JP6103029B1 - 転写装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写部材の所望の硬度及び表面粗さの調整値を維持してクリーニングする。【解決手段】間転写ベルト２２と二次転写ロール３８との間に記録用紙Ｐが挿入されると、二次転写ロール３８と記録用紙Ｐとの摺擦で機械的作用で記録用紙Ｐから二次転写ロール３８に向けて、炭酸カルシウムが移動する。しかし、二次転写ロール３８に交流電圧を印加することで、炭酸カルシウムと同極性の電位差となり、反発力によって炭酸カルシウムが、二次転写ロール３８から記録用紙Ｐに向けて移動する。交流電圧の振幅によって、炭酸カルシウムは、二次転写ロール３８と記録用紙Ｐとの間で振動（往復）し、二次転写ロール３８への炭酸カルシウムの付着力が抑制され、二次転写ロール３８の周面にフィルミングが発生することが防止される。【選択図】図４

Description

本発明は、転写装置、画像形成装置に関する。

記録用紙の全領域を画像形成する印刷（以下、「縁なし印刷」という）時に、転写部材に付着するトナー粒子（以下、単にトナーという）をブレードでクリーニングする機能を向上するため、特許文献１には、転写部材に適用される弾性素材にＰＩチューブを被覆して、転写部材の硬度及び表面粗さを調整することが記載されている。

また、特許文献２には、帯電部材に付着した転写残トナーを簡単な制御で効率的に除去して帯電性能を回復させることを目的として、帯電部材に交流電圧を印加させることで、帯電部材に付着したトナーを感光体に飛ばして除去することが記載されている。この特許文献２では、帯電部材に交流バイアス電圧が印加され、感光体がグランド（ＧＮＤ）とされ、転写残トナーを帯電ローラの表面から吐き出している。

また、特許文献３には、トナーセーブモードを実行するときにおける濃淡パターンの発生を抑える転写技術が記載されている。この引用文献３では、バックアップローラに交流バイアス電圧が印加され、転写ロールがグランド（ＧＮＤ）とされている。２次転写ニップ内でトナー粒子をより多くベルトと紙表面凹部との間で往復移動させることで、凹部で十分な画像濃度が得られる。

特開２００２−１１６６４２号公報 特開２００９−１５１１１９号公報 特開２０１４−２４０８８０号公報

転写部材と記録用紙との接触により発生する紙粉に含まれる炭酸カルシウム粒子（以下、単に炭酸カルシウムという）が、転写部材の表面に堆積して凹凸を形成し、転写部材の所望の硬度及び表面粗さから逸脱し、クリーニング機能に影響を及ぼすことがある。

本発明は上記事実を考慮し、転写部材の所望の表面粗さを維持することができる転写装置、画像形成装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明は、記録媒体の転写面に転写するトナー像を保持する像保持体と、前記記録媒体の非転写面側に配置された転写部材と、前記像保持体を挟んで前記転写部材と対向する対向部材と、前記転写部材の表面に接触して付着物を掻取る掻取り部材と、電圧を前記対向部材に印加する第１印加手段と、前記像保持体から記録媒体へトナー像を転写中に、前記電圧を基準として極性が交互に切り替わる交番電圧を前記転写部材に印加する第２印加手段と、を有している。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記転写部材が、弾性部材からなるロール基材の周りに、硬度が前記対向部材の硬度より低く、かつ表面粗さRzが0.2μm以下の樹脂フィルムが被覆されている。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２記載の発明において、前記第２印加手段で印加する交番電圧に応じて、前記記録媒体から転写部材へ移動する付着物の移動方向を反転させる。

請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の発明において、前記対向部材と前記転写部材とのニップ内でのトナーの振動回数が２〜６回となるように、第２印加手段で印加する交番電圧の周波数を設定する。

請求項５に記載の発明は、前記請求項４に記載の発明において、前記振動回数は、前記第２印加手段で印加する交番電圧の周波数で定まるものであり、前記振動回数をｎ、振動する範囲である前記転写部材と前記像保持体とのニップ幅をｄ、及び、前記転写部材のニップ幅内の移動速度をｖとすると、周波数ｆは、（ｎ／ｄ）×ｖ「Ｈｚ」である。

請求項６に記載の発明は、前記請求項１〜請求項５の何れか１項記載の発明において、前記付着物が、炭酸カルシウム粒子を含む。

請求項７に記載の発明は、前記請求項１〜請求項６の何れか１項記載の転写装置が、画像情報に基づいて静電潜像が形成された後に、現像部によってトナー像が形成される感光体から一次転写によって前記像保持体に転写されたトナー像を前記記録媒体へ転写する二次転写部として機能する画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、転写部材の所望の表面粗さを維持することができる。

請求項２に記載の発明によれば、樹脂フィルムで被覆しないよりも、効率的にトナーを掻き取ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、交番電圧によって紙粉を振動させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、振動させないよりも、紙粉の転写部材への転移を抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、振動回数を第２の印加手段で印加する交番電圧の周波数で調整することができる。

