(57)【要約】【課題】像担持体上に形成されたトナー像の転写を受ける際に、単色および多重色の何れのフラーも防止することができる中間転写体、およびその中間転写体を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー像が形成された像担持体１１に押圧されるとともに、バイアス電圧２７ａが印加されて該像担持体から一旦トナー像の転写を受け、そのトナー像を記録媒体に転写する中間転写体２１であって、押圧されると体積抵抗が低下する感圧導電層２１ｂと、トナー像の転写を受ける表面との間に感圧導電層２１ｂを挟んだ裏面側に積層されたバイアス電圧２７ａが印加される電極層２１ｃとを有する。【選択図】　図４
2004029311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成された像担持体に押圧されるとともに、バイアス電圧が印加されて該像担持体から一旦トナー像の転写を受け、そのトナー像を記録媒体に転写する中間転写体であって、
押圧されると体積抵抗が低下する感圧導電層と、トナー像の転写を受ける表面との間に前記感圧導電層を挟んだ裏面側に積層され、バイアス電圧が印加される電極層とを有するものであることを特徴とする中間転写体。
【請求項２】
前記中間転写体が、無端状の中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１記載の中間転写体。
【請求項３】
前記感圧導電層は、厚さが２ミリメートル以下の層であることを特徴とする請求項１記載の中間転写体。
【請求項４】
前記感圧導電層は、前記像担持体に押圧されたときの押圧部位の体積抵抗率が６ｌｏｇオーム・センチメートル以上の層であることを特徴とする請求項１から３のうちの何れか１項記載の中間転写体。
【請求項５】
像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより画像を形成する画像形成装置において、
トナー像が形成された前記像担持体に押圧されるとともに、バイアス電圧が印加されて該像担持体から一旦トナー像の転写を受け、そのトナー像を記録媒体に転写する中間転写体であって、押圧されると体積抵抗が低下する感圧導電層と、
トナー像の転写を受ける表面との間に前記感圧導電層を挟んだ裏面側に積層され、バイアス電圧が印加される電極層とを有する中間転写体と、
前記中間転写体を挟んで前記像担持体に対向し、該中間転写体を該像担持体に押圧するとともに、該中間転写体の前記電極層にバイアス電圧を印加する転写ロールとを備えたこと特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いる複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いる中間転写体およびその中間転写体を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像形成装置としては、帯電、露光、現像によって像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を、いったん中間転写体に転写した後に、記録媒体へ転写することでカラー画像を形成する装置が広く知られている。この画像形成装置においては、像担持体と中間転写体との間に転写電界を形成することにより、像担持体表面に形成されたトナー像を中間転写体表面に転写し、画像を形成するものであるが、像担持体表面に形成されたトナー像を中間転写体表面に転写する際に、その転写電界によってトナーが静電的に飛び散り（以下、ブラーという）、画質が劣化するという問題がある。ブラーには、中間転写体と像担持体との接触部（以下、転写ニップ部という。）よりも上流側のくさび状の空隙（以下、プレニップ部という。）に許容レベル以上の電界が形成されたときに発生するプレニップブラーと、転写ニップ部よりも下流側のくさび状の空隙（以下、ポストニップ部という。）において転写電界が急激に消失したときに発生するポストニップブラーの２種類がある。
【０００３】
プレニップブラーは、トナーがプレニップ部で静電気力を受けることにより、トナー像が像担持体上で乱れるか、あるいは像担持体上から転写体にむかってプレニップ部を飛翔する時に乱れるために発生すると考えられ、ポストニップブラーは、転写ニップ部で機械的拘束力を受けていたトナー像が、ポストニップ部で、その機械的拘束力がなくなってしまうため、あるいは転写ニップ部で作用していた転写電界がポストニップ部でなくなり、転写されたトナー像に対する静電気的な拘束力が無くってしまうために発生すると考えられる。特にカラーの画像形成装置では、中間転写体上にトナー像が多重転写され、多重色が転写されたトナー層の総電荷量は、単色が転写されたときの総電荷量に比べて大きくなるので、ポストニップにおいても所定の電界が作用していないと、多重色が転写されたトナー層におけるトナー粒子相互がそれぞれの電荷で反発し合うため、トナーが飛び散ってしまう多重色ブラーが発生しやすい。
