JPH06110344A

JPH06110344A - 転写装置

Info

Publication number: JPH06110344A
Application number: JP28078392A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Takatani; 敏彦高谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-09-26
Filing date: 1992-09-26
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】転写時には転写部材が転写材に対して常に均
一に接触し、環境に左右されず、長期間安定した転写性
能を維持できる新規な転写装置を提供する。【構成】高抵抗体の微細な磁性粒子５が磁石４ａ〜４
ｄの磁界に束縛されて形成する磁気ブラシを転写部材と
して用い、感光体１０表面に形成されたトナー像２０を
転写紙２１に転写する。磁性粒子５は、スリーブ３上に
磁石４ｂにより形成された磁界に従って、転写紙２１を
感光体１０に押しつけるように磁気ブラシを形成する。
この磁気ブラシは、スリーブ３に印加されたバイアス電
圧により転写領域に転写電界を形成する。また、スリー
ブ３と磁石４ａ〜４ｄとで新たな磁性粒子５を搬送し続
けており、磁気ブラシを形成する磁性粒子５の入れ替え
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは潜像
担持体表面に現像された像を転写材に転写する転写装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面に現像剤像が形成された潜像
担持体に、バイアス電圧が印加された回転可能な転写部
材としての弾性転写ローラを圧接させ、これら潜像担持
体と転写ローラの間に転写材を通過させて、潜像担持体
上の現像剤像を転写材に転写するように構成した転写装
置が知られている。

【０００３】この種の弾性転写ローラを用いた転写装置
としては様々なものが知られている。例えば、特開平１
−１８５５７２号公報には、画像の中抜け現象の発生を
防止し、かつ、良好にクリーニングを行うために、微細
な連続気孔体から成り、表面の気孔径、空孔径を内部に
おけるそれらよりも小さく形成した転写ローラが開示さ
れている。また、特公昭６４−７３８３号公報には、抵
抗率を相対湿度に依存させないために、疎水性ウレタン
ゴムで構成した転写ローラが開示されている。また、特
開昭６０−４４６６３号公報には、その表面が潜像担持
体表面に付着した現像剤で汚れ、その結果発生する転写
材の裏汚れを防止するために、転写時以外は潜像担持体
表面に対してメカニカルに非接触な状態にし得る離間機
構を備えた転写ローラが開示されている。また、特開平
１−１０６０８５号公報には、転写効率をよくするため
に、予めある中間的な電気抵抗（例えば、１０⁶〜１０
¹²Ωｃｍ程度）にした弾性体層と、導電体層とを有し、
機能分離した転写ローラが開示されている。また、実開
昭５９−９０９６４号公報には、転写材の裏汚れを防止
するために、クリーニング用のブレードをその表面に押
圧させた弾性転写ローラが開示されている。これらの他
に、例えば、特開昭６３−２４７７８０号公報、特開昭
６３−２４７７８１号公報、特開昭６３−２８６８７９
号公報等においても、転写部材として弾性転写ローラを
用いた技術が開示されている。また、従来、転写部材と
して上記のような弾性転写ローラ以外のものを用いるも
のも知られている。例えば、実開昭６３−１８７１５７
号公報には、表面にブラシ状部材を設けてなる導電性ロ
ーラを転写部材として備えた転写装置が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
１−１８５５７２号公報や特公昭６４−７３８３号公報
においては、転写ローラと転写材と潜像担持体とがそれ
ぞれ幅方向において均一の力で接触する、いわゆる均一
接触転写方法を行っているが、転写材などとの長期間の
接触により弾性転写ローラが変形して接触の均一性が図
れなくなり、長期間転写性能を維持することが困難であ
るという問題点があった。さらに、転写部材として弾性
転写ローラを用いているため、転写材が潜像担持体と転
写ローラとの間を通過する際の負荷が、転写材の厚みや
剛性に左右され、転写材にしわや折れが発生することが
あるという問題点もあった。また、上記特開昭６０−４
４６６３号公報においては、転写ローラ自体を、潜像担
持体表面に対して接触状態あるいは非接触状態にするよ
うにメカニカルに移動させるため、転写ローラの潜像担
持体表面に対する接触の安定性を保証しずらいという問
題点があった。また、上記特開平１−１０６０８５号公
報においては、弾性体層と導電体層とを有する多層構造
としており、このような構造では、温度や湿度によって
抵抗値が変化するため、転写性能が環境によって左右さ
れ、安定した転写性能を維持することが困難であるとい
う問題点があった。また、上記実開昭５９−９０９６４
号公報においては、転写ローラの弾性によりクリーニン
グ用ブレードが転写ローラ表面にひっかかる等の不具合
が生じるため、転写材の裏汚れを完全に防止することが
できないという問題点があった。また、上記実開昭６３
−１８７１５７号公報においては、ブラシ状部材の毛倒
れにより、潜像担持体と転写材との密着性が損なわれる
ため、転写性能を維持することが困難であるという問題
点があった。

