JP5090627B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、転写時での異常画像防止のための構成に関する。
周知のように、複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体に形成された静電潜像が現像されて得られるトナー像を記録媒体の一つであるシートに転写する転写行程が実行される。
転写行程には、モノクロ画像を対象とした場合のように、感光体から直接シートにトナー像を転写する場合がある他に、フルカラー画像を対象とする場合のように、各色毎の画像を形成した感光体の位置を通過するシートに対して色毎の画像を直接転写してシートに重畳させる場合と、各感光体で形成された色毎の画像を一旦中間転写体に順次転写(1次転写)させた後、中間転写体上に重畳転写された画像をシートに対して一括して転写(2次転写)する場合とがある。
フルカラー画像を形成する際の転写方式として用いられる1次転写および2次転写とを組み合わせた方式においては、中間転写体の裏側から電界形成手段によって電圧印加されることで形成される電界によりトナー像を静電吸着する構成が知られている。
一方、感光体から中間転写体に転写される画像は、感光体と中間転写体との間に形成される転写位置に移動する過程で画像中のトナーの一部が周辺に拡散して画像劣化を引き起こす場合がある。
画像劣化の原因には転写チリや転写不良が挙げられ、転写チリは、トナーが本来転写されるべき位置に転写されずにその周辺に拡散して転写されることを意味し、これにより画像がぼけてしまうことをいう。特に細線部分でのシャープ性が損ねられてしまう。この発生原因としては、転写位置入り口での電界の作用により感光体と中間転写体との間の微小ギャップにおいて放電が開始されることによりトナーの一部が転写されてしまうことが考えられる。しかも、転写位置入り口で放電が開始されてしまうと放電の影響を受けたトナーの帯電量(Q/M)が低下し、静電付着力が低下してしまい、トナー同士のクーロン反撥力に打ち勝てなくなることでトナーの一部が飛散することになり、これによっても転写チリが増加することになる。
転写チリとは別に、帯電量が低下したトナーは、電界による力が感光体とトナー間の付着力に打ち勝つことができなくなることが原因して感光体上に残ってしまい、これが転写不良を引き起こすことになる。
上述した転写チリなどをはじめとする転写不良を防止する対策として、次のような構成が提案されている。
トナー画像を一時的に担持した後、転写材上にトナー画像を転写させる中間転写体であり、転写ニップ部より上流側に該中間転写体裏面と接触し且つ電気的に接地されていない導電性部材を設け、且つ転写時に該導電性部材の電位(Va)がゼロまたは感光体の帯電極性と同極性の電位となるように、前記帯電手段と前記電荷供給装置を制御する構成(例えば、特許文献1)。
転写位置における像担持体の移動方向上流側に設けられた第1の電界形成手段により画像中のトナーが像担持体に向けて移動する電界を与えられ、上記移動方向下流側に設けられている第2の電界形成手段により画像中のトナーが中間転写体に向けて移動する電界をそれぞれ形成して、像担持体の移動方向上流側では中間転写体に向けたトナーの移動が阻止されることにより転写チリの発生を防止され、移動方向下流側では中間転写体へのトナーの移動が促進されて転写効率の低下が防止できるようにした構成(例えば、特許文献2)。
中間転写体の移動方向において、前記転写手段が設けられる位置よりも上流側であって前記中間転写体に接触するように設けられ、前記転写手段による転写電界を規制する電極によりトナーが飛翔する電界が生じるのを防止するようにした構成(例えば、特許文献3)。
特許第3205274号(「特許請求の範囲」) 特開2004−205969号公報(段落「0044」欄) 特開2000−122444号公報(段落「0056」欄)
ところで、1次転写ニップ直前上流の感光体上においてトナー顕像の画像部、非画像部間には表面電位差があり、トナー顕像のトナー帯電量分布は正規極性過剰帯電レベル〜正規極性適性レベル〜正規極性不足レベル〜逆極性レベルまで広がっているのが一般的であり、正規極性適正帯電レベルトナーに微少空隙放電現象が起きない適正な一次転写電界を作用させた場合でも、近傍の地肌部(トナー付着部より感光体表面と中間転写体表面の空隙は広めになる)と感光体表面の電位差がより大きくなる。このため、1次転写ニップ上流、及び下流に存在する微少空隙部において上述のトナー付着部近傍の地肌部放電を完全には防止することは困難である。
つまり、このような観点からすると、特許文献に開示されている構成においては、転写電界制御に係る構成が考慮されているだけで、感光体側での表面電位差が原因する現象への対策が採られていない以上、該微少空隙放電に伴う、低帯電レベルトナーの増加及び中間転写体への転移が起こることを完全に防ぐのが困難であり、転写チリ、ドット画像再現不良、トナー飛散等の不具合を完全に解消することができない虞がある。
本発明の目的は、上記従来の転写工程における問題に鑑み、転写ニップ部上流側および下流側での微小空隙放電を、像担持体である感光体側での表面電位分布の影響、つまり、顕像部と地肌部との間の電位差の存在による影響を受けることなく防止して、転写チリ、ドット画像再現不良、トナー飛散、感光体へのトナーの逆転写などの不具合を解消することにより高品質な多色画像形成が可能な構成を備えた画像形成装置を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像が転写される体積抵抗率ρを、JIS K69115.13.1、又はJIS 3256に基いて測定した値として、10〜1015Ω・cmに設定した中間転写ベルトと、該中間転写ベルト上のトナー像を転写材に2次転写する2次転写手段とを備えた画像形成装置において、上記中間転写ベルトは、材料Aと、該材料Aの体積抵抗よりも高い抵抗を有して該材料Aにおける上記像担持体と対向する側の表面に食い込ませた状態で分散された材料Bとで構成され、上記材料Bは、上記材料Aの表面で一方向に沿った食い込み位置間隔として、上記像担持体に形成される画像の解像度から得られる最小画素径をPMIN とし、且つトナーの体積平均粒径Dのときの上記材料Bの食い込み位置間隔を分散中心間距離Lとしたとき、
D≦L≦PMIN(μm)
の関係に設定されていることを特徴としている。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、1次転写バイアス印加電極と中間転写ベルト表面間の体積抵抗平均値Rが、
10≦R≦1013(Ω)
の関係に設定され、かつ、中間転写ベルト表面抵抗平均値R
>R
(但し、体積抵抗R、及び表面抵抗Rは「JIS K6911 5.13.1」、又は「JIS 3256」に基いて測定した値)
の関係に設定されていることを特徴としている。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、1次転写バイアスより異極性側にシフトした電極を1次転写ニップより上流で中間転写ベルト裏面に接触又は近接配置することを特徴としている。
