JP3333641B2 - 画像形成装置におけるローラー転写装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像形成装置における
ローラー転写装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体に形成されたトナー画像を転写
材に転写する方法として広く知られた「コロナ放電方
式」には、放電に伴い発生するオゾンが環境を汚染する
という問題があり、近時、実質的にオゾン発生なしにト
ナー画像転写を行いうる「ローラー転写方式」が注目さ
れている。

【０００３】「ローラー転写方式」は、転写ローラーを
像担持体表面に圧接させ、そのニップ部に転写材を通過
させ、転写ローラーに転写のための電圧を印加して転写
を行う転写方式である。

【０００４】ところで、静電潜像担持体の表面は一般
に、実際に静電潜像が形成される領域よりも広い領域が
帯電・現像されるため、像担持体に形成されたトナー画
像（露光により形成された静電潜像を可視化した画像）
の外側の部分には、トナー画像を縁取るようにトナーが
一様に付着している。

【０００５】上記「ローラー転写方式」では、転写ロー
ラーが像担持体に圧接するため、転写材のサイズの外側
の部分では、像担持体上の「トナー画像を縁取るように
付着しているトナー」が転写ローラー表面に転写されて
しまうため、これを放置すると、転写材の裏面に付着し
て所謂「裏汚れ」が生じることになる。従って、転写ロ
ーラーの表面をクリーニングする必要が生じる。

【０００６】転写ローラー表面をクリーニングする方法
としては、転写ローラーに転写電圧と逆極性の電圧を印
加して、付着トナーを電気的に像担持体へ戻す「逆バイ
アス方式（特開昭６３−５６６７４号公報等）」、転写
ローラーの周面をブレードのエッジで摺擦して付着トナ
ーを除去する「ブレード方式（実開昭５９−９０９６４
号公報等）」、転写ローラーの周面にクリーニングロー
ラーの周面を転接させ、クリーニングローラーにトナー
吸引用の電圧を印加する「ローラークリーニング方式
（特開平５−１１６４４号公報等）」等の各方式のもの
が知られている。

【０００７】これらのうち、「逆バイアス方式」は、ク
リーニングタイミングが「転写部に転写材が存在しない
とき」に限られるため、十分なクリーニング効果を期待
できない。また、像担持体が光導電性の感光体である場
合には、逆バイアスにより感光体が電気的に損なわれる
慮があると言う問題もある。

【０００８】「ブレード方式」では、ブレードと転写ロ
ーラーとの摺擦により転写ローラーが機械的なダメージ
を受け易いため、転写ローラーの周面に耐摩耗性の処理
を行わねばならないという問題がある。

【０００９】「ローラークリーニング方式」は、クリー
ニングローラーにトナー吸引用の電圧を印加するための
専用の電源が必要でコストが高くなるという問題があ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、画像形成装置におい
て、転写ローラーをクリーニングするクリーニングロー
ラーに対して専用の電源を必要としない新規なローラー
転写装置の提供を目的とする（請求項１〜６）。

【００１１】この発明の別の目的は、トナー画像を転写
された転写材を像担持体から分離するための専用の分離
手段を必要としない、画像形成装置における新規なロー
ラー転写装置の提供にある（請求項２〜６）。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の「画像形成装
置におけるローラー転写装置」は、像担持体上に形成さ
れたトナー画像を転写材上に転写するための装置であっ
て、転写ローラーと、クリーニングローラーと、ブレー
ドとを有する（請求項１）。

【００１３】「転写ローラー」は、導電性芯材上に半導
電性のゴム層を形成してなるゴムローラー状であり、ト
ナー画像転写用の電圧を印加され、像担持体に圧接し、
ニップ部に転写材を通過させてトナー画像を転写材上に
転写するローラーである。即ち、転写ローラーとして
は、上記「逆バイアス方式」や「ローラークリーニング
方式」でクリーニングされる転写ローラーとして広く知
られたものを利用することができる。

【００１４】「クリーニングローラー」は、転写ローラ
ーに転接し、鏡像力により転写ローラー上のトナーを転
着させて転写ローラーをクリーニングするローラーであ
る。クリーニングローラーは、像担持体に接触せず、転
写材の通過を妨げない位置に配備される。

【００１５】転写ローラーからトナーを除去するのに
「鏡像力」を利用した点に、この発明の特徴がある。

【００１６】「ブレード」は、クリーニングローラーに
エッジ部を圧接させてトナーを除去するものであり、従
来から、感光体クリーニングや転写ローラークリーニン
グに関連して知られた種々のものを利用することができ
る。

