JP2014178587A - 転写装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 用紙の裏汚れの発生を防止できる簡易な構成の画像形成装置を提供する。
【解決手段】 トナー像を担持する像担持体と、像担持体に当接してニップを形成する転写手段と、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳転写バイアスを出力する電源と、を有し、電源が出力する重畳転写バイアスによって像担持体上のトナー像をニップで記録媒体へ転写可能な転写装置において電源は、トナー像を記録媒体に転写する際と、トナー像を記録媒体に転写しない際と、で異なる極性の直流電圧に交流電圧を重畳した重畳転写バイアスを出力可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に使用される転写装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、あらかじめ一様に帯電された感光体等の像担持体上に光学的な画像情報を形成することによって得た帯電潜像を、現像装置からのトナーによって可視化し、この可視像を転写紙等の記録媒体上に直接又は中間転写ベルト等の中間転写体を介して転写し、記録媒体上に定着することによって画像形成を行っている。このような画像形成装置において、従来、ＤＣ電源を用いて転写手段に印加する直流転写バイアスを定電流制御する方法が広く採用されている。

ところで、近年、画像形成装置において用いられる記録媒体として、多種多様な用紙が用いられるようになり、高級感を備えた皮革模様をイメージしたものや和紙調のもの等が市販されている。このような用紙は、高級感を出すため、エンボス加工等により表面に凹凸を有している。凹部は、凸部に比べてトナーが転写し難く、特に凹凸の大きい記録用紙にトナーを転写させる場合、凹部にトナーが充分に転写されず、画像の抜けが発生する場合がある。

用紙表面の凹部への転写不良に関しては、直流電圧に交流電圧を重畳することで転写率の向上や中抜け等の異常画像を改善できることが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。

したがって、通紙する用紙に応じて転写モードを直流転写モード又は直流交流重畳転写モード（以下、重畳転写モードという）に切り替えることで、多様な用紙に対しても良好な転写性を得ることが可能となる。

中間転写体に転写されたトナー像を転写紙へ二次転写する場合、通常は、二次転写位置において中間転写体の表面と対向する位置にニップ形成ローラ等の二次転写部材を配置する。そして、二次転写位置において中間転写体と二次転写部材との間に転写ニップを形成し、その転写ニップに二次転写バイアスが印加されることで、転写ニップ中の転写紙に対し、中間転写体上に担持された合成トナー画像が静電転写される。

二次転写部材は、転写ニップに転写紙が存在しない状態では中間転写体の表面に接触する。一方、転写ニップに転写紙が存在する状態では転写紙の裏面に接触する。そのため、転写ニップに転写紙が存在しない状態のときに中間転写体の表面上のトナーが二次転写部材の表面に付着する。そして、そのトナーが転写紙の裏面に付着し、転写紙の裏汚れを招く。

このような転写紙の裏汚れを抑制するために、二次転写部材に二次転写部材用クリーニング装置を設けることも考えられる。

しかしながら、二次転写部材用クリーニング装置を別途設けることは、画像形成装置の大型化やコスト高を招く。

上述の問題を解決すべく、バイアスクリーニング方式を採用した画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献５参照）。

特許文献５に記載の画像形成装置によると、バイアスクリーニング方式により、中間転写体のクリーニング機構を用いて二次転写部材の表面に付着したトナーをクリーニングできる。このバイアスクリーニング方式とは、所定の非画像形成タイミング（例えば、画像形成ジョブの前或いは後のタイミング）でクリーニングバイアスを二次転写領域に印加して、二次転写部材に付着したトナーを中間転写体の表面に転移させ、中間転写体のクリーニング機構を用いて中間転写体の表面に転移したトナーをクリーニングする方式を言う。

そのため、特許文献５に記載の画像形成装置は、二次転写部材用クリーニング装置を設けることなく転写紙の裏汚れを抑制でき、画像形成装置の小型化かつ低コスト化を図れる。また、中間転写体上のトナー像を検知することによって、使用条件に応じてクリーニングバイアスの印加条件を変更することで、ニップ形成ローラをクリーニングできる構成となっている。

しかしながら、特許文献５に記載の画像形成装置は、条件に応じてクリーニングバイアスの印加条件を変更するため制御が複雑となる。また、トナー像の検知は、主走査方向全域にて行なっていないため、ばらつきが発生し、決定したクリーニング条件が最適な条件からずれてしまう虞がある。

