JPH0519567A

JPH0519567A - 電子写真記録装置

Info

Publication number: JPH0519567A
Application number: JP3160215A
Authority: JP
Inventors: Masao Mitani; 正男三谷
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1993-01-29
Also published as: DE4210087C2; US5216466A; DE4210087A1

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体劣化がなく、保守部品は消耗品である
トナーのみとして、ユーザ側の経済的負担を低減させ、
部品点数を削減した静電記録装置を提供すること。【構成】感光体ドラム７の近傍に設けられた光ヘッド
１３からの信号に応じた露光をドラム７上に行い、外表
面に誘電体層を持つ薄いエンドレスメタルベルト４をド
ラム７に接触させてベルト４上に静電潜像を形成させた
後、トナー９を用いてこれを現像し、このトナー像を被
転写部材１０上に転写して定着記録させる電子写真記録
装置ならびにこの装置を複数台、幾何学的にも直列配置
とした多色印刷電子写真記録装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複写機、ファク
シミリ装置、プリンタならびにこれらの複合機などに用
いられる電子写真記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ、パソコンの出力装置や画
像を複写する複写機の分野においては電子写真法による
データの記録が広く使われ、高品質なハードコピーが安
価に得られるようになってきた。特に数年前から急速に
普及している記録速度の比較的遅い低速機領域において
は、感光体周りの現像器とかクリーナを一体化したカセ
ット方式がその優れた易保守性を武器にシェアーを拡大
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記カ
セット方式は取り換える部品が多く、本来ならトナーの
みの追加供給で良いところを感光体ドラムとか現像器と
かクリーナーをも交換する必要があるため、数倍のコス
トをかけなければならいない欠点を持っている。

【０００４】ここで従来の電子写真記録装置で保守の必
要があった主なものを整理すると下記のようになる。
感光体の寿命が比較的短く、サービスマンによる交換が
必要である。これは露光とかオゾンによる劣化の他に、
感光体周りに配置される現像器、転写器（被転写部材の
接触を含む）、分離爪、クリーナなどによる感光体の汚
れ、傷、摩耗、およびこれらによってもたらされる感度
劣化などが主原因である。定着器の主流であるヒート
ローラ方式では、オフセット防止用シリコーンオイルの
補充とクリーニング、および必要に応じて加圧ローラの
交換が必要である。飛散トナーの累積増加による記録
紙の汚れ防止のためのクリーニングが必要である。消
耗トナーの補充、などである。

【０００５】本発明の目的は、上記、、の問題点
を解消して保守部品は消耗品であるトナーのみとし、ユ
ーザ側の経済的負担を大巾に低減させると共に、廃棄物
の大巾削減という環境問題をも解消できる新しい静電記
録装置を提供することである。また、本発明の他の目的
は、部品点数を削減した新しい静電記録装置を提供し、
しかも従来非常に大型で重く、複雑で専門家的保守を必
要としていたカラー電子写真記録装置を、小型軽量でし
かも素人である一般ユーザによるイージーメンテナンス
をも可能ならしめようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は次の
主要構成体によって達成される。すなわち、光導電感光
層を持つ感光体の近傍に設けられた光ヘッドからの信号
に応じた露光を感光体上に行い、外周面に誘電体層を持
つ薄いエンドレスメタルベルトからなる誘電体メタルベ
ルトを上記感光体に接触させて該感光体上の静電潜像を
順次該誘電体メタルベルト上に形成させた後、トナーを
用いてこれを現像し、このトナー像を被転写部材上に転
写して定着記録させる電子写真記録装置（第１発明）、
または、前記電子写真記録装置を複数台、幾何学的にも
直列配置とした多色印刷電子写真記録装置である（第２
発明）。

【０００７】

【作用】前記第１発明によれば、まず、例えばコロナ帯
電器によって一様に帯電した感光体を光ヘッドで露光
し、感光体上に静電潜像を形成する。次に感光体と電気
的に接地またはバイアス電圧を印加された前記誘電体メ
タルベルトを、回転する駆動ローラでこの感光体に押圧
同期走行させれば、静電潜像は誘電体メタルベルト上に
転写される。感光体についてはこれだけの動作の繰り返
しであるので、従来方式での問題であった感光体の汚
れ、傷、摩耗などがなく、寿命は飛躍的に長くなる。す
なわち、感光体の交換は勿論のこと、保守も不要にな
る。

【０００８】前記誘電体メタルベルトに転写された静電
潜像を現像器で現像してトナー像とし、この裏側から一
体構造型加熱冷却器で記録紙に押圧させて同期走行させ
ると、誘電体メタルベルト上のトナー像は熱伝導性の良
い誘電体メタルベルトによって直ちに溶融し、記録紙内
に浸透する。そしてその直後に溶融トナーは冷却され、
粘度が充分大きくなった時点で誘電体メタルベルトから
記録紙が離型させられるが、粘度が充分高くなってから
の離型なので誘電体メタルベルト上にはトナーは残留し
ない。

