(57)【要約】      （修正有）【課題】転写ニップ内での局所的な放電を抑えることで、白ポチなどの放電画像の発生を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】ベルト状の像担持体３１にトナー像を担持している面に当接して転写ニップＮを形成する転写部材３６と前記転写ニップ内に挟み込んだ記録材Ｐに対して像担持体上のトナー像を転写するためのバイアスを出力する電源３９とを有し、バイアスは、記録材に対して像担持体上のトナー像を転写する際に、トナー像を像担持体側から記録材側に転写させる転写方向のバイアスと、転写方向の電圧と逆極性のバイアスとが交互に切り替わるものであり、ベルト状の像担持体を少なくとも２層以上の層構成とした。【選択図】図２
2014228574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト状の像担持体にトナー像を担持している面に当接して転写ニップを形成する転写部材と、前記転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写するためのバイアスを出力する電源とを有し、
前記バイアスは、前記記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写する際に、前記トナー像を前記像担持体側から記録材側に転写させる転写方向のバイアスと、前記転写方向の電圧と逆極性のバイアスとが交互に切り替わる画像形成装置において、
前記ベルト状の像担持体は少なくとも２層以上の層構成であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写ニップを形成する転写部材は、スポンジローラであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置
【請求項３】
前記ベルト状の像担持体は、トナー像を担持する面の電気抵抗が、裏側の電気抵抗よりも高いことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト状の像担持体と転写部材との当接による転写ニップにおいて、ニップ内に挟み込んだ記録材に対して像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト状の像担持体のトナー像を担持している面に当接して転写ニップを形成する転写部材と、転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して像担持体上のトナー像を転写するための電圧又は電流を出力する電源を備えた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。特許文献１に記載の画像形成装置は、周知の電子写真プロセスにより、像担持体となるドラム状の感光体の表面にトナー像を形成する。感光体には、像担持体であり中間転写体でもある無端状の中間転写ベルトを当接させて転写ニップを形成している。そして、転写ニップにおいて、感光体上のトナー像を中間転写ベルトに転写する。中間転写ベルトに対しては、二つの転写部材の内の一方の転写部材となるニップ形成ローラ（２次転写ローラ）を当接させている。中間転写ベルトのループ内には、２次転写裏面ローラ（２次転写対向ローラ）を配設し、この２次転写裏面ローラとニップ形成ローラとの間に中間転写ベルトを挟み込んで、転写ニップを形成している。一般にループ内側の２次転写裏面ローラはアース接続されているのに対し、ループ外のニップ形成ローラに対しては電源から電圧または電流の供給している。これにより、２次転写裏面ローラとニップ形成ローラとの間、すなわち転写ニップに、トナー像を２次転写裏面ローラ側からニップ形成ローラ側に静電移動させる転写電界を形成している。そして、中間転写ベルト上のトナー像に同期させるタイミングで転写ニップ内に送り込んだ記録材に対して、転写電界やニップ圧の作用により、中間転写ベルト上のトナー像を転写する。
【０００３】
かかる構成において、記録材に対して像担持体上のトナー像を転写する際に、トナー像を像担持体側から記録材側に転写させる転写方向のバイアスと、転写方向の電圧と逆極性のバイアスとが交互に切り替わるようなバイアスを用いる、いわゆるＡＣ転写を用いる場合、直流のみのバイアスを印加するＤＣ転写の場合よりも、高い電圧がかかるため、白ポチなどの放電画像が転写ニップ内で発生してしまう。
この白ポチ画像は、記録材が送り込まれる転写ニップ内での局所的な放電によって発生する。一般に、ベルト状の像担持体となる中間転写ベルトの基材は、絶縁性の物質で作成されるが、記録材に転写電界を印加するためにはある程度電気抵抗を下げる必要があり、カーボン等を分散含有させることが多い。しかし絶縁性の基材の中に導電性を有するものを分散させるため、抵抗の低い個所と高い個所がベルト上に存在することになる。このため、高電圧が印加された場合、局所的に抵抗が低い個所の表面電位がその他の個所よりも高くなり、そこから局所的な放電が発生することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、転写ニップ内での局所的な放電を抑えることで、白ポチなどの放電画像の発生を防止することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、ベルト状の像担持体にトナー像を担持している面に当接して転写ニップを形成する転写部材と、転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して像担持体上のトナー像を転写するためのバイアスを出力する電源とを有し、バイアスは、記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写する際に、トナー像を像担持体側から記録材側に転写させる転写方向のバイアスと、転写方向の電圧と逆極性のバイアスとが交互に切り替わる画像形成装置において、ベルト状の像担持体を少なくとも２層以上の層構成としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、記録材に対して像担持体上のトナー像を転写する際に、トナー像を像担持体側から記録材側に転写させる転写方向のバイアスと、転写方向の電圧と逆極性のバイアスとが交互に切り替わるようなバイアスを用いる場合、直流のみのバイアスを用いる場合よりも高い電圧がかかるため、白ポチなどの放電画像が出てしまうが、ベルト状の像担持体を少なくとも２層化することで、ベルト層の界面を通過する抵抗が上昇するため、放電をブロックし、転写ニップ内での局所的な放電を抑える事ができ、白ポチなどの放電画像の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態の概略構成図。
