JPH09166925A - 多数の平行電極を有した柔軟転写部材及びその使用方法 - Google Patents

多数の平行電極を有した柔軟転写部材及びその使用方法

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JPH09166925A
JPH09166925A JP8305421A JP30542196A JPH09166925A JP H09166925 A JPH09166925 A JP H09166925A JP 8305421 A JP8305421 A JP 8305421A JP 30542196 A JP30542196 A JP 30542196A JP H09166925 A JPH09166925 A JP H09166925A
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JP8305421A
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Rodney R Bucks
ロドニー・アール・バックス
Patricia A Dwyer
パトリシア・エー・ドゥワイアー
Thomas N Tombs
トーマス・エヌ・トゥームズ
William B Vreeland
ウィリアム・ビー・ヴリーランド
Robert E Zeman
ロバート・イー・ゼマン
John W May
ジョン・ダブリュ・メイ
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Eastman Kodak Co
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    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
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    • G03G15/162—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support details of the the intermediate support, e.g. chemical composition

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像装置においてトナー画像の転写を行う際
に、転写部材の柔軟性がなくかつ転写に必要十分な電場
を印加できないため、高い転写効率、高品質の転写画像
を得ることが困難であった。 【解決手段】 転写部材を、柔軟層と、この柔軟層上に
ありトナー画像を受像するための面を有する薄く硬い層
と、この薄く硬い層の反対側の柔軟層の内部に配置され
た個別にアドレス可能な一組の電極とから構成した。こ
の構成によって、薄く硬い層の表面は内部の柔軟層の柔
軟性によって転写すべき受像シートと柔軟に接触するこ
とができ、かつ転写を行う転写挟持部に転写に必要十分
なバイアス電圧を印加して必要な転写電場を付与するこ
とができるため、高い転写効率と高品質の転写画像を得
ることができた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トナー画像の形
成、そして特に、トナー画像の形成に使用可能な転写部
材およびこの転写部材を用いたトナー画像の形成方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、トナー画像を画像部材から受像体
に転写するための電子写真装置において、柔軟ではない
中間転写部材が用いられていた。これら中間転写部材
は、単色（白黒）複写機およびカラー複写機およびプリ
ンタに用いられていた。
【０００３】リマイ等に許可された米国特許第５、０８
４、７３５号、およびザレツスキイ等に許可された米国
特許第５、３７０、９６１号は、厚い柔軟な層と極めて
薄いが固い被覆層を有する中間転写部材を用いること
が、柔軟でない中間転写部材に比較して、小さなトナー
粒子の転写効率を大幅に改善することを示唆している。
上述のザレツスキイの特許およびザレツスキイの米国特
許第５、１８７、５２６は、もし中間転写部材が、トナ
ーの転写を可能にする靜電力を適正化するために、半ば
導体であれば、最良の結果が得られると指摘している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】柔軟な中間転写部材
が、柔軟でない転写部材に比較して有意な改善を示す
が、困難は残る。それは、転写挟持部の近傍において、
中間転写部材と、転写部材から離れた最終の受像シート
との両者への空気絶縁破壊（イオン化）に起因する限界
による困難である。空気絶縁破壊は、転写効率を下げ、
