JP2019060952A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】厚みや材質等の異なる種々の記録媒体に対して、良好な転写性を確保できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、用紙検知部９ｃと制御部１０１とを備える。記録媒体の搬送方向における二次転写ニップ部の長さｗ、およびシステム速度Ｖsysを用いてｗ／Ｖsysで算出される値をニップ時間Ｎ［ｓｅｃ］とする。二次転写部を、二次転写ローラーの抵抗Ｒ１、中間転写ベルトの抵抗Ｒ２、対向ローラーの抵抗Ｒ３、および記録媒体の静電容量Ｃmedを含む等価回路と考えたとき、等価回路の合成抵抗をＲtotalとし、等価回路の合成静電容量をＣtotalとした場合に、Ｒtotal×Ｃtotalで算出される値を時定数τ［ｓｅｃ］とする。制御部１０１は、用紙検知部９ｃが取得した記録媒体の静電容量に応じて、ニップ時間および時定数の少なくとも一方を調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置において、厚みや材質等の異なる種々の記録媒体に対して、トナー像の記録媒体への転写性を確保する技術が以下に開示されている（特開平６−１６１３０７号公報（特許文献１）、特開２０１２−１６３７３０号公報（特許文献２）、特開２０１４−１３４７１８号公報（特許文献３））。

特開平６−１６１３０７号公報 特開２０１２−１６３７３０号公報 特開２０１４−１３４７１８号公報

しかし依然として、種々の記録媒体に対して、良好な転写性を確保することが求められている。

本発明の目的は、厚みや材質等の異なる種々の記録媒体に対して、良好な転写性を確保できる画像形成装置を提供することである。

厚みが小さいカット紙（カットフィルム）は剛性が小さいため、トナー像をカット紙に転写した後、中間転写ベルトからカット紙を分離するのが難しくなるが、従来、厚みが５０［μｍ］程度以上のカット紙が主に用いられてきたため、厚みの小さい記録媒体に対する転写性が問題になることは少なかった。

一方で、産業印刷領域においては、カット紙よりもロール紙（ロールフィルム）を用いることの方が多かった。中間転写ベルトからの分離性の課題は、カット紙を用いる場合にのみ発生する課題であり、ロール紙を用いる場合は、厚みが小さいロール紙であっても分離性について問題とならない。厚みの小さいロール紙を印刷に使用することが可能であるため、厚みの小さいロール紙に対しても転写性を確保することが求められる。

本発明者らは、厚みの小さいフィルムにトナー像を静電転写する場合に、印加電圧を調整しても、十分に転写できないことを確認した。研究を進めていく中で、厚みの小さいフィルムを用いる場合において、記録媒体の静電容量が大きくなり過ぎるため、静電転写に必要な電荷を速やかに蓄積できず、記録媒体がニップ部を通過する時間内に静電転写できないという課題を新たに知見した。

そこで本発明者らは、厚みの小さい記録媒体に対しても、高い転写性を実現すべく、さらに検討を進め、本発明を完成させるに至った。

この画像形成装置は、無端状の中間転写ベルトと、二次転写部と、用紙検知部と、制御部とを備える。上記二次転写部は、上記中間転写ベルトに担持されたトナー像を上記記録媒体に転写する。上記二次転写部は、二次転写ローラーと、二次転写ローラーと対向して二次転写ニップ部を形成する対向ローラーとを含む。上記用紙検知部は、上記記録媒体の静電容量を取得する。上記記録媒体の搬送方向における二次転写ニップ部の長さｗ［ｍｍ］、およびシステム速度Ｖ_sys［ｍｍ／ｓｅｃ］を用いてｗ／Ｖ_sysで算出される値をニップ時間Ｎ［ｓｅｃ］とし、上記二次転写部を、上記二次転写ローラーの抵抗Ｒ１［Ω・ｍ^２］、上記中間転写ベルトの抵抗Ｒ２［Ω・ｍ^２］、上記対向ローラーの抵抗Ｒ３［Ω・ｍ^２］、および上記記録媒体の静電容量Ｃ_med［Ｆ／ｍ^２］を含む等価回路と考えたとき、等価回路の合成抵抗をＲ_total［Ω・ｍ^２］とし、等価回路の合成静電容量をＣ_total［Ｆ／ｍ^２］とした場合に、合成抵抗Ｒ_totalおよび合成静電容量Ｃ_totalを用いてＲ_total×Ｃ_totalで算出される値を時定数τ［ｓｅｃ］とし、上記制御部は、上記用紙検知部が取得した上記記録媒体の静電容量に応じて、ニップ時間Ｎおよび時定数τの少なくとも一方を調整する。

上記の画像形成装置によると、種々の記録媒体に対して高い転写効率を安定して確保する事が可能になる。

上記の画像形成装置において、上記記録媒体の厚みは５０［μｍ］以下である。これにより、厚みの小さい記録媒体であっても高い転写効率を確保することができる。

上記の画像形成装置において、上記記録媒体はフィルムである。これにより、樹脂を原料とする用紙であっても、高い転写効率を確保することができる。

上記の画像形成装置において、上記記録媒体は長尺紙である。これにより、搬送方向における長さが大きい記録媒体であっても、高い転写効率を確保することができる。

上記の画像形成装置において、上記用紙検知部は、上記記録媒体の情報を検知する。上記用紙検知部は、上記用紙検知部が検知した上記記録媒体の情報に基づいて上記記録媒体の静電容量を取得する。これにより、画像形成装置を簡易な構成とすることができる。

上記の画像形成装置において、上記用紙検知部は、上記画像形成装置に入力する上記記録媒体に関する情報に基づいて上記記録媒体の静電容量を取得する。これにより、画像形成装置を簡易な構成とすることができる。

上記の画像形成装置において、上記制御部はニップ時間を調整する。これにより、種々の記録媒体に対して高い転写効率を安定して確保する事が可能になる。

上記の画像形成装置において、上記制御部はシステム速度を変更してニップ時間を調整する。これにより、新たな構成を追加する必要がなく、製造コストを抑制することができる。

上記の画像形成装置において、上記二次転写部は、外径および硬度の少なくとも一方が互いに異なる複数の二次転写ローラーを含む。上記制御部は、外径および硬度の少なくとも一方が互いに異なる複数の二次転写ローラーの中から上記用紙検知部が取得した上記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーを選択する。上記制御部は、現在使用している二次転写ローラーと入れ替えてニップ時間を調整する。これにより、生産性の低下を抑制することができる。

上記画像形成装置は、上記制御部からの指令が表示される表示部をさらに備える。上記制御部は、上記用紙検知部が取得した上記記録媒体の静電容量に応じて、現在使用している二次転写ローラーを、上記画像形成装置の外部に準備されている、上記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーと交換する旨を上記表示部に表示する。これにより、画像形成装置をコンパクトにすることができる。

上記の画像形成装置において、上記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーは、二次転写ローラーと外径および硬度の少なくとも一方が異なる。これにより、種々の記録媒体に対して高い転写効率を確保することができる。

上記の画像形成装置において、上記制御部は合成抵抗を変更して時定数を調整する。これにより、種々の記録媒体に対して高い転写効率を安定して確保する事が可能になる。

上記の画像形成装置において、上記二次転写部は、抵抗が互いに異なる複数の二次転写ローラーを含む。上記制御部は、抵抗が互いに異なる複数の二次転写ローラーの中から上記用紙検知部が取得した上記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーを選択し、現在使用している二次転写ローラーと入れ替えて時定数を調整する。これにより、シンプルな制御が可能となる。

上記画像形成装置は、上記制御部からの指令が表示される上記表示部をさらに備える。上記制御部は、上記用紙検知部が取得した上記記録媒体の静電容量に応じて、現在使用している二次転写ローラーを、上記画像形成装置の外部に準備されている、上記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーと交換する旨を上記表示部に表示する。これにより、画像形成装置をコンパクトにすることができる。

上記の画像形成装置において、上記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーは、二次転写ローラーと抵抗が異なる。これにより、種々の記録媒体に対して高い転写効率を確保することができる。

上記の画像形成装置において、上記二次転写部は、抵抗値が変更可能である挿入抵抗をさらに含む。等価回路は、挿入抵抗の抵抗Ｒｘ［Ω・ｍ^２］をさらに含む。上記制御部は、挿入抵抗の抵抗値を変更して時定数を調整する。これにより、装置の大型化を抑制することができる。

上記の画像形成装置において、上記制御部は合成静電容量を変更して時定数を調整する。これにより、種々の記録媒体に対して高い転写効率を安定して確保する事が可能になる。

上記の画像形成装置において、上記二次転写部は、所定の静電容量を有するシート状の誘電体をさらに含む。上記制御部は、上記記録媒体と上記二次転写ローラーとの間に上記誘電体を挿入して合成静電容量を変更する。これにより、厚みの小さい記録媒体であっても搬送経路の変動（バタツキ）に起因する放電を防止することができ、画質を安定化させることができる。

上記の画像形成装置において、上記二次転写部は、塗布することにより所定の静電容量を有する誘電体層が設けられる誘電材料をさらに含む。上記制御部は、上記記録媒体または上記二次転写ローラーの表面に誘電材料を塗布することにより合成静電容量を変更する。これにより、放電を抑制して転写効率を向上させることができる。

上記の画像形成装置において、ニップ時間Ｎおよび時定数τを用いて算出されるＮ／τが、Ｎ／τ≧３．８の条件を満たす。これにより、種々の記録媒体に対して高い転写効率を安定して確保する事が可能になる。

