JP2017111227A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボソツキ画像や細線再現性の低い画像などが形成されてしまうことなく、像担持体に担持されたトナー像が記録媒体上に良好に転写される、画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム５（像担持体）との間に転写ニップＮを形成する転写搬送ベルト７ａと、転写ニップＮにおいて転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に当接する転写バイアスローラ７ｂ（転写バイアス印加部材）と、パルス電圧に直流電圧が重畳された重畳電圧を転写バイアスとして転写バイアスローラ７ｂに向けて出力する電源３０と、転写バイアスローラ７ｂに対して上流側の位置で転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に対向するように配設された転写アース部材７ｃ（転写アース部材）と、が設けられている。【選択図】図２

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラム（像担持体）との間に転写ニップを形成して、記録媒体（用紙）を搬送しながら感光体ドラム（感光体）に担持されたトナー像を、記録媒体に直接的に転写する転写搬送ベルト（転写ベルト）を用いる技術が広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、特許文献２〜５等には、感光体ドラムから中間転写ベルトに１次転写されたトナー像を記録媒体（用紙）に２次転写する中間転写方式のものであって、２次転写工程時に２次転写ローラに印可する２次転写バイアスとして交流電圧に直流電圧を重畳したものを用いる技術が開示されている（例えば、特許文献２〜５参照。）。このような技術は、表面性が悪くて凹凸が大きな記録媒体に対して、中間転写ベルト上に担持されたトナー像を良好に２次転写することを目的としたものである。
特に、特許文献５の図２０等には、中間転写方式のものであって、２次転写工程時に２次転写ローラに印可する２次転写バイアスとして矩形波のパルス電圧に直流電圧を重畳したものを用いる技術が開示されている。また、特許文献５の図４４等には、転写搬送ベルトを用いた直接転写方式の構成も開示されている。

上述した転写搬送ベルトを用いた画像形成装置は、像担持体（感光体ドラム）に担持されたトナー像が記録媒体上に良好に転写されずに、ボソツキ画像や細線再現性の低い画像などが形成されてしまうことがあった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ボソツキ画像や細線再現性の低い画像などが形成されてしまうことなく、像担持体に担持されたトナー像が記録媒体上に良好に転写される、画像形成装置を提供することにある。

この発明における画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体との間に記録媒体が搬送される転写ニップを形成して、記録媒体の搬送方向に沿う方向に走行する転写搬送ベルトと、前記転写ニップにおいて前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に当接又は対向する転写バイアス印加部材と、周期的に繰り返すパルス電圧に直流電圧が重畳された重畳電圧を、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写するための転写バイアスとして、前記転写バイアス印加部材に向けて出力する電源と、前記転写バイアス印加部材に対して前記転写搬送ベルトの走行方向上流側の位置で前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に対向又は当接するように配設されて、接地された転写アース部材と、を備えたものである。

本発明によれば、ボソツキ画像や細線再現性の低い画像などが形成されてしまうことなく、像担持体に担持されたトナー像が記録媒体上に良好に転写される、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す図である。 転写ニップの近傍を示す拡大図である。 転写用電源から出力される転写バイアスにおいてパルス電圧と直流電圧とを別々に示したグラフである。 転写用電源から出力される転写バイアスであってパルス電圧と直流電圧とが重畳された状態を示したグラフである。 別の形態としての、転写ニップの近傍を示す拡大図である。 実施例１〜１４と比較例とについて、実験条件と実験結果とを示す表図である。 変形例１としての、作像部を示す図である。 変形例２としての、画像形成装置の要部を示す図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としての複写機、２は原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、３は原稿読込部２で読み込んだ画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム５上に照射する露光部、４は感光体ドラム５上に形成された潜像を現像してトナー像（画像）を形成する現像装置、５はトナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム、６は感光体ドラム５の表面を帯電する帯電装置（帯電ローラ）、７は記録媒体Ｐを搬送しながら感光体ドラム５上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写するための転写搬送ベルトユニット（転写搬送手段）、８は感光体ドラム５上に残留した未転写トナーを除去するクリーニング装置、１０はセットされた原稿Ｄを原稿読込部２に搬送する原稿搬送部、１２は記録媒体Ｐ（用紙）が収納された給紙部（給紙カセット）、２０は記録媒体Ｐにおいてトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、２１は定着装置２０に設置された定着ローラ、２２は定着装置２０に設置された加圧ローラ、４５は転写搬送ベルトユニット７（転写ニップ）に向けて記録媒体Ｐを搬送するタイミングローラ（レジストローラ）、を示す。

図１及び図２を参照して、画像形成装置１における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部１０の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部２上を通過する。このとき、原稿読込部２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
そして、原稿読込部２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部３（書込装置）に送信される。そして、露光部３からは、その電気信号の画像情報に基づいた露光光Ｌ（レーザ光）が、感光体ドラム５上に向けて発せられる。

一方、像担持体としての感光体ドラム５は図中の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム５上に画像情報に対応した画像（トナー像）が形成される。その後、感光体ドラム５上に形成された画像は、転写搬送ベルトユニット７との対向位置（転写ニップ）で、タイミングローラ４５により搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。

