JPH08305121A - トナー像転写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ベルト状の中間転写体に一次転写されたトナー
像を記録媒体へ二次転写するに当たり、環境変動や経時
的な使用に拘わらず、常に安定した転写電界を形成して
トナー像の転写不良を防止することが可能なトナー像転
写装置を提供する。 【構成】ベルト状の中間転写体２に一次転写されたトナ
ー像を記録媒体３へ二次転写するためのトナー像転写装
置であって、表面に誘電体層２４が形成され、記録媒体
３の搬送に伴って回転する転写ロール４と、この転写ロ
ール４の誘電体層２４を帯電させる電荷付与部材２５
と、上記転写ロール４と相俟って上記中間転写体２及び
記録媒体３を挟み込む導電性の対向ロール１０とから構
成されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機やレー
ザープリンタ等の画像形成装置において、ベルト状の中
間転写体に一次転写された未定着トナー像を記録媒体へ
二次転写するためのトナー像転写装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、感光体ドラム等の像担持体上に形
成したトナー像を中間転写体に一次転写し、係るトナー
像を中間転写体から用紙等の記録媒体へ二次転写する画
像形成装置として、特開平１−２８８８８０号公報、特
開平６−２８９７３７号公報等に開示されたものが知ら
れている。

【０００３】図７はその具体例を示すものであり、感光
体ドラム１００の周囲にブラック（Ｂｋ）、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各色に対応
した現像器１０３〜１０６を配置し、感光体ドラム１０
０の一回転毎に各色の未定着トナー像Ｔを形成すると共
に、これら未定着トナー像Ｔを潜像担持体１００と同期
回転する中間転写体１０１上で重ね合わせ、この重ね合
わされた未定着トナー像Ｔを改めて中間転写体１０１か
ら記録媒体１０２へ二次転写して所望の画像を記録媒体
１０２上に形成するように構成されている。

【０００４】この装置において、中間転写体１０１から
記録媒体１０２への未定着トナー像Ｔの転写は、転写位
置において記録媒体１０２の裏面側に配設された半導電
性のバイアスロール１０８によって行われ、当該ロール
１０８にトナーと逆極性の転写電圧を印加すると、中間
転写体とバイアスロールとの間を流れる転写電流によっ
て転写電界が発生し、係る電界の作用によって未定着ト
ナー像が中間転写体１０１から記録媒体１０２へ転写さ
れるようになっている。

【０００５】一方、上述の如く転写電界を発生させるた
めには、中間転写体１０１を挟んでバイアスロール１０
８と対向するバックアップロール１０９を導電性電極と
する必要があるが、係る場合にはバイアスロール１０８
と中間転写体１０１とが直接接触してしまった際に、バ
イアスロール１０８と中間転写体１０１との間に過大な
転写電流が流れてしまうので、十分な転写電界を形成す
ることができないといった不都合を生じる。

【０００６】このため、前述の特開平１−２８８８８０
号公報では、バックアップロールを誘電体膜により被覆
して転写電流がバックアップロールへ流れ込むのを防止
する一方、バックアップロールに隣接した中間転写体の
背面側にバイアスロールの対向電極を設け、中間転写体
の沿面抵抗を利用することでバイアスロールと中間転写
体との間に過大な転写電流が流れるのを防止している。

【０００７】また、前述の特開平６−２８９７３７号公
報では、バックアップロールに適度な抵抗を与えるべ
く、絶縁性ロールを接地された半導電性フィルムで被覆
してバックアップロールを形成し、あるいは接地された
導電性ロールを半導電性あるいは絶縁性フィルムで被覆
してバックアップロールを形成している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】これら従来技術はいず
れも転写電流を半導電性材料に導通させることで高負荷
回路を形成し、それによって転写電流の安定化を図ろう
とするものであり、このような半導電性材料は、通常、
ポリカーボネート、アクリル、塩化ビニル、ポリエステ
ルあるいはポリイミド等の絶縁性基材にカーボンブラッ
ク等の導電性物質を適量加えて製作され、その添加量を
調整することで目標とする抵抗値を得ている。

