JPH06222686A - 電子写真プリント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中間転写を有する電子写真プリンタ等で、中
間転写体から紙などの記録紙への２次転写において、中
間転写体を約７０℃と低い温度でもほぼ１００％の転写
効率を得られるようにする。この結果、中間転写体に与
えるストレスが少なくて済み、装置の信頼性向上、保守
頻度の減少、画質の向上、廃トナーの減少とランニング
コストの減少と環境対策をする。 【構成】 ベルト状の感光体４上に静電潜像を生じさせ
るレーザー光による露光手段１と、前記静電潜像に現像
剤を処理してトナー像を得る現像手段３と、電界または
帯電器によるサポートを得て、前記トナー像をベルト状
の中間転写体１４に転写する中間転写ローラ６、７と、
前記ベルト状の中間転写体１４上のトナー像を記録紙１
８に転写する転写ローラ８を備え、ベルト状の中間転写
体１４の受像面をゴムの弾性層３３で形成し、更にその
表面をフッ素化合物膜３４で覆う構成とするベルト状の
中間転写体１４を有する電子写真プリント装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は粉体または液体の現像
剤を用いる電子写真方式カラープリンタや電子写真方式
カラーラスタープロッタにおける転写の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー化の方法は感光体上または
中間転写体上に４色のトナーを重ねるている。そして、
中間転写体から紙などの記録紙へのトナー転写に、帯電
器等を用いて電界または静電気、イオンフローにより、
トナー転写を行っていた。また、中間転写を行う方式で
は中間転写体にシリコンゴムを使い、感光体から中間転
写体への１次転写にトナーと軟質のシリコンゴム間の粘
着力を使った粘着転写を用いていた。更に、中間転写体
から記録紙への２次転写には中間転写体と記録紙を１５
０℃まで温度を上げトナーを熱溶融し記録紙への浸透・
拡散を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】カラーでは感光体上ま
たは中間転写体上に４色のトナーを重ねる必要があり、
感光体に４色分のトナーを重ねると現像条件が微妙にな
り、安定して高い画質を得るのが困難であった。又、前
の色のトナーの現像器への戻りによるトナーの混色や劣
化を起こす欠点が有った。この欠点を改良する方法とし
て中間転写を用いる方法があった。

【０００４】しかし、従来の中間転写体を用いる方法で
は感光体から記録紙までに２回転写することになり、転
写効率が下がり、画質の劣化や廃トナーの増加という欠
点があった。更に、中間転写において、感光体から中間
転写体への１次転写に粘着転写では最良条件でも転写効
率は９０％であり、中間転写体の汚れや老化で粘着力が
弱くなり、記録紙への転写効率が更に下がる問題があっ
た。また、中間転写体から記録紙への２次転写におい
て、中間転写体へのダメージが少ない１１０℃の温度下
では転写効率が最良条件でも８０％であり、更に、記録
紙がＯＨＰフィルム等、溶融トナーのしみこみにくい物
の場合は転写効率は５０％以下になり、画質の劣化や廃
トナーの増加という欠点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、現像剤に含まれるトナーが特定温度以上の熱で溶融
し、かつ、熱で粘着性を持つ特性または温度の上昇で粘
着力が増加する特性のトナーを使用する。又、装置にお
いては、感光体上に静電潜像を生じさせる光学的露光手
段やイオンフローなどの書込手段と、前記静電潜像に現
像剤を処理してトナー像を得る現像手段と、電界または
帯電器によるサポートを得て、前記トナー像を中間転写
体に転写する中間転写手段と、前記中間転写体上のトナ
ー像を記録紙に転写する転写手段を備え、前記中間転写
体の受像面の表面を炭素とフッ素の結合を含む化合物で
覆う構成とする。

【０００６】

【作用】このように構成すると、中間転写体の表面の界
面エネルギーが減少し、粘着力の差による中間転写体か
ら記録紙へのトナーの２次転写において、中間転写体か
らトナー離れが容易になり、転写効率が向上する。ま
た、感光体から中間転写体へのトナーの１次転写には粘
着力だけでなくクーロン力が作用し、フッ素化合物膜に
よる粘着力の低下を補い転写効率が向上する。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の第１実施例であり、ベルト状
の感光体と中間転写体を備える実施例である。１はレー
ザー光による露光手段、２は帯電器である。３は現像手
段であり４色分の現像器があり、それぞれイエロー（以
下Ｙとする）３−１，マゼンタ（Ｍ）３−２，シアン
（Ｃ）３−３，ブラック（Ｋ）３−４から成っている。
４はフォトコンダクタを表面に形成したベルト状の感光
体である。上記レーザー光による露光手段１、帯電器２
及び現像手段３はベルト状感光体４下面の外側に設置さ
れている。５は、中間転写手段の主体であるベルト状の
中間転写体であり、図４に示す６層の断面構造を有し、
表面はフッ素化合物膜３４、内面は背面コート層３５で
覆われている。ベルト状の中間転写体５はベルト状の感
光体４の上部に対面して配置されている。

