JP2000267461A

JP2000267461A - 転写装置及びこれを使用した画像形成装置

Info

Publication number: JP2000267461A
Application number: JP11072530A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Inada; 保幸稲田; Yasunori Nakayama; 康範中山; Yoshinobu Namita; 芳伸波田; Futoshi Hamada; 太浜田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】電位差を利用して現像剤像を転写材に転写す
る転写装置において、低電位部材の抵抗値の環境変動や
ばらつきから生じる転写後画像の画質劣化を防止する。【解決手段】電圧を印加される２次転写ローラ４１
と、これに対向する対向ローラ４３との間に生じる電界
によって中間転写ベルト１１上のトナー像を記録シート
に転写させる転写ユニット４０において、前記対向ロー
ラ４３を、環境の変化によって抵抗値が変動することの
ない固定抵抗素子４４を介して接地することで、抵抗層
４３２の抵抗値の環境変化による変動および周方向にば
らつきを相対的に小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、像担持体上に形成
された現像剤像を転写材に転写する転写装置及び、この
転写装置を用いる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成処理にお
いては、異なる電位を有する部材の間に形成される電界
の作用により像担持体上の現像剤像を転写材上に転写す
る転写装置が用いられている。例えば、中間転写方式に
おける２次転写処理の場合、中間転写体として中間転写
ベルトを用い、２次転写ローラに中間転写ベルトが張架
されるとともに、中間転写ベルトを介して２次転写ロー
ラに対向する位置には、表面に抵抗層を有する対向ロー
ラが設けられる。そして、中間転写ベルト上の現像剤像
が前記２つのローラのニップ部に達するタイミングで、
転写材である記録シートが中間転写ベルトと対向ローラ
との間のニップ部に供給される。ここで、ベルト内側の
２次転写ローラに電圧を印加すると、２次転写ローラと
対向ローラとの間に転写電界が発生し、その作用によっ
て、中間転写ベルト上の現像剤像が記録シート上に転写
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
対向ローラ表面の抵抗層は、記録シートとの接触面積を
大きくして転写性を向上させるために、カーボンブラッ
クなどの導電性物質を分散させることにより導電性を与
えられた弾性部材で形成されており、その抵抗値は、温
度や湿度などの環境変化に従って大きな幅で上下する、
という問題がある。そのため、環境によっては適正な転
写電界が形成できなくなる。転写電界が弱くなるとトナ
ー像の転写率が低下したり、反対に転写電界が強くなり
すぎるとカブリが発生したりして、転写画像の質が低下
してしまう。

【０００４】また、上記の例の抵抗層の抵抗値は、導電
性物質の分布のばらつきによって、場所によってばらつ
きがある。こうした抵抗値のばらつきが大きいと、抵抗
値の大きいところと小さいところとで、形成される転写
電界の強さに大きな差が生じ、転写むらが生じることに
なり、やはり転写画像の画質が低下する。本発明は上記
課題に鑑み、転写電界を形成するために用いられる部材
の抵抗値の変動およびばらつきによる、転写後の画像の
画質低下を防止することのできる転写装置と、この転写
装置を使用することで高品質の画像を形成できる画像形
成装置とを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の転写装置は、像担持体上に形成された現
像剤像を、対向配置された第１の部材と第２の部材との
間に形成される電界の作用によって転写体上に転写させ
る転写装置であって、前記第１の部材及び第２の部材の
うち一方には、像担持体または転写体と接触する表面に
抵抗層が形成されるとともに、該抵抗層には固定抵抗素
子を介して所定の電圧が印加されていることを特徴とす
る。

【０００６】ここで「像担持体」は、感光体ドラム、ベ
ルトなどの他、中間転写体である中間転写ベルトも含
む。また、「転写体」とは、転写紙などの記録シートの
他、像担持体が感光体ドラムである場合の中間転写体も
含む。また、前記所定の電圧の電位は、グラウンドの電
位に等しいことを特徴とすることもできる。これは、前
記抵抗層を表面に形成された部材が固定抵抗素子を介し
て接地されていることを示すもので、前記所定の電圧が
０でもよいということである。

