DE60307004T2

DE60307004T2 - Übertragungselement und Bildaufzeichnungsgerät unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE60307004T2
Application number: DE60307004T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Ohta-ku Tomizawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2023-09-02
Also published as: US20040096248A1; JP4508562B2; EP1394626A1; CN1492289A; CN1291283C; DE60307004D1; KR20040021539A; US7039351B2; EP1394626B1; KR100552870B1; JP2004145274A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungselement und auf eine Bilderzeugungsvorrichtung, welche das Übertragungselement verwendet, wie ein Drucker, ein Kopiergerät oder ein Faxgerät.
7 zeigt einen schematischen Aufbau einer konventionellen Bilderzeugungsvorrichtung.
Mit Bezug auf 7 befindet sich im Inneren eines Hauptaufbaus der Bilderzeugungsvorrichtung ein endloser Zwischenübertragungsgurt 7, der sich in einer Richtung des Pfeils R7 bewegt. Der Zwischenübertragungsgurt 7 ist aufgebaut aus einem Film eines elektrisch leitfähigen oder dielektrischen Harzes wie Polycarbonat, Polyethylen-Terephthalat-Harz oder Polyvinylidenfluorid. Ein Aufzeichnungsmaterial P wie Papier, zugeführt aus einer Papier(zuführungs)kassette 11, wird einem sekundären Übertragungsteil (sekundärer Übertragungsspalt-Teil) über Register-Walzen 14 zugeführt und wird weiter befördert zur linken Seite in der Figur.
Oberhalb des Zwischenübertragungselements 7 sind vier bilderzeugende Einheiten Pa, Pb, Pc und Pd, jede mit einer im Wesentlichen identischen Struktur, in Serie angeordnet. Die Struktur der bilderzeugenden Einheiten wird beschrieben anhand der bilderzeugenden Einheit Pa als Beispiel. Die bilderzeugende Einheit Pa enthält eine photoempfindliche Trommel 1a, die in Richtung eines Pfeils rotierbar angeordnet ist. Um die photoempfindliche Trommel 1a sind Verfahrenseinrichtungen wie ein Primärauflader 2a, eine Belichtungsvorrichtung 3a, eine entwickelnde Vorrichtung 4a, ein Primärübertragungswiderstand (Primärübertragungselement) 5a, und eine reinigende Vorrichtung 6a angeordnet. Ähnlich wie in der bilderzeugenden Einheit Pa beinhalten die anderen bilderzeugenden Einheiten Pb, Pc und Pd ebenfalls: Primärauflader 2b, 2c und 2d; Belichtungsvorrichtungen 3b, 3c und 3d; entwickelnde Vorrichtungen 4b, 4c und 4d; Primärübertragungswalzen (Primärübertragungselemente) 5b, 5c und 5d; und reinigende Vorrichtungen 6b, 6c und 6d. Diese bilderzeugenden Einheiten Pa, Pb, Pc und Pd erzeugen farbige Tonerbilder aus jeweils Magenta, Cyan, Gelb und Schwarz, in dieser Reihenfolge, und die entsprechenden entwickelnden Vorrichtungen 4a, 4b, 4c und 4d enthalten die entsprechenden Farbtoner Magenta, Cyan, Gelb und Schwarz.
Ein Bildsignal, basierend auf einem Magenta-Farbbestandteil eines Originals wird projiziert auf der photoempfindlichen Trommel 1a über einen Polygon-Spiegel (nicht gezeigt), um ein elektrostatisch latentes Bild zu erzeugen. Das elektrostatisch latente Bild wird versorgt mit dem Magenta-Toner aus der entwickelnden Vorrichtung 4a, um ein Magenta-Tonerbild bereitzustellen. Wenn das Magenta-Tonerbild einen Primärübertragungsteil erreicht, wo die photoempfindliche Trommel 1a und der Zwischenübertragungsgurt 7 aneinanderstossen durch die Rotation der photoempfindlichen Trommel 1a, wird das auf der photoempfindlichen Trommel 1a erzeugte Magenta-Tonerbild primärübertragen auf den Zwischenübertragungsgurt 7 durch eine Primärvorspannung, angelegt von der Primärübertragungswalze 5a. Der Zwischenübertragungsgurt 7, der darauf das Magenta-Tonerbild trägt, wird befördert zur bilderzeugenden Einheit Pb, wo ein Cyan-Tonerbild, das zu diesem Zeitpunkt auf der photoempfindlichen Walze 1b erzeugt worden ist, in der gleichen Weise wie bei dem Magenta-Tonerbild, das oben beschrieben wurde, primärübertragen wird auf das Magenta-Tonerbild in einer überlagernden Weise.
Auf ähnliche Weise wie der Zwischenübertragungsgurt 7 zu den bilderzeugenden Einheiten Pc und Pd vorrückt, werden ein gelbes Tonerbild und ein schwarzes Tonerbild (primär)übertragen auf die oben erwähnten Magenta- und Cyan-Tonerbilder in einer überlagernden Weise bei den jeweiligen Primärübertragungsteilen, Danach erreicht zu diesem Zeitpunkt das Aufzeichnungsmaterial P, das aus der Papierkassette 11 herausgenommen wurde, einen Sekundärübertragungsteil (Sekundär-Übertragungsspalt-Teil) zwischen dem Zwischenübertragungsgurt 7 und einer Sekundärübertragungswalze (Sekundärübertragungselement) 15a. Bei diesem Sekundärübertragungsteil werden die oben beschriebenen vier Farbtonerbilder sekundärübertragen auf das Aufzeichnungsmaterial P zum gleichen Zeitpunkt durch eine Sekundärvorspannung, angelegt an die Sekundärübertragungswalze.
Das Aufzeichnungsmaterial P wird befördert von dem Sekundärübertragungsteil zu einer fixierenden Vorrichtung 16 und wird erwärmt und gepresst zwischen einer Fixierungswalze 17 und einer Presswalze 18 in der fixierenden Vorrichtung 16. Als Ergebnis wird das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial P fixiert. Die Fixierungsvorrichtung 16 enthält einen Mechanismus zum Beschichten eines Freisetzungsöls (zum Beispiel Silikonöl) auf der Oberfläche der Fixierungswalze 17, um eine Ablösbarkeit zwischen dem Aufzeichnungsmaterial P und der Fixierungswalze 17 zu erhöhen. Das Freisetzungsöl wird auch auf dem Aufzeichnungsmaterial P aufgebracht. Das Aufzeichnungsmaterial P, auf dem das Tonerbild fixiert worden ist, wird entladen in einem Entladungsschacht (nicht gezeigt). Zwischenzeitlich, im Falle des Durchführens einer automatischen doppelseitigen Bilderzeugung auf dem Aufzeichnungsmaterial P, wird das Aufzeichnungsmaterial P, nachdem es an dessen Vorderseite einer Bilderzeugung unterzogen wurde (erste Oberfläche), auch an dessen Rückseite einer Bilderzeugung ausgesetzt (zweite Oberfläche), durch Befördern durch eine Aufzeichnungsmaterial-Umkehrungspassage (nicht gezeigt) und Wiederholen des oben erwähnten Zyklus des Bilderzeugungsverfahrens.
In der oben beschriebenen Bilderzeugungsvorrichtung wurde häufig eine elektrisch leitfähige Walze als das Primärübertragungselement oder das Sekundärübertragungselement verwendet, angesichts der Beständigkeit, der Kosten und der Umweltverträglichkeit. Insbesondere in den Schritten des Übertragens des Tonerbilds von den photoempfindlichen Walzen 1a–1d zu dem Zwischenübertragungsgurt 7 oder von dem Zwischenübertragungsgurt 7 zu dem Aufzeichnungsmaterial P wird vorwiegend angewandt eine Übertragungswalze, umfassend ein zylindrisches Kernmetall und einen Kautschuk, der um das Kernmetall gewunden ist, mit einem geregelten Widerstand von 1,0 × 10⁵–1,0 × 10¹⁰ Ohm·cm, als das Übertragungselement, so dass elektrische Ladungen bei der Übertragung in ausreichendem Maße zu dem Zwischenübertragungsgurt 7 und dem Aufzeichnungsmaterial zugeführt werden.
Repräsentative Einrichtungen zum Steuern eines Widerstandes der Übertragungswalze schließen ein Einrichtungen eines Elektronen-leitfähigen Typs und eines Ionen-leitfähigen Typs. Der erstere (Elektronen-leitfähige Typ) umfasst einen Kautschuk und elektrisch leitfähige Partikel, die in dem Kautschuk dispergiert sind, wie elektrisch leitfähiges Carbon Black, Metallpulver oder Metalloxidpartikel. Dagegen umfasst der letztere (ionisch leitfähiger Typ) einen Kautschuk und ein ionisch leitfähiges Material, das in dem Kautschuk geknetet ist, wie Epichlorhydrin-Kautschuk; Tetracyanoethylen und dessen Derivate; Benzochinon und dessen Derivate; anorganisch ionische Substanzen, einschließlich Lithiumperchlorat, Natriumperchlorat und Calciumperchlorat; kationisch oberflächenaktive Stoffe; und amphotere oberflächenaktive Stoffe.
Allerdings sind diese konventionellen Übertragungswalzen mit den folgenden Problemen verbunden.
Die Übertragungswalze vom elektrisch leitfähigen Typ weist eine Spannungscharakteristik, wie in 8 gezeigt, auf. Wie aus 8 ersichtlich ist, wird, wenn eine an die Übertragungswalze angelegte Spannung erhöht wird, der resultierende Volumenwiderstand erniedrigt. Wenn eine Spannung angelegt wird, die eine bestimmte Spannung übersteigt, verursacht die Übertragungswalze aus diesem Grund in einigen Fällen eine Undichtheit. Des Weiteren wird eine Unregelmäßigkeit des Widerstandes infolge einer ungleichförmigen Dispersion eines elektrisch leitfähigen Stoffes in einem Kautschuk groß, verglichen mit dem Fall der Übertragungswalze vom ionisch leitfähigen Typ.
