(57)【要約】【課題】圧力による付着力の付与を、２次転写ニップ内で行い、この２次転写ニップの一部、好ましくは中心で振動による付着力の低減を行うことにより、虫喰いと、ボソツキと、転写チリとを同時に解消する画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】電子写真方式の画像形成装置は、複数の色のトナー像を乗せて回動する無端ベルト状像担持体３１と、被転写体Ｐを前記像担持体３１に密着させる回動する２次転写ローラ３６と、該２次転写ローラ３６に対向して、前記像担持体３１の内周面に配置される回動する対向ローラ３２と、を有し、前記対向ローラ３２の円周を分割して配置される複数の高周波振動部材２１０、２１１と、前記対向ローラ３２の端部から、前記高周波振動部材２１０、２１１の或る一部のみと係合する駆動バイアス回路３１０と、を備え、前記像担持体３１と前記２次転写ローラ３６が作るニップ領域内に係合する一部の高周波振動部材２１０、２１１のみを駆動する電子写真方式の画像形成装置。【選択図】図２
2010044331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色のトナー像を乗せて回動する無端ベルト状像担持体と、被転写体を前記像担持体に密着させる回動する２次転写ローラと、該２次転写ローラに対向して、前記像担持体の内周面に配置される回動する対向ローラと、を有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記対向ローラの円周を分割して配置される複数の高周波振動部材と、前記対向ローラの端部から、前記高周波振動部材の或る一部のみと係合する駆動バイアス回路と、を備え、前記像担持体と前記２次転写ローラが作るニップ領域内に係合する一部の高周波振動部材のみを駆動することを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
【請求項２】
前記対向ローラに対向する回転角を検知する回転角検知センサと、入力回路と、予め入力・格納された被転写体の剛性情報と前記対向ローラの回転角情報とを演算する演算回路と、該演算回路による演算結果を基に、前記振動子の一部だけを駆動するように制御する制御回路と、を設けたことを特徴とする請求項１記載の電子写真方式の画像形成装置。
【請求項３】
前記振動子駆動電源の２つの出力端子を、カップリングコンデンサを介して接続し、かつ転写バイアス用及び転写ローラ清掃用転写用電源からの出力を、抵抗器を介して接続し、かつ前記振動子電源の出力周波数と同じ周波数をバイパスするフィルタを設置したことを特徴とする請求項１記載の電子写真方式の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーレーザープリンタ・カラーＭＦＰなど電子写真技術による画像形成装置の転写技術（帯電粉体の転移制御）、とくに、この転写技術を応用している電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中間転写体を使う電子写真方式のカラー画像形成装置においては、トナー材質の質的な変化により、中間転写体への付着力やトナー自体の凝集力の増加が生じ、転写電界の転移力が有効に効かなくなってしまう場合がある。この場合に画像不具合が発生することがある。
この状態で、圧力が高い部分でトナーが転移できなくなるのが「虫喰い」であり、平滑性の悪い被転写体での被転写体の凹面に転移自体が阻害されてしまうのが「ボソツキ」である。
これは、ＣＭＹＫの分割された色トナー像を作成する際、感光体に現像されたトナー像を中間転写体に転移させて保持させ、別色の転写部をくぐるので、既に転移してあるトナー像が感光体に押圧されて凝集し易くなることが原因である。
この対策として、従来から、転写前にトナー像を微小振幅で加振することにより、トナー間・トナーと像担持体と間の付着力を低減させる技術が種々提案されている（例えば、特許文献１乃至４参照）。
特許文献１には、クリーニングにて、ベルトに内側から接触するローラを振動させて、異物除去ローラで取り去り、ローラの全体を振動する技術が開示されている。また、特許文献２には、ベルトクリーニングにて、ブレード対向部材を振動手段とする技術が開示されている。さらに、特許文献３には、２次転写チャージャと、分離チャージャの間に、ベルト裏面に超音波を与える技術が開示されている。
【０００３】
図１４は転写技術において従来市場にある構成を示す概略図である。この構成は、米国ゼロックス（Ｘｅｒｏｘ）社が開発したｉＧｅｎ３という超大型機に実際に搭載されている。図中、中間転写ベルト３１の、搬送される転写紙Ｐに対向する内側に音響的な転写補助部材３７が配置され、この写補助部材３７の近傍で転写紙Ｐの対向面側に転写補助ブレード３８が配置されている。
