JPH1078713A

JPH1078713A - 転写装置および画像形成装置

Info

Publication number: JPH1078713A
Application number: JP23548396A
Authority: JP
Inventors: Nobutoshi Hayashi; 信俊林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【課題】転写用導電性弾性体についての抵抗ムラに起
因する転写ムラの発生、および像担持体の局所的な転写
メモリによる画像濃度ムラやカブリの発生を防ぐことが
できる転写装置を提供する。【解決手段】像担持体に接触配置され、電圧が印加さ
れることで記録媒体上に像担持体上のトナー像を転写す
る転写ローラを有する転写装置において、前記転写ロー
ラは、ローラ芯金の周囲に導電性弾性体を設けると共
に、前記導電性弾性体の全長が前記記録媒体の最大通紙
領域よりも１０ｍｍ以上長くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真複写装置、
プリンタ、静電記録装置等の画像形成装置および画像形
成装置の感光体等の像担持体に電子写真プロセス、静電
記録プロセス等の作像手段で形成担持させた可転写画像
（トナー像）を紙等の記録媒体（転写材）へ転写させる
転写装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置等の画像形成装置において
転写工程の実行手段として、電圧を印加することにより
転写作用を行わせるローラ型を一般的とする導電性弾性
体（以下、導電性弾性体ローラと記す）が近年盛んに使
用され始めている。

【０００３】この導電性弾性体ローラは転写を実行する
のに適正な電圧を印加して使用されるが、非通紙部での
像担持体への過剰な電流や電流リーク等による印加電圧
のブレイクダウンを防止するためにその導電性弾性体の
抵抗値（体積抵抗値）はおよそ１０⁵〜１０¹¹Ωｃｍの
いわゆる中抵抗の領域のものを使用することが要求され
ている。

【０００４】このような弾性を有する転写部材としての
導電性弾性部材は、元来絶縁性であるゴム材料等の弾性
材料に導電性付与粒子を配合分散して所望の導電性を具
備させて製作されている。図２は、転写ローラ５’を、
弾性材料５’ａとしてＥＰＤＭを用い、該ＥＰＤＭ中に
芯金５’ｃを有した中抵抗弾性ローラの構造断面図を示
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の導
電性弾性体ローラが像担持体に押圧当接された時、圧力
によるゴム変形のため導電弾性体中の分散導電性粉末の
粒子間接触状態に変化が生じて抵抗ムラが発生しやす
い。これはスポンジローラのようなゴムの変形が大きい
ものにおいて著しく発生する傾向にある。更にローラ端
部においては芯金のたわみとの相乗効果により、ゴムの
変形が大きなものとなり抵抗ムラが特に発生しやすい。

【０００６】また、前記導電性弾性体ローラ自体の部分
抵抗ムラ（特に端部ムラ）が全くない導電性弾性体ロー
ラを像担持体に押圧当接したとしても、見かけ上のロー
ラ端部の抵抗が高くなってしまうのは、以下の理由によ
るところがある。

【０００７】つまり、図４に示すように、導電性弾性体
をある一定の細かい幅に区切ったモデルを考えた場合、
ローラの中央部分Ｂ’はその両側に電流を流すことので
きるゴムがあるため、見かけ上の抵抗が低くなる。逆
に、ローラの両端部分Ａ’、Ｃ’は電流を流すことので
きるゴムが片側にしかないために流せる電流が少なくな
り、見かけ上の抵抗が高くなる。

【０００８】従って、このようなローラを電圧を印加す
ることで画像を形成する装置の転写用ローラに使用する
と、トータルな抵抗値としては満足しているので適正な
トータル電流が得られるが、電流分布としてはムラが大
きく、これが原因の転写ムラの発生をみることがある。

【０００９】また、転写後の像担持体上に局所的な転写
帯電メモリを形成し、次の作像工程において画像上に濃
度ムラとなってしまうことがある。特に反転現像方式を
採用する画像形成装置においては、像担持体としての感
光体を局所的に帯電してしまうため、その部分が転写帯
電メモリとなって次の帯電工程で帯電不足となり、現像
されて黒ポチ状のカブリとなってしまうため著しく画像
品質の低下を招いてしまう。

【００１０】本出願に係る第１の発明の目的は、転写用
導電性弾性体についての抵抗ムラに起因する転写ムラの
発生、および像担持体の局所的な転写メモリによる画像
濃度ムラやカブリの発生を防ぐことができる転写装置を
提供することにある。

