JP2707359B2

JP2707359B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2707359B2
Application number: JP2142837A
Authority: JP
Inventors: 健一郎脇; 常見　　健夫; 顕渡邊
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JPH0434584A; US5081501A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、一般には画像形成装置に関するものであ
り、特に、電子写真方式或いは静電記録方式などにより
形成された像担持体上のトナー像を、転写材担持部材上
に担持された転写材に転写電界を付与して転写すること
により画像を得る画像形成装置に関するものである。斯
る画像形成装置としては、白黒、モノカラー或いはフル
カラーの電子写真複写機、プリンター、その他種々の記
録機器などがある。

従来の技術従来、例えば多色（フルカラー）画像形成装置は種々
提案されているが、第８図に代表的な、所謂回転式現像
装置と称される現像装置を具備した多色電子写真複写装
置が図示される。

第８図を参照して簡単に説明すると、多色電子写真複
写装置は、回転自在に軸支され矢印方向に回転する像担
持体、即ち、感光ドラム３が配置され、その外周部に画
像形成手段が配置される。画像形成手段は任意の手段と
し得るが、本例では、感光ドラム３を均一に帯電する一
次帯電器４と、色分解された光像又はこれに相当する光
像を照射し、感光ドラム３上に静電潜像を形成する、例
えばレーザービーム露光装置などから成る露光手段８
と、感光ドラム３上の静電潜像を可視画像とする回転式
現像装置１とを具備する。

回転式現像装置１は、イエロー色現像剤、マゼンタ色
現像剤、シアン色現像剤、ブラック色現像剤の４色の現
像剤を各別に収納する４個の現像器4Y、4M、4C、4BK
と、これら４個の現像器4Y、4M、4C、4BKを保持し且つ
回転自在に軸支された略円柱形状の筺体とから成ってい
る。前記回転式現像装置１は、筺体の回転によって所望
の現像器を感光ドラム３の外周面と対向する位置に搬送
し、感光ドラム上の静電潜像の現像を行ない４色分のフ
ルカラー現像が可能に構成されている。

感光ドラム３上の可視画像、即ち、トナー像は、転写
装置９に担持されて搬送される転写材Ｐに転写される。
本例において転写装置９は回転自在に軸支された転写ド
ラムとされ、該転写ドラム９は、第９図をも参照すると
理解されるように、両端に配置されたシリンタ9a、9b
と、該両シリンダ9a、9bを連結する連結部9cとを有し、
シリンダ9a、9bの外周面開口域には、転写材担持部材93
が張設される。該転写材担持部材93は通常は、例えば、
ポリエチレンテレフタレートやポリフッ化ビニリデン樹
脂フィルムなどのフィルム状の誘電体シートが使用され
る。又、前記連結部9cには、給紙装置から送給された転
写材Ｐを把持する転写材グリッパ７を有する。更には転
写ドラム５の内側及び外側には転写用放電器10、及び除
電手段を構成する内側除電用放電器13及び外側除電用放
電器11、14が配置される。

上述したごとき構成の多色電子写真複写装置によるフ
ルカラー画像の形成工程を簡単に説明すると、以下のよ
うである。

感光ドラム３に一次帯電器４により均一な帯電を行な
い露光手段８にて画像情報に応じた光像Ｅを照射し、感
光ドラム３上に静電潜像が形成される。該静電潜像は、
回転式現像装置１により感光ドラム３上に樹脂を基材と
した平均粒径12μｍのトナーによりトナー像として可視
化される。

一方、転写材Ｐはレジストローラ６により画像と同期
して転写ドラム９へと送られ、グリッパ７等によりその
先端部を把持され、そして、該転写ドラム９にて図中矢
印方向に搬送される。

次いで、感光ドラム３と当接する領域において転写ド
ラム９の転写材担持部材、即ち、誘電体シート93の背面
から転写用放電器10によってトナーと逆極性のコロナ放
電を受けることにより感光ドラム３上のトナー像が転写
材Ｐ上に転写される。

転写材Ｐは必要回数の転写工程が行なわれた後除電用
放電器11、13、14により除電を受けつつ分離爪15の作用
により転写ドラム９から剥離され搬送ベルト16により定
着器17に搬送される。定着器17にて熱による定着を受け
た後機外に排出される。