なお、図１４に関連する技術は特許文献４に記載されている。この技術では、６０ｋＨｚの裏面振動を２次転写チャージャと、分離チャージャとの間で、ベルト裏面に与えている。ここでは、加振領域は転写領域よりも下流で分離前に加振を行う状態になっている。
なお、上記ｉＧｅｎ−３機の２次転写部では、転写電界はコロトロンで与えられる。この機械では加振後に分離しており、非平滑紙に関する転写余裕は非常に広いことが知られている。
追加として、転写チャージャの下流に分離チャージャを配置している。加振を受けた後では、密着不完全なところで、密着作用自体が発生しなくなる。よって、この機械にはチリが発生し易いと考えられる（実際の画像サンプルでもチリは多かった）。
また、転写ではないが、導電ブレードを用いた小粒径トナー・クリーニング装置を用いてブレード加振によりクリーニング性を向上させている機械も存在している。
【０００４】
図１５は従来技術の２次転写部を示す概略図である。図１５において、被転写体である転写紙Ｐは進入位置の入口ガイド７０、７１に案内されてトナー像Ｔが乗っている、支持ローラ３２、３３で支持された中間転写体３１上に導かれる。
支持ローラである２次転写ローラの対向ローラ３２は２次転写ローラ３６との間にニップを形成する。
バイアス電源８１は、対向ローラ３２に（−）の斥力バイアスを与え、符号８２は除電電極に除電バイアスを印加する除電バイアス電源である。この従来例では、電界だけを印加するものである。
【特許文献１】特開２００７−４７５８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８６３１号公報
【特許文献３】特開平０８−１２３２１７号公報
【特許文献４】米国特許第５０８１５００号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２では、振動するローラの相手であるベルトに転写バイアスを投入する位置などで細かい調整はできない。
また、特許文献３では、加振部は分離チャージャと転写チャージャの間にあり、むしろ分離前に加振を行う状態になっている。転写領域は加振部幅よりも上流である。なお、この２次転写部では、バイアス印加スペースはコロトロンとなり、加振手段は振動子に繋げたホーンを転写の中央からわずかに下流側に設置することとなっている。
追加として、転写チャージャの下流に分離チャージャを配置している。加振後を受けた後では、密着不完全なところで、密着作用自体が発生しなくなる。よって、この機械にはチリが発生し易いと考えられる。
転写前にトナー像を微小振幅で加振することにより、トナー間・トナーと像担持体と間の付着力を低減させる技術では、付着力が低いトナーに対しても効いてしまうので、トナー像の周囲への飛散（＝チリ）を悪化させてしまうことがある。加振力を調節するのも良いが、各条件に一律に対応するのは難しい。また、加振位置が２次転写から遠い時は、チリは増えてしまう。例えば、ｉＧｅｎ−３機も残念ながら、チリは良いほうではない。この防止には、例えば、被転写体と像担持体との間に速度差を定常的に与えて、横ずれ力を起こす過程で像の凝集を分断したり、付着常態をせん断力で断ち切ったりすることが容易な方法となる。しかし、この方法は被転写体を媒介するため、被転写体の厚み・硬さなどによっては使えない。一般的には、振動を与えることが最良とされる。
【０００６】
本発明者による微小振動の与え方の検討によれば、２次転写ローラと中間転写体との接触している領域の中で、一部分で加振することが最適と解かった。具体的には、２次転写ローラと対向ローラとの間で転写紙を挟み込み始める時には、振動は印加されない。
その後で微小振動が印加され、付着力を下げられたトナーは最短距離を移動する。その後に、振動を外されると、再度密着状態に戻り、転移したトナーは転写紙Ｐ上に圧迫される。このように、密着している期間の一部でのみ振動力を与えられるのが望ましいと判明した。
しかしながら、このような密着及び加振の方法は実現が困難である。例えば、市販されているランジュバン型振動子は対向ローラなどの部材とほぼ同サイズであり、ニップに近接させるのは困難である。また、前記振動子への部材の追加により転写ニップに近接させようとしても、振動伝播が不規則になり易く、均等な振幅の振動を付与することが難しい。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、圧力による付着力の付与を、２次転写ニップ内で行い、この２次転写ニップの一部、好ましくは中心で振動による付着力の低減を行うことにより、虫喰いと、ボソツキと、転写チリとを同時に解消する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の色のトナー像を乗せて回動する無端ベルト状像担持体と、被転写体を前記像担持体に密着させる回動する２次転写ローラと、該２次転写ローラに対向して、前記像担持体の内周面に配置される回動する対向ローラと、を有する電子写真方式の画像形成装置において、前記対向ローラの円周を分割して配置される複数の高周波振動部材と、前記対