JP3806171B2 - 転写装置及びこの転写装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静電写真プロセスにより感光体上に画像を形成する画像形成装置に利用可能であって、感光体上に形成した静電潜像をトナーによって現像したのち、用紙上に転写する転写装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電複写プロセスが利用されている画像形成装置、たとえば、電子写真式複写装置は、複写すべき原稿を保持する原稿保持部、原稿保持部により保持された原稿の画像情報を光の明暗情報として取り出す画像読取部、及び、画像読取部により読取られた画像情報に基づいて複写像を形成したのち用紙などの記録材に出力する画像形成部などを有している。
【０００３】
画像形成部は、画像読取部により読み取られた原稿の像に対応する静電潜像を保持する感光体を有している。さらに、この画像形成部は、感光体の周囲に順に配設されたスコロトロンチャージャ等の帯電装置、レーザ露光装置などの光走査装置、現像装置、コロトロンチャージャ等の転写装置、クリーニング装置、及び除電装置を有している。
【０００４】
この画像形成部において、負の帯電極性を有する感光体が帯電装置により−４００〜−１０００Ｖの電圧レベルに一様に帯電処理された後に、光走査装置により露光処理され、感光体表面に静電潜像が形成される。
【０００５】
感光体上に形成された静電潜像は、現像装置により予め負に帯電されたトナーによって現像され、可視化される。すなわち、静電潜像にトナーを供給する現像装置の現像ローラは、通常、−１００〜−７００Ｖ程度の電圧が印加されている。このため、現像ローラから供給されるトナーは、露光処理により感光体の表面電位が基準電位よりも低下した領域に選択的に付着する。
【０００６】
このような反転現像プロセスに続いて、トナー像を記録材上に転写する感光体の転写部に記録材としての用紙が給送され、この用紙が可視化された感光体上のトナー像に密着する。この時、転写装置により、用紙の裏面、すなわちトナー像に密着していない面側から用紙に対して、トナーとは逆極性の正の電界が印加される。そして、正の電荷が用紙に付与されたことにより、感光体上のトナー像が用紙に転写される。
【０００７】
転写されずに感光体上に残留したトナーは、クリーニング装置により回収される。さらに、感光体は、除電装置により、感光体の表面電位を整えるために除電処理される。
【０００８】
上述したような一連の電子写真プロセスにより、記録材上に所望する画像が形成される。
ところで、上述したプロセスにおいて、転写装置により感光体の帯電極性と逆極性のバイアスが用紙に印加されるため、用紙は、転写部で感光体に吸着する。感光体の非画線部、すなわち未露光部は、転写部に位置するまで露光処理を受けていないため、帯電装置により帯電された初期の表面電位がほぼ維持された状態にある。このような感光体の非画線部に対して感光体とは逆極性の用紙が密着されるため、用紙と感光体との吸着力は強くなる。
【０００９】
このようにして吸着された用紙と感光体とを分離するために、剥離装置、すなわちＡＣバイアスを印加可能なコロナチャージャを転写部の下流側に設置し、用紙を除電しながら感光体から分離する方法や、感光体の径を小さくし、用紙自身の「こし」を利用する方法が一般的である。
【００１０】
小型プリンタなどの比較的プロセススピードの遅い画像形成装置は、小径、例えば直径が６０ｍｍ以下の感光体を用いているため、紙の「こし」を利用しやすい。さらに、補助装置としてＡＣバイアスを印加したコロナチャージャ（剥離装置）を使用し、用紙を除電することにより用紙と感光体との分離性を高めている。
【００１１】
一方、大型複写装置などのプロセススピードの速い画像形成装置は、感光体の周囲に配設される種々の機器が小型の画像形成装置に比べて格段に多く、例えば、コロナチャージャによる帯電においても一定の幅が必要であったり、クリーニング装置に回転ブラシを用いる必要がある。
【００１２】
一般に、Ａ４サイズで６５枚／分以上（プロセススピードは４８０ｍｍ／ｓｅｃ以上）のプリント速度の画像形成装置は、１００ｍｍ以上の感光体径が必要とされる。
【００１３】
１００ｍｍ以上の直径を有する感光体を使用する場合は、用紙の「こし」を利用した分離の効果は小さく，コロナチャージャを用いて用紙を除電しながら感光体から剥離しようとしてもその効果は不十分である。
【００１４】
このため、大径感光体を用いた画像形成装置は、用紙が感光体から剥離できなかった際に用紙がクリーニング装置に巻き込まれることを防止するとともに、コロナチャージャによる用紙の剥離を補助するために、コロナチャージャの下流側に剥離爪を備えている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、転写装置としてコロトロンチャージャを使用した場合、用紙に正の電荷が直接注入される。したがって、用紙が確実に正に帯電するため、この用紙は、負に帯電している感光体に吸着され、感光体から分離し難くなる。このため、感光体からの用紙の分離を補助するためのコロナチャージャ及び剥離爪が必要となる。しかしながら、用紙の感光体に対する吸着が強い場合、剥離爪により分離した際に、用紙に爪の後に対応したトナー汚れが発生したり、用紙にしわができてしまうなどの問題が発生したり、ジャム、すなわち用紙詰まりの発生する確率が増加する等の問題がある。
【００１６】
一方、感光体とは逆の極性に帯電した転写ローラを用いて、感光体上のトナー像を用紙に転写する転写装置がある。しかしながら、この転写装置も同様に、用紙が転写位置に到達する直前に高電圧に帯電された転写ローラに触れることにより、転写ローラから用紙に直接電荷が注入される。したがって、用紙は、感光体に吸着され、感光体から分離し難くなる問題が生じる。
【００１７】
また、このような転写ローラを用いた場合、感光体と転写ローラとが接触するため、感光体上のトナーなどの汚れが転写ローラに付着し、用紙の裏面を汚す虞もある。
【００１８】
そこで、この発明の目的は、被転写体としての用紙が感光体から容易に分離可能であって、且つ感光体上に形成された像を確実に用紙に転写できる転写装置、及びこの転写装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、請求項１によれば、
転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置において、
転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の上流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた導電性部材と、
転写ローラの回転シャフトに転写バイアスを印加する印加手段と、
前記導電性部材を転写バイアスよりも低い電位に維持する制御手段と、を備え、
転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする転写装置が提供される。
【００２０】
また、この発明の請求項３によれば、
転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置において、
転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の下流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた導電性部材と、
転写ローラの回転シャフトに転写バイアスを印加する印加手段と、
前記導電性部材を転写バイアスよりも高い電位に維持する制御手段と、を備え、
転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする転写装置が提供される。
【００２１】
さらに、この発明の請求項５によれば、
転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置において、
転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の下流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた第１導電性部材と、
転写ニップよりも転写ローラ表面の上流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた第２導電性部材と、
前記第１導電性部材に前記第２導電性部材の電位よりも高いレベルの転写バイアスを印加する印加手段と、を備え、
転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする転写装置が提供される。
【００２２】
