JP2004117884A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面に現像剤像が形成される像担持体より現像剤像が一次転写される中間転写体を有し、一次転写された中間転写体表面の現像剤像を転写材に二次転写する画像形成装置において、現像剤像の中間転写体から転写材への二次転写前帯電に起因する画像の濃度ムラの発生を防止した画像形成装置を提供する。
【解決手段】二次転写前に中間転写体８表面の現像剤像をそれと同極性に帯電する二次転写前帯電手段１４と、二次転写前帯電手段対向部材１１と、を有する画像形成装置において、中間転写体８移動方向で二次転写前帯電手段対向部材１１の直下流部に、中間転写体８を除電する除電手段１５を有し、二次転写前帯電手段対向部材１１の少なくとも中間転写体８との接触部分の表面抵抗率が、１０^１０Ω／□以下であり、中間転写体８の前像剤担持面の裏面の表面抵抗率が、１０^８Ω／□以上、１０^１４Ω／□以下の範囲である。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファックシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複数色又はフルカラーの画像形成装置として、各色毎に応じて像担持体としてドラム状の感光体（感光ドラム）を複数配置し、各感光ドラム上に形成された各色の現像剤像（トナー像）を中間転写体、特にベルト状である中間転写ベルト上に順次重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置、いわゆる、インライン型・中間転写方式の画像形成装置が実用化されている。
【０００３】
こうした中間転写方式の画像形成装置は、例えば特許文献１に記載されているような転写装置、即ち、転写ドラム上に、画像が形成される転写体を張り付けたり、又は吸着したりして、そこへ感光ドラムのような潜像担持体から画像を転写するカラー電子写真装置と比較すると、上記中間転写体を用いたカラー電子写真装置は、転写材になんら加工、制御（例えばグリッパーに把持する、吸着する、曲率をもたせる等）を必要とせずに中間転写体から画像を転写することができるため、封筒、ハガキ、ラベル紙等、薄い紙（４０ｇ／ｍ^２紙）から厚い紙（２００ｇ／ｍ^２紙）まで、幅の広狭、長さの長短、あるいは厚さの厚薄によらず、転写材を多種多様に選択することができるという利点を有している。
【０００４】
又、中間転写体をベルト状とすることで、中間転写ドラムのような剛体のシリンダーを用いる場合と比較して、画像形成装置内部に配置する際の自由度が増して、スペースの有効利用による装置本体の小型化やコストダウンを行うことが出来るメリットもある。
【０００５】
上記した従来のインライン式カラー画像形成装置では、中間転写ベルトは各感光ドラムにそれぞれの一次転写部で接触又は近接しており、各感光ドラム上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト上に順次重ね合わせられて転写（一次転写）されることで、中間転写ベルト上に、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のカラートナー像が形成される。中間転写ベルト上に形成されたカラートナー像は、中間転写ベルトに担持されて、転写材が搬送されて中間転写ベルトに接触する二次転写部において、中間転写ベルト上から転写材に転写され、その後未定着トナー像が転写された転写材は定着装置に到達し、定着装置で加熱・加圧されて永久定着像が得られる。
【０００６】
ここで、中間転写ベルト移動方向で、一次転写部より下流で且つ二次転写部より上流の位置にて、トナー像をそれと同極性に帯電する二次転写前帯電手段が中間転写ベルト表面に対向して設置されているので、中間転写ベルト上に形成されたカラートナー像は、用紙等の転写材への二次転写に先立って、この二次転写前帯電手段からトナー像を構成する現像剤（トナー）と同極性の電荷付与を受ける。
【０００７】
この二次転写前帯電手段による中間転写ベルト表面のトナーの電荷付与により、各色トナートリボの均一化とトリボ値の増加がなされ、この後に続く二次転写効率の向上が図られる。
【０００８】
尚、ここでの二次転写効率とは、二次転写工程において中間転写ベルト上のトナーが転写材上に転写される効率のことである。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６３−３０１９６０号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８４６１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した中間転写ベルトを有する電子写真方式の画像形成装置においては、二次転写前帯電手段による二次転写前帯電により二次転写効率の向上が達成される一方で、この二次転写前帯電に起因する画像の濃度ムラが発生しやすいという問題があった。
【００１１】
この二次転写前帯電に起因する画像ムラとは、二次転写前帯電工程の直後に、中間転写ベルトと、二次転写前帯電手段の対向電極として用いられる二次転写前帯電手段対向部材と、の間で剥離放電が生じることに起因し、この剥離放電の影響により中間転写ベルト表面上のトナーが面内を移動することで、画像の濃度ムラが生じると考えられる。
【００１２】
