JP2017040671A - 転写装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非転写時に、転写手段に供給する転写用の電圧又は電流と逆極性の電圧又は電流の値を補正する補正手段を備えない場合に比較して、転写手段の長寿命化を図る。
【解決手段】中間転写ベルト２１から記録用紙にトナー像を転写する二次転写ロール３１と、二次転写ロール３１に転写用の電圧を供給する第１の高圧電源１１０と、非転写時に、二次転写ロール３１に転写用の電圧と逆極性の電圧を供給する第２の高圧電源１２０と、二次転写ロール３１に流れる転写用の電圧と同極性の電荷の量を累積的に検出する第１のカウンタ１６０と、二次転写ロール３１に流れる転写用の電圧と逆極性の電荷の量を累積的に検出する第２のカウンタ１７０と、第１及び第２のカウンタ１６０，１７０の検出結果に基づいて、非転写時に、二次転写ロール３１に第２の高圧電源１２０によって供給する転写用の電圧と逆極性の電圧の値を補正する制御装置１００とを備えた。
【選択図】図５

Description

この発明は、転写装置及び画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置においては、感光体ドラム上に形成されたトナー像や中間転写ベルト上に転写されたトナー像を記録媒体に転写するために転写装置が用いられている。転写装置に関する技術としては、特許文献１〜３に開示されたものが既に提案されている。

特許文献１は、転写部材がイオン導電性を有する転写部材であり、転写部材によってトナー像を転写するに先立って転写部材に電源により所定の電圧を印加したときに転写部材に流れる電流を検知する電流検知手段を有し、電流検知手段によって検知された電流に基づいて、制御手段により、転写部材の抵抗を安定させるための所定の電圧の印加時間を決定するように構成したものである。

特許文献２は、画像情報に応じたトナー像を担持する像担持部と、像担持部に担持されたトナー像を記録材へ転写すべく像担持部と接しつつ回転する転写部材と、転写部材にトナー像を静電的に転写させる転写電圧を印加する転写電圧印加手段と、転写部材に流れる転写電流を検知する転写電流検知手段と、トナー像を記録媒体へ転写する際に、転写電流検知手段が検知する転写電流に応じて転写電圧印加手段が印加する転写電圧を制御する制御手段とを有するように構成したものである。

特許文献３は、記録媒体に対するトナー像の転写に先立ち、転写部に記録媒体が介在しない状態で、転写部材にあらかじめ決められた記録媒体に基づく所定電流を流し、そのときに転写部材に印加される基準電圧を検知する検知手段と、基準電圧と記録媒体に基づく加算電圧値とを加算して、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写するために印加する転写電圧値を決定する制御手段と、を備え、基準電圧値に上限値を設定し、基準電圧値が上限値のときには、転写部に記録媒体が介在しない状態で、転写部材に上限値の電圧を印加し、そのときの電流を検知手段によって検知し、検知された電流値に基づいて、制御手段により、像担持体上に形成するトナー像の単位面積当たりの最大トナーのり量を決定するように構成したものである。

特開２００４−２０５５８３号公報 特開２００４−０５３７４８号公報 特開２００４−１０１９６７号公報

この発明は、非転写時に、転写手段に供給する転写用の電圧又は電流と逆極性の電圧又は電流の値を補正する補正手段を備えない場合に比較して、転写手段の長寿命化を図ることを目的とする。

請求項１に記載された発明は、像保持体から被転写体にトナー像を転写する転写手段と、
前記転写手段に転写用の電圧又は電流を供給する第１の供給手段と、
非転写時に、前記転写手段に前記転写用の電圧又は電流と逆極性の電圧又は電流を供給する第２の供給手段と、
前記転写手段に流れる前記転写用の電圧又は電流と同極性の電荷の量を累積的に検出する第１の検出手段と、
前記転写手段に流れる前記転写用の電圧又は電流と逆極性の電荷の量を累積的に検出する第２の検出手段と、
前記第１及び第２の検出手段の検出結果に基づいて、非転写時に、前記転写部材に第２の供給手段によって供給する前記転写用の電圧又は電流と逆極性の電圧又は電流の値を補正する補正手段と、
を備えた転写装置である。

請求項２に記載された発明は、前記転写手段は、前記被転写体側に配置される転写ロールを有し、
前記第１及び第２の供給手段は、前記転写ロールに電圧又は電流を供給する請求項１に記載の転写装置である。

請求項３に記載された発明は、前記補正手段は、前記第１の検出手段の検出結果を前記第２の検出手段の検出結果で除算した値に基づいて、前記転写部材に第２の供給手段によって供給する電圧又は電流の値を補正する請求項１又は２に記載の転写装置である。

