JPS5891479A - 転写帯電器 - 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）　　発明の分野 本発明は静電転写法による各種画像形成装置、例えば電
子写真複写機、ファクシミ’Ｊ等に用いられる転写帯電
器に関するものである。

（２）従来技術 従来、ｐｐｃ電、子写真複写機において、転写工程部に
は転写帯電器が設けられている。そして、転写に際して
は像担持体面、例えば感光体ドラム面と、転写工程部に
て接触しつつ搬送される転写紙の背面より当該転写帯電
器からコロナ放電が与えられて当該感光体ドラム面上の
トナー像が転写紙に転写される。

ところで、転写帯電器対向空間内の転写紙進入部に、感
光体ドラムと僅かに離間させ°て導電部材からなるガイ
ド用のコロが設けられていて、転写紙を有効に案内する
とともに転写紙と感光体ドラムとの密着性を高める様機
能している。

しかし、この導電性部材からなるコロを使用する装置で
は、特に高湿時において、コロナの一部が当該コロに直
接流れ込むことと、転写紙の表面抵抗に応じて、コロに
帯電電流が流れ込むこと等とにより、転写紙の転写帯電
器に対向している面における電位、つまり背面電位が十
分に上がらず、感光体ドラム上のトナー像を転移せしめ
ることが不完全となって転写不良を生ずる。

又、一旦帯電された転写紙が、コロと静電的に吸引し合
う結果、感光体ドラムと転写紙間の密着力が減少し、感
光体と転写紙間の吸着現像により感光体ドラムの回動と
ともに転写紙を搬送するのに利用していた転写搬送力が
減少し、及び高湿時には上記した如く背面電位が十分に
上らないこととも相まって搬送不良も生じていた。

（３）発明の目的 本発明は上記事情に着目してなされたもので、従来技術
における転写不良や搬送不良等の問題を解消することの
できる転写帯電器を提供することを目的とする。

（４）発明の構成 本発明に係る転写帯電器は、当該転写帯電器対向空間内
への転写材進入側に、像担持体と僅かに離間させて（ロ
）動自在のコロが設けられ、このコロはその周面上、絶
縁部と導電部を有していて、転写中は絶縁部が像担持体
に対向し、非転写中は導電部が像担持体に対向する様回
転制呻されることを特徴とする。

（５）実施例 従来、転写帯電器に用いられているコロは、感光体面上
のトナーが転写紙表面に移動する領域である転写有効領
域に転写紙が達する以前に、該転写紙を感光体面へ機械
的に密着させる機能を担わされている。そして、コロは
、その配設位置より、上記転写有効領域の直前位置にお
いて転写コロナイオンを遮へいするので、該コロにより
転写紙が感光体面に機械的に密着させられた後に転写紙
は、転写有効領域に送られることになる。

従って、画像の仕上りに悪影響が及ばないのである。と
いうのは、仮に、転写紙と感光体との密着が不良のまま
転写紙が転写コロナイオンを受けると像の切れが悪くな
り、或いはトナーの吸引力が弱まるので転写抜けを生ず
ることになるが、転写帯電器に設けたコロはそのような
事態を生ぜしめないように密着機能を果してくれるから
である。

例えば、上記コロを用いない場合には、ロール転写紙先
後端での巻きぐせカールに伴なつ社光体ドラムとの密着
不良による転写抜けは、転写紙の種類、巻径等にもよる
が、感光体ドラム径１２０φ、転写チャージャー幅２０
■、ロール転写紙径８０１ｍとすると１０〜１５１１１
幅（進行方行）で転写不良が生じることが確認されてい
る。

このようにコロは転写紙を感光体に機械的に密着させて
有効に転写を行なわせる上で欠（ことのできないもので
あるが、これを絶縁体で構成した場合にはコロ表面が転
写紙表面と同程度に帯電されるため、浮遊するトナーや
感光体上の非転写領域に付着したトナーが静電的にコロ
表面、に吸引され、後続の転写紙通過時にコロと直接接
触する転写紙裏面に、上記によりコロ上に付着していた
トナーが再付着して転写紙の裏面を汚すという不具合を
生じる。

そこで、上記の対策として、導電性接地コロを用いたも
のが使用されてきている訳であるが、このコロでも、前
述した如く特に高湿環境下では転写不良や搬送不良を生
ずる等の問題がある。

