JP2010249921A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写性能を高く安定させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１０は、現像剤像を転写電圧によって用紙に転写する二次転写を行う電子写真方式の画像形成装置であって、中間転写ベルト６１、及び二次転写ローラ６６を備える。中間転写ベルト６１は、駆動ローラ６２及び従動ローラ６３間に張架され、現像剤像を担持しながら搬送する。二次転写ローラ６６は、中間転写ベルト６１を挟んで駆動ローラ６２に圧接し、中間転写ベルト６１に担持された現像剤像を中間転写ベルト６１との間を通過する用紙に転写する。二次転写ローラ６６は、中間転写ベルト６１より硬質であって導電性樹脂で構成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、現像剤像を転写電圧によって記録媒体に転写する転写処理を行う電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置には、現像剤像担持体の表面に担持された現像剤像を中間転写ベルトに一次転写した後、中間転写ベルトから記録媒体へ二次転写する中間転写方式を採用しているものがある。

このような画像形成装置では、例えば中間転写ベルトは駆動ローラと従動ローラとに架け渡され、中間転写ベルトと、中間転写ベルトを挟んで駆動ローラに圧接する転写ローラとの間で、現像剤像が転写電圧によって記録媒体に二次転写される。

従来の画像形成装置では、中間転写ベルトとしてポリイミド樹脂やポリアクリルアミド樹脂等で構成された単層ベルトが用いられている。一方、二次転写には中間転写ベルトと転写ローラとの間にニップ圧が必要なので、転写ローラとしてゴムローラが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−２０１４７０公報

しかし、ゴムローラの電気抵抗値は、環境依存性が大きく、低温低湿環境下と高温高湿環境下とでは２桁ほどの変動が発生する場合がある。

高温高湿環境下では、用紙等の記録媒体の電気抵抗値が低下するだけでなく、ゴムローラの電気抵抗値も１桁ほど下がる。このため、定電流制御の場合は、転写電圧が低くなり、必要な転写電圧に達しないことから、転写性能が低下しやすくなる。一方、定電圧制御の場合は、電流が過剰に大きくなるので、再転写等の転写不良が発生しやすくなる。再転写とは、中間転写ベルトの移動方向において上流側の画像形成部で中間転写ベルトに転写された現像剤像の一部が、下流側の画像形成部の一次転写位置を通過する際に、この下流側の画像形成部の現像剤像担持体に付着する現象をいう。

低温低湿環境下では、記録媒体の電気抵抗値が高温高湿環境下と比べて高くなるだけでなく、ゴムローラの電気抵抗値も１桁ほど上がる。このため、定電流制御の場合は、電圧が異常に高くなり、リーク現象、再転写やトナーの飛び散り現象が発生しやすくなる。一方、定電圧制御の場合は、電流が小さくなるので、十分な転写性能が得られなくなりやすい。

転写ローラの電気抵抗値が変動した場合、文字画像における文字の一部欠落、空間周波数が高い画像における濃度の不均一即ち例えば現像剤で密に被覆されるべき高濃度画像（所謂ベタ画像）における粒状度の悪化、空間周波数が低い画像における濃度の不均一即ち例えばモットル（mottle、斑点）の発生など、転写不良が発生する場合がある。

このように、転写ローラとしてゴムローラを用いた場合、環境によって電気抵抗値が変動しやすいので、転写性能を高く安定させることができない。

この発明の目的は、転写性能を高く安定させることができる画像形成装置を提供することにある。

この発明の画像形成装置は、現像剤像を転写電圧によって記録媒体に転写する転写処理を行う電子写真方式の画像形成装置であって、中間転写ベルト、及び転写ローラを備える。中間転写ベルトは、複数の支持ローラ間に張架され、現像剤像を担持しながら搬送する。転写ローラは、中間転写ベルトを挟んで複数の支持ローラのうちのいずれか１個に圧接し、中間転写ベルトに担持された現像剤像を中間転写ベルトとの間を通過する記録媒体に転写する。転写ローラは、中間転写ベルトより硬質であって導電性樹脂で構成される。

この構成では、転写ローラは、中間転写ベルトより硬質であるため、中間転写ベルトと転写ローラとの圧接位置において中間転写ベルトがへこむことで、ニップ領域が形成される。また、転写ローラが導電性樹脂で構成されているので、ゴムローラと比較して転写ローラの電気抵抗値が小さい。このため、転写ローラの電気抵抗値は、温度や湿度といった環境の影響度が小さい。したがって、環境変化に関らず、ゴムローラを用いた場合と比較して転写性能が安定する。

