(57)【要約】【課題】  電流供給部材から中間転写ベルトの周方向へ電流を流すことで良好な一次転写性を確保しつつ、良好な二次転写性を確保することが難しかった。【解決手段】  中間転写ベルトの厚み方向の抵抗Ｒｖと、中間転写ベルトの移動方向の最上流に位置する像担持体と最下流に位置する像担持体間の距離での前記中間転写ベルトの周方向の抵抗Ｒｓの関係が、Ｒｖ＞Ｒｓを満たすこと。【選択図】  図１
2013231960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する複数の像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される移動可能な導電性の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを張架する複数の張架部材と、前記中間転写ベルトに接触し電流を供給する電流供給部材と、を有し、前記電流供給部材から前記中間転写ベルトを介して前記像担持体へ電流が流れることで一次転写を行う画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの厚み方向の抵抗Ｒｖと、前記中間転写ベルトの移動方向の最上流に位置する像担持体と最下流に位置する像担持体の間の距離での前記中間転写ベルトの周方向の抵抗Ｒｓの関係において、ＲｖよりＲｓが大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写ベルトは無端状のベルトであり、電流供給部材は前記中間転写ベルトの外周面に接触することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記中間転写ベルトの外周面に接触し、前記中間転写ベルトに電流を流すことで前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を二次転写する二次転写部材を有し、前記二次転写部材は前記電流供給部材を兼ねることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の張架部材のうちの一つは、前記二次転写部材に前記中間転写ベルトを介して対向する二次転写対向部材であり、前記二次転写対向部材に接続され、前記二次転写部材から前記中間転写ベルトと前記二次転写対向部材を介して流れる電流によって前記二次転写対向部材を所定電位以上に維持する電圧維持素子を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の張架部材のうちの一つは、前記複数の像担持体からトナー像が一次転写される一次転写面を前記二次転写対向部材と形成する張架部材であり、前記一次転写面を形成する前記張架部材は前記電圧維持素子が接続されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記一次転写面に対応する前記中間転写ベルトの領域に接触する接触部材を有し、前記接触部材は前記電圧維持素子が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記一次転写面に対応する前記中間転写ベルトの領域に接触し、前記複数の像担持体に対応して配置される複数の接触部材を有し、前記複数の接触部材は前記電圧維持素子が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電圧維持素子は、定電圧素子であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記中間転写ベルトは、導電性を備える導電性基層と、表層と、を有する中間転写ベルトであり、前記表層は絶縁性であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記中間転写ベルトに測定用電源から測定用電圧が印加された第１の金属ローラを接触させ、前記中間転写ベルトに電流検知手段が接続された第２の金属ローラを前記第１の金属ローラから前記中間転写ベルトの移動方向において離れた位置で接触させ、前記測定用電圧を、前記電流検知手段が検知した電流値で割った値を前記中間転写ベルトの周方向抵抗と定義し、前記中間転写ベルトの前記周方向抵抗の値は、１０４Ω以上、且つ、１０８Ω以下であること、
また、前記中間転写ベルトに測定用電源から測定用電圧が印加された第３の金属ローラを接触させ、前記中間転写ベルトに電流検知手段が接続された第４の金属ローラを前記第３の金属ローラから前記中間転写ベルトの厚み方向の対向位置で接触させ、前記測定用電圧を、前記電流検知手段が検知した電流値で割った値を前記中間転写ベルトの厚み方向抵抗と定義し、前記中間転写ベルトの前記厚み方向抵抗の値は、１０４Ω以上、且つ、１０９Ω以下であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式の画像形成装置として、中間転写体を備える画像形成装置が知られている。従来の画像形成装置は、中間転写体を介して感光ドラム対向部に配置された一次転写部材に電圧電源より電圧を印加することで、中間転写体の感光ドラムと接触する一次転写部において一次転写電位を発生させている。そして、感光ドラムと中間転写体の間に形成された電位差によって、像担持体としての感光ドラム表面に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写する（一次転写工程）。その後、この一次転写工程を、各色のトナーに関して繰り返し実行することにより、中間転写体表面に複数色のトナー像を形成する。続けて、二次転写工程として、中間転写体表面に形成された複数色のトナー像を、二次転写部材へ電圧を印加することで、紙などの記録材表面に一括して二次転写する。一括転写されたトナー像は、その後、定着手段により記録材に定着される。
【０００３】
特許文献１には、中間転写体としてベルトを使用し（以下、中間転写ベルトという）、中間転写ベルトの内周面を張架する張架部材又は一次転写部材に一次転写専用の転写電源を接続し、中間転写ベルトの周方向に電流を流すことで一次転写を行う構成が開示されている。
【０００４】
ここで、中間転写ベルトの周方向とは、中間転写ベルトの回転移動する方向である。特許文献１は、電源が接続された部材（張架部材又は一次転写部材）から供給された電流が中間転写ベルトの周方向を流れる時に発生する分圧された電圧によって、各一次転写部で一次転写電位が形成されるといった構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７５０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の中間転写ベルトの周方向に電流を流して一次転写を行う構成においては、各画像形成ステーションの一次転写部における一次転写電位は、中間転写ベルトの抵抗の大きさと、電流供給部材からの距離に大きく影響を受ける。
【０００７】