Dagegen weist die Übertragungswalze vom ionisch leitfähigen Typ, wie in 2 gezeigt, eine Erhöhung des Widerstandes auf, die größer ist als die Übertragungswalze vom Elektronen-leitfähigen Typ. Mit Bezug auf 2, im Falle des Durchführens einer Übertragungssteuerung, basierend auf einer Steuerung mit konstantem Strom, wird der Wert einer angelegten Spannung erhöht, wenn der Wert des Widerstandes erhöht wird. Dieses Phänomen (Anstieg des Widerstandes) ist dem geringeren Stromfluss zuzurechnen, verursacht durch Auftreten einer Dissoziation und Polarisation einer ionischen Substanz zum Zeitpunkt des kontinuierlichen Anlegens eines Stromes der gleichen Polarität im Falle der Übertragungswalze vom ionisch leitfähigen Typ, die eine elektrische Leitfähigkeit durch die ionische Substanz aufweist. Zusätzlich, im Fall, bei dem die ionisch leitfähige Schicht eine geschäumte Schicht umfasst, ist anzunehmen, dass ein Grad der Erhöhung des Widerstandes schlechter wird infolge einer Entladung innerhalb von Blasen, was zu einer beschleunigten Verschlechterung des Kautschuks führt. Wenn der Widerstand erhöht wird, wird eine Spannung mit Bezug auf einen Übertragungsstrom, der notwendig ist, um das Tonerbild auf das Aufzeichnungsmaterial zu übertragen, groß, Bildversagen infolge einer anomalen elektrischen Entladung wird verursacht, oder die resultierende Vorrichtung erfordert ein großes Format, um eine Kriechstrecke zwischen dem Aufladeelement und dessen Umgebung angesichts einer sicheren Gestaltung zu gewährleisten. Des weiteren ist eine höhere Spannung erforderlich, was somit zu erhöhten Kosten eines Hochspannungstransformators führt.
Angesichts dieser Umstände, als Maßnahmen gegen die Polarisation der ionisch leitfähigen Substanz, offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung (JP-A) Hei 7-49604 ein verbessertes Verfahren, bei dem bei einer Übertragungswalze eine Bipolar-Vorspannung angelegt wird bei einem bestimmten Intervall. Ferner beschreibt JP-A Hei 11-65269 Maßnahmen wie das Mischen von Epichlorhydrinkautschuk (ECO) in Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), um die Schwierigkeit zu beseitigen, dass sich NBR infolge von Ozon verschlechtert durch das Vorhandensein einer Doppelbindung in dessen Hauptkette. Allerdings beschreiben diese Dokumente keine Maßnahmen gegen die Entladung einer geschäumten Schicht.
Des weiteren hat JP-A 2000-179539 vorgeschlagen eine elektrisch leitfähige Walze, gebildet aus mehreren Schichten, einschließlich einer Elektronen-leitfähigen Schicht und einer ionisch leitfähigen Schicht, als eine elektrisch leitfähige Walze, die im Stande ist, ohne zeitliche Veränderung einen stabilen Widerstandswert beizubehalten. Allerdings werden durch die Erzeugung einer zweischichtigen Struktur die Produktionskosten erhöht, und eine Erhöhung des Widerstandes der ionisch leitfähigen Schicht kann nicht vermieden werden.
Mit Bezug auf eine reinigende Leistung der Übertragungswalze hat JP-A 2000-181251 eine Übertragungswalze mit einer Tonerfreisetzungsschicht vorgeschlagen. Allerdings erfordert die Übertragungswalze das Beinhalten eines adäquaten Reinigungsmechanismus (zum Beispiel die Bereitstellung einer Übertragungsharz-Reinigungsklinge oder eines Abfalltonerbehälters) gegen die Kontamination an der Rückseite eines Aufzeichnungsmaterials, weil die Übertragungswalze ausgezeichnet ist in der Tonerfreisetzbarkeit, was somit zu einer Erhöhung der Kosten und zu einem großformatigen Element führt. JP-A Hei 5-119646 beschreibt eine Übertragungswalze, bei der die Oberflächenschicht gebildet ist aus einem elastischen Element, umfassend einen geschäumten Körper mit einer Struktur von geschlossenen Zellen, und eine Vorspannung mit einer Polarität, identisch mit einer Übertragungsvorspannung, wird angelegt an die Übertragungswalze nach einer Vorspannung mit einer Polarität, entgegengesetzt zur Übertragungsvorspannung, um auf diese Weise das Reinigen hervorzurufen.
Des weiteren, mit Bezug auf ein Auftreten eines sog. „hohlen" Bildes, was ein Phänomen ist, bei dem ein zentraler Teil eines Zeichens oder einer dünnen Linie nicht übertragen wird, ist bislang bekannt, dass ein Faktor der Härte einer Übertragungswalze dominant ist. Des Weiteren erfordert die Übertragungswalze das Gewährleisten eines ausreichenden Spaltes und stabilen Oberflächeneigenschaften über eine lange Zeitdauer, um das Aufzeichnungsmaterial fest zu greifen, weil die Übertragungswalze auch eine Funktion des Beförderns des Aufzeichnungsmaterials hat.
Um somit einen ausreichenden Übertragungsspalt zu gewährleisten, erfordert die Übertragungswalze eine geringere Härte.
Wie obenstehend beschrieben, um in kompatibler Weise ein stabiles Übertragungsvermögen und eine bilderzeugende Leistung über eine lange Zeitdauer zu gewährleisten, muss bei der Übertragungswalze eine unnötige Erhöhung von deren Härte vermieden werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein aufladendes Element oder ein Übertragungselement bereitzustellen, das im Stande ist, eine Veränderung des Widerstandes durch kontinuierliche Verwendung zu unterdrücken, und eine dauerhafte Übertragbarkeit über eine lange Zeitdauer zu gewährleisten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine bilderzeugende Vorrichtung bereitzustellen, die das Übertragungselement verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein Übertragungselement, das kontaktierbar angeordnet ist an einem bildtragenden Element und versorgt wird mit einer Vorspannung, umfassend:
eine Widerstandsschicht mit einer ionisch elektrischen Leitfähigkeit,
wobei die Widerstandsschicht umfasst ein geschäumtes elastisches Element und den folgenden Beziehungen genügt: B ≤ (5/3) × A – 0,3 und B ≥ 0,6,wobei A darstellt eine Oberflächenblasen-enthaltende Dichte, gemessen in einem Zustand, in dem Luftblasen an der Oberfläche der Widerstandsschicht anhaften, durch ein Immersionsverfahren gemäß JIS Z 8807; und B darstellt eine Oberflächenblasen-entlüftete Dichte, gemessen im Zustand, in dem diese Luftblasen von der Oberfläche der Widerstandsschicht entfernt worden sind, durch ein Eintauchverfahren gemäß JIS Z 8807.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend:
eine bilderzeugende Einrichtung zum Erzeugen eines Bildes auf einem bildtragenden Element, und
ein Übertragungselement, das kontaktierbar an dem bildtragenden Element angeordnet ist, und das das Bild, erzeugt auf dem bildtragenden Element, durch Anlegen einer Vorspannung an das Übertragungselement überträgt;
wobei das Übertragungselement umfasst eine Widerstandsschicht mit einer ionisch elektrischen Leitfähigkeit, wobei die Widerstandsschicht umfasst ein geschäumtes elastisches Element und den folgenden Beziehungen genügt: B ≤ (5/3) × A – 0,3 und B ≥ 0,6,wobei A darstellt eine Blasen-enthaltende Dichte, gemessen in einem Zustand, in dem Luftblasen an der Oberfläche der Widerstandsschicht anhaften, durch ein Eintauchverfahren gemäß JIS Z 8807; und B darstellt eine Blasen-entlüftete Dichte, gemessen in einem Zustand, in dem die Luftblasen von der Oberfläche der Widerstandsschicht entfernt sind, durch ein Eintauchverfahren gemäß JIS Z 8807.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Längsschnittansicht, die einen schematischen Aufbau einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
2 ist eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen Ausdauer und Erhöhung in der Übertragungsspannung (Widerstandswert) mit Bezug auf eine Übertragungswalze vom Elektronen-leitfähigen Typ und eine Übertragungswalze vom ionisch leitfähigen Typ zeigt.
3 ist eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Oberflächenblasen-entlüfteten Dichte B in Zusammenhang mit einem Anstieg des Widerstands mit der Zeit zeigt.
4 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines Verfahrens des Messens eines Volumenwiderstands einer Übertragungswalze.
5 enthält schematische Ansichten, wobei in (a) gezeigt ist ein Verfahren zum Messen der Oberflächenblasen-entlüfteten Dichte B und in (b) gezeigt ist ein Verfahren zum Messen der Oberflächenblasen-enthaltenden Dichte A.
