JPS62240987A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は静電複写機、同プリンタなど静電記録手段を
利用する画像形成装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 感光体表面の感光層に静電的に粉体トナーによるトナー
像を形成し、ついでこのトナー像を紙を主とするシート
状の記録材に、静電気力によって転写させたのち、トナ
ー像を担持するこの記録材に圧力ないしは圧力と熱を加
えて該トナー像を記録材に定着固定するように構成した
画像形成装置は従来から極めて広範に実用されている。

このような画像形成装置が一定の有効性をもって各分野
で活用されていることは勿論であるが、反面、これらの
装置は、その画像形成プロセスから必然的に生来する若
干の欠点を避けることことが困難である。

たとえば、感光体から記録材にトナーを転移させるのに
静電気力を利用しているために、感光体表面でトナー像
を形成しているトナーをすべて記録材に転移させること
が困難で、相当量のトナーが感光体に残留トナーとして
残り（転写率は通常８０〜９０％程度）、このためにト
ナーの消費量が過大となり、また画像濃度が低くなるこ
とになる。

さらに、一旦記録材表面に形成されたトナー像も、定着
されるまでは静電的に記録材に付看しているだけである
ので、装置内の電界の存在、振動などによってトナーが
飛び散って、画像の劣化を来たしたり、装置内各部を汚
染したりする不都合を免かれなかった。

このような欠点を回避するために、特開昭５５−１３４
８７２号公報、ＵＳＰ　４１９５９２７号明細書などに
みるように、圧力を用いて感光体上のトナー像を直接記
録材に転写するようなものが提案されている。しかしな
がら、このようなものは２００Ｋｇ／　ｃｍ’程度の圧
力を必要とするので、とくに感光層の強度などの関係上
、感光体表面のトナー像を直接記録材に転写させること
が困難で、いったん適宜の誘電体部材に転写したのち、
これを記録材に圧力転写させる要があった。

このため、装置の大型化、複雑化を招くことを免かれな
かった。

また、ＵＳＰ　３０１３８７８号、同３１３１３９７０
８号などにみるように、感光体表面に形成したトナー像
をシリコンコムなどで表面を形成した中間転写部材に転
写したのち、これを、熱を加えることによって記録材に
転写定着するように構成したものが提案されている。

しかしこのような手段は、最終転写時に、トナーの融点
以上になるよ、うに加熱する必要があるので、定着に多
量の熱を要し、このため感光体が中間転写部材を介して
過度に昇温してその特性に悪影響を与えるおそれがあっ
た。

本発明はこのような現状に対処すべくなされたものであ
って、圧力転写、定着によって高効率。

かつ低消費エネルギの定着が可能であり、さらに感光体
その他装置内容部の過昇温による機能の劣化もなく、長
期にわたって安定して良質の画像が得られるような画像
形成装置を提供することを目的とするものである。

（２）発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用）叙上の目的を達
成するために、本発明は、表面感光層に可転写のトナー
像を形成する感光体と、前記感光体方向に順次圧接する
第１および第２の中間転写体と、該第２の中間転写体に
圧接して記録材にトナー像を転写定着するための加圧体
とから構成するとともに、前記各中間転写体の表面を弾
性材料とし、かつ第１の中間転写体の表面弾性層の硬度
可及的に低く、第２の中間転写体の表面弾性層の硬度を
前記第１の中間転写体のそれよりも高くしたことを特徴
するものである。

このように構成することにより、高効率で転写を行なう
ことができるとともに、感光体が損傷したり、熱によっ
て特性の劣化が生じたりすることを可及的に防止し、常
時安定した画像を得ることが可能である。

（実施例の説明） 添付の図面は本発明による画像形成装置の構成を示す要
部の側面図であって、互に圧接し、いずれも回転円筒状
に形成された感光体１．第１の中間転写体２、第２の中
間転写体３および加圧体４を備えている。

感光体ｌは不図示の適宜の駆動源によって図示矢印Ａ方
向に回転するものとし、前記第１の中間転写体２以下は
、それぞれの回転軸端部にばねを係合させるなど、公知
の適宜の手段（不図示）によって感光体方向に弾性的に
偏倚せしめられており、感光体の回転にともなって夫々
図示矢印の方向に回転するものとする。

前記第２の中間転写体３と加圧体４との圧接ニップ部Ｎ
３の両側には記録材を搬送させるための搬送路５が形成
してあり、記録材（不図示）が矢印Ｂ方向に搬送されて
ニップ部を通過するようになっている。