向ローラの端部から、前記高周波振動部材の或る一部のみと係合する駆動バイアス回路と、を備え、前記像担持体と前記２次転写ローラが作るニップ領域内に係合する一部の高周波振動部材のみを駆動する電子写真方式の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記対向ローラに対向する回転角を検知する回転角検知センサと、入力回路と、予め入力・格納された被転写体の剛性情報と、前記対向ローラの回転角情報とを演算する演算回路と、該演算回路による演算結果を基に、前記振動子の一部だけを駆動するように制御する制御回路と、を設けた請求項１記載の電子写真方式の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記振動子駆動電源の２つの出力端子を、カップリングコンデンサを介して接続し、かつ転写バイアス用及び転写ローラ清掃用転写用電源からの出力を、抵抗器を介して接続し、かつ前記振動子電源の出力周波数と同じ周波数をバイパスするフィルタを設置した請求項１記載の電子写真方式の画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、図１３に示すように、転写紙に虫喰い、ボソツキ、及びチリも良い高品位な画質で転写が可能になる。ニップ内に微小振幅の振動を与えることで、ボソツキと虫喰いを改善できる。
この効果は加振の効果であり、また、チリ削減については像担持体上での押圧と、転写紙への押圧が効を奏しており、これらの結果により、転写紙に高品位な画像を転移させることができるようになる。この場合、対向ローラ全周に微小振動体を配置する。また、微小振動体は一部のみ加振する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るフルカラー画像形成装置の概略構成を示す概略図である。本実施の形態に係るフルカラー画像形成装置は、像担持体ユニットである４色分の作像装置１０Ｙ（イエロー）、１０Ｃ（シアン）、１０Ｍ（マゼンダ）、１０Ｋ（黒）が対応する画像形成ステーションに着脱自在になっており、レーザ光を照射可能な露光手段としての光学ユニット２０、中間転写体ユニット３０、給紙ユニット４０、及び定着ユニット５０等を備えている。
各作像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの構造は同一であり、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋ、これに作用するプロセス手段として、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋを帯電する帯電装置１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｋ、感光体ドラム１２１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＫＹ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋに残留した現像剤等を除去するクリーニング装置１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋが一体的に構成されている。
また、これに感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋに形成された潜像を現像する現像装置１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋが連結する構成になっている。さらに、各作像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、後述する開閉式面板の開閉方向に（感光体の回転軸方向）に画像形成装置本体に対して着脱自在な構成になっている。
【００１０】
中間転写体ユニット３０は、転写媒体（中間転写体）としての転写ベルト３１、この転写ベルト３１を回転可能に支持する３つのローラ３２、３３、３４、各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋに形成されたトナー像を転写ベルト３１に転写する１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｃ、３５Ｍ、３５Ｋ、及び転写ベルト３１上に転写されたトナー像をさらに記録被転写体である転写紙Ｐに転写する２次転写ローラ３６を備えている。
給紙ニット４０は、給紙カセット４１から記録媒体である転写紙Ｐを２次転写領域に搬送する給紙ローラ４３、レジストローラ４４等を備えている。定着ユニット５０は、定着ローラ５１及び加圧ローラ５２を備え、転写紙Ｐ上のトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う。
