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発明の名称 電子写真装置に用いる転写方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−34087(P2001−34087A)
公開日 平成13年2月9日(2001.2.9)
出願番号 特願平11−204967
出願日 平成11年7月19日(1999.7.19)
代理人 【識別番号】100067183
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 郁男
【テーマコード(参考)】
2H032
【Fターム(参考)】
2H032 AA05 BA01 BA05 BA12 BA15 BA23 BA26 BA28 DA04 
発明者 前嶌 正展 / 後藤 将
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 感光体ドラム表面に対面して転写ローラを配置し、該転写ローラをトナーの帯電極性とは逆極性の電位に保持すると共に、該転写ローラと感光体ドラムとの間に転写材を通過させることにより、感光体ドラム表面の静電潜像を現像することにより形成されたトナー像を、感光体ドラム表面から転写材の表面に転写する方法において、前記転写ローラの転写材搬送方向上流側近傍に、少なくとも通過する転写材の幅方向全体にわたって延びている導電性部材から成る接触帯電装置を配置し、前記導電性部材を前記転写ローラと同極性で且つ該転写ローラよりも低電位に保持しながら、転写材の裏面を該導電性部材に接触させた後に、該転写材を感光体ドラムと転写ローラとの間を通過させることを特徴とする転写方法。
【請求項2】 前記導電性部材を、前記転写ローラの電位の5乃至70%の電位に保持して転写材の裏面に接触させる請求項1に記載の転写方法。
【請求項3】 前記導電性部材を、感光体ドラム表面との間隔が2乃至20mmの範囲となるような位置に配置する請求項1に記載の転写方法。
【請求項4】 前記導電性部材が、導電性ローラ、導電性針状電極または導電性ブラシである請求項1に記載の転写方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真装置で使用される転写ローラを用いての転写方法に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機に代表される電子写真装置においては、感光体ドラム表面を一様に帯電し、画像露光により感光体ドラム表面に原稿像に対応する静電潜像を形成し、次いで該静電潜像を現像して感光体ドラム表面にトナー像を形成し、このトナー像を感光体ドラム表面から紙等の転写材上に転写し、転写されたトナー像を熱、圧力等により定着させることによって、画像の形成が行われる。
【0003】このような電子写真装置において、感光体ドラム表面に形成されたトナー像の転写材上への転写手段としては、コロナ帯電器(転写チャージャ)や転写ローラを用いた方法が広く採用されている。コロナ帯電器を用いる方法は、転写材の裏面をコロナ放電によりトナー像とは逆極性に帯電させ、この帯電電荷によってトナー像を転写材表面に転写させるというものである。また転写ローラを用いる方法は、該ローラがトナー像とは逆極性の電位に保持される様に、該ローラに電圧を印加し、この状態で感光体ドラムと転写ローラとの間に転写材を通し、該転写ローラとトナー像との間に形成される電界によってトナー像を転写材表面に転写するというものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、コロナ帯電器を用いた転写方法では、転写材が感光体ドラム表面に静電吸着してしまうため、トナー像が転写された転写材を感光体ドラム表面から分離するために、ACチャージャを併用しなければならず、転写機構が複雑になるという問題がある。また、コロナ帯電によるオゾンの発生という問題もある。
