JP2004118114A

JP2004118114A - 画像形成装置

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Publication number: JP2004118114A
Application number: JP2002284412A
Authority: JP
Inventors: Makoto Saito; 斎藤　誠; Takashi Tomizawa; 冨澤　岳志
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: US20040062576A1; US6957033B2; JP4464037B2

Abstract

【課題】線画の太りなどの画像劣化を有効に防止する。
【解決手段】一次転写部から第１の接触部材に前記中間転写ベルトが初めて接触する位置までの距離をＬ（ｍｍ）、一次転写手段に印加される一次転写バイアスをＶｔｒ（ｋＶ）、中間転写ベルトの移動速度をｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、中間転写ベルトの表面抵抗率をρ（Ω／□）としたときに、これらＬ、Ｖｔｒ、ｓ、ρの値を、−２．０≦ｌｎ（Ｖｔｒ）−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）≦−１．０を満たすように設定することにより、一次転写部において帯電した中間転写ベルトが第１の接触部材との間で放電を発生することに起因するトナー飛散を抑制することができるので、線画の太りなどの画像劣化を有効に防止することができる。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは、像担持体上に形成されたトナー像を、一旦、中間転写ベルト上に一次転写した後、中間転写ベルトから記録材上に一括で転写する方式の画像形成装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置において、中間転写体を用いてトナー像を転写する技術としては、図５に示すようなものが知られている。
【０００３】
感光ドラム１は、帯電ローラ２によって表面を一様に帯電され、露光装置３によって画像情報に対応したレーザ照射を受けることで、表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４によって、電荷を有するトナー（帯電トナー）が静電的に付着することでトナー像ｔとして現像（顕像化）される。
【０００４】
感光ドラム１上のトナー像ｔは、一次転写ローラ６によって一次転写部（一次転写ニップ部）において中間転写ベルト５（中間転写体）上に一次転写される。この中間転写ベルト５は、駆動ローラ２１、テンション（張架ローラ）２２、二次転写内ローラ２３に掛け渡されている。中間転写ベルト５上のトナー像ｔは、さらに、所定のタイミングで搬送されてくる記録材Ｐに、二次転写外ローラ２４によって二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２において静電的に二次転写される。
【０００５】
トナー像ｔを転写された記録材Ｐは、定着装置９に向けて矢印Ｋ１方向に搬送され、定着装置９によって加熱・加圧されて表面にトナー像ｔが定着される。
【０００６】
なお、一次転写時に感光ドラム１上に残ったトナーは、クリーニング装置７によって除去され、また二次転写時に中間転写ベルト５上に残ったトナーは中間転写体クリーナ１０によって除去される。
【０００７】
上述のような中間転写方式の画像形成装置において、帯電したトナー（帯電トナー）を中間転写ベルト５上に担持するために、中間転写ベルト５の裏面をトナーの帯電極性と逆極性に帯電させている。すなわち、図６に示すように、例えば負極性に帯電したトナーを担持するため、中間転写ベルト５の裏面に正極性の電荷を与えることで、中間転写ベルト５を介して、静電的に帯電トナーを担持する。
【０００８】
このとき、中間転写ベルト５裏面の電荷量が増減すると、中間転写ベルト５表面のトナーが静電的に撹乱され、画像不良が発生するおそれがある。
【０００９】
このような場合、図７に示すように、線画などを中間転写ベルト５上に描き、一次転写部Ｔ１を通過した後の第１の接触部材である駆動ローラ２１前後でのトナー飛散が顕著である。中間転写ベルト５上での線画を観察すると、同図に示すように、駆動ローラ通過前後で、線画の上下流へのトナー飛散が悪化しており、線画の太りとなるおそれがある。
【００１０】
図８に示すように、中間転写ベルト５を張架しているテンションローラ２２によって、中間転写ベルト５の裏面電荷が拡散するために、表面に担持されているトナーが飛散するのである。
【００１１】
