JP2727475B2

JP2727475B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP2727475B2
Application number: JP31741590A
Authority: JP
Inventors: 顕渡邊; 常見　　健夫; 健一郎脇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-11-21
Filing date: 1990-11-21
Publication date: 1998-03-11
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JPH04186387A

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、転写材担持体上に
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11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11図を参照し簡単に説明すると、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1Y、1M、1C、1BK
と、これら４個の現像器1Y、1M、1C、1BKを保持し且つ
回転自在に軸支された略円柱形状の筐体とから成ってい
る。前記回転式現像装置１は、筐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12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ダ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、転写材担持体93が
張設される。該転写材担持体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。更に転写ドラ
ム９の内側及び外側には、転写用放電器10及び、図示さ
れてはいないが、除電手段を構成する内側除電用放電器
及び外側除電用放電器が配置される。

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の転写材担持体、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（図示せず）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13及びクリーニン
グ補助手段14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。

しかしながら、上記従来例では転写を行うのに、転写
用放電器10としてコロナ放電器を用いているため、次の
ような欠点があった。即ち、コロナ放電器10には通常６
〜8KVもの高電圧を放電器のワイヤに印加する必要があ
り、更に、コロナ電流はそ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。そのために、実際に転写に寄与す
る転写コロナ電流の10〜30倍もの電流が必要となる。従
って、転写用放電器10を作動させるには、電圧、電流容
量の大きな電源が必要とされ、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。

又、感光ドラム３と誘電体シート93が当接を開始する
点より上流側の電界を規制するために、絶縁性規制部材
11を配設しているが、コロナ放電ムラが生じた場合に
は、規制部材11の絶縁体が不均一に帯電され画像ムラが
増大してしまう。

更に、コロナ放電器を用いるため、コロナ放電が生起
されると共にオゾンが発生し、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ために、第10図のように、
前記転写用放電器10の代わりに転写材担持体93の背面に
導電性電極21、又は導電又は半導電性ローラ等を接触さ
せて電圧を印加し転写を行う方法は、転写材担持体93を
誘電体層と導電層の２層構成とし、導電層に電圧を印加
して転写を行う方法等が提案されている。

発明が解決しようとする課題第10図に示す従来技術によると、転写放電器10による
欠点は解決され、簡易で安価で、且つ転写時のオゾン発
生のない装置が提供されるが、感光ドラム３と誘電体シ
ート93が当接を開始する点より上流側で転写電界が生
じ、放電が起こり、画像が乱れるという問題がある。こ
のために、適正画像濃度を得るべく転写電界を上げるこ
とができず、高濃度で高画質な画像が得られないといっ
た欠点があった。

従って、本発明の目的は、低電圧での転写、延いては
装置の小型化、低コスト化、更には転写時にオゾンの発
生がなく画像形成を行なうことができ、又、トナー飛び
散り、電界規制部材の帯電ムラによる転写ムラ、転写抜
け等、放電現象に起因する画像乱れのない高濃度、高品
位な画像が得られ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、像を担持する像担持体と、転
写材を担持搬送する転写材担持体と、前記転写材担持体
に担持された転写材に前記像担持体の像を転写する転写
帯電手段と、を有し、前記転写帯電手段が前記像担持体
とは反対側から前記転写材担持体に接触する電極を備え
る画像形成装置において、前記電極が前記転写材担持体に接触する位置よりも前
記転写材担持体の移動方向上流側であって、かつ、前記
電極に近接する位置に、前記像担持体と前記電極との間
に形成される電界を規制する規制部材を有することを特
徴とする画像形成装置である。

本発明の一実施態様によれば、前記規制部材は誘電体
とされ、又、前記転写材担持体に担持された転写材には
複数の像が順次重ねて転写される。

実施例以下、本発明に係る画像形成装置を図面に即して更に
詳しく説明する。

第１図〜第８図に示す実施例にて、画像形成装置は先
に第11図及び第12図に関連して説明した多色電子写真複
写装置に具現化されるものとし、第１図〜第８図には、
本発明の要部のみが、即ち、本発明の転写装置９におい
て従来の転写用放電器10の代わりに設けられる転写帯電
手段のみを図示し、他の構成部分は同一とされるので省
略して図示されている。

第１図の実施例において、像担持体である感光ドラム
３と転写材担持体である誘電体シート93が当接する部分
であって、且つ誘電体シート93の内側に転写帯電手段で
ある固定電極21が当接されて設けられる。又、固定電極
21には転写電界を与えるバイアス電源30が接続されてい
る。

本実施例において、固定電極21としては弾性を有した
50μｍ厚のステンレス金属シートを用いたが、ポリエチ
レンテレフタレート（PET）樹脂などのような樹脂シー
トより成る弾性シートの表面に金属導電材料、半導電材
料などを積層したものでもよい。又、樹脂或はゴムなど
にカーボン、金属粉などの導電材料を分散させて抵抗値
をコントロールした導電、半導電部材でもかまわない。

