JPH07181815A

JPH07181815A - 電子写真方法及び電子写真装置

Info

Publication number: JPH07181815A
Application number: JP5328231A
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: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】転写ローラ等による接触式の転写方法を用い
る場合、転写ローラによる圧力ため画像に中抜け現象が
生じる。これを、従来のコロナ転写並にすると同時に、
低オゾン化を達成する。【構成】接触圧を３００ｇ／ｃｍ²以下にして、転写
に先立ち予め帯電して転写部に導き転写を行う。受像紙
の帯電は、接地した導電性の金属板と半導電性のフィル
ム間に挟み込み低電圧印加による微小放電を利用する。
この帯電方法では、受像紙の種類や厚みの影響を受ける
ので、受像紙の種類を予め検知して、この検知に従い転
写電圧を可変させることによって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、特に電子写真方法及び電子写真装置
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４は特開平１−１７７０６３号公報や特
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４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、２
３は受像紙（複写用紙）、２４は受像紙を転写ローラ２
０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。また、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。さらに、特開平１−１７７０６３
号公報には、画像中の一部が転写されない、いわゆる”
中抜け”を回避するため、転写ローラ２０の硬度及び圧
接力を規定している。また、受像紙２３が何らかの異常
によって詰まり、転写部に搬送されいと転写ローラ２０
がトナーによって汚れ、受像紙２３の裏汚れの原因とな
る。この場合は、転写ローラ２０に印加する電圧の極性
をトナーと同極性にして、静電的に感光体２２に転写ロ
ーラ２０上のトナーを戻す処置がとられる。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】転写ローラ方式は、これまでのコロナ転写
方式と異なり、オゾン発生が無く、また、装置の小型化
にも適している。しかしながら、コロナ方式に比較して
受像紙からトナーにかかる力は大きいためトナーが凝集
したり、感光体表面に押しつけられたりして画像の中央
部が転写されない”中抜け”現象が避けられない。前述
したように、転写ローラ硬度をできる限り低くし、ま
た、圧接力も小さくして中抜けの発生を極力抑えるが、
完全ではなく、厚紙や葉書用紙に複写する場合は現象が
顕著になる。また、特開平１−１７７０６３号公報にも
記載があるように転写ローラの導電性を向上させるには
導電性のフィラーをゴム材に混ぜなければならないが、
一方、フィラーを混入させると転写ローラの硬度が高く
なり作製が難しくなる。従って、転写ローラ間の品質の
バラツキや、一本の中でも抵抗バラツキが大きくなる等
の問題点がある。

【０００８】また、、受像紙が環境によって抵抗が変化
したり、或いは、厚みによって転写に必要な電圧は変化
する。特に、オーバーヘッドプロジェクター（ＯＨＰ）
用の受像紙は、普通紙に比べ誘電率が小さいため、普通
紙と同等の電圧では転写が十分に行われない。このた
め、転写に必要な電圧に調整しなければならないが、通
常の転写装置では、感光体に直接影響がでて、画像上の
カブリなどの異常となり良好な性能が得られないという
問題点がある。

【０００９】

【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電子写真方法及び
電子写真装置である。

【００１０】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、受像紙を予め帯電した後、前記静電
潜像担持体との間に挟持し、前記現像像を前記受像紙に
転写する導電性電極とを具備し、前記受像紙の種類を検
知し、予め帯電する帯電量を可変する電子写真方法であ
る。

【００１１】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、受像紙種類の検知手段と、前記受像紙
を前記静電潜像担持体との間に挟持するための直接また
は抵抗を介して接地した導電性電極と、前記受像紙を前
記導電性電極に導くための直接または抵抗を介して接地
した導電性のガイドと、前記受像紙を前記ガイドに押し
つけ帯電させるための半導電性電極と、該半導電性電極
に電圧印加するための電源手段とを具備し、検知手段の
信号に応じて、前記電源手段の印加電圧を可変すること
を特徴とする電子写真装置である。