【０００８】６と７は中間転写手段の構成要素である中
間転写ローラであり、転写電極を兼ねている。中間転写
ローラ７はベルト状感光体４の内側の上面に接して２個
設置されている。中間転写ローラ６はベルト状の中間転
写体５の内側に下面に接して、前記中間転写ローラ７に
対面する位置に２個設置されている。この中間転写ロー
ラ７は図示しない駆動装置によって上下し、ベルト状の
感光体４をベルト状の中間転写体５に圧接と離脱がなさ
れる構造になっている。８は転写手段を構成し記録紙１
８への転写と定着を行う一対転写ローラである。この転
写ローラ８は図示しないヒータを内蔵し、ベルト状中間
転写体５から記録紙１８へトナーの移動させるため、約
７０℃の熱エネルギーをトナーに与える。

【０００９】前記一対の転写ローラ８の片方は、ベルト
状の中間転写体５の内側にあり、これに接している。他
方の転写ローラ８は外側にあり、図示しない駆動装置に
より上下動と回転ができ、転写時には一対の転写ローラ
８間にベルト状中間転写体５と記録紙１８を挟持し搬送
する。非転写時は両転写ローラ８は離間している。９は
記録紙１８の動く流れを示す矢印、１０−１と１０−２
はベルトの位置検出センサでそれぞれベルト状の感光体
４及びベルト状の転写体５の内側に設置されている。１
１−１，１１−２はベルトテンショナー、１２−１，１
２−２はクリーニング機構で、それぞれベルト状の感光
体４及びベルト状の中間転写体５の外側に設置されてい
る。

【００１０】図１の動作は、ベルト位置検出センサ１０
−１でベルト状の感光体４上の図示しないマークを検出
し位置出しをしてから、レーザー光による露光手段１で
書き込みを行う。現像手段３の各現像器３−１、３−
２、３−３、３−４は対応する色の潜像が通過すると
き、それぞれ現像を行う。ベルト位置検出センサ１０−
２でベルト状の中間転写体５の位置検出をし、各色のト
ナー像が正確に重なるような位置で中間転写ローラ７で
ベルト状の感光体４とベルト状の中間転写体５を圧接さ
せ、中間転写を行う。フッ素化合物膜３４で覆ったベル
ト状の中間転写体５に対するトナーの粘着力は小さい
が、中間転写ローラ７には、トナーの帯電極性と同じ極
性の電圧を印加し、対向する中間転写ローラ６にはトナ
ーの帯電極性と逆の極性の電圧を印加する。この結果、
強い電界が作用し、帯電したトナーはベルト状の感光体
４からベルト状の中間転写体５に移動する。

【００１１】尚、図１は中間転写ローラ６、７を電極と
して電界を作用させたが、図示しない帯電器のイオンで
転写を行う場合も本発明に含まれる。又、ベルト状の感
光体４及びベルト状の中間転写体５の各々の内部に含ま
れる導体を電極として用いる場合も本発明に含まれる。

【００１２】上記のような転写を４色分繰り返し、ベル
ト状の中間転写体５に４色のトナーが乗ったところで記
録紙１８を供給し、一対の転写ローラ８間でベルト状中
間転写体５から記録紙１８に転写と定着を行う。この
時、この転写ローラ８は図示しないヒータを内蔵し、中
間転写体５から記録紙１８にトナーを移動させるため約
７０℃の熱エネルギーをトナーに与える。トナーは熱で
柔らかくなり、粘着性を持つ。この時の転写は別途詳細
に説明する図６に示すプロセスで行われる。ベルト状中
間転写体５はフッ素化合物膜３４が表面を覆っているた
め、界面エネルギーが小さい。この結果、記録紙１８は
トナーに対する粘着力がベルト状中間転写体５より大き
く、トナーは記録紙１８へ移動する。

