JP3385300B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3385300B2
JP3385300B2 JP06025197A JP6025197A JP3385300B2 JP 3385300 B2 JP3385300 B2 JP 3385300B2 JP 06025197 A JP06025197 A JP 06025197A JP 6025197 A JP6025197 A JP 6025197A JP 3385300 B2 JP3385300 B2 JP 3385300B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真記録装置
において像担持体上に形成されたトナー像を転写紙に転
写する転写装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の転写ドラムについて説明する。従
来より、感光体ドラムに形成された静電潜像にトナーを
付着させて現像し、このトナー像を、転写ドラムに巻き
付けられた転写材に転写する画像形成装置がある。この
ような画像形成装置は、例えば図１５に示すように、誘
電体層１０１ａを有する円筒１０１内部に、転写材Ｐを
吸着するコロナ帯電器１０２と、感光体ドラム１０３表
面に形成されたトナー像を転写材Ｐに転写させるコロナ
帯電器１０４とが別々に配設されており、各帯電器１０
２・１０４によって転写材Ｐの吸着と転写とを別々に行
うようになっている。
【０００３】また、図１６に示すように、外層の半導電
体層２０１ａと内層の基材２０１ｂの２層構造の円筒２
０１と、搬送された転写材Ｐを上記円筒２０１に沿わせ
て保持するためのグリップ機構２０２とを備えた画像形
成装置がある。この画像形成装置では、搬送された転写
材Ｐを上記グリップ機構部２０２によりその端部を掴ん
で円筒２０１の表面に沿わせた後、円筒２０１の外層の
半導電体層２０１ａに電圧を印加するか、或いは円筒２
０１内部に設けられた帯電器により放電することによっ
て円筒３０１表面を帯電させて、感光体ドラム１０３の
トナー像を転写材Ｐに転写するようになっている。
【０００４】ところが、図１５に示す画像形成装置で
は、転写ローラである円筒１０１が誘電体層１０１ａの
みの一層構造となっているため、その内部に、上記した
コロナ帯電器１０２、１０４を配設する必要がある。
【０００５】また、図１６に示す画像形成装置では、転
写ローラである円筒２０１を２層構造とすることで、転
写材Ｐにトナー像を転写するための円筒２０１の帯電を
行うようになっているので、帯電器の数が少なくて済
む。
【０００６】特開平５ー１７３４３５号公報に基づいて
従来例を説明する。像担持体上に順次形成された各色の
トナー像を、少なくとも発泡体と発泡体を覆う誘電体層
からなる転写材担持体上に担持された転写材上に順々に
重ね合わせて転写し、転写材上にカラー画像を形成する
転写装置が提案されている。ここで転写材担持体上への
転写材の担持方法は電荷付与手段（吸着ローラ）による
静電吸着であり、吸着能力を向上させるために誘電体層
と発泡体層の間に１０μｍ以上の空隙層が設けられてい
ることが特徴である。しかし、一般に空隙量が多くなる
ほど誘電体上に転写材を静電吸着するための印加電圧が
高くなり、安全性の面で問題があり、またコスト的にも
不利となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術で示したよう
に、発泡体層と誘電体層間の空隙が１０μｍ以上という
あいまいな規定であると数ｍｍでも数ｍでも良いという
ことになる。空隙の量があまり多くなると、トナー転写
の間転写材担持体に転写材を安定して静電吸着させるた
めの印加電圧やトナー転写電圧が高くなり、安全性に問
題が生じてくる。
【０００８】さらに像担持体への転写材の静電吸着とト
ナー転写を安定にかつ良好に行うために、少なくとも２
つの電源が必要であるため、大型化やコスト高になるこ
とが考えられる。また、誘電体層と導電体層の間に設け
られ半導電体層に発泡体を用いると、誘電体層と接触す
る側の半導電体層の発泡部分で転写不良が起こり、その
部分のトナー濃度のみが低下するため、転写後の転写材
上のトナー画像に斑点模様が生じ画質劣化を生じること
になる。これらの現象は特にハーフトーンの画像に顕著
に現れる。
【０００９】さらに、誘電体層と半導電体層間の空隙に
は高温高湿には水滴が生じたり、低温低湿時には空隙量
が少なくなったりと環境変動に対してこれらの空隙が画
質にどのような影響を与えるか等が全く述べられていな
い。
【００１０】本発明は、上記課題を解決するためのもの
であって、転写材の静電吸着と同一の電源でトナー転写
も行うことができる転写装置を備えた画像形成装置及び