具体的には、電流供給部材から遠い画像形成ステーションになるほど一次転写電位が小さくなってしまい、電流供給部材に近い画像形成ステーションと遠い画像ステーションとでは、一次転写電位に大きな電位差が生じる可能性がある。各画像形成ステーションで適正な一次転写電位が維持できないと、必要なトナー量を中間転写ベルト上に転写することができなくなり、記録材に定着された画像に濃度不良等の転写不良を招いてしまうことになる。
【０００８】
このような中間転写ベルトの抵抗による電圧降下の影響を小さくするためには、中間転写ベルトの抵抗を下げて、各画像形成ステーションの感光ドラムに所望の電流が流れ易くすることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、中間転写ベルトの抵抗を下げると、各一次転写部で所望の電位を保持する事が出来るようになるが、一方で、二次転写性に影響を及ぼす。具体的には、中間転写ベルトの抵抗を下げる事によって、トナーと中間転写ベルトの抵抗差が大きくなる。トナーと中間転写ベルトの抵抗差が大きくなると、例えば図９（ａ）に示すような孤立したトナー像を中間転写ベルトに転写する際に、転写不良が発生する。以下、孤立したトナー像による転写不良を、「パッチボソ」とする。ここで、パッチボソは、図９（ｂ）で示したように、トナー像領域の抵抗に対して、非トナー像領域の抵抗が低いため転写電流が非トナー像領域に選択的に流れることによって、孤立したトナー像を記録材に二次転写することが出来ない現象である。この現象は、紙などの記録材の抵抗が下がる高温高湿環境下で顕著となる。
【００１０】
本発明の目的は、以上のような状況を鑑み、良好な一次転写性を確保しつつ、良好な二次転写性を確保する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の課題を解決するために、本願発明は以下の構成を備える。トナー像を担持する複数の像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される移動可能な導電性の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを張架する複数の張架部材と、前記中間転写ベルトに接触し電流を供給する電流供給部材と、を有し、前記電流供給部材から前記中間転写ベルトを介して前記像担持体へ電流が流れることで一次転写を行う画像形成装置において、前記中間転写ベルトの厚み方向の抵抗Ｒｖと、前記中間転写ベルトの移動方向の最上流に位置する像担持体と最下流に位置する像担持体の間の距離での前記中間転写ベルトの周方向の抵抗Ｒｓの関係において、ＲｖよりＲｓが大きいことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、良好な一次転写性を確保しつつ、良好な二次転写性を確保する画像形成装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１の画像形成装置を説明する図である。
【図２】画像形成装置の各制御部を説明するブロック図
【図３】中間転写ベルトの厚み方向の抵抗測定方法を示した図である。
【図４】中間転写ベルトの周方向の抵抗測定方法を示した図である。
【図５】二次転写部に記録材が突入するタイミングにおける中間転写ベルトの電位変化を説明する図である。
【図６】実施形態１の他の画像形成装置を説明する概略図である。
【図７】実施形態１の他の画像形成装置における一次転写部の構成を説明する図である。
【図８】実施形態１の他の画像形成装置における一次転写部の構成を説明する図である。
【図９】二次転写性を評価する孤立パッチパターンとパッチボソ発生メカニズムを説明するための説明図である。
【図１０】実施形態１の他の構成を説明する概略図である。
【図１１】中間転写ベルトの周方向の抵抗を測定する方法を説明する概略図である。
【図１２】中間転写ベルトの周方向の抵抗、電流測定結果を示した図である。
【図１３】中間転写ベルトの電位測定方法を示した図である。
【図１４】中間転写ベルトの電位測定結果を示した図である。
【図１５】中間転写ベルトの厚み方向の抵抗を測定する方法を説明する概略図である。
【図１６】中間転写ベルトの厚み方向の抵抗測定結果を示した図である。
【図１７】実施形態１の２次転写効率の結果を示した図である。
【図１８】実施形態２の中間転写ベルトの効果を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、カラー画像形成装置の一例を示す概略図であり、図１を用いての本実施形態の画像形成装置の構成及び動作を説明する。尚、本実施形態の画像形成装置は、ａ〜ｄの画像形成ステーションを設けているいわゆるタンデムタイプのプリンタである。第１の画像形成ステーションａはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成ステーションｂはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成ステーションｃはシアン（Ｃ）、第４の画像形成ステーションｄはブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成する。各画像形成ステーションの構成は、収容するトナーの色以外では同じであり、以下、第１の画像形成ステーションａを用いて説明する。
【００１６】
第１の画像形成ステーションａは、ドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１ａと、帯電部材である帯電ローラ２ａと、現像器４ａと、クリーニング装置５ａと、を備える。感光ドラム１ａは矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動しトナー像を担持する像担持体である。
【００１７】
さらに、現像器４ａは、イエローのトナーを収容し感光ドラム１ａにイエロートナーを現像するための装置である。クリーニング装置５ａは、感光ドラム１ａに付着したトナーを回収するための部材であり、本実施形態では、感光ドラム１ａに当接するクリーニング部材であるクリーニングブレードと、クリーニングブレードが回収したトナーを収容する廃トナーボックスを備える。
【００１８】
コントローラ１００（制御部）が画像信号を受信することによって画像形成動作が開始され、感光ドラム１ａは回転駆動される。感光ドラム１ａは回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性（本実施形態では負極性）で所定の電位に一様に帯電処理され、露光手段３ａにより画像信号に応じた露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像位置において現像器（イエロー現像器）４ａにより現像され、イエロートナー像として可視化される。ここで、現像器に収容されたトナーの正規の帯電極性は、負極性である。この実施形態では帯電ローラによる感光ドラムの帯電極性と同極性に帯電したトナーにより静電潜像を反転現像しているが、本発明は、感光ドラムの帯電極性とは逆極性に帯電したトナーにより静電潜像を正現像するようにした電子写真装置にも適用できる。
