JPH09218593A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー担持体上に形成されたトナー像を用紙
等の転写材に転写する場合において、トナー画像を一時
的に転写する中間転写体を用いて画像を形成し、画像全
体で転写率のバランスがとれた画質を得ることができる
画像形成装置を提供する。 【解決手段】 電子写真プロセスにより静電潜像を形成
してトナー画像を形成する画像形成装置において、トナ
ー画像を一時的に転写する中間転写体は、圧電性材料層
を含む構成とする。また、トナー画像を一時的に転写す
る中間転写体を、圧電性材料層を含む加圧転写部材によ
り構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、電子写真複写機
やプリンタ等の電子写真プロセスにより静電潜像を形成
してトナー画像を形成する画像形成装置に関し、特に、
感光体ドラムなどのトナー担持体上に形成されたトナー
像を用紙等に転写する場合において、トナー画像を一時
的に転写する中間転写体を用いて画像を形成する画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等の画像形成装置におい
ては、電子写真プロセスにより感光体ドラムに静電潜像
を形成してトナー画像を形成し、トナー像担持体である
感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写材（記録用
紙）に転写する。このようなトナー像を転写する方法と
して、静電転写方式や非静電転写方式の加圧転写方式が
用いられる。

【０００３】静電転写方式には、転写材の記録用紙（転
写用紙）をトナー像担持体（感光体ドラム）上のトナー
像に重ねて搬送すると同時に、転写用紙の背面側からコ
ロナ放電器により帯電させてトナーを転写用紙上に静電
的に吸着させる方法と、無端ベルト状の中間転写体に一
旦転写した上で、中間転写体と転写用紙の間で転写を行
う方法とがある。

【０００４】カラー画像を電子写真プロセスにより複写
する場合は、４色分の画像に対し、夫々に感光体ドラム
に静電潜像を形成してトナー画像を形成して転写するこ
とになる。この場合、前者の方法では、転写用紙を感光
体ドラムと同期して回転駆動される転写ドラム上に一旦
支持し、転写ドラム上に支持された転写用紙上にトナー
像を直接多重転写する。また、後者の方法では、一旦、
各色のトナー像を中間転写体に転写するので、用紙の保
持状態、用紙の厚さやこし、用紙の表面状態に依存する
多重転写不良などが抑えられる。このため、白黒の複写
機や、単色の複写機でのみ用いることのできる厚紙など
を含む多様な用紙も使用可能であるという特徴をもつ。

【０００５】しかしながら、上記の従来の技術の場合、
次のような問題点を有している。第１の問題として、転
写画像のトナー抜けが発生することである。静電転写方
式では、例えば、図５に示すように、トナー５００が感
光体ドラム５０１から転写材５０２へ転写されるする際
に、トナー５００自体が有している電荷に対し、転写電
圧による静電引力５０３が作用して、静電転写が行われ
る。この場合においては、感光体ドラム５０１とトナー
５００と間の非静電吸着力５０４と、静電吸着力５０５
との合力が、静電引力５０３よりも大きいと、つまり、
（［電荷と転写電圧による静電引力５０３］＜［感光体
ドラムとトナーの間の非静電吸着力５０４］＋［感光体
ドラムとトナーの間の静電吸着力５０５］）であると、
その際には、トナー５００を感光体ドラム５０１から剥
離させることができず、その結果、転写不良が発生する
ことになる。なお、トナー５００と感光体ドラム５０１
との間の非静電吸着力は転写過程において、トナーへ圧
縮力を加えることにより発生する。

【０００６】ところで、トナー抜けは、ライン画像部分
などで多数発生する。これは、図６（ａ）に示すよう
に、表面積の小さいライン画像部分などにおいて、単位
面積当たりの圧縮力が大きく、それが起因となって感光
体ドラムとトナーの間の非静電付着力６０１も増大する
ためにトナー抜け発生が生じやすくなる。これに対し、
図６（ｂ）に示すように、相対的に表面積の大きな画像
部分においては、単位面積当たりの圧縮力が小さく、感
光体ドラムとトナーの間の非静電付着力６０２も大きく
なく、トナー抜け発生が生じにくい。

【０００７】このようなトナー抜けを解決するための技
術として、例えば、特開平５−８８５６１号公報に記載
されている「画像形成装置」や、特開平４−１４９４９
０号公報に記載されている「画像形成装置」の技術が参
照できる。

