JP2013231936A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流成分と交流成分の転写バイアス補正にそれぞれ最適な条件を得ることができ、転写バイアスの補正に伴う濃度ムラや放電画像の発生を防止する。
【解決手段】直流バイアスによる直流転写モードと、重畳バイアスによる重畳転写モードを有する画像形成装置において、重畳転写バイアスは、画像を転写する方向に作用する極性とその逆極性が交互に切り替わる波形であって、直流成分及び交流成分のそれぞれの標準値に個別の補正率を掛け合わせて出力する。
【選択図】図６

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、ＤＣ電源を用いて転写手段に印加する直流転写バイアスを定電流制御する方法が広く採用されている。通常、定電流制御では、バイアス印加回路での出力電圧を、バイアス印加回路に設けられる検知回路において検知し、その出力電圧から例えば転写ローラ側の抵抗値（像担持体や用紙を含む抵抗値）を算出して、転写電流値を決定し制御（補正）する方法や、使用環境温湿度を検知し、その検知結果に応じて転写電流値を決定し制御（補正）する方法が、例えば特開２００８−９６６８７号公報（特許文献１）や特許第４１１３６３５号公報（特許文献２）に開示されている。

ところで、近年、画像形成装置において用いられる記録媒体として、多種多様な用紙が用いられるようになり、高級感を備えた皮革模様をイメージしたものや和紙調のものなどが市販されている。

このような用紙では、高級感を出すため、エンボス加工等により表面に凹凸が存在している。凹部は凸部に比べてトナーが転写しにくく、特に凹凸の大きい記録用紙にトナーを転写させる場合、凹部にトナーが充分に転写せず画像の抜けが発生する場合がある。

用紙凹部への転写不良に関しては、直流電圧に交流電圧を重畳することで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おり、例えば特開２００６−２６７４８６号公報（特許文献３）、特開２００８−０５８５８５号公報（特許文献４）、特開平０９−１４６３８１号公報（特許文献５）、特開平０４−０８６８７８号公報（特許文献６）等において提案されている。

しかしながら、交流成分はトナーの凹部への埋まり具合に影響し、直流成分は凸部の転写性に影響することから、重畳転写モードを有する画像形成装置において、直流成分（ＤＣ成分）と交流成分（ＡＣ成分）に同一の転写バイアス補正を行うと、いずれかの成分が補正不足になることによる濃度ムラが発生したり、過補正による放電画像が発生したりするという問題があった。

本発明は、従来の画像形成装置における転写バイアスの補正に伴う上述の問題を解決し、直流成分と交流成分の転写バイアス補正にそれぞれ最適な条件を得られることで異常画像を発生させることのない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、像担持体と、該像担持体が担持する画像を記録媒体に転写する転写手段を具備し、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を行なう重畳転写モードを有する画像形成装置において、前記重畳転写バイアスは、画像を転写する方向に作用する極性とその逆極性が交互に切り替わる波形であって、前記重畳転写バイアスとして、直流成分及び交流成分のそれぞれの標準値に個別の補正率を掛け合わせて出力するよう構成されてい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、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を行なう重畳転写モードを有しており、重畳転写バイアスとして、直流成分及び交流成分のそれぞれの標準値に個別の補正率を掛け合わせて出力するため、直流成分と交流成分のそれぞれに最適な条件を得ることができ、補正不足による濃度ムラや、過補正による放電画像の発生を防ぐことができる。

本発明の第１実施形態であるカラー画像形成装置の概略を示す断面構成図である。 そのカラー画像形成装置の画像形成ユニットを示す構成図である。 直流バイアスと重畳バイアスとを切り替えて二次転写部に印加する様子を示す模式図である。 ２つのリレーを用いてバイアスを切り替える構成例を示す図である。 リレーを設けずにバイアスを切り替える構成例を示す図である。 重畳バイアスの作用を説明するための波形図である。 重畳バイアスにおける交流成分の例１を示す波形図である。 その波形による効果を示す図である。 重畳バイアスにおける交流成分の例２を示す波形図である。 重畳バイアスにおける交流成分の例３を示す波形図である。 重畳バイアスにおける交流成分の例４を示す波形図である。 その波形による効果を示す図である。 重畳バイアスにおける交流成分の例５を示す波形図である。 その波形による効果を示す図である。 重畳バイアスにおける交流成分の例６を示す波形図である。 その波形による効果を示す図である。 重畳バイアスにおける交流成分の例７を示す波形図である。 その波形による効果を示す図である。 重畳バイアスにおける交流成分の例８を示す波形図である。 その波形による効果を示す図である。 重畳バイアスにおける交流成分の例９の波形による効果を示す図である。 重畳バイアスにおける交流成分の例１０を示す波形図である。 その波形による効果を示す図である。 実施形態における重畳バイアス波形の一例を示す図である。 常温環境と低温環境における重畳バイアスのＡＣ成分、ＤＣ成分それぞれの波形の違いを表した図であり、実線は常温環境、破線は低温環境を示す。 二次転写バイアス供給形態の変形例を示す図である。 二次転写バイアス供給形態の変形例を示す図である。 二次転写バイアス供給形態の変形例を示す図である。 二次転写バイアス供給形態の変形例を示す図である。 二次転写バイアス供給形態の変形例を示す図である。 二次転写バイアス供給形態の変形例を示す図である。 二次転写バイアス供給形態の変形例を示す図である。 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。 直接転写方式のモノクロ装置の構成例を示す図である。 転写搬送ベルトを用いる装置構成例を示す図である。 転写チャージャを用いる装置構成例を示す図である。 二次転写搬送ベルトで記録媒体を搬送する装置構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明を適用した画像形成装置の第１実施形態として、中間転写方式を採用したカラー画像形成装置について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態である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。また、体積抵抗率は１ｅ６［Ωｃｍ］〜１ｅ１３［Ωｃｍ］、好ましくは１ｅ７．５［Ωｃｍ］〜１ｅ１２．５［Ωｃｍ］、より好ましくは約１ｅ９［Ωｃｍ］程度である（三菱化学製ハイレスター、ＵＰ ＭＣＰ ＨＴ４５、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、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＣ（ポリカーボネート）等を単層または複数層に構成したものを使用することも可能である。なお、必要に応じてベルトの表面に離型層をコートしても良い。コートに用いる材料としては、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＰＥＡ（パ−フルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＶＦ（フッ化ビニル）等のフッ素樹脂が使用できるが、これに限定されるものではない。ベルト製造方法は注型法、遠心成形法等があり、必要に応じてその表面を研磨しても良い。また、ベース層、弾性層及びコート層の３層構造となっているベルト材（無端ベルト）を用いても良い。３層構造のベルトの場合、ベース層は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料に帆布などの伸びにくい材料を組み合わせた材料で構成されている。また、弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで構成され、ベース層の上に形成される。また、コート層は、弾性層の表面に、例えばフッ素系樹脂がコーティングされることで形成される。なお、抵抗率はカーボンブラック等の導電性材料を分散させて調整している。

