JP2989081B2

JP2989081B2 - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2989081B2
Application number: JP4339464A
Authority: JP
Inventors: 俊彦落合; 俊明宮代; 健彦鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JPH06167892A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体上に形成した
各色のトナー像を転写装置により転写材上に転写してカ
ラー画像を得るカラー画像形成装置に関し、特にその転
写装置に設けられた転写材担持体の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数色のトナー像を重ね合わせることに
より転写材上にカラー画像を得るカラー画像形成装置に
は、像担持体上に帯電、露光、現像によってトナー像を
形成し、トナー像が得られる度に転写材上に転写する工
程を、各色について繰り返すことにより、転写材上に複
数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を得る方法が
ある。この種のカラー画像形成装置は、ドイツ特許２６
０７７２７号公報、特開昭５０−５０９３５号公報等に
記載された構成で実用化されている。

【０００３】図６は、上記のカラー画像形成装置を示す
縦断面図であり、図示のように、装置内に像担持体とし
て感光ドラム１を備え、感光ドラム１の周囲には、ロー
ラ帯電器からなる一次帯電器３、複数の現像器を有する
回転式現像装置４、転写装置１０Ａ及びクリーナ２６が
設置されている。又感光ドラム１の上方には、露光装置
を構成するレーザダイオード１１、高速モータ１２によ
って回転される多面鏡１３、それとレンズ１４及び折り
返しミラー１５が配置される。

【０００４】感光ドラム１は、直径４０ｍｍのアルミニ
ウムシリンダーの外周面に有機感光体（ＯＰＣ）からな
る光導電体を塗布してなっている。光導電体はアモルフ
ァスＳｉ、ＣｄＳ、Ｓｅ等でもよい。感光ドラム１は図
示しない駆動手段によって、１００ｍｍ／秒の周速で図
示の矢印方向に回転される。

【０００５】現像装置４は、その中心の回転軸９ａの回
りに回転する支持体９を備え、支持体９にイエロー現像
器４ａ、マゼンタ現像器４ｂ、シアン現像器４ｃ及びブ
ラック現像器４ｄを設置してなっている。現像器４ａ、
４ｂ、４ｃ、４ｄ内には、それぞ一成分現像剤のイエロ
ートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックト
ナーが収容されている。

【０００６】各現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ内には、
図７に示すように、その開口面５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ
に臨む箇所に、現像剤担持体として現像スリーブ８ａ、
８ｂ、８ｃ、８ｄが設置されている。更に各現像器４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ内には、塗布ローラ６ａ、６ｂ、
６ｃ、６ｄ、及びトナー規制部材７ａ、７ｂ、７ｃ、７
ｄが設置されている。現像スリーブ８ａ、８ｂ、８ｃ、
８ｄの回転に伴い、塗布ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ
により現像スリーブ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ上にトナー
が塗布され、トナー規制部材７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに
より塗布されたトナーを規制して、トナーに摩擦帯電電
荷が付与されると共に、現像スリーブ８ａ、８ｂ、８
ｃ、８ｄ上に薄層のトナー層が形成される。このトナー
規制部材７ａ〜７ｄはトナーの帯電極性と反対に帯電す
る材料が好ましく、トナーが負極性に帯電される場合に
はナイロン等が、正極性に帯電される場合にはシリコー
ンゴム等が良い。

【０００７】各現像器４ａ〜４ｄの現像スリーブ８ａ〜
８ｄの周速は、感光ドラム１に対する周速比で１．０〜
２．０倍の範囲となるように選択することが好ましい。
各現像器４ａ〜４ｄは感光ドラム１に面したときに、そ
れらの開口面５ａ〜５ｄが常に感光ドラム１に対向する
ように駆動される。これら現像器４ａ〜４ｄの駆動方法
の詳細は、特開昭５０−９３４３７号公報に記載されて
いる通りである。

【０００８】転写装置１０Ａは転写材担持体として転写
ドラム１０を備え、転写ドラム１０の周囲には、吸着ロ
ーラ２３、除電帯電器２、分離爪２４、クリーナ２７及
び除電ローラ２８が配設されている。転写ドラム１０
は、その外周面の一所に、転写材把持部材のグリッパ２
２を有している。転写ドラム１０は図示しない駆動手段
によって、感光ドラム１と略同速で矢印方向に回転され
る。