【０００９】すなわち、前記従来技術の問題点の、
が完全に解消され、部品点数も大幅に削減されると共
に、必然的にの問題も大きく改善されて実質的には解
消された。従って、保守は消耗品であるトナーの補充だ
けとなり、前記本発明の目的は達成される。

【００１０】さて、従来薄い誘電体層を持つ静電転写紙
上に静電潜像を形成する方法として、順次潜像転写方式
と同時潜像転写方式があることは知られている（解説文
献：情野ら、「潜像転写型複写方式」、電子写真学会誌
第１７巻第３号、１９７９年）。この両方式を合体させ
た順次・同時潜像転写方式とも言える方法も知られてい
る（R.L.Jepsen, G.F.Day: 2nd Intern. Conf. on Elec
trophotography, SPSE(1974) p28、ＵＳＰ３，７５１，
１５７号）。これらはいずれも静電転写紙上への静電潜
像の形成方法であり、これをトナーで現像してそのまま
定着させるため、記録紙としては特殊な用紙となり、筆
記性に問題もあって大きく普及する方法とはならなかっ
た。また、静電記録紙の表面の凹凸が大きく（０〜３０
μｍ）、気中放電による転写電位のバラツキが画像の濃
淡となり易い欠点があった。

【００１１】我々は、本発明において、この静電転写紙
を平滑な表面の誘電体層を持つエンドレスメタルベルト
に置き換え、この誘電体層付きメタルベルト上に静電潜
像を形成する方法として上記順次・同時潜像転写方式に
近い第４の新方式を考案した（詳細は後に説明す
る。）。そして、この後に続くプロセスとして、この誘
電体層付きメタルベルト上に形成された静電潜像をトナ
ーで現像し、このトナー像を被転写部材に一回の同時転
写・定着動作のみで完了させる方法を発明した。前記第
１発明がこのカテゴリーに入るものであり、この被転写
部材は普通紙、ＯＨＰ用シート、古紙再生紙、封筒など
基本的にはどのような記録紙でも良い。

【００１２】この第１発明において、感光体として透明
導電膜を被覆した透明基体の外周面上に光導電感光層を
設けたものを使用し、前記透明導電膜と誘電体メタルベ
ルトとの間に電圧を印加し、感光体の該メタルベルトと
の接触面とは反対側から光ヘッドで露光することで、誘
電体メタルベルト上に静電潜像を形成することも可能
で、この場合はコロナ帯電器が不要となる。従ってこの
場合は、帯電器の稼動に必要な約６０００Ｖという高圧
発生器も不要となる。逆に必要となるものは数１００Ｖ
のバイアス電圧発生器のみとなり、記録装置の構成が更
に一段と単純化されることになる。コロナ帯電器を不要
にしたことは、前記ＵＳＰ３，７５１，１５７号明細書
記載の発明と同一であるが、該ＵＳＰ記載の発明は表面
の凹凸の大きい静電記録紙という特殊用紙への記録方式
である。これに対して、本発明は表面の平滑な誘電体メ
タルベルトを使用するため、感光体と該メタルベルトと
の密着性が良く（１μｍ以下）、電荷は電場放出とな
り、非常に円滑な静電荷転写となる。そして、前記メタ
ルベルトを中間記録媒体として用いるため、普通紙を始
め種々の用紙に記録ができる。

【００１３】本発明の第１発明の電子写真記録装置の最
大の特徴は、被転写部材への記録動作が一回の同時転写
定着動作のみで完了することであり、しかも被転写部材
を平坦に保ったまま円滑に搬送できる機能を持っている
ことである。従って、この記録装置を複数台、直線状に
連結させる第２発明は、小型、軽量でかつ保守性の良い
カラー電子写真記録装置を構成できることが容易に理解
されよう。なお、本発明は感光体ドラムなどの寿命が飛
躍的に伸び、交換部品が消耗品であるトナーのみとな
る。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面に基づく本発明の実施例を説
明する。実施例１図１は第１発明の実施例の電子写真記録装置の断面図を
示す。感光体ドラム７は例えば円筒状ガラス管の表面に
透明導電膜を形成し、この外周表面に薄い絶縁性ブロッ
ク層と有機光導電感光層を通常の方法で形成してある。
この有機光導電感光層の最外層に本発明者らの特許出願
発明（特願平２−１１５０４５号、「電子写真記録装
置」）による遮光性材料を存在せしめ、ドラム７の内側
からの露光のみに感光して外光には影響されない構成と
することが可能である。この場合は、図１の装置は感光
体ドラム７の内側に光が洩れ込まないようにしてあるの
で、特別に遮光する必要がなく、記録動作を外から眺め
られる構造とすることが可能である。

