JP5998710B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、トナー像の転写機構に関する。

周知のように、電子写真方式を用いる画像形成装置においては、感光体などの像担持体から記録紙などの記録媒体に転写されたトナー像が熱・圧力による融解・浸透作用によって定着されて複写物として得られるようになっている。

像担持体に形成されたトナー像は、記録媒体あるいは中間転写体に転写されるが、そのための構成として、静電転写方式が多用されている。
静電転写方式では、トナーの極性と逆極性の転写バイアスを印加し、転写電界内でトナーを飛翔されることにより転写が行われる。

上述した方式を用いる転写工程は、単一色の画像形成が可能な単一の像担持体からのトナー像転写を対象とするだけでなく、上述した中間転写体を用いる場合には、この中間転写体に対して複数色のトナー像を順次転写した後、記録媒体への一括転写を行うフルカラー画像形成時でのトナー像転写を対象とすることもある。

一方、トナー像の転写を受ける記録媒体の一つである記録紙には、その表面に凹凸が存在したり、平滑度の異なるものがある。
凹凸度合いが大きい場合や平滑度が低い記録紙は、表面が粗い状態であり、この表面への転写時には、転写ニップ部において記録用紙の凹部と像担持体との間のギャップが異なることにより、凹部部分でのトナーの転写率が低下しやすく、良好な画像転写を得ることができないという問題がある。

このような問題に対して、従来では、転写ニップ部分で記録用紙の凹部と像担持体との間にギャップが生じていることを検知したうえで、転写ニップに振動電界を印加することによりギャップ内でトナーを往復飛翔させて凹部内でのトナーの接触頻度を高めることで転写率の低下を防止するようにした構成が提案されている（例えば、特許文献１）。

振動電界を形成した場合には、振動電界でのピーク電圧の絶対値が定常電界の電圧よりも高くなる。このため、転写部材としてローラを用いた場合にはローラ端部などのニップ形成部を構成する部材の端部あるいは、高圧が印加される電極を筐体から絶縁している絶縁部材、さらには、高圧を出力する高圧電源内部や高圧電源と電極とを接続する高圧電線やコネクタなどと筐体との間においてリークが生じやすくなる。リークが生じると、消費電力の増加にもつながり、画像形成装置のランニングコストが上昇することや他の電子部品への悪影響を及ぼす虞がある。

本発明の目的は、上記従来の転写装置における問題に鑑み、振動電界を用いた転写に際して、リークの発生を抑えることが可能な構成を備えた画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写するための転写電界が像担持体上のトナー像中のトナーを記録媒体に向けて転移させることができる振動電界とされ、該振動電界の強さが変更可能、かつ、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する転写速度を変更可能な画像形成装置において、前記振動電界が弱い場合の転写速度よりも振動電界が強い場合の転写速度を遅くすることを特徴とする画像形成装置にある。

本発明によれば、振動電界でのピーク電圧を抑えることにより高圧電源内部や転写部材、さらにはこれらを接続する高圧電線などから筐体へのリークの発生を防止することができる。

電極間に形成される転写電界を直流高圧電源に交流高圧電源を重畳して形成した場合の、電極の一つに印加する重畳電源の出力波形を転写速度が低速、高速状態を対象として観察した結果を示す線図である。 電極間に形成される転写電界を直流高圧電源のみを用いて形成した場合の、電極の一つに印加する直流電源の出力波形を転写速度が低速および高速状態を対象として観察した結果を示す線図である。 電極間に形成される転写電界を図１に示した重畳電源を構成する電源のうちで交流高圧電源のみを用いて形成した場合の、電極の一つに印加する交流電源の出力波形を転写速度が低速および高速状態を対象として観察した結果を示す線図である。 図１乃至３に示した結果に基づく転写装置の第１実施例を説明するための模式図である。 図１乃至図３に示した結果に基づく転写装置の第２実施例を説明するための模式図である。 図１乃至図３に示した結果に基づく転写装置の第３実施例を説明するための模式図である。 図４乃至図６に示した構成の転写装置を適用する対象となる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。 重畳バイアス波形の一例を示す図である。 重畳バイアス波形の他の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る転写バイアス条件におけるリークの発生有無を説明するための線図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる転写機構の別例としての変形例１を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる転写機構の別例としての変形例２を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる転写機構の別例としての変形例３を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる転写機構の別例としての変形例４を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる転写機構の別例としての変形例５を説明するための図である。

