JPH03243973A - 湿式画像形成装置 - 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） 本発明は静電潜像担持体上に形成した静電潜像を液体ト
ナーで現像しさらに記録紙等の記録媒体に転写して画像
を形成する記録装置に関する。

（従来の技術） 従来の湿式画像形成装置においては、静電潜像担持体は
金属ドラム上に支持された静電潜像担持層と該静電潜像
担持層を支持する金属ドラムより構成されていた。静電
潜像担持体上に形成されたトナー像は記録紙に当接され
静電界により記録紙上に転写されてい、た。（望月他：
湿式複写機の変遷と動向、電子写真学会誌、２６．３　
（１９８７）ｐ２７０−２７６） （発明が解決しようとする課題） 上記従来技術の装置においては、現像工程終了時には静
電潜像に忠実な良好なトナー像が形成されているにもか
かわらず、転写工程で記録紙の平滑度により特性が影響
され高い品質の画像が得られないという問題点を有して
いた。すなわち記録紙表面の微小な凹凸により記録紙と
接することのできないトナーが転写されず、転写後の記
録紙にトナー像の欠落が発生し画質を低下させていた。

また静電潜像担持体上のトナー像は、トナー粒子のみで
なく溶媒成分も含んで湿潤しているため、記録紙とトナ
ー像が接触できる場合においても、溶媒の広がりが生じ
れば画像つぶれを生じるという問題点も有していた。さ
らに転写工程においては、数ｋＶＯ高電圧電源を必要と
していた。

本発明の目的はこの問題点を解決して記録紙の平滑度に
依存せず高画質が得られ、転写工程において低い印加電
圧で転写可能な画像形成装置を実現することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の湿式画像形成装置は、静電潜像担持体上の静電
潜像を液体トナーで現像し、静電潜像担持体上に形成さ
れたトナー像を中間転写媒体に転写しさらに記録紙上に
再転写するもので、　前記中間転写媒体が液体トナーの
溶媒を吸収する弾性層を有し、中間転写媒体上に形成さ
れたトナー像を記録紙に密着させる圧力ローラを有する
ことを特徴とする。

（作用） 本発明の上記構成では、静電潜像担持体上に形成された
トナー像を、トナー像中に含まれる溶媒成分を中間転写
媒体の弾性層に吸収させながら静電的に中間転写媒体に
忠実に転写した後、弾性を有する中間転写媒体を記録紙
に密着させてトナー像を再転写させる。中間転写媒体の
弾性層表面が平滑であり且つ溶媒成分を吸収するため、
画像の欠落や画像のつぶれが生じることなくトナー像が
転写される。さらに中間転写媒体が弾性層を有すること
により、凹凸を有する記録紙に中間転写媒体上のトナー
像を密着させることが可能となり、記録紙表面の平滑度
にかかわらず良好な転写が行われる。

（実施例） 次に実施例に基づいて本発明を説明する。第１図は本発
明の一実施例を示すプリンタの構成を示す断面図である
。同図は電子写真方式のプリンタを示す。静電潜・像担
持体である感光体ドラム１の周囲に各サブプロセス装置
である帯電装置２、露光装置３、現像装置４、中間転写
媒体である中間転写ドラム５、クリーニング装置６、除
電装置７が、感光体ドラム１の回転方向に順次配置され
る。帯電、露光、現像工程を経て感光ドラム１上に形成
されたトナー像は、中間転写ドラム５に一次転写される
。圧力ロール８は中間転写ドラム５に対向して配置され
、搬送される記録紙９を中間転写ドラム５に密着させ、
中間転写ドラム５上のトナー像を記録紙９に二次転写さ
せる。中間転写ドラム５に残余するトナーは中間転写ド
ラムクリーニング装置１０に回収される。記録紙９はさ
らに定着装置１１に搬送され熱と圧力によりトナー像が
記録紙上に固着される。第２図は中間転写ドラム５の斜
視断面図である。゛中間転写ドラム５は金属中空ドラム
５０と金属中空ドラム５０を被覆する弾性層５１より構
成される。

