JPH04281486A - 画像形成装置の転写装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真装置・静電記録
装置等の画像形成装置における転写装置に関する。より
詳しくは、電子写真感光体・静電記録誘電体等の画像担
持体面に、該画像担持体面を所定の暗電位に帯電（一次
帯電）する工程を含む作像プロセスにより可転写画像を
形成担持させ、該可転写画像を、該画像担持体と該画像
担持体に当接させてバイアスを印加した転写部材との間
に通紙した転写材へ転写させる画像形成装置の転写装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は転写部材として転写ローラを用い
た画像形成装置の一例の概要図で、本例は電子写真プロ
セス利用のプリンタ又は複写機である。

【０００３】１は画像担持体としての回転ドラム型の電
子写真感光体（以下、ドラムと略記する）である。この
ドラム１の周辺には一次帯電器２、画像露光装置３、現
像装置４、転写部材としての転写ローラ５、クリーニン
グ装置６の等の電子写真プロセス機器が配設されている
。

【０００４】１４は給紙トレイ、１５は該トレイ上に積
載した転写材（以下、紙と記す）、１３はその積載紙を
不図示の分離爪等との共働で１枚宛分離して装置内へ給
搬送する給紙ローラであり、装置内へ給送された紙１５
はガイド１２ａ→レジストローラ対１０・１１→転写ガ
イド８・９を経由してドラム１と転写ローラ５との当接
ニップ部（転写部）Ｎへ搬送される。そして転写部Ｎを
通った紙はガイド１２ｂ→定着器７を経由して排紙トレ
イ１６ヘ排出される。１７は装置外装である。

【０００５】本例の画像形成装置は反転現像式のもので
あり、ドラム１の帯電はマイナス帯電、現像剤としての
トナーの電荷（トリボ）も同様にマイナス帯電とする。

【０００６】ドラム１は矢示の時計方向に所定の周速度
（プロセススピード）をもって回転駆動され、この回転
ドラムの表面が一次帯電器２によって所定の暗電位ＶＤ
に帯電され、次いでレーザスキャナ等の露光装置３によ
って画像露光がなされて、ドラム１上の露光された部分
は電位ＶＤの絶対値が小さくなり、明電位ＶＬとなって
静電潜像が形成される。

【０００７】この潜像は現像装置４によりトナー像とし
て反転現像される。本例の現像装置４は、回転自在に取
り付けられたスリーブ４ａ上にマイナス帯電されたトナ
ーが薄層コートされており、このスリーブ４ａにはドラ
ム１の暗電位ＶＤよりも小さく明電位ＶＬよりも大きな
電圧が印加されていて、スリーブ４ａ上のトナーはドラ
ム１の明電位ＶＬの部分にのみ転移して潜像が顕像化さ
れる。

【０００８】ドラム１上の形成トナー像は、給紙トレイ
１４から給紙ローラ１３、搬送ガイド１２ａ、一対の上
下レジストローラ１０・１１、一対の上下転写ガイド８
・９を経て転写部Ｎへ給搬送された紙１５に、プラスの
バイアスを印加された転写ローラ５によって転写される
。トナー像の転写を受けた紙１５は、ドラム１から分離
されてガイド１２ｂで定着器７へ導入されてトナー像が
紙面に加熱定着され、排紙トレイ１６へ排出される。

【０００９】一方、ドラム１上に転写されずに残ったト
ナーはクリーニング装置６によって回収され、ドラム１
は清掃されて繰り返して作像に使用される。

【００１０】転写ローラ５は、芯金５ａと、該芯金に同
心一体に金型成形等でローラ状に形成した弾性層５ｂと
からなり、ドラム１に対して平行に所定の当接圧をもっ
て当接させてあり、ドラム１と略同じ周速度をもって順
方向に回転する。

【００１１】本例の転写ローラ５は、芯金５ａは外径φ
８．０、弾性層５ｂは外径φ２０．０ｍｍ、ローラ長２
２ｃｍである。弾性層５ｂは発泡ＥＰＤＭのゴム材中に
カーボンや酸化亜鉛を添加分散して抵抗値を調整してあ
り、抵抗値は２．５×１０３Ωｃｍ程度、ゴム硬度は３
０°（アスカＣ）である。ドラム１に総圧１．５ｋｇで
当接させたときにドラム１と転写ローラ５が形成するニ
ップ部Ｎの幅は約２．５ｍｍであり、該ニツプ部Ｎと転
写ローラ芯金５ａとの間の抵抗は２×１０８　Ωである
。

