JP2020101577A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写部に形成された現像剤像を記録媒体に転写する二次転写を行う際に、二次転写体に印加する二次転写バイアス電圧に交流成分を重畳した場合でも、記録媒体上に転写される現像剤像に発生する画像欠陥を、二次転写体の電位の極性が反転するような交流成分を重畳した場合と比較して抑制する。【解決手段】二次転写装置は、二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間に中間転写ベルト１６及び記録用紙３２を挟んで通過させることにより、中間転写ベルト１６上に形成されたトナー像を記録用紙３２に二次転写する。電圧印加手段は、中間転写ベルト１６上のトナー５０が記録用紙３２に移動するようなＤＣ成分に、記録用紙３２に移動したトナー５０が中間転写ベルト１６に戻るような電圧とならないような範囲内でＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間に印加する。【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、記録シートを二次転写ニップに通してその第１面にトナー像を転写する際には、二次転写バイアスとして直流電圧を出力し、その後、定着装置から反転再搬送装置を介して記録シートを二次転写ニップに再搬送してその第２面にトナー像を転写する際には、二次転写バイアスとして直流交流重畳バイアスであって、直流成分の絶対値を直流バイアスの絶対値よりも小さくしたものを出力するようにすることにより、二次転写ニップ周囲の部材の劣化を抑えるとともに、白点、トナー散り、及び画像濃度不足の全ての発生を従来よりも確実に抑えることができるようにした画像形成装置が開示されている。

特許第５９００７９４号公報

本発明の目的は、中間転写部に形成された現像剤像を記録媒体に転写する二次転写を行う際に、二次転写体に印加する二次転写バイアス電圧に交流成分を重畳した場合でも、記録媒体上に転写される現像剤像に発生する画像欠陥を、二次転写体の電位の極性が反転するような交流成分を重畳した場合と比較して抑制することが可能な画像形成装置を提供することである。

請求項１に係る本発明は、現像手段により現像された現像剤像を保持する少なくとも１つの像保持手段と、
前記像保持手段に保持された現像剤像を中間転写部に転写する一次転写手段と、
前記中間転写部上に形成された現像剤像を搬送されてきた記録媒体上に転写する二次転写を行うための二次転写体と、前記二次転写体と対向して設けられた転写補助体との間に前記中間転写部及び記録媒体を挟んで通過させることにより、前記中間転写部上に形成された現像剤像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、
前記中間転写部上の現像剤が記録媒体に移動するような直流電圧成分に、記録媒体に移動した現像剤が前記中間転写部に戻る電圧とならない範囲内で交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を前記二次転写体と前記転写補助体との間に印加する電圧印加手段とを備えた画像形成装置である。

請求項２に係る本発明は、前記電圧印加手段が、転写バイアス電圧に重畳する交流電圧成分のピークピーク電圧の半分が、前記二次転写体と前記転写補助体との間に印加される直流電圧を超えないように、前記交流電圧成分を前記転写バイアス電圧に重畳する請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３に係る本発明は、前記電圧印加手段が、前記二次転写体と前記転写補助体との間に印加される前記転写バイアス電圧の極性が反転しない範囲内で交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を前記二次転写体と前記転写補助体との間に印加する請求項１記載の画像形成装置である。

請求項４に係る本発明は、前記電圧印加手段が、画像を形成しようとする記録媒体が普通紙の場合に、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する請求項１から３のいずれか記載の画像形成装置である。

請求項５に係る本発明は、前記電圧印加手段が、記録媒体の両面に画像を形成する場合には、最初に画像を形成する第１面の画像を形成する際には、直流電圧成分の転写バイアス電圧を印加し、画像が形成された前記第１面の反対側の第２面に画像を形成する際には、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する請求項１から３のいずれか記載の画像形成装置である。

請求項６に係る本発明は、前記電圧印加手段が、画像を形成しようとする記録媒体が前記二次転写体と前記転写補助体との間を通過する際の帯電量が少ないことが予測される条件下の場合に、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する請求項１から３のいずれか記載の画像形成装置である。

請求項７に係る本発明は、前記電圧印加手段が、画像を形成しようとする記録媒体の電気抵抗値が予め設定された値よりも大きい場合に、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する請求項６記載の画像形成装置である。

請求項８に係る本発明は、前記電圧印加手段が、周囲の環境における湿度が予め設定された値よりも小さい場合に、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する請求項６記載の画像形成装置である。