【０００４】
図１は、従来から多用されているポリイミド製の中間転写ベルト上に形成される転写電界の概念図である。
【０００５】
図１において、横軸は、中間転写ベルト上の位置をあらわし、縦軸は、転写電界の強度をあらわしている。
【０００６】
図からわかるように、像担持体と中間転写ベルトが接触する転写ニップ部においては電界強度が最大になり、転写ニップ部の前後にくさび状に形成される、プレニップ部とポストニップ部においては転写電界が急激に低下し、ゼロになる。しかし、転写ニップ部直近の領域ａにおいては、ブラーが発生する許容電界よりも形成される転写電界が高くなっているので、ブラーがわずかではあるが発生する。また、ポストニップ部Ｂでは、転写電界が急激に低下するため、中間転写ベルトに多重転写されたトナー相互が反発しあうことにより飛散する多重ブラーが発生してしまう。
【０００７】
このようなブラーを解決するために、例えば昭６３−８８５８２号公報、特開平８−２３４５７９号公報、特開平９−６２１１４号公報で、中間転写体を感圧導電体で構成し、その中間転写体を転写ロールなどの加圧部材で像担持体に押し圧する方式が提案されている。
【０００８】
図２は、特開平９−６２１１４号公報などで開示された感圧導電体を用いた中間転写ベルト上に形成される転写電界の概念図である。
【０００９】
図２において、横軸は、中間転写ベルト上の位置をあらわし、縦軸は、転写電界の強度をあらわしている。
【００１０】
図からわかるように、像担持体と中間転写ベルトが接触する転写ニップ部においては電界強度が最大になり、転写ニップ部の前後にくさび状に形成される、プレニップ部Ａとポストニップ部Ｂにおいては転写電界が急激に低下し、ゼロになってる。これは、感圧導電体が加圧されると抵抗が小さくなるという性質を利用したもので、感圧導電体を用いた中間転写体が像担持体に押圧されることにより、その押圧された部分のみ抵抗が小さくなるので、電圧が印加されたときに、押圧部分に転写電界がシャープに形成され、押圧部分前後へは転写電界が広がらない。したがって、プレニップ部におけるプレニップブラーの発生、単色などの比較的トナー層の厚さが薄い場合におけるポストニップブラーの発生は防止できるものの、多重色が転写されたときのポストニップブラーは防止できない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑み、像担持体上に形成されたトナー像の転写を受ける際に、単色および多重色の何れのブラーも防止することができる中間転写体、およびその中間転写体を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の中間転写体は、トナー像が形成された像担持体に押圧されるとともに、バイアス電圧が印加されて該像担持体から一旦トナー像の転写を受け、そのトナー像を記録媒体に転写する中間転写体であって、
押圧されると体積抵抗が低下する感圧導電層と、トナー像の転写を受ける表面との間に上記感圧導電層を挟んだ裏面側に積層され、バイアス電圧が印加される電極層とを有するものであることを特徴とする。
【００１３】
このように、中間転写体が押圧されると体積抵抗が低下する感圧導電層と裏面側にバイアス電圧が印加される電極層とを有し、転写に際して像担持体に押圧されて押圧部位の抵抗値が低下するので、転写電界をその押圧部位に集中的に低電圧で形成するとともに、押圧部位の両側に一定の転写電界を形成することができる。
【００１４】
上記の目的を達成する本発明の画像形成装置は、像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより画像を形成する画像形成装置において、
トナー像が形成された上記像担持体に押圧されるとともに、バイアス電圧が印加されて該像担持体から一旦トナー像の転写を受け、そのトナー像を記録媒体に転写する中間転写体であって、押圧されると体積抵抗が低下する感圧導電層と、トナー像の転写を受ける表面との間に上記感圧導電層を挟んだ裏面側に積層され、バイアス電圧が印加される電極層とを有する中間転写体と、
上記中間転写体を挟んで上記像担持体に対向し、該中間転写体を該像担持体に押圧するとともに、該中間転写体の前記電極層にバイアス電圧を印加する転写ロールとを備えたこと特徴とする。
【００１５】
