JPH1138779A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH1138779A
JPH1138779A JP9189430A JP18943097A JPH1138779A JP H1138779 A JPH1138779 A JP H1138779A JP 9189430 A JP9189430 A JP 9189430A JP 18943097 A JP18943097 A JP 18943097A JP H1138779 A JPH1138779 A JP H1138779A
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JP
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image
transfer drum
intermediate transfer
image forming
forming apparatus
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Application number
JP9189430A
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English (en)
Inventor
Yukio Hara
幸雄 原
Shinichi Ishigame
信一 石亀
Yoko Miyamoto
陽子 宮本
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホローキャラクタの発生を防止して、高画質
の転写画像を安定して得ることができる中間転写ドラム
を備えた画像形成装置を提供する。 【解決手段】 本発明の画像形成装置は、像担持体1上
に担持されたトナー像が一次転写される中間転写ドラム
5と、中間転写ドラム5上の未定着トナー像を記録媒体
Pに二次転写するバイアスロール6等を備える。中間転
写ドラム5は、下層の弾性層が導電剤を分散させた発泡
ゴム材料からなり、表面層がヤング率150kg/mm
2 以下の樹脂フィルムからなる。このフィルム材料は、
表面エネルギーが小さく、体積抵抗率が108〜1011
Ωcm の範囲にあるフッ素樹脂系フィルムが好適に用い
られる。また、弾性層は、アセチレンブラックとサーマ
ルブラックの混合物を分散させた発泡EPDM材料で構
成することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機,
レーザプリンター,ファクシミリ,これらの複合OA機
器等の電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。
より具体的には、像担持体に形成されたトナー像を一旦
中間転写体に一次転写した後、これを用紙等の記録媒体
に二次転写して再生画像を得るようにした画像形成装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】像担持体上のトナー像を中間転写ドラム
に一次転写し、更に転写ドラム上のトナー像を記録媒体
に二次転写する方式を採用した画像形成装置は、例えば
特開平4−287070号公報,特開平6−27404
8号公報等に開示されている。上記中間転写体方式を採
用した画像形成装置において、感光体ドラムは中間転写
ドラムに接触回転しながら、感光体ドラムから中間転写
ドラムにトナー像を転写する。この転写時には、中間転
写ドラムは、例えば感光体ドラムや転写ロールとの接触
圧を一定に保持する必要がある。この時、両ドラムの製
作上の問題により、軸周りに振れ誤差が発生することが
ある。振れ誤差が発生すると、両ドラムの密着性が悪化
すると共に、両ドラム間の接触圧の変動を招き、転写特
性に悪影響を及ぼす。これを防止するために、中間転写
ドラムの基材をゴムやスポンジ等の弾性を有する材質で
被覆して、感光体ドラムと中間転写ドラムとを適当な接
触圧でもって接触させることが必要である。他方、中間
転写ドラム表面の材質としては、電子写真装置特有の耐
トナー固着性や、転写電流を一定に得るための抵抗率と
いった要求がある。
【0003】接触圧を一定に保持するために、例えば、
クロロプレンゴム,ウレタンゴム,NBR(アクリロニ
トリル−ブタジエンゴム),シリコーンゴム等の弾性部
材を内層として、これを導電性部材およびポリエチレン
テレフタレート(PET)等の絶縁部材で順次被覆した
円筒状の中間転写手段(特開平1−198773号公
報)、導電性スポンジを内層としてこれを導電性ゴム層
または誘電体フィルムで被覆した中間転写体ドラム(特
開平4−287070号公報)、導電性スポンジの内層
に体積抵抗率の低い中間層および導電剤分散のPETま
たは誘電体フィルムからなる体積抵抗率の高い外層を被
覆した中間転写ドラム(特開平4−335381号公