【００１９】
中間転写ベルト１０は、複数の張架部材１１、１２、１３とで張架され、感光ドラム１ａと当接した対向部で同方向に移動する向きに、感光ドラム１ａと略同一の周速度で移動可能である。感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との当接部（以下、一次転写部と称す）を通過する過程で、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０に形成される電位差により中間転写ベルト１０の上に転写される（一次転写）。一次転写部に形成される中間転写ベルト１０の電位を以下では、一次転写電位とする。本実施形態の一次転写電位の形成方法については後述する。
【００２０】
感光ドラム１ａ表面に残留した一次転写残トナーは、クリーニング手段５ａにより清掃、除去された後、帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。
【００２１】
以下、同様にして、第２，３，４の画像形成ステーションｂ、ｃ、ｄによって第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。
【００２２】
中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ２０が形成する二次転写部を通過する過程で、給紙手段５０により給紙された記録材Ｐの表面に一括転写される（二次転写）。二次転写部材としての二次転写ローラ２０は外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗１０８Ω・ｃｍ、厚み５ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのものを用いている。また、二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０の外周面に対して、５０Ｎの加圧力で接触し、二次転写部を形成している。二次転写ローラ２０は中間転写ベルト１０に対して従動回転し、また、中間転写ベルト１０上のトナーを紙等の記録材Ｐに二次転写している時には、転写電源２１から２５００［Ｖ］の二次転写電圧が印加されている。
【００２３】
転写電源２１は、電圧を発生するトランスを有し、二次転写ローラ２０に二次転写電圧を供給する構成となっている。二次転写電圧は、トランスから出力される電圧をコントローラ等の制御部（不図示）によって、略一定に制御している。また、転写電源２１は、１００［Ｖ］から４０００［Ｖ］の範囲の電圧を印加可能である。
【００２４】
その後、４色のトナー像を担持した記録材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して記録材Ｐに固定される。二次転写後に中間転写ベルト１０上に残ったトナーは、クリーニング装置１６により清掃、除去される。以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。
【００２５】
本画像形成装置全体の制御を行うコントローラ１００の構成について図２を参照して説明する。コントローラ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ回路部１５０を有する。ＣＰＵ回路部１５０は、ＲＯＭ１５１およびＲＡＭ１５２を内蔵する。ＣＰＵ回路部１５０は、ＲＯＭ１５１に格納されている制御プログラムに応じて、転写制御部２０１，現像制御部２０２，露光制御部２０３，帯電制御部２０４を統括的に制御する。環境テーブルや紙厚さ対応テーブルはＲＯＭ１５１に格納されておりＣＰＵが呼び出して反映される。ＲＡＭ１５２は、制御データを一時的に保持し、また制御に伴う演算処理の作業領域として用いられる。転写制御部２０１は、転写電源２１を制御し、不図示の電流検出回路が検出する電流値に基づいて転写電源２１から出力する電圧を制御している。コントローラ１００は、ホストコンピュータ（不図示）から画像情報と印字命令を受信すると、各制御部（現像制御部２０２，露光制御部２０３，帯電制御部２０４）を制御して印字動作に必要な画像形成動作を実行する。
【００２６】
各画像形成ステーションａ〜ｄと対向する位置には、中間転写体として中間転写ベルト１０が配置されている。中間転写ベルト１０は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端状ベルトであり、張架部材である駆動ローラ１１、テンションローラ１２、二次転写対向部材１３の３軸で張架される。中間転写ベルト１０は、テンションローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架されている。中間転写ベルト１０は、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと当接した対向部で同方向に移動する向きに、駆動源（不図示）によって回転する駆動ローラ１１によって感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと略同一の周速度で回転駆動される。以下、中間転写ベルト１０において、二つの張架部材（二次転写対向ローラ１３と駆動ローラ１１）の間であって、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄからトナー像が一次転写される面を一次転写面Ｍとする。
【００２７】
各画像形成ステーションの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対応する位置に、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト１０との接触を確保し、一次転写部を形成するために、接触部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを配置している。接触部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０７Ω・ｃｍ、厚み３ｍｍに調整したＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）とエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１２ｍｍのものを用いている。中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａ〜１ｄに対し、９．８Ｎの加圧力で当接させ、中間転写ベルト１０の回転に伴い、従動して回転する。接触部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、電気的にフロートになっている。
