JP6344645B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いたプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置としては、特許文献１、２、３に記載のものが知られている。特許文献１の画像形成装置は、周知の電子写真プロセスにより、駆動手段としての駆動モータによって駆動回転する像担持回転体としてのドラム状の感光体の表面にトナー像を形成する。その感光体には、駆動モータによって駆動回転する転写体としての無端状の中間転写ベルトを接触させて１次転写ニップが形成されている。この１次転写ニップでは、中間転写ベルトのループ内にニップ形成部材としての１次転写ローラを配設しており、この１次転写ローラと感光体との間に中間転写ベルトを挟み込んでいる。１次転写ニップでは、ニップ圧の作用により、トナー像を感光体上から中間転写ベルト上に１次転写している。

また、中間転写ベルトのループ外には、中間転写ベルトに接触しながら回転するニップ形成部材としての２次転写ローラが配設され、中間転写ベルトのループ内には２次転写ローラに対向してニップ形成部材としての２次転写対向ローラが配設されている。この２次転写対向ローラに掛けまわされている中間転写ベルトを、２次転写ローラと２次転写対向ローラとの間に挟み込んで２次転写ニップを形成している。更には、２次転写向対向ローラにはアースを接続しているのに対し、２次転写ローラには２次転写バイアスとして、直流バイアスと交流バイアスとを重ねた重畳バイアスが印加されている。２次転写ニップでは、中間転写ベルト上のトナー像に同期させるタイミングで２次転写ニップ内に送り込んだ転写体としての記録紙に対して、ニップ圧や２次転写電界の作用により、中間転写ベルト上のトナー像を２次転写している。

特許文献２の画像形成装置では、１次転写ローラに、感光体上のトナー像のトナー粒子が中間転写ベルトへ転写する方向の極性の直流バイアスを印加している。２次転写ローラには、中間転写ベルト上のトナー像のトナー粒子が記録紙へ転写する方向の極性の直流バイアスと、直流バイアスに交流バイアスを重ねた重畳バイアスとを切り替えて、印加している。具体的には、記録紙が表面凹凸の小さいものを用いたときには、２次転写バイアスとして、直流バイアスに切り替えて２次転写ローラに印加する。一方、記録紙が表面凹凸の大きいものを用いたときには、２次転写バイアスとして、重畳バイアスに切り替えて２次転写ローラに印加する。

特許文献３の画像形成装置では、１次転写ニップで、感光体の線速度と中間転写ベルトの線速度とが互いに異ならせるように感光体を駆動させて、１次転写ニップに剪断作用が生じている。これにより、１次転写ニップで感光体の外周面に固着しようとするトナーが上記剪断作用で解され、そのトナーが中間転写ベルトに円滑に転写され、転写中のトナー抜けが有効に防止される。

上記特許文献１、２の画像形成装置では、２次転写ニップにはニップ幅があり、中間転写ベルトの任意の点が２次転写ニップのニップ幅を通過する時間は、２次転写バイアスの交流バイアスによって形成される交番電界の複数周期分に相当する。その交番電界の１周期目において、中間転写ベルト上のトナー像のごく僅かなトナー粒子がトナー像から離れて記録紙上に向かう。中間転写ベルト上のトナー像から離れたトナー粒子は、記録紙の表面に接触した後に、電界の向きが逆になり、記録紙の表面から中間転写ベルト上のトナー像に逆戻りする事象が生じる。この逆戻りしたトナー粒子が中間転写ベルト上のトナー像のトナー粒子に衝突することで、中間転写ベルト上のトナー像のトナー粒子が中間転写ベルトの表面に付着する付着力を弱める。そして、交番電界の２周期目で、電界の向きが記録紙に向かう方向に反転したときに、１周期目よりも、多くの中間転写ベルト上のトナー粒子が中間転写ベルトから離れて記録紙上に向かう。このような一連の挙動を繰り返して中間転写ベルト上のトナー像のトナー粒子が中間転写ベルトと記録紙との間を往復移動することで、トナー粒子の記録紙へ転写する数を徐々に増やして十分量のトナー粒子を記録紙に転移している。

しかしながら、上記特許文献１や２において２次転写バイアスとして重畳バイアスを２次転写ローラに印加したときには、上述のような交番電界の１周期目で記録紙の表面から中間転写ベルト上に戻ってしまう事象が生じる。この結果、中間転写ベルト上には、トナー像の一部のトナー粒子が残り易くなり、中間転写ベルト上の全てのトナー粒子を記録紙へ転写することは難しく、２次転写率を向上することができない。よって、画質が劣化するという問題があった。

