JPH08685Y2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、電子写真方式の複写機やプリンタなどの画
像担持体上に形成されたトナー画像を中間転写体を介し
て転写材に記録する画像記録装置に関するものである。

［従来の技術］ 帯電・露光により静電潜像を形成する電子写真感光体
やイオンフロー等により静電潜像を形成する誘電体及び
磁気ヘッド等により磁気潜像を形成する磁気記録体など
の画像担持体の該潜像パターンに従って粉体トナーを付
着させて顕像化し、このトナー像を転写材に転写し、さ
らにその転写材を定着部を通過させて、トナー像を転写
材上に定着させる構成の画像記録装置は従来から広く実
用化されている。

この様な画像記録装置における転写方法としては、静
電気力を用いるもの、磁気力を用いるもの、粘着力を用
いるもの、溶剤を用いるもの等種々の方法が提案されて
いるが、現在一般に広く使用されているのは静電気力を
用いる方法である。

この静電気力を用いる転写方法としては、コロナ放電
転写法とバイアスロール法がよく知られている。

このうち、コロナ放電転写法は、転写材の背面にコロ
ナ放電によってトナーと逆極性の電荷を与え、転写電界
を形成して静電気力でトナー像を転写材に転写するもの
である。

しかし、このコロナ放電転写法では、転写材に転写す
るトナーの量には限界があり（転写効率80％ないし90％
程度）、画像濃度の低下を免れなかった。特に高温高湿
の環境下で画像濃度低下が顕著となる。また、静電気的
にトナーを移動させる方式のためトナーの飛び散りを阻
止することが困難であり、このため画像の鮮明さを損っ
たり、装置内を汚すことがあった。さらに、この種の静
電気力を用いる転写方式では、導電性トナーの転写がで
きず、コロナ放電により転写材背面に与えられた電荷が
転写材を通して導電性トナーに注入され画像担持体表面
に再転写したり、飛び散りを起したりして、満足のいく
画像が得られないのが現状である。

導電性トナーは、現像部の小型軽量化と共に装置の高
速化及び高画質化にとって不可欠であり、導電性トナー
の利用は今後ますます重要となると考えられることか
ら、その転写法の改善が急がれるところである。

これらの問題点は、静電気力を用いる転写方法にとっ
て共通であり、バイアスロール法についても同様のこと
がいえる。

これらの問題点を解決する転写方法として、ゴムを転
写層とする中間転写体に画像担持体上のトナー像を押圧
転写し、この転写トナー像を加熱ロールを用いて加熱し
トナー像を溶融下に転写材上に押圧転写して定着（転写
定着）する方法が提案されている（例えば、特公昭46−
41679号公報、特公昭48−22763号公報、特開昭49−7855
9号公報、および米国特許第3,993,825号明細書等）。

このような方法においては、一方では溶融したトナー
に離型性を有するとともに、他方では押圧時に粉体トナ
ー等の微粒子体を付着する性質を有する例えばシリコー
ンゴムの如きゴム系の転写層の表面にまず粉体トナー像
を押圧転写し、この転写層上のトナー像を加熱ロールな
どの加熱体に接触させ加熱して溶融し、同時に給送され
る転写シート上に溶融トナーを押圧転写し、定着する。
即ち、加熱により溶融したトナー像は転写層のもつ上記
離型性に基づき容易に転写シート上に転写、定着される
から、転写工程によるトナー像の解像力の低下がなく、
しかも高い転写率で転写がされ、また高湿度等の環境に
左右されることもない。

しかしながら、この方法では、加熱ロール等の加熱源
が画像担持体の近傍に配設されるため加熱源の熱により
画像担持体の温度が上昇し、潜像形成特性に重大な影響
を及ぼし感度の低下やかぶりが発生し易くなる。そこで
画像担持体に圧接する中間転写体に何らかの冷却手段を
設けることが必要となり、装置が大型化してしまう。

［考案が解決しようとする課題］ 前記問題点を解決するために、次の様な２つの中間転
写体を介して転写定着する構成の画像記録装置が提案さ
れている。すなわち、表面がシリコーンゴム等からな
り、画像担持体に圧接する第１中間転写体と、同じく表
面がシリコーンゴム等からなり、内部にランプヒーター
等の加熱源を備え、前記第１中間転写体に圧接する第２
中間転写体と、さらに前記第２中間転写体に圧接する加
圧体とを有し、転写材を第２中間転写体と該加圧体との
間を通過させ、前記画像担持体上のトナーを前記第１中
間転写体、前記第２中間転写体、前記転写材へと順次転
写し、定着を行うものである。このような構成とするこ
とにより、加熱源の熱の画像担持体への影響が回避され
低消費電力でトナー像の定着を行うことができ、そのた
め前記画像担持体表面の温度上昇が抑えられ、長寿命化
でき、良好な画質を維持できる。

