JPH07129000A

JPH07129000A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07129000A
Application number: JP5274203A
Authority: JP
Inventors: Akira Kumon; 明九門; Jiyunichi Nawama; 潤一縄間
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-11-02
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体上のトナー像を転写ローラ等の接触式
転写手段を用いる場合、トナー飛散等の観点から、定電
流印加方法が有効である。しかしながら、高温度・高湿
度環境下では受像紙を介して、突入ガイドや定着器から
電流がリークする。これを回避するには、ガイドや定着
器を抵抗を介して接地するが、抵抗値に依っては画像ム
ラとなるので適正な抵抗値を選ぶ必要がある。【構成】感光体に導電性弾性転写ローラを所定の圧力
で接触させ、転写ローラに定電流のバイアスを印加して
感光体上のトナー像を受像紙に転写する。受像紙を転写
ローラと感光体ニップに導く突入ガイドはを導電性と
し、また、定着器のローラを導電性にして、それぞれを
２００ＭΩ以上の同一の抵抗を介して接地する。これに
より転写時の電圧が一定となり、ムラの無い良好な画像
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、ファクシミリ、
プリンターに係り、特に画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像形成装置はオフィスユースの
目的からパーソナルユースへと移行しつつあり小型化、
メンテフリー等を実現する技術が求められている。パー
ソナルユースを目的とする小型のプリンターは、配置さ
れる場所が机上の隅であったり、一般の家庭で使用され
る場合が想定され、メンテンンス性やオゾン排気が少な
い等の条件が満たされることが普及のポイントとなる。

【０００３】電子写真方式の複写機、プリンターの印字
プロセスを説明する。先ず、画像形成のために感光体を
帯電する。帯電方法としては、従来から多く用いられて
いるコロナ放電器を使用するもの、また、近年では発生
オゾンの低減を狙って導電性ローラを感光体に直接押圧
した接触型の帯電方法等によって感光体表面を均一に帯
電する。感光体を帯電後、複写機であれば、複写原稿に
光を照射し反射光をレンズ系を通して感光体に照射す
る。或いは、プリンターであれば露光光源としての発光
ダイオードやレーザーダイオードに画像信号を送り光の
ＯＮ−ＯＦＦによって感光体に潜像を形成する。感光体
に潜像（表面電位の高低）が形成されると感光体は予め
帯電された着色粉体であるトナー（直径が５μｍ〜１５
μｍ位）によって顕像化される。トナーは感光体の表面
電位の高低に従って感光体表面に付着し複写用紙に電気
的に転写される。即ち、トナーは予め正または負に帯電
しており複写用紙の背面からトナー極性と反対の極性の
電荷を付与して電気的に吸引する。これまで、この電荷
付与方法としては帯電方法と同じくコロナ放電器が広く
用いられてきたが、オゾン発生の低減のため近年では導
電性ローラを用いた転写装置が実用化されている。

【０００４】図２は特開平２−２２６２８２号公報に開
示されたトナー像転写装置の構成を示す概略図である。
図２において、２０は発泡性または固体状態のゴムなど
からなり、体積抵抗値１０⁸〜１０¹³Ωｃｍに調整され
た転写ローラ、２１は転写ローラに電圧印加のための電
源、２２は感光体、２３は受像紙（複写用紙）、２４は
受像紙を転写ローラ２０と感光体２２の接触部に導くた
めの導電性のガイド、２５は抵抗体である。以上のよう
に構成された転写装置の動作を説明する。