【０００９】しかし、このようにして製作された半導電
性材料は温度・湿度等の環境変動や経時的な劣化等の理
由によりその抵抗値が大きく変動し易く、また、導電性
物質を絶縁性基材中に均一に分散させることが困難であ
り、半導電性材料中における抵抗の均一性が悪かった。
このため、バイアスロールから中間転写体へ流れる転写
電流が安定せず、記録媒体と中間転写体との間に常に安
定した転写電界を形成することができないことから、ト
ナー像の転写不良が発生し易いという問題点があった。

【００１０】一方、特開平２−２１２８７２号公報に
は、このような半導電性材料の抵抗値の変動に鑑みたト
ナー像転写装置が開示されている。この装置では、画像
形成サイクルの開始前にバイアスロールから中間転写体
に流れる転写電流の大きさを予め計測しておき、係る計
測値に基づいてバイアスロールに印加する転写電圧の制
御を行い、常に所定の転写電流がバイアスロールに流れ
るようにしている。

【００１１】しかし、この装置では新たに転写電流の計
測回路や転写電圧の制御回路等を設ける必要があり、製
造コストが嵩むという問題点がある他、画像形成サイク
ルの開始前に転写電流の計測並びに転写電圧の制御を行
う時間が必要であり、一回の画像形成動作に長時間を要
するといった問題点もある。

【００１２】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、ベルト状の中間
転写体に一次転写されたトナー像を記録媒体へ二次転写
するに当たり、環境変動や経時的な使用に拘わらず、常
に安定した転写電界を形成してトナー像の転写不良を防
止することが可能なトナー像転写装置を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のトナー像転写装置は、ベルト状の中間転写
体に一次転写されたトナー像を記録媒体へ二次転写する
ためのトナー像転写装置であって、表面に誘電体層が形
成され、記録媒体の搬送に伴って回転する転写ロール
と、この転写ロールの誘電体層を帯電させる電荷付与部
材と、上記転写ロールと相俟って上記中間転写体及び記
録媒体を挟み込む導電性の対向ロールとから構成される
ことを特徴とするものである。

【００１４】このような技術的手段において、上記転写
ロールとしては、表面に誘電体層を備えているのであれ
ば、転写ロール全体を均一な誘電体材料で形成しても良
いし、導電性ロールを誘電体フィルム等で被覆して形成
しても良い。但し、上記電荷付与部材によって係る転写
ロールの表面を均一に帯電させるためには、転写ロール
の周面に沿って電流が流れないことが重要であり、この
理由から転写ロール表面の誘電体層はその表面抵抗が１
０¹¹Ω／□（□：単位面積）以上であることが望まし
い。

【００１５】また、上記電荷付与部材としては、転写ロ
ールの誘電体層を帯電させることができるのであれば、
所定電圧が印加されて転写ロールに当接する導電性ロー
ルや導電性ブラシ、あるいは転写ロールと非接触に配設
されたコロトロン、スコロトロンであっても差し支えな
い。

【００１６】更に、本発明では帯電した転写ロールと上
記対向ロールとの間の電位差に基づき、これらロールに
挟み込まれた中間転写体と記録媒体との間でトナー像の
転写がなされるが、上記対向ロールの表面に電荷が残留
していると、転写ロールと対向ロールとの電位差が安定
しないので、上記対向ロールの抵抗値は十分に低いこと
が望ましい。

【００１７】更に、上記転写ロールはこれを中間転写体
の裏面側に配設しても良いし、逆に記録媒体の裏面側と
なるように配設しても良い。

【００１８】

【作用】このような技術的手段によれば、上記電荷付与
部材によって転写ロールの誘電体層を帯電させると、転
写ロールと対向ロールとの間に電位差が発生し、これら
ロールに挟み込まれた中間転写体及び記録媒体に転写電
界が作用する。これにより、中間転写体上のトナー像は
記録媒体へ転写される。このような構成において、転写
電界の強度は転写ロールの帯電電位にのみ依存してお
り、また、転写ロール表面の誘電体層は絶縁性なのでそ
の抵抗値が大きく変化することはない。従って、電荷付
与部材に所定の電圧さえ印加しておけば、常に転写ロー
ルの表面を均一に帯電させることができ、転写電界を安
定して形成することができる。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明のトナー像
転写装置を詳細に説明する。図１は本発明を適用したカ
ラー電子写真複写機の概略構成を示している。符号１は
感光体ドラム（潜像担持体）であり、矢線Ａ方向への回
転に伴いその表面には周知の電子写真プロセス（図示せ
ず）によって画情報に応じた静電潜像が形成される。す
なわち、感光体ドラム１は帯電器１ａによって所定の暗
電位まで帯電された後、図示外のレーザビームスキャナ
から発せられた光ビームＢｍによって画像信号に応じた
露光がなされる。また、この感光体ドラム１の周囲には
ブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及
びシアン（Ｃ）の各色に対応した現像器５〜８が配設さ
れており、感光体ドラム１に形成された静電潜像をいず
れか一の現像器で現像してトナー像Ｔを形成するように
なっている。従って、感光体ドラム１に書き込まれた静
電潜像がイエローの画情報に対応したものであれば、こ
の静電潜像はイエロー（Ｙ）のトナーを内包する現像器
６で現像され、感光体ドラム１上にはイエローのトナー
像が形成される。

