(57)【要約】【課題】導電性の小さな異物が、除電部材と２次転写ローラの間にあるガイド部材に付着することがあっても、異常放電の発生を防止することができる転写分離装置を実現する。【解決手段】中間転写体１１と記録媒体Ｓを挟んで２次転写ローラ２２と斥力ローラ１６が接触することで２次転写ニップを形成し、斥力ローラ１６にトナー像と同極性のバイアスを印加することでトナー像を中間転写体から記録媒体に２次転写する転写手段を備えるとともに、記録媒体の裏面に対して放電することにより記録媒体を除電して記録媒体を中間転写体から分離する分離除電部材２３を有し、分離除電部材が記録媒体の搬送方向で２次転写ニップの下流側に配置された除電分離手段を備えた転写分離装置１０において、斥力ローラの体積抵抗は２次転写ローラの体積抵抗よりも大きくし、２次転写ローラの表面抵抗を１０6.5Ω以上とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成されたトナー像が１次転写される無端ベルト状の中間転写体と、該中間転写体のトナー像を担持する表面に記録媒体を挟んで接触する２次転写ローラと、前記中間転写体の裏面側の前記２次転写ローラと対向する位置に配設された斥力ローラとを有し、前記中間転写体と前記記録媒体を挟んで前記２次転写ローラと前記斥力ローラが接触することで２次転写ニップを形成し、前記斥力ローラにトナー像と同極性のバイアスを印加することで転写電界を形成して該記録媒体にトナー像を２次転写する転写手段を備えるとともに、前記記録媒体の搬送方向で前記２次転写ニップの下流側に配置された分離除電部材を有し、該分離除電部材により前記記録媒体の裏面に対して放電することにより該記録媒体を除電して該記録媒体を前記中間転写体から分離する除電分離手段を備えた転写分離装置において、
前記斥力ローラの体積抵抗は、前記２次転写ローラの体積抵抗よりも大きく、前記２次転写ローラの表面抵抗が１０6.5Ω以上であることを特徴とする転写分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の転写分離装置において、
前記２次転写ローラの表層の体積抵抗が１０10Ωｃｍ以上であることを特徴とする転写分離装置。
【請求項３】
請求項１記載の転写分離装置において、
前記２次転写ローラの表層の体積抵抗が１０12Ωｃｍ以上であることを特徴とする転写分離装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の転写分離装置において、
前記斥力ローラの体積抵抗は１０7Ω〜１０9Ωであることを特徴とする転写分離装置。
【請求項５】
請求項４記載の転写分離装置において、
前記２次転写ローラの体積抵抗をＲｘ、前記２次転写ローラの表面抵抗をＲｙとしたときに、
LogＲｘ＋LogＲｙ≧１３
の関係を満たすことを特徴とする転写分離装置。
【請求項６】
請求項４記載の転写分離装置において、
前記２次転写ローラの体積抵抗をＲｘ、前記２次転写ローラの表面抵抗をＲｙとしたときに、
LogＲｘ＋２LogＲｙ≧１９
の関係を満たすことを特徴とする転写分離装置。
【請求項７】
請求項４記載の転写分離装置において、
前記２次転写ローラの体積抵抗をＲｘ、前記２次転写ローラの表面抵抗をＲｙとしたときに、
LogＲｘ＋2LogＲｙ≧２１
の関係を満たすことを特徴とする転写分離装置。
【請求項８】
像担持体に形成したトナー像を中間転写体に１次転写し、該中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に２次転写する画像形成装置において、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の転写分離装置を備えた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、中間転写体を有する画像形成装置に装備される転写分離装置と、その転写分離装置を備えた複写機、プリンター、プロッター、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の転写装置として無端ベルト状の中間転写体（中間転写ベルトと言う）を用いたものが知られている。中でも、カラー画像形成装置では、像担持体上から各色のトナー像を順次中間転写ベルト上に１次転写して重ね合わせてフルカラー画像を形成し、これを中間転写ベルト上から記録媒体上へ２次転写するものが広く用いられている。
【０００３】
中間転写ベルトを用いた転写装置としては、中間転写ベルトと２次転写ローラとの間に記録媒体を挟み、２次転写ローラにトナー像と逆の極性の転写バイアス（または転写電流）を与えて記録媒体と中間転写ベルトとの間にトナー像が記録媒体側に引きつけられるような方向の転写電界を形成する。そして、この転写電界により、トナー像を中間転写ベルト上から記録媒体上に転写するものが知られている。さらに、この転写装置では、環境変動等による２次転写ローラの抵抗値のバラツキに対して、２次転写ローラにトナー像と逆の極性の定電流を与えることで安定した転写性能を得ていた。しかしながら、高湿環境下では記録媒体の含水分量が変化して抵抗が大きく低下し、２次転写ローラに与えられた電流のうち記録媒体を通じて記録媒体に接している搬送部材に逃げて行く電流が大きく増加する。このため、２次転写ローラに与えられた電流のうち記録媒体と中間転写ベルトとの間の転写電界を形成するために寄与する電流が減り、転写性能が大幅に低下する。
【０００４】
このような問題を解決するために、本発明者らは、中間転写ベルトと２次転写ローラとの間に記録媒体を挟み、中間転写ベルトの背面には２次転写対向ローラを配置し、２次転写対向ローラにトナー像と同極性の転写バイアスを印加してトナー像を中間転写ベルトから記録媒体に転写する転写装置と、その転写装置を備えた画像形成装置を提案している（特許文献１）。この転写装置では、中間転写ベルトの背面に設けた２次転写対向ローラによりトナー像と同じ極性の電流を与えて中間転写ベルトと記録媒体との間に、トナー像が中間転写ベルトと反発するような方向の転写電界を形成する。そして、この転写電界により、トナー像を中間転写ベルト上から記録媒体上に転写する。このように２次転写対向ローラにより中間転写ベルト側から定電流を与える場合は、環境変動で記録媒体の抵抗値が下がったとしても、与えられた電流はまず中間転写ベルトと記録媒体に転写電界を形成し、その後に記録媒体を流れる。そこで、中間転写ベルトと記録媒体の間に形成される転写電界は、記録媒体の抵抗変化による影響を受けにくく、安定して形成できるようになる。よって、常に良好な転写性能を得ることができる。
