JP2014085584A - 中間転写体、転写装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度または湿度の変化に伴う転写不良の発生を抑制することが可能な中間転写体、転写装置および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】基層とその上に形成される弾性層とを有する中間転写体において、弾性層の体積抵抗率ＲＡが、より高温または高湿な環境では基層の体積抵抗率ＲＢよりも大きくなり、より低温または低湿な環境では基層の体積抵抗率ＲＢよりも小さくなる、弾性層および基層を用いて中間転写体を構成する。さらに、転写装置において中間転写体に接触して転写電圧を印加する転写部材の体積抵抗率ＲＣが、いずれ温度または湿度の環境においても、弾性層の体積抵抗率ＲＡおよび基層の体積抵抗率ＲＢよりも小さくなる、転写部材を用いて転写装置を構成する。
【選択図】なし

Description

本発明は、感光体の静電潜像に応じて形成されたトナー画像が感光体から転写される中間転写体、この中間転写体を有する転写装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、一般に、感光体に静電潜像を形成し、静電潜像に応じたトナー画像を普通紙などの記録媒体に転写し、トナー画像を記録媒体に定着させることによって、記録媒体に画像を形成する。このような画像形成装置には、中間転写体を有する装置が知られている。この画像形成装置は、トナー画像を、感光体から中間転写体に、次いで中間転写体から記録媒体に転写する。

感光体から中間転写体へ、中間転写体から記録媒体へのトナー画像の転写は、トナーの移動を促す適切な電界を形成することによって行われる。最終画像の品質を確保する観点から、中間転写体の電気特性は重要であり、従来より検討されている。

たとえば、特許文献１記載の、中間転写体としての多層弾性ベルトは、基材層と、その上に形成される弾性層と、その上に形成される表面層とを有する。そして、２３℃、５５％ＲＨにおいて、弾性層および表面層を含むベルトの体積抵抗率の常用対数値が、基材層を含むベルトのそれよりも大きい。

また、例えば、特許文献２の、中間転写体としての転写ベルトは、ベース層と、その上に形成される中間層と、その上に形成される表面層とを有する。そして、ベース層の表面抵抗率が、中間層の表面抵抗率よりも大きい。

特開２００９−２６５３４３号公報 特開２００７−２９２８８７号公報

中間転写体の電気特性は、中間転写体を取り巻く環境によって変化する。たとえば、低温低湿環境では、図１Ａに示されるように、中間転写体１０には電荷がより残留しやすくなる。転写ローラー１５から注入された電荷が中間転写体１０に、特に弾性層１１に、残留すると、中間転写体１０と感光体２０とによるニップ部（前ニップ部）よりも下流側（例えば本ニップ部）で、中間転写体１０と感光体２０との間で放電現象が生じ、転写不良が引き起こされ、画像ノイズが発生することがある。また、高温高湿環境では、図１Ｂに示されるように、中間転写体１０において電荷が拡散しやすい。電荷の拡散が促進されると、前ニップ部において不要な電界が発生し、その結果として電流過多による画像荒れが発生することがある。このように、環境が変動したときの中間転写体の電気特性による転写不良の抑制については、検討の余地が残されている。

本発明の目的は、温度または相対湿度の変化に伴う転写不良の発生を抑制することが可能な中間転写体を提供することである。また、本発明の別の目的は、この中間転写体を有する転写装置および画像形成装置を提供することである。

本発明に係る中間転写体は、基層と、基層上に形成される弾性層とを有する。そして、弾性層の体積抵抗率をＲＡ、基層の体積抵抗率をＲＢとしたときに、第一の温度Ｔ１または第一の相対湿度ＲＨ１の環境ではＲＡ＞ＲＢであり、Ｔ１より高い第二の温度Ｔ２またはＲＨ１より高い第二の相対湿度ＲＨ２の環境ではＲＢ＞ＲＡである。

本発明に係る転写装置は、上記の本発明に係る中間転写体と、基層に接触しながら転写電圧を印加するための転写部材とを有する。そして、転写部材の基層に接触する部分の体積抵抗率をＲＣとしたときに、Ｔ１またはＲＨ１の環境ではＲＡ＞ＲＢ＞ＲＣであり、Ｔ２またはＲＨ２の環境ではＲＢ＞ＲＡ＞ＲＣである。

本発明に係る画像形成装置は、感光体に形成されたトナー画像を記録媒体に転写するための、上記の本発明に係る転写装置を少なくとも有する。

本発明によれば、温度または湿度の環境が変わっても、中間転写体における電荷の過度の集中および電荷の過度の拡散が抑制される。よって、画像形成装置において、転写時における温度または相対湿度の変化による画像不良を抑制することができる。よって、所期の画質を有する画像を、温度または相対湿度の変化に関わらず安定して形成することができる。

図１Ａは、中間転写体の弾性層における低温低湿環境での電荷の挙動を模式的に示す図である。図１Ｂは、中間転写体の弾性層における高温高湿環境での電荷の挙動を模式的に示す図である。 図２は、中間転写体の弾性層、基層、および転写部材の基層に接触する部分における温度／相対湿度環境に対する体積抵抗率の関係を示す対数グラフである。 図３は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。