そのため、クリーニング時間が長くなったり、クリーニング不足による用紙の裏汚れが発生したりする懸念がある。

本発明は、用紙の裏汚れの発生を防止できる簡易な構成の転写装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の転写装置は、
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に当接してニップを形成する転写手段と、
直流電圧に交流電圧を重畳した重畳転写バイアスを出力する電源と、を有し、
前記電源が出力する前記重畳転写バイアスによって前記像担持体上のトナー像を前記ニップで記録媒体へ転写可能な転写装置において、
前記電源は、トナー像を前記記録媒体に転写する際と、トナー像を前記記録媒体に転写しない際と、で異なる極性の直流電圧に交流電圧を重畳した重畳転写バイアスを出力可能であることを特徴とする。

本発明によると、用紙の裏汚れの発生を防止できる簡易な構成の転写装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す構成図である。 図１に示した画像形成装置の画像形成ユニットを示す構成図である。 図１に示した画像形成装置の直流バイアスと重畳バイアスとを切り替えて二次転写部に印加する様子を示す模式図である。 図１に示した画像形成装置の交流電源から出力される重畳バイアスの波形の一例を示す波形図である。 図１に示した画像形成装置の二次転写バイアス印加部の構成例を示すブロック図である。 本発明の評価条件を説明するグラフである。 クリーニング回数と用紙の裏汚れの濃度との関係を示すグラフである。 図１に示した画像形成装置の第１変形例を示す概略構成図である。 図１に示した画像形成装置の第２変形例を示す概略構成図である。 図１に示した画像形成装置の第３変形例を示す概略構成図である。 図１に示した画像形成装置の第４変形例を示す概略構成図である。

以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、中間転写方式を採用したカラー画像形成装置について説明する。なお、本実施形態を説明するための各図面において、同一の機能若しくは形状を有する部材又は構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態であるカラー画像形成装置（以下、単にプリンタと呼ぶ）の概略を示す断面構成図である。この図に示すプリンタは、像担持体（第２の像担持体）としての中間転写体（本実施形態では中間転写ベルト）５１を有しており、その中間転写ベルト５１の上部走行辺に沿って、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色トナー画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが並設され、タンデム作像部を構成している。なお、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、扱うトナーの色が異なるのみで構成は同一であるため、一つの画像形成ユニットについてのみ説明し、以下では、参照符号におけるＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの添え字を適宜省略して説明する。

画像形成ユニット１は、図２に示すように、第１の像担持体としての感光体ドラム１１、感光体ドラム１１の表面を帯電ローラによって帯電する帯電装置２１、感光体ドラム１１上の潜像を可視化する現像装置３１、感光体ドラム１１から中間転写ベルト５１にトナー像を転写させる一次転写手段としての一次転写ローラ５５、感光体ドラム表面をクリーニングするクリーニング装置４１等を備えている。本実施形態では、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、プリンタ本体に対して脱着可能に設けられている。

感光体ドラム１１は、ドラム基体の表面上に有機感光層が形成された外径６０ｍｍ程度のドラム形状のものであって、図示しない駆動手段によって図２中時計回りに回転駆動される。帯電装置２１は、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体ドラム１１に接触又は近接させながら、帯電ローラと感光体ドラム１１との間に放電を発生させることで、感光体ドラム表面を一様帯電せしめる。本実施形態では、トナーの正規帯電極性と同じマイナス極性に一様帯電せしめる。帯電バイアスとしては、直流電圧に交流電圧を重畳したものを採用している。帯電ローラを用いる方式に変えて、帯電チャージャによる方式を採用しても良い。

現像装置３１は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤が収容される収容容器内に、現像剤担持体としての現像スリーブ３１ａ及び現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌部材としての２本のスクリュー部材３１ｂ，３１ｃを備えている。なお、１成分現像剤を用いる現像装置を採用することも可能である。

クリーニング装置４１は、クリーニングブレード４１ａと、クリーニングブラシ４１ｂを備えている。クリーニングブレード４１ａは、感光体ドラム１１の回転方向に対してカウンタ方向から感光体ドラム１１と当接している状態で、クリーニングブラシ４１ｂは感光体ドラム１１と逆方向に回転しながら接触している状態で感光体ドラム１１表面をクリーニングする。

潜像書込手段である光書込ユニット８０は、図１に示すように、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方に配設されている。光書込ユニット８０は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいてレーザーダイオードから発したレーザー光Ｌにより、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを光走査する。この光走査により、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。具体的には、感光体ドラム１１の一様帯電した表面の全域のうち、レーザー光Ｌが照射された箇所は、電位を減衰せしめる。これにより、レーザー照射箇所の電位が、それ以外の箇所（地肌部）の電位よりも小さい静電潜像となる。光書込ユニット８０は、光源から発したレーザー光Ｌを、図示しないポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏光せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体ドラム１１に照射するものである。なお、ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤから発したＬＥＤ光によって光書込を行うものを採用しても良い。