請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の転写装置と、
前記転写装置によって像保持体から被転写体にトナー像を転写することにより記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を備える画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、非転写時に、転写手段に供給する転写用の電圧又は電流と逆極性の電圧又は電流の値を補正する補正手段を備えない場合に比較して、転写手段の長寿命化を図ることができる。

請求項２に記載された発明によれば、第１及び第２の供給手段が転写ロールに電圧又は電流を供給しない構成に比較して、転写手段に供給される転写用の電圧又は電流と、転写用の電圧又は電流と逆極性の電圧又は電流を精度良く検出することができる。

請求項３に記載された発明によれば、補正手段が、第１の検出手段の検出結果を第２の検出手段の検出結果で除算した値に基づいて電圧又は電流の値を補正しない場合に比較して、転写手段に流れる転写用の電圧又は電流と同極性の電荷の量と逆極性の電荷の量とを容易にバランスさせることができる。

請求項４に記載された発明によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の転写装置を備えない場合に比較して、記録媒体に転写される画像の画質を向上させることができる。

この発明の実施の形態１に係る転写装置を適用した画像形成装置を示す全体構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の画像形成部を示す構成図である。 同図（ａ）は二次転写ロールを示す斜視構成図、同図（ｂ）は二次転写ロールを示す断面図である。 同図（ａ）は他の二次転写ロールを示す斜視構成図、同図（ｂ）は他の二次転写ロールを示す断面図である。 転写装置の要部を示す構成図である。 同図（ａ）は転写時における二次転写ロールへの印加電流を示す波形図、同図（ｂ）はクリーニング時における二次転写ロールへの印加電流を示す波形図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 実験例１の結果を示すグラフである。 比較例の結果を示すグラフである。 同図（ａ）（ｂ）は実験例２の結果をそれぞれ示すグラフである。 この発明の実施の形態２に係る画像形成装置の動作を示す図表である。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[実施の形態１]
図１はこの発明の実施の形態１に係る転写装置を適用した画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその画像形成装置における要部（作像装置など）を拡大して示している。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置１は、現像剤４を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置１０と、各作像装置１０で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。なお、図中の１ａは画像形成装置１の本体を示し、この本体１ａは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。

作像装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで構成されている。これらの４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、本体１ａの内部空間において傾斜した状態で１列に並べた状態となるよう配置されている。

各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１や図２に示されるように、像保持体の一例としての回転する感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、次のようなトナー像形成手段の一例としての各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する露光装置１３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤４のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その各トナー像を中間転写装置２０に転写する一次転写手段の一例としての一次転写装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、一次転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）等である。

感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。

帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。なお、帯電装置１２としては、感光体ドラム１１の表面に非接触状態で配置されるスコロトロン等の非接触型の帯電装置を用いてもよい。

露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光を、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力される画像の情報（信号）が送信される。

露光装置１３は、感光体ドラム１１の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）により感光体ドラム１１に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドからなるものである。なお、露光装置１３としては、画像情報に応じて構成されるレーザー光を感光体ドラム１１の軸方向に沿って偏向走査するものを用いても良い。

現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図２に示されるように、開口部と現像剤４の収容室が形成された筐体１４０の内部に、現像剤４を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４１と、現像剤４を攪拌しながら現像ロール１４１を通過させるよう搬送する２つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材１４２，１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成したものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４１と感光体ドラム１１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１や攪拌搬送部材１４２，１４３は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記４色の現像剤４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。なお、４色の現像剤４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、トナーのみからなる一成分現像剤を用いても良い。

一次転写装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、感光体ドラム１１の周囲に中間転写ベルト２１を介して接触し回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

ドラム清掃装置１６は、図２に示されるように、一部が開口する容器状の本体１６０と、一次転写後の感光体ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１６１と、清掃板１６１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材１６２等で構成されている。清掃板１６１としては、ゴム等の材料からなる板状の部材（例えばブレード）が使用される。

中間転写装置２０は、図１に示されるように、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方の位置に存在するように配置される。この中間転写装置２０は、感光体ドラム１１と一次転写装置１５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール２２〜２６と、ベルト支持ロール２５に支持されている中間転写ベルト２１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写させる二次転写手段の一例としての二次転写装置３０と、二次転写装置３０を通過した後に中間転写ベルト２１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置２７とで主に構成されている。

中間転写ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール２２は図示しない駆動装置によって回転駆動される駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２３は中間転写ベルト２１の走行位置などを保持する従動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２４は中間転写ベルト２１に張力を付与する張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール２５は二次転写手段を構成するバックアップロールとして構成され、ベルト支持ロール２６はベルト清掃装置２７により清掃される中間転写ベルト２１の背面を支持する支持ロールとして構成されている。