【００１３】図２は本発明の第２実施例であり、ベルト
状の感光体とドラム状の中間転写体を備える実施例であ
る。１はレーザー光による露光手段、２は帯電器であ
る。３は現像手段であり４色分の現像器があり、それぞ
れイエロー（以下Ｙとする）３−１，マゼンタ（Ｍ）３
−２，シアン（Ｃ）３−３，ブラック（Ｋ）３−４から
成っている。４はフォトコンダクタを表面に形成したベ
ルト状の感光体である。

【００１４】上記レーザー光による露光手段１、帯電器
２及び現像手段３はベルト状の感光体４下面の外側に配
置されている。１４は、中間転写手段の主体であるドラ
ム状の中間転写体であり、図５に示すように外周部はフ
ッ素化合物膜３８、その下はゴムなどの弾性層３７で中
心部は金属性ドラム３６の構造を有する。７は中間転写
手段の構成要素であり、中間転写手段の電極として作用
する中間転写ローラでベルト状感光体４の内側上部に接
して２個設置され、ドラム状の中間転写体１４の下端に
対峙し、図示しない駆動装置によって上下動し、ベルト
状の感光体４をドラム状の中間転写体１４へ圧接と離脱
がされる構造になっている。１５は転写手段を構成し記
録紙１８への転写を行う転写ローラでドラム状の中間転
写体１４の上端に位置し、両者間に記録紙１８を挟持し
搬送する。

【００１５】１６は定着ローラで一対からなり、記録紙
１８の搬送方向のドラム状の中間転写体１４の先に配設
されている。９は記録紙１８の動く流れを示す矢印、１
０−１はベルトの位置検出センサでベルト状の感光体４
の内側に配設されている。１１−１はベルトテンショナ
ー、１２−１，１２−２はクリーニング機構で、いずれ
もベルト状の感光体４及びドラム状の中間転写体１４の
外側に配設されている。

【００１６】図２の動作はベルト位置検出センサ１０−
１でベルト状の感光体４上の図示しないマークを、位置
検出し頭出ししてから、レーザー光による露光手段１で
書き込みを行う。現像手段３の各現像器３−１、３−
２、３−３、３−４は対応する色の潜像が通過すると
き、それぞれ現像を行う。ドラム状の中間転写体１４の
特定位置で、各色が正確に重なるような位置で中間転写
ローラ７でベルト状の感光体４とベルト状の中間転写体
５を圧接させ、中間転写を行う。この時、中間転写ロー
ラ７には、トナーの帯電極性と同じ極性の電圧を印加す
る。対向するドラム状の中間転写体１４にはトナーの帯
電極性と逆の極性の電圧、もしくはグランド電位のゼロ
電圧を印加する。この結果強い電界が作用し、帯電した
トナーはベルト状の感光体４からドラム状の中間転写体
１４に移動する。尚、図２は中間転写ローラ７を電極と
して電界を作用させたが、図示しない帯電器のイオンで
転写を行う場合も本発明に含まれる。

【００１７】上記のような転写を４色分繰り返し、ドラ
ム状の中間転写体１４に４色のトナーが乗ったところで
記録紙１８を供給し、転写ローラ１５でドラム状の中間
転写体１４から記録紙１８に転写を行う。次に、定着ロ
ーラ１６で定着を行う。この時、この転写ローラ１５は
加熱手段として図示しないヒータを内蔵し、ドラム状の
中間転写体１４に圧接し、ここで記録紙１８にトナーを
移動させるため、約７０℃の熱エネルギーをトナーに与
える。トナーは熱で柔らかくなり、粘着性を持つ。この
時の転写は、従来の図６に示すプロセスで行われる。ド
ラム状の中間転写体１４はフッ素化合物膜３８が表面を
覆っているため、界面エネルギーが小さい。この結果、
記録紙１８はトナーに対する粘着力がドラム状の中間転
写体１４より大きく、トナーは記録紙１８へ移動する。

【００１８】図３は本発明の第３実施例であり、ドラム
状の感光体とベルト状の中間転写体を備える実施例であ
る。１７−１はイエロー（以下Ｙとする），１７−２は
マゼンタ（Ｍ），１７−３はシアン（Ｃ），１７−４は
ブラック（Ｋ）の現像ユニットであり、それぞれが帯電
手段とドラム状の感光体と現像手段をそれぞれ備える。
５は、中間転写手段の主体であるベルト状の中間転写体
であり、図４に示す６層の断面構造を有し、表面はフッ
素化合物膜３４、内面は背面コート層３５で覆われてい
る。前記現像ユニット１７−１、１７−２、１７−３、
１７−４はベルト状中間転写体５下面の外側に配設され
ている。６は中間転写手段の電極として作用する中間転
写ローラであり、中間転写時にトナーの帯電極性と逆の
極性の電圧を印加する。