従って、本発明の目的は、表面に現像剤像が形成される像担持体より現像剤像が一次転写される中間転写体を有し、一次転写された中間転写体表面の現像剤像を転写材に二次転写する画像形成装置において、現像剤像の中間転写体から転写材への二次転写前帯電に起因する画像の濃度ムラの発生を防止した画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、表面に現像剤像が形成される像担持体と、一次転写部にて前記像担持体から前記現像剤像が一次転写される中間転写体と、を有し、前記中間転写体上に一次転写された前記現像剤像を二次転写部にて転写材に二次転写して画像を得る画像形成装置であって、
更に、前記中間転写体の移動方向に対して、前記一次転写部の下流で且つ前記二次転写部の上流の位置且つ前記中間転写体の現像剤像担持面側に設置され、前記中間転写体表面に担持された前記現像剤像を、前記現像剤像の帯電極性と同極性に帯電する二次転写前帯電手段と、前記中間転写体を挟んで前記二次転写前帯電手段と対向する位置に設置され、前記中間転写体の前記現像剤担持面の裏面に接触又は近接する二次転写前帯電手段対向部材と、を有する画像形成装置において、
更に、前記中間転写体の移動方向に対して前記二次転写前帯電手段対向部材の直下流部であり且つ前記中間転写体の前記現像剤像担持面の裏面側に設置され、前記中間転写体を除電する除電手段を有し、
前記二次転写前帯電手段対向部材の少なくとも前記中間転写体との接触部分の表面抵抗率が、１０^１０Ω／□以下であり、
前記中間転写体の前記現像剤担持面の裏面の表面抵抗率が、１０^８Ω／□以上、１０^１４Ω／□以下の範囲である、
ことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１５】
実施例１
図１は，本発明の実施例１に係る画像形成装置である電子写真方式のプリンタ等のフルカラー画像形成装置を示す概略構成図である。
【００１６】
この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｋの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えており、これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００１７】
各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋには、それぞれ像担持体としての感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、ドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ設置されており、帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ間の上方には露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ設置されている。
【００１８】
感光ドラム２ａ〜２ｄは、本実施例では負帯電の有機感光ドラムで外径３０．０ｍｍであり、アルミニウム等のドラム基体上にＯＰＣ感光層を有しており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（反時計方向）にそれぞれ所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。
【００１９】
接触帯電手段としての帯電ローラ３ａ〜３ｄは、それぞれ感光ドラム２ａ〜２ｄに所定の圧接力で接触し、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ〜２ｄ表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。
【００２０】
現像装置４ａ〜４ｄは、本実施例では、二成分現像方式であり、現像バイアス電源（不図示）から印加される現像バイアスによって各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成される静電潜像に現像剤（トナー）を付着させて、現像剤像（トナー像）として反転現像する。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、現像剤として、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されている。
【００２１】
接触転写手段としての一次転写ローラ５ａ〜５ｄは，中間転写体としての中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄ表面に所定の押圧力で接触し、各転写バイアス電源９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄから印加される前記トナーとは逆極性の転写バイアスにより、感光ドラム２ａ〜２ｄと転写ローラ５ａ〜５ｄとのニップ部である各一次転写部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄで、各感光ドラム２ａ〜２ｄ表面の各色のトナー像を、移動する中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写（一次転写）する。
【００２２】