6 ist eine Längsschnittansicht, die einen schematischen Aufbau einer bilderzeugenden Vorrichtung gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
7 ist eine Längsschnittansicht, die einen schematischen Aufbau einer konventionellen bilderzeugenden Vorrichtung zeigt.
8 ist eine Darstellung, die Volumenwiderstandswerte gegenüber einer Veränderung der Spannung einer einschichtigen Walze unter Verwendung eines Elektronen-leitfähigen Stoffes zeigt.
9 ist eine Tabelle, die Ergebnisse der Bewertung zeigt bezüglich einer Erhöhung des Widerstands nach kontinuierlicher Ansteuerung, wenn eine Kombination der Oberflächenblasen-enthaltenden Dichte A und der Oberflächenblasen-entlüfteten Dichte B verändert wird mit Bezug auf eine Übertragungswalze.
10 ist eine Tabelle, die Ergebnisse einer Bewertung zeigt bezüglich einer Erhöhung des Widerstandes, des Auftretens von Bruch und Auftreten von Abweichung, wenn mehrere Übertragungswalzen mit verschiedenen Dicken der Widerstandsschicht und verschiedenen Kernmetall-Durchmessern verwendet werden.
11 ist eine Tabelle, die Ergebnisse einer Bewertung zeigt bezüglich der Erhöhung des Widerstands, des Auftretens von Bruch und des Auftretens von Abweichung, wenn mehrere Übertragungswalzen mit verschiedenen Dicken der Widerstandsschicht aber mit einem bestimmten Kernmetall-Durchmesser verwendet werden.
12 ist eine Tabelle, die Ergebnisse einer Bewertung zeigt hinsichtlich eines hohlen Bildes, Übertragungsversagen und Veränderung des Widerstandes, wenn mehrere Übertragungswalzen mit verschiedenen anstoßenden Drücken der Übertragungswalzen gegen die photoempfindliche Trommel verwendet werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den entsprechenden Zeichnungen stellen identische Bezugsnummern oder Symbole identische Elemente oder Funktionen dar, und wiederholte Erklärungen werden daher in geeigneter Weise vermieden.
<Ausführungsform 1>
1 zeigt eine bilderzeugende Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform als Beispiel der bilderzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist die in 1 gezeigte Vorrichtung eine (auf vier Farben basierende) vollfarbenbilderzeugende Vorrichtung eines elektrophotographischen Typs unter Verwendung eines Zwischenübertragungsgurtes als ein Zwischenübertragungselement (bildtragendes Element oder Übertragungsmedium), und 1 ist eine Längsschnittansicht, die einen schematischen Aufbau zeigt.
Mit Bezug auf 1 ist im Inneren eines Hauptaufbaus (nicht gezeigt) der bilderzeugenden Vorrichtung angeordnet ein endloser Zwischenübertragungsgurt 7, der sich bewegt (rotiert) in einer Richtung eines Pfeils R7. In dieser Ausführungsform wendet der Zwischenübertragungsgurt 7 elektrisch leitfähiges Polyimid an. Unter dem Zwischenübertragungsgurt 7 ist angeordnet eine Papierzuführungskassette 11. In der Papierkassette 11 befindet sich ein Aufzeichnungsmaterial P (wie Papier oder Transparentfilm) als Übertragungsmedium und wird zugeführt von der Papierkassette 11, übertragen durch Übertragungswalzen 13, und wird gesendet an einen Sekundärübertragungsteil (Sekundärübertragungsspalt-Teil) T2, gebildet zwischen dem Zwischenübertragungsgurt und einer Sekundärübertragungswalze (Übertragungselement) 15, durch Register-Walzen 14 zu einem bestimmten Zeitpunkt.
Oberhalb des Zwischenübertragungselements 7 sind vier bilderzeugende Einheiten Pa, Pb, Pc und Pd angeordnet, jede mit einer im Wesentlichen identischen Struktur, in dieser Reihenfolge von einer Seite stromaufwärts der Rotationsrichtung (die Richtung des Pfeils R7) des Zwischenübertragungsgurts 7. Die entsprechenden bilderzeugenden Einheiten Pa, Pb, Pc und Pd enthalten elektrophotographische photoempfindliche Elemente vom Trommel-Typ (bezeichnet als „photoempfindliche Trommeln") 1a, 1b, 1c und 1d, als bildtragende Elemente, die rotationsfähig angeordnet sind in einer Richtung eines Pfeils. Um die entsprechenden photoempfindlichen Trommeln 1a, 1b, 1c und 1d, sind angeordnet Verfahrenseinrichtungen wie Primärauflader (aufladende Einrichtungen) 2a, 2b, 2c und 2d, Belichtungsvorrichtungen (Belichtungseinrichtungen) 3a, 3b, 3c und 3d, entwickelnde Vorrichtungen (entwickelnde Einrichtungen) 4a, 4b, 4c und 4d, Primärübertragungswalzen (Übertragungselemente) 5a, 5b, 5c und 5d, und reinigende Vorrichtungen (reinigende Einrichtungen) 6a, 6b, 6c und 6d, im Wesentlichen in dieser Reihenfolge entlang der Rotationsrichtung (Richtung im Uhrzeigersinn in 1) der photoempfindlichen Trommeln.
Diese bilderzeugenden Einheiten Pa, Pb, Pc und Pd unterscheiden sich darin, dass sie jeweils farbige Tonerbilder Magenta, Cyan, Gelb und Schwarz bilden. Die entsprechenden entwickelnden Vorrichtungen 4a, 4b, 4c und 4d enthalten die jeweiligen farbigen Toner Magenta, Cyan, Gelb und Schwarz.
Die photoempfindliche Trommel 1a wird rotationsförmig angetrieben in einer Richtung des Pfeils, der darin gezeigt ist, durch eine Antriebseinrichtung (nicht gezeigt), und deren Oberfläche wird in gleichförmiger Weise aufgeladen durch den Primärauflader 2, auf eine bestimmte Polarität und ein bestimmtes Potential. Auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1a wird nach dem Aufladen ein elektrostatisch latentes Bild erzeugt durch die Belichtungsvorrichtung 3a. Insbesondere wird Laserlicht, das ON/OFF-gesteuert wird gemäß einem Bildsignal, basierend auf einer Magentabestandteil-Farbe eines Originals, von einem Laseroszillator der Belichtungsvorrichtung 3 emittiert und wird aufgebracht auf die photoempfindliche Trommel 1a über einen Polygon-Spiegel (nicht gezeigt), um ein elektrostatisch latentes Bild zu erzeugen an der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1a durch Entfernen von elektrischen Ladungen bei dem bestrahlten Teil des Laserlichts. Das elektrostatisch latente Bild wird entwickelt mit dem Magentatoner, zugeführt von der entwickelnden Vorrichtung 4a, als ein Magentatonerbild. Wenn das Magentatonerbild einen Primärübertragungsteil T1 erreicht, wo die photoempfindliche Trommel 1a und der Zwischenübertragungsgurt 7 gegeneinander stoßen durch die Rotation der photoempfindlichen Trommel 1a. Zu diesem Zeitpunkt wird das auf der photoempfindlichen Trommel 1a erzeugte Magenta-Tonerbild primärübertragen auf den Zwischenübertragungsgurt 7 durch Anlegen einer Übertragungsvorspannung, angelegt bei der Primärübertragungswalze 5a. Der Resttoner, der nach der Tonerbild-Übertragung auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1a verbleibt, wird entfernt durch die reinigende Vorrichtung 6a, um einer nachfolgenden Bilderzeugung unterzogen zu werden. Der Zwischenübertragungsgurt 7, der darauf das Magenta-Tonerbild trägt, wird übertragen zur bilderzeugenden Einrichtung Pb, wo ein Cyan-Tonerbild, das zu diesem Zeitpunkt auf der photoempfindlichen Trommel 1b erzeugt worden ist, durch das gleiche bilderzeugende Verfahren wie in dem Magenta-Tonerbild, das oben beschrieben wurde, auf das Magenta-Tonerbild in einer überlagernden Weise primärübertragen wird.
In ähnlicher Weise, wenn der Zwischenübertragungsgurt 7 zu den bilderzeugenden Einheiten Pc und Pd vorrückt, werden ein gelbes Tonerbild und ein schwarzes Tonerbild (primär)übertragen auf die oben erwähnten Magenta- und Cyan-Tonerbilder in einer überlagernden Weise an den jeweiligen Primärübertragungsteilen T1. Andererseits wird das Aufzeichnungsmaterial P, zugeführt von der Papierkassette 11 durch die papierzuführenden Walzen 12, durch die Beförderungswalzen 13 übertragen und wird gesendet an einen Sekundärübertragungsteil (Sekundärübertragungsspalt-Teil) T2, um mit dem Tonerbild auf dem Zwischenübertragungsgurt 7 zeitlich abgestimmt zu sein. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Sekundärübertragungsvorspannung angelegt bei der Sekundärübertragungswalze 15 (Übertragungselement), wodurch die oben beschriebenen vier Farbtoner-Bilder zur gleichen Zeit sekundärübertragen werden auf das Aufzeichnungsmaterial P.
Der Resttoner, der auf der Oberfläche des Zwischenübertragungsgurts 7 nach der Sekundärübertragung verbleibt, wird entfernt durch eine den Zwischenübertragungsgurt reinigende Vorrichtung 19, um einer nachfolgenden Bilderzeugung ausgesetzt zu werden.
