JP2006220915A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 二次転写におけるピンホール状の放電跡の発生を抑制可能な転写対向ローラを有し、従来よりも転写対向ローラについて材料的な制約を少なくし、製造コストを削減することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 二次転写部で二次転写ローラと中間転写ベルトを挟んで対抗してニップ部を形成し、中間転写ベルトの内側にその表面層１２ｂが接触し、二次転写部で該二次転写部材とその導電性基体１２ａとの電位差によって二次転写を行う二次転写対向ローラ１２が、表面層１２ｂと導電性基体１２ａとの間に抵抗層としての中間層１２ｃを備えている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは像担持体上に形成された可視像を中間転写体に一次転写し、該中間転写体上の一次転写画像を転写材に二次転写する中間転写方式の画像形成装置に関する。

従来、像担持体としての感光体上に形成された可視像を一次転写部で中間転写ベルト上に一次転写し、中間転写ベルト上に一次転写された可視像を二次転写部で転写紙等の記録体上に二次転写する中間転写方式を用いた画像形成装置が知られている。
このような画像形成装置の二次転写部は、二次転写ニップを形成するために中間転写ベルトの外側には二次転写ローラを備え、中間転写ベルトの内側には転写対向ローラを備えている。二次転写ローラと転写対向ローラとは、二次転写バイアスを印加するために導電性部材から成り、一方のローラから二次転写バイアスを印加し、他方のローラを接地する。二次転写バイアスはどちらから印加してもよい。また、接地に代え、所望の転写電界を確保できる範囲で電圧を印加してもよい。

抵抗の高い記録体や、表面を印刷し一度定着器を通した記録体の裏面に二次転写を行う際に、二次転写ニップ中で二次転写バイアスを印加することにより、記録体の絶縁破壊が起こり、局所的に放電が発生し、画像上にピンホール状に白抜けとなる放電跡が発生するとこがある。
このピンホール状の放電跡を防止するために、中間転写ベルトの表面層に高抵抗層を設けたり、二次転写ローラを積層構造とし、二次転写ローラ表面に高抵抗層を設けたりすることにより、局所的な放電をブロッキングする方法が知られている。
しかしながら、中間転写ベルトや二次転写ローラの表面は繰り返し記録体と接触することに耐え得る耐磨耗性と、記録体と接触し搬送するためのある程度の摩擦係数が必要である。よって、中間転写ベルトや二次転写ローラの表面に高抵抗の薄層を設けると、摩擦係数や耐磨耗性と抵抗値を同時にコントロールする必要があり、材料や製法が限定的になる。材料や製法が限定的になるとコスト高につながる。

一方、ピンホール状の放電跡を防止するために、転写対向ローラ表面に高抵抗層を設けることが考えられる。転写対向ローラの表面に高抵抗層を設ける構成として、特許文献１には転写対向ローラの表面層を高抵抗として、この表面層に電圧印加手段を接触させ、二次転写ニップにバイアスを印加する構成が示されている。また、金属などの導電性基体に高抵抗の表面層を設けた２層構造の転写対向ローラを備え、導電性基体に電圧印加手段を設け、二次転写ニップにバイアスを印加する構成も考えられる。

特開平１０−２５４２６２号公報

しかしながら、転写対向ローラも中間転写ベルトの内側に接触し回転するため、中間転写ベルトや二次転写ローラの表面に高抵抗の薄層を設けるものと同様に、摩擦係数や耐磨耗性と抵抗値を同時にコントロールする必要があり、材料的に制約を受けることになる。材料的に制約を受けるとコスト高につながるおそれがある。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、二次転写におけるピンホール状の放電跡の発生を抑制可能な転写対向ローラを有し、従来よりも転写対向ローラについて材料的な制約を少なくし、製造コストを削減することが可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、可視像を担持する像担持体と、一次転写部で該像担持体から該可視像が一次転写され、二次転写部で記録体に該可視像を二次転写する中間転写ベルトと、該一次転写部で該中間転写ベルトを挟んで該像担持体と対向してニップ部を形成する一次転写部材と、該二次転写部で該中間転写ベルトと対向しニップ部を形成する二次転写部材と、該二次転写部で該二次転写部材と該中間転写ベルトを挟んで対向してニップ部を形成し、該中間転写ベルトの内側にその表面層が接触し、該二次転写部で該二次転写部材とその導電性基体との電位差によって二次転写を行う二次転写対向ローラとを有する画像形成装置において、該二次転写対向ローラは該表面層と該導電性基体との間に抵抗層としての中間層を備えることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記二次転写対向ローラの抵抗変化量が、０．０５Ｌｏｇ［Ω］以上、０．４Ｌｏｇ［Ω］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記中間転写ベルトの体積抵抗率が７．５Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以上、１０．０Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の画像形成装置において、上記二次転写部材はローラ形状の二次転写ローラであり、該二次転写ローラと上記二次転写対向ローラとの合成抵抗が６．５Ｌｏｇ［Ω］以上、９．０Ｌｏｇ［Ω］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、上記二次転写対向ローラは上記中間転写ベルトを駆動する駆動ローラであることを特徴とするものである。

