JPH01121877A - 転写・搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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トナー像保持体上の
トナー像を転写する転写・搬送装置に関する。

従来の技術 電子写真複写装置や電子写真プリンタでは転写材の搬送
をより確実なものとするために、誘導体等の絶縁性部材
でベルトを構成し、これに転写材を静電気的に密着させ
て搬送する手段が知られている。

米国特許３，３５７．３２５号公報では転写材の吸着と
転写にコロナ帯電器を用いており、誘電体単層のベルト
を使用した方式を提案している。第２図に提案例の概略
図を示す。２１はドラム状のトナー像保持体、２２は誘
電体単層ベルト、２３．２４は誘電体ベルト２１を支持
・伸張し回転するためのロールである。２５は転写材２
６を導くためのロールである。

２７は転写材２６を静電気力によって誘電体ベルト２２
に吸着させるためのコロナ帯電器、２８は像支持体２１
から転写材２６にトナー像を転写するためのコロナ帯電
器である。

特開昭５４−５８０３４号公報には、上記の例における
転写材吸着用コロナ帯電器の削除された提案が示されて
いる。ベルト構成材料の抵抗値によって提案の内容が二
つに分かれており、１つは抵抗値範囲が１０日〜１０”
Ω・Ｃｍの場合、他は抵抗値範囲が１０１３Ω・Ｃｌ１
１以上でベルト厚さが１５０μ以下でかつ飽和帯電電位
が２５００　Ｖ以下の場合である。第３図に提案例の概
略図を示す、コロナ帯電器２９により帯電されたドラム
３０を光学系３１により露光し潜像を形成し、現像器３
２によりトナー像を形成する。

トナー像は分離ベルト装置３３のベルト３４により搬送
される転写材３５に直流電源３６と接続された転写コロ
ナ帯電器３７により転写される。ベルト３４は転写材３
５を搬送後文流またはベルト帯電極性と逆極性のコロナ
帯電器３８によって除電される。そして、ドラムからの
転写材の分離性を補助するために第４図に示すように転
写コロナ帯電器の１〜ｌ０ＫＶの直流電源に直列に１〜
ｌ０ＫＶの交流電源３９を接続する方法、あるいは第５
図に示すように転写コロナ帯電器３７のベルト走行下流
側に交流または帯電極畦と逆極性の直流電源である分離
電源４０に接続された分離コロナ帯電器４１を配置する
方法を示している。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、米特許３．３５７．３２５号公報の提案
ではベルトは誘電体単層であり、実用的なベルトの厚さ
を確保するとすれば帯電させ得る電荷量には限度がある
。ベルトの容量Ｃは、誘電率をε、ベルト厚さをｄとす
れば、単位面積当りの容量ＣはＣ−８／　ｄで与えられ
るからトナー像保持体となる感光体ドラムの表面容量と
同程度の容量として１００ｐＦ程度の容量を得ようとす
れば通常の有機ベルト材（ε＝２〜４）を使用して、そ
の厚さは２０〜４０μとなる。この厚さでは搬送ベルト
としての実用的な強度が弱（、従って、数１００μの厚
さのベルトとすれば十分な容量を取ることができず、ベ
ルトの電荷保持量が少ないために、転写位置に転写専用
のコロナ帯電器を設けているものの、転写能力に弱い面
がある。この点については上記特開昭５４−５８０３４
号公報にも述べている通りであり、また連続使用する場
合、ベルト表面電位が上昇し、これまた特開昭５４−５
８０３４号公報に示す欠点が生じて実用的ではない。加
えて、有機材料に長時間コロナ放電を照射すると表面層
の分子構造に変質層が発生し、吸湿すると表面抵抗が大
幅に降下し電荷保持性が失われるので、この点において
も弱点の見受けられる方式である。他方、特開昭５４−
５８０３４号公報の提案は、抵抗値範囲が１０′３以上
でベルト厚さが１５０μ以下でかつ飽和帯電電位が２５
００　Ｖ以下の場合についていえば、連続使用における
ベルト表面電位の上昇は除電用コロナ帯電器を設けて防
止しているものの、第３図の例ではコロナ帯電器３７か
らドラム３０へ流れる転写電流はベルト３４−転写材３
５−ドラム３０と流れ、ベルトと転写材の吸着力は転写
材とドラムの吸着力と同じ力を示すものであり、従って
転写材がドラムから分離し易い力は何等生ずる要素は認
められない。分離するとすればドラムの曲率に抗した転
写材の曲げられまいとする剛性程度のものであり、転写
材の剛性が小さい場合やドラム径が大きい場合は分離す
る確率は相半ばしたものとなる。また転写材の剛性が大
きい厚手の転写材であっても、最近多用され始めている
モノカラー複写装置では、転写材が紙であって、同一複
写面に複数回にわたってカラー合成複写されると、この
種複写装置に使用されている加熱ロール式定着器の影響
によって加熱ロール側転写材複写面の水分がバックアッ
プロール側転写材面の水分より少なくなるために表面抵
抗値が上昇しドラムと転写材の密着力がベルトと転写材
の密着力より大きくなるために、複写回目の複写におい
て分離不良が発生することがしばしば見受けられる。こ
のため、分離性を補助するために第４図あるいは第５図
に示す提案をなされているが、これらの提案はいずれも
トナー像の転写性を減する方向の提案であり、特に転写
材が紙であって吸湿し抵抗値が低下している場合は転写
不良を招くものである。また、抵抗値範囲が１０”〜１
Ｑ１３Ω・ｃＩＩ＋の場合でも上記と同様に転写材の分
離性については、特に優れた要素はなく抵抗値範囲が１
０”Ω・Ｃｍ以上でベルト厚さが１５０μ以下の場合と
同じである。

