JP2004252134A

JP2004252134A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004252134A
Application number: JP2003042258A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yoshida; 健吉田; Yuji Sawai; 雄次澤井; Hiromi Ogiyama; 宏美荻山; Atsushi Takehara; 淳竹原; Shin Kayahara; 伸茅原; Shinji Kato; 真治加藤; Kouko Fujiwara; 香弘藤原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】中間転写体によっては、繰り返し転写バイアスが印加されることにより、中間転写体が電気的なハザードを受け、抵抗の変化が生じることがある。中間転写体のバイアス印加面の表面抵抗率に変化が生じてしまうと、適正な転写バイアス値などの転写条件が変わってしまい、画像が劣化する場合がある。同様に、中間転写体の体積抵抗率に変化が生じると、転写条件が変わったり画像ムラが生じたりする場合がある。
【解決手段】中間転写体として、該中間転写体の表面抵抗率を、電圧印加と接地除電を１０００回繰り返す抵抗測定方法によって所定の条件１で測定したとき、１回目と１０００回目の測定値の対数の差の絶対値が、０．５［ｌｏｇ（Ω／□）］以下であるものを用いると許容限界以上の画質の画像が得られる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、特にカラー画像形成装置における転写ベルト関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中間転写方式の画像形成装置としては、像担持体、中間転写体、更に像担持体上のトナー像を中間転写上に転写する一次転写手段、中間転写上の一次転写トナー像を転写材上に転写する二次転写手段を備えたものが知られている。像担持体は、画像情報に応じたトナー像を担持するもので、例えば感光体が用いられる。中間転写体は、例えば複数本のローラに掛け渡された無端状の中間転写ベルトが用いられる。また、一次転写手段としては、感光体と中間転写ベルトの間に形成する転写電界が用いられ、二次転写手段には、中間転写ベルトと転写材との間に形成する転写電界が用いられる。
【０００３】
ところが、中間転写方式の画像形成装置において、画像形成を何回も重ねると、経時で転写性が低下したり、転写ムラが生じる場合があることがわかった。
この問題が発生する原因の一つは、画像形成を何回も重ねることで、中間転写ベルトのバイアス印加面の表面抵抗率が経時で変化することである。バイアス印加面の表面抵抗率が変化すると、適正な転写バイアス値など転写条件が変わって転写性が悪くなったり、部分的に変化する場合はそれが転写ムラとなる。
【０００４】
原因のもう一つは、画像形成を何回も重ねることで、中間転写ベルトの体積抵抗率が経時で変化することである。中間転写ベルトの体積抵抗率が変化すると、バイアス印加面の表面抵抗率が変化した場合と同じように、適正な転写バイアス値など転写条件が変わって転写性が悪くなったり、部分的に変化する場合はそれが転写ムラとなったりする。
【０００５】
この抵抗変化は、中間転写ベルトが転写バイアス印加などで電気的な悪影響、いわゆるハザードを受けることによって生じることがわかっている。
中間転写体の経時抵抗変化に起因する転写性能の劣化を防止するために、中間転写体の抵抗に依存する情報を検出し、この情報を加味して転写手段への印加バイアスを制御するものが知られている（例えば特許文献１、２参照。）。
【０００６】
しかし、中間転写体はトナーや紙の影響により、抵抗変化が均一には起こらないことがあり、この場合は、転写バイアスを制御する方法では転写ムラの問題は解決できない。また、抵抗が下がることによって中間転写体の表面を電流が伝って流れて、他の転写手段を阻害する問題は解決できない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０８−０５４７８９号公報（第５頁、段落００３３〜００３５、第１図）
【特許文献２】
特開平０９−２８１８１４号公報（第６頁、段落００３８、第４図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
中間転写体によっては、繰り返し転写バイアスが印加されることにより、中間転写体が電気的なハザードを受け、抵抗の変化が生じることがある。中間転写体のバイアス印加面の表面抵抗率に変化が生じてしまうと、適正な転写バイアス値などの転写条件が変わってしまい、画像が劣化する場合がある。また、トナーや紙などの影響で、中間転写体の裏面の表面抵抗率にムラが生じてしまうと、そのムラが画像ムラになる場合もある。
【０００９】
中間転写ベルトのバイアス印加面の表面抵抗率が経時で低下してしまうと、転写バイアスを印加した時にバイアス印加面を電流が流れやすくなり、この電流量が多いと、転写に使われる電流が少なくなって転写性が悪くなったり、非転写領域での転写電界が強くなって転写チリの原因となる可能性がある。