二次転写装置３０は、図１に示されるように、中間転写装置２０におけるベルト支持ロール２５に支持されている中間転写ベルト２１の外周面部分である二次転写位置において、中間転写ベルト２１の周面に接触して回転するとともに二次転写用電圧が供給される二次転写手段を構成する二次転写ロール３１を備えた接触型の転写装置である。二次転写装置３０は、二次転写ロール３１とバックアップロールとしてのベルト支持ロール２５とから構成されている。また、二次転写ロール３１又は中間転写装置２０の支持ロール２５には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。二次転写装置３０については、後に詳述する。

ベルト清掃装置２７は、図２に示されるように、ドラム清掃装置１６と同様に構成され、一部が開口する容器状の本体２７０と、二次転写後の中間転写ベルト２１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板２７１と、清掃板２７１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材２７２等で構成されている。清掃板２７１としては、ゴム等の材料からなる板状の部材（例えばブレード）が使用される。

定着装置４０は、表面温度が所要の温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるドラム形態又はベルト形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して回転するドラム形態又はベルト形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部になる。

給紙装置５０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体５１と、用紙収容体５１から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２，５３とで主に構成されている。用紙収容体５１は、例えば、本体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側、図示例では左側面側に引き出すことができるように取り付けられている。

記録用紙５としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙やＯＨＰシート、あるいはトレーシングペーパーなどの薄紙が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録用紙５の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども使用することができる。

給紙装置５０と二次転写装置３０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を二次転写位置まで搬送する単数（又は複数）の用紙搬送ロール対５４や搬送ガイド５５等で構成される給紙搬送路５６が設けられている。用紙搬送ロール対５４は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。また、二次転写装置３０と定着装置４０との間には、二次転写装置３０の二次転写ロール３１から送り出される二次転写後の記録用紙５を定着装置４０まで搬送するための搬送ガイド５７，５８等が設けられている。さらに、本体１ａに形成される用紙の排出口に近い部分には、定着装置４０から送り出される定着後の記録用紙５を搬送ガイド５９に沿って本体１ａの上部に設けられた用紙排出部６０に排出するための用紙排出ロール対６１が配置されている。

定着装置４０と用紙排出ロール対６１との間には、用紙搬送路を切り替える切替ゲート６２を備えている。用紙排出ロール対６１は、その回転方向が正転方向（排出方向）と逆転方向に切り替え可能に構成されている。記録用紙５の両面に画像を形成する場合には、片面に画像が形成された記録用紙５の後端が切替ゲート６２を通過した後、用紙排出ロール対６１の回転方向を正転方向（排出方向）から逆転方向に切り替える。用紙排出ロール対６１によって逆転方向に搬送される記録用紙５は、切替ゲート６２によって搬送経路が切り替えられ、略鉛直方向に沿うように形成された両面用搬送経路６３へと搬送される。両面用搬送経路６３は、表裏を反転させた状態で記録用紙５を用紙搬送ロール対５４へと搬送する用紙搬送ロール対６４と、搬送ガイド６５〜６８等を備えている。

図１中、符号７０は画像形成装置１の本体１ａの正面（図中、左側面）に開閉自在に設けられた手差しトレイを示しており、手差しトレイ７０と用紙搬送ロール対５４との間には、手差しトレイ７０に収容された記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置７１と、複数の用紙搬送ロール対７２〜７４や搬送ガイド７５等で構成される手差し給紙搬送路７６が設けられている。

また、図１中符号１４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、紙面に直交する方向に沿って複数配列され、対応する現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容したトナーカートリッジをそれぞれ示している。

また、図１中符号１００は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御装置を示している。制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、あるいはこれらＣＰＵやＲＯＭ等を接続するバス、通信インターフェイスなどを備えている。

＜画像形成装置の動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

ここでは、前記４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成する動作について説明する。

画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置３０、定着装置４０等が始動する。

そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては、まず各感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置１２が各感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを現像ロール１４１からそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、その各色のトナー像を中間転写装置２０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１に対して順番に重ね合わされるような状態で一次転写させる。

また、一次転写が終了した各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、ドラム清掃装置１６が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、次の作像動作が可能な状態にされる。

続いて、中間転写装置２０では、中間転写ベルト２１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５６に送り出す。給紙搬送路５６では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５４が記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。

二次転写位置においては、二次転写装置３０の二次転写ロール３１が、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置２０では、ベルト清掃装置２７が、二次転写後の中間転写ベルト２１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙５は、中間転写ベルト２１と二次転写ロール３１から剥離された後に搬送ガイド５７，５８を介して定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱用回転体４１と加圧用回転体４２との間の接触部に二次転写後の記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を記録用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、用紙排出ロール対６１により、例えば、本体１ａの上部に設置された用紙排出部６０に排出される。

