JPS58139165A - 転写帯電器 - 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】 本発明は静電転写法による各種画像形成装置、例えば電
子写真複写機、ファクシミリ等に用いろねる転写帯電器
に関するものである。

従来、ｐｐｃ１１ｔ子写真複写機において、転写工程部
には転写帯電器が設けられている。そして、転与に際し
ては像担持体面、例えば感光体ドラム面と、転写工程部
にて接触しつつ搬送される転写紙の背面より当該転写帯
電器からコロナ放電が与えられて当該感光体ドラム面上
のトナー像が転写紙に転写される。

ところで、転写帯電器対向空間内の転写紙進入部に、感
光体ドラムと価かＫ１１ｍ間させて導電部材からなるカ
イト用のコロが設けられていて、このコｐは転４紙を有
効に某すするとともに転写紙と感光体ドラムとの密着ｔ
！Ｅを高める様機能している。

しかし、この導電性部材からなるコロを使用する装置で
は、特に高湿時において、コロナの一部が尚該コロに直
接流ね込むこと、転写紙の表面抵抗に応じて、コロに帯
電電流が流れ込むこと等にヨリ、転写紙の転写帯電器に
対向している面にｉける電位、つまり背面電位が十分に
上がらず、感光体ドラム上のトナー像を転移せしめるこ
とが不完全となって転写不良を生ずる。

又、一旦帯電された転写紙が、コロと静電的に吸引し合
う結果、感光体ドラムと転写紙間の密着力が減少し、感
光体と転写紙間の吸着現像により感光体ドラムの回動と
ともに転写紙を搬送するのに利用していた転写搬送力が
減少し、及び高湿時には上記した如（背面電位か十分に
上らないこととも相まって搬送不良も生じていた。

本発明は上記事情に着目し、てなされたもので、従来技
術における転写不良や搬送不良等の問題な解消すること
のできる転写帯電器を提供することを目的とする。

従来、転写帯電器に用いられているコロは、感光体面上
のトナーが転写紙表面に移動する領域である転写有効領
域に転写紙が達する以前に、該転写紙を感光体面へ機械
的に暫着させる機能を担わされている。そして、コロは
、その配設位置より、上記転写有効領域σ）直前位置に
おいて転写コロディオンを遮へいするので、該コロによ
り転写紙か感光体面に機械的に密着させられた後に転写
紙は、転写有効領域に送られることになる。

従って、画像の仕上りに悪影曽が及はないのである。と
いうのは、仮に、転写紙と感光体との密着が不良のまま
転写紙が転写コロナイオンを受けると像の切れが悪くな
り、或いはトナーの吸引力が弱まるので転写抜けを生ず
ることになるか、転写帯電器に設けたコロはそのような
！ｓ態を生ぜしめないように密着機能を果してくねるか
らである。

例えば、上記コロを用いない場合には、ロール転写紙先
後端での巻きぐせカールに伴なう感光体ドラムとの密着
不良による転写抜けは、転写紙の種類、巻径勢にもよる
が、感光体ドラム径１２０−。

転写チャージャー幅２０ｍｍ５　ロール転写紙径８０關
とすると１０〜１５１１１幅（進行方行）で転写不良“
か生じることが確認されている。

こσ）ようにコロは転写紙を感光体に機械的に密層させ
て有効に転写を行なわせる上で欠くことのできないもの
であるが、こわを例えば絶縁体で構成した場合にはコロ
表面が転写紙表面と同程度に帯電されるため、浮遊する
トナーや感光体上の非転写餉域に付着したトナーが静電
的にコロ表面に吸引さね、後続の転写紙通過時にコロと
直接接触する転写紙握部に、上記によりコロ上に付着し
ていたトナーが貴付着して転写紙の裏面を汚すという不
具合を生じる〇 そこで、上記の対策として、導電性接地コロな用いたも
のが使用されてきている訳であるが、こ０＋コロでも、
前述した如く特に高湿環境下では転写不良や搬送不良を
生ずる等の問題がある。