【００１２】上記のような転写ローラ５を使用して転写
を行う場合には、転写ローラ５に印加するバイアスは２
．８ＫＶ程度が適当である。しかし、このような転写ロ
ーラ５は製造時の抵抗値管理が難しく、製造時にその抵
抗値が若干変動する。また、環境、特に雰囲気中の水分
量によって抵抗値が変動する。この抵抗値変動によって
、転写時に転写ローラ５に印加する適正バイアスも変化
する。

【００１３】このような変化のある転写ローラ５につい
ての有効なバイアス制御手段として本出願人は先に特願
昭６３−２７６１０６号に開示したような制御方法を提
案している。

【００１４】この制御方法は、例えば暗電位−７００Ｖ
の乗っているドラム１に転写ローラ５を当接させ、この
転写ローラ５に定電流バイアスを印加し、このとき発生
する電圧をもとに転写時（通紙時）に転写ローラ５に印
加するバイアスを決定するものである（以下、この制御
方法をＡＴＶＣ法と称する）。転写ローラ５に印加する
定電流バイアスの電流値は、必要に応じて決定すれば良
いが、プロセススピードを９４ｍｍ／ｓｅｃとして１０
〜２０μＡ程度であれば良く、ここでは特に２０μＡで
行うものとする。

【００１５】この場合の転写ローラ５に印加するバイア
スと電流の関係を図１０に示す。この図１０は通常環境
（２０℃・６０％ＲＨ）における転写ローラ５に印加す
るバイアス電圧Ｖと電流Ｉの関係を示す図（Ｖ−Ｉ特性
図）であり、図中のＩＤは非通紙時の転写ローラ電圧に
対する転写ローラ電流、ＩＰは通紙時の転写ローラ電流
である。非通紙時の転写ローラ電流ＩＤが２０μＡのと
き、電圧Ｖは２．８ＫＶとなり、通紙時の転写ローラ電
流ＩＰは７μＡとなる。この転写ローラ電流が７μＡ以
上であれば、電流不足による転写不良は発生しない。

【００１６】図１１の（ａ）と（ｂ）は夫々非通紙時と
通紙時の転写装置の等価回路を示すもので、Ｒ１はドラ
ム１の抵抗（ドラムの感光体のＶＤ電位の抵抗）、Ｒ５
は転写ローラ５の芯金５ａと転写ローラ５とドラム１で
形成するニップ部Ｎの間の抵抗（転写ローラのゴム材の
抵抗）である。

【００１７】Ｒ１５は転写材である紙１５の抵抗、Ｖは
転写ローラ５に給電する電源電圧、２０はアース、ＩＤ
は非通紙時の転写電圧を決定するための定電流バイアス
印加時の電流であり、ここでは２０μＡ、ＩＰは転写時
の電流で７μＡである。

【００１８】ここで、上記抵抗Ｒ１は２×１０７　Ω、
抵抗Ｒ５はＶ＝２．８ＫＶとすると約１．２×１０８　
Ω、抵抗Ｒ１５＝２．６×１０８　Ωである。まず、図
１１の（ａ）に示すように非通紙時に電流ＩＤ＝２０μ
Ａの定電流バイアスを転写ローラ５に印加して電圧をホ
ールドすると、通紙時には（ｂ）に示すように紙１５が
抵抗Ｒ１５として作用し、電流ＩＰは７μＡとなる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
装置ではＡＶＴＣ法で環境による転写ローラ５の抵抗値
変化に伴う電圧制御はできても、転写材、特に紙１５の
抵抗値Ｒ１５の変化に対応した電圧の制御がなされない
ため、高湿環境では必要以上の電圧を印加することにな
るという問題があった。

【００２０】例えば、高温高湿３２℃・８５％の環境で
抵抗値２×１０８　Ω（抵抗測定電圧２ＫＶ）の転写ロ
ーラ５を使用し、この環境に長期間放置して充分吸湿し
た紙１５に転写を行う場合のＶ−Ｉ特性を図１２に示す
。 ＩＨは吸湿紙に転写を行う場合のＶ−Ｉ特性である。紙
１５が吸湿している場合、紙の抵抗が下るので転写電流
７μＡを得るための電圧は２ＫＶ程度で良いのに、この
場合には通紙時１０μＡ以上の電流が流れている。これ
は図１１の（ｂ）に示す等価回路で抵抗Ｒ１５が小さく
なったことに等しい。