この画像形成装置によれば、厚みや材質等の異なる種々の記録媒体に対して、良好な転写性を確保できる画像形成装置を実現することができる。

実施の形態１の画像形成システムの全体構成を概略的に示す図である。 実施の形態１の画像形成システムが備える画像形成装置の制御系の主要部を示すブロック図である。 図１に示す二次転写部の拡大図である。 二次転写部を平行平板構成で再現した模式図である。 二次転写ローラーを記録媒体に押圧させた状態を示す模式図である。 二次転写ローラーを記録媒体に押圧した後、押圧を解除した状態を示す模式図である。 両電極圧接時における両電極間の押し込み量波形およびバイアス印加波形のイメージを示す図である。 厚みが７５［μｍ］、５０［μｍ］、２５［μｍ］および１０［μｍ］であるそれぞれのフィルムに対する両電極間の印加電圧と転写効率との関係を示すグラフである。 厚みが１０［μｍ］のフィルムを用いた場合におけるバイアス印加時間と転写効率との関係を示すグラフである。 二次転写部の構成を簡易的に表した図である。 二次転写部の等価回路図である。 等価回路に蓄積される電荷量を計算したグラフである。 実施の形態２の二次転写部の概略図である。 実施の形態３の二次転写部の概略図である。 実施の形態４の二次転写部の概略図である。 実施の形態５の二次転写部の概略図である。 実施の形態６の二次転写部の概略図である。 実施の形態７の二次転写部の概略図である。 ユーザーが適切な二次転写ローラーに交換するプロセスを示すフロー図である。 実施例１の評価結果を示す表である。 比較例１の評価結果を示す表である。 実施例２の評価結果を示す表である。 実施例３の評価結果を示す表である。 実施例４の評価結果を示す表である。 実施例５の評価結果を示す表である。 実施例６の評価結果を示す表である。 実施例７の評価結果を示す表である。 比較例２の評価結果を示す表である。 実施例８の評価結果を示す表である。 実施例９の評価結果を示す表である。 比較例３の評価結果を示す表である。

以下、図面に基づいて、各実施の形態における画像形成装置２について説明する。以下に示す実施の形態において、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して、重複した説明は繰り返さない。以下で説明される実施の形態の各構成は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

（実施の形態１）
＜画像形成装置２＞
図１は、実施の形態１の画像形成システム１００の全体構成を概略的に示す図である。図２は、実施の形態１の画像形成システム１００が備える画像形成装置２の制御系の主要部を示すブロック図である。

画像形成システム１００は、図１において太線で示す長尺紙Ｐ（材質は紙又はフィルム）を記録媒体として使用し、長尺紙Ｐ上に画像形成するシステムである。長尺紙Ｐとは、たとえば画像形成装置２の幅方向ＤＲ２における長さを超える長さを有する用紙である。フィルムとは、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂を原料とする用紙である。本明細書における「用紙」および「長尺紙」は、材質が紙だけでなくプラスチック樹脂等を含む場合も包括するものとする。

画像形成システム１００は、長尺紙Ｐの搬送経路（図１中矢印Ａ方向）の上流側から、給紙装置１、画像形成装置２、および巻き取り装置３が接続されて構成される。給紙装置１は、長尺紙Ｐを画像形成装置２へ給紙する。給紙装置１は、内部にロール部Ｐ１を含む。ロール部Ｐ１には、長尺紙Ｐが支持軸Ｘにロール状に巻回されている。ロール部Ｐ１は、回転可能である。給紙装置１は、支持軸Ｘに巻回された長尺紙Ｐを、たとえば、繰り出しローラー、給紙ローラー等の複数の搬送ローラー対を経由して、一定の速度で画像形成装置２へ搬送する。給紙装置１の給紙動作は、画像形成装置２が備える制御部１０１によって制御される。

画像形成装置２は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置２は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト２１に一次転写する。画像形成装置２は、中間転写ベルト２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙装置１から給紙された長尺紙Ｐに二次転写することにより画像形成する。

画像形成装置２には、タンデム方式が採用されている。タンデム方式では、ＹＭＣＫの４色に対応する各感光体ドラム４１３が中間転写ベルト２１の走行方向（図１中矢印Ｂ）に沿って配置されている。タンデム方式では、一回の手順で、ＹＭＣＫの４色のトナー像が順次中間転写ベルト２１上に転写される。

図２に示すように、画像形成装置２は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、温湿度検知部９ｂ、用紙検知部９ｃ、および制御部１０１を備える。

（制御部１０１）
制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、およびＲＡＭ（Random Access Memory）１０４を含む。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置２の各ブロック等の動作を集中制御する。

このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、たとえば不揮発性の半導体メモリー（いわゆるフラッシュメモリー）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（たとえばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、たとえば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて長尺紙Ｐに画像を形成させる。通信部７１は、たとえばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

（画像読取部１０）
図１に示すように、画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）を含む。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査する。原稿画像走査装置１２は、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

（操作表示部２０）
操作表示部２０は、たとえばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成される。操作表示部２０は、表示部１６および操作部２２を含む。表示部１６は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況、および制御部１０１からの指令等の表示を行う。

操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを含む。操作部２２は、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。使用する記録媒体の情報（厚みおよび材質等）を操作部２２に入力することも可能である。

（画像処理部３０）
画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を含む。たとえば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理、および圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

（画像形成部４０）
画像形成部４０は、画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、および中間転写ユニット４２を含む。画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、および中間転写ユニット４２は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各色のトナーによる画像を形成する。

画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５を有する。感光体ドラム４１３は、アルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）を有する負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。感光体ドラム４１３は、たとえばドラム径が８０［ｍｍ］である。感光体ドラム４１３の外周面には、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、および電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）が順次積層されている。

電荷発生層は、電荷発生材料（たとえばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（たとえばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体である。電荷発生層は、露光装置４１１により露光され、一対の正電荷と負電荷を生じる。

電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（たとえばポリカーボネイト）に分散させたものからなる。電荷輸送層は、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

駆動モーター（図示しない）は、感光体ドラム４１３を回転させる。制御部１０１は、駆動モーターの駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、たとえば半導体レーザーで構成される。露光装置４１１は、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。

感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分現像方式の現像装置である。現像装置４１２は、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有する。ドラムクリーニング装置４１５は、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存するトナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写部２３、およびベルトクリーニング装置４２６を有する。中間転写ベルト２１は無端状である。中間転写ベルト２１は、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。

たとえば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２Ｋよりも中間転写ベルト２１の走行方向の下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、中間転写ベルト２１の走行速度を一定に保持しやすくなる。ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト２１は矢印Ｂ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト２１は、導電性を有する。中間転写ベルト２１は、ゴム等から成る弾性層を付与した、弾性中間転写ベルトも使用可能である。中間転写ベルト２１は、表面に体積抵抗率が８〜１１［ｌｏｇΩ・ｃｍ］である高抵抗層を有する。中間転写ベルト２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。中間転写ベルト２１については、導電性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。

一次転写ローラー４２２は、中間転写ベルト２１の内周面側に配置される。一次転写ローラー４２２は、感光体ドラム４１３に対向して配置される。一次転写ローラー４２２は、中間転写ベルト２１を挟んで、感光体ドラム４１３に圧接される。これにより、一次転写ニップ部Ｎ１が形成される。

中間転写ベルト２１が一次転写ニップ部Ｎ１を通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与する。これにより、トナー像は中間転写ベルト２１に静電的に転写される。

中間転写ベルト２１上に静電転写されたトナー像は、その後二次転写部２３に搬送される。長尺紙Ｐが二次転写部２３を通過する際、中間転写ベルト２１上のトナー像が長尺紙Ｐに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー３３に二次転写バイアスを印加し、長尺紙Ｐの二次転写ローラー３３と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与する。これにより、トナー像は長尺紙Ｐに静電的に転写される。二次転写部２３の詳細については、後述する。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト２１の外周面に接触する。ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト２１の表面に残留するトナーを除去する。

（定着部６０）
トナー像が転写された長尺紙Ｐは二次転写部２３を通過した後、定着部６０に搬送される。定着部６０は、トナー像が二次転写された長尺紙Ｐを加熱および加圧することにより、長尺紙Ｐにトナー像を定着させる。

定着部６０は、上側定着部６０Ａおよび下側定着部６０Ｂを含む。上側定着部６０Ａは、長尺紙Ｐのトナー像が形成されている面（定着面）側に配置されている。下側定着部６０Ｂは、長尺紙Ｐの定着面と反対の面側に配置される。下側定着部６０Ｂは、上側定着部６０Ａと対向して配置される。上側定着部６０Ａに下側定着部６０Ｂが圧接されることにより、長尺紙Ｐを狭持して搬送する定着ニップ部が形成される。

定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、上側定着部６０Ａ又は下側定着部６０Ｂから長尺紙Ｐを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。

上側定着部６０Ａは、無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２、および定着ローラー６３を有する（ベルト加熱方式）。定着ベルト６１は、たとえば４０［Ｎ］の張力で加熱ローラー６２および定着ローラー６３に張架されている。

定着ベルト６１は、トナー像が形成された長尺紙Ｐに接触して、当該トナー像を１６０〜２００［℃］の定着温度で加熱定着する。定着温度とは、長尺紙Ｐ上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度である。定着温度は、画像形成される長尺紙Ｐの紙種等によって異なる。

加熱ローラー６２は、加熱源（ハロゲンヒーター）を内蔵し、定着ベルト６１を加熱する。加熱源の温度は、制御部１０１によって制御される。加熱源によって加熱ローラー６２が加熱され、その結果、定着ベルト６１が加熱される。

定着ローラー６３の駆動制御（たとえば、回転のオン／オフ、周速度の調整等）は、制御部１０１によって行われる。制御部１０１は、定着ローラー６３を時計回り方向に回転させる。定着ローラー６３が回転することにより、定着ベルト６１および加熱ローラー６２は、時計回り方向に従動回転する。

下側定着部６０Ｂは、加圧ローラー６４および圧接離間部６５を有する（ローラー加圧方式）。加圧ローラー６４は、鉄等からなる円柱状の芯金と、芯金を覆う弾性層と、弾性層を覆う表層とを有する。弾性層は、たとえばシリコーンゴム等である。表層は、たとえばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブである。

圧接離間部６５は、定着ベルト６１と加圧ローラー６４とを互いに圧接または離間させる。圧接離間部６５は、定着ベルト６１を介して加圧ローラー６４を定着ローラー６３に、たとえば１０００［Ｎ］の定着荷重で圧接させる。このようにして、定着ベルト６１と加圧ローラー６４との間には、長尺紙Ｐを狭持して搬送する定着ニップ部が形成される。

