電荷注入制御装置及び転写・搬送装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電方式複写機、光プリンター、ファクシミリ等に係わり、特に画質に重大な影響を及ぼす転写・搬送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を初めとし多くの場で文字、図柄等の複写、およびデスクトップパブリッシングのハードコピーとして使用されている。最近では原稿をスキャナーで読み取り電気信号に変換した後、デジタル処理により画像を形成するレーザービームプリンター（ＬＢＰ）が、高い解像力、階調性を特徴としてオフィスの画像形成装置の主流となっている。
【０００３】オフィスにおける画像形成装置は様々な環境、様々な種類の用紙等の強いストレスを受けながら常に安定した画像を要求される。近年では普通紙複写機（ＰＰＣ）からＬＢＰへと需要が移りつつあり、安定した画像及び画像品質への要求も非常に高いものとなっている。この要求に応えるためには画像が形成される過程で多くの問題を解決していかなければならない。中でも、転写という部位は画像と直接関係し、画像の良し悪しを左右しやすい重要な箇所であり、用紙の種類、物性を問わず安定した画質を得るための転写・搬送技術の確立が望まれている。しかし現状の転写・搬送技術は転写用紙の物性、環境等に左右される。転写用紙は環境によって体積固有抵抗率が変化し、安定した画像が得られず画像品質をおとす。安定した画像を得るためには転写用紙にかかる電圧を常に一定にしなければならない。以下図面を参照しながら、上記した転写用紙の体積固有抵抗率変化による画像品質の低下を改善する従来の２種の方法について説明する。
【０００４】図６は第１の従来例として環境で転写用紙の体積固有抵抗率が変化し電荷保持力が変化することを、転写帯電器の放電制御によって防ぐ、従来の感光体ドラム上のトナー像を転写用紙に転写する例を示すものである。図６において、１は表面に光半導体を有する感光体ドラム、２は転写帯電器、３は転写用紙、４はトナー像、５はコロナ電流制御部材、６は導電部材、７は接触端子、８は転写帯電器用電源装置である。以上のように構成された転写・搬送装置について動作を説明すると、感光体ドラム１に帯電、露光、現像の過程を経て顕像化されたトナー像４は、転写部に近づくにつれて案内されてきた転写用紙３と互いに密着する。この時、転写用紙３の背面より転写帯電器２に転写電圧が印加されており、静電気力によりトナー像４は転写用紙３に転写される。しかし転写用紙３は環境の影響を受け易く、特に、高湿度下で体積固有抵抗率が変化する。安定した転写性を確保するため、転写帯電器２の開口部に位置した電気的に浮遊しかつ転写用紙３と電気的に接触するコロナ電流制御部材５と、転写用紙３と電気的に接触している導電部材６（コロナ電流制御部材５と接触端子７を介して電気的接触が行われる）を設ける。転写用紙３の電気抵抗の変化に伴い、コロナイオンが用紙表面から導電部材６に流れた量で、コロナ電流制御部材５により制御がかけられ転写帯電器２からの流出電流を調整することによって、転写用紙３の帯電量を調整している。（例えば、特開昭５８−１０２２７９号公報）以下に第２の従来例として転写用紙の抵抗変化に伴う電荷保持力の変化を、転写・搬送ベルトを用いてこれを防ぐ方法について図面を参照しながら説明する。
【０００５】図７は従来のベルトを用いてトナー像を転写用紙に転写する例を示すものである。図７において１０は感光体ドラム、１１はタイミングローラー、１２は駆動用ローラー、１３は巻き付けローラー、１４は転写・搬送ベルト、１５は転写帯電器、１６は転写帯電器用電源装置、１７は接地ローラー、１８は転写用紙である。以上のように構成された転写・搬送装置について動作を説明すると、感光体ドラム１０に帯電、露光、現像の過程を経て顕像化されたトナー像はタイミングローラー１１から送られた転写用紙１８と共に転写部に運ばれる。この時転写帯電器１５には転写帯電器用電源装置１６からトナーと逆の極性で５〜６ＫＶ印加されている。転写帯電器１５から放電された電荷は転写・搬送ベルト１４に一定時間内保持され、この保持された電荷は転写用紙１８の分極電荷との静電引力をおこし、転写用紙１８を転写・搬送ベルト１４に吸着させる。トナー像は電荷を保持する転写・搬送ベルト１４に吸着した転写用紙１８との間の静電気力により転写用紙１８に転写される。転写・搬送ベルトを用いることによって転写用紙の電荷保持機能が不用となったため転写用紙の体積固有抵抗率変化は無視できる。また高い電圧のかかった転写用紙が直接感光体に接触しないため感光体の絶縁破壊等の損傷の心配がなく、また転写用紙を転写・搬送ベルト上に吸着させて搬送するため紙の剛性等による搬送不良（紙づまり）を防ぐことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のような構成では、第１の従来例の場合、環境の変化に関係なく転写用紙にかかる電圧を常に一定に保つためには、転写用紙の抵抗特性に伴い転写帯電器の放電制御等の複雑な制御を必要とする。また第２の従来例２の場合、近年の高画質への要求、あるいはＰＰＣに主として用いられている正規現像法に変わり、ＬＢＰに用いられる反転現像法に主流が移り、従来見逃されていた転写ベルトの抵抗変化に伴う画質の変化を許容出来なくなった、即ち転写ベルトの環境に伴う抵抗変化のため、反転現像時にベルトを通過した電荷によって感光体表面の電荷が中和され、安定した画像が得られないという課題を有していた。
【０００７】本発明は上記課題に鑑み、環境により転写用紙及び転写・搬送ベルトの抵抗が変化した場合、帯電器（コロトロン）の放電制御を行うといった電気的な制御を行わず、反転現像時の画像への高い品質要求にも応えることのできる安定した転写性を得るための電荷注入制御手段を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明はヒドロキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グリシジルもしくはメタクリル酸グリシジルのいずれか一方との共重合体およびヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グリシジルもしくはメタクリル酸グリシジルのいずれか一方との共重合体のうち少なくとも１種に、黒鉛の微粉末を前記共重合体の樹脂１重量部に対して０．４〜０．６重量部加えて分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を用い、接地された半導電性部材と接触し、帯電器の開口部に位置し、導電板上に樹脂中に導電性粉末を分散させた前記感湿抵抗層を設けた電荷注入制御手段と、半導電性で電荷保持することにより転写用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルトと、ローラー間に前記搬送ベルトを架張した搬送手段と、前記搬送ベルトと接触する前記電荷注入制御手段とを用い、前記搬送ベルトを前記感光体と前記電荷注入制御手段で挟み込み、前記搬送ベルトと前記電荷注入制御手段に流れる電流を一定に保つことによって、また樹脂中に導電性粉末を分散させた前記感湿抵抗層よりなる第１の層と、半導電性で電荷を保持する第２の層を有するベルト一体型の電荷注入制御手段と、ローラー間に前記電荷注入制御手段の前記感湿抵抗層を塗布した面をローラーと接触するように架張した搬送手段と、前記電荷注入制御手段に電荷を付与するための転写帯電器とを用い、前記電荷注入制御手段に流れる電流を一定に保つことによって、また接地された半導電性部材と接触し、回転可能な導電性支持体上に樹脂中に導電性粉末を分散させた前記感湿抵抗層を有する電荷注入制御手段と、帯電粒子を支持・搬送する感光体と接触し半導電性で電荷保持することにより転写用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルトと、ローラー間に前記搬送ベルトを架張した搬送手段とを用い、前記搬送ベルトを前記感光体と前記電荷注入制御手段とで挟み込み、前記搬送ベルトと前記電荷注入制御手段に流れる電流を一定にすることによって、いずれも転写用紙に働く転写電界を一定にしそれによって安定した転写・搬送特性を有する本発明の電荷注入制御手段およびそれを有する転写・搬送装置を提供するものである。