【００２１】このように高湿環境においては必要以上に
電圧を上げるので高圧電源の負担が大きくなる。また、
画像担持体としてのドラム１に大きな電流を流すことに
なるので、ドラム１の電気的な劣化を早く招来すること
になる。しかも、転写電流によりドラム電位を下げてし
まうために発生する地カブリ（紙跡）のマージンも小さ
くなるといった不都合があった。

【００２２】本発明は同じくＡＴＶＣ法で転写部材に対
する電圧制御をするものであるが、転写材が吸湿して抵
抗が低下していても上記のような不具合なく画像転写を
実行させることができるようにした画像形成装置の転写
装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決しようとする手段】本発明は、画像担持体
面に、該画像担持体面を所定の暗電位に帯電する工程を
含む作像プロセスにより可転写画像を形成担持させ、該
可転写画像を、該画像担持体と該画像担持体に当接させ
てバイアスを印加した転写部材との間に通紙した転写材
へ転写させ、この通紙転写時の転写部材に対するバイア
ス印加を、非通紙時に画像担持体面の暗電位部に当接の
転写部材に定電流のバイアスを印加し、そのとき発生す
る電圧をもとに通紙転写時の転写電圧を決定して定電圧
制御する画像形成装置の転写装置において、高湿環境の
非通紙時に前記転写部材に定電流のバイアスを印加した
ときに該転写部材から電流の流れ込みを生じるような転
写部材近傍位置にバイアス電圧（０Ｖも含む）を印加し
た電極部材を配置したことを特徴とする画像形成装置の
転写装置である。

【００２４】

【作用】即ち、高湿環境下では転写部材から該転写部材
に近接の電極部材に電流が流れることで転写時の電圧が
低くなり、ＡＴＶＣ制御を行なったときにホールド電圧
を下げて必要以上に転写電流を増大させることがなくな
り、これにより転写材が高湿環境下で吸湿して抵抗の低
下した紙でも過大電流を流さずにを転写することができ
、高圧電源の負荷が小さくできる、像担持体の劣化の進
行を遅くすることができるようになる。

【００２５】

【実施例】〈第１実施例〉（図１〜３）図１は第１実施
例装置の要部の概略図であり、１９は画像担持体として
のドラム１に当接させた転写部材としての転写ローラ５
の芯金５ａにバイアス電圧を印加する電源、２１は転写
ローラ５に近接配置した電極板、２２は該電極板２１に
バイアス電圧を印加する電源である。転写ローラ５の外
径は２０ｍｍ、長さは２２ｃｍ、転写ローラ５と電極板
２１との対向面積は２０ｃｍ２　、電極板２１は転写ロ
ーラ５とのギャップ２ｍｍで保持されている。電極板２
１の転写ローラ５に対する対向面積、電源２２の電圧Ｖ
２２は実験等により任意に設定すれば良い。本実施例で
は、転写ローラ５から電極板２１への電流リークを促進
するために、電極板２１には転写ローラに対する対向表
面に先端の尖った突起部２１ａを形成してあるが、この
突起２１ａは特には無くても良い。

【００２６】なお、ドラム１の周囲や所要部所には前述
図９と同様に所要の作像プロセス機器が配設されて画像
形成装置が構成されているが図１にはそれらは省略した
。

【００２７】本実施例では高湿環境３２℃・８５％とし
、ドラム１の電位ＶＤ−７００Ｖ、２ＫＶのバイアス電
圧印加時における転写ローラ５の抵抗を２．０×１０８
　Ωとする。ここで、転写ローラ５のバイアス電圧を印
加するために、非通紙時に電源１９より定電流バイアス
（２０μＡ）が転写ローラ５の芯金５ａに印加されるが
、転写ローラ５の近傍には電極板２１があり、この電極
板２１には転写ローラ５のバイアス電源１９とは反対の
極性のバイアス電圧−２ＫＶ程度が電源２２より印加さ
れている。この状態を等価回路に示すと図２のようにな
る。

【００２８】図２において、Ｒ２１は転写ローラ５の芯
金５ａと電極板２１との間の抵抗であり、転写ローラ５
のゴム材及び転写ローラ５と電極板２１の空間ギャップ
の抵抗を含むものである。Ｖ２２は電源２２のバイアス
電圧、ＩＤは転写ローラ５からドラム１に流れる電流、
Ｉａは転写ローラ５から電極板２１に流れる電流である
。