報)、内層の柔軟部材外周に転写フィルムを巻き付け固
定したた中間転写ドラム(特開平6−274048号公
報)等が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】感光体ドラムとの接触
を一定に保持するには、弾性部材を内層とする中間転写
ドラムの硬度はアスカーC硬度で40°以下であること
が望ましい。上記硬度が40°より高い場合、またはP
ET(ヤング率400kg/mm2 ),PC(ポリカー
ボネート;ヤング率230kg/mm2 )等のヤング率
が200kg/mm2 以上のフィルムを外層として用い
た場合には、弾性部材を変形させて所定のニップ幅を確
保しようとすると、内層の硬度またはフィルムのヤング
率が高いために、感光体ドラムと中間転写ドラムのニッ
プ圧が大きくなるので、ライン画像が中抜けするという
画質欠陥(ホローキャラクタ)が発生する。さらに、P
ETやPCは、水との接触角が80°以下と表面エネル
ギーが大きいため、一次転写されたトナーが中間転写ド
ラム表面に固着するなどの問題もある。また、弾性部材
として、第四級アンモニウム塩等のイオン性導電剤を分
散させたポリウレタン等のゴム材料を用いた中間転写ド
ラムでは、低温低湿環境(10℃,15%RH;L/L
環境)と高温高湿環境(28℃,85%RH;H/H環
境)の環境変動によって、導電性弾性部材の電気抵抗値
がlog 値で2桁以上変化するため、転写電圧が安定して
得られないという問題がある。そこで、本発明の目的
は、上述の問題点を解消しようとするものであって、ホ
ローキャラクタの発生を防止して、高画質の転写画像を
安定して得ることができる中間転写ドラムを備えた画像
形成装置を提供することにある。また、本発明の他の目
的は、低温低湿環境と高温高湿環境下での電気抵抗の変
化が小さく、中間転写ドラム表面にトナー固着の恐れの
ない画像形成装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の問
題点を解消すべく鋭意検討を重ねてきたところ、導電剤
分散の発泡弾性体をヤング率が所定値以下のフィルムで
被覆した中間転写ドラムを用いることによって、下層の
弾性変形に対する表面層の追随性が良好となるため、ホ
ローキャラクタの発生を防止することができるとの知見
を得て、本発明をなすに至ったものである。すなわち、
本発明は、画像情報に応じた静電潜像が形成される像担
持体と、像担持体に形成された静電潜像をトナーにより
トナー像として可視化する現像装置と、像担持体上に担
持されたトナー像が一次転写される中間転写ドラムと、
中間転写ドラム上の未定着トナー像を記録媒体に二次転
写するバイアスロールとを備え、上記中間転写ドラム
は、下層の弾性層が導電剤を分散させた発泡ゴム材料か
らなり、表面層がヤング率150kg/mm2 以下の樹
脂フィルムからなる画像形成装置にかかる。また、本発
明において、上記発泡ゴム材料に分散させる導電剤とし
て電子導電性のものを用いることが好ましく、その場
合、電気抵抗の環境依存性を極めて小さくすることが可
能である。さらに、上記フィルムとして表面エネルギー
の小さい導電剤分散の樹脂を用いることが好ましく、そ
の場合には、中間転写ドラム表面へのトナーの固着が長
期にわたって防止される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の画像形成装置は、中間転写ドラムを備えた電子
写真装置であれば特に限定されるものではなく、例えば
通常のモノカラー画像形成装置や、感光体ドラム等の像
担持体上に担持されたトナー像を中間転写ドラムに順次
一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、像担持体上に
担持された多重トナー像を中間転写ドラムに一括転写す
るカラー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の
像担持体を中間転写ドラムの外周に配置したタンデム型
カラー画像形成装置等に適用される。
【0007】一例として、トナー像の一次転写を繰り返
す上記カラー画像形成装置の概略構成図を図1に示す。
この画像形成装置の構成および作用は次の通りである。
感光体ドラムからなる像担持体1の表面が帯電器2で一
様に帯電された後、画像処理された画像書込手段3によ
り、第1色目の静電潜像が形成される。静電潜像はその
色に対応するトナーを収容した現像装置4により可視化
された第1色目のトナー像が形成される。このトナー像
は、像担持体1と中間転写ドラム5とが互いに矢印方向
に接触回転する一次転写部に到達すると、像担持体1と
接地された転写ドラム5との電位差によって、転写ドラ
ム5に一次転写される。以降同様にして、像担持体1上
に第2色目,第3色目,第4色目のトナー像が形成さ
れ、転写ドラム5に順次重ね合わせられるように一次転
写される。このようにして、フルカラー多重トナー像が
