JPH01187581A - トナー転写装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は静電記録装置のトナー像転写装置に関する。

（従来の技術） 普通紙に記録可能な静電記録装置は、像担持体上のトナ
ー像を受像シートに転写する工程を必要とする。この工
程は像担持体上に形成された帯電トナー像を静電界によ
り受像シートに転写するものであるが、この転写電界を
発生させる方法にコロナ帯電器を用いる方式と、導電性
ローラーを用いる方式（ＵＳＰ２６２６８６５）がある
。コロナ帯電器を用いる方式は装置構成が簡単なため一
般のモノクロ用複写機に広く採用されている。この方式
は数十ミクロンの細いタングステンワイアに数ｋＶの電
圧を印加し空気中にコロナイオンを発生させ、受像シー
トの背面からコロナイオンを付与し転写電界を生じさせ
るものである。この受像シート背面に付与したコロナイ
オンの一部は受像シートの表面抵抗を通（７て漏洩する
ため、環境湿度変化に応じた表面抵抗の変動または受像
シートの種類による差によって転写電界が異なシ、その
結果転写効率にも差が生ずる。一方導電性ローラーを用
いる方式はコロナ帯電器を用いる方式に比較し、像相持
体と受像シートとの密着性がよくなるため高解像度画像
に適してｂることと、封筒等の厚手受像シートさらに多
湿時の受像シートの吸湿による表面凹凸の発生にもかか
わらず転写可能となる利点がある。また受像シートの背
百から直接転写電圧を印加するため受像シートの表面抵
抗変動による転写電界変動がコロナチャージャー転写方
式よ）も少なく転写効率は多少安定する。しかじ像担持
体と導電性ローラー間の精確なギャップ設定がまたは転
写用ロールを揺動可能にする必要があシ機構的に複雑な
ため、高速の高級機種に限定して使用されてきた。

またこれらのローラー抵抗値は受像シートの環境湿度に
よる表面抵抗変動また受像シートの遣類による表面抵抗
変動をカバーできる最適値に設定する必要があった（特
開昭５０−１５０４３７　）。この範囲内の抵抗値に再
現性よく設定するためには一定粒子の導体を一定濃度で
一様にゴム中に分散させる必要があシ、そのコントロー
ルが非常に困難なものであった。

（発明が解決しようとする課題） コロナ帯電器を用いるチャージャー転写方式では帯電器
電圧の上昇とともに転写効率が上昇するが、最大転写効
率を与える最適転写電圧以上の値では転写効率は再び低
下する。この最大転写効率を与える最適転写電圧の値は
環境湿度の上昇によシ高圧側に移動し、かつそのときの
最大転写効率も低下する。この原因は環境湿度の上昇で
吸湿によって受像シートの表面抵抗が低下しコロナ電荷
が漏洩するため転写電圧が高圧側に移動すると同時に、
受像シートの体積抵抗の低下で受像シートを通してトナ
ーに注入される逆電荷量が増加し、受像シートに転写し
たトナーが像担持体上に戻る逆転写トナーが増加するた
めである。このときの転写時間は受像シートがコロナ帯
電器を通過する時間で決まるが、この時間は像担持体上
のトナー層の電位上昇時間とトナーの移動時間およびト
ナーへの逆電荷注入時間となる。そのためこのトナーへ
の逆電荷注入時間をなくし逆転写トナー量を減少させる
ことで転写効率を上昇できる。一方ローラーを用いた転
写方式では、ローラー抵抗値の大きさによシ転写効率が
変動する。つま＃）１００以上の値では像担持体上のト
ナー層に加わる転写電圧の時定数が大きくなシ、転写電
圧が十分立ち上らず転写効率は減少する。１００以下の
場合はトナー層に加わる転写電圧の時定数が小さくなり
、直ちに転写電圧が立上ってトナーの転写が起ると同時
にトナー層への電荷注入が逆に大きくなって逆転写トナ
ーが増加し転写効率は減少する。また環境湿度が増加す
るとこの時定数はさらに減少し最大転写量を与える最適
転写電圧は低い電圧側に移動し、最適転写電圧は環境湿
度によって異なった値となυ常に安定した高い転写効率
を得ることができなかった。以上のようにローラー転写
方式ではローラーの抵抗値が転写効率に影響を与え、そ
のとき生ずる逆転写トナーが同様に転写効率を劣化させ
る原因となる。また転写ローラーをソフトにすると種々
の利点が生ずるが同時にローラーと像担持体との接触巾
が増加し、転写時間の増加で逆電荷注入時間が増し、転
写効率が減少するととになる。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明はコロナ帯電方式の環境湿度変動による転写効率
の安定性を確保し、さらにローラー転写方式では環境湿
度に対する転写効率の安定性とさらに各ローラー抵抗の
違いにより生ずる転写効率の差と、ソフトローラーにす
ることで接触巾が増加することに伴なう転写効率の減少
を補償するものである。そのためにいづれも転写電圧を
パルス状に印加する手段を有することを特徴としている
。