ここでｉ１図において符号ｌはドラム状感光体、符号２
は転写紙、符号３は導電性のコロ、符号４はコロナワイ
ヤーｔそれぞれ示す。’：ｌＦ２図は斯る構成をモデル
的に示したものでコロ３は接地されている。

同図において、蚤１　はコロナワイヤー４より転写紙２
を帯電するように流れる電流であり１２゜ｌ′２　　は
上記ｉ１　　が転写紙２０表面を伝わって流わる電流で
あ、る。常湿状態では転写紙２の表面抵抗が高いため、
１２１　１’２は１１　　よりも極端に小さく、背面電
位も上昇してくれるので何らの不具合も生じないが、高
湿下（特に高温高湿下）では、ｉ２゜ｌ′２　　も大き
くなる。そして、転写紙２の背面電位は常湿時に比べて
小さくなり、このため所要の転写電界を得ることができ
ず、転写不良を生ずる。

−例としては、室ｍ３０℃、相、対湿度８５ｔｓ　　の
環境下に転写紙を放置すると、転写紙の吸湿作用で約５
分根度でコピー績度が常温のｌ／２〜１／３に低下して
しまい、１０分間放置した場合には僅かに転写される程
度となってしまう・又、隣接する他の搬送部への搬送過
程、例えば、鞄紙部或いは定着部への受渡し時には一時
的に、感光体への靜ＩＩｒ、ａ着力による搬送力だけで
転写紙の搬送が行なわ劇。

るプロセスがあるが、その際に、搬送不良或いは搬送が
一時停止することに伴なうジターの発生がみられること
がある◎ ここで表面電流は接地された金属の方向に対して他の方
向（才２図でｉ′２）にも流ねるが、接地された金属が
近くにある部分に関しては、その表面電流は大きくなる
ため、コロな無くすか又はとｔ１＋Ｖ絶縁することの方
が転写電位を保証する上で効果的である。しかし乍ら、
コロな無くすと、ロール状転写紙の先後端部でのカール
による転写抜けが発生するし、また、コロを絶縁した場
合は、先にも述べたように、コロ表面が転写紙表面と同
程度に帯電されるため、浮遊トナーや感光体上の非転写
鎖酸に付着したトナーが、コロ表面に吸引吸層さね、転
写紙がコロを通過するときに、転写紙表面に再付層し良
汚れが発生してしまう。

斯るコロの他の効果としては、転写紙の感光体に対する
凹着跣を良好にすることにあり、転写有効置載、即ち、
感光体上のトナーが転写紙表面に転位する領域に対して
、こね以前に、転写紙が感光体へ密着するように当該コ
ロは機能しているのである。この場合、コロが転写コロ
ナイオンを遮蔽するため、転写紙が感光体へ密着したあ
とに、転写佃域へ転写紙が進入するようにしである。

ここでコロ３が接地されて零電位の場合は、コロナワイ
ヤー４より発生したコロナイオンの一部がコロ３に流れ
込み、これに伴なって転写紙２へ向かう電流が減る。こ
の傾向は転写紙２が帯電されるに従い著しくなる。そわ
は、転写紙２が帯電されると、コロナワイヤー４と転写
紙２の電位差が小さくなるから、より電位差の大きいコ
ロ３及び他の接地金属部であるケーシング等にコロナイ
オンが向かう様になるためである。

ちなみに、１−３図（ａ）、（ｂ）に示す如く、感光体
ドラムの代わりにアルミニニウムドラムを装着し、直流
バイアス電源５からアルミニュウムドラムに印加される
電位を変えた場合に、アルミニニラムドラムへ流れる転
写電流は変化する。才３図（＆）より明らかな如く、コ
ロ無し、コロ接地、コロ５００ｖバイアス印加共に、バ
イアスが零の場合にドラムへ流ねる転写電流は同じであ
るが、コロ接地の場合、］、４ＫＶ　の電位でほぼ零に
、コロ無しの場合は］、７ＫＶ　で零になる。又、コロ
に５００Ｖの直流バイアスを印加した場合は１．９ＫＶ
　で零になっている。この事により、コロの有無、バイ
アス印加の有無により転写紙の背面電位が異なることが
間接的ではあるがわかる。