【００１１】本出願に係る第２の発明の目的は、転写用
導電性弾性体についての抵抗ムラに起因する転写ムラの
発生、像担持体の局所的な転写メモリによる画像濃度ム
ラやカブリの発生を防止し、高品質の画像を得ることが
できる画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
の目的を実現する第１の構成は、像担持体に接触配置さ
れ、電圧が印加されることで記録媒体上に像担持体上の
トナー像を転写する転写ローラを有する転写装置におい
て、前記転写ローラは、ローラ芯金の周囲に導電性弾性
体を設けると共に、前記導電性弾性体の全長が前記記録
媒体の最大通紙領域よりも１０ｍｍ以上長いことを特徴
とする転写装置にある。

【００１３】本出願に係る第１の発明の目的を実現する
第２の構成は、上記した第１の構成において、前記導電
性弾性体の体積抵抗値が１０⁵〜１０¹¹Ωｃｍであるこ
とを特徴とする転写装置にある。

【００１４】本出願に係る第１の発明の目的を実現する
第３の構成は、上記の各構成において、前記転写ローラ
の総硬度が２０〜４５°（ＡｓｋｅｒＣ）であることを
特徴とする転写装置にある。

【００１５】本出願に係る第１の発明の目的を実現する
第４の構成は、上記の各構成において、前記転写ローラ
は、前記ローラ芯金の周囲に前記導電性弾性体を設ける
と共に、最外層に樹脂層を設けたことを特徴とする転写
装置にある。

【００１６】本出願に係る第２の発明の目的を実現する
構成は、上記の各構成における転写装置の転写ローラを
像担持体に接触配置したことを特徴とする画像形成装置
にある。

【００１７】従来の転写ローラにおいては、前述のよう
に導電性弾性体ローラを像担持体に押圧当接させ、これ
に潜像形成のために像担持体を帯電する極性と逆極性の
バイアス電圧を印加して像担持体側に形成担持されてい
る可転写像を記録媒体へ転写する際、ローラ端部の電流
が流れにくくなり、ローラ端部に当接された転写材部分
に、抵抗ムラに起因する転写ムラ、像担持体の局所的な
転写メモリによる画像濃度ムラやカブリが発生しやす
い。

【００１８】一方、図４に示すように、導電性弾性体を
ある一定の細かい幅に区切ったモデルを考えた場合、両
端部よりわずか内側部分（端から５ｍｍ、Ａ’，Ｃ’）
の抵抗は中央部分の抵抗値との差がわずかであった。こ
れは、Ａ’，Ｃ’部分の電流の流れ方と、Ｂ部分の電流
の流れ方がほぼ同一と考えられるからである。

【００１９】これに対し、上記した本発明の目的を実現
する各構成においては、転写用導電性弾性体に、前記導
電弾性体の長さが転写する記録媒体の全長よりも１０ｍ
ｍ以上長いものを使用することにより、得られる導電性
弾性体の抵抗ムラは改善される。

【００２０】

【発明の実施の形態】

〈第１の実施の形態〉図１は本発明の第１の実施の形態
を示す画像形成装置の概略構成図である。

【００２１】本実施の形態の画像形成装置は、回転ドラ
ム型・転写方式の電子写真装置であ、１は像担持体とし
ての電子写真感光ドラムであり、矢示の時計方向に所定
の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動され
る。感光ドラム１は、その回転過程で、帯電手段として
の電源Ｅ１から帯電バイアスを印加したコロナ放電器２
により周面が所定の極性・電位（本実施の形態では約−
６００Ｖ）に一様帯電処理され、次いで露光系３により
目的の画像情報に対応したネガ画像露光（原稿像のアナ
ログ露光、デジタル走査露光等）を受けて周面に目的画
像情報の静電潜像が形成される。

【００２２】次いで、その静電潜像がマイナストナーに
よる反転現像方式のトナー現像手段４によりトナー画像
として現像される。そしてそのトナー画像が感光ドラム
１と転写手段５としての転写ローラとの間の転写部に不
図示の給紙手段から所定のタイミングで転写材Ｐが給送
され、また転写ローラ５に対して電源Ｅ２から約＋２Ｋ
Ｖ〜＋３ＫＶの転写バイアスが印加され感光ドラム１面
の反転現像されたトナー画像が転写材Ｐに対して順次転
写されていく。

【００２３】トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは、感
光ドラム１面から分離されて不図示の定着手段へ導入さ
れて像定着処理を受ける。トナー画像転写後の感光ドラ
ム１面は、クリーニング手段６で転写残りトナー等の付
着汚染物の除去処理を受けて清浄面化されて繰り返して
作像に供される。

