静電記録装置
【課題】多様な記録媒体で印刷領域全域で欠陥の無い高画質の転写が、記録媒体の幅や厚み、環境の影響なく安定して行える長寿命で安価な静電記録装置を提供する。
【解決手段】転写手段と、連続記録媒体と、記録媒体がトナー像担持体と接触する以前の位置で記録媒体と接触して記録媒体をトナー像担持体と転写機構部材の間に案内する搬送ガイドと、前記転写手段に最表面に誘電体層を有しローラ状に形成された転写機構部材と、前記転写機構部材の表面を外部から帯電させる転写機構部材帯電手段とを備えた静電記録装置において、記録媒体が搬送ガイド下流側でかつ転写手段上流側でトナー像担持体と接触している領域で、記録媒体のトナー像担持体と接触する面とは反対の面に、記録媒体と非接触でトナー極性と反対極性の電荷を供給する電荷付与手段を設けた。
【解決手段】転写手段と、連続記録媒体と、記録媒体がトナー像担持体と接触する以前の位置で記録媒体と接触して記録媒体をトナー像担持体と転写機構部材の間に案内する搬送ガイドと、前記転写手段に最表面に誘電体層を有しローラ状に形成された転写機構部材と、前記転写機構部材の表面を外部から帯電させる転写機構部材帯電手段とを備えた静電記録装置において、記録媒体が搬送ガイド下流側でかつ転写手段上流側でトナー像担持体と接触している領域で、記録媒体のトナー像担持体と接触する面とは反対の面に、記録媒体と非接触でトナー極性と反対極性の電荷を供給する電荷付与手段を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続紙を用いる電子写真方式のプリンタ、複写機等の静電記録装置に係り、特に表面を帯電させたローラを記録媒体に当接することで像担持体からトナー像を記録媒体へ転写させる転写装置における画質向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた連続紙プリンタは、記録媒体ジャムなどの障害が少なく１０００ｍｍ／ｓを超える高速で印刷を行えることから、ダイレクトメールや請求書、マニュアル、書物等の多用途の印刷に使用されるようになってきた。使用される用途の拡大に伴い、粗面紙など表面凹凸の大きい記録媒体が用いられる機会が増加しているが、このような記録媒体を用いた場合、感光体や中間転写媒体などのトナー像担持体から記録媒体へトナー像を転写する際、密着性が悪いため画像欠陥が生じやすいという問題がある。
【０００３】
また、連続紙プリンタで両面印刷を行う場合、２台のプリンタを並べ１台目で印刷を行った後の記録媒体を反転させて２台目の装置で裏面を印刷するタンデム方式が一般に用いられているが、この場合、表面凹凸の少ない記録媒体においても、１台目の定着で記録媒体が収縮して凹凸が生じるため、２台目の転写の際に画像欠陥が生じやすい。
【０００４】
記録媒体とトナー像担持体との密着性を確保できる転写方式としては、ローラやベルトなどの転写機構部材で記録媒体をトナー像担持体に押圧しながら静電気力でトナー像を記録媒体へ転写するローラ転写、ベルト転写方式が一般的に知られている。静電気力を生じさせる手段としては、転写機構部材に電圧あるいは電流を直接印加する方式（芯金印加方式）と、転写機構部材表面の誘電体層を帯電させる方式（外部帯電方式）が知られている。（特開昭５１−１５１５４４号公報、特開昭４９−１８３３５号公報など）
芯金印加方式は、印刷速度が中低速のカット紙プリンタで一般的に用いられている方式であるが、弾性ローラやベルトなどの転写機構部材を介して記録媒体裏面に必要な電圧を印加したり、電流の供給を行う必要があるため、弾性ローラやベルトの抵抗値範囲が限定されるため、環境や経時での抵抗値の変化で転写効率や画質欠陥などの性能変動が大きく、且つ、その範囲が比較的低抵抗になるため、記録媒体の有無によって転写媒体を流れる電流値が大きく変化し、記録媒体の幅によって転写媒体に印加する電圧あるいは電流値を調整する必要がある。また、転写媒体の抵抗範囲が限定されるため用いる材料にも制限があり、長期にわたり性能を維持することが難しい。
【０００５】
一方、転写機構部材の弾性層上に誘電体層を設け、この誘電体層表面にコロナ帯電器あるいはローラ帯電器などを用いて電荷を供給して所定の帯電を行う外部帯電方式では、感光体幅が５００ｍｍを超え、使用する記録媒体によっては記録媒体外の領域が非常に広くなる連続紙プリンタにおいても、芯金印加方式のように記録媒体外の領域で大量の電流が流れ記録媒体に必要な電界が形成できなくなるという問題が無く、表面の誘電体層にＰＦＡなど耐久性に優れた材料を用いることが可能なため、耐久性の面からも有利である。
【０００６】
しかし、外部帯電方式では帯電器により転写機構部材表面の誘電体層を帯電し、誘電体層に蓄積した電荷を転写機構部材の回転によって記録媒体との接触部（転写ニップ部）に搬送し、転写ニップ部で記録媒体に供給することで転写を行う方式であり、帯電器から転写機構部材の誘電体層に供給された電荷の一部しか転写ニップ部で記録媒体に移動しないため、誘電体層に供給する電荷量が多くなり、誘電体層の誘電率や膜厚設定によっては、誘電体層の帯電電位が心金印加方式に比べ高くなる場合がある。
【０００７】
外部帯電方式によらず、転写機構部材の電位が高いと、記録媒体がトナー担持体と接触する領域である転写ニップ部（以下、転写ニップ部と呼ぶ）の前後の、記録媒体とトナー像担持体との空隙で放電を起こしたり、空隙のある状態でトナー像担持体上のトナーが記録媒体に移動してしまったりして、転写後の画質が劣化するという問題は従来から知られている。
【０００８】
例えば特許文献３では、感光体ドラムに対して転写ベルトを介して補助転写ローラと主転写ローラとを配設し、補助転写ローラに高電界を発生させないための低い電圧を印加しつつ、主転写ローラに十分な転写を実現するための高転写電圧を印加する方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献４では、ニップ前後の記録媒体とトナー像担持体との間に空隙がある位置に記録媒体に接触させた電圧印加部材を設け、対向転写位置から離れるに従って前記環状部材の表面電位との差が漸次減少する分布を有するような構成が開示されている。
【００１０】
また、特許文献５では、記録媒体の性質に応じて、トナーの電荷量を調整する電荷量調整手段と、前記電荷量調整手段によって調整されたトナーの電荷量に応じて、記録媒体のトナー転写面に、記録媒体とトナー担持体との間に空隙がある状態で、電荷を付与する電荷付与手段と、電荷付与手段により付与する被転写材の表面の電荷量を制御する制御手段とを備えた方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５１−１５１５４４号公報
【特許文献２】特開昭４９−１８３３５号公報
【特許文献３】特開２００４−２４６３２３号公報
【特許文献４】特開２００７−３８８０号公報
【特許文献５】特開２００８−１０７６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
連帳紙プリンタの場合、連続した記録媒体に印刷するため、記録媒体に接触する部材の送り精度が記録媒体の走行性能に大きく関わる。
【００１３】
特許文献３、４のように、補助ローラで記録媒体をトナー像担持体に押圧する方式を用いると、補助ローラ軸の傾き、偏芯や荷重の偏りなどによって記録紙の蛇行や、補助ローラ、転写ローラの速度差によってローラ間の記録媒体とトナー担持体の空隙変化を抑制することが難しくなるため、記録媒体に回転部材を押圧すること無くニップ近傍での画質劣化を防止する方式が望ましい。
