JP6102490B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体と転写部材との当接で形成される転写ニップにおいて、ニップ内に挟み込んだ記録材に対して像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置に関する。

転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の画像形成装置は、周知の電子写真プロセスにより、像担持体となるドラム状の感光体の表面にトナー像を形成する。感光体には、像担持体であり中間転写体でもある無端状の中間転写ベルトを当接させて１次転写ニップを形成している。そして、１次転写ニップにおいて、感光体上のトナー像を中間転写ベルトに１次転写する。中間転写ベルトに対しては、転写部材としての２次転写ローラを当接させて２次転写ニップを形成している。中間転写ベルトのループ内には、２次転写対向ローラを配設し、この２次転写対向ローラと２次転写ローラとの間に中間転写ベルトを挟み込んでいる。ループ内側の２次転写対向ローラに対してはアースを接続しているのに対し、ループ外の２次転写ローラに対しては２次転写バイアス（電圧）を電源から印加している。これにより、２次転写対向ローラと２次転写ローラとの間、すなわち２次転写ニップに、トナー像を２次転写対向ローラ側から２次転写ローラ側に静電移動させる２次転写電界を形成している。そして、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記録材に対して、２次転写電界やニップ圧の作用により、中間転写ベルト上のトナー像を２次転写する。

かかる構成において、記録材として、和紙のような表面凹凸に富んだものを用いると、表面凹凸にならった濃淡パターンを画像中に発生させ易くなる。この濃淡パターンは、記録材表面における凹部に対して十分量のトナーが転写されずに、凹部の画像濃度が凸部よりも薄くなることによって生じるものである。そこで、特許文献１に記載の画像形成装置では、２次転写バイアスとして、直流電圧だけからなるものではなく、交流電圧に対して直流電圧を重畳した重畳バイアスを２次転写バイアスとして印加するように構成されている。特許文献１では、このような２次転写バイアスを印加することで、直流電圧のみの２次転写バイアスを印加する場合に比べて、濃淡パターンの発生を抑えている。

しかしながら、特許文献１のように２次転写バイアスを印加すると、記録材表面の凹部上に形成された画像箇所に複数の白点を発生させ易くなることが、本発明者らの実験により明らかになった。また、この現象は、記録材の凹凸度合い、温湿度環境、転写部の抵抗などによっても異なってくることが明らかになった。

本発明は、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生を抑えられて良好な画像を得られる画像形成装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置では、像担持体のトナー像を担持している面に当接して転写ニップを形成する転写部材と、転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して像担持体上のトナー像を転写するために電圧を出力する電源と、電源からの出力を制御する制御手段を有し、電圧は、記録材に対して像担持体上のトナー像を転写する際に、トナー像を像担持体側から記録材側に転写させる転写方向の電圧と、転写方向の電圧と逆極性の電圧とが交互に切り替わるものであり、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、トナー像を像担持体側から記録材側に転写させる転写方向の極性に設定され、かつ、電圧の最大値と最小値の中心値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向寄りに設定されていて、制御手段は、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、中心値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、中心値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、使用する記録材の凹凸が大きいほど小さくするように電源を制御することを特徴とする。

本発明によれば、上記Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、使用する記録材の凹凸が大きいほど小さくするように電源を制御することにより、使用する記録材の凹凸が大きいほど電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）の絶対値が大きくなるので、転写率がアップし、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生を抑えることができ、良好な画像を得ることができる。

本発明にかかる画像形成装置の一形態であるプリンタの概略構成図。 図１のプリンタにおけるＫ用の画像形成ユニットの概略構成を示す拡大図。 図１に示す画像形成装置で用いる２次転写用の電源と電圧供給の一形態を示す拡大図。 画像形成装置で用いる２次転写用の電源と電圧供給の別な形態を示す拡大図。 画像形成装置で用いる２次転写用の電源と電圧供給の別な形態を示す拡大図。 画像形成装置で用いる２次転写用の電源と電圧供給の別な形態を示す拡大図。 画像形成装置で用いる２次転写用の電源と電圧供給の別な形態を示す拡大図。 画像形成装置で用いる２次転写用の電源と電圧供給の別な形態を示す拡大図。 画像形成装置で用いる２次転写用の電源と電圧供給の別な形態を示す拡大図。 ２次転写ニップの一例を示す拡大構成図。 重畳バイアスからなる電圧の波形を説明する波形図。 実験に使用された観測実験装置を示す概略構成図。 ２次転写ニップにおける転写初期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図。 ２次転写ニップにおける転写中期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図。 ２次転写ニップにおける転写後期段願のトナーの挙動を示す拡大模式図。 図１に示すプリンタの制御系の一形態を示すブロック図。 制御手段によって制御されて電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形の一形態を示す図。 実施例で使用した記録材の種類と凹凸度合いの関係を示す図。 記録材の種類とＤｕｔｙを変化させた実施例１の効果を示す図。 温湿度とＤｕｔｙを変化させた実施例２の効果を示す図。 転写部の電気抵抗とＤｕｔｙを変化させた実施例３の効果を示す図。 記録材の種類とＤｕｔｙとＶｐｐを変化させた実施例４の効果を示す図。 温湿度とＤｕｔｙとＶｐｐを変化させた実施例５の効果を示す図。 転写部の電気抵抗とＤｕｔｙとＶｐｐを変化させた実施例６の効果を示す図。

以下、本発明を適用した画像形成装置となる、電子写真方式のカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、プリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、転写装置としての転写ユニット３０と、光書込ユニット８０と、定着装置９０と、給紙カセット１００と、レジストローラ対１０１と、制御手段となる制御部６０とを備えている。

４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時にそれぞれ交換される。Ｋトナー像を形成するための画像形成ユニット１Ｋを例に説明すると、このユニットは、図２に示すように、像担持体たるドラム状の感光体２Ｋ、ドラムクリーニング装置３Ｋ、除電装置（不図示）、帯電装置６Ｋ、現像装置８Ｋ等を備えている。画像形成ユニット１Ｋは、これら構成要素が共通のケーシングに保持されてプリンタ本体に対して一体的に脱着可能とされていて、それら構成要素を同時に交換可能に構成されている。

感光体２Ｋは、ドラム状の基体の表面上に有機感光層が形成されたものであって、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。帯電装置６Ｋは、帯電バイアスが印加される帯電ローラ７Ｋを感光体２Ｋに接触あるいは近接させながら、帯電ローラ７Ｋと感光体２Ｋとの間に放電を発生させることで、感光体２Ｋの表面を一様帯電させる。本プリンタでは、トナーの正規帯電極性と同じマイナス極性に一様帯電させる。より詳しくは、約−６５０［Ｖ］に一様に帯電させる。本形態において、帯電バイアスに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７Ｋは、金属製の芯金の表面に導電性弾性材料からなる導電性弾性層が被覆されたものである。帯電ローラ等の帯電部材を感光体２Ｋに接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる帯電方式を採用してもよい。