【０００５】
上記の転写装置では、２次転写対向ローラによりトナー像と同極性のバイアスを印加して、トナー像を中間転写ベルトから記録媒体に転写するので、上記２次転写対向ローラは斥力ローラとしての機能を有している。また、この場合に、上記２次転写対向ローラ（斥力ローラ）の抵抗を高くして、２次転写ローラの抵抗を低く設定することにより、中間転写体ベルトを伝って漏れる電流がなくなり、斥力ローラに印加した電流がそのまま中間転写ベルトから記録媒体へ向かう転写電流となるので転写率が安定する。
【０００６】
一方、本発明者らは、２次転写後に記録媒体を除電して中間転写ベルトから分離するための除電分離装置を記録媒体背面に近接して設けた構成の転写分離装置と、その転写分離装置を備えた画像形成装置を提案している（特許文献２）。この転写分離装置では、分離除電針に０μＡまたはトナーと逆極性で２次転写バイアスよりも遥かに小さな値の定電流制御された直流（ＤＣ）に交流（ＡＣ）を重畳した分離バイアスを、中間転写ベルトよりも２次転写ローラに近い位置に置かれた分離除電針に印加することで、分離除電のための放電による異常画像が防止でき、かつ、分離除電のための放電による電流と２次転写電流の干渉が抑制されて転写率が安定する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１８４８７５号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らが提案した特許文献１に記載の技術では、２次転写対向ローラ（斥力ローラ）の抵抗を高くして、２次転写ローラの抵抗を低く設定することにより、斥力ローラに印加した電流が中間転写ベルトを伝って中間転写ベルトを架張するローラなどに漏れることがなく、斥力ローラに印加した電流が全て中間転写ベルトから記録媒体に向かう転写電流となるので、安定した転写率が得られる。また、特許文献２に記載の技術では、除電針等の除電部材から記録媒体へ放電する除電電流が、中間転写ベルトから記録媒体に向かう転写電流に影響を与えることがないので、安定した転写率が得られる。
【０００９】
しかし、除電部材から記録媒体へ放電を生じさせる電界に引かれるからと思われるが、記録媒体に付着していた導電性の小さな異物（例えば画像形成装置内の記録媒体搬送経路に記録媒体除電のために設けられている除電ブラシ等に使用されている直径１０μｍ程度のカーボン繊維）が、除電部材と２次転写ローラの間に設けられている高抵抗ないし絶縁性のガイド板等に付着することが稀に発生する。絶縁性樹脂か空気しか想定していなかった除電部材と２次転写ローラの間に導電性の異物が入ると、異物の場所だけ除電部材と２次転写ローラの空間距離が短くなり空間の電界が高くなるので、異物の場所に集中した異常放電が発生し、除電部材に高電圧を供給する電源が異常停止する。また、電源が素早く異常停止しなかった場合には、異常放電電流が異物の中を流れることによるジュール発熱が原因と思われるが、小さな異物が熱せられ、やがて異物が付着している周囲の絶縁性樹脂を溶融することがある。そして、遅れて装置が異常停止したり、また、最後まで動作を継続して正常停止するなどして、異常放電が停止すると、溶融していた樹脂が冷えて再び固まるが、その際に異物を取り込んで樹脂が固まるので、異物が樹脂に固定化されて離れなくなる。こうなると、装置が稼動する毎に異常放電が継続されて発生することとなる。
また、異物がガイド板の樹脂に固定化させてしまうと、装置のメンテナンスは清掃作業による異物の除去だけでは済まされず、溶融した部材またはそれを含むユニットを破棄して新品と交換するしかなくなるので、メンテナンスの作業時間が増えて人件費が嵩み、また、物品を無駄に破棄することにより環境悪化にもなる。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、記録媒体に付着していた導電性の小さな異物が、除電部材と２次転写ローラの間にある高抵抗ないし絶縁性のガイド部材に付着することがあっても、異常放電が全く生じないかまたは生じても微少に留めることができ、除電部材に高電圧を供給する電源が異常停止したり、異物がガイド部材の樹脂に固定化させてしまうことを防止することができる構成の転写分離装置と、その転写分離装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明では以下のような技術的手段を採っている。
本発明の第１の手段は、像担持体に形成されたトナー像が１次転写される無端ベルト状の中間転写体と、該中間転写体のトナー像を担持する表面に記録媒体を挟んで接触する２次転写ローラと、前記中間転写体の裏面側の前記２次転写ローラと対向する位置に配設された斥力ローラとを有し、前記中間転写体と前記記録媒体を挟んで前記２次転写ローラと前記斥力ローラが接触することで２次転写ニップを形成し、前記斥力ローラにトナー像と同極性のバイアスを印加することで転写電界を形成して該記録媒体にトナー像を２次転写する転写手段を備えるとともに、前記記録媒体の搬送方向で前記２次転写ニップの下流側に配置された分離除電部材を有し、該分離除電部材により前記記録媒体の裏面に対して放電することにより該記録媒体を除電して該記録媒体を前記中間転写体から分離する除電分離手段を備えた転写分離装置において、前記斥力ローラの体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）は、前記２次転写ローラの体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）よりも大きく、前記２次転写ローラの表面抵抗（表面間の抵抗）が１０6.5Ω以上であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の手段は、第１の手段の転写分離装置において、前記２次転写ローラの表層の体積抵抗が１０10Ωｃｍ以上であることを特徴とする。
