JPH02300774A - 画像形成装置 - 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】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は静電複写機、同プリンタなど静電転写プロセ
スを利用する画像形成装置、とくにその転写装置に関す
るものである。

（従来技術と解決すべき課題） 像担持体表面に形成した可転写ｌ・ナー像を、紙を王と
する転写材に転写する工程を包含する周知の画像形成装
置において、像担持体に導電性の弾性転写ローラを圧接
し、これら両者の圧接二・ツブ部に転写材を挿通すると
共に、該転写ローラにノくイアスミ圧を印加して、像担
持体側の１〜ナー像を転写材に転写するように構成した
ものが既番こ提案されており、このときのバイアス電源
として、直流定電圧電源、直流定電流電源、交流定電圧
電源などを利用するものが知られている。

しかしながら、これらの電源は、環境や転写材量を供給
するという観点から見ると、いまだ満足できるものとは
云い難かった。

即ち、定電圧電源の場合、交流、直流いずれにおいても
、環境の変化の影響によって転写材、転写ローラなどの
インピーダンスが変化すると、転写材に供給される電荷
量が変化腰と（に低Ｆｌ＝　ＦＲ境下では、電荷が不足
してベタ黒画像部の転写不良を惹起しがちになる。

また、常時一定量の電荷を供給することを目途として、
定電流電源を利用することも提案されているが、このよ
うなものも、高温環境下で転写材や転写ローラのインピ
ーダンスが低下すると、印加電圧が低下して転写に要す
る電界強度が得られず、低湿環境下では、印加電圧が上
昇して電界強度が大きくなり過ぎ、ハーフトーン画像の
乱れを生ずるおそれがある。

本発明はこのような事態に対処すべくなされたものであ
って、像担持体と、これに圧接する転写ローラとを備え
た画像形成装置において、環境変動の影響を受けること
な（、常時安定した転写性を得られるような転写装置を
提供することを目的とするものである。

（２）発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用）上記の目的を達
成するため、本発明は、像担持体と、これに圧接する転
写ローラとをそなえ、これら両者の圧接ニップ部に転写
材を通過させるとともに、前記転写ローラに、交番電界
を発生する電源によってバイアス電圧を印加し、このと
きの電流を検知し、該電流値によって転写材ないしは像
担持体に供給される電荷量を一定成らしめる手段をそな
えてなることを特徴とするものである。

このように構成することによって、環境の如何にかかわ
らず、常時安定した転写を行なうことができる。

（実施例の説明） 第１図は本発明の実施例を示す画像形成装置の、と（に
転写部位近傍の部分を示す要部の概略側面図であって、
紙面に垂直方向に延び、矢印へ方向に回転する円筒状の
感光体１の表面に、周知の画像形成プロセスによってト
ナー像Ｔが形成され、感光体１の回転にともなって、該
トナー像が、感光体１と、これに圧接する転写ローラ３
のニップ部たる転写部位に到達すると、このときまでに
、転写材Ｐが、前記トナー像とタイミングをあわせて転
写部位に到来し、さらに矢印Ｂ方向に搬送されるものと
する。

転写ローラ３には、交流定電圧電源５、直流可変電圧電
源６によって、芯金４を介して、交流に直流を重畳した
波形の転写バイアスが印加され、よって形成される電界
の作用で、感光体側１のトナー像は転写材Ｐに転移する
ことになる。

このようなものにおいて、本発明にあっては、直列接続
された交流電源５と直流電源６と接地の間には、周知の
コンデンサと抵抗との組合せなどによって形成された電
流検知器７、その出力信号によって直流電源６の電圧を
制御するコントローラ８が配設しである。

このような構成によって、交流電源の正の電流成分の絶
対値■■と、負の電流成分の絶対値ＩＱの差△Ｉ＝ｌＩ
■−Ｉ０１（以下差電流という）を検出し、この差電流
値をコン１−ローラ８に入力し、コントローラ８は、予
め設定されている基準値△■ｏと入力値△■とを比較し
て、両者が一致するように、直流電源６の出力電圧を制
御するものとする。

つぎに、電流検知器７に観測される電流の様子を、第２
ａ図乃至第２ｅ図によって説明する。

第２ａ図は常温常温環境下における電流波形で、このと
きΔ丁＝△■ｏに制御されているものとする。

低温低湿環境となると、転写ローラ３、転写材Ｐのイン
ピーダンスが太き（なり、このため、第２ｂ図に示すよ
うに、正、負双方の電流成分の絶対値■ΦおよびＩ□が
いずれも小さくなり、差電流Δ■も減少する。

そこで、コントローラ８によって直流電源６の出力電圧
をあげ、第２ｃ図に示すように、Ｉ）を増大、１ｅを減
少させて△■をΔ■ｏに一致するように制御する。

高温環境下では、転写材などのインピーダンスが減少し
、第２ｄ図々示のように電流成分の絶対値が大きくなり
、△■が増大するので、コントローラ８の作用によって
直流電源６の出力電圧を低下させ、第２ｅ図に示すよう
に、ＩＯを減少、Ｉｏを増加させて差電流へ■を基準電
流へＩｏに合致するように制御するものとする。

