JPH01121878A - 転写・搬送装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、転写材を静電気的に支持・搬送して転写材に
物理的または化学的な手段によってトナー像保持体上の
トナー像を転写する転写・搬送装置に関する。

従来の技術 電子写真複写装置や電子写真プリンタでは転写材の搬送
をより確実なものとするために、誘導体等の絶縁性部材
でベルトを構成し、これに転写材を静電気的に密着させ
て搬送する手段が知られている。

米国特許３，３５７，３２５号公報では転写材の吸着と
転写にコロナ帯電器を用いており、誘電体単層のベルト
を使用した方式を提案している。第２図に提案例の概略
図を示す。２１はドラム状のトナー像保持体、２２は誘
電体単層ベルト、２３．２４は誘電体ベルト２２を支持
・伸張し回転するためのロールである。２５は転写材２
６を導くためのロールである。

２７は転写材２６を静電気力によって誘電体ベルト２２
に吸着させるためのコロナ帯電器、２８は像支持体２１
から転写材２６にトナー像を転写するためのコロナ帯電
器である。

特開昭５４−５８０３４号公報には、上記の例における
転写材吸着用コロナ帯電器の削除された提案が示されて
いる。ベルト構成材料の抵抗値によって提案の内容が二
つに分かれており、１つは抵抗値範囲が１０′１〜１０
′ＳΩ・Ｃｌ１１の場合、他は抵抗値範囲がｉｏ”Ω・
Ｃ−以上でベルト厚さが１５０μ以下でがっ飽和帯ｉｔ
位が２５００　Ｖ以下の場合である。第３図に提案例の
概略図を示す。コロナ帯電器２９により帯電されたドラ
ム３０を光学系３１により露光し潜像を形成し、現像器
３２によりトナー像を形成する。

トナー像は分離ベルト装置３３のベルト３４により搬送
される転写材３５に直流電源３６と接続された転写コロ
ナ帯電器３７により転写される。ベルト３４は転写材３
５を搬送復交流またはベルト帯電極性と逆極性のコロナ
帯電器３８によって除電される。そして、ドラムからの
転写材の分離性を補助するために第４図に示すように転
写コロナ帯電器の１〜ｌ０ＫＶの直流電源に直列に１〜
ｌ０ＫＶの交流電源３９を接続する方法、あるいは第５
図に示すように転写コロナ帯電器３７のベルト走行下流
側に交流または帯電極性と逆極性の直流電源である分離
電源４ｏに接続された分離コロナ帯電器４１を配置する
方法を示している。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、米特許３，３５７．３２５号公報の提案
ではベルトは誘電体単層であり、実用的なベルトの厚さ
を確保するとすれば帯電させ得る電荷量には限度がある
。ベルトの容１ｃは、誘電率をε、ベルト厚さをｄとす
れば、単位面積当りの容量ＣはＣ−ε／ｄで与えられる
からトナー像保持体となる感光体ドラムの表面容量と同
程度の容量として１００ｐＦ程度の容量を得ようとすれ
ば通常の有機ベルト材（ε＝２〜４）を使用して、その
厚さは２０〜４０μとなる。この厚さでは搬送ベルトと
しての実用的な強度が弱く、従って、数１００μの厚さ
のベルトとすれば十分な容量を取ることができず、ベル
トの電荷保持量が少ないために、転写位置に転写専用の
コロナ帯電器を設けているものの、転写能力に弱い面が
ある。この点については上記特開昭５４−５８０３４号
公報にも述べている通りであり、また連続使用する場合
、ベルト表面電位が上昇し、これまた特開昭５４−５８
０３４号公報に示す欠点が生じて実用的ではない。加え
て、有機材料に長時間コロナ放電を照射すると表面層の
分子構造に変質層が発生し、吸湿すると表面抵抗が大幅
に降下し電荷保持性が失われるので、この点においても
弱点の見受けられる方式である。他方、特開昭５４−５
８０３４号公報の提案は、抵抗値範囲が１０１３以上で
ベルト厚さが１５０μ以下でかつ飽和帯電電位が２５０
０　Ｖ以下の場合について言えば、連続使用におけるベ
ルト表面電位の上昇は除電用コロナ帯電器を設けて防止
しているものの、第３図の例ではコロナ帯電器３８から
ドラム３１へ流れる転写電流はベルト３５→転写材３６
−ドラム３１と流れ、ベルトと転写材の吸着力は転写材
とドラムの吸着力と同じ力を示すものであり、従って転
写材がドラムから分離し易い力は何等生ずる要素は認め
られない。分離するとすればドラムの曲率に抗した転写
材の曲げられまいとする剛性程度のものであり、転写材
の剛性が小さい場合やドラム径が大きい場合は分離する
確率は相半ばしたものとなる。このため、分離性を補助
するために第４図あるいは第５図に示す提案もなされて
いるが、これらの提案はいずれもトナー像の転写性を減
する方向の提案であり、特に転写材が紙であって吸湿し
抵抗値が低下している場合は転写不良を招くものである
。また、抵抗値範囲が１０’〜１０′！Ω・ｃｍの場合
でも上記と同様に転写材の分離性については、特に優れ
た要素はなく抵抗値範囲が１０′３Ω・Ｃ１ｗ以上でベ
ルト厚さが１５０μ以下の場合と同じである。