画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１１】更に、電荷の注入による転写紙の吸着、転
写を行うため、電圧も低くてすみ、電圧のコントロール
も行い易く、オゾンの発生も比較的少ないという転写装
置を備えた画像形成装置及び画像形成方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１２】更に、トナー転写と転写材の静電吸着も１
つの電源で行うことができるため安価かつ小型化が可能
になり、半導電体層をソリッド状のものにすることによ
って画質低下のない高画質トナー転写画像が得られる転
写装置を備えた画像形成装置及び画像形成方法を提供す
ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１から４によれ
ば、表面にトナー像が形成される像担持体と、転写紙を
電気的に吸着保持し、該転写紙を前記像担持体に当接さ
せることにより、像担持体上に形成されたトナー像を転
写する転写手段とを有し、前記転写手段は転写紙の当接
面側から、誘電体層、半導電体層、および導電体層が順
に積層され、前記誘電体層表面の転写位置から上流側の
表面に、転写紙を介して接触する接地された電極部材
と、前記導電体層に所定電圧を印加する電圧印加手段と
を有するものにおいて、前記半導電体層は固体状（ソリ
ッド）の弾性体であることを特徴とする画像形成装置で
ある。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】また、請求項１から４によれば、前記誘電
体層が前記半導電体層と接触する側に凹凸を設けたこと
を特徴とする。
【００１８】また、請求項２および４によれば、前記誘
電体層の厚みは約５０μｍ〜約２００μｍであることを
特徴とする。
【００１９】また、請求項３および４によれば、前記半
導電体層と接触する側に設けられた前記誘電体層の凹凸
の平均空隙量は約２０μｍ〜約５０μｍであることを特
徴とする。
【００２０】また、請求項１から４によれば、前記半導
電体層と接触する側に設けられた前記誘電体層の凹凸の
凹部と凹部もしくは凸部と凸部の距離は前記像担持体上
に形成されたトナー粒径より短いことを特徴とする。
【００２１】請求項５によれば、前記半導電体層の厚み
は約３ｍｍ〜約９ｍｍであることを特徴とする請求項１
から４の何れか１項に記載の画像形成装置である。
【００２２】請求項６によれば、前記半導電体層の体積
抵抗率は約１０6Ωｃｍ〜約１０11Ωｃｍであることを
特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の画像形
成装置である。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】請求項１から４の構成によれば、導電体層
に電圧を印加し、接地された導電性ローラが転写材を介
して転写ドラムに接触すると、導電体層に印加された電
圧と逆極性の電荷が転写材上に発生し、誘電体層に静電
吸着させることができ、導電体層に電圧印加しているた
め、転写材の静電吸着と同一の電源でトナー転写も行う
ことができる。
【００２７】これによって、従来のように空中放電によ
る電荷注入による転写紙の吸着、転写を行うのではな
く、電荷の注入による転写紙の吸着、転写を行うため、
電圧も低くてすみ、電圧のコントロールも行い易く、オ
ゾンの発生も比較的少ない。さらに、トナー転写と転写
材の静電吸着も１つの電源で行うことができるため安価
かつ小型化が可能になる。また半導電体層をソリッド状
のものにすることによって画質低下のない高画質トナー
転写画像が得られるという効果を奏する。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】請求項１から４の構成によれば、導電体層
に電圧を印加し、接地された導電性ローラが転写材を介
して転写ドラムに接触すると、導電体層に印加された電
圧と逆極性の電荷が転写材上に発生し、誘電体層に静電
吸着させることができ、導電体層に電圧印加しているた
め、転写材の静電吸着と同一の電源でトナー転写も行う
ことができる。
【００３３】これによって、従来のように空中放電によ
る電荷注入による転写紙の吸着、転写を行うのではな
く、電荷の注入による転写紙の吸着、転写を行うため、
電圧も低くてすみ、電圧のコントロールも行い易く、オ
ゾンの発生も比較的少ない。さらに、トナー転写と転写
材の静電吸着も１つの電源で行うことができるため安価
かつ小型化が可能になる。また、ソリッド状の半導電体
層と接触する側の誘電体層に凹凸を設けることによっ
て、誘電体層に静電吸着した転写材をトナー転写の間安
定して吸着保持することが出来、また半導電体層をソリ
ッド状のものにすることによって画質低下のない高画質
トナー転写画像が得られる。