【００１７】上記のように、「クリーニングローラーの
配備位置」は、基本的には、トナー画像を転写される転
写材の移動を妨げず、像担持体に接触しない位置であれ
ば良いが、特に「転写ローラーと像担持体とのニップ部
の中心と転写ローラー中心軸とを含む平面に関して転写
部の出口側で、転写ローラーとクリーニングローラーの
共通の接平面のうち転写材通路側のものと、上記ニップ
部に於ける転写材の進行方向とのなす角：θが、０≦θ
≦４５度の範囲にある」ように、クリーニングローラー
を設けることができる（請求項２）。

【００１８】上記の如く、クリーニングローラーは、転
写ローラーに転接し、鏡像力により転写ローラー上のト
ナーを転着させて転写ローラーをクリーニングするので
あるから、鏡像力が有効に発生するものでなければなら
ない。このような条件を好適に満足するものとして、
「金属ローラー」あるいは「金属ローラーの周面を中抵
抗の薄層で被覆したもの」を挙げることができる。

【００１９】クリーニングローラーとして「金属ローラ
ー」を使用する場合は、これを「電気的にフロート状
態」とする（請求項３）。金属ローラーを電気的にフロ
ート状態とするには、ローラーの軸および／または軸受
を電気絶縁性の材料で構成すれば良い。

【００２０】クリーニングローラーとして「金属ローラ
ーの周面を中抵抗の薄層で被覆したもの」を使用する場
合は、金属ローラー部分を電気的にフロート状態として
もよいが、より好適には「金属ローラーを接地状態とす
る」のが良い（請求項４）。

【００２１】上記請求項４記載の発明において、金属ロ
ーラーの周面を被覆する「中抵抗の薄層」は、電気抵抗
の体積低効率が１０⁷〜１０¹⁰Ωｃｍの範囲にあり、厚
さが１０〜５０μｍの範囲にあるものが好適である。

【００２２】さらに、この「中抵抗の薄層」は、ブレー
ドに摺接されるのであるから、例えばテフロン（商品
名）等の「摩擦係数の低いフッ素化合物」で形成するの
が好適である（請求項５）。

【００２３】上記請求項１または２または３または４ま
たは５記載の発明において、転写されるべきトナー画像
を保持する「像担持体」は、ドラム状やベルト状等の光
導電性の感光体であってもよいし（請求項６）、光導電
性の感光体から転写材へトナー画像を受渡しする「ベル
ト状やドラム状の中間転写体」であってもよい。

【００２４】また、トナー画像を転写される「転写材」
は、記録紙であって良いことは勿論のこと、オーバーヘ
ッドプロジェクタ用の透明シート等であっても良い。

【００２５】

【作用】像担持体からトナー画像を転写材に転写する際
に転写ローラーに付着したトナーは帯電しており、クリ
ーニングローラーに近づくと、クリーニングローラー内
に、トナー電荷と逆極性の電荷を誘起させる。

【００２６】誘起された電荷は転写ローラー上のトナー
に静電力を作用させるが、この静電力は、恰も「クリー
ニングローラー表面を鏡面としたトナー電荷の鏡映像」
によるクーロン力のように作用する。この静電力、即ち
「鏡像力」によりトナーは転写ローラーからクリーニン
グローラー周面へ転着する。

【００２７】ブレードは、クリーニングローラーに転着
したトナーを機械的な摺擦力により除去することによ
り、クリーニングローラーのクリーニング能力を維持す
る。

【００２８】ローラー転写方式では除電が行われないの
で、トナー画像を転写された転写材は、かなりの電荷を
保持した帯電状態にある。従って、一般には、トナー画
像転写後の転写材を像担持体から分離する手段が必要と
なる。

【００２９】クリーニングローラーの配備態位を、請求
項２記載の発明のように「転写ローラーと像担持体との
ニップ部の中心と転写ローラー中心軸とを含む平面に関
して転写部の出口側で、転写ローラーとクリーニングロ
ーラーの共通の接平面のうち転写材通路側のものと、ニ
ップ部に於ける転写材の進行方向とのなす角：θが、０
≦θ≦４５度の範囲にある」ように設定すると、トナー
画像転写後の転写材はクリーニングローラーの上部を移
動することに成るため、転写材に対しても鏡像力が作用
することに成り、この鏡像力により転写材の像担持体か
らの分離が行われる。

【００３０】

【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。図１は請
求項１，２，３，６記載の発明の１実施例を要部のみ略
示している。

【００３１】符号１０で示す像担持体は光感光性の感光
体であり（請求項６）、光導電層はＯＰＣ層である。

【００３２】像担持体１０は直径：８０ｍｍのドラム状
であり、矢印方向へ回転し、負極性の表面電位：−８０
０Ｖに帯電され、画像露光により静電潜像を形成され、
正帯電した粉体のトナーを用いる乾式現像によりトナー
画像を形成される。