［中間転写体］
本発明に係る中間転写体は、基層とその上に形成される弾性層とを有する。本発明では、弾性層の体積抵抗率をＲＡ、基層の体積抵抗率をＲＢとしたときに、図２に示されるように、第一の温度Ｔ１または第一の相対湿度ＲＨ１の環境（以下、「Ｌ／Ｌ環境」とも言う）ではＲＡ＞ＲＢであり、Ｔ１より高い第二の温度Ｔ２またはＲＨ１より高い第二の相対湿度ＲＨ２の環境（以下、「Ｈ／Ｈ環境」とも言う）ではＲＢ＞ＲＡである。図２中、実線はＲＡを、一点鎖線はＲＢをそれぞれ表している。なお、図２中、「Ｎ／Ｎ環境」は、第三の温度Ｔ３または第三の相対湿度ＲＨ３の環境（ただし、Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２かつＲＨ１＜ＲＨ３＜ＲＨ２）である。

Ｔ１およびＴ２は、Ｔ１＜Ｔ２の関係を満たす範囲において、中間転写体が使用されるであろう環境に応じて適宜に設定される。ＲＨ１およびＲＨ２も、ＲＨ２＞ＲＨ１の関係を満たす範囲において、中間転写体が使用されるであろう環境に応じて適宜に設定される。Ｔ１、Ｔ２、ＲＨ１およびＲＨ２は、例えば、中間転写体近傍空間（例えば中間転写体の内側空間や中間転写体が形成するニップ部近傍の空間など）の気温または相対湿度であってもよいし、中間転写体を搭載した画像形成装置が設置される環境の温度または相対湿度であってもよい。

Ｔ１は、本発明に係る中間転写体が使用されるであろう環境の温度を、低温範囲、常温範囲および高温範囲に分けたときの低温範囲の代表値とすることができる。Ｔ１は、例えば５〜１７℃の範囲から選ばれうる。Ｔ２は、上記高温範囲の代表値とすることができる。Ｔ２は、例えば２７〜４０℃の範囲から選ばれうる。温度の代表値としては、例えばその温度範囲の中央値や限界値（下限値または上限値）などが挙げられる。Ｔ１とＴ２との差は、主に画像形成装置の設置環境や使用状況によって決まり、例えば２０〜２５℃である。

ＲＨ１は、本発明に係る中間転写体が使用されるであろう環境の相対湿度の範囲を、低湿範囲、常湿範囲および高湿範囲に分けたときの低湿範囲の代表値とすることができる。ＲＨ１は、例えば１０〜３０％の範囲から選ばれうる。ＲＨ２は、上記高湿範囲の代表値とすることができる。ＲＨ２は、例えば６０〜９０％の範囲から選ばれうる。湿度の代表値としては、例えばその湿度範囲の中央値や限界値（下限値または上限値）などが挙げられる。ＲＨ１とＲＨ２との差は、主に画像形成装置の設置環境によって決まり、例えば５０〜７０％である。

弾性層の体積抵抗率ＲＡおよび基層の体積抵抗率ＲＢは、Ｌ／Ｌ環境ではＲＡ＞ＲＢであり、Ｔ２またはＲＨ２の環境ではＲＢ＞ＲＡである範囲において特に限定されず、適宜に決めることが可能である。

ＲＡの常用対数値をＲＡ’、ＲＢの常用対数値をＲＢ’としたとき、Ｌ／Ｌ環境において、ＲＡ’とＲＢ’との差（ＲＡ’−ＲＢ’）が０．１〜２．０であることが、転写による画像不良の発生を抑制するとともに、各層における過剰な電荷を拡散させる観点から好ましく、０．５〜１．５であることがより好ましい。また、Ｈ／Ｈ環境では、後述するＲＣよりも大きな数値の範囲でＲＡ＞ＲＢの関係を容易に満たす観点から、ＲＢ’とＲＡ’との差（ＲＢ’−ＲＡ’）が０．１〜２．０であることが好ましく、０．２〜１．２であることがより好ましい。

たとえば、弾性層の体積抵抗率ＲＡは、ＲＡおよびＲＢの前述の関係を満たすことと、中間転写体の所期の機能を実現することとを考慮すると、Ｌ／Ｌ環境では１１．０〜１２．５ＬｏｇΩ・ｃｍ（１０^１１〜１０^１２Ω・ｃｍ）であることが好ましく、Ｈ／Ｈ環境では９．５〜１０．５ＬｏｇΩ・ｃｍであることが好ましい。また、Ｎ／Ｎ環境では９．０〜１３．０ＬｏｇΩ・ｃｍであることが好ましく、１０．５〜１１．５ＬｏｇΩ・ｃｍであることがより好ましい。ただし、Ｌ／Ｌ環境でのＲＡを「ＲＡ１」、Ｈ／Ｈ環境でのＲＡを「ＲＡ２」、Ｎ／Ｎ環境でのＲＡを「ＲＡ３」としたとき、ＲＡ１＜ＲＡ３＜ＲＡ２である。