特に高湿度下では、転写紙の吸湿作用により表面抵抗か
下がるため、転写電流が転写紙の表面を伝ってリークし
、転写紙背面電位が転写に必要な値まで十分上がらず、
転写不良が発生する。

父、感光体への静電吸着力が減少するため、転写部にお
ける転写紙搬送力が低下し、転写紙後端が船紙部での搬
送コロから外れ感光体のみによる搬送に切侠わる時点で
ジターの発生や、搬送力が極端に不足し転写紙の搬送が
停止してしまう事態を生ずることがある。

３′２図下半部に転写有効領域内での転写紙背面の電位
分布を示すが、５００Ｖバイアス印加コロの万が、接地
された高湿下の導電コＰに比べてこれよりも高い背面電
位を維持できることがわかる。

転写紙の背面は、転写帯電器で発生したコロナイオンに
より運ばれた電荷で帯電されるが、帯電電流の一部は転
写紙表面の抵抗により流出するため、ある値でバランス
する。第２図の上半部の図で説明すると帯電に寄与する
のは１１−（’１２＋ｌ′２）となる。但し、１１．　
　’２ｅｌ’２　　共帯電されるに従って変化していく
。１２ｍ１’２に対応する表面抵抗は転写紙２上、１１
　０入口から接地された金属部（図示されず）までの距
離と転写紙２の含水量で決まる。１２　　を減す表面抵
抗はコロナワイヤー４の直上の位置からコロ３までの距
ｆｌｉｔによって定まり、実際の装置例では８〜１０ｉ
ｕ＊が相当する。

相対湿度と含水分との関係を５１′−４図に、紙の含水
分と表面抵抗の関係を１−５図に、紙の表面抵抗と転写
電位の関係を１６図に各々−例として示す。

これらの値は代表例であり、帯電器形状と感光体間の距
離や、紙質等で変化し、静止と走行という差もあるため
実際の機械における値とは異なると考えられるが概略の
傾向はつかめる。さらに、１６図に関しては、転写に際
し、紙は移動しながら帯電されるのに対し、図の例は紙
が静止している場合の値であるから実際の装置に適用す
る場合、図の値よりは大きくなることはない。

上記才４図乃至１６図を用いて転写電圧を試算すると次
のようになる。

条件 距離ｌを１０１１ｍ　ｓ転写電流を７０μＡとし、相対
湿度６０％の場合と８５％　の場合を検討する。

検討結果 以上より、相対湿度６０　％・１、の場合は転写紙背面
電圧は］、８ＫＶ有り、十分な転写電界が得られるが、
相対湿度８５　％　では５００　Ｖに低下しているので
転写不良音生ずると考えら゛れる。転写電位の必要値は
トナーの粒径、感光体の表面電位で若干異なるがＩ　Ｋ
Ｖ以上あればほぼ問題はない。コロにバイアスを印加し
た場合は才２図の１２　　成分が減少し、従って転写紙
２の帯電電位は上昇することになる。

、１−７図に才２図の等価回路を示す。図において、Ｒ
２は転写帯電器の電源電圧Ｒ１は等価放電抵抗、Ｒ２は
コロ側への表面抵抗、Ｒ′２　　は金属部側への表面抵
抗、Ｒｓ　　は転写紙の体積抵抗、・１　はコロの帯電
により生じた電圧、・２　は転写紙の背面電圧とする。

この等価回路において、転写紙２の背面電圧・２は（１
）式となる。

さらに、（１）式においてＲ’２　、　　Ｒ５＞　Ｒ１
、Ｒ２なる条件の場合には、近似的に（２）式が成立す
る。

このように、実際の装置においてはＲ′２　　はＲ２よ
り十分大きい（何故なら転写部・後で接する金属部分迄
の距離１は数１０ＩＩＩＩ以上ある）ためと、転写帯電
器により既に転写紙表面がある電位に帯電されているの
でＲ’２　＞　Ｒ２、Ｒ１の条件については問題なく成
立すると考えられ、又、Ｒ３は体積抵抗で夛、るが転写
する部位はトナーが感光体に吸着している所でありその
部分は感光体電位も高くなっているので１５　は小さく
なり、Ｒ５を大とみなし慢るからＲ５＞Ｒ１，Ｒ２につ
いても問題なく成立すると考える。従って上式（１）式
の場合でも（２Ｊ式の場合でもコロの帯電により生じた
電圧ｅ１　　は重畳された態様で作用する。