上記請求項１乃至５の画像形成装置においては、二次転写対向ローラが導電性基体と表面層との間に抵抗層としての中間層を備えることによって、二次転写ニップ内での局所的な放電を抑制することできる。中間層によって局所的な放電を抑制するための抵抗が確保されるため、表面層に求められる抵抗を低く設定することができ、材料選択の自由度が広がる。

請求項１乃至５の発明によれば、ピンホール状の放電跡の発生を抑制することができ、且つ、従来よりも転写対向ローラについて材料的な制約を少なくでき、製造コストを削減することできるという優れた効果がある。

以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態の一例として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタ１００という）について説明する。なお、作像部に関してはプロセスカートリッジとして説明する。
まず、プリンタ１００の基本的な構成について説明する。図１は、プリンタ１００の概略構成図である。図において、プリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。プロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、ドラム状の像担持体としての感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置、除電装置、帯電装置、現像装置等を備えている。このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。

帯電装置は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様に帯電せしめる。一様に帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、露光装置７からのレーザ光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置によってＹトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置は、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｍ、Ｃ、Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ、Ｃ、Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋトナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。

図１においてプロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの図中下方には露光装置７が配設されている。
潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお露光装置７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。

露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット２６は、記録体たる転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の二次転写ニップに向けて送り出す。かかる構成の給紙手段においては、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対たるレジストローラ対２８との組合せによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Ｐを収容手段たる紙収容カセット２６から後述の二次転写ニップまで搬送するものである。

プロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの図中上方には、中間転写体たる中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４箇所の一次転写部に４つの一次転写部材としての一次転写バイアスローラ９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを備え、クリーニング装置１０などを備えている。また、二次転写対向ローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。一次転写バイアスローラ９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。一次転写バイアスローラ９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ及び二次転写対向ローラ１２を除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

二次転写対向ローラ１２は、二次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで二次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この二次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。

二次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と二次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。二次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされる。

中間転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部３０との間には、ボトル収容器３１が配設されている。このボトル収容器３１は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを収容する現像剤収容器としてのトナーボトル３２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを収容している。トナーボトル３２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、ボトル収容器３１上にトナー各色毎に上から置くようにして設置する。トナーボトル３２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ内のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーは、それぞれ後述するトナー補給装置により、プロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像装置に適宜補給される。これらのトナーボトル３２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、プロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとはそれぞれ独立してプリンタ１００本体に脱着可能である。

図２は、本実施形態の中間転写ユニット１５及び二次転写部としての二次転写ニップの概略構成図である。図中矢印Ａは転写紙Ｐの搬送方向を示す。
二次転写ニップは、二次転写ローラ１９を接地しており、二次転写バイアス印加手段である二次転写バイアス電源２２から二次転写対向ローラ１２にトナーと同極性の電圧を印加する構成であり、二次転写バイアス電源２２は定電流制御としている。また、二次転写ニップから記録体の搬送方向下流側には除電手段２１を備えている。

図３は本実施形態の二次転写対向ローラ１２の概略断面図である。
二次転写ローラ対向１２は中間転写ベルト８の内側に接触する表面層１２ｂと、二次転写バイアス電源２２によって二次転写バイアスが印加される導電性基体１２ａと、表面層１２ｂと導電性基体１２ａとの間の抵抗層としての中間層１２ｃから構成される。中間層１２ｃが抵抗層としての役割有しているため、表面層１２ｂの材料としては中間層１２ｃの材料よりも体積抵抗率が低い材料を用いることができる。表面層１２ｂの体積抵抗率は、中間層１２ｃの体積抵抗率よりも低いことが好ましく、その下限値は特にない。

