JPH01269969A - 画像形成装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装
置に関するものであり、更に詳しく言えば転写手段に転
写ローラを使用した画像形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば電子写真法を用いたレーザによる画像形成
装置は、第２図のように構成されている。

ｌはインターフェイスコントローラ、２はレーザ駆動回
路、３はレーザダイオード、４はポリゴンミラー、５は
ｆθレンズ、６は反射ミラー、７は１次帯電器、８は感
光ドラム、９は現像器、ｌｏは給紙ローラ、１１はペー
パーカセット、１２はレジスターローラ、１３は転写帯
電器、１４は定着器、１５はクリーナー、１６はＬＥＤ
アレイ、１７はコリメーターである。ホストコンピュー
タ（図示せず）より送られて来る電気信号化された文字
や画像情報は、インターフェイスコントローラｌに入力
され、信号処理され、この出力によりレーザ駆動回路２
でレーザダイオード３が適宜発光する。レーザ光はコリ
メーター１７に集光され、回転するポリゴンミラー４上
に投射された後、Ｆ・θレンズ５やポリゴンミラー４の
面倒れを補正する光学系（図示せず）及び反射ミラー６
を経て感光ドラム８上を、その回転方向とは直角な方向
に走査しながら投影される。感光ドラム８は１次帯電器
７により一様に帯電された後、上述のレーザ光の対照を
受ける。レーザ光が当った所は、感光ドラム８上の電荷
が減衰し、レーザ光が当たらぬ所は感光ドラム８上の電
荷は残留するので、レーザダイオード３のオン・オフに
応じた静電潜像が形成される。次いで、現像器９により
現像剤（図示せず）が静電潜像に応じて付与され、ドラ
ム８上に顕像が得られる。この顕像は、ペーパーカセッ
ト１１より給紙ローラ１０で１枚ずつ取り出された転写
紙（図示せず）を、レジスターローラ１２でタイミング
を合せて、ドラム８に接触させた上、転写帯電器１３に
より転写紙上に移しとられる。転写紙上の画像は定着器
１４により転写紙上に定着される。感光ドラム８は転写
工程終了後、クリーナ１５により残留現像剤を除去した
のち、ＬＥＤアレイ１６で一様に露光し残留電荷を除去
して、次の画像形成プロセスに入る。

以下、本発明の主眼である転写装置について、従来例に
つき詳しく述べる。

第３図は転写の様子を詳しく示す図である。第２図と同
じ番号は同じ部材を示し、１７はマイナスに帯電した現
像剤粒子、１８はドラム上のプラス電荷、１９は転写紙
、２０は転写紙Ｉ９に付与されたプラス電荷を示す。顕
像化されたドラム８上の画像は現像剤粒子１７より構成
されるが、マイナス極性の現像剤粒子１７はドラム８上
のプラス極性の電荷１８と引き合っている。転写帯電器
１３により転写紙１９の背面にプラス極性の電荷２０が
付与されることによって、マイナス極性の現像剤粒子１
７をドラム８から引き離す力が生じ、現像剤粒子１７は
転写紙１９へと転写される。つまり、ドラム上のプラス
電荷１８とマイナス極性の現像剤粒子１７の引力をｆＩ
Ｎ転写紙１９背面のプラス極性の電荷２０とマイナス極
性の現像剤粒子１７の引力をｆ２とすれば、ｆｌ＜ｆ２
である必要があり、これを満たすべ（十分な電荷量が転
写紙１９には付与されねばならない。これを各種の環境
条件や転写紙に対応できるようにするために、−数的に
転写紙１９の背面に付与される電荷量は、通常の使用条
件において必要な最小限値よりも過剰な値に設定されて
いる。

尚、転写用紙１９はレジスターローラ１２により搬送さ
れるが、転写域においては、背面電荷２０の作用でドラ
ム８に吸着されることで搬送力を得、転写用紙１９の後
端がレジスターローラ１２を離れた後は、この吸着力の
みで搬送される。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら上
記従来例では、コロナ放電により転写を行なうため、特
に近年市場の需要の多い複写機や小型プリンターにおい
て、以下のような欠点が明らかになってきた。