前記感光体ｌはアルミニューム、同合金、銅合金など導
電性材料からなり、第１の中間転写体２との接触圧に充
分耐え得る厚みを有する基体１ａと、アモルファスシリ
コン、有機半導体などからなる光導電層ｔｂとからなる
ものとし、該光導電層にはさらに、たとえばシリコン樹
脂、フッ素樹脂またはこれらの官能基を有するブロック
ポリマなどで表面自由エネルギーが３５ダイン／　ｃ　
ｍ以下の物質を直接塗布するか混合して光導電層を形成
しである。

光導電層の層厚は２ｇｍ以下、このましくは１ｐ−ｍ以
下である。またその表面粗さは０．５４ｍＲＭＳ以下、
望ましくは０．２　ＲＭＳ以下である。

前記第１中間転写体２、第２中間転写体３はいずれも鋼
などの剛性材からなるローラ２ａ、３ａの表面に２〜５
ＩＩ１１厚にシリコンゴム、ウレタンゴムなどの弾性層
２ｂ、３ｂを成層形成してなるもので、前記前者のりｉ
性層の硬度はゴム硬度６０’以下、望ましくは５５°以
下、３０’以上の範囲で適宜選択されるものとする。ま
た、前記後者の弾性層硬度は７０°以上、望ましくは７
５°以上、９０’以下の範囲で適宜定めるものとする。

加圧体４は中空鋼製ローラ表面にポリアセタール、ポリ
イミド、ポリカーボネートなど耐圧縮性のよい樹脂を２
へ５Ｉｌｆｆｌ厚に成層形成したものである。

さらに、前記第２中間転写体３．加圧体４の内部には加
熱源Ｌ１、Ｌ２が内装しである。

感光体１と＄１の中間転写体２とのニップ部Ｎ１におけ
る接触圧は１〜１０Ｋｇ／ｃｍ″、望ましくは５〜１０
　Ｋｇ／　ｃｍ’、また第１．第２中間転写体のニップ
部Ｎ２における接触圧はｌＯ〜２０Ｋｇ／　ｃｒｎ’で
あり、さらに第２中間転写体と加圧体のニップ部Ｎ３に
おける接触圧は３０〜５０Ｋｇ／ｃｍ’の範囲に定めら
れるものとする。

さらにまた、加熱源Ｌ１．Ｌ２によって、第２中間転写
体３、加圧体４の表面は８０〜９０℃、１００〜１１０
″Ｃに維持されているものとする。

上記の画像形成装置の作動について説明すると、感光体
１の周辺近傍に配された主帯電器６によって光導電層が
一様に帯電され、これに、被記録原稿の反射光、レーザ
光による画像信号などの画像信号書込手段７によって静
電潜像が形成される。

ついで感光体の回転にともなって現像器８の前記潜像に
トナーが供給されてこれが顕像化され、このトナー像は
ニップ部Ｎｌ至り、この位置で第１中間転写体２に転移
し、このとき該転写体に転移せずこれに残る残留トナー
はクリーニング装置９によって除去され、さらに除電ラ
ンプｌｏａ、除電イ１？電湯１０ｂなどによって光導電
層の残留電荷も除去されて感光体は次の画像形成工程に
備える状態になる。

第１中間転写体に転移したトナー像は、該転写体の回転
にともなってニップ部に至り、この位置で第２中間転写
体３にさらに転移せしめられ、このとき生ずる残留トナ
ーはクリーニング装置１１によって除去される。

第２中間転写体３に転移したトナー像は、その回転にと
もなって加圧体４との圧接ニップ部Ｎ３に向って進行す
る。

一方、不図示のカセットなどから供給される、紙を主と
する記録材（不図示）は、搬送路５をとおって搬送され
、レジスタローラ対５ａにおいていったん待機したのち
、第２中間転写体上のトナー像とタイミングを合せて進
行し、ニップ部Ｎ３において、このトナー像が記録材に
転写されるとともに、核部の圧力によって記録材に定着
固定されたのち、さらに進行して機外に排出されるもの
とする。

本発明においては、上記のような画像形成装置において
、前述のように、感光体に圧接する第１中間転写体２の
表面の弾性層２ｂの硬度を可及的に低く、加圧体に圧接
する第２中間転写体３の表面弾性層３ｂのそれを可及的
に高く構成することにより、解像度が大で鮮明な画像を
高転写率で得られるとともに、過昇温による感光体表面
光導電層の特性の劣化をも可及的に阻止できるものであ
る。