【０００９】る。
【作用】本発明は上記した構成によって、半導電性搬送ベルトの高湿時に抵抗が低くなる特性と、樹脂中に導電性粉末を分散させた感湿抵抗層を有する電荷注入制御手段の高湿時に抵抗が高くなるという双方の相反する特性を利用する事により、環境に左右されることなく、搬送ベルトと電荷注入制御手段に流れる電流を常に一定に保つことにより転写用紙に働く転写電界を一定にし、安定した転写性を得ることとなる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の第１の実施例の電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】図１は本発明の実施例における電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図を示すものである。図１において、２０は感光体ドラム、２１はタイミングローラー、２２は接地されたベルト架張用ローラー、２３は転写・搬送ベルト、２４は転写帯電器、２５は絶縁ブロック、２６は感湿抵抗層、２７は駆動用ローラー、２８は転写帯電器用電源装置、２９は転写用紙である。感湿抵抗層２６は転写帯電器２４の開口部に絶縁ブロック２５を介して設置されており、感湿抵抗層２６は転写・搬送ベルト２３と接触している。また、感湿抵抗層２６は金属板、例えば厚みが０．１〜１．０ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４等）表面に樹脂中に導電性粉末を分散させた感湿抵抗層を５〜１５０μｍ塗布する。
【００１２】一般の樹脂は、高湿時に低抵抗となり低湿時に高抵抗となる抵抗特性を示し、例えばフェノール樹脂では樹脂の含水率０〜１０％で、体積固有抵抗率がおよそ１０12〜１０5Ω・ｃｍまで変化する。そこでこれと逆の特性を示しセンサーとしての働きを持たせるための樹脂として感湿抵抗体が開発された。
【００１３】従来の感湿抵抗体は、ポリアミドや溶剤可溶性のナイロン樹脂をメラミン樹脂と硬化させたもので、これらは湿度に対する感度及び再現性や応答性、耐寿命性に問題があり実用上支障を来すものであった。今回使用した感湿抵抗体は特公昭５６−１３３６２号公報に示される様に、ヒドロキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グリシジルもしくはメタクリル酸グリシジルのいずれか一方との共重合体およびヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グリシジルもしくはメタクリル酸グリシジルのいずれか一方との共重合体のうち少なくとも１種に、黒鉛の微粉末を分散させたものを用いる。この樹脂は従来の樹脂に見られない吸湿特性、すなわち吸湿量が大きく吸脱着のヒステリシスが小さく、さらに吸脱着の速度が著しく速いなど、優れた再現性や応答性を有するものである。
【００１４】感湿抵抗体の体積固有抵抗率は樹脂中に分散させる導電性粉末の量を選ぶことによってコントロールすることができる。例えば２−ヒドロキシエチルメタクリレートとメタクリル酸グリシジルの混合樹脂１重量部に対して黒鉛の微粉末０．６重量部を加えたものと０．４重量部加えたものでは、０．４重量部加えたものの方が約１桁体積固有抵抗率が高く、特に高湿時の抵抗上昇率は著しく相対湿度７０〜９０％間では約１桁近く体積固有抵抗率が上昇している。
【００１５】転写・搬送ベルト及び転写用紙の体積固有抵抗率は常に１０10Ω・ｃｍ近辺であることが望ましいが、転写・搬送ベルトの抵抗特性から相対湿度が７０〜９０％間で体積固有抵抗率がおよそ１桁以上低下する。これを補うためには、転写・搬送ベルト、転写用紙の体積固有抵抗率が大きく低下する相対湿度７０〜９０％間で転写・搬送ベルトが低下した抵抗と同量の抵抗の上昇を示す感湿抵抗体を持ってこなければならない。つまり上記した特性を考慮すると導電性粉末の配合比は、高湿時（特に相対湿度７０〜９０％間）に高い抵抗上昇率を示し転写・搬送ベルトの抵抗低下率を補うことの出来る配合比が必要で、これは共重合樹脂１重量部に対して導電性粉末を０．４重量部加えたものが有効である。しかし、結露防止剤として感湿抵抗層を利用する時は、常湿から高湿にかけての体積固有抵抗率が横ばいして低くても、相対湿度９５〜１００％にかけて抵抗値が急上昇して湿度を感知する特性を示す、共重合樹脂１重量部に対して黒鉛の微粉末を０．６重量部加えたものでも有効である。
【００１６】したがって本発明の電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置に用いる感湿抵抗体としては、黒鉛微粉末を、共重合樹脂１重量部に対して０．４〜０．６重量部配合したものが有効である。
【００１７】今回の実施例に示す感湿抵抗層は２−ヒドロキシエチルメタクリレートとメタクリル酸グリシジルの共重合仕込モル比を１０：１とし、さらに樹脂１重量部に対して平均粒径０．５μｍの黒鉛の微粉末０．４重量部を加えたものを使用した。
【００１８】以上のように構成された転写・搬送装置についてその動作を説明する。感光体ドラム２０に帯電、露光することによって形成された静電潜像に、正規現像時は感光体帯電極性の逆極性、反転現像の時は感光体帯電極性と同極性のトナーにて顕像化しトナー像を得る。得られたトナー像はトナーの帯電極性に応じて転写帯電器用電源装置２８により転写帯電器２４に印加電圧４〜７ＫＶ（トナーの持つ帯電極性が正帯電の場合は−４〜７ＫＶ、負帯電の場合は＋４〜７ＫＶ印加する）、望ましくは５〜６ＫＶ印加し、転写帯電器２４の放電により転写・搬送ベルト２３で電圧を発生し、転写に必要なトナー電荷との間の静電引力で転写用紙２９上に転写される。
【００１９】転写・搬送ベルト２３はウレタン等のゴム中に導電性フィラー（例えばカーボン）を分散させ、体積固有抵抗率を１０10Ω・ｃｍ近傍にすると転写帯電器２４に印加する電圧を５〜６ＫＶとした場合、転写・搬送ベルトの表面電位は１５００Ｖ〜３０００Ｖに達し良好な転写性が確保される。
【００２０】機械は７℃／２０％〜３３℃／８５％の広い範囲の環境で使用される。ここで安定した画像（画像品質）を得るためには転写・搬送ベルト２３はベルトの体積固有抵抗率に応じた電圧を発生することが肝要であるが、実際の転写・搬送ベルトは図２に示すように湿度による抵抗変化がおこる。例えば高湿度下では体積固有抵抗率が低下するため転写帯電器２４から放電される電荷は感光体ドラム２０やベルト架張用ローラー２２や駆動用ローラー２７に漏洩し、ベルトの電位が低下することにより転写性が悪くなる。これを避けるために転写・搬送ベルトの抵抗値を高く設定すると転写・搬送ベルトの表面電位が上昇する。転写・搬送ベルトの電位が上昇すると転写ニップ前の位置で感光体からトナーが転写部材へ飛翔する前飛び現象や、転写後、感光体から転写部材が分離する時に感光体の接地０Ｖと高い電位を有する転写・搬送ベルト間で放電を起こし、転写部材上のトナー像を乱すなど不具合が生じる。付加的な除電手段を必要としないためにも、転写・搬送ベルトの体積固有抵抗率は１０10Ω・ｃｍ位に調整することが望ましい。