【００２８】
本実施形態で使用した中間転写ベルト１０は、周長７００ｍｍ、厚さ９０μｍで、導電剤としてカーボンを混合した無端状のポリイミド樹脂を用いている。電気的特性としては、電子導電性の特性を示し、雰囲気中の温湿度に対する抵抗値変動が小さいのが特徴である。また、本実施形態では、中間転写ベルト１０の材料としてポリイミド樹脂を使用したものの、熱可塑性樹脂であれば、他の材料でもよく、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリロ二トリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の材料及びこれらの混合樹脂を使用しても良い。また、導電剤としてはカーボン以外に、導電性の金属酸化物微粒子を使用することが可能である。
【００２９】
本実施形態では、各一次転写電位を、中間転写ベルト１０の周方向に流れる電流によって形成する。中間転写ベルト１０の抵抗が高いと周方向に流れる電流量が少なく所望の一次転写電位を形成することが難しい。そこで、中間転写ベルト１０の抵抗測定方法について説明する。本実施形態では、二種類の測定方法によって、中間転写ベルト１０の厚み方向の抵抗と、周方向の抵抗を測定している。
【００３０】
図３は、中間転写ベルト１０の厚み方向の抵抗を測定する抵抗測定治具を説明する図である。測定する中間転写ベルト１０は内面ローラ１０１と駆動ローラ１０２でたるみが無いように張架される。金属製の内面ローラ１０１には、中間転写ベルト１０を挟んで対向ローラ１０４が約４．９Ｎの加圧力で当接され、測定ローラ１０４を高圧電源（ＴＲＥＫ社製高圧電源：Ｍｏｄｅｌ＿６１０Ｅ）１０３に接続し、駆動ローラ１０２を電気的に接地する。測定ローラ１０４および駆動ローラ１０２の表面は、中間転写ベルト１０に対して十分に抵抗の低い導電ゴムで被覆されている。中間転写ベルト１０が１００ｍｍ／ｓｅｃとなるように回転させ、対向ローラ１０４は中間転写ベルト１０の回転に伴い、従動回転する。
【００３１】
次に、測定方法について説明する。駆動ローラ１０２によって中間転写ベルト１０を１００ｍｍ／ｓｅｃで回転させた状態で測定ローラ１０４に一定電流Ｉｖを印加し、対向ローラ１０４に繋いだ高圧電源１０３で電圧Ｖｖをモニタする。一定電流Ｉｖを変化させて、電圧Ｖｖをモニタし、その時の抵抗Ｒｖ（＝Ｖｖ／Ｉｖ）を算出している。本実施形態では、Ｒｖを測定する際に、１０μＡの定電流制御とする。ここで、定電流値１０μＡは、二次転写時に二次転写部材に流す電流量であり、中間転写ベルト１０の厚み方向の抵抗に起因する二次転写性を満足する電流値である。電圧Ｖｖを複数回モニタし、その平均から導いたＲｖは７．４ｌｏｇΩである。
【００３２】
中間転写ベルト１０の周方向の抵抗については、図４（ａ）に示す周方向抵抗測定治具を使用して測定した。まず、装置の構成を説明する。測定する中間転写ベルト１０は内面ローラ１０１と駆動ローラ１０２でたるみが無いように張架される。金属でできた内面ローラ１０１は高圧電源（ＴＲＥＫ社製高圧電源：Ｍｏｄｅｌ＿６１０Ｅ）１０３に接続され、駆動ローラ１０２は接地されている。駆動ローラ１０２の表面は、中間転写ベルト１０に対して十分に抵抗の低い導電ゴムで被覆されており、中間転写ベルト１０が１００ｍｍ／ｓｅｃとなるように回転する。
【００３３】
内面ローラ１０１を高圧電源（ＴＲＥＫ社製高圧電源：Ｍｏｄｅｌ＿６１０Ｅ）１０３に接続し、中間転写ベルト１０を１００ｍｍ／ｓｅｃで回転させて、内面ローラ１０１に一定電流ＩＬを印加し、高圧電源１０３で電圧ＶＬをモニタする。図４（ａ）に示す測定系は、図４（ｂ）に示す等価回路であるとみなすと、内面ローラ１０１と駆動ローラ１０２までの距離Ｌ（本実施例では３００ｍｍ）の長さにおける中間転写ベルト１０の周方向の抵抗ＲＬは、ＲＬ＝２ＶＬ／ＩＬによって算出することが出来る。本実施例では、このＲＬを、第１の画像形成ステーションの感光ドラム１ａから第４の画像形成ステーションｎの感光ドラム１ｂまでの距離Ｓ（本実施形態では２００ｍｍ）の抵抗に換算し、その時の値を周方向の抵抗Ｒｓとしている。言い換えると、周方向の抵抗Ｒｓは、中間転写ベルトの移動方向の最上流に位置する感光ドラム１ａと最下流に位置する感光ドラム１ｄの距離での周方向の抵抗である。
【００３４】
本実施形態では、ＲＬを測定する際に、３０μＡの定電流制御とする。ここで、定電流値３０μＡは、周方向の抵抗に起因する一次転写性を満足する電流値であり、第１〜第４の画像形成ステーションの感光ドラム１ａ〜１ｄに流れる電流値である。電圧Ｖｖを複数回モニタし、その平均から導いたＲｓは、７．０ｌｏｇΩとしている。
【００３５】
このように、本実施形態では、一次転写性、二次転写性を考量してそれぞれ周方向、厚さ方向の抵抗に異方性のある導電性ベルトを中間転写ベルトとして採用する。
【００３６】
以下、本実施形態の一次転写を実行する為の一次転写電位の形成方法について詳細に説明する。本実施形態の構成では、転写電源として二次転写部材に電圧を印加する二次転写電源２１が、一次転写を行うための電源として使用される。すなわち二次転写電源２１は、一次転写と二次転写の共通の転写電源である。よって、二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０からトナー像を記録材に二次転写させるための部材であるとともに、中間転写ベルトに電流を供給する電流供給部材としもて使われる。二次転写電源２１を一次、二次共通の転写電源として使用すれば、一次転写専用の転写電源が必要なくなりコストダウンすることが可能である。
【００３７】
また、本実施形態では、各一次転写部の電位を安定させるために、二次転写対向ローラ１３に、電圧維持素子１５を接続している。電圧維持素子１５は、一定の電流が供給されることによって、接続されている部材（二次転写対向ローラ１３）を所定電位以上に維持するための部材である。本実施形態では電圧維持素子１５として、定電圧素子であるツェナーダイオード１５を使用している。以下、ツェナーダイオード１５に逆方向の電圧を印加した際にアノードとカソード間にかかる電圧をツェナー電圧と定義し、本実施形態ではツェナー電圧が２００［Ｖ］のものを使用する。
【００３８】
二次転写対向ローラ１３にツェナーダイオード１５を接続した効果について説明する。図５に、二次転写部に記録材Ｐを突入させた前後における第１の画像形成ステーションの一次転写部の電位変化を測定結果である。本実施例の構成での二次転写プロセス中に、中間転写ベルト１０に印加される電圧を測定した。ＴＲＥＫ社製表面電位測定装置（Ｍｏｄｅｌ３７０）及び専用プローブ（Ｍｏｄｅｌ  ３８００Ｓ−２）を使用し、電圧測定を行っている。図５の縦軸は、第１の画像形成ステーションの一次転写部の電位、横軸は時間経過を表している。
【００３９】
