紙を介して接触する接
地された電極部材と、前記転写体の誘電体層と接触しな
がら回転し、前記誘電体層を除電するためのローラ型の
除電ブラシと、前記第１電圧印加手段により前記導電体
層に印加される電圧と同極性かつこの電圧よりも高い電
圧を前記除電ブラシに印加する第２電圧印加手段とを備
えていることを特徴としている。

【００１４】請求項１の構成によれば、除電ブラシに、
転写体の導電体層に印加される電圧と同極性かつこの電
圧よりも高い電圧が印加されるので、除電ブラシにより
転写体表面の残留電荷を確実に除電することができる。
この除電原理を以下に説明する。コンデンサー原理から
考えると、分極された電極を導通させると電流が起こり
転写体の除電が行われる。しかし、転写体の除電では、
転写体と除電ブラシとを同電圧にて除電を行うと完全に
除電ができない。そこで、除電ブラシに転写体より高電
圧を印加すれば、分極されて帯電された電荷を除電ブラ
シに引きつけて完全に除電することができる。

【００１５】この結果、前記残留電荷により、トナーが
転写体表面に付着して転写紙の裏汚れが発生する事態、
あるいは転写体への転写紙の吸着不良が生じて転写紙へ
のトナー像の転写不良が生じる事態などを防止するとと
もに、次の転写紙の転写体への吸着に有利な電荷を転写
体表面に供給できる。

【００１６】請求項２の発明の画像形成装置は、請求項
１の発明の画像形成装置において、前記の除電ブラシ
が、その軸方向が、前記転写体表面の移動方向と直交す
る状態に対して傾いた状態に配されていることを特徴と
している。

【００１７】請求項２の構成によれば、前記除電ブラシ
の前記転写体に対する接触面積が大きくなり、除電ブラ
シの直径を大きくせずに転写体の除電効果が向上する。

【００１８】この結果、転写体の除電効果を向上させる
ための、画像形成装置の大型化およびそのためのコスト
アップを防止することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図１４に基づいて以下に説明する。本画像形成装置は、
図２に示すように、トナーによる画像が形成される記録
紙としての転写紙を収容し供給する給紙部１、トナー像
を転写紙に転写する転写部２、トナー像を形成する現像
部３および転写紙に転写されたトナー像を融着させて定
着させる定着部４から構成されている。

【００２０】上記給紙部１には、本体最下段に着脱自在
に配設され、転写紙を収容して上記転写部２に供給する
給紙カセット５、および本体正面側に設けられ、正面か
ら転写紙を手差しで一枚ずつ供給する手差し供給部６が
設けられている。さらに、給紙部１には、上記給紙カセ
ット５の最上部から転写紙を１枚ずつ送り出すピックア
ップローラ７、ピックアップローラ７により送り出され
た転写紙を搬送するＰＦローラ８、手差し供給部６から
送られた転写紙を搬送する手差しローラ９および上記Ｐ
Ｆローラ８と手差しローラ９とにより搬送された転写紙
をカールするプリカールローラ１０が設けられている。

【００２１】上記給紙カセット５には、上方にバネなど
により付勢された送り出し部材５ａが設けられ、この送
り出し部材５ａ上に転写紙を積層するようになってい
る。これによって、給紙カセット５内の転写紙は、最上
部が上記ピックアップローラ７に当接し、ピックアップ
ローラ７の矢印方向の回転により１枚ずつＰＦローラ８
に送り出され、プリカールローラ１０に搬送される。一
方、手差し供給部６から供給された転写紙も、手差しロ
ーラ９によりプリカールローラ１０に搬送される。尚、
プリカールローラ１０は、前述したように搬送された転
写紙をカールさせるが、これは、転写紙が、転写部２に
備えられた円筒状の転写ドラム１１の表面に吸着されや
すいようにするためである。

【００２２】上記転写部２には、上記した転写体として
の転写ドラム１１が設けられている。この転写ドラム１
１の周りには、接地された電極部材としてのグランドロ
ーラ１２、転写ドラム１１から落ちないように転写紙を
ガイドするガイド部材１３、転写ドラム１１に吸着され
た転写紙を強制的に剥離する剥離爪１４および転写ドラ
ム１１の残留電荷を除電する除電ブラシであるローラ型
導電性ブラシ４０が配設されている。尚、上記転写ドラ
ム１１の構造の詳細は後述する。また、上記剥離爪１４
およびローラ型導電性ブラシ４０は、図示しない駆動手
段により転写ドラム１１表面に当接するように駆動させ
ることができる。