【００１４】
また、特許文献５のように、トナー像担持体と記録媒体との間に空隙がある状態で記録面と反対側に電圧を印加する方法では、各種の記録媒体に対し、補助ローラから転写ローラに至る領域の間で、放電を起こさず、かつ、空隙のある状態でトナーが記録媒体に転写されないような電界を安定して形成することが難しい。
【００１５】
特許文献６のように、トナー担持体と記録媒体との間に空隙がある状態で、記録媒体表面に、電荷を付与する方法でも、電荷付与部から転写ローラに至る領域の間で、放電を起こさず、かつ、空隙のある状態でトナーが記録媒体に転写されないような電界を安定して形成することは難しい。
【００１６】
本発明の目的は、上記課題を解決し、凹凸の大きい記録媒体など多様な連続記録媒体に高速で印刷領域全域にわたって欠陥の無い高画質の転写が、記録媒体の幅や厚み、環境の影響なく安定して行える長寿命で安価な静電記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するために本発明の第１の手段は、トナー像担持体からトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、連続記録媒体と、記録媒体がトナー像担持体と接触する以前の位置で記録媒体と接触して記録媒体をトナー像担持体と転写機構部材の間に案内する搬送ガイドと、前記転写手段に最表面に誘電体層を有しローラ状に形成された転写機構部材と、前記転写機構部材の表面を外部から帯電させる転写機構部材帯電手段とを備えた静電記録装置において、
前記記録媒体が搬送ガイド下流側でかつ転写手段上流側のトナー像担持体と接触している領域で、記録媒体のトナー像担持体と接触する面とは反対の面に、記録媒体と非接触でトナー極性と反対極性の電荷を供給する電荷付与手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記搬送ガイドを接地したことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記搬送ガイドにトナー極性と同極性の電圧を印加したことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第４の手段は、トナー像担持体からトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、連続記録媒体と、記録媒体がトナー像担持体と接触する以前の位置で記録媒体と接触して記録媒体をトナー像担持体と転写機構部材の間に案内する搬送ガイドと、前記転写手段に最表面に誘電体層を有しローラ状に形成された転写機構部材と、前記転写機構部材の表面を外部から帯電させる転写機構部材帯電手段とを備えた静電記録装置において、
前記記録媒体が転写手段上流側でトナー像担持体と接触している領域に対抗して、記録媒体のトナー像担持体と接触する面と反対の面に対向して、記録媒体と非接触で記録媒体表面に、トナー極性と反対極性の電荷を供給する電荷付与手段を設けた転写装置を有することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記搬送ガイドを接地した転写装置を有することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第６の手段は前記第４の手段において、前記搬送ガイドにトナー極性と同極性の電圧を印加したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、外部帯電転写方式においても、転写ニップ部前後の、記録媒体とトナー担持体との空隙で放電を起こしたり、空隙のある状態でトナー像担持体上のトナーが記録媒体に移動してしまったりして、転写後の画質が劣化するという問題を解決可能で、紙厚や環境の影響を受けずに安定して画質劣化の少ない転写を行える長寿命で安価な静電記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係る連続紙プリンタの概略構成図である。
【図２】その連続紙プリンタの転写装置に用いられる転写ローラの断面図である。
【図３】その連続紙プリンタの転写機構部の動作を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例に係る連続紙プリンタの概略構成図である。
【図５】本発明の実施例に係る両面印刷連続紙プリンタの概略構成図である。
【図６】転写ローラ帯電電位と記録媒体への供給電荷量の関係を示す図である。
【図７】外部帯電方式での転写を近似したモデルを示す図である。
【図８】転写電位計算での記録媒体と転写ローラ、感光体の関係を示す図である。
【図９】用紙両側の空隙が等しい場合の空隙電位差の計算結果を示す図である。
【図１０】用紙を巻きつけた場合の感光体側空隙電位差の計算結果を示す図である。
【図１１】用紙を巻きつけた場合の転写ローラ側空隙電位差の計算結果を示す図である。
【図１２】電荷付与手段の効果を示す転写後の画質評価結果を示す図である。
【図１３】本発明の別の実施形態である転写装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に、本発明の一実施例として、トナー担持体として負帯電のＯＰＣ感光体１を用いた連続紙プリンタの概略構成を示す。
【００２６】
感光体１の外周に帯電器２、露光装置３、現像機４及び転写機構部６が配置されている。帯電器２としてスコロトロン帯電器を用いて感光体１の表面を負極性に一様に帯電した後、露光装置３としてレーザ走査光学系を用い印刷情報に応じて感光体１の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成し、現像機４により静電潜像にトナーを付着させトナー画像を形成する。
【００２７】
記録媒体１６はトラクタ１７により搬送され、転写機構部６により記録媒体１６上に感光体１からトナー像が転写される。記録媒体１６上のトナー像は図示しない定着機３５により記録媒体１６に溶融固着される。感光体１上に残留したトナーは清掃機５によって感光体から除去される。
【００２８】
次に転写機構部６の構成について説明する。転写機構部６は記録媒体１６をガイドする上部搬送ガイド８ａと下部搬送ガイド８ｂを備える転写器ハウジング７、その内部に転写機構部材として配置した転写ローラ９、転写ローラ９の表面に電荷を供給する転写ローラ帯電手段としてコロトロン帯電器１０、及び転写ローラ９が記録媒体１６を介して感光体１と当接する転写ニップ部の後に転写ローラ電位検出手段１１、電位検出手段よりも転写ローラ９の回転方向下流側にコロトロン除電器１２を備える。
【００２９】
下部搬送ガイド８ｂは、先端部が感光体１と転写ローラ９の接触位置より感光体寄りに配置することで、搬送ガイド８ｂを感光体１に押圧することなく、記録媒体１６を転写ニップ上流側で感光体１に巻きつけるような送紙パスを構成させ、搬送ガイド８ｂと転写ローラ９が記録媒体１６を介して感光体１と接触する位置との間で、記録媒体１６と感光体１が接触した領域に対向して感光体１上のトナーと逆極性の電荷を記録媒体１６のトナー転写面と反対の面に、記録媒体１６と非接触で付与する電荷付与部材としてスコロトロン帯電器５０が配置されている。
【００３０】