本発明は上記問題点に鑑み、帯電装置に特別の手段を用
いることなく、搬送ベルトの帯電特性を有効に用いて転
写材の強力な分離・搬送性を実現し、複雑な高圧電源を
用い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 本発明は、上記問題を解決するために体積抵抗率が１０
１１〜１０１３Ω・Ｃ１％厚さ１０〜４０μｍの導電体
より構成された表面層と体積抵抗率が表面層の１／１０
以下でかつ１０１０Ω・Ｃｍ以上の導電体より構成され
たベース層より成る無端状の転・写材搬送ベルトを支持
・伸張して一定方向に回転走行する手段と、転写材搬送
ベルトの表面側においてトナー像保持体と転写材搬送ベ
ルトで転写材を挟持しつつ裏面側にコロナ帯電器を有し
トナー像を転写材に転写する転写手段と、転写材搬送ベ
ルトの一部分を接地する接地手段と、転写材搬送ベルト
の転写手段が位置する転写部位の上流側で、かつ接地手
段が位置する接地部位の下流側に配置され転写材に電導
接触する部材と、転写材搬送ベルトの裏面側で、かつ電
導接触部材に対向する位置に付設されたコロナ帯電器を
有する転写材密着手段とを具備する構成を採るものであ
る。

作用 本発明は、上記構成を採ることにより、まず転写手段が
位置する転写部位の上流側に設けられたコロナ帯電器か
ら搬送ベルトを通して転写材−電導接触部材へ電流を流
し、予め十分に転写材とベルトに電荷を付与して密着さ
せ、その後転写部位に転写材を搬送するものであるから
、トナー像保持体と転写材の静電的密着力より搬送ベル
トと転写材の静電的密着力は常に大きく保たれるから、
転写材のトナー像保持体からの転写材の分離性は信頼性
の高いものとなる。

