(57)【要約】【課題】転写部の放電に起因する画像欠陥の防止と転写効率の確保とを両立する。【解決手段】制御電極３３は、二次転写ローラー２４と記録媒体Ｓとの接触位置よりも二次転写ローラー２４の回転方向の上流側において、二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触している。制御電極３３の電位は、転写回転体２４に対してトナー像を反発する側に設定されている。制御電極３３は、二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との間の空隙に放電が発生して記録媒体Ｓを放電電流が流れる条件で、二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する転写ベルトと、
外周面を有し、前記外周面および前記転写ベルトに接触して搬送される記録媒体に対して前記トナー像を転写する、転写回転体と、
前記転写回転体と前記記録媒体との接触位置よりも前記転写回転体の回転方向の上流側において前記外周面に接触する制御電極とを備え、
前記制御電極の電位は、前記転写回転体に対して前記トナー像を反発する側に設定され、
前記制御電極は、前記転写回転体と前記転写ベルトとの間の空隙に放電が発生して前記記録媒体を放電電流が流れる条件で、前記外周面に接触する、画像形成装置。
【請求項２】
前記記録媒体を流れる放電電流密度の最大値が５０ｍＡ／ｍ２以上４５０ｍＡ／ｍ２以下である、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記外周面は、前記外周面と前記転写ベルトとの距離が前記空隙に放電が発生する閾値に等しい第１限界位置と、前記接触位置と前記転写回転体の回転中心とを通る直線に対して直交する直線が前記接触位置よりも前記回転方向の上流側において前記外周面に交わる第２限界位置とを有し、
前記第１限界位置よりも前記接触位置から離れ、かつ前記第２限界位置よりも前記接触位置に近い位置において、前記制御電極は前記外周面に接触する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写回転体に対向し前記転写回転体とニップ部を形成する対向回転体と、
前記ニップ部よりも前記記録媒体の搬送方向の上流側で前記記録媒体を前記外周面に接触させる前記記録媒体の搬送経路を形成するガイド部材とをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置に関し、特開２０００−３０５３８１号公報（特許文献１）には、回転駆動される中間転写ベルトの内側面に当接する対向ロールと、対向ロールと対峙して中間転写ベルトの外側面に当接する転写ロールとを備え、転写ロールと対向ロールとの間に転写電界を生じさせ、転写ロールと中間転写ベルトとの当接部分近傍であり中間転写ベルトの回転方向上流側にその部分の転写電界を弱める電界規制手段を設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０５３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記文献には、電界規制手段により電界を弱めるためにパッシェン放電が発生することがないと記載されている。本発明者らは、特に高速機において、放電の発生を防止すると転写に必要な電荷が確保できない課題を見出した。
【０００５】
それゆえに、本開示では、転写部の放電に起因する画像欠陥の防止と転写効率の確保とを両立できる、画像形成装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
２次転写部で放電が発生すると、記録材に転写すべきトナー像の一部が白点状に転写されない画像欠陥（いわゆる白ポチ）が生じることがある。本発明者らは、トナー像を記録材に転写するニップ部の手前における放電は、大きな放電電流が流れる場合は画像欠陥を発生させるが、一方で、画像欠陥に至らない小さな放電電流が流れる場合は転写に必要な電荷をトナー層に供給する役割を果たすという新たな知見を得た。本発明者らはさらに検討を重ね、画像欠陥の防止と転写効率の確保とを両立するためには、大きな放電電流を抑えつつ転写に必要な電荷を供給する手段が必要となることを知見し、以下の構成を案出した。
【０００７】
すなわち、本開示に係る画像形成装置は、トナー像を担持する転写ベルトと、外周面を有し、外周面および転写ベルトに接触して搬送される記録媒体に対してトナー像を転写する、転写回転体と、転写回転体と記録媒体との接触位置よりも転写回転体の回転方向の上流側において外周面に接触する制御電極とを備えている。制御電極の電位は、転写回転体に対してトナー像を反発する側に設定されている。制御電極は、転写回転体と転写ベルトとの間の空隙に放電が発生して記録媒体を放電電流が流れる条件で、外周面に接触する。
【０００８】
上記の画像形成装置において、記録媒体を流れる放電電流密度の最大値が５０ｍＡ／ｍ２以上４５０ｍＡ／ｍ２以下であってもよい。
