JPH0736296A - 転写ロール装置 - Google Patents
転写ロール装置Info
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- JPH0736296A JPH0736296A JP6136799A JP13679994A JPH0736296A JP H0736296 A JPH0736296 A JP H0736296A JP 6136799 A JP6136799 A JP 6136799A JP 13679994 A JP13679994 A JP 13679994A JP H0736296 A JPH0736296 A JP H0736296A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
- G03G15/16—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
- G03G15/1665—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 by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat
- G03G15/167—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 by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat at least one of the recording member or the transfer member being rotatable during the transfer
- G03G15/1685—Structure, details of the transfer member, e.g. chemical composition
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 導電率が相対湿度と温度に影響されないバイ
アス転写ロール装置を提供する。 【構成】 静電写真印刷機において画像支持面からコピ
ー用紙へトナー粒子を転写するため使用されるバイアス
転写ロールは、導電性芯部材と、その上に被覆された圧
縮性材料層から成っている。圧縮性材料層には、その細
隙の全体に渡って導電率制御用の導電性充填材が分散し
てある。 【効果】 圧縮性材料層が転写ニップの所で圧縮される
と、導電性充填材の粒子が互いに接触して導電路ができ
てニップ区域内の電界強度が増大する。従って、その導
電率は相対湿度と温度の影響を受けない。
アス転写ロール装置を提供する。 【構成】 静電写真印刷機において画像支持面からコピ
ー用紙へトナー粒子を転写するため使用されるバイアス
転写ロールは、導電性芯部材と、その上に被覆された圧
縮性材料層から成っている。圧縮性材料層には、その細
隙の全体に渡って導電率制御用の導電性充填材が分散し
てある。 【効果】 圧縮性材料層が転写ニップの所で圧縮される
と、導電性充填材の粒子が互いに接触して導電路ができ
てニップ区域内の電界強度が増大する。従って、その導
電率は相対湿度と温度の影響を受けない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には静電写真印刷
機において荷電トナー粒子を転写する装置、より詳細に
は圧縮されたときの導電率を支配する導電性充填材を含
んでいる、順応性のある転写ロール装置に関するもので
ある。
機において荷電トナー粒子を転写する装置、より詳細に
は圧縮されたときの導電率を支配する導電性充填材を含
んでいる、順応性のある転写ロール装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】トナーの転写はバイアスロール転写装置
によってうまく行われるようになった。この形式の転写
装置は最初に米国特許第2,807,233 号において開示され
た。この転写装置は、転写処理の際にトナー粒子に作用
