JPH01310377A - トナー転写装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、トナー転写装置に関する。

（従来の技術） トナー像担持体よりトナーを静電的に転写材に転写する
装置にはコロナ−チャージャーを用いる装置と、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
装置がある。

コ′ロナーチャージャーを用いた装置は装置構成が簡単
なので一般のモノクロ用複写機に広く採用されている。

この装置では転写材の背面からコロナ−チャージャーで
電荷を発生させ転写材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材に転写す
る。この装置ではコロナ−チャージャーによる電荷の発
生量が同じでも、転写材の電気抵抗により、電荷付着量
が異なり、電界の強さが変化する。従がってトナーの転
写効率も変化する。一般に転写材として使用されている
普通紙は環境湿度によりその電気抵抗が大きく変化する
ため、カラー記録のようにカラ−トナーを重ね合せて色
表現を行なう場合、色バランスがくずれ、安定したカラ
ー記録の維時が難かしかった。また、モノクロ記録にお
いても、環境湿度により画像濃度が変化することがしば
しば起った。また、転写材がトナー像担持体と接触する
時、離脱する時に、転写材の帯電電荷による気体放電が
生じ、転写材に転写されたトナーが飛散し、画像が乱れ
る問題もある。これらはモノクロ記録でも問題となるが
特にカラー記録では転写材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
しており、各色のトナー画像を乱さずに精度良く重ねる
ことが強く求められる。これらの問題点を解決するため
に、従来、次の様な提案があった。中空ドラムに貼り付
けた絶縁性メツシュの背面（転写材と接触しているメツ
シュの反対側）よりコロナ放電を行なって、転写材に帯
電させて、トナー像担持体とソフトに接触させ、かつ、
絶縁性メツ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（特開昭５６
−１６４３７０号公報参照）。しかし、この方法におい
ても環境湿度により変わる転写材の電気抵抗により転写
効率が変わってしまうという問題は解決されていない。

また、ソフトな導電性ゴムローラを用いる方式（特開昭
５０−２２６４０号公報参照）もある。この方式は発泡
性の導電ゴムローラを用いて、転写材とトナー像担持体
の間に電界を付勢するので、転写材が帯電せず、従がっ
て環境湿度に対して安定した転写効率をうろことができ
る。また、導電性ローラが圧縮されるに従がい、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
像担持体の接触点（トナー転写点）では導電性ローラの
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、離脱時には電気抵抗が高くなるため、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
放電が防止される。

しかしながら１発泡性導電ゴムローラの形状を精度良く
製作することが難かしかった。また、発泡性ゴムローラ
に導電性を与えるには、一般に導電性カーボンブラック
などの導電性粒子を混入するが、その混入率よって、ロ
ーラの弾力性も変化するため、所望の弾力性と導電性が
得られないことがしばしばあった。また１発泡性導電ゴ
ムローラ内部の気泡内で放電が生じ、発泡性導電ゴムロ
ーラの寿命を短かくしたり、この放電により画質が劣化
するなどの問題点がある。

（発明が解決しようとする課題） 上記問題を解決するため転写材と対向する側より、外部
圧力によって抵抗値の変化しない抵抗性層／導？Ｉ！層
／弾力的に変形可能な弾性層を積層した構成の電極構成
体を用いることにより、転写材とトナー像担持体をソフ
トに接触させる機械的機能と、使用環境条件に対して安
定で、かつ、所望の転写電圧を与え得る電気的機能を分
離して、それぞれの作用が十分に達成できるように、独
立に制御可能とした電極構成体を当量願人は提案した。

この電極構成体を用いることにより、弾力性特性と電気
的特性を独立に制御できる。また、気室のない弾力性に
すぐれた電極構成体を形成することができる。またこの
発明になるトナー転写装置を用いることにより、トナー
像担持体に弾性的にかつ、高い圧力がかかることなく接
触しながら十分な転写電圧を印加することができる。

第４図はその断面を模式的に示した図である。

１は抵抗性層、２は導電層、３は弾力的に変形可。

能な弾性層、４は金属シャフト、５は弾性層３を端面よ
り導電処理した導電性弾性層である。ところがこの転写
ローラを用いて転写動作を行なったところ、ローラ端部
と感光体との間に放電が発生して転写電圧が不安定とな
り、画像が乱れるという現象、更にほこの放電により感
光体が破壊されるという問題が起こった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので。