感光体ドラム１より中間転写ドラム５への一次転写にお
いては、感光体ドラム金属基層と中間転写ドラムの金属
中空ドラムとの間に電位差を設けて弾性層５１と感光体
ドラム１上のトナー像との間に後述する転写電界を発生
させ中間転写ドラム５に静電的にトナー像を転写させる
。このとき弾性層５１表面を平滑面とすることで、感光
体ドラム１のトナー像のすべては欠落なく中間転写ドラ
ム５と接触可能となる。このため従来束じていた転写媒
体の凹凸に起因する転写時の画像欠落は一次転写におい
ては生じない。また従来、感光体ドラム上に形成された
湿潤したトナー像は転写媒体との接触圧により画像つぶ
れを生じていたが、本発明においては中間転写ドラム５
０弾性層５１がトナー像中の溶媒成分を吸収するため画
像のつぶれが生じることがない。従って一次転写では画
像の欠落、画像のつぶれが生じることなく感光体ドラム
１上のトナー像が忠実に中間転写ドラム５に転写される
。

次に中間転写ドラム５より記録紙９への二次転写におい
ては、記録紙９を介して圧力ロール８を中間転写ドラム
５に圧接させると弾性層５１が記録紙記録面の・微小な
凹凸に応じて変形するためトナー像が記録紙９の平滑度
によらず忠実に記録紙９に機械的に再転写される。ここ
で容易に再転写可能となるように弾性層５１は良好な離
型性を有する材質が選択される。また圧力ロール８を中
間転写ドラム５に圧接させることにより圧力ロール８に
特別の駆動力を与えずに、圧力ロール８が中間転写ドラ
ム５と相対速度無く従動する。従って中間転写ドラム５
と圧力ロール８の間に介在して搬送される記録紙９も中
間転写ドラム５との相対速度無く搬送されるため、ジッ
タ等記録紙搬送ムラに起因する転写時の画像低下を防止
することが可能となる。また圧力ロール８と中間転写ド
ラム５との間に電位差を設けて、二次転写においても静
電気力を補助的に利用することも可能である。

−次転写における溶媒を吸収する性質と、二次転写で必
要とされる良好な離型性を兼ね備える弾性材質としてシ
リコーンゴムがあげられる。この時弾性層５１自身が良
離型性を有するが、さらに溶媒を吸収する性質をも合わ
せもつことにより、二次転写時にトナー像がより容易に
弾性層５１より離脱可能となる。

第３図に一次転写領域におけるモデル図を示す。

同モデルにおいて転写電界Ｅは次式で算出される。

（ＶＨ−ｖｐ）　／εＳ Ｅ　＝ ｄ。／ε。＋ｄ、／ε、＋ｄ、／ε、十ｇ／ε３−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−　　　（
１）ここでｖＨはトナー層上の表面電位、■、は中間転
写ドラム金属基層部に印加される転写電圧である。また
ｄ、／ε。は転写媒体の実効的誘電厚みでここでは中間
転写ドラムの弾性層の実効的誘電厚み、ｄ、、ε、は感
光体ドラムの感光層の厚みと比誘電率、ｄ、、ε、は感
光体ドラム上のトナー層の厚みと比誘電率、ｇはトナー
層と弾性層との間隙、ε３は、現像液溶媒の比誘電率で
ある。−次転写を良好に行うには転写電界を大きく取る
必要がある。本発明では液体トナーを利用しているため
ｄｔ／ε１、　ｇ／ε、の値はそれぞれおよそ１μｍで
、ｄ、／ε１の約７μｍに比べて小さく式（１）の転写
電界Ｅ、に与える影響は小さい。またｄ、／ε、の値の
設定の自由度は、感光体ドラムの帯電、感光、現像特性
の制約により大きくない。従って式（１）の転写電界Ｅ
は、弾性層５１の実効的誘電厚みｄ、／ε。に大きく依
存する。即ち低い転写電圧で大きな転写電界を得るため
には、弾性層５１の実効的誘電厚みｄ０／ε。を小さく
することが効果的である。