する磁力および磁力以外の力を制御する手段として、少
なくとも約１０6 Ω−ｃｍの抵抗率をもつ弾性被膜で被
覆された金属ロールを使用している。バイアスロール転
写法は、たとえばゼロックス社（米国）製の Model 900
0 シリーズの複写機に見られるように、多くの最新式の
ゼログラフィー複写装置において一般的に好まれる転写
法に成った。
によってうまく行われるようになった。この形式の転写
装置は最初に米国特許第2,807,233 号において開示され
た。この転写装置は、転写処理の際にトナー粒子に作用
する磁力および磁力以外の力を制御する手段として、少
なくとも約１０6 Ω−ｃｍの抵抗率をもつ弾性被膜で被
覆された金属ロールを使用している。バイアスロール転
写法は、たとえばゼロックス社（米国）製の Model 900
0 シリーズの複写機に見られるように、多くの最新式の
ゼログラフィー複写装置において一般的に好まれる転写
法に成った。
【０００３】一般に、バイアス転写部材は、ポリエステ
ル系エラストマーポリウレタンで作られた円筒形部材の
形をしている。バイアス可能な部材に被覆された弾力性
のエラストマーポリウレタン被膜の抵抗率は、ポリウレ
タンに均質混合されたイオン添加物によって制御できる
ことが判った。たとえば、特定の抵抗率レベルを得るた
めに、バイアス転写部材の中に有機塩、特にテトラヘプ
チル臭化アンモニウム（ＴＨＡＢ）が使用された。米国
特許第3,959,574 号および同第4,116,894 号に、イオン
添加物を使用している従来の転写装置が開示されてい
る。
ル系エラストマーポリウレタンで作られた円筒形部材の
形をしている。バイアス可能な部材に被覆された弾力性
のエラストマーポリウレタン被膜の抵抗率は、ポリウレ
タンに均質混合されたイオン添加物によって制御できる
ことが判った。たとえば、特定の抵抗率レベルを得るた
めに、バイアス転写部材の中に有機塩、特にテトラヘプ
チル臭化アンモニウム（ＴＨＡＢ）が使用された。米国
特許第3,959,574 号および同第4,116,894 号に、イオン
添加物を使用している従来の転写装置が開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】イオン電荷制御添加物
を含有するポリエステル系ポリウレタンの使用はかなり
成功したが、上記の装置は多くの欠点をもつことが判っ
た。本質的に、バイアス転写部材のポリウレタン材料を
通って転写電流が流れると、内部の電荷制御添加物がバ
イアス電位源のほうへ移動する傾向があり、このためポ
リウレタン材料の断面にわたってイオン電荷制御添加物
の濃度が減少し、抵抗率が増大する。これは、現在使用
されている材料が重合体鎖の回転、有効架橋、および導
電性添加物によって伝導を引き起こすためと考えられ
る。しかし、現在の装置は大変に低い架橋系であるの
で、添加物は高い移動度を有し、エラストマー網状構造
を通って非常に容易に運ばれるので、荷電成分が拡散
し、従って転写部材の導電率が減少する。さらに、これ
らのイオン添加物ベース方式は相対湿度と温度に非常に
敏感であり、抵抗率もまた相対湿度と温度の関数として
増大する。抵抗率が増大すると、一定の転写電流を維持
しているとき転写ロール部材の両端のバイアス電圧が増
加し、転写装置が損傷することがある。生じた大きな電
圧はバイアス転写部材や複雑なハードウェア構造の電気
的寿命を縮めるので、静電写真式印刷機の必要経費が増
える。
を含有するポリエステル系ポリウレタンの使用はかなり
成功したが、上記の装置は多くの欠点をもつことが判っ
た。本質的に、バイアス転写部材のポリウレタン材料を
通って転写電流が流れると、内部の電荷制御添加物がバ
イアス電位源のほうへ移動する傾向があり、このためポ
リウレタン材料の断面にわたってイオン電荷制御添加物
の濃度が減少し、抵抗率が増大する。これは、現在使用
されている材料が重合体鎖の回転、有効架橋、および導
電性添加物によって伝導を引き起こすためと考えられ
る。しかし、現在の装置は大変に低い架橋系であるの
で、添加物は高い移動度を有し、エラストマー網状構造
を通って非常に容易に運ばれるので、荷電成分が拡散