【０００５】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、転写時には転写部材
が転写材に対して常に均一に接触し、環境に左右され
ず、長期間安定した転写性能を維持できる新規な転写装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、潜像担持体表面に形成された
現像剤像を転写材に転写する転写装置において、磁性粒
子と、粒子担持面上に磁界を形成する磁界発生手段を備
えた磁性粒子担持手段と、該磁性粒子担持手段にバイア
ス電圧を印加する電圧印加手段とを有することを特徴と
するものである。また、請求項２の発明は、上記磁性粒
子担持手段を上記粒子担持面上で磁性粒子を所定方向に
搬送するように構成し、該所定方向において、転写領域
より下流側の所定領域で上記粒子担持体上の少なくとも
一部の上記磁性粒子を離す手段と、上記所定方向におい
て、該所定領域と転写領域との間で磁性粒子を上記粒子
担持体上に供給する手段とを有することを特徴とするも
のである。また、請求項３の発明は、上記磁性粒子とし
て、絶縁性の高い高抵抗体を用いたことを特徴とするも
のである。また、請求項４の発明は、上記磁性粒子とし
て導電性磁性粒子と高抵抗磁性粒子を備え、転写モード
に従って、該導電性磁性粒子と高抵抗磁性粒子とのいず
れかを用いるように構成したことを特徴とするものであ
る。また、請求項５の発明は、上記磁界発生手段により
上記転写領域に形成される磁性粒子のブラシの高さを変
化させる高さ可変手段と、上記転写材が上記転写領域を
通過するタイミングに合わせて、ブラシの高さを変化さ
せるように、該高さ可変手段を制御する制御手段とを設
けたことを特徴とするものである。ここで、ブラシの高
さを変化させる手段としては、上記転写材が上記転写領
域にない期間、上記転写領域にブラシが全く形成されな
いようにするものを用いてもよい。

