JPH07146618A

JPH07146618A - 転写方法及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH07146618A
Application number: JP29307993A
Authority: JP
Inventors: Akira Kumon; 明九門; Katsutoshi Ogawa; 勝敏小川; Jiyunichi Nawama; 潤一縄間
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 1995-06-06

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体上のトナー像を転写ローラ等の接触式
転写手段を用いる場合、トナー飛散等の観点から、定電
流印加方法が有効である。しかしながら、高温度・高湿
度環境下では受像紙を介して、突入ガイドや定着器から
電流がリークする。これを回避するには、ガイドや定着
器を抵抗を介して接地するが、抵抗値に依っては画像ム
ラとなるので適正な抵抗値を選ぶ必要がある。【構成】感光体に導電性弾性転写ローラを所定の圧力
で接触させ、転写ローラに定電流のバイアスを印加して
感光体上のトナー像を受像紙に転写する。受像紙を導く
タイミングローラ、転写ニップに導く突入ガイドは導電
性とし、また、定着器のローラを導電性にして、それぞ
れを２００ＭΩ以上の同一の抵抗を介して接地する。こ
れにより転写時の電圧が一定となり、ムラの無い良好な
画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、ファクシミリ、
プリンターに係り、特に転写方法及び画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像形成装置はオフィスユースの
目的からパーソナルユースへと移行しつつあり小型化、
メンテフリー等を実現する技術が求められている。パー
ソナルユースを目的とする小型のプリンターは、配置さ
れる場所が机上の隅であったり、一般の家庭で使用され
る場合が想定され、メンテンンス性やオゾン排気が少な
い等の条件が満たされることが普及のポイントとなる。

【０００３】電子写真方式の複写機、プリンターの印字
プロセスを説明する。先ず、画像形成のために感光体を
帯電する。帯電方法としては、従来から多く用いられて
いるコロナ放電器を使用するもの、また、近年では発生
オゾンの低減を狙って導電性ローラを感光体に直接押圧
した接触型の帯電方法等によって感光体表面を均一に帯
電する。

【０００４】感光体を帯電後、複写機であれば、複写原
稿に光を照射し反射光をレンズ系を通して感光体に照射
する。或いは、プリンターであれば露光光源としての発
光ダイオードやレーザーダイオードに画像信号を送り光
のＯＮ−ＯＦＦによって感光体に潜像を形成する。

【０００５】感光体に潜像（表面電位の高低）が形成さ
れると感光体は予め帯電された着色粉体であるトナー
（直径が５μｍ〜１５μｍ位）によって顕像化される。
トナーは感光体の表面電位の高低に従って感光体表面に
付着し複写用紙に電気的に転写される。即ち、トナーは
予め正または負に帯電しており複写用紙の背面からトナ
ー極性と反対の極性の電荷を付与して電気的に吸引す
る。これまで、この電荷付与方法としては帯電方法と同
じくコロナ放電器が広く用いられてきたが、オゾン発生
の低減のため近年では導電性ローラを用いた転写装置が
実用化されている。

【０００６】図２は特開平２−２２６２８２号公報に開
示されたトナー像転写装置の構成を示す概略図である。
図２において、２０は発泡性または固体状態のゴムなど
からなり、体積抵抗値１０⁸〜１０¹³Ωｃｍに調整され
た転写ローラ、２１は転写ローラに電圧印加のための電
源、２２は感光体、２３は受像紙（複写用紙）、２４は
受像紙を転写ローラ２０と感光体２２の接触部に導くた
めの導電性のガイド、２５は抵抗体である。以上のよう
に構成された転写装置の動作を説明する。

【０００７】感光体２２の表面には上述したトナーによ
る像が形成されている。今、感光体２２の極性を負、ト
ナーの極性が正の正規現像を想定する。転写ローラ２０
は感光体２２に所定の押圧力で接している。受像紙２３
は感光体２２と転写ローラ２０の接触点（ニップ）に供
給され、転写ローラ２０によって感光体２２に押し当て
られトナーと接触する。転写ローラ２０にはトナーの極
性と反対の負電圧が電源装置２１から印加されているの
でトナーは受像紙２３転写される。転写ローラ２０が受
像紙２３に接触しているので電源２１から印加する電圧
は１．０ｋＶ〜５．０ｋＶである。導電性のガイド２４
は、転写ニップに到達する以前に、受像紙に電界が作用
しトナーが飛翔し、飛び散りの多い画像になることを避
けるために設けられている。しかしながら、ガイド２４
を抵抗体２５を介して接地し、不用意な電流の漏洩を防
止し、転写性能を確保している。トナー像を転写された
受像紙２３は感光体２０と転写ローラ２２の接触点を過
ぎ定着部（図示せず）に搬送される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した転写方法は以
下に示す課題が生じる。

