JP4704051B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に高濃度高粘性液体現像剤を用いる画像形成装置に関する。

画像形成装置として、像担持体である感光体表面を帯電手段で均一に帯電させ、光書込み手段によって、画像データに応じて感光体表面を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤で現像して可視像化した後、中間転写部材（中間転写体）に１次転写し、この中間転写体から転写部材（用紙、記録紙、記録媒体、転写紙、転写材なども同義語で用いる。）に２次転写するようにした電子写真方式のものが知られている。

中間転写体を用いる画像形成装置においては、画像形成を何回も重ねると、経時的に転写性が低下したり、転写ムラが生じたりする。これは、画像形成を何回も重ねることで、中間転写体のバイアス印加面の表面抵抗率が経時的に変化し、適正な転写バイアス値などの転写条件が変動して転写性が悪くなり、また、部分的に変化する場合はそれが転写ムラとなる。

また、画像形成を何回も重ねることで、中間転写体の体積抵抗率が経時で変化することである。中間転写体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の転写条件が変動し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。

そこで、従来から中間転写体の電気抵抗値に関して中間転写体の導電性粒子をどのように均一に分散するかという観点から多くの提案がなされている。例えば、特許文献１に記載されているようにイオン導電剤を用いた中間転写体に関するもの、特許文献２に記載されているようにｐＨ５．０以下の電子伝導性フィラーを含有する中間転写体に関するもの、特許文献３に記載されているように電気抵抗の均一性を改善し、電界依存性が少ない中間転写体に関するものなどが知られている。
特開２００１−２４２７２５号公報 特開２００１−２１５８０６号公報 特開２００３−２６８２０９号公報

これらは、中間転写体の静的な電気抵抗ムラを低減するために中間転写体の材料面の改善を行ったものである。

また、特許文献４に記載されているように中間転写体の表面抵抗の仕様を規定したもの、特許文献５に記載されているように中間転写体の材料の温度特性を考慮し、温度に合ったバイアスを印加するようにしたものもある。
特開２００４−２５２１３４号公報 特開２００４−６２０８６号公報

しかしながら、中間転写体は、周知のように、金属の芯金と芯金を被覆する樹脂やゴム部材で構成され、電子写真方式の画像形成装置における中間転写体として用いるためには、樹脂やゴム材料は所望の電気抵抗が必要になり、その電気抵抗は体積抵抗率で１０^９Ω・ｃｍ程度である。そこで、適度な電気抵抗を有するように、導電性粒子を樹脂やゴム中に分散して中間転写体を製作する。なお、導電性粒子としては、カーボン粒子やイオン導電剤が用いられる。

ところが、上述した従来技術のように、いくら中間転写体の導電性粒子を均一に分散したとしても、これらの導電性粒子に大きな電流が流れたり、あるいは、長時間電流が流れ続けたりした場合、微妙に電気抵抗が変化する現象が発生し、転写部材への転写性が低下するという課題は解決できない。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、中間転写体の電気抵抗が微妙に変化した場合であっても、良好な転写性を保つ画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、顕像化された現像剤像を１次転写する中間転写体と、この中間転写体に転写された現像剤像を更に転写部材に２次転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
前記中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、
このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段と、を備え、
前記調整手段は、画像形成開始前に前記バイアス印加部材に印加する調整バイアスと前記中間転写体に印加される１次転写バイアスによって流れる電流を測定して、前記中間転写体の体積抵抗率を測定し、所定の体積抵抗率が得られるまで前記調整バイアス及び１次転写バイアスを印加し続ける
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、顕像化された現像剤像を１次転写する中間転写体と、この中間転写体に転写された現像剤像を更に転写部材に２次転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
前記中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、
このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段と、を備え、
前記中間転写体の動作時、軸方向全体で測定した体積抵抗率をこの中間転写体の同じ場所で、周回ごとのデータとして蓄積し、前回の周回のデータと比較して、規定の体積抵抗率の±１０％の範囲内に調整する
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、顕像化された現像剤像を１次転写する中間転写体と、この中間転写体に転写された現像剤像を更に転写部材に２次転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
前記中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、
このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段と、を備え、
前記中間転写体の体積抵抗率を測定している間は、前記中間転写体を前記像担持体から離間させるとともに、前記バイアス印加部材を除く導電性部材で構成された前記中間転写体に当接される部材も離間させる
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、顕像化された現像剤像を１次転写する中間転写体と、この中間転写体に転写された現像剤像を更に転写部材に２次転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
前記中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、
このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段と、を備え、
前記バイアス印加部材はローラ形状であり、このバイアス印加部材の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えている
構成とした。

ここで、前記バイアス印加部材は前記中間転写体の全幅に接触し、前記調整手段は、周方向に電圧と電流を測定することによって前記中間転写体の幅方向における全周の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する構成としたできる。

また、前記中間転写体は非動作時の体積抵抗率が画像形成動作時の体積抵抗率より低い構成とできる。

本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、顕像化された現像剤像を１次転写する中間転写体と、この中間転写体に転写された現像剤像を更に転写部材に２次転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
前記中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、
このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段と、を備え、
前記バイアス印加手段が前記２次転写を行う転写装置であり、調整手段は、画像形成開始前に２次転写装置に印加される２次転写バイアスと１次転写バイアスによって流れる電流と電圧値を測定して体積抵抗率を算出し、所定の体積抵抗率が得られるまで１次転写バイアス及び２次転写バイアスを印加し続ける
構成とした。

