JP3370907B2 - 転写装置 - Google Patents

転写装置

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JP3370907B2
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    • G03G15/14Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/1665Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat
    • G03G15/167Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat at least one of the recording member or the transfer member being rotatable during the transfer

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子写真法を用いた
画像形成プロセスを行う複写機及びレーザプリンタ等の
画像形成装置において、感光体表面の現像剤画像を転写
用紙等の転写材に転写させる転写装置に関し、特に、周
面に転写材を巻回する転写ドラムを備えた転写装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法を用いた画像形成プロセスを
行う画像形成装置として、感光体の表面に形成された現
像剤画像を転写ドラムの周面に巻回した転写材に転写す
るようにしたものがある。このように、転写ドラムを用
いた転写装置として、例えば、図10に示すように、周
面に誘電体層101aを有する円筒形状の転写ドラム1
01を、その回転軸が感光体ドラム103の回転軸に平
行になるようにして配置し、転写ドラム101の周面に
転写材Pを静電吸着させるための帯電器102と、感光
体ドラム103の表面の現像剤画像を転写材Pに転写さ
せるための帯電器104と、を転写ドラム101の内周
面に対向する位置に設けたものがある。
【0003】また、図11に示すように、転写ドラム2
01を外層である半導電体層201aと内層である基体
201bとにより構成し、転写ドラム201の周面に転
写材Pを巻着した状態に保持するグリップ機構202を
設け、グリップ機構202を介して転写ドラム201の
周面に転写材Pを巻着させた状態で、転写ドラム201
に転写電圧を印加するか、又は、転写ドラム201の内
周面に対してコロナ放電を行い、転写材Pに現像剤画像
を転写するようにしたものもある。この構成によれば、
転写ドラム201の周面に転写材Pを静電吸着させるた
めの帯電器を不要にすることができる。
【0004】ところが、図11に示した構成では、転写
ドラムに転写材を静電吸着させるための帯電器は不要に
なるが、複雑な構成のグリップ機構が必要になり、転写
装置の構成を簡略化することができないだけでなく、装
置の大型化を招く。
【0005】そこで、転写ドラム等の転写材担持体に接
触する前の転写材に接触して電荷を注入する電荷付与手
段を設け、この電荷により転写材を転写材担持体に静電
吸着させるようにした転写装置がある。特開平5−17
3435号公報には、電荷付与手段により電荷が注入さ
れた転写材を表面に静電吸着させる転写材担持体を、誘
電体層と発泡体層とにより構成するとともに、この誘電
体層と発泡体層との間に空隙層を設けた構成が開示され
ている。この構成により転写材担持体における転写材の
静電吸着力を向上するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電荷付与手段を用いた転写装置では、電荷付与手段とし
て、発泡体と誘電体とからなる転写材担持体よりも硬度
が高いローラを用いており、このローラが転写材担持体
の表面に圧接するため、図12(A)に示すように、転
写用紙Pの先端にローラ120が接触すると、ローラ1
20の回転により転写材担持体110とローラ120と
の間を通過した転写材Pの先端部に対して転写材担持体
110の表面から剥離する方向の力が作用し、図12
