JP3375023B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体に転写手段が
直接接触し、転写紙上にトナー像を転写する接触転写方
式を用いた複写機、ファクシミリ、及びプリンタ等の画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来技術】電子写真プロセスを用いた画像形成装置と
しては、複写機、ファクシミリ、プリンタ等様々な装置
が提供されているが、感光体への除帯電に使用されてい
るチャージャ放電により発生するオゾンが、環境問題と
してクローズアップされてきたため、近年、チャージャ
放電に比べオゾン発生量の極めて少ないローラ、ベルト
等接触式帯電、転写手段がその代替技術として実用化さ
れつつある。

【０００３】しかしながら、特に接触式転写手段（以
下、転写ローラという）は、像担持体のトナー担持面と
直接接触するために、像担持体上のトナーが転写ローラ
に転移付着し、ローラ表面がトナーにより汚れ、転写材
の裏面をこの付着トナーにより汚してしまうという問題
があった。

【０００４】そこで、転写ローラの表面を、例えば、像
担持体のクリーニングに使用されているブレードにより
機械的にクリーニングする方式が提案されているが、転
写ローラの材質としては、接触転写方式で発生しやすい
版画（転写電流過多のとき特にハーフトーン部で起こる
異常画像）や文字中抜け（像担持体と転写ローラの接触
圧が高い時に発生する異常画像）を防止するために、硬
度の低い発泡スポンジローラが使用されているため、発
泡スポンジを用いた転写ローラ表面をブレードでクリー
ニングすると、ブレード圧接力によりローラ表面の付着
トナーをスポンジ小孔内に押し込む結果となり、転写ロ
ーラ表面の付着トナーを充分にクリーニングすることが
出来ず、このスポンジ小孔内に押し込まれたトナーは、
転写動作時、転写部で生ずる転写ローラの像担持体に対
する圧接変形により、スポンジ小孔内より吐き出され、
転写材の裏面に付着し裏汚れを発生させてしまってい
た。

【０００５】従って、発泡スポンジを転写ローラとして
使用する場合は、静電気力を用いたクリーニング方式が
好ましい。静電気力による所謂、静電気的クリーニング
（以下、バイアスクリーニングという）とは、像担持体
から転写ローラ表面に転移付着したトナーを再び静電気
力により転写ローラから像担持体へ逆転写させ、転写ロ
ーラをクリーニングするもので、トナー帯電極性と同極
性バイアスを転写ローラに印加し転写時とは逆方向の電
界を発生させ、転写ローラ上のトナーを像担持体上へ静
電気的に逆転写させるものである。例えば、特開平３−
６９９７８号公報には、画像形成動作の開始指示入力以
降で、像担持体と転写ローラが接触する転写位置への転
写材到達前迄の期間（前回転）、リピート画像形成動作
の画像間（紙間）、及び転写材が転写部を通過後（後回
転）に、帯電器と現像器のバイアス出力をＯＦＦした状
態で転写ローラにトナーと同極性バイアスを印加し正規
帯電トナーを像担持体へ逆転写させ、連続して極性を反
転したバイアスを印加し反転トナー（以下、逆帯電トナ
ーという）を像担持体へ逆転写させる画像形成装置が提
案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バイアスクリーニングでは、転写ローラのローラ発泡孔
の奥深く入り込んだトナーを十分に除去することができ
ず、例えば、転写材の搬送不良が発生し像担持体と転写
ローラが接触する転写位置に転写材が搬送されず、像担
持体上のトナーが直接転写ローラへ転写され、大量のト
ナーが転写ローラ表面へ転移した場合などは、ローラ発
泡孔の奥深く入り込んだトナーのクリーニングが完全で
はないために転写紙の裏汚れが発生しやすくなったり、
十分にクリーニングしようとするとクリーニングを極め
て長時間行なわねばならず、待機時間を長引かせ操作者
の利便性を著しく損なっていた。また、転写ローラのク
リーニング性を向上させるために、例えば、転写動作時
には転写ローラを像担持体と同速で駆動し、非転写動作
時（転写位置に転写材が存在しない非通紙時）に像担持
体の回転速度に対し異なる速度で転写ローラを駆動させ
たり（特開平３−２１２６７１号）、非転写動作時に転
写ローラを像担持体に対して高速で回転させてクリーニ
ング時間の短縮を図る（特開平４−３６１２８４号）も
のも提案されているが、何れも依然として転写ローラ発
泡孔の奥深く入り込んだトナーを十分に除去することが
できず、ローラ発泡孔内のトナーを十分に除去しうる速
度差を像担持体と転写ローラ間にもたせた場合、転写ロ
ーラの表面が速度差により摩耗し、ローラ表面の発泡孔
が破壊され、転写動作時の異常放電による転写不良や転
写材搬送性の低下を引き起こす恐れがあった。本発明
は、上記の技術課題を解決し、転写ローラ劣化や、劣化
による転写異常、転写材搬送性の低下を引き起こすこと
なく、転写ローラ発泡孔の奥深くに入り込んだトナーの
クリーニング性を確実に向上できる画像形成装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明を次のように構成した。像担持体と、該像担
持体に接触する転写用回転部材と、前記像担持体及び前
記転写用回転部材を回転させる駆動手段と、該駆動手段
の周速を可変させる周速可変手段を備え、前記像担持体
と前記転写用回転部材とが接触する転写位置に転写材を
通紙させ前記転写用回転部材にバイアスを印加し像担持
体上に形成されたトナー像を転写材上に転写すると共
に、前記転写用回転部材にバイアスを印加し、前記転写
用回転部材に付着したトナーを前記像担持体に転移させ
前記転写用回転部材のクリーニングを行なう画像形成装
置において、前記像担持体及び前記転写用回転部材の周
速を、転写動作時とクリーニング動作時で切り替え、前
記像担持体及び前記転写用回転部材のクリーニング時の
周速を、転写動作時よりも遅くする画像形成装置（請求
項１）。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明を次のように構成した。像担持体と、該像担
持体に接触する転写用回転部材と、前記像担持体及び前
記転写用回転部材を回転させる駆動手段と、該駆動手段
の周速を可変させる周速可変手段を備え、前記像担持体
と前記転写用回転部材とが接触する転写位置に転写材を
通紙させ前記転写用回転部材にバイアスを印加し像担持
体上に形成されたトナー像を転写材上に転写すると共
に、前記転写用回転部材にバイアスを印加し、前記転写
用回転部材に付着したトナーを前記像担持体に転移させ
前記転写用回転部材のクリーニングを行なう画像形成装
置において、前記像担持体及び前記転写用回転部材の周
速を、転写動作時とクリーニング動作時で切り替える画
像形成装置（請求項１）。