【０００５】感光体２２の表面には上述したトナーによ
る像が形成されている。今、感光体２２の極性を負、ト
ナーの極性が正の正規現像を想定する。転写ローラ２０
は感光体２２に所定の押圧力で接している。受像紙２３
は感光体２２と転写ローラ２０の接触点（ニップ）に供
給され、転写ローラ２０によって感光体２２に押し当て
られトナーと接触する。転写ローラ２０にはトナーの極
性と反対の負電圧が電源装置２１から印加されているの
でトナーは受像紙２３転写される。転写ローラ２０が受
像紙２３に接触しているので電源２１から印加する電圧
は１．０ｋＶ〜５．０ｋＶである。導電性のガイド２４
は、転写ニップに到達する以前に、受像紙に電界が作用
しトナーが飛翔し、飛び散りの多い画像になることを避
けるために設けられている。しかしながら、ガイド２４
を抵抗体２５を介して接地し、不用意な電流の漏洩を防
止し、転写性能を確保している。トナー像を転写された
受像紙２３は感光体２０と転写ローラ２２の接触点を過
ぎ定着部（図示せず）に搬送される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した転写方法は以
下に示す課題が生じる。

【０００７】通常、プリンター等に搭載されている現像
方法は、感光体の帯電後、像露光を行い、この露光部分
にトナーを付着させる反転現像方式を用いる。この現像
方式では、感光体とトナーの極性が同一であるため、受
像紙に転写する際は、トナー極性と反対の電界を作用さ
せる。転写電界が作用すると感光体上の画像部（トナー
付着）から非画像部へ電界が及びトナーを散らす結果と
なる。これを回避するために転写ローラの抵抗を高く
し、印加電圧を高くする方法が採られる（強い電界によ
って、感光体上の画像部から非画像部に作用する横の電
界を、感光体から転写ローラ間に作用する電界にかえ
る）が、一定電圧を転写ローラに印加する方法では、感
光体上の画像部、非画像部の内、特に画像部に電界が集
中する傾向は完全に除去できずトナー飛散は収まらな
い。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置であ
る。

【０００９】本発明は、１．静電潜像担持体上に現像像を形成する現像手段と、２．受像紙を前記静電潜像担持体との間に挟持するため
の導電性電極と、３．該導電性電極に定電流印加するための電源手段と、４．前記導電性電極に前記受像紙を導くための導電性部
材と、５．前記受像紙上に転写された現像像を定着するための
少なくとも一方の導電性電極よりなる定着手段とを具備
し、前記導電性部材と定着手段を同一の抵抗素子、また
は、定電圧素子を介して接地したことを特徴とする画像
形成装置である。

【００１０】さらに、導電性電極がローラ状である画像
形成装置である。または、１．静電潜像担持体上に現像像を形成する現像手段と、２．受像紙を前記静電潜像担持体との間に挟持するため
の導電性電極と、３．該導電性電極に定電流印加するための電源手段と、４．前記導電性電極に前記受像紙を導くための導電性部
材と、５．前記受像紙上に転写された現像像を定着するための
少なくとも一方の導電性電極よりなる定着手段とを具備
し、前記導電性部材と定着手段を２００ＭΩ以上で同一
の抵抗、または、定電圧素子を介して接地したことを特
徴とする画像形成装置である。