帯電装置６Ｋで一様帯電せしめられた感光体２Ｋの表面は、光書込ユニット８０から発せられるレーザー光によって光走査されてＫ用の静電潜像を担持する。Ｋ用の静電潜像の電位は約−１００［Ｖ］である。このＫ用の静電潜像は、Ｋトナーを用いる現像装置８Ｋによって現像されてＫトナー像になる。そして、後述する中間転写体でありベルト状の像担持体たる中間転写ベルト３１上に１次転写される。

ドラムクリーニング装置３Ｋは、１次転写工程（後述する１次転写ニップ）を経た後の感光体２Ｋ表面に付着している転写残トナーを除去するものである。ドラムクリーニング装置３Ｋは、回転駆動されるクリーニングブラシローラ４Ｋ、片持ち支持された状態で自由端を感光体２Ｋに当接させるクリーニングブレード５Ｋなどを有している。ドラムクリーニング装置３Ｋは、回転するクリーニングブラシローラ４Ｋで転写残トナーを感光体２Ｋ表面から掻き取り、クリーニングブレード５Ｋで転写残トナーを感光体２Ｋ表面から掻き落とす。なお、クリーニングブレードについては、その片持ち支持端側を自由端側よりもドラム回転方向下流側に向けるカウンタ方向で感光体２Ｋに当接させている。

上記除電装置は、ドラムクリーニング装置３Ｋによってクリーニングされた後の感光体２Ｋの残留電荷を除電する。この除電により、感光体２Ｋの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

現像装置８Ｋは、現像ロール９Ｋを内包する現像部１２Ｋと、図示しないＫ現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部１３Ｋとを有している。現像剤搬送部１３Ｋは、第１スクリュー部材１０Ｋを収容する第１搬送室と、第２スクリュー部材１１Ｋを収容する第２搬送室とを有している。これらスクリュー部材は、それぞれ軸線方向の両端部が軸受けによってそれぞれ回転自在に支持される回転軸部材と、これの周面に螺旋状に突設した螺旋羽根とを具備している。

第１スクリュー部材１０Ｋを収容している第１搬送室と、第２スクリュー部材１１Ｋを収容している第２搬送室とは、仕切り壁によって仕切られているが、仕切壁におけるスクリュー軸線方向の両端箇所に、それぞれ両搬送室を連通させる連通口が形成されている。第１スクリュー部材１０Ｋは、螺旋羽根内に保持している図示しないＫ現像剤を、回転駆動に伴って回転方向に撹拌しながら、図中の紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送する。第１スクリュー部材１０Ｋと、後述する現像ロール９Ｋとは互いに向かい合う姿勢で平行配設されているため、このときのＫ現像剤の搬送方向は、現像ロール９Ｋの回転軸線方向に沿った方向でもある。そして、第１スクリュー部材１０Ｋは、現像ロール９Ｋの表面に対してＫ現像剤をその軸線方向に沿って供給していく。

第１スクリュー部材１０Ｋの図中手前側端部付近まで搬送されたＫ現像剤は、仕切壁の図中手前側端部付近に設けられた連通開口を通って、第２搬送室内に進入した後、第２スクリュー部材１１Ｋの螺旋羽根内に保持される。そして、第２スクリュー部材１１Ｋの回転駆動に伴って、回転方向に撹拌されながら、図中手前側から奥側に向けて搬送されていく。

第２搬送室内において、ケーシングの下壁には図示しないトナー濃度センサが設けられており、第２搬送室内のＫ現像剤のＫトナー濃度を検知する。Ｋトナー濃度センサとしては、透磁率センサからなるものが用いられている。Ｋトナーと磁性キャリアとを含有する所謂二成分のＫ現像剤の透磁率は、Ｋトナー濃度と相関関係があるため、透磁率センサは、Ｋトナー濃度を検知していることになる。

このプリンタには、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の現像装置の第２収容室内にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーをそれぞれ個別に補給するための図示しないＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のトナー補給手段が設けられている。そして、プリンタの制御部６０は、そのＲＡＭに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のトナー濃度検知センサからの出力電圧値の目標値であるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のＶｔｒｅｆを記憶している。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のトナー濃度検知センサからの各出力電圧値と、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のＶｔｒｅｆとの差がそれぞれ所定値を超えた場合には、その差に応じた時間だけＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のトナー補給手段を駆動する。これにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の現像装置のる第２搬送室内にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーが補給される。

現像部１２Ｋ内に収容されている現像ロール９Ｋは、第１スクリュー部材１０Ｋに対向しているとともに、ケーシングに設けられた開口を通じて、感光体２Ｋにも対向している。現像ロール９Ｋは、回転駆動される非磁性パイプからなる筒状の現像スリーブと、これの内部にスリーブと連れ回らないように固定されたマグネットローラとを具備している。現像ロール９Ｋは、第１スクリュー部材１０Ｋから供給されるＫ現像剤をマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に担持しながら、スリーブの回転に伴って、感光体２Ｋに対向する現像領域に搬送する。

現像スリーブには、トナーと同極性であって、感光体２Ｋの静電潜像よりも大きく、且つ感光体２Ｋの一様帯電電位よりも小さな現像バイアスが印加されている。これにより、現像スリーブと感光体２Ｋの静電潜像との間には、現像スリーブ上のＫトナーを静電潜像に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体２Ｋの地肌部との間には、現像スリーブ上のＫトナーをスリーブ表面に向けて移動させる非現像ポテンシャルが作用する。それら現像ポテンシャル及び非現像ポテンシャルの作用により、現像スリーブ上のＫトナーが感光体２Ｋの静電潜像に選択的に転移して、静電潜像をＫトナー像に現像する。

図１において、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃにおいても、Ｋ用の画像形成ユニット１Ｋと同様にして、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ上にＹ、Ｍ、Ｃのトナー像がそれぞれ形成される。

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等の光源から発したレーザー光により、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを光走査する。この光走査により、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ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２Ｙ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しながら、複数の光学レンズやミラーを介して各感光体に照射するものである。光書込ユニット８０としては、ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤから発したＬＥＤ光によって感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上に光書込を行うものを採用してもよい。

図１に示すように、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３１を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動させる転写ユニット３０が配設されている。転写ユニット３０は、像担持体たる中間転写ベルト３１の他に、駆動ローラ３２、２次転写裏面ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、４つの１次転写部材となる１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ、転写部材としてのニップ形成ローラ３６、ベルトクリーニング装置３７などを備えている。

無端の中間転写ベルト３１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ３２、２次転写裏面ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、及び４つの１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋによって張架されている。そして、本形態では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３２の回転力により、図１において反時計回り方向に無端移動せしめられる。