【００３３】像担持体１０の下位には転写ローラー１２
が設けられている。転写ローラー１２は、直径：８ｍｍ
の芯金ローラー１２１の周面上に、電気抵抗率：１０⁸
Ωｃｍの半導電性のゴム材料によるゴム層１２２を厚
さ：５ｍｍに層設してなるゴムローラー状であり、ゴム
層１２２は像担持体１０の下部に圧接し、圧接部にニッ
プ部ＮＰ（幅：１〜２ｍｍ）を形成している。

【００３４】転写ローラー１０は反時計回りに回転し、
芯金ローラー１２１を介して、トナーと逆極性（負極
性）の電圧を、電源３０から「トナー画像転写用の電
圧」として印加される。この目的のため、芯金ローラー
１２１には、−２〜−３ＫＶの電圧が印加される。

【００３５】トナー画像を転写さるべき転写材Ｓは記録
紙であって、ニップ部ＮＰの左側から搬送され、ニップ
部ＮＰを図の左方へ向けて通過するとき、上記トナー画
像転写用の電圧の作用により、像担持体１０上のトナー
画像を転写される。符号１００で示す鎖線は「ニップ部
ＮＰに於ける転写材の進行方向」を表している。

【００３６】転写ローラー１２の左周面側には、金属ロ
ーラー（ステンレス製）として構成されたクリーニング
ローラー２０が設けられ（請求項３）、その右周面部を
転写ローラー１２の左周面部に当接して時計回りに回転
する。

【００３７】図では、クリーニングローラー２０を転写
ローラー１２よりも小径に描いてあるが、クリーニング
ローラーの径は、転写ローラーの径と同程度でもよい
し、転写ローラー径より大径でもよい。説明中の実施例
では、クリーニングローラー２０のローラー径は２０ｍ
ｍである。

【００３８】クリーニングローラー２０は、電気的には
「フロート状態」に置かれ、その下方の周面部には、ウ
レタン系のゴムによる厚さ２〜３ｍｍのブレード２２
が、そのエッジを当接させている。

【００３９】転写部であるニップ部ＮＰにおいて転写ロ
ーラー１２の周面に付着したトナーは、転写ローラー１
２の回転により移動し、クリーニングローラー２０と転
写ローラー１２との接触部において「鏡像力」の作用よ
りクリーニングローラー２０上に転着し、クリーニング
ローラー２０の回転とともに移動し、ブレード２２によ
りクリーニングローラー２０の周面から除去される。

【００４０】クリーニングローラー２０は、像担持体１
０に接触せず、転写材Ｓの通過を妨げない位置に配備さ
れねばならないから、クリーニングローラー２０の上部
が鎖線１００より上に位置することはない。

【００４１】この実施例では、クリーニングローラー２
０の配置位置は、転写ローラー１２と像担持体１０との
ニップ部ＮＰの中心と転写ローラー１２の中心軸を含む
平面ＰＳに関して左側、即ち「転写部の出口側」であ
る。

【００４２】転写ローラー１２とクリーニングローラー
２０の「共通の接平面のうち転写材通路側の」共通接平
面ＣＳと、ニップ部ＮＰに於ける転写材の進行方向１０
０とのなす角：θは、０≦θ≦４５度の範囲に設定され
る（請求項２）。この例では、上記角：θは２５度に設
定された。

【００４３】その結果、専用の分離手段を用いなくと
も、転写後の転写材Ｓが自然に像担持体１０の表面から
分離した。

【００４４】図２は、請求項１，２，４，５，６記載の
発明の１実施例を要部のみ略示している。煩雑を避ける
ため、混同の慮が無いと思われるものについては図１に
おけると同一の符号を付した。この実施例は、クリーニ
ングローラー２１を除けば、上記図１の実施例と全く同
じである。

【００４５】この実施例において、クリーニングローラ
ー２１は、直径２０ミリのステンレス製の金属ローラー
２１０の周面を中抵抗の薄層２１１で被覆してなり、金
属ローラー２１０は接地状態とされている。

【００４６】中抵抗の薄層２１１は、厚さ：３０μｍの
テフロンの層で形成されている（請求項５）。

【００４７】図では、クリーニングローラー２１の方が
転写ローラー１２よりも小径であるが、実際には、転写
ローラー１２は直径が１８ｍｍであるから、転写ローラ
ーよりもクリーニングローラーの方が径が大きい。

【００４８】記録紙である転写材Ｓはニップ部ＮＰの左
側から搬送され、ニップ部ＮＰを図の左方へ向けて通過
するとき、トナー画像転写用の電圧の作用により像担持
体１０上のトナー画像を転写される。

【００４９】転写部であるニップ部ＮＰにおいて転写ロ
ーラー１２の周面に付着したトナーは、転写ローラー１
２の回転により移動し、クリーニングローラー２１と転
写ローラー１２との接触部において、鏡像力の作用より
クリーニングローラー２１上に転着し、クリーニングロ
ーラー２１の回転とともに移動し、ブレード２２により
クリーニングローラー２１の周面から除去される。

