JP2579945B2

JP2579945B2 - トナ−転写装置

Info

Publication number: JP2579945B2
Application number: JP62160921A
Authority: JP
Inventors: 靖夫保坂
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1997-02-12
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JPS646988A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は電子写真等の静電記録装置のトナー転写装
置に関する。

（従来の技術）普通紙に記録ができる静電記録装置は、像担持体上の
トナー像を受像シートである転写材に転写する工程を必
要とする。この工程は、像担持体上に形成された帯電し
ているトナー像を、静電力により転写材に転写するもの
である。静電力を発生させる方法としては、コロナ帯電
器を用いる方法と、導電性ローラを用いる方法（米国特
許USP−2626865号参照）がある。

コロナ帯電器を用いる方法は装置構成が簡単なので一
般のモノクロ用複写機に広く採用されている。この装置
はコロナ帯電器で転写材の背面からコロナイオンを発生
させ、転写材に付与したコロナイオンで生じる電界でト
ナー像を転写材に転写させるものである。このときコロ
ナ帯電器からのコロナイオン発生量が同じでも、転写材
の電気抵抗でコロナイオン保持量が異なり、転写電界の
強さが異なることになる。従ってトナーの転写効率も異
なる。一般に転写材に使用している普通紙は、環境湿度
によりその電気抵抗が大きく変化する。そのためカラー
記録のようにカラートナー像を重ねることで色表現を行
なう場合、環境湿度の変化により色バランスがくずれ、
安定したカラー記録の維持がが難かしかった。また、モ
ノクロ記録においても、環境湿度により画像濃度が変化
することがしばしば起った。さらに転写材が像担持体と
接触するときまたは離脱するとき、転写材の帯電電荷に
より気体放電が発生し、転写材に転写されたトナーが飛
散してトナー画像が乱れる問題もあった。特にカラー記
録では、転写材である記録紙の電気抵抗の環境湿度変化
に対し、各色トナーの転写効率が安定であること、各色
のトナー画像を乱さずに精度良く重ねることができるこ
とが強く求められる。

これらのカラー記録に対する問題点を解決するため
に、従来、次の様な提案があった。例えば、それは特開
昭56−164370号に記載されているような、中空ドラムに
貼り付けた絶縁性メッシュの背面（転写材と接触してい
るメッシュの反対側）よりコロナ放電を行ない転写材を
帯電させ、トナー像を有する像担持体とソフトに接触さ
せ、かつ絶縁性メッシュに適当な時定数を持たせること
でトナー転写後の電荷をリークさせ、転写材と感光体間
の気体放電を防止するというものである。しかしこの方
法でも、環境湿度により転写材の電気抵抗が変化し、転
写効率が変わってしまうという問題は解決されていな
い。一方導電性ローラを用いた方法では転写材と像担持
体とを出来るだけソフトに当てる必要がある。転写材と
像担持体上のトナー間に強い圧力が加わると、トナー像
の転写画点の中央部が転写不良となり中抜け現象が生ず
る。この点を改良するために例えば特開昭50−22640号
に見られるような導電面がソフトに転写材と接触するよ
うにした方式がある。この方式は、発泡性の導電ゴムロ
ーラを用い、転写材と像担持体との間に電界を付勢する
ものであり、転写材は帯電せず環境湿度に対して安定し
た転写効率を得ることができるようにしたものである。
また、この導電性ローラは圧縮されると連続的にその電
気抵抗を低下させるので、転写材と像担持体との接触点
（トナー像との接触点）で導電性ローラの電気抵抗が最
も低くなり、そのため転写電界が強くなって転写効率を
上昇させることができる。一方転写材と像担持体との接
触前または離脱時には、導電性ローラの電気抵抗が高く
なり、電界が弱まることで転写材と像担持体間の気体放
電が防止され、トナー飛散のない良質な画像が得られ
る。