請求項６に記載の発明によれば、薄膜状に固化する炭酸カルシウムの転移を防止することができる。

請求項７に記載の発明によれば、転写部材の所望の表面粗さを維持することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の正面図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の画像形成処理エンジンの制御ブロック図である。 本実施の形態に係る二次転写部の構造の拡大図である。 本実施の形態に係る二次転写ロールとバックアップロールとの電位差による炭酸カルシウムの移動の遷移図であり、（Ａ）は記録用紙通過開始時、（Ｂ）は記録用紙通過終了時の相対関係を示す。 本実施の形態に係る二次転写部におけるフィルム発生状況の実験例であり、（Ａ）は振動回数に対する二次転写部のフィルミング発生状況評価特性図、（Ｂ）は比較例を含み本実施の形態で取り得る二次転写ロールとバックアップロールとの印加電圧組み合わせでのフィルミング発生状況評価を示す図表である。 本実施の形態の変形例に係り、二次転写ロールにバックアップロールに印加したＤＣ電圧とは逆極性のＤＣ電圧を印加したときの二次転写部の構造の拡大図である。 本実施の形態の変形例に係り、図６の構造の下での、二次転写ロールとバックアップロールとの電位差による炭酸カルシウムの移動の遷移図であり、（Ａ）は記録用紙通過開始時、（Ｂ）は記録用紙通過終了時の相対関係を示す。 本実施の形態の比較例に係り、フィルミング発生原理を示す二次転写部の構造の拡大図であり、（Ａ）は記録媒体の通過開始時、（Ｂ）は記録媒体の通過終了時、（Ｃ）は記録媒体通過後を示す。 本実施の形態の比較例に係り、フィルミング発生原理を示す二次転写ロールとクリーニングブレードとの接触部を示す拡大図であり、（Ａ）〜（Ｅ）はフィルミング発生までの段階１〜段階５を示す。 本実施の形態の比較例に係り、（Ａ）はフィルミング発生原理を示す二次転写ロールと記録用紙との位置関係を示す平面図、（Ｂ）は図１０（Ａ）の二次転写ロールの展開図である。

（本実施の形態）
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１０の概略構成図である。

この画像形成装置１０は、４連タンデム方式のフルカラーで画像形成（「印刷」という場合がある。）が可能であり、上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を出力する電子写真方式の第１画像形成ユニット１２Ｙ、第２画像形成ユニット１２Ｍ、第３画像形成ユニット１２Ｃ、第４画像形成ユニット１２Ｋが、互いに予め定められた間隔をもって配置されている。なお、以下において、「画像形成」と「印刷」とは同義として扱うものとする。例えば、後述する「縁無し印刷」は、「縁無し画像形成」と言うよりも一般的呼称とされているため、必要に応じて、「印刷」を適用する。

また、以下において、４連の第１画像形成ユニット１２Ｙ、第２画像形成ユニット１２Ｍ、第３画像形成ユニット１２Ｃ、第４画像形成ユニット１２Ｋは同一の構成であるため、総称する場合、「画像形成ユニット１２」とする。また、画像形成ユニット１２の各構成部材を区別しないで説明する場合、図面では記載している各構成部材の符号の末尾（「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」）を省略する場合がある。

画像形成ユニット１２には、表面に感光体層を有するドラム状の感光体ドラム１４と、この感光体ドラム１４を一様に帯電する帯電装置１６と、一様に帯電された感光体ドラム１４に像光を照射して静電潜像を形成する露光装置１８と、潜像にトナーを転移させてトナー像とする現像装置２０と、転写後に感光体ドラム１４に残留したトナーを除去するクリーニング装置２６と、を備えている。

また、画像形成装置１０は、４連の各画像形成ユニット１２の感光体ドラム１４のそれぞれに接触する経路で周回可能に張架された、像保持体としての無端ベルト状の中間転写ベルト（ＩＢＴ）２２と、感光体ドラム１４上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２２へ転写する一次転写ロール２４と、を備えている。この感光体ドラム１４と一次転写ロール２４とが対峙する領域を一次転写部Ｔ１という。

さらに、画像形成装置１０は、用紙トレイ２９に収容された記録用紙Ｐを搬送する記録紙搬送機構２８と、記録用紙Ｐ上のトナー像を定着する定着装置３０と、を備えている。

中間転写ベルト２２は、回転駆動されるドライブロール３２と、張力を調整するテンションロール３４と、対向部材としてのバックアップロール（ＢＵＲ）３６とに掛け回されている。前記一次転写ロール２４は、中間転写ベルト２２の内側に配置されている。

また、中間転写ベルト２２を挟んでバックアップロール（ＢＵＲ）３６と対向する位置には、記録紙搬送機構２８によって搬送される記録用紙Ｐ上に、中間転写ベルト２２上のトナー像を転写する転写部材としての二次転写ロール（２ｎｄＢＴＲ）３８が設けられている。このバックアップロール３６と二次転写ロール３８とが対峙される領域を、二次転写部Ｔ２という。

また、中間転写ベルト２２を挟んでドライブロール３２と対向する位置には、二次転写ロール３８によって記録用紙Ｐ上にトナー像を転写した後に、中間転写ベルト２２上に残留するトナーを除去するトナー除去装置４０を備えている。

記録紙搬送機構２８は、ピックアップロール４２と、搬送ロール４４及び４６と、その搬送移動経路を案内するペーパーガイド４８、５０、５２、５４及び５６と、排紙ロール５８と、排紙トレイ（不図示）等から成る。記録紙搬送機構２８は、用紙トレイ２９に収容された記録用紙Ｐを、二次転写ロール３８とバックアップロール３６とが中間転写ベルト２２を挟んで対向する二次転写位置へ搬送駆動し、次いで、二次転写位置から定着装置３０へ搬送駆動し、次いで、定着装置３０から排紙トレイへと搬送駆動する。

