JP2672528B2 - 転写装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、像担持体上に形成されたトナー像を転写
材に転写する電子写真装置や静電記録装置等の転写装置
に関する。 （従来の技術） 静電転写法のひとつとして導電性ゴムより成るバイア
スローラを用いた転写装置は従来より用いられている
が、次のような問題点があった。 即ち、転写効率が高く、ムラのない転写画像を得るた
めには、転写ローラと感光体ドラムとの間の接触幅を広
く設定する必要があり、転写ローラをかなりの圧力で感
光体ドラムに押し当てなければならなかった。このた
め、濃度の高い画像の中央部においては転写ドラムの押
圧によりトナーの一部が感光体ドラムに押しつけられ、
転写電界では転写されずに残り、転写後の画像が白くぬ
けるいわゆる中ぬけ現象が生じやすかった。特に、異な
る色のトナーを転写紙上に多重転写するカラー記録装置
においては、転写紙を転写ローラ（もしくは転写ドラ
ム）の外周面に巻きつける必要から外径の大きな転写ロ
ーラを用いなければならず、導電性ゴム表面の凹凸や真
円からのずれを吸収し均一な転写像を得るためには500k
g/cm²ないし2000kg/cm²の圧力で押圧する必要があっ
た。このような押圧においては、上記の中ぬけ現象の発
生をおさえることは困難であった。 これに対し、特開昭54−19750号報等に開示されてい
る転写装置は一部を切除したドラムと、この切除部分に
はりわたされた導電体シートとから成る転写ドラムを用
いるもので、上記の押圧を低減することを可能にしてい
る。しかしながら、この場合には導電体シートと感光体
ドラムの間の静電気的な吸着力が弱いため転写紙と感光
体ドラムの接触幅が狭く、高い転写効率を得ることがで
きない。さらには導電体シートのたわみに起因する接触
不良により、転写抜けを生じることもあった。 上記の導電体シートを絶縁体シートとし、転写ドラム
の内側に設置したチャージャによってこれにコロナイオ
ンを付与すると、感光体ドラムへの吸着力が増し、均一
で高効率の転写を行なうことができる。しかし、この方
法においては回転する転写ドラムの内側に転写チャージ
ャを固定しなければならず、装置が複雑なものとなると
いう欠点があった。 （発明が解決しようとする問題点） 上記のように従来の転写装置では、転写ローラと感光
体ドラムとの間の接触幅を広く設定するため転写ローラ
を大きい圧力で感光体ドラムに押し当てると中ぬけ現像
が生じやすいという問題があり、特に、カラー記録装置
では、外径の大きい転写ローラが用いられ、このため高
い圧力で押圧されるため、中ぬけ現象の発生をおさえる
ことは非常に困難であった。 また、一部を切除したドラムと、この切除部分にはり
わたされた絶縁体シートとから成る転写ドラムを用い、
転写ドラムの内側にチャージャを配置した構成とすれ
ば、押圧力が低減され、かつ、均一で高効率の転写を行
なうことも可能であるが、この場合、回転する転写ドラ
ムの内側に転写チャージャを固定しなければならないた
め装置が複雑になるという欠点があった。 本発明は上記の問題点に鑑み、新規で優れた転写装置
を提供すべくなされたもので、感光体ドラムへの押圧力
を従来装置に較べて小さくすることができると共に、感
光体ドラムとの接触幅を充分に広くすることが可能で、
簡素な構成によって中ぬけ現象等のない良質の転写画像
が得られ、また高い転写効率が得られる転写装置を提供
することを目的とするものである。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本願第１の発明は、回転可能に支持されたドラム体
と、このドラム体の外周面に形成された弾性体層と、こ
の弾性体層の外周面に形成されたフィルム状で、かつ抵
抗値が10¹²Ω・cm以下の導電体層と、前記導電体層にバ
イアス電圧を印加する電圧印加手段とを有し、前記転写
材が像担持体上に形成されたトナー像に対して接触圧力
300g/cm²以下で接触するように前記ドラム体を配設し、
トナー像の転写を行うようにしたことを特徴としてい
る。 上記弾性体層としては、発泡性柔軟部材より成るもの
が適しており、特に硬度（JIS−Ｋ−6401に準拠、詳細
は詳述。）100kg以下の軟質ウレタンフォームが適して
いる。 また、上記の導電体層としては、抵抗値が10¹²Ω・cm
以下のものが適しており、特に、10⁶Ω・cm〜10¹²Ω・c
mの範囲内にあるものが適している。 なお、上記転写材と上記像担持体上に形成されたトナ
ー像との接触の圧力は300g/cm²以下とすることが望まし
い。 （作用） 本発明においては、弾性体層によって柔軟性を、導電
体層によって電気的特性を生ぜしめるよう、機能の分離
をはかったため、従来の導電性ゴムを用いた転写装置に
較べ、材料選択の幅を著しく拡大することができ、極め
て柔軟な転写ドラムを得ることができる。弾性体層とし
て発泡ポリウレタン等の柔軟なスポンジ材料を用いるこ