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。外形は１６［ｍｍ］である。また、心金の径は１０［ｍｍ］である。ローラの体積抵抗は回転測定によるもので、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回転（ローラ回転数は例えば３０ｒｐｍ）させながら抵抗値を測定し、その平均値を体積抵抗とした。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。その体積抵抗は１０^６〜１０^１２［Ω］、望ましくは１０^７〜１０^９［Ω］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１０^１０［Ωｃｍ］以上、より好ましくは、１０^１２［Ωｃｍ］以上である。

ニップ形成ローラ５６は表層を積層しない発泡タイプのローラとすることも可能である。その場合のニップ形成ローラの体積抵抗は６．０ｌｏｇΩ〜８．０ｌｏｇΩ、好ましくは７．０ｌｏｇΩ〜８．０ｌｏｇΩとなる。このとき、二次転写裏面ローラ５３は発泡タイプ、ゴムタイプ、もしくはＳＵＳなどの金属ローラを使用することも可能であり、その体積抵抗はニップ形成ローラより低い、６．０ｌｏｇΩ以下とすることが好ましい。ニップ形成ローラ５６、二次転写裏面ローラ５３の体積抵抗測定方法は上記一次転写ローラ５５の場合と同様に回転測定によるもので、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回転（ローラ回転数は例えば３０ｒｐｍ）させながら抵抗値を測定し、その平均値を体積抵抗とした。

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。また、電位センサは、トナー像検知センサとすることも可能である。トナー像検知センサは、１発光２受光タイプの光学センサであり、受光した出力を付着量に換算することで、中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像の付着量検知を行う。

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、直流成分を出力する直流電源と、直流成分に交流成分を重畳したものを出力する交流電源（重畳電源）とから構成されており、二次転写バイアスとして、直流電圧（以下、直流バイアスと称す）と、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたもの（以下、重畳バイアスと称す）とを出力することができる。

図３は、直流バイアスと重畳バイアスとを切り替えて二次転写部（本例では二次転写裏面ローラ５３）に印加する様子を示す模式図である。この図において、二次転写バイアス電源２００は、直流電源２０１と交流電源（重畳電源）２０２とから構成されている。

さて、同図（ａ）では直流電源２０１から直流バイアスを印加し、同図（ｂ）では交流電源２０２から重畳バイアスを印加する様子を示している。なお、図３では直流電源２０１と交流電源２０２の切り替えを概念的に示すためにスイッチで切り替えるように示しているが、図４に例示する具体的な構成例では、２つのリレーを用いて切り替えるように構成している。また、図５に例示するように、切替手段を設けない構成も可能である。

図４は、２つのリレーを用いて直流バイアスと重畳バイアスを切り替える構成例である。この図に示すように、直流電源２０１はリレー１を介して直流バイアスを二次転写裏面ローラ５３に印加する。また、交流電源２０２はリレー２を介して重畳バイアスを二次転写裏面ローラ５３に印加する。２つのリレー（リレー１、リレー２）は、リレー駆動手段２０５を介して制御手段３００によって接続と遮断が制御され、二次転写バイアスとしての直流バイアス又は重畳バイアスが切り替えられる。直流電源２０１は電圧検知手段２０３を有しており、検知したフィードバック電圧を制御手段３００に入力している。

図５は、リレーを設けずに直流バイアスと重畳バイアスを切り替える構成例である。この図に示すように、バイアス電源２００は、直流電源２０１と交流電源（重畳電源）２０２を備えている。交流電源２０２は重畳バイアスを二次転写裏面ローラ５３に印加する。また、直流電源２０１は交流電源２０２を介して直流バイアスを二次転写裏面ローラ５３に印加する。直流バイアスと重畳バイアスの切り替えは、制御手段３００によって制御される。直流電源２０１は電圧検知手段２０３を有しており、検知したフィードバック電圧を制御手段３００に入力している。

なお、転写用電源と電圧供給の形態（構成）はここに例示したものに限らず、様々な形態が可能である。それらについては後に例をあげて説明する。

次に、図６の波形図を参照して重畳バイアスの作用について説明する。
同図において、オフセット電圧Ｖｏｆｆは、重畳バイアスの直流成分の値である。また、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐは、重畳バイアスの交流成分のピークツウピーク電圧である。重畳バイアスは、オフセット電圧Ｖｏｆｆとピークツウピーク電圧Ｖｐｐ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。図示のように、重畳バイアスは正弦波状の形状をしており、プラス側のピーク値と、マイナス側のピーク値とを具備している。Ｖｔで示されているのは、それら２つのピーク値のうち、二次転写ニップ内でトナーをベルト側から記録紙側に移動させる方（本例ではマイナス側）のピーク値である。また、Ｖｒで示されているのは、トナーを記録紙側からベルト側に戻す方（本例ではプラス側）ののピーク値である。直流成分を含む重畳バイアスを印加してその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。交流電圧としては、正弦波形状の波形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良い。

また、交流成分のトナーをベルト側から記録紙側に移動させる時間とトナーを記録紙側からベルト側に戻す時間を異なる時間とすることも可能である。
ここで、重畳バイアスにおける交流成分の各種バリエーションについて説明する。

［例１］
交流成分としては、戻し方向側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きを、転写方向側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きよりも小さくした。すなわち、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向寄りの値の電圧の出力時間となる転写方向側の時間をＡ、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向とは逆極性寄りの値の電圧の出力時間となる戻り時間をＢとしたとき、Ａ＞Ｂとなるように設定した。このときの波形を図７に示す。戻し時間は４０％とし、その効果は図８に示す。