【０００９】
上記の画像形成装置において、二次転写ローラーの外周面は、外周面と転写ベルトとの距離が空隙に放電が発生する閾値に等しい第１限界位置と、接触位置と転写回転体の回転中心とを通る直線に対して直交する直線が接触位置よりも転写回転体の回転方向の上流側において外周面に交わる第２限界位置とを有しており、第１限界位置よりも接触位置から離れ、かつ第２限界位置よりも接触位置に近い位置において、制御電極は外周面に接触してもよい。
【００１０】
上記の画像形成装置は、転写回転体に対向し転写回転体とニップ部を形成する対向回転体と、ガイド部材とをさらに備え、ガイド部材は、ニップ部よりも記録媒体の搬送方向の上流側で記録媒体を外周面に接触させる記録媒体の搬送経路を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示に係る画像形成装置によれば、画像欠陥の防止と転写効率の確保とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置を示す概略図である。
【図２】図１に示す二次転写部の拡大図である。
【図３】ニップ部の周辺を拡大して示す模式図である。
【図４】実施の形態に係る二次転写ローラー内の電流を示す模式図である。
【図５】電流測定用の駆動ローラーの斜視図である。
【図６】図５に示す駆動ローラーを装着した画像形成装置で計測された電流の値を示すグラフである。
【図７】二次転写部の等価回路を示す図である。
【図８】図７に示す等価回路から算出される、二次転写ローラーおよび駆動ローラーを流れる電流の値を示すグラフである。
【図９】図７に示す等価回路から算出される、二次転写ローラーおよび駆動ローラーを流れる放電電流の値を示すグラフである。
【図１０】放電電流と制御電極位置との関係を示すグラフである。
【図１１】第１実施例における転写性および画像欠陥の評価結果を示す表である。
【図１２】図１１に示す評価結果を示すグラフである。
【図１３】第２実施例における転写性および画像欠陥の評価結果を示す表である。
【図１４】第３実施例における二次転写部の概略図である。
【図１５】第３実施例における転写性および画像欠陥の評価結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、実施の形態における画像形成装置について説明する。以下に示す実施の形態において、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して、重複した説明は繰り返さない。
【００１４】
（画像形成装置１）
画像形成方法として、直接転写方式および中間転写方式などが挙げられる。直接転写方式では、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に直接転写する工程と、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱定着する工程とを経ることにより、画像形成が行なわれる。
【００１５】
中間転写方式では、感光体上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写する工程（一次転写）と、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を記録媒体に転写する工程（二次転写）と、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱定着する工程とを経ることにより、画像形成が行なわれる。
【００１６】
図１は、実施の形態に係る画像形成装置１の概略図である。図１を参照して、中間転写方式を採用する画像形成装置１について説明する。
【００１７】
画像形成装置１は、潜像形成装置２１、画像情報入力部３０、および画像情報処理部３１を備えている。画像情報入力部３０には、たとえば画像形成装置１が備える画像読取装置（図示しない）、およびパーソナルコンピューター等からの信号により、画像情報が入力される。
【００１８】
画像情報処理部３１は、画像情報入力部３０より得られた画像情報を処理し、処理後の画像情報を潜像形成装置２１に送信する。
【００１９】
画像形成装置１は、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋをさらに備えている。画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、それぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を形成する。
【００２０】
各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはそれぞれ、トナー像を担持する感光体１１と、感光体１１の表面を帯電させる帯電装置１２と、現像装置１３とを有している。
【００２１】
