(57)【要約】【課題】  二次転写するカラー画像形成装置において、低コストで二次転写電流設定幅を広げる手段により、環境の変化に対しても、画像品質が低下しない中間転写方式のカラー画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  複数のトナー画像を順次中間転写ベルト上に一次転写することにより得た重ねトナー画像を二次転写手段で一括して記録媒体に二次転写するカラー画像形成装置において、二次転写ローラを接地するとともに定電流制御とした二次転写バイアスは二次転写対抗ローラ側に印加し、二次転写対抗ローラの近傍でかつ中間転写ベルト裏面側に抵抗の環境変動の少ない導電性部材を接地し、二次転写ニップ部から前記導電性部材の接地部までの全幅抵抗を５Ｅ＋７Ω〜２Ｅ＋８Ωとする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトナー画像を順次中間転写ベルト上に一次転写することにより得た重ねトナー画像を二次転写手段で一括して記録媒体に二次転写するカラー画像形成装置において、
二次転写手段は二次転写ローラと二次転写対抗ローラとから構成され、
二次転写ローラを接地するとともに定電流制御とした二次転写バイアスは二次転写対抗ローラ側に印加し、二次転写対抗ローラの近傍でかつ中間転写ベルト裏面側に抵抗の環境変動の少ない導電性部材を接地し、二次転写ニップ部から前記導電性部材の接地部までの全幅抵抗を５Ｅ＋７Ω〜２Ｅ＋８Ωとすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の導電性部材を二次転写対抗ローラの上流側の中間転写ベルト裏面に当接することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の導電性部材を二次転写対抗ローラの表面に当接し、二次転写対抗ローラの軸芯と表面間の全幅抵抗と導電性部材の二次転写対抗ローラとの接触部から接地までの全幅抵抗の合成抵抗を５Ｅ＋７Ω〜２Ｅ＋８Ωとすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の導電性部材は、シート形状であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタに用いられる電子写真式画像形成装置に関し、特に、中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置の二次転写時に使用する接地部材の電気抵抗の設定に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図３に示すような従来の中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置においては、中間転写ベルト１の外周に、像担持体である感光体７と一次転写手段６よりなる複数の作像ユニットを並べ、作像ユニットの感光体７上に形成された各色のトナー画像を中間転写ベルト１上に順次一次転写して重ねトナー画像を形成し、中間転写ベルト１上に一次転写された重ねトナー画像を、二次転写手段２と転写バイアス印加手段５よりバイアスを印加した二次転写対抗手段３とで挟持して記録媒体Ｐ上に一括転写するのが一般的である。その後二次転写されたトナー画像は転写後定着手段８によって定着され、中間転写ベルト１はクリーニング手段９によって清掃される。
斯かる中間転写方式を用いた電子写真画像形成装置においては、通常、二次転写手段２として導電性の弾性ローラを使用する。この二次転写手段２である導電性の弾性ローラに導電性を付与する方法として、ゴム、または、発泡ゴム中にカーボンを分散して抵抗調整する方法と、ヒドリン系に代表される所謂イオン導電性材料を分散して抵抗調整する方法がある。
一般に、カーボン分散タイプは、抵抗の環境変動が少ない（０．５桁以下）反面、抵抗ムラや抵抗公差バラツキが大きい（約１桁）。一方、イオン導電性タイプは、抵抗ムラや抵抗公差バラツキが小さい（０．３桁以下）反面、抵抗の環境変動が大きい（１桁以上）とされる。
中間転写方式を用いた電子写真画像形成装置に使用される二次転写手段２であるローラは、カラー画像を記録媒体Ｐ上に一括転写するために、抵抗バラツキが大きいと転写ムラが出やすいため、イオン導電性タイプのローラを使用することが多い。イオン導電性タイプで問題となる抵抗の環境変動は、温湿度環境を転写電流値にフィードバックすることで使用可能としている。
