JPH073419Y2

JPH073419Y2 - 画像記録装置

Info

Publication number: JPH073419Y2
Application number: JP5217688U
Authority: JP
Inventors: 昌宏佐藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2003-04-20
Also published as: JPH01157362U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、電子写真方式の複写機やプリンタなどの画像
担持体上に形成されたトナー画像を中間転写体を介して
転写材に記録する画像記録装置に関するものである。

［従来の技術］帯電・露光により静電潜像を形成する電子写真感光体や
イオンフロー等により静電潜像を形成する誘電体及び磁
気ヘッド等により磁気潜像を形成する磁気記録体などの
画像担持体上の潜像パターンに従って粉体トナーを付着
させて顕像化し、トナー像を転写材に転写し、さらにそ
の転写材を定着部を通過させて、トナー像を転写材上に
定着させる構成の画像記録装置は従来から広く実用化さ
れている。

この様な画像記録装置における転写方法としては、静電
気力を用いるもの、磁気力を用いるもの、粘着力を用い
るもの、溶剤を用いるもの等種々の方法が提案されてい
るが、現在一般に広く使用されているのは静電気力を用
いる方法である。

この静電気力を用いる転写方法としては、コロナ放電転
写法とバイアスロール法がよく知られている。

このうち、コロナ放電転写法は、転写材の背面にコロナ
放電によってトナーと逆極性の電荷を与え、転写電界を
形成して静電気力でトナー像を転写材に転写するもので
ある。

しかし、このコロナ放電転写法では、転写材に転写する
トナーの量には限界があり（転写効率80％ないし90％程
度）、画像濃度の低下を免れなかった。特に高温高湿の
環境下で画像濃度低下が顕著となる。

また、静電気的にトナーを移動させる方式のためトナー
の飛び散りを阻止することが困難であり、このため画像
の鮮明さを損ったり、装置内の各部を汚すことがあっ
た。

さらに、この種の静電気力を用いる転写方法では、導電
性トナーの転写ができず、コロナ放電により転写材背面
に与えられた電荷が転写材を通して導電性トナーに注入
され画像担持体表面に再転写したり、飛び散りを起した
りして、満足のいく画像が得られないのが現状である。

導電性トナーは、現像部の小型軽量化と共に装置の高速
化及び高画質化にとって不可欠であり、導電性トナーの
利用は今後ますます重要となると考えることから、その
転写法の改善が急がれるところである。

これらの問題点は、静電気力を用いる転写方法にとって
共通であり、バイアスロール法についても同様のことが
いえる。

これらの問題点を解決する転写方法として、ゴムを転写
層とする中間転写体に画像担持体上のトナー像を押圧転
写し、この転写トナー像を加熱ロールを用いて、加熱
し、トナー像を溶融下に転写材上に押圧転写して定着
（転写定着）する方法が提案されている（例えば、特公
昭46-41679号公報、特公昭48-22763号公報、特開昭49-7
8559号公報、および米国特許第3,993,825号明細書
等）。

このような方法においては、一方では溶融したトナーに
離型性を有するとともに、他方では押圧時粉体トナー等
の微粒子体を付着する性質を有する例えばシリコーンゴ
ムの如きゴム系の転写層の表面にまず粉末トナー像を押
圧転写し、この転写層上のトナー像を加熱ロールなどの
加熱体に接触加熱して溶融し、同時に給送される転写シ
ート上に溶融トナーを押圧転写し、定着する。即ち加熱
により溶融したトナー像は転写層のもつ上記離型性に基
づき容易に転写シート上に転写、定着されるから、転写
工程によるトナー像の解像力の低下がなく、しかも高い
転写率で転写がされ、また湿度等の環境条件に作用され
ることもない。