各感光体１１は、画像情報処理部３１により送信された画像情報に基づいて、潜像形成装置２１により露光される。各感光体１１の表面には、当該画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２２】
各現像装置１３は、各感光体１１の表面に形成された静電潜像に、それぞれの色のトナーを供給する。各現像装置１３は、各感光体１１の表面にそれぞれの色のトナー像を形成する。
【００２３】
画像形成装置１は、さらに駆動ローラー２２ａ、従動ローラー２２ｂ、中間転写ベルト２２、および一次転写ローラー２３を備えている。中間転写ベルト２２は、駆動ローラー２２ａおよび従動ローラー２２ｂに張架されている。駆動ローラー２２ａは、モーターなどの図示しない駆動源により駆動回転する。中間転写ベルト２２および従動ローラー２２ｂは、駆動ローラー２２ａの回転に伴って、従動回転する。
【００２４】
各感光体１１の表面に形成された各色のトナー像は、各感光体１１に対向して配置されている各一次転写ローラー２３により、それぞれ中間転写ベルト２２上に転写される。各色のトナー像は、中間転写ベルト２２上に重畳される。中間転写ベルト２２は、トナー像を担持する。
【００２５】
各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはそれぞれ、クリーニング装置１４と、イレース装置１５とをさらに有している。クリーニング装置１４は、感光体１１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２２に転写させた後の感光体１１上の残留トナーを除去する。クリーニング装置１４が残留トナーを除去した後に、イレース装置１５は、各感光体１１の表面を除電する。
【００２６】
画像形成装置１は、さらに二次転写部３８を備えている。各一次転写ローラー２３により中間転写ベルト２２に転写されたトナー像は、二次転写部３８に搬送される。二次転写部３８は、二次転写ローラー２４を有している。二次転写ローラー２４は、中間転写ベルト２２を介して、駆動ローラー２２ａに対向して配置されている。
【００２７】
画像形成装置１の内部には、記録媒体Ｓが収容されている。記録媒体Ｓは、給紙ローラー２５によって１枚ずつ繰り出され、タイミングローラー２６によって二次転写部３８に搬送される。タイミングローラー２６は、中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像が二次転写部３８に搬送されると同時に記録媒体Ｓが二次転写部３８に搬送されるように、記録媒体Ｓを二次転写部３８に搬送するタイミングを調整する。
【００２８】
二次転写部３８において、記録媒体Ｓは、二次転写ローラー２４および中間転写ベルト２２に接触して搬送される。二次転写ローラー２４は、中間転写ベルト２２上のトナー像と反対極性の転写電圧を、搬送中の記録媒体Ｓに印加する。これにより、トナー像は、中間転写ベルト２２から二次転写ローラー２４に向かって引き付けられ、記録媒体Ｓ上に転写される。
【００２９】
画像形成装置１は、さらにクリーナー２７を備えている。クリーナー２７は、二次転写部３８において記録媒体Ｓに転写されずに中間転写ベルト２２上に残留したトナーを、中間転写ベルト２２から除去する。
【００３０】
二次転写部３８においてトナー像が転写された記録媒体Ｓは、定着装置２８に搬送される。定着装置２８は、トナー像が転写された記録媒体Ｓを加圧および加熱して、トナー像を記録媒体Ｓに定着させる。片面印刷の場合、記録媒体Ｓは、定着装置２８によりトナー像が定着された後、排紙ローラー２９を経て、画像形成装置１の外部に排出される。
【００３１】
両面印刷の場合、記録媒体Ｓの一方の面（１面目）にトナー像を定着された記録媒体Ｓは、排紙ローラー２９から反転通紙経路ｃを通って、矢印Ｂ方向に沿って搬送される。記録媒体Ｓは、再度、タイミングローラー２６を経て二次転写部３８に搬送される。二次転写部３８において、記録媒体Ｓの他方の面（２面目）に中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像が転写される。
【００３２】
記録媒体Ｓの２面目にトナー像が転写された後、記録媒体Ｓは定着装置２８に搬送される。定着装置２８により、記録媒体Ｓの２面目にトナー像が定着される。記録媒体Ｓの２面目にトナー像が定着された後、記録媒体Ｓは、排紙ローラー２９を経て画像形成装置１の外部に排出される。
【００３３】
（二次転写部３８）
図２は、図１に示す二次転写部３８の拡大図である。図１および図２に示すように、中間転写ベルト２２は、画像形成装置１の二次転写部３８を通過するように配置されている。図２中に示す実線直線矢印は、中間転写ベルト２２の移動方向を示す。
【００３４】
二次転写部３８は、互いに対向するように平行に配置された二次転写ローラー２４および駆動ローラー２２ａを含んでいる。図２中に示す実線曲線矢印は、二次転写ローラー２４の回転方向を示す。二次転写ローラー２４と駆動ローラー２２ａとの間には、ニップ部Ｎが形成されている。中間転写ベルト２２は、このニップ部Ｎを通過するように配置されており、記録媒体Ｓも同じくこのニップ部Ｎを通過するように搬送される。