【０００９】通常、プリンター等に搭載されている現像
方法は、感光体の帯電後、像露光を行い、この露光部分
にトナーを付着させる反転現像方式を用いる。この現像
方式では、感光体とトナーの極性が同一であるため、受
像紙に転写する際は、トナー極性と反対の電界を作用さ
せる。転写電界が作用すると感光体上の画像部（トナー
付着）から非画像部へ電界が及びトナーを散らす結果と
なる。これを回避するために転写ローラの抵抗を高く
し、印加電圧を高くする方法が採られる（強い電界によ
って、感光体上の画像部から非画像部に作用する横の電
界を、感光体から転写ローラ間に作用する電界にかえ
る）が、一定電圧を転写ローラに印加する方法では、感
光体上の画像部、非画像部の内、特に画像部に電界が集
中する傾向は完全に除去できずトナー飛散は収まらな
い。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は下記の構成を特徴とする転写方法及び画像
形成装置ある。

【００１１】本発明は、静電潜像担持体上に現像像を形
成する現像手段と、受像紙を前記静電潜像担持体上の前
記現像像位置と同期させるためのタイミングローラと、
前記受像紙を前記静電潜像担持体との間に挟持するため
の導電性電極と、該導電性電極に定電流印加するための
電源手段と、前記導電性電極に前記受像紙を導くための
導電性部材と、前記受像紙上に転写された現像像を定着
するための少なくとも一方の導電性電極よりなる定着手
段と、前記タイミングローラと、前記導電性部材と、前
記定着手段と接地間にそれぞれ挿入された抵抗素子、ま
たは、定電圧素子とを具備し、前記現像像を前記受像紙
上に転写する力が、前記電源手段によって供給された電
荷が前記静電潜像担持体と前記導電性電極間で発生する
電圧と、前記抵抗素子、または、定電圧素子で発生する
電圧である転写方法である。

【００１２】または、静電潜像担持体上に現像像を形成
する現像手段と、受像紙を前記静電潜像担持体上の前記
現像像位置と同期させるためのタイミングローラと、前
記受像紙を前記静電潜像担持体との間に挟持するための
導電性電極と、該導電性電極に定電流印加するための電
源手段と、前記導電性電極に前記受像紙を導くための導
電性部材と、前記受像紙上に転写された現像像を定着す
るための少なくとも一方の導電性電極よりなる定着手段
と、前記タイミングローラと、前記導電性部材と、前記
定着手段と接地間にそれぞれ挿入された抵抗素子、また
は、定電圧素子とを具備し、前記現像像を前記受像紙上
に転写する力が、前記電源手段によって供給された電荷
が前記静電潜像担持体と前記導電性電極間で発生する電
圧と、前記抵抗素子、または、定電圧素子で発生する電
圧であることを特徴とする画像形成装置である。

【００１３】さらに、導電性電極がローラ状である画像
形成装置である。

【００１４】

【作用】前述したように、プリンタで多く用いられる反
転現像によって得られた現像像を受像紙に転写する場
合、比較的低電圧印加で転写が可能なためより高画質が
得られれるため接触式の転写ローラが用いられる。この
転写ローラへの電圧印加方法は大きく分けて２通りあ
る。一つは定電圧印加方式、もう一つは定電流印加方式
である。画像の飛散が少ない点では、後者の定電流印加
方式が優れている。この理由を図を用いて説明する。図
３は、感光体上の電位と転写時の電位関係を模式的に表
した図で、中央の一点鎖線が０Ｖレベルを示す。中央線
より上がプラス（転写時にかかる電圧）、下がマイナス
（感光体上の表面電位）を示す。図３中、左は転写ロー
ラへの印加が定電圧印加、右が定電流印加の場合を示し
ている。定電圧印加の場合は、一定電圧が転写ローラに
印加されるため、感光体の非画像部との間に強い電界が
形成される、この電界に引かれて画像部トナーも動いて
しまう。一方、定電流印加の場合は、感光体やトナー
（実際には受像紙も含まれる）はインピーダンス成分と
して考えられるから、感光体単独よりも感光体とトナー
を合わせたインピーダンス成分の方が大きくなり、一定
電流を流すとトナーが存在する方が電圧が高くなる。

【００１５】従って、転写ローラと感光体間に形成され
る電界はトナーが存在する方が大きくなり、トナーは非
画像部へは飛散し難い。以上理由から定電流印加の方が
トナー飛散は少ない。