像担持体を複数有するタンデム方式の画像形成装置では、複数ある一次転写手段同士の距離が短くなるため、バイアス印加面の表面抵抗率が低いと、中間転写体の表面を電流が流れやすくなり、この電流量が多いと、一次転写手段同士で転写を阻害し合う可能性がある。
【００１０】
二次転写バイアス印加を中間転写体に対して裏面から行う画像形成装置では、中間転写体の裏面を伝って電流が流れやすく、この電流量が多いと、転写に使われる電流が少なくなって転写性が悪くなったり、非転写領域での転写電界が強くなって転写チリの原因となったりする可能性がある。
中間転写体の体積抵抗率に変化が生じると、裏面の表面抵抗率と同じく、転写条件が変わったりムラが生じたりする場合がある。
一次転写時に印加される電圧が、トナー像の面積やトナー層の厚さによって影響を受ける場合、画像面積が小さい時と大きい時、あるいは単色像と色重ね像では転写性が異なり、転写不足や転写過多が生じるおそれがある。
本発明は、上記の様な経時での中間転写ベルト表面、体積抵抗率変化に起因する転写不良を防止できる画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、像担持体と、中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体の転写面に転写する一次転写手段と、前記トナー像を前記中間転写体から転写材に転写する二次転写手段とを備え、前記一次転写手段が、前記転写面に対する裏面にバイアスを印加する一次転写バイアス印加手段を有する、間接転写方式の画像形成装置において、前記中間転写体として、該中間転写体の表面抵抗率を、電圧印加と接地除電を１０００回繰り返す抵抗測定方法によって所定の条件１（印加電圧ｖ１は２００Ｖ、印加時間ｔ１は６０秒、除電時間ｔ２は１０秒、繰り返し回数Ｎ１は１０００回）で測定したとき、１回目と１０００回目の測定値の対数の差の絶対値が、０．５［ｌｏｇ（Ω／□）］以下であるものを用いることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１に記載の画像形成装置において、前記像担持体と前記一次転写手段は複数組あり、該複数の像担持体上のトナー像をそれぞれ対応する前記１次転写手段によって前記中間転写体に順次転写することを特徴とする。
請求項３の発明では、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記二次転写手段は、二次転写バイアス印加手段を有し、該二次転写バイアス印加手段は前記中間転写体に対して、裏面からバイアス印加を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記中間転写体の体積抵抗率を、体積抵抗率測定方法によって所定の条件２（印加電圧ｖ２は５０Ｖ、印加時間ｔ３は６０秒、除電時間ｔ４は１０秒、繰り返し回数Ｎ２は１０００回）で測定したとき、１回目と１０００回目の測定値の対数の差の絶対値が、２．１［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］以下であるものを用いることを特徴とする。
請求項５の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記一次バイアス印加手段を定電圧制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明では、像担持体と、転写搬送ベルトと、前記像担持体上のトナー像を前記転写搬送ベルトによって搬送される転写紙に転写する転写手段とを備え、前記転写手段が、前記転写搬送ベルトの前記転写紙の搬送面に対する裏面にバイアスを印加する転写バイアス印加手段を有する、直接転写方式の画像形成装置において、前記転写搬送ベルトとして、該転写搬送ベルトの表面抵抗率を、電圧印加と接地除電を１０００回繰り返す抵抗率測定方法によって所定の条件３（印加電圧ｖ１は２００Ｖ、印加時間ｔ１は６０秒、除電時間ｔ２は１０秒、繰り返し回数Ｎ１は１０００回）で測定したとき、１回目と１０００回目の測定値の対数の差の絶対値が、０．５［ｌｏｇ（Ω／□）］以下であるものを用いることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明では、請求項６に記載の画像形成装置において、前記像担持体と前記転写手段は複数組あり、該複数の像担持体上のトナー像をそれぞれ対応する前記転写手段によって前記転写紙に順次転写することを特徴とする。
請求項８の発明では、請求項６または７に記載の画像形成装置において、前記転写搬送ベルトの体積抵抗率を、体積抵抗率測定方法によって所定の条件４（印加電圧ｖ２は５０Ｖ、印加時間ｔ３は６０秒、除電時間ｔ４は１０秒、繰り返し回数Ｎ２は１０００回）で測定したとき、１回目と１０００回目の測定値の対数の差の絶対値が、２．１［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］以下であるものを用いることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に実施の形態に従って本発明を説明する。
図１は本発明を適用しうる間接転写方式の画像形成装置の一例を示す図である。
