JP2006293040A - 転写装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体上に転写されるトナー画像の画質を向上させると共に、トナー画像中の白ポチの発生を抑制することができる転写装置およびこの転写装置を搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体と、この像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像を可視化してトナー像を形成する現像手段とを有する画像形成装置の像担持体表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写させる転写装置において、トナー像が一時的に転写される中間転写体１と、この中間転写体１に像担持体上のトナー像を転写させる１次転写ローラと、中間転写体１に転写されたトナー像を記録媒体に転写させる２次転写ロ−ラ６とを有し、２次転写ローラ６は表層６３と内層６２との２層構造を有し、内層６２の体積抵抗率を表層６３の体積抵抗率よりも大きくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンター等の転写装置およびこの転写装置を有する画像形成装置に関する。

中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを支持または駆動するバイアスローラと、このバイアスローラに前記中間転写ベルトを介して当接するバックアップローラとを備えた２次転写装置を有する画像形成装置において、前記バックアップローラからバイアスローラに、またはバイアスローラからバックアップローラに流れる転写電流の変化に伴う電圧の変化に起因して転写電界が変動するという問題がある。また、このような転写電界の変動を解消しようとすると、バックアップローラの軸方向における抵抗のバラツキが大きくなり、トナー像を安定して２次転写させることができないという問題が発生する。

そこで、このような問題を解消すべく、バイアスローラからバックアップローラに、またはその逆方向に流れる２次転写電流の変動を極力少なくする試みがなされている。
このような２次転写装置に関する従来技術として特許文献１には、可使用抵抗領域内での抵抗値変動の小さい導電剤を分散させた導電性塗料の硬化膜で、２次転写装置のバックアップローラの表面層を形成した画像形成装置が開示されている。この画像形成装置は、画像情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー像として可視化する現像装置と、像担持体に担持されたトナー像が１次転写される中間転写ベルトと、中間転写ベルト上の未定着トナー像を記録媒体に２次転写するバイアスローラと、このバイアスローラに対向して中間転写ベルトをその裏面から支持するバックアップローラとを備え、このバックアップローラが、特性の異なる２種以上の導電剤を分散した導電性塗料の硬化膜で被覆されたゴムローラからなり、前記極性の異なる２種類の導電剤として、例えば互いに形状の異なる粒状のカーボンブラックと導電性ウィスカーを使用するものである。
このような画像形成装置によれば、バックアップローラの表面抵抗率が、例えば１０^７〜１０^１０Ω／□となり、電圧印加によるバックアップローラの抵抗の経時変化が小さく、また、バックアップローラに電極部材を押接させた場合でも、ローラ表面の端部に永久変形や皺等の発生の虞がないので、高品質の画像が得られるということである。

次に、特許文献２には、その抵抗値の許容範囲が広くてもトナーの飛び散りや転写メモリを防止できる転写ローラを提供することを目的として、像担持体との間に記録媒体を挟持して所定の搬送方向に搬送すると共に、前記像担持体に形成された現像像の極性とは反対の極性の電圧を記録媒体に印加することにより、現像像を記録媒体に転写する、前記搬送方向に直交する方向に延びる導電性軸を中心に回転する転写ローラにおいて、前記導電性軸の外周面を囲繞する、前記像担持体に押圧されたときに一様な体積抵抗率を有する弾性部材を備えた転写ローラが開示されている。

更に、特許文献３には、環境、耐久変動または印加電圧変動に対して、安定した転写性を維持し、且つ、記録材の裏汚れを防止する転写ローラと、この転写ローラを採用した画像形成装置を提供することを目的として、画像情報に応じたトナー像を形成する像担持体と、この像担持体上に形成されたトナー像を、記録材に転写する転写ローラを有し、この転写ローラは２層以上からなり、少なくとも最表層は、電子導電剤を含む電子導電層で、且つ発泡体で形成された弾性層であり、更に最表層以外の少なくとも１層は最表層の体積抵抗率よりも小さい値に抵抗調整されたイオン導電剤を含むイオン導電層であって、且つ発泡体で形成された弾性層であり、上記像担持体上に形成されたトナー像を上記記録材に転写させるために上記転写ローラに所定の転写電圧を印加する転写電圧印加手段と、転写ローラの表面に付着したトナーを上記像担持体の表面に転移するため上記転写ローラに対して上記転写電圧とは逆極性の電圧と上記転写電圧と同極性の電圧を所定のタイミングで交互に印加するクリーニング印加手段とを設けた画像形成装置が開示されている。