請求項4記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、1次転写バイアスより異極性側にシフトした電極を1次転写ニップより下流で中間転写ベルト裏面に接触又は近接配置することを特徴としている。
請求項5記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、上記像担持体と上記中間転写ベルトとの当接圧Nを、
5×10-4 ≦ N ≦ 5×10-2 (MPa)
の範囲に設定したことを特徴としている。
請求項6記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、上記中間転写ベルトの表面が弾性を有することを特徴としている。
請求項7記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、上記中間転写ベルトが、加圧することにより厚さが見かけ上薄くなる特性を意味する厚み方向に圧縮性を備える弾性層を有することを特徴としている。
請求項8記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、上記中間転写ベルトのオイラーベルト法で測定した静止摩擦係数μが上記像担持体の静止摩擦係数μ以上(μ≧μ)であることを特徴としている。
請求項9記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、トナーは、平均円形度(粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長/粒子投影像の周囲長により求めた値)が0.90〜0.99のトナーであることを特徴としている。
請求項10記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、トナーが、母体トナー中に、離型剤を含ませたことを特徴としている。
請求項11記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、上記トナーに無機微粒子を外添したことを特徴としている。
請求項12記載の発明は、請求項1乃至11のうちの一つに記載の画像形成装置において、前記中間転写ベルトに用いられる材料Aとして、その表面に上記材料Bを食い込ませることができる多孔質性材料を用いることを特徴としている。
請求項13記載の発明は、請求項1乃至12のうちの一つに記載の画像形成装置において、前記中間転写ベルトに用いられる材料Aは、表面の一部が同質で上記材料Bを食い込ませることができる多数の密集突起からなることを特徴としている。
請求項14記載の発明は、請求項12または13記載の画像形成装置において、前記中間転写ベルトに用いられる材料Aの表面の一部または全てを、上記多孔質材料もしくは密集突起の部分と異なる抵抗部材が用いられる上記材料Bで被覆した構成であることを特徴としている。
請求項1記載の発明によれば、トナーの分散中心距離平均が最小画素径およびトナーの体積平均粒径との関係において所定の関係を設定するように中間転写ベルトにおいて周辺材料と体積抵抗の異なる材料を存在させているので、中間転写ベルトの表面に多数の微小フリンジ電界(微細な閉電界、いわゆる、電界に関するマイクロフィールド(参考文献:電子写真学会誌34,4,P329、岩田、鈴木)を生起させやすくすることができる。これにより、中間転写ベルトおいて高抵抗部と低抵抗部とが混在することとなり、各抵抗部間での電荷移動による電位差緩和現象が放電現象よりも起きやすくなることで1次転写ニップ部前後の空隙における像担持体と中間転写ベルトとの間の放電現象が抑制されることになり、トナーの飛翔を防止することができ、転写チリを効率よく防止することが可能となる。
請求項2記載の発明によれば、中間転写ベルトの表面抵抗平均値が1次転写バイアス印加電極と中間転写ベルト表面での体積抵抗平均値よりも大きくなる関係とされているので、1次転写ニップ前後において放電を防止するための電位シフト(例えば、同極性低電位、接地電位、異極性電位等の設定)が行われた際に、このシフトに用いられる部材が中間転写ベルトの1次転写ニップ前後に接触あるいは近接したような場合でも、転写ニップ部への影響、つまり、ベルトの表面抵抗が高いことにより電荷移動が阻止されることになり、高効率転写に必要充分な転写バイアスを印加した際の表面電位上昇が抑制され、これにより、転写チリの防止と共に転写バイアス時での不用意の表面電位上昇による転写効率の悪化を抑えることが可能となる。
請求項3記載の発明によれば、1次転写ニップ上流で中間転写ベルト表面電位が転写ニップ部より異極性側にシフトでき、転写上流空隙での放電を防止でき、該部の転写チリを防止することが可能となる。
請求項4記載の発明によれば、1次転写ニップ下流で中間転写ベルト表面電位が転写ニップ部より異極性側にシフトでき、転写下流空隙での放電を防止でき、該部の転写チリを防止できる。又多色重ね1次転写において、中間転写体表面ベルトの表面電位を減衰させる中間除電効果により、次色重ね1次転写時の1次転写バイアス電圧レベルを下げることができ、次色以降重ね色の転写チリ問題を改善することが可能となる。
請求項5記載の発明によれば、当接圧の下限規定で、1次転写に必要な転写ニップを形成でき、且つ当接圧の上限規定で、1次転写時のトナー像と像担持体の非静電気的付着力上昇を防止でき、1次転写の高効率転写と転写ヌケ防止が可能となる。
請求項6記載の発明によれば、1次転写の転写ニップでトナー像部に転写圧力が集中するのを防止でき、1次転写時のトナー像と像担持体の非静電気的付着力上昇を防止でき、1次転写の転写ヌケを防止することが可能となる。
請求項7記載の発明によれば、1次転写の転写ニップでトナー像部に転写圧力が集中するのを防止でき、1次転写時のトナー像と像担持体の非静電気的付着力上昇を防止でき、1次転写の転写ヌケを防止することが可能となる。
請求項8記載の発明によれば、1次転写時のトナー像と像担持体の非静電気的付着力上昇を抑制でき、1次転写の転写ヌケを防止することが可能となる。
請求項9記載の発明によれば、1次転写時のトナー像と像担持体の非静電気的付着力上昇を抑制でき、1次転写の転写ヌケを防止が可能となる。
請求項10記載の発明によれば、1次転写時のトナー像と像担持体の非静電気的付着力上昇を抑制でき、1次転写の転写ヌケを防止することが可能となる。
請求項11記載の発明によれば、1次転写時のトナー像と像担持体の非静電気的付着力上昇を抑制でき、1次転写の転写ヌケを防止が可能となる。
請求項12記載の発明によれば、中間転1次転写における、転写ヌケ防止。中間転写体の一部の多孔質材料の孔部に異質材料を容易且つ安定に配置でき、中間転写ベルトの性能を安定化しやすくすることが可能となる。
請求項13記載の発明によれば。中間転写体の一部の多数の密集突起周辺に異質材料を容易且つ安定に配置でき、中間転写ベルトの性能を安定化しやすくすることが可能となる。
請求項14記載の発明によれば、中間転写体の表面又は一部を被覆する異なる抵抗部材と接触する他の材料との接合が強固になり、互いに分離し難く、中間転写ベルトの性能を安定化しやすくすることが可能となる。