同図において符号１００は画像形成装置としてのタンデム型中間転写式の電子写真装置の本体、２００は該本体を載せる給紙テーブル、３００は本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）をそれぞれ示す。添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の各色をそれぞれ示す。その他の符号は以下の説明中で直接参照する。
【００１７】
本体１００には、中央付近に、無端ベルト状の中間転写ベルト１０を設ける。中間転写ベルト１０は、図示例では３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、３つのなかで第２の支持ローラ１５の左に、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７を設ける。クリーニング装置１７は画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する。
【００１８】
第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成手段１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ（以下１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのように略記する。）を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０を構成する。そして、そのタンデム画像形成装置２０の上には、図１に示すように、さらに露光装置２１を設ける。
【００１９】
タンデム画像形成装置２０の各画像形成手段１８は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色トナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有している。また、感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから中間転写ベルト１０にトナー像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向するように一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ６２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。
また、支持ローラ１４は中間転写ベルトを回転駆動する駆動ローラである。ブラック単色画像を中間転写ベルト上に形成する場合には、駆動ローラ以外の支持ローラ１５、１６を移動させて、イエロー、シアン、マゼンタの感光体４０Ｙ、Ｍ、Ｃを中間転写ベルトから離間させる。
【００２０】
本実施形態のようなタンデム型ではなく、感光体が一つしかない装置においては、ファーストコピー速度を早くするために、最初にブラックの作像をするのが一般的である。この場合は、ブラック画像の作像後、原稿がカラーの場合のみ残りの色の作像を行う。
【００２１】
中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写べルト２４を掛け渡して構成し、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当て可能に配置し、中間転写ベルト１０上の画像を転写紙としての図示しないシートｓに転写する。
２次転写装置２２の横には、シートｓ上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
【００２２】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートｓをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなるので、他の工夫を加える。
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートｓの両面に画像を記録すべくシートｓを反転するシート反転装置２８を備える。
【００２３】
いまこのカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００２４】
不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００２５】
不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、それらの単色画像を転写部６２で順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００２６】
不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートｓを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートｓを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００２７】
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートｓを送り込み、２次転写装置２２で転写してシートｓ上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートｓは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００２８】
