JPH09127801A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、２回転写方式の画像形成装置にお
いて、転写ムラがなく、また転写効率が高い画像形成装
置を提供すること。 【解決手段】 本発明は第１の画像担持体上に形成され
た画像を第２の画像担持体である中間転写体上に形成
後、転写材に接触転写手段を用いて転写する画像形成装
置において、第一の画像担持体の表面層の誘電率を
ε_d、中間転写体の表面層の誘電率ε_ITD及び２次の接触
転写手段の表面層の誘電率をεＴ_rとしたとき、これら
が ε_d≦ε_ITD≦εＴ_r の関係を有し、上記中間転写体の体積抵抗率が １０⁶ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） 上記接触転写手段の体積抵抗率が １０⁸ Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） であることを特徴とする画像形成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式を用い
た画像形成装置に関し、特に第一の画像担持体上に形成
した可転写画像（トナー画像）を、一旦第二の画像担持
体である中間転写体上に１次転写させ、該中間転写体に
第三の画像担持体としての転写材を接触転写部材で圧接
させて転写材に２次転写させて画像形成（コピー・プリ
ント）を得る複写機、プリンター、ファックス等の画像
形成装置に関する。

【０００２】上記に於いて、第一の像担持体は、例えば
電子写真感光体・静電記録誘電体・磁気記録磁性体等で
ある。

【０００３】第一の画像担持体に対する可転写画像の形
成プロセスは、例えば電子写真プロセス・静電記録プロ
セス・磁気記録プロセスなどである。

【０００４】第二の画像担持体としての中間転写体は、
ローラ形状体（ドラム形状体）・ベルト形状体などであ
る。

【０００５】第三の画像担持体としての転写材は、転写
紙・記録紙・印刷紙・カード・封筒・葉書などである。

【０００６】

【従来の技術】上記のように中間転写体を使用した画像
形成装置は、第一の画像担持体に対する可転写画像の形
成、その画像の中間転写体への１次転写工程の繰り返し
により中間転写体に複数色の現像剤よりなるカラー画像
（或いは多色画像）を形成した後、その画像を転写材に
一括して２次転写させることにより、カラー画像情報を
合成再現した画像形成物を出力する装置、若しくはカラ
ー画像形成機能を具備させたが像形成装置として有効で
あり、各成分色画像の重ね合わせズレ（色ズレ）のない
画像を得ることができる。

【０００７】中間転写体を使用したフルカラー画像形成
装置として、米国特許第５，１８７，５２６号明細書に
記載されているように、中間転写体としてドラム形状の
ローラ体を用いているものが知られている。

【０００８】図１６にその画像形成装置の概略構成を示
した。即ち、矢印の時計方向に回転駆動される、第一の
画像担持体としての電子写真感光ドラム１に、周知の電
子写真法に従って、コロナ帯電器２２により一様帯電を
施し、露光３により得られた静電潜像を現像器４により
着色荷電粒子よりなる現像剤（以後、トナーと称する）
を付与して顕像化する。そのトナー画像を、感光ドラム
１に接して或いは近接して感光ドラムと同じ周速度で順
方向に同期回転する第二の画像担持体としての中間転写
ローラ５に第一の転写ニップ領域Ｎ１にて１次転写させ
る。即ち、中間転写ローラ５は芯金５１と導電性ポリウ
レタンの薄層よりなる表層５２より構成され、トナーと
は逆極性のバイアス電圧を電源２９により印加して感光
ドラム１上のトナー画像を静電転写する。

【０００９】この感光ドラム１に対するトナー画像の形
成、そのトナー画像の中間転写ローラ５への１次転写工
程を、目的のフルカラー画像情報の所要の成分色回数繰
り返して実行することで、中間転写ローラ５の面に各成
分色トナー画像の重畳転写により目的のカラー画像情報
に対応したフルカラー画像が合成形成される。現像器４
は感光ドラム１に対する各成分色トナー画像の形成時毎
に対応色のトナーの収容された現像器が感光ドラム１の
現像位置に入れ替えられる。

【００１０】感光ドラム１から中間転写ローラ５への最
終回目のトナー画像の１次転写が実行されると、中間転
写ローラ５と、接触転写部材としての転写ローラ７との
第二の転写ニップ領域Ｎ２に対して不図示の給紙部から
所定のタイミングで転写紙などの転写材Ｐが給送され
て、中間転写ローラ５に形成されたフルカラー画像が転
写材Ｐに２次転写される。

【００１１】転写ローラ７は芯金７１に導電性ポリウレ
タンの薄層よりなる表層７２より構成され、感光ドラム
１から中間転写ローラ５上へのトナー画像の１次転写時
にはスイッチ９０により芯金７１は接地９１に結合さ
れ、中間転写ローラ５から転写材Ｐへのフルカラー画像
の２次転写時にはスイッチ９０により芯金７１はトナー
と逆極性で中間転写ローラ５の芯金５１に対する電源２
９による印加電圧よりも大きな電圧を有するバイアス電
源９２に結合される。

【００１２】中間転写ローラ５からフルカラー画像の転
写を受けた転写材Ｐは不図示の定着器に導入されて画像
定着処理を受けてフルカラー画像形成物となる。

【００１３】１３は感光ドラム１のクリーナである。８
０は中間転写ローラ５のクリーナであり、該クリーナ８
０は不図示のシフト手段により中間転写ローラ５に対し
て接離移動され、少なくとも、感光体ドラム１から中間
転写ローラ５へのトナー画像の１次転写が開始されてか
ら、中間転写ローラ５から転写材Ｐへのフルカラー画像
の２次転写が終わるまでの間は中間転写ローラ５から離
間された位置に移動保持されている。転写ローラ７もシ
フト手段により中間転写ローラ５に対して接離移動する
ようにして、中間転写ローラ５から転写材Ｐへのフルカ
ラー画像の２次転写時の間、中間転写ローラ５に対して
押圧接触させた位置に移動保持させるようにすることも
できる。

【００１４】上記装置用に中間転写体としてのドラム形
状の中間転写ローラ５を用いることはベルト形状の中間
転写体に比べて走行精度の補正機構を要さず、簡易な構
成でいろズレのないフルカラー像を得られる利点があ
る。また、カラー画像の形成に限らず、第１の画像担持
体上に形成した画像を中間転写体に１次転写し、さらに
転写材に２次転写する画像形成装置は、画像担持体上に
形成した画像を直接転写材に転写しにくいような転写
材、例えば、非常に薄い紙やシート、非常に厚い紙など
の場合に、有効である。即ち、このような転写材を第１
の画像担持体回りに支持搬送することは容易ではないか
らである。また、このような画像形成装置は、転写材が
紙である場合、紙粉が第１の画像担持体に付着しない点
でも有効である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな２回転写の画像形成装置では、画像の高い転写効率
が要求される。また、２回の転写時とも画質劣化を生じ
ないないことが要求される。

【００１６】そこで、本発明は高い転写効率と、転写時
における画質低下のない画像形成装置を提供することを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は第１の画像担持
体上に形成された画像を第２の画像担持体である中間転
写体上に形成後、転写材に接触転写手段を用いて転写す
る画像形成装置において、第一の画像担持体の表面層の
誘電率をε_d 、中間転写体の表面層の誘電率ε_ITD 及び
２次の接触転写手段の表面層の誘電率をε_Trとしたと
き、これらがε_d ≦ε_ITD ≦ε_Trの関係を有し、上記中
間転写体の体積抵抗率が１０⁶ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃ
ｍ（１ｋＶ印加時）上記接触転写手段の体積抵抗率が１
０⁸ Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）である
ことを特徴とする画像形成装置である。

【００１８】中間転写体および接触転写手段が単一層か
ら構成されている場合には、それらの表面層は、その単
一層自体である。

【００１９】本発明による画像形成装置を用いることに
より、転写ムラがなく、また転写効率が高いプロセスを
実行することができ、また、トナー消費量の節約、廃ト
ナー量の低減ができるものである。また、特に２次転写
効率が高いので、中間転写体のクリーナを簡単なものに
することができる。更に、中間転写体上に重ねられた各
色カラー画像において、表面に近いトナーも、中間転写
体と接している下層部のトナーも転写材に転写され、カ
ラー画像で最も重要視される色再現性が優れるものであ
る。

