JPH05158363A - 転写ローラクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】転写ローラを用いた転写ローラクリーニング装
置に関し、簡易な電源構成で、しかも充分な転写特性と
クリーニング性能を得ることができる転写ローラクリー
ニング装置を提供することを目的とする。 【構成】転写ローラ５１に対して、転写電圧及び転写電
圧とは逆極性の電圧を印加する転写用電源５又は６を有
する転写ローラクリーニング装置において、転写用電源
５又は６が、正負両極性の出力を切り換えて発生するこ
とができ少なくともその一方の出力極性において定電圧
動作領域を外れて擬似的な定電流動作をする定電圧電源
５、または転写用電源５又は６が、正負両極性の出力を
切り換えて発生することができ、少なくともその一方の
出力極性において定電流動作領域を外れて擬似的な定電
圧動作をする定電流電源６であるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、転写ローラを用いた
電子写真装置等の転写ローラクリーニング装置に関す
る。

【０００２】転写ローラによりトナー像の転写を行うた
めには、転写ローラに数百ボルトないし２キロボルト程
度の電圧を印加する必要があるが、ローラ転写はコロナ
転写のようにオゾンの発生もなく、またトナー像形成体
と記録媒体との密着性が良いのでトナーの散りや画像の
乱れも少ない。

【０００３】しかし、このようなローラ転写法では、記
録媒体が差し込まれていないときには、転写ローラがト
ナー像形成体に直接接触する。したがって、ジャムの発
生によって記録媒体が搬送されてこなかった場合などに
は、転写ローラの表面が著しく汚れてしまう場合があ
る。

【０００４】また、イニシャル動作中や連続印刷を行っ
ている場合の記録媒体と記録媒体との間などでも、トナ
ー像形成体にトナーが残っていると転写ローラの表面が
汚される。この場合のトナーの付着量はごくわずかであ
るが、長期間使用しているうちに汚れがひどくなってい
く。

【０００５】このように、転写ローラがトナーで汚され
ることはある程度避けられないことなので、転写ローラ
をクリーニングする必要がある。

【０００６】

【従来の技術】そこで、静電力を利用して転写ローラ表
面のトナーをトナー像形成体（感光ドラム）側に移動さ
せて転写ローラをクリーニングするべく、本出願人は、
非転写時には転写時と逆極性の電圧を転写ローラに印加
するようにした発明について、先に特許出願した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】転写ローラに逆極性の
電圧を印加するためには、転写用電源が正負両極性を切
り換えて出力できる必要があり、さらに、転写時には定
電流動作をし、クリーニング時には定電圧動作をするこ
とが望ましい。

【０００８】というのは、転写時には、誘電体である記
録用紙の裏に生じる電荷量がトナーの転写動作を決定づ
けるので、その電荷量を一定にするためには定電流電源
を用いるのがよく、クリーニング時には記録用紙が無く
て、導電体である転写ローラと感光ドラムとが直接接触
し、その間に一定の電界を形成するためには定電圧電源
を用いるのがよいからである。

【０００９】そこで上述のような従来の転写ローラクリ
ーニング装置では、極性と特性が異なった二つの電源を
設けて、転写時とクリーニング時とで電源を切り換えて
使用しており、そのために、回路構成や制御法が複雑か
つ高価になってしまう欠点があった。

【００１０】そこでこの発明は、簡易な電源構成で、し
かも充分な転写特性とクリーニング性能を得ることがで
きる転写ローラクリーニング装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の転写ローラクリーニング装置は、実施例を
説明するための図１に示されるように、表面にトナー像
が形成されるトナー像形成体１と、上記トナー像形成体
１の表面に接する記録媒体１００に上記トナー像を転写
させるために上記記録媒体１００の裏面側に密着するよ
うに設けられた転写ローラ５１と、上記トナー像形成体
１から上記記録媒体１００に上記トナー像を転写させる
ための転写電圧と、上記転写ローラ５１の表面に付着し
たトナーを上記トナー像形成体１の表面に移動させるた
めに上記転写ローラ５１に対して上記転写電圧とは逆極
性の電圧とを印加する転写用電源５又は６とを有する転
写ローラクリーニング装置において、上記転写用電源５
又は６が、正負両極性の出力を切り換えて発生すること
ができ少なくともその一方の出力極性において定電圧動
作領域を外れて擬似的な定電流動作をする定電圧電源５
であることを特徴とし、あるいは、上記転写用電源５又
は６が、正負両極性の出力を切り換えて発生することが
でき、少なくともその一方の出力極性において定電流動
作領域を外れて擬似的な定電圧動作をする定電流電源６
であることを特徴とする。