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートｓの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【００２９】
例えば，導電性ゴムローラを用いてバイアスを印加する。径φ１８で、表面を１ｍｍ厚みの導電性ＮＢＲゴムとする。電気抵抗はゴム材の体積抵抗率で１０^９Ωｃｍ程度であり、印加電圧はトナーを転写する側（表側）には−８００Ｖ程度の電圧を印加する。
紙裏面側は＋２００Ｖ程度の電圧を印加する。ただし、一般的に中間転写方式は紙粉が感光体にまで移動しにくいため、紙粉転写を考慮する必要が少なくアースになっていても良い。
また、印加電圧として、ＤＣバイアスが印加されているが、これはシートｓをより均一帯電させるためＤＣオフセット成分を持ったＡＣ電圧でも良い。
【００３０】
このようにバイアスを印加したレジストローラ４９を通過した後の紙表面は、若干マイナス側に帯電している。よって中間転写ベルト１０からシートｓへの転写では、レジストローラ４９に電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり転写条件を変更する場合がある。
【００３１】
ところで、本実施形態１のような中間転写方式の電子写真装置において、画像形成を何回も繰り返すと、経時で転写性が低下したり、転写ムラが生じる場合があることがわかった。
この問題が発生する原因の一つは、画像形成を何回も繰り返すことで、中間転写ベルトのバイアス印加面の表面抵抗率が経時で変化することである。バイアス印加面の表面抵抗率が変化すると、適正な転写バイアス値など転写条件が変わって転写性が悪くなったり、部分的に変化する場合はそれが転写ムラとなる。
【００３２】
原因のもう一つは、画像形成を何回も繰り返すことで、中間転写ベルトの体積抵抗率が経時で変化することである。中間転写ベルトの体積抵抗率が変化すると、バイアス印加面の表面抵抗率が変化した場合と同じように、適正な転写バイアス値など転写条件が変わって転写性が悪くなったり、部分的に変化する場合はそれが転写ムラとなる。
この抵抗変化は、中間転写ベルトが転写バイアス印加などで電気的なハザードを受けることによって生じることがわかっている。
そこで、本実施形態１では、上記の様な経時での中間転写ベルト表面、体積抵抗率変化に起因する転写不良を防止できる構成を有している。次にその具体的な構成と効果について説明する。
【００３３】
〔実施例１〕
実施例１では１０種類のベルトを作成し、中間転写ベルト１０とした。ベルトの径時変化を調べる方法として、ベルトの表面抵抗率を、所定の条件下で電圧印加と接地除電を１０００回繰り返す抵抗測定方法を用いる。測定の結果、（１０００回目測定値の対数）−（１回目測定値の対数）［ｌｏｇ（Ω／□）］を抵抗変化量と呼ぶことにする。ただし、対数は常用対数とする。
本測定方法によって測定したところ、抵抗変化量が増加したものは、０．０１ないし０．５５［ｌｏｇ（Ω／□）］の５種類であった。これらを値の小さい順にＮｏ．１〜Ｎｏ．５とした。同様に、差が減少したものは０．１ないし０．５６［ｌｏｇ（Ω／□）］の５種類であった。これらも値（絶対値）の小さい順にＮｏ．６〜Ｎｏ．１０とした。
【００３４】
図２は電圧印加表面抵抗率測定装置の概要図である。
電圧を繰り返し印加して中間転写ベルトの表面抵抗率を測定する装置には、図２に示す繰り返し電圧印加表面抵抗率測定装置を用いた。この装置は、中間転写ベルト片面にプローブを押し当て、電極１から所定の電圧ｖ１〔Ｖ〕を印加し、電極２に流れる電流を電流計によって測定することで表面抵抗率を算出する。測定装置は三菱化学製ハイレスタ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）高抵抗計を用い、プローブは同社のＵＲＳプローブ（ＭＣＰ−ＨＴＰ１４）を用いた。
【００３５】
上記測定器では、電圧の印加時間ｔ１［ｓｅｃ］を自由に設定することができ、電圧印加後、スイッチを切り替え、電極１を接地することで中間転写ベルトを除電できる。また、自由に設定した除電時間ｔ２［ｓｅｃ］のあと自動で再びスイッチを元に戻して電圧印加を行うことができる。この電圧印加の繰り返し回数Ｎ１［回］も自由に設定することができる。繰り返し電圧を印加するという方法は、実際の電子写真装置における、中間転写ベルトが受ける電気的ハザードを想定するものである。これを絶えず連続的に印加してしまうと、例えば中間転写ベルトが積層構造である場合には、層の界面に電荷が蓄積されて、時間経過とともにその電荷が電流の流れを妨げて、電流を流して電気的ハザードを与えるという目的からすれば、非効率的となってしまう。
尚、電圧印加には高圧電源Ｔｒｅｋ製ＣＯＲ−Ａ−ＴＲＯＬ（６１０Ｃ）、電流計にはアドバンテスト製デジタルエレクトロメータＴＲ８６５２を用いた。
【００３６】
中間転写ベルト１０のバイアス印加面の表面抵抗率変化量と、転写性との関係について調べた結果について説明する。
表１は、図１に示す電子写真装置を用い、表面抵抗率変化量が増加傾向で程度の異なる５つの中間転写ベルト１０のＮｏ．１〜５を用いて画像形成を連続で行い、１０万枚目に得られた画像上での転写性ランクを数値評価した結果である。