【０００７】

【作用】請求項１の発明においては、磁性粒子は、粒子
担持面上に磁界発生手段により形成された磁界に従っ
て、転写材を潜像担持体に押しつけるように磁気ブラシ
を形成する。そして、電圧印加手段によって磁性粒子担
持手段にバイアス電圧を印加して、潜像担持体と転写材
との間に転写電界を形成し、潜像担持体表面に形成され
た現像剤像を転写材に転写する。また、請求項２の発明
においては、磁性粒子担持手段は、転写領域を通過した
磁性粒子を一度粒子担持面上から落とし、その後再び磁
性粒子を粒子担持面上に供給することで、上記磁気ブラ
シを形成する磁性粒子の入れ替えを行いながら磁性粒子
を搬送し続ける。また、請求項３の発明においては、磁
性粒子として、絶縁性の高い高抵抗体を用いているた
め、転写材や潜像担持体への不要な電流のリークを防止
できる。また、請求項４の発明においては、例えば、Ｏ
ＨＰフィルムや厚紙等の転写材に転写する場合や低湿環
境で転写をする場合等の転写性の悪い条件で転写する際
には導電性磁性粒子を用い、その他の場合には高抵抗磁
性粒子を用いて転写を行う。また、請求項５の発明にお
いては、転写を行わないときは、磁界発生手段による磁
性粒子のブラシが潜像担持体表面に接触しないようにし
ておき、転写材が転写領域を通過するときには、磁界発
生手段による磁性粒子のブラシが転写材を潜像担持体に
押しつけて潜像担持体面の現像剤像を転写材に転写し得
るように、制御手段で高さ可変手段を制御する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した一実施例につ
いて説明する。図１は実施例に係る複写機の潜像担持体
としての感光体ドラム周辺の概略構成図である。潜像担
持体であるドラム状の感光体１０は時計周りに回転駆動
される。この感光体１０表面は、まず一様帯電チャージ
ャー１１により帯電された後、ここでは図示しない例え
ばデジタル光学系からのレーザー光Ｌが照射されて静電
潜像が形成される。この静電潜像は、現像ユニット１２
によって現像剤としてのトナーが供給されて現像剤像と
してのトナー像化される。このトナー像は、図示しない
給紙装置から給紙され、ペーパーパス１５を通って感光
体１０表面に送りこまれた転写材としての図示しない転
写紙に転写ユニット１３によって転写される。トナー像
が転写された転写紙は感光体１０表面から分離され、ペ
ーパーパス１５を通って図示しない定着装置に搬送さ
れ、ここで、トナー像が定着されてコピー紙として機外
に排出される。一方、トナー像が転写された後の感光体
１０表面はクリーニングユニット１４で残留トナーが除
去された後、図示しない除電器で残留トナーが除去され
て、次の作像に備えられる。

【０００９】つぎに転写ユニット１３について説明す
る。図２は、転写ユニット１３の概略構成図である。転
写ユニット１３は、開口部１が形成されたケーシング２
を有し、開口部１を感光体１０表面に向けて、複写機内
に取り付けられている。ケーシング２の内部には、反時
計方向に回転駆動される粒子担持体としての非磁性の導
電体から成るスリーブ３が配置されている。そして、ス
リーブ３の内部には、磁界発生手段としての複数の磁石
４ａ〜４ｄが、例えば図２の例では磁石４ａがＮ極を、
４ｂがＮ極を、４ｃがＳ極を、４ｄがＮ極をスリーブ３
表面に向かうように配置されており、それぞれの磁石４
ａ〜４ｄはスリーブ３の表面におよぶ磁界を形成してい
る。ここで、磁石４ａ〜４ｄの磁力は、例えば、４ｄ＞
４ｂ＞４ａ・４ｃの順に弱くなるように構成されてい
る。また、ケーシング２の内部には、例えば、磁性体を
樹脂等でコートした絶縁性の高い高抵抗体の微細な磁性
粒子５が予め貯えられている。スリーブ３と感光体１０
表面とは所定の間隙をおいて対向配置されており、スリ
ーブ３と感光体１０とが最も接近した領域で転写領域を
形成する。転写ユニット１３内の、スリーブ３表面に
は、所定間隙をおいて磁性粒子の量を規制するドクタ６
が設けられている。また、スリーブ３には、電圧印加手
段７によってバイアス電圧が印加されている。

【００１０】以上の構成において、転写ユニット１３に
おいては、４つの磁石のうち最も強い磁力を有する磁石
４ｄの磁力によって、ケーシング２の底部にある磁性粒
子５がスリーブ３の表面に吸着される。スリーブ３の表
面に吸着された磁性粒子５は、磁石４ｄと４ｃとで形成
される磁界に束縛されながら、スリーブ３の回転に伴
い、ドクタ６の位置まで搬送される。ここで、磁性粒子
５は、ドクタ６によって所定の層厚に規制される。そし
て、磁性粒子５は、磁石４ｃと４ｂとで形成される磁界
に束縛されながら、スリーブ３の回転に伴い上記転写領
域に搬送される。ここで、磁性粒子５は図３に示すよう
に、スリーブ３と感光体１０との間にパッキングされ、
磁石４ｄに次いで強い磁力を有する磁石４ｂが形成する
磁界によって感光体１０表面に接する磁気ブラシを形成
する。その後、磁性粒子５は、スリーブ３の回転に伴い
磁石４ａの位置まで搬送され、磁石４ａの位置を過ぎた
ところで、磁石４ａと４ｄとでは磁性粒子５をスリーブ
３表面に付着させるのに十分な磁界が形成されていない
ため、スリーブ３表面からケーシング２の底部に落下す
る。ケーシング２の底部に落下した磁性粒子５は、スリ
ーブ３の回転により磁石４ｄ方向へ搬送され、再び磁石
４ｄによりスリーブ３の表面に供給されて以上の動作が
繰り返される。