転写装置としての転写ユニット５０は、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの下方に配設されている。そして、無端状の中間転写ベルト５１は、張架されながら図１中反時計回り方向に走行する。また、転写ユニット５０は、像担持体たる中間転写ベルト５１の他に、転写手段としての転写回転体（本実施形態では二次転写ニップ形成ローラ）５６、転写裏面回転体（本実施形態では二次転写裏面ローラ）５３、駆動ローラ５２、クリーニングバックアップローラ５４、４つの一次転写ローラ５５、ベルトクリーニング装置５７、トナー像検知センサ５８等を有している。

中間転写ベルト５１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ５２、二次転写裏面ローラ５３、クリーニングバックアップローラ５４、及び４つの一次転写ローラ５５によって張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図１中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ５２の回転力により、同方向に無端移動せしめられる。中間転写ベルト５１としては、次のような特性を有するものを用いている。即ち、厚みは２０［μｍ］〜２００［μｍ］、好ましくは６０［μｍ］程度である。表面抵抗率は９．０〜１３．０［ＬｏｇΩ／□］、好ましくは１０．０〜１２．０［ＬｏｇΩ／□］である（三菱化学製ハイレスタ−ＵＰ ＭＣＰ ＨＴ４５、ＨＲＳプローブにて、印加電圧５００Ｖ、１０ｓｅｃ値の条件で測定）。また、体積抵抗率は６．０〜１３．０［ＬｏｇΩ・ｃｍ］、好ましくは７．５〜１３．０［ＬｏｇΩ・ｃｍ］程度である（三菱化学製ハイレスタ−ＵＰ ＭＣＰ ＨＴ４５、ＨＲＳプローブにて、印加電圧１００Ｖ、１０ｓｅｃ値の条件で測定）。また、材料は、カーボン分散ポリイミド樹脂からなる。

一次転写ローラ５５は、図２に示すように、無端移動せしめられる中間転写ベルト５１を感光体ドラム１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト５１の表面と、感光体ドラム１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。一次転写ローラ５５には、図示しない転写バイアス電源によって、それぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体ドラム上の各色トナー像と、各色一次転写ローラ５５との間に転写電界が形成され、転写電界やニップ圧の作用により、感光体ドラム上から中間転写ベルト上にトナー像が一次転写される。そして、Ｙトナー像上にＭ，Ｃ，Ｋトナー像が、順次重ね合わされて一次転写されることにより、中間転写ベルト上には４色重ね合わせトナー像が形成される。

一次転写ローラ５５は、金属製の芯金と、これの表面上に固定された導電性のスポンジ層とを具備している弾性ローラからなり、本例では次のような特性を有している。ローラ外形は１６［ｍｍ］で、芯金の径は１０［ｍｍ］である。また、５［Ｎ］／片側の加重を加え、転写ローラ軸に１［ｋＶ］のバイアスを印加し、１分の測定間にローラを１回転させながら抵抗値を測定する。そして、その平均値を体積抵抗とする回転測定法により、オームの法則（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）に基づいて算出したスポンジ層の体積抵抗Ｒは、１０^６〜１０^１２［Ω］、望ましくは１０^７〜１０^９［Ω］である。このような一次転写ローラ５５に対して、一次転写バイアスを定電流制御で印加する。なお、一次転写ローラに代えて、転写チャージャーや転写ブラシ等を採用しても良い。

二次転写ニップ形成ローラ５６は、図１に示すように、中間転写ベルト５１のループ外側に配設されており、ループ内側の二次転写裏面ローラ５３との間に中間転写ベルト５１を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト５１の表面と、ニップ形成ローラ５６とが当接する二次転写ニップが形成されている。二次転写ニップ形成ローラ５６は接地（アース）されているのに対し、二次転写裏面ローラ５３には、電源２００としての二次転写バイアス電源によって二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写裏面ローラ５３と二次転写ニップ形成ローラ５６との間に、トナーを二次転写裏面ローラ側からニップ形成ローラ側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。なお、二次転写裏面ローラ５３が接地されて、二次転写ニップ形成ローラ５６に二次転写バイアス電源２００から二次転写バイアスが印加されても良い。