すなわち、電気的に接地されているテンションローラ２２に、帯電している中間転写ベルト５裏面が接触することで、電荷がアースに吸い寄せられる。そして、多くの中間転写ベルト５裏面の電荷がアースに逃げた場合には、中間転写ベルト５上に静電的に引き寄せていたトナーの総帯電電荷量よりも、中間転写ベルト５裏面の電荷量の方が少なくなってしまうことから、トナーを引き寄せる力が減少し、トナー粒子同士の静電反発によって、トナー粒子が飛散してしまうために起こる現象である。
【００１２】
これに対し、特許文献１に記載されているように、中間転写ベルトの移動方向に沿っての一次転写部の直ぐ下流に配置された張架ローラなど、一次転写部通過後に中間転写ベルトが初めて接触する第１の接触部材に対して、中間転写ベルト５裏面の電荷が拡散することがないようにするための対策がとられている。
【００１３】
具体的には、
▲１▼第１の接触部材を接地する際には、高抵抗体を介して接地する、
▲２▼第１の接触部材の表層に高抵抗層（絶縁層）を設ける、
▲３▼第１の接触部材を非接地とすることで、電荷のやり取りを起こりにくくする、
▲４▼第１の接触部材に一次転写と同じ極性のバイアスを印加することで、中間転写ベルト５の裏面電荷の保持を行う、
等の方法が公知である。
【００１４】
【特許文献１】
特開２０００−２９８４０８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の各対策は、以下に述べるような欠点がある。
【００１６】
まず、▲１▼の第１の接触部材を接地する際に高抵抗体を介して接地する場合には、高抵抗体を設けるためにコストが上昇する上、単純に接地する場合と比較して構成が複雑化するおそれがある。
【００１７】
また、▲２▼の第１の接触部材の表面に高抵抗層（絶縁層）を設ける場合には、長期間にわたる使用において、絶縁層が剥離する、あるいは磨耗するおそれがあり、長期間にわたって安定してトナー飛散を確実に防ぐことができないおそれがある。
【００１８】
さらに、▲３▼の第１の接触部材を非接地とする場合には、数十から数百といった大量の画像を連続して形成する際に、第１の接触部材が数ｋＶ程度までチャージアップしてしまい、画像形成装置の電気系統などにダメージをもたらすおそれがある。
【００１９】
そして、▲４▼の第１の接触部材に一次転写と同極性のバイアスを印加する場合には、構成及び制御が複雑になるおそれがある。
【００２０】
そこで、本発明は、中間転写ベルト上に担持されたトナーの飛散を、簡単な構成で有効に防止して、常に高画質の画像を形成することができるようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、電荷を有するトナーによって像担持体上に形成されたトナー像を一次転写部において中間転写ベルト上に一次転写し、前記中間転写ベルト上に転写されたトナー像をさらに他部材に転写する画像形成装置において、前記中間転写ベルトの移動方向に沿っての前記一次転写部の下流側に配設されて前記中間転写ベルトに接触する部材であって、前記一次転写部に最も近接して配置された第１の接触部材を有し、前記一次転写部から前記第１の接触部材に前記中間転写ベルトが初めて接触する位置までの距離をＬ（ｍｍ）、一次転写手段に印加される一次転写バイアスをＶｔｒ（ｋＶ）、前記中間転写ベルトの移動速度をｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記中間転写ベルトの表面抵抗率をρ（Ω／□）としたときに、これらＬ、Ｖｔｒ、ｓ、ρの値を、
−２．０≦ｌｎ（Ｖｔｒ）−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）≦−１．０
を満たすように設定した、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記第１の接触部材の直径をＲ（ｍｍ）とし、前記中間転写ベルトの前記第１の接触部材に対する巻きつけ角をθ（ｄｅｇ）としたときに、これらＲ、θの値を、
２０≦ｌｏｇρ×Ｒ×θ／３６０≦２００
を満たすように設定した、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記第１の接触部材の直径をＲ（ｍｍ）とし、前記中間転写ベルトの前記第１の接触部材に対する巻きつけ角をθ（ｄｅｇ）としたときに、これらＲ、θの値を、
１６０≦ｌｏｇρ×Ｒ×θ／３６０≦２００
を満たすように設定した、ことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
ただし、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。また、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００２６】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の４色フルカラーの画像形成装置であり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【００２７】
