JP2013033205A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーモードに関わらず良好な転写性を得ることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】直流電圧に交流電圧を重畳した重畳転写バイアスを印加して画像転写が可能な画像形成装置において、複数色のトナーにより画像を形成するカラーモード時に、前記重畳転写バイアスにおけるトナー戻し電界（図中に斜線を付した部分に相当する）を単色モード時と同程度以上確保するように、前記重畳転写バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時よりも大きくするように制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置においては、あらかじめ一様に帯電された感光体等の像担持体上に光学的な画像情報を形成することによって得た帯電潜像を、現像装置からのトナーによって可視化し、この可視像を転写紙等の記録媒体上に直接又は中間転写ベルト等の中間転写体を介して転写し、記録媒体上に定着することによって画像形成を行っている。

このような画像形成装置において、従来、転写手段に直流バイアスを印加して画像（トナー像）を記録媒体に転写させるＤＣ転写方式が広く採用されている。また、近年では、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳バイアス（交流バイアスと呼ばれることもある）を用いるＡＣ転写方式（以下、本願では、転写バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳した重畳バイアスを用いた転写をＡＣ転写と記す）を採用したものも現れている。ＡＣ転写方式は、表面に凹凸が存在しているような記録媒体（用紙）への転写性において、ＤＣ転写方式よりも優れるとされ、転写率の向上や中抜けなどの異常画像を改善できることが知られている。

しかしながら、ＡＣ転写方式を用いる場合に、モノクロ画像を形成するモノクロモード時と、多色画像又はフルカラー画像を形成するカラーモード時とで、同じ転写バイアスを印加したのでは、最適な転写姓を得ることはできない。

特開２００４−１１７９２０号公報（特許文献１）には、カラーモードによって、転写バイアスとして印加する直流電圧の値を変更することが提案されている。ＤＣ転写方式を用いる上記特許文献１においては、トナーの載り量差に起因する転写不良を防止するために、モノクロ画像を形成する場合の転写電圧よりもカラー画像を形成する場合の転写電圧を大きくしている。

ところが、ＡＣ転写方式では、転写電圧に比例して転写性が向上するわけではなく、単純に転写電圧を大きくしても、トナーの載り量の多いカラー画像を良好に転写することができないという問題があった。

本発明は、転写バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳して印加可能に構成された従来の画像形成装置における上述の問題を解決し、カラーモードに関わらず良好な転写性を得ることのできる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳転写バイアスを印加して像担持体に担持されたトナー像を記録媒体へ転写可能な画像形成装置において、複数色のトナーにより画像を形成するカラーモード時に、前記重畳転写バイアスにおける記録媒体から前記像担持体へとトナーを戻す側の電界であるトナー戻し電界を確保するように、前記重畳転写バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から変更することにより解決される。

本発明の画像形成装置によれば、カラーモード時に、重畳転写バイアスにおけるトナー戻し電界を確保するように、重畳転写バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から変更することによって、トナー載り量の多いカラーモード時においても、良好な転写性を得ることができ、かつ、凹凸の大きな用紙に対しても用紙凹部への良好な転写性を得ることができる。

本発明が適用される画像形成装置の一例を示す断面構成図である。 その画像形成装置の画像形成ユニットを示す構成図である。 二次転写バイアスとしての重畳バイアス波形の一例を示す波形図である。 カラー画像を良好に転写できないバイアス波形の一例を示す波形図である。 本発明によるカラーモード時の重畳バイアス波形の一例を示す波形図である。 直接転写方式のカラープリンタの概略を示す断面構成図である。 １ドラム型のカラー画像形成装置の概略を示す断面構成図である。 転写部の構成が異なる変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明が適用される画像形成装置の一例である中間転写方式のカラー画像形成装置（以下、単にプリンタと呼ぶ）の概略を示す断面構成図である。この図に示すプリンタは、中間転写体としての無端状ベルト（中間転写ベルト５１）を有しており、その中間転写ベルト５１の上部走行辺に沿って、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色トナー画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが並設され、タンデム作像部を構成している。

各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは扱うトナーの色が異なるのみで構成は同一であるため、図２を参照して一つの画像形成ユニットについてのみ説明する。図２に示すように、画像形成ユニットは、像担持体としての感光体ドラム１１、感光体ドラム１１の表面を帯電ローラによって帯電する帯電装置２１、感光体ドラム１１上の潜像を可視化する現像装置３１、感光体ドラム１１から中間転写ベルト５１にトナー像を転写させる一次転写手段としての転写ローラ５５、感光体ドラム１１表面をクリーニングするクリーニング装置４１等を備えている。本実施形態では、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、プリンタ本体に対して脱着可能に設けられている。

本例の感光体１１は、ドラム基体の表面上に有機感光層が形成された外径６０ｍｍ程度のドラム形状のものであって、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動される。帯電装置２１は、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体ドラム１１に接触あるいは近接させながら、帯電ローラと感光体１１との間に放電を発生させることで、感光体表面を一様帯電せしめる。本実施形態では、トナーの正規帯電極性と同じマイナス極性に一様帯電せしめる。帯電バイアスとしては、直流電圧に交流電圧を重畳したものを採用している。帯電ローラを用いる方式に変えて、帯電チャージャによる方式を採用しても良い。

現像装置３１は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤が収容される収容容器内に、現像剤担持体としての現像スリーブ３１ａ及び現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌部材としての２本のスクリュー部材３１ｂ，３１ｃを備えている。なお、１成分現像剤を用いる現像装置を採用することも可能である。

クリーニング装置４１は、クリーニングブレード４１ａと、クリーニングブラシ４１ｂを備えている。クリーニングブレード４１ａは、感光体ドラム１１の回転方向に対してカウンタ方向から感光体ドラム１１と当接している状態で、クリーニングブラシ４１ｂは感光体ドラム１１と逆方向に回転しながら接触している状態で感光体ドラム１１表面をクリーニングする。

図１に戻り、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方には、潜像書込手段たる光書込ユニット８０が配設されている。この光書込ユニット８０は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいてレーザーダイオードから発したレーザー光により、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを光走査する。この光走査により、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。具体的には、感光体１１の一様帯電した表面の全域のうち、レーザー光が照射された箇所は、電位を減衰せしめる。これにより、レーザー照射箇所の電位が、それ以外の箇所（地肌部）の電位よりも小さい静電潜像となる。なお、光書込ユニット８０は、光源から発したレーザー光Ｌを、図示しないポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏光せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤから発したＬＥＤ光によって光書込を行うものを採用してもよい。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの下方には、無端状の中間転写ベルト５１を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる転写装置としての転写ユニット５０が配設されている。転写ユニット５０は、像担持体たる中間転写ベルト５１の他に、駆動ローラ５２、二次転写裏面ローラ５３、クリーニングバックアップローラ５４、４つの一次転写ローラ５５、ニップ形成ローラ５６、ベルトクリーニング装置５７、電位センサ５８などを有している。