【００２３】また、現像部３には、上記転写ドラム１１
に圧接する像担持体としての感光体ドラム１５が設けら
れている。この感光体ドラム１５は、接地された導電性
のアルミニウム素管１５ａを有し、その表面にＯＰＣ膜
１５ｂが塗布されている。この感光体ドラム１５の周り
には、イエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックの各
トナーを収納した現像器１６、１７、１８および１９が
放射状に配設されている。さらに、感光体ドラム１５表
面を帯電する帯電器２０、感光体ドラム１５表面の残留
トナーをかき取り除去するクリーニングブレード２１が
配設されている。感光体ドラム１５の表面には、フルカ
ラー画像形成の際、上記各トナー毎にトナー像が形成さ
れる。即ち、上記感光体ドラム１５に対し、１色毎に帯
電、露光、現像および転写が繰り返される。従って、カ
ラー複写の場合、転写ドラム１１に静電吸着された転写
紙に対して、転写ドラム１１が１回転する毎に、１色ず
つのトナー像が転写紙に転写され、最大４回転で１つの
カラー画像を得るようになっている。尚、上記感光体ド
ラム１５と転写ドラム１１とは、転写効率および画質か
ら転写部位で８ｋｇの圧力が加わるように圧接されてい
る。

【００２４】定着部４には、所定温度および圧力により
トナー像を融着して転写紙に定着する定着ローラ２３
と、トナー像転写後、転写ドラム１１から剥離爪１４に
よって剥離された転写紙を上記定着ローラ２３までガイ
ドする定着ガイド２２とが設けられている。上記定着部
４の転写紙搬送の下流側には、排出ローラ２４が設けら
れ、定着後の転写紙を装置本体から、排出トレイ２５上
に排出するようになっている。

【００２５】ここで、上記転写ドラム１１の構造につい
て説明する。上記転写ドラム１１は、図７に示すよう
に、基材として円筒状のアルミニウムからなる導電体層
２６を有し、この導電体層２６の外面に弾性体の発泡ウ
レタンからなる半導電体層２７が設けられている。さら
に、上記半導電体層２７の外面には、ポリフッ化ビニリ
デンからなる誘電体層２８が設けられている。上記導電
体層２６には、電圧印加手段としての電源部３２が接続
されており、導電体層２６全周にわたって安定した電圧
が保持されるようになっている。

【００２６】上記各層は、接着剤などにより接着される
のではなく、例えば、図８に示すように、シート状に形
成された半導電体層２７および誘電体層２８の各両端部
に設けられた各層を貫通する複数の貫通孔２９に、シー
ト押さえ板３０に設けられたボス３０ａを嵌合させる。
さらに、このボス３０ａを導電体層２６上面に設けられ
た開口部２６ａに嵌合させて半導電体層２７および誘電
体層２８を導電体層２６に固定するようになっている。

【００２７】上記の固定方法では、半導電体層２７およ
び誘電体層２８が、上記シート押さえ板３０により導電
体層２６の内側にテンションをかけることができる。こ
れによって、各層の浮きや弛みが防止される。また、上
記各層は、シート押さえ板３０によって固定されている
だけなので、簡単に各層を取り替えることができる。

【００２８】また、他の固定方法としては、図９に示す
ように、両端部に３１ａ、中央に固定部材３１ｂが設け
られたシート押さえ部材３１により、半導電体層２７お
よび誘電体層２８からなるシートを導電体層２６に固定
するものがある。この固定方法では、導電体層２６の開
口部２６ａの両端側に設けられた嵌合穴２６ｂに上記シ
ート押さえ部材３１のボス３１ａを嵌合させ、上記開口
部２６ａに、シート押さえ部材３１の固定部材３１ｂを
挿入し、上記導電体層２６に固定するようになってい
る。

