JPS6356545B2 - - Google Patents

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、フアクシミリ等に用いら
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
とが不完全となつ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象により
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
とも相まつ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
離間させて回動自在の転写紙押え部材としてのコ
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。 (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。 従つて、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う感光体
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、
転写チヤージヤー幅20mm、ロール転写紙径80mmと
すると10〜15mm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くことの
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」、「導電性とし、接地する場合」等における
影響について各々検討する。 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、i₁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i₂，i′₂は上
記i₁が転写紙２の表面を伝わつて流れる電流であ
る。常湿状態では転写紙２の表面抵抗が高いた
め、i₂，i′₂はi₁よりも極端に小さく、背面電位も
上昇してく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、i₂，i′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。一例として
は、室温30℃、相対湿度85％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分程度でコ
ピー濃度が常温の1/2〜1/3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
つてしまう。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られることがあ
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、これに伴なつて転写
紙２へ向かう電流が減る。この傾向は転写紙２が
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、より電位差の大きいコ
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ａ，ｂに示す如く、感光体ド
ラムの代わりにアルミニユウムドラムを装着し、
直流バイアス電源５からアルミニユウムドラムに
印加される電位を変えた場合に、アルミニユウム
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
電流は同じにしてあるが、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
1.7KVで零になる。又、コロを絶縁した場合は
2KVで零になつている。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を
伝つてリークし、転写紙背面電位が転写に必要な
値まで十分上がらず、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i₁−（i₂＋i′₂）と
なる。但し、i₁，i₂，i′₂共帯電されるに従つて変
化していく。i₂，i′₂に対応する表面抵抗は転写紙
２上、i₁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。i₂
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ｌによつて定まり、実際の
装置例では８〜10mm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図に、紙の表面抵抗
と転写電位の関係を第５図に各々一例として示
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値とは異な
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ｌを10mm、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。

【表】 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
トナーの粒径、感光体の表面電位で若干異なるが
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、接地レベルであつた
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i₂成分が減少し、従つて転写紙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、E₂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、e₁はコロ
の帯電により生じた電圧、e₂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e₂
は(1)式となる。 e₂＝e₁＋RP（E₂−e₁）−e₁R₁／RP（R₁＋R₂）−R₁R₂R₂
…(1) （但し、RP：R′₂R₃／R′₂＋R₃） さらに、(1)式においてR′₂，R₃≫R₁，R₂なる条
件の場合には、近似的に(2)式が成立する。 e₂＝e₁＋R₂／R₁＋R₂（E₂−e₁） …(2) 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
分迄の距離ｌは数10mm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′₂＞R₂，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くなつてい
るのでi₃は小さくなり、R₃を大とみなし得るから
R₃＞R₁，R₂についても問題なく成立すると考え
る。従つて上式(1)式の場合でも(2)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、次のことがわかる。つまり、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1KV〜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
むす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、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６
０はその周囲が、半円周分にわたつて、10⁷Ω以
上に絶縁処理されている。絶縁処理部分を符号６
０ａ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。コロ６０は第８図に示
されるように、転写帯電器７０の内側であつて、
転写紙２０の進入側に、感光体ドラム１０の周面
と僅かに離間させて設けてある。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さ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、転写紙検知スイツチ１
００が設けてある。この転写紙検知スイツチ１０
０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つて遅延させ転写紙押え
部材駆動手段としてのコロ回動手段１２０に信号
を送り、これを作動させる。コロ回動手段１２０
は例えば、Ｂロータリーソレノイド、ギヤとラチ
エツ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６
０を回動する。そして転写中はこの状態を維持す
る（第９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く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２０が転写帯電器
７０部を通過している間は、コロ６０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６０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６０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
送抵抗となつて搬送に不具合を生ずるとともにジ
ターを発生することがあつた。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 転写紙押え部材としての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
ミニユウムドラムを装着し、直流バイアス電源で
アルミニユウムドラムの電位を変えた場合にアル
ミニユウム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…
…（転写紙押え部材としての）コロ、６０ａ……
絶縁部分、１２０……（転写紙押え部材駆動手段
としての）コロ回転手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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、上
   記像担持体と平行し、かつ該像担持体と僅かに離
   間させて回動自在に配置された円柱状の転写紙押
   え部材であつて、その周面方向において絶縁部と
   導電部とに区画された周面を有する転写紙押え部
   材と、 上記転写帯電器対向空間内に転写紙が介在して
   いない非転写中は上記導電部を上記像担持体に対
   向させ、上記転写帯電器対向空間内を転写紙が移
   動する転写中に上記絶像部を上記像担持体に対向
   させるべく上記転写紙押え部材を回転させる転写
   紙押え部材駆動手段とを具備する転写帯電器。