(57)【要約】【課題】転写手段のローラの抵抗値を変更して異常画像の発生を防止できる転写装置及び画像形成装置を得ることである。【解決手段】像担持体３に形成されたトナー像が転写される中間転写体２１と、転写バイアスを印加して中間転写体２１に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写手段２２とを備え、転写手段２２はローラ対２５、３５と、ローラ対２５、３５の一方のローラ２５に設けた加熱手段３１と、加熱手段３１を制御する加熱温度制御手段３３とを備え、加熱温度制御手段３３はローラ温度の制御により、一方のローラ２５の抵抗値を変更可能としている。【選択図】図１
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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転写される中間転写体と、転写バイアスを印加して中間転写体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを備え、転写手段はローラ対と、ローラ対の一方のローラに設けた加熱手段と、加熱手段を制御する加熱温度制御手段とを備え、加熱温度制御手段はローラ温度の制御により、一方のローラの電気抵抗値を変更可能としていることを特徴とする転写装置。
【請求項２】
一方のローラはローラ表面温度を検知する温度検知手段を備え、温度検知手段の検知結果に基づきローラ温度を制御していることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
加熱温度制御手段は転写装置の立ち上がり動作時にのみに一方のローラを加熱していることを特徴とする請求項１又は２に記載の転写装置。
【請求項４】
加熱温度制御手段は一方のローラの表面温度が４５℃を超えないように制御していることを特徴とする請求項３に記載の転写装置。
【請求項５】
一方のローラにはイオン導電剤を含有してあることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の転写装置。
【請求項６】
転写材を収納した給紙装置と、トナー像が担持される像担持体と、請求項１〜５の何れか一項に記載の転写装置と、記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着手段と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、転写装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の従来技術は、像担持体に形成されたトナー像が順次重ね合わせて転写される中間転写体と、中間転写体に重ね合わせて形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段とを備えた転写装置が開示されている。係る転写装置では、転写手段の一方のローラ又は他方のローラに定電圧あるいは定電流を印加することにより、中間転写体上のトナー像を用紙に転写している。
【０００３】
係る転写装置において、ローラの電気抵抗値は温度変化の影響を受けやすく、定電流制御の場合、経時に電気抵抗値が上昇したローラが低温になると、電気抵抗値が更に上昇して転写電圧が大きくなりすぎて異常放電が発生し、白抜け画像等の異常画像が発生するという問題があった。一方、定電圧制御の場合には、経時に電気抵抗値が上昇したローラが低温になると、電気抵抗値が更に上昇し、所望の転写電流が流れなくなって適切な転写電界が得られずに異常画像が発生するという問題があった。
【０００４】
一方、特許文献２には、転写手段の一方のローラ及び他方のローラに加熱手段をそれぞれ設け、中間転写体上のトナー像を溶融加熱することでトナー像を用紙に転写する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４８３７８号公報
【特許文献２】特開平１１−１５３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に記載の従来技術において、加熱手段は中間転写体上のトナー像を溶融加熱してトナー像を用紙に定着させるものであり、ローラの電気抵抗値を変更して異常画像の発生を防止するものではない。
【０００７】
本発明は、転写手段のローラの電気抵抗値を変更して異常画像の発生を防止できる転写装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、転写バイアスを印加して中間転写体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを備え、転写手段はローラ対と、ローラ対の一方のローラに設けた加熱手段と、加熱手段を制御する加熱温度制御手段とを備え、加熱温度制御手段はローラ温度の制御により、一方のローラの電気抵抗値を変更可能としていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、一方のローラはローラ表面温度を検知する温度検知手段を備え、温度検知手段の検知結果に基づきローラ温度を制御していることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載の発明において、加熱温度制御手段は転写装置の立ち上がり動作時にのみに一方のローラを加熱していることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の発明において、加熱温度制御手段は一方のローラの表面温度が４５℃を超えないように制御していることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、一方のローラにはイオン導電剤を含有してあることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載された発明は、転写材を収納した給紙装置と、トナー像が担持される像担持体と、請求項１〜５の何れか一項に記載の転写装置と、記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着手段とを備えた画像形成装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