中間転写ベルト５１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ５２、二次転写裏面ローラ５３、クリーニングバックアップローラ５４、及び４つの一次転写ローラ５５によって張架されており、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ５２の回転力により、同方向に無端移動せしめられる。中間転写ベルト５１としては、次のような特性を有するものを用いている。即ち、厚みは２０［μｍ］〜２００［μｍ］、好ましくは６０［μｍ］程度である。表面抵抗率は９．０〜１３．０［ＬｏｇΩ／□］、好ましくは１０．０〜１２．０［ＬｏｇΩ／□］である（ＨＲＳプローブにて、印加電圧５００Ｖ、１０ｓｅｃ値の条件で測定）。また、体積抵抗率は６．０〜１３［ＬｏｇΩ・ｃｍ］、好ましくは７．５〜１２．５［ＬｏｇΩ・ｃｍ］、より好ましくは約９［ＬｏｇΩ・ｃｍ］程度である（ＨＲＳプローブにて、印加電圧１００Ｖ、１０ｓｅｃ値の条件で測定）。また、材料は、カーボン分散ポリイミド樹脂からなる。

４つの一次転写ローラ５５は、無端移動せしめられる中間転写ベルト５１を感光体１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト５１のおもて面と、感光体１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。一次転写ローラ５５には、図示しない転写バイアス電源によってそれぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の各色トナー像と、各色一次転写ローラ５５との間に転写電界が形成され、転写電界やニップ圧の作用により、感光体１１上から中間転写ベルト５１上にトナー像が一次転写される。Ｙトナー像上にＭ，Ｃ，Ｋトナー像が、順次重ね合わせて一次転写されることにより、中間転写ベルト５１上には４色重ね合わせトナー像が形成される。

モノクロ画像を形成する場合には、転写ユニット５０におけるＹ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ローラ５５Ｙ，Ｍ，Ｃを支持している図示しない支持板を移動せしめて、一次転写ローラ５５Ｙ，Ｍ，Ｃを、感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃから遠ざける。これにより、中間転写ベルト５１のおもて面を感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃから引き離して、中間転写ベルト５１をＫ用の感光体１１Ｋだけに当接させる。この状態で、４つの画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の画像形成ユニット１Ｋだけを駆動して、Ｋトナー像を感光体１１Ｋ上に形成する。

一次転写ローラ５５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している弾性ローラからなり、本例では次のような特性を有している。ローラ外形は１６［ｍｍ］で、心金の径は１０［ｍｍ］である。５［Ｎ］／片側の加重を加え、転写ローラ軸に１［ｋＶ］のバイアスを印加し、１分の測定間にローラを１回転させながら抵抗値を測定し、その平均値を体積抵抗とする回転測定法により、オームの法則（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）に基づいて算出したスポンジ層の抵抗Ｒは、１ｅ６Ω〜１ｅ９Ω、好ましくは約３Ｅ７Ωである。このような一次転写ローラ５５に対して、一次転写バイアスを定電流制御で印加する。なお、転写ローラに代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。

転写ユニット５０のニップ形成ローラ５６は、中間転写ベルト５１のループ外側に配設されており、ループ内側の二次転写裏面ローラ５３との間に中間転写ベルト５１を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト５１のおもて面と、ニップ形成ローラ５６とが当接する二次転写ニップが形成されている。ニップ形成ローラ５６は接地されているのに対し、二次転写裏面ローラ５３には、二次転写バイアス電源２００によって二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写裏面ローラ５３とニップ形成ローラ５６との間に、トナーを二次転写裏面ローラ５３側からニップ形成ローラ５６側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。

転写ユニット５０の下方には、記録紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給紙カセット１００が配設されている。この給紙カセット１００は、紙束の一番上の記録紙Ｐに給紙ローラ１０１を当接させており、これを所定のタイミングで回転駆動させることで、その記録紙Ｐを給紙路に向けて送り出す。給紙路の末端付近には、レジストローラ対１０２が配設されている。このレジストローラ対１０２は、給紙カセット１００から送り出された記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに両ローラの回転を停止させる。そして、挟み込んだ記録紙Ｐを二次転写ニップ内で中間転写ベルト５１上のトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、記録紙Ｐを二次転写ニップに向けて送り出す。二次転写ニップで記録紙Ｐに密着せしめられた中間転写ベルト５１上のトナー像は、二次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括二次転写される。このようにして表面にフルカラートナー像またはモノクロトナー像が形成された記録紙Ｐは、二次転写ニップを通過すると、ニップ形成ローラ５６や中間転写ベルト５１から曲率分離する。

二次転写裏面ローラ５３（二次転写ローラ）は、ステンレスやアルミニウム等からなる芯金に抵抗層を積層したものである。抵抗層は、ポリカーボネート，フッ素系ゴム，シリコン系ゴム等にカーボンや金属錯体等の導電粒子を分散させたもの、あるいはＮＢＲやＥＰＤＭ等のゴム、ＮＢＲ／ＥＣＯ共重合のゴム、ポリウレタンの半導電性ゴム等よりなる。上記した一次転写ローラの場合と同様の回転測定法により測定した二次転写裏面ローラ５３の体積抵抗は６．０〜８．０［ＬｏｇΩ］、好ましくは７．０〜８．０［ＬｏｇΩ］である。また、硬度２０度〜５０度の発泡タイプでも、ゴム硬度３０度〜６０度のゴムタイプでもよいが、中間転写ベルト５１を介してニップ形成ローラ５６と接触するので、小さな接触圧力でも非接触部分が生じないスポンジタイプが望ましい。中間転写ベルト５１と二次転写裏面ローラ５３の接触圧力が大きいほど、文字や細線の中抜けが生じ易いので、これを防止するためである。

また、ニップ形成ローラ５６（対向ローラ）は、ステンレスやアルミニウム等からなる芯金上に導電性ゴム等からなる抵抗層と表層を積層して形成してある。本例では、ローラの外径は２０［ｍｍ］、芯金は直径１６［ｍｍ］のステンレスである。抵抗層はＮＢＲ／ＥＣＯの共重合体よりなる硬度４０〜６０度［ＪＩＳ−Ａ］のゴムである。表層は、含フッ素ウレタンエラストマーからなり、その厚みは８〜２４［μｍ］が望ましい。その理由としては、ローラの表層は塗装工程により製造されることが多いので、表層の厚みが８μｍ以下では、塗布ムラによる抵抗ムラの影響が大きく、抵抗の低い箇所でリークが発生する可能性があり好ましくない。また、ローラ表面にシワが生じて、表層がひび割れるという問題も生じ易い。一方、表層の厚みが２４μｍ以上に厚くなると抵抗が高くなり、体積抵抗率が高い場合には二次転写裏面ローラ５３の芯金に定電流を印加したときの電圧が上昇することがあり、定電流電源の電圧可変範囲を超えるので目標の電流以下の電流になったり、電圧可変範囲が十分高い範囲の場合には定電流電源から二次転写裏面ローラ芯金までの高圧経路や二次転写裏面ローラ芯金が高電圧になることによるリークが発生し易くなる。また、ニップ形成ローラ５６の表層の厚みが２４μｍ以上に厚いと硬度が高くなり、記録媒体（紙等）や中間転写ベルトとの密着性が悪くなるという問題もある。ニップ形成ローラ５６の表面抵抗は１０^６．５［Ω］以上であり、ニップ形成ローラ５６の表層の体積抵抗は６．０〜１２．０［ＬｏｇΩ］である。あるいはＳＵＳなどの金属ローラを使用する場合の好ましい体積抵抗は４．０［ＬｏｇΩ］である。体積抵抗の測定方法は、上記した回転測定法による。