このように、中間転写体が押圧されると体積抵抗が低下する感圧導電層と裏面側にバイアス電圧が印加される電極層とを積層し、像担持体からトナー像を転写される際に像担持体に押圧されてニップ部の抵抗値が低下するので、転写電界をそのニップ部に集中的、かつ低電圧で形成するとともに、ポストニップ部にも中間転写体全体に広がる電極層により一定の転写電界が形成されるので、ニップ部前後のブラーを抑制し、鮮明な画像を形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
図３は、本発明の第１の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００１８】
ここで、本発明の第１の実施形態は、本発明の中間転写体の第１の実施形態を用いた、本発明の画像形成装置の第１の実施形態に相当する。
【００１９】
図３に示す画像形成装置は、それぞれ順次イエロ（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、サイアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像が形成される、４つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが並設されている。また、駆動ロール２２、従動ロール２３、テンションロール２４に張架され、４つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋそれぞれに接触しながらＢ方向に循環移動する中間転写ベルト２１が備えられている。
【００２０】
ここで、本実施形態の中間転写ベルト２１は、表面層、感圧導電層、および電極層が積層された多層構造をなしている。感圧導電層により中間転写ベルト２１の転写ニップ部上に形成される転写電界をシャープにすることができるとともに、電極層により、転写ニップ部の前後に多少の転写電界が形成されるように構成されている。
【００２１】
それぞれの感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電させる各帯電器１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、各色毎に分解された画像データに基づいて帯電された感光体ドラム１１に露光光を照射して静電潜像を形成する各露光装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、その静電潜像を、近接位置から回転するスリーブでＹＭＣＫそれぞれの色のトナーで現像してトナー像を形成する各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ、中間転写ベルト２１を挟んで各感光体ドラム１１に対向し、中間転写ベルト２１上に転写電界を形成することにより感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２１に１次転写する各１次転写ロール２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋ、トナー像転写後に感光体ドラム１１上に残留するトナーをクリーニングする各クリーニング装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋが備えられている。さらに、中間転写ベルト２１を挟んで駆動ロール２２に対向し転写ニップ部を形成する２次転写ロール２８、図示しない用紙トレイから搬送された用紙Ｐを、中間転写ベルト２１に重ね合わせて搬送するシュート３４、転写ニップ部を通過することによりトナー像が２次転写された用紙Ｐを所定の定着位置に搬送する搬送ベルト３６、搬送ベルト３６で搬送された用紙Ｐ上のトナー像を用紙Ｐ上に定着させる加熱ロール３１と加圧ロール３２からなる定着装置３０が備えられている。また、中間転写ベルト２１の移動方向Ｂの転写ニップ部より下流側には、中間転写ベルト２１を挟んで駆動ロール２２と対向するベルトクリーニング装置３５が備えられている。
【００２２】
帯電器１２により均一に帯電された感光体ドラム１１表面に、露光装置１３から、各色毎に分解された画像データに基づきパルス幅変調された露光光が照射されて静電潜像が形成され、その静電潜像は現像器１４の各色トナーで現像されて感光体ドラム１１表面に各色トナー像が形成される。感光体ドラム１１上の各色トナー像は、１次転写ロール２７により中間転写ベルト２１上に順次多重転写され、多重転写された各色トナー像は２次転写ロール２８により用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置３０で用紙上に定着され、用紙Ｐ上には、定着トナー像からなる画像が形成される。
【００２３】