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、本発明に従う転写
・搬送装置を登載した電子写真プリンタの横断面を示す
ものである。第１図において、１は回転可能なドラム状
のトナー像保持体（以下、単にドラムと称する。）であ
り、例えばアルミニウム等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１
は帯電器２により均一に帯電され、次段の露光部分３で
プリント原稿に即した光が図示しない手段、例えば半導
体レーザ、ＬＥＤアレイ、液晶シャッタアレイ、レンズ
光学系等を通ってドラム１に結像される。この時、−様
に帯電が施されているドラム表面において光に曝された
部分の電荷は感光層裏面の導体支持体に誘起されている
逆極性の電荷と中和することにより消失し、プリント原
稿に対応する電荷のパターン、即ち潜像が形成される。

この潜像は引き続く現像部４にて微細な絶縁性帯電粒子
（以下トナーと呼称する。）を静電気力により付着させ
、可視化される。こうして得られたドラムｌ上のトナー
像は転写手段５にて、前記トナー像とタイミングを合わ
せて搬送されて（る転写材８に静電気的に転写され、ド
ラムｌ上の残余のトナーはクリーニング部６にてブレー
ド等の手段により払拭された後、除電部７で−様な除電
光を照射されドラム１の除電が行われて次回の印写プロ
セスに備えられる。

次に、上記した一般的に公知なトナーを用いた印写プロ
セスに適用される本発明に従う紙など転写材の転写・搬
送装置について詳述する。第１図において、搬送ベルト
９は体積抵抗率が１０”〜１０−３Ω・Ｃｔａ−、厚さ
１０〜４０１１ｍの導電体より構成された表面層と体積
抵抗率が表面層の１／１０以下でかつ１０１ＯΩ・０１
１１以上の導電体より構成されたベース層より構成され
る。本実施例では表面層として厚さ２０μｍ、体積抵抗
率５Ｘ１０”Ω・Ｃｍの酸化錫散型ポリエステル樹脂の
無端状延伸フィルム、ベース層として体積抵抗率が３Ｘ
１０ＩＯΩ・Ｃｍのカーボン分散型ポリウレタン樹脂の
無端状成形ベルトを周長３８０額層厚０．６ｆｉに張り
合わせたものを用いた。

搬送ベルトの電荷放電時定数は、先に記したように容量
成分がＣ−ε／ｄ、抵抗成分Ｒは抵抗率をρとすれば、
Ｒ−ρｄで与えられるから時定数ＣＲ−ερとなり、こ
こで用いられる搬送ベルトの時定数は、表面層の体積抵
抗率がベース層の１０倍以上であることから、殆ど表面
層の時定数により決めることができε−３として約１．
３秒となる。

従って、１．３秒すれば帯電電荷の７０％以上は放電す
るからベルトの同一カ所がこの時間以内に転写手段５を
通過しなければ除電用のコロナ帯電器は必要としない。

表面層の抵抗率は、この時定数を実用的に除電帯電器を
必要としない範囲及び後述の放電時定数が短すぎて本発
明の効果が損なわれることのない範囲によって決められ
る。

このように、ベルト構成を２層に分けると、表面層とし
て高抵抗が得易く、不用なトナーが何等かのトラブルに
よってベルト表面に付着した場合にも摩擦抵抗が低いた
めにクリーニングしやすい反面、厚くすると延伸歪が生
じてベルトとして利用しにくいポリエステル系樹脂や、
柔軟性に乏しく応力負荷に弱い弗素系樹脂を利用しやす
い利点がある。他方、ベース層としては体積抵抗率を安
定して上げ難く、表面クリーニング性に乏しい反面、柔
軟性に富み厚手ベルトが構成しやすい導電ゴム材が利用
できる利点がある。

上記ベルト９はロール１０．１１により支持され、バネ
等の張力による図示しない手段により伸張される。これ
らロールは表面が導体で形成されており、ベルト９の裏
面側を通じて接地されている。これには状況に応じて適
当なバイアスを印加してもよい。ベルト９は図示しない
回転駆動手段によりロール１０または１１を駆動するこ
とにより転写手段５が位置する転写部位における回転走
行の方向がドラムｌと同一で且つ周速を一致させて回転
される。