以下、図に基づき、本発明を実施するための形態について説明する。
本形態においては、記録媒体の表面での凹凸の大小を含む表面粗さに応じて転写電界に用いられる振動電界の強さと記録媒体の転写速度とを関連づけて振動電界でのピーク電圧を抑えてリークを防止する点に特徴がある。この特徴とする理由を以下に説明する。

図１は、直流高圧電源に交流高圧電源を重畳した重畳高圧電源より像担持体表面と記録媒体とを挟んで転写電界を形成する２個の電極のうちの一方の電極に印加するバイアスである重畳電源の出力電圧波形をオシロスコープでモニターしたものである。数値を省略しているのは、装置の構成や構成部材の抵抗により、画像を形成するのに適正な電圧や、リーク限界が異なるためである。しかし、装置の構成や構成部材の抵抗が異なっても、定性的には図１の結果が得られる。
また、同図では像担持体上のトナーを記録媒体に転写する方向の電圧を正方向とした場合が示されているが、電気的な正負と逆になる場合もある。

図８は、直流高圧電源に交流高圧電源を重畳した重畳高圧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。
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（Ｖａｖｅ）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記録紙側に移動させる方（本例ではマイナス側）のピーク値である。
また、Ｖｒで示されているのは、トナーを記録紙側からベルト側に戻す方（本例ではプラス側）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（本例ではマイナス）にすることで、トナーを往復移動させながら、相対的にはベルト側から記録紙側に移動させて記録紙上に転移させることが可能になる。
交流電圧としては、正弦波形状の波形のものを採用しているが、図９（低Ｄｕｔｙ波形を対象としている）に示すように、矩形波状の波形のものを用いても良い。

また、図９に示すように交流成分のトナーをベルト側から記録紙側に移動させる時間（本例ではマイナス側）とトナーを記録紙側からベルト側に戻す時間（本例ではプラス側）を異なる時間とすることも可能である。
本実施例では、トナーをベルト側から記録紙側に移動させる時間を、トナーを記録紙側からベルト側に戻す時間より長くすることで、重畳バイアスの交流成分の時間平均値（Ｖａｂｅ）を、トナー像をベルト側から記録紙側に転写させる極性に設定されている。これにより、重畳バイアスの交流成分は、重畳バイアスの直流成分（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向よりに設定されることになる。

図２は、重畳電源を構成する直流電源のみの出力電圧波形をオシロスコープでモニターしたものである。
後述する各実施例を通して共通するように、模式化している。同図では、像担持体上のトナーを記録媒体に転写する方向は電圧を正方向とした場合を示しているが、電気的な正負と逆になる場合もある。

図３は、重畳電源を構成する交流電源のみの出力電圧波形をオシロスコープでモニターしたものである。
後述する各実施例を通して共通するように、模式化している。同図では、像担持体上のトナーを記録媒体に転写する方向の電圧を正方向とした場合を示しているが、電気的な正負と逆になる場合もある。

電圧に関しては、図２と図３の電圧の和が図１に示す結果となる。
図１、図２、図３に示す結果は、何れも、左に示す結果が転写速度が低速の場合で右が高速の場合である。

線の細い順に、高平滑度紙、低平滑度紙、凹凸の深みの大きくない凹凸紙で最良となる電圧波形、凹凸の深みの大きな凹凸紙で、夫々最良となる電圧波形を示す。
また、絶対値がこれ以上高くなるとリークの危険が生じる電圧（リーク限界電圧）を二点鎖線で示す。この二点鎖線よりも正負方向とも原点から離れる方向がリークの危険がある領域であり、原点方向が安全な領域である。

なお、装置が低温低湿環境に置かれている場合に、記録媒体や転写ニップを構成する部材の抵抗が上昇することで、転写電圧の絶対値が上昇して、リーク限界電圧を超え易くなる。上記の図は全て装置が低温低湿環境に置かれときのものである。

ところで、図１で、転写速度が低速の場合は電圧がリーク限界電圧を超えることがなく、転写速度が高速の場合には 凹凸紙（凹凸小）と凹凸紙（凹凸大）でリーク限界を超えている。

以上の結果から、リークを防止するためには、記録媒体が凹凸紙（凹凸大）の場合に転写速度は低速とし、記録媒体が高平滑度紙と低平滑度紙の場合は、転写速度は低速と高速の何れでも良い。これが、上述した特徴の根拠となる。