Andererseits wird das Aufzeichnungsmaterial P nach der Sekundärübertragung des Tonerbildes an eine fixierende Vorrichtung 16 gesendet, wo das Tonerbild erwärmt und gepresst wird zwischen einer Fixierungswalze 17 und einer Presswalze 18. Als Ergebnis wird das Tonerbild auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials P fixiert. Die Fixierungsvorrichtung 16 enthält einen Mechanismus zum Beschichten eines Freisetzungsöls (zum Beispiel Silikonöl) auf der Oberfläche der Fixierungswalze 17, um eine Freisetzbarkeit zwischen dem Aufzeichnungsmaterial P und der Fixierungswalze 17 zu erhöhen. Dieses Freisetzungsöl wird auch angebracht bei dem Aufzeichnungsmaterial P. Das Aufzeichnungsmaterial P, auf dem das Tonerbild fixiert wird, wird entladen in einen Entladungsschacht (nicht gezeigt). Zwischenzeitlich, im Falle des Durchführens einer automatischen doppelseitigen Bilderzeugung auf dem Aufzeichnungsmaterial P, wird das Aufzeichnungsmaterial P, nachdem es bei dessen Vorderseite (erste Oberfläche) einer Tonerbildfixierung unterzogen worden ist, ausgesetzt einer Bilderzeugung auch bei dessen hinterer Seite (zweite Oberfläche) durch Durchlassen durch eine Aufzeichnungsmaterial-Umkehrungspassage (nicht gezeigt), um sowohl eine Seitenumkehrung zu bewerkstelligen, als auch, nachdem es wiederholt zum Sekundärübertragungsteil T2 gesendet worden ist, das Wiederholen des oben erwähnten Zyklus des Bilderzeugungsverfahrens. Das Aufzeichnungsmaterial P, das die erzeugten Tonerbilder auf beiden Seiten besitzt, wird an dem Entladungsschacht entladen, um somit die auf vier Farben basierende Vollfarben-Bilderzeugung zu vervollständigen.
In dieser Ausführungsform wurden als die Sekundärübertragungswalze 15 für die oben erwähnte Bilderzeugungsvorrichtung verschiedene Übertragungswalzen, die untenstehend beschrieben werden, hergestellt und einem Vergleich unterzogen (Vergleichsexperiment).
Jede Sekundärübertragungswalze 15 ist aufgebaut aus einem Kernmetall 15a und einer Widerstandsschicht 15b, welche das Kernmetall 15a zylindrisch umgibt. Die Übertragungswalze 15 hat einen Außendurchmesser von 24 mm und einen Durchmesser des Kernmetalls 15a von 12 mm, und enthält die Widerstandsschicht 15b, geschäumt aus einem geschäumten Kautschuk (geschäumtes elastisches Element), im Wesentlichen umfassend Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR).
Die Übertragungswalze kann hergestellt werden wie folgt. Ein Kautschukmaterial, hergestellt durch Hinzufügen von Azobisisobutyronitril (AIBN) als Schäumungsstoff zu NBR, wird ausgesetzt einer Extrusion durch eine Formungsmaschine und wird mit einem Primer an eine Umfangsoberfläche eines Kernmetalls gebunden, hergestellt aus Edelstahl (SUS). Danach wird das resultierende geformte Produkt vulkanisiert unter Erwärmung, um einen geschäumten Teil zu erzeugen mit einer geschlossenen Zelle innerhalb des Kautschukmaterials. Das geschäumte Produkt wird oberflächenpoliert, um einen bestimmten Außendurchmesser aufzuweisen, um somit eine Übertragungswalze herzustellen. Als Schäumungsstoff, anders als das oben beschriebene AIBN, ist es auch möglich, Azodicarbonamid (ADCA) oder Dinitrosopentamethylentetramin (DPT) zu verwenden. Des Weiteren, als Material zum Vermitteln von ionischer Leitfähigkeit, ist es möglich, in den Kautschuk zu kneten Epichlorhydrin-Kautschuk; Tetracyanoethylen und dessen Derivate; Benzochinon und dessen Derivate; anorganisch ionische Substanzen, einschließlich Lithiumperchlorat, Natriumperchlorat und Calciumperchlorat; kationische oberflächenaktive Stoffe; und amphotere oberflächenaktive Stoffe; usw.
Die resultierende Übertragungswalze hat eine Schwamm-Schicht, die so eingestellt wurde, dass sie einen Volumenwiderstand im Bereich von 7 × 10⁷ bis 1,2 × 10⁸ Ohm·cm in einer Umgebung einer Temperatur von 23°C und einer relativen Feuchtigkeit von 50 % besitzt.
Die Übertragungswalze hat eine Walzenhärte von 25–40 Grad, als ganzes, gemessen als ASKER-C-Härte unter einer Belastung von 500 gf.
4 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen einer Messmethode des Volumenwiderstandes der Übertragungswalze.
Mit Bezug auf 4 wird eine Übertragungswalze 15 gepresst gegen eine Metallwalze 20 mit einem Durchmesser von 30 mm, während des Anwendens einer gesamten Belastung von 1000 gf an beiden Längsenden eines Kernmetalls 15a (500 gf pro jedem Längsende). Die Metallwalze 20 wird rotiert bei einer Geschwindigkeit von 20 rpm, wodurch die Übertragungswalze 15 rotiert wird. Zu dieser Zeit wird eine Vorspannung von 2 kV angelegt von einer Energieversorgung 21 an das Kernmetall 15a, und ein Stromfluss, der durch die Metallwalze 20 durchgeht, wird durch einen Strommesser 22 überwacht. Wenn ein Strom-Wert zu diesem Zeitpunkt I(A) ist, und die Übertragungswalze 15 eine Kautschukschicht-Länge L besitzt, einen Kernmetall-Durchmesser von r2 und einen Walzen-Außendurchmesser von r1; wird ein Volumenwiderstand (ρv) der Übertragungswalze 15 erhalten gemäß der folgenden Gleichung: ρv = {2πL × 2000}/{I × ln(r1/r2)}
In der vorliegenden Erfindung ist der Volumenwiderstand der Übertragungswalze nicht beschränkt auf den obigen Bereich von 7 × 10⁷–1,2 × 10⁸ Ohm·cm). Der Volumenwiderstand der Übertragungswalze kann schwanken in Abhängigkeit von beispielsweise einer Bilderzeugungsgeschwindigkeit (Prozessgeschwindigkeit) der Bilderzeugungsvorrichtung, die verwendet wird, und einer Dicke der verwendeten Widerstandsschicht, und kann vorzugsweise im Bereich von 1,0 × 10⁶ bis 1,0 × 10¹⁰ Ohm·cm sein.
Wenn der Volumenwiderstand unter 1,0 × 10⁶ Ohm·cm ist, fließt ein Übertragungsstrom in einen Nicht-Papierzuführenden Teil, so dass eine resultierende Übertragungsspannung nicht erhöht wird, um zu einer unzureichenden Versorgung von elektrischen Ladungen bei dem Papierzuführungsteil zu führen. Ferner wird ein Unterschied der zugeführten elektrischen Ladungsdichte zwischen einem Bilderzeugungsteil und einem Nicht-Bilderzeugungsteil verursacht, so dass ein Phänomen wie ein massives schwarzes Bild, gestreut über einen massiven weißen Teil, verursacht wird. Wenn andererseits der Volumenwiderstand 1,0 × 10¹⁰ Ohm·cm übersteigt, wird eine Übertragungsspannung mit Bezug auf einen Übertragungsstrom, erforderlich für die Übertragung, zu hoch, so dass in einigen Fällen ein anomales Entladungsbild wie ein Weiß-Abfall-Bild verursacht wird. Ferner tritt leicht eine Entladung innerhalb der Schwamm-Kautschukschicht auf, was somit in einigen Fällen eine Erhöhung des Widerstands bei der kontinuierlichen Verwendung beschleunigt. Um somit die oben erwähnten Schwierigkeiten zu bewältigen, kann der Volumenwiderstand weiter bevorzugt im Bereich von 1,0 × 10⁷ bis 1,0 × 10⁹ Ohm·cm sein.
Der Druck (anstoßende Druck) zwischen der Übertragungswalze 15 und dem Zwischenübertragungsgurt 7 wird in dieser Ausführungsform festgelegt auf 3,3 × 10⁴ Pa (Kgf/m²), um eine Übertragbarkeit mehrfarbiger Bilder (Zwei-, Drei- oder Vier-Farben-Tonerbilder) auf dickes Papier oder Papier mit aufgerauter Oberfläche als Aufzeichnungsmaterial P zu erfüllen. In einem solchen Fall ist die gesamte Belastung zum Zeitpunkt des Aneinanderstoßens der Übertragungswalze 4 kg und ein Übertragungsspalt-Teil hat eine Breite von 4 mm und eine Längs-Länge von 300 mm.
Eine Oberflächenblasen-enthaltende Dichte A (g/cm³) und eine Oberflächenblasen-entlüftete Dichte B (g/cm³) der NBR-Widerstandsschicht, verwendet in dieser Ausführungsform, werden gemessen durch eine Dichte-Messmethode (Wassereintauchverfahren oder Substitutionsmethode in Wasser) gemäß JIS Z 8807. Als Messvorrichtung ist es möglich beispielsweise ein elektronisches Dichtemeter vom Typ einer Waage zu verwenden.
5 zeigt ein Beispiel der Messmethode der Oberflächenblasen-enthaltenden Dichte A und der Oberflächenblasen-entlüfteten Dichte B.
Die Dichte wird gewöhnlich auf folgende Weise gemessen.
Unter der Annahme, dass eine Dichte von Wasser (Wa) bei einer gegebenen Temperatur ρ ist, ein Gewicht einer geschäumten Schicht (Element) m ist, eine gesamte Masse des Testkörpers C und des Ballasts (nicht gezeigt) in Wasser wg ist (g: Erdbeschleunigung), und eine Masse des Ballasts in Wasser ωg ist (g: Erdbeschleunigung), kann die Dichte berechnet werden durch: mρ/{m – (w – ω)}(g/cm3).
Demgemäß kann die Dichte gemessen werden über die folgenden Schritte (a), (b) und (c).