同図を参照して、画像形成全体の構成及び動作を説明する。
【００２８】
同図に示す画像形成装置は、４個（４色）の画像形成ステーション、すなわち、それぞれイエロー，マゼンダ，シアン，ブラックのトナー像を形成する画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。そして、これら画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで形成された各色のトナー像を順次に中間転写ベルト５上に一次転写して重ねあわせ、その後、一括で紙等の記録材（他部材）Ｐに二次転写し、二次転写された４色のトナー像を定着することで４色フルカラー画像を得るようにしている。
【００２９】
各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ像担持体としてドラム型の感光体（以下「感光ドラム」という。）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えている。各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、外径３０ｍｍのアルミニウム製のシリンダの外周面に、感光層としてＯＰＣ（有機光半導体）を塗布して構成したものである。各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、その表面が帯電ローラ（帯電手段）３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによって一様に帯電された後、露光装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋからレーザ光の照射を受け、それぞれの色に対応する静電潜像が形成される。
【００３０】
各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された静電潜像は、それぞれイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーを収容した現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによってそれぞれの色のトナーが付着され、トナー像として現像される。
【００３１】
上述の４個の画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、中間転写ベルト５が配設されている。中間転写ベルト５は、駆動ローラ（第１の接触部材）２１と、テンションローラ（張架ローラ）２２と、二次転写内ローラ２３とに掛け渡されており、駆動ローラ２１の同図中の時計回りの回転により、矢印Ｒ５方向に回転駆動（移動）される。また、中間転写ベルト５の内側における、各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する位置には、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが配設されている。中間転写ベルト５は、これら一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによって感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ表面に押圧されており、これにより、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと中間転写ベルト５との間には、一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１が形成されている。また、中間転写ベルト５の外側における二次転写内ローラ２３に対応する位置には、二次転写外ローラ２４が配設されている。中間転写ベルト５は、二次転写内ローラ２３によって二次転写外ローラ２４に押圧されることにより、二次転写外ローラ２４との間に二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２を形成している。
【００３２】
上述の各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト５上にそれぞれの一次転写部Ｔ１において順次に一次転写されていく。これにより、中間転写ベルト５上で４色のトナー像が重ね合わされる。トナー像転写後の各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、表面に残ったトナー（転写残トナー）がクリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋによって除去され、次のトナー像の形成に供される。
