(57)【要約】【課題】転写時に転写ローラに印加するバイアスを転写ローラのクリーニングに使用し、低コストで、用紙の裏汚れもなく、高品質の画像を実現する。【解決手段】トナー像を担持する像担持体と、転写部材にバイアスを印加して該トナー像を記録材に転写する転写手段と、該転写部材の表面に付着したトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記転写手段がトナー像を転写するのに必要なバイアスを供給する第１の電源と、前記クリーニング手段が転写部材の表面に付着したトナーを除去するのに必要なバイアスを供給する第２の電源とを備え、前記クリーニング手段は、前記第１の電源と前記第２の電源とから供給される正負両方の極性のバイアスを前記転写部材に印加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、転写部材にバイアスを印加して該トナー像を記録材に転写する転写手段と、該転写部材の表面に付着したトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
前記転写手段が、トナー像を転写するのに必要なバイアスを供給する第１の電源と、前記クリーニング手段が転写部材の表面に付着したトナーを除去するのに必要なバイアスを供給する第２の電源とを備え、
前記クリーニング手段は前記第１の電源と前記第２の電源とから供給される正負両方の極性のバイアスを前記転写部材に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の電源と前記第２の電源とを切り替える切り替え手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の電源はトナーと同極性のバイアスを供給し、前記第２の電源はトナーと逆極性のバイアスを供給することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の電源はトナーと逆極性のバイアスを供給し、前記第２の電源はトナーと同極性のバイアスを供給することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の電源から供給されるバイアスは一定の電流となる定電流制御され、前記第２の電源から供給されるバイアスは一定の電圧となるように定電圧制御されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定電圧制御時を行う方の極性のクリーニングバイアスは、もう一方の極性のクリーニングバイアスを得るために設定された定電流制御時の非通紙時の電圧の絶対値に設定されることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定電流制御時の設定電流は、環境によって変更され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。
【請求項８】
前記定電流制御時の設定電流に、環境補正が入った場合のクリーニングバイアスは、補正後の電流値を用いることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記２次転写ローラは単泡及び連泡の混合体を含む発泡ウレタンからなる発泡体を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
トナー像を記録材に転写する転写部材に付着したトナーのクリーニングをバイアスの印加により行う転写部材クリーニング方法において、
前記トナー像を転写するのに必要な第１の電源から供給されるバイアスと、前記転写部材の表面に付着したトナーを除去するのに必要な第２の電源から供給されるバイアスがそれぞれ正負両方の極性に設定され、当該正負のバイアスを印加することによって前記転写部材の表面に付着したトナーのクリーニングを行うことを特徴とする転写部材クリーニング方法。
【請求項１１】
前記第１の電源はトナーと同極性のバイアスを供給し、前記第２の電源はトナーと逆極性のバイアスを供給することを特徴とする請求項１０記載の転写部材クリーニング方法。
【請求項１２】
前記第１の電源はトナーと逆極性のバイアスを供給し、前記第２の電源はトナーと同極性のバイアスを供給することを特徴とする請求項１０記載の転写部材クリーニング方法。
【請求項１３】
前記第１の電源から供給されるバイアスは一定の電流となる定電流制御され、前記第２の電源から供給されるバイアスは一定の電圧となるように定電圧制御されることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載の転写部材クリーニング方法。
【請求項１４】
