JP2705581B2

JP2705581B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2705581B2
Application number: JP6185276A
Authority: JP
Inventors: 嘉一坂口
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-07-14
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JPH0830110A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に係り、特
に静電潜像担持体上に現像されたトナー層を紙等の印字
媒体に転写する電子写真プロセスを用いたプリンタやフ
ァクシミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真プロセスを用いた画
像形成装置として、静電潜像担持体（感光体）に接触す
る回転ローラ状や無端ベルト状の転写部材を備え、両者
のニップ部に印字媒体を通過させると共に、転写部材に
トナーと逆極性の電圧を印加し、静電潜像担持体上に現
像されたトナー層を、転写部材側へ引き寄せて印字媒体
に転写する、所謂接触転写方式の画像形成装置が知られ
ている（特開平４−２７８９７７号公報、特開平２−２
２１０４０号公報）。

【０００３】上記の回転ローラ状転写部材としては、ウ
レタン等の発泡ローラに金属酸化物やカーボン粉を分散
し半導電性を持たせたものがあり、また、上記の無端ベ
ルト状転写部材としては、ゴム状ベルトにポリエステル
を塗布したものやポリアミドの無端ベルト等を複数のロ
ーラで支持したものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の接触
転写方式の画像形成装置は、良好な転写効果を得るため
には、静電潜像担持体、印字媒体、及び転写部材間の十
分なニップ幅が必要となり、これらの間の圧接力を大き
くしなければならなかった。このため、上記の従来装置
では、静電潜像担持体や転写部材の表面が損傷し易く、
また、装置のトルクが大きくなるなどの欠点がある。

【０００５】また、上記の従来装置で、、圧接力が大き
いと一度印字媒体に転写されたトナーが静電潜像担持体
に戻ってしまったり、文字や黒ベタ画像に歪みや中抜け
が発生する問題もある。

【０００６】更に、上記の従来装置では、例えばＡ３サ
イズの画像データに対してＡ４用紙を給紙した場合のよ
うに、現像されたトナー像よりも小さい印字媒体を用い
た場合、印字媒体の存在しない領域で静電潜像担持体上
のトナーが転写部材に転写され、これが次の印字媒体の
裏汚れを引き起こすという問題がある。また、更に通常
印字においても、静電潜像担持体と転写部材が直接接触
する頁間にかぶりトナー等が転写部材に移行し、これが
蓄積されて印字媒体の裏汚れを起こすという問題もあ
る。

【０００７】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
転写部材と静電潜像担持体とのニップがそれぞれの取り
付け誤差、ねじれ等により不均一であっても、その誤差
を簡便な方法で吸収し、高い転写効率を得ることができ
る画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明の他の目的は、文字の中抜け
やエッジ効果による黒ベタ濃度不足、環境変動により発
生する転写不良を改善し得る画像形成装置を提供するこ
とにある。

【０００９】更に、本発明の他の目的は、転写部材や印
字媒体の汚れを防止すると共に、転写部材の長寿命化も
図り得る画像形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、互いに対向する静電潜像担持体と転写部材
とのニップ部に印字媒体を通過させると共に、転写部材
にバイアス電圧を印加して静電潜像担持体上に現像され
たトナー層を印字媒体に転写させる画像形成装置におい
て、回転する円筒状の弾性ローラと、弾性ローラの周長
よりも長い周長を有し、弾性ローラを内部に有するよう
に設けられた筒状のシームレス薄膜部材と、シームレス
薄膜部材に対してクリーニング性を有する部材により構
成されており、シームレス薄膜部材の一部を外側から弾
性ローラの外周面に押圧支持することにより、シームレ
ス薄膜部材と弾性ローラとの間に空間部を形成してシー
ムレス薄膜部材の外面を静電潜像担持体及び印字媒体に
接触させる、相対向する一対の支持部材、又は弾性ロー
ラと同心で断面が半円状の支持部材とにより転写部材を
構成したものである。

【００１１】また、本発明は前記支持部材として、前記
シームレス薄膜部材に対するクリーニング性を有する部
材により構成したものである。

【００１２】

【作用】本発明では、弾性ローラが空間部及びシームレ
ス薄膜部材を介して静電潜像担持体及び印字媒体に接触
するように支持部材によりシームレス薄膜部材を支持す
るようにしたため、シームレス薄膜部材と静電潜像担持
体及び印字媒体との接触圧を、従来の回転ローラあるい
は無端ベルトを転写部材として用いた場合に比べて弱い
接触圧とすることができる。