ローラ温度が低い場合には、ローラの電気抵抗値が上昇して転写電圧が高くなり、異常放電が生じて異常画像が発生した。
本発明では、ローラ温度が低い場合には、加熱手段を作動してローラ温度を上げることでローラの電気抵抗値の上昇を抑えることができ、転写電圧が高くなり過ぎず、異常放電による異常画像の発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。まず、図１〜図３を用いて本発明の第１実施の形態について説明する。尚、図１は図３に示す画像形成装置の転写装置を示す断面図、図２はバックアップローラの表面温度と転写電圧の関係を示すグラフ、図３は第１実施の形態に係る画像形成装置の全体図である。
【００１６】
図１に示すように、第１実施の形態に係る転写装置１９は、後述の像担持体としての感光体に形成されたトナー像が転写される転写体としての中間転写ベルト２１と、転写バイアスを印加して中間転写ベルト２１に形成されたトナー像を記録媒体としての用紙Ｐに転写する転写手段２２とを備える。転写手段２２は用紙Ｐを挟んだ位置に一対のローラ２５、３５を備えている。
【００１７】
一対のローラ２５、３５のうち、一方のローラは中間転写ベルト２１を裏面から支持するバックアップローラ２５であり、バックアップローラ２５は電流が一定になるように転写電圧を印加する電源２９に接続されている。
【００１８】
バックアップローラ２５は、金属製の円筒状の芯金２５ａと、芯金２５ａの外周に形成された弾性層２５ｂとから構成されている。バックアップローラ２５はイオン導電剤を添加させたローラである。また、ローラの電気抵抗値を１０6.5（LogΩ6.5）以上としており、小サイズの用紙が転写される際の転写不良の発生を防止している。イオン導電剤としては、銀イオン導電体、ナトリウムイオン導電体、ハロゲン化物イオン導電体、酸化物イオン導電体等を用いる。
【００１９】
バックアップローラ２５の内部には加熱手段としてのハロゲンヒータ３１が設けられており、ハロゲンヒータ３１は加熱温度制御手段３３に接続されている。また、バックアップローラ２５にはローラの表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ３７がローラ表面に略接して設けられており、サーミスタ３７は加熱温度制御手段３３に接続されている。加熱温度制御手段３３はローラの表面温度に応じてハロゲンヒータ３１を制御し、ローラ温度を変更できるようにしている。尚、バックアップローラ２５の温度は、異常放電が発生しない温度に上昇させれば良く、例えばローラの表面温度が２０℃以上、更に好ましくは３０℃以上になることが好ましい。また、中間転写ベルト２１上のトナーが溶融するのを防止するため、ローラの表面温度が４５℃を超えないようにしている。
【００２０】
一対のローラ２５、３５のうち、他方のローラは二次転写ローラ３５であり、金属製の円筒状の芯金３５ａと、この芯金３５ａの外周に形成された弾性層３５ｂと、弾性層３５ｂの外周に形成された樹脂層３５ｃとから構成されている。二次転写ローラ３５に弾性層３５ｂを設けることで、転写ニップ部での用紙Ｐの保持力が高くなり、用紙Ｐの搬送抵抗の影響を受けにくく、より安定した用紙Ｐの搬送が行なえる。
【００２１】
芯金３５ａはステンレス、アルミニウムなどの金属材料が用いられる。弾性層３５ｂはゴム製であり、弾性層３５ｂは転写ニップ圧の確保のためゴム硬度（アスカーＣ硬度）を８５度以下としている。尚、アスカーＣ硬度は日本ゴム協会標準規格（ＳＲＩＳ０１０１）に規定されたスプリング式硬度計の一つであるアスカーＣ型ゴム硬度計で測定したものである。
【００２２】
樹脂層３５ｃはフッ素樹脂系樹脂製であり、樹脂内に例えばカーボンブラック、黒鉛等の抵抗制御剤を含有している。尚、樹脂層３５ｃは後述のクリーニングブレード３６が接触するため、トナー離型性が高く且つ低摩擦係数（摩擦係数μ＝０．３以下）のものが好ましい。
【００２３】
二次転写ローラ３５はローラ表面に付着した残留トナー等を除去するクリーニングブレード３６を備えている。クリーニングブレード３６は導電性のゴム製である。クリーニングブレード３６はローラに安定して当接させるため、ゴム硬度（アスカーＣ硬度）を７０度以上としている。クリーニングブレード３６はエピクロルヒドリンゴムや、導電機能を有するゴムとして、カーボンを含有したエチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）やシリコンゴム、あるいはイオン導電剤を含有したニトリルゴム（ＮＢＲ）やウレタンゴムを使用してもよい。尚、二次転写ローラ３５の電気抵抗値は、バックアップローラ２５の電気抵抗値よりも十分に低くなるようにしており、二次転写ローラ３５とバックアップローラ２５とのニップ部分のみが温度上昇して、ニップ部分のみの抵抗が下がって二次転写ローラ３５の電気抵抗値がばらつくことを防止している。
【００２４】
図３に基づいて本実施形態における画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の構成及び動作概要を説明する。カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する原稿搬送部１Ｃと、スキャナ部１Ｄとを有している。
【００２５】