【００２０】中間転写体を用いた画像形成装置の転写効
率、画質は、該部材の抵抗値と誘電率に大きく依存す
る。すなわち、中間転写体の体積抵抗値が１０⁶ Ω・ｃ
ｍ（１ｋＶ印加時）未満であると、中間転写体から転写
材へのトナーの転写効率（以後２次転写効率と称す）が
低下する。体積抵抗値が１０¹¹Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加
時）以上であると、例えば感光体ドラムの様な第一の画
像担持体から中間転写体へのトナーの転写効率（以後１
次転写効率と称す）が低下する。この現象は、高抵抗の
物質同士が高電圧印加状態で接触回転する際に、パッシ
ェン則に従う放電が分離時に生じ、剥離放電による再転
写現象が起こって、反転トナーの増加を招く為と考えら
れる。低電圧による転写工程では、剥離放電が生じない
ので再転写現象は生じない。中間転写体の体積抵抗値が
１０¹¹Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）以上である場合、１次
転写バイアスは高くなり、２次転写バイアスも１次に重
畳されて印加されるため、中間転写体の抵抗が低い場合
よりも更に高いバイアスを印加する必要が生じ、画質へ
の悪影響、高圧電源性能のアップによるコストアップを
生じる。

【００２１】従って、中間転写体と２次転写手段の抵抗
値は環境変動を含めて、画質が許す限り低く設定するこ
とが望ましいと言え、１次転写効率、２次転写効率の双
方を高い値で満足させるためには、中間転写体の抵抗値
を１０⁶ Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）以上、１０¹⁰Ω・ｃ
ｍ（１ｋＶ印加時）未満にする必要がある。

【００２２】また中間転写体から例えば転写紙等のよう
な第三の画像担持体へ転写する、所謂２次転写工程で
も、２次転写手段の抵抗値が転写効率、画質に大きな影
響を及ぼす事は言うまでもない。体積抵抗率が１０⁸ Ω
・ｃｍ（１ｋＶ印加時）以下になると低湿環境下での紙
の体積低効率を下回ることになり、紙裏面に対して充分
な転写電荷を与えられなくなって転写不良を引き起こ
す。また体積抵抗率が１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）
以上の場合は、先の中間転写体の転写と同様、２次印加
バイアスが大となって剥離放電による再転写が生じ易く
なり、電源コストもアップしてしまう。

【００２３】従って、２次転写手段において２次転写効
率を高い値で満足させるためには、２次転写手段の抵抗
値を１０⁸ Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）以上、１０¹⁵Ω・
ｃｍ（１ｋＶ印加時）未満にする必要がある。

【００２４】本発明では低い転写電圧で高い転写効率を
得る為に、第一、第二画像担持体、及び最終の接触転写
手段の比誘電率に着目した。高い転写バイアスを印加せ
ずとも、転写電界を強めることが可能となるからであ
る。

【００２５】比誘電率を大きくすることにより転写効率
が向上する理由は以下のように考えられる。すなわち、
第一の画像担持体と中間転写体との間にかかる電界をＥ
１、中間転写体と最終の接触転写手段との間にかかる電
界をＥ２とすると、Ｅ１、Ｅ２はそれぞれ次のように書
ける。

【００２６】 Ｅ₁ ＝（Ｖ_d −Ｖ_ITD1）／（ｄ_d ／ε_d ＋ｄ_tl／ε_t ＋ｄ_ITD ／ε_ITD ＋ｄ_e ／ε_e ＋ｇ₁ ） …（１） Ｅ₂ ＝（Ｖ_ITD2−Ｖ_T ）／（ｄ_ITD ／ε_ITD ＋ｄｅ／ε_e ＋ｄ₁₂／ε_t ＋ｄ_p ／ε_p ＋ｄ_Tr／ε_Tr＋ｇ₂ ） …（２） ここで、 Ｖ_d ：第１の画像担持体上の表面電位 Ｖ_ITD1：中間転写体上の表面電位 Ｖ_ITD2：中間転写体上の表面電位 Ｖ_T ：最終転写手段上の表面電位 ｄ_d ：第１の画像担持体の記録層（電子写真感光体の記
録層は感光層、オーバーコートレイヤーを持つ電子写真
感光体の記録層はオーバーコートレイヤーと感光層の積
層）の厚み ｄ_t1 ：第１の画像担持体上のトナー層の厚み ｄ_ITD ：中間転写体の被覆層の厚み ｄ_e ：中間転写体の弾性層の厚み ｄ₁₂：中間転写体上のトナー層の厚み ｄ_P ：転写材の厚み ｄ_Tr：最終転写手段の厚み ε_d ：第１の画像担持体の表面層の比誘電率 ε_t ：トナー層の比誘電率 ε_ITD ：中間転写体の被覆層の比誘電率 ε_e ：中間転写体の弾性層の比誘電率 ε_P ：転写材の比誘電率 ε_Tr：最終転写手段の表面層の比誘電率 ｇ１：第１の画像担持体と中間転写体との空隙幅 ｇ２：転写材と中間転写体との空隙幅 トナーの静電転写における転写効率は、転写材とトナー
層との空隙にかかる電界Ｅに比例する。そして、式
（１）及び式（２）から明らかなように、比誘電率εを
大きくするとＥ１及びＥ２が大きくなることがわかる。
また、静電容量Ｃと比誘電率εはＣ＝εε₀ Ｓ／ｄ（Ｓ
は単位面積、ｄは厚み、ε₀ 定数：真空の誘電率）とい
う関係にある。従って、第一の画像担持体、中間転写体
及び最終の接触転写手段の静電容量Ｃを大きくすると、
電界Ｅの値が大きくなり、転写効率が向上することがわ
かる。

【００２７】ところで画像担持体表面での電界Ｅの大き
さが一定の時に、転写効率を上げるためには、１次転
写、２次転写ともに下流側転写手段の表面に現れる電荷
密度を上げてやることが有効と考えられる。ガウスの定
理によると、表面の電荷密度をσとするとσは、 σ＝εε₀ Ｅ で表され、ここでも比誘電率を大きくしてやることが有
効であることが分かる。

【００２８】この関係は、第一の画像担持体と中間転写
体との間、及び中間転写体と２次の接触転写手段との関
係に当てはめる事ができる。

【００２９】従って本発明においては、第一の画像担持
体の比誘電率をε_d 、中間転写体の比誘電率ε_ITD 及び
２次の接触転写手段の比誘電率をε_Trとした場合に、 ε_d ≦ε_ITD ≦ε_Tr という関係を保つようにしたところにある。この関係は
好ましくはε_d ＜ε_ITD≦ε_Tr、特に好ましくはε_d＋１
＜ε_ITD，ε_ITD＋１＜ε_Trである。

【００３０】なお、本発明において静電容量は以下の測
定手順に従って求めた。

【００３１】図１５に静電容量測定装置の概略図を示
す。測定方法を以下に示す。

【００３２】１）静電容量を測定したいサンプルと、静
電容量既知のコンデンサを図１５の様に接続し、コロナ
帯電器でサンプルを帯電させる。

【００３３】２）ＳＷをＯＦＦの状態で、表面電位計で
サンプルの表面電位を測定する。このときの測定値をＶ
１とする。

【００３４】３）次にＳＷをＯＮし、再び表面電位計で
サンプルの表面電位を測定する。このときの測定値をＶ
２とする。

【００３５】計算方法は以下の通りである。

【００３６】 Ｖ１＝Ｖ₀ ＋Ｖ_X ＝ｑ／Ｃ₀ ＋ｑ／Ｃ_X …（３） Ｖ２＝Ｖ_X ＝ｑ／Ｃ_X …（４） 上記（３）、（４）式よりｑを消去すると、 Ｃ_X ＝［（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ２］・Ｃ₀ となる。静電容量から比誘電率を求めるには、 ε_x ＝Ｃ_X ・ｄ／（ε₀ ・Ｓ） ここで、ｄはサンプルの厚さ、Ｓはサンプルの表面積で
ある。比誘電率εを求めるために行なった計算は全て、
ＭＫＳ単位系で行った。