上述の構成において、中間転写ベルトは、基体、基体上に配置された弾性樹脂層、及び弾性樹脂層上に配置された表面層を有するように構成することができる。基体を有することで、中間転写ベルトの強度が保持される。また、弾性樹脂層を有することで、中間転写ベルトと転写ローラとの圧接位置において中間転写ベルトがへこみ、ニップ領域を適切に形成することができる。さらに、表面層を有することで、中間転写ベルトの劣化を抑制することができる。

また、弾性樹脂層はウレタンゴムで構成し、表面層はフッ素樹脂で構成することができる。ウレタンゴムは適度な弾性を有するので転写処理に必要なニップ圧を転写ローラとの間に適度に生じさせることができる。また、ウレタンゴムは基体として用いられる素材との接着性が高いので、弾性樹脂層と基体との接着性を高めることができる。さらに、ウレタンゴムは安価なので、低コスト化を図ることができる。また、表面層をフッ素樹脂で構成することで、クリーニングブレードや記録媒体との摩擦による中間転写ベルトの劣化を抑制することができるので、転写性能を高く安定させることができる。

さらに、中間転写ベルトと転写ローラとの圧接位置における中間転写ベルトのへこみ量は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。中間転写ベルトと転写ローラとの圧接位置における中間転写ベルトのへこみ量が０．１ｍｍ未満であれば、中間転写ベルトと転写ローラとの圧接力が小さすぎて、画像の一部の欠落や、現像剤の飛散が発生する。また、中間転写ベルトのへこみ量が０．３ｍｍを超えると、中間転写ベルトと転写ローラとの圧接力が大きすぎて、中間転写ベルトを駆動させるための回転トルクの上昇、中間転写ベルトの破断、及び記録媒体の皺寄りの虞がある。しかし、中間転写ベルトのへこみ量が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であれば、中間転写ベルトと転写ローラとの間に転写処理に適した圧接力を生じさせることができ、画像の欠落、現像剤の飛散、回転トルクの上昇、中間転写ベルトの破断、及び記録媒体の皺寄りを防止することができる。

また、基体はポリイミド樹脂で構成することができる。ポリイミド樹脂は引張弾性率が高く、伸び難いので、中間転写ベルトの耐久性を向上させることができる。

さらに、基体の厚さは、３０μｍ以上５５μｍ以下であることが好ましい。基体の厚さが３０μｍ未満であれば、中間転写ベルトが強度不足となる。基体の厚さが５０μｍを超えると、中間転写ベルトの剛性が大きくなり過ぎるので、転写ローラ、静電潜像担持体や、静電潜像担持体上に形成された現像剤像を中間転写ベルトに一次転写させる一次転写ローラに対して、中間転写ベルトが柔軟に接触できなくなり、転写性能の低下や、中間転写ベルトの回転ムラが発生する虞がある。しかし、基体の厚さが３０μｍ以上５５μｍ以下であれば、中間転写ベルトに必要とされる強度を保持するとともに、転写ローラ、静電潜像担持体、及び一次転写ローラに柔軟に接触できるので、転写性能を高く安定させることができる。

転写処理時に、転写ローラが圧接する支持ローラ側に転写電圧が印加されるように構成することができる。高温高湿環境下では、樹脂製の転写ローラは、ゴムローラと比較して、電気抵抗値の低下の度合いが小さく、電流及び電圧の変動が小さいので、転写性能に関して有利であるが、記録媒体の電気抵抗値は記録媒体が吸湿することで低下するので、転写ローラに流れる電流の全てが支持ローラへ流れるわけではなく、記録媒体を伝ってペーパーガイド等へ逃げてしまう電流がある。この結果、現像剤を介して流れる電流が不足し、転写不良が発生しやすくなる。しかし、支持ローラ側から転写ローラへ電流を流すことで、電流は記録媒体より先に現像剤に流れるため、現像剤への印加電流の不足に起因する転写不良を防止できる。また、支持ローラ側から転写ローラへ電流を流すことで、記録媒体の電気抵抗値が高くなる低温低湿環境下での転写性能と記録媒体の電気抵抗値が低くなる高温高湿環境下での転写性能との差を小さくすることができる。