前記定電圧制御時を行う方の極性のクリーニングバイアスは、もう一方の極性のクリーニングバイアスを得るために設定された定電流制御時の非通紙時の電圧の絶対値に設定されることを特徴とする請求項１３記載の転写部材クリーニング方法。
【請求項１５】
前記定電流制御時の設定電流は、環境によって変更されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の転写部材クリーニング方法。
【請求項１６】
前記定電流制御時の設定電流に、環境補正が入った場合のクリーニングバイアスは、補正後の電流値を用いることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の転写部材クリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、デジタル複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置、及び当該画像形成装置に使用されるトナーが付着した転写部材のクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、最も普及しているカラー画像形成装置の方式は、中間転写体を用い、感光体上に１色ずつ画像を現像し、中間転写体上に順次転写し、中間転写体上で４色重ねた上で紙に一括転写する方式である。このような装置では紙に一括転写するため、紙の裏側に接触する２次転写部材を用いていることが多い。この２次転写部材が紙ジャムなどの発生の際、トナー像を保持した中間転写体と直接接触することがあり、このように直接接触すると２次転写部材がトナーで汚れ、次の印字の際に紙の裏を汚し、あるいは両面印字の際に画像面まで汚してしまっていた。
【０００３】
この汚れを除去する方法として、２次転写部材に対してブレードなどで機械的に掻き取る方法や、２次転写部材に電界を印加してトナーを中間転写体側に回収する方法が提案されている。具体的には、例えば特許文献１には、２次転写ローラに印加する電圧の極性切り替えが可能で、クリーニング時はトナーと同極性の電圧を印加する発明が、特許文献２には、転写時には転写ローラに定電流でトナーと逆極性の電圧を印加し、クリーニング時は定電圧でトナーと同極性の電圧を印加する発明が、特許文献３には２次転写ローラについては定電流制御する発明が、特許文献４には、２次転写部材に負の電圧を印加する第１の印加部と、前記２次転写部材に正の電圧を印加する第２の印加部と、前記２次転写部材に印加する前記第１の印加部と第２の印加部とを交互に切り替える切り替え部と、この切り替え部で交互に切り換えて印加するそれぞれの時間を、前記中間転写体に対して前記転写回転体が回転される連続１周未満に制御する制御部とを備え、定電圧制御にて、正負の両極性を交互に２次転写部材に印加することによってクリーニングを行う発明がそれぞれ開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１２３７９２号公報
【特許文献２】特開平８−２２０９００号公報
【特許文献３】特開２００４−０１２４８２号公報
【特許文献４】特開２００４−２７２２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１及び２記載の発明では、２つの電源を使用して転写とクリーニングを行うが、クリーニング時はトナーと同極性の電圧を印加するので、クリーニング不能である。また、特許文献３記載の発明では、２次転写ローラについては定電流制御するようになっているが、クリーニングについては特に記載されていない。さらに、特許文献４記載の発明では、定電圧制御で正負の両極性を交互に２次転写部材に印加することによってクリーニングを行っている。さらにトナーの２次転写には定電圧制御を行っている。つまり、２次転写時の制御とクリーニング時の制御は同一制御で可能ということが分かる。
【０００５】
ところが、２次転写の制御を定電圧制御で行うと、用紙の抵抗や厚みが変わった際にも電圧が一定で制御されるため、不特定多数の用紙種に対して数多くの電圧制御テーブルを持たなくてはならず、総ての用紙種をカバーすることは不可能に近い。ところが、定電流制御の２次転写制御を行えば、用紙厚みや用紙種が変わった際の抵抗値変動に対して、設定した電流を出力するために電圧が変動するため、最適な転写電圧が設定される。このため、定電圧の２次転写制御を行い、安定した画質を保証するためには、２次転写電圧テーブルを転写材ごとに持つ必要がある。このように転写材ごとに２次転写電圧テーブルを持つと、多くのメモリを必要とし、コストアップや開発に時間がかかる。これを回避するために、２次転写制御を定電流制御、２次転写部材のクリーニングを正負の定電圧制御で行えば、確実に良好な転写性とクリーニング性が得られるが、両極性出力可能な定電圧用の高圧電源と正極性出力可能な定電流用の高圧電源が必要となり、コストアップとなる。
