JP2798969B2 - Roller transfer device - Google Patents

Roller transfer device

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JP2798969B2
JP2798969B2 JP11197989A JP11197989A JP2798969B2 JP 2798969 B2 JP2798969 B2 JP 2798969B2 JP 11197989 A JP11197989 A JP 11197989A JP 11197989 A JP11197989 A JP 11197989A JP 2798969 B2 JP2798969 B2 JP 2798969B2
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、電子写真などの静電記録装置におけるロ
ーラ転写装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a roller transfer device in an electrostatic recording device such as an electrophotographic device.

(従来の技術) 従来、トナー担持体よりトナーを静電的に転写紙に転
写する装置にコロナチャージャーを用いる方式と、導電
性ローラまたはドラムを用いて外部から電圧を印加する
方式とが存在している。
(Prior Art) Conventionally, there are a system using a corona charger in a device for electrostatically transferring toner from a toner carrier to transfer paper, and a system using a conductive roller or a drum to externally apply a voltage. ing.

コロナチャージャーを用いる方式の転写装置は装置の
構成が簡単であるため、一般のモノクロ用複写機に広く
採用されているが、この方式の装置は、転写紙の背面か
らコロナチャージャーで電荷を発生させて転写紙に付着
した電荷により形成される電界によりトナーをトナー像
担持体より転写紙に転写するものであるため、コロナチ
ャージャーによる電荷の発生量が同じであっても転写紙
の電気抵抗により電荷付着量が異なり、電界の強さが変
化する。そして、一般には転写紙として使用される普通
紙では環境湿度によりその電気抵抗値が大きく変化する
ため、カラー記録のような色トナーを重ね合わせて色表
現するを行なう場合、色バランスがくずれ、安定したカ
ラー記録ができない問題点があった。また、モノクロ記
録においても、環境湿度により画像間濃度が変化するこ
とがしばしば起こる問題点があった。さらに、転写紙が
トナー像担持体と接触する時と離脱する時に転写紙の帯
電電荷による気体放電が生じ、転写紙に転写されたトナ
ーが飛散し、画像が乱れる問題点もあった。
The transfer device using the corona charger is widely used in general monochrome copying machines because of the simple structure of the device.However, this device generates electric charges from the back of the transfer paper using the corona charger. Because the toner is transferred from the toner image carrier to the transfer paper by the electric field formed by the charge attached to the transfer paper, the charge is generated by the electrical resistance of the transfer paper even if the amount of charge generated by the corona charger is the same. The amount of adhesion varies and the strength of the electric field varies. In general, the electrical resistance of plain paper used as transfer paper greatly changes depending on the environmental humidity. Therefore, when performing color expression by superimposing color toners such as color recording, the color balance is lost and stable. Color recording cannot be performed. Also, in monochrome recording, there is a problem that the density between images often changes due to environmental humidity. Further, when the transfer paper comes into contact with and separates from the toner image carrier, gas discharge occurs due to the charge of the transfer paper, and the toner transferred to the transfer paper is scattered, resulting in a problem that the image is disturbed.

これらはモノクロ記録の場合にも問題となる点がある
が、特にカラー記録では転写紙である記録紙の電気抵抗
が環境湿度により変化しても各色トナーの転写効率が安
定し、各色のトナー画像を乱さずに精度良く重ね合わせ
ることが強く求められる故に、その解決が待望されてい
た。
These are also problems in the case of monochrome recording, but in color recording in particular, the transfer efficiency of each color toner is stable even if the electrical resistance of the recording paper as the transfer paper changes due to environmental humidity, and the toner image of each color is stable. Since there is a strong demand for accurate overlapping without disturbing the image, a solution has been long-awaited.

そこで、これらの問題点を解決するために従来から種
々の提案がなされている。その一つとして、例えば特開
昭56−164370号公報に開示されているように中空ドラム
に貼り付けた絶縁性メッシュの背面、つまり転写紙と接
触しているメッシュの反対側よりコロナ放電を行なって
転写紙に帯電させ、トナー像担持体とソフトに接触さ
せ、かつ絶縁性メッシュに適当な時定数を持たせてトナ
ー転写後は電荷をリークさせて気体放電を防止する方式
がある。
Therefore, various proposals have conventionally been made to solve these problems. As one of them, corona discharge is performed from the back side of the insulating mesh attached to the hollow drum, that is, from the opposite side of the mesh in contact with the transfer paper, as disclosed in, for example, JP-A-56-164370. There is a method in which the transfer paper is charged to make it contact with the toner image carrier softly, and the insulating mesh has an appropriate time constant to leak the charge after the toner transfer, thereby preventing gas discharge.

しかしながら、このような方式であっても、環境湿度
により変化する転写紙の電気抵抗により転写効率が変化
してしまうという問題点は解決されない。
However, even with such a method, the problem that the transfer efficiency changes due to the electrical resistance of the transfer paper that changes due to environmental humidity cannot be solved.