【００１１】さらに、導電性電極がローラ状である画像
形成装置である。

【００１２】

【作用】前述したように、プリンタで多く用いられる反
転現像によって得られた現像像を受像紙に転写する場
合、比較的低電圧印加で転写が可能なためより高画質が
得られるため接触式の転写ローラが用いられる。この転
写ローラへの電圧印加方法は大きく分けて２通りある。
一つは定電圧印加方式、もう一つは定電流印加方式であ
る。画像の飛散が少ない点では、後者の定電流印加方式
が優れている。この理由を図を用いて説明する。図３
は、感光体上の電位と転写時の電位関係を模式的に表し
た図で、中央の一点鎖線が０Ｖレベルを示す。中央線よ
り上がプラス（転写時にかかる電圧）、下がマイナス
（感光体上の表面電位）を示す。図３中、左は転写ロー
ラへの印加が定電圧印加、右が定電流印加の場合を示し
ている。定電圧印加の場合は、一定電圧が転写ローラに
印加されるため、感光体の非画像部との間に強い電界が
形成される、この電界に引かれて画像部トナーも動いて
しまう。一方、定電流印加の場合は、感光体やトナー
（実際には受像紙も含まれる）はインピーダンス成分と
して考えられるから、感光体単独よりも感光体とトナー
を合わせたインピーダンス成分の方が大きくなり、一定
電流を流すとトナーが存在する方が電圧が高くなる。従
って、転写ローラと感光体間に形成される電界はトナー
が存在する方が大きくなり、トナーは非画像部へは飛散
し難い。以上理由から定電流印加の方がトナー飛散は少
ない。しなしながら、定電流印加の場合は、高温度・高
湿度環境などで受像紙の抵抗が下がると、受像紙を介し
て電荷が逃げ、必要な転写電圧がかからなくなってしま
う。特に、３３℃８０％ＲＨ以上の環境になると受像紙
の抵抗はかなり低下し、受像紙を導く接地された導電性
ガイドや導電性のローラを接地した定着器から電荷がリ
ークする。このためガイドや定着器は低温度・低湿度環
境下での適度な電荷のリークと高温度・高湿度環境下で
の不要な電荷リークを回避するため、抵抗素子や定電圧
素子を介して接地する。図４には、受像紙として普通紙
（６５ｇ／ｃｍ²）を３３℃８０％ＲＨ環境下に約２日
放置し、転写ローラに約２μＡの定電流を印加した時の
転写ローラかかる電圧を表面電位計で計測した結果であ
る。横軸は転写時に発生する電圧で、ガイド及び定着器
を導電性のものを用いている。（Ａ）は、ガイドと定着
器それぞれ２００ＭΩを介して接地した場合の転写時に
発生する電圧、また、（Ｂ）は、ガイドをフロート、定
着器を２００ＭΩの抵抗を介して接地した場合の転写時
に発生する電圧である。縦軸は時間を表し、破線内（矢
印）に受像紙が通過する。図では２枚通過の時の状態を
示している。（Ａ）は、受像紙通過中約３５０Ｖとほぼ
一定の電圧を示すのに対し、（Ｂ）では、ａの部分で約
７００Ｖ、ｂの部分では約２５０Ｖと受像紙の通過に伴
い転写電圧が変化する。実際の画像でも（Ｂ）のａの部
分では転写電圧が高すぎて転写効率を下げ、ａ，ｂで濃
度ムラとなって現れた。（Ｂ）の場合、受像紙がガイド
に接触し、定着器に突入する以前がａ、定着器突入直後
がｂである。この場合、ガイドはフロートであるから受
像紙を介して電流が漏れる箇所が無い、ところが、定着
器に突入すると電流は導電性のローラを介してもれる。
従って、転写電圧は定着器に突入前のａで高く、突入後
のｂで低くなる。これを避けるためにはａのように、ガ
イドと定着器は同一の抵抗素子を介して接地すればよ
い。特に、転写位置から定着位置までの距離が受像紙の
長さに比べ短い場合有効である。ガイド及び定着器から
漏れでる電流を計測したところ、印加電流２μＡの内、
約０．８〜１．０μＡの電流がこれらの部材を介してリ
ークする。ガイド及び定着器を１００ＭΩの抵抗を介し
て接地すると、このリーク電流は約１．５μＡにも達
し、適正な転写電圧が得られなくなってしまう。従っ
て、接地抵抗は２００ＭΩ以上が望ましい。