【図２】画像形成装置における転写ニップ近傍の構成とソリッド型の転写部材の構成を示す拡大図。
【図３】画像形成装置における転写ニップ近傍の構成とスポンジ型の転写部材の構成を示す拡大図。
【図４】（ａ）は単層構造の中間転写ベルトの構成を示す部分拡大図、（ｂ）は本形態に係る多層構造の中間転写ベルトの構成を示す部分拡大図。
【図５】本発明に係る制御系の構成を示すブロック図。
【図６】重畳バイアスからなる２次転写バイアスの波形を説明する図。
【図７】本実施形態の中間転写ベルトを作製するために用いられる、円筒成形管塗布装置の一実施形態を示す模式断面図である。
【図８】電源より出力される２次転写バイアスの波形の一例を示す図。
【図９】本発明に係る実施例１〜４と比較例１〜４の構成と、白ポチと残像の評価結果を示す図。
【図１０】電源より出力される２次転写バイアス別な波形の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。なお各図面において、同一部材又は同一機能を有する部材には、基本的には同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。
図１は、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の実施形態を示す概略構成図である。同図において、プリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、転写装置としての転写ユニット３０と、光書込ユニット８０と、定着装置９０と、給紙カセット１００と、レジストローラ対１０１と、制御手段となる制御部６０とを備えている。
【０００９】
４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーを用いるが、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。Ｋトナー像を形成するための画像形成ユニット１Ｋを例に説明すると、このユニットは、像担持体たるドラム状の感光体２Ｋ、ドラムクリーニング装置３Ｋ、除電装置（不図示）、帯電装置６Ｋ、現像装置８Ｋ等を備えている。画像形成ユニット１Ｋは、これら構成要素が共通のケーシングに保持されてプリンタ本体に対して一体的に脱着可能とされていて、それら構成要素を同時に交換可能に構成されている。
【００１０】
感光体２Ｋは、ドラム状の基体の表面上に有機感光層が形成されたものであって、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される。帯電装置６Ｋは、帯電バイアスが印加される帯電ローラ７Ｋを感光体２Ｋに接触あるいは近接させながら、帯電ローラ７Ｋと感光体２Ｋとの間に放電を発生させることで、感光体２Ｋの表面を一様帯電させる。本プリンタでは、トナーの正規帯電極性と同じマイナス極性に一様帯電させる。より詳しくは、約−６５０［Ｖ］に一様に帯電させる。本形態において、帯電バイアスには直流電圧に交流電圧を重畳したものを採用している。帯電ローラ７Ｋは、金属製の芯金の表面に導電性弾性材料からなる導電性弾性層が被覆されたものである。帯電ローラ等の帯電部材を感光体２Ｋに接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる帯電方式を採用してもよい。
【００１１】
帯電装置６Ｋで一様帯電せしめられた感光体２Ｋの表面は、光書込ユニット８０から発せられるレーザー光によって光走査されてＫ用の静電潜像を担持する。Ｋ用の静電潜像の電位は約−１００［Ｖ］である。このＫ用の静電潜像は、図示しないＫトナーを用いる現像装置８Ｋによって現像されてＫトナー像になる。そして、後述する中間転写体でありベルト状の像担持体たる中間転写ベルト３１上に１次転写される。中間転写ベルト３１は、無端のベルト部材で構成されている。
【００１２】
ドラムクリーニング装置３Ｋは、１次転写工程（後述する１次転写ニップ）を経た後の感光体２Ｋの表面に付着している転写残トナーを除去するものである。ドラムクリーニング装置３Ｋは、回転駆動されるクリーニングブラシローラ４Ｋ、片持ち支持された状態で自由端を感光体２Ｋに当接させるクリーニングブレードなどを有している。ドラムクリーニング装置３Ｋは、回転するクリーニングブラシローラ４Ｋで転写残トナーを感光体２Ｋ表面から掻き取り、クリーニングブレードで転写残トナーを感光体２Ｋ表面から掻き落とす。なお、クリーニングブレードについては、その片持ち支持端側を自由端側よりもドラム回転方向下流側に向けるカウンタ方向で感光体２Ｋに当接させている。
【００１３】
上記除電装置は、ドラムクリーニング装置３Ｋによってクリーニングされた後の感光体２Ｋの残留電荷を除電する。この除電により、感光体２Ｋの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００１４】
現像装置８Ｋは、現像剤担持体となる現像ロール９Ｋを内包する現像部と、図示しないＫ現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部とを有している。現像剤搬送部には、複数の搬送部材としてのスクリュウ部材が配置されていて、各スクリュウ部材が回転することで、Ｋトナーを撹拌しながら、現像ロール９Ｋの回転軸線方向に沿って移動させて、現像ロール９Ｋの表面に対してＫ現像剤を供給する。
現像装置８Ｋには、ケーシングの下壁には図示しないトナー濃度センサが設けられており、Ｋ現像剤中のＫトナーの濃度を検知する。Ｋトナー濃度センサとしては、透磁率センサからなるものが用いられている。Ｋトナーと磁性キャリアとを含有する所謂二成分のＫ現像剤の透磁率は、Ｋトナー濃度と相関関係があるため、透磁率センサは、Ｋトナー濃度を検知していることになる。