（１）転写紙１９がドラム８に接する以前に、転写紙１
９に背面電荷２０が付与されると、一般にその電荷量は
必要最小限の値よりは大きいこともあり、現像剤粒子１
７が転写紙１９とドラム８の間隙を飛んで転写紙１９上
に引きよせられ文字囲りにとびちった画像が生じる。こ
れを防ぐためには転写帯電器１３の開口を絞れば良いが
、プリンターの小型化に応じてドラム８が小径化するに
従い開口も狭（せねばならず、とびちりを無くすと、却
って電荷量が不足してしまい、転写不良を生ずるという
二律背反現象がある。

（２）転写用紙１９の後端がレジスターローラ１２を離
れた後の搬送力は、ドラム８への転写用紙１９の背面電
荷２０による吸着力であるが、ドラム８が小径化するに
従い、ドラム８の曲率は太き（なり転写用紙１９とドラ
ム８の吸着域は狭くなり、従って吸着力も下がる。

その結果、転写用紙１９の坪量が大きい場合などに、ド
ラム８と転写用紙１９が十分同期して搬送できなくなり
、後端域の転写ズレが顕著になる。

（３）コロナ放電による転写帯電器１３を用いる場合、
コロナワイヤへの印加電圧は放電の安定化を図り、更に
背面電荷２０を十分に与えるためには３〜５キロボルト
の高圧とする必要がある、これは電源のコストを高くし
、小型プリンターの場合にはコスト圧迫要因として無視
できない要素となる。

以上、従来例として転写装置にコロナ放電器を使用した
場合の問題点について述べた。一方、これに対し、従来
例の問題点を解決する新規な転写装置に関するものが考
えられている。これは、次の様なものである。すなわち
感光体８に第１の極性の電荷を付与し、画像情報である
光像を該感光体８の上に投影して静電潜像を形成し、感
光体８上の電荷と同じ第１の極性の現像剤で顕像を形成
し、感光体８上の該顕像を転写用紙１９と接触させ、そ
の感光体８と接していない面にローラを接触させて該顕
像を転写用紙１９上に転写するようにしたものである。

該ローラには、感光体８上の電荷とは異なる第２の極性
の電圧（接地を含む）を印加するか、交流電圧を印加す
る。第４図を用いてこの内容を説明する。

なお、第４図において、前記と同じ番号は同じ部材を示
す。１８′　　はドラム８上に付与された電荷、２１は
転写紙１９の背面に付与された電荷、２２は弾性体で比
抵抗が１０６〜１０１０Ω・ｃｍの範囲の材質より成る
ローラ、２３は芯金、２４はバイアス電源である。

ここでは、ドラム８上に付与された電荷１８′　　はマ
イナスの極性を有しており、画像の文字部（黒部）に相
当する部分の電荷がレーザ３の照射を受は減衰し、その
部分にマイナス極性の現像剤１７が付与される反転現像
が行なわれており、ドラム８上に顕像が形成されている
。転写用紙１９はレジスターローラ１２の作用によりド
ラム８に向けて送り込まれ、転写域においてドラム８と
接触する。この際に、ローラ２２は転写用紙１９のドラ
ム８と対向する面とは反対側の面に接しており、ローラ
２２にはその芯金２３を界して＋５００〜＋ｔ、ｏｏｏ
ｖのバイアス電源が結ばれている。