二次転写においては、中間転写ドラム５を記録紙９に密
着させるために弾性層５１の弾性的機能が利用される。

しかしながら弾性層５１の厚みを小さくすると十分な弾
性的効果が得られないため、弾性層５１の厚みは大きく
することが望まれる。

十分な弾性的効果を得るために弾性層の厚みは、０．５
〜２．５ｍｍ程度に設定されることが好ましい。

上述のように一次転写においては弾性層５１の実効的誘
電厚みを小さくすることが望まれ、二次転写においては
弾性層５１の厚みを大きくすることが望まれる。さらに
言えば弾性層５１の厚みとして０．５〜２．５ｍｍを確
保したうえで　実効的誘電厚みを小さくすることが望ま
れる。かかる−次転写、二次転写における厚みに対する
要求、および溶媒の吸収性、弾性層５１自身の離型性を
満足させるために、−例として弾性層５１には、導電性
シリコーンゴムが用いられる。弾性層５１に導電性シリ
コーンゴムを用いれば、弾性層５１の実効的誘電厚みが
０となるため一次転写において大きな転写電界を得るこ
とができ且つ二次転写においてトナー像を担持した弾性
層５１を記録紙９に密着させることができる。しかしな
がら感光体ドラム１上にピンホールが存在していれば、
弾性層５１が導電性である場合、感光体ドラム１の基部
と弾性層５１が導通、リーク状態となり、転写電圧を印
加することが不能となる。従って前述のようなリークを
防止するために第４図で示すごとく弾性層５１を表面層
を５〜３０μｍ程度の薄層の誘電体層５２、基層を十分
な厚みを有した導電体層５３の二層構造とすることがよ
り望ましい。

この二層構造の構成においては、弾性層５１の実効的誘
電厚みは、薄層の誘電体層５２の実効的誘電厚みにより
決定される。そのため先の例と同様に、−次転写におい
て大きな転写電界を得ることができ且つ二次転写におい
てトナー像を担持した弾性層５１を記録紙９に密着させ
ることができ、−次転写二次転写両方の要求を満足させ
ることが可能となった。このとき弾性層５１は、溶媒の
吸収性、弾性層表面の離型性も考慮して、導電性ゴムに
絶縁性のシリコーンを薄層に表面コートしたものが用い
られる。

本実施例においては、体積固有抵抗１０３Ω・Ｃｍ厚さ
１ｍｍの導電性シリコーンゴムに厚さ１０μの絶縁性シ
リコーンコートを施して弾性層５１を構成し、正転現像
された感光体ドラム１上のトナー像が、中間転写ドラム
金属基層部分への印加電圧（転写電圧）５００Ｖの条件
で良好に一次転写が行われ、さらにトナー像を担持した
弾性層５１を記録ＩＪＦ、　９に密着させ弾性層５１表
面の離型性を利用して、記録紙上に良好な最終画像を得
ることができる。

中間転写媒体を用いず静電潜像担持体から記録紙に直接
トナー像を静電的に転写する従来の方法では、温度湿度
等の雰囲気により記録紙の抵抗が変動し、安定した転写
性能が得られなかった。本発明によれば静電転写を利用
する一次転写では、中間転写媒体である中間転写ドラム
５の電気性質が、記録紙のように雰囲気に応じて変化し
ないために安定した静電転写が行われる。さらに−次転
写では記録紙を介さずに、導電性の弾性層５１あるいは
５〜３０μｍ程度の薄い誘電体層５２にトナー像を転写
させるため低い転写電圧においても十分な転写電界を発
生させることが可能である。

二次転写では、記録紙９を介して圧力ロール８から中間
転写ドラム５に与えられる機械的力、中間転写ドラム弾
性層５１表面の離形性を主に利用して転写が行われる。

従って二次転写においても転写性能が雰囲気に影響され
ることはない。即ち一次転写二次転写を通じて雰囲気に
よらず安定して記録紙にトナー像を転写することが可能
である。