電位センサ５８は、中間転写ベルト５１のループ外側に配設されている。そして、中間転写ベルト５１の周方向における全域のうち、接地された駆動ローラ５２に対する掛け回し箇所に対して、約４［ｍｍ］の間隙を介して対向している。そして、中間転写ベルト５１上に一次転写されたトナー像が自らとの対向位置に進入した際に、そのトナー像の表面電位を測定する。なお、電位センサ５８としては、ＴＤＫ（株）社製のＥＦＳ−２２Ｄを用いている。

二次転写ニップの図中右側方には、定着装置９０が配設されている。この定着装置９０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ９１と、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ９２とによって定着ニップを形成している。定着装置９０内に送り込まれた記録紙Ｐは、その未定着トナー像担持面を定着ローラ９１に密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化さしめられて、フルカラー画像が定着せしめられる。定着装置９０内から排出された記録紙Ｐは、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。

本実施形態のプリンタが備える二次転写バイアス出力手段としての二次転写バイアス電源２００は、直流電源と交流電源とを有しており、二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（重畳バイアス）を出力することができる。二次転写バイアス電源２００の出力端子は、二次転写裏面ローラ５３の芯金に接続されている。該ローラの芯金の電位は、二次転写バイアス電源２００からの出力電圧値とほぼ同じ値になる。また、ニップ形成ローラ５６については、その芯金を接地（アース接続）している。この場合、正規帯電極性がマイナス極性のトナーを用いるとすると、直流電圧としてトナーと同じマイナ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同じマイナス極性にする。なお、本発明において、交流電圧は、０Ｖ（ゼロボルト）をクロスするゼロクロス波形のものを用いるものとする。

ところで、二次転写部の構成は上記に限らず、二次転写裏面ローラ５３を接地し、かつ、重畳バイアスをニップ形成ローラ５６に印加する構成としてもよい。この場合、直流電圧としてはトナーと逆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する。交流電圧はゼロクロス波形のものを用いることに変わりはない。

さらに、直流電圧を、二次転写裏面ローラ５３またはニップ形成ローラ５６のどちらか一方に印加するとともに、交流電圧を他方のローラに印加する構成としてもよい。この場合も、直流電圧を二次転写裏面ローラ５３に印加する場合は直流電圧としてトナーと同じマイナス極性のものを用い、直流電圧をニップ形成ローラ５６に印加する場合は直流電圧としてトナーと逆のプラス極性のものを用いる。交流電圧はゼロクロス波形のものを用いることに変わりはない。

正規帯電極性がプラス極性のトナーを用いることも可能であり、その場合は、上記説明した直流電圧の極性は、上記の場合と逆の極性のものを用いる。この場合も交流電圧はゼロクロス波形のものを用いることに変わりはない。

なお、本実施形態では重畳バイアスにおける交流電圧は正弦波状のものを採用しているが、矩形波状の波形のものを用いてもよい。

ここで、重畳バイアスを用いた場合の転写作用について図３を参照して説明する。
図３は、二次転写バイアス電源２００から出力される重畳バイアスからなる二次転写バイアス波形の一例を示す波形図である。ここでは、二次転写バイアス（重畳バイアス）を二次転写裏面ローラ５３に印加する場合で説明する。なお、電位差は絶対値として取り扱われることが一般的であるが、本稿では、極性付きの値として取り扱うものとする。より詳しくは、二次転写裏面ローラの芯金の電位から、ニップ形成ローラの芯金の電位を差し引いた値を、電位差として取り扱うことにする。かかる電位差の時間平均値は、本実施形態のようにトナーとしてマイナス極性のものを用いる構成では、その極性がマイナスになった場合に、ニップ形成ローラ５６の電位を二次転写裏面ローラ５３の電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側（本例ではプラス側）に大きくすることになる。よって、トナーを二次転写裏面ローラ５３側からニップ形成ローラ５６側に静電移動させることになる。

図３において、左側部分は、二次転写バイアスの交流成分と直流成分を分けて図示したものである。ここでは交流成分として正弦波状のものを用いており、プラス側のピーク値＋ａＶと、マイナス側のピーク値−ａＶとを具備している。したがって、交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐは２ａＶとなる。直流成分は−ｂＶの電圧とする。

両者を重畳したものを図の右側部分に示してある。オフセット電圧Ｖｏｆｆは、重畳バイアスの直流成分の値と同じである。上述したように、重畳バイアスは交流成分（Ｖｐｐ）と直流成分（Ｖ）とを重畳したものであり、その時間平均値はオフセット電圧Ｖｏｆｆと同じ値になる。０Ｖを中心にプラス側のピーク値とマイナス側のピーク値が同じ値の交流成分と、本例では−ｂＶの電圧を有する直流成分とを重畳した結果、重畳バイアスはマイナス側にオフセットした正弦波状の波形となり、プラス側のピーク値「＋（ａ−ｂ）Ｖ」と、マイナス側のピーク値「−（ａ＋ｂ）Ｖ」とを具備している。

図３の右側部分に示す重畳バイアスにおいて、０Ｖから上のプラス側の部分は、トナーを記録紙側からベルト側に戻す方向に作用する部分であり、０Ｖから下のマイナス側の部分は、二次転写ニップ内でトナーを中間転写ベルト側から記録紙側に移動させる方向に作用する部分である。そして、時間平均値であるオフセット電圧Ｖｏｆｆをトナーと同じ極性（本例ではマイナス）にすることで、トナーを往復移動させながら、相対的にはベルト側から記録紙側に移動させて記録紙上に転移させることが可能になる。

和紙調の用紙やエンボス加工が施された用紙など、表面の凹凸の大きい記録用紙を用いる場合には、重畳バイアスを印加することにより、上述のように、トナーを往復移動させながら相対的にはベルト側から記録紙側に移動させて記録紙上に転移させることで、用紙凹部への転写性を向上させ、転写率の向上や中抜けなどの異常画像を改善させることができることが知られている。重畳バイアスにおいては、上記プラス側の部分が、凹凸紙に対する転写性の向上に寄与するものと言うことができる。また、上記マイナス側の部分は、通常の転写に必要な部分（トナーをベルト側から記録紙側に移動させる作用）と言うことができる。