そのパルス幅はＱ、　２　Ｓｅｃから４μｓｅｃの間、
好ましくは２０ｍ５ｅＣから１　ｍ　ｓｅｃがよい。像
担持体上のトナー層に加わる転写電圧はコロナ帯電器を
用いる転写方式では受像シート、トナー層および像担持
体で決まる時定数で立ち上る。この時定数は環境湿度に
よる受像シートの抵抗値によって変化するが、相対湿度
４０％から８０％の間で概略２０ｍ５ｅＣから１　ｍ　
５ｅｃＯ間にあシチャージャー転写の転写時間（〜２０
０ｍｓｅｃ）よりも短かい。またトナーが電界によシ移
動するに必要な時間は計算によると数μＳｅＣのオーダ
ー（を子写真学会Ｖｏ１階３Ｐ７（１９８２））　　で
あシ、電界が上昇すると直ちに転写が行表われることに
なる。また逆転写は転写紙を通してトナーに逆電荷が注
入するために生ずるが、その注入はトナー層間の電位が
概略３００■（トナー層厚２０μｍのとき）になってト
ナー層粒子間の気中放電で始めて発生する。以上のこと
からトナー層に加わる電位が３００Ｖ以上にならない時
間内で転写電圧をＯＦＦにしパルス状に転写電圧を印加
することで逆転写の起らない高い転写効率が得られかつ
環境湿度による変動を著しく減少させることができる。

ローラーを用いた転写方式ではローラーの抵抗値、受像
シート、トナー層および像担持体でその時定数が決定し
、ローラーの抵抗値に合ったパルス巾で転写電圧を印加
することで目的を達成することができる。

（作用） この発明による転写装置を用い、パルス的に転写電圧を
印加しそのパルス巾を最適値に設定することでトナーの
逆転写を防止し、環境湿度による転写効率の変動、さら
にローラー転写ではローラー抵抗値の違いによる転写効
率の差をなくすことができる。またトナー飛散の原因と
なる逆電荷トナーの発生を防止することができるため、
トナー飛散による画質劣化がなくなりよシ高解像転写が
可能となる。

（実施例） 以下、図面を用いこの発明の詳細な説明する。

第１図はチャージャーを用いた本発明によるトナー転写
の画像形成概念図である。次に図１を用い画像形成プロ
セスを説明する。有機感光体（ＯＰＣ）からなる感光体
（１）をメインチャージャー（２）によりコロナイオン
で帯電し、その表面電位を９６００Ｖ近辺にする。その
感光体上を光（３）で像露光し静電潜像を形成する。そ
のマイナスの電荷を有する静電潜像をプラスの電荷の着
色粒子であるトナーからなる現像剤で現像器（４）によ
シ現像を行ない可視化する。この現像器にはｅ２５０Ｖ
近辺の適度のバイアス電圧を印加し感光体上に生ずるト
ナーの地力ブリが生じないようにしである。この感光体
上トナーの可視像（５）は、感光体の周速と同一の速度
で搬送されてくる転写紙（６）上に本発明によるパルス
電圧で印加した転写チャージャー（力で転写される。こ
の感光体と転写紙が転写チャー、ジャ一部を通過する時
間は感光体周速が９８ｖｍ／ｓｅｃで、かつこのチャー
ジャーの開口巾が２０露のときははＱ、　２２ｓｅｃと
なシ、この時間が転写時間となる。この転写チャージャ
ーのコロナワイア（８）に印加される電圧をパルス高圧
電源（９）によりｅｓ、ｓｋｖに設定し、かつそのパル
ス巾を転写時間（０，２２ＳｅＣ）の１／１０値の０．
０２　Ｓｅｃでかつパルス周期を０．０４ｓｅｃに設定
する。このパルス巾の設定は高圧電源の入力部から基準
信号（１１を入力して行なう。このときのパルス周期は
転写時間よシも短かくし、転写時間内に数パルスを入れ
ることで転写ムラが発生しないようにする。このように
して転写紙上に転写されたトナー像ａυは熱等の手段に
よシ定着する。−力感光体上の残留トナーαのは拭き取
りブレード（１３で拭き取られ、クリーニングした感光
体が再び使用される。このようにパルス電圧を転写電圧
に印加することで著しく転写効率が改善される。

