JP2007178910A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写ベルト４１の伸縮による転写性能の不安定化を抑えつつ、画像に発生するピンホール状の白抜け及び転写チリの発生をも抑えることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上の各色トナー像を無端状の中間転写ベルト４１に重ね合わせて１次転写した後、中間転写ベルト４１と２次転写ローラ５０との当接によって形成した２次転写ニップに挟み込んだ記録紙Ｐに、中間転写ベルト４１上の重ね合わせトナー像を２次転写する転写ユニット４０を備える画像形成装置において、中間転写ベルト４１として、ポリイミドからなるものを用いるとともに、２次転写ローラ５０として、表面が発泡体からなり且つＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度が５０［°］以下であるものを用いたことにより、２次転写ニップにおける中間転写ベルト４１と２次転写ローラ５０との間の局所的な放電を抑えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、感光体等の像担持体の表面に形成した可視像を中間転写ベルトに１次転写した後、中間転写ベルトと２次転写部材との当接によって形成した２次転写ニップで記録紙等の記録部材に２次転写する画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、像担持体としての感光体の周囲に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の４つの現像装置を有している。また、感光体に当接して１次転写ニップを形成しながら無端移動せしめられる無端状の中間転写ベルトも有している。プリント動作を開始すると、感光体にイエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）用の潜像を順次形成しながら、それらを対応する現像装置によって順次現像してＹ、Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像を得る。そして、可視像としてのこれらＹ、Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像を上述の１次転写ニップで中間転写ベルトのおもて面に順次重ね合わせて転写していくことで、中間転写ベルト上に４色重ね合わせトナー像を形成する。この４色重ね合わせトナー像については、中間転写ベルトのおもて面と２次転写ローラとの当接によって形成した２次転写ニップ内で、記録紙の表面に一括２次転写する。中間転写ベルトのループ内側には、２次転写対向ローラがベルト裏面に当接するように配設されており、中間転写ベルトを２次転写ローラに向けて押圧している。２次転写対向ローラと２次転写ローラとのうち、何れか一方は接地されており、他方には２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写対向ローラと２次転写ローラとの間に２次転写電界が形成され、この２次転写電界やニップ圧の影響により、中間転写ベルト上の４色重ね合わせトナー像が記録紙に２次転写される。

中間転写ベルトを用いる画像形成装置としては、このように１つの感光体に各色トナー像を順次形成していく方式のものの他、いわゆるタンデム方式のものも知られている。タンデム方式では、各色用の感光体をそれぞれ設け、それらにそれぞれ形成したトナー像を中間転写ベルトに重ね合わせて１次転写していく。

何れの方式においても、中間転写ベルトとして、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）からなるものを用いると、中間転写ベルトの伸縮が比較的大きくなることから、安定した転写性能を得ることが困難になってしまう。そこで、近年においては、中間転写ベルトとして、伸縮が比較的小さいＰＩ（ポリイミド）からなるものを用いることが多くなっている。