更にまた、特許文献４には、像担持体上の像を中間転写体上に順次重ね合わせて１次転写し、該中間転写体上の１次転写画像を転写材に一括して２次転写する中間転写方式の画像形成装置において、２次転写に使用する転写ローラの環境変動による転写性不良を解決することを目的として、像担持体上に順次形成される複数の色現像画像を無端状に走行する中間転写体上に順次重ね合わせて１次転写し、この中間転写体上の１次転写画像を転写材に一括して２次転写する中間転写方式の画像形成装置において、前記２次転写に使用される転写ローラが芯金と、この芯金上に形成された２層以上の層からなり、さらに、前記２層以上の層が前記芯金上のベース層と、このベース層の外側に形成された表面層とを含み、これらベース層と表面層を含む層の単位長さ当たりの抵抗が１．５７×１０⁶〜１．５７×１０⁹Ωで、且つ前記表面層の体積抵抗率が１×１０⁶〜１×１０⁹Ω・ｃｍの範囲にある中間転写方式の画像形成装置が開示されている。

特開平１０−２５４２６２号公報 特開２００２−２６８４０９号公報 特開２００３−２４１５４１号公報 特開２０００−１３７３９１号公報

しかしながら、上記従来技術は、いずれも２次転写ニップ中でスポット状の放電が生じていわゆるベタ部またはハーフトーン部が、例えば０．１〜０．３ｍｍの範囲で白ポチ状に抜ける白ポチ現象の発生を抑える工夫がなされていないという問題点がある。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、その課題は、記録媒体上に転写されるトナー画像の画質を向上させると共に、トナー画像中の白ポチの発生を抑制することができる転写装置およびこの転写装置を搭載した画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の転写装置は、像担持体と、この像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を可視化してトナー像を形成する現像手段とを有する画像形成装置の前記像担持体表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写させる転写装置において、前記トナー像が一時的に転写される中間転写体と、この中間転写体に前記像担持体上のトナー像を転写させる１次転写ローラと、前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写させる２次転写ロ−ラとを有し、前記２次転写ローラは表層と内層との２層構造を有し、前記内層の体積抵抗率は前記表層の体積抵抗率よりも大きいことを特徴とする。

この場合において、前記内層の体積抵抗率は、１×１０^９〜１×１０^１２Ω・ｃｍであることが好ましい。また、前記表層の体積抵抗率は、１×１０^６〜１×１０^８Ω・ｃｍであることが好ましい。更に、前記内層の厚さを１０μｍ〜２００μｍとすることができる。更にまた、前記表層は発泡体からなるものとすることができる。更にまた、前記表層の硬度を、アスカーＣ６０以下とすることができる。
また、前記２次転写ローラは、金属の芯金を有し、前記内層は前記芯金にコートされているものとすることができる。また、前記２次転写ローラに対向する対向ローラを有し、この対向ローラをバイアス印加部とし、前記２次転写ローラをアースに接地されているものとしてもよい。
更に、前記対向ローラを駆動ローラとすることができる。また、前記対向ローラの体積抵抗率を、１×１０^６Ω・ｃｍ以下とすることができる。更にまた、前記中間転写体は、転写ベルトであり、この中間転写ベルトの体積抵抗率を１×１０^７．５〜１×１０^１０Ω・ｃｍとすることもできる。

また、本発明の画像形成装置は、像担持体と、この像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を可視化してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写させる転写装置とを有する画像形成装置において、前記転写装置は、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の転写装置であることを特徴とする。

本発明によれば、２次転写ローラに、内層とこの内層を覆う表層とを設け、前記内層の体積抵抗率を表層の体積抵抗率よりも大きくしたので、白ポチの発生を有効に抑制して高品質の画像を形成することができる。