また、たとえば、基層の体積抵抗率ＲＢは、ＲＡおよびＲＢの前述の関係を満たすことと、中間転写体の所期の機能を実現することとを考慮すると、Ｌ／Ｌ環境では１１．０〜１２．０ＬｏｇΩ・ｃｍであることが好ましく、Ｈ／Ｈ環境では１０．０〜１１．０ＬｏｇΩ・ｃｍであることが好ましい。また、Ｎ／Ｎ環境では９．０〜１３．０ＬｏｇΩ・ｃｍであることが好ましく、１０．５〜１１．５ＬｏｇΩ・ｃｍであることがより好ましい。ただし、Ｌ／Ｌ環境でのＲＢを「ＲＢ１」、Ｈ／Ｈ環境でのＲＢを「ＲＢ２」、Ｎ／Ｎ環境でのＲＢを「ＲＢ３」としたとき、ＲＢ１＜ＲＢ３＜ＲＢ２である。

また基層と弾性層の積層体（例えば中間転写体）の体積抵抗率をＲＴとしたとき、ＲＴは、ＲＡおよびＲＢの前述の関係を満たすことと、中間転写体の所期の機能を実現することとを考慮すると、Ｌ／Ｌ環境では１１．２〜１２．２ＬｏｇΩ・ｃｍであることが好ましく、Ｈ／Ｈ環境では９．７〜１０．７ＬｏｇΩ・ｃｍであることが好ましい。

弾性層の体積抵抗率ＲＡおよび基層の体積抵抗率ＲＢは、例えば、中間転写体から一方の層を除去することで用意した測定用サンプルの体積抵抗値を測定することによって求められる。また、上記積層体の体積抵抗率ＲＴは、例えば、中間転写体をそのまま測定することによって求められる。弾性層、基層、積層体の体積抵抗率は、例えば、抵抗率計（三菱化学株式会社製ハイレスタ）を使用して測定されうる。

基層は、導電剤が分散されている樹脂層によって構成されうる。基層の材料となる樹脂としては、例えば、ポリイミド、および、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）やポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）などのフッ素系樹脂が挙げられる。

導電剤としては、例えばイオン導電剤および電子導電剤が挙げられる。イオン導電剤としては、例えば、ヨウ化銀、ヨウ化銅、過塩素酸リチウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸リチウム、トリフロオロメタンスルホン酸リチウム、有機ホウ素錯体のリチウム塩、リチウムビスイミド（（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ）およびリチウムトリスメチド（（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３ＣＬｉ）が挙げられる。

電子導電剤としては、例えば、銀や銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、ステンレス鋼などの金属；およびグラファイトや、カーボンブラック、カーボンナノファイバーカーボンナノチューブなどの炭素化合物；が挙げられる。

前述したＲＡとＲＢとの関係による転写時の画像不良を抑制する効果をより高める観点から、Ｌ／Ｌ環境でのＲＡとＨ／Ｈ環境でのＲＡとの差をより大きくし、Ｌ／Ｌ環境でのＲＢとＨ／Ｈ環境でのＲＢとの差をより小さくすることが好ましい。このような観点から、弾性層がイオン導電性を有することが好ましく、基層が電子導電性を有することが好ましい。イオン導電性を有する弾性層は、弾性層の導電剤にイオン導電剤を用いることによって得られる。電子導電性を有する基層は、基層の導電剤に電子導電剤を用いることによって得られる。

弾性層も、導電剤が分散されている樹脂層によって構成されうる。弾性層の材料となる樹脂としては、例えば、ウレタンゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）およびニトリルゴム（ＮＢＲ）が挙げられる。導電剤は、先に例示した導電剤の中から選ばれうる。

基層の厚みは、本発明の効果が得られる範囲において特に限定されない。基層の厚みは、例えば強度と導電性の観点から、５０〜２００μｍであることが好ましく、８０〜１２０μｍであることがより好ましい。

弾性層の厚みも、本発明の効果が得られる範囲において特に限定されない。弾性層の厚みは、例えば感光体への密着性と導電性の観点から、１００〜５００μｍであることが好ましく、１２０〜３００μｍであることがより好ましい。

本発明に係る中間転写体は、基層および弾性層以外の他の構成要素をさらに有していてもよい。また、本発明に係る中間転写体の形態は、通常、ベルトやドラムなどの無端形状の形態であるが、シートや平板であってもよい。上記の他の構成要素としては、例えば、基層を担持する基材や、弾性層の上に形成される表面層などが挙げられる。基材には、例えばアルミ製のスリーブなどの導電性の支持体が挙げられる。表面層には、例えばフッ素樹脂やシリコーンなどの離型性に優れる樹脂で作製される層が挙げられる。上記の他の構成要素は、中間転写体の構成要素として通常用いられる種々の構成要素から選択されうる。