以下、図に示す実施例による本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明実施例による画像形成装置の一つであるプリンタの概略構成図である。なお、本発明は、プリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置あるいは印刷機およびこれら機能を複合させた構成を対象とすることも可能である。
図1において、矢印の方向に回転する像担持体としてのドラム形状の感光体1の回りには、感光体クリーニングユニット2、感光体を一様帯電する帯電手段としての帯電器4、画像情報に応じて感光体1に光を照射する露光手段としての露光ユニット5、感光体1上の静電潜像を現像する現像手段6,7,8,9、中間転写ベルト10、などが配置されている。
感光体1上にトナー像を形成するトナー像形成手段としては、上記帯電器4、上記露光ユニット5、上記現像手段6,7,8,9などが用いられる。
上記現像手段は、イエロー現像器6、マゼンタ現像器7、シアン現像器8、ブラック現像器9の4個の現像器から構成されている。
フルカラー画像形成時はイエロー現像器6、マゼンタ現像器7、シアン現像器8、ブラック現像器9の順でトナー像(可視像)を形成し、各色のトナー像が中間転写ベルト10に順次重ね転写されることでフルカラー画像が形成される。
トナー像が中間転写ベルト10に転写された後の感光体1の表面は、感光体クリーニングユニット2のブレード3でクリーニングされる。
上記中間転写ベルト10は、駆動ローラ13、1次転写バイアスローラ11、および従動ローラ12a,12bにより張架されており、図示しない駆動モータによって駆動されるようになっている。
上記1次転写バイアスローラ11の圧接力は、圧接バネ30により調節されている。
上記中間転写ベルト10は、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させて電気抵抗を調整した混合・合成材料や、導電材料、絶縁材料の中から複数の材料を少なくとも2種類以上組み合わせて使用し、その体積抵抗率が10〜1015Ωcmの範囲に設定されており、図2に示すように、中間転写ベルト10表面、又は表面近傍に、最小画素径PMIN(600dpiの場合は約42μm、1200dpiの場合は約21μm)以下であって、且つトナーの体積平均粒径D以上の分散中心間距離平均Lで、周辺材料と体積抵抗の異なる上記2種類以上の混合・合成材料を存在させた構成とされている。
このような関係を持たせた周辺材料と体積抵抗が異なる材料を混在させることにより、中間転写ベルト表面に上記複数材料の抵抗差による表面電位差で画像上に現れない程度の微細なフリンジ電界に相当するマイクロフィールド(電界の微小な閉電界)が形成され、感光体1と中間転写ベルト10とが離れている場合には作用し難いが、ほぼ接触する状態では、中間転写ベルト10上の電界強度勾配の強いマイクロフィールドの強い静電気力により感光体1上のトナー像が中間転写ベルトに引き付けられ転写させることができる。これにより、非接触状態での感光体1から中間転写ベルト10へのトナーの転移を防止でき、トナー像を中間転写ベルト10の表面に転写(1次転写)する際の転写チリの発生が防止できる。
なお、マイクロフィールドに関しては、例えば、「電子写真学会誌34,4,P329、岩田、鈴木」において公開されている。
また、このようなマイクロフィールドを利用した現像方式に関しては、本出願人が販売するリコーの「IMAGIO DAシリーズ」に適用されており、この原理に相当する内容は、例えば、1997年6月29日初版第3刷発行の「電子学会編、「電子写真技術の基礎と応用」、P264(iii)欄」に記載されている。
なお、図3乃至図5は、本実施例における中間転写ベルト10の構成に用いられる材料Aの体積抵抗率が材料Bの体積抵抗率が低い場合も含めて異なる場合をそれぞれ示している。
図3(A)は、中間転写ベルト表面に周囲より抵抗の高い材料Bを分散した例の斜視図であり、図3(B)は、図3(A)に示した中間転写ベルト10の厚み方向断面図を示す。また、図3(C)では、中間転写ベルト10の表面が極めて薄く(0〜D/2が好適。0.1〜3μm程度が好ましい)、下層より抵抗の高い材料Bで覆われ、且つ該材料Bの一部分がきめ細かくより抵抗の低い材料Aに食い込んでいる態様の例である。これにより、材料Aと材料Bの境界面積が広く互いに強固に接合できる。
図4(A)は中間転写ベルト10の材料A表面に設けた微細な突起の斜視図であり、図4(B)及び図4(C)は、該突起を設けた後、その上により抵抗の高い材料Bを塗布した例である。
図4(B)では、材料Aが表面にも露出しているが、図4(C)では、中間転写ベルト表面は極めて薄く(0〜D/2が好適。0.1〜3μm程度が好ましい)下層より抵抗の高い材料Bで覆われ、且つ該材料Bの一部分がきめ細かくより抵抗の低い材料Aに食い込んでいる態様の例である。これにより、材料Aと材料Bの境界面積が広く互いに強固に接合できる。
図5(A)は、中間転写ベルトの高抵抗側材料Bの形態を示す斜視図で、網目上に繋がっている。これにより、中間転写ベルトの伸縮防止や材料Aと材料Bの剥離防止の役目が得られるようになっている。
図5(B)では、材料Bが材料Aの表面側(感光体に対面する側)を覆い尽くしてはいないが、図5(C)では、材料Bが材料Aの表面側(感光体に対面する側)を極めて薄く(0〜D/2が好適。0.1〜3μm程度が好ましい)覆い尽くしている。これにより、材料Aと材料Bの境界面積が広く互いに強固に接合できる。
なお、中間転写ベルト10の体積抵抗率が上記上限値を超えると、転写に必要な転写バイアスが高くなるため、電源コストの増大を招く。また、中間転写ベルト10の帯電電位が高くなるため除電工程を複数回繰り返す必要が生じ、画像形成動作全体の時間が長くなる、機械寿命が短くなるといった弊害をもたらす。一方、中間転写ベルト10の体積抵抗率が上記下限値を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため除電には有利となるが、転写時の電流が転写ニップ上流側の面方向に流れ感光体と隙間の有る個所での中間転写ベルトの表面電位上昇が大きいためトナー飛び散りが発生してしまうことが実験で確認された。
一方、本実施例では、1次転写バイアス印加電極と中間転写ベルト表面間の体積抵抗平均値Rが10〜1013Ωであり、且つ中間転写ベルト表面抵抗平均値RをRより大きくされており、これにより、高効率転写と転写チリ防止の両立性を向上できる。また、中間転写ベルト裏面抵抗平均値RをRより大きくすることによって、高効率転写と転写チリ防止の両立性をより向上できる。以下、この理由について説明する。
まず、電気抵抗の測定について説明すると次の通りである。
表面抵抗と体積抵抗は「JIS K6911 5.13.1」に基づいて測定した。即ち、表面抵抗については、「JIS K6911 5.12」に規定されている絶縁抵抗測定装置に「JIS K6911 5.13」の条件による試験片の外側環状表面電極と内側円板状表面電極との間を接続して測定した。また、体積抵抗については、上記絶縁抵抗測定装置に「JIS K6911 5.13」の条件による試験片の表面電極と裏面電極との間を接続して測定した。また、電気抵抗の他の測定方法としては、「JIS 3256」に規定されている方法で行うこともできる。