【００３７】
図３は、電圧印加表面抵抗率測定装置による測定結果を示すグラフである。
すなわち、用いた５つの中間転写ベルト１０のＮｏ．１〜５の表面抵抗率変化量を、図２の繰り返し電圧印加表面抵抗率測定装置によって測り、測定結果をグラフ化したものである。このとき、所定条件１として、印加電圧ｖ１は２００Ｖ、印加時間ｔ１は６０秒、除電時間ｔ２は１０秒、繰り返し回数Ｎ１は１０００回とした。転写性ランクの評価は、転写レベルで１〜５の５段階とした。転写性ランクと画質との関係を見ると、ランク５は品質に問題ないが、ランク４は画像品質の許容限界であった。
【００３８】
【表１】

【００３９】
表１の結果より、抵抗変化量が０．５０までは許容する限界にとどまっているが、０．５５となったＮｏ．５の中間転写ベルト１０を用いた場合、転写ムラと画像濃度が許容できない状態であった。これより、図２の繰り返し電圧印加表面抵抗率測定装置を用いて、抵抗変化量が０．５［ｌｏｇ（Ω／□）］以下である中間転写ベルト１０を用いた場合に、転写ムラと画像濃度を許容範囲内に収めることができることがわかる。
【００４０】
表２は、図１に示す電子写真装置を用い、表面抵抗率変化量が減少傾向で程度の異なる５つの中間転写ベルト１０のＮｏ．６〜１０を用いて画像形成を連続で行い、１０万枚目に得られた画像上での転写性ランクを数値評価した結果である。ただし、抵抗変化量は絶対値で示してある。
図４は、電圧印加表面抵抗率測定装置による測定結果を示すグラフである。
用いた５つの中間転写ベルト１０のＮｏ．６〜１０の表面抵抗率変化量を、図２の繰り返し電圧印加表面抵抗率測定装置によって測り、測定結果をグラフ化したものである。
【００４１】
【表２】

【００４２】
表２の結果より、抵抗変化量が０．４９までは許容する限界にとどまっているが、０．５６となったＮｏ．１０の中間転写ベルトを用いた場合、転写ムラと画像濃度が許容できない状態であった。これより、図２の繰り返し電圧印加表面抵抗率測定装置を用いて、抵抗変化量が０．４９［ｌｏｇ（Ω／□）］以下である中間転写ベルト１０を用いた場合に、転写ムラと画像濃度を許容範囲内に収めることができることがわかる。
【００４３】
図３と図４は抵抗変化の傾向が正負逆であるが、その絶対値をとった表１と表２では、非常に傾向が似ている。
図５は表１と表２のデータを１つのグラフに纏めた図である。
このグラフから明らかなように、両グラフは誤差程度の違いしかない。したがって、表面抵抗率の経時の変化量が増加傾向であっても減少傾向であっても、対数の差の絶対値が０．５以下であれば、転写性ランクがほぼ４以上となり、許容限界以上の画質が得られる。
ちなみに、対数の差の絶対値が０．５ということは、１回目と１０００回目の抵抗値の比が約３．１６倍、もしくは３．１６分の１倍になることを意味する。
【００４４】
本実施形態１の電子写真装置は、複数の感光体ドラム４０上のトナー像を中間転写ベルトに順次転写するタンデム型中間転写方式の画像形成装置である。このように、中間転写ベルト１０のワンパス中に複数のトナー像を一次転写する構成においては、一次転写ニップ間が狭くなりがちである。よって、中間転写ベルト１０の裏面の表面抵抗率が低いと、中間転写体の表面を電流が流れやすくなり、この電流量が多いと、一次転写部同士で転写を阻害し合い、その結果転写バイアス値が振れて転写ムラなどの問題が生じる可能性がある。したがって、中間転写ベルトの裏面の表面抵抗率が変化することによって転写ムラなどの問題が生じやすい、このような装置に本発明を適用することは有用性が高い。
【００４５】
〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。尚、実施例２以降において、以下に記載する特徴的な構成以外の電子写真装置の構成については実施例１と同一なので説明を省略する。
実施例２では、実施形態１の電子写真装置における二次転写装置２２は、支持ローラ１６にトナーとは逆極性の二次転写バイアスを印加し、トナーを中間転写ベルト１０上から静電斥力によって転写材上に転写するものとした。このように、二次転写バイアス印加を中間転写ベルト１０に対して、裏面から行う場合、中間転写ベルト１０の裏面の表面抵抗率が低いと、中間転写ベルト１０の裏面を伝って電流が流れやすく、この電流量が多いと、転写に使われる電流が少なくなって転写性が悪くなったり、非転写領域での転写電界が強くなって転写チリの原因となったりする可能性がある。
【００４６】
したがって、中間転写ベルトの裏面の表面抵抗率が変化することによって問題が生じやすい、このような装置に本発明を適用することは有用性が高い。また、このような二次転写バイアス印加を中間転写ベルト１０に対して裏面から行う装置を用いることにより、転写材を介してバイアス印加を行うことがなくなるため、転写材の抵抗状態に対する転写性の影響を少なくすることができる。
【００４７】
〔実施例３〕
次に、実施例３について説明する。
実施例３では９種類のベルトを作成し、中間転写ベルト１０とした。ベルトの径時変化を調べる他の方法として、ベルトの体積抵抗率を、所定の条件下で電圧印加と接地除電を１０００回繰り返す抵抗率測定方法を用いる。測定の結果、（１０００回目測定値の対数）−（１回目測定値の対数）［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］を体積抵抗率変化量と呼ぶことにする。ただし、対数は常用対数とする。