詳しくは、感光体ドラム５は、図２の矢印方向（時計方向）に回転している。そして、まず、感光体ドラム５の表面は、帯電装置６との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム５上には、帯電電位が形成される。
その後、帯電された感光体ドラム５の表面は、露光光Ｌの照射位置に達する。そして、感光体ドラム５の表面に、原稿読込部２で読み込んだ画像情報に基いた静電潜像が形成される（露光工程である。）。
その後、静電潜像が形成された感光体ドラム５の表面は、現像装置４（現像ローラ４ａ）との対向位置に達する。そして、現像装置４（現像ローラ４ａ）から感光体ドラム５上にトナーが供給されて、感光体ドラム５上の潜像が現像される（現像工程である。）。
なお、現像装置４は、現像ローラ４ａ、ドクターブレード４ｂ、２つの搬送スクリュ４ｃ等で構成されている。そして、現像装置４内で２つの搬送スクリュ４ｃによって撹拌・混合された２成分現像剤（主として、トナーとキャリアとで構成されている。）が、図２の反時計方向に回転する現像ローラ４ａ上に担持されて、ドクターブレード４ｂによって適量化される。その後、現像ローラ４ａ上の現像剤中のトナーが、感光体ドラム５との対向位置で潜像に付着してトナー像が形成されることになる。

その後、現像工程後の感光体ドラム５の表面は、転写搬送ベルト７ａ（転写搬送ベルトユニット７）との当接位置（転写ニップ）に達する。そして、転写ニップの位置で、記録媒体Ｐ上に、感光体ドラム５上に形成されたトナー像が転写される（転写工程である。）。
そして、転写工程後の感光体ドラム５の表面は、クリーニング装置８（クリーニングブレード８ａ）との対向位置に達する。そして、感光体ドラム５上に残存する未転写トナーがクリーニングブレード８ａによって機械的に除去されて、クリーニング装置８内に回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム５の表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム５における一連の作像プロセスが終了する。
なお、本実施の形態では、クリーニング装置８の内部に回収された未転写トナーが、搬送コイル８ｂによってクリーニング装置８の外部に搬送されて、その後にリサイクル搬送部９（搬送コイルが内設されている。）によって現像装置４の内部に向けてリサイクルトナーとして搬送される。

一方、感光体ドラム５と転写搬送ベルト７ａとが当接する転写ニップの位置に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、給紙部１２に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、給紙ローラによって、複数の搬送ローラ対が設置された搬送経路に向けて給送される。その後、記録媒体Ｐは、タイミングローラ４５の位置に達する。そして、タイミングローラ４５の位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム５上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写搬送ベルト７ａによって破線矢印方向に搬送されながら転写ニップＮ（図３をも参照できる。）に向けて搬送される。

そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写ニップの位置を通過した後に、さらに転写搬送ベルト７ａによって搬送されて転写搬送ベルトユニット７を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐ（未定着画像が担持された記録媒体Ｐである。）は、定着ローラ２１（熱源としてのヒータが内設されている。）と加圧ローラ２２との間に送入されて、定着ローラ２１から受ける熱と双方の部材２１、２２から受ける圧力とによってトナー像（画像）が定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間（定着ニップである。）から送出された後に、画像形成装置本体１から排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、本実施の形態における画像形成装置１において、特徴的な構成・動作ついて詳述する。
先に図１及び図２を用いて説明したように、本実施の形態における画像形成装置１には、記録媒体Ｐを所定の搬送方向（図２の破線矢印方向である。）に搬送しながら感光体ドラム５上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写するための転写搬送ベルトユニット７（転写搬送手段）が設けられている。
図２を参照して、転写搬送ベルトユニット７は、転写搬送ベルト７ａ（ベルト部材）、駆動ローラ７ｄ、従動ローラ７ｅ、転写バイアス印加部材としての転写バイアスローラ７ｂ、転写アース部材としての転写アースローラ７ｃ、等で構成されている。また、駆動ローラ７ｄには不図示の駆動モータが接続されていて、転写バイアスローラ７ｂ（転写バイアス印加部材）には電源３０（転写用電源）が接続されていて、転写アースローラ７ｃ（転写アース部材）は不図示の金属フレーム（転写搬送ベルトユニット７の筐体である。）に接続され接地（アース）されている。

転写搬送ベルト７ａは、感光体ドラム５（像担持体）との間に記録媒体Ｐが搬送される転写ニップを形成して、記録媒体Ｐの搬送方向に沿う方向（図２の実線矢印方向であって反時計方向である。）に走行する。
詳しくは、転写搬送ベルト７ａは、駆動ローラ７ｄと従動ローラ７ｅとによって張架・支持されていて、不図示の駆動モータによって駆動ローラ７ｄが図２の反時計方向に回転駆動されることで図２の矢印方向に走行する。転写搬送ベルト７ａとしては、公知のものを用いることができて、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニルデン）等を単層又は複数層に構成して、カーボンブラック等の導電性材料を分散させたものを用いることができる。転写搬送ベルト７ａは、体積抵抗率が１０¹⁰〜１０¹²Ωｃｍ程度に、ベルト裏面側の表面抵抗率が１０¹²〜１０¹⁴Ω／□程度に、厚さが１００μｍ程度に設定されている。
また、転写搬送ベルト７ａは、感光体ドラム５に当接して転写ニップＮを形成している。なお、転写搬送ベルト７ａは、図３に示すように、その一部が感光体ドラム５に巻き付くように当接していて、この当接部分（巻き付き部分）を本願では「転写ニップＮ」として定義する。