その目的は転写電圧変動や感光体が破壊されるというこ
とのない電極構成体と転写材の裏が汚れることのないト
ナー転写装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、上記問題点を解決するため、転写材と対向
する側から抵抗性！！Ｊ／導電層／弾性層を積層した電
極構成体において、その導電層よりも転写材側に少くと
も抵抗性層の抵抗値以上の高抵抗層もしくは上記抵抗性
層自身を導電層端部より所定長さだけ外側につき出して
形成したものである。

また、この電極構成体にクリーニングブレードを圧接し
、電極構成体表面に付着したトナーをかきおとすトナー
転写装置を構成する。

（作　用） この発明になる電極構成体を用いることにより放電等に
よる転写電圧変動を抑止し安定した高画質の画像が得ら
れる。またトナー像担持体の損傷も防止できる。

更に、この発明になるトナー転写装置を用いることによ
り転写材の裏側へのトナー汚れが防止できる。

（実施例） 以下、この発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、この発明になる電極構成体の一実施例である
転写ローラ６の断面を模式的に示したものである。１は
抵抗性層で導電層２の端部及び弾性層３を端部より導電
処理した導電弾性層５の端部よりも軸方向にｄだけ長く
形成している。この長さｄは、後述するように０．５〜
５膿の範囲が好適に用いられる。この場合ｄは抵抗性層
２を導電層３よりも軸方向に十分長い条件で形成した後
、所定の長さに切りそろえることで容易に制御できる。

この実施例に示す転写ローラ６の働きを第３図を用いて
説明する。９はトナー担持体である感光体ドラムで１０
が感光体部（軸方向の幅ｋ）、１１は外ワクのプラスチ
ック部、１２は転写ローラにトナーと逆極性（この場合
は正）の高電圧を印加する電源、　１３はそれを転写ロ
ーラに供給するための板バネである。同図（ａ）の６′
は改良前の転写ローラ（第４図）で端面において抵抗性
層１と導電層２及び導電弾性層５とが面一に切断されて
いるもので、その軸方向の幅ｆｆ１Ｒは感光体部の幅Ｑ
しより短い、一方、同図（ｂ）の６は本発明により改良
された転写ローラ（第１図）で、抵抗性層１は導電層２
と導電弾性層５の端面より２ｗｍだけ外側に長く形成さ
れている（抵抗性層の軸方向の幅ＬＲ＝　ＱＲ＋４ｍ）
。このような転写ローラ６．６′と感光体ドラム９の間
に記録紙８が入ってくると、記録紙８の幅は当然転写ロ
ーラの幅より短いので、弾性体である転写ローラ６．６
′の端部は図のように変形する。改良前のローラ６′の
場合ローラ端面が而−であるため、感光体１０と端面で
露出している導電層２とは接触したり著しく近接したり
する（第３図（ａ））。この状態で高圧の転写電圧を印
加すると、この端部の導電層（あるいは導電性弾性層）
と感光体の間でショートしたり、放電が発生する。従っ
て転写電圧が低下する等不安定となり、画像上には濃度
ムラが発生し、感光体にはピンホールがおいてしまう。

これに対し１本発明により改良された転写ローラ６は、
抵抗層の端部が導電層端部より外側まで形成されている
ため、上述のように感光体と導電部とが接触したり近接
したりしない（第３図（ｂ））ため、ショートや放電は
発生せず、転写電圧変動や感光体上のピンホールも発生
しない。この端部からのつき出し量は転写電圧３ＫＶで
も放電しない条件から０．５−以上が好適である。しか
し、あまり長すぎるとこの部分の変形による疲労で切れ
てしまうので５−以下が好ましい。

第２図は１本発明の他の実施例を示す図で、ローラ端部
から２ｍ＋はど外側まで絶縁性の薄いテープ７をまきつ
けである。このテープは機械的摩耗や耐環境性に優れ１
表面平滑性の高いほど良い。

また、第４図のような改良前の転写ローラであっても、
その軸方向の幅が感光体部よりも長く、絶対に転写ロー
ラ端部と感光体とが近接しなければよいのであるが、ス
ペース的な問題や転写ローラの軸方向のガタあるいは端
部における大きな変形による近接等の問題を解決しなけ
ればならない。