とも可能で、その表面に導電性シートを巻きつけ、その
表面に転写紙を支持することにより、極めて小さな圧力
で広い接触幅を得ることができる。従って、画像の中ぬ
け現象や接触不良による転写ムラといった問題を完全に
解決することができ、高効率の転写を実現することがで
きる。 また、従来の転写ローラは感光体ドラムへの押圧を一
定の値に維持するため、バネ材を用いて転写ローラを支
持していたが、本発明によれば感光体ドラムとの接触幅
の変動に伴う押圧力の変動が極めて小さいためバネ材に
よる支持等は不要で、転写ドラムと感光体ドラムの軸間
距離を一定の値に固定すればよく、装置の簡素化をはか
ることができる。 さらに、本発明に係る導電層は、可撓性を有するフィ
ルムもしくはシートであればよく、従来の導電性ゴムロ
ーラに較べ抵抗調節や柔軟性の再現等の製造上の問題、
あるいは経済変化に伴う材質的安定性に関わる問題が少
ないなど、多くの利点を有している。 （実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明
する。 第１図は、本発明に係る転写装置を複写装置に適用し
たもので、像担持体として感光体ドラムを使用し、感光
体ドラム上のトナー像を転写ドラム表面に保持された転
写紙上に多重転写するようにした転写装置の例を示して
いる。感光体ドラム１は表面に例えばセレン系の光導電
体層を有しており、帯電器２により均一帯電、露光光学
系３による第１色目の像露光、異なる色のトナーを収納
した複数の現像器４のうち第１色目の現像器による現像
を経て感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、転写
ドラム７上にグリッパー８によって支持されている転写
紙上に転写される。この工程を繰り返すことにより、転
写紙上に異なる色のトナー像が多重転写されカラー画像
が形成される。 第２図は、転写ドラム７と感光体ドラム１の接触部分
の拡大断面図である。転写ドラム７は、例えばアルミニ
ウムより成るドラム体11の外周に、例えば軟質ポリウレ
タンフォーム等の柔軟な材料より成る弾性体層12を接着
させ、さらにその表面に例えばポリエチレン中に導電性
カーボンを分散して成る導電性シート13を巻きつけたも
ので、その表面には転写紙14がグリッパー８によって支
持されている。導電性シート13は不図示の固定部材によ
って端部がアルミドラム11上に固定されており、アルミ
ドラム11と電気的に接続されている。アルミドラム11に
は電源15が接続されており、導電性シート13に転写バイ
アスを印加することができる。弾性体層12を構成する材
料としてはゴム等の柔軟材を使用することも可能である
が、ここでは、発泡セルの数が25mmあたり平均で35個、
密度31kg/m³、厚さ5mmのエステル系柔軟質ウレタンフォ
ームを用いた場合を例占する。導電性シート13は、可撓
性を有し、その比抵抗値が10¹²Ω・cm以下のものであれ
ばよく、アルミニウムはく、導電性ポリエステルシート
等を用いることもできる。ここでは、厚さ70μｍ、比抵
抗が10⁷Ω・cmのポリエチレンシートを使用した場合に
ついて述べる。 第３図は、このような転写ドラム７の表面に転写紙14
を支持させ感光体ドラム１に押圧した時の押圧力と、接
触幅の関係を測定した結果を示している。ドラムの軸方
向の単位長さあたりの押圧力、すなわち線圧（黒丸）は
接触幅の増加に伴って増大するが、単位面積あたりの圧
力（白丸）は接触幅4mmから12mmに対し、ほぼ一定であ
り、約45g/cm²と極めて低い値を示した。一方、転写ド
ラムの表面を導電性ゴムとする従来の方法では、4mm以
上の接触幅を得ることは困難であり、2mmの接触幅を得
るために必要とされる圧力は500ないし2000g/cm²であっ
た。この問題は、ゴムに導電性を付与しつつ高い柔軟性
を得ることが難しいという基本的な欠陥に起因してい
る。本発明においては、これら２つの機能を分離するこ
とにより上記の問題を解決した。 この転写装置により、黒色トナー像を転写紙上に転写
し、熱定着を行なった後に画像濃度を測定した結果、第
４図の転写特性が得られた。転写バイアス電圧が400
〜800Vの範囲で極めて良好な転写性を示し、前記の中ぬ
け現象は全く認められなかった。転写効率はこの電圧範
囲で90％以上の高い値を示した。なお、上記の例では感
光体ドラム１として外径60mmのセレン系光導電体ドラム
を用い、現像位置における最大表面電位を＋600V、回転
周速を100mm/secとした。転写ドラム７のアルミドラム1
1は外径100mmのものを使用し、感光体ドラム１と転写紙
14の接触幅は5mm、転写ドラム７の回転軸と感光体ドラ
ム１の表面との距離を転写ドラムの仮装半径として回転
周速が100mm/secとなるように設定した。 第５図は、第２の発明の一実施例を示す要部断面図で
ある。アルミドラム11の外周面に軟質ポリウレタンフォ
ーム12を設け、その表面にポリエステルフィルム21の片