加圧ローラー６４の駆動制御（たとえば、回転のオン／オフ、周速度の調整等）および圧接離間部６５の駆動制御は、制御部１０１によって行われる。制御部１０１は、加圧ローラー６４を反時計回り方向に回転させる。

（用紙搬送部５０）
用紙搬送部５０は、排紙部５２および搬送経路部５３を含む。給紙装置１から画像形成装置２へ給紙された長尺紙Ｐは、搬送経路部５３により二次転写部２３に搬送される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、長尺紙Ｐの傾きおよび片寄りを補正する。長尺紙Ｐが二次転写部２３を通過した後、長尺紙Ｐは定着部６０に搬送される。

定着部６０を通過した長尺紙Ｐは、排紙部５２に搬送される。排紙部５２は、搬送ローラー対（排紙ローラー対）５２ａを有する。画像形成された長尺紙Ｐは、搬送ローラー対５２ａを通じて巻き取り装置３に搬送される。

巻き取り装置３は、画像形成装置２から搬送されてきた長尺紙Ｐを巻き取る装置である。巻き取り装置３の筐体内では、たとえば、長尺紙Ｐが支持軸Ｚに巻回されてロール状に保持される。そのために、巻き取り装置３は、画像形成装置２から搬送されてきた長尺紙Ｐを、複数の搬送ローラー対（たとえば、繰り出しローラー、排紙ローラー）を経由して、一定の速度で支持軸Ｚに巻き取る。巻き取り装置３の巻き取り動作は、制御部１０１によって制御される。

用紙搬送部５０は、給紙部５１をさらに含む。給紙部５１は、給紙トレイユニット５１ａ、５１ｂ、および５１ｃを有する。給紙トレイユニット５１ａ、５１ｂ、および５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。実施の形態１の画像形成装置２において、長尺紙Ｐに代えて用紙Ｓを用いることも可能である。

給紙トレイユニット５１ａ、５１ｂ、および５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により二次転写部２３に搬送される。二次転写部２３において、中間転写ベルト２１上のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。

（温湿度検知部９ｂ）
図２に示す温湿度検知部９ｂは、画像形成装置２の内部または周囲の温度および湿度を検知する。温湿度検知部９ｂは、検出結果を制御部１０１に入力する。温湿度検知部９ｂの検出結果に応じて、制御部１０１は、ヒーターの設定温度等を制御する。温湿度検知部９ｂは、定着部６０などの画像形成装置２の構成上高温となり得る装置の周辺の温度、および画像形成装置２の排気の温度を検出しないように構成されている。

（用紙検知部９ｃ）
用紙検知部９ｃは、記録媒体の情報を検知する。記録媒体の情報とは、たとえば記録媒体の厚み、材質、静電容量、および水分量等である。用紙検知部９ｃは、搬送経路上のローラー対の軸間距離を検出する事により、記録媒体の厚み情報を得ることができる。

用紙検知部９ｃは、記録媒体を挟んで対向する発光素子と受光素子とを有する。受光素子は、発光素子から発した光のうち記録媒体を透過したものを受光する。用紙検知部９ｃは、発光素子が発した光の透過率を検出する事により、記録媒体の材質の情報を得ることができる。記録媒体の材質は、普通紙、コート紙、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、およびＰＰ（ポリプロピレン）等である。

用紙検知部９ｃは、搬送経路上の一対の電極間に記録媒体を挟んだ状態でＡＣバイアスを印加して得られた電流もしくは電圧信号より、記録媒体の静電容量情報を得る事ができる。

用紙検知部９ｃとしては、上述した電気式、光学式センサの使用に限られず、記録媒体の厚み、材質、静電容量、および水分量等の識別が可能な他の方式のセンサを使用することもできる。

（二次転写部２３）
図３は、図１に示す二次転写部２３の拡大図である。二次転写部２３は、二次転写ローラー３３と、対向ローラー２４とを有する。二次転写ローラー３３は、導電性の材料からなる。二次転写ローラー３３には、二次転写電源３３ｃが接続されている。二次転写ローラー３３は、図中に示す矢印ＡＲ１方向に回転駆動する。二次転写ローラー３３は、二次転写に際して図中に示す矢印ＡＲ３方向に向けて図示しない押圧機構によって押圧される。

二次転写ローラー３３は、記録媒体１０００および中間転写ベルト２１を介して、対向ローラー２４を圧接することになる。これにより、中間転写ベルト２１上のトナー像を長尺紙Ｐへ転写するための二次転写ニップ部Ｎ２が形成される。二次転写ニップ部Ｎ２は、二次転写ローラー３３と対向ローラー２４との接触部である。

対向ローラー２４は、中間転写ベルト２１の内周面側に配置される。対向ローラー２４は、二次転写ローラー３３と対向する。対向ローラー２４は、図中に示す矢印ＡＲ２方向に回転駆動する。対向ローラー２４は、導電性の材料からなる芯金２４ａと、芯金２４ａの周面を覆う導電性の弾性部２４ｂとを有する。芯金２４ａは、接地されている。これにより、二次転写ニップ部Ｎ２には、二次転写ローラー３３、対向ローラー２４および二次転写電源３３ｃによって所定の電界が形成されることになる。

中間転写ベルト２１は、二次転写ニップ部Ｎ２を挿通するように配置されている。中間転写ベルト２１は、記録媒体１０００よりも対向ローラー２４側を挿通するように配置されている。記録媒体１０００は、二次転写ニップ部Ｎ２を通過するように供給される。記録媒体１０００は、中間転写ベルト２１よりも二次転写ローラー３３側を通過するように供給される。

二次転写ローラー３３および対向ローラー２４の回転により、中間転写ベルト２１は、ＡＲ４方向に搬送される。記録媒体１０００は、ＡＲ５方向に搬送される。中間転写ベルト２１および記録媒体１０００は、二次転写ニップ部Ｎ２を通過するに当たり、二次転写ローラー３３と対向ローラー２４とによって加圧された状態で挟み込まれて密着することになる。

密着した部分の中間転写ベルト２１および記録媒体１０００には、上述した所定の電界が作用することになる。これにより、中間転写ベルト２１の第１主面２１ｓ１に付着していたトナー像が記録媒体１０００の記録面１００１に付着することになり、トナー像の転写が行われる。

＜厚みの大きい記録媒体を用いる場合に一般的に発生する課題＞
一般に、記録媒体の厚みが大きい程記録媒体の電気抵抗が高くなる。高抵抗の記録媒体に静電転写する場合、トナー像に十分な転写電界を作用させるために、転写ローラーと対向ローラーとの間に、より高い印加電圧が必要になる。

高い電圧を印加する場合、二次転写ニップ部前後または二次転写ニップ部において放電が発生しやすくなる。放電が発生すると、トナーの帯電電荷量が変化する。帯電電荷量が変化したトナー粒子は、電界によって移動させるのが困難になり転写効率が悪化する。

放電が発生する場合、印加電圧を上げる代わりにニップ時間Ｎ（記録媒体の搬送方向における二次転写ニップ部の長さｗをシステム速度Ｖ_sysで除した値）を長くするような制御をするのが好ましい。ここで、「システム速度」とは、各色の感光体ドラム、中間転写ベルト等の走行速度のことをいい、システム速度を制御することにより印刷速度（単位時間当たりの印刷枚数）が制御される。

ニップ時間を長くすると、同じ印加電圧でもより多くの電流が流れる。より多くの電流が流れることにより、記録媒体の表面や中間転写ベルトの表面等により多くの電荷が蓄積される。より多くの電荷が蓄積されることにより、トナー像を十分に転写させることのできる電界を形成することができる。印加電圧を上げなくてもニップ時間を長くすることで、高い転写効率で転写させることが可能になる。

厚みの大きい記録媒体に画像形成する場合、印加電圧を高くして転写効率を確保する。しかし、放電が発生して印加電圧をそれ以上大きくできない場合、ニップ時間を長くして転写効率を確保する。

従来、ＯＨＰシートを用いることがあった。ＯＨＰシートは、プロジェクターに投射するための透明フィルムである。ＯＨＰシートの厚みは１００［μｍ］程度であり、普通紙（８０［μｍ］程度）と比べて厚い。このため、ＯＨＰシートも厚紙と同様に、印加電圧を高くしたり、ニップ時間を長くしたりすることで対応してきた。

＜厚みが小さい記録媒体を用いる場合に発生する課題とその原因＞
（厚みが小さいフィルムを用いる場合）
厚みが小さい記録媒体（５０［μｍ］以下、特に２５［μｍ］以下）であって、特にフィルムに画像形成する場合、印加電圧を調整しても、十分に転写できないという状況が発生した。研究の結果、厚みが小さいフィルムを用いる場合、記録媒体の静電容量が大きくなり過ぎるため、転写に必要な電荷を速やかに蓄積できず、ニップ時間内で転写しきれなくなるという事が確認された。厚みが薄いフィルムに画像形成する場合、印加電圧を調整しても、十分に転写できない理由を明確にするため、以下のような実験を行った。

図４は、二次転写部２３を平行平板構成で再現した模式図である。図４中の紙面上の下から順に電極（−）、中間転写ベルト、トナー層、フィルム（記録媒体）、弾性層、および電極（＋）を配置して二次転写部２３を再現している。二次転写ローラーを弾性層および電極（＋）として再現している。電極（＋）について、予め、シート状の弾性層を電極（＋）の下側に貼り付けている。

図５は、二次転写ローラー３３を記録媒体１０００に押圧させた状態を示す模式図である。電極（＋）を下降させ（図５中矢印Ａ）、電極（＋）と電極（−）とを中間転写ベルト、トナー層、フィルム、二次転写部材を介して圧接させた状態を再現している。

図６は、二次転写ローラー３３を記録媒体１０００に押圧した後、押圧を解除した状態を示す模式図である。電極（＋）を上昇させる（図６中矢印Ｂ）際に、記録媒体は二次転写ローラーと接触したまま上昇するようにする。

両電極（電極（＋）および電極（−）、以下同じ）を圧接中に（図５）、電極（＋）と電極（−）との間に、帯電したトナーを記録媒体に引き付ける向きに電圧を印加すると、印加した電圧に応じてトナー層が転写する。図４から図６に示す平行平板において、種々の厚みを有するフィルムに対する印加電圧と転写効率との関係を調べた。評価条件を以下に示す。