【００１５】静電潜像の形成とトナーによる現像、およ
びこのトナー像の記録紙への転写、定着の主役は図１の
ヒートローラ部（ヒータ１、絶縁体２、冷却構造体３、
誘電体メタルベルト４、ドライブローラ５）と加圧ロー
ラ１１であり、これらは本発明者らの特許出願発明（特
願平２−２９３９８６号、特願平２−３３９０７９号お
よび特願平３−４９３９２号）による熱定着装置と基本
的構成は同じものである。

【００１６】誘電体メタルベルト４は、例えば３０μｍ
厚のＮｉメタルベルトの外側表面に１０〜２０μｍ厚の
高誘電性微粉末含有フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）が被覆され
ている２層構造のエンドレスメタルベルトで、該メタル
ベルト４は感光体ドラム７の透明導電膜（図示せず。）
と電気的に接続されている。そして、このメタルベルト
４はヒータ１、絶縁体２、冷却構造体３からなる一体構
造型加熱冷却器とドライブローラ５に掛け渡されて回転
駆動させられている。一体構造型加熱冷却器は断面凹状
の冷却構造体３とその冷却構造体３の加圧ローラ１１側
に対向する面に埋め込まれるヒータ１とヒータ１と冷却
構造体３間の絶縁体２から構成されている。冷却構造体
３はアルミ等の熱良導体材料から出来ているので、ヒー
タ１で加熱されたメタルベルト４は冷却構造体３ですみ
やかに冷却される。

【００１７】次に本装置の作動説明をする。まず、この
誘電体メタルベルト４の外側表面をコロナ帯電器６によ
って一様に帯電させる。この帯電した該メタルベルト４
が感光体ドラム７と接すると、例えば、ＬＥＤアレーと
かランプ付き液晶シャッタからなる露光器１３で露光さ
れた部分の感光体ドラム７は導通がとれるために誘電体
メタルベルト４上の電荷は消失し、露光されなかった部
分の電荷のみ該メタルベルト４上に残存して静電潜像と
なる。これを現像器８で現像してトナー像とし、一体型
加熱冷却器と加圧ローラ１１間に記録紙１０と共に挟送
させる。

【００１８】この部分では、まずヒータ１によってトナ
ー粉が溶融し、加圧ローラ１１による加圧で記録紙１０
の表面に溶融トナーが浸透する。一体型加熱冷却器の後
半側では誘電体メタルベルト４が冷却され、溶融トナー
温度も低下する。特にフッ素樹脂層と接している面の溶
融トナーの温度低下が最も大きく、記録紙１０（正確に
は半溶融トナー）と誘電体メタルベルト４との離型が円
滑に行われてオフセットが完全に防止された。離型時に
おける該メタルベルト４と記録紙１０間の静電的引力は
従来方式の電子写真装置の転写後の離型時よりも改善さ
れていた。これは定着時に誘電体メタルベルト４側の電
荷が溶融トナー側に移行し、中和したためと考えられ
る。転写後、該メタルベルト４上に残留する電荷は特に
イレーズする必要はない。しかし、感光体ドラム７側に
若干移行する電荷の方はイレーズランプ１４で除電して
おく方が良かった。

【００１９】なお、図１のコロナ帯電器６は正帯電の場
合を示しているが、これは感光体ドラム７の感光体材料
とその構成方法とも関連しており、例えば有機感光体材
料を用いる場合はその構成が単層型か微結晶分散型か逆
積層型に限られる。勿論、コロナ帯電を負帯電とするこ
とも可能で、この場合は有機感光体材料の層構成を積層
型か微結晶分散型とし、正孔の移動速度に応じて露光後
の感光体ドラム７と誘電体メタルベルト４の接触時間を
０．１〜０．２秒確保できるようにドライブローラ５の
変形能力を大きくすることが必要である。

【００２０】また、感光体ドラム７の透明導電膜と誘電
体メタルベルト４間に電位差を設け、非露光部での感光
体ドラム７側への静電転写量を極力低減させる方法も実
際上有効であった。

【００２１】図１の構成では感光体ドラム７にコロナ帯
電をさせておらず、光疲労以外に基本的には感光体を劣
化させる要因がない。事実、実際的にも寿命は半永久的
であった。誘電体メタルベルト４の寿命も半永久的であ
り、フッ素樹脂の摩耗とか変質はほとんど認められなか
った。本実施例のもう一つの特徴は、記録紙への作用が
一回の転写、定着同時動作のみであり、しかも記録紙を
少しも曲げずに平坦な搬送処理だけですむことである。
そして、紙厚とか紙質にほとんど左右されず、従来は不
可能であった封筒のように複数枚の用紙を重ねてのり付
けしたようなものにも、しわなどの発生しない印刷記録
が可能となった。