しかし、このような構成の装置においては、第１中間
転写体、第２中間転写体、及び加圧体の材料として弾性
体を使用しているため各転写部における圧接力によって
画像の伸縮や転写効率の低下を生じるという欠点を有し
ていた。

従って本考案の課題は、シリコーンゴム材料の粉体ト
ナーに対する粘着性と溶融トナーに対する離型性を利用
する前記の如き中間転写方式の特徴を生かしつつ、低消
費電力で、画像担持体の温度上昇を抑え、画像の伸び縮
みがなく、画像濃度の高い良好な記録画像を得ることの
できる画像記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、画像担持体と、この画像担持体に圧接し、
エラストマーまたはゴム材料からなる表面層を有する第
１中間転写体と、前記第１中間転写体に圧接し、エラス
トマーまたはゴム材料からなる表面層を有し内部に加熱
源を備えた第２中間転写体と、前記第２中間転写体に圧
接する加圧体とを備え、前記第２中間転写体と前記加圧
体との間に転写材を通過させ、前記画像担持体上に形成
された潜像パターンに従って現像されたトナー像を順
次、第１転写で前記第１中間転写体上へ転写し、第２転
写で前記第２中間転写体へ転写し、第３転写で前記転写
材へ転写する画像記録装置において、前記画像担持体と
前記第１中間転写体との圧接力をP₁、前記第１中間転写
体と前記第２中間転写体との圧接力をP₂、前記第２中間
転写体と前記加圧体との圧接力をP₃としたとき、P₁＜P₃
＜P₂とし、前記第１転写および前記第２転写における前
記第１中間転写体の表面ひずみ量Δl₁およびΔl₂が等し
く、前記第２転写および前記第３転写における前記第２
中間転写体の表面ひずみ量Δm₁およびΔm₂が等しくなる
ように設定してなることを特徴とする画像記録装置であ
る。

本考案において、表面ひずみ量Δl₁，Δl₂，Δm₁，Δ
m₂とは、第１中間転写体および第２中間転写体の各表面
層であるシリコーンゴムが、各転写時に加えられる圧力
により、各転写ニップ部で生じる“伸び”の量である。

各転写ニップ部で生じるこの“伸び”の量は、第１中
間転写体、第２中間転写体および加圧体の硬度、ロール
の直径、押圧力等によって左右されるものであり、この
ひずみ量は以下のようにして測定される。

例えば、第１転写部における第１中間転写体のひずみ
量Δl₁を測定するには、第１図（ａ）に示す様に第１中
間転写体４表面の任意の場所に適当なインク材料（液
体）を付着させて印を付けておき、加圧状態にある感光
体２及び第１中間転写体４を回転させながら、第１転写
部に用紙10を通過させる。第１中間体４を少なくとも１
回転以上回転させることによって前記のインク跡を用紙
に２個以上転移させる（第１図（ｂ）、（ｃ））。第１
中間転写体のひずみが無い時の２個のインク跡11のキョ
リl₁（第１図（ｂ））とひずみが有る時のインク跡11′
のキョリｌ′₁（第１図（ｃ））との差Δl₁をひずみ量
と規定する。

ひずみが全くないという状態は、感光体と第１中間転
写体との加圧がない状態であるから、l₁は、第１中間転
写体の外径ｄを測定することにより、l₁＝πｄで与えら
れる。

ひずみ量Δl₁は、Δl₁＝ｌ′₁−l₁＝ｌ′−πｄとな
る。同様に、第２転写部における第１中間転写体のひず
み量Δl₂の測定は、インクを転移させる用紙を、第２転
写部を通過させることにより行うことができる。

本考案においては上記の如くして測定される第１転写部
および第２転写部における第１中間転写体の表面ひずみ
量をそれぞれ等しくなるように、また、第２転写部およ
び第３転写部における第２中間転写体のひずみ量がそれ
ぞれ等しくなるように各転写部における加圧力を設定す
る。