請求項９に係る本発明は、前記電圧印加手段が、転写バイアス電圧に交流電圧成分を重畳する場合の直流電圧成分の電圧値を、交流電圧成分を重畳しない場合の直流電圧成分の電圧値よりも小さい値とする請求項４から８のいずれか記載の画像形成装置である。

請求項１に係る本発明によれば、中間転写部に形成された現像剤像を記録媒体に転写する二次転写を行う際に、二次転写体に印加する二次転写バイアス電圧に交流成分を重畳した場合でも、記録媒体上に転写される現像剤像に発生する画像欠陥を、二次転写体の電位の極性が反転するような交流成分を重畳した場合と比較して抑制することが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項２に係る本発明によれば、中間転写部に形成された現像剤像を記録媒体に転写する二次転写を行う際に、二次転写体に印加する二次転写バイアス電圧に交流成分を重畳した場合でも、記録媒体上に転写される現像剤像に発生する画像欠陥を、二次転写体の電位の極性が反転するような交流成分を重畳した場合と比較して抑制することが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項３に係る本発明によれば、中間転写部に形成された現像剤像を記録媒体に転写する二次転写を行う際に、二次転写体に印加する二次転写バイアス電圧に交流成分を重畳した場合でも、記録媒体上に転写される現像剤像に発生する画像欠陥を、二次転写体の電位の極性が反転するような交流成分を重畳した場合と比較して抑制することが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項４に係る本発明によれば、中間転写部に形成された現像剤像を普通紙の記録媒体に転写する二次転写を行う際に、二次転写体に印加する二次転写バイアス電圧に交流成分を重畳した場合でも、記録媒体上に転写される現像剤像に発生する画像欠陥を、二次転写体の電位の極性が反転するような交流成分を重畳した場合と比較して抑制することが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項５に係る本発明によれば、中間転写部に形成された現像剤像を記録媒体に両面に転写する二次転写を行う場合において、記録媒体の第１面及び第２面に画像を形成する際に二次転写体の電位の極性が反転するような交流成分を重畳したときに比較して、記録媒体上に転写される現像剤像に発生する画像欠陥を抑制することが可能な画像形成装置を提供することができる。

請求項６に係る本発明によれば、形成した画像の周囲に現像剤が飛び散る現象が発生し易い記録媒体に画像の形成を行う場合のみに、交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を使用した二次転写が行われるようにした画像形成装置を提供することができる。

請求項７に係る本発明によれば、形成した画像の周囲に現像剤が飛び散る現象が発生し易い記録媒体に画像の形成を行う場合のみに、交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を使用した二次転写が行われるようにした画像形成装置を提供することができる。

請求項８に係る本発明によれば、形成した画像の周囲に現像剤が飛び散る現象が発生し易い記録媒体に画像の形成を行う場合のみに、交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を使用した二次転写が行われるようにした画像形成装置を提供することができる。

請求項９に係る本発明によれば、交流電圧成分を重畳しない場合の電圧値の直流電圧成分に交流電圧成分を重畳して転写バイアス電圧として用いた場合と比較して、転写バイアス電圧に交流電圧成分を重畳したことに起因する画像欠陥の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の画像形成装置１０の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置１０におけるバックアップロール１６８と二次転写ロール１８６とにより構成された二次転写装置の詳細を説明するための図である。 図２に示した二次転写装置において、二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間に印加される転写バイアス電圧の波形例を説明するための図である。 記録用紙３２に充分なプラス電荷が蓄えられている場合のトナー５０の様子を説明するための図（図４(Ａ)）及び、記録用紙３２に充分なプラス電荷が蓄えられていない場合のトナー５０の様子を説明するための図（図４(Ｂ)）である。 トナーの飛び散り現象が発生した場合と発生しない場合の画像例を示す図である。 交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を用いた場合の二次転写装置の例を示す図である。 図６に示した二次転写装置により印加される転写バイアス電圧波形を示す図である。 表面に凹凸があるエンボス紙等の記録用紙３２ａに対して二次転写を行うためにＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を用いている理由を説明するための図である。 放電ディフェクトが発生していない正常の場合の画像例を説明するための図（図９(Ａ)）及び放電ディフェクトが発生した場合の画像例を説明するための図（図９(Ｂ)）である。 ＤＣ電源４１と、ＡＣ電源４２とにより構成される電圧印加手段の構成を説明するための図である。 図１０に示した電圧印加手段によりバックアップロール１６８と二次転写ロール１８６との間に印加される転写バイアス電圧の波形例（矩形波）を示す図である。 図１０に示した電圧印加手段によりバックアップロール１６８と二次転写ロール１８６との間に印加される転写バイアス電圧の波形例（正弦波）を示す図である。 バックアップロール１６８に対してＤＣ電源４１とＡＣ電源４２の両方が接続された構成の電圧印加手段の構成を示す図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、タンデム型の画像形成装置１０の構成を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１０は、画像読取ユニット１２、画像形成ユニット１４、中間転写ベルト１６、用紙トレイ１７、用紙搬送路１８、定着器１９及び制御部２０を有する。この画像形成装置１０は、パーソナルコンピュータ（不図示）などから受信した画像データを印刷するプリンタ機能に加えて、画像読取ユニット１２を用いたフルカラー複写機としての機能、及び、ファクシミリとしての機能を兼ね備えた複合機である。