又、固定電極21の体積抵抗率は、10¹⁰Ωcm以下のもの
が使用可能で、10⁸Ωcm以下のものが好ましい。

固定電極21の配置に関して言えば、固定電極21である
導電性弾性シートが、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、誘電体シート93上に保持された転写材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、これらの位置に極力近接した位置にて、固定
電極21が誘電体シート93を押圧当接するように構成され
る。

転写時には感光ドラム３上の現像剤であるトナーを誘
電体シート93に担持された転写材（図示せず）に転写す
るために固定電極21の長手方向均一にバイアス電源30よ
り電圧が印加される。

しかしながら、第10図の如き従来例では感光ドラム３
と固定電極21との間に転写電界が形成され、特に感光ド
ラム３と誘電体シート93上に担持された転写材が当接を
開始する点より上流側（第10図の符号Ａ付近）において
も転写電界が形成されてしまうため、Ａ点近傍の微小空
隙にて放電が発生し、これが原因で、転写以前に感光ド
ラム３上のトナー画像が飛び散り、放電による転写ム
ラ、転写抜けが発生してしまうことが判明した。

本実施例では、第１図に図示する如く、誘電体シート
93と固定電極21との間で、感光ドラム３と誘電体シート
93上に担持された転写材が当接を開始する点（第１図の
Ｂ点）より上流側の固定電極21上に、電界規制部材22が
配置される。該電界規制部材22は、転写領域より上流側
での転写電界を極力弱め、遮断する作用をなす。

電界規制部材22は誘電体とされ、本実施例では50μｍ
或は75μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（PET）に
て形成されたが、他の一般的な絶縁性樹脂シートを使用
することができる。

本構成においては、固定電極21の長手方向に均一に電
圧が印化されるためコロナ放電と異なり電界規制部材22
が不均一に帯電されることはない。

本発明者らは、本実施例の転写帯電手段を第11図の如
き多色電子写真複写装置に組込み、マイナス極性に帯電
された感光ドラム３に静電潜像を形成し、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。

使用したトナーは、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、現像装置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。

感光ドラム３上に現像されたトナー像は、その後、本
実施例の転写帯電手段を備えた転写装置９により転写材
Ｐに転写した。次いで、転写材は誘電体シート93より分
離し、定着器17にて定着した。又、転写材上に上記工程
を繰り返し、複数色のトナー画像を順次転写した後、誘
電体シート93より分離し定着を行った。

いずれの転写画像も、トナー飛び散り、転写ムラ、転
写抜けなど前述したような放電現象に起因する画像乱れ
のない良好な画像が得られた。

又、放電現象には厳しい条件である低湿度環境下で同
様の実験を行ったところ、同じく良好な画像が得られ
た。

本実施例においては、誘電体シート93の直径を160m
m、移動速度を160mm/sec、感光ドラム３の直径を80mm、
移動速度を160mm/secとした。又、誘電体シート93には
厚さ150μｍのポリフッ化ビニリデン（PVdF）シートを
用いた。

このようにして得られた画像は、転写帯電手段の固定
電極21への印加バイアス電圧がプラス0.7〜3.0KV程度
と、従来のコロナ放電器を使用した場合に必要とされる
転写電圧６〜8KVに比べて低い電圧でも、コロナ電流に
よる転写と同程度の転写効率が得られた。又、本発明に
よれば、コロナ放電器を使用した場合にシールドへと流
れる電流のように転写に直接寄与しない電流はない。従
って、電圧、電流容量の小さな（４〜30μＡ）電源です
み、又、配線の絶縁耐圧もより低いものでよく、装置の
小型化、コストの低下が可能となった。

更に、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、略10⁸〜10¹⁶Ωcm、好ましくは10⁹〜10¹²Ωcm
の誘電体シート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
は誘電体シートと転写材との吸着不足による色ズレ、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、コ
ストの低下、オゾン発生量の減少が可能となった。

又、誘電体シート93の体積抵抗率が略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1.0〜3.0KV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。

ところで、本実施例と異り、感光ドラム３と固定電極
21との間で感光ドラム３と、誘電体シート93上に担持さ
れた転写材とが当接を開始する点より上流側近傍の空隙
にかかる転写電界を規制するだけであれば、該空隙、即
ち、感光ドラム３と誘電体シート93との間に電界規制部
材を配置することもできる。しかしながら、このような
構成では、感光ドラム３上のトナー画像、及び転写材に
転写されたトナー画像に接触することなく、電界規制部
材を配置することは非常に困難であり、機械設計上多大
なコストアップになると同時に本発明の思想とは逆に接
触による画像乱れを助長するばかりか、放電による画像
乱れも充分には抑制できないこととなる。