さらにまた、この発明の請求項７によれば、
画像データに対応した静電潜像を保持する像担持体と、
前記像担持体によって保持されている静電潜像に現像剤を供給することにより現像剤像を形成する現像手段と、
転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置と、を備えた画像形成装置において、さらに、
転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の上流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた導電性部材と、
転写ローラの回転シャフトに転写バイアスを印加する印加手段と、
前記導電性部材を転写バイアスよりも低い電位に維持する制御手段と、を備え、
転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２３】
またさらに、この発明の請求項８によれば、
画像データに対応した静電潜像を保持する像担持体と、
前記像担持体によって保持されている静電潜像に現像剤を供給することにより現像剤像を形成する現像手段と、
転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置と、を備えた画像形成装置において、さらに、
転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の下流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた導電性部材と、
転写ローラの回転シャフトに転写バイアスを印加する印加手段と、
前記導電性部材を転写バイアスよりも高い電位に維持する制御手段と、を備え、
転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２４】
さらにまた、この発明の請求項９によれば、
画像データに対応した静電潜像を保持する像担持体と、
前記像担持体によって保持されている静電潜像に現像剤を供給することにより現像剤像を形成する現像手段と、
転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置と、を備えた画像形成装置において、さらに、
転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の下流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた第１導電性部材と、
転写ニップよりも転写ローラ表面の上流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた第２導電性部材と、
前記第１導電性部材に前記第２導電性部材の電位よりも高いレベルの転写バイアスを印加する印加手段と、を備え、
転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の転写装置及びこの転写装置を備えた画像形成装置の実施の形態について詳細に説明する
図１は、この発明の転写装置を備えた画像形成装置における画像形成部を概略的に示す断面図である。
【００２９】
すなわち、画像形成装置の画像形成部１は、画像形成装置のほぼ中央に回転自在に位置された像担持体としての感光体ドラム１０を有している。感光体ドラム１０は、所定の方向に延出された円筒形であって、断面の直径が例えば１００ｍｍの有機光導電体（ＯＰＣ）によって形成されている。この感光体ドラム１０は、図示しないモータにより所定の回転速度、例えば周速２００ｍｍ／ｓｅｃで回転される。
【００３０】
感光体ドラム１０の周囲の所定の位置には、ドラム表面を所定の電荷に帯電させる帯電手段としての帯電装置１１、感光体ドラム１０の表面に画像データに対応したレーザビームを露光するすることで感光体ドラム１０の表面に静電潜像を形成する露光手段としての光走査装置、すなわちレーザ露光装置１２、レーザ露光装置１２による露光処理により感光体ドラム１０の表面上に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを供給して所望の画像濃度で現像する現像ローラ１３を有する現像手段としての現像装置１４、図示しない用紙カセット、または手差しフィーダから給紙された被転写材すなわちコピー用紙Ｐに感光体ドラム１０に形成されたトナー像を転写するとともにトナー像が転写された用紙Ｐを感光体ドラム１０から分離させるための転写手段としての転写装置２０、感光体ドラム１０の表面からコピー用紙Ｐを剥離する剥離爪１５、感光体ドラム１０の表面に残留したトナーを清掃するクリーニング装置１６、及び、感光体ドラム１０の表面に残った電位を除電する除電装置１７が、順に、配置されている。
【００３１】
なお、この画像形成部がプリンタ及びファクシミリなどの画像形成装置に備えられる場合、レーザ露光装置１２から出射されるレーザビームは、図示しない外部インターフェースを介して供給される画像データに基づいて強度変調される。また、この画像形成部が複写装置などの画像形成装置に備えられる場合、レーザ露光装置１２から出射されるレーザビームは、図示しない画像読取部によって読み取られた原稿画像の画像データに基づいて強度変調される。
【００３２】
第１の実施の形態に係る転写装置２０は、図１に示すように、回転シャフト２１を回転軸として回転自在に設けられた転写ローラ２２、この転写ローラ２２の表面に接触して転写ローラ２２に所定のレベルの電位を供給する給電部材２３、及び転写ローラの表面を清掃する清掃装置２４を有している。
【００３３】
転写ローラ２２は、感光体ドラム１０が延出されている方向に沿って延出された円筒形であって、その断面の直径が２０ｍｍのウレタンゴム製の弾性体によって形成されている。この弾性体は、１０乃至５０゜程度の硬度（Asker-C ）が望ましく、この実施の形態に係る転写ローラ２２に利用される弾性体の硬度は、３０゜である。また、この弾性体の抵抗値は、１０⁶ 乃至１０⁹ Ω・ｃｍ程度が望ましく、この実施の形態では、１０⁷ Ω・ｃｍの抵抗値を有する弾性体を使用している。
【００３４】
また、この実施の形態の転写ローラ２２は、単層構造の弾性体を使用しているが、表面がコーティングされた積層構造の弾性体を使用してもよい。積層構造の転写ローラを使用する場合、表面層の抵抗値が１０⁷ 乃至１０¹²Ω・ｃｍ、好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍであり、下層の抵抗値が１０⁵ 乃至１０⁷ Ω・ｃｍ、好ましくは１０⁶ Ω・ｃｍであることが望ましい。
【００３５】
転写ローラ２２は、感光体ドラム１０に対向して配置されているとともに、感光体ドラム１０の所定位置に押し当てられた状態で接触している。この転写ローラ２２は、回転シャフト２１を回転軸として感光体ドラム１０の回転にともなって従動回転するように設けられているが、回転シャフトに駆動モータを連結してモータの回転数を制御することにより感光体ドラム１０と等速度で回転できるような構造であってもよい。
【００３６】
回転シャフト２１は、断面の直径が８ｍｍの導電性部材によって形成されている。この回転シャフト２１は、高電圧発生回路２５に接続され、回転シャフト２１に直流の高電圧を印加することによって転写ローラ２２を例えば正の極性に帯電させる。
【００３７】
感光体ドラム１０と転写ローラ２２とが接触している位置、すなわち感光体ドラム１０上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写位置（以下、転写ニップと称する）の上流側には、給電部材２３が配設されている。この給電部材２３は、転写ローラ２２の長手方向に延出された導電性部材によって形成されている。また、この給電部材２３は、転写ローラ２２の中心軸線を含む水平面に対して成す角θの位置の転写ローラ表面に接触している。この実施の形態では、成す角θは、約４５゜であるが、給電部材２３の配置位置は、成す角θが大きくなる方向に転写ニップにできるだけ近い位置に配置されることが望ましい。この給電部材２３は、転写ローラ２２の回転シャフト２１に印加されている電圧レベルより低いレベルの電圧が印加される。この実施の形態では、図１に示すように給電部材は接地され、グランドレベルの電位に維持されている。したがって、転写ローラ２２の表面における給電部材２３が接触している接触領域の電圧レベルは、転写ローラ２２表面の他の領域、特に転写ニップの下流の領域に比べて低くなっている。
【００３８】
転写ニップの下流側には、転写ローラ２２の表面に絶縁性のブレードを接触させることにより転写ローラ２２の表面を清掃する清掃装置２４が配設されている。
【００３９】
