JP2009156980A - ２次転写ユニット、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低湿時における転写ムラを防止し、異常画像を発生させないカラー画像形成装置用の２次転写ユニット及びその２次転写ユニットを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明の２次転写ユニット１１は、２次転写ベルト１１ａと、２次転写ベルト１１ａの内側にそれぞれ配備されており、２次転写ベルト１１ａを張架し、２次転写ベルト１１ａを回転駆動させるローラ１１ｂ・１１ｃと、記録シート６０にトナー像を転写させるための転写電圧を印加する２次転写ローラ１１ｅと、除電部材８０とを備え、除電部材８０は、２次転写ベルト１１ａを内側から除電することによって環境によらず、転写ムラを防止し、特に低湿時における転写ムラを防止し、高品質の画像を形成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。特に、中間転写ベルトを備え、多色画像形成を可能としたカラー画像形成装置用の２次転写ユニットに関するものである。

近年、オフィス文書のカラー化に伴い、カラー複写機、カラープリンター等、カラー画像形成を可能とした電子写真方式のカラー画像形成装置が開発されている。カラー画像形成装置は、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像形成ユニットでそれぞれトナー画像を形成し、各トナー画像を記録媒体（記録シートともいう）に重ね合わせて転写することによって、記録媒体上に未定着トナー画像を形成する。未定着トナー画像が形成されている記録媒体は、溶融・混合・圧接によるトナー画像を記録媒体に定着する定着装置に搬送されることによって、記録媒体上に堅牢な画像が形成される。

トナー画像を記録媒体に重ね合わせて転写する際またはトナー画像を記録媒体に重ね合わせて定着する際、記録媒体が帯電してしまうと、記録媒体上にトナー像が乱れることがおき、形成される画像の転写不良が生じてしまう。例えば、全面ハーフトーン画像またはベタ画像を印字した場合、放電によりトナーが飛び散り、記録媒体のべース部分が見えるような筋をランダムに発生する転写不良が生じてしまう。

この現象をなくすため、印加する転写電圧の制御や記録媒体の搬送形態などの検討が行われている。例えば、特許文献１においては、記録媒体上のトナー像が乱れないように、記録媒体を非接触で除電する除電部材を有し、転写ベルトを離れた記録媒体を均一かつ緩やかに除電する画像形成装置が開示されている。
特開２０００−２１４６８９号公報（２０００年８月４日）

しかしながら、特許文献１では、単色トナー画像を形成された記録媒体を定着装置に搬送される前に、転写ベルトを離れた記録媒体を均一かつ緩やかに除電を行う技術が示されているが、多色画像形成を可能としたカラー画像形成装置用の２次転写ユニットにおいては、記録媒体が定着装置に搬送される前に除電しても、記録媒体に２次転写を行う２次転写領域で異常画像を発生しまうため、２次転写領域での転写不良の現象を改善することは困難である。

なお、多色画像形成を可能としたカラー画像形成装置において、２次転写ユニットは、２次転写ベルトを用いることがある。この２次転写ベルト形状を用いた場合には、多色の画像を転写する際、上記現象が起こりにくいものの、ユーザ要望から記録媒体の仕様範囲が大きくなったこともあり、転写する際の環境にも影響がされることもあり、現時点では、この転写不良はまだ解決できていない。

このように、カラー画像形成装置においては、多種類の記録媒体上にトナー画像を転写する構造をとるために、場合によっては、中間転写ベルトに転写されたトナー画像を記録媒体に２次転写を行う２次転写領域において転写不良が発生することがある。特に、周囲環境が低湿時に起こりやすい場合には、２次転写領域において転写不良が発生するおそれがある。また、厚紙においてこの現象がおきやすい。この現象を厚紙の再転写（転写ムラ）ともいう。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、低湿時における転写不良を防止し、異常画像を発生させないカラー画像形成装置用の２次転写ユニット及びその２次転写ユニットを備える画像形成装置を提供することである。

本発明に係る２次転写ユニットは、上記課題を解決するために、中間転写ベルト上に転写されたカラーのトナー画像を、所定搬送方向に搬送されてきた記録媒体に転写するための２次転写ユニットであって、２次転写ベルトと、前記２次転写ベルトの内側にそれぞれ配備されており、前記２次転写ベルトを張架し、前記２次転写ベルトを回転駆動させるローラと、前記記録媒体にトナー像を転写させるための転写電圧を印加する２次転写ローラと、除電部材とを備え、前記除電部材は、前記２次転写ベルトを内側から除電することを特徴としている。