転写バイアス印加部材としての転写バイアスローラ７ｂは、転写ニップＮにおいて転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５（像担持体）に当接するように配設されている。すなわち、転写バイアスローラ７ｂと感光体ドラム５との間に転写搬送ベルト７ａが所定の圧力で挟まれていることになる。
特に、本実施の形態において、転写バイアスローラ７ｂ（転写バイアス印加部材）は、図３に示すように、転写ニップＮにおける走行方向下流側（転写搬送ベルト７ａの走行方向下流側である。）の位置Ｎ２で転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に当接するように配設されている。すなわち、転写ニップＮのうち、上流側の部分Ｎ１は転写バイアスローラ７ｂが当接しておらず、下流側の部分Ｎ２にのみ転写バイアスローラ７ｂが当接していることになる。
転写バイアスローラ７ｂとしては、芯金上に弾性導電層が形成された公知のものを用いることができる。本実施の形態において、転写バイアスローラ７ｂを積極的に回転駆動させる構成にはなっていないが、転写バイアスローラ７ｂは、転写搬送ベルト７ａとの摩擦抵抗によって図２、図３の反時計方向に従動回転することになる。
そして、このように構成された転写バイアスローラ７ｂに、電源３０から、所定の転写バイアスが印加されることになる。

電源３０（転写用電源）は、周期的に繰り返すパルス電圧（図４を参照できる。）に直流電圧Ｖｃ（図４を参照できる。）が重畳された重畳電圧（図５を参照できる。）を、感光体ドラム５上のトナー像を転写ニップＮで記録媒体Ｐへ転写するための転写バイアスとして、転写バイアスローラ７ｂに向けて出力するものである。
具体的に、本実施の形態において、電源３０は、図４に示すようなプラス極性の矩形波のパルス電圧とマイナス極性の直流電圧Ｖｃと、を図５に示すように重畳させて重畳電圧を出力している。図４に示すように、本実施の形態において、パルス電圧は、ピーク電圧Ｖｐ（最大電圧）が１０００Ｖ、最小電圧が０Ｖ、繰り返し周期Ｔが０．００１ｓｅｃ（秒）、印加時間幅τが０．０００６ｓｅｃ、デューティτ／Ｔが０．６に設定されていて、直流電圧Ｖｃは−３００Ｖに設定されている。その結果、図５に示すように、ピーク電圧Ｖｐ＋Ｖｃ（最大電圧）が７００Ｖ、最小電圧Ｖｃが−３００Ｖ、繰り返し周期Ｔが０．００１ｓｅｃ、印加時間幅τが０．０００６ｓｅｃ、デューティτ／Ｔが０．６に設定された重畳電圧が、電源３０から転写バイアスローラ７ｂに印加されることになる。

転写アース部材としての転写アースローラ７ｃは、転写バイアスローラ７ｂ（転写バイアス印加部材）に対して転写搬送ベルト７ａの走行方向上流側の位置で、転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５（像担持体）に微小な隙間をあけて対向するように配設されている。すなわち、転写アースローラ７ｃは、転写ニップＮに近い位置であって、転写ニップＮの上流側の位置において、転写搬送ベルト７ａの内周面に当接するように配設されている。
転写アースローラ７ｃとしては、金属材料からなる無垢のローラ部材を用いることもできるし、芯金上に弾性導電層が形成されたローラ部材を用いることもできる。本実施の形態において、転写アースローラ７ｃを積極的に回転駆動させる構成にはなっていないが、転写アースローラ７ｃは、転写搬送ベルト７ａとの摩擦抵抗によって図２、図３の反時計方向に従動回転するか、ほとんど摩擦抵抗が生じずに非回転で停止した状態になるかする。
そして、このように構成された転写アースローラ７ｃは、先に説明したように接地（アース）されている。