【００３７】以上述べたように、中間転写体の抵抗値を １０⁶ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰・ｃｍ（１ｋＶ印加時） ２次接触転写手段の抵抗値を １０⁸ Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） とし、第一の画像担持体の表面層の比誘電率をε_d 、中
間転写体の表面層の比誘電率ε_ITD 及び２次の接触転写
手段の表面層の比誘電率をε_Trとした場合に、これらに ε_d ≦ε_ITD ≦ε_Tr の関係を持たせることによって、１次、２次転写とも
に、幅広い転写バイアス領域で高い転写効率が得られる
ようになる。また中間転写体上にトナーが多重転写され
た部分と単層のトナーの部分があっても、双方とも転写
不良なく良質な転写画像が得られるようになる。更に低
湿・高湿環境下でも転写ムラ、転写抜けのない画像が得
られるようになる。

【００３８】

【発明の実施の形態】

（実施例１）図１は電子写真プロセスを利用したカラー
画像形成装置（複写機あるいはレーザプリンタ）概略断
面図である。中間転写体として中抵抗の弾性ローラ５
を、２次接触転写手段として転写ベルトを使用してい
る。

【００３９】１は第一の画像担持体として繰り返し使用
される回転ドラム型の電子写真感光体（以下感光ドラム
と記す）であり、矢示の反時計方向に所定の周速度（プ
ロセススピード）をもって回転駆動される。

【００４０】感光ドラム１は回転過程で、１次帯電ロー
ラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次
いで不図示の画像露光手段（カラー原稿画像の色分解・
結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信
号に対応して変調されたレーザビームを出力するレーザ
ースキャナによる走査露光系等）による画像露光３を受
けることにより目的のカラー画像の第１の色成分像（例
えばイエロー成分像）に対応した静電潜像が形成され
る。

【００４１】次いで、その静電潜像が第１現像器４１
（イエロー現像器）により第１色であるイエロートナー
Ｙにより現像される。現像器４１・４２・４３・４４
（イエロー、マゼンタ、シアン、フラック）の各現像器
は不図示の回転駆動装置によって図中矢印の方向に回転
し、各々の現像器が現像過程で感光ドラム１と対向する
ように配設されている。

【００４２】中間転写体５は矢示の時計方向に感光ドラ
ム１と同じ周速度をもって回転駆動されている。

【００４３】本実施例の中間転写体５の概略断面図を図
２に示す。図２において中間転写体５はパイプ状の芯金
５１と、その外周面に形成された弾性体層５２からな
る。

【００４４】感光ドラム１上に形成担持された上記第１
色のイエロートナー画像は、感光ドラム１と中間転写体
５とのニップ部を通過する過程で、中間転写体５に印加
される１次転写バイアス２９により形成される電界によ
り、中間転写体５の外周面に中間転写されていく。

【００４５】中間転写体５に対応する第１色のイエロー
トナー画像の転写を終えた感光ドラム１の表面は、クリ
ーニング装置１３により清掃される。

【００４６】以下、同様に第２色のマゼンタトナー画
像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナ
ー画像が順次中間転写体５上に重畳転写され、目的のカ
ラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成され
る。

【００４７】６は転写ベルトで、中間転写体５に対応し
平行に軸受させて下面部に接触させて配設してある。転
写ベルト６はバイアスローラ６２とテンションローラ６
１とによって支持され、バイアスローラ６２には、２次
転写バイアス源２８によって所望の２次転写バイアスが
印加され、テンションローラ６１は接地されている。

【００４８】感光ドラム１から中間転写体２０への第１
〜第４色のトナー画像の順次重畳転写のための１次転写
バイアスは、トナーとは逆極性（＋）でバイアス電源２
９から印加される。感光ドラム１から中間転写体５への
第１〜第４色のトナー画像の順次転写実行工程におい
て、転写ベルト６及び中間転写体クリーナ８は中間転写
体５から接離可能としている。

【００４９】中間転写体５上に重畳転写された合成カラ
ートナー画像の転写材Ｐへの転写は、転写ベルト６が中
間転写体５に当接されると共に、不図示の給紙カセット
からレジストローラ１１、転写前ガイド１０を通過して
中間転写体５と転写ベルト６との当接ニップに所定のタ
イミングで転写材Ｐが給送され、同時に２次転写バイア
スがバイアス電源２８からバイアスローラ６２に印加さ
れる。この２次転写バイアスにより中間転写体５から転
写材Ｐへ合成カラートナー画像が転写される。トナー画
像転写を受けた転写材Ｐは定着器１５へ導入され加熱定
着される。

【００５０】転写材Ｐへの画像転写終了後、中間転写体
５上の転写残トナーは中間転写体クリーナ８が当接され
クリーニングされる。中間転写体クリーナ８はファーブ
ラシ８１を有しており、不図示の回転駆動手段により中
間転写体とは逆方向に周速差を持って回転し、中間転写
体上のトナーを掻き取り落とす構成となっている。

【００５１】本発明に用いた中間転写体の説明を図３を
用いて行う。

【００５２】本発明に用いる中間転写体は、例えば円筒
状の導電性支持体上に少なくともゴム、エラストマー、
樹脂よりなる弾性層を有するローラ形状、更にはその弾
性層の上層に一層以上の被覆層を有するローラ形状のも
のである。

【００５３】図３は中間転写体５の概略断面図で、５１
は剛体である円筒状導電性支持体、５２は弾性層、５３
は離型層である。

【００５４】円筒状導電性支持体としては、アルミニウ
ム、鉄、銅及びステンレス等の金属や合金、カーボンや
金属粒子等を分散した導電性樹脂等を用いることがで
き、その形状としては、上述したような円筒状や、円筒
の中心に軸を貫通したもの、円筒の内部に補強を施した
もの等が挙げられる。本実施例で用いた芯金５１は厚さ
３ｍｍのアルミニウムの円筒の内部に補強を施したもの
である。

【００５５】中間転写体に用いる弾性層の厚みは、転写
ニップの形成、回転による色ズレ、材料コスト等の面で
０．５〜５ｍｍが望ましく、また、離型層の膜厚は、下
層の弾性層の柔軟性を感光体表面に伝えるために薄くす
ることが好ましく、具体的には５０〜２００μｍが望ま
しい。

【００５６】本発明に用いる中間転写体の抵抗値は１０
⁶ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）に調製す
る必要があるが、本実施例の中間転写体としては、弾性
層５２は抵抗値のみを重視しアクリロニトリル−ブタジ
エンゴム（ＮＢＲ）に導電材としてケッチェンブラック
を分散して体積抵抗率を制御したものを用いた。

【００５７】その他使用できる弾性層５２のゴム材質と
しては、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エ
チレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスル
ホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリロニ
トリルブタジエンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウ
レタンゴム等が挙げられる。また導電材としては例え
ば、カーボンブラック、アルミニウム粉末、ニッケル粉
末等を用いることができる。また、樹脂に導電剤を分散
させるのではなく、導電性樹脂を用いることも考えられ
る。具体的には、４級アンモニウム塩含有ポリメタクリ
ル酸メチル、ポリビニルアニリン、ポリビニルピロー
ル、ポリジアセチレン及びポリエチレンイミン等が挙げ
られる。

【００５８】体積抵抗率の測定は、上記弾性層と離型層
の積層を１００×１００ｍｍシート状に切り出し、絶縁
抵抗測定計（商品名：Ｒ８３４０Ａ，Ａｄｖａｎｔｅｓ
ｔ社製）及びガード（ｇｕａｒｄ）電極（商品名：Ｒ１
２７０４）を用いて行った。測定手順は、シートを挟む
測定電極間を５秒間放出させて初期状態としてから、１
ｋＶの電圧をシートを挟む測定電極間に印加する。電圧
印加開始３０秒後に、印加電圧系に電流測定回路を接続
させ、その接続３０秒後の電流値から、体積抵抗率を算
出する。なお、測定されるシートは、表１のＲｅｆｅｒ
ｅｎｃｅの場合には弾性層（基層ゴム層）であり、表２
のベルトの場合には、基層又は基層と表層の積層であ
る。