【００１６】しなしながら、定電流印加の場合は、高温
度・高湿度環境などで受像紙の抵抗が下がると、受像紙
を介して電荷が逃げ、必要な転写電圧がかからなくなっ
てしまう。

【００１７】特に、３３℃８０％ＲＨ以上の環境になる
と受像紙の抵抗はかなり低下し、感光体上の現像像と受
像紙のタイミングを図るローラや、受像紙を転写部へ導
く接地された導電性ガイドや導電性のローラを接地した
定着器から電荷がリークする。このため、これらの部
材は低温度・低湿度環境下での適度な電荷のリークと高
温度・高湿度環境下での不要な電荷リークを回避するた
め、抵抗素子や定電圧素子を介して接地する。タイミン
グローラは、高い抵抗のゴム部材より構成されることが
多いが、ゴムの硬度を高めるためにカーボン類を添加す
る。

【００１８】このため極度な多湿環境下に放置されると
抵抗が低下してしまう。高温・高湿環境下では、転写ロ
ーラから供給された電流は２つのルートを通り流れる。
１つは、感光体、トナー、受像紙が転写ローラに挟持さ
れた部分で、もう一つは、受像紙を介して、タイミング
ローラ、ガイドや定着器に流れる部分である。

【００１９】図４はこの状態の等価回路モデルを示した
ものである。等価回路図からも分かるように、転写時ト
ナーにかかる電圧は、受像紙を介して流れるリーク電流
の大小に左右される。仮に、タイミングローラやガイド
類がそのまま接地されれば転写に必要な電流がすべてリ
ークし、転写電圧が発生しない。従って、タイミングロ
ーラやガイド類を接地する時の抵抗を適当に選択すると
良好な転写像が得られる。

【００２０】

【実施例】図１は本発明に従う実施例の画像形成装置の
構成構成図である。

【００２１】図１において、１は静電潜像保持体として
の感光体で、導電性の基材上に電荷発生層としてフタロ
シアニン系の顔料を樹脂に分散したものを用い、電荷発
生層上に電荷輸送層としてヒドラゾンを樹脂に混合して
感光層の膜厚を２０μｍとした有機感光体を用いた。２
は感光体１を帯電するコロナ放電装置、３は感光体に像
露光に行うための露光装置、４は露光後の潜像を顕像化
するための現像装置で、静電潜像担持体１に磁性の現像
剤であるトナーを付着させるために感光体１に内包した
固定の磁場発生用磁石４ａと、電圧を印加して画像部以
外の余分なトナーを回収するための導電性部材からなる
現像電極４ｂ、現像電極４ｂに電圧印加と保持電界印加
が可能な電源装置４ｃからなる。現像電極４ｂには交流
（ＡＣ）と直流（ＤＣ）が単独または重畳し、電源装置
４ｃによって印加される。５は感光体１に接触するよう
に設定された転写ローラである。転写ローラ５は導電性
の部材からなる軸の周囲に導電性ゴムを設けた弾性のロ
ーラである。感光体１への押圧力は転写ローラ５一本当
たり（約２１６ｍｍ）０〜２０００ｇ、望ましくは５０
０〜１０００ｇである。これは転写ローラ５を感光体１
に圧接するためのバネのバネ係数と縮み量の積から測定
した。感光体１との接触幅は約０．５ｍｍ〜５ｍｍであ
る。転写ローラ５のゴム硬度はアスカーＣの測定方法で
８０度以下で、望ましくは３０〜６０度である。６は感
光体１上の現像像を受像紙に転写する際、画像部領域と
受像紙位置を合わせるため、受像紙をいったん停止させ
るゴム状のタイミングローラである。タイミングローラ
６は通常、樹脂または抵抗を介して接地した金属製のロ
ーラと対となって、約１．０〜２．０Ｋｇの圧力で接し
ている。タイミングローラ６のゴム材料は、ウレタンゴ
ム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレン共重合ゴム
が用いられる。硬度はJISのAスケールで約６０〜８０度
である。抵抗は約１０¹³〜１０⁴Ωであるが、高温・高
湿環境下では低抵抗化するため、接地するときに適当な
抵抗またはツェナダイオード等を介して行う。抵抗は１
００ＭΩ以上が望ましい。７は受像紙を転写ローラ５に
導入する導電性部材からなる突入ガイドで、１００ＭΩ
以上の抵抗を介して接地している。