露光装置７ａ〜７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される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光で各感光ドラム２ａ〜２ｄ表面を画像露光することにより、各帯電ローラ３ａ〜３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ〜２ｄ表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００２３】
本実施例の構成において、中間転写ベルト８は、駆動ローラ１１と二次転写対向ローラ１２と従動ローラ１３の３本のローラ部材によって張架されており、駆動ローラ１１の回転駆動によって、感光ドラム２ａ〜２ｄの回転に同期して矢印方向に移動（回転）される。又、駆動ローラ１１の直下流部には、ブラシ状部材である除電部材（除電ブラシ）１５が配置されている。
【００２４】
本発明の特徴である中間転写ベルト８、駆動ローラ１１、除電ブラシ１５の詳細については後述する。
【００２５】
中間転写ベルト８の移動方向に対して、最下流の感光ドラム２ｄと接触する一次転写部Ｔａ〜Ｔｄの下流側で、且つ二次転写対向ローラ１２と二次転写ローラ１９との間に形成される二次転写部Ｔｎ２の上流側に位置する駆動ローラ１１近傍には、二次転写前帯電手段１４が設置されている。又、二次転写対向ローラ１２と従動ローラ１３との間の二次転写部Ｔｎ２の下流側である中間転写ベルト８の表面近傍には、ベルトクリーニング装置１６が設置されている。
【００２６】
次に、上記した本実施例の画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００２７】
画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピード（本実施例では、１１７ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動する、各画像形成部１Ｙ〜１Ｋの各感光ドラム２ａ〜２ｄは、それぞれ帯電ローラ３ａ〜３ｄによって、一様に本実施例では負極性である所定電位（本実施例では、約−６５０Ｖ）に帯電される。
【００２８】
そして、露光装置７ａ〜７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）から入力されるカラー色分解された画像信号を光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光を、各ミラー１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを介して帯電された各感光ドラム２ａ〜２ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
【００２９】
そして、先ず現像装置４ａによって、感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスを印加して現像装置４ａに収容されたイエローのトナーを付着させて反転現像を行い、トナー像として可視像化する。
【００３０】
本実施例における現像バイアスは、ＤＣ成分；−４００Ｖ、ＡＣ成分；１．５ｋＶｐｐ、周波数；３ｋＨｚ、波形；矩形波である、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスとした。
【００３１】
そして、このイエローのトナー像は、一次転写部Ｔａにて転写バイアス電源９ａから一次転写バイアス（本実施例では、＋１５μＡの定電流制御）が印加された一次転写ローラ５ａにより、移動（回転）している中間転写ベルト８上に一次転写される。
【００３２】
イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト８は、画像形成部位１Ｙの位置部分が駆動ローラ１１の駆動によって画像形成部１Ｍ側に移動する。そして、画像形成部１Ｍにおいても、同様にして感光ドラム２ｂ上に形成されたマゼンタのトナー像が、一次転写部Ｔｂにて一次転写バイアス電源９ｂから一次転写バイアスが印加された一次転写ローラ５ｂにより、中間転写ベルト８上のイエローのトナー像上に重ね合わせて転写される。
【００３３】
以下、同様にして中間転写ベルト８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１Ｃ、１Ｋの感光ドラム２ｃ、２ｄにて形成されたシアン、ブラックのトナー像を、順に各一次転写部Ｔｃ、Ｔｄにて各転写バイアス電源９ｃ、９ｄから一次転写バイアスが印加された一次転写ローラ５ｃ、５ｄにより、順次重ね合わせて転写してフルカラーのトナー像を中間転写ベルト８上に形成する。
【００３４】
そして、中間転写ベルト８上に形成されたフルカラーのトナー像は、二次転写に先立って、本実施例ではコロナ帯電器である二次転写前帯電手段１４からトナーと同極性（負極性）の電荷付与を受ける。二次転写前帯電手段１４は、駆動ローラ１１に中間転写ベルト８を挟んで対向して設置されて、二次転写前帯電バイアス源１７からバイアス（本実施例では、ＤＣ：−２．５ｋＶ、ＡＣ：４．０ｋＶｐｐ）の供給を受け、中間転写ベルト８表面に形成されたトナー像をそれと同極性（負極性）に帯電する。
【００３５】
本実施例のコロナ帯電器構成に於いては、二次転写前帯電バイアス源１７から供給される総電流（ＲＭＳ値で−１１０μＡ）のうちのおよそ１／５が、二次転写前帯電手段１４の対向部材である駆動ローラ１１に流れる。
