JPH07178952A

JPH07178952A - 静電記録装置

Info

Publication number: JPH07178952A
Application number: JP32651893A
Authority: JP
Inventors: Hideki Takahashi; 秀樹高橋; Kazushi Ametani; 一志雨谷
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は静電記録装置に係り、特に対向電極
に印加されるバイアス電圧が、転写ロールに印加される
電圧の影響を受けることなく、安定的に維持され、画像
障害のない高品質の記録画像を形成することである。【構成】現像スリーブ１５上を記録部Ｗまで搬送され
た磁性トナーが、印字データに従って対向電極６に転移
し、この対向電極６に転移したトナー画像を転写ロール
５に印加する高電圧Ｖｔにより用紙Ｐに静電的に転写す
る静電記録装置であり、表面電位計２０で対向電極６の
表面電位を測定した結果、転写ロール５と対向電極６の
接触抵抗値の関係が、転写ロールの接触抵抗値≧１００
×対向電極の接触抵抗値である様な転写ロール５と対向
電極６を使用し、対向電極６に形成されたトナー画像を
用紙Ｐに転写するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定経路に沿って搬送
される現像剤を記録情報に応じて記録媒体へ転移させて
記録画像を形成する静電記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、普通紙を用いることができ、且つ
記録媒体と記録電極先端との微小間隙を正確に確保でき
る静電記録方式として、ドラム状の対向電極（中間記録
媒体）上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙
上に転写する方式が用いられている。尚、この方式によ
る場合、対向電極を用いる為に装置が大型化する傾向が
あり、通常、記録と現像を同時に行うプロセスを採用し
装置の大型化を回避している。

【０００３】上述の様な静電記録装置では、対向電極に
形成されたトナー画像を、例えば転写ロールにより用紙
に転写する。この場合の転写方式は所謂ロール転写方式
であり、上述の対向電極と転写ロールを所定の圧力で接
し、転写ロールに所定極性の高電圧を印加することによ
り、対向電極に形成されたトナー画像を転写ロール側へ
静電吸着する。この時、対向電極と転写ロール間に普通
紙（用紙）を挾持、搬送することにより、トナー画像を
普通紙に転写するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のロール
転写の場合、転写ロールに高電圧を印加し、しかも転写
ロールと対向電極は用紙を挟んで接し、極めて近接して
配設されている。この為、転写ロールに印加される高電
圧により対向電極側が影響を受け、対向電極に印加され
るバイアス電圧の値が変化する。かかる場合、対向電極
上に形成されたトナー画像は影響を受け、高品質な記録
画像を形成することはできない。

【０００５】本発明は上記問題に鑑み、対向電極に印加
されるバイアス電圧が、転写ロールに印加される高電圧
の影響を受けることなく、安定に維持され、画像障害の
ない高品質の記録画像を形成することを可能とした静電
記録装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、所定の
現像剤搬送路に沿って現像剤を搬送する現像剤搬送手段
と、前記現像剤搬送路上に現像剤搬送方向と直角の方向
へ間隔を保って並設した複数の記録電極と、該記録電極
に対向配置されバイアス電圧が印加された対向電極とを
有し、各前記記録電極に記録情報に応じて記録電圧を印
加し、前記現像剤搬送路表面に沿って搬送されてくる現
像剤を前記対向電極側へ選択的に転移させた後、転写電
圧が印加された転写ロールにより前記現像剤を用紙に転
写する静電記録装置に適用され、前記転写ロール及び前
記対向電極と金属ロールとを接触して測定した接触抵抗
値が、転写ロールの接触抵抗値≧１００×対向電極の接
触抵抗値の関係にある転写ロール及び対向電極を使用す
る。