ここで、２次転写バイアスは２次転写時に使用するバイアス値以上のバイアス電圧である構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、このバイアス印加部材にバイアスを印加して中間転写体の体積抵抗率を測定して中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段とを備えているので、中間転写体を予め体積抵抗率が飽和する値まで到達させてから画像形成を行なうようにしたり、体積抵抗率が変化したときに調整することで、良好な転写性を保つことができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の要部概略構成図である。
この画像形成装置は、アモルファスＳｉ、ＯＰＣ等を用いた潜像担持体であるドラム状の感光体１の周囲に、帯電チャージャ（帯電ローラなどでもよい。）を用いた帯電器２、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置７などを配置している。

この画像形成装置においては、図示しないモータ等の駆動手段によって感光体１を一定速度で矢印方向に回転させ、帯電器２によって暗中にて感光体１表面を一様に帯電し、ＬＥＤやレーザ走査光学系等で構成した図示しない光書込みユニットから原稿画像に応じてレーザ光３を照射して露光し、感光体１表面に静電潜像を形成する。

そして、感光体１表面の静電潜像に現像装置４で液体現像剤（トナー）を付与して現像（可視像化）することで現像剤像（トナー像）とし、このトナー像を転写装置５の矢示方向に回転する中間転写体である中間転写ローラ５１に転写し（１次転写）、この中間転写ローラ５１から更に矢示方向に回転する２次転写ローラ５２で押圧されながら搬送される図示しない転写部材（転写紙）に転写する。

このトナー像が転写された転写紙は、図示しない定着装置を通過して定着処理された後、機外に排出される。なお、図示しない定着装置としては、例えば熱転写方式、溶剤定着、ＵＶ定着、加圧定着などの定着処理を行うものを用いることができる。

一方、転写が終了した感光体１は、除電ランプ６により残留電位が除去され、円柱状多孔質体からなるクリーニングローラ７１及び絞り部材７２と、クリーニングブレード７３とを備えたクリーニング装置７により、残留トナーが除去されて次の作像に備えられる。

次に、現像装置４の詳細について説明する。
この現像装置４は、内部に液体現像剤１０を収容する現像剤収容タンク１１と、現像剤担持体である現像ローラ１２と、現像ローラ１２の下流側で感光体１の表面に付着している現像剤を掻き取るためのスイープローラ１３と、現像ローラ１２に液体現像剤１０を塗布する液体現像剤の塗布装置１４などとを備えている。

液体現像剤１０は、従来一般的に使用されているＩｓｏｐａｒ（登録商標）をキャリアとした低粘性（１ｃＳｔ程度）、低濃度（１％程度）の液体現像剤ではなく、高粘性高濃度の液体現像剤である。この現像剤の粘度及び濃度の範囲としては、例えば粘度が５０〜１００００ｍＰａ・ｓ、濃度が５％から４０％のものを用いている。キャリア液としては、シリコーンオイル、ノルマルパラフィン、ＩｓｏｐａｒＭ（登録商標）、植物油、鉱物油等の絶縁性が高いものを使用している。なお、揮発性、不揮発性については、目的に合わせて選択することができ、また、トナーの粒径は、サブミクロンから６μｍ程度まで目的に合わせて選択することができる。

この液体現像剤１０は、図示しない調整タンクから攪拌・搬送スクリュー１５によって現像装置４内の現像剤収容タンク１１に送り込まれて、攪拌・搬送スクリュー１５によって攪拌される。

現像ローラ１２及びスイープローラ１３は、それぞれその外周面にそれぞれ導電性を有するウレタンゴムなどで形成した弾性体層が設けられている。これらの現像ローラ１２及びスイープローラ１３は、感光体１に対してそれぞれ適当な圧力で当接させ、各ローラ１２、１３の弾性体層を弾性変形させて、現像ニップ及び除去ニップをそれぞれ形成している。

また、スイープローラ１３の表面の現像剤を除去するためのクリーニングブレード１６を設けている。このクリーニングブレード１６は、金属ブレード又はゴムブレードで構成して、スイープローラ１３の表面に当接させている。なお、ブレードに代えてローラを用いることもできる。現像ローラ１２にもクリーニングブレードを設けてもよい（ブレードによる傷防止のため、例では設けていない）。

この現像装置４においては、現像動作時に、現像ローラ１２に塗布装置１４によって液体現像剤１０が塗布されて液体現像剤１０の薄層が形成される。そして、上記現像ローラ１２表面に形成された液体現像剤１０の薄層は、感光体１と現像ローラ１２とにより形成された現像ニップ部を通過するときに感光体１上の潜像を現像する。すなわち、画像部では、液体現像剤１０中のトナーが感光体１上に移動し、地肌部（非画像部）では、現像バイアス電位と感光体電位とによって形成される電界により、現像ローラ１２表面側にトナーが移動して地肌部分にはトナーが付着しないことによって、静電潜像を現像する。

この現像ローラ１２による現像が行われた感光体１の現像部分はスイープローラ１３と対向し、地肌部分で現像ローラ１２表面まで移動しきれずに感光体１側に残ってカブリの原因となるトナー（以下、「カブリトナー」という）がスイープローラ１３でスイープ（掃除）される。このスイープローラ１３で除去した液体現像剤はスイープ性能の維持のためにクリーニングブレード１６で除去され、調整用のタンクに集められて、ここで、濃度を調整後に改めて現像ユニット内へ送られるようになっている。

