JPH0427988A - 像形成装置のトナー像転写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 電子写真装置など像形成装置において、像担持体の表面
に形成されたトナー像を記録媒体に転写するためのトナ
ー像転写装置に関し、 転写ローラに付着したトナーを容易に落とすことができ
るようにすることを目的とし、導電材により形成された
ローラ軸と、上記ローラ軸に被覆された導電性の弾性体
からなる弾性ローラ部と、上記弾性ローラ部の外周面に
被覆された誘電材からなる誘電体外皮部とにより転写ロ
ーラを形成して、上記転写ローラの表面に付着したトナ
ーを上記像担持体に転写するための転写電圧を上記転写
ローラの表面側から印加する転写電圧印加手段を設ける
と共に、上記ローラ軸を上記転写電圧印加手段のアース
側に接続して構成し、或いは、さらにクリーニングブレ
ードを、上記転写ローラの外表面に接触配置して、その
クリーニングブレードを上記転写電圧印加手段のアース
側に接続して構成する。

〔産業上の利用分野〕

この発明は、電子写真装置など像形成装置において、像
担持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写す
るためのトナー像転写装置に関する。

電子写真装置などにおける転写方法としては、コロナ転
写法、粘着溶融転写法及びローラ転写法などがある。

このうち、コロナ転写法では、コロナ放電により生じる
静電気によって、感光ドラムまたは感光ベルトなど像担
持体上のトナー画像を電界の力により記録紙上へ引き付
ける。しかし、コロナ放電は、ある程度の距離をおいて
記録紙の像転写の裏面から行うことから、トナー画像が
乱れ、画像のボケやちりといった問題が生じる。また、
転写のためには高い電圧を印加する必要があり、オゾン
が大量に発生するといった問題もある。

粘着溶融転写法では、像担持体上にシリコーンゴムなど
を用いたフィルムを押し当てて、圧力によって機械的に
フィルム上に一次転写（粘着）する。次に、そのフィル
ムを加熱して、フィルム上のトナー画像を溶融し、トナ
ー粉体を液体にして記録紙へ溶融転写する。この方法は
、トナー像を機械的な力にてフィルム上へ付着させるこ
とから、転写における画像の忠実性は非常に高いが、加
熱と冷却を繰り返すことから、加熱したフィルムを冷却
する機構部分が必要になる。さらに、冷却にある程度時
間がかかるので、出力速度を向上させるためには、フィ
ルムを長くする必要があり、装置が大型化する欠点があ
る。

一方、ローラ転写法では、低電圧印加でもトナー画像の
転写効率が良く、またオゾンの発生も無い。さらに、ロ
ーラをある程度の圧力で像担持体上に押しつけるので、
記録紙が固定され画像を忠実に転写することができる。

〔従来の技術〕

第１１図は従来のローラ転写器を示し、第１２図は、そ
の転写ローラを示している。

転写ローラ８０は、第１２図に示されるように、ローラ
軸８１に導電性のゴムローラ８２をライニングしたもの
である。この他にも導電性スポンジまたはこれら導電性
物質のローラ表面に誘電体フィルムを巻きつけたものな
どが用いられる。

この転写ローラ８０を用いた構成は、第１１図に示され
るように、感光ドラムまたは感光ベルトなどの像担持体
９１と転写ローラ８ｏとで記録紙１００を挟むようにし
、転写時にはローラ軸８１に電圧を印加して、静電的な
力によりトナー画像を記録紙１００に転写する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の転写装置、転写ローラ８０に導電性ゴムまたは導
電性スポンジを用いており、そのローラ軸８１に電圧を
印加して像担持体９１上のトナー画像を、その像担持体
９１と転写ローラ８０との間を通過する記録紙１００へ
転写する。

しかし、記録紙１００が挿入される前に転写動作が行わ
れたり、何かの原因により記録紙が通過しなかった場合
などには、画像を形成しているトナー像転写装置ラ８０
に付着し、または転写ローラ８０の内部に浸透してしま
うという欠点がある。