また、記録用紙５の両面に画像を形成するときは、片面に画像が形成された記録用紙５を用紙排出ロール対６１により用紙排出部６０に排出せず、用紙排出ロール対６１が記録用紙５の後端を保持している間に当該用紙排出ロール対６１の回転方向を逆転方向に切り替える。用紙排出ロール対６１により逆転方向に搬送される記録用紙５は、切替ゲート６２の上部を通過した後、用紙搬送ロール対６４や搬送ガイド６５〜６８等を備えた両面用搬送経路６３を介して表裏が反転された状態で用紙搬送ロール対５４へと搬送される。用紙搬送ロール対５４は、記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給し、記録用紙５の裏面に画像を形成して、用紙排出ロール対６１により本体１ａの上部に設置された用紙排出部６０に排出する。

以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙５が出力される。なお、画像形成装置１では、ブラック（Ｋ）の作像装置１０Ｋのみを用いて記録用紙５にモノクロの画像を形成しても勿論よい。

＜転写装置の構成＞
この実施の形態では、図３に示されるように、二次転写装置３０としての二次転写ロール３１を備えている。二次転写ロール３１は、金属製の芯金部材３１１と、芯金部材３１１の外周に円柱形状に被覆された弾性を有する導電層３１２とから構成されている。芯金部材３１１は、例えば、ステンレス、鉄（快削鋼等）、アルミニウム等の金属材料からなる。芯金部材３１１は、軸方向に沿って導電層３１２により被覆された被覆部と、被覆部の両端部に突出した軸部とで外径（被覆部＞軸部）が異なる円柱形状に形成されている。なお、芯金部材３１１は、軸方向に沿って全長にわたり同一の外径を有する円柱形状に形成しても勿論良い。

導電層３１２は、例えば、弾性材料としてのゴム材料と、必要に応じてゴム材料に添加される導電剤やその他の添加剤とを含むように構成される。導電層３１２は、発泡性又は非発泡性のいずれからなるものであっても良い。

ゴム材料としては、例えば、ポリウレタン、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、及びこれらを混合したゴムが好適に用いられる。

導電剤は、ゴム材料の導電性が低い場合やゴム材料が導電性を有しない場合など、必要に応じて添加される。導電剤としては、イオン導電剤を用いるのが望ましい。

イオン導電剤としては、例えば、四級アンモニウム塩、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩などが挙げられる。イオン導電剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。イオン導電剤の含有量は、例えば、ゴム材料１００質量部に対して、０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲であることが望ましい。

その他の添加剤としては、例えば、発泡剤、軟化剤、硬化剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤、充填剤（シリカ、炭酸カルシウム等）などが挙げられる。

導電層３１２の体積抵抗率は、画質の観点から、常用対数値で６（ＬｏｇΩ・ｃｍ）以上８（ＬｏｇΩ・ｃｍ）以下であることが望ましく、６．５（ＬｏｇΩ・ｃｍ）以上７．５（ＬｏｇΩ・ｃｍ）以下がより望ましい。なお、導電層３１２の体積抵抗率は、配合する導電剤の種類および量などで調整される。

導電層３１２がイオン導電性である場合には、例えば、高温高湿下で測定した抵抗値と低温低湿下で測定した抵抗値との差が０．５ＬｏｇΩ・ｃｍ以下となり、或いは１００Ｖの電圧を印加したときの抵抗値と１０００Ｖの電圧を印加したときの抵抗値との差が０．５ＬｏｇΩ・ｃｍ以下となる。

なお、二次転写ロール３１の導電層３１２は、一層構成からなるもののみではなく、複数層から構成されるものであっても良い。

更に説明すると、二次転写ロール３１の導電層３１２は、図４に示されるように、芯金部材３１１の外周に被覆される弾性を有する第１の導電層３１２ａと、第１の導電層３１２ａの外周に被覆される第２の導電層３１２ｂを備えるように構成しても良い。第１の導電層３１２ａは、上述した導電層３１２と同様に構成される。また、第２の導電層３１２ｂは、第１の導電層３１２ａと同様の材料を用いて構成される。第２の導電層３１２ｂの表面抵抗率は、常用対数値で体積抵抗率の常用対数値よりも１以上大きいことから、７（ＬｏｇΩ／□）以上であることが望ましい。第２の導電層３１２ｂの表面抵抗率の上限は、特に制限されないが、例えば、１０（ＬｏｇΩ／□）以下が望ましく、９（ＬｏｇΩ／□）以下がより望ましい。