他方、感光ドラム３は、表面の残留トナーをクリーニ
ング装置12で清掃された後再度画像形成プロセスに供せ
られる。

又、転写ドラム９の誘電体シート表面も同様にファー
ブラシなどより成るクリーニング装置５及びクリーニン
グ補助手段８の作用により清掃された後再度、画像形成
プロセスに供せられる。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来の電子写真複写装置にみられ
るように、従来においては感光ドラム３上のトナー像を
転写材Ｐに転写するに際して、放電器10を用いているた
め、次のような欠点があった。

すなわち、放電器10には通常６〜8KVもの高電圧を放
電ワイヤーに印加する必要があり、更にコロナ電流の一
部しか感光ドラム３の方向へとは流れず、他はアースさ
れている放電器のシールドへと流れてしまうため、実際
に転写に寄与する転写コロナ電流以上の電流が必要とな
る。

従って、電圧、電流容量の大きな電源が要求され、
又、配線の絶縁もより耐圧の高いものが必要となり、装
置の大型化、コストの上昇をもたらす。更に、放電器を
用いるため、コロナ放電が生起されるとオゾンが発生
し、これは感光ドラム及び人体にまでも悪影響を与え
る。

このような問題を解決する方法として、第10図に図示
するように、転写用放電器の代わりに転写材担持部材、
即ち、誘電体シート93の背面に電極を接触させて電圧を
印加する方法が提案されている。

つまり、この方法によると、転写ドラム９の内部であ
って、転写ドラム９と感光ドラム３とが接する部分に、
金属などの剛体からなる支持台19上に、弾性力を有する
合成樹脂フィルム20を設け、更に、この合成フィルム20
の先端に導電性金属シート21を設けて、これを転写帯電
手段の電極とし、そしてこの電極に電源が接続される。

この方法をより簡易な、安価で、且つ運転時のオゾン
発生のない装置が実現されたが、１つ問題が生じた。そ
れは、転写材Ｐとして低湿紙などを使用したときなど
に、まれに発生する転写抜けである。本発明者らは、こ
の問題について検討を行った結果、この転写抜けは感光
ドラムと転写材が当接する以前にその部分に転写電界が
生じ放電が発生してしまうことに起因していることを見
出した。

本発明は斯る新規な知見に基づきなされたものであ
る。

従って、本発明の目的は、装置の小型化、低コスト化
を図り、転写時のオゾン発生を防止し、更に、転写材と
して例え低湿紙を使用した場合においても、飛び散りが
少なく、画像濃度の高い、転写抜けなどの起こらない、
高画質の画像を得ることのできる画像形成装置を提供す
ることである。

課題を解決するための手段上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成され
る。要約すれば本発明は、トナー像を担持する像担持体
と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記
像担持体上の像を前記転写材担持体に担持された転写材
に転写ニップ部で転写する転写帯電手段と、を有する画
像形成装置において、前記転写帯電手段は、前記転写材担持体の転写材を担
持する側とは反対側に接触する接触部材と、電圧が印加
される単一の電極と、を有し、前記接触部材の前記転写
材担持体と接触する表面と前記電極との間の抵抗値は、
前記転写材担持体の移動方向における前記転写ニップ部
の上流部よりも前記転写ニップ部の方が小さいことを特
徴とする画像形成装置である。

実施例次に、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に
詳しく説明する。第２図に本発明を多色電子写真複写装
置に具現化した実施例が図示される。本実施例の多色電
子写真複写装置は、第８図に関連して先に説明した回転
現像装置を有した多色電子写真複写装置とは、転写用放
電器10及び除電用放電器13の代わりに接触電極を備えた
転写帯電手段を有する点においてのみ相違しており、従
って多色電子写真複写装置及び転写ドラム９の全体構
成、並びに動作説明は転写帯電手段に関する以外、省略
する。

本実施例にて、転写ドラム９の構造及び作用は、先に
第８図及び第９図に関連して説明したと同じであり、転
写ドラム９の内部であって、転写ドラム９と感光ドラム
３とが接する部分には、転写用放電器10及び除電用放電
器13の代わりに、第１図に詳しく図示される構成とされ
る接触電極21を備えた転写帯電手段が設けられる。

第１図、第３図及び第４図を参照すると、本発明に従
えば、転写帯電手段は、金属などの剛体からなる支持台
19上に、弾性力を有する合成樹脂フィルム、本実施例に
おいてはポリエチレンテレフタレート（PET）よりなる
弾性シート20を設け、その先端部には導電性金属シート
21が設けられ、更に該導電性金属シート21の表面には接
触部材としての抵抗シート22が配設される。次に、第３
図を参照して抵抗シート22について説明する。