【０００９】画像形成装置は、上記構成にて、先ず、帯
電器３に−７００Ｖの直流電圧に周波数７００Ｈｚ、Ｖ
ｐｐ（ピークツウピーク電圧）−１５００Ｖの交流電圧
を重畳した電圧を印加して、帯電器３により感光ドラム
１の表面を約−７００Ｖに一次帯電する。次いで、レー
ザダイオード１１に第１色目の例えばイエローの画像模
様に従った信号を入力してイエローの画像模様の光を発
生させ、光路１６を通って感光ドラム１に照射して露光
し、感光ドラム１上に光照射部が略−１００Ｖのイエロ
ーの画像模様の静電潜像が形成される。感光ドラム１上
に形成されたイエローの画像模様の静電潜像は、感光ド
ラム１１の回転に伴い現像装置４と対向した現像部で、
そこに位置されたイエロー現像器４ａによって現像さ
れ、感光ドラム１上に第１色目のイエロートナー像が形
成される。

【００１０】一方、転写装置１０Ａの転写ドラム１０に
転写材カセット１７内から転写紙が、ピックアップロー
ラ１８によって感光ドラム１の画像と同期して供給され
る。転写ドラム１０は、供給された転写紙をグリッパ２
２によって把持して図の矢印方向に回転することによ
り、感光ドラム１と対向した画像転写部へ搬送する。画
像転写部へ搬送された転写紙は、図示しない電源により
転写ドラム１０と感光ドラム１との間に印加された転写
電圧によって、感光ドラム１上のイエロートナー像が転
写される。

【００１１】この転写と同時に転写電圧によって転写紙
に電荷が注入され、転写ドラム１０の表面に転写紙が静
電吸着されて保持される。この転写ドラム１０への転写
紙の静電吸着を強化するために、転写ドラム１０の転写
紙の給紙部近くに前記の吸着ローラ２３を設置して吸着
用の電圧を印加することにより、グリッパ２２による把
持後に予め転写紙を静電吸着するようにされることが多
い。

【００１２】イエロートナー像の転写が終了した感光ド
ラム１は、クリーナ２６に設置したファーブラシ、ブレ
ード等のクリーニング部材によって表面の残留トナーを
清掃して除去した後、帯電器３による一次帯電以下の画
像形成操作が行なわれる。

【００１３】以上のような感光ドラム１の一次帯電、露
光による静電潜像の形成、静電潜像の現像によるトナー
像の形成、得られたトナー像の転写紙上への重ね合わせ
た転写を、第２色目以降のマゼンタ、シアン、ブラック
についても行なうことにより、転写紙上にイエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を重ね合わ
せて転写したカラー画像が得られる。

【００１４】４色のトナー像の転写が終了した転写紙
は、次いで転写ドラム１０の周囲に配置された除電帯電
器２によって除電した後、その下流側の分離爪２４によ
り転写ドラム１０から剥離して定着装置２５に送られ
る。そしてそこで加熱及び加圧により４色のトナー像を
定着して、トナー像の混色及び転写紙への固定を行な
い、フルカラーの永久像とされた後、画像形成装置の機
外に排出される。好ましくは、転写紙が剥離された転写
ドラム１０は、ファーブラシ、ウエブ等のクリーニング
部材を備えたクリーナ２７によって表面の残留トナーが
清掃される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、転写装置１
０Ａの転写ドラム１０は、図８に示すように、金属シリ
ンダーからなる芯金１０ａ上に、柔軟な導電性の発泡ゴ
ムや発泡樹脂の発泡体からなる導電性弾性層１０ｂを設
け、その上に導電層又は中抵抗層、本例では中抵抗層１
０ｃを設け、更にその上に誘電体層１０ｄを設けてなっ
ている。

【００１６】本例では、芯金１０ａはアルミニウム製シ
リンダーとされ、中抵抗層１０ｃは、厚さ５０〜１００
μｍ、体積抵抗率１０⁸ 〜１０¹⁶Ω・ｃｍの中抵抗のシ
ートを巻き付けて形成し、誘電体層１０ｄは、誘電体シ
ートとして厚さ５０〜１００μｍのＰＶｄＦ（ポリフッ
化ビニリデン）フィルムを巻き付けて形成した。