ところで、この実施の形態では、図５に示されるように、上記の如く構成される二次転写ロール３１の芯金部材３１１に、転写用の正極性の電圧又は電流を供給する第１の供給手段としての第１の高圧電源１１０と、非転写時に、二次転写ロール３１の芯金部材３１１に転写用の電圧又は電流と逆極性の負極性の電圧又は電流を供給する第２の供給手段としての第２の高圧電源１２０とを備えている。第１の高圧電源１１０と第２の高圧電源１２０は、切替スイッチ１３０を介して二次転写ロール３１の芯金部材３１１にそれぞれ接続されている。切替スイッチ１３０は、制御装置１００から出力される信号によって切り替えられる。第１の高圧電源１１０は、例えば、電圧の値として規定した場合に０〜＋７０００Ｖ程度の正極性の直流高電圧を供給する。また、第２の高圧電源１２０は、例えば、電圧の値として規定した場合に０〜−３０００Ｖ程度の負極性の直流高電圧を供給する。第１の高圧電源１１０と第２の高圧電源１２０は、必ずしも別個に構成する必要はなく、二次転写ロール３１に供給する電圧又は電流の極性を正極性と負極性とに切り替えて出力することが可能な１つの高圧電源を用いても勿論良い。なお、中間転写装置２０の支持ロール２５の芯金部材２５１は、接地されている。

第１及び第２の高圧電源１１０，１２０としては、定電流電源又は定電圧電源が用いられる。この実施の形態では、第１及び第２の高圧電源１１０，１２０として、供給する直流電流の値を複数の値に切替可能な定電流電源を用いている。

また、この実施の形態では、第１の高圧電源１１０に直列に接続され、二次転写ロール３１に単位時間あたり流れる転写用の電圧又は電流と同極性（正極性）の電荷の量（電流）を検出する第１の検出手段としての第１の電流計１４０と、第２の高圧電源１２０に直列に接続され、二次転写ロール３１に単位時間あたり流れる転写用の電圧又は電流と逆極性（負極性）の電荷の量（電流）を検出する第２の検出手段としての第２の電流計１５０とを備えている。第１の電流計１４０から出力されるデジタル信号からなる検出信号は、第１の検出手段としての第１のカウンタ１６０に入力されている。また、第２の電流計１５０から出力されるデジタル信号からなる検出信号は、第２の検出手段としての第２のカウンタ１７０に入力されている。第１のカウンタ１６０は、第１の電流計１４０の検出信号と、当該電流が通電されている時間を積算して累積的にカウントすることにより、二次転写ロール３１に流れる正極性の電流量を累積的に検出する。また、第２のカウンタ１７０は、第２の電流計１５０の検出信号と、当該電流が通電されている時間を積算して累積的にカウントすることにより、二次転写ロール３１に流れる負極性の電流量を累積的に検出する。

なお、図５に示す実施形態では、第１及び第２の検出手段として第１及び第２のカウンタ１６０，１７０を用いた場合について説明したが、第１及び第２の電流計１４０，１５０の検出信号を制御装置１００に直接入力し、制御装置１００が第１及び第２の検出手段としての機能を兼ね備えるように構成しても良い。

また、制御装置１００は、第１及び第２のカウンタ１６０，１７０の検出結果に基づいて、非転写時に、二次転写ロールに第２の高圧電源１２０によって供給する転写用の電圧又は電流と逆極性の電圧又は電流の値を補正する補正手段としての機能を備えている。制御装置１００は、例えば、第１及び第２のカウンタ１６０，１７０の検出結果に基づいて、第２の高圧電源１２０が出力する負極性の電流値又は電圧値を補正する。

二次転写ロール３１の芯金部材３１１には、図６（ａ）に示されるように、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写する際に、まず、第２の高圧電源１２０によって第１の負極性の電流Ｉ_１と、第１の負極性の電流Ｉ_１よりも絶対値が大きい第２の負極性の電流Ｉ_２とが供給される。その後、二次転写ロール３１の芯金部材３１１には、第１の高圧電源１１０によって正極性の前転写電流Ｉ_ｐｇと、前転写電流Ｉ_ｐｇよりも絶対値が大きい転写電流Ｉ_ｔｒとが供給される。複数枚の記録用紙５にトナー像を二次転写する際には、上述した電流が二次転写ロール３１の芯金部材３１１に繰り返し供給される。

また、二次転写ロール３１の芯金部材３１１には、図６（ｂ）に示されるように、非転写時であるクリーニング動作時に、第１の高圧電源１１０によって絶対値が順次大きくなるように切り替えられる正極性のクリーニング電流Ｉ_ｃｉｎ１、Ｉ_ｃｉｎ２・・・がパルス状に予め設定された繰り返し数にわたり供給される。さらに、二次転写ロール３１の芯金部材３１１には、正極性のクリーニング電流Ｉ_ｃｉｎ１、Ｉ_ｃｉｎ２・・・がパルス状に供給される前後及び中間に、第２の高圧電源１２０によって負極性のクリーニング電流Ｉ_３が供給される。負極性のクリーニング電流Ｉ_３は、絶対値が一定の電流であるが、電流値を順次切り替えるように構成しても良い。