ところで、本実施形態のプリンタにおいては、１色のトナーによる単色画像だけではなく、４色トナーによるフルカラー画像あるいは２色又は３色の多色画像を形成することが可能である。１色のトナーによる単色画像を転写させる場合に比べ、トナー量の多いフルカラー画像あるいは多色画像（以下、フルカラー画像と多色画像を総称してカラー画像と呼ぶ）を転写させる場合には、より転写性を高めることが要求される。例えば上述の特開２００４−１１７９２０号公報（特許文献１）には、カラーモードによって、転写バイアスとして印加する直流電圧の値を変更することが提案されている。ＤＣ転写方式を用いる上記特許文献１においては、トナーの載り量差に起因する転写不良を防止するために、モノクロ画像を形成する場合の転写電圧よりもカラー画像を形成する場合の転写電圧を大きくしている。

ところが、本願発明者が研究を重ねた結果、直流電圧に交流電圧を重畳させた重畳バイアスを用いるＡＣ転写方式では、転写電圧に比例して転写性が向上するわけではなく、単純に転写電圧を大きくしても、トナーの載り量の多いカラー画像を良好に転写することができないことを見出した。その点について図４を参照して説明する。

仮に、図３に示す重畳バイアスで、ブラックトナーによるモノクロモード（単色モード）時に良好な転写性が得られていたとする。
そして、トナー載り量の多いカラーモード（カラー画像を形成する作像モード）時に対応すべく、図４に示すように、ＤＣ成分の電圧値を図３の「−ｂＶ」から「−ｃＶ」にアップさせたとする（ｃ＞ｂ）。この場合、図４の右側部分に示すように、重畳バイアス波形においては、オフセット電圧は大きく（絶対値が大きく）なったものの、図に矢印で示す０Ｖから上のプラス側の部分、すなわちトナーを記録紙側からベルト側に戻す方向に作用する電界が小さく（図３の場合よりも小さく）なってしまったため、重畳バイアスの特徴であるトナーを往復移動させる作用が低減し、転写電圧（ここでは直流電圧）を大きくしたにもかからわず転写性のアップにつながらないことが分かった。

そこで、本発明では、トナー載り量の多いカラーモード時には、図５に示すように、図中に斜線を付して示す０Ｖから上のプラス側の部分、すなわち、トナーを記録紙側からベルト側に戻す方向に作用する部分（戻し電界）を確保する（単色モード時と同程度以上確保する）ように、直流電圧及び交流電圧の双方を単色モード時から切り替える（変更する）。

これにより、図５と図３を比較して分かるように、オフセット電圧を大きくして転写性（トナーをベルト側から記録紙側に移動させる電界）をアップしつつ、かつ、単色モード時と同程度以上にトナー戻し電界（０Ｖから上のプラス側の部分）も確保できるため、トナー載り量の多いカラー画像（フルカラー画像、多色画像）を転写させるカラーモード時においても、良好な転写性を得ることができるようになった。しかも、トナー戻し電界が確保されるために、用紙表面の凹凸の大きな用紙に対しても用紙凹部への充分な転写性が得られるという効果もある。

なおここでは、重畳バイアスにおける直流成分及び交流成分の双方を電圧で制御する場合で説明したが、直流成分は電流制御でも良い。交流成分に関しては、電流制御が可能な電源構成はコスト高となるため、本実施形態では、直流成分を電流制御する場合でも交流成分は電圧制御とする。

具体的な制御例を電圧制御の場合（実施例１）と、直流成分を電流制御した場合（実施例２）、の２例について示す。なお、ここでの転写性評価には凹凸紙である特殊製紙株式会社製のレザック６６（商品名）、１３０ｋｇ用紙を使用した。

まず、直流成分及び交流成分の双方を定電圧制御した場合（実施例１）、ブラックカラーによるモノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスは、ＤＣ成分の電圧値が−０．８ｋＶ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧が７ｋＶで良好な転写性を得られていた。転写性を５段階評価した（数値が高いほど優秀とする）官能テストでは、上記電圧値で評価結果「５」であった。上記電圧値は、図３に当てはめると、ａ＝±３．５ｋＶでＡＣ成分のＶｐｐ＝２ａＶ＝７ｋＶ，ＤＣ成分の電圧値Ｖ＝−ｂＶ＝−０．８ｋＶとなる。重畳バイアスにおけるトナー戻し側の電圧のピーク値は、＋（ａ−ｂ）＝＋２．７ｋＶ、絶対値で２．７ｋＶとなる。

この電圧値のままカラーモードで評価したところ、評価結果「１」となった。そこで、ＤＣ成分の電圧値を−０．９Ｖに上げるとともに、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を９ｋＶに上げたところ、評価結果「５」を得ることができた。これを図５に当てはめると、ｄ＝±４．５ｋＶでＡＣ成分のＶｐｐ＝２ｄＶ＝９ｋＶ，ＤＣ成分の電圧値Ｖ＝−ｃＶ＝−０．９ｋＶとなる。重畳バイアスにおけるトナー戻し側の電圧のピーク値は、＋（ｄ−ｃ）＝＋３．６ｋＶ、絶対値で３．６ｋＶとなる。なお、直流及び交流の双方とも定電圧制御である。カラーモード時に、単色モード時と同程度以上のトナー戻し側の電圧の絶対値を確保することにより、トナー載り量が多い場合でも転写部においてトナーを往復移動させることができるため、良好な転写性を得ることができる。

次に、直流成分を定電流制御（交流成分は定電圧制御）した場合（実施例２）、ブラックカラーによるモノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスは、ＤＣ成分の電流値が−１８μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧が８ｋＶで良好な転写性を得られていた。転写性を５段階評価した官能テストでは、上記電流値及び電圧値で評価結果「５」であった。

この値のままカラーモードで評価したところ、評価結果「１」となった。そこで、ＤＣ成分の電流値を−２２μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を９ｋＶに上げたところ、評価結果「５」を得ることができた。なお、直流成分は定電流制御、交流成分は定電圧制御である。直流成分を定電流制御することにより、直流成分を定電圧制御する場合と比べ、環境条件や紙種への対応性が向上する。

このように、重畳バイアスによる転写制御を行う画像形成装置において、カラーモード時には、重畳バイアスにおけるトナー戻し電界を確保するように、重畳バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から切り替える制御によって、トナー載り量の多いカラーモード時においても、良好な転写性を得ることができ、かつ、凹凸の大きな用紙に対しても用紙凹部への良好な転写性を得ることができる。

なお、上記実施例１及び実施例２は、ある機械を用いた場合の具体的な数値の一例を示したものであり、電圧又は電流の数値は、転写部の構成や用いている部材の材質、トナーの物性等に応じて適宜な値を設定すればよいものである。

カラーモード時に、単色モード時と同程度以上のトナー戻し電界を確保することによって、トナー載り量が多い場合でも転写部においてトナーを往復移動させることができるため、良好な転写性を得ることができる。また、凹凸紙に対しても良好な転写性が得られる。

カラーモード時に印加するバイアス（電圧又は／及び電流）を、単色モード時よりも大きくすることによて、トナー載り量が多いカラーモード時における転写不良を防ぎ、良好な転写性を得ることができる。また、凹凸紙に対しても良好な転写性が得られる。