この発明によれば、転写性能を高く安定させることができる。

この発明の実施形態に係る画像形成装置の正面断面図である。 中間転写ベルトの断面図である。 中間転写ベルトと二次転写ローラとの圧接状態を示す部分拡大図である。 中間転写ベルトのへこみ量（ｍｍ）と、現像剤像の転写性能、現像剤の飛散、中間転写ベルトを駆動させるための回転トルク（Ｎ・ｍ）、中間転写ベルトの破断、及び用紙の皺寄りのそれぞれとの関係についての実験結果を示す図である。 中間転写ベルトの基体の厚さ（μｍ）と、現像剤像の転写性能、基体にクラックが入るまでの印刷枚数、及び中間転写ベルトを駆動させるための回転トルク（Ｎ・ｍ）のそれぞれとの関係についての実験結果を示す図である。 二次転写時における転写電圧の印加方向と転写電圧の大きさとの関係についての実験結果を示す図である。

以下に、この発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、画像形成装置１０は、画像読取ユニット１００、画像形成ユニット２００、給紙ユニット３００、及び制御部４００を備えている。

画像読取ユニット１００は、画像形成装置１０の上部に配置され、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ:AutomaticDocument Feeder）９０、及び画像読取部２０を備えている。画像読取部２０は、第１原稿台２１、第２原稿台２２、第１ミラーベース２３、第２ミラーベース２４、レンズ２５、及び固体撮像素子（ＣＣＤ:Charge Coupled Device）２６を備えている。

ＡＤＦ９０には、原稿積載トレイ９１から第２原稿台２２を経由して原稿排出トレイ９２へ至る原稿搬送路９３が形成されている。ＡＤＦ９０は、原稿搬送路９３に原稿を１枚ずつ搬送する。ＡＤＦ９０は、第１原稿台２１の上面を開閉自在に被覆するように、背面側を支点に回動自在にされている。前面側が上方に移動するようにＡＤＦ９０を回動させて第１原稿台２１の上面を露出させることにより、ＡＤＦ９０を用いずに手動操作によって第１原稿台２１に原稿を載置することができる。

第１原稿台２１及び第２原稿台２２は、ともに硬質ガラス板によって構成されている。

第１ミラーベース２３及び第２ミラーベース２４は、第１原稿台２１及び第２原稿台２２の下方において水平方向に移動自在にされている。第２ミラーベース２４の移動速度は、第１ミラーベース２３の移動速度の１／２にされている。第１ミラーベース２３は、光源及び第１ミラーを搭載している。第２ミラーベース２４は、第２ミラー及び第３ミラーを搭載している。

ＡＤＦ９０によって搬送される原稿の画像を読み取る際に、第１ミラーベース２３は、第２原稿台２２の下方に停止している。光源の光は、第２原稿台２２上を通過する原稿の画像面に向けて照射され、原稿の画像面における反射光が第１ミラーによって第２ミラーベース２４に向けて反射される。

第１原稿台２１に載置された原稿の画像を読み取る際には、第１ミラーベース２３及び第２ミラーベース２４は、第１原稿台２１の下方を水平方向に移動する。光源の光は、第１原稿台２１上に載置された原稿の画像面に向けて照射され、原稿の画像面における反射光が第１ミラーによって第２ミラーベース２４に向けて反射される。

ＡＤＦ９０を用いるか否かに拘らず、原稿の画像面における反射光は、光路長を一定にして、第２ミラー及び第３ミラーによってレンズ２５を経由してＣＣＤ２６に入射する。

ＣＣＤ２６は、原稿の画像面における反射光の光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、制御部４００に画像データとして入力される。このようにして、画像読取部２０は、原稿の画像を読み取って画像データを取得する。制御部４００は、必要に応じて画像データを画像形成ユニット２００へ出力する。

画像形成ユニット２００は、画像読取ユニット１００の下に配置され、露光ユニット３、４個の画像形成部３１，３２，３３，３４、中間転写ベルトユニット６、二次転写ローラ６６、定着装置７、排紙トレイ６７、及び用紙搬送路６８，６９を備えている。

中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、駆動ローラ６２、従動ローラ６３、及びテンションローラを有している。中間転写ベルト６１は、駆動ローラ（支持ローラ）６２と従動ローラ（支持ローラ）６３との間に張架されてループ状の移動経路を形成している。