画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写ベルト２１が配置されており、中間転写ベルト２１の上面には、各色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２１の転写面に沿って並置されている。
【００２６】
感光体３Ｙは反時計回り方向に回転可能なドラムで構成されており、その周りには回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４Ｙ、光書き込み手段としての書き込み装置５Ｙ、一次転写装置７Ｙ、現像装置８Ｙ、及びクリーニング装置６Ｙが配置されている。他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの周囲の構成は、感光体３Ｙと同様の構成である。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２Ｂと、従動ローラ２Ａに掛け回された感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成となっている。従動ローラ２Ａと対向する位置には、中間転写ベルト２１の表面をクリーニングするクリーニング装置１０が設けられている。
【００２７】
給紙部１Ｂは、用紙Ｐとしての用紙を積載収容する給紙トレイ４１と、給紙トレイ４１内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ４２と、給紙された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対４３と、用紙Ｐを一旦停止し、斜めずれを修正した後、中間転写ベルト２１上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップＮに向けて送り出すレジストローラ対１５を有している。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る転写装置の作用及び効果を説明する。画像形成処理が開始されると、感光体３Ｙの表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、スキャナ部１Ｄからの画像情報に基づいて感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置８Ｙによりトナー像として可視像化され、トナー像は所定のバイアスが印加される一次転写装置７Ｙにより中間転写ベルト２１上に一次転写される。他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２１上に順に転写されて重ね合わせられる。転写後の感光体３上に残留したトナーはクリーニング装置６により除去されると共に、転写後図示しない除電ランプにより感光体３の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
【００２９】
感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから中間転写ベルト２１上に一次転写されたトナー像は、二次転写バイアス印加手段によりトナーと同極性のバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）がバックアップローラ２５に印加され、中間転写ベルト２１を介して二次転写ローラ３５との間で電界の作用により用紙Ｐの上に二次転写される。その後、表面にトナー像を二次転写された用紙Ｐは、定着装置１１にて熱と圧力の作用に表面にトナー像が強固に定着される。
【００３０】
画像形成処理の開始時、サーミスタ３７によりバックアップローラ２５の表面温度が計測され、その計測結果が加熱温度制御手段３３に送信される。かかる加熱温度制御手段３３により計測結果が予め設定された温度（例えば１０℃）以下になった場合には、加熱温度制御手段３３の制御により、ハロゲンヒータ３１を作動させてローラ温度を例えば３０℃以上に上げる。
【００３１】
本実施の形態では、バックアップローラ２５のローラ温度が低い場合には加熱温度制御手段３３でハロゲンヒータ３１を制御することによりローラ温度を上げるので、ローラ温度が低下することによるローラの電気抵抗値の上昇を抑えることができる。よって、バックアップローラ２５の電気抵抗値の上昇に伴う転写電圧の上昇を抑えることができ、異常画像の発生を防止できる。
【００３２】
画像形成処理の開始時におけるバックアップローラ２５のローラ温度が低い場合のみ、バックアップローラ２５を加熱しているので、消費電力を抑えることができる。
【００３３】
バックアップローラ２５の内部にハロゲンヒータ３１を備えているので、直接バックアップローラ２５のみを加熱することができ、他の部品、例えば中間転写ベルト２１の温度上昇を防止でき、トナーが固まる等の不具合の発生を防止できる。
【００３４】
バックアップローラ２５にイオン導電剤を添加させているので、電気抵抗値にムラが生じにくく、製造によるばらつきも小さくできる。
【００３５】
バックアップローラ２５を加熱する際に、バックアップローラ２５の表面温度が４５度を超えないようにすることで、中間転写ベルト２１上のトナーが溶けて転写不良が発生するのを防止できる。
【００３６】
次に、本発明の第１実施形態に係る転写装置について実験を行ったのでその結果について説明する。
（実験例１）
本実験では、イオン導電剤を添加したバックアップローラ２５を用いて、ローラの表面温度を変化させたときのローラ抵抗値を計測した。表１にその計測結果を示す。
【表１】
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【００３７】