【００２２】８は樹脂部材からなる搬送ガイド、９は定
着装置で、導電性の管材上にフッ素またはシルコーン系
の樹脂中に導電性粉末を分散した導電性塗料を塗布した
ヒートーローラ９ａとシリコーン系のゴムからなる加圧
用バックアップローラ９ｂからなる。ヒートローラ９ａ
の中にはハロゲンランプを配置し加熱できる。また、ヒ
ートローラ９ａの軸受けは導電性のもの用い、定着装置
９の匡体と電気的に導通させ、匡体を１００ＭΩ以上の
抵抗を介して接地する。本実施例では、感光体１と転写
ローラ５との接触ニップと突入ガイド先端との距離は約
５ｍｍ、また、同ニップと定着装置９のヒートローラ９
ａと加圧ローラ９ｂとの接触ニップ間の距離は約９０ｍ
ｍである。

【００２３】突入ガイド７と接地間に挿入した抵抗値は
２００ＭΩ、また、定着装置９と接地間に挿入した抵抗
も２００ＭΩであった。

【００２４】１０は受像紙、１１は感光体１表面に転写
後残留するトナーをクリーニングするためのクリーニン
グ装置、１２はトナーである。１３は転写ローラ５に電
圧印加するための電圧発生電源である。各部材の具体的
な寸法は、感光体１の外径は３０ｍｍ、導電性の基材は
アルミニウムで厚み１ｍｍの負帯電有機感光体を用い
た。タイミングローラ６の外径はφ１４ｍｍ、シャフト
径はφ８ｍｍ、エチレンプロピレン共重合体を用い、硬
度は８０度、抵抗は１０⁴Ωであった（表面と軸間に１
０Ｖ印加）。

【００２５】タイミングローラ６は、１０００Ｖのツェ
ナダイオードを介して接地した。転写ローラ５は直径６
ｍｍのシャフトの周囲に発砲性の導電性ウレタンエラス
トマーを抵抗値１０⁷Ω（軸と表面に電極を設け、両者
に５００Ｖ印加する）にしたものを用いた。転写ローラ
５全体の外径は１８．７ｍｍで、硬度はアスカーＣで６
５度であった。転写ローラ５を感光体１に転写ローラ５
の軸を金属バネで押圧することで接触させた。押圧力は
約１０００ｇであった。トナー１２は平均粒径が約１２
μｍで、磁性絶縁性で負電荷を帯びている。

【００２６】上述した装置を用いて動作を説明する。感
光体１はコロナ放電装置２を用いて表面を負帯電する。
帯電後、露光装置３で感光体１表面電荷による潜像を現
像装置４によって顕像化する。顕像化は、感光体１の基
材内部に内包した磁石４ａによって感光体１表面に磁性
現像剤としてのトナー１２を付着させる。

【００２７】感光体１の表面電位と近似の現像バイアス
を回収ローラ４ｂに電源装置４ｃにより印加する反転現
像法を用いると、露光装置３によって露光された部分の
感光体表面電位は低くなり、この部分に負極性に帯電し
たトナー１２が付着し、感光体表面電位の高い非画像部
のトナー１２は回収ローラ１９ｂに回収される。

【００２８】感光体１が転写ローラ５接触位置に到達す
ると同時に、タイミングローラ６で画像部先端を合わせ
て、受像紙１０が感光体１と転写ローラ５の接触部に供
給される。転写ローラ５にはトナー１２と反対極性の定
電流が印加されており静電力で受像紙１０にトナー１２
が転写される。本実施例では約２μＡの定電流で行っ
た。３３℃８０％ＲＨ環境下では、転写時に発生した電
圧を表面電位計で計測すると約２５０Ｖ、この時の転写
部位以外に流れ出る電流、即ち、タイミングローラ６と
突入ガイド７、定着装置９から流れ出る電流は合わせて
約１μＡであった。

【００２９】受像紙１０は感光体１より分離され、搬送
ガイド８を経て定着装置９を通り、トナー１２は受像紙
１０上に固着される。転写工程後の感光体１上の転写せ
ずに残留するトナー１２はクリーニング装置１１にで廃
トナーボックスに回収される。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、静電潜像担持体上に現像像を
形成する現像手段と、受像紙を前記静電潜像担持体上の
前記現像像位置と同期させるためのタイミングローラ
と、前記受像紙を前記静電潜像担持体との間に挟持する
ための導電性電極と、該導電性電極に定電流印加するた
めの電源手段と、前記導電性電極に前記受像紙を導くた
めの導電性部材と、前記受像紙上に転写された現像像を
定着するための少なくとも一方の導電性電極よりなる定
着手段と、前記タイミングローラと、前記導電性部材
と、前記定着手段と接地間にそれぞれ挿入された抵抗素
子、または、定電圧素子とを具備し、前記現像像を前記
受像紙上に転写する力が、前記電源手段によって供給さ
れた電荷が前記静電潜像担持体と前記導電性電極間で発
生する電圧と、前記抵抗素子、または、定電圧素子で発
生する電圧である転写方法である。

