JPH06175440A

JPH06175440A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06175440A
Application number: JP35258292A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Ito; 展之伊東
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の転写同時露光ランプを用いると転写材
の厚み、色によって感光体に到達する光量が変化し、性
能が安定しない。しかも転写材と感光体との間のトナー
像によって露光ムラが生じ画像ムラを生じさせる。【構成】感光体ベルト１′は透明で、感光体ベルト
１′の内側に転写帯電器５と対向して転写同時露光ラン
プ１４を配設した。又遮光板１５を設けてある。これに
よって感光体へ一定光量が均一に到達し、転写時の飛び
散り画像、画像ムラの発生を防止出来、１００％近い転
写効率を得ることができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は静電転写プロセスを利
用する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

（１）従来、画像形成装置、例えば複写機としては図
７，８，９に示されるものなどがある。感光体１の周面
が図示矢印方向に移動すると、一次帯電器２により、そ
の表面が一様帯電され、次に像露光３され感光体１の表
面に静電潜像が形成される。感光体１の周面が現像器４
位置を通過することにより静電潜像はトナーによって可
視像とされ、転写帯電器５によって転写材Ｐにこの可視
トナー像が転写され、転写材Ｐは分離帯電器６によって
感光体１から分離され、不図示の定着器へ送られ定着さ
れる。一方転写後の感光体１の表面はクリーニング器７
でトナーを除去される。

【０００３】上記この種の複写機では転写効率を上げる
ため、図７に示すように現像器４の下流側に転写前露光
ランプ８を設けて、この露光ランプ８により感光体１を
照射することにより感光体１の像電位を下げている。

【０００４】また、特開昭６０−８８７０号公報や特開
昭６０−４２７７８号公報の発明では、感光体１を透明
感光体ベルト１′とした図８のような場合には、転写前
露光ランプ８′の光を透明感光体１′の内側から転写前
に感光体１′に照射し、感光体ベルト１’の表面電位を
下げるという方法が提案されている。

【０００５】その他、実公昭４０−１７４１２号公報の
考案では図９のように転写同時露光ランプ８″を転写帯
電装置５の後方から転写材Ｐを通して感光体１を照射す
ることにより、感光体１の像電位を下げる方法が提案さ
れている。

【０００６】（２）又、感光体表面に静電的に形成し
たトナー像を紙などの転写材に静電的に転写する工程を
含む上記の画像形成装置においては、転写の際、転写材
に印加する転写バイアスは通常感光体と転写材の接触す
る局部にのみ転写電界が発生するように設計されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

「課題１」しかしながら、例えば図９の実公昭４０−１
７４１２号公報に記載されたものの場合、転写材の厚
み、色によって感光体に到達する光量が変化し、性能が
安定しない。しかも転写材と感光体との間のトナー像に
よつて露光ムラが生じゴースト（画像ムラ）を生じさせ
る。

【０００８】また、図１０に示すようにして一次帯電器
２、現像器４、クリーニング器７等を取りはらいドラム
状の感光体１表面に導電ワイヤー９を貼布し、導電ワイ
ヤー９が転写帯電器５の位置を通過時に転写動作を行
い、導電ワイヤー９と導通している電極３２の電位を電
位計３３で測定し、オシロスコープ３４で表示すること
によって感光体表面が転写材背面側の正極放電の転写帯
電器５、交流放電の分離帯電器６から受ける影響をモニ
ターした。その結果図１１のように転写帯電器５によっ
て転写材Ｐを通して、感光体１が帯電されていることが
明らかになった。これは転写前露光ランプ８を照射した
場合もほとんど変わらない結果だった。これは転写前露
光ランプ８の効果がないというものでなく、光メモリー
によって転写時の帯電能に差が生じるかを見たものであ
る。潜像電位が残っている実際の場合には、特に転写前
露光ランプ８が無ければ、その分数百Ｖ高目の結果にな
ると考えられる。