【００１３】

【実施例】図１は本発明に従う実施例の画像形成装置の
構成構成図である。

【００１４】図１において、１は静電潜像保持体として
の感光体で、導電性の基材上に電荷発生層としてフタロ
シアニン系の顔料を樹脂に分散したものを用い、電荷発
生層上に電荷輸送層としてヒドラゾンを樹脂に混合して
感光層の膜厚を２０μｍとした有機感光体を用いた。２
は感光体１を帯電するコロナ放電装置、３は感光体に像
露光に行うための露光装置、４は露光後の潜像を顕像化
するための現像装置で、静電潜像担持体１に磁性の現像
剤であるトナーを付着させるために感光体１に内包した
固定の磁場発生用磁石４ａと、電圧を印加して画像部以
外の余分なトナーを回収するための導電性部材からなる
現像電極４ｂ、現像電極４ｂに電圧印加と保持電界印加
が可能な電源装置４ｃからなる。現像電極４ｂには交流
（ＡＣ）と直流（ＤＣ）が単独または重畳し、電源装置
４ｃによって印加される。５は感光体１に接触するよう
に設定された転写ローラである。転写ローラ５は導電性
の部材からなる軸の周囲に導電性ゴムを設けた弾性のロ
ーラである。感光体１への押圧力は転写ローラ５一本当
たり（約２１６ｍｍ）０〜２０００ｇ、望ましくは５０
０〜１０００ｇである。これは転写ローラ５を感光体１
に圧接するためのバネのバネ係数と縮み量の積から測定
した。感光体とのニップ幅は約０．５ｍｍ〜５ｍｍであ
る。転写ローラ５のゴム硬度はアスカーＣの測定方法で
８０度以下で、望ましくは３０〜６０度である。７は受
像紙を転写ローラ５に導入する導電性部材からなる突入
ガイドで、１００ＭΩ以上の抵抗を介して接地してい
る。８は樹脂部材からなる搬送ガイド、９は定着装置
で、導電性の管材上にフッ素またはシルコーン系の樹脂
中に導電性粉末を分散した導電性塗料を塗布したヒート
ーローラ９ａとシリコーン系のゴムからなる加圧用バッ
クアップローラ９ｂからなる。ヒートローラ９ａの中に
はハロゲンランプを配置し加熱できる。また、ヒートロ
ーラ９ａの軸受けは導電性のもの用い、定着装置９の匡
体と電気的に導通させ、匡体を１００ＭΩ以上の抵抗を
介して接地する。本実施例では、感光体１と転写ローラ
５との接触ニップと突入ガイド先端との距離は約５ｍ
ｍ、また、同ニップと定着装置９のヒートローラ９ａと
加圧ローラ９ｂとの接触ニップ間の距離は約９０ｍｍで
ある。突入ガイド７と接地間に挿入した抵抗値は２００
ＭΩ、また、定着装置９と接地間に挿入した抵抗も２０
０ＭΩであった。１０は受像紙、１１は感光体１表面に
転写後残留するトナーをクリーニングするためのクリー
ニング装置、１２はトナーである。１３は転写ローラ５
に電圧印加するための電圧発生電源である。各部材の具
体的な寸法は、感光体１の外径は３０ｍｍ、導電性の基
材はアルミニウムで厚み１ｍｍの負帯電有機感光体を用
いた。転写ローラ５は直径６ｍｍのシャフトの周囲に発
泡性の導電性ウレタンエラストマーを抵抗値１０⁷Ω
（軸と表面に電極を設け、両者に５００Ｖ印加する）に
したものを用いた。転写ローラ５全体の外径は１８．７
ｍｍで、硬度はアスカーＣで６５度であった。転写ロー
ラ５を感光体１に転写ローラ５の軸を金属バネで押圧す
ることで接触させた。押圧力は約１０００ｇであった。
トナー１２は平均粒径が約１２μｍで、磁性絶縁性で負
電荷を帯びている。

