JPH0652455B2 - 転写・搬送装置 - Google Patents

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転写を行う転写・搬送
装置に関する。

従来の技術 誘電体などの絶縁性部材によりベルトを構成し、転写材
を静電気的に搬送する手段についてはすでにいくつかの
例が知られている。例えば米国特許２，５６７，８８２
号公報では、導電性部材と誘電体部材をはり合せて二層
構造とし搬送ベルトを構成し、転写材はこの搬送ベルト
と帯電部材の間を通して供給される。このためあらかじ
め帯電したベルトに紙を吸引させるのではなく、紙を帯
電させてベルトに吸引させている方式と見ることができ
る。第７図にこの実施例を挙げる。７１は誘電体ベルト
でローラー７２，７３により支持，伸張されている。７
４は金属製のベルトでローラー７６，７７で支持され
る。７５は金属箔で誘電体ベルト７１を間にはさんで金
属ベルト７４と対向している。転写材７８は金属ベルト
７４と金属箔７５の間にかかるバイアスによって帯電さ
れる。７９は金属箔７５と転写材７８を短絡するもので
ある。７１０は転写材７８をベルト７１に導くガイド板
である。

米国特許３，３５７，３２５号公報では転写材の吸着と
転写にコロナ放電器を用いており、誘電体単層のベルト
を使用している。第８図に実施例の概略図を示す。８１
はドラム状の像支持体、８２は誘電体単層ベルト、８
３，８４は誘電体ベルト８２を支持，伸張し回転するた
めのローラーである。８５は転写材８６を導くためのロ
ーラーである。８７は転写材８６を静電気力によって誘
電体ベルト８２に吸着させるためのコロナ放電器、８８
は像支持体８１から転写材８６に帯電粉体像を転写する
ためのコロナ放電器である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、米国特許３，３５７，３２５号公報では
ベルトは誘電体単層であるもののコロナ放電器は、転写
材を帯電させて誘電体ベルトに吸着させるためのもの
と、静電気的に転写を行う場合、転写位置に転写専用の
コロナ放電器の、各々独立した複数の放電器を設ける必
要がある。また米国特許２，５７６，８８２号公報にお
いては、帯電装置をひとまとめにして転写と搬送を行わ
せることが可能であるが、その構成上から前者米国特許
３，３５７，３２５号公報と同様に、十分な搬送力を得
る程度に搬送ベルトおよび転写材を帯電させた場合に
は、転写材と搬送ベルトが分離する際に転写材上に静電
気的に転写されている帯電粒子が乱れて、転写画像に悪
影響を与える可能性がきわめて高い。このため従来の転
写・搬送ベルトを用いる転写装置においては、転写材と
搬送ベルトの分離位置においてベルトおよび転写材に存
在する電荷を除電する操作が不可欠であった。しかしな
がらこれら搬送ベルトおよび転写材に存在する電荷を総
て完全に過不足なく除去することは非常に困難であり、
そのためには除電用として、特別な電源に接続された別
の放電器を使用せねばならないことが、米国特許第３，
２４４，０８３号公報等に示されている。また搬送ベル
トと転写材の帯電方法として、特別な放電器と電源を用
いることが米国特許３，７１７，８０１号公報等に示さ
れているが、経済的理由に鑑みて好ましい手段と言い難
い。さらに米国特許２，５７６，８８２号公報において
は、転写材がカールなだを起こしている場合には搬送性
に不安を生じる。また上記構成においては転写材の電気
抵抗の低下によって搬送力が低下したり転写効率が減少
することにたいする考慮が何等はらわれていなかった。
本発明は上記問題点に鑑み、帯電位置に特別の手段を用
いることなく、搬送ベルトの帯電電荷を有効に用いて転
写材の電気抵抗に低下に関わりなく、転写材の強力な搬
送性を実現し、複雑な除電操作を経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 上記問題点を解決するために本発明では転写材を帯電し
た誘電体部分と接地もしくは任意のバイアス電源に接続
された導電体の二層から成る搬送ベルトと、転写位置に
先立ってこれに接触して設けられた表面が誘電体で被覆
された導電性部材の間を通過し、かつ被覆された誘電体
面を除電する操作を含むように構成されたものである。