【００３６】
この二次転写前帯電により中間転写ベルト８上のトナートリボが、この帯電前の−２０μＣ／ｇ程度から帯電後に−３５μＣ／ｇ程度に上昇する。
【００３７】
そして、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像先端が二次転写ローラ１９と二次転写対向ローラ１２との間の二次転写部Ｔｎ２に移動するタイミングに合わせて、搬送された用紙などの転写材Ｐをこの二次転写部Ｔｎ２に搬送して、二次転写バイアス電源２０からトナーと逆極性の二次転写バイアス（本実施例では、＋１．７ｋＶ）が印加された二次転写ローラ１９により、転写材Ｐ上にフルカラーのトナー像が一括して二次転写される。
【００３８】
そして、フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは定着装置２１に搬送され、定着装置２１の定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂ間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱及び加圧して転写材Ｐ表面に熱定着した後に外部に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
【００３９】
尚、上記した一次転写工程において、感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留している転写残トナーは、ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによってそれぞれ除去されて回収される。又、二次転写後に中間転写ベルト８表面に残った残トナーは、ベルトクリーニング装置１６によって除去されて回収される。クリーニングされた中間転写ベルト８は、次の画像形成に備える。
【００４０】
上記に説明したように本構成では、中間転写ベルト８上に一次転写されて形成されたフルカラートナー像は、二次転写に先立って、二次転写前帯電手段１４としてのコロナ帯電器からトナーと同極性（負極性）の電荷付与を受け、中間転写ベルト８上のトナートリボを、−２０μＣ／ｇ程度から−３５μＣ／ｇ程度に上昇させる。よって、二次転写効率を上げることができるが、こうした画像形成装置においては、従来例で説明したように、二次転写前帯電手段１４の対向電極として用いられる、ここでは駆動ローラ１１である二次転写前帯電手段対向部材と、の間で剥離放電が生じ、画像ムラの原因となる。
【００４１】
ここでは、二次転写前帯電手段１４は、駆動ローラ１１に中間転写ベルト８を挟んで対向して設置されているので、二次転写前帯電手段対向部材とは、駆動ローラ１１のことである。そして、二次転写前帯電バイアス源１７から供給される総電流のうちのおよそ１／５が、駆動ローラ１１に流れる。もちろん二次転写前帯電手段対向部材が中間転写ベルトを駆動させるローラでなくてもよいことはいうまでもなく、これら中間転写ベルト８を張架するローラ部材とは別に独立して中間転写ベルト８内側に設けられたものでもよい。
【００４２】
そこで、本実施例では、中間転写ベルト８のトナー像担持面の裏面に接触又は近接し、中間転写ベルト８を挟んでトナー像の帯電極性と同極性に帯電する二次転写前帯電手段１４と対向する二次転写前帯電手段対向部材である駆動ローラ１１と、中間転写ベルト８の移動方向に対して、駆動ローラ１１の直下流部で且つ中間転写ベルト８のトナー像担持面の裏面側に、中間転写ベルト８を除電する除電手段、本実施例では除電ブラシ１５を備えている。
【００４３】
除電ブラシ１５によって、中間転写ベルト８と駆動ローラ１１との間で剥離放電を除電し、その発生を抑制しようとするものである。
【００４４】
尚、除電ブラシ１５等の除電部材は、できるだけ駆動ローラ１１のような二次転写前帯電手段対向部材の近くに存在することが望ましく、二次転写前帯電手段１４と対向する位置にあることが望ましい。本実施例では、除電ブラシ１５が、図４に示されるように、中間転写ベルト８と駆動ローラ１１との接点部分から、中間転写ベルト８移動方法下流側に、駆動ローラ１１の半径分の距離より近くの距離にて、駆動ローラ１１と中間転写ベルト８との間の空隙部αである、図では斜線で示される領域α内に除電ブラシ１５の先端が存在するように配置されている。
【００４５】
ここで用いられる中間転写ベルト８としては、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂や、これらにカーボンや導電粉体を分散させ抵抗調整を行ったもの等を用いることができる。又、特許文献２に記載されるように、帯電緩和時間の短い、いわゆる自己減衰型の電気的特性を有する中間転写ベルトを使用することで、一次転写、二次転写バイアスの制御が簡略化され、良好なフルカラー画像が安定に得られるようになる。
【００４６】
そして、本実施例では、中間転写ベルト８として、ポリイミドにカーボンを分散して表側と裏側における表面抵抗率が共に１０^１０Ω／□となるよう調整し、又、帯電緩和時間の短い、いわゆる自己減衰型の電気的特性を有する、周長１０００ｍｍ、厚み１００μｍの単層の無端ベルトを用いた。
【００４７】
上記表面抵抗率の測定は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し、導電性ゴムを電極とすることで電極とベルト表面の良好な接触性を得た上で、抵抗計（アドバンテスト社製；Ｒ８３４０）を用いて測定した。測定条件は、印加電圧；１００Ｖ、印加時間；１０ｓｅｃとした。