まず、画像形成装置１０の概略を説明すると、画像形成装置１０の上部には、画像読取ユニット１２及び制御部２０が配設され、画像データの入力手段として機能する。画像読取ユニット１２は、載置された原稿の画像を読み取って、制御部２０に対して出力する。制御部２０は、画像読取ユニット１２から入力された画像データ、又は、ＬＡＮなどのネットワーク回線を介してパーソナルコンピュータ（不図示）等から入力された画像データに対して、階調補正及び解像度補正などの画像処理を施し、画像形成ユニット１４に対して出力する。

画像読取ユニット１２の下方には、カラー画像を構成する色に対応して、複数の画像形成ユニット１４が配設されている。本例では、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応して画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃが、中間転写ベルト１６に沿って一定の間隔を空けて水平に配列されている。中間転写ベルト１６は、中間転写体として図中矢印Ａの方向に回動し、これら４つの画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃは、制御部２０から入力された画像データに基づいて各色のトナー像を順次形成し、これら複数のトナー像が互いに重ね合わせられるタイミングで中間転写ベルト１６に転写（一次転写）する。なお、各画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃの色の順序は、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の順に限定されるものではなく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順序など、その順序は任意である。

用紙搬送路１８は、中間転写ベルト１６の下方に配設されている。用紙トレイ１７から供給された記録用紙３２は、この用紙搬送路１８上を搬送され、上記中間転写ベルト１６上に多重に転写された各色のトナー像が一括して転写（二次転写）され、転写されたトナー像が定着器１９によって定着されて外部に排出される。

次に、画像形成装置１０の各構成についてより詳細に説明する。

制御部２０は、画像読取ユニット１２により読み取られた画像データに対して、シェーディング補正、原稿の位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理を施す。なお、画像読取ユニット１２により読み取られた原稿３０の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データであり、制御部２０による画像処理によって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）（各８ｂｉｔ）の４色の階調データに変換される。

画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ（像形成手段）は、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置され、形成する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、第１の画像形成ユニット１４Ｋについて説明する。なお、各画像形成ユニット１４の構成は、Ｋ、Ｙ、Ｍ又はＣを付すことにより区別する。

画像形成ユニット１４Ｋは、制御部２０から入力された画像データに応じてレーザ光を走査する光走査装置１４０Ｋと、この光走査装置１４０Ｋにより走査されたレーザ光により静電潜像が形成される像形成装置１５０Ｋとを有する。

像形成装置１５０Ｋは、矢印Ａの方向に沿って所定の回転速度で回転する像保持手段としての感光体ドラム１５２Ｋと、この感光体ドラム１５２Ｋの表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電装置１５４Ｋと、感光体ドラム１５２Ｋ上に形成された静電潜像を現像する現像器（現像手段）１５６Ｋと、クリーニング装置１５８Ｋとから構成されている。感光体ドラム１５２Ｋは、帯電装置１５４Ｋにより一様に帯電され、光走査装置１４０Ｋにより照射されたレーザ光により静電潜像を形成される。感光体ドラム１５２Ｋに形成された静電潜像は、現像器１５６Ｋにより黒色（Ｋ）のトナーで現像され、中間転写ベルト（中間転写部）１６に転写される。なお、トナー像の転写工程の後に感光体ドラム１５２Ｋに付着している残留トナー及び紙粉等は、クリーニング装置１５８Ｋによって除去される。このように、感光体ドラム１５２Ｋは、現像器１５６Ｋにより現像されたトナー像（現像剤像）を保持する像保持手段である。

