JP2003131496A - 転写装置 - Google Patents
転写装置Info
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- JP2003131496A JP2003131496A JP2001329315A JP2001329315A JP2003131496A JP 2003131496 A JP2003131496 A JP 2003131496A JP 2001329315 A JP2001329315 A JP 2001329315A JP 2001329315 A JP2001329315 A JP 2001329315A JP 2003131496 A JP2003131496 A JP 2003131496A
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Abstract
らし、トナーを有効利用することが可能な転写装置を提
供するとともに、像担持体から回収されたトナーを再利
用する場合にも画質を大きく低下させない転写装置を得
る。 【解決手段】像担持体(1)上に保持されたトナーを記録
材(7)に転写させる転写装置(5)において、転写器(51)に
供給する電流値(It)を、転写効率(Y)が最大となるとき
の電流値よりも大きい値に規定した転写装置。
Description
されたトナーを記録材に転写させる転写装置に関するも
のである。
る画像形成装置に用いられるトナーには、スチレンアク
リルやポリエステルなどの樹脂中に、着色剤(黒トナー
の場合は主にカーボンブラックが、カラートナーの場合
は顔料や染料が用いられる。)やトナーの帯電量を調整
するための帯電制御剤が混合されている。
着色剤および帯電制御剤を溶融混練し、ジェットミルな
どの粉砕機で微粉に粉砕し、分級機によって所望の粒径
(例えば10μm前後の粒径)が主となるように、極端
な小粒径(例えば4μm以下)や大粒径(例えば20μ
m以上)を除く。その後、シリカなどの微粉を外添し
て、現像剤として使用できるトナーが得られる。
し、次に、帯電した感光体に画像データに応じた走査露
光を行い、感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像
を現像することで可視トナー像として感光体上に現れ
る。その後、トナー像は感光体から紙などの記録材へ転
写され、続く熱定着によってトナー像は記録材上に定着
される。
感光体上の全てのトナーを記録材に転写させることは難
しく、一部のトナーは記録材に転写されずに感光体上に
残留する。一般に、記録材に転写されたトナー重量と、
転写前の感光体上におけるトナー重量との比率は、転写
効率と呼ばれ、転写効率が低いほど感光体上に残留する
トナーは多くなる。
の画像形成プロセスが続けられると、次のプロセスで形
成されるトナー像と重なり、画質を損ねてしまうので、
転写後には感光体表面を清掃し、残留トナーを除去す
る。この清掃によって感光体上から除去されたトナー
は、そのまま使われずに廃棄される場合と、再び現像機
に戻されて再利用される場合とがある。
よって感光体表面から除去されたトナーは、一度、現像
で使用され、さらに感光体表面から除去される際に機械
的なストレスを受けているため、新品の状態に比べて劣
化している。例えば、シリカなどの微粉は、新品のトナ
ーに比べてトナー表面から消失していることが走査型電
子顕微鏡の観察像から確認されている。
性(粉としての流れ易さ、塊のできにくさ)を向上させ
るために必要なものであり、それが少ないトナーでは流
動性が悪く、印刷画質も悪い。
しようとする場合には、低流動性のトナー量が現像剤に
多く含まれるようになるので、全て新規な未使用のトナ
ーを用いて現像する場合に比べて画質は低下してしま
う。
合は、その分のトナーは画像形成に寄与しなかったわけ
であり、無駄が生じ、画像形成に要するコストを上げる
ことになる。また、廃棄物を生じさせるため、その処理
コストも必要となり、環境に対しても好ましくない。
留するトナーの量を減らし、トナーを有効に利用するこ
とが可能な転写装置を提供することにある。
ら回収されたトナーを現像工程において再利用する場合
にも画質を大きく低下させない転写装置を提供すること
にある。
上に保持されたトナーを記録材に転写させる転写装置に
おいて、転写器に供給する電流値を、転写効率が最大と
なるときの電流値よりも大きい値に規定することにより
達成される。
いて説明する。はじめに、画像形成装置における画像形
成プロセスを図1を用いて説明する。
て例示される感光体である。時計方向に回転する感光体
1は帯電器2によってその表面が均一に帯電され、露光
装置3は画像データに応じて光が明滅し、感光体1上で