本発明に係る中間転写体の帯電特性は、温度または湿度の変化によって、転写時における画像不良の発生を抑制する方向に変化する。

Ｌ／Ｌ環境では、弾性層および基層のいずれにも電荷が残留しやすくなるが、放電によって画像不良をより引き起こす弾性層での電荷の残留がより問題となる。Ｌ／Ｌ環境ではＲＢはＲＡよりも小さいことから、弾性層に過剰に残留した電荷は基層に拡散されやすい。

Ｈ／Ｈ環境では、弾性層および基層のいずれも、Ｌ／Ｌ環境に比べて電荷は拡散しやすい。よって、Ｌ／Ｌ環境のＲＡおよびＲＢよりも、Ｈ／Ｈ環境のＲＡおよびＲＢは、上記の放電が発生ない程度に十分に小さいので、Ｈ／Ｈ環境では、電荷の拡散によって弾性層での電荷のさらなる拡散を引き起こす基層での電荷の残留がより問題となる。Ｈ／Ｈ環境ではＲＢがＲＡよりも大きいことから、基層における電荷の過度の拡散が抑制され、よって弾性層における電荷の拡散が抑制される。

したがって、本発明に係る中間転写体は、画像形成装置に搭載したときに、Ｌ／Ｌ環境では放電ノイズなどの画像不良の発生を抑制することができ、Ｈ／Ｈ環境では電流過多による画像荒れなどの画像不良の発生を抑制することができる。このように、本発明によれば、温度または湿度の環境が変わっても、中間転写体における電荷の過度の集中および電荷の過度の拡散が抑制される。

また、Ｌ／Ｌ環境において、ＲＡがＲＢよりも０．５〜１．５桁大きいこと（ＲＡの常用対数値ＲＡ’からＲＢの常用対数値ＲＢ’を引いた差が０．５〜１．５であること）が、上記の効果に加えて、各層における過剰な電荷を拡散させる観点からより一層効果的である。

さらに、イオン導電性は、電子導電性に比べて、一般に、温度または湿度の環境の変化に対して、より大きな体積抵抗率の変化をもたらす。よって、弾性層がイオン導電性を有し、基層が電子導電性を有することは、前述した画像不良の発生を抑制する効果をさらに向上させる観点からより一層効果的である。

［転写装置］
本発明に係る転写装置は、前述した本発明に係る中間転写体と、中間転写体の基層に接触しながら転写電圧を印加するための転写部材と、を有する。転写部材の形態は、ローラー、ベルト、ブレードなどの公知の形態から選択されうる。

本発明では、転写部材は特定の体積抵抗率を有する。すなわち、転写部材の上記基層に接触する部分（以下、「接触部材」ともいう）の体積抵抗率をＲＣとしたときに、図２に示されるように、Ｌ／Ｌ環境ではＲＡ＞ＲＢ＞ＲＣであり、Ｈ／Ｈ環境ではＲＢ＞ＲＡ＞ＲＣである。図２中、破線はＲＣを表している。

ＲＣは、ＲＡよりも２．０〜５．０桁低いことが、ＲＡ、ＲＢおよびＲＣの上記の関係を満足する観点から好ましく、３．５〜４．５桁低いこと、すなわち以下の式を満たすこと、が、転写部材から中間転写体への電圧の印加と、中間転写体の過剰な残留電荷の回収とを両立する観点からより好ましい。
３．５≦ＲＡ’−ＲＣ’≦４．５

ＲＣは、ＲＡと同様の環境依存性を有することが、ＲＡ、ＲＢおよびＲＣの上記の関係を容易に満足させる観点から好ましい。「ＲＣがＲＡと同様の環境依存性を有する」とは、図２に示すように、温度または湿度の環境を変えたときのＲＡおよびＲＣを対数グラフの傾きがほぼ同じであることを言う。より具体的には、ＲＣの常用対数値をＲＣ’としたときに、Ｔ１からＴ２に、またはＲＨ１からＲＨ２に増えたときのＲＣ’の増分をｒｃ、Ｔ１からＴ２に、またはＲＨ１からＲＨ２に増えたときのＲＡ’の増分をｒａとする。このとき、ｒｃに対するｒａの比ｒａ／ｒｃが０．８〜１．２である。

上記対数グラフにおけるＲＡの傾きとＲＣの傾きとがほぼ同じであると、Ｌ／Ｌ環境におけるＲＡ＞ＲＢ＞ＲＣの関係を満足すれば、他の環境におけるＲＡ、ＲＢおよびＲＣの所期の関係が自ずと実現される。よって、ｒａ／ｒｃが０．８〜１．２であることが好ましく、０．８５〜１．１５であることがより好ましい。上記のようなｒａ／ｒｃの関係は、例えば、中間転写体の弾性層と同じ材料、特に同じ導電剤、を用いて接触部材を作製することによって、実現することが可能である。