特開平１１−３４４８７１号公報

しかしながら、ＰＩからなる中間転写ベルトを用いると、画像にピンホール状の白抜けを発生させ易くなってしまう。具体的には、中間転写ベルトと２次転写ローラとの間で記録紙を介した局所的な放電を引き起こし、その放電跡が画像にピンホール状の白抜けとなって現れてしまうのである。前述の局所的な放電は２次転写バイアスの値が大きくなるほど発生し易くなる。このため、２次転写バイアスの値を小さくすればピンホール状の白抜けの発生を抑えることができるが、そうすると、ベタ画像部にトナーがチリ状に付着する転写チリという現象を発生させ易くなってしまう。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、中間転写ベルトの伸縮による転写性能の不安定化を抑えつつ、画像に発生するピンホール状の白抜け及び転写チリの発生をも抑えることができる画像形成装置である。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体に可視像を形成する可視像形成手段と、該像担持体の可視像を無端状の中間転写ベルトに１次転写した後、記録部材に２次転写する転写手段とを備え、且つ、該転写手段が、該中間転写ベルトと２次転写部材との当接によって形成した２次転写ニップに挟み込んだ該記録部材に、該中間転写ベルト上の可視像を２次転写するものである画像形成装置において、上記中間転写ベルトとして、ポリイミドからなるものを用いるとともに、上記２次転写部材として、表面が発泡体からなり且つＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度が５０［°］以下であるものを用いた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２次転写部材として、表面が導電性発泡ゴムからなるものを用いた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又は２の画像形成装置において、上記２次転写ニップにおける上記中間転写ベルトと上記２次転写部材との当接圧を０．０１〜０．２［Ｎ／ｍｍ^２］に設定した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乃至３の何れかの画像形成装置において、上記中間転写ベルトとして、体積抵抗率が１０^７．５〜１０^１０．０［Ω・ｃｍ］であるものを用いた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乃至４の何れかの画像形成装置であって、上記中間転写ベルトのループ内側に配設されて該中間転写ベルトを上記２次転写部材との間に挟み込む内側部材を有し、該内側部材と該２次転写部材との合成抵抗が、１０^６．５〜１０^９．０［Ω］であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの画像形成装置であって、上記中間転写ベルトのループ内側に配設されて該中間転写ベルトを上記２次転写部材との間に挟み込む内側ローラを有し、該２次転写部材が２次転写ローラであり、該内側ローラの中心と該２次転写ローラの中心とを結ぶ仮想直線と、両ローラとの接触位置に進入する直前の該中間転写ベルトの進行方向延長線とのなす角度θが、９０［°］未満であることを特徴とするものである。

これらの発明においては、中間転写ベルトとして、ポリイミドからなる伸縮の比較的小さいものを用いることで、中間転写ベルトの伸縮による転写性能の不安定化を抑えることができる。
また、本発明者らは実験により、２次転写ローラ等の２次転写部材として、表面が発泡体からなり且つＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度が５０［°］以下であるものを用いることで、転写チリの発生を抑えつつ、ピンホール状の白抜けの発生を抑えるような２次転写バイアスの設定が可能になることを見出した。よって、これらの発明においては、ポリイミドからなる中間転写ベルトを用いた場合に発生し易くなるピンホール状の白抜け、転写不良及び転写チリを抑えることができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図のプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。Ｙトナー像を生成するためのプロセスユニット１Ｙを例にすると、これは図２に示すように、感光体ユニット２Ｙと現像ユニット７Ｙとを有している。これら感光体ユニット２Ｙ及び現像ユニット７Ｙは、図３に示すようにプロセスユニット１Ｙとして一体的にプリンタ本体に対して着脱される。但し、プリンタ本体から取り外した状態では、図４に示すように現像手段たる現像ユニット７Ｙを図示しない感光体ユニットに対して着脱することができる。

先に示した図２において、感光体ユニット２Ｙは、像担持体たるドラム状の感光体３Ｙ、ドラムクリーニング装置４Ｙ、図示しない除電装置、帯電装置５Ｙなどを有している。

帯電手段たる帯電装置５Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる感光体３Ｙの表面を一様帯電せしめる。同図においては、図示しない電源によって帯電バイアスが印加されながら、図中反時計回りに回転駆動される帯電部材としての帯電ローラ６Ｙを感光体３Ｙに近接させることで、感光体３Ｙを一様帯電せしめる方式の帯電装置５Ｙを示した。帯電ローラ６Ｙの代わりに、帯電ブラシを当接させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャーのように、チャージャー方式によって感光体３Ｙを一様帯電せしめるものを用いてもよい。帯電装置５Ｙによって一様帯電せしめられた感光体３Ｙの表面は、後述する光書込ユニットから発せられる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。