これに対して、特開昭50−22640号公報に開示されて
いるようにソフトな導電性ゴムローラを転写ローラとし
て用いる方式も提案されている。第5図はこのような転
写ローラを用いる静電記録装置の構成を示している。こ
の第5図の静電記録装置では、トナー担持体としての有
機感光体101にチャージャー102を用いて負電荷103を与
え、この負電荷103を有する有機感光体101上にレーザ光
などによる光信号104を照射し、反転した静電潜像を形
成させる。そして、この静電潜像を有機感光体101上の
表面電位と同程度の600Vの負電圧でバイアス105させた
負極性のトナーを有する現像器106で現像し、可視像107
を有機感光体101上に形成する。
On the other hand, a system using a soft conductive rubber roller as a transfer roller has been proposed as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-22640. FIG. 5 shows the configuration of an electrostatic recording apparatus using such a transfer roller. In the electrostatic recording apparatus shown in FIG. 5, a negative charge 103 is applied to an organic photoreceptor 101 as a toner carrier using a charger 102, and an optical signal such as a laser beam is applied to the organic photoreceptor 101 having the negative charge 103. Irradiate 104 to form an inverted electrostatic latent image. Then, the electrostatic latent image is developed by a developing device 106 having a negative toner biased 105 by a negative voltage of 600 V which is substantially equal to the surface potential on the organic photoreceptor 101, and a visible image 107 is developed.
Is formed on the organic photoreceptor 101.

一方、転写ローラ108には800V前後の正電圧110を印加
しておき、転写紙109を有機感光体101と転写ローラ108
との間に搬送し、両者の圧接している間を通る際に有機
感光体101上に形成されている可視像107のトナーを有機
感光体101の表面から転写ローラ108側に移動させるよう
にして転写紙109上にトナー画像111を形成する。
On the other hand, a positive voltage 110 of about 800 V is applied to the transfer roller 108, and the transfer paper 109 is separated from the organic photoreceptor 101 and the transfer roller 108.
And the toner of the visible image 107 formed on the organic photoreceptor 101 is moved from the surface of the organic photoreceptor 101 to the transfer roller 108 side while passing while the two are pressed against each other. Thus, a toner image 111 is formed on the transfer paper 109.

そして、有機感光体101上に残留したトナー112はクリ
ーナ装置113により清掃し、かつ有機感光体101上の静電
荷は消去ランプ114により消去し、有機感光体101を次の
転写に備えさせる。
Then, the toner 112 remaining on the organic photoconductor 101 is cleaned by a cleaner device 113, and the electrostatic charge on the organic photoconductor 101 is erased by an erasing lamp 114, so that the organic photoconductor 101 is prepared for the next transfer.

なお、この静電転写装置にあっては転写紙109の紙幅
よりも大きい有機感光体101上の不要な画像部のトナー
は転写ローラ108上に直接転写され、転写ローラ108に汚
れが生じる。また転写紙109の搬送ミスが生じた場合に
も、有機感光体101の上のトナー画像すべてが転写ロー
ラ108上に付着する。さらには装置が正常運転している
場合でも、浮遊トナーの付着により転写ローラ108が汚
れることもある。
In this electrostatic transfer device, the toner of the unnecessary image portion on the organic photoconductor 101 that is larger than the paper width of the transfer paper 109 is directly transferred onto the transfer roller 108, and the transfer roller 108 is stained. Also, when a transfer error of the transfer paper 109 occurs, all the toner images on the organic photoconductor 101 adhere to the transfer roller. Further, even when the apparatus is operating normally, the transfer roller 108 may become dirty due to the adhesion of the floating toner.

そこで、この転写ローラ108上のトナー汚れを転写ロ
ーラ108の周辺に設けられたクリーニングブレード115に
より拭き取り、トナー受け116中に廃トナー117として集
めるようにしている。
Therefore, the toner stain on the transfer roller 108 is wiped off by a cleaning blade 115 provided around the transfer roller 108, and collected as waste toner 117 in the toner receiver 116.

このような転写ローラを用いた静電転写装置の場合に
は、発泡性の導電性ゴムローラを用いて転写紙とトナー
像担持体の間に電界をかけるので転写紙が帯電せず、従
って環境湿度に対して安定した転写効率を得ることがで
きる。また、導電性ローラが圧縮されるに従いその電気
抵抗が連続的に低下するので、導電性ローラとトナー像
担持体との接触点、つまりトナー転写点で導電性ローラ
の電気抵抗が最も低くなって転写電界が十分強くなり、
両者の接触前と離脱時には電気抵抗が高くなるために電
界が弱くなり、導電性ローラとトナー像担持体の間の気
体放電が防止され、転写画像の乱れを少なくできる利点
がある。
In the case of an electrostatic transfer apparatus using such a transfer roller, an electric field is applied between the transfer sheet and the toner image carrier using a foaming conductive rubber roller, so that the transfer sheet is not charged, and therefore, the environmental humidity , A stable transfer efficiency can be obtained. Further, since the electric resistance of the conductive roller continuously decreases as the conductive roller is compressed, the electric resistance of the conductive roller becomes the lowest at the contact point between the conductive roller and the toner image carrier, that is, at the toner transfer point. Transfer electric field becomes strong enough,
Before and after the contact between the two, the electric resistance is increased due to the increased electric resistance, the electric field is weakened, gas discharge between the conductive roller and the toner image carrier is prevented, and there is an advantage that the disturbance of the transferred image can be reduced.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような発泡性導電ゴムローラを転
写ローラとして用いるローラ転写装置にあっても、次の
ような問題点があった。その一つは、発泡性導電ゴムロ
ーラの形状を精度良く制作することができない問題点で
ある。また、発泡性ゴムローラに導電性を与えるために
は一般に導電性カーボンブラック等の導電性粒子をゴム
素材に混入するが、その混入率によってローラの弾力性
も変化するために所望の弾力性が得ることが技術的に難
しい問題点もあった。さらに、発泡性導電ゴムローラの
内部の気泡内で放電が生じ、発泡性導電ゴムローラの寿
命を短くしたり、この放電によりが質が劣化するなどの
問題点もあった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, even a roller transfer device using such a foamable conductive rubber roller as a transfer roller has the following problems. One of the problems is that the shape of the foamable conductive rubber roller cannot be produced with high accuracy. In addition, in order to impart conductivity to the foamable rubber roller, conductive particles such as conductive carbon black are generally mixed into the rubber material. However, the elasticity of the roller changes depending on the mixing ratio, so that desired elasticity is obtained. There were also technical difficulties. In addition, there is a problem that a discharge is generated in bubbles inside the foamable conductive rubber roller, thereby shortening the life of the foamable conductive rubber roller and deteriorating the quality due to the discharge.