図５の点線は、ツェナーダイオード１５を接続していない時であり、図５の実線は、ツェナーダイオード１５を接続している時を表している。この時、二次転写ローラ２０から印加された電流のうち過剰な電流を、中間転写ベルト１０、二次転写対向ローラ１３を介してツェナーダイオード１５に流す事が出来るため、中間転写ベルト１０の表面電位を所望の２００［Ｖ］に安定させる事が出来ている。しかしながら、ツェナーダイオード１５を接続しない場合では、上述の効果が得られないために、記録材が二次転写部に突入するタイミングから、第１の画像形成ステーションの一次転写部の中間転写ベルト電位が急激に変動している。
【００４０】
このように、二次転写対向ローラ１３にツェナーダイオード１５を接続することで、記録材が二次転写部に到達した際に二次転写電流を増加させても、一次転写電位を一定に保つことが可能である。
【００４１】
また、図１に示すように、二次転写部以外で中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラ１１、テンションローラ１３に電圧維持素子であるツェナーダイオード１５を接続してもよい。これらは、一次転写電位に近い電位で維持された状態で中間転写ベルト１０に接触しているので、より一次転写電位を安定させることが可能である。
【００４２】
本実施形態では、中間転写ベルト電位を安定化させるため、電圧維持素子として定電圧素子であるツェナーダイオード１５を使用したものの、同様の効果を得られる素子であれば、別の定電圧素子（例えば、バリスタなどの素子）を用いてもよい。
【００４３】
本実施形態では、上記説明した画像形成装置の中間転写ベルト１０として、中間転写ベルト１０の厚み方向の抵抗Ｒｖと、周方向の抵抗Ｒｓの関係がＲｖ＞Ｒｓを満たすベルトを使用する。ここで、周方向の抵抗は、中間転写ベルトの移動方向の最上流に位置する感光ドラム１ａと最下流に位置する感光ドラム１ｄの距離での周方向の抵抗である。
【００４４】
Ｒｖ＞Ｒｓを満たすベルトにすることで、各画像形成ステーションの感光ドラム１ａ〜１ｄには、一次転写可能な電流を流しつつ、孤立パッチパターンを含む画像のトナーパッチ部に２次転写可能な電流を流す事が可能である。よって、パッチボソを抑制する事が出来る。
【００４５】
以下、比較例を用いて、効果の検証を行った。本実施形態の画像形成装置の効果を調べるため、中間転写ベルト１０の抵抗関係を変えた中間転写ベルト１０を備えた画像形成装置を用いて検証を行った。本実施例及び以下に示す２つの比較例について、１次転写部の中間転写ベルト１０の表面電位と一次転写性を確認し、さらに、二次転写中の転写電流を測定し、パッチボソのレベルを比較した。尚、比較例で用いた中間転写ベルト１０の材料には、ポリイミド樹脂に導電材としてカーボンブラックを分散させたものを用いており、カーボンブラックの量を調整して、抵抗調整を行っている。以下に、今回用いた２つの比較例について記述する。
【００４６】
（比較例１）
中間転写ベルト１０の抵抗関係は、Ｒｖ＜Ｒｓとし、実際の抵抗値は、Ｒｖ＝７．５ｌｏｇΩ、Ｒｓ＝８．９ｌｏｇΩとしている。
【００４７】
（比較例２）
中間転写ベルト１０の抵抗関係は比較例１と同様に、Ｒｖ＜Ｒｓとし、実際の抵抗値は、Ｒｖ＝６．５ｌｏｇΩ、Ｒｓ＝６．８ｌｏｇΩとしている。
【００４８】
本実施例と上記２つの比較例の抵抗をまとめると、表１に示した通りとなる。いずれも、前述の抵抗測定方法により、Ｒｖの測定には１０μＡ、Ｒｓの測定には３０μＡの定電流印加時の抵抗を測定した結果となっている。表２は、本実施形態及び２つの比較例における一次転写部の中間転写ベルト１０の電位とその時の一次転写性能を、表３は二次転写中の転写電流とその時のパッチボソのレベルを示している。
【００４９】
【表１】
2013231960.tif 000003
【００５０】
【表２】
2013231960.tif 000004
【００５１】
【表３】
2013231960.tif 000005
【００５２】
以下、評価方法について述べる。
【００５３】
表２に示した一次転写部の中間転写ベルト１０の電位は、転写電源２１から二次転写ローラ２０（電流供給部材）に電圧を印加し、中間転写ベルト１０を伝播した電流量を測定する。具体的には、第１の画像形成ステーション、第４の画像形成ステーションでの感光ドラム１直下の電位をＴＲＥＫ社製表面電位測定装置（Ｍｏｄｅｌ３７０）で測定している。得られた電位に対応した一次転写性能評価結果も併せて示している。電位を安定させるために、二次転写ローラ２０の対向ローラである張架ローラ１３には、電圧安定素子１５を接続し、張架ローラ部の電位を２００Ｖで安定させている。
【００５４】
二次転写性の評価は、記録材Ｐにトナーを二次転写させる際の、白部（紙通紙部）と黒部（トナー部）の電流値を比較して行っている。図９（ａ）に示したような孤立パッチ部と白部に定電圧６００Ｖを印加した時に、各々に流れる電流をモニタしている。白部に流れる電流に対して黒部に流れる電流が小さいと、トナー部に電流が流れず記録材上に電流が逃げているという事になり、二次転写性能が低い事を示している。すなわち、白部と黒部の電流の差分（以下、「Δｉ」とする）が大きいほど、パッチボソが発生しやすい。
【００５５】
パッチボソを抑制するためには、Δｉを５０μＡ以下とするのが望ましい。電流モニタに加えて、その時の孤立パッチの転写性を画像にて判断し、パッチボソのレベルを比較している。評価環境は、記録材Ｐの抵抗が低くなる高温高湿環境（３０℃／８５％）で行い、記録材Ｐには、Ｂｕｓｉｎｅｓｓ４２００（坪量：７５ｇ／ｍ２）（メーカー：Ｘｅｒｏｘ社）の高温高湿下長期放置紙を用いている。
【００５６】
次に、評価結果について述べる。比較例１はＲｓが高いために、表２で示したように、画像形成ステーションに到達するまでに電圧降下を起こしてしまうために、中間転写ベルト１０の電位を確保する事が難しい。Ｒｓが高い比較例１では、中間転写ベルト１０と感光ドラム１の電位差を作り出せず、一次転写を好適に行う事が難しい。
【００５７】
一方、二次転写性の評価では、表３に示したように、Δｉが５０μＡより小さく抑えられ、かつ、パッチボソの発生を抑制する事が出来ている。比較例１ではＲｖが高いため、二次転写性は確保する事が出来る。Ｒｖが高い事によって、供給電流が低抵抗紙を伝って中間転写ベルト１０上に逃げる事を抑える事が出来るため、トナー部に電流を過不足無く流す事が可能である事が要因である。
【００５８】
したがって、比較例１の転写特性は、Ｒｖが高いため二次転写性を満たす事は出来るが、Ｒｓが高いため一次転写性を満たす事が出来ない。よって、比較例１の中間転写ベルト１０の抵抗関係では、本構成による一次転写性、二次転写性を同時に満たす事が出来ない。
【００５９】
比較例２ではＲｓが低いために、中間転写ベルト１０の周方向に電流を流す事が出来るため、表２に示したように、画像形成ステーション部まで電圧降下をそれほど起こさない。よって、比較例２では、中間転写ベルト１０と感光ドラム１の電位差によって、一次転写を行う事が可能となる。
【００６０】