【０００９】尚、分離帯電器６からは、交流コロナ放電
が行なわれているため、電位は振動減衰している。

【００１０】以上の結果から特開昭６０−８８７０号公
報や特開昭６０−４２７７８号公報等の従来例のように
転写前に感光体表面の電位を落としても転写部において
転写帯電によって感光体は６００Ｖ以上までも帯電して
しまうことが明らかになった。転写時の転写材の背面電
位が１０００Ｖ程度なので電位差は約４００Ｖにしかな
らない。

【００１１】本発明は転写と同時に露光を行なう転写手
段を有する画像形成装置の上記課題を解消し、転写と同
時に行う露光が感光体に一様に作用できる転写手段を備
えた画像形成装置を提供することを目的としている。

【００１２】「課題２」しかしながら、上記従来の技術
の（２）で述べたように感光体と転写材の接触する局部
にのみ転写電界が発生するように意図して設計したとし
ても、実際転写材に与えられた転写電荷は、転写材表面
をつたって、感光体と転写材の接触局部外へも流れてし
まうため接触局部外にも転写電界を発生させてしまう。
この時、図１５のように転写材Ｐと感光体１が接触する
前にトナー画像内のトナー粒子（トナー像Ｔ）が空隙Ａ
を飛翔転写する現象が多々生じる。この結果感光体１上
のトナー像Ｔは、転写材Ｐ上に忠実に転写されず、トナ
ー像Ｔ周辺がにじむ所謂飛びちり画像Ｔ′となり（図１
６）、コピーの高画質化を大きくはばむ原因となってい
る。

【００１３】これを防ぐために転写帯電器５を転写材Ｐ
が感光体１に十分密着した後で転写電界が作用するよう
に配置する等、接触不十分による空隙部の電界が作用し
ないよう工夫されているが現在の高画質レベルには、全
く不十分な効果しか得られていない。さらに積極的に
は、実開昭５９−１７０８６２号公報に示されているよ
うに、転写に先立って転写材Ｐにトナーと同極性の電荷
を与えておいて、このような空隙Ａで転写を防ぐ工夫も
提案されているが転写効率が落ちる上、効果も不十分の
為実施されていない。また、転写効率を向上する目的で
しばしば利用される感光体上のトナー像にあびせかける
転写前帯電・露光を行うと、トナーを感光体に引きつけ
ている潜像電位を消失させるために飛翔転写が起きやす
いため一層飛びちり画像が発生しやすい。

【００１４】従って、本発明は転写時に飛びちり画像が
なく、且つ転写効率のよい画像形成装置を提供すること
を目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は帯
電トナー像が付着した透明性を有する感光体に転写材を
当接させ、転写材の感光体表面に接している面と反対側
の背面に、転写帯電器によってトナー像と逆極性の電位
を与え、トナー像を転写材に転写させる画像形成装置に
おいて、転写部における感光体の転写材との当接面と反
対側の面の側より感光体を転写と同時に露光する転写同
時露光装置を備えたことを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１６】本発明の第２の発明は転写材が感光体に当
接する前の感光体に、転写同時露光装置の露光が照射さ
れない照明範囲限定手段を設けたことを特徴とする第１
の発明に記載の画像形成装置である。

【００１７】本発明の第３の発明は転写露光装置の感光
体の移動方向に関し上流側に照明範囲限定手段として遮
光板を有することを特徴とする第２の発明に記載の画像
形成装置である。

【００１８】本発明の第４の発明は現像器におけるバイ
アス電源が、交流であることを特徴とする第１の発明か
ら第３の発明の何れか１つに記載の画像形成装置であ
る。

【００１９】本発明の第５の発明は帯電トナー像が付着
した感光体に転写材を当接させ転写材の感光体表面に接
している面と反対側の背面に、転写帯電器によってトナ
ー像と逆極性の電位を与え、トナー像を転写材に転写さ
せる画像形成装置において、転写材が感光体に当接した
後で、且つ、転写前に感光体およびトナー像を転写材背
面より交流帯電する交流帯電手段と、感光体の転写材と
の当接面と反対側の面の側より感光体を露光する転写前
露光装置の少なくても１つを設けたことをを設けたこと
を特徴とする画像形成装置である。