【００５９】感光ドラム１の感光層は電荷発生層と電荷
輸送層の積層からなる。

【００６０】感光体ドラム１からの１次転写効率を上げ
るためには、感光体ドラム１表層にある電荷輸送層（Ｃ
ａｒｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｌａｙｅｒ 以下Ｃ
Ｔ層）のバインダーに用いられる物質の比誘電率が関係
する。本実施例で使用した感光体ドラム１は、外径がφ
６０のＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒ）で、アルミドラムの上に０．２μｍ〜０．３
μｍ厚の電荷発生層（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔ
ｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）として、フタロシアニン化合物を
ポリビニルブチラール樹脂上に分散含有させた層を用
い、その上層のＣＴ層には、バインダーのポリカーボネ
ート（以下ＰＣ）中にヒドラゾン化合物を分散して、厚
さを１５〜２５μｍとしたものを用いた。ＣＴ層の比誘
電率は約３である。なお、この比誘電率は、ＣＴ層を１
００×１００ｍｍのアルミシート上に直接塗布形成した
ものを、先述の静電容量測定方法により測定した。測定
条件については後述の離型層の場合と同一である。

【００６１】本実施例の特徴である中間転写体の比誘電
率は表面の離型層５３で制御した。

【００６２】離型層５３にはウレタン樹脂をバインダー
３３部（電量）に、抵抗制御の導電材としてチタン酸カ
リウムウィスカー１１部、離型性向上を目的としてＰＴ
ＦＥパウダー５６部、を分散したものを用いた。ウレタ
ン樹脂は誘電率がＰＣよりも高く、先述の静電容量測定
方法を用いて測定したところ、離型層の比誘電率εは約
５であった。測定は１００×１００ｍｍのアルミシート
上に上記に離型層を厚さ１００μｍにスプレー塗布し、
コロナ帯電器への印加バイアス直流１５０μＡ定電流制
御、リファレンスのコンデンサーの静電容量を１×１０
^-12 Ｆ、の条件下で静電容量を測定した。

【００６３】またその他比誘電率の高い樹脂としては、
ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、ポリアミドイミド、ポリウレタン等が挙げ
られる。

【００６４】また、誘電率の高い充填剤としては、チタ
ン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バ
リウム、酸化チタン等の無機化合物、ポリフッ化ビニリ
デン等の有機化合物の微粉末を挙げることができる。こ
れらの中でも、特にチタン酸カルシウム、チタン酸スト
ロンチウム、チタン酸バリウムを一度焼結した後に微粉
末にしたものは、比誘電率が数千〜１万数千という非常
に高い値を示すため、少量の添加で中間転写体の比誘電
率を大きくすることができる。

【００６５】以下に中間転写体の弾性層５２の抵抗を変
えて、全体の体積抵抗率を変えて、１次転写効率を測定
したときの結果を表１及び図４（ａ）に示す。

【００６６】その他の条件として中間転写体の外径はφ
１８０、感光体ドラム表層のＣＴ層バインダーには先述
のように、比誘電率約３のＰＣを用い、感光体ドラム１
上の電位関係は以下のような設定である。

【００６７】 感光体上 暗電位（１次帯電による非画像部電位）：Ｖｄ＝−７００Ｖ 明電位（レーザ露光による画像部電位）：Ｖｌ＝−１５０Ｖ 現像方法：非磁性１成分ジャンピング現像 現像バイアス：Ｖｄｃ＝−４５０Ｖ Ｖａｃ＝１６００Ｖｐｐ 周波数＝１８００Ｈｚ プロセススピード：１２０ｍｍ／ｓｅｃ

【００６８】本実施例で使用したトナーはスチレンアク
リル系樹脂をバインダーにし着色剤としてカーボンブラ
ック、荷電制御剤としてサルチル酸金属化合物、離型剤
として低分子量ポリオレフィンを含有した非磁性１成分
粉砕トナーで、流動性アップのため、酸化チタンを約２
％外添している。

【００６９】転写効率の測定は、中間転写体上の転写さ
れたトナーの画像濃度ａと、感光体ドラム上の残トナー
濃度ｂとの比較で行い、ａ／（ａ＋ｂ）×１００（％）
で計算した。

【００７０】測定環境は、２３℃、５０％ＲＨの通常オ
フィス環境を想定した。

【００７１】

【表１】

【００７２】表１に示すように中間転写体の体積抵抗率
が１×１０⁶ 〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）の
範囲で、感光ドラム１表層の比誘電率より中間転写体の
それを大きく設定してやることにより、高い１次転写効
率を広い転写電圧印加範囲で得ることが可能となった。

【００７３】次に、中間転写体から転写材への２次転写
について述べる。

【００７４】本実施例では２次転写手段として転写ベル
ト６を用いている。転写ベルト６を支持しているバイア
スローラ６２とテンションローラ６１は、同じ材質で構
成しても、他の材質で構成していても一向に構わない。
本実施例では体積抵抗率５×１０⁷ （１ｋＶ印加時）の
ＮＢＲを用いた。硬度はＪＩＳ Ａで３０〜３５度であ
る。両ローラはφ８のＳＵＳ芯金上に外径φ２０になる
ように構成した。

【００７５】上記ローラの材質としては、体積抵抗率が
１×１０⁶ 〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）で制
御され、電圧依存性（高電圧を印加すると抵抗が下が
る）が著しく悪いものでなければよい。他に挙げられる
材質としては、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ等適当な
導電剤が分散可能なもので有ればよい。

【００７６】次に転写ベルト６であるが、その外径寸法
はφ８０×３００ｍｍのチューブ形状で、厚さは任意に
可変とした。

【００７７】本発明においては、体積抵抗率を１０⁸ Ω
・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印時）に制御しかつ、
比誘電率が大きい材質を用いなければならない。

【００７８】本発明者らは転写ベルト６の素材として、
樹脂系はポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン（Ｐ
Ａ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレ
ート（ＰＥＮ）、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、ポリエー
テルサルフォン（ＰＥＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥ
Ｉ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリエーテル
エーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（Ｔ
ＰＩ）、熱硬化性ポリイミド（ＰＩ）、ＰＥＳアロイ、
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エチレンテトラフ
ルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等があり、エラス
トマー系ではポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、
ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系
熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラス
トマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系
熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラ
ストマー、ポリエチレン系熱可塑性エラストマー、エチ
レン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニ
ル系熱可塑性エラストマー、等が挙げられる。

【００７９】上記材質の中で比誘電率が最初から高いも
のもあるが、その殆どが３〜５以下のものである。従っ
て、比誘電率を高くするために誘電率の高い充填剤を分
散することもやぶさかではない。具体的な充填剤につい
ては、先述の中間転写体に充填するものと同様なのでこ
こでの説明は省略する。

【００８０】本実施例では比誘電率が中間転写体のそれ
よりも高いベルト、低いベルトを各々３種類用意した。
体積抵抗率、比誘電率の測定方法は先述の中間転写体の
場合と同様である。

【００８１】ベルト：ＰＣベースに導電剤としてケッ
チェンブラック、誘電率制御剤として、酸化チタンを分
散し、体積抵抗率５×１０¹³Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加
時）、比誘電率約７である。ベルトの厚さは１５０μｍ
である。

【００８２】ベルト：ベルトのリファレンス、ＰＣ
に導電剤としてケッチェンブラックを分散し、体積抵抗
率を上記の値同様５×１０¹³Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）
に設定したベルトも試作した。前記ベルトの比誘電率は
約３で、先の中間転写体の比誘電率約５よりも小さい。
ベルトの厚さは１５０μｍである。