また、本発明の第３の手段は、第１の手段の転写分離装置において、前記２次転写ローラの表層の体積抵抗が１０12Ωｃｍ以上であることを特徴とする。
さらに本発明の第４の手段は、第１〜第３のいずれか１つの手段の転写分離装置において、前記斥力ローラの体積抵抗は１０7Ω〜１０9Ωであることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第５の手段は、第４の手段の転写分離装置において、前記２次転写ローラの体積抵抗をＲｘ、前記２次転写ローラの表面抵抗をＲｙとしたときに、
LogＲｘ＋LogＲｙ≧１３
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第６の手段は、第４の手段の転写分離装置において、前記２次転写ローラの体積抵抗をＲｘ、前記２次転写ローラの表面抵抗をＲｙとしたときに、
LogＲｘ＋２LogＲｙ≧１９
の関係を満たすことを特徴とする。
また、本発明の第７の手段は、第４の手段の転写分離装置において、前記２次転写ローラの体積抵抗をＲｘ、前記２次転写ローラの表面抵抗をＲｙとしたときに、
LogＲｘ＋２LogＲｙ≧２１
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第８の手段は、像担持体に形成したトナー像を中間転写体に１次転写し、該中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に２次転写する画像形成装置において、第１乃至第７のいずれか１つの手段の転写分離装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の転写分離装置では、斥力ローラの体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）は２次転写ローラの体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）よりも大きく、２次転写ローラは、体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）よりも、表面抵抗（表面間の抵抗）の方が大きい、あるいは、２次転写ローラは抵抗層を有し、該抵抗層が少なくとも２層以上で構成され、該抵抗層は内層より表層の方が抵抗が高いことにより、記録媒体に付着していた導電性の小さな異物が、除電部材と２次転写ローラの間にある高抵抗ないし絶縁性のガイド部材に付着することがあっても、分離除電部材と２次転写ローラとの間で生じる異常放電が全く生じないかまたは生じても微少に留めることができ、除電部材に高電圧を供給する電源が異常停止したり、異物がガイド部材の樹脂に固定化させてしまうことを防止することができる。
【００１７】
さらに本発明の転写分離装置では、転写手段を構成する斥力ローラの抵抗を高くし、２次転写ローラの抵抗を低くすることにより、中間転写体を伝って漏れる電流がなくなり、斥力ローラに印加した電流がそのまま中間転写体から記録媒体へ向かう転写電流となるので転写率が安定する。また、０μＡまたはトナーと逆極性で２次転写バイアスよりも遥かに小さな値の定電流制御されたＤＣにＡＣを重畳したバイアスを、中間転写体よりも２次転写ローラに近い位置に置かれた分離除電部材に印加することで、分離除電のための放電による異常画像が防止でき、かつ、分離除電のための放電による電流と２次転写電流の干渉が抑制されて転写率が安定する転写分離装置が実現できる。そして、この転写分離装置を備える画像形成装置では、分離除電針に導電性の異物が付着しても異常放電することを防止でき、画像形成装置の異常停止がなくなり、付着した異物に対するメンテナンスをしなくてよくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
まず、本発明をタンデム型中間転写方式の画像形成装置であるカラープリンタ（以下、プリンタという）の転写分離装置に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のプリンタの主要部の概略構成図である。このプリンタは、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）の４つの画像形成手段７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｂを横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部において、個々のトナー像形成手段である画像形成手段７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｂは、ドラム状の像担持体としての感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂの周りに、帯電装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂ、現像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂ、感光体クリーニング装置６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｂ、除電装置（図示せず）を備えている。但し、これら４つのカラー順は一例であり、これに限定されるものではない。
【００１９】