またさらに、転写ローラとトナー担持体との接触圧力
が大きい場合には、トナー像の中央部でトナーが転写紙
に転写されない“中抜け”現象が生じ、画質を劣化させ
る問題点もあった。さらに加えて、トナー像担持体と転
写ローラとの接触幅が機械振動などにより変化すると画
像濃度が変動し、画質が劣化する問題点もあった。そし
て、この最後の問題点は、湿度の高い雰囲気において特
に顕著に発生する現象である。
Further, when the contact pressure between the transfer roller and the toner carrier is large, there is a problem in that the toner is not transferred to the transfer paper at the center of the toner image, resulting in a "hollow-out" phenomenon, deteriorating the image quality. In addition, if the contact width between the toner image carrier and the transfer roller changes due to mechanical vibration or the like, there is a problem that the image density changes and the image quality deteriorates. The last problem is a phenomenon that occurs particularly remarkably in a humid atmosphere.

この発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、環境湿度の影響が少なく、所望の弾力性と抵抗
性とを独立に得ることができる構造の転写ローラを用い
ることにより、周囲環境条件に左右されず、中抜け現象
の発生もなく、転写時に画像濃度の変動が少ないローラ
転写装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a conventional problem. By using a transfer roller having a structure in which the influence of environmental humidity is small and a desired elasticity and resistance can be obtained independently, the surroundings can be improved. It is an object of the present invention to provide a roller transfer device that is not affected by environmental conditions, does not cause a hollow phenomenon, and has little fluctuation in image density during transfer.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明のローラ転写装置は、可撓性抵抗層と可撓性
導電層との積層体により発泡性弾性支持柱体を被覆し、
この支持柱体の中央にシャフトを貫通させて転写ローラ
を構成し、この転写ローラの両端部外周に当該転写ロー
ラの半径よりも若干小さい半径を有する剛性ガイドリン
グを取り付け、トナー像担持体に前記転写ローラをその
両端の剛性ガイドリングと共に密着させて回転させ、ト
ナー像担持体と転写ローラと密着部分に転写紙を通して
トナー像を転写紙上に転写するようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] The roller transfer device of the present invention covers a foamable elastic support pillar with a laminate of a flexible resistive layer and a flexible conductive layer,
A transfer roller is formed by penetrating a shaft at the center of the support column, and a rigid guide ring having a radius slightly smaller than the radius of the transfer roller is attached to the outer periphery of both ends of the transfer roller. The transfer roller is brought into close contact with the rigid guide rings on both ends thereof and rotated, so that the toner image is transferred onto the transfer paper by passing the transfer paper through the portion in close contact with the toner image carrier and the transfer roller.

(作用) この発明のローラ転写装置では、可撓性のある抵抗層
と導電層との積層体を発泡性弾性支持柱体に被覆して転
写ローラを構成することにより、転写紙とトナー像担持
体とをソフトに接触させることができ、しかもトナー像
担持体と転写ローラとを接触させるときには転写ローラ
の半径によりも若干小さい半径の剛性ガイドリングがト
ナー像担持体と接触することによりガイドリングの半径
以上に大きく転写ローラが変形することがなく、中抜け
現象を生じさせないで安定した接触圧で転写が行なえ
る。
(Operation) In the roller transfer device of the present invention, the transfer roller is formed by covering the laminate of the flexible resistive layer and the conductive layer with the foamable elastic support pillar, thereby carrying the transfer paper and the toner image. When the toner image carrier is brought into contact with the transfer roller, a rigid guide ring having a radius slightly smaller than the radius of the transfer roller comes into contact with the toner image carrier. The transfer roller can be transferred with a stable contact pressure without causing the transfer roller to be deformed larger than the radius and without causing a dropout phenomenon.

また、発泡性弾性支持柱体に対してその外周に抵抗層
と導電層とに被覆することにより、環境湿度の影響を受
けにくくし、画像濃度変動の少ないトナー転写ができ
る。さらに、正電圧を印加する部分が発泡性弾性支持柱
体ではなくてその外周に被覆した導電層と抵抗層である
ために、気泡中での放電が生じることを防止でき、寿命
の長期化が図れる。
In addition, by covering the outer periphery of the foamable elastic support column with a resistance layer and a conductive layer, the influence of environmental humidity is reduced, and toner transfer with little image density fluctuation can be performed. Furthermore, since the portion to which the positive voltage is applied is not the foamable elastic support pillar but the conductive layer and the resistance layer coated on its outer periphery, it is possible to prevent the occurrence of discharge in bubbles and prolong the life. I can do it.

(実施例) 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を示しており、1は抵抗
層、2は導電層、3は弾力的に変形可能な発泡性弾性支
持柱体、4は金属シャフトである。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which 1 is a resistance layer, 2 is a conductive layer, 3 is an elastically deformable foamable elastic support column, and 4 is a metal shaft.