【００１１】ここで、感光体１０表面に形成された静電
潜像が現像ユニット１２によって現像されたトナー像２
０が、感光体１０の回転によって、上記磁気ブラシが形
成された転写領域に移動してくるのに合わせて、給紙装
置から転写紙２１が給紙される。そして、スリーブ３と
感光体１０とで形成される間隙に入ってきた転写紙２１
は、上記磁石４ｂの磁界により磁性粒子５が形成する磁
気ブラシによって感光体１０方向に押しつけられる。

【００１２】ところで、スリーブ３に印加されているバ
イアス電圧は、転写紙２１が上記転写領域に入るまでに
十分転写電界が形成されるように立ち上がっている。本
実施例のように磁性粒子５が高抵抗体の場合は、印加さ
れたバイアス電圧が放電開始電圧を超えたところから転
写紙２１にのり始めたチャージによって転写電界が形成
される。この原理は、例えば複写機で従来から用いられ
ているワイヤー・チャージャーの原理と変わることはな
い。以上のように本実施例においては、転写領域で磁性
粒子５により形成された磁気ブラシから転写紙２１の表
面に放電を行うことで、感光体１０表面のトナー像２０
を転写紙２１に転写する。

【００１３】以上、実施例によれば、磁性粒子５は微細
な粒子体であるので、磁性粒子５が転写紙２１との間に
形成するエア・ギャップが非常に狭くなるため、放電効
率を高くすることができる。また、微細な磁性粒子５に
よって転写紙２１を感光体１０表面に押しつけているの
で、転写紙２１に対する磁性粒子５の接触ムラがなく、
転写紙２１に対して均一な放電を与えることができる

【００１４】なお、本実施例においては、樹脂等でコー
トしていない磁性体をそのまま導電性の磁性粒子５とし
て用いてもよい。この場合、放電開始電圧は上記高抵抗
体の磁性粒子５を用いたときと変わらないが放電効率が
上がる。そして、この場合には、転写紙２１はチャージ
を受けても十分耐電圧を維持し得る絶縁度が必要にな
る。

【００１５】また、図４は、二つの転写ユニット１３
ａ，１３ｂを一体に構成した転写ユニット１３の説明図
である。本図に示された転写ユニット１３ａにおいて
は、上記図２と同様に高抵抗体の磁性粒子５ａを用いて
おり、他方の転写ユニット１３ｂにおいては、導電性の
磁性粒子５ｂを用いている。また、転写ユニット１３ｂ
において印加されるバイアス電圧は転写ユニット１３ａ
に比べて低く設定されている。また、本図の転写ユニッ
ト１３は可動に構成されており、外部からの転写モード
の切換え指令があると、図示しない駆動手段により図示
の位置と図中二点鎖線で示す位置との間を移動する。ま
た、磁性粒子５ａ，５ｂがそれぞれスリーブ３ａ，３ｂ
の回転に伴い転写ユニット１３ａ，１３ｂの中で循環す
る際の動作は、図２において磁性粒子５がスリーブ３の
回転に伴い転写ユニット１３の中で循環する際の動作と
同じである。この図４に示す転写ユニット１３は、ＯＨ
Ｐフィルムや厚紙等の転写材に転写する場合や低湿環境
で転写をする場合等の転写性の悪い条件で転写する際
に、転写モードの切換え指令によって、導電性の磁性粒
子５ｂを用いた転写ユニット１３ｂで転写を行うよう
に、図中二点鎖線で示す位置に移動する。ここで、導電
性の磁性粒子５ｂを用いた場合は、上記高抵抗体の磁性
粒子５を用いたときの放電に加えて、転写紙２１の表面
に対する電荷注入がより有効に行われるため、転写紙２
１に対するトナー像２０の転写性能が向上する。従っ
て、転写ユニット１３ｂを用いるとき（導電性の磁性粒
子５ｂを用いるとき）は、印加されるバイアス電圧を転
写ユニット１３ａ（高抵抗体の磁性粒子５ａを用いると
き）に比べて低く設定しても、転写性の悪い条件で良好
な転写を行うことができる。また、この場合は、印加さ
れるバイアス電圧を転写ユニット１３ａ（高抵抗体の磁
性粒子５ａを用いるとき）に比べて低く設定できるの
で、転写ユニット１３ａを用いたときの放電量よりも少
ない放電量になるため、オゾンの発生量を抑えることが
できる。