本発明者らの鋭意検討の結果、厚紙の再転写が生じる原因として、２次転写時の転写電流（２次転写電流）が２次転写ベルトに流れ込み、２次転写ベルトの電位が上昇することが判明した。その結果、記録媒体の導入される上流側にも２次転写電流が流れ込み、その電荷により記録媒体が帯電してしまい、２次転写領域付近、すなわち２次転写ベルトと記録媒体との２次転写ギャップで放電が起こり、異常画像が発生するものと考えられる。本発明は、この検討結果に基づいて行われたものである。

上記の構成によれば、前記除電部材は、前記２次転写ベルトを内側から除電することによって、２次転写電流が２次転写ベルト上に残ることがなくなるため、特に低湿においても転写不良を防止できるとともに、記録媒体を２次転写ベルトに沿って確実に搬送することができる。

また、本発明の２次転写ユニットにおいて、前記２次転写ベルトを駆動させるためのローラは、前記２次転写ベルトを駆動する駆動ローラ、前記駆動ローラに従動する従動ローラであり、前記記録媒体の搬送方向の搬送経路において、前記従動ローラが、前記記録媒体の搬送方向の上流側に配備され、前記駆動ローラが、前記記録媒体の搬送方向の下流側に配備され、前記２次転写ローラが、前記駆動ローラと前記従動ローラとの間に配備されており、前記除電部材は、前記従動ローラと前記２次転写ローラとの間に配備されることが好ましい。

上記の構成によれば、前記除電部材は、前記従動ローラと２次転写ローラとの間に配備されることによって、記録媒体に転写する前に、２次転写ベルトを除電することができ、転写不良を改善することができる。

また、本発明の２次転写ユニットにおいて、前記従動ローラの近傍、かつ、前記記録媒体の搬送方向において前記従動ローラより上流側に、前記記録媒体の搬送を２次転写ベルト上にガイドするペーパーガイドをさらに備えること好ましい。

上記の構成によれば、前記従動ローラの近傍にペーパーガイドがさらに備えられることによって、記録媒体の搬送ミスをなくし、２次転写における転写性を確保できる。

また、本発明の２次転写ユニットにおいて、前記駆動ローラと前記従動ローラとがアースされているが好ましい。

上記の構成によれば、前記駆動ローラと前記従動ローラとがアースされていることにより、各ローラからも除電が行われるため、より転写不良を抑えることができる。

また、本発明の２次転写ユニットにおいて、前記除電部材は、導電性ブラシであるが好ましい。

上記の構成によれば、前記除電部材は、導電性ブラシであることにより、２次転写ベルトを適度の接触圧で接することができ、耐久性にも優れているため、除電部材と２次転写ベルトとの使用寿命を延ばすことができる。

また、本発明の２次転写ユニットにおいて、前記２次転写ベルトの表面抵抗率が、１０^１１Ω／□以上であることが好ましい。

上記の構成によれば、前記２次転写ベルトの表面抵抗率が１０^１１Ω／□以上であるために、転写画像濃度などの２次転写性を確保することができる。

ここで、体積抵抗率を用いて２次転写ベルト間の優位差を評価するより、表面抵抗率を用いた評価は、より明確に見極めることができるので、２次転写ベルトを表面抵抗率で規定することにより、使用前の判定が確実になる。

また、本発明の画像形成装置は、上記２次転写ユニットを備えている。

上記の構成によれば、厚紙を用いた場合での低湿下においても、転写不良がなく、きれいな画質を得ることができる。

本発明に係る２次転写ユニットは、中間転写ベルト上に転写されたカラーのトナー画像を、所定搬送方向に搬送されてきた記録媒体に転写するための２次転写ユニットであって、２次転写ベルトと、前記２次転写ベルトの内側にそれぞれ配備されており、前記２次転写ベルトを張架し、前記２次転写ベルトを回転駆動させるローラと、前記記録媒体にトナー像を転写させるための転写電圧を印加する２次転写ローラと、除電部材とを備え、前記除電部材は、前記２次転写ベルトを内側から除電することを特徴としている。