表１に示すように、バックアップローラ２５のローラの表面温度が３０℃の時のローラの電気抵抗値は１０6.8Ω、ローラの表面温度が１０℃の時のローラの電気抵抗値は１０8Ωであった。ローラの表面が３０℃から１０℃まで２０℃低くなると、ローラの電気抵抗値は約１０倍も高くなることが分かった。
（実験例２）
本実験では、ローラの表面温度と転写電圧との関係について、新品のバックアップローラを用いた場合と、経時使用後のバックアップローラを用いた場合とで比較実験を行った。図３にその実験結果を示す。
【００３８】
図３に示すように、新品のバックアップローラを用いた場合、ローラの表面温度が４０℃から１０℃に下がると、温度の低下と共に転写電圧が上昇し、ローラの表面温度が１０℃の時には転写電圧は約４ｋＶであった。しかし、この場合には異常放電は発生しなかった。
【００３９】
一方、経時使用後のバックアップローラを用いた場合（１０００ｋ枚使用）、ローラの表面温度が４０℃から１０℃に下がると、温度の低下と共に転写電圧が上昇し、ローラの表面温度が１０℃の時には転写電圧は約７ｋＶであった。このとき、バックアップローラから異常放電が発生し、白く画像が抜けるという異常画像が発生した。異常放電による異常画像の発生は転写電圧が約６ｋＶ以上になると発生することが分かった。ローラの表面温度が低温になったとき、ハロゲンヒータ３１を作動させてバックアップローラ２５の温度を上昇させローラの電気抵抗値を下げることで、転写電圧を下げることができ異常放電による異常画像を防止することができた。
【００４０】
経時使用後のバックアップローラであっても、ローラの表面温度が低下しても、バックアップローラ２５の温度を上昇させることで、転写電圧を下げることができ、バックアップローラ２５を交換することなく長期にわたって使用できる。
【００４１】
次に、他の実施の形態を説明するが、以下の説明において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では上述の第１実施の形態と異なる点を主に説明する。
【００４２】
図４は第２実施の形態に係る転写装置を示す断面図である。第２実施の形態では、加熱手段であるハロゲンヒータ３１をバックアップローラ２５の外部に設けた点が第１実施の形態と異なる。図４に示すようにバックアップローラ２５に接触する位置にヒートロール２７を配置しており、ヒートロール２７の内部にハロゲンヒータ３１を設けている。ヒートロール２７はバックアップローラ２５に対して接離自在に設けられており、画像形成動作時には、ヒートロール２７をバックアップローラ２５から離間させることでヒートロール２７にバイアス電圧が流れ込むのを防止している。
【００４３】
本実施の形態では、バックアップローラ２５の表面温度をサーミスタ３７で検知し、その結果、ローラ表面温度が低い場合には、ヒートロール２７を移動させてバックアップローラ２５に接触させている。そして、ヒートロール２７をバックアップローラ２５に連れ回り回転させることでヒートロール２７の熱をバックアップローラ２５に移動させ、バックアップローラ２５のローラ温度を上昇させている。従って、バイアスローラの抵抗が下がり転写電圧を下げることができ異常放電による異常画像を防止することができる。
【００４４】
バックアップローラ２５の外部にヒートロール２７を配置しているので、既存のバックアップローラ２５を利用して、後付けによってヒートロール２７を設けることができる。
【００４５】
ヒートロール２７をバックアップローラ２５と連れ回りさせているので、バックアップローラ２５の外周全体に均一に熱を行き渡らせることができ、温度ムラの発生によるバックアップローラ２５内における電気抵抗値のムラを防止できる。
【００４６】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは言うまでもない。
上述の第１実施形態において、バックアップローラ２５のローラ温度が低い場合に、ハロゲンヒータ３１を制御することによりローラ温度を上げるようにしたが、これに限定されず、所定の出力枚数を超えた場合にのみ、バックアップローラ２５のローラ温度が低い場合にローラ温度を上げるようにしても良い。
【００４７】
上述の第１実施形態において、バックアップローラ２５のローラ温度が１０℃以下になった場合に、ハロゲンヒータ３１を作動させてローラ温度を上げるようにしたが、これに限定されず、ハロゲンヒータ３１を作動させる設定温度を１０℃以上、例えば１５℃、２０℃にしても良い。
【００４８】
上述の第１実施形態及び第２実施形態では、イオン導電剤を含有したバックアップローラ２５を用いたが、これに限定されず、カーボンブラック等の導電剤を含有したバックアップローラ２５であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図３に示す画像形成装置の転写装置を示す断面図である。
【図２】バックアップローラの表面温度と転写電圧の関係を示すグラフである。
【図３】本実施の形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図４】第２実施の形態に係る転写装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１            画像形成装置
３            像担持体
１９          転写装置
２１          中間転写ベルト（中間転写体）
２５          バックアップローラ（一方のローラ）
３１          ハロゲンヒータ（加熱手段）
３３          加熱温度制御手段
３５          二次転写ローラ
【図１】
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【図２】
2007316198.tif 000005
【図３】
2007316198.tif 000006
【図４】
2007316198.tif 000007