上述した転写速度を遅くすれば良い理由について考察すると次の通りである。
図１ならびに図３に示した結果から、記録媒体が高平滑度紙、低平滑度紙、凹凸紙（凹凸小）、凹凸紙（凹凸大）と、記録媒体表面の凹部分の凹み量が大きくなる程、転写ニップで記録媒体の表面と像担持体との間のギャップが広くなるので、大きな交流電圧が必要になる。

転写速度が速くなるに従い適正な交流電圧がやや大きくなるが、転写速度が例えば２倍程度に速くなる場合の適正な交流電圧は１．０〜１．２倍程度であり、２倍程度の転写速度であれば交流電圧を同じとしていてもほとんど遜色のない範囲ともいえる。

図１ならび図２に示した結果から、記録媒体が高平滑度紙、低平滑度紙、凹凸紙（凹凸小）、凹凸紙（凹凸大）と、記録媒体表面の凹部分の凹み量が大きくなっても、図２では重なって一本の線にしか見えないように、直流電圧は同じである。
これは、低平滑度紙や凹凸紙であっても、転写ニップで像担持体と接触する平坦部分では、全面が像担持体と接触する高平滑度紙と、転写電界は同じであることを意味し、また、高平滑紙では交流電圧がない（０Ｖ）ので、振動電界は像担持体と接触する記録媒体の平坦部分では転写率に寄与していないことを意味すると考える。
なお、上記結果を得るための条件の一つである交流の周波数は、転写ニップ内で数周期以上になる周波数を用いて行った。

ところで、図２において、転写速度が速くなるに従い適正な直流電圧が大きくなり、例えば転写速度が２倍になると適正な直流電圧は１．６〜２．０倍になる。
定常電界の場合に、転写ニップでトナーにかかる転写電界は、トナー層を挟む像担持体表面と記録媒体表面の間で形成されるので、記録媒体の抵抗や転写ニップを構成する部材の抵抗に係わらず、記録媒体と像担持体表面との間の電荷密度に支配される。

転写ニップを構成する部材の抵抗変化に関しては、例えば、特開２０００−１９８５４号公報に開示されているように、高圧電源からの転写電流が漏れたり干渉したりして過不足することなく像担持体表面に到達するような装置では、高圧電源を定電流電源にすると、記録媒体の抵抗や転写ニップを構成する部材の抵抗に係わらず、最適な転写電流は一定になり、転写率が安定することが広く一般に知られている。

一方、転写速度が異なる場合には、転写電流を転写速度に比例させれば、転写ニップの電荷密度が一定になるので、転写率が安定する。つまり、転写速度が２倍になれば、転写電流は２倍になる。

電圧の場合は、記録媒体や転写ニップを構成する部材の抵抗がオームの法則に従えば、電流に比例するが、電圧が上がれば抵抗が下がる電圧依存性を有するものが多いので、このことが上記した転写速度が２倍になると適正な直流転写電圧が１．６〜２．０倍になる理由である。

転写速度が速くなる場合に、適正な交流電圧が少ししか大きくならないのに対して、適正な直流転写電圧が比例関係により大きくなることが、転写電圧のピークがリーク限界を超える理由であることが判る。そこで、転写速度を下げればリークを防止できる。

上述した理由に基づき、転写電圧がリーク限界以下になるように転写速度を下げる手段として、転写速度が高速の場合には凹凸紙（凹凸小）と凹凸紙（凹凸大）を使用できないようにする。

このための構成としては、詳細を図示しないが、凹凸状態を検知した結果に基づき、転写速度を切り換える制御を行う構成を用いることができる。つまり、上述した場合のように、転写速度が高速であって、凹凸紙（凹凸小）と凹凸（大）の場合では、これらの記録用紙が使用できないことを警告し、凹凸紙（凹凸大）の場合には、転写速度は低速に設定し、高平滑度紙と低平滑度紙の場合に転写速度を高速にそれぞれ設定するようにする。

上述した転写速度を変更するだけでなく、さらに、重畳電源の出力可能な最大ピーク電圧をリーク限界電圧以下にする。
特に、重畳電源の内で直流電源の出力可能な最大出力を、転写速度が低速では適正な直流電圧が充分に出力できるが、転写速度が高速では適正な直流電圧が出せないところまで下げる。

このような処理を行うと、重畳電源では転写速度が低速では、記録媒体が高平滑度紙、低平滑度紙、凹凸紙（凹凸小）、凹凸紙（凹凸大）の全てで適正な画像を得ることができるが、転写速度が高速になると、直流電圧が不足するので、高平滑度紙、低平滑度紙、凹凸紙（凹凸小）、凹凸紙（凹凸大）の全てで適正な画像が得られなくなる。

