JPS6310829B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は静電分離方法及び装置に関するもので
ある。 従来感光体、絶縁ドラム等の像担持体を用いて
原稿に対応した画像を形成する電子写真装置が知
られている。例えば静電複写機においては、ドラ
ム状又はベルト状等に形成された感光体上に、原
稿に対応した顕像を所定のプロセスを経て形成
し、これを転写材に転写して最終コピーを得るこ
とが一般に行なわれている。この時、画像の転写
方法としては、感光体上の顕像を構成する微粒子
（以後トナーと称する）の保持している電荷とは
逆極性のコロナ放電を転写材の背面に施し、静電
吸引力によりトナーを転写材に吸着させる方法
や、コロナ放電の代りにバイアス電圧を加えたロ
ーラーを用いて上記と同様の原理で転写する方法
などがある。 転写材を感光体より分離するに際しては、転写
材の背面にはトナーとは逆極性の電荷が存在する
ため、転写材はこの電荷の影響で感光体に吸着さ
れている。そのためこの吸着力に打ち勝つて、転
写材を感光体より機械的に剥離するか、或いは吸
着力そのものを打ち消す手段が必要となる。 前者の例としては、感光体と転写材との間に分
離ベルト材を介在させ、転写領域を過ぎたところ
でこのベルトが転写材をガイドして感光体より剥
離する方法がある。この方法は分離が確実である
反面、最終コピー上に非画像領域を作るという点
や、感光体に分離用の部材が接触するために、感
光体表面を破損し易い等の欠点を持つている。 後者の例としては、転写材背面の電荷をコロナ
放電等によつて打ち消し、転写材自身の剛性や重
みによつて自から感光体より分離させる、いわゆ
る静電分離方法がある。この方法は接触型の前者
に比べて最終画像の欠除領域はなく、感光体を傷
つけることもない等、多くの非接触による長所を
備えている。しかしその反面、転写材の背面電荷
に起因する感光体への吸着力が、転写材の抵抗
率、厚さ、感光体の表面電位、雰囲気条件等の諸
要因に依存するために、必ずしも分離の信頼性が
高くないという欠点がある。このため、従来転写
材の種類に応じて分離除電条件を切り換える方法
や、原稿の黒地部分と白地部分に（以下黒原稿・
白原稿と称す）対応する感光体の表面電位の違い
を転写帯電前に縮少して、黒原稿か白原稿かに応
じて転写材の感光体への吸着力が大きく変わらな
いようにする方法などが提案されている。 後者の方法を詳述すると以下のとおりである。 転写材が感光体と接触する際の感光体の表面電
位が黒原稿に対応する場合、例えば感光体表面は
＋600ボルトに帯電しており、一方で白原稿に対
応するそれは０ボルトとなつている。次に転写材
を介してトナーとは逆極性の、この場合はプラス
のコロナ放電を行なうと、コロナ放電電流量は感
光体の表面電位とコロナ放電線への印加電圧によ
り決まるので、黒原稿に対する場合に比べて白原
稿に対する場合の方が多くなる。また仮に同一量
の正電荷が転写材の背面にある場合でも、よりマ
イナスの表面電位をもつた感光体表面により強く
転写材を吸着させる静電気の作用によつて、黒原
稿に対する転写材は分離しやすいが、白原稿に対
する場合は、黒原稿に対する分離除電条件では分
離が困難となる。 この困難を除去するには転写前に感光体の表面
電位を一定値に収束させる工程を組入れれば良
い。具体的には帯電器を用いてこの表面電位差を
縮少する方法や、感光体にバイアス光を照射する
ことで同じ結果を得る方法が提案されている。こ
れらの方法で原稿の黒・白による分離性能の差異
が改善されることは公知であるが、この目的を達
成するために帯電器がランプ等の手段をつけ加え
ねばならず、装置を大きくしたり複雑化するとい
う難点を持つ。また転写前の帯電で黒原稿と白原
稿とでの表面電位の差を完全に無くすことは高速
複写プロセスになる程困難となり、またランプ等
の光照射による電位差除去ではトナーの存在する
黒原稿電位では除電が不十分であるという不都合
を有している。 本発明の目的は、静電分離方法において原稿の
黒地・白地に対応した感光体表面に電位差がある
場合にも転写・分離が安定するように改良された
静電分離方法及び装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、雰囲気条件の変動に対し
て安定した性能を有する静電分離方法及び装置を
提供することにある。 以上の目的は、感光体の表面電位や雰囲気条件
（温・湿度等）とは独立に転写コロナ電流を常に
実質的に一定に保ち、転写材背面電荷量が感光体
表面電位や雰囲気条件に応じて変動することを防
止することで達成される。これに加えて、分離コ
ロナ放電の電流値を実質的に一定に保つことで静
電分離の安定性は更に一層向上する。転写・分離
コロナ放電用の定電流を得るためには、電源に定
電流電源を用いるとよく、更に分離には交流の
正・負の成分の差を常に一定に保つ定電流差電源
を用いると一層安定した分離放電を行なわせるこ
とができるなど優れた利点がある。また転写・分
離コロナ放電器のシールド板の内壁を絶縁性にす
ることにより、シールド板へ流れる放電電流を少
なくして、感光体へ向けて流れる放電電流を感光
体の潜像電位の違いに拘らず常にほぼ一定に保つ
ことができる。 以下、図面及び表を参照して本発明の実施例を
詳述する。 第１図は本発明による静電分離装置を含む複写
機の概略図である。１は感光ドラムで、Ｎ型CdS
−バインダー系感光体を用い、表面に絶縁層を有
している。２は感光体の多数キヤリヤとは異なる
極性即ちプラスの１次コロナ帯電器、３はACコ
ロナ放電器、４は像露光、５は全面露光ランプ、
６は現像器、７は給紙ガイド、８は転写コロナ放
電器、９は分離コロナ放電器、１０は転写紙、１
１は分離された転写紙１０の搬送手段、１２は感
光ドラム１の表面清掃手段である。 この複写機において、静電潜像は１次コロナ帯
電から露光同時除電、全面露光のプロセスを経て
感光ドラム１上に形成され、その後、現像器６に
より現像されて顕像１３となる。この顕像１３は
転写コロナ放電器８によつて転写紙１０上に静電
的に吸着され、この際に生じる転写紙１０の背面
電荷が分離コロナ放電器９により消去されて、転
写紙１０は感光ドラム１から分離する。なお図中
１４，１５は転写コロナ放電器８及び分離コロナ
放電器９に接続された電源である。 ここで感光ドラム１の転写前の表面電位と転写
コロナ電流値、分離コロナ電流値と転写紙１０の
分離の相関を、転写コロナにプラス、分離コロナ
にマイナスの定電圧電源を用いた従来の場合（第
１表Ａ）と、本発明を実施して転写コロナの電源
を定電流電源とした場合（第１表Ｂ）とによる実
験結果を比較して示す。