これは転写の際の接触幅を得るため、ある圧力で転写ロ
ーラ８０を像担持体９１に押しつけているので、機械的
な力により、または転写ローラ８０に印加した電圧によ
る静電的な力によって、トナー画像が転写ローラ８０に
付着するからである。

転写ローラ８０の汚れは、記録紙１００の裏面の汚れお
よび転写条件の変化から、転写効率の低下、さらには転
写不良を誘起するという欠点が生じる。

この転写ローラ８０のクリーニング方法に関しては多々
考案されており、粘着性のローラを転写ローラに接触さ
せて同時に回転させる方法や、ブレードまたはブラシに
より強制的にトナーを掻き落とす方法等がある。しかし
、粘着性のローラを転写ローラに接触させてクリーニン
グする方法は、粘着ローラ表面がトナーおよび紙粉の付
着により均一に覆われた後はクリーニング効果が損なわ
れ、上述の欠点が露出する。

また、第１３図に示されるような、クリーニングブレー
ド９５によるクリーニングは、転写ローラ８０上のトナ
ーを強制的に取り除くものであるが、クリーニングブレ
ード９５により堰き止められたトナーは、転写ローラ８
０との静電的な力により結着しているため、下方に落ち
ずに残る。これが継続すると、トナーは転写ローラ８０
の表面を覆う様になり、上記欠点の解決にはならな０゜
本発明は、そのような従来の欠点を解消し、転写ローラ
に付着したトナーを容易に落とすことかできる像形成装
置のトナー像転写装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の像形成装置のトナ
ー像転写装置は、実施例を説明するための第１図に示さ
れるように、像担持体１の表面に形成されたトナー像を
記録媒体１００に転写するために上記像担持体１に対向
して設けられた像形成装置のトナー像転写装置において
、導電材により形成されたローラ軸１１と、上記ローラ
軸１１に被覆された導電性の弾性体からなる弾性ローラ
部１２と、上記弾性ローラ部１２の外周面に技工された
誘電材からなる誘電体外皮部１３とにより転写ローラｌ
Ｏを形成して、上記転写ローラｌＯの表面に付着したト
ナーを上記像担持体１に転写するための転写電圧を上記
転写ローラｌＯの表面側から印加する転写電圧印加手段
２０を設けると共に、上記ローラ軸１１を上記転写電圧
印加手段２０のアース側に接続したことを特徴とする。

また、上記転写ローラＩＯの表面に付着したトナーを掻
き落とすためのクリーニングブレード３を、上記転写ロ
ーラｌＯの外表面に接触配置し、そのクリーニングブレ
ード３を上記転写電圧印加手段２０のアース側に接続し
てもよい。

〔作用〕

転写ローラｌＯに被覆された誘電体外皮部１３の表面に
転写電圧を印加し、そのローラ軸１１をアースしたので
、転写ローラｌＯ内部の電荷が誘起されて、転写ローラ
１０表面の電荷が記録媒体１００側へ容易に移動し、ト
ナー像の転写が行われる。また、表面の電荷移動による
転写ローラＩＯ内部の余分な電荷は、誘起された電荷な
ので、ローラ軸１１を通って流れ易くなっている。

また、クリーニングブレード３を通じて、転写ローラｌ
Ｏ側の電荷を除去することができるので、転写ローラ１
０の表面に付着したトナーが、クリニングブレード３に
よって容易に掻き落とされる。

〔実施例〕

図面を参照して実施例を説明する。

第１図において、１は、電子写真式のプリンタ又は複写
機などに設けられた像担持体である感光ドラムであり、
矢印Ｒ方向に回転駆動される。１０は、感光ドラム１の
表面に形成されたトナー像を記録紙（記録媒体）１００
に転写するための転写ローラであり、感光ドラム１に圧
接されて、感光ドラム１の回転に追従して回転する。そ
して、感光ドラムｌと転写ローラＩＯとの間に記録紙１
００が挾まれて搬送され、感光ドラム１上のトナー像が
記録紙１００に転写される。