（エンジン部制御系）
図２は、画像形成装置１０の制御系の一例を示すブロック図である。

画像形成装置１０の主制御機能であるメインコントローラ１２０には、ユーザインターフェイス１４２が接続されている。ユーザインターフェイス１４２は、画像形成等に関する指示を入力するための入力部、及び画像形成時等の情報を表示又は音声で報知するための出力部を備えている。

また、このメインコントローラ１２０には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、ネットワークラインを介して画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントローラ１２０では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、画像形成装置１０に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、ＭＣＵ１１８の一部として機能する画像形成処理制御部１４４へ、変換した画像データを送出する。

画像形成処理制御部１４４では、入力された画像データに基づいて、画像形成処理制御部１４４と共に、それぞれＭＣＵ１１８として機能する駆動系コントロール部１４６、帯電コントロール部１４８、露光コントロール部１５０、転写コントロール部１５２、定着コントロール部１５４、除電コントロール部１５６、クリーナコントロール部１５８及び現像コントロール部１６０のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。なお、本実施の形態では、ＭＣＵ１１８で実行される機能をブロックに分類し、記載したものであり、ＭＣＵ１８のハード構成を限定するものではない。

なお、メインコントローラ１２０には、温度センサ１６２及び湿度センサ１６４等が接続され、温度センサ１６２及び湿度センサ１６４に基づき、画像形成装置１０の筐体内の環境温度・湿度を検出する場合がある。

（縁無し印刷）
ここで、画像形成処理における画像形成領域は、記録用紙Ｐの全領域に対して周縁から予め定めた余白をもって設定される。

これに対して、余白を持たず、記録用紙Ｐの全領域を画像形成領域として設定する場合がある。ここで、記録用紙Ｐの周縁に余白を持たずに画像形成することを所謂「縁無し印刷」という場合がある。

縁無し印刷の場合、画像形成処理では、記録用紙Ｐの全領域よりも大きいサイズ（例えば、Ａ４サイズの記録用紙Ｐの縦横寸法に対して、それぞれに＋２ｍｍ）のトナー像を、一次転写部Ｔ１で中間転写ベルト２２に形成し、二次転写部Ｔ２で記録用紙Ｐに転写する。

このため、中間転写ベルト２２上の記録用紙Ｐから、はみ出したトナーが二次転写ロール３８に転写され、二次転写ロール３８が周回することで、記録用紙Ｐの裏面に、二次転写ロール３８の周回周期の汚れとなって現れることがある。

本実施の形態では、二次転写ロール３８に付着したトナー及び炭酸カルシウムの効率的に除去するために、二次転写ロール３８の表面に樹脂フィルム６０（図３参照）を被せて表面粗さを調整し、二次転写ロール３８の表面（樹脂フィルム６０）に対して接触するようにクリーニングブレード６２（図３参照）を配置している。クリーニングブレード６２は、機械的にトナーを除去するクリーニング手段として機能する（詳細後述）。

樹脂フィルム６０により、二次転写ロール３８の多孔質部材である弾性素材６４（図３参照）にトナー及び炭酸カルシウムが入り込むことが防止され、かつ、クリーニングブレード６２によって、表面に付着したトナー及び炭酸カルシウムを、二次転写ロール３８の回転に伴って掻き取ることが可能となる。

ところで、二次転写ロール３８の周面上では、炭酸カルシウムが二次転写ロール３８の表面に薄膜状に堆積して付着する、所謂「フィルミング」が発生することがある。

フィルミングは、二次転写ロール３８の周面に、記録用紙Ｐが二次転写ロール３８と擦れることで発生する紙粉（炭酸カルシウム）が、薄膜状となって点在し、目視可能な状態となる状態を言う（図１０（Ｂ）の斜線部参照）。この炭酸カルシウムで形成されたフィルミング存在が原因で、二次転写ロール３８の周面の粗さ及び硬度が所望の数値から逸脱することになり、二次転写ロール３８に付着したトナーのクリーニング機能を悪化させる要因となっている。フィルミングは、一部トナーが含有されて黒ずんだ色となり、より顕著となる場合がある。フィルミング発生の原理ついては、後述する。

本実施の形態では、クリーニングブレード６２によって、表面に付着したトナー及び炭酸カルシウムを、二次転写ロール３８の回転に伴って掻き取る構造を前提として、二次転写部Ｔ２において、フィルミングの発生を解消する機能を付加した。

（二次転写部Ｔ２の構造）
以下に、二次転写部Ｔ２、すなわち、二次転写ロール３８及びその周辺の構造について、詳述する。

図３は、二次転写ロール３８と、バックアップロール３６に巻き掛けられた中間転写ベルト２２の接触点である二次転写部Ｔ２の拡大図が示されている。

二次転写ロール３８は、前述したように、中間転写ベルト２２に巻き掛けられたバックアップロール３６に対峙した状態で配置され、中間転写ベルト２２と二次転写ロール３８との間を記録用紙Ｐが通過する際に、二次転写が実行されるようになっている。

二次転写ロール３８は、芯材７０に円筒形の弾性素材６４が取付けられてロールとしての原型が維持されている。弾性素材６４としては、多孔質の発泡ウレタンゴムが適用可能である。このため、弾性素材６４の表面は、粗さＲｚが０．２μｍを超える凹凸が存在している。