抵抗シート22は、本実施例では厚さが100μｍとさ
れ、Ａ、Ｂ、Ｃの３種類の抵抗シートから構成される。
該抵抗シート22は、合成樹脂或はゴムなどにカーボン等
を分散させて抵抗値をコントロールしたもので、体積抵
抗率は、Ａが10¹¹Ωcm、Ｂが10⁸Ωcm、Ｃが10⁶Ωcmとさ
れる。体積抵抗率の測定は、YHP社製の商品名「4329A」
を使用し、1KV印加することによって行なった。

支持台19、弾性シート20、金属シート21、抵抗シート
22よりなる転写帯電手段の配置としては、弾性シート2
0、金属シート21、抵抗シート22が転写材担持体である
誘電体シート93の導入側から、その移動方向下流側に向
けて延び、更には転写材Ｐが感光ドラム３に接触し終え
た位置若しくは接触を開始する位置、又は極力近接した
位置に対応する位置で、且つ抵抗シート22が誘電体シー
ト93を押圧するように配置するのが好ましい。

第４図には、転写部が拡大して図示されるが、転写時
には感光ドラム３上のトナー像を誘電体シート93に担持
された転写材（図示せず）に転写するために導電性金属
シート21に電圧が印加される。電圧印加により、導電性
金属シート21から抵抗シート22を通して誘電体シート93
に電荷が供給されるが、このとき、抵抗シート22は上述
のような抵抗分布を有しているために、誘電体シート93
に供給される電荷は、第４図に示すところのＡの部分で
は他よりも少なくなる。従って、誘電体シート93と感光
ドラム３のニップ部より上流側（第４図に示すＸ部）に
かかる電界は、他の部分に比較して低く抑えられること
となる。

本発明者らは、本実施例の画像形成装置にてマイナス
極性に帯電された感光ドラム３に潜像を形成し、平均粒
径が略８〜10μｍのトナーを用いて反転現像にてトナー
画像を得た。このとき、トナーは、樹脂、色材、その他
微量の帯電制御性や潤滑性を向上させるための添加剤な
どにより構成され、現像器中でキャリア粒子と摩擦帯電
されてマイナス極性に帯電するものであった。トナー像
は、その後、上記構成の転写装置により転写材に転写し
た。次いで、転写材は、転写ドラム９より分離し、定着
器17にて定着した。

誘電体シート93としては厚さ150μｍのポリフッ化ビ
ニリデンシートを用いた。本実施例においては転写ドラ
ムの直径を160mm、移動速度を160mm/secと設定した。同
時に感光ドラム３などの移動スピードであるプロセスス
ピードも160mm/secとした。

低湿環境下にて、且つ低湿紙を用いて画像出しを行な
ったところ、転写抜け等のない高濃度の画像が得られ
た。これは、本発明に従えば、前記したように、転写ニ
ップ上流側での電界が強すぎないために放電などの画像
乱れを引き起こさず、且つ転写に必要な電界が得られる
からである。

本実施例では、抵抗シート22は、第３図に図示される
ように、Ａ、Ｂ、Ｃの３種類の抵抗シートから構成され
るものとして説明したが、第５図に図示されるように、
体積抵抗率が10⁸ΩcmのＡと、10⁵ΩcmのＢとの２つの分
布をもつようにして構成することができる。又、抵抗シ
ート22は、カーボンの分散分布を工夫して体積抵抗率が
第６図に示すように連続的に変化するように構成するこ
とも可能である。このような構成によれば例えば電極の
当て方に対する許容度が広がり製品設計上楽となり、好
ましい。

以上述べたように電圧印加部と接触電極表面との抵抗
値を誘電体シート93の移動方向に対して上流側の方が下
流側より大きくすることによって転写抜け等の乱れをな
くし且つ転写効率の高い高画質を得ることができる。

本発明によれば、転写電界を形成するための金属シー
ト21への印加バイアス電圧は＋（プラス）0.7〜1.5KV程
度で十分であり、従来の転写放電器を使用したコロナ電
流による転写に必要な電圧６〜8KVに比べてかなり低い
電圧とされ、又、コロナ電流による転写と同等の転写効
率を得ることができた。