(a) Eine Wassertemperatur in einem Wassergefäß wird gemessen durch ein Thermometer (T), und die Dichte ρ des Wassers (Wa) in dem Wassergefäß wird gemessen.
(b) Die Masse (m) des Prüfkörpers (geschäumtes Element) wird gemessen (in Luft).
(c) Der Prüfkörper wird untergetaucht in das Wassergefäß durch Verwenden des Ballasts (weil der Prüfkörper leichter als Wasser ist), und eine Masse (w – ω) des Prüfkörpers in Wasser wird gemessen durch die Messvorrichtung (M), um die Dichte gemäß der obigen Formel zu erhalten.

Die Oberflächenblasen-enthaltende Dichte A und die Oberflächenblasen-entlüftete Dichte B werden voneinander in der folgenden Weise unterschieden.
(1) Oberflächenblasen-enthaltende Dichte A
Ein zylindrischer (Doughnut-förmiger) Prüfkörper C (geschäumtes Element oder Walze) mit einem Innendurchmesser von 12 mm, einem Außendurchmesser von 24 mm und einer Höhe von 20 mm wird hergestellt durch Entfernen des Kernmetalls (Schaft) 15a von der Übertragungswalze 15, und wird ausgesetzt einer Dichtemessung durch Verwenden der oben erwähnten Messvorrichtung (M) in der gleichen Weise wie obenstehend beschrieben.
In diesem Fall, wie in 5(b) gezeigt ist, wird der Prüfkörper C in Wasser eingetaucht in einem solchen Zustand, dass Luftblasen an der Oberfläche des Prüfkörpers C anhaften. Die Dichte, gemessen in einem derartigen Zustand, wird bezeichnet als „Oberflächenblasen-enthaltende Dichte A".
Die Oberflächenblasen-enthaltende Dichte A ist ein Maß des Grades der Erzeugung eines Schäumungsteils bei der Oberfläche des Prüfkörpers (geschäumtes Element). Ein größerer Schäumungsteil besitzt leicht eine derartige Eigenschaft, dass eine größere Menge von Luftblasen bei der Walzenoberfläche erzeugt wird (die Oberfläche des Prüfkörpers), wenn der Prüfkörper (Walze) in Wasser eingetaucht wird. Demgemäß repräsentiert ein kleinerer A-Wert einen Zustand der Walze, der eine größere Menge von Luft enthält, einschließlich Luft bei der Walzenoberfläche, das heißt einen derartigen Zustand, dass eine größere Menge von Schäumungsteil innerhalb der Walze und an deren Oberfläche gebildet wird.
(2) Oberflächenblasen-entlüftete Dichte B
Ein Prüfkörper (Walze) C wird hergestellt in der gleichen Weise wie im Fall der Oberfächenblasen-enthaltenden Dichte A, wie obenstehend beschrieben. Der somit hergestellte Prüfkörper C wird unterzogen einer Beseitigung von Luftblasen bei der Walzenoberfläche in Wasser, zum Beispiel durch zehnmalige Kompression, nachdem er in genügendem Maße in Wasser eingetaucht wurde. Danach, wie in 5(a) gezeigt, wird der Prüfkörper C (Walze) ausgesetzt einer Dichtemessung in einem Zustand, in dem Luftblasen bei der Walzenoberfläche vollständig entfernt sind. Die Dichte, gemessen in einem solchen Zustand, wird bezeichnet als „Oberflächenblasen- entlüftete Dichte B". In der vorliegenden Erfindung ist die Weise des Entfernens von Luftblasen von der Walzenoberfläche nicht auf die Kompression beschränkt.
Die Oberfächenblasen-entlüftete Dichte B ist ein Maß einer Dichte innerhalb des Prüfkörpers (Walze) C, ausgenommen von deren Oberflächenzustand. Im Falle eines geschäumten Materials repräsentiert ein kleinerer B-Wert einen Zustand der Walze, die innerhalb der Walze eine größere Menge Luft enthält, das heißt einen Zustand, bei dem eine größere Menge von Schäumungsteil innerhalb der Walze gebildet ist.
9 zeigt Ergebnisse der Bewertung von 18 Übertragungswalzen mit unterschiedlichen Kombinationen der Oberflächenblasen-enthaltenden Dichte A und der Oberflächenblasen-entlüfteten Dichte B.
Weiter im Besonderen wird eine Beziehung zwischen einer Antriebs-freien Rotationsdauer und einer Erhöhung des Widerstandes (Erhöhung der Übertragungsspannung) im Falle, dass die konventionelle Sekundärübertragungswalze 15A einer kontinuierlichen leeren Rotation unter Antrieb unterzogen wird, durch eine Kurve (-o-: ionisch-leitfähiger Typ) in 2 gezeigt.
In dieser Ausführungsform wird die Bewertung in einer solchen Umgebung durchgeführt, dass ein Effekt in einfacher Weise verstanden werden kann, das heißt in einer Umgebung von geringer Feuchtigkeit (23°C und 5 RH), in der ein Unterschied in der Leistung in einer kurzen Zeit auftritt. Des Weiteren wird ein konstanter Strom von 20 μA kontinuierlich während der angetriebenen freien Rotation durchgeführt.
Wieder mit Bezug auf 9 wird der Bewertungseintrag („Anstieg des Widerstandes nach kontinuierlichem Antrieb) angegeben durch „o" oder „x" gemäß dem folgenden Kriterium.