【００２９】ここで、上記転写ドラム１１による転写紙
の吸着およびトナー像の転写動作について、図１０およ
び図１１により、以下に説明する。尚、転写ドラム１１
の導電体層２６には、電源部３２より正の電圧が印加さ
れているものとする。まず、転写紙Ｐの吸着動作を説明
する。図１０に示すように、転写ドラム１１に搬送され
た転写紙Ｐは、グランドローラ１２により誘電体層２８
表面に押しつけられ、半導電体層２７に蓄積された電荷
が誘電体層２８に移行し、誘電体層２８表面に正の電荷
が誘起される。これにより、転写紙Ｐの内側、即ち、誘
電体層２８との接触面側に負の電荷が誘起される。従っ
て、転写紙Ｐは、転写ドラム１１に静電吸着される。
尚、この吸着力は、印加電圧が安定している限り不均一
になることはなく、安定して転写紙Ｐを転写ドラム１１
に吸着させることができる。

【００３０】このように、空中放電による帯電ではな
く、接触による帯電が行われているので、導電体層２６
に印加する電圧が低くて済む。各種実験結果により、印
加電圧は、＋３ｋＶ以下が適当であり、更に好ましく
は、＋２ｋＶあれば、帯電を良好に行うことが分かって
いる。また、転写ドラム１１に吸着された転写紙Ｐは、
外側が正に帯電した状態で、転写ドラム１１の矢印方向
への回転に伴って、トナー像の転写ポイントＸに搬送さ
れる。

【００３１】次に、転写紙Ｐへのトナー像の転写動作を
説明する。感光体ドラム１５には、図１１に示すよう
に、負の電荷を有するトナーが表面に吸着されている。
従って、表面が正に帯電している転写紙Ｐが、転写ポイ
ントＸに搬送されれば、転写紙Ｐ表面にトナーが吸着さ
れ、転写される。尚、上記転写ドラム１１と感光体ドラ
ム１５とは、転写ポイントＸによって所定のニップ幅を
有するように圧接されている。このため、このニップ幅
によって転写効率、即ち、画像が影響される。

【００３２】ここで、上記ニップ幅と画質との関係を表
１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１から、ニップ幅は、２〜７ｍｍの範囲
であれば、画質を良好にすることができ、特に、３〜６
ｍｍの範囲であれば、さらに、好ましいことが分かる。

【００３５】また、上記半導電体層２７は、体積抵抗値
が１０⁸Ω・ｃｍ、層厚が２〜５ｍｍ、硬度がアスカー
Ｃで２５〜５０の範囲で形成されている。これは、本実
施例では、転写ドラム１１と感光体ドラム１５とが圧力
２ｋｇにて圧接されていることから設定されたものであ
る。

【００３６】即ち、半導電体層２７の素材が変われば、
転写ドラム１１と感光体ドラム１５との圧接力が変わる
ので、所望する画質となるように、半導電体層２７の素
材に応じて半導電体層２７の厚み、硬度などを変更する
ようになっている。従って、本実施例では、上記した層
厚および硬度を有する半導電体層２７によって、適正な
ニップ幅の範囲となるようになっている。

【００３７】尚、上記のアスカーＣとは、日本ゴム協会
における規格であり、先端形状が球になっている硬度測
定用の針をスプリングの力で試料の表面に押しつけ、試
料の抗力とスプリングの力とが釣り合ったときに、針が
試料を押し込んでいる深さ（押し込み深さ）で硬度を表
すものである。アスカーＣの規格では、５５ｇの荷重を
スプリングに与えたときの針の押し込み深さが、その針
の最大変位と等しくなるような試料の硬度を０度とし、
８５５ｇの荷重をスプリングに与えたときの針の押し込
み深さが０となるような試料の硬度を１００度に定めて
いる。

【００３８】また、半導電体層２７の体積抵抗値が０Ω
・ｃｍであれば、転写紙Ｐの吸着開始点に配設されてい
るグランドローラ１２により、転写紙Ｐが転写ポイント
Ｘに到達するまでに電圧の降下が生じる。この電圧降下
を防ぐ為に、上記半導電体層２７に所定の体積抵抗値を
有するようにし、半導電体層２７にコンデンサー的な働
きをさせて、電圧の降下を防止している。

【００３９】ここで、上記体積抵抗値と画質との関係を
表２に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】表２から、半導電体層２７の体積抵抗値
は、１０⁵〜１０⁸Ω・ｃｍの範囲で、再転写あるいは
転写不良がなく転写を効率良く行うことができ、特に、
１０⁶〜１０⁷Ω・ｃｍの範囲であれば、さらに好まし
いことが分かる。従って、本実施例のように、半導電体
層２７の体積抵抗値が、１０⁸Ω・ｃｍであれば、転写
を良好に行うことができ、良好な画質を得ることができ
る。