【００１５】
このプリンタには、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の現像装置内にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーをそれぞれ個別に補給するための図示しないＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のトナー補給手段が設けられている。そして、プリンタの制御部６０は、そのＲＡＭに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のトナー濃度検知センサからの出力電圧値の目標値であるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のＶｔｒｅｆを記憶している。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のトナー濃度検知センサからの各出力電圧値と、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のＶｔｒｅｆとの差がそれぞれ所定値を超えた場合には、その差に応じた時間だけＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のトナー補給手段を駆動する。これにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の現像装置内にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーが補給される。
【００１６】
現像ロール９Ｋは、Ｋ現像剤をマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に担持しながら、スリーブの回転に伴って、感光体２Ｋに対向する現像領域に搬送するものである。現像スリーブには、トナーと同極性であって、感光体２Ｋの静電潜像よりも大きく、且つ感光体２Ｋの一様帯電電位よりも小さな現像バイアスが印加されている。これにより、現像スリーブと感光体２Ｋの静電潜像との間には、現像スリーブ上のＫトナーを静電潜像に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体２Ｋの地肌部との間には、現像スリーブ上のＫトナーをスリーブ表面に向けて移動させる非現像ポテンシャルが作用する。それら現像ポテンシャル及び非現像ポテンシャルの作用により、現像スリーブ上のＫトナーが感光体２Ｋの静電潜像に選択的に転移して、静電潜像をＫトナー像に現像する。
【００１７】
先に示した図１において、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃにおいても、Ｋ用の画像形成ユニット１Ｋと同様にして、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ上にＹ、Ｍ、Ｃのトナー像がそれぞれ形成される。
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上方には、潜像書込手段たる光書込ユニット８０が配設されている。この光書込ユニット８０は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいてレーザーダイオード等の光源から発したレーザー光により、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを光走査する。この光走査により、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像が形成される。具体的には、感光体２Ｙの一様帯電した表面の全域のうち、レーザー光が照射された箇所は、電位を減衰せしめる。これにより、レーザー照射箇所の電位が、それ以外の箇所（地肌部）の電位よりも小さい静電潜像となる。なお、光書込ユニット８０は、光源から発したレーザー光Ｌを、図示しないポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏光しながら、複数の光学レンズやミラーを介して各感光体に照射するものである。光書込ユニット８０としては、ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤから発したＬＥＤ光によって感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上に光書込を行うものを採用してもよい。
【００１８】
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの下方には、無端状の中間転写ベルト３１を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動させる転写ユニット３０が配設されている。転写ユニット３０は、像担持体たる中間転写ベルト３１の他に、駆動ローラ３２、２次転写裏面ローラ３３と、クリーニングバックアップローラ３４、４つの１次転写部材となる１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ、転写部材としてのニップ形成ローラ３６、ベルトクリーニング装置３７を備えている。
【００１９】
無端状の中間転写ベルト３１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ３２、２次転写裏面ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、及び４つの１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋによって張架されている。そして、本形態で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される駆動ローラ３２の回転力により、図１において反時計回り方向に無端移動せしめられる。
【００２０】