上記構成において、まず１色目、イエローの作像装置１０Ｙにおいて、感光体ドラム１２Ｙが帯電装置１３Ｙによって一様に帯電された後、光学ユニット２０から照射されたレーザ光によって潜像が現像装置１Ｙ５によって現像されてトナー像が形成される。
感光体ドラム１２Ｙ上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ３５Ｙの作用によって転写ベルト３１上に転写される。１次転写が終了した感光体ドラム１２Ｙはクリーニング装置１４Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備える。
クリーニング装置１４Ｙによって回収された残留トナーは、作像装置１０Ｙの取り出し方向（感光体ドラム１２Ｙの回転軸方向）に設置されるが、図示してない廃トナー回収ボトルに貯蔵される。廃トナー回収ボトルが満杯になると交換できるように画像形成装置本体に対し着脱自在になっている。
【００１１】
図１中、符号９はトナーを補給するトナーボトルであり、図中左からイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｂｋ）のトナーが充填されており、ここから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｂｋに、これらの現像装置１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋの長手方向に分割して補給される。
同様の画像形成工程がＣ、Ｍ、Ｋ用の各作像装置１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋにおいても行われて各色のトナー像が形成され、先に形成されたトナー像に順次重ね合わせて転写される。
一方、転写紙Ｐが給紙カセット４１によって２次転写領域に搬送され、２次転写ローラ３６の作用によって転写ベルト３１上に形成されたトナー像が転写紙Ｐに転写される。トナー像を転写された転写紙Ｐは定着ユニット５０に搬送され、この定着ユニット５０の定着ローラ５１と加圧ローラ５２のニップ部にてトナー像が定着され、排出ローラ５５によって排紙トレイ５６上に排出される。
【００１２】
図２は本発明を構成する２次転写部を示す概略図である。続いて、本発明を構成する２次転写部１００を図２に基づいて説明する。２次転写ローラ３６は中抵抗ローラである。
なお、中抵抗領域とは、２次転写ローラ３６を片側１ｋｇで金属板に押圧し、バイアス１ｋＶを軸心−金属板間に与えた場合に、体積抵抗率として１０5〜１０7Ω・ｍ、望むべくは１０5〜１０6Ω・ｍであることを示している。
２次転写ローラ３６の材質としては、軸３６ａは通常の快削鋼やステンレスなど、ゴム部３６ｂは主としてウレタンやＥＰＤＭなどに対して、バイアス印加のため導電剤やカーボンブラックなどを付与して抵抗を調節している。また表面硬度はアスカＣ１５〜７０度に調整されている。
さらに、表層にテフロン（登録商標）などの樹脂被覆を行った例もある。軸３６ａは、普通のローラ軸同様に、快削鋼を旋盤挽き又は押出成形で作られる。これは素材からの削り出しでも、金属管に封入して製作されても良い。
バイアス電源８１は、対向ローラ３２に（−）の斥力バイアスを与えるもので、（−）数１０μＡで、数ｋＶが出るように調整されている。本発明には関係無いが、除電電極は除電バイアス電源８２により、被転写体の裏面の余剰電荷を中和させて、分離させるように設計される。
中間転写体３１については、単層ベルトか又は弾性ベルトを示す。この材質及び製法は後述する。ここでは、対向ローラ３２は特別なローラとなっており、必要なところだけ選択して加振ができるように設計される。
図１の給紙ユニット４０から搬送された被転写体である転写紙Ｐは進入位置の入口ガイド７０、７１に案内されてトナー像Ｔが乗っている中間転写体３１上に導かれる。
【００１３】
この実施の形態では、
転写紙の密着長さ：Ａ＝（転写紙の進入時の密着開始位置）−（転写紙の分離発生位置）
ニップ幅：Ｂ＝（転写ニップ中入口放電開始位置）−（同放電停止位置）
＊この接触幅＝転写電界形成の幅を示す。
振動付与長さ：Ｃ＝（振動を与え始めた位置）−（振動を止めた位置）
となる。
ここで、密着長さＡの規定方法を述べる。転写紙の進入位置は、この転写紙の剛性、入口ガイドの剛性、転写紙ガイドの方向などによっても微妙に変わる。分離位置も進入位置だけでは転写電流の大きさや除電の有無により変わる。
よって、或る紙（例えば、リコー製Ｔｙｐｅ６２００  Ａ４Ｔ目）に限定し、ハーフトーンを通紙する。この途中で機械を停止し、さらに、転写紙と像担持体の未転写部を引き出し、転写ローラを新たに接触させて転写バイアスを印加する。これにより、転写紙にハーフトーン像が転写されるので、この寸法を定規で測定する。
続いて、ニップ幅Ｂの詳細な規定方法を述べる。まず、像担持体上に均一なマゼンタ又はシアンなどの色トナーの一様ハーフトーン像を作像し、転写紙へ転写する前に機械を停止させる。その後、転写ローラの接離回路だけを動作させて、転写ローラを所定の圧力で接触させる。