ここでは、ドラム周速１６０１■／秒とした。従って、
約２．４秒でベルトが一周する。搬送ベルト９の転写部
位の内側には転写用コロナ帯電器１２が設置されトナー
と逆極性の直流高圧電源１３により高圧電圧が印加され
転写材８に対するトナーの転写を行わしめている。これ
は例えばトナーが正帯電であれば転写用コロナ帯電器１
２は負極であってベルト９の裏面部の負の帯電に対して
正の帯電を施すべく転写電流が流れ、この正電荷の移動
に基づいてドラム１の表面のトナーをベルト９側に転写
するものである。電気抵抗の高いベルトではベルトの容
量成分を充電するに足る電荷の移動が有れば、その後転
写電流が流れないために転写不能になることは先に記し
たが、本発明に従うベルトにおいては抵抗成分によって
転写部位を通過したのちに放電が成されること、および
転写部位におけるときはこの抵抗成分を通して転写電流
が流れるために転写を補助することができる。

しかしながら、最近ここに示すレーザプリンタなどの電
子写真プロセスを利用したプリンタにおいては、潜像の
現像を反転現像を行うことが多いためにドラム１の帯電
極性とは逆の極性で転写用コロナ帯電器を用いることか
ら、例えばセレン感光体では、その整流性のために転写
用コロナ帯電器１２で負極帯電すると過大な転写電流が
流れドラムの劣化を招きかねないが、本発明に従うベル
トを中間に挾み込んで帯電される場合はベルトの抵抗成
分による緩衝作用により転写電流を減することが可能で
あり、この作用を働かせるためにはベルトが厚い方が好
ましく、０．４層１以上が望ましい。

他方、厚すぎる場合は機械的搬送時に表面応力が大きく
なるため、表面劣化や微細な搬送速度の乱れが生じ易く
、従って、１．５ｆｌ程度に抑えられるべきで有る。よ
り望ましくは、０．６Ｎ〜１．０鶴である。また、上記
したセレン感光体の逆帯電において過大電流が流れるこ
とは、感光体の表面容量が正常帯電の場合より数倍大き
く成ると考えてもよく、従ってベルト側においてもこれ
に対抗して容量を大きくしないと転写材の分離性が悪化
してくるので、この観点からも２層ベルトにして表面容
量を大きく取ることは利点の多いところである。

ベルト表面層の厚さは、表面容量を大きく取るためには
できるだけ薄い方が望ましいが機械的強度、耐摩耗性な
どの点から最低１０μｍは必要であり、一方厚すぎると
容量が取れないために分離性が悪化するので４０μｍ以
下に押さえることが望ましい。

本発明に従えば、さらに次の構成が本質的に付加される
必要がある。すなわち、転写材搬送ベルトの転写手段５
が位置する転写部位の上流側で、かつロール１０の接地
部位の下流側に配置され転写材８に電導接触する部材１
４と、転写材搬送ベルトの裏面側で、かつ電導接触部材
１４に対向する位置に付設され、転写帯電器１２と同極
性の直流高圧電源１６に接続されたコロナ帯電器１５よ
り成る搬送ベルトに対する転写材密着手段となる構成で
ある。