【０００８】特開平５−８８５６１号公報に記載された
画像形成装置においては、転写装置の主要構造が、金
属、紙、プラスチックなどに導電処理を施した導電性の
円筒素管の外表面に、例えばレーヨンに導電性カーボン
を混練して得た導電性繊維を適当な密度で植毛したもの
を使用する。このような円筒ブラシを用い、これに所定
の電圧を印加し、この電圧を用紙の裏面から接触させて
印加して、感光体ドラム上のトナー像を静電的に引き付
けて用紙に転写する。このときの条件として、円筒ブラ
シの回転周速は感光体ドラムの回転周速の０．９倍以下
とし、また、円筒ブラシの感光体ドラムまたは用紙に対
する押圧力は６０ｇ／ｃｍ以下として、転写ムラ、転写
抜けをなくすように構成している。

【０００９】また、特開平４−１４９４９０号公報に記
載された画像形成装置は、転写用紙の転写ドラム上への
保持を、押圧部材で転写ドラムを押圧することにより密
着させて行わせる際に、押圧部材の電荷付与手段の箇所
に位置する部分に導電部を設ける。これにより、押圧部
材に過剰帯電や転写ムラが発生するのを防止するように
構成したものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
技術の場合に、更に解決されるベき課題として、次のよ
うな課題がある。すなわち、特開平５−８８５６１号公
報および特開平４−１４９４９０号公報に開示された画
像形成装置においては、転写材全体における転写率を一
様に増大させることは可能だが、ライン画像部分のよう
に、種々の要因により他の画像部よりも転写率が小さい
部分だけを更に増大させて、画像全体で転写率のバラン
スがとれた画質を得ることができないという問題であ
る。

【００１１】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、本発明の目的は、トナー担持
体上に形成されたトナー像を用紙等の転写材に転写する
場合において、トナー画像を一時的に転写する中間転写
体を用いて画像を形成し、画像全体で転写率のバランス
がとれた画質を得ることができる画像形成装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するため、本発明による画像形成装置は、電子写真プロ
セスにより静電潜像を形成してトナー画像を形成する画
像形成装置において、トナー画像を一時的に転写する中
間転写体が圧電性材料層を含むことを特徴とする。

【００１３】また、本発明による画像形成装置において
は、別の特徴として、電子写真プロセスにより静電潜像
を形成してトナー画像を形成する画像形成装置におい
て、トナー画像を一時的に転写する中間転写体を、圧電
性材料層を含む加圧転写部材により構成することを特徴
とする。

【００１４】このような特徴を備える本発明の画像形成
装置は、中間転写体が、物質に力を加えた時に、物質の
表面の間に電圧を誘起する機能性材料の圧電性材料層を
含んで構成される。すなわち、圧電性をもつ機能性材料
の転写層を含む中間転写体が使用される。また、圧電性
材料層を含む加圧転写部材により中間転写体が構成され
る。

【００１５】このため、転写プロセスで用いられる中間
転写体において、トナー像の表面積の小さいライン画像
部分などで中間転写体（圧電性材料層を含む）によるト
ナーへの単位面積当たりの圧縮力が大きくなると、圧電
性材料層によってトナーの抗力に応じた電位差が中間転
写体の圧電性材料層の表裏面の間に誘起される。これに
より、当該部位において、自発誘起電圧による静電転写
力も加わり、転写力が増大し、感光体ドラムとトナーの
間の非静電吸着力が大きくなるに従って、転写力も増大
するように作用する。このため、結果として、画像全体
で転写率のバランスがとれた画質を得ることができる。

【００１６】また、圧電性材料による加圧転写部材を用
いて中間転写体を構成する場合、加圧転写部材において
は、表面積の小さいライン画像部分などにおいて加圧転
写部材による単位面積当たりの圧縮力が大きくなると、
圧電性材料により、その抗力に応じた電位差が加圧転写
部材の表裏面の間に誘起される。このため、当該部位に
おいては加圧転写力に加えて、自発誘起電圧による静電
転写力も加わるので転写力が増大し、感光体−トナー間
の非静電吸着力が大きくなるに従い、転写力も増大する
よう作用する。このため、結果として、画像全体で転写
率のバランスがとれた画質を得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する場合の形
態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は
本発明の第１実施例にかかる画像形成装置の全体の構成
を示す図であり、また、図２は第１実施例の画像形成装
置の中間転写体および２次転写ドラムの構造を説明する
図である。図１および図２において、１００は感光体ド
ラム、１０１は圧電性材料層を含む構成とされた中間転
写ドラム、１０２はコロナ放電器、１０３は圧電性材料
層を含んで構成された２次転写ドラム、１０４は転写用
紙、１０５は給紙トレイ、１０６は給紙ローラ、１０７
は剥離爪、１０８は搬送ベルト、１０９はコロナ放電
器、１１０ａ〜１１０ｄはカラー現像の各色に対応した
現像器である。２０１は圧電性ロール、２０２は圧電性
材料使用層、２０３は基層、２０４は転写用コロナ放電
器である。