【００２２】なお、感光体ドラム７のガラス素管は製造
コストを下げるために蛍光灯用ガラス管の製法と同じダ
ンナー法によって作製した。このため、ガラス管の真円
度と直線度には±１５μｍ程度のうねりがあり、このう
ねりに追随できる程度の変形能力をドライブローラ５に
与えてある。勿論、これらによる画像劣化とか寿命上の
問題などがないことを確認済みである。また、加圧ロー
ラ１１の押圧変形量が従来のヒートローラよりも小さく
なるため、この寿命が飛躍的に伸びて実際上は交換不要
となったことも本方式の特徴の一つである。

【００２３】実施例２本発明の第１発明の他の実施例を図２に示す。これは感
光体ドラム７をコロナ帯電器６で帯電させ、光ヘッド１
３によって静電潜像を形成させて、これを誘電体メタル
ベルト４に潜像転写させる方法である。図２の光ヘッド
１３の位置がメタルベルト４と感光体ドラム７との接点
に描かれているが、勿論、光ヘッド１３の位置はもっと
上流側（コロナ帯電器６に近い方）であっても同じであ
る。記録、定着動作と性能については実施例１と全く同
じであるので省略する。この実施例の場合も、感光体の
寿命劣化はコロナ帯電が追加されるだけなので半永久的
な実用寿命を示した。

【００２４】実施例３本発明の第１発明の他の実施例を図３に示す。感光体ド
ラム７を従来方式のアルミニウム素管をベースとしたも
のを用いた場合を示しており、このため、光ヘッド１３
とイレーズランプ１４は感光体ドラム７の外側に配置さ
れている。特性は実施例２と全く同一であった。

【００２５】実施例４図４に本発明の第１発明の他の実施例の電子写真記録装
置の断面図を示す。誘電体メタルベルト４への静電潜像
の形成とトナーによる現像、およびこのトナー像の記録
紙への転写、定着は図１のヒートローラ部（ヒータ１、
絶縁体２、冷却構造体３、誘電体メタルベルト４、ドラ
イブローラ５）と加圧ローラ１１および感光体ドラム７
および光ヘツド１３と同様の構成からなっており、基本
的に前記実施例１のものと同一である。

【００２６】そして、誘電体メタルベルト４と感光体ド
ラム７の透明導電膜（後述）との間には約６００Ｖのバ
イアス電圧が印加されている。このバイアス電圧の印加
が誘電体メタルベルト４上への静電潜像の形成に貢献す
るので、コロナ帯電器は不要となっている。冷却構造体
３はアルミなどの熱良導体材料からできているので、ヒ
ータ１で加熱された誘電体メタルベルト４は冷却構造体
３ですみやかに冷却される。このため、該メタルベルト
４の誘電体層表面の温度は、断熱材２および冷却構造体
３からなる一体構造型加熱冷却器の中央よりやや出口側
で最高温度、例えば１４０℃となり、出口近傍では１０
０℃以下という分布になっている。この最高、最低温度
とその分布、並びにニップ巾については使用するトナー
の融点などの物性値と関係して決めなければならない
が、通常のヒートローラに比べて比較にならない程その
裕度が広く、約２００Ｖに帯電している絶縁性フッ素樹
脂層を持つ誘電体メタルベルト４にトナーがオフセット
しないのもこの冷却後の離型が有効に働いていることを
示してする。もちろん、トナーに帯電している電荷と誘
電体メタルベルト４に帯電している逆極性の電荷が離型
時には合体して中和していることがこのオフセットレス
化に有効なのも事実である。加圧ローラ１１は該メタル
ベルト４に従って回転し、被転写部材１０をメタルベル
ト４に密着させている。そして、現像器８から供給され
るトナーが該メタルベルト４に静電的に付着してトナー
像９を形成する。

【００２７】誘電体メタルベルト４上に形成された静電
潜像をトナーで現像し、このトナー像９を被転写部材１
０に転写と同時に定着させるプロセスは前記実施例１と
同一であるので説明は省略し、静電潜像の形成プロセス
のみについて図５を用いて説明する。誘電体メタルベル
ト４はメタルベルト１５と誘電体層１６の２層構造とな
っており、感光体ドラム７は透明ガラス管１９と透明導
電膜１８、および１０００〜２０００Å厚の薄い絶縁性
ブロック層（図示せず）と有機感光体層１７の４層構造
となっている。図５に図示していなが、ガラス管１９の
内面にも透明導電膜を被覆し、これを電気的に接地して
塵埃付着による露光妨害を防止する方法は実用上非常に
有効であった。また、有機感光体１７は電荷発生層と電
荷輸送層の２層構造としても良い。露光器１３はガラス
管１９を透過して有機感光体１７上に集光するように配
置されており、その集光径はこの実施例では、約８０μ
ｍφとしたが、もっと絞って解像度を上げることも可能
である。