転写装置２０は、上述したように、回転シャフト２１に正の直流の高電圧が印加されているため、転写ローラ２２が正に帯電する。そして、転写ニップの上流に配置されている給電部材２３が、転写ローラ２２に接触しつつその一端が接地されているため、転写ローラ２２の転写ニップ直前の電圧レベルは、他の転写ローラ２２の表面より低くなっている。つまり、転写ニップの上流側と下流側とで電位差を生じさせ、且つ上流側の電位が下流側より低く設定されている。このため、転写ニップの上流側から用紙Ｐが給紙され、用紙Ｐが転写ローラ２２に触れた際に、感光体ドラム１０とは逆極性の正の電荷が用紙Ｐに多量に注入されることがなく、感光体ドラム１０に対して用紙Ｐは、巻き付き難くなる。したがって、感光体ドラム１０から用紙Ｐを剥離することが容易となり、ジャム、すなわち用紙詰まりを防止することができる。また、転写ローラ２２は、小径であるため、用紙Ｐ自身の「こし」を利用して転写ローラ２２への用紙の巻き付きを防止できる。
【００４０】
また、この転写装置２０により用紙Ｐが感光体ドラム１０に巻き付き難くなるとともに、感光体ドラム１０から用紙Ｐを剥離するための補助手段としての剥離爪１５により確実に用紙Ｐが感光体ドラム１０から剥離できる。このため、剥離チャージャを備える必要がない。
【００４１】
さらに、この転写装置２０は、転写ローラ２２の表面を清掃する清掃装置２４を備えているため、転写ローラ２２の表面に汚れが付着した状態で用紙Ｐに接触することがなく、用紙Ｐの裏面を汚すことがない。
【００４２】
また、この転写装置は、図２に示すような構造であっても上述したような同様の効果を得ることができる。なお、以下同様に、図１に示した転写装置と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４３】
すなわち、図２に示した転写装置３０は、転写ローラ２２の回転シャフト２１に高電圧が印加されている。転写ニップの上流には、転写ローラ２２の表面に接触し、導電性ブレードによって形成される給電部材３１が備えられている。この給電部材３１は、転写ローラ２２の表面を清掃する清掃装置３２用のブレードとしても機能する。この給電部材３１は、その一端が接地され、転写ローラ２２における転写ニップの上流に位置して転写ローラ２２の表面に接触することにより、この接触領域を回転シャフト２１に印加されている電圧より低い電圧レベルの領域にすることができる。
【００４４】
したがって、転写ニップの上流側から給紙される用紙Ｐが転写ローラ２２に触れた際に、用紙Ｐに電荷が多量に注入されることがなく、感光体ドラム１０に対して用紙Ｐは、巻き付き難くなる。したがって、感光体ドラム１０から用紙Ｐを剥離することが容易となり、ジャムを防止することができる。また、上述したように図１に示した転写装置と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
次に、この画像形成装置の動作について説明する。
画像形成装置は、図示しないメインスイッチがオンされることで、画像データに基づいて画像を形成可能な待機状態にウォームアップされる。外部装置例えばワードプロセッサ或いはホストコンピュータから供給された画像データは、一時的にメモリに、記憶されるた後、レーザ露光装置１２に供給される。
【００４６】
画像データが供給されることで、画像形成部１の感光体ドラム１０が所望の回転速度、例えば周速２００ｍｍ／ｓｅｃで回転され、帯電装置１１を介して所望の電位、例えば−７００Ｖに均一に帯電される。同時に、画像データに基づく画像がプリントされるサイズの用紙Ｐが収容されている図示しない用紙カセットあるいは手差しフィーダが選択され、選択された用紙カセットあるいはフィーダに収容されている用紙Ｐが、搬送路を介してアライニングローラ１８まで搬送される。
【００４７】
画像データは、レーザ露光装置１２に供給され、レーザ露光装置１２内のレーザ光源から発生されるレーザビームの強度が画像データに応じて連続的に変化される。レーザ露光装置１２から出射された画像データに対応するレーザビームは、感光体ドラム１０に次々と照射されて負の極性の静電潜像に変換される。感光体ドラム１０上に形成された静電潜像は、感光体ドラム１０の回転とともに現像装置１４と対向された現像領域へ導かれ、現像装置１４の現像ローラ１３を介してトナーが供給されることで現像される。この現像されたトナー像は、感光体ドラム１０の回転に伴ってさらに搬送されて、転写装置２０と対向された転写領域へ搬送される。
【００４８】
アライニングローラ１８で一時的に停止されている用紙Ｐは、感光体ドラム上のトナー像の先端と用紙Ｐの先端が整合されるタイミングで、感光体ドラム１０へ向かって給送される。従って、感光体ドラム１０上のトナー像と用紙Ｐは、所定のタイミングで感光体ドラム１０に残っている電荷によって感光体ドラム１０へ吸着 (密着) される。
【００４９】
この後、感光体ドラム１０及び用紙Ｐに対して、既に (潜像形成のために) 感光体ドラム１０へ与えられている電荷と逆極性の電荷が転写装置２０から感光体ドラム１０へ供給され、感光体ドラム１０上のトナー像は、用紙Ｐへ転写される。
【００５０】
トナー像を載せた用紙Ｐは、図示しない定着装置へ導かれ、熱溶融性であるトナーが溶融されて、トナー像が用紙Ｐに定着 (固着) される。
一方、用紙Ｐ及びトナー像が分離された感光体ドラム１０は、さらに回転され、クリーニング装置１６及び除電装置１７によって、表面の電荷分布が初期状態に戻されて、次の画像形成に用いられる。
【００５１】
次に、図１に示した構造の転写装置における転写性能及び転写後の用紙の剥離特性を実験により確認した。
この実験は、以下に示す３通りの場合について、上述したような画像形成動作を実行し、転写ローラに印加する電圧及び電流を変化させたときの画像の用紙への転写性能、すなわち適正転写マージンと、転写後の用紙の感光体ドラムに対する剥離特性、すなわち用紙剥離不良頻度とをそれぞれ測定し、比較したものである。この実験結果は、図３及び図４に示されている。
【００５２】
この実験では、図１に示した給電部材２３を接地した場合（図中に記号Ａで示す）、給電部材２３を転写ローラ２２の回転シャフト２１に印加する電圧の１／２の電圧レベルに設定した場合（図中に記号Ｂで示す）、及び通常の転写ローラ、すなわち給電部を備えることなく転写ニップの上流側に高電圧が印加されている転写ローラを使用した場合（図中に記号Ｃで示す）について、それぞれ転写性能と、剥離特性とを測定した。
【００５３】
適正転写マージンは、用紙の電気抵抗が低下するとされている高温多湿環境（温度；３０℃、湿度；８５％）のもとで、一連の画像形成動作により感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙に転写した際に、用紙上に形成される画像を目視で判断することにより測定した。画像の転写状態が良好な場合には、図中に丸印で示し、転写不良の場合には、バツ印で示している。
【００５４】
用紙剥離不良頻度は、６４ｇ用紙を５０枚印字した場合の感光体ドラムに対する用紙の剥離不良が発生する頻度を測定したものである。
図３及び図４に示すように、通常の転写ローラを使用した場合Ｃに比べて、図１に示した第１の実施の形態に係る転写装置２０を使用した場合Ａ及びＢは、不良頻度が低く、用紙の剥離に有利であることがわかる。
【００５５】
特に、給電部材２３を接地した場合Ａは、転写ローラ２２に印加されている電流が多量にグランド（ＧＮＤ）に流れるため、通常の転写ローラを使用した場合Ｃより転写ローラ２２に印加されている最適な印加電圧が増加するが、用紙に対して転写ローラ２２からの電荷注入が抑制されるため、用紙剥離不良頻度は極めて低く、用紙の剥離特性が良好であることがわかる。また、給電部材を備えていない通常の転写ローラを使用した場合、高電圧が印加されることによって生じる放電現象が転写ニップの上流付近に発生するが、図１に示した転写装置のように、接地されている給電部材２３を転写ローラ２２に接触させることにより、不要な放電現象が抑制され、その分、最適な転写ローラ印加電圧の条件、すなわち最適な転写マージンが広がっていることがわかる。
【００５６】
既に述べたように、給電部材２３は、転写ローラ２２の長手方向に延出された導電性部材によって形成されているが、転写ローラ２２の長手方向にわたって均一な電圧レベルを提供できるものであればどの様な形態でもよい。給電部材の一例を図５乃至図７に示す。
【００５７】
図５の（ａ）に示した給電部材２３ａは、転写ローラ２２の長手方向に延出された導電性ブラシによって形成されている。そして、図５の（ｂ）に示すように、この導電性ブラシ２３ａは、転写ローラ２２の転写ニップの上流側に接触するように配設されている。
【００５８】
図６の（ａ）に示した給電部材２３ｂは、転写ローラ２２の長手方向に延出された導電性ローラによって形成されている。そして、この導電性ローラ２３ｂは、図６の（ｂ）に示すように、転写ローラ２２の転写ニップの上流側に接触し、転写ローラ２２に従動して回転可能なように配設されている。