このとき図８の
ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐ＝１２ｋＶ
電圧の時間平均値Ｖａｖｅ＝−５．４ｋＶのとき
交流成分の中心電圧値Ｖｏｆｆ＝−４．０ｋＶ
であった。

［例２］
交流成分として、戻し側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きを、転写側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きよりも小さくした。このとき出力電圧の波形は、電圧が転写方向の電圧のピーク値から中心電圧値Ｖｏｆｆへと移行するまでの時間をｔ１、電圧が中心電圧値Ｖｏｆｆから転写方向の電圧と逆極性の電圧のピーク値へと移行するまでの時間をｔ２としたとき、ｔ２＞ｔ１である。このときの波形は図９に示す。戻し比率は４０％とし、その効果は図８に示す。この方法によって、電圧の時間平均値Ｖａｖｅを、電圧の最大値と最小値の中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向寄りに設定できる。

［例３］
交流成分の中心電圧値Ｖｏｆｆを挟んで転写方向側の面積よりも、戻し方向側の面積のほうが小さい波形にするもう別な手段としては、図１０に示すように戻し方向側の時間Ｂを、転写方向側の時間Ａよりも短くする手法がある。この方法によって、転写方向側の時間Ａに対する戻し時間Ｂを小さくすることができる。

［例４］
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図１１に示す。戻し時間は４５％とし、その効果は図１２に示す。

［例５］
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図１３に示す。戻し時間は４０％とし、その効果は図１４に示す。

［例６］
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図１５に示す。戻し時間は３２％とし、その効果を図１６に示す。

［例７］
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図１７に示す。戻し時間は１６％とし、その効果を図１８に示す。

［例８］
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図１９に示す。戻し時間は８％とし、その効果を図２０に示す。

［例９］
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図１９と同様であるので省略する。戻し時間は４％とし、その効果を図２１に示す。

［例１０］
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くし、波形を丸くしたもの。このときの波形は図２２に示す。戻し時間は１６％とし、その効果を図２３に示す。

このとき図２３において
ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐ＝１２ｋＶ
電圧の時間平均値Ｖａｖｅ＝−５．４ｋＶのとき
中心電圧値Ｖｏｆｆ＝−２．４ｋＶ
であった。

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。一方、通常の転写紙など、凹凸の小さい記録用紙を用いる場合には、直流成分のみによる二次転写バイアスを印加することで、充分な転写性が得られる。なお、表面凹凸の大きい用紙とは、最大凹凸深さが６０μｍ以上の用紙、例えば、レザック、エンボス、リネン等を含む。

本実施形態では、二次転写バイアスとして、直流バイアスを印加して画像転写を行なう直流転写モードと、直流に交流を重畳せしめた重畳バイアスを印加して画像転写を行なう重畳転写モードとを有しており、両者を切替可能に構成している。そして、通紙する用紙の種類に応じて、転写モードを直流転写モード又は重畳転写モードに切り替えることで、凹凸の小さい用紙および凹凸の大きい用紙のどちらにも良好な画像転写を行なうことができる。転写モードの切り替えは、用紙種類の設定により自動的にモードが切り替わるようにしても良い。あるいは、ユーザが転写モードを指定できるようにしても良い。これらの設定は、画像形成装置の操作パネル上から設定可能に設ける。

二次転写部の構成として、図１の形態では二次転写裏面ローラ５３に直流成分に交流成分を重畳したもの（重畳バイアス）を印加する構成であるが、直流バイアスと交流バイアスのいずれか一方を二次転写裏面ローラ５３に印加して他方をニップ形成ローラ５６に印加する構成、あるいは、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスをニップ形成ローラ５６に印加する構成でも良い。これらの場合、使用するトナー及び印加するバイアスの極性を、各構成に対応させる必要がある。なお、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、転写バイアスとして直流成分だけからなるもの（直流バイアス）を印加してもよい。ただし、表面凹凸の大きな用紙を用いるときには、転写バイアスを、直流成分だけのものから重畳バイアスに切り替える必要がある。

次に、二次転写バイアスについて詳しく説明する。なお、本実施例（実施例１）では、二次転写バイアスの直流成分（ＤＣ成分）は定電流制御、交流成分（ＡＣ成分）は定電圧（Peak to Peak）制御を行っている。

図２４は、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図である。本実施例では、二次転写バイアスを裏面ローラ５３に印加する斥力転写（反発転写）の構成で、トナーの帯電極性（正規帯電極性）がマイナス（−）であるため、転写バイアスはトナー転写側の極性がマイナス側であり、重畳波形はトナー転写側極性と逆極性に交互に切り替わっている。

重畳バイアスは、ＤＣ成分、ＡＣ成分とも、各々の標準値に対してそれぞれ、装置環境に応じた補正（環境補正）、装置の印刷速度に応じた補正（線速補正）、用紙の主走査方向幅、用紙の厚み、二次転写部の合成抵抗それぞれに応じた補正（紙サイズ補正）を掛け合わせて出力値を計算している。

本実施例における、各補正の算出方法を以下に記載するが、これら算出方法は一例であり、なんら限定するものではない。
まず、環境補正は、温度又は／及び湿度に基づく環境区分が予め設定してあり、装置本体に設置された温湿度センサによって検知した相対温度又は／及び相対湿度より環境区分を判定し、判定された環境区分に応じて補正値を決定する。表１に、相対温度および相対湿度に基づいて設定した環境区分の一例を示す。あるいは、絶対湿度に基づく環境区分を設定しておき、温湿度センサによって検知した相対温度および相対湿度から絶対湿度を計算し、計算された絶対湿度により環境区分を判定して補正値を決定してもよい。表２に絶対湿度に基づく環境区分の一例を示す。表１,２における環境区分：ＭＭは常温環境（常温常湿環境）、ＬＬは低温環境（低温低湿度環境）、ＨＨは高温環境（高温高湿度環境）である。

線速補正は装置の印刷速度に応じて決定される。本実施例では標準速、中速（標準速の７０％）、低速（標準速の５０％）の３線速を有している。
紙サイズ補正は、大きく分けて、用紙の主走査方向幅、用紙の厚み、二次転写部の合成抵抗の３つを判定項目とし、表３〜表５に示すように、いずれも３水準設けている。本実施例では、用紙の主走査方向幅および用紙の厚みは、給紙トレイ設定条件から求めている。