【００１７】この転写ドラム１０と感光ドラム１とは接
触しており、それらの接触箇所で中心線方向に０．１〜
１０．ｍｍのニップを有し、転写ドラム１０の表面が凹
んだ形になっている。図８に示すように、転写ドラム１
０が矢印方向に回転し、その転写ドラム１０上に吸着ロ
ーラ２３により転写紙Ｐが吸着されると、吸着ローラ２
３は解除して転写ドラム１０から離れる。転写ドラム１
０上に担持された転写紙Ｐは、感光ドラム１０の回転に
より画像転写部に搬送され、感光ドラム１に転写バイア
スを印加して感光ドラム１と転写ドラム１０との間に形
成された転写電界により、感光ドラム１上のトナー像が
転写紙Ｐ上へ転移して転写される。

【００１８】感光ドラム１上の第１色目のマゼンタトナ
ー像は、転写ドラム１０の芯金１０ａに１．０ｋＶの転
写バイアスを印加することにより転写し、転写ドラム１
０が１回転した後、次に第２色目のシアントナー像が
１．５ｋＶの転写バイアスを印加することにより転写
し、順次、転写バイアスが可変され、第３色目のイエロ
ートナー像が転写バイアス２．０ｋＶで転写され、第３
色目のブラックトナー像が転写バイアス２．５ｋＶで転
写される。

【００１９】しかしながら、上記従来の転写ドラム１０
では、その導電性弾性層１０ｂを構成する導電性の発泡
ゴム又は発泡樹脂が単独の発泡体になっているために、
転写ドラム１０の表面を十分に柔軟にすることが難し
く、転写時に感光ドラム１と転写ドラム１０との間に介
在する転写紙Ｐ及びトナー像に負荷がかかり、これが原
因で各色のトナー像を転写して得られたカラー画像に、
特にライン中央部の濃度薄を生じたり、画像乱れを生じ
るという欠点があった。

【００２０】本発明の目的は、転写時に像担持体と転写
材担持体との間に介在する転写材及びトナー像に掛かる
負荷を軽減し、これらの負荷が原因で生じる濃度薄や画
像乱れをなくして、高品位なカラー画像を容易に得るこ
とができるカラー画像形成装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
カラー画像形成装置にて達成される。要約すれば本発明
は、転写材担持体上に担持された転写材上に、像担持体
上に順次形成された各色のトナー像を順々に重ね合わせ
て転写する転写装置を備え、前記転写材担持体が、導電
性円筒上に導電性のゴム又は樹脂の発泡体からなる導電
性弾性層を設け、その上に導電層又は中抵抗層を設け、
更にその上に誘電体層を設けてなるカラー画像形成装置
において、前記転写材担持体の導電性弾性層を形成する
発泡体が連続発泡体であることを特徴とするカラー画像
形成装置である。

【００２２】

【実施例】図１は、本発明の画像形成装置の一実施例に
おける転写装置及びその周辺部を示す断面図である。本
発明の画像形成装置に設置された転写装置２０Ａの転写
ドラム２０は、図６〜図８を参照して説明した従来の画
像形成装置に設置された転写装置１０Ａの転写ドラム１
０のときと同様、基本的に、基体の金属製芯金（金属製
シリンダー）２０ａ上に、柔軟な導電性の発泡ゴム又は
発泡樹脂の発泡体からなる導電性弾性層２０ｂを設け、
その上に導電層又は中抵抗層、本例では中抵抗層２０ｃ
を設け、更に誘電体層２０ｄを形成してなっている。本
発明では、その導電性弾性層２０ｂを連続発泡体で形成
したことが大きな特徴である。本発明の画像形成装置の
その他の構成は、図６〜図８の従来の画像形成装置と基
本的に同じで、図１において図８に付した符号と同一の
符号は同一の部材を示す。

【００２３】本実施例では、転写ドラム２０の芯金２０
ａは、アルミニウム製シリンダーとし、中抵抗層２０ｃ
は、プラスチック樹脂にカーボン又は低抵抗の酸化チタ
ン或いは酸化スズ等を分散した、体積抵抗率が１０⁸ 〜
１０¹⁶Ω・ｃｍ、厚さが２０〜２００μｍの材料を用い
て形成した。誘電体層２０ｄは、厚さ５０〜１００μｍ
のＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルムを巻き付
けて形成した。