このように、本実施の形態では、転写ニップＮを形成する転写搬送ベルト７ａに内接するように転写バイアスローラ７ｂと転写アースローラ７ｃとを設けて、転写バイアスとして重畳電圧（振動バイアス）が印加される転写バイアスローラ７ｂの上流側に、接地された転写アースローラ７ｃを配置している。
これにより、転写ニップＮの入口側（上流側）では、比較的低めの転写電界が形成されることになる。特に、転写ニップＮに対して近傍の上流側に転写アースローラ７ｃを配置することで、ニップ入口側において記録媒体Ｐ（転写搬送ベルト７ａ）と感光体ドラム５との間に形成される空隙で、トナーが振動（双方の部材５、Ｐの間を往復移動する現象である。）しにくくなる。そのため、転写ニップＮに向けて感光体ドラム５上のトナー像と記録媒体Ｐとがタイミングを合わせて移動してくる過程において、トナー像が記録媒体Ｐに転写されるときの画像乱れを抑制することができる。すなわち、記録媒体Ｐ上に転写されるトナー像にチリなどが生じにくくなり、細線再現性の高い画像が形成されることになる。
そして、転写ニップＮでトナー像が記録媒体Ｐに転写されることになる。このとき、転写ニップＮの出口側（下流側）において転写バイアスローラ７ｂが当接する部分Ｎ２では、記録媒体Ｐ上のトナー像（転写像）に対して、無限遠を０ボルトとした振動電界が掛かるために、そのトナー像に緩やかな振動（トナー像振動）が生じて、記録媒体Ｐ上においてトナー粒子の配置の均一化が図られることになる。すなわち、転写ニップＮにおいて入口側の電界ピークが出口側のものよりも小さくなって、記録媒体Ｐ上に転写されるトナー像にボソツキ画像が形成される不具合が軽減されることになる。
特に、記録媒体Ｐ（用紙）として表面性が悪くて凹凸の大きな記録媒体Ｐが用いられる場合であっても、記録媒体Ｐの繊維の凹部（くぼみ）に入り転写バイアスローラ７ｂに近づいたトナーに対する電界の方が、記録媒体Ｐの繊維の凸部に転写されて転写バイアスローラ７ｂから遠くにあるトナーに対する電界よりも強くなるため、凹部に位置するトナーの再配置による均一化の効果が大きくなり、目視による画像としてのボソツキ感が軽減されることになる。

このような効果は、転写ニップＮを形成する転写搬送ベルト７ａに内接するように転写バイアスローラ７ｂと転写アースローラ７ｃとを設けて、転写バイアスとして重畳電圧（振動バイアス）が印加される転写バイアスローラ７ｂの上流側に、接地された転写アースローラ７ｃを配置する構成であれば、例えば、図６（Ａ）〜（Ｄ）のような形態であっても、ある程度は発揮されることになる。しかし、上述したような効果が確実に発揮されるためには、図３に示すように、転写バイアスローラ７ｂが、転写ニップＮにおける下流側の位置Ｎ２で転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に当接するように配設されていて、さらに、転写アースローラ７ｃが、転写ニップＮに対して上流側の位置で転写搬送ベルト７ａに内接するとともに転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に微小な隙間をあけて対向するように配設されていることが重要になる。

具体的に、図６（Ａ）に示すように、図３のものとは異なり、転写バイアスローラ７ｂが、転写ニップＮにおけるほぼ全域にわたって転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に当接するように配設されている場合には、細線再現性の高い画像が形成されるものの、図３のものに比べてボソツキ画像が生じやすくなってしまう。
また、図６（Ｂ）に示すように、図３のものとは異なり、転写バイアスローラ７ｂが、転写ニップＮにおける上流側の位置Ｎ１で転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に当接するように配設されている場合にも、細線再現性の高い画像が形成されるものの、図３のものに比べてボソツキ画像が生じやすくなってしまう。
また、図６（Ｃ）に示すように、図３のものとは異なり、転写アースローラ７ｃが、転写ニップＮの位置で転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に当接するように配設されている場合には、ボソツキ画像が生じにくくなるものの、図３のものに比べて細線再現性の低い画像が形成されやすくなってしまう。
また、図６（Ｄ）に示すように、図３のものとは異なり、転写バイアスローラ７ｂが、転写ニップＮに対して下流側の位置で転写搬送ベルト７ａに内接するとともに転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に微小な隙間をあけて対向するように配設されている場合には、図３のものに比べてボソツキ画像が生じやすくなるとともに、図３のものに比べて転写アースローラ７ｃが転写バイアスローラ７ｂから離れ過ぎてしまって細線再現性も低下してしやすくなってしまう。

ここで、図４を参照して、本実施の形態において、電源３０（転写用電源）は、パルス電圧が矩形波であって、パルス電圧のピーク値をＶｐ（Ｖ）として、直流電圧をＶｃ（Ｖ）として、パルス電圧の繰り返し周期をＴ（ｓｅｃ）として、パルス電圧の印加時間幅をτ（ｓｅｃ）としたときに、
（条件１）ＶｐとＶｃとは互いに異なる極性であり、｜Ｖｐ｜＞｜Ｖｃ｜
（条件２）｜τ×Ｖｐ｜＞｜Ｔ×Ｖｃ｜
（条件３）τ／Ｔ≦０．９
なる３つの条件を満たすように転写バイアスを出力する。