現像手段たる現像ユニット７Ｙは、第１搬送スクリュウ８Ｙが配設された第１剤収容部９Ｙを有している。また、透磁率センサからなるトナー濃度センサ（以下、トナー濃度センサという）１０Ｙ、第２搬送スクリュウ１１Ｙ、現像ロール１２Ｙ、ドクターブレード１３Ｙなどが配設された第２剤収容部１４Ｙも有している。これら２つの剤収容部内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる図示しないＹ現像剤が内包されている。第１搬送スクリュウ８Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、第１剤収容部９Ｙ内のＹ現像剤を図紙面に直交する方向における手前側から奥側へと搬送する。そして、第１剤収容部９Ｙと第２剤収容部１４Ｙとの間の仕切壁に設けられた図示しない連通口を経て、第２剤収容部１４Ｙ内に進入する。

第２剤収容部１４Ｙ内の第２搬送スクリュウ１１Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、Ｙ現像剤を図中奥側から手前側へと搬送する。搬送途中のＹ現像剤は、第１剤収容部１４Ｙの底部に固定されたトナー濃度センサ１０Ｙによってそのトナー濃度が検知される。このようにしてＹ現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ１１Ｙの図中上方には、現像部材としての現像ロール１２Ｙが第２搬送スクリュウ１１Ｙと平行な姿勢で配設されている。この現像ロール１２Ｙは、図中反時計回り方向に回転駆動せしめられる非磁性パイプからなる現像スリーブ１５Ｙ内にマグネットローラ１６Ｙを内包している。第２搬送スクリュウ１１Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラ１６Ｙの発する磁力によって現像スリーブ１５Ｙ表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ１５Ｙと所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１３Ｙによってその層厚が規制された後、感光体３Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体３Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体３Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像ロール１２Ｙの現像スリーブ１５Ｙの回転に伴って第２搬送スクリュウ１１Ｙ上に戻される。そして、図中手前端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第１剤収容部９Ｙ内に戻る。

トナー濃度センサ１０ＹによるＹ現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。Ｙ現像剤の透磁率は、Ｙ現像剤のＹトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ１０ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。上記制御部はＲＡＭを備えており、この中にトナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像ユニットに搭載されたＣ，Ｍ，Ｋ用のトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＣ用Ｖｔｒｅｆ、Ｍ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。Ｙ用の現像ユニット７Ｙについては、トナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧の値とＹ用Ｖｔｒｅｆを比較し、図示しないＹ用のトナー供給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。この駆動により、現像に伴ってＹトナーを消費してＹトナー濃度を低下させたＹ現像剤に対して第１剤収容部９Ｙで適量のＹトナーが供給される。このため、第２剤収容部１４Ｙ内のＹ現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他色用のプロセスユニット（１Ｃ，Ｍ，Ｋ）内における現像剤についても、同様のトナー供給制御が実施される。

感光体３Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述する中間転写ベルトに１次転写される。感光体ユニット２Ｙのドラムクリーニング装置４Ｙは、１次転写工程を経た後の感光体３Ｙ表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体３Ｙ表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体３Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。先に示した図１において、他色用のプロセスユニット１Ｃ，Ｍ，Ｋにおいても、同様にして感光体３Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＣ，Ｍ，Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト上に中間転写される。

プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中下方には、光書込ユニット２０が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット２０は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、各プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット２０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されるポリゴンミラー２１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＤＥアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。

光書込ユニット２０の下方には、第１給紙カセット３１、第２給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録部材たる記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐには、第１給紙ローラ３１ａ、第２給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。第１給紙ローラ３１ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第１給紙カセット３１内の一番上の記録紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。また、第２給紙ローラ３２ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第２給紙カセット３２内の一番上の記録紙Ｐが、給紙路３３に向けて排出される。給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路３３に送り込まれた記録紙Ｐは、これら搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を図中下側から上側に向けて搬送される。

給紙路３３の末端には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５は、記録紙Ｐを搬送ローラ対３４から送られてくる記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

各プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中上方には、無端移動体たる中間転写ベルト４１を張架しながら図中反時計回りに無端移動せしめる転写ユニット４０が配設されている。転写手段たる転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１の他、ベルトクリーニングユニット４２、第１ブラケット４３、第２ブラケット４４などを備えている。また、４つの１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、２次転写バックアップローラ４６、クリーニングバックアップローラ４７、補助ローラ４８、テンションローラ４９なども備えている。中間転写ベルト４１は、これら８つのローラに張架されながら、クリーニングバックアップローラ４７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。４つの１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト４１を感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１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。中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト４１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。

２次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された２次転写部材たる２次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで２次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対３５は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、２次転写ローラ５０と、内側ローラたる２次転写バックアップローラ４６との間に形成される２次転写電界や、ニップ圧の影響により、２次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括２次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１には、記録紙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、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。

２次転写ニップの図中上方には、定着ユニット６０が配設されている。この定着ユニット６０は、図５に示すように、ハロゲンランプ等の発熱源６１ａを内包する加圧加熱ローラ６１と、定着ベルトユニット６２とを備えている。定着ベルトユニット６２は、定着部材たる定着ベルト６４、ハロゲンランプ等の発熱源６３ａを内包する加熱ローラ６３、テンションローラ６５、クリーニングバックアップローラ６６、温度センサ６７等を有している。そして、無端状の定着ベルト６４を加熱ローラ６３、テンションローラ６５及びクリーニングバックアップローラ６６によって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト６４は加熱ローラ６３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト６４の加熱ローラ６３掛け回し箇所には、図中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ６１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ６１と定着ベルト６４とが当接する定着ニップが形成されている。

定着ベルト６４のループ外側には、温度センサ６７が定着ベルト６４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト６４の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサ６７による検知結果に基づいて、加熱ローラ６３に内包される発熱源６３ａや、加圧加熱ローラ６１に内包される発熱源６１ａに対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト６４の表面温度が約１４０［°］に維持される。

先に示した図１において、２次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着ユニット６０内に送られる。そして、定着ユニット６０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト６４によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が定着せしめられる。

このようにして定着処理が施された記録紙Ｐは、排紙ローラ対６７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部６８が形成されており、排紙ローラ対６７によって機外に排出された記録紙Ｐは、このスタック部６８に順次スタックされる。

転写手段たる転写ユニット４０の上方には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを収容する４つのトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。トナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ内のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーは、プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像ユニット７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに適宜供給される。これらトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。

以上の基本的な構成を備える本プリンタでは、各プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと、光書込ユニット２０とにより、像担持体たる感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに可視像たるトナー像を形成する可視像形成手段が構成されている。

次に、本発明者らが行った実験について説明する。本発明者らは、実施形態に係るプリンタと同様の構成のプリンタ試験機を用意した。図６は、プリンタ試験機の転写ユニットにおける２次転写ニップ及びその周囲を示す拡大構成図である。同図において、２次転写バックアップローラ４６は、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動せしめられることで、中間転写ベルト４１を無端移動せしめる駆動ローラとしての役割も担っている。このため、摩擦係数の比較的高いＥＰゴムからなる表面層４６ａが０．５［ｍｍ］の厚みでローラ表面に設けられている。この表面層４６ａの表面摩擦係数は０．３以上である。表面層４６ａの下には、導電性発泡体からなる中間層４６ｂが形成されており、その下に、中空アルミ管４６ｃが位置している。２次転写バックアップローラ４６の直径は１７．４５［ｍｍ］である。