【０００８】クリーニング時に印加するバイアス極性を
切り替える画雅像形成装置（請求項２）。

【０００９】

【００１０】

【作用】請求項１乃び２の発明によれば、像担持体及び
前記転写用回転部材の周速を、転写動作時とクリーニン
グ動作時で切り替えることにより、転写ローラ発泡孔の
奥深くに入り込んだトナーのクリーニング性を確実に向
上させることができる。

【００１１】

【実施例】図１に、本発明の一実施例を示す。図中矢印
方向に回転する像担持体１（以下、感光体という）の周
囲には、帯電手段２（以下、帯電ローラという）、潜像
形成手段３（以下、露光手段という）、現像手段４（以
下、現像器という）、転写ローラ５、分離手段６、クリ
ーニング手段７が夫々配置されている。転写ローラ５に
は転写バイアス極性を正負に切り替え自在なスイッチン
グ回路を備えた電源２１、現像器４には現像スリーブに
現像バイアスを印加する電源２２、帯電ローラ２には帯
電ローラに帯電バイアスを印加する電源２３が夫々接続
され、これらの電源は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ等を備えた制御手段２４により出力タイミング、出
力値、及び出力極性を制御されている。

【００１２】感光体１は、駆動手段であるメインモータ
２６により回転駆動させられ、転写ローラ５は図示しな
い駆動伝達機構を介して感光体１より駆動力を受け、感
光体１と同期して回転する。また、メインモータ２６は
制御手段２４より回転速度を制御されており、転写動作
時と非転写動作時とで回転速度が切り替わるように制御
されている。

【００１３】転写ローラ５はその芯金１９が、バネ２０
により枠体１７内で変位自在に案内された軸受１８によ
り支持され、転写ローラ５の表面はバネ２０により９．
８Ｎ以下の加圧力で感光体１に接触し、ニップ幅が１．
０乃至１．５ｍｍになるよう前記加圧力が調整されてい
る（本実施例では、転写ローラ直径１６ｍｍ）。転写バ
イアスは、転写用電源２１から導電性のバネ２０、導電
性樹脂より形成された軸受１８を介して転写ローラ５へ
印加されている。尚、感光体１に対する転写ローラ５の
位置決めを前記加圧力調整ではなく、図示しないＧＡＰ
コロで管理する場合には、芯金１９の端部に転写ローラ
径よりも小径のＧＡＰコロを取り付け、該ＧＡＰコロを
感光体１の非画像領域に当接させ転写ローラの感光体へ
の喰い込み量を調整しても良い。