x:: Nach 500 Stunden kontinuierlichen Antriebs übersteigt eine angelegte Spannung (Widerstand) zum Zeitpunkt einer Steuerung von konstantem Strom zweimal eine anfängliche angelegte Spannung.
o:: Die angelegte Spannung ist nicht mehr als zweimal die anfängliche angelegte Spannung (das heißt der Fall, anders als die Fälle „x").

Beispielsweise, wenn das obige Kriterium angewandt wird bei der sekundären Übertragungswalze 15A (konventioneller ionisch leitfähiger Typ), wie ersichtlich aus 2, ist die anfängliche angelegte Spannung (Übertragungsspannung) 3000 Volt und die angelegte Spannung nach kontinuierlichem Antrieb für 500 Stunden beträgt 7000 V, was zweimal die anfängliche angelegte Spannung übersteigt. Demgemäß wird die konventionelle Übertragungswalze 15A bewertet mit „x", gemäß dem oben erwähnten Kriterium.
Das Ergebnis der Tabelle, gezeigt in 9, ist auch als Kurve in 3 gezeigt. Aus 3 wurde, um einen Anstieg des Widerstandes nach kontinuierlichem Antrieb zu unterdrücken, das Erfordernis gefunden, dass die Oberflächenblasen-enthaltende Dichte A (g/cm³) und die Oberflächenblasen-entlüftete Dichte B (g/cm³) die folgenden Bedingungen zu erfüllen: B ≤ (5/3) × A – 0,3 und B ≥ 0,6.
In einem Bereich B > (5/3) × A – 0,3 ist die Oberflächenblasen-enthaltende Dichte A beträchtlich geringer als die Oberfächenblasen-entlüftete Dichte B, so dass eine Tendenz, das ein Grad der Erzeugung von Luftblasen an der Walzenoberfläche erhöht wird, intensiviert wird. Die Erhöhung des Grades der Blasenerzeugung bei der Walzenoberfläche führt zu einem weiteren Anstieg des Spalts, was leicht zu Entladung führt, um somit einen Anstieg des Widerstandes infolge der Entladung zu verursachen.
Weiter, wenn B < 0,6, wird eine Menge des Schäumungsteils innerhalb der Walze beträchtlich erhöht, um weiter den Spalt zu erhöhen, um somit zu Entladung innerhalb der Walze zu führen, um somit einen Anstieg des Widerstandes infolge der Entladung zu verursachen.
Mit Bezug auf die gleiche Walze ist die Oberflächenblasen-entlüftete Dichte B nicht geringer als die Oberflächenblasen-enthaltende Dichte A.
In einem weiteren Aspekt versagt bei den oben erwähnten Bedingungen, die fähig sind, den Anstieg des Widerstandes zu unterdrücken, die assoziierte Übertragungswalze dabei, die folgenden Einträge (i) und (ii) bei der Bilderzeugung in einigen Fällen zu erfüllen:

(i) Hohles Bild, und
(ii) Verschmutzung der Rückseite.

Mit Bezug auf (i) das hohle Bild wurde verdeutlicht, dass eine Menge des Schäumungsteils innerhalb der Walze kleiner wird, wenn die Oberflächenblasen-entlüftete Dichte B 0,75 g/cm³ übersteigt, um somit eine Härte der Walze zu erhöhen, um abrupt den Grad des hohlen Bildes zu verschlechtern. Dies kann einem derartigen Phänomen beigemessen werden, dass ein Übertragungsspalt klein wird (das heißt eine Übertragungsspalt-Breite wird eng) bei dem Sekundärübertragungsteil T2 (wie in 1 gezeigt), wenn die Walzenhärte erhöht wird, um somit zu einem Anstieg im Druck innerhalb des Übertragungsspalts zu führen. Wenn die Oberflächenblasen-entlüftete Dichte B somit nicht mehr als 0,75 g/cm³ ist, kann die Übertragungswalze die bilderzeugende Eigenschaft bezüglich des hohlen Bildes zufriedenstellen.
Mit Bezug auf die Verschmutzung der Rückseite in dieser Ausführungsform wird insbesondere eine reinigende Einrichtung zum Reinigen der Sekundärübertragungswalze 15 nicht verwendet unter den Gesichtspunkten der Kostenverringerung und der Raumeinsparung. Allerdings wird die Verschmutzung der Rückseite vermieden durch Verwenden einer Übertragungsvorspannung an der Sekundärübertragungswalze 15 zum Zeitpunkt, wenn das Aufzeichnungsmaterial P nicht vorhanden ist bei dem Sekundärübertragungsteil, um auf diese Weise die an der Oberfläche der Übertragungswalze 15 angebrachten Tonerpartikel zu beseitigen. In diesem Fall verschlechtert sich ein Grad der Verschmutzung der Rückseite, wenn ein Unterschied zwischen der Oberflächenblasen-entlüfteten Dichte B und der Oberflächenblasen-enthaltenden Dichte A (das heißt B – A) weniger als 0,02 g/cm³ ist. Dies ist so, weil eine kleinere Differenz (B – A < 0,02 g/cm³) einen solchen Zustand bedeutet, dass eine Menge des Schäumungsteils bei der Walzenoberfläche geringer ist, das heißt einen solchen Zustand, dass die Oberfläche o der Sekundärübertragungswalze 15 glatter wird, so dass Tonerpartikel nicht in den Schäumungsteil an der Oberfläche der Sekundärübertragungswalze 15 eintreten können, um immer an der Walzenoberfläche vorhanden zu sein, um somit an der Walzenoberfläche zu bleiben mit Bezug auf einen Bestandteil von Tonerpartikeln, der nicht entfernt werden kann, auch nicht durch Anlegen der Übertragungsvorspannung, die oben beschrieben wurde, um auf diese Weise die Verschmutzung der Rückseite zu verursachen.
Demgemäß erfordert die Übertragungswalze 15 einen Oberflächenschäumungsteil in einem bestimmten Maß, das heißt eine Differenz (B – A) zwischen der Oberflächenblasen-entlüfteten Dichte B und der Oberflächenblasen-enthaltenden Dichte A.
Gemäß dieser Ausführungsform wurde bestätigt, dass es erforderlich ist, dass die Differenz (B – A) nicht weniger als 0,02 g/cm³ ist, um die Verschmutzung der Rückseite zu vermeiden.
Wie obenstehend beschrieben, wenn die Oberflächenblasen-enthaltende Dichte A und die Oberflächenblasen-entlüftete Dichte B die folgenden Bedingungen erfüllen: A + 0,02 ≤ B ≤ (5/3) × A – 0,3 und 0,06 ≤ B ≤ 0,74,wird es möglich, die Probleme des hohlen Bildes und der Verschmutzung der Rückseite zur gleichen Zeit zu lösen, unter Vermeidung des Anstiegs des Widerstandes nach kontinuierlichem Antrieb der Sekundärübertragungswalze 15.
<Ausführungsform 2>
In dieser Ausführungsform wurde ein Vergleich durchgeführt mit Bezug auf mehrere Übertragungswalzen mit einer unterschiedlichen Dicke der Übertragungswalze (der Widerstandsschicht, mit Ausnahme des Kernmetalls) und verschiedenen Durchmessern des Kern-Metalls zusätzlich zu verschiedenen Kombinationen der Oberflächenblasen-enthaltenden Dichte A und der Oberflächenblasen-entlüfteten Dichte B.
Weiter im Besonderen wurden Übertragungswalzen, die auf Volumenwiderstände von 7 × 10⁷ bis 1,2 × 10⁸ Ohm·cm in einer Umgebung von 23°C und 50 % RH gesteuert wurden, verwendet. Der Außendurchmesser der Übertragungswalzen wird auf 24 mm festgelegt, ähnlich wie in Ausführungsform 1, die oben beschrieben wurde, aber der Durchmesser des Kernmetalls 15a wurde verändert. Zusätzlich dazu wurden die Widerstandsschichten verändert in deren Volumenwiderständen durch Verändern von deren Dicke in einem Bereich von 2–10 mm.
Die Ergebnisse der Auswertung sind in 10 gezeigt. In der in 10 gezeigten Tabelle wird die Bewertung durchgeführt gemäß den folgenden Kriterien.
<Bruch>

o:

ereignete sich nicht.

oΔ:

ereignete sich geringfügig, allerdings in einem praktisch akzeptablen Grad.

