JPH05210315A - 中間媒体から用紙への転写を非常に高い効率で行う方法 - Google Patents

中間媒体から用紙への転写を非常に高い効率で行う方法

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JPH05210315A
JPH05210315A JP4167724A JP16772492A JPH05210315A JP H05210315 A JPH05210315 A JP H05210315A JP 4167724 A JP4167724 A JP 4167724A JP 16772492 A JP16772492 A JP 16772492A JP H05210315 A JPH05210315 A JP H05210315A
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John S Berkes
ジョン・エス・バークス
Frank J Bonsignore
フランク・ジェイ・ボンシグノア
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 普通紙へバイアスローラ転写する前に中間転
写ベルト７上のトナーに対して直流コロナ放電装置１０
を用いて転写前コロトロン処理を実施する。 【効果】 高質量のトナーの転写効率を低下させること
なく低質量のトナーの転写効率を非常に高めることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】〔発明の背景〕本発明は、結像方法及び装
置に関し、特に静電潜像を結像部材上に形成してから、
そこでトナー粒子で可視化した後、それらのトナー像を
中間転写部材へ転写してから永久基材へ非常に高い効率
で転写する結像方法及び装置に関するものである。
【０００２】現像された像をまず中間転写手段に転写し
た後、その中間転写手段から基材へ転写する結像方法は
公知である。例えば、マーレイ(Marley)の米国特許第
３，８６２，８４８号には、検電着色粒子を引き付ける
ことによって静電潜像を現像した後、第１受像表面に接
触させると同時に、その受像表面へ着色粒子を進める極
性の指向性静電界をかけることによって第１受像表面へ
転写し、次に、第２受像表面に接触させると同時に、第
２受像表面へ着色粒子を進める反対極性の指向性静電界
をかけることによってその像を第１受像表面から第２受
像表面へ転写するようにした、印刷物の複写を行う静電
方法が開示されている。
【０００３】また、ゴール(Goel)の米国特許第３，９５
７，３６７号は、単色の粉像を順次互いに整合するよう
に重ね合わせて中間手段に転写するカラー静電写真印刷
装置を開示している。多層の粉像を中間手段に定着させ
て、それから支持材シートへ転写するようにして、原稿
文書のコピーを形成するものである。
【０００４】さらに、フェダー(Fedder)の米国特許第
４，３４１，４５５号は、誘電ベルト機構を結像ドラム
の誘電表面と普通紙基材との間に介在させて、磁性及び
導電性を備えたトナーがまず誘電ベルトへ転写されてか
ら、次に定着部で普通紙に転写されるようにして、トナ
ーを誘電表面から普通紙へ転写する装置を開示してい
る。誘電ベルトは、好ましくは加熱定着部でトナー粒子
を定着させる時にそれらが付着しないテフロン(Teflon)
またはポリエチレン等の素材で形成される。
【０００５】バッカン(Bachan)らの米国特許第３，８９
３，７６１号は、非定着状態の電子写真トナー像を光導
電性の絶縁表面などである第１支持材から紙などの第２
支持材へ転写してから、そのトナー像を第２支持材へ定
着させる装置を開示している。そのような装置には、４
０ダイン／ｃｍ以下の低い界面自由エネルギで、デュロ
メータ硬さが３〜７０である滑らかな表面を備えた中間
転写部材が設けられている。中間転写部材は、例えば
０．１〜１０ミル厚さのシリコンゴムか、ポリイミド支
持材にフルオロエラストマーを被覆したものにすること
ができる。この部材は、ベルトまたはドラム形状に形成
できる。トナー像は、いずれかの従来方法で、好ましく
は圧力転写法で第１支持材から中間転写部材へ転写され
る。次に、トナー像を中間転写部材上で少なくともそれ
の融点まで加熱するが、その加熱は選択できるようにす
ることが好ましい。トナーを加熱した後、第２支持材を