そこで、転写速度が高速の場合は、重畳電源を構成するものとは別な高速での適正な直流電圧が出力可能な直流電源を用いて、高平滑度紙のみが使用できるようにする。そして、両電源をリレーやスイッチで切り換えられるようにする。

図１、図２、図３は、記録媒体や転写ニップを構成する部材の抵抗は低温低湿で上昇して常温常湿の場合と比べて適正電圧が上昇する低温低湿に装置を置かれた場合である。特に、転写ニップを構成する部材にイオン導電性を用いた場合は、２３℃５０％の場合と１０℃１５％の場合では２倍以上３倍程度に上昇する場合が多い。そして、転写速度の場合と同様に、適正電圧の環境差でも交流電圧よりも直流電圧の方が大きい結果となる。

上記の出力可能な最大電圧をリーク限界電圧以下に低下させた重畳電源でも常温常湿でならば、転写速度が高速であっても適正電圧が出力できる場合が多い。
このことから、常温常湿では転写速度が高速でも重畳電源を使用し、低温低湿でのみ転写速度が高速の場合に重畳電源を使用しないようにする場合もある。

以下、上述した原理を用いた転写装置の構成を実施例として説明するが、この構成を説明する前に、転写装置が用いられる画像形成装置の構成について図７を用いて説明すると次の通りである。

図７は、複数の色画像が形成可能な作像部が、中間転写体として用いられる転写ベルトの展張面に沿って並置したフルカラー画像を形成可能なプリンタを示している。

同図において、画像形成装置１０は、高さ方向のほぼ中央において転写装置３０および転写装置３０に用いられる中間転写体である転写ベルト３１の展張面（延長面）に沿って複数並置された作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えた作像部と、作像部の下方には位置されている給紙装置１００と、作像部の上方に配置されている画像書き込み装置８０とを備えている。

作像部に配置されている作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、全て同じ構成からなり、像担持体としてのドラム状の感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを備え、感光体の周囲には、感光体の移動方向に沿って画像形成処理を実行する帯電装置、現像装置およびクリーニング装置が配置されている。
作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、画像形成装置の本体筐体に対して着脱可能に設けられ、保守点検等に際しては本体筐体から取り出せるようになっている。

一方、作像部に配置されている転写装置３０は、複数のローラ３２〜３４に掛回されて図示矢印方向に移動可能な転写ベルト３１と、転写ベルト３１を挟んで各作像ユニットの感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと対峙する位置に配置されている１次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋと、転写ベルト３１に重畳転写されたトナー像を給紙装置１００から給送されてくる記録媒体として用いられる記録紙Ｐに一括転写する２次転写装置３６および転写ベルト３１を挟んで２次転写ローラ３６Ａに対峙するバックアップローラ（斥力ローラ）３３とを備えている。

給紙装置１００は、カセット（図中、便宜上、符号１００で示す）に収容されている記録媒体として用いられる記録紙を繰り出す繰り出しローラ１００ａと、レジストローラ１０１とを備え、カセット１００から繰り出された記録紙のレジストタイミングを設定した上で２次転写装置３６の位置に向け搬送するようになっている。

２次転写装置３６によって一括転写を受けた記録紙の搬送方向下流側には、定着装置９０が設けられている。定着装置９０は、熱源を内蔵した定着ローラ９１と加圧ローラ９２とを備えた熱ローラ定着方式の構成とされている。

上述した画像形成装置１０では、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいて帯電工程、書き込み装置８０を用いた静電潜像形成および現像装置により可視像処理によって形成されたトナー像が、１次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋに印加される転写バイアスによる転写電界により順次転写ベルト３１上に転写され、重畳画像が転写ベルト３１上に担持される。

転写ベルト３１に担持された重畳画像は、給紙装置１００から繰り出された記録紙が２次転写装置３６の位置に達すると２次転写装置３６に生起される転写電界により一括転写され、定着装置９０においてトナー像が加熱定着されて排出される。
転写後の感光体に対しては、周知のクリーニング処理が行われ、再度の画像形成に備えられる。

以上の構成からなる画像形成装置において以下に説明する実施例は、２次転写装置３６を対象としている。

（実施例１）
図４は、転写装置の構成を示す模式図であり、同図において、２次転写装置３６は、転写ベルト３１および記録紙Ｐを挟んで対向する２次転写ローラ３６Ａとバックアップローラ（斥力ローラ）３３とで構成されている。