弾性素材６４は、その周面が樹脂フィルム６０によって被覆されている。樹脂フィルム６０としては、ＰＩ（ポリイミド）又はＰＡＩ（ポリアミドイミド）のチューブが適用可能である。

樹脂フィルム６０は、一例として、硬度が３０°〜４０°、表面粗さＲｚが、０．２μｍ以下（Ｒｚ≦０．２）が適用可能である。

樹脂フィルム６０は、転写工程の際に、トナー及び炭酸カルシウムが弾性素材６０の内部に入り込むことを防止し、トナー及び炭酸カルシウムを二次転写ロール３８の表面に保持する役目を有する。二次転写ロール３８の表面に保持されたトナー及び炭酸カルシウムは、機械的に除去することが容易となる。

（機械的除去）
二次転写ロール３８の周面には、二次転写ロール３８に付着したトナーを除去するための掻き取り部材としてのクリーニングブレード６２が配設されている。

クリーニングブレード６２は、弾性素材によって予め定めた厚さの板状に形成されている。ブレード材料には耐摩耗性、耐欠け性、耐クリープ性など機械的性質に優れる、例えば熱硬化型ポリウレタンゴムが使用される。

なお、クリーニングブレード６２の素材は、ウレタンゴムに限られるものではなく、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム等の機能性ゴム材が用いられる。

本実施の形態におけるブレード加圧方式は、構造が簡単で低コストの定変位方式を採用している。ただし、ブレード加圧方式は定変位方式に限られるものではなく、接触時の圧力の経時変化がほとんどない定荷重方式を用いてもよい。

クリーニングブレード６２では、記録用紙Ｐへの画像転写（二次転写）工程において、記録用紙Ｐの周縁からはみ出して、二次転写ロール３８の表面に付着したトナーを掻き取ることで、記録用紙Ｐの裏面汚れを抑制する。

また、二次転写ロール３８には、記録用紙Ｐとの擦れによって発生する紙粉（主として炭酸クルシウム）が付着することがある。クリーニングブレード６２では、この炭酸カルシウムを掻き取ることで二次転写ロール３８の表面粗さを基準値（例えば、Ｒｚ≦０．２μｍ）内に維持し、トナーの掻き取り機能を保証する。

（電気的除去「炭酸カルシウムの付着力脆弱化」
二次転写部Ｔ２では、バックアップロール３６に、中間転写ベルト２２にあるマイナス帯電されたトナーによって形成されたトナー像を記録用紙Ｐ（図１参照、図３では図示省略）に転写するための直流電源部７２により直流電圧Ｖbur（トナー電位と同極性の電位）が印加され、記録用紙Ｐが中間転写ベルト２２と二次転写ロール３８との間に挟まれて通過するときに、トナー像が転写されることになる。直流電源部７２は、第１の印加手段として機能する。

すなわち、二次転写ロール３８と記録用紙Ｐの裏面側とは擦れ合って、紙粉（炭酸カルシウム）が生成され、二次転写ロールに付着する。

また、縁無し印刷の場合は、記録用紙Ｐが存在しない周囲（特に、先端部及び後端部）より外側で、直接二次転写ロール３８にトナーが転写される。

そこで、本実施の形態では、二次転写ロール３８に対して、交流電源部７４により交流電圧Ｖbtrが印加されている。交流電圧Ｖbtrは、予め定めた設定項目である、周波数ｆ、デューティ、振幅電位Ｖpp、平均値Ｖaveが設定されることにより設定される。交流電源部７４は、第２の印加手段として機能する。

ここで、各設定項目によって設定された交流電圧Ｖbtrを印加することで、前記バックアップロール３６に印加した直流電圧Ｖburの極性との関係で、二次転写ロール３８に付着しようとする炭酸カルシウムが、記録用紙Ｐと二次転写ロール３８とのニップ内で振動（往復）するようになる。

なお、縁無し印刷の場合は、中間転写ベルト２２から転写しようとするトナーが中間転写ベルト２２と二次転写ロール３８とのニップ内で振動（往復）するようになるが、以下では、炭酸カルシウムの付着の脆弱化（付着力低下）に特化して説明する。

振動回数（往復回数）は、前記交流電圧Ｖbtr（予め定めた周波数、デューティ、Ｖpp、Ｖave）によって調整可能であり、本実施の形態では、振動回数（往復回数）が、中間転写ベルト２２と二次転写ロール３８とのニップ幅ｄを移動するときに、２回以上６回以下（２回〜６回）となるように設定される。

回数ｎは、交流電圧Ｖbtrの周波数で表現してもよい。回数ｎを周期Ｔの逆数である周波数ｆ（＝１／Ｔ）で表現する場合、前記ニップ幅ｄと、このニップ幅ｄを移動する二次転写ロール３８の周速度ｖとよって、以下の（１）式で表される。
ｆ＝（ｎ／ｄ）×ｖ・・・（１）
従って、２回の振動をｎ２、６回の振動をｎ６とすると、振動回数２回〜６回を周波数ｆで表現する場合は、（２）式となる。
｛（ｎ２／ｄ）×ｖ｝≦ｆ≦｛（ｎ６／ｄ）×ｖ｝・・・（２）
なお、（１）式における周期Ｔから周波数ｆへの変換は、ｆ＝１／Ｔ＝１／｛（ｄ／ｎ）／ｖ｝＝｛ｖ／（ｄ／ｎ）｝＝｛（ｎ×ｖ）／ｄ｝＝（ｎ／ｄ）×ｖとなる。