転写ローラ９は、導電性のシャフト上に導電性の弾性層を有し、最表面は誘電体層で構成されている。この転写ローラ９は、回転可能、かつ揺動可能に支持され、感光体１との離接動作を行えるように構成されている。
【００３１】
転写機構部６の上流側と下流側にトラクタが配置され、記録媒体１６の送り穴にトラクタピンが嵌合し記録媒体１を搬送する。トラクタ１７は図示しないトラクタシャフトで支持され記録媒体搬送モータからの駆動をトラクタ１７に伝達し、トラクタ１７を動作させる。
【００３２】
記録媒体搬送モータが回転すると、転写ローラ９は同期して回転するようになっている。
【００３３】
本実施例では、転写ローラ９の回転は、記録媒体と連動させた構成としているが、個別の駆動源を設けたり、記録媒体に従動して回転する構成としても良い。
【００３４】
トラクタ１７ａと搬送ガイド８ｂの間には、テンショナー１９が設けられており、転写ローラ９と、トラクタ１７ａの速度差などに起因する転写ローラ上流側での記録媒体１６と感光体１との接触状態の変化を防止している。記録媒体１６の感光体１への巻きつけ状態を決めている搬送ガイド８ｂの下流側に、転写ローラ９と感光体１との接触部まで記録媒体１６に接触する部材が無いため、転写ニップ上流側で記録媒体１６を安定して送行させることが可能となっている。
【００３５】
転写ローラ９は感光体１に対して、適正な押圧力でニップ幅を形成可能なように、図示しないスプリングで押圧される。また、転写ローラ９の離接動作のため、転写機構部６はカムによって回動可能となっている。
【００３６】
次に本発明に用いることができる転写ローラ９の構成を図３の断面図を用いて説明する。
【００３７】
転写ローラシャフト９ｃは両端を軸受け２６で支持され、端部にプーリ２１ａを設け、駆動モータ２７にタイミングベルト２８を介して接続されるとともに、接地されている。
【００３８】
転写ローラシャフト９ｃ上には、導電性の弾性層９ｂを設け、さらに最表面に誘電体層９ａを被覆した構成としている。
【００３９】
弾性層９ｂの材料としては、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴムなど一般的な弾性材料に誘電体層９ａの接地電極として作用させるため導電材を混合し体積抵抗率を１０８Ω・ｃｍ以下としたものを用いることが好ましく、１０６Ω・ｃｍ以下としたものを用いることがさらに好ましい。
【００４０】
誘電体層９ａとしては、ＰＥＴ、ＰＥＮなどのポリエステルフィルム、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦなどのフィルムに代表される誘電体フィルムを用いることができるが、耐オゾン性に優れ離型性も良いＰＦＡフィルムで厚みが３０μｍから１００μｍのものを用いることがさらに好ましい。
【００４１】
上記のように構成された転写機構部６の動作について説明する。図３は印刷待機時と印刷時の転写機構部６の状態を示す。
【００４２】
印刷待機時は感光体１と記録媒体１６及び転写ローラ９は非接触の状態にある。印刷開始時には、トラクタ１７により記録媒体１６の搬送が開始され、転写器ハウジング７と転写ローラ９は記録媒体１６の搬送動作開始から、若干、遅れて接離動作を開始し、記録媒体１６の頁先頭位置が転写点に到達する時点で、転写ローラ９の押圧で感光体１に記録媒体１６が接触して、適正なニップ幅が形成され、スプリングの荷重により、転写ローラ９は適正な押圧荷重を感光体１に与える。転写ローラ上流側では、搬送ガイド８ｂが感光体１側に移動することで記録媒体１６が感光体１に巻きつき、転写ローラ上流側の記録媒体１６と感光体１の接触領域で電荷付与部材５０から記録媒体１６にトナーと逆極性の電荷が付与される。
【００４３】
転写ローラ９は、感光体１上のトナー画像部が転写ニップ部に到達した際に、表面が所定の電位に帯電された状態で転写ニップ部に到達している必要があり、前記離間時の回転状態でコロトロン帯電器９での帯電が開始され、規定電位に帯電した表面が転写ニップで記録媒体１６に当接し転写動作を開始する。
【００４４】
印刷停止時は起動時動作の逆の手順で行われ、次の印刷動作に備える。
【００４５】
このように、外部帯電方式のローラ転写では、ローラ表面の誘電体層に外部から電荷を供給し、電荷を供給した誘電体層９ａ表面が、転写ニップ部で記録媒体１６裏面に接触することで、記録媒体１６とトナー担持体間に電界を形成して転写を行う方式であり、蓄積された電荷が全て記録媒体に供給されることは無く、誘電体層９ａの厚みや誘電率によっては、適正な電界を形成するために、誘電体層９ａに供給する電荷量が心金印加型のローラ転写に比べて大きくなる。
【００４６】
図６は、誘電体層に３０μｍのＰＦＡを用いた外部帯電方式の転写ローラを用いて、５５ｋｇ紙で片面印刷を行った場合（シンプレックス）と、一度印刷を行った５５ｋｇ紙の裏面に印刷を行う場合（デュプレックス）の、転写ニップ進入前の転写ローラ帯電電位と、転写ニップ通過前後の転写ローラの電位差から求めた記録媒体への供給電荷量の関係を示す一例である。
【００４７】
一度定着機を通した記録媒体では、記録媒体含水率が低下して抵抗が増加するが、この記録媒体に転写を行った場合、転写ローラの帯電電位をシンプレックス印刷時と同じ電位に帯電した場合、記録媒体に供給される電荷量が少なくなるため、転写効率が低下してしまう。
【００４８】
したがって、紙種や環境に応じて適切な転写効率を得られように転写ローラ９の電圧を設定しようとすると、転写ニップ部通過前の転写ローラ９の表面電位が高電圧になる場合があるが、転写ローラ電圧が高くなると、記録媒体１６とトナー担持体間での放電や空隙でのトナー移動、あるいは記録媒体１６と転写ローラ９間の空隙での放電によって、部分的に転写効率が低下したり、トナー散りが発生したりして転写後の画質が劣化することになる。
【００４９】
外部帯電方式のローラ転写は、図７に示すように接地面の上に感光体層あるいは中間転写ベルトなどの誘電体層の上の空隙層にトナーがあり、その上方に同様に誘電体層である記録媒体、空気層、転写ローラ表面の誘電体層、誘電体層裏面に接地層がある５層の誘電体モデルで近似することができる。
【００５０】
感光体からの転写も、中間転写ベルトや中間転写ドラムからの転写も基本的には同様であるが、感光体からの転写の場合、特に反転現像プロセスを用いた方式の場合、トナーの付着しない背景部がトナーの極性と同極性の高い電位に帯電した状態で転写が行われるため、転写ニップでの電界が背景部で特に大きくなり放電が発生しやすい。そのため、トナー画像部の周辺部でのトナー散りや放電による画像輪郭部の白抜けが、感光体からの転写で特に発生しやすい。
【００５１】
このことから、初期状態として、感光体表面が電位Ｖ２、転写ローラ表面が電位Ｖ１に帯電した状態から、空気層＋記録媒体＋空気層を介して転写ローラ表層と感光体層を直列接続した際の記録媒体両面の空気層の電位差と、パッシェンの放電開始電位差との関係を上記近似モデルで求めた。
【００５２】
転写ローラ表面層厚みを５０μｍ、比誘電率を２．１、用紙厚みを８０μｍ、比誘電率を２．３、感光体膜厚を３２μｍ、比誘電率を３とした。
【００５３】
図８に示すように、転写ローラと用紙、感光体と用紙の間隙が等間隔で変化する場合（ａ）と、トナー担持体である感光体面に記録媒体を間隙８μｍで巻きつけて搬送する場合（ｂ）で、記録媒体両面の空隙の電位差を、図７のモデルに基づき計算すると、（ａ）の場合は図９に示すように、記録媒体のどちらの面の空隙も同様に、転写ローラおよび、感光体電位によるが、間隙が狭くなり１００μｍ程度になると電位差が放電開始電圧を越える、つまり、放電が発生する場合があることがわかる。