つぎにこの改良点について述べる。環境湿度４０係にお
いて従来の一様転写電圧を印加した場合の転写チャージ
ャー電圧に対する転写トナー量を第２図（ａ）の点線（
２Ｉ）で示す。このような乾燥状態の場合は転写チャー
ジャー電圧が９５ｋＶ近辺まで逆転写が発生せず、感光
体上のトナー（〜０．９ｍν飼）がほとんど転写紙上に
転写する。ｅ６ｋＶ６ｋＶ電圧では転写紙上に転写した
トナーに転写紙側から逆電荷が注入され、トナーの逆転
写が生じ転写量は減少する。通常の複写機はこの転写電
圧がｅｓ、５ｋＶに設定され、この環境下では良好な転
写効率を与えている。また転写チャージャー電圧をノく
ルスで加えた場合にはｅｓ、５ｋＶからｅ７ｋＶの範囲
で転写トナー量は最大値を与え、ｅｓ、５ｋＶでは連続
　。

印加の場合と同様に高い転写トナー量を与える。

環境湿度８０％の高湿時にはその様子が著しく異なる。

たとえば高湿時に装置を長時間休止し転写紙および装置
内のトナーの両者が吸湿している場合（第２図（ｂ））
、転写チャージャー電圧０５，５ｋＶの連続印加時には
トナー転写量が著しく減少し湿度４０チ時の０．９ｍｇ
／ｃｒｌから０．２ｍｇ／１ｃ２１へと低下する。しか
しパルス印加の場合にはこの減少が多小少ない。一方通
常の装置の使用状態では装置内のトナーが吸湿している
が、転写紙は吸湿防止用保存袋に入っているかまたは吸
湿防止用ヒーターのあるトレイ上にあるため乾燥してい
る。この場合転写チャージャー電圧をパルス印加すると
その効果が著しく大きい（第２図（Ｃ））。連続印加し
たとき（ハ）釦は転写チャージャー電圧が９５ｋＶでト
ナー転写量が最大値（０，３８ｍｇ／ｉ）となり、ｅ５
．５ｋＶの電圧ではその値がほとんど零となる。このと
き転写チャージャー電圧をパルス印加すると転写トナー
量弼は著しく増加し、ｏ５．５ｋＶの転写チャージャー
電圧で０．８８ｍｇ／ｉの転写トナー量になる。このと
きチャージャー外径を小さくしチャージャー電流を増加
させるとさらに良好な改良が得られる。

つぎにソフトローラー転写の場合について第３図を用い
詳細に説明する。感光体上のトナー可視像（５）はチャ
ージャー転写の場合と同様にソフトローラー（３１）に
印加されている転写電圧により転写紙（６）上に転写さ
れ、そのトナー像αＤが定着される。

このソフトローラーはシリコンゴムに導電性微粒子を分
散させ導電性にし発泡性にした基板ローラー　（３２）
上に１０４Ω程度の表面抵抗を有する導電樹脂層（３３
）を１００μｍの厚さでコーティングし、さらにその上
に１０８Ω程度の表面抵抗の樹脂層（３４）を１００μ
ｍの厚さでコーティングしたものである。この導電性を
有する発泡性樹脂は硬度２０°以下で、感光体との接触
をソフトに確実に接するようにしている。このソフトロ
ーラーと感光体との接触巾にツク巾）が転写時間を決め
るが、通常この接触巾は２Ｍ前後であり、転写時間は０
，０２　Ｓｅｃ程度である。本説明ではこのソフトロー
ラーにノくルス巾０．　ＯＯ５ｓｅｃの電圧を周期０．
０１　ｓｅｃで印加（３５）　した例を示す。このパル
ス周期は転写紙または転写ローラー上に電荷が積算され
ない範囲で設定する。