【００２８】この実施例では誘電体メタルベルト４を構
成するメタルベルト１５は、例えば３０μｍ厚の純Ｎｉ
層であり、誘電体層１６は、例えば１０μｍ厚のフッ素
樹脂（ＰＴＦＥ）層であり、ＰＴＦＥ層内には０．１〜
１μｍ径のＴiＯ₂粉末が約２０％の体積分率で含まれて
いる。ガラス管１９は肉厚０．８ｍｍ、３２ｍｍφの蛍
光灯と同じガラス管である。透明導電膜１８はディップ
ネサ膜であり、ガラス管１９の全面に被覆した。有機感
光体膜１７は３０μｍ厚の２層構造膜（逆積層型）であ
るが、単層型か微結晶分散型でもよい。

【００２９】ここでガラス管１９は安価な蛍光灯用ガラ
ス管を流用しているが、この真円度と直管性は非常に良
く、最大でも±１５μｍ以内に入る大きなうねりが見ら
れる程度である。従って、このガラス管１９のうねりに
沿って誘電体メタルベルト４を感光体膜１７に密着させ
るために、ドライブローラ５は厚さ２ｍｍ程度のシリコ
ーンゴムを被覆した金属製ローラとなっている。このシ
リコーンゴム層が上記感光体ドラム７と誘電体メタルベ
ルト４を確実に密着させると共に、誘電体メタルベルト
４の回転駆動を滑ることなく円滑に行わせている。

【００３０】さて、以上の構成で感光体ドラム７と誘電
体メタルベルト４を同期させて回転駆動させると、図５
に示されているように、感光体ドラム７の有機感光体膜
１７とエンドレスメタルベルト４の誘電体層１６の密着
巾は約３ｍｍとなることは別の実験から確認できてい
る。この密着部の導入部に約８０μｍφに集光した露光
器１３からの光を画像信号に応じて照射する。

【００３１】光が有機感光体膜１７に照射されない場
合、バイアス電圧がある限界値を越えない限り、有機感
光体膜１７は絶縁体であるので誘電体層１６との境界に
は電荷は誘起されず、誘電体表面に電荷が蓄積されるこ
ともない。一方、光が有機感光体膜１７に照射された場
合、その光の強度に比例した数の電子、正孔対が発生し
バイアス電圧に応じて図５の場合は電子が有機感光体膜
１７の表面に集積する。集積すると同時に感光体膜１７
と誘電体層１６の間の空隙が実質的に零であるので集積
する電荷の大半は弱い電場放出によって誘電体表面に移
行し、光が照射されなくなって感光体膜１７と誘電体層
１６が回転に従って離れてもこの状態が保存される。す
なわち、誘電体メタルベルト４上に静電潜像が円滑に形
成されることになる。

【００３２】この静電潜像の形成条件について理論的に
考察する。まず、照射光強度が充分強く、有機感光体膜
１７が実質上導体とみなせる場合の転写電位Ｖ_t ^Lは次式
で表せる。

【００３３】

【数１】

【００３４】ここで、Ｖ_o はバイアス電圧、χ_aは有機
感光体膜１７と誘電体層１６の空隙距離、χ_dは誘電体
層１６の空気層等価厚と言われるもので、 χ_d＝Ｄ_d／ε_d （２）と表され、Ｄ_dは誘電体層１６の厚さ、ε_dは誘電体層１
６の比誘電率（本実施例ではε_d＝５）である。また、
Ｖ_p（χ_a）は気中放電開始電圧で、ModifiedPaschen
曲線として良く知られており、１気圧の空気中では図６
に示されるものである。近似的にはＶ_p（χ_a）＝−２００χ_a、 χ_a≦１．８μｍ（３）Ｖ_p（χ_a）＝−（３１２＋６．２χ_a）、 χ_a≧１０μｍ（４）と表される。

【００３５】一方、照射光強度が零で有機感光体膜１７
が実質上絶縁体とみなせる場合の転写電位Ｖ_t ^Dは

【００３６】

【数２】と表される。

【００３７】ここでχ_pは感光体膜１７の空気層等価厚
で χ_p＝Ｄ_p／ε_p （６）と表され、Ｄ_p、ε_pはそれぞれ感光体膜１７の膜厚と比
誘電率（有機感光体ではε_p≒３）である。我々の場
合、有機感光体膜１７と誘電体層１６の露光時での空隙
χ_aはほとんど零と考えられるので、気中放電開始電圧
Ｖ_p（χ_a）はＶ_p（χ_a）＝−２００χ_a （７）となり、弱い露光量でもその露光量に応じた電荷の転写
が行われ、非常に円滑な静電潜像の形成が行われること
が分かる。式（１）にそれぞれの数値を代入すると、Ｖ_t ^L＝Ｖ_o＋４００＋２００χ_a≒Ｖ_o＋４００（８）となる。