【表】

【表】 ○：分離良 ×：分離不良
これらの表は黒原稿と白原稿で転写前の感光体
の表面電位の差が300Vの場合を示している。従
来の如く転写コロナに定電圧電源を用いた場合、
黒原稿に対して転写紙が分離する条件では、白原
稿に対して転写・コロナ電流が増加して転写紙を
感光体に吸着させる力が増大する方向及び分離コ
ロナ電流が減少して転写紙の背面電荷を除電しき
れない方向にコロナ放電量が変動する。このため
に、第１表Ａのように転写紙は黒原稿に対しては
分離するが、白原稿では分離出来なくなる。 これに対して転写電流を実質的に一定に保つよ
うにすれば、第１表Ｂの結果を得る。つまり、従
来例のように転写電流量が黒原稿よりも白原稿で
増大し、転写紙をより強く感光体に吸着させる欠
点が、転写電流量を一定とすることで防止され、
転写材は白原稿の場合でも分離が可能となる。こ
の場合、表面電位が黒原稿から白原稿に対応して
低くなる分、白原稿に対して分離電流は減少して
分離を弱める方向に働くが、その度合は黒原稿・
白原稿での感光体の表面電位差に依つており、第
１表Ａ、Ｂのようにそれが300V前後の場合には、
分離コロナ電流が多少変動しても分離は確実に行
なわれる。ところで高コントラスト潜像を有する
複写機においては単に転写コロナ電流を定電流と
するのみでは不十分である。

【表】

【表】

【表】 ○：分離良
×：分離不良
第２表には黒原稿・白原稿での感光体の表面電
位差が600Vの転写分離特性を示す。この場合に
は、転写コロナを定電流とする条件のみでは黒原
稿・白原稿に対応する転写紙をともに分離するこ
とは出来ないが（第２表Ｂ）、分離コロナ電流を
も定電流化することで分離は可能となる（第２表
Ｃ）。すなわち、転写コロナ、分離コロナともに
定電圧に保つた場合（第２表Ａ）や、転写コロナ
のみ定電流とし、分離コロナを定電圧とした場合
（第２表Ｂ）では、転写材の背面電荷は分離除電
量が不足して十分消去されず、転写材は感光体よ
り分離されない。しかし転写コロナ、分離コロナ
ともに定電流とした場合（第２表Ｃ）は、白原稿
であつても分離除電量が十分となり、転写紙の感
光体への吸着力は弱まり、転写紙は自らの剛性及
び重みで感光体より分離する。 以上のように、転写コロナ電流、分離コロナ電
流のバランスを適当に制御することで静電分離の
信頼性が高まることは明らかである。これは、ひ
とり感光体の表面電位に起因する上述のバランス
変化のみならず、例えば雰囲気条件変化によるコ
ロナ放電電流の変動に対しても有効である。 第３表に雰囲気条件の変動による分離の可否の
例を挙げた。