電導接触部材１４としては、例えばステンレス細線を束
ねてブラシ状としたもの、あるいはカーボン繊維を束ね
てブラシ状にしたもの、支点に支えられた電導性ロール
などで構成されてよい。ここでは、上記ステンレス細線
をブラシ状にしたものを利用して転写材８０表面に摺擦
させ接地した。なお、電導接触部材１４は、適当なバイ
アスを印加されてもよい。この付加された構成によって
、転写材とベルトには転写部位に転写材が搬送される前
に予め電荷が注入されるために、トナー像保持体と転写
材の密着力より常に大きく保つことができる。しかし、
その効果を保つためには、コロナ帯電器１５からベルト
−転写材−電導接触部材１４に流れる電流は、コロナ帯
電器１２からベルト−転写材−トナー像保持体に流れ込
む電流の少なくとも２０％以上は必要である。特に、転
写部位と電導接触部材の距離が大きい場合はベルトが走
行しているとは言え、ベルトの時定数によって転写部位
に達するまでに注入した電荷が放電するために、コロナ
帯電器１５からベルト−転写材−電導接触部材１４に流
れる電流を、より大きく流してその効果の減少を防ぐべ
きである。ここでは、この距離を２５鶴に設定した。先
に記したように、ベルト９の放電時定数が小さすぎると
、ここでの電荷放電が大きいために本発明の効果が得に
くい状態になる。このため、ベルト材質の電気抵抗が最
適に選択される必要がある。ベルト表面層の体積抵抗率
は、上記放電時定数を所望の値に設定し、転写材分離性
を保持するために決められるが、ベース層の抵抗値は、
高（すると選択できる構成材料が少なくなる上に、必要
以上に放電時定数が上昇し除電手段を設けねばならなく
なる恐れが生ずる。他方、低い場合にはドラムに流れる
転写電流が遮断されて転写不良を招くことや、コロナ放
電によってコロナ帯電器に面している裏面が劣化し抵抗
値が吸湿時に降下するので、その降下分も見込んで決め
られる。なお、コロナ帯電器１５から流れ込む電流は、
電導接触部材１４を抵抗を通して接地する、バイアスを
印加する、高圧電源１６の電圧を調整するなどのことで
制御することで、上記の値を満足する状態に設定される
。

上記のように、ベルト９に対する転写材８の密着力が増
大するとベルト９からの転写材の分離性が課題となる。

本発明に従えば、ベルト支持ロール１１の直径をより小
さくするか、あるいは転写材に注入された電荷を中和し
てから分離するためにロール１１に対向する形で高圧電
源１８に接続されたコロナ帯電器１７を設置してもよい
、なお、高圧電源１３．１６、工８はいずれも極性が同
一と成るので同一高圧電源より分割して供給し、電源の
簡素化を計っても、本発明の効果を損なうものではない
。

本発明に従う転写・搬送装置は、以上の構成になるもの
である。本装置を登載した光学系に半導体、レーザスキ
ャナを用いた電子写真プリンタにより、２０℃、６５％
の温湿度の環境下で以下のような実験を行い、本発明の
効果を確認した。即ち、本転写・搬送装置を適用したの
は電子写真プリンタは、Ａ４判転写材が横送りの状態に
て転写・搬送装置に登載出来るものである。このプリン
タにおいて、ｌ・ナー像保持部材となる感光体ドラムは
径１５０鰭のセレン・テルル感光体、感光体ドラムの周
速や搬送ベルトにおける転写材搬送速度は上記したよう
に１６０ｍ／ｓｅｃ、、感光体の潜像は反転現像方式に
よって正極トナーで顕像化され、高圧直流電源１３は−
６，３Ｋｖでコロナ帯電器１２で転写材上に転写した。