上記の構成によれば、２次転写電流が２次転写ベルト上に残ることがなくなるため、特に低湿においても転写不良を防止できるとともに、記録媒体を２次転写ベルトに沿って確実に搬送することができる。また、低湿下において、記録媒体の種類によらず、記録媒体が中間転写ベルトに沿って一部吸着した状態で搬送され、記録媒体と中間転写ベルトとの接触が安定するため、２次転写領域における放電が起こりにくく、転写不良を防止できるとともに、記録媒体の搬送性に優れた２次転写ユニットを得ることができる。

本発明の一実施形態について図１ないし図４に基づいて説明すると以下の通りである。

（画像形成装置の概略構成）
まず、本発明に係る２次転写ユニット１１を備える画像形成装置５０の機構的な構成の概要を説明する。

図２は、本発明に係る画像形成装置５０の概略構成を示す断面図である。画像形成装置５０は、図２に示すように、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２と、用紙搬送路Ｓ、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５等より構成された電子写真方式の画像形成装置である。また、画像形成装置５０は、外部から伝達された画像データに応じて、所定の記録媒体（記録シート）に対して多色および単色の画像を形成するものである。

なお、本画像形成装置５０において扱われる画像データは、ブラック（ＫあるいはＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器２（２ａ・２ｂ・２ｃ・２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ・３ｂ・３ｃ・３ｄ）、帯電器５（５ａ・５ｂ・５ｃ・５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ・４ｂ・４ｃ・４ｄ）は、各色に応じてそれぞれ４個ずつ設けられている。それぞれ、符号末尾の英文字は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応する。各色に対応した４種類の潜像が各感光体ドラム３の周面に形成される。すなわち、各色に対応した４つの画像ステーション（画像形成ユニット）が構成されている。

以下、一つの画像ステーションについて、その構成を説明する。他の画像ステーションも同様の構成を有しているので、その説明を省略する。また、符号末尾の英文字は、説明の便宜のため省略されている。

感光体ドラム３は、所定の電位に帯電できる表面を有する。帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。帯電手段としては、図２に示すような接触型のローラ型のほかに、ブラシ型の帯電器やチャージャー型の帯電器が用いられてもよい。

露光ユニット１は、帯電した感光体ドラム３の表面を選択的に露光する露光手段である。露光手段としては、図２に示すレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）のほかに、ＥＬやＬＥＤなどの発光素子をアレイ状に並べた書込みヘッドを用いてもよい。レーザスキャニングユニットは、レーザ照射部およびポリゴンミラーを有する。そして、レーザスキャニングユニットは、レーザ照射部からのレーザビームＬを回転するポリゴンミラーに反射させて偏向し、感光体ドラム３の表面を走査させる。レーザビームＬは、原稿を読み取って生成され、あるいは外部のコンピュータで生成された画像データに応じて変調されたものである。つまり、画像データで変調されたレーザビームＬで、帯電器５で帯電した感光体ドラム３が走査、露光されることにより、感光体ドラム３の表面には、画像データに応じた電位の像（静電潜像）が形成される。

現像器２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を、それぞれＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのいずれかの色のトナーにより現像（顕像化）するものである。

クリーナユニット４は、後述するように、感光体ドラム３上に現像されたトナーを中間転写ベルト７に転写された後、感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。

中間転写ベルトユニット８は、感光体ドラム３の上方に配置されている。また、中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト用駆動ローラ８−１、中間転写ベルト用テンション機構８−３、中間転写ベルト用従動ローラ８−２、中間転写ローラ６（６ａ・６ｂ・６ｃ・６ｄ）、および中間転写ベルト用クリーニングユニット９を備えている。

中間転写ベルト用駆動ローラ８−１、中間転写ベルト用テンション機構８−３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト用従動ローラ８−２等は、中間転写ベルト７を張架し、中間転写ベルト７を矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルト用テンション機構８−３の中間転写ローラ取付部（図示せず）に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６には、感光体ドラム３上に形成されたトナー像を、中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアス電圧が印加される。

また、中間転写ローラ６は、中間転写ベルト７の裏側に接触しており、感光体ドラム３から中間転写ベルト７へトナー像を転写させる転写手段である。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために数百ボルト程度の電圧の転写バイアス電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の電圧）が印加される。