【００５９】
図７の（ａ）に示した給電部材２３ｃは、転写ローラ２２の長手方向に延出された導電性ブレードによって形成されている。そして、この導電性ブレード２３ｃは、図７の（ｂ）に示すように、転写ローラ２２の転写ニップの上流側に接触するように配設されている。
【００６０】
図５乃至図７に示した給電部材２３ａ乃至２３ｃを用いて、上述した実験と同一条件で用紙の剥離特性及び転写性能を測定したところ、良好な実験結果が得られた。
【００６１】
また、図２に示したような構造の転写装置においても、同様な良好の実験結果が得られた。
次に、第１の実施の形態に係る転写装置によるランニングテストを行った。
【００６２】
図８には、給電部材を種々変更してそれぞれの転写装置について行ったランニングテストの結果が示されている。なお、転写ローラ２２に印加される電圧は１ＫＶであり、給電部材２３は接地されている。
【００６３】
図１に示したような構造を有する転写装置２０、すなわち給電部材２３の他に転写ニップの下流側に独立した清掃装置２４を備えた転写装置２０において、給電部材として図５に示したような導電性ブラシ２３ａを使用した場合は５Ｋ枚、図６に示したような導電性ローラ２３ｂを使用した場合は３Ｋ枚、図７に示したような導電性ブレード２３ｃを使用した場合は２Ｋ枚印字した際に、肉眼で判別できるような転写ムラが発生した。
【００６４】
この原因は、清掃装置２４のブレードにより除去できなかったトナーの外添剤や紙粉等の微小粒子が給電部材２３に付着し、長時間使用していると給電状態が不安定になるためであると考えられる。
【００６５】
この対策として、非画像形成動作時に、転写ローラ２２に印加されている電圧の極性を反転させることが効果的である。すなわち、感光体ドラム１０と転写ローラ２２との間を用紙が通過していない一定の時間（以下、紙間動作と称する）に、転写ローラ２２に印加されている正極性の電圧値を反転させて負の極性の電圧を印加することにより、感光体ドラム１０上のトナーを転写ローラ２２に付着させないようにする。これと同時に、給電部材２３に付着した紙粉や外添剤などの微小粒子のうち正極性に帯電したものを給電部材２３から転写ローラ２２上に吐き出させ、さらに感光体ドラム１０上に戻すようにする。これにより、感光体ドラム１０上に付着した汚れは、クリーニング装置１６により除去され、また、転写ローラ２２上に付着した汚れも除去できる。
【００６６】
そこで、紙間動作時に限り、転写ローラ２２に印加する電圧値を＋１ＫＶから−１ＫＶに反転させて、同様のランニングテストを実行した。このテスト結果を図８に追記する。
【００６７】
この結果、図８に示すように、導電性ブラシ２３ａ、導電性ローラ２３ｂ、及び導電性ブレード２３ｃのいずれの給電部材を使用した場合でも、転写ムラが発生することなく転写可能な装置の寿命を延ばすことが可能となった。すなわち、導電性ブラシ２３ａを使用した場合、装置の寿命は７Ｋ枚まで向上し、同様に、導電性ローラ２３ｂを使用した場合は６Ｋ枚、導電性ブレード２３ｃを使用した場合は３Ｋ枚まで寿命が向上した。
【００６８】
一方、図２に示したような構造を有する転写装置３０、すなわち給電部材３１としての導電性ブレードが清掃装置３２のブレードを兼ねる転写装置３０において、転写ローラ２２に対する印加電圧を変化させない場合には、０．５Ｋ枚印字した際に肉眼で判別できる転写ムラが発生した。
【００６９】
これは、導電性ブレード３１が接地され、転写ローラ２２には正極性の電圧が印加されているため、転写ローラ２２に付着した多くの負極性のトナーが電気的に導電性ブレード３１に移動しないためと考えられる。
【００７０】
そこで、負に帯電したトナーを効率よくブレードで回収できるように紙間動作時に、導電性ブレード３１に印加する電圧を転写ローラ２２の印加電圧より高く切り替えることが効果的である。すなわち、図８に示すように、転写装置３０において、紙間動作時に導電性ブレード３１に印加する電圧をＧＮＤレベルから＋１．５ＫＶに切り替えることにより、ランニングテストの結果は、１Ｋ枚まで向上することが確認された。
【００７１】
また、既に述べたように、紙間動作時に、転写ローラ２２の印加電圧の極性を反転させることも効果的である。すなわち、図８に示すように、紙間動作時に、転写装置３０の転写ローラ２２に対して印加する電圧を＋１ＫＶから−１ＫＶに反転させることにより、ランニングテストの結果は１．５Ｋ枚まで向上することが確認された。
【００７２】
これは、紙間動作時に不要なトナーを感光体ドラム１０に戻すことが可能な電位にすることができたことと、転写ローラ２２の印加電圧が反転したことにより転写ローラ表面の清掃効率が向上したためと考えられる。
【００７３】
このような転写ローラ２２の印加電圧を反転させるためには、所定のタイミングで回転シャフト２１に印加している電圧の極性を反転させる制御回路を高電圧発生回路２５内に組み込むことにより達成できる。
【００７４】
なお、紙間動作に必要な時間は、転写ローラ２２が一周する時間以上であることが条件になる。この実験で使用した転写ローラ２２の直径は２０ｍｍ、その周長は約６３ｍｍ、その周速は２００ｍｍ／ｓｅｃであるから、０．３ｓｅｃ程度の時間で転写ローラ２２が一周する。この時間は、紙間動作を実行するのに十分な時間であり、画像形成装置全体の性能を低下させる虞はない。
【００７５】
また、転写ローラ２２は、常時、感光体ドラム１０に押し当てられた状態に維持されている必要はない。すなわち、画像形成装置を長時間放置する場合、転写ローラ２２を感光体ドラム１０に押し当てておくと、転写ローラ２２から感光体ドラム１０の表面に油分がシミだしたり、弾性体によって形成されている転写ローラ２２が変形する虞があるので、画像形成装置を作動させないときは、転写ローラ２２を感光体ドラム１０の表面から離間させることが望ましい。したがって、画像形成動作時、及び連続的に画像形成動作を実行する際の短時間の紙間動作時を含む画像形成動作持にのみ転写ローラ２２と感光体ドラム１０とが当接するように制御される。
【００７６】
上述したような構造の転写装置２０又は３０を利用することにより、感光体ドラム１０からの用紙Ｐの剥離性能が向上し、且つ独立した転写装置用の清掃装置を省略することも可能となる。
【００７７】
ところで、転写ローラ２２は、半導電性の弾性体によって形成されているため、表面の抵抗にムラがあったり、周囲の環境により抵抗が変動することがある。転写ローラ２２から感光体ドラム１０へだけでなく、給電部材２３へも電流が流れるため、転写ローラ表面の抵抗が環境で変化した場合、定電流制御では、給電部材２３へ流れる電流が大幅に変動し、環境マージンが小さくなる虞がある。すなわち、この第１の実施の形態に係る転写装置においては、転写ローラ２２に印加される電圧を定電圧制御することが望ましいが、一般に、用紙の抵抗によって最適な転写条件が異なるため、定電圧制御では、全ての種類の用紙に対して満足できる転写条件の許容範囲が狭い。
【００７８】
そこで、転写ローラ２２から給電部材２３に流れる電流値を検知し、その電流値に応じて転写ローラ２２に印加する電圧を制御することが望ましい。このような制御が可能な転写装置４０を図９に示す。
【００７９】
転写装置４０は、転写ローラ２２から給電部材２３に流れる電流値Ｉ01を検知する電流検知器４１、及びこの電流検知器４１によって検知された電流値に基づいて、転写ローラ２２、より具体的には転写ローラ２２の回転シャフト２１に印加する電圧値を制御する制御回路を含んだ高電圧発生回路４２を備えている。
【００８０】
高電圧発生回路４２内の制御回路は、転写ローラ２２に供給する電流値をＩ00としたとき、Ｉ00＝Ｉ01＋Ｋ01（Ｋ01：定電流）なる制御を実行し、高電圧発生回路４２からＩ00なる電流を転写ローラ２２の回転シャフト２１に供給する。これにより、給電部材２３から流れる電流を差し引いた状態で、転写ローラ２２から感光体ドラム１０へは常に一定の電流が供給される。このため、用紙や転写ローラ２２自体の抵抗の変動に影響されない定電流制御が可能となる。
【００８１】
このような制御は、画像形成動作時に常時実行してもよいし、画像形成動作前の画像形成部の準備動作時や紙間動作時に実行してもよい。
画像形成動作時に常時、定電流制御する場合の制御方法の一例を図１０に示す。
【００８２】
すなわち、画像形成開始信号が供給されると、画像形成装置は前準備動作を開始する。この前準備動作には、感光体ドラム１０を所定の回転数で回転させる動作、帯電装置１１がオンされる動作、及び転写ローラ２２が感光体ドラム１０に当接される動作などが含まれる。
【００８３】