作用 本発明は上記構成をとることにより、まず転写材搬送ベ
ルトの帯電時にベルト誘電体表面に蓄積された電荷を一
部転写材に移行させ、これと接地もしくはバイアス状態
にあるベルト誘電体に誘起されている誘電体部分と逆極
性の電荷を引き合わせることによって、強力な転写材と
搬送ベルトとの静電気的な吸着を実現し、転写にあたっ
てずれのない安定した転写材の搬送を行わせるものであ
る。この時転写材の電気抵抗が低下しても導電性部材の
表面に被覆された誘電体によって、常に転写材に一定水
準以上の電荷を保有させ、いかなる環境でも安定した搬
送力を実現できる。さらに帯電粒子による像を静電気的
に転写させる転写方法においては、転写材に移行した電
荷が帯電粒子を強き引付け、搬送ベルトと転写材の分離
時においても画像乱れを防止することができる。また転
写材をベルトに押圧しながら、静電気力でベルトに密着
させるため、転写材のカールについても大きな問題とは
ならない。

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図は本発明の第一の実施
例における転写・搬送装置の横断面を示すものである。
第１図において、１１は回転可能なドラム状の像保持部
材（以下、単にドラムと称する。）であり、例えばアル
ミニウムなど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１１は帯電器１
２により均一に帯電され、次段の露光部分１３で原稿に
即した光が図示しない手段、例えばレンズ等を通ってド
ラム１１に結像される。この時、ドラム表面に一様に帯
電が施されているうちで光に曝された部分の電荷は感光
層裏面の導体支持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、原稿の明暗に対応する電荷のパ
ターン、すなわち潜像を形成する。この潜像は引続く現
像部１４にて微細な帯電粒子（以下トナーと呼称す
る。）との間の静電気力により可視化される。こうして
得られたドラム１１上のトナー像は転写位置１５にて、
前記トナー像とタイミングを合せて搬送されてくる転写
材１１７（以下、紙と呼称する。）に静電気的に転写さ
れ、残余のドラム１１上のトナーはクリーニング部１６
にてブレード等の手段により払拭された後、除電部１７
で一様な除電光を照射されドラム１１の除電が行われて
次段のプロセスに備えられる。

ここでＡ部は本発明による紙等の転写・搬送装置であ
る。ベルト１１１は外側が誘電体層１１２、内側が誘電
体層１１３の二層から構成される。本実施例では厚さ９
０μｍのポリエステルフィルムの片面にアルミニウムが
蒸着された二層構造のシートを所定の大きさに切り出
し、端部を超音波で溶接した。もちろん外側はナイロ
ン，テフロン等、誘電体であれば差し支えなく、その厚
みは１０μｍ〜２００μｍが適当である。内側層は導体
であれば材質は問わず、厚さは誘電体層とあわせたベル
トの機械的強度から任意に決定される。さらに誘電体と
導体のシートをはり合わせ等によって一枚のシートとし
てベルトを形成しても、継目の無いエンドレス状の導電
体ベルトに誘電体層をコーティング，はり合せ，ディッ
ピング等により形成しても実用上、何ら問題はない。

上記ベルト１１１はローラ１１４，１１５により支持さ
れ、ばね等の張力による図示しない手段により伸張され
る。ローラー１１５は表面が導体で形成されており、ベ
ルト１１１の内側の導体層１１３は上記ローラー１１５
を通じて接地されている。これは状況に応じて適当なバ
イアスを加えてもよい。ベルト１１１は図示しない回転
手段によりローラー１１５を駆動することにより転写部
１５における動作の方向がドラム１１と同一で且つ周速
を一致させて回転される。搬送ベルトの外側の誘電体部
１１２の表面は帯電用コロトロン１１６によりトナーと
逆極性に帯電される。これは例えばトナーが負帯電であ
ればベルト１１１の誘電体部には正の帯電を施して、こ
の正電荷に基づく電界によりドラム１１１の表面のトナ
ーをベルト１１１側に静電気的に転写するためである。