同図においては、トナーと同極性の定電流高圧電源に定電圧制御された交流高圧電源を重畳する重畳電源１１０を介して転写ベルト３１の画像担持面とは反対面に接触するバックアップローラ（斥力ローラ）芯金にバイアスを印加している。
転写速度低速は１７６．４ｍｍ／ｓで、転写速度高速は、３５２．８ｍｍ／ｓ

以下に転写ベルト、バックアップローラ、２次転写ローラの構成を示すが、これら構成等はこれに限定されるものではない。
転写ベルト３１は、次の構成よりなる。
材質；ポリイミド、表面抵抗率１０．５〜１１．５ ｌｏｇΩ／□
厚み；６０μｍ
バックアップローラ３３は、芯金と抵抗層の２層構成とされ、抵抗層は、ＮＢＲとＥＣＯの共重合体（イオン導電系）が用いられ、表層部にはフッ素系樹脂層が設けられている。
バックアップローラ３３を金属定盤に載置した状態で金属定盤との間の抵抗測定結果は、６．０〜７．０ ｌｏｇΩであった。

一方、２次転写ローラ３６Ａは、芯金と抵抗層と表層との３層の積層構造とされ、抵抗層には、ＮＢＲとＥＣＯの共重合体（イオン導電系）の材質が用いられ、表層にはフッ素樹脂層が設けられている。
２次転写ローラ３６Ａを金属定盤に載置した状態で金属定盤との間の抵抗測定結果は、６．０〜７．０ ｌｏｇΩであった。

重畳電源１１０は、次の構成よりなる。
直流電源、定電流制御、出力可能最大電圧１０ｋＶ
交流電源、定電圧電源、出力可能最大電圧ピークツーピークで１２ｋＶ
上述した構成において、バックアップローラ３３には重畳電源１１０からの電路が接続され、２次転写ローラ３６Ａは接地されており、これら両ローラの芯金は、電界形成のために用いられる２つの電極をなしている。

重畳電源１１０としての出力可能な最大ピーク電圧１６ｋＶとなり１２ｋＶ程度のリーク限界電圧を超える。
本実施例では、凹凸紙（凹凸大）の場合に転写速度は低速とし、高平滑度紙と低平滑度紙の場合には転写速度は高速とするようになっている。
あるいは、凹凸紙（凹凸大）の場合に転写速度は低速とし、高平滑度紙と低平滑度紙の場合には転写速度は紙厚により低速と高速を切り分けるシフト制御を行うようになっている。

本実施例における、具体的な設定例を以下に示す。
用紙は以下の凹凸紙、低平滑紙でＡ３サイズである。
凹凸紙：Ｍ−ｒｅａｌ ＺＡＮＤＥＲＳ ＺＡＮＤＥＲＳ ＺＥＴＡ ｈａｍｍｅｒ ｗｈｉｔｅ 坪量：２６０ｇｓｍ
低平滑紙：ＮＢＳリコー マイペーパ 坪量：６７ｇｓｍ（平滑度：４５ｓ）
環境：１０℃１５％
画像：Ｂｌｕｅ色 全面ベタ画像 片面通紙
モード：重畳転写モード（交流はサイン波形）
また、本実施例では、トナーはプラス帯電のトナーとし、バックアップローラからプラス側の極性を与えることで、トナーを転写できる構成とする。

上記条件における直流電源、交流電源の設定およびリークの発生有無を表１および図１０に示す。
直流電源の定電流設定値（表１：ＤＣ（μＡ））は、凹凸紙、低平滑紙ともに高速：７０μＡ、低速：３５μＡである。このとき、低温低湿環境であることから、各種ローラおよび用紙の抵抗が上昇するため、直流電圧（表１：ＤＣ（ｋＶ））は、高速：８ｋＶ、低速：４ｋＶとなった。
交流電源の定電圧設定値（表１：ＡＣ（ｋＶｐｐ））は凹凸紙：１０ｋＶｐｐ、低平滑紙：６ｋＶｐｐである。転写速度差が２倍程度であるため、交流電圧は前述したように高速、低速で同じ設定としている。

転写速度が高速の場合に、凹凸紙のＺｅｔａ ｈａｍｍｅｒ ｗｈｉｔｅではピーク電圧が１３ｋＶとなり、リーク限界である−１２ｋＶを超える。そのためリークが発生し画像にはリークによる白抜けも発生した。
しかしながら、低平滑紙のマイペーパではピーク電圧が１１ｋＶであり、リーク限界を超えないためリークの発生はなく、画像も問題は無かった。
そこで、凹凸紙の転写速度を低速とすることで、直流電源の出力を低くすることができることから、凹凸紙のピーク電圧は９ｋＶまで下げることができる。これによりピーク電圧がリーク限界を超えないためリークの発生はなく、画像も問題は無かった。