続いて、既に詳細に述べたような画像形成動作が実行される。この時、転写ローラ２２に対して供給される電流が制御される。すなわち、高電圧発生回路４２から転写ローラ２２に対して、定電流Ｋ01が供給される。次に、転写ローラ２２から給電部材２３に流れる電流値Ｉ01が電流検知器４１により検知される。検知された電流値Ｉ01は、高電圧発生回路４２の制御回路にフィードバックされる。そして、この制御回路において、Ｉ00＝Ｉ01＋Ｋ01なる演算処理が実行される。この演算処理により出力される出力電流Ｉ00は、転写ローラ２２の回転シャフト２１に供給される。
【００８４】
このような一連の定電流制御は、連続して複数枚の用紙に画像形成する場合には、紙間動作時に実行される。
このため、給電部材２３に流れる電流値を検知してから、転写ローラ２２に対して出力電流を供給するまでの１サイクルの時間は、感光体ドラム１０上のトナー像が転写ニップを通過する、すなわち用紙に転写されるタイミングよりも速い必要がある。この実施の形態では、感光体ドラム１０の周速が２００ｍｍ／ｓｅｃ、転写ニップの幅が４ｍｍであるから、最低限５０Ｈｚ以上の周波数で定電流制御する必要がある。また、このサイクルが速いほど転写ローラ２２の抵抗ムラが相殺され、抵抗ムラによる転写不良の影響を低減することができる。
【００８５】
一方、画像形成動作前の前準備動作時に、定電流制御する場合の制御方法の一例を図１１に示す。
すなわち、画像形成開始信号が供給されると、画像形成装置は前準備動作を開始する。
【００８６】
この前準備動作には、感光体ドラム１０を所定の回転数で回転させる動作、帯電装置１１がオンされる動作、及び転写ローラ２２が感光体ドラム１０に当接される動作などが含まれる。さらにこの時、転写ローラ２２に対して供給される電流が制御される。すなわち、高電圧発生回路４２から転写ローラ２２に対して、定電流Ｋ01が供給される。次に、転写ローラ２２から給電部材２３に流れる電流値Ｉ01が電流検知器４１により検知される。検知された電流値Ｉ01は、高電圧発生回路４２の制御回路にフィードバックされる。そして、この制御回路において、Ｉ00＝Ｉ01＋Ｋ01なる演算処理が実行される。この演算処理により出力される出力電流Ｉ00は、転写ローラ２２の回転シャフト２１に対して供給される。
【００８７】
続いて、既に詳細に述べたような画像形成動作が実行される。
このように、画像形成動作前の前準備動作時に転写ローラ２２に対して供給する電流値を決定する制御方法は、特に周波数を規定する必要はなく、環境が大きく変化しない範囲で前準備動作時に実行されればよい。したがって、連続して画像形成動作を実行する際には、前準備動作時に決定された電流値に対応する出力電流が一定して転写ローラ２２に対して供給される。
【００８８】
次に、第２の実施の形態に係る転写装置について説明する。
すなわち、図１２に示すように、感光体ドラム１０に対向して位置する弾性体によって形成されている転写ローラ２２は、感光体ドラム１０に当接され、感光体ドラム１０とともに従動回転、若しくは感光体ドラム１０と等速度で回転可能なように設けられている。転写ニップの下流側に位置する転写ローラ２２の表面に接触する絶縁性のブレードを有する清掃装置２４が設けられ、転写ローラ２２に付着した不要なトナーなどが清掃される。
【００８９】
清掃装置２４の直後の転写ローラ２２表面には、給電部材５１が接触している。この給電部材５１は、第１に実施の形態で説明したように、転写ローラ２２の長手方向に延出された導電性部材によって形成されている。すなわち、給電部材５１は、転写ローラ２２の長手方向に均一に電位を供給できるものであればどの様な構成であっても良く、図５乃至図７を用いて既に説明したような導電性ブラシ２３ａ、導電性ローラ２３ｂ、及び導電性ブレード２３ｃのような導電性部材によって形成されている。そして、この給電部材５１は、高電圧発生回路２５に接続され、転写ローラ２２より高レベルの電圧が印加されている。
【００９０】
一方、転写ローラ２２に対しては給電部材より低レベルの電圧に設定できるように構成され、図１２に示した転写装置５０の例ではグランドレベルに接地されている。
【００９１】
図１２に示したように、転写装置５０は、転写ニップの下流側に高電圧発生回路２５から給電部材５１を介して高レベルの電圧、例えば＋１ＫＶの電圧が印加され、転写ローラ２２の回転シャフト２１に低レベルの電圧、例えばグランドレベルの電圧が印加されているため、転写ニップの上流側は、転写ニップの下流側に比べて低レベルの電位に設定されている。したがって、転写ニップの上流側から用紙が給紙された際に、用紙に多量の電荷が注入されることがなく、用紙と感光体ドラム１０との剥離特性が向上する。
【００９２】
また、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、給電部材と清掃装置を一体に構成した転写装置であってもよい。
すなわち、図１３の（ａ）に示すように、転写装置６０は、高電圧発生回路２５に接続された導電性ブレードによって形成されている給電部材６１を転写ニップの下流側に備えているとともに、この給電部材６１は、清掃装置６２のブレードとしても機能する。一方、転写ローラ２２の回転シャフト２１は、接地されている。
【００９３】
図１３の（ｂ）に示すような転写装置６５は、高電圧発生回路２５に接続された導電性ローラによって形成されている給電部材６６を転写ニップの下流側に備えているとともに、この給電部材６６は、清掃装置６７のブレード６８に当接されている。一方、転写ローラ２２の回転シャフト２１は、接地されている。
【００９４】
図１３の（ａ）及び（ｂ）に示したように、転写装置６０、６５は、転写ニップの下流側に高電圧発生回路２５から給電部材６１、６６に高レベルの電圧、例えば＋１ＫＶの電圧が印加され、転写ローラ２２の回転シャフト２１に低レベルの電圧、例えば接地されているため、転写ニップの上流側は、転写ニップの上流側に比べて低レベルの電位に設定されている。したがって、図１２の転写装置５０と同様に、転写ニップの上流側から用紙が給紙された際に、用紙に多量の電荷が注入されることがなく、用紙と感光体ドラム１０との剥離特性が向上する。
【００９５】
さらに、転写装置６０及び６５のように、給電部材と清掃装置を一体化することにより、次のような利点がある。すなわち、第２の実施の形態に係る転写装置においては、転写ニップの直後に給電部材を配置することが望ましいが、転写ニップの下流側に転写ローラ２２の清掃装置が配設されているため、転写ニップの直後に給電部材を配置することは物理的に困難である。したがって、清掃装置の下流に給電部材を設けることになるが、この場合、十分な転写性能を与えるために転写ニップの下流に高レベルの電圧を印加しようとすると、第１の実施の形態に係る転写装置２０より高いレベルの電圧を供給する必要がある。しかし、給電部材と清掃装置を一体化することにより、給電部材を転写ニップの直後に配置することが可能となり、また、転写装置２０と同程度のレベルの電圧を転写装置６０及び６５に供給することで十分な転写性能を得ることができる。
【００９６】
次に、図１２及び図１３の（ａ）に示した構造の転写装置５０及び６０における転写性能及び転写後の用紙の剥離特性を実験により確認した。
この実験は、第１の実施の形態で既に説明した方法と同一条件で実行した。すなわち、画像形成動作を実行し、給電部材５１及び６１に印加する電圧を変化させたときの画像の用紙への転写性能、及び転写後の用紙の感光体ドラムに対する剥離特性を測定し、比較した。この実験結果は、図１４に示されている。
【００９７】
この実験では、図１２に示した転写装置５０における転写ローラ２２を接地した場合（図中に記号Ｄで示す）、転写ローラ２２を給電部材５１に印加する電圧の１／２の電圧レベルに設定した場合（図中に記号Ｅで示す）、及び比較例として転写ローラを接地することなくフロート状態にした場合（図中に記号Ｆで示す）について、それぞれ転写性能と、剥離特性とを測定した。さらに、図１３の（ａ）に示した転写装置６０における転写ローラ２２を接地した場合（図中に記号Ｇの破線で示す）の転写性能及び剥離特性も測定した。
【００９８】
図１４に示すように、転写ローラ２２をフロート状態にした場合Ｆに比べて、第２の実施の形態に係る転写装置５０及び６０を使用した場合Ｄ、Ｅ及びＧは、不良頻度が低く、用紙の剥離に有利であることがわかる。これは、転写ローラに対して所定のレベルの電圧が印加されていないと、転写ローラ上の電界の分布が不均一になるためと考えられる。
【００９９】
特に、転写装置６０における転写ローラ２２を接地した場合Ｇは、用紙の剥離特性が良好であるだけでなく、転写性能が良好な適正転写マージンも広いことがわかる。
【０１００】
次に、第２の実施の形態に係る転写装置６０及び６５によるランニングテストを行った。
このランニングテストは、第１の実施の形態で既に説明したような同様の方法で実行した。なお、給電部材には＋１ＫＶの電圧が印加され、転写ローラ２２の回転シャフト２１は接地されている。
【０１０１】