トナー画像の品質を下げる。実際に中間転写部材が温度
変化や湿度変化に敏感な材料で作られているため、これ
らの困難は増幅される。
【０００５】バーソルメ等の米国特許第５、２７６、５
６０号、コイケ等の米国特許第５、３０３、０１３号、
およびバーソルメに１９９５年１０月１７日に許可され
た米国特許第５、４５９、５６０号は、紙の取扱いを助
けるため、またトナー画像の転写中に電気的バイアスを
加えるための多数の平行電極を含む転写ローラを用いる
ことを開示している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記のシステムの転写部
材の利点を組み合わせて、中間転写部材を改良すること
ができることを見いだした。この新たな中間転写部材
は、柔軟層と、柔軟層の上にトナー画像を受像するため
の柔軟層から離れた面に薄くしかし固い層とを有し、別
々にアドレス可能な一連の電極が、薄く固い層から柔軟
層の一部によって離間されて設けられている。
【０００７】本発明の一つの特徴は、画像の形成、特に
多色画像を形成する際の中間体としてこの中間転写部材
を用いることである。
【０００８】本発明の実施の形態によれば、柔軟層内の
アドレス可能な電極から薄く固い層までの測定された厚
さは、少なくとも０．５ｍｍである。柔軟層は１０7 パ
スカル以下のヤング率を有し、薄く固い層は少なくとも
１０8 パスカルのヤング率を有する。より好ましくは、
柔軟層のヤング率は１ｘ１０6 から５ｘ１０6 の範囲で
あることである。薄く固い層は５０ミクロン以下、望ま
しくは１５ミクロン以下の厚さを有し、オームセンチメ
ータ（ｏｈｍ・ｃｍ）の単位で１０5 より大きい抵抗率
を有する。柔軟層の、層厚で割った抵抗率は１０5 オー
ムから１０14オームの範囲、特に望ましい範囲は１０7
オームから１０10オームの範囲である。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、画像形成装置の概略図で
ある。図２および図３は、それぞれ中間転写部材の斜視
図および断面図である。
【００１０】図１を参照する。画像形成装置は、中間転
写部材１と画像部材２を有する。通常の操作において
は、画像部材２上にトナー画像が形成され、このトナー
画像が静電的に中間転写部材１に転写される。トナー画
像形成の他のプロセスは良く知られ、本発明においても
知られた他の工程を用いることが可能であるが、画像部
材２上でのトナー画像の形成は電子写真の方法によって
行われることが望ましい。電子写真の方法においては、
画像部材２は光導電性であり、露光部、例えば、レーザ
露光部７において画像に沿って露光されて、電荷付与部
５において電荷が付与され、画像部材の表面上に静電的
な画像が形成される。この静電画像に、トナー供給部
９、１０、１１の何れかからトナーを供給してトナー画
像とする。トナー供給部９、１０、１１および１２は、
異なった色のトナーが入れられており、トナー画像の色
は、４つの色の中から一色が選択される。
【００１１】トナー画像は画像部材２から中間転写部材
の外表面に、転写挟持部１５内において静電的に転写さ
れる。この転写プロセスは後により詳細に述べる。トナ
ー画像は、次いで、最終的に、写像紙供給部２０から中
間転写部材１と転写保持ローラ２２の間に形成された転
写挟持部２５に供給される受像シートに静電的に転写さ
れる。トナー画像を有する写像紙は、ヒューザ３０に搬
送され、そこで定着され、最終的に取り出しトレー３２
に入れられる。
【００１２】上述のプロセスは、単色の画像を受像シー
ト上に作る。本発明の装置は単色の画像の形成に用いる
ことができるが、特に多色画像の形成に優れている。多
色画像の形成には、一群の静電画像が画像部材２上に形
成され、それぞれの静電画像に、カラートナー供給部
９、１０、１１、１２から別々のカラートナーが供給さ
れて、画像部材２上に一連の異なったカラートナーの画
像が形成される。異なったカラートナー画像は順次画像
転写部材２上に転写され、そこで多色トナー画像が形成
される。上に述べた一般的プロセスは、通常の方法であ
り公知の方法である。
【００１３】多色画像のための極端に小さなトナー粒子
を効率よく転写することは、電子写真的に多色画像を作
る際の最も挑戦的な分野である。
【００１４】図２、図３はそれぞれ転写部材１の斜視
図、および断面図を示している。この転写部材１は、転
写挟持部１５および２５における転写効率および転写品
質を改良する。図２および図３を参照する。中間転写部
材１は、薄く固い被覆層３７を有する柔軟層３５からな
る。個別にアドレス可能な電極４０は、一部柔軟層に入
れられた状態で薄く硬い層から離間されている。電極４
０は柔軟層３５の中央部に配置しても良いが、柔軟層３
５の底部または絶縁層４２上または絶縁層４２に支持さ
れた位置に配置することが望ましい。中間転写部材は、