また、塗布装置１４は、現像剤収容タンク１１内の液体現像剤１０を担持して矢示方向に回転する塗布部材である塗布ローラ２１と、この塗布ローラ２１及び現像ローラ１２に接触し、塗布ローラ２１の回転方向と逆方向で、矢示方向に回転する現像ローラ１２の回転方向と同方向の矢示方向に回転し、塗布ローラ２１から液体現像剤１０が転写されて現像ローラ１２に液体現像剤１０を再転写塗布する中間塗布部材である中間ローラ２２と、クリーニングブレード２３とを備えている。

ここで、塗布ローラ２１は、その表面に均一なパターンで微細な彫刻溝が形成されたローラを用いている。この彫刻溝の形状としては、斜線型の彫刻溝、亀甲型の彫刻溝、格子型の彫刻溝などの形状とすることができる。この塗布ローラ２１は、図１で矢示方向に回転して現像剤収容タンク１１に収容されている液体現像液剤１０を表面に付着させ、表面に付着した液体現像剤１０のうちの余剰分がドクタローラを兼ねた中間ローラ２２によって掻き落とされ、彫刻溝で液体現像剤１０が正確に計量されるとともに、中間ローラ２２に転写される。ここでは、中間ローラ２２をドクタローラとして兼用し、塗布ローラ２１と中間ローラ２２との接触部での圧力を計量するのに十分な圧力で当接させることによって、中間ローラ２２をドクタローラとして機能させるようにしている。

中間ローラ２２は、上述したように、塗布ローラ２１と現像ローラ１２の間に介在し、塗布ローラ２１の表面に付着している液体現像剤１０を、塗布ローラ２１と同じ速度で塗布ローラ２１と逆方向に回転しながら表面に付着させ、この中間ローラ２２と同方向に回転する現像剤担持体である現像ローラ１２上に液体現像剤１０を転写して、液体現像剤１０の均一な薄層を形成する。中間ローラ２２は、その表面の周方向に連続して断面形状が山形の微細な凸部を所要の間隔で形成することによって微細な凹凸を形成している。

この中間ローラ２２としては、例えば、芯金の外周面に、ウレタン樹脂により形成した弾性層（硬度ＪＩＳ−Ａ ４０度）を形成し、この弾性層の表面に、フッ素樹脂、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ、ＰＶＦなどを含有したコーティング剤を１０〜５０μｍの厚みでコーティングして滑性層を形成したものを用いている。

クリーニングブレード２３は、現像ローラ１２から中間ローラ２２の表面に転移した液体現像剤１０を除去するためのものであり、このクリーニングブレード２３は、金属ブレード又はゴムブレードで構成して、中間ローラ２２の表面に当接させている。なお、ブレードに代えてローラを用いることもできる。

次に、転写装置５について説明する。
転写装置５は、感光体１に当接するように中間転写ローラ５１を配置し、感光体１上の画像部の電位との電位差が生じる電界が発生するように中間転写ローラ５１へ1次転写バイアスを印加する。この１次転写バイアスは、転写前の画像部電位によって異なるが、本実施形態では−２００Ｖの定電圧で、中間転写ローラ５１裏面の基材ドラムに直接印加できるように中間転写ローラ５１の回転軸に図示しない接点（バイアス印加部材）により印加している。

この中間転写ローラ５１上に１次転写されたトナー像は、２次転写領域において、２次転写手段（２次転写ローラ５２）によりコピー用紙やＯＨＰシートなどの転写部材上に２次転写される。このとき、２次転写ローラ５２は定電流で制御され、０．１ｍＡから１ｍＡ程度で制御される。

また、このとき、図示しないパッキングローラを中間転写ローラ５１上の２次転写ローラ５２より下流、スイープ装置５４の下流または上流に設置してもよい。構成は中間転写ローラ上に接触するスイープローラ５４１と同じで、スイープローラ５４１よりさらに高バイアス印加機構を備えるものである。パッキングローラは中間転写ローラ５１上のトナー像を剥がさない電界を付与し、余剰な現像剤を除去し、中間転写ローラ５１上のトナー像に電荷を付与するように中間転写ローラ５１上のトナー層に当接している。このパッキングローラは、定電流で制御され、０．１ｍＡから２ｍＡ程度で制御される。

この転写装置５には、中間転写ローラ５１上に接触するスイープローラ５４及びこのスイープローラに図示しないバイアスを印加する機構、及びこのスイープローラ５４１表面をクリーニングするクリーニングブレード５４２を含むスイープ装置５４と、２次転写後の中間転写ローラ５１表面をクリーニングするための円柱状多孔質体からなるクリーニングローラ５５１及び絞り部材５５２と、クリーニングブレード５５３とを含むクリーニング装置５５を備えてもよい。

さらに、この転写装置５には、中間転写ローラ５１について所定の体積抵抗率が得られるまで体積抵抗率を測定し調整するために用いる、中間転写ローラ５１にバイアスを印加するバイアス印加部材（調整部材）５６を備え、このバイアス印加部材５６に調整バイアスを印加して中間転写ローラ５１の体積抵抗率を測定して中間転写体５１を所定の体積抵抗率に調整する図示しない調整手段を備えている。