図１５に示すように、導電性ブレードの給電部材６１を清掃装置６２と一体化した転写装置６０を使用した場合、転写性能が十分保証できる装置の寿命は１Ｋ枚程度であった。また、導電性ローラの給電部材６６を清掃装置６７のブレード６８に当接させた転写装置６５を使用した場合、寿命は、３Ｋ枚程度であった。
【０１０２】
このような転写装置６０及び６５は、転写ローラ２２に付着した負帯電のトナーを電気的に導電性ブレード６１または導電性ローラ６６により回収できるが、この第２の実施の形態においても、紙間動作時に転写ローラ２２に対して印加されている電圧のレベルを変化させることにより、さらに寿命を伸ばすことができる。
【０１０３】
すなわち、紙間動作時において、転写ローラ２２の回転シャフト２１に印加する電圧レベルをＧＮＤレベルから−１ＫＶに切り替えたところ、転写装置６０における寿命は２Ｋ枚に向上した。また、転写装置６５における寿命は６Ｋ枚に向上した。
【０１０４】
これは、回転シャフト２１に印加されている電圧レベルを切り替えることで、紙間動作時に不要なトナーを感光体ドラム１０に戻すような電位になったためである。
【０１０５】
なお、この実施の形態においても、紙間動作は、転写ローラが一周する時間以上あることが条件となるのはいうまでもない。
このような電圧レベルの切り替えは、高電圧発生回路２５に制御回路を組み込むことにより達成できる。
【０１０６】
また、第１の実施の形態で既に説明したように、転写ローラの抵抗が環境で変化した場合、給電部材から感光体ドラムへだけでなく、転写ローラへも電流が流れるため、定電流制御では転写ローラへ流れる電流が大幅に変動し、環境マージンが小さくなる虞がある。すなわち、定電圧制御が望ましいが、定電圧制御では用紙の種類に対するマージンが狭い。
【０１０７】
そこで、第１の実施の形態と同様な考え方で、給電部材から転写ローラへ流れる電流を検知し、この電流値に応じて給電部材に印加する電圧を調整するとよい。具体的には、図１６に示したように、転写装置７０は、転写ローラ２２の回転シャフト２１に流れる電流Ｉ11を検知する電流検知器７１、及びこの電流検知器７１によって検知された電流値に基づいて、給電部材６６に印加する電圧値を制御する制御回路を含んだ高電圧発生回路７２を備えている。
【０１０８】
高電圧発生回路７２内の制御回路は、給電部材６６に供給する電流値をＩ10としたとき、Ｉ10＝Ｉ11＋Ｋ11（Ｋ11：定電流）なる制御を実行し、高電圧発生回路７２からＩ10なる電流を給電部材６６に供給する。これにより、回転シャフト２１から流れる電流を差し引いた状態で、給電部材６６から感光体ドラム１０へは常に一定の電流が供給される。このため、用紙や転写ローラ２２自体の抵抗の変動に影響されない定電流制御が可能となる。
【０１０９】
このような制御は、第１の実施の形態と同様に、画像形成動作時に常時実行してもよいし、画像形成動作前の画像形成部の準備動作時や紙間動作時に実行してもよい。
【０１１０】
なお、ここでは、図１３の（ｂ）に示された転写装置６５を変形して定電流制御が可能な構造としたが、図１２に示した転写装置５０、及び図１３の（ａ）に示した転写装置６０の例でも同様に、定電流制御が可能であることはいうまでもない。
【０１１１】
次に、第３の実施の形態に係る転写装置について説明する。
すなわち、図１７に示すように、感光体ドラム１０に対向して位置する弾性体によって形成されている転写ローラ２２は、感光体ドラム１０に当接され、感光体ドラム１０とともに従動回転、若しくは感光体ドラム１０と等速度で回転可能なように設けられている。転写ニップの下流側に位置する転写ローラ２２の表面に接触する絶縁性のブレード８１を有する清掃装置８２が設けられ、転写ローラ２２に付着した不要なトナーなどが清掃される。
【０１１２】
清掃装置８２の直後の転写ローラ２２表面には、第１給電部材８３が接触している。この第１給電部材８３は、第１に実施の形態で説明したように、転写ローラ２２の長手方向に延出された導電性部材によって形成されている。すなわち、第１給電部材８３は、転写ローラ２２の長手方向に均一に転移を供給できるものであればどの様な構成であっても良く、図５乃至図７を用いて既に説明したような導電性ブラシ２３ａ、導電性ローラ２３ｂ、及び導電性ブレード２３ｃのような導電性部材によって形成されている。そして、この第１給電部材８３には、高電圧発生回路２５に接続され、転写ローラ２２の転写ニップ上流より高レベルの電圧が印加されている。
【０１１３】
一方、転写ニップの上流側における転写ローラ２２の表面には、第２給電部材８４が接触している。この第２給電部材８４は、第１給電部材と同様に、第１の実施の形態で既に説明したような導電性部材によって形成されている。
【０１１４】
この第２給電部材８４は、転写ニップの上流側における転写ローラ２２表面の電圧レベルを転写ニップ下流側より低レベルの電圧に設定できるように構成され、図１７に示した転写装置８０の例では、第２給電部材８４は、グランドレベルに接地されている。
【０１１５】
図１７に示したように、転写装置８０は、転写ニップの下流側に高電圧発生回路２５から第１給電部材８３を介して高レベルの電圧、例えば＋１ＫＶの電圧が印加され、転写ニップの上流側に第２給電部材８４を介して低レベルの電圧、例えばグランドレベルの電圧が印加されているため、転写ニップの上流側は、転写ニップの下流側に比べて低レベルの電位に設定されている。したがって、転写ニップの上流側から用紙が給紙された際に、用紙に多量の電荷が注入されることがなく、用紙と感光体ドラム１０との剥離特性が向上する。
【０１１６】
また、図１８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１給電部材と清掃装置を一体に構成した転写装置であってもよい。
すなわち、図１８の（ａ）に示すように、転写装置９０は、高電圧発生回路２５に接続された導電性ブレードによって形成されている第１給電部材９１を転写ニップの下流側に備えているとともに、導電性ブラシによって形成されている第２給電部材９２を転写ニップの上流側に備えている。この第１給電部材９１は、清掃装置９３のブレードとしても機能する。
【０１１７】
また、第２給電部材９２には、第１給電部材９１に印加される電圧レベルより低いレベルの電圧が印加され、図１８の（ａ）に示した例では、第２給電部材９２は、接地されている。
【０１１８】
また、図１８の（ｂ）に示すように、転写装置９５は、高電圧発生回路２５に接続された導電性ローラによって形成されている第１給電部材９１を転写ニップの下流側に備えているとともに、導電性ブラシによって形成されている第２給電部材９７を転写ニップの上流側に備えている。この第１給電部材９６は、清掃装置９８のブレード９９に当接されている。
【０１１９】
また、第２給電部材９７には、第１給電部材９６に印加される電圧レベルより低いレベルの電圧が印加され、図１８の（ｂ）に示した例では、第２給電部材９７は、接地されている。
【０１２０】
図１８の（ａ）及び（ｂ）に示したように、転写装置９０及び９５は、転写ニップの下流側に高電圧発生回路２５から第１給電部材９１及び９６を介して高レベルの電圧、例えば＋１ＫＶの電圧が印加され、転写ニップの上流側に第２給電部材９２及び９７を介して第１給電部材９１及び９６より低レベルの電圧、例えば接地されているため、転写ニップの上流側は、転写ニップの下流側に比べて低レベルの電位に設定されている。したがって、図１７の転写装置８０と同様に、転写ニップの上流側から用紙が給紙された際に、用紙に多量の電荷が注入されることがなく、用紙と感光体ドラム１０との剥離特性が向上する。
【０１２１】
さらに、転写装置９０及び９５のように、第１給電部材と清掃装置を一体化することにより、第２の実施の形態で既に説明したように、第１給電部材を転写ニップの直後に配置することが可能となり、転写ニップから下流側において、感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙上に転写するのに十分な電位を提供することができる。そして、転写装置２０と同程度のレベルの電圧を転写装置９０及び９５に供給することで十分な転写性能を得ることができる。
【０１２２】
次に、図１８の（ｂ）に示した構造の転写装置９５における転写性能及び転写後の用紙の剥離特性を実験により確認した。
この実験は、第１の実施の形態で既に説明した方法と同一条件で実行した。すなわち、画像形成動作を実行し、第１給電部材９６を介して転写ローラ２２に印加する電圧を変化させたときの画像の用紙への転写性能、及び転写後の用紙の感光体ドラム１０に対する剥離特性を測定し、比較した。この実験結果は、図１９に示されている。
【０１２３】
この実験では、図１８の（ｂ）に示した転写装置９５における第２給電部材９７を接地した場合（図中に記号Ｈで示す）、及び第２給電部材９７に印加する電圧を第１給電部材９６に印加する電圧の１／２の電圧レベルに設定した場合（図中に記号Ｉで示す）について、それぞれ転写性能と、剥離特性とを測定した。