【００２４】又転写ドラム２０の導電性弾性層２０ｂを
形成する連続発泡体には、厚さ３．５ｍｍ、見掛け密度
０．０４０〜０．１ｇ／ｃｍ³ の連続発泡した導電性の
ウレタンゴムを使用した。これを芯金２０ａ上に巻き付
けて導電性弾性層２０ｂを形成した。

【００２５】本発明において、連続発泡とは、図２
（Ａ）に示すように、発泡体である発泡ゴム又は発泡樹
脂Ｒ中で空気穴ｈが互につながって存在するような発泡
形態を意味する。これに対し、図８の従来の転写ドラム
１０の導電性弾性層１０ｂに使用していた単独発泡体の
単独発泡とは、図２（Ｂ）に示すように、発泡ゴム又は
発泡樹脂Ｒ中で空気穴ｈが独立して単独に存在するよう
な発泡形態を言う。

【００２６】本実施例で使用した連続発泡のウレタンゴ
ムの電気抵抗値は、実抵抗値で２０ｋΩ以下であった。
抵抗値の測定には、ローレスタ・プローブＭＣＰ−ＴＰ
０３Ｐ（三菱油化（株）製）を使用した。又本連続発泡
ウレタンゴムの硬度を高分子計器（株）製アスカー硬度
計Ｆ型で測定したところ、硬度６０°の数値を得た。

【００２７】又本連続発泡ウレタンゴムについて圧縮試
験機により測定した荷重−歪み曲線を、単独発泡したＣ
Ｒゴムの荷重−歪み曲線と共に図３に示す。測定は、連
続発泡ウレタンゴムの試料として、断面円形（直径１０
０ｍｍ）の短柱状の試料を用意し、これを試験機のロー
ドセル（圧力検知センサー）を付けた治具に取付けて最
大５０ｋｇまで加圧するか、又は圧縮歪みが２ｍｍとな
るまで圧縮して行なった。

【００２８】単独発泡したＣＲゴム（クロロプレンアク
リルゴム）の特性値は、発泡密度：０．２ｇ／ｃｍ³ 、
アスカー硬度Ｆタイプ：９０°、電気抵抗値：１０ｋΩ
である。

【００２９】図３に示されるように、単独発泡したＣＲ
ゴムの場合は、歪み量の増大に対してゴム自身に掛かる
荷重が直線的に増大している。これに対し、連続発泡し
たウレタンゴムの場合は、歪み量が増大してもゴム自身
に掛かる荷重は、ある一定値に達するとそれ以上増大せ
ず、然も小さい。これは、ゴム或いは樹脂に限らず、少
なくとも連続発泡した発泡体であれば生じる特性であ
る。

【００３０】このようにウレタンゴム等の連続発泡体
は、歪みの増大に対して負荷（荷重）の増大を起こさな
い特性を有しており、このため、このような連続発泡体
による弾性層２０ｂを形成した転写ドラム２０によれ
ば、転写ドラム２０と接触した感光ドラム１からの負荷
を弾性層２０ｂで吸収でき、従って本発明によれば、感
光ドラム１と転写ドラム２０との間に介在する転写紙Ｐ
及びトナー像への負荷を軽減することができる。

【００３１】又感光ドラム１と転写ドラム２０との接触
が強目になって、これらの間のニップ圧が多少増大した
としても、連続発泡体の弾性層２０ｂではその負荷変動
を吸収できるので、弾性層２０ｂ側に掛かる負荷や転写
紙Ｐ、トナー像に掛かる負荷は変動が少なく、且つ一定
以上にならないので、画像は乱れることがなく鮮明にな
る。従って感光ドラム１に対する転写ドラム２０の機械
的な設定精度も、弾性層に単独発泡体を用いた転写ドラ
ムを使用した場合に比べて、粗い精度で設定が可能にな
る。

【００３２】本実施例において、上記の導電性の連続発
泡したウレタンゴムを導電性弾性層２０ｂに用いた転写
ドラム２０を転写装置２０Ａに組み込んで、図６の画像
形成装置に使用し、感光ドラム１上のトナー像の転写を
行なわせてカラー画像を形成し出力したところ、濃度が
均一で濃度ムラや濃度薄のない鮮明なカラー画像が得ら
れた。