中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面に、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）が被覆されたローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト７に対して略均一な電圧を印加することができる。本実施形態では、転写手段として転写ローラを使用しているが、それ以外にブラシ状の転写電極（転写ブラシ）を中間転写ベルト７の裏側に接触させて転写手段とすることもできる。

中間転写ベルト７は、各色用の感光体ドラム３にそれぞれ接触するように設けられている。感光体ドラム３の表面に形成された各色のトナー像は、中間転写ローラ６に印加された転写バイアス電圧によって、中間転写ベルト７に順次転写される。これによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナー像）が多層状に転写される。なお、本実施形態に用いた中間転写ベルト７は、厚さ６０μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムが無端状に形成されたものである。

中間転写ベルト７に転写されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転に伴って、２次転写ローラ１１ｅが配置されている２次転写ユニット１１に移動する。

中間転写ベルト７と２次転写ローラ１１ｅは、所定のニップ幅を持つように圧接されている。また、２次転写ローラ１１ｅには、後述する記録シートにトナー像を転写させるためのバイアス電圧（２次転写電圧）が印加されている（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。２次転写ローラ１１ｅと中間転写ベルト用駆動ローラ８−１は、その何れか一方が硬質材料（金属等）からなり、他方が芯金の表面に軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が被覆された弾性ローラである。これにより、２次転写ローラ１１ｅと前記中間転写ベルト用駆動ローラ８−１は、所定幅のニップが定常的に得られる。

中間転写ベルト用クリーニングユニット９は、中間転写ベルト７上のトナーが除去・回収されるものである。上記のように、中間転写ベルト７が感光体ドラム３の表面へ接触することにより、記録シートに画像を転写する領域以外においても、中間転写ベルト７にトナーが付着されることもある。また、２次転写ローラ１１ｅによって記録シートへの転写が行われずに中間転写ベルト７上に残存するトナーが存在する。これらのトナーは、次工程でトナーの混色が発生する原因となり得る。このため、中間転写ベルト用クリーニングユニット９により、中間転写ベルト７上のトナーが除去・回収される。中間転写ベルト用クリーニングユニット９には、クリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードの端部が、中間転写ベルト７に接触してトナーを除去する。中間転写ベルト用クリーニングユニット９が接触する部分において、中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト用従動ローラ８−２で支持されている。

給紙トレイ１０は、画像形成に使用する記録シートを蓄積しておくためのトレイである。給紙トレイ１０は、画像形成装置５０の露光ユニット１の下方に設けられている。また、本画像形成装置５０の上部には、排紙トレイ１５が設けられている。排紙トレイ１５には、印刷済みの記録シートがフェイスダウンで排出されて堆積する。

また、本画像形成装置５０には、給紙トレイ１０の記録シートを２次転写ユニット１１や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。さらに、給紙トレイ１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、２次転写ユニット１１、定着ユニット１２、記録シートを搬送する搬送ローラ２５（２５−１〜２５−８）等が配されている。

搬送ローラ２５−１〜２５−４は、記録シートの搬送を促進・補助するための、小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０から、記録シートを１枚ずつ用紙搬送路Ｓに供給する。

また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｓを搬送されてくる記録シートを、一旦所定位置に停止させるものである。そして、中間転写ベルト７上のトナー像の先端と記録シートの先端を同期させるタイミングで記録シートを２次転写ユニット１１へ搬送する機能を有している。

定着ユニット１２は、ヒートローラ３１、加圧ローラ３２等を備えており、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２は、記録シートを挟んで回転するようになっている。

また、ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づき、制御基板４０の制御部によって所定の定着温度となるようにその内部に配置された図示しないヒーターが制御される。ヒートローラ３１は、加圧ローラ３２との間を通過搬送される記録シートを熱圧着する。これによって、記録シートに転写された多色トナー像が溶融・混合・圧接し、記録シートに対して熱定着する。

なお、多色トナー像の定着後の記録シートは、搬送ローラ２５−５、２５−６によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排紙トレイ１５上に排出されるようになっている。