転写ユニット５０の下方には、記録媒体としての用紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給紙カセット９５が配設されている。この給紙カセット９５は、紙束の一番上の用紙Ｐに給紙ローラ９６を当接させており、これを所定のタイミングで回転駆動させることで、その用紙Ｐを給紙路に向けて送り出す。給紙路の末端付近には、レジストローラ対（位置合わせローラ対）９７が配設されている。このレジストローラ対９７は、給紙カセット９５から送り出された用紙Ｐをローラ間に挟み込むと直ぐに両ローラの回転を停止させる。そして、挟み込んだ用紙Ｐを二次転写ニップ内で中間転写ベルト上のトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、用紙Ｐを二次転写ニップに向けて送り出す。二次転写ニップで用紙Ｐに密着せしめられた中間転写ベルト上のトナー像は、二次転写電界やニップ圧の作用によって用紙上に一括二次転写される。このようにして表面にフルカラートナー像又はモノクロトナー像が形成された用紙Ｐは、二次転写ニップを通過すると、ニップ形成ローラ５６や中間転写ベルト５１から曲率分離する。

二次転写裏面ローラ５３は、ステンレスやアルミニウム等からなる芯金に抵抗層を積層したものである。抵抗層は、ポリカーボネート，フッ素系ゴム，シリコー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。上記した一次転写ローラ５５の場合と同様の回転測定法により測定した二次転写裏面ローラ５３の体積抵抗率は６．０〜８．０［ＬｏｇΩ・ｃｍ］である。なお、硬度２０°〜５０°の発泡タイプでも、ゴム硬度３０°〜６０°のゴムタイプでも良い。

また、二次転写ニップ形成ローラ５６は、ローラの外径が２３［ｍｍ］であり、ステンレスやアルミニウム等からなる直径１６［ｍｍ］の芯金の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、ソリッド状態または発泡スポンジ状態で、ゴム硬度が２０°〜７０°程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の半導電性弾性ゴムを被覆して形成される。この二次転写ニップ形成ローラ５６は、トナーが接するため、表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂等の離型性の良いものを被覆する場合もある。

トナー像検知センサ５８は、中間転写ベルト５１のループ外側に配設されている。そして、中間転写ベルト５１の周方向における全域のうち、接地された駆動ローラ５２に対する掛け回し箇所に対して、約５［ｍｍ］の間隙を介して対向している。トナー像検知センサ５８は１発光２受光タイプの光学センサであり、受光した出力を付着量に換算することで、中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像の付着量検知を行う。

二次転写ニップの図中右側方には、定着装置９０が配設されている。この定着装置９０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ９１と、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ９２とによって定着ニップを形成している。定着装置９０内に送り込まれた用紙Ｐは、その未定着トナー像担持面を定着ローラ９１に密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化さしめられて、フルカラー画像が定着せしめられる。定着装置９０内から排出された用紙Ｐは、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。

二次転写バイアス出力手段としての電源２００は、図３に示すように、直流成分を出力する直流電源２０１と、直流成分に交流成分を重畳したものを出力する交流電源（重畳電源）２０２とから構成される。そして、二次転写バイアスとして、直流電圧（以下、直流バイアスと称す）と、直流電圧に交流電圧を重畳せしめた重畳転写バイアス（以下、重畳バイアスと称す）とを出力できる。

そして、図３（ａ）は直流電源２０１から直流バイアスを印加する様子（直流電圧モード）を示し、図３（ｂ）は交流電源２０２から重畳バイアスを印加する様子（重畳電圧モード）を示している。なお、図３では、直流電源２０１と交流電源２０２の切り替えを概念的に示すためにスイッチで切り替えるように示しているが、本実施形態では、図５に示すように、２つのリレーを用いて切り替えるように構成している。なお、この態様に限定されず、直流電源と交流電源のみを配置し、交流電源の出力有無で重畳モードと直流モードを切り分ける方式としても良い。

図４は、画像形成時における、交流電源２０２から出力される重畳バイアスの波形の一例を示す波形図である。同図において、オフセット電圧Ｖｏｆｆは、重畳バイアスの直流成分の値である。また、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐは、重畳バイアスの交流成分のピークツウピーク電圧である。重畳バイアスは、オフセット電圧Ｖｏｆｆとピークツウピーク電圧Ｖｐｐとを重畳したものであり、その時間平均値はオフセット電圧Ｖｏｆｆと同じ値になる。図示のように、重畳バイアスは正弦波状の形状をしており、プラス側のピーク値と、マイナス側のピーク値とを具備している。Ｖｔで示されているのは、それら２つのピーク値のうち、二次転写ニップ内でトナーをベルト側から用紙側に移動させる方（本実施形態ではマイナス側）のピーク値である。また、Ｖｒで示されているのは、トナーを用紙側からベルト側に戻す方（本実施形態ではプラス側）のピーク値である。直流成分を含む重畳バイアスを印加してその時間平均値であるオフセット電圧Ｖｏｆｆをトナーと同じ極性（本実施形態ではマイナス）にすることで、トナーを往復移動させながら、相対的には中間転写ベルト側から用紙側に移動させて用紙上に転移させることが可能になる。