【０００７】

【作用】本発明は、磁性トナー等で構成される現像剤を
現像剤搬送手段により記録部まで搬送し、記録部におい
て印字データに従って現像剤を対向電極に転移し、対向
電極に例えばトナー画像を形成する。また、転写ロール
と対向電極の接触抵抗値は、転写ロールの接触抵抗値≧
１００×対向電極の接触抵抗値となる様に設定し、転写
ロールに印加される高電圧の為に対向電極に印加される
バイアス電圧が影響されることを防止し、対向電極に形
成されたトナー画像を安定して用紙に転写するものであ
る。このことにより、画像障害のない高品質の記録画像
を作成することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って具体
的に説明する。図２は本実施例の静電記録装置の全体構
成を示す模式的断面図である。同図において、静電記録
装置１は、用紙供給／搬送機構ＰＣ、記録画像形成ユニ
ットＵ、画像転写部Ｔで構成されている。

【０００９】用紙供給／搬送機構ＰＣは、普通紙（以
下、単に用紙という）Ｐを積載収納した給紙カセット２
と、この給紙カセット２の先端部上方に設けられ、矢印
方向に回転することにより給紙カセット２から用紙Ｐを
搬出する給紙コロ２’と、絶縁部材よりなる上、下の搬
送ガイド板３ａ，３ｂと、用紙Ｐの進行を一旦停止し搬
送姿勢を整えた後、下流側の画像転写部Ｔへ用紙Ｐを給
送する待機ロール対４と、画像転写部Ｔで後述するトナ
ー画像が転写された用紙Ｐの上面を吸引しつつ定着器８
へ用紙Ｐを送るエアーサクション方式の搬送ベルト７
と、加熱ロール８ａと圧接ロール８ｂから成り、両ロー
ル間に用紙Ｐを挾持しつつ用紙Ｐにトナー画像を熱定着
する定着器８と、定着器８による定着処理を終え、排出
口９から排出される用紙Ｐを収納する排紙トレイ１０で
構成されている。

【００１０】また、記録画像形成ユニットＵは、補給用
現像剤を貯留する現像剤貯留槽１１と、実質的な画像形
成処理に使用される現像記録槽１２で構成されている。
現像剤貯留槽１１には、攪拌羽根１１ａが回動可能に配
設され、補給用現像剤として負（−）の摩擦帯電極性を
有する磁性トナーｄが収納されている。また、現像記録
層１２には、対向電極６、オーガロール１４ａ、１４
ｂ、現像スリーブ１５が配設されている。

【００１１】図３は記録画像形成ユニットＵの拡大断面
図を示す。現像剤貯留槽１１内に収納された磁性トナー
ｄは、攪拌羽根１１ａの回転により固結が防止され、ト
ナー補給口１１ｂに設けられた補給ロール１１ｃを回転
することにより、必要な量の磁性トナーｄを現像記録槽
１２へ補給する。また、現像記録槽１２の底部には、水
平循環経路１３ａ，１３ｂが形成され、水平循環経路１
３ａ，１３ｂにはオーガロール１４ａ，１４ｂが回転自
在に配設されている。このオーガロール１４ａ，１４ｂ
には、各シャフト１４ａ’，１４ｂ’に不図示の螺施羽
根が立設され、矢印“ロ”、“ハ”方向に回転駆動する
ことにより、補給された磁性トナーｄを攪拌しつつ循環
流動し、この間、磁性トナーｄを摩擦帯電する。

【００１２】また、オーガロール１４ｂの上方には、磁
性トナーｄを後述する記録部Ｗまで搬送する現像剤搬送
手段としての現像スリーブ１５及びマグネットロール１
６が設けられている。尚、マグネットロール１６は現像
スリーブ１５に内蔵され、回転自在に構成されている。
また、マグネットロール１６の周近傍には異なる磁極
（Ｎ極、Ｓ極）が交互に着磁され、マグネットロール１
６が矢印“ニ”方向に回転することで、磁性トナーｄを
現像スリーブ１５の周表面に沿って矢印“ホ”方向に搬
送する。