【0005】これに対して、転写ローラを用いた転写方法では、転写材を感光体ドラム表面から分離するために格別の分離機構を必要とせず、またオゾンの発生という問題もなく、この点では、コロナ帯電器を用いた方法よりも優れている。しかしながら、転写ローラを用いてトナー像の転写を行う場合、環境条件や転写材の種類によって転写効率が変動するという問題がある。例えば、転写材の厚みが厚くなると、転写材による電界の遮断作用が大きくなって転写効率が低下してしまう。また高湿度環境下で転写を行った場合には、転写ローラとトナー像との間の電界が乱れ、やはり転写効率の低下を生じてしまう。
【0006】従って本発明の目的は、転写ローラを用いて感光体ドラム表面から転写材表面にトナー像を転写する方法において、転写材の種類や環境条件の影響を受けることなく、常に安定した転写効率でトナー像の転写を行うことが可能な転写方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、感光体ドラム表面に対面して転写ローラを配置し、該転写ローラをトナーの帯電極性とは逆極性の電位に保持すると共に、該転写ローラと感光体ドラムとの間に転写材を通過させることにより、感光体ドラム表面の静電潜像を現像することにより形成されたトナー像を、感光体ドラム表面から転写材の表面に転写する方法において、前記転写ローラの転写材搬送方向上流側近傍に、少なくとも通過する転写材の幅方向全体にわたって延びている導電性部材から成る接触帯電装置を配置し、前記導電性部材を前記転写ローラと同極性で且つ該転写ローラよりも低電位に保持しながら、転写材の裏面を該導電性部材に接触させた後に、該転写材を感光体ドラムと転写ローラとの間を通過させることを特徴とする転写方法が提供される。
【0008】概説すると、本発明の転写方法は、紙等の転写材を転写ローラと感光体ドラムとの間に通してトナー像の転写を行うに先立って、接触帯電装置によって転写材の裏面を、トナー像の帯電極性とは逆極性に帯電させておくことにより、転写ローラによる転写作用を補強し、転写材の種類や環境の湿度などの転写条件が変動した場合にも、常に一定の転写効率を確保することに成功したものである。即ち、この接触帯電装置は、導電性ローラ、導電性ブラシ、導電性針状電極などの導電性部材から形成されており、このような導電性部材は、トナー像の帯電極性とは逆極性、即ち転写ローラとは同極性の電位に保持され、且つ該導電性部材の電位は、転写ローラの電位よりも低くなるように設定される。この様な電位に設定された導電性部材の転写材の裏面が接触することにより、転写材の裏面には、トナー像とは逆極性の電荷が注入される。この逆極性の電荷によって、トナー像と転写ローラとの間の電界が補強され、例えば、厚みの大きい転写材に対してもトナー像の転写を行うに十分な電界が確保され、厚みの小さな転写材に対してと同様に効率よく転写を行うことが可能となる。また高湿度下で転写が行われる場合にも、転写材から漏洩する電荷が補充されているため、転写不良を有効に防止することができるものである。
【0009】本発明において、上記接触帯電装置は、転写ローラに対して転写材の搬送方向上流側に配置されることは勿論であるが、転写ローラの近傍に配置することも必要である。即ち、転写ローラからあまり離れた位置に接触帯電装置を設けると、高湿度条件において、転写材の裏面に注入された電荷が逃げてしまい、トナー像と転写ローラとの間の電界を十分に補強することができなくなってしまうからである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明を以下、添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の転写方法を利用した電子写真装置の全体配置の概要を示す図である。
【0011】図1において、この電子写真装置においては、図の矢線方向に回転可能に設けられている感光体ドラム1の周囲に、主帯電装置2、露光機構3、現像装置4、転写ローラ5、除電装置6、クリーニング装置7が、感光体ドラム1の回転方向に沿って、この順に配置されており、感光体ドラム1と転写ローラ5との間に、紙やOHPフィルムなどの転写材10が通され、転写材10の排出経路上には、定着装置11が設けられている。