第１のカウンタ１６０及び第２のカウンタ１７０は、これらの電流値及び供給時間を、Ｉ_１×ｔ_１＋Ｉ_２×ｔ_２＋Ｉ_ｐｇ×ｔ_ｐｇ＋Ｉ_ｔｒ×ｔ_ｔｒ＋・・・というように積算して累積的に計数する。また、第１のカウンタ１６０及び第２のカウンタ１７０は、図６（ｂ）に示されるように、非転写時においても同様に計数する。

ここで、非転写時とは、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写する以外のときを広く含むものである。図６（ｂ）に示すクリーニング時は勿論のこと、図６（ａ）に示す第１及び第２の電流Ｉ_１，Ｉ_２の供給時や前転写電流Ｉ_ｐｇの供給時など、トナー像の転写時以外をすべて含むものである。

＜転写装置の動作＞
この実施の形態に係る二次転写装置３０は、次のようにして制御装置１００によって二次転写ロール３１に供給する電圧又は電流の制御が行われる。

制御装置１００は、図７に示されるように、二次転写ロール３１に供給する転写用の電圧又は電流と逆極性（負極性）の電圧又は電流の制御を行う逆出力補正制御がＯＮとなっているか否かを判定する（ステップ１０１）。制御装置１００は、逆出力補正制御がＯＮではないと判定すると、補正係数αを１に設定して（ステップ１０６）、非転写時に二次転写ロール３１に供給する負極性の転写逆バイアス電圧Ｖ_btr_cln^＊の値をＶ_btr_cln^＊＝Ｖ_btr_cln×αに補正して出力し（ステップ１０５）、当該制御動作を終了する。ここで、補正係数αを１に設定した場合は、非転写時に二次転写ロール３１に供給する転写逆バイアス電圧Ｖ_btr_clnの値を補正せずにそのまま供給することを意味している。この実施の形態では転写逆バイアスを定電圧制御しているが、定電流制御にて転写逆バイアス電流を補正しても良い。

なお、逆出力補正制御がＯＮかＯＦＦかは、例えば、画像形成装置１の図示しない設定画面やプリンタのドライバ等を操作することにより設定可能となっている。逆出力補正制御がＯＮに設定された場合は、制御装置１００で制御するための専用のフラグを立てるなどの処理が行われる。制御装置１００は、フラグの有無によって逆出力補正制御がＯＮかＯＦＦかを判定する。

一方、制御装置１００は、逆出力補正制御がＯＮとなっていると判定すると、第１及び第２のカウンタ１６０，１７０のカウント値を参照する（ステップ１０２）。ここで、第１のカウンタ１６０は、正極性の転写電流の電流値と通電時間を累積した時間積算値をカウントする。また、第２のカウンタ１７０は、負極性の転写電流の電流値と通電時間を累積した時間積算値をカウントする。

次に、制御装置１００は、第１のカウンタ１６０のカウント値を第２のカウンタ１７０のカウント値で除算した指標値Ｘを求め、求められた指標値Ｘが１未満であるか、指標値Ｘが１であるか、指標値Ｘが１より大きく且つ１．５以下であるか、指標値Ｘが１．５より大きいか否かを判定する（ステップ１０３）。

制御装置１００は、求められた指標値Ｘが１未満であると判定すると、補正係数αを０．７に設定し（ステップ１０４_１）、指標値Ｘが１であると判定すると係数αを１に設定し（ステップ１０４_２）、指標値Ｘが１より大きく且つ１．５以下であると判定すると係数αを１．５に設定し（ステップ１０４_３）、指標値Ｘが１．５より大きいと判定すると係数αを２に設定する（ステップ１０４_４）。

ここで、係数αは、第１のカウンタ１６０のカウント値と第２のカウンタ１７０のカウント値が等しいか略等しい値（両者の差が予め設定された範囲内）となるように、第２の高圧電源１２０によって非転写時に二次転写ロール３１に供給する転写逆バイアス電圧Ｖ_btr_clnの値を補正するためのものである。

指標値Ｘが１未満である場合は、第１のカウンタ１６０のカウント値より第２のカウンタ１７０のカウント値が大きいことを意味する。したがって、第２のカウンタ１７０のカウント値、つまり負極性の転写電流の電流値と通電時間を累積した時間積算値が、第１のカウンタ１６０のカウント値、つまり正極性の転写電流の電流値と通電時間を累積した時間積算値より大きいため、係数αを１より小さい値である０．７に設定する。こうすることにより、非転写時に、二次転写ロール３１に供給する転写逆バイアス電圧Ｖ_btr_clnの値を補正前の値に対して７０％まで減少させる。