１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは、無端移動せしめられる中間転写ベルト３１をそれぞれ感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとの間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面と、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとが当接するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋには、図示しない１次転写バイアス電源によってそれぞれ１次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナー像と、１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋとの間に転写電界が形成される。Ｙ用の感光体２Ｙの表面に形成されたＹトナーは、感光体２Ｙの回転に伴ってＹ用の１次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、感光体２Ｙ上から中間転写ベルト３１上に移動して１次転写される。このようにしてＹトナー像が１次転写された中間転写ベルト３１は、その後、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過する。そして、感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のＭ、Ｃ、Ｋのトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト３１上には４色重ね合わせのトナー像が形成される。

１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ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３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、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。本プリンタでは、このような１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ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３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋに代えて、転写チャージャー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３０のニップ形成ローラ３６は、中間転写ベルト３１のループ外側に配設されており、ループ内側の２次転写裏面ローラ３３との間に中間転写ベルト３１を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面と、ニップ形成ローラ３６の表面とが当接する２次転写ニップＮが形成されている。図１、図２に示す例では、ニップ形成ローラ３６は接地されているのに対し、２次転写裏面ローラ３３は、２次転写バイアス用の電源３９によって電圧としての２次転写バイアスが印加される。これにより、２次転写裏面ローラ３３とニップ形成ローラ３６との間に、マイナス極性のトナーを２次転写裏面ローラ３３側からニップ形成ローラ３６側に向けて静電移動させる２次転写電界が形成される。

転写ユニット３０の下方には、記録材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。給紙カセット１００は、紙束の一番上の記録材Ｐに給紙ローラ１００ａ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、その記録材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１０１が配設されている。レジストローラ対１０１は、給紙カセット１００から送り出された記録材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する。そして、挟み込んだ記録材Ｐを２次転写ニップＮ内で中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせ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、記録材Ｐを２次転写ニップＮに向けて送り出す。２次転写ニップＮで記録材Ｐに密着せしめられた中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせトナー像は、２次転写電界やニップ圧の作用によって記録材Ｐ上に一括２次転写され、記録材Ｐの白色と相まってフルカラートナー像となる。このようにして表面にフルカラートナー像が形成された記録材Ｐは、２次転写ニップＮを通過すると、ニップ形成ローラ３６や中間転写ベルト３１から曲率分離する。

２次転写裏面ローラ３３は、芯金と、これの表面に被覆された導電性のＮＢＲ系ゴム層とを具備するものである。ニップ形成ローラ３６も、芯金と、これの表面に被覆された導電性のＮＢＲ系ゴム層とを具備するものである。

２次転写ニップＮ内に挟み込んだ記録材Ｐに対して中間転写ベルト３１上のトナー像を転写するために電圧（以下「２次転写バイアス」と記す）を出力する電源３９は、直流電源と交流電源とを有しており、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重畳バイアスを出力する構成とされている。本形態では、図１に示すように、２次転写バイアスを２次転写裏面ローラ３３に印加しつつ、ニップ形成ローラ３６を接地している。

２次転写バイアスの供給形態としては、図１の形態に限定されるものではなく、図３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、２次転写裏面ローラ３３を接地してもよい。この場合、直流電圧の極性を異ならせる。すなわち、図１に示すように、マイナス極性のトナーを用い且つニップ形成ローラ３６を接地した条件で、２次転写裏面ローラ３３に重畳バイアスを印加する場合には、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。

これに対し、図３に示す形態のように、２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。

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次転写裏面ローラ３３やニップ形成ローラ３６の何れか一方に印加するのではなく、図４、図５に示すように、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、図６、図７に示すように、「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」とを一方にローラに切替えて供給可能としても良い。図６に示す形態では、２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７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。

２次転写バイアスの供給形態としては、「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」とを切替える場合、図８、図９に示すように、「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てもよい。図８に示す形態では、２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９に示す形態では、２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２次転写ニップＮ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、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。２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１、図３〜図５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６〜図９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。

たとえば、記録材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、第一のモードにして、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、使用する記録材Ｐの種類（記録材Ｐの表面凹凸の大きさ）に応じて、２次転写バイアスを第一のモードと第二モードで切り替え可能としてもよい。

２次転写ニップＮを通過した後の中間転写ベルト３１には、記録材Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは中間転写ベルト３１のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置３７によってベルト表面からクリーニングされる。中間転写ベルト３１のループ内側に配設されたクリーニングバックアップローラ３４は、ベルトクリーニング装置３７によるベルトのクリーニングをループ内側からバックアップするものである。

２次転写ニップＮよりも記録材搬送方向下流側となる図１中右側方には、定着装置９０が配設されている。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材Ｐは、未定着トナー像の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材Ｐは、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。

本プリンタでは、標準モード、高画質モード、高速モードが制御部６０に設定されている。標準モードにおけるプロセス線速（感光体や中間転写ベルトの線速）は、約２８０［ｍｍ／ｓ］と設定されている。但し、プリント速度よりも高画質化を優先する高画質モードにおけるプロセス線速は、標準モードよりも遅い値に設定されている。また、画質よりもプリント速度を優先する高速モードにおけるプロセス線速は、標準モードよりも速い値に設定されている。標準モード、高画質モード、高速モードの切り替えは、プリンタに設けられたオペレーションパネル５０（図１６参照）に対するユーザーのキー操作、あるいはプリンタに接続されているパーソナルコンピュータ側でのプリンタプロパティメニューからの設定によって行われる。

本プリンタにおいて、モノクロ画像を形成する場合には、転写ユニット３０におけるＹ、Ｍ、Ｃ用の１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃを支持している図示しない揺動自在な支持板を移動せしめて、１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃを、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃから遠ざける。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面を感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃから引き離して、中間転写ベルト３１をＫ用の感光体２Ｋ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、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ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２Ｋ上に形成する。

本プリンタにおいて、２次転写バイアスの直流成分は、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）、すなわち、直流成分の電圧たる時間平均電圧値（時間平均値）Ｖａｖｅと同じ値である。電圧の時間平均値Ｖａｖｅとは、電圧波形の１周期にわたる積分値を、１周期の長さで割った値である。

２次転写バイアスを２次転写裏面ローラ３３に印加し、且つニップ形成ローラ３６を接地した本プリンタでは、２次転写バイアスの極性がトナーと同じマイナス極性になっているときには、２次転写ニップＮ内において、マイナス極性のトナーを２次転写裏面ローラ３３側からニップ形成ローラ３６側に静電的に押し出す。これにより、中間転写ベルト３１上のトナーを記録材Ｐ上に転移させる。一方、重畳バイアスの極性がトナーとは逆のプラス極性になっているときには、２次転写ニップＮ内において、マイナス極性のトナーをニップ形成ローラ３６側から２次転写裏面ローラ３３側に向けて静電的に引き寄せる。これにより、記録材Ｐに転移させたトナーを中間転写ベルト３１側に再び引き寄せる。