感光ドラムＩの周囲には、転写ローラｌＯに対向するよ
りも手前の位置に、感光ドラム１を帯電させるための帯
電器と、画像光を感光ドラム１表面に投射してそこに静
電潜像を形成するための画像光投射器、及び静電潜像を
現像して感光ドラムｌの表面にトナー像を形成する現像
器などが配置され、転写ローラｌＯより先側には、感光
ドラムｌを除電するための除電器などが配置されている
。

ただし、それらの図示は省略されている。

転写ローラ１０は、第２図にも示されるように、導電性
の金属材により形成されたローラ軸１１と、そのローラ
軸１１にライニング被覆された導電性の弾性体からなる
弾性ローラ部１２と、その外周面に被覆された誘電材か
らなる誘電体外皮部１３とにより形成されている。

ローラ軸１１は、感光ドラムｌとの接触圧力に耐える例
えば直径１０ｍｍのステンレス鋼製であり、像担持体ｌ
に向かって例えば線圧１　、　　ＯＫｇｒ／ｃｍで加圧
される。

弾性ローラ部１２は、導電性ゴム又は導電性スポンジな
どにより形成されていて、その硬さは、感光ドラムｌと
のニップ幅を得るために、例えばゴム硬度４０度のもの
が用いられ、転写ローラｌＯ内の電荷が移動し易いよう
に、例えば体積抵抗率１０’　Ω・ｃｍのものが用いら
れる。

誘電体外皮部１３は、記録紙１００と同程度の誘電率の
、例えば厚さ１６０μｍの、表面が平滑なマイラーフィ
ルムなどからなり、外径が例えば４０ｍｍに形成されて
いる。このような誘電体外皮部１３としては、マイラー
フィルム以外にも、例えばポリエチレンテレフタレート
、テフロン、又はポリメタクリル酸メチルなどのフィル
ムを用いることができる。ただし、誘電率の大きなもの
を用いることが好ましい。

転写ローラｌＯと感光ドラムｌとの圧接部（転写部）に
近接して、転写ローラｌＯの外周面（即ち、誘電体外皮
部１３の外周面）に接触する導電ブラシ２１が、転写部
のすぐ手前側に配置されている。この導電ブラシ２１は
金属など導電性のよい材質により形成され、感光ドラム
Ｉ及び記録紙１００に接触しないように、転写ローラｌ
Ｏの全幅に沿って設けられている。なお、導電ブラシ２
■に代えて導電ブレードなどを用いてもよい。

導電ブラシ２１は、転写電圧印加用の例えば７００ボル
トの電源２２に接続され、電源２２の他極側はアースさ
れている。また、ローラ軸１１もアースされていて、電
源２２の他極側に接続されている。

第３図にも示されるように、転写ローラｌｏの表面に付
着したトナー及び紙粉などを掻き落とすためのクリーニ
ングブレード３が、転写ローラ１０の回転方向に対して
カウンタ方向に向けて配置されている。このクリーニン
グブレード３は、例えば厚さ１ｍｍの金属板など導電性
のよい材質により形成されていて、抵抗器３１を介して
アースされている。抵抗器３１の抵抗値は例えばＩＭΩ
である。３２は、掻き落とされたトナーなどを受けるた
めのトレーである。

次に、上記実施例の動作について説明する。

第４図は、トナー１０１による画像を感光ドラムｌに形
成した後、記録紙１００が図中右方向から挿入されてき
たときを示している。これと同時に転写ローラ１０を感
光ドラム側へ押上げ、所定の圧力でもって圧接させる。

さらに、転写ローラ１０の表面に接触している導電ブラ
シ２１に電圧を印加すると、転写ローラ１０の表面に＋
または−の電荷が溜まり、誘電体外皮部１３の裏面、つ
まり転写ローラｌＯ内部には、表面の電荷と逆極性の電
荷が、アースされたローラ軸１１より流れ込む。