［実施例］
実施例として、二次転写ニップを構成する各部材の具体的な構成は以下のとおりである。なお実施例では二次転写対向ローラ１２は中間転写ベルト８を駆動させる駆動ローラとしての役割も有している。
・中間転写ベルト
ポリイミド樹脂単層、厚さ：８０［μｍ］
・二次転写ローラ
表面層：導電性発泡ゴム
外径φ：１７．５［ｍｍ］
軸芯φ：１２［ｍｍ］
・二次転写対向ローラ
表面層：ＥＰゴム（ヤマウチ株式会社：ＥＣ−６０）
厚さ：０．５［ｍｍ］
表面摩擦係数０．６５（０．５〜０．８のバラツキ）
中間層：フッ素含有アクリル樹脂
厚さ：２０［μｍ］
（カーボン含有量で抵抗調整）
外径φ：１７．４５［ｍｍ］
（アルミ中空ミツヤ管＋中間層＋表面層）
・二次転写対向ローラ抵抗変化量：０．３９Ｌｏｇ［Ω］
・中間転写ベルト体積抵抗率：８．３Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］
・二次転写ローラと二次転写対向ローラとの合成抵抗：７．７Ｌｏｇ［Ω］

二次転写ニップを構成する各部材が実施例に示す構成のものであれば、ピンホール状の放電跡が発生せず、ベタ画像の転写性も良好であった。また、ピンホール状の放電跡の発生を防止するために重要な表面層と中間層との抵抗値は、中間層のカーボン含有量で抵抗を調節することができるため、表面層は抵抗値のコントロールを行う必要がない。抵抗値をコントロールする必要がないと、摩擦係数や耐磨耗性のみ所望の状態であればよいので、材料選択の自由度が広がり、低コストにて所望の機能を得ることが可能となる。

ここで二次転写対向ローラの表面摩擦係数、二次転写対向ローラの抵抗変化量、中間転写ベルトの体積抵抗率及び二次転写ローラと二次転写対向ローラとの合成抵抗の測定方法について説明する。

図５はローラの表面摩擦係数の測定方法を示す概略説明図である。図５に示すような測定方法とオイラー法を用いて測定対象である二次転写対向ローラの摩擦係数を求めた。なお、測定した引張り荷重から字式によって摩擦係数μをも止めることができる。
摩擦係数μ＝２／π×Ｌｏｇ（引張り荷重／１００［ｇ］）
二次転写対向ローラの表面摩擦係数は、中間転写ベルトを搬送駆動するため、或いは、中間転写ベルトの走行に追従して従動回転するために必要となる。
特に中間転写ベルトを搬送駆動するためには、摩擦係数は重要であり、少なくともμ＝０．３以上は必要である。また、中間転写ベルトの走行に追従して従動回転するためにはμ＝０．２以上であることが望ましい。

図６はローラの抵抗変化量を求める測定方法を示す概略説明図である。図６のＤＣ電源から電圧（２００［Ｖ］）を印加し、印加した電圧Ｖと電流計により測定した電流Ｉから測定対象である二次転写対向ローラの表面と導電性基体との抵抗値を算出する。電圧印加開始から１秒後と３０秒後との抵抗値の差を二次転写対向ローラの「抵抗変化量」として定義する。
二次転写対向ローラの抵抗変化量が小さすぎると転写に寄与する抵抗が低すぎる状態であり、ピンホール状の放電を抑制することができなくなる。一方、抵抗変化量が大きすぎると転写に寄与する抵抗が高すぎる状態であり、二次転写対向ローラがチャージアップしてしまい、転写性の劣化につながる。