ベルトの体積抵抗率を、所定の条件下で電圧印加と接地除電を１０００回繰り返す抵抗測定方法によって測定したところ、体積抵抗率変化量が増加したものは、０．７４ないし２．８０［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］の５種類であった。これらを値の小さい順にＮｏ．１１〜Ｎｏ．１５とした。同様に、体積抵抗率変化量が減少したものは０．１１ないし２．５３［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］の４種類であった。これらも値（絶対値）の小さい順にＮｏ．１６〜Ｎｏ．１９とした。
【００４８】
図６は電圧印加体積抵抗率測定装置の概要を示す図である。
電圧を繰り返し印加して中間転写ベルトの体積抵抗率を測定する装置には、図４に示す繰り返し電圧印加体積抵抗測定装置を用いた。この装置は、中間転写ベルト片面にプローブを押し当て、電極から所定の電圧ｖ２［Ｖ］を印加し、対向電極に流れる電流を電流計によって測定することで体積抵抗率を算出する。
【００４９】
測定器とプローブは実施例１で示したものと同じものを用いた。電圧の印加時間ｔ３［ｓｅｃ］は自由に設定することができ、電圧印加後、スイッチを切り替え、電極を接地することで中間転写ベルトを除電できる。また、自由に設定した除電時間ｔ４［ｓｅｃ］のあと自動で再びスイッチを元に戻して電圧印加を行うことができる。この電圧印加の繰り返し回数Ｎ２［回］も自由に設定することができる。
尚、電圧印加には高圧電源Ｔｒｅｋ製ＣＯＲ−Ａ−ＴＲＯＬ（６１０Ｃ）、電流計にはアドバンテスト製デジタルエレクトロメータＴＲ８６５２を用いた。
【００５０】
中間転写ベルト１０の体積抵抗率変化量と、転写性ランクとの関係について調べた結果について説明する。
表３は、図１に示す電子写真装置を用い、体積抵抗率変化量が増加傾向で異なる５つの中間転写ベルト１０のＮｏ．１１〜１５を用いて画像形成を連続で行い、１０万枚目に得られた画像上での転写性のランクを数値評価した結果である。
【００５１】
図７は、電圧印加体積抵抗率測定装置による測定結果を示すグラフである。
用いた５つの中間転写ベルト１０のＮｏ．１１〜１５の体積抵抗率変化量を、図６の繰り返し電圧印加体積抵抗率測定装置によって測定し、その測定結果をグラフ化したものである。このとき、所定条件２として、印加電圧ｖ２は５０Ｖ、印加時間ｔ３は６０秒、除電時間ｔ４は１０秒、繰り返し回数Ｎ２は１０００回とした。転写性ランクの評価は、実施例１と同様である。
【００５２】
【表３】

【００５３】
表３の結果より、体積抵抗率変化量が２．１１までは許容する限界にとどまっているが、２．８０となった中間転写ベルト１０を用いた場合、転写ムラと画像濃度が許容できない状態であった。これより、図６の繰り返し電圧印加体積抵抗率測定装置を用いて、体積抵抗率変化量が２．１１［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］以下である中間転写ベルト１０を用いた場合に、転写ムラと画像濃度を許容範囲内に収めることができることがわかる。
【００５４】
次に、表４は、図１に示す電子写真装置を用い、体積抵抗率変化量が減少傾向で程度の異なる５つの中間転写ベルト１０のＮｏ．１６〜１９を用いて画像形成を連続で行い、１０万枚目に得られた画像上での転写性ランクを数値評価した結果である。ただし、体積抵抗率変化量は絶対値で示してある。
図８は、電圧印加体積抵抗率測定装置による測定結果を示すグラフである。
用いた４つの中間転写ベルト１０のＮｏ．１６〜１９の体積抵抗率変化量を、図６の繰り返し電圧印加体積抵抗率測定装置によって測り、測定結果をグラフ化したものである。
【００５５】
【表４】

【００５６】
表４の結果より、体積抵抗率変化量が２．０８までは許容する限界にとどまっているが、２．５３となったＮｏ．１９の中間転写ベルトを用いた場合、転写ムラと画像濃度が許容できない状態であった。これより、図６の繰り返し電圧印加体積抵抗率測定装置を用いて、体積抵抗率変化量が２．０８［ｌｏｇ（Ω／□）］以下である中間転写ベルト１０を用いた場合に、転写ムラと画像濃度を許容範囲内に収めることができることがわかる。
【００５７】
図７と図８は抵抗率変化の傾向が正負逆であるが、その絶対値をとった表３と表４では、非常に傾向が似ている。
図９は表３と表４のデータを１つのグラフに纏めた図である。
このグラフから明らかなように、両グラフはかなり近似度が高く、特に画質の許容限界である転写性ランク４のあたりではほぼ一致している。したがって、体積抵抗率の経時の変化量が増加傾向であっても減少傾向であっても、多少の誤差も考慮すれば、対数の差の絶対値が２．１以下であれば、転写性ランクがほぼ４以上となり、許容限界以上の画質が得られる。
ちなみに、対数の差の絶対値が２．１ということは、１回目と１０００回目の測定値の比が約１２５．９倍、もしくは、１２５．９分の１倍になることを意味する。
【００５８】
以上の結果から、図６の繰り返し電圧印加体積抵抗率測定装置における体積抵抗率変化量が、２．１［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］以下である中間転写ベルト１０を用いることで、画像濃度が低下するほどの体積抵抗率変化を防ぐことができるため、転写ムラと画像濃度低下を防止することができる。