【００４２】誘電体層２８は、一般的に高誘電率、かつ
電荷の保持力を有することが必要条件になっている。こ
のため、上記誘電体層２８は、前述したようにフッ化ビ
ニリデンからなり、その誘電率は、８〜１２の範囲で設
定される。従って、ｃ＝ε・ｓ／ｔ（ｃは電荷量、εは
誘電率、ｓは面積、ｔは厚み）の式より、誘電体層２８
の電荷量ｃが算出される。

【００４３】このことから、誘電率εが小さければ、上
式から電荷量ｃは小さくなり、転写効率は良くなる。ま
た、電荷量ｃが小さいので、吸着力も小さくなってい
る。また、厚みｔが小さければ、上式から電荷量ｃは大
きくなり、転写効率が悪くなり、また、電荷量ｃが大き
いので、吸着力が大きくなる。

【００４４】以上のことから、誘電率εと層厚ｔとを適
切に設定する必要がある。従って、上記誘電体層２８
は、誘電率が８〜１２の範囲、層厚が１００〜３００μ
ｍの範囲のとき、転写紙Ｐの吸着力および転写効率が適
正なものとなる。

【００４５】転写ドラム１１の誘電体層２８の幅は、図
１２に示すように、感光体ドラム１５を形成する感光体
素管（アルミニウム素管１５ａ）幅より大きく、また、
この感光体素管幅は、有効転写幅よりも大きく、さら
に、この有効転写幅は、有効画像幅（ＯＰＣ膜１５ｂの
塗布幅）よりも大きくなっている。

【００４６】転写ドラム１１の各層が、図１３に示すよ
うに、導電体層２６＞半導電体層２７＞誘電体層２８の
関係となるように形成されると、半導電体層２７が感光
体ドラム１５の接地されたアルミニウム素管１５ａに接
触する虞がある。つまり、電源部３２によって導電体層
２６に正の電圧が印加されると、導電体層２６に正の電
荷が誘起され、この正の電荷が半導電体層２７表面に移
動する。このとき、感光体ドラム１５の接地されたアル
ミニウム素管１５ａと、上記半導電体層２７とが接触す
れば、半導電体層２７に帯電した電荷は、全て上記アル
ミニウム素管１５ａに移行し、誘電体層２８の表面に正
の電荷を誘起させることができなくなる。このため、転
写ドラム１１は、ＯＰＣ膜１５ｂ上に吸着された負の電
荷のトナーを吸着することができず、転写不良が生じ
る。

【００４７】そこで、転写ドラム１１の各層は、図１４
に示すように、導電体層２６と誘電体層２８との幅を同
じにし、半導電体層２７の幅を上記のそれぞれの幅より
も小さくすることで、半導電体層２７と接地されたアル
ミニウム素管１５ａとの接触を防止し、電荷のリークを
防止することができる。これにより、転写ドラム１１
は、ＯＰＣ膜１５ｂ上に吸着された負の電荷のトナーを
吸着することができ、転写不良を無くすことができる。

【００４８】転写ドラム１１の直径は、転写紙１枚が重
なることなく巻きつく大きさ、即ち、上記画像形成装置
において使用できる転写紙Ｐの最大幅、或いは、長さに
応じた大きさに形成されている。これにより、上記画像
形成装置は、転写紙Ｐを安定して転写ドラム１１に巻き
付けることができ、この結果、転写効率が向上し、画質
の向上を図ることができる。

【００４９】ここで、上記の構成の画像形成装置におけ
る画像形成プロセスについて、図２、図１０および図１
１により、以下に説明する。図２に示すように、自動給
紙の場合、本体最下段に設けられた給紙カセット５によ
り、転写紙Ｐを最上部から順番にピックアップローラ７
にて一枚ずつＰＦローラ８に送り出し、このＰＦローラ
８を通過した転写紙Ｐは、プリカールローラ１０にて転
写ドラム１１形状に沿ってカールされる。一方、手動給
紙の場合、本体正面に設けられた手差し供給部６から転
写紙Ｐを１枚ずつ送り出し、手差しローラ９によりプリ
カールローラ１０に搬送する。そして、転写紙Ｐは、プ
リカールローラ１０にて転写ドラム１１形状に沿ってカ
ールされる。