抵抗測定に用いた「JIS K6911 5.13.1」を以下に示す。
図6は「JIS K6911 5.13.1」の抵抗率試験の電極配置を示し、(A)は表面電極であり、(B)は裏面電極である。なお、図6中、単位はmmである。また、図7は「JIS K6911 5.13.1」の電極の接続方法を示し、(A)は体積抵抗率試験の場合であり、(B)は表面抵抗率試験の場合である。
(1)装置
(1.1)図6の斜線部分の形状に切断した導電性ゴム又は透湿性の導電性ペイント。
(1.2)「JIS K6911 5.12.1」の(1.1.2)から(1.1.4)までの電源、絶縁抵抗測定器及びスイッチ。
(1.3)マイクロメータ 「JIS B 7502」に規定する外側マイクロメータ又はこれと同等以上の精度をもつもの。
(1.4)ノギス JIS B7507に規定する外側マイクロメータ又はこれと同等以上の精度をもつもの。
(2)試験片 直径約100mm、厚さ2mmの円板に成形したものを用いる。
(3)前処理試験片の前処理は、C−90(+4−2) h/20±2℃/(65±5)%RHで行う。
(4)方法 処理後の試験片の厚さを外側マクロメータで0.01mmまで正確に測り、図6に示すように導電性ゴムを配置し試験片に圧着させて電極とする。また、図6に示すように試験片上に透湿性の導電性ペイントで描いて電極とすることができる。
この場合は電極を描いた後に試験片の処理を行い、操作中に透湿性の導電性ペイントが試験片からはがれないように注意する。表面電極の内円の外径及び環状電極の内径をノギスで0.02mmまで測る。体積抵抗率を測定する場合は図7(A)に示すように、表面抵抗率を測定する場合は、図7(B)に示すように、それぞれ接続する。これをさらに前記「JIS K6911 5.12」と同様の回路の試験片の位置に接続し、1分間充電して体積抵抗及び表面抵抗を測定する。この場合、試験は、温度20±2℃、相対湿度(65±5)%の条件で行う。
(5)計算次の式によって体積抵抗率及び表面抵抗率を算出する。
ρ=(πd /4T)×R
ρ={π(D+d)/(D−d)}×R
なお、ここに、ρv:体積抵抗率[MΩcm]、ρs:表面抵抗率[MΩ]、d:表面電極の内円の外径、T:試験片の厚さ[cm]、Rv:体積抵抗[MΩ]、D:表面の環状電極の内径[cm]、Rs:表面抵抗[MΩ]、π:円周率=3.14である。
上記「JIS K6911 5.12.1」の(1.1)を次に示す。
図8は「JIS K6911 5.12.1」の(1.1)の絶縁抵抗測定装置を示す図である。
(1.1)絶縁抵抗測定装置
図8に例示するような電極、電源、検流計、万能分流器、スイッチなどをもつもの。
(1.1.1)電極「JIS B 1352」に規定するB種の直径5mmで、表面に傷のない黄銅製のテーパピン。
(1.1.2)電源直流電圧500Vの乾電池又は蓄電池。ただし、交流を清流した電源も、一定の直流電圧を保っていることが確認できれば用いてもよい。
(1.1.3)絶縁抵抗測定器
(1.1.3.1)絶縁抵抗値1MΩ以上10 MΩ未満を測定する場合(比較法) 標準抵抗は、1MΩマンガニン又はそれと同等以上の精度をもつ標準抵抗とし、万能分流器は、検流器の振れ及び測定範囲を調節するための精密なものとする。また、検流計は、0点が安定した高感度のものであって、10−10Aの電流によって1mの距離で1mmの振れがあれば10 MΩ未満の抵抗を±10%の確度で測定することができる。
(1.1.3.2)絶縁抵抗値5MΩ以下を測定する場合「JIS C 1302」に規定する絶縁抵抗計を用いる。
(1.1.3.3)絶縁抵抗値1MΩ以上10 MΩ未満を測定する場合確度±10%に校正された直流増幅器を有するものを用いる。
(1.1.4)スイッチ適当に絶縁保護されたもの。
電気抵抗の他の測定方法として、「JISR3256 3」を以下に示す。
図9は表面抵抗測定方法を示す図である。
3.常温における測定方法
(3−1) 測定の原理
図9に示したような、電極−試験片系X、直流電源E、直流電圧計V及び電流計Aで構成される測定回路を用いて試験片表面に電圧を印可し、この印加電圧を試験片表面に流れる電流で除して得られた表面抵抗の値から、後述する(3−5)に定められた計算式によって表面抵抗率を算出する。なお、図9に示した機器類を一つにまとめた表面抵抗の簡易測定装置として、高絶縁抵抗計が市販されている。
(3−2) 測定条件及び印加電圧試験片を温度20±2℃、相対湿度(50±5)%の空調室内に16時間以上放置した後、測定を行う。試験片への印加電圧は1000V以下とし、500Vを標準電圧とする。電圧印加時間は、1分間を標準とし、基板ガラスの材質によって変化させる。
(3−3) 試験片の調製方法試験片の調整方法は次による。
a) 形状及び寸法試験片は、一辺が50mm以上の長方形又は直径50mm以上の円板とする。
b) 試験片の表面状態試験片は、鏡面研磨又はそれに準ずる表面状態のものを使用する。
c) 洗浄及び乾燥試験片の洗浄は、まず中性洗剤を用いてこすり洗いをした後水道水によるすすぎを行い、更に超純水、アセトン、エタノールなどの溶剤中で超音波洗浄を行う。乾燥は、オーブンを用いて行っても自然乾燥によってもよい。
d) 試験片への電極形成方法試験片への電極形成は、導電材料を蒸着、スパッタリングなどの方法を用いて行う。導電材料としては金や白金などがあるが、この測定方法の場合は、金を用いることが望ましい。又、この測定方法では、高絶縁抵抗を測定するので、電極−試験片系の迷走電流を除くためにガード電極を形成することが必要である。図10は、試験片への電極付与方法の一例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は正面図である。
e) 電極の寸法は、図10に示したような同心円上に配置された電極を用いる。この場合、測定装置の感度を考慮して主電極の寸法を約26〜36mmの範囲で変化させ、ギャップの大きさを調節することができる。
(3−4)測定の手順
a) 図10に示した方法によって試験片に電極を形成し、主電極の直径D 及び対電極の内径D を「JISB7507」に規定するノギス又はこれと同等以上の精度をもつ測定装置を用いて0.05mmの精度で測定する。
b) 試験片を約120℃で2時間以上乾燥した後、デシケーター内で冷却する。
c) 3.2に定めた測定条件と印加電圧で、図9の表面抵抗測定方法によって表面抵抗を測定する。又、測定装置は、シールドされた超高抵抗測定箱中に保持することが望ましい。
(3−5) 計算と測定回数基板ガラス表面の電気抵抗率は、次の式によって計算する。
ρs[Ω]=(Dmπ/g)Rs
ここに、ρs:表面抵抗率[Ω]、Rs:表面抵抗[Ω]、Dm:平均直径[D +D ]/2[mm]、D :主電極の直径[mm]、D :対電極の内径[mm]、g:ギャップ(D −D )[mm]
測定は、2回行いその平均値を持って表面抵抗率測定値とする。
さらに、図2に示すように、1次転写バイアスより異極性側にシフトした電極を1次転写ニップより上流で中間転写ベルト裏面に接触又は近接配置することで、1次転写ニップ上流で中間転写ベルト表面電位が転写ニップ部より異極性側にシフトでき、転写上流空隙での放電を防止でき、該部の転写チリを防止できる。