【００３４】請求項２および４の構成によれば、誘電体
層の厚みを約５０μｍ〜約２００μｍとすることによっ
て、誘電体層に静電吸着した転写材をトナー転写の間安
定して吸着保持することができる。
【００３５】請求項３および４の構成によれば、ソリッ
ド状の半導電体層と接触する側の誘電体層の凹凸の平均
空隙量を約２０μｍ〜約５０μｍとすることによって誘
電体層に静電吸着した転写材をトナー転写の間安定して
吸着保持することができる。
【００３６】請求項１から４の構成によれば、誘電体層
に設けられた凹凸の凹部と凹部の距離もしくは凸部と凸
部の距離を像担持体上に形成されたトナーの粒径より短
くすることによって、画質低下や濃度むらのない高画質
トナー転写画像が得られる。
【００３７】請求項５の構成によれば、半導電体層の厚
みを約３ｍｍ〜約９ｍｍとすることによって安定したト
ナー転写を行うことが出来、高画質のトナー画像が得ら
れる
【００３８】請求項６の構成によれば、半導電体層の体
積抵抗率を約１０6Ωｃｍ〜約１０11Ωｃｍとすること
によって安定したトナー転写を行うことが出来、高画質
のトナー画像が得られる。
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の画
像形成装置及び方法について図面を参照しながら説明す
る。
【００４２】図１は、本発明の一実施の形態に係る画像
形成装置は、図３に示すように、トナーによる画像が形
成される記録紙としての転写紙をストックし供給する給
紙部１、トナー像を転写紙に転写する転写部２、トナー
像を形成する現像部３、および転写紙に転写されたトナ
ー像を融着させて定着させる定着部４から構成されてい
る。上記転写部２には、上記した転写手段としての転写
ドラム１１が設けられている。
【００４３】この転写ドラム１１の周りには、接地され
た電極部材としてのグランドローラ（もしくは接地され
た半導電体ローラ）１２（これらの接地部材を以後
「Ｇ．Ｒ．」という）、転写ドラム１１から落ちないよ
うに転写紙をガイドするガイド部材１３、転写ドラム１
１に吸着された転写紙を強制的に剥離する剥離爪１４等
が配設されている。尚、上記の剥離爪１４は、転写ドラ
ム１１表面に離接自在に設けられている。
【００４４】また、現像部３には、上記転写ドラム１１
に圧接する像担持体としての感光体ドラム１５が設けら
れており、この感光体ドラム１５は、接地された導電性
のアルミニウム素管１５ａからなり、その表面に有機感
光体膜（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ（ＯＰＣ））が塗布されている。
【００４５】また、この感光体ドラム１５の周りには、
イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各トナーを収
納した現像器１６、１７、１８、１９が放射状に配設さ
れると共に、感光体ドラム１５表面を帯電する帯電器２
０、感光体ドラム１５表面の残留トナーを書き取り除去
するクリーニングブレード２１が配設されており、上記
各トナー毎に、感光体ドラム１５上にトナー像が形成さ
れる。
【００４６】即ち、上記感光体ドラム１５によれば、一
色毎に帯電・露光・現像・転写を繰り返すようになって
いる。したがって、カラー転写の場合、転写ドラム１１
に静電吸着された転写紙に対して、転写ドラム１１が一
回転する毎に、一色ずつのトナー像が転写紙に転写さ
れ、最大４回転で１つのカラー画像を得るようになって
いる。
【００４７】また、定着部４には、所定温度・圧力によ
りトナー像を融着して転写紙に定着する定着ローラ２３
と、トナー像転写後、転写ドラム１１から剥離爪１４に
よって剥離された転写紙を上記定着ローラ２３までガイ
ドする定着ガイド２２とが設けられている。また、上記
定着部４の転写紙搬送の下流側には、排出ローラ２４が
設けられ、定着後の転写紙を装置本体から、排出トレイ
２５上に排出するようになっている。
【００４８】ここで、上記転写ドラム１１の構造につい
て説明する。上記転写ドラム１１は、図１に示すよう
に、基材として円筒状のアルミニウムからなる導電体層
２６を使用し、この導電体層２６の上面に弾性を有する
半導電体層２７が設けられている。さらに、上記半導電
体層２７の上面には、誘電体層２８が設けられている。
半導電体層２７にはウレタンゴムやエラストマー等の弾
性体、誘電体層にはＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）
等の高分子フィルムが用いられている。
【００４９】ウレタンゴムやエラストマーは環境に対し
て安定した特性を持っており、高温高湿低温低湿下にお
いても、その体積抵抗率等の物性値は変化しない。ま
た、上記導電体層２６には、電圧印加手段としての電源
部３２が接続されており、導電体層２６全周にわたって