【００３３】
上述の中間転写ベルト５上で重ねられた４色のトナー像は、中間転写ベルト５の矢印Ｒ５方向の回転に伴って二次転写部Ｔ２に搬送される。一方、給紙カセット１３又は給紙カセット１４に収納されていた記録材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）は、給紙ローラ１３又は給紙ローラ１４によって給紙され、搬送ローラによってレジストローラ１５に搬送される。この記録材Ｐは、上述の中間転写ベルト５上の４色のトナー像にタイミングを合わせるようにして、レジストローラ１５により二次転写部Ｔ２に供給される。記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過する際に、二次転写内ローラ２３と二次転写外ローラ２４との間に転写バイアスが印加され、これにより中間転写ベルト５上の４色のトナー像は、一括で記録材Ｐに二次転写される。
【００３４】
トナー像転写後の記録材Ｐは、定着装置９に搬送され、ここで定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとによって加熱・加圧されて、表面にトナー像が定着される。これにより、４色フルカラー画像が形成される。一方、トナー像転写後の中間転写ベルト５は、表面に残ったトナー（転写残トナー）が中間転写体クリーナ１０によって除去され、次の画像形成に供される。
【００３５】
なお、同図中の符合８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、各色の現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに補給するためのトナーが収納されたトナー補給容器である。
【００３６】
次に、イエローのトナー像を形成する画像形成ステーションＹについて、各部材等の構成、及び画像形成条件を説明する。なお、他の色の画像形成ステーションＭ，Ｃ，Ｋもイエローの画像形成ステーションＹと同様の構成であるので、説明は適宜省略する。
【００３７】
イエローの現像装置４Ｙは、図１に示す現像容器４１内のトナー搬送機構（不図示）によってトナーを攪拌しながら現像スリーブ４２にトナーを搬送し、現像スリーブ４２の外周に圧接された規制ブレード（不図示）によって現像スリーブ４２の外周にトナーを薄層塗布する。この攪拌、搬送、規制によってトナーに電荷が付与される。電荷が付与されたトナーは、現像スリーブ４２に対して、ＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳した現像バイアスを印加することにより感光ドラム１Ｙ上の静電潜像に付着されて静電潜像を現像する。上述の現像スリーブ４２は、感光ドラム１Ｙに対向した位置に微小間隔（約３００μｍ）を隔てて配置される。
【００３８】
本実施の形態では、感光ドラム１Ｙの電位、現像スリーブ４２の電位、及び一次転写ローラ６Ｙに印加される電位は以下に述べるように設定される。
【００３９】
温度２３℃、相対湿度５０％Ｒｈ環境下では、帯電ローラ３Ｙに対して、−４５０ＶのＤＣバイアスにピーク間電圧９００Ｖｐ−ｐのＡＣバイアスを重畳した交流バイアスを印加することで、感光ドラム１Ｙの表面電位を−４５０Ｖとなるように制御を行っている。
【００４０】
一方、現像スリーブ４２には、−３００ＶのＤＣ成分にピーク間電圧１．２ｋＶｐ−ｐのＡＣ成分を重畳した交流バイアスを印加している。なお、このときのＡＣ成分の波形はブランクパルス波形であり、９ｋＨｚのＡＣ波形と、４．５ｋＨｚのブランクとを組み合わせた波形を現像バイアスとして印加している。
【００４１】
感光ドラム１Ｙは、露光装置２Ｙによる露光を受けると、最大濃度画像となる静電潜像を形成する箇所において、−２００Ｖの明部電位となる。
【００４２】
このとき、一次転写ローラ６Ｙに、一次転写バイアスとして４００Ｖの電位を与えることで、一次転写ローラ６Ｙと感光ドラム１Ｙの明部との電位差（一次転写コントラスト）が６００Ｖになる。この一次転写コントラストによって、感光ドラム１Ｙ上の負極性のトナーが中間転写ベルト５上へ一次転写される。
【００４３】
中間転写ベルト５は、厚さ８５μｍのポリイミド樹脂フィルムを基材としており、カーボンブラックを分散させて、表面抵抗率で１×１０^１２Ω／□、体積抵抗率で１×１０^９．５Ω・ｃｍとなるように抵抗調整した。中間転写ベルト５の周長は８９５ｍｍとし、駆動速度（プロセススピード）を１３０ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００４４】