【００８３】ベルト：ＥＴＦＥベースに導電剤として
ケッチェンブラック、誘電率制御剤として、酸化チタン
を分散し、体積抵抗率１×１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加
時）、比誘電率約９である。ベルトの厚さは７５μｍで
ある。

【００８４】ベルト：ベルトのリファレンス、ＥＴ
ＦＥベースに導電剤としてケッチェンブラックを分散
し、体積抵抗率１×１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）、
比誘電率約４である。ベルトの厚さは７５μｍである。

【００８５】ベルト：２層構成で基層に、厚さ５００
μｍ、エステル系ウレタン樹脂バインダーに導電剤とし
てカーボンブラック分散、表層は厚さ５０μｍ、ＰＶｄ
Ｆ系フッ素樹脂とＰＴＦＥ系フッ素樹脂の混合樹脂層、
表層・基層を合わせた体積抵抗率５×１０⁸ Ω・ｃｍ
（１ｋＶ印加時）、比誘電率約９である。

【００８６】ベルト：ベルトのリファレンス、２層
構成で基層に、厚さ５００μｍ、エステル系ウレタンベ
ースに導電剤としてカーボンブラック分散、表層は厚さ
５０μｍ、ＰＴＦＥ系フッ素樹脂層、表層・基層を合わ
せた体積抵抗率５×１０⁸ Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）、
比誘電率約５である。

【００８７】２次転写効率の測定は、先述の中間転写体
サンプルを用い、他の条件は全て固定で行った。転写
材である紙は８０ｇ／ｍ² のコート紙（キヤノン指定Ｃ
ＬＣ用紙）である。

【００８８】２次転写バイアスは定電流制御で行い、２
次転写効率の測定は中間転写体上の残トナー濃度を
ｂ′、紙上の転写画像の濃度をｃとすると、ｃ／（ｂ′
＋ｃ）×１００（％）で計算している。

【００８９】表２に図４（ｂ）に転写ベルトの比誘電
率、体積抵抗率違いと２次転写効率の関係を示す。なお
図４（ｂ）に示した転写効率はベルト〜ベルト迄の
ものである。

【００９０】

【表２】

【００９１】表２を観ると、転写ベルトの比誘電率の大
小で２次転写効率が大きく変わることが分かる。また、
転写効率９０％以上を確保できる転写バイアスの印加可
能領域も格段に広がることが分かる。

【００９２】中間転写体及び転写ベルトを用いた上記レ
ーザプリンタを、低湿環境、高湿環境において同様な評
価を行ったところ、中間転写体、転写ベルトの優劣の序
列に変化はなかった。

【００９３】以上述べたように、第一の画像担持体の比
誘電率をε_d 、中間転写体の比誘電率ε_ITD 及び２次の
接触転写手段である転写ベルトの比誘電率をε_Trとした
ときに、 ε_d ≦ε_ITD ≦ε_Tr という関係を持たせ、中間転写体の抵抗値を １０⁶ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） 転写ベルトの抵抗値を １０⁸ Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） の間に制御することによって、１次、２次転写ともに、
幅広い転写バイアス領域で高い転写効率が得られるよう
になった。また中間転写体上にトナーが多重転写された
部分と単層のトナーの部分があっても、双方とも転写不
良なく良質な転写画像が得られるようになった。更に低
湿・高湿環境下でも転写ムラ、転写抜けのない画像が得
られるようになった。

【００９４】（実施例２）図５に本発明の第二の実施例
を説明するための、レーザプリンタの概略断面図を示
す。

【００９５】本実施例の特徴は、中間転写体としてベル
トタイプのものを用い、２次転写手段としては従来の転
写ローラを用いたところにある。

【００９６】図５において、各工程でのおおよその機能
については、実施例１と同様であるので、ここでは中間
転写ベルト２０と転写ローラ３０の説明を主に行う。

【００９７】先述の実施例１同様、感光ドラム１上に形
成担持された第１色のイエロートナー画像は、感光ドラ
ム１と中間転写ベルト２０、その背面にあるバイアスロ
ーラ２１とのニップ部を通過する過程で、バイアスロー
ラ２１に印加される１次転写バイアス２９により形成さ
れる電界により、中間転写ベルト２０の外周面に中間転
写されていく。

【００９８】中間転写ベルト２０に対応する第１色のイ
エロートナー画像の転写を終えた感光ドラム１の表面
は、クリーニング装置１３により清掃される。

【００９９】以下、同様に第２色のマゼンタトナー画
像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナ
ー画像が順次中間転写体５上に重畳転写され、目的のカ
ラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成され
る。

【０１００】３０は転写ローラで、中間転写ベルトに対
応し平行に軸受させて下面部に接触させて配設してあ
る。転写ローラ３０には、２次転写バイアス源２８によ
って所望の２次転写バイアスが印加される。

【０１０１】感光ドラム１から中間転写体２０への第１
〜第４色のトナー画像の順次重畳転写のための１次転写
バイアスは、トナーとは逆極性（＋）でバイアス電源２
９から印加される。

【０１０２】感光ドラム１から中間転写ベルト２０への
第１〜第４色のトナー画像の順次転写実行工程におい
て、転写ローラ３０及び中間転写ベルトクリーナ８は中
間転写ベルト２０から接離可能としている。

【０１０３】中間転写ベルト２０上に重畳転写された合
成カラートナー画像の転写材Ｐへの転写は、転写ローラ
３０が中間転写ベルト２０に当接されると共に、不図示
の給紙カセットからレジストローラ１１、転写前ガイド
１０を通過して中間転写ベルト２０と転写ローラ３０と
の当接ニップに所定のタイミングで転写材Ｐが給送さ
れ、同時に２次転写バイアスがバイアス電源２８か転写
ローラ３０に印加される。この２次転写バイアスにより
中間転写ベルト２０ら転写材Ｐへ合成カラートナー画像
が転写される。

【０１０４】なお本実施例で使用している、感光体ドラ
ム１は先の実施例１に使用したものであるため、その比
誘電率は約３である。

【０１０５】中間転写ベルト２０は図５に示すように、
４本の支持軸（２１、２２、２３、２４）で支持され、
不図示の回転駆動装置によって、図中矢印の方向に回転
している。支持軸（２１、２２、２３、２４）は全て同
材質で、バイアスローラ２１を除き他の３本は電気的に
はフロートとしている。支持軸（２１、２２、２３、２
４）は、同じ材質で構成しても、他の材質で構成してい
ても一向に構わない。本実施例では体積抵抗率５×１０
⁷ （１ｋＶ印加時）のＮＢＲを用いた。硬度はＪＩＳ
Ａで３０〜３５度である。両ローラはφ８のＳＵＳ芯金
上に外径φ１６になるように構成した。

【０１０６】上記ローラの材質としては、体積抵抗率が
１×１０⁶ 〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）で制
御され、電圧依存性（高電圧を印加すると抵抗が下が
る）が著しく悪いものでなければよい。他に挙げられる
材質としては、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ等適当な
導電剤が分散可能なもので有ればよい。

【０１０７】中間転写ベルト２０の体積抵抗率で１０⁶
Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）、比誘電率
が感光体ドラム１のＣＴ層（ＰＣで約３）のそれよりも
大きいことが望ましい。本実施例では、中間転写ベルト
２０の材質として、２ｍｍ厚の導電性ウレタンシート上
に離型層として５０μｍ厚のＰＴＦＥ系フッ素樹脂層を
コートしたベルトを用いた。離型層の体積抵抗率は２×
１０⁹ Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）、離型層の比誘電率は
約４．５である。

【０１０８】転写ローラ３０としては、φ８のＳＵＳ芯
金上に肉厚６ｍｍのＥＰＤＭ、という構成とし、単層状
態での体積抵抗率は、導電剤としてケッチェンブラッ
ク、酸化亜鉛ウィスカーを分散して、６×１０⁶ Ω・ｃ
ｍ（１ｋＶ印加時）とした。

【０１０９】ＥＰＤＭ単層では比誘電率約２．２と低
く、高い比誘電率を得ることは難しかったので、２層構
成とした。具体的には厚さ２００μｍ、体積抵抗率１×
１０¹²Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）のＰＶｄＦシートをＥ
ＰＤＭ表面に接着した。その結果、転写ローラ３０表面
の比誘電率は約９となった。転写ローラ全体としての体
積抵抗率はＰＶｄＦシートのほぼ体積抵抗率である。