本発明は上記問題点に鑑み、帯電装置に特別の手段を用
いることなく、搬送ベルトの帯電特性を有効に用いて転
写材の強力な分離・搬送性を実現し、複雑な高圧電源を
用いることなく良質の転写画像を得る転写・搬送装置を
提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題を解決するために体積抵抗率がＩＱ
１１〜１０Ｉ３Ω・Ｃｍの導電体より構成された無端状
の転写材搬送ベルトを支持・伸張して一定方向に回転す
る手段と、転写材搬送ベルトの表面側においてトナー像
保持体と転写材搬送ベルトで転写材を挟持しつつ裏面側
にコロナ帯電器を有しトナー像を転写材に転写する転写
手段と、転写材搬送ベルトの一部分を接地する接地手段
と、転写材搬送ベルトの転写手段が位置する転写部位の
上流側で、かつ接地手段が位置する接地部位の下流側に
配置され転写材に電導接触する部材と、転写材搬送ベル
トの裏面側で、かつ電導接触部材に対向する位置に付設
されたコロナ帯電器を有する転写材密着手段とを具備す
る構成をとるものである。

作用 本発明は、上記構成をとることにより、まず転写手段が
位置する転写部位の上流側に設けられたコロナ帯電器か
ら搬送ベルトを通して転写材−電導接触部材へ電流を流
し、予め十分に転写材とベルトに電荷を付与して密着さ
せ、その後転写部位に転写材を搬送するものであるから
、トナー像保持体と転写材の静電的密着力より搬送ベル
トと転写材の静電的密着力は常に大きく保たれるから、
転写材のトナー像保持体からの転写材の分離性は信頼性
の高いものとなる。

実施例 以下、本発明の一実施例である転写・搬送装置について
図面を参照して説明する。第１図は、本発明に従う転写
・搬送装置を登載した電子写真プリンタの横断面を示す
ものである。第１図において、１は回転可能なドラム状
のトナー像保持体（以下、単にドラムと称する。）であ
り、例えばアルミニウム等のドラム状の導体支持体上に
セレン等の感光性の誘電体層を設けたものである。通常
この導体支持体は接地されている。まず、このドラム１
は帯電器２により均一に帯電され、次段の露光部分３で
プリント原稿に即した光が図示しない手段、例えば半導
体レーザ、ＬＥＤアレイ、液晶シャッタアレイ、レンズ
光学系等を通ってドラム１に結像される。この時、−様
に帯電が施されているドラム表面において光に曝された
部分の電荷は感光層裏面の導体支持体に誘起されている
逆極性の電荷と中和することにより消失し、プリント原
稿に対応する電荷のパターン、即ち潜像が形成される。

この潜像は引き続く現像部４にて微細な絶縁性帯電粒子
（以下トナーと呼称する。）を静電気力により付着させ
、可視化される。こうして得られたドラム１上のトナー
像は転写手段５にて、前記トナー像とタイミングを合わ
せて搬送されてくる転写材８に静電気的に転写され、ド
ラム１上の残余のトナーはクリーニング部６にてブレー
ド等の手段により払拭された後、除電部７で−様な除電
光を照射されドラム１の除電が行われて次回の印写プロ
セスに備えられる。