【0012】感光体ドラム1としては、アルミ等の導電性基体ローラ上に、セレン、非晶質シリコンなどの感光層を設けた無機感光体ドラムや、バインダー樹脂中に電荷発生剤や電荷輸送剤を分散させた有機感光層を設けた有機感光体ドラムなどが使用される。主帯電装置2としては、ローラ型の接触帯電装置もあるが、一般には、コロナ帯電器が使用され、この主帯電装置2により、感光体ドラム1の表面(感光層)が、感光層の種類に応じて所定極性に一様に帯電される。この時の感光体表面の主帯電電位は、通常、200〜1000V(絶対値)である。次いで画像露光機構3により、原稿の反射光或いはコンピュータなどからの電気信号により原稿に対応するレーザビームなどのドット光が感光体ドラム表面に照射され、光照射部分の電位が光減衰し、静電潜像が形成される。現像装置4においては、感光体ドラム1に対面するように現像剤搬送スリーブが配置されており、この現像スリーブによって現像剤が感光体ドラム1と該スリーブとの間の現像域に供給され、上記静電潜像の現像が行われる。現像剤としては、磁性キャリヤと絶縁性トナーとから成る二成分系現像剤や磁性トナーから成る一成分系現像剤が一般に使用され、摩擦帯電したトナーが一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送され、このトナーによって静電潜像の現像が行われ、感光体ドラム1の表面にトナー像15が形成される。トナー、即ちトナー像15の帯電極性は、所謂正規現像により画像形成が行われる場合には、感光体ドラム1表面の帯電極性と逆極性であり、反転現像により画像形成が行われる場合には、感光体ドラム1表面の帯電極性と同極性である。
【0013】この転写ローラ5は、金属粉、カーボン粉末などの導電性粉末や、イオンを添加して導電性を付与したゴム、樹脂、或いはこれらの発泡体であり、直流電源20によって転写電圧が印加され、一般に、100乃至3000V(絶対値)程度の転写電位に保持し、転写時の転写ローラ5への流れ込み電流が2〜30μAとなるように設定された状態で、転写ローラ5と感光体ドラム1との間を通過する転写材10上にトナー像15が転写され、転写トナー像16が形成される。転写ローラ5は、感光体ドラム1の回転に従動するように配置されているが、その表面と感光体ドラム1の表面との間隔が0.1乃至0.5mmとなる様に設定されていることが好ましい。この間隔が0.5mmよりも大きいと、転写を有効に行うことが困難となる。
【0014】転写トナー像16を有する転写材10は、定着装置11に搬送され、熱、圧力等により、転写トナー像16が転写材10の表面に定着される。一方、トナー像15が転写材10上に転写された後、除電装置6による光照射により、感光体ドラム1の表面電荷が除去される。更に、クリーニングブレード等を備えたクリーニング装置7により、感光体ドラム1の表面に残存するトナーが掻き取られて回収され、次の画像形成プロセスが行われる。尚、クリーニング装置7に回収されたトナーは、必要により、現像装置4にリサイクルされて再使用に供される。
【0015】本発明において、上述した転写ローラ5の近傍で且つ転写材10の搬送方向上流側には、導電性部材30から成る接触帯電装置が配置されている。この導電性部材30としては、銅、銀、アルミなどの良導体や、金属粉、カーボン粉末などの導電性粉末や、イオンを添加して導電性を付与したゴム、樹脂、或いはこれらの発泡体から形成された導電性ローラ、導電性ブラシ、導電性針状電極などが使用されるが、特に転写材10を転写ローラ5と感光体ドラム1との間にスムーズに導入できるという点で、導電性ローラであることが好ましい。また、導電性部材30は、あらゆる大きさの転写材10の裏面の全体にわたって接触し得る様に、最大サイズの転写材とほぼ同等の幅を有しているべきである。