上記タンデム画像形成部の上には露光装置３が設けられており、この露光装置３としては、例えば４つのレーザ光源からの光をポリゴンミラー等の光偏向器で偏光走査し、４系統の走査結像用光学系を介して各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂに露光して静電潜像を書き込む光走査式の露光装置、あるいは、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイと結像素子アレイを主走査方向に配置して、ＬＥＤアレイからの光を各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂに露光して静電潜像を書き込むライン状の露光装置、等がある。
【００２０】
タンデム画像形成部の下には、本発明に係る転写分離装置１０が配設されており、この転写分離装置１０には、中間転写体として、複数のローラに張架された無端ベルト状の中間転写ベルト１１を設けている。この中間転写ベルト１１は、複数のローラ１４、１５，１６に掛け回され、この複数のローラのうち駆動ローラ１４の回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト１１が図中時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ１５や斥力ローラ１６が回転する。中間転写ベルト１１は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂等にカーボンや金属錯体等の導電粒子を分散させた半導電性であり、これらの材料の単層のベルト、またはこれらの材料を積層させた多層構造のベルトである。その体積抵抗率は１０６〜１０１２［Ωｃｍ］であり、中間転写ベルトの裏面側の表面抵抗率は１０９〜１０１２［Ω／□］である。
また、中間転写ベルト１１の内側（裏面側）には、感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１１上に１次転写するための１次転写装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂを設けている。
【００２１】
上記１次転写位置より中間転写ベルト１１の駆動方向下流側の中間転写ベルト１１内側（裏面側）には、２次転写対向ローラである斥力ローラ１６が設けられている。この斥力ローラ１６と中間転写ベルト１１を挟んで対向する位置には、２次転写ローラ２２が設けられており、上記斥力ローラ１６とともに中間転写ベルト１１を挟持して２次転写ニップを形成している。また、斥力ローラ１６には、図２に示すように、トナー像と同極性の一定の電流を与える定電流電源１３が接続されており、２次転写ローラ２２は接地されている。
【００２２】
上記２次転写位置より記録媒体搬送方向上流側には、用紙等の記録媒体Ｓが積載された給紙カセット１８と、その給紙カセット１８から記録媒体Ｓを１枚ずつ給紙するための給紙ローラ１９及び分離ローラ２０が設けられている。そして、給紙カセット１８から給紙された記録媒体Ｓは、画像形成及び１次転写動作により中間転写ベルト１１に転写されたトナー像が２次転写部に来るタイミングに合わせて、レジストローラ２１により２次転写ニップに搬送され、２次転写ニップにおいて中間転写ベルト１１上のトナー像が記録媒体Ｓに２次転写される。
【００２３】
２次転写ローラ２２によりトナー像を転写された記録媒体Ｓの進行方向に関して２次転写ローラ２２の下流部には、トナー像を転写された記録媒体Ｓを除電して中間転写ベルト１１から分離する除電分離手段の除電部材である分離除電針２３と、中間転写ベルト１１から分離した記録媒体Ｓを搬送案内するガイド部材２５とが設けられている。さらに、分離された記録媒体Ｓの進行方向下流側には、記録媒体Ｓ上の未定着トナー像を定着するための定着ローラ２８ａと加圧ローラ２８ｂ等からなる定着装置２８と、定着後の記録媒体Ｓを図示しない排紙トレイや後処理装置等に排紙する排紙ローラ２９が設けられている。
【００２４】
次に上記プリンタの動作を説明する。個々の画像形成手段でその感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂを回転し、感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂの回転とともに、まず帯電装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂで感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂの表面を一様に帯電する。次いで画像データに応じて露光装置３からのレーザ光やＬＥＤ光等による書込み光を照射して感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂ上に静電潜像を形成する。その後、現像ユニット４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂにより各色のトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂ上にそれぞれ、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）の単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで駆動ローラ１４を回転駆動して他の従動ローラ１５、斥力ローラ１６を従動回転し、中間転写ベルト１１を回転搬送して、その可視像を一次転写装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂで中間転写ベルト１１上に順次転写する。これによって中間転写ベルト１１上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂの表面は、感光体クリーニング装置６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｂで残留トナーを除去して清掃し、図示しない除電装置で除電して再度の画像形成に備える。
【００２５】