安定した電圧が保持されるようになっている。
【００５０】次に、転写紙の静電吸着の機構を詳細に説
明する。本願発明の方式のように、転写材Ｐが転写ドラ
ム１１に静電吸着するのは、接触帯電により導電層２６
に印加した電圧と逆極性の電荷が転写材Ｐに付与される
ために起こる。接触帯電の機構はパッシェン放電と電荷
注入から成っている。
【００５１】・パッシェン放電の機構 パッシェン放電は、Ｇ．Ｒ．１２、転写ドラム上誘電体
層２８間の距離が接近し、微小空隙にかかる電界強度が
強くなるにつれて、空中絶縁破壊が起き放電が起こると
いうものである（図４における１の領域）。転写ドラム
１１（誘電体２８）、Ｇ．Ｒ．１２間には＋（−）の電
圧が印加３２されているので放電が起きると、転写ドラ
ム側（転写紙）に−（＋）の電荷が蓄積される。
【００５２】・電荷注入機構 さらに放電終了後、転写ドラム１１、グランドローラ１
２間のニップにおいて電荷注入（図４における２の領
域）が起き、転写ドラム１１側にさらに−の電荷が蓄積
される。
【００５３】電荷注入の等価回路を図５に示す。回路中
の記号は、Ｖａ：印加電圧３２、ｒ１：半導電体層２７
の抵抗、ｒ２：半導電体層２７、誘電体層２８間の接触
抵抗、ｒ３：誘電体２８の抵抗、ｒ４：転写材Ｐの接触
抵抗、ｒ５：転写材Ｐ、Ｇ．Ｒ．間の接触抵抗、ｃ２：
半導電体層２７、誘電体層２８間の静電容量、ｃ３：誘
電体２８の静電容量、ｃ４：転写材Ｐの静電容量、ｃ
５：転写材Ｐ、Ｇ．Ｒ．間の静電容量である。
【００５４】転写紙Ｃ５に蓄積される電荷量（電位）を
求めるため、パッシェン放電により帯電した電荷量（電
位）を初期電位として上記の等価回路をＣ５にかかる電
位差（Ｖ）について解き、パッシェン放電、電荷注入の
両帯電電位のトータルが転写材Ｐの帯電電位となる。こ
のようにして、求めたＣ５の最終帯電電位Ｖの解析式は
式１のようになる。
【００５５】
【数１】
【００５６】式１にて、Ａ、Ｂ、Ｃ、ｂ’、ｃ’：回路
に依存した定数である。このようにして転写材Ｐ上に蓄
積された電荷（電位）は導電体層２６に印加されている
電圧と逆極性を示すため、転写材Ｐと導電体層２６間で
静電吸着力が働き、転写ドラム１１上に静電吸着する。
つまり転写材Ｐ上の帯電電位が高いほど転写ドラム１１
への静電吸着能力が大きいと考えられる。次に転写材の
静電吸着力保持特性について説明する。転写材Ｐ上に蓄
積された電荷（電位）は時間の経過とともに減衰するこ
とが考えられる。
【００５７】つまり、安定して誘電体層２８上に転写材
Ｐを静電吸着させ続けるには、転写材上に蓄積された電
荷が減衰することなく保持されることが重要である。そ
こで、誘電体層２８に静電吸着した転写材Ｐ上の電荷の
減衰特性を解析により求めると、式２のようになる。
【００５８】
【数２】
【００５９】式２にて、ｐ，ｑ：各層の抵抗値に依存し
た定数、ｔ：転写上の電荷の減衰時間、ε：各層の比誘
電率、Ｓ：転写材の面積、Ｎ：積分定数、Ｖ：転写材の
帯電電位である。
【００６０】式２より転写材Ｐ上の帯電電位Ｖは時間ｔ
の経過と共に減衰していくことがわかる。また、転写材
上の電荷の減衰速度は各層の比誘電率及び各層の抵抗値
に依存し、比誘電率が大きく、抵抗値が高い方が減衰速
度が遅いこともわかる。
【００６１】つまり誘電体層２８の厚みを厚くするかも
しくは、誘電体層２８と半導電体層２７の間に空気層を
設け多層構造とし、電荷の減衰速度が遅くなるように抵
抗値が高い転写ドラム構造とすることによって、転写材
Ｐ上の電荷の減衰速度を遅くすることができると考えら
れる。
【００６２】次に像担持体から転写材へのトナー転写機
構について説明する。像担持体１５上に形成されたトナ
ー層を転写材Ｐに転写するためには、図７に示すように
像担持体１５上に積層されたトナー層に働く静電気力よ
り強くかつ逆向きの静電気力をトナー層に与え、転写材
Ｐに転写させなければならない。つまり、図６において
トナー層にかかる電圧が強いほど良好なトナー転写が行
える。
【００６３】さらに、トナー層内部に均一に静電気力を
かけることも重要である。従来技術でも述べたように、
半導電体２７層に発泡体を使用すると、図６の空隙のｒ
２，ｃ１の値が発泡部分とそうでない部分とで異なり、
同じ印加電圧をかけてもトナー層内部にかかる静電気力
が異なってくる。つまり、誘電体層２８と半導電体層２
７の接触性の高い部分では電圧降下が少ないため、トナ
ー層にかかる転写に必要な静電気力が高くなる。
【００６４】一方、半導電体層２７の発泡部分と誘電体
層２８が接触すると、その空隙部分で電位降下が起こ
り、トナー層にかかる電圧が低くなり、トナー転写に必
要な静電気力が弱くなり。以上のことより、半導電体層
２７に発泡体を用いて、同じ印加電圧に対して同じ濃度
のトナーを転写材Ｐに転写させると半導電体層の発泡形
状部の転写像が薄くなるため、斑点模様が現れ、画質不
良となることが考えられる。