【００１３】一方、現像スリーブ１５は、現像スリーブ
１５の上方に設けられた対向電極６と所定の隙間を保持
して対向配置している。図４は、この対向電極６と現像
スリーブ１５の詳しい配設構成を示す図である。同図に
示す様に、対向電極６と現像スリーブ１５の対向部は所
定の隙間を形成し、記録部Ｗを構成する。この記録部Ｗ
において、現像スリーブ１５の周表面は水平に切除さ
れ、平面部１５ａを形成する。この平面部１５ａは同図
の紙面垂直方向に（現像スリーブ１５の幅方向全域に亘
って）形成されている。尚、この平面部１５ａの下流側
（磁性トナーｄの移動方向（矢印“ホ”方向）に対する
下流側）には上述の平面部１５ａと同じ幅の平面部１５
ｂが形成されている。また、記録部Ｗには印字データに
従ったパルス電圧が印加される記録電極ＥＬが位置す
る。この記録電極ＥＬは記録電極シート１７の先端に後
述する記録電極線の一部として形成され、この記録電極
シート１７は現像スリーブ１５の周表面に被着敷設され
ている。記録電極シート１７は可撓性印刷回路基板（Ｆ
ＰＣ）で構成され、この記録電極シート１７（の他端）
は、現像スリーブ１５の周面に設けられた平面部１５ｃ
まで延設されている。尚、この平面部１５ｃにはＬＳＩ
１８が配設され、記録電極シート１７内の記録電極線は
このＬＳＩ１８に接続されている。また、ＬＳＩ１８を
覆って現像スリーブ１５の周面と同一曲率に形成された
部材１９はＬＳＩ１８のカバー部材として機能する。ま
た、同図に示す２０は現像スリーブ１５の周面に残留す
る磁性トナーｄ’を除去するブレードである。

【００１４】図５は上述の現像スリーブ１５の斜視図を
示す。記録電極シート１７には、印字データに従ったパ
ルス電圧が印加される記録電極線１７’が配設され、こ
の記録電極線１７’の先端が上述の様に、記録電極ＥＬ
を構成する。記録電極線１７’の数は、主走査１ライン
分の最大データ数に対応した数である。また、記録電極
シート１７の表面は、上述の記録電極ＥＬとして使用す
る記録電極シート１７の先端から所定幅Ｚを除いて、不
図示の絶縁コートが被着されている。また、記録電極シ
ート１７は不図示の弾性体をベースに形成されているの
で、記録電極シート１７の先端に位置する記録電極ＥＬ
は、記録部Ｗにおいて上下方向に弾力性を有している。

【００１５】一方、画像転写部Ｔは図３に示す様に、転
写ロール５と円筒状の対向電極６で構成され、転写ロー
ル５は矢印イ方向に回転可能に、対向電極６は矢印イ’
方向に回転可能に構成されている。画像転写部Ｔは、対
向電極６に形成されたトナー画像を静電気力で用紙Ｐに
転写するものであり、この為転写ロール５には不図示の
電源から所定の高電圧が印加される。また、対向電極６
にもバイアス電源６ａから所定の電圧が印加される構成
である。

【００１６】次に、上述の静電記録装置で行う記録動作
を説明する。図３において、マグネットロール１６を矢
印“ニ”方向に回転駆動すると、現像スリーブ１５の外
周面上には、磁性トナーｄの粒子を自転させる回転磁場
が形成され、磁性トナーｄが穂を形成しつつマグネット
ロール１６の回転方向とは逆の矢印“ホ”方向に搬送さ
れる。この様にして搬送される磁性トナーｄは、現像ス
リーブ１５の周面に沿って記録部Ｗまで送られる。この
間、磁性トナーｄは磁性トナー同士、又は現像スリーブ
１５の表面との摩擦により、さらに負（−）極性に充分
摩擦帯電する。

【００１７】記録部Ｗには、前述の記録電極ＥＬが並列
敷設されており、この記録電極ＥＬには、前述の様にＬ
ＳＩ１８から印字データに従ったパルス電圧が選択的に
印加される。例えば、ある１ビットの印字データが
“１”（印字）のとき、対応する記録電極ＥＬにパルス
電圧が印加される。この時印加されるパルス電圧は負
（−）の高電圧（例えば２００Ｖ）であり、負（−）の
低電圧（例えば３０Ｖ）が印加された対向電極６は相対
的に正（＋）となり、対応する記録電極ＥＬ上の負
（−）極性の磁性トナーｄは対向電極６へ転移する。一
方、パルス電圧が印加されない（“０”（非印字）の）
記録電極ＥＬ上の磁性トナーｄは、対向電極６に負
（−）の低電圧が印加されていることから記録電極ＥＬ
上に保持される。したがって、印字データに従って上述
の処理を繰り返すことにより、対向電極６上には印字デ
ータに従ったトナー画像が形成される。