高温のトナーに加圧接触させて、トナーをその第２支持
材へ転写及び定着させる。
【０００６】フジイらの米国特許第４，６８２，８８０
号は、回転式潜像担持部材上に静電潜像を形成してか
ら、現像剤で現像して可視像にする方法を開示してい
る。この可視像を回転式可視像担持部材に加圧転写す
る。これらの段階を各色の現像剤について繰り返すこと
によって、記録すべき１つの最終像に対応した多色像を
同一の可視像担持部材上に形成することができる。潜像
担持部材及び可視像担持部材間に形成されたニップに記
録材を挿通させることによって、多色像が一度に記録材
へ転写されるようになっている。
【０００７】ゼロックス・ディスクロージャ・ジャーナ
ル第１巻、第７号、第２９頁（１９７６年７月）に掲載
されているＪ．Ｒ．デイビッドソン(Davidson)の「中間
転写を利用したカラーゼログラフィー(Color Xerograph
y With Intermediate Transfer) 」は、カラー像を形成
する電子写真現像装置を開示しており、この記事は引例
として本説明に含まれる。寸法的に安定した中間転写部
材を用いることによって、基本色の位置合わせが改善さ
れている。シアン、黄色、マゼンタ、黒などの基本色は
電子写真ドラム上で現像されると同時に、寸法的に安定
した中間転写部材へ整合状態で転写される。次に、合成
カラー像が紙などの受像表面に転写される。電子写真ド
ラムから中間転写部材へ像を転写する転写部では、ドラ
ムの縁部のスプロケットを中間転写部材の縁部の孔に噛
み合わせる孔／スプロケット構造によって中間転写部材
が整合状態に保持されている。
【０００８】バークス(Berkes)らの名前で１９９０年４
月２３日に出願され、本出願と同一譲受人に譲渡されて
いる米国特許出願第０７／５１３，４０６号には、静電
潜像を結像部材上に形成してトナーで現像した後、現像
された像を中間転写部材に転写してから、その現像され
た像を中間転写部材から永久基材へ非常に高い転写効率
で転写するようにし、中間転写部材に約２×１０2 秒を
超えない電荷緩和時間を設けている結像装置及び方法が
開示されている。
【０００９】現像された像をまず結像部材から中間転写
部材へ転写し、次に中間転写部材から基材へ転写する結
像装置に用いられている中間転写部材には、結像部材か
ら中間転写部材へのトナー剤の転写性が良好であること
と、中間転写部材から基材へのトナー剤の転写性が非常
に良好であることの両方が必要である。非常に良好な転
写性は、像を形成しているトナー剤のほとんどまたはす
べてが転写されて、像を転写した後の表面上にほとんど
残留トナーが残らない場合に得られる。各原色の像の形
成及び現像を順次繰り返し、原色像を中間転写部材上で
互いに重ね合わせることによって４色刷りの像を形成す
る結像方法では、原色像が中間転写部材から基材（紙）
へ効果的に転写されなかった場合には望ましくない変色
または色の薄れが発生するため、非常に良好な転写が特
に重要である。
【００１０】公知の方法及び素材はそれぞれに意図され
た目的には適しているが、最終基材への高い転写効率を
備えた中間転写部材を用いた結像装置及び方法が必要と
されている。また、色忠実性が高い４色刷り像を形成で
きる中間転写部材を用いた結像装置及び方法が必要とさ
れている。
【００１１】
【発明の概要】本発明は、広範囲のトナー質量（すなわ
ち０〜３ｍｇ／ｃｍ2 ）にわたってトナー像を中間転写
部材から普通紙へ効率的に転写できる直列形カラー印刷
装置及び方法を開示している。バイアスロール転写法(B
iased Roll Transfer)（ＢＴＲ）などの公知のトナー像
転写方法では、高いトナー質量の像を中間転写部材から
普通紙へ効率的に転写することはできるが、低いトナー
質量の像の転写は極めて効率が悪い。
【００１２】直列形エンジンを中間転写部材と共に用い
た電子写真式カラー複写機またはプリンタは、適切な処
理速度で高い処理能力が得られる点で非常に好都合であ
る。さらなる利点として、用紙の取り扱い要件が非常に
簡単である。主な欠点は、複数の転写段階を必要とする
ことである。変色を防止するために非常に広範囲のトナ
ー質量（すなわち０〜３ｍｇ／ｃｍ2 ）にわたって非常
に高く均一の転写効率を維持する必要があることから、
最終転写段階が特に重要である。変色とは、不完全なト
ナー転写によって色が薄れることである。