は光が照射された部分が導電化して表面の電荷が消失す
る。
2成分現像剤が保持されており、内部に磁石を備えた現
像ローラ41の回転に伴い、現像剤は感光体1と対向す
る領域へ搬送される。現像ローラ41には、図示しない
がバイアス電圧が印加されており、感光体と同じ帯電極
性のトナーは、感光体および現像ローラ間の電界作用に
より感光体表面の電荷が消失した部位に付着する。現像
によって感光体1上に形成されたトナー像は、転写装置
5によって記録材7に転写される。
ない定着装置での加熱によって溶融され、記録材7上に
定着される。その後、感光体1表面に残留したトナーは
清掃機6で除去され、以後、同様の画像形成プロセスが
繰り返し行なわれる。
には、図示しない搬送経路が構成されており、清掃機6
によって回収されたトナーは、トナーホッパ42に送り
込まれて再び現像に使用される。
置5として、コロナ帯電型の転写器51を循環体(無端
状ベルト)52の内側に設け、ベルト52上に記録材7
を載せながら搬送し、転写器51の放電極性をトナーと
逆極性とすることによって感光体1上のトナーを記録材
7側へ移動させる転写電界を生じさせて転写するベルト
転写装置を採用している。
りのトナー重量を、転写前の感光体上の単位面積当りの
トナー重量で割り、百分率で表した値である。
て、電源53から転写器51に供給する電流It(以
下、これを転写電流と呼ぶ。)と、転写効率Yとの関係
を示している。図2において、2本の曲線はそれぞれ記
録材が異なり、曲線13は厚さ約80μmの用紙、曲線
14は厚さ約180μmの用紙を用いてそれぞれ転写電
流に対する転写効率の特性を示したものである。
写効率を1とした相対値である。転写効率の転写電流特
性は、いずれも、転写電流に対して一旦、最大値を取る
と、その後は転写電流の増加に伴い減少する特性であ
る。転写電流が小さくても大きくても転写効率は低い場
合があるが、最大転写効率となる電流に比べて小さいか
大きいかで画像品質に次のような違いがある。
合は、画像に比較的広い範囲の部分的な転写不良が発生
し、数ミリメートルの範囲で黒地が白く抜けたり、線画
が途切れたりする。また、この場合には転写電流の変動
に対して転写効率の変動も大きく、特に転写電流が減少
した場合の転写効率の低下も大きくなる。
合は、広い範囲の白抜けや途切れのような転写不良は発
生しないが、狭い範囲(0.1mm前後)で転写不良が
発生したり、転写画像が飛び散る傾向がある。特に転写
電流値が増加してくると、線画のトナーが乱れてしま
い、肉眼では線の画像濃度が低下し、線幅は太くなった
ように見えてくる。
効率での値に設定することが画像の品質面から好まし
い。しかし、図2に示したように、使用する記録材の厚
さによって、最大転写効率が得られる転写電流値は異な
る。また、現実には記録材の厚さ以外に、トナーの帯電
量、記録材の水分量、環境条件(特に湿度)によって変
化するため、最大転写効率点に設定することが困難であ
る。
を比較的受けにくく、転写電流の変動に対して転写効率
の低下も少ない、最大転写効率時より大きめの転写電流
値に設定している。また、転写効率が極端に低下するこ
とがないように、記録材が厚い場合に合わせて転写条件
が設定される。従って、薄紙の場合には、その転写効率
は最大より低くなり、感光体上に残留するトナー量が多
くなる。
も薄紙の方が使用量が多いため、残留トナー量が多いこ
とは、そのトナーを再利用する画像形成装置では印刷品
質が低下し、再利用しない画像形成装置は1ページ当り
の印刷コストは高くなってしまうのである。
率の関係を調べる事で、転写効率が最大になる転写電流
以下では、感光体上に残留したトナーの帯電極性は転写
前の帯電極性と同じであったが、転写効率が最大になる
転写電流以上では、感光体上に残留したトナーの帯電極
性が本来の極性とは逆になっていることを発見した。
は、転写電流の増加は転写電界を強める方向であるの
で、転写電流の増加に伴い転写効率も増加する。転写効
率が一旦最大になった後、それ以上の転写電流では転写
効率が低下する理由は、トナーが逆極性に帯電してしま
うので、転写電界で記録材側に移動させることができな
くなってしまうためと考えられる。そこで、図2のよう
に転写効率は転写電流に対して一旦最大値になった後、
それ以上の転写電流で転写効率が低下すると考えた。
逆極性に帯電してしまうことを防止できれば、転写電流
の大きい範囲での転写効率を高く維持し、厚紙で転写条
件を設定した場合でも、薄紙での転写効率も高く維持で
き、転写後に感光体上に残留するトナーの量を減らすこ
とができ、印刷品質の低下を防止し、しかも印刷コスト
を低減することが可能になる。
帯電する原因は、転写時に作用する高電界でトナーの絶
縁が破壊されて逆極性の電荷が注入されてしまうためで