【００１８】この様にしてトナー画像が形成された対向
電極６は、矢印イ’方向へ回転し、トナー画像を画像転
写部Ｔへ送る。画像転写部Ｔでは、前述の様に転写ロー
ル５と対向電極６が対向配置され、所定のタイミングで
前述の用紙供給／搬送機構ＰＣを搬送される用紙Ｐが転
写ロール５と対向電極６間を挾持されつつ搬送される。
ここで、前述の様に電源から転写ロール５へ所定の高電
圧が印加されている為、対向電極６の周面上のトナー画
像は、転写ロール５側へ静電力を受け、対応する位置を
搬送される用紙Ｐに転写される。すなわち、転写ロール
５に印加する電圧値を対向電極６に印加するバイアス電
圧値より高く設定しておくことにより、対向電極６上の
トナー画像は、転写ロール５側へ静電力を受け、用紙Ｐ
に転写される。尚、用紙Ｐに転写されたトナー画像は、
前述の様に定着器８で熱定着され、排紙トレー１０へ排
出される。

【００１９】しかし、上述の画像転写部Ｔにおいて、転
写ロール５への印加電圧が対向電極６に悪影響を与える
場合がある。特に、転写ロール５に印加される電圧が大
きいほどその影響は大きい。かかる場合、対向電極６上
のトナー画像が正確に用紙Ｐに転写されず、不良画像と
なる。

【００２０】そこで、この問題が発生する原因を検討し
たところ、転写ロール５への高電圧印加に基づいて対向
電極６近傍に発生する浮遊容量の影響が大きいことが分
かった。そこで、浮遊容量の影響を確認する為、転写ロ
ール５と抵抗値０の例えば金属ロールとを接触させた時
の転写ロール５の抵抗値、すなわち転写ロール５の接触
抵抗値、及び対向電極６と例えば金属ロールとを接触さ
せた時の対向電極６の接触抵抗値を適当に設定し、この
関係がどの様な関係の時、対向電極６へのバイアス電圧
（表面電位）が安定するか検討した。

【００２１】そこで先ず、以下の実測を行った。図１
は、対向電極６の表面電位を測定する装置構成であり、
前述の図３に示す記録画像形成ユニットＵの転写ロール
５−対向電極６−現像スリーブ１５の配置に、表面電位
計２０を含めた構成である。すなわち、対向電極６に対
して現像スリーブ１５を同図の紙面垂直方向に対向配置
し、用紙Ｐを介して転写ロール５を対向電極６に対向配
置する。また、対向電極６には負（−）のバイアス電圧
Ｖｄを出力するバイアス電源６ａを接続し、転写ロール
５には正（＋）の高電圧Ｖｔを出力する電源５ａを接続
する。また、表面電位計２０は対向電極６に近接して配
設され、対向電極６の表面電位を測定する。尚、表面電
位計２０は不図示のシールド部材により静電遮蔽され、
転写ロール５や用紙Ｐからの静電気の影響を排除できる
構成である。

【００２２】上述の様な測定装置において、以下に〜
の実測結果を示す。尚、上述の実測結果の中で、説明
の便宜上〜を比較例といい、〜を実施例とい
う。比較例本比較例は、対向電極６の接触抵抗を２×１０⁵Ω／ｍ
に設定し、転写ロール５の接触抵抗を２×１０⁶Ω／ｍ
に設定し、対向電極６にバイアス電源６ａから例えば−
３０Ｖ（電圧Ｖｄ）を印加し、かつ転写ロール５に電源
５ａから＋１０００Ｖ（電圧Ｖｔ）を印加し、上述の表
面電位計２０により対向電極６の表面電位を測定したも
のである。