【００１４】転写ローラ５は、シリコーン、ウレタン、
エピクロルヒドリン、ＥＰＤＭ等の材質からなる導電性
の発泡スポンジより形成され、体積抵抗は１０⁶乃至１
０¹¹Ωｃｍ、硬度は３０°以下（ＪＩＳ Ａ）の範囲に
設定されている。また、縁面放電（端面抵抗が他の部位
に比べ相対的に低いために生じるローラ端面から感光体
への放電現象で、この放電により適正な転写バイアスが
得られなくなるため転写性に悪影響を及ぼす）を防止す
るためにローラ両端部の端面はテーパ状に切除され、ま
た、ローラ幅は感光体１の感光層の幅よりも短く設定さ
れている。

【００１５】上記構成に基づく画像形成動作に関して説
明する。通常の転写動作時は、感光体１がメインモータ
２６により駆動され、その表面が、電源２３により電圧
供給される帯電ローラ２の放電により負極性に帯電され
（本実施例では−８００Ｖ）、レーザービームからなる
露光手段３により画像情報に応じた画像部に光書き込み
がなされ静電潜像が形成される。形成された静電潜像が
現像器４を通過すると電源２２により現像器内で負極性
に帯電されたトナーが負極性現像バイアスの印加により
潜像画像部に付着し、感光体上にトナー像が形成される
（反転現像方式）。

【００１６】一方、転写材Ｐは、図示しない給紙トレイ
より１枚ずつ送り出され、レジストローラ１０、１１に
より転写材先端が整列された後、感光体１上のトナー像
と画像位置が一致するタイミングで転写部へ搬出され
る。レジストローラ１０、１１より搬出された転写材Ｐ
は、ガイド板９により案内され感光体１と転写ローラ５
の接触部である転写ニップ部へ送り込まれる。転写ロー
ラ５は、転写材Ｐを感光体１側へ押圧し、電源２１より
印加されるトナーと逆極性のバイアスで発生する静電気
力の作用により感光体上のトナー像を転写材側へ転写さ
せる。トナー像を担持した転写材Ｐは、除電針からなる
分離手段６により除電されて感光体１から分離され、ガ
イド板１３を通り加熱ローラ１５、加圧ローラ１６のロ
ーラ対からなる定着器１４へ導入される。定着器１４に
よりトナー像が定着された転写材は機外へ排出され図示
しない排紙トレイ上に収容される。

【００１７】転写ローラ５のクリーニング動作時は、感
光体１を帯電ローラ２により負極性に帯電し、露光手段
３による光書き込みは行なわず、現像器４の現像ローラ
も駆動させず、転写材の給紙を不作動にした状態で転写
ローラ５を感光体１と同期させ所定時間回転させクリー
ニングバイアス（正規帯電トナーと同極性のバイアス）
を印加する。このクリーニングバイアスの印加により転
写ローラ５に付着していた正規帯電トナーが感光体１に
転移し、転写ローラはクリーニングされる。合せて正規
帯電トナーと逆極性のバイアスを印加すれば転写ローラ
５に付着していた逆帯電トナーがクリーニングされクリ
ーニング性は更に向上する。

【００１８】ここで、図２は、ジャム直後、転写位置に
転写材が到達せずトナー画像が転写ローラに直接大量に
転写された状態で、感光体１と転写ローラ５の周速度を
切り替えた場合と（図中実線）及び切り替えない場合
（図中破線）との比較実験を示し、図３は、当該実験に
より転写ローラ表面に大量に転写されたトナー量を測定
し、周速度を切り替えた場合と切り替えない場合のバイ
アスクリーニングによるクリーニング率の比較結果を示
したものである。なお、バイアスクリーニングは、転写
ローラ５を２０回転させて行なった。