１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは、無端移動せしめられる中間転写ベルト３１をそれぞれ感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとの間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面と、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとが当接するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋには、図示しない１次転写バイアス電源によってそれぞれ１次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナー像と、１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋとの間に転写電界が形成される。Ｙ用の感光体２Ｙの表面に形成されたＹトナーは、感光体２Ｙの回転に伴ってＹ用の１次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、感光体２Ｙ上から中間転写ベルト３１上に移動して１次転写される。
このようにしてＹトナー像が１次転写された中間転写ベルト３１は、その後、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過する。そして、感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のＭ、Ｃ、Ｋのトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト３１上には４色重ね合わせのトナー像が形成される。
【００２１】
１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは、金属製の芯金と、これの表面上に固定された導電性のスポンジ層とを具備する弾性ローラで構成されている。１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの軸心に対し、それぞれの軸心を、約２．５［ｍｍ］づつベルト移動方向下流側にずらした位置を占めるように配設されている。本プリンタでは、このような１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋに対して、１次転写バイアスを定電流制御で印加する。なお、１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋに代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを１次転写部材として採用してもよい。
【００２２】
ニップ形成ローラ３６は、中間転写ベルト３１のループ外側に配設されており、ループ内側の２次転写裏面ローラ３３との間に中間転写ベルト３１を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面と、ニップ形成ローラ３６とが当接する２次転写ニップ（転写ニップ）Ｎが形成されている。図１、図２に示す例では、ニップ形成ローラ３６は接地（アース）されているのに対し、２次転写裏面ローラ３３は、電源３９によって直流電圧に交流電圧を重畳せしめた重畳バイアスからなる２次転写バイアスが印加される。これにより、２次転写裏面ローラ３３とニップ形成ローラ３６との間に、マイナス極性のトナーを２次転写裏面ローラ３３側からニップ形成ローラ３６側に向けて静電移動させる２次転写電界が形成される。電源３９が出力する重畳バイアスの交流成分および直流成分は、それぞれ定電流制御してもよいし、定電圧制御してもよい。
【００２３】
２次転写裏面ローラ３３は、芯金３３ａと、芯金３３ａ上にソリッドゴム層３３ｂが形成されたソリッドゴムローラとして構成されている。ソリッドゴム層３３ｂには、カーボンが分散されている。２次転写裏面ローラ３３は、中間転写ベルト３１を介してもう一方の転写部材となるニップ形成ローラ３６に対向するとともに、中間転写ベルト３１の裏面に接触して設けられている。ニップ形成ローラ３６は、ローラ芯金３６ａ上にソリッドゴム層が形成されたソリッドゴムローラとして構成されている。ニップ形成ローラ３６としては、図３に示すように、ローラ芯金３６ａ上にスポンジ層が形成されたスポンジローラとして構成されたものでもよい。
【００２４】
図２において、電源３９によって直流電圧に交流電圧を重畳せしめた重畳バイアスが２次転写バイアスとして印加される２次転写裏面ローラ３３と、接地されているニップ形成ローラ３６との間には、中間転写ベルト３１を介して２次転写電流が流れる。
２次転写ニップＮ内に挟み込んだ記録材Ｐに対して中間転写ベルト３１上のトナー像を転写するために２次転写バイアスを出力する電源３９は、直流電源と交流電源とを有している。電源３９は、２次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳せしめた重畳バイアスを出力する構成とされている。本形態では、図１に示すように、２次転写バイアスを２次転写裏面ローラ３３に印加しつつ、ニップ形成ローラ３６を接地している。本形態において、電源３９は、直流電圧に交流電圧を重畳せしめた重畳バイアスを２次転写裏面ローラ３３へ出力する。
【００２５】
２次転写ニップＮに対する２次転写バイアスの供給形態としては様々あるが、電源形態としては、電源３９のように「直流電圧＋交流電圧」を供給できるものや、「直流電圧」と「交流電圧」とを個別に供給できるもの、「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」を１つの電源で切替えて供給できるものなど、その供給形態に対応させて適宜選択して用いればよい。
【００２６】
図１に示すように、転写ユニット３０の下方には、記録材Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給紙カセット１００が配設されている。給紙カセット１００は、紙束の一番上の記録材Ｐに給紙ローラ１００ａを当接させており、これを所定のタイミングで回転駆動させることで、その記録材Ｐを給紙路に向けて送り出す。給紙路の末端付近には、レジストローラ対１０１が配設されている。