次に、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の転写装置部分を示す説明図である。この転写装置は中間転写ベルトを用いたタンデム中間転写方式のものであり、ドラム中間転写方式にも適用することができる。
図１において、中間転写体としての中間転写ベルト１は２次転写対向ローラ２、入口ローラ３、バックアップローラ４、テンションローラ（クリーニング対向ローラ）５等によって支持されている。中間転写ベルト１を介して２次転写対向ローラ２に当接するように２次転写ローラ６が配置されており、この２次転写ローラ６は対向する２次転写対向ローラ（以下、単に対向ローラともいう）２に対して連れ回りし、中間転写ベルト１上のトナー画像を図示省略した記録媒体に２次転写させるものである。中間転写ベルト１の外周面に当接するようにカラー画像用の複数の感光体７が所定間隔で配置されている。

中間転写ベルト１の体積抵抗率は１×１０^７．５〜１×１０^１０Ω・ｃｍの範囲に設定されている。中間転写ベルト１の体積抵抗率が１×１０^１０Ω・ｃｍよりも大きくなると電荷が蓄積し、次の転写時に残留電位が残って異常画像が発生する場合があり、また、１０^７．５Ω・ｃｍよりも小さくなると耐圧が足りず、リークなどが生じて穴があく場合がある。

図２は、２次転写ローラを示す説明図である。図２において、２次転写ローラ６の芯金６１は、鉄、ＳＵＳ、Ａｌ等の金属製であり、この金属製の芯金６１には、体積抵抗率が１×１０^９〜１×１０^１２Ω・ｃｍの内層６２が例えば塗工によって被覆される。内層６２の厚さは例えば１０μｍ〜２００μｍである。このようにすることによって、安価で、安定した内層皮膜が得られる。内層の材質は特に限定されるものではないが、フッ素樹脂、ウレタン樹脂等が好適に使用される。これらの体積抵抗率は上述の範囲を満たすので、白ポチの発生を抑制する効果が発揮される。
内層６２は表層６３で覆われている。表層６３の体積抵抗率は、１×１０^６〜１×１０^８Ω・ｃｍである。この範囲で最適な電界が得られ、最適な転写性が得られる。表層６３は、例えば発砲体からなり、その材質は、例えば発泡ウレタン、ＮＢＲ等からなり、クリーニングはバイアスで行われる。表層の硬度はアスカーＣ６０以下とし、これにより転写紙の裏から凹凸に追従し、ベタの埋まりが良くなると共に、ニップ形成を安定させることができる。
図３は、対向ローラの説明図である。図３において、対向ローラ２は、鉄、ＳＵＳ、Ａｌ等の金属製ローラ２１の表面が例えばゴム２２で被覆されている。対向ローラ２の体積抵抗率は、２次転写ローラの抵抗とのバランスが逆転しないように、ほぼ導通とされる１×１０^６Ω・ｃｍ以下とする。対向ローラ２は駆動ローラとしても作用する。対向ローラを駆動ローラとするのは、記録媒体としての転写紙が進入した際のショックを小さくするためと各機能のローラを兼用してコストダウンを図るためである。本実施形態において、対向ローラはバイアス印加部であり、２次転写ローラ側からバイアスをかける従来技術に比べて転写紙裏面を伝わって電流が逃げるのを防止できるので、調湿紙などの転写性が向上する。

以下に、このような構成の中間転写装置およびこの転写装置を有する画像形成装置の動作について説明する。
図示しない現像装置により像担持体としての感光体７上に現像されたトナー像は、１次転写部で感光体７と同期回転する中間転写ベルト１と接触し、所定のバイアス電位を付与されて中間転写ベルト１に転写される。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に現像された各トナー像は、それぞれ各感光体７上から中間転写ベルト１に転写され、中間転写ベルト１上でカラートナー像として重ね合わされる。
中間転写ベルト１上に重ね合わされたカラートナー像は、中間転写ベルト１の回動によって２次転写ローラ６と対向ローラ２との間に至る。一方、中間転写ベルト１に同期して転写材としての記録紙（図示省略）が２次転写ローラ６と対向ローラ２との間に搬送され、中間転写ベルト１と２次転写ローラ６の間を通過する。この時、対向ローラ２にはトナー像の帯電極性とは反対の極性のバイアス電圧が付与され、トナー像が記録紙に２次転写される。記録紙はその後、除電装置で所定の電荷を与えられて電荷が除去され、中間転写ベルト１から剥離する。
中間転写ベルト１から剥離した記録紙は、図示省略した定着工程へと移動し、カラートナー画像が定着された後、装置外に排出される。中間転写ベルト１上に残留するトナーはクリーニング装置で除去され、初期化される。

