JPH11212371A

JPH11212371A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11212371A
Application number: JP2375298A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawarazuka; 浩河原塚; Yoshihiro Enomoto; 嘉博榎本; Kazuchika Saeki; 和親佐伯; Koshi Hamabe; 幸志浜部; Masao Kimura; 政夫木村; Katsuya Takenouchi; 勝也竹野内; Katsuhisa Arai; 克久荒井; Shoichi Morita; 章一森田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1998-01-21
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】２次転写ロールの表面の低抵抗化による転写
不良を改善する。【解決手段】２次転写ロールは芯金と、芯金の外周を
被覆した導電性の下地層と、下地層を被覆する半導電性
の中間層と、中間層をさらに被覆するコート層とから構
成されている。そして、コート層の体積抵抗率が前記中
間層の体積抵抗率よりも高く、かつ前記中間層の体積抵
抗値が前記コート層の体積抵抗値よりも高く設定されて
いる。さらに、コート層の厚さは１０〜３０μｍの範囲
で設定されている。これによって、２次転写ロールの沿
面リークを小さくして転写不良をなくすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機や
レーザプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、像担持
体上に形成された未定着トナー像を中間転写体を介して
用紙等の記録媒体に転写（２次転写）する画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機やプリンタ等の画
像形成装置では、感光体ドラム等の潜像担持体上に形成
された未定着トナー像を用紙等の記録媒体に転写して印
刷画像を得る方式がとられる。特に、未定着カラートナ
ー像を記録媒体に転写する方式として、潜像担持体上に
形成された未定着トナー像を、ドラム状あるいは無端ベ
ルト状のフィルム部材からなる中間転写体上に１次転写
した後、該中間転写体上の未定着トナー像を記録媒体上
に２次転写して複写画像を得る方式が知られている。

【０００３】図２は、ベルト状中間転写体を用いた画像
形成装置の一例としてのカラープリンタの要部構成を示
す模式図である。同図において、感光体ドラム１の表面
は帯電器２により所定の電荷で一様に帯電され、レーザ
ー光Ｌの書き込み走査で第１色の画像信号に応じた静電
潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム１の、
Ａ方向への回転で現像装置ユニット３の第１色の現像器
との対向位置に到り、第１色の現像器でトナー現像され
る。感光体ドラム１はトナー像Ｔを担持してさらに回転
する。

【０００４】上記トナー現像動作に合わせて、中間転写
ベルト４は感光体ドラム１の周速と略同一の速度で矢印
Ｂ方向に移動し、１次転写ロール５が配置されている１
次転写部において、該１次転写ロール５に印加される上
記トナーの帯電極性と逆極性の転写電界によって、感光
体ドラム１に担持されていたトナー像Ｔが中間転写ベル
ト４に１次転写される。以上で、１次転写サイクルが終
了する。

【０００５】中間転写ベルト４に１次転写されたトナー
像は中間転写ベルト４の周回移動によって２次転写ロー
ル６が配置されている２次転写部に到る。フルカラー画
像形成装置の場合には潜像の形成からトナー像の１次転
写までを予定色（一般にはイエロー(Y) 、マゼンタ(M)
、シアン(C) およびブラック(Bk)）分だけ繰り返して
中間転写ベルト４上に多色トナーを重ね合わせたカラー
トナー像を形成する。

【０００６】感光体ドラム１に形成された各色の潜像を
順次現像するため、現像装置ユニット３はイエロー現像
器３_-1、マゼンタ現像器３_-2、シアン現像器３_-3および
ブラック現像器３_-4の４色現像器を装着した回転装置と
して構成されている。

【０００７】感光体ドラム１に担持された第１色のトナ
ー像が１次転写部で中間転写ベルト４上に転写された
後、感光体ドラム１上の残留トナーは感光体クリーナ７
で除去されるとともに図示しない除電器で電荷が中和さ
れた後、次の、第２色に対応する潜像の形成がなされ
る。第２色の静電潜像も第１色と同様にして現像され、
その第２色のトナー像が中間転写ベルト４上の、先に転
写された第１色のトナー像に重ねて転写される。以下、
第３色以降についても同様にして中問転写ベルト４に多
重転写され、その結果、中間転写べルト４には未定着の
複数色トナーが重畳したカラートナー像が形成される。