【００２０】また、符号２は感光体ドラム１の表面に当
接されるように配置されたベルト状の中間転写体であ
り、複数のロールに張架されて矢線Ｂ方向へ回動する。
上記感光体ドラム１に形成された未定着トナー像Ｔは、
感光体ドラム１と上記中間転写体２とが接する一次転写
位置で感光体ドラム１から中間転写体２の表面に転写さ
れる。この一次転写位置において、中間転写体２の裏面
側にはコロナ放電器９が配設されており、このコロナ放
電器９にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加するこ
とで、感光体ドラム１上の未定着トナー像Ｔは中間転写
体２に静電吸引される。

【００２１】単色画像を形成する場合は中間転写体２に
一次転写された未定着トナー像Ｔを直ちに記録媒体３に
二次転写するのであるが、複数色のトナー像を重ね合わ
せたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１上
でのトナー像の形成並びにこのトナー像の一次転写の行
程が色数分だけ繰り返される。例えば４色のトナー像を
重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合、感光体ド
ラム１上にはその一回転毎にブラック、イエロー、マゼ
ンタ及びシアンの未定着トナー像Ｔが形成され、これら
未定着トナー像Ｔは順次中間転写体２に一次転写され
る。一方、中間転写体２は最初に一次転写されたブラッ
クの未定着トナー像Ｔを保持したまま感光体ドラム１と
同一周期で回動し、中間転写体２上にはその一回転毎に
イエロー、マゼンタ及びシアンの未定着トナー像Ｔがブ
ラックの未定着トナー像Ｔに重ねて転写される。

【００２２】このようにして中間転写体２に一次転写さ
れた未定着トナー像Ｔは、中間転写体２の回動に伴って
記録媒体３の搬送経路に面した二次転写位置へと搬送さ
れる。上記二次転写位置では中間転写体２の裏面側に転
写ロール４が配設される一方、中間転写体２を挟んでこ
の転写ロール４と対向する位置には対向ロール１０が配
設されており、フィードローラ１１によって所定のタイ
ミングでトレイ１２から搬出された記録媒体３はこの対
向ロール１０と中間転写体２との間に挟み込まれる。そ
して、これら転写ロール４と対向ロール１０との間には
後述する構成によって転写電界が形成され、中間転写体
２に保持された未定着トナー像Ｔはこの二次転写位置に
おいて記録媒体３に静電転写される。

【００２３】そして、未定着トナー像が転写された記録
媒体３は剥離爪１３によって中間転写体から剥がされ、
搬送ベルト１４によって定着器（図示せず）に送り込ま
れて未定着トナー像の定着処理がなされる。一方、未定
着トナー像の二次転写が終了した中間転写体２はクリー
ナ１５によって残留トナーが除去される。

【００２４】このような構成において、上記バイアスロ
ール１０、剥離爪１３及びクリーナ１５は中間転写体２
と接離自在に配設されており、カラー画像が形成される
場合には最終色の未定着トナー像が中間転写体２に一次
転写される迄、これら部材は中間転写体２から離間して
いる。

【００２５】図２は、上記二次転写位置において中間転
写体２と当接する転写ロール４及び対向ロール１０の詳
細を示す図であり、本発明のトナー像転写装置の第一実
施例を示すものである。上記中間転写体２はアクリル、
塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボ等の樹脂又は各
種ゴムにカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有
させて形成されており、この実施例では厚さ０．１ｍ
ｍ、体積抵抗率１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍに調整されてい
る。