上記（条件１）のように、パルス電圧のピーク値Ｖｐ（プラス極性である。）と直流電圧Ｖｃ（マイナス極性である。）とを互いに異なる極性として、ピーク値Ｖｐの絶対値が直流電圧Ｖｃの絶対値よりも大きくなるように設定することで、図５に示すように、転写バイアス（重畳電圧）の最大電圧Ｖｐ＋Ｖｃ（プラス極性である。）と最小電圧Ｖｃ（マイナス極性である。）とが互いに異なる極性になる。これにより、転写ニップＮにおいて、トナーを逆転写方向（感光体ドラム５側である。）に引き寄せる電界を確実に形成することができる。
また、上記（条件２）のように、τ×Ｖｐの絶対値がＴ×Ｖｃの絶対値よりも大きくなるように設定することにより、図５において電圧が０となる横軸の上下で印加される電力をみたときに、トナー転写方向（横軸に対して上側である。）の方がトナー逆転写方向（横軸に対して下側である。）より大きくなることになる。すなわち、転写ニップＮにおいて、トナーを逆転写方向（感光体ドラム５側である。）に引き寄せる電界よりも、トナーを転写方向（記録媒体Ｐ側である。）に移動させる電界の方が大きくなる。
また、上記（条件３）のように、τ／Ｔが０．９以下となるように設定することにより、表面性が悪くて凹凸の大きな記録媒体Ｐが通紙される場合であっても、トナーを逆転写方向（感光体ドラム５側である。）に引き寄せる電界が形成される時間が短くなり過ぎることなく、適正なトナー粒子の振動運動を発生させることができる。

このように、本実施の形態では、３つの条件を満足するような転写バイアスを転写バイアスローラ７ｂに印加しているため、表面性が悪くて凹凸が大きな記録媒体Ｐに対しても、ボソツキ画像や細線再現性の低い画像などが形成されてしまうことなく、感光体ドラム５に担持されたトナー像を記録媒体Ｐ上に良好に転写することができる。

また、このような効果をさらに確実に発揮させるために、本実施の形態において、電源３０は、τ／Ｔ＞０．５なる条件を満たすように転写バイアスを出力している。
また、電源３０は、感光体ドラム５の転写ニップＮにおける線速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）としたときに、ｖ×Ｔ≦０．２なる条件を満たすように転写バイアスを出力している。
さらに、電源３０は、転写ニップＮにおける転写搬送ベルト７ａの走行方向に沿った転写ニップ幅をｄ（ｍｍ）としたときに、ｄ≧ｖ×Ｔ×１０なる条件を満たすように転写バイアスを出力している。
これらの効果については、次に述べる図７に示す実験結果からも確認することができる。

図７は、本願発明者がおこなった実験であって、実施例１〜１４と比較例とについて、実験条件と実験結果とを示す表図である。
図７における、各変数Ｖｐ、Ｖｃ、Ｔ、τ、ｖ、ｄは、上述した本実施の形態のものと同様である。また、画像形成装置１の転写バイアスローラ７ｂへの転写バイアスの印加は、外部電源から所定のタイミングでおこなった。また、転写画像を評価するために用いた記録媒体Ｐとしては、標準的な表面性を有する用紙１として「リコーマイペーパー（リコー社製）」を使用して、表面性の低い用紙２として「ｈｉｇｈ ｗｈｉｔｅ紙（日本製紙社製）」を使用して、さらに表面性が低い用紙３として「歌柏７０ｇ紙（安興紙業社製）」を使用した。また画像形成装置１としては、リコー社製モノクロ複合機である「ｉｍａｇｉｏ ＭＰ １６０１ ＳＰ」を、線速１００ｍｍ／ｓｅｃに固定して、各条件の転写バイアスを所定の転写タイミングで外部電源から印加できるように改造して、本実施の形態のものと同様に、図２、図３に示す転写搬送ベルトユニット７が設置されたものに改造したものを用いた。なお、転写ニップＮにおける転写搬送ベルト７ａの転写ニップ幅ｄは５ｍｍに設定した。

そして、このような画像形成装置を用いて、図７に示す実施例１〜１４と比較例とについて、それぞれ、上述した３種類の記録媒体Ｐ（用紙１〜３）を通紙して、それらの記録媒体Ｐにそれぞれ形成された画像について、「ボソツキ」と「細線再現性」とを評価した。
図７における「ボソツキ」において、
◎：極めて優れている（全面にわたって画像部のボソツキがまったく感知できないレベル）
○：優れている（全面にわたって画像部のボソツキがほとんど感知できないレベル）
△：実用上問題ないレベル（○と並べてみるとわずかに画像部のボソツキが感知できるレベル）
×：使用不可（単独で明らかに画像部のボソツキが感知できるレベル）
である。
また、図７における「細線再現性」において、
◎：極めて優れている（全面にわたって細線部の細りや太りがまったく感知できないレベル）
○：優れている（全面にわたって細線部の細りや太りがほとんど感知できないレベル）
△：実用上問題ないレベル（○と並べてみるとわずかに細線部の細りや太りが感知できるレベル）
×：使用不可（単独で明らかに細線部の細りや太りが感知できるレベル）
である。