(B)に示すように、転写材担持体110における転写
材Pの吸着安定性が低下する問題がある。このような問
題は、転写材担持体の構成において誘電体層と発泡体層
との間に空隙層を設けることのみによっては十分に対処
することができない。
【0007】この発明の目的は、転写材担持体と電荷付
与手段との接触開始条件を制御することにより、電荷付
与手段であるローラの回転により転写材の先端部に転写
材担持体の表面から剥離する方向の力が作用しないよう
にし、転写材担持体の表面における転写材の吸着状態を
良好に維持することができる転写装置を提供することあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した発明
は、感光体の表面に形成された現像剤画像が転写される
転写用紙を周面に巻回した状態で回転する転写ドラムを
備えた転写装置において、転写用紙を介して転写ドラム
の周面に接触する電極部材を転写ドラムに対して接離自
在に設け、転写用紙の先端が転写ドラムと電極部材との
間を通過した後に、転写用紙の先端側の非画像形成部分
において電極部材の接触を開始させる制御部を設けたこ
とを特徴とする。
【0009】請求項1に記載した発明においては、転写
用紙に転写ドラムに対する吸着力を付与する電極部材
が、転写用紙の先端が転写ドラムの周面に接触した後
に、転写用紙の先端よりも後方側において接触を開始す
る。したがって、転写用紙の先端に電極部材が接触する
ことがなく、転写用紙の先端に転写ドラムの周面から剥
離する方向の力が作用することがない。
【0010】請求項2に記載した発明は、前記制御部
が、転写用紙の先端が転写ドラムと電極部材との間を通
過した後に、転写用紙における先端から5〜15mmの
範囲において電極部材の接触を開始させることを特徴と
する。
【0011】請求項2に記載した発明においては、転写
用紙における先端から5〜15mmの範囲において電極
部材の接触が開始する。一般に、転写用紙の先端から1
5mm程度の範囲には現像剤画像が転写されない。した
がって、電源部材は転写用紙の先端側の非画像形成部分
において転写用紙との接触を開始し、転写用紙において
電極部材の接触開始位置が画像形成範囲に含まれること
がなく、転写用紙の画像形成範囲内に電極部材の接触及
び非接触による電位の不均一を生じることがない。
【0012】請求項3に記載した発明は、前記電極部材
に対して転写ドラムの印加電圧と逆極性の電圧を印加す
る電源部を設けたことを特徴とする。
【0013】請求項3に記載した発明においては、転写
ドラムの印加電圧と逆極性の電圧が電極部材を介して転
写用紙に付与される。したがって、転写ドラムに対する
印加電圧が比較的低い場合でも、転写ドラムに対する転
写用紙の吸着力を決定する転写ドラムと転写用紙との電
位差が十分に大きくなる。
【0014】請求項4に記載した発明は、前記電極部材
に対して、電極部材が接触した後の転写用紙の電位が現
像剤画像が形成される直前の感光体の表面電位と同一に
なる電圧を印加する電源部を設けたことを特徴とする。
【0015】請求項4に記載した発明においては、電極
部材との接触により現像剤画像が形成される直前の感光
体の表面電位と同一の電位にされた転写用紙が感光体に
対向する。したがって、転写用紙との接触により感光体
が受けるダメージが少なくなる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の実施形態に係
る転写装置を適用した画像形成装置の構成を示す図であ
る。画像形成装置31は、転写材である用紙を1枚ずつ
給紙する給紙部1、用紙に現像剤画像を転写する転写部
2、感光体ドラム15の表面に現像剤画像を形成する現
像部3、及び、用紙に転写された現像剤画像を溶融して
用紙に定着させる定着部4によって構成されている。
【0017】給紙部1には、複数枚の用紙を収納した給
紙カセット5が装着されており、給紙カセット5内に収
納された用紙の上面に繰出ローラ7が対向する。繰出ロ
ーラ7の回転により給紙カセット5から繰り出された用
紙は、給紙ローラ8により転写部2に導かれる。
【0018】転写部2には、転写材担持体である転写ド