抵抗層1はポリエステル、ポリエチレン、塩化ビニー
ルなどの合成樹脂、あるいはゴムに導電性カーボン、
銅、ニッケルなどの微細金属粒子などの導電性微粒子を
分散させたもの、あるいは導電性高分子樹脂などの可撓
性に優れた抵抗性シートを用いることができる。
The resistance layer 1 is made of synthetic resin such as polyester, polyethylene, vinyl chloride, or rubber, or conductive carbon,
A conductive sheet in which conductive fine particles such as fine metal particles such as copper and nickel are dispersed, or a resistive sheet having excellent flexibility such as a conductive polymer resin can be used.

抵抗層1の抵抗値は、単位面積当りの断面方向抵抗が
5×107〜109Ω・cm2の単位が望ましく、特に1×108
3×108Ω/cm2の範囲が好適であり、また樹脂抵抗層1
が適当な柔軟性を保つために、その厚さは0.02〜2mmの
範囲にあることが望ましい。この結果、抵抗層1の体積
抵抗としては、2.5×108〜5×1011Ω・cmの範囲で、望
ましくは5×108〜1×1010Ω・cmの範囲がよい。そし
てこのような抵抗層1の体積抵抗値の制御は、樹脂ある
いはゴムへの導電性微粒子の混入率を変えるか、または
フッ素系樹脂のような高分子樹脂中に混入させるイオン
供与体量を変えることにより行なうことができる。
The resistance value of the resistance layer 1 is desirably a unit having a cross-sectional resistance per unit area of 5 × 10 7 to 10 9 Ω · cm 2 , particularly 1 × 10 8 to
The range of 3 × 10 8 Ω / cm 2 is preferable.
However, in order to maintain appropriate flexibility, the thickness is desirably in the range of 0.02 to 2 mm. As a result, the volume resistance of the resistance layer 1 is in the range of 2.5 × 10 8 to 5 × 10 11 Ω · cm, preferably in the range of 5 × 10 8 to 1 × 10 10 Ω · cm. The volume resistance of the resistive layer 1 is controlled by changing the mixing ratio of the conductive fine particles into the resin or the rubber or by changing the amount of the ion donor mixed into the polymer resin such as the fluororesin. It can be done by doing.

また、抵抗層1の体積抵抗値は外部からの圧力および
温度・湿度などの環境条件の変化に対して変わらないか
その変化が小さいことが望まれるが、樹脂シート構造は
内部に空気室を持たないので、発泡構造と比較して温度
に対して抵抗値が安定している。
It is desired that the volume resistance value of the resistance layer 1 does not change or the change is small with respect to changes in environmental conditions such as external pressure and temperature and humidity. However, the resin sheet structure has an air chamber inside. Since there is no foamed structure, the resistance value is stable with respect to the temperature as compared with the foamed structure.

このような特性を持つことにより、紙、封書、葉書な
どの厚みの異なる転写紙が圧接状態にあるトナー担持体
と転写ローラとの間に入ってきても、あるいは温湿度に
かかわらず電気的トナー転写条件を同じに維持すること
ができる。
With such a characteristic, even if transfer paper of different thickness such as paper, postcard, postcard, etc. enters between the toner carrier and the transfer roller in the pressed state, or the electric toner is applied regardless of the temperature and humidity. Transfer conditions can be kept the same.

また、抵抗層1の表面は、平滑であるほうが望まし
く、不要なトナーが抵抗層1の表面に累積すると転写紙
の背面を外すことになるが、表面を平滑に保つならばこ
のトナー除去がしやすくなる。
Further, it is desirable that the surface of the resistance layer 1 is smooth. If unnecessary toner accumulates on the surface of the resistance layer 1, the back surface of the transfer paper will be removed. It will be easier.

導電層2はポリエステルなどに導電性カーボンなどの
導電性微粒子を分散させた導電性樹脂、金属の薄いシー
ト、あるいは導電性接着剤などを用いることができる。
そして、薄電層2の体積抵抗値は、抵抗層1のそれより
も低くなければならず、1×106Ω・cm以下であること
が望ましい。また、導電層2と抵抗層1とは電気的な接
続が確保されなければならない。さらに導電層2の厚み
も弾性支持体3の柔軟性を損なわないためにできる限り
薄いほうが好ましく、そのために低抗層1と導電層2と
の厚みの和を弾性支持柱体3の厚みの10分の1以下にす
ることにより弾性支持柱体3の機能を維持することがで
きる。
For the conductive layer 2, a conductive resin in which conductive fine particles such as conductive carbon are dispersed in polyester or the like, a thin sheet of metal, a conductive adhesive, or the like can be used.
The volume resistance value of the thin electric layer 2 must be lower than that of the resistance layer 1, and is desirably 1 × 10 6 Ω · cm or less. Further, electrical connection between the conductive layer 2 and the resistance layer 1 must be ensured. Further, the thickness of the conductive layer 2 is preferably as thin as possible so as not to impair the flexibility of the elastic support 3. For this reason, the sum of the thickness of the low resistance layer 1 and the conductive layer 2 is set to 10 times the thickness of the elastic support column 3. The function of the elastic support pillar 3 can be maintained by setting it to 1 / l or less.

