JPH0584902B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は像担持体上に形成されるトナー像を転
写位置で転写材に転写する多重転写装置であつ
て、転写材を担持して転写位置に転写材を搬送す
る誘電体フイルムを備える多重転写装置であり、
例えば電子写真カラー複写機やカラープリンタ等
の画像形成機器に適用出来る多重転写装置に関す
るものである。 〔従来技術〕 第２図は従来のカラー原稿からフルカラー像を
転写材に形成するための電子写真カラー複写機の
説明図である。図において感光ドラム１の回りに
は周知のコロナ帯電器２、露光々学系３現像器
４、転写ドラム５、クリーニング器６が置かれて
いる。光学系３は原稿走査部３ａと色分解フイル
タ３ｂから成る。一方現像器４はその中心軸４ｂ
の回りに４色の各現像器を有しており、現像器４
Ｙはイエロー現像器、４Ｍはマゼンタ現像器、４
Ｃはシアン現像器、そして４Ｂはブラツク現像器
となつている。そして現像器は全体が回転して感
光ドラム１に形成した潜像に対して各４色の現像
を順次行う。 また、転写ドラム５はドラム構造体となるシリ
ンダ５ａと連結部５ｇ、転写放電器５ｂ、転写材
７の先端辺を把持するグリツパ５ｃ、除電用の内
側放電器５ｄと外側放電器５ｅとから成り、上記
構造体の周面開口域にはシート状の転写材担持体
が張られている。第１図は転写ドラム５の斜視図
を示しており、転写ドラム５の両側部のシリンダ
ー５ａは連結部５ｇにより連結され、この連結部
５ｇには転写材を把持するためのグリツパ５ｃが
図の如く設けられている。そして転写材担持体で
あるシート状の誘電体５ｈは図示した通り転写ド
ラム５に巻装して用いられる。また転写ドラム５
の両枠部には、転写ドラム５の誘電体５ｈと感光
ドラム１とが直接触れない様にするためのウレタ
ンゴム等の緩衝材５ｆが巻装されている。 上記構成により周知のカラー電子写真法により
転写材上に感光ドラム１に順次形成した４色のト
ナー像の転写が終了すると、内側放電器５ｄと外
側放電器５ｅとが放電を開始して転写材が除電さ
れ、転写材は分離爪８により転写ドラム５から分
離され、熱ローラ定着器９を介してトレイ１０に
排出される。 上記装置においては転写用放電器５ｂは各色ト
ナーの転写をくり返すごとに順次転写用放電器へ
の印加電流を増加させる様に動作させることが有
効である。この理由については、以下の様に説明
される。 まず第１の転写に際して電流₁を与える。こ
の電流により誘電体５ｈはV₁に帯電し、感光ド
ラム１のトナーが転写材に転写される。転写材は
感光ドラム１と同期して移動しているため、転写
ドラム５上の転写材は転写後この感光ドラムから
離れるが、この剥離の際、近傍の空気を電離す
る。即ち、感光ドラムの現像によるトナーの電荷
が例えばマイナス（−）の極性であると、転写電
流はプラス（＋）が与えられる。この状態では前
述の電離した空気のうちマイナスの電荷を帯びた
ものが転写材表面に一方、ガラスの電荷を帯びた
空気が感光ドラム表面にそれぞれ付着する。そし
て転写材に付着したマイナスの電荷は、誘電体５
ｈの表面にある転写の際に生じたプラス電荷に影
響し、全体として転写電界を弱める様に作用して
しまう。このとき転写されたトナー自身もマイナ
スであるため、前述の現象と同じ様に転写電界を
弱める。このため次回の転写電界を補償するとい
う理由から転写電流を増やす必要がある。 転写電流と誘電体５ｈの帯電電位との関係は、
２回目の転写電流と誘電体の帯電電位をそれぞれ
₂，V₂とすると、I₁＜I₂，V₁＜V₂となる。又、｜
V₂−V₁｜は最低でも0.5KV以上とするのが良い。
そして、以後の転写工程についても同様な関係が
成り立つ。また、誘電体５ｈの材料としては、テ
フロン、ポリエステル、トリアセテート等のフイ
ルムが用いられていたが、これらの誘電体は飽和
帯電電位が高い。このため転写を行なう際に転写
後の電位が高くなりすぎると、転写材と感光ドラ
ム１の分離の際に強い剥離放電を生じ、その結
果、転写による転写材のトナー画を乱す事にな
る。 この問題を解決するために、電子写真カラー複