重畳バイアスの直流成分及び交流成分の双方を定電圧制御する場合には、電源構成のコスト上昇を抑制することができる。
重畳バイアスの直流成分を定電流制御することにより、定電圧制御する場合と比べ、環境条件や紙種への対応性が向上する。

なお、上記実施例１及び実施例２では単色モード時とカラーモード時でバイアスを切り替える例を示したが、これに用紙種類を組み合わせることも可能である。例えば、凹凸が大きな用紙を用いたカラーモード時には、上記実施例１及び実施例２で例示した値よりも、さらに大きな電圧又は／及び電流値の重畳バイアスを印加するようにしても良い。用紙種類は画像形成装置が複写装置であれば通常、操作パネルから指定可能であるし、プリンタの場合はホストマシンからの印刷設定で指定可能である。カラーモードも同様に指定可能であるため、これらによって凹凸が大きな用紙を用いたカラーモードが指定された場合には、例えば、直流成分及び交流成分の双方を電圧制御する場合であれば、ＤＣ成分の電圧値を−０．９Ｖに、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を１０ｋＶに設定するなどである。

次に、用紙種類に対応する具体的な制御例を実施例３〜６として説明する。この実施例３〜６では、上記実施例２と同じく直流成分を定電流制御（交流成分は定電圧制御）するものとする。

［実施例３］
実施例３で用いる用紙（以下、紙種Ａ）は、体積抵抗率が１０．７７［ＬｏｇΩ・ｃｍ］、用紙おもて面の表面抵抗率は１２．７６［ＬｏｇΩ／□］、用紙裏面の表面抵抗率は１２．４０［ＬｏｇΩ／□］、溝深さは約５０μｍである。溝深さの測定は株式会社キーエンス製レーザ顕微鏡ＶＫ−９５００を用いておこない、サンプル用紙中の最大凹凸量を「溝深さ」とした。

ブラックカラーによるモノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスは、ＤＣ成分の電流値が−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧が３．７ｋＶで良好な転写性を得られていた。転写性を５段階評価した官能テストでは、上記電流値及び電圧値で評価結果「５」であった。

また、紙種Ａへの転写時の、ＤＣ成分の電圧値は、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境において、−０．７ｋＶであった。バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、−０．７ｋＶの±３０％の範囲であった。

この値のままカラーモードで評価したところ、評価結果「１」となった。そこで、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．２ｋＶに上げたところ、評価結果「５」を得ることができた。

また、紙種Ａへの転写時の、ＤＣ成分の電圧値は、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境において、−１ｋＶであった。バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、電圧値の変動範囲は低温低湿環境から高温高湿環境のすべてにおいて−１ｋＶの±３０％の範囲内であった。

なお、直流成分は定電流制御、交流成分は定電圧制御である。直流成分を定電流制御することにより、直流成分を定電圧制御する場合と比べ、環境条件や紙種への対応性が向上する。

このように、重畳バイアスによる転写制御を行う画像形成装置において、カラーモード時には、重畳バイアスにおけるトナー戻し力を確保するように、重畳バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から切り替える制御によって、トナー載り量の多いカラーモード時においても、良好な転写性を得ることができ、かつ、凹凸の大きな用紙に対しても用紙凹部への良好な転写性を得ることができる。

モノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスの上記電圧値は、図３に当てはめると、ａ＝±１．８５ｋＶでＡＣ成分のＶｐｐ＝２ａＶ＝３．７ｋＶ，ＤＣ成分の電圧値Ｖ＝−ｂＶ＝−０．７ｋＶとなる。重畳バイアスにおけるトナー戻し側の電圧のピーク値は、＋（ａ−ｂ）＝＋１．１５ｋＶ、絶対値で１．１５ｋＶとなる。

この電圧値のままカラーモードで評価したところ、評価結果「１」となった。そこで、ＤＣ成分の電圧値を−１．０ｋＶに上げるとともに、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．２ｋＶに上げたところ、評価結果「５」を得ることができた。これを図５に当てはめると、ｄ＝±３．１ｋＶでＡＣ成分のＶｐｐ＝２ｄＶ＝６．２ｋＶ，ＤＣ成分の電圧値Ｖ＝−ｃＶ＝−１．０ｋＶとなる。重畳バイアスにおけるトナー戻し側の電圧のピーク値は、＋（ｄ−ｃ）＝＋２．１ｋＶ、絶対値で２．１ｋＶとなる。なお、直流及び交流の双方とも定電圧制御である。カラーモード時に、単色モード時と同程度以上のトナー戻し側の電圧の絶対値を確保することにより、トナー載り量が多い場合でも転写部においてトナーを往復移動させることができるため、良好な転写性を得ることができる。

バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、低温低湿環境から高温高湿環境のすべてにおいて、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境の場合と同様、カラーモード時のトナー戻し側の電圧の絶対値（ｋＶ）は、単色モード時のトナー戻し側の電圧の絶対値（ｋＶ）と同程度以上の大きさであった。

［実施例４］
実施例４で用いる用紙（以下、紙種Ｂ）は、体積抵抗率が１０．９６［ＬｏｇΩ・ｃｍ］、用紙おもて面の表面抵抗率は１３．１０［ＬｏｇΩ／□］、用紙裏面の表面抵抗率は１３．２５［ＬｏｇΩ／□］、溝深さは１００μｍである。溝深さの測定は株式会社キーエンス製レーザ顕微鏡ＶＫ−９５００を用いておこない、サンプル用紙中の最大凹凸量を「溝深さ」とした。

ブラックカラーによるモノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスは、ＤＣ成分の電流値が−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧が４．０ｋＶで良好な転写性を得られていた。転写性を５段階評価した官能テストでは、上記電流値及び電圧値で評価結果「５」であった。

また、紙種Ｂへの転写時の、ＤＣ成分の電圧値は、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境において、−０．７ｋＶであった。バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、−０．７ｋＶの±３０％の範囲であった。

この値のままカラーモードで評価したところ、評価結果「１」となった。そこで、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．４ｋＶに上げたところ、評価結果「５」を得ることができた。

また、紙種Ｂへの転写時の、ＤＣ成分の電圧値は、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境において、−１．１ｋＶであった。バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、電圧値の変動範囲は低温低湿環境から高温高湿環境のすべてにおいて−１．１ｋＶの±３０％の範囲内であった。

なお、直流成分は定電流制御、交流成分は定電圧制御である。直流成分を定電流制御することにより、直流成分を定電圧制御する場合と比べ、環境条件や紙種への対応性が向上する。

このように、重畳バイアスによる転写制御を行う画像形成装置において、カラーモード時には、重畳バイアスにおけるトナー戻し力を確保するように、重畳バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から切り替える制御によって、トナー載り量の多いカラーモード時においても、良好な転写性を得ることができ、かつ、凹凸の大きな用紙に対しても用紙凹部への良好な転写性を得ることができる。

モノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスの上記電圧値は、図３に当てはめると、ａ＝±２．０ｋＶでＡＣ成分のＶｐｐ＝２ａＶ＝４．０ｋＶ，ＤＣ成分の電圧値Ｖ＝−ｂＶ＝−０．７ｋＶとなる。重畳バイアスにおけるトナー戻し側の電圧のピーク値は、＋（ａ−ｂ）＝＋１．３０ｋＶ、絶対値で１．３０ｋＶとなる。

この電圧値のままカラーモードで評価したところ、評価結果「１」となった。そこで、ＤＣ成分の電圧値を−１．１ｋＶに上げるとともに、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．４ｋＶに上げたところ、評価結果「５」を得ることができた。これを図５に当てはめると、ｄ＝±３．２ｋＶでＡＣ成分のＶｐｐ＝２ｄＶ＝６．４ｋＶ，ＤＣ成分の電圧値Ｖ＝−ｃＶ＝−１．１ｋＶとなる。重畳バイアスにおけるトナー戻し側の電圧のピーク値は、＋（ｄ−ｃ）＝＋２．１ｋＶ、絶対値で２．１ｋＶとなる。なお、直流及び交流の双方とも定電圧制御である。カラーモード時に、単色モード時と同程度以上のトナー戻し側の電圧の絶対値を確保することにより、トナー載り量が多い場合でも転写部においてトナーを往復移動させることができるため、良好な転写性を得ることができる。

バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、低温低湿環境から高温高湿環境のすべてにおいて、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境の場合と同様、カラーモード時のトナー戻し側の電圧の絶対値（ｋＶ）は、単色モード時のトナー戻し側の電圧の絶対値（ｋＶ）と同程度以上の大きさであった。

［実施例５］
実施例５で用いる用紙（以下、紙種Ｃ）は、体積抵抗率が１１．１８［ＬｏｇΩ・ｃｍ］、用紙おもて面の表面抵抗率は１２．９９［ＬｏｇΩ／□］、用紙裏面の表面抵抗率は１３．１１［ＬｏｇΩ／□］、溝深さは約８０μｍである。溝深さの測定は株式会社キーエンス製レーザ顕微鏡ＶＫ−９５００を用いておこない、サンプル用紙中の最大凹凸量を「溝深さ」とした。

ブラックカラーによるモノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスは、ＤＣ成分の電流値が−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧が４．３ｋＶで良好な転写性を得られていた。転写性を５段階評価した官能テストでは、上記電流値及び電圧値で評価結果「５」であった。

また、紙種Ｃへの転写時の、ＤＣ成分の電圧値は、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境において、−０．９ｋＶであった。バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、−０．９ｋＶの±３０％の範囲であった。

この値のままカラーモードで評価したところ、評価結果「１」となった。そこで、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．７ｋＶに上げたところ、評価結果「５」を得ることができた。

また、紙種Ｃへの転写時の、ＤＣ成分の電圧値は、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境において、−１．３ｋＶであった。バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、電圧値の変動範囲は低温低湿環境から高温高湿環境のすべてにおいて−１．３ｋＶの±３０％の範囲内であった。

なお、直流成分は定電流制御、交流成分は定電圧制御である。直流成分を定電流制御することにより、直流成分を定電圧制御する場合と比べ、環境条件や紙種への対応性が向上する。

このように、重畳バイアスによる転写制御を行う画像形成装置において、カラーモード時には、重畳バイアスにおけるトナー戻し力を確保するように、重畳バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から切り替える制御によって、トナー載り量の多いカラーモード時においても、良好な転写性を得ることができ、かつ、凹凸の大きな用紙に対しても用紙凹部への良好な転写性を得ることができる。

モノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスの上記電圧値は、図３に当てはめると、ａ＝±２．１５ｋＶでＡＣ成分のＶｐｐ＝２ａＶ＝４．３ｋＶ，ＤＣ成分の電圧値Ｖ＝−ｂＶ＝−０．９ｋＶとなる。重畳バイアスにおけるトナー戻し側の電圧のピーク値は、＋（ａ−ｂ）＝＋１．２５ｋＶ、絶対値で１．２５ｋＶとなる。

この電圧値のままカラーモードで評価したところ、評価結果「１」となった。そこで、ＤＣ成分の電圧値を−１．３ｋＶに上げるとともに、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．７ｋＶに上げたところ、評価結果「５」を得ることができた。これを図５に当てはめると、ｄ＝±３．３５ｋＶでＡＣ成分のＶｐｐ＝２ｄＶ＝６．７ｋＶ，ＤＣ成分の電圧値Ｖ＝−ｃＶ＝−１．３ｋＶとなる。重畳バイアスにおけるトナー戻し側の電圧のピーク値は、＋（ｄ−ｃ）＝＋２．０５ｋＶ、絶対値で２．０５ｋＶとなる。なお、直流及び交流の双方とも定電圧制御である。カラーモード時に、単色モード時と同程度以上のトナー戻し側の電圧の絶対値を確保することにより、トナー載り量が多い場合でも転写部においてトナーを往復移動させることができるため、良好な転写性を得ることができる。

バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、低温低湿環境から高温高湿環境のすべてにおいて、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境の場合と同様、カラーモード時のトナー戻し側の電圧の絶対値（ｋＶ）は、単色モード時のトナー戻し側の電圧の絶対値（ｋＶ）と同程度以上の大きさであった。

［実施例６］
実施例６で用いる用紙（以下、紙種Ｄ）は、体積抵抗率が１０．９２［ＬｏｇΩ・ｃｍ］、用紙おもて面の表面抵抗率は１２．６２［ＬｏｇΩ／□］、用紙裏面の表面抵抗率は１２．３７［ＬｏｇΩ／□］、溝深さは約１１０μｍである。溝深さの測定は株式会社キーエンス製レーザ顕微鏡ＶＫ−９５００を用いておこない、サンプル用紙中の最大凹凸量を「溝深さ」とした。

ブラックカラーによるモノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスは、ＤＣ成分の電流値が−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧が５．５ｋＶで良好な転写性を得られていた。転写性を５段階評価した官能テストでは、上記電流値及び電圧値で評価結果「５」であった。

また、紙種Ｄへの転写時の、ＤＣ成分の電圧値は、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境において、−１．４ｋＶであった。バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、−１．４ｋＶの±３０％の範囲であった。

この値のままカラーモードで評価したところ、評価結果「１」となった。そこで、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を８．９ｋＶに上げたところ、評価結果「５」を得ることができた。

また、紙種Ｄへの転写時の、ＤＣ成分の電圧値は、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境において、−２．１ｋＶであった。バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、電圧値の変動範囲は低温低湿環境から高温高湿環境のすべてにおいて−２．１ｋＶの±３０％の範囲内であった。

なお、直流成分は定電流制御、交流成分は定電圧制御である。直流成分を定電流制御することにより、直流成分を定電圧制御する場合と比べ、環境条件や紙種への対応性が向上する。