【００２１】転写・搬送ベルトは図２に示すように高湿時に体積固有抵抗率が低下し、低湿時には上昇する。高湿時、感光体ドラム上に帯電、露光により得た静電潜像は、正規現像の場合は逆極性のトナーで、また、反転現像の場合は同極性のトナーで現像され転写位置まで運ばれる。安定した転写性を得るためには転写位置でトナーにかかる静電引力が一定であることが理想である。転写位置でトナーにかかる静電引力は正規現像時と反転現像時で若干異なる。体積固有抵抗率が低下すると転写・搬送ベルトは電圧が低下して、正規現像の場合は転写効率を低下させ、一方、反転現像の場合は転写電荷が転写・搬送ベルトから転写部材を通過して感光体表面の非画像部の電荷を中和するため画像部へ非画像部からの電界の回り込みが減少して画像エッジ部の転写性とソリッド部での転写性が異なる結果となる。低湿時には逆に転写・搬送ベルトの体積固有抵抗率が上昇するため、転写・搬送ベルトは体積固有抵抗率に応じて転写帯電器から放電される電荷で電圧を発生し、正規現像、反転現像を問わず安定した転写性を得ることが出来る。しかしながら、転写・搬送ベルトから感光体への電荷の移動等、高湿度時の場合と異なり環境安定性を欠く結果となる。
【００２２】感湿抵抗体の湿度に対する体積固有抵抗率変化を図３に示す。この感湿抵抗体の有する抵抗率変化特性から高湿時に抵抗が高く、低湿時に抵抗が低いという、転写・搬送ベルトと逆の抵抗特性を示す。高湿時、転写帯電器２４から放電された電荷は、高抵抗となっている表面に感湿抵抗層を有する感湿抵抗層２６で抵抗に応じた電圧を発生し、低抵抗の転写・搬送ベルト２３に代わりトナー電荷との間に静電引力を発生させる。この時感湿抵抗体は、低湿時の感湿抵抗体の抵抗率より高いため高電圧を発生し、転写帯電器２４の高圧印加ワイヤーとの電位差が小さくなり感湿抵抗体への放電が減少して余剰な電荷は転写帯電器２４のシールドに流れる。低湿時、転写帯電器２４から放電された電荷は体積固有抵抗率が低下した感湿抵抗層２６表面を通過し、高抵抗となっている転写・搬送ベルト２３で抵抗に応じた電圧を発生し、転写に必要なトナー電荷との間の静電引力を得、安定した転写性を得ることが出来る。即ち、感湿抵抗層と半導電性の転写・搬送ベルトの合成抵抗を一定に保ち、感湿抵抗層、半導電性ベルトに流れる電流を一定にすることで、転写に必要な一定の電圧を発生し転写用紙にかかる電圧を一定にして環境に左右されず常に安定した転写性を得ることができる。
【００２３】以上のように本実施例によれば、転写帯電器の開口部に絶縁ブロックを介して表面に感湿抵抗層を有した電荷注入制御装置を設けることにより、転写・搬送ベルトの抵抗特性により変化する電圧変化を逆の抵抗特性を持つ感湿抵抗層で補い、環境の変化を避けるために行う複雑な帯電器の放電制御等の制御を行うことなく安定した画像を得ることができる。また転写用紙の搬送距離が短い場合、転写・搬送ベルトを用いなくても転写用紙と電荷注入制御装置との抵抗特性を利用することにより、転写・搬送ベルトを用いた場合と同様の効果が得られる。また電荷注入制御装置を独立した構成にすると、感湿抵抗層の層厚を自由に設定できるため厚膜化が可能である。しかし、電荷注入制御装置を独立した構成にすると、感湿抵抗層と電荷注入制御装置の間にトナー等の異物の混入でベルトと感湿抵抗層の接触性が変わり、また絶縁物が間に挟まることにより電気的にも影響を受け、制御性がおちるため搬送ベルトのクリーニングに対する考慮が必要である。
【００２４】以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら説明する。図４は本発明の第２の実施例における電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図を示すものである。図４において、３０は感光体ドラム、３１はタイミングローラー、３２はベルト架張用ローラー、３３は転写・搬送ベルト、３４は感湿抵抗層、３５は転写帯電器、３６は転写帯電器用電源装置、３７は駆動用ローラー、３８は転写用紙である。転写・搬送ベルト３３は２層構造となっており、内側に第１の実施例と同様の樹脂中に導電性粉末を分散させた感湿抵抗層３４を５〜１５０μｍ塗布する。 図１と異なるのは樹脂中に導電性粉末を分散させた感湿抵抗層を転写・搬送ベルトの内側に設けた点である。
【００２５】以上のように構成された転写・搬送装置について以下その動作を説明する。感光体ドラム３０上には第１の実施例で示したようにトナー像が形成されている。転写位置において、トナー像を転写用紙３８に転写するには、転写帯電器用電源装置３６から５〜６ＫＶ印加し転写帯電器３５から放電された電荷によって第１の実施例で示したと同様の動作で、転写・搬送ベルトの内側に設けられた感湿抵抗層３４または転写・搬送ベルト３３で一定の電圧を発生させ、転写に必要なトナー電荷との間の静電引力を形成する。トナー像はこの静電引力によって転写用紙３８に転写される。感湿抵抗層３４は第１の実施例と同様の特性を持っており、高湿時、低湿時の効果も第１の実施例と同様である。
【００２６】以上のように、感湿抵抗層を転写・搬送ベルトを２層構造とし、その内側に設けることにより構成が簡素化でき、また構成自体の変化が無いため感湿抵抗層の効果を従来の装置にそのまま組み込んで利用することができる。また転写・搬送ベルトの内側に感湿抵抗層を塗布するという２層構成をとっているため感湿抵抗層をベルトと分離して設けた時のように、ベルトと感湿抵抗層の間にトナーが挟まる等の接触時の問題がなく、安定した制御性が得られる。しかし感湿抵抗層を搬送ベルトの内側に塗布すると、ベルトという形状から感湿抵抗層の層厚をあまり厚くすることは出来ない。
【００２７】図５は本発明の第３の実施例を示す電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図である。図５において、４０は感光体ドラム、４１はタイミングローラー、４２は接地されたベルト架張用ローラー、４３は転写・搬送ベルト、４４は感湿抵抗層、４５は電荷注入電極、４６は駆動用ローラー、４７は電荷注入電極用電源装置、４８は転写用紙である。感湿抵抗層４４は第１の実施例と同様の方法にて作製したものを用いた。感湿抵抗層４４は電荷注入電極４５の表面に５〜１５０μｍ塗布したものである。電荷注入電極４５は回転可能なローラー状の電極である。表面に感湿抵抗層４４を有する電荷注入電極４５と感光体ドラム４０とで転写・搬送ベルト４３を挟み込んでおり、感湿抵抗層４４は転写・搬送ベルト４３と接触している。
【００２８】図１及び図４と異なるのは電荷注入手段に転写帯電器を用いず、表面に感湿抵抗層４４を有する回転可能な電荷注入電極４５を転写・搬送ベルト４３と接触させて設けた点で、コロトロン放電器の様な高い電圧印加を必要としない。
【００２９】以上のように構成された転写・搬送装置について以下その動作を説明する。感光体ドラム４０上には第１の実施例で示したようにトナー像が形成されている。転写位置において、トナー像を転写用紙４８に転写するには、電荷注入電極４５に電荷注入電極用電源装置４７から直接電圧を印加する。印加電圧は５００Ｖ〜２０００Ｖ程度であり、約２０〜５０μＡの電流が流れ、第１の実施例で示したと同様の動作で電荷注入電極４５の表面にある感湿抵抗層４４、または、転写・搬送ベルト４３で一定の電圧を発生して転写に必要なトナー電荷との間の静電引力を形成する。トナー像はこの静電引力により転写用紙４８に転写される。感湿抵抗層４４は第１の実施例と同様の特性を持っており、高湿時、低湿時の効果も第１の実施例と同様である。