【００５４】
一方、トナー担持体側に記録媒体を巻きつけた場合では、図１０に示すように、巻きつけた側の感光体と記録媒体の間の空隙では、（ａ）と同様に転写ローラ電位が１８００Ｖであっても放電が起きないことがわかる。
【００５５】
ところが、図１１に示すように、記録媒体をトナー担持体側に巻きつけた場合の、記録媒体と転写ローラ間の空隙では、（ａ）に比べ放電が発生しやすくなり、転写ローラ電位１８００Ｖで感光体表面電位が０Ｖであっても放電してしまうことがわかる。
【００５６】
つまり、トナー担持体面側での放電を抑制するには、記録媒体の巻きつけが有効であるが、裏面側での放電が発生しやすくなるため、外部帯電方式のように転写ローラ電位が高くなる転写方式では、裏面での放電抑制も考慮する必要がある。
【００５７】
そこで、本発明では、画像面、裏面双方での放電を抑制するため、図１０に示したように、空隙が狭くなっても放電開始電位差を越えないうちに、トナー担持体面に巻きつけることで、画像面での放電を抑制し、かつ、空隙電界が強くなることで、空隙があるうちにトナー担持体からトナーが記録媒体に付着してしまうことを抑制したうえで、記録媒体とローラ間の空隙での放電を抑制するために、記録媒体がトナー担持体と接触したのちに、記録媒体裏面に、トナーと逆極性の電荷つまり、転写ローラと同極性の電荷を付与することで、記録媒体と転写ローラ間の電位差を小さくすることで上記問題を解決した。
つまり、用紙ガイド８ｂによって記録媒体１６をトナー担持体である感光体１に巻きつけることで、画像面での放電を抑制し、記録媒体１６が感光体１と接触した領域で電荷付与部材であるコロトロン５０から記録媒体１６に非接触でトナーと逆極性つまり転写ローラ９の電位と同極性の電荷を付与することで、空隙での転写ローラ９と記録媒体１６の電位差が放電開始電圧を越えないようにした。
【００５８】
この際、上記のように用紙ガイド８ｂを感光体１に当接させず、かつ、用紙ガイド８ｂから、転写ローラ９と感光体１の接触部までの間に、記録媒体１６と当接する部材を設けない構成としたことで、テンショナー１９の効果によって、記録媒体１６走行中の用紙ガイド８ｂから転写ローラ９間の記録媒体１６の送行が安定し、転写ニップ近傍での空隙が変動することも無く、画質劣化の少ない転写を行うことが可能となった。
【００５９】
図１２は、上記構成で転写ローラ９を帯電するコロトロン帯電器９の放電電流と、転写機構部材１６に電荷を付与するコロトロン帯電器５０の放電電流を変化させたときの印刷速度１４００ｍｍ／ｓでの転写画質評価結果を示すものであるが、記録媒体１６への電荷付与によって、べた散りや放電による画質劣化の発生しない範囲を大幅に拡大することが可能になった。
【００６０】
図１３に示すように、搬送ガイド８ｂを接地し、上部搬送ガイド８ａと導通した転写機ハウジング７を抵抗を介して接地した以外は、実施例１と同じ構成である。
【００６１】
上部搬送ガイド８ａから記録媒体１６が剥離する部分でも剥離放電が発生する場合があるため、上部搬送ガイド８ａを１ＭΩの抵抗を介して設置することで、剥離の際の電界変化を緩和させ、下部搬送ガイド８ｂは転写器ハウジング７とは絶縁して接地することで、記録媒体の搬送中の摩擦帯電などでの帯電を接地させた搬送ガイド８ｂに接触させて除電する構成としたものである。低湿環境での転写前の用紙除電と、転写後の搬送ガイドでの剥離放電での画質劣化を防止することが可能となり、環境変化時の画質安定性を向上させることが可能となる。
【００６２】
さらに、上記で下部搬送ガイド８ｂを接地では無く、トナー極性と逆極性の電圧を印加可能なように電源を接続し、湿度センサで湿度を検出したうえで、湿度が低いほど印加する電圧の絶対値が大きくなるように、既知の制御方法で印加電圧を変更することで、高湿時にコロトロン５０や転写ローラ９から記録媒体１６に付与された電荷が、記録媒体１６を介して搬送ガイド８ｂからリークすることで転写不良が発生することを防止することができる。
【００６３】
図４に本発明の転写装置を用いた連続紙プリンタの一実施例を示す。
【００６４】
直径２６２ｍｍの感光体１の周面に沿って帯電器２、露光装置３、現像機４及び転写機構部６が配置されている。一方、記録媒体１６は記録媒体搬送装置１７、３１、３２により転写機構部６に搬送され、転写機構部６により記録媒体１６上にトナー像が転写される。記録媒体１６上のトナー像はプレヒータ３２を通過時に、トナー樹脂の転移温度付近まで加熱された後、ヒータを内蔵した加熱ローラ３３とバックアップローラ３４からなる定着機３５によりトナー像はウェブ１６に溶融固着される。
なお、図５に示すように本画像形成装置を２台使用することで、両面印刷を行うことができる。
【００６５】
本発明の転写装置を用いたことで、プロセス速度約１７００ｍｍ／ｓの超高速で高画質の印刷を長期にわたり安定して行うことができる。
【００６６】
以上、感光体からの転写で本発明を説明したが、感光体ではなく中間転写ベルトや中間転写ドラムから記録媒体への転写へも同様に適用可能である。
【００６７】
したがって、本発明を中間転写方式を用いたカラー静電プリンタの２次転写に用いことで、紙厚や環境の影響を受けずに安定して画質劣化の少ない転写を行える長寿命で安価なカラー転写装置及び、これを用いたカラー連帳静電記録装置を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１：感光体、２：帯電部材、３：露光装置、４：現像機、６：転写機構部、７：転写ハウジング、９：転写ローラ、１０：転写ローラ帯電手段、１６：記録媒体、１７ａ、１７ｂ：トラクタ、５０：電荷付与手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続紙を用いる電子写真方式のプリンタ、複写機等の静電記録装置に係り、特に表面を帯電させたローラを記録媒体に当接することで像担持体からトナー像を記録媒体へ転写させる転写装置における画質向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた連続紙プリンタは、記録媒体ジャムなどの障害が少なく１０００ｍｍ／ｓを超える高速で印刷を行えることから、ダイレクトメールや請求書、マニュアル、書物等の多用途の印刷に使用されるようになってきた。使用される用途の拡大に伴い、粗面紙など表面凹凸の大きい記録媒体が用いられる機会が増加しているが、このような記録媒体を用いた場合、感光体や中間転写媒体などのトナー像担持体から記録媒体へトナー像を転写する際、密着性が悪いため画像欠陥が生じやすいという問題がある。
【０００３】
また、連続紙プリンタで両面印刷を行う場合、２台のプリンタを並べ１台目で印刷を行った後の記録媒体を反転させて２台目の装置で裏面を印刷するタンデム方式が一般に用いられているが、この場合、表面凹凸の少ない記録媒体においても、１台目の定着で記録媒体が収縮して凹凸が生じるため、２台目の転写の際に画像欠陥が生じやすい。
【０００４】
記録媒体とトナー像担持体との密着性を確保できる転写方式としては、ローラやベルトなどの転写機構部材で記録媒体をトナー像担持体に押圧しながら静電気力でトナー像を記録媒体へ転写するローラ転写、ベルト転写方式が一般的に知られている。静電気力を生じさせる手段としては、転写機構部材に電圧あるいは電流を直接印加する方式（芯金印加方式）と、転写機構部材表面の誘電体層を帯電させる方式（外部帯電方式）が知られている。（特開昭５１−１５１５４４号公報、特開昭４９−１８３３５号公報など）