以上述べた転写装置は従来例に比較して、次の様な特長
を具えている。

■　低電圧の転写・・・従来のコロナ放電による転写に
おいては、前述のように４〜５ＫＶが放電ワイヤに印加
されねばならず、転写用紙１９の背面電荷２０は一般に
過剰となるため、転写の前工程でドラム８上の現像剤１
７が転写用紙１９に引寄せられる文字回りのとびちりの
みならず、転写の後工程で、転写用紙１９がドラム８か
ら離れた後に、背面電荷２０が近接導体等に放電して文
字が乱れ、現象としてはやはり文字回りのとびちりが発
生することがあり、これを防ぐために転写帯電器１３の
開口を狭くしたり、転写後工程で背面電荷２０を除電す
るなどの手段を要した。しかしながら、転写装置として
転写ローラを使用した場合、ローラ２２への印加電圧は
＋５００〜＋ｌ、０ＯＯＶと低くて済み、転写用紙１９
の背面電荷２１も必要最小限に押えられるため、文字回
りのとびちりは生じない。これは、反転現像のため現像
剤１７と反対極性の電荷がドラム８上に存在しないので
、第３図の従来例に示したような、マイナスの現像剤１
７とドラム８上のプラス電荷の吸引作用がないために、
従来の正規現像の場合よりも低い電界で転写が可能なた
めである。

結果的に従来よりも、出力電圧が１７５〜１／１０で済
ませられるため、バイアス電源２４やその出力をローラ
２２に伝えるコードのコストは従来よりも低（なるとい
う効果も生じる。

■　転写紙のバックアップ・・・転写域においては、転
写紙１９はドラム８とローラ２２の形成する、転写紙１
９の厚さより広くはない隘路に導入される。

従ってドラム８が小径となっても、従来のように転写用
紙１９がドラム８への吸着力を失って転写ズレが生じる
ことはない。

しかし本発明者等のその後の検討の結果、前記転写ロー
ラを使用した場合の更なる改良点を見出すに至った。そ
れは主に反転現像により画像を形成する場合において、
比較的印字率の低い画像を形成した場合に生じつる問題
であって、転写用紙１９が、ドラム８とローラ２２の当
接面を通過後、用紙１９の背面電荷２１とドラム８の表
面電荷１８’　の静電吸引力により用紙１９がドラム８
側に引きつけられるという現象である。これは、転写域
における感光体の曲率がある程度大きいものである場合
にはあまり゛問題とはならないが、曲率が比較的ゆるや
かである場合や、周囲の雰囲気が低湿度状態の場合、或
いは坪量約４０ｇ／Ｃｒｔｒ程度の薄紙において分離が
不安定となる場合があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、転写手
段として転写ローラを使用した場合に像担特休に対する
転写材の分離性を向上させると共に画質的にも飛びちり
の少ない良好な画像を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は、像担持体と像担持体上を画像情報に応じて潜
像を形成する潜像形成手段と、像担持体上の潜像を顕像
化する現像手段と、その顕像を転写材に転写する転写手
段とを有する画像形成装置において、上記転写手段は転
写ローラであり、該ローラの下流近傍に上記転写材を除
電する除電手段を具備したことにより上記目的を達成す
るものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例を示す、前記と同じ番号
は同じ部材を示す、第１図で２５は尖端を有する電極で
ある除電針で、転写紙１９の背面に付与された電荷２１
を除電するための除電手段で、バイアス電源２７により
感光体８上の電荷１８′　　と同極性のバイアスを印加
してあり、２６は除電針２５を支持するための絶縁支持
部材である。第５図に除電針の一例を示す。本実施例で
はピッチａ　＝　２　ｍ　ｍ　。

厚〜０．１ｍｍのＳＵＳを用いた。また、ローラ２２は
半径１０　ｍ　ｍ、比抵抗が約１０’Ω・ｃｍの弾性体
ローラを用い、バイアス電源２４により感光体８上の電
荷１８’　　と逆極性のバイアスを印加した。なお、像
担持体たる感光ドラム８は半径１５　ｍ　ｍのＯＰＣ（
有機感光体）ドラムを用い、コロナ放電器等の帯電手段
によりマイナスの極性を付加した。そして、画像情報に
応じてドラム８上に光照射を施して潜像を形成し、その
光照射された電荷の低い部分と光照射されない電荷の高
い部分のうち電荷の低い部分に負極性の現像剤１７を用
いて感光体上の潜像を現像する反転現像を行なった。

この様な構成において、温度１５℃、相対湿度１０％の
低温低湿、環境下にて画出し実験を行なった。

条件として、感光ドラム８の非画像部、つまり暗部（光
照射されない部分）電位を一７００■、画像部、つまり
明部（光照射された部分）電位を一１００ｖとし、ロー
ラ２２の印加バイアスを＋５００ｖとした。