以下、実施例１〜実施例１４、比較例について説明する。
＜実施例１〜４＞
パルス電圧Ｖｐを１８００Ｖ、直流電圧Ｖｃを−４００Ｖ、パルス電圧の印加周期Ｔを０．００１ｓｅｃに固定して、パルス電圧の印加時間幅τを可変しながら、上記手順により画像評価をおこなった。転写バイアスの印加条件や画像品質の評価結果は図７に示す通りである。
用紙１に対しては、何れの条件でも充分な転写品質を確認することができた。用紙２、用紙３に対しては、τ／Ｔが０．５を下回るところから、実用上は問題ないが、若干の転写品質の低下が認められた。
＜実施例５〜７＞
パルス電圧Ｖｐを１５００Ｖ、直流電圧Ｖｃを−３００Ｖとしたこと以外は、実施例１〜３と同様にして画像評価をおこなった。転写バイアスの印加条件や画像品質の評価結果は図７に示す通りである。
これらの条件においても、用紙１に対しては、何れの条件でも充分な転写品質を確認することができた。用紙２、用紙３に対しては、τ／Ｔが０．５を下回るところから、実用上は問題ないが、若干の転写品質の低下が認められた。
＜実施例１２＞
パルス電圧Ｖｐと直流電圧Ｖｃとが同極性である場合（条件１の否定である。）の影響を確認するため、パルス電圧Ｖｐを１２００Ｖ、直流電圧Ｖｃを２００Ｖとしたこと以外は実施例１のものと同様にして画像評価をおこなった。転写バイアスの印加条件や画像品質の評価結果は図７に示す通りである。
用紙１に対しては、若干の転写品質の低下はあるものの、実用上問題のない範囲であった。用紙２、用紙３に対しては、ボソツキや細線の再現性がやや低下したものの、実用で許容できる画像品質であった。
＜実施例１３＞
τ×Ｖｐの絶対値が、Ｔ×Ｖｃの絶対値よりも小さい場合（条件２の否定である。）の影響を確認するため、パルス電圧の印加時間幅τをさらに小さくしたこと以外は実施例１のものと同様にして画像評価をおこなった。転写バイアスの印加条件や画像品質の評価結果は図７に示す通りである。
用紙１、用紙２に対しては、若干の転写品質の低下はあるものの、実用上問題のない範囲であった。用紙３に対しては、ボソツキや細線の再現性がやや低下したものの、実用で許容できる画像品質であった。
＜実施例１４＞
τ／Ｔが０．９を超えた場合（条件３の否定である。）の影響を確認するため、パルス電圧の印加時間幅τをさらに大きくしたこと以外は実施例１のものと同様にして画像評価をおこなった。転写バイアスの印加条件や画像品質の評価結果は図７に示す通りである。
用紙１に対しては全く問題なく、また用紙２に対しては、若干の転写品質の低下はあるものの実用上問題のない範囲であった。用紙３に対しては、ボソツキや細線の再現性がやや低下したものの、実用で許容できる画像品質であった。
＜比較例＞
転写バイアスの印加位置の影響を確認するため、転写アースローラの接地線を外して、転写バイアスローラの電圧印加端子に結線して、両ローラに同じ転写バイアスが掛かるようにして、実施例１のものと同じ条件で画像評価をおこなった。転写バイアスの印加条件や画像品質の評価結果は図７に示す通りである。
何れの用紙１〜３に対しても、若干のボソツキの低下が確認された。また、何れの用紙１〜３に対しても、像の太りが生じて細線の再現性が著しく低下して、実用に適さない画像品質であった。
＜実施例８、実施例９＞
パルス電圧の印加周期Ｔと線速ｖとの積（ｖ×Ｔ）が画質に影響することを確認するため、パルス電圧の印加周期Ｔを可変したこと以外は実施例１のものと同様にして画像評価をおこなった。転写バイアスの印加条件や画像品質の評価結果は図７に示す通りである。
ｖ×Ｔが０．２を超えた場合でも画像のボソツキは充分に抑制されていたが、用紙２、用紙３において転写ニップ内でのトナー再配置の機会が低下することによる影響と考えられる細線再現性に僅かな劣化が認められた。これより、ｖ×Ｔは０．２以下であることが好ましいことが示された。
＜実施例１０、実施例１１＞
転写ニップ幅ｄとｖ×Ｔの比（ｄ／ｖ×Ｔ）による画質への影響を確認するため、転写搬送ベルトの押圧力を軽減することにより、実施例１０では転写ニップ幅ｄを１．０ｍｍに調整して、実施例１１では転写ニップ幅ｄを０．９ｍｍに調整して、実施例１のものと同様の画像評価をおこなった。転写バイアスの印加条件や画像品質の評価結果は図７に示す通りである。
ｄ／（ｖ×Ｔ）が小さくなるにつれて、用紙２や用紙３において徐々にボソツキや細線再現性の劣化が認められ、ｄ／（ｖ×Ｔ）が１０以上であることが好ましいことが示された。
これらの実施例１〜１４、比較例やそれらの対比から、先に説明した種々の条件による効果を確認することができた。