このように、重畳バイアスによる転写制御を行う画像形成装置において、カラーモード時には、重畳バイアスにおけるトナー戻し力を確保するように、重畳バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から切り替える制御によって、トナー載り量の多いカラーモード時においても、良好な転写性を得ることができ、かつ、凹凸の大きな用紙に対しても用紙凹部への良好な転写性を得ることができる。

モノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスの上記電圧値は、図３に当てはめると、ａ＝±２．７５ｋＶでＡＣ成分のＶｐｐ＝２ａＶ＝５．５ｋＶ，ＤＣ成分の電圧値Ｖ＝−ｂＶ＝−１．４ｋＶとなる。重畳バイアスにおけるトナー戻し側の電圧のピーク値は、＋（ａ−ｂ）＝＋１．３５ｋＶ、絶対値で１．３５ｋＶとなる。

この電圧値のままカラーモードで評価したところ、評価結果「１」となった。そこで、ＤＣ成分の電圧値を−２．１ｋＶに上げるとともに、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を８．９ｋＶに上げたところ、評価結果「５」を得ることができた。これを図５に当てはめると、ｄ＝±４．４５ｋＶでＡＣ成分のＶｐｐ＝２ｄＶ＝８．９ｋＶ，ＤＣ成分の電圧値Ｖ＝−ｃＶ＝−２．１ｋＶとなる。重畳バイアスにおけるトナー戻し側の電圧のピーク値は、＋（ｄ−ｃ）＝＋２．３５ｋＶ、絶対値で２．３５ｋＶとなる。なお、直流及び交流の双方とも定電圧制御である。カラーモード時に、単色モード時と同程度以上のトナー戻し側の電圧の絶対値を確保することにより、トナー載り量が多い場合でも転写部においてトナーを往復移動させることができるため、良好な転写性を得ることができる。

バイアスの直流成分は定電流制御されるため、転写時の電圧値は環境等により変動するが、低温低湿環境から高温高湿環境のすべてにおいて、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境の場合と同様、カラーモード時のトナー戻し側の電圧の絶対値（ｋＶ）は、単色モード時のトナー戻し側の電圧の絶対値（ｋＶ）と同程度以上の大きさであった。

次に、トナー像を用紙へ転写する際の重畳バイアスとして、互いに異なる重畳バイアスを出力する複数のモードを有しており、出力画像に応じてモードを切り替える（重畳転写バイアスを変更する）実施例（実施例７）について説明する。

本実施例では、複数のモードとして、標準モードと、標準モードよりも重畳バイアスのＡＣ成分のピークツウピーク電圧が小さなモード（ハーフトーン優先モード）と、標準モードよりも重畳バイアスのＡＣ成分のピークツウピーク電圧が大きなモード（ベタ優先モード）と、を有するものである。

用紙への出力画像中に含まれる単位面積あたりのトナー量（用紙中の画像面積率に対応）は、出力対象の画像ごとに異なる。このトナー量が異なると、トナーを移動させるために最適な電圧、電流値（「トナーを往復移動させながら相対的にはベルト側から記録紙側に移動させて記録紙上に転移させることで、用紙凹部への転写性を向上させ、転写率の向上や中抜けなどの異常画像を改善」できる電圧、電流値）も異なる。

そこで、ユーザまたはサービスマンは、出力対象の画像の上記トナー量に応じて、操作パネルまたはホストマシンからの印刷設定によりこれらの複数のモードのうちから一つを指定する。例えば、出力対象の画像がグレー色の画像など濃度の薄い画像の場合はハーフトーン優先モードを指定し、出力対象の画像が濃度の濃い画像の場合はベタ優先モードを選択する。これにより、トナー量に応じて最適な電圧、電流値により転写することができ、「用紙凹部への転写性を向上させ、転写率の向上や中抜けなどの異常画像を改善」できる。

上述の紙種Ａを使用する場合、ブラックカラーによるモノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスは、標準モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を３．７ｋＶに設定する。ハーフトーン優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を３．２ｋＶに設定する。ベタ優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を４．６ｋＶに設定する。一方、カラーモード時の重畳バイアスは、標準モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．２ｋＶに設定する。ハーフトーン優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を５．４ｋＶに設定する。ベタ優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を７．０ｋＶに設定する。

上述の紙種Ｂを使用する場合、ブラックカラーによるモノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスは、標準モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を４．０ｋＶに設定する。ハーフトーン優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を３．３ｋＶに設定する。ベタ優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を４．９ｋＶに設定する。一方、カラーモード時の重畳バイアスは、標準モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．４ｋＶに設定する。ハーフトーン優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を５．６ｋＶに設定する。ベタ優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を７．３ｋＶに設定する。

上述の紙種Ｃを使用する場合、ブラックカラーによるモノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスは、標準モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を４．３ｋＶに設定する。ハーフトーン優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を３．６ｋＶに設定する。ベタ優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を５．５ｋＶに設定する。一方、カラーモード時の重畳バイアスは、標準モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．７ｋＶに設定する。ハーフトーン優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．０ｋＶに設定する。ベタ優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を８．０ｋＶに設定する。

上述の紙種Ｄを使用する場合、ブラックカラーによるモノクロモード時（単色モード時）の重畳バイアスは、標準モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を５．５ｋＶに設定する。ハーフトーン優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を４．１ｋＶに設定する。ベタ優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−４０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を６．５ｋＶに設定する。一方、カラーモード時の重畳バイアスは、標準モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を８．９ｋＶに設定する。ハーフトーン優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を７．９ｋＶに設定する。ベタ優先モードが指定されたときは、ＤＣ成分の電流値を−７０μＡ、ＡＣ成分のピークツウピーク電圧を１０．０ｋＶに設定する。

このように、出力画像に応じて重畳転写バイアスを切り替えることにより、トナー量に応じて最適な電圧、電流値により転写をすることができ、用紙凹部への転写性を向上させ、転写率の向上や中抜けなどの異常画像を改善することができる。

なお、上記各実施例は、ある機械を用いた場合の具体的な数値の一例を示したものであり、電圧又は電流の数値は、転写部の構成や用いている部材の材質、トナーの物性等に応じて適宜な値を設定すればよいものである。

画像形成装置の構成に関し、図１に示す構成では、二次転写部は転写ニップを形成する構成であり、図示例では中間転写ベルト５１を挟んで二次転写裏面ローラ５３にニップ形成ローラ５６を圧接させているが、ニップ形成ローラに代えて搬送ベルト（転写ベルト）を用いてもよい。

また、二次転写部を非接触方式に構成することも可能である。その場合、非接触方式の転写手段である転写チャージャを二次転写裏面ローラ５３に対向するように配置し、その転写チャージャに重畳バイアスを印加する。その重畳バイアスの直流成分の極性はトナー帯電極性と逆極性とし、中間転写ベルト５１上のトナー像を、二次転写裏面ローラ５３及びベルト５１と転写チャージャ間に通紙される用紙上に、吸引転写させる。