以上より、振動電界が強い場合に転写速度を遅くしてリークを防止できることを確認できた。

（実施例２）
本実施例は、電源の構成のみが上述した実施例１と異なっている。
第１の直流電源１１１は、定電流制御、出力可能最大電圧１０ｋＶで１２ｋＶ程度のリーク限界電圧を超えない。
重畳電源（便宜上、符号１１０’で示す）は、定電流制御、出力可能最大電圧５ｋＶを設定された第２の直流電源１１０Ａと、定電圧電源、出力可能最大電圧ピークツーピークで１０ｋＶに設定された交流電源１１０Ｂとで構成されている。
交流電源１１０Ｂでは、重畳電源としての出力可能な最大ピーク電圧１０ｋＶであることから１２ｋＶ程度のリーク限界電圧を超えないようになっている。

本実施例においては、第１の直流電源１１１と重畳電源１１０’と２つのうちの一つであるバックアップローラ３３側の芯金との間の給電路を切り換えるリレー１１２が設けられている。
本実施例は以上のような構成であるから、凹凸紙（凹凸大）の場合に、重畳電源１１０’を使用する方向にリレー１１２を切り換え、転写速度は低速する。

一方、高平滑度紙と低平滑度紙の場合には、第２の直流電源１１０Ａを使用する方向にリレー１１２を切り換え、転写速度は高速とする。あるいは、凹凸紙（凹凸大）の場合に、重畳電源１１０’を使用する方向にスイッチング機能を有するリレー１１２を切り換え、転写速度は低速とする一方、高平滑度紙と低平滑度紙の場合に、第２の直流電源１１０Ａを使用する方向にリレー１１２を切り換え、転写速度は紙厚により低速と高速を切り分けるようにする。

（実施例３）
本実施例は、転写ベルト３１に代えて、像担持体を構成する感光体１を対象とし、感光体２上からのトナー像を転写する際に用いられる１次転写ローラ３５（便宜上、色の種別を示す符号は省く）との間の転写電界を形成する場合に適用するものである。
感光体２は、アルミ基層に感光層を積層した構成とされている。
１次転写ローラ３５は、芯金と抵抗層との２層の積層構造とされ、抵抗層には、ＮＢＲとＥＣＯの共重合体（イオン導電系）が材質として用いられている。
２次転写ローラ３６Ａを金属定盤に載置した状態で芯金と金属定盤との間の抵抗測定結果は、７．５〜８．０ ｌｏｇΩであった。
本実施例においては、電源の使用形態および転写速度の設定に関しては実施例２と同様である。

上記実施例に挙げた条件は、図１１乃至図１５に示す転写機構の変形例に対しても適用することができる。以下に転写機構の変形例について説明する。なお、以下の説明に用いる部材において、機能が同じものは図７に用いた符号で示す。

図１１に示す転写機構に関する変形例１は、感光体ドラム（便宜上、図７で用いた符号２により示す）に対峙する中抵抗を有した転写ローラ（便宜上、図７において用いた符号３５で示す）が直流電源に接続されて転写バイアスを印加する構成となっている。転写ローラ３５は、導電体のコア部に発泡剤を用いたローラや表層コートを施されたローラが用いられる。

図１２に示す転写機構に関する変形例２は、感光体ドラム２に担持されたトナー像を転写体として用いられる転写ベルト３１に転写する構成を備えている。
転写ベルト３１は中抵抗の部材であり、駆動ローラ３１Ａおよび従動ローラ３１Ｂに掛け回されて図示矢印方向に移動する。
転写ベルト３１と感光体ドラム２との対向位置には、トナー像を記録紙Ｐに向け転写するための転写部材として転写バイアスローラ３５およびバイアスブラシ３５Ａがそれぞれ配置されている。