また、上記画像形成のタイミングに合わせて、給紙カセット１８から給紙ローラ１９及び分離ローラ２０により１枚ずつ記録媒体Ｓを繰り出し、中間転写ベルト１１と２次転写ローラ２２との間に記録媒体Ｓを送り込む。ここで、中間転写ベルト１１と２次転写ローラ２２とは記録媒体Ｓを挟んでいわゆる２次転写ニップを形成し、２次転写バイアスとして斥力ローラ１６にトナー像と同極性の転写電流を与える。これにより、中間転写ベルト１１と記録媒体Ｓとの間に中間転写ベルト１１上のトナー像が中間転写ベルト１１から反発して記録媒体Ｓへ向かう方向の転写電界を形成する。すなわち、中間転写ベルト１１とトナー像の斥力で、中間転写ベルト１１上のトナー像を記録媒体Ｓ上に２次転写する。
【００２６】
画像転写後の記録媒体Ｓは定着装置２８へと送り込まれ、定着装置２８の定着ローラ２８ａと加圧ローラ２８ｂで熱と圧力とを加えて転写画像が定着される。定着後の記録媒体Ｓは排紙ローラ２９で機外の図示しない排紙トレイや後処理装置等へ排出される。
一方、画像転写後の中間転写ベルト１１は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１１上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
【００２７】
なお、図１の実施形態においては、いわゆるタンデム型間接転写方式のカラープリンタに本発明に係る転写分離装置を適用する例を示したが、本発明に係る転写分離装置が適用できる画像形成装置はこの方式のプリンタに限るものではない。例えば、１ドラム型のカラープリンタに適用してもよい。この１ドラム型のプリンタでは、１つの感光体ドラム１に対してＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂの各色の４つの現像ユニットを有し、１つの感光体ドラムで潜像形成、現像、中間転写ベルトへの１次転写の行程を順次繰り返して行い、全ての色のトナー像を一度中間転写ベルトに重ねて転写してた後、中間転写ベルト上の画像を一括して記録媒体Ｓに２次転写するものである。
【００２８】
さらに本発明に係る画像形成装置としては上述のプリンタに限るものではなく、プリンタの構成に加えて画像読取部（スキャナ）を併設することにより、複写機としての機能を持たせることができ、さらに電話回線や光ケーブル等と接続して通信機能を設けることにより、ファクシミリや複合機としての機能を持たせることができる。
【００２９】
次に、本実施形態の特徴部である転写分離装置１０の２次転写部および除電分離手段について詳しく説明する。
図２は図１に示すプリンタの転写分離装置１０の２次転写部および除電分離手段の概略構成を示す図である。斥力ローラ１６は、ステンレスやアルミニウム等からなる芯金１６ｂに抵抗層１６ａを積層したものである。抵抗層１６ａは、ポリカーボネート、フッ素系ゴム、シリコン系ゴム等にカーボンや金属錯体等の導電粒子を分散させたもの、あるいはＮＢＲやＥＰＤＭ等のゴム、ＮＢＲ／ＥＣＯ共重合のゴム、ポリウレタンの半導電性ゴム等よりなる。その体積抵抗は１０６〜１０１２［Ω］、望ましくは１０７〜１０９［Ω］である。また、硬度２０度〜５０度の発泡タイプでも、ゴム硬度３０度〜６０度のゴムタイプでもよいが、中間転写ベルト１１を介して２次転写ローラ２２と接触するので、小さな接触圧力でも非接触部分が生じないスポンジタイプが望ましい。中間転写ベルト１１と斥力ローラ１６の接触圧力が大きいほど、文字や細線の中抜けが生じ易いので、これを防止するためである。
【００３０】
２次転写ローラ２２は、ステンレスやアルミニウム等からなる芯金２２ｂに導電性ゴム等からなる抵抗層２２ａと表層２２ｃを積層して形成してある。また、この２次転写ローラ２２は、体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）よりも、表面抵抗（表面間の抵抗）の方が大きくなるように構成されている。また、図２のように、２次転写ローラ２２の抵抗層が内層２２ａと表層２２ｃの２層で構成されている場合は、抵抗層は内層２２ａよりも表層２２ｃの方が抵抗が高くなるように構成されている。
【００３１】
さらに、２次転写ローラ２２に近接して、２次転写ローラ２２によりトナー像を転写された記録媒体Ｓの進行方向に関して下流側に、中間転写ベルト１１から記録媒体Ｓを分離する除電分離手段を設けている。除電分離手段は、除電針支持部材２６と搬送ガイドリブ２７とが一体となった絶縁樹脂部品のガイド部材２５に分離除電部材である分離除電針２３が支持されているものからなる。分離除電針２３はステンレスなどの金属薄板で、数ｍｍピッチの鮫歯状にカットされている。また、搬送ガイドリブ２７は分離除電針２３から記録媒体Ｓへの放電を妨害しないように歯先を避けた位置に設けられている。
【００３２】
分離除電針２３には分離バイアス印加手段として、交流電源３０及び／または直流電源３１が接続されており、分離除電針２３にバイアスを印加して歯先より放電させ、記録媒体Ｓに除電電流を与える。印加するバイアスとしてはＡＣバイアス、ＤＣバイアス、ＡＣとＤＣを重畳したバイアスを適宜選択する。
【００３３】
ここで、良好な分離性能を得るためには転写位置から分離位置が遠くないことが望ましい。そこで、分離除電針２３と２次転写ローラ２２との距離を近付けることが望ましい。斥力ローラ１６にトナーと同極性の電流を与える方法では、中間転写ベルト１１と分離除電針２３との間にある記録媒体Ｓが転写電流と除電電流との干渉を防ぐ。このため、放電点を２次転写ニップ出口に近付け、良好な分離性能を得るとともに、安定した転写性能が得られるというメリットがある。しかし、放電点を２次転写ニップ出口との空間距離を１ｋＶ／ｍｍ以下にすると、リークとか雷放電とかと呼ばれる異常放電が発生するので、近くするにも限界はある。そこで、分離除電針２３と２次転写ローラ２２との近接位置に絶縁部材である樹脂ガイド部材２４を置いて空間距離を遠くすることで、異常放電が起きない様にしている。
【００３４】