【００６５】ところが、半導電体層２７にソリッド状の
ものを用いれば、転写の際に常に一定の電圧が転写材Ｐ
とトナー層間にかかるため、安定した転写を行うことが
でき、良好な画像が得られる。
【００６６】・誘電体層２８の厚み ソリッド状の半導電体層に誘電体層２８を積層するのに
最も適した誘電体層２８の厚みは以下の表の通りであ
る。
【００６７】
【表１】
【００６８】表１に示すように誘電体層２８の厚みは約
７５μｍ以上約３００μｍ以下がよいことがわかる。誘
電体層２８の厚みが約７５μｍ未満では薄すぎるため、
抵抗値が低くなり、一旦静電吸着した転写材Ｐ上の電荷
の減衰が速く、安定した吸着特性を得ることが出来な
い。一方約３００μｍ以上の厚みになると、ソリッドの
半導電体層２７との密着性が悪くなり、良好な転写材の
静電吸着及びトナー転写が出来なくなる。
【００６９】誘電体層の厚みを厚くすることによって、
抵抗値を上げ、転写材の誘電体層への吸着力保持効果を
上げる変わりに、図２に示すように誘電体層２８の厚み
を薄くし半導電体層２７と接触する面に凹凸を付け、微
小空隙を設けることによって抵抗値を上げ吸着保持効果
を上げることも考えられる。この時の誘電体層２８の厚
みを以下表２に示す。
【００７０】
【表２】
【００７１】表２に示すように誘電体層２８の厚みは約
５０μｍ以上約２００μｍ以下が良いことがわかる。誘
電体層２８の厚みが約５０μｍ以下の場合は厚みが薄す
ぎて耐久性が悪くなり、抵抗値も低いため転写材Ｐの吸
着力保持効果も悪くなる。一方、約２００μｍ以上の厚
みになると、凹凸部に生じる空隙と誘電体層２８の厚み
分の合成抵抗がかなり高くなり過ぎてしまうため、静電
吸着に必要な電荷の発生量が少なくなってしまう。これ
により安定した転写材の静電吸着及びトナー転写が出来
なくなる。
【００７２】次に誘電体層２８の凹凸の平均空隙距離を
数種変えて転写材Ｐの転写ドラム１１への静電吸着力を
評価した実験結果を示す（表３）。吸着力の効果は、転
写ドラム１１が４回転する間、転写ドラム１１上に転写
紙Ｐが安定して静電吸着しているかどうかで評価した。
これより、転写ドラム１１に転写材が安定して静電吸着
するには２０μｍ〜５０μｍの微小空隙が必要であるこ
とがわかった。
【００７３】
【表３】
【００７４】図８に半導電体層２７にソリッドを用い、
誘電体層２８は半導電体層２７と接触する側に凹凸を施
した場合の微小空隙の算出方法を示す。図８（ａ）は実
際に半導電体層２７と誘電体層２８間に存在する微小空
隙’のモデル図である。本願発明における半導電体層２
７と誘電体層２８間の平均空隙量は、図８（ａ）の半導
電体層２７と誘電体層２８間の微小空隙’を平均化した
ものを用いている（図８（ｂ））。
【００７５】さらに図９において、誘電体層２８の凹凸
について説明する。凸部と凸部の距離もしくは凹部と凹
部の距離は最大でも使用しているトナー粒径より小さく
なるように作成しなければならない。
【００７６】トナー粒径より広い幅の凹部と凹部もしく
は凸部と凸部を持つと、凹部もしくは凸部の形状でトナ
ーの転写不良が発生しその部分の濃度が低下する。この
メカニズムについては半導電体層２７に発泡体を用いた
場合と同様であるため、前述のトナー転写機構で説明し
た通りであることは言うまでもない。ところが、トナー
粒径より小さな幅の凹部と凹部もしくは凸部と凸部を形
成すれば画像形成の際にその形状が再現されないことは
図９より明らかである。
【００７７】よって、ソリッド状の半導電体層２７と接
触する側の誘電体層２８に凹凸を設けると、静電吸着し
た転写材Ｐの安定した吸着保持とトナー転写を行うこと
ができ、凹凸のない厚い誘電体層２８とソリッドの半導
電体層２７を組み合わせた場合と同等の効果を奏するの
である。
【００７８】・誘電体層２８への凹凸の形成方法 図１０に示すような端部が先鋭な硝子もしくは金属ファ
イバーを束ねて、一対の金属ローラの片方を回転させ表
面に傷を付ける（図１１）。図１２はファイバーの束を
正面から見た図である。ファイバーの形状は径が約９μ
ｍ（トナー粒径を約９μｍと仮定）のものを使用する。
【００７９】このように片方の表面に傷を付けたローラ
間に誘電体層を挟み込むことによって、誘電体層の片面
に所定の凹凸を形成することができる。さらにファイバ
ーの径は上記に限らず、トナー粒径以下であればよいこ
とは言うまでもない。また前記の凹凸形成方法は一例に
過ぎず、仕様を満たす凹凸形状が得られれば、他の方法
でも良いことは言うまでもない。
【００８０】・半導電体層の体積抵抗率及び厚み 本願発明に示す半導電体層２７の最適体積抵抗率は表４
より約１０6Ωｃｍ〜１０11Ωｃｍであることがわか
る。
【００８１】
【表４】
【００８２】表４に示すように、半送電体層の体積抵抗
率が約１０6Ωｃｍ以下の場合はトナー転写時に電流が