この点本発明により改良された転写ローラであれば上の
ようなことはあまり気にせずに使用することができ、し
かも加工も極めて容易である。

第１図に示した転写ローラの製法を簡単に説明する。φ
８ｍ＋のＳＵＳシャフトの周囲にゴム硬度２０の発泡ウ
レタンを注型により、厚さ１０ｍ＊の弾性層３を形成し
た。このスポンジローラの両端より導電処理をして、発
泡ウレタンの両端約５ｍの幅で体積抵抗値１０４Ω・ｌ
の導電性スポンジ層５を形成した。さらにこの上に、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１０４Ω・ｌに調整した導電層２、及び体積抵抗値
を１０１０Ω・１に調整した抵抗性層１を各々０．１Ｇ
ｍの厚さに注型形成し、端面を２ｍつき出させて切りそ
ろえた。

つぎに第１図に示した転写ローラを用いたこの発明に係
るトナー転写装置の一実施例の動作を第５図を用いて説
明する。

トナー像担持体９上のトナー像１８はトナー像担持体の
回転（矢印方向）に従って、トナー転写部（Ｂ−Ｃ区間
）に移送される。トナー転写部でトナー像１８は転写材
である普通紙８に圧接される。

この間、トナー像１８には高圧発生回路により供給され
るトナー像の電荷（この図では負極性）と逆極性の高圧
の転写電圧約１ＫＶ〜３ＫＶが作用し、トナー像１８は
静電的に普通紙８に転写され、普通紙８上に両像１９を
形成する。トナー転写部（Ｂ−Ｃ区間）では、転写ロー
ラ６の弾性層３の弾力的な変形１こより、トナー像担持
体９と普通紙は密着し、幅広いニップ幅を形成する。こ
の領域では１弾性層３の柔軟構造により、転写圧力もほ
ぼ一定に保つことができる。また、抵抗性層１は体積抵
抗値の圧力依存性がほとんどないので、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。

１４は転写ローラのクリーナーで、１５がクリーニング
ブレード、１Ｇはクリーニングブレードを転写ローラに
圧接させるための板バネ、１７はかきとったトナーを受
ける受は皿である。転写ローラと感光体とは普通紙が間
にない時には常に接触しているため、転写ローラ上には
感光体９上の残留トナーが付着してしまう、転写ローラ
上に付着したトナー２０はそのままにしておくと徐々に
厚くつもり、普通紙の裏汚れの原因となったり、転写ロ
ーラと普通紙との間の抵抗値を変化させ転写条件を変え
てしまうことがある。クリーナー１４はこれを防止する
ためのものである。クリーニングブレード１５の材質と
しては、ポリウレタン、ニトリル、エチレンプロピレン
等の各ゴム、ポリエチレン、ポリカーボネート等のプラ
スチックが良く特にポリウレタンゴムが良好である。こ
のクリーニングブレードは、ローラ抽方向の端部が転写
ローラと接しない長さであるこが好ましい。クリーニン
グブレードの端部が転写ローラと接すると、第６図に示
すように、その接触点で大きな変形が起こり、大きな力
でローラ表面がしごかれ、ついには抵抗層が傷つき破れ
てしまう。またこのクリーニングブレードの押圧力は、
１００ｇ〜４００ｇ／２０ｃｍ　が良く好ましくは１５
０ｇ〜３００ｇ／２０ｃ２ｍ　が良い。押圧力か弱すぎ
るとクリーニングしきれず、強すぎると転写ローラの回
転に支障が出ると同時に転写ローラ表面が傷つく。

ところで、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機に転写されない現象を
生ずる。例えば文字記録では、白スキ文字、すなわち、
文字形のワクのみが記録される。第７図に第５図のトナ
ー転写装置を用いた時の転写圧力と中抜けの生ずる割合
との関係を示す、中抜けの現われる割合は正方形の孤立
したトナー像を転写し、得られた転写像中の白地部分の
全体像に示める割合で示した。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る
。しかし、転写圧力が低すぎると、ニップ幅が狭くなり
、転写濃度が低下する。この発明になるトナー転写装置
では２０〜３００ｇ／　ａｄの範囲の転写圧力が適して
おり、好ましくは、２０〜２００ｇ／ｄの転写圧力が用
いられる。転写ローラの弾性層のゴム硬度が３０以下の
場合は、第７図に示したような関係が保たれるが、ゴム
硬度が３０以上になると、弾力的に変形する機能が低下
するため、転写圧力は小さくしなければならない。例え
ば、ゴム硬度約４５の場合には、転写圧力は２０〜５０
ｇ／ａＪの範囲しか用いることができない。