他の画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃも、上記と同様に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像を形成し、形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１６に転写する。

中間転写ベルト１６は、ドライブロール１６４と、第１のアイドルロール１６５と、ステアリングロール１６６と、第２のアイドルロール１６７と、バックアップロール１６８と、第３のアイドルロール１６９との間に一定のテンションで掛け回されており、駆動モータ（不図示）によってドライブロール１６４が回転駆動されることにより、矢印Ａの方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト１６は、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等によって接続することにより無端ベルト状に形成されたものである。

また、中間転写ベルト１６には、各画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃに対向する位置にそれぞれ一次転写ロール１６２Ｋ、一次転写ロール１６２Ｙ、一次転写ロール１６２Ｍ及び一次転写ロール１６２Ｃが配設され、感光体ドラム１５２Ｋ、１５２Ｙ、１５２Ｍ、１５２Ｃ上に形成された各色のトナー像は、これらの一次転写ロール１６２により中間転写ベルト１６上に多重に転写される。

つまり、一次転写ロール１６２Ｋ、１６２Ｙ、１６２Ｍ及び一次転写ロール１６２Ｃは、感光体ドラム１５２Ｋ、１５２Ｙ、１５２Ｍ、１５２Ｃにそれぞれ保持されたトナー像を中間転写ベルト１６に転写する一次転写手段として機能する。

なお、中間転写ベルト１６に付着した残留トナーは、二次転写位置の下流に設けられたベルト用クリーニング装置１８９のクリーニングブレード又はブラシにより除去される。

用紙搬送路１８には、用紙トレイ１７から記録用紙３２を取り出す給紙ロール１８１と、用紙搬送用の第１のロール対１８２、第２のロール対１８３及び第３のロール対１８４と、記録用紙３２を既定のタイミングで二次転写位置に搬送するレジストロール１８５とが配設される。

また、用紙搬送路１８上の二次転写位置には、バックアップロール１６８に圧接する二次転写ロール１８６が配設されており、中間転写ベルト１６上に多重に転写された各色のトナー像は、この二次転写ロール１８６による圧接力及び静電気力で記録用紙３２上に二次転写される。各色のトナー像が転写された記録用紙３２は、第１の搬送ベルト１８７及び第２の搬送ベルト１８８によって定着器１９へと搬送される。

定着器１９は、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３２に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナーを記録用紙３２に溶融固着させる。

ただし、両面印刷が設定された場合は、定着器１９により第１面の定着処理が行われた記録用紙３２は装置外部に排出されずに反転装置２１に送られ、この反転装置２１で反転され、反転路２２に送られ、再び用紙搬送路１８に戻され、第２面の印刷が行われる。

次に、本実施形態の画像形成装置１０におけるバックアップロール１６８と二次転写ロール１８６とにより構成された二次転写装置（二次転写手段）の詳細について図２を参照して説明する。

二次転写ロール（二次転写体）１８６は、中間転写ベルト１６上に形成されたトナー像を搬送されてきた記録用紙３２上に転写する二次転写を行うための部材である。そして、バックアップロール１６８は、二次転写ロール１８６と対向して設けられた転写補助体である。そして、図２に示した二次転写装置は、二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間に中間転写ベルト１６及び記録用紙３２を挟んで通過させることにより、中間転写ベルト１６上に形成されたトナー像を記録用紙３２に二次転写する。

なお、図２では、この二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間に印加される転写バイアス電圧が直流成分（ＤＣ成分）のみにより構成されている場合の例が示されている。つまり、二次転写ロール１８６はグランド電位に接地され、バックアップロール１６８には、ＤＣ電源４１により−３．６ｋＶの電圧が印加された例が示されている。

この図２に示した二次転写装置では、二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間に、図３に示すような転写バイアス電圧が印加されている。

図３に示されるような転写バイアス電圧が印加されることにより、バックアップロール１６８の表面電位は二次転写ロール１８６に対して−３．６ｋＶとなり、バックアップロール１６８と二次転写ロール８６とに挟まれた二次転写位置を通過する記録用紙３２はプラスに帯電され、中間転写ベルト１６上のマイナスに帯電しているトナー５０は記録用紙３２上に二次転写される。