ラム11が回転自在に設けられている。この転写ドラム
11の周囲には、給紙部1から給紙された用紙を転写ド
ラム11の周面に沿う方向に予めカールさせるプリカー
ルローラ10、転写ドラム11の周面に対して接離自在
に軸支された電荷付与手段である電極ローラ12、転写
ドラム11の周面に吸着した用紙を保護するガイド1
3、及び、用紙を転写ドラム11から剥離する剥離爪1
4等が、転写ドラム11の周面に対向して配置されてい
る。
【0019】現像部3には、接地された導電性のアルミ
ニウム素管である基体15aの表面に感光層を形成した
感光体ドラム15が回転自在に配置されている。この感
光体ドラム15の周囲には、それぞれイエロー、マゼン
タ、シアン及びブラックの現像剤を収納した現像装置1
6〜19、感光体ドラム15の表面に単一極性の電荷を
均一に付与する帯電器20、感光体ドラム15の表面か
ら残留現像剤を除去するクリーナ21等が配置されてい
る。
【0020】現像部3では、感光体ドラム15の表面に
4色の現像剤画像が順次形成されるとともに、転写ドラ
ム11が1回転する毎に1色の現像剤画像が用紙の表面
に転写される。したがって、転写ドラム11が4回転す
ることにより用紙上においてフルカラー画像が得られ
る。
【0021】定着部4には、現像剤画像が転写された後
に転写ドラム11から剥離された用紙を加熱及び加圧す
る定着ローラ23、用紙を定着ローラ23に導くガイド
22、及び、定着ローラ23を通過した用紙を排紙トレ
イ25に搬送する排紙ローラ24が設けられている。
【0022】図2は、上記画像形成装置の転写部を構成
する転写装置の詳細を示す図である。画像形成装置31
の転写部2に配置された転写ドラム11は、円筒形状の
アルミニウム素菅の基体である導電体層26の外周面
に、弾性を有する半導電体層27及び誘電体層28をこ
の順に積層して配置したものである。半導電体層27
は、例えば、ウレタンゴムやエラストマー等の発泡弾性
体を素材とし、誘電体層28は、例えば、PVDF(ポ
リフッ化ビニリデン)等の高分子フィルムを素材とす
る。
【0023】誘電体層28として無端円筒形状に形成さ
れたPVDFを用いる場合には、図3(A)に示すよう
に、内部に空気等を送風して無端円筒形状の誘電体層2
8を膨張させた状態で、図3(B)に示すように、膨張
した誘電体層28の内部に半導電体層27を被覆した導
電体層26を挿入し、空気等の送風を停止することによ
り半導電体層27の外周面に誘電体層28を固定する。
【0024】また、誘電体層28としてシート状に形成
されたPVDFを用いる場合には、図4に示すように、
導電体層26に被覆した半導電体層27の外周面に誘電
体層28を巻回した後、誘電体層28の両端部にゴム又
はバネ等の張設部材40を係止し、張設部材40の弾性
力により半導電体層27の外周面に誘電体層28を密着
して固定する。
【0025】このようにして構成された転写ドラム11
は、その回転軸を感光体ドラム15の回転軸に平行にし
て軸支されている。また、転写ドラム11の外周は、画
像形成装置31において処理可能な最大の用紙Pの搬送
方向の長さよりも長くされている。転写ドラム11の近
傍には、いずれも回転軸を転写ドラム11の回転軸に平
行にして軸支されたプリカールローラ10及び電極ロー
ラ12が配置されており、給紙部1から給紙された用紙
Pは、プリカールローラ10により転写ドラム11の外
周面に沿う方向にカールされる。給紙部1から給紙され
た用紙Pは、プリカールローラ10によりカールされた
後、転写ドラム11と電極ローラ12との間に導かれ
る。
【0026】前述のように、電極ローラ12は、転写ド
ラム11に対して接離自在にされており、接地されてい
る。この電極ローラ12は、用紙Pが給紙される前にお
いて転写ドラム11の外周面から離間しており、用紙P
の先端部が転写ドラム11と電極ローラ12との間を通
過した後に用紙Pを介して転写ドラム11の外周面に接
触し、この後、最大長の用紙Pの後端が転写ドラム11
と電極ローラ12との間を通過した後に転写ドラム11
の外周面から再び離間する。
【0027】図5に示すように、転写ドラム11の一方
の側面から突出した回転軸44には、駆動ギア41が固