【０００７】また、前記固定抵抗素子の抵抗値は、前記
抵抗層の抵抗値の変動範囲における最大値を上回ること
とすれば、本発明の効果は、より一層発揮される。そし
て、電子写真方式で像担持体上に形成した現像剤像を転
写材上に転写する画像形成装置であって、上記の転写装
置を用いて転写処理を実行こととすれば、高品質の画像
を形成できる画像形成装置を提供することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の転写装置およびこ
れを用いた画像形成装置に関する実施の形態を、タンデ
ム型のデジタルカラープリンタ（以下、単に「プリン
タ」という）を例にとって、図面を参照しながら説明す
る。（１）プリンタ主要部の構成図１は、実施の形態に係るプリンタ装置のうち、画像形
成に関わる主要部（画像形成部）の概略構成図である。

【０００９】本図に示すように、この画像形成部は、主
に、プリンタの筐体内部に水平に架設され矢印ａの方向
に走行する中間転写ベルト１１、中間転写ベルト１１の
走行方向に列設された４つの作像ユニット２０Ｃ，２０
Ｍ，２０Ｙ，２０Ｋ、各作像ユニットに対応して設けら
れた１次転写ユニット３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｋ
及び２次転写ユニット４０から構成されており、各作像
ユニット２０Ｃ〜２０Ｋによって形成された各色成分の
トナー画像を、一旦中間転写ベルト１１に重ね合わせて
転写した後、転写材である記録シートＳに転写してカラ
ー画像を形成する中間転写体方式で画像を形成する。

【００１０】作像ユニット２０Ｃ〜２０Ｋは感光体ドラ
ム２１Ｃ〜２１Ｋを中心としてその周囲に帯電チャージ
ャ、現像器等を配し、光変調されたレーザ光で、矢印ｂ
の方向に回転する感光体ドラムを露光しつつ、露光によ
って形成される静電潜像を、現像器によってトナー像と
して顕像化する、いわゆる電子写真方式で画像形成する
ユニット構造体である。尚、各ユニットの現像器は、レ
ーザ光の光変調色成分に対応して、Ｃ（シアン），Ｍ
（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）のトナ
ーを現像剤として感光体ドラム２１Ｃ〜２１Ｋに供給す
る。

【００１１】中間転写体である中間転写ベルト１１は、
半導電性の素材からなり、駆動ローラ１２、テンション
ローラ１３及び後述する２次転写ローラ４１で張架され
ている。駆動ローラ１２が、図示しないモータによって
回転駆動されると、当該中間転写ベルト１１は矢印ａの
方向に走行する。１次転写ユニット３０Ｃ〜３０Ｋは、
感光体ドラム２１Ｃ〜２１Ｋ上に形成された４種類の再
現色トナー像を、中間転写ベルト１１上に重ね合わせて
転写して、カラートナー像を形成するものであり、１次
転写ローラ３１Ｃ〜３１Ｋ及び定電圧電源３２Ｃ〜３２
Ｋとからなる。１次転写ローラ３１Ｃ〜３１Ｋの各々
は、上記中間転写ベルト１１を介して、対応する感光体
ドラム２１Ｃ〜２１Ｋの直下に配されている。

【００１２】１次転写ユニット３０Ｃ〜３０Ｋは、それ
ぞれ同じ処理を行うので、以下、１次転写ユニット３０
Ｃを例に、その処理を説明する。定電圧電源３２Ｃは、
１次転写ローラ３１Ｃに電圧を印加して、１次転写ロー
ラ３１Ｃと対応する感光体ドラム２１Ｃとの間に電界を
発生させる。この時、定電圧電源３２Ｃは、当該電界の
１次転写ローラ３１Ｃ側の極性が、帯電したトナーの極
性（本例では、負極性）と逆の極性（本例では、正極
性）となるような電圧を、１次転写ローラ３１Ｃに印加
する。その結果、当該電界により、感光体ドラム２１Ｃ
表面上のトナー像は、中間転写ベルト１１上へ転写され
る。

【００１３】２次転写ユニット４０は、１次転写処理が
終わって中間転写ベルト１１上に重ね合わされたカラー
トナー像を、タイミングローラ１４によって繰り出され
る記録シートＳ上へ転写する。２次転写ユニット４０の
構成と処理については、詳しい内容を後述する。トナー
像が転写された記録シートＳは、定着ユニット（不図
示）によってトナー像の定着処理がなされた後、排紙ト
レイ（不図示）へ排出される。（２）２次転写ユニット４０の構成図２は、２次転写ユニット４０の構成を示すものであ
る。