環境湿度が４０チの場合（第４図（ａ））、転写ローラ
ーに連続して転写電圧を印加すると転写電圧がＱｌ、２
ｋＶ近辺でトナー転写量は最大値（０，９ｍｇＡ）を示
しく４１）、その転写電圧の前後で転写トナー量は急激
に減少する。しかし転写ローラーにパルス電圧を印加す
るとθ２ｋＶから＋９３　ｋ　Ｖの広い範囲で転写トナ
ー量は最大（０，９ｍｇ／、ｆｆｌ　’）となる（氾）
。一方湿度が８０チの多湿時で感光体上トナーおよび転
写紙ともに吸湿し、かつ転写電圧が連続印加の場合、０
１、８１ｃ　Ｖ近辺で転写トナー量が最大値を示しく８
）同時にその値はやや減少する（０．８ｍｇμ）。　こ
の最大値を示す電圧は湿度４０チのときと異なυ、乾燥
時、多湿時ともに転写トナー量を最大にする共通した電
圧はない。しかしパルス電圧を印加するとこの多湿時の
最大転写トナー量（０，９ｍｇ／６Ｉ）を与える電圧は
９２ｋＶから９３，５ｋＶの範囲となシ（４４）ｅ２に
■から０３ｋＶの範囲で乾燥時、多湿時ともに転写トナ
ー量が最大となシ安定した転写が可能となる。また転写
ローラー上のコーティング樹脂の表面抵抗値はほぼ１０
８Ωであるが、この値は量産時にバラツキが生じる。そ
の範囲は１０Ωから１０Ωの範囲内で変動するが、この
値によっても転写トナー量は変化する。そのため保護抵
抗を兼ねた抵抗（３６ｘより、その抵抗値を調整可能で
あるが、本発明によるパルス電圧を印加することによシ
その許容範囲を広げることも可能である。

この発明によるトナー転写装置は転写電圧をパルス的に
加え、転写紙から転写トナーに注入する逆電荷の注入時
間をなくすことでトナーの逆転写を防止し、転写効率の
上昇と環境安定性を確保したものである。そのため転写
電圧はパルスに限定するものではな（ＡＣ電圧をＤＣ電
圧でバイアスして用いてもよい。

〔発明の効果〕 本発明によりチャージャー転写方式では静電記録の最大
の欠点である多湿時および装置始動時の、不安定性が除
去でき、安定した画像が得られるとと亀にローラー転写
方式では乾燥時から多湿時における安定したかつ高い転
写効率を得ることができる。さらにローラー転写におい
てはローラーの抵抗値偏差の許容量を増加でき、抵抗値
コントロ−ルの難かしいローラーの表面樹脂の許容抵抗
値範囲を増加できる。またトナー発散の原因である逆転
写トナーの発生を防止するため画質が向上し、高解像度
記録に適する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるチャージャー転写の概念図、第２
図はその効果を示す転写トナー量の電圧依存図、第３図
は本発明をソフトローラー転写に適用した概念図、第４
図はその効果を示す転写トナー量の電圧依存図である。 １・・・感光体、５・・・トナー像、７・・・チャージ
ャー、９・・・パルス発生用高圧電源、１０．３５・・
・入力パルス、２１，２３．２５・・・連続印加時のチ
ャージャー転写トナー量カーブ、２２．２４．２６・・
・パルス印加時のチャージャー転写トナー量カーブ、３
１・・・ソフトローラー、３２・・・導電性スポンジゴ
ムローラー、３３・・・導電性樹脂コート、３４・・・
抵抗性樹脂コート、４１．４３・・・連続印加時のソフ
トローラー転写トナー量カーブ、４２．４４・・・パル
ス印加時のソフトローラー転写トナー量カーブ。 （ａ） ローラー電が（Ｋ） ＜ｂ＞ 第　　４　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電記録装置の像担持体上のトナー画像を受像シ
   ート上に静電的に転写するトナー転写装置において、転
   写電圧をパルス的に印加する手段を有することを特徴と
   するトナー転写装置。
2. （２）転写電圧のパルス巾が０．２ｓｅｃから４μｓｅ
   ｃの間、好ましくは２０ｍｓｅｃから１ｍｓｅｃの範囲
   にあることを特徴とする請求項１記載のトナー転写装置
   。
3. （３）受像シートがトナー転写装置を通過する間に少な
   くとも２パルス以上の転写電圧が印加されることを特徴
   とする請求項１記載のトナー転写装置。