ここで、図８は、変形例１としての、作像部を示す図である。
変形例１では、図８に示すように、接地された転写アースローラ７ｃ（転写アース部材）の代わりに、第２電源３１に接続された転写補助バイアス印加部材としての転写補助バイアスローラ７ｆが設置されている。
転写補助バイアスローラ７ｆ（転写補助バイアス印加部材）は、転写バイアスローラ７ｂ（転写バイアス印加部材）に対して転写搬送ベルト７ａの走行方向上流側の位置で転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に僅かな隙間をあけて対向（又は、当接）するように配設されている。
また、第２電源３１は、周期的に繰り返すパルス電圧に直流電圧が重畳された重畳電圧であって、当該パルス電圧のピーク電圧Ｖｐ´と当該直流電圧Ｖｃ´とを加算した値の絶対値（｜Ｖｐ´＋Ｖｃ´｜）が、転写バイアスにおけるパルス電圧のピーク電圧Ｖｐと直流電圧Ｖｃとを加算した値の絶対値（｜Ｖｐ＋Ｖｃ｜）に比べて小さくなる重畳電圧を、転写補助バイアスローラ７ｆに向けて出力するものである。すなわち、転写補助バイアスローラ７ｆには、転写バイアスローラ７ｂに比べて、電力の小さな重畳電圧が印加されることになる。
このような場合であっても、転写ニップＮの入口側（上流側）では、比較的低めの転写電界が形成されて、転写ニップＮに向けて感光体ドラム５上のトナー像と記録媒体Ｐとが移動してくる過程において、トナー像が記録媒体Ｐに転写されるときの画像乱れを抑制することができる。すなわち、記録媒体Ｐ上に転写されるトナー像にチリなどが生じにくくなり、細線再現性の高い画像が形成されることになる。特に、転写補助バイアスローラ７ｆに印加される重畳電圧が小さく接地された状態に近いものであるほど、このような効果が発揮されることになる。そして、本実施の形態のものと同様に、ボソツキ画像や細線再現性の低い画像などが形成されてしまうことなく、感光体ドラム５に担持されたトナー像が記録媒体Ｐ上に良好に転写されることになる。
なお、図８の例では、電源３０と第２電源３１とをそれぞれ独立した電源としたが、電源３０と第２電源３１とを１つの電源として、その電源からそれぞれのローラ７ｂ、７ｆに分岐する印加経路のうち転写補助バイアスローラ７ｆ側の印加経路に所定の大きさの抵抗を設置することにより、転写バイアスローラ７ｂに印加される重畳電圧よりも転写補助バイアスローラ７ｆに印加される重畳電圧が小さくなるように構成することもできる。

また、図９は、変形例２としての、カラー画像形成装置の要部を示す図である。
変形例２では、図９に示すように、転写搬送ベルト７ａを用いた直接転写方式の画像形成装置に対してではなくて、転写搬送ベルト７ａ（２次転写搬送ベルト）を用いた中間転写方式の画像形成装置に対して本発明を適用している。すなわち、変形例２において、転写搬送ベルト７ａは、像担持体としての中間転写ベルト５１との間に記録媒体Ｐが搬送される転写ニップ（２次転写ニップ）を形成している。
詳しくは、図９に示すように、作像部５０は、複数色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックである。）に対応した複数の感光体ドラム５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋ、像担持体としての中間転写ベルト５１、中間転写ベルト５１と複数の感光体ドラム５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋとの間にそれぞれ１次転写ニップを形成するための複数の１次転写ローラ５３Ｙ、５３Ｃ、５３Ｍ、５３Ｋ、中間転写ベルト５１に内接して中間転写ベルト５１を介して転写搬送ベルト７ａに当接して２次転写ニップを形成する２次転写対向ローラ５２、転写搬送ベルトユニット７、等で構成されている。また、図９に示す作像部５０が設置されたカラー画像形成装置は、作像部５０以外の構成が、図１に示すモノクロ画像形成装置とほぼ同様に構成されている。
そして、複数の感光体ドラム５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋ、でそれぞれ形成されたトナー像が中間転写ベルト５１上に重ねて１次転写されて、中間転写ベルト５１上に担持されたカラーのトナー像が、転写搬送ベルト７ａに当接する転写ニップ（２次転写ニップ）の位置で、記録媒体Ｐ上に転写（２次転写）されることになる。
このように構成されたカラー画像形成装置においても、転写搬送ベルトユニット７を本実施の形態のもの（又は、変形例１のもの）と同様に構成することによって、本実施の形態のものと同様に、ボソツキ画像や細線再現性の低い画像などが形成されてしまうことなく、像担持体（中間転写ベルト５１）に担持されたトナー像が記録媒体Ｐ上に良好に転写（２次転写）されることになる。

以上説明したように、本実施の形態においては、感光体ドラム５（像担持体）との間に転写ニップＮを形成する転写搬送ベルト７ａと、転写ニップＮにおいて転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に当接（又は、対向）する転写バイアスローラ７ｂ（転写バイアス印加部材）と、パルス電圧に直流電圧が重畳された重畳電圧を転写バイアスとして転写バイアスローラ７ｂに向けて出力する電源３０と、転写バイアスローラ７ｂに対して上流側の位置で転写搬送ベルト７ａを介して感光体ドラム５に対向（又は、当接）するように配設された転写アースローラ７ｃ（転写アース部材）と、が設けられている。
これにより、ボソツキ画像や細線再現性の低い画像などが形成されてしまうことなく、感光体ドラム５に担持されたトナー像を記録媒体Ｐ上に良好に転写させることができる。