ところで、常温下の状態では、転写紙表面の抵抗は萬い
からｓ　　１２　　成分は少なくなり、このため、ゴロ
にバイアスを印加しても、転写電圧を上昇せしめる幼果
としては高湿時における程、期待できない。なお、転写
電圧が上昇すると、こねに伴なって分流比が変化するの
で、こねに伴なって１１は減少し、こねはある値で飽和
する。

以上のことから理解されるように、コロにバイアス電圧
を印加すると、転写部においては、はぼ、転写帯電器に
より帯電された電位に重畳された状態となるため、高湿
時には低下したであろう転写電位を転写に必要な１及至
１．５ＫＶ程度に維持することができ、高湿下での転写
不良を防止することができるのである。

なお、コロに例えば５００ｖの直流バイアスを印加する
と、バイアスが零の場合と比して、そのバイアスに対し
て異極性のトナーかコロに若干、付着するおそわがある
が、転写紙を通過させることをも考慮して、コロな感光
体より若干、離間（０，３及至０．５１／ｒｎ８Ｋ）せ
しめる桐成とすわば、その間Ｉを解消することができ、
また、仮に付着したとしても、その童は僅かなものであ
り、転与紙に裏汚わを生じさせる程には至らない。この
場合、コロに公知゛のクリーニング部材な轟接させる構
成としてもよい。

この他、コロにバイアス電圧を印加することの効果とし
て、次の点を挙げることができる。即ち、コロを接地し
た場合には、転写紙とコロとの間に静電吸着力を生ずる
が、斯るコロに転写電源と同極性のバイアスを印加する
ことにより、その吸着力を減少させることができるので
ある。才２図に示す場合おいては、コロと転写紙との接
触点の電位を零としたものであるけれども、実際には、
転写紙は咳維で構成されるため、表面に凹凸層を有し、
従って、転写紙はコロに全面的には接し得ない状態とな
り、この状態ではコロに対し若干、浮いている部分とコ
ロとの間に、クーロン力が発生し、このため、転写紙が
コロに静電的に成層し、転与紙を搬送する上で抵抗とな
る間紙がある。斯る点に−みて、当該コロにバイアスを
印加することにより、コロと転写紙との−の相互の吸引
力は微少するところとなり、もって、ジターや搬送不良
の発生を防止することかできるのである。

才８図にコロにバイアス電圧を印加するための手段を示
す。図（Ａ）の場合は印加用の専用のバイアス電源とこ
ねに接続されるブラシ７を用いるものであり、図（Ｂ）
の場合は転写帯電器のコロナワイヤよりの電流がコロに
も流ねることを利用したものであり、バリスタ素子８０
機能により一定電圧にしたバイアスを、ブラシ７を介し
てコロに印加する。なお、コロは、転写電電鮨の、図示
されないケーシングに対して絶縁された軸受に回動自在
に支持されている。

このように、転写紙のガイド機能ならびに転写紙の感光
体への密＊ｔｉｔ−萬める機能を達成するコロに対し、
転写電源と同極性のバイアス電圧を印加することにより
、特に萬湿時において、帯電コロナの一部が当該コロに
直接流れ込むこと、および、コロに転写紙帯電電流が流
ね込むことに関し。

これらの流出電流値をでき得る限り小さくすることかで
き、もって、背面電位が転写を行なうに足る十分な値に
保証されるから、転写不良の発生か防止され、また、搬
送不良′４ｔ＠生させるおそ４もない。

以上述べた実施例は、コロにバイアス電圧を印加し続け
る方式のものであるが、次に述べる実施ガは、転写紙か
コロな通過する間のみ、このコロにバイアス電圧を印加
し、平生はそのバイアス電圧よりも低い電圧レベルに切
換えるようにしたものである。