ところで、記録材Ｐとして、ザラ紙の１つである和紙のような表面が凹凸に富んだものを用いると、表面の凹凸にならった濃淡パターンを画像中に発生させ易くなるため、特許文献１では、２次転写バイアスとして、直流電圧だけからなるものではなく、交流電圧に対して直流電圧を重畳した重畳バイアスを２次転写バイアスとして印加している。

しかし、本発明者らは実験により、かかる構成においては、記録材表面の凹部上に形成された画像箇所に複数の白点を発生させ易くなることを見出した。そこで、本発明者らは、白点を発生させる原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことがわかってきた。即ち、図１０は、２次転写ニップＮの一例を模式的に示す概念図である。同図において、中間転写ベルト５３１は、その裏面に当接している２次転写裏面ローラ５３３により、ニップ形成ローラ５３６に向けて押圧されている。この押圧により、中間転写ベルト５３１のおもて面とニップ形成ローラ５３６の表面とが当接する２次転写ニップＮが形成されている。２次転写ニップＮに送り込まれた記録材Ｐには、中間転写ベルト５３１上のトナー像が２次転写される。

トナー像を２次転写するための２次転写バイアスは、同図に示される２つのローラのうち、何れか一方に印加され、他方のローラは接地されている。どちらのローラに転写バイアスを印加しても、トナー像を記録材Ｐに転写することが可能であるが、２次転写裏面ローラ５３３に２次転写バイアスを印加する場合であって、且つトナーとしてマイナス極性のものを用いる場合を例にして説明する。この場合、２次転写ニップＮ内のトナーを２次転写裏面ローラ５３３側からニップ形成ローラ５３６側に移動させるためには、重畳バイアスからなる２次転写バイアスとして、電位の時間平均値がトナーの極性と同じマイナス極性の電位になるものを印加する。

図１１は、２次転写裏面ローラ５３３に印加される重畳バイアスからなる２次転写バイアスの波形の一例を示す図である。同図において、時間平均電圧（以下「時間平均値」という）Ｖａｖｅ［Ｖ］は、２次転写バイアスの時間平均値を表している。図示のように、重畳バイアスからなる２次転写バイアスは、図１１に示すように、正弦波状の形状を示しており、戻し方向側（逆極性の電圧）のピーク値と、転写方向側の電圧のピーク値とを具備している。Ｖｔという符号が付されているのは、それら２つのピーク値のうち、２次転写ニップＮ内でトナーをベルト側からニップ形成ローラ５３６側に移動させる方（転写方向側）のピーク値である（以下、「転写方向ピーク値Ｖｔ」という）。また、Ｖｒという符号が付されているのは、トナーをニップ形成ローラ５３６側からベルト側に戻す方（戻し方向側）のピーク値である（以下、戻しピーク値Ｖｒという）。また、図示のような重畳バイアスの代わりに、交流成分だけからなる交流バイアスを印加しても、２次転写ニップＮにおいてトナーをベルトと記録材Ｐとの間で往復移動させることは可能である。しかし、交流バイアスでは、トナーを単に往復移動させるだけで、記録材Ｐ上に転移させることは難しい。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時間平均電圧Ｖａｖｅ［Ｖ］をトナーと同じマイナス極性にすることで、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材側に移動させて記録材上に転移させることが可能になる。

本発明者らは、その往復移動の様子を観測したところ、次のようなことを見出した。即ち、２次転写バイアスの印加を開始すると、まず始めに、中間転写ベルト５３１上でトナー層の表面に存在しているごく僅かなトナー粒子だけがトナー層から離脱して、記録材表面の凹部内に向かう。しかし、トナー層中の殆どのトナー粒子は、トナー層中に留まったままである。トナー層から離脱したごく僅かなトナー粒子は、記録材表面の凹部内に進入した後、電界の向きが逆になると、凹部内からトナー層に逆戻りする。このとき、逆戻りしたトナー粒子は、トナー層中に留まっていたトナー粒子に衝突して、そのトナー粒子のトナー層（あるいは記録材）に対する付着力を弱める。すると、次に電界が記録材Ｐに向かう方向に反転したときには、最初よりも多くのトナー粒子がトナー層中から離脱して、記録材表面の凹部に向かう。このような一連の挙動を繰り返していくことで、トナー層中から離脱して記録材表面の凹部内に進入するトナー粒子の数を徐々に増やしていって、凹部内に十分量のトナー粒子を転移させていることがわかった。

このようにしてトナー粒子を往復移動させる構成では、図１１に示した戻しピーク値Ｖｒをある程度大きな値に設定しないと、記録材表面の凹部内に進入したトナー粒子をベルト上のトナー層に十分に引き戻すことができず、凹部上で画像濃度不足を引き起こしてしまう。また、２次転写バイアスの時間平均値Ｖａｖｅ［Ｖ］をある程度大きな値に設定しないと、記録材表面の凸部に対して十分量のトナーを転移させることができずに、凸部上で画像濃度不足を発生させてしまう。記録材表面における凸部及び凹部の両方で十分な画像濃度を得るには、時間平均値Ｖａｖｅ［Ｖ］と戻しピーク値Ｖｒとをそれぞれある程度の大きな値にするために、電圧の最大値と最小値の幅となる戻しピーク値Ｖｒから転写方向ピーク値Ｖｔまでの電圧（以下「ピークツウピーク電圧」と記す）Ｖｐｐを比較的大きな値に設定する必要がある。すると、必然的に転写方向ピーク値Ｖｔも比較的大きな値にすることになる。転写方向ピーク値Ｖｔは、接地しているニップ形成ローラ５３６と、２次転写バイアスを印加している２次転写裏面ローラ５３３との最大電位差に相当するため、その値が大きくなるとローラ間の放電が発生し易くなる。特に、中間転写ベルトと記録材表面の凹部との間に形成される微小空隙で放電を発生させて、凹部上の画像箇所に白点を引き起こし易くなる。記録材表面の凸部と凹部とでそれぞれ十分な画像濃度を得るために、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを比較的大きな値に設定することにより、記録材表面の凹部上の画像箇所で白点を発生させ易くなっていたことがわかった。

次に、本発明者らが行った観測実験について詳細に説明する。
本発明者らは、２次転写ニップＮ内におけるトナーの挙動を観測するために、特殊な観測実験装置を製造した。図１２は、その観測実験装置を示す概略構成図である。この観測実験装置は、透明基板２１０、現像装置２３１、Ｚステージ２２０、照明２４１、顕微鏡２４２、高速度カメラ２４３、パーソナルコンピュータ２４４などを備えている。透明基板２１０は、ガラス板２１１と、これの下面に形成されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明電極２１２と、透明電極２１２の上に被覆された透明材料からなる透明絶縁層２１３とを具備している。この透明基板２１０は、図示しない基板支持手段によって所定の高さ位置で支持されている。この基板支持手段は、図示しない移動機構によって図１２中上下左右方向に移動可能に構成されている。図示の例では、透明基板２１０が金属板２１５を載置したＺステージ２２０の上に位置しているが、基板支持手段の移動により、Ｚステージ２２０の側方に配設された現像装置２３１の真上に移動することも可能である。なお、透明基板２１０の透明電極２１２は、基板支持手段に固定された電極に接続され、この電極は接地されている。