また、二次転写バイアスが定電圧制御の場合、転写ローラや記録媒体の抵抗値によって、電圧設定値を変える制御、所謂、抵抗フィードバック制御が必須となるが、定電流制御の場合は、転写ローラや記録媒体の抵抗値に対して、負荷電圧が調整されるため、電流設定値が大きくずれることはなく、抵抗フィードバックの必要性は低くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、二次転写バイアスを定電流制御とし、かつ、二次転写ローラにイオン導電性部材を使用した場合、低湿環境において、転写ローラ抵抗が上昇し、転写電流に対する負荷電圧が急激に高くなるために、転写電流の設定幅が極端に狭くなるという問題を抱えていた。
本課題を解決するために、転写ローラが高抵抗となった場合に、定電流から定電圧制御に切替える方式や、複数の電圧リミッタ値を設ける方法が提案されているが、電源コストがアップしてしまい、合理的ではない。
さらに、転写ローラ抵抗が低湿環境で上昇することを見越して、ローラ抵抗を低くしたとしても、高湿環境にてローラ抵抗が必要以上に低下してしまい、ハガキ等の幅狭媒体印刷時の転写電流が、転写ニップの媒体のない両端部分から大量に漏洩してしまい、実効の転写電圧が低下して、画像品質が極端に低下してしまう。これを補うために電流容量を確保しようとすると、電源コストが大幅にアップしてしまい、合理的ではない。
本発明は、上述した実状を考慮してなされたものであって、以下の構成によって、低コストで二次転写電流設定幅を広げる手段により、環境の変化に対しても、画像品質が低下しない中間転写方式のカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のトナー画像を順次中間転写ベルト上に一次転写することにより得た重ねトナー画像を二次転写手段で一括して記録媒体に二次転写するカラー画像形成装置において、二次転写手段は二次転写ローラと二次転写対抗ローラとから構成され、二次転写ローラを接地するとともに定電流制御とした二次転写バイアスは二次転写対抗ローラ側に印加し、二次転写対抗ローラの近傍でかつ中間転写ベルト裏面側に抵抗の環境変動の少ない導電性部材を接地し、二次転写ニップ部から前記導電性部材の接地部までの全幅抵抗を５Ｅ＋７Ω〜２Ｅ＋８Ωとすることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の導電性部材を二次転写対抗ローラの上流側のベルト裏面に当接する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の導電性部材を二次転写対抗ローラの表面に当接し、二次転写対抗ローラの軸芯と表面間の全幅抵抗と導電性部材の二次転写対抗ローラとの接触部から接地までの全幅抵抗の合成抵抗を５Ｅ＋７Ω〜２Ｅ＋８Ωとする画像形成装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の導電性部材は、シート形状である画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、複数のトナー画像を順次中間転写ベルト上に一次転写した重ねトナー画像を、二次転写手段で一括して記録媒体に二次転写するカラー画像形成装置において、二次転写ローラを接地するとともに定電流制御とした二次転写バイアスを二次転写対抗ローラ側に印加し、二次転写対抗ローラの近傍でかつ中間転写ベルト裏面側に抵抗の環境変動の少ない導電性部材を接地し、二次転写ニップ部から前記導電性部材の接地部までの全幅抵抗を５Ｅ＋７Ω〜２Ｅ＋８Ωとすることにより、抵抗の環境変動が大きいイオン導電性の二次転写ローラを使用し、かつ、転写バイアスを定電流制御とした場合においても、電源のコストをアップさせることなく、低湿環境での転写電流設定幅を十分広く確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１に、本発明に係る第１実施例の二次転写部概略図を示す。使用部材の詳細は以下の通りである。なお、作像部を示す図３を併せて参照するとともに、図１においては二次転写部以外の他の構成は割愛する。
中間転写ベルト１は、グンゼ製ポリイミド樹脂で単層表面抵抗が、１Ｅ＋１１Ω(油化電子製Hiresta-IP500V測定値)のものを使用した。
二次転写部を構成する二次転写ローラ対は、二次転写ローラ２と二次転写対抗ローラ３とから成る。二次転写ローラ２は、住友ゴム製イオン導電性発泡ゴムで、外径φ２０、軸芯φ１３、軸〜表面間抵抗が５Ｅ＋７Ω（２３℃  ５０％ＲＨ  ５００Ｖ  １ｋｇ荷重全幅測定値）であるものを使用した。二次転写対抗ローラ３は、ヤマウチ製ＥＰゴムで、外径φ１７．４５（中空ミツヤ管）、軸〜表面間抵抗が１Ｅ＋６Ω（２３℃  ５０％ＲＨ  ５００Ｖ  １ｋｇ荷重全幅測定値）であるものを使用した。