第２図に本発明の第２の実施例を示す。本実施例は第
１の実施例における固定電極21を導電性ブラシとしたも
ので、第２図で第１図の実施例と同じ部材には同一符号
を付し、詳細な説明は省略する。

導電性ブラシ21としては50μｍ厚のステンレススチー
ル（SUS）製のシート上に導電性接着剤を用いて導電性
繊維を植毛したものを使用した。導電性繊維としては、
例えば、直径８〜15μｍ程度のステンレススチール繊
維、金属メッキ繊維、更には、アクリル、ナイロン、ポ
リエステル、レーヨンなどの樹脂中にカーボン、金属粉
などの導電性微粉を混練したものや複合化したもの、更
に又、繊維を硫化銅などで染色し、導電化処理した導
電、半導電のものが使用できる。又、上記導電性繊維を
織り込んだ導電性ブラシも使用できる。

導電性ブラシ21の体積抵抗率としては第１の実施例と
同様に10¹⁰Ω・cm以下、好ましくは10⁸Ω・cm以下が良
い。

本実施例においても、導電性ブラシ、即ち固定電極21
の上流領域を電界規制部材22で規制することにより、実
施例１と同様な効果が得られ、同様な実験を行ったとこ
ろトナー飛び散り、転写ムラ、転写抜けなど、前述した
ような放電現象に起因する画像乱れのない良好な画像が
得られた。

第３図に本発明の第３の実施例を示す。本実施例は第
１の実施例における固定電極21の代わりに、導電性ゴム
ローラによる回転摺動ローラ電極23を配置したもので、
第３図で第１図の実施例と同じ部材には同一符号を付
し、詳細な説明は省略する。

導電性ゴムローラは、当業者には周知のゴム材中に金
属、カーボンなどの導電微粉を混練することにより抵抗
をコントロールしたものを、直径8mmの金属丸棒に被覆
し、外径18mmに仕上げたものを使用した。尚、ゴム硬度
は適度に選択可能であり、適度な弾性を付与したものが
良好である。

導電性ゴムローラ23の体積抵抗率としては第１の実施
例と同様に10¹⁰Ωcm以下、好ましくは10⁸Ω・cm以下が
良い。

本実施例おいても、回転摺動ローラ電極23の上流領域
を電界規制部材22で規制することにより、実施例１と同
様な効果が得られ、同様な実験を行ったところトナー飛
び散り、転写ムラ、転写抜けなど前述したような放電現
象に起因する画像乱れのない良好な画像が得られた。

第４図に本発明の第４の実施例を示す。本実施例は第
３の実施例における回転摺動ローラ電極23の導電性ゴム
ローラの代わりに、導電性ファーブラシローラを使用し
たもので、第４図で第３図の実施例と同じ部材には同一
符号を付し、詳細な説明は省略する。

導電性ファーブラシローラとしては直径8mmの金属丸
棒に導電性接着剤を使用して、起毛した導電性繊維布を
巻きつけて接着し、繊維長を5mmに整えた外径18mmのロ
ーラ電極とした。導電性繊維としては、例えば直径８〜
15μｍ程度のステンレススチール繊維、金属メッキ繊
維、更には、アクリル、ナイロン、ポリエステル、レー
ヨンなどの樹脂中にカーボン、金属粉などの導電性微粉
を混練したものや、複合化したもの、更に又、繊維を硫
化銅などで染色し、導電化処理した導電、半導電のもの
が使用できる。

導電性ファーブラシローラの体積抵抗率としては第１
の実施例と同様に10¹⁰Ωcm以下、好ましくは10⁸Ωcm以
下が良い。

本実施例においても、回転摺動ローラ電極23の上流領
域を電界規制部材22で規制することにより、実施例１と
同様な効果が得られ、同様な実験を行ったところトナー
飛び散り、転写ムラ、転写抜けなど前述したような放電
現象に起因する画像乱れのない良好な画像が得られた。

第５図に本発明の第５の実施例を示す。本実施例は第
１の実施例における電界規制部材22の代わりに、絶縁体
22aと導電体22bの２層構成の電界規制部材22を用い、導
電体22bは固定電極21とは絶縁され、更に接地されてい
る。

第５図で第１図の実施例と同じ部材には同一符号を付
し、詳細な説明は省略する。

本実施例によれば、感光ドラム３と固定電極21との間
で、感光ドラム３と誘電体シート93上に担持された転写
剤とが当接を開始する点より上流側に形成される転写電
界は、接地された導電体22bによりガードされ遮断され
る。