以下、図面に基いて更に詳しく本考案を説明する。

第２図は、本考案が適用される静電記録装置の概要図
である。この装置においては静電潜像形成部１によって
表面に光導電層を設けた感光体２に静電潜像パターンが
形成される。感光体２は、駆動源（図示せず）によって
矢印Ａ方向に回転し、表面の静電潜像パターンは、現像
部３に到達する。現像部３においては静電潜像パターン
がトナーにより現像される。トナーとしては磁性あるい
は非磁性トナーが用いられるが、例えば磁性−成分トナ
ーの場合には、現像スリーブ3a内に設けられた磁石によ
って磁性−成分トナー3bが、スリーブ3a上に穂立ちし
て、感光体２に向って回転し、途中の穂立規制部材3cに
よって一定の高さに規制される。トナー3bは、導電性
（体積抵抗10¹²Ωcm以下）のもので、感光体２上の静電
潜像パターンに従って、トナーチェーンである穂の先端
に逆電荷が誘起され、トナー粒子は静電潜像の電荷量に
比例して逐次潜像側へ移りトナー像が形成される。この
様にして形成されたトナー像は、感光体２に圧接した第
１中間転写体４上に押圧転写される。第１中間転写体４
は、金属ロール42表面にシリコーンゴム41を塗布してな
るもので、圧接手段（図示せず）により感光体２に圧接
して従動回転する。この第１中間転写体４上のトナー像
は、さらに内部にランプヒーター（図示せず）を備えた
第２中間転写体５に圧接することにより、第１中間転写
体４から第２中間転写体５に押圧転写される。第２中間
転写体５は、第１中間転写体４と同様に金属ロール42表
面にシリコーンゴム41を塗布したものであり、圧接手段
（図示せず）により第１中間転写体４に圧接して従動回
転する。第２中間転写体５上のトナー像は、転写体５内
部のランプヒーターの熱により徐々に溶融し、転写紙７
への転写部では完全に溶融する。この状態では、第２中
間転写体５表面のシリコーンゴムは溶融トナーに対し、
離型性となり、転写体５とこれに押圧される加圧体６の
間を通る転写紙７にトナー像が転写され定着される。ト
ナー像を第１中間転写体４に転写した感光体２は、除電
部８で除電され、わずかに残ったトナーをクリーニング
装置９内のクリーニングブレード9aにより除去し、次の
プロセスに使用される。

第３図は、前記の装置において、感光体２と第１中間
転写体４との溶融部、すなわち第１転写部Ｂを模式的に
拡大したものである。ここで、第３図（ａ）は、未転写
時の状態で、圧接が解除され感光体２と第１中間転写体
４とが離れている様子を示し、第３図（ｂ）は、転写時
の状態で、感光体２と第１中間転写体４とが圧接手段
（図示せず）により圧接している様子を示している。こ
こで、第３図（ｂ）における第１中間転写体４は、フッ
ク弾性に従うと考えられ、変形量は圧接力に比例し、圧
接力の方向に変形が生じるものである。しかし、本考案
において問題にする表面ひずみ量は、この圧接力方向の
変形によって圧接力方向に垂直で、第１中間転写体４に
平行な方向に生じるひずみ、すなわち図中Ｅで示した方
向のひずみ量であり、これは圧接に対して第２義的に生
じるものである。このＥ方向のひずみは、当然のことな
がら“伸び”として生じるが、この量は第１中間転写体
４の表面のシリコーンゴム層の硬度、厚さ及び形状で決
まるものである。従って、感光体２上のトナー像は、第
１転写部Ｂにおいて、圧接によって図示Ｅ方向にΔl₁だ
け伸びた第１中間転写体４上に粘着転写される。次い
で、第１中間転写体４上のトナー像は、第１転写部Ｂを
通過して第２転写部Ｃに向うが、第１転写部Ｂによる圧
接力が解除されることにより第１中間転写体４の表面ひ
ずみがなくなり、Δl₁＝０となり見掛上トナー像が縮ん
でしまう。そのため、第２転写部Ｃでは第１転写部Ｂで
第１中間転写体４が生じたと同じ量のひずみ、すなわち
Δl₁＝Δl₂となるようにひずみをＥ方向に生じさせるよ
うに圧接力を制御する必要がある。

また、第２中間転写体についても第２転写部Ｃと第３
転写部Ｄにおけるそれぞれのひずみ量Δm₁とΔm₂が等し
くなるように圧接力を制御する必要がある。

本考案はこの点に着目したものであり第１中間転写体
及び第２中間転写体の各転写部におけるひずみ量が等し
くなるように、画像担持体と前記第１中間転写体との圧
接力をP₁、前記第１中間転写体と前記第２中間転写体と
の圧接力をP₂、前記第２中間転写体と前記加圧体との圧
接力をP₃としたとき、P₁＜P₃＜P₂として圧接力を設定し
て、転写部での中間転写体の伸縮が最終画像の伸縮とな
って表われないようにしたものである。