Δ:

Ereignete sich beachtlich.

x:

Ereignete sich sehr beachtlich.

<Stillstand bzw. Lockerung>

o:

Ereignete sich nicht.

Δ:

Ereignete sich etwas, und beeinflusste die resultierenden Bilder in nachteilhafter Weise.

x:

Großer Stillstand bzw. Lockerung ereignete sich.

Wie in 10 gezeigt, wenn die Beziehungen zwischen der Oberflächenblasen-enthaltenden Dichte A und der Oberflächenblasen-entlüfteten Dichte B, beschrieben in Ausführungsform 1, erfüllt wurden, war es möglich, die Aufgabe, das heißt einen akzeptablen Grad (o) bezüglich der Erhöhung des Widerstandes nach kontinuierlichem Antrieb zu erreichen. Allerdings, mit Bezug auf den Bruch bei der Walzenoberfläche, wenn die Dicke der Widerstandsschicht nicht mehr als 3 mm betrug, ereignete sich ein sehr beachtlicher Bruch (o), und wenn die Dicke 4 mm betrug, ereignete sich ein beachtlicher Bruch (Δ). Andererseits, wenn die Dicke 4,5–5,5 mm betrug, ereignete sich ein geringfügiger Bruch, war aber in einem praktisch akzeptablen Grad (oΔ), und wenn die Dicke nicht weniger als 6 mm war, ereignete sich kein Bruch (o). Bei Verursachen von Bruch wird die resultierende Leistung bezüglich nicht allein einer bilderzeugenden Eigenschaft, sondern auch bezüglich der Beförderungseigenschaft des Aufzeichnungsmaterials schlecht. Demgemäss ist die Dicke der Widerstandsschicht vorzugsweise nicht weniger als 4,5 mm, weiter bevorzugt nicht weniger als 6 mm. Allerdings, um die Dicke der Widerstandsschicht zu erhöhen, wenn der Durchmesser des Kernmetalls kleiner gemacht wurde, war ein Stillstand bzw. Lockerung kleiner (nicht mehr als 10 mm), ein Stillstand bzw. Lockerung wurde verursacht bei einem zentralen Teil der Übertragungswalze in deren Längsrichtung, um somit zu einem Auftreten eines solchen Phänomens zu führen, dass die Übertragungswalze ein Versagen der Übertragung bei deren zentralen Teil verursacht. Wie in 10 gezeigt, wurde der Stillstand nicht verursacht (o), wenn der Kerndurchmesser nicht weniger als 12 mm betrug, sondern es wurde etwas verursacht und beeinflusste die resultierenden Bilder (Δ) in nachteilhafter Weise, wenn der Kerndurchmesser 10 mm betrug. Des Weiteren, wenn der Kerndurchmesser nicht mehr als 8 mm betrug, wurde ein großer Stillstand verursacht (x).
Angesichts eines solchen Phänomens wurde ein weiterer Vergleich durchgeführt durch Verändern der Dicke der Widerstandsschicht in einem Zustand, in dem der Kernmetall-Durchmesser bei 12 mm fixiert war.
Die Ergebnisse sind in 11 gezeigt. Wie aus der in 11 gezeigten Tabelle ersichtlich, wird der Stillstand der Übertragungswalze behoben durch Festlegen des Kernmetall-Durchmessers auf nicht weniger als 12 mm, und zufriedenstellende Ergebnisse werden erreicht mit Bezug auf das Auftreten von Bruch infolge einer kontinuierlichen Ansteuerung.
Durch die oben erwähnten Ergebnisse der Vergleiche wurde bestätigt, dass die Dicke der Widerstandsschicht der Übertragungswalze vorzugsweise nicht weniger als 4,5 mm, weiter bevorzugt nicht weniger als 6 mm beträgt.
<Ausführungsform 3>
In dieser Ausführungsform wurde ein Vergleich durchgeführt mit Bezug auf mehrere Übertragungswalzen mit verschiedenen Übertragungswalzen-Drücken, bei einem sekundären Übertragungsteil T2 (1), die eine bilderzeugende Eigenschaft und eine Beförderungseigenschaft in hohem Maße beeinflussen.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in 12 gezeigt. Insbesondere wurde eine Bewertung durchgeführt bezüglich eines hohlen Bildes, eines Übertragungsversagens zum Zeitpunkt einer Überlagerung von Tonerbildern, und einer Veränderung im Widerstand nach kontinuierlicher Ansteuerung.
In jedem Bewertungseintrag waren die Bewertungskriterien die folgenden:

o:: Kein Problem ereignete sich.
Δ:: Ein leichtes Versagen ereignete sich, allerdings war der Grad desselben praktisch akzeptabel.
x:: Beachtliches Versagen ereignete sich.