二次転写外ローラ２４は、外径１２ｍｍの鋼鉄製の芯金に、発泡処理をしたＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）を基材とする発泡ゴム層を設けたスポンジローラとし、ＮＢＲゴム層を含めた外径を２４ｍｍとした。ローラの抵抗値は、温度２３℃、相対湿度５０％Ｒｈ環境下で、１０^７．５Ω（２ｋＶ印加時）となるように、イオン伝導性の抵抗調整剤を分散させることで抵抗調整を行った。
【００４５】
本実施の形態の画像形成装置において、一次転写はイエロー，マゼンダ，シアン，ブラックの４色成分のトナー像を形成するため４箇所の一次転写部Ｔ１で行っている。したがって、本実施の形態では、中間転写ベルト５の一次転写直近下流に位置する、第１の接触部材は、駆動ローラ２１となる。
【００４６】
本実施の形態の画像形成装置において、中間転写ベルト５のスラスト方向（幅方向：回転方向に直交する方向）にブラックトナーを用いて線画を形成し、トナーの飛び散りの有無を確認した。
【００４７】
上述したように、図１に示す画像形成装置について、中間転写ベルト５の回転方向に沿っての最下流のブラックの画像形成ステーションＫの一次転写部Ｔ１の下流側で、中間転写ベルト５に接触して配設された部材のなかで、ブラックの一次転写部Ｔ１に最も近接している部材は、駆動ローラ２１である。
【００４８】
このとき、図２に示すように、ブラックの画像形成ステーションＫの一次転写ローラ６ｋと駆動ローラ２１の軸間距離をＬ（ｍｍ）、一次転写ローラ６ｋに印加される一次転写バイアスをＶｔｒ（ｋＶ）、中間転写ベルト５の表面抵抗率をρ（Ω／□）、中間転写ベルト５のプロセススピードをｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、以上の各パラメータについて、図９に示すように設定し、中間転写ベルト５上の線画が２１に差し掛かる直前での線画の太りを確認した。
【００４９】
図９に示した、１４通り（実施例１〜５、比較例１〜９）の各パラメータの設定に対し、線画の太りの有無を調べた。同図中の線画の太りの判断基準について、○は太りが発生しなかったもの、△は太りが発生したものの軽微であり実用上問題のないもの、×は目視で太りが確認でき画像劣化として認識されるレベルにあることを意味する。なお、同図においては、実用上問題のないパラメータの組み合わせを、実施例１〜５とし、問題のある組み合わせを比較例１〜９とした。
【００５０】
上述の各パラメータについて、線画の太りに対し寄与していることが認められた。
【００５１】
すなわち、一次転写バイアスＶｔｒが高くなるほど、線画の太りには厳しくなる（顕著になる）。
【００５２】
駆動ローラ２１での剥離放電によって線画の飛び散りに代表されるような、トナー飛散減少は、図１に示すような画像形成装置においては、中間転写ベルト５が駆動ローラ２１に接触する際の中間転写ベルト５裏面の電位と、また中間転写ベルト５が駆動ローラ２１から剥離（離間）する際の中間転写ベルト５裏面の電位に依存すると想定される。いずれも、接地された駆動ローラ２１との電位差を小さくすることで、剥離放電が発生しにくくなり、トナー飛散を緩和できるものと推測できる。
【００５３】
中間転写ベルト５がブラックの画像形成ステーションＫの一次転写部Ｔ１を通過した直後は、中間転写ベルト５の裏面電位は、一次転写ローラ６Ｋ表面の電位と等しい状態である。中間転写ベルト５は、接地された駆動ローラ２１と接触する部位において、高い電位を保持することで、駆動ローラ２１との間に放電を発生し、トナー飛散につながるものと考えられる。
【００５４】
また、一次転写ローラ６Ｋと駆動ローラ２１の軸間距離Ｌについても、短いほど線画の太りには不利であり、またプロセススピードが速くなるほど線画の太りには不利である。一次転写部Ｔ１を通過後、駆動ローラ２１に至るまでの間に、中間転写ベルト５の裏面電位が減衰することが考えられ、一次転写部Ｔ１において付与された電位よりも、トナー像が飛び散らない範囲で裏面電位が減衰するほうが、トナー飛散には有利であるためであると考えられる。
【００５５】
中間転写ベルト５の裏面電位は、ブラックの画像形成ステーションＫにおいて、一次転写ローラ６Ｋに印加された一次転写バイアスＶｔｒと同電位になる。その後、駆動ローラ２１に至るまでに要する時間は、一次転写ローラ６Ｋと駆動ローラ２１の軸間距離Ｌ（ｍｍ）と、中間転写ベルト５のプロセススピードｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）を用いて、Ｌ／ｓ（ｓｅｃ）で表せる。また、駆動ローラ２１に至るまでに中間転写ベルト５の裏面電位が減衰する際の特性時間は、中間転写ベルト５の表面抵抗率ρ（Ω／□）にほぼ比例するものとみなして考える。
【００５６】