【００４８】
中間転写ベルト８は、中間転写ベルト８に内包される駆動ローラ１１と二次転写対向ローラ１２と従動ローラ１３の３本のローラ部材によって張架されており、駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１２、従動ローラ１３は電気的に接地されている。尚、ローラ部材の数や種類はこれに限るものではない。
【００４９】
そして、二次転写前帯電手段対向部材となる駆動ローラ１１は、図２に示すように、直径２４．０ｍｍのアルミニウム製の芯金１１ａと、厚さ２．９ｍｍのヒドリンゴム層１１ｂとで構成される外径２９．８ｍｍのローラであり、ヒドリンゴムを抵抗調整することで表面抵抗率を１０^９Ω／□としている。又、駆動ローラ１１の硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格で４０°である。
【００５０】
上記表面抵抗率の測定は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し、ローラ表面に金属製プローブ電極を押し当てることで電極とローラ表面の良好な接触を得た上で、抵抗率計（三菱油化社製；Ｈｉｒｅｓｔａ　ＩＰ　ＭＣＰ−ＨＴ２５０）を用いて測定した。測定条件は、印加電圧；１０Ｖ、印加時間；１０ｓｅｃとした。
【００５１】
除電ブラシ１５は、直径０．０３５ｍｍ、体積抵抗率０．０１〜１Ω・ｍｍの導電性繊維を６０本／束の単位で束にし、更にそれを図３に示すように、９．５束／１０ｍｍの密度のブラシ部１５ａとして、導電性の植毛部１５ｂの長手方向に並べたものである。除電ブラシ１５の短手方向の長さは、ブラシ部１５ａ及び植毛部１５ｂを含めて１５．０ｍｍで、本実施例ではブラシ部１５ａの長さが１０．０ｍｍである。長手方向の長さは中間転写ベルト８の移動方向と交差する方向の長さと同じである。
【００５２】
設置位置は、図４に示すように、駆動ローラ１１の中心Ｏを通る鉛直線を左方向に１．０ｍｍシフトした鉛直線が中間転写ベルト８、駆動ローラ１１と交わる点をＰ、Ｑとした時に、ブラシ部１５ａの先端中心部が、Ｐ、Ｑと共に１．０ｍｍの距離となるようにされており、電気的には接地されている。
【００５３】
尚、上記した除電ブラシ１５の設置位置は、上述したように、二次転写前帯電手段１４と対向する位置が望ましく、中間転写ベルト８と駆動ローラ１１との接点部分から、中間転写ベルト８移動方法下流側に、駆動ローラ１１の半径分の距離より近くの、つまり前記の図４に示した領域α内の位置に除電ブラシ１５の先端が存在するように配置されている。
【００５４】
そして、領域αである中間転写ベルト８と駆動ローラ１１との対向部に形成される空隙αに対して、ブラシ部１５ａの先端部を、駆動ローラ１１の回転や中間転写ベルト８の搬送に巻き込まれる恐れがなく、且つ駆動ローラ１１の表面や中間転写ベルト８の裏面に強く押し当たる恐れがない範囲内で、極力、中間転写ベルト８と駆動ローラ１１が離れる点の近傍に近づけたものである。
【００５５】
次に、上述した本実施例における除電ブラシ１５の効果を、以下の実験例にて説明する。
【００５６】
実験例１
比較例１である除電ブラシ１５の設置の無い画像形成装置と、上記に説明した本実施例１の除電ブラシ１５の設置の有る画像形成装置において、出力画像の画質の比較検討を行った。
【００５７】
表１に、上記の比較例１と本実施例の画像形成装置における画像の比較検討結果を示す。
【００５８】
【表１】

【００５９】
表１における画像ムラレベル（濃度ムラレベル）の判定は、目視による官能評価により行い、判定基準は、○＝発生無し、×＝発生が顕著で画質的に許容できない程度のレベルである。
【００６０】
上記の判定の結果、除電ブラシ１５の設置の無い比較例１の画像形成装置において、中間転写ベルト８と駆動ローラ１１の剥離放電に起因すると考えられる濃度ムラが、光学濃度０．３〜０．８（マクベス社製；ＲＤ９１８による測定）のハーフトーン画像上に顕著に発生した。一方、本実施例１における除電ブラシ１５の設置の有る画像形成装置では、濃度ムラは確認されなかった。
【００６１】
この濃度ムラの発生が、除電ブラシ１５の有り無しに依存するメカニズムは、以下のように考えられる。
【００６２】
濃度ムラの発生原因は、中間転写ベルト８と駆動ローラ１１との間で剥離放電が生じることによると考えられる。即ち、二次転写前帯電工程において、中間転写ベルト８上のトナーが帯電されてトリボ上昇を受ける際に、中間転写ベルト８自体も帯電を受け、一時的に電荷を保持する。
【００６３】
一方、本二次転写前帯電部の直下流部において、中間転写ベルト８が駆動ローラ１１より離れる部分においては、つまり図４に示す中間ベルト８と駆動ローラ１１との接点から駆動ローラ１１の半径距離分、中間転写ベルト８移動方向下流側の領域αにおいては、空隙αが形成され、空気層の急激な容量変化が生じる。従って、空隙部αには局所的な高電圧が発生することになり、中間転写ベルト８の裏面と駆動ローラ１１の表面との間には、剥離放電が生じる。
【００６４】
濃度ムラは、本放電の影響により、中間転写ベルト８の表面上のトナーが、その面内を瞬時に移動することによるものであると考えられる。
【００６５】
従って、空隙部α近辺にて、中間転写ベルト８をその裏面側より除電することを目的として、電気的に接地された除電ブラシ１５を設置した場合には、未然に剥離放電を抑制し，画像ムラの発生を防止する。