上記接触部材は、転写部材がローラーまたはベルトである場合には表面に形成される層であり、転写部材がブレードである場合には当該ブレードの少なくとも先端縁である。このような接触部材は、通常、導電剤が分散された弾性体で構成される。弾性体の材料としては、例えば、ウレタンやニトリルゴムなどの弾性を有する樹脂が挙げられる。導電剤としては、前述したイオン導電剤および電子導電剤が挙げられる。弾性体は、これらの樹脂のソリッドや発泡体などの形態を取りうるがこれらの形態に限定されない。当該接触部材を含め、転写部材は、公知の方法で作製されうる。

本発明に係る転写装置は、本発明に係る中間転写体および転写部材以外のさらなる構成要素を有していてもよい。このようなさらなる構成要素としては、例えば、無端ベルト状の中間転写体を張設するための、駆動ローラーを含む複数のローラー、中間転写体の表面に残留するトナーを除去するためのクリーニング装置、および、記録媒体を介して中間転写体に向けて押圧し、かつ記録媒体に二次転写電圧を印加する二次転写部材、が挙げられる。

本発明に係る転写装置の体積抵抗率ＲＣは、Ｌ／Ｌ環境およびＨ／Ｈ環境のいずれにおいても、ＲＡおよびＲＢよりも低い。このため、中間転写体で残留する過剰な電荷を転写部材に速やかに回収することができる。

また、ＲＡ’からＲＣ’を引いた差が３．５〜４．５であることは、上記の効果に加えて、中間転写体の過剰な電荷を転写部材に速やかに回収し、かつ転写部材から中間転写体へ転写電圧を円滑に印加する観点からより一層効果的である。

さらに、Ｌ／Ｌ環境とＨ／Ｈ環境との間において、ＲＣの常用対数値の増分ｒｃ（変化率）が、ＲＡのそれｒａとほぼ同じであること（ｒａ／ｒｃが０．８〜１．２であること）が、上記の効果に加えて、前述したＲＡ、ＲＢおよびＲＣの関係を容易かつ確実に実現する観点から好ましい。

［画像形成装置］
本発明に係る画像形成装置は、後述する本発明に係る転写装置を有する以外は、中間転写体を有する公知の画像形成装置と同様に構成されうる。本発明に係る画像形成装置は、例えば、感光体、感光体を帯電させる帯電装置、帯電した感光体に光を照射して静電潜像を形成する露光装置、静電潜像が形成された感光体にトナーを供給して静電潜像に応じたトナー画像を形成する現像装置、静電潜像に形成されたトナー画像を記録媒体に転写するための転写装置、およびトナー画像を記録媒体に定着させる定着装置、を有する。「トナー画像」とは、トナーが画像状に集合した状態を言う。

図３は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。図３に示されるように、画像形成装置１は、画像読取部１１０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０および定着装置６０を有する。

画像形成部４０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナーによる画像を形成する画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、を有する。これらは、収容されるトナー以外はいずれも同じ構成を有するので、以後、色を表す記号を省略することがある。画像形成部４０は、さらに、中間転写ユニット４２および二次転写ユニット４３を有する。これらは、転写装置に相当する。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５を有する。感光体ドラム４１３は、例えば負帯電型の有機感光体である。感光体ドラム４１３の表面は、光導電性を有する。感光体ドラム４１３は、感光体に相当する。帯電装置４１４は、例えばコロナ帯電器である。帯電装置４１４は、帯電ローラーや帯電ブラシ、帯電ブレードなどの接触帯電部材を感光体ドラム４１３に接触させて帯電させる接触帯電装置であってもよい。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成される。現像装置４１２は、例えば二成分現像方式の現像装置である。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、中間転写ベルト４２１を感光体ドラム４１３に圧接させる一次転写ローラー４２２、バックアップローラー４２３Ａを含む複数の支持ローラー４２３、およびベルトクリーニング装置４２６を有する。中間転写ベルト４２１は無端状のベルトである。中間転写ベルト４２１は、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つの駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。中間転写ベルト４２１は、中間転写体に相当する。一次転写ローラー４２２は、転写部材に相当する。

なお、一次転写ローラー４２２は、図１に示される感光体２０、中間転写体１０および転写ローラー１５の位置関係と同様に、中間転写ベルト４２１の移動方向において、感光体ドラム４１３よりもわずかに下流側に配置されている。この配置により、中間転写ベルト４２１と感光体ドラム４１３とによって形成されるニップ部（「前ニップ部」とも言う）が、中間転写ベルト４２１と一次転写ローラー４２２とによって形成されるニップ部（「後ニップ部」とも言う）よりもわずかに上流側に形成されている。前ニップ部と後ニップ部との間を「本ニップ部」とも言う。

二次転写ユニット４３は、無端状の二次転写ベルト４３２、および二次転写ローラー４３１Ａを含む複数の支持ローラー４３１を有する。二次転写ベルト４３２は、二次転写ローラー４３１Ａおよび支持ローラー４３１によってループ状に張架される。

定着装置６０は、用紙Ｓ上のトナー画像を構成するトナーを加熱、融解する定着ローラー６２と、用紙Ｓを定着ローラー６２に向けて押圧する加圧ローラー６３と、を有する。用紙Ｓは、記録媒体に相当する。