以上のように、転写材背面に付与される電荷が常に一定
になるように制御されているので、定電圧方式によるよ
うな、低湿環境下での電荷不足によるベタ黒画像部の転
写不良を阻止でき、また、定電圧交流電源５の存在によ
って十分な転写電界が確保できるので、従来の交流定電
流電源によるバイアス印加のように高温環境下における
転写電界不足による転写不良をも解消でき、さらに、低
湿環境下における直流定電流電源による場合の、ハーフ
トーン画像の乱れも、交番電界で転写を行なうことよっ
て、−挙に多量の電荷を転写材に付与することがないの
で、これを有効に防止することが可能である。

また、転写ローラを利用する転写においては差電流へ■
が小さいので、直流電源で定電流制御を行なう場合、そ
の制御精度を高く維持することが困難であったが、本発
明においては、正の電流成分■■と、負の電流成分Ｉ（
Ｂとによって転写に要する電流△■を形成するので、総
電流量が大きくとれ、差電流へ■の制御精度の維持が容
易である。

次に実験例について説明する。

有機半導体からなる、直径６０ｍｍの感光体１をプロセ
ススピード１００　ｍｍ／　ｓｅｃで駆動し、暗電位−
６００■、明電位−１００Ｖの潜像を得、周知のバイア
ス手段を有する現像器で反転現像を行ない、平均電荷量
が一７μＣ／　ｇ　ｒ、平均粒径が６．５μのトナーを
明電位部分に付着させて現像を行なった。

転写材として秤量６５ｇｒ／ｒｎ２、厚さ１ｏｏμの普
通紙を用い、転写ローラとして発砲クロロブレンゴムに
ケッチェンブラックを分散させて体積低効率１０５ΩＣ
ｍ、アスカ−Ｃ硬度２０’としたものを、４φの芯金に
付着させて直径２０ｍｍとしたものを使用し、これを感
光体１に押圧して転写ニップ３ｍｍを得るようにした。

交流定電圧電源５として１０００Ｈｚ、１０００ｖ（実
効値）のものを、また、直流可変電圧電源６として一３
００〜＋３００Ｖのものを用いた。

転写材としてＡ４ザイズのもので、画像比率５％のもの
を各環境で転写して、以下のような出力電圧値、出力電
流値を得た。

出力電圧は　Ｖ　（１’＋ｆｆ（砺）出力電流はμＡこ
の結果いずれの場合にも転写不良のない良質の画像を得
ることができた。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、前記の装置
と対応する部分には同一の符号を付して示しである。

この装置において、符号５°は交流可変電圧電源であっ
て、コントローラ８によって電源５°の出力電圧を変化
させるものとする。

第４ａ図、第４ｂ図、第４ｃ図はそれぞれ常温常温、低
温低湿、高温高温環境下における、電源５°の出力電圧
波形を示し、第５ａ図ないし第５Ｃ図は夫々の場合の転
写電流の波形を示す。

第５ｂ図、第５ｃ図に示す破線は、第４ａ図に示す電圧
で。各環境下で転写を行なった場合の出力電流を示し、
実線はコントローラ８によって制御された出力電圧に応
じた出力電流を示すものである。このように、環境変動
があっても、第５ａ図に示すΔＩ　＝　ｌ　Ｉｃ）　　
Ｉ　（Ｂ　ｌが一定になるように交流出力電圧が制御さ
れる。

このように、交流のみで転写を制御することによって、
と（に転写ローラの抵抗値が高い場合に生じ易い、転写
ローラの抵抗分布の不均一による転写ムラを軽減するこ
とができる。

アモルファスシリコンからなる直径８０ｍｍの感光体を
、プロセススピード５０　ｍｍ／　ｓｅｃで駆動し、光
像信号叩射によって、暗電位＋７００Ｖ、明電位＋１５
０■の潜像を得、反転現像によって平均電荷量＋５μＣ
／ｇｒ、平均粒径８μのトナーを明部に付着させてトナ
ー像を形成した。

転写ローラ３として、ＥＰＤＭにケッチェンブラックを
分散させて、体積抵抗１０１０Ωｃｍ、アスカーＣ硬度
２０”　としたものを６φの芯金に付着させて直径１６
ｍｍに成型し、これを感光体に圧接して転写部位として
ニップ巾２ｍｍを形成した。