また、放電点と中間転写ベルト１１との距離が近いと、記録媒体Ｓが中間転写ベルトより小さい小サイズの場合に、記録媒体Ｓがある領域外の放電が中間転写ベルト１１に直接向かい、除電電流と２次転写電流が干渉して２次転写電界に影響が出る。そこで、分離除電針２３の放電点と中間転写ベルト１１までの空間距離が分離除電針２３の放電点から２次転写ローラ２２までの空間距離よりも長くなるようにする。このようにすることで、記録媒体Ｓのサイズが小さく中間転写ベルト１１と分離除電針２３との間に記録媒体Ｓがない領域があっても、この領域では分離除電針２３は中間転写ベルト１１より空間距離の短い２次転写ローラ２２へ向けてより放電し、その分中間転写ベルト１１に向かって放電する割合が減少する。すなわち、分離除電針２３の放電による電流を２次転写ローラ２２へ多く分配することで、中間転写ベルト１１に流れる除電電流を減少させる。よって、除電電流の転写電流への干渉を抑制して安定した転写性能を得ることができる。
【００３５】
以上、図２の構成の転写分離装置によれば、斥力ローラ１６に印加した電流が中間転写ベルト１１を伝って中間転写ベルト１１を張架するローラなどに漏れることがなく、斥力ローラ１６に印加した電流が全て中間転写ベルト１１から記録媒体Ｓに向かう転写電流となり、安定した転写率を得られる。また、分離除電針２３から記録媒体Ｓへ放電する除電電流が、中間転写ベルト１１から記録媒体Ｓに向かう転写電流に影響を与えることがないので、安定した転写率を得られる。
【００３６】
ところで、分離除電針２３から記録媒体Ｓへ放電を生じさせる電界に引かれるからと思われるが、記録媒体Ｓに付着していた導電性の小さな異物（例えば画像形成装置内の記録媒体搬送経路に記録媒体除電のために置かれた除電ブラシ等に使用されている直径１０μｍ程度のカーボン繊維）が、図３に示すように、分離除電針２３と２次転写ローラ２２の間の高抵抗ないし絶縁性のガイド部材２４，２５に付着することが稀に発生する。絶縁性樹脂か空気しか想定していなかった分離除電針２３と２次転写ローラ２２の間に導電性の異物（例えばカーボン繊維からなる除電ブラシ）１０１が入ると、異物（除電ブラシ）１０１の場所だけ分離除電針２３と２次転写ローラ２２の空間距離が短くなり空間の電界が高くなるので、異物１０１の場所に集中した異常放電（リーク）が発生する。ここで、図７は、図３において記録媒体Ｓがない状態で、分離除電針近傍の異物（除電ブラシ）１０１の付着箇所とリーク発生位置を上から見た図であり、混入した異物（除電ブラシ）１０１の先端と、搬送ガイドリブ２７もしくは分離除電針２３との間で異常放電（リーク）が発生し、その放電に伴う閃光１０２が発生した状態を示している。そして、このような異常放電（リーク）が発生すると、分離除電針２３に高電圧を供給する電源３０，３１が異常停止する。また、電源が素早く異常停止しなかった場合には、異常放電電流が異物１０１の中を流れることによるジュール発熱が原因と思われるが、小さな異物が熱せられ、やがて異物が付着している周囲の絶縁性樹脂を溶融することがある。そして、遅れて装置が異常停止したり、また最後まで動作を継続して正常停止するなどして、異常放電が停止すると、溶融していた樹脂が冷えて再び固まるが、その際に異物を取り込んで樹脂が固まるので、異物が樹脂に固定化されて離れなくなる。こうなると装置が稼動する毎に異常放電が継続されることとなる。
また、異物１０１がガイド部材２４，２５を構成する樹脂に固定化されてしまうと、メンテナンスは清掃作業による異物の除去だけでは済まされず、溶融した部材またはそれを含むユニットを破棄して新品と交換するしかなくなるので、メンテナンスの作業時間が増えて人件費が嵩み、また、物品を無駄に破棄することによる環境悪化にもなる。
【００３７】
そこで本発明は、図２に示す構成の転写分離装置１０において、記録媒体Ｓに付着していた導電性の小さな異物が分離除電針２３と２次転写ローラ２２の間の高抵抗ないし絶縁性のガイド部材２４，２５に付着することがあっても、異常放電が全く生じないかまたは生じても微少に留めるようにする。
ここで、異常放電を防止するための手段としては、２次転写ローラ２２は、体積抵抗（軸と表面の間の抵抗）よりも、表面抵抗（表面間の抵抗）の方が大きい構成とする、あるいは、２次転写ローラ２２の抵抗層を少なくとも２層以上で構成し、該抵抗層は内層２２ａより表層２２ｃの方が抵抗が高い構成とする。言い換えれば、２次転写ローラ２２は体積抵抗よりも表層部の抵抗が高い構成とする。このように構成することにより、記録媒体Ｓに付着していた導電性の小さな異物１０１が、除電針２３と２次転写ローラ２２の間にある高抵抗ないし絶縁性のガイド部材２４，２５に付着することがあっても、分離除電針２３と２次転写ローラ２２との間で生じる異常放電が全く生じないかまたは生じても微少に留めることができ、分離除電針２３に高電圧を供給する電源３０，３１が異常停止したり、異物がガイド部材２４，２５の樹脂に固定化させてしまうことを防止することができる。
【実施例】
【００３８】
次に、本発明の具体的な実施例を以下に示す。
画像形成装置（プリンタ）の全体構成は図１と同じであり、転写分離装置１０を構成する斥力ローラ１６、中間転写ベルト１１、２次転写ローラ２２、分離除電針２３の位置関係ならびに、２次転写バイアス、分離バイアスの印加方式は図２と同じである。プリンタのプロセススピードは２５２［ｍｍ／ｓ］である。
斥力ローラ１６は、外径２４［ｍｍ］、直径１６［ｍｍ］であり、ステンレス芯金１６ｂとＮＢＲ／ＥＣＯ共重合のゴムの中抵抗層１６ａで構成され、体積抵抗率（芯金−表面間の抵抗値）は１０7.8［Ω］である。
中間転写ベルト１１の材質はＰＩ単層で、厚み６０〜８０［μｍ］、表面・裏面とも表面抵抗率１０10.5［Ω／□］、体積抵抗率１０8.5［Ωｃｍ］である。
２次転写バイアスとしては、斥力ローラ１６の芯金１６ｂにトナー像と同極性の電流を定電流制御で印加する。一例として転写電流は−２０〜−４０［μＡ］とする。
分離バイアスとしては、０［μＡ］またはトナーと逆極性で２次転写バイアスよりも遥かに小さな値（例えば＋１０［μＡ］以下）の定電流制御されたＤＣに、ピークtoピーク値８〜１２［ｋＶ・１ｋＨｚ］のサイン波の定電圧制御のＡＣを重畳したバイアスを分離除電針２３に印加する。