画像形成ユニット２００は、ブラック、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン、マゼンタ及びイエローの４色の各色相に対応した画像データを用いて、画像形成部３１，３２、３３，３４において画像形成処理を行う。画像形成部３１〜３４は、中間転写ベルト６１の移動経路に沿って一列に配置されている。画像形成部３２〜３４は、画像形成部３１と実質的に同様に構成されている。

ブラックの画像形成部３１は、感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置４、一次転写ローラ５、及びクリーニングユニット６４を備えている。

帯電装置２は、感光体ドラム１の表面を所定の電位に均一に帯電させる。

露光ユニット３は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー、第１ｆθレンズ及び第２ｆθレンズを備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビームのそれぞれを、画像形成部３１〜３４のそれぞれの感光体ドラム１に照射する。４個の感光体ドラム１のそれぞれの周面には、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。

現像装置４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１の周面に、画像形成部３１〜３４のそれぞれの色相のトナー（現像剤）を供給し、静電潜像を現像剤像に顕像化する。

クリーニングユニット６４は、現像及び画像転写の後における感光体ドラム１の表面に残留したトナーを回収する。

中間転写ベルト６１の外周面は、４個の感光体ドラム１に順に対向する。中間転写ベルト６１を挟んで各感光体ドラム１に対向する位置のそれぞれに、一次転写ローラ５が配置されている。中間転写ベルト６１と感光体ドラム１とが互いに対向する位置のそれぞれが、一次転写位置である。

一次転写ローラ５には、感光体ドラム１の周面に担持された現像剤像を中間転写ベルト６１上に転写するために、トナーの帯電極性（マイナス）と逆極性（プラス）の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１のそれぞれに形成された各色相の現像剤像は中間転写ベルト６１の外周面に順次重ねて転写（一次転写）され、中間転写ベルト６１の外周面にフルカラーの現像剤像が形成される。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合は、４個の感光体ドラム１のうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及び現像剤像の形成が行われる。例えば、モノクロ印刷モード時には、ブラックの色相に対応した画像形成部３１の感光体ドラム１のみにおいて静電潜像の形成及び現像剤像の形成が行われ、中間転写ベルト６１の外周面にはブラックの現像剤像のみが転写（一次転写）される。

画像形成部３１〜３４の全てにおいて画像形成処理が行われるフルカラー画像形成時には、４個の一次転写ローラ５が中間転写ベルト６１を全ての感光体ドラム１に圧接させる。一方、画像形成部３１のみにおいて画像形成処理が行われるモノクロ画像形成時には、画像形成部３１のみにおいて一次転写ローラ５が中間転写ベルト６１を感光体ドラム１に圧接させる。

各一次転写ローラ５は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材によって被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト６１に均一に高電圧を印加する。弾性材として、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン共重合ゴム）、又は発泡ウレタン等が用いられる。

二次転写ローラ６６は、中間転写ベルト６１を挟んで駆動ローラ６２に所定のニップ圧で圧接している。二次転写ローラ６６はこの発明の転写ローラに相当する。二次転写ローラ６は、導電性樹脂であって硬質材料で構成されている。二次転写ローラ６６は、中間転写ベルト６１の外周面に担持された現像剤像を、記録媒体の一例である用紙に転写（二次転写）するためのものである。

一次転写位置のそれぞれにおいて中間転写ベルト６１の外周面に転写された現像剤像は、中間転写ベルト６１の回転によって、中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６６との対向位置である二次転写位置へ搬送される。

給紙ユニット３００の給紙トレイ８１には、用紙が収容されている。用紙搬送路６８には、複数の搬送ローラ１２Ａ，１２Ｂが配置されている。用紙搬送路６８は、給紙トレイ８１に収容されている用紙を、二次転写位置及び定着装置７を経由して排紙トレイ６７へ送るために、略垂直方向に配置されている。

用紙搬送路６９には、複数の搬送ローラ１２Ｃ，１２Ｄが配置されている。用紙搬送路６９は、用紙の搬送方向において、定着装置７の下流側から二次転写位置の上流側まで配置されている。用紙搬送路６９には、定着装置７を通過した後で排紙トレイ６７へ排出される用紙が、それまでの後端を前にして搬送される。これによって、用紙は表裏を反転した状態で、二次転写位置へ再送される。