図４は、本実施形態の中間転写ベルトを示す概略構成図である。
【００２４】
図４において、中間転写ベルト２１を挟んで、感光体ドラム１１と１次転写ロール２７とが対向し、１次転写ロール２７は、中間転写ベルト２１を感光体ドラム１１に押圧するとともに、電源からバイアス電圧２７ａが印加されて、中間転写ベルト２１上に転写電界が形成される。中間転写ベルト２１は、多層構造を有し、押圧されると体積抵抗が低下する感圧導電層２１ｂと、バイアス電圧が印加される電極層２１ｃと、感光体ドラム１１に接触してトナー像の転写を受ける表面層２１ａとが積層されいる。
【００２５】
電極層２１ｃは、例えばアルミニウム，銅合金，ＳＵＳ等の金属、または合金、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、合成樹脂などの導電性の材料で構成される。
【００２６】
感圧導電層２１ｂは、シリコンゴム、ＥＰＤＭ、フッ素ゴムなどのゴム材料に、導電性カーボンブラック、フェライトなどの導電性粒子を厚み方向に適度な間隔で直鎖状に分散（体積分率で数十％程度以下の範囲内で分散）させることにより、厚み方向に圧力をかけると歪み、内添された導電粒子の相互間の接触面積が増加したり、隣接する粒子間の距離が縮まることにより体積抵抗が低下するように構成される。
【００２７】
ここで、感圧導電層２１ｂの厚さは、２ｍｍ以下にすることが好ましく、また感光体ドラムに押圧されたときの押圧部位の体積低効率が６ｌｏｇオーム・センチメートル以上となるものであることが好ましい。
【００２８】
表面層２１ａは、平滑な表面を形成することができるアクリル、塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネイト、ポリイミド等の樹脂、またはイソプレンゴム，クロロプレンゴム，エピクロルヒドリン系ゴム，ブチルゴム，シリコーンゴム，ウレタンゴム，フッ素ゴム，ＳＢＲ，ＮＢＲ，ＥＰＤＭ，スチレンーブタジエンゴムースチレン、これらのブレンドゴム等の各種ゴムにイオン導電性物質あるいは電子導電性物質あるいはその両方が分散されている。イオン導性物質としては、例えば過塩素酸リチウム，過塩素酸ナトリウム，過塩素酸アンモニウム，第四級アンモニウムクロライト等の過塩素酸塩やアンモニウム塩などが用いられる。また、電子導電性物質としては、例えばカーボンブラック、グラファイトの他、アルミニウム，ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の各種導電性金属または合金、酸化錫，酸化インジウム，酸化チタン，酸化錫一酸化アンチモン複合酸化物，酸化錫一酸化インジウム複合酸化物等の各種導電性金属酸化物などの微粉末を用いることができる。表面層の体積抵抗率は、１０１０〜１０１３Ωｃｍ程度となるように適宜調整され、厚みは約５〜１００μｍ程度とすることが好ましい。また、表面層はその必要性に応じて適宜設けるものであり、無い場合もある。
【００２９】
１次転写ロール２７は、導電性支持体２７ｂ上に半導電性弾性体層２７ｃが被覆されたもの、あるいは、導電性支持体２７ｂそのものが用いられる。導電性支持体２７ｂは、例えばアルミニウム、銅合金、ＳＵＳ等の金属、または合金、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、合成樹脂などの導電性材料で構成される。また、半導電性弾性体層２７ｃは、中間転写体ベルト２１を押圧したときに適切なニップ幅ないしニップ圧が形成され、感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト２１上に転写できるように、所定の抵抗値および硬度に調整される。この半導電性弾性体層２７ｃは、中間転写ベルト２１の表面層２１ａに用いるイオン導電性物質および電子導電性物質の中から選択した少なくとも１種の物質（以下、導電剤という）をゴム材料中に分散させることによって形成される。ゴム材料としては、例えばイソプレンゴム，クロロプレンゴム，エピクロルヒドリン系ゴム，ブチルゴム，シリコーンゴム，ウレタンゴム，フッ素ゴム，ＳＢＲ，ＮＢＲ，ＥＰＤＭ，スチレンーブタジエンゴムースチレン、これらのブレンドゴム等が挙げられる。半導電性弾性体層２７ｃの体積抵抗率は、１０１２Ωｃｍ以下の範囲で適宜調整され、また、半導電性弾性体層２７ｃの厚さは５ｍｍ程度以下の範囲で適宜調整されることが好ましい。
【００３０】
図５は、本実施形態の中間転写ベルト上に形成される転写電界の概念図である。
【００３１】