この時、転写ローラを少しだけ回転させる。実施の形態の画像形成装置では、転写ベルトの非張架部に転写ローラが落ちるため、像担持体は転写ローラに巻き付く形となる。ここで転写バイアスを短時間だけ与えると、ハーフトーンが転写ローラに転写される。この寸法を測定し、機械的なニップ幅と規定する。続いて、振動付与長さＣを規定する。これは、振動子の分割幅に相当する。
【００１４】
図３は本発明の実施の形態の中間転写体を示す部分断面図である。図３に示すように、中間転写体３１は、基層９１と、弾性層９２と、表層９３と、に分かれ、無端ベルトとされるように作成される。ここで、基層９１が４０〜１２０μｍ、弾性層９２が１２０〜２２０μｍ、表層９３が０．１〜３μｍとなるように構成されている。
中間転写体を構成する基層、弾性層、及び表層の原料又は素材については、特開２００７−１０８７９４などに詳しく述べられているので、ここでは詳細は省略する。しかし、簡単に述べれば、基層９１に使用される原料又は素材としての材料はＰＩ（ポリイミド樹脂）、ＰＶｄＦ（ポロフッ化ビニリデン）、ＰＣ（ポリカーボネート樹脂）、ＥＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＳＵなど多種の材質がある。ここでは、中間転写体３１の懸架の際に、周長が変形するのをできる限り減らすために、機械的に弾性率の高いＰＩ（ポリイミド）樹脂を用いた。
ポリアミド酸を２００℃以上の加熱、又は触媒を用いて脱水・環化（イミド化）反応を進め、ポリイミドを得る。触媒を用いる場合はアミン系化合物が多く用いられ、イミド化によって発生した水を速やかに除去するための脱水剤としてカルボン酸無水物を併用する場合もある。
【００１５】
工業的に用いられている構造のポリイミドの多くでは、ポリアミド酸構造の時には有機溶媒に溶解し、ポリイミドになると溶解しなくなる。従って、成形やコーティングに用いる場合はポリアミド酸の溶液で利用し、その溶液を乾燥させることで所望のフィルムや成型物、コーティング膜が得られた後にイミド化させてポリイミドを得ることになる。
フィルムとして用いる場合は、電子回路材料の絶縁基材として用いられる場合がほとんどである。ポリアミド酸の溶液を金属のベルト上、ドラム上に押し出して乾燥し、最終的に３００−５００℃以上の温度でイミド化させて製造される。
イミド化は熱的に行う場合と、イミド化剤を用いる場合があるが、イミド化剤を用いて低温でイミド化を完了させた場合にもフィルムの物性を向上させるためには最終的に３００−５００℃以上の高温で熱処理する必要がある。
弾性層９２に使用される原料又は素材は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリスチレン、ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル等のビニル重合体、ポリエステル、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリイミド等の縮合重合体、さらに天然系の高分子（ゴム）等である。本発明では、クロロプレンゴム又はウレタンゴムを用いている。
【００１６】
有機高分子多孔質体は、種々の高分子原料と多孔化技術の組合せにより製造され、孔径、気孔率、強度、硬度、表面性質及び形状等により特徴的な機能を発現する。製法としては、相分離法、抽出法、化学処理法、延伸法、照射エッチング法、融着法、発泡法、表面処理、複合法などである。発泡法には、機械的発泡法、物理的発泡法、化学的発泡法、加熱発泡法などがある。
表層９３に使用される原料又は素材は、シリコン系、フッソ系、ウレタン系、ＰＭＭＡ系など多種がある。本発明ではシリコン系が用いられる。なお、表層９３の材質については、本発明では、弾性層の固形体の動きにより、表面に変形が生じてくる必要があるから、厚く硬い素材は使えない。
ここでは５μｍ以下、望むべくは１．５μｍ以下とした。また、別に、多孔質多孔質体表面を、グラフト処理、プラズマ処理などにより処理し、その後に表層を着ける処理をするようになっても良い。
以上、中間転写体３１には、多孔である空洞に固形材を含むことから、機械的ひずみ、剛性などの特性が変る。一方、多孔性は、カサ密度、細孔容積などにも影響する。このため、製造後は押圧下の剛性や、粘弾性的な挙動を見るクリープ試験や応力緩和試験などを行って、製造指標とする。
また、電子写真装置に用いるため、抵抗も重要であり、体積抵抗率ρｖは１０7〜１０11Ω・ｃｍ、望むべくは１０8〜１０10Ω・ｃｍとなるように、イオン導電材又は導電粒子と一緒にされる。ここでは表層硬度がマイクロ硬度形で望むべくは６０度以下となるように成型される。
【００１７】