以下、抵抗変化量について説明する。
導電性基体の外側にゴム層を設け、ゴム層表面を高抵抗層で被覆したローラ表面の抵抗の評価は、従来から表面抵抗率の測定で行われている。しかし、表面の複数点に電極を設けて測定する従来の表面抵抗率の測定方法では、抵抗の低い内側のゴム層や導電性基体を含めて測定されるため、正しく表層の抵抗を測定することが出来なかった。また、表層材塗料を金属板に塗装し、表面抵抗率、体積抵抗率で特性の管理を行うこともあるが、ローラの表面に被覆した薄層抵抗と金属板に塗装した薄層抵抗とは必ずしも一致しているものではなく、ローラ表面抵抗のバラツキの原因となっていた。本発明者らが検討した結果、図６を用いて測定方法を説明した抵抗変化量でローラの抵抗を正しく評価することが出来ることが判明した。
なお、上述の説明は導電性基体、ゴム層、高抵抗層の順に積層されたローラの抵抗の評価についてであったが、導電性基体、高抵抗層、ゴム層の順に積層した本実施形態の二次転写対向ローラ１２においても同様のことが言える。
また、二次転写対向ローラ１２では表面層１２ｂの材料選択の自由度を広げるため、抵抗値は規定していない。低抵抗である表面層を用いた場合、従来の表面抵抗率の測定方法で測定すると表面層と導電性基体に電流が流れてしまい、転写性に寄与する抵抗層の抵抗を測定することができない。よって、二次転写対向ローラ１２の抵抗の評価においても抵抗変化量を用いることが有意義である。
図６に示す測定方法で、抵抗測定時に電圧（電流）を印加すると抵抗層中に電荷が溜まる、つまり、抵抗層がチャージアップしていく。抵抗層がチャージアップしていくと、電流が流れにくくなるため、測定上の抵抗は高くなる。
抵抗層の抵抗が高い場合は、抵抗層は誘電体のような働きをしやすいため、電荷を溜めやすく、抵抗変化量は大きくなる。よって、抵抗変化量は抵抗層のチャージアップ度合いを測るものということができる。一方、抵抗が低い場合の表面層や導電性基体は電圧を印加しても電荷をためにくいため、抵抗変化量には寄与しない。また、表面層の抵抗が転写性に寄与するほどの値であれば、電荷を溜めやすく、抵抗変化量の値にも影響を与える。このような抵抗変化量を測定することにより、転写性に寄与するローラの抵抗を正しく評価することが出来る。

中間転写ベルトの体積抵抗率はハイレスタＵＰ（三菱化学製）で、測定用プローブとしてＵＲＳを用いて、測定電圧：１００［Ｖ］、測定時間：１０［ｓｅｃ］の条件で測定した。
中間転写ベルトの体積抵抗率が低すぎると中間転写ベルトに転写電流が流れやすくなり、電流増大のため電源のコストアップを招くおそれがある。さらに、小サイズの記録体に転写する際に、記録体のない領域から電流が漏洩する漏洩電流の増大によって、記録体のある転写部に所望の電界を形成しずらくなる恐れがある。一方、中間転写ベルトの体積抵抗率が高すぎると、中間転写ベルトのチャージアップが起こりやすくなり、中間転写ベルト上の静電履歴のために画像劣化を引き起こしやすくなる。

図７はローラの抵抗を求める測定方法を示す概略説明図である。図６のＤＣ電源から電圧を印加し、印加した電圧Ｖと電流計により測定した電流Ｉから測定対象のローラの抵抗値を算出する。なお、抵抗値は電圧印加開始から５秒後の電流に基づいて算出する。
このような測定方法によって、二次転写ローラ及び二次転写対向ローラ、それぞれについて抵抗値を算出し、二次転写ローラの抵抗値と二次転写対向ローラの抵抗値とを加えたものが、二次転写ローラと二次転写対向ローラとの合成抵抗となる。
二次転写ローラと二次転写対向ローラとの合成抵抗の値が小さすぎると、幅が狭い記録体に転写する際に、記録体の外側の転写ローラと中間転写ベルトが直接接する部分から転写電流が漏洩してしまう。これにより、過大な転写電流が必要となるため、電源のコストアップを招くおそれがある。一方、二次転写ローラと二次転写対向ローラとの合成抵抗の値が大きすぎると、非常に高い転写電圧が必要になるために、放電による画像劣化や電源のコストアップに繋がる。

［比較例］
図４に比較例として従来の二次転写対向ローラ１２Ｐを示す。
従来の二次転写対向ローラ１２Ｐは図４に示すように導電性基体１２ａと表面層１２ｂとからなる２層構造である。このような二次転写対向ローラ１２Ｐによってピンホール状の放電跡が発生しないようにするには、表面層１２ｂの抵抗値を所望の値に調節する必要がある。また、表面層１２ｂは中間転写ベルト８を搬送駆動するため、或いは、中間転写ベルト８の走行に追従して従動回転するためには、ある程度の摩擦係数を有する必要がある。さらに、中間転写ベルト８の内側に接触しつづけるため、ある程度の耐磨耗性も必要である。このように、２層構造の二次転写対向ローラ１２Ｐを用いて、ピンホール状の放電跡が発生しないようにするには、抵抗値、摩擦係数と耐磨耗性の全てを満足する必要があり、材料的に制約を受けることになる。材料的に制約を受けるとコスト高につながる恐れがある。