実施例１に記載の実験では、バイアス印加面の表面抵抗率の抵抗変化量が、０．５［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］以下であるものを用いた場合に許容できる画像が得られた（表１、２）が、ここでは体積抵抗率変化量が２．１［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］以下であれば許容できる画像が得られた（表３、４）。
【００５９】
このことより、転写性は中間転写ベルトの表面抵抗率が大きく寄与し、体積抵抗率に関しては、表面抵抗率と比較すると寄与が少ないことがわかった。したがって、良好な転写性を得るためには、中間転写ベルトの体積抵抗率の変化量に関しては、対数の差で２．１［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］以下に抑えれば良く、これ以上抑えることによる中間転写ベルトのコスト上昇を防ぐ効果もある。
【００６０】
〔実施例４〕
次に、実施例４について説明する。
実施例４では、一次バイアス印加手段を定電圧制御する電圧制御手段を有し、その手段によって一次転写ローラに一定の電圧を印加できるようにした。
一次転写時に印加される電圧が、トナー像の面積やトナー層の厚さによって影響を受ける場合、画像面積が小さい時と大きい時、あるいは単色像と色重ね像では転写性が異なり、転写不足や転写過多が生じることがある。それとは別に、中間転写ベルトの抵抗が経時で変わってしまう場合でも、一次転写バイアスが定電流制御である場合には、抵抗が高くなるときには転写電圧が不足し、抵抗が低くなる場合には転写電圧が過多となり、転写性が変わったり、転写ムラが発生することがある。
【００６１】
したがって、中間転写ベルトの表面抵抗率や体積抵抗率が変化することによって転写性に変化が生じやすい、このような装置に本発明を適用することは有用性が高い。また、このような一次バイアス印加手段を定電圧制御する装置を用いることによって、トナー像の面積及びトナー層の厚さによって転写性が変わることがなくなり、転写不足や転写過多での画像の乱れを防止できる。
【００６２】
表５は、図１に示す電子写真装置を用い、中間転写ベルト１０のＮｏ．２０を用いて画像形成を連続で行い、１０万枚目に得られた画像上での画像濃度を評価した結果である。また、用いた中間転写ベルト１０のＮｏ．２０の表面抵抗率変化量は対数表示で０．０１［ｌｏｇ（Ω／□）］であった。測定は図２の繰り返し電圧印加表面抵抗率測定装置で行い、このとき、印加電圧ｖ１は２００Ｖ、印加時間ｔ１は６０秒、除電時間ｔ２は１０秒、繰り返し回数Ｎ１は１０００回とした。同じく体積抵抗率変化量は対数表示で０．７４［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］であった。測定は図６の繰り返し電圧印加体積抵抗測定装置で行い、このとき、印加電圧ｖ２は５０Ｖ、印加時間ｔ３は６０秒、除電時間ｔ４は１０秒、繰り返し回数Ｎ２は１０００回とした。画像濃度の評価は、「○」問題なし、「△」許容する限界、「×」許容できない、の３つのランクで行ったものである。
【００６３】
【表５】

【００６４】
表５の結果より、一次バイアス制御を定電流制御とした場合には、画像面積率が５％のときには画像濃度が許容できないものであったが、定電圧制御を行ったときは、５％、９５％両方のときで画像濃度は問題なしであった。
以上の結果から、一次バイアス制御を定電圧制御することで、画像面積率が異なる場合でも、転写性の違いを抑え、画像濃度の低下を防ぐことができる。
【００６５】
測定に使用した転写ベルトの例を示す。
［例：Ｎｏ．１２］
ポリアミック酸の溶液中にカーボンブラックを分散させ、分散液を金属ドラムに流して乾燥させた後、ドラムから剥離したフィルムを高温度下で伸ばしてポリイミドフィルムを形成し、更に適当な大きさに切り出して、ポリイミド樹脂からなるシームレスベルトを作製した。フィルム成形の一般的な方法としては、カーボンブラックを分散したポリマー溶液を円筒金型に注入して、１００℃〜２００℃に加熱しつつ円筒金型を回転させながら、遠心成形によりフィルム状に成膜する。得られたフィルムを半硬化した状態で脱型して鉄芯に被せて３００℃〜４５０℃でポリイミド化反応を進行させて硬化が行われる。
このベルトの厚みは８０μｍで、表面抵抗率は８．９×１０^１０Ω／□、体積抵抗率は１．５×１０^８Ωｃｍであった。このベルトの体積抵抗率変化量を同じように測定したところ、変化量は１．１８であった。
【００６６】
これまでは、図１に示した間接転写方式の画像形成装置に適用する例で説明してきたが、本発明は直接転写方式の画像形成装置にも適用できる。
図１０は本発明を適用しうる直接転写方式の画像形成装置の一例を示す図である。
シートｓは感光体４０の画像形成にタイミングを合わせて、レジストローラ４９から供給され、転写紙搬送ベルト１０’で搬送されながら、各感光体４０に対向する転写部６２で順次単色像を重ね転写していく。その他の基本動作は間接転写方式とほぼ同様なので、詳細動作は省略する。