本実施形態によれば、２次転写ローラ６の内面に高抵抗層からなる内層６２を設けたので、最も安価でバランスよく、効果的に白ポチ現象の発生を防止して高品質の画像を得ることができる。白ポチ現象は、２次転写部において、転写ベルトの体積抵抗率が高くなると発生しにくくなり、２次転写ローラの表層に高抵抗層を設けると発生しにくくなる。また、転写部材に高電界がかからないと発生しにくくなる。従って、２次転写のどこかに転写部材に高電界が生じないようにすることが重要となり、本実施形態では、２次転写ローラを、表層と内層との２層構造を有するものとし、前記内層の体積抵抗率を前記表層の体積抵抗率よりも大きくして白ポチ現象の発生を防止する。
本実施形態において、中間転写ベルト１を高抵抗とすることもできるが、必要コストが嵩むことになる。また、駆動ローラである対向ローラ２を高抵抗とすると、対向ローラの表面でスリップが生じることになる。一方、対向ローラの内面を高抵抗層とすると、対向ローラはバイアスが印加される場所である為、耐圧が足りず効果が小さい。更に、２次転写ローラ表面を高抵抗層とすると、２次転写ローラ表面はスポンジローラであるために膜が安定せず、また高価になる。従って、本実施形態においては、２次転写ローラ６の内層２を高抵抗層としている。

本実施形態において、中間転写体として中間転写ベルトを用いた場合について説明したが、本発明における中間転写体は、中間転写ベルトに限られるものではなく、中間転写ドラム、その他の中間転写体であってもよい。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の転写装置部分を示す図である。 図１の２次転写ローラを示す図である。 図１の対向ローラを示す図である。

符号の説明

１：中間転写ベルト
２：２次転写対向ローラ（対向ローラ）
３：入口ローラ
４：バックアップローラ
５：テンションローラ
６：２次転写ローラ
７：感光体
２１：ローラ
２２：表層（ゴム）
６１：芯金
６２：内層
６３：表層

Claims (12)

1. 像担持体と、この像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を可視化してトナー像を形成する現像手段とを有する画像形成装置の前記像担持体表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写させる転写装置において、前記トナー像が一時的に転写される中間転写体と、この中間転写体に前記像担持体上のトナー像を転写させる１次転写ローラと、前記中間転写体に転写されたトナー像を前記記録媒体に転写させる２次転写ロ−ラとを有し、前記２次転写ローラは表層と内層との２層構造を有し、前記内層の体積抵抗率は前記表層の体積抵抗率よりも大きいことを特徴とする転写装置。
2. 前記内層の体積抵抗率は、１×１０^９〜１×１０^１２Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. 前記表層の体積抵抗率は、１×１０^６〜１×１０^８Ω・ｃｍであ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。
4. 前記内層の厚さは、１０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の転写装置。
5. 前記表層は、発泡体からなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の転写装置。
6. 前記表層の硬度は、アスカーＣ６０以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の転写装置。
7. 前記２次転写ローラは、金属の芯金を有し、前記内層は前記芯金にコートされていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の転写装置。
8. 前記２次転写ローラに対向する対向ローラを有し、この対向ローラはバイアス印加部であり、前記２次転写ローラはアースに接地されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の転写装置。
9. 前記対向ローラは、駆動ローラであることを特徴とする請求項８に記載の転写装置。
10. 前記対向ローラの体積抵抗率は、１×１０^６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項８または９に記載の転写装置。
11. 前記中間転写体は、転写ベルトであり、この中間転写ベルトの体積抵抗率は、１×１０^７．５〜１×１０^１０Ω・ｃｍであることをする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の転写装置。
12. 像担持体と、この像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像を可視化してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写させる転写装置とを有する画像形成装置において、前記転写装置は、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の転写装置であることを特徴とする画像形成装置。

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