【００３５】
二次転写ローラー２４は、円柱形状の芯金２４ｂと、芯金２４ｂの外周面を被覆する円筒形状の発泡弾性層２４ａとを有している。芯金２４ｂは、たとえばステンレスなどの導電性材料製である。芯金２４ｂの外径は、たとえば８ｍｍである。二次転写ローラー２４は、発泡弾性層２４ａに替えて、ソリッドの弾性層を有する形態であってもよい。または、駆動ローラー２２ａ側に発泡弾性層を持ち二次転写ローラー２４が剛体ローラーである構成としてもよい。
【００３６】
発泡弾性層２４ａは、ゴム材料（たとえばポリウレタン、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、およびシリコーン等）に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたものまたはイオン性の導電材料を含有させたものを発泡させて、半導電性の発泡スポンジ状態に形成される。発泡弾性層２４ａの体積抵抗率は、たとえば１×１０５〜１×１０９Ω・ｃｍ程度になるように調整される。発泡弾性層２４ａの径方向における厚みは、たとえば５ｍｍである。発泡弾性層２４ａの表面硬度は、たとえば２０〜７０°程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）である。
【００３７】
発泡弾性層２４ａは、外周面２４ａ１を有している。外周面２４ａ１は、二次転写ローラー２４の外周面を構成している。したがって外周面２４ａ１を、二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１とも称する。
【００３８】
中間転写ベルト２２は、記録媒体Ｓよりも駆動ローラー２２ａ側を通過するように配置されており、記録媒体Ｓは、中間転写ベルト２２と二次転写ローラー２４との間を通過するように搬送される。図２中に示す破線矢印は、記録媒体Ｓの搬送方向を示す。ニップ部Ｎに対して記録媒体Ｓの搬送方向の上流側に、一対のガイド３２が配置されている。記録媒体Ｓは、ガイド３２によって中間転写ベルト２２の表面を沿うようにしてニップ部Ｎに導入される。
【００３９】
記録媒体Ｓと中間転写ベルト２２とを接触させてニップ部Ｎに導くことで、ニップ部Ｎの入口において記録媒体Ｓと中間転写ベルト２２との間に空隙が形成されることを抑え、空隙内での放電またはニップ部Ｎの入口でのトナー像の移動に起因する画像欠陥を抑制できる構成とされている。
【００４０】
ニップ部Ｎにおいて、記録媒体Ｓは、中間転写ベルト２２に接触するとともに、二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触する。ニップ部Ｎにおいて、記録媒体Ｓの記録面は、中間転写ベルト２２に対面配置される。なお記録媒体Ｓがニップ部Ｎに搬送されていないときは、二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１が中間転写ベルト２２に接触する。
【００４１】
図３は、ニップ部Ｎの周辺を拡大して示す模式図である。図３に示すように、二次転写ローラー２４の芯金２４ｂには、二次転写電圧源２４ｃが接続されている。駆動ローラー２２ａは、接地されている。ニップ部Ｎには、二次転写ローラー２４、駆動ローラー２２ａ、および二次転写電圧源２４ｃによって、所定の二次転写電界が形成される。
【００４２】
二次転写ローラー２４は、トナー像の転写に際して、図示しない圧接手段によって中間転写ベルト２２を介して駆動ローラー２２ａに圧接される。これにより、中間転写ベルト２２と記録媒体Ｓとは、二次転写ローラー２４と駆動ローラー２２ａとによって加圧された状態で挟み込まれて密着することになる。またその際、密着した状態の中間転写ベルト２２および記録媒体Ｓには、上述した二次転写電界が作用する。これにより、中間転写ベルト２２上に形成されたトナー像が記録媒体Ｓに付着することになり、トナー像の転写が行なわれる。
【００４３】
二次転写ローラー２４は、外周面２４ａ１および中間転写ベルト２２に接触して搬送される記録媒体Ｓに対してトナー像を転写する、実施の形態の転写回転体としての機能を有している。駆動ローラー２２ａは、二次転写ローラー２４に対向して二次転写ローラー２４とニップ部Ｎを形成する、実施の形態の対向回転体としての機能を有している。
【００４４】
（制御電極３３の構成）
二次転写部３８は、図２，３に示すように、制御電極３３をさらに含んでいる。制御電極３３は、二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触している。制御電極３３は、ニップ部Ｎに対して二次転写ローラー２４の回転方向の上流側に配置されている。制御電極３３は、二次転写ローラー２４に記録媒体Ｓが接触する位置よりも二次転写ローラー２４の回転方向の上流側において、二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触している。制御電極３３の電位は、二次転写ローラー２４の芯金２４ｂに対してトナー像を反発する側の電位に設定されている。実施の形態では、制御電極３３は、接地されている。