この誘導電荷が瞬時にして誘起し易い様に、弾性ローラ
部１２の材質は低抵抗率であることが望ましい。第４図
では、トナー１０１の帯電極性を−とじ、転写ローラ表
面を十に帯電するために印加電圧は＋とする。これより
、転写ローラ１０内部に誘起される電荷は−となる。

第５図は、感光ドラムｌと転写ローラ１０との間に記録
紙１００とトナー１０１による画像が挟まれた状態を示
す。このときに、トナー１０１が感光ドラムｌから離れ
て記録紙１００に転写されるためには、転写ローラ１０
上にある十電荷が形成する電界がトナー１０１に及はす
力が、感光ドラムｌとトナー１０１との付着力よりも大
きくなれば良い。つまり、電源２２の電圧調整により転
写条件は与えられる。

第６図は、トナー１０１を記録紙１００に転写した後の
状態を示したものである。記録紙１００の図中上面にト
ナー１０１を転写した場合、その反対の面には逆極性の
電荷が残る。この電荷は転写ローラｌＯに印加したもの
である。トナー１０１が感光ドラムｌに戻らずに記録紙
１００上に留まるためには、転写ローラｌＯ上の十電荷
が記録紙１００を挟んでトナーｌＯ１との反対面に移る
ことが重要となる。

これは、転写ローラｌＯの誘電体外皮部１３を挟んだ電
荷の引き合う力よりも、記録紙１００を挟んだトナー１
０１の持つ電荷と転写ローラｌＯ上の電荷との引き合う
力が強ければ良いことになる。これは誘電体外皮部１３
の誘電率とその厚さ（引き合う電荷の距離）により決定
される。

このような過程によって、転写ローラｌＯ上の＋電荷は
減少する。転写ローラ１０表面の十電荷の減少により、
転写ローラｌＯ内部の余分な一電荷はローラ軸１１を通
ってアースに流れる。

次に、第７図及び第８図において、本発明における転写
ローラｌＯのクリーニング方法と除電方法を述へる。

第７図は、転写ローラｌＯ上にトナー１０１が付着した
ままクリーニング部３０へ搬送されてくるところである
。トナー１０１の形成する画像部分では、トナー１０１
の持つ一電荷を引き合うため、誘電体外皮部１３上に十
電荷が存在する。転写部以前に与えられた十電荷により
誘起されたー電荷は、転写ローラｌＯ上へのトナー１０
１の付着により余分な電荷となり、ローラ軸１１に流れ
込む。

第８図は、トナー画像がクリーニングブレード３まで搬
送され、ブレード３により転写ローラｌＯ上より除去さ
れているところである。ここでは、誘電体外皮部１３の
表面にある十電荷は、抵抗値が低く流れ易い導電性のク
リーニングブレード３内を流れアースされる。そして、
誘電体外皮部１３の表面に十電荷が存在しなくなるので
、トナー１０１と誘電体外皮部１３との付着力は減衰し
、トナー１０１はクリーニングブレード３により容易に
掻き落とされる。

また、転写ローラ１０の内部つまり誘電体外皮部１３の
裏側に誘起していたー電荷も、十電荷がアースに流れる
と同時にローラ軸１１を通ってアースに流れる。誘電体
外皮部１３上のトナーｌＯ１と十電荷は、トナー１０１
の体積抵抗率が高いために、十電荷がトナー１０１内部
に入り込まず、結果として中和されない。また、転写ロ
ーラｌＯ上にトナー１０１が無い場合でも、クリーニン
グブレード３によって誘電体外皮部１３上の十電荷が除
去され、この部分において転写ローラｌＯ上の電荷を全
て除去できることから、ローラ帯電用の電圧を一定にす
ることで転写条件も一定とすることができる。