かかる構成の２次転写バックアップローラ４６の中空アルミ管４６ｃに、図示しない高電圧回路から２次転写バイアスを印加した。２次転写バックアップローラ４６との間に中間転写ベルト４１を挟み込みながら図中時計回り方向に回転する２次転写ローラ５０は、芯金５０ａの上に導電性発泡ゴムからなるローラ層５０ｂが被覆されており、芯金５０ａは接地されている。２次転写ローラ５０の直径は１７．５［ｍｍ］であり、その芯金５０ａの直径は１２［ｍｍ］である。ローラ層５０ｂを構成する導電性発泡ゴムとしては、導電性の発泡ウレタンゴムを用いている。発泡構造であることから、容易に圧縮変形して幅広い２次転写ニップを形成することが可能である。

プリンタ試験機の中間転写ベルト４１としては、ポリイミド樹脂からなる単層構造のものであって、その厚みが８０［μｍ］であるものを用いている。かかる構成の中間転写ベルト４１を用いた場合に発生する上述のピンホール状の白抜けは、２次転写バイアスの値が大きくなるほど発生し易くなる。このため、２次転写バイアスの値を小さく留めることでピンホール状の白抜けの発生を抑えることが可能であるが、そうすると、ベタ画像部の周囲に転写チリが発生してしまう。

ピンホール状の白抜けは、上述したように、中間転写ベルト４１から記録紙Ｐを介した２次転写ローラ５０への局所的な放電によるものである。そして、この局所的な放電は、特に、記録紙Ｐとして電気抵抗値の比較的高いものを用いたり、定着ユニットを通過させた記録紙Ｐをスイッチバックさせて再び２次転写ニップに通したりするときに発生し易くなる。これは、２次転写ニップ内で記録紙Ｐの絶縁破壊が起こることに起因していると考えられる。中間転写ベルト４１として、ＰＶＤＦからなるものを用いると、局所的な放電は殆ど起こらないが、伸縮性が高いために転写性能を不安定にしてしまう。

なお、中間転写ベルト４１や２次転写ローラ５０に高抵抗の材料からなる高抵抗表面層を設ければ、上述の局所的な放電を抑えることが可能である。しかしながら、かかる構成では、コスト高になってしまう。摩擦係数と耐磨耗性と抵抗値とを同時にコントロールし得る材料や製法を用いなければならなくなるからである。

２次転写バックアップローラ４６に高抵抗表面層を設けても、上述の局所的な放電を抑えることが可能になる。しかし、この場合、実施形態のプリンタのように２次転写バックアップローラ４６を駆動ローラとして兼用していると、抵抗値と表面摩擦係数と耐磨耗性とを同時にコントロールし得る材料や製法を用いなければならなくなり、やはりコスト高になってしまう。

本発明者らは、プリンタ試験機に搭載する２次転写ローラ５０として、ローラ層５０ｂの導電性発泡ウレタンゴムにおける無数の発泡セルの平均径が互いに異なる３種類のものを用意した。発泡セルの平均径が大きくなるほど、ローラ層５０ｂのＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度は小さくなる。

２次転写ニップにおいて、上述の局所的な放電は、中間転写ベルト４１から記録紙Ｐを介して２次転写ローラ５０の芯金５０ａに向けて起こる。このため、２次転写ローラ５０のローラ層５０ｂの導電性発泡ウレタンゴムにおける発泡セルの平均径が大きくなる、即ち、芯金５０ａとローラ表面との間に介在する空気量が多くなるほど、局所的な放電は発生し難くなると考えられる。

本発明者らが用意した３種類の２次転写ローラ５０は、その発泡セルの平均径の違いにより、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度が６０［°］、５０［°］、４０［°］になっている。本発明者らは、これら３種類の２次転写ローラ５０についてそれぞれ、２次転写バイアスの値と、ピンホール状の白抜けの発生と、転写チリとの発生との関係を調べる実験を行った。なお、２次転写バイアスとしては、ＤＣバイアスを２次転写バックアップローラ４６に印加した。