【００３０】以上のように表面に感湿抵抗層を有する回転可能な電荷注入電極を用いることにより第１の実施例で示したコロトロンの様な高電圧を必要とせず、また、環境変化等による放電の不安定さを回避できる。また表面に感湿抵抗層を有する回転可能な電荷注入電極を独立して用いた構成では、感湿抵抗層の層厚を自由に設定できるため厚膜化が可能であるが、第１の実施例の場合と同様、感湿抵抗層と搬送ベルトの間にトナー等の異物が混入すると、接触性が変化しまた絶縁物が間に挟まることで制御性がおちるため、搬送ベルトのクリーニングに対する考慮を含め、感湿抵抗層を搬送ベルトに常に一定の圧力と接触面積をもたせて接触させることが肝要である。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明の電荷注入制御手段は、転写・搬送ベルトを感光体と表面に樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を有する電荷注入制御装置とで挟み込む構成をとることにより、湿度に対して転写・搬送ベルトの体積固有抵抗率が変化するために生じる電圧の変化を、転写・搬送ベルトとは逆の抵抗特性を持つ樹脂中に導電性粉末を分散させた感湿抵抗層によって補うため、環境の変化を避けるために行う複雑な帯電器の放電制御等の制御を行うことなく安定した画像を得ることができる。また感湿抵抗層を転写・搬送ベルトを２層構造とし、その内側に設けることにより、構成が簡素化でき、また構成自体の変化がないため感湿抵抗層の効果を従来の装置にそのまま組み込んで利用することができる。また転写搬送ベルトの内側に感湿抵抗層を塗布する２層構成をとっているため感湿抵抗層の間にトナーが挟まる等の接触時の問題がなく、安定した制御性が得られる。さらにまた表面に感湿抵抗層を有する回転可能な電荷注入電極を転写・搬送ベルトと接触させて用いることにより、コロトロンの様な高電圧を必要とせず、また環境変化等による放電の不安定さも回避できる。また表面に感湿抵抗層を有する回転可能な電荷注入電極を独立して用いた構成では感湿抵抗層の層厚を自由に設定できるため厚膜化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図
【図２】同実施例における動作説明のための転写・搬送ベルトの湿度に対する体積固有抵抗率変化を示す特性図
【図３】同実施例における動作説明のための感湿抵抗層の湿度に対する体積固有抵抗率変化を示す特性図
【図４】本発明の第２の実施例における電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図
【図５】本発明の第３の実施例における電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図
【図６】従来の転写・搬送装置の断面図
【図７】従来のベルトを用いた転写・搬送装置の断面図
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
２ 転写帯電器
３ 転写用紙
４ トナー像
５ コロナ電流制御部材
６ 導電部材
７ 接触端子
８ 転写帯電器用電源装置
１０ 感光体ドラム
１１ タイミングローラー
１２ 駆動用ローラー
１３ 巻き付けローラー
１４ 転写・搬送ベルト
１５ 転写帯電器
１６ 転写帯電器用電源装置
１７ 接地ローラー
１８ 転写用紙
２０ 感光体ドラム
２１ タイミングローラー
２２ ベルト架張用ローラー
２３ 転写・搬送ベルト
２４ 転写帯電器
２５ 絶縁ブロック
２６ 感湿抵抗層
２７ 駆動用ローラー
２８ 転写帯電器用電源装置
２９ 転写用紙
３０ 感光体ドラム
３１ タイミングローラー
３２ ベルト架張用ローラー
３３ 転写・搬送ベルト
３４ 感湿抵抗層
３５ 転写帯電器
３６ 転写帯電器用電源装置
３７ 駆動用ローラー
３８ 転写用紙
４０ 感光体ドラム
４１ タイミングローラー
４２ ベルト架張用ローラー
４３ 転写・搬送ベルト
４４ 感湿抵抗層
４５ 電荷注入電極
４６ 駆動用ローラー
４７ 電荷注入
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電方式複写機、光プリンター、ファクシミリ等に係わり、特に画質に重大な影響を及ぼす転写・搬送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を初めとし多くの場で文字、図柄等の複写、およびデスクトップパブリッシングのハードコピーとして使用されている。最近では原稿をスキャナーで読み取り電気信号に変換した後、デジタル処理により画像を形成するレーザービームプリンター（ＬＢＰ）が、高い解像力、階調性を特徴としてオフィスの画像形成装置の主流となっている。
【０００３】オフィスにおける画像形成装置は様々な環境、様々な種類の用紙等の強いストレスを受けながら常に安定した画像を要求される。近年では普通紙複写機（ＰＰＣ）からＬＢＰへと需要が移りつつあり、安定した画像及び画像品質への要求も非常に高いものとなっている。この要求に応えるためには画像が形成される過程で多くの問題を解決していかなければならない。中でも、転写という部位は画像と直接関係し、画像の良し悪しを左右しやすい重要な箇所であり、用紙の種類、物性を問わず安定した画質を得るための転写・搬送技術の確立が望まれている。しかし現状の転写・搬送技術は転写用紙の物性、環境等に左右される。転写用紙は環境によって体積固有抵抗率が変化し、安定した画像が得られず画像品質をおとす。安定した画像を得るためには転写用紙にかかる電圧を常に一定にしなければならない。以下図面を参照しながら、上記した転写用紙の体積固有抵抗率変化による画像品質の低下を改善する従来の２種の方法について説明する。
【０００４】図６は第１の従来例として環境で転写用紙の体積固有抵抗率が変化し電荷保持力が変化することを、転写帯電器の放電制御によって防ぐ、従来の感光体ドラム上のトナー像を転写用紙に転写する例を示すものである。図６において、１は表面に光半導体を有する感光体ドラム、２は転写帯電器、３は転写用紙、４はトナー像、５はコロナ電流制御部材、６は導電部材、７は接触端子、８は転写帯電器用電源装置である。以上のように構成された転写・搬送装置について動作を説明すると、感光体ドラム１に帯電、露光、現像の過程を経て顕像化されたトナー像４は、転写部に近づくにつれて案内されてきた転写用紙３と互いに密着する。この時、転写用紙３の背面より転写帯電器２に転写電圧が印加されており、静電気力によりトナー像４は転写用紙３に転写される。しかし転写用紙３は環境の影響を受け易く、特に、高湿度下で体積固有抵抗率が変化する。安定した転写性を確保するため、転写帯電器２の開口部に位置した電気的に浮遊しかつ転写用紙３と電気的に接触するコロナ電流制御部材５と、転写用紙３と電気的に接触している導電部材６（コロナ電流制御部材５と接触端子７を介して電気的接触が行われる）を設ける。転写用紙３の電気抵抗の変化に伴い、コロナイオンが用紙表面から導電部材６に流れた量で、コロナ電流制御部材５により制御がかけられ転写帯電器２からの流出電流を調整することによって、転写用紙３の帯電量を調整している。（例えば、特開昭５８−１０２２７９号公報）以下に第２の従来例として転写用紙の抵抗変化に伴う電荷保持力の変化を、転写・搬送ベルトを用いてこれを防ぐ方法について図面を参照しながら説明する。