【００４５】
図３に示す制御電極位置（ａ）は、制御電極３３の先端が二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触する位置を示す。接触位置（ｂ）は、搬送される記録媒体Ｓが二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触し始める位置を示す。二次転写ローラー２４と記録媒体Ｓとは接触位置（ｂ）において互いに接触しており、二次転写ローラー２４と記録媒体との距離は接触位置（ｂ）においてゼロである。図３に示す実施の形態においては、接触位置（ｂ）は、中間転写ベルト２２を介して二次転写ローラー２４と駆動ローラー２２ａとが接触するニップ部Ｎの最上流の位置、すなわちニップ入口に相当する。
【００４６】
第１限界位置（ｃ１）は、二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との間で放電が発生し始める位置を示す。つまり、第１限界位置（ｃ１）は二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１上にあり、第１限界位置（ｃ１）と中間転写ベルト２２との距離は二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との間の空隙に放電が発生する閾値に等しい。二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との間で放電が発生し始める位置は、二次転写ローラー２４の芯金２４ｂに印加される二次転写電圧源２４ｃの電圧と、二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１と中間転写ベルト２２との間の空隙の距離とに基づいて、よく知られたパッシェンの法則に従って算出することができる。この算出結果に基づいて、第１限界位置（ｃ１）を外周面２４ａ１上のどの位置に規定するかを定めることができる。
【００４７】
直線Ｌ１は、接触位置（ｂ）と二次転写ローラー２４の回転中心とを通る直線を示す。直線Ｌ２は、二次転写ローラー２４の回転中心を通り、直線Ｌ１に直交する直線を示す。第２限界位置（ｃ２）は、接触位置（ｂ）よりも二次転写ローラー２４の回転方向（図３中の実線曲線矢印方向）の上流側において、直線Ｌ２が二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に交わる位置を示す。距離Ｄは、制御電極位置（ａ）と接触位置（ｂ）との距離を示す。
【００４８】
（制御電極３３の作用）
本発明者らは、制御電極位置（ａ）を適切な位置に規定することによって、二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との間の空隙に適度の放電を発生させて、記録媒体Ｓを流れる放電電流量を適切に制御することができ、したがって画像欠陥の防止と転写性の確保とを両立する設定が可能となることを見出した。
【００４９】
図４は、実施の形態に係る二次転写ローラー２４内の電流を示す模式図である。ニップ部Ｎに記録媒体Ｓが突入すると、二次転写ローラー２４の芯金２４ｂから駆動ローラー２２ａへ向かう電流の流れ（図４中に実線矢印で示す電流流れＣＦ１）が発生する。二次転写ローラー２４の周方向に沿って回転方向上流側からニップ部Ｎへ回り込む電流の流れ（図４中に破線矢印で示す電流流れＣＦ０）が発生すると、ニップ部Ｎの入口（接触位置（ｂ））に電流が集中して、実質抵抗値が低下した状態となる。この場合、記録媒体Ｓがニップ部Ｎに突入すると同時に大電流が流れ、大きな放電を引き起こすことで画像欠陥が発生する。
【００５０】
実施の形態では、制御電極３３をニップ部Ｎの近傍で二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触させて配置することによって、芯金２４ｂから制御電極３３へ向かう電流の流れ（図４中に実線矢印で示す電流流れＣＦ２）を発生させ、二次転写ローラー２４の回転方向上流側からニップ部Ｎへ回り込む電流の流れ（図４中に破線矢印で示す電流流れＣＦ０）を抑制している。電流の一部がニップ部Ｎへ流れずに制御電極３３へ流れることにより、ニップ部Ｎの入口（接触位置（ｂ））への電流の集中を抑制できる。その結果、実質抵抗値の低下が小さくなり、ニップ部Ｎの入口（接触位置（ｂ））での電流のピーク値を小さく抑えることができる。
【００５１】