【００２０】本発明の第６の発明は転写帯電器と交流帯
電手段の間にセルフバイアス回路を設けたことを特徴と
する第５の発明に記載の画像形成装置である。

【００２１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【００２２】実施例１〜３は、課題１に対応している。

【００２３】「実施例１」図１において、感光体として
透明性を有するベルト状の負極帯電性感光体ベルト１′
を用いその周辺部に負極性の一次帯電器２、像露光（バ
ックグラウンド露光）３、現像器４、転写材搬送路１
１、負極性直流の転写帯電器５及び分離帯電器６、定着
器１３、除電帯電器１２、クリーニング器７及び前露光
ランプ１０が感光体ベルト１′の回転方向（矢印）に沿
って上記順序で配置されている。また、現像工程より感
光体ベルト１′の表面に形成された正帯電しているトナ
ー像を転写材搬送路１１より送られてきた転写材Ｐに転
写する転写領域には、感光体ベルト１′の内側に転写同
時露光ランプ１４が設置されていて、感光体ベルト１′
の内面に向けて照射された光により感光体ベルト１′を
内側より露光できるようになっている。転写同時露光ラ
ンプ１４の光がトナー像の付着した転写前の感光体ベル
ト１′を照射しない様に照明範囲限定手段として転写同
時露光ランプ１４に遮光板１５が付設してある。上記の
感光体ベルト１′は約１０００Ｖｃｍ² ／μＪの感度の
ものであり、約４００ｍｍ／ｓの周速度で走行してい
る。転写同時露光は感光体１に対して感度の高いものを
使用するのがよく、実験では光の波長６５０ｎｍのもの
を使用し、転写部で約１ルクスで１秒照射したところ感
光体表面電位は数十Ｖまで低下した（トナー像なし）。
実際の複写時の転写効率は、従来９０％程度だったが転
写同時露光によって約９９％と、ほぼ１００％近い結果
が得られた。これは、転写時の転写材背面と感光体表面
との電位差がほぼ１０００Ｖとなり、従来の４００Ｖ程
度から格段に転写電界が向上したためである。

【００２４】尚、遮光板１５がないと転写同時露光ラン
プ１４の光が転写前、感光体ベルト１′にトナー像を引
きつけている感光体電位を消失させ転写材Ｐが感光体ベ
ルト１′に当接する前にトナー像が転写材Ｐへ飛翔転写
し、飛び散り画像となってしまうばかりか、現像器４部
での潜像電位の低下による異常画像を生じることがわか
った。

【００２５】ところで、本発明は現像器４に印加する現
像バイアスが直流である場合よりも交流である場合の方
が、より一層効果が得られることが判明した。一方、現
像後の感光体上のトナー像の単位重量当りの電荷量が直
流に比べて交流の方が大きいという結果が得られた。本
発明は転写電界を大きくする方法であるから転写力Ｆ＝
ｑＥにより、トナーの帯電量ｑが大きい程良い結果が得
られると考えられる。したがって転写前帯電器等によっ
て帯電量をコントロールすることも望ましい。

【００２６】「実施例２」図２に示すようなドラム型感
光体１へ本実施例を応用することも可能である。但し、
感光層の下の導電性シリンダには、透明のものを使用す
る必要がある。例えば軸１６の一端が複写機本体に固定
されて不動であり、面状発光体の転写同時露光器１７の
支持台１８は遮光板１５をこの露光器１７の傍に備え、
軸１６に固定されている。遮光板１５は転写同時露光器
１７の光が転写部へ進入前の感光体１を照射しない位置
にある。感光体１の駆動方法について詳しく述べると、
例えば図３のように感光体１に軸１６を通し感光体１に
固定した端板２２及びドラムギア１９中心孔１ａを軸１
６に回転自在に嵌合し、複写機本体に固定された軸１６
の中間部及び転写同時露光器支持台１８等を感光体１中
に収容し、芯決め板２１の孔２１ａに軸１６の他端を嵌
合し、小ねじ２１ｂで本体に組みつける。ドラムギア１
９は本体に配設された駆動ギア２３及び１つ又は複数の
従動ギア２４にかみ合わせる。このようにして駆動ギア
２３を回転させることによって感光体１を駆動し、トナ
ー像が転写帯電器５の位置に来るのと同期して転写材Ｐ
が同位置に送り込まれ、転写帯電器５、分離帯電器６の
付勢と合せて転写同時露光器１７は発光し、感光体１を
裏側より露光する。