この実施例装には、１−９図に示すように、靜電顧像を
保持する像担持体の一例の感光体ドラム】、転写帯電器
ＪＯ、コロ３、転写紙検知器ＳＷＩおよび転写電電器用
鵬圧電源１２より成る〇 ここで、転写紙２がガイド板１３に沿って移送さね、コ
ロ３に進入するまでは、コロ３のノ（イアスは零電位と
なっており、筐体と同電位の状態にある。こねに対し、
転写紙が転写領域に進入する匿１’ｌｌＪで、コロには
転写電源と同極性、例えば正の直流バイアス電圧か印加
されるようになっている。

このように、転写紙か転写領域に進入する前に、コロを
零電位の状態にしておくと、浮遊トナーや感光体ドラム
上に付着した僅かなトナーがコロに付層し、裏汚ねが発
生するのを回避することができるのである。

コロ３は、転写紙の感光体ドラムへの継続的な密着性を
良好にすると共に、転写有効９７ｊ４竣以前において転
写紙がドラムへ密着するように機能している。特に、転
写紙としてロール紙を用いると、巻芯に近くなる程、巻
き癖が強くなるため、転写紙後端のドラムへの密着性が
低下し、転写不良が発生する。このよ５な不具合をコロ
３は防止しているのである。

才１１図は斯るコロを用いない場合に、転写紙後端がド
ラムから紐わてしまっている模様を示しており、転写紙
後端がガイド板１３（才９図）から離わると、巻き癖の
ために、その後端がドラムへ密着しにくくなりこのため
転写不良が発生するのである。このような理由もコロな
設ける理由の一つである。

ここで、先にも述べたように、コロが例えば雫電位であ
ると、コロナワイヤ４より発生したコロナイオンの一部
が当該コロに流°わ込み、こわに伴なって転写紙へ向か
う電流は減ることになる。この傾向は、転写紙が帯電さ
れると、コロナワイヤと転写紙との電位差が小さくなる
ため、転写紙が帯電されるのに従い強められる。特に、
高湿度下においては、吸湿により転写紙の表面抵抗が小
さくなるため、表面のリーク電流が増加し、背面電位が
十分に上昇せず、転写不良か発生する。

才１２図には転写領域内での転写紙の電位分布が示され
ており、破線はコロに５００　Ｖのバイアス電圧を印加
した場合であり、実線は常湿時（バイアス零）の場合で
あり、また−廓鎖線は高湿時（バイアス苓）の場合であ
る。これから理解されるように、コロにバイアスを印加
することにより、高湿時を凌駕するところの、転写に十
分な背面電圧が与えられるのである。

この９ｉ、施例においては、平生、コロな例えば零レベ
ル電位にして、コロへのトナーの付着を防止し、かつ、
転写紙がコロを導通する間、コロにバイアスを印加して
転写不良の発生を防止することを特徴とする。

１９図において、移送される転写紙２の先端かに示すタ
イミング回路が作動し、転写紙先端がコロを通過した直
属、バイアス切換回路、切換手段により、コロに印加さ
れる、転写電源と同極性（トナーと逆極性）のバイアス
電圧が、零レベルから所定レベルに切換えられるように
なっている。

このレベル値け、コロの位置、コロの直径、転写紙の種
類、使用環境等により異なるが、例えば、３００ｖ及至
］、５ＫＶ程度に設定することができる。

この場合、転写紙の種類や湿度等を検知してバイアス値
を自動的にコントロールするようにしてもよい。

なお、斯るバイアス印加の切換は、上述し、た場合では
、転写紙先端がコロを通過した直属、行なうようにした
ものであるが、感光体ドラムに付着しているトナー量が
少なければ、転写紙先端がコ°に進入する前、、に・・
、、そ０切換を行な・てもよい・し　　１かし乍ら、転
写紙と静電顕像の移動が完全に同期せず、顕像の方が速
く移動してしまう場合、ドラム上の画像先端のトナーが
転写紙に付層するおぞれがあるため、転写紙先端がコロ
を通過した直属に上記切換を行なった方が得策的である
。