このようなりリーニング圧力及び転写圧力範囲では、転
写ローラ表面上の凹部の深さが１５０ｔＩＭ以上である
と、その凹部の影響をカバーしきれなくなる６すなわち
転写時にはその凹部においてニツプ幅か細くなるため転
写が悪くなり、クリーニングにおいては、トナーがふき
とりきれずに記録紙の裏汚れが発生してしまう。従って
、転写ローラ表面の凹部の深さは１５０−以下、好まし
くは１２０μｓ以下が望ましい。

第８図に環境湿度をパラメータに、転写ローラの抵抗性
層の体積抵抗値とトナーの転写効率の関係を示す。トナ
ーの転写効率は、転写材に転写されたトナー量（転写ト
ナー量と称す）の転写トナー量とトナー像担持体に残っ
たトナー量の和に対する割合を百分率で表わしたもので
ある。抵抗性層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。抵抗性層の体積抵抗値が
低すぎると、転写電圧印加時に、トナー像担持体との間
に放電を生じたり、電荷注入による逆極性トナーが発生
し、転写効率は著るしく低下する。

また、体積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、転写効率は低下する。

第８図に示されるようにこの発明になるトナー転写装置
の転写ローラの抵抗性層の体積抵抗としては１０’−１
０１５Ω”Ｑｌｌのｌｌ１ｖｆ４が良く、特ニ１０’　
−１０”Ω・】の範囲を好適に使用することができる。

なお、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変更し
て実施できる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、転写ローラの導電層と感光体との間
に電気的接触や放電が発生しないため、転写電圧の変動
がなく転写ムラのない良好な画質の記録ができ、かつ感
光体が破壊されることがない。さらに、転写ローラにク
リーニングブレードをとりつけてクリーニングするため
、記録紙の裏に転写ローラ表面に付着したトナーが付着
するいわる裏汚れを防止できる６

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明になる電極構成体の一実施例である
転写ローラの断面模式図、第２図はこの発明になる電極
構成体の他の実施例諦る転写ローラの断面模式図、第３
図はこの発明になる電極構成体の効果を説明するための
図、第４図は改良前の転写ローラの断面模式図、第５図
はこの発明になるトナー転写装置の一実施例の概略説明
図、第６図はクリーニングブレードの端部と転写ローラ
表面とが接した所で発生する傷について説明するための
図、第７図はこの発明になる電極構成体を用いたトナー
転写装置における転写圧力と転写特性の関係を説明する
ための図、第８図は転写ローラの抵抗性層の体積抵抗率
と転写特性を説明するための図である。 １・・抵抗性層　　　　　　　２・・・導電層３・・・
弾性的に変形可能な弾性層 ５・・・導電性弾性層　　　　　６・・・転写ローラ７
・・・絶縁性テープ　　　　　９・・・トナー像担持体
８・・・転写材　　　　　　　　１５・・・クリーニン
グブレード１７・・・汚染物受は 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　松山光之 第１図 第２図 （ｂ） ＃　　ＯＫ１ Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　　３第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）転写材をはさんで、トナー像担持体に圧接するよ
   う設けられ、転写材に対向する側より、抵抗性層と導電
   層と弾力的に変形可能な弾性層とを積層した電極構成体
   に給電し、トナー像担持体より転写材にトナーを静電的
   に転写するトナー転写装置において、前記電極構成体は
   、前記導電層よりも転写材側に前記抵抗層もしくは、前
   記抵抗層以上の抵抗値を有する高抵抗層を、該導電層の
   端部より所定長さだけ外側につき出して形成したことを
   特徴とするトナー転写装置。
2. （２）前記電極構成体の表面に圧接して設けられたクリ
   ーニングブレードと、該クリーニングブレードにより除
   去された電極構成体表面に付着していた汚染物を受ける
   部材とを有することを特徴とする請求項１記載のトナー
   転写装置。