このとき、どれほどの減衰量になるかを表す指標として、Ｖｔｒ×ｅｘｐ^{−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）}なる指標を導入し、この自然対数、すなわちｌｎ（Ｖｔｒ）−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）を、減衰度として定義する。
【００５７】
この減衰度は、一次転写ローラ６Ｋによって与えられた裏面電位がどれほどアースに向けて減衰するかを表す指標であり、小さ過ぎれば過ぎるほど駆動ローラ２１上流での放電によるトナー飛散を、また一方で小さすぎれば中間転写ベルト５上でのトナー飛散を発生することを示す指標である。
【００５８】
図９から明らかなように、減衰度が−１．０よりも小さく、かつ−２．０よりも大きな値をとるときに、駆動ローラ２１上流での、中間転写ベルト５裏面で発生する放電によるトナー飛散や、中間転写ベルト５が裏面電荷を保持できずに中間転写ベルト５上でトナーが飛散してしまうことを防ぐことができる構成を得ることができる。
【００５９】
次に、中間転写ベルト５がさらに搬送され、駆動ローラ２１から剥離する際の線画の太りの有無について、各パラメータを図１０に示すように設定して確認した。このとき、設定したパラメータは、中間転写ベルト５の表面抵抗率ρ（Ω／□）、駆動ローラ２１の直径Ｒ（ｍｍ）、及び中間転写ベルト５の駆動ローラ２１への巻きつけ角θ（ｄｅｇ）である。
【００６０】
図１０に示した、１２通り（実施例６〜１０、比較例１０〜１６）の各パラメータの設定に対し、線画の太りの有無を調べた。同図中、線画の太りの判断基準について、○は太りが発生しなかったもの、△は太りが発生したものの軽微であり実用上問題のないもの、×は目視で太りが確認でき画像劣化として認識されるレベルにあることを意味する。なお、同図においては、実用上問題のないパラメータの組み合わせを、実施例６〜１０とし、問題のある組み合わせを比較例１０〜１６とした。
【００６１】
このときも、上述のパラメータに対して、線画の太りの発生に有意差が認められた。
【００６２】
すなわち、駆動ローラ２１の直径が太くなると、線画の太りに厳しくなる（線画の太りが顕著となる）。これは、図３に示すような、駆動ローラ２１下流において、中間転写ベルト５と駆動ローラ２１とが剥離する箇所（放電ギャップｇ）において、放電が起こる際に、パッシェン則に従ったギャップが空いた箇所において放電が発生するからである。このとき、駆動ローラ２１の径が大きい場合には、曲率が小さくなることから、放電の発生する範囲が広くなり、放電がより発生しやすい状況となることが考えられる。したがって、大径の駆動ローラ２１を用いた場合には、剥離放電の発生する範囲が広く、剥離放電によってトナー飛散がより悪化し、線画の太りがより顕著となるものと考えられる。
【００６３】
一方で、必要以上に細い駆動ローラ２１を用いた場合にも、線画の太りは顕著となる。図４（ａ），（ｂ）に示すように、剥離する際には、接触部材間で電荷のやりとりが行われ、一部の電荷が中和され、剥離帯電量が低下する。これに対し、（ａ）に示すように剥離速度が速くなると、電荷の移動が妨げられることから電荷の中和が起こりにくくなり、結果として剥離帯電量が大きくなる。したがって、小径過ぎるローラでは、剥離速度がより速くなり、剥離する際に電荷の中和が起こりにくくなり、より多くの電荷をもったまま剥離してしまうため、剥離放電がより起こりやすい状態となるためであると考えられる。したがって、適正な駆動ローラ２１の径を選択しないと、剥離放電に伴うトナー飛散がより顕著となることが考えられる。
【００６４】
また、中間転写ベルト５の表面抵抗率が高すぎたり、低すぎたりする場合にも、線画の太りが顕著となる。これは、中間転写ベルト５の表面抵抗率が高すぎる場合には、上述の剥離に伴う電荷の移動が起こりにくくなり、電荷の中和がされず、過大な電荷を保持したまま剥離してしまうため、剥離放電がより発生しやすい状態になる。一方で、表面抵抗率が低すぎる場合には、剥離後に剥離放電が起きて、放電の発生した個所で帯電電荷が一部消滅しても、すぐに中間転写ベルト５表面で電荷ムラを吸収するべく帯電電荷の再配置が行われ、中間転写ベルト５裏面の電荷密度が全面で低下するため、トナー飛散が広範囲で起きるためであると考えられる。したがって、中間転写ベルト５について、適正な表面抵抗率を選択することで、有効に剥離放電に伴うトナー飛散を回避することができる。
【００６５】
以上により、駆動ローラ２１下流において、中間転写ベルト５と駆動ローラ２１とが剥離する際に発生する剥離放電を有効に抑え、線画の太りを発生させない構成として、２０≦ｌｏｇρ×Ｒ×θ／３６０≦２００を満たすことであることは明らかである。
【００６６】