以下に、［コロを使用しない場合］、［絶縁する場合Ｊ
、「導電性とし、接地する場合Ｊ等における影響にらい
て各々検討する。

第１図において符号１は感光体、符号２は転写紙、符号
３は接地されている導電性のコロ、符号４はコロナワイ
ヤーをそれぞれ示す。

図において、１１はコロナワイヤー４より転写紙２を帯
電するように流れる電流であり１２＋１′２は上記１１
が転写紙２の表面を伝わって流れる電流である。常湿状
態では転写紙２の表面抵抗が高いため、１゜、１′２は
工、よりも極端に小さく、背面電位も上昇して（れるの
で何らの不具合も生じないが、高湿下（特に高温高湿下
）では、１□、１′２も大きくなる。

そして、転写紙２の背面電位は常湿時に比べて小さくな
り、このため所要の転写電界を得ることができず、転写
不良を生ずる。−例としては、室温３０℃、相対湿度８
５％の環境下に転写紙を放置すると、転写紙の吸湿作用
で約５分根度でコピー濃度が常温の３／６〜１イに低下
してしまい、１０分間放置した場合には僅かに転写され
る程度となってしまう。又、隣接する他の搬送部への搬
送過程、例えば、給紙部或いは定着部への受渡し時には
一時的に、感光体への静電吸着力による搬送力だけで転
写紙の搬送が行なわれるプロセスがあるが、その際に、
搬送不良或いは搬送が一時停止することに伴なうジター
の発生がみもれることがある。

このように、コロ３が接地されて零電位の場合は、コロ
ナワイヤー４より発生したコロナイオンの一部がコロ３
に流れ込み、これに伴なって転写紙２へ向かう電流が減
る。この傾向は転写紙２示帯電されるに従い著しくなる
。それは、転写紙２が帯電されると、コロナワイヤー４
と転写紙２の電位差が少なくなるから、より電位差の太
き（・コロ３及び他の接地金属部であるケーシング等に
コロナイオンが向かう様になるためである。

ちなみに、第２図（ａｌ　ｌ　（ｂ）に示す如（、感光
体ドラムの代わりにアルミニュウムドラムを装着し、直
流バイアス電源５からアルミニュウムドラムに印加され
る電位を変えた場合に、アルミ二ミューウムドラムへ流
れる転写電流は変化する。第２図（ａ）より明らかな如
く、コロ無し、コロ接地、コロ絶縁共に、バイアスが零
の場合にドラムへ流れる転写電流は同じにしであるが、
コロ接地の場合、１．４ＫＶの電位でほぼ零に、コロ無
しの場合はｉ、７ＫＶで零になる。

又、コロを絶縁した場合は２　ＫＶで零になっている。

この事により、コロの有無、絶縁の有無により転写紙の
背面電位が異なることが間接的ではあるがわかる。

特に高湿度下では、転写紙の吸湿作用により表面抵抗が
下がるため、転写電流が転写紙の表面４を伝ってリーク
し、転写紙背面電位が転写に必要な値まで十分上がらす
、転写不良が発生する。

又、感光体への静電吸着力が減少するため、転写部にお
ける転写紙搬送力が低下し、■転写紙後端が給紙部での
搬送コロから外れ感光体のみによる搬送に切換わる時点
や、■転写紙先端が感光体より分離され次の工程部へ送
られる途中で搬送路上での検知器に接した時点等で、転
写紙が一瞬停止することによるジターの発生や、搬送力
が極端に不足し転写紙の搬送が停止してしまう事態を生
ずることがある。

第１図下半部に転写有効領域内での転写紙背面の電位分
布を示すが、絶縁コロの方が、接地された導電コロに比
べて高湿時でも背面電位を維持できることがわかる。

転写紙の背面は、転写帯電器で発生したコロナイオンに
より運ばれた電荷で帯電されるが、帯電電流の一部は転
写紙表面の抵抗により流出するため、ある値でバランス
する。第１図の上半部の図で説明すると帯電に寄与する
のはｉ、−（ｉ２＋ｉ′２）となる。但し、１１，１２
，１′２共帯電されるに従って変化してい（。１□、ｌ
／２に対応する表面抵抗は転写紙２上、１．の入口から
接地された金属部（図示されず）までの距離と転写紙２
の含水量で決まる。１２を流す表面抵抗はコロナワイヤ
ー４の直上の位置からコロ３までの距離１によって定ま
り、実際の装置例では８〜１０ｍ１１が相当する。