ここで紙１１７はドラム１１とタイミングを合せてロー
ラー１１４と表面が誘電体で被覆され、内部の導電性部
材が接地されているローラー１１８との間に送り込まれ
る。本実施例ではローラー１１８は金属ローラーに１０
０μｍのポリエステルのシートを巻き付けたもので、図
示しない手段によりベルト１１１をはさみローラー１１
４に強く押圧されている。また１２２は導電性の除電ブ
ラシであり、ローラー１１８とベルト１１１の接触位置
より離れた場所に設置している。

紙１１７がローラー１１８とベルト１１１の間を通って
ベルト１１１に密着させられる時に帯電したベルト１１
１の誘電体部１１２の表面から紙１１７に電荷が流れ込
む。この時、紙がどれだけ帯電するかはベルト１１１と
紙１１７とローラー１１８、またはベルト１１１と紙１
１７とローラー１１８界面でのエアギャップ層の静電容
量と抵抗、ローラー１１８自体の静電容量の値、ローラ
ー１１８のベルト１１１への押圧時のニップ幅、ベルト
１１１の周速によって決定される。第２図は等価回路で
ＳＷがＯＮ状態が紙１１７がベルト１１１とローラー１
１８の間を通過している時に相当する。

紙の電気抵抗および静電容量は外部の環境によて大きく
変動することが知られており、特に高湿度においては紙
の電気抵抗が著しく低下し電荷の保持が困難となって安
定した搬送が期待できなくなる。またベルト１１１の電
荷は導電性部材表面と直接に接触しておくと、ベルト１
１１の電荷のリークが大きく、静電転写の効率にも悪影
響を及ぼす。この第２図において、Ｑ(b)はローラー１
１８に達する前のベルト１１１が保持する単位面積当り
の電荷量で、Ｃｂ，Ｃｐ，Ｃａ，Ｃｒはそれぞれ単位面
積当りのベルト１１１，紙１１７，エアギャップ層，ロ
ーラー１１８の静電容量であり、Ｒｐ，Ｒａはそれぞれ
単位面積当りの紙１１７，エアギャップ層の体積抵抗を
示すものである。

紙の抵抗が小さくなりすぎるとベルト上の電荷がすべて
失われ、搬送力と静電転写効率の両方が失われる。この
時の電荷の分布を第３図に示す。ローラー１１８を静電
容量Ｃｅｘｔが接続されて接地された導体のローラーと
考えれば、Ｒｐがどんなに小さくなってもベルトの電荷
は最終的にはＣｂとＣｅｘｔで分割される、ある量がベ
ルト１１１に残ることになる。このため、ＣｅｘｔがＣ
ｂに比べて小さすぎるとベルト１１１の電荷はほとんど
紙１１７およびローラー１１８に移動しないため、導電
性部材を被覆する誘電体は300μｍ以下がよい。さらに
前に述べた被覆した誘電体の働きから形状はローラーに
限らず、例えばブレード状の導電性部材上に誘電体を被
覆してもよい。誘電体を被覆したローラー１１８による
高湿度下での紙１１７およびベルト１１１での電荷の分
布を第４図に示す。誘電体の容量は第２図の等価回路の
様々な変数を考慮しなくてはならないが、紙１１７の帯
電量をほぼ１０μＣ／ｍ²以上になるようにしてやれば
よい。こうすることによって紙１１７の電気抵抗の低下
にかかわりなく一定水準以上の安定した搬送力を実現す
ることができる。