次に、ピンホール状の放電跡を防止しつつ、ベタ画像の転写性も良好となる条件ついて検討した。
ピンホール状放電跡は、二次転写バイアスに依存性があり、二次転写電流が高い方が発生しやすい。よって、二次転写電流を低減することで、ピンホール状放電跡は抑制可能であるが、ベタ画像の転写性が劣化してしまうため、実際に二次転写電流を設定する際は、ベタ画像の転写性とピンホール状放電跡が両立する電流が適正範囲とする必要がある。
転写対向ローラに付加する中間層の抵抗変化量、中間転写ベルトの体積抵抗率および二次転写ローラと二次転写対向ローラの合成抵抗をパラメータとしたときのピンホール状放電跡の発生とベタ画像の転写性との評価結果を表１〜表３に示す。
なお表中の「○」か「×」かの評価は、許容範囲の境目となるサンプル画像と見比べて、ピンホール状放電跡の許容範囲のサンプル画像よりもピンホール状放電跡が多い場合や、ベタ画像の転写性の許容範囲の境目となるサンプル画像よりも転写性が悪い場合を「×」とした。

表１は、二次転写対向ローラの抵抗変化量をパラメータとして、抵抗変化量のピンホール状放電跡やベタ画像転写性への影響を評価したものである。なお、表１の評価を行った際の中間転写ベルトの体積抵抗率は８．３Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］であり、二次転写ローラと二次転写対向ローラの合成抵抗は７．７Ｌｏｇ［Ω］である。
表１より、二次転写対向ローラの抵抗変化量が０．０６Ｌｏｇ［Ω］以上、０．３９Ｌｏｇ［Ω］以下であれば、ピンホール状放電を抑制しつつ、ベタ画像の転写性も良好な二次転写が行えることが分かる。なお、抵抗変化量を調節する際の誤差も考慮すると、二次転写対向ローラの抵抗変化量が０．０５Ｌｏｇ［Ω］以上、０．４Ｌｏｇ［Ω］以下であれば、ピンホール状放電を抑制しつつ、ベタ画像の転写性も良好な二次転写が行えると思われる。

表２は、中間転写ベルトの体積抵抗率をパラメータとして、中間転写ベルトの体積抵抗率のピンホール状放電跡やベタ画像転写性への影響を評価したものである。なお、表２の評価を行った際の二次転写転写ローラと二次転写対向ローラの合成抵抗は７．７Ｌｏｇ［Ω］である。
表２より、中間転写ベルトの体積抵抗率の上限、下限共にピンホール状の放電跡の発生よりもベタ画像の転写性に影響している。そして、中間転写ベルトの体積抵抗率が７．５Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以上、９．９Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以下であれば、ピンホール状放電を抑制しつつ、ベタ画像の転写性も良好な二次転写が行えることが分かる。なお、体積抵抗率の測定の誤差も考慮すると、中間転写ベルトの体積抵抗率が７．５Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以上、１０．０Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以下であれば、ピンホール状放電を抑制しつつ、ベタ画像の転写性も良好な二次転写が行えると思われる。

表３は、二次転写転写ローラと二次転写対向ローラの合成抵抗をパラメータとして、中二次転写転写ローラと二次転写対向ローラの合成抵抗のピンホール状放電跡やベタ画像転写性への影響を評価したものである。なお、表３の評価を行った際の中間転写ベルトの体積抵抗率は８．３Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］である。
表３より、二次転写転写ローラと二次転写対向ローラの合成抵抗の上限、下限共にピンホール状の放電跡の発生よりもベタ画像の転写性に影響している。そして、二次転写転写ローラと二次転写対向ローラの合成抵抗が６．５Ｌｏｇ［Ω］以上、８．８Ｌｏｇ［Ω］以下であれば、ピンホール状放電を抑制しつつ、ベタ画像の転写性も良好な二次転写が行えることが分かる。なお、二次転写転写ローラと二次転写対向ローラの合成抵抗の算出の誤差も考慮すると、中二次転写転写ローラと二次転写対向ローラの合成抵抗が６．５Ｌｏｇ［Ω］以上、９．０Ｌｏｇ［Ω］以下であれば、ピンホール状放電を抑制しつつ、ベタ画像の転写性も良好な二次転写が行えると思われる。