装置の幾何学的形状によって、ウエブ、ベルト、または
ローラとして良い。それ故、絶縁層４２は、公知のよう
に、アルミニュームローラ、ポリエステルウエブ、ベル
ト支持体あるいは類似のもので支持される。
【００１５】柔軟層３５は、電極４０を薄く固い被覆層
から望ましくは少なくとも０．５ｍｍ離間させる。ある
応用例においては、１ｍｍ以上の厚さがあることが望ま
しい。またさらに、柔軟層は、そのヤング率が１０7 パ
スカル以下、望ましくは、１ｘ１０6 パスカルから５ｘ
１０6 パスカルの範囲であることが望ましい。その抵抗
値率を柔軟層の厚さで割った値は、１０5 オームから１
０14オームの範囲、さらに、１０7 オームから１０10オ
ームの範囲であることがさらに望ましい。転写ドラムに
用いられる、それ自身小量の安定剤を有する通常のポリ
ウレタンは、その他のエラストマ材料と同様に上記の特
性を備えている。薄く固い被覆層３７は、一般にその厚
さが５０ミクロン以下、さらに１５ミクロン以下である
ことが好ましい。また、この薄く固い層のヤング率は、
１０8 パスカル以上、抵抗率は、１０5 オーム・センチ
メータ以上であることが必要である。硬質ポリウレタ
ン、ゾルゲル、セラマー、フッ素化された共重合ポリマ
ーなどは、その組成に適量の帯電防止剤を加えると、全
て被覆層として使用可能であり、上の各特性が得られ
る。
【００１６】電極は、転写部材の経路横断（走行経路を
横切る）方向に、一般に互いに平行に配置されている。
これら電極は、銅、ニッケル、炭素といった適切な導体
で構成される。電極は転写挟持部内に電場を印加し、ト
ナー粒子が画像部材から中間転写部材に転写され、最終
的には、中間転写部材から紙などの受像体に転写され
る。電極は選択的に電気的にバイアスされ、従って、大
きな電場が転写挟持部内の一部の領域に印加され、小さ
な電場が少なくとも転写挟持部の直前の一部領域に印加
されるようにする。例えば、画像部材が設置されている
システム（通常のシステム）において、転写挟持部の前
の領域において、転写挟持部の始まる前の少なくとも１
ｍｍの位置で電極は接地電位に接続（実接続）されてい
る。
【００１７】転写挟持部内において、転写挟持部の１ｍ
ｍ前から転写挟持部内にさらに転写挟持部の出口または
転写挟持部を越えて、電極に全転写電位である５００ボ
ルトが印加される。電場制御の方法を変えたり精密化す
る仕事が当業者によって行なわれるし、これらの変形は
システムの変数に沿って、特に、転写挟持部の実際の幅
に依存して行われることになる。本発明の最も重要な利
点は、転写挟持部内で、予め転写挟持部がイオン化され
ることを十分防止しながら、転写されるべき表面にトナ
ーをきちんと接触させるために、転写挟持部内に強い転
写用の電場を印加できることである。転写挟持部が予め
イオン化されることは、古くから全ての転写システムに
画像問題を引き起こしてきた。湿度や温度の変化によっ
て導電性が変化する転写部材を用い、小径のトナーを貯
蔵容器内の貯蔵深さが変化する状態で転写を行う場合、
特に大きな問題となった。
【００１８】電極は、その構成に特性波長λ（基本的に
は電極のピッチ）を有し、この波長は次の条件を満足し
なければならない。すなわち、λ≦柔軟層の厚さをｘで
割った値、λ≦転写転写挟持部の幅をｘで割った値、こ
こで、通常ｘ＝３であるが、ｘ＝５の方が望ましい。例
えば、幅が０．５ｍｍ、柔軟層の厚さ１ｍｍの転写転写
挟持部を用いると、電極の構成波長λは、０．３３ｍｍ
以下であることが望ましく、最も望ましい値は０．２ｍ
ｍ以下である。
【００１９】電極に印加されるバイアスは多数のバイア
ス電源によって制御される。このバイアス電源は、転写
挟持部１５および２５に対するそれぞれのバイアス印加
機構５２および５４と接続されている。経路横断方向に
配列された電極に種々のバイアスを印加することは、１
９９４年１月４日にバルソロメ等に対して許可された米
国特許第５、２７６、４９０号、１９９５年１０月１７
日にバルソレメに許可された米国特許第５、４５９、５
６０、１９９４年４月１２日にコイケ等に許可された米
国特許第５、３０３、０１３号に開示されている。これ
らの特許は本願の参照文献とする。典型的には、これら
のバイアスは、柔軟層３５の端部を越えて延びる電極の
延長線と接続され、転写挟持部の前部、転写挟持部の内
部、転写挟持部の後部に別々にバイアスすることが可能
な一組のブラシまたはローラによって印加することがで
きる。このことは転写電場を制御する上でたいへん有効
である。同様な一組のブラシまたはローラを用いること
は、その他の部位（例えば、連節導体ブラシ掃除部（図
示していない））を接地するかまたは電極をバイアスす
るために良い方法である。
【００２０】柔軟層によって転写挟持部から離間された
電極を通して電場の制御が維持されるという事実に基づ
いて、この構成で優れた結果が得られる。このことが、