【００２７】「実施例３」以上までは、例えば原稿に光
を照射し、その反射光によって感光体に静電潜像を形成
する、所謂アナログのバックグラウンド露光に主として
適用するものである。本実施例では、デジタル系即ちレ
ーザ、ＬＥＤ等を使用したイメージ露光の場合について
述べる。

【００２８】図４（Ａ）（Ｂ）は現像、転写における感
光体表面の電位を示す。図４（Ａ）に示すように、感光
体上の画像部ＰＣの潜像が非画像部ＰＦの高い負極性電
位−Ｖ_D に対して、低い−Ｖ_L で形成されていて、その
部分に負極性トナー像Ｔが現像されている場合、通常図
（Ｂ）のように転写時には転写帯電器５でもって正極性
電荷を転写材Ｐの背面に付与する。しかし、その際特に
転写材Ｐの抵抗が高い低湿環境下では感光体表面の電位
の影響を受けやすく、図のように正極性電荷は負極性電
位の強い非画像部ＰＦに引っぱられ、画像部ＰＣの転写
電界が低下し転写効率を悪くしたり、非画像部ＰＦへの
トナーの飛び散り等を発生させる。

【００２９】そこで転写前露光を行う方法等が従来提案
されている。即ち、転写前露光ランプ８によって、転写
前に非画像部ＰＦの電位を落とすものである。しかし、
実際には図５に示すようにその制御は難しい。即ち、非
画像部電位Ｖ_D と画像部電位Ｖ_L の電位差Ｖ_D −Ｖ_L
は、常に一定ではない。これは濃度によって画像部電位
Ｖ_L が変わるためである。したがって、潜像によっては
その転写前露光は、強すぎたり弱すぎたりするのであ
る。特に強すぎた場合、現像後の状態を図５（Ａ）とす
ると図５（Ｂ）のようにトナーの影で光照明の弱い画像
部ＰＣの電位が、非画像部ＰＦの電位より高くなり、感
光体の電位と同極性のトナーは、画像部電位と反発し、
飛び散りを起こす。また、図５（Ｃ）のように適度に画
像部と非画像部の電位差を縮められたとしても、この反
転現像系ではトナーの感光体との付着力が小さいものを
さらに小さくするため、転写される前に、飛散２９して
しまったり、図５（Ｄ）に示す転写領域Ｘに到達する前
に、飛翔転写（プリ転写）３０してしまうことに因る像
のにじみが発生する。

【００３０】そこで図６の本発明のように、感光体に転
写材Ｐが密着してから、転写同時露光ランプ１４又は転
写同時露光器１７の点燈及び転写帯電器５の放電を同時
に行うことによって、前述の不都合なく、良好な転写が
実現することができる。

【００３１】実施例４〜６は課題２に対応している。

【００３２】「実施例４」図１２においてＴは現像後の
粉末トナー像であり、負電荷を帯び感光体１上の画像部
の正極帯電部分に引きつけられている。

【００３３】転写材搬送路１１を通って運ばれた転写材
Ｐは図中ａ付近で感光体１へ当接する。

【００３４】この際、感光体１上のトナー像Ｔは感光体
１の潜像電位＋Ｖ_D に引きつけられているため飛翔転写
による画像飛び散りは発生しない。

【００３５】続いて、図中ｂ付近で転写材Ｐの背面から
交流放電の転写前帯電器２５によって感光体１の潜像電
位は＋Ｖ_D ボルトからほとんど０ボルトとなる。一方、
転写材Ｐと感光体１に挟まれたトナー像Ｔは負極性電荷
を帯びやすい樹脂で出来ており、この転写前帯電の作用
に因り、一層強く負極性帯電するので、転写前のｂ付近
で感光体１及びトナー像Ｔは転写に好適な状態になる。
そして図中ｃ付近にて転写帯電器５の正極のコロナ放電
によって転写材Ｐの背面が正極帯電し、これに強く負極
帯電したトナー像Ｔはしっかりと引きつけられ転写材Ｐ
に転写する。