すなわち、ニップ幅ｄの範囲内で、２回振動させる周波数ｆは、６回振動させる周波数ｆよりも低い。

（計算例）
単純な数値で例示すると、二次転写ベルト２２と二次転写ロール３８によるニップ幅ｄを１ｍｍ、二次転写ロール３８の周速度ｖを１００ｍｍ／ｓｅｃとすると、二次転写ベルト２２に付着したトナーは、ニップ幅ｄ内を０．０１秒で移動することになる（ｄ／ｖ＝１／１００）。

すなわち、２回の振動回数の周期Ｔは、（ｄ／ｎ２）／ｖであり、演算すると０．０１「サイクル／秒」となる。従って、周波数ｆはその逆数（１／Ｔ）の２００Ｈｚとなる。

一方、６回の振動の周期Ｔは、（ｄ／ｎ６）／ｖであり、演算すると０．００１２５「サイクル／秒」であり（０．０１秒／８回）、周波数ｆはその逆数の６００Ｈｚとなる。

なお、この計算に用いた数値は、計算し易い数値を例示したものであり、画像形成装置１０の実際の処理に必ずしも適合するものではない。

ここで、トナーが中間転写ベルト２２と二次転写ロール３８とのニップ内で振動（往復）する回数が２回以上としたのは、２回往復する電圧を印加すると、炭酸カルシウムの二次転写ロール３８の付着が抑制され、クリーニングブレード６２によるクリーニング時に発生するフィルミングの発生源を確実に断つことになるからである。

また、トナーが中間転写ベルト２２と二次転写ロール３８とのニップ内で振動（往復）する回数が６回以下としたのは、６回を超えると、交流電圧Ｖbtrの設定周波数が高くなり過ぎて、記録用紙Ｐに形成される画像の基となるトナー自体が飛び散ることがあり、画質低下に繋がるからである。

以下に本実施の形態の作用を説明する。

（通常の画像形成処理モードの流れ）
画像形成ユニット１２は、略同一の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト２２の走行方向上流側に配設されたイエロー画像を形成する第１画像形成ユニット４０Ｙについて代表して説明する。なお、第１画像ユニット４０Ｙと同一の機能を有する部材に、イエロー（Ｙ）の代わりに、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）を付した同一参照符合を付すことにより、第２〜第４画像形成ユニット４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの説明を省略する。

まず、動作に先立って、帯電装置１６Ｙによって感光体ドラム１４Ｙの表面が、本実施の形態では、−８００Ｖの電位に帯電される。なお、一般的には、−６００Ｖ〜−８００Ｖの範囲で選択可能である。

感光体ドラム１４Ｙは、導電性の金属製基体上に感光層を積層して形成され、通常は高抵抗であるが、ＬＥＤ光が照射されると、ＬＥＤ光線が照射された部分の抵抗が変化する性質を持っている。

そこで、ＭＣＵ１１８では、帯電した感光体ドラム１４Ｙの表面に、メインコントローラ１２０から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置１８により露光用の光ビーム（例えば、ＬＥＤ光）が出力される。光ビームは、感光体ドラム１４Ｙの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電潜像が感光体ドラム１４Ｙの表面に形成される。

静電潜像とは、帯電によって感光体ドラム１４Ｙの表面に形成される像であり、光ビームによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体ドラム１４Ｙの表面の帯電した電荷が流れ、一方、光ビームが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。

このようにして感光体ドラム１４Ｙ上に形成された静電潜像は、感光体ドラム１４Ｙの回転により現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体ドラム１４Ｙ上の静電潜像が、現像装置２０Ｙによって可視像（トナー像）化される。

現像装置２０Ｙ内には、乳化重合法により製造されたイエロートナーが収容されている。イエロートナーは、現像装置２０Ｙの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体ドラム１４Ｙ表面の帯電荷と同極性（−）の電荷を有している。

感光体ドラム１４Ｙの表面が現像装置２０Ｙを通過していくことにより、感光体ドラム１４Ｙ表面の除電された潜像部にのみイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。

感光体ドラム１４Ｙは、引き続き回転し、感光体ドラム１４Ｙ表面に現像されたトナー像が１次転写位置へ搬送される。感光体ドラム１４Ｙ表面のイエロートナー像が１次転写位置へ搬送されると、１次転写ロール２４Ｙに１次転写バイアスが印加され、感光体ドラム１４Ｙから１次転写ロール２４Ｙに向う静電気力がトナー像に作用し、感光体ドラム１４Ｙ表面のトナー像が中間転写ベルト２２表面に転写される。

このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性（−）と逆極性の（＋）極性であり、例えば第１画像形成ユニット４０Ｙでは転写コントロール部１５２によって＋２０〜３０μＡ程度に定電流制御されている。

一方、感光体ドラム１４Ｙ表面の転写残トナーは、クリーニング装置２６Ｙによりクリーニングされる。

第２画像形成ユニット４０Ｍ以降の１次転写ロール２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋに印加される１次転写バイアスも前記と同様に制御されている。