なお、上記実施例においては、転写ローラｌＯの弾性ロ
ーラ部１２の体積抵抗率を１０’Ω・ｃｍとしたが、こ
の体積抵抗率は、できるだけ低いものが良く、例えば１
０’〜１０８Ω・ｃｍ位が適当である。また、ゴム硬度
は４０〜６０度程度が程度である。

上述したように、本発明においては、転写ローラ１０の
表面上の電荷に対して、弾性ローラ部１２を通して誘電
体外皮部１３の裏面に電荷を与えたり、消去する必要が
ある。又、この動作が早く行われないと、転写ロー５１
０表面上の転写電荷が記録紙１００側にスムーズに移動
せず、転写が良好に行われない。そのために弾性ローラ
部１２は、電荷が移動し易いように低抵抗であることが
好ましい。

弾性ローラ部１２では、電気抵抗を下げるために、ゴム
などの中にカーボンを分散して電気抵抗を下げているが
、カーボンの添加は、ゴム硬度の増加につながり、低抵
抗になるほどゴム硬度は高くなる。抵抗率が１０４Ω・
ｃｍ程度では、ゴム硬度は６０度程度となる。

また、ローラ転写では、感光ドラムｌとある接触幅を持
たせることが大切であり、同一の線圧を与えた場合には
、ゴム硬度が高くなる程接触幅が狭くなり、同一の接触
幅とした場合には、ゴム硬度が低い程接触圧が小さくな
る。

このような状況から、弾性ローラ部１２は、体積抵抗率
が１０’〜１０８Ω・ｃｍ程度、ゴム硬度が４０〜６０
度程度を程度とする。

また、第９図はローラ転写部のモデル図であり、εは誘
電率、■は電圧を示す。

転写ローラ１０の誘電体外皮部１３の表面に電荷を与え
ると、誘電体外皮部１３の裏側にも電荷が誘起されるこ
とから、転写に必要な電荷σＣは、第１Ｏ図の式で示さ
れる。

ローラ転写において最も転写効率が良くなる時は、σｃ
＝３２０μＣ／ｍ’であり、この条件になるように考え
、とくに転写のために印加する電圧Ｖｐｓは小さいほど
よい。

また、Ｖｐｓ、　　εＵ及びｄｕは、εＵが一定なら、
ｄｕとＶｐｓは共に大きくなるか又は共に小さくなり、
ｄｕが一定なら、εＵとＶｐｓは共に大きくなるか共に
小さくなる。

本発明における条件としては、εＵが一定でｄｕとＶｐ
ｓを共に小さくするか、又はｄｕが一定でεＵを大きく
してＶｐｓを小さくするのが良い。

また、転写ローラ１０上にのる電荷量は誘電体外皮部１
３の容量Ｃで決まり、 Ｃ＝ε０　・εｕ／ｄｕだから、 εＵを大きく、ｄｕを小さくするのが好ましい。

しかし、このεｕ、ｄｕの値は、他の項との関連で決ま
る。つまり、第１Ｏ図に示される式の分母において、ｄ
ｕが小、εＵが大となりすぎると、ｄｕ／εＵは小さく
なって他の項に左右される。

特に、他の項において、変化すると考えられるのは記録
媒体１００である。つまり、紙であるか、ＯＨＰシート
であるかである。他の項における変動を極力なくすには
、ｄｕ／εＵが大きければ良く、εＵが３〜７の範囲で
はｄｕは１１０μｍ〜２５０μｍの間にすれば良い。

このようなことから、転写ローラ１０の誘電体外皮部１
３の誘電率は、ＯＨＰシートと同等あるいはそれより大
きいもので、よりＯＨＰシートに近いものが好ましく、
３．０〜７．０程度が好ましい。そして、誘電体外皮部
１３の厚さは、記録紙１００の厚さと同等又はそれより
厚いのがよい。