定されている。この駆動ギア41及び図外のクラッチを
介して、画像形成装置31に備えられた図外のメインモ
ータの回転が転写ドラム11の回転軸44に伝達され、
転写ドラム11が回転する。駆動ギア41の側面の近傍
には、投光素子42aと受光素子42bとを一定の間隙
を与えて対向させたセンサ42が配置されているととも
に、駆動ギア41の側面には突起43が形成されてい
る。
【0028】この突起43は、駆動ギア41の回転によ
りセンサ42の投光素子42aと受光素子42bとの間
を通過し、投光素子42aの光を遮光する。したがっ
て、センサ42を構成する受光素子42bの受光信号を
検出することにより、駆動ギア41及び転写ドラム11
の回転を検出することができる。
【0029】図6は、上記転写装置の制御部の構成を示
すブロック図である。画像形成装置31の転写部1を構
成する転写装置の制御部50は、ROM52及びRAM
53を備えたCPU51に、インタフェース54〜56
を介してクラッチドライバ57、ソレノイドドライバ5
8及びセンサ42等の入出力機器を接続して構成されて
いる。
【0030】CPU51は、ROM52に予め書き込ま
れたプログラムにしたがって上記入出力機器を統括して
制御する。このCPU51は、画像形成装置31の制御
部に含まれる図外のマスタCPUとマスタ/スレーブ構
造を構成しており、マスタCPUとの間でデータの入出
力を行う。
【0031】クラッチドライバ57は、画像形成装置3
1のメインモータと駆動ギア41との間に配置されたク
ラッチを動作させて、メインモータの回転を駆動ギア4
1に選択的に伝達する。ソレノイドドライバ58は、電
極ローラ12に備えられたソレノイドを動作させて、電
極ローラ12を転写ドラム11に接触する方向に選択的
に移動させる。なお、電極ローラ12は、図外のスプリ
ングの弾性力により、転写ドラム11から離間する方向
に付勢されている。
【0032】図7は、上記転写装置の制御部を構成する
CPUの処理手順を示すフローチャートである。CPU
51は、マスタCPUから画像形成動作の開始信号が入
力されるのを待機しており(s1)、マスタCPUから
画像形成動作の開始信号が入力されると、所定時間経過
後にクラッチドライバ57を介してクラッチをオンする
(s2)。これによって、メインモータの回転が駆動ギ
ア41に伝達されて転写ドラム11が回転を開始する。
【0033】この後、CPU51は、センサ42の受光
信号がオフするのを待機し(s3)、駆動ギア41の回
転により突起43が投光素子42aと受光素子42bと
の間を通過してセンサ42の受光信号がオフすると、R
AM53のメモリエリアMA1に割り当てられているカ
ウンタCの計数値をインクリメントする(s4)。CP
U51は、カウンタCの計数値が予め設定された所定値
Caになるまでs3及びs4の処理を繰り返す(s
5)。この所定値Caは、“1”を最小値として、メイ
ンモータ及び転写ドラム11の回転が安定する時間を考
慮して決定することができる。
【0034】カウンタCの計数値が所定値Caに一致す
ると、CPU51は、マスタCPUに対して開始基準信
号を出力する(s6)。この開始基準信号は、マスタC
PUにおいて、例えば、給紙ローラ7の回転開始タイミ
ングの決定等に用いられる。さらに、CPU51は、カ
ウンタCの計数値をクリアするとともに(s7)、RA
M53のメモリエリアMA2に割り当てられているタイ
マTを起動し(s8)、タイマTが予め設定された所定
時間t1を計時することを待機する(s9)。タイマT
が予め設定された所定時間t1を計時すると、CPU5
1は、ソレノイドドライバ58を介してソレノイドをオ
ンし(s10)、電極ローラ12を転写ドラム11方向
に移動させる。
【0035】この所定時間t1は、転写ドラム11の1
回転に要する時間をta、転写ドラム11の外周長をL
として、 t1=tb+tc+(X×ta/L) により求められる。ここに、Xは、電極ローラ12を転
写ドラム11に移動させた際に、用紙Pにおいて電極ロ
ーラ12が当接する部分の用紙Pの先端からの距離であ
り、後述するように5〜15mm程度の長さである。ま
た、時間tbは開始基準信号の出力タイミングT1から
給紙部の駆動を開始するまでの時間、時間tcは用紙P