相対湿度と含水分との関係を第３図に、紙の含水分と表
面抵抗の関係を第４図弛、紙の表面抵抗と転写電位の関
係を第５図に各々−例として示す。

これらの値は代表例であり、帯電器形状と感光体間の距
離や、紙質等で変化し、静止と走行という差もあるため
実際の機械における傭とは異なると考えられるが概略の
傾向はつかめる。さらに、第５図に関しては、転写に際
し、紙は移動しながら帯電されるのに対し、図の例は紙
が静止している場合の値であるから実際の装置に適用す
る場合、図の値よりは大きくなることはない。

上記第３図乃至第５図を用いて転写電圧を試算すると次
のようになる。

条件 距離直を１０１１１、転写電流を７０μＡとし、相対湿
度６０％の場合と８５％の場合を検討する。

以上より、相対湿度６０％の場合は転写紙背面電圧は１
．８ＫＶ有り、十分な転写電界が得られるが、相対湿度
８５％では５００ｖに低下しているので転写不良を生ず
ると考えられる。転写電位の必要値はトす−０粒径、感
光体の表面電位で若干具なるが１ＫＶ以上あればほぼ問
題ない。

コロを絶縁した場合はコロ表面が転写コロナイオンによ
り帯電されるので、接地レベルテあったコロの電位がバ
イアス電位を保有するようになり、第１図の１２式分が
減少し、従って転写紙２の帯電電位は上昇することにな
る。

第６図に第１図の等価回路を示す。図において、Ｒ２は
転写帯電器の電源電圧Ｒ１は等価放電抵抗、Ｒ２はコロ
側への表面抵抗、Ｒ′２は金属部側への表面抵抗、Ｒ３
は転写紙の体積抵抗、ｅｌはコロの帯電により生じた電
圧、θ２は転写紙の背面電圧とする。

この等価回路において、転写紙２の背面電圧θ２は（３
１式となる。

さらに、（３）式においてＲ’　Ｒ＞＞　Ｒ１ｔＲ２な
る条件ｇ　　５ の場合には、近似的に（２１式が成立する。

このように、実際の装置においてはＲ′２はＲ２より十
分大きい（何故なら転写以後で接する金属部分速の距離
ｌは数１０馳以上ある〕ためと、転写帯電器により既に
転写紙表面がある電位に帯電されているのでＲ’、＞Ｒ
２，Ｒ１の条件については問題なく成立すると考えられ
、又、Ｒ３は体積抵抗であるが転写する部位はトナーが
感光体に吸着している所でありその部分は感光体電位も
高（なっているので１３は小さくなり、Ｒ３を大とみな
し得るからＲ，＞　Ｒ，、Ｒ２についても問題なく成立
すると考える。

従って上式（１１式の場合でも（２一式の場合でもコロ
の帯電により生じた電圧ｅ１は重畳された態様で作用す
る。

以上より、次のことカ５わ、かる。っまり、コロを絶縁
すれば、コロの絶縁面が帯電されて、コロにバイアスを
与えたのと同様の効果が生じるため、高湿時に低下した
であろうところの転写電位を転写に必要な１　ＫＶ〜１
．５ＫＶに維持でき、転写不良を回避できるのである。

なお、コロは転写時においては絶縁性を要求されるが、
転写以外の場合にはむしろ導電性を要求される。それは
、導電性とすることにより前述したように、コロに対す
るトナーの静電的な付着が避けられるからである。以上
の検討の結果、例えば−１第７図に示される如きコロを
用いるのが適切であるといえる。

図において明らかな如く、本発明に係るコロ６０はその
周囲が、半円周分にわたって、１０７Ω以上に絶縁処理
されている。絶縁処理部分を符号６〜で示す。この絶縁
処理は化学処理、塗装その他いずれでもよい。絶縁処理
された以外の残りの半円周面は導電部と°なる。フロロ
０は第８図に示されるように、転写帯翫電器却の内側で
あって、転写紙２０の進入側に、感光体ドラム１００周
面と僅かに離間させて設けである。この僅かに離間とい
うのは、この間隙中に転写紙２０が介在し得る程度の寸
法で間隙が設定ぎれているという意味である。