しかしながら、発泡性導電ゴムローラを精度良く製作
することが難かしく、また発泡性導電ゴムローラ内部の
気泡内で放電が生じ発泡性導電ゴムローラの寿命を短か
くし、かつこの放電により転写材とトナー担持体との接
触前と離脱時の気体放電を誘発し、画質を劣化させるな
どの問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）以上述べたように発泡性導電ゴムローラを用いるトナ
ー転写装置は、従来の転写方法の中ではすぐれた考えを
有する方法である。しかし発泡性導電ゴムローラは、コ
ロナ帯電器を用いたトナー転写装置より改善されるもの
の、このゴムローラ自体、精度よく製作することが難か
しくさらにローラ内部の気泡内での放電による画質劣化
さらにはゴムローラの短命化が起り実用的ではない。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は環境湿度の影響が少なく、さらにローラ
内部での放電による画質劣化のない良好が転写画像を得
ることにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）この発明は上記問題点を解決するため、転写材と像担
持体とをソフトに接触させる機構と、転写材と像担持体
との接触点で電気抵抗が低下し強い転写電圧が印加でき
る電極構成体とを分離し、それぞれの作用が十分達成で
きるようにしたものである。ソフトに転写材と像担持体
を接触させる機構には発泡性の絶縁性弾性支持体または
張力を持たせた空間中に設けた弾性支持体を用い、この
支持体上の電極構成体には導電層を有し圧力によって導
電率が変化する圧導電性弾性体を用いたものである。こ
の電極構成体に転写電圧印加手段から高電圧を供給して
転写を行なう。

（作用）この発明のトナー転写装置を用いることで、転写材と
像担持体とを常に安定してソストに接触でき、トナー像
の転写画点の中抜けを防止できる。さらにトナー像を転
写させる加圧された領域のみの電極構成体の導電率が低
下することで転写領域のみに高い転写電圧が印加でき、
安定した高効率の転写が可能となる。

（実施例）以下、この発明の一実施例を図面を用い詳細に説明す
る。第１図は本発明による転写ローラの断面構造の概念
図である。第１図（ａ）は発泡性の絶縁性弾性体からな
る支持体を用いたトナー転写装置の図である。トナー転
写装置はアルミドラム（１）上に設けられた発泡性の絶
縁性弾性体（２）と、その上に設けられた導電層（３）
を有する圧力によって導電率が変化する加圧導電性弾性
体（４）の電極構成体（５）からなる。この導電構成体
（５）はアルミローラーに接続バンド（６）により支持
され、アルミローラーと導電層（３）を接触させること
で、外部から転写電圧を供給可能となる。発泡性の絶縁
性弾性体（２）としてはスポンジで知られる発泡性ゴ
ム、気泡を有するポリエステル等の樹脂膜などが使用可
能である。また加圧導電性弾性体にはシリコンゴム中に
金属素子を分散させた加圧導電性ゴムシートがある。こ
の加圧導電性ゴムシートの片面に金属膜を蒸着し、導電
層を形成する。実際の実験においては、加圧導電性弾性
体（４）は厚み01〜1.0mm、特に0.2〜0.5mmにおいて優
れた画質が得られた。又、導電層（３）及び絶縁性弾性
体についても各々厚み１〜100μm,2〜20mmの範囲で優れ
た画質が得られた。

一方、第１図（ｂ）は空間中に弾性支持体を設け、そ
の支持体上に導電層を有する加圧導電性ゴムシートを付
加した別のトナー転写装置の断面図である。アルミドラ
ム（１）の円周沿い空隙（７）を設け、マイラーシート
等の弾性シートの支持体（８）をこの空隙上に張力を加
えて張る。その両端をアルミドラムの接着部（９）に接
着することで空間中に支持体を設ける。このようにして
固定した空間中の弾性支授体上に導電層を有する加圧導
電性ゴムシートを設け、かつアルミローラーとその導電
層とを接触させ、固定バンド（６）でアルミドラムに固
定する。このような構造にすることで加圧導電性ゴムシ
ートの電極層とアルミローラー間の導通をとり、外部か
ら転写電圧を供給することを可能にする。

第１図（ａ），（ｂ）に示すような転写ローラー構成
にすることで、像担持体（10）である感光体と導電層を
有する加圧導電性ゴムシートの電極構成体（５）間の圧
力を、300g/cm²以下のソフトな圧力で接触できる。この
ようにトナー画像を有する感光体と転写用電極構成体と
をソフトに接触させることで、高い圧力で接触させたと
きに生じた画点の中抜けを防止できる。

一方この電極構成体に用いた加圧導電性ゴムシートは
第２図に示すような圧力に対する導電率特性を示し、図
中点Ａで示す150g/cm²程度の圧力で体積抵抗率が約10¹⁰
Ωcmから10¹〜10₂Ωcmに急激に減少する。その結果感光
体と電極構成体間に加えられる300g/cm²以下の低圧力
で、加圧導電性シートは十分オン状態となり転写電圧が
印加できる。