図５において、横軸は、中間転写ベルト上の位置をあらわし、縦軸は、転写電界の強度をあらわしている。図からわかるように、感光体ドラムと中間転写ベルトが接触する転写ニップ部においては電界強度が最大になり、プレニップ部Ａとポストニップ部Ｂにおいては転写電界が急激に低下する。しかしながら、本実施形態の中間転写ベルトは、電極層が中間転写ベルト全体に広がっているため多少の転写電界が存在している。
【００３２】
このプレニップ部Ａとポストニップ部Ｂにおいて形成される転写電界は、単色のブラーの発生を抑止する許容電界上限値よりは低いので、プレニップ部Ａにおけるプレニップブラーの発生は抑止することができる。また、ポストニップ部Ｂにおいても転写電界が形成されているので、多重色が転写されたときのポストニップブラーも抑止することができる。
【００３３】
図６は、比較のために、ポリイミド製の中間転写ベルトに電極層を積層したものの転写電界の概念図である。
【００３４】
図６において、横軸は、中間転写ベルト上の位置をあらわし、縦軸は、転写電界の強度をあらわしている。図からわかるように、感光体ドラムと中間転写ベルトが接触する転写ニップ部においては電界強度が最大になり、プレニップ部とポストニップ部においては転写電界が急激に低下する。しかし、転写ニップ部直近の領域ａにおいては、単色ブラーが発生する許容電界上限値よりも電界が高くなっているので、プレニップ部においてはブラーが激しく発生してしまう。しかし、ポストニップ部Ｂでは、転写電界が維持されているので、多重色ブラーは抑制される。
【００３５】
次に、中間転写ベルトを感光体ドラムに押圧したときの最適抵抗値を求める。（なお、この最適抵抗値を求めるための実験では、表面層の無いサンプルを使用した。）
初めに、本実施形態の画像形成装置を使用し、１次転写ロールに印加する電圧を変化させたときの感光体ドラム上の転写残量と感光体ドラムへもどるリトランスファー量について調べる。
【００３６】
図７は、本実施形態の画像形成装置において、感光体ドラムから中間転写ベルトにトナー像を転写したときの転写残量と、中間転写ベルトから感光体ベルトへのトナーのリトランスファー量とを測定した結果を示す図であり、図８は、比較のために示す、ポリイミド製中間転写ベルトを用いた画像形成装置における同様の測定結果を示す図である。
【００３７】
なお、図７に示す本実施形態の画像形成装置では中間転写ベルトの感圧導電層の加圧時の体積抵抗率が１．７９×１０７Ωｃｍであり、図８に比較例として示す画像形成装置では中間転写ベルトの体積抵抗率が約１０ｌｏｇΩｃｍである。
【００３８】
転写残量は、Ｙ，Ｍ，Ｃそれぞれ１００％濃度を重ねるプロセスブラックのべた画像のプリント信号を送り、第三画像形成ユニット（Ｃｙａｎ）の転写部通過後の感光体上のＣの転写残り量を測定した。
【００３９】
ここで、１００％濃度のときの現像量は、各感光体ドラムとも４．６ｇ／ｍ２に調整されている。
【００４０】
また、リトランスファー量は、Ｙ単色１００％濃度のべた画像のプリント信号を送り、第三画像形成ユニット（Ｃｙａｎ）の転写部通過後の感光体上に戻ったＹのリトランスファートナー量を測定した。
【００４１】
比較例の画像形成装置では、転写残量がほぼ最小に近くなる印加電圧（１ＫＶ以上）において、リトランスファー量がすでに大きく増加する傾向にあり、両者を最小にする印加電圧は見つからない。そこで、転写残量の傾向曲線とリトランスファー量の傾向曲線とが交わるポイント（以下クロスポイントと呼ぶ。）の印加電圧（約８００Ｖ）で評価すると、転写残量は約０．１２ｇ／ｍ２となる。
【００４２】
これに対して、本実施形態の画像形成装置では、転写残量、リトランスファー量の傾向曲線とも比較例と同じ傾向を有するが、クロスポイントの印加電圧は、約３５０Ｖとなり、転写残量は約０．０３９／ｍ２となる。
【００４３】
したがって、比較例として示した画像形成装置に較べて、本実施形態の画像形成装置では、クロスポイントの印加電圧を約４５０Ｖも低下させることができる上、転写残量とリトランスファー量とを大幅に少なくすることができる。
【００４４】
次に、中間転写ベルトを感光体ドラムに押圧したときの体積抵抗値と転写残量との関係を調べる。
【００４５】
図９は、クロスポイントにおける体積抵抗値と転写残量との関係を示す図である。
【００４６】
図９において、縦軸は転写残量を、横軸は中間転写ベルトを押圧したときの体積抵抗値をあらわす。ここに示す中間転写ベルトは、感圧導電層に分散させる導電粉の種類と量を変えることにより体積抵抗値を変化させたもので、感圧導電層の厚みは、約２００μｍに設定され、電極層は同一のものを用いている。
【００４７】
図からわかるように、体積抵抗値が約６ｌｏｇΩｃｍ以上では転写残量およびリトランスファー量ともに少ないが、体積抵抗値が６ｌｏｇΩｃｍ未満のときは、クロスポイントの印加電圧において転写残量が大幅に悪化する。
【００４８】