和紙調の用紙やエンボス加工が施された用紙など、表面の凹凸の大きい記録用紙を用いる場合には、重畳バイアスを印加することにより、上述のように、トナーを往復移動させながら相対的にはベルト側から用紙側に移動させて用紙上に転移させることで、用紙凹部への転写性を向上させ、転写率の向上や中抜けなどの異常画像を改善させることができる。一方、通常の用紙等、凹凸の小さい記録用紙を用いる場合には、直流成分のみによる二次転写バイアスを印加することで、充分な転写性が得られる。

用紙Ｐにトナー像を転写しない際（非画像形成時）には、オフセット電圧Ｖｏｆｆをトナーと逆極性（本実施形態ではプラス）にすることで、トナーを往復移動させながら、ニップ形成ローラ側から中間転写ベルト側に転移させて、ニップ形成ローラ５６をクリーニングすることが可能になる。

凹凸の大きい用紙を印刷する際に、重畳転写モードを選択している場合には、用紙Ｐにトナー像を転写しない時に直流バイアスをマイナスからプラスに切り替えることで、ニップ形成ローラ５６のクリーニングが可能となる。

通常の用紙等、凹凸の小さい用紙を印刷する際に、直流転写モードを選択している場合には、用紙Ｐにトナー像を転写しない時に重畳転写モードへ切り替え、直流バイアスをマイナスからプラスに切り替えることで、ニップ形成ローラ５６のクリーニングが可能となる。

なお、直流バイアスの切り替えは、公知の切り替え手段によって行われる。また、用紙Ｐにトナー像を転写する時かしない時かの判断は、公知のセンサにより画像情報等を検知することにより行われる。そして、マイクロコンピュータ等の制御装置がこの検知情報に基づいて直流バイアスの切り替えを制御する。

本実施形態では、用紙Ｐにトナー像を転写しない際とは、印刷動作開始後でトナーが最初に用紙に転写される前のタイミング及び紙間のタイミングを言う。即ち、印刷動作開始後でトナーが最初に用紙に転写される前のタイミング及び紙間のタイミングにて重畳転写モードによるニップ形成ローラ５６のクリーニングを実施する。

なお、用紙Ｐにトナー像を転写しない際には、異常発生後のタイミングを含んでも良い。即ち、ジャム等の異常が発生した場合には、復帰後の立ち上げ時に専用のクリーニング時間を設け、所定の時間重畳転写モードによるニップ形成ローラ５６のクリーニングを実施しても良い。

具体的には、異常発生時のニップ形成ローラ５６の汚れは、非画像形成時の中間転写ベルト５１の地汚れトナーと比べ、トナー量も多く、極端に汚れる虞がある。そして、印刷動作開始後のクリーニングだけでは裏汚れが発生してしまう可能性がある。そのため、異常発生時にもニップ形成ローラ５６のクリーニングを実施することで、ジャムの発生等の異常時に、二次転写部に用紙が無い状態でトナー像の二次転写ニップ部への突入によるニップ形成ローラの汚れを除去できる。そして、通常時は生産性を低下させることなく裏汚れを防止でき、異常発生時にも短時間の動作で着実に裏汚れを防止できる。なお、用紙Ｐにトナー像を転写しない際は、上述の印刷動作開始後でトナーが最初に用紙に転写される前のタイミング及び紙間のタイミング並びに異常発生後のタイミングを適宜組合わせて選択可能であり、その他のニップ形成ローラ５６が汚れるタイミングを含めることも可能である。

次に、本実施形態におけるニップ形成ローラのクリーニング性能について、評価結果をもとに説明する。図７は、クリーニング回数と用紙の裏汚れの濃度との関係を示すグラフである。

評価条件は、
評価環境：２３℃、５０％ＲＨ
評価用紙：リコー社製 Ｔ６０００＜７０Ｗ＞
評価項目：用紙の画像濃度値ΔＩＤ（＝用紙の裏汚れ画像濃度値ＩＤ−未使用の用紙の画像濃度値ＩＤ）
プロセス線速：３５２．８ｍｍ／ｓｅｃ
とする。