転写ドラム5に担持される。上記現像装置4は、各色の
静電潜像に対応するトナーを収容した複数の現像器41
〜44を有する。すなわち、各現像器には、それぞれ黒
(K),イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)の各色
トナーが収容されている。
【0008】中間転写ドラム5に対向してバイアスロー
ル6が配置された二次転写部において、転写ドラム5に
担持された多重トナー像は、給紙トレイ7から所定のタ
イミングで供給される記録媒体(以下、用紙Pで代表す
る)に静電的に一括転写される。未定着トナー像が転写
された用紙Pは、定着装置8に搬送されて加熱・加圧処
理され、機外に排出される。上記バイアスロール6は、
中間転写ドラム5に接離可能に配置され、用紙Pへの多
重トナー像の転写時に転写ドラム5に圧接する。また、
バイアスロール6には、電圧印加手段(図示せず)が接
続していて、二次転写時に1〜5kVの転写電圧が印加
される。なお、各一次転写後の像担持体1はクリーニン
グ装置9等により残留トナーや残留電荷が除去され、二
次転写後の転写ドラム5はドラムクリーナ10により残
留トナーが除去され、次の画像形成プロセスに備える。
【0009】図1に示す画像形成装置において、フルカ
ラー以外の多色画像を形成する場合は、2個または3個
の現像器に多色画像に対応したトナーが収容される。ま
た、単色の静電潜像が形成されるよう画像処理された画
像書込手段3により、像担持体1上に静電潜像を形成し
て、その色に対応するトナーのみを現像装置4に収容し
た場合、図1に示す画像形成装置をモノカラー画像形成
装置に適用することができる。さらに、感光体ドラム
(1)を公知のベルト感光体に置き換えることもできる。
図2は、本発明の画像形成装置に装着される中間転写ド
ラムの断面図である。中間転写ドラム5は、円筒状の基
材5a上に、導電剤を発泡されたゴム材料に分散させた
弾性層5bを下層として、その外周面に導電剤を樹脂フ
ィルム材料に分散させた表面層5cが被覆されている。
上記基材を構成する材料は、電気良導性の物質であれば
特に限定されるものではなく、例えばアルミニウム,ス
テンレス鋼(SUS),銅等が用いられる。
【0010】弾性層を構成するゴム材料は、特に限定さ
れるものではなく、任意の弾性材料を発泡させたものが
用いられる。その具体例としては、水素添加ポリブタジ
エンゴム,イソプレンゴム,クロロプレンゴム,塩素化
イソプレンゴム,ノルボルネンゴム,ブチルゴム,フッ
素ゴム,シリコーンゴム,ウレタンゴム,アクリルゴ
ム,EPDM(エチレンプロピレンジエンゴム),NB
R,SBR(スチレン−ブタジエンゴム)等の1種また
は2種以上が用いられる。中でもEPDMは、安価で導
電剤の分散性が良好であり、更に形成される弾性層の電
気抵抗の環境依存性が小さいので、好適に用いられる。
弾性層に分散される導電剤としては、例えばカーボンブ
ラック、グラファイト、銅,アルミニウム,銅合金,S
US等の金属または合金、酸化錫,酸化亜鉛,酸化イン
ジウム,酸化アンチモン,チタン酸カリウム,酸化錫−
酸化インジウム複合酸化物,酸化錫−酸化アンチモン複
合酸化物等の導電性金属酸化物などの1種または2種以
上の微粉末が用いられる。中でも、コスト等の点でカー
ボンブラックが好適である。弾性層は、独立気泡または
連続気泡のいずれの形態でもよいが、独立気泡を有する
発泡体であることが好適である。この発泡体は、化学発
泡法またはゴム組成物中に不活性ガスを混入する気体混
入法により形成される。例えば、化学発泡法の場合は、
ゴム材料、導電剤、発泡剤、加硫剤、および必要に応じ
て各種充填剤等を含有する未発泡ゴム組成物の混練物を
押出機で基材上に成形した後、加熱してゴム材料を発泡
・加硫することにより、弾性層が形成される。
【0011】弾性層の体積抵抗率は、1×108〜1×
1011Ωcm の範囲にあることが好ましく、ゴム材料お
よび導電剤の選択と導電剤の配合量を調整することによ
って、上記範囲内に調整することができる。特に、本発
明においては、導電剤として電子導電性のカーボンブラ
ックを用いた場合、電気抵抗の環境安定性が極めて優れ
たものとなる。カーボンブラックは、これを添加したゴ
ム材料中において連鎖状に結合する性質があり、かかる
連鎖結合の長さに応じてゴム材料の抵抗値が異なったも
のになる。この連鎖結合が長ければ、弾性層更には中間
転写ドラムの導電性が向上しその抵抗値は低下する。一
方、連鎖結合が短かければ、弾性層の導電性が低下しそ
の抵抗値は高くなる。したがって、長い連鎖結合を形成
するカーボンブラックをゴム材料に添加した場合は、短
い連鎖結合を形成するカーボンブラックを同量添加した
場合と比較して、中間転写ドラムの抵抗値が大きく変化
することになる。連鎖結合の長さは、カーボンブラック
の個々の粒子の粒径や表面活性度等に依存するが、これ
らの特性を示す指標の1つとしてDBP(ジブチルフタ