この現象は、体積抵抗値が６ｌｏｇΩｃｍ未満になると抵抗値が低くなりすぎて、１次転写時に感圧導電層からトナーにプラス電荷が注入される結果、十分に転写することができなくなるためと考えられる。
【００４９】
したがって、体積抵抗値が約６ｌｏｇΩｃｍ以上となるように適宜調整すれば、転写残量およびリトランスファー量を抑制することができる。
【００５０】
次に、電極層、感圧導電層、および表面層からなる３層構造の中間転写ベルトを用いた本実施形態の画像形成装置の効果を確認した結果について説明する。
【００５１】
【表１】
2004029311.tif 000003
【００５２】
表１は、以下の条件に設定された画像形成装置を使用し、単色および多重色の転写を行ない、中間転写ベルト上に１次転写されたトナー像のブラーを評価した評価結果を示す表である。
【００５３】
ここで、転写した画像は、８ｐｔ明朝体の「子」の字および約１ｍｍ幅の「ライン」であり、単色ブラーは、Ｙ色のトナー像のブラーにより、多重色ブラーは、Ｙ，Ｍ，Ｃ色が重ね合わされた画像（以下ＰＢ）における、Ｃ色のブラーにより、それぞれ評価した。
【００５４】
なお、比較のために、通常よく使用されるカーボンブラックを均一分散させた体積抵抗率１０ｌｏｇΩｃｍのポリイミド（以下ＰＩと略記する。）ベルト、そのＰＩベルトの裏面に銅電極層が設けられたベルト、および本実施形態のベルトから電極層を取り除いた感圧導電層と表面層の二層構造のベルトを用いて同様の確認試験も行なった。
「設定条件」
（主なゼログラフィックパラメータ）
感光体　　　　　　　　　　　ＯＰＣ（φ３０）
感光体ドラム軸間距離　　　　１００ｍｍ
プロセス速度　　　　　　　２００ｍｍ／ｓ
露光装置　　　　　　　　　レーザー７８０ｎｍ
潜像電位　　　　　　　　　背景部；−５００Ｖ、画像部；−２００Ｖ
現像方式　　　　　　　　　二成分現像
トナー；粒径６．５μｍの球形トナー
現像ロール　　　　　　　　スリーブ径；φ１６ｍｍ
スリーブ回転速度：３００ｍｍ／ｓ
感光体ドラムとの距離；０．３ｍｍ
現像バイアス　　　　　　　ＤＣ成分；−４００Ｖ
ＡＣ成分；１．５ｋＶＰ−Ｐ（６ｋＨｚ）
転写条件　　　　　　　　　１次転写ロール；＋３５０Ｖ
２転写ロール；＋１６００Ｖ（第２次転写）
（中間転写ベルト）
電極層；厚み１００μｍの銅、感圧導電層；厚み２００μｍのシリコンゴムにフェライト粒子が分散され、体積抵抗値が無加圧時に約１０ｌｏｇΩｃｍ、加圧時に約７ｌｏｇΩｃｍの感圧導電ゴム。
【００５５】
表面層；厚み約１０μｍのフッ素樹脂にカーボンブラックが分散された、体積抵抗値が１０１２Ωｃｍのものをそれぞれ積層。
【００５６】
（１次転写ロール）
Φ１５ｍｍのＳＵＳロールを用いて中間転写ベルトを感光体ドラムに、およそ２Ｎ／ｃｍ２の圧力で押圧。
【００５７】
表１に示すように、電極層のない従来から用いられているＰＩベルトは、単色ブラーが若千発生しているもののほとんど問題のないレベル（○−）であるが、多重色ブラーが激しい（×）。また、電極層を有する従来から用いられているＰＩベルトは、単色ブラーが激しいが（×）、多重色ブラーは発生していない（○）。一方、感圧導電層と表面層とを有するが電極層のない、公報に開示された先行技術のベルトでは、単色ブラーが未発生であるが（○）、多重色ブラーが激しい（×）。これに対して、本実施形態の、電極層と感圧導電層とを有するベルトでは、単色ブラー、多重色ブラーとも発生していない（○）。
【００５８】
このように、本実施形態の電極層と感圧導電層とを有するベルトは、転写ニップ部の体積抵抗値が、通常の中間転写ベルトに比較して非常に小さいため、１次転写に必要な転写電界が小さな印加電圧で得られ、しかも押圧されないプレニップ部の体積抵抗値は十分大きい値とすることができる。プレニップ部およびポストニップ部には、中間転写ベルト全体に広がる電極層を通じて電圧が印加されるので、電極層を有しないベルトとは異なり若干の電界が発生する。しかしながら、印加電圧自体が小さい上、プレニップ部の体積抵抗値が十分大きいので、プレニップブラーが問題となるほどの量発生することはない。一方、ポストニップ部における若干の電界が、１次転写後のトナー層の保持力として働くために、電極層がないため電界が作用しない先行技術の中間転写ベルトと異なり、ポストニップフラーの抑制要因となる。
【００５９】
ここで、本実施形態では、中間転写ベルトに表面層を積層しているが、表面層は必ずしも積層しなくてもよい。また本実施形態は、の画像形成装置がタンデム式のものを用いて説明したが、画像形成装置は必ずしもタンデム式のものである必要はない。
【００６０】
次に、第２の実施形態について説明する。
本実施形態は、第１の実施形態に較べて、中間転写体が、中間転写ドラムである点が相違するが、中間転写体の断面構造を共通するので、相違点について説明する。