【００１３】個別の結像構造体から複数の像を１つの中
間転写部材へ転写する間に、高い割合で誤符号のトナー
が発生し、低いトナー質量では誤符号のトナーの比率が
特に高い。これは、中間転写部材が各々の結像構造体か
ら離脱する時に発生する空気破壊現象によるものであ
る。離脱が行われる毎に、誤符号に変わるトナーが増加
する。誤符号のトナーの比率が高い場合、中間転写部材
から普通紙などの最終基材への低質量トナー像の転写効
率が低下するという問題が発生する。
【００１４】本発明によれば、普通紙へバイアスローラ
転写する前に中間転写部材上のトナーに対して直流転写
前コロトロン処理を実施することによって、高い質量の
トナーの転写効率を低下させることなく低質量のトナー
の転写効率を高めることができる。
【００１５】〔図面の説明〕図１は本発明の発明的特徴
を組み込んだカラー印刷装置の概略説明図である。
【００１６】図２は像の前処理を行ったＢＴＲ転写と行
わないＢＴＲ転写とにおける（転写効率）対（転写前の
中間ベルト上のトナー質量）のグラフである。
【００１７】〔本発明の好適な実施例の詳細な説明〕以
下の説明ではわかりやすくするために特定の用語を用い
るが、それらの用語は図示されている本発明の特定の構
造を説明するためだけのものであって、本発明の範囲を
制限することはない。本発明を使用できる典型的なカラ
ー印刷装置が図示されている。
【００１８】乾式電子写真印刷装置では、中間ローラを
用いて多色複写が行われている。この形式の装置では、
連続的にトナー粉像が互いに整合状態に重ね合わされて
光導電ドラムから中間ローラへ転写される。そのような
装置の一例が、１９７６年にゴールに発行された米国特
許第３，９５７，３６７号に開示されており、これは引
例として本説明に含まれる。この装置では、連続的にト
ナー粉像が互いに整合状態に重ね合わされて光導電表面
から中間ローラへ転写される。次に、この多色像がコピ
ー用紙に転写される。
【００１９】図示のように、本発明のカラー電子写真装
置では、４つの像形成装置１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが
用いられている。各像形成装置は、感光ドラムまたは感
光体２ａ、２ｂ、２ｃまたは２ｄの形状になった受像部
材を有しており、その周囲に結像構造体の像形成部材が
配置されている。受像部材は、図示の矢印の方向へ回転
するように支持されている。像形成装置にはさらに、露
光構造部３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、現像構造部４
ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄと、転写構造部５ａ、５ｂ、５
ｃ及び５ｄと、クリーニング構造部６ａ、６ｂ、６ｃ及
び６ｄと、帯電構造部８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄとが設
けられている。無端ベルト等の中間受像体７が無端経路
で移動できるように支持されているため、それの各部分
は各像形成装置１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄを順次移動し
て、それに受像部材２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄの各々か
ら像が転写される。各像形成装置１ａ〜１ｄは、各色の
トナー像を互いに整合状態で重なり合わせて中間ベルト
７へ転写できるように、中間ベルト７に隣接した位置に
配置されている。好ましくは、ベルト７は透明テドラー
(Tedlar)（商標）（Ｅ．Ｉ．デュポン(duPont)・ド・ヌ
モア社のフッ化ポリビニルフィルムの商標）または炭素
増量テドラーまたは着色テドラーで形成される。
【００２０】露光構造部３ａ〜３ｄは、いずれかの形式
のラスター入／出力走査装置（ＲＩＳ／ＲＯＳ）または
ＲＩＳ／ＲＯＳ装置を利用した複合装置でもよい。好適
な実施例では、２レベルＲＯＳ装置をレーザと組み合わ
せて用いている。ＲＯＳは、感光体２ａ〜２ｄに２レベ
ルの強さの光を当てる可動スポット装置である。レーザ
は、帯電構造部８ａ〜８ｄを用いて事前に均一に帯電さ
せた光導電体２ａ〜２ｄを効果的に放電させることがで
きるだけの十分なエネルギを保ちながら、小さいスポッ