また、図2に示すように、1次転写バイアスより異極性側にシフトした電極を1次転写ニップより下流においても、中間転写ベルト裏面に接触又は近接配置することで、1次転写ニップ下流で中間転写ベルト表面電位が転写ニップ部より異極性側にシフトでき、転写下流空隙での放電を防止でき、該部の転写チリや逆転写を防止できる。
ここで、1次転写バイアスローラ11による圧接によって生じる上記感光体1と上記中間転写ベルト10との当接圧は、5×10−4Mpa以上、5×10−2Mpa以下であるのが望ましい。この範囲内であると、圧接力不足による転写性の悪化、及び過圧接によるトナーの凝集を防ぐことができ、転写効率を向上させ、中抜け画像の発生を防止することができる。
中間転写ベルト10の表面が弾性を有し、好ましくは表面マイクロ硬度はマイクロゴム硬度計(例えば、高分子計器社製:MD−1)による測定で30度〜70度の範囲にすることで、1次転写の転写ニップでトナー像部に転写圧力が集中するのを防止でき、1次転写時のトナー像と像担持体の非静電気的付着力上昇を防止でき、1次転写の転写ヌケを防止できる。更に、転写紙の表面性に関わらず、白抜け、中抜け、文字つぶれ、色ずれ等の発生しない転写を行うことができる中間転写体、及びその中間転写体を用いて高品質なフルカラー画像を印字することができる。
また、中間転写ベルトが厚み方向に圧縮性、つまり、加圧することにより厚さが見かけ上薄くなる特性を備える弾性層を備える構成にし、好ましくは表面マイクロ硬度はマイクロゴム硬度計(例えば、高分子計器社製:MD−1)による測定で30度〜70度の範囲にすることで、1次転写の転写ニップでトナー像部に転写圧力が集中するのを防止でき、1次転写時のトナー像と像担持体の非静電気的付着力上昇を防止でき、1次転写の転写ヌケを防止できる。
感光体表面の保護層にシリコーンオイルSH200(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)を少し(0.1〜1.0部程度)存在させたり、ステアリン酸亜鉛等の潤滑剤を感光体表面に塗布する等の公知技術で、中間転写ベルトのオイラーベルト法で測定した静止摩擦係数μが感光体の静止摩擦係数μ以上より相対的に大きくなる様にすると(μ≧μ)、1次転写時のトナー像と像担持体の非静電気的付着力上昇を抑制でき、1次転写の転写ヌケを防止できる。
重合トナー等の球形に近いトナーで、平均円形度0.90〜0.99のトナーを使用し、トナー像と感光体の非静電気的付着力上昇を抑制すると、1次転写電界強度を抑制でき、1次転写の転写ヌケを防止できる。
母体トナー中に、定着部でオイル塗布の必要がないようにワックス等の離型剤を含ませたトナーを使用し、トナー表面に若干ではあるが離型剤が存在する状態にして、トナー像と感光体の非静電気的付着力上昇を抑制すると、1次転写電界強度を抑制でき、1次転写の転写ヌケを防止できる。
母体トナーに疎水性の無機微粒子を外添し、より好ましくはシリカ(SiO )を外添して、トナーの流動性を良くし、トナー像と感光体の非静電気的付着力上昇を抑制すると、1次転写電界強度を抑制でき、1次転写の転写ヌケを防止できる。該シリカはシランカップリング剤、シリコーンオイル等によって表面を疎水化処理したものが更に好ましい。
中間転写ベルトの一部を同質の多孔質材料(抵抗をカーボン等で調整した多孔質ポリイミド)から構成し且つ該材料が伸縮しない特性を備える様にする事で、中間転写ベルトの一部の多孔質材料の孔部に異質材料が容易且つ安定に配置でき、中間転写ベルトの性能を安定化できる。
中間転写ベルトの一部を同質で互いに連結していて多数の密集突起を有する構成し且つ該材料が中間転写ベルト回動方向に伸縮しない特性を備える様にする事で、突起周辺部に異質材料が容易且つ安定に配置でき、中間転写ベルトの性能を安定化できる。上記中間転写ベルトの密集突起を有するベルト部分の製造方法としては、注型法や遠心成型法等がある。密集突起の形状は該密集突起を有するベルト部分の表面に対応する型側の形状を調整することで、調節することが可能である。尚、必要に応じて、該密集突起を有するベルト部分表面をブラスト処理して調節してもよい。
上述したように、中間転写ベルト10の一部を同質の多孔質材料で構成したり、あるいは同質で互いに連結して多数の密集突起を有する構成とした場合には、ベルト表面の一部または全てを異なる抵抗部材で薄く(好ましくは、0.1〜1.0μm)に被覆することで異なる抵抗部材間の接合をより強固にでき、互いに分離し難く、中間転写ベルトの性能を安定化できる。この場合の抵抗部材としては、多孔質材料や突起材料の周辺に位置する周辺材料と同質のものを用いることが好ましい。
また、上記中間転写ベルト10の表面には、必要に応じて離型層をコートしてもよい。このコートに用いる材料としては、ETFE、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF、PEA(パ−フルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)等のフッ素樹脂が使用できるが、これらに限定されるものではない。
次に静止摩擦係数の測定をオイラーベルト式(日本機械学会編 機械工学便覧基礎編A3力学・機械力学 P35(1986年発行))による行う場合について図11により説明する。
図11はオイラーベルト式を用いるオイラー法による表面摩擦係数の測定法を模式的に示す図である。まず、紙片(TYPE6200 A4 T 目:株式会社リコー製)を297mm×30mmに切り、両端に糸201を付けて測定紙片100を作成する。
紙片の特性は秤量:71.7g/m2、厚さ:89μm、密度:0.81g/cm3、平滑度:表;40s、裏;37s、体積抵抗:1.2E+11Ω・cm、摩擦係数:表/裏;(ゴム付きオモリ)tanθで、縦;0.64、横;0.65である。測定紙片200をテーブル202の一端に支持部材203により支持された感光体ドラム1にのせて、一方の糸201に0.98N(100g重)の重り204を結び付け、他方の糸201にはデジタルプッシュプルゲージ205を結び付ける。この状態でデジタルプッシュプルゲージ205によって糸201を介して測定紙片200を引っ張り、測定紙片200が動き出した時のデジタルプッシュプルゲージ205の値を読む。この時の値をF(N)とすると、静止摩擦係数μは、
μ=(2/π)×〔ln(F/0.98)〕
で求められる。
上記中間転写ベルト10の製造方法としては、注型法や遠心成型法等がある。表面粗さRzを小さくする場合には、当該ベルトの表面に対応する型側の表面粗さRzを小さくすることで、当該ベルトの表面粗さRzの値を調節することが可能である。尚、必要に応じて、ベルト表面を研磨して調節してもよい。
図1において、上記中間転写ベルト10に接離可能なベルトクリーニングユニット19は、クリーニングブレード18、および該クリーニングブレードを中間転写ベルト10に対して接離させる接離機構26などで構成されており、1色目のイエロー画像を1次転写したあとの、2、3、4色目を1次転写している間は、上記接離機構26によって中間転写ベルト10の表面から離間させられる。上記接離機構26は、クリーニングブレード18が感光体1の表面に当接するようにクリーニングユニット19を付勢する図示しない付勢手段と、クリーニングユニット19の揺動する底面部に当接した状態で図示しない制御部からの信号に基づいて回転駆動される偏心カムを用いて構成されている。