図４は本発明の新規な対向ローラを説明する部分概略斜視図である。図５は図４の線５−５’に沿う断面図である。図４及び図５を参照して、図２の対向ローラ３２を本発明の新規な対向ローラ２００として説明する。まず、この対向ローラ２００端部を示すと、ローラの基材２０１は管材で作られる。安い方法もあるが、加工精度が高いため、切削の方が良い。
この表面には接着層が設けられ、絶縁材２０２で被覆される。この絶縁材２０２である被覆層の厚みは５〜１００μｍに形成される。続いて、ローラ部２０１の表面には絶縁材からなる被覆層２０２の上に圧電積層セラミックス２１０を接着する。セラミックス２１０は周方向には１ｍｍ〜２ｍｍ、厚み方向はこの時、軸方向へは同一変位方向であるようにする。ここで、小片型セラミックスの例を２１０に、長い短冊状のセラミックスを２１１に示す。
続いて、圧電積層セラミックス２１０、２１１は、図６で後述するように、互いには振動方向を異なるように組み合わせられる。なお、無論、圧電セラミックスの代わりになる圧電性フィルムを長尺にして貼り付ける方法もある。これらはコストにより決定される。
なお、このセラミックス層の上には、絶縁樹脂と中抵抗樹をコーティングしている。なお、中抵抗層の測定条件及び規定範囲は２次転写ローラ３６（図２）と同様である。
【００１８】
ローラ部２０１の端部表面２０３は各圧電積層セラミックス２１０に結線される。これらは軸方向に同様に結線される。これらは絶縁材２０２に予め導電性インクなどで印刷されている。なお、各結線間は絶縁されるような膜を形成している。端子表面には或る程度の絶縁性を有する材質でコーティングする必要がある。
導電部２４０は外部への結線を伸ばすものである。ここでは、磨耗が問題になるが、端子の方を若干柔らかくしておくと良い。導電部２４０は炭素電極と先端にコーティングしたりん青銅からなる板ばねとで構成されてもよい。
接触圧力が数１０ｇｆ程度にするために最も良いほほとなるようにばね定数を調節する。軽すぎても接触不安定となり、重いと今度は寿命が低下するため、その中間になるように選ぶ。
上述したように、本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置は、複数の色のトナー像を乗せて回動する無端ベルト状像担持体である中間転写体３１と、被転写体である転写紙Ｐを中間転写体３１に密着させる回動する２次転写ローラ３６と、この２次転写ローラ３６に対向して、中間転写体３１の内周面に配置される回動する対向ローラ３２と、を有している。
また、対向ローラ３２の円周を分割して配置される複数の高周波振動部材２１０又は２１１（図４）と、対向ローラ３２の端部から、高周波振動部材２１０又は２１１の或る一部のみと係合する駆動バイアス回路３１０〜３１２（図１０で後述）と、を備え、中間転写体３１と２次転写ローラ３６とが作るニップ領域内に係合する高周波振動部材２１０又は２１１の一部のみを駆動するように構成している。
以上、本発明は、２次転写ローラ３６を用いた転写紙Ｐ（図２）への転写システムに対し、転写ニップ内で振動を与える、具体的には、対向ローラ３２の構成を工夫し、この対向ローラ３２をしてラジアル方向（軸とは直角方向の）の微小振幅の振動を起こさせる方法を提案する。
【００１９】
図６はローラ表層近くでの複数の圧電素子断面の接続を説明する概略断面図である。続いて、図６においてローラ表層近くで、複数の圧電素子断面がどのように接続されるかをみる。
圧電積層セラミックスは、高さ３ｍｍの積層材で、最低３０層以上、層の間隔は１００μｍ以下となる。変位がもともと１枚当たり５μｍ程度しかないため、３０層で数１５０μｍ程度の振動が可能となる。もちろん、変位の必要値はトナーの動きにより調整される。また、コスト上は、積層は少ない程よい。
また、ここでは電極を隣のセラミックスと共有しているため、互いに逆方向に電極が重なる。これにより、変位の方向は隣のセラミックスとは逆になる。もちろん、各電源を個々で制御すればもっと細かい制御ができる。
【００２０】
図７は圧電セラミックスの層構成モデルを示す概略図である。圧電セラミックスの積層型は、圧電セラミクスの薄板を数十枚〜数百枚積層したもので、１枚１枚は厚み方向の分極が逆になるように交互に積層固着するようにしている。
１例として、市販品では、１１０μｍの薄層を電極で挟み、それを２００〜３００層積層する。電極の引き出しは、分極の＋同士、−同士を並列接続している。
これにより印加電圧の向きに対し、全圧電セラミクスの分極の向きが同じになり、積層方向に圧電縦効果により変位する。１枚の厚さを薄くすることにより低電圧化を、積層することによりトータルの変位量を稼ぐ。この方法は、変位量の絶対値は小さいけれども、発生力が大きく、応答速度も速いなどの特徴が活かされる分野で使用されている。
なお、ここではセラミックス層を説明しているが、原理的には圧電性のある材質、性能は落ちるが、作りやすい材料もある。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などで作成してよいこともある。コストにより決定できる。
【００２１】