【００５０】この実施例でも、クリーニングローラー２
０の配置位置は、転写ローラー１２と像担持体１０との
ニップ部ＮＰの中心と転写ローラー１２の中心軸とを含
む平面ＰＳに関して転写部の出口側であり、転写ローラ
ー１２とクリーニングローラー２１の共通接平面ＣＳ
と、ニップ部ＮＰに於ける転写材の進行方向１００との
なす角：θは２５度に設定された。

【００５１】その結果、専用の分離手段を用いなくと
も、転写後の転写材Ｓが自然に像担持体１０の表面から
分離した。

【００５２】図１，図２の実施例とも、転写材が通常の
複写用紙の腰の強さを持つ場合、上記「転写ローラーと
クリーニングローラーの共通接平面ＣＳと、ニップ部Ｎ
Ｐに於ける転写材の進行方向１００とのなす角：θを、
０≦θ≦４５度の範囲に設定する」ことにより、専用の
分離手段を用いなくとも、転写後の転写材Ｓが自然と像
担持体１０の表面から分離することが確認された。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、画像
形成装置における新規なローラー転写装置を提供できる
（請求項１〜６）。

【００５４】この発明は、転写ローラーをクリーニング
するクリーニングローラー用の専用電源が不用であるた
め構成が簡単であり、低コストで実現でき、クリーニン
グローラーの電気的な状態がフロート状態もしくは接地
状態であるため、信頼性が高い。

【００５５】請求項２記載の発明では、転写後、転写材
を像担持体から分離するための専用の分離手段が不要で
あり、画像形成装置の構成を簡単化できる。

【００５６】請求項５記載の発明では、クリーニングロ
ーラーの周面の摩擦係数が低いので、ブレードによるト
ナー除去をスムーズに行うことができる。

【００５７】請求項６記載の発明では、逆バイアス方式
と異なり、像担持体と転写ローラーとの間に逆バイアス
が印加されないので、像担持体である光導電性感光体が
逆バイアスで損なわれる慮が無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例を要部のみ略示する図であ
る。

【図２】この発明の別実施例を要部のみ略示する図であ
る。

【符号の説明】

１０ 像担持体 １２ 転写ローラー ２０ クリーニングローラー ２２ ブレード Ｓ 転写材

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体上に形成されたトナー画像を、転
   写材上に転写するための装置であって、 導電性芯材上に半導電性のゴム層を形成してなるゴムロ
   ーラー状であり、トナー画像転写用の電圧を印加され、
   像担持体に圧接し、ニップ部に転写材を通過させて、ト
   ナー画像を上記転写材上に転写する転写ローラーと、 この転写ローラーに転接し、鏡像力により上記転写ロー
   ラー上のトナーを転着させて上記転写ローラーをクリー
   ニングするクリーニングローラーと、 このクリーニングローラーにエッジ部を圧接させてトナ
   ーを除去するブレードとを有し、 上記クリーニングローラーは、上記像担持体に接触せ
   ず、転写材の通過を妨げない位置に配備されていること
   を特徴とする画像形成装置におけるローラー転写装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置におけるロー
   ラー転写装置において、 クリーニングローラーの配置位置が、転写ローラーと像
   担持体とのニップ部の中心と転写ローラー中心軸とを含
   む平面に関して、転写部の出口側であり、 上記転写ローラーと上記クリーニングローラーの共通の
   接平面のうち、転写材通路側のものと、上記ニップ部に
   於ける転写材の進行方向とのなす角：θが、 ０≦θ≦４５度 の範囲にあるように設定されたことを特徴とする、画像
   形成装置におけるローラー転写装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の画像形成装置にお
   けるローラー転写装置において、 クリーニングローラーは金属ローラーであり、電気的に
   フロート状態であることを特徴とする画像形成装置にお
   けるローラー転写装置。
4. 【請求項４】請求項１または２記載の画像形成装置にお
   けるローラー転写装置において、 クリーニングローラーは金属ローラーの周面を中抵抗の
   薄層で被覆してなり、上記金属ローラーが接地状態であ
   ることを特徴とする画像形成装置におけるローラー転写
   装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の画像形成装置におけるロー
   ラー転写装置において、 クリーニングローラーの被覆層が摩擦係数の低いフッ素
   化合物であることを特徴とする画像形成装置におけるロ
   ーラー転写装置。
6. 【請求項６】請求項１または２または３または４または
   ５記載の画像形成装置におけるローラー転写装置におい
   て、 像担持体が光導電性の感光体であることを特徴とする画
   像形成装置におけるローラー転写装置。