特許文献３の画像形成装置では、１次転写ニップで、感光体上のトナーを中間転写ベルトへ転写する際に、中間転写ベルトの表面は感光体上のトナーとの接触部分で感光体上のトナーを擦る。１次転写バイアスによる静電的な作用力に加えて上記剪断作用による剪断力を与えて１次転写率を向上させている。１次転写後のトナーが中間転写ベルトに強い付着力をもって転写され、中間転写ベルト上のトナーは２次転写ニップで記録紙へ転写し難くなる。この結果、２次転写率を向上することができない。また、２次転写ニップを形成する２次転写ローラには、２次転写バイアスとして直流バイアスが印加されている。この２次転写バイアスの印加中にトナーへ電荷が注入される虞があり、２次転写率が比較的に低下する。よって、画質が劣化してしまうという問題があった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、１次転写率及び２次転写率をそれぞれ向上させて画質の劣化を抑制することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像を担持する像担持回転体と、該像担持回転体に接触して１次転写ニップを形成する１次転写ニップ形成部材と、上記像担持回転体と上記１次転写ニップ形成部材との間に挟み込んで上記像担持回転体上に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、該中間転写体に接触して２次転写ニップを形成する２次転写ニップ形成部材と、上記中間転写体と上記２次転写ニップ形成部材との間に挟み込んだ転写紙に上記中間転写体上のトナー像を転写するための２次転写バイアスを出力する電源と、上記像担持回転体を駆動させる第１駆動手段と、上記中間転写体を駆動させる第２駆動手段と、上記第１駆動手段の駆動及び上記第２駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段とを有する画像形成装置において、上記電源は、極性が交互に切り替わる振動バイアス又は直流成分からなる直流バイアスのいずれかを出力し、上記電源が上記２次転写バイアスとして上記振動バイアスを出力するときに、上記駆動制御手段は、上記像担持回転体の線速度Ｖ０と上記中間転写体の線速度Ｖ１とを互いに異ならせ、上記電源が上記直流バイアスを出力するときよりも、（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ１×１００の絶対値である線速差を大きくするように、上記第１駆動手段の駆動及び上記第２駆動手段の駆動を制御することを特徴とするものである。

本発明によれば、１次転写率及び２次転写率をそれぞれ向上させて画質の劣化を抑制することができるという優れた効果が得られる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態の複写機を説明する模式図である。 転写部の構成を説明する模式図である。 本実施形態の複写機における制御系の一部構成を示すブロック図である。

以下、本発明が適用される画像形成装置としての複写機の実施形態について説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態の複写機を説明する模式図である。図２は転写部の構成を説明する模式図である。図１に示す複写機は、タンデム型間接転写方式の電子写真装置であるカラー複写機である。このカラー複写機は、プリンタ部１００と、そのプリンタ部１００が載置される給紙テーブル２００と、プリンタ部１００上に取り付けられたスキャナ部３００と、そのスキャナ部３００上に搭載された原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）４００等によって構成されている。

プリンタ部１００は、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト２１を備えている。その中間転写ベルト２１は、側方から見て図１に示すように逆三角の形状になる姿勢で、複数のローラである駆動ローラ２２、従動ローラ２３及び２次転写対向ローラ２４に掛け回されて支持されている。そして、図２に示す駆動手段としての駆動モータ５０１によって回転駆動する駆動ローラ２２によって、図１の矢印方向の時計回り方向に周回移動（以下、回動という）される。

その中間転写ベルト２１の上方には、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（黒）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋが、中間転写ベルト２１の回動方向に沿って並んで配置され、タンデム画像形成部１０を構成している。これが後述する潜像担持体上にトナー像を形成する画像形成部である。

その各画像形成ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋは、それぞれ潜像担持体としての感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ（これらを総称するときは、感光体ドラム２という）と、現像ユニット３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ，３Ｋと、感光体クリーニング装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋを有している。各感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋは、それぞれ１次転写ローラ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋと対向する位置で、中間転写ベルト２１に当接してＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ用の１次転写ニップを形成しながら、図２に示すように駆動手段としての各感光体ドラム毎に設けられた駆動モータ５０２Ｃ，５０２Ｍ，５０２Ｙ，５０２Ｋで図１の矢印方向の反時計回り方向に回転駆動される。

なお、現像ユニット３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ，３Ｋは、感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋに形成された静電潜像をＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各色のトナーによって現像する。また、感光体クリーニング装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋは、１次転写ニップを通過した後の感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋに付着している転写残トナーをクリーニングする。

プリンタ部１００内におけるタンデム画像形成部１０の上方には、光書込ユニット１５が配設されている。この光書込ユニット１５は、図２に示す駆動モータ５０２Ｃ，５０２Ｍ，５０２Ｙ，５０２Ｋで図１の矢印方向に回転駆動される感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの表面に対して、レーザ光の走査による光書込処理を施して静電潜像を形成する。感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの表面は、その光書込処理に先立って、それぞれ各帯電チャージャによって一様に帯電される。

中間転写ベルト２１を具備する転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１のループ内側に、１次転写ローラ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋを有している。その各１次転写ローラ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋは、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色用の１次転写ニップの裏側で、中間転写ベルト２１を感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋに向けて押圧している。

中間転写ベルト２１の下方には、２次転写部材としての２次転写ローラ３０が配設されている。この２次転写ローラ３０は、図２に示す駆動手段としての駆動モータ５０３で回転駆動し、中間転写ベルト２１における２次転写対向ローラ２４に掛け回された部位のおもて面側に押し付け接触して２次転写部である２次転写ニップを形成している。その２次転写ニップには、記録媒体である記録シートが位置決めローラ対９５によって所定のタイミングで送り込まれる。そして、中間転写ベルト２１上の４色重ね合わせられたトナー像がこの２次転写ニップで記録シート上に一括転写される。