評価項目は、裏汚れの画像濃度値ＩＤから未使用の用紙の画像濃度値ＩＤを差し引いた用紙の画像濃度値（環境ＩＤ変動）ΔＩＤとした。そして、環境ＩＤ変動ΔＩＤ≦０．０２が裏汚れの問題とならないレベルである。

ここで、裏汚れの画像濃度値ＩＤについては、用紙全面のＫのベタ画像を印刷中に、画像形成装置を強制停止させる。そして、ニップ形成ローラをトナー像で汚した後に、所定時間（ニップ形成ローラの周回数）ニップ形成ローラクリーニングを実施する。そして、反射分光濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製のＸ−Ｒｉｔｅ９３９）を用いて二次転写ニップを通過させた用紙の裏面の画像濃度値ＩＤを測定し測定値を得る。
一方、反射分光濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製のＸ−Ｒｉｔｅ９３９）を用いて未使用の用紙の裏面の画像濃度値ＩＤを測定し測定値を得る。

本実施形態の条件として条件（１）は、図６に示すように、Ｖｏｆｆを＋１［ｋＶ］、Ｖｐｐを８［ｋＶ］、また交流成分の周波数は５００［Ｈｚ］とした。また、比較条件として条件（２）は、直流転写モードで＋１［ｋＶ］とした。また、比較条件として条件（３）は、ニップ形成ローラ１周毎に＋１［ｋＶ］と−１［ｋＶ］を交互に印加した。なお、条件（１）〜条件（３）において、ニップ形成ローラが２周する間のクリーニング動作を、クリーニング動作１回と定義する。

評価の結果、図７に示すように、条件（１）では、クリーニング３回の実施で裏汚れの問題とならないレベルとなる。一方、条件（２）ではクリーニング５回の実施をしなければ裏汚れの問題とならないレベルとならない。また、条件（３）ではクリーニング７回の実施をしなければ裏汚れの問題とならないレベルとならない。そのため、本実施形態のニップ形成ローラのクリーニング性能が良好であることが分かる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置の作用について説明する。

トナー像を用紙Ｐに転写する際と転写しない際とで直流電圧を異なる極性（逆極性）にすることで、ニップ形成ローラ５６の汚れに起因する用紙の裏汚れを確実に防止できる。また、印加条件を変更することもなく制御が複雑となることもない。

また、ニップ形成ローラ５６にクリーニング装置を有さないことで、画像形成装置の省スペース化及び低コスト化を図れる。

また、印刷立上動作後に最初に通紙される用紙にトナー像を二次転写する前のタイミングで、トナー像を用紙Ｐに転写する際とは直流電圧を異なる極性にすることで、印刷立上動作後の１枚目（最初）の用紙から裏汚れを防止できる。

また、紙間のタイミングで、トナー像を用紙Ｐに転写する際とは直流電圧を異なる極性にすることで、中間転写体上に地汚れトナー及び偶発的な汚れがあった場合でも、生産性を低下させることなく、用紙Ｐの裏汚れを防止できる。

また、印刷動作とは異なるタイミングで、トナー像を用紙Ｐに転写する際とは直流電圧を異なる極性にすることで、裏汚れを防止できる。具体的には、印刷動作中にジャム等の異常が発生した場合には、用紙が二次転写部に搬送されない。そして、中間転写ベルト上に形成されたトナー像が二次転写ニップまで搬送される。そのため、ニップ形成ローラが汚れてしまう虞がある。また、このニップ形成ローラが極端に汚れている場合には、印刷前のクリーニングだけでは完全にニップ形成ローラの汚れを清掃できない。そこで、印刷動作とは異なるタイミングで、トナー像を用紙Ｐに転写する際とは直流電圧を異なる極性にすることで、異常解除後の再立ち上げ時には、専用のクリーニングモードを実施してから印刷動作を開始でき、用紙の裏汚れを防止できる。

また、交流電圧が正弦波であることで、交流電圧を変えることなく直流電圧の極性の変更だけで、ニップ形成ローラ５６をクリーニングできる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の種々の変形が可能である。この変形例に対しても、上記実施形態と同様、本発明を適用することで、同様の効果を得ることができる。

次に、本実施形態の第１変形例について図８を参照して説明する。なお、上述した実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。

第１変形例に係る画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム１０１に転写手段としての転写ローラ１０２を接触させ、この転写ローラ１０２に図示しない電源２００によってバイアスを印加してトナーを用紙Ｐに転写させ、且つ、記録紙Ｐを搬送させる方式である。像担持体はドラム状に限らず、ベルト状でも良い。また、転写ローラ１０２は、発泡層（弾性層）を有してもよいし、表層にコーティングを施しても良い。