【００５０】次いで、図１０に示すように、上記転写紙
Ｐは、転写ドラム１１とグランドローラ１２との間に搬
送され、転写ドラム１１の半導電体層２７に蓄積された
電荷が、半導電体層２７表面、転写紙Ｐ内面を介して転
写紙Ｐ表面に誘起される。これにより、転写紙Ｐが転写
ドラム１１表面に静電吸着される。その後、転写紙Ｐ
は、図１１に示すように、転写ドラム１１と感光体ドラ
ム１５との圧接部である転写ポイントＸまで搬送され
る。この位置で、感光体ドラム１５上に形成されたトナ
ーの電荷と転写紙Ｐ表面の電荷とにより転写紙Ｐに上記
のトナー像が転写される。

【００５１】このとき、感光体ドラム１５では、１色毎
に帯電、露光、現像および転写が行われている。従っ
て、転写紙Ｐは、転写ドラム１１に吸着されたままで、
転写ドラム１１上で回転し、１回転する毎に１色の転写
が行われ、最大で４回転で１つのフルカラー画像を得る
ようになっている。ただし、白黒画像、もしくはモノカ
ラー画像を得る場合、転写ドラム１１の回転は、１回で
良い。

【００５２】さらに、転写紙Ｐ上に全てのトナー像が転
写されれば、転写紙Ｐは、転写ドラム１１の円周上に離
接可能に設けられた剥離爪１４により転写ドラム１１表
面から強制的に剥離され、定着ガイド２２へと導かれ
る。その後、定着ガイド２２によって定着ローラ２３ま
でガイドされ、転写紙Ｐのトナー像は、定着ローラ２３
の温度と圧力とにより転写紙Ｐ上に融着され、定着され
る。そして、定着済みの転写紙Ｐは、排出ローラ２４に
より排出トレイ２５上に排出される。

【００５３】以上のように、上記の転写ドラム１１は、
内側からアルミニウムからなる導電体層２６、発泡ウレ
タンからなる半導電体層２７およびポリフッ化ビニリデ
ンからなる誘電体層２８で形成されている。これによ
り、上記導電体層２６に電圧を印加することで、導電体
層２６から順に電荷が誘起され、半導電体層２７に電荷
が蓄積される。そして、転写ドラム１１とグランドロー
ラ１２との間に、転写紙Ｐが搬送されると、この転写紙
Ｐに半導電体層２７に蓄積された電荷が移動して、転写
紙Ｐを転写ドラム１１に静電吸着させるようになってい
る。

【００５４】尚、上記の導電体層２６としては、円筒状
のアルミニウムを使用しているが、他の導電体を使用し
ても良い。また、半導電体層２７は、発泡ウレタンで形
成されているが、他の半導電体としてシリコン等の弾性
体を使用しても良い。また、誘電体層２８は、ポリフッ
化ビニリデンで形成されているが、他の誘電体としてポ
リエチレンテレフタレート等の樹脂を使用しても良い。

【００５５】次に、転写ドラム１１に対するクリーニン
グおよび除電動作行うための構成について以下に説明す
る。本画像形成装置は、上記クリーニングおよび除電動
作を行うために、図１、図３および図４に示すように、
ローラ型導電性ブラシ４０、電源部４１、ギア４２、モ
ータ４３、モータ制御部４４およびモータ駆動電源４５
を備えている。電源部４１は、上記ローラ型導電性ブラ
シ４０に上記転写ドラム１１の除電をするための電圧を
印加するためのものである。ギア４２は、モータ４３が
発生した駆動力をローラ型導電性ブラシ４０に伝達する
ものである。モータ４３は、ローラ型導電性ブラシ４０
が回転するための駆動力を発生するものである。モータ
制御部４４は、モータ駆動電源４５の電圧を制御しモー
タ４３の回転数を適宜設定するものである。モータ駆動
電源４５は、上記モータ制御部４４を介して、モータ４
３に電圧を印加するものである。

【００５６】転写動作が終了し、剥離爪１４により転写
紙Ｐが転写ドラム１１から剥離した後も、上記転写ドラ
ム１１は回転しており、このとき、図１に示すように、
ローラ型導電性ブラシ４０は、図示しない駆動手段によ
り転写ドラム１１に当接するように移動し、除電動作が
行われる。