なお、本実施の形態では、転写バイアス印加部材としてローラ状の転写バイアスローラ７ｂを用いて、転写アース部材としてローラ状の転写アースローラ７ｃを用いた。また、変形例１では、転写補助バイアス印加部材としてローラ状の転写補助バイアスローラ７ｆを用いた。
しかし、転写バイアス印加部材や転写アース部材や転写補助バイアス印加部材は、それぞれ、ローラ状のものに限定されることなく、例えば、パッド状のものや、ブラシ状のものを用いることもできる。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、図４に示すように、パルス電圧として、その波形が矩形のものを用いたが、パルス電圧の波形は完全に矩形のものに限定されない。例えば、図４を参照して、０ボルトから１０００ボルトへと電圧が立ち上がるまでに、及び、１０００ボルトから０ボルトへと電圧が立ち下がるまでに、それぞれ、若干の時間を要する波形（略台形状の波形である。）であってもよい。また、若干の丸みを帯びた波形（略太鼓状の波形である。）であってもよい。このような略矩形の波形のものも、本願において「パルス電圧」に含まれるものとする。
そして、そのような略矩形のパルス電圧を矩形のパルス電圧の代わりに用いた場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
５ 感光体ドラム（像担持体）、
７ 転写搬送ベルトユニット（転写搬送手段）、
７ａ 転写搬送ベルト、
７ｂ 転写バイアスローラ（転写バイアス印加部材）、
７ｃ 転写アースローラ（転写アース部材）、
７ｄ 駆動ローラ、 ７ｅ 従動ローラ、
７ｆ 転写補助バイアスローラ（転写補助バイアス部材）、
３０ 電源（転写用電源）、
３１ 第２電源、
Ｐ 記録媒体（用紙）。

特開平１１−２９６００３号公報 特開２００６−２６７４８６号公報 特開２０１２−６３７４６号公報 特許第５４８９５５６号公報 特開２０１３−１２７５９２号公報

Claims (7)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体との間に記録媒体が搬送される転写ニップを形成して、記録媒体の搬送方向に沿う方向に走行する転写搬送ベルトと、
   前記転写ニップにおいて前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に当接又は対向する転写バイアス印加部材と、
   周期的に繰り返すパルス電圧に直流電圧が重畳された重畳電圧を、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写するための転写バイアスとして、前記転写バイアス印加部材に向けて出力する電源と、
   前記転写バイアス印加部材に対して前記転写搬送ベルトの走行方向上流側の位置で前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に対向又は当接するように配設されて、接地された転写アース部材と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体との間に記録媒体が搬送される転写ニップを形成して、記録媒体の搬送方向に沿う方向に走行する転写搬送ベルトと、
   前記転写ニップにおいて前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に当接又は対向する転写バイアス印加部材と、
   周期的に繰り返すパルス電圧に直流電圧が重畳された重畳電圧を、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写するための転写バイアスとして、前記転写バイアス印加部材に向けて出力する電源と、
   前記転写バイアス印加部材に対して前記転写搬送ベルトの走行方向上流側の位置で前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に対向又は当接するように配設された転写補助バイアス印加部材と、
   周期的に繰り返すパルス電圧に直流電圧が重畳された重畳電圧であって、当該パルス電圧のピーク電圧と当該直流電圧とを加算した値の絶対値が前記転写バイアスにおける前記パルス電圧のピーク電圧と前記直流電圧とを加算した値の絶対値に比べて小さくなる重畳電圧を、前記転写補助バイアス印加部材に向けて出力する第２電源と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記転写バイアス印加部材は、前記転写ニップにおける走行方向下流側の位置で前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に当接するように配設されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記電源は、
   前記パルス電圧が矩形波であって、
   前記パルス電圧のピーク値をＶｐ（Ｖ）として、前記直流電圧をＶｃ（Ｖ）として、前記パルス電圧の繰り返し周期をＴ（ｓｅｃ）として、前記パルス電圧の印加時間幅をτ（ｓｅｃ）としたときに、
   （条件１）ＶｐとＶｃとは互いに異なる極性であり、｜Ｖｐ｜＞｜Ｖｃ｜
   （条件２）｜τ×Ｖｐ｜＞｜Ｔ×Ｖｃ｜
   （条件３）τ／Ｔ≦０．９
   なる３つの条件を満たすように前記転写バイアスを出力することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記電源は、τ／Ｔ＞０．５なる条件を満たすように前記転写バイアスを出力することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記電源は、前記像担持体の前記転写ニップにおける線速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）としたときに、ｖ×Ｔ≦０．２なる条件を満たすように前記転写バイアスを出力することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記電源は、前記転写ニップにおける前記転写搬送ベルトの走行方向に沿った転写ニップ幅をｄ（ｍｍ）としたときに、ｄ≧ｖ×Ｔ×１０なる条件を満たすように前記転写バイアスを出力することを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。

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