JPH06202487A

JPH06202487A - 画像形成装置の転写材の転写分離方法

Info

Publication number: JPH06202487A
Application number: JP16252891A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Ito; 展之伊東
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】静電的に画像を転写材に形成する画像形成装置
において、転写後転写材を像担持体から分離するさい
の、分離用電力を可及的に少なく、分離機構の構成を簡
単にすることを目的とする。【構成】分離バイアスとして、転写材方向にのみ放電が
行なわれ、その他の部分には放電が行なわれないような
高周波交流電圧をバイアス電圧として印加してバイアス
用の電流電圧を小さくするとともに、補助放電電極とし
てのシールド板などを必要とせず、構成が簡単になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】この発明は、静電複写機、同プリ
ンタなど静電転写プロセスを利用する画像形成装置、就
中、その転写材の転写、分離方法に関するものである。

【従来技術と解決すべき課題】像担持体表面に静電的に
形成したトナー像を、さらに紙などの転写材に静電的に
転写する工程を包含する周知の画像形成装置において
は、転写のさい転写材に付与する電荷のため、転写材が
像担持体に吸着傾向となるので、転写後直ちに転写材を
像担持体から積極的に分離させることが必要である。

【０００２】このための分離手段としては種々なものが
従来から提案されているが、転写後の位置に配設した分
離用のコロナ放電器によって、転写時とは反対極性の電
荷を転写材に付与し、転写材が転写時に獲得した電荷を
中和除電する静電分離手段が実用され、一定の効果を上
げていることは周知のとおりである。

【０００３】上記のような目的で使用されるコロナ放電
器は一般に放電効率が極めて低いと云われているが、こ
れを「図７」によって略述する。

【０００４】紙面に垂直方向に延びている像担持体１０
１が図示矢印方向に走行し、これに平行に、転写乃至分
離用帯電器としてコロナ放電器１０２が配設してある。

【０００５】該コロナ放電器は帯電線１０２”と、これ
を囲繞して像担持体側のみを開放したシールド部材１０
２’とからなっており、電源１０３によって前記帯電線
に電圧が印加され、これとともに、帯電線と像担持体間
に放電電流が流れて、転写を遂行する電界が形成される
ことになる。

【０００６】ところが、帯電線１０２”に流入する電流
Ｉ₀ のうち像担持体の方向に流れて実際に転写乃至は分
離に寄与する電流Ｉ₂ は、シールド部材１０２’方向に
流れる電流Ｉ₁ に比して圧倒的に少なく効率が低いこと
になる。

【０００７】しかしながら、実際問題としては、帯電線
に存在する微小な凹凸、浮遊トナーによる汚染などによ
って発生する放電ムラを防止して安定した帯電機能を維
持するにはやむを得ないとされていたが、長期の使用に
よる機能の低下は避けることができなかった。

【０００８】まず、帯電機能を維持するため、一般にこ
の種の画像形成時の転写、分離作用を行なうさいの被帯
電物は絶縁体ないしは高抵抗体であるため、直接放電さ
せることが困難で、このため放電電極の近傍にシールド
部材、ワイヤなどの導電性部材を配置してこれとの間に
放電をおこさせ、以後この放電を持続することが必要で
あり、また、コロナ放電の電流ー電圧特性が２次関数的
で制御しにくいので、放電線への入力電流（前述のＩ
₁ ）に対する帯電に寄与する電流Ｉ₂ を小さくして微調
整を可能とするため、前述のような効率の悪さはやむを
得ないものとされてきた。

【０００９】ところで、分離用の放電器について云う
と、分離のさいには交流分離バイアスを電極に印加する
ものが多用されており、この場合、ピーク間電圧Ｖppを
大きくして除電機能を上げることはよく利用されてお
り、これによって被除電物の平均電位を低下させる速度
を上げる効果は認められるが、分離帯電器として使用し
て、帯電トナーによるトナー像を担持する転写材背面の
電位を低下させて像担持体との間の吸着力を弱める場合
には、Ｖppを上げたり、像担持体との距離を小さくして
平均電位の低下速度を速めても、瞬間的な電位変動が大
であると、分離不良やトナーの像担持体への再転写を生
ずることが実験の結果判明しており、このような事態の
発生しやすい電位変動は±５００〜１０００Ｖ程度であ
る。

【００１０】上記のように、安定したコロナ放電を得る
には、帯電効率の悪化は已むを得ないとも云えるが、こ
のことは電極への過大な電流電圧の入力を必要とするこ
とになり、装置の複雑化によるコストアップ、リーク事
故、オゾンの発生などの問題を生じ、また、転写材の像
担持体からの分離時における大きい電位変動による分離
不良、再転写が発生しやすい欠点があった。