レジストローラ対１０１は、給紙カセット１００から送り出された記録材Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに両ローラの回転を停止する。そして、挟み込んだ記録材Ｐを２次転写ニップＮ内で中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開し、記録材Ｐを２次転写ニップＮに向けて送り出す。
２次転写ニップＮで記録材Ｐに密着せしめられた中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせトナー像は、２次転写電界やニップ圧の作用によって記録材Ｐ上に一括２次転写され、記録材Ｐの白色と相まってフルカラートナー像となる。このようにして表面にフルカラートナー像が形成された記録材Ｐは、２次転写ニップＮを通過すると、ニップ形成ローラ３６や中間転写ベルト３１から曲率分離する。
【００２７】
図１に示すように、２次転写ニップＮを通過した後の中間転写ベルト３１には、記録材Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは中間転写ベルト３１のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置３７によってベルト表面からクリーニングされる。中間転写ベルト３１のループ内側に配設されたクリーニングバックアップローラ３４は、ベルトクリーニング装置３７によるベルトのクリーニングをループ内側からバックアップするものである。
【００２８】
２次転写ニップＮよりも記録材搬送方向下流側となる図１中右側方には、定着装置９０が配設されている。定着装置９０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ９１と、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ９２とによって定着ニップを形成している。定着装置９０内に送り込まれた記録材Ｐは、未定着トナー像の担持面を定着ローラ９１に密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化されて、フルカラー画像が定着せしめられる。定着装置９０内から排出された記録材Ｐは、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。
【００２９】
図５は、図１に示したプリンタの制御系の一部を示すブロック図である。同図において、転写バイアス出力手段の一部を構成する制御部６０は、演算手段たるＣＰＵ６０ａ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、不揮発性メモリたるＲＡＭ６０ｃ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、一時記憶手段たるＲＯＭ６０ｂ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ６０ｄ等を有している。プリンタ全体の制御を司る制御部６０には、様々な構成機器やセンサ類が通信可能に電気的に接続されているが、図５においては、本プリンタの特徴的な構成に関連する構成機器だけを示している。
【００３０】
１次転写電源８１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋに印加するための１次転写バイアスを出力するものである。２次転写用の電源３９は、２次転写ニップＮに供給する２次転写バイアスを出力するものである。本形態では、２次転写裏面ローラ３３に印加するための２次転写バイアスを出力する。この電源３９は、制御部６０とともに転写バイアス出力手段を構成している。オペレーションパネル５０は、図示しないタッチパネルや複数のキーボタンなどから構成されていて、タッチパネルの画面に画像表示可能であり、タッチパネルやキーボタンによって操作者による入力操作を受付け、入力情報を制御部６０に送信する機能を備えている。オペレーションパネル５０は、制御部６０から送られてくる制御信号に基づいて、タッチパネルに画像を表示することもできる。
【００３１】
１次転写電源８１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋに印加するための１次転写バイアスを出力するものである。２次転写用の電源３９は、２次転写ニップＮに供給する２次転写バイアスを出力するものである。本形態では、２次転写裏面ローラ３３に印加するための２次転写バイアスを出力する。この電源３９は、制御部６０とともに転写バイアス出力手段を構成している。オペレーションパネル５０は、図示しないタッチパネルや複数のキーボタンなどから構成されていて、タッチパネルの画面に画像表示可能であり、タッチパネルやキーボタンによって操作者による入力操作を受付け、入力情報を制御部６０に送信する機能を備えている。オペレーションパネル５０は、制御部６０から送られてくる制御信号に基づいて、タッチパネルに画像を表示することもできる。
【００３２】
図６は、２次転写裏面ローラ３３に印加される重畳バイアスからなる２次転写バイアスの波形の一例を示す図である。同図において、時間平均電圧（以下「時間平均値」という）Ｖａｖｅ［Ｖ］は、２次転写バイアスの時間平均値を表している。時間平均値とは、電圧の時間平均値であり、これは電圧波形の１周期にわたる積分値を、１周期の長さで割った値である。図示のように、重畳バイアスからなる２次転写バイアスは、正弦波状の形状を示しており、戻し方向側のピーク値と、転写方向側のピーク値とを具備している。Ｖｔという符号が付されているのは、それら２つのピーク値のうち、２次転写ニップＮ内でトナーをベルト側からニップ形成ローラ３６側に移動させる方（転写方向側）のピーク値である（以下、「転写方向ピーク値Ｖｔ」という）。また、Ｖｒという符号が付されているのは、トナーをニップ形成ローラ３６側からベルト側に戻す方（戻し方向側）のピーク値である（以下、戻しピーク値Ｖｒという）。また、図示のような重畳バイアスの代わりに、交流成分だけからなる交流バイアスを印加しても、２次転写ニップＮにおいてトナーをベルトと記録材との間で往復移動させることは可能である。しかし、交流バイアスでは、トナーを単に往復移動させるだけで、記録材Ｐ上に転移させることはできない。直流成分を含む重畳バイアスを印加して、その時間平均値である時間平均電圧Ｖａｖｅ［Ｖ］をトナーと同じマイナス極性にすることで、トナーを往復移動させながら、相対的にはベルト側から記録材Ｐ側に移動させて記録材Ｐ上に転移させることが可能になる。