レート)吸油性がある。本発明におけるDBP吸油性
は、ASTM D 2414−6TTに従って測定される
カーボンブラック100gに吸収されたDBP量(m
l)が多いか少ないかで表される。このDBP吸油性の
高いすなわち吸油量の多いカーボンブラックほど、長い
連鎖結合を形成するものとされている。
【0012】弾性層を形成する際に、DBP吸油性の高
いカーボンブラックのみをゴム材料に添加して、中間転
写ドラムの抵抗値を調整しようとすると、添加量の僅か
な増減でも抵抗値が大きく変化することになる。そのた
め、カーボンブラックの添加量を厳密に規定しなくて
は、所定の抵抗値を中間転写ドラムに付与することがで
きない。一方、DBP吸油性の低いカーボンブラックの
みを添加して、中間転写ドラムの抵抗値を調整すれば、
添加量の増減に伴う抵抗値の変化の割合は小さくなる。
しかし、所定の抵抗値を中間転写ドラムに付与するため
には、DBP吸油性の高いカーボンブラックのみを添加
する場合よりも、多量のカーボンブラックを添加する必
要がある。その結果、ゴム組成物中におけるカーボンブ
ラックの配合割合が高まることから、ゴム組成物をバン
バリーミキサー,ニーダー等で混練する際に高粘度とな
るため加工が困難になるだけでなく、形成される弾性層
の硬度が高くなる。したがって、DBP吸油性の高いカ
ーボンブラックと吸油性の低いカーボンブラックのDB
P吸油性の異なる2種以上を併用することが好ましい。
【0013】ゴム材料に添加する上記カーボンブラック
は、DBP吸油性に差があるものであればよいが、かか
る差があまりに小さいと、1種類のカーボンブラックを
添加した場合と同じような結果を生じる。したがって、
カーボンブラックとしては、DBP吸油量にある程度差
のあるものが好ましく、DBP吸油性の高いカーボンブ
ラックの吸油量が250ml/100g以上であり、吸油性の
低いカーボンブラックの吸油量が100ml/100g以下で
あることが好ましい。具体的には、吸油性の高いカーボ
ンブラックとしては、例えば吸油量447ml/100gのH
S−500(旭カーボン(株)製)、吸油量360ml/10
0gのケッチェンブラック(ライオンアグゾ(株)製)、吸
油量288ml/100gの粒状アセチレンブラック(電気化
学(株)製)、吸油量265ml/100gのバルカンXC−7
2(キャボット社製)等のアセチレンブラックなどが挙
げられる。また、吸油性の低いカーボンブラックとして
は、例えば吸油量28ml/100gのアサヒサーマルFT、
吸油量35ml/100gのアサヒサーマルMT(旭カーボン
(株)製)等のサーマルブラックなどが挙げられる。例え
ば、DBP吸油性の高いアセチレンブラックと吸油性の
低いサーマルブラックの混合物を用いて、中間転写ドラ
ムの抵抗値を調整する場合、その混合割合は重量比で1
0:7〜13の範囲にあり、好ましくは10:9〜11
である。このように、DBP吸油性の異なるカーボンブ
ラックの混合割合を調整することによって、弾性層の体
積抵抗率を108〜1011Ωcm の前記範囲内で中間転写
ドラムの抵抗値の急激な変化を抑制することができると
共に、吸油性の低いカーボンブラック単独と比較して、
少量の配合量で抵抗値のバラツキが小さい低硬度の弾性
層を形成することが可能となる。
【0014】弾性層の厚みは、加工上の問題の他に、像
担持体への中間転写ドラムの圧接による変形量を所定量
以上確保するために、10mm以上とすることが好まし
い。その上限値は装置の大型化を避ける意味で40mm
以下とすることが好ましい。弾性層の硬度は、アスカー
C硬度(以下、硬度はアスカーCで表す)で10〜30
°の範囲にあることが好ましい。硬度が10°より低く
なると、柔らかすぎて中間転写ドラム表面の円筒形状を
保持することが困難となる。一方、硬度が30°より高
くなると、弾性層を樹脂フィルムで被覆したときの中間
転写ドラムの硬度が一般に40°より高くなる。そのた
め、中間転写ドラムと像担持体およびバイアスロールの
ニップ圧が大きくなり、前述したように、ホローキャラ
クタ発生の懸念が生じてくる。また、像担持体とのニッ
プ幅は 2.0mm以上確保することが望ましい。
【0015】表面層は導電剤が分散された樹脂フィルム
材料からなる。そのヤング率は150kg/mm2 以下
であり、好ましくは表面エネルギーの小さい材料からな
る。ここで、表面層を構成する上記フィルム材料を試験
片として用い、試験片表面に水滴をおくと、試験片の表
面張力γs ,液体/試験片間の界面張力γi ,液体の表
面張力γl が釣り合って、図3に示すように、ある一定
の形を形成する。この時、液滴が小さく重力の影響を無
視できれば、下記のヤングの式が成り立つ。 γs = γi + γlcosθ cosθ =(γs − γi)/γl 本発明においては、表面層を構成する材料の平面と水滴
との接触角θが90°以上の該材料を表面エネルギーが
小さい材料ということにする。
【0016】ヤング率が小さい導電剤分散の樹脂材料と