同様に、指標値Ｘが１．５を超えている場合は、第１のカウンタ１６０のカウント値が第２のカウンタ１７０のカウント値より１．５倍以上大きいことを意味する。したがって、第２のカウンタ１７０のカウント値、つまり負極性の転写電流の電流値と通電時間を累積した時間積算値が、第１のカウンタ１６０のカウント値、つまり正極性の転写電流の電流値と通電時間を累積した時間積算値より大幅に小さいため、係数αを１より大きい値である２に設定する。こうすることにより、非転写時に、二次転写ロール３１に供給する転写逆バイアス電圧Ｖ_btr_clnの値を補正前の値に対して２００％（２倍）まで増加させる。

その後、制御装置１００は、転写逆バイアスをＶ_btr_cln^＊＝Ｖ_btr_cln×αと補正して出力し（ステップ１０５）、当該制御動作を終了する。

制御装置１００は、転写逆バイアスの補正を行うと、補正後の転写逆バイアスＶ_btr_cln^＊を新たな転写逆バイアスに設定し、それ以降の制御を行う。また、制御装置１００は、二次転写ロール３１が交換されるまで第１及び第２のカウンタ１６０，１７０により累積的にカウントし、二次転写ロール３１の交換時にはじめて第１及び第２のカウンタ１６０，１７０のカウント値をリセットする（ゼロとする）。

このように、上記実施の形態では、第１及び第２のカウンタ１６０，１７０の検出結果に基づいて、非転写時に、二次転写ロール３１に第２の高圧電源１２０によって供給する転写用の電圧又は電流と逆極性（負極性）の電圧又は電流の値を制御装置１００によって補正するように構成されている。そのため、この実施の形態では、二次転写ロール３１に供給される正極性の電流の積載値（累積値）と負極性の電流の積載値（累積値）とをバランスさせることができ、二次転写ロール３１に正極性又は負極性の一方に偏った電流が過剰に供給され、二次転写ロール３１の導電層３１２においてイオン導電性の物質が偏在し、二次転写ロール３１の抵抗値が経時的に上昇することが抑制される。したがって、二次転写ロール３１の抵抗値の上昇に伴って二次転写ロール３１の寿命が短くなることを抑制することができ、二次転写ロール３１の長寿命化が図られる。

実験例１
本発明者は図５に示されるような二次転写装置３０を用いて、二次転写ロール３１に第１の高圧電源１１０によって正極性の２５μＡの電流を６ｓｅｃだけ流した後に、第２の高圧電源１２０によって負極性の２５μＡの電流を６ｓｅｃ流す動作を１サイクルとして、合計１２０時間にわたり印加した場合に、二次転写ロール３１の体積抵抗率がどのように変化するかを確認する実験を行った。実験は常温常湿環境下において行った。

図８は上記実験例１の結果を示すグラフである。

図８から明らかなように、二次転写ロール３１の体積抵抗率の変動量ΔｌｏｇΩはほとんどゼロであり、二次転写ロール３１の体積抵抗が１２０時間にわたり変化せず、二次転写ロール３１の長寿命化を図ることができることが判った。

比較例１
次に、本発明者は図５に示されるような二次転写装置３０を用いて、二次転写ロール３１に第１の高圧電源１１０によって正極性の２５μＡの電流を６ｓｅｃだけ流した後に、第２の高圧電源１２０によって負極性の１２．５μＡの電流を６ｓｅｃ流す動作を１サイクルとして、合計１２０時間にわたり印加した場合に、二次転写ロール３１の体積抵抗率がどのように変化するかを確認する実験を行った。実験は常温常湿環境下において行った。

図９は上記比較例１の結果を示すグラフである。

図９から明らかなように、二次転写ロール３１の体積抵抗率は、印加時間の増加とともに上昇し、１２０時間後には、二次転写ロールの体積抵抗率の変動量が０．５ＬｏｇΩ程度に達することが判った。

実験例２
また、本発明者は図５に示されるような二次転写装置３０を用いて、二次転写ロール３１に第１の高圧電源１１０によって正極性の２５μＡの電流を６００００ｓｅｃ印加し続けた後に、二次転写ロール３１に第１の高圧電源１１０によって正極性の２８μＡの電流を５ｓｅｃだけ流した後に、第２の高圧電源１２０によって負極性の２８μＡの電流を５ｓｅｃ流す動作を１サイクルとして、合計２００００ｓｅｃにわたり印加し、更にその後に二次転写ロール３１に第１の高圧電源１１０によって正極性の２８μＡの電流を５ｓｅｃだけ流した後に、第２の高圧電源１２０によって負極性の２８μＡの電流を１０ｓｅｃ流す動作を１サイクルとして、合計１８００００ｓｅｃにわたり印加した場合に、二次転写ロール３１の体積抵抗率がどのように変化するかを確認する実験を行った。実験は常温常湿環境下において行った。