【００３３】
トナー粒子を往復移動させる構成では、図６に示した戻しピーク値Ｖｒをある程度大きな値に設定しないと、記録材表面の凹部内に進入したトナー粒子をベルト上のトナー層に十分に引き戻すことができず、凹部上で画像濃度不足を引き起こしてしまう。また、２次転写バイアスの時間平均値Ｖａｖｅ［Ｖ］をある程度大きな値に設定しないと、記録材表面の凸部に対して十分量のトナーを転移させることができずに、凸部上で画像濃度不足を発生させてしまう。記録材表面における凸部及び凹部の両方で十分な画像濃度を得るには、時間平均値Ｖａｖｅ［Ｖ］と戻しピーク値Ｖｒとをそれぞれある程度の大きな値にするために、電圧の最大値と最小値の幅となる戻しピーク値Ｖｒから転写方向ピーク値Ｖｔまでの電圧（以下。「ピークツウピーク電圧」と記す）Ｖｐｐを比較的大きな値に設定する必要がある。すると、必然的に転写方向ピーク値Ｖｔも比較的大きな値にすることになる。転写方向ピーク値Ｖｔは、接地しているニップ形成ローラ３６と、２次転写バイアスを印加している２次転写裏面ローラ３３との最大電位差に相当するため、その値が大きくなるとローラ間の放電が発生し易くなる。
【００３４】
すなわち、２次転写バイアスとして直流成分に交流成分を重畳したものを用いるＡＣ転写を行なうと、直流成分が無い場合に比べて、交流成分が所定極性にシフトされる。このため、直流のみのバイアスを印加するＤＣ転写の場合よりも、２次転写バイアスの電圧（電流）のピークの絶対値が大きく、高い電圧がかかるため、白ポチなどの放電画像が出てしまう。この白ポチ画像は、記録材Ｐが送り込まれる二次転写ニップＮ内での局所的な放電によって発生する。
一般に、中間転写ベルト３１の基材は、絶縁性の物質で作成されるが、記録材Ｐに転写電界を印加するためにはある程度電気抵抗を下げる必要があり、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、カーボン等を分散含有させることが多い。しかし絶縁性の基材の中に導電性を有するものを分散させると、抵抗の低い個所と高い個所がベルト上に存在することになる。このためＡＣ転写時のように、高電圧が印加された場合、局所的に抵抗が低い個所の表面電位がその他の個所よりも高くなり、そこから局所的な放電が発生することになる。また、中間転写ベルトの電気抵抗のムラは、一律に抵抗を高くすることで均一化することができるが、ベルト抵抗の上昇に伴い、ベルト残像や転写率の低下等が発生してしまうため、この点を考慮すると、一律に抵抗を高くすることで均一化する手法は好ましいものではない。
【００３５】
そこで、本形態では、図２，図３に示すように、中間転写ベルト３１を多層化した。本形態では中間転写ベルト３１を第１層３１０と第２層３１１の２層構造としている。このように、中間転写ベルト３１の構成を多層化すると、ベルト層の界面を通過する抵抗が上昇するため、放電がブロックされ、二次転写ニップＮ内での局所的な放電を抑えることができ、白ポチなどの放電画像の発生を防止することができる。
【００３６】
以下、中間転写ベルト３１の層構造と具体的な実施例と比較例を例示する。
本形態に係る中間転写ベルト３１の実施例１，２は、ベルトの基材にポリイミド（ＰＩ）を用い、図４（ｂ）に示すように、基材中にカーボンを分散させたものを２層に積層し、実施例３，４は、ベルトの基材にポリアミドイミド（ＰＡＩ）を用い、図４（ｂ）に示すように、基材中にカーボンを分散させたものを第１層３１０と第２層３１１として２層に積層している。
これに対し比較例１、２はベルトの基材にポリイミド（ＰＩ）を用い、図４（ａ）に示すように、基材中にカーボンを分散させたものを一層とし、比較例３、４はベルトの基材にポリアミドイミド（ＰＡＩ）を用い、図４（ａ）に示すように、基材中にカーボンを分散させたものを一層とし基材中にカーボンを分散させたものを一層とした。
中間転写ベルト３１は、トナー像を担持する面を表面３１Ａとし、これと反対側の内面を裏面３１Ｂとしている。
【００３７】
実施形態及び各実施例において、ポリイミドは、一般的に知られている芳香族多価カルボン酸無水物あるいはその誘導体と芳香族ジアミンとの反応によって、ポリアミック酸（ポリイミド前駆体）を経由して得られる。すなわち、ポリイミドは、その剛直な主鎖構造により溶媒等に対して不溶であり、また不融の性質を持つため、酸無水物と芳香族ジアミンから、まず有機溶媒に可溶なポリイミド前駆体（ポリアミック酸、またはポリアミド酸）を合成し、この段階で様々な方法で成型加工が行われ、その後ポリアミック酸を加熱もしくは化学的な方法で脱水反応させて環化（イミド化）しポリイミドとする。ポリアミドイミドには、分子骨格中に剛直なイミド基と柔軟性を付与するアミド基を有する樹脂であり、一般的に知られている構造のものを使用する。
【００３８】
本実施形態に係る中間転写ベルト３１の製造方法は特に限定されないが、例えばポリイミド前駆体溶液を用いて、図７に示すような回転塗布法により好適に製造される。この方法では、中間転写ベルト３の長さに対応した外径を有する円筒成形管１１を用意する。円筒成形管１１外周面に沿った位置に、塗布液１６を円筒成形管１１外周面上に吐出するためのノズル１５を配し、ノズル１５は配管を通じて塗布液容器１４に接続されており、さらに塗布液容器１４は配管を通じて加圧装置１７に接続されている。また、ノズル１５の下方には、吐出された塗布液１６を円筒成形管１１外周面上において均すためのブレード１８が配置されている。
【００３９】
円筒成形管１１を円筒成形管回転方向（矢印Ｄ）の向きに回転し、ノズル１５から塗布液１６を円筒成形管１１外周面上に吐出し、ブレード１８で円筒成形管１１外周面上に均す。ノズル１５とブレード１８は、ノズルおよびブレード移動方向（矢印Ｅ）に一定速度で移動し、塗布液１６が円筒成形管１１外周面上に一定の厚みで塗布される。なお、塗布液１６は加圧装置１７によりノズル１５から一定量吐出するように調節されている。これにより、円筒成形管１１外周面上に塗布液１６塗膜が形成される。