以下、本発明の実験例によって上記のことを説明する。

前述のような構成の画像形成装置において、光導電層と
してシリコン樹脂で被覆した有機半導体を用い、第１中
間転写対の弾性層として硬度５０゜で肉厚３ｍｍのシリ
コンゴムを、第２中間転写体の弾性層として硬度７５°
、肉厚３ｍｍのシリコンゴムをそれぞれ用い、トナーと
しては、ポリエステルの混練物に磁性体を混ぜ、これを
粉砕分級したものを使用したところ、ニップ部Ｎｌにお
ける転写率は、核部の圧力ＩＫｇ／　Ｃｍ’で９９％を
示した。さらに、ニップ部Ｎ２における転写率は、転写
圧１０Ｋｇ／　ｃｍ’、第２中間転写体の表面温度９０
℃で９８％以上を、ニップ部Ｎ３においては転写圧５０
Ｋｇ／　ｃｍ’で９９％以上を示した。

ところが、感光体から直接記録材へ静電転写を行なった
場合の転写率は８８％であった。

さらに、この装置によって１０万枚の通紙テストを行な
ったところ、画像になんらの異常もみられず、感光体表
面の損傷もなかった。

また、ニップ部Ｎ１における圧力を０．５　Ｋｇ／ｃｍ
″以下とし、第１中間転写体弾性層の硬度を９０℃とし
て転写を行なうと転写率は８０％以下に低下する。これ
は、弾性層硬度の増加によって該層の粘着性が減少する
ことに起因するものと考えられる。

前記ニップ部Ｎ３における転写機能は、原則的に第２中
間転写体の硬度が大きいほうがよいが、硬度Ｚｏｏ’以
上では表面がプラスチック様になり、記録材として紙を
用いた場合、これが透明化したり、光沢を生じ好ましく
ない。

さらにまた、公知のこの種の装置のように熱によって定
着を行なう場合、定着部位を通常１８０〜２５０°Ｃま
で加熱する必要があり、このため感光体の表面温度がａ
ｏ’ｃ以上となって、光導電層暗抵抗が減少して静電潜
像が不安定となりまた連続使用が困難となるなどの不都
合が生ずる。

これに対して本発明の装置によるときは、加熱温度がｌ
ＯＯ℃程度以下ですむので、感光体の昇温も４０°Ｃ程
度に抑えられ、上記のような感光体の特性劣化を来たす
ことがない。

そして本発明にあっては、感光体のトナー像を第１中間
転写体に転移させるにあたり、その弾性層の硬度を可及
的に低くして感光体表面の損傷の発生を阻Ｉヒするとと
もに、第２中間転写対の表面弾性層の硬度を高くするこ
とによって、第１．第２の中間転写体の内部に熱源が存
在し、低温ではあっても比較的長時間トナーが加温され
て軟化することとあいまって、転写率を向上させること
が可能となった。

なお、上述の実施例においては、ポリエステル樹脂をト
ナーとして使用したが、たとえば、ガラス転移温度５０
℃、融点１３０℃のポリアミドを用い、ニップ部Ｎ３の
転写圧を５０％ｇ／ｃｒｎ”、加熱温度約１００″Ｃの
条件でも高転写率の複写を実現することができた。。

また上述の実施例においては各部材をすべて回転円筒状
に、かつ各軸線が同一平面内にあるように構成した場合
を示したが、本発明がこのようなものに限定されるもの
ではなく、ベルト状の部材を使用し、各部材の関係配芒
も種々変改できるものであることは勿論である。

（３）発明の効果 本発明は以上説明した構成を具備しているから、感光体
表面の感光層を損傷したり、その過昇温による特性の劣
化を招来したりすることがなく、高転写率が得られるの
で長期にわたって良質の画像を安定して得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は本発明による画像形成装置の実施例を示す
要部の側面図である。 １・・φ感光体、２・φ・第１中間転写体、３・・・第
２中間転写体、４・−・加圧体、５・−・搬送路、６・
・・主帯電器、７・・参画像信号書込手段、８・・φ現
像器、９．１１．１２・−・クリーニング装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表面に光導電層を形成した感光体と、 表面に弾性層を具有して前記感光体に圧接する第１の中
   間転写体と、 表面に弾性層を、内部に熱源をそなえて前記第１の中間
   転写体に圧接する第２の中間転写体と、該第２の中間転
   写体に圧接し、内部に熱源をそなえてなる加圧体と、 前記第２の中間転写体と前記加圧体との圧接部を含む記
   録材搬送路とを備え、 前記第１の中間転写体の表面弾性層の硬度を前記感光体
   の表面硬度よりも低く、前記第２の中間転写体の表面弾
   性層の硬度を前記第１の中間転写体の表面弾性層のそれ
   よりも高く構成したことを特徴とする画像形成装置。