しては、フッ素樹脂が好適に用いられる。例えば、体積
抵抗率が適正な範囲でカーボンブラックを分散したとき
のヤング率が119kg/mm2 程度のPFA(テトラ
フルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体),同ヤング率が63kg/mm2 程度のE
TFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)
等が挙げられる。また、表面層に分散される導電剤とし
ては、前記したようなものが用いられるが、前述と同様
の理由により上記カーボンブラックが好適である。この
ような樹脂フィルム材料はヤング率が150kg/mm
2 以下と小さいので、中間転写ドラムが像担持体および
バイアスロールと接触回転するときに、表面層が下層の
弾性層の変形に追随する。そのため、たとえ前記振れ誤
差があったとしても、両者間のニップ圧を小さく保持す
ることが可能であるので、ホローキャラクタの発生を防
止することができ、高品質の転写画像が得られる。しか
も、フッ素樹脂に導電剤が分散された表面層は、前記表
面エネルギーが小さくトナーの付着力が小さいので、ニ
ップの荷重による中間転写ドラム表面へのトナー固着の
恐れがなくなる。
【0017】中間転写ドラムの表面層は、その体積抵抗
率が1×108〜1×1011Ωcm の範囲にあることが好
ましく、特に1×109〜1×1010Ωcm の範囲にある
ことが望ましい。この体積抵抗率は、基材の場合と同様
に、導電剤の選択や配合量の調整等により、上記範囲に
容易に調整することができる。体積抵抗率が1×108
Ωcm より低くなると、一次転写時に像担持体から中間
転写ドラムに付与された電荷が、中間転写ドラム自身の
導電性により帯電電荷が除去されてしまう。その結果、
像担持体から中間転写ドラムに転写された未定着トナー
像の電荷を保持する静電的な力が働かなくなるため、ト
ナー同士の静電的反撥力や画像エッジ付近のフリンジ電
界の力によって、画像が乱れたりあるいは画像周囲にト
ナーが飛散してしまい(ブラーの発生)、ノイズの大き
い画像が形成されるようになる。一方、体積抵抗率が1
×1011Ωcmより高くなると、二次転写時の転写電界に
より中間転写ドラム表面が帯電するため、二次転写部の
ポストニップ部で剥離放電が発生して、やはりノイズの
大きい転写画像が形成されるようになる。
【0018】表面層の厚みは50〜150μmの範囲に
あることが好ましい。厚みが50μm未満であると、下
層の発泡弾性層を被覆するフィルム材料の巻き付けや熱
収縮等による加工を安定して行うことが困難である。一
方、厚みが150μmを超えると、下層の変形に対応し
て変形する表面層の追随性が悪化し、前述のホローキャ
ラクタが発生するようになる。弾性層の硬度と表面層の
厚みが前記範囲内にあれば、硬度が通常20〜40°の
範囲内にある中間転写ドラムを安定して得ることができ
る。転写ドラムの硬度を40°以下に設定することによ
り、像担持体の喰い込み量が0.1mm 以上となるの
で、前述の通り、小さなニップ圧でもって像担持体およ
びバイアスロールとの接触を一定に保持することが可能
となる。
【0019】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。 (画像形成装置)図4は中間転写ドラムを備えたカラー
画像形成装置の全体図である。なお、図1に示す画像形
成装置の構成要素と同様の機能を有するものには、同一
の番号を付している。図4において、プラテン11上に
載置した原稿(図示せず)の下面に沿って移動する原稿
照明用ランプ12から出射して、原稿で反射した光を移
動ミラーユニット13、レンズ14、固定ミラー15を
介して画像読取部のCCDに収束させる。CCDは、多
数の光電変換素子と3色のフィルタとにより、上記原稿
画像を各色毎の電気信号に変換する。この電気信号は画
像処理回路16に入力され、画像処理回路16は各色毎
に入力された原稿画像読取信号をデジタル信号に変換し
て記憶する画像メモリを有している。光書込制御装置1
7は、上記画像処理回路16の画像データを所定のタイ
ミングで読み出して、光ビーム書込装置18に出力す
る。光ビーム書込装置18は、矢印方向に回転する感光
体ドラムからなる像担持体1に各色に対応した静電潜像
を書き込む。これらの番号11〜18から前記画像書込
手段3が構成される。
【0020】像担持体1の周囲には、その表面を一様に
帯電させる帯電器2、像担持体1に書き込まれた静電潜
像を各色のトナー像に現像する現像装置4、像担持体1
上のトナー像が一次転写される中間転写ドラム5、除電
器およびクリーニングブレードを有するクリーナユニッ
ト9が配置されている。上記現像装置4は、各色のトナ
ーを収容した現像器4k,4y,4m,4cを有し、そ
れぞれ各色のトナーで上記静電潜像を現像して可視化す
る。上記中間転写ドラム5表面には、転写ドラム5上の