次に、記録シート搬送経路を詳細に説明する。本画像形成装置には予め記録シートを収納する給紙トレイ１０が配置されている。

給紙トレイ１０の端部には、各々のピックアップローラ１６が配置され、記録シートを１枚ずつ搬送路に導くようになっている。

給紙トレイ１０から搬送される記録シートは搬送路中の搬送ローラ２５−１〜２５−４によってレジストローラ１４まで搬送されて停止する。レジストローラ１４は、停止した記録シートの先端と中間転写ベルト７上のトナー像の先端を整合させるタイミングで停止した記録シートを２次転写ユニット１１へ送りだす。送り出された記録シートは、２次転写ユニット１１で中間転写ベルト７上のトナー像が転写される。その後、記録シートは定着ユニット１２を通過する。このとき、記録シート上の未定着トナーは熱で溶融し、定着ユニット１２を通過後は、自然に冷却されて記録シート上に固着する。その後、記録シートは搬送ローラ２５−５を経て排紙ローラ２５−６から排紙トレイ１５上に排出される。

排紙トレイ１５の下方には、制御基板４０が配置されている。制御基板４０は、画像形成装置５０の各部の動作を制御するためのマイクロコンピュータ、マイクロコンピュータが実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、マイクロコンピュータの処理のためのワークエリアおよび画像データの記憶領域を提供するＲＡＭを有する。前記マイクロコンピュータは、制御プログラムを実行することによって制御部として機能する。前述した画像形成、トナー像の転写、記録シートの搬送や定着部の温度制御などは、制御部の機能によって実現される。

また、制御基板４０は、入力回路と出力回路を有している。入力回路には、画像形成装置５０内の各部に配置されたセンサからの信号が入力され、マイクロコンピュータが入力された信号を用いて処理を行えるように構成されている。出力回路は、各部に配置された負荷を駆動するための信号を出力する回路である。

（２次転写ユニットの概略構成）
次に、図１を用いて２次転写ユニット１１の概略構成について説明する。

２次転写ユニット１１は、中間転写ベルト用駆動ローラ８−１と対向しており、２次転写ベルト（無端ベルト）１１ａと、２次転写ベルト１１ａの中に配置され、２次転写ベルト１１ａを張架し、２次転写ベルト１１ａを回転駆動するための駆動ローラ１１ｂ、従動ローラ１１ｃ、テンションローラ１１ｄと、記録媒体６０にトナー像を転写させるためのバイアス電圧（２次転写電圧）を印加する２次転写ローラ１１ｅとを含み、さらに前記２次転写ベルトを内側から除電する除電部材８０を備える。そして、２次転写ベルト１１ａは、図１に示す矢印の搬送方向Ｒにて示す方向に回転する。

具体的には、駆動ローラ１１ｂは、記録シート６０の搬送方向Ｒの下流側に配備されており、図示しない機構により回転力が与えられ、２次転写ベルト１１ａを回転駆動する。従動ローラ１１ｃは、記録シート６０の搬送方向Ｒの上流側に配備されており、張架される２次転写ベルト１１ａのテンションにより従動する。テンションローラ１１ｄは、張架される２次転写ベルト１１ａに対してテンションを与えるものである。２次転写ローラ１１ｅは、駆動ローラ１１ｂと従動ローラ１１ｃとの間に配備されており、中間転写ベルト用駆動ローラ８−１と対向するようになっている。ここで、２次転写ローラ１１ｅと中間転写ベルト用駆動ローラ８−１は、上記のように、その何れか一方が硬質材料（金属等）からなり、他方が芯金の表面に軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が被覆された弾性ローラである。これにより、２次転写ローラ１１ｅと前記中間転写ベルト用駆動ローラ８−１は、所定幅のニップが定常的に得られる。

除電部材８０は、例えば導電性ブラシであり、２次転写ベルトを適度の接触圧で接している。除電部材８０は、導電性ブラシであることにより、２次転写ベルト１１ａを適度の接触圧で接することができ、耐久性にも優れているため、除電部材８０と２次転写ベルト１１ａとの使用寿命を延ばすことができる効果を奏する。ただし、除電部材８０は導電性ブラシに限定されるものではなく、２次転写ベルト１１ａから除電可能な部材であればよい。