【００２４】本実施の形態において、転写手段５として
以下のように調整した図３に示す導電性弾性体ローラ
（以下転写ローラとする）を使用した。

【００２５】ａ．弾性体：ＥＰＤＭゴム（エチレンプロ
ピレンゴム）に導電性充填剤として導電性酸化亜鉛粒子
（比抵抗１０²〜１０³Ωｃｍ）、加塑剤としてパラフ
ィンオイル、発泡剤、発泡助剤、加硫剤を添加して、押
し出し機によってチューブ状に押し出し成形した。この
成形品を加硫缶で１６０℃、３０分の条件で加硫、発泡
させチューブ状の発泡体（導電性弾性体５ａ）を得る。

【００２６】ｂ．芯金：直径８ｍｍの金属製の軸この導電性弾性体５ａを、直径８ｍｍの金属製の軸５ｃ
に圧入、接着し円筒研磨機で表面スキン層を研磨し形状
を整え、ローラ表面にケバのないローラを得た。ここで
は、導電性弾性体の全長が３０７ｍｍ（記録媒体の全長
２９７ｍｍ＋１０ｍｍ）のものを使用した。

【００２７】ここで得られた図３に示す転写ローラ５の
発泡導電弾性体５ａの硬度をアスカー硬度計によって測
定したところ、２８〜３２°（ａｓｋｅｒＣ）であっ
た。更に、導電弾性体の抵抗を１０ｍｍ幅の導電テープ
でローラの表面に巻つけ、金属製の軸５ｃと導電テープ
間の抵抗を測定することで求め測定したところ、５×１
０⁸Ωｃｍであった。

【００２８】このように形成した転写ローラ５の導電性
弾性体５ａを図５に示す分割抵抗測定装置の分割抵抗測
定用ドラム７に当接させて各部分の抵抗を測定した。こ
の場合、分割抵抗測定ドラム７の軸方向の全長よりも転
写ローラの導電性弾性体５ａの全長が短い状態で測定を
行った。そして、記録媒体の両端（２９７ｍｍ）と中央
部分の体積抵抗を測定した結果、５００ｇ荷重での体積
抵抗ムラ（端／中）は、１．２４倍であった。

【００２９】なお、本実施の形態における転写ローラの
抵抗は図５のように負荷荷重が両端５００ｇの条件下で
Ａ，Ｂ，Ｃの３か所の体積抵抗を測定することにより求
める一般的なローラ体積抵抗測定法により測定したもの
である。

【００３０】この転写ローラ５を画像形成装置に組み込
んで使用したところ、該転写ローラ５は感光ドラム１に
対して所定の押圧力をもって圧接状態に保持され、感光
ドラム１の回転に順方向にドラムの回転周速と略同じ周
速度をもって回転する。

【００３１】本実施の形態においては、ベタ画像が均一
に転写され、局部的に過剰なプラス電荷が感光ドラムに
付与されることもないため、次回の画像形成時に局部的
なポチ状の濃度ムラの発生はもちろん、ポチ状のカブリ
となることもなかった。

【００３２】また、上記転写ローラの抵抗値としては、
体積抵抗値として１０⁵〜１０¹¹Ωｃｍであることが望
ましい。その理由としては、抵抗が低過ぎる場合、リー
クや白ポチが発生し、逆に高過ぎる場合、転写不良とな
ってしまうからである。

【００３３】〈比較例〉ここで比較例としての転写手段
５として、以下のように調整した導電性弾性体ローラ
（以下転写ローラとする）を使用した。

【００３４】ａ．弾性体：ＥＰＤＭゴムを主成分とし、
第１の実施の形態と同様の手法により、発泡導電弾性体
５ａを得る。

【００３５】ｂ．芯金：直径８ｍｍの金属製の軸この導電性弾性体５ａを、直径８ｍｍの金属製の軸５ｃ
に圧入、接着し円筒研磨機で表面スキン層を研磨し形状
を整え、ローラ表面にケバのないローラを得た。ここで
は、導電性弾性体の全長が３０１ｍｍ（記録媒体の全長
２９７ｍｍ＋４ｍｍ）のものを使用した。

【００３６】ここで得られた発泡導電弾性体５ａの硬度
をアスカー硬度計によって測定したところ、２８〜３２
°（ａｓｋｅｒＣ）であった。更に、導電弾性体の抵抗
を１０ｍｍ幅の導電テープでローラの表面に巻つけ、金
属製の軸５ｃと導電テープ間の抵抗を測定することで求
め測定したところ、５×１０⁸Ωｃｍであった。

【００３７】このように作成した導電性弾性体５ａの転
写ローラを図６に示した測定により、記録媒体の両端
（２９７ｍｍ）と中央部分の体積抵抗を測定した結果、
５００ｇ荷重での体積抵抗ムラ（端／中）は、１．５２
倍であった。

