JP6149512B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上のトナー像を記録媒体に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一次転写ニップを形成している。そして、一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一次転写する。中間転写ベルトに対しては、転写部材としての二次転写ローラを当接させて二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、二次転写対向ローラを配設し、この二次転写対向ローラと二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。ループ内側の二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、ループ外の二次転写ローラに対しては二次転写バイアス（電圧）を電源から印加している。これにより、二次転写対向ローラと二次転写ローラとの間、すなわち二次転写ニップに、トナー像を二次転写対向ローラ側から二次転写ローラ側に静電移動させる二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二次転写ニップ内に送り込んだ記録紙に対して、二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二次転写する。

かかる構成において、記録紙として、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、紙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、特開２００６−２６７４８６号公報（特許文献１）に記載の画像形成装置では、二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、このような二次転写バイアスを印加することで、直流電圧だけからなる二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。

転写バイアスとして重畳バイアスを印加するには、交流成分印加用の回路が必要である。しかしながら、電源に交流成分印加用の回路が含まれると、その負荷により、直流成分の立ち上がりが遅くなってしまう。特に、交流成分印加用の回路にコンデンサがある場合には立ち上がりの遅れは顕著になる。転写バイアスの立ち上がりが遅くなった場合には、画像の先端部分の濃度が薄くなってしまうという問題が発生する。

本発明は、記録媒体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、先端の画像濃度が薄くなること無く良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するため本発明は、トナー像が担持される像担持体と、像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、電源を制御する制御手段と、を備え、電源が出力する重畳バイアスまたは直流成分のみからなる直流バイアスにより、像担持体上のトナー像を転写ニップで記録媒体へ転写する画像形成装置において、制御手段は、直流成分の立ち上げ時の出力目標値が、トナー像を記録媒体に転写する際の直流成分の出力目標値よりも大きくなるように電源を制御し、前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値は、第一の期間の出力目標値である第一の出力目標値と、第一の期間よりも後の第二の期間の出力目標値であって前記第一の出力目標値と異なる第二の出力目標値と、を含み、第一の出力目標値は第二の出力目標値よりも大きいことを特徴とする。

また、前記の課題を解決するため本発明は、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、前記電源を制御する制御手段と、を備え、前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスにより、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写する画像形成装置において、前記制御手段は、前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写する際の前記直流成分の出力目標値よりも大きくなるように電源を制御し、前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値のうちで最大の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写させる際の出力目標値の３００％以上であることを特徴とする。

また、前記の課題を解決するため本発明は、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、前記電源を制御する制御手段と、を備え、前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスにより、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写する画像形成装置において、前記制御手段は、前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写する際の前記直流成分の出力目標値よりも大きくなるように電源を制御し、環境条件を検知する環境条件検知手段を有し、前記制御手段は、前記環境条件検知手段の検知結果に基づいて上記直流成分の立ち上げ時間を制御することを特徴とする。
また、前記の課題を解決するため本発明は、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、前記電源を制御する制御手段と、を備え、前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスにより、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写する画像形成装置において、前記制御手段は、前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写する際の前記直流成分の出力目標値よりも大きくなるように電源を制御し、前記転写ニップを構成する部材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、前記抵抗検知手段の検知結果に基づいて上記直流成分の立ち上げ時間を制御することを特徴とする

本発明の画像形成装置によれば、転写バイアスの直流成分を素早く立ち上げることができる。記録紙Ｐ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、先端の画像濃度が薄くなること無く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例であるプリンタの概略構成図。 図１のプリンタにおける黒用の画像形成ユニットの概略構成を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 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。 直流成分の立ち上げについて説明する制御信号と出力波形を示す模式図である。 プリント試験機の電源構成を示すブロック図である。 比較例１における直流成分の制御信号と出力波形を示す模式図である。 比較例２における直流成分の制御信号と出力波形を示す模式図である。 ＬＬ環境での実施例１における直流成分の制御信号と出力波形を示す模式図である。 ＬＬ環境での実施例２における直流成分の制御信号と出力波形を示す模式図である。 変形例のプリンタの直流成分の制御信号と立ち上げについて説明する波形図である。 変形例のプリンタの電源構成を示すブロック図である。 変形例のプリンタの直流成分の制御信号と立ち上げについて説明する別の波形図である。 変形例のプリンタの直流成分の制御信号と立ち上げについて説明するさらに別の波形図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であ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）の概略構成を示す図である。

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（又は直流電流として管理しても良い）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、図示しない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上に一次転写される。

ドラムクリーニング装置３Ｋは、一次転写工程（後述する一次転写ニップ）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スクリュウ部材１０Ｋを収容する第１搬送室と、第２スクリュウ部材１１Ｋを収容する第２搬送室とを有している。これらスクリュウ部材は、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スクリュウ部材１０Ｋを収容している第１搬送室と、第２スクリュウ部材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ウ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スクリュウ部材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スクリュウ部材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スクリュウ部材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スクリュウ部材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スクリュウ部材１１Ｋの螺旋羽根内に保持される。そして、第２スクリュウ部材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スクリュウ部材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。また、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スクリュウ部材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。

先に示した図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。

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、斥力ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、４つの一次転写部材となる一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ、転写部材としての二次転写ローラ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、斥力ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、及び４つの一次転写ローラ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。

一次転写ローラ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用の一次転写ニップが形成されている。一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋには、図示しない一次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２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各トナー像と、一次転写ローラ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用の一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上に移動して一次転写される。このようにしてＹトナー像が一次転写された中間転写ベルト３１は、その後、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一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一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、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。

一次転写ローラ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。一次転写ローラ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、このような一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ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、一次転写ローラ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一次転写部材として採用してもよい。

転写ユニット３０の二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１のループ外側に配設されており、ループ内側の斥力ローラ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、二次転写ローラ３６とが当接する二次転写ニップＮが形成されている。図１、図２に示す例では、二次転