芯金印加方式は、印刷速度が中低速のカット紙プリンタで一般的に用いられている方式であるが、弾性ローラやベルトなどの転写機構部材を介して記録媒体裏面に必要な電圧を印加したり、電流の供給を行う必要があるため、弾性ローラやベルトの抵抗値範囲が限定されるため、環境や経時での抵抗値の変化で転写効率や画質欠陥などの性能変動が大きく、且つ、その範囲が比較的低抵抗になるため、記録媒体の有無によって転写媒体を流れる電流値が大きく変化し、記録媒体の幅によって転写媒体に印加する電圧あるいは電流値を調整する必要がある。また、転写媒体の抵抗範囲が限定されるため用いる材料にも制限があり、長期にわたり性能を維持することが難しい。
【０００５】
一方、転写機構部材の弾性層上に誘電体層を設け、この誘電体層表面にコロナ帯電器あるいはローラ帯電器などを用いて電荷を供給して所定の帯電を行う外部帯電方式では、感光体幅が５００ｍｍを超え、使用する記録媒体によっては記録媒体外の領域が非常に広くなる連続紙プリンタにおいても、芯金印加方式のように記録媒体外の領域で大量の電流が流れ記録媒体に必要な電界が形成できなくなるという問題が無く、表面の誘電体層にＰＦＡなど耐久性に優れた材料を用いることが可能なため、耐久性の面からも有利である。
【０００６】
しかし、外部帯電方式では帯電器により転写機構部材表面の誘電体層を帯電し、誘電体層に蓄積した電荷を転写機構部材の回転によって記録媒体との接触部（転写ニップ部）に搬送し、転写ニップ部で記録媒体に供給することで転写を行う方式であり、帯電器から転写機構部材の誘電体層に供給された電荷の一部しか転写ニップ部で記録媒体に移動しないため、誘電体層に供給する電荷量が多くなり、誘電体層の誘電率や膜厚設定によっては、誘電体層の帯電電位が心金印加方式に比べ高くなる場合がある。
【０００７】
外部帯電方式によらず、転写機構部材の電位が高いと、記録媒体がトナー担持体と接触する領域である転写ニップ部（以下、転写ニップ部と呼ぶ）の前後の、記録媒体とトナー像担持体との空隙で放電を起こしたり、空隙のある状態でトナー像担持体上のトナーが記録媒体に移動してしまったりして、転写後の画質が劣化するという問題は従来から知られている。
【０００８】
例えば特許文献３では、感光体ドラムに対して転写ベルトを介して補助転写ローラと主転写ローラとを配設し、補助転写ローラに高電界を発生させないための低い電圧を印加しつつ、主転写ローラに十分な転写を実現するための高転写電圧を印加する方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献４では、ニップ前後の記録媒体とトナー像担持体との間に空隙がある位置に記録媒体に接触させた電圧印加部材を設け、対向転写位置から離れるに従って前記環状部材の表面電位との差が漸次減少する分布を有するような構成が開示されている。
【００１０】
また、特許文献５では、記録媒体の性質に応じて、トナーの電荷量を調整する電荷量調整手段と、前記電荷量調整手段によって調整されたトナーの電荷量に応じて、記録媒体のトナー転写面に、記録媒体とトナー担持体との間に空隙がある状態で、電荷を付与する電荷付与手段と、電荷付与手段により付与する被転写材の表面の電荷量を制御する制御手段とを備えた方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５１−１５１５４４号公報
【特許文献２】特開昭４９−１８３３５号公報
【特許文献３】特開２００４−２４６３２３号公報
【特許文献４】特開２００７−３８８０号公報
【特許文献５】特開２００８−１０７６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
連帳紙プリンタの場合、連続した記録媒体に印刷するため、記録媒体に接触する部材の送り精度が記録媒体の走行性能に大きく関わる。
【００１３】
特許文献３、４のように、補助ローラで記録媒体をトナー像担持体に押圧する方式を用いると、補助ローラ軸の傾き、偏芯や荷重の偏りなどによって記録紙の蛇行や、補助ローラ、転写ローラの速度差によってローラ間の記録媒体とトナー担持体の空隙変化を抑制することが難しくなるため、記録媒体に回転部材を押圧すること無くニップ近傍での画質劣化を防止する方式が望ましい。
【００１４】
また、特許文献５のように、トナー像担持体と記録媒体との間に空隙がある状態で記録面と反対側に電圧を印加する方法では、各種の記録媒体に対し、補助ローラから転写ローラに至る領域の間で、放電を起こさず、かつ、空隙のある状態でトナーが記録媒体に転写されないような電界を安定して形成することが難しい。
【００１５】
特許文献６のように、トナー担持体と記録媒体との間に空隙がある状態で、記録媒体表面に、電荷を付与する方法でも、電荷付与部から転写ローラに至る領域の間で、放電を起こさず、かつ、空隙のある状態でトナーが記録媒体に転写されないような電界を安定して形成することは難しい。
【００１６】
本発明の目的は、上記課題を解決し、凹凸の大きい記録媒体など多様な連続記録媒体に高速で印刷領域全域にわたって欠陥の無い高画質の転写が、記録媒体の幅や厚み、環境の影響なく安定して行える長寿命で安価な静電記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するために本発明の第１の手段は、トナー像担持体からトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、連続記録媒体と、記録媒体がトナー像担持体と接触する以前の位置で記録媒体と接触して記録媒体をトナー像担持体と転写機構部材の間に案内する搬送ガイドと、前記転写手段に最表面に誘電体層を有しローラ状に形成された転写機構部材と、前記転写機構部材の表面を外部から帯電させる転写機構部材帯電手段とを備えた静電記録装置において、
前記記録媒体が搬送ガイド下流側でかつ転写手段上流側のトナー像担持体と接触している領域で、記録媒体のトナー像担持体と接触する面とは反対の面に、記録媒体と非接触でトナー極性と反対極性の電荷を供給する電荷付与手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記搬送ガイドを接地したことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記搬送ガイドにトナー極性と同極性の電圧を印加したことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第４の手段は、トナー像担持体からトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、連続記録媒体と、記録媒体がトナー像担持体と接触する以前の位置で記録媒体と接触して記録媒体をトナー像担持体と転写機構部材の間に案内する搬送ガイドと、前記転写手段に最表面に誘電体層を有しローラ状に形成された転写機構部材と、前記転写機構部材の表面を外部から帯電させる転写機構部材帯電手段とを備えた静電記録装置において、