【0016】更に、導電性部材30は、電源31による電圧印加により、転写ローラ5と同極性(トナー像15と逆極性)で且つ転写ローラ5の電位よりも低電位に保持される。即ち、このような電位に設定されている導電性部材30に転写材10の裏面を接触させ、この転写材10を転写ローラ5と感光体ドラム1との間を通過させることにより、転写ローラ5の表面とトナー像15との間の電界が補強され、転写材の種類(厚みや幅)、転写環境(例えば湿度)等に左右されず、常に一定の効率で有効にトナー像15の転写を行うことができるわけである。この場合、導電性部材30の電位を転写ローラ5よりも高くしても転写効率の向上は認められず、むしろ、図1からも理解される様に、導電性部材30が感光体ドラム1の表面の近傍に配置されるものであることから、転写ローラ5による転写の前にトナー像15の一部が転写するおそれがある。また、導電性部材30の電位が過度に低いと、転写ローラ5の表面とトナー像15との間の電界補強が十分に行われず、本発明の目的を達成することが困難となる。従って、導電性部材30の電位は、転写ローラ5の電位よりも低電位とすべきであり、特に転写ローラ5の電位の5乃至70%の電位とするのがよい。
【0017】また、導電性部材30を上記のような電位に設定するために、電源31が導電性部材30に接続されている。この電源30によって導電性部材30に印加される電圧は、基本的には直流電圧であるが、交流電圧に直流電圧を重ねたものであってもよい。この場合、導電性部材30の電位は、その中心電位が転写ローラ5の電位と同極性側にシフトし且つ前述した範囲となっていればよい。更に、上記電源30に、適当な転写材検知手段を連動させ、転写材10の大きさに応じて、導電性部材30に印加する電圧を調整し、例えば大きな幅或いは厚みの転写材10に転写を行う時には、導電性部材30の電位を前述した範囲内で高めに設定することも可能である。
【0018】上述した導電性部材30と感光体ドラム1との間隔は、2乃至20mmの範囲に設定されていることが望ましい。この間隔が上記範囲よりも大きいと、転写材10を転写ローラ5と感光体ドラム1との間にスムーズに案内するとが困難となる傾向にあり、上記範囲よりも小さいと、導電性部材30の電位によりトナー像15の一部が転写するなど、転写不良を生じ易くなる傾向がある。本発明を、次の実験例で説明する。
【0019】
【実施例】(実験例1)三田工業株式会社製デジタルプリンタ Antico 70を改造し、導電性部材を装着した改造機を作製した。この改造機を用いて、環境雰囲気の相対湿度を15乃至95%の間で変動させて画像形成を行った。改造機の仕様及び現像条件等は、以下の通りである。
【0020】
感光体ドラム:φ30mm径正帯電有機感光体ドラム 主帯電電位:+700V 現像装置: 二成分系磁性現像剤(正帯電トナー4重量%)
スリーブ−ドラム間距離 0.8mm 磁気ブラシ穂長 0.8mm 現像方式 反転現像 現像バイアス +400V 転写ローラ:φ16mm径イオン導電発泡ウレタンローラ ローラ−ドラム間距離 0.3mm ローラ電位 −1200(ローラ流れ込み電流−12μA)
導電性部材:φ8mm径カーボン導電ゴムローラ ローラ−ドラム間距離 4mm ローラ電位 −500V 転写材: 160g/m厚A4サイズ普通紙【0021】以上の条件で画像形成を行い、形成された画像毎に、感光体ドラム表面からのトナー像の転写状態を観察したところ、環境雰囲気の相対湿度が95%の場合にも、均一に転写が行われ、良好な画像が得られた。また比較のために、導電性部材が装着されていない改造前の複写機を用いて同様の実験を行ったところ、環境雰囲気の相対湿度が75%以上となると転写不良を生じることが認められた。
【0022】(実験例2)環境雰囲気の相対湿度を15%に設定し、転写材として厚みが0.01mmのOHPフィルムを用いて実験例1と同様の改造機を用いて同様の実験を行ったところ、転写材の厚みが大きくとも転写が良好に行われることが判った。また比較のために、導電性部材が装着されていない改造前のプリンタを用いて同様の実験を行ったところ、転写材の厚みが大きいため、転写不良を生じることが認められた。
【0023】
【発明の効果】本発明の転写方法によれば、転写ローラの近傍に導電性部材から成る接触帯電装置を設け、該導電性部材に、感光体ドラム表面のトナー像と同極性で且つ転写ローラよりも低い電位を与え、該導電性部材に転写材裏面を接触させた後に、該転写材を転写ローラと感光体ドラムとの間を通過させて転写を行うことにより、転写材の種類や環境雰囲気の湿度によらず、常に良好な転写を行うことが可能となる。




 

 


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