スキャナ部３００は、コンタクトガラス３０１上に載置された原稿の画像情報を読取センサ３０２で読み取り、読み取った画像情報をプリンタ部１００の制御部に送る。制御部（不図示）は、スキャナ部３００から受け取った画像情報に基づき、プリンタ部１００の光書込ユニット１５におけるレーザダイオード等の光源を制御して、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ用のレーザ書込光を出射して、感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋを光走査する。この光走査により、感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの表面に静電潜像が形成され、その潜像は所定の現像プロセスを経てＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色のトナー像に現像される。

給紙テーブル２００は、ペーパバンク２０１内に多段に配置された給紙カセット２０２、その給紙カセット２０２から記録媒体である記録シートを送り出す給紙ローラ２０３、送り出された記録シートを分離して給紙路２０４に導く分離ローラ２０５、プリンタ部１００の給紙路９９に記録シートを搬送する搬送ローラ対２０６等を備えている。

給紙については、給紙テーブル２００以外に、手差し給紙も可能となっており、手差しのための手差しトレイ９８、手差しトレイ９８上の記録シートを手差し給紙路９７に向けて一枚ずつ分離する分離ローラ９６等も設けられている。プリンタ部１００内において、手差し給紙路９７は給紙路９９に合流している。給紙路９９の末端付近に位置決めローラ対９５が配設されている。この位置決めローラ対９５は、給紙路９９内又は手差し給紙路９７内を搬送されてくる記録シートをローラ間に挟み込んだ後、所定のタイミングで２次転写ニップに向けて送り込む。

このカラー複写装置によってカラー画像のコピーをとるときには、ＡＤＦ４００の原稿台４０１上に原稿をセットするか、あるいはＡＤＦ４００を開いてスキャナ部３００のコンタクトガラス３０１上に原稿をセットし、ＡＤＦ４００を閉じることによってその原稿を押さえる。

そして、操作部としてのオペレーションパネル（不図示）のスタートボタンを押すと、原稿がＡＤＦ４００にセットされている場合には、その原稿がコンタクトガラス３０１上に搬送される。その後、スキャナ部３００が駆動を開始し、第１走行体３０３及び第２走行体３０４が原稿面に沿って走行を開始する。第１走行体３０３の光源から発した光が原稿面で反射され、その反射光を折り返して第２走行体３０４に向ける。その折り返し光は、第２走行体３０４のミラーで更に折り返された後、結像レンズ３０５を通して読取センサ３０２に入射される。それによって、その読取センサ３０２及び不図示の信号処理回路によって原稿内容が読み取られ、画像情報として一旦記憶された後、順次、プリンタ部１００へ送られる。

プリンタ部１００は、スキャナ部３００から画像情報を受け取ると、画像情報に応じたサイズの記録シートを給紙路９９に給紙する。これに伴って、図２の駆動モータ５０１で駆動ローラ２２を回転駆動して中間転写ベルト２１を図１の矢示方向に回動させる。同時に、タンデム画像形成部１０の各画像形成ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋの感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋがそれぞれ矢示方向に回転を開始した後、その各表面が一様に帯電される。

そして、スキャナ部３００から受け取った画像情報に基づいて、光書込ユニット１５による光書込処理がなされ、感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの表面にそれぞれ静電潜像が形成される。それを現像ユニット３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ，３Ｋによって各色のトナーによって現像処理を行う。これらの処理によって感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの表面上に形成されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色のトナー像が、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ用の１次転写ニップで順次重ね合わせて中間転写ベルト２１上に１次転写されて、４色重ね合わせたフルカラーのトナー像になる。

給紙テーブル２００では、給紙ローラ２０３の１つが原稿サイズに応じたサイズの記録シートを給紙するように選択的に回転され、３つの給紙カセット２０２のうちの１つから記録シートが送り出される。それによって送り出された記録シートは、分離ローラ２０５で１枚ずつ分離されて給紙路２０４に導入された後、複数の搬送ローラ対２０６で搬送されてプリンタ部１００内の給紙路９９に送られる。

また、手差しトレイ９８を用いる場合には、手差しトレイ９８の給紙ローラ９４が回転してトレイ上の記録シートが送り出され、分離ローラ９６で分離されながら手差し給紙路９７に送り込まれ、給紙路９９の末端付近に至る。給紙路９９の末端付近では、記録シートが先端を位置決めローラ対９５に突き当てて止まる。

その後、中間転写ベルト２１上のフルカラーのトナー像に同期し得るタイミングで、位置決めローラ対９５が回転すると、記録シートが２次転写ニップ内に送り込まれて、中間転写ベルト２１上のフルカラーのトナー像に密着する。そして、ニップ圧と２次転写バイアス電圧による２次転写電界などの作用によって、そのトナー像が記録シート上に一括転写される。２次転写ニップは、２次転写対向ローラ２４と対向する２次転写ローラ３０と中間転写ベルト２１によって形成される２次転写部である。

２次転写部でフルカラーのトナー像が２次転写された記録シートは、用紙搬送ベルト７０によって定着装置７１内に送り込まれる。そして、定着装置７１で加圧ローラ７２と定着ベルト７３との間の定着ニップに挟み込まれ、加圧と加熱処理とによってトナー像が表面に定着される。