【００１３】また、上記のシームレス薄膜部材と弾性ロ
ーラとの間には、空間部が形成されているため、静電潜
像担持体と弾性ローラとがそれぞれの反り、ねじれ等に
より不均一であっても、その誤差を空間部を含むシーム
レス薄膜部材の膨らみ部で吸収することができる。更
に、シームレス薄膜部材は、抵抗むらが少ないという特
長があり、また、静電潜像担持体及び印字媒体に十分な
ニップ幅をもって接触することができる。

【００１４】また、支持部材を、シームレス薄膜部材に
対するクリーニング性を有する部材により構成したた
め、カブリトナーやジャム等で汚れたシームレス薄膜部
材をクリーニングすることができる。

【００１５】また、本発明では弾性ローラとシームレス
薄膜部材との動摩擦係数を、シームレス薄膜部材と支持
部材との動摩擦係数よりも大なるように、それぞれの表
面粗さを設定するようにしたため、弾性ローラとシーム
レス薄膜部材とがスリップを起こさずに回転できる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面と共に説
明する。図１は本発明装置の一実施例の構成図を示す。
本実施例は、トナーホッパ１、供給部材４、トナー担持
体５、薄層形成部材６、ドラム状の静電潜像担持体７、
静電潜像担持体７に対向して配置された転写部材８、静
電潜像担持体７に対向して配置された帯電部材９及びク
リーナユニット１０から大略構成されており、転写部材
８の構成に特徴がある。

【００１７】トナーホッパ１は静電潜像担持体７に対向
配置され、トナー２を貯留すると共に、攪拌部材３によ
りトナー２を攪拌する。供給部材４とトナー担持体５
は、それぞれ反時計方向に回転するローラである。トナ
ー担持体５は、例えばステンレス、アルミニウム等の金
属ローラと、その外周に設けられた導電性を付与したシ
リコーン、ニトリル・ブタジエン共重合体、ウレタンゴ
ム等の弾性部分とから構成されている。

【００１８】このトナー担持体５の弾性部分は、薄層形
成部材６及び静電潜像担持体７との接触圧を考慮してゴ
ム硬度がＪＩＳＡ硬度計で３０°〜４０°であること
が望ましく、更にトナー担持体５の低抵抗による静電潜
像担持体７へのリーク、高抵抗によるカブリ等を考慮し
て、上記金属ローラ表面と軸間の抵抗値が、１０⁵Ω〜
１０⁶Ωであることが望ましい。

【００１９】また、本実施例で用いる負帯電性のポリエ
ステル系トナーの粒径が１０μｍ程度であり、トナー２
を均一に帯電するためには、トナー担持体５の十点平均
表面粗さＲｚは、１０μｍであることが望ましい。

【００２０】薄層形成部材６はトナー担持体５に供給さ
れたトナー２を均一な薄層とする部材で、ステンレス、
リン青銅等の金属薄板のバネ材、又はトナー担持体５と
の接触部分にシリコンゴムを塗布したものからなる。静
電潜像担持体７はドラム状感光体で、図中、時計方向に
回転駆動され、帯電部材９により均一に電荷が付与さ
れ、レーザ等の光により画像データを露光し、静電潜像
を形成する。

【００２１】転写部材８は、本実施例の要部をなす部材
で、後述する如く、弾性ローラとこの弾性ローラを内部
に有するように設けられた筒状のシームレス薄膜部材
と、これを支持する支持部材とから構成されている。ま
た、転写部材８は図示しない電源から電圧が、その弾性
ローラのシャフトに印加される構造とされており、その
印加電圧は印字媒体１１への転写時にはトナーと逆極性
で、印字媒体１１への転写終了後から次の印字媒体が通
過するまでの非転写時には、転写部材８上のトナーのク
リーニング、及び静電潜像担持体７上のトナーが転写部
材８へ移行するのを防ぐために転写時と逆極性（すなわ
ち、トナーと同極性）とされる。

【００２２】本実施例では、負帯電性の非磁性トナーを
使用するので、転写時に正極性の電圧を、非転写時には
負極性の電圧をバイアス電圧として転写部材８に供給す
る。帯電部材９は、静電潜像担持体７に均一に電荷を帯
電する。クリーナユニット１０は、静電潜像担持体７上
のトナーの残留付着を除去する。