【００３９】
次に、図３を用いて、２次転写ローラ２２の抵抗層２２ａと表層２２ｃの抵抗と異常放電の有無の関係を説明する。
２次転写ローラ２２の外径は２４［ｍｍ］、芯金２２ｂは直径１６［ｍｍ］のステンレスである。抵抗層２２ａはＮＢＲ／ＥＣＯの共重合体よりなる硬度４０〜６０度［ＪＩＳ−Ａ］のゴムであり、ＮＢＲとＥＣＯの配合比率で抵抗を３水準に調整した。また、表層２２ｃは、厚さ８〜２４［μｍ］の含フッ素ウレタンエラストマーからなり、カーボンの種類と分散比率で抵抗を３水準に調整した。
【００４０】
ここで、２次転写ローラ２２の表層２２ｃの厚みは上記のように８〜２４［μｍ］が望ましい。その理由としては、２次転写ローラ２２の表層２２ｃは塗装工程により製造されることが多いので、表層２２ｃの厚みが８μｍ以下では、塗布ムラによる抵抗ムラの影響が大きく、抵抗の低い箇所でリークが発生する可能性があり好ましくない。また、２次転写ローラ２２の表面にシワが生じて、表層２２ｃがひび割れるという問題も生じ易い。一方、表層２２ｃの厚みが２４μｍ以上に厚くなると抵抗が高くなり、体積抵抗率が高い場合には斥力ローラ芯金１６ｂに定電流を印加したときの電圧が上昇することがあり、定電流電源１３の電圧可変範囲を超えるので目標の電流以下の電流になったり、電圧可変範囲が十分高い範囲の場合には定電流電源１３から斥力ローラ芯金１６ｂまでの高圧経路や斥力ローラ芯金１６ｂが高電圧になることによる本発明の課題とするリーク（図３及び図７で説明されている異常放電（リーク））とは別の場所で生じるリークが発生し易くなる。また、２次転写ローラ２２の表層２２ｃの厚みが２４μｍ以上に厚いと硬度が高くなり、記録媒体（紙等）Ｓや中間転写ベルト１１との密着性が悪くなるという問題もある。
【００４１】
以上のように、２次転写ローラ２２の表層２２ｃは、厚さ８〜２４［μｍ］の含フッ素ウレタンエラストマーからなり、カーボンの種類と分散比率で抵抗を３水準に調整している。
より具体的には、表層２２ｃの材質（含フッ素ウレタンエラストマー）単体での体積抵抗は、１０８［Ωｃｍ］、１０１０［Ωｃｍ］、１０１２［Ωｃｍ］の３水準とした。この値は、ステンレス鋼板などに表層材質だけを塗布して、ＪＩＳ測定に準拠した三菱化学製Hiresta-IPで測定した値である。
上記の抵抗層２２ａの抵抗３水準と表層２２ｃの抵抗３水準を適宜組み合わせて、
抵抗層２２ａの抵抗３水準×表層２２ｃの抵抗３水準＝９水準
で２次転写ローラ２２の試作を行った。この９水準の２次転写ローラのうちで、抵抗層２２ａの抵抗と表層２２ｃの抵抗がともに一番低いものが、前述の先願技術の２次転写ローラと同等水準である。
【００４２】
各試作品の２次転写ローラ２２の抵抗として、体積抵抗は、図５に示すように、被測定ローラの芯金に直流高圧電源を接続し、被測定ローラの表層に接する金属板に流れる電流を電流計で測定する方法で、被測定ローラの芯金−表面間の抵抗を測定した。すなわち、体積抵抗は、
体積抵抗［Ω］＝高圧電源電圧［Ｖ］／電流計測定電流（Ａ）
で計算している。
また、表面抵抗は、図６に示すように、被測定ローラの表層の２箇所に直径８［ｍｍ］のステンレスローラを接触させ、２つのステンレスローラの中心間距離を１６［ｍｍ］に設定して、一方のステンレスローラに直流高圧電源を接続し、他方のローラに測定器（電流計）を接続して、被測定ローラの表面に流れる電流を測定する方法で、被測定ローラの表面−表面間の抵抗を測定した。すなわち、表面抵抗は、
表面抵抗［Ω］＝高圧電源電圧［Ｖ］／電流計測定電流（Ａ）
で計算している。
以上は、ローラ完成品としてローラを非破壊でチェックするための測定方法であり、表面抵抗値は、前述のＪＩＳ測定に準拠した三菱化学製Hiresta-IPで測定した表層の抵抗値とは異なった値となっている。
【００４３】
［リーク試験］
図３及び図７に示す状態と同様に、分離除電針２３の近傍に導電性異物１０１として直径１０［μｍ］程度のカーボン繊維（除電ブラシ）を置いて、分離除電針２３に、０［μＡ］またはトナーと逆極性で２次転写バイアスよりも遥かに小さな値（＋１０［μＡ］以下）の定電流制御されたＤＣに、ピークtoピーク値が８〜１２［ｋＶ・１ｋＨｚ］のサイン波の定電圧制御のＡＣを重畳したバイアスを印加した。すると、カーボン繊維１０１は高確率で、分離除電針２３と２次転写ローラ２２の仕切板である絶縁性ＰＣの樹脂ガイド２４の頂上付近に移動し、繊維方向が２次転写ローラ２２と直角の方向を向いて止まる。これは分離バイアスにより生じる電場のエネルギー的な安定点に移動したのではと考察する。そして、分離バイアスにより生じる電界が強い場合に生じると思われるが、繊維の両端に異常放電に伴う閃光１０２が生じる。さらに分離バイアスにより生じる電界が強い場合には、異常放電がカーボン繊維を通過することによるジュール発熱によるプランク光と思われるが、カーボン繊維１０１が発熱による光を放ち周囲の樹脂ガイド２４，２５を溶融する。
【００４４】
上記の試験を試作の９水準の２次転写ローラ毎に行い、上記の現象がどこまで進行するのかを観察して以下の基準で判定した。なお、図４は判定結果を示す図であり、２次転写ローラの抵抗の測定値のポイントに以下のリーク試験結果の○、△、×を印したものである。
＜判定＞
○・・・異常放電による閃光が見られない、樹脂が溶融した痕跡も見られない。
△・・・異常放電による閃光が見られるが、樹脂が溶融した痕跡は見られない。
×・・・異常放電による閃光が見られ、樹脂が溶融した痕跡も見られる。
【００４５】
＜結果＞