【００６１】
ここで、本発明の第２の実施形態は、本発明の中間転写体の第２の実施形態を用いた、本発明の画像形成装置の第２の実施形態に相当する。
【００６２】
図１０は、第２の実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
【００６３】
図１０において、中間転写ドラム２０が、用紙搬送ベルト３６を挟んで２次転写ロール２８に対向し、その中間転写ドラム２０の周囲には、各色のトナー像が形成される４つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが配置され、それら４つの感光体ドラム１１の上流には、中間転写ドラム２０をクリーニングするドラムクリーニング装置３７が配置されている。また、用紙搬送ベルト３６の用紙搬送方向Ｃ、２次転写ロール２８の下流には、一対のロール３１，３２からなる定着装置３０が備えられている。さらに、４つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ各々の周囲には、帯電装置１２Ｙ，１Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、露光装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ、およびクリーニング装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋが配置されている。
【００６４】
ここで、各感光体ドラムの周囲に配置された帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、およびクリーニング装置１６は、第１の実施形態の画像形成装置に備えられたものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００６５】
中間転写ドラム２０は、導電性支持体上に感圧導電層および表面層が設けられている。なお、表面層は必ずしも設けなくてもよい。
【００６６】
ここで、本実施形態の導電性支持体は、本発明の電極層に相当し、本実施形態の導電性支持体、感圧導電層、および表面層には、第１の実施形態における電極層等と同様の材料が用いられる。
【００６７】
感圧導電層は、中間転写ドラムが適切なニップ幅ないしニップ圧で感光体ドラムに接触し、トナー像が転写されるように、所定の抵抗値および硬度に調整される。
【００６８】
ここでは、中間転写ドラムが約２Ｎ／ｃｍ２の圧力で感光体ドラムに圧接するようにそれぞれの配置位置が決められている。圧接力が低すぎると転写に必要なニップ幅が得られなくなり、高すぎるとトルクがアップするため、各部材の強度等に問題が発生する。通常、下限値は０．５Ｎ／ｃｍ２で上限値は２Ｎから２．５Ｎ／ｃｍ２の範囲で適宜決められる。また、感圧導電層の厚さは、厚過ぎると、加圧されたときに体積抵抗値が小さくならないので、２ｍｍ以下にすることが好ましい。
【００６９】
本実施形態においても、中間転写体ドラムが感光体ドラムに接触する転写ニップ部においては、中間転写体ドラムは、感光体ドラムにより押圧されているので、中間転写体ドラム上にはシャープな転写電界が形成される。また、中間転写体ドラムの導電性支持体は、第１の実施形態の電極層と同質の材料で構成され、電極層と同じ役割を果たすので、プレニップ部およびポストニップ部にも若干の電界が形成される。したがって、第１の実施形態の中間転写ベルトと同様に、プレニップブラーおよびポストニップブラーを抑制することができる。
【００７０】
次に、本実施形態の画像形成装置によるブラーの抑止効果を確認した結果について説明する。
【００７１】
効果確認試験に用いた画像形成装置のパラメータは、第１の実施形態におけるものと同じである。また、中間転写ドラムの導電性支持体にはアルミニウムが用いられたほか、感圧導電層、表面層ともに第１の実施形態における中間転写ベルトと同じ材料が用いられ、表面層は体積抵抗率は１０１２Ωｃｍ、厚みは約１０μｍに設定された。さらに、中間転写ドラムは約２Ｎ／ｃｍ２の圧力で感光体ドラムに圧接した。
【００７２】
【表２】
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【００７３】
表２は、感圧導電層の厚みを２００μｍ〜４ｍｍまで変化させたときの転写残量、リトランスファー量を測定するとともに、ブラーの評価を行なった。なお、厚みを変化させた各感圧導電層は、いずれも厚みが２００μｍ、加圧時の体積抵抗値が１．７９×１０７Ω・ｃｍのものと同一の導電粒子を、同じ割合で分散させた同質の材料が用いられている。
【００７４】