また、図1において中間転写ベルト10の外周面の幅方向端部にはベルト位置検出マーク23が設けられており、マークセンサ24によって該マーク23が検出されたタイミングで各色の画像形成プロセスを開始することにより、各色画像の正確な色重ねが可能となる。本発明技術では、中間転写ベルトの回動方向の伸縮歪みや変化が無いので色ずれ防止に有効である。
図1に示すように、2次転写ユニット15は、2次転写バイアスローラ14、および該2次転写バイアスローラ14を中間転写ベルト10に対して接離させる接離機構16などで構成されている。
接離機構16は、2次転写バイアスローラ14が中間転写ベルト10から離間するように2次転写ユニット15を付勢する付勢手段としてのバネ部材と、2次転写ユニット15の揺動する底面部に当接した状態で図示しない制御部からの信号に基づき回転駆動される偏心カムとを用いて構成されている。
2次転写バイアスローラ14はSUS等の金属製芯金上に、導電性材料によって10〜1010Ωの抵抗値に調整されたウレタン等の弾性体を被覆することで構成されている。なお、上記2次転写バイアスローラ14の抵抗値測定は、導電性の金属製板に2次転写バイアスローラ14を設置し、芯金両端部に片側4.9N(両側で合計9.8N)の荷重を掛けた状態にて、芯金と上記金属製板との間に1000Vの電圧を印加したときに流れる電流値から算出した。
上記2次転写バイアスローラ14は、図示しない駆動ギヤによって駆動力が与えられており、その周速は中間転写ベルト10の周速に対して、略同一となるよう調整されている。この2次転写バイアスローラ14は、通常中間転写ベルト10の表面から離間しているが、中間転写ベルト10の表面に形成された4色の重ね画像を転写材としての転写紙22に一括転写するときにタイミングを取って接離手段としての接離機構16で押圧され、2次転写バイアス印加手段としての高圧電源100により、2次転写バイアスローラ14に2次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト10から転写紙22への転写を行う。
上記構成を備えた本実施例によるプリンタにおいて、上記転写紙22は給紙ローラ25、レジストローラ21によって、中間転写ベルト10上の4色重ね画像の先端部が2次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。転写紙22に転写された4色重ね画像は定着手段17で定着された後、排紙される。
上記プリンタにおいて使用されるトナーは、体積平均粒径が4〜10μmの範囲であることが望ましい。トナーの粒径を上記範囲のように小径化することで、トナー飛散を防止し、かつ、高解像度での画像形成が可能となるとともに、トナー小径化による、現像時の地汚れ、トナーの流動性の悪化及びトナー凝集を防止し、中抜け画像の発生を効果的に防止できる。
上記トナーに使用される結着樹脂としては、従来からトナー用結着樹脂として使用されてきたものは全てが適用することが可能である。具体的には、ポリオール樹脂、スチレンアクリル共重合体、ポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン/p−クロロスチレン共重合体、また、スチレン/プロピレン共重合体、スチレン/ビニルトルエン共重合体、スチレン/ビニルナフタレン共重合体、スチレン/アクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリル酸エチル共重合体、スチレン/アクリル酸ブチル共重合体、スチレン/アクリル酸オクチル共重合体、スチレン/メタクリル酸メチル共重合体、スチレン/メタクリル酸エチル共重合体、スチレン/メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン/α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン/ビニルメチルケトン共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、スチレン/アクリロニトリル/インデン共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体、更には、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルブチルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが使用可能であり、これらは単独であるいは2種以上を混合して使用される。
上記トナーに使用される着色剤としては、従来からトナー用着色剤として使用されてきた染料及び顔料全てを適用することが可能である。具体的には、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミユウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、オイルイエロー、ハンザイエロー、(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラゲンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミユウムレッド、カドミユウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーミンBS、パーマネントレッド(E2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマリーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマリーンライト、ボンマリーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレットB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサジンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアンエメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物などを使用することが可能である。尚、上記着色剤の使用量は、一般に、バインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜50重量部である。
本実施例では、4色のトナーを使用するが、3色や2色あるいは単色又は5色以上のトナーを用いてもかまわない。また、使用する色の種類もどのような色であってもかまわないが、フルカラーを再現できる色を選択するのが好ましい。特に、上述のように、トナーの色が、黒、イエロー、シアン、マゼンタの4色であると、現像の回数が少なくてすみ、かつ比較的広い色調範囲をカバーできるので好適である。