２次転写ベルト１１ａは、例えばポリイミドやポリカーボネイト、フッ素コートされたＮＢＲ等にカーボンブラックなどの導電材を適当量含有させたものが使用できる。

ペーパーガイド７０は、例えば、金属や樹脂のような汎用材料からなるものであり、記録シート６０の搬送方向Ｒにおいて、従動ローラ１１ｃの近傍かつ、従動ローラ１１ｃの上流側に、２次転写ベルト１１ａと従動ローラ１１ｃと接触しないように設置されており、記録シート６０の搬送方向Ｒに平行する平面部分を備えている。ペーパーガイド７０は、２次転写ローラ１１ｅと中間転写ベルト用駆動ローラ８−１との２次転写ポイントに記録シート６０をガイドするものであり、２次転写を行う２次転写領域への記録シート６０の搬送ミスを無くすためのものである。

記録シート６０は、レジストローラ１４から搬送され、ペーパーガイド７０に接した後、２次転写ベルト１１ａに吸着され、図１に示す矢印の搬送方向Ｒに搬送される。中間転写ベルト７上に感光体ドラム３による転写されたカラートナー画像は、２次転写ローラ１１ｅに印加される２次転写電圧によって、搬送されてくる記録シート６０上に転写される。

２次転写ベルト１１ａの記録シート６０の搬送方向Ｒの下流側には、記録シート６０に転写されたカラー画像を記録シート６０上に定着するための定着ユニット１２が設けられている。

（２次転写ユニットの転写性に関する実験）
（転写性確認実験１）
本実験において、低温低湿環境（１０℃、１０％ＲＨ）における２次転写性の確認テストを行った。なお、下記の各実験２・３においても、低温低湿環境（１０℃、１０％ＲＨ）における測定を行った。この確認実験において、除電部材８０の有無、除電部材８０の配置位置、ペーパーガイド７０の有無について、記録シート６０に転写された記録シート後端のべた画像のむら発生状況に基づいて判断を行った。

なお、本実験は、２５０ｇ／ｃｍ^２の記録シートを用い、導電性ブラシ（商品名：サンダーロン、日本蚕毛染色製）の除電部材８０を用いた。

除電部材８０の配置については、２次転写ローラ１１ｅと中間転写ベルト用駆動ローラ８−１との２次転写ポイントＡを０ｍｍにし、接点Ａにより入紙側をマイナス（−）に、接点Ａにより出紙側をプラス（＋）にする。また、２次転写ベルト１１ａを保持する３つのローラは全てフロート（接地しないこと）とし、表面抵抗率が１０の８乗（Ω／□）である２次転写ベルト１１ａを用いて転写されたべた画像のむら発生状況について調べた。

なお、判定基準としては、記録シート後端２０ｍｍ付近の転写画像のむら発生状況を目視にて判断した。転写画像の状態について、それぞれ、“転写不良なし”は、“◎”を、“転写不良が若干見られるが、実使用上問題なし”は、“○”を、“転写不良が大、実使用上問題あり”は、“×”を用いて表示する。ここで、転写不良とは、放電による画像不良である。具体的に言えば、ベタ画像を印字した場合、２次転写ローラ１１ｅの回転軸に平行する方向において、放電によりトナーが飛び散ってしまい、記録シート６０のべース部分が見えるような筋がランダムに発生する状態である。

測定の結果を表１に示す。

表１に示すよう、除電部材８０（除電ブラシ）を用いると転写不良が改善されることが分かった。また、除電部材８０は、２次転写ローラの接点Ａから入紙側へ２０ｍｍの場所において、ペーパーガイド７０がある場合は、ペーパーガイド７０がない場合より、転写不良が改善されることが分かった。つまり、記録シート６０の搬送方向Ｒの上流側において、従動ローラの近傍にペーパーガイド７０がさらに備えられるため、記録シート６０を最大限２次転写ローラ１１ｅと中間転写ベルト用駆動ローラ８−１との２次転写ポイントＡの近傍まで導き、転写前に記録シート６０を中間転写ベルト７及び２次転写転写ベルト１１ａに可能な限り接触させにくくすることにより、２次転写ローラ１１ｅの放電による記録シート６０への影響が抑えられ、転写性を向上することができる。

（実験２）
本実験例は、２次転写ベルト１１ａを保持する３つのローラがフロートかアースかに接続される状態での転写性を調べたものである。なお、本実験は、２次転写ベルト１１ａを保持する３つのローラがアースに接続されることによる転写性の有効性をより判断しやすくするため、除電部材８０が２次転写ローラの接点Ａから入紙側へ３０ｍｍの場所に配置される条件、すなわち、全てのローラがフロートに接続されたときに“転写不良が若干見られるが、実使用上問題なし”となる条件で転写性の変化を調べた。また、本実験は、ペーパーガイド７０があり、そして、表面抵抗率は１０の８乗（Ω／□）である２次転写ベルト１１ａを用いた。