Es wurde bestätigt, dass der Druck der Übertragungswalze nicht in nachteilhafter Weise die Veränderung des Widerstandes beeinflusste nach kontinuierlicher Ansteuerung, selbst wenn der Druck der Übertragungswalze (sekundäre Übertragungswalze 15) an dem Zwischenübertragungsgurt 7 verändert wurde zwischen 1,2 × 10³ Pa und 5,0 × 10⁵ Pa.
Wenn allerdings der Druck gesenkt wurde, ereignete sich ein Übertragungsversagen des massiven Sekundärfarbenbildes (Rot (Überlagerung von Rot mit Magenta), Blau (Überlagerung von Magenta mit Cyan) und Grün (Überlagerung von Gelb mit Cyan)). Andererseits, wenn der Druck erhöht wurde, ereignete sich ein hohles Bild (Abbruch eines Linienbildes oder eines Zeichenbildes bei einem zentralen Teil).
Demgemäß ist der Sekundärübertragungsspalt-Druck vorzugsweise nicht weniger als 2,5 × 10³ Pa und nicht mehr als 3,0 × 10⁵ Pa, weiter bevorzugt nicht weniger als 7,0 × 10³ Pa und nicht mehr als 2,0 × 10⁵ Pa.
In den oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 3 entspricht der Zwischenübertragungsgurt (Zwischenübertragungselement) 7 dem bildtragenden Element; die Sekundärübertragungswalze 15 entspricht dem Übertragungselement; und das Aufzeichnungsmaterial P entspricht einem weiteren Element.
Des Weiteren war in den Ausführungsformen 1 bis 3 die Übertragungswalze gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar als Sekundärübertragungswalze 15, kann aber auch anwendbar sein bei den Primärübertragungswalzen 5a bis 5d. In diesem Fall entsprechen die photoempfindlichen Trommeln 1a–1d dem bildtragenden Element; die Primärübertragungswalze 5a–5d entspricht dem Übertragungselement; und der Zwischenübertragungsgurt 7 entspricht einem weiteren Element.
<Ausführungsform 4>
In allen obenstehend beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 3 wird die Übertragungswalze (Übertragungselement) der vorliegenden Erfindung angewandt als die Sekundärübertragungswalze im Falle des Verwendens des Zwischenübertragungselement (Zwischenübertragungsgurt), ist aber nicht darauf beschränkt.
In dieser Ausführungsform wird die Übertragungswalze der vorliegenden Erfindung verwendet in einer Schwarz-und-Weiß (Monochrom) Bilderzeugungsvorrichtung, die nicht das Zwischenübertragungselement einschließt.
6 zeigt einen schematischen Aufbau der Schwarz-und-Weiß-Bilderzeugungsvorrichtung.
Mit Bezug auf 6 enthält die Bilderzeugungsvorrichtung ein elektrophotographisches photoempfindliches Element (photoempfindliche Trommel) 31 vom Trommel-Typ als ein bildtragendes Element. Um die photoempfindliche Walze 31 sind angeordnet eine aufladende Walze (aufladende Einrichtung) 32, eine Belichtungsvorrichtung (Belichtungseinrichtung) 33, eine entwickelnde Vorrichtung (entwickelnde Einrichtung) 34, eine Übertragungswalze (Übertragungselement), und eine reinigende Vorrichtung (reinigende Einrichtung) 36, im Wesentlichen in dieser Reihenfolge entlang einer Rotationsrichtung (eines Pfeils R31) der photoempfindlichen Trommel 31.
In der Bilderzeugungsvorrichtung wird die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 31 gleichförmig aufgeladen durch die aufladende Walze 32 und wird einer Belichtung durch Licht mit der Belichtungsvorrichtung 33 ausgesetzt, um darauf ein elektrostatisch latentes Bild zu erzeugen. Danach wird das elektrostatisch latente Bild entwickelt als Tonerbild, durch Anhaften eines Toners an der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel über die entwickelnde Vorrichtung 34. Das Tonerbild wird zugeführt einem Übertragungsteil (Übertragungsspalt-Teil) T, gebildet zwischen der photoempfindlichen Trommel 31 und der Übertragungswalze 35, zu dem das Aufzeichnungsmaterial P auch in einer Richtung von K gesendet wird, durch nicht gezeigte Walzen, die eine Papierzuführungswalze, eine Beförderungswalze und eine Register-Walze beinhalten.
Das Aufzeichnungspapier P wird gekniffen und befördert an dem Übertragungsteil T. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Übertragungsvorspannung angelegt an einem Kernmetall 35 der Übertragungswalze 35, wodurch das Tonerbild auf der photoempfindlichen Trommel 31 übertragen wird auf das Aufzeichnungsmaterial P.
Der Resttoner, der auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 31 verbleibt, ohne auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen zu werden zum Zeitpunkt der Tonerbildübertragung, wird entfernt durch die reinigende Vorrichtung 36. Andererseits wird das auf das Aufzeichnungsmaterial P übertragene Tonerbild fixiert auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials P durch eine fixierende Vorrichtung (nicht gezeigt).
In der oben beschriebenen Bilderzeugungsvorrichtung wurde als Übertragungswalze 35 die in Ausführungsform 1 beschriebene Übertragungswalze verwendet.
Demgemäss ist es auch in dieser Ausführungsform möglich, ähnliche Effekte wie in Ausführungsform 1 zu erhalten.
In dieser Ausführungsform entspricht die photoempfindliche Trommel 31 dem bildtragenden Element;
die Übertragungswalze 35 entspricht dem Übertragungselement, und das Aufzeichnungsmaterial P entspricht einem weiteren Element.

Claims

Übertragungselement, um kontaktfähig an einem bildtragenden Element angeordnet zu sein und ein auf dem bildtragenden Element erzeugtes Bild durch Anlegen einer Vorspannung an das Übertragungselement zu übertragen, umfassend: eine Widerstandsschicht mit einer ionisch elektrischen Leitfähigkeit, wobei die Widerstandsschicht umfasst ein geschäumtes elastisches Element und den folgenden Beziehungen genügt: B ≤ (5/3) × A – 0,3, und B ≥ 0,6,wobei A darstellt eine Oberflächenblasen-enthaltende Dichte, gemessen in einem Zustand, in dem Luftblasen an der Oberfläche der Widerstandsschicht gebunden sind, durch die Eintauch-Methode gemäß JIS Z 8807; und B darstellt eine Oberflächenblasen-entlüftete Dichte, gemessen in einem Zustand, in dem die Luftblasen von der Oberfläche der Widerstandsschicht entfernt sind, durch die Eintauchmethode gemäß JIS Z 8807.
Element nach Anspruch 1, wobei die Widerstandsschicht einen spezifischen Volumen-Widerstand von nicht weniger als 1 × 10⁶ Ohm·cm und nicht mehr als 1.0 × 10¹⁰ Ohm·cm, gemessen in einer Umgebung einer Temperatur von 23°C und einer relativen Feuchtigkeit von 50%, hat.
Element nach Anspruch 1, wobei die Widerstandsschicht einen spezifischen Volumen-Widerstand von nicht weniger als 1 × 10⁷ Ohm·cm und nicht mehr als 1 × 10⁹ Ohm·cm, gemessen in einer Umgebung einer Temperatur von 23°C und einer relativen Feuchtigkeit von 50%, hat.
Element nach Anspruch 1, wobei die Widerstandsschicht der folgenden Beziehung genügt: 0,6 ≤ B ≤ 0,75
Element nach Anspruch 1, wobei die Widerstandsschicht der folgenden Beziehung genügt: A + 0,02 ≤ B ≤ (5/3) × A – 0,3.
Element nach Anspruch 1, wobei das Übertragungselement weiter umfasst ein Kern-Metall, auf dem die Widerstandsschicht angeordnet ist, und die Widerstandsschicht eine Dicke von nicht weniger als 4,5 mm hat.
Element nach Anspruch 1, wobei das Übertragungselement weiter umfasst ein Kern-Metall, auf dem die Widerstandsschicht angeordnet ist, und die Widerstandsschicht eine Dicke von nicht weniger als 6,0 mm hat.
Element nach Anspruch 1, wobei die Widerstandsschicht umfasst ein geschäumtes elastisches Element, das eine geschlossene Zelle hat.
Bilderzeugende Vorrichtung, umfassend: eine bilderzeugende Einrichtung für das Erzeugen eines Bildes auf einem bildtragenden Element, und ein Übertragungselement, um kontaktfähig an dem bildtragenden Element angeordnet zu sein und das auf dem bildtragenden Element erzeugte Bild durch Anlegen einer Vorspannung an das Übertragungselement zu übertragen; wobei das Übertragungselement umfasst eine Widerstandsschicht mit einer ionisch elektrischen Leitfähigkeit, und die Widerstandsschicht umfasst ein geschäumtes elastisches Element und den folgenden Beziehungen genügt: B ≤ (5/3) × A – 0,3, und B ≥ 0,6,wobei A darstellt eine Oberflächenblasen-enthaltende Dichte, gemessen in eine Zustand, in dem Luftblasen an der Oberfläche der Widerstandsschicht gebunden sind, durch Eintauch-Methode gemäß JIS Z 8807; und B darstellt eine Oberflächenblasen-entlüftete Dichte, gemessen in einem Zustand, in dem die Luftblasen von der Oberfläche der Widerstandsschicht entfernt sind, durch die Eintauchmethode gemäß JIS Z 8807.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Widerstandsschicht einen spezifischen Volumen-Widerstand von nicht weniger als 1 × 10⁶ Ohm·cm und nicht mehr als 1 × 10¹⁰ Ohm·cm, gemessen in einer Umgebung einer Temperatur von 23°C und einer relativen Feuchtigkeit von 50%, hat.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Widerstandsschicht einen spezifischen Volumen-Widerstand von nicht weniger als 1 × 10⁷ Ohm·cm und nicht mehr als 1 × 10⁹ Ohm·cm, gemessen in einer Umgebung einer Temperatur von 23°C und einer relativen Feuchtigkeit von 50%, hat.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Widerstandsschicht der folgenden Beziehung genügt: 0,6 ≤ B ≤ 0,75.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Widerstandsschicht der folgenden Beziehung genügt: A + 0,02 ≤ B ≤ (5/3) × A – 0,3.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Übertragungselement anstößt an das bildtragende Element bei einem anstoßenden Druck von nicht weniger als 2,5 × 10³ Pa und nicht mehr als 3,0 × 10⁵ Pa.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Übertragungselement anstößt an das bildtragende Element bei einem anstoßenden Druck von nicht weniger als 7,5 × 10³ Pa und nicht mehr als 2,0 × 10⁵ Pa.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Übertragungselement weiter umfasst ein Kern-Metall, auf dem die Widerstandsschicht angeordnet ist, und die Widerstandsschicht eine Dicke von nicht weniger als 4,5 mm hat.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Übertragungselement weiter umfasst ein Kern-Metall, auf dem die Widerstandsschicht angeordnet ist, und die Widerstandsschicht eine Dicke von nicht weniger als 6,0 mm hat.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Widerstandschicht umfasst ein geschäumtes elastisches Element, das eine geschlossene Zelle hat.