【００１２】

【作用】転写用電源として定電圧電源５を用いた場合に
は、クリーニング時には定電圧領域で転写ローラに電圧
を印加し、転写時には定電圧動作領域を外れて擬似的な
定電流領域においてクリーニング時とは逆極性の電圧を
印加する。

【００１３】また、転写用電源として定電流電源６を用
いた場合には、転写時には定電流領域で転写ローラに転
写電圧を印加し、クリーニング時には定電流動作領域を
外れて擬似的な定電圧領域において転写時とは逆極性の
電圧を印加する。

【００１４】

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図２は、
本発明を適用したレーザプリンタを示し、図３は、その
画像形成部を示している。

【００１５】感光ドラム（トナー像形成体）１はメイン
モータ２０により一定速度で回転駆動され、帯電器２で
一様に帯電されたあと、画像露光装置３、ここではレー
ザ光学系により画像が露光されて、感光ドラム１上に電
荷による静電潜像が形成される。この像は現像器４によ
り現像されて感光ドラム１上にトナー像１０が形成され
る。

【００１６】この実施例の装置では、感光ドラム１とし
てＡ３用紙サイズの幅で外径が４０mmの有機感光体（Ｏ
ＰＣ）を用い、帯電器２により負（−６００Ｖ）に一様
に帯電させて画像露光装置３で露光した後、非磁性一成
分現像器４で負帯電（−１０μＣ／ｇ）のトナーを用い
て現像を行っている。感光ドラム１の周速度は７０mm／
ｓである。

【００１７】感光ドラム１の表面には、記録用紙１００
が接するように搬送され、転写ローラ５１が記録用紙１
００の裏面に密着して記録用紙１００を感光ドラム１に
押し付けている。

【００１８】そして、感光ドラム１表面のトナー像１０
は、転写ローラ５１により記録用紙１００に転写され、
定着器９で記録用紙１００に定着される。一方、感光ド
ラム１は除電器７とクリーナ８によって電荷と残留トナ
ーが取り除かれる。

【００１９】図４は、感光ドラム１と転写ローラ５１部
分を示す斜視図である。転写ローラ５１は例えば外径２
２mmであり、外径１０mmのステンレス製の金属軸５１ａ
のまわりに、導電性の弾性層５１ｂとして独立気泡の導
電性発泡体をライニングした構成になっている。

【００２０】導電性発泡体としては、ポリウレタン発泡
体、シリコーン発泡体又はエチレンプロピレン発泡体等
を使用することができ、発泡体材料にカーボンブラック
等の導電性付与剤を添加したものである。

【００２１】このように、転写ローラ５１を発泡体から
なる弾性体で形成することにより、転写ローラ５１への
トナーの粘着を防ぐことができ、その結果、静電気力に
よってトナーを転写ローラ５１から移動させることがで
きる。また、発泡体として独立気泡の発泡体を用いるこ
とによって、気泡の奥にトナーが入り込むのが防がれ
る。

【００２２】転写ローラ５１は、両端に露出した金属軸
５１ａを軸受５３により支えている。軸受５３にはバネ
５４が取り付けられており、転写ローラ５１を感光ドラ
ム１に押し付けるように荷重がかけられている。ここで
用いた軸受５３は導電性を有しており、軸受５３とバネ
５４を介して、転写用電源５から転写ローラ５１にバイ
アス電圧が印加されるようになっている。

【００２３】感光ドラム１上のトナー像１０を記録用紙
１００に転写するためには、転写ローラ５１に転写用電
源５からトナーの帯電電荷とは逆極性のバイアス電圧、
すなわち本実施例では負極性のトナーを使用しているの
で正のバイアス電圧を印加して、トナー像１０を記録用
紙１００上に静電的に吸着して転写を行う。

【００２４】これに対して、クリーニング時には転写時
とは逆極性のバイアス電圧を転写ローラ５１に印加し、
トナーが転写ローラ５１から感光ドラム１側に移動する
方向の電界を形成しなければならない。そのような制御
は図５に示される制御回路によって行われる。