先ず、中間転写ローラ５１について説明すると、本実施形態では、中間転写ローラ５１はドラム状中間転写体としている。すなわち、従来、ベルト状中間転写体としては、所定厚さの低抵抗の導電性部材の無端ベルトで、例えば厚さが３０〜１５０μｍで、ポリイミドやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ樹脂などに導電性の物質（カーボンや金属粉等）を一定割合で混入させたものが用いられていたが、転写紙として普通紙等の表面の凹部が比較的大きい紙に上記従来の材質からなる中間転写ベルトによって２次転写すると、中間転写ベルトの表面が硬いため普通紙等の表面凹部に追従することができず、転写不良による濃度ムラ等が生じる。

そのため、本実施形態に係るドラム状の中間転写ローラ５１は、普通紙等の表面の凹部に追従するように弾性体を主として構成して転写不良が生じないようにしている。このような中間転写体５１の一例について図２を参照して説明する。
中間転写ローラ５１は、金属製のドラム５１２と、ドラム５１２に接着・密着、あるいはドラム５１２上に形成された弾性導電体（弾性層）５１１と、表面コート層５１３とにより構成している。

ここで、弾性導電体５１１は、例えばカーボンを分散させたポリウレタン樹脂で構成することができる。この弾性導電体は、厚さが２〜１０ｍｍ、体積抵抗率が１０^３〜１０^１２Ω・ｃｍ、硬度がＪＩＳＡで１５〜８０度（Ｈｓ）であれば、所定の効果を得ることができる。

また、表面コート層５１３は、トナー粒子の離型性を向上させて２次転写性を向上させるとともに、２次転写後の転写紙の分離性を向上させるためのものである。例えば、フッ素系樹脂を含むコート層を５〜６０μｍの厚さにコーティングして形成したものである。

次に、中間転写ローラ５１の電気抵抗値について説明する。中間転写ローラ５１のコート層５１３の表面抵抗率（電気抵抗値）は、１０^１０Ωの以上であることが好ましい。表面抵抗がそれ未満であると、１次転写時に感光体が持つ表面電位によって中間転写体表面コート層にリークし、１次転写電界を維持できない。

また、中間転写ローラ５１は表面抵抗が高くても裏面から印加されるバイアスで被転写体との電界でトナーが転写されるため、表面コート層５１３、基材５１２及び弾性層５１１も含めた厚さ方向の抵抗値、即ち体積抵抗率が重要になる。中間転写ローラ５１の体積抵抗率は、１０^６Ω・ｃｍ以上１０^１２Ω・ｃｍ以下とする必要がある。

ここで、中間転写ローラ５１の電気抵抗値のバラツキの多くは、弾性層５１１のバラツキによるものが大きい。弾性層５１１の抵抗ばらつきを抑えるため、弾性層５１１の電気抵抗値を下げたときは、表面層５１３のコート厚で中間転写ローラ５１の体積抵抗率を担保させる。この場合、中間転写ローラ５１の体積抵抗率はコート層５１３の厚みで制御することになる。しかし、コート層５１３の体積抵抗率が高くなりすぎると、中間転写ローラ５１上に電気的な履歴が残留したりする。

中間転写ローラ５１には２次転写ローラ、パッキングローラ、スイープローラなどの１次転写バイアスを不安定にさせる要素が含まれており、中間転写ローラ５１の電気抵抗値も影響を与える。特にパッキングローラが設置されていると、パッキングローラから中間転写体上へ、放電されている場合もあり、中間転写体の抵抗変化に大きな影響を与える。

上述したように中間転写体には様々なバイアス印加手段が当接し、１次転写バイアスが１次転写時に適正に印加されているかは、中間転写体弾性層・表面コート層の電気抵抗値によって決まる。また、抵抗値の時定数にも左右される。さらに、プロセススピードが速いとき、パッキングローラ、２次転写ローラを通過した中間転写体表面が１次転写域において適正な１次転写電界を維持することが困難になる。

そこで、適度な電気抵抗を有するように、導電性粒子を樹脂中に分散して中間転写体を作製する。

中間転写体を構成する樹脂材料に添加する導電性粒子としては、カーボン粒子或いはイオン導電剤を用いることができるが、これらの導電性粒子は、大きな電流が流れたり、長時間電流が流れ続けた場合、微妙に電気抵抗が変化する現象が発生し、転写材への転写性が低下する。また、中間転写体の体積抵抗率が高くなると、２次転写は定電流で制御されているので、２次転写ローラに印加する電圧が高くなり、２次転写部で異常放電を起こすなど、２次転写不良を起こすことがある。また中間転写体の表面抵抗率が上昇すると、２次転写電流により中間転写体がチャージアップされることがある。それによって正常な１次転写バイアスが印加されず、１次転写不良を起こすことがある。

そのため、本発明では中間転写ローラ５１にバイアスを印加するバイアス印加部材５６を設けて、プリンタ動作（画像形成開始）前に、バイアス印加部材５６によりバイアスを印加して中間転写ローラ５１に所定の体積抵抗率が得られるまで調整する初期化動作を行った後、プリント（画像形成）動作に入ることによって、中間転写ローラ５１の電気的な性質に影響されることなく、良好な１次転写及び２次転写を行うことができるようにしている。

図３は調整を行わなかった場合の中間転写体の回転数に対する体積抵抗率の違いを示す説明図であり、図４は調整を行った場合の中間転写体の回転数に対する体積抵抗率の違いを示す説明図である。なお、各図中のグラフのうねりは抵抗ムラによるものである。これらの図から分るように、調整を行った場合には少ない周回で所定の体積抵抗率が得られる。