多重トナー像を二次転写するバイアスロール6が接離可
能に配置されている。転写ドラム5の周囲には、更にド
ラムクリーナ10が二次転写部の下流側に配置されてい
る。また、バイアスロール6表面には、ポリウレタンで
形成されたクリーニングブレード19が常時当接してい
て、二次転写等で付着したトナー粒子や紙粉等の異物が
除去される。画像形成装置U本体の下部には抽出自在の
給紙トレイ7が設けられ、その上方にピックアップロー
ラ20が配置されている。このピックアップローラ20
の下流側には、用紙Pの重送を防止する一対のフィード
ロール21、用紙搬送ロール22およびレジストロール
23が順次配置されている。さらに、二次転写部の用紙
搬送路下流側には、転写されたトナー像を担持した用紙
Pを搬送する搬送ベルト24、用紙P上の未定着トナー
像を定着処理する定着装置8、定着画像が形成された用
紙Pを機外に排出する一対の排出ロール25、および排
出された用紙Pを載置する排紙トレイ26が順次配置さ
れている。
【0021】(画像形成装置Uの作用)矢印方向に回転
する像担持体1は、帯電器2により表面が一様に帯電さ
れ、光ビーム書込装置18により静電潜像が書き込まれ
る。像担持体1上の静電潜像は現像装置4により未定着
トナー像に現像される。このトナー像の形成は、最初に
第1色目のトナー像が形成され、以降像担持体1が1回
転する毎に、第2色目から第4色目までのトナー像が形
成される。本実施例では、K,Y,M,C色のトナー像
が順次形成されるようになっている。ここで、前記光書
込制御装置17では、最初に第1色目のK色に画像処理
されたデジタル信号を読出して光ビーム書込装置18に
出力する。この書込装置18は像担持体1表面の書込開
始位置にK色に対応した静電潜像の書込を開始する。こ
のK色に対応した静電潜像は現像装置4内の現像器4k
によりK色の可視化されたトナー像に現像され、一次転
写部へ移動する。一次転写部においては、像担持体1と
中間転写ドラム5とが接触しながら両者の電位差によ
り、K色のトナー像が静電的に転写ドラム5に吸着され
つつ、転写ドラム5の矢印方向の回転で一次転写され
る。
【0022】中間転写ドラム5は、Kトナー像を担持し
たまま像担持体1と同一の周速度で回転する。1色目の
トナー像の転写が終了すると、光書込制御装置17から
の出力によりブルーのフィルタで色分解された光像に対
応する静電潜像の書込が開始され、現像器4yにより2
色目のY色のトナー像に現像される。そして、Kトナー
像を担持した転写ドラム5の転写開始位置が一次転写部
に到達すると、Kトナー像の転写と同様にしてYトナー
像の転写が行われる。続いて、グリーン,レッドのフィ
ルタで色分解された光像に対応する静電潜像が順次現像
器4m,4cにより可視化され、M,Cトナー像の転写
が上記Yトナー像の転写と同様に行われる。このようし
て、各色に重ね合わされた多重トナー像が中間転写ドラ
ム5上に形成される。各色のトナー像が転写ドラム5に
一次転写された後に、クリーナユニット9により像担持
体1表面の残留トナーおよび電荷が除去される。また、
各色のトナー像が転写ドラム5上に一次転写されるまで
は、転写ドラム5表面に配置された前記バイアスロール
6およびドラムクリーナ10は、転写ドラム5から離間
した退避位置に保持されている。
【0023】一方、給紙トレイ7に収容された用紙P
は、ピックアップローラ20により所定のタイミングで
1枚ずつ取り出されて、一対のフィードロール21、用
紙搬送ロール22により給紙され、一対のレジストロー
ル23で一旦停止される。用紙Pは、その後中間転写ド
ラム5上に転写された各色(Y,M,C,K)の多重ト
ナー像が二次転写部に移動してくるのと同期して、前記
レジストロール23から二次転写部に搬送される。二次
転写部において、バイアスロール6は中間転写ドラム5
に押圧した状態にある。そして、搬送されてきた用紙P
は、転写ドラム5とバイアスロール6間の圧接搬送およ
び転写ドラム5の回転によって二次転写部を通過する。
この際、転写電圧印加手段(図示せず)からトナー像の
帯電極性とは逆極性の転写電圧の印加により、転写ドラ
ム5に担持されていたトナー像が用紙Pに二次転写され
る。なお、モノカラー画像を形成する場合は、中間転写
ドラム5上に一次転写された例えばK色のトナー像が二
次転写部に移動してきた時、直ちにトナー像は用紙Pに
転写される。2色または3色のカラー画像を形成する場
合は、前述の通り像担持体1と中間転写ドラム5の回転
を正確に同期させて、各色のトナー像が一次転写部でズ
レないように転写される。上述のようにして、トナー像
が所望の色相に転写された用紙Pは、搬送ベルト24に
載置されて定着装置8に搬送される。その後、定着装置
8で定着処理された用紙Pは排紙トレイ26上に排出さ
れる。二次転写が完了すると、中間転写ドラム5は、二
次転写部の下流に設けられたドラムクリーナ10により
クリーニングされ、次の転写に備える。