【００１８】また、中間転写ドラム１０１および２次転
写ドラム１０３は、共に、図２に示すように、厚肉円筒
構造の圧電性ロール２０１から構成されている。この圧
電性ロール２０１の中空部には転写用コロナ放電器２０
４が配設される。厚肉部分は２層から構成され、内層の
基層２０３と、外層の圧電性材料使用層２０２から構成
される。これらの層は互いに絶縁処理が施されている。
これにより、圧電性材料使用層２０２を加圧した際、圧
電性材料層２０２の表裏面の間に誘起される電圧を保持
することができる。ここでの圧電性材料としては、フッ
化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＶＤ
Ｆ・ＴｒＦＥ）を使用し、そのサイズは中間転写体の場
合、外径が３００ｍｍであり、内径が１００ｍｍであ
る。また、２次転写ドラムの場合は、外径が４００ｍｍ
であり、内径が１００ｍｍである。

【００１９】図１を参照して説明すると、複写動作の開
始信号によって、感光体ドラム１００上には、図示しな
い光学系の像走査部により静電潜像が形成され、カラー
現像の各色に対応した現像器１１０ａ〜１１０ｄによ
り、各色のトナー像が作像される。このとき、圧電性材
料層を含む中間転写ドラム（以下、圧電性中間転写ドラ
ムという）１０１も感光体の周速と同じ周速で動き、感
光体ドラム１００と圧電性中間転写ドラム１０１が当接
または近接する１次転写位置において、当該１次転写位
置に移動したトナー像から、順次に１次転写用コロナ放
電器１０２の作用により、圧電性中間転写ドラム１０１
に静電的に吸着されて、１次転写が行われる。

【００２０】このとき、画像形成装置においては、圧電
性中間転写ドラム１０１からトナーへの単位面積当たり
の圧縮力に応じた圧電性材料による自発転写電圧が誘起
され、その分、転写電界が強くなるため、転写させる力
が十分強くなり、良好な転写が行われる。具体的には、
例えば、圧電性中間ドラム１０１の長さ方向に伸びてい
る３４０×０．１ｍｍサイズのトナー像に対して、自発
誘起転写電圧は約１７Ｖ程度である。ちなみに、従来タ
イプの画像形成装置では、表面積の小さいライン画像部
分などにおいて、中間転写ドラムからトナーへの単位面
積当たりの圧縮力が大きいため、感光体ドラムとトナー
像の間の吸着力が他の画像部分よりも増大し、これが転
写電界による転写力よりも大きくなるため、トナー抜け
を引き起こしている。

【００２１】この画像形成装置においては、１次転写の
動作の間、２次転写の動作を行う圧電性２次転写ドラム
１０３は、圧電性中間転写ドラム１０１から離間してお
り、転写用紙１０４が、給紙経路の２次転写ドラム１０
３の手前で待機している。そして、１次転写が終了した
トナー像が、２次転写位置に送られると、圧電性２次転
写ドラム１０３が圧電性中間転写ドラム１０１に当接し
て、２次転写の動作を行う。２次転写を行う位置に移動
したトナー像と転写用紙１０４は、圧電性中間転写体ド
ラム１０１と圧電性２次転写ドラム１０３の間に狭持さ
れる。２次転写用コロナ放電器１０９の作用により転写
用紙１０４にトナーが静電的に吸着され、２次転写が行
われる。