転写挟持部２５の位置において、電極からの妨害を受け
ずに柔軟層を画像部材２の表面、および紙または他の受
像シートに適切に接合させ、その結果トナーとトナーを
転写すべき表面とが十分に良く接触することを保証す
る。
【００２１】柔軟層３５の好ましい厚さは転写挟持部内
の圧力に依存する。高い圧力の場合、柔軟層の厚さは薄
くされ、例えば、１ｍｍ厚の柔軟層が用いられる。圧力
が低い場合、５ｍｍまたはそれ以上の厚さが望ましい。
【００２２】さらに、硬い層３７は、転写挟持部１５内
で画像部材２からトナーを受像する場合、および、さら
に重要であるが、トナーを転写挟持部２５内で受像紙に
放散する場合において望ましい放散特性を提供する。硬
い層の厚さが薄いため、柔軟層３５の柔軟度を失わせな
い。
【００２３】それほど劇的な結果は生まないが、転写部
材は、例えば、転写挟持部１５内においてトナー像を直
接受像シート（部材１に取り付けた）に転写するため
の、受像紙のバッキングローラとして用いることができ
る。この例では、層３５の柔軟性は、電極を分離してア
ドレス可能としているのでこの場合も有用である。この
実施例では、硬い層３７は必要がないであろう。
【００２４】本発明は、この発明の実施例を参照して詳
細に述べた。しかし、上に述べ、かつ請求項に定義され
ている本発明の精神および展望の範囲内の変形あるいは
修正は本発明に含まれることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像形成装置の概略を示す概略図である。
【図２】 中間転写部材の詳細を示す斜視図である。
【図３】 中間転写部材の断面を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 中間転写部材 ２ 画像部材 ９ トナー供給部 １０ トナー供給部 １２ トナー供給部 １５ 転写挟持部 ２５ 転写挟持部 ３５ 柔軟層 ３７ 薄く硬い層 ４０ 電極 ４２ 絶縁体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・エヌ・トゥームズ アメリカ合衆国・ニューヨーク・14420・ ブロックポート・レイク・ロード・サウ ス・5578 (72)発明者 ウィリアム・ビー・ヴリーランド アメリカ合衆国・ニューヨーク・14580・ ウェブスター・ディッキンソン・ロード・ 201 (72)発明者 ロバート・イー・ゼマン アメリカ合衆国・ニューヨーク・14580・ ウェブスター・ハードウッド・レーン・ 1243 (72)発明者 ジョン・ダブリュ・メイ アメリカ合衆国・ニューヨーク・14618・ ロチェスター・サウスウッド・レーン・44

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 柔軟層と、該柔軟層上にありトナー画像
    を受像するための柔軟層から離間された面を有する薄く
    硬い層と、前記薄く硬い層から柔軟層の少なくとも一部
    によって離間されている位置に配置された個別にアドレ
    ス可能な一組の電極とを有する層状の中間転写部材。
  2. 【請求項２】 前記個別にアドレス可能な電極から薄く
    硬い層までの柔軟層の厚さは少なくとも０．５ｍｍであ
    ることを特徴とする請求項１に記載の中間転写部材。
  3. 【請求項３】 前記柔軟層は１０7 パスカル以下のヤン
    グ率を有し、前記薄く硬い層は少なくとも１０8 パスカ
    ルのヤング率を有することを特徴とする請求項１に記載
    の中間転写部材。
  4. 【請求項４】 前記柔軟層は、アドレス可能な電極と薄
    く硬い層の間での測定値として０．５ｍｍ以上の厚さ
    と、１ｘ１０6 と５ｘ１０6 の間のヤング率と、１０5
    オームと１０14オームの間の電気抵抗を柔軟層の厚さで
    割った値とを有することを特徴とする請求項３に記載の
    中間転写部材。
  5. 【請求項５】 前記薄く硬い層は、５０ミクロン以下の
    厚さ、１ｘ１０8 パスカル以上のヤング率、１０5 オー
    ム・センチメータ以上の電気抵抗を有することを特徴と
    する請求項１に記載の中間転写部材。
  6. 【請求項６】 トナー画像を受像する表面は走行方向に
    沿って可動であり、前記個別にアドレス可能な電極は、
    前記走行方向を横断して配置されていることを特徴とす
    る請求項１に記載の中間転写部材。
  7. 【請求項７】 電極の構成は特性波長λを有し、該特性
    波長は柔軟層の厚さを３で割った値より小さいか等しい
    ことを特徴とする請求項６に記載の中間転写部材。
  8. 【請求項８】 さらに、個別にアドレス可能な電極用の
    絶縁保持体を有することを特徴とする請求項１に記載の
    中間転写部材。