【００１２】

【作用】画像の中央部の転写不良（中抜け）に関して考
察してみる。中抜けは、転写ローラの圧力によって、ト
ナー同士の凝集、感光体表面への付着が起こり発生す
る。特に、転写ローラの長手方向に対して、直角方向の
ライン画像を書いた場合に発生しやすい。これは、トナ
ーの存在する部分としない部分では圧力差が生じるため
で、受像紙が厚紙なるほど顕著となる。中抜けを低減さ
せるためには、トナーへの圧力集中を避ければよいの
で、１）転写ローラの硬度を下げる２）感光体上のトナーの厚みを下げる３）トナーの凝集力を下げる４）感光体表面の離型性を向上させる５）感光体と受像紙の速度差を設ける等の対策が考えられる。しかしながら、１）に示した転
写ローラ硬度を低下させる方法でも、前述したように葉
書等の厚紙には効果が少ない。また、４）感光体表面は
クリーニングなどによって常に摺擦されており、経時変
化は避けられない。これらの点を改良する方法を次の
ように考えた。

【００１３】転写時の圧力は極力低く、コロナ転写時程
度がよい。しかし、転写圧力を低下させると、受像紙へ
かかる電界が不安定となり転写ムラとなる。特に、転写
ローラの場合、印加電圧が低圧であるため発生し易い。
そこで、転写に必要な電荷を予め受像紙に付与し、転写
ローラは、受像紙を感光体に軽く押しつける目的で用い
る。この時転写ローラは、帯電した受像紙の通過による
不用意な帯電を避けるため導電性のものがよく、接地す
る。転写に先立つ受像紙帯電は、方法はどんなものでも
よいが、コロナ放電器等を用いるとオゾン発生の原因と
なる。そこで発明者らは、低オゾンの帯電方法を考案し
た。これは、接地された金属板の上に半導電性のフィル
ムを向かい合わせ軽く接触させ、半導電性のフィルムは
電圧発生電源に接続する。金属板と半導電性フィルムの
接触圧は、両者間を受像紙が通過するときほぼ半導電性
のフィルムの一部が受像紙に接触する程度でよい。電圧
発生電源より約５００〜１０００Ｖの電圧を印加し、金
属板と半導電性のフィルム間に受像紙を通過させると、
受像紙と半導電性のフィルム間で微小な放電が起き受像
紙が帯電する。コロナ放電器等を用いると受像紙が帯電
しすぎて転写位置前に感光体上のトナーが受像紙に飛翔
する、いわゆる”前飛び”が起きやすいが、前述した微
小放電を利用するとこの心配も無い。

【００１４】しかしながら、上述したように接地または
電圧印加された電極間に受像紙を通過させて帯電する方
法では、受像紙の厚みや、誘電率によって電極間にかか
る電界が変化する。例えば、普通受像紙と葉書用紙、普
通受像紙とＯＨＰ用紙などである。電界が変化すると微
小放電の状態が変化して帯電状況が変化する。特に、受
像紙が厚くなると電界の不足によって帯電低下を起こし
転写不良となる。これを回避するためには、受像紙が給
紙カセットやトレイにセットされた時点て受像紙の幅か
らおおよその厚みを検知して、電極間にかける電圧を変
化させることである。或いは、ＯＨＰなどは透明である
ので、作業者が給紙の時点で手動にてスイッチを切り替
え電圧を変化させることも可能である。何らかの方法で
受像紙の種類を検知し、転写に必要な電荷を与えるべく
電圧を変化させることで適正な転写画像が得られる。