【００２６】また、上記転写ロール４は、導電性ロール
２３を誘電体フィルム２４で被覆して形成されている。
この導電性ロール２３はゴム硬度及び抵抗値が低い方が
良く、本実施例においてはゴム硬度５５°（日本ゴム協
会規定の測定法アスカＣによる）、抵抗値１０⁴Ω・ｃ
ｍのシリコンゴムを用いた。一方、上記誘電体フィルム
２４には表面抵抗が１０¹²Ω／□のポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）を用いており、係る導電性ロール２３と
誘電体フィルム２４とは厚さ２〜３μｍに塗布された導
電性シリコン接着剤（抵抗値１０²〜１０⁴Ω・ｃｍ）を
用いて接合されている。

【００２７】更に、上記転写ロール４には中間転写体２
との当接位置から円周方向へ２０〜４０ｍｍの距離をお
いて電極ロール２５が接しており、係る電極ロール２５
には電源２６によってトナーと同極性の電圧が適宜印加
されるようになっている。従って、電極ロール２５に電
圧が印加されると、導電性ロール２３を被覆する誘電体
フィルム２４の表面がトナーと同極性（この実施例では
マイナス）に帯電する。

【００２８】このとき、誘電体フィルム２４の表面を均
一に帯電するためには、誘電体フィルムの材料として抵
抗値が高く且つ電荷容量が大きいものを用いるのが良
い。 電荷容量＝比誘電率÷フィルム厚さ と表されるから、比誘電率が大きい材料を薄く形成する
ことで電荷容量を大きくすることができる。但し、誘電
体フイルムの厚さを余りに薄くし過ぎると、当該フィル
ムが破れる懸念がある。本実施例で用いたＰＶＤＦは比
誘電率８〜１２、フィルム厚さ５０μｍであり、これに
よって電極ロールへの印加電圧が低い場合であっても、
転写ロール４の表面に十分な電荷を与えることができ
た。

【００２９】一方、上記対向ロール１０は接地された導
電性ロールであり、その表面電位を常に接地電位と等電
位に保つため、その抵抗値は１０⁷Ω・ｃｍ以下の低抵
抗であることが望ましい。また、この対向ロール１０の
周面にはボレウレタンゴム製のクリーニングブレード２
７が常時当接しており、対向ロール１０に付着したトナ
ーを除去している。

【００３０】そして、以上のような構成によれば、互い
に当接した対向ロール１０と中間転写体２との間に記録
媒体３が送り込まれた状態において電極ロール２５に所
定の電圧を印加すると、転写ロール４の誘電体フィルム
２４の表面がトナーと同極性の電荷によって一様に帯電
され、転写ロール４の回転に伴い係る電荷が中間転写体
４の裏面側に搬送される。

【００３１】このとき、転写ロール４の表面材料とし
て、従来技術の如くその表面抵抗値が１０⁷〜１０¹⁰Ω
／□程度の半導電性材料を使用したのでは、図３のグラ
フに示すように、転写ロール４の表面を伝導して対向ロ
ール１０に転写電流が流れ、しかも係る電流値の大きさ
は転写ロール４の表面抵抗値の変動に伴い変化するの
で、使用環境の変化や経時劣化等によって転写ロール４
の表面抵抗値が変動すると、安定した転写電界を形成で
きないといった不都合を生じる。

【００３２】しかし、本実施例の如く転写ロール４の表
面に誘電体層２４を形成し、その表面抵抗値を１０¹¹Ω
／□以上とすれば、図３のグラフに示すように、転写ロ
ール４と対向ロール１０との間にはほとんど転写電流が
流れず、転写ロール４と対向ロール１０との間に形成さ
れる転写電界の大きさは、転写ロール４の表面電位と対
向ロール１０のそれとの電位差のみで決まることにな
る。

【００３３】従って、本実施例では転写ロール４と対向
ロール１０との間に常に安定した転写電界を形成するこ
とができ、中間転写体２１に保持された未定着トナー像
Ｔを記録媒体へ良好に転写することができる。

【００３４】図４は、本発明のトナー像転写装置の第二
実施例を示すものである。この実施例では上記第一実施
例における転写ロール４と対向ロール１０との関係を逆
転させ、転写ロール４を記録媒体の裏面に当接するよう
に配設する一方、対向ロール１０を中間転写体２の裏面
側に配設した。この場合、転写ロール４に当接する電極
ロール２５にはトナーと逆極性の電圧（この実施例では
プラス）を印加する。これにより、第一実施例と同様の
理由によって転写ロール４と対向ロール１０との間には
安定した転写電界が形成され、中間転写体２上のトナー
像Ｔを記録媒体３へ良好に転写することができる。