の給紙開始タイミングから給紙された用紙Pの先端が転
写ドラム11と電極ローラ12との接触位置に達するま
での時間であり、時間tb及びtcは画像形成装置31
において固定的に定まった時間である。
【0036】即ち、図8に示すように、基準信号の出力
タイミングT1から時間tbが経過した後に給紙部1の
繰出ローラ7等の駆動が開始され、さらに時間tcが経
過した時に、用紙Pの先端が転写ドラム11と電極ロー
ラ12との接触位置に達する。この時から時間t=(X
×ta/L)が経過した時刻T2においてソレノイドが
オンされ、電極ローラ12が用紙Pを介して転写ドラム
11に接触する。
【0037】この状態で、CPU51は、タイマTが予
め設定された所定時間t2を計時することを待機する
(s11)。この所定時間t2は、開始基準信号の出力
タイミングT1から用紙Pの後端が転写ドラム11と電
極ローラ12との接触位置を通過するまでの時間よりも
短い時間である。タイマTが所定時間t2を計時する
と、CPU51は、ソレノイドドライバ58によるソレ
ノイドの駆動を停止する(s12)。次いで、CPU5
1は、センサ42の検出信号が所定回数オフすることを
待機し(s13〜s15)、転写ドラム11が画像形成
に必要な回数、例えば、4回転した後にマスタCPUに
対して終了基準信号を出力する(s16)。以上の処理
により、電極ローラ12は、図9に示すように、用紙P
の先端が転写ドラム11と電極ローラ12との接触位置
をXmm通過した時に転写ドラム11側に移動し、用紙
Pの後端が転写ドラム11と電極ローラ12との接触位
置を通過する前までの間において、用紙Pを介して転写
ドラム11に当接する。これによって、電極ローラ12
が用紙Pの先端部に接触することがなく、転写ドラム1
1の周面から剥離する方向の力が用紙Pの先端部に作用
することがないため、転写ドラム11の周面に対する用
紙Pの吸着状態を良好に維持することができる。
【0038】また、電極ローラ12は、感光体ドラム1
5に対向する前おいてのみ用紙Pに接触するため、現像
剤画像を転写した用紙Pに電極ローラ12が接触するこ
とがなく、用紙Pに転写された現像剤画像が機械的な接
触によって劣化することがない。
【0039】なお、実験の結果、時間t1の決定に必要
な距離Xが5mm未満では、転写ドラム11の周面に対
する用紙Pの吸着状態を向上させることはできなかっ
た。また、電極ローラ12を用紙Pに接触させた時に電
極ローラ12によるパッシェン放電が急激に行われるた
め、用紙Pにおける電極ローラ12の接触開始位置の前
後において帯電電荷の不均一を生じる。したがって、用
紙Pにおける画像形成範囲内に電極ローラ12の接触開
始位置が存在すると画像形成状態が不均一になる。この
ため、用紙Pにおける電極ローラ12の接触開始位置
は、非画像形成位置であることが望ましい。これらを考
慮すれば、用紙Pに対する電極ローラ12の接触開始位
置を決定する距離Xは、5〜15mm程度が適当であ
る。
【0040】また、上記の実施形態に係る転写装置で
は、電極ローラ12を接地していたが、電極ローラ12
に対して転写ドラム11に印加する電圧と逆極性の電圧
を印加するようにしてもよい。転写ドラム11に対する
用紙Pの吸着力は、転写ドラム11と用紙Pとの電位差
によって決まるが、電極ローラ12に対して転写ドラム
11に印加する電圧と逆極性の電圧を印加することによ
り、転写ドラム11の印加電圧が比較的低電圧である場
合にも、転写ドラム11と用紙Pとの電位差を大きくす
ることができ、転写ドラム11の電源装置として高圧電
源を不要にして小型で安全な電源装置を用いることがで
きる。
【0041】さらに、電極ローラ12を接触させた際に
用紙Pに生じる表面電位が、現像剤画像が形成される直
前の感光体ドラム15の表面電位と同一になるように、
電極ローラ12の印加電圧を制御することにより、感光
体ドラム15に与えるダメージが少なくなり、感光体ド
ラム15のライフサイクルを長期化して、画像形成装置
のランニングコストの低廉化を図るとともに、環境問題
に対する有効な対策とすることができる。
【0042】
【発明の効果】請求項1に記載した発明によれば、転写
