JPH01172987A - 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
性とトナー像保持体からの転写材分離性をより確実なも
のとするために、誘電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 ＊抵抗値範囲が１０８〜１ＱＩ３Ω・１の場合＊抵抗値
範囲が１０１３Ω・値以上でベルト厚さが１５０μ以下
でかつ飽和帯電電位が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に接続された転写
コロナ帯電器３７により転写される。

ベルト３４は転写材３５を搬送後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４０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。

ではベルトは誘電体単層であり、実用的なベルトの厚さ
を一保するとすれば帯電させ得る電荷量には限度がある
。ベルトの容量Ｃ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
と同程度の容量をして単位面積当り１００９Ｆ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５
４−５８０３４号公報にも述べている通りであり、特に
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５４−５８０３４号公報に示す欠点が生じて転
写上実用的ではない。

また、ベルト表面電位が上昇した場合には転写材の吸着
力もそれに比例して降下する。さらに、転写能力の観点
から言えば、ベルト表面に転写材を吸着させるためのコ
ロナ帯電器の極性はトナーの帯電極性と同一となること
から、転写材が吸湿などにより抵抗値が低下すると（転
写材が普通紙の場合は体積抵抗率が環境湿度の影響によ
って大略１０８〜１０１４Ω・国の範囲で変化する）転
写材を通して帯電電流が流れるために転写性が大きく阻
害される。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
表面抵抗が大幅に減少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５４−５８０３４号公報の提案は、抵抗値範囲が
１０′３Ω・１以上でベルト厚さが１５０μ以下、かつ
飽和帯電電位が２５００　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３７からドラム３０へ流れる転写電流はベ
ルト３４→転零材３５−ドラム３０と流れることから、
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
し易いガは何等生ずる要素は認められない。分離すると
すれ′は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。さらに、交流電
源を使用する場合は電源の高価さから経済的にも不利で
ある。また、抵抗値範囲が１０”〜１０１３Ω・備の場
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・口板上でベル
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、搬送ベルトと転写材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、高価な高
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１０
′１〜１０１３Ω・口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
置され転写材搬送ベルトの裏面側に電導接触する部材と
、転写材搬送ベルトの表面側で、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採るものである。

作用 本発明は、上記構成を採ることにより、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
ら転写材を通して搬送ベルト−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、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、ｌ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）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
（以下トナーと称す）を静電気力により付着させ、可視
像化される。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、上記した一般的に公知なトナーを用いた電子写真
プリンタ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１０目〜１０Ｉ３Ω・備の導電体
層から構成される。本実施例では暑さ０．６ｍ、体積抵
抗率５Ｘ１０”Ω・（２）のカーボン分散型ポリウレタ
ン樹脂を無端状に周長３８０　ｖｍ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、３秒となる。従って、、３秒すれば帯電電荷の７
０％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０体積抵抗率が高くなり過ぎると前記し
たようなベルトの不要な帯電が生じ、ベルトに電荷が注
入できなくなるために転写不良や、転写材のベルトに対
する密着不良を招くことになる。このような条件からベ
ルトの体積抵抗率の上限が定められる。他方、体積抵抗
率が１０鳳０Ω・１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
ｌＯ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ｌ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１６０ｆｉ／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
過したのちに自己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。

他方、最近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１
２で負極帯電すると過大な転写電流が流れドラムの劣化
を招きがねないが、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、０．４ｆ
ｉ以上が望ましい。他方、厚すぎる場合は機械的搬送時
に表面応力が大きくなるため、表面劣化や微細な搬送速
度の乱れが生じ易く、従って、、５ｆｉ程度に抑えられ
るべきで有る。より望ましくは０．６ｆｉ〜、０鶴であ
る。

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、かつ接地手段が位置す
るロール１ｏの接地部位の下流側に配置され転写材搬送
ベルトの裏面側に電導接触する。部材１４と、転写材搬
送ベルトの表面側で、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と逆極性の直流高圧電
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
シ状としたもの、支点に支えられた電導性ロールなどで
構成されて良いが、電導性ロールによ。