【００２３】この場合、転写ロール５に印加される電圧
Ｖｔ（１０００Ｖ）が対向電極６にも分圧され、対向電
極６の電位が大きく影響される。図６のＩはこの様子を
示すものであり、時間の変化に伴って対向電極６の表面
電位の変化を示す。すなわちこの場合、浮遊容量の影響
を受け、対向電極６の表面電位は時間と共に上昇し、バ
イアス電圧（−３０Ｖ）を維持できない。従ってこの例
の場合、図７に示す如く、記録画像は不良（評価×）と
なる。

【００２４】比較例本比較例は、対向電極６の接触抵抗を２×１０⁶Ω／ｍ
に設定し、転写ロール５の接触抵抗を２×１０⁶Ω／ｍ
に設定し、対向電極６にバイアス電源６ａからバイアス
電圧Ｖｄ（−３０Ｖ）を印加し、かつ転写ロール５に電
源５ａから高電圧Ｖｔ（１０００Ｖ）を印加し、対向電
極６の表面電位を測定したものである。

【００２５】この場合にも、転写ロール５に印加される
電圧Ｖｔ（１０００Ｖ）が対向電極６にも分圧し、図６
のIIに示す如く、対向電極６の電位が上昇する。従って
この場合にもバイアス電圧（−３０Ｖ）を維持できず、
図７に示す如く、記録画像は不良（評価×）となる。

【００２６】比較例本比較例は、対向電極６の接触抵抗を２×１０⁶Ω／ｍ
に設定し、転写ロール５の接触抵抗を２×１０⁷Ω／ｍ
に設定し、対向電極６にバイアス電源６ａからバイアス
電圧Ｖｄ（−３０Ｖ）を印加し、かつ転写ロール５に電
源５ａから高電圧Ｖｔ（１０００Ｖ）を印加し、対向電
極６の表面電位を測定したものである。

【００２７】この場合には、転写ロール５に印加される
電圧Ｖｔ（１０００Ｖ）が対向電極６に影響するが、転
写ロール５の接触抵抗が２×１０⁷Ω／ｍとある程度大
きい為、バイアス電圧（−３０Ｖ）より少し大きい電圧
で安定する。従って、この場合には図７に示す如く、記
録画像はやや不良（評価△）となる。

【００２８】実施例本実施例は、対向電極６の接触抵抗を２×１０⁵Ω／ｍ
に設定し、転写ロール５の接触抵抗を２×１０⁷Ω／ｍ
に設定し、対向電極６にバイアス電源６ａからバイアス
電圧Ｖｄ（−３０Ｖ）を印加し、かつ転写ロール５に電
源５ａから高電圧Ｖｔ（１０００Ｖ）を印加し、対向電
極６の表面電位を測定したものである。

【００２９】この例の場合、図６のIVに示す如く、対向
電極６のバイアス電圧Ｖｄは、ほぼ−３０Ｖ付近で安定
し、転写ロール５に印加した高電圧Ｖｔによる影響は、
ほとんどなかった。従ってこの実施例の場合、図７に示
す如く、記録画像は良好（評価○）である。

【００３０】実施例本実施例は、対向電極６の接触抵抗を２×１０⁵Ω／ｍ
に設定し、転写ロール５の接触抵抗を２×１０⁸Ω／ｍ
に設定し、前述と同様、対向電極６にバイアス電圧Ｖｄ
（−３０Ｖ）を印加し、転写ロール５に高電圧Ｖｔ（１
０００Ｖ）を印加し、対向電極６の表面電位を測定した
ものである。

【００３１】この実施例の場合にも、図６のＶに示す如
く、対向電極６のバイアス電圧Ｖｄは−３０Ｖ付近で安
定し、転写ロール５に印加した高電圧Ｖｔによる影響は
なく、図７に示す如く記録画像は良好（評価○）であっ
た。

【００３２】実施例本実施例は、対向電極６の接触抵抗を２×１０⁶Ω／ｍ
に設定し、転写ロール５の接触抵抗を２×１０⁸Ω／ｍ
に設定し、前述と同様、対向電極６にバイアス電圧Ｖｄ
（−３０Ｖ）を印加し、転写ロール５に高電圧Ｖｔ（１
０００Ｖ）を印加し、対向電極６の表面電位を測定した
ものである。