また、上記トナーには、必要に応じて、帯電制御剤を含有させてもよい。この帯電制御剤としては、公知のものが全て使用できる。具体的には、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などを使用することが可能である。
上記帯電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法等によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくは、バインダー樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲で用いられる。更に好ましくは、2〜5重量部の範囲がよい。ここで、0.1重量部未満の場合には、トナーの負帯電が不足し実用的でない。また、10重量部を越える場合には、トナーの帯電性が高すぎて、キャリアや現像スリーブ等との静電吸引力が増大し、スペントやフィルミング等によって画像濃度の低下を招く。尚、必要に応じて、複数の帯電制御剤を併用してもよい。
本実施例によるプリンタは、トナー単独で現像剤となって静電潜像を顕像化する、いわゆる1成分現像法で現像してもよいし、トナーとキャリアを混合してなる2成分現像剤を用いて静電潜像を顕像化する2成分現像法で現像してもよい。2成分現像法を用いる場合、使用されるキャリアとしては、鉄粉、フェライト、ガラスビーズなど、従来と同様のものを使用することができる。また、これらキャリアは、樹脂を被覆したものであってもよく、この樹脂としては、ポリ弗化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、シリコーン樹脂等を使用することができる。いずれにしても、トナーとキャリアとの混合割合は、一般にキャリア100重量部に対して、トナー0.5〜6.0重量部程度が適当である。
また、上記トナーには、必要に応じて、添加剤を混合させてもよい。この添加剤としては、疎水性シリカ、疎水性酸化チタン、疎水性酸化アルミニウム等の無機微粒子からなる流動性付与剤、ケーキング防止剤、四フッ化エチレン樹脂やステアリン酸亜鉛等の滑剤、カーボンブラックや酸化スズ等の導電性付与剤、酸化セリウムや炭化ケイ素等の研磨剤、低分子量ポレオレフィン等の定着助剤などを用いることができる。これらは、単独あるいは2種以上混合して使用される。これら添加剤の添加量は、トナー100重量部に対して0.1〜5重量部が望ましい。
上記トナーを製造するにあたっては、上述したような構成材料をヘンシェルミキサー等の混合機にて混合した後、連続混練機あるいはロールニーダー等の混練機にて加熱混練し、混練物を冷却固化後、粉砕分級して所望の平均粒径を得る方法が好ましい。この他の製造方法としては、噴霧乾燥法、重合法、マイクロカプセル法等がある。そして、こうして得られたトナーを、必要に応じて所望の添加剤とヘンシェルミキサー等の混合機にて十分に混合することで、トナーを製造することができる。
本実施例に用いられるトナーは、各色共通の材料としては、バインダー樹脂としてポリエステル系樹脂を使用し、帯電制御剤としてサリチル酸亜鉛誘導体を使用している。このサリチル酸亜鉛誘導体は、ポリエステル系樹脂100重量部に対して、4重量部の比率で含有されている。その他、各色トナーには、それぞれ着色剤が含有されており、上記ポリエステル系樹脂100重量部に対して、ブラックトナーではカーボンブラックが5重量部、イエロートナーではジスアゾ系イエロー顔料(C.I.PIGMENTYELLOW17)が5重量部、シアントナーでは、銅フタロシアニンブルー顔料(C.I.PIGMENTBLUE15)が4重量部、マゼンタトナーではキナクドリン系マゼンタ顔料(C.I.PIGMENTRED184)が4重量部の比率で含有している。
以下、本発明の実施例と比較例において画像形成を行った画像評価について説明する。
画像評価は、チリ画像の発生、中抜け画像の発生、ハーフトーン粒状性、ベタ画像濃度ムラの4種類にて行った。
チリ画像の発生、及び中抜け画像の発生は、OHPシート及び厚紙を用いて、文字及び縦横線(いずれも単色、2色重ね、3色重ねの混在パターン)の印字サンプルを評価し、チリ画像、及び中抜け画像の発生の最悪値を各々表1、2に示す評価基準に従って評価した。
ハーフトーン粒状性は、フルカラー画像の出力を行ったときの印字サンプルを評価し、ハーフトーン濃度ムラの最悪値を表3に示す評価基準に従って評価した。
ベタ画像濃度ムラは、フルカラー画像の出力を行ったときの印字サンプルを評価し、ベタ画像濃度ムラの最悪値を表4に示す評価基準に従って評価した。尚、後述する全ての実施例及び比較例の評価結果は表6に示す。また、トナーの体積平均粒径は、コールターカウンターTA−IIにより、100μmアパーチャーを用いて測定したものである。
Figure 0005090627
Figure 0005090627
Figure 0005090627
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以下に、画像評価の結果について説明する。
表5は、本実施例と比較例における材料A、Bに関する特性および中間転写ベルト10自体の特性を順次挙げた表であり、この表に挙げた特性に基づき実験して得た画像の評価結果が表6に示す結果である。表6では、その結果が表1〜表4に示した評価基準に基づき示してある。
Figure 0005090627
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なお、弾性層を有する中間転写ベルトにおいて、弾性層単層で構成した場合には、ベルト駆動時に伸びが発生してしまい、色ずれ等の原因となるため、伸び防止層を設けるのが好ましい。伸び防止層は該中間転写ベルトに積層したり、弾性層単層中に弾性材料と混在する形態で伸び防止層と弾性層が同一となる構成等にすると良い。更に適宜硬度がより高いがより薄い表面コート層を設けて表面の経時変化を防止しても良い。
また、上記伸び防止層としては、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂や、繊維を用いた芯体層で構成もよい。この芯体層に用いる繊維としては、綿、絹、麻などの天然繊維、キチン繊維、アルギン酸繊維等の再生繊維、アセテート繊維等の半合成繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、アラミド繊維等の合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維などの無機繊維等を用いることができる。本実施例では、太さ100μmのアラミド繊維を織布形状にして用いた。
上記弾性層に用いる材料としては、スチレン−ブタジエンゴム、ハイスチレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等が挙げられる。本実施例では、硬度60度(JIS−A)のニトリルブタジエンゴムを用いた。なお、上記弾性層の厚みは500μmとした。