流れ過ぎて逆転写を起こしてしまう。逆転写とは転写材
に転写されたトナーが感光体に戻る現象である。一方１
０11Ωｃｍ以上の場合はトナー転写に必要な静電気力が
得られないため、転写不良を起こしてしまう。つまり半
導電体層の体積抵抗率は約１０6Ωｃｍ〜約１０11Ωｃ
ｍが最適であることがわかる。
【００８３】本願発明に示す半導電体層２７の最適厚み
は表５より約３ｍｍ〜約１０ｍｍであることがわかる。
【００８４】
【表５】
【００８５】表５よりＧ．Ｂ．の厚みは約３ｍｍ〜約９
ｍｍが良いことがわかる。約３ｍｍ未満では耐久性が悪
いため、使用不可である。一方、約９ｍｍ以上では厚過
ぎて導電体層２６との接触性が悪く、さらに外径精度も
悪くなるため、転写材Ｐが安定して静電吸着出来ない。
【００８６】・誘電体層による半導電体層端部密閉方法 図１３は転写ドラム１１の軸方向の断面図である。半導
電体層２７の転写ドラム１１軸方向の端部を誘電体層２
８で覆い、外気が誘電体層２８と導電層２６間に入らな
いように固定部材３０３で固定する。これにより高湿下
においても各層間に水滴が生じるようなこともなく各環
境に対して安定した静電吸着特性、トナー転写を行うこ
とができる。
【００８７】図１４は半導電体層２７と接触する側に凹
凸を設けた誘電体層２８で端部を覆った図であり、外気
が誘電体層２８と導電層２６間に入らないように固定部
材３０３で固定し、高湿下においても各層間に水滴が生
じるようなこともなく各環境に対して安定した静電吸着
特性、トナー転写を行うことができる。
【００８８】その他、本発明は上記しかつ図面に示した
実施の形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱
しない範囲内で適宜変形して実施できることは勿論であ
る。本発明の画像形成装置は、前記誘電体層の厚みは約
７５μｍ〜約３００μｍであることを特徴とする。 上記
の構成によれば、導電体層に電圧を印加し、接地された
導電性ローラが転写材を介して転写ドラムに接触する
と、導電体層に印加された電圧と逆極性の電荷が転写材
上に発生し、誘電体層に静電吸着させることができ、導
電体層に電圧印加しているため、転写材の静電吸着と同
一の電源でトナー転写も行うことができる。これによっ
て、従来のように空中放電による電荷注入による転写紙
の吸着、転写を行うのではなく、電荷の注入による転写
紙の吸着、転写を行うため、電圧も低くてすみ、電圧の
コントロールも行い易く、オゾンの発生も比較的少な
い。 さらに、トナー転写と転写材の静電吸着も１つの電
源で行うことができるため安価かつ小型化が可能にな
る。また、誘電体層の厚みを約７５μｍ〜約３００μｍ
とすることによって、誘電体層に静電吸着した転写材を
トナー転写の間安定して吸着保持することが出来、また
半導電体層をソリッド状のものにすることによって画質
低下のない高画質トナー転写画像が得られる。 本発明の
画像形成装置は、前記半導電体層の厚みは約３ｍｍ〜約
９ｍｍであることを特徴とする。 上記の構成によれば、
半導電体層の厚みを３ｍｍ〜９ｍｍとすることによって
安定したトナー転写を行うことが出来、高画質のトナー
画像が得られる。 本発明の画像形成装置は、前記半導電
体層の体積抵抗率は約１０ 6 Ωｃｍ〜１０ 11 Ωｃｍであ
ることを特徴とする。 上記の構成によれば、半導電体層
の体積抵抗率を約１０ 6 Ωｃｍ〜約１０ 11 Ωｃｍとする
ことによって安定したトナー転写を行うことが出来、高
画質のトナー画像が得られる。 本発明の画像形成装置
は、前記半導電体層がウレタンゴムもしくはエラストマ
ーであることを特徴とする。 上記の構成によれば、半導
電体層をウレタンゴムもしくはエラストマーにすること
によって、安定したトナー転写を行うことができ、これ
らは環境変動のない材質であるため、高温高湿、低温低
湿下においても高画質なトナー転写を維持することがで
きる。 本発明の画像形成装置は、前記転写手段を構成す
る前記半導電体層及び前記誘電体層において、前記転写
手段の回転軸方向における前記半導電体層の幅は前記誘
電体層の幅より短く、さらに前記半導電体層の端部は前
記誘電体層で覆われていることを特徴とする。 上記の構
成によれば半導電体層の端部を誘電体層で覆うことによ
り、高湿下においても各層間に水滴が生じるようなこと
もなく各環境に対して安定した静電吸着特性、トナー転
写を行うことができる。
【００８９】
【発明の効果】請求項１から４の構成によれば、導電体
層に電圧を印加し、接地された導電性ローラが転写材を
介して転写ドラムに接触すると、導電体層に印加された
電圧と逆極性の電荷が転写材上に発生し、誘電体層に静
電吸着させることができ、導電体層に電圧印加している
ため、転写材の静電吸着と同一の電源でトナー転写も行
うことができる。
【００９０】これによって、従来のように空中放電によ