このようにしてカラー画像が形成された記録シートは、排出ローラ対７４によって送り出され、機外の排紙トレイ７５上にスタックされる。なお、記録シートのもう一方の面にも画像が形成される場合には、記録シートは定着装置７１から排出された後、切替爪７６による進路切替えによってシート反転装置７７に送られる。そして、上下反転された後、再び位置決めローラ対９５に戻され、２次転写ニップへ送り込まれて他方の面にフルカラーのトナー像が２次転写され、再び定着装置７１を経由してそのトナー像を定着した後、排紙トレイ７５上にスタックされる。

２次転写ニップを通過した後、４色のうちで１次転写工程が最も上流となるシアン用の１次転写ニップに進入する前の中間転写ベルト２１表面に、ベルトクリーニング装置２６が接触している。このベルトクリーニング装置２６は、中間転写ベルト２１の表面に付着している転写残トナーをクリーニングする。

１次転写ローラ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋは、金属製の芯金と、これの表面上に固定された導電性のスポンジ層とを具備する弾性ローラで構成されている。１次転写ローラ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋは、感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの軸心に対し、それぞれの軸心を、約２．５［ｍｍ］ずつ、ベルト移動方向下流側にずらした位置を占めるように配設されている。本実施形態の複写機では、このような１次転写ローラ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋに対して、１次転写バイアスを定電流制御で印加する。なお、１次転写ローラ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋに代えて、転写チャージャや転写ブラシなどを１次転写部材として採用してもよい。

転写ユニット２０の２次転写ローラ３０は、中間転写ベルト２１のループ外側に配設されており、ループ内側の２次転写対向ローラ２４との間に中間転写ベルト２１を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト２１のおもて面と、２次転写ローラ３０とが当接する２次転写ニップが形成されている。図２に示す例では、２次転写ローラ３０は接地されているのに対し、２次転写対向ローラ２４には、２次転写バイアス用電源５０４から出力された２次転写バイアスが印加される。これにより、２次転写対向ローラ２４と２次転写ローラ３０との間に、マイナス極性のトナーを２次転写対向ローラ２４側から２次転写ローラ３０側に向けて静電移動させる２次転写電界が形成される。

２次転写バイアス用電源５０４は、直流電源と交流電源とを有し、直流電圧に交流電圧を重畳せしめた重畳バイアスを出力する構成を備えている。なお、図２に示す例とは異なる例として、２次転写対向ローラ２４を接地し、かつ重畳バイアスを２次転写ローラ３０に印加する例では、直流電圧としてトナーとは逆極性のプラス極性のものを用いて、重畳バイアスの時間平均の電位をトナーとは逆のプラス極性にしてもよい。

２次転写バイアスとなる重畳バイアスの供給形態としては、２次転写対向ローラ２４や２次転写ローラ３０の何れか一方に印加するのではなく、２次転写バイアス用電源５０４から直流電圧を何れか一方のローラに印加するとともに、２次転写バイアス用電源５０４から交流電圧を他方のローラに印加するようにしてもよい。２次転写バイアスの供給形態としては、上記の形態だけでなく、「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」とを一方のローラに切替えて供給可能としてもよい。２次転写対向ローラ２４に２次転写バイアス用電源５０４から「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」を切替えて供給し、２次転写ローラ３０に、２次転写バイアス用電源５０４から「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」を切替えて供給可能にしてもよい。

このように２次転写ニップに対する２次転写バイアスの供給形態としては様々あるが、この場合の電源としては、２次転写バイアス用電源５０４のように「直流電圧＋交流電圧」を供給できるものや、「直流電圧」と「交流電圧」とを個別に供給できるもの、「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」を１つの電源で切替えて供給できるものなど、その供給形態に対応させて適宜選択して用いればよい。２次転写バイアス用電源５０４は、直流電圧だけからなるものを出力する第１のモードと、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたもの（重畳電圧）を出力する第２のモードとに切替え可能な構成としている。また、交流電圧の出力をオン／オフすることでモード切替えが可能となる。リレーなどからなる切替え手段を用いて使用する２つの電源とし、これら２つの電源を選択的に切替えることでモード切替えを行えるようにすればよい。

例えば、記録紙Ｐとして、ザラ紙のような表面凹凸の大きなものを用いずに、普通紙のような表面凹凸の小さなものを用いる場合には、凹凸パターンにならった濃淡パターンが出現しないので、第１のモードにして、２次転写バイアスとして、直流電圧だけからなるものを印加する。また、ザラ紙のような表面凹凸の大きなものを用いるときには、第２のモードにして、２次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたものを出力する。すなわち、使用する記録紙Ｐの種類（記録紙Ｐの表面凹凸の大きさ）に応じて、２次転写バイアスを第１のモードと第２のモードで切替え可能としてもよい。