【００２３】次に、本実施例の動作について説明する。
時計方向に回転する静電潜像担持体７の表面に帯電部材
９により電荷が均一に付与される。この静電潜像担持体
７の電荷が付与された部分が帯電部材９とトナー担持体
５との間の位置に移動してくると、図示しない光源から
の画像データで変調された光が入射されて感光し、静電
潜像を形成する。

【００２４】一方、トナーホッパ１内のトナー２は、攪
拌部材３により攪拌されて反時計方向に回転駆動するト
ナー供給部材４により、反時計方向に回転するトナー担
持体５に供給される。トナー担持体５に供給されたトナ
ー２は、薄層形成部材６によって摩擦帯電及び規制さ
れ、一層程度の均一な薄層とされる。このようにして、
トナー担持体５上に薄層とされた帯電トナーは、トナー
担持体５の回転に従ってトナー担持体５と静電潜像担持
体７の対向部分にまで運ばれる。

【００２５】静電潜像担持体７の上記の静電潜像が形成
された部分がトナー担持体５との対向位置にまでくる
と、静電潜像担持体７の表面電位とトナー担持体５に印
加されているバイアス電圧との電位差に基づく電界によ
り、トナー担持体５上の帯電トナーが静電潜像担持体７
表面の静電潜像に移動してトナー像を形成する。

【００２６】静電潜像担持体７上に上記の如くに現像さ
れたトナー像は、静電潜像担持体７の時計方向の回転に
従い転写部材８との対向位置まで運ばれる。このとき、
静電潜像担持体７と転写部材８とのニップ部に紙等の印
字媒体１１が搬送されて通過している。転写部材８はこ
の印字媒体１１の裏からトナーと逆極性のバイアス電圧
を印加し、静電潜像担持体７側の現像トナー層を印字媒
体１１の表に移行転写する。

【００２７】転写済の静電潜像担持体７の部分は、静電
潜像担持体７の時計方向の回転に従いクリーナユニット
１０に対向する位置にまで移動し、ここでクリーニング
される。以下、上記と同様の動作が繰り返される。

【００２８】次に、本発明の要部をなす転写部材８の各
実施例について説明する。図２は転写部材８の第１実施
例の断面図を示す。同図中、転写部材８１は円筒状の弾
性ローラ１３と、弾性ローラ１３の周長よりも長い周長
を有し、弾性ローラ１３に外装されたシームレス薄膜部
材１４と、シームレス薄膜部材１４を弾性ローラ１３の
外周面に押圧することにより、シームレス薄膜部材１４
を支持する互いに対向して設けられた棒状の一対の支持
部材１５とから構成されている。

【００２９】弾性ローラ１３は、ステンレス、アルミニ
ウム等の金属シャフト１３ａの外周に、導電性を付与し
たシリコーン、ウレタン、ニトリル、エチレン・プロピ
レン共重合体等の発泡材やゴム材を設けたものから構成
されている。金属シャフト１３ａには図示しない電源か
ら電圧が印加される。

【００３０】シームレス薄膜部材１４は、ＰＦＡ等の
フッ素樹脂やポリアミドにカーボン、又は金属酸化物を
添加したシート状のもの、又はニッケルやステンレスの
シームレス電鋳スリーブからなる。

【００３１】支持部材１５は幅方向にシームレス薄膜部
材１４と同等の長さを有し、かつ、クリーニング性を有
するもので、微細なポリエステル繊維やポリエステルと
ポリウレタンのバインダーからなるフェルト等の弾性を
有するパッドで構成される。また、弾性ローラ１３とシ
ームレス薄膜部材１４との動摩擦係数をμ₁、シームレ
ス薄膜部材１４と支持部材１５との動摩擦係数をμ₂と
したとき、μ₁＞μ₂となるように、弾性ローラ１３とシ
ームレス薄膜部材１４と支持部材１５の表面粗さが調整
されている。後述するように、弾性ローラ１３とシーム
レス薄膜部材１４とをスリップを起こさずに回転させる
ためである。

【００３２】本実施例によれば、対向する一対の支持部
材１５によりシームレス薄膜部材１４を弾性ローラ１３
の外周面に押圧支持する。この時、弾性ローラ１３の印
字媒体１１と反対側外周部にはシームレス薄膜部材１４
が密接するように保持する。

【００３３】これにより、シームレス薄膜部材１４は弾
性ローラ１３の周長よりも長めの周長を有し、また、印
字媒体１１と接触する側のシームレス薄膜部材１４の外
側には支持部材がなく、更に、シームレス薄膜部材１４
は自重で弾性ローラ１３の印字媒体１１側外周部に接触
しない程度の剛性を有するため、図２に示すように、支
持されていない印字媒体１１との接触部分にシームレス
薄膜部材１４の余長部が集まり、弾性ローラ１３とシー
ムレス薄膜部材１４の間に空間部１６が形成される。