二次転写部の合成抵抗は、製造時あるいはサービスマンによる調整動作、あるいは印刷時などの自動調整動作において一定電流（本実施例では−５０μＡ）をながしたときの出力電圧を計算し、その計算結果から抵抗区分を決定している。表５におけるＲ−Ｌは合成抵抗が低いこと、Ｒ−Ｍは合成抵抗が標準であること、Ｒ−Ｈは合成抵抗が高いことを示す。

続いて、本実施例における各補正値を以下に示すが、この補正値も一例であり、なんら限定するものではない。なお以下では、標準値に対するパーセント（％）で補正値を示すものとする。標準値の具体的な仕様（電圧、電流等の数値）は、装置構成に応じて適宜設定されるものである。

本実施例での環境補正値は、上記環境区分に応じて表６のようになる。
本実施例で使用しているトナーはマイナス帯電であり、低温環境になるほど帯電量は絶対値で大きくなる（例：−２５μＣ／ｇ→−４０μＣ／ｇ）ことからＤＣ成分、ＡＣ成分ともに、常温環境（ＭＭ環境）に対して低温環境（ＬＬ環境）である場合には標準値より大きくなるように（プラス方向に）補正して、転写に必要なバイアスを確保する必要がある。逆に高温環境であるほど、トナー帯電量は絶対値で小さくなることから、ＤＣ成分、ＡＣ成分ともに、常温環境（ＭＭ環境）に対して高温環境（ＨＨ環境）である場合には標準値より小さくなるように（マイナス方向に）補正する必要がある。

表６を用いて具体的に説明する。
低温環境の場合、ＡＣ成分はＤＣ成分より大きな補正（補正の割合：％を大きくすること）が必要となり、本実施例ではＡＣ成分：１２０％、ＤＣ成分：１１０％となる。これはＡＣ成分が凹部への転写性、ＤＣ成分が凸部への転写性とそれぞれ寄与する部位が異なるためである。ＡＣ成分とＤＣ成分の補正を同じにして、仮にＤＣ成分の補正値をＡＣ成分に適用してしまうと、ＡＣ成分は補正不足になり凹部で白抜け画像が発生してしまう。

高温環境の場合も低温環境と同様に、ＡＣ成分をＤＣ成分より大きく補正する（補正の割合：％を大きくする）必要があり、本実施例ではＡＣ成分：８０％、ＤＣ成分：９０％となる。

ＡＣ成分とＤＣ成分の補正を同じ（補正の割合を同じ）にして、仮にＤＣ成分の補正値（補正割合＝％）をＡＣ成分に適用してしまうと、ＡＣ成分は過補正になり放電による白抜け画像が発生してしまう。いずれの環境においてもＡＣ成分の補正が大きく（補正％が大きく）なるのは、ＡＣ成分の補正はピーク・ツー・ピーク（Peak-to-Peak）での補正であり、プラス、マイナスの両極性に補正する必要があるのに対し、ＤＣ成分が定電流制御であることから、ＭＭ環境と同等の転写電圧を与えるため補正する電流量が多く必要とはならないことと、片側極性（本実施例ではマイナス極性）のみの補正でよいからである。

図２５は常温環境（ＭＭ環境）と低温環境（ＬＬ環境）の重畳バイアスにおけるＡＣ成分、ＤＣ成分それぞれの波形の違いを表した図である。この図において、実線は常温環境の波形、破線は低温環境の波形である。

このように、ＡＣ成分とＤＣ成分で異なる補正制御とすることで、環境に応じて用紙の凹部、凸部ともに良好な転写性を得ることができる。
本実施例での線速補正値は上記装置の印刷速度に応じて、表７のようになる。

ＤＣ成分は定電流制御であるため、標準速に対して印刷速度が遅くなる場合には標準バイアスより小さくなるように補正している。ＡＣ成分は定電圧制御であることから、印刷速度に応じた補正は必要なく、標準速と同じ設定となっている。

表７を用いて具体的に説明する。
ＤＣ成分、ＡＣ成分とも標準速を基準とするため補正を１００％に設定する（標準速で印加するバイアス値を基準バイアスと同じに設定する）。ＤＣ成分は中速、低速と印刷速度が遅くなるにつれて、標準バイアスの７０％、５０％と小さくなるように補正している。これは、二次転写ニップ部を通過する際の、単位時間当たりの電流量を同じとするためである。これに対しＡＣ成分はいずれの印刷速度でも標準速と同じ１００％の補正としている。これは、ＡＣ成分は定電圧制御であるため、印刷速度が異なっていても二次転写ニップ部に必要な電圧は一定に供給されるからである。

印刷速度が遅い場合に、ＡＣ成分とＤＣ成分の補正（補正％）を同じにして、仮にＤＣ成分の補正値をＡＣ成分に適用してしまうと、ＡＣ成分は補正不足になり凹部で白抜け画像が発生してしまう。しかし、上記の様にＡＣ成分とＤＣ成分を異なる補正設定とすることで、印刷速度に応じて用紙に凹部、凸部ともに良好な転写性を得ることができる。

本実施例での紙サイズ補正値は上記検出方法に応じて次の表８〜表１０のようになる。

ＤＣ成分は、用紙の主走査方向幅が小さい場合、用紙の厚みが厚い場合、合成抵抗が低い場合、に補正を大きく（補正％を大きく）する。これは、ＤＣ成分が定電流制御であるため、上記いずれの条件においても用紙領域外に漏れてしまう電流が多くなることから、用紙への転写に必要な電流を確保するために各条件に応じて補正を大きくしている。

各補正の違いについて詳しく説明するため、表８〜表１０の一部を抜粋して説明する。紙サイズについては表４を参照。
まず、用紙の主走査方向幅の補正について、表１１に示す、抵抗区分：Ｒ−Ｍ，紙厚１の場合で説明する。

ＤＣ成分は主走査方向幅：Ｗが２５０ｍｍ＜Ｗのサイズ１では補正が１００％（基準値のまま）であるのに対し、Ｗ≦１８０ｍｍのサイズ３では１４０％と大きく設定している。これは、用紙サイズが小さいほど、用紙領域外に漏れてしまう電流が多くなることから、用紙への転写に必要な電流を確保するために補正％を大きくしている。