【００１９】図２に示すように、制御手段２４によるメ
インモータ２６の回転速度の切り替えを行なうことによ
って、クリーニング動作時における感光体１と転写ロー
ラ５の周速度を、転写動作時における感光体１と転写ロ
ーラ５の周速度より遅くした結果（言い換えれば、転写
時とクリーニング時で感光体と転写ローラ間に周速差を
発生させるのではなく、感光体と転写ローラ間の相対的
な周速関係は略一定とした上で、感光体と転写ローラの
周速度自体を一体的に変化させる）、図３に示すよう
に、クリーニング動作時と転写動作時における感光体１
と転写ローラ５の周速度を同速とした構成のものよりも
高いクリーニング性を得られることが判明した。さら
に、クリーニング動作時における感光体１と転写ローラ
５の周速度を、転写動作時における感光体１と転写ロー
ラ５の周速度より遅くし且つ正規帯電トナーと同極性バ
イアスを印加後、これと逆極性バイアスを連続して印加
したところ、先の正規帯電トナーと同極性バイアスのみ
を印加した場合比べより一層高いクリーニング性を得ら
れることが判明した。

【００２０】クリーニング動作時における感光体１と転
写ローラ５の周速度を、転写動作時における感光体１と
転写ローラ５の周速度と同速に設定した際のクリーニン
グ率は５２％であり、転写ローラ発泡孔の奥深く入り込
んだトナーを十分に除去し得ず、場合によっては転写材
の裏汚れが発生するクリーニング性しか得られないのに
対し、クリーニング動作時における感光体１と転写ロー
ラ５の周速度を、転写動作時における感光体１と転写ロ
ーラ５の周速度より遅く（転写動作時に比べて３／４乃
至２／３程度）設定した際のクリーニング率は６０％に
向上し、転写ローラ発泡孔の奥深く入り込んだトナーを
かなり除去し得、転写材の裏汚れが殆んど発生しないク
リーニング性が得られる結果となった。これは、単位面
積当たりのローラ接触時間が長くなり、クリーニングバ
イアスの効果がより大きく作用するためと考えられる。
加えて、正規帯電トナーと同極性バイアスを印加後、こ
れと逆極性バイアスを連続して印加した場合、クリーニ
ング率が６２％に向上した。また、クリーニング動作時
における感光体１と転写ローラ５の周速度を、転写動作
時における感光体１と転写ローラ５の周速度よりも速く
設定したところ、周速度を変更しない場合に比べてクリ
ーニング性を落とさずにクリーニングに要する時間が短
縮化できることが実験より判明した。

【００２１】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明は反転現像方式だけではなく、正
規現像方式（非画像部露光により潜像画像部を形成し、
潜像画像部をトナーで可視像化）にも適用可能であり同
等の作用効果を得られる。また、転写ローラは感光体か
らの駆動を受けず別個に設けられた可変速自在なモータ
等の駆動装置により感光体と同期させ回転駆動を行なっ
ても良い。転写手段はローラの他に無端状のベルトを用
いても良く、帯電手段はローラの他、チャージャ、接触
式ブレード、又はブラシでも良い。更に、実施例中に記
載したバイアス値、電気的極性、クリーニング率、等々
の各種の数値や状態は、環境条件や設定条件により変化
するものであり、本発明を限定するものではなく、本発
明の技術思想を利用するものであればその数値は限定さ
れない。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、転写ローラ劣化や、劣
化による転写異常、転写材搬送性の低下を引き起こすこ
となく、転写ローラ発泡孔の奥深くに入り込んだトナー
のクリーニング性を確実に向上できる画像形成装置を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例を示す概略図である。

【図２】図２は本発明と従来との転写動作時とクリーニ
ング時の周速度関係図である。

【図３】図３は本発明と従来とのクリーニング率の実験
結果である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電ローラ ４ 現像器 ５ 転写ローラ ２１，２２，２３ 電源 ２４ 制御手段 ２６ メインモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 真由美 東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式 会社リコー内 (56)参考文献 特開 平６−19276（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−167899（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−83209（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−202494（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16 - 15/16 103

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体と、該像担持体に接触する転写用
   回転部材と、前記像担持体及び前記転写用回転部材を回
   転させる駆動手段と、該駆動手段の周速を可変させる周
   速可変手段を備え、前記像担持体と前記転写用回転部材
   とが接触する転写位置に転写材を通紙させ前記転写用回
   転部材にバイアスを印加し像担持体上に形成されたトナ
   ー像を転写材上に転写すると共に、前記転写用回転部材
   にバイアスを印加し、前記転写用回転部材に付着したト
   ナーを前記像担持体に転移させ前記転写用回転部材のク
   リーニングを行なう画像形成装置において、前記像担持
   体及び前記転写用回転部材の周速を、転写動作時とクリ
   ーニング動作時で切り替え、前記像担持体及び前記転写
   用回転部材のクリーニング時の周速を、転写動作時より
   も遅くすることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】クリーニング時に印加するバイアス極性を
   切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。