前記記録媒体が転写手段上流側でトナー像担持体と接触している領域に対抗して、記録媒体のトナー像担持体と接触する面と反対の面に対向して、記録媒体と非接触で記録媒体表面に、トナー極性と反対極性の電荷を供給する電荷付与手段を設けた転写装置を有することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記搬送ガイドを接地した転写装置を有することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第６の手段は前記第４の手段において、前記搬送ガイドにトナー極性と同極性の電圧を印加したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、外部帯電転写方式においても、転写ニップ部前後の、記録媒体とトナー担持体との空隙で放電を起こしたり、空隙のある状態でトナー像担持体上のトナーが記録媒体に移動してしまったりして、転写後の画質が劣化するという問題を解決可能で、紙厚や環境の影響を受けずに安定して画質劣化の少ない転写を行える長寿命で安価な静電記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係る連続紙プリンタの概略構成図である。
【図２】その連続紙プリンタの転写装置に用いられる転写ローラの断面図である。
【図３】その連続紙プリンタの転写機構部の動作を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例に係る連続紙プリンタの概略構成図である。
【図５】本発明の実施例に係る両面印刷連続紙プリンタの概略構成図である。
【図６】転写ローラ帯電電位と記録媒体への供給電荷量の関係を示す図である。
【図７】外部帯電方式での転写を近似したモデルを示す図である。
【図８】転写電位計算での記録媒体と転写ローラ、感光体の関係を示す図である。
【図９】用紙両側の空隙が等しい場合の空隙電位差の計算結果を示す図である。
【図１０】用紙を巻きつけた場合の感光体側空隙電位差の計算結果を示す図である。
【図１１】用紙を巻きつけた場合の転写ローラ側空隙電位差の計算結果を示す図である。
【図１２】電荷付与手段の効果を示す転写後の画質評価結果を示す図である。
【図１３】本発明の別の実施形態である転写装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に、本発明の一実施例として、トナー担持体として負帯電のＯＰＣ感光体１を用いた連続紙プリンタの概略構成を示す。
【００２６】
感光体１の外周に帯電器２、露光装置３、現像機４及び転写機構部６が配置されている。帯電器２としてスコロトロン帯電器を用いて感光体１の表面を負極性に一様に帯電した後、露光装置３としてレーザ走査光学系を用い印刷情報に応じて感光体１の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成し、現像機４により静電潜像にトナーを付着させトナー画像を形成する。
【００２７】
記録媒体１６はトラクタ１７により搬送され、転写機構部６により記録媒体１６上に感光体１からトナー像が転写される。記録媒体１６上のトナー像は図示しない定着機３５により記録媒体１６に溶融固着される。感光体１上に残留したトナーは清掃機５によって感光体から除去される。
【００２８】
次に転写機構部６の構成について説明する。転写機構部６は記録媒体１６をガイドする上部搬送ガイド８ａと下部搬送ガイド８ｂを備える転写器ハウジング７、その内部に転写機構部材として配置した転写ローラ９、転写ローラ９の表面に電荷を供給する転写ローラ帯電手段としてコロトロン帯電器１０、及び転写ローラ９が記録媒体１６を介して感光体１と当接する転写ニップ部の後に転写ローラ電位検出手段１１、電位検出手段よりも転写ローラ９の回転方向下流側にコロトロン除電器１２を備える。
【００２９】
下部搬送ガイド８ｂは、先端部が感光体１と転写ローラ９の接触位置より感光体寄りに配置することで、搬送ガイド８ｂを感光体１に押圧することなく、記録媒体１６を転写ニップ上流側で感光体１に巻きつけるような送紙パスを構成させ、搬送ガイド８ｂと転写ローラ９が記録媒体１６を介して感光体１と接触する位置との間で、記録媒体１６と感光体１が接触した領域に対向して感光体１上のトナーと逆極性の電荷を記録媒体１６のトナー転写面と反対の面に、記録媒体１６と非接触で付与する電荷付与部材としてスコロトロン帯電器５０が配置されている。
【００３０】
転写ローラ９は、導電性のシャフト上に導電性の弾性層を有し、最表面は誘電体層で構成されている。この転写ローラ９は、回転可能、かつ揺動可能に支持され、感光体１との離接動作を行えるように構成されている。
【００３１】
転写機構部６の上流側と下流側にトラクタが配置され、記録媒体１６の送り穴にトラクタピンが嵌合し記録媒体１を搬送する。トラクタ１７は図示しないトラクタシャフトで支持され記録媒体搬送モータからの駆動をトラクタ１７に伝達し、トラクタ１７を動作させる。
【００３２】
記録媒体搬送モータが回転すると、転写ローラ９は同期して回転するようになっている。
【００３３】
本実施例では、転写ローラ９の回転は、記録媒体と連動させた構成としているが、個別の駆動源を設けたり、記録媒体に従動して回転する構成としても良い。
【００３４】
トラクタ１７ａと搬送ガイド８ｂの間には、テンショナー１９が設けられており、転写ローラ９と、トラクタ１７ａの速度差などに起因する転写ローラ上流側での記録媒体１６と感光体１との接触状態の変化を防止している。記録媒体１６の感光体１への巻きつけ状態を決めている搬送ガイド８ｂの下流側に、転写ローラ９と感光体１との接触部まで記録媒体１６に接触する部材が無いため、転写ニップ上流側で記録媒体１６を安定して送行させることが可能となっている。
【００３５】
転写ローラ９は感光体１に対して、適正な押圧力でニップ幅を形成可能なように、図示しないスプリングで押圧される。また、転写ローラ９の離接動作のため、転写機構部６はカムによって回動可能となっている。
【００３６】
次に本発明に用いることができる転写ローラ９の構成を図３の断面図を用いて説明する。
【００３７】
転写ローラシャフト９ｃは両端を軸受け２６で支持され、端部にプーリ２１ａを設け、駆動モータ２７にタイミングベルト２８を介して接続されるとともに、接地されている。
【００３８】
転写ローラシャフト９ｃ上には、導電性の弾性層９ｂを設け、さらに最表面に誘電体層９ａを被覆した構成としている。
【００３９】
弾性層９ｂの材料としては、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴムなど一般的な弾性材料に誘電体層９ａの接地電極として作用させるため導電材を混合し体積抵抗率を１０８Ω・ｃｍ以下としたものを用いることが好ましく、１０６Ω・ｃｍ以下としたものを用いることがさらに好ましい。
【００４０】
誘電体層９ａとしては、ＰＥＴ、ＰＥＮなどのポリエステルフィルム、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦなどのフィルムに代表される誘電体フィルムを用いることができるが、耐オゾン性に優れ離型性も良いＰＦＡフィルムで厚みが３０μｍから１００μｍのものを用いることがさらに好ましい。
【００４１】
上記のように構成された転写機構部６の動作について説明する。図３は印刷待機時と印刷時の転写機構部６の状態を示す。
【００４２】