ＡＣ成分は定電圧であるために、用紙領域外への漏れの影響はないことから、用紙サイズに関係なく同じ補正（１００％）となる。
用紙の主走査方向幅の補正のＡＣ成分とＤＣ成分の補正を同じにして、仮にＤＣ成分の補正をＡＣ成分に適用してしまうと、ＡＣ成分は過補正になり放電による白抜け画像が発生してしまう。

次に用紙厚みの補正について表１２に示す抵抗区分：Ｒ−Ｍ，紙サイズ３の場合で説明する。なお、用紙厚みについては表３を参照。

ＤＣ成分は用紙坪量が６０〜１２０ｇｓｍの紙厚１では補正が１４０％であるのに対し、用紙坪量が２００．１〜３００ｇｓｍの紙厚３では１８０％と大きく設定している。これは、用紙厚みが大きいほど用紙抵抗も高くなり、用紙への転写に必要な電流が流れにくくなる。定電流制御であるため、用紙サイズが大きければ、用紙領域外への漏れがないため補正は必要にならないが（表９、抵抗区分：Ｒ−Ｍ，サイズ１では紙厚１〜３いずれも１００％）、用紙サイズが小さい場合は、用紙領域外の抵抗が用紙領域に比べ相対的に低くなることから、用紙領域外に漏れてしまう電流が多くなる。そのため、用紙への転写に必要な電流を確保するために補正％を大きくしている。

ＡＣ成分は定電圧であるために、用紙領域外への漏れの影響はないことから、用紙厚みに関係なく同じ補正（１００％）となる。
用紙厚みの補正のＡＣ成分とＤＣ成分の補正を同じにして、仮にＤＣ成分の補正をＡＣ成分に適用してしまうとＡＣ成分は過補正になり、放電による白抜け画像が発生してしまう。

最後に抵抗区分の補正について表１３に示す紙厚１，紙サイズ３の場合で説明する。

ＤＣ成分は合成抵抗が低い抵抗区分：Ｒ−Ｌでは１９０％であるのに対して、合成抵抗が高い抵抗区分：Ｒ−Ｈでは１１０％と小さく設定している。これは合成抵抗が低いほうが、用紙領域外に漏れてしまう電流が多くなることから、用紙への転写に必要な電流を確保するために補正％を小さくしている。

ＡＣ成分は、合成抵抗が低い場合は印加するバイアスが小さくなる（基準値より小さくなる）ように補正し、合成抵抗が高い場合は印加するバイアスが大きくなる（基準値より大きくなる）ように補正する。これは、トナーを用紙に転写する際の二次転写ニップで必要な電圧は合成抵抗にかかわらず同じとするため、合成抵抗(特に二次転写裏面ローラの抵抗)が高い場合には、電圧降下を考慮して高い電圧が必要となるためである。そのため、本例では、抵抗区分：Ｒ−Ｍの補正％を１００％（標準バイアス）とし、抵抗区分：Ｒ−Ｌでは標準バイアスより小さくなるように９０％の補正とし、抵抗区分：Ｒ−Ｈでは標準バイアスより大きくなるように１１０％の補正としている。

各抵抗区分におけるＡＣ成分とＤＣ成分の補正％を同じにして、仮にＤＣ成分の補正％をＡＣ成分に適用してしまうと、ＡＣ成分は過補正になり放電による白抜け画像が発生してしまう。しかし、上記のようにＡＣ成分とＤＣ成分を異なる補正設定とすることで、用紙サイズ、用紙厚み、合成抵抗それぞれに応じて凹部、凸部ともに良好な転写性を得ることができる。

ここまで説明したように、いずれの補正ともＤＣ成分とＡＣ成分で異なった設定とすることで、各条件に応じて最適なＤＣ成分およびＡＣ成分で画像転写を行なうことができる。

また、交流成分の補正は、記録媒体の厚みが小さい場合の転写部抵抗が大きくなるときの変化量より、記録媒体の厚みが大きい場合の転写部抵抗が大きくなるときの変化量の方が少ない、補正率とすると好適である。これにより、各記録媒体の厚み、抵抗に応じて最適なＤＣ成分およびＡＣ成分の出力を行なうことができる。

本発明と比較するため、転写バイアスにおけるＤＣ成分とＡＣ成分に同じ補正を適用した（ＤＣ成分とＡＣ成分で同一の補正％とした）ものを比較例として以下に示す。なお、装置構成、各種補正の検出方法は実施例と同様であるため、記載は省略する。

［比較例１］
比較例１は環境補正係数のＡＣ成分の補正値をＤＣ成分の補正値と同一とした場合であり、その補正値を表１４に示す。環境補正以外の設定は実施例１と同様（表７〜１０）である。

実施例１と比較例１で、以下の条件で画像印刷を行い、効果確認を行った。
装置の印刷速度：標準速
二次転写合成抵抗区分：Ｒ−Ｍ
環境：１０℃１５％（環境区分：ＬＬ）、２３℃５０％（環境区分：ＭＭ）、２７℃８０％（環境区分：ＨＨ）
用紙の主走査方向幅：Ａ４横（２９７ｍｍ：サイズ１）
用紙：レザック６６、連量：１００ｋｇ（坪量：１１６ｇｓｍ）（紙厚１）
チャート：全面ベタ画像（ブルー色）、全面ハーフトーン画像（シアン色）

各環境での制御値を表１５〜１７に、効果確認結果を表１８に示す。表１８での「○」は異常画像なし、「×」は異常画像あり、である。

実施例１の場合（ＤＣ成分とＡＣ成分を異なる補正とする）では、各環境において異常画像の発生はなかったが、比較例１の場合（ＡＣ成分の環境補正がＤＣ成分と同じ補正）では、ＬＬ環境ではＡＣ成分が不足するため、全面ベタ画像で凹部の転写不足による白抜けが発生した。ＨＨ環境ではＡＣ成分が過多となり、全面ハーフトーン画像で転写ニップ内での放電による白抜けが発生した。これより、ＤＣ成分とＡＣ成分の環境補正を異なる設定とする効果が確認できた。

［比較例２］
比較例２は線速補正係数のＡＣ成分の補正値をＤＣ成分の補正値と同一とした場合であり、その補正値を表１９に示す。線速補正以外の設定は実施例１と同様（表６、表８〜１０）である。