弾力的に変形可能な発泡性弾性支持柱体3としては発
泡ゴムスポンジ、発泡ポリエチレン、発泡ウレタンな
ど、圧縮変形可能な弾性材を利用することができる。そ
して、転写ローラ5がトナー像担持体に繰り返し一部を
圧接して用いられるので、弾性支持柱体3は圧接時に柔
軟に変形し、しかも圧接開放時には速やか原形に復元す
ることが必要であり、かつこの繰り返しに対して安定に
動作することが必要であり、そのためには耐グリープ、
耐塑性変形に優れた材料が望ましい。
As the elastically deformable foamable elastic support pillar 3, a compressively deformable elastic material such as foamed rubber sponge, foamed polyethylene, or foamed urethane can be used. Since the transfer roller 5 is used by repeatedly pressing a part of the toner image bearing member against the toner image carrier, it is necessary that the elastic supporting column 3 be deformed flexibly when pressed and restored to its original shape when pressed and released. And it is necessary to operate stably against this repetition, for which anti-grip,
A material excellent in plastic deformation resistance is desirable.

また発泡性弾性支持柱体3の発泡構造としては、連続
発泡構造、独立発泡構造のいずれであっても構わない
が、連続発泡構造とすると周囲温度にかかわらず形状が
安定しているので、好適に使用することができる。さら
に弾性支持柱体3の柔軟性は構成材料、発泡構造、発泡
の程度などを変えることにより任意のものを得ることが
可能であり、独立気泡構造のスポンジゴム硬度30と同等
以下の硬度が好適に用いられる。
The foamed structure of the foamable elastic support column 3 may be either a continuous foamed structure or a closed foamed structure. However, the continuous foamed structure is preferable because the shape is stable regardless of the ambient temperature. Can be used for Further, the flexibility of the elastic support column 3 can be obtained as desired by changing the constituent material, the foam structure, the degree of foaming, and the like. A hardness equal to or less than the sponge rubber hardness 30 of the closed cell structure is preferable. Used for

加えて、弾性支持柱体3の厚みは、それが薄すぎると
柔軟構造が機能しないので、2mm以上は必要である。
In addition, the thickness of the elastic support column 3 needs to be 2 mm or more because the flexible structure does not function if it is too thin.

さらにまた、第1図に示すように弾性支持柱体3の端
部より導電処理を施すことにより一部を導電性弾性部6
とすることができ、このような構造にするならば導電性
弾性部6に導電層2とシャフト4とを電気的に接続する
ことができるようになり、シャフト4に給電することに
より抵抗層1に電圧を印加することが可能となる。な
お、この抵抗層1に電圧を印加するための構造として
は、導電層2の一部を露出させ、そこから給電するよう
にすることもできる。
Further, as shown in FIG. 1, a conductive treatment is performed from the end of the elastic support column 3 so that a part of the conductive elastic portion 6 is formed.
With such a structure, the conductive layer 2 and the shaft 4 can be electrically connected to the conductive elastic portion 6. Can be applied. In addition, as a structure for applying a voltage to the resistance layer 1, a part of the conductive layer 2 may be exposed and power may be supplied therefrom.

次に、第1図に示す転写ローラ5の製造方法を説明す
る。8mmφのSUSシャフト4の周囲にゴム硬度20の発泡ウ
レタンを注型により厚さ10mm形成し、発泡性弾性支持柱
体3とする。そして、この弾性支持柱体3の両端に導電
処理を施して、弾性支持柱体3の両端部に幅約5mmの体
積抵抗値1×104Ω・cmの導電性スポンジ層7を形成す
る。
Next, a method of manufacturing the transfer roller 5 shown in FIG. 1 will be described. Urethane foam having a rubber hardness of 20 is formed around the 8 mmφ SUS shaft 4 by casting to a thickness of 10 mm to form a foamable elastic support column 3. Then, conductive treatment is performed on both ends of the elastic support column 3 to form a conductive sponge layer 7 having a volume resistance of 1 × 10 4 Ω · cm and a width of about 5 mm on both ends of the elastic support column 3.

さらに弾性支持柱体3の外周に導電性カーボンをポリ
エステル樹脂に分散させ、体積抵抗値を1×104Ω・cm
に調整した導電層2を形成し、さらに外周にフッ素系樹
脂中にイオン供与体を混入し、体積抵抗値を2.5×1010
Ω・cmに調整した抵抗値1を各々0.1mmの厚さに注入形
成する。
Further, conductive carbon is dispersed in the polyester resin on the outer periphery of the elastic support column 3 to have a volume resistance of 1 × 10 4 Ω · cm.
The conductive layer 2 is adjusted to have a volume resistivity of 2.5 × 10 10
Each of the resistance values 1 adjusted to Ω · cm is formed by injection into a thickness of 0.1 mm.

そして、最後に転写ローラ5の両端に転写ローラ5の
半径より約300μm小さい半径のデルリンなどの非圧縮
性絶縁体から成るガイドリング7を嵌め込む。
Finally, guide rings 7 made of an incompressible insulator such as Delrin having a radius smaller than the radius of the transfer roller 5 by about 300 μm are fitted into both ends of the transfer roller 5.

このようにして得られる転写ローラ5を用いたローラ
転写装置の要部が第2図に示されている。この第2図の
ローラ転写装置では、トナー担持体8上のトナー像9は
トナー像担持体8の矢印方向の回転にしたがって区間B
−Cのトナー転写部に移送される。そして、トナー転写
部ではトナー像9は転写紙である普通紙10に圧接され
る。
FIG. 2 shows a main part of a roller transfer device using the transfer roller 5 thus obtained. In the roller transfer device shown in FIG. 2, the toner image 9 on the toner carrier 8 is moved to the section B in accordance with the rotation of the toner image carrier 8 in the direction of the arrow.
-C is transferred to the toner transfer section. Then, in the toner transfer section, the toner image 9 is pressed against the plain paper 10 as the transfer paper.