【００１５】上述した装置を用いて動作を説明する。感
光体１はコロナ放電装置２を用いて表面を負帯電する。
帯電後、露光装置３で感光体１表面電荷による潜像を現
像装置４によって顕像化する。顕像化は、感光体１の基
材内部に内包した磁石４ａによって感光体１表面に磁性
現像剤としてのトナー１２を付着させる。感光体１の表
面電位と近似の現像バイアスを回収ローラ４ｂに電源装
置４ｃにより印加する反転現像法を用いると、露光装置
３によって露光された部分の感光体表面電位は低くな
り、この部分に負極性に帯電したトナー１２が付着し、
感光体表面電位の高い非画像部のトナー１２は回収ロー
ラ１９ｂに回収される。感光体１が転写ローラ５接触位
置に到達すると同時に、受像紙１０が感光体１と転写ロ
ーラ５の接触部に供給される。転写ローラ５にはトナー
１２と反対極性の定電流が印加されており静電力で受像
紙１０にトナー１２が転写される。本実施例では約２μ
Ａの定電流で行った。この時の発生電圧は前述したとお
りである（図４）。受像紙１０は感光体１より分離さ
れ、搬送ガイド８を経て定着装置９を通り、トナー１２
は受像紙１０上に固着される。転写工程後の感光体１上
の転写せずに残留するトナー１２はクリーニング装置１
１にで廃トナーボックスに回収される。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明は、静電潜像担持体
上に現像像を形成する現像手段と、受像紙を前記静電潜
像担持体との間に挟持するための導電性電極と、該導電
性電極に定電流印加するための電源手段と、前記導電性
電極に前記受像紙を導くための導電性部材と、前記受像
紙上に転写された現像像を定着するための少なくとも一
方の導電性電極よりなる定着手段とを具備し、前記導電
性部材と定着手段を同一の抵抗素子、または、定電圧素
子を介して接地したことを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１７】さらに、導電性電極がローラ状である画像
形成装置である。または、静電潜像担持体上に現像像を
形成する現像手段と、受像紙を前記静電潜像担持体との
間に挟持するための導電性電極と、該導電性電極に定電
流印加するための電源手段と、前記導電性電極に前記受
像紙を導くための導電性部材と、前記受像紙上に転写さ
れた現像像を定着するための少なくとも一方の導電性電
極よりなる定着手段とを具備し、前記導電性部材と定着
手段を２００ＭΩ以上で同一の抵抗、または、定電圧素
子を介して接地したことを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１８】さらに、導電性電極がローラ状である画像
形成装置によって、転写抜けのない良好な画像を得るこ
とができる。

【００１９】前述したように、接触式の転写ローラと感
光体間に受像紙を挟み、定電流を印加して転写する方式
では、この接触ニップに受像紙を導くガイドまたは定着
器から電流が受像紙を介してリークする。特に高温度・
高湿度環境下では受像紙が低抵抗化するため現象が顕著
となる。これを回避するためガイド及び定着器を抵抗を
介して接地するが、この抵抗が異なると転写電位に影響
し画像中の転写ムラとなる。このため接地抵抗は同一の
ものを用いると良好な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における画像形成装置の構成概
略図

【図２】従来の転写ローラ方法を説明するための概略図

【図３】定電圧印加に比べ、定電流印加の方がトナー飛
散が少ないことを説明するための感光体の表面電位と転
写時にかかる電圧を模式的に表した図

【図４】定電流印加時の転写にかかる電圧を、ガイド及
び定着器の接地抵抗を変えて測定したときの図

【符号の説明】

１感光体２コロナ放電装置３露光装置４現像装置４ａ磁場発生用磁石４ｂ現像電極４ｃ電源装置５転写ローラ７突入ガイド９定着装置９ａヒートローラ９ｂ加圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体上に現像像を形成する現像
手段と、受像紙を前記静電潜像担持体との間に挟持する
ための導電性電極と、該導電性電極に定電流印加するた
めの電源手段と、前記導電性電極に前記受像紙を導くた
めの導電性部材と、前記受像紙上に転写された現像像を
定着するための少なくとも一方の導電性電極よりなる定
着手段とを具備し、前記導電性部材と定着手段を同一の抵抗素子、または、
定電圧素子を介して接地したことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】導電性電極がローラ状である請求項１記載
の画像形成装置。
【請求項３】静電潜像担持体上に現像像を形成する現像
手段と、受像紙を前記静電潜像担持体との間に挟持する
ための導電性電極と、該導電性電極に定電流印加するた
めの電源手段と、前記導電性電極に前記受像紙を導くた
めの導電性部材と、前記受像紙上に転写された現像像を
定着するための少なくとも一方の導電性電極よりなる定
着手段と、を具備し、前記導電性部材と定着手段を２００ＭΩ以上で同一の抵
抗、または、定電圧素子を介して接地したことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項４】導電性電極がローラ状である請求項３記載
の画像形成装置。