【００３８】この転写ローラ５を画像形成装置に組み込
んで使用したところ、、ベタ画像に多数のポチ状転写ム
ラが発生し、感光ドラム１に対して局部的にポチ状の転
写帯電メモリを形成してしまい、次回の画像形成時にそ
こが帯電不足となり現像され、ポチ状のカブリとなって
しまった。

【００３９】〈第２の実施の形態〉第２の実施の形態に
おける転写手段５として、以下のように調整した導電性
弾性体ローラ（以下転写ローラとする）を使用した。

【００４０】ａ．弾性体：ＥＰＤＭゴムを主成分とし、
第１の実施の形態と同様の手法により、発泡導電弾性体
５ａを得る。

【００４１】ｂ．芯金：直径８ｍｍの金属製の軸この導電性弾性体５ａを、直径８ｍｍの金属製の軸５ｃ
に圧入、接着し円筒研磨機で表面スキン層を研磨し形状
を整え、ローラ表面にケバのないローラを得た。ここで
は、導電性弾性体の全長が３１７ｍｍ（記録媒体の全長
２９７ｍｍ＋２０ｍｍ）のものを使用した。

【００４２】ここで得られた発泡導電弾性体５ａの硬度
をアスカー硬度計によって測定したところ、２８〜３２
°（ａｓｋｅｒＣ）であった。更に、導電弾性体の抵抗
を１０ｍｍ幅の導電テープでローラの表面に巻つけ、金
属製の軸５ｃと導電テープ間の抵抗を測定することで求
め測定したところ、５×１０⁸Ωｃｍであった。

【００４３】このように形成した転写ローラの導電性弾
性体５ａを図６に示した分割抵抗測定装置の分割抵抗測
定用ドラム７に当接させて各部分の抵抗を測定した。こ
の場合、分割抵抗測定ドラム７の軸方向の全長と転写ロ
ーラの導電性弾性体５ａの全長が略同じ状態で測定を行
った。そして、記録媒体の両端（２９７ｍｍ）と中央部
分の体積抵抗を測定した結果、５００ｇ荷重での体積抵
抗ムラ（端／中）は、１．０８倍であった。

【００４４】この転写ローラ５を画像形成装置に組み込
んで使用したところ、該転写ローラ５は感光ドラム１に
対して所定の押圧力をもって圧接状態に保持され、感光
ドラム１の回転に順方向にドラムの回転周速と略同じ周
速度をもって回転する。

【００４５】本実施の形態においては、ベタ画像が均一
に転写され、局部的に過剰なプラス電荷が感光ドラムに
付与されることもないため、次回の画像形成時に局部的
なポチ状の濃度ムラの発生はもちろん、ポチ状のカブリ
となることもなかった。

【００４６】〈第３の実施の形態〉第３の実施の形態に
おける転写手段５として、以下のように調整した導電性
弾性体ローラ（以下転写ローラとする）を使用した。

【００４７】ａ．弾性体：ＥＰＤＭゴムを主成分とし、
第１の実施の形態と同様の手法により、発泡導電弾性体
５ａを得る。

【００４８】ｂ．芯金：直径８ｍｍの金属製の軸この導電性弾性体５ａを、直径８ｍｍの金属製の軸５ｃ
に圧入、接着し円筒研磨機で表面スキン層を研磨し形状
を整え、ローラ表面にケバのないローラを得た。ここで
は、導電性弾性体の全長が３２５ｍｍ（記録媒体の全長
２９７ｍｍ＋２８ｍｍ）のものを使用した。

【００４９】ここで得られた発泡導電弾性体５ａの硬度
をアスカー硬度計によって測定したところ、２８〜３２
°（ａｓｋｅｒＣ）であった。更に、導電弾性体の抵抗
を１０ｍｍ幅の導電テープでローラの表面に巻つけ、金
属製の軸５ｃと導電テープ間の抵抗を測定することで求
め測定したところ、５×１０⁸Ωｃｍであった。

【００５０】このように形成した転写ローラ５の導電性
弾性体５ａを図６に示した分割抵抗測定装置の分割抵抗
測定用ドラム７に当接させて各部分の抵抗を測定した。
この場合、分割抵抗測定ドラム７の軸方向の全長と転写
ローラの導電性弾性体５ａの全長が略同じ状態で測定を
行った。そして、記録媒体の両端（２９７ｍｍ）と中央
部分の体積抵抗を測定した結果、５００ｇ荷重での体積
抵抗ムラ（端／中）は、１．１２倍であった。