【０１１０】図５に示すレーザプリンタに、上記の感光
体ドラム、中間転写ベルト及び転写ローラを組み込ん
で、１次・２次転写効率を測定した。実験では、同じ体
積抵抗率１×１０⁷ Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）をもち、
単層で比誘電率が低いローラと２層で比誘電率が高いロ
ーラとをで比較した。

【０１１１】その結果を図６（ａ）（ｂ）に示す。感光
体ドラムの電位条件、トナー、測定環境、紙種などは全
て先の実施例１と同様である。

【０１１２】図６に示すように、転写ローラの比誘電率
が高い方が転写効率が高く、また広い転写バイアス印加
領域を持っていることが分かる。

【０１１３】また低湿環境、高湿環境において同様な評
価を行ったところ、転写ローラの優劣の序列に変化はな
かった。特に中間転写ベルトと転写ローラの組み合せ
は、実施例１の組み合わせよりスペース効率が良く、構
成がシンプルで、コストが安くなるといったメリットも
あるので、本発明との併用は有効であると考える。

【０１１４】以上述べたように、中間転写体としてベル
トタイプを用い、２次接触転写手段として転写ローラを
用いた場合においても、第一の画像担持体の比誘電率を
ε_d、中間転写ベルトの比誘電率ε_ITD 及び２次の接触
転写手段である転写ローラの比誘電率をε_Trとしたとき
に、 ε_d ≦ε_ITD ≦ε_Tr という関係を持たせ、中間転写ベルトの抵抗値を １０⁶ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） 転写ローラの抵抗値を １０⁸ Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） の間に制御することによって、１次、２次転写ともに、
幅広い転写バイアス領域で高い転写効率が得られるよう
になった。また中間転写体上にトナーが多重転写された
部分と単層のトナーの部分があっても、双方とも転写不
良なく良質な転写画像が得られるようになった。更に低
湿・高湿環境下でも転写ムラ、転写抜けのない画像が得
られるようになった。

【０１１５】本発明は、感光体ドラム、中間転写体、接
触転写手段という構成にこだわることなく、比誘電率の
関係が守られていれば、例えば、 感光体ベルト、中間転写体、転写ベルト（ローラ） 感光体ベルト、中間転写ベルト、転写ベルト（ローラ） 等という構成においても有効であることに代わりはな
い。

【０１１６】（実施例３）本発明の第三の実施例の特徴
は、トナーに重合法で製造された図７に示されるような
重合トナーを図１の装置に適用した。

【０１１７】非磁性重合トナーとしては、例えば懸濁重
合法で製造された低軟化物質を５〜３０重量％含み、形
状係数ＳＦ１が１００〜１２０、形状係数ＳＦ２が１０
０〜１２０、平均粒径が５〜７μｍの実質的球形である
非磁性一成分微粒径重合トナーが好ましい。本実施例で
はＳＦ１およびＳＦ２が１１０で平均粒径が６μｍのも
のを用いた。

【０１１８】トナーの形状が球形に限りなく近づくと、
転写効率が高くなると言われている。これは、個々のト
ナーの表面エネルギーが小さくなって、流動性が高ま
り、感光体ドラムなどに対する吸着力（鏡映力）が弱ま
って、転写電界の影響が受けやすくなるためと考えられ
る。

【０１１９】尚、ここでいう形状係数ＳＦ１とは、図８
に示す様に、球状物質の形状の丸さの割合を示す数値で
あり、球状物質を２次元平面上に投影してできる楕円状
図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割
って、１００π／４乗じた時の値で表される。

【０１２０】つまり形状係数ＳＦ１の次式、 ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） で定義されるものである。

【０１２１】形状係数ＳＦ２は、図１０に示す様に、物
質の形状の凹凸の割合を示す数値であり、物質を２次元
平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩを図形面積
ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた時の値で表さ
れる。

【０１２２】つまり形状係数ＳＦ１の次式、 ＳＦ２＝｛（ＰＥＲＩ）²／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） で定義されるものである。

【０１２３】本実施例では、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ
（Ｓ−８００）を用い、現像容器中のトナーを無作為に
サンプリングし、その画像情報は、インターフェースを
介して、ニコレ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導
入して全部で１００粒のトナーの解析を行い、上式より
１００個のトナーについてＳＦ１，ＳＦ２を算出し、そ
の平均値を採用した上記重合トナーの概略構成図を図７
に示す。

【０１２４】図７に示すように重合トナーは、その製造
法上球形となる。本実施例ではコアにエステル系ワック
スを内包し、樹脂層にスチレン−ブチルアクリレート、
表層にポリエステルという構成の重合トナーを用いた。
その比重は約１．０５である。３層構成となっている理
由は、コアにワックスを内包することで、定着工程での
オフセット防止効果が得られ、また表層に樹脂層を設け
ることによって帯電効率のアップを図っているためで、
また実際に使用時には、トリボ安定化のためにシリコー
ンオイル処理したシリカ１．２ｗｔ％を外添している。

【０１２５】この重合トナーは次のようにして製造され
た。

【０１２６】高速攪拌装置を備えた２リットル用四つ口
フラスコ中にイオン交換水７１０重量部と０．１モル／
１−Ｎａ₃ＰＯ₄水溶液４５０重量部を添加し回転数を１
２０００回転に調整し、６５℃に加温せしめた。ここに
１．０モル／１−ＣａＣｌ₂水溶液６８重量部を徐々に
添加し微小な難水溶性分散剤Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂を含む分
散媒系を調製した。一方分散質系は、 スチレン単量体 １６５重量部 ｎ−ブチルアクリレート単量体 ３５重量部 Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３ １４重量部 飽和ポリエステル １０重量部 ｛テリフタール酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェ
ノールＡ、酸価１５、ピーク分子量；６０００｝ サリチル酸金属化合物 ２重量部 下記化合物 ６０重量部

【０１２７】

【外１】

【０１２８】上記混合物をアトライターを用い３時間分
散させた後、重合開始剤である２，２′−アゾビス
（２．４−ジメチルバレロニトリル）１０重量部を添加
した分散物を分散媒中に投入し回転数を維持しつつ１５
分間造粒した。その後高速攪拌器からプロペラ攪拌羽根
に攪拌器を変え内温を８０℃に昇温させ５０回転で重合
を１０時間継続させた。その後、スチレンモノマー２重
量部を添加し、さらに重合を完結させた。重合終了後ス
ラリーを冷却し、希塩酸を添加し分散剤を除去せしめ
た。

【０１２９】更に洗浄し乾燥を行って重合トナーは製造
された。なお、ピグメントブルーの代りに、他の着色
剤、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７，Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド１２２およびカーボンブラックを
用いることにおり、それぞれ、イエロートナー，マゼン
タトナー，ブラックトナーを製造することができる。

【０１３０】本実施例で使用した、上記トナーのトリボ
（Ｑ／Ｍ）はおよそ−２０μＣ／ｇである。上記トナー
を実施例１で述べたレーザプリンタに組み込み、１次・
２次の転写効率を測定した。

【０１３１】検討に用いた中間転写体は、実施例１中の
サンプルと同様のもので、改めて詳細を述べると、弾
性層としてアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢ
Ｒ）に導電材としてケッチェンブラックを分散したもの
を用いた。厚さは０．５ｍｍである。離型層にはウレタ
ン樹脂をバインダーに、抵抗制御の導電材としてチタン
酸カリウムウィスカー、離型性向上を目的としてＰＴＦ
Ｅパウダーを分散したものを用いた。離型層の厚さは２
００μｍ、表層の比誘電率は約５である。

【０１３２】検討に用いた転写ベルトは、ベルトでＰ
Ｃベースに導電剤としてケッチェンブラック、誘電率制
御剤として酸化チタンを分散し、体積抵抗率５×１０¹³
Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）、比誘電率約７である。ベル
トの厚さは１５０μｍである。