この間、トナー像9には高圧発生電源11により供給さ
れるトナー像の静電荷(ここでは負極性)と逆極性の高
圧の転写電圧が作用し、トナー像9が静電的に普通紙10
に転写され、普通紙10上に画像12を形成する。
During this time, a high-voltage transfer voltage having a polarity opposite to the electrostatic charge (here, negative polarity) of the toner image supplied from the high-voltage generation power supply 11 acts on the toner image 9, and the toner image 9 is electrostatically charged on the plain paper 10.
To form an image 12 on plain paper 10.

この時の高圧転写電圧は、トナー像担持体8上の静電
荷と逆極性のトナーがトナー像担持体8上の静電荷の上
に形成される正規現象の場合には約2KV近辺の電圧を必
要とし、逆にトナー像担持体8上の静電荷と同極性のト
ナーがトナー像担持体8上の静電荷の消去された部分に
形成される反転現像の場合には約1KV近辺の転写電圧が
必要である。
The high-voltage transfer voltage at this time is a voltage of about 2 KV in the case of a normal phenomenon in which toner having a polarity opposite to the electrostatic charge on the toner image carrier 8 is formed on the electrostatic charge on the toner image carrier 8. In the case of reversal development in which toner having the same polarity as that of the electrostatic charge on the toner image carrier 8 is formed on the portion of the toner image carrier 8 where the electrostatic charge has been erased, a transfer voltage of about 1 KV is required. is required.

区間B−Cのトナー転写部では、転写ローラ5の弾性
支持柱体3の弾力的な変形と転写ローラ5の半径よりも
若干小さい半径のガイドリング7によりトナー像担持体
8と普通紙10とが一定のニップ幅で密着する。この区間
では、弾性支持柱体3の柔軟な構造により転写圧力もほ
ぼ一定に保つことができる。また、抵抗層1は体積抵抗
値の圧力異存性がないので、ニップ幅の全領域において
均一な転写条件を得ることが可能である。
In the toner transfer section in the section B-C, the toner image carrier 8 and the plain paper 10 are separated by the elastic deformation of the elastic support column 3 of the transfer roller 5 and the guide ring 7 having a radius slightly smaller than the radius of the transfer roller 5. Adhere at a certain nip width. In this section, the transfer pressure can be kept substantially constant by the flexible structure of the elastic support column 3. In addition, since the resistance layer 1 has no pressure resistance in the volume resistance value, uniform transfer conditions can be obtained in the entire nip width region.

一般にローラ転写では、転写圧力が大きすぎるとトナ
ー像の中央部のトナーが転写紙に転写されない中抜け現
象を生じ、例えば文字記録では白抜き文字、すなわち文
字形の枠のみが記録されることが起こる。第3図は、第
2図に示すローラ転写装置を用いた時の転写圧力と中抜
けの生じる割合との関係を示しているが、ここでは中抜
けの現れる割合として正方形の孤立したトナー像を転写
し、得られた転写像中の白地部分の全体像に占める割合
で示している。
In general, in roller transfer, if the transfer pressure is too high, the toner in the center of the toner image will not be transferred to the transfer paper, causing a hollow phenomenon.For example, in character recording, only white characters, that is, only character-shaped frames may be recorded. Occur. FIG. 3 shows the relationship between the transfer pressure when the roller transfer device shown in FIG. 2 is used and the rate of occurrence of hollowing. Here, a square isolated toner image is used as the rate of occurrence of hollowing. The ratio of the white background portion in the transferred image obtained by transfer to the entire image is shown.

この第3図において、中抜けの出現割合が10%以下で
あれば実用上問題のない転写像が得られたことになる
が、反面、転写圧力が低すぎるとニップ幅が狭くなり、
転写濃度が低下してしまう。この発明の実施例の転写装
置では、約300g/cm2以下の範囲の転写圧力が適してお
り、好ましくは約200g/cm2以下の転写圧力が適当であ
る。そのため、転写ローラ5の弾性層1のゴム硬度は30
度以下が適当である。そして、この時の転写ローラの変
形量は半径方向に300μm以下、好ましくは150μm以下
で、ニップ幅は3mm以下、好ましくは2mm以下が適当であ
る。なお、このニップ幅出来丸転写時間は変動の範囲で
は、転写画像に濃度変化は生じない。
In FIG. 3, a transfer image having no practical problem was obtained if the appearance ratio of hollow portions was 10% or less. On the other hand, if the transfer pressure was too low, the nip width became narrower.
The transfer density decreases. In the transfer apparatus according to the embodiment of the present invention, a transfer pressure in a range of about 300 g / cm 2 or less is suitable, and a transfer pressure of about 200 g / cm 2 or less is suitable. Therefore, the rubber hardness of the elastic layer 1 of the transfer roller 5 is 30
A degree or less is appropriate. The amount of deformation of the transfer roller at this time is 300 μm or less in the radial direction, preferably 150 μm or less, and the nip width is 3 mm or less, preferably 2 mm or less. It should be noted that there is no change in the density of the transferred image within the range of fluctuation of the nip width transfer time.