【００１５】

【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。

【００１６】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。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。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、感光体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、画像の中抜け発生率から設定す
る。図２は、アスカーＣで６０度と高硬度の転写ローラ
５とアスカーＣで３０度と低硬度の転写ローラ５を用
い、葉書用紙９０ｇ／ｍ²紙を用いて押圧力と画像の中
抜け発生率との関係を示したものである。ここで、中抜
け発生率とは、転写ローラ５の長手方向と直角方向のラ
イン幅約０．２ｍｍの線画の中抜け発生量を単位面積当
たりで比較して割り出したものである。図２中一点鎖線
は、普通紙６０ｇ／ｍ²紙の中抜け発生率を示すライン
である。葉書用紙を用いた場合の中抜け発生率を普通紙
並に抑えるためには高硬度ローラでは約１８５ｇ／ｃｍ
²、低硬度ローラでは約３００ｇ／ｃｍ²となる。従っ
て、現在製造可能なローラを用いて、画像中抜けの無い
転写を行うには押圧力は３００ｇ／ｃｍ²以下が適切で
ある。感光体１と転写ローラ５との接触ニップは約２ｍ
ｍであった。転写ローラ５の感光体１への押圧力は押圧
するのバネの縮み量から割り出した。本実施例では、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１８．７ｍｍで、硬
度はアスカーＣで６５度であった。押圧力は約１８５ｇ
／ｃｍ²で用いた。６は受像紙を予め帯電するための転
写帯電部材で、受像紙表面に接触して帯電を行う半導電
性電極６ａと、受像紙に半導電性電極６ａを押しつける
ための押圧スポンジ６ｂと、半導電性電極６ａに電圧印
加するための電源６ｃからなる。半導電性電極６ａの構
造を図３に示す。基材は樹脂フィルム１８で、膜厚は約
７０〜１００μｍである。本実施例ではポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）を用いた。表面の導電層１９は
樹脂中に導電性フィラーを分散させスプレーや浸漬法に
よって塗布したもので、抵抗は約１０⁶〜１０⁷Ω／□で
ある。用いる樹脂はポリカーボネート樹脂や、ウレタン
樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂など高絶縁性であれ
ば何でもよい。本実施例ではポリカーボネート樹脂を用
いた。塗布膜厚は約２０μｍである。７は受像紙を転写
ローラ５に導入、及び、半導電性電極６ａとともに受像
紙を挟み込み帯電させるため導電性部材からなる突入ガ
イドで、直接接地してもよいし、１００ＭΩ以上の抵抗
を介して接地してもよい。半導電性電極６ａは、押圧ス
ポンジ６ｂによってガイド７または受像紙に押しつけら
れるが、その線圧は１ｋｇ／ｍｍ以下で、本実施例で
は、約１００ｇ／ｍｍで用いた。６ｃの電源は、半導電
性電極６ａに接続し、定電圧または定電流方法によって
印加する。

【００１７】予め、受像紙の種類を検知して、印加する
電圧、電流を決定してもよい。受像紙の種類を検知する
には、受像紙幅より類推することができる。通常、葉書
はＡ４やＢ５等のプリント用紙と比べＡ４サイズの半分
と幅が狭い。これを利用して葉書と普通受像紙との厚み
比、約２〜３倍の電圧を予め印加する。また、ＯＨＰ用
紙の場合は、普通の受像紙とは異なり透明であるため、
作業者の手動によってスイッチ切り替えを行ってもよ
い。さらに、何らかの方法で受像紙の抵抗を検知し、印
加する電圧を可変させてもよい。本実施例では、定電圧
印加方法を用い、また、トナーは負極性の反転現像方式
を用いたので、印加電圧はプラス約１〜１．５ｋＶであ
った。ＯＨＰ用紙への適正な転写を行うため、転写電圧
を切り換える手動のスイッチを設けた。普通の受像紙に
転写をおこう場合は、転写電圧約０．５ｋＶ、ＯＨＰ用
紙に転写を行う場合は、約１．５ｋＶとした。８は樹脂
部材からなる搬送ガイドである。受像紙が感光体１と転
写ローラ５と分離する近傍に、接地または電圧印加した
針や導電ブラシ等の除電手段を配置してもよい。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
５ｍｍ、また、定着装置９のヒートローラ９ａと加圧ロ
ーラ９ｂとの接触ニップと転写部位間の距離は約９０ｍ
ｍである。突入ガイド７と接地間に挿入した抵抗値は２
００ＭΩ、また、定着装置９と接地間に挿入した抵抗も
２００ＭΩ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。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。１５は、受像紙１０に印加する電圧を切り換える転
写電圧切り替えスイッチである。