この実験においては、所定のテスト画像を１枚の記録紙Ｐにプリントアウトし、そのテスト画像を目視にて観察して、白抜けや転写チリの度合いをランク１〜５の５段階で評価した。ランク５は、白抜け又は転写チリが全くないレベルである。また、ランク４は、白抜け又は転写チリが認められるものの目視確認をするのが難しいレベルである。また、ランク３は、白抜け又は転写チリがその発生箇所を注視することで確認することができるレベルである。また、ランク２は、白抜け又は転写チリが注視しなくても確認できるレベルである。また、ランク１は、白抜け又は転写チリが一見して容易に目視し得るレベルである。ランク４以上であれば、実機において問題ないレベルと言える。よって、白抜け及び転写チリをそれぞれランク４以上にすることが求められる。

図７は、２次転写ローラ５０として、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度が６０［°］であるものを用いた場合における白抜け（ピンホール）及び転写チリの評価ランクと、２次転写バイアスの電圧値との関係を示すグラフである。図示のように、ピンホール状の白抜けを許容範囲のランク４以上に留めつつ、転写チリを許容範囲のランク４以上に留め得る２次転写バイアスの電圧値が存在しないことがわかる。

図８は、２次転写ローラ５０として、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度が５０［°］であるものを用いた場合における白抜け（ピンホール）及び転写チリの評価ランクと、２次転写バイアスの電圧値との関係を示すグラフである。図示のように、２次転写バイアスの電圧値が２〜２．５［ｋＶ］の範囲内である場合には、ピンホール状の白抜けを許容範囲のランク４以上に留めつつ、転写チリを許容範囲のランク４に留めることができている。

図９は、２次転写ローラ５０として、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度が４０［°］であるものを用いた場合における白抜け（ピンホール）及び転写チリの評価ランクと、２次転写バイアスの電圧値との関係を示すグラフである。図示のように、２次転写バイアスの電圧値が１．５〜３［ｋＶ］の範囲内である場合には、ピンホール状の白抜けを許容範囲のランク４以上に留めつつ、転写チリを許容範囲のランク４に留めることができている。かかる２次転写バイアスの電圧値の範囲は、図８の態様の場合よりも拡大している。これは、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度が低くなるほど、即ち、導電性発泡ウレタンゴムの発泡セルの平均径が大きくなるほど、局所的な放電が起こり難くなるからだと考えられる。

よって、導電性発泡ウレタンゴムの発泡セルの平均径を所定の大きさ以上に規定することで、ピンホール状の白抜けの発生と、転写チリの発生との両方を抑えることが可能になる。但し、発泡セルの平均径を測定することは非常に困難であり、その測定法も確立されていないのが実情である。そこで、発泡セルの平均径の代替特性として、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度を採用すればよい。

次に、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
本プリンタにおいては、中間転写ベルト４１として、上述のプリンタ試験機と同じものを有している。また、２次転写ローラ５０として、上述のプリンタ試験機のものと同様に、芯金５０ａと、弾性発泡ウレタンゴムからなるローラ層５０ｂとを有するものであって、ローラ層５０ｂのＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度が５０［°］以下であるものを有している。かかる構成では、上述した実験から明かなように、ピンホール状の白抜けの発生と、転写チリの発生との両方を抑えることができる。

中間転写ベルト４１と２次転写ローラ５０との当接圧力については、０．０１〜０．２［Ｎ／ｍｍ^２］に設定している。当接圧力を０．０１［Ｎ／ｍｍ^２］以上にすることで、ベタ部の転写不良の発生を抑えることができる。また、当接圧力を０．２［Ｎ／ｍｍ^２］以下にすることで、ニップ圧が高すぎることによる文字画像の部分抜けの発生を抑えることができる。

中間転写ベルト４１としては、体積抵抗率が１０^７．５〜１０^１０．０［Ω・ｃｍ］であるものを用いている。体積抵抗率を１０^７．５［Ω・ｃｍ］以上にすることで、転写電流を過剰に流すことによるコストアップや電界強度不足を抑えることができる。また、体積抵抗率を１０^１０．０［Ω・ｃｍ］以下にすることで、中間転写ベルト４１のチャージアップによる画像劣化の発生を抑えることができる。