図８は圧電セラミックスの製造工程を示す概略図である。図８には企業ホームページの説明から引用した圧電セラミックスの製造工程を参考までに単に示しており、特に説明は加えない。
なお、圧電セラミックスの製造においては、シート成形法が本発明に向いている。最後の工程では電極を付加するが、これに関しては、薄く作る必要がある。高価なものはパラジウムなどの希土類を用いるが、銀などを使う技術も開発されている。ＰＶｄＦの製造工程については高分子学会などの資料を参考にできる。
図９は電極の実際の動作を説明する概略図である。図９には圧電セラミックスの製造の最後の工程で付加された電極を実際に動作せしめた例を示している。図には中間転写体３１、対向ローラ３２及び転写紙Ｐを示している。
ここでは基礎的に、電源２２０を多数個用意し、電極のピッチ毎に変位方向を変えるものとした。ここで、電源２２０はＤＣ電源であるが、その仕様は０〜５００Ｖの定電圧となる。なお、負荷はここでは数１０００ｐＦ〜数１００００ｐＦとなる。
従って、電源としては電流リミッタなどを有し、適切な出力電流範囲のうちで、電圧の擬似短絡から異常が出ないものを選ぶ必要がある。なお、電圧はセラミックスの積層状態の各層の薄さ又は耐圧、さらに電源自体の出力抵抗により変わってくる。
【００２２】
図１０は画像形成装置の対向ローラに組み込んだセラミックスの動作を説明する概略回路図である。図１０において、定電圧電源３０１は転写バイアス用、定電圧電源３０２は転写ローラのクリーニング用で、スイッチ３０３で出力を切り換えられる。その出力はバッファ抵抗３０４（１０ＭΩ）を介し、端子列２０３に出力される。
ここで、圧電素子駆動用のＰＷＭ式の高電流出力低電圧電源３１０は数１０〜数１００Ｖ程度で、１〜１０ｋＨｚのパルス波を出力する。高圧コンデンザ３１１（１μＦ程度）によりＤＣ分をカットされ、安定化抵抗器３１２（数１０〜数１００ｋΩ）にて負荷変動を減らして、端子列２０３に同じように出力される。
ここで重要なのがノッチフィルタ３１３で、駆動電源のノイズを接地して解消させる。これらにより、転写の電圧の変動はここでは１００ｖ以内に抑えられる。転写性能はほとんど変化しない。なお、図では破線が電流の向きを示している。
本発明による画像形成装置においては、振動子駆動電源３１０の出力端子の両方を、カップリングコンデンサ３１１を介して接続し、かつ転写用電源（図１０、３０１と３０２、３０１は転写バイアス用、３０２は転写ローラ清掃用）出力を、抵抗器３０４を介して接続し、かつ振動子電源３１０の出力周波数と同じ周波数のフィルタ３１３を接地している。
【００２３】
前述した画像形成装置の転写バイアス電源出力は、高電圧（０．８〜７ｋＶＤＣ）、極小電流（１０〜３０μＡ）である。一方、振動駆動電源出力はＡＣ（周波数  １０〜１００ｋＨｚ）であり、大電流（数１０〜数１０００ｍＡ）、低電圧（１０〜２００ＶＡＣ）である。また、最近の転写システムは、斥力転写（＝対向ローラに（−）高電圧を与える方式）である。
従って、対向ローラ３２には２電源出力が同時に印加されなくてはならない。すなわち、小さい方への転写ローラの表層に導電層を設けることを考えると、振動の介在物が増えるため、伝播効率が低下してしまう。
そこで、ＤＣとＡＣの２種類の電源出力の混在が必要である。しかし、素子の仕様によっては高電流−低電圧のＡＣ成分となるが、転写バイアスは低電流−高電圧のＤＣ成分となる。これらのバイアスの相互干渉を防止するように構成している。
ここでは振動子として周波数固定の圧電素子を用いた例を説明する。表記の回路を持つため、駆動電源と転写用電源はＡＣとＤＣにて、違うことになる。これにより転写バイアスと振動付与を同時に行うことができるようになる。
従って、２次転写部付近の小型化、バイアスの引き回しなどの省力化が実現できる。また、加振バイアスの印加タイミングは、転写バイアスの印加タイミングとほぼ同じなため、回路も省略化し易い。
【００２４】
図１１は転写紙の厚さによって異なる転写紙の軌跡及びニップ幅を誇張して示す概略図である。図１１は誇張された転写紙の軌跡及びニップ幅を除いて図２と同様の構成であるので、図２と同一部分に同一符号を付してここでの説明に必要以外の詳細な説明は省略する。
図１１において、ここでは被転写体である転写紙Ｐが厚い転写紙と普通転写紙では転写紙Ｐの軌跡やニップ幅が異なることを示している。厚い転写紙の場合、転写ニップの開始点や終了点が大きくずれる。
これは２次転写ローラ３６が発泡ローラであり、圧力がかからない状態、また、入り口ガイド７０が低剛性である時に顕著である。従って、このような転写紙では加振開始点及び加振終了点を微妙にシフトしなければならない。
図１２は対向ローラの回転角を反射センサによってリアルタイムで検知する回路構成を示す概略図である。図１２では対向ローラ３２の回転角を反射センサ４００によってリアルタイムで検知し、バッファ４０１ａを介して、検知信号を入力回路４０１に入れる。