【０００６】
このような点から本発明の解決すべき課題は、転写時に転写ローラに印加するバイアスを転写ローラのクリーニングに使用し、低コストで、用紙の裏汚れもなく、高品質の画像を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、第１の手段は、トナー像を担持する像担持体と、転写部材にバイアスを印加して該トナー像を記録材に転写する転写手段と、該転写部材の表面に付着したトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記転写手段がトナー像を転写するのに必要なバイアスを供給する第１の電源と、前記クリーニング手段が転写部材の表面に付着したトナーを除去するのに必要なバイアスを供給する第２の電源とを備え、前記クリーニング手段は、前記第１の電源と前記第２の電源とから供給される正負両方の極性のバイアスを前記転写部材に印加することを特徴とする。
【０００８】
第２の手段は、第１の手段において、前記第１の電源と前記第２の電源とを切り替える切り替え手段を有することを特徴とする。
【０００９】
第３の手段は、第１の手段において、前記第１の電源はトナーと同極性のバイアスを供給し、前記第２の電源はトナーと逆極性のバイアスを供給することを特徴とする。
【００１０】
第４の手段は、第１の手段において、前記第１の電源はトナーと逆極性のバイアスを供給し、前記第２の電源はトナーと同極性のバイアスを供給することを特徴とする。
【００１１】
第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記第１の電源から供給されるバイアスは一定の電流となる定電流制御され、前記第２の電源から供給されるバイアスは一定の電圧となるように定電圧制御されることを特徴とする。
【００１２】
第６の手段は、第５の手段は、前記定電圧制御時を行う方の極性のクリーニングバイアスは、もう一方の極性のクリーニングバイアスを得るために設定された定電流制御時の非通紙時の電圧の絶対値に設定されることを特徴とする。
【００１３】
第７の手段は、第５または第６の手段において、前記定電流制御時の設定電流が環境によって変更されることを特徴とする。
【００１４】
第８の手段は、第５ないし第７のいずれかの手段において、前記定電流制御時の設定電流に、環境補正が入った場合のクリーニングバイアスは、補正後の電流値を用いることを特徴とする。
【００１５】
第９の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段において、前記２次転写ローラは単泡及び連泡の混合体を含む発泡ウレタンからなる発泡体を備えていることを特徴とする。
【００１６】
第１０の手段は、トナー像を記録材に転写する転写部材に付着したトナーのクリーニングをバイアスの印加により行う転写材クリーニング方法において、前記トナー像を転写するのに必要な第１の電源から供給されるバイアスと、前記転写部材の表面に付着したトナーを除去するのに必要な第２の電源から供給されるバイアスがそれぞれ正負両方の極性に設定され、当該正負のバイアスを印加することによって前記転写部材の表面に付着したトナーのクリーニングを行うことを特徴とする。
【００１７】
第１１の手段は、第１０の手段において、前記第１の電源がトナーと同極性のバイアスを供給し、前記第２の電源がトナーと逆極性のバイアスを供給することを特徴とする。
【００１８】
第１２の手段は、第１０の手段において、前記第１の電源がトナーと逆極性のバイアスを供給し、前記第２の電源はトナーと同極性のバイアスを供給することを特徴とする。
【００１９】
第１３の手段は、第１０ないし第１２のいずれかの手段において、前記第１の電源から供給されるバイアスは一定の電流となる定電流制御され、前記第２の電源から供給されるバイアスは一定の電圧となるように定電圧制御されることを特徴とする。
【００２０】
第１４の手段は、第１３の手段において、前記定電圧制御時を行う方の極性のクリーニングバイアスは、もう一方の極性のクリーニングバイアスを得るために設定された定電流制御時の非通紙時の電圧の絶対値に設定されることを特徴とする。
【００２１】
第１５の手段は、第１３または第１４の手段において、前記定電流制御時の設定電流が環境によって変更されることを特徴とする。
【００２２】
第１６の手段は、第１３ないし第１５のいずれかの手段において、前記定電流制御時の設定電流に、環境補正が入った場合のクリーニングバイアスは、補正後の電流値を用いることを特徴とする。
【００２３】