る場合は搬送ベルトとの導通が微小間隙の放電で従われ
ることが多く、従ってここでの電位差が１０００　ｖ程
度に上昇し易く損失が大きい。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搬送ベル
トの裏面に摺擦させ接地した。

また、電導接触部材１４は、適当なバイアスを印加され
てもよい。なお、第２図のように転写材をベルトに密着
させるためのコロナ帯電器１５の対向位置に電導接触部
材１４を取り付けない場合は、コロナ帯電器１５の対向
電極が転写材及びベルトのみとなるために、前述したよ
うにここでの電位が異常にコロナ帯電器の放電線電位に
近づくことから、転写材および導電性ベルトを通して電
流が転写部位に印加され転写不良を招き、正常な転写画
像を得ることは不可能となる。従って、コロナ帯電器１
５の対向位置におけるベルトの表面電位を確実に制御す
るためにも電導接触部材１４の役割が重要である。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１５か
ら転写材８−ベルト９−電導接触部材１４に流れる電流
を、コロナ帯電器１２からベルト９→転写材８−トナー
像保持体１に流れ込む電流の少なくとも２０％以上にす
る必要がある。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から転写材８−ベル
ト９−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４０ｎ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すぎると、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、ベルト材質の体積抵抗率は、ベルト表面のコ
ロナ帯電による劣化を加味して前記した値に下限が押さ
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かう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
１日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１３．１８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。

なお、転写材の搬送性の観点から、転写材そのものの電
荷保持性、言い替えれば放電時定数も重要な要因である
。先に記したように転写材が一般普通紙の場合、抵抗値
が大幅に変動するために、それに伴って放電時定数も変
化し、抵抗ｃｍの大きい場合は電荷保持性が良いために
搬送ベルト側の電荷保持性は多少低下していても十分搬
送性が得られるが、転写材の抵抗値が低下している場合
は、電荷保持能力が無いために搬送ベルト側の電荷によ
る搬送性に軌らざるを得ない。従って、これらの点を加
味して搬送ベルトの体積抵抗率、あるいはコロナ帯電器
１５からの転写材への印加電流を設定する必要がある。

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１５０寵
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１６０ｍ
／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１
９によって定着されたが、その定着器の加熱ロールとバ
ックアップロールの線圧は、５ｋｇ／ａｍ、加熱ロール
温度１８０℃、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、秤１５６ｇ、含有水分量７％の
用紙を用い、最初に電導接触部材１４およびコロナ帯電
器１５を付加せずに連続片面２回プリントを１００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６６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５８μＡ、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４
６μＡ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１
００枚行＆１排祇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１
６が正極で、初回プリント時に３０μＡ、２回目プリン
ト時は２３μＡであった。

次に、上記と同様の実験条件で転写材搬送ベルトを交換
して実験を行った。最初に体積抵抗率が５Ｘ１０”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シ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。また、転写電流が減少したことによってドラムと
転写材の密着力が低下し分離不良が皆無となったが、一
方ではコロナ帯電器１５からの転写材へ流れる電流も減
少しており、全体的にはベルトと転写材の密着力が低下
し転写材搬送ベルトの本来の目的である転写材の確実な
搬送性に不安のある状態であった。次に、体積抵抗率が
５Ｘ１０’で厚さが、０鶴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５５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秒に落ちるためにコロナ帯電器１５の位置する
部位から転写部位にベルトが走行中に、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。

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転写材を通して転写材搬
送ベルト−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
の静電的密着力率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頼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ｃｍ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・−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。 ！−−−ドラム ４−・現部 ８−・−転写材 ９−１献医ベルト １２−−一糧尋用コロナ号電器

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搬送ベ
   ルトの裏面側に電導接触する部材と、転写材搬送ベルト
   の表面側で、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）前記転写材搬送ベルトの厚さが０．４ｍｍ〜１．
   ５ｍｍであることを特徴とする特許請求範囲第（１）項
   記載の転写・搬送装置。