制御電極位置（ａ）と接触位置（ｂ）との距離Ｄが大きくなると、実質抵抗値の低下を小さくする効果が小さくなる。距離Ｄが大きいほど、ニップ部Ｎの入口（接触位置（ｂ））での電流のピーク値を抑える効果が小さくなる。制御電極位置（ａ）が、第２限界位置（ｃ２）、すなわち接触位置（ｂ）から二次転写ローラー２４の回転方向の上流側に９０°離れた位置よりも接触位置（ｂ）から離れると、制御電極３３の効果が得られない。したがって、制御電極３３が二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触する制御電極位置（ａ）を、第２限界位置（ｃ２）よりも接触位置（ｂ）に近い位置にする。
【００５２】
一方、距離Ｄが小さいほどニップ部Ｎの入口（接触位置（ｂ））での電流のピーク値を抑える効果が大きくなるものの、別の課題が発生する。高抵抗の記録媒体Ｓでは、転写に必要な電荷が放電電流によって供給される。特に高速機の画像形成装置１の場合、ニップ部Ｎのみにおいての電荷供給では電荷が不足するため、ニップ部Ｎの上流に放電を生じさせて、放電電流によって電荷を供給する必要がある。
【００５３】
二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との間に制御電極３３が介在すると、二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との間に発生する放電が、制御電極３３によって物理的に阻害されることになる。制御電極３３を第１限界位置（ｃ１）よりも接触位置（ｂ）に近く配置すると、制御電極位置（ａ）よりも二次転写ローラー２４の回転方向の上流側では、二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との間に電位差が生じないため、放電が起こらなくなる。距離Ｄを小さくしすぎると、制御電極３３が放電の妨げとなることで、二次転写部３８における転写に必要な電荷が確保できず、画像濃度が低下することになる。
【００５４】
したがって、二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との間に放電が発生する空隙を確保して転写効率を確保するために、制御電極３３が二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触する制御電極位置（ａ）を、第１限界位置（ｃ１）よりも接触位置（ｂ）から離れる位置にするとよい。
【００５５】
制御電極３３は、二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との距離が空隙に放電が発生する距離よりも小さい範囲には配置されない。
【００５６】
（二次転写部３８の放電電流測定方法）
実施の形態における放電電流の測定方法について、以下に説明する。図５は、電流測定用の駆動ローラー２２ａの斜視図である。図５に示す駆動ローラー２２ａは、回転方向の一部に隙間２２ｄを残してフィルム２２ｅを外周面に巻き付け、導電性芯金２２ｃを介して二次転写時の電流を測定できる構成とした。駆動ローラー２２ａの回転方向における隙間２２ｄの幅は、０．５ｍｍとした。フィルム２２ｅとして、厚み１２μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のフィルムを用いた。
【００５７】
図５に示す電流測定用の駆動ローラー２２ａを、コニカミノルタ社製の画像形成装置（デジタル印刷機：ｂｉｚｈｕｂ  ＰＲＥＳＳ  Ｃ３５８）に装着し、駆動ローラー２２ａの外周面の線速度（システム速度）を５００ｍｍ／ｓの条件のもとに、記録媒体Ｓへの二次転写時の電流を測定した。記録媒体Ｓとして、コニカミノルタ社製の普通紙、商品名Ｊペーパーを用いた。画像形成時の室内温度を１０℃、湿度を１０％とした。
【００５８】
図６は、図５に示す駆動ローラー２２ａを装着した画像形成装置１で計測された電流の値を示すグラフである。図６の横軸は駆動ローラー２２ａの外周面の位置を示す。横軸上に接触位置（ｂ）と、ニップ部Ｎの範囲とが示されている。図６の縦軸は、導電性芯金２２ｃで計測された電流値を示す。図６より、ニップ部Ｎの入口（接触位置（ｂ））の手前から電流が流れ、ニップ部Ｎの入口（接触位置（ｂ））で大きな電流ピークが発生していることが確認された。
【００５９】
次に、放電電極の概算を行なった。図７は、二次転写部３８の等価回路を示す図である。図７に示すように、二次転写部３８は、二次転写ローラー２４、二次転写ローラー２４と中間転写ベルト２２との間の空隙Ｇ、記録媒体Ｓ、トナー層Ｔ、中間転写ベルト２２、および駆動ローラー２２ａが直列に接続された回路に、二次転写電圧源２４ｃの電圧が印加されたものとみなすことができる。
【００６０】
図８は、図７に示す等価回路から算出される、二次転写ローラー２４および駆動ローラー２２ａを流れる電流の値を示すグラフである。図８の横軸は駆動ローラー２２ａの外周面の位置を示す。横軸上に接触位置（ｂ）と、ニップ部Ｎの範囲とが示されている。図８の縦軸は、等価回路から算出された電流値を示す。二次転写ローラー２４、中間転写ベルト２２および駆動ローラー２２ａの各部材、ならびに記録媒体Ｓの電気抵抗と静電容量、トナー層Ｔの静電容量、ならびにニップ部Ｎ手前の空隙Ｇの形状から、二次転写ローラー２４および駆動ローラー２２ａを流れる電流は図８のように算出できる。