【００２２】この場合、圧電性中間転写ドラム１０１の
長さ方向に伸びている３４０×０．１ｍｍサイズのトナ
ー像に対し、圧電性中間転写ドラム１０１へのトナー吸
着電圧となる自発吸着電圧が約１７Ｖ程度で誘起され、
その分だけ、転写電界が弱められる。一方、圧電性２次
転写ドラム１０３の側への自発転写電圧は約２６Ｖ程度
誘起され、その分だけ、転写電界が強められる。つま
り、圧電性中間転写ドラム１０１によって転写電界が弱
められ、圧電性２次転写ドラム１０３によって転写電界
が強められる。この結果、誘起される電圧は後者の方が
大きいため、相対的に転写用紙１０４の側への自発転写
電圧が約９Ｖ程度に誘起される。これにより、その分だ
け転写電界が強くなるため、転写させる力が十分に強く
なり、良好な転写が行われる。２次転写のプロセスが終
了した転写用紙１０４は、搬送ベルト１０８により定着
装置（図示せず）に送られ、定着が行われる。

【００２３】次に、本発明の第２の実施例の画像形成装
置について説明する。図３は本発明の第２実施例にかか
る画像形成装置の全体の構成を示す図であり、図４は第
２実施例の画像形成装置の加圧転写部材の構造を説明す
る図である。図３および図４において、３００は感光体
ドラム、３０１はフィルムベルトの中間転写体、３０２
は圧電性１次加圧転写ロール、３０３は圧電性２次加圧
転写ロール、３０４は転写用紙、３０５は給紙トレイ、
３０６は給紙ローラ、３０７は剥離爪、３０８は搬送ベ
ルト、３１０ａ〜３１０ｄは各色の現像器、４０１は圧
電性加圧転写ロール、４０２は圧電性材料使用表面層、
４０３は基層である。

【００２４】図４に示すように、ここでの加圧転写部材
として用いる圧電性加圧転写ロール４０１は、基層４０
３と圧電性材料使用表面層４０２から構成されており、
互いに絶縁処理がなされている。これにより、圧電性材
料使用表面層４０２を加圧した際、圧電性材料の表裏面
の間に誘起される電圧を保持することができる。圧電性
材料使用表面層４０２には、フッ化ビニリデン・テトラ
フルオロエチレン共重合体（ＶＤＦ・ＴｒＦＥ）を使用
し、厚みは３０ｍｍである。

【００２５】図３を参照する。複写動作開始信号によっ
て、感光体ドラム３００上には、図示しない光学系の像
走査部により静電潜像が形成され、カラー現像の各色に
対応した現像器３１０ａ〜３１０ｄにより、トナー像Ｔ
が作像される。このとき、中間転写体３０１も感光体の
周速と同じ周速で動き、感光体ドラム３００と中間転写
体３０１が当接または近接する１次転写位置において、
感光体ドラム３００と同期して中間転写体３０１に当接
する圧電性１次加圧転写ロール３０２を押し上げて駆動
することにより、当該１次転写位置に移動したトナー像
Ｔが、中間転写体３０１に転写される１次圧力転写が行
われる。

【００２６】このとき、画像形成装置においては、圧電
性１次加圧ロール３０２から中間転写体３０１を通じて
トナーへの単位面積当たりの圧縮力に応じた自発転写電
圧が誘起され、この自発転写電界による静電転写力も加
わるため、転写させる力が十分強くなり、良好な転写が
行われる。具体的には、例えば、中間転写体長さ方向に
伸びている３４０×０．１ｍｍサイズのトナー像に対し
て、自発誘起転写電圧は約２６Ｖ程度である。前述の場
合と同様に、従来タイプの画像形成装置と比較すると、
従来タイプの画像形成装置では、表面積の小さいライン
画像部分などにおいて、中間転写体からトナーへの単位
面積当たりの圧縮力が大きいため感光体ドラム３００と
トナー像Ｔ間の吸着力が他の画像部よりも増大し、これ
が加圧による転写力よりも大きくなるためトナー抜けを
引き起こすことになる。

【００２７】この画像形成装置においては、１次転写の
動作の間、２次転写の動作を行う圧電性２次加圧転写ロ
ール３０３は中間転写体３０１から離間して位置してお
り、転写用紙３０４も給紙経路の２次転写部の圧電性２
次加圧転写ロール３０３の手前で待機している。１次転
写が終了したトナー像が２次転写位置に送られると、２
次転写部の圧電性２次加圧転写ロール３０３が中間転写
体３０１に当接する。そして、２次転写部に移動したト
ナー像と転写用紙３０４は、中間転写体３０１と圧電性
２次加圧転写ロール３０３の間に狭持され、転写用紙３
０４への２次転写が行われる。