また、線画の太りを確実に防ぐ構成として、より好ましくは、１６０≦ｌｏｇρ×Ｒ×θ／３６０≦２００を満たす範囲での構成とすることで、確実に剥離放電によるトナー飛散を回避することが可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、一次転写部から第１の接触部材に前記中間転写ベルトが初めて接触する位置までの距離をＬ（ｍｍ）、一次転写手段に印加される一次転写バイアスをＶｔｒ（ｋＶ）、中間転写ベルトの移動速度をｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、中間転写ベルトの表面抵抗率をρ（Ω／□）としたときに、これらＬ、Ｖｔｒ、ｓ、ρの値を、−２．０≦ｌｎ（Ｖｔｒ）−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）≦−１．０を満たすように設定することにより、一次転写部において帯電した中間転写ベルトが第１の接触部材との間で放電を発生することに起因するトナー飛散を抑制することができるので、線画の太りなどの画像劣化を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】一次転写部、駆動ローラ（第１の接触部材）近傍の構成、及び各条件を説明する図である。
【図３】接地された駆動ローラから中間転写ベルトが剥離するようすを説明する図である。
【図４】（ａ）は中間転写ベルトの剥離速度が速い場合の、電荷が中和されるようすを示す図である。
（ｂ）は中間転写ベルトの剥離速度が遅い場合の、電荷が中和されるようすを示す図である。
【図５】従来の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図６】中間転写ベルト上に静電的に帯電トナーが担持されるようすを示す図である。
【図７】中間転写ベルトが駆動ローラに接触したとき、及び駆動ローラを通過したときの線画の太りを示す図である。
【図８】中間転写ベルト裏面に、接地された駆動ローラが接触することによって中間転写ベルト表面のトナーが飛散するようすを説明する図である。
【図９】ベルト表面抵抗率、一次転写バイアス、軸間距離、プロセススピード、減衰度を種々に変化させた場合の、線画の太りの有無を示す図である。
【図１０】ベルト表面抵抗率、駆動ローラ直径、巻きつけ角、ｌｏｇρを種々に変化させた場合の、線画の太りの有無を示す図である。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ像担持体（感光体、感光ドラム）
５　　　　　中間転写ベルト
２１　　　　第１の接触部材（駆動ローラ）
Ｌ　　　　　一次転写部から第１の接触部材に中間転写ベルトが初めて接触する位置までの距離（軸間距離）
Ｐ　　　　　他部材（記録材）
Ｒ　　　　　第１の接触部材の直径
Ｒ５　　　　中間転写ベルトの移動方向（回転方向）
ｓ　　　　　前記中間転写ベルトの移動速度
Ｔ１　　　　一次転写部（一次転写ニップ部）
Ｖｔｒ　　　一次転写手段に印加される一次転写バイアス
θ　　　　　第１の接触部材に対する巻きつけ角
ρ　　　　　中間転写ベルトの表面抵抗率

Claims

電荷を有するトナーによって像担持体上に形成されたトナー像を一次転写部において中間転写ベルト上に一次転写し、前記中間転写ベルト上に転写されたトナー像をさらに他部材に転写する画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの移動方向に沿っての前記一次転写部の下流側に配設されて前記中間転写ベルトに接触する部材であって、前記一次転写部に最も近接して配置された第１の接触部材を有し、
前記一次転写部から前記第１の接触部材に前記中間転写ベルトが初めて接触する位置までの距離をＬ（ｍｍ）、一次転写手段に印加される一次転写バイアスをＶｔｒ（ｋＶ）、前記中間転写ベルトの移動速度をｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記中間転写ベルトの表面抵抗率をρ（Ω／□）としたときに、これらＬ、Ｖｔｒ、ｓ、ρの値を、
−２．０≦ｌｎ（Ｖｔｒ）−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）≦−１．０
を満たすように設定した、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記第１の接触部材の直径をＲ（ｍｍ）とし、前記中間転写ベルトの前記第１の接触部材に対する巻きつけ角をθ（ｄｅｇ）としたときに、これらＲ、θの値を、
２０≦ｌｏｇρ×Ｒ×θ／３６０≦２００
を満たすように設定した、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第１の接触部材の直径をＲ（ｍｍ）とし、前記中間転写ベルトの前記第１の接触部材に対する巻きつけ角をθ（ｄｅｇ）としたときに、これらＲ、θの値を、
１６０≦ｌｏｇρ×Ｒ×θ／３６０≦２００
を満たすように設定した、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。