画像形成装置１は、さらに、画像読取部１１０、画像処理部３０および用紙搬送部５０を有する。画像読取部１１０は、自動原稿給紙装置１１１および原稿画像走査装置１１２（スキャナー）を有する。用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３を有する。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａなどの複数の搬送ローラー対を有する。

画像形成装置１による画像の形成を説明する。
原稿画像走査装置１１２は、コンタクトガラス上の原稿Ｄを光学的に走査して読み取る。原稿Ｄからの反射光がＣＣＤセンサー１１２ａにより読み取られ、入力画像データとなる。入力画像データは、画像処理部３０において所定の画像処理が施され、露光装置４１１に送られる。

感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。帯電装置４１４は、感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、各色成分の入力画像データに対応するレーザー光を感光体ドラム４１３に照射する。こうして感光体ドラム４１３の表面には、静電潜像が形成される。現像装置４１２は、感光体ドラム４１３の表面にトナーを付着させることにより静電潜像が可視化される。こうして感光体ドラム４１３の表面に、静電潜像に応じたトナー画像が形成される。

感光体ドラム４１３の表面のトナー画像は、中間転写ユニット４２によって中間転写ベルト４２１に転写される。転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーは、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有するドラムクリーニング装置４１５によって除去される。

一次転写ローラー４２２によって中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接することにより、中間転写ベルト４２１に各色のトナー画像が順次重なって転写される。中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置４２６によって除去される。

二次転写ローラー４３１Ａは、中間転写ベルト４２１および二次転写ベルト４３２を介して、バックアップローラー４２３Ａに圧接される。それにより、転写ニップが形成される。この転写ニップを用紙Ｓが通過する。用紙Ｓは、用紙搬送部５０によって転写ニップへ搬送される。用紙Ｓの傾きの補正および搬送のタイミングの調整は、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により行われる。

転写ニップに用紙Ｓが搬送されると二次転写ローラー４３１Ａへ転写バイアスが印加される。この転写バイアスの印加によって、中間転写ベルト４２１に担持されているトナー画像が用紙Ｓに転写される。トナー画像が転写された用紙Ｓは、二次転写ベルト４３２によって、定着装置６０に向けて搬送される。

定着装置６０は、搬送されてきた用紙Ｓをニップ部で加熱、加圧する。こうしてトナー画像が用紙Ｓに定着する。トナー像が定着された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る転写装置を有することから、中間転写体における電荷の残留や拡散による画像不良の発生を抑制することができる。このため、転写時における温度または相対湿度の変化による画像不良を抑制することができる。したがって、所期の画質を有する画像を、温度または相対湿度の変化に関わらず安定して形成することができる。また、中間転写体の移動方向におけるより上流側で中間転写体と感光体とが接触し、当該移動方向のより下流側で中間転写体と転写部材とが接触することは、上記の効果に加えて、中間転写体に残留する過剰な電荷を、より下流側に位置する転写部材に速やかかつ円滑に回収する観点からより一層効果的である。

［実施例１］
ポリイミドに電子導電剤としてカーボンブラックが分散されている無端ベルト状の基層Ａを用意する。ポリアミド酸のワニスに電子導電剤としてカーボンブラックを分散し、得られたワニスを円筒状の金型の内面に塗布し、得られた塗膜を乾燥、硬化させて、厚み８０μｍの基層Ａの無端状ベルトを作製する。

基層Ａのベルトの外周面上に弾性層を形成する。基層Ａのベルトの外周面に、電子導電剤としてのカーボンブラックが分散されたウレタンゴム材料を、例えば、ベルト表面へのゴム材料の塗布に通常用いられる塗布装置を用いて塗布する。この塗布により形成される上記ウレタンゴム材料の塗膜は、ヒーターなどの公知の手段を用いて乾燥、硬化される。こうして、厚み２００μｍの弾性層Ａ−１が基層Ａのベルトの外周面上に作製され、基層Ａおよび弾性層Ａ−１を有する中間転写ベルトＡが得られる。

一方で、基層Ａのベルトおよび弾性層Ａ−１の体積抵抗率を測定する。弾性層Ａ−１の体積抵抗率は、弾性層Ａ−１のベルトを検体として測定される。弾性層Ａ−１のベルトは、例えば基層Ａの材料に変えて上記ウレタンゴム材料を用いて基層Ａと同様のベルトを形成することによって得られる。基層Ａのベルトおよび弾性層Ａ−１のベルトの体積抵抗率は、これらのベルトの軸方向の３箇所のそれぞれで周方向に四点の測定点、合計で１２点の測定点を設定し、三菱化学株式会社製「ハイレスタ」を用いて各測定点で体積抵抗率をそれぞれ測定し、これらの平均値を求めることによって、当該平均値として求められる。

基層Ａのベルトの体積抵抗率は、低温低湿環境（１０℃、２０ＲＨ％）で１１．２ＬｏｇΩ・ｃｍであり、高温高湿環境（３０℃、８０ＲＨ％）で１０．４ＬｏｇΩ・ｃｍである。弾性層Ａ−１のベルトの体積抵抗率は、低温低湿環境（１０℃、２０ＲＨ％）で１１．８ＬｏｇΩ・ｃｍであり、高温高湿環境（３０℃、８０ＲＨ％）で１０．２ＬｏｇΩ・ｃｍである。