なお、表２及び表３における「小サイズ紙電流不足」は、中間転写ベルトの体積抵抗率や合成抵抗が低すぎると二次転写ニップの中間転写ベルトと転写ローラとが直接接触する部分から電流が流れやすくなる。これにより、小サイズの記録体に転写する際に、記録体のない領域から電流が漏洩する漏洩電流の増大によって、記録体のある転写部に所望の電界を形成しずらくなり、所望の転写性が得られなくなる状態である。
また、「電圧が高いため放電」は、中間転写ベルトの体積抵抗や合成抵抗が高すぎると、中間転写ベルトや二次転写ローラがチャージアップしてしまい、電流が流れにくくなる。この電流が流れにくい状態でさらに電流を流そうとすると高い電圧を印加する必要があり、二次転写ニップに印加する電圧が高すぎると、転写が行われる前に放電されてしまい、転写が良好に行われなくなる状態である。

表１〜３の結果より、次の抵抗範囲において、ピンホール状の放電跡とベタ画像転写性を両立することが可能となる。
・二次転写対向ローラの抵抗変化量
０．０５Ｌｏｇ［Ω］以上、０．４Ｌｏｇ［Ω］以下
なお、抵抗変化量の下限の０．０５Ｌｏｇ［Ω］はピンホール放電の抑制効果限界によって、上限の０．４Ｌｏｇ［Ω］は抵抗層のチャージアップ（残留電位上昇）による転写性劣化によって決定される。
・中間転写ベルトの体積抵抗率
７．５Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以上、１０．０Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以下
なお、体積抵抗率が７．５Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］未満であると、中間転写ベルトに転写電流が流れやすくなり、電流増大のため電源のコストアップを招くおそれがあり、さらに漏洩電流の増大によって転写部に所望の電界を形成しずらくなるおそれがある。一方、体積抵抗率が１０．０Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］を超えると、ベルトのチャージアップが起こりやすくなり、静電履歴ガキャンセルされなくなる。静電履歴が残っていると、一次転写、二次転写ともにトナーの受け渡しが行われにくくなる、つまり転写性が悪化し、画像劣化を引き起こしやすくなる。
・転写ローラと転写対向ローラの合成抵抗
６．５Ｌｏｇ［Ω］以上、９．０Ｌｏｇ［Ω］以下
なお、合成抵抗が６．５Ｌｏｇ［Ω］未満であると、幅の狭い転写紙に転写する際に、転写紙の幅よりも外側の転写ローラと中間転写ベルトが直接接する部分から転写電流が漏洩してしまい、過大な転写電流が必要となり、電源のコストアップを招くおそれがある。一方、合成抵抗が９．０Ｌｏｇ［Ω］を超えると、非常に高い転写電圧が必要になるために、放電による画像劣化や電源のコストアップに繋がる。

なお、二次転写対向ローラ１２の表面層１２ｂの材料としては、上述のＥＰゴムに限るものではなく、ゴム系の材料としては、ウレタンゴム、ＮＢＲゴム、ＥＰＤＭゴム及びＳＢＲゴムなどを用いることができる。また、グリップ力を確保できる所望の摩擦抵抗係数と耐磨耗性を有していれば、ゴム系の材料に限らずどのような材料でも適用することができる。
また、二次転写対向ローラ１２を中間転写ベルトの駆動ローラとして用いているが、これに限るものではなく、中間転写ベルト８の走行に連れ回りする従動ローラでも良い。駆動ローラであれば摩擦抵抗係数μは０．３以上必要であるが、従動ローラであれば、摩擦抵抗係数μは０．２以上となり、駆動ローラの場合よりも低い摩擦抵抗係数でよい。
駆動ローラの場合も従動ローラの場合も、摩擦抵抗係数μはある程度の値が必要であるが、駆動ローラの場合は特に、中間転写ベルト８の回りの負荷にあわせて、中間転写ベルト８駆動せしめるのに十分な摩擦抵抗係数μが要求される。