しかしながら、この方法では、熱ロール等の加熱源が画
像担持体の近傍に配置されるため加熱源の熱により画像
担持体の温度が上昇し、潜像形成特性に重大な影響を及
ぼし感度の低下やかぶりが発生し易くなる。そこで画像
担持体に圧接する中間転写体に何らかの冷却手段を設け
ることが必要となるため、装置が大型化してしまう。

この問題点を解決するために、次の様な２つの中間転写
体を介して転写定着する構成の画像記録装置が提案され
ている。すなわち、表面がシリコーンゴム等からなり、
画像担持体に圧接する第１中間転写体と、同じく表面が
シリコーンゴム等からなり、内部にランプヒーター等の
加熱源を備え、前記第１中間転写体に圧接する第２中間
転写体と、さらに前記第２中間転写体に圧接する加圧体
とを有し、転写材を第２中間転写体と加圧体との間を通
過させ、前記画像担持体上のトナーを前記第１中間転写
体、前記第２中間転写体、前記転写材へと順次転写し、
定着を行うものである。このような構成とすることによ
り、加熱源の熱の画像担持体への影響が回避され低消費
電力でトナー像の定着を行うことができ、そのため前記
画像担持体表面の温度上昇を抑え、長寿命化でき、良好
な画質を維持できる。

［考案が解決しようとする課題］この画像記録装置において、最も特徴的な点は、画像担
持体上のトナー像を転写紙まで３回転写する点である。
画像担持体から第１中間転写体への第１の転写は、前述
のように粉体トナー微粒子を付着させるゴムの粘着性を
利用したものであり、また、第２転写体から転写紙への
第３の転写は、前述のように溶融トナーに対するゴムの
離型性を利用したものであって、これら第１及び第３の
転写はゴム材料に依存せず比較的高い転写効率を得るこ
とができる。しかし、第１中間転写体から第２中間転写
体への第２の転写は、第１及び第２中間転写体のゴム材
料によって、転写効率が全く異なることが本考案者によ
り確認された。この第２の転写効率が低い場合には、最
終的に転写紙に定着される画像の濃度低下や欠けをもた
らすばかりでなく、第１中間転写体上の残留トナーが、
次サイクルのコピー時にバックグラウンドの汚れをもた
らし画質を低下させてしまう。

さらに悪いことに第１中間転写体上の残留トナーはゴム
の粘着力により付着しているため通常のクリーニング手
段で除去することは極めて困難であり、第２の転写効率
は100％でなければ良好な画質は得られない。

従って、本考案の目的は、シリコーンゴム材料の粉体ト
ナーに対する粘着性と溶融トナーに対する離型性を利用
する中間転写方法の特徴を生かしつつ、低消費電力で画
像担持体の温度上昇を抑え、高い転写効率で画像濃度が
高く、中間転写体のクリーニング手段を必要としない画
像記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記本考案の目的は、画像担持体と、この画像担持体に
圧接する第１中間転写体と、内部に加熱源を備えた前記
第１中間転写体に圧接する第２中間転写体と、前記第２
中間転写体に圧接する加圧体とを備え、前記画像担持体
上に形成された潜像パターンに従って現像されたトナー
像を前記第１中間転写体、前記第２中間転写体、及び前
記第２中間転写体と前記加圧体との間を通過する転写材
に順次転写し、定着を行う画像記録装置において、前記
第１中間転写体の離型性を前記第２中間転写体の離型性
より良くすることにより達成されるものである。