【００２８】２次転写部の圧電性２次加圧転写ロール３
０３においても、１次転写の動作と同様、圧電性２次加
圧ロール３０３から中間転写体３０１を通じてトナーへ
の単位面積当たりの圧縮力に応じた自発転写電圧が誘起
され、自発静電転写力が加圧転写力に加わるため、転写
させる力が十分に強くなり、良好な転写が行われる。例
えば、中間転写体３０３の長さ方向に伸びている３４０
×０．１ｍｍサイズのトナー像に対し、自発誘起転写電
圧は約２６Ｖ程度となる。このため、トナー像が加圧的
かつ静電的に転写用紙３０４上に吸着されて、２次転写
が完了する。２次転写の完了した転写用紙３０４は、搬
送ベルト３０８により、定着装置（図示せず）に送ら
れ、定着が行われる。

【００２９】ここでの中間転写ドラム１０１や加圧転写
ロール３０２に用いる圧電性材料としては、前述した実
施例で例示して説明したフッ化ビニリデン・テトラフル
オロエチレン共重合体（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ），ポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）以外に、例えば、 フッ化ビニリデン・トリフルオロエチレン共重合体， シアン化ビニリデン・酢酸ビニル共重合体、ナイロン
１１， ＰｂＺｒＯ₃・ＰｂＴｉＯ₃固溶体（ＰＺＴ）・フッ化
ビニリデン共重合体，ＰＺＴ・ポリオキシメチレン， ポリ（グルタル酸γ・ベンジル），ポリ（グルタル酸
γ・メチル） 酢酸セルロース，シアノエチルセルロース，ポリプロ
ピレンオキシド，ポリ（β・ヒドロキシ酪酸） などの材料の物質を用いることができる。この場合の自
発転写電圧は、採用する材料の物質の圧電率（単位Ｖ／
ｍＮ）に依存するので、当然ながら、それぞれの値は異
なる。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の画像形
成装置によれば、トナー抜けが発生しやすいライン画像
部分などにおいて、圧電性材料の機能による自発転写電
界を発生させることができるため、感光体ドラムとトナ
ーとの間の非静電吸着力が大きくなるに従い、転写力も
増大するよう作用するため、結果として画像全体で転写
率のバランスのとれた画質を得ることができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の第１実施例にかかる画像形成
装置の全体の構成を示す図、

【図２】 図２は第１実施例の画像形成装置の中間転写
体および２次転写ドラムの構造を説明する図、

【図３】 図３は本発明の第２実施例にかかる画像形成
装置の全体の構成を示す図、

【図４】 図４は第２実施例の画像形成装置の加圧転写
部材の構造を説明する図、

【図５】 図５はトナーに作用する力を模式的に説明す
る図、

【図６】 図６はトナー画像の大きさによって変化する
単位面積当たりの非静電吸着力を説明する図である。

【符号の説明】

１００…感光体ドラム、１０１…中間転写ドラム、１０
２…コロナ放電器、１０３…２次転写ドラム、１０４…
転写用紙、１０５…給紙トレイ、１０６…給紙ローラ、
１０７…剥離爪、１０８…搬送ベルト、１０９…コロナ
放電器、１１０ａ〜１１０ｄ…現像器、２０１…圧電性
ロール、２０２…圧電性材料使用層、２０３…基層、２
０４…転写用コロナ放電器、３００…感光体ドラム、３
０１…中間転写体、３０２…圧電性１次加圧転写ロー
ル、３０３…圧電性２次加圧転写ロール、３０４…転写
用紙、３０５…給紙トレイ、３０６…給紙ローラ、３０
７…剥離爪、３０８…搬送ベルト、３１０ａ〜３１０ｄ
…現像器、４０１…圧電性加圧転写ロール、４０２…圧
電性材料使用表面層、４０３…基層、５００…トナー、
５０１…感光体ドラム、５０２…転写材、５０３…静電
引力、５０４…非静電吸着力、５０５…静電吸着力、６
０１…非静電吸着力、６０２…非静電吸着力。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真プロセスにより静電潜像を形成
   してトナー画像を形成する画像形成装置において、トナ
   ー画像を一時的に転写する中間転写体が圧電性材料層を
   含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 電子写真プロセスにより静電潜像を形成
   してトナー画像を形成する画像形成装置において、トナ
   ー画像を一時的に転写する中間転写体を、圧電性材料層
   を含む加圧転写部材により構成することを特徴とする画
   像形成装置。