【００３５】また、この実施例ではトナー像Ｔが保持さ
れている中間転写体２の表面側に転写ロール４が当接し
ているので、中間転写体に付着している残留トナーが帯
電した転写ロール４に転移し、その結果として電極ロー
ル２５がトナーで汚れてしまう懸念がある。従って、こ
のように転写ロール４を中間転写体２の表面側に当接さ
せる場合には、クリーニングブレード２７を転写ロール
４の回転方向に関して電極ロール２５よりも上流側に設
けるのか好ましい。尚、その他の構成については上記第
一実施例と同じなので、図中に同一符号を付してその詳
細な説明は省略する。

【００３６】次に、図５は本発明のトナー像転写装置の
第三実施例を示すものである。この実施例では上記第一
実施例と同一の構成において、対向ロール１０に電源２
８を接続して係るロール１０にトナーと逆極性の電圧を
印加したものである。このように対向ロール１０に電圧
を印加しても、転写ロール４の表面が高抵抗の誘電体フ
ィルム２４で被覆されていることから、転写ロール４と
対向ロール１０との間には転写電流が流れず、やはりト
ナー像の転写は転写ロール４と対向ロール１０との間の
表面電位差にのみ基づいて行われる。従って、この実施
例においても転写ロール４と対向ロール１０との間には
安定した転写電界が形成され、中間転写体２上のトナー
像Ｔを記録媒体３へ良好に転写することができる。

【００３７】更に、図６は本発明のトナー像転写装置の
第四実施例を示すものである。この実施例では上記第三
実施例における転写ロール４と対向ロール１０との関係
を逆転させ、転写ロール４を記録媒体の裏面に当接する
ように配設する一方、対向ロール１０を中間転写体２の
裏面側に配設した。この場合、転写ロール４に当接する
電極ロール２５にはトナーと逆極性の電圧（この実施例
ではプラス）を印加し、対向ロール１０にはトナーと同
極性の電圧を印加する。そして、この実施例でもトナー
像の転写は転写ロール４と対向ロール１０との間の表面
電位差にのみ基づいて行われて、転写ロール４と対向ロ
ール１０との間には安定した転写電界が形成されるの
で、中間転写体２上のトナー像Ｔを記録媒体３へ良好に
転写することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のトナ
ー像転写装置によれば、転写ロールと対向ロールとの表
面電位差にのみ基づいてこれらロールの間に転写電界が
形成され、電荷付与部材に所定の電圧さえ印加しておけ
ば転写電界を安定して形成することができるので、温度
・湿度等の使用環境の変動、転写ロールや中間転写体の
経時劣化等に拘わらず、常に安定した転写電界を形成し
てトナー像の転写不良を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用したカラー電子写真複写機の実
施例を示す概略図である。

【図２】 本発明のトナー像転写装置の第一実施例を示
す概略図である。

【図３】 転写ロールの表面抵抗値と転写電流値との関
係を示すグラフである。

【図４】 本発明のトナー像転写装置の第二実施例を示
す概略図である。

【図５】 本発明のトナー像転写装置の第三実施例を示
す概略図である。

【図６】 本発明のトナー像転写装置の第四実施例を示
す概略図である。

【図７】 従来の画像形成装置を示す概略図である。

【符号の説明】

２…中間転写体、３…記録媒体、４…転写ロール、１０
…対向ロール、２４…誘電体フィルム（誘電体層）、２
５…電極ロール（電荷付与部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルト状の中間転写体に一次転写された
   トナー像を記録媒体へ二次転写するためのトナー像転写
   装置であって、 表面に誘電体層が形成され、記録媒体の搬送に伴って回
   転する転写ロールと、この転写ロールの誘電体層を帯電
   させる電荷付与部材と、上記転写ロールと相俟って上記
   中間転写体及び記録媒体を挟み込む導電性の対向ロール
   とから構成されることを特徴とするトナー像転写装置。
2. 【請求項２】 上記転写ロールの誘電体層の表面抵抗が
   １０¹¹Ω／□以上であることを特徴とする請求項１記載
   のトナー像転写装置。