【００１９】この中間転写ローラ６はベルト状の中間転
写体５の内側に、前記各現像ユニットに対応して配設さ
れていて、図示しない駆動装置によって上下動し、ベル
ト状の中間転写体５を各現像ユニットのドラム状の感光
体に圧接と離脱がなされる構造になっている。８は転写
手段を構成し記録紙１８への転写と定着を行う一対の転
写ローラである。この転写ローラ８は加熱手段を備え、
図示しないヒータを内蔵し、ベルト状の中間転写体５か
ら記録紙１８にトナーを移動させるため、約７０℃の熱
エネルギーをトナーに与える。９は記録紙１８の動く流
れを示す矢印、１０−２はベルトの位置検出センサ、１
１−２はベルトテンショナー、１２−２はクリーニング
機構でいずれも、ベルト状の中間転写体５の外側に配設
されている。

【００２０】図３の動作は、ベルト位置検出センサ１０
−１がベルト状中間転写体５の図示しないマークを検出
し、各色が正確に重なるように、現像ユニット内のドラ
ム状の感光体とベルト状の中間転写体５の位置出しをし
てから、中間転写ローラ６で現像ユニット内のドラム状
の感光体とベルト状の中間転写体５を圧接させ、中間転
写を行う。この時、中間転写ローラ６は、トナーの帯電
極性と逆の極性の電圧を印加する。更に、対向するドラ
ム状の感光体にはトナーの帯電極性と同じ極性の電圧、
もしくはグランド電位のゼロ電圧を印加する。例えば、
トナーがマイナス帯電なら中間転写ローラ６にプラス電
圧を印加し、ドラム状の感光体に対して高い電位に成る
ようにする。すると、対向するドラム状の感光体と中間
転写ローラ６の間で強い電界が作用し、帯電したトナー
はドラム状の感光体からベルト状の中間転写体５に移動
する。

【００２１】尚、図３は中間転写ローラ６を電極として
電界を作用させたが、図示しない帯電器のイオンで転写
を行う場合も本発明に含まれる。上記を４色分繰り返
し、ベルト状の中間転写体５に４色のトナーが乗ったと
ころで記録紙１８を供給し、一対の転写ローラ８間でベ
ルト状の中間転写体５から記録紙１８転写と定着を行
う。この時、この転写ローラ８は加熱手段として図示し
ないヒータを内蔵し、ベルト状の中間転写体５から記録
紙１８にトナーを移動させるため、約７０℃の熱エネル
ギーをトナーに与える。トナーは熱で柔らかくなり、粘
着性を持つ。この時の転写は、別途詳細に説明する図６
に示すプロセスで行われる。ベルト状の中間転写体５は
フッ素化合物膜３４が表面を覆っているため、界面エネ
ルギーが小さい。この結果、記録紙１８はトナーに対す
る粘着力がベルト状の中間転写体５より大きく、トナー
は記録紙１８へ移動する。

【００２２】図４は本発明の第１及び第３実施例のベル
ト状の中間転写体の断面図を示す。３１は樹脂でできた
ベルトである。この材質はゴムでは支障はない。３２は
ベルトの補強材であり、アラミド繊維などの糸または織
物によりベルトの強度を向上する物である。３３は柔軟
性を持つゴムであるが、他の実施例としてシリコン、樹
脂等の弾性を有する材質の弾性層である。３４はフッ素
化合物膜であり，３５は耐摩耗性などを向上する背面コ
ート層である。

【００２３】図５は本発明の第２実施例のドラム状の中
間転写体１４の断面図を示す。３６は金属性ドラムで中
心部を構成する。３７は金属性ドラム３６表面を覆うゴ
ムなどの弾性層、３８はゴム弾性層３７の表面を覆うフ
ッ素化合物膜である。図４と図５において、フッ素化合
物膜３４，３８の構成は、中間転写体の受像面をゴムで
形成し、そのゴムに、フッ化窒素ガスＦ₂ −Ｎ₂ で処理
して表面に炭素とフッ素の結合を含む化合物であるフル
オロカーボンの膜を形成したものである。又、他のフッ
素化合物膜の構成の実施例として、フッ素化合物膜３４
はテトラフルオロエチレンの重合体の層で構成した物も
本発明に含まれる。テトラフルオロエチレンの重合体は
ポリフロン（ダイキン工業）、Ｔｅｆｌｏｎ（Ｄｕｐｏ
ｎｔ）、Ｆｕｌｏｎ（ＩＣＩ）等の商品名で市販されて
いる。これらを中間転写体に塗装またはフィルムの張り
付け等の処理することで、中間転写体の界面エネルギー
は飛躍的に減少し、トナーに対する粘着力が減少し、転
写性が向上する。