さらに第4図は、この時の環境湿度をパラメータにし
た転写ローラの半径方向の変形量に対する転写効率90%
以上を与える最適転写ローラ抵抗値の範囲を斜線部で示
したものであり、転写ローラの半径方向の変形量は転写
ローラの半径と転写紙の厚さとの和からガイドリングの
半径を差し引いた値であり、転写ローラ抵抗値は抵抗層
1の単位面積当りの抵抗値である。
Further, FIG. 4 shows a transfer efficiency of 90% with respect to the amount of deformation in the radial direction of the transfer roller using the environmental humidity at this time as a parameter.
The range of the optimum transfer roller resistance value that gives the above is indicated by the shaded portion, and the amount of radial deformation of the transfer roller is a value obtained by subtracting the guide ring radius from the sum of the transfer roller radius and the transfer paper thickness. And the transfer roller resistance value is a resistance value per unit area of the resistance layer 1.

ここで、トナーの転写効率は転写紙に転写されたトナ
ー量(転写トナー量と称する)とトナー像担持体に残っ
たトナー量との和に対する転写トナー量の割合を百分率
で表したものである。
Here, the transfer efficiency of the toner is a percentage of the amount of the transferred toner to the sum of the amount of the toner transferred to the transfer paper (referred to as the transferred toner amount) and the amount of the toner remaining on the toner image carrier. .

抵抗層1を形成する抵抗性樹脂シートは電気的特性の
みを重視して設計できる。抵抗層1の抵抗値が低すぎる
と転写電圧印加時にトナー像担持体との間に放電が生じ
たり、電荷注入による逆極性トナーが発生し、転写効率
が著しく低下する。また、抵抗値が高すぎると、トナー
層に分配される転写電圧が低くなり、転写効率が低下す
る。そこで、第4図に示すように、この実施例のローラ
転写装置では、転写ローラの抵抗層1の単位面積当りの
断面方向抵抗値として5×107〜109Ω・cm2の範囲が望
ましく、特に1×108〜3×108Ω・cm2の範囲が好適に
使用できる。
The resistive resin sheet forming the resistive layer 1 can be designed with emphasis on only electrical characteristics. If the resistance value of the resistance layer 1 is too low, a discharge occurs between the resistance layer 1 and the toner image carrier when a transfer voltage is applied, or a reverse polarity toner is generated by charge injection, so that transfer efficiency is significantly reduced. On the other hand, if the resistance value is too high, the transfer voltage distributed to the toner layer decreases, and the transfer efficiency decreases. Therefore, as shown in FIG. 4, in the roller transfer device of this embodiment, the resistance in the cross-sectional direction per unit area of the resistance layer 1 of the transfer roller is desirably in the range of 5 × 10 7 to 10 9 Ω · cm 2. In particular, a range of 1 × 10 8 to 3 × 10 8 Ω · cm 2 can be suitably used.

また、ローラ変形量が大きくなりすぎるとトナー像担
持体と転写紙および転写ローラとの間の接触時間、つま
り転写時間を決定する転写ローラのニップ幅が増加す
る。この第4図はトナー像担持体が100mm/秒の速度で移
動し、転写効率が90%を与えるのに必要なローラ抵抗値
と許容ローラ変形量とを示したものであるが、転写ロー
ラの許容変形量は半径方向に300μm以下、好ましくは1
50μm以下の範囲が好適であることを示している。した
がって、ガイドリングとしては、転写ローラの半径の30
0μmを超えない範囲で若干小さくするため、好ましく
は150μm程度にするのが良い。
If the amount of roller deformation is too large, the contact time between the toner image carrier and the transfer paper and the transfer roller, that is, the nip width of the transfer roller that determines the transfer time increases. FIG. 4 shows the roller resistance value and the allowable roller deformation required for the transfer of the toner image carrier at a speed of 100 mm / sec and the transfer efficiency of 90%. The allowable deformation is 300 μm or less in the radial direction, preferably 1
It shows that a range of 50 μm or less is suitable. Therefore, as a guide ring, the transfer roller radius of 30
In order to make it slightly smaller within a range not exceeding 0 μm, it is preferable to set it to about 150 μm.

一般には、トナー像担持体の速度がより大きくなると
同一ニップ幅に対応する転写時間が短くなるが、変形量
300μmに相当するニップ幅でも転写画像の濃度変動は
ない。そして、トナー像担持体の速度が遅くなると転写
時間が長くなり、画像濃度の変動が生じるが、変形量15
0μmに相当するニップ幅ではこの影響は小さいもので
ある。したがって、この点からもローラ変形量は前記の
範囲が望ましい値であるといえる。
Generally, as the speed of the toner image carrier increases, the transfer time corresponding to the same nip width decreases, but the deformation amount
Even at a nip width equivalent to 300 μm, there is no change in the density of the transferred image. When the speed of the toner image carrier decreases, the transfer time increases, and the image density fluctuates.
This effect is small at a nip width corresponding to 0 μm. Therefore, from this point as well, it can be said that the roller deformation amount is a desirable value in the above range.

なお、ガイドリングは硬い絶縁体から構成されるた
め、トナー像担持体を破損しないように画像形成領域で
はないトナー像担持体の周辺部で接するようにすること
が望ましく、またガイドリング上に柔らかなゴムなどを
被覆してトナー像担持体との接触摩擦を大きくすれば、
転写ローラの回転をよりしやすいものとすることができ
る。
Since the guide ring is formed of a hard insulator, it is desirable that the guide ring be in contact with the periphery of the toner image carrier, which is not the image forming area, so as not to damage the toner image carrier. If the contact friction with the toner image carrier is increased by coating
The rotation of the transfer roller can be made easier.