なお、本実施形態では、中間転写ローラ５１の体積抵抗率が１０^９Ω・ｃｍ程度が良好な転写が行えるように作像プロセスを最適化しているために、１０^９Ω・ｃｍで飽和している。ただし、トナーの電気抵抗値やキャリア液体の電気抵抗値によって中間転写ローラ５１の最適な体積抵抗率は変化するので１０^９Ω・ｃｍに限定されない。

上述したような中間転写ローラ５１の体積抵抗率の調整を行う場合（初期化動作時）には、中間転写ローラ５１と像担持体である感光体１を離間させ、また、中間転写ローラ５１に当接するパッキングローラやスイープローラ、２次転写ローラ５２などの導電性部材を離間させることが好ましい。

すなわち、感光体を含め、中間転写体にバイアス印加部材（調整部材）以外にバイアス印加可能な部材が当接するとその部材に流れる電流が発生し、正確な体積抵抗率が得ることができない。また、感光体に高電流が流れると、感光体の機能を損ねる場合もある。そこで、中間転写体は、感光体から離間させる離間手段によって離間させ、また、調整部材（バイアス印加部材）以外の中間転写体に接触する導電性の部材も離間手段により離間させる。これにより、中間転写体に、感光体、２次転写ローラなどのバイアス印加手段を持つ導電性の部材が当接している部材の影響を排除し、バイアス印加部材によるバイアス印加により中間転写体の体積抵抗率を正確に測定することができる。

中間転写ローラ５１の体積抵抗率を調整するには、中間転写ローラ５１を１次転写バイアスが印加された状態又は接地される状態にし、バイアス印加部材５６に接続された電源で中間転写ローラ５１にバイアスを印加するとともに、バイアス印加部材５６と中間転写ローラ５１に流れる電流を測定する。そして、測定した電流値に基づいて中間転写ローラ５６の体積抵抗率を算出し、その体積抵抗率が飽和するまで初期動作を行うようにする。このとき、中間転写ローラ５１は、その飽和した体積抵抗率を中間転写ローラ５１の仕様値にするように設計している。

このように、中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材を備え、このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する手段を備え、中間転写体の体積抵抗率を予め飽和する値まで到達させた後、画像形成を開始することによって、作像中に中間転写体の電気抵抗が変化して、転写性が変化することが少なくなり、良好な転写性を保つことができる。

この場合、画像形成開始前にバイアス印加部材に印加する調整バイアスと中間転写体に印加される１次転写バイアスによって流れる電流を測定して、中間転写体の体積抵抗率を測定し、所定の体積抵抗率が得られるまで調整バイアス及び１次転写バイアスを印加し続けることによって、２次転写ローラの抵抗ムラの影響を受けることなく、専用のバイアス印加部材を中間転写体に当接することによって適正な中間転写体の体積抵抗率を測定できるようになる。

ここで、バイアス印加部材５６に印加するバイアスは、中間転写ローラ５１に接触する各種のバイアス印加体（例えば２次転写ローラ５２、パッキングローラ、スイープローラ、クリーニングローラなど）によって流れる電流より高い電流を印加する。本実施形態で説明する画像形成装置では、パッキングローラを用いて画像形成する。この場合、中間転写ローラ５１に最も大きい電流が流れるのは、パッキングローラである。したがって、パッキングローラで流れる単位面積当たりの電流以上の電流をバイアス印加部材５６によって中間転写ローラ５１に流すことにより、より早い初期化動作を行うことができる。

また、更に初期化動作を短縮したい場合などは、電流値を上げる方法がある。ただし、放電するような大きい電圧になってしまう場合などには、中間転写ローラ５１のラインスピードを初期化動作のときだけ、遅く設定して、バイアス印加部材５６にバイアス印加してもよい。バイアス印加部材５６と中間転写ローラ５１に流れる電流の向きは２次転写時に流れる電流の向きと同じ方向であることが好ましい。

さらに、本実施形態では、バイアス印加部材５６の電気抵抗値ムラを防止するために、バイアス印加部材５６の体積抵抗率を１０^３Ω・ｃｍ以下に設定している。つまり、バイアス印加部材５６を導電性樹脂部材で形成した場合、導電性樹脂部材の体積抵抗率は比較的、設定された体積抵抗率によって、ムラが多くなってしまう。この場合、体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ以下の導電性樹脂は比較的、体積抵抗率のムラが少ないことから、導電剤のカーボンやイオン導電剤の充填量を比較的多くすることで、導電剤の分散が良くなり、体積抵抗ムラが少なくなるので、専用のバイアス印加部材（調整部材）５６の体積抵抗率を１０^３Ω・ｃｍ以下とすることにより、体積抵抗率ムラの少ない調整部材を得ることができる。

また、本実施形態では、２次転写後の位置にバイアス印加部材５６を配置して説明したが、中間転写ローラ５１に接触する部位ならどこでもよい。ただし、１次転写後から２次転写前の位置に配置する場合は、プリント動作時にバイアス印加部材５６は中間転写ローラ５１から離間するように構成する必要がある。

また、バイアス印加部材５６を別個に設けることなく、バイアス印加部材として２次転写ローラ５２を兼用し、プリント開始前に２次転写装置に印加される２次転写バイアスと１次転写バイアスによって流れる電流と電圧値を測定して体積抵抗率を算出し、所定の体積抵抗率が得られるまで１次転写バイアス及び２次転写バイアスを印加し続けて、中間転写ローラ５１の体積抵抗率を所定の体積抵抗率に調整した後、プリント動作するようにすることもできる。