実施例１と比較例２で、以下の条件で画像印刷を行い、効果確認を行った。
装置の印刷速度：下記“用紙”項目参照
二次転写合成抵抗区分：Ｒ−Ｍ
環境：２３℃５０％（環境区分：ＭＭ）
用紙の主走査方向幅：Ａ４横（２９７ｍｍ：サイズ１）
用紙１：レザック６６、連量１３０ｋｇ（坪量１５１ｇｓｍ）（紙厚２：中速印刷）
用紙２：Conqueror製、LAID Unwatermarked Hi White ３００ｇｓｍ（紙厚３：低速印刷）
チャート：全面ベタ画像（ブルー色）、全面ハーフトーン画像（シアン色）

印刷速度：中速での制御値を表２０、印刷速度低速での制御値を表２１に、効果確認結果を表２２に示す。表２２での「○」は異常画像なし、「×」は異常画像あり、である。

実施例１の場合（ＤＣ成分とＡＣ成分を異なる補正とする）では、各印刷速度において異常画像の発生はなかったが、比較例２の場合（ＡＣ成分の線速補正がＤＣ成分と同じ補正）では、印刷速度：中速、低速いずれの場合もＡＣ成分が不足するため、全面ベタ画像で凹部の転写不足による白抜けが発生した。これより、ＤＣ成分とＡＣ成分の線速補正を異なる設定とする効果が確認できた。

［比較例３］
比較例３は抵抗区分：Ｒ−Ｍ，紙厚１で紙サイズ補正の用紙主走査方向幅の補正において、ＡＣ成分の補正値をＤＣ成分の補正値と同一とした場合であり、その補正値を表１９（既出）に示す。紙サイズ補正以外の設定は実施例１と同様（表６〜９）である。

実施例１と比較例３で、以下の条件で画像印刷を行い、効果確認を行った。
装置の印刷速度：標準速
二次転写合成抵抗区分：Ｒ−Ｍ
環境：２３℃５０％（環境区分：ＭＭ）
用紙の主走査方向幅：Ａ４横（２９７ｍｍ：サイズ１）、Ａ５縦（１４８．５ｍｍ：：サイズ３）
用紙：レザック６６、連量：１００ｋｇ（坪量：１１６ｇｓｍ）（紙厚１）
チャート：全面ベタ画像（ブルー色）、全面ハーフトーン画像（シアン色）

サイズ１での制御値を表２３、サイズ３での制御値を表２４に、効果確認結果を表２５に示す。表２５での「○」は異常画像なし、「×」は異常画像あり、である。

実施例１の場合（ＤＣ成分とＡＣ成分を異なる補正とする）では、いずれの紙サイズにおいても異常画像の発生はなかったが、比較例３の場合（ＡＣ成分の紙サイズ補正がＤＣ成分と同じ補正）では、サイズ１では紙サイズ補正が１００％であるため問題はなかったが、サイズ３ではＡＣ成分が過多となり、全面ハーフトーン画像で転写ニップ内での放電による白抜けが発生した。これより、紙サイズ補正のうち用紙主走査方向幅の補正をＤＣ成分とＡＣ成分で異なる設定とする効果が確認できた。

［比較例４］
比較例４は抵抗区分：Ｒ−Ｍ、サイズ３で、紙サイズ補正の紙厚の補正において、ＡＣ成分の補正値をＤＣ成分の補正値と同一とした場合であり、その補正値を表２６に示す。紙サイズ補正以外の設定は実施例１と同様（表６〜９）である。

実施例１と比較例４で、以下の条件で画像印刷を行い、効果確認を行った。
装置の印刷速度：下記“用紙”項目参照
二次転写合成抵抗区分：Ｒ−Ｍ
環境：２３℃５０％（環境区分：ＭＭ）
用紙の主走査方向幅：Ａ５縦（１４８．５ｍｍ：サイズ３）
用紙１：レザック６６、連量：１００ｋｇ（坪量：１１６ｇｓｍ）（紙厚１：標準速印刷）
用紙２：レザック６６、連量：１３０ｋｇ（坪量：１５１ｇｓｍm）（紙厚２：中速印刷）
用紙３：Conqueror製、LAID Unwatermarked Hi White ３００ｇｓｍ（紙厚３：低速印刷）
チャート：全面ベタ画像（ブルー色）、全面ハーフトーン画像（シアン色）

紙厚１での制御値を表２７、紙厚２での制御値を表２８、紙厚３での制御値を表２９に、効果確認結果を表３０に示す。表３０での「○」は異常画像なし、「×」は異常画像あり、である。

実施例１の場合（ＤＣ成分とＡＣ成分を異なる補正とする）では、いずれの紙厚においても異常画像の発生はなかったが、比較例４の場合（ＡＣ成分の紙サイズ補正がＤＣ成分と同じ補正）では、紙厚１〜３いずれにおいてもＡＣ成分が過多となり、全面ハーフトーン画像で転写ニップ内での放電による白抜けが発生した。これより、紙サイズ補正のうち紙厚の補正をＤＣ成分とＡＣ成分で異なる設定とする効果が確認できた。

［比較例５］
比較例５は紙厚１，サイズ３で、紙サイズ補正の抵抗区分の補正において、ＡＣ成分の補正値をＤＣ成分の補正値と同一としたものであり、その補正値を表３１に示す。紙サイズ補正以外の設定は実施例１と同様（表６〜９）である。なお、二次転写合成抵抗は、体積抵抗の異なる二次転写裏面ローラを使用して、検知電圧：０．８ｋＶ（抵抗区分：Ｒ−Ｌ），検知電圧：１．５ｋＶ（抵抗区分：Ｒ−Ｍ），検知電圧：３．５ｋＶ（抵抗区分：Ｒ−Ｈ）となるよう調整を行った。

実施例１と比較例５で、以下の条件で画像印刷を行い、効果確認を行った。
装置の印刷速度：標準速
二次転写合成抵抗区分：Ｒ−Ｌ，Ｒ−Ｍ，Ｒ−Ｈ
環境：２３℃５０％（環境区分：ＭＭ）
用紙の主走査方向幅：Ａ５縦（１４８．５ｍｍ：サイズ３）
用紙：レザック６６、連量：１００ｋｇ（坪量：１１６ｇｓｍ）（紙厚１）
チャート：全面ベタ画像（ブルー色）、全面ハーフトーン画像（シアン色）