印刷待機時は感光体１と記録媒体１６及び転写ローラ９は非接触の状態にある。印刷開始時には、トラクタ１７により記録媒体１６の搬送が開始され、転写器ハウジング７と転写ローラ９は記録媒体１６の搬送動作開始から、若干、遅れて接離動作を開始し、記録媒体１６の頁先頭位置が転写点に到達する時点で、転写ローラ９の押圧で感光体１に記録媒体１６が接触して、適正なニップ幅が形成され、スプリングの荷重により、転写ローラ９は適正な押圧荷重を感光体１に与える。転写ローラ上流側では、搬送ガイド８ｂが感光体１側に移動することで記録媒体１６が感光体１に巻きつき、転写ローラ上流側の記録媒体１６と感光体１の接触領域で電荷付与部材５０から記録媒体１６にトナーと逆極性の電荷が付与される。
【００４３】
転写ローラ９は、感光体１上のトナー画像部が転写ニップ部に到達した際に、表面が所定の電位に帯電された状態で転写ニップ部に到達している必要があり、前記離間時の回転状態でコロトロン帯電器９での帯電が開始され、規定電位に帯電した表面が転写ニップで記録媒体１６に当接し転写動作を開始する。
【００４４】
印刷停止時は起動時動作の逆の手順で行われ、次の印刷動作に備える。
【００４５】
このように、外部帯電方式のローラ転写では、ローラ表面の誘電体層に外部から電荷を供給し、電荷を供給した誘電体層９ａ表面が、転写ニップ部で記録媒体１６裏面に接触することで、記録媒体１６とトナー担持体間に電界を形成して転写を行う方式であり、蓄積された電荷が全て記録媒体に供給されることは無く、誘電体層９ａの厚みや誘電率によっては、適正な電界を形成するために、誘電体層９ａに供給する電荷量が心金印加型のローラ転写に比べて大きくなる。
【００４６】
図６は、誘電体層に３０μｍのＰＦＡを用いた外部帯電方式の転写ローラを用いて、５５ｋｇ紙で片面印刷を行った場合（シンプレックス）と、一度印刷を行った５５ｋｇ紙の裏面に印刷を行う場合（デュプレックス）の、転写ニップ進入前の転写ローラ帯電電位と、転写ニップ通過前後の転写ローラの電位差から求めた記録媒体への供給電荷量の関係を示す一例である。
【００４７】
一度定着機を通した記録媒体では、記録媒体含水率が低下して抵抗が増加するが、この記録媒体に転写を行った場合、転写ローラの帯電電位をシンプレックス印刷時と同じ電位に帯電した場合、記録媒体に供給される電荷量が少なくなるため、転写効率が低下してしまう。
【００４８】
したがって、紙種や環境に応じて適切な転写効率を得られように転写ローラ９の電圧を設定しようとすると、転写ニップ部通過前の転写ローラ９の表面電位が高電圧になる場合があるが、転写ローラ電圧が高くなると、記録媒体１６とトナー担持体間での放電や空隙でのトナー移動、あるいは記録媒体１６と転写ローラ９間の空隙での放電によって、部分的に転写効率が低下したり、トナー散りが発生したりして転写後の画質が劣化することになる。
【００４９】
外部帯電方式のローラ転写は、図７に示すように接地面の上に感光体層あるいは中間転写ベルトなどの誘電体層の上の空隙層にトナーがあり、その上方に同様に誘電体層である記録媒体、空気層、転写ローラ表面の誘電体層、誘電体層裏面に接地層がある５層の誘電体モデルで近似することができる。
【００５０】
感光体からの転写も、中間転写ベルトや中間転写ドラムからの転写も基本的には同様であるが、感光体からの転写の場合、特に反転現像プロセスを用いた方式の場合、トナーの付着しない背景部がトナーの極性と同極性の高い電位に帯電した状態で転写が行われるため、転写ニップでの電界が背景部で特に大きくなり放電が発生しやすい。そのため、トナー画像部の周辺部でのトナー散りや放電による画像輪郭部の白抜けが、感光体からの転写で特に発生しやすい。
【００５１】
このことから、初期状態として、感光体表面が電位Ｖ２、転写ローラ表面が電位Ｖ１に帯電した状態から、空気層＋記録媒体＋空気層を介して転写ローラ表層と感光体層を直列接続した際の記録媒体両面の空気層の電位差と、パッシェンの放電開始電位差との関係を上記近似モデルで求めた。
【００５２】
転写ローラ表面層厚みを５０μｍ、比誘電率を２．１、用紙厚みを８０μｍ、比誘電率を２．３、感光体膜厚を３２μｍ、比誘電率を３とした。
【００５３】
図８に示すように、転写ローラと用紙、感光体と用紙の間隙が等間隔で変化する場合（ａ）と、トナー担持体である感光体面に記録媒体を間隙８μｍで巻きつけて搬送する場合（ｂ）で、記録媒体両面の空隙の電位差を、図７のモデルに基づき計算すると、（ａ）の場合は図９に示すように、記録媒体のどちらの面の空隙も同様に、転写ローラおよび、感光体電位によるが、間隙が狭くなり１００μｍ程度になると電位差が放電開始電圧を越える、つまり、放電が発生する場合があることがわかる。
【００５４】
一方、トナー担持体側に記録媒体を巻きつけた場合では、図１０に示すように、巻きつけた側の感光体と記録媒体の間の空隙では、（ａ）と同様に転写ローラ電位が１８００Ｖであっても放電が起きないことがわかる。
【００５５】
ところが、図１１に示すように、記録媒体をトナー担持体側に巻きつけた場合の、記録媒体と転写ローラ間の空隙では、（ａ）に比べ放電が発生しやすくなり、転写ローラ電位１８００Ｖで感光体表面電位が０Ｖであっても放電してしまうことがわかる。
【００５６】
つまり、トナー担持体面側での放電を抑制するには、記録媒体の巻きつけが有効であるが、裏面側での放電が発生しやすくなるため、外部帯電方式のように転写ローラ電位が高くなる転写方式では、裏面での放電抑制も考慮する必要がある。
【００５７】
そこで、本発明では、画像面、裏面双方での放電を抑制するため、図１０に示したように、空隙が狭くなっても放電開始電位差を越えないうちに、トナー担持体面に巻きつけることで、画像面での放電を抑制し、かつ、空隙電界が強くなることで、空隙があるうちにトナー担持体からトナーが記録媒体に付着してしまうことを抑制したうえで、記録媒体とローラ間の空隙での放電を抑制するために、記録媒体がトナー担持体と接触したのちに、記録媒体裏面に、トナーと逆極性の電荷つまり、転写ローラと同極性の電荷を付与することで、記録媒体と転写ローラ間の電位差を小さくすることで上記問題を解決した。
つまり、用紙ガイド８ｂによって記録媒体１６をトナー担持体である感光体１に巻きつけることで、画像面での放電を抑制し、記録媒体１６が感光体１と接触した領域で電荷付与部材であるコロトロン５０から記録媒体１６に非接触でトナーと逆極性つまり転写ローラ９の電位と同極性の電荷を付与することで、空隙での転写ローラ９と記録媒体１６の電位差が放電開始電圧を越えないようにした。
【００５８】
この際、上記のように用紙ガイド８ｂを感光体１に当接させず、かつ、用紙ガイド８ｂから、転写ローラ９と感光体１の接触部までの間に、記録媒体１６と当接する部材を設けない構成としたことで、テンショナー１９の効果によって、記録媒体１６走行中の用紙ガイド８ｂから転写ローラ９間の記録媒体１６の送行が安定し、転写ニップ近傍での空隙が変動することも無く、画質劣化の少ない転写を行うことが可能となった。
【００５９】
図１２は、上記構成で転写ローラ９を帯電するコロトロン帯電器９の放電電流と、転写機構部材１６に電荷を付与するコロトロン帯電器５０の放電電流を変化させたときの印刷速度１４００ｍｍ／ｓでの転写画質評価結果を示すものであるが、記録媒体１６への電荷付与によって、べた散りや放電による画質劣化の発生しない範囲を大幅に拡大することが可能になった。
【００６０】
図１３に示すように、搬送ガイド８ｂを接地し、上部搬送ガイド８ａと導通した転写機ハウジング７を抵抗を介して接地した以外は、実施例１と同じ構成である。
【００６１】