なお、後述の実施形態では、像担持体は中間転写ベルト１０に、転写部材は２次転写ローラ１４に、転写手段は２次転写バイアス印加電源２６に、クリーニング手段は２次転写ローラ１４及び２次転写バイアス電源２６に、第１及び第２の電源は２次転写バイアス印加電源２６及びスイッチング回路にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、転写部材に第１の電源と前記第２の電源とから供給される正負両方の極性のバイアスを印加するので、転写部材に付着したトナーを転写媒体側に転移させることが可能となり、低コストで、記録材の裏汚れもなく、高画質の画像を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は本実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置を示す例を示す図であり、像担持体をドラム状の感光体とし、かつ中間転写体（中間像担持体）を中間転写ベルトとしたカラー画像形成装置における感光体及び中間転写ベルト廻りの概略構成図である。図１において符号１は矢印の方向に回転する円筒状の感光体であり、この感光体１の回りには、感光体クリーニングユニット２、帯電器４、露光手段５、ブラック現像器６、シアン現像器７、マゼンタ現像器８、イエロー現像器９、無端状の中間転写ベルト１０などが配置されている。なお、符号３は感光体クリーニングユニット２のゴムブレードである。
【００２７】
中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１３、ベルト転写バイアスローラ１１及び従動ローラ１２等のローラ群により張架されており、図示しない駆動モータによって図中の矢印方向に駆動されるようになっている。また符号１９はベルトクリーニングユニットであり、ゴムブレード１８及び該ゴムブレード１８を中間転写ベルト１０に対して接離させる接離機構２０などで構成されており、感光体１から１色目のブラック画像を中間転写ベルト１０にベルト転写した後の、２，３，４色目のシアン，マゼンタ，イエロー画像を順にベルト転写している間は、ベルトクリーニングユニット１９のゴムブレード１８は接離機構２０によって中間転写ベルト１０面から離間するようになっている。また、中間転写ベルト１０の端部にはベルト位置検出マーク２３が設けられており、マークセンサ２４によってマークが検出されたタイミングで各色の画像形成プロセスを開始することにより、各色画像の正確な色重ねが可能となる。
【００２８】
図１の符号１５は２次転写ユニットであり、２次転写手段である２次転写（バイアス）ローラ１４と、該２次転写ローラ１４を中間転写ベルト１０に対して接離させる接離機構１６、及び２次転写ローラ１４に所定の転写バイアスあるいはクリーニングバイアスを印加する２次転写バイアス印加電源２６などで構成されている。２次転写バイアス印加電源２６はスイッチング回路等により正・負の極性を切り替え可能となっている。２次転写ローラ１４は、通常、中間転写ベルト１０のベルト面から離間しているが、中間転写ベルト１０のベルト面に形成された４色の重ね画像を転写紙２２に一括転写するときにタイミングを取って接離機構１６で押圧され、２次転写バイアス印加電源２６により所定のバイアス電圧（本例では＋１．５ｋＶを印加）を印加することにより転写紙２２への転写を行う。転写紙２２は給紙ローラ２５、レジストローラ２１によって、中間転写ベルト１０のベルト面の４色重ね画像の先端部が２次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。そして転写紙２２に転写された４色重ね画像は定着手段１７で定着された後、排紙される。
【００２９】
複数色のカラー連続プリント時には、転写紙２２後端が二次転写バイアスローラ１４を十分通過するタイミングでバイアス電圧（トナー像を転写するのに必要なバイアス電圧）がオフされ、その後、次ページの中間転写ベルト１０上のトナーを付着させないために、接離機構１６によって二次転写バイアスローラ１４が中間転写ベルト１０より離間される。また、単数枚プリントあるいは連続プリント時の最終ページ終了時には、二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０のベルト面から離間させず、二次転写バイアス印加電源２６により前記転写バイアスとは逆極性のクリーニングバイアスを一定時間印加して二次転写バイアスローラ１４の表面に付着したトナーを中間転写ベルト１０に転移させ、二次転写バイアスローラ１４の表面のクリーニングを行い、その後に中間転写ベルト１０より離間させる。なお、中間転写ベルト１０に転移したトナーはベルトクリーニングユニット１９によりベルト表面から回収される。以上に述べたような一連のプリント動作終了後、モータの回転が停止されプリント待機状態となる。
【００３０】