面にアルミニウムを蒸着し導電層13としたフィルムのポ
リエステル側を外側にして巻きつけ、さらにその表面に
転写紙を支持している。アルミ蒸着ポリエステルフィル
ムは厚さ75μｍのものを使用し、アルミニウム層、すな
わち導電層13には不図示の電極部材を介して電源15の発
生する電圧を印加できるようになっている。感光体ドラ
ムとの接触幅を5mmとして黒色トナーの転写を実行し、
熱定着後の画像濃度を測定したところ、第４図のの特
性が得られた。第２図に示した転写装置によって得られ
た特性曲線と比較すると、高い転写効率を得るために
はより高いバイアス電圧が必要であるが、他方、高電位
側での濃度低下が小さく、電位条件の変動に対する転写
特性の変動が少ないという特徴が認められた。この場合
にも中ぬけのない良好な転写像が得られた。 第６図は、第１の発明の他の実施例を示している。ア
ルミドラム７、弾性体層12は上記の実施例と同一である
が、導電体層13として、基材31の上に導電樹脂層13を塗
布したフィルムを使用した例である。この実施例では、
基材31は本願の第１の発明の弾性体層の一部を構成して
いる。 第２図及び第５図の実施例において、弾性体層12を構
成する軟質ウレタンフォームとして硬さの異なるものを
種々検討し、中ぬけ現象との相関を調べたところ硬度10
0kg以上の軟質ウレタンフォームを用いた時に上記の現
象が生じ易いことがわかった。ただし、軟質ウレタンフ
ォームの硬度の測定は、JIS−Ｋ−6401に準拠した。す
なわち厚さ50mm,直径約30cmの試験片を硬さ試験機の台
上に平らに置き、直径200mmの円形加圧板を試験片の上
面に載せて、荷重を0.5kgにしたときの厚さを測定し、
これを初めの厚さとする。次に円形加圧板を初めの厚さ
の75％まで押し込んだ後、直ちに荷重を除き、再び直ち
に円形加圧板を初めの厚さの25％まで押しこみ、静止後
20秒のときの荷重を読みとり、硬さは読みとった荷重と
した。 なお、感光体ドラムへの押圧を測定したところ300g/c
m²以下とすれば中ぬけ現象は生じなかった。 導電体層13として、抵抗の異なるものを種々検討した
結果、抵抗値が10¹²Ω・cmを超えると電極としての効果
が失われ、転写効率が低下することがわかった。特に本
願第１の発明においては、感光体ドラム１の感光体層に
ピンホール等の欠陥があると導電体層13と感光体ドラム
１との間で放電が発生し、転写バイアス電圧が低下して
転写不良をもたらす場合があるため、導電体層13として
抵抗値が10⁶・cmないし10¹²Ω・cmの範囲内にあるもの
を使用することが望ましい。ただし、電源15と導電体層
13の間に上記の放電を抑制するような値の抵抗を挿入す
れば、導電体層13として10⁶Ω・cm未満の導体を使用し
てもよいことはもちろんである。 ［発明の効果］ 以上のように、本願発明によれば、柔軟性を弾性体層
によって、導電性を導電体層によって具現するよう機能
を分離しているため、各々の材料の選択範囲が著しく拡
大され、極めて柔軟な転写ドラムを構成することが可能
となる。従って、極めて低い押圧力で広い転写接触幅を
得ることができ、中ぬけ現象がなく転写効率の高い良好
な転写像が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明を適用したカラー複写装置の一例を
示す要部断面図、第２図は、本願第１の発明の実施例を
示す要部断面図、第３図は第２図の実施例における転写
ドラムと感光体ドラムの接触幅と圧力の相関を測定した
結果を示す線図、第４図はこの実施例の転写特性を測定
した結果を示す線図、第５図は本願第２の発明の実施例
を示す要部断面図、第６図は本願第１の発明の応用例を
示す要部断面図である。 １……像担持体（感光体ドラム） ７……転写ドラム ８……転写材支持手段 11……ドラム体 12……弾性体層 13……導電体層 14……転写材（転写紙） 15……電源 21……絶縁体層

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写す
   る転写装置において、 回転可能に支持されたドラム体と、このドラム体の外周
   面に形成された弾性体層と、この弾性体層の外周面に形
   成されたフィルム状で、かつ抵抗値が10¹²Ω・cm以下の
   導電体層と、前記導電体層にバイアス電圧を印加する電
   圧印加手段とを有し、前記転写材が像担持体上に形成さ
   れたトナー像に対して接触圧力300g/cm²以下で接触する
   ように前記ドラム体を配設し、トナー像の転写を行うよ
   うにしたことを特徴とする転写装置。 ２．弾性体層が、発泡性柔軟部材より成ることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の転写装置。 ３．発泡性柔軟部材が、硬度100kg以下の軟質ウレタン
   フォームであることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の転写装置。