【００５７】ここで、転写ドラム１１とローラ型導電性
ブラシ４０との交差量と、この交差量に対応する転写ド
ラム１１との除電効果を表３に示す。尚、上記交差量と
は、ローラ型導電性ブラシ４０の転写ドラム１１への食
い込み量である。

【００５８】

【表３】

【００５９】表３から、転写ドラム１１の除電効果を得
るためには、ローラ型導電性ブラシ４０と転写ドラム１
１とが接触していればよく、特に、交差量が０．５〜
３．０ｍｍの範囲であれば、さらに好ましいことが分か
る。

【００６０】転写ドラム１１には、電源部３２によって
電圧が印加されている。また、ローラ型導電性ブラシ４
０には、電源部４１によって電圧が印加されている。上
記除電動作が開始されると、転写ドラム１１表面とロー
ラ型導電性ブラシ４０との残留電荷が電源部４１を介し
て接地されたローラ型導電性ブラシ４０を通じてグラン
ドへ逃げていく。ここで、転写ドラム１１に対するロー
ラ型導電性ブラシ４０への印加電圧と、転写ドラム１１
の除電効果との関係について調べた結果を表４に示す。

【００６１】

【表４】

【００６２】尚、表４における負の電圧は、ローラ型導
電性ブラシ４０への印加電圧よりも、電源部３２による
転写ドラム１１への印加電圧の方が高いことを示してい
る。

【００６３】表４から、ローラ型導電性ブラシ４０への
印加電圧を転写ドラム１１への印加電圧よりも、０〜１
５００Ｖ高くすれば除電効果があることが分かる。ま
た、前記電圧を５００〜１０００Ｖの範囲で高くすれ
ば、さらに好ましいことが分かる。これは次の理由によ
る。コンデンサー原理から考えると、分極された電極を
導通させると電流が起こり転写体の除電が行われる。し
かし、転写体の除電では、転写体と除電ブラシとを同電
圧にて除電を行うと完全に除電ができない。そこで、除
電ブラシに転写ドラムより高電圧を印加することによ
り、分極されて帯電された電荷を除電ブラシに引きつけ
て完全に除電される。

【００６４】転写ドラム１１とローラ型導電性ブラシ４
０とは、例えば、同速度で回転しており、転写ドラム１
１の残留電荷がローラ型導電性ブラシ４０を介して除去
される。さらに、転写ドラム１１の除電効果を向上させ
るには、ローラ型導電性ブラシ４０と転写ドラム１１と
に相対速度をもたせることで可能としている。ここで、
転写ドラム１１に対するローラ型導電性ブラシ４０の速
度差と転写ドラム１１の除電効果との関係を表５に示
す。

【００６５】

【表５】

【００６６】表５から、ローラ型導電性ブラシ４０と転
写ドラム１１との相対速度に関係なく、転写ドラム１１
の残留電荷の除電効果があることが分かり、特に、相対
速度差を５０％以上遅くするか、４０％以上速くすれ
ば、さらに好ましいことが分かる。さらに、表５には示
していないが、転写ドラム１１の回転速度に対して２０
０％以上速くローラ型導電性ブラシ４０を回転させる
と、除電効果だけでなくクリーニング効果も向上する。

【００６７】また、転写ドラム１１に接するブラシの当
接量、即ち、ブラシ密度によって除電効果が変わる。こ
こで、ローラ型導電性ブラシ４０において、ブラシ密度
と転写ドラム１１の除電効果との関係を表６に示す。

【００６８】

【表６】

【００６９】表６から、ローラ型導電性ブラシ４０のブ
ラシ密度が１５０００本／ｃｍ²以上であれば、転写ド
ラム１１の残留電荷の除電効果を得ることができ、特
に、ブラシ密度を２００００本／ｃｍ²以上にすれば、
さらに好ましいことが分かる。

【００７０】ローラ型導電性ブラシ４０は、ブラシの先
端を転写ドラム１１に押圧するようになっている。この
ため、ブラシの抵抗値によって転写ドラム１１の除電効
果が異なる。このブラシの抵抗値は、ローラ型導電性ブ
ラシ４０のブラシ部を金属ローラに食い込み量１．０ｍ
ｍで接触させ、金属ローラを９０ｒｐｍの速度で回転さ
せると共に、ローラ型導電性ブラシ４０を１００ｒｐｍ
の速度で回転させ、上記ブラシ部に１００Ｖの電圧を印
加して測定している。