ここで、記録用紙３２上に転写されたマイナスに帯電したトナー５０は、プラスに帯電した記録用紙３２との間のクーロン力により拘束されて記録用紙３２上に保持される。

そのため、二次転写位置を記録用紙３２が通過する際に、記録用紙３２に充分なプラス電荷が蓄積されないとトナー５０を十分に保持することができない。

例えば、記録用紙３２の電気抵抗が大きいと二次転写位置を通過する電流の総量が低くなり、記録用紙３２の充電量が不足する現象が発生する。ここで、記録用紙３２の電気抵抗が大きい場合とは、具体的には、記録用紙３２が電気抵抗の大きな紙質により作成されている場合や、記録用紙３２が低湿度状態である場合等がある。一般的に記録用紙３２の湿度が低いと電気抵抗が大きくなることが知られている。そのため、周囲の環境が低湿度状態の場合、記録用紙３２の湿度も低下して電気抵抗が大きくなる。また、両面印刷が行われる場合には、第１面の印刷の際に定着器による高温の定着処理が行われるため、第２面の印刷の際には低湿度状態となる可能性が高い。そのため、両面印刷時における第２面の印刷処理の際にも記録用紙３２の電気抵抗が大きくなり易く、充電量が不足する可能性が高い。

そして、記録用紙３２の充電力が不足すると、記録用紙３２によるトナー５０の拘束力が低下するため、トナー５０がトナー像の周囲に飛び散ってしまい、形成される画像の周囲に陽炎のようなトナー汚れが発生する場合がある。

具体的には、記録用紙３２に充分なプラス電荷が蓄えられている場合には、図４(Ａ)に示すように、マイナス電荷のトナー５０をしっかりと拘束して保持している場合でも、記録用紙３２に充分なプラス電荷が蓄えられていない場合には、図４(Ｂ)に示すように、マイナス電荷のトナー５０を十分に拘束することができない。さらにトナー５０はマイナスに帯電しているため、お互いが反発しあう。そのため、記録用紙３２上に形成されたトナー像の周囲のトナー５０が、トナー像の範囲を超えて飛び散ることになる。

このようなトナーの飛び散り現象が発生した場合と発生しない場合の画像例を図５に示す。

図５(Ａ)、図５(Ｂ)は記録用紙３２上に矩形のパッチ画像６１を印刷した場合の例を示したものである。図５(Ａ)は、記録用紙３２に充分な電荷が蓄えられたことによりトナーの飛び散りが抑制された場合の画像例を示し、図５(Ｂ)は、記録用紙３２に充分な電荷が蓄えられなかったことによりトナーの飛び散り現象が発生した場合の画像例を示している。

図５(Ｂ)を参照すると、パッチ画像６１の周囲に飛び散ったトナーにより形成された画像６２が形成されてしまっているのが分かる。

このようなトナーの飛び散りを抑制するために、本実施形態の画像形成装置１０では、転写バイアス電圧として直流成電圧分のみではなく交流電圧成分（ＡＣ成分）を重畳したものを用いる。

転写バイアス電圧に交流電圧成分が重畳されることによりバックアップロール１６８と二次転写ロール１８６との間におけるインピーダンスが低下することにより電流量が増加して、記録用紙３２に充電される電荷量が増加することにより、上述したようなトナーの飛び散り現象の発生が抑制されるものと考えられる。

なお、エンボス紙のような凹凸のある記録用紙への転写性能を向上させるために、二次転写のための転写バイアス電圧として、直流電圧成分に交流電圧成分を重畳する場合もある。

このような交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を用いた場合の二次転写装置の例を図６に示す。

図６では、バックアップロール１６８に−３．１ｋＶのＤＣ成分の電圧がＤＣ電源４１により印加されるとともに、二次転写ロール１８６にＡＣ電源４２によりＡＣ成分の電圧が印加されている。

この図６に示した二次転写装置により印加される転写バイアス電圧波形を図７に示す。

この図７において、戻し側方向とは、記録用紙３２に移動したトナー５０を中間転写ベルト１６方向に戻す方向を意味する。また、転写方向とは、中間転写ベルト１６から記録用紙３２方向にトナーを移動する方向を意味する。つまり、転写バイアス電圧がマイナスの電位であれば、マイナスに帯電しているトナー５０は、中間転写ベルト１６から記録用紙３２側に移動し、転写バイアス電圧がプラスの電位になると記録用紙３２から中間転写ベルト１６側に移動する。