こうして、第１画像形成ユニット４０Ｙにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト２２は、第２〜第４画像形成ユニット４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋを通して順次搬送され、各色のトナー像が同様に重ねられて多重転写される。

全ての画像形成ユニット１２を通して全ての色のトナー像が多重転写された中間転写ベルト２２は、矢印方向に周動搬送され、中間転写ベルト２２内面に接するバックアップロール３６と中間転写ベルト２２の像保持面側に配置される２次転写ロール３８とから構成された２次転写部Ｔ２へと至る。

一方、記録用紙Ｐが、供給機構を介して２次転写ロール３８と中間転写ベルト２２との間に予め定めたタイミングで給紙され、２次転写バイアスが２次転写ロール３８に印加される。

このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性（−）と逆極性（＋）であり、中間転写ベルト２２から記録用紙Ｐに向う静電気力がトナー像に作用し、中間転写ベルト２２表面のトナー像が記録用紙Ｐ表面に転写される。

その後、記録用紙Ｐは定着装置３０へと送り込まれトナー像が加熱・加圧され、色重ねされたトナー像が溶融されて、記録用紙Ｐ表面へ永久定着される。カラー画像の定着が完了した記録用紙Ｐは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。

（縁無し印刷）
縁無し印刷の場合、記録用紙Ｐから、はみ出したトナーが二次転写ロール３８に転写され、記録用紙Ｐの裏面を汚す。また、記録用紙Ｐから二次転写ロール３８に転写(転移）され、所謂「フィルミング」が発生する。

そこで、二次転写ロール３８の周面を形成する弾性素材６４をＰＩチュープ（又は、ＰＡチュープ）等の樹脂フィルム６０で被覆すると共に、二次転写ロール３８に接触するように、クリーニングブレード６２を配することで、二次転写ロール３８に付着したトナー及び炭酸カルシウムを、当該二次転写ロール３８の回転に伴って除去する（掻き取る）ようにしている。

しかしながら、クリーニングブレード６２による機械的除去では、二次転写ロール３８の周面に強固に付着している炭酸カルシウムが残留し、クリーニングブレード６２による押圧力及び摩擦力によって、フィルミング発生し、トナーの確実な除去ができない。二次転写ロール３８へのトナーの付着は、二次転写ロール３８から記録用紙Ｐの裏面に再転写されて、記録用紙Ｐを汚し、製品として記録用紙Ｐの品質に多大な影響を及ぼす。

そこで、本実施の形態では、炭酸カルシウムの二次転写ロール３８への強固な付着力低減（フィルミング発生防止）を主目的として、二次転写ロール３８に対して、交流電圧Ｖbtrを印加した。

交流電圧Ｖbtrは、予め定めた設定項目である、周波数ｆ（１／周期Ｔ）、デューティ、振幅電位Ｖpp、平均値Ｖaveが設定されることにより設定される。

各設定項目によって設定された交流電圧Ｖbtrを印加することで、バックアップロール３６に印加した直流電圧Ｖburの極性との関係で、中記録用紙Ｐと二次転写ロール３８との極性が交互に切り替わり、記録用紙Ｐから中間転写ロール３８へ転写しようとする炭酸カルシウムが記録用紙Ｐと二次転写ロール３８とのニップ幅内で振動（往復）する。

本実施の形態では、振動回数（往復回数）が２回以上６回以下（２回〜６回）となるように設定した。

このように、本実施の形態では、二次転写ロール３８に交流電圧を印加して、炭酸カンルシウムを、二次転写ロール３８と記録用紙Ｐとの間で振動（往復）させ、炭酸カルシウムの二次転写ロール３８への付着に起因するフィルミングの発生を防止することが可能となる。

ここで、炭酸カルシウムの振動（往復）によるフィルミング発生防止の評価を行う前に、まず、フィルミング発生の原理について説明する。

（フィルミング発生の原理）
図８及び図９は、本実施の形態の比較例としての二次転写部２００が示されている。比較例としての二次転写部２００では、バックアップロール２０２に直流電源部２０４からトナーの極性に対して、相対的にマイナスの電荷となる電圧が印加され、二次転写ロール２０６は接地されている。

二次転写部２００において、中間転写ベルト２０８と二次転写ロール２０６との間に記録用紙Ｐ１が挿入されると、記録用紙Ｐ１と二次転写ロール２０６との間で摺擦、すなわち、擦れ合いに起因して紙粉が発生する。紙粉は記録用紙Ｐ１の原料である炭酸カルシウムの粒子であり、二次転写ロール２０６へ転移して付着する（図８（Ａ）参照）。

なお、参考として、本実施の形態で適用されるトナーの粒径は４．８μｍ、炭酸カルシウムの粒径は１．０μｍである。少なくとも、トナーの粒径＞炭酸カルシウムの粒径である。

二次転写ロール２０６に付着した炭酸カルシウムは、二次転写ロール２０６の回転に伴って、クリーニングブレード２１０に接近する（図８（Ｂ）参照）。

クリーニングブレード２１０では、例えば、縁無し印刷の実行により記録用紙Ｐ１の周縁からはみ出し、二次転写ロール２０６に付着したトナーを除去することが目的であるが、当該トナーに混在して炭酸カルシウムがクリーニングベルト２１０に到達すると、炭酸カルシウムがクリーニングベルト２１０から押圧力と摩擦熱を受けて押し潰される（図８Ｃ）参照）。