【００２５】図５は本発明の制御回路系の一実施例であ
る。マイクロコンピュータ７０は、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）７１とレーザプリンタの動作手順のプログラムを記
憶している読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）７２と、一時
的なデータ等を記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）７３と、入出力インタフェイス（Ｉ／Ｏ）７４から
構成されている。

【００２６】マイクロコンピュータ７０は入出力インタ
フェイス７４を介して、メインモータ２０のドライバ２
１、帯電器２の電源２３、画像露光装置３のドライバ３
３、現像モータ４１のドライバ４２、現像用電源４３、
転写用電源５およびレジストローラ６１用モータ６２の
ドライバ６３などに信号を送って制御を行っている。３
１はレーザ光源、３２はポリゴンミラーである。

【００２７】また、マイクロコンピュータ７０にはパー
ソナルコンピュータ又はワープロ等のホストコントロー
ラ８０が接続されており、ホストコントローラ８０から
の指令、データにより印刷動作が行われるようになって
いる。

【００２８】図６は転写用電源５の構成を示している。
５ａは基準電圧を指定する信号を発生する基準電圧信号
回路であり、マイクロコンピュータ７０から入力される
転写極性切り換え信号によって、転写時には３０００ボ
ルト、クリーニング時には５００ボルトを指定する信号
を出力する。

【００２９】基準電圧信号回路５ａから出力された信号
は、比較回路５ｂと制御回路５ｃを経て高圧電源回路５
ｄに入力し、指定された電圧が高圧電源回路５ｄから整
流回路５ｅで直流に整流されて、転写ローラ５１に出力
される。

【００３０】ただし、クリーニング時には、マイクロコ
ンピュータ７０から入力される転写極性切り換え信号に
よって、極性切換回路５ｆが整流回路５ｅからの出力電
圧をマイナスの極性に切り換えるので、転写ローラ５１
には−５００ボルトが印加される。

【００３１】５ｇは、高圧電源回路５ｄからの出力電圧
を検出して、その検出電圧値を比較回路５ｂにフィード
バックさせる電圧検出回路であり、比較回路５ｂにおい
て行われるフィードバック制御によって、高圧電源回路
５ｄからの出力電圧が所定電圧に安定する。

【００３２】また、５ｈは、高圧電源回路５ｄを流れる
電流値を監視する電流制限回路であり、電流値が所定値
をこえたら、制御回路５ｃに信号を出力して、電流値を
下げる制御を行わせる。この実施例においては、制限電
流値は１０μＡである。

【００３３】図７は、転写バイアス時の電流−電圧特性
を示しており、電流値が約７μＡまでは３０００ボルト
の定電圧が維持されるが、電流値が８μＡを越えると電
圧は急降下し、９μａないし１１μＡの範囲では電流値
の僅かな降下に対して電圧が大幅に降下する擬似的な定
電流特性となる。

【００３４】図８及び図９は本実施例の動作を示すタイ
ムチャートである。図８は、電源投入時や装置のカバー
を閉じたときのイニシャル動作を示しており、ここでは
マイクロコンピュータ７０が、電源投入またはカバー閉
の信号を受信すると、メインモータ２０と画像露光装置
３のポリゴンミラー３２を回転させるスピンドルモータ
を起動させ、感光ドラム１の全幅に渡って露光するよう
にレーザ光源３１を発光させる。そして、メインモータ
２０の起動Ｔ１秒後（１００ms）に転写電源オン信号を
Ｈレベルにして、転写用電源５から転写ローラ５１に負
のバイアス電圧を印加する。

【００３５】次いで、Ｔ２秒（１０ｓ）のイニシャル動
作の後半のＴ８秒間（２ｓ）は、極性を反転させて正の
バイアス電圧を印加する。その後、イニシャル動作を終
了して、各モータやレーザ及び転写用電源５などはオフ
となり、ＲＥＡＤＹ信号がＨレベルとなって印刷待ち状
態になる。

【００３６】図９は、通常の印刷動作を示したタイムチ
ャートであり、ここでは３ページの連続印字の例を示し
てある。ホストコントローラ８０からの印刷開始信号を
受信すると、マイクロコンピュータ７０はメインモータ
２０とスピンドルモータを起動させ、前述のＴ１経過
後、前帯電信号と転写電源オン信号をＨレベルにして、
帯電器２にバイアス電圧を印加して、転写ローラ５１に
は転写用電源５によって負のバイアス電圧を印加する。