次に、本実施形態の第２変形例について図９を参照して説明する。なお、上述した実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。

第２変形例に係る画像形成装置は、像担持体２１１としての感光体ドラムに転写手段としての転写搬送ベルト２１２を接触させ、このベルトにバイアスを印加してトナーを用紙に転写させ、且つ、用紙を搬送させる方式である。バイアス印加位置は、図９における、転写手段としての転写バイアスローラ２１３とバイアスブラシ２１４の位置である。転写バイアスローラ２１３及びバイアスブラシ２１４は、図示しない電源２００に連結されている。像担持体２１１はドラム状に限らず、ベルト状でも良い。また、バイアスローラは、発泡層（弾性層）を有してもよいし、表層にコーティングを施しても良い。

図９の例では、バイアス印加手段としてローラ及びブラシを用いた例であるが、両方ともローラあるいは両方ともブラシでも良い。また、バイアス印加手段の配置場所としては、転写ニップＮの直下でも良い。また、バイアス印加手段を１つだけ備える構成も可能であり、その場合、バイアス印加手段はローラ又はブラシのどちらでも構わない。バイアス印加手段を１つだけ備える構成における配置場所は、図示例の場所でも良いし、転写ニップＮの直下でも良い。さらに、バイアス印加手段としてチャージャを用いた非接触型も可能であり、転写搬送ベルト２１２の内部（ループ内）にチャージャを組み込む構成である。

次に、本実施形態の第３変形例について図１０を参照して説明する。なお、上述した実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。

第３変形例に係る画像形成装置は、像担持体３０１としての複数（本例では４つ）の感光体ドラムに転写手段としての転写ベルト３０２を接触させる構成である。転写ベルト３０２の入口部（図の右下位置）には、所定のバイアス電圧（紙吸着用バイアス）が印加される紙吸着ローラ３０３が配置されている。用紙は、紙吸着ローラ３０３の下を通過してベルト３０２上に送り出される。そして、静電的にベルト上に吸着された状態で搬送され、各感光体毎に設けられている転写手段としての転写ローラ３０４によって、各色トナー像を用紙に直接転写させる方式である。

図１０の例では、各感光体ドラム毎に設けた転写ローラ３０４に転写バイアスを印加している。各転写ローラ３０４は、図示しない電源２００に接続されている。なお、１つの電源を各転写ローラ３０４に分配するように構成しても良い。また、転写ローラ（転写バイアスローラ）３０４に代えてバイアスブラシを用いても良いし、転写ローラとバイアスブラシの双方を備える構成でも良い。それらのバイアス印加手段の配置場所は、図９の第２変形例で説明した個所と同様である。また、転写ローラ３０４は、発泡層（弾性層）を有してもよいし、表層にコーティングを施しても良い。

次に、本実施形態の第４変形例について図１１を参照して説明する。なお、上述した実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。

第４変形例に係る画像形成装置は、中間転写体（本例では中間転写ベルト）４０２に転写回転体としての二次転写ベルト４０３を接触させ、転写ニップにて記録媒体に画像を転写させた後、二次転写ベルト４０３で搬送する方式である。用紙は、レジストローラ（位置合わせローラ）４０６から送出される。その後、中間転写ベルト４０２と二次転写ベルト４０３が圧接される転写ニップを通過する際に用紙Ｐに画像が転写され、中間転写ベルト４０２から分離させた記録紙Ｐを二次転写ベルト４０３によって搬送し、図示しない定着装置へと送る。

転写ニップを構成する二次転写ベルト４０３側の転写回転体としての二次転写ニップ形成ローラ４０５は接地（アース）されているのに対し、転写ニップＮを構成する中間転写ベルト４０２側の転写裏面回転体としての二次転写裏面ローラ４０４には、図示しない二次転写バイアス電源２００によって二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写裏面ローラ４０４と二次転写ニップ形成ローラ４０５との間に、トナーを二次転写裏面ローラ側からニップ形成ローラ側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。なお、二次転写裏面ローラ４０４が接地されて、二次転写ニップ形成ローラ４０５に二次転写バイアス電源２００から二次転写バイアスが印加されても良い。