上記表面コート層に用いる材料としては、スチレン−ブタジエンゴム、ハイスチレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ノルボルネンゴムおよび熱可塑性エラストマー等が挙げられる。本実施例では、ポリウレタンにフッ素樹脂を配合したものを塗工したものを用いた。なお、塗工厚みは数μmから数十μm(好ましくは1〜10μm)であった。
尚、本実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載したものであって、本発明を限定するものではない。例えば、本実施形態では、像担持体として感光体ドラムを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体ベルトなど全ての像担持体に適用可能である。また、本実施形態では、感光体ドラムは1本の形態であるが、黒、イエロー、シアン、マゼンタ色別に専用の感光体ドラムを用いる、所謂4連タンデム型のフルカラー画像形成システム形態でも適用可能である。また、本実施形態では、1次転写手段として転写ローラを用いたが、回転型転写ブラシなどの回転型接触転写方式はもちろんのこと、転写ブラシ、転写ブレード、転写プレートなどの接触転写方式を用いた画像形成装置であれば本発明を適用可能である。
本発明実施例による画像形成装置の一例を示す図である。 図1に示した画像形成装置における画像転写部のうちの1次転写部の構成を示す図であり、(A)は、転写構造を、(B)は転写構造に用いられる中間転写ベルトの要部断面図である。 図2に示した中間転写ベルトの一例を示す図である。 図2に示した中間転写ベルトの他の例を示す図である。 図2に示した中間転写ベルトの別の例を示す図である。 「JIS K6911 5.13.1」による抵抗率試験の電極配置を示す図である。 「JIS K6911 5.13.1」によるの電極の接続方法を示す図である。 「JIS K6911 5.12.1」の(1.1)の絶縁抵抗測定装置を示す図である。 「JISR3256 3」による表面抵抗測定方法を示す図である。 図9に示した抵抗測定方法に用いる試験片への電極付与方法の一例を示す図である。 オイラー法による表面摩擦係数の測定法を模式的に示す図である。
符号の説明
1 感光体
10 中間転写ベルト
A 一方の材料
B 他方の材料

Claims (14)

  1. 像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像が転写される体積抵抗率ρを、JIS K69115.13.1、又はJIS 3256に基いて測定した値として、10〜1015Ω・cmに設定した中間転写ベルトと、該中間転写ベルト上のトナー像を転写材に2次転写する2次転写手段とを備えた画像形成装置において、
    上記中間転写ベルトは、材料Aと、該材料Aの体積抵抗よりも高い抵抗を有して該材料Aにおける上記像担持体と対向する側の表面に食い込ませた状態で分散された材料Bとで構成され、
    上記材料Bは、上記材料Aの表面で一方向に沿った食い込み位置間隔として、上記像担持体に形成される画像の解像度から得られる最小画素径をPMIN とし、且つトナーの体積平均粒径Dのときの上記材料Bの食い込み位置間隔を分散中心間距離Lとしたとき、
    D≦L≦PMIN(μm)
    の関係に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1記載の画像形成装置において、
    1次転写バイアス印加電極と中間転写ベルト表面間の体積抵抗平均値Rが、 10≦R≦1013(Ω)
    の関係に設定され
    かつ、中間転写ベルト表面抵抗平均値R
    >R
    (但し、体積抵抗R、及び表面抵抗Rは「JIS K6911 5.13.1」、又は「JIS 3256」に基いて測定した値)
    の関係に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1記載の画像形成装置において、
    1次転写バイアスより異極性側にシフトした電極を1次転写ニップより上流で中間転写ベルト裏面に接触又は近接配置することを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1記載の画像形成装置において、
    1次転写バイアスより異極性側にシフトした電極を1次転写ニップより下流で中間転写ベルト裏面に接触又は近接配置することを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1記載の画像形成装置において、
    上記像担持体と上記中間転写ベルトとの当接圧Nを、
    5×10−4≦N≦5×10−2(MPa)
    の範囲に設定したことを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項1記載の画像形成装置において、
    上記中間転写ベルトの表面が弾性を有することを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項1記載の画像形成装置において、
    上記中間転写ベルトが、加圧することにより厚さが見かけ上薄くなる特性を意味する厚み方向に圧縮性を備える弾性層を有することを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項1記載の画像形成装置において、
    上記中間転写ベルトのオイラーベルト法で測定した静止摩擦係数μが上記像担持体の静止摩擦係数μ以上(μ≧μ)であることを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項1記載の画像形成装置において、
    トナーは、平均円形度(粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長/粒子投影像の周囲長により求めた値)が0.90〜0.99のトナーであることを特徴とする画像形成装置。
  10. 請求項1記載の画像形成装置において、
    トナーが、母体トナー中に、離型剤を含ませたことを特徴とする画像形成装置
  11. 請求項1記載の画像形成装置において、
    上記トナーに無機微粒子を外添したことを特徴とする画像形成装置。
  12. 請求項1乃至11のうちの一つに記載の画像形成装置において、
    前記中間転写ベルトに用いられる材料Aとして、その表面に上記材料Bを食い込ませることができる多孔質性材料を用いることを特徴とする画像形成装置。
  13. 請求項1乃至12のうちの一つに記載の画像形成装置において、
    前記中間転写ベルトに用いられる材料Aは、表面の一部が同質で上記材料Bを食い込ませることができる多数の密集突起からなることを特徴とする画像形成装置。
  14. 請求項12または13記載の画像形成装置において、
    前記中間転写ベルトに用いられる材料Aの表面の一部または全てを、上記多孔質材料もしくは密集突起の部分と異なる抵抗部材が用いられる上記材料Bで被覆した構成であることを特徴とする画像形成装置。
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