［実施例］ 以下、図面に従い本考案を具体的に説明する。

第１図において、第１中間転写体４及び第２中間転写
体５としては、Alなどの金属ロール上にエラストマーな
いしゴム材料よりなる表面層を形成したものが用いられ
る。使用しうる材料としては、例えば、東芝シリコーン
社製のTSE387RTV,TSE388W,TSE389C（以上商品名）、信
越化学社製のKR271,KR272,KE130,KE136−V,KE12RTV,KE1
7RTV,KE42RTV,KE113RTV,KE1800ABCRTV等（以上商品名）
東レシリコーン社製の、SH−780,SE914C,SH850,SH748V,
SRX475V,SH1603V等（以上商品名）、バイエル社製のEVW
−1018、EV−1840等（以上商品名）、日本ポリウレタン
社製のコロネートＣ−4046,ニアポラン4038等（以上商
品名）などがある。これらの材料には更に帯電防止の目
的でカーボンブラック、金属粉を分散させてもよい。

前記エラストマー乃至ゴム材料はその硬度が30℃（JI
S）のものを、外径120mmの金属ロールに厚さ2mmで塗布
し、これを第１中間転写体とした。またこれと同一材料
で、外径50mmの金属ロールに厚さ2mmで塗布したものを
第２中間体とした。加圧体としては、外形50mmの金属ロ
ールを用いた。

これら第１中間転写体、第２中間転写体及び加圧体を第
１図の様に配置し、外径240mmのSe系感光体上に形成さ
れたトナー像を下記のような条件で用紙に転写定着し
た。

トナー：富士ゼロックス社製Fx2700用 第２中間体表面温度:150℃ プロセススピード:100mm/sec この時の第１中間転写体及び第２中間転写体の各転写
部での表面ひずみ量Δl₁、Δl₂、Δm₁、Δm₂及び感光体
上のトナー像に対する用紙上の最終画像の倍率を下表に
示す。

上表のようにNo.1、No.2の圧接力の組み合せでは、画
像に伸縮のない良好な画像が得られたが、No.3では画像
が縮小し、No.4では拡大してしまった。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案においては、画像担持体
と第１中間転写体との圧接力をP₁、第１中間転写体と第
２中間転写体との圧接力をP₂、第２中間転写体と加圧体
との圧接力をP₃としたとき、P₁＜P₃＜P₂とし、第１転写
部と第２転写部における第１中間転写体のひずみ量Δ
l₁，Δl₂及び、第２転写部と第３転写部における第２中
間転写体のひずみ量Δm₁，Δm₂を各Δl₁＝Δl₂、Δm₁＝
Δm₂となるよう圧接力を設定したため、画像の伸縮のな
い良好な記録画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は転写部における中間転
写体のひずみ量測定の説明図、 第２図は本考案が適用される静電記録装置の構成を示す
概略側面図、 第３図（ａ）、（ｂ）は第２図の静電記録装置における
第１転写部の拡大模式図であり、（ａ）は未転写時の状
態、（ｂ）は転写時の状態を表わす。 図中符号： １…静電潜像形成部;2…感光体;3…現像部;3a…現像ス
リーブ;3b…磁性トナー;3c…規制部材;4…第１中間転写
体;41…シリコーンゴム層;42…金属ロール;5…第２中間
転写体;6…加圧体;7…転写紙;8…除電部;9…クリーニン
グ部;10…用紙;11…インク;11′…インク跡;A…回転方
向;B…第１転写部;C…第２転写部;D…第３転写部;E…ひ
ずみ方向。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】画像担持体と、この画像担持体に圧接し、
   エラストマーないしゴム材料からなる表面層を有する第
   １中間転写体と、前記第１中間転写体に圧接し、エラス
   トマーないしゴム材料からなる表面層を有し、内部に加
   熱源を備えた第２中間転写体と、前記第２中間転写体に
   圧接する加圧体とを備え、前記第２中間転写体と前記加
   圧体との間に転写材を通過させ、前記画像担持体上に形
   成された潜像パターンに従って現像されたトナー像を順
   次、第１転写で前記第１中間転写体上へ転写し、第２転
   写で前記第２中間転写体へ転写し、第３転写で前記転写
   材へ転写する画像記録装置において、前記画像担持体と
   前記第１中間転写体との圧接力をP₁、前記第１中間転写
   体と前記第２中間転写体との圧接力をP₂、前記第２中間
   転写体と前記加圧体との圧接力をP₃としたとき、P₁＜P₃
   ＜P₂とし、前記第１転写および前記第２転写における前
   記第１中間転写体の表面ひずみ量Δl₁およびΔl₂が等し
   く、前記第２転写および前記第３転写における前記第２
   中間転写体の表面ひずみ量Δm₁およびΔm₂が等しくなる
   ように設定してなることを特徴とする画像記録装置。