バイアスブラシ３５Ａは、記録紙Ｐを転写ベルト３１に静電吸着させるバイアス印加用として、そして転写バイアスローラ３５は感光体ドラム２に担持されているトナー像を記録紙Ｐに静電吸引するためのバイアス印加用であり、転写バイアスローラ３５でのバイアスは、重畳バイアスが用いられる。
転写ベルト３１は、転写終了後、除電針２００により除電されると共にクリーニングブレード２０１により残留トナーを掻き取られる。また、転写ベルト３１にはクリーニングバイアスローラ２０２が当接しており、転写ベルト３１に残存するトナーを除去してトナー回収コイル２０３により現像装置に再送できるようになっている。クリーニングバイアスローラ２０２にはバイアスローラブレード２０４が当接しており、クリーニングバイアスローラ２０２からトナー回収コイル２０３に向け残留トナーを掻き落とすようになっている。
なお、図１２において符号２０５は、転写ベルト３１を感光体ドラム２に対して接離競るためのレバーである。接離レバー２０５は、複数の作像ステーションを備えた画像形成装置において、作像対象となる転写ベルト３１を感光体ドラム２に当接させる。転写バイアスローラ３５は、転写用電源２０６からの給電を受ける。また、図１２おいて符号ＲＲは、レジストローラを示している。

図１３に示す転写機構に関する変形例３は、図１２に示した転写ベルト３１の展張面を複数の感光体ドラム２の並置方向に沿って延長し、各感光体ドラム２から順次転写ベルト３１にトナー像を転写する構成を備えている。
転写ベルトを挟んで各感光体ドラム２に対向する位置には、転写ローラ３５およびバックアップローラ２１０がそれぞれ配置されている。
転写ベルト３１には、記録紙の搬入側に紙吸着ローラ（便宜上、図１２において示したバイアスブラシに用いた符号３５Ａで示す）が当接させてあり、転写ベルト３１に対して記録紙を静電吸着するためのバイアスを印加されている。
図１３に示す転写機構では、各色の画像転写が終了した転写ベルト３１がブラシローラ２１１およびクリーニングブレード２１２によって転写残トナーを除去される。

図１４に示す転写機構に関する変形例４は、図１１に示した構成と同様に、感光体ドラム２から直接記録紙に転写を行う構成を備えている。
図１４においては、感光体ドラム２と対向する位置に設けられている転写部材として、ローラではなく、チャージャ３５０が用いられており、そのチャージャには、転写チャージャ３５０Ａとこれに隣接する分離チャージャ３５０Ｂが設けられている。
分離チャージャ３５０Ｂは、転写後の記録紙に対して感光体ドラムとの間での静電引力を中和できるバイアスが印加され、感光体ドラム２から分離爪３５１を介して矢印Ｆで示す方向に搬送される記録紙を分離できるようになっている。
図１４に示す転写機構では、記録紙への転写前の感光体ドラム２に対して転写前除電チャージャ３５２による一様帯電、そして、転写前除電ランプ３５３の点灯により感光体ドラム２の地肌電位を調整してトナー像の転写効率を向上させる構成が用いられている。

図１５に示す変形例５の転写機構は、各感光体ドラム２と、各感光体ドラム２上の画像が転写される中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１に一括転写された重畳画像を一括転写するための２次転写装置としての２次転写ベルト４００と、を備える。
中間転写ベルト３１には、各感光体ドラム２との対向位置にそれぞれ転写ローラ３５が配置されており、また、２次転写ベルト４００には、中間転写ベルト３１との対向当接位置近傍に２次転写ローラ４０１が配置されている。２次転写ベルト４００は、駆動ローラ４００Ａ、従動ローラ４００Ｂに掛け回され、従動ローラ４００Ｂ側には中間転写ベルト３１の内側にバックアップローラ４００Ｃが配置されている。
なお、各感光体ドラム２は、色毎の画像形成を行うプロセスカートリッジに設けられており、プロセスカートリッジには、図示しないケーシング内で感光体ドラムの周囲において感光体ドラム２に対する画像形成処理のための帯電装置５０１、書き込み装置８０、現像装置５０２、クリーニング装置５０３がそれぞれ配置されている。

以上のような実施例および変形例として挙げた転写機構においては、転写電圧のピーク値がリーク限界電圧に達しないように、このピーク電圧を下げるだけでなく、記録紙の凹凸の大小や表面粗さの程度に応じて転写速度を制御することにより、記録紙の凹凸や表面粗さの違いに関係なく、安定した転写電界を得られるようにできることでピーク電圧が高くなった場合のリークを抑制することができる。

さらに、重畳波形として、記録媒体に転写する極性と逆極性が交互に切り換えられることにより、表面粗さが粗い記録媒体における転写性を良好にし、かつ、ピーク電圧を抑えることができることによってもリークの発生を防止することができる。