【００３８】一方、照射光強度が零である場合に静電転
写が発生しない条件は、空隙χ_aがどのような場合でも
Ｖ_t ^D＝０を満足させることができれば良い。すなわち、
式（５）から印加電圧Ｖ_oは

【００３９】

【数３】の最小値よりも小さな値としなければならない。この最
小値は図６と簡単な計算から次のように求められる。

【００４０】

【数４】

【００４１】本実施例の場合、χ_d＝２、χ_p＝１０から｜Ｖ_o｜ｍｉｎ＝６９２Ｖ（１１）と求められる。｜Ｖ_o｜としてこの値よりも小さな値、
例えば、Ｖ_o＝−６００Ｖとすると、式（８）から転写
電位Ｖ_t ^LはＶ_t ^L＝−２００Ｖ（１２）となり、非常に感度の良い静電潜像の形成ができると共
に「かぶり」現象を完全に押えられることが分かる。

【００４２】以上の事柄をもう少し詳細に解析する。な
ぜなら上記説明の中で、露光時にはχ_a≒０と置いてい
るが、この条件にどの程度の裕度があるかが実用上問題
となるからである。

【００４３】まず、上記の構成で任意のχ_aに対する露
光後の転写電位Ｖ_t ^Lを式（１）と図６から求めらると図
７のようになることが分かる。すなわち、露光された有
機感光体膜１７に近接している誘電体層１６の表面に転
写される電位は密着状態であるχ_a＝０のときに最大と
なり、Ｖ_t ^L＝−２００ｖｏｌｔとなる。一方、この密着
状態が悪く、例えばχ_a＝１〜３μｍの場合は電荷の移
動が起こらず、Ｖ_t ^L＝０である。しかし、この場合で
も、有機感光体膜１７の表面には電荷が集積しており、
これが感光体ドラム７と誘電体メタルベルト４の回転に
従って有機感光体膜１７と誘電体層１６との空隙が増大
する時に電場放出が起こり、最終的にはχ_a＝１０μｍ
付近の転写電位Ｖ_t ^L≒−１５０ｖｏｌｔが誘電体層１６
の表面に形成されることになる。このようにして、一旦
転写された転写電位Ｖ_t ^L≒−１５０〜−２００ｖｏｌｔ
はその後の空隙χ_aがどのようになろうとも、バイアス
電圧との関係から逆転写されることがなく、この値が保
存されることは容易に理解されよう。すなわち、本実施
例の場合は空隙χ_a≦１μｍを確保することが可能なの
で、必ずχ_a≒１０μｍの空隙距離を経由することにな
り、Ｖ_t ^L≒−１５０Ｖが保証されることが分かる。

【００４４】以上の結果は実際の実験結果とも良く一致
し、−５００Ｖ≧Ｖ_o≧−７００Ｖの範囲で良好な記録
特性を示した。しかも高感度で高コントラストという非
常に大きな特徴を示し、露光器１３として液晶シャッタ
が充分使用できるという、装置の低コスト化にも大きく
貢献できることを示した。

【００４５】ここで、従来の潜像転写法（例えば、R.L.
Jepsen, G.F.Day : 2nd Intern.Conf. on Electrophoto
graphy, SPSE (1974) p28 およびＵＳＰ３，７５１，１
５７号など）との相違点を説明しておく。

【００４６】言うまでもなく最も大きな相違点は上記従
来法が静電記録紙という特殊紙への静電転写であり、こ
れをトナーで現像して定着するために記録紙が特殊用紙
となるのに対して本発明の実施例は誘電体メタルベルト
４という中間記録媒体への静電転写と現像であり、これ
を普通紙に一回の動作だけで転写定着させるという方式
上の相違である。もう一つの相違点は上記従来法では凹
凸の大きな紙繊維の上に薄い誘電体層（χ_d≒２μｍ）
を被覆した静電記録紙を感光体層に強く押し付けて露光
し、静電転写した後に、感光体層から引き離すのである
が、静電記録紙表面の凹凸のために空隙χ_aの平均値が
１０〜２０μｍとなり、局部的には空隙χ_aは０〜３０
μｍの範囲で大きくバラツキ、これが転写電位の面内バ
ラツキを−２００〜−７０ｖｏｌｔ（図７参照）と大き
くして画質に影響を及ぼしていた。これに対して本発明
の実施例では、この転写電位のバラツキが−２００〜−
１５０ｖｏｌｔと約１／３に低減され、非常に良い画質
となった。そして、これらの事情は本発明の他の実施例
についても全く同様であることは言うまでもない。