また、誘電体外皮部１３の表面に凹凸があると、この凹
凸内にトナーが入り込み、ブレードによるクリーニング
効果が低下するばかりでなく、ローラ表面のフィルミン
グにより転写効率が低下する。

用いる誘電体外皮部１３の表面平滑性の評価はＪＩｓ−
Ｌ−８１１９（紙及び板紙のベック試験器による平滑度
試験方法）に準拠して試験を行い、ＯＨＰシートと同等
あるいはそれ以上の平滑性を必要とする。ＯＨＰシート
の表面平滑性はへツタ試験法により６０Ｉ　（秒）であ
ったので、これ以上の時間を有するものを用いることと
する。ちなみに、ボンド紙は５（秒）、普通紙は４６．
２〜７１．５（秒）であった。

なお、上記実施例においては、転写ローラのクリーニン
グ手段として、クリーニングブレードの場合について説
明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、他の
周知構成のスポンジローラ、ファーブラシクリーナ（導
電性であることが好ましい）等を用いることができる。

〔発明の効果〕

本発明の像形成装置のトナー像転写装置によれば、転写
ローラの表面から転写電圧を印加することにより、転写
ローラ内部の電荷が誘起されて、転写ローラ表面の電荷
を記録媒体側へ容易に移動させ、良好なローラ転写を行
うことができる。

しかも、転写ローラの表面を誘電体で覆ったことから、
その表面の平滑性を良くすることができてブレードクリ
ーニングを行うことができ、クリニングブレードを介し
て転写ローラ表面の電荷を除去することが可能なので、
転写ローラ表面に付着したトナーを、クリーニングブレ
ードにより容易に掻き落とすことができる。その結果、
転写電圧を一定にしても誘電体に電荷が溜まることがな
く、良好な転写が安定して得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例の構成図、 第２図は、実施例の転写ローラの斜視図、第３図は、実
施例の部分斜視図、 第４図ないし第８図は、実施例の動作説明図、第９図は
、実施例のローラ転写のモデル図、第１Ｏ図は、転写に
必要な電荷を示す図式、第１１図は、従来例の構成図、 第１２図は、従来例の転写ローラの斜視図、第１３図は
、従来例の部分斜視図である。 図中、１・・・像担持体、 １０・・・転写ローラ、 １１−・・ローラ軸、 １２・・・弾性ローラ部、 １３・・・誘電体外皮部、 ２０・・・転写電圧印加手段。 実施例の動作説明図 第４図 実施例の動作説ＢＡ図 第５図 実施例の動作説明図 第６図 実施例の動作説明図 実施例の動作説明図 尖絶合りのローラ転写のモデル図 第９図 転写に必要な電荷を示す図式 ］ 従来例の構成図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、像担持体（１）の表面に形成されたトナー像を記録
   媒体（１００）に転写するために上記像担持体（１）に
   対向して設けられた像形成装置のトナー像転写装置にお
   いて、 導電材により形成されたローラ軸（１１）と、上記ロー
   ラ軸（１１）に被覆された導電性の弾性体からなる弾性
   ローラ部（１２）と、 上記弾性ローラ部（１２）の外周面に被覆された誘電材
   からなる誘電体外皮部（１３）と により転写ローラ（１０）を形成して、 上記転写ローラ（１０）の表面に付着したトナーを上記
   像担持体（１）に転写するための転写電圧を上記転写ロ
   ーラ（１０）の表面側から印加する転写電圧印加手段（
   ２０）を設けると共に、上記ローラ軸（１１）を上記転
   写電圧印加手段（２０）のアース側に接続したことを 特徴とする像形成装置のトナー像転写装置。 ２、上記転写ローラ（１０）の表面に付着したトナーを
   掻き落とすためのクリーニングブレード（３）を、上記
   転写ローラ（１０）の外表面に接触配置し、そのクリー
   ニングブレード（３）を上記転写電圧印加手段（２０）
   のアース側に接続した請求項１記載の像形成装置のトナ
   ー像転写装置。