【００３６】さらに進んでｄ付近で分離帯電器６の交流
放電によって転写材Ｐ背面の転写電位は適度に除電さ
れ、転写材Ｐのこしで力学的に分離し定着器へと進む。

【００３７】転写前帯電器２５および分離帯電器６はと
もに交流放電装置であるが、転写前帯電器２５の目的は
感光体１の潜像電位の消去及びトナーの帯電であるた
め、強く、負極性に偏移しているのに対し、分離帯電器
６の目的は、転写材Ｐ背面の電位を除電するためである
ため、ほぼ正負等しい量の交流放電であることが異な
る。

【００３８】尚、転写前帯電を負極性の直流にした場
合、感光体１の潜像電位の消去及びトナーの帯電は可能
だが、転写材Ｐの背面が強く負極性帯電したり隣の転写
帯電器５に因る正極性の転写電位を減衰させるなどし
て、転写効率を著しく低下させてしまう。

【００３９】「実施例５」実施例４のごとき構成の場
合、高湿環境等で、、転写材として低い表面抵抗を有す
る転写紙が使用された場合、転写抜けを生じることがあ
った。これは転写電位を形成する転写紙背面の正電荷が
図１２のｂ付近まで移動し、転写前帯電によって消滅し
てしまうためと考えられる。

【００４０】そこで図１３のように、転写前帯電器２５
と転写帯電器５の間に高抵抗器２６−２や、ダイオード
２６−３等のインピーダンス素子を介して接地された導
電ローラ２６−１を転写材Ｐ背面に接触させる。このロ
ーラ２６−１は、転写電荷によってセルフバイアスさ
れ、転写電位の低下を防ぐ作用が生じる。

【００４１】このローラ２６−１のような作用をする方
法であれば、どんな方法でも構わない。またこのローラ
２６−１の汚れをとるクリーニング手段やこのローラ２
６−１を感光体１に離接するなどしてもよい。

【００４２】「実施例６」図１４において、負極帯電性
感光体ベルト１′の周辺部に負極性一次帯電器２、像露
光（バックグラウンド露光）３、現像器４、転写材搬送
路１１、交流放電の転写前帯電器２５、負極性直流の転
写帯電器５、及び交流放電の分離帯電器６、搬送ベルト
２７、定着器１３、クリーニング前帯電器１２、クリー
ニング器７及び前露光ランプ１０が感光体ベルト１′の
回転方向（矢印）に沿って上記順序で配置されている。
そして、現像工程によって、感光体ベルト１′の表面に
形成された正帯電しているトナー像に転写材搬送路１１
より送られてきた転写材Ｐが当接される。転写前帯電を
行うところでは感光体ベルト１′を挟んで転写前帯電器
２５の反対側（感光体ベルトの内側）に転写前露光ラン
プ３１が配設されており、感光体ベルト１′潜像電位を
消去する。この助けによって、転写前帯電によって潜像
電位の消去までも行う必要はなくなり、トナー像の帯電
補助のみ効果があればよいので出力を弱めることができ
る。

【００４３】したがつて、転写帯電器５に及ぼす転写電
位低下という弊害をなくせる。

【００４４】尚、感光体ベルト等を使用する場合には、
各装置の配置の自由度が大きい為、例えば図１４のよう
に転写前帯電器２５と、転写帯電器５との距離を大きく
とることによっても、前述の転写紙背面の正電荷が転写
前帯電器２５によって消滅するという弊害を防ぐことが
できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第１の発明
によれば転写部における感光体の転写材当接面と反対面
側より感光体を転写同時露光することによって、転写時
の飛び散り画像、画像ムラの発生等の不都合を防止する
と共に１００％近い転写効率を得ることが可能である。
このため、画質がよく、廃トナーのきわめて少ない画像
形成装置を提供できる。