【００６１】
図９は、図７に示す等価回路から算出される、二次転写ローラー２４および駆動ローラー２２ａを流れる放電電流の値を示すグラフである。ニップ部Ｎ手前の空隙Ｇおよび記録媒体Ｓ内の空気層では、放電開始電圧以上の電位差によって放電が発生する。印加される電圧が放電開始電圧を超えた場合に、放電電流が発生する。放電開始電圧は、パッシェンの法則に従って空気層の層厚と電位差とによって決まる。放電開始電圧以上の電荷は、放電電流としてトナー層Ｔに供給される。
【００６２】
特に、白ポチの発生しやすい記録媒体Ｓの電気抵抗が高い場合は、記録媒体Ｓは容量成分としてふるまい、放電電流は図９のように計算できる。図８と図９とを比較して、ニップ部Ｎの入口からニップ部Ｎの範囲においては、流れる電流の大半が放電電流であることがわかる。
【００６３】
上記の回路計算から、図６に示した転写電流の測定値は、ニップ部Ｎの入口からニップ部Ｎの範囲においては、大半が放電電流であり、したがってニップ部Ｎの入口における電流のピーク値は放電電流のピーク値であるといえる。
【００６４】
（放電電流と制御電極位置との関係）
図１０は、放電電流と制御電極位置（ａ）との関係を示すグラフである。図１０の横軸には、制御電極位置（ａ）と接触位置（ｂ）との距離Ｄ（単位：ｍｍ）を示し、縦軸には、放電電流のピーク値（単位：ｍＡ／ｍ２）を示す。制御電極３３としてＳＵＳ製の厚さ０．１ｍｍの板を設置して二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触させ、制御電極３３の先端位置（すなわち制御電極位置（ａ））を変えた場合の電流のピーク値を調べた結果を、図１０に示す。
【００６５】
図１０から、制御電極位置（ａ）と接触位置（ｂ）との距離Ｄが小さいほど、実質抵抗値の低下が小さくなり、したがって電流ピーク値を下げる効果が大きいことがわかる。
【実施例】
【００６６】
［第１実施例］
第１実施例においては、コニカミノルタ社製の画像形成装置（デジタル印刷機：ｂｉｚｈｕｂ  ＰＲＥＳＳ  Ｃ３５８）を用い、これに具備されている二次転写ローラーの外周面に制御電極を接触させて、画像形成を実際に行なった。
【００６７】
画像形成装置の二次転写ローラーおよび駆動ローラーは、芯金の直径２０ｍｍ、発泡弾性層（材質はＮＢＲ（ニトリルゴム））の直径３０ｍｍのローラーとした。つまり芯金を覆う発泡弾性層の厚さを５ｍｍとした。マイクロゴム硬度計（高分子計器社製ＭＤ−１）で計測した発泡弾性層の硬度は４０°であった。発泡弾性層の電気抵抗は約１０ｅ８Ω・ｃｍとした。二次転写ローラーと駆動ローラーとの圧接部の軸方向長さは、３４０ｍｍとした。
【００６８】
二次転写ローラーと駆動ローラーとの間に形成されるニップ部の幅が３．５ｍｍ、ピーク圧が１００ｋＰａとなるように、両ローラー間の位置を調整した。
【００６９】
中間転写ベルトは、電気抵抗が約１０ｅ８Ω・ｃｍ、厚み８０μｍのポリイミドベルトとした。
【００７０】
制御電極として、ＳＵＳ製の厚さ０．１ｍｍの板材を用いた。制御電極は接地させた。制御電極が二次転写ローラーに接触する位置と、記録媒体が二次転写ローラーに接触する位置との距離を、３ｍｍで一定とした。
【００７１】
記録媒体としては、コニカミノルタ社製の普通紙、商品名Ｊペーパーを使用した。記録媒体の厚みは９０μｍとした。記録媒体に転写するトナー量は、８ｇ／ｍ２とした。画像形成時の記録媒体の搬送速度（システム速度）を、５００ｍｍ／ｓとした。形成する画像は、ベタ画像とした。
【００７２】
以上の条件に基づいて、印加電圧を変化させて、すなわち電流ピーク値を変化させて、記録媒体にベタ画像のトナー像を両面印刷し、転写性確保と画像欠陥防止とを両立できる電流ピーク値についての検討を行なった。
【００７３】
転写性の判定に際しては、記録媒体上のトナー像と中間転写ベルト上の残トナーとを透明テープで剥離して、マイクロデンシトメーターを用いて反射濃度を測定し、これらの濃度比から転写率を算出した。転写率が９５％以上である場合に「良」と判定し、転写率が９０％以上９５％未満である場合に「可」と判定し、転写率が９０％未満である場合に「不可」と判定した。
【００７４】
画像欠陥の判定に際しては、トナー像の画像欠陥発生状況を目視確認し、放電ノイズ由来の画像欠陥（白ポチ）が未発生の場合を「良」と判定し、軽微に発生している場合には「可」と判定し、発生している場合には「不可」と判定した。
【００７５】
図１１は、第１実施例における転写性および画像欠陥の評価結果を示す表である。図１２は、図１１に示す評価結果を示すグラフである。図１２に示す横軸は電流ピーク値（単位：ｍＡ／ｍ２）を示し、縦軸は評価結果のランクを示す。ランク５が「良」、ランク４が「可」、ランク３以下が「不可」に相当する。
【００７６】