【0024】図4に示した画像形成装置(U)における一
次および二次転写関連部材の具体的な構成は次の通りで
ある。像担持体(1)として、表面がポリカーボネートで
被覆された外径84mmのOPC感光体ドラムが用いら
れた。この像担持体(1)は、−700Vの帯電電位で帯
電処理され、ニップ幅 2.5mmで下記の方法により製
造された中間転写ドラム(5)と接触する。バイアスロー
ル(6)として、SUS製シャフトに押出成形された発泡
ウレタンゴム上に、チューブ押出成形法によりポリウレ
タン層を被覆した外径16mmの2層構造ウレタンロー
ルを用いた。このバイアスロール(6)の硬度は23°で
あり、ニップ幅 2.5mmで中間転写ドラム(5)に圧接
する。また、体積抵抗率は104.5Ωcm であり、バイア
スロール(6)には700Vの転写電圧が印加されるよう
に構成されている。
【0025】(中間転写ドラムの製造)上記中間転写ド
ラムは次のようにして製造された。なお、組成割合を示
す下記の「部」は「重量部」を意味する。 実施例 硫黄1.5重量%およびテトラメチルチウラムジスルフ
ィド0.6重量%を含有するEPDMゴム材料(EP3
3:日本合成ゴム(株)製)100部,導電剤としてアセ
チレンブラック(前記粒状アセチレンブラック)25部
およびサーマルブラック(前記FTカーボン)28部,
発泡剤としてp,p′−オキシ−ビス(ベンゼンスルホ
ニルヒドラジド)10部の組成比からなる未発泡ゴム組
成物をニーダーおよびロール練りにより混練した。得ら
れた混練物をチューブクロスヘッド押出成形機により押
し出して、外径70mmで10mm厚のアルミニウム製
基材(5a)外周面に被覆成形した。次いで、上記基材
(5a)を加硫缶内で温度150℃,圧力5kg/cm2 の加
圧蒸気により加熱して、ゴム材料を発泡・加硫した。得
られた導電性発泡ゴム材料の表面を研磨加工して厚み2
0mmの弾性層(5b)を形成した。この弾性層(5b)の
硬度は25°であり、体積抵抗率は109.0Ωcm であっ
た。その後、樹脂100部に対してカーボンブラックを
12部分散させた厚み80μmのETFE樹脂フィルム
(5c)を弾性層(5b)の外周面に巻き付けて、中間転写
ドラム(5)を製造した。上記フィルム(5c)の体積抵抗
率は109.5Ωcm 、ヤング率は119kg/mm2 であ
り、前記接触角θは100°である。
【0026】製造された中間転写ドラム(5)の硬度は3
3°であった。また、その体積抵抗率は、L/L環境下
で109.6Ωcm であり、H/H環境下で109.5Ωcm で
あった。なお、体積抵抗率の計測は全て、体積抵抗計
(ハイレスターIPのHRプローブ;三菱油化(株)製)
を用い、100Vの電圧を印加してから30秒後の電流
値を読みとることにより行った。次に、図4に示す画像
形成装置を運転して、画像評価試験を行ったところ、表
面層(5c)のETFE樹脂フィルムは、像担持体(1)お
よびバイアスロール(6)と接触した状態で、弾性層(5
b)の変形に追随して変形するのでニップ圧を小さくす
ることができた。したがって、ライン画像が中抜けする
ホローキャラクタが発生しなかった。また、中間転写ド
ラム(5)およびその表面層(5c)の体積抵抗率が適正な
範囲にあるので、トナーが飛散するブラーの発生がみら
れず、高品質の転写画像が得られた。
【0027】比較例 実施例で得られた弾性層外周面に、体積抵抗率が10
10.0Ωcmで厚み80μmのPC(ポリカーボネート)樹
脂フィルムを巻き付けて、中間転写ドラムを製造した。
この中間転写ドラムの硬度は40°であった。実施例と
同様にして画像評価試験を行ったところ、PC樹脂のヤ
ング率は230kg/mm2 と高いため、(一次および
二次)転写部でのニップ圧が大きくなり、ホローキャラ
クタが発生した。また、PC樹脂は前記接触角が75°
と表面エネルギーが大きいため、10k枚プリントの時
点で一次転写されたトナーが中間転写ドラム表面に固着
した。
【0028】(カーボンブラック分散発泡ゴム材料の体
積抵抗率)発泡ゴム材料として用いたEPDM(前記E
P33)100部に対し、DBP吸油性の異なるカーボ
ンブラックとして、サーマルブラック25部(●印)お
よび28部(○印)とアセチレンブラック23〜27部
とを組み合わせた場合のカーボンブラックの配合量と同
カーボンブラック分散発泡ゴム材料の体積抵抗率の関係
を図5に示す。上記サーマルブラックとしてDBP吸油
量28ml/100gで平均粒径80ミリμmの前記アサヒサー
マルFTを用い、アセチレンブラックとしてDBP吸油
量288ml/100gで平均粒径40ミリμmの前記粒状アセ
チレンブラックを用いた。上記EPDMの発泡は実施例
と同じ条件で行った。図5に示すように、アセチレンブ
ラックの配合量を上記範囲内で増減しても、発泡ゴム材
料の体積抵抗率の変化は2桁未満と小さい。したがっ
て、発泡ゴム材料の体積抵抗率を108〜1011Ωcm の
領域内で容易に調整することができる。