図９は、図８（Ｃ）の状態、すなわち、クリーニングブレード２１０と二次転写ロール２０６との接触部において、二次転写ロール２０６の回転に伴い、フィルミングが発生するまでの段階を示している。

（段階１） 図９（Ａ）に示される如く、二次転写部２００で二次転写ロール２０６に付着した炭酸カルシウムと、縁無し印刷時のトナーがクリーニングブレード２１０に突入する。なお、二次転写ロール２０６は、クリーニングブレード２１０が突き当てられるときの押圧力で、定常状態の表面（図９（Ａ）の点線参照）が、凹陥状に弾性変形する。

（段階２） 図９（Ｂ）に示される如く、炭酸カルシウムとトナーがクリーニングブレード２１０の奥深くまで進入する。

（段階３） 図９（Ｃ）に示される如く、炭酸カルシウムとトナーが、クリーニングブレード２１０によるプレニップ状態で、押圧力と摩擦熱を受けて、押し潰される。

（段階４） 図９（Ｄ）に示される如く、炭酸カルシウムとトナーが押し潰されて、主として炭酸カルシウムがフィルミングの核となる薄膜状態で二次転写ロール２０６に付着する。

（段階５） 図９（Ｅ）に示される如く、二次転写ロールに付着した炭酸カルシウムが、目視可能な状態となり、フィルミング発生となる。

図１０（Ａ）は、二次転写ロール２０６に記録用紙Ｐ１を通過させるとき、記録用紙Ｐ１からトナーがはみ出していない第１の通紙部と、縁無し印刷によって記録用紙Ｐ１からトナーがはみ出した第２の通紙部でのフィルミングの発生状況を観察した実験例である。

図１０（Ｂ）は、二次転写ロール２０６の周面の展開図であり、第１の通紙部及び第２通紙部に関わらず、フィルミング（図１０（Ｂ）の斜線領域）が発生した。

このフィルミング領域は、二次転写ロール２０６の周面に対して凸状であり、二次転写ロール２０６の基準となる表面粗さ及び硬度を逸脱させる要因となる。

そこで、本実施の形態では、前記フィルミングの発生を防止するべく、二次転写ロール３８に交流電圧を印加した。

図４に従い、本実施の形態に係る二次転写ロール３８に交流電圧を印加したことによる、フィルミングの発生防止の原理を説明する。

図４（Ａ）は、二次転写部Ｔ２において、中間転写ベルト２２と二次転写ロール３８との間に記録用紙Ｐが挿入されると、二次転写ロール３８と記録用紙Ｐとの摺擦で機械的作用で記録用紙Ｐから二次転写ロール３８に向けて、炭酸カルシウムが移動する。

しかし、二次転写ロール３８に交流電圧を印加することで、炭酸カルシウムと同極性の電位差となり、反発力によって炭酸カルシウムが、二次転写ロール３８から記録用紙Ｐに向けて移動する。ここで、交流電圧を印加しているため、交流電圧の振幅によって、炭酸カルシウムは、二次転写ロール３８と記録用紙Ｐとの間で振動（往復）する。

この往復が、二次転写ロール３８と記録用紙Ｐとのニップ幅の間で繰り返されることで、二次転写ロール３８への炭酸カルシウムの付着力が抑制される。

二次転写ロール３８への炭酸カルシウムの付着力が抑制されれば、図８から図１０で示したフィルミングの発生源である炭酸カルシウムがクリーニングブレード６２に到達することがなく、二次転写ロール３８の周面にフィルミングが発生することが防止される。

（フィルミング抑制評価）
図５（Ａ）は、二次転写ロール３８へ交流電圧を印加したことによる、炭酸カルシウムの振動回数（往復回数）と、フィルミング発生状況を示した特性図である。

なお、フィリミング発生状況は、グレードをＧ０〜Ｇ６まで設定し、Ｇ０がフィルミングは最も少ない（例えば、フィルミング発生無し）状態を示し、Ｇ６がフィルミングが最も多い状態を示す。

図５（Ａ）に示される如く、交流電圧の印加による振動回数（往復回数）が０回、すなわち未対策状態では、評価はＧ５であり、フィルミングが発生する。

次に、振動回数（往復回数）が１回の場合は、評価がＧ２となり、例えば、目標グレードをＧ３未満とした場合には、適正の範囲内となる。

一方、振動回数（往復回数）が２回〜６回の場合は、評価がＧ０となり、フィルミングが発生せず、交流電圧の印加による効果が最大限に発揮されたことを示す。

なお、振動回数（往復回数）が６回を超えた場合は、フィルミングの抑制とは関係なく、画像形成時のトナーの転写不良を発生させることがあるため、評価対象とした。

上記結果から、炭酸カルシウムが二次転写ロール３８に転写して付着することを抑制するための適正な振動回数（往復回数）は、１回〜６回（目標値≦Ｇ２）、好ましくは、２回〜６回（目標値＝Ｇ０）となる。

図５（Ｂ）は、バックアップロール３６と二次転写ロール３８とに、それぞれ交流電圧又は直流電圧を印加する組み合わせに基づく、フィルミング発生状況評価を示している。

この図５（Ｂ）において、本実施の形態の組み合わせは、バックアップロール３６が直流電圧、二次転写ロール３８が交流電圧の組み合わせである。

図５（Ｂ）に示される如く、バックアップロール３６の印加電圧−二次転写ロール３８の印加電圧の関係がＤＣ−ＧＮＤである従前の構成の評価（Ｇ５）に比較して、バックアップロール３６の印加電圧−二次転写ロール３８の印加電圧の関係がＤＣ−ＡＣである本実施の形態の構成の評価はＧ０であることがわかる。