【００４６】本発明の第２の発明は第１の発明において
照明範囲限定手段を設けたため、転写同時露光装置の露
光が転写部外を照射しないので第１の発明の効果を確保
できる。

【００４７】本発明の第３の発明は第２の発明において
照明範囲限定手段として遮光板を設けたので照明範囲の
限定が簡単で正確にできる。

【００４８】本発明の４の発明は第１〜第３の発明にお
いて現像器におけるバイアス電源が交流であるため、現
像後の感光体上のトナー像の電荷量が大きく、転写前に
飛翔転写が生じ難く高画質が得られる。

【００４９】本発明の第５の発明によれば、転写材が感
光体に当接した後で、且つ、転写前に感光体およびトナ
ーを転写材及びトナー像を交流帯電する交流帯電手段を
設けたから、感光体へ転写材が当接する前にトナーを感
光体に引きつけている潜像電位を消失させないため飛翔
転写による飛び散り画像を防ぎ、且つ転写直前に交流帯
電手段により潜像電位を消失させ、トナー帯電量を適正
化することによって、転写効率を向上させることができ
る。

【００５０】昨今、再利用等が叫ばれている複写機か
ら、排出される廃トナー量を減らす効果及びトナーの飛
び散りの無い高濃度の高画質な画像が得られる効果があ
る。

【００５１】本発明の第６の発明によれば第５の発明に
おいて転写材を通じて転写電荷が転写前の交流帯電手段
に作用し転写電位が低下してしまうのを防止する効果が
あり、第５の発明の効果が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の縦断面図である。

【図２】本発明の実施例２の縦断面図である。

【図３】図２の分解斜視図である。

【図４】Ａ，Ｂは転写前露光の作用効果例を説明する模
式図である。

【図５】Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは転写前露光の作用効果例を説
明する模式図である。

【図６】Ａ，Ｂは本発明の実施例３の作用効果例を説明
する模式図である。

【図７】従来例(1) の縦断面図である。

【図８】従来例(1) の縦断面図であるる

【図９】従来例(1) の縦断面図である。

【図１０】実験装置の斜視図である。

【図１１】図１０の実験装置による実験結果の感光体表
面電位を示す線図である。

【図１２】本発明の実施例４の要部を示す縦断面図であ
る。

【図１３】本発明の実施例５の要部を示す縦断面図であ
る。

【図１４】本発明の実施例６の要部を示す縦断面図であ
る。

【図１５】飛翔転写による飛び散り画像を説明する模式
図である。

【図１６】飛び散り画像を示す平面図である。

【符号の説明】

１感光体１′ 感光体ベルト４現像器５転写帯電器６分離帯電器１４転写同時露光ランプ１７転写同時露光器２５転写前帯電器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電トナー像が付着した透明性を有する
感光体に転写材を当接させ、転写材の感光体表面に接し
ている面と反対側の背面に、転写帯電器によってトナー
像と逆極性の電位を与え、トナー像を転写材に転写させ
る画像形成装置において、転写部における感光体の転写
材との当接面と反対側の面の側より感光体を転写と同時
に露光する転写同時露光装置を備えたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】転写材が感光体に当接する前の感光体
に、転写同時露光装置の露光が照射されない照明範囲限
定手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像
形成装置。
【請求項３】転写露光装置の感光体の移動方向に関し
上流側に照明範囲限定手段として遮光板を有することを
特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】現像器におけるバイアス電源が、交流で
あることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記
載の画像形成装置。
【請求項５】帯電トナー像が付着した感光体に転写材
を当接させ、転写材の感光体表面に接している面と反対
側の背面に、転写帯電器によってトナー像と逆極性の電
位を与え、トナー像を転写材に転写させる画像形成装置
において、転写材が感光体に当接した後で、且つ、転写
前に感光体およびトナー像を転写材背面より交流帯電す
る交流帯電手段と、感光体の転写材との当接面と反対側
の面の側より感光体を露光する転写前露光装置の少なく
ても１つを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】転写帯電器と交流帯電手段の間にセルフ
バイアス回路を設けたことを特徴とする請求項５に記載
の画像形成装置。