さらに、二次転写ベルト４０３の内部に、図９の第２変形例で説明したのと同様に、転写バイアスローラ又は／及びバイアス印加ブラシを設け、これらの転写バイアスローラ又は／及びバイアス印加ブラシに転写バイアスを印加する構成も可能である。転写バイアスローラ又は／及びバイアス印加ブラシの配置場所としては、図９の第２変形例で説明した場合と同様である。転写ローラ（転写バイアスローラ）は、発泡層（弾性層）を有しても良いし、表層にコーティングを施しても良い。また、転写チャージャを用いる構成も可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。転写部の構成は適宜な構成を採用可能であり、対向部材側をベルトで構成しても良い。また、転写手段としてはニップを形成する方式に限らず、チャージャを用いた非接触方式も採用可能である。電源の構成も本発明の範囲内で適宜な構成を採用可能である。

また、画像形成装置の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの並び順などは任意である。また、４色機に限らず、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

なお、上述の実施形態で紹介した各構成の材質、寸法はあくまで一例であり、本発明の作用を発揮し得る範囲内で様々な材質や寸法を選択可能であることは言うまでもない。

５１ 中間転写ベルト（中間転写体の一例）
５３ 二次転写裏面ローラ（転写裏面回転体の一例）
５６ 二次転写ニップ形成ローラ（転写回転体の一例）
１０１ 感光体ドラム（像担持体の一例）
１０２ 転写ローラ（転写手段の一例）
２００ 電源
２１１ 感光体ドラム（像担持体の一例）
２１２ 転写搬送ベルト（転写手段の一例）
２１３ 転写バイアスローラ（転写手段の一例）
２１４ バイアスブラシ（転写手段の一例）
３０１ 感光体ドラム（像担持体の一例）
３０２ 転写ベルト（転写手段の一例）
３０４ 転写ローラ（転写手段の一例）
４０２ 中間転写ベルト（中間転写体の一例）
４０３ 二次転写ベルト（転写回転体の一例）
４０４ 二次転写裏面ローラ（転写裏面回転体の一例）
４０５ 二次転写ニップ形成ローラ（転写回転体の一例）
Ｐ 用紙（記録媒体の一例）

特開２００６−２６７４８６号公報 特開２００８−５８５８５号公報 特開平９−１４６３８１号公報 特開平４−８６８７８号公報 特許２０１１−１５８７８５号公報

Claims (11)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に当接してニップを形成する転写手段と、
   直流電圧に交流電圧を重畳した重畳転写バイアスを出力する電源と、を有し、
   前記電源が出力する前記重畳転写バイアスによって前記像担持体上のトナー像を前記ニップで記録媒体へ転写可能な転写装置において、
   前記電源は、トナー像を前記記録媒体に転写する際と、トナー像を前記記録媒体に転写しない際と、で異なる極性の直流電圧に交流電圧を重畳した重畳転写バイアスを出力可能であることを特徴とする転写装置。
2. 前記電源が、トナー像を前記記録媒体に転写する際に出力する直流電圧は、トナー像を前記像担持体から記録媒体へ移動させる第一の極性の直流電圧であり、トナー像を前記記録媒体に転写しない際に出力する直流電圧は、前記第一の極性とは逆極性の第二の極性の直流電圧であることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. トナー像を前記記録媒体に転写しない際に、前記電源が前記第二の極性の直流電圧に交流電圧を重畳した重畳転写バイアスを出力することにより、前記転写手段をクリーニング可能であることを特徴とする請求項２に記載の転写装置。
4. 前記記録媒体に転写しない際には、印刷動作開始後にトナー像が前記記録媒体に最初に転写される前のタイミングを含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の転写装置。
5. 前記記録媒体に転写しない際には、印刷動作中の前記記録媒体間のタイミングを含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の転写装置。
6. 前記記録媒体に転写しない際には、異常発生後のタイミングを含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の転写装置。
7. 前記転写手段は、クリーニング装置を有さないことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の転写装置。
8. 前記電源は、直流電圧をさらに出力可能であり、
   前記重畳転写バイアスを出力する重畳転写モードと、前記直流電圧による転写バイアスを出力する直流電圧モードとを切替可能であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の転写装置。
9. 前記像担持体は、中間転写体であり、
   前記転写手段は、前記中間転写体に接触する転写回転体を有し、
   前記中間転写体を介して該転写回転体に当接する転写裏面回転体をさらに備え、
   前記転写回転体又は前記転写裏面回転体の何れか一方が前記電源に接続され、他方がアースされ、
   前記電源によりトナー像を前記ニップで静電移動させるための電界が形成可能であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の転写装置。
10. 前記交流電圧は、正弦波であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の転写装置。
11. 請求項１〜１０の何れか１項に記載の転写装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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