【００１６】また、図５は、磁界発生手段としての磁石
４ａ〜４ｄを回動可能に構成した転写ユニット１３の説
明図である。本図の転写ユニット１３においては、磁石
４ａ〜４ｄを周囲に配置したローラ５０がスリーブ３内
に回動可能に配置されている。この構成において、転写
領域を転写紙が通過していない（図示の状態）ときに
は、磁石４ａ〜４ｄそれぞれが図２に示す位置から本図
に示す位置になるようにローラ５０が回転し、図２にお
いて磁石４ｂにより形成される磁気ブラシが感光体１０
表面に接触しないようにする。こうすることで、転写紙
の通過時以外は放電しなくなり感光体１０の疲労を減ら
すことができる。また、感光体１０表面に残留付着した
トナーが磁性粒子５に付着せず磁性粒子５を汚すことが
ないと共に、転写紙の裏汚れが発生しない。ここで、こ
の図５に示す構成に代えて、例えば、磁石４ａ〜４ｄを
図２に示す状態に固定にしておいて、磁石４ａ〜４ｄと
スリーブ３との間隙に可動に構成した磁気シールド板を
設け、非転写時にはこの磁気シールド板を磁石４ｃ，４
ｄとスリーブ３との間隙に移動させて、磁性粒子５をス
リーブ３上に汲み上げる磁界がスリーブ３上に形成され
ないようにした状態で、スリーブ３を少なくとも一定時
間回転させて、転写領域のスリーブ３上の磁気ブラシを
無くすようにしてもよい。更に、図２において、ドクタ
６をスリーブ３に接離可能に設け、非転写時にはドクタ
６をスリーブ３に接触させて、ドクタ６で磁性粒子５を
掻き落しながらスリーブ３を少なくとも一定時間回転さ
せて、転写領域のスリーブ３上の磁気ブラシを無くすよ
うにしてもよい。更に、その他の現像装置における穂切
り方法を用いることもできる。なお、図４の例で用いる
転写ユニット１３ａ，ｂを切換えるのに、両ユニットを
一体構成にして全体を移動させているが、これに代え、
ユニット全体は固定で、転写に使用しないユニットに対
して上記転写領域のスリーブ３上の磁気ブラシを無くす
方法を用いてもよい。

【００１７】なお、本実施例においては具体的には、高
抵抗体の磁性粒子５ａとして、酸化鉄を核にしてそのま
わりにシリコンを焼結させ、１０¹²Ωｃｍ程度の抵抗値
の、粒径２０〜１００μｍの粒子を、また導電性の磁性
粒子５ｂとして、１０⁷Ωｃｍ程度の抵抗値の、粒径２
０〜１００μｍの酸化鉄のそのままの粒子を用いた。ま
た、スリーブ３内の磁石４ａ〜４ｄによる磁力をスリー
ブ３上１ｍｍで７００〜９００Ｇａｕｓｓ程度、スリー
ブ３の線速は感光体１０に対して１．０〜３．０倍、ス
リーブ３と感光体１０との間隙を約０．５〜１．５ｍｍ
に設定し、−１２００Ｖのバイアス電圧を印加したとこ
ろ、−７００Ｖの感光体電位を得た。ここで、高抵抗体
の磁性粒子５ａとしては１０¹²Ωｃｍ以上、導電性の磁
性粒子５ｂとしては１０⁷Ωｃｍ以下、好ましくは１０⁶
Ωｃｍ以下の抵抗値を有するものが望ましい。