（評価条件）
二次転写ローラーは、直径４０［ｍｍ］のローラーを想定した。二次転写ローラーの芯金は、直径２４［ｍｍ］を想定した。芯金の周りにはゴムからなる弾性層を設けた。弾性層の厚みは８［ｍｍ］であった。弾性層の硬度は４０［度］であった。弾性層の体積抵抗率は約１×１０^８［Ω・ｃｍ］であった。

中間転写ベルトの材料はポリイミドであった。中間転写ベルトの厚みは８０［μｍ］であった。中間転写ベルトの体積抵抗率は、約１×１０^９［Ω・ｃｍ］であった。記録媒体の材質はＰＥＴであった。トナー量は４．５［ｇ／ｍ^２］であった。転写前の中間ベルト上のトナー層の重量と、両電極の圧接離間後にフィルムに転写していたトナー層の重量との比から転写効率を計算した。

図７は、両電極圧接時における両電極間の押し込み量波形およびバイアス印加波形のイメージを示す図である。押込み量が初期値から変化している時間（図７中の領域Ｅ）が、両電極が圧接されている時間である。

図７には、両電極圧接中において、バイアス印加時間が２０［ｍｓ］（Ａ波形）、１０［ｍｓ］（Ｂ波形）、５［ｍｓ］（Ｃ波形）とした場合のそれぞれの波形のイメージを示している。最初に、バイアス印加時間を５［ｍｓ］（Ｃ波形）に設定して、厚みが７５［μｍ］、５０［μｍ］、２５［μｍ］および１０［μｍ］であるそれぞれのフィルムに対して、評価試験を行った。

（評価結果）
図８は、厚みが７５［μｍ］、５０［μｍ］、２５［μｍ］および１０［μｍ］であるそれぞれのフィルムに対する両電極間の印加電圧と転写効率との関係を示すグラフである。厚みが７５［μｍ］の記録媒体の場合には、印加電圧が約６００［Ｖ］から１８００［Ｖ］の間で、ほぼ１００［％］に近い転写効率が得られる。一方で、約１８００［Ｖ］を超えると放電が発生しやすくなり、転写効率が低下する。印加電圧を適正に設定することで良好な転写性が確保できることがわかる。

厚みが５０［μｍ］のフィルムの場合、ほぼ１００［％］に近い転写効率を得るための最大印加電圧は約１４００［Ｖ］となる。ほぼ１００［％］に近い転写効率が得られる最大印加電圧は、厚みが７５［μｍ］の場合と比較して小さくなる。約１４００［Ｖ］を超えると放電が発生しやすくなり、転写効率が低下する。

さらに、厚みが２５［μｍ］のフィルムにおいて、転写効率がピーク値においても８０［％］以下であり、印加電圧を調整しても良好な転写性を確保することはできない。フィルムの厚みが１０［μｍ］において、転写効率はピーク値においても６０［％］以下にまで低下する。ここで、厚みが１０［μｍ］のフィルムを用いて、バイアス印加時間を変更して印加電圧と転写効率との関係を調べた。

図９は、厚みが１０［μｍ］のフィルムを用いた場合におけるバイアス印加時間と転写効率との関係を示すグラフである。図９の横軸は両電極間のバイアス印加時間を示す。図９の縦軸はフィルムの転写効率を示す。転写効率はピーク値を示している。バイアス印加時間を長くすると、転写効率が大きくなる。したがって、厚みが１０［μｍ］のフィルムを用いた場合でも、印加電圧を適正に設定し、バイアス印加時間を２０［ｍｓ］に設定すれば、良好な転写性を確保できる。

厚みが小さいフィルムに画像形成する場合に、印加電圧を調整しても、十分に転写できない理由については、以下のように考えることができる。

図１０は、二次転写部の構成を簡易的に表した図である。記録媒体としてＰＥＴ製等のフィルムを用いる場合、記録媒体の抵抗が非常に高いため、記録媒体をほぼ絶縁体として考えることができる。したがって、フィルムをコンデンサとして近似して、二次転写部を当該コンデンサを含む等価回路として考えることができる。

フィルムに相当するコンデンサの静電容量をＣ_med［Ｆ／ｍ^２］とする。トナー層も同様に絶縁体であるため、コンデンサとして近似できる。トナー層に相当するコンデンサの静電容量をＣ_toner［Ｆ／ｍ^２］とする。二次転写ローラー、中間転写ベルト、および対向ローラーは半導電性の抵抗体であるため、これらの抵抗をそれぞれ、Ｒ１［Ω・ｍ^２］、Ｒ２［Ω・ｍ^２］、およびＲ３［Ω・ｍ^２］とする。二次転写部を、二次転写ローラーの抵抗Ｒ１、中間転写ベルトの抵抗Ｒ２、対向ローラーの抵抗Ｒ３、記録媒体の静電容量Ｃ_med、およびトナーの静電容量Ｃ_tonerを含む等価回路と考えることができる。

図１１は、二次転写部の等価回路図である。このとき、等価回路に蓄積される電荷量ｑ（ｔ）は、以下の式（１）で記述できる。

ｑ（ｔ）＝ＣＶ（１−ｅｘｐ（−ｔ／ＲＣ））・・・（１）
ここで、Ｃは等価回路の合成静電容量Ｃ_totalであり、実施の形態１において、Ｃ_total＝（Ｃ_toner×Ｃ_med）／（Ｃ_toner＋Ｃ_med）である。Ｒは等価回路の合成抵抗Ｒ_totalであり、実施の形態１において、Ｒ_total＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３である。Ｖは印加電圧である。等価回路に蓄積される電荷量ｑに応じて、転写できるトナー量が決まる。

トナーをほぼ１００［％］転写する為には、等価回路において、帯電したトナー層の持つ電荷量にほぼ等しいだけの電荷量が蓄積される必要がある。蓄積される電荷量ｑが帯電したトナー層の持つ電荷量に比べて少ない場合、トナー層の一部しか転写できない、すなわち良好な転写効率を得ることができない。

式（１）において、ニップ時間が十分長い場合、ｔを無限大（ｔ→∞）としたときの電荷量ｑが蓄積されるので、蓄積される電荷量は、ｑ（ｔ→∞）＝ＣＶとなる。記録媒体の静電容量Ｃ_medが大きい場合、回路の合成静電容量Ｃ_totalも大きくなるので、同じだけの電荷量ｑを蓄積する為に必要な印加電圧Ｖは小さくなる。このため、ニップ時間が十分長い場合には、記録媒体の静電容量が大きい程、必要な印加電圧は小さくなる。

しかし、実際にはニップ時間は有限である。ニップ時間が短い場合、ニップ内においてｑが十分に蓄積しきれない場合がある。（１）式において、時定数τ（＝合成抵抗Ｒ_total×合成静電容量Ｃ_total）は電荷が蓄積される速さを表すパラメータである。τが小さい場合、時刻ｔの増加に対して電荷が速やかに蓄積される。τが大きい場合、時刻ｔの増加に対して電荷がゆっくりと蓄積される。記録媒体の静電容量Ｃ_medが大きい場合、回路の合成静電容量Ｃ_totalも大きくなるので、τも大きくなる。

したがって、記録媒体の静電容量Ｃ_medが大きい場合、時刻ｔの増加に対して電荷がゆっくりと蓄積されることになる。この結果、記録媒体の静電容量Ｃ_medが大きい場合、ニップ時間によっては、ニップ内でｑが十分に蓄積されないおそれが出てくる。

図１２は、等価回路に蓄積される電荷量を計算したグラフである。図１２の横軸はバイアス印加時間を示す。図１２の縦軸は回路に蓄積される電荷量を示す。二次転写部の等価回路に含まれる二次転写ローラー、中間転写ベルト、対向ローラー、記録媒体、およびトナーの物性値を用いて計算を行った。

ニップ幅（記録媒体の搬送方向における二次転写ニップ部Ｎ２の長さ）が３［ｍｍ］でシステム速度が６００［ｍｍ/ｓｅｃ］の場合、ニップ時間は５［ｍｓｅｃ］になる。中間転写ベルト上のトナーの単位面積当たりの帯電電荷量が１３５［μＣ／ｍ^２］である場合、厚みが７５［μｍ］のフィルムにおいて（グラフＡ）、ニップ時間以内（５［ｍｓｅｃ］以内）にトナーをほぼ全て転写するのに必要な電荷が蓄積できることがわかる。しかし、フィルムの厚みを５０［μｍ］（グラフＢ）、２５［μｍ］（グラフＣ）、１０［μｍ］（グラフＤ）と小さくしていくにつれて、ニップ時間内で蓄積できる電荷量は少なくなり、トナーを全て転写することができなくなる。

このような問題に対して、印加電圧Ｖを大きくすることによって、蓄積されるｑを大きくできることが、（１）式からも予想できる。しかし、この方法は十分な解決策にはならない。以下に理由を説明する。図１１の等価回路において、トナー層に分配される電圧をＶtとおくと、Ｖtは以下の式（２）で表される。

Ｖｔ＝Ｃ_med／（Ｃ_toner＋Ｃ_med）×Ｖ・・・（２）
（２）式より、印加電圧Ｖの内トナー層に分配される電圧Ｖtは、記録媒体の静電容量Ｃ_medが大きいほど大きくなることがわかる。トナー層への分配電圧Ｖｔが大きくなり過ぎると、トナー層を介して中間転写ベルトと記録媒体表面との間で放電が発生しやすくなる。放電が発生すると、トナーの帯電電荷量が変化して、転写効率が悪化する。

上記のような理由によって、記録媒体の静電容量が大き過ぎる場合、小さい印加電圧ではトナーを転写するのに必要な電荷を蓄積できない。一方、大きい印加電圧では放電が発生するため、いかなる印加電圧においても十分な転写効率が得られない。このように、記録媒体の静電容量が大き過ぎると、印加電圧を調整しても十分な転写効率を得ることができない。