すなわち、小型の電子写真プリンタを構成するには、電子写真プリンタの装置レイアウトに関係なく、特別なバイアス印加部材（調整部材）を必要とせず、体積抵抗率を測定しなければならない。そこで、２次転写ローラに印加する２次転写バイアスの出力電流及び電圧を測定し、体積抵抗率を求めるようにする。また、対向する１次転写バイアス電源も同時に動作させる。これにより、特別なバイアス印加部材を必要とせず、体積抵抗率を測定することができ、装置レイアウトに関係なく、小型の画像形成装置を構成することができる。

この場合、２次転写バイアスは、２次転写時に使用するバイアス値以上の値にする。すなわち、中間転写体の体積抵抗率の変化は、中間転写体に流れる電流が多いときに早く現れるので、２次転写において流れる電流では体積抵抗率が飽和するまでの時間が掛かりすぎることになる。そこで、一時的に過電流を流すことによって、体積抵抗率が飽和する領域まで加速して、体積抵抗率を調整することによってウェイト時間を短縮することができる。言い換えれば、過電流を流すことで、体積抵抗率が飽和するまでに時間が必要な場合でも体積抵抗率が安定化するまでの時間を短縮させることができ、プリント前の前処理時間を短縮することができる。

次に、バイアス印加部材５６の第１例について図５ないし図８を参照して説明する。なお、図５はバイアス印加部材と中間転写体の関係を説明する要部説明図、図６は同バイアス印加部材の拡大説明図、図７はバイアス印加部材と中間転写体の関係を説明する斜視説明図、図８は同バイアス印加部材を含む調整手段の説明に供する説明図である。
ここでは、バイアス印加部材５６としてブレード形状の部材（以下「バイアスブレード」という。）５６１を用いている。

このバイアスブレード５６１は、図６に示すように、板状の金属部材５６２に中間転写ローラ５１に当接させる導電性樹脂５６３を貼り合わせて構成している。金属部材５６２には、中間転写ローラ５１のわずかな回転振れに追従するように撓むことができるような１００μｍ程度のステンレス板を用いている。また、バイアスブレード５６１は、中間転写ローラ５１が弾性体で構成されているため、樹脂を張り合わせずに金属部材だけを用いると、表面を傷つける可能性が高いので、弾性を有する樹脂部材を用いることが好ましく、この場合、樹脂部材には導電性粒子やイオン導電材を樹脂中に分散して導電性樹脂５６３としている。

また、バイアスブレード５６１は、図７に示すように、中間転写ローラ５１に当接或いは電荷付与する部材の軸方向の幅以上になるように形成している。なお、図７中のＥＡは現像剤付着領域である。

そして、図８に示すように、バイアスブレード５６１に調整バイアスを印加するバイアス電源８１と、流れる電流を測定する電流測定手段８２と、電流測定手段８２の測定値に基づいて中間抵抗ローラ５１の体積抵抗率を算出する調整部８３とで構成する調整手段を設けている。調整部８３は、中間転写ローラ５１の体積抵抗率が所定の体積抵抗率になるまで、バイアス電源８１を制御してバイアスブレード５６１に調整バイアスを印加させるとともに、中間転写ローラ５１に１次転写バイアスを印加するバイアス電源８４を制御して、中間転写ローラ５１に１次転写バイアスを印加させ続ける。

このように構成することで、前述したように、プリント動作前に、中間転写ローラ５１の体積抵抗率を調整する初期化動作を行う。すなわち、バイアスブレード５６１を中間転写ローラ５１に当接させた状態（本実施形態では常時当接状態にある。）にし、バイアス電源８１からバイアスブレード５６１に対して１次転写バイアスと等電位の調整バイアスを印加する。

そして、このとき流れる電流を電流測定手段８２で測定し、この測定した電流値に基づいて中間転写ローラ５１の体積抵抗率を調整部８３で演算、算出し、中間転写ローラ５１の体積抵抗率が所定の体積抵抗率になるまで、バイアス電源８１からバイアスブレード５６１に対して調整バイアスを印加し続ける。

このように、画像形成開始前にバイアス印加部材に印加する調整バイアスと中間転写体に印加される１次転写バイアスによって流れる電流を測定して、中間転写体の体積抵抗率を測定し、所定の体積抵抗率が得られるまで調整バイアスを印加し続ける。

なお、連続作像時も、中間転写体の体積抵抗率の測定を続け、中間転写体の体積抵抗率が所定範囲からずれた場合は、作像を停止し、上記抵抗率調整動作を行うことが好ましい。

つまり、中間転写体の全周で体積抵抗率が変化しているため、定点で計測するとズレが生じる。また、所定の体積抵抗率が得られるまで中間転写体のバイアスと調整バイアスを印加し続ける必要がある。そこで、専用のバイアス印加部材を設けて、中間転写体に当接させることによって、２次転写ローラの抵抗ムラの影響を受けることなく、適正な中間転写体の体積抵抗率を測定できる。

また、上述したようにバイアス印加部材であるバイアスブレード５６１は、中間転写ローラ５１の全幅に接触し、調整手段は、周方向に電圧と電流を測定することによって中間転写ローラ５１の幅方向における全周の体積抵抗率を測定して中間転写ローラ５１を所定の体積抵抗率に調整する。