【００１８】また、本実施例においては、スリーブ３内
に磁石４ａ〜４ｄを設けずに、着磁によって磁極が表面
に形成されたローラを用いることもできる。また、転写
のための電界形成方法は、上記放電によるもの、放電や
電荷注入によるものの他、例えば、スリーブ３上の磁性
粒子５を対向電極として用いる方法や、電荷注入のみに
よって転写紙を帯電させる方法でもよい。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、微細な磁性粒
子で形成された磁気ブラシによって転写材を潜像担持体
に押しつけて転写を行うので、磁性粒子の経時的な変形
がなく、転写材に対して接触ムラがなく均一に接触し、
長期間良好な転写性能を維持できるという効果がある。
また、請求項２の発明によれば、磁気ブラシを形成する
磁性粒子の入れ替えを行うので、常に同じ磁性粒子が転
写に使用される場合に比して、磁性粒子の疲労を少なく
することができるという効果がある。更に、粒子担持体
の搬送速度と磁界発生手段の磁力によって、転写領域に
存在する磁性粒子の量を調節できるため、適切な転写圧
が設定できるという効果がある。また、請求項３の発明
によれば、転写材や潜像担持体への不要な電流のリーク
を防止でき、転写抜けや潜像担持体の疲労を防止できる
という効果がある。また、請求項４の発明によれば、転
写性の悪い条件で転写する際には導電性磁性粒子を用い
て転写を行うので、高抵抗磁性粒子を用いる場合よりも
低いバイアス電圧で転写でき、良好な転写性能を確保で
きるという効果がある。また、請求項５の発明によれ
ば、転写を行わないときは、磁界発生手段による磁性粒
子のブラシが潜像担持体表面に接触しないようにするの
で、潜像担持体や磁性粒子に余分なダメージ・ストレス
を与えることがなく、長寿命な転写装置とすることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】複写機の潜像担持体としての感光体ドラム周辺
の概略構成図。

【図２】図１中の転写ユニット１３の概略構成図。

【図３】転写領域の拡大図。

【図４】二つの転写ユニット１３ａ，１３ｂを一体に構
成した転写ユニット１３の説明図。

【図５】磁石４ａ〜４ｄを回動可能に構成した転写ユニ
ット１３の説明図。

【符号の説明】

１開口部２ケーシング３スリーブ４ａ〜４ｄ磁石５磁性粒子６ドクタ７電圧印加手段１０感光体１３転写ユニット２０トナー像２１転写紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体表面に形成された現像剤像を転
写材に転写する転写装置において、磁性粒子と、粒子担
持面上に磁界を形成する磁界発生手段を備えた磁性粒子
担持手段と、該磁性粒子担持手段にバイアス電圧を印加
する電圧印加手段とを有することを特徴とする転写装
置。
【請求項２】上記磁性粒子担持手段を上記粒子担持面上
で磁性粒子を所定方向に搬送するように構成し、該所定
方向において、転写領域より下流側の所定領域で上記粒
子担持体上の少なくとも一部の上記磁性粒子を離す手段
と、上記所定方向において、該所定領域と転写領域との
間で磁性粒子を上記粒子担持体上に供給する手段とを有
することを特徴とする請求項１の転写装置。
【請求項３】上記磁性粒子として、絶縁性の高い高抵抗
体を用いたことを特徴とする請求項１の転写装置。
【請求項４】上記磁性粒子として導電性磁性粒子と高抵
抗磁性粒子を備え、転写モードに従って、該導電性磁性
粒子と高抵抗磁性粒子とのいずれかを用いるように構成
したことを特徴とする請求項１の転写装置。
【請求項５】上記磁界発生手段により上記転写領域に形
成される磁性粒子のブラシの高さを変化させる高さ可変
手段と、上記転写材が上記転写領域を通過するタイミン
グに合わせて、ブラシの高さを変化させるように、該高
さ可変手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴と
する請求項１の転写装置。