表２からわかるように、厚さが２ｍｍ程度までは、厚みが増すにつれて、体積抵抗率は高くなるもののクロスポイントでの印加電圧が低いので、転写に必要な電圧は十分低くすることができる。その結果、単色・多重色ブラーはともに発生せず良好な結果が得られた。しかし、３ｍｍ以上になると感圧により抵抗値が下がる特性が発揮できず、体積抵抗率が１０１２Ωｃｍ以上になり、無加圧のときと抵抗差がなくなっている。
【００７５】
これは、一般に、中間転写ドラム方式の画像形成装置では、感光体ドラムと中間転写ドラムとの中心軸をそれぞれ固定し位置決めすることにより中間転写ドラムが適切なニップ幅ないしはニップ圧でもって感光体ドラムに接触するように構成されている。したがって、中間転写ドラムに感光体ドラムが食い込む量（歪み量）は一定となり、厚みが増加してもその歪み量は変化しない。すなわち、全体の厚みに対する歪み量の割合（歪率）は、厚みが増すほど小さくなる。歪み率が小さくなれば、体積抵抗の低下がわずかとなるので、厚みが増すにつれて体積抵抗率が増加したものと考えられる。その結果、クロスポイントでの印加電圧が非常に高くなり、通常のベルトに近い特性となるため、単色、多重色ブラーが発生してしまう。
【００７６】
したがって、感圧導電層の厚みを２ｍｍ以下の範囲で適宜調整すれば単色、多重色ブラーを共に防止することができる。なお、この感圧導電層の厚みに関する効果は、第１の実施形態の画像形成装置においても全く同様の結果をえることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の中間転写体、および画像形成装置によれば、中間転写体の押圧部位の抵抗が低下し、その押圧部位に集中的に転写電界を形成することができるとともに、中間転写体の裏面全体に電極層が積層されているので、中間転写体に印加する転写電圧を低く抑えつつ、単色および多重色ブラーの何れをも抑止し、高効率転写と低リトランスファーの双方を満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来から多用されているポリイミド製の中間転写ベルト上に形成される転写電界の概念図である。
【図２】特開平９−６２１１４号公報などで開示された感圧導電体を用いた中間転写ベルト上に形成される転写電界の概念図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図４】本実施形態の中間転写ベルトを示す概略構成図である。
【図５】本実施形態の中間転写ベルト上に形成される転写電界の概念図である。
【図６】比較のために、ポリイミド製の中間転写ベルトに電極層を積層したものの転写電界の概念図である。
【図７】本実施形態の画像形成装置において、感光体ドラムから中間転写ベルトにトナー像を転写したときの転写残量と、中間転写ベルトから感光体ベルトへのトナーのリトランスファ量とを測定した結果を示す図である。
【図８】比較のために示す、ポリイミド製中間転写ベルトを用いた画像形成装置における同様の測定結果を示す図である。
【図９】クロスポイントにおける体積抵抗値と転写量との関係を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１１，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ　感光体ドラム
１２，１２ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ　帯電器
１３，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ　露光装置
１４，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ　現像器
１６，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ　クリーニング装置
２０　中間転写ドラム
２１　中間転写ベルト
２１ａ　表面層
２１ｂ　感圧導電層
２１ｃ　電極層
２２　駆動ロール
２３　従動ロール
２４　テンションロール
２７，２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋ　１次転写ロール
２７ａ　バイアス電圧
２７ｂ　導電性支持体
２７ｃ　半導電性弾性体層
２８　２次転写ロール
３０　定着装置
３１　加熱ロール
３２　加圧ロール
３４　シュート
３６　搬送ベルト
３７　ドラムクリーニング装置
【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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