ある。電荷の注入を阻止するためには、トナーの抵抗を
高くすればよい。数種類の負帯電トナーを試作し、その
抵抗と転写効率特性との関係を調べた。
色剤としてカーボンブラック、金属錯体帯電制御剤、離
型剤としてワックスを用いた。
剤としてカーボンブラック、金属錯体帯電制御剤、離型
剤としてワックスを用いた。
量を多くした。
た後、粉砕し、平均粒径9.5μmに分級した。
対する特性を示す。図3において、曲線11はトナー
A、曲線12はトナーB、曲線13はトナーCに基づく
ものである。次にトナーの抵抗測定装置について図4を
用いて説明する。
定する測定装置の概略説明図である。抵抗測定治具84
は、その中央部に円盤状の電極81が設けられており、
電流計83を介して接地されている。電極81の周囲に
は電気的に絶縁してガード電極82が設けられ、接地さ
れている。電極81とガード電極82の上にトナー30
を充填する。このトナーの表面に向けて、高圧電源21
からコロナ放電ワイヤ22に高電圧を印加するとシール
ド23との間でコロナ放電が発生し、発生したコロナの
一部がトナー30に照射され、トナー30を流れた電流
が電流計83で測定される。
コロナ放電ワイヤ22からの放電が開始し、トナーを電
流が流れ始める。電源21の電圧が7000Vを超える
と、トナーによっては部分的に放電が見られるようにな
る。なお、コロナ放電ワイヤ22に印加する電圧の極性
は、転写時のトナー周囲の電荷が感光体の帯電電荷であ
り、本実施例では負帯電の有機感光体を用いているた
め、負のコロナが発生するように負電圧とした場合に転
写効率との相関が得られた。
は全く相関がない結果となった。これは、転写時のトナ
ーそのものとトナー周囲の電荷が負であり、そのような
状況下での正への帯電が転写効率の低下に関係している
ものと推察される。
mmであり、トナー30表面とコロナ放電ワイヤ22と
の距離が7mmであるので、トナー30に印加される電
圧をコロナ放電ワイヤ22に印加する電圧の2/9とし
て、電流計83に流れた電流で割って抵抗値とし、それ
に電極81の面積を掛け、トナー30の厚みで割って抵
抗率とした。その結果、トナーの抵抗率は、トナーAが
5.7×1014Ω・cm、トナーBが4.6×1014
Ω・cm、トナーCが3.0×1014Ω・cmであっ
た。
転写効率が低下しないトナーは高抵抗であることがわか
った。次にこのトナーの抵抗について、組成を変更して
さらに検討を行った。
着色剤としてカーボンブラック、金属錯体帯電制御剤、
離型剤としてワックスを用いた。
ンブラックをトナーBの60%とした。
ンブラックをトナーBの70%とした。
電性が弱い帯電制御剤に変更した。
したところ、トナーA1は4.5×1014Ω・cm、
トナーB1は5.0×1014Ω・cm、トナーB2は
4.7×1014Ω・cm、トナーB3は2.7×10
14Ω・cmであった。
性材料であるので、それを減らすことで抵抗を高くする
ことができる。ポリエステル樹脂については、酸価(分
子中で電子を取り込み易い部位の量)によって抵抗を変
えることができる。また、帯電制御剤でも抵抗を変える
ことができる。以上に示すように、トナー抵抗は樹脂や
カーボンブラック、帯電制御剤の組み合わせによって制
御可能である。
トナーB2は図3の曲線12とほぼ同じ特性が得られ
た。トナーB3は曲線13に近い特性になった。トナー
B1は曲線11と曲線12の中間の特性であった。
するためには、薄紙の場合の転写効率が最大になる転写
電流のおよそ2〜3倍とすれば、転写効率が90%以上
得られる。この転写効率として90%という値は、残留
トナーの再利用やコストの面から許容できる値として、
従来からの経験で確認されている値である。
るためには、トナーAの曲線11とトナーBの曲線12
の間で、ややトナーB寄りの抵抗率でよいと考えられる
ので、トナーの抵抗率は約5×1014Ω・cm以上で
あればよいことがわかる。
Ω・cm以上のトナーを用いることによって、転写効率
を高く維持することができる。その効果として、転写さ
れずに残ったトナーは少なくなるので、それを現像で再
利用する場合には、現像剤中での再利用されるトナーの
量的割合が相対的に少なくなるので画質の低下は少なく
なる。
よって、転写電流を最大転写効率が得られる値よりも大
きく設定することが可能となる。これは、上述したよう
に、厚さの異なる記録材でも転写電流の設定を同じにす
ることが可能になり、記録材毎の調整が不要となり、装
置構成上、有利である。
転写方式の転写装置に基づき説明してきたが、循環体を
持たずに転写器を感光体に直接対向させたコロナ転写装
置であっても構わない。また、コロナ放電器を用いるも
のに限らず、ローラ転写装置であっても同等の効果が得
られる。