さらに、本発明は中間転写方式（間接転写方式）の画像形成装置に限らず、例えば、図６に示すような、感光体上のトナー像を直接記録用紙に転写する直接転写方式の装置にも適用できる。この直接転写方式のカラープリンタは、記録用紙が給紙ローラ３２により搬送ベルト１３１へ送られ、各色の感光体ドラム２（２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ）から記録用紙へ各色の画像が順次直接転写され、定着装置５０により定着される。各転写部に印加する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（重畳バイアス）を用いる。そして、上記説明したように、カラーモード時には、重畳バイアスにおけるトナー戻し電界を確保するように、重畳バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から切り替える。

また、図７に示すように、所謂１ドラム型のカラー画像形成装置にも本発明を適用できる。この１ドラム型のカラー画像形成装置は、１つの感光体２０１の周囲に、それぞれ、帯電手段２０３、イエロー，シアン，マゼンタ，黒の各色に対応した現像ユニット２０４（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）などを有している。画像形成を行う場合、まず、感光体２０１の表面を帯電手段２０３で一様に帯電した後、感光体２０１の表面に対してＹ用画像データで変調されたレーザ光Ｌを照射して、感光体２０１の表面にＹ用静電潜像を形成する。そして、このＹ用静電潜像を現像ユニット２０４ＹによりＹトナーで現像を行う。これにより得られたＹ用トナー像は、中間転写ベルト２０６上に一次転写される。その後、感光体２０１の表面に残留した転写残トナーをクリーニング装置２２０で除去した後、再び感光体２０１の表面を帯電手段２０３で一様に帯電する。次に、感光体２０１の表面に対してＭ用画像データで変調されたレーザ光Ｌを照射して、感光体２０１の表面にＭ用静電潜像を形成する。そして、このＭ用静電潜像を現像ユニット２０４ＭによりＭトナーで現像を行う。これにより得られたＭ用トナー像は、中間転写ベルト２０６上に既に一次転写されているＹ用トナー像と重なり合うようにして、中間転写ベルト２０６上に一次転写される。以後、Ｃ及びＫについても、同様に中間転写ベルト２０６上に一次転写する。このようにして互いに重なり合った状態の中間転写ベルト２０６上の各色トナー像は、二次転写ニップに搬送されてきた記録用紙上に転写される。トナー像が転写された記録用紙は、定着ユニット４００に搬送される。この定着ユニット４００で、記録用紙を加熱、加圧して、記録用紙上のトナー像を記録用紙に定着させる。定着後の記録用紙は、図示しない排紙トレイ上に排出する。

この１ドラム型のカラー画像形成装置の二次転写部は、二次転写裏面ローラ２０９及びニップ形成ローラ２０７を有する構成であり、図１のプリンタと同じく、二次転写裏面ローラ２０９に重畳バイアスを印加し、ニップ形成ローラ２０７を接地した構成となっている。そして、上記説明したように、カラーモード時には、重畳バイアスにおけるトナー戻し電界を確保するように、重畳バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から切り替える。

最後に、転写部の構成が異なる変形例について説明する。この変形例に対しても、上記各実施形態と同様、本発明を適用することで、同様の効果を得ることができる。
図８に示す変形例は、中間転写体（本例では中間転写ベルト）７０２に二次転写搬送ベルト７０３を接触させ、転写ニップにて記録媒体Ｐに画像を転写させた後、二次転写搬送ベルト７０３で搬送する方式である。記録媒体Ｐはレジストローラ７０６から送出後、中間転写ベルト７０２と二次転写搬送ベルト７０３が圧接される転写ニップを通過する際に記録媒体Ｐに画像が転写され、中間転写ベルト７０２から分離させた記録媒体を二次転写搬送ベルト７０３によって搬送し、図示しない定着装置へと送る。

転写ニップを構成する中間転写ベルト７０２側の裏面ローラ７０４をバイアス印加ローラとし、該ローラ７０４にトナー帯電極性（正規帯電極性）とは逆極性のバイアスを印加する、斥力転写方式、あるいは、転写ニップを構成する二次転写搬送ベルト７０３側の対向ローラ７０５をバイアス印加ローラとし、該ローラ７０５にトナー帯電極性（正規帯電極性）と同極性のバイアスを印加する、引力転写方式、のいずれも採用可能である。

さらに、二次転写搬送ベルト７０３の内部に、転写バイアスローラ又は／及びバイアス印加ブラシを設け、これらの転写バイアスローラ又は／及びバイアス印加ブラシに転写バイアスを印加する構成も可能である。転写バイアスローラ又は／及びバイアス印加ブラシの配置場所としては、転写ニップの直下でもよいし下流側近傍でもよい。転写ローラ（転写バイアスローラ）は発泡層（弾性層）を有してもよいし、表層にコーティングを施しても良い。また、転写チャージャを用いる構成も可能である。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。転写部の構成は適宜な構成を採用可能であり、対向部材側をベルトで構成しても良い。また、チャージャを用いた非接触方式も採用可能である。重畳バイアスを出力可能な電源は周知であり、適宜な構成の電源を使用可能である。

また、画像形成装置の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの並び順などは任意である。また、４色機に限らず、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

１ 画像形成ユニット
１１ 感光体ドラム
２１ 帯電装置
３１ 現像装置
４１ クリーニング装置
５０ 転写ユニット
５１ 中間転写ベルト
５３ 二次転写裏面ローラ
５５ 一次転写ローラ
５６ ニップ形成ローラ
８０ 光書込ユニット
９０ 定着装置
２００ 二次転写バイアス電源

特開２００４−１１７９２０号公報

Claims (8)

1. 直流電圧に交流電圧を重畳した重畳転写バイアスを印加して像担持体に担持されたトナー像を記録媒体へ転写可能な画像形成装置において、
   複数色のトナーにより画像を形成するカラーモード時に、前記重畳転写バイアスにおける記録媒体から前記像担持体へとトナーを戻す側の電界であるトナー戻し電界を確保するように、前記重畳転写バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記カラーモード時に、前記単色モード時と同程度以上の前記トナー戻し電界の絶対値を確保するように、前記重畳転写バイアスの直流成分及び交流成分の双方を、単色モード時から変更することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記カラーモードの前記重畳転写バイアスにおける記録媒体から前記像担持体へとトナーを戻す側の電圧の絶対値が、前記単色モード時の前記重畳転写バイアスにおける記録媒体から前記像担持体へとトナーを戻す側の電圧の絶対値以上となるように、前記カラーモードと前記単色モードとで前記重畳転写バイアスの直流成分及び交流成分の双方を変更することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記カラーモード時に、前記単色モード時よりも大きな重畳転写バイアスが印加されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記重畳転写バイアスの直流成分及び交流成分の双方が定電圧制御されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記重畳転写バイアスの直流成分が定電流制御、交流成分が定電圧制御されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 通紙する用紙の種類を前記重畳転写バイアスの制御条件に加味することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. トナー像を用紙へ転写する際の重畳バイアスとして、互いに異なる重畳バイアスを出力する複数のモードを有しており、出力画像に応じて前記モードを切り替えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
   

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