図１０（ａ）（ｂ）は上記実験例２の結果を示すグラフである。

図１０（ａ）から明らかなように、二次転写ロール３１の体積抵抗率は、最初急激に上昇した後に勾配がやや緩やかになるものの上昇を続け、負極性の２８μＡの電流を併せて印加することにより、二次転写ロール３１の体積抵抗率が急激に減少し、最終的に二次転写ロール３１の体積抵抗率の変動量が０．０５ＬｏｇΩ程度にまで減少することが判った。

また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に基づいて二次転写ロール３１の体積抵抗率の変動量と二次転写ロール３１に流れた総電荷量との関係を示したグラフである。

図１０（ｂ）から明らかなように、二次転写ロール３１に転写時と逆極性である負極性の２８μＡの電流を併せて印加することにより、二次転写ロール３１の体積抵抗率は、一端急激に減少した後、極性の相殺による総電荷量の減少とともに体積抵抗率の変動量も減少し、やや残留抵抗の存在が見受けられるものの、最終的に二次転写ロール３１の体積抵抗率の変動量が０．０５ＬｏｇΩ程度にまで減少することが判る。

したがって、第１及び第２のカウンタ１６０，１７０の検出結果に基づいて、非転写時に、二次転写ロール３１に供給する負極性の電圧又は電流の値を補正する動作は、二次転写ロール３１に供給する正極性の電圧又は電流と必ずしも常にカウンターアタックとして行う必要はなく、二次転写ロール３１に転写用の正極性の電圧又は電流を連続して供給した後に行っても良い。

具体的には、例えば、第１のカウンタ１６０のカウント値が予め定められた閾値に達した場合にのみ、第２の高圧電源１２０の電圧又は電流を制御するように構成しても良い。

[実施の形態２]
図１１はこの発明の実施の形態２に係る転写装置を適用した画像形成装置の制御に使用される図表を示している。

この実施の形態２では、図１１に示されるように、指標値Ｘを実施の形態１に比較して細かく場合分けしており、指標値Ｘの変動にきめ細かく対応することが可能となっている。

なお、この実施の形態２では、指標値Ｘとして実施の形態１と異なり、第２のカウンタ１７０のカウント値を第１のカウンタ１６０のカウント値で除算した指標値Ｘを用いている。

なお、前記実施の形態では、転写手段として二次転写装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、一次転写装置においても同様に適用することができることは勿論である。また、第１及び第２のカウンタ１６０，１７０のカウント値の絶対値同士で減算した値を指標値として用いても良い。

また、前記実施の形態では、フルカラーの画像形成装置に適用した場合について説明したが、モノクロの画像形成装置においても同様に適用可能である。

１…画像形成装置
１ａ…画像形成装置本体
３０…二次転写装置
３１…二次転写ロール
１００…制御装置
１１０…第１の高圧電源
１２０…第２の高圧電源
１４０…第１の電流計
１５０…第２の電流計
１６０…第１のカウンタ
１７０…第２のカウンタ

Claims (4)

1. 像保持体から被転写体にトナー像を転写する転写手段と、
   前記転写手段に転写用の電圧又は電流を供給する第１の供給手段と、
   非転写時に、前記転写手段に前記転写用の電圧又は電流と逆極性の電圧又は電流を供給する第２の供給手段と、
   前記転写手段に流れる前記転写用の電圧又は電流と同極性の電荷の量を累積的に検出する第１の検出手段と、
   前記転写手段に流れる前記転写用の電圧又は電流と逆極性の電荷の量を累積的に検出する第２の検出手段と、
   前記第１及び第２の検出手段の検出結果に基づいて、非転写時に、前記転写部材に第２の供給手段によって供給する前記転写用の電圧又は電流と逆極性の電圧又は電流の値を補正する補正手段と、
   を備えた転写装置。
2. 前記転写手段は、前記被転写体側に配置される転写ロールを有し、
   前記第１及び第２の供給手段は、前記転写ロールに電圧又は電流を供給する請求項１に記載の転写装置。
3. 前記補正手段は、前記第１の検出手段の検出結果を前記第２の検出手段の検出結果で除算した値に基づいて、前記転写部材に第２の供給手段によって供給する電圧又は電流の値を補正する請求項１又は２に記載の転写装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の転写装置と、
   前記転写装置によって像保持体から被転写体にトナー像を転写することにより記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   を備える画像形成装置。

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