【００７１】ここで、ブラシ抵抗値と転写ドラム１１の
除電効果との関係を表７に示す。

【００７２】

【表７】

【００７３】表７から、ブラシ抵抗値が４０ｋΩ以下で
あれば、転写ドラム１１の除電効果を得ることができ、
特に、３６ｋΩ以下にすれば、さらに好ましいことが分
かる。上記ブラシの素材としては、例えば、ステンレス
繊維、カーボン繊維、銅染色アクリル繊維、ＳＴ導電性
不織布等導電性のものが使用される。

【００７４】次に、転写ドラム１１の残留トナーの除去
動作、即ち、クリーニング動作について説明する。クリ
ーニング動作は、上記の除電動作と同時に行われる。図
１に示すように、ローラ型導電性ブラシ４０は、図示し
ないブラシ部が転写ドラム１１表面に当接するようにな
っている。このため、転写ドラム１１に付着している残
留トナーを上記ブラシ部により掻き取ることができる。
上記ブラシ部に付着したトナーは、図示しないフリッカ
ーバー等によりはたき落とされ、図示しないブロアー等
からのバキュームエアーにより図示しないフィルターに
回収される。

【００７５】以上の除電とクリーニング作業は、転写動
作終了毎に行われ、転写ドラム１１が１周するまで続け
られる。上記の除電動作終了後、ローラ型導電性ブラシ
４０は転写ドラム１１から離間される。また、ローラ型
導電性ブラシ４０は、転写ドラム１１の除電とクリーニ
ングの機能を兼ね備えているので、部品点数が少なくて
済み製品のコストダウンができる。

【００７６】また、ローラ型導電性ブラシ４０は、図５
に示すように、ローラ型導電性ブラシ４０の回転軸を転
写ドラム１１表面の移動方向と直交する状態に対して傾
いた状態に配設すると良い。即ち、図６（ｂ）のｂに示
す上記回転軸と上記移動方向とが直交しない場合では、
同図（ｂ）のａに示す直交する場合より、同図（ａ）、
（ｃ）および（ｄ）に示すように、ローラ型導電性ブラ
シ４０の転写ドラム表面の進行方向（図中の矢印の方
向）から見た断面積が大きくなり、ローラ型導電性ブラ
シ４０の転写ドラム表面の進行方向（図中の矢印の方
向）から見た外径が大きくなっていることが分かる。こ
の結果、ローラ型導電性ブラシ４０の転写ドラム１１に
対する接触面積が増加するので、ローラ型導電性ブラシ
４０の直径を大きくすることなく除電効果が向上する。

【００７７】

【発明の効果】請求項１の発明の画像形成装置は、表面
にトナー像が形成される像担持体と、表面層側から内層
側へ誘電体層、半導電体層および導電体層が順次積層さ
れ、転写紙を表面に吸着しながら搬送して前記像担持体
に当接させることにより、像担持体上に形成されたトナ
ー像を転写紙に転写する転写体と、転写紙を吸着するた
めの電圧、および前記トナー像を転写紙に転写するため
の電圧を前記転写体の導電体層に印加する第１電圧印加
手段と、前記像担持体からの転写紙搬送方向とは反対側
に設けられ、前記転写体の表面に転写紙を介して接触す
る接地された電極部材と、前記転写体の誘電体層と接触
しながら回転し、前記誘電体層を除電するためのローラ
型の除電ブラシと、前記第１電圧印加手段により前記導
電体層に印加される電圧と同極性かつこの電圧よりも高
い電圧を前記除電ブラシに印加する第２電圧印加手段と
を備えている構成である。

【００７８】これにより、除電ブラシに、転写体の導電
体層に印加される電圧と同極性かつこの電圧よりも高い
電圧が印加されるので、除電ブラシにより転写体表面の
残留電荷を確実に除電することができる。この除電原理
を以下に説明する。コンデンサー原理から考えると、分
極された電極を導通させると電流が起こり転写体の除電
を行われる。しかし、転写体の除電では、転写体と除電
ブラシとを同電圧にて除電を行うと完全に除電ができな
い。そこで、除電ブラシに転写体より高電圧を印加すれ
ば、分極されて帯電された電荷を除電ブラシに引きつけ
て完全に除電することができる。これにより、前記残留
電荷により、トナーが転写体表面に付着して転写紙の裏
汚れが発生する事態、あるいは転写体への転写紙の吸着
不良が生じて転写紙へのトナー像の転写不良が生じる事
態などを防止するとともに、次の転写紙の転写体への吸
着に有利な電荷を転写体表面に供給できるという効果を
奏する。