【００１１】本発明はこのような事態に対処すべくなさ
れたものであって、分離帯電器に分離用の交流コロナ電
流を流すように構成した分離手段において、この電流に
像担持体、転写材などにも流れるような高周波コロナ電
流を使用して被帯電物と直接放電するようにし、放電電
極への入力電流電圧を減少させることを可能としてコス
トダウン、発生オゾンの減少を促し、放電補助手段とし
てのシールド板の必要性も殆どなく、さらに一度に（交
流の半周期）に被帯電物に付与する電荷量を少なくして
被帯電物の過剰な電位上昇による分離不良、再転写など
の発生をも防止出来るような分離方法を提供することを
目的とするものである。

【００１２】

【発明の構成】

【従来技術と解決すべき課題】上記の目的を達成するた
め、本発明は、像担持体表面に形成した可転写トナー像
に転写材を当接させるとともに、該転写材裏面に転写バ
イアスを印加して転写を行ない、ついで分離電極によっ
て転写時とは反対極性の分離バイアスを前記転写材裏面
に印加て転写材を像担持体から分離する画像形成装置の
転写材転写、分離方法において、分離バイアスとして、
転写材および像担持体を挟んでの分離電極と像担持体ア
ースの間の放電開始電圧が該分離電極の近傍にある像担
持体アース電極以外のすべての部材の放電開始電圧より
も低い高周波交流電圧を印加する転写分離方法である。

【００１３】このように構成することによって、画像形
成装置の転写、分離のさい、放電を安定させるために過
剰な電流を流すような必要がなく分離手段の構成を簡単
にすることが可能であり、また一度に（交流半周期）に
転写材に付与する電荷量をすくなくして過剰な電位上昇
による分離不良や再転写などの発生を回避できる。

【００１４】

【実施例の説明】「図１」は本発明の実施態様を示すも
ので、画像形成装置の、とくに転写、分離部位近傍のみ
を示してある。

【００１５】アルミ基体の表面に正極帯電性のアモルフ
ァスシリコン感光体を設けた像担持体１が図示矢印Ａ方
向に周速４８０mm／sec で走行し、該像担持体表面に形
成されたトナー像の負帯電トナーＴが、不図示の一次帯
電器、画像信号付与手段、現像器などの作用で形成され
た後、像担持体１の走行にしたがって転写部位、、継い
で分離部位に至るものとする。

【００１６】像担持体１と転写帯電器２が対向する転写
部位にトナー像が到来すると、これにタイミングを合わ
せて転写材Ｐが該転写部位に供給され、これとともに直
流電源３によって帯電器２に転写バイアスが印加されて
転写材Ｐ背面に正極性電荷が付与され、像担持体側の負
帯電トナーＴは転写材Ｐに転移する。

【００１７】その後、転写材Ｐが像担持体１と分離電極
４が対向する分離部位に至ると、該電極４に交流電源
５、直流電源６によって交流に直流を重畳した、ピーク
間電圧Ｖpp＝６Ｋｖの分離バイアスが印加され、転写材
Ｐの正極性電荷は中和除電されてゆき、以後、転写材自
体はそれ自体の弾性、腰の強さによって像担持体１から
分離して不図示の定着部位に搬送されるものとする。

【００１８】上記の分離電極は、６０φの金メッキタン
グステン線からなり、図示のように像担持体１からの距
離ｄ１＝３mm、転写帯電器のシールド板２’からの距離
ｄ２＝４mmの位置に配置されているものとする。

【００１９】また、分離差電流Ｉs （＝｜Ｉ⁺ ｜−｜Ｉ
^- ｜）は交流高圧電源５と直列配置の直流電源６の出力
を変えることによって調整する。

【００２０】このような構成の装置によって、交流電源
５の周波数と分離差電流Ｉs の関係を検討した。

【００２１】像担持体１と転写材Ｐを停止したまま電極
に交流高圧を入力した場合の、周波数とトータル電流Ｉ
_T （＝｜Ｉ⁺ ｜＋｜Ｉ~ ｜）の関係をみたところ、５０
０Ｈｚまでは〜２０μＡ程度であったが、１〜５ＫＨｚ
では１００μＡ以上、１０ＫＨｚでは３００〜４００μ
Ａと急激にコロナ放電が活発化するのが観測された。こ
の時のコロナ電流は、トータル電流Ｉ_T のうち、転写材
Ｐと感光層１”を挟んで感光体アース電気電極１７へ流
れる電流Ｉ_T ”（＝｜Ｉ⁺ ”｜＋｜Ｉ~ ”｜）が９０％
以上を占めており、転写帯電器２のシールド板２’へは
殆ど流れていなかった、即ち、Ｉ_T （＝｜Ｉ⁺ ’｜＋｜
Ｉ~ ’｜）はほぼゼロであった。