第５図は本発明の別の一実施例を示すプリンタに用いら
れる圧力ロール８の斜視断面図である。

二次転写工程以外は第一の実施例と同様であるため説明
を省略する。同図において圧力ロール８は、円筒構造で
ありセラミックヒータ−ハロゲンランプなどの熱源８０
を内包して、ヒートロールの機能も有している。転写時
に静電気力と圧力と熱を同時に加えることにより、トナ
ー像を記録紙上に固着させることが可能である。トナー
像に熱を加えることによりトナーの樹脂成分が溶融し、
これにより弾性層５１とトナー像との界面では離型性が
増し、記録紙とトナー像との境界では、溶融したトナー
が圧力により記録紙の繊維の隙間に埋められる。すなわ
ち転写と定着を同時に行うことが可能であり、従来の定
着装置を省略することができる。また同時↓こ弾性層５
１に熱が加えられることにより一次転写時に弾性層５１
が吸収した溶媒が揮発させられるという効果も有してい
る。圧力ロール８にヒートロールの機能ももたせた場合
には、中間転写ドラム５の弾性層５１が耐熱性を有する
ことが望まれる。これまで述べたように一次転写、二次
転写を良好に行うために弾性層５１にシリコーンゴムを
用いることもしくはシリコーンコートを施すことは、弾
性層５１に耐熱性を与える目的にも合致している。

さらに中間転写媒体をドラム状とせずに上述した構成か
らなる弾性層のベルト状としてもよい。

この場合も中間転写媒体をドラム形状とした第一の実施
例と同様に、−次転写では主に静電気力により、二次転
写では圧力ロールを用いて主に機械的力により転写が行
われる。また中間転写媒体をベルト状としつつ圧力ロー
ルを第二の実施例と同様に熱源を内包するヒートロール
とすることで転写と定着を同時に行うことも可能である
。

（発明の効果） 本発明によれば、表面が平滑で液体トナー中の溶媒を吸
収する性質を有した弾性層を有する中間転写媒体を用い
ることにより、中間転写媒体に忠実に静電転写した後、
表面に凹凸を有する記録紙に中間転写媒体上のトナー像
を密着させることが可能となり、記録紙表面の平滑度に
かかわらずトナー像の欠落が無くかつトナー像つぶれの
無い良好な最終画像が記録紙上に得られるという効果を
有する。

また中間転写媒体の弾性層を導電性の材質とするかもし
くは、導電性材質上に薄層の誘電体層を設ける構造とす
ることで、低い転写電圧で中間転写媒体上にトナー像が
転写されるという効果を有する。

また転写時に記録紙と中間転写媒体が密着して相対速度
無しで記録紙搬送が行われるため、記録紙搬送ムラに伴
って生じる転写時の画像低下を防止する効果を有する。

また熱源を内包する圧力ロールを用いることにより転写
と同時に定着がおこなえ、定着装置が省略されるという
効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプリンタの構成を示す
断面図。 第２図は本発明の一実施例を示すプリンタに用いられる
中間転写ドラムの斜視断面図。 第３図は転写領域のモデル図。 第４図は本発明の一実施例を示すプリンタに用いられる
別の中間転写ドラムの斜視断面図。 第５図は本発明の別の一実施例を示すプリンタに用いら
れる圧力ロールの斜視断面図。 １　　　　感光体ドラム ５　　　　中間転写ドラム ８　　　　圧力ロール ５１　　　弾性層 ５２　　　誘電体層 ５３　　　導電体層 ８０　　　熱源 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像担持体上の静電潜像を液体トナーで現像
   し記録紙に転写する湿式画像形成装置において、表面が
   平滑で前記液体トナー中の溶媒を吸収する性質を有した
   弾性層を有する中間転写媒体と、前記中間転写媒体に記
   録紙を密着させる圧力ロールとを具備し、前記静電潜像
   担持体上のトナー像を前記中間転写媒体に静電的に転写
   した後、前記中間転写媒体に前記圧力ロールにより記録
   紙を密着させて前記トナー像を記録紙に転写するごとく
   構成したことを特徴とする湿式画像形成装置。
2. （２）圧力ロールが熱源を内包するヒートロールである
   ことを特徴とする請求項１記載の湿式画像形成装置。
3. （３）弾性層が薄層の誘電体層と前記誘電体層を支持す
   る導電体層の二層からなることを特徴とする請求項第１
   項記載の湿式画像形成装置。
4. （４）圧力ロールが熱源を内包するヒートロールである
   ことを特徴とする請求項３記載の湿式画像形成装置。