式（１）からも明らかなように、印加電圧Ｖを大きくすることなしに、蓄積される電荷量を大きくするには、ニップ時間を長くするか、時定数τ（＝Ｒ_total×Ｃ_total）を小さくすればよい。画像形成される記録媒体の静電容量によって、ニップ時間および時定数の少なくとも一方を調整することで、厚みの小さい記録媒体（フィルム、長尺紙含む）であっても、転写効率を確保することができる。

制御部１０１は、用紙検知部９ｃが取得した記録媒体の静電容量に応じて、ニップ時間および時定数の少なくとも一方を調整する。制御部１０１は、記録媒体の静電容量が大きい場合にニップ時間が長くなるように調整する。制御部１０１は、記録媒体の静電容量が大きい場合に時定数が小さくなるように調整する。これにより、種々の記録媒体に対して転写効率を確保することができる。

（厚みが小さいフィルム以外の記録媒体を用いる場合）
フィルムでなくても、抵抗が大きい記録媒体を用いる場合は、フィルムを用いる場合と同様に、印加電圧を調整しても十分な転写効率を得ることができないという課題が発生する可能性がある。記録媒体の抵抗が大きいときは、絶縁体であるフィルムの場合と同様に、記録媒体をコンデンサとして近似することができるためである。

たとえば、低温低湿環境において、記録媒体中の水分量が少ない場合は、記録媒体の抵抗値が大きくなる。また、記録媒体が定着部６０を通過する際は、記録媒体が加熱され記録媒体中の水分が蒸発する結果、記録媒体中の水分量が少なくなる。このため、両面印刷における２面目を印刷する場合において、記録媒体の抵抗が大きくなる場合もある。

記録媒体の抵抗が大きくなる場合には、フィルムの場合と同様に静電容量に応じて転写条件を調整する必要がある。すなわち、フィルムの場合と同様に、制御部１０１は、用紙検知部９ｃが取得した記録媒体の静電容量に応じて、ニップ時間Ｎおよび時定数τの少なくとも一方を調整する。これにより、種々の記録媒体（厚み、材質、水分含有量、両面印刷等の印刷条件が異なる）に対して、高い転写効率を安定して確保することができる。

システム速度をＶ_sys[ｍｍ／ｓｅｃ]、二次転写部のニップ幅をｗ[ｍｍ]とするとき、ニップ時間Ｎ[ｓｅｃ]は、以下の（３）式で表される。

Ｎ＝ｗ／Ｖ_sys・・・（３）
実施の形態１の画像形成装置２において、制御部１０１は、用紙検知部９ｃが取得した記録媒体の静電容量に応じて、ニップ時間Ｎを調整する。制御部１０１は、システム速度を変更して、ニップ時間Ｎを調整する。制御部１０１は、用紙検知部９ｃが取得した記録媒体の静電容量が大きくなるほど、ニップ時間Ｎを長く、すなわち、システム速度を小さくする。

これにより、種々の記録媒体に対して、転写効率を確保することができる。システム速度を変更してニップ時間を調整するため、新たな構成を追加する必要がなく、製造コストを抑制することができる。

（実施の形態２）
図１３は、実施の形態２の二次転写部２３の概略図である。二次転写部２３は、外径が互いに異なる複数の二次転写ローラー３３を含む。二次転写ローラー３３を切り替えることによって、ニップ幅ｗを変更し、ニップ時間Ｎを調整することが可能となる。

二次転写ローラー３３の外径が大きいほど、ニップ幅ｗは大きい。記録媒体１０００の静電容量が大きい場合は、径が大きい二次転写ローラー３３に変更して、ニップ時間Ｎを長くすればよい。

制御部１０１は、外径が互いに異なる複数の二次転写ローラー３３の中から用紙検知部９ｃが取得した記録媒体１０００の静電容量に対応した二次転写ローラー３３を選択し、現在使用している二次転写ローラー３３と入れ替えてニップ時間Ｎを調整する。記録媒体１０００の静電容量に対応した二次転写ローラー３３とは、当該記録媒体１０００に印刷する場合に、高い転写効率を実現できるニップ時間を確保できるような二次転写ローラー３３である（以下、記録媒体１０００の静電容量に対応した二次転写ローラー３３について同じ）。

これにより、種々の記録媒体１０００に対して、転写効率を確保することができる。さらに、記録媒体の搬送速度（システム速度）を変更せずにニップ時間Ｎを調整するため、生産性の低下を抑制することができる。

（実施の形態３）
図１４は、実施の形態３の二次転写部２３の概略図である。二次転写部２３は、硬度が異なる複数の二次転写ローラー３３を含む。図１４に示す二次転写ローラー３３ｄは、外周面に弾性層３３ｈを有する。二次転写ローラー３３ｄは、二次転写ローラー３３ｅよりも硬度が小さい。

二次転写ローラー３３ｄおよび二次転写ローラー３３ｅを切り替えることによって、ニップ幅ｗを調整することができる。硬度が小さい二次転写ローラー３３ｄが選択されている場合は、ニップ幅ｗは大きくなる。硬度が大きい二次転写ローラー３３ｅが選択されている場合は、ニップ幅ｗは小さくなる。記録媒体１０００の静電容量が大きい場合は、硬度の小さい二次転写ローラー３３ｄを選択して、ニップ時間Ｎを長くすれば良い。

制御部１０１は、硬度が互いに異なる複数の二次転写ローラー３３の中から用紙検知部９ｃが取得した記録媒体１０００の静電容量に対応した二次転写ローラー３３を選択し、現在使用している二次転写ローラー３３と入れ替えてニップ時間を調整する。これにより、種々の記録媒体１０００に対して、転写効率を確保できる。さらに、実施の形態２の二次転写部２３と同様に、生産性の低下を抑制することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４の画像形成装置において、制御部１０１は、用紙検知部９ｃが取得した記録媒体の静電容量に応じて、時定数τを調整する。制御部１０１は、合成静電容量Ｃ_totalを変更して時定数を調整する。

図１５は、実施の形態４の二次転写部２３の概略図である。二次転写部２３は、所定の静電容量を有するシート状の誘電体８２をさらに含む。補助シートとしての誘電体８２の静電容量をＣａとすると、記録媒体１０００の静電容量と誘電体８２の静電容量との合成静電容量Ｃｓは、以下の式（４）となる。また、トナーの静電容量Ｃ_tonerを含んだ合成静電容量Ｃ_totalは、以下の式（５）のようになる。

Ｃｓ＝Ｃ_med×Ｃａ／（Ｃ_med＋Ｃａ）・・・（４）
Ｃ_total＝Ｃｓ×Ｃ_toner／（Ｃｓ＋Ｃ_toner）・・・（５）
記録媒体１０００の静電容量Ｃ_medが大きすぎる場合、適切な静電容量Ｃａの誘電体８２を挿入することによって、合成静電容量Ｃsを小さくすることができる。合成静電容量Ｃsが小さくなる結果、合成静電容量Ｃ_totalを小さくすることができ、時定数τ（＝Ｒ_total×Ｃ_total）を小さくすることができる。補助シート（誘電体８２）の材質としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）樹脂等を用いることができる。

制御部１０１は、記録媒体１０００の静電容量に応じて、記録媒体１０００と二次転写ローラー３３との間に誘電体８２を挿入し合成静電容量Ｃ_totalを変更して時定数を調整する。これにより、種々の記録媒体１０００に対して、転写効率を確保することができる。

さらに、誘電体８２を二次転写ローラー３３と記録媒体１０００との間に挿入することにより、記録媒体１０００は誘電体８２に静電気的に引き付けられる。この結果、二次転写ニップ部Ｎ２を通過する際の記録媒体１０００の搬送経路が安定する。これにより、厚みの小さい記録媒体１０００であっても、二次転写部２３の入口や出口において記録媒体１０００の位置の変動（バタツキ）に起因する不用意な放電を防止し、画質が安定する。

（実施の形態５）
図１６は、実施の形態５の二次転写部２３の概略図である。二次転写部２３は、塗布ローラー８６、汲み上げローラー８７、および誘電材料８５を含む。誘電材料８５としては、液体や微粒子を使用できる。誘電材料８５として、誘電率が比較的低く、絶縁性の高い液体または粉体を用いる。

液体としては、炭化水素系（流動パラフィン）、動植物油、および鉱物油等が使用できる。たとえば、松村石油のホワイトオイル、出光興産のＩＰソルベント、エクソンモービルのアイソパー（登録商標）等がある。また、植物油（大豆油、アマニ油、キリ油）、シリコーンオイルでもよい。微粒子としては、ポリプロピレンおよびアクリルの微粒子等を使用できる。

汲み上げローラー８７は、誘電材料８５を容器から汲み上げて、誘電材料８５を塗布ローラー８６へ塗布する。塗布ローラー８６は、記録面１００１の反対側の面に誘電材料８５を塗布する。

塗布された誘電材料８５は、記録媒体１０００上で誘電体層８３として機能する。誘電体層８３は、所定の静電容量を有する。誘電体層８３の静電容量をＣｙとすると、記録媒体１０００の静電容量と誘電体層８３の静電容量との合成静電容量Ｃｔは、以下の式（６）となる。

Ｃｔ＝Ｃ_med×Ｃｙ／（Ｃ_med＋Ｃｙ）・・・（６）
実施の形態４の二次転写部２３と同様の考え方で、誘電材料８５を塗布して誘電体層８３を形成することにより、合成静電容量Ｃ_totalを変更することができる。記録媒体の静電容量Ｃ_medが大きい場合は、誘電材料８５を記録媒体１０００に塗布することにより、合成静電容量Ｃ_totalを小さくすることができる。

制御部１０１は、記録媒体１０００または二次転写ローラー３３の表面に誘電材料８５を塗布することにより合成静電容量Ｃ_totalを変更する。これにより、種々の記録媒体１０００に対して、転写効率を確保することができる。

さらに、径の小さい粒子を有する誘電材料８５を記録媒体１０００または二次転写ローラー３３の表面に塗布することにより、粒子が記録媒体１０００の表面の凹凸に入り込む。これにより、記録媒体１０００の表面の凹凸に存在する空気層が少なくなる。したがって、放電を抑制して転写効率を向上させることができる。