しかしながら、ローラー１１８の誘電体表面を除電しな
いでおくと、この誘電体面からの電荷の消失はローラー
１１８の誘電体自体の抵抗値と静電容量で決る決定数に
従って自然に減少するだけで、誘電体の厚みを厚くした
場合や、体積抵抗率の多い誘電体を被覆した時など、こ
のような自然の電荷消失がきわめて遅い場合がある。こ
の場合、繰り返し紙１１７およびベルト１１１との接触
によって電荷が蓄積することになる。この場合の等価回
路を第５図に示す。これより明らかなようにローラー１
１８の誘電体面に電荷が蓄積することでローラー１１８
の表面電位が上昇して紙１１７への電荷の流入が妨げら
れることになる。この時の紙１１７，ベルト１１１，ロ
ーラー１１８の電荷の分布を第６図に示す。ここでロー
ラー１１８の誘電体表面を除電してやることによって、
常に第２図に表した状態でベルト１１１の電荷を紙１１
７へ移動することができる。

また低湿度になって紙１１７の電気抵抗が上昇した場合
にはベルト誘電体１１２，紙１１７，ローラー１１８の
静電容量でそれぞれ電荷が分割されるだけである。

この時、ベルト誘電体部１１３と紙１１７の静電気的な
引合は、ベルト誘電体部１１３にかかる電界の強さＥと
紙１１７の帯電量Ｑｐの積となる。このことからローラ
ー１１８によって紙１１７からリークする電荷が多い
程、吸着力を弱めることになる。これはベルトの電荷が
消失するにつれてベルト誘電体部１１３にかかる電界の
強さＥが小さくなるためである。

こうしてベルト１１１に強く吸着された紙１１７は脱
落、スリップの心配なしに転写位置１５に至りベルト１
１１と紙１１７に分布されたトナーと逆極性の電荷の作
り出す電界によって、これと対向するドラム１１上から
紙１１７へトナー像が静電気的に転写される。ベルトに
一定以上の電荷が残るために高湿度でも常に安定した転
写が行われる。

転写後、紙１１７とベルト１１１の吸着力と紙１１７自
身の剛性によって、紙１１７は何等特別の装置を必要と
せずに分離され、紙１１７はベルト１１１に密着したま
ま転写を終了する。

その後、ベルト１１１と紙１１７はローラー１１５の曲
率と紙１１７自身の剛性により分離がなされ定着ガイド
１１９に受け渡され、定着器１２０を通過して図示せぬ
排紙トレイへ搬送されて複写が完了する。米国特許３，
７１７，８０１号公報には帯電された誘電体ベルト上の
電荷と紙１１７上のトナーの電荷が引き合い、紙１１７
とベルト１１１の分離時にトナーが進行方向にたいして
後方に飛び散る画像乱れを生じる問題が取り上げられて
いる。この対策として米国特許３，３１７，８０１号公
報では帯電の方法に特別の操作を行っている。また紙と
誘電体の除電を紙とベルトの分離位置において行う方法
も幾つか提案されている。しかし本発明の構成を採用す
ることにより、紙の繰り返しの通過によるローラー１１
８での誘電体表面の電荷の蓄積による転写材への電荷の
移動の妨害を回避することができる。このため紙自身に
移動した電荷がベルトと紙の分離後もトナーを強く引き
付けているために、特別の除電装置を必要とせずに良質
の転写画像が得られる。また、第１図において１２１は
ベルトのクリーニング装置であり、例えば導電性のファ
ーブラシにトナーと逆の極性のバイアスを印加すること
により、静電気的にトナーを除去するようになってい
る。ベルト１１１に付着したトナーをクリーニングする
場合には、ベルト１１１の帯電量が低い程ファーブラシ
に加えるバイアスは低い電圧で効率よくクリーニングを
行えることを実験的に確認した。第１図の構成でローラ
ー１１８はベルト１１１の電荷を紙１１７およびローラ
ー１１８に分割させ、ベルト１１１自体の帯電量を低下
させるために、クリーニング性においても著しい効果が
あることが分かった。