以上、本実施形態によれば、二次転写対向ローラ１２の表面層１２ｂと導電性基体１２ａとの間に抵抗層としての中間層１２ｃを備えているので、中間層１２ｃの抵抗を調節することにより、二次転写対向ローラ１２の抵抗変化量を調節することができる。これにより、二次転写ニップ内での局所的な放電の発生を抑制することができ、ピンホール状の放電跡の発生を抑制することができる。さらに、中間層１２ｃで抵抗を調節することで二次転写対向ローラ１２の抵抗変化量を調節することができるので、表面層に求められる抵抗層を低く設定することができ、材料選択の自由度が広がる。これにより、製造コストを左舷することが可能となる。
また、二次転写対向ローラ１２の抵抗変化量を、０．０５Ｌｏｇ［Ω］以上、０．４Ｌｏｇ［Ω］以下とすることにより、より確実にピンホール状の放電跡の発生を抑制することができる。
また、中間転写ベルト８の体積抵抗率を、７．５Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以上、１０．０Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以下とすることにより、非画像部での電流の漏洩や、中間転写ベルト８のチャージアップを抑制し、良好な転写性の二次転写を行うことができる。
また、二次転写ローラ１９と二次転写対向ローラ１２との合成抵抗を、６．５Ｌｏｇ［Ω］以上、９．０Ｌｏｇ［Ω］以下とすることにより、非画像部での電流の漏洩や、二次転写ローラ１９または二次転写対向ローラ１２のチャージアップを抑制し、良好な転写性の二次転写を行うことができる。
また、二次転写対向ローラ１２が駆動ローラであれば、中間転写ベルト８を駆動させるために少なくともμ＝０．３以上の摩擦係数が必要であり、従動ローラである場合よりも材料や製法は限定されるが、抵抗のコントロールが不要であるため、材料や製法が限定されすぎない。さらに、表面層１２ｂの表面摩擦係数μ＝０．３以上とすることにより、二次転写対向ローラ１２の中間転写ベルト８への搬送力を確保することができる。

本実施形態に係るプリンタの概略構成図。 同プリンタの中間転写ユニットの概略構成図。 同プリンタの二次転写対向ローラの概略断面図。 従来の二次転写対向ローラの概略断面図。 ローラの表面摩擦係数の測定方法を示す概略説明図。 ローラの抵抗変化量を求める測定方法を示す概略説明図。 ローラの抵抗を求める測定方法を示す概略説明図。

符号の説明

１ 感光体
６ プロセスカートリッジ
７ 露光装置
８ 中間転写ベルト
９ 一次転写バイアスローラ
１０ クリーニング装置
１２ 二次転写対向ローラ
１３ クリーニングバックアップローラ
１４ テンションローラ
１５ 中間転写ユニット
１９ 二次転写ローラ
２０ 定着装置
２６ 紙収容カセット
２７ 給紙ローラ
２８ レジストローラ対
２９ 排紙ローラ対
３０ スタック部
３１ ボトル収容器
３２ トナーボトル

Claims (5)

1. 可視像を担持する像担持体と、
   一次転写部で該像担持体から該可視像が一次転写され、二次転写部で記録体に該可視像を二次転写する中間転写ベルトと、
   該一次転写部で該中間転写ベルトを挟んで該像担持体と対向してニップ部を形成する一次転写部材と、
   該二次転写部で該中間転写ベルトと対向しニップ部を形成する二次転写部材と、
   該二次転写部で該二次転写部材と該中間転写ベルトを挟んで対向してニップ部を形成し、該中間転写ベルトの内側にその表面層が接触し、該二次転写部で該二次転写部材とその導電性基体との電位差によって二次転写を行う二次転写対向ローラとを有する画像形成装置において、
   該二次転写対向ローラは該表面層と該導電性基体との間に抵抗層としての中間層を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記二次転写対向ローラの抵抗変化量が、０．０５Ｌｏｇ［Ω］以上、０．４Ｌｏｇ［Ω］以下であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２の画像形成装置において、
   上記中間転写ベルトの体積抵抗率が７．５Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以上、１０．０Ｌｏｇ［Ω・ｃｍ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１、２または３の画像形成装置において、
   上記二次転写部材はローラ形状の二次転写ローラであり、該二次転写ローラと上記二次転写対向ローラとの合成抵抗が６．５Ｌｏｇ［Ω］以上、９．０Ｌｏｇ［Ω］以下であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
   上記二次転写対向ローラは上記中間転写ベルトを駆動する駆動ローラであることを特徴とする画像形成装置。

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