上部搬送ガイド８ａから記録媒体１６が剥離する部分でも剥離放電が発生する場合があるため、上部搬送ガイド８ａを１ＭΩの抵抗を介して設置することで、剥離の際の電界変化を緩和させ、下部搬送ガイド８ｂは転写器ハウジング７とは絶縁して接地することで、記録媒体の搬送中の摩擦帯電などでの帯電を接地させた搬送ガイド８ｂに接触させて除電する構成としたものである。低湿環境での転写前の用紙除電と、転写後の搬送ガイドでの剥離放電での画質劣化を防止することが可能となり、環境変化時の画質安定性を向上させることが可能となる。
【００６２】
さらに、上記で下部搬送ガイド８ｂを接地では無く、トナー極性と逆極性の電圧を印加可能なように電源を接続し、湿度センサで湿度を検出したうえで、湿度が低いほど印加する電圧の絶対値が大きくなるように、既知の制御方法で印加電圧を変更することで、高湿時にコロトロン５０や転写ローラ９から記録媒体１６に付与された電荷が、記録媒体１６を介して搬送ガイド８ｂからリークすることで転写不良が発生することを防止することができる。
【００６３】
図４に本発明の転写装置を用いた連続紙プリンタの一実施例を示す。
【００６４】
直径２６２ｍｍの感光体１の周面に沿って帯電器２、露光装置３、現像機４及び転写機構部６が配置されている。一方、記録媒体１６は記録媒体搬送装置１７、３１、３２により転写機構部６に搬送され、転写機構部６により記録媒体１６上にトナー像が転写される。記録媒体１６上のトナー像はプレヒータ３２を通過時に、トナー樹脂の転移温度付近まで加熱された後、ヒータを内蔵した加熱ローラ３３とバックアップローラ３４からなる定着機３５によりトナー像はウェブ１６に溶融固着される。
なお、図５に示すように本画像形成装置を２台使用することで、両面印刷を行うことができる。
【００６５】
本発明の転写装置を用いたことで、プロセス速度約１７００ｍｍ／ｓの超高速で高画質の印刷を長期にわたり安定して行うことができる。
【００６６】
以上、感光体からの転写で本発明を説明したが、感光体ではなく中間転写ベルトや中間転写ドラムから記録媒体への転写へも同様に適用可能である。
【００６７】
したがって、本発明を中間転写方式を用いたカラー静電プリンタの２次転写に用いことで、紙厚や環境の影響を受けずに安定して画質劣化の少ない転写を行える長寿命で安価なカラー転写装置及び、これを用いたカラー連帳静電記録装置を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１：感光体、２：帯電部材、３：露光装置、４：現像機、６：転写機構部、７：転写ハウジング、９：転写ローラ、１０：転写ローラ帯電手段、１６：記録媒体、１７ａ、１７ｂ：トラクタ、５０：電荷付与手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像担持体からトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、連続記録媒体と、記録媒体がトナー像担持体と接触する以前の位置で記録媒体と接触して記録媒体をトナー像担持体と転写機構部材の間に案内する搬送ガイドと、前記転写手段に最表面に誘電体層を有しローラ状に形成された転写機構部材と、前記転写機構部材の表面を外部から帯電させる転写機構部材帯電手段とを備えた静電記録装置において、
前記記録媒体が搬送ガイド下流側でかつ転写手段上流側のトナー像担持体と接触している領域で、記録媒体のトナー像担持体と接触する面とは反対の面に、記録媒体と非接触でトナー極性と反対極性の電荷を供給する電荷付与手段を設けたことを特徴とする静電記録装置。
【請求項２】
前記搬送ガイドを接地したことを特徴とする請求項１記載の静電記録装置。
【請求項３】
前記搬送ガイドにトナー極性と同極性の電圧を印加したことを特徴とする請求１記載の静電記録装置。
【請求項４】
トナー像担持体からトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、連続記録媒体と、記録媒体がトナー像担持体と接触する以前の位置で記録媒体と接触して記録媒体をトナー像担持体と転写機構部材の間に案内する搬送ガイドと、前記転写手段に最表面に誘電体層を有しローラ状に形成された転写機構部材と、前記転写機構部材の表面を外部から帯電させる転写機構部材帯電手段とを備えた静電記録装置において、
前記記録媒体が転写手段上流側でトナー像担持体と接触している領域に対抗して、記録媒体のトナー像担持体と接触する面と反対の面に対向して、記録媒体と非接触で記録媒体表面に、トナー極性と反対極性の電荷を供給する電荷付与手段を設けた転写装置を有することを特徴とする静電記録装置。
【請求項５】
前記搬送ガイドを接地したことを特徴とする請求項４記載の静電記録装置。
【請求項６】
前記搬送ガイドにトナー極性と同極性の電圧を印加したことを特徴とする請求項４記載の静電記録装置。
【請求項１】
トナー像担持体からトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、連続記録媒体と、記録媒体がトナー像担持体と接触する以前の位置で記録媒体と接触して記録媒体をトナー像担持体と転写機構部材の間に案内する搬送ガイドと、前記転写手段に最表面に誘電体層を有しローラ状に形成された転写機構部材と、前記転写機構部材の表面を外部から帯電させる転写機構部材帯電手段とを備えた静電記録装置において、
前記記録媒体が搬送ガイド下流側でかつ転写手段上流側のトナー像担持体と接触している領域で、記録媒体のトナー像担持体と接触する面とは反対の面に、記録媒体と非接触でトナー極性と反対極性の電荷を供給する電荷付与手段を設けたことを特徴とする静電記録装置。
【請求項２】
前記搬送ガイドを接地したことを特徴とする請求項１記載の静電記録装置。
【請求項３】
前記搬送ガイドにトナー極性と同極性の電圧を印加したことを特徴とする請求１記載の静電記録装置。
【請求項４】
トナー像担持体からトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、連続記録媒体と、記録媒体がトナー像担持体と接触する以前の位置で記録媒体と接触して記録媒体をトナー像担持体と転写機構部材の間に案内する搬送ガイドと、前記転写手段に最表面に誘電体層を有しローラ状に形成された転写機構部材と、前記転写機構部材の表面を外部から帯電させる転写機構部材帯電手段とを備えた静電記録装置において、
前記記録媒体が転写手段上流側でトナー像担持体と接触している領域に対抗して、記録媒体のトナー像担持体と接触する面と反対の面に対向して、記録媒体と非接触で記録媒体表面に、トナー極性と反対極性の電荷を供給する電荷付与手段を設けた転写装置を有することを特徴とする静電記録装置。
【請求項５】
前記搬送ガイドを接地したことを特徴とする請求項４記載の静電記録装置。
【請求項６】
前記搬送ガイドにトナー極性と同極性の電圧を印加したことを特徴とする請求項４記載の静電記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１６４７８８（Ｐ２０１０−１６４７８８Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７２１４（Ｐ２００９−７２１４）
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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