又、転写放電器を使用した場合には、転写には直接寄
与しないシールドへと流れる電流が存在するが、本発明
に従った転写帯電手段にはこのような電流は存在しな
い。従って、本発明によれば、電圧、電流容量の小さな
電源ですみ、又、配線の絶縁耐圧もより低いもので良
く、装置の小型化、低コスト化が可能となった。

又、誘電体シート93の体積抵抗率を種々変えて実験し
た結果、体積抵抗率が大略10⁸〜10¹⁶Ωcm、好ましくは1
0⁹〜10¹²Ωcmの誘電体シート93を用いることにより、誘
電体シート93と転写材ｐの分離時に発生する放電による
画質の劣化、或は誘電体シート93と転写材Ｐとの吸着力
不足による色ズレ、色ムラは発生せず、又、転写効率も
十分な画像が得られた。

更に、誘電体シート93の体積抵抗率が10¹²Ωcm以下の
ものを用いた場合には、転写による帯電後の電位減衰が
早いために、２色目〜４色目の多重転写時或は連続複写
時の転写効率の低下は全くないか、或は実用上問題とな
らない程に小さかった。従って、除電のためのコロナ帯
電器などの装置が不要となり、より一層の装置の小型
化、低コスト化が可能となり、オゾン発生量の減少が可
能となった。

また、誘電体シート93の体積抵抗率が大略10¹⁶Ωcmと
比較的大きい場合にも比誘電率を４以上のものを用いる
ことにより、バイアス電圧が1.0〜1.5KVとコロナ電流に
よる転写に必要なバイアス電圧６〜8KVに比べかなり低
電圧で十分な転写効率が得られた。

第７図には、本発明に係る画像形成装置の他の実施例
が示される。本実施例は転写ベルト25を用いた画像形成
装置である。

本実施例では、一次帯電器４によって感光ドラム３は
一様に帯電され、露光部Ｅにて露光され、潜像が形成さ
れる。この潜像は、現像器１によってトナー像とされ
る。一方、転写ベルト25によって転写材Ｐは転写部に搬
送され、転写帯電手段26によって感光ドラム３上のトナ
ー像は転写材Ｐに転写される。感光ドラム３から分離さ
れた転写材Ｐは、その後定着器17によって定着される。

このような構成において、転写帯電手段26は、第１図
或は第３図に示した実施例の転写用接触電極22と同様の
ものを用いることにより同様の効果が得られる。また、
１つの転写ベルト上に複数の感光ドラムが当接し多重転
写が行われる場合についても同様の効果を得ることがで
きる。

発明の効果以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、
転写装置の転写帯電手段として転写材担持部材と接触す
る接触電極を使用し、且つ接触電極は、その電気抵抗値
が転写材担持部材移動方向で上流側よりも下流側の方が
低いように構成されているために、低電圧での転写、延
いては装置の小型化、低コスト化を図り、更には転写時
のオゾン発生をなくすと共に、転写ニップ部の上流側に
おいて発生するトナーの飛散りを防止し、転写抜けのな
い、且つ濃度の高い高品質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の要部を示す概略
構成図である。第２図は、本発明に係る画像形成装置の概略構成図であ
る。第３図は、本発明に従って構成される転写帯電手段の一
実施例の正面図である。第４図は、本発明に係る画像形成装置の転写帯電手段の
作用を説明するための要部概略図である。第５図は、本発明に従って構成される転写帯電手段の他
の実施例の正面図である。第６図は、本発明に従って構成される転写帯電手段の更
に他の実施例に斯る抵抗シートの体積抵抗率の変化を示
すグラフである。第７図は、本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概
略構成図である。第８図は、従来の画像形成装置の概略構成図である。第９図は、本発明に採用し得る転写ドラムの斜視図であ
る。第10図は、従来の電界形成手段の正面図である。 3:像担持体 9:転写装置 19:支持台 20:弾性シート 21:導電性金属シート 22:抵抗シート

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を担持する像担持体と、転写材を
担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上の
像を前記転写材担持体に担持された転写材に転写ニップ
部で転写する転写帯電手段と、を有する画像形成装置に
おいて、前記転写帯電手段は、前記転写材担持体の転写材を担持
する側とは反対側に接触する接触部材と、電圧が印加さ
れる単一の電極と、を有し、前記接触部材の前記転写材
担持体と接触する表面と前記電極との間の抵抗値は、前
記転写材担持体の移動方向における前記転写ニップ部の
上流側よりも前記転写ニップ部の方が小さいことを特徴
とする画像形成装置。