抵抗区分Ｒ−Ｌでの制御値を表３２、抵抗区分Ｒ−Ｍでの制御値を表３３、抵抗区分Ｒ−Ｈでの制御値を表３４に、効果確認結果を表３５に示す。表３５での「○」は異常画像なし、「×」は異常画像あり、である。

実施例１の場合（ＤＣ成分とＡＣ成分を異なる補正とする）では、いずれの抵抗区分においても異常画像の発生はなかったが、比較例５の場合（ＡＣ成分の紙サイズ補正がＤＣ成分と同じ補正）では、抵抗区分：Ｒ−Ｈでは異常画像の発生はないが、抵抗区分：Ｒ−Ｌ，Ｒ−ＭではＡＣ成分が過多となり、全面ハーフトーン画像で転写ニップ内での放電による白抜けが発生した。これより、紙サイズ補正のうち抵抗区分の補正をＤＣ成分とＡＣ成分で異なる設定とする効果が確認できた。

次に、上記した実施例１に対して環境区分をより細分化し、環境補正も細分化した実施例（実施例２）について説明する。なお、環境区分および環境補正以外は実施例１と同様であるため、重複する説明は省略する。

［実施例２］
下記の表３６は絶対湿度に基づく環境区分の一例であり、表３７は、その環境区分に基づく環境補正値を示すものである。
環境区分の細分化を行っても、実施例１と同様に低温側では常温環境に対して標準値が大きくなる方向に、高温側では常温環境に対して標準値が小さくなる方向に設定している。また、ＤＣ成分の補正率よりＡＣ成分の補正率を大きく設定する点についても実施例１と同様である。これより、実施例２の効果は実施例１同様に得ることができ、さらに、実施例１の３段階の環境区分に対し、実施例２の６段階の環境区分に細分化することで、僅かな環境変化に対してもＤＣ成分、ＡＣ成分ともに、常に最適な設定とすることが可能となる。

次に、上記した実施例１に対して紙厚区分および二次転写部の合成抵抗区分を細分化し、紙サイズ補正も細分化した実施例（実施例３）について説明する。なお、紙厚区分、二次転写部の合成抵抗区分、紙サイズ補正以外は実施例１と同様であるため、重複する説明は省略する。

［実施例３］
表３８は紙厚区分の一例、表３９は二次転写部の合成抵抗区分の一例である。なお、二次転写部の合成抵抗の検知方法は実施例１の場合と同様であり、Ｒ−Ｌ２は合成抵抗が低いことを示し、Ｒ−Ｍで抵抗中心、また、Ｒ−Ｈ３へ行くにしたがって合成抵抗が高いことを示す。

表４０は、上記細分化した紙厚区分および合成抵抗区分に応じて設定したＡＣ成分の紙サイズ補正値を示すものである。

重畳バイアスのＡＣ成分は、実施例１にて示したように定電圧制御であることから紙サイズ１〜３のいずれも同じ設定である。本実施例３では合成抵抗の中心であるＲ−Ｍでの補正が１００％となるよう規格化している。実施例１で、ＡＣ成分は同じ抵抗区分であれば用紙厚みによらず一定であっても効果が得られるているが、より高画像を求めるのであれば、用紙厚みに応じて補正を変化させたほうが良い。

この場合、用紙厚みが薄い場合は、抵抗変化による紙サイズ補正の変化量を大きくし、用紙厚みが厚い場合は、抵抗変化による紙サイズ補正の変化量を小さくすると良い。

これは、ＡＣ成分も少なからず合成抵抗、特に本実施例における、二次転写裏面ローラの抵抗変化の影響を受けているためである。つまり、用紙厚みが厚い場合には、用紙抵抗が高いために二次転写裏面ローラ抵抗の寄与が少なくなるので紙サイズ補正の変化量は少なくて良く、用紙厚みが薄い場合には用紙抵抗が低いことから二次転写裏面ローラ抵抗の寄与が大きくなるので、紙サイズ補正の変化量を大きくする必要がある。

表４１〜表４３は上記細分化した区分に応じて設定したＤＣ成分の紙サイズ補正値である。
ＤＣ成分については実施例１の補正をより細分化しものであり、補正の方向は変わらないため、説明は省略する。実施例３の効果は実施例１同様に得ることができ、さらに、紙サイズ補正を細分化することで、僅かな用紙厚みの変化や合成抵抗の変化に対してもＤＣ成分、ＡＣ成分ともに、常に最適な設定とすることが可能となる。

ここで、先に説明した図４,５とは異なる、転写バイアスの供給形態について説明する。ここでは、転写バイアス供給形態の変形例として図２６〜図３２の７例を説明する。

図２６に示すように、電源３９からの重畳バイアスをニップ形成ローラ３６に印加しつつ、二次転写裏面ローラ３３を接地してもよい。この場合、直流電圧の極性を図４の形態の場合とは異ならせる。すなわち、図２６に示す形態のように、二次転写裏面ローラ３３を接地し、且つ重畳バイアスをニップ形成ローラ３６に印加する場合には、直流電圧としてトナーとは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。

図２７及び図２８の構成例は、二次転写裏面ローラ３３やニップ形成ローラ３６の何れか一方に重畳バイアスを印加するのではなく、電源３９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、電源３９から交流電圧を他方のローラに印加するように構成したものである。

図２９及び図３０の構成例は、「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たものである。図２９の形態では、二次転写裏面ローラ３３に電源３９から「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」を切替えて供給し、図３０に示す形態では、ニップ形成ローラ３６に電源３９から「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」を切替えて供給可能としている。

図３１及び図３２の構成例は、「直流電圧＋交流電圧」を何れか一方のローラに供給可能とし、「直流電圧」を他方のローラに供給可能として、適宜電圧供給を切替えるようにしたものである。図３１に示す形態では、二次転写裏面ローラ３３に「直流電圧＋交流電圧」を供給可能とし、ニップ形成ローラ３６に直流電圧を供給可能としている。図３２に示す形態では、二次転写裏面ローラ３３に「直流電圧」を、ニップ形成ローラ３６に「直流電圧＋交流電圧」をそれぞれ供給可能としている。