【００６６】
上記実験例１の比較検討結果より、除電ブラシ１５を設置することで、二次転写前帯電ムラに起因する画像ムラの発生を防止できる。
【００６７】
尚、前記した除電ブラシ１５の設置は、画像ムラを防止するためだけでなく、その他の異常放電に伴う画像不良のない良好な画像を得る上でも効果的である。即ち、中間転写ベルト８を二次転写前帯電工程の直後の部分において除電することにより、中間転写ベルト８が二次転写部Ｔｎ２に移動されるまでの間、近接する各部材との間で生じ得る種々の異常放電をも抑制し、本放電に起因し、ハーフトーンの画像上に生じる画像不良に関しても防止できるようになる。
【００６８】
しかし、本実施例以外の中間転写ベルト８や駆動ローラ１１を用いた画像形成装置に応用した場合、本実施例に用いられたものと同じ除電ブラシ１５を設置しているにも関わらず、二次転写前帯電手段１４による剥離放電が生じ、画像ムラが発生することがあった。従って、除電ブラシ１５の効果は、その除電対象である駆動ローラ１１及び中間転写ベルト８の性質に大きく依存していることが考えられた。
【００６９】
そこで、次に、上述した本実施例１における中間転写ベルト８、駆動ローラ１１の表面抵抗率に関して、以下の実験例２、３を元に詳細に説明する。
【００７０】
実験例２
比較例２、３、４、５である、表面抵抗率が１０^７Ω／□、１０^８Ω／□、１０^１０Ω／□、１０^１１Ω／□の各駆動ローラ１１を用いた以外は実施例１と同様の構成の画像形成装置と、本実施例１における表面抵抗率が１０^９Ω／□の駆動ローラ１１と、を用いた画像形成装置において、出力画像の画質の比較検討を行った。
【００７１】
表２に、上記の比較例２〜５と本実施例１における表面抵抗率の各駆動ローラによる画像の比較検討結果を示す。
【００７２】
【表２】

【００７３】
尚、表２における画像ムラレベル（濃度ムラレベル）の判定は、目視による官能評価により行い、判定基準は、○＝発生無し、△＝発生が軽微で実用上問題にならない程度のレベル、×＝発生が顕著で画質的に許容できない程度のレベルである。
【００７４】
本検討では、表面抵抗率が比較例４の１０^１０Ω／□と比較例５の１０^１１Ω／□の駆動ローラ１１の両者において、除電ブラシ１５を設置しているにも関わらず、光学濃度０．３〜０．８（マクベス社製；ＲＤ９１８による測定）のハーフトーン画像上の濃度ムラが発生した。但し、濃度ムラレベルとしては、表面抵抗率が１０^１０Ω／□の比較例４の駆動ローラ１１を用いたものの方が軽微であった。
【００７５】
一方、本実施例１における表面抵抗率の駆動ローラ１１、表面抵抗率が１０^７Ω／□の比較例１と１０^８Ω／□の比較例２の駆動ローラ１１では、濃度ムラは確認されなかった。
【００７６】
この濃度ムラの発生が、駆動ローラ１１の表面抵抗率に依存するメカニズムを，本発明者は以下のように考えている。
【００７７】
表面抵抗率の高い駆動ローラ１１を用いた場合、二次転写前帯電バイアス源１７から供給される電流が駆動ローラ１１に流れにくくなり、上記に説明した中間転写ベルト８と駆動ローラ１１との空隙αにて生じる剥離放電は、より微小な空隙α、即ち、二次転写前帯電部の直下流部で中間転写ベルト８と駆動ローラ１１が離れる点の極近傍部分で生じるようになる。
【００７８】
従って、前記した剥離放電は、本実施例１の除電ブラシ１５が中間転写ベルト８を除電する以前の段階で発生することになり、除電ブラシ１５による剥離放電の抑制効果は弱まる。そこで，濃度ムラが十分に防止できなくなる。
【００７９】
上記実験例２の比較検討結果より、駆動ローラ１１の表面抵抗率を１０^１０Ω／□以下とすることで、除電ブラシ１５による画像ムラの防止効果を維持できる。
【００８０】
又、駆動ローラ１１である二次転写前帯電手段対向部材の表面抵抗率は限界まで低くしてもよいので、特に設けない。ただし、本実施例のように、二次転写前帯電手段対向部材がベルトを駆動するための機能を有する場合には、ベルト裏面とのスリップ防止を目的としてゴムの被覆層が設けられるために材料的な抵抗下限が存在する。
【００８１】
実験例３
比較例６、７、８、９、１０として、裏面における表面抵抗率が、１０^６Ω／□、１０^８Ω／□、１０^１２Ω／□、１０^１４Ω／□、１０^１６Ω／□の各中間転写ベルト８と、本実施例１における裏面における表面抵抗率が１０^１０Ω／□の中間転写ベルト８と、を用いた画像形成装置において、出力画像の画質の比較検討を行った。
【００８２】
表３に、上記の比較例６〜１０と本実施例１に備えられた、各裏面における表面抵抗率の各中間転写ベルト８による画像の比較検討結果を示す。
【００８３】
【表３】

【００８４】
尚、上表における濃度ムラレベルと画像チリレベルの判定は、目視による官能評価により行い、判定基準は、○＝発生無し、△＝発生が軽微で実用上問題にならない程度のレベル、×＝発生が顕著で画質的に許容できない程度のレベルである。
【００８５】
本検討では、裏面における表面抵抗率が１０^１４Ω／□以上の比較例９、１０の中間転写ベルト８では、除電ブラシ１５を設置しているにも関わらず、上述した濃度ムラが発生することが確認された。
【００８６】
この濃度ムラも、上記実験例２におけるものと同様に、中間転写ベルト８の裏面における表面抵抗率が高くなり、剥離放電がより微小な空隙αで生じるようになるために、除電ブラシ１５による剥離放電の抑制効果が弱まることで発生していると考えられる。
【００８７】