なお、中間転写ベルト４１の体積抵抗率については、次のようにして測定する。即ち、油化電子社製の「Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ」にて、測定電圧＝１００［Ｖ］、測定時間＝１０［ｓｅｃ］の条件で測定する。この際、ベースやＵＲＳプローブについては、それぞれ導電ゴム製のものを使用する。

２次転写ローラ５０と２次転写バックアップローラ４６との組み合わせとしては、次の条件を具備するものを用いている。即ち、両ローラの合成抵抗が１０^６．５〜１０^９．０［Ω］になる組み合わせである。合成抵抗を１０^６．５［Ω］以上にすることで、幅狭媒体の２次転写の際に、２次転写ローラ５０と中間転写ベルト４１との直接接触領域が大きくなり過ぎて転写電流が漏洩することによるコストアップや電界強度不足を抑えることができる。また、合成抵抗を１０^９．０［Ω］以下にすることで、比較的低い値の２次転写バイアスでの２次転写を可能にして、放電による画像劣化やコストアップを抑えることができる。

なお、上述の合成抵抗については、次のようにして測定することが可能である。
即ち、図１０に示すように、２次転写ローラ５０と２次転写バックアップローラ４６とを１［ｋｇ］の加重で直接当接させる。そして、ＤＣ電源によって両ローラ間に１０００［Ｖ］の電圧をかけ、その間に流れる電流を測定し、出力電圧値（１０００Ｖ）と電流値とから合成抵抗を求める。なお、電流値としては、電圧印加後から５秒後における読取値を採用する。

先に示した図６において、一点鎖線は、２次転写バックアップローラ４６の中心と２次転写ローラ５０の中心とを結ぶ仮想直線を示している。本プリンタでは、中間転写ベルト４１が２次転写ニップの直前において、２次転写バックアップローラ４６と２次転写ローラ５０とのうち、２次転写ローラ５０に先に接触する。そして、２次転写ローラ５０との接触位置に進入する直前の中間転写ベルト４１の進行方向延長線と、上述の仮想直線とのなす角度θを、９０［°］未満に設定している。かかる設定により、２次転写ローラ４６を中間転写ベルト４１に良好に密着せしめて、２次転写ニップの長さを大きく確保することが可能になる。そして、２次転写ニップ内で記録紙Ｐを良好に搬送することができる。

これまで、２次転写バックアップローラ４６に２次転写バイアスを印加するようにしたプリンタの例について説明したが、２次転写ローラ５０に２次転写バイアスを印加してもよい。

以上、実施形態に係るプリンタにおいては、２次転写部材たる２次転写ローラ５０として、表面が導電性発泡ゴムからなるものを用いているので、２次転写ニップ内で２次転写ローラ５０を良好に弾性変形させて、良好な転写性と良好な以紙搬送性とを得ることができる。

また、２次転写ニップにおける中間転写ベルト４１と２次転写ローラ５０との当接圧を０．０１〜０．２［Ｎ／ｍｍ２］に設定しているので、上述したように、ベタ部の転写不良の発生を抑えつつ、ニップ圧が高すぎることによる文字画像の部分抜けの発生を抑えることができる。

また、中間転写ベルト４１として、体積抵抗率が１０^７．５〜１０^１０．０［Ω・ｃｍ］であるものを用いているので、上述したように、転写電流を過剰に流すことによるコストアップや電界強度不足を抑えつつ、中間転写ベルト４１のチャージアップによる画像劣化の発生を抑えることができる。