【００４７】実施例５実施例４の誘電体層１６として０．１〜１μｍ径の高誘
電率材料粉末、例えばＳｒＴiＯ₃−ＰｂＴiＯ₃−Ｂｉ₂
Ｏ₃−ｎＴiＯ₂系材料（ε≒１５００）を１０％程度含
ませたフッ素樹脂層の誘電率ε_d はε_d＝４０となり、
フッ素樹脂層の厚さを例えば２０μｍと厚くしてもχ_d
＝０．５μｍと非常に小さくすることが可能である。こ
の場合、Ｖ_t ^L≒Ｖ_o＋１００｜Ｖ_o｜ｍｉｎ＝６６３Ｖとなるので、バイアス電圧は実施例４より更に小さくす
ることが可能となり（例えばＶ_o＝−３００ｖｏｌ
ｔ）、装置構成を更に簡略化（低電圧化）することがで
きた。このような低電圧化された電子写真記録装置の実
現は実用面では安全性と低コスト化に大きな効果をもた
らすことが分かる。

【００４８】実施例６例えば、図４に示す実施例４の構成を用いて多色印刷電
子写真記録装置とした実施例を図８に示す。図８はマゼ
ンタ、シアン、イエロー、ブラック、の４色フルカラー
の構成例を示してあるが、ブラック＋ワンカラーとか＋
２カラーなど種々の構成が容易に実現できることが分か
る。特に色合わせ位置の精度が厳しいフルカラー以外の
場合は普通紙への多色印刷でも容易に実現できる。

【００４９】さて、図８に示されるように図４に示す実
施例４を単色記録装置２０とし、これを複数台、直線的
に配置してカラー複写機とすると保守が非常に容易とな
ることが分かる。まず、各単色記録装置２０の各種部品
の寿命は大巾に伸びるため、事実上交換不要となってい
る。このため、消耗品であるトナーの補充が必要となる
だけである。このトナーの補充またはトナーボックスの
交換は図１０に示すように読取部を持ち上げることで容
易に行うことができる。

【００５０】また、紙ジャムなどの保守には誘電体メタ
ルベルト４と加圧ローラ１１の接触面を境として図９の
ように持ち上げることで容易に作業が行えることが分か
る。このように簡単な保守が可能となるのは本発明によ
る単色記録装置２０の直線的配置が実現できたことによ
る。

【００５１】図８のカラー印刷の最大の特徴は各色毎の
印刷を完結させ、順次、多色重ね印刷することにある。
これは従来にない新しい方法で、例えば、融点のより高
いトナーから順次印刷をすることによって混色を防止す
るなどの方法が可能となった。これを積極的に使い、各
色毎にトナーの融点を段階的に変えて鮮明印刷すること
も可能である。これら高融点トナーから順に印刷する方
法は、用紙搬送精度を確保して多色印刷する時の色ずれ
を低減、防止する上でも有効であった。

【００５２】この用紙搬送精度の確保という点で、各単
色記録装置２０間および最初の単色記録装置２０に導入
される前の各記録紙の搬送ガイドの温度を例えば１００
℃とし、記録紙の膨張、収縮量を極力小さくすることは
非常に有効であった。若干画質的に劣るとは言え、これ
によって普通紙へのフルカラー印刷も可能となった。こ
の搬送ガイドの温度はトナーのガラス転移点とも関係す
るが、基本的には一体型加熱冷却器（ヒータ１と冷却器
３）によって冷却される誘電体メタルベルト４の離型寸
前の温度に設定すれば良い。この離型寸前の温度がほぼ
トナーのガラス転移点となっている。

【００５３】この各色毎に印刷を完了させる方法と、溶
融トナーを充分冷却してから離型することによるオフセ
ットレス化は、カラー印刷機の開発を大巾に実行し易く
する方法を提供することになった。すなわち、冷却、離
型による物理的オフセットレス化はトナーに要求される
化学的材料特性を大巾に緩和し、各色毎に印刷を完了さ
せる方法は、各トナーに要求されている融点の一致性と
溶融時の混色防止特性を事実上不要とした。しかも本発
明は、多色印刷と言っても技術的には単色印刷の繰り返
しであり、多色化に必要な技術は用紙搬送の精度のみと
なり、これも従来方式と変わるものではない。

【００５４】図８におけるカラー印刷の唯一の制約は、
後段の印刷装置ほどその印刷速度を前段のものより遅く
し、色ずれの拡大を自動的に防止することである。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、感光体寿命が半永久的
となり、オフセットのないイージーメンテナンスの熱定
着が可能となって消耗トナーの補充だけですむ電子写真
記録装置を実現することができる。また、記録紙への記
録動作が一回のみで済み、各種の記録紙とか封筒など、
従来方式では非常に困難であった記録も容易に行えるよ
うになった。また装置構成も簡易となり、小型、低コス
ト、高信頼という大きな実用的効果を得ている。

【００５６】また、上記記録装置を複数台、直線状に配
置した多色印刷電子写真記録装置は、業界初のイージー
メンテナンスであるカラー印刷機を提供できることにな
り、しかも多色トナー間の相互干渉を考えることなく、
カラー印刷機の開発ができるようになった。