【０００８】すべての色のトナー像が１次転写された中
間転写ベルト４が２次転写位置に達する時点で、タイミ
ングを合わせて給紙トレイ８から送り出された記録媒体
としての記録紙Ｐが２次転写位置に給送される。記録紙
Ｐを２次転写ロール６および中間転写ベルト４によって
挟持して搬送する際、２次転写ロール６に印加される前
記トナー像の帯電極性と逆極性の転写電圧で形成される
転写電界により中間転写ベルト４のトナー像が記録紙Ｐ
に２次転写される。トナー像が２次転写された記録紙Ｐ
は定着器９に送られ、加熱・加圧処理によりトナー像を
記録紙Ｐに固定し、作像プロセスを終了する。

【０００９】２次転写ロール６は、中間転写ベルト４に
対して矢印Ｃ方向に当接・離間自在に設けられていて、
記録紙Ｐの進入に合わせて当接し、排出に合わせて離間
する。２次転写ロール６は２次転写の終了とともに待避
位置に戻る。また、中間転写ベルト４に対向して配置さ
れているクリーナ１０も記録紙Ｐへ転写されなかったト
ナー像をクリ−ニングすべく、中間転写ベルト４に対し
て２次転写ロール６と同様、当接・離間する。

【００１０】前記中間転写ベルト４は、駆動ロール１
１、アイドルロール１２、２次転写バックアップロール
１３およびテンションロール１４により張架され、駆動
ロール１１により矢印Ｂ方向に搬送される。

【００１１】前記２次転写ロール等の導電性ロールは、
芯金と、該芯金の外周面を被覆する導電性ウレタンゴム
からなる下地層と、該下地層を被覆する半導電体の中間
層と、半導電体のコート層とからなることが知られてい
る（特開平９−１１４２８０号公報、特開平９−１３８
５６１号公報）。このうち前者には、芯金および中間層
間の体積抵抗率が１０⁵〜１０⁷Ω・ｃｍであって、コ
ート層はその厚みが５〜３０μｍで体積抵抗率が１０¹
〜１０⁴Ω・ｃｍの２次転写ロールが記載されている。
また、後者には、中間層の体積抵抗率を１０⁶Ω・ｃｍ
以下とし、コート層の体積抵抗率を１０⁷〜１０¹²Ω・
ｃｍとして、主にコート層を抵抗調整層とした導電性ロ
ールが記載されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記画像形成装置にお
いて、例えば低温低湿環境下では、用紙の抵抗が高くな
るため、２次転写電圧を高くして良好な転写性を確保す
る必要がある。ところが、前記特開平９−１１４２８０
号公報記載のロールのように、コート層が薄膜でかつ低
抵抗の場合、２次転写電圧が高くなってコート層内部の
電場が高くなると絶縁破壊が生じて抵抗が低下し、画質
の低下を招いたり、コート層の周面への電流の回り込み
（沿面リーク）が大きくなって用紙端部での転写不良が
発生したりするという問題点があった。

【００１３】また、２次転写ロールの抵抗低下等によ
り、過剰な電界が中間転写ベルトに繰り返しかかった場
合、体積抵抗率に電界依存性がある中間転写ベルトの抵
抗は高電場によって低下したまま復帰しない。その結
果、体積抵抗率が基準値に対して１桁以上違ってくる
と、中間調画像の粒状性の悪化や濃度ばらつきが大きく
なる等の問題点が生じる。

【００１４】本発明は、上述の課題を解決し、２次転写
電圧や経時による画質の劣化を小さくすることができる
画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像情報に応
じた静電潜像を形成する像担持体と、前記像担持体上の
静電潜像をトナー像として可視化する現像手段と、前記
トナー像を１次転写する中間転写体と、前記中間転写体
上に１次転写された未定着トナー像を記録媒体に２次転
写する２次転写ロールと、前記中間転写体を裏面から支
持するため該中間転写体を介して前記２次転写ロールに
対向配置されたバックアップロールと、前記バックアッ
プロールおよび前記２次転写ロール間に２次転写電圧を
印加する給電手段とを具備した画像形成装置であって、
前記２次転写ロールが、芯金と、前記芯金の外周を被覆
した導電性の下地層と、前記下地層を被覆する半導電性
の中間層と、前記中間層をさらに被覆するコート層とか
ら構成されているとともに、前記コート層の体積抵抗率
が前記中間層の体積抵抗率よりも高く、かつ前記中間層
の体積抵抗値が前記コート層の体積抵抗値よりも高く設
定された点に特徴がある。