又、裏面における表面抵抗率が１０^８Ω／□以下の比較例６、７の中間転写ベルトでは、一次転写工程において、トナーの飛び散りにより線画像や文字画像などがぼやけてしまう現象（以下、「画像チリ」と称す。）が顕著になることが確認された。
【００８８】
この画像チリが中間転写ベルト８の表面抵抗率に依存するメカニズムを，本発明者は以下のように考えている。
【００８９】
画像チリの発生原因は、一次転写部Ｔａ〜Ｔｄ前の空隙部におけるトナー飛翔であると考えられる。よって、中間転写ベルト８の裏面における表面抵抗率が低いと、裏面における表面抵抗率が高い場合に比べて、一次転写部前後の空隙部にかかる電界が強くなるために、一次転写部Ｔａ〜Ｔｄの上流側からトナーが感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから中間転写ベルト８上への飛翔が始まる。このために、中間転写ベルト８の裏面における表面抵抗率が低いほど画像チリが悪化していると考えられる。
【００９０】
上記実験例３の比較検討結果より、中間転写ベルト８の表面抵抗率を１０^８Ω／□以上１０^１４Ω／□以下とすることで、除電ブラシ１５による画像ムラの防止効果を維持できると共に画像チリの発生も防止できる。
【００９１】
上記の実験例１〜３の結果から考察して、中間転写ベルト８を有する画像形成装置において、中間転写ベルト８に一次転写されたトナー像を、二次転写部Ｔｎ２に達する前に二次転写前帯電手段１４によって帯電し、トナー像を構成するトナーの電荷付与によりトリボ値の均一化及び増加がなされる画像形成装置において、本実施例では、駆動ローラ１１である、二次転写前帯電手段１４の対向電極を構成する二次転写前帯電手段対向部材の直下流に除電ブラシ１５を設置し、駆動ローラ１１の少なくとも、中間転写ベルト８に接触又は近接する部分の表面抵抗率を、１０^１０Ω／□以下、及び中間転写ベルト８のトナー像が形成されない方の裏面の表面抵抗率を、１０^８Ω／□以上１０^１４Ω／□以下と規定することにより、二次転写前帯電に起因する画像の濃度ムラの発生を防止することができる。中間転写ベルト８の裏面及び駆動ローラ１１の表面抵抗率の測定方法は実施例１にてなされた方法で測定される。
【００９２】
尚、本発明は、画像形成装置の全体構成は、本実施例のものに限定されるものではなく、中間転写体移動方向で二次転写前帯電手段対向部材の直下流部で且つ中間転写体の裏面側に設置され、中間転写体を除電する除電手段を有するものに関し、二次転写前帯電手段対向部材の表面抵抗率を１０^１０Ω／□以下、中間転写体の裏面における表面抵抗率を、１０^８Ω／□以上１０^１４Ω／□以下の範囲に定めた、あらゆる形態の画像形成装置に適用できる。
【００９３】
実施例２
本発明の実施例２に係る画像形成装置は、図１に示した実施例１の電子写真方式のプリンタ等のフルカラー画像形成装置と同様である。従って、上記した実施例１における説明と重複する説明は省略する。
【００９４】
本実施例では、二次転写前帯電後の中間転写ベルト８を除電するための除電手段１５として、実施例１で採用した除電ブラシ１５ではなく、針状部材である除電針１５’が使用されている。
【００９５】
除電針１５’は、厚み０．１ｍｍ、短手方向の長さ１５．０ｍｍのＳＵＳ板長手方向に、図５に示すように、高さ３ｍｍ、ピッチ２ｍｍ、先端エッジＲ０．１ｍｍ以下の針形状の山を形成したものである。長手方向の長さは中間転写ベルト８の移動方向と交差する方向の長さと同じである。
【００９６】
設置位置は、図４に示した実施例１の除電ブラシ１５におけるものと同様であり、やはり、除電針１５’の先端中心部が、Ｐと１．０ｍｍの距離となるようにされており、電気的には接地されている。
【００９７】
本除電針１５’を用いた場合においても、中間転写ベルト８と駆動ローラ１１との間で生じる剥離放電を効果的に抑制することができ、二次転写前帯電に起因する画像の濃度ムラの発生を防止することができる。
【００９８】
尚、本除電針１５’は、除電ブラシ１５に比べ、硬度が硬く、丈夫であるため、長期にわたる連続プリント動作中においても変形する恐れがなく、耐久性に優れる等のメリットを有する。
【００９９】
一方で、実施例１で用いられた除電ブラシ１５は、細かい先端形状を有するブラシの一本一本が高密度で並べ合わせられているものであるため、本実施例における除電針１５’に比べ、除電性能が高く、安定している等のメリットを有する。
【０１００】
以上のように、実施例１同様に、中間転写ベルトを有する画像形成装置において、中間転写ベルトに一次転写されたトナー像を、二次転写部に達する前に二次転写前帯電手段によって帯電し、トナー像を構成するトナーの電荷付与によりトリボ値の均一化及び増加がなされる画像形成装置において、二次転写前帯電手段の対向電極を構成する二次転写前帯電手段対向部材の直下流に設置する除電部材として、除電ブラシに代わって、除電針を使用した場合においても、二次転写前帯電手段対向部材の少なくとも中間転写体に接触又は近接する部分の表面抵抗率を、１０^１０Ω／□以下、及び中間転写体のトナー像が形成される側に対して裏面の表面抵抗率を、１０^８Ω／□以上１０^１４Ω／□以下と規定することにより、二次転写前帯電に起因する画像の濃度ムラの発生を防止することができる。
【０１０１】