次に、上記したー船的に公知なトナーを用いた印写プロ
セスに適用される本発明に従う紙など転写材の転写・搬
送装置について詳述する。第１図において、搬送ベルト
９は体積抵抗率が１０１〜１０′″Ω・Ｃｍの導電体層
から構成される。本実施例では厚さ１ｆｌ、体積抵抗率
５Ｘ１０”Ω・Ｃｍのカーボン分散型ポリウレタン樹脂
を無端状に周長３８０ｎｃに成形したものを用いた。搬
送ベルトの電荷放電時定数は、先に記したように容量成
分がＣ＝ε／ｄ、抵抗成分Ｒは抵抗率をρとすれば、Ｒ
＝ρｄで与えられるから時定数ＣＲ＝ερとなり、ここ
で用いられる搬送ベルトの時定数は、ε＝３として約１
．３秒となる。従って、１．３秒すれば帯電電荷の７０
％以上は放電するからベルトの同一カ所がこの時間以内
に転写手段５を通過しなければ除電用のコロナ帯電器は
必要としない。他方、体積抵抗率が１０Ｉ０Ω・Ｃｍ以
下になると放電時定数が小さすぎて後述する不具合が生
ずる。上記ベルト９はロール１０．１１により支持され
、バネ等の張力による図示しない手段により伸張される
。これらロールは表面が導体で形成されており、ベルト
９の内側を通じて接地されている。これには状況に応じ
て適当なバイアスを印加してもよい。ベルト９は図示し
ない回転駆動手段によりロール１０または１１を駆動す
ることにより転写手段５が位置する転写部位における回
転走行の方向がドラム１と同一で且つ周速を一致させて
回転される。ここでは、ドラム周速１６０ｍｍ／秒とし
た。従って、約２．４秒でベルトが一周する。搬送ベル
ト９の転写部位の内側には転写用コロナ帯電器１２が設
置されトナーと逆極性の直流高圧電源１３により高圧電
圧が印加され転写材８に対するトナーの転写を行わしめ
ている。

これは例えばトナーが正帯電であれば転写用コロナ帯電
器１２は負極であってベルト９の裏面部の負の帯電に対
して正の帯電を施すべく転写電流が流れ、この正電荷の
移動に基づいてドラム１の表面のトナーをベルト９の表
面側に存在する転写材８に転写するものである。電気抵
抗の高いベルトあるいは放電時定数の大きいベルトでは
ベルトの容量成分を充電するに足る電荷の移動が有れば
、その後転写電流が流れないために転写不能になること
は先に記したが、本発明に従うベルトにおいては抵抗成
分によって転写部位を通過したのちに放電が成されるこ
と、および転写部位におけるときはこの抵抗成分を通し
て転写電流が流れるために転写を補助することができる
。

しかしながら、最近ここに示すレーザプリンタなどの電
子写真プロセスを利用したプリンタにおいては、潜像の
現像を反転現像で行うことが多いためにドラム１の帯電
極性とは逆の極性で転写用コロナ帯電器を用いることか
ら、例えばセレン感光体では、その整流性のために転写
用コロナ帯電器１２で負極帯電すると過大な転写電流が
流れドラムの劣化を招きかきないが、本発明に従うベル
トを中間に挟み込んで帯電される場合はベルトの抵抗成
分による緩衝作用により転写電流を減することが可能で
あり、この作用を働かせるためにはベルトが厚い方が好
ましく、０．４ｆ１以上が望ましい。

他方、厚すぎる場合は機械的搬送時に表面応力が太き（
なるため、表面劣化や微細な搬送速度の乱れが生じ易く
、従って、１．５ｍｍ程度に抑えられるべきで有る。よ
り望ましくは、０．６ｆｌ〜１．０寵である０本発明に
従えば、さらに次の構成が本質的に付加される必要があ
る。すなわち、転写材搬送ベルトの転写手段５が位置す
る転写部位の上流側で、かつロール１１の接地部位の下
流側に配置されベルト９の表面側に存在する転写材８に
電導接触する部材１４と、転写材搬送ベルト９の裏面側
で、かつ電導接触部材１４に対向する位置に付設され、
転写帯電器１２と同極性の直流高圧電源１６に接続され
たコロナ帯電器１５より成る搬送ベルトに対する転写材
密着手段となる構成である。電導接触部材１４としては
、例えばステンレス細線を束ねてブラシ状としたもの、
あるいはカーボン繊維を束ねてブラシ状にしたもの、支
点に支えられた電導性ロールなどで構成されてよい、こ
こでは、上記ステンレス細線をブラシ状にしたものを利
用して転写材８の表面に摺擦させ接地した。なお、電導
接触部材１４は、適当なバイアスを印加されてもよい。