【００５７】さらに装置構成が簡易となり、小型、低コ
スト、高信頼、イージーメンテナンスという大きな実用
的効果を得ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電子写真記録装置の概略構成
図である。

【図２】本発明の実施例の電子写真記録装置の概略構成
図である。

【図３】本発明の実施例の電子写真記録装置の概略構成
図である。

【図４】本発明の実施例の電子写真記録装置の概略構成
図である。

【図５】本発明の実施例の電子写真記録装置の内、狭ギ
ャップ順次潜像転写方式の構成説明図である。

【図６】公知のＭｏｄｉｆｉｅｄＰａｓｃｈｅｎ曲線
図である。

【図７】本発明の実施例の転写電位特性図である。

【図８】本発明の実施例の多色印刷電子写真記録装置の
概略構成図である。

【図９】本発明の実施例の紙ジャム、トナー交換時の保
守方法を示すものである。

【図１０】本発明の実施例の紙ジャム、トナー交換時の
保守方法を示すものである。

【符号の説明】

１ヒータ２絶縁体３冷却構造体４誘電体メタルベルト５ドライブローラ６コロナ帯電器７感光体ドラム８現像器９トナー粉１０記録紙１１加圧ローラ１２定着トナー１３露光部１４イレーズランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/20 6830−2Ｈ１０１ 6830−2Ｈ 21/00 １１９ 6605−2Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光導電感光層を持つ感光体の近傍に設け
られた光ヘッドからの信号に応じた露光を感光体上に行
い、外周面に誘電体層を持つ薄いエンドレスメタルベル
トからなる誘電体メタルベルトを上記感光体に接触させ
て該感光体上の静電潜像を順次該誘電体メタルベルト上
に形成させた後、トナーを用いてこれを現像し、このト
ナー像を被転写部材上に転写して定着記録させることを
特徴とする電子写真記録装置。
【請求項２】請求項１記載の電子写真記録装置におい
て、前記誘電体メタルベルトの内側から一体構造型加熱
冷却器を被転写部材に圧接させ、該誘電体メタルベルト
上のトナー像を逐次、被転写部材に溶融、転写、定着さ
せることを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項３】請求項１または２記載の電子写真記録装
置において、前記感光体はエンドレス状をした透明基体
の外周面上に光導電感光層を設け、この光導電感光層の
少なくとも外周面に遮光性材料を存在せしめ、前記光ヘ
ッドを該感光体の内側に配置したことを特徴とする電子
写真記録装置。
【請求項４】請求項１、２または３記載の電子写真記
録装置において、感光体は透明導電膜を被覆した透明基
体の外周面上に光導電感光層を設けたものであり、上記
感光体の透明導電膜と誘電体メタルベルトの間に電圧を
印加し、上記感光体の該メタルベルト接触面とは反対側
に設けられた光ヘッドからの信号に応じた露光を上記メ
タルベルトと接する感光体上に行って該メタルベルト上
に静電潜像を形成させた後、トナーを用いてこれを現像
し、該メタルベルトの内側から一体構造型加熱冷却器を
被転写部材に圧接させて該トナー像を被転写部材に溶
融、転写、定着させることを特徴とする電子写真記録装
置。
【請求項５】請求項３または４記載の電子写真記録装
置において、透明基体の誘電体メタルベルト接触面とは
反対側表面にも透明導電膜を被覆し、常にこれを電気的
に接地する構成としたことを特徴とする電子写真記録装
置。
【請求項６】請求項１、２、３、４または５記載の電
子写真記録装置を複数台、直列に並べて各色毎に印刷を
完結させて順次、多色印刷することを特徴とする多色印
刷電子写真記録装置。
【請求項７】請求項６記載の多色印刷電子写真記録装
置において、融点のより高いトナーから順次印刷を完結
させることを特徴とする多色印刷電子写真記録装置。
【請求項８】請求項６または７記載の多色印刷電子写
真記録装置において、直列に並べられた複数台の電子写
真記録装置の各装置間および最初の装置に導入される前
の各記録紙の搬送ガイドの温度を、使用するトナーの中
の最も低いガラス転移点付近の温度に設定することを特
徴とする多色印刷電子写真記録装置。
【請求項９】請求項６、７または８記載の多色印刷電
子写真記録装置において、直列に並べられた複数台の電
子写真記録装置の記録スピードを後段の記録装置ほど前
段よりも遅くすることを特徴とする多色印刷電子写真記
録装置。
【請求項１０】請求項６、７、８または９記載の多色
印刷電子写真記録装置において、複数台の電子写真記録
装置を幾何学的にも直列配置とし、トナーの交換とか紙
ジャムなどの保守を容易に行える構成としたことを特徴
とする多色印刷電子写真記録装置。