給紙ユニット３００は、画像形成ユニット２００の下に配置され、給紙カセット８１の他に、手差しトレイ８２を備えている。給紙カセット８１及び手差しトレイ８２のそれぞれには、用紙が収容される。

給紙ユニット３００は、給紙カセット８１又は手差しトレイ８２の何れかから１枚ずつ用紙を給紙する。給紙カセット８１に収容された用紙は、ピックアップローラ１１Ａによって給紙され、用紙搬送路６８を経由して二次転写位置へ搬送される。手差しトレイ８２に収容された用紙は、ピックアップローラ１１Ｂによって給紙され、用紙搬送路６８を経由して二次転写位置へ搬送される。

用紙搬送方向において二次転写位置の上流側に、レジストローラ１３が配置されている。給紙カセット８１又は手差しトレイ８２から給紙された用紙は、レジストローラ１３が停止した状態で先端をレジストローラ１３に突き当てられる。レジストローラ１３の回転軸は、用紙の搬送方向に直交する方向に配置されている。用紙の先端が、停止した状態のレジストローラ１３に突き当てられることで、用紙が斜行している場合は斜行が補正される。

レジストローラ１３は、用紙の先端を、中間転写ベルト６１の表面に形成された現像剤像の先端と合わせるタイミングで回転を開始し、二次転写位置へ用紙を供給する。

この実施形態では、中間転写ベルト６１の移動方向において二次転写位置の上流側近傍に、二次転写前帯電装置１４、及び対向ローラ１５が配置されている。二次転写前帯電装置１４は、中間転写ベルト６１の外周面側に配置され、対向ローラ１５は、中間転写ベルト６１を挟んで二次転写前帯電装置１４に対向するように配置されている。二次転写前帯電装置１４は、中間転写ベルト６１の外周面に担持された現像剤像に、トナーの帯電極性（マイナス）と同極性（マイナス）の電荷を付与する。

給紙ユニット３００から給紙された用紙が二次転写位置を通過する際に、駆動ローラ６２に、トナーの帯電極性（マイナス）と同極性（マイナス）の高電圧の転写電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト６１の外周面から用紙の表面に、現像剤像が二次転写（転写処理）される。

現像剤像が用紙に転写された後の中間転写ベルト６１上に残留した現像剤は、中間転写ベルト用クリーニング装置６５によって回収される。

現像剤像が転写された用紙は、定着装置７に導かれ、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過することで加熱及び加圧される。これによって、現像剤像が、用紙の表面に堅牢に定着する。現像剤像が定着した用紙は、現像剤像が定着した面を下にして排紙トレイ６７上へ排出される。

図２は、中間転写ベルト６１の断面構成を示す。中間転写ベルト６１は、基体４１、弾性樹脂層４２、及び表面層４３からなる３層構造に構成されている。弾性樹脂層４２は、基体４１上に配置されている。表面層４３は、弾性樹脂層４２上に配置されている。

基体４１は、厚さ５５μｍのポリイミド樹脂で構成されている。弾性樹脂層４２は、厚さ３００μｍのウレタンゴムで構成されている。表面層４３は、厚さ１０μｍのフッ素樹脂で構成されている。

中間転写ベルト６１の硬度は、弾性樹脂層４２の厚さによって調整される。弾性樹脂層４２の厚さは、中間転写ベルト６１の硬度がＪＩＳＡ硬度で４０度以上６０度以下の範囲内に入るように調整されている。

基体４１として、ポリカーボネイト系樹脂を用いた場合は中間転写ベルト６１にクラックが入りやすく、弾性が小さいゴム系部材を用いた場合は長期の使用によって弾性伸びが発生して色ずれが起こることから、好ましくない。これに対して、基体４１としてポリイミド樹脂を用いることで、ポリイミド樹脂は引張弾性率が高く、伸び難いので、中間転写ベルト６１の耐久性を向上させることができる。

ウレタンゴムは適度な弾性を有するので、二次転写に必要なニップ圧を中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６６との間に適度に生じさせることができる。また、ウレタンゴムは基体４１として用いられるポリイミド樹脂との接着性が高いので、弾性樹脂層４２と基体４１との接着性を高めることができる。さらに、ウレタンゴムは安価なので、低コスト化を図ることができる。また、表面層４３をフッ素樹脂で構成することで、中間転写ベルト用クリーニング装置６５のクリーニングブレードや用紙との摩擦による中間転写ベルト６１の劣化、厚さの減少を抑制することができるので、転写性能を高く安定させることができる。