【0029】前記発泡ゴム材料(EP33)100部に
配合されるカーボンブラックの量を変化させた場合のカ
ーボンブラックの配合量と同カーボンブラック分散発泡
ゴム材料の体積抵抗率の関係を図6に示す。カーボンブ
ラックとしては、DBP吸油量360ml/100gで平均粒
径30ミリμmの前記ケッチェンブラックを用いた。DB
P吸油性の高いケッチェンブラック単独を発泡ゴム材料
に配合した場合、図6に示すように、その配合量を14
部から18部に増加すると、発泡ゴム材料の体積抵抗率
は4桁以上も低下する。すなわち、中間転写ドラムに安
定した抵抗値を付与するためには、弾性層中にDBP吸
油性の異なる2種以上のカーボンブラックを分散させる
ことが好ましい。
【0030】(カーボンブラック分散ETFE樹脂フィ
ルム材料の体積抵抗率)図7は、実施例の表面層におい
て、ETFE樹脂100部に対するカーボンブラックの
配合量を変化させたときの同配合量とカーボンブラック
分散ETFE樹脂フィルム材料の体積抵抗率の関係を示
す。図7に示すように、表面層の体積抵抗率を108
1011Ωcm の領域内で調整するには、ETFE樹脂フ
ィルム材料100部に対してカーボンブラックを約10
〜15部の範囲で配合すればよいことが分かる。
【0031】
【発明の効果】本発明の画像形成装置における中間転写
ドラムは、下層が発泡ゴム材料で構成され表面層のヤン
グ率が小さいため、中間転写ドラムと像担持体およびバ
イアスロールとの接触を小さなニップ圧で一定に保持す
ることが可能である。したがって、ホローキャラクタの
発生を防止することができるので、高品質の転写画像が
安定して形成される。また、請求項2発明によれば、表
面層の樹脂フィルムの表面エネルギーが小さいため、中
間転写ドラム表面へのトナー固着が生じない。さらに、
発泡弾性層にカーボンブラック等の電子導電性の導電剤
を分散させた場合は、L/L環境とH/H環境での環境
変動による電気抵抗の変化が極めて小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像形成装置の概略構成図である。
【図2】 本発明における中間転写ドラムの断面図であ
る。
【図3】 表面エネルギーの尺度となる接触角を説明す
るための試験片表面と水滴との断面図である。
【図4】 本発明の一実施例として示す画像形成装置の
全体図である。
【図5】 2種のカーボンブラックの配合量と同カーボ
ンブラック分散発泡ゴム材料の体積抵抗率の関係を示
す。
【図6】 1種のカーボンブラックを配合した場合のそ
の配合量と同カーボンブラック分散発泡ゴム材料の体積
抵抗率の関係を示す。
【図7】 カーボンブラックの配合量と同カーボンブラ
ック分散ETFE樹脂フィルム材料の体積抵抗率の関係
を示す。
【符号の説明】
U…画像形成装置、P…記録媒体(用紙)、1…像担持
体、4…現像装置、5…中間転写ドラム、5a…基材、
5b…弾性層、5c…表面層、6…バイアスロール。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像情報に応じた静電潜像が形成される
    像担持体と、像担持体に形成された静電潜像をトナーに
    よりトナー像として可視化する現像装置と、像担持体上
    に担持されたトナー像が一次転写される中間転写ドラム
    と、中間転写ドラム上の未定着トナー像を記録媒体に二
    次転写するバイアスロールとを備え、上記中間転写ドラ
    ムは、下層の弾性層が導電剤を分散させた発泡ゴム材料
    からなり、表面層がヤング率150kg/mm2 以下の
    樹脂フィルムからなることを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記表面層は、水との接触角が90°以
    上の表面エネルギーが小さい導電剤分散の樹脂フィルム
    からなり、その体積抵抗率が1×108 〜1×1011Ω
    cmの範囲にある請求項1記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記フィルムが、カーボンブラックを分
    散させたフッ素樹脂材料からなる請求項2記載の画像形
    成装置。
  4. 【請求項4】 前記弾性層に分散される導電剤として、
    DBP吸油性の異なる2種以上のカーボンブラックが併
    用される請求項1記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記弾性層は、DBP吸油性の高いアセ
    チレンブラックとDBP吸油性の低いサーマルブラック
    の混合物が分散された発泡EPDM材料からなり、その
    体積抵抗率が1×108〜1×1011Ωcm の範囲にある
    請求項4記載の画像形成装置。
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