【０１３３】１次転写バイアスは定電圧制御、２次転写
バイアスは定電流制御で行った。

【０１３４】感光体ドラムは、表層のＣＴ層のバインダ
ーとして、比誘電率約３のＰＣのものを用い、感光体ド
ラム１上の電位関係は以下のような設定である。

【０１３５】 感光体上 暗電位（１次帯電による非画像部電位）：Ｖｄ＝−７００Ｖ 明電位（レーザ露光による画像部電位）：Ｖｌ＝−１５０Ｖ 現像方法：非磁性１成分ジャンピング現像 現像バイアス：Ｖｄｃ＝−４５０Ｖ Ｖａｃ＝１６００Ｖｐｐ 周波数＝１８００Ｈｚ プロセススピード：１２０ｍｍ／ｓｅｃ

【０１３６】リファレンスとして、実施例１で使用した
スチレン系樹脂をバインダーにした非磁性１成分粉砕ト
ナー（酸化チタンを約２％外添）も同様に測定した。ト
リボ（Ｑ／Ｍ）はおよそ−２０μＣ／ｇ、先の重合トナ
ーのそれに揃えている。前記トナーの粒径は８μｍ、形
状係数ＳＦ１は１７０、形状係数ＳＦ２は１６０であ
る。

【０１３７】測定環境は、２３℃、５０％ＲＨの通常オ
フィス環境を想定した。

【０１３８】２次転写効率の測定した転写材は、８０ｇ
／ｍ２のコート紙（キヤノン指定ＣＬＣ用紙）である。

【０１３９】図９に結果を示す。図９（ａ）は１次転写
効率、（ｂ）は２次転写効率である。

【０１４０】図９に示すように、１次・２次転写効率と
ともに従来の粉砕トナーよりも５％程度転写効率が高く
なった。また、高い転写効率を維持できる転写バイアス
印加範囲も広くなった。

【０１４１】以上述べたように、トナーとして形状がほ
ぼ球形の重合トナーを用いた場合においても、第一の画
像担持体の比誘電率をε_d、中間転写体の比誘電率ε_ITD
及び２次の接触転写手段である転写ベルトの比誘電率を
εＴ_rとしたときに、 ε_d≦ε_ITD≦εＴ_r という関係を持たせ、中間転写体の抵抗値を １０⁶ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） 転写ベルトの抵抗値を １０⁸ Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） の間に制御することによって、従来の粉砕法で製造され
たトナーよりも、より高い転写効率を得ることが可能と
なる。

【０１４２】なお、先の実施例２で述べた様に、ローラ
タイプの中間転写体に代わって中間転写ベルト、転写ベ
ルトの代わりに転写ローラを用いた場合でも同様な効果
が得られることは言うまでもない。

【０１４３】（実施例４）本発明の第四の実施例の特徴
は、トナーに従来の１成分磁性トナーを略球形化したト
ナーを図１の装置に適用したものである。以下このトナ
ーを磁性球形化トナーと称する。

【０１４４】今回検討に用いた磁性球形化トナーは、例
えば熱的、或いは機械的にトナー表面の凹凸をそぎ落と
し、略球形に近づけたものである。熱による球形化の手
段としては、トナーのガラス転移温度よりも５〜１０度
高い水系中に分散する湯浴法や、２００〜４００℃の熱
気流にトナーを接触させるサーフュージョン法等があ
る。機械的に行うものとしては、機械的衝撃力による変
形により球形化する方法や、初めから球形化粉砕する方
法等がある。本実施例では機械的力による球形化手段の
中から、機械的衝撃力による変形により球形化する方
法、即ち、粉砕により形成された非球形トナーを、微小
空隙内で高速で移動させて側壁と接触させ、トナー表面
の凸部をおし込み球形化する方法である。この方法の実
施には、例えば、機械式表面改質機（商品名：ｈｙｂｒ
ｉｄｉｚｅｒ，Ｎａｒａ Ｍａｃｈｉｎｅｎａｒｙ Ｃ
ｏ．製）が用いられる。上記処理では、機械的力に加え
て、熱（ガラス転移温度よりも５〜１０度高く設定）に
よる効果を付加することが可能である。

【０１４５】磁性球形化トナーは、マグネタイトを１０
０部（重量）およびサルチル酸金属化合物２部含む、ス
チレンアクリル系樹脂１００部をバインダーとする磁性
１成分トナーで、上記機械式表面改質機による処理によ
って好ましくは、形状係数ＳＦ１が１４０〜１５０、形
状係数ＳＦ２が１２０〜１３０に変形を受け、球形とい
うよりも、カド（表面の凹凸）が取れた形となっている
のが特徴である。平均粒径は５〜７μｍである。本実施
例で１はＳＦ１が１４５、ＳＦ２が１２５、平均粒径が
６μｍのものを用いた。使用時には、シリコーンオイル
処理したシリカをトナー１００重量部に対して１．２重
量部外添した。

【０１４６】トナーの形状において表面の凹凸が少なく
なると、先に重合トナーの場合と同様、個々のトナーの
表面エネルギーが小さくなって、流動性が高まり、感光
体ドラムなどに対する吸着力（鏡映力）が弱まって、転
写電界の影響が受けやすくなると考えられる。

【０１４７】上記磁性球形化トナーのトリボ（Ｑ／Ｍ）
は、約−１５μＣ／ｇとし、実施例３に同じ条件下で、
１次・２次転写効率を測定した。

【０１４８】図１１に従来の磁性トナー（マグネタイト
を１００部含む。スチレン系樹脂をバインダーとする磁
性１成分トナー）との、転写効率の比較結果を示す。図
１１（ａ）は１次転写効率、（ｂ）は２次転写効率であ
る。リファレンスの磁性トナーの粒径は７μｍ、形状係
数ＳＦ１が１６０、ＳＦ２は１５０であり、トリボは約
−１５μＣ／ｇと、磁性球形化トナーのそれと揃えた。

【０１４９】図１１に示すように、１次・２次転写効率
ともに従来の粉砕トナーよりも３％程度転写効率が高く
なった。また、高い転写効率を維持できる転写バイアス
印加範囲も広くなっている。

【０１５０】以上述べたように、トナー形状として、表
面の凹凸が少ない磁性球形化トナーを用いた場合におい
ても、第一の画像担持体の比誘電率をε_d、中間転写体
の比誘電率ε_ITD及び２次の接触転写手段である転写ベ
ルトの比誘電率をεＴ_rとしたときに、 ε_d≦ε_ITD≦εＴ_r という関係を持たせ、中間転写体の抵抗値を １０⁶ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） 転写ベルトの抵抗値を １０⁸ Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） の間に制御することによって、従来の粉砕法で製造され
たトナーよりも、より高い転写効率を得ることが可能と
なる。なお、磁性トナーは、従来の非磁性１成分粉砕ト
ナーや重合トナーよりも、現像器構成が簡易になる、コ
スト的に安く製造できる、といったメリットがあるの
で、本発明との組合せで使用する効果は大きい。

【０１５１】なお、先の実施例２で述べた様に、ローラ
タイプの中間転写体に代わって中間転写ベルト、転写ベ
ルトの代わりに転写ローラを用いた場合でも同様な効果
が得られることは言うまでもない。

【０１５２】（実施例５）本発明の第五の実施例の特徴
は、感光体ドラム表層にオーバーコートレイヤー（Ｏｖ
ｅｒ Ｃｏａｔ Ｌａｙｅｒ：以下ＯＣＬ）を設け、表
面の比誘電率を下げた感光ドラムを図１の装置に適用し
たものである。

【０１５３】ＯＣＬは本来、感光体ドラムの摩耗による
削れ防止、クリーニング不良などの防止を目的に用いら
れ、厚さは、好ましくは２〜５μｍである。本実施例に
おいてはアクリル樹脂３部（重量）のバインダー中に、
比誘電率の低いＰＴＦＥ５部を酸化スズ５部と共に分散
し、感光ドラム表層の比誘電率を下げることを目的とし
た。ＰＴＦＥの粒径は約０．３μｍ、酸化スズのそれは
約０．０３μｍである。酸化スズを混入する目的は、Ｐ
ＴＦＥのアクリル樹脂中への分散をし易くするためであ
る。