図３は、中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６６との圧接状態を示している。上述のように、中間転写ベルト６１は、駆動ローラ６２と従動ローラ６３（図１参照）との間に張架されている。二次転写ローラ６６は、硬質の導電性樹脂で構成されており、中間転写ベルト６１を挟んで駆動ローラ６２に圧接されている。

二次転写時に、転写電圧は駆動ローラ６２に印加される。用紙９９は、中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６６との間を搬送される。転写電圧によって、中間転写ベルト６１の外周面に担持された現像剤像は用紙９９に転写される。

二次転写ローラ６６が導電性樹脂で構成されているので、二次転写ローラ６６の電気抵抗値が小さい。このため、二次転写ローラ６６の電気抵抗値は、温度や湿度といった環境の影響度が小さい。したがって、画像形成装置１０によれば、環境変化に関らず、転写性能を高く安定させることができる。

中間転写ベルト６１は、二次転写ローラ６６及び駆動ローラ６２より硬度が小さいので、二次転写ローラ６６の圧接力によって中間転写ベルト６１がへこむ。中間転写ベルト６１のへこみ量に応じて、中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６６とが圧接するニップ領域１６の大きさが決定される。

二次転写における転写性能には、ニップ領域１６の大きさが重要である。適切な大きさのニップ領域１６を得るためには、中間転写ベルト６１のへこみ量が、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。

図４は、中間転写ベルト６１のへこみ量（ｍｍ）と、現像剤像の転写性能、現像剤の飛散、中間転写ベルト６１を駆動させるための回転トルク（Ｎ・ｍ）、中間転写ベルト６１の破断、及び用紙の皺寄りのそれぞれとの関係についての実験結果を示している。

実験結果から次のことが分かる。中間転写ベルト６１のへこみ量が０．１ｍｍ未満であれば、中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６６との圧接力が小さすぎて、画像の一部欠落や、現像剤の飛散が発生する。また、中間転写ベルト６１のへこみ量が０．３ｍｍを超えると、中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６６との圧接力が大きすぎて、中間転写ベルト６１を駆動させるための回転トルクの上昇、中間転写ベルト６１の破断、及び用紙の皺寄りの虞がある。

これに対して、中間転写ベルト６１のへこみ量が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であれば、中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６６との間に二次転写に適した圧接力を生じさせることができ、画像の欠落、現像剤の飛散、回転トルクの過剰な上昇、中間転写ベルト６１の破断、及び用紙の皺寄りを防止することができる。したがって、中間転写ベルト６１のへこみ量は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。

図５は、中間転写ベルト６１の基体４１の厚さ（μｍ）と、現像剤像の転写性能、基体４１にクラックが入るまでの印刷枚数（×１０００枚）、及び中間転写ベルト６１を駆動させるための回転トルク（Ｎ・ｍ）のそれぞれとの関係についての実験結果を示している。

この実験では、基体４１の厚さが異なる複数種類の中間転写ベルトを作成し、これらの中間転写ベルトを画像形成装置１０に適用して、Ａ４サイズの用紙に連続印刷を行った。なお、上述のように基体４１はポリイミド樹脂で構成されている。

実験結果から次のことが分かる。基体４１の厚さが小さいほど、回転トルクが小さくて済むので、駆動源として小容量の駆動モータを用いることができる。しかし、基体４１の厚さが３０μｍ未満であれば、基体４１にクラックが入るまでの印刷枚数が極端に少なくなる。即ち、中間転写ベルト６１が強度不足となる。一方、基体４１の厚さが５０μｍを超えると、文字抜け等、画像の一部欠落が発生し、転写性能が低下する。これは、中間転写ベルト６１の剛性が大きくなり過ぎるので、感光体ドラム（静電潜像担持体）１や、感光体ドラム１上に形成された現像剤像を中間転写ベルト６１に一次転写させる一次転写ローラ５に対して、中間転写ベルト６１が柔軟に接触できなくなるためであると考えられる。また、基体４１の厚さが５０μｍを超えると、中間転写ベルト６１の回転ムラが発生する虞もある。