【００１６】上記特徴によれば、コート層自体の体積抵
抗率は高めに設定されているので印加された２次転写電
圧によるコート層周面への沿面リークを小さくすること
ができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
を適用したカラープリンタを詳細に説明する。ここで
は、図２に関して説明した構成や動作等を援用し、適
宜、図２を参照しつつ説明する。

【００１８】図１は、上記カラープリンタにおける２次
転写部の拡大図である。同図において、２次転写ロール
６に電圧を印加するためのコンタクトロール１５が、中
間転写ベルト４を裏面から支持するバックアップロール
１３に接触回動可能に配置されている。コンタクトロー
ル１５には電源１６が接続されていて、２次転写ロール
６の芯金６ａは接地されている。電源１６からトナーの
帯電極性と同極性の電圧が印加されると、中間転写ベル
ト４上の前記未定着トナー像Ｔは記録紙Ｐに静電転写さ
れる。

【００１９】中間転写ベルト４はポリイミド系樹脂で構
成され、その厚みを５０〜１００μｍ、体積抵抗率が１
０⁸〜１０¹²Ω・ｃｍ、表面抵抗率を１０¹¹〜１０¹³Ω
／□に調整した半導電性フィルムである。この中間転写
ベルト４としては、その厚み、体積抵抗率、表面抵抗率
が上記の値の範囲に入っている半導電性樹脂材料であ
る、アクリル系樹脂、塩化ビニール系樹脂、あるいはポ
リカーボネート系樹脂等に抵抗安定化材料を含有させた
ものを使用できる。

【００２０】バックアップロール１３は、ＥＤＰＭ（エ
チレンプロピレンジエンモノマー）の発泡ゴムを成型し
た絶縁性のロール本体１３ａと、抵抗調整剤としてのカ
ーボンブラックを分散させた半導電性の薄膜チューブ１
３ｂとからなる。バックアップロール１３の表面抵抗率
は１０⁷〜１０¹¹Ω／□に調整されている。

【００２１】２次転写ロール６は、金属ロールの軸芯６
ａと、厚さ６．５ｍｍ、体積抵抗率１０³Ω・ｃｍ以下
の導電性発泡ウレタンゴムからなる下地層６ｂと、厚み
が１．０ｍｍ、体積抵抗率１０⁷〜１０⁹Ω・ｃｍ、体
積抵抗値１０^7.5〜１０^7.7Ωの半導電性中間層６ｃ
と、厚みが１０〜３０μｍ、体積抵抗率１０⁹〜１０¹¹
Ω・ｃｍ、体積抵抗値１０^7.2〜１０^7.4Ωの半導電性
コート層６ｄとから構成されている。

【００２２】上記中間転写ベルト４の体積抵抗率および
表面抵抗率の定義と、２次転写ロール６の体積抵抗率お
よび体積抵抗値とは、次に示す測定方法によって得られ
る値である。図３，図４は、それぞれ中間転写ベルト４
の体積抵抗率および表面抵抗率の測定方法を示す図であ
る。図３において、プローブ１００は、中心電極１０１
と、絶縁部１０２で絶縁された状態で前記中心電極１０
１を囲むように配置された環状電極１０３とからなる。
このプローブ１００を中間転写ベルト４上にセットし、
電極１０１および電極１０３間に所定の電圧（１００
Ｖ）を印加した場合、中間転写ベルト４の表面抵抗率に
対応した電流が電流計１０４によって検出される。

【００２３】一方、図４においては、中間転写ベルト４
を導電シート１０５上に載せた状態で、該中間転写ベル
ト４上にプローブ１００をセットし、中心電極１０１お
よび導電シート１０５間に所定の電圧（１００Ｖ）を印
加する。この場合、電流計１０４は中間転写ベルト４の
体積抵抗率に対応した電流値を示す。