（実施の形態６）
実施の形態６の制御部１０１は、合成抵抗Ｒ_totalを変更して時定数を調整する。図１７は、実施の形態６の二次転写部２３の概略図である。二次転写部２３は、抵抗が互いに異なる複数の二次転写ローラー３３を含む。二次転写ローラー３３を切り替えることによって、二次転写部２３の等価回路の合成抵抗Ｒ_totalを調整することができる。

記録媒体１０００の静電容量が小さい場合には、比較的抵抗が大きいローラーを使用し、記録媒体１０００の静電容量が大きい場合には、比較的抵抗が小さいローラーを使用する。

記録媒体１０００の静電容量が小さい場合に、抵抗が小さいローラーを使用すると、必要以上に電荷が速く蓄積される。その結果、電荷が過剰に蓄積され、放電が起こって転写効率が低下しやすくなる。

従って、抵抗が小さいローラーのみを備えるシステムよりも、抵抗が小さいローラーと抵抗が大きいローラーとを備え記録媒体１０００の静電容量に応じて切り替えるシステムの方が好ましい。

制御部１０１は、抵抗が互いに異なる複数の二次転写ローラー３３の中から用紙検知部９ｃが取得した記録媒体１０００の静電容量に対応した二次転写ローラー３３を選択し、現在使用している二次転写ローラー３３と入れ替えて時定数を調整する。これにより、種々の記録媒体１０００に対して、転写効率を確保することができる。

さらに、定電流制御の場合において、二次転写部２３の等価回路の抵抗値が変わっても等価回路に流す電流値は変わらないため、シンプルな制御をすることができる。

（実施の形態７）
図１８は、実施の形態７の二次転写部２３の概略図である。二次転写部２３は、抵抗値が変更可能である挿入抵抗８１を含む。挿入抵抗８１は、二次転写ローラー３３と二次転写電源３３ｃとの間に配置されている。二次転写部２３の等価回路は、挿入抵抗８１の抵抗Ｒｘ［Ω・ｍ^２］を含む。実施の形態７において、合成抵抗は、Ｒ_total＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒｘとなる。挿入抵抗８１を変更することで等価回路の合成抵抗Ｒ_totalを調整することが可能となる。

記録媒体１０００の静電容量が大きい場合、挿入抵抗８１の抵抗値を調整して等価回路の合成抵抗Ｒ_totalを小さくすれば良い。制御部１０１は、挿入抵抗８１の抵抗値を変更して時定数を調整する。これにより、種々の記録媒体１０００に対して、転写効率を確保することができる。挿入抵抗８１で合成抵抗Ｒ_totalを調整することにより、簡易な構成で時定数を変更することができる。したがって、装置の大型化を抑制することができる。

（実施の形態８）
実施の形態２、実施の形態３、および実施の形態６の二次転写部２３のように、制御部１０１からの信号によって使用する二次転写ローラー３３を自動的に切り替えるシステムであっても良いが、これに限らず、使用する二次転写ローラー３３の切り替えをユーザー自身が行うシステムでも構わない。

図１９は、ユーザーが適切な二次転写ローラー３３に交換するプロセスを示すフロー図である。まずステップＳ１０１において、画像形成される記録媒体１０００の静電容量を用紙検知部９ｃが取得する。次にステップＳ１０２において、制御部１０１は、二次転写部２３において現在使用されている二次転写ローラー３３の情報を取得する。二次転写ローラー３３の情報とは、二次転写ローラー３３の外径、硬度、および抵抗値等である。

次にステップＳ１０３において、制御部１０１は、現在使用している二次転写ローラー３３が適切かどうかをＬＵＴ（ルックアップテーブル）を参照して判断する。二次転写ローラー３３が適切か否かは、画像形成される記録媒体１０００に対して、現在使用している二次転写ローラー３３でも転写効率を確保できるか否かによって判断される（以下、二次転写ローラー３３が適切かあるか否かの判断において同じ）。

二次転写部２３で現在使用されている二次転写ローラー３３が適切である場合（ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、ステップＳ１０６において、制御部１０１は印刷を開始する。二次転写部２３にセットされているローラーが適切でない場合（ステップＳ１０３においてＮＯ）、ステップＳ１０４において、制御部１０１は、用紙検知部９ｃが取得した記録媒体１０００の静電容量に応じて、現在使用している二次転写ローラー３３を、適切な二次転写ローラー３３と交換する旨を表示部１６に表示する。

適切な二次転写ローラー３３とは、画像形成される記録媒体１０００に対して、転写効率を確保できるような二次転写ローラー３３である。交換用の二次転写ローラー３３は、画像形成装置２の外部に準備されている。交換用の二次転写ローラー３３は、使用している二次転写ローラー３３と外径、硬度、および抵抗の少なくともいずれかひとつが異なる二次転写ローラー３３である。

適切な二次転写ローラー３３と交換する旨が表示部１６に表示された後、ステップＳ１０５において、二次転写ローラー３３が交換されたか否かが判断される。二次転写ローラー３３がユーザーによって交換されるまで、ステップ１０５の判断が繰り返される。

二次転写ローラー３３の交換後、ステップＳ１０３に戻り、再度二次転写ローラー３３が適切であるか否かが判断される。交換された二次転写ローラー３３が適切である場合（ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、ステップＳ１０６において、制御部１０１は印刷を開始する。

使用する二次転写ローラー３３の切り替えをユーザー自身が行うシステムであることにより、交換用の二次転写ローラー３３を画像形成装置２の内部に配置する必要がない。これにより、画像形成装置２をコンパクトにすることができる。

コニカミノルタ社製の画像形成装置（デジタル印刷機：ｂｉｚｈｕｂ ＰＲＥＳＳ Ｃ８０００）を用い、これに図１に示すような給紙装置、巻き取り装置を接続して、長尺紙Ｐを通紙できるように改造して、画像形成を実際に行った。

二次転写ローラーの直径は４０［ｍｍ］であった。二次転写ローラーの芯金の直径は２４［ｍｍ］であった。芯金の周りにはゴムからなる弾性層を設けた。弾性層の材料は、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）であった。マイクロゴム硬度計（高分子計器社製ＭＤ−１）で計測した弾性層の硬度は４０［度］であった。弾性層の体積抵抗率は約１×１０^８［Ω・ｃｍ］であった。

二次転写ローラーの弾性層の体積抵抗率は、ローラーと同一の組成で平板状に形成した弾性層に対して、抵抗率計（株式会社三菱化学アナリテック製ハイレスタ−ＵＸ ＭＣＰ−ＨＴ８００）によって、ＵＲＳプローブを用いて測定した。印加電圧は１００［Ｖ］、電圧印加時間は１０秒間であった。

二次転写ローラーの軸方向に平行な二次転写ニップ部の長さは３４０［ｍｍ］であった。中間転写ベルトの材料はポリイミドであった。中間転写ベルトの厚みは８０［μｍ］であった。中間転写ベルトの体積抵抗率は約１×１０^９［Ω・ｃｍ］であった。

中間転写ベルトの体積抵抗率は、抵抗率計（株式会社三菱化学アナリテック製ハイレスタ−ＵＸ ＭＣＰ−ＨＴ８００）によって、ＵＲＳプローブを用いて測定した。印加電圧は１００［Ｖ］、電圧印加時間は１０秒間であった。

二次転写部のニップ幅ｗは、３．８［ｍｍ］であった。ニップ幅ｗの測定は、二次転写部を観察可能なようにＣＣＤカメラを設置し、画像形成中のニップ部を撮影して、得られた画像から、二次転写ローラーと対向ローラーとが中間転写ベルト及び記録媒体を介して接触する幅を求めた。

記録媒体の静電容量は、ＬＣＲメータ（ＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ社製ＬＣＲメータ４２６３Ｂ）を用い、周波数１［ｋＨｚ］、電圧１［Ｖ］として測定した。実施例４における誘電体８２の静電容量も同様に測定した。

トナー層の静電容量は、１．３３[μＦ／ｍ^２]であった。トナー層の静電容量Ｃ_toner［Ｆ／ｍ^２］は、Ｃ_toner＝ε₀ε_r×Ｓ／ｄｔによって導出した。トナー層の比誘電率ε_rは、２．１であった。トナー層の厚みｄｔは、１３［μｍ］であった。真空の誘電率ε₀は、 ８．８５４×１０^-12である。等価回路の断面積Ｓは、１［ｍ^２］とした。実施例５における誘電体層８３の静電容量も同様に導出した。

ベタ画像の転写効率を測定することによって評価を行った。具体的には、１色（シアン）のベタ画像を形成し、中間転写ベルト上にテスト用トナー像として形成した。記録媒体の材質は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフテレート）またはＰＰ（ポリプロピレン）であった。

ＰＥＴのフィルムとして、東レ株式会社製「ルミラー（登録商標）」を用いた。ＰＰのフィルムとして、東レ株式会社製「トレファン（登録商標）」を用いた。フィルム形状はロールタイプのものを用いた。種々の厚みを有するＰＰフィルムおよびＰＥＴフィルムのそれぞれに対して、転写効率の評価を行った。

記録媒体への転写前のトナーの質量Ａと、記録媒体への転写後に中間転写ベルト上に残されたトナーの質量Ｂとを測定して、以下の式（７）により転写効率を算出した。転写効率が９５［％］以上である場合には「良」、転写効率が９０［％］以上９５［％］未満である場合には「可」、転写効率が９０［％］未満である場合には「不可」と判定した。

転写効率［％］＝（（Ａ−Ｂ）／Ａ）×１００・・・（７）
＜実施例１＞
図２０は、実施例１の評価結果を示す表である。実施例１においては、種々の記録媒体１０００の静電容量に応じてシステム速度を変更した。それぞれのシステム速度に対して良好な転写性が得られた。

＜比較例１＞
図２１は、比較例１の評価結果を示す表である。比較例１においては、記録媒体の種類に関係なく、システム速度を４００［ｍｍ/s］で固定した。記録媒体の厚みが小さいほど静電容量は大きくなるため、転写効率を確保するためには静電容量に応じてニップ時間を大きくする必要がある。比較例１において、２５［μｍ］以下のＰＥＴまたはＰＰフィルムを用いた場合に、転写効率が「不可」となった。