このように二次転写ニップＮに対する二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、電源３９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。二次転写バイアス用の電源３９は、直流電圧だけからなるものを出力する第一のモードと、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたもの（重畳電圧）を出力する第二のモードとに切替え可能な構成としている。また、図４、図２６〜図２８の形態では、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。図２９〜図３２に示す形態では、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良い。

最後に、装置構成の異なる他の実施形態について説明する。
本発明は、図１のような装置構成に限らず、例えば、図３３〜図３７に示すような構成にも適用可能である。

図３３は、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である。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。

搬送ベルト１３１を挟んで各色感光体ドラム２（２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ）に対向するように転写手段としての転写ローラ２５（２５Ｙ，２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｋ）が配置され、それぞれ転写部を形成している。各転写ローラ２５（２５Ｙ，２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｋ）には電源８１（８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋ）から転写バイアスが印加される。この電源８１（８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋ）は、直流バイアスを印加する直流電源と交流バイアス（交流直流重畳バイアス）を印加する交流電源の２つの電源を備えており、直流バイアスと重畳バイアスを切り替えて印加可能に構成している。各転写バイアスにかかる補正は、先の実施形態で説明したのと同様、ＤＣ成分とＡＣ成分を異なる設定とすることで、同様の効果を得ることができる。転写バイアスについての説明は先の実施形態と同様であり、説明が重複するので省略する。

図３４は、直接転写方式のモノクロ装置の構成例を示すものである。この図に示す構成は、感光体４０１に中抵抗の転写ローラ４０２を接触させ、この転写ローラ４０２にバイアスを印加してトナーを記録媒体（転写紙Ｐ）に転写させ、且つ、記録媒体を搬送させる方式である。感光体はドラム状に限らず、ベルト状でも良い。また、転写ローラ４０２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。

図３５に示す構成は、感光体５０１に中抵抗の転写搬送ベルト５０２を接触させ、このベルトにバイアスを印加してトナーを記録媒体に転写させ、且つ、記録媒体を搬送させる方式である。バイアス印加位置は、図における転写バイアスローラ５０３とバイアス印加ブラシ５０４である。転写バイアスローラ５０３及びバイアス印加ブラシ５０４は、図示しない高圧電源に連結されている。感光体はドラム状に限らず、ベルト状でも良い。また、バイアスローラ５０３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。

図３５の例ではバイアス印加手段としてローラ及びブラシを用いた例であるが、両方ともローラあるいは両方ともブラシでも良い。また、バイアス印加手段の配置場所としては、転写ニップＮの直下でも良い。また、バイアス印加手段を１つだけ備える構成も可能であり、その場合、バイアス印加手段はローラ又はブラシのどちらでも構わない。バイアス印加手段を１つだけ備える構成における配置場所は、図示例の場所でも良いし、転写ニップＮの直下でも良い。さらに、バイアス印加手段としてチャージャを用いた非接触型も可能であり、転写搬送ベルト５０２の内部（ループ内）にチャージャを組み込む構成である。

図３６に示す構成は、転写手段として非接触転写手段であるチャージャを用いたものである。図の構成例では、感光体６０１の近傍に転写チャージャ６０２を配置し、感光体上のトナー像を記録媒体（図示せず）に転写させる方式である。バイアス印加位置は、図における転写チャージャ６０２のワイヤである。記録媒体はレジストローラ対６０４から送出され、転写チャージャ６０２及び分離チャージャ６０３が配置された転写・分離部を通過した後、後段の定着装置へと搬送される。符号６０５は分離爪である。

図３７に示す構成は、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Ｐ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、図３５の構成例で説明したと同様に、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、図３５の構成例で説明した場合と同様である。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。転写部及び電源の構成は適宜な構成を採用可能である。
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、５色以上のトナーもしくは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、あるいはモノクロ装置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
３１ 現像装置
５０ 転写ユニット
５１ 中間転写ベルト（像担持体）
５３ 二次転写裏面ローラ
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２００８−９６６８７号公報 特許第４１１３６３５号公報 特開２００６−２６７４８６号公報 特開２００８−０５８５８５号公報 特開平０９−１４６３８１号公報 特開平０４−０８６８７８号公報

Claims (17)

1. 像担持体と、該像担持体が担持する画像を記録媒体に転写する転写手段を具備し、
   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を行なう重畳転写モードを有する画像形成装置において、
   前記重畳転写バイアスは、画像を転写する方向に作用する極性とその逆極性が交互に切り替わる波形であって、
   前記重畳転写バイアスとして、直流成分及び交流成分のそれぞれの標準値に個別の補正率を掛け合わせて出力するよう構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正率が相対温度又は／及び相対湿度に応じて設定されることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記補正率が絶対湿度に応じて設定されることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 温度又は／及び湿度が低下する場合は前記補正率をプラス方向に、温度又は／及び湿度が上昇する場合は前記補正率をマイナス方向に制御することを特徴とする、請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 交流成分の前記補正率が直流成分の前記補正率よりも大きいことを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記補正率が装置の印刷速度に応じて設定されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 交流成分の前記補正率を一定とし、印刷速度が低下する場合に直流成分のみ前記補正率をマイナス方向に制御することを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記補正率が記録媒体の主走査方向幅に応じて設定され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。
9. 交流成分の前記補正率を一定とし、記録媒体の主走査方向幅が小さくなる場合に直流成分のみ前記補正率をプラス方向に制御することを特徴とする、請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記補正率が記録媒体の厚さに応じて設定されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 交流成分の前記補正率を一定とし、記録媒体の厚さが大きくなる場合に直流成分のみ前記補正率をプラス方向に制御することを特徴とする、請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記補正率が転写部の抵抗に応じて設定されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記転写部の抵抗が大きくなる場合に交流成分の前記補正率をプラス方向に、直流成分の前記補正率をマイナス方向に制御することを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 交流成分の前記補正は、記録媒体の厚みが小さい場合の前記転写部の抵抗が大きくなるときの変化量より、記録媒体の厚みが大きい場合の前記転写部の抵抗が大きくなるときの変化量の方が少ない補正率とすることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 直流成分の前記補正率が交流成分の前記補正率よりも大きいことを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の画像形成装置。
16. 記録媒体として表面凹凸の大きい記録用紙を用いる場合に、前記重畳転写モードでの画像転写を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
17. 前記転写手段に直流電圧による直流転写バイアスを印加して画像転写を行なう直流転写モードを有することを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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