つぎに以上の加圧導電性ゴムシートを用いた本発明に
係るトナー転写装置の一実施例の動作を第３図を用いて
説明する。

トナー像担持体（10）上のトナー像（11）はトナー像
担持体の回転（矢印方向）に従って、トナー転写部（Ｂ
−Ｃ区間）に移送される。トナー転写部でトナー像は転
写材である普通紙（12）に圧接される。この間、トナー
像（11）には高圧発生回路（13）より供給されるトナー
像の電荷（この図では負極性）と逆極性の高圧の転写電
圧が作用し、トナー像は静電的に普通紙に転写され、普
通紙上に画像（14）を形成する。このときトナー転写部
の加圧導電性ゴムシートにかかる押圧力により、加圧導
電性ゴムシートが導通状態となり一定の強い転写電界が
得られる。このとき転写ローラーの発泡性の絶縁性弾性
体、またはローラー上に張られたマイラー支持体の構造
により転写ニップ巾を広くとれ、トナー転写時間が十分
になることで高い転写効率を得ることができる。またト
ナー像担持体が転写材に接触する近辺（第３図Ｃ点近
辺）と、離脱する近辺（第３図Ｂ点近辺）では加圧導電
性ゴムシートに加わる圧力が低下し、抵抗値が増加し転
写電界が著るしく低下し、気中放電が防止される。その
ためトナー飛散がなくなり転写画像（14）の画質は著し
く向上する。

第４図に電極構成体の変形例を示す。第４図（ａ），
（ｂ）は加圧導電性シート上に変成ポリエステル、変成
オレフィン等からなる有機材中にカーボン等の導体の微
粉を混入した抵抗膜15を被覆し、加圧導電性ゴムシート
に直接紙粉等が付着することを防止し、かつ付着した紙
粉の掃き取りを容易にしたものである。この有機の抵抗
膜の抵抗値は10⁶10¹³Ωcm程度の値がよく、好ましくは1
0⁸〜10¹¹Ωcm程度である。以上の本発明による転写装置
に用いる電極構成体は前記加圧導電性ゴムシートの場合
のみに限定されるものではなく、像担持体と転写ローラ
ーとをソフトに接触させる必要のなる他の転写ローラー
一般に適用できる。つまり加圧導電性ゴムシートのかわ
りに単なる抵抗性ゴムシートまたは抵抗性樹脂シートを
用いてもよい。この場合はトナー像担持体が記録媒体に
接触する近辺（第３図Ｃ点近辺）と離脱する近辺第３図
Ｂ点近辺）にて気中放電が生じやすく、転写画像の画質
は多少劣化する。しかし本発明の転写ローラー構造にす
ることで画点の中抜けのない画像を安定して得られる。
このとき、第１図（ｂ）で示したような電極構成体を空
間中に設ける転写装置においては抵抗性ゴムシートまた
は抵抗性樹脂シートからなる電極構成体間に圧力を強制
的に加える必要はない。そのためマイラーシート等の支
持体（８）を用いずに空間中に導電層を有する抵抗性シ
ートのみを設けた構成であってもよい。また第１図
（ａ）に示した発泡性弾性体は絶縁性に限定するもので
はなく導電性発泡性弾性体であってもよい。