３０ 転写装置
３１ 転写ベルト
３３ 対向ローラ（斥力ローラ）としてのバックアップローラ
３５ １次転写ローラ
３６ ２次転写装置
３６Ａ ２次転写ローラ
１１０，１１０’ 重畳電源
１１０Ａ 第１の直流電源
１１０Ｂ 第２の直流電源
１１２ リレー
Ｐ 記録紙

特開２０００−１９８５４号公報

Claims (14)

1. 像担持体上のトナー像を記録媒体に転写するための転写電界が像担持体上のトナー像中のトナーを記録媒体に向けて転移させることができる振動電界により形成され、該振動電界の強さが変更可能、かつ、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する転写速度を変更可能な画像形成装置において、
   前記振動電界が弱い場合の転写速度よりも振動電界が強い場合の転写速度を遅くすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録媒体の一つとして表面粗さの異なる記録紙が用いられ、該記録紙の表面粗さが粗い場合に前記振動電界を強めて前記転写速度を遅くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 像担持体上のトナー像を記録媒体に転写するための転写電界が、像担持体上のトナー像中のトナーを記録媒体に向けて転移させることができる、定常電界または振動電界とされ、かつ、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する転写速度を変更可能な画像形成装置において、
   転写電界が前記定常電界の場合の転写速度よりも転写電界が前記振動電界の場合の転写速度を遅くすることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記記録媒体の一つとして表面粗さの異なる記録紙が用いられ、該記録紙の表面粗さが粗い場合に前記転写電界を振動電界に設定し、転写速度を定常電界時に対して遅くすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 直流電源と交流電源とを有し、直流電圧に交流電圧が重畳された電圧を出力する重畳電源と、
   前記像担持体表面と前記記録媒体とを挟んでそれぞれ設けられた２個の電極とを備え、
   前記２個の電極のうちで、一方の電極に前記重畳電源が接続され、他方の電極が接地されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
6. 前記直流電源が定電流制御され、前記交流電源が定電圧制御されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記重畳電源が出力する電圧は、前記トナー像を前記像担持体側から記録媒体側に転写させる極性と逆極性とが交互に切り替わることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
8. 前記重畳電源が出力する電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、前記トナー像を前記像担持体側から記録媒体側に転写させる転写方向の極性に設定され、かつ、前記重畳電源が出力する電圧の最大値と最小値との中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記転写方向よりに設定されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一つに記載の画像形成装置。
9. 直流電圧を出力する第１の直流電源と、第２の直流電源と交流電源とを有し直流電圧に交流電圧が重畳された電圧を出力する重畳電源と、を別々に備え、
   像担持体表面と記録媒体とを挟んで転写電界を形成する２個の電極を備え、
   前記２個の電極のうちの一方の電極が前記第１の直流電源および前記重畳電源のいずれかに切り換え可能に接続され、他方の電極が接地され、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写するための転写電界を形成するとともに、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する転写速度を変更可能な画像形成装置において、
   前記第１の直流電源が出力可能な最大電圧の絶対値は、前記第２の直流電源が出力可能な最大電圧の絶対値よりも大きく、
   前記第１の直流電源を用いた転写時での転写速度よりも、前記重畳電源を用いた転写時での転写速度を遅くすることを特徴とする画像形成装置。
10. 前記重畳電源が出力する電圧は、前記トナー像を前記像担持体側から記録媒体側に転写させる極性と逆極性とが交互に切り替わることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記重畳電源が出力する電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、前記トナー像を前記像担持体側から記録媒体側に転写させる転写方向の極性に設定され、かつ、前記重畳電源が出力する電圧の最大値と最小値との中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記転写方向よりに設定されていることを特徴とする請求項９または１０記載の画像形成装置。
12. 前記像担持体は感光体であり、前記電極のうちの一方の電極が転写ローラ芯金であり、他方の電極が感光体基層であることを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか一つに記載の画像形成装置。
13. 前記像担持体が中間転写体であり、前記電極のうちの一方の電極は、記録媒体のトナーが転写される面とは反対の面に接触する転写ローラの芯金であり、他方の電極は、中間転写体のトナー像を担持する面とは反対の面に接触する対向ローラの芯金である請求項５乃至１１のいずれか一つに記載の画像形成装置。
14. 前記像担持体が中間転写体であり、前記電極のうちの一方の電極は、中間転写体のトナー像を担持する面とは反対の面に接触する対向ローラの芯金であり、他方の電極は、記録媒体のトナーが転写される面とは反対の面に接触する転写ローラの芯金である請求項５乃至１１のいずれか一つに記載の画像形成装置。

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