【０００５】図７は従来のベルトを用いてトナー像を転写用紙に転写する例を示すものである。図７において１０は感光体ドラム、１１はタイミングローラー、１２は駆動用ローラー、１３は巻き付けローラー、１４は転写・搬送ベルト、１５は転写帯電器、１６は転写帯電器用電源装置、１７は接地ローラー、１８は転写用紙である。以上のように構成された転写・搬送装置について動作を説明すると、感光体ドラム１０に帯電、露光、現像の過程を経て顕像化されたトナー像はタイミングローラー１１から送られた転写用紙１８と共に転写部に運ばれる。この時転写帯電器１５には転写帯電器用電源装置１６からトナーと逆の極性で５〜６ＫＶ印加されている。転写帯電器１５から放電された電荷は転写・搬送ベルト１４に一定時間内保持され、この保持された電荷は転写用紙１８の分極電荷との静電引力をおこし、転写用紙１８を転写・搬送ベルト１４に吸着させる。トナー像は電荷を保持する転写・搬送ベルト１４に吸着した転写用紙１８との間の静電気力により転写用紙１８に転写される。転写・搬送ベルトを用いることによって転写用紙の電荷保持機能が不用となったため転写用紙の体積固有抵抗率変化は無視できる。また高い電圧のかかった転写用紙が直接感光体に接触しないため感光体の絶縁破壊等の損傷の心配がなく、また転写用紙を転写・搬送ベルト上に吸着させて搬送するため紙の剛性等による搬送不良（紙づまり）を防ぐことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のような構成では、第１の従来例の場合、環境の変化に関係なく転写用紙にかかる電圧を常に一定に保つためには、転写用紙の抵抗特性に伴い転写帯電器の放電制御等の複雑な制御を必要とする。また第２の従来例２の場合、近年の高画質への要求、あるいはＰＰＣに主として用いられている正規現像法に変わり、ＬＢＰに用いられる反転現像法に主流が移り、従来見逃されていた転写ベルトの抵抗変化に伴う画質の変化を許容出来なくなった、即ち転写ベルトの環境に伴う抵抗変化のため、反転現像時にベルトを通過した電荷によって感光体表面の電荷が中和され、安定した画像が得られないという課題を有していた。
【０００７】本発明は上記課題に鑑み、環境により転写用紙及び転写・搬送ベルトの抵抗が変化した場合、帯電器（コロトロン）の放電制御を行うといった電気的な制御を行わず、反転現像時の画像への高い品質要求にも応えることのできる安定した転写性を得るための電荷注入制御手段を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明はヒドロキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グリシジルもしくはメタクリル酸グリシジルのいずれか一方との共重合体およびヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グリシジルもしくはメタクリル酸グリシジルのいずれか一方との共重合体のうち少なくとも１種に、黒鉛の微粉末を前記共重合体の樹脂１重量部に対して０．４〜０．６重量部加えて分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を用い、接地された半導電性部材と接触し、帯電器の開口部に位置し、導電板上に樹脂中に導電性粉末を分散させた前記感湿抵抗層を設けた電荷注入制御手段と、半導電性で電荷保持することにより転写用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルトと、ローラー間に前記搬送ベルトを架張した搬送手段と、前記搬送ベルトと接触する前記電荷注入制御手段とを用い、前記搬送ベルトを前記感光体と前記電荷注入制御手段で挟み込み、前記搬送ベルトと前記電荷注入制御手段に流れる電流を一定に保つことによって、また樹脂中に導電性粉末を分散させた前記感湿抵抗層よりなる第１の層と、半導電性で電荷を保持する第２の層を有するベルト一体型の電荷注入制御手段と、ローラー間に前記電荷注入制御手段の前記感湿抵抗層を塗布した面をローラーと接触するように架張した搬送手段と、前記電荷注入制御手段に電荷を付与するための転写帯電器とを用い、前記電荷注入制御手段に流れる電流を一定に保つことによって、また接地された半導電性部材と接触し、回転可能な導電性支持体上に樹脂中に導電性粉末を分散させた前記感湿抵抗層を有する電荷注入制御手段と、帯電粒子を支持・搬送する感光体と接触し半導電性で電荷保持することにより転写用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルトと、ローラー間に前記搬送ベルトを架張した搬送手段とを用い、前記搬送ベルトを前記感光体と前記電荷注入制御手段とで挟み込み、前記搬送ベルトと前記電荷注入制御手段に流れる電流を一定にすることによって、いずれも転写用紙に働く転写電界を一定にしそれによって安定した転写・搬送特性を有する本発明の電荷注入制御手段およびそれを有する転写・搬送装置を提供するものである。
【０００９】る。
【作用】本発明は上記した構成によって、半導電性搬送ベルトの高湿時に抵抗が低くなる特性と、樹脂中に導電性粉末を分散させた感湿抵抗層を有する電荷注入制御手段の高湿時に抵抗が高くなるという双方の相反する特性を利用する事により、環境に左右されることなく、搬送ベルトと電荷注入制御手段に流れる電流を常に一定に保つことにより転写用紙に働く転写電界を一定にし、安定した転写性を得ることとなる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の第１の実施例の電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】図１は本発明の実施例における電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図を示すものである。図１において、２０は感光体ドラム、２１はタイミングローラー、２２は接地されたベルト架張用ローラー、２３は転写・搬送ベルト、２４は転写帯電器、２５は絶縁ブロック、２６は感湿抵抗層、２７は駆動用ローラー、２８は転写帯電器用電源装置、２９は転写用紙である。感湿抵抗層２６は転写帯電器２４の開口部に絶縁ブロック２５を介して設置されており、感湿抵抗層２６は転写・搬送ベルト２３と接触している。また、感湿抵抗層２６は金属板、例えば厚みが０．１〜１．０ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４等）表面に樹脂中に導電性粉末を分散させた感湿抵抗層を５〜１５０μｍ塗布する。
【００１２】一般の樹脂は、高湿時に低抵抗となり低湿時に高抵抗となる抵抗特性を示し、例えばフェノール樹脂では樹脂の含水率０〜１０％で、体積固有抵抗率がおよそ１０12〜１０5Ω・ｃｍまで変化する。そこでこれと逆の特性を示しセンサーとしての働きを持たせるための樹脂として感湿抵抗体が開発された。
【００１３】従来の感湿抵抗体は、ポリアミドや溶剤可溶性のナイロン樹脂をメラミン樹脂と硬化させたもので、これらは湿度に対する感度及び再現性や応答性、耐寿命性に問題があり実用上支障を来すものであった。今回使用した感湿抵抗体は特公昭５６−１３３６２号公報に示される様に、ヒドロキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グリシジルもしくはメタクリル酸グリシジルのいずれか一方との共重合体およびヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グリシジルもしくはメタクリル酸グリシジルのいずれか一方との共重合体のうち少なくとも１種に、黒鉛の微粉末を分散させたものを用いる。この樹脂は従来の樹脂に見られない吸湿特性、すなわち吸湿量が大きく吸脱着のヒステリシスが小さく、さらに吸脱着の速度が著しく速いなど、優れた再現性や応答性を有するものである。
【００１４】感湿抵抗体の体積固有抵抗率は樹脂中に分散させる導電性粉末の量を選ぶことによってコントロールすることができる。例えば２−ヒドロキシエチルメタクリレートとメタクリル酸グリシジルの混合樹脂１重量部に対して黒鉛の微粉末０．６重量部を加えたものと０．４重量部加えたものでは、０．４重量部加えたものの方が約１桁体積固有抵抗率が高く、特に高湿時の抵抗上昇率は著しく相対湿度７０〜９０％間では約１桁近く体積固有抵抗率が上昇している。