符号４０はコロナワイヤー、符号８０は転写帯電用直流
高圧電源、符号９０は転写紙ガイドをそれぞれ示す。

この、転写帯電器７０の直前に設けられた転写紙ガイド
９０の部分には、転写紙検知スイッチ１００が設けであ
る。この転写紙検知スイッチ１００の出力はタイミング
回路１１０に伝えられる。タイミング回路１１０は上記
信号を受けると、この信号に基き、転写紙が転写帯電器
７０に進入する直前までの間にコロの絶縁部が感光体と
対向するまで回動される様、シフトレジスターやタイマ
ー等でタイミングをはかって遅延させコロ回動手段１２
０に信号を送り、これを作動させる。コロ回動手段１２
０は例えば、ロータリーソレノイド、ギＩとラチェット
機構等適宜の手段で構成されており、上記タイミング回
路１１０からの信号に応じ、コロ６０を回動する。

そして転写中はこの状態を維持する（第１図参照〕。

又、転写紙２０の後端が転写帯電器７０部を通過した時
点で、コロ６０の導電面が感光体と対向するよう自動的
に回動させる。そして次の転写紙が（るまでこの状態を
維持する（第１０図参照）。

上記実施例において、転写紙２ｏが転写帯電器７０部を
通過している間は、コロ６ｏの絶縁処理部分６０ａが転
写紙２０と接しており、これにより転写紙表面からコロ
６０に流れる表面電流を減少させ得、高湿時においても
転写に必要な背面′電圧が十分に得られ、転写性能は常
湿時に比べて低下しない。

さらに、転写紙２０とコロ６ｏ間には従来、接地された
コロで生じていた静電吸引力が減少するので搬送不良等
のトラブルを減らすことができる。

又、転写紙２０が転写帯電器７０部を通過した後におい
ては、コロ６ｏの導電部分が感光体に対向するので、感
光体上に僅かに付着したトナーや周囲の空気中に浮遊し
ているトナーが吸着されるのが防止され、転写紙の裏汚
れが回避される。

さらに、転写紙は一般に紙の繊維による凹凸があり、コ
ロとは必ずしも全面で接触しない。このため若干の浮き
を生じ、浮いている部分とコロとの間でクーロン力を発
生して静電的に吸着し、搬送抵抗となって搬送に不具合
を生ず−るとともにジターな発生・することがあった。

しかし、本例では、転写紙はコロの絶縁部分とのみ接す
ることとなるので吸着力は減少され、これにより、上記
搬送不良やジターの発生等が回避される。

（６）発明の作用効果 コロの周面を導電部、絶縁部とに分け、転写紙通過中は
転写紙と接触する部分を絶縁に、通過後は導電部に切換
えることにより、転写紙通過中は従来技術において給紙
搬送部のガイド板やコロ等に流れていた表面リーク電流
を減らし、高湿下に・おいても十分な転写電位が得られ
る。

さらに、転写紙通過後は、コロと転写紙との間の静電吸
引力が減少され、像担持体による転写時の搬送力を低下
させない事によ−り転写不良や搬送不良等が回避され又
、非通紙時コロへのトナーの付着がなくなるので転写紙
の裏汚れも生じなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は転写領域内での転写紙背面の電位分布を示した
図、第２図は感光体ドラムの代りにアルミニニウムドラ
ムを装着し、直流バイアス電源でアルミニニウムドラム
の電位を変えた場合にアルミニエラに、ドラムへ流れる
転写電流の変化を示した図、第３図は相対湿度と紙の含
水率との関係を示した図、第４図は紙の含水率に対する
表面抵抗の変化を示した図、第５図は紙の抵抗と転写電
位との関係を示した図、第６図は等価回路図、第７図は
本発明に係るコロを軸方向より見た図、第８図は本発明
に係る転写帯電器及びその周辺主要部材を感光体ドラム
の軸方向より見た図、第９図は転写時における同上図、
第１０図は非転写時における同上図である。 １０・・・（像担持体としての〕感光体６０・・・コロ ６０ａ・・・絶縁部分

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体面と近接若しくは接触しつつ移送される転写材
   の背面よりコロナ放電を与えて像担持体上のトナー像を
   転写材に転写させる転写帯電器において、 転写帯電器対向空間内への転写材進入側に、像担持体と
   僅かに離間させて回動自在のコロが設けられ、このコロ
   はその周面上、絶縁部と導電部を有していて、転写中は
   絶縁部が像担持体に対向し、非転写中は導電部が像担持
   体に対向する様回転制御されることを特徴とする転写帯
   電器。