【０１２４】
図１９に示すように、第３の実施の形態に係る転写装置９５を使用した場合は、不良頻度が低く、用紙の剥離に有利であることがわかる。
特に、第２給電部材９７を接地した場合Ｈは、用紙の剥離特性が良好であるだけでなく、転写性能が良好な適正転写マージンも広いことがわかる。また、第１及び第２の実施の形態に係る転写装置より第１給電部材に印加する電圧が少なくなり、消費電力を低減するのに有利である。さらに、第１及び第２の実施の形態に係る転写装置では、用紙剥離不良頻度が少なくとも１０％程度であったが、この転写装置９５においては、ほぼ０％であった。
【０１２５】
これは、転写ニップに対して下流側に確実に高レベルの電圧を印加することができ、さらに上流側に低レベルの電圧を印加することができ、それぞれ安定して印加電圧のレベルを維持できるからである。したがって、このような構造の転写装置は、転写ニップの直前の電位を低く保ちながら第２給電部材に流れる無駄な電流を抑制することができる。
【０１２６】
次に、第３の実施の形態に係る転写装置９０及び９５によるランニングテストを行った。
このランニングテストは、第１の実施の形態で既に説明したような同様の方法で実行した。なお、第１給電部材には＋１ＫＶの電圧が印加され、第２給電部材は接地されている。
【０１２７】
図２０に示すように、導電性ブレードの第１給電部材９１を清掃装置９３と一体化した転写装置９０を使用した場合、転写性能が十分保証できる装置の寿命は１．５Ｋ枚程度であった。また、導電性ローラの給電部材９６を清掃装置９８のブレード９９に当接させた転写装置９５を使用した場合、寿命は、４．５Ｋ枚程度であった。
【０１２８】
このような転写装置９０及び９５は、転写ローラ２２に付着した負帯電のトナーを電気的に導電性ブレード９１または導電性ローラ９６により回収できる。
そして、画像形成動作時にフロート状態となっている転写ローラ２２に対して、紙間動作時に限り、所定レベルの電圧をを印加することにより、さらに装置の寿命を伸ばすことができる。
【０１２９】
すなわち、紙間動作時において、転写ローラ２２の回転シャフト２１に印加する電圧レベルをフロート状態から−１ＫＶに切り替えたところ、転写装置９０における寿命は２Ｋ枚に向上した。また、転写装置９５における寿命は６．５Ｋ枚に向上した。
【０１３０】
これは、回転シャフト２１に印加されている電圧レベルを切り替えることで、紙間動作時に不要なトナーを感光体ドラム１０に戻すような電位になったためである。
【０１３１】
なお、この実施の形態においても、紙間動作は、転写ローラが一周する時間以上あることが条件となるのはいうまでもない。
また、第１の実施の形態で既に説明したように、転写ローラの抵抗が環境で変化する場合は、以下に示すような定電流制御が効果的である。
【０１３２】
すなわち、第１の実施の形態と同様な考え方で、第２給電部材から流れる電流を検知し、この電流値に応じて第１給電部材に印加する電圧を調整するとよい。具体的には、図２１に示したように、転写装置１００は、転写ローラ２２を介して第２給電部材としての導電性ローラ１０１に流れる電流Ｉ21を検知する電流検知器１０２、及びこの電流検知器１０２によって検知された電流値に基づいて、第１給電部材１０３に印加する電圧値を制御する制御回路を含んだ高電圧発生回路１０４を備えている。なお、第１給電部材１０３は、清掃装置１０５のブレード１０６に当接されている。
【０１３３】
高電圧発生回路１０４内の制御回路は、第１給電部材１０３に供給する電流値をＩ20としたとき、Ｉ20＝Ｉ21＋Ｋ21（Ｋ21：定電流）なる制御を実行し、高電圧発生回路１０４からＩ20なる電流を第１給電部材１０３に供給する。これにより、第２給電部材１０１から流れる電流を差し引いた状態で、第１給電部材１０３から感光体ドラム１０へは常に一定の電流が供給される。このため、用紙や転写ローラ２２自体の抵抗の変動に影響されない定電流制御が可能となる。
【０１３４】
このような制御は、第１の実施の形態と同様に、画像形成動作時に常時実行してもよいし、画像形成動作前の画像形成部の準備動作時や紙間動作時に実行してもよい。
【０１３５】
なお、ここでは、図１８の（ｂ）に示された転写装置９５を変形して定電流制御が可能な構造としたが、図１７に示した転写装置８０、及び図１８の（ａ）に示した転写装置９０の例でも同様に、定電流制御が可能であることはいうまでもない。
【０１３６】
上述したように、この発明の転写装置によれば、用紙が搬送される方向に沿って、転写ニップの上流側と下流側とで電位差勾配を形成し、且つ上流側の電位が下流側より低く設定されている。このため、転写ニップの上流側から用紙Ｐが給紙され、用紙Ｐが転写ローラ２２に触れた際に、用紙Ｐに正の電荷が多量に注入されることがなく、感光体ドラム１０に対して用紙Ｐは、巻き付き難くなる。したがって、感光体ドラム１０から用紙Ｐを剥離することが容易となり、ジャムを抑制することができる。また、転写ローラ２２は、小径であるため、用紙Ｐ自身の「こし」を利用して転写ローラ２２への用紙の巻き付きを防止できる。
【０１３７】
また、この転写装置により用紙Ｐが感光体ドラム１０に巻き付き難くなるとともに、感光体ドラム１０から用紙Ｐを剥離するための補助手段としての剥離爪１５により確実に用紙Ｐが感光体ドラム１０から剥離できる。このため、剥離チャージャを備える必要がない。
【０１３８】
さらに、この転写装置は、転写ローラ２２の表面を清掃する清掃装置を備えているため、転写ローラ２２の表面に汚れが付着した状態で用紙Ｐに接触することがなく、用紙Ｐの裏面を汚すことがない。
またさらに、この転写装置によれば、確実に感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙に転写できる十分な転写性能を確保できる。
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、被転写体としての用紙が感光体から容易に分離可能であって、且つ確実に感光体上に形成された像を用紙に転写できる転写装置、及びこの転写装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の第１の実施の形態に係る転写装置、及びこの転写装置を備えた画像形成装置の画像形成部を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、この発明の第１の実施の形態に係る転写装置の変形例を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示した転写装置における転写ローラ印加電圧を変化させたときの用紙への画像の転写性能と、用紙の感光体ドラムに対する剥離特性を示す図である。
【図４】図４は、図２に示した転写装置における転写ローラ印加電流を変化させたときの用紙への画像の転写性能と、用紙の感光体ドラムに対する剥離特性を示す図である。
【図５】図５の（ａ）は、この発明の転写装置に適用される給電部材を概略的に示す斜視図であり、図５の（ｂ）は、この給電部材が転写装置に適用された場合の様子を概略的に示す断面図である。
【図６】図６の（ａ）は、この発明の転写装置に適用される給電部材を概略的に示す斜視図であり、図６の（ｂ）は、この給電部材が転写装置に適用された場合の様子を概略的に示す断面図である。
【図７】図７の（ａ）は、この発明の転写装置に適用される給電部材を概略的に示す斜視図であり、図７の（ｂ）は、この給電部材が転写装置に適用された場合の様子を概略的に示す断面図である。
【図８】図８は、第１の実施の形態に係る転写装置によるランニングテストの結果を示す図である。
【図９】図９は、第１に実施の形態に係る転写装置の変形例を概略的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示した転写装置を制御する制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、図９に示した転写装置を制御する制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、この発明の第２の実施の形態に係る転写装置を概略的に示す断面図である。
【図１３】図１３の（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施の形態に係る転写装置の変形例を概略的に示す断面図である。
【図１４】図１４は、第２の実施の形態に係る転写装置における給電部材印加電圧を印加させたときの用紙への画像の転写性能と用紙の感光体ドラムに対する剥離特性とを示す図である。
【図１５】図１５は、第２の実施の形態に係る転写装置によるランニングテストの結果を示す図である。