実施例１および比較例１により、記録媒体１０００の静電容量に応じてシステム速度を変更してニップ時間を調整することで、種々の厚みや材質を有する記録媒体１０００に対して良好な転写性が得られることがわかる。

＜実施例２＞
図２２は、実施例２の評価結果を示す表である。実施例２において、外径が１００［ｍｍ］の二次転写ローラー３３と、外径が４０［ｍｍ］の二次転写ローラー３３とを作製した。記録媒体１０００の種類に応じて二次転写ローラー３３を変更して画像評価を行った。直径４０［ｍｍ］の二次転写ローラー３３は、実施例１および比較例１で用いたものと同じであった。

直径１００［ｍｍ］の二次転写ローラー３３は、直径８４［ｍｍ］の芯金の周りにゴム層を形成した。この際、直径１００［ｍｍ］の二次転写ローラー３３のゴム層は、直径４０［ｍｍ］の二次転写ローラー３３に用いたゴム層と同じ硬さおよび抵抗となるようにした。システム速度は、４００［ｍｍ/s］で固定とした。

図２２に示すように、厚みが１２［μｍ］、２３［μｍ］、および５０［μｍ］のＰＥＴ、ならびに厚みが２０［μｍ］、および２５［μｍ］のＰＰに対して、直径１００［ｍｍ］の二次転写ローラー３３に切り替えて転写効率の評価を行ったところ、いずれの記録媒体１０００においても転写効率が「可」以上となった。

二次転写ローラー３３の外径を大きくするとニップ幅が大きくなり、ニップ時間が長くなる。実施例２および比較例１（二次転写ローラー３３の直径が４０［ｍｍ］）より、記録媒体１０００の静電容量に応じて二次転写ローラー３３の外径を変更してニップ時間を調整することで、種々の厚みや材質を有する記録媒体１０００に対して良好な転写性が得られることがわかる。

＜実施例３＞
図２３は、実施例３の評価結果を示す表である。実施例３において、硬度が４０［度］の二次転写ローラー３３と硬度が２３［度］の二次転写ローラー３３とを作製した。記録媒体１０００の種類に応じて二次転写ローラー３３を変更して画像評価を行った。硬度４０［度］の二次転写ローラー３３は、実施例１、２および比較例１で用いたものと同じであった。

硬度２３［度］のローラーは、硬度４０［度］のローラーと同じく、直径２４［ｍｍ］の芯金の周りにＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）からなる弾性層を設けた、直径４０［ｍｍ］のローラーであった。硬度の調整は、ゴム層に添加する架橋剤やモノマーの量を調整することによって行った。硬度の測定は、マイクロゴム硬度計（高分子計器社製ＭＤ−１）を用いて行った。システム速度は、４００［ｍｍ/s］で固定とした。

図２３に示すように、厚みが１２［μｍ］、２３［μｍ］、および５０［μｍ］のＰＥＴ、ならびに厚みが２０［μｍ］、および２５［μｍ］のＰＰに対して、硬度が２３［度］の二次転写ローラー３３に切り替えて転写効率の評価を行ったところ、いずれの記録媒体１０００においても転写効率が「可」以上となった。

二次転写ローラー３３を柔らかくしたことによってニップ幅が大きくなり、ニップ時間が長くなる。実施例３および比較例１（二次転写ローラー３３の硬度は４０［度］）より、記録媒体の静電容量に応じて二次転写ローラー３３の硬度を変更してニップ時間を調整することで、種々の記録媒体１０００に対して良好な転写性が得られることがわかる。

＜実施例４＞
図２４は、実施例４の評価結果を示す表である。実施例４において、二次転写ローラー３３と記録媒体１０００との間に誘電体８２を挿入した。具体的には、適度な大きさにカットしたシート状の誘電体８２を記録媒体１０００と重ね合わせた状態で搬送し、記録媒体１０００上に画像形成した。誘電体８２の材質はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）であった。誘電体８２の厚みは１２５［μｍ］であった。システム速度は４００［ｍｍ/ｓ］で固定した。記録媒体１０００の静電容量および誘電体８２の静電容量から計算した二次転写部２３の等価回路の合成静電容量を図２４に記載した。

厚みが１２［μｍ］、２３［μｍ］、および５０［μｍ］のＰＥＴ、ならびに厚みが２０［μｍ］、および２５［μｍ］のＰＰにおいて誘電体８２を挿入したところ、いずれの記録媒体１０００においても転写効率が「良」となった。

誘電体８２を挿入すると、二次転写部２３の等価回路の合成静電容量が小さくなる。等価回路の合成静電容量が小さくなった結果、等価回路の時定数が小さくなり、転写に必要な電荷がより速く蓄積される。

実施例４および比較例１（誘電体シート無）より、記録媒体１０００の静電容量に応じて誘電体８２を挿入して合成静電容量を変更し時定数を調整することで、種々の記録媒体１０００に対して良好な転写性が得られることがわかる。

さらに、誘電体８２を二次転写ローラー３３と記録媒体１０００との間に挿入した場合には、厚みの小さい記録媒体１０００においても、放電に起因する画像不良が起こりにくく、高画質が安定的に得られた。画像形成装置２内にＣＣＤカメラを設置して二次転写ニップ部Ｎ２付近を観察したところ、記録媒体１０００が誘電体８２に密着して記録媒体１０００の搬送経路が安定化していることが分かった。これは、記録媒体１０００が誘電体８２に静電気的に引き付けられる為である。この結果、厚みの小さい記録媒体１０００においても、二次転写部２３の入口や出口における記録媒体１０００の位置の変動（バタツキ）に起因する不用意な放電を防止し、画質が安定化した。

＜実施例５＞
図２５は、実施例５の評価結果を示す表である。実施例５においては、二次転写前の記録面１００１の反対側の面に誘電材料８５を塗布した。誘電材料８５として、比誘電率２．１、平均粒子径０．１５［μｍ］のポリプロピレン樹脂粒子を使用した。誘電体層８３の厚みが約１２［μｍ］となるように誘電材料８５を塗布した。システム速度は４００ｍｍ/ｓで固定とした。記録媒体１０００の静電容量および誘電体層８３の静電容量から計算した二次転写部２３の等価回路の合成静電容量を図２５に記載した。

厚みが２０［μｍ］および２５［μｍ］のＰＰに対して誘電材料を塗布したところ、いずれの記録媒体１０００においても転写効率が「可」以上となった。

誘電材料を塗布すると、二次転写部２３の等価回路の合成静電容量が小さくなる。合成静電容量が小さくなった結果、等価回路の時定数が小さくなり、転写に必要な電荷がより速く蓄積される。

実施例５および比較例１（誘電材料塗布無し）より、記録媒体１０００の静電容量に応じて誘電材料を塗布して合成静電容量を変更し時定数を調整することで、種々の厚みや材質を有する記録媒体１０００に対して良好な転写性が得られることがわかる。

さらに、誘電材料８５を記録媒体１０００に塗布した場合には、高電圧を印加時にも放電による転写効率低下が起こりにくかった。これは、粒子が記録媒体１０００の表面の凹凸に入り込み記録媒体１０００の表面の凹凸に存在する空気層が少なくなることによる。

＜実施例６＞
図２６は、実施例６の評価結果を示す表である。実施例６においては、二次転写ローラー３３の抵抗が標準のものと低抵抗のものを作製し、記録媒体１０００に応じて二次転写ローラー３３を変更して画像評価を行った。

標準抵抗の二次転写ローラー３３は、実施例１〜５および比較例１で用いたものと同じである。低抵抗のローラーは、標準抵抗のローラーと同じく、直径２４［ｍｍ］の芯金の周りにＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）からなる弾性層を設けた、直径４０［ｍｍ］のローラーである。

抵抗の調整は、ゴム層に添加する導電剤の量を調整することによって行った。標準抵抗のローラーの弾性層の体積抵抗率は約１×１０^８［Ω・ｃｍ］、低抵抗のローラーの弾性層の体積抵抗率は約２×１０^７［Ω・ｃｍ］であった。システム速度は、４００［ｍｍ/s］で固定とした。二次転写ローラー３３および中間転写ベルト２１の抵抗から計算した等価回路の合成抵抗を図２６に記載した。

厚みが１２［μｍ］、２３［μｍ］、および５０［μｍ］のＰＥＴ、ならびに厚みが２０［μｍ］、および２５［μｍ］のＰＰにおいて低抵抗の二次転写ローラー３３に切り替えて転写効率の評価を行ったところ、いずれの記録媒体１０００においても転写効率が「良」となった。

二次転写ローラー３３を低抵抗にすると二次転写部２３の等価回路の合成抵抗が小さくなり、時定数が小さくなる。等価回路の時定数が小さくなると、転写に必要な電荷がより速く蓄積される。

実施例６および比較例１（二次転写ローラー３３は標準抵抗）により、記録媒体１０００の静電容量に応じて二次転写ローラー３３の抵抗を変更して時定数を調整することで、種々の記録媒体１０００に対して良好な転写性が得られることがわかる。

＜実施例７＞
図２７は、実施例７の評価結果を示す表である。実施例７においては、実施例６で用いた二次転写ローラー３３よりも更に低い抵抗の二次転写ローラー３３に変更した上で、二次転写ローラー３３と二次転写電源３３ｃとの間に挿入抵抗８１を挿入して実験した。

挿入抵抗８１の抵抗値は、使用する記録媒体１０００の静電容量を考慮して、図２７のように選択した。挿入抵抗の値を変えると、二次転写部２３の等価回路の合成抵抗が変化し、時定数も変化する。実施例７において、それぞれの挿入抵抗の値に対して良好な転写性が得られた。

＜比較例２＞
図２８は、比較例２の評価結果を示す表である。比較例２において、１２［μｍ］および２３［μｍ］のＰＥＴフィルムを使用し、挿入抵抗の値を２［ＭΩ］に固定して実験した。挿入抵抗の値以外の条件は実施例７と同じである。１２［μｍ］および２３［μｍ］のＰＥＴフィルム双方ともに、転写効率が「不可」となった。

更に、同じ二次転写ローラー３３を用いて、挿入する抵抗を１００［ｋΩ］として、各種の記録媒体１０００に対して画像評価をしたところ、厚みの比較的大きい（すなわち静電容量が小さい）記録媒体１０００を用いた場合に、放電によるノイズが発生しやすい事がわかった。