現像装置２３１は、実施形態に係るプリンタの現像装置と同様の構成とされていて、スクリュー部材２３２、現像ロール２３３、ドクターブレード２３４などを有している。現像ロール２３３は、電源２３５によって現像バイアスが印加された状態で回転駆動される。

透明基板２１０が基板支持手段の移動により、現像装置２３１の真上で且つ現像ロール２３３に対して所定のギャップを介して対向する位置まで所定の速度で移動せしめられると、現像ロール２３３上のトナーが透明基板２１０の透明電極２１２上に転移する。これにより、透明基板２１０の透明電極２１２上には所定の厚みのトナー層２１６が形成される。トナー層２１６に対する単位面積あたりのトナー付着量は、現像剤のトナー濃度、トナーの帯電量、現像バイアス値、基板２１０と現像ロール２３３とのギャップ、透明基板２１０の移動速度、現像ロール２３３の回転速度などによって調整することができる。

トナー層２１６が形成された透明基板２１０は、平面状の金属板２１５上に導電性接着剤で貼り付された記録材２１４との対向位置まで平行移動せしめられる。金属板２１５は、図示しない加重センサが設けられた基板２２１上に設置され、基板２２１はＺステージ２２０上に設置されている。また、金属板２１５は、電圧増幅器２１７に接続されている。電圧増幅器２１７には、波形発生装置２１８によって直流電圧及び交番電圧からなる転写バイアスが入力され、金属板２１５には電圧増幅器２１７によって増幅された転写バイアスが印加される。Ｚステージ２２０を駆動制御して金属板２１５を上昇させると、記録材２１４がトナー層２１６と接触し始める。金属板２１５をさらに上昇させると、トナー層２１６に対する圧力が増加するが、加重センサからの出力が所定の値になるように金属板２１５の上昇を制御して停止させる。圧力を所定値にした状態で、金属板２１５に転写バイアスを印加してトナーの挙動を観察する。観察後は、Ｚステージ２２０を駆動制御して金属板２１５を下降させて、記録材２１４を透明基板２１０から離間させる。すると、トナー層２１６は記録材２１４上に転写されている。

トナーの挙動の観察については、透明基板２１０の上方に配設されている顕微鏡２４２及び高速度カメラ２４３を用いて行う。透明基板２１０は、ガラス板２１１、透明電極２１２、及び透明絶縁層２１３という各層が全て透明材料からなるので、透明電極２１０の上方から、透明基板２１０を介して、透明基板２１０の下側にあるトナーの挙動を観察することができる。

顕微鏡２４２としては、キーエンス社製のズームレンズＶＨ−Ｚ７５からなるものを用いた。また、高速度カメラ２４３としては、フォトロン社製のＦＡＳＴＣＡＭ−ＭＡＸ １２０ＫＣを用いた。フォトロン社ＦＡＳＴＣＡＭ−ＭＡＸ １２０ＫＣは、パーソナルコンピュータ２４４によって駆動制御される。顕微鏡２４２及び高速度カメラ２４３は、図示しないカメラ支持手段によって支持されている。このカメラ支持手段は、顕微鏡２４２の焦点を調整できるように構成されている。

透明基板２１０上におけるトナーの挙動を、次のようにして撮影した。即ち、まず、照明２４１によってトナーの挙動の観察位置に照明光を照射して、顕微鏡２４２の焦点を調整する。次に、金属板２１５に転写バイアスを印加して、透明基板２１０の下面に付着しているトナー層２１６のトナーを、記録材２１４に向けて移動させる。このときのトナーの挙動を、高速度カメラ２４３で撮影した。

図１２に示した観測実験装置と、実施形態に係るプリンタとでは、トナーを記録材に転写する転写ニップの構造が異なるため、転写バイアスが同じであっても、トナーに作用する転写電界は異なる。適切な観察条件を調べるために、観測実験装置でも、良好な凹部濃度再現性が得られる転写バイアス条件を調べてみた。記録材２１４としては、（株）ＮＢＳリコー社製のＦＣ和紙タイプ「さざ波」と呼ばれるものを使用した。トナーとしては、平均粒径６．８［μｍ］のＹトナーに、Ｋトナーを少量混入したものを用いた。観測実験装置では、記録材（さざ波）の裏面に転写バイアスを印加する構成になっているため、トナーを記録材に転写し得る転写バイアスの極性が、実施形態に係るプリンタとは逆になっている（即ち、プラス極性）。重畳バイアスからなる２次転写バイアスの交流成分として、波形が正弦波であるものを採用した。交流成分の周波数ｆを１０００［Ｈｚ］、直流成分（本例では時間平均値Ｖａｖｅに該当）を２００［Ｖ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを１０００［Ｖ］に設定し、記録材２１４に対して０．４〜０．５［ｍｇ／ｃｍ２］のトナー付着量でトナー層２１６を転写した。その結果、「さざ波」の表面の凹部上で十分な画像濃度を得ることができた。

そのとき、顕微鏡２４２の焦点を透明基板２１０上のトナー層２１６に合わせ、トナーの挙動を撮影した。すると、次のような現象が観察された。即ち、トナー層２１６中のトナー粒子は、転写バイアスの交流成分によって形成される交番電界により、透明基板２１０と記録材２１４との間を往復移動するが、その往復移動回数の増加とともに、往復移動するトナー粒子の量が増加した。

具体的には、転写ニップにおいては、２次転写バイアスの交流成分の１周期（１／ｆ）が到来する毎に、交番電界が１回作用してトナー粒子が透明基板２１０と記録材２１４との間を１回往復移動する。初めの１周期では、図１３に示すように、トナー層２１６のうち、層の表面に存在しているトナー粒子だけが層から離脱する。そして、記録材２１６の凹部に進入した後、再びトナー層２１６に戻ってくる。このとき、戻ったトナー粒子が、トナー層２１６のトナー粒子に衝突することで、後者のトナー粒子とトナー層２１６や透明基板２１０との付着力を弱める。これにより、次の１周期には、図１４に示すように、前の１周期よりも多くのトナー粒子がトナー層２１６から離脱する。そして、記録材２１６の凹部に進入した後、再びトナー層２１６に戻ってくる。このとき、戻ったトナー粒子が、トナー層２１６中にまだ残っていたトナー粒子に衝突することで、後者のトナー粒子とトナー層２１６や透明基板２１０との付着力を弱める。これにより、さらに次の１周期には、図１５に示すように、前の１周期よりもさらに多くのトナー粒子がトナー層２１６から離脱する。このように、トナー粒子は往復移動する毎に、その数を徐々に増やしていく。すると、ニップ通過時間が経過したときには（観測実験装置ではニップ通過時間に相当する時間が経過したとき）、記録材Ｐの凹部内に十分量のトナーが転移していることがわかった。