しかし、比較例２は、Ｒｓに比べてＲｖがさらに低いため、二次転写性を満たす事が出来ない。表３に示したように、Δｉは５０μＡより大きくなり、パッチボソが発生してしまう。Ｒｖが低い事によって、図９（ｂ）で示したように、供給電流は低抵抗紙を伝って中間転写ベルト１０上に逃げてしまう。よって、所望の電流をトナー部に供給する事が出来ない。以上の理由から、Ｒｖが低い比較例２では２次転写を好適に行う事が出来ない。
【００６１】
したがって、比較例２の転写特性は、Ｒｓが低いため一次転写性を満たす事が出来るが、ＲｖはＲｓよりさらに低いため、二次転写性を満たす事が出来ない。よって、比較例２の中間転写ベルト１０の抵抗関係では、本構成による一次転写性、二次転写性を同時に満たす事が出来ない。
【００６２】
以上、比較例１と比較例２の結果から、Ｒｖ＜Ｒｓの関係性を持つ中間転写ベルト１０を用いた場合には、一次転写もしくは二次転写を好適に行う事が難しい。
【００６３】
一方、本実施例では、Ｒｖ、ＲｓをＲｖ＞Ｒｓとし、表１のような値に調整する事によって、１次転写性を満たしつつ、二次転写も良好に行う事が出来る。
【００６４】
本実施例では、Ｒｖに対してＲｓを低くする事で、比較例２と同様の理由で１次転写性を満たす事が出来る。実際に、表２の結果からは、第４画像形成ステーションに至るまで、中間転写ベルト１０の電位をほぼ均一に保つ事が出来ている。
【００６５】
二次転写性に関しては、ＲｖをＲｓに対して高く設定しているために、比較例１と同様の理由から良好な二次転写を行う事が出来る。記録材Ｐの抵抗が低い状態でも、トナー部に電流を流す事が出来ており、実際の画像評価も満足している。
【００６６】
以上説明したように、本実施例では、一次転写を行う際に、中間転写ベルトを介して像担持体へ電流が供給される構成において、中間転写ベルトの厚み方向の抵抗Ｒｖと周方向の抵抗Ｒｓを、Ｒｖ＞Ｒｓとする事によって、一次転写性能と二次転写性能を同時に満足する事が出来る。
【００６７】
本実施形態は、図６に示す画像形成装置にも適用可能である。図６は、二次転写対向ローラ１３、駆動ローラ１１の間に一次転写面が形成される中間転写ベルト１０の、一次転写面に対応する領域内で中間転写ベルト１０に接触する接触部材１７を備える。この接触部材１７に電圧維持素子を接続することを特徴とする。
【００６８】
図６に示すように、第２の画像形成ステーションと第３の画像形成ステーションの間の位置には、中間転写ベルト１０を介して接触部材である金属ローラ１７が配置されている。この金属ローラ１７は、第２の画像形成ステーションと第３の画像形成ステーションとの中間位置で、感光ドラム１ｂ、１ｃへの中間転写ベルト１０の巻きつき量を確保する事が出来るようにする。図７（ａ）に示したように、感光ドラム１ｂ、１ｃと中間転写ベルト１０で形成される水平面に対して、２ｍｍ持ち上げた位置に配置される。金属ローラ１７は、外径６ｍｍのストレート形状のニッケルメッキＳＵＳ棒で構成され、中間転写ベルト１０の回転に伴い、従動して回転する。
【００６９】
第２の画像形成ステーションの感光ドラム１ｂと第３の画像形成ステーションの感光ドラム１ｃ間の距離をＷ、感光ドラム１ｂ、１ｃと金属ローラ１４の距離をＴ、中間転写ベルト１０に対する金属ローラ１４の持ち上げ高さをＨ１とする。本実施形態では、Ｗ＝６０ｍｍ、Ｔ＝３０ｍｍ、Ｈ１＝２ｍｍとした。
【００７０】
また、本実施形態では感光ドラム１ａ、１ｄに対する中間転写ベルト１０の巻きつき量を確保するため、図７（ｂ）に示すように、張架ローラ１１、１３を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト１０で形成される水平面よりも、２ｍｍ持ち上げている。中間転写ベルト１０に対する張架ローラ１３の持ち上げ高さをＨ２、張架ローラ１１の持ち上げ高さをＨ３とした時、Ｈ２＝Ｈ３＝２ｍｍとした。
【００７１】
電圧維持素子に接続された金属ローラ１７を第２、３画像形成ステーション間に配置する事で、各一次転写部の電位を所望の電位以上に維持し易くなる。よって、使用できるベルト抵抗の範囲も、大きくすることが可能になる。
【００７２】
本実施形態の構成では、画像形成ステーション間距離が長くても、電位降下を抑制する効果がある。張架ローラ１１、１２、１３と金属ローラ１４を電圧安定素子１５で繋ぐ事によって、金属ローラからも電圧降下抑制を行う事が出来るため、更に良好な一次転写を行う事が出来る。
【００７３】
尚、図６、７では、張架ローラ１１、１３間の第２、第３画像形成ステーション間に金属ローラ１７を１本配置したが、図８のように各画像形成ステーションに対応させてそれぞれ金属ローラ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを配置しても良い。各感光ドラム１から電圧維持素子１５に接続された各金属ローラ１７までの距離が近くなる為に、さらに、各一次転写部の電位を所望の電位以上に維持し易くなる。また、図１０に示すように、電圧維持素子１５が接続された複数の接触部材（金属ローラ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）を配置する場合は、張架部材である１１に電圧維持素子１５を接続しなくてもよい。
【００７４】
（実施形態２）
実施形態１では、一次転写性能と二次転写性能を同時に満足するために、中間転写ベルトの厚み方向の抵抗Ｒｖと周方向の抵抗Ｒｓを、Ｒｖ＞Ｒｓとする構成について説明した。ここで、実施形態１の周方向の抵抗Ｒｓは中間転写ベルトの移動方向の最上流に位置する感光ドラムと最下流に位置する感光ドラムの距離での周方向の抵抗である。
【００７５】
これに対し、本実施形態では、中間転写ベルト１０が、導電性の基層と、絶縁性の表層を備えることを特徴とする。なお、その他の構成については実施形態１の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。
【００７６】
本実施形態の中間転写ベルト１０は、実施形態１と同様に、厚み１００μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂にカーボンを分散させて電気抵抗を調整したものを基層（導電性基層）として用いる。さらに表面（ベルトの外側）に、厚み０．５〜３μｍで絶縁性のアクリル樹脂の表面コート層（表層）を設けたベルトを使用する。表層の高抵抗層は、２次転写部の長手方向で通紙域と非通紙領域の電流差を少なくすることを目的とする。
【００７７】
次に中間転写ベルトの製造方法について説明する。インフレーション成形法による製造方法を用いている。基材となるＰＰＳと、導電体粉であるカーボンブラックなどの配合成分を二軸混練機により溶融混練する。得られた混練物を環状ダイスによって押出し成形することによりベルトを製造している。
【００７８】
表面コート層は、成形したエンドレスベルトの表面に紫外線硬化樹脂をスプレーコーティングし、乾燥後、紫外線照射により硬化させて形成している。コート層は厚すぎると、割れやすくなるため０．５〜３μｍの範囲となるよう塗布量を調整している。