【００２４】図６は粘着転写の様子を示す図である。こ
の図は第１実施例から第３実施例の中間転写体から記録
紙へトナーの粘着転写機構を一括して説明するために用
いる。温度を上げて粘着性を持ったトナーが粘着力の差
で中間転写体３９から記録紙４０にトナー４１が移動す
るよう子を示す。これは、現像剤に含まれるトナーが特
定温度以上の熱で溶融し、かつ、トナーが溶融するより
低い温度の熱で粘着性を持つ特性または温度の上昇で粘
着力が増加する特性のトナーを使用している。

【００２５】このため、トナーが溶融し液状になる温度
よりはるかに低い温度で、トナーの粘着性で転写が行わ
れている。つまり、従来のように、中間転写体と記録紙
を１５０℃まで温度を上げトナーを熱溶融し記録紙への
浸透・拡散し、中間転写体から記録紙への２次転写を行
う方式と異なる。この為、中間転写体や、そのフッ素化
合物膜の表面処理にダメージを与えることはない。ま
た、ＯＨＰフィルムなどの溶融トナーがしみこまない記
録紙にも転写効率が高い。

【００２６】上記３つの実施例では記録用媒体として記
録紙１８を開示したが、記録用媒体はトナーに対する粘
着力がベルト状の中間転写体５より大きい材質であるＯ
ＨＰシート、不織布等も使用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上、本発明によれば次に効果を有す
る。 （１）約７０℃と比較的低い温度でほぼ１００％の転写
効率を得られるので、中間転写体に与えるストレスが少
なくて済み、装置の信頼性向上、保守頻度の減少ができ
る。 （２）転写効率が上がり、クリーニング機構が簡単にな
り、信頼性が向上する。 （３）転写効率が上がり、画質が向上する。 （４）転写効率が上がり、廃トナーの発生が少なくな
り、ランニングコストを低減し、保守頻度を減らせる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベルト状の感光体と中間転写体を備える第１本
発明の実施例である。

【図２】ベルト状の感光体とドラム状の中間転写体を備
える本発明の第２実施例である。

【図３】ドラム状の感光体とベルト状の中間転写体を備
える本発明の第３実施例である。

【図４】本発明の実施例のベルト状の中間転写体の断面
図を示す。

【図５】本発明の実施例のドラム状の中間転写体の断面
図を示す。

【図６】図６は粘着転写の様子を示す図である。

【符号の説明】

１ レーザー光による露光手段 ２ 帯電器 ３ 現像手段 ３−１，３−２，３−３，３−４ 現像器 ４ ベルト状の感光体 ５ ベルト状の中間転写体 ６ 中間転写ローラ ７ 中間転写ローラ ８ 転写ローラ １０−１，１０−２ ベルトの位置検出センサ １１−１，１１−２ ベルトテンショナー １２−１，１２−２ クリーニング機構 １４ ドラム状の中間転写体 １５ 転写ローラ １６ 定着ローラ １８ 記録紙 ３１ 樹脂ベルト ３２ ベルト補強材 ３５ 背面コート層 ３３，３７ ゴムの弾性層 ３４，３８ フッ素化合物膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体とその上に静電潜像を生じさせる
   書込手段と、 前記静電潜像に現像剤を処理してトナー像を得る現像手
   段と、 中間転写体と前記トナー像を中間転写体に転写する中間
   転写手段と、 前記中間転写体上のトナー像を記録用媒体に転写する転
   写手段を備え、 前記中間転写体の少なくとも受像面の表面が炭素とフッ
   素の結合を含む化合物でできていることを特徴とする中
   間転写体を有する電子写真プリント装置。
2. 【請求項２】 前記中間転写体がゴムで形成した受像面
   を備え、そのゴムに、フッ化窒素ガスＦ₂ −Ｎ₂ で処理
   して形成したフルオロカーボンの膜を表面に備えること
   を特徴とする請求項１記載の中間転写体を有する電子写
   真プリント装置。
3. 【請求項３】 感光体から中間転写体にトナーの１次転
   写を行う中間転写手段に帯電手段または電界発生手段を
   備えることを特徴とする請求項１記載の中間転写体を有
   する電子写真プリント装置。