【００１５】転写・搬送ベルト及び転写用紙の体積固有抵抗率は常に１０10Ω・ｃｍ近辺であることが望ましいが、転写・搬送ベルトの抵抗特性から相対湿度が７０〜９０％間で体積固有抵抗率がおよそ１桁以上低下する。これを補うためには、転写・搬送ベルト、転写用紙の体積固有抵抗率が大きく低下する相対湿度７０〜９０％間で転写・搬送ベルトが低下した抵抗と同量の抵抗の上昇を示す感湿抵抗体を持ってこなければならない。つまり上記した特性を考慮すると導電性粉末の配合比は、高湿時（特に相対湿度７０〜９０％間）に高い抵抗上昇率を示し転写・搬送ベルトの抵抗低下率を補うことの出来る配合比が必要で、これは共重合樹脂１重量部に対して導電性粉末を０．４重量部加えたものが有効である。しかし、結露防止剤として感湿抵抗層を利用する時は、常湿から高湿にかけての体積固有抵抗率が横ばいして低くても、相対湿度９５〜１００％にかけて抵抗値が急上昇して湿度を感知する特性を示す、共重合樹脂１重量部に対して黒鉛の微粉末を０．６重量部加えたものでも有効である。
【００１６】したがって本発明の電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置に用いる感湿抵抗体としては、黒鉛微粉末を、共重合樹脂１重量部に対して０．４〜０．６重量部配合したものが有効である。
【００１７】今回の実施例に示す感湿抵抗層は２−ヒドロキシエチルメタクリレートとメタクリル酸グリシジルの共重合仕込モル比を１０：１とし、さらに樹脂１重量部に対して平均粒径０．５μｍの黒鉛の微粉末０．４重量部を加えたものを使用した。
【００１８】以上のように構成された転写・搬送装置についてその動作を説明する。感光体ドラム２０に帯電、露光することによって形成された静電潜像に、正規現像時は感光体帯電極性の逆極性、反転現像の時は感光体帯電極性と同極性のトナーにて顕像化しトナー像を得る。得られたトナー像はトナーの帯電極性に応じて転写帯電器用電源装置２８により転写帯電器２４に印加電圧４〜７ＫＶ（トナーの持つ帯電極性が正帯電の場合は−４〜７ＫＶ、負帯電の場合は＋４〜７ＫＶ印加する）、望ましくは５〜６ＫＶ印加し、転写帯電器２４の放電により転写・搬送ベルト２３で電圧を発生し、転写に必要なトナー電荷との間の静電引力で転写用紙２９上に転写される。
【００１９】転写・搬送ベルト２３はウレタン等のゴム中に導電性フィラー（例えばカーボン）を分散させ、体積固有抵抗率を１０10Ω・ｃｍ近傍にすると転写帯電器２４に印加する電圧を５〜６ＫＶとした場合、転写・搬送ベルトの表面電位は１５００Ｖ〜３０００Ｖに達し良好な転写性が確保される。
【００２０】機械は７℃／２０％〜３３℃／８５％の広い範囲の環境で使用される。ここで安定した画像（画像品質）を得るためには転写・搬送ベルト２３はベルトの体積固有抵抗率に応じた電圧を発生することが肝要であるが、実際の転写・搬送ベルトは図２に示すように湿度による抵抗変化がおこる。例えば高湿度下では体積固有抵抗率が低下するため転写帯電器２４から放電される電荷は感光体ドラム２０やベルト架張用ローラー２２や駆動用ローラー２７に漏洩し、ベルトの電位が低下することにより転写性が悪くなる。これを避けるために転写・搬送ベルトの抵抗値を高く設定すると転写・搬送ベルトの表面電位が上昇する。転写・搬送ベルトの電位が上昇すると転写ニップ前の位置で感光体からトナーが転写部材へ飛翔する前飛び現象や、転写後、感光体から転写部材が分離する時に感光体の接地０Ｖと高い電位を有する転写・搬送ベルト間で放電を起こし、転写部材上のトナー像を乱すなど不具合が生じる。付加的な除電手段を必要としないためにも、転写・搬送ベルトの体積固有抵抗率は１０10Ω・ｃｍ位に調整することが望ましい。
【００２１】転写・搬送ベルトは図２に示すように高湿時に体積固有抵抗率が低下し、低湿時には上昇する。高湿時、感光体ドラム上に帯電、露光により得た静電潜像は、正規現像の場合は逆極性のトナーで、また、反転現像の場合は同極性のトナーで現像され転写位置まで運ばれる。安定した転写性を得るためには転写位置でトナーにかかる静電引力が一定であることが理想である。転写位置でトナーにかかる静電引力は正規現像時と反転現像時で若干異なる。体積固有抵抗率が低下すると転写・搬送ベルトは電圧が低下して、正規現像の場合は転写効率を低下させ、一方、反転現像の場合は転写電荷が転写・搬送ベルトから転写部材を通過して感光体表面の非画像部の電荷を中和するため画像部へ非画像部からの電界の回り込みが減少して画像エッジ部の転写性とソリッド部での転写性が異なる結果となる。低湿時には逆に転写・搬送ベルトの体積固有抵抗率が上昇するため、転写・搬送ベルトは体積固有抵抗率に応じて転写帯電器から放電される電荷で電圧を発生し、正規現像、反転現像を問わず安定した転写性を得ることが出来る。しかしながら、転写・搬送ベルトから感光体への電荷の移動等、高湿度時の場合と異なり環境安定性を欠く結果となる。
【００２２】感湿抵抗体の湿度に対する体積固有抵抗率変化を図３に示す。この感湿抵抗体の有する抵抗率変化特性から高湿時に抵抗が高く、低湿時に抵抗が低いという、転写・搬送ベルトと逆の抵抗特性を示す。高湿時、転写帯電器２４から放電された電荷は、高抵抗となっている表面に感湿抵抗層を有する感湿抵抗層２６で抵抗に応じた電圧を発生し、低抵抗の転写・搬送ベルト２３に代わりトナー電荷との間に静電引力を発生させる。この時感湿抵抗体は、低湿時の感湿抵抗体の抵抗率より高いため高電圧を発生し、転写帯電器２４の高圧印加ワイヤーとの電位差が小さくなり感湿抵抗体への放電が減少して余剰な電荷は転写帯電器２４のシールドに流れる。低湿時、転写帯電器２４から放電された電荷は体積固有抵抗率が低下した感湿抵抗層２６表面を通過し、高抵抗となっている転写・搬送ベルト２３で抵抗に応じた電圧を発生し、転写に必要なトナー電荷との間の静電引力を得、安定した転写性を得ることが出来る。即ち、感湿抵抗層と半導電性の転写・搬送ベルトの合成抵抗を一定に保ち、感湿抵抗層、半導電性ベルトに流れる電流を一定にすることで、転写に必要な一定の電圧を発生し転写用紙にかかる電圧を一定にして環境に左右されず常に安定した転写性を得ることができる。
【００２３】以上のように本実施例によれば、転写帯電器の開口部に絶縁ブロックを介して表面に感湿抵抗層を有した電荷注入制御装置を設けることにより、転写・搬送ベルトの抵抗特性により変化する電圧変化を逆の抵抗特性を持つ感湿抵抗層で補い、環境の変化を避けるために行う複雑な帯電器の放電制御等の制御を行うことなく安定した画像を得ることができる。また転写用紙の搬送距離が短い場合、転写・搬送ベルトを用いなくても転写用紙と電荷注入制御装置との抵抗特性を利用することにより、転写・搬送ベルトを用いた場合と同様の効果が得られる。また電荷注入制御装置を独立した構成にすると、感湿抵抗層の層厚を自由に設定できるため厚膜化が可能である。しかし、電荷注入制御装置を独立した構成にすると、感湿抵抗層と電荷注入制御装置の間にトナー等の異物の混入でベルトと感湿抵抗層の接触性が変わり、また絶縁物が間に挟まることにより電気的にも影響を受け、制御性がおちるため搬送ベルトのクリーニングに対する考慮が必要である。
【００２４】以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら説明する。図４は本発明の第２の実施例における電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図を示すものである。図４において、３０は感光体ドラム、３１はタイミングローラー、３２はベルト架張用ローラー、３３は転写・搬送ベルト、３４は感湿抵抗層、３５は転写帯電器、３６は転写帯電器用電源装置、３７は駆動用ローラー、３８は転写用紙である。転写・搬送ベルト３３は２層構造となっており、内側に第１の実施例と同様の樹脂中に導電性粉末を分散させた感湿抵抗層３４を５〜１５０μｍ塗布する。 図１と異なるのは樹脂中に導電性粉末を分散させた感湿抵抗層を転写・搬送ベルトの内側に設けた点である。