この付加された構成によって、転写材とベルトには転写
部位に転写材が搬送される前に予め電荷が注入されるた
めに、搬送ベルトと転写材の静電的密着力は、トナー像
保持体と転写材の密着力より常に大きく保つことができ
る。しかし、その効果を保つためには、コロナ帯電器１
５がらベルト−転写材−電導接触部材１４に流れる電流
は、コロナ帯電器１２からベルト→転写材−トナー像保
持体に流れ込む電流の少なくとも２０％以上は必要であ
る。

特に、転写部位と電導接触部材の距離が大きい場合はベ
ルトが走行しているとは言え、ベルトの時定数によって
転写部位に達するまでに注入した電荷が放電するために
、コロナ帯電器１５からベルト−転写材−電導接触部材
１４に流れる電流を、より大きく流してその効果の減少
を防ぐべきである。

ここでは、この距離を２５ｍに設定した。先に記したよ
うに、ベルト９の放電時定数が小さずぎると、ここでの
電荷放電が大きいために本発明の効果が得にくい状態に
なる。このため、ベルト材質の電気抵抗の下限が押さえ
られる。コロナ帯電器１５から流れ込む電流は、電導接
触部材１４を抵抗を通して接地する、バイアスを印加す
る、高圧電源１６の電圧を調整するなどのことで制御す
ることで、上記の値を満足する状態に設定される。上記
のように、ベルト９に対する転写材８の密着力が増大す
るとベルト９からの転写材の分離性が課題となる。

本発明に従えば、ベルト支持ロール１１の直径をより小
さくするか、あるいは転写材に注入された電荷を中和し
てから分離するためにロール１１に対向する形で高圧電
源１８に接続されたコロナ帯電器１７を設置してもよい
。なお、高圧電源１３．１６．１８はいずれも極性が同
一と成るので同一高圧電源より分割して供給し、電源の
簡素化を計っても、本発明の効果を損なうものではない
。

本発明に従う転写・搬送装置は、以上の構成になるもの
である。本装置を登載した光学系に半導体レーザスキャ
ナを用いた電子写真プリンタにより、２０℃、６５％の
温湿度の環境下で以下のような実験を行い、本発明の効
果を確認した。即ち、本転写・搬送装置を適用したのは
電子写真プリンタは、Ａ４判転写材が横送りの状態にて
転写・搬送装置に登載出来るものである。このプリンタ
において、トナー像保持体となる感光体ドラムは径１５
０鶴のセレン・テルル感光体、感光体ドラムの周速や搬
送ベルトにおける転写材搬送速度は上記したように１６
０ｍ／ｓｅｃ、、感光体の潜像は反転現像方式によって
正極性に帯電されたトナーで顕像可視化され、高圧直流
電源１３は負極でコロナ帯電器１２で転写材８上に転写
した。転写材８上に転写されたトナーは加熱ロール定着
器１９によって定着されたが、その定着器の加熱ロール
とバンクアップロールの線圧は１．５ｋｇ／ａｍ、加熱
ロール温度１８０”Ｃ１転写材はＡ４判で繊維の目の方
向が転写材の長手方向に垂直で、坪量５６ｇ、含有水分
量７％の用紙を用い、最初に電導接触手段工４およびコ
ロナ帯電δ１５を付加せずに連続片面２回プリントを１
００枚行い排紙トレイ２０にて回収した。この時、片面
２回目プリントにおいて５６枚のドラム１からの転写材
分離不良が発生した。なお、この時ドラムにベルトから
流れ込む転写電流は初回のプリント時は４０μＡ、２回
目は転写紙の水分が加熱定着時に減少し抵抗値が上昇し
たため３２μＡであった。次に、電導接触部材１４およ
びコロナ帯電器１５を付加して連続片面２回プリントを
同様に１００枚行い排紙トレイにて回収した。この時、
ドラムからの転写紙分離不良は皆無であった。なお、ド
ラムへの転写電流は、上記とほぼ同じ値であるが、接地
された電導接触部材１４にベルトから流した電流は高圧
電源１６が負極で、初回プリント時に１５μＡ、２回目
プリント時は１２μＡであった。次に、体積抵抗率が５
Ｘ１０Ｉ！で厚さが０．３鶴の金属酸化物分散型ポリエ
ステル樹脂の転写材搬送ベルトを作成し上記と同様の条
件において転写材の分離状態を観察した結果、分離不良
は皆無であったが転写電流が連続プリント時に減少し転
写不良が認められ、画像上好ましい結果ではなかった。