【００５１】この転写ローラ５を画像形成装置に組み込
んで使用したところ、該転写ローラ５は感光ドラム１に
対して所定の押圧力をもって圧接状態に保持され、感光
ドラム１の回転に順方向にドラムの回転周速と略同じ速
度をもって回転する。

【００５２】本実施の形態においても、ベタ画像が均一
に転写され、局部的に過剰なプラス電荷が感光ドラムに
付与されることもないため、次回の画像形成時に局部的
なポチ状の濃度ムラの発生はもちろん、ポチ状のカブリ
となることもなかった。

【００５３】しかしながら、第２の実施の形態のもの以
上にゴム製の導電性弾性体を長くしても（記録媒体の２
０ｍｍ以上）端部抵抗ムラに関しては更なる効果は無
い。また本体側の規制により、ローラ長はできる限り短
くしたい。更に第１の実施の形態における導電性弾性体
のレベルの長さ（記録媒体の１０ｍｍ）でも画像上問題
無いことから、導電性弾性体の長さとしては記録媒体よ
りも１０〜２０ｍｍ延長した長さにすることが望まし
い。

【００５４】また抵抗ムラと導電性弾性体の長との関係
を図７に示す。

【００５５】なお、上記した第１の実施の形態、第２の
実施の形態、第３の実施の形態では、弾性体５ａとして
ＥＰＤＭを用いた例を示したが、弾性体５ａの素材とし
ては、一般に、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジ
エンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブ
チルゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、クロロ
スルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、ヒドリンゴ
ム、ウレタンゴム、多硫化ゴム、フッ素ゴム等のゴム
材、又は、それらを合成した合成ゴムを用いることがで
きる。また、これらの弾性体を導電化するには、カーボ
ンブラック、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属
酸化物、ＳｎＯ₂とＳｂ₂Ｏ₃の固容体、ＺｎＯとａｌ
₂Ｏ₃の固容体、Ｉｎ₂Ｏ₃とＳｎＯ₂の固容体等の被
酸化物等、銅、銀等の金属粉又はこれらを粒子表面に被
覆して導電化した粒子などからなる導電粒子を弾性体中
に適宜量分散させることにより行うことができ所望の抵
抗値に調整することができる。

【００５６】また、樹脂層５ａの素材としては、ウレタ
ン樹脂以外に一般に、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、
フッ素樹脂等の樹脂材、又は、それらを変性した樹脂等
を用いることができるのは言うまでもなく、本発明は上
記の実施の形態に限定されるものではない。

【００５７】

【発明の効果】請求項１、２、３、４、５に係る発明に
よれば、転写ローラの導電性弾性体の抗が均一であり、
抵抗ムラに起因する転写ムラ、感光体の局部的な転写メ
モリによる濃度ムラ、カブリを改善する効果が得られ、
高い品質の画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す画像形成装置
の概略図。

【図２】従来の転写ローラの断面図。

【図３】本発明の第１、第２、第３の実施の形態の転写
ローラの断面図。

【図４】転写ローラの導電性弾性体を一定の細幅に区切
ったモデル。

【図５】第１の実施の形態の転写ローラの分割抵抗測定
装置の概略図。

【図６】第２、３の実施の形態の転写ローラの分割抵抗
測定装置の概略図。

【図７】抵抗ムラと導電性弾性体のゴム長との関係を示
す図表

【符号の説明】

１…像担持体としての電子写真感光ドラム２…帯電手段３…露光系４…現像手段５…転写手段５ａ…導電弾性体５ｃ…芯金６…クリーニング手段７…分割抵抗測定用ドラムＥ…バイアス印加用電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に接触配置され、電圧が印加さ
れることで記録媒体上に像担持体上のトナー像を転写す
る転写ローラを有する転写装置において、前記転写ローラは、ローラ芯金の周囲に導電性弾性体を
設けると共に、前記導電性弾性体の全長が前記記録媒体
の最大通紙領域よりも１０ｍｍ以上長いことを特徴とす
る転写装置。
【請求項２】請求項１において、前記導電性弾性体の
体積抵抗値が１０⁵〜１０¹¹Ωｃｍであることを特徴と
する転写装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記転写ロ
ーラの総硬度が２０〜４５°（ＡｓｋｅｒＣ）であるこ
とを特徴とする転写装置。
【請求項４】請求項１、２または３において、前記転
写ローラは、前記ローラ芯金の周囲に前記導電性弾性体
を設けると共に、最外層に樹脂層を設けたことを特徴と
する転写装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の転
写装置の転写ローラを像担持体に接触配置したことを特
徴とする画像形成装置。