得られた塗布液１６塗膜を加熱乾燥させた後、冷却後、円筒成形管１１から剥離し、所定の幅で切断することで中間転写ベルト３１を得ることができる。なお、塗布液１６の樹脂材料としてポリイミド前駆体を用いる場合には、円筒成形管１１外周面上に塗布液１６塗膜を形成した後、８０℃以上１７０℃以下で乾燥することにより溶媒を除去し（乾燥工程）、さらに２５０℃以上３５０℃以下に加熱することでイミド転化（焼成工程）させてポリイミド樹脂膜を形成する。冷却後、得られたポリイミド樹脂膜を円筒成形管１１から剥離し、所定の幅で切断することで中間転写ベルト３１が得られる。
【００４０】
塗布液１６の固形分濃度は、例えば１０質量％以上４０質量％以下、粘度は１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下とされる。また、塗布液１６には、要求される中間転写ベルトの表面抵抗率の常用対数値に応じて所定量のカーボンブラック等の導電性粒子を分散させておく。分散方法としては、ジェットミル、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、またはペイントシェーカーなどの公知の方法が用いられる。
【００４１】
上記中間転写ベルト３１の製造方法においては、乾燥温度は１００℃以上１７０℃以下とするのが望ましい。乾燥工程において乾燥温度が低過ぎる場合、ポリイミド前駆体中の溶媒の乾燥が進まず、乾燥時間を長くしても所定の残留溶媒量に到達しにくい。また、乾燥温度が高過ぎる場合、乾燥工程の極初期にポリイミド前駆体極表面に乾燥膜が生成され、ポリイミド前駆体内部の溶媒が十分に乾燥できない場合があったり、乾燥工程後にポリイミド前駆体膜の表面が引きつられたようになり、塗膜の表面にシワ状の欠陥が発生し易くなる。乾燥温度を１００℃以上１７０℃以下とすることで、所定の残留溶媒量で、かつより良好な塗膜を有するポリイミド前駆体膜となる。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、上述のように、中間転写ベルト３１は、少なくとも２層構成としている。２層以上の構成の中間転写ベルト３１を形成する場合においても、用いる材料は上記と同様である。また、２層以上の多層構成膜は、上記円筒成形管１１外周面上に塗布液１６塗膜を形成して乾燥し最内周層を形成した後、さらに塗布・乾燥工程を繰返すことで、所望の構成膜を得る。塗布液１６としてカーボンブラックを含有したポリイミド前駆体を用いる場合は、塗布・乾燥工程を繰返し、所望の構成が得られた後に、焼成工程を経ることで所望の構成膜を得る。
【００４３】
次に、本発明に係る中間転写ベルト３１の実施例と比較例について説明する。
(実施例１)
ベルト材質  ポリイミド
ベルト構造  ２層
ベルト表面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
ベルト裏面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
ベルト体積抵抗    ９．７（ｌｏｇΩ／ｃｍ）
転写ローラ構造（２次転写裏面ローラ３３とニップ形成ローラ３６の構造）  ソリッド
実施例１では、中間転写ベルト３１の表面抵抗と裏面抵抗とを同一としている。ベルト表面抵抗とは表面３１Ａ側の電気抵抗であり、ベルト裏面抵抗とは、裏面３１Ｂ側の電気抵抗である。
【００４４】
（実施例２）
ベルト材質  ポリイミド
ベルト構造  ２層
ベルト表面抵抗  １２．５（ｌｏｇΩ／□）
ベルト裏面抵抗  １１．０（ｌｏｇΩ／□）
体積抵抗        １０．０（ｌｏｇΩ／ｃｍ）
転写ローラ構造（２次転写裏面ローラ３３とニップ形成ローラ３６の構造）  ソリッド
実施例２では、中間転写ベルト３１の表面抵抗を裏面抵抗よりも大きくしている。
【００４５】
（実施例３）
ベルト材質  ポリアミドイミド
ベルト構造  ２層
ベルト表面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
ベルト裏面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
ベルト体積抵抗    ９．７（ｌｏｇΩ／ｃｍ）
転写ローラ構造（２次転写裏面ローラ３３とニップ形成ローラ３６の構造）  ソリッド
実施例３では、実施例１に対してベルト材質のみをポリイミドからポリアミドイミドに変更している。
【００４６】
（実施例４）
ベルト材質  ポリアミドイミド
ベルト構造  ２層
ベルト表面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
ベルト裏面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
体積抵抗          ９．７（ｌｏｇΩ／ｃｍ）
転写ローラ構造（ニップ形成ローラ３６の構造）  スポンジ
実施例４では、実施例３に対してニップ形成ローラ３６をソリッドからスポンジローラに変更した。ここでいうスポンジローラとは、図３の構成である。
【００４７】
（比較例１）
ベルト材質  ポリイミド
ベルト構造  単層
ベルト表面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
ベルト裏面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
体積抵抗          ９．５（ｌｏｇΩ／ｃｍ）
転写ローラ構造（２次転写裏面ローラ３３とニップ形成ローラ３６の構造）  ソリッド
【００４８】
（比較例２）
ベルト材質  ポリイミド
ベルト構造  単層
ベルト表面抵抗  １２．５（ｌｏｇΩ／□）
ベルト裏面抵抗  １２．５（ｌｏｇΩ／□）
ベルト体積抵抗  １１．０（ｌｏｇΩ／ｃｍ）
転写ローラ構造（２次転写裏面ローラ３３とニップ形成ローラ３６の構造）  ソリッド
比較例２では、中間転写ベルト３１の表面抵抗と裏面抵抗を比較例１よりも大きくしている。
【００４９】
（比較例３）
ベルト材質  ポリアミドイミド
ベルト構造  ２層
ベルト表面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
ベルト裏面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