図２は、図１の感光ドラム１と４色の現像部などとの関係を一色ずつ独立させた作像ユニットとし、この作像ユニットを中間転写ベルトに対して並列に配置した所謂タンデム方式のカラー画像形成装置とした例である。なお、図１に示した画像形成装置と同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００３１】
この方式の画像形成装置では、各作像ユニット毎に感光体を備え、中間転写媒体に各色の画像を順次重畳してフルカラーのトナー画像を形成し、そのフルカラーのトナー画像を２次転写部で用紙に転写するようにしている。すなわち、図２に示すように、１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄの４つの像担持体（感光体）を有する作像ユニットが中間転写ベルト１０の回転方向（図２矢印方向）に沿って像担持体の回転軸が前記中間転写ベルト１０の搬送方向に直交するように並設されている。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１３とテンションローラ１２との間に所定の張力をもって張架されている。駆動ローラ１３は、２次転写対向ローラ、クリーニングブレード１１４対向ローラの機能も合わせて備えており、中間転写ベルト１０の走行方向上流側から１次転写ローラ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄに所定の電圧を印加することにより、中間転写ベルト１０上に各色を重畳してフルカラー画像を形成する。
【００３２】
中間転写ベルト１０は前述のように矢印方向に回転し、形成されたカラー画像は、レジストローラ２１から給紙された用紙（転写材）Ｐが転写前ガイド１１５を通って２次転写部に送り込まれ、２次転写ローラ１４に所定の電圧を印加することにより用紙Ｐに転写され、定着（図示せず）され出力される。２次転写ローラ１４で転写できず中間転写ベルト１０上に残留したトナーはクリーナブレード１１４によってクリーナーユニット内に（図示せず）回収される。
【００３３】
中間転写ベルト１０の材料としては、ＴＰＥ（サーモプラスチックエラストマーアロイ）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＡ（ポリアミドアロイ）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の高分子材料が上げられる。２次転写ローラ１１０の材質としては、弾性を有するローラが適しており、その材料はイオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリン）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）等が有力である。
【００３４】
また、図１は、１つの感光ドラム１に対して４色の現像装置を備え、１色ずつ画像を形成して中間転写ベルト１０上に重畳してカラー画像を形成する方式の例であり、図２は間接転写方式のタンデム型画像形成装置の例であり、中間転写ユニットの構成は２軸張架で、２次転写対向ローラに多種の機能を持たせているが、本構成に限らず、２次転写を有する転写システムであれば、以下に説明する本特許の特徴を有することができる。
【００３５】
なお、図２の例においても転写及びクリーニングの制御回路は図１の例と同等なので、説明は省略する。
【００３６】
一方、高画質画像を確保するためには、２次転写性及び用紙の汚れをなくし、あるいは低減する必要がある。２次転写ローラ１４は、ジャム時やプロセスコントロール時の中間転写へのトナーパターン印字時等に汚れることが容易に想定される。２次転写ローラ１４の汚れを低減するためには、通常２次転写ローラ１４にプラス・マイナスの電界を印加し、様々な極性に帯電したトナーを中間転写ベルト１０に返す方法がとられている。それ以外としては、２次転写ローラ１４にクリーニングブラシやブレードを付けて物理的に掻き取っている。ところが、２次転写ローラ１４にクリーニングブラシやブレードをつければコストアップし、設置容積も大型化する。そこで、本実施形態では、制御と２次転写ローラ１４の材料そのもののトナー遊離性を向上させることによってトナーのクリーニング性能をさらに向上させることとした。
【００３７】
図３は、ある転写材に対する２次転写部の定電流制御のＶＩ特性（電流電圧特性）の詳細図で、パラメータとして横軸に２次転写電流を、縦軸に出力電圧をそれぞれとっている。一般的に環境（高温高湿ＨＨ、通常環境ＮＮ、低温低湿環境ＬＬ）に対して機能材料、２次転写ローラ、転写ベルト等の部材の抵抗が変動するため、２次転写電流の設定値を変更する。ただし、通紙時の電流電圧特性（ＶＩ特性）は用紙の種類によって変動するため（矢印Ａ）、設定電流に対して、電圧は変動し、適切な電圧が設定される。用紙の種類によるＶＩ特性の変動とは、高抵抗値紙が通紙された場合は電圧が上昇し、低抵抗値が通紙された場合は電圧が減少するということである。