その結果を表２に示す。表２において、２次転写ベルト１１ａを保持する３つのローラは、フロートに接続される場合を“Ｆ”で表記し、アースに接続される場合を“Ｇ”で表記する。判定基準としては、実験１と同様に記録シート後端２０ｍｍ付近の転写画像のむら発生状況を目視にて判断を行った。また、転写画像の状態について、それぞれ、“転写不良なし”は、“◎”を、“転写不良が若干見られるが、実使用上問題なし”は、“○”を、“転写不良が大、実使用上問題あり”は、“×”を用いて表示する。ここで、２次転写ベルト１１ａを保持する３つのローラは、駆動ローラ１１ｂ、従動ローラ１１ｃ、テンションローラ１１ｄである。

表２に示すように、２次転写ベルト１１ａを保持する３つのローラをフロートする場合、“転写不良が若干見られるが、実使用上問題なし”の転写性に対し、駆動ローラ１１ｂと従動ローラ１１ｃとがアースされていることにより転写性が改善されることが分かった。すなわち、駆動ローラ１１ｂと従動ローラ１１ｃとがアースされていることにより、各ローラからも除電が行われるため、より転写不良を抑えることができたことが分かった。また、２次転写ベルト１１ａを保持する３つのローラともをアースする場合も、良い転写性が得られることが分かった。

（実験３）
本実験は、上記実験のように転写不良を解決できている状態で、さらに印字濃度不足を解消し、画質を向上させる条件を見つけるものである。印字濃度不足とは、転写する際、トナー移動が不完全であり、印字濃度が薄い状態である。

具体的に言えば、本実験は、上記実験１、２において、表面抵抗率が１０の８乗（Ω／□）である２次転写ベルト１１ａを用いて転写性を調べたことに対し、２次転写ベルト１１ａの表面抵抗率が異なる場合において２次転写ユニット１１の印字濃度（転写画像濃度）の転写性への影響について検討を行った。

まず、体積抵抗率ではなく表面抵抗率を用いる理由について説明する。

図３（ａ）は、ユニットＡ・Ｂの体積抵抗率の、トナー像を記録シート６０に転写させるため２次転写ローラ１１ｅに印加される印加電圧に対する依存性を示す図である。図３（ｂ）は、ユニットＡ・Ｂの表面抵抗率の、トナー像を記録シート６０に転写させるため２次転写ローラ１１ｅに印加される印加電圧に対する依存性を示す図である。

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、２次転写ベルト１１ａの体積抵抗率（Ωｃｍ）より表面抵抗率（Ω／□）を用いて判断することによって、ユニットＡ・Ｂ間の差をより明確に見極めることができる。

次に、２次転写ベルト１１ａの表面抵抗率が、トナー像を記録シート６０に転写させるため２次転写ローラ１１ｅに印加される印加電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）に対する依存性について確認を行った。なお、ハイレスター（商品名：ダイアインスツルメンツ製）の測定器を用い、２次転写ベルト１１ａの表面抵抗率を測定した。その結果が図４に示される。

図４に示すように、印加電圧が１０００Ｖである時の表面抵抗率が１０の８乗（Ω／□）である場合、印加電圧によって表面抵抗率が大きく変動し、表面抵抗率が１０の１１乗（Ω／□）以上である場合、印加電圧の依存性が殆どないことがわかった。また、実使用上でも表面抵抗率が１０の１１乗（Ω／□）である場合、変動が少ないことが示されている。一般に、表面抵抗率は、印加電圧の依存性が大きいほど、印加電圧による印加電流の制御が困難になるため、表面抵抗率は、印加電圧の依存性が小さいことが好ましい。

次に、２次転写ベルト１１ａの表面抵抗率による２次転写ユニット１１の印字濃度の転写性への影響について説明する。

本実験は、２次転写ベルト１１ａを保持する３つのローラを全てアースに接続し、除電部材８０を−３０ｍｍの位置に配置し、ペーパーガイドを設置している測定条件において、２次転写ベルト１１ａの表面抵抗率を変更させ、記録シート６０に転写されたべた画像の印字濃度を判断した。なお、本実験は、上記実験１、２と異なり、べた画像全体の印字濃度測定まで行って印字濃度について判定したものである。その結果を表３に示す。