【００７９】
導電体粉としてカーボンブラックを用いている。中間転写ベルト１０の電気抵抗値を調節するために混合する添加剤は特に制限されるものではない。例えば、抵抗を調整する導電性フィラーとしてはカーボンブラックや各種の導電性金属酸化物等がある。非フィラー系抵抗調整剤としては各種金属塩やグリコール類等の低分子量のイオン導電材やエーテル結合や水酸基等を分子内に含んだ帯電防止樹脂または電子導電性を示す有機高分子化合物等である。
【００８０】
添加するカーボン量を増やすとベルトは低抵抗化するが、増やしすぎるとベルト自体の強度が不足し、割れやすくなってくる。本実施形態では、ベルト強度が画像形成装置に使用できる範囲内に収まる範囲内で、ベルトを低抵抗化している。
【００８１】
本実施形態の中間転写ベルトのヤング率は３０００ＭＰａ程度である。ヤング率の測定は、ＪＩＳ−Ｋ７１２７の引張弾性率測定方法に準拠し、測定試料の厚みは１００μｍとした。
【００８２】
表４に、基体に対するカーボン量の相対比率を変更したベルトを示す。
【００８３】
【表４】
2013231960.tif 000006
【００８４】
表４には、添加したカーボン量と表層コート層の有無を示している。例えば、ベルトＢはベルトＡに対してカーボン量が１．５倍、ベルトＣはベルトＡに対してカーボン量が２倍であることを示している。また、ベルトＡ、ベルトＢ、ベルトＣには表層を設けており、ベルトＤ、ベルトＥは単層のベルトである。ベルトＢとベルトＤのカーボン量の相対比率は同じで、ベルトＣとベルトＥのカーボン量の相対比率も同じである。
【００８５】
また比較用のベルトとしてカーボン量の相対比率を変えて、抵抗調整したポリイミドの比較例ベルトを製法した。比較例ベルトは、カーボン量の相対比率が０．５であり、体積抵抗率も１０１０〜１０１１Ωｃｍである。この比較例ベルトは、中間転写ベルトに採用されるベルトとしては一般的な抵抗値を有するベルトである。
【００８６】
以下に、比較例ベルトと、ベルトＡ〜Ｅの体積抵抗率、表面抵抗率の測定結果を示す。
【００８７】
まず、前述の比較例ベルトおよびベルトＡ〜Ｅに対して、株式会社三菱化学アナリテック製の抵抗率計ハイレスタＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を用いて測定した。測定した体積抵抗率、表面抵抗率（ベルトの外側表面）を表５に示す。測定方法は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し、導電性ゴムを電極とすることで電極とベルトの表面の良好な接触性を得た上で測定した。測定条件は、印加時間を３０秒間で、印加電圧を１０Ｖ、１００Ｖとしている。
【００８８】
【表５】
2013231960.tif 000007
【００８９】
比較例ベルトは、印加電圧は１００Ｖを印加した場合に、体積抵抗率が１．０×１０１０Ωｃｍ、表面抵抗率が１．０×１０１０Ω／□である。しかしながら、比較例ベルトは印加電圧を１０Ｖにすると流れる電流が小さすぎて体積抵抗率を測定できず、「ｏｖｅｒ」と表示される。
【００９０】
一方、ベルトＢ、Ｃ、Ｄは１００Ｖ印加では、ベルトの抵抗が低いため流れる電流値が大きすぎて、体積抵抗率の測定不能を表すｕｎｄｅｒが表示される。ベルトＢは、１００Ｖ印加で表面抵抗率は２．０×１０８Ω／□であったが、ベルトＣ、Ｄは、１００Ｖ印加した場合は、ｕｎｄｅｒと表示された。
【００９１】
表５中で、ベルトＡの印加電圧１０Ｖの各体積抵抗率、表面抵抗率は測定不能である。また、１００Ｖを印加した場合のベルトＡと比較例ベルトの表面抵抗率を比較すると、ベルトＡの方が高い。これはコート層の影響によるもので、高抵抗の表層コートを有するベルトＡのほうが、表層コートを有していない比較例ベルトより抵抗が高いことが分かる。
【００９２】
また、ベルトＢとベルトＤ、ベルトＣとベルトＥを比較することで、コート層があることで、抵抗値が高くなっていることがわかる。また、ベルトＢとベルトＣ、ベルトＤとベルトＥを比較することで、カーボン量を増やすと、抵抗値が低くなっていることがわかる。ベルトＥでは抵抗が低すぎて、全ての項目が測定不能となっている。
【００９３】
実施形態２では、表２でｕｎｄｅｒと表示される範囲の中間転写ベルトを使用する必要がある。本実施形態でも、実施形態１と同様に、ベルトの周方向の抵抗が重要である。本実施形態では、低抵抗化したベルトの抵抗値を図１１で示す方法で測定する。図１１（ａ）では、測定用電源（ここでは転写電源２１を使用している）から外面ローラ２０Ｍ（第１の金属ローラ）に一定電圧（測定用電圧）を印加した時に、画像形成部１ｄの感光ドラム１ｄＭ（第２の金属ローラ）に繋いだ電流検知手段である電流計へ流れる電流を検知する。この検知した電流値から、外面ローラ２０Ｍが接触する位置から感光ドラム１ｄＭが接触する位置の間の中間転写ベルト１０の電気抵抗を求める方法を用いている。
【００９４】
この方法によって中間転写ベルト１０の周方向（回転方向）に流れる電流を測定し、その測定した電流値で測定用電圧を割ることで、ベルトの抵抗を算出している。この時、中間転写ベルト以外の抵抗の影響を無くすため、外面ローラ２０Ｍ、感光ドラム１ｄＭは金属（アルミニウム）のみからなるものを用い、金属ローラであることを示すために符号にＭ（Ｍｅｔａｌ）を付加している。本実施形態では、外面ローラ２０Ｍの当接部−感光ドラム１ｄＭ間の距離は中間転写ベルト上面側が３７０ｍｍ、中間転写ベルト下面側が４２０ｍｍである。図１１（ｂ）は、画像形成部１ａに第２の金属ローラを配置して測定している点（電流計の位置が異なっている点）が図１１（ａ）と異なっている。
【００９５】
以上の測定方法で、印加電圧を振ってベルトＡ〜Ｅを測定した結果が図１２（ａ）である。この測定方法では中間転写ベルトの周方向の抵抗を測定しているので、周方向抵抗と称している。全てのベルトで印加電圧を上げていくと抵抗が少しずつ低下していく傾向があるが、これは樹脂にカーボンを分散したベルトの特徴である。図１１（ｂ）のように２次転写部と電流計の距離を変更した場合でも、測定結果は、図１２（ａ）とほぼ同じ結果になる。
【００９６】
図１２（ｂ）は、図１１の測定方法で測定した電流をそのままプロットしたものである。前述の図１２（ａ）の縦軸（抵抗［Ω］）は、図１２（ｂ）の測定された電流値を印加電圧で割ることで換算した値である。
【００９７】
図１２（ｂ）のように、比較例ベルトでは２０００Ｖ印加しても周方向に電流は流れなかった。しかしながら、図１２（ｂ）に示すように、ベルトＡ〜Ｅでは、５００ｖ以下で５０μＡ以上流れていることがわかる。本実施形態で、中間転写ベルトとして使用するベルトは、上記周方向抵抗で１０４〜１０８Ωである。本実施例の画像形成装置であれば、周方向抵抗が１０４〜１０８Ωのものであれば、ベルトの周方向に電流が流れ易く、所望の１次転写性を確保するのに好ましい結果が得られた。
【００９８】