担持体上に残留するトナーの量を減らし、トナーを有効
に利用することが可能な転写装置を実現できる。
現像工程において再利用する場合にも画質劣化の小さい
転写装置を提供することができる。
概略構成図である。
る。
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】像担持体上に保持されたトナーを記録材に
転写させる転写装置において、転写器に供給する電流値
を、転写効率が最大となるときの電流値よりも大きい値
に規定したことを特徴とする転写装置。 - 【請求項2】請求項1において、前記トナーの粉体での
電気抵抗率が、5×1014Ω・cm以上であることを
特徴とする転写装置。 - 【請求項3】像担持体と、前記像担持体に対向して設け
られた循環体と、前記循環体の内側に設けられ、前記循
環体を介して前記像担持体側へ所定極性の電荷を供給す
る転写器とを備え、前記像担持体と前記循環体との間を
搬送される記録材に、前記像担持体上に保持されたトナ
ーを転写させる転写装置において、前記転写器に供給す
る電流値を、転写効率が最大となるときの電流値よりも
大きい値に規定したことを特徴とする転写装置。 - 【請求項4】像担持体と、前記像担持体に対向して設け
られた循環体と、前記循環体の内側に設けられ、前記循
環体を介して前記像担持体側へ所定極性の電荷を供給す
る転写器とを備え、前記像担持体と前記循環体との間を
搬送される記録材に、前記像担持体上に保持されたトナ
ーを転写させる転写装置において、前記トナーとして粉
体での電気抵抗率が5×1014Ω・cm以上のトナー
を用いるとともに、前記転写器に供給する電流値を、転
写効率が最大となるときの電流値よりも大きい値に規定
したことを特徴とする転写装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001329315A JP2003131496A (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 転写装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001329315A JP2003131496A (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 転写装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003131496A true JP2003131496A (ja) | 2003-05-09 |
Family
ID=19145236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001329315A Pending JP2003131496A (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 転写装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003131496A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015138131A (ja) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 富士ゼロックス株式会社 | 転写装置、画像形成装置 |
JP2018045038A (ja) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | 富士ゼロックス株式会社 | 転写装置、画像形成装置、転写プログラム、及び画像形成プログラム |
-
2001
- 2001-10-26 JP JP2001329315A patent/JP2003131496A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015138131A (ja) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 富士ゼロックス株式会社 | 転写装置、画像形成装置 |
JP2018045038A (ja) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | 富士ゼロックス株式会社 | 転写装置、画像形成装置、転写プログラム、及び画像形成プログラム |
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A521 | Written amendment |
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