転写材上に転写されたトナーは加熱ロール定着器によっ
て定着されたが、その定着器の加熱ロールとバックアッ
プロールの線圧は１．５ｋｇ　／　ｃｎ、加熱ロール温
度１８０℃、転写材はＡ４判で繊維の目の方向が転写材
の長手方向に垂直で、坪量１３０ｇ、含有水分！８．５
％の紙を用い、最初に電導接触部材１４およびコロナ帯
電器１５を付加せずに連続片面２回プリントを１００枚
行い排紙トレイにて回収した。この時、片面２回目プリ
ントにおいて８５枚のドラムからの転写材分離不良が発
生した。なお、この時ドラムにベルトから流れ込む転写
電流は初回のプリント時は５８μＡ、２回目は転写紙の
水分が加熱定着時に減少し抵抗値が上昇したため４３μ
Ａであった０次に、電導接触部材１４およびコロナ帯電
器１５を付加して高圧電源１６から−６，ＯＫ　ｖを印
加し連続片面２回プリントを同様に１００枚行い排紙ト
レイにて回収した。この時、ドラムからの転写紙分離不
良は皆無であった。なお、ドラムへの転写電流は、上記
とほぼ同じ値であるが、接地された電導接触部材１４ヘ
ベルトから流した電流は初回プリント時に１８μＡ、２
回目プリント時は１２μＡであった。また、転写部位に
対して予め転写材に電荷を注入して転写材を搬送させる
ことから、転写材表面電圧が正極側に上昇し特開昭５４
−５８０３４号公報に述べられているところの画像乱れ
を防止する付随的効果が生じた。

上記と同様に、ベルト仕様を変えて片面２回の連続プリ
ント実験を行い２回目におけるドラムからの転写材分離
不良回数とこの時のトナー像転写状態を評価した結果、
第１表のベルト仕様による分離・転写特性に示す値が得
られ、本発明の効果が確認さ０“・　　　第　、表 従って、上述したように本発明の効果を得ようとすれば
、本発明にしたがう転写・搬送装置が登載されている印
写プロセスの条件に合わせ転写材搬送ベルトの条件を本
発明に従う範囲において選択する必要がある。

発明の効果 本発明によれば、転写手段が位置する転写部位の上流側
に設けられたコロナ帯電器から搬送ベルトを通して転写
材−導電接触手段へ電流を流し、予め十分に転写材とベ
ルトに電荷を付与して密着させ、その後転写部位に転写
材を搬送することから、搬送ベルトと転写材の静電的密
着力によりトナー像保持体と転写材の静電的密着力は常
に大きく保たれるから、トナー像保持体からの転写材の
分離性は信頼性の高いものとなり、転写材の搬送性が極
めて安定したものとする効果を奏するものであり工業的
価値の大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う転写・搬送装置を登載した電子
写真プリンタの横断面図、第２図、第３図、第４図及び
第５図は、公知の静電気力を利用した転写材の搬送装置
の概略図である。 １・・・・・・ドラム、４・・・・・・現像部、５・・
・・・・転写手段、８・・・・・・転写材、９・・・・
・・転写材搬送ベルト、１２・・・・・・転写用コロナ
帯電器、１３．１６．１８・・・・・・直流高圧電源、
１４・・・・・・電導接触部材。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名址糾

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）体積抵抗率が１０＾１＾１〜１０＾１＾３Ω・Ｃ
   ｍ厚さ１０〜４０μｍの導電体より構成された表面層と
   体積抵抗率が表面層の１／１０以下でかつ１０＾１＾０
   Ω・Ｃｍ以上の半導体より構成されたベース層より成る
   無端状の転写材搬送ベルトを支持・伸張して一定方向に
   回転走行する手段と、転写材搬送ベルトの表面側におい
   てトナー像保持体と転写材搬送ベルトで転写材を挟持し
   つつ裏面側にコロナ帯電器を有しトナー像を転写材に転
   写する転写手段と、転写材搬送ベルトの一部分を接地す
   る接地手段と、転写材搬送ベルトの転写手段が位置する
   転写部位の上流側で、かつ接地手段が位置する接地部位
   の下流側に配置され転写材に電導接触する部材と、転写
   材搬送ベルトの裏面側で、かつ電導接触部材に対向する
   位置に付設されたコロナ帯電器を有する転写材密着手段
   とを具備することを特徴とする転写・搬送装置。
2. （２）転写材搬送ベルトのベース層の厚さが０．４ｍｍ
   〜１．５ｍｍであることを特徴とする特許請求範囲第（
   １）項記載の転写・搬送装置。