【００３８】
一方、非通紙時のＶＩ特性は、用紙が通紙されないことから、環境に対して一定のＶＩ特性、すなわち、一定電流値に対して安定したＶ１特性を示す。ここでいう安定したＶ１特性とは、通紙時の電圧Ｖが変動しても、非通紙時の電圧Ｖ１は電流が一定であるため変わらないということである。通紙時の電流Ｉはトナーが転写材に移動するのに最適なＶ特性が得られる電流Ｉを設定していると考えられる。ローラに付着したトナーを中間転写ベルト１０に戻すためのＶ１は転写材へのトナー転写より低いＶ１が必要となる。ところが、転写電流として設定した電流Ｉに対して、非通紙時は転写材がないので、転写材が介在しているときの電圧Ｖより若干下がる（矢印Ｂ）。よって２次転写ローラ１４に付着したトナーを非通紙時に中間転写ベルト１０に戻すためのトナー移動電界には最適な電圧Ｖ１となる。つまり、ローラクリーニングのために交互に印加する一方の電圧Ｖ１としては、２次転写電流時のＩを設定すればよいことが分かる。さらにもう一方のクリーング極性の電界を得るために必要な電圧Ｖ２は定電圧制御で行い、その電圧Ｖ２はあらかじめ開発検討段階でモニタリングした電圧Ｖ１の絶対値の逆極性を設定すればよいことが分かる。
【００３９】
加えて、環境補正が入った場合は、転写材の転写電流Ｉが変わるため、その変更に伴い、交互極性クリーニング電位を得る電圧Ｖ１，Ｖ２を変更すれば、より確実にローラクリーニングが可能であることが分かる。よって、クリーニング性能を得るための交互クリーニング極性は一方を２次転写電流Ｉに設定し、他方のクリーニング極性はＩを設定した際に得られるＶ特性の絶対値を採用すれば良いことが分かる。
【００４０】
このことは、２次転写電流として設定した電流Ｉをそのままクリーニングバイアスの一方の電流として用いることができ、さらに、もう一方の極性の電圧の絶対値は、前記設定した電流Ｉの非通紙時の電圧Ｖ１の絶対値を用いることができるので、容易な構成で、コストアップを招くことなく、精度の高いクリーニング性能を得ることが可能となるということを示している。
【００４１】
なお、図３では、具体的なＶ１とＶ２の値やＩの環境ごとの値を記載していないが、これは、用いる２次転写ローラ、中間転写ベルトの静電特性（抵抗や誘電率や厚み）や１次転写の方式によっても最適値がかわるため、各システムに合った最適な２次転写電流を設定することは言うまでもない。
【００４２】
図４は２次転写ローラ１４の横断面図である。本実施形態において、２次転写ローラ１４は芯金１４ａと芯金１４ａの外周に設けられた弾性を有する発泡体１４ｂとからなり、発泡体１４ｂ内部は泡１４ｃ，１４ｄとゴム層１４ｅとから構成されている。泡は表面にも露出しており、形状は単泡１４ｃと単泡同士がくっついて繋がった連泡１４ｄとの混合体で構成されている。単泡１４ｃと連泡１４ｄとの割合がトナーの遊離性に影響がある。単泡１４ｃが８０％以上の場合、トナーがローラ表面１４にほとんど滞留するため、転写ローラ３回転分クリーニングバイアスを印加してもかなりの量のトナーがローラ１４表面に残り、用紙を通紙させた場合、裏汚れが確認される。一方、８０％未満の単泡１４ｃを有する転写ローラ１４の場合、転写ローラ１４表面に滞留するトナーと発泡体１４ｂ内に浸透するトナーのバランスが良く、滞留している分は転写ベルト１４側に戻るが、転写ローラ１４に残った分はローラ１４内に浸透し、裏汚れが生じないことが確認された。
【００４３】
一方、転写ローラ１４の性能として、ライフ・経時劣化の性能を確認した結果、独立気泡率が２０％未満の場合、トナーがローラ１４内部に浸透し、ローラ１４の硬度が高くなり、抵抗も上昇することが確認された。これによって、転写時の電圧が上昇し、放電画像が発生したり、経時時にフィードバック転写制御を行ったりと画質、制御ともに不具合が生じる。独立気泡率が２０％以上の場合、トナーが極端にローラ１４内に浸透することなく、ローラ硬度が変動し、あるいは抵抗値が変動することはなく、良好な転写性が得られる。
【００４４】
以上の結果から、転写ローラ内の独立気泡率は２０％以上８０％以下の独立気泡（単泡）１４ｃと連泡１４ｄの混在が最適であることが分かる。
【００４５】
２次転写部での電圧印加方法としては、２次転写ローラ１４に印加する場合と（引力転写）対向ローラ１３に印加する場合と（斥力転写）がある。両方式ともトナーにかかる電界の作用に対して優劣はないが、周辺に対する静電影響が異なる。斥力転写の場合、転写ベルト１０の内側に電圧を印加するため、１次転写ローラ１０２ａとの電位干渉が懸念される。
【００４６】