【００２９】通常環境（２０℃・６０％）の場合には抵
抗Ｒ２１は非常に大きく、電流Ｉａは０に近いが、高湿
環境の場合には抵抗Ｒ２１は小さくなり、電流Ｉａが大
きくなってくる。この高湿環境における通紙時、非通紙
時のＶ−Ｉ特性を図３に示す。ＩＤ＋Ｉａは非通紙時に
電極板２１にバイアス電圧が印加された状態でのＶ−Ｉ
特性で、このとき転写ローラ５に２０μＡ流れるときの
電圧がホールドされる。この場合は２ＫＶとなる。

【００３０】一方、吸湿紙の通紙時に電圧と転写ローラ
５からドラム１へ流れる電流のＶ−Ｉ特性はＩＨのよう
になり、転写ローラ５に印加されたバイアス電圧が２Ｋ
Ｖのときの電流は７μＡとなり、過大な電流が流れるこ
とはない。

【００３１】また、通常環境の場合には抵抗Ｒ２１は非
常に大きく、電流Ｉａはほぼ０なので、転写時の電圧降
下は起こらず、湿度が高くなった場合には、その湿度に
応じて転写ローラ５への印加電圧を下げることができる
。

【００３２】〈第２実施例〉（図４〜７）転写部材に対
する近接電極部材は専用の電極部材を配設しなくとも画
像形成装置の構成部品として装置内にある機能パーツを
電極部材に兼用させてそれに転写ローラ５からの電流を
流し込ませて前記第１実施例における電極板２１を設け
た場合と同様の制御を行なわせることもできる。

【００３３】図４はその例を示すもので、除電針を電極
部材に兼用させたものである。即ち２４は転写ローラ５
の近傍（例えば近接距離１ｍｍ）に設けられた除電針、
２５は除電針２４を被覆している絶縁部材、２６は除電
針２５にバイアス電圧を印加する電源である。

【００３４】上記除電針２４は本来、低湿環境での紙１
５の帯電により生じる紙搬送の不安定を改善するため、
紙１５を除電する目的で設けられているので、一般に転
写バイアスと逆極性のバイアスが印加される（０Ｖも含
む）。本実施例はこの除電針２５を高温時に転写ローラ
５から電流を流し込ませる電極部材に兼用させたもので
あり、この除電針２４に電源２６から−２．５ＫＶの電
圧を印加した。

【００３５】一般に除電針２４は絶縁部材２５によりそ
の先端部以外が覆われ、除電針先端部の紙１５と対向す
る部分からのみ電流が流れ込むような構成となっている
が、本実施例では高湿環境において、転写ローラ５から
除電針２４に積極的に電流を流し込むため、転写ローラ
５と対向する絶縁部材部分を２点鎖線示２５ａのように
大きく切り欠いてある。

【００３６】図５は本実施例装置の非通紙時における等
価回路を示すもので、Ｒ２４は除電針２４と転写ローラ
５の芯金５ａの間の抵抗、Ｖ２６は除電針バイアス電源
２６の電圧、Ｉｂは転写ローラ５の芯金５ａから除電針
２４に流れる電流であり、この電流Ｉｂは低湿環境・通
常環境では略０であるが、高湿環境になると大きくなっ
てくる。

【００３７】このため、３２℃・８５％の高湿環境下で
２０μＡの定電流制御を行った場合には図６に示すよう
なＶ−Ｉ特性となる。ＩＤはドラム１に流れる電流、Ｉ
Ｄ＋Ｉｂは転写ローラ５の芯金５ａからドラム１及び除
電針２４に流れる電流の和であり、この電流の和ＩＤ＋
Ｉｂ＝２０μのとき、転写ローラ５に印加されるバイア
ス電圧は２ＫＶとなる。

【００３８】図７は通紙時の等価回路を示すもので、Ｒ
１５はドラム１と転写ローラ５のニップ部の紙１５の抵
抗、ＩＨはニップ部を流れる電流、Ｒ１５′は転写ロー
ラ５と除電針２４の間の紙１５の抵抗、Ｉｃは転写ロー
ラ５と除電針２４を流れる電流である。このように通紙
時の電流は紙１５を介してドラム１へ流れるものと、空
気中を伝って除電針２４の流れるものとに分けることが
できる。この場合のＶ−Ｉ特性を前記図６に示す。紙１
５を介してドラム１へ流れる電流ＩＨは転写ローラ５に
２ＫＶのバイアス電圧印加時７μＡであるが、転写ロー
ラ５からの電流はＩＨ（７μＡ）＋Ｉｂ（８μＡ）＋Ｉ
ｃ（４μＡ）となるため、１９μＡとなっている。