このように、転写ローラとして発泡性弾性支持柱体の
外周に導電層と抵抗層とを被覆し、ガイドリングにより
転写ローラが300μmを超えない範囲で、好ましくは150
μmを超えない範囲で変形するように規制することにし
ているため、環境湿度90%以上であっても90%以上のト
ナー転写効率が得られるのである。
As described above, the conductive layer and the resistance layer are coated on the outer periphery of the foamable elastic support pillar as the transfer roller, and the transfer roller is not more than 300 μm by the guide ring, preferably 150 μm.
Since the deformation is regulated so as not to exceed μm, even if the environmental humidity is 90% or more, a toner transfer efficiency of 90% or more can be obtained.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、可撓性抵抗層と可撓
性導電層とを発泡性弾性支持柱体に被覆して転写ローラ
を構成しているため、高電圧を印加する導電部に従来の
ように気泡室が存在せず、気中放電により劣化すること
がなく、長期に渡って安定した転写性能を維持すること
ができる。また、剛性ガイドリングにより転写ローラの
変形量を規制するようにしているため、トナー像担持体
に対する転写ローラの接触部分が広くなって中抜け現象
が発生することもなく、良好な転写画像を得ることがで
きる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the transfer roller is configured by covering the flexible resistive layer and the flexible conductive layer with the foamable elastic support pillar, a high voltage can be applied. Unlike the conventional case, there is no bubble chamber in the conductive portion to be applied, and there is no deterioration due to air discharge, and stable transfer performance can be maintained for a long period of time. In addition, since the amount of deformation of the transfer roller is regulated by the rigid guide ring, a good transfer image can be obtained without causing the contact portion of the transfer roller with the toner image carrier to be widened and the hollowing-out phenomenon not to occur. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例の転写ローラの断面図、第
2図は上記の転写ローラを用いたローラ転写装置のトナ
ー像担持体と転写ローラとの接触転写部分を示す説明
図、第3図は上記の実施例における転写圧力と転写特性
との関係を示すグラフ、第4図は上記の実施例における
転写ローラの半径方向の変形量に対する最適なローラ抵
抗値の範囲を示すグラフ、第5図は一般的なローラ転写
装置の原理説明図である。 1……抵抗層、2……導電層 3……発泡性弾性支持柱体 4……シャフト、5……転写ローラ 6……導電性ゴム層、7……ガイドリング 8……トナー像担持体、10……転写紙
FIG. 1 is a sectional view of a transfer roller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing a contact transfer portion between a toner image carrier and a transfer roller of a roller transfer device using the above-described transfer roller. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the transfer pressure and the transfer characteristics in the above embodiment. FIG. 4 is a graph showing the range of the optimum roller resistance value with respect to the amount of deformation of the transfer roller in the radial direction in the above embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of a general roller transfer device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resistive layer 2 ... Conductive layer 3 ... Foaming elastic support pillar 4 ... Shaft 5 ... Transfer roller 6 ... Conductive rubber layer, 7 ... Guide ring 8 ... Toner image carrier , 10 ... Transfer paper

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−125778(JP,A) 特開 昭64−6988(JP,A) 特開 平2−176778(JP,A) 特開 平1−117149(JP,A) 特開 平1−211779(JP,A) 特開 昭48−51640(JP,A) 特開 平1−316774(JP,A) 特開 平2−24686(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/16──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-56-125778 (JP, A) JP-A-64-6988 (JP, A) JP-A-2-176778 (JP, A) JP-A-1- 117149 (JP, A) JP-A-1-211779 (JP, A) JP-A-48-51640 (JP, A) JP-A-1-316774 (JP, A) JP-A-2-24686 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G03G 15/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】可撓性抵抗層と可撓性導電層との積層体に
より発泡性弾性支持柱体を被覆し、この支持柱体の中央
にシャフトを貫通させて転写ローラを構成し、 この転写ローラの両端部外周に当該転写ローラの半径よ
りも若干小さい半径を有する剛性ガイドリングを取り付
け、 トナー像担持体に前記転写ローラをその両端のガイドリ
ングと共に密着させて回転させ、トナー像担持体と転写
ローラと密着部分に転写紙を通してトナー像を転写紙上
に転写することを特徴とするローラ転写装置。
1. A transfer roller is formed by covering a foamable elastic support column with a laminate of a flexible resistance layer and a flexible conductive layer, and penetrating a shaft through the center of the support column. A rigid guide ring having a radius slightly smaller than the radius of the transfer roller is attached to the outer periphery of both ends of the transfer roller, and the transfer roller is brought into close contact with the toner image carrier together with the guide rings at both ends thereof, and is rotated. A roller transfer device for transferring a toner image onto a transfer sheet through a transfer sheet through a portion in close contact with a transfer roller.
【請求項2】前記ガイドリングの半径が300μmを超え
ない範囲で前記転写ローラの半径よりも小さくし、かつ
前記転写ローラの表面の前記可撓性抵抗層の単位面積当
りの断面方向の抵抗値を5×107〜109Ω・cm2とするこ
とを特徴とする請求項1のローラ転写装置。
2. A resistance value in a cross-sectional direction per unit area of the flexible resistive layer on a surface of the transfer roller, wherein the radius of the guide ring does not exceed 300 μm. 2. The roller transfer device according to claim 1, wherein the pressure is set to 5 × 10 7 to 10 9 Ω · cm 2 .
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