し、従って転写部材の導電率が減少する。さらに、これ
らのイオン添加物ベース方式は相対湿度と温度に非常に
敏感であり、抵抗率もまた相対湿度と温度の関数として
増大する。抵抗率が増大すると、一定の転写電流を維持
しているとき転写ロール部材の両端のバイアス電圧が増
加し、転写装置が損傷することがある。生じた大きな電
圧はバイアス転写部材や複雑なハードウェア構造の電気
的寿命を縮めるので、静電写真式印刷機の必要経費が増
える。
【０００５】バイアス転写ロールの使用に関連する問題
に対し、特により有効な材料をバイアス転写ロールに均
質混合することを目指したた手法や解決案が数多く提案
されている。本発明の多くの特徴に関係があると思われ
る特許文献に、米国特許第3,866,572 号 (1975年２月18
日発行) と同第4,309,803 号 (1982年１月12日発行)が
ある。これらの特許の関連部分を以下に要約する。
に対し、特により有効な材料をバイアス転写ロールに均
質混合することを目指したた手法や解決案が数多く提案
されている。本発明の多くの特徴に関係があると思われ
る特許文献に、米国特許第3,866,572 号 (1975年２月18
日発行) と同第4,309,803 号 (1982年１月12日発行)が
ある。これらの特許の関連部分を以下に要約する。
【０００６】米国特許第3,866,572 号は、導電性芯を有
するローラー電極たとえば中実金属ローラー、有孔連続
気泡材料の厚い層たとえば連続気泡ポリウレタンフォー
ム、および外部被膜たとえば厚さ１０ミルのポリウレタ
ン層から成る静電写真転写装置を開示している。
するローラー電極たとえば中実金属ローラー、有孔連続
気泡材料の厚い層たとえば連続気泡ポリウレタンフォー
ム、および外部被膜たとえば厚さ１０ミルのポリウレタ
ン層から成る静電写真転写装置を開示している。
【０００７】米国特許第4,309,803 号は、静電写真複写
方法および装置に使用する順応性フォームロールと、そ
のフォームロールを製造する安価な方法を開示してい
る。フォームロールは、導電性材料層で被覆された紙基
材で作られた導電性芯、前記芯の上に形成された圧縮性
フォーム層、および前記フォーム層を被覆する滑らかな
外部表面層から成っている。そのほかに、この米国特許
は、フォーム材料の中にイオン電荷制御添加物を均質混
合して、フォーム材料の電気抵抗率を減らすことができ
ることを開示している。
方法および装置に使用する順応性フォームロールと、そ
のフォームロールを製造する安価な方法を開示してい
る。フォームロールは、導電性材料層で被覆された紙基
材で作られた導電性芯、前記芯の上に形成された圧縮性
フォーム層、および前記フォーム層を被覆する滑らかな
外部表面層から成っている。そのほかに、この米国特許
は、フォーム材料の中にイオン電荷制御添加物を均質混
合して、フォーム材料の電気抵抗率を減らすことができ
ることを開示している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、一態様とし
て、画像支持表面からコピー用紙へトナー粒子を転写す
るバイアス転写ロール装置を提供する。本発明の転写ロ
ール装置は、導電性芯部材と、前記芯部材を被覆する圧
縮性材料層とから成る順応性ロール部材を備えており、
前記圧縮性材料層は導電率制御用の導電性充填材を含ん
でいる。
て、画像支持表面からコピー用紙へトナー粒子を転写す
るバイアス転写ロール装置を提供する。本発明の転写ロ
ール装置は、導電性芯部材と、前記芯部材を被覆する圧
縮性材料層とから成る順応性ロール部材を備えており、
前記圧縮性材料層は導電率制御用の導電性充填材を含ん
でいる。
【０００９】
【実施例】図１に、導電性芯１２の上に圧縮性材料層１
３が被覆された順応性ロール１０を示す。ロール１０は
一般に円筒形であり、圧縮性材料層１３は中央の導電性
芯１２を一様に取り囲んでいる。層１３は、ポリウレタ
ン配合物、または望ましい抵抗率と圧縮特性を与えるこ
とができる他の抵抗性材料からできている。この配合物
は独立気泡性のものでも連続気泡性のものでもよい、す
なわち１０9 程度の抵抗率をもつ十分に圧縮可能なフォ