転写紙が感光体ドラムに密着した状態で移送される間、
転写が行たわわ、この転写層、転写紙先端は図示さねな
い分離手段によりドラムから分離され、定着装曽へと搬
送されるようになっている。

ｔｔ　オ、分陰手段としては、サイドベルト分離、エア
吸引分醗、交流コロナ分離等を挙げることができる０こ
こで、転写紙後端がコロに達すると、同じくタイミング
回路により、コロに印加さねるバイアスが丹び零レベル
に切換わる。なお、平生においては、コロを零電位とし
たのであるが、コロに、同ｔ＊ｔｑの、印加時の電圧よ
りも低いバイアスを印加するようにしてもよい。

バイアスの切換が上記の如く行なわれるようになってい
るため、平生時におけるトナーのコロへの付着が防止さ
れると共に、転写時における、高湿下σ）転写不良や転
写紙搬送不良の発生を防止することかできる。また、コ
ロによる転写紙の密着機能により、転写紙後端の転写抜
けの発生をも防止することができる。

以上本発明の転写帯電器によりば、転写紙密着ガイド用
コロに、転写電源と同極性のバイアス電圧を印加するも
のであるから、転写不良の発生や転写紙搬送不良の発生
を防止することができる。

また、平生−よび転写紙がコロな通過するときに応じて
、バイアス電圧を切換えるようにしたものであるから、
平生時におけるトナーのコロへの付着が防止され裏汚れ
の発生が回避さね得ると共ｋ、転写時における転写不良
の発生等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

才１図は本発明に係る転写帯電器及びその周辺主要部材
を感屍体ドラムの軸方向より見た図、第２図は転写幀域
内での転写紙背面の電位分布を示した図、第３図は感光
体ドラムの代りにアルミニュウムドラムを装着し、直流
バイアス電源でアルミニュウムドラムの電位を変えた場
合にアルミニーラムドラムへ流れる転写電流の変化ン示
した図、１′Ｆ４図は相対湿度と紙の含水軍との関係を
示した図、１・５図は紙の含水率に対する表面抵抗の変
化を示したー、Ｊ−６図は紙の抵抗と転写電位との関係
を示した図、オフ図は等価回路図、才８図はバイアス印
加手段の具体例を示す図、１−９図は本発明に係る転写
帯電器及びその周辺主要部材を感光体ドラムの軸方向よ
り見た図、才ｌＯ図はバイアス印加側−用ブロック図、
才ｌ１図はコロな付設しない場合における転写紙の不具
合態様を示す図、才１２　図は転写餉域内での転写紙背
面の電位分布を示した図でおる。 ｌ・・・像担持体としての感光体、３・・・コロ、１０
・・・転写帯゛域器 距離 傳３囚 （Ａ＞　　　　　　　　　　　（Ｂ＞ ％９図 コロへ ＄伺閃 距離

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　　ｉｓ担持体面と近接若しくは接触しつつ移送され
   る転写材の背面よりコロナ放電を与えて像担持体上のト
   ナー像を転写材に転写させる転写帯電器において、転写
   帯電器対向空間内への転写材進入側に、像担持体と価か
   に離間させて、かつ、転写帯電器に対し絶縁されて回動
   自在に設けられた導電性のコロと、該コロに転写電源と
   同惟院のバイアス電圧を印加する手段とを備えた転写帯
   電器。 ２、像担持体向と近接若しくは接触しつつ移送される転
   写材の背面よりコロナ放電を与えて像担持体上のトナー
   像を転写材に転写させる転写帯Ｘｉにおいて、転写帯電
   器対向空間内への転写材進入側に、像担持体と僅かに離
   間させて、かつ、転写帯′ｄＩｔ器に対し絶縁されて回
   動自在に設けられた導電性のコロと、該コロに転写電源
   と同極性のバイアス電圧を印加する手段と、上記バイア
   ス電圧を、転写材がコロに進入してからそれを通過する
   間印加し、平生はコロをそのバイアス電圧よりも低い電
   圧レベルにするバイアス電圧印加切換手段とを備えた転
   写帯電器。