【００７９】請求項２の発明の画像形成装置は、請求項
１の発明の画像形成装置において、前記の除電ブラシ
が、その軸方向が、前記転写体表面の移動方向と直交す
る状態に対して傾いた状態に配されている構成である。

【００８０】これにより、前記除電ブラシの前記転写体
に対する接触面積が大きくなり、除電ブラシの直径を大
きくせずに転写体の除電効果が向上する。従って、転写
体の除電効果を向上させるための、画像形成装置の大型
化およびそのためのコストアップを防止することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置の除
電装置の概略を示す模式図である。

【図２】図１に示した除電装置を備えた画像形成装置を
示す概略の全体構成図である。

【図３】図１に示した除電装置の回転駆動装置の構成を
示す概略の説明図である。

【図４】図３に示した回転駆動装置の制御手段を示す概
略のブロック図である。

【図５】図１に示したローラ型導電性ブラシの転写ドラ
ムに対する配設状態を示した説明図である。

【図６】同図（ａ）は、図５に示したローラ型導電性ブ
ラシの配設方向による有効性を説明するための斜視図、
同図（ｂ）は、同平面図、同図（ｃ）は、同図（ａ）に
示した仮想断面ａの正面図、同図（ｄ）は、同図（ａ）
に示した仮想断面ｂの正面図である。

【図７】図１に示した転写ドラム付近の構成を示す概略
の模式図である。

【図８】図７に示した転写ドラムの分解斜視図である。

【図９】図７に示した転写ドラムの構造の他の例を示す
縦断面図である。

【図１０】図７に示した転写ドラムの帯電状態を示し、
転写紙が転写ドラムに搬送された初期の状態を示す説明
図である。

【図１１】図７に示した転写ドラムの帯電状態を示し、
転写紙が転写ドラムの転写位置に搬送された状態を示す
説明図である。

【図１２】図７に示した転写ドラムの有効画像幅と有効
転写幅と感光体素管幅と誘電体幅との関係を示す説明図
である。

【図１３】図２に示した転写ドラムと感光体ドラムの電
荷移動を示し、転写ドラムの各層の幅が、導電体層＜半
導電体層＜導電体層となる場合の電荷移動を示す説明図
である。

【図１４】図２に示した転写ドラムと感光体ドラムの電
荷移動を示し、転写ドラムの各層の幅が、半導電体層＜
誘電体層＝導電体層となる場合の電荷移動を示す説明図
である。

【図１５】従来の画像形成装置の転写ドラム近傍を示す
概略の構成図である。

【図１６】従来の別の画像形成装置の転写ドラム近傍を
示す概略の構成図である。

【符号の説明】

１１転写ドラム（転写体）１２グランドローラ（電極部材）１５感光体ドラム（像担持体）２６導電体層２７半導電体層２８誘電体層３２電源部（第１電圧印加手段）４０ローラ型導電性ブラシ（除電ブラシ）４１電源部（第２電圧印加手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−140803（ＪＰ，Ａ) 特開平４−256978（ＪＰ，Ａ) 特開平６−167892（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16 G03G 15/01 114

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にトナー像が形成される像担持体と、表面層側から内層側へ誘電体層、半導電体層および導電
体層が順次積層され、転写紙を表面に吸着しながら搬送
して前記像担持体に当接させることにより、像担持体上
に形成されたトナー像を転写紙に転写する転写体と、転写紙を吸着するための電圧、および前記トナー像を転
写紙に転写するための電圧を前記転写体の導電体層に印
加する第１電圧印加手段と、前記像担持体からの転写紙搬送方向とは反対側に設けら
れ、前記転写体の表面に転写紙を介して接触する接地さ
れた電極部材と、前記転写体の誘電体層と接触しながら回転し、前記誘電
体層を除電するためのローラ型の除電ブラシと、前記第１電圧印加手段により前記導電体層に印加される
電圧と同極性かつこの電圧よりも高い電圧を前記除電ブ
ラシに印加する第２電圧印加手段とを備えていることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記の除電ブラシは、その軸方向が、前記
転写体表面の移動方向と直交する状態に対して傾いた状
態に配されていることを特徴とする請求項１に記載の画
像形成装置。