これは、部分的な測定を行うと局所的に異常な抵抗ムラを計測し、転写時に必要なニップ（nip）で軸方向に接する感光体あるいは２次転写ローラが接触する面積で流れる電流値を計測できず、また、定点に接触する部材で電流値を測定した場合、中間転写体の磨耗のおそれがある。そこで、中間転写体の軸方向に接するバイアス印加部材を中間転写体に当接させ、中間転写体の軸方向の体積抵抗率を測定することによって、局所的なムラを排除でき、マクロに転写性を安定させることができる。

さらに、中間転写体の動作時、軸方向全体の体積抵抗率を中間転写体の同じ場所で、周回ごとのデータとして蓄積し、前回の周回のデータと比較して、規定の体積抵抗率の±１０％の範囲内（これも「所定の体積抵抗率」である。」に体積抵抗率を調整することが好ましい。

すなわち、中間転写体に流れる電流により、経時的に同じ個所での体積抵抗率が変動し、中間転写体の体積抵抗率が維持できず、良好な転写ができなくなる。そこで、中間転写体の体積抵抗率の算出結果を、軸方向全体の体積抵抗率を所望のサンプリングレートで周回ごとのデータとして蓄積し、前回の周回のデータと比較して、その差が±１０％になったときにプリントを開始するようにすることで、中間転写体の各位相における体積抵抗率を測定することができ、その周回ごとの体積抵抗率を演算することにより、変動量を計算することができ、体積抵抗率の飽和した値を得ることができて、その値が±１０％に到達したことを検出でき、体積抵抗率を調整できる。

その後、中間転写ローラ５１の体積抵抗率が所定の体積抵抗率に調整されたときには、プリント動作に入る。このプリント時には、バイアスブレード５６１に１次転写バイアスと同じ電位のバイアスを印加する。このように、プリント動作時に、１次転写バイアスと等電位のバイアスを与えることにより、中間転写ローラ５１の電位履歴も除電できる。また、この場合のバイアスブレード５６１はクリーニングブレードも兼ねているので、中間転写ローラ５１に対する接離の必要がなくなる。

このとき、バイアスブレード５６１は中間転写ローラ５１に接触するため、２次転写後は残トナーで汚れてしまうが、残トナーを回収する機構をクリーニング装置５５が有しているので特別に設ける必要がなく、装置の簡略化が可能になる。

ここでは、バイアスブレード５６１をクリーニング装置５５のクリーニングブレード５５３と別個に設けているが、図９に示すように、クリーニングブレード５５３を導電性樹脂で構成して、バイアスブレード５６１として兼用することもできる。ただし、この場合、クリーニングブレード５５３は、バイアス印加可能なように他の個所と絶縁する必要がある。

このようにすれば、専用のバイアス印加部材を設ける必要がなくなって、装置の簡略化を図ることができる。

次に、バイアス印加部材５６の第２例について図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図１０はバイアス印加部材と中間転写体の関係を説明する斜視説明図、図１１は同バイアス印加部材を含む調整手段の説明に供する説明図である。
この例では、バイアス印加部材５６としてローラ状のバイアス印加部材（バイアスローラ）５６５と、このバイアスローラ５６５の表面を絶えずクリーニングするためのクリーニングブレード５６６とを設けている。なお、バイアスローラ５６５は、金属ローラでも良いが、中間転写ローラ５１の回転振れを考慮すると、樹脂製の導電性でかつ弾性を有する部材で構成することが好ましい。

このように、ローラ状態のバイアス印加部材（バイアスローラ５６５）を用いることによって、中間転写ローラ５１との間で安定したニップ（接触面）を維持することができる。また、中間転写ローラ５１に従動して回転する構成とすることで、中間転写ローラ５１との摩擦を低減することができる。さらに、クリーニング手段としてのクリーニングブレード５６６を設けることで、バイアスローラ５６５を常にトナー付着のない（又は少ない）状態で中間転写ローラ５１に接触させることができる。

つまり、中間転写体が弾性体であるため、表面振れ精度が剛体に比べ劣るので、安定に接触するためにはバイアス印加部材（調整部材）はローラ状に構成され、安定したニップ（nip）を形成する必要がある。また、バイアス印加部材へのトナー粒子の付着を防止する必要がある。そこで、バイアス印加部材をローラ状に形成し、絶えず中間転写体にバイアスローラを当接させ、クリーニング手段で常に表面がフレッシュな状態のローラを当接することにより、トナーの付着などの変動要因を排除して、バイアスローラを中間転写体表面を摺擦する接触させることができ、高い精度で体積抵抗率を測定することができる。

このバイアスローラ５６５を用いた場合でも、図１１に示すように、プリント動作に入る前の調整時、調整部８３で制御されるバイアス電源８１によりバイアスローラ５６５に対して調整バイアスが印加され、流れる電流を電流測定手段８２で測定し、調整部８３で中間転写ローラ５１の体積抵抗率を算出して、中間転写ローラ５１が所定の体積抵抗率になるまでバイアス印加を続けて、中間転写ローラ５１の体積抵抗率の調整を行なう。なお、プリント時にはバイアスローラ５６５には１次転写バイアスが印加される。

また、バイアスローラ５６５の表面にトナーが堆積すると良好なバイアス印加ができなくなるので、バイアスロー５６５表面をクリーニングするクリーニングブレード５６６を設けている。バイアスローラ５６５と中間転写ローラ５１が接触する部分に残トナーが堆積することなく、常に新しい面で中間転写ローラ５１に当接することによって、所望のバイアスを中間転写ローラ５１に印加することができる。