一方、引力転写の場合、２次転写ローラ１４周辺の転写前ガイド１１５やレジストローラ１１６から転写材を介在して、電流がリークし、必要な転写電界が得られないことがある。ところが、２次転写周辺の電位特性は最適な抵抗で各部材を吊り上げ、あるいは２次転写周辺部材の材料特性（抵抗）を最適なものに設定すれば、転写材の湿気状態による漏れ電流もなく、安定した転写性が得られる。このため、本実施形態では、２次転写部における転写バイアスの印加は、２次転写ローラ１４側にバイアスを印加する引力転写で行っている。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、下記に述べるような効果を奏する。  
前記２次転写ローラのクリーニングは、両極性のバイアスを交互に印加し、一方の極性のクリーニングバイアス制御方法は前記２次転写時にトナーを前記転写材に移動させる制御方法を用い、もう一方の極性のクリーニング制御方法は定電圧制御を行うこととする。これによって、２次転写電流と同じ値が一方のクリーニングバイアスとして使用でき、さらにそのとき出力される非通紙時の電圧の絶対値がもう一方の極性のクリーニングバイアスの値となる。これによって、クリーニングバイアスとして別の制御を行う高圧電源を用いる必要もなく、２次転写用の制御電源と２次転写と逆極性の電源の２つの電源仕様のみで構成可能であり、低コスト化が図れる。さらに、クリーニングバイアスの最適検討も必要なく、開発効率が大幅にアップする。このように低コスト、開発効率がアップし、さらに用紙の裏汚れも無く、良好な画像が再現される。
【００４８】
その際、転写時に使用するバイアス用の電源と、クリーニング時に使用するバイアス用電源（正負切り替えるので２つ）とが必要だったのが、本発明により必要な電源を１つに減らすことができる。
【００４９】
２次転写を定電流制御で行うことによって、用紙抵抗や用紙厚みが変わっても、安定した転写電圧が得られ、用紙種に応じた多大な転写電圧テーブルが不要となる。
【００５０】
環境変動に応じて２次転写電流を変え、それに応じてクリーニングバイアスも変動させている。これによって、環境変動が起こった場合にも２次転写ローラのクリーニング性能が劣化せず、かつ、最適な転写性も得ることができる。
【００５１】
２次転写ローラの発泡状態の単泡比率を２０％〜８０％とすることによって、２次転写ローラ表面に付着したトナーが表面に滞留し、クリーニングバイアスを印加することによりベルトに戻る量と、転写ローラ内に浸透していくトナーが効率よく分配され、トナーで汚れた転写ローラ表面に用紙の裏や、エッジを汚すトナーがとどまることはなくなる。このような転写ローラを用いることにより用紙の裏汚れの低減が可能となり、用紙エッジを汚すことがなくなるので、高画質画像が実現できる。
【００５２】
２次転写を引力転写で行うことによって１次転写との電位干渉もなく環境・ライフにおいても安定した高画質２次転写画像が実現できる。
【００５３】
環境変動に応じて２次転写電流を変え、それに応じてクリーニングバイアスも変動させているので、環境変動が起こった場合にも２次転写ローラのクリーニング性能が劣化せず、かつ、最適な転写性も得ることができる。
【００５４】
２次転写ローラの発泡状態の単泡比率を２０％〜８０％とすることによって、２次転写ローラ表面に付着したトナーが表面に滞留し、クリーニングバイアスを印加することによりベルトに戻る量と、転写ローラ内に浸透していくトナーが効率よく分配され、トナーで汚れた転写ローラ表面に用紙の裏や、エッジを汚すトナーがとどまることはなくなる。そこで、このような転写ローラを転写部材に用いることにより用紙の裏汚れを低減することが可能となり、用紙エッジを汚すことはなくなるので、高画質画像を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置における感光体及び中間転写ベルト回りを示す概略構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るタンデム式の画像形成装置における感光体、中間転写ベルト、及び転写部材の配置例を示す図である。
【図３】ある転写材に対する２次転写部の定電流制御のＶＩ特性（電流電圧特性）の詳細を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る２次転写ローラの横断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  中間転写ベルト
１４  ２次転写ローラ
２６  ２次転写バイアス電源
【図１】
2007298839.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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