本考案において、離型性とは、いわゆる熱定着ロールに
おけるホットオフセット温度を尺度とするものであり、
オフセット温度が高い程離型性が良いとするものであ
る。

［考案の構成］以下図面に基いて本考案を説明する。

第１図は、本考案が適用される静電記録装置の概要図で
ある。この装置においては静電潜像形成部１によって表
面に光導電層を設けた感光体２に静電潜像パターンが形
成される。感光体２は、駆動源（図示せず）によって矢
印Ａ方向に回転し、表面の静電潜像パターンは、現像部
３に到達する。現像部３においては、静電潜像パターン
がトナーにより現像される。トナーとしては磁性あるい
は非磁性トナーを用い得るが、例えば磁性−成分トナー
では、現像スリーブ3a内に設けられた磁石によって磁性
−成分トナー3bが、スリーブ3a上に穂立ちして、感光体
２に向って回転し、途中穂立規制部材3cによって一定の
高さに規制される。トナー3bは、導電性（体積抵抗10¹²
Ωcm以下）のもので、感光体２上の静電潜像パターンに
従って、トナーチェーンである穂の先端に逆電荷が誘起
され、トナー粒子は静電潜像の電荷量に比例して遂次潜
像側へ移りトナー像が形成される。形成されたトナー像
は、感光体２に圧接した第１中間転写体４上に押圧転写
される。第１中間転写体４は、金属ロール表面にシリコ
ンゴムを塗布してなるもので、圧接手段（図示せず）に
より感光体２に圧接して従動回転する。この第１中間転
写体４上のトナー像は、さらに内部にランプヒーター
（図示せず）を備えた第２中間転写体５に圧接すること
により、第１中間転写体４から第２中間転写体５に押圧
転写される。第２中間転写体５は、第１中間転写体４と
同様に金属ロール表面にシリコーンゴムを塗布したもの
であり、圧接手段（図示せず）により第１中間転写体４
に圧接して従動回転する。第２中間転写体５上のトナー
像は、転写体５内部のランプヒーターの熱により徐々に
溶融し、転写紙７への転写部では完全に溶融する。この
状態で、第２中間転写体５表面のシリコーンゴムは、溶
融トナーに対し離型性となり、転写体５とこれに押圧さ
れる加圧体６の間を通る転写紙７にトナー像が転写され
定着される。トナー像を第１中間転写体４に転写した感
光体２は、除電部８で除電され、わずかに残ったトナー
をクリーニング装置９内のクリーニングブレード9aによ
り除去し、次のプロセスに使用される。

第２図は、複写機に用いられる通常の熱ロール定着機の
概略構成図であり、本考案装置における中間転写体の離
型性の説明のために引用したものである。加熱定着ロー
ル10は金属ロール表面にシリコーンやテフロン（登録商
標）のゴムを塗布してなるもので、内部に加熱ランプ10
aを備えている。

加熱ロール10と加圧ロール11とで形成される定着ニップ
領域に、電子写真等のプロセスによって転写紙７上に形
成されたトナー12aが侵入し、加熱ランプ10aの熱により
定着が行われる。この時の加熱定着ロール10の表面温度
とオフセットトナー12cとの関係は一般に第３図の様に
なることが知られている。

定着機としては、第３図における最低定着温度TLと最高
定着温度THとの間の定着温度域がが広い程好ましいが、
最低定着温度TLは、トナーにより決定され、最高定着温
度（ホットオフセット温度）THは、熱定着ロールの離型
性により決まるものである、従って、このホットオフセ
ット温度THを知れば、加熱定着ロール材料の離型性を知
ることが可能となる。

シリコーンゴムの離型性を変化させる方法としては、分
子鎖両末端にビニル基を有するジオルガノポリシロキサ
ンの置換基を変える方法及び充填材（フィラー）を含有
する方法がある。

置換基を変える方法は、一般式（式中、Ｒは同一又は異種の非置換又は置換の１価の炭
化水素基であり、ｌは正の整数である。）などで示されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｒ中
のメチル基の置換割合を変えるものである。

メチル基の置換割合によりシリコーンゴムの離型性を変
える場合、他の置換基は、フェニル基やトリクロルメチ
ル基が使われる。

本考案に用いる中間転写体用シリコーンゴムは、定着ロ
ール用として使用されるものとほぼ同じであるが、離型
助剤としてのシリコーンオイルを供給しない点が最も大
きな相違点である。