そして、図７では、−３．１ｋＶのＤＣ成分の電圧に、ピークピーク電圧が７ｋＶのＡＣ成分が重畳された場合が示されている。そのため、図７では、転写バイアス電圧は、−３．１ｋＶを中心として、上下３．５ｋＶとまり、−６．６ｋＶ〜０．４ｋＶの範囲で変動しているのが分かる。

つまり、図７に示した転写バイアス電圧の波形例では、ＡＣ成分を重畳することによりあるタイミングにおいては０Ｖを超えているため極性が反転してプラス電位となっていることが分かる。

そして、表面に凹凸があるエンボス紙等の記録用紙３２ａに対して二次転写を行うためにこのような転写バイアス電圧を用いている理由について図８を参照して説明する。

エンボス紙等の記録用紙３２ａでは、凹部にトナー５０が転写されない転写不良が起こる可能性がある。そのため、図８に示すように、記録用紙３２ａ側に移動したトナー５０に中間転写ベルト１６側に戻すような方向の力を加えることにより、中間転写ベルト１６上のトナー５０に刺激を与えて記録用紙３２ａの凹部に移動させることができていると推測される。

このようにエンボス紙等の記録用紙３２ａに対して印刷を行う場合には、上述したようなＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した転写バイアス電圧を用いて二次転写を行うことにより転写効率の向上が図られることになる。

しかし、図７に示したような、極性の反転があるような転写バイアス電圧を用いて、普通紙の印刷を行う際の二次転写を行った場合、インピーダンスが低下したことにより転写方向のピーク電流値が過剰になり、形成される画像に放電ディフェクトと呼ばれる画像欠陥が発生する場合がある。

このような放電ディフェクトが発生した場合の画像例について図９を参照して説明する。

図９(Ａ)は、放電ディフェクトが発生していないパッチ画像６３の例であり、図９(Ｂ)は、放電ディフェクトが発生しているパッチ画像６４の例である。図９(Ｂ)を参照すると、パッチ画像６４には、白点や白抜けと呼ばれる画像欠陥が発生しているのが分かる。

また、転写バイアス電圧にＡＣ成分を重畳したことにより、記録用紙３２上に形成される画像においてバンディング等の転写ムラが発生する場合がある。この原因は、上述したように転写バイアス電圧にＡＣ成分を重畳する際に、転写バイアス電圧の極性が一時的に反転すると、記録用紙３２上に移動したトナー５０に記録用紙３２側に戻る方向の力が加わり転写ムラとなってしまうと考えられる。特にこのような現象は、表面が平滑な普通紙を用いて画像を形成した場合に顕著に現れる。

そこで、本実施形態における電圧印加手段は、ＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を用いる際においても、中間転写ベルト１６上のトナー５０が記録用紙３２に移動するようなＤＣ成分（直流電圧成分）に、記録用紙３２に移動したトナー５０が中間転写ベルト１６に戻る電圧とならない範囲内でＡＣ成分（交流電圧成分）が重畳された転写バイアス電圧を二次転写ロール（二次転写体）１８６とバックアップロール（転写補助体）１６８との間に印加する。

具体的には、本実施形態の電圧印加手段は、図１０に示すようなＤＣ電源４１と、ＡＣ電源４２とにより構成される。

ＤＣ電源４１は、バックアップロール１６８に−３．１ｋＶの直流電圧を印加している。そして、ＡＣ電源４２は、二次転写ロール１８６にピークピーク電圧Ｖｐｐが５ｋＶ、周波数ｆが８００Ｈｚの交流電圧を印加している。

この図１０に示した電圧印加手段によりバックアップロール１６８と二次転写ロール１８６との間に印加される転写バイアス電圧の波形例を図１１、図１２に示す。

図１１は、転写バイアス電圧に印加されるＡＣ成分の波形が矩形波の場合の波形例であり、図１２は、転写バイアス電圧に印加されるＡＣ成分の波形が制限波の場合の波形例である。

本実施形態における電圧印加手段で、図１１、図１２を参照すると、転写バイアス電圧に重畳するＡＣ成分のピークピーク電圧（Ｖｐｐ）の半分が、二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間に印加されるＤＣ成分を超えないように、ＡＣ成分を転写バイアス電圧に重畳しているのが分かる。