本発明の特徴である導電性部材４は、７５μｍ厚のＰＥＴフイルムに、３Ｍ社製ウルトラシート（１ｋΩ以下）を添付したものである。二次転写バイアスは定電流制御として二次転写対抗ローラ３に印加し、二次転写ローラ２の軸心を接地した。導電性部材４は、二次転写ニップ部Ｎから１〜８ｍｍ上流側の中間転写ベルト裏面に当接した。二次転写ニップ部Ｎから導電性部材４の接地部までの全幅抵抗を５００Ｖ印加で測定した結果を表１に示す。なお、本測定は、実験室環境（常温常湿環境）にて行った。
（表１）
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【０００７】
本導電性部材あり／なし時の二次転写特性を評価した。評価条件は以下の通りである。なお、本評価環境での二次転写ローラの実測値は、２Ｅ＋８Ωであった。
環境は、１０℃  １５％ＲＨで、記録媒体は、リコー製ＮＢＳ１８０ｋ厚紙（Ａ４幅  両面印刷の裏面で画像評価）で行った。
二次転写特性は、転写電流をパラメータとして、二次色ベタとハーフトーンの画質良好範囲の広さで比較した。比較結果を表２に示す。
（表２）低温低湿環境での転写性評価
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【０００８】
副作用として、高湿環境での転写電流の増加を確認した。評価条件は以下の通りである。なお、本評価環境での二次転写ローラの実測値は、９Ｅ＋６Ωであった。環境は、３２℃  ８０％ＲＨで、記録媒体は、リコー製ＮＢＳ１８０ｋ厚紙（ハガキサイズ  両面印刷の裏面で画像評価）を使用した。
二次転写特性は、転写電流をパラメータとして、二次色ベタとハーフトーンの画質良好範囲の広さで比較した。比較結果を表３に示す。なお、転写電流の上限値は、電源の電流容量から２００μＡまでとしている。
（表３）高温高湿環境での転写性評価
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導電性部材４の設置位置を、転写ニップ部から当接部までの距離を１ｍｍまで狭めると、転写電流の大幅な上昇がみられた。以上の結果から、導電性部材の設置位置は、二次転写ニップ部から導電性部材の接地部までの全幅抵抗として、５Ｅ＋７Ω〜２Ｅ＋８Ωとすることで、転写電流の設定範囲を広く確保することができることが分かった。
【０００９】
図２に、本発明による第２実施例の二次転写部概略図を示す。使用部材の詳細は以下の通りである。なお、二次転写部以外は割愛する。
中間転写ベルトは、グンゼ製ポリイミド樹脂単層で、表面抵抗が１Ｅ＋１１Ω（油化電子製Hiresta-IP500V測定値）のものを使用した。二次転写ローラ２は、住友ゴム製イオン導電性発泡ゴムで、外径φ２０、軸芯φ１３、軸〜表面間抵抗が５Ｅ＋７Ω（２３℃  ５０％ＲＨ  ５００Ｖ  １ｋｇ荷重全幅測定値）のものを使用した。
二次転写対抗ローラ３は、ヤマウチ製ＥＰゴムで、外径φ１７．４５（中空ミツヤ管）で、軸〜表面間抵抗が、１Ｅ＋６Ω（２３℃  ５０％ＲＨ  ５００Ｖ  １ｋｇ荷重全幅測定値）のものを使用した。導電性部材４は、中間転写ベルト１と同じである。
二次転写バイアスは定電流制御として二次転写対抗ローラに印加し、二次転写ローラの軸心を接地した。導電性部材４は、二次転写対抗ローラ３の表面に当接し、二次転写対抗ローラ軸心から導電性部材４の接地部までの全幅抵抗を５００Ｖ印加で測定したところ、略１Ｅ＋８Ωであった。本導電性部材あり／なし時の二次転写特性を比較評価した。評価条件は以下の通りである。なお、本評価環境での二次転写ローラ抵抗の実測値は、２Ｅ＋８Ωであった。
環境は、１０℃  １５％ＲＨで、記録媒体はリコー製ＮＢＳ１８０ｋ厚紙（Ａ４幅  両面印刷の裏面で画像評価）を使用した。二次転写特性は、転写電流をパラメータとして、二次色ベタとハーフトーンの画質良好範囲の広さで比較した。導電性部材なしの場合、転写電流の良好範囲は、−１３μＡ〜−１５μＡであるのに対して、導電性部材ありの場合は、−１５μＡ〜−２０μＡであり、実施例１と同様に、二次転写電流の設定可能範囲を広げることができた。また、高温高湿環境での弊害を確認したところ、転写電流の設定可能範囲は−８０μＡ以上であり、導電性部材あり／なしで殆ど変化のないことを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の二次転写部の概略図。
【図２】本発明のカラー画像形成装置の二次転写部の他の概略図。
【図３】従来例のカラー画像形成装置の概略図。
【符号の説明】
【００１１】
１  中間転写ベルト、２  二次転写ローラ、３  二次転写対抗ローラ、４  導電性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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