本方式の場合も、シートｓに対する画像転写は、間接転写方式における二次転写と同様な条件になるので、本発明を適用することでこれまでに説明した効果がそのまま発揮できる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明により、裏面の経時的な表面抵抗率変化量の少ない中間転写体を選ぶことができ、画像劣化を防止できる。同様に、体積抵抗率変化量の少ない中間転写体を選ぶことができ、経時的な画像劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用しうる間接転写方式の画像形成装置の一例を示す図である。
【図２】電圧印加表面抵抗率測定装置の概要図である。
【図３】電圧印加表面抵抗率測定装置による測定結果を示すグラフである。
【図４】電圧印加表面抵抗率測定装置による測定結果を示すグラフである。
【図５】表１と表２のデータを１つのグラフに纏めた図である。
【図６】電圧印加体積抵抗率測定装置の概要を示す図である。
【図７】電圧印加体積抵抗率測定装置による測定結果を示すグラフである。
【図８】電圧印加体積抵抗率測定装置による測定結果を示すグラフである。
【図９】表３と表４のデータを１つのグラフに纏めた図である。
【図１０】本発明を適用しうる直接転写方式の画像形成装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０転写ベルト
１４支持ローラ
１５支持ローラ
１６支持ローラ
２２２次転写装置
４０感光体ドラム
６２一次転写ローラ

Claims

像担持体と、中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体の転写面に転写する一次転写手段と、前記トナー像を前記中間転写体から転写材に転写する二次転写手段とを備え、前記一次転写手段が、前記転写面に対する裏面にバイアスを印加する一次転写バイアス印加手段を有する、間接転写方式の画像形成装置において、前記中間転写体として、該中間転写体の表面抵抗率を、電圧印加と接地除電を１０００回繰り返す抵抗測定方法によって所定の条件１で測定したとき、１回目と１０００回目の測定値の対数の差の絶対値が、０．５［ｌｏｇ（Ω／□）］以下であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
所定の条件１：
印加電圧ｖ１は２００Ｖ、
印加時間ｔ１は６０秒、
除電時間ｔ２は１０秒、
繰り返し回数Ｎ１は１０００回
請求項１に記載の画像形成装置において、前記像担持体と前記一次転写手段は複数組あり、該複数の像担持体上のトナー像をそれぞれ対応する前記１次転写手段によって前記中間転写体に順次転写することを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記二次転写手段は、二次転写バイアス印加手段を有し、該二次転写バイアス印加手段は前記中間転写体に対して、前記裏面からバイアス印加を行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記中間転写体の体積抵抗率を、体積抵抗率測定方法によって所定の条件２で測定したとき、１回目と１０００回目の測定値の対数の差の絶対値が、２．１［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］以下であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
所定の条件２：
印加電圧ｖ２は５０Ｖ、
印加時間ｔ３は６０秒、
除電時間ｔ４は１０秒、
繰り返し回数Ｎ２は１０００回
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記一次バイアス印加手段を定電圧制御することを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、転写搬送ベルトと、前記像担持体上のトナー像を前記転写搬送ベルトによって搬送される転写紙に転写する転写手段とを備え、前記転写手段が、前記転写搬送ベルトの前記転写紙の搬送面に対する裏面にバイアスを印加する転写バイアス印加手段を有する、直接転写方式の画像形成装置において、前記転写搬送ベルトとして、該転写搬送ベルトの表面抵抗率を、電圧印加と接地除電を１０００回繰り返す抵抗率測定方法によって所定の条件３で測定したとき、１回目と１０００回目の測定値の対数の差の絶対値が、０．５［ｌｏｇ（Ω／□）］以下であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
所定の条件３：
印加電圧ｖ１は２００Ｖ、
印加時間ｔ１は６０秒、
除電時間ｔ２は１０秒、
繰り返し回数Ｎ１は１０００回
請求項６に記載の画像形成装置において、前記像担持体と前記転写手段は複数組あり、該複数の像担持体上のトナー像をそれぞれ対応する前記転写手段によって前記転写紙に順次転写することを特徴とする画像形成装置。
請求項６または７に記載の画像形成装置において、前記転写搬送ベルトの体積抵抗率を、体積抵抗率測定方法によって所定の条件４で測定したとき、１回目と１０００回目の測定値の対数の差の絶対値が、２．１［ｌｏｇ（Ωｃｍ）］以下であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
所定の条件４：
印加電圧ｖ２は５０Ｖ、
印加時間ｔ３は６０秒、
除電時間ｔ４は１０秒、
繰り返し回数Ｎ２は１０００回