次に、上記周方向抵抗が１０４〜１０８Ωである中間転写ベルト１０のベルト表面電位について説明する。図１３にベルト表面電位の測定方法を示している。図中では４つの表面電位計で、４箇所の電位測定をしている。尚、図中の１４ｄＭ、１４ａＭは測定用の金属ローラである。
【００９９】
表面電位計３７ａおよび測定プローブ３８ａは画像形成部１ａの１次転写ローラ１４ａＭ（金属ローラ）の電位を測定している。測定器はトレック・ジャパン株式会社製表面電位計ＭＯＤＥＬ３４４を使用した。金属ローラは中間転写ベルト内面と同電位となるため、本方法で中間転写ベルト内面電位を測定することができる。同じく、表面電位計３７ｄおよび測定プローブ３８ｄは画像形成部１ｄの１次転写ローラ１４ｄＭ（金属ローラ）の電位により中間転写ベルト内面の電位を測定している。
【０１００】
また、表面電位計３７ｅおよび測定プローブ３８ｅは駆動ローラ１１Ｍを対向にして中間転写ベルト外面電位を測定しており、表面電位計３７ｆおよび測定プローブ３８ｆはテンションローラ１３を対向にして中間転写ベルト外面電位を測定している。また、駆動ローラ１１Ｍ、２次転写対向ローラ１２、テンションローラ１３には各々電気的な抵抗体であるＲｅ、Ｒｆ、Ｒｇを接続している。
【０１０１】
本測定方法で中間転写ベルトの電位を測定したところ、測定箇所による差はほぼ無く、ベルト電位は中間転写ベルト内でほぼ同電位であることがわかった。つまり本実施例で用いたベルトは、ある程度抵抗値を持つものの、導電性を有するベルトと考えて差し支えない。
【０１０２】
図１４に中間転写ベルト電位の測定結果を示す。図１４（ａ）はＲｅ＝Ｒｆ＝Ｒｇ＝１ＧΩの抵抗体を用いた場合の結果である。横軸は転写用の転写電源２１に印加した電圧、縦軸は中間転写ベルトの電位であり、ベルトＡ〜Ｅでの結果を示している。
【０１０３】
また同様に、図１４（ｂ）はＲｅ＝Ｒｆ＝Ｒｇ＝１００ＭΩ、図１４（ｃ）はＲｅ＝Ｒｆ＝Ｒｇ＝１０ＭΩの場合の結果を示している。
【０１０４】
どのベルトも印加電圧を上げていくと、ベルト表面電位も上昇する。また、抵抗値を１ＧΩ、１００ＭΩ、１０ＭΩと下げていくと、ベルト表面電位は下降する。ここではＲｅ、Ｒｆ、Ｒｇの抵抗値を全て同じにしているが、どれか１つの抵抗値を下げると、その抵抗に従ってベルト表面電位が下がることが分かっている。
【０１０５】
また、比較例ベルトのように周方向に電流が流れにくい抵抗値の中間転写ベルトでは、上述のような方法でベルト表面電位を測定することはできない。各１次転写ローラに専用の電源９により電圧を印加する構成では、電位測定プローブを配置することができない。またベルト周方向の位置で電位が異なるため、支持ローラを対向にして電位測定プローブを配置して測定しても、１次転写部のベルトの表面電位を測定することはできないからである。
【０１０６】
次に、同様な方法でベルト厚み方向の抵抗測定について説明する。図１５のように、接触部材１４ａＭ（第３の金属ローラ）に測定用電源から電圧を印加する。その際の画像形成部１の感光ドラム１ａＭ（第４の金属ローラ）に繋いだ電流計へ流れる電流を検知し、その間の中間転写ベルト１０の電気抵抗を求める方法を用いている。
【０１０７】
このとき中間転写ベルト以外の抵抗の影響を無くすため、接触部材１４ａＭ、感光ドラム１ａＭは金属のみからなるものを用い、金属ローラであることを示すために符号にＭ（Ｍｅｔａｌ）を付加している。本例では、１次転写部−感光ドラム１ａＭの成すニップ幅は、ベルト搬送方向が２ｍｍ、ベルト搬送方向と垂直方向が２２０ｍｍである。図１６に抵抗測定結果を示す。図１６（ａ）は図１５の測定方法で測定した実抵抗値であり、図１６（ｂ）は体積抵抗率に換算した結果である。このように、従来ベルトおよびベルトＡ〜Ｅの厚み方向の抵抗は、実抵抗値で１０４〜１０９Ω、体積抵抗率で１０７〜１０１２Ωｃｍである。
【０１０８】
よって、本実施形態の中間転写ベルト１０は絶縁性の表層を有することで、周方向の抵抗が、１０４以上、且つ、１０８Ω以下であり、厚み方向の抵抗が１０４以上、且つ、１０９以下である。そして、厚み方向の抵抗が周方向の抵抗より大きい関係を満たしているので、実施形態１と同様に１次転写性を確保しつつ、２次転写性を確保することが可能である。
【０１０９】
図１７は、２次転写効率を示したグラフである。２次転写効率とは、中間転写ベルト上に１次転写されたトナーが何％記録材上に転写されたかを示す２次転写性の指標であり、通常９５％以上あれば問題無く転写できていると判断する。２次転写効率を測定するのに形成した画像は幅１０ｍｍの２色ベタ画像である。この画像を選択したのは２次転写部の長手方向を考慮したときにトナー有り部、トナー無し部で２次転写電流の長手方向差が大きくなり、２次転写性が厳しい条件だからである。
【０１１０】
また、絶縁性の表層を設けることで２次転写電流の長手方向差を小さくすることが可能である。図１８を用いて、絶縁性の表層の効果を説明する。図１８は、２次転写部の長手方向断面を示したものである。図１８（ａ）は、単層の中間転写ベルトに通常サイズの紙に幅１０ｍｍの画像を２次転写しているところを示している。上向きの矢印は２次転写電流であり、矢印の長さは電流量を表しており、矢印が長いと電流量が多いことを示している。ここでは、トナー有り部は電流が少なく、トナー無し部は電流が多くなっていることを示している。
【０１１１】
図１８（ｂ）は、２層の中間転写ベルトに通常サイズの紙に幅１０ｍｍの画像を２次転写しているところを示している。２層の中間転写ベルトではトナー有り部と、トナー無し部の２次転写電流差が減少していることがわかる。
【０１１２】
図１８（ｃ）は、単層の中間転写ベルトに小サイズの紙にベタ画像を２次転写しているところを示している。トナー有り無しと同じように、紙有り部は電流が少なく、紙無し部は電流が多くなっていることを示している。図１８（ｄ）は、２層の中間転写ベルトに小サイズの紙にベタ画像を２次転写しているところを示している。２層の中間転写ベルトでは紙有り部と、紙無し部の２次転写電流差が減少していることがわかる。
【０１１３】
以上説明したように、導電性の基層と絶縁性の表層の２層からなる中間転写ベルトを用いることで、より２次転写性を良化させることが可能である。つまり、トナー有り部、トナー無し部、紙有り部、紙無し部のように２次転写部の長手方向に電流量差ができやすい場合でも、表層コートした２層の中間転写ベルトを用いることで、２次転写性を良化させることができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１  像担持体
１０  中間転写ベルト
１３  二次転写対向部材
１５  電圧維持素子（ツェナーダイオード）
２０  二次転写ローラ
２１  二次転写電源
１７  接触部材
【図１】
2013231960.tif 000008
【図２】
2013231960.tif 000009
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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