次に、直流電圧（本例では時間平均値Ｖａｖｅに該当）を２００［Ｖ］に設定し、且つ１周期当たりのバイアスのプラス側とマイナス側（本例では戻し方向と転写方向側）でのピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを８００［Ｖ］にした条件で、トナーの挙動を撮影したところ、次のような現象が観察された。即ち、トナー層２１６中のトナー粒子のうち、層の表面に存在しているものが、初めの１周期で層から離脱して記録材Ｐの凹部内に進入する。ところが、進入したトナー粒子は、その後、トナー層２１６に向かうことなく凹部内に留まった。そして次の１周期が到来したとき、トナー層２１６から新たに離脱して記録材Ｐの凹部内に進入したトナー粒子は、ごく僅かであった。よって、ニップ通過時間が経過した時点で、記録材Ｐの凹部内には少量のトナー粒子しか転移していない状態であった。

本発明者らは、更なる観測実験を行ったところ、始めの一周期で、トナー層２１６から記録材Ｐの凹部内に進入させたトナー粒子を、再びトナー層２１６に引き戻すことができる戻しピーク値Ｖｒの値は、透明基板２１０上における単位面積あたりのトナー付着量に左右されることがわかった。すなわち、透明基板２１０上におけるトナー付着量が多くなるほど、記録材２１３の凹部内のトナー粒子をトナー層２１６に引き戻すことが可能な戻しピーク値Ｖｒが大きくなるのである。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。

図１６は、図１に示したプリンタの制御系の一部を示すブロック図である。同図において、転写バイアス出力手段の一部を構成する制御部６０は、演算手段たるＣＰＵ６０ａ（Central Processing Unit）、不揮発性メモリたるＲＡＭ６０ｃ（Random Access Memory）、一時記憶手段たるＲＯＭ６０ｂ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ６０ｄ等を有している。プリンタ全体の制御を司る制御部６０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が、図１６においては、本プリンタの特徴的な構成に関連する構成機器だけを示している。

１次転写電源８１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、１次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ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次転写用の電源３９は、２次転写ニップＮに供給する２次転写バイアスを出力するものである。本形態では、２次転写裏面ローラ３３に印加するための２次転写バイアスを出力する。この電源３９は、制御部６０とともに転写バイアス出力手段を構成している。オペレーションパネル５０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６０に送信する機能を備えている。オペレーションパネル５０は、制御部６０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。

オペレーションパネル５０には、記録材Ｐの種類を選択する選択手段５１が設けられている。選択手段５１は、プリンタで使用する記録材Ｐの種類を任意に選択して、入力情報として記録材の凹凸情報を制御部６０に送信するものである。記録材の凹凸情報は、選択手段５１の操作によるものではなく、例えば周知の記録材Ｐの電気抵抗や反射率から記録財の種類を検知して、その記録材の凹凸情報として制御部６０に入力するようにしても良い。

制御部６０には、プリンタ内の温湿度環境（温度および湿度）を検知する環境状態検知手段となる温湿度センサ５２と、転写部の電気抵抗を検知する抵抗検知手段５３が信号線を介して接続されている。抵抗検知手段５３は、図１に示すように、電源３９と２次転写裏面ローラ３３との間に配置されている。転写部の電気抵抗とは、電源３９からニップ形成ローラ３６へと通電する電気経路上の抵抗を指す。図１に示すように、電源３９は２次転写裏面ローラ３３の芯金に電気的に接続され、ニップ形成ローラ３６は電気的に接地される。この場合、転写部は、２次転写裏面ローラ３３と中間転写ベルト３１とニップ形成ローラ３６とを含む。転写部の電気抵抗とは、電源３９が接続される２次転写裏面ローラ３３の芯金から、転写ニップを経て電気的に接地されるニップ形成ローラ３６の芯金へと至る電気経路の電気抵抗である。本形態では、記録材Ｐがない状態でニップ形成ローラ３６と中間転写ベルト３１を当接させ、印刷時と同じ速度で一定の電流（例えば−４０μＡ）を流し、その時の電圧を抵抗検知手段５２で測定することで、転写部の電気抵抗を検知している。

本発明においては、２次転写バイアスの交流成分における電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、同じく交流成分の最大値と最小値の中心電圧値（電圧の最大値と最小値の中心値）Ｖｏｆｆよりも転写側であることを必須としている。それを実現するためには、交流成分の中心電圧値Ｖｏｆｆを挟んで転写方側の面積よりも、戻し方向側の面積のほうが小さい波形にする必要がある。時間平均値とは、電圧の時間平均値であり、これは電圧波形の１周期にわたる積分値を、１周期の長さで割った値である。

これを達成するための一形態として、例えば図１７に示すように、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する台形状の波形の形態が考えられる。また、波形の形態としては、台形状の波形に限定されるものではなく、三角形状となる波形、短形状の波形、あるいはこれらを組み合わせた波形でもよく、波形の形状を限定するものではない。中心電圧値Ｖｏｆｆと電圧の時間平均値Ｖａｖｅとの関係を示す値として、交流波形全体に占める中心電圧値Ｖｏｆｆよりも戻し方向側の面積の割合を、戻し時間[％]と設定した。すなわち、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）を（Ｄｕｔｙ）と示す。

別な表現をすると、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向の電圧と逆極性側の電圧が出力される時間の割合（Ｄｕｔｙ）と呼ぶこともできる。

以下、本発明の実施例１−６について説明するが、各実施例において、制御部６０は各形態の電源３９を制御することで電源３９からの出力電圧を制御する。各実施例は、制御基準となるパラメータが異なっている以外は同一構成である。また、各実施例で使用した記録材を図１８に記す。図１８において、記録材種類は、名称とメートル坪量で表示している。記録材の凹凸度合いは、凹部深さで表示し、深いほど凹凸度合いが大きいことを意味している。