【００１４】２次転写ユニット４０は、２次転写ローラ
４１、２次転写ローラ４１に電圧を印加する定電圧電源
４２、中間転写ベルト１１を介し２次転写ローラ４１と
対向して設けられた対向ローラ４３から構成される。２
次転写ローラ４１は、金属などの導電性部材から成って
いる。定電圧電源４２は、中間転写ベルト１１上のトナ
ー像が２次転写位置（２次転写ローラ４１と対向ローラ
４３とのニップ部）に達するタイミングで所定の電圧を
発生させる。これにより、中間転写ベルト１１は、トナ
ー像の帯電極性と同じ極性（負極性）に帯電し、中間転
写ベルト１１から記録シートＳに転写される。

【００１５】対向ローラ４３は、金属製の軸心４３１の
外周面に、発泡ウレタンなどの弾性部材に導電性物質で
あるカーボンブラックが分散させられて成る抵抗層４３
２が設けられた構造である。導電性の高い金属でなく発
泡ウレタンのような弾性部材で抵抗層４３２を形成する
のは、以下の理由による。２次転写の場合、トナー像は
Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色のトナー像が重ね合わされたもの
で、１次転写の対象となる単色のトナー像よりも厚みが
ある。そのため、２次転写ローラ４１と対向ローラ４３
との間に形成された転写電界によって生じる静電反発力
だけでトナー像を記録シートＳに転写することが難し
い。そこで、２次転写ローラ４１と対向ローラ４３との
ニップ部における接触圧を利用してトナー像を転写させ
るのである。接触による転写の場合、接触面積が広くな
るのが好ましいので、２次転写ローラ４１と対向ローラ
４３の少なくとも一方を弾性部材で形成することが望ま
しいのだが、２次転写ローラ４１については、駆動ロー
ラ１２に従動して中間転写ベルト１１を安定走行させる
働きも担っているため、ある程度剛性の高い素材で形成
する必要がある。そのため、対向ローラ４３表面を弾性
部材で形成しているのである。

【００１６】抵抗層４３２は、標準的な環境（気温２３
℃、湿度６５％）での抵抗値が１．００×１０⁷Ωとな
るように作られている。しかし、抵抗層４３２の抵抗値
は、気温や湿度によって大きく変動する他、周方向にば
らつきがある。図３は、抵抗層４３２の抵抗値に表れる
環境変化による変動と周方向のばらつきとを示す。横軸
は環境変化を示し、縦軸は抵抗値を示す。

【００１７】同図には、抵抗層４３２において、周方向
に位置の異なる２ヵ所（測定位置ａ、測定位置ｂ）で計
測した抵抗値のデータが示されている。測定位置ａで計
測された第１抵抗値変化直線３１が示すのは、周方向の
ばらつきのために抵抗値が想定した値（１．００×１０
⁷Ω）より大きくなっている部分の抵抗値に表れた、環
境変化による変動である。また、測定位置ｂで計測され
た第２抵抗値変化直線３２が表すのは、抵抗値が想定し
た値（１．００×１０⁷Ω）より小さくなった部分の抵
抗値に表れた、環境変化による変動である。

【００１８】先ず、第１抵抗値変化直線３１を参照し
て、抵抗層４３２の抵抗値の環境変化による変動を見て
みる。高温多湿の環境（気温３０℃、湿度８５％）での
抵抗値は、標準環境（気温２３℃、湿度６５％）の場合
の１／１０となっており、低温乾燥の環境（気温１０
℃、湿度１５％）での値は、標準環境の場合の１０倍と
なっている。

【００１９】なお、抵抗層４３２の抵抗値が環境によっ
て変化するのは、発泡ウレタンなどの弾性部材が気泡を
数多く含むためであると考えられる。気泡内の含有され
る水分の量は環境によって変化する。水分は導電性を有
するので、高温多湿となって空気が保持する水分が多く
なるほど、抵抗層４３２の抵抗値は下がり、電流が流れ
やすくなる。

【００２０】次いで、図３の第１抵抗値変化３１と第２
抵抗値変化３２とを比較しながら、抵抗層４３２の抵抗
値の周方向におけるばらつきの大きさを見てみる。この
周方向のばらつきは、抵抗層４３２に分散させられたカ
ーボンブラックの分布のばらつきによって生じる。第１
抵抗値変化３１と第２抵抗値変化３２とでは、環境によ
る影響を含めて、最大で前者が後者の６倍程度にまでな
っている（気温１０℃、湿度１５％の部分）。抵抗値の
差が５倍程度になると目に見える転写むらが発生すると
されているので、この６倍という値は転写後の画像の画
質に影響を与えるレベルと言える。