ベルト体積抵抗    ９．５（ｌｏｇΩ／ｃｍ）
転写ローラ構造（２次転写裏面ローラ３３とニップ形成ローラ３６の構造）  ソリッド
比較例３では、比較例１に対してベルト材質のみをポリイミドからポリアミドイミドに変更している。
【００５０】
（比較例４）
ベルト材質  ポリアミドイミド
ベルト構造  ２層
ベルト表面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
ベルト裏面抵抗  １１．３（ｌｏｇΩ／□）
ベルト体積抵抗  ９．７（ｌｏｇΩ／ｃｍ）
転写ローラ構造（ニップ形成ローラ３６の構造）  スポンジ
比較例４では、比較例３に対して、ニップ形成ローラ３６をソリッドからスポンジローラに変更した。ここでいうスポンジローラとは、図３の構成である。
【００５１】
各実施例及び比較例における転写条件は以下に示すように、すべて同一条件とした。
記録材：特殊製紙株式会社製のレザック６６(商品名)１７５ｋｇ紙
試験環境：気温１０℃  湿度１５％
転写電流：−４０μＡ  (Ｖｏｆｆは−３．５ｋＶ)
交流電圧：ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ(Ｖｐｐ)が１１．０ｋＶ
波形：交流成分として、図８に示すように、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くし、デューティー比（戻し時間）を１２％として波形を丸くしたもの。デューティー比（戻し時間）とは、中心電圧値Ｖｏｆｆと電圧の時間平均値Ｖａｖｅとの関係を示す値として、交流波形全体に占める中心電圧値Ｖｏｆｆよりも戻し方向側の面積の割合を示すものである。
【００５２】
図９は、実施例１〜４及び比較例１〜４における白ポチと残像の発生具体を評価したものをまとめたものである。図９において、××、×、△、○、◎は評価内容を示す。××は大量に発生した状態を示し、×は多く発生した状態を示し、△は発生ありの状態を示す。○は僅かに発生した状態を示し、◎はほとんど発生しない状態を示す。本形態では、◎と○を許容範囲とした。
【００５３】
まず、比較例１〜４においては、ベルトの材質を問わず、白ポチ画像の発生は許容範囲外であった。特にニップ形成ローラ３６がスポンジの場合は、白ポチが大量に発生した。残像に関しては、比較例２を除いて許容範囲内であった。比較例２だけがベルトの表面と裏面の抵抗（ｌｏｇΩ／□）と体積抵抗（ｌｏｇΩ／ｃｍ）が他の比較例よりも高く設定されていた。
これに対し実施例１〜４においては、白ポチ及び残像の発生は○と◎のみであり、全て許容範囲内であった。これは、中間転写ベルト３１が２層構造であるため、基材の中に導電性を有するカーボンが分散されていても、層の界面を通過する抵抗が上昇するため、放電がブロックされ、局所的な放電を抑えることかできたためであると考えられる。
また、ニップ形成ローラ３６を図３に示すようにスポンジローラとすると、図２に示すソリッドローラに比べて、低コストで生産可能であるとともに、クリーナーレスが可能になるといったメリットがある。しかし、スポンジローラの場合、必然的に記録材Ｐに接する部分は抵抗の高い部分と低い部分が存在することになるため、二次転写ニップＮ内での局所的な放電が発生し、比較例４に示すように、白ポチが大量に発生してしまう。
このため、ニップ形成ローラ３６をスポンジローラとして用いる場合に、実施例４に示すように、２層構造の中間転写ベルト３１を用いることで、二次転写ニップＮ内での局所的な放電の発生が抑制され、白ポチが大量に発生する許容範囲外から僅かに発生した状態まで改善することができるので好ましい。
【００５４】
実施例を考察すると、実施例１よりも実施例２の方が白ポチの発生がほとんど発生しない状態となった。実施例２では、中間転写ベルト３１の表面抵抗（ｌｏｇΩ／□）が、裏面抵抗（ｌｏｇΩ／□）よりも高く設定されている。これは、中間転写ベルト３１の２層中の表面３１Ａ側のみの電気抵抗を高くすることで、残像を押えたまま局所的な放電をさらに抑えられたためであると考えられる。すなわち、中間転写ベルト３１の表層抵抗が高い程、局所的な放電が抑えられ、白ポチの大量発生を低減することができると言える。
各実施例及び各比較例で用いた二次転写バイアスとしては、図８に示す交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くし、デューティー比（戻し時間）を１２％として波形を丸くしたものに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、交流成分として戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａとを同じくしてデューティー比（戻し時間）を５０％とした正弦波を使用したもので、デューティー比（戻し時間）を５０％としたものであっても良い。
このように、二次転写バイアスとしては図１０に示す正弦波を用いる場合でも、中間転写ベルト３１を少なくとも２層以上の層構成とすることで、上記実施形態及び実施例と同様の効果が得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
３１        中間転写ベルト（ベルト状の像担持体）
３１Ａ      表面（トナー像を担持している面）
３１Ｂ      裏面
３６        ニップ形成ローラ（転写部材）
３９        電源
Ｎ          転写ニップ
Ｐ          記録材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２００６−２６７４８６号公報
【図１】
2014228574.tif 000003
【図２】
2014228574.tif 000004
【図３】
2014228574.tif 000005
【図４】
2014228574.tif 000006
【図５】
2014228574.tif 000007
【図６】
2014228574.tif 000008
【図７】
2014228574.tif 000009
【図８】
2014228574.tif 000010
【図９】
2014228574.tif 000011
【図１０】
2014228574.tif 000012