そのため第１中間転写体及び第２中間転写体のシリコー
ンゴム自身に溶融トナーの高離型が要求されるのである
が、これを達成するためには、上記一般式中の置換基Ｒ
としてメチル基が最も良い。ただし、すべてをメチル基
とすると強度的に弱くなってしまうので、若干他の置換
基を入れるのである。

第１中間転写体側の離型性を第２中間転写体の離型性よ
り大きくするためには、例えば次表に示すような構成で
第１中間転写体側のシリコーンゴム材料のメチル基数を
できるだけ多くして第２中間転写体例の材料ではフェニ
ル基やトリクロルメチル等の割合を増やす。但しメチル
基の割合の下限は90％程度であり、これ以下では離型性
が悪く使用不可能である。

また離型性は、シリカ（SiO₂）、アルミナ（Al₂O₃）、
炭化ケイ素（SiC）等のフィラーを含有させることによ
って下げることができ、例えば次表に示すような構成に
より、本考案の目的を達成することができる。

［実施例］先の一般式中のＲの割合を変えて次の３種類の離型性の
異なるシリコーンゴムを作成した。

メチル基 90％，フェニル基 10％ −ホットオフセット温度 170℃ メチル基 95％，フェニル基５％ −ホットオフセット温度 200℃ メチル基 98％，フェニル基２％ −ホットオフセット温度 250℃ 離型性＜＜以上の３種のシリコーンゴムを組み合せて行った実施例
及び比較例について以下に述べる。

実施例第１中間転写体としてを、第２中間転写体としてを
用いて、第１図の静電記録装置に装着し、第１中間転写
体から第２中間転写体への転写性を測定した。

比較例１第１中間転写体と第２中間転写体として、どちらもを
用い、実施例と同じ測定を行った。

比較例２第１中間転写体としてを、第２中間転写体としてを
用いて、実施例１と同じ測定を行った。これらの結果を
第４図に示す。

第４図の横軸は第２中間転写体の表面温度であり、縦軸
は第１中間転写体から第２中間転写体への転写効率であ
る。実施例の条件が最も温度ラティテュードが広いこと
がわかる。

［考案の効果］以上の述べたように、本考案の画像記録装置は第１中間
転写体の離型性を第２中間転写体の離型性より良くした
ものであり、第１中間転写体から第２中間転写体への転
写効率を100％とすることができ、従って画像濃度を高
くすることができ、また、中間転写体のクリーニング手
段が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案が適用される静電画像記録装置の構成を
示す概略側面図、第２図は複写機などに用いられる加熱ロール定着機の概
略側面図、第３図は加熱ロール温度とオフセットトナー量との関係
を示す概念図、第４図はそれぞれ離型性の違う第１中間転写体と第２中
間転写体との組合せによる転写効率と第２中間転写体表
面温度との関係を示す図である。図中符号：１…静電潜像形成部;2…感光体;3…現像部;3a…現像ス
リーブ;3b…磁性トナー;3c…トナー穂立規制部材;4…第
１中間転写体;5…第２中間転写体;6…加圧体;7…転写
紙;8…除電部;9…クリーニング部;9a…クリーニングブ
レード;10…加熱定着ロール;10a…加熱ランプ;11…加圧
ロール;12a…未定着トナー;12b…定着トナー;12c…オフ
セットトナー;A…回転方向;B…第１転写部;C…第２転写
部;D…第３転写部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】画像担持体と、この画像担持体に圧接する
第１中間転写体と、内部に加熱源を備えた前記該第１中
間転写体に圧接する第２中間転写体と、前記第２中間転
写体に圧接する加圧体とを備え、前記画像担持体上に形
成された潜像パターンに従って現像されたトナー像を前
記第１中間転写体、前記第２中間転写体、及び前記第２
中間転写体と前記加圧体との間を通過する転写材に順次
転写し、定着を行う画像記録装置において、前記第１中
間転写体の離型性を前記第２中間転写体の離型性よりも
良くしたことを特徴とする画像記録装置。