【００２１】上記の通り、抵抗層４３２の抵抗値には、
環境による変動や周方向でのばらつきが表れる。これに
対して、定電圧電源４２が印加する電圧の値は一定に保
持されているので、抵抗層４３２の抵抗値変動やばらつ
きによって、期待した適正な転写電流が流れなくなり、
転写がうまく行われないおそれが生じる。そこで、抵抗
層４３２の抵抗値に変動やばらつきがあっても転写電流
の値が適正なものとなるよう、対向ローラ４３を、図２
に示すように、軸心４３１に直列に接続された固定抵抗
素子４４を介して接地させている。

【００２２】固定抵抗素子４４は、温度や湿度などの環
境変化の影響を受けにくいもの（例えば、カーボン抵抗
や金属皮膜抵抗）であり、その抵抗値の温度による公差
は、±５％程度に止まる。固定抵抗素子４４の抵抗値
は、抵抗層４３２の標準環境における抵抗値（１．００
×１０⁷Ω）の１０倍の値（１．００×１０⁸Ω）となっ
ている。固定抵抗素子４４を抵抗層４３２と直列に接続
することによって、２次転写位置で流れる転写電流の大
きさは、抵抗層４３２および固定抵抗素子４４をあわせ
た全体の抵抗値（以下、「総抵抗値」とする）と、定電
圧電源４２からの印加電圧の大きさとによって決まるこ
とになる。固定抵抗素子４４を設けることで、抵抗層４
３２の抵抗値の変動やばらつきの影響を低減して、転写
電流の大きさを安定させることができる理由を以下に説
明する。

【００２３】抵抗層４３２の抵抗値は上述の通り変動が
大きく、すでに述べたように、気温や湿度の変化によっ
ては標準環境における値の１０倍程度になる場合もあ
る。しかし、環境変化の影響を受けない固定抵抗素子４
４が接続されているので、抵抗層４３２の抵抗値が１０
倍になっても、総抵抗値が１０倍となることはない。こ
こでは、抵抗層４３２の標準環境における抵抗値が１．
００×１０⁷Ωであり、固定抵抗素子４４の抵抗値が
１．００×１０⁸Ωであるため、標準環境における総抵
抗値は計算上１．１０×１０⁸（＝１．００×１０⁷＋
１．００×１０⁸）Ωとなる。ここで、環境変化により
抵抗層４３２の抵抗値が１０倍となっても、固定抵抗素
子４４の抵抗値がほとんど変化しないので、総抵抗値は
２．００×１０⁸（＝１．００×１０⁷×１０＋１．００
×１０⁸）Ωであり、標準環境時の総抵抗値の２倍足ら
ずにしかならない。このように、抵抗層４３２の抵抗値
が環境変化によって大きく変動しても、総抵抗値は安定
している。そのため、転写電流の値は、転写効率の悪化
またはカブリの発生を招くようなものにはならない。

【００２４】また、抵抗層４３２の抵抗値には、上述し
たように、最大６倍程度、周方向の抵抗値むらがある。
しかし、上記の固定抵抗素子４４を設けることで、転写
電流の大きさに関係する総抵抗値の周方向における抵抗
値むらは、視認できる転写むらが表れる目安である５倍
という値に比べ、はるかに小さい値になる。上記の通
り、本実施の形態におけるプリンタ装置においては、対
向ローラ４３が、環境の変化による抵抗値変動が極めて
少ない固定抵抗素子４４を介して接地しているので、抵
抗層４３２の抵抗値の環境変化による変動および周方向
にばらつきの影響を小さくでき、転写後画質の劣化を防
止することができる。

【００２５】なお、本実施の形態で示した抵抗層４３２
の抵抗値（１．００×１０⁷Ω）、固定抵抗素子４４の
抵抗値（１．００×１０⁸Ω）は一例に過ぎず、本発明
を限定するものではない。最低限、抵抗層４３２よりも
環境によるの抵抗値変動の小さい抵抗素子を対向ローラ
４３に接続すれば、本発明の効果は生じる。ただし、充
分な効果を得るためには、以下の条件を考慮して値を設
定することが望ましい。