る電荷注入による転写紙の吸着、転写を行うのではな
く、電荷の注入による転写紙の吸着、転写を行うため、
電圧も低くてすみ、電圧のコントロールも行い易く、オ
ゾンの発生も比較的少ない。さらに、トナー転写と転写
材の静電吸着も１つの電源で行うことができるため安価
かつ小型化が可能になる。また半導電体層をソリッド状
のものにすることによって画質低下のない高画質トナー
転写画像が得られるという効果を奏する。
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】請求項１から４の構成によれば、導電体層
に電圧を印加し、接地された導電性ローラが転写材を介
して転写ドラムに接触すると、導電体層に印加された電
圧と逆極性の電荷が転写材上に発生し、誘電体層に静電
吸着させることができ、導電体層に電圧印加しているた
め、転写材の静電吸着と同一の電源でトナー転写も行う
ことができる。
【００９６】これによって、従来のように空中放電によ
る電荷注入による転写紙の吸着、転写を行うのではな
く、電荷の注入による転写紙の吸着、転写を行うため、
電圧も低くてすみ、電圧のコントロールも行い易く、オ
ゾンの発生も比較的少ない。さらに、トナー転写と転写
材の静電吸着も１つの電源で行うことができるため安価
かつ小型化が可能になる。また、ソリッド状の半導電体
層と接触する側の誘電体層に凹凸を設けることによっ
て、誘電体層に静電吸着した転写材をトナー転写の間安
定して吸着保持することが出来、また半導電体層をソリ
ッド状のものにすることによって画質低下のない高画質
トナー転写画像が得られるという効果を奏する。
【００９７】請求項２および４の構成によれば、誘電体
層の厚みを約５０μｍ〜約２００μｍとすることによっ
て、誘電体層に静電吸着した転写材をトナー転写の間安
定して吸着保持することができるという効果を奏する。
【００９８】請求項３および４の構成によれば、ソリッ
ド状の半導電体層と接触する側の誘電体層の凹凸の平均
空隙量を約２０μｍ〜約５０μｍとすることによって誘
電体層に静電吸着した転写材をトナー転写の間安定して
吸着保持することができるという効果を奏する。
【００９９】請求項１から４の構成によれば、誘電体層
に設けられた凹凸の凹部と凹部の距離もしくは凸部と凸
部の距離を像担持体上に形成されたトナーの粒径より短
くすることによって、画質低下や濃度むらのない高画質
トナー転写画像が得られるという効果を奏する。
【０１００】請求項５の構成によれば、半導電体層の厚
みを約３ｍｍ〜約９ｍｍとすることによって安定したト
ナー転写を行うことが出来、高画質のトナー画像が得ら
れるという効果を奏する。
【０１０１】請求項６の構成によれば、半導電体層の体
積抵抗率を約１０6Ωｃｍ〜約１０11Ωｃｍとすること
によって安定したトナー転写を行うことが出来、高画質
のトナー画像が得られるという効果を奏する。
【０１０２】
【０１０３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置に備
えられた転写ドラム近傍の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置に備
えられた転写ドラム近傍の概略構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置に備
えられた転写ドラム近傍の概略構成図である。
【図４】パッシェン放電、電荷注入の領域を表した図で
ある。
【図５】図１もしくは図２の構成の電荷注入の等価回路
を表した図である。
【図６】図１もしくは図２の構成のトナー転写における
等価回路を表した図である。
【図７】トナー転写の際のトナー層内に働く静電気力を
表した図である。
【図８】平均微小空隙の求め方を表した図である。
【図９】誘電体層に設けられた凹凸の距離を表した図で
ある。
【図１０】誘電体層に凹凸を設ける方法を表した図であ
る。
【図１１】誘電体層に凹凸を設ける方法を表した図であ
る。
【図１２】誘電体層に凹凸を設ける方法を表した図であ
る。
【図１３】半導電体層を誘電体層で固定方法する方法を
示した図である。
【図１４】半導電体層を誘電体層で固定方法する方法を
示した図である。
【図１５】従来技術の図である。
【図１６】従来技術の図である。
【符号の説明】
Ｐ 転写材 １１ 転写ドラム １２ 導電性ローラ １５ 像担持体 ２６ 導電体層 ２７ 半導電体 ２８ 誘電体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島津 史生 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−34271（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−173435（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/16 G03G 15/01 114