次いで、転写ローラーＡを用意する。転写ローラーＡは、芯金上に導電性の弾性層Ａ−２を形成する。芯金の外周面に、電子導電剤としてのカーボンブラックが分散されたウレタンゴム材料を、例えば、芯金の表面へのゴム材料の塗布に通常用いられる塗布装置を用いて塗布し、芯金上に弾性層Ａ−２を形成する。こうして、弾性層Ａ−２を有する転写ローラーＡが得られる。

得られた転写ローラーＡの弾性層Ａ−２の体積抵抗率は、低温低湿環境（１０℃、２０ＲＨ％）で８．２ＬｏｇΩ・ｃｍであり、高温高湿環境（３０℃、８０ＲＨ％）で６．８ＬｏｇΩ・ｃｍである。弾性層Ａ−２の体積抵抗率は、基層Ａのベルトや弾性層Ａ−１のベルトの体積抵抗率と同様に、１２箇所の測定点から得られた測定値の平均値である。

図３に示される画像形成装置に、中間転写ベルトＡを中間転写ベルト４２１として、転写ローラーＡを一次転写ローラー４２２としてそれぞれ搭載する。そして、この画像形成装置を用いて低温低湿環境（１０℃、２０ＲＨ％）および高温高湿環境（３０℃、８０ＲＨ％）でそれぞれ画像を形成すると、放電ノイズや画像流れなどの転写時における画像ノイズのない良好な画像を得ることができる。これは、（１）中間転写ベルトＡの基層Ａの体積抵抗率（ＲＢ）、弾性層Ａ−１の体積抵抗率（ＲＡ）および転写ローラーＡの弾性層Ａ−２の体積抵抗率（ＲＣ）が、図２に示されるような大小関係を満たすこと、（２）そのため、低温低湿環境における弾性層Ａ−１での電荷の過度の集中が抑制され、高温高湿環境における弾性層Ａ−１および基層Ａでの電荷の過度の拡散が抑制されること、および、（３）中間転写ベルトＡにおける過度に残留の電荷が弾性層Ａ−２へ円滑に回収されること、によると考えられる。

［実施例２］
ポリアミド酸のワニスに電子導電剤としてカーボンブラックを分散し、得られたワニスを円筒状の金型の内面に塗布し、得られた塗膜を乾燥、硬化させて、厚み８０μｍの基層Ｂの無端状ベルトを作製する。

そして、基層Ｂのベルトの外周面上に弾性層Ｂ−１を形成する。基層Ｂのベルトの外周面に、イオン導電剤が分散されたニトリルゴム（ＮＢＲ）を、実施例１と同様に、例えば塗布装置を用いて塗布する。こうして、厚み２００μｍの弾性層Ｂ−１が基層Ｂのベルトの外周面上に作製され、基層Ｂおよび弾性層Ｂ−１を有する中間転写ベルトＢが得られる。

さらに、転写ローラーＢを用意する。芯金の外周面に、弾性層Ｂ−１で用いたのと同じイオン導電剤が分散されたニトリルゴムを、実施例１と同様に、例えば塗布装置を用いて塗布し、芯金上に弾性層Ｂ−２を形成する。こうして、イオン導電性を有する弾性層Ｂ−２を有する転写ローラーＢが得られる。

実施例１と同様にして、基層Ｂ、弾性層Ｂ−１および弾性層Ｂ−２の体積抵抗率を測定する。基層Ｂのベルトの体積抵抗率は、低温低湿環境（１０℃、２０ＲＨ％）で１１．４ＬｏｇΩ・ｃｍであり、高温高湿環境（３０℃、８０ＲＨ％）で１０．５ＬｏｇΩ・ｃｍである。弾性層Ｂ−１のベルトの体積抵抗率は、低温低湿環境（１０℃、２０ＲＨ％）で１２．５ＬｏｇΩ・ｃｍであり、高温高湿環境（３０℃、８０ＲＨ％）で１０．２ＬｏｇΩ・ｃｍである。弾性層Ｂ−２の体積抵抗率は、低温低湿環境（１０℃、２０ＲＨ％）で８．４ＬｏｇΩ・ｃｍであり、高温高湿環境（３０℃、８０ＲＨ％）で６．４ＬｏｇΩ・ｃｍである。

実施例１と同様に、中間転写ベルトＢおよび転写ローラーＢを画像形成装置に搭載し、低温低湿環境（１０℃、２０ＲＨ％）および高温高湿環境（３０℃、８０ＲＨ％）でそれぞれ画像を形成すると、放電ノイズや画像流れなどの転写時における画像ノイズのない良好な画像を得ることができる。本実施例では、弾性層Ｂ−１および弾性層Ｂ−２の体積抵抗率の変化の割合は、ほぼ同じ（ｒａ／ｒｃ＝１．１５）であり、基層Ｂの体積抵抗率の変化の割合に比べて２倍以上大きい。よって、実施例１で示される効果をより高める観点から効果的である。