演算回路４０３では、予め入れられた転写紙の剛性データなどを基に、加振領域のシフト量を決定する。続いて、出力装置４０２から加振部の端子をシフトさせる。ここでは電気的スィッチで配分しているが、無論、機械式スイッチで配分しても良い。
なお、この出力回路４０２からは他に、反射センサ４００へのＬＥＤ電流制御、振動子駆動電源の基本出力（図では高圧・高電流アンプで増幅して使用）、対向ローラ３２への転写バイアス及び清掃バイアスの切り換えなども行うことができ、最も融通に富む構成となっている。
【００２５】
このように本発明の画像形成装置においては、対向ローラ３２に対向する回転角を検知するセンサ４００と、このセンサ４００による検知信号を入力する入力回路４０１と、予め入力及び格納された転写紙Ｐの剛性情報と、前記対向ローラ回転角情報とを演算する演算回路４０３と、この演算結果を基に、振動子の一部だけを駆動するように制御する制御回路（出力回路）４０２と、を設けている。
振動子駆動の切り換えを機械的に行った場合には転写紙の種類によってはニップの形成状態が変わる。例えば、転写紙の剛性が高い場合は、ニップ領域やニップ幅も一般に変化する。当然、加振の開始タイミングや終了タイミングも異なってくる。よって、かかる構成は、その振動印加位置を微妙に調整する必要が生じ、ソフトウェア的に切り換えを行う必要が生じる場合に、加振範囲を細かく制御することができるので有用である。
上述したように、転写紙の種類や被転写体剛性をマニュアル入力（自動検知も望ましいが、本発明では限定しない）して転写紙の密着状態を推定し、かつセンサ４００などにより対向ローラ３２の現在の回転角度も検知し、これらの演算情報を基に振動子駆動タイミングを変化させる制御回路４０２を持たせることにより、どのような転写紙が来ても、高品位な画質で出力できる。
【００２６】
図１３は本発明の実施の形態を画像形成装置に実装した場合の評価結果を表として示す図である。図１３において、これは画像を判定した例である。ここで、従来機は（振動無し）条件で示される。
チリと、（虫喰い・ボソツキ）で判定した場合、振動無しでは元のトナーの性質に依る所が多くなる。このため、付着し易いトナーではチリは○だが、虫喰い・ボソツキは×になる。転写ニップから離れた所に振動を付与すると、チリは×になるが、虫喰い・ボソツキともに改善される。
しかし、これではトレードオフ状態から改善されたとは言いがたい。続いて、転写ニップ内で振動を付与する方法では、チリが○〜△に改善されるが、まだ不十分である。最後に本発明におけるように、転写ニップ内の振動付与範囲を狭めると、チリも発生しない。また、虫喰い・ボソツキも完全となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係るフルカラー画像形成装置の概略構成を示す概略図である。
【図２】本発明を構成する２次転写部を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態の中間転写体を示す部分断面図である。
【図４】本発明の新規な対向ローラを説明する部分概略斜視図である。
【図５】図４の線５−５’に沿う断面図である。
【図６】ローラ表層近くでの複数の圧電素子断面の接続を説明する概略断面図である。
【図７】圧電セラミックスの層構成モデルを示す概略図である。
【図８】圧電セラミックスの製造工程を示す概略図である。
【図９】電極の実際の動作を説明する概略図である。
【図１０】画像形成装置の対向ローラに組み込んだセラミックスの動作を説明する概略回路図である。
【図１１】転写紙の厚さによって異なる転写紙の軌跡及びニップ幅を誇張して示す概略図である。
【図１２】対向ローラの回転角を反射センサによってリアルタイムで検知する回路構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の実施の形態を画像形成装置に実装した場合の評価結果を表として示す図である。
【図１４】転写技術において従来市場にある構成を示す概略図である。
【図１５】従来技術の２次転写部を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ  画像形成装置
Ｐ  転写紙（被転写体）
３１  無端ベルト状像担持体（中間転写体）
３２  対向ローラ
３６  ２次転写ローラ
２１０  高周波振動部材
２１１  高周波振動部材
３０１  転写用電源（転写バイアス用）
３０２  転写用電源（転写ローラ清掃用）
３０４  抵抗器
３１０  駆動バイアス回路（振動子電源）
３１１  駆動バイアス回路（カップリングコンデンサ）
３１２  駆動バイアス回路（安定化抵抗器）
３１３  フィルタ
４００  回転角検知センサ（反射センサ）
４０１  入力回路
４０２  制御回路
４０３  演算回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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