写機においては、最終色終了後の電位を3KV程
度にすると良い。 しかし、上記誘電体の飽和帯電電位が高いと、
前記の条件である（｜V₂−V₁｜0.5KV）を満
足するためには、転写電流を細かく制御する必要
がある。また、少ない電流で飽和帯電電位に到ら
せるためには、第１色目の転写の際の電流を少な
くする必要があり、これによると、コロナ放電が
不安定になり、その結果、転写不良を生じるとい
う問題があつた。 一方、各色トナーの転写材への転写が終了し、
転写ドラム５より転写材が分離された後の誘電体
は、転写ドラム周上の適当な位置に配置されたフ
アーブラシ等から成るクリーニング器により清掃
するものがある。その理由としては、転写ドラム
５の誘電体５ｈに支持される転写材は、一般に先
端のグリツパで把持される部分を除いて全面に画
像が転写される。このためには感光ドラム上に形
成される現像々は、転写材上に形成される転写画
像より広い画像が形成される。よつて転写材より
外側のトナー像はすべて誘電体５ｈに転写されて
しまい、この転写材の外側のトナーは、後に前回
の紙サイズより大きい転写材を適用したとき、転
写材の裏よごれとなり品質を落とす原因となつて
いた。 従つて、前回の転写工程終了から次回の転写工
程開始までの間に、この誘電体面の残留トナーを
完全にクリーニングする必要がある。しかし、従
来用いられる誘電体５ｈであるポリエステル、ト
リアセテート等のフイルムは、このフイルム上に
帯電した残留トナーを短時間ではクリーニングし
にくいという問題があつた。このため一般に用い
られるフアーブラシ法等のクリーニング器におい
ては、フアーブラシの回転スピードを上げたり、
又ブラシの当接圧を増すために糸の太さを太くす
る必要があり、装置が非常に複雑で大型化せざる
を得なかつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は多重転写装置において、転写材担持体
に誘電体を使用し、転写のための電界を転写のつ
ど高めるときに生じる上記問題を解決するもので
ある。 〔問題点を解決するための構成〕 上記目的を達成する本発明の多重転写装置は、
像担持体上に形成されるトナー像を転写位置で転
写材に転写する多重転写装置であつて、転写材を
担持して転写位置に転写材を搬送する誘電体フイ
ルムと、複数のトナー像を前記誘電体フイルムに
担持された転写材に順次多重転写するために前記
誘電体フイルムに電荷を与える転写帯電手段と、
を有する多重転写装置において、前記誘電体フイ
ルムは、誘電率が3.0〜13.0、厚さが70〜200μm、
臨界表面張力が40dyn／cm以下であることを特徴
とする。 〔実施例〕 本発明に係る多重転写装置の誘電体５ｈに関し
て、誘電体の帯電特性と厚みによる誘電率、体積
抵抗の関係を調べた結果を以下説明する。 第６図は、誘電率と帯電電位の関係を調べるた
めに、誘電体としてポリエステル（以下PET）
のフイルムを用いその厚みを変えたものについて
測定した結果を示す。誘電体としてのPETを転
写ドラム５に巻装し、第３図に示す転写ドラム５
の位置ａ，ｂにおいて、各色トナーの転写毎の転
写時点前後の電位を測定しながら、実際に転写画
像を作成し、転写効率の測定を行なつた。この測
定点ａ，ｂはそれぞれ転写帯電器の帯電域直前と
同帯電域直後の位置を示す。 第６図は誘電体フイルムの特定の場所が上記各
測定点ａ，ｂに来た時の電位を表わしたものであ
る。測定点ａ，ｂの添字は転写ドラムの回転数を
示す。転写条件としては以下の様に定めた。誘電
体の移動速度を約160mm／secとし、転写帯電器の
開口幅を22mm、放電ワイヤーと感光ドラム間距離
を約11mmとして、１色目転写200μA（6.3KV）、２
色目300μA（7.3KV）、３色目400μA（8.1KV）、４
色目500μA（8.8KV）の夫々の条件で順次帯電し
た場合の電位を表わしている。尚（）内は帯電器
への印加電圧を示す。このときの繰り返し帯電の
間の時間は１回当りの時間を約３秒とし、温湿度
環境は20℃で60％である。 第７図は前述した第６図の転写条件による多重