用紙に転写ドラムに対する吸着力を付与する電極部材
を、転写用紙の先端が転写ドラムの周面に接触した後
に、転写用紙の先端よりも後方側に接触させることによ
り、転写用紙の先端に転写ドラムの周面から剥離する方
向の力を作用することがないようにすることができ、転
写ドラムに対する転写用紙の吸着状態を良好に維持する
ことができる。
【0043】請求項2に記載した発明によれば、転写用
紙における先端から5〜15mmの範囲において電極部
材の接触を開始させることにより、転写用紙において電
極部材の接触開始位置が画像形成範囲に含まれることが
ないようにし、転写用紙の画像形成範囲内に電極部材の
接触及び非接触による電位の不均一を生じることを防止
して、現像剤画像の転写状態を均一にすることができ
る。
【0044】請求項3に記載した発明によれば、転写ド
ラムの印加電圧と逆極性の電圧を電極部材を介して転写
用紙に付与することにより、転写ドラムに対する印加電
圧が比較的低い場合でも、転写ドラムに対する転写用紙
の吸着力を決定する転写ドラムと転写用紙との電位差を
十分に大きくすることができ、高圧電源装置を不要にし
て装置の小型化及び安全化を実現することがてきる。
【0045】請求項4に記載した発明によれば、電極部
材との接触により現像剤画像が形成される直前の感光体
の表面電位と同一の電位にされた転写用紙を感光体に対
向させることにより、転写用紙との接触により感光体が
受けるダメージを少なくし、感光体を長寿命化してラン
ニングコストの低廉化を実現できるとともに、環境問題
に対する有効な対策を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係る転写装置を適用した
画像形成装置の構成を示す図である。
【図2】上記転写装置の構成を示す図である。
【図3】上記転写装置を構成する転写ドラムの製造方法
の一例を示す図である。
【図4】上記転写装置を構成する別の構造に係る転写ド
ラムを示す図である。
【図5】上記転写装置の駆動部側の構成を示す図であ
る。
【図6】上記転写装置の制御部の構成を示すブロック図
である。
【図7】上記転写装置の制御部の処理手順を示すフロー
チャートである。
【図8】上記転写装置及び画像形成装置の一部における
信号のタイミングチャートである。
【図9】上記転写装置における電極ローラの接触開始位
置、及び、転写ドラムに対する転写用紙の吸着状態を示
す図である。
【図10】従来の転写装置の構成を示す図である。
【図11】従来の転写装置の別の構成を示す図である。
【図12】従来の転写装置における転写ドラムに対する
転写用紙の吸着状態を示す図である。
【符号の説明】 2−転写部 11−転写ドラム 12−電極ローラ(電極部材) 15−感光体ドラム 31−画像形成装置

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感光体の表面に形成された現像剤画像が転
    写される転写用紙を周面に巻回した状態で回転する転写
    ドラムを備えた転写装置において、 転写ドラムに巻回された転写用紙の表面に接触する電極
    部材を転写ドラムの周面に対して接離自在に設け、転写
    用紙の先端が転写ドラムと電極部材との間を通過した後
    に、転写用紙の先端側の非画像形成部分において電極部
    材の接触を開始させる制御部を設けたことを特徴とする
    転写装置。
  2. 【請求項2】前記制御部が、転写用紙の先端が転写ドラ
    ムと電極部材との間を通過した後に、転写用紙における
    先端から5〜15mmの範囲において電極部材の接触を
    開始させる請求項1に記載の転写装置。
  3. 【請求項3】前記電極部材に対して転写ドラムの印加電
    圧と逆極性の電圧を印加する電源部を設けた請求項1又
    は2に記載の転写装置。
  4. 【請求項4】前記電極部材に対して、電極部材が接触し
    た後の転写用紙の電位が現像剤画像が形成される直前の
    感光体の表面電位と同一になる電圧を印加する電源部を
    設けた請求項1又は2に記載の転写装置。
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