具体的には、電圧印加手段は、ＤＣ成分＞（ＡＣ成分のＶｐｐ）／２となるような範囲内でＡＣ成分を転写バイアス電圧に重畳する。図１１、図１２の波形例では、ＤＣ成分が３．１ｋＶであり、ＡＣ成分のＶｐｐ５ｋＶの半分は２．５ｋＶであるため、上記の条件が満たされている。

なお、本実施形態における電圧印加手段は、二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間に印加される転写バイアス電圧の極性が反転しない範囲内でＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間に印加していることになる。

さらに、本実施形態における電圧印加手段は、二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間にマイナス極性の直流電圧を印加する場合、転写バイアス電圧が０Ｖ以上とならないような範囲内でＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間に印加していることになる。

なお、本実施形態における電圧印加手段は、画像を形成しようとする記録用紙３２が普通紙以外の場合には、図２に示したような、ＡＣ成分が重畳されていないＤＣ成分のみの転写バイアス電圧を用いて二次転写を行い、画像を形成しようとする記録用紙３２が普通紙の場合に、図１０に示したような、ＤＣ成分にＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を用いて二次転写を行うようにしても良い。

これは、図９(Ｂ)に示したような放電ディフェクトは、普通紙上に画像を形成する際にＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を用いた場合に発生することが多いからである。

また、本実施形態における電圧印加手段は、記録用紙３２の両面に画像を形成する場合には、最初に画像を形成する第１面の画像を形成する際には、図２に示したようなＤＣ成分のみの転写バイアス電圧を印加し、画像が形成された第１面の反対側の第２面に画像を形成する際には、図１０に示したような、ＤＣ成分にＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を印加するようにしても良い。

さらに、本実施形態における電圧印加手段は、画像を形成しようとする記録用紙３２が二次転写ロール１８６とバックアップロール１６８との間を通過する際の帯電量が少ないことが予測される条件下の場合に、ＤＣ成分にＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を印加するようにしても良い。

具体的には、画像を形成しようとする記録用紙３２の電気抵抗値を検出する検出手段を用紙搬送路上に設けて、電圧印加手段は、検出された記録用紙３２の電気抵抗値が予め設定された値よりも大きい場合に、ＤＣ成分にＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する。

また、周囲の環境における湿度を検出することができる湿度センサを設けて、電圧印加手段は、検出された湿度が予め設定された値よりも小さい場合に、ＤＣ成分にＡＣ成分が重畳された転写バイアス電圧を印加するようにしても良い。

なお、本実施形態の電圧印加手段は、上述したようにＡＣ成分を重畳しない転写バイアス電圧と、ＡＣ成分を重畳する転写バイアス電圧とを切り替えて用いるような場合、転写バイアス電圧にＡＣ成分を重畳する場合のＤＣ成分の電圧値を、ＡＣ成分を重畳しない場合のＤＣ成分の電圧値よりも小さい値とするようにしても良い。

具体的には、図２に示したようなＡＣ成分を重畳しないＤＣ成分のみの転写バイアス電圧を印加する場合には、ＤＣ成分の絶対値は３．６ｋＶとなっているが、図１０に示したようなＤＣ成分にＡＣを重畳した転写バイアス電圧を印加する場合には、ＤＣ成分の絶対値は３．１ｋＶとなっている

このようにＡＣ成分を転写バイアス電圧に重畳する場合には、ＤＣ成分の絶対値を小さくすることにより、転写バイアス電圧の転写方向側のピーク電流値を抑制することにより過剰電界によって生じする放電ディフェクトが抑制されることになる。

なお、本実施形態の電圧印加手段は、図１０に示したように、ＤＣ電源４１によりバックアップロール１６８にＤＣ電圧を印加して、ＡＣ電源４２により二次転写ロール１８６にＡＣ電圧を印加していたが、このような構成に限定されるものではない。

例えば、電圧印加手段は、図１３に示すような構成であっても良い。図１３に示した電圧印加手段では、二次転写ロール１８６はグランド電位に接続され、バックアップロール１６８に対してＤＣ電源４１によりＤＣ電圧を印加し、ＡＣ電源４２によりＡＣ電圧を印加した場合の構成が示されている。

なお、転写バイアス電圧にＡＣ成分を重畳したことによる効果を確実にするためには、二次転写位置において電界の往復が少なくとも１回以上発生する必要がある。

そのため、ＡＣ成分の周波数ｆ、画像形成を行うプロセス速度ｖ、バックアップロール１６８と二次転写ロール１８６の間のギャップであるニップ幅ｗに対して、以下の式に示されるような関係を成立させる必要がある。
ｆ＞ｖ／ｗ