【００３３】この実施例の場合にも、図６のVIに示す様
に、対向電極６のバイアス電圧Ｖｄは−３０Ｖ付近で安
定し、転写ロール５に印加した高電圧Ｖｔによる影響は
なく、記録画像は良好（評価○）であった。

【００３４】一方、上述の結果から、次に転写ロール５
に印加する高電圧Ｖｔを可変して同様の実測を行った。
図８はその結果を示す図である。同図に示す様に、転写
ロール５に印加する高電圧Ｖｔを２００Ｖ〜１５００Ｖ
まで可変して行ったが、結果は上述の図６、図７の例と
同じであった。転写ロール５へ印加する高電圧Ｖｔが大
きくなればなるほど、対向電極６に分圧される電圧が大
きくなるので、対向電極６の電圧は高くなり、安定した
バイアス電圧（−３０Ｖ）を対向電極６に与えることは
困難となった。

【００３５】以上の実測結果から判断すると、転写ロー
ル５の接触抵抗が、対向電極６の接触抵抗より２桁以上
高い時、時間が経過しても対向電極６の表面電位は殆ど
変化しないことが判る。これは、転写ロール５の接触抵
抗が、対向電極６の接触抵抗より２桁以上高い為、転写
ロール５に印加される高電圧Ｖｔの分圧現象は当然生じ
るが、バイアス電圧Ｖｄに対して無視できる程度に小さ
いと考えられる。また、このことは転写ロール５の印加
電圧が１０００Ｖ以外の他の電圧値であっても、図８に
示す実測結果から同様である。

【００３６】以上から、対向電極６を常に安定したバイ
アス電圧（例えば、−３０Ｖ）で保持する為には、転写
ロール５の接触抵抗値と対向電極６の接触抵抗値が、転写ロールの接触抵抗値≧１００×対向電極の接触抵抗
値の関係であることが必要である。

【００３７】したがって、上述の様な関係になる様、転
写ロール５及び対向電極６を設定し、前述の構成の静電
記録装置１に適用すれば、転写ロール５に印加される高
電圧Ｖｔの影響を防止し、所定のバイアス電圧に対向電
極６を保持し、安定したトナー画像の転写を行うことが
できる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、対向電極と転写ロール
の接触抵抗比を１対１００以上に設定することにより、
転写ロールに印加される高電圧が対向電極のバイアス電
圧に影響を与え、対向電極のバイアス電圧が変化するこ
とを防止し、常に安定した記録画像を形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】対向電極の表面電位を測定する装置構成図であ
る。

【図２】一実施例の静電記録装置の全体構成図である。

【図３】記録画像形成ユニットの構成図である。

【図４】対向電極と転写ロールとの具体的な構成を説明
する図である。

【図５】対向電極の斜視図である。

【図６】時間に対する対向電極の表面電位変化図であ
る。

【図７】対向電極と転写ロールの接触抵抗値を変化させ
た時の記録画像の評価を示す図である。

【図８】転写ロールの電圧を変化させた時の対向電極の
表面電位の変化を示す図である。

【符号の説明】

１静電記録装置２給紙カセット２’給紙コロ３ａ搬送ガイド板３ｂ搬送ガイド板４待機ロール５転写ロール６対向電極８定着器１１現像剤貯留槽１２現像記録槽１４ａ、１４ｂオーガロール１５現像スリーブ１６マグネットロール１７記録電極シート１８ＬＳＩ２０表面電位計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の現像剤搬送路に沿って現像剤を搬
送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送路上に現像剤
搬送方向と直角の方向へ間隔を保って並設した複数の記
録電極と、該記録電極に対向配置されバイアス電圧が印
加された対向電極とを有し、各前記記録電極に記録情報
に応じて記録電圧を印加し、前記現像剤搬送路表面に沿
って搬送されてくる現像剤を前記対向電極側へ選択的に
転移させた後、転写電圧が印加された転写ロールにより
前記現像剤を用紙に転写する静電記録装置において、前記転写ロール及び前記対向電極と金属ロールとを接触
して測定した接触抵抗値が、転写ロールの接触抵抗値≧１００×対向電極の接触抵抗
値の関係にあることを特徴とする静電記録装置。