【００３４】次に、本実施例の動作について説明する。
弾性ローラ１３は図示しない駆動機構により静電潜像担
持体７の回転にほぼ同期して図中、反時計方向に回転す
る。これにより、シームレス薄膜部材１４はこの弾性ロ
ーラ１３の回転に従動して回転し、かつ、空間部１６を
有するシームレス薄膜部材１４が適当なニップ幅をもっ
て静電潜像担持体７、印字媒体１１に対し、従来の回転
ローラや無端ベルトを転写部材として用いた場合に比
し、弱い接触圧で接触する。

【００３５】これにより、静電潜像担持体７の表面が損
傷されることがなくなり、また、装置のトルクが大きく
なることもない。また、印字媒体１１上には弾性ローラ
１３の金属シャフト１３ａに印加された電圧が弾性ロー
ラ１３及びシームレス薄膜部材１４を介して均等に転写
バイアス電圧として印加され、その結果、静電潜像担持
体７から印字媒体１１へ転写されたトナー像として文字
の中抜けや歪みのない画像を得ることができ、また、静
電潜像担持体７を傷付けることもなくなる。

【００３６】また、発泡ローラを直接転写手段として
用いた場合、ウレタン等の発泡材にカーボン粉等の導電
材を均等に添加して発泡ローラを製作するのが技術的に
困難なため、発泡ローラの幅方向に抵抗むらができ、Ａ
３サイズ対応機でハガキ印字を行うときのような静電潜
像担持体７と転写部材（発泡ローラ）とが直接接する部
分が生じる幅狭用紙印字時や、低温低湿、高温高湿時等
環境が変動したときに印字媒体に対する転写電流不足や
転写バイアス不足による転写不良がみられるが、本実施
例で用いるシームレス薄膜部材１４は、フッ素樹脂やポ
リアミドを用いており、発泡体ではないのでカーボン等
の導電性添加剤を均等に分散できるため抵抗むらは発生
せず、または抵抗むらのない電鋳スリーブを用いるた
め、上記の問題を解決できる。

【００３７】また、本実施例では、支持部材１５がクリ
ーニング性を有するため、カブリトナーやジャム等で汚
れたシームレス薄膜部材１４の表面のクリーニングがで
き、これにより、非通紙時のトナーと同極性のバイアス
（クリーニングバイアス）で防ぐことができなかった、
ジャムや印字ランニングに伴う印字媒体の裏汚れを防止
することができる。更に、シームレス薄膜部材１４の表
面のクリーニングができることから、シームレス薄膜部
材１４の長寿命化を図ることができる。

【００３８】図３は本発明の要部の転写部材８の第２実
施例の断面図を示す。同図中、図２と同一構成部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。図３に示す第２
実施例の転写部材８２は、支持部材として一対のローラ
状支持部材１７を用いた点に特徴を有する。

【００３９】ローラ状支持部材１７は、弾性ローラ１３
の金属シャフト１３ａと同一の高さ位置でシームレス薄
膜部材１４を弾性ローラ１３の外周面に押圧支持すると
ともに、弾性ローラ１３の回転に同期して図中、時計方
向にそれぞれ回転するように構成されている。

【００４０】ローラ状支持部材１７は、ウレタン、エチ
レン・プロピレン共重合体等の発泡体で構成され、クリ
ーニング性を有する。本実施例の転写部材８２も図２に
示した転写部材８１と同様に、シームレス薄膜部材１４
を空間部１６を有して印字媒体１１、静電潜像担持体７
に弱い接触圧で接触させることができるため、第１実施
例と同様の効果が得られる。更に、本実施例では、支持
部材１７が弾性ローラ１４と共に回転するため、第１実
施例に比しクリーニング性の劣化が少ないという特長も
ある。

【００４１】次に、本発明の要部の第３実施例について
説明する。図４は本発明の要部の転写部材８の第３実施
例の断面図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。

【００４２】図４に示す第３実施例の転写部材８３は、
支持部材として弾性ローラ１３の下側から上方向にシー
ムレス薄膜部材１４を弾性ローラ１３に弱圧接した、弾
性ローラ１３と同心で断面が半円状の支持部材１８を用
いた点に特徴を有する。