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】表面にトナー像が形成される像担持体と、
    転写紙を電気的に吸着保持し、該転写紙を前記像担持体
    に当接させることにより、像担持体上に形成されたトナ
    ー像を転写する転写手段とを有し、前記転写手段は転写
    紙の当接面側から、誘電体層、半導電体層、および導電
    体層が順に積層され、前記誘電体層表面の転写位置から
    上流側の表面に、転写紙を介して接触する接地された電
    極部材と、前記導電体層に所定電圧を印加する電圧印加
    手段とを有するものにおいて、 前記半導電体層は固体状（ソリッド）の弾性体であり、 前記誘電体層は前記半導電体層と接触する側に凹凸が設
    けられ、 前記凹凸の凹部と凹部もしくは凸部と凸部の距離は前記
    像担持体上に形成されたトナー粒径より短い ことを特徴
    とする画像形成装置。
  2. 【請求項２】表面にトナー像が形成される像担持体と、
    転写紙を電気的に吸着保持し、該転写紙を前記像担持体
    に当接させることにより、像担持体上に形成されたトナ
    ー像を転写する転写手段とを有し、前記転写手段は転写
    紙の当接面側から、誘電体層、半導電体層、および導電
    体層が順に積層され、前記誘電体層表面の転写位置から
    上流側の表面に、転写紙を介して接触する接地された電
    極部材と、前記導電体層に所定電圧を印加する電圧印加
    手段とを有するものにおいて、 前記半導電体層は固体状（ソリッド）の弾性体であり、 前記誘電体層は前記半導電体層と接触する側に凹凸が設
    けられ、 前記凹凸の凹部と凹部もしくは凸部と凸部の距離は前記
    像担持体上に形成されたトナー粒径より短く、 前記誘電体層の厚みは約５０μｍ〜約２００μｍである
    ことを特徴とする 画像形成装置。
  3. 【請求項３】表面にトナー像が形成される像担持体と、
    転写紙を電気的に吸着保持し、該転写紙を前記像担持体
    に当接させることにより、像担持体上に形成されたトナ
    ー像を転写する転写手段とを有し、前記転写手段は転写
    紙の当接面側から、誘電体層 、半導電体層、および導電
    体層が順に積層され、前記誘電体層表面の転写位置から
    上流側の表面に、転写紙を介して接触する接地された電
    極部材と、前記導電体層に所定電圧を印加する電圧印加
    手段とを有するものにおいて、 前記半導電体層は固体状（ソリッド）の弾性体であり、 前記誘電体層は前記半導電体層と接触する側に凹凸が設
    けられ、 前記凹凸の凹部と凹部もしくは凸部と凸部の距離は前記
    像担持体上に形成されたトナー粒径より短く、 前記凹凸により誘電体層と半導体層との間に生じる空隙
    のこれら両層対向方向の平均長さである平均空隙量は約
    ２０μｍ〜約５０μｍであることを特徴とする 画像形成
    装置。
  4. 【請求項４】表面にトナー像が形成される像担持体と、
    転写紙を電気的に吸着保持し、該転写紙を前記像担持体
    に当接させることにより、像担持体上に形成されたトナ
    ー像を転写する転写手段とを有し、前記転写手段は転写
    紙の当接面側から、誘電体層、半導電体層、および導電
    体層が順に積層され、前記誘電体層表面の転写位置から
    上流側の表面に、転写紙を介して接触する接地された電
    極部材と、前記導電体層に所定電圧を印加する電圧印加
    手段とを有するものにおいて、 前記半導電体層は固体状（ソリッド）の弾性体であり、 前記誘電体層は前記半導電体層と接触する側に凹凸が設
    けられ、 前記凹凸の凹部と凹部もしくは凸部と凸部の距離は前記
    像担持体上に形成されたトナー粒径より短く、 前記誘電体層の厚みは約５０μｍ〜約２００μｍであ
    り、 前記凹凸により誘電体層と半導体層との間に生じる空隙
    のこれら両層対向方向の平均長さである平均空隙量は約
    ２０μｍ〜約５０μｍであることを特徴とする 画像形成
    装置。
  5. 【請求項５】前記半導電体層の厚みは約３ｍｍ〜約９ｍ
    ｍであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項
    に記載の画像形成装置。
  6. 【請求項６】前記半導電体層の体積抵抗率は約１０ 6 Ω
    ｃｍ〜約１０ 11 Ωｃｍであることを特徴とする請求項１
    から５の何れか１項に記載の画像形成装置。
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