  9. 【請求項９】 柔軟層は、柔軟層の層厚で割った導電率
    が、１０5 オームと１０14オームの間にある導電率を有
    することを特徴とする請求項１に記載の中間転写部材。
  10. 【請求項１０】 前記柔軟層は、柔軟層の層厚で割った
    導電率が、１０7 オームと１０10オームの間にある導電
    率を持つことを特徴とする請求項９に記載の中間転写部
    材。
  11. 【請求項１１】 前記薄く硬い層は、１５ミクロン以下
    の厚さと、１０8 パスカル以上のヤング率と、１０5 オ
    ーム・センチメータ以上の抵抗率とを有することを特徴
    とする請求項１に記載の中間転写部材。
  12. 【請求項１２】 電極の配置は、柔軟層の厚さを５で割
    った値より小さい特性波長λを有することを特徴とする
    請求項６に記載の中間転写部材。
  13. 【請求項１３】 トナー画像を画像部材から受像紙の第
    一面に転写する際に用いられ、前記第一面の反対側の第
    二面に接触する接触面を有する保持部材であって、柔軟
    層と、少なくとも柔軟層の一部によって該保持部材の接
    触面から離間された一組の個別アドレス可能な電極とを
    有することを特徴とする保持部材。
  14. 【請求項１４】 前記保持部材はローラであり、電極が
    接触面から少なくとも０．５ｍｍ離間されていることを
    特徴とする請求項１３に記載の保持部材。
  15. 【請求項１５】 画像部材上にトナー画像を形成し、 請求項１に従って画像部材と中間転写部材の間に転写挟
    持部を形成し、 前記画像部材と個別にアドレス可能な電極との間に電場
    を存在させて、画像部材から転写部材にトナー画像を静
    電的に転写するステップからなることを特徴とする画像
    形成方法。
  16. 【請求項１６】 前記転写挟持部は走行方向に対して幅
    を有し、電極位置の構成波長λは次のような不等式に従
    うことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成方法。 λ≦ 柔軟層の厚さをｘで割った値、および λ≦ 転写挟持部の幅をｘで割った値、 ここで、ｘは３である。
  17. 【請求項１７】 前記転写挟持部は走行方向に対して幅
    を有し、また電極位置の構成波長λは次の不等式に従う
    ことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成方法。 λ≦ 柔軟層の厚さをｘで割った値、および λ≦ 転写挟持部の幅をｘで割った値、 ここで、ｘは５である。
  18. 【請求項１８】 転写挟持部は、転写部材と画像部材の
    接触している転写挟持部内領域と、転写挟持部内領域の
    走行方向の直前の転写挟持部前領域とを有し、該画像形
    成方法は、前記転写挟持部内領域の少なくとも一部に強
    い電場を印加し、前記転写挟持部前領域に低い電場を印
    加するために、画像部材上のバイアスに対して選択的に
    転写バイアスを電極に印加するステップを含むことを特
    徴とする請求項１５に記載の画像形成方法。
  19. 【請求項１９】 転写挟持部内領域の電場を制御するた
    めに電極に印加されるバイアスは、画像部材に印加する
    バイアスと異なり２００ボルトであり、この電圧は、少
    なくとも転写挟持部内領域に１ｍｍ入った位置から、少
    なくとも転写挟持部の出口まで維持されるように印加さ
    れることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成方
    法。
  20. 【請求項２０】 転写挟持部前領域の電場を制御する電
    極は、画像部材の導電層の電位と同じにバイアスされる
    ことを特徴とする請求項１９に記載の画像形成方法。
  21. 【請求項２１】 多色画像を形成するために、さらに異
    なった色の一連の画像を順次転写部材に転写するステッ
    プを含むことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成
    方法。
  22. 【請求項２２】 トナー画像を転写部材から受像紙に静
    電的に転写するステップをさらに含むことを特徴とする
    請求項１５に記載の画像形成方法。
  23. 【請求項２３】 多色画像を転写部材から受像紙に静電
    的に転写することを特徴とする請求項２１に記載の画像
    形成方法。
JP8305421A 1995-10-27 1996-10-11 多数の平行電極を有した柔軟転写部材及びその使用方法 Withdrawn JPH09166925A (ja)

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