【００２４】２次転写ロール６の各層の体積抵抗率も、
中間転写ベルト４の体積抵抗率と同様にして測定でき
る。但し、この場合は、２次転写ロール６の各層を構成
する材料を所定の厚みに調整したシート状試料に関する
体積抵抗率で代表させる。

【００２５】２次転写ロール６の体積抵抗値は図５の測
定方法により測定できる。同図において、２次転写ロー
ル６を導電性シート１０５上に載せ、所定の荷重Ｗをか
ける。この状態で該２次転写ロール６の軸芯６ａおよび
導電性シート１０５間に所定の電圧（１００Ｖ）を印加
すると、電流計１０４は２次転写ロール６の体積抵抗値
に対応した電流値を示す。

【００２６】同様にして、２次転写ロール６の各層の体
積抵抗値を測定することができる。すなわち、各層の体
積抵抗値は、軸芯６ａと同様の金属シャフトに、中間層
６ｃおよびコート層６ｄにそれぞれ対応した材料および
厚みの被覆を施して測定する。なお、体積抵抗値は実測
によらず、体積抵抗率の測定値に基づいて計算によって
求めることもできる。すなわち、体積抵抗率は１ｃｍあ
たりの抵抗値であるので、２次転写ロール６の各層の厚
みが決定されれば、体積抵抗率を体積抵抗値に換算でき
る。

【００２７】次に、２次転写ロール６の体積抵抗値の変
化についての実験結果を説明する。図６は、２次転写時
に２次転写ロール６にかかる電圧Ｖ（キロボルト）と２
次転写ロール６の組立体としての体積抵抗値Ｒ（ｌｏｇ
Ω）との関係を示す図である。同図から、２次転写ロー
ルの試料ＲＬ０，ＲＬ１，ＲＬ２の体積抵抗値と電圧Ｖ
との関係は直線式（Ｒ＝−αＶ＋β）で近似することが
できる。ここで、各２次転写ロールの特性を示す直線の
傾きαおよび切片β、ならびに中間層６ｃおよびコート
層６ｄの体積抵抗値は図７に示す。試料ＲＬ１，ＲＬ２
は、中間層６ｃの体積抵抗値が同一で、コート層６ｄの
体積抵抗率が互いに異なっているものである。

【００２８】図６に示すように、試料ＲＬ０については
電圧Ｖが０〜１．０キロボルトの範囲において体積抵抗
値Ｒの変動が１０⁷〜１０⁹Ωの間に収まっている。こ
れに対して、試料ＲＬ１，ＲＬ２は電圧依存性が高く、
電圧Ｖの変化に対して体積抵抗値Ｒは大きく変化してい
る。したがって、試料ＲＬ０では２次転写電圧を高くし
て良好な転写性を確保とようとした場合にも、体積抵抗
値の低下は小さいため、良好な画質を得ることができ
る。しかし、試料ＲＬ１，ＲＬ２では、２次転写電圧を
高くすると、抵抗の低下により、画質の低下やコート層
の周面への電流の回り込みが大きくなって用紙端部での
転写不良が発生する。

【００２９】実験の結果によれば、試料ＲＬ０相当の２
次転写ロールでは良好な転写性能が得られたが、試料Ｒ
Ｌ１，ＲＬ２相当の２次転写ロールでは転写不良が発生
した。

【００３０】すなわち、実用上使用される電圧Ｖが０．
６キロボルトから１．０キロボルトの範囲においては、
体積抵抗値Ｒが１０⁷〜１０⁹Ωの間に収まるように中
間層６ｃおよびコート層６ｄの体積抵抗率を調整した２
次転写ロールとするのが好ましい。

【００３１】次に、長期間の使用による２次転写ロール
６の体積抵抗値の変化を検討した結果を示す。図８はコ
ート層６ｄの膜厚が異なる３種類の２次転写ロール６の
体積抵抗値の経時変化を示す図である。２次転写ロール
６の試料ＲＬ３，ＲＬ４，ＲＬ５は、コート層の膜厚を
それぞれ３０μｍ，１０μｍ，５μｍとし、体積抵抗値
の初期値は約１０⁸Ωとした。同図のように、２０，０
００枚の用紙を走行させた後でも、試料ＲＬ３，ＲＬ４
の体積抵抗値はほとんど低下せず、良好な転写性が得ら
れる値、すなわち１０⁷〜１０⁹Ωを維持できた。この
結果から、コート層の厚さは１０μｍ以上あればよいこ
とが分かる。