（変形例）
なお、本実施の形態では、図３に示される如く、バックアップロール３６の印加電圧−二次転写ロール３８の印加電圧の関係がＤＣ−ＡＣの関係（図５（Ｂ）参照）としたが、図６に示される如く、バックアップロール３６に直流電源部７２から直流電圧（相対的にマイナス）を印加すると共に、二次転写ロール３８に直流電源部７５から直流電圧（相対的にプラス）を印加し、バックアップロール３６の印加電圧−二次転写ロール３８の印加電圧の関係をＤＣ−ＤＣの関係としてもよい。

すなわち、図５（Ｂ）に示される如く、バックアップロール３６の印加電圧−二次転写ロール３８の印加電圧の関係がＤＣ−ＤＣであれば、バックアップロール３６の印加電圧−二次転写ロール３８の印加電圧の関係がＤＣ−ＧＮＤである従前の構成の評価（Ｇ５）に比較して、目標値（≦Ｇ１）となる可能性（評価Ｇ１〜Ｇ２）を得ることがわかる。

従って、目標値をＧ２以下とすれば、図７に示される如く、バックアップロール３６の印加電圧−二次転写ロール３８の印加電圧の関係がＤＣ−ＤＣで、炭酸カルシウムを移動を相殺（機械的移動を電気的に阻止）するようにしてもよい。

Ｐ 記録用紙
Ｔ１ 一次転写部
Ｔ２ 二次転写部
１０ 画像形成装置
１２ 画像形成ユニット
１２Ｙ 第１画像形成ユニット
１２Ｍ 第２画像形成ユニット
１２Ｃ 第３画像形成ユニット
１２Ｋ 第４画像形成ユニット
１４ 感光体ドラム
１６ 帯電装置
１８ 露光装置
２０ 現像装置
２２ 中間転写ベルト（ＩＢＴ）
２４ 一次転写ロール
２６ クリーニング装置
２８ 記録紙搬送機構
２９ 用紙トレイ
３０ 定着装置
３２ ドライブロール
３４ テンションロール
３６ バックアップロール（ＢＵＲ）
３８ 二次転写ロール（２ｎｄＢＴＲ）
４０ トナー除去装置
４２ ピックアップロール
４４、４６ 搬送ロール
４８、５０、５２、５４、５６ ペーパーガイド
５８ 排紙ロール
６０ 樹脂フィルム
６２ クリーニングブレード
６４ 弾性素材
６６、６８ 補助ブレード
７０ 芯材
７２ 直流電源部
７４ 交流電源部
７５ 直流電源部（変形例）
１１８ ＭＣＵ
１２０ メインコントローラ
１４２ ユーザインターフェイス
１４４ 画像形成処理制御部
１４６ 駆動系コントロール部
１４８ 帯電コントロール部
１５０ 露光コントロール部
１５２ 転写コントロール部
１５４ 定着コントロール部
１５６ 除電コントロール部
１５８ クリーナコントロール部
１６０ 現像コントロール部
１６２ 温度センサ
１６４ 湿度センサ

Claims (7)

1. 記録媒体の転写面に転写するトナー像を保持する像保持体と、
   前記記録媒体の非転写面側に配置された転写部材と、
   前記像保持体を挟んで前記転写部材と対向する対向部材と、
   前記転写部材の表面に接触して付着物を掻取る掻取り部材と、
   電圧を前記対向部材に印加する第１印加手段と、
   前記像保持体から記録媒体へトナー像を転写中に、前記電圧を基準として極性が交互に切り替わる交番電圧を前記転写部材に印加する第２印加手段と、
   を有する転写装置。
2. 前記転写部材が、弾性部材からなるロール基材の周りに、硬度が前記対向部材の硬度より低く、かつ表面粗さRzが0.2μm以下の樹脂フィルムが被覆されている請求項１記載の転写装置。
3. 前記第２印加手段で印加する交番電圧に応じて、前記記録媒体から転写部材へ移動する付着物の移動方向を反転させる請求項１又は請求項２記載の転写装置。
4. 前記対向部材と前記転写部材とのニップ内でのトナーの振動回数が２〜６回となるように、第２印加手段で印加する交番電圧の周波数を設定する請求項３記載の転写装置。
5. 前記振動回数は、前記第２印加手段で印加する交番電圧の周波数で定まるものであり、前記振動回数をｎ、振動する範囲である前記転写部材と前記像保持体とのニップ幅をｄ、及び、前記転写部材のニップ幅内の移動速度をｖとすると、周波数ｆは、（ｎ／ｄ）×ｖ「Ｈｚ」である請求項４記載の転写装置。
6. 前記付着物が、炭酸カルシウム粒子を含む請求項１又は請求項１〜請求項５の何れか１項記載の転写装置。
7. 前記請求項１〜請求項６の何れか１項記載の転写装置が、画像情報に基づいて静電潜像が形成された後に、現像部によってトナー像が形成される感光体から一次転写によって前記像保持体に転写されたトナー像を前記記録媒体へ転写する二次転写部として機能する画像形成装置。