【００２５】以上のように構成された転写・搬送装置について以下その動作を説明する。感光体ドラム３０上には第１の実施例で示したようにトナー像が形成されている。転写位置において、トナー像を転写用紙３８に転写するには、転写帯電器用電源装置３６から５〜６ＫＶ印加し転写帯電器３５から放電された電荷によって第１の実施例で示したと同様の動作で、転写・搬送ベルトの内側に設けられた感湿抵抗層３４または転写・搬送ベルト３３で一定の電圧を発生させ、転写に必要なトナー電荷との間の静電引力を形成する。トナー像はこの静電引力によって転写用紙３８に転写される。感湿抵抗層３４は第１の実施例と同様の特性を持っており、高湿時、低湿時の効果も第１の実施例と同様である。
【００２６】以上のように、感湿抵抗層を転写・搬送ベルトを２層構造とし、その内側に設けることにより構成が簡素化でき、また構成自体の変化が無いため感湿抵抗層の効果を従来の装置にそのまま組み込んで利用することができる。また転写・搬送ベルトの内側に感湿抵抗層を塗布するという２層構成をとっているため感湿抵抗層をベルトと分離して設けた時のように、ベルトと感湿抵抗層の間にトナーが挟まる等の接触時の問題がなく、安定した制御性が得られる。しかし感湿抵抗層を搬送ベルトの内側に塗布すると、ベルトという形状から感湿抵抗層の層厚をあまり厚くすることは出来ない。
【００２７】図５は本発明の第３の実施例を示す電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図である。図５において、４０は感光体ドラム、４１はタイミングローラー、４２は接地されたベルト架張用ローラー、４３は転写・搬送ベルト、４４は感湿抵抗層、４５は電荷注入電極、４６は駆動用ローラー、４７は電荷注入電極用電源装置、４８は転写用紙である。感湿抵抗層４４は第１の実施例と同様の方法にて作製したものを用いた。感湿抵抗層４４は電荷注入電極４５の表面に５〜１５０μｍ塗布したものである。電荷注入電極４５は回転可能なローラー状の電極である。表面に感湿抵抗層４４を有する電荷注入電極４５と感光体ドラム４０とで転写・搬送ベルト４３を挟み込んでおり、感湿抵抗層４４は転写・搬送ベルト４３と接触している。
【００２８】図１及び図４と異なるのは電荷注入手段に転写帯電器を用いず、表面に感湿抵抗層４４を有する回転可能な電荷注入電極４５を転写・搬送ベルト４３と接触させて設けた点で、コロトロン放電器の様な高い電圧印加を必要としない。
【００２９】以上のように構成された転写・搬送装置について以下その動作を説明する。感光体ドラム４０上には第１の実施例で示したようにトナー像が形成されている。転写位置において、トナー像を転写用紙４８に転写するには、電荷注入電極４５に電荷注入電極用電源装置４７から直接電圧を印加する。印加電圧は５００Ｖ〜２０００Ｖ程度であり、約２０〜５０μＡの電流が流れ、第１の実施例で示したと同様の動作で電荷注入電極４５の表面にある感湿抵抗層４４、または、転写・搬送ベルト４３で一定の電圧を発生して転写に必要なトナー電荷との間の静電引力を形成する。トナー像はこの静電引力により転写用紙４８に転写される。感湿抵抗層４４は第１の実施例と同様の特性を持っており、高湿時、低湿時の効果も第１の実施例と同様である。
【００３０】以上のように表面に感湿抵抗層を有する回転可能な電荷注入電極を用いることにより第１の実施例で示したコロトロンの様な高電圧を必要とせず、また、環境変化等による放電の不安定さを回避できる。また表面に感湿抵抗層を有する回転可能な電荷注入電極を独立して用いた構成では、感湿抵抗層の層厚を自由に設定できるため厚膜化が可能であるが、第１の実施例の場合と同様、感湿抵抗層と搬送ベルトの間にトナー等の異物が混入すると、接触性が変化しまた絶縁物が間に挟まることで制御性がおちるため、搬送ベルトのクリーニングに対する考慮を含め、感湿抵抗層を搬送ベルトに常に一定の圧力と接触面積をもたせて接触させることが肝要である。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明の電荷注入制御手段は、転写・搬送ベルトを感光体と表面に樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を有する電荷注入制御装置とで挟み込む構成をとることにより、湿度に対して転写・搬送ベルトの体積固有抵抗率が変化するために生じる電圧の変化を、転写・搬送ベルトとは逆の抵抗特性を持つ樹脂中に導電性粉末を分散させた感湿抵抗層によって補うため、環境の変化を避けるために行う複雑な帯電器の放電制御等の制御を行うことなく安定した画像を得ることができる。また感湿抵抗層を転写・搬送ベルトを２層構造とし、その内側に設けることにより、構成が簡素化でき、また構成自体の変化がないため感湿抵抗層の効果を従来の装置にそのまま組み込んで利用することができる。また転写搬送ベルトの内側に感湿抵抗層を塗布する２層構成をとっているため感湿抵抗層の間にトナーが挟まる等の接触時の問題がなく、安定した制御性が得られる。さらにまた表面に感湿抵抗層を有する回転可能な電荷注入電極を転写・搬送ベルトと接触させて用いることにより、コロトロンの様な高電圧を必要とせず、また環境変化等による放電の不安定さも回避できる。また表面に感湿抵抗層を有する回転可能な電荷注入電極を独立して用いた構成では感湿抵抗層の層厚を自由に設定できるため厚膜化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図
【図２】同実施例における動作説明のための転写・搬送ベルトの湿度に対する体積固有抵抗率変化を示す特性図
【図３】同実施例における動作説明のための感湿抵抗層の湿度に対する体積固有抵抗率変化を示す特性図
【図４】本発明の第２の実施例における電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図
【図５】本発明の第３の実施例における電荷注入制御手段及びそれを用いた転写・搬送装置の断面図
【図６】従来の転写・搬送装置の断面図
【図７】従来のベルトを用いた転写・搬送装置の断面図
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
２ 転写帯電器
３ 転写用紙
４ トナー像
５ コロナ電流制御部材
６ 導電部材
７ 接触端子
８ 転写帯電器用電源装置
１０ 感光体ドラム
１１ タイミングローラー
１２ 駆動用ローラー
１３ 巻き付けローラー
１４ 転写・搬送ベルト
１５ 転写帯電器
１６ 転写帯電器用電源装置
１７ 接地ローラー
１８ 転写用紙
２０ 感光体ドラム
２１ タイミングローラー
２２ ベルト架張用ローラー
２３ 転写・搬送ベルト
２４ 転写帯電器
２５ 絶縁ブロック
２６ 感湿抵抗層
２７ 駆動用ローラー
２８ 転写帯電器用電源装置
２９ 転写用紙
３０ 感光体ドラム
３１ タイミングローラー
３２ ベルト架張用ローラー
３３ 転写・搬送ベルト
３４ 感湿抵抗層
３５ 転写帯電器
３６ 転写帯電器用電源装置
３７ 駆動用ローラー
３８ 転写用紙
４０ 感光体ドラム
４１ タイミングローラー
４２ ベルト架張用ローラー
４３ 転写・搬送ベルト
４４ 感湿抵抗層
４５ 電荷注入電極
４６ 駆動用ローラー
４７ 電荷注入
【特許請求の範囲】
【請求項１】接地された半導電性部材と接触し、かつ導電板上に設けられた樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を帯電器の開口部に設け、前記帯電器から前記感湿抵抗層と前記半導電性部材に流れる電流を一定に保つ電荷注入制御装置。
【請求項２】帯電粒子を支持・搬送する感光体と、この感光体と接触し半導電性で電荷保持することにより転写用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルトと、ローラー間に前記搬送ベルトを架張した搬送手段と、転写帯電器と前記搬送ベルトと接触して前記帯電器の開口部に位置し、導電板上に樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を有した電荷注入制御装置とを備え、前記搬送ベルトを前記感光体と前記電荷注入制御手段とで挟み込み、前記搬送ベルトと前記電荷注入制御装置に流れる電流を一定に保つ転写・搬送装置。