次に、本実施形態の複写機における制御系の構成について説明する。
図３は、本実施形態の複写機における制御系の構成を示すブロック図である。図３において、制御部６００は、演算手段たるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６００ａ、不揮発性メモリたるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６００ｂ、一時記憶手段たるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６００ｃ等を有している。複写機全体の制御を司る制御部６００には、様々な構成機器やセンサ類が通信可能に電気的に接続されている。更には、１次転写バイアス用電源６０１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１及び図２に示す１次転写ローラ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋに印加するための１次転写バイアスを出力するものである。２次転写バイアス用電源６０２は、２次転写ニップに供給する２次転写バイアスを出力するものである。線速差設定手段としてのオペレーションパネル６０４は、図示しないタッチパネルや複数のキーボタンなどから構成されていて、タッチパネルの画面に画像表示可能であり、タッチパネルやキーボタンによって操作者による入力操作を受付け、入力情報を制御部６００に送信する機能を備えている。また、オペレーションパネル６０４は、制御部６００から送られてくる制御信号に基づいて、タッチパネルに画像を表示することもできる。駆動制御部６０３は、制御部６００からの制御信号によって、図２の中間転写ベルト２１の駆動手段としての駆動モータ５０１、感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの駆動手段としての駆動モータ５０２Ｃ，５０２Ｍ，５０２Ｙ，５０２Ｋ（以下、単に駆動モータ５０２という）、２次転写ローラ３０の駆動手段としての駆動モータ５０３の各駆動を制御する。

次に、本実施形態における制御部による各駆動手段の駆動制御について説明する。
はじめに、図２の感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの線速度をＶ０とし、中間転写ベルト２１の線速度をＶ１とし、２次転写ローラ３０の線速度をＶ２とする。１次転写部における線速差［％］を（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ１×１００の絶対値、２次転写部における線速差［％］を（Ｖ２−Ｖ１）／Ｖ１×１００の絶対値で定義する。ここで、例えば線速差を「大きくする」とは、（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ１×１００の絶対値や（Ｖ２−Ｖ１）／Ｖ１×１００の絶対値が大きくすることを意味する。具体的には、例えば線速差の−１［％］を−３［％］にすること、１［％］を３［％］にすること、１［％］を−３［％］にすること、０［％］を３［％］にすることなどのいずれも含む。図３の駆動制御部６０３は、１次転写部や２次転写部における線速差が大きくなるように、図２の駆動モータ５０１，５０２，５０３の駆動をそれぞれ制御する。また、１次転写部で交流成分に直流成分を重畳した重畳バイアスを１次転写ローラ２５に印加して転写する際には、１次転写部における線速差を、直流成分のみで１次転写する際よりも大きくなるように、図２の駆動モータ５０１、５０２の駆動を制御している。１次転写率を上げることができるが、１次転写部で剪断力が作用したため中間転写ベルト２１とトナーとの付着力が上がってしまい、２次転写部で中間転写ベルト２１上のトナーが離れ難くなり２次転写率は下がってしまう。そこで、２次転写部で重畳バイアスを印加することで、交流バイアスの交互電界により振動的に中間転写ベルトからトナーを引き剥がし、２次転写ニップでも良好な転写を得ることが可能になる。

なお、線速差は、例えば１次転写部における線速差を０．１〜４．０［％］の所定範囲に設定することが好ましい。２次転写部における線速差を設けることで２次転写率を上げ、特に未転写部分の虫食いの発生を抑制することができるが、２次転写において線速差は設けると画像の長さが変わってしまうので、大きく線速差を設けることはできない。この場合、上記所定範囲内で線速差を設定することで２次転写率を上げることができるという効果は期待できる。また、感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの線速度を互いに同じに設定して１次転写部における線速差は全色同じ設定値としてもよい。あるいは、感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの線速度を個別に設定して１次転写部における線速差は各色で別々の設定としてもよい。この場合、例えば感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの線速度を個別に設定して各感光体ドラムの線速度が互いに異なると、中間転写ベルト２１上で各色の画像が重ならずにずれてしまう事象が発生する虞がある。この場合には、各色の画像が重なるように書込み手段による各感光体ドラム上の書込み位置を調整することで、上記事象を回避できる。

また、図２の感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの線速度と中間転写ベルト２１の線速度との間の１次転写部の線速差を図３のオペレーションパネル６０４で設定可能な構成となっていてもよい。この場合、１次転写部の速度差が例えば０．１［％］以上の値に設定される場合、交流成分に直流成分を重畳して転写を行うよう自動的に切り替わり、印刷動作を実行する。

さらに、転写方向の電圧又は電流のみを印加する第１モードと、転写方向の電圧又は電流と転写方向とは逆方向の電圧又は電流が交互に切り替わる第２モードとを備える。これにより、Ｖ０とＶ１との間の速度差は第１モード時よりも第２モード時の方が大きくなるようＶ０及びＶ１を制御する。例えば、直流成分での転写時は、１次転写部における線速差を大きくすると２次転写率が低下するため、交流成分での転写時に１次転写部における線速差を大きくするとよい。ところが、交流成分での転写は転写チリに関しては直流成分での転写と比較すると不利である。このため、交流成分での転写と直流成分での転写を切替え可能な構成とし、１次転写部で、（交流成分での転写時の線速差）＞（直流成分での転写時の線速差）とすることで、ユーザの要求画質に合わせた画像を提供することが可能となる。すなわち、転写率を上げて高画質な画像を要求されるユーザには線速差を大きめにして交流成分での転写で画像形成を行う。一方、画質が少し劣っても転写チリの無い画像を要求されるユーザには、線速差を略０あるいは小さめにして直流成分での転写で画像形成を行う。