【図１６】図１６は、この発明の第２の実施の形態に係る転写装置の変形例を概略的に示す断面図である。
【図１７】図１７は、この発明の第３の実施の形態に係る転写装置を概略的に示す断面図である。
【図１８】図１８の（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施の形態に係る転写装置の変形例を概略的に示す断面図である。
【図１９】図１９は、第３の実施の形態に係る転写装置における第１給電部材印加電圧を印加させたときの用紙への画像の転写性能と用紙の感光体ドラムに対する剥離特性とを示す図である。
【図２０】図２０は、第３の実施の形態に係る転写装置によるランニングテストの結果を示す図である。
【図２１】図２１は、この発明の第３の実施の形態に係る転写装置の変形例を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１…画像形成部
１０…感光体ドラム
１１…帯電装置
１２…レーザ露光装置
１４…現像装置
１５…剥離爪
１６…クリーニング装置
１７…除電装置
２０、３０、４０…転写装置（第１の実施の形態）
２１…回転シャフト
２２…転写ローラ
２３、３１…給電部材
２４、３２…清掃装置
２５…高電圧発生回路
４１…電流検知器
４２…高電圧発生回路
５０、６０、６５、７０…転写装置（第２の実施の形態）
５１、６１、６６…給電部材
６２、６７…清掃装置
７１…電流検知器
７２…高電圧発生回路
８０、９０、９５、１００…転写装置（第３の実施の形態）
８３、９１、９６、１０３…第１給電部材
８４、９２、９７、１０１…第２給電部材
１０２…電流検知器
１０４…高電圧発生回路

Claims (9)

1. 転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置において、
   転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の上流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた導電性部材と、
   転写ローラの回転シャフトに転写バイアスを印加する印加手段と、
   前記導電性部材を転写バイアスよりも低い電位に維持する制御手段と、を備え、
   転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする転写装置。
2. さらに、転写ローラから前記導電性部材に流れる電流値Ｉ０１を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段によって検知された電流値に基づいて、転写ローラの回転シャフトに供給する電流値を制御するバイアス制御手段と、を備え、
   前記バイアス制御手段は、転写ローラに供給する電流値をＩ００としたとき、Ｉ００−Ｉ０１＝一定電流となるような制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. 転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置において、
   転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の下流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた導電性部材と、
   転写ローラの回転シャフトに転写バイアスを印加する印加手段と、
   前記導電性部材を転写バイアスよりも高い電位に維持する制御手段と、を備え、
   転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする転写装置。
4. さらに、転写ローラの回転シャフトに流れる電流値Ｉ１１を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段によって検知された電流値に基づいて、前記導電性部材に供給する電流値を制御するバイアス制御手段と、を備え、
   前記バイアス制御手段は、前記導電性部材に供給する電流値をＩ１０としたとき、Ｉ１０−Ｉ１１＝一定電流となるような制御を実行することを特徴とする請求項３に記載の転写装置。
5. 転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置において、
   転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の下流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた第１導電性部材と、
   転写ニップよりも転写ローラ表面の上流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた第２導電性部材と、
   前記第１導電性部材に前記第２導電性部材の電位よりも高いレベルの転写バイアスを印加する印加手段と、を備え、
   転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする転写装置。
6. さらに、前記第２導電性部材に流れる電流値Ｉ２１を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段によって検知された電流値に基づいて、前記第１導電性部材に供給する電流値を制御するバイアス制御手段と、を備え、
   前記バイアス制御手段は、前記第１導電性部材に供給する電流値をＩ２０としたとき、Ｉ２０−Ｉ２１＝一定電流となるような制御を実行することを特徴とする請求項５に記載の転写装置。
7. 画像データに対応した静電潜像を保持する像担持体と、
   前記像担持体によって保持されている静電潜像に現像剤を供給することにより現像剤像を形成する現像手段と、
   転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置と、を備えた画像形成装置において、さらに、
   転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の上流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた導電性部材と、
   転写ローラの回転シャフトに転写バイアスを印加する印加手段と、
   前記導電性部材を転写バイアスよりも低い電位に維持する制御手段と、を備え、
   転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする画像形成装置。
8. 画像データに対応した静電潜像を保持する像担持体と、
   前記像担持体によって保持されている静電潜像に現像剤を供給することにより現像剤像を形成する現像手段と、
   転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置と、を備えた画像形成装置において、さらに、
   転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の下流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた導電性部材と、
   転写ローラの回転シャフトに転写バイアスを印加する印加手段と、
   前記導電性部材を転写バイアスよりも高い電位に維持する制御手段と、を備え、
   転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする画像形成装置。
9. 画像データに対応した静電潜像を保持する像担持体と、
   前記像担持体によって保持されている静電潜像に現像剤を供給することにより現像剤像を形成する現像手段と、
   転写ローラと像担持体との間に用紙を搬送させて像担持体上の画像を用紙に転写させる転写装置と、を備えた画像形成装置において、さらに、
   転写ローラと像担持体とが接触する転写ニップよりも転写ローラ表面の下流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた第１導電性部材と、
   転写ニップよりも転写ローラ表面の上流側に、転写ローラの長手方向に沿って転写領域の幅以上の幅で接触するように設けられた第２導電性部材と、
   前記第１導電性部材に前記第２導電性部材の電位よりも高いレベルの転写バイアスを印加する印加手段と、を備え、
   転写ニップにおいて像担持体上の画像を用紙に転写させる際、転写ニップの上流側の転写電界が転写ニップの下流側の転写電界よりも低くなるように設定されたことを特徴とする画像形成装置。

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