また、バイアスローラ５６５の回転方向を中間転写ローラ５１の表面移動方向と同じ方向にし、周速を変えることによって、中間転写体５６５上に付着するトナー像を除去することも可能である。

これらの場合、バイアスローラ５６５は中間転写ローラ５１に接触するため２次転写後は残トナーで汚れてしまい、残トナーを回収する必要があるが、バイアスローラ５６５をクリーニング装置５５内に配置することにより、回収機構をクリーニング装置５５が有しているので、特別に設ける必要がなく、装置の簡略化が可能になる。

また、調整バイアスはバイアスローラ５６５の芯金に接点を設け、直接バイアスをバイアスローラ５６５の軸に印加する。中間転写ローラ５１とバイアスローラ５６５は、ばね圧力による接触、あるいは軸間距離による接触のどちらでも良く、接触すればどちらでも良い。

さらに、上述したように、中間転写ローラ５１に付着した転写残トナーを除去しながら、バイアスを印加しなければトナーの電気抵抗値の影響を受け、良好なバイアス印加ができない。そこで、表面速度を異なるように構成することが好ましい。また、バイアスローラ５６５を中間転写ローラ５１の表面での移動方向をリバース方向にすることによってクリーニング性能を向上させることができる。したがって、表面速度を変えることによって中間転写ローラ５１のクリーニング性を向上させることができ、所望のバイアスを中間転写ローラ５１に印加することができる。

本発明に係る画像形成装置の要部概略構成図である。 同じく中間転写ローラの説明に供する説明図である。 同じく調整を行なわなかった場合の中間転写ローラの回転数（周回数）と体積抵抗率の変化の一例を説明する説明図である。 同じく調整を行なった場合の中間転写ローラの回転数（周回数）と体積抵抗率の変化の一例を説明する説明図である。 バイアス印加部材と中間転写体の関係を説明する要部説明図である。 同バイアス印加部材の拡大説明図である。 バイアス印加部材と中間転写体の関係を説明する斜視説明図である。 バイアス印加部材を含む調整手段の説明に供する説明図である。 バイアス印加部材の他の例を説明する要部説明図である。 バイアス印加部材と中間転写体の関係を説明する斜視説明図である。 同バイアス印加部材を含む調整手段の説明に供する説明図である。

符号の説明

１…感光体（潜像担持体）
２…帯電器
３…露光装置
４…現像装置
５…転写装置
６…除電ランプ
７…クリーニング装置
１１…液体現像剤収容タンク
１２…現像ローラ（現像剤担持体）
１４…塗布装置
５１…中間転写ローラ
５２…２次転写ローラ
５５…クリーニング装置
５６…バイアス印加部材
５６１…バイアスブレード
５６５…バイアスローラ

Claims (8)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、顕像化された現像剤像を１次転写する中間転写体と、この中間転写体に転写された現像剤像を更に転写部材に２次転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
   前記中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、
   このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段と、を備え、
   前記調整手段は、画像形成開始前に前記バイアス印加部材に印加する調整バイアスと前記中間転写体に印加される１次転写バイアスによって流れる電流を測定して、前記中間転写体の体積抵抗率を測定し、所定の体積抵抗率が得られるまで前記調整バイアス及び１次転写バイアスを印加し続ける
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、顕像化された現像剤像を１次転写する中間転写体と、この中間転写体に転写された現像剤像を更に転写部材に２次転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
   前記中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、
   このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段と、を備え、
   前記中間転写体の動作時、軸方向全体で測定した体積抵抗率をこの中間転写体の同じ場所で、周回ごとのデータとして蓄積し、前回の周回のデータと比較して、規定の体積抵抗率の±１０％の範囲内に調整する
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、顕像化された現像剤像を１次転写する中間転写体と、この中間転写体に転写された現像剤像を更に転写部材に２次転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
   前記中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、
   このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段と、を備え、
   前記中間転写体の体積抵抗率を測定している間は、前記中間転写体を前記像担持体から離間させるとともに、前記バイアス印加部材を除く導電性部材で構成された前記中間転写体に当接される部材も離間させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、顕像化された現像剤像を１次転写する中間転写体と、この中間転写体に転写された現像剤像を更に転写部材に２次転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
   前記中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、
   このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段と、を備え、
   前記バイアス印加部材はローラ形状であり、このバイアス印加部材の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 前記バイアス印加部材は前記中間転写体の全幅に接触し、前記調整手段は、周方向に電圧と電流を測定することによって前記中間転写体の幅方向における全周の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記中間転写体は非動作時の体積抵抗率が画像形成動作時の体積抵抗率より低いことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、顕像化された現像剤像を１次転写する中間転写体と、この中間転写体に転写された現像剤像を更に転写部材に２次転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
   前記中間転写体にバイアスを印加するバイアス印加部材と、
   このバイアス印加部材にバイアスを印加して前記中間転写体の体積抵抗率を測定して前記中間転写体を所定の体積抵抗率に調整する調整手段と、を備え、
   前記バイアス印加手段が前記２次転写を行う転写装置であり、調整手段は、画像形成開始前に２次転写装置に印加される２次転写バイアスと１次転写バイアスによって流れる電流と電圧値を測定して体積抵抗率を算出し、所定の体積抵抗率が得られるまで１次転写バイアス及び２次転写バイアスを印加し続ける
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. ２次転写バイアスは２次転写時に使用するバイアス値以上のバイアス電圧であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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