【００２２】これは前記距離ｄ１＝３mm、ｄ２＝１０mm
としたため、電極４へ高周波高圧を印加した場合、像担
持体１方向の放電開始電圧がＶpp＝５．４ＫＶ、転写帯
電器２方向の放電開始電圧Ｖpp＝７．２ＫＶであるの
で、電極４にＶpp＝６ＫＶを印加した場合、像担持体１
方向にのみ放電が行なわれるからである。なお、この構
成で直流放電は発生しなかった。

【００２３】次に分離差電流を変化させて、転写材の像
担持体１からの分離状態、再転写による転写抜けの発生
などを検討して、その結果を「図２」に示した。

【００２４】同図について説明すると、縦軸は交流周波
数Ｈｚ、横軸は分差電流Ｉs を示し、この場合、転写バ
イアスが正極性であるのでＩs が図示右方へゆくほど除
電作用が強いことを示している。

【００２５】よく知られているように、除電が弱すぎる
と分離不良が、また強すぎると再転写が発生するが、図
示のように周波数が上がるほどこのような不都合が生じ
ない使用可能範囲が拡がる。これは周波数アップによっ
て放電電流量が増加して除電能が向上することと、転写
材背面の電位変動を小さくしたことによる。

【００２６】前述の「図７」に示すような、分離手段と
してシールド板を備えた分離帯電器を使用した場合、像
担持体の方向に流れない多量の電流Ｉ1 の存在が避けら
れないので、このような装置を利用して上記実施態様の
もの同様の作用を奏せしめるには、印加電圧Ｖppを１３
〜１４ＫＶとし、トータル電流（｜Ｉ⁺ ｜＋｜Ｉ^- ｜）
も５〜１０倍の出力を必要とする。さらに１ＫＶ以上の
コロナ放電を行なうとコロナハム音が発生して騒音の原
因となるので、実際問題としては実現不可能であった
が、本発明はこの点から云っても好適である。

【００２７】前記「図１」と同様の構成で、放電線を３
０φとし、ｄ１＝２．５mmとした。このような構成とす
ることによって、放電開始電圧を４．０ＫＶとすること
ができた。また、前記実施態様のものと同様の作用を奏
するためのＶppが４．８ＫＶよくなった。

【００２８】さらに、本発明の場合、「図１」に示した
ように、分離用の電極としては露出した状態の放電線を
利用できるので、その保守修理交換が極めて容易となっ
た。さらにまた、分離用のバイアス印加部材として除電
針を利用することも可能となった。分離手段として除電
針を使用して、これに高圧を印加すると除電針の転写材
側縁部が鋸歯状都成っているので、これにならった過剰
除電のため再転写による白抜けが発生するおそれがある
ので、低中速装置にのみ利用され、積極的に除電を行な
う必要のある高速機には用いられなかった。

【００２９】本発明によるときは、周波数が高いため一
度（半周期）に除電針から放出される電荷量が小さいの
で過除電とならないので再転写の発生も阻止でき、除電
針も有効に利用できる。

【００３０】次に、図１のような装置で分離手段のみ
「図７」に示すような分離帯電器を使用するものと、
「図１」に示すような露出した放電線を使用するものと
で耐久試験を行なった結果を示す。

【００３１】前者では放電線１０２”と像担持体１０１
との間隔は８．０mm、放電線とシールド板１０２’との
ん間隔が８．０mmで印加電圧は周波数５００Ｈｚ、ピー
ク間電圧Ｖppが１４Ｋｖの正弦波である。

【００３２】このもので「図２」に示す使用可能範囲を
測定したところ、初期状態で０〜−１００μＡと、巾が
１００μＡ程度あったものが、２０万枚通紙後には−２
５〜−５０μＡと、２５μＡに減少した。

【００３３】これに対して、後者の場合、周波数５ｋＨ
ｚ、ピーク間電圧６ｋＶの正弦波を印加したところ、初
期では使用可能範囲が＋２５〜−１００μＡでほぼ１２
５μＡの巾であり、２０万枚通紙後もおおむね初期と変
わりがなかった。

【００３４】さらに通紙後の放電線の表面状態を比較し
たところ、前者では酸化によって黒化しているうえ、シ
ールド板がトナーによって汚染され、その底部には紙粉
の堆積がみられた。これは前者の場合、トータル電流が
後者に比して圧倒的に多いため、イオンの発生による酸
化、トナー付着が促進されたものと考えられる。