尚、除電部材としては、実施例１の除電ブラシや実施例２の除電針に限定されず、その寸法や材質等の構成は適宜決定される。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、像担持体から現像剤像が一次転写される中間転写体を有し、中間転写体上に一次転写された現像剤像を二次転写部にて転写材に二次転写して画像を得る画像形成装置であって、更に、中間転写体の移動方向に対して、一次転写部の下流で且つ二次転写部の上流の位置且つ中間転写体の現像剤像担持面側の位置に設置され、現像剤像を、現像剤像の帯電極性と同極性に帯電する二次転写前帯電手段と、中間転写体を挟んで二次転写前帯電手段と対向する位置に設置され、中間転写体の現像剤担持面の裏面に接触又は近接する二次転写前帯電手段対向部材と、を有し、更に、中間転写体の移動方向に対して二次転写前帯電手段対向部材の直下流部であり且つ中間転写体の現像剤像担持面の裏面側に設置され、中間転写体を除電する除電手段を有し、二次転写前帯電手段対向部材の少なくとも中間転写体との接触部分の表面抵抗率が、１０^１０Ω／□以下であり、中間転写体の現像剤担持面の裏面の表面抵抗率が、１０^８Ω／□以上、１０^１４Ω／□以下の範囲である、ことにより、中間転写体と二次転写前帯電手段対向部材との間で剥離放電が生じることを抑制し、濃度ムラの発生を防止して良好な画像を提供できる、といった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る二次転写前帯電手段対向部材の一例である駆動ローラを示す断面図である。
【図３】本発明に係る除電部材の一例である除電ブラシを示す平面図である。
【図４】本発明に係る除電部材の配置を示す概略構成図である。
【図５】本発明に係る除電部材の他の例である除電針を示す平面図である。
【符号の説明】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｄ　　　画像形成部
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ　　　感光ドラム（像担持体）
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ　　　一次転写ローラ
８　　　　　　　　　　　　　中間転写ベルト（中間転写体）
１１　　　　　　　　　　　　駆動ローラ（二次転写前帯電手段対向部材）
１２　　　　　　　　　　　　二次転写対向ローラ（ローラ部材）
１３　　　　　　　　　　　　従動ローラ（ローラ部材）
１４　　　　　　　　　　　　二次転写前帯電手段
１５　　　　　　　　　　　　除電ローラ（除電部材）
１５’　　　　　　　　　　　除電針（除電部材）
１７　　　　　　　　　　　　二次転写前帯電バイアス源
１９　　　　　　　　　　　　二次転写ローラ
Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ　　　一次転写部
Ｔｎ２　　　　　　　　　　　二次転写部

Claims (6)

1. 表面に現像剤像が形成される像担持体と、一次転写部にて前記像担持体から前記現像剤像が一次転写される中間転写体と、を有し、前記中間転写体上に一次転写された前記現像剤像を二次転写部にて転写材に二次転写して画像を得る画像形成装置であって、
   更に、前記中間転写体の移動方向に対して、前記一次転写部の下流で且つ前記二次転写部の上流の位置且つ前記中間転写体の現像剤像担持面側に設置され、前記中間転写体表面に担持された前記現像剤像を、前記現像剤像の帯電極性と同極性に帯電する二次転写前帯電手段と、前記中間転写体を挟んで前記二次転写前帯電手段と対向する位置に設置され、前記中間転写体の前記現像剤担持面の裏面に接触又は近接する二次転写前帯電手段対向部材と、を有する画像形成装置において、
   更に、前記中間転写体の移動方向に対して前記二次転写前帯電手段対向部材の直下流部であり且つ前記中間転写体の前記現像剤像担持面の裏面側に設置され、前記中間転写体を除電する除電手段を有し、
   前記二次転写前帯電手段対向部材の少なくとも前記中間転写体との接触部分の表面抵抗率が、１０^１０Ω／□以下であり、
   前記中間転写体の前記現像剤担持面の裏面の表面抵抗率が、１０^８Ω／□以上、１０^１４Ω／□以下の範囲である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記除電部材が設置される前記二次転写前帯電手段対向部材の直下流部とは、前記中間転写体移動方向で、前記二次転写前帯電手段対向部材の下流の位置で、且つ前記二次転写前帯電手段に対向する位置であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記中間転写体は、複数のローラ部材で移動自在に張架された無端ベルト状であることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
4. 前記二次転写前帯電手段対向部材は、前記中間転写体を張架する前記複数のローラ部材のうちのいずれかであることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
5. 前記除電手段が電気的に接地されたブラシ状部材である、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
6. 前記除電手段が電気的に接地された針状部材である、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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