実施例１〜３および比較例１〜２は、制御電極を一定の位置で二次転写ローラーに接触させて、電流ピーク値を変化させたときの評価結果を示す。図１１および図１２に示すように、電流ピーク値が５０ｍＡ／ｍ２以上４５０ｍＡ／ｍ２以下の範囲で、転写性確保と画像欠陥防止確保とを両立することができる。
【００７７】
比較例３〜７は、制御電極を設けない場合の評価結果を示す。制御電極を設けない場合には、電流ピーク値を変化させても、転写性確保と画像欠陥防止確保とを安定して両立できる条件を見出すことができなかった。
【００７８】
よって、二次転写ローラーと中間転写ベルトとの間の空隙に放電が発生する条件で制御電極を二次転写ローラーに接触させて、空隙に適度の放電を発生させ、記録媒体を流れる放電電流密度の最大値を５０ｍＡ／ｍ２以上４５０ｍＡ／ｍ２以下にすることで、転写性確保と画像欠陥防止とを両立できる画像形成装置を提供することができる。
【００７９】
［第２実施例］
第２実施例においては、第１実施例と同じ画像形成装置を用いて、印加電圧を２３００Ｖで一定とし、制御電極位置を変化させ、他は第１実施例と同じ条件で記録媒体にベタ画像のトナー像を両面印刷し、転写性確保と画像欠陥防止とを両立できる制御電極位置についての検討を行なった。
【００８０】
図１３は、第２実施例における転写性および画像欠陥の評価結果を示す表である。図１３に示すように、制御電極位置と接触位置との距離を０．４ｍｍとした比較例８では、制御電極によって放電が妨げられることにより、転写性の判定において「不可」であった。制御電極位置と接触位置との距離を７ｍｍとした比較例９では、制御電極によって電流ピーク値を下げる効果を十分に得られないことから、画像欠陥の判定において「不可」であった。実施例２，４，５に示すように、制御電極位置と接触位置との距離を０．８ｍｍ以上５ｍｍ以下とする条件で、転写性確保と画像欠陥防止との両立が可能であった。
【００８１】
［第３実施例］
図１４は、第３実施例における二次転写部３８の概略図である。図１４に示す二次転写部３８は、いわゆるプレニップ構成を備えている。具体的には、二次転写部３８は、ガイド部材３２Ａをさらに備えている。ガイド部材３２Ａは円柱状の形状を有している。図１４に示すように、ガイド部材３２Ａは、ニップ部Ｎよりも記録媒体Ｓの搬送方向の上流側で記録媒体Ｓを二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触させるような、記録媒体Ｓの搬送経路を形成している。
【００８２】
ニップ部Ｎよりも記録媒体Ｓの搬送方向の上流において、中間転写ベルト２２に接触した状態の記録媒体Ｓが二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触するプレニップ部ＰＮが形成されている。
【００８３】
制御電極３３は、プレニップ部ＰＮよりも二次転写ローラー２４の回転方向の上流側において、二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触している。図１４に示すプレニップ部ＰＮが設けられる構成においても、制御電極３３は、二次転写ローラー２４と記録媒体Ｓとの接触位置よりも二次転写ローラー２４の回転方向の上流側において、二次転写ローラー２４の外周面２４ａ１に接触している。
【００８４】
図１５は、第３実施例における転写性および画像欠陥の評価結果を示す表である。第３実施例においては、第２実施例と同じ条件で、転写性確保と画像欠陥防止とを両立できる制御電極位置についての検討を行なった。実施例６〜９に示すように、制御電極位置と接触位置との距離を０．５ｍｍ以上１６ｍｍ以下とする条件で、転写性確保と画像欠陥防止との両立が可能であった。
【００８５】
図１３と図１５とを比較して、プレニップ部ＰＮを設けることによって、より広い範囲に制御電極を配置しても転写性確保と画像欠陥防止とを両立することが可能になり、制御電極位置の自由度を広げることができることが示された。
【００８６】
今回開示された実施の形態および実施例は全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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８７】
１  画像形成装置、２２  中間転写ベルト、２２ａ  駆動ローラー、２２ｃ  導電性芯金、２２ｄ  隙間、２２ｅ  フィルム、２４  二次転写ローラー、２４ａ  発泡弾性層、２４ａ１  外周面、２４ｂ  芯金、２４ｃ  二次転写電圧源、３２  ガイド、３２Ａ  ガイド部材、３３  制御電極、３８  二次転写部、ＣＦ０，ＣＦ１，ＣＦ２  電流流れ、Ｄ  距離、Ｇ  空隙、Ｌ１，Ｌ２  直線、Ｎ  ニップ部、ＰＮ  プレニップ部、Ｓ  記録媒体、Ｔ  トナー層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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