これは、上記ベルトの時定数は約１０秒であり連続プリ
ント中に電荷の蓄積が行われたことによる現象と推察さ
れる。

他方、体積抵抗率が５Ｘ１０’で厚さが１．０ｍのカー
ボン分散型ポリウレタン樹脂の転写材搬送ベルトを作成
し上記と同様の条件において転写材の分離状態を観察し
た結果、電導接触部材１４を付加しない場合は６８枚、
電導接触手段を付加した場合は６０枚の転写材分離不良
が発生し確実な分離性は得られなかった。これは、搬送
ベルトの時定数が約０．００１秒に落ちるために転写部
位と電導接触手段の距離が近いとは言え、電導接触手段
から転写材と搬送ベルト間に注入された電荷が即放電す
るために、その効果が得られなかったものと推察される
。従って、上述したように本発明の効果を得ようとすれ
ば、本発明にしたがう転写・搬送装置が登載されている
印写プロセスの条件に合わせ転写材搬送ベルトの条件を
選択する必要があるが、最適な体積抵抗値の範囲は１０
１１〜１０１３Ω・Ｃｍとなる。

発明の効果 本発明によれば、転写手段が位置する転写部位の上流側
に設けられたコロナ帯電器から搬送ベルトを通して転写
材−電導接触部材へ電流を流し、予め十分に転写材とベ
ルトに電荷を付与して密着させ、その後転写部位に転写
材を搬送することから、トナー像保持体と転写材の静電
的密着力より搬送ベルトと転写材の静電的密着力は常に
大きく保たれるから、トナー像保持体からの転写材の分
離性は信顧性の高いものとなり、転写材の搬送性が極め
て安定したものとする効果を奏するものであり工業的価
値の大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う転写・搬送装置を登載した電子
写、真プリンタの横断面図、第２図、第３図、第４図及
び第５図は、公知の静電気力を利用した転写材の搬送装
置の概略図である。 １・・・・・・ドラム、４・・・・・・現像部、５・・
・・・・転写手段、８・・・・・・転写材、９・・・・
・・搬送ベルト、１２・・・・・・転写用コロナ帯電器
、１３．１６．１８・・・・・・直流高圧電源、１４・
・・・・・電導接触部材。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名／−−−ド
ラム　　　　ｑ−搬送ベルト４−−一蜆イ象部　　　１
２−　　転写用ゴロナ帝Ｖき、ｓ−−一車云写乎役　１
３．　／６．　ＩＢ−直５Ｌ高互敢源δ−転写材　　　
１４−　電導接触部材第　１　図 ２６−転写材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）体積抵抗率が１０＾１＾１〜１０＾１＾３Ω・Ｃ
   ｍの導電体より構成された無端状の転写材搬送ベルトを
   支持・伸張して一定方向に回転する手段と、転写材搬送
   ベルトの表面側においてトナー像保持体と転写材搬送ベ
   ルトで転写材を挟持しつつ裏面側にコロナ帯電器を有し
   トナー像を転写材に転写する転写手段と、転写材搬送ベ
   ルトの一部分を接地する接地手段と、転写材搬送ベルト
   の転写手段が位置する転写部位の上流側で、かつ接地手
   段が位置する接地部位の下流側に配置され転写材に電導
   接触する部材と、転写材搬送ベルトの裏面側で、かつ電
   導接触部材に対向する位置に付設されたコロナ帯電器を
   有する転写材密着手段とを具備することを特徴とする転
   写・搬送装置。
2. （２）転写材搬送ベルトの厚さが０．４ｍｍ〜１．５ｍ
   ｍであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の転写・搬送装置。