転写の転写効率を表わしたものである。なお多重
転写効率は80％を割ると画像むら等の現象を生じ
て画質が著しく損なわれる。 第６図を説明するために、静電容量に関する一
般式を用いて説明する。 静電容量Ｃは帯電電荷量Ｑと帯電電位Ｖの間
で、Ｑ＝CV又はＶ＝Ｑ／Ｃの関係がある。一方、
静電容量ＣはＣ＝εS／ｄ（ε：誘電率、Ｓ：誘電
体の面積、ｄ：誘電体の厚さ）により定まり、誘
電体の帯電電位ＶはＶ＝Qd／εSと表わされる。 今、誘電体としてPETを用い、厚みのみを変
えている（即ち、誘電率ε、帯電電荷Ｑは同じ）
ので転写後の帯電電位は、V200μm／V100μm＝
２、V100μm／V50μm＝２の関係になり、実際
この様な帯電が観測された。そして、第６，７図
から分る通り転写後の帯電電位が3KV以上にな
ると、多重転写効率が著しく低下することが観測
された。 上記結果より、転写時の帯電条件を変えない場
合の転写後、帯電電位を3KV程度に押える方法
が二通りあることが分る。 第一の方法は誘電体の厚さを変化させる（例え
ばPETの場合は50μm程度）。そして、他の方法
は誘電体の誘電率を変える（例えばPETの誘電
率はεPET＝3.2であるので、誘電率ε＝12の誘電
体であれば、厚さが約200μmで50μm厚のPETと
同等の帯電電位が得られる）。 ここで、誘電体の厚さを変える方法における問
題点について検討すると、誘電体は第１図に示し
たとおり転写ドラムに巻装して用いる。そして、
この誘電体を支持する場所が両側のシリンダー５
ａと連結部５ｇのみであるため、誘電体の強度に
もよるが、PETの場合B4サイズ（JIS規格）程度
の転写材を支持しようとする場合、70μm以下で
あると容易に凹凸が発生し、転写材と誘電体が密
着しにくくなる。そしてこの様な密着しない部分
では両者間に空気層が介在するため、この部分の
誘電率が小さくなり、その結果、転写後帯電電位
が高くなるため転写不良を生じ画質を損なうこと
になる。 一方、誘電体の誘電率は、誘電体を構成する樹
脂が持つ固有の値であるため、容易に変えること
が出来ない。従つて、種々の誘電体材料の中から
選び出すことになる。 以上の説明に用いた帯電電流については、コロ
ナ放電電流を安定した条件で用いる事、又転写後
帯電電位の第ｎ色目と第ｎ＋１色目の差が0.5KV
以上必要であるという条件、更にリーク現象防止
等の条件から１色目が100μA〜200μA、２色目が
200μA〜300μA、３色目が300μA〜400μA、そし
て４色目が400μA〜500μA程度で用いる必要があ
る。 第８図の斜線域は、これら条件を含めて誘電体
の帯電電位が先に述べた3KVを越えないための
誘電体の誘電率及び厚さについて良好な多重転写
の行なわれる実用範囲を示している。すなわち誘
電体の誘電率、厚さはそれぞれ3.0〜13.0、70〜
200μmであるのが良い。 体積抵抗については、帯電電荷の保持能力に直
接関係するため、温湿度環境変化により誘電体へ
の転写材の吸着力が減少し、転写材が転写ドラム
から離れてしまうことがある。PVCにカーボン
粉末を分散して体積抵抗を10⁸Ωcm〜10¹⁶Ωcmに
したものについて搬送特性を調べたところ、第９
図中の斜線域Ａにおいて安定した搬送特性を示し
た。 一方、転写電流条件は、１色目が200μA、２色
目が300μA、３色目が400μA、そして４色目が
500μAとし、試験環境は温度30℃、湿度80％であ
る。このとき、多重転写効率が、イエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラツク共に80％以上の安定した
条件を図中斜線域Ｂに示した。 すなわち、図中領域ＡとＢの重なる所が実用範
囲を示している。温湿度環境等の使用条件の変化
及び実装の簡便さ等を考えると体積抵抗の好まし
い範囲は、10¹⁰〜10¹⁵Ωcm、またこの時の厚さは
100μm〜200μm程度が良い。 以上の結果をもとに実用化されている樹脂にお
いて帯電特性を調べた処、第４図に示す結果とな
つた。また多重転写効率について調べたものが第