各実施例では、記録材Ｐの凹部の溝転写性と凹部の放電性についてランクをつけて評価している。
（溝転写性ランクの説明）
記録材Ｐの凹部の溝転写性については、次のようにして評価した。
即ち、記録材Ｐの表面凹凸の凹部内に対して十分量のトナーを進入させていることから、凹部において十分な画像濃度が得られている場合をランク５として評価した。
凹部内のごく僅かな領域を白く抜けた領域にしているか、あるいは、凹部の画像濃度が平滑部よりも僅かに低い状態になっている場合を、ランク４として評価した。
ランク４よりも、白抜けの領域が大きい場合、あるいは濃度低下が目立つ場合を、ランク３として評価した。
ランク３に比べ、さらに白抜けの領域が大きい場合、あるいは濃度低下が目立つ場合をランク２として評価した。
凹部が全体的に白く、全体的に溝の状態がはっきりと認識できる場合や、さらに悪い場合をランク１として評価した。
（放電性ランクの説明）
２次転写バイアスによっては、２次転写ニップ内において、記録紙Ｐの表面凹部と、中間転写ベルト３１との間の微小空隙で放電が発生して、画像に白点を出現させることがある。そこで放電に起因する白点の出現性を、ここでは放電性のランクとして次のようにして評価した。
即ち、放電に起因するものと考えられる白点が認められない状態をランク５として評価した。
白点が僅かに認められるものの、認められる数が少なく且つ大きさも小さい状態をランク４として評価した。
ランク４に比べて白点が多く認められる状態をランク３として評価した。
ランク３に比べてさらに白点が多く認められる状態をランク２として評価した。
白点が画像全体に認められ、ランク２よりも更に悪い状態をランク１として評価した。

（実施例１）
実施例１は、図１に示す画像形成装置を用いたもので、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、使用する記録材Ｐの凹凸が大きいほど小さくするように電源３９を制御部６０で制御したものである。この結果を図１９に示す。本実施例において、使用する記録材Ｐの凹凸情報は、選択手段５１によって選択された記録材Ｐの凹凸とする。

図１９において、比較例は、記録材を変更し、各記録材に対するピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)と（Ｄｕｔｙ）を変更しないケースである。この場合、溝転写性は、記録材Ｐの溝部が深くなるとランクが低くなり、放電性は記録材Ｐの溝部の深さが浅くなるとランクが低くなる。
これに対し、本実施例は、記録材種類となる溝部の深さに対し、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)は同一とし、（Ｄｕｔｙ）だけを変更したところ、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が変化した。つまり、溝部が深く凹凸が大きい場合に（Ｄｕｔｙ）を小さくすると、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）の絶対値が大きく、溝転写性のランクが高くなる。すなわち、転写率がアップし、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生を抑えることができ、良好な画像を得ることができるといえる。

（実施例２）
実施例２は、図１に示す画像形成装置を用いたもので、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）である（Ｄｕｔｙ）を、温湿度センサ５２により検知された温度及び／または湿度が低いほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくするように電源３９を制御部６０で制御したものである。この結果を図２０に示す。

図２０において、比較例は、同一の記録材に対し、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)と（Ｄｕｔｙ）を変更しないで温湿度条件（温度および湿度）だけを変化させたものである。比較例においては、温湿度（温度および湿度）が低下すると、溝転写性のランクが低下するが、放電性のランクは高くなる。

これに対し、本実施例は、温度及び／または湿度が低くなるほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくしたところ、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）の絶対値が大きくなり、放電性のランクは高いまま、溝転写性のランクが向上した。このため、転写率がアップし、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生を抑えることができ、良好な画像を得ることができるといえる。

（実施例３）
実施例３は、図１に示す画像形成装置を用いたもので、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）である（Ｄｕｔｙ）を、抵抗検知手段５３により検知された電気抵抗が高いほど小さくするように電源３９を制御部６０で制御したものである。この結果を図２１に示す。

図２１において、比較例は、同一の記録材に対し、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)と（Ｄｕｔｙ）を変更しないで、部品抵抗だけを変化させたものである。比較例においては、抵抗が高いと溝転写性のランクが低く、抵抗が低いと放電のランクが低くなる。

これに対し、本実施例は、電気抵抗が高いほど（Ｄｕｔｙ）を小さくしたところ、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）の絶対値が大きくなり、溝転写製のランクが向上した。また、抵抗が低くなるほど（Ｄｕｔｙ）を高めると、溝転写性のランクを維持しつつも、放電性のランクが向上した。

このように、抵抗検知手段５３により検知された電気抵抗が高いほど（Ｄｕｔｙ）を小さくすると、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)は同じでも電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が大きくなる。このため、転写率がアップし、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生を抑えることができ、良好な画像を得ることができるといえる。

（実施例４）
本実施例は、実施例１に新たなパラメータを加えて電源３９からの電圧の出力を制御するものである。本実施例では、使用する記録材Ｐの凹凸が大きいほど、すなわち、選択手段５１によって選択された記録材Ｐの凹凸が大きいほどＡ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ））を小さくするとともに、転写時の電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）が大きくなるほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくするように、電源３９を制御した。その結果を図２２に示す。

図２２において、比較例は、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)と電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が変化した場合で同一の（Ｄｕｔｙ）を設定した場合を示し、実施例は、記録材の種類毎に（Ｄｕｔｙ）を変更したものである。

比較例では記録材Ｐによって｜Ｖｒ｜＞｜Ｖｔ｜となりＶｒでの放電リスクが発生する場合や、｜Ｖｒ｜＜｜Ｖｔ｜となりＶｔでの放電リスクが発生する場合がある。すなわち、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)が大きい場合には、放電性のランクが低くなる。一方、本実施例は｜Ｖｒ｜≒｜Ｖｔ｜となっており、Ｖｒ・Ｖｔ両方において放電リスクを低下させる事ができている。つまり、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)が大きい場合に、（Ｄｕｔｙ）を大きくすると、溝転写性だけでなく、放電性のランクも高くなった。

これらの結果から大きなＶｐｐが必要になる記録材ほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくすることで、Ｖｔ側の放電リスクを低下させる事ができ、溝転写性と放電性が小さいＶｐｐでよい記録材はＤｕｔｙを大きくすることでＶｒ側の放電リスクを低下させる事ができるといえる。つまり、実施例１の制御に対し、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)が大きくなるほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくする制御構成を加えることで、実施例１の結果に比べて溝転写性と放電性のランクが高くなった。このため、より転写率がアップし、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生をより確実に抑えることができ、良好な画像を得ることができるといえる。

（実施例５）
本実施例は、実施例２に新たなパラメータを加えて電源３９からの電圧の出力を制御するものである。本実施例では、温湿度センサ５２により検知された温度及び／または湿度が低いほど、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ））を小さくするとともに、転写時の電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）が大きくなるほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくするように、電源３９を制御した。その結果を図２３に示す。

図２３において、比較例は、温度及び／または湿度に対してピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)と電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が変化した場合で同一の（Ｄｕｔｙ）を設定した場合を示し、実施例は、温度及び／または湿度毎に（Ｄｕｔｙ）を変更したものである。

比較例によると、温度及び／または湿度が低いほど記録材Ｐの電気抵抗が上昇するため、転写時に必要になるピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)・電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）は増加する。しかしピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)・電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）を大きくしただけではＶｔ側の放電リスクが発生するため、放電性のランクは低いままである。

これに対し、本実施例では、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)が大きいほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくすると、放電性のランクが高くなった。これは、Ｖｔ側の放電リスクが低下したためであると思われる。