【００２６】先ず、抵抗素子と対向ローラの抵抗層とを
合わせた総抵抗値については、環境変化による変動およ
び周方向の抵抗値のばらつきを考慮した上で、１．００
×１０⁶〜１．００×１０¹²Ωの範囲に収まるようにす
る。また、抵抗素子の抵抗値は、対向ローラ抵抗層の抵
抗値の変動範囲における最大値（本実施例では標準環境
での抵抗値の１０倍）に等しいか、より大きいことが望
ましい。総抵抗値において抵抗素子の抵抗値が支配的に
なるようにしておかないと、抵抗素子を設けない場合ほ
どではないにしろに、総抵抗値は環境変化により大きく
変動する。

【００２７】ただし、抵抗素子の抵抗値が大きくなりす
ぎると、電流が抵抗素子を流れず、記録シートなどを伝
わって漏れてしまうおそれがあるので、抵抗素子の抵抗
値は、こうした現象が起きない程度に抑えておく。例え
ば、抵抗素子の抵抗値が、最大でも抵抗層の抵抗値の1
万倍程度であることが望ましい。また、本実施の形態で
は、2次転写ローラに電圧を印加しているが、トナー像
の極性によっては、対向ローラ側に電圧を印加し、２次
転写ローラを接地することも可能である。

【００２８】さらに、対向ローラと２次転写ローラとの
両方に電圧を印加して、両者の間に形成される電界によ
って現像剤像を転写する場合にも、本発明は適用でき
る。また、本実施の形態では、中間転写方式のプリンタ
に用いられる２次転写ユニットの場合を例に挙げたが、
本発明は１次転写ユニットに適用してもよい。要する
に、転写装置において、部材の抵抗値の変動幅やばらつ
きが大きいために転写後画像の画質に問題が出る場合に
ついてはすべて、本発明が適用できる。

【００２９】そして、本実施の形態ではプリンタを例に
取り上げているが、本発明は、複写機やファクシミリ等
の画像形成装置にも適用できることは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の転写装置は、現像剤像を、異なる２つの部材の間に形
成される電界の作用によって転写体上に転写する転写装
置であって、一方の部材の表面が抵抗層で形成され、該
抵抗層に固定抵抗素子を介して電圧が印加されているこ
とを特徴とするので、抵抗層の抵抗値の変動およびばら
つきによる転写後の画像の画質低下を防止することがで
きる。また、抵抗層を有する部材については、固定抵抗
素子を介して接地することとしてもよい。そして、固定
抵抗素子の抵抗値を、前記抵抗層の抵抗値の変動範囲に
おける最大値を上回るように設定しておけば、画質低下
を防止する効果はさらに顕著になる。

【００３１】また、本発明の転写装置を用いて、電子写
真方式で形成された現像剤像を記録シートに転写する画
像形成装置であれば、低電位部材の抵抗値の変動やばら
つきによる転写画像の画質劣化がなく、上質な画像を得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された本実施の形態に係るプリン
タ装置のうち、画像形成に関わる主要部の概略構成図で
ある。

【図２】同実施の形態における２次転写ユニットの構成
を示す図である。

【図３】同実施の形態における対向ローラの抵抗層の抵
抗値が環境に応じて変動する状態を示す図である。

【符号の説明】

１１中間転写ベルト２０Ｃ〜Ｋ作像ユニット３０Ｃ〜Ｋ１次転写ユニット４０２次転写ユニット４１２次転写ローラ４２定電圧電源４３対向ローラ４３１軸心４３２抵抗層４４抵抗素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者波田芳伸大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者浜田太大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2H032 AA05 AA15 BA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に形成された現像剤像を、対
向配置された第１の部材と第２の部材との間に形成され
る電界の作用によって転写体上に転写させる転写装置で
あって、前記第１の部材及び第２の部材のうち一方には、像担持
体または転写体と接触する表面に抵抗層が形成されると
ともに、該抵抗層には固定抵抗素子を介して所定の電圧
が印加されていることを特徴とする転写装置。
【請求項２】前記所定の電圧の電位は、グラウンドの
電位に等しいことを特徴とする請求項１に記載の転写装
置。
【請求項３】前記固定抵抗素子の抵抗値は、前記抵抗
層の抵抗値の変動範囲における最大値を上回ることを特
徴とする請求項１または２に記載の転写装置。
【請求項４】電子写真方式で像担持体上に形成した現
像剤像を転写材上に転写する画像形成装置であって、請求項１乃至３に記載された転写装置を用いて転写処理
を実行することを特徴とする画像形成装置。