５図に示してある。なお、第４図の横軸のａ，ｂ
は上記第６図の測定地点ａ，ｂに対応している。
そして第５図は現存する樹脂フイルム毎に各色ト
ナーの転写効率を測定した結果を示す。 これら実験結果からも明らかなように、実用化
されている誘電体の中で、ポリフツ化ビニリデン
樹脂（以下PVdF）は、誘電率がε＝12.0、体積
抵抗が10¹⁴Ω・cm（搬送特性）、転写ドラムへの
巻装しやすさ（200μ厚でも多重転写特性）の点
で最も良い事が分かつた。 更に、PVdFにおいては以下に述べる多重転写
後のクリーニング特性の点で他の樹脂フイルムと
較べて非常に優れていることが分つたので、以下
その理由を考察する。 多重転写終了後の誘電体表面に付着した残留ト
ナーを除去するには、フアーブラシ等から成るク
リーニング手段によつて摺擦するのが好ましいこ
とは先に述べた通りである。この荷電を帯びた粒
子であるトナーは、誘電体に対し電気的に強く吸
着していることや、ポリエステル系やスチレン系
の樹脂を用いたトナーは、表面エネルギーが高い
ために誘電体自身の表面エネルギーが低いものを
用いることで、トナーのクリーニングを容易にす
ることが出来る。 そして、第２図に示す多重転写装置を用い、転
写材を供給せずに誘電体上に直接トナー像を転写
し、その後、フアーブラシによるクリーニング器
を動作させてクリーニング特性を調べたところ次
の第２表の様になつた。

〔他の実施例〕

なお、上記像担持体としてドラム状の電子写真
感光体を例示したが、その他形状としてはベルト
状にしたり、潜像形成法としては潜像体に針状電
極やイオン流制御方式により潜像を形成するもの
であつても良い。一方、転写ドラム以外にも無端
移動するベルト方式にも本発明は有効である。 更に、誘電体としてポリフツ化ビニリデン樹脂
（PVdF）が好ましいとしたが、これは発明者が
現存すると認識した樹脂の中で本発明の条件に合
致するものを例示したもので、上記条件を満足す
るものであれば、他の樹脂フイルムやメツシユ状
のもの等有効である。 〔発明の効果〕 上記多重転写装置において上述した条件を有す
る誘電体を転写材支持部材として用いて多重転写
することで、良好な転写特徴を得ること、及びク
リーニング器を通用するならば更にクリーニング
効果を達成することが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用の３多重転写装置の転写
材支持手段の一実施例である転写ドラムの斜視
図、第２図は多重転写装置の一実施例である電子
写真法を適用したカラー複写機の要部断面図、第
３図は転写ドラムに設けた誘電体の帯電電位を測
定する方法の説明図、第４図は種々の誘電体によ
る帯電特性を説明するグラフ、第５図は第４図に
示した帯電特性で多重転写を行つた際の多重転写
効率を示すグラフ、第６図はPETフイルムの厚
みの違いと帯電特性の関係を示すグラフ、第７図
は第６図に示す帯電特性での多重転写効率を示す
グラフ、第８図は誘電率、誘電体の厚みと多重転
写性を示すグラフ、第９図は体積抵抗、誘電体の
厚みと転写材搬送特性及び多重転写性を示すグラ
フである。 図において、１は像担持体である感光ドラム、
４は現像器、５は転写ドラム、５ｂは転写用帯電
器、５ｈは誘電体である樹脂フイルム、６は現像
器、Ａは安定した搬送特性を示す領域、Ｂは良好
な多重転写特性を示す領域、Ｙはイエロー、Ｍは
マゼンタ、Ｃはシアン、BKはブラツクを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 像担持体上に形成されるトナー像を転写位置
   で転写材に転写する多重転写装置であつて、転写
   材を担持して転写位置に転写材を搬送する誘電体
   フイルムと、複数のトナー像を前記誘電体フイル
   ムに担持された転写材に順次多重転写するために
   前記誘電体フイルムに電荷を与える転写帯電手段
   と、を有する多重転写装置において、 前記誘電体フイルムは、誘電率が3.0〜13.0、
   厚さが70〜200μm、臨界表面張力が40dyn／cm以
   下であることを特徴とする多重転写装置。