逆に温度及び／または湿度が高いほど記録材Ｐの電気抵抗が低下するため、転写時に必要なピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)・電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）は低下する。その際ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)・電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）を低下させただけではＶｒ側の放電リスクが発生する。しかし、温度及び／または湿度が高いほど（Ｄｕｔｙ）を大きくすると、Ｖｒ側の放電リスクを低下させることができるといえる。

つまり、実施例２の制御に対し、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)が大きくなるほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくする制御構成を加えることで、実施例２の結果に比べて溝転写性と放電性のランクが高くなった。このため、より転写率がアップし、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生をより確実に抑えることができ、良好な画像を得ることができるといえる。

（実施例６）
本実施例は、実施例３に新たなパラメータを加えて電源３９からの電圧の出力を制御するものである。本実施例では、抵抗検知手段５３により検知された電気抵抗が高いほど、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ））を小さくするとともに、転写時の電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）が大きくなるほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくするように、電源３９を制御した。その結果を図２４に示す。

比較例によると、部品抵抗が高い程転写時に必要になるピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)・電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）は増加する。しかしピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)・電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）を大きくしただけではＶｔ側の放電リスクが発生する。

これに対し、本実施例では、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)が大きくなるほど（Ｄｕｔｙ）を小さくすると、放電性のランクが比較例に対して著しく高くなった。これは、Ｖｔ側の放電リスクを低下させることができたためであると思われる。

逆に部品抵抗が低いほど転写時に必要なピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)・電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）は低下する。その際ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)・電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）を低下させただけではＶｒ側の放電リスクが発生する。そこで、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)が小さくなるほど（Ｄｕｔｙ）を大きくすると、Ｖｒ側の放電リスクを低下させることができるといえる。

つまり、実施例３の制御に対し、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)が大きくなるほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくする制御構成を加えることで、実施例３の結果に比べて溝転写性と放電性のランクが高くなった。このため、より転写率がアップし、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生をより確実に抑えることができ、良好な画像を得ることができるといえる。

上記実施例２では、Ａ／（Ａ＋Ｂ）である（Ｄｕｔｙ）を、温湿度センサ５２により検知された温度及び／または湿度が低いほど、（Ｄｕｔｙ）を小さくするように電源３９を制御部６０で制御したが、この制御とともに、選択手段５１によって選択された記録材Ｐの凹凸が大きいほどＡ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ））を小さくする制御を行うようにしてもよい。
上記実施例３では、Ａ／（Ａ＋Ｂ）である（Ｄｕｔｙ）を、抵抗検知手段５３により検知された電気抵抗が高いほど小さくするように電源３９を制御部６０で制御したが、この制御とともに、選択手段５１によって選択された記録材Ｐの凹凸が大きいほどＡ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ））を小さくする制御を行うようにしてもよい。

本発明は、中間転写ベルト３１に代えて、ドラム形状の中間転写ドラムを用いる画像形成装置にも適用可能である。また、ニップ形成ローラ３６に代えて、ベルト形状のニップ形成ベルトを用いる画像形成装置にも適用可能である。
また、本発明は、感光体ドラムに当接して転写ニップを形成する転写ローラと、転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して感光体ドラム上のトナー像を転写するために電圧を出力する電源と、前記電源からの出力を制御する制御手段とを有する画像形成装置、いわゆる直接転写方式の画像形成装置にも適用可能である。

３１ 像担持体
３６ 転写部材
３９ 電源
５０ 情報取得手段
５１ 選択手段
５２ 環境状態検知手段
５３ 抵抗検知手段
６０ 制御手段
Ｐ 記録材
Ｎ 転写ニップ
Ｖａｖｅ 電圧の時間平均値
Ｖｏｆｆ 電圧の最大値と最小値の中心値
Ｖｐｐ 電圧の最大値と最小値の差

特開２００６−２６７４８６号公報

Claims (7)

1. 像担持体のトナー像を担持している面に当接して転写ニップを形成する転写部材と、前記転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写するために電圧を出力する電源と、前記電源からの出力を制御する制御手段を有し、
   前記電圧は、前記記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写する際に、前記トナー像を前記像担持体側から記録材側に転写させる転写方向の電圧と、前記転写方向の電圧と逆極性の電圧とが交互に切り替わるものであり、
   前記電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、前記トナー像を前記像担持体側から記録材側に転写させる転写方向の極性に設定され、かつ、前記電圧の最大値と最小値の中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記転写方向寄りに設定されていて、
   前記制御手段は、前記交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、使用する記録材の凹凸が大きいほど小さくするように前記電源を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 記録材の種類を選択する選択手段を有し、
   前記制御手段は、前記交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、前記選択手段によって選択された記録材の凹凸が大きいほど小さくするように前記電源を制御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. 温度または湿度を検知する環境状態検知手段を有し、
   前記制御手段は、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、前記環境状態検知手段により検知される温度または湿度が低いほど小さくするように前記電源を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体と前記転写部材とを含む転写部の電気抵抗を検知する抵抗検知手段を有し、
   前記制御手段は、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、前記抵抗検知手段により検知される電気抵抗が高いほど小さくするように前記電源を制御することを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
5. 像担持体のトナー像を担持している面に当接して転写ニップを形成する転写部材と、前記転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写するために電圧を出力する電源と、前記電源からの出力を制御する制御手段と、温度または湿度を検知する環境状態検知手段を有し、
   前記電圧は、前記記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写する際に、前記トナー像を前記像担持体側から記録材側に転写させる転写方向の電圧と、前記転写方向の電圧と逆極性の電圧とが交互に切り替わるものであり、
   前記電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、前記トナー像を前記像担持体側から記録材側に転写させる転写方向の極性に設定され、かつ、前記電圧の最大値と最小値の中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記転写方向寄りに設定されていて、
   前記制御手段は、前記交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、前記環境状態検知手段により検知される温度または湿度が低いほど小さくするように前記電源を制御することを特徴とする画像形成装置。
6. 像担持体のトナー像を担持している面に当接して転写ニップを形成する転写部材と、前記転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写するために電圧を出力する電源と、前記電源からの出力を制御する制御手段と、前記像担持体と前記転写部材とを含む転写部の電気抵抗を検知する抵抗検知手段を有し、
   前記電圧は、前記記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写する際に、前記トナー像を前記像担持体側から記録材側に転写させる転写方向の電圧と、前記転写方向の電圧と逆極性の電圧とが交互に切り替わるものであり、
   前記電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、前記トナー像を前記像担持体側から記録材側に転写させる転写方向の極性に設定され、かつ、前記電圧の最大値と最小値の中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記転写方向寄りに設定されていて、
   前記制御手段は、前記交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、前記抵抗検知手段により検知される電気抵抗が高いほど小さくするように前記電源を制御することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記制御手段は、転写時の電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）を大きくするほど、前記Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を小さくするように、前記電源を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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