【表】 ○：分離良
×：分離不良
上表で転写コロナ電流をプラス、分離コロナ電
流をマイナスとして、常温・常湿（25℃、60％）
で静電的に分離が可能な時、従来の定電圧電源を
用いた場合に雰囲気が低温・低湿（５℃、20％）
などに変化すると、コロナ放電電流も変動し、プ
ラスとマイナスのコロナでこの変動率が一致しな
いために、転写紙の分離が出来ない場合がある。
このような環境変動のある場合でも定電流電源で
放電電流を一定に制御すれば、非常に安定した静
電分離が行なえる。 以上の例では転写コロナ、分離コロナの電源１
４，１５（第１図）として定電流高圧電源を用い
ている。普通に転写材を分離するにはこのように
電源を定電流化するだけで上述のような顕著な効
果を挙げることができる。 ところが、転写・分離コロナ放電器のシールド
板は通常金属製で接地されているので、放電線か
ら感光体へ流れる電流（Ip）とシールド板に流れ
る電流（Is）との和が定電流になり、白原稿・黒
原稿に対応して感光体上に表面電位差があると、
上記Ipが変動することとなる。Isはそれを補完す
る形で増減し、結果として放電回路に定電流が流
れるが、実際に感光体に向けて流れる電流Ipは
白・黒原稿によつて異なり、厳密に言うと好まし
くない。 これを解決するにはシールド板内壁に絶縁被覆
を施す構成又はシールド板自体を絶縁体材質とす
る構成とするとよい。このように構成するとシー
ルド板へ流れる電流Isが少なくなり、白原稿・黒
原稿の違いに拘らず感光体へ流れる電流Ipが一定
となつて、一層分離の安定性が増す。 また電源には上述の直流定電流電源の他に、交
流電源又は先に本出願人が提案した特開昭52−
143833号、特開昭53−17732号公報等に記載の交
流電源に直流電源を重畳してその電流成分の成分
差を一定に保つフイードバツク回路を持つ、いわ
ゆる定電流差電源を用いることも出来る。直流定
電流電源によつて数＋μAの放電電流を安定して
供給することはあまり容易なこととは言えない
が、上記の定電流差電源では正・負の成分の差が
数＋μAになるように制御するので、常に安した
コロナ放電を行なえる利点がある。 第４表に本発明である転写コロナ放電用に定電
流差電源を使用し、分離コロナ放電用に通常の交
流電源を用いた際の実験例を示す。黒原稿・白原
稿いずれの場合も分離は良好であつた。勿論この
時、定電流差電源を分離コロナ用にも用いること
ができる。