【００３２】次に２次転写電圧による中間転写ベルト４
の抵抗の変化を説明する。図９は、中間転写ベルト４の
体積抵抗率および表面抵抗率の低下量Δρｖ，Δρｓと
２次転写電圧つまりコンタクトロール１５へ印加する電
圧との関係を示す図である。なお、図９のデータは、低
温低湿環境（１０°Ｃ，１５％）において３０００枚の
用紙を走行させた後に測定したものである。また、中間
転写ベルト４としては、厚み８０μｍ、体積抵抗率１０
¹⁰Ω・ｃｍ、表面抵抗率１０¹²Ω／□に調整したポリイ
ミド系樹脂フィルムを使用した。この実験結果から理解
されるように、２次転写電圧を３キロボルト、好ましく
は２．７キロボルト以下に設定すれば、中間転写ベルト
４の抵抗の変化は１桁以下に抑制でき、良好な転写性を
確保できることがわかる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、コート層の体積抵抗率を大きくしているので
２次転写ロールの沿面リークが小さくなり、結果的に用
紙端部での転写不良がなくなるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの
２次転写部要部拡大図である。

【図２】一実施形態に係るカラープリンタの要部構成
を示す模式図である。

【図３】中間転写ベルトの表面抵抗率の測定方法を示
す図である。

【図４】中間転写ベルトの体積抵抗率の測定方法を示
す図である。

【図５】２次転写ロールの体積抵抗値の測定方法を示
す図である。

【図６】２次転写ロールにかかる電圧と体積抵抗値と
の関係を示す図である。

【図７】２次転写ロールの各層の体積抵抗率の一例を
示す図である。

【図８】体積抵抗値の経時変化を示す図である。

【図９】２次転写電圧と中間転写ベルトの抵抗値との
関係を示す図である。

【符号の説明】

１…感光体、４…中間転写ベルト、６…２次転写ロ
ール、６ａ…軸芯、６ｂ…下地層、６ｃ…中間層、
６ｄ…コート層、１１…駆動ロール、１３…バック
アップロール、１５…コンタクトロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜部幸志埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者木村政夫埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者竹野内勝也神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者荒井克久神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者森田章一神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報に応じた静電潜像を形成する像
担持体と、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として可視化する
現像手段と、前記トナー像を１次転写する中間転写体と、前記中間転写体上に１次転写された未定着トナー像を記
録媒体に２次転写する２次転写ロールと、前記中間転写体を裏面から支持するため該中間転写体を
介して前記２次転写ロールに対向配置されたバックアッ
プロールと、前記バックアップロールおよび前記２次転写ロール間に
２次転写電圧を印加する給電手段とを具備した画像形成
装置であって、前記２次転写ロールが、芯金と、前記芯金の外周を被覆した導電性の下地層と、前記下地層を被覆する半導電性の中間層と、前記中間層をさらに被覆するコート層とから構成されて
いるとともに、前記コート層の体積抵抗率が前記中間層の体積抵抗率よ
りも高く、かつ前記中間層の体積抵抗値が前記コート層
の体積抵抗値よりも高く設定されたことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記２次転写ロールに印加される電圧が
０．６ｋＶ〜１．０ｋＶの範囲にある２次転写電圧印加
時に、前記２次転写ロールの体積抵抗値が１０⁷〜１０
⁹Ωになるように前記中間層およびコート層の体積抵抗
率が設定されていることを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。
【請求項３】前記コート層の厚さが１０〜３０μｍの
範囲で設定されていることを特徴とする請求項１または
２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記給電手段が、２次転写電圧として
１．０〜２．７ｋＶの電圧を印加するように構成されて
いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
画像形成装置。
【請求項５】前記給電手段が、前記バックアップロー
ルの周面に当接されたコンタクトロールおよび該コンタ
クトロールに電圧を印加する電源からなることを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。