【００３７】そして、感光ドラム１の帯電部が現像部に
達するＴ３秒後（３２０ms）に現像モータ４１を起動
し、さらにＴ４秒後（１００ms）に現像バイアス用の電
源４３をオンにする。その後、画像データに対応してレ
ーザ光源３１が点滅して感光ドラム１上に画像を露光し
ていく。そして、現像された画像が転写部に達するタイ
ミングにあわせて、レジストローラ６１を回転させて記
録用紙１００を転写部に送り込んでいく。

【００３８】Ｔ５は、レジストローラ６１から転写部ま
で記録用紙１００が移動するために要する時間であり、
このタイミングで転写極性切換信号をＨレベルにして、
転写用電源５から転写ローラ５１に印加するバイアス電
圧を正極性に切り換えてトナー像を記録用紙１００に転
写する。Ｔ６は印刷前のクリーニング時間であり、５秒
とした。

【００３９】そして、レジストローラ６１が１ページ目
の記録用紙１００を送り出してからＴ５秒後に転写極性
を負に切り換え、２ページ目を送り初めてＴ５秒後に転
写極性を正に切り換える。

【００４０】このようにして３ページ目までの印刷を終
えたところで、前帯電及び現像をオフ、レーザをオン、
転写負バイアスとして転写ローラ５１のクリーニングを
Ｔ７秒間（５ｓ）行った後印刷動作を終了する。

【００４１】このように構成された時においては、クリ
ーニング時には、転写用電源５から転写ローラ５１に−
５００ボルトの負の定電圧が印加される。通常のクリー
ニング時の最大電流値は８μＡである。図１０に示され
るように、−５００ボルトのクリーニング電圧のときに
最も効率の良いクリーニングが行われる。

【００４２】一方、転写時は、図１１に示されるよう
に、転写電荷量が４００ないし７００μＣ／ｍ² のとき
に効率の良い転写が行われる。これは、電流値に換算す
ると８ないし１４μＡに相当する。転写電流が１０μＡ
であるときの転写電圧は、転写媒体の種類（普通紙、葉
書のような厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用シー
ト等）や温度、湿度等の環境条件によって変動するが、
ほぼ５００ないし２５００ボルトの範囲にある。したが
って、転写時の負荷変動は、図７に示される負荷曲線に
おいてＡとＢの間を変動することになり、９ないし１１
μＡの狭い範囲で擬似的な定電流となり、効率の良い転
写が行われる。

【００４３】図１２は本発明の第２の実施例の転写用電
源６を示しており、他の部分は上述の第１の実施例と同
じである。この実施例の転写用電源６は定電流電源であ
り、基準電流信号回路６ａによって、例えば１０μＡの
電流値を指定する信号が出力される。基準電流信号回路
６ａから出力された信号は、比較回路６ｂと制御回路６
ｃを経て高圧電源回路６ｄに入力し、指定された電圧が
高圧電源回路６ｄから整流回路６ｅで直流に整流され
て、転写ローラ５１に出力される。

【００４４】ただし、クリーニング時には、マイクロコ
ンピュータ７０から入力される転写極性切り換え信号に
よって、極性切換回路６ｆが整流回路６ｅからの出力電
圧をマイナスの極性に切り換える。

【００４５】６ｇは、高圧電源回路６ｄに流れる電流値
を検出して、その検出電流値を比較回路６ｂにフィード
バックさせる電流検出回路であり、比較回路６ｂにおい
て行われるフィードバック制御によって、高圧電源回路
６ｄにおける電流値が所定電流に安定する。

【００４６】また、６ｈは、高圧電源回路６ｄから出力
される電圧を監視する電圧制限回路であり、電圧が所定
値をこえたら、制御回路６ｃに信号を出力して電圧を下
げる制御を行わせる。この実施例においては、制限電圧
値は転写時には３０００ボルト、クリーニング時には５
００ボルトに設定される。

【００４７】図１３は、第２の実施例におけるクリーニ
ング時の電圧−電流特性を示しており、電圧値が３５０
ボルト程度までは１０μＡの定電流が維持されるが、電
圧値が４００ボルトを越えると電流は急降下し、４５０
ないし５５０ボルトの範囲では電圧の僅かな降下に対し
て電流値が大幅に降下する擬似的な定電圧特性となる。

【００４８】このように構成された第２の実施例におい
ては、転写時には、１０μＡの定電流によって転写電荷
量が５００μＣ／ｍ² になり、図１１に示されるように
効率の良い転写が行われる。