また、中間転写ベルト４１のループ内側に配設されて中間転写ベルト４１を２次転写ローラ５０との間に挟み込む内側部材たる２次転写バックアップローラ４６を設け、これと２次転写ローラ５０との合成抵抗を１０^６．５〜１０^９．０［Ω］に調整している。かかる構成では、上述したように、幅狭媒体の２次転写の際に、２次転写ローラ５０と中間転写ベルト４１との直接接触領域が大きくなり過ぎて転写電流が漏洩することによるコストアップや電界強度不足を抑えることができる。更には、比較的低い値の２次転写バイアスでの２次転写を可能にして、放電による画像劣化やコストアップを抑えることもできる。

また、内側ローラたる２次転写バックアップローラ４６の中心と、２次転写ローラ５０の中心とを結ぶ仮想直線と、両ローラとの接触位置に進入する直前の中間転写ベルト４１の進行方向延長線とのなす角度θを、９０［°］未満にしているので、上述したように、２次転写ニップ内で記録紙Ｐを良好に搬送することができる。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタのＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。 同プロセスユニットを示す斜視図。 同プロセスユニットの現像ユニットを示す斜視図。 同プリンタの定着装置を示す拡大構成図。 プリンタ試験機の転写ユニットにおける２次転写バックアップローラを示す横断面図。 ２次転写ローラとして、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度が６０［°］であるものを用いた場合における白抜け（ピンホール）及び転写チリの評価ランクと、２次転写バイアスの電圧値との関係を示すグラフ。 ２次転写ローラとして、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度が５０［°］であるものを用いた場合における白抜け（ピンホール）及び転写チリの評価ランクと、２次転写バイアスの電圧値との関係を示すグラフ。 ２次転写ローラとして、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度が４０［°］であるものを用いた場合における白抜け（ピンホール）及び転写チリの評価ランクと、２次転写バイアスの電圧値との関係を示すグラフ。 ２次転写ローラと２次転写バックアップローラとの合成抵抗の測定法を説明するための模式図。

符号の説明

１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：プロセスユニット（可視像形成手段の一部）
３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：感光体（像担持体）
２０：光書込ユニット（可視像形成手段の一部）
４０：転写ユニット（転写手段）
４１：中間転写ベルト
４６：２次転写バックアップローラ（内側ローラ）
５０：２次転写ローラ（２次転写部材）
Ｐ：記録紙（記録部材）

Claims (6)

1. 像担持体に可視像を形成する可視像形成手段と、該像担持体の可視像を無端状の中間転写ベルトに１次転写した後、記録部材に２次転写する転写手段とを備え、且つ、該転写手段が、該中間転写ベルトと２次転写部材との当接によって形成した２次転写ニップに挟み込んだ該記録部材に、該中間転写ベルト上の可視像を２次転写するものである画像形成装置において、
   上記中間転写ベルトとして、ポリイミドからなるものを用いるとともに、上記２次転写部材として、表面が発泡体からなり且つＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度が５０［°］以下であるものを用いた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２次転写部材として、表面が導電性発泡ゴムからなるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記２次転写ニップにおける上記中間転写ベルトと上記２次転写部材との当接圧を０．０１〜０．２［Ｎ／ｍｍ^２］に設定したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
   上記中間転写ベルトとして、体積抵抗率が１０^７．５〜１０^１０．０［Ω・ｃｍ］であるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４の何れかの画像形成装置であって、
   上記中間転写ベルトのループ内側に配設されて該中間転写ベルトを上記２次転写部材との間に挟み込む内側部材を有し、該内側部材と該２次転写部材との合成抵抗が、１０^６．５〜１０^９．０［Ω］であることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５の何れかの画像形成装置であって、
   上記中間転写ベルトのループ内側に配設されて該中間転写ベルトを上記２次転写部材との間に挟み込む内側ローラを有し、該２次転写部材が２次転写ローラであり、該内側ローラの中心と該２次転写ローラの中心とを結ぶ仮想直線と、両ローラとの接触位置に進入する直前の該中間転写ベルトの進行方向延長線とのなす角度θが、９０［°］未満であることを特徴とする画像形成装置。

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