【００３５】後者の場合には、トータル電流量が少ない
ので酸化、トナーの付着なども少なく、またシールド板
我がないので当然ながら紙粉の堆積はない。さらに後者
の場合、かりに放電線表面の酸化が発生しても１ｋＨｚ
以上であれば支障なく放電するので有利である。

【００３６】「図３」は他の実施態様を示す分離部位の
構成であって、その他の部分の構成は前記「図１」の者
と同様とする。

【００３７】図示のように、この装置では、分離手段た
る放電線を符号４、４’、４”で示すように、転写材の
進行方向に３本設けて帯電領域を拡大するように構成し
てある。前記「図１」に示すように、放電線を転写材に
近接させればその帯電領域は狭くなり、高速機の場合に
は、電圧、周波数を上げなければ除電不良を生ずるおそ
れがある。しかしながら、電圧などを無制限に上げるこ
とは実質的に不可能であるから、本実施例のような構成
によって、帯電領域を拡大してトータル電流量を増大し
て所期の除電作用を得ることができる。

【００３８】「図４」はさらに他の実施態様を示す分離
手段であって、このものにおいては放電線を符号４、
４’で示すように２本配設し、それぞれの転写材Ｐから
の距離ｄ１、ｄ２を異なる様にしてある。このような構
成によって、転写材Ｐ裏面の帯電領域、電流量、分布を
可及的に最適な状態に形成することが可能である。

【００３９】この場合、各放電線の転写材空の距離だけ
でなく、それらの径を変化させること、これと前述の距
離変化を組み合わせることなどによって、電流量、その
分布調整の可能性はさらに増大する。また図示のものは
２本の放電線をそなえているが、これに限定されるもの
でないことは勿論である。

【００４０】さらに「図５」に示すように、主たる放電
線４近傍に配設した補助的な放電線にインピーダンスＺ
₁ 、Ｚ₂ （抵抗、バリスタ、ダイオードなど）を接続し
て、放電の安定を図ったり、極性の制御を行なうことも
可能である。

【００４１】さらにまた、「図６」に示すように、主た
る放電線４と転写材Ｐの間にグリッド状の放電線４’を
配設し、これにインピーダンスＺ₃ を接続することによ
って帯電を制御できる。

【００４２】以上のような複数本の放電線を使用する場
合には、例えば「図５」において、放電線４と像担持体
１との間の放電開始電圧をＶ_B1、放電線４と同４’の
間、放電線４と同４”との間の放電開始電圧をＶ_B2と
し、放電線４へ印加する高周波高圧をＶp(ピーク間電
圧）とするとき、“Ｖp ／２＞Ｖ_B2＞Ｖ_B1”なる関係が
維持されるように電圧を設定することによって、像担持
体１の方向に流れる電流を、放電線４’、４”に流れ込
む電流よりもはるかに大きくして良好な除電作用得るこ
とができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、像担持体側のトナ
ー像を、これに当接する紙などの転写材に静電的転移さ
せた後、さらに該転写材を像担持体から静電的に分離す
る画像形成装置において、分離電極たる放電線に高周波
高圧を印加するすることによって像担持体、転写材に直
接放電させることを可能としたので、周知の分離帯電器
のような放電を安定させるために過剰な電流を流す必要
がないのでコロナ電流を削減でき、したがって、放電を
維持するためのシールド材などが不要であり、このため
放電線への入力電流電圧の低下がはかられ、装置の簡略
化とこれによるコストダウン、オゾン、騒音の発生の阻
止に顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様を示す画像形成装置の、転
写、分離部位近傍の構成を略示する側面図

【図２】本発明の作用効果を示すグラフ

【図３】ないし

【図６】いずれも本発明の他の実施態様を示す要部の概
略側面図

【図７】公知の画像形成装置の分離帯電器の構成を示す
概略側面図

【符号の説明】

１像担持体２転写帯電器４分離用の放電線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体表面に形成した可転写トナー像に
転写材を当接させるとともに、該転写材裏面に転写バイ
アスを印加して転写を行ない、ついで分離電極によって
転写時とは反対極性の分離バイアスを前記転写材裏面に
印加て転写材を像担持体から分離する画像形成装置の転
写材転写、分離方法において、分離バイアスとして、転
写材および像担持体を挟んでの分離電極と像担持体アー
スの間の放電開始電圧が該分離電極の近傍にある像担持
体アース電極以外のすべての部材の放電開始電圧よりも
低い高周波交流電圧を印加する転写分離方法。
【請求項２】分離バイアスの周波数が１ｋz 以上である
［請求項１］記載の転写材の転写分離方法。