【００４３】支持部材１８は、摺動性を有するポリエス
テル繊維等により構成されており、またクリーニング性
を有する。本実施例の転写部材８３も図２及び図３に示
した転写部材８１及び８２と同様に、シームレス薄膜部
材１４を空間部１６を有して印字媒体１１、静電潜像担
持体７に弱い接触圧で接触させることができるため、第
１実施例と同様の効果が得られる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写部材と静電潜像担持体及び印字媒体との接触圧を、
シームレス薄膜部材を用いることにより従来の回転ロー
ラあるいは無端ベルトを転写部材として用いた場合に比
べて弱い接触圧とするようにしたため、静電潜像担持体
の表面を損傷したり、装置のトルクが大きくなることを
防止することができる。

【００４５】また、本発明によれば、静電潜像担持体と
弾性ローラとがそれぞれの反り、ねじれ等により不均一
であっても、その誤差を空間部を含むシームレス薄膜部
材の膨らみ部で吸収することができるため、均一に転写
バイアス電圧を印字媒体に印加できるため、簡便な方法
で良好な転写効率を得ることができると共に、シームレ
ス薄膜部材が静電潜像担持体及び印字媒体に十分なニッ
プ幅をもって接触するため、文字の中抜けや画像の歪
み、濃度むらなどの画質の低下を改善することができ
る。

【００４６】更に、本発明によれば、シームレス薄膜部
材は、抵抗むらが少ないという特長があるため、環境変
動等で発生する転写電流不足や転写バイアス不足による
転写不良を改善することができる。

【００４７】また、更に本発明によれば、支持部材を、
シームレス薄膜部材に対するクリーニング性を有する部
材により構成することにより、カブリトナーやジャム等
で汚れたシームレス薄膜部材をクリーニングするように
したため、非通紙時のトナーと同極性のバイアス（クリ
ーニングバイアス）で防ぐことができなかった、ジャム
や印字ランニングに伴う印字媒体の裏汚れを防止するこ
とができる。

【００４８】更に、シームレス薄膜部材の表面のクリー
ニングができることから、シームレス薄膜部材の長寿命
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】本発明の要部の第１実施例の断面図である。

【図３】本発明の要部の第２実施例の断面図である。

【図４】本発明の要部の第３実施例の断面図である。

【符号の説明】

１トナーホッパ２トナー４供給部材５トナー担持体６薄層形成部材７静電潜像担持体８転写部材９帯電部材１１印字媒体１３弾性ローラ１３ａシャフト１４シームレス薄膜部材１５、１７、１８支持部材１６空間部８１第１実施例の転写部材８２第２実施例の転写部材８３第３実施例の転写部材

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する静電潜像担持体と転写部
材とのニップ部に印字媒体を通過させると共に、該転写
部材にバイアス電圧を印加して前記静電潜像担持体上に
現像されたトナー層を前記印字媒体に転写させる画像形
成装置において、回転する円筒状の弾性ローラと、該弾性ローラの周長よりも長い周長を有し、該弾性ロー
ラを内部に有するように設けられた筒状のシームレス薄
膜部材と、該シームレス薄膜部材に対してクリーニング性を有する
部材により構成されており、該シームレス薄膜部材の一
部を外側から前記弾性ローラの外周面に押圧支持するこ
とにより、該シームレス薄膜部材と前記弾性ローラとの
間に空間部を形成して該シームレス薄膜部材の外面を前
記静電潜像担持体及び前記印字媒体に接触させる相対向
する一対の支持部材とにより前記転写部材を構成するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】互いに対向する静電潜像担持体と転写部
材とのニップ部に印字媒体を通過させると共に、該転写
部材にバイアス電圧を印加して前記静電潜像担持体上に
現像されたトナー層を前記印字媒体に転写させる画像形
成装置において、回転する円筒状の弾性ローラと、該弾性ローラの周長よりも長い周長を有し、該弾性ロー
ラを内部に有するように設けられた筒状のシームレス薄
膜部材と、該シームレス薄膜部材に対してクリーニング性を有する
部材により構成されており、該シームレス薄膜部材の一
部を外側から前記弾性ローラの外周面に前記印字媒体方
向へ弱圧接支持することにより、該シームレス薄膜部材
と前記弾性ローラとの間に空間部を形成して該シームレ
ス薄膜部材の外面を前記静電潜像担持体及び前記印字媒
体に接触させる、前記弾性ローラと同心で断面が半円状
の支持部材とにより前記転写部材を構成することを特徴
とする画像形成装置。