転写材としては、秤量６５ｇｒ／ｍ２、厚み１００μの
普通紙を用いた。

交流電源５°　として、８００　Ｈｚ、電圧可変中５０
０〜４０００Ｖ　（実効値）のものを用いた。

画像としてＡ４サイズ、画像比率５％のものを各環境に
よって処理した結果、下表のような出力電圧値、出力電
流値を得た。

出力電圧は■（実効値）　　　出力電流はＩＬＡこの結
果、転写不良、画像ムラのない良質の転写を行なうこと
ができた。

第６図は本発明の更に他の実施例を示すもので、前述の
実施例と対応する部分には同一の符号を付して示しであ
る。

転写ローラ３には、所定の正と負のピーク電圧を有し、
夫々の出力時間（デユーティ）を可変とした矩形波電源
１０によって転写バイアスが印加されるものとする。

第７ａ図ないし第７ｃ図は、常温常湿、低温低湿、高温
高温環境における前記矩形波電源の出力電圧波形を示す
もので、夫々のピーク電圧値を維持しながら転写材Ｐに
一定の電荷が付与されるように正電圧、負電圧の印加時
間（デユーティ）が制御されるようになっている。

第８ａ図ないし第８ｃ図は前記各場合における出力電流
の波形を示しており、いずれの環境においても、△Ｉ＝
　ｌ　Ｉ＠−Ｉｇｌ　　が一定になる態様を示している
。

この実施例においては、電圧のピーク値を、種々な転写
材のうち最もインピーダンスの高いものでも充分な転写
電界が得られるように設定し、低インピーダンスの転写
材の場合にはデユーティを小さくすることによって過剰
な電荷が供給されることがないようにすることができる
。

また、高温多湿環境においても出力電圧が低下しないの
で充分な転写性を維持でき、さらに、負の電圧も付与さ
れるので、小サイズの紙の場合で、感光体と転写ローラ
とが直接当接するような場合にも、過剰な正電荷による
、感光体表面の電位履歴が発生するのを防止できる。

次に実験例について説明する。

有機半導体からなる直径３０ｍｍの感光体を、プロセス
スピード５０　ｍｍ／　ｓｅｃで駆動し、暗電位−７０
０Ｖ、明電位−１，５０Ｖの潜像を得た。

この明部に、平均電荷量−７μＣ／ｍ２、平均粒径６．
５μのトナーで反転現像を行なって、これを明部に付着
させてトナー像を形成した。

転写ローラとしては、ＥＰＤＭにケッチェンブラックを
分散させて体積低効率１０４Ωｃｍ、アスカ−〇硬度２
５°に調整したものを、直径８ｍｍの芯金に付着させて
直径２０ｍｍ０ローラとし、これを感光体に圧接して、
転写ニップを２ｍｍとして転写部位を構成した。

転写材には秤量６５ｇｒ／ｍ２．厚み１００μの普通紙
を用いた。

矩形波電源として、ピーク値＋１２００Ｖ、−５００Ｖ
のピーク値を有し、デユーティをＯ〜１ｍｓまで変化で
きるものを用いた。

画像として、Δ４サイズ、画像比率５％のものを各環境
で転写して、下表のような正負電圧のデユーティ、出力
電流を得た。

この結果、各環境下で転写不良のない良好な転写性が得
られた。また、小サイズ紙のあとに大サイズの紙を通紙
しても、前者の非通紙領域にメモリーや裏汚れは発生し
なかった。

本例では正負電圧のデユーティが同じになる場合につい
て説明したが、Δ■が一定であれば、正電圧、負電圧の
デユーティは異なっていても差し支えないことは勿論で
ある。また、感光体のメモリー特性がすぐれている場合
には、負電圧は必須ではな（ゼロでもよい。

（３）発明の詳細 な説明したように、本発明によるときは、像担持体とこ
れに圧接する転写ローラを備えた画像形成装置において
、転写ローラに交番電界を発生するバイアス電源を接続
し、該電源の電流を検知して、これによって転写ローラ
から転写材に供給される電荷量△工が一定になるように
制御することによって、環境の変動にかかわらず安定し
た転写性を得ることができ、良質の画像を得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置実施例の要部の概略
側面図、 第２ａ図ないし第２ｅ図は同上出力電流波形、第３図は
本発明の他の実施例を示す画像形成装置の要部の概略側
面図、 第４ａ図ないし第４ｃ図は同上出力電圧波形、第５ａ図
ないし第５ｃ図は同上出力電流波形、第６図は本発明の
さらに他の実施例を示す画像形成装置の要部の概略側面
図、 第７ａ図ないし第７ｃ図は同上出力電圧波形、第８ａ図
ないし第８ｃ図は同上出力電流波形である。 ｊ・・・感光体、３・・・転写ローラ、５．５′、］０
・・・交流電源、６・・・直流電源、７・・・電流検知
器、８・・・コントローラ。 第７ａ図 一一 第７ｂ図　　第７０図 第８ａ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体と、これに圧接する転写ローラとをそなえ、こ
   れら両者の圧接ニップ部に転写材を通過させるとともに
   、前記転写ローラに、交番電界を発生する電源によって
   バイアス電圧を印加し、このときの電流を検知し、該電
   流値によって転写材ないしは像担持体に供給される電荷
   量を一定ならしめるように制御する手段をそなえてなる
   画像形成装置。