更に転写用紙１９として、十分に環境になじませた坪量
約４０ｇ／ｃｒｒｒの薄紙を用いた。この様な条件下で
除電針２５への印加バイアスを検討した。その結果、ま
ず電源２７からの供給を断って除電針２５を電気的にフ
ロート状態にしたところ、転写用紙１９はドラム８とロ
ーラ２２の当接面を通過後、ドラム８に引き寄せられて
通紙不良（ジャム）が発生した。次に、除電針２５をア
ースに落としたところ、若干転写用紙１９がドラム８に
引きつけられる傾向はあるが、転写用紙のドラム８から
の分離・搬送が可能となった。次に、除電針２５を電源
２７に接続し、印加バイアス値を変化させたところ、−
１ＫＶから一３ＫＶにて良好な分離を行なうことが出来
た。

また、画質も飛びちりの少ない良好なものであった。

しかし、印加バイアス値を一４ＫＶ以上に上げてゆくと
、転写紙上の画像に乱れ（飛びちり）が生じた。

本実施例においては、除電手段として除電針を用い、印
加バイアスをＯｖ又は感光体の極性とすることで、低湿
度下における薄紙というきびしい条件での分離を安定化
出来た。これは前述したようにローラによる転写が従来
用いられているコロナ転写装置に比べ、転写用紙の裏側
に過剰の電荷を与えないという利点があるために、比較
的簡易な除電手段との組合わせによって分離性能をきわ
めて安定化することが出来るようになったものである。

また、これと合わせて飛びちりの少ない良画質を得るこ
とが出来る。さらに、転写コロナ放電器と除電針を使用
した場合には、コロナ放電器から除電針へ電荷が流れて
、それが画像を乱すことがあるが、本発明のように転写
ローラを使用すると電荷が流れず画像も良好となる。な
お、正現像の系においては、紙裏電位とドラム表面電位
は同極性となるが、反転現像の場合に比べてローラ２２
に大きなバイアス電圧を加える必要があり、この結果、
分離が不安定となることがある。この様な場合にも本発
明の除電手段を適用することが出来る、この場合、除電
針バイアスの極性はドラム表面電位と同極性のものを用
いる。

又、本実施例では便宜上、感光体を円筒ドラム８として
説明したが、ベルト状等の感光体でも事情は同じである
。

上記実施例においては、ドラム８の半径が１５　ｍ　ｍ
のものについて説明を行なったが、別の実施例として、
同様の低湿条件下で坪ｆｉ　６５　ｇ　／　ｃ　ｒｄ程
度の紙を用い、ドラム８の半径４０　ｍ　ｍのもので実
験を行なった。まず、除電針２５を除去した場合、及び
フロートにした場合において転写用紙１９がドラム８に
引きつけられジャムを生じたが、次に除電針にＯＶ〜−
３ＫＶのバイアスを印加させたところ、良好に通紙を行
なうことが出来、また飛びちりの少ない良画質が得られ
た。

前記実施例においては、電源２７を用い、０〜−３ＫＶ
程度のバイアスを除電針２５に印加した。バイアスの値
は小さい方が電源コストその他の点で有利であるが、低
湿時や薄紙、あるいは径の大きな感光ドラムを用いる場
合、バイアスの値をある程度大きくする必要がある。一
方、除電針に印加するバイアスの極性が感光体電位と同
極性であること、及び１次帯電器７に印加する高圧の値
をｖＩとしたとき、除電針に印加する電圧ｖｄはＯｖ≦
−Ｖ、＜−Ｖ。

であることを利用して、電源２７を用いずに除電針バイ
アスｖｄを得ることが出来る。この例を第６図に示す。

第６図で、１次帯電器７′　はスコロトロン帯電器で、
２８はシールド、２９はグリッドであり、共に定電圧素
子３０を介して接地しである。３１は１次帯電器７′の
高圧電源で、印加電圧ｖ１は−５，５ＫＶであった。