記録媒体１０００の静電容量が小さい場合に、等価回路の合成抵抗が低いと、必要以上に電荷が速く蓄積される。電荷が過剰に蓄積されると、放電が起こって転写効率が低下しやすくなる。従って、挿入抵抗の抵抗値を低い値で固定とするシステムよりも、記録媒体１０００の静電容量に応じて抵抗値を切り替えるシステムの方が好ましい。

実施例７および比較例２より、記録媒体１０００の静電容量に応じて挿入抵抗８１の抵抗値を変更して時定数を調整することで、種々の記録媒体１０００に対して良好な転写性が得られることがわかる。

＜実施例８＞
図２９は、実施例８の評価結果を示す表である。実施例８に示すように、記録媒体１０００の静電容量に応じて、ニップ時間Ｎおよび時定数τの両方を調整してもよい。実施例８において、直径が８０［ｍｍ］の二次転写ローラー３３と直径が４０［ｍｍ］の二次転写ローラー３３を作製した。

直径が８０［ｍｍ］の二次転写ローラー３３の抵抗は、直径が４０［ｍｍ］の二次転写ローラー３３の抵抗よりもやや低くなるようにゴム層に添加する導電剤の量を調整した。直径が４０［ｍｍ］の二次転写ローラー３３の弾性層の体積抵抗率は約１×１０^８［Ω・ｃｍ］、直径が８０［ｍｍ］の二次転写ローラーの弾性層の抵抗は約５×１０^７［Ω・ｃｍ］であった。

記録媒体１０００に応じて二次転写ローラー３３を変更して画像評価を行った。システム速度は、４００［ｍｍ/s］で固定とした。挿入抵抗は設けなかった。図２９に示すように、厚みが１２［μｍ］、２３［μｍ］、および５０［μｍ］のＰＥＴ、ならびに厚みが２０［μｍ］、および２５［μｍ］のＰＰにおいて、直径８０［ｍｍ］の二次転写ローラー３３に切り替えたところ、いずれの記録媒体１０００においても転写効率が「良」となった。

二次転写ローラー３３の直径を大きくしたことによってニップ幅が大きくなりニップ時間が大きくなる。さらに、二次転写ローラー３３を低抵抗にすることで時定数が小さくなり、転写に必要な電荷がより速く蓄積される。

二次転写ローラー３３の直径を大きくすると装置のサイズが大きくなる。さらに、二次転写ローラー３３の直径を大きくすると必要な駆動トルクが大きくなる。二次転写ローラー３３の直径を大きくすることには、以上のようなデメリットがある。

一方、二次転写ローラー３３の抵抗を小さくし過ぎると、高温高湿環境などで二次転写ローラー３３の抵抗が小さくなり過ぎた場合に、電流のリークが発生し、画像ムラを引き起こすことがある。

上記のように、記録媒体１０００の静電容量に応じて、複数の手段を組み合わせてニップ時間および時定数を変更することにより、一つだけの手段で対応するよりも、調整するパラメータの変更幅を小さく抑えることができる。したがって、二次転写ローラー３３の直径を大きくすることによるデメリット、および二次転写ローラー３３の抵抗を小さくし過ぎることによる不具合の可能性を抑制することができる。

＜実施例９＞
図３０は、実施例９の評価結果を示す表である。実施例９においては、種々の記録媒体１０００に対してシステム速度を変更した。ニップ時間Ｎおよび時定数τを用いて算出されるＮ／τを図３０に記載した。それぞれの指標値Ｎ／τとなる記録媒体１０００に対する画像出力条件において、良好な転写性が得られた。

＜比較例３＞
図３１は、比較例３の評価結果を示す表である。比較例３においても、種々の記録媒体１０００に対してシステム速度を変更した。ニップ時間Ｎおよび時定数τを用いて算出されるＮ／τを図３１に記載した。それぞれの指標値Ｎ／τとなる記録媒体に対する画像出力条件において、良好な転写性が得られなかった。実施例９および比較例３より、Ｎ／τ≧３．８の条件を満たすときに良好な転写性が得られることがわかる。

なお、二次転写部２３に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された、いわゆるベルト式の二次転写部を採用しても良い。

なお、実施の形態２、実施の形態３、および実施の形態６において、二次転写部２３は複数の対向ローラー２４を含み、制御部１０１が複数の対向ローラー２４を切り替える構成でも構わない。

なお、用紙検知部９ｃは、記録媒体の厚み、材質等の情報を検知し、その情報に基づいて記録媒体の静電容量を取得してもよい。これにより、画像形成装置２を簡易な構成とすることができる。

なお、制御部１０１が画像形成装置２の操作部２２に入力する記録媒体１０００の情報（給紙装置１や給紙部５１に収容される記録媒体種別）に基づいて記録媒体の静電容量を取得する構成であってもよい。これにより、画像形成装置２を簡易な構成とすることができる。

今回開示された実施の形態および実施例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

２ 画像形成装置、９ｃ 用紙検知部、１６ 表示部、２１ 中間転写ベルト、２３ 二次転写部、２４ 対向ローラー、３３ 二次転写ローラー、８１ 挿入抵抗、８２ 誘電体、８３ 誘電体層、１００ 画像形成システム、１０１ 制御部、１０００ 記録媒体、Ｎ２ 二次転写ニップ部。

Claims (20)

1. 無端状の中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトに担持されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写部とを備え、
   前記二次転写部は、二次転写ローラーと、前記二次転写ローラーと対向して二次転写ニップ部を形成する対向ローラーとを含み、
   前記記録媒体の搬送方向における前記二次転写ニップ部の長さｗ［ｍｍ］、およびシステム速度Ｖ_sys［ｍｍ／ｓｅｃ］を用いてｗ／Ｖ_sysで算出される値をニップ時間Ｎ［ｓｅｃ］とし、
   前記二次転写部を、前記二次転写ローラーの抵抗Ｒ１［Ω・ｍ^２］、前記中間転写ベルトの抵抗Ｒ２［Ω・ｍ^２］、前記対向ローラーの抵抗Ｒ３［Ω・ｍ^２］、および前記記録媒体の静電容量Ｃ_med［Ｆ／ｍ^２］を含む等価回路と考えたとき、前記等価回路の合成抵抗をＲ_total［Ω・ｍ^２］とし、前記等価回路の合成静電容量をＣ_total［Ｆ／ｍ^２］とした場合に、前記合成抵抗Ｒ_totalおよび前記合成静電容量Ｃ_totalを用いてＲ_total×Ｃ_totalで算出される値を時定数τ［ｓｅｃ］とし、
   前記記録媒体の静電容量を取得する用紙検知部と、
   前記用紙検知部が取得した前記記録媒体の静電容量に応じて、前記ニップ時間および前記時定数の少なくとも一方を調整する制御部とを備える、画像形成装置。
2. 前記記録媒体の厚みは５０［μｍ］以下である、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記記録媒体はフィルムである、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記記録媒体は長尺紙である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記用紙検知部は、前記記録媒体の情報を検知し、前記情報に基づいて前記記録媒体の静電容量を取得する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記画像形成装置に入力する前記記録媒体に関する情報に基づいて前記記録媒体の静電容量を取得する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は前記ニップ時間を調整する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記システム速度を変更して前記ニップ時間を調整する、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記二次転写部は、外径および硬度の少なくとも一方が互いに異なる複数の二次転写ローラーを含み、
   前記制御部は、前記外径および硬度の少なくとも一方が互いに異なる複数の二次転写ローラーの中から前記用紙検知部が取得した前記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーを選択し、現在使用している二次転写ローラーと入れ替えて前記ニップ時間を調整する、請求項７または請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部からの指令が表示される表示部をさらに備え、
    前記制御部は、前記用紙検知部が取得した前記記録媒体の静電容量に応じて、現在使用している二次転写ローラーを、前記画像形成装置の外部に準備されている、前記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーと交換する旨を前記表示部に表示する、請求項７または請求項８に記載の画像形成装置。
11. 前記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーは、前記二次転写ローラーと外径および硬度の少なくとも一方が異なる、請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記制御部は、前記合成抵抗を変更して前記時定数を調整する、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記二次転写部は、抵抗が互いに異なる複数の二次転写ローラーを含み、
    前記制御部は、前記抵抗が互いに異なる複数の二次転写ローラーの中から前記用紙検知部が取得した前記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーを選択し、現在使用している二次転写ローラーと入れ替えて前記時定数を調整する、請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記制御部からの指令が表示される表示部をさらに備え、
    前記制御部は、前記用紙検知部が取得した前記記録媒体の静電容量に応じて、現在使用している二次転写ローラーを、前記画像形成装置の外部に準備されている、前記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーと交換する旨を前記表示部に表示する、請求項１２に記載の画像形成装置。
15. 前記記録媒体の静電容量に対応した二次転写ローラーは、前記二次転写ローラーと抵抗が異なる、請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記二次転写部は、抵抗値が変更可能である挿入抵抗をさらに含み、
    前記等価回路は、前記挿入抵抗の抵抗Ｒ_ｘ［Ω・ｍ^２］をさらに含み、
    前記制御部は、前記挿入抵抗の抵抗値を変更して前記時定数を調整する、請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
17. 前記制御部は、前記合成静電容量を変更して前記時定数を調整する、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
18. 前記二次転写部は、所定の静電容量を有するシート状の誘電体をさらに含み、
    前記制御部は、前記記録媒体と前記二次転写ローラーとの間に前記誘電体を挿入して前記合成静電容量を変更する、請求項１７に記載の画像形成装置。
19. 前記二次転写部は、塗布することにより所定の静電容量を有する誘電体層が設けられる誘電材料をさらに含み、
    前記制御部は、前記記録媒体または前記二次転写ローラーの表面に前記誘電材料を塗布することにより前記合成静電容量を変更する、請求項１７または請求項１８に記載の画像形成装置。
20. 前記ニップ時間Ｎおよび前記時定数τを用いて算出されるＮ／τが、Ｎ／τ≧３．８の条件を満たす、請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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