以上説明したように、１次転写部における線速差を大きくすることで、感光体上のトナーを中間転写ベルトへ転写する際に印加バイアスによる静電的な作用力に加え、１次転写部の線速差による剪断力（機械的な力）を与える。このため、１次転写率を上げることが可能である。このとき、１次転写後のトナーと中間転写ベルトとの間の付着力は大きくなってしまう。これにより、２次転写部において記録紙へ転写する際の２次転写率が悪化する。そこで、２次転写部で交流成分に直流成分を重畳して転写を行うことで、交互電界によって振動的に中間転写ベルトからトナーを引き剥がし良好な２次転写率を得ることができる。なお、図２の感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋの線速度と中間転写ベルト２１の線速度との間の１次転写部の線速差を図３のオペレーションパネル６０４で設定可能な構成となっていてもよい。この場合、１次転写部の速度差が例えば０．１［％］以上の値に設定される場合、交流成分に直流成分を重畳して転写を行うよう自動的に切り替わり、印刷動作を実行する。また、交流成分に直流成分を重畳して転写する際には２次転写部における線速差を設け、２次転写部の剪断力（機械的な力）により２次転写率の向上を図ることもできる。

本発明者らは、電圧の最大値と最小値の幅となる戻しピーク値から転写方向ピーク値までの電圧（以下、ピークツウピーク電圧という）Ｖｐｐ＝２５００［Ｖ］、中心電圧値としてのオフセット電圧Ｖｏｆｆ＝−８００［Ｖ］、戻し時間比＝２０［％］の条件にて、交流成分の周波数ｆと、プロセス線速度（感光体や中間転写ベルトの線速度）ｖとを変化させながら、それぞれの周波数ｆ及びプロセス線速度ｖの条件で青ベタ画像を普通紙に出力し、出力されたベタ画像を目視で観察した。そして、２次転写ニップ内の交番電界の影響と思われる画像濃度ムラ（ピッチムラ）の有無を評価した。すると、同じ周波数ｆの条件では、プロセス線速度ｖを速くするほどピッチムラを発生させ易くなり、同じプロセス線速度ｖの条件では、周波数ｆを低くするほどピッチムラを発生させ易くなることがわかった。

これらの結果は、２次転写ニップ内で、トナーをある程度の回数（以下、ニップ内往復回数という）ｎだけ中間転写ベルトと紙表面の凹部との間で往復移動させないと、ピッチムラを発生させてしまうことを示している。

プロセス線速度ｖ＝２８２［ｍｍ／ｓ］かつ周波数ｆ＝４００［Ｈｚ］という条件では、ピッチムラは認められなかったが、プロセス線速度ｖ＝２８２［ｍｍ／ｓ］でかつ周波数ｆ＝３００［Ｈｚ］という条件ではピッチムラが認められた。

このときの２次転写ニップのベルト移動方向の長さである２次転写ニップの幅ｄは３［ｍｍ］であった。よって、ピッチムラは認められなかった条件におけるニップ内往復回数ｎは、（３［ｍｍ］×４００［Ｈｚ］／２８２［ｍｍ／ｓ］）＝約４回と計算され、この値であればピッチムラをギリギリで回避することができることになる。すなわち、このニップ内往復回数ｎは最低ニップ内往復回数となる。

また、プロセス線速度ｖ＝１４１［ｍｍ／ｓ］でかつ周波数ｆ＝２００［Ｈｚ］という条件では、ピッチムラは認められなかったが、プロセス線速度ｖ＝１４１［ｍｍ／ｓ］でかつ周波数ｆ＝１００［Ｈｚ］という条件ではピッチムラが認められた。プロセス線速度ｖ＝１４１［ｍｍ／ｓ］でかつ周波数ｆ＝２００［Ｈｚ］という条件も、プロセス線速度ｖ＝２８２［ｍｍ／ｓ］でかつ周波数ｆ＝４００［Ｈｚ］という条件と同様に、ニップ内往復回数ｎは、（３［ｍｍ］×２００［Ｈｚ］／１４１［ｍｍ／ｓ］）＝約４回と計算される。よって、「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という最低条件を備えることで、ピッチムラのない画像を得ることができると言える。そこで、本実施形態に係る複写機においては、交流成分として、「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という関係を備えるものを出力するように、２次転写バイアス用電源を構成している。