これに対し、除電針２５に印加する電圧ｖｄは前述のＯ
ｖ≦−■□＜　−Ｖ、の関係から、１次高圧電源３１の
印加電圧ｖ１を高圧抵抗３２．３３を用いて分圧するこ
とで簡単に得られる。このとき、除電針２５に流れる電
流を測定したところ、Ｖａ＝　　５００Ｖとした場合、
約ＩＩｚＡ程度ときわめて軽微であることが判った。こ
のことから、抵抗３２等の値を十分大きくとれば、高圧
電源３１には全く負担を与える心配のないことがわかっ
た。また、抵抗３３を可変抵抗とすることで、低湿環境
下においては抵抗３３の値を大きくしてやることにより
分離性能を向上することも可能である。−例として、抵
抗３２を２００ＭΩとし、抵抗３３の値を１００ＭΩに
調整したところ、低湿下においても良好な分離を行なう
ことが出来た。

また、第７図に示すように、１次帯電器７′　のグリッ
ド２９に印加するグリッドバイアスと除電針バイアスを
共通としてもよい。この場合、除電針バイアスＶ、ニー
５００Ｖ〜−８００Ｖ程度を得られる。

更にまた、現像器９に印加する現像バイアス電源（不図
示）から除電針バイアスを導いてもよい。

本実験例では、現像器９に、ＡＣ約１，６００ＶＰＰ１
１．８００Ｈｚの交流電圧を、ＤＣ−５００Ｖ程度の直
流電圧に重畳させたものを現像バイアスとして用いた。

このうちのＤＣ成分あるいはＡＣ成分のみを除電針バイ
アスとして用いてもよいし、ＡＣとＤＣを重畳させた状
態のものをそのまま印加させても良い。なお除電針バイ
アスに交流成分が加わることで、転写用紙の紙裏電位の
収束性を向上させることが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したようにローラによる転写と、ローラの下流
にて転写材の背面電荷を除電する除電手段とを組合せる
ことにより、従来困難であった、比較的大径のドラム感
光体における転写用紙の分離性を向上することが可能と
なり、また低湿環境下や薄紙といった分離性に対し不利
な条件下においても安定した分離を行なうことが可能と
なった。更に、画質的にも飛びちりの少ない高画質を得
ることが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図面。 第２図は従来の画像形成装置の概略図。 第３図は従来の画像形成装置の転写域の断面図。 第４図はローラ転写装置の転写域の断面図。 第５図は除電針の一例を示す図面。 第６図、第７図は本発明の他の実施例を示す図面。 ８・・・・・・・・・・・・・・・・感光ドラム１３・
・・・・・・・・・・・・・・コロナ帯電器１７・・・
・・・・・・・・・・・・・現像剤粒子１８・・・・・
・・・ドラム上の電荷（正規現像）１８’・・・・・・
・ドラム上の電荷（反転現像）１９・・・・・・・・・
・・・・・・・・転写用紙２０・・・・・転写用紙の背
面電荷（コロナ転写）２１・・・・・転写用紙の背面電
荷（ローラ転写）２２・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ローラ２３・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・芯金２４・・・・・・・・・・・・ローラバイアス
電源２５・・・・・・・・・・・・・・・・・・除電針
２７・・・・・・・・・・・・除電針バイアス電源３０
・・・・・・・・・・・・・・・・定電圧素子３１・・
・・・・・・・・・・・・・・・高圧電源３２、　３３
・・・・・・・高圧抵抗（固定及び可変）第　６　霞 第　′７　目

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体と、像担持体上を画像情報に応じて潜像
   を形成する潜像形成手段と、像担持体上の潜像を顕像化
   する現像手段と、その顕像を転写材に転写する転写手段
   とを有する画像形成装置において、上記転写手段は転写
   ローラであり、該ローラの下流近傍に上記転写材を除電
   する除電手段を具備したことを特徴とする画像形成装置
   。
2. （２）上記除電手段は尖端を有する電極である特許請求
   の範囲第１項記載の画像形成装置。