【請求項３】樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層よりなる第１層と、半導電性で電荷保持する第２層を有し、前記第１層に電荷付与し、第１層から、第２層、さらに、記録用紙を介して流れ出る電流を一定に保つベルト一体型の電荷注入装置。
【請求項４】帯電粒子を支持・搬送する感光体と、この感光体と接触し樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層と半導電性で電荷保持する層との２層構成で、転写用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルト一体型の電荷注入制御装置と、ローラー間に前記電荷注入制御装置の感湿抵抗層を塗布した面をローラーと接触するように架張した搬送手段と、前記電荷注入制御装置に電荷を付与するための転写帯電器とを備え、前記電荷注入制御装置に流れる電流を一定に保つ転写・搬送装置。
【請求項５】接地された半導電性部材と接触し、回転可能な導電性支持体上に樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を有し、前記感湿抵抗層と前記半導電性部材に流れる電流を一定に保つ電荷注入制御装置。
【請求項６】帯電粒子を支持・搬送する感光体と、この感光体と接触し半導電性で電荷保持することにより転写用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルトと、ローラー間に前記搬送ベルトを架張した搬送手段と、樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を表面に有した回転可能な電極としての電荷注入制御装置とを備え、前記搬送ベルトを前記感光体と前記電荷注入制御手段とで挟み込み、前記搬送ベルトと前記電荷注入制御装置に流れる電流を一定にする転写・搬送装置。
【請求項７】感湿抵抗層は、ヒドロキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グルシジルもしくはメタクリル酸グルシジルのいずれか一方との共重合体およびヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グルシジルもしくはメタクリル酸グルシジルのいずれか一方との共重合体のうち少なくとも１種に、黒鉛の微粉末を前記共重合体の樹脂１重量部に対して０．４〜０．６重量部加えて分散させてなる請求項１、３または５記載の電荷注入制御装置。
【請求項１】接地された半導電性部材と接触し、かつ導電板上に設けられた樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を帯電器の開口部に設け、前記帯電器から前記感湿抵抗層と前記半導電性部材に流れる電流を一定に保つ電荷注入制御装置。
【請求項２】帯電粒子を支持・搬送する感光体と、この感光体と接触し半導電性で電荷保持することにより転写用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルトと、ローラー間に前記搬送ベルトを架張した搬送手段と、転写帯電器と前記搬送ベルトと接触して前記帯電器の開口部に位置し、導電板上に樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を有した電荷注入制御装置とを備え、前記搬送ベルトを前記感光体と前記電荷注入制御手段とで挟み込み、前記搬送ベルトと前記電荷注入制御装置に流れる電流を一定に保つ転写・搬送装置。
【請求項３】樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層よりなる第１層と、半導電性で電荷保持する第２層を有し、前記第１層に電荷付与し、第１層から、第２層、さらに、記録用紙を介して流れ出る電流を一定に保つベルト一体型の電荷注入装置。
【請求項４】帯電粒子を支持・搬送する感光体と、この感光体と接触し樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層と半導電性で電荷保持する層との２層構成で、転写用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルト一体型の電荷注入制御装置と、ローラー間に前記電荷注入制御装置の感湿抵抗層を塗布した面をローラーと接触するように架張した搬送手段と、前記電荷注入制御装置に電荷を付与するための転写帯電器とを備え、前記電荷注入制御装置に流れる電流を一定に保つ転写・搬送装置。
【請求項５】接地された半導電性部材と接触し、回転可能な導電性支持体上に樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を有し、前記感湿抵抗層と前記半導電性部材に流れる電流を一定に保つ電荷注入制御装置。
【請求項６】帯電粒子を支持・搬送する感光体と、この感光体と接触し半導電性で電荷保持することにより転写用紙を静電吸着し搬送する搬送ベルトと、ローラー間に前記搬送ベルトを架張した搬送手段と、樹脂中に導電性粉末を分散させ高湿時に抵抗が高くなる感湿抵抗層を表面に有した回転可能な電極としての電荷注入制御装置とを備え、前記搬送ベルトを前記感光体と前記電荷注入制御手段とで挟み込み、前記搬送ベルトと前記電荷注入制御装置に流れる電流を一定にする転写・搬送装置。
【請求項７】感湿抵抗層は、ヒドロキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グルシジルもしくはメタクリル酸グルシジルのいずれか一方との共重合体およびヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルアクリレートもしくはヒドロキシ低級アルコキシ低級アルキルメタクリレートのいずれか一方とアクリル酸グルシジルもしくはメタクリル酸グルシジルのいずれか一方との共重合体のうち少なくとも１種に、黒鉛の微粉末を前記共重合体の樹脂１重量部に対して０．４〜０．６重量部加えて分散させてなる請求項１、３または５記載の電荷注入制御装置。
【図１】
【図４】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図３】
【特許番号】第２９７９７４６号
【登録日】平成１１年（１９９９）９月１７日
【発行日】平成１１年（１９９９）１１月１５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−１７５０７８
【出願日】平成３年（１９９１）７月１６日
【公開番号】特開平５−１９６３９
【公開日】平成５年（１９９３）１月２９日
【審査請求日】平成９年（１９９７）１月１４日
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【登録日】平成１１年（１９９９）９月１７日
【発行日】平成１１年（１９９９）１１月１５日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）７月１６日
【公開番号】特開平５−１９６３９
【公開日】平成５年（１９９３）１月２９日
【審査請求日】平成９年（１９９７）１月１４日
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
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