なお、かかる条件を具備させるために、本実施形態の複写機では、線速差設定手段としての図３のオペレーションパネル６０４や、外部から送られてくるプリンタドライバ設定情報を通信によって取得する図示しない通信手段を具備している。それらによって取得した情報に基づいて、高速モード、標準モード、低速モードの何れかでプリント動作を行うのかを把握している。そして、その結果に基づいて、プロセス線速度ｖを図３の制御部６００で把握している。本実施形態では、高速モード、標準モード、低速モード毎に対応して異なるプロセス線速度ｖが、予め制御部６０内の例えばＲＡＭ６００ｂ、ＲＯＭ６００ｃの少なくともいずれかに記憶されていて、制御部６００は、上記いずれかのモードが選択される。これにより、プロセス線速度ｖを把握する。つまり、制御部６００は、オペレーションパネル６０４によって取得した情報に応じて、予め設定された直流成分の出力電流の目標値を変更する。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
トナー像を担持する感光体ドラム２等の像担持回転体と、感光体ドラム２に接触して１次転写ニップを形成する１次転写ローラ２５等の１次転写ニップ形成部材と、感光体ドラム２と１次転写ローラ２５との間に挟み込んで感光体ドラム２上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト２１等の中間転写体と、中間転写ベルト２１に接触して２次転写ニップを形成する２次転写ローラ３０等の２次転写ニップ形成部材と、中間転写ベルト２１と２次転写ローラ３０との間に挟み込んだ転写紙に中間転写ベルト２１上のトナー像を転写するための転写バイアスを出力する２次転写バイアス用電源６０２と、感光体ドラム２を駆動させる駆動モータ５０２等の第１駆動手段と、中間転写ベルト２１を駆動させる駆動モータ５０１等の第２駆動手段と、駆動モータ５０２の駆動及び駆動モータ５０１の駆動を制御する駆動制御部６０３等の駆動制御手段とを有する画像形成装置において、２次転写バイアス用電源６０２が２次転写バイアスとして極性が交互に切り替わる振動バイアスを出力するときに、駆動制御部６０３は、感光体ドラム２の線速度と中間転写ベルト２１の線速度とを互いに異なるように、駆動モータ５０１の駆動及び駆動モータ５０１の駆動を制御する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、感光体ドラム２の線速度と中間転写ベルト２１の線速度とを互いに異ならせることで、感光体ドラム２上のトナーに剪断力が作用する。１次転写後のトナーが中間転写ベルトに付着し易くなり、１次転写率を向上させることができる。中間転写ベルト上のトナーが中間転写ベルトに強い付着力をもって転写されているので、中間転写ベルト上のトナーは２次転写ニップで記録紙へ転写し難くなる。そこで、２次転写バイアス用電源６０２によって２次転写バイアスとして振動バイアスが２次転写ローラ３０に印加することで、交流バイアスの交互電界により振動的に中間転写ベルトからトナーを引き剥がし易くでき、記録紙へ転写し易くなる。これにより、２次転写ニップでも良好な転写を得ることが可能になる。よって、１次転写率及び２次転写率をそれぞれ向上させて画質の劣化を抑制することができる。

（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、２次転写バイアス用電源６０２は、振動バイアス又は直流成分からなる直流バイアスを出力し、駆動制御部６０３は、２次転写バイアス用電源６０２が振動バイアスを出力するときに、２次転写バイアス用電源６０２が直流バイアスを出力するときよりも、感光体ドラム２の線速度をＶ０とするとともに中間転写ベルト２１の線速度をＶ１とするとき、（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ１×１００の絶対値である線速差を大きくするように、駆動制御部６０３は駆動モータ５０２の駆動及び駆動モータ５０１の駆動を制御する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、直流バイアスを２次転写ローラ３０に印加したときの２次転写率は、転写バイアス印加中のトナーへの電荷注入によって、比較的に低下する。２次転写バイアスとして、振動バイアスを２次転写ローラ３０に印加したときの上記線速差を、直流バイアスを２次転写ローラ３０に印加したときの上記線速差より大きくする。これにより、中間転写ベルト２１上のトナーに剪断力を増加させて２次転写率を向上させることができる。

（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）において、駆動制御部６０３は、２次転写バイアス用電源６０２が振動バイアスを出力するときに、駆動制御部６０３は、中間転写ベルト２１と２次転写ローラ３０とが互いに異なる線速度で駆動するように、駆動モータ５０１の駆動及び駆動モータ５０３の駆動を制御する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、２次転写ニップで、記録紙Ｐの表面は、中間転写ベルト２１上のトナーとの接触部分で、中間転写ベルト２１上のトナーを擦る。中間転写ベルト２１上のトナーに剪断力が作用することで、中間転写ベルト２１上のトナーは、中間転写ベルト２１の表面から剥がれ易くなる。これにより、２次転写率を上げることができる。

（態様Ｄ）
トナー像を担持する感光体ドラム２等の像担持回転体と、感光体ドラム２に接触して１次転写ニップを形成する１次転写ローラ２５等の１次転写ニップ形成部材と、感光体ドラム２と１次転写ローラ２５との間に挟み込んで感光体ドラム２上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト２１等の中間転写体と、中間転写ベルト２１に接触して２次転写ニップを形成する２次転写ローラ３０等の２次転写ニップ形成部材と、中間転写ベルト２１と２次転写ローラ３０との間に挟み込んだ転写紙に中間転写ベルト２１上のトナー像を転写するために、極性が交互に切り替わる振動バイアス又は直流成分からなる直流バイアスのいずれかを出力する２次転写バイアス用電源６０２と、感光体ドラム２を駆動させる駆動モータ５０２と、中間転写ベルト２１を駆動させる駆動モータ５０１と、駆動モータ５０２の駆動及び駆動モータ５０１の駆動を制御する駆動制御部６０３とを有する画像形成装置において、感光体ドラム２の線速度をＶ０とするとともに中間転写ベルト２１の線速度をＶ１とするとき、（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ１×１００の絶対値である線速差を設定するオペレーションパネル６０４等の線速差設定手段と、オペレーションパネル６０４により設定された線速差が所定値以上のとき、振動バイアスを出力するように２次転写バイアス用電源６０２を制御する制御部６００等の制御手段とを備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、操作者がオペレーションパネル６０４によって線速差を設定して調整可能することで、線速差が設けられるよう設定した場合、２次転写バイアス用電源６０２は振動バイアスに切り替わる。これにより、交流バイアスの交互電界により振動的に中間転写ベルト２１からトナーを引き剥がし、２次転写率を上げることができる。