例えば、本実施形態における画像形成装置１０では、ニップ幅ｗが１ｍｍ、プロセス速度が４５０ｍｍ／ｓであるため、ＡＣ成分の周波数ｆは４５０Ｈｚ（４５０ｍｍｓ／１ｍ）以上である必要があり、例えば、８００Ｈｚとしている。

１０ 画像形成装置
１２ 画像読取装置
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ 画像形成ユニット
１６ 中間転写ベルト
１７ 用紙トレイ
１８ 用紙搬送路
１９ 定着器
２０ 制御部
２１ 反転装置
２２ 反転路
３２、３２ａ 記録用紙
４１ ＤＣ電源
４２ ＡＣ電源
５０ トナー
６１ パッチ画像
６２ 画像
６３、６４ パッチ画像
１４０Ｋ、１４０Ｙ、１４０Ｍ、１４０Ｃ 光走査装置
１５０Ｋ 像形成装置
１５２Ｋ、１５２Ｙ、１５２Ｍ、１５２Ｃ 感光体ドラム
１５４Ｋ 帯電装置
１５６Ｋ、１５６Ｙ、１５６Ｍ、１５６Ｃ 現像装置
１５８Ｋ クリーニング装置
１６２Ｋ、１６２Ｙ、１６２Ｍ、１６２Ｃ 一次転写ロール
１６４ ドライブロール
１６５、１６６、１６７ アイドルロール
１６８ バックアップロール
１６９ アイドルロール
１８９ クリーニング装置
１６８ バックアップロール
１８１ 給紙ローラ
１８２、１８３、１８４ ロール対
１８５ レジストロール
１８６ 二次転写ロール
１８７、１８８ 搬送ベルト

Claims (9)

1. 現像手段により現像された現像剤像を保持する少なくとも１つの像保持手段と、
   前記像保持手段に保持された現像剤像を中間転写部に転写する一次転写手段と、
   前記中間転写部上に形成された現像剤像を搬送されてきた記録媒体上に転写する二次転写を行うための二次転写体と、前記二次転写体と対向して設けられた転写補助体との間に前記中間転写部及び記録媒体を挟んで通過させることにより、前記中間転写部上に形成された現像剤像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、
   前記中間転写部上の現像剤が記録媒体に移動するような直流電圧成分に、記録媒体に移動した現像剤が前記中間転写部に戻る電圧とならない範囲内で交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を前記二次転写体と前記転写補助体との間に印加する電圧印加手段と、
   を備えた画像形成装置。
2. 前記電圧印加手段は、転写バイアス電圧に重畳する交流電圧成分のピークピーク電圧の半分が、前記二次転写体と前記転写補助体との間に印加される直流電圧を超えないように、前記交流電圧成分を前記転写バイアス電圧に重畳する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記電圧印加手段は、前記二次転写体と前記転写補助体との間に印加される前記転写バイアス電圧の極性が反転しない範囲内で交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を前記二次転写体と前記転写補助体との間に印加する請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記電圧印加手段は、画像を形成しようとする記録媒体が普通紙の場合に、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する請求項１から３のいずれか記載の画像形成装置。
5. 前記電圧印加手段は、記録媒体の両面に画像を形成する場合には、最初に画像を形成する第１面の画像を形成する際には、直流電圧成分の転写バイアス電圧を印加し、画像が形成された前記第１面の反対側の第２面に画像を形成する際には、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する請求項１から３のいずれか記載の画像形成装置。
6. 前記電圧印加手段は、画像を形成しようとする記録媒体が前記二次転写体と前記転写補助体との間を通過する際の帯電量が少ないことが予測される条件下の場合に、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する請求項１から３のいずれか記載の画像形成装置。
7. 前記電圧印加手段は、画像を形成しようとする記録媒体の電気抵抗値が予め設定された値よりも大きい場合に、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記電圧印加手段は、周囲の環境における湿度が予め設定された値よりも小さい場合に、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳された転写バイアス電圧を印加する請求項６記載の画像形成装置。
9. 前記電圧印加手段は、転写バイアス電圧に交流電圧成分を重畳する場合の直流電圧成分の電圧値を、交流電圧成分を重畳しない場合の直流電圧成分の電圧値よりも小さい値とする請求項４から８のいずれか記載の画像形成装置。

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