トに焦点を合わせることができる平行光線を発生するた
め、光源として一般的に使用される。帯電構造部８ａ〜
８ｄは従来形コロナ放電装置にすることができる。一般
的に、スポットの掃引すなわち移動は、多面ミラーを回
転させるか、ガルバノメータに取り付けられたミラーを
往復移動させて実施される。また、ガルバノメータや回
転ミラーなどの機械式装置を用いないで可動スポットを
得ることもできる。非機械式装置の一例として、内部屈
折または反射特性を電気的に変更できる光学屈折部材が
ある。圧電結晶がそのような装置の例である。ＲＯＳ機
構の一例として、米国特許第４，２３６，８０９号があ
り、これは引例として本説明に含まれる。
【００２１】ベルト７は図面に矢印で示されているよう
に時計回りに移動して、各部分が最初に像形成装置１ａ
を通過する。原稿の黄色成分に相当する黄色像成分が、
帯電構造部８ａ、露光構造部３ａ及び現像構造部４ａな
どの従来形電子写真素子を用いて感光ドラム２ａ上に形
成される。現像構造部が感光ドラム２ａ上で黄色トナー
像を現像する。ドラムは、図示のように反時計回りに回
転してベルト７に接触する。コロナ放電装置を設けてい
る転写構造部５ａが、感光ドラム２ａとベルト７との接
触部分で像の黄色成分の転写を行う。黄色像がベルト７
へ転写された後、クリーニング構造部６ａを用いて残留
黄色トナーをドラム２ａから除去する。
【００２２】同様にして、原稿像のマゼンタ成分に相当
するマゼンタ像成分が、帯電構造部８ｂ、露光構造部３
ｂ及び現像構造部４ｂなどの従来形電子写真素子を用い
て感光ドラム２ｂ上に形成される。現像構造部が感光ド
ラム２ｂ上でマゼンタトナー像を現像する。ドラムは、
図示のように反時計回りに回転してベルト７に接触す
る。コロナ放電装置を設けている転写構造部５ｂが、感
光ドラム２ｂとベルト７との接触部分で像のマゼンタ成
分の転写を行う。マゼンタ像がベルト７へ転写された
後、クリーニング構造部６ｂを用いて残留マゼンタトナ
ーをドラム２ｂから除去する。
【００２３】原稿像のそれぞれシアン及び黒色成分に相
当するシアン及び黒色像成分が、それぞれ感光ドラム２
ｃ及び２ｄ上に形成される。続いて、これらの像は重な
り合うようにしてベルト７に転写され、３色に黒色を加
えた最終トナー像が形成される。像の転写にはコロナ放
電装置５ｃ及び５ｄが使用される。シアン及び黒色成分
の像の転写後、クリーニング構造部６ｃ及びｂでそれぞ
れの受像部材から残留トナーが除去される。
【００２４】像形成装置から４つの成分像すべてが中間
ベルト７へ転写される間に、高い割合で誤符号のトナー
が発生し、低いトナー質量では誤符号の比率が特に高
い。これは、中間ベルトが受像部材２ａ〜２ｄの各々か
ら離脱する時に発生する空気破壊現象によるものであ
る。離脱が行われる毎に、誤符号に変わるトナーが増加
する。誤符号のトナーの比率が高い場合、中間転写部材
から普通紙などの最終基材への低質量トナー像の転写効
率が低下するという問題が発生する。
【００２５】上記の低効率転写の問題を解決するため、
直流コロナ放電装置１０を用いてベルト７上の合成トナ
ー像の処理が行われる。４インチ／秒（１０．２ｃｍ／
秒）の処理速度で、０〜−５．３μＡ／インチ（０〜−
２．１μＡ／ｃｍ）の範囲の前処理コロナ放電電流を試
みた。誤符号トナーの割合及びそれが転写効率に与える
影響をトナー質量の関数として示している次の表からわ
かるように、０．８ｍｇ／ｃｍ2 以上の高いトナー質量
では、実質的に一定の結果が得られる幅広い寛容度が見
られた。表からはさらに、前処理コロトロンを用いるこ
とによって誤符号トナーが減少し、転写効率が増加する
ことがわかり、これは低い（すなわち０．１５及び０．
３５ｍｇ／ｃｍ2 ）トナー質量では特に顕著である。処
理速度４インチ／秒で２０％ＲＨのＴｉＯ2 増量テドラ
ー中間ベルトを使用した。この前処理によって、誤符号
トナーが大幅に減少し、トナーの平均電荷が負性を高め
る方向へ変化するため、高い効率の転写を行うことがで
きる。この効果は、図２に示されている第２実験でも立
証されている。図２は、トナー質量の関数として転写効
率が大幅に増加することを示しており、低〜中間質量で
は特に顕著である。図２の実線のカーブは前処理を行わ
ないＢＴＲ転写の場合を示し、点線のカーブは前処理を
行ったＢＴＲ転写の場合を示している。コロナ装置１０
からの前処理コロナ放電は−４μＡ／インチ（−１．５