以上の判定の結果、図４に示すように、△の領域では、異常放電による閃光が見られるが、樹脂が溶融した痕跡は見られない。また、○の領域では異常放電による閃光が見られず、樹脂が溶融した痕跡も見られない。これは、２次転写ローラ２２は、体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）よりも、表面抵抗（表面間の抵抗）の方が大きい（すなわち、２次転写ローラ２２の抵抗層が内層２２ａと表層２２ｃで構成される場合は、抵抗層は内層２２ａより表層２２ｃの方が抵抗が高い（言い換えれば、２次転写ローラ２２は体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）よりも表層２２ｃの抵抗が高い）ことにより、記録媒体Ｓに付着していた導電性の小さな異物が、分離除電針２３と２次転写ローラ２２の間にある高抵抗ないし絶縁性のガイド部材２４，２５に付着することがあっても、分離除電針２３と２次転写ローラ２２との間で生じる異常放電が全く生じないかまたは生じても微少に留めることができ、除電針に高電圧を供給する電源が異常停止したり、異物がガイド部材の樹脂に固定化させてしまうことを防止することができる。なお、２次転写ローラ２２の抵抗層２２ａの抵抗、表層２２ｃの抵抗ともに高い方が異常放電が防止されるが、表層２２ｃの抵抗の方が寄与が大きい。
【００４６】
＜結論＞
以上の図４の判定結果から考察すると、本発明の転写分離装置では、斥力ローラ１６の体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）は、２次転写ローラ２２の体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）よりも大きく、２次転写ローラ２２の表面抵抗が１０6.5［Ω］以上であり、２次転写ローラ２２の表層２２ｃの体積抵抗は１０10［Ωｃｍ］以上とし、より好ましくは、２次転写ローラ２２の表層２２ｃの体積抵抗は１０12［Ωｃｍ］以上とする。
また、本発明の転写分離装置においては、斥力ローラ１６の体積抵抗は１０7［Ω］〜１０9［Ω］とする。
【００４７】
さらに本発明の転写分離装置においては、２次転写ローラ２２の体積抵抗をＲｘ、２次転写ローラ２２の表面抵抗をＲｙとしたときに、
LogＲｘ＋LogＲｙ≧１３
の関係を満たすようにすると良く、
あるいは、
LogＲｘ＋２LogＲｙ≧１９
より好ましくは、
LogＲｘ＋２LogＲｙ≧２１
の関係を満たすようにする。
【００４８】
本発明の転写分離装置では、以上のように、斥力ローラ１６の体積抵抗を高くして２次転写ローラ２２の体積抵抗を低くすることにより、中間転写ベルト１１を伝って漏れる電流がなくなり斥力ローラ１６に印加した電流がそのまま中間転写ベルト１１から記録媒体Ｓへ向かう転写電流となるので転写率が安定し、かつ、斥力ローラ芯金−２次転写ローラ芯金間の抵抗が大きくなることで斥力ローラ芯金に印加される２次転写バイアスの電圧が大きくなることが抑制される。
また、２次転写ローラ２２の体積抵抗（芯金−表面間の抵抗）が大きくなると、斥力ローラ１６の体積抵抗（芯金−表面間の抵抗）に近くなる（あるいは逆転する）ので、斥力ローラ芯金−２次転写ローラ芯金間の抵抗が大きくなることで斥力ローラ芯金に印加される２次転写バイアスの電圧が大きくなり、良くない。そして、異常放電防止にも２次転写ローラ２２の表層２２ｃの抵抗の寄与が大きいので、２次転写ローラ２２の抵抗層（内層）２２ａの体積抵抗はあまり上げないで、表層２２ｃの抵抗のみを上げる方が望ましい。従って、斥力ローラ１６の体積抵抗値が１０７［Ω］以上のとき、２次転写ローラ２２の体積抵抗値（芯金−表面間抵抗）は１０6〜１０7［Ω］、表面抵抗値（表面−表面間抵抗）は１０7〜１０8［Ω］、表層２２ｃ単体での体積抵抗値は１０10［Ωｃｍ］以上、より好ましくは１０12［Ωｃｍ］以上とすることが望ましく、異常放電の防止と、転写率の安定とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態を示す画像形成装置の主要部の概略構成図である。
【図２】図１に示すプリンタの転写分離装置の２次転写部および除電分離手段の概略構成を示す図である。
【図３】図２に示す転写分離装置の除電分離手段に異物が混入して異常放電を生じたときの状態を示す図である。
【図４】体積抵抗と表面抵抗を変えた９水準の２次転写ローラを用いてリーク試験を行ったときの判定結果を示す図である。
【図５】被測定ローラ（２次転写ローラ）の体積抵抗を測定する方法の説明図である。
【図６】被測定ローラ（２次転写ローラ）の表面抵抗を測定する方法の説明図である。
【図７】図３において記録媒体がない状態で、分離除電針近傍の異物（除電ブラシ）の付着箇所とリーク発生位置を上から見た図である。
【符号の説明】
【００５０】
１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂ：感光体ドラム（像担持体）
２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂ：帯電装置
３：露光装置
４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂ：現像ユニット、
５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂ：１次転写装置
６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｂ：感光体クリーニング装置
７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｂ：画像形成手段
１０：転写分離装置
１１：中間転写ベルト（中間転写体）
１３：定電流電源
１４：駆動ローラ
１５：支持ローラ
１６：斥力ローラ
１６ａ：抵抗層
１６ｂ：芯金
１７：中間転写体クリーニング装置
１８：給紙カセット
１９：給紙ローラ
２０：分離ローラ
２１：レジストローラ
２２：２次転写ローラ
２２ａ：抵抗層（内層）
２２ｂ：芯金
２２ｃ：表層
２３：分離除電針（分離除電部材）
２４：ガイド部材
２５：ガイド部材
２６：除電針支持部材
２７：搬送ガイドリブ
２８：定着装置
２９：排紙ローラ
３０：交流電源
３１：直流電源
Ｓ：記録媒体
【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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