これに対して、基体４１の厚さが３０μｍ以上５５μｍ以下であれば、基体４１にクラックが入るまでの印刷枚数が多く、中間転写ベルト６１に必要とされる強度を保持できる。また、中間転写ベルト６１が感光体ドラム１及び一次転写ローラ５に柔軟に接触できるので、転写性能を高く安定させることができる。したがって、基体４１の厚さは、３０μｍ以上５５μｍ以下であることが好ましい。

図６は、二次転写時における転写電圧の印加方向と転写電圧の大きさとの関係についての実験結果を示している。

この実験では、現像剤で密に被覆される高濃度画像（所謂ベタ画像）を中間転写ベルト６１から用紙へ転写するために必要な転写電圧（ｋＶ）の大きさを、低温低湿（温度５℃、湿度３０％）環境下、及び高温高湿（温度３５℃、湿度８５％）環境下のそれぞれにおいて測定した。

転写電圧の印加方向として、正バイアス方式を採用した場合と、逆バイアス方式を採用した場合とのそれぞれについて実験した。正バイアス方式では、二次転写ローラ６６の回転軸にトナーの帯電極性（マイナス）と逆極性（プラス）の転写電圧が印加され、二次転写ローラ６６から駆動ローラ６２へ電流が流れる。逆バイアス方式では、駆動ローラ６２の回転軸にトナーの帯電極性（マイナス）と同極性（マイナス）の転写電圧が印加され、駆動ローラ６２から二次転写ローラ６６へ電流が流れる。何れの方式においても、定電流制御を行った。

実験結果から、次のことが分かる。高温高湿環境下では、樹脂製の二次転写ローラ６６は、ゴムローラと比較して、電気抵抗値の低下の度合いが小さく、電流及び電圧の変動が小さいので、転写性能に関して有利であるが、用紙９９の電気抵抗値は用紙９９が吸湿することで低下するので、二次転写ローラ６６に流れる電流の全てが駆動ローラ６２へ流れるわけではなく、用紙９９を伝ってペーパーガイド等へ逃げてしまう電流がある。この結果、トナーを介して流れる電流が不足し、転写不良が発生しやすくなる。しかし、駆動ローラ６２側から二次転写ローラ６６へ電流を流すことで、電流は用紙９９より先にトナーに流れるため、トナーへの印加電流の不足に起因する転写不良を防止できる。また、駆動ローラ６２側から二次転写ローラ６６へ電流を流すことで、用紙９９の電気抵抗値が高くなる低温低湿環境下での転写性能と用紙９９の電気抵抗値が低くなる高温高湿環境下での転写性能との差を小さくすることができる。

なお、この発明は、モノクロ画像のみを形成可能な電子写真方式の画像形成装置にも適用することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 画像形成装置
２０ 画像読取部
３１，３２，３４，３４ 画像形成部
４１ 基体
４２ 弾性樹脂層
４３ 表面層
６１ 中間転写ベルト
６２ 駆動ローラ（支持ローラ）
６３ 従動ローラ（支持ローラ）
６６ 二次転写ローラ（転写ローラ）
９９ 用紙（記録媒体）
１００ 画像読取ユニット
２００ 画像形成ユニット
３００ 給紙ユニット
４００ 制御部

Claims (7)

1. 現像剤像を転写電圧によって記録媒体に転写する転写処理を行う電子写真方式の画像形成装置であって、
   複数の支持ローラ間に張架され、現像剤像を担持しながら搬送する中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトを挟んで前記複数の支持ローラのうちのいずれか１個に圧接し、前記中間転写ベルトに担持された現像剤像を前記中間転写ベルトとの間を通過する記録媒体に転写する転写ローラと、を備え、
   前記転写ローラは、前記中間転写ベルトより硬質であって導電性樹脂で構成される画像形成装置。
2. 前記中間転写ベルトは、基体、前記基体上に配置された弾性樹脂層、及び前記弾性樹脂層上に配置された表面層を有する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記弾性樹脂層は、ウレタンゴムで構成され、前記表面層は、フッ素樹脂で構成される請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記中間転写ベルトと前記転写ローラとの圧接位置における前記中間転写ベルトのへこみ量は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記基体は、ポリイミド樹脂で構成される請求項２又は３に記載の画像形成装置。
6. 前記基体の厚さは、３０μｍ以上５５μｍ以下である請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記転写処理時に、前記転写ローラが圧接する支持ローラ側に転写電圧が印加される請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。

Images