第１図では金属ローラーに誘電体シートを巻き付けたも
のを使用したが、例えばアルミニウムのローラーを陽極
酸化して誘電体層を表面に形成するなどしてもよい。ま
た収縮性の樹脂のチューブによって誘電体層を形成して
も良い。さらにローラー１１８の内部は金属に限らず、
例えば導電性を付与したゴム材でも良い。

なお第１図の実施例においては紙１１７はドラム１１の
上方を通過させる構成を採っているが、ドラム１１の側
方または下方等を通過させる構造とすることも可能であ
る。

また本実施例では、電子写真方式の複写装置を例に挙げ
たが、他の転写方式、例えば感熱転写を行う転写方式等
との併用とする転写・搬送装置としても本発明による搬
送方法は応用可能である。

発明の効果 以上のように本発明は、紙等を帯電させた誘電体と接地
もしくはバイアス状態にある導電体の二層から成るベル
トとこれに転写位置に先立って接触するようにして設け
られた、表面を誘電体で被覆された導電性部材との間に
転写材を送り込む構成であって、この導電性部材に被覆
された誘電体表面を除電する手段をそなえることによっ
て転写材にベルト誘電体部からいかなる環境でも一定水
準以上の電荷を移動させ、転写材を強く吸着し、ずれの
ない安定した搬送と確実な転写を行わせ、何等特別の除
電装置を設けることなく、画像乱れのない良好なベルト
と転写材の分離と、ベルトに付着したトナーを効率よく
クリーニングすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の転写・搬送装置の横断
面図、第２図は本実施例による帯電した転写・搬送ベル
トから転写材への電荷の移動を説明するための等価回路
図、第３図はローラー１１８を直接に接地した場合、転
写材の抵抗が低く転写・搬送ベルトと転写材から大部分
の電荷が失われた状態を示す模式図、第４図は本実施例
による転写・搬送装置にて第３図と同じ抵抗の転写材を
搬送した時の電荷の分布を示す模式図、第５図は第４図
でローラー１１８の誘電体表面を除電しないことによる
不都合を説明するための等価回路図、第６図はローラー
１１８の誘電体表面に電荷が蓄積した時の転写・搬送ベ
ルト及び転写材の電荷の分布を示す模式図、第７図は静
電気力を利用した公知の転写材の搬送装置の概略図、第
８図は静電気力を利用した公知の転写材の搬送装置の概
略図である。 １１……ドラム、１２……帯電器、１３……露光部、１
４……現像部、１５……転写部、１６……クリーニング
部、１７……除電部、１１１……転写，搬送ベルト、１
１２……ベルト誘電体層、１１３……ベルト導電体層、
１１４……従動ローラー、１１５……駆動ローラー、１
１６……帯電器、１１７……転写材、１１８……ローラ
ー、１１９……定着ガイド、１２０……定着器、１２１
……クリーニング用導電性ファーブラシ、１２２……除
電用導電ブラシ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シート状または進行方向に連続的な転写材
   を無端状の転写材搬送ベルトを用いて静電気的に支持，
   搬送して前記転写材に物理的または化学的に像を転写す
   る装置において、前記転写材搬送ベルトは転写材と接す
   る面を誘電体、その裏面を導電体で構成され、前記転写
   材搬送ベルトを支持，伸張し一定方向へ一定速度で回転
   する手段と、前記転写材搬送ベルトの誘電体部分を帯電
   させる手段と、前記転写材搬送ベルトの導電体部分を接
   地もしくは任意のバイアスを印加する手段と、転写材を
   帯電された前記転写材搬送ベルトとこの転写材搬送ベル
   トに接触するように転写位置に先立って配置された、表
   面を誘電体で被覆された導電性部材の間に供給する手段
   と、前記導電性部材を被覆された誘電体面を除電する手
   段とを具備したことを特徴とする転写・搬送装置。
2. 【請求項２】誘電体を被覆された導電性部材が接地され
   てい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。
3. 【請求項３】導電性部材を被覆する誘電体の比誘電率は
   ２以上であって、かつ厚みは３００μｍ以下であること
   を特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の転写・搬送
   装置。