また、本実施例では、弾性層Ｂ−１および弾性層Ｂ−２の体積抵抗率の変化の割合がほぼ同じ（ｒａ／ｒｃ＝１．１５）となっている。よって、低温低湿環境における基層Ｂ（ＲＢ）、弾性層Ｂ−１（ＲＡ）および弾性層Ｂ−２（ＲＣ）の体積抵抗率の関係がＲＡ＞ＲＢ＞ＲＣの関係を満足するように中間転写ベルトＢおよび転写ローラーＢを設計すれば、ＲＡ、ＲＢおよびＲＣの所期の関係が自ずと実現する。このように、ＲＡとＲＣの傾きを揃えると、実施例１で示される効果に加えて、ＲＡ、ＲＢおよびＲＣの関係を容易かつ確実に実現する観点から好ましい。特に、ＲＡとＲＣの傾きを揃えることで、高温高湿環境においてＲＢ＞＞ＲＣの関係を必ず成立させることが可能になる。高温高湿環境では、基層Ｂが最も抵抗の高い層となるため、基層Ｂの、前ニップ部およびそれよりも下流側の部分（本ニップ部または後ニップ部）で電荷が残留することが懸念される。しかしながら、基層Ｂよりも十分に抵抗の低い弾性層Ｂ−２が基層Ｂに接触するので、基層Ｂの電荷をより速やかに転写部材側に吸収することが可能になる。

本発明に係る中間転写体は、温度または湿度の環境変化に関わらず、転写による画像不良を抑制することができる。よって、環境の変化に関わらず高画質の画像を形成する画像形成装置の普及および発展が期待される。

１ 画像形成装置
１０ 中間転写体
１１ 弾性層
１２ 基層
１５ 転写ローラー
２０ 感光体
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ 画像形成ユニット
４２ 中間転写ユニット
４３ 二次転写ユニット
５０ 用紙搬送部
５１ 給紙部
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ 給紙トレイユニット
５２ 排紙部
５２ａ 排紙ローラー
５３ 搬送経路部
５３ａ レジストローラー対
６０ 定着装置
６２ 定着ローラー
６３ 加圧ローラー
１１０ 画像読取部
１１１ 自動原稿給紙装置
１１２ 原稿画像走査装置
１１２ａ ＣＣＤセンサー
４１１Ｙ 露光装置
４１２Ｙ 現像装置
４１３Ｙ 感光体ドラム
４１４Ｙ 帯電装置
４１５Ｙ ドラムクリーニング装置
４２１ 中間転写ベルト
４２２ 一次転写ローラー
４２３，４３１ 支持ローラー
４２３Ａ バックアップローラー
４２６ ベルトクリーニング装置
４３１Ａ 二次転写ローラー
４３２ 二次転写ベルト
Ｄ 原稿
Ｓ 用紙

Claims (7)

1. 基層と、前記基層上に形成される弾性層とを有する中間転写体において、
   前記弾性層の体積抵抗率をＲＡ、前記基層の体積抵抗率をＲＢとしたときに、
   第一の温度Ｔ１または第一の相対湿度ＲＨ１の環境ではＲＡ＞ＲＢであり、Ｔ１より高い第二の温度Ｔ２またはＲＨ１より高い第二の相対湿度ＲＨ２の環境ではＲＢ＞ＲＡである、中間転写体。
2. ＲＡの常用対数値をＲＡ’、ＲＢの常用対数値をＲＢ’としたとき、Ｔ１またはＲＨ１の環境において以下の式を満たす、請求項１に記載の中間転写体。
   ０．５≦ＲＡ’−ＲＢ’≦１．５
3. 前記弾性層がイオン導電性を有し、前記基層が電子導電性を有する、請求項１に記載の中間転写体。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の中間転写体と、前記基層に接触しながら転写電圧を印加するための転写部材と、を有する転写装置であって、
   前記転写部材の前記基層に接触する部分の体積抵抗率をＲＣとしたときに、
   Ｔ１またはＲＨ１の環境ではＲＡ＞ＲＢ＞ＲＣであり、Ｔ２またはＲＨ２の環境ではＲＢ＞ＲＡ＞ＲＣである、転写装置。
5. ＲＣの常用対数値をＲＣ’としたときに、以下の式を満たす、請求項４に記載の転写装置。
   ３．５≦ＲＡ’−ＲＣ’≦４．５
6. Ｔ１からＴ２またはＲＨ１からＲＨ２に増えたときのＲＣ’の増分をｒｃ、Ｔ１からＴ２またはＲＨ１からＲＨ２に増えたときのＲＡ’の増分をｒａとしたときに、以下の式を満たす、請求項５に記載の転写装置。
   ０．８≦ｒａ／ｒｃ≦１．２
7. 感光体に形成されたトナー画像を記録媒体に転写するための転写装置を少なくとも有する画像形成装置において、
   前記転写装置は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の転写装置である、画像形成装置。
   

Images