ーム材料が好ましい。またロール１０の円周外面に沿っ
て表面層すなわち封止被膜１４を付けることができる。
封止被膜１４は、その下の圧縮性材料層１３の圧縮特性
に従う十分な弾力性と復元性を有している。この封止被
膜１４は選択自由であるが、転写装置の動作に必要な耐
磨耗性、洗浄性、および絶縁性を与えるために付けると
よい。順応性ロール１０は、光導電性ドラム１５と接触
する区域に形成されたニップ２２の所で圧縮力を受ける
ことは理解されるであろう。この圧縮力によって順応性
ロール１０が圧縮され、導電性芯１２が光導電性表面１
５（上にトナー粉末像が載っている）に非常に近接す
る。
３が被覆された順応性ロール１０を示す。ロール１０は
一般に円筒形であり、圧縮性材料層１３は中央の導電性
芯１２を一様に取り囲んでいる。層１３は、ポリウレタ
ン配合物、または望ましい抵抗率と圧縮特性を与えるこ
とができる他の抵抗性材料からできている。この配合物
は独立気泡性のものでも連続気泡性のものでもよい、す
なわち１０9 程度の抵抗率をもつ十分に圧縮可能なフォ
ーム材料が好ましい。またロール１０の円周外面に沿っ
て表面層すなわち封止被膜１４を付けることができる。
封止被膜１４は、その下の圧縮性材料層１３の圧縮特性
に従う十分な弾力性と復元性を有している。この封止被
膜１４は選択自由であるが、転写装置の動作に必要な耐
磨耗性、洗浄性、および絶縁性を与えるために付けると
よい。順応性ロール１０は、光導電性ドラム１５と接触
する区域に形成されたニップ２２の所で圧縮力を受ける
ことは理解されるであろう。この圧縮力によって順応性
ロール１０が圧縮され、導電性芯１２が光導電性表面１
５（上にトナー粉末像が載っている）に非常に近接す
る。
【００１０】本発明の重要な特徴は、バイアス転写ロー
ル１０の圧縮性材料層１３が、その細隙（物質構造内部
の小さな隙間，気孔等）の全体に渡って導電性充填材
（図１には粒子１１として示してある）が分散している
ことである。導電性充填材粒子としては、たとえばカー
ボンブラック粒子、アルミナ金属粉末、黒鉛ややすり屑
粒子、その他の適当な導電性材料の粒子がある。非圧縮
状態ではバイアス転写ロール１０の抵抗性すなわち絶縁
性を維持し、そして圧縮状態ではバイアス転写ロール１
０の抵抗率を著しく減少させるために、導電性充填材１
１は約５〜４０重量％の濃度レベルで含まれている。こ
の抵抗率の減少は、転写ロール１０内の導電性充填材の
粒子１１同志の接触が増すことが原因で起きる。従っ
て、本発明の場合は、ニップ２２の所で転写ロール１０
が圧縮され、導電性充填材の粒子１１が互いに接触して
導電性芯１２と転写ニップ２２の間に導電通路ができる
ために、ニップ区域において電界強度が増大する。
ル１０の圧縮性材料層１３が、その細隙（物質構造内部
の小さな隙間，気孔等）の全体に渡って導電性充填材
（図１には粒子１１として示してある）が分散している
ことである。導電性充填材粒子としては、たとえばカー
ボンブラック粒子、アルミナ金属粉末、黒鉛ややすり屑
粒子、その他の適当な導電性材料の粒子がある。非圧縮
状態ではバイアス転写ロール１０の抵抗性すなわち絶縁
性を維持し、そして圧縮状態ではバイアス転写ロール１
０の抵抗率を著しく減少させるために、導電性充填材１
１は約５〜４０重量％の濃度レベルで含まれている。こ
の抵抗率の減少は、転写ロール１０内の導電性充填材の
粒子１１同志の接触が増すことが原因で起きる。従っ
て、本発明の場合は、ニップ２２の所で転写ロール１０
が圧縮され、導電性充填材の粒子１１が互いに接触して
導電性芯１２と転写ニップ２２の間に導電通路ができる
ために、ニップ区域において電界強度が増大する。
【００１１】バイアス転写ロールの外側被膜の配合物中
にイオン電荷制御添加物、たとえば周知のテトラヘプチ
ル臭化アンモニウム（ＴＨＡＢ）が均質混合された従来
のバイアス転写装置と異なり、圧縮性材料層の配合物中
に導電性充填材が混入された本発明の順応性ロールは多
くの利益と利点を有する。電子伝導充填材を使用して導
電率制御を行う本発明の概念は、電子伝導によって制御
される体積抵抗率が温度および相対湿度の変化によって