【００３１】または、静電潜像担持体上に現像像を形成
する現像手段と、受像紙を前記静電潜像担持体上の前記
現像像位置と同期させるためのタイミングローラと、前
記受像紙を前記静電潜像担持体との間に挟持するための
導電性電極と、該導電性電極に定電流印加するための電
源手段と、前記導電性電極に前記受像紙を導くための導
電性部材と、前記受像紙上に転写された現像像を定着す
るための少なくとも一方の導電性電極よりなる定着手段
と、前記タイミングローラと、前記導電性部材と、前記
定着手段と接地間にそれぞれ挿入された抵抗素子、また
は、定電圧素子とを具備し、前記現像像を前記受像紙上
に転写する力が、前記電源手段によって供給された電荷
が前記静電潜像担持体と前記導電性電極間で発生する電
圧と、前記抵抗素子、または、定電圧素子で発生する電
圧であることを特徴とする画像形成装置である。

【００３２】さらに、導電性電極がローラ状である画像
形成装置によって、良好な画像を得ることができる。

【００３３】前述したように、接触式の転写ローラと感
光体間に受像紙を挟む接触転写方式では、一定の電圧で
転写を行うよりも、画像中のトナー飛散の少ない定電流
方式が有効である。

【００３４】しかしながら、定電流方式は、接触ニップ
に受像紙を導くタイミングローラ、ガイドや定着器から
電流が受像紙を介してリークする。

【００３５】特に高温度・高湿度環境下では受像紙が低
抵抗化するため現象が顕著となる。これを回避するため
ガイド及び定着器を抵抗を介して接地する。

【００３６】この時の転写性能は手印社部位にかかる電
圧と、転写部位以外に流れ出る電流によって発生する電
圧とによって左右される。

【００３７】これを調整することによって良好な画像が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における画像形成装置の構成概
略図

【図２】従来の転写ローラ方法を説明するための概略図

【図３】定電圧印加に比べ、定電流印加の方がトナー飛
散が少ないことを説明するための感光体の表面電位と転
写時にかかる電圧を模式的に表した図

【図４】転写時の電流リークを含めた等価回路を説明す
るための図

【符号の説明】

１感光体２コロナ放電装置３露光装置４現像装置４ａ磁場発生用磁石４ｂ現像電極４ｃ電源装置５転写ローラ６タイミングローラ７突入ガイド９定着装置９ａヒートローラ９ｂ加圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体上に現像像を形成する現像
手段と、受像紙を前記静電潜像担持体上の前記現像像位
置と同期させるためのタイミングローラと、前記受像紙
を前記静電潜像担持体との間に挟持するための導電性電
極と、該導電性電極に定電流印加するための電源手段
と、前記導電性電極に前記受像紙を導くための導電性部
材と、前記受像紙上に転写された現像像を定着するため
の少なくとも一方の導電性電極よりなる定着手段と、前
記タイミングローラと、前記導電性部材と、前記定着手
段と接地間にそれぞれ挿入された抵抗素子、または、定
電圧素子とを具備し、前記現像像を前記受像紙上に転写する力が、前記電源手
段によって供給された電荷が前記静電潜像担持体と前記
導電性電極間で発生する電圧と、前記抵抗素子、また
は、定電圧素子で発生する電圧である転写方法。
【請求項２】静電潜像担持体上に現像像を形成する現像
手段と、受像紙を前記静電潜像担持体上の前記現像像位
置と同期させるためのタイミングローラと、前記受像紙
を前記静電潜像担持体との間に挟持するための導電性電
極と、該導電性電極に定電流印加するための電源手段
と、前記導電性電極に前記受像紙を導くための導電性部
材と、前記受像紙上に転写された現像像を定着するため
の少なくとも一方の導電性電極よりなる定着手段と、前
記タイミングローラと、前記導電性部材と、前記定着手
段と接地間にそれぞれ挿入された抵抗素子、または、定
電圧素子とを具備し、前記現像像を前記受像紙上に転写する力が、前記電源手
段によって供給された電荷が前記静電潜像担持体と前記
導電性電極間で発生する電圧と、前記抵抗素子、また
は、定電圧素子で発生する電圧であることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項３】導電性電極がローラ状である請求項２記載
の画像形成装置。