つぎに第５図を用い、本発明に係る転写装置を電子写
真装置に適用した実施例について説明する。この図は反
転現象装置を組み込んだ電子写真装置を示す。有機感光
体（以後OPCと示す）（101）にチャージャー（102）を
用いて負電荷（103）を与え、この負電荷を有するOPC上
にレーザー光等による光信号（104）を照射し、反転し
た静電潜像を形成させる。この静電潜像をOPC上の表面
電位と同程度の600Vの負電圧でバイアス（105）された
負極性のトナーを有する現像器（106）で現象し、可視
像（107）をOPC上に形成する。一方転写紙（108）は、
感光体と転写ローラー（109）間に搬送され、2kv近辺の
正電圧（110）が加えられた転写ローラーによって転写
され、転写紙上にトナー画像（111）を形成する。一方
感光体上に残留したトナー（112）はクリーナー装置（1
13）で清掃され、かつ感光体上の静電荷は消去ランプ
（114）により消去されて、感光体は再び使用される。
以上の電子写真装置においては転写紙巾よりも大きい感
光体上の不要画像部のトナーが転写ローラー上に直接転
写され、転写ローラー汚れを生ずる。また転写紙の搬送
ミスが生ずると感光体上のトナー画像全てが転写ローラ
ー上に付着する。さらに装置が正常運転している場合で
も浮遊トナーの付着で転写ローラーが汚れる。この転写
ローラー上のトナー汚れの除去方法について第６図を用
いて説明する。第６図（ａ）は転写ローラーに付着した
トナーを除去するために転写ローラー電圧を利用し、感
光体に再転写させる際の模式図である。この転写ローラ
ー上のトナー汚れ（121）は転写紙の裏汚れを生ずるだ
けでなく、絶縁性トナーが転写ローラーに付着すること
で転写ムラの原因ともなる。このトナーを除去するため
に転写ローラー上に付着した負極性のトナーを5.5kvの
正極性の電圧を印加できる。極性制御用チャージャー
（122）中を矢印Ｂ方向に通過させ正極性にする。この
正極性に変化したトナー（123）は、転写ローラーに加
えられている600vの転写電位と同一の電源（124）によ
り、感光体（101）上に逆転写する。この感光体上に逆
転写したトナー（125）は、感光体周辺に設置されてい
るクリーニング装置（113）により清掃され、感光体は
初期状態になる。またトナーを感光体上に逆転写した後
の転写ローラーはトナーが除去され、再び使用できる。
この一連の工程における感光体上の残留電位は100v近辺
存在してもよいが、より小さい電位であることが望まし
い。以上の転写ローラークリーニング工程中は作像工程
を行なわず、感光体を１回転移動する間にクリーニング
を終了する。この間現像器の動作を停止しておくことで
感光体上にトナーの付着はなくなり、クリーニング効果
は上昇する。同図（ｂ）は、転写ローラーに電圧を印加
することなく、転写ローラー上の付着トナーを感光体に
逆転写させる方式である。作像工程を終了しクリーニン
グを終えて清掃された感光体（101）に、メインチャー
ジャー（102）により作像工程と同極性の負電荷（126）
で−600Vの表面電位が与えられる。この感光体は転写ロ
ーラー（109）部に搬送される。一方転写ローラー上の
負極性の付着トナーは転写ローラー周辺に設けられたト
ナーの極性制御用チャージャーにて正極性に変換され、
負の表面電位を有する感光体上に付着することでトナー
の逆転写が終了する。このとき転写ローラーには正極性
の電圧を印加する必要はない。

この実施例による電子写真式の光プリンターでは、光
が照射された部分を現像する反転現像方式を用い、感光
体の回転ムラ等による画質劣化を減少させている。

〔発明の効果〕

この発明によればチャージャー転写と異なり転写材に
電荷が直接作用することがないので、環境湿度の影響の
少ないトナー転写を行なうことができる。また感光体と
転写材とをソフトに接触でき画点の中抜けのない画像が
得られる。かつ従来のローラー転写装置よりもトナー転
写のニップ巾が広く、一定した電界の強さを維持できる
ので転写効率の高いトナー転写が得られる。またトナー
像担持体と転写材の接触点近辺、離脱点近辺では強い電
界が形成されないためトナー像担持体と転写材間の電中
放電を完全に防止でき、画像乱れのないトナー転写画像
が得られる。また加圧導電性ゴムシート内には気泡が存
在しないため電極構成体内部での気中放電もなく、寿命
の長い安定した電極構成体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明になるトナー転写装置の実施例を示す
断面図、第２図は本発明の実施例に用いた加圧導電性ゴ
ムシートの押圧力と電気抵抗値の関係の例を示す図、第
３図は、本発明のトナー転写装置を用いた転写工程を説
明するための図、第４図はこの発明になるトナー転写装
置の電極構成体の他の実施例を示す図、第５図はこの発
明になるトナー転写装置を用いた電子写真装置の模式
図、第６図は転写ローラー上の付着トナーのクリーニン
グを行なう転写装置の模式図である。２……スポンジ状ゴムシート、３……導電層、４……加
圧導電性シート、７……空隙層、８……弾性支持体、10
1……感光体、109……転写ローラー、122……極性制御
用チャージャー、124……清掃用バイアス電圧。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】転写すべきトナー画像を担持する像担持体
と、この像担持体上のトナー画像を転写材に転写するために
前記像担持体に対向して設けられ、前記像担持体に圧接
される支持体とを具備するトナー転写装置において、前記支持体は、発泡性を備えるか若しくは空隙を介して基材におかれる
弾性支持体と、この弾性支持体上に設けられ、導電層及び加圧によって
抵抗値が可変する加圧導電性弾性体から成る電極構成体
とを備えるものであり、前記電極構成体に電圧を印加して前記トナー画像の転写
を行わしめることを特徴とするトナー転写装置。
【請求項２】前記電極構成体は、前記加圧導電性弾性体
上に体積抵抗率10⁶〜10¹³Ωcmの範囲にある抵抗性樹脂
層を設けて成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のトナー転写装置。
【請求項３】前記電極構成体は、前記加圧導電性弾性体
上に体積抵抗率10⁸〜10¹¹Ωcmの範囲にある抵抗性樹脂
層を設けて成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のトナー転写装置。