【００４９】一方、クリーニング時には、上述のように
図１３に示される擬似的な定電圧特性の出力が行われ
る。ただし、このときは極性切換回路６ｆによって、負
の極性に変換されている。

【００５０】図１４は、クリーニングバイアス電圧を−
５００ボルトとした場合にクリーニング時に流れた電流
の時間変化を調べたものであり、最初の２秒程でほとん
どのトナーがクリーニングされ、その後は徐々に減少し
ていくことを示している。したがって、クリーニング時
に流れる電流は８μＡであり、転写ローラが汚れていな
い状態で２μＡとなる。

【００５１】したがって、クリーニング時の負荷変動
は、図１３に示される負荷曲線のＡとＢの間を変動する
ことになり、−４５０ないし−５５０ボルトの狭い範囲
で擬似的な定電圧となり、図１０から明らかなように、
効率の良いクリーニングが行われる。

【００５２】

【発明の効果】本発明の転写ローラクリーニング装置に
よれば、一つの電源が定電圧動作と疑似的な定電流動作
とを切り換えて行うことができ、或いは、一つの電源が
定電流動作と疑似的な定電圧動作とを切り換えて行うこ
とができるので、比較的簡易で安価な電源構成で、良好
な転写特性とクリーニング性能を得ることができる優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】第１の実施例のレーザプリンタの構成図であ
る。

【図３】第１の実施例の画像形成部の構成図である。

【図４】第１の実施例の転写部の斜視図である。

【図５】第１の実施例の制御回路図である。

【図６】第１の実施例の転写用電源の構成図である。

【図７】第１の実施例の転写時のＩ−Ｖ特性線図であ
る。

【図８】第１の実施例のイニシャル動作時のタイムチャ
ート図である。

【図９】第１の実施例の印刷動作時のタイムチャート図
である。

【図１０】クリーニング電圧とクリーニング効率の関係
を示す線図である。

【図１１】転写電荷量と転写効率の関係を示す線図であ
る。

【図１２】第２の実施例の転写用電源の構成図である。

【図１３】第２の実施例のクリーニング時のＶ−Ｉ特性
線図である。

【図１４】クリーニング時間とクリーニング電流の関係
を示す線図である。

【符号の説明】

１ トナー像形成体 ５ 転写用電源 ６ 転写用電源 ５１ 転写ローラ １００ 記録媒体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面にトナー像が形成されるトナー像形成
   体（１）と、 上記トナー像形成体（１）の表面に接する記録媒体（１
   ００）に上記トナー像を転写させるために上記記録媒体
   （１００）の裏面側に密着するように設けられた転写ロ
   ーラ（５１）と、 上記トナー像形成体（１）から上記記録媒体（１００）
   に上記トナー像を転写させるための転写電圧と、上記転
   写ローラ（５１）の表面に付着したトナーを上記トナー
   像形成体（１）の表面に移動させるために上記転写ロー
   ラ（５１）に対して上記転写電圧とは逆極性の電圧とを
   印加する転写用電源（５又は６）とを有する転写ローラ
   クリーニング装置において、 上記転写用電源（５又は６）が、正負両極性の出力を切
   り換えて発生することができ少なくともその一方の出力
   極性において定電圧動作領域を外れて擬似的な定電流動
   作をする定電圧電源（５）であることを特徴とする転写
   ローラクリーニング装置。
2. 【請求項２】表面にトナー像が形成されるトナー像形成
   体（１）と、 上記トナー像形成体（１）の表面に接する記録媒体（１
   ００）に上記トナー像を転写させるために上記記録媒体
   （１００）の裏面側に密着するように設けられた転写ロ
   ーラ（５１）と、 上記トナー像形成体（１）から上記記録媒体（１００）
   に上記トナー像を転写させるための転写電圧と、上記転
   写ローラ（５１）の表面に付着したトナーを上記トナー
   像形成体（１）の表面に移動させるために上記転写ロー
   ラ（５１）に対して上記転写電圧とは逆極性の電圧とを
   印加する転写用電源（５又は６）とを有する転写ローラ
   クリーニング装置において、 上記転写用電源（５又は６）が、正負両極性の出力を切
   り換えて発生することができ、少なくともその一方の出
   力極性において定電流動作領域を外れて擬似的な定電圧
   動作をする定電流電源（６）であることを特徴とする転
   写ローラクリーニング装置。