表３に示すように、表面抵抗率が１０の８乗（Ω／□）または１０の１０乗（Ω／□）である場合、印字濃度の結果として、それぞれ印字濃度不足と印字濃度やや不足になっていることがわかった。表面抵抗率が１０の１１乗（Ω／□）または１０の１２乗（Ω／□）である場合、印字濃度の結果として、べた画像全体の印字濃度の不足が見られないことがわかった。また、２次転写ベルト１１ａの表面抵抗率が高いほど、印字濃度の値は、大きくなっていることも分かった。これは、印加電圧によって生じる転写電流が、２次転写ベルト１１ａを通じて流れにくくなり、２次転写に寄与する対向電極（中間転写ベルト用駆動ローラ８−１）への電流を多くすることができ、全体印字濃度を高めたと考えられる。

上記の構成によれば、２次転写ベルトの表面抵抗率が１０の１１乗（Ω／□）以上である場合、より安定な転写性を保持することができる。従って、本発明の２次転写ユニット１１において、表面抵抗率が１０の１１乗（Ω／□）以上の２次転写ベルト１１ａを用いることが好ましい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、２次転写ユニットを備える画像形成装置に適用できる。

本発明にかかる画像形成装置の２次転写ユニット付近の拡大図である。 本発明の実施形態の一例として示すカラー画像形成装置を模式的に示す断面図である。 （ａ）は、異なるユニットの体積抵抗率の、トナー像を記録シートに転写させるため２次転写ローラに印加される印加電圧に対する依存性を示す図であり、（ｂ）は、異なるユニットの表面抵抗率の、トナー像を記録シートに転写させるため２次転写ローラに印加される印加電圧に対する依存性を示す図である。 本発明の実験３にかかるものであり、表面抵抗率が、トナー像を記録シートに転写させるため２次転写ローラに印加される印加電圧への依存性を示す図である。

符号の説明

７ 中間転写ベルト
８−１ 中間転写ベルト用駆動ローラ
１１ ２次転写ユニット
１１ａ ２次転写ベルト
１１ｂ 駆動ローラ
１１ｃ 従動ローラ
１１ｄ テンションローラ
１１ｅ ２次転写ローラ
５０ 画像形成装置
６０ 記録媒体（記録シート）
７０ ペーパーガイド
Ｒ 記録シートの搬送方向

Claims (7)

1. 中間転写ベルト上に転写されたカラーのトナー画像を、所定搬送方向に搬送されてきた記録媒体に転写するための２次転写ユニットであって、
   ２次転写ベルトと、前記２次転写ベルトの内側にそれぞれ配備されており、前記２次転写ベルトを張架し、前記２次転写ベルトを回転駆動させるローラと、前記記録媒体にトナー画像を転写させるための転写電圧を印加する２次転写ローラと、除電部材とを備え、
   前記除電部材は、前記２次転写ベルトを内側から除電することを特徴とする２次転写ユニット。
2. 前記２次転写ベルトを回転駆動させるためのローラは、前記２次転写ベルトを駆動する駆動ローラと前記駆動ローラに従動する従動ローラとを含み、
   前記記録媒体の搬送方向の搬送経路において、前記従動ローラが、前記記録媒体の搬送方向の上流側に配備され、前記駆動ローラが、前記記録媒体の搬送方向の下流側に配備され、前記２次転写ローラが、前記駆動ローラと前記従動ローラとの間に配備されており、
   前記除電部材は、前記従動ローラと前記２次転写ローラとの間に配備されることを特徴とする請求項１に記載の２次転写ユニット。
3. 前記従動ローラの近傍、かつ、前記記録媒体の搬送方向において前記従動ローラより上流側に、前記記録媒体の搬送を２次転写ベルト上にガイドするペーパーガイドをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の２次転写ユニット。
4. 前記駆動ローラと前記従動ローラとがアースされていることを特徴とする請求項２または３に記載の２次転写ユニット。
5. 前記除電部材は、導電性ブラシであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の２次転写ユニット。
6. 前記２次転写ベルトの表面抵抗率が、１０^１１Ω／□以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の２次転写ユニット。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の２次転写ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。

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