【００１８】上述した装置を用いて動作を説明する。印
字動作を開始する前に転写電圧切り替えスイッチを動作
させる。もしも、ＯＨＰ用紙に印字したい場合は、転写
電圧切り替えスイッチ１５を高圧側（Ａ）にする。普通
の受像紙１０を用いる場合は転写電圧切り替えスイッチ
１５を（Ｂ）側にする。本実施例では、（Ａ）に接続下
場合は１．５ｋＶ、（Ｂ）に接続した場合は、０．５ｋ
Ｖの転写電圧が発生する。

【００１９】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上の現
像像が転写ローラ５との接触位置にさしかかる前に、画
像部が合うように受像紙１０は給紙トレイ（図示せず）
から半導電性電極６ａとガイド７との間に供給される。
受像紙１０の供給と同時に、電源６ｃから電圧が印加さ
れて、受像紙１０表面はプラス、背面はマイナスに分極
して帯電する。帯電した受像紙１０は、接地された転写
ローラ５位置にさしかかると、受像紙１０の帯電電荷に
誘起され接地部より転写ローラ５にプラス電荷が流れ、
受像紙１０背面の電荷を相殺し、同時に感光体１上のト
ナー像を転写する。転写を終了すると、受像紙１０の背
面電荷と転写ローラ５に流入した電荷との引き合いによ
って受像紙１０は感光体１から分離する。受像紙１０は
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１１に
で廃トナーボックスに回収される。

【００２０】

【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、受像紙を予め帯電し
た後、前記静電潜像担持体との間に挟持し、前記現像像
を前記受像紙に転写する導電性電極とを具備し、前記受
像紙の種類を検知し、予め帯電する帯電量を可変する電
子写真方法である。

【００２１】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、受像紙種類の検知手段と、前記受像紙
を前記静電潜像担持体との間に挟持するための直接また
は抵抗を介して接地した導電性電極と、前記受像紙を前
記導電性電極に導くための直接または抵抗を介して接地
した導電性のガイドと、前記受像紙を前記ガイドに押し
つけ帯電させるための半導電性電極と、該半導電性電極
に電圧印加するための電源手段とを具備し、検知手段の
信号に応じて、前記電源手段の印加電圧を可変すること
を特徴とする電子写真装置によって、良好な画像を得る
ことができる。

【００２２】前述したように、転写ローラ方式の転写で
は、受像紙にかかる圧力が大きいため、中抜けが発生し
易い。しかしながら、単に接触圧を低下させただけで
は、転写電界が不均一となり転写がムラとなる。そこ
で、接触圧を３００ｇ／ｃｍ²以下にして、転写に先立
ち予め帯電して転写部に導き転写を行う。受像紙の帯電
は、接地した導電性の金属板と半導電性のフィルム間に
挟み込み低電圧印加による微小放電を利用する。このよ
うな帯電方法を用いると、受像紙の種類や厚みによっ
て、受像紙の帯電状況が変化するので、予め受像紙の状
況を検知して転写電圧を可変させることによって良好な
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】高硬度転写ローラと低硬度転写ローラを用いた
場合の、転写押圧力と画像中抜け率の関係を示す示す図

【図３】転写帯電部材の内、半導電性電極の構成を示す
図

【図４】従来の転写ローラ方法を説明するための概略図

【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６ａ半導電性電極６ｂ押圧スポンジ６ｃ電源７ガイド９定着装置９ａヒートローラ９ｂ加圧ローラ１５転写電圧切り替えスイッチ

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、受像紙を予め帯電した後、前記静電潜像担持体
との間に挟持し、前記現像像を前記受像紙に転写する導
電性電極とを具備し、前記受像紙の種類を検知し、予め帯電する帯電量を可変
する電子写真方法。
【請求項２】静電潜像担持体上に現像像を形成する現像
手段と、受像紙種類の検知手段と、前記受像紙を前記静
電潜像担持体との間に挟持するための直接または抵抗を
介して接地した導電性電極と、前記受像紙を前記導電性
電極に導くための直接または抵抗を介して接地した導電
性のガイドと、前記受像紙を前記ガイドに押しつけ帯電
させるための半導電性電極と、該半導電性電極に電圧印
加するための電源手段とを具備し、検知手段の信号に応じて、前記電源手段の印加電圧を可
変することを特徴とする電子写真装置。