（態様Ｅ）
（態様Ａ）〜（態様Ｄ）のいずれかにおいて、振動バイアスは、直流成分に交流成分が重畳された重畳バイアスである。これによれば、上記実施形態について説明したように、交互電界によって振動的に中間転写ベルト２１からトナーを引き剥がし、２次転写率を上げることができる。

（態様Ｆ）
（態様Ｅ）において、２次転写バイアス用電源６０２は、交流成分の周波数をｆ［Ｈｚ］、２次転写ニップの像担持回転体の表面移動方向の長さであるニップ幅をｄ［ｍｍ］、像担持回転体の線速度をｖ［ｍｍ／ｓ］としたとき、ｆ＞（４／ｄ）×ｖを満たすように、重畳バイアスを出力する。これによれば、上記実施形態について説明したように、交流成分として、ｆ＞（４／ｄ）×ｖという条件を満たす重畳バイアスを出力することで、実験により、ピッチムラの無い画像を得ることができることがわかった。よって、画質の劣化を抑制することができる。

１００ プリンタ部
２００ 給紙テーブル
３００ スキャナ部
４００ ＡＤＦ
５０１ 第１駆動モータ
５０２ 第２駆動モータ
５０３ 第３駆動モータ
５０４ ２次転写バイアス用電源
６００ 制御部
６０１ １次転写バイアス用電源
６０２ ２次転写バイアス用電源
６０３ 駆動制御部
６０４ オペレーションパネル

特開平０９−１４６３８１号公報 特開２０１３−１２７５９２号公報 特開２０１３−１５６３５１号公報

Claims (4)

1. トナー像を担持する像担持回転体と、該像担持回転体に接触して１次転写ニップを形成する１次転写ニップ形成部材と、上記像担持回転体と上記１次転写ニップ形成部材との間に挟み込んで上記像担持回転体上に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、該中間転写体に接触して２次転写ニップを形成する２次転写ニップ形成部材と、上記中間転写体と上記２次転写ニップ形成部材との間に挟み込んだ転写紙に上記中間転写体上のトナー像を転写するための２次転写バイアスを出力する電源と、上記像担持回転体を駆動させる第１駆動手段と、上記中間転写体を駆動させる第２駆動手段と、上記第１駆動手段の駆動及び上記第２駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段とを有する画像形成装置において、
   上記電源は、極性が交互に切り替わる振動バイアス又は直流成分からなる直流バイアスのいずれかを出力し、
   上記電源が上記２次転写バイアスとして上記振動バイアスを出力するときに、上記駆動制御手段は、上記像担持回転体の線速度Ｖ０と上記中間転写体の線速度Ｖ１とを互いに異ならせ、上記電源が上記直流バイアスを出力するときよりも、（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ１×１００の絶対値である線速差を大きくするように、上記第１駆動手段の駆動及び上記第２駆動手段の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像を担持する像担持回転体と、該像担持回転体に接触して１次転写ニップを形成する１次転写ニップ形成部材と、上記像担持回転体と上記１次転写ニップ形成部材との間に挟み込んで上記像担持回転体上に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、該中間転写体に接触して２次転写ニップを形成する２次転写ニップ形成部材と、上記中間転写体と上記２次転写ニップ形成部材との間に挟み込んだ転写紙に上記中間転写体上のトナー像を転写するために、極性が交互に切り替わる振動バイアス又は直流成分からなる直流バイアスのいずれかを出力する電源と、上記像担持回転体を駆動させる第１駆動手段と、上記中間転写体を駆動させる第２駆動手段と、上記第１駆動手段の駆動及び上記第２駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段とを有する画像形成装置において、
   上記像担持回転体の線速度をＶ０とするとともに上記中間転写体の線速度をＶ１とするとき、（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ１×１００の絶対値である線速差を設定する線速差設定手段と、
   該線速差設定手段により設定された上記線速差が所定値以上のとき、上記振動バイアスを出力するように上記電源を制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   上記振動バイアスは、直流成分に交流成分が重畳された重畳バイアスであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３記載の画像形成装置において、
   上記電源は、上記交流成分の周波数をｆ［Ｈｚ］、上記２次転写ニップの上記像担持回転体の表面移動方向の長さであるニップ幅をｄ［ｍｍ］、上記像担持回転体の線速度をｖ［ｍｍ／ｓ］としたとき、ｆ＞（４／ｄ）×ｖを満たすように、上記重畳バイアスを出力することを特徴とする画像形成装置。

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