【００３３】図４は、本発明の画像形成装置の他の実施
例における転写装置及びその周辺部を示す断面図であ
る。本実施例では、図１に示した転写装置２０Ａの転写
ドラム２０において、導電性の連続発泡したウレタンゴ
ムからなる導電性弾性層２０ｂの代わりに、導電性の連
続発泡したＣＲゴム又はＥＰＤＭゴム（エチレンプロピ
レンジエンメチレンゴム）からなる導電性弾性層２０
ｂ′を使用したことが特徴である。本実施例のその他の
構成は図１に示した実施例と基本的に同じで、図４にお
いて図１に付した符号と同一の符号は同一の部材を示
す。

【００３４】連続発泡したＣＲゴム及びＥＰＤＭゴムに
ついての荷重−歪み曲線を図５に示す。図５には、図３
に示した連続発泡したウレタンゴムの荷重−歪み曲線を
参考に再度掲げる。

【００３５】図５に示されるように、連続発泡したＣＲ
ゴム、ＥＰＤＭゴムは連続発泡体であるが故に、いずれ
も、歪み量が増大してもゴム側に掛かる負荷（荷重）は
一定以上増大することはなく、前述したのと同様に、転
写ドラム２０と感光ドラム１との間に介在する転写紙Ｐ
及びトナー像の負荷も軽減されるので、画像が乱れるこ
とがなく、高品位な画像が得られる。

【００３６】本発明で用いたウレタンゴム、ＣＲゴム及
びＥＰＤＭゴムについて、その連続発泡体及び単独発泡
体（但し、ウレタンゴムは連続発泡体のみ。現状では連
続発泡体のみ存在）の密度、アスカー硬度及び電気抵抗
値をまとめて表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置では、転写装置に設けられた転写材担持体の導電性
弾性層を、導電性の連続発泡したウレタンゴム等の連続
発泡体で形成したので、転写時に像担持体と転写材担持
体との間に介在する転写材及びトナー像に掛かる負荷を
軽減し、各色のトナー像の転写を良好に行なって、濃度
薄や画像乱れのない高品位なカラー画像を容易に得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例における転写
装置及びその周辺部を示す断面図である。

【図２】本発明で転写装置の転写ドラムの弾性層に用い
た連続発泡体及び従来用いている単独発泡体の発泡形態
を示す説明図である。

【図３】図１の転写装置の転写ドラムの弾性層に用いた
連続発泡したウレタンゴムの荷重−歪み曲線を、単独発
泡のＣＲゴムの荷重−歪み曲線と共にに示すグラフであ
る。

【図４】本発明の画像形成装置の他の実施例における転
写装置及びその周辺部を示す断面図である。

【図５】図４の転写装置の転写ドラムの弾性層に用いた
連続発泡したＣＲゴム及びＥＰＤＭゴムの荷重−歪み曲
線を示すグラフである。

【図６】従来の画像形成装置の全体を示す断面図であ
る。

【図７】図６の画像形成装置に設置された現像装置を示
す断面図である。

【図８】図６の画像形成装置における転写装置及びその
周辺部を示す断面図である。

【符号の説明】

１感光ドラム３一次帯電器４現像装置２０転写ドラム２０ａ金属シリンダー２０ｂ導電性弾性層２０ｃ中抵抗層２０ｃ′ 中抵抗層２０ｄ誘電体層２０Ａ転写装置２２グリッパ２３吸着ローラＰ転写紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−6988（ＪＰ，Ａ) 特開平４−218085（ＪＰ，Ａ) 特開平４−285979（ＪＰ，Ａ) 特開平３−249660（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/16 103 G03G 15/02 101 G03G 15/08 501 G03G 21/06 G03G 15/01 114

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】転写材担持体上に担持された転写材上
に、像担持体上に順次形成された各色のトナー像を順々
に重ね合わせて転写する転写装置を備え、前記転写材担
持体が、導電性円筒上に導電性のゴム又は樹脂の発泡体
からなる導電性弾性層を設け、その上に導電層又は中抵
抗層を設け、更にその上に誘電体層を設けてなるカラー
画像形成装置において、前記転写材担持体の導電性弾性
層を形成する発泡体が連続発泡体であることを特徴とす
るカラー画像形成装置。