【表】

【表】 ○：分離良
×：分離不良
第２図にこのような定電流差電源の一実施例の
概略図を示す。図中１６はACトランス、１７は
DC−ACインバータ、１８は比較増幅器、１９は
DC制御器、２０はDC源を示す。 この構成でACコロナ放電が行なわれると、高
圧出力の電流差△Ｉは電流差検知器２１でDC成
分として検知され、これが所定値△Isと異なる場
合にはDC制御器１９によつてDC源からの出力を
変化させて、予め定められた設定値に保つように
フイードバツクが行なわれる。従つてコロナ放電
器８（又は９）の放電線２１には常に安定した定
電流が供給される。 こうした交流コロナ放電に定電流差電源を用い
れば、交流放電の総電流量は変動しても、その放
電電流の正・負の成分電流の差は感光体の表面電
位の変動や雰囲気条件の変化に対して独立して実
質的に一定と出来るので、上述した直流の定電流
電源と同一の効果も発揮される訳である。 また交流コロナ放電を用いることにより、直流
コロナ放電に比べて更に以下のような長所が現出
する。 第１に、感光体方向へのコロナ電流を一定に保
つためには、シールド板の内壁を絶縁性にすれば
良いことを上述したが、直流コロナ放電の場合
は、絶縁シールド方向へのコロナ放電が停止する
ために、総電流量は接地金属シールドの場合に比
べて1/2〜1/3となり、このためコロナ放電ムラが
生じやすくなる。これを防ぐ目的でグリツドを用
いるなどの方法があるが、グリツドがある場合、
感光体表面へ流れるコロナ電流は感光体の表面電
位の影響を受けるため本発明の目的にはなじまな
い。これに比べて交流コロナ放電の場合は絶縁シ
ールドに対してもコロナ放電は行なわれるため、
コロナ放電の総電流量は感光体方向への電流が同
じ条件では、交流コロナ放電の場合、直流コロナ
放電に比べて４〜６倍の総電流が得られ、均一な
コロナ放電が絶縁シールドの場合でも得られる。
又、交流電源に直流電源を重畳する定電流差電源
で適当に直流電源の極性と電圧の範囲を選べば、
総電流量を増加する一方で、電流成分の正・負の
差を小さくすることも出来る。直流コロナと交流
コロナの放電ムラに関するこの相違は、コロナ放
電線への印加電圧が比較的低く、放電開始電圧に
近いような弱いコロナ放電を用いる場合、具体的
には分離コロナ放電などで特に顕著である。 第２に、絶縁シールドを用いた場合、シールド
方向への交流コロナ放電量は、正・負同量とな
り、コロナ放電電流の正・負の電流差は全て感光
体方向に流れるので、放電器形状に依らず安定し
た感光体方向への電荷量付与が可能となり、第１
点と相俟つて効果的な静電分離を実現出来る。 第３に、静電分離においては、一担転写したト
ナーが分離除電の際の電界の作用で、再び感光体
へ逆に転写されるという現像がある。これは特に
転写紙の先端部分で顕著に観察されるが、直流コ
ロナ放電に比べて交流コロナ放電を用いる場合
は、この表われ方が緩和される。これは交流コロ
ナ放電の帯電・除電の繰返しで、正・負の差し引
き量を除電する機構が、一挙に除電する直流コロ
ナ放電に比較して、トナーの感光体への再転写を
鈍らせるためと考えられる。 尚、これまで詳しく述べたように、本発明の主
旨は少なくとも転写コロナの放電電流を定電流と
することによつて、静電分離を確実に行なうこと
にある。この時分離コロナ放電電流交流コロナ放
電電流の正・負の電流成分の差を実質的に一定に
保つも定電流とするならば、更に安定した分離動
作を行なわせることができる。ところで転写コロ
ナ放電には従来の定電圧電源を用い、分離コロナ
放電のみを定電流することが考えられる。しかし
この場合は、第１表Ａ及び第２表Ａからもわかる
ように、転写コロナ電流値が黒原稿と白原稿とで
大きく異なり、たとえ分離電流を一定に保つたと
しても黒・白原稿を問わず確実に分離させること
は極めて難しい。 以上、詳述したように、本発明では転写コロナ
電流若しくは転写及び分離コロナ電流を実質的に
一定に保つようにしたから、従来必要であつた転
写前に黒原稿・白原稿での感光体の表面電位差を
縮少するコロナ放電器やバイアス光源などの付加
手段を用いることなく、更に加えて雰囲気変動等
にも影響されず常に安定した転写材分離の行なえ
る静電分離方法及び装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による静電分離装置を含む複写
機の概略図、第２図は定電流差電源の一実施例を
示す概略図である。 図において、１……感光ドラム、２……一次帯
電器、３……ACコロナ放電器、５……全面露光
ランプ、６……現像器、８……転写帯電器、９…
…分離除電器、１４，１５……電源、を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 感光体上に静電像を形成し、これを現像した
   後に転写材へその背面からコロナ放電を与えて転
   写し、更に、この転写材をコロナ放電を用いて感
   光体より分離する電子写真法において、 転写用コロナ放電に直流電流を用い、この直流
   電流を一定に保ち、更に、分離用コロナ放電には
   交流電流を用い、この交流電流の正・負成分の差
   を実質的に一定に保つ定電流差電流を用いること
   を特徴とする静電分離方法。 ２ 感光体上に静電像を形成し、これを現像した
   後に転写材へ転写用コロナ放電器を用いて転写
   し、更にこの転写材を分離用コロナ放電器により
   感光体から分離する静電分離装置において、 直流コロナ放電を行なう転写用コロナ放電器
   と、 その転写用コロナ放電器に接続された定電流直
   流電源と、 交流コロナ放電を行なう分離用コロナ放電器
   と、 その分離用コロナ放電器に接続され交流コロナ
   放電電流の正・負の電流成分の差を検出する回路
   と、この検出回路による検出値が入力され上記電
   流成分の差を実質的に一定に保つフイードバツク
   回路とを備えた定電流差電源と を有することを特徴とする静電分離装置。 ３ 上記分離用コロナ放電器のシールド板内面を
   絶縁性とした特許請求の範囲第２項に記載の静電
   分離装置。 ４ 上記分離用コロナ放電器と転写用コロナ放電
   器のシールド板内面を絶縁性とした特許請求の範
   囲第２項に記載の静電分離装置。