７μＡ／ｃｍ）で、ＢＴＲは０．６μＡ／インチ（０．
２４μＡ／ｃｍ）で作動した。実験は、処理速度４イン
チ／秒（１０．２ｃｍ／秒）、ＲＨ２０％で実施した。
【００２６】
【００２７】コロナ前処理の後、中間ベルト７は転写部
１２へ進み、ここで多色像が転写材シートすなわちコピ
ー用紙１４へ転写される。転写材シート１４は、転写部
１２でトナー像と接触するように移動する。シート１４
は、図示しない従来形用紙送り装置によって転写部１２
へ進められる。好ましくは、用紙送り装置には、コピー
用紙束の最上位置にある用紙に接触している送りローラ
が設けられている。送りローラが回転することによっ
て、最上位置にある用紙が用紙束から一定の時間間隔で
逐次中間ベルト７と接触する位置へ送られるため、その
上のトナー粉像が転写部１２で前進中のコピー用紙と接
触する。転写部１２には、転写中にコピー用紙１４とト
ナー像とが良好に接触するようにするためのバイアス転
写ローラ（ＢＴＲ）１６が設けられている。像の転写の
際にＢＴＲを補助するコロナ転写装置１８も設けられて
いる。さらに、コピー用紙１４がベルト７から離れやす
くするため、コロナ装置１６よりも下流側に引き離しコ
ロナ装置２０が設けられている。
【００２８】転写トナー像を担持している用紙１４は加
熱加圧定着部２２のニップ間を通過する。定着部２２に
は加熱定着ローラ２４とバックアップローラ２６とが設
けられている。用紙１４は、トナー粉像が定着ローラ２
４に接触するようにして定着ローラ２４とバックアップ
ローラ２６との間を通過する。このようにして、トナー
粉像は用紙１８に永久的に付着する。定着後、図示しな
いシュートが用紙１４を受けトレー２８へ案内し、その
後でオペレータが印刷装置から取り出すことができる。
【００２９】コピー用紙１４がベルト７から離れた後、
ベルトの表面に付着している残留粒子がそれから取り除
かれる。これらの粒子はクリーニング装置３０で取り除
かれる。クリーニング装置は、クリーナハウジング内の
キャリヤ粒子をローラ構造体及びベルト７に対してブラ
シ状に配列させる従来形磁気ブラシローラ構造体を有し
ている。
【００３０】クリーニングの後、次の結像サイクルに先
立って、放電装置３２を使用してベルト７上に残ってい
る残留静電荷の中性化が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の発明的特徴を組み込んだカラー印刷
装置の概略説明図である。
【図２】 像の前処理を行ったＢＴＲ転写と行わないＢ
ＴＲ転写とにおける（転写効率）対（転写前の中間ベル
ト上のトナー質量）のグラフである。
【符号の説明】 １ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 像形成装置 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 感光ドラム ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 転写構造部 ７ 中間ベルト １０ 直流コロナ放電装置 １２ 転写部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・ジェイ・ボンシグノア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14617 ロチェスター ウィノナブールバード 572

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トナー像を形成する装置であって、 受像部材を含む少なくとも１つの像形成装置と、 トナー像を前記受像部材から中間受像部材へ転写する手
    段と、 前記トナー像を最終基材へ転写する手段と、 前記最終基材へ転写する前に前記トナー像を処理して、
    前記像の高トナー質量部分が薄れないようにしながら前
    記像の低トナー質量部分が前記最終基材に効果的に転写
    されるようにする手段とを有している、前記装置。
JP4167724A 1991-07-01 1992-06-25 中間媒体から用紙への転写を非常に高い効率で行う方法 Pending JPH05210315A (ja)

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