重要な影響を受けない点で、イオン電荷制御添加物によ
って導電率制御を行う従来の方法より優れているので好
ましい。さらに、バルク導電率はバイアス転写ロール装
置に関連する望ましい導電率の範囲内で電子伝導充填材
の濃度に極めて敏感であるため、厳しい導電率の仕様を
合った製造は極めて困難であるが、開示した導電性充填
材を有する圧縮性ロールは充填材の濃度に敏感でないの
で、導電性充填材を望ましい濃度レベルで与えることが
より実際的である。さらに、転写ニップ２２における被
覆層１３の圧縮特性を変えることによってバイアス転写
ロールの導電率を制御することができる。
にイオン電荷制御添加物、たとえば周知のテトラヘプチ
ル臭化アンモニウム（ＴＨＡＢ）が均質混合された従来
のバイアス転写装置と異なり、圧縮性材料層の配合物中
に導電性充填材が混入された本発明の順応性ロールは多
くの利益と利点を有する。電子伝導充填材を使用して導
電率制御を行う本発明の概念は、電子伝導によって制御
される体積抵抗率が温度および相対湿度の変化によって
重要な影響を受けない点で、イオン電荷制御添加物によ
って導電率制御を行う従来の方法より優れているので好
ましい。さらに、バルク導電率はバイアス転写ロール装
置に関連する望ましい導電率の範囲内で電子伝導充填材
の濃度に極めて敏感であるため、厳しい導電率の仕様を
合った製造は極めて困難であるが、開示した導電性充填
材を有する圧縮性ロールは充填材の濃度に敏感でないの
で、導電性充填材を望ましい濃度レベルで与えることが
より実際的である。さらに、転写ニップ２２における被
覆層１３の圧縮特性を変えることによってバイアス転写
ロールの導電率を制御することができる。
【００１２】以上の説明から、転写ニップ２２における
バイアス転写ロールの被覆層１３の圧縮によって、導電
率が増加してより高い転写電界が印加され、高い転写効
率を達成できることは理解されるであろう。導電性充填
材１１は、その導電率が転写ニップの外側の区域で印加
されたバイアス電圧で絶縁破壊を起こすには不十分であ
るような濃度レベルで与えられる。
バイアス転写ロールの被覆層１３の圧縮によって、導電
率が増加してより高い転写電界が印加され、高い転写効
率を達成できることは理解されるであろう。導電性充填
材１１は、その導電率が転写ニップの外側の区域で印加
されたバイアス電圧で絶縁破壊を起こすには不十分であ
るような濃度レベルで与えられる。
【図１】典型的な静電写真印刷機の転写装置に組み入れ
た、本発明による圧縮性ロールの断面図である。
た、本発明による圧縮性ロールの断面図である。
１０ 圧縮性ロール １１ 導電性充填材 １２ 導電性芯 １３ 圧縮性材料層 １４ 外側封止被膜 １５ 光導電性ドラム １６ コピー用紙 １７ トナー像 １８ 転写された像 １９ ＤＣ電源 ２０，２１ グラウンド ２２ 転写ニップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート エイ グロス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14525 ペンフィールド ハリス ロード 2081 (72)発明者 ケニス ダブリュー ピエトロウスキー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14526 ペンフィールド パインブルック サー クル 28
Claims (1)
- 【請求項１】 画像支持表面からコピー用紙へトナー粒
子を転写する電気的にバイアス可能な転写ロール装置で
あって、 導電性芯と前記芯を一様に取り囲む圧縮性材料層から成
る順応性ロール部材を有し、前記圧縮性材料層にはその
細隙の全体に渡って導電率制御用の導電性粒子が分散さ
れていることを特徴とする転写ロール装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US8410193A | 1993-07-01 | 1993-07-01 | |
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