【０１５４】図１２に本実施例で使用したＯＣＬ付きの
感光ドラム１の概略断面図を示す。図１２の感光体ドラ
ム１において、１０１はＯＣＬ、１０２は従来の電荷輸
送層であるＣＴ層、１０２は電荷発生層であるＣＧ層で
ある。各々の厚さは、ＯＣＬ：３μｍ、ＣＴ層：２５μ
ｍ、ＣＧ層：３μｍである。

【０１５５】図１３はＯＣＬ１０１の概略拡大断面図
で、ＰＴＦＥの回りを酸化スズが取り囲み、アクリル樹
脂中に分散されている様子を示している。

【０１５６】本実施例で使用したＯＣＬの比誘電率は約
２で、ほぼＰＴＦＥのそれと同等の値である。本発明の
効果として、中間転写体から紙への２次転写効率は従来
のものと代わらないが、１次転写効率がより高くなる効
果が得られる。

【０１５７】上記ＯＣＬを有する感光体ドラムを、先の
実施例３、４で述べたレーザプリンタに組み込み、従来
のＣＴ層にＰＣバインダを有する感光体ドラムと、１次
転写効率を比較した。本実施例で用いたトナーは、カラ
ートナーとして、実施例３で述べた重合トナー。ブラッ
クトナーとして、実施例４で述べた磁性球形化トナーを
用いた。

【０１５８】重合トナーは、懸濁重合法で製造された低
軟化物質を５〜３０重量％含み、形状係数ＳＦ１が１１
０、形状係数ＳＦ２が１１０、平均粒径が６μｍの実質
的球形である非磁性一成分微粒径重合トナーである。ト
リボ安定化のためにオイル処理したシリカを外添しトリ
ボ（Ｑ／Ｍ）はおよそ−２０μＣ／ｇである。

【０１５９】磁性球形化トナーは、マグネタイトを１０
０部およびサルチル酸金属化合物２部を含む、スチレン
アクリル系樹脂をバインダーとする磁性１成分トナー
で、ＨＢ処理によって、形状係数ＳＦ１が１４５、形状
係数ＳＦ２が１２５に変形を受け、平均粒径は６μｍで
ある。オイル処理したシリカを外添した。トナーのトリ
ボ（Ｑ／Ｍ）はおよそ−１５μＣ／ｇである。

【０１６０】その他諸々の条件は、実施例３中で詳細に
述べているので、ここでの説明は省略する。

【０１６１】図１４に、上記構成での１次転写効率の測
定結果を示す。図１４（ａ）は重合トナー、（ｂ）磁性
球形化トナーで、各々、従来のドラムと、ＯＣＬを有す
るドラムとで比較している。

【０１６２】図１４を観ると、重合トナーの場合は転写
効率そのものは高くはならなかったが、高い転写効率が
維持できる電圧印加範囲がより広くなった。また、磁性
球形化トナーの場合は約５％もの転写効率が上昇した。

【０１６３】２次転写効率は、先の実施例３、４と同様
な結果となった。

【０１６４】上記のように、高転写効率を維持できる電
圧印加範囲が広くなると、異なるトリボを有する、２種
類の性質の異なるトナーを、一緒に使いこなすことが可
能となる。本実施例のように、カラートナーとして、非
磁性１成分現像方式を用いた重合トナー、ブラックトナ
ーとして、磁性１成分現像方式を用いた磁性球形化トナ
ーを用いる場合、トナーの最適転写バイアスが異なる
と、高い転写効率が実現できず、廃トナー容量が増大し
てしまう畏れがあるが、ＯＣＬと中間転写体の比誘電率
の関係を、うまく設定することによって、回避すること
ができるようになる。

【０１６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多重転写を行う画像形成装置において、第一の画像担持
体の表面層の比誘電率をε_d、中間転写体の表面層の比
誘電率ε_ITD及び２次の接触転写手段の表面層の比誘電
率をεＴ_rとしたときに、 ε_d≦ε_ITD≦εＴ_r という関係を持たせ、中間転写体の抵抗値を １０⁶ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） 転写ローラの抵抗値を １０⁸ Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） の間に制御することによって、１次転写効率及び２次転
写効率を高い値で両立することができ、その作用効果と
して、 （１）廃トナーが少なくなるので、１ページあたりのト
ナー消費量が少なくて済む。 （２）転写残トナーが少ない。従って該中間転写体のク
リーニング装置の小型化が計れる。 （３）多重転写時での、色の重ね合わせで下層のトナー
も十分に転写されるので、カラー画像の色再現性が高い
プリント画像が得られる。

【０１６６】更に、本発明によって、形状が略球形、若
しくは表面凹凸が少ないトナーを用いることによって、
上記作用効果を高めることが可能となり、また、感光ド
ラム表層に比誘電率の低いＯＣＬを設けることによっ
て、一層効果的になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例のレーザプリンタの概略
断面図。

【図２】第一の実施例のレーザプリンタに組込んだ中間
転写体の概略断面図。

【図３】中間転写体の拡大断面図。

【図４】第一の実施例の１次・２次転写効率。

【図５】本発明の第二の実施例のレーザプリンタの概略
断面図。

【図６】第二の実施例の１次・２次転写効率。

【図７】第三の実施形の重合トナーの概略断面図。

【図８】形状係数ＳＦ１の説明図。

【図９】第三の実施例の重合トナーの１次・２次転写効
率。

【図１０】形状係数ＳＦ２の説明図。

【図１１】第四の実施例の磁性球形化トナーの１次・２
次転写効率。

【図１２】ＯＣＬを有する感光体ドラムの概略拡大断面
図。

【図１３】ＯＣＬの概略拡大断面図。

【図１４】トナー差によるＯＣＬ有無しでの１次転写効
率。

【図１５】直流電圧下での静電容量測定装置の原理図。

【図１６】従来の中間転写ローラを用いた多重転写を行
う画像形成装置概略断面図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 克彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の画像担持体上に形成された画像を
   第２の画像担持体である中間転写体上に形成後、転写材
   に接触転写手段を用いて転写する画像形成装置におい
   て、 第一の画像担持体の表面層の誘電率をε_d 、中間転写体
   の表面層の誘電率ε_ITD 及び２次の接触転写手段の表面
   層の誘電率をε_Trとしたとき、これらが ε_d ≦ε_ITD ≦ε_Tr の関係を有し、上記中間転写体の体積抵抗率が １０⁶ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） 上記接触転写手段の体積抵抗率が １０⁸ Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時） であることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 第１の画像担持体上に形成された画像を
   中間転写体上に第１色目から複数色を順次形成後、転写
   材に一括転写する請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 中間転写体がローラ形状である請求項１
   の画像形成装置。
4. 【請求項４】 中間転写体の表面層が離型層であり離型
   層の下側に弾性層を有するものである請求項１の画像形
   成装置。
5. 【請求項５】 形状係数ＳＦ１が１００〜１２０、ＳＦ
   ２が１００〜１２０の実質的球形である非磁性の現像剤
   を用いることを特徴とする、請求項１の画像形成装置。
6. 【請求項６】 形状係数ＳＦ１が１４０〜１５０、ＳＦ
   ２が１２０〜１３０の磁性現像剤を用いることを特徴と
   する請求項１の画像形成装置。
7. 【請求項７】 第１の画像担持体表面の表面層に、低誘
   電率の表面保護層を設けたことを特徴とする、請求項１
   の画像形成装置。
8. 【請求項８】 表面保護層の比誘電率が３以下である請
   求項７の画像形成装置。
9. 【請求項９】 ε_d 、ε_ITD およびε_Trが ε_d ＜ε_ITD ≦ε_Tr の関係にある請求項１の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 ε_d 、ε_ITD およびε_Trが ε_d ＋１≦ε_ITD 、ε_ITD ＋１≦ε_Tr の関係にある請求項９の画像形成装置。