本実施例で使用した電界規制部材22は、50μｍ厚のポ
リエチレンテレフタレート（PET）シートからなる絶縁
体22a上に、導電体22bとして金属クロム（Cr）を片面蒸
着して形成された。絶縁体22aとしてはPET樹脂以外の一
般的な絶縁性樹脂シートを使用することができ、積層す
る導電体22bとしては、他の蒸着金属、又は樹脂或はゴ
ムなどにカーボン、金属粉などの導電材料を分散させて
抵抗値をコントロールした導電、半導電部材でもかまわ
ない。

本実施例においても、固定電極21の上流領域を電界規
制部材22で電界遮断することにより、実施例１と同様な
効果が得られ、同様な実験を行ったところトナー飛び散
り、転写ムラ、転写抜けなど、前述したような放電現象
に起因する画像乱れのない良好な画像が得られた。

本実施例において電界規制部材22は、絶縁体22a上に
導電体22bを積層した２層構成とされるが、導電体22bが
接地されているので、固定電極21との絶縁処理を補強す
る意味で導電体22bの更に上層に絶縁層を被覆して設け
ても同様の効果が得られる。

更に、第６図から第８図に本発明の更に他の実施例が
示される。

第６図の実施例は、第５図に示した絶縁体22a上に導
電体22bを積層した２層構成の電界規制部材22を、第２
図の実施例の電界規制部材22の代わりに使用した場合を
示す。

第７図の実施例は、第５図に示した絶縁体22a上に導
電体22bを積層した２層構成の電界規制部材22を、第３
図の実施例の電界規制部材22の代わりに使用した場合を
示す。

第８図の実施例は、第５図に示した絶縁体22a上に導
電体22bを積層した２層構成の電界規制部材22を、第４
図の実施例の電界規制部材22の代わりに使用した場合を
示す。

第６図〜第８図の実施例においても、実施例１と同様
な効果が得られ、同様な実験を行ったところトナー飛び
散り、転写ムラ、転写抜けなど、前述したような放電現
象に起因する画像乱れのない良好な画像が得られた。

第９図には、本発明の更に他の実施例を示す。本実施
例は、上記各実施例が具現化された転写ドラム９を備え
た多色画像形成装置と異なり、転写ベルト25を用いた画
像形成装置である。

本実施例によると、一次帯電器４によって感光ドラム
３は一様に帯電され、露光されることによって形成され
た潜像は、現像器１によってトナー像が形成される。一
方、転写ベルト25によって転写材Ｐは転写部材に搬送さ
れ、転写固定電極21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。その後定着器17によって定着
される。

本実施例において転写帯電手段は第１の実施例と同様
に固定電極21と電界規制部材22とにて構成されており、
同様の効果が得られる。

又、１つの転写ベルト25上に複数の感光ドラム３が当
接し多重転写が行われる多色画像形成装置の場合におい
ても同様な効果が得られ、トナー飛び散り、転写ムラ、
転写抜けなど前述したような放電現象に起因する画像の
乱れのない良好な画像が得られた。

更に、第２図〜第８図の構成の転写帯電手段も又、同
様に使用することができ、同様に良好な結果が得られ
た。

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、
像担持体とは反対側から転写材担持体に接触する転写帯
電手段の接触電極が、転写材担持体に接触する位置より
も転写材担持体の移動方向上流側であって、かつ、前記
電極に近接する位置に、像担持体と前記電極との間に形
成される電界を規制する規制部材を有する構成とするこ
とによって低電圧での転写、延いては装置の小型化、低
コスト化、更には転写時のオゾン発生のない画像形成が
可能となり、更に又、トナー飛び散り、転写ムラ、転写
抜けなど放電現象に起因する画像乱れのない高濃度、高
品位な画像が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は、本発明に従って構成される転写帯電
手段の実施例を示す断面図である。第９図は、本発明に係る画像形成装置の他の実施例の断
面図である。第10図は、従来の転写帯電手段の断面図である。第11図は、本発明が具現化し得る多色電子写真複写装置
の断面図である。第12図は、転写装置の斜視図である。 3:像担持体 9:転写装置 21:固定電極 22:電界規制部材

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像を担持する像担持体と、転写材を担持搬
送する転写材担持体と、前記転写材担持体に担持された
転写材に前記像担持体の像を転写する転写帯電手段と、
を有し、前記転写帯電手段が前記像担持体とは反対側か
ら前記転写材担持体に接触する電極を備える画像形成装
置において、前記電極が前記転写材担持体に接触する位置よりも前記
転写材担持体の移動方向上流側であって、かつ、前記電
極に近接する位置に、前記像担持体と前記電極との間に
形成される電界を規制する規制部材を有することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記規制部材が誘電体であることを特徴と
する請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記転写材担持体に担持された転写材には
複数の像が順次重ねて転写されることを特徴とする請求
項１又は２の画像形成装置。