【００３９】以上のように除電針２４が転写ローラ５に
対する近接電極として兼用されて、低湿環境での紙搬送
性を安定させながら、同時に高湿環境において、紙１５
を介してドラム１に流れる電流を小さくできる。

【００４０】〈第３実施例〉（図８）本実施例はレジス
トローラ対１０・１１からの紙１５をドラム１と転写ロ
ーラ５との圧接ニップ部（転写部）Ｎへ案内する一対の
上下の転写ガイド８・９の一方の下転写ガイド８を転写
ローラ５に対する近接電極部材として利用したものであ
る。この転写下ガイド８は転写材である紙１５をドラム
１と転写ローラ５のニップ部Ｎ近くまで導くためにその
先端部を転写ローラ５に近接させてある。本実施例では
その転写下ガイド８の先端部を、転写ローラ５との対向
面積を大きくするために転写ローラ５の弧に沿って下向
きに折曲げ成形８ａしているが、この形状は図示の形状
に限定されるものではない。

【００４１】本実施例ではこの転写下ガイド８を接地し
たが、転写バイアスと異なる極性のバイアスを印加して
も良いことは勿論である。また転写下ガイド８は紙１５
の搬送を円滑に行うとともに、高湿環境下で転写ローラ
５から電流が流れ込むように先端部をできるだけ転写ロ
ーラ５に近接させて配設する。ここでは転写下ガイド８
と転写ローラ５の距離は０．５ｍｍとする。

【００４２】以上のような構成にすることにより、転写
下ガイド８が転写ローラ５に対する近接電極として兼用
されて、高湿環境において紙１５を介してドラム１に流
れる電流を小さくできる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、非通紙時
に転写部材に定電流バイアスを印加してこのとき発生す
る電圧をもとに転写時（通紙時）における転写部材の印
加電圧を決定する転写装置において、転写部材の近傍に
バイアスを印加した電極部材を設けて高湿環境下ではこ
の電極部材に転写部材から電流が流れ込むように構成し
たことで、高湿環境下で吸湿し抵抗値が低下した転写材
に転写する場合でも、転写時の電圧が低くなり過大電流
をが流さずに転写することができるとともに、電圧電源
の負荷を小さくでき、また感光体等の画像担持体の劣化
の進行を遅くすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　　　第１実施例装置の概略図

【図２】　　
　　等価回路図

【図３】　　　　高湿環境におけるＶ−Ｉ特性図

【図４
】　　　　第２実施例装置の概略図

【図５】　　　　非
通紙時の等価回路図

【図６】　　　　高湿環境における
Ｖ−Ｉ特性図

【図７】　　　　通紙時の等価回路図

【図８】　　　　第３実施例装置の概略図

【図９】　　
　　画像形成装置の一例の概略図

【図１０】　　通常環
境におけるＶ−Ｉ特性図

【図１１】　　（ａ）・（ｂ）
はそれぞれ非通紙時と通紙時の等価回路図

【図１２】　　吸湿紙に転写する場合のＶ−Ｉ特性図

【符号の説明】

１　　ドラム（画像担持体） ５　　転写ローラ（転写部材） ８　　転写下ガイド（電極部材兼用） １５　　紙（転写材） ２１　　電極板（電極部材） ２４　　除電針（電極部材兼用）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像担持体面に、該画像担持体面を所定の
   暗電位に帯電する工程を含む作像プロセスにより可転写
   画像を形成担持させ、該可転写画像を、該画像担持体と
   該画像担持体に当接させてバイアスを印加した転写部材
   との間に通紙した転写材へ転写させ、この通紙転写時の
   転写部材に対するバイアス印加を、非通紙時に画像担持
   体面の暗電位部に当接の転写部材に定電流のバイアスを
   印加し、そのとき発生する電圧をもとに通紙転写時の転
   写電圧を決定して定電圧制御する画像形成装置の転写装
   置において、高湿環境の非通紙時に前記転写部材に定電
   流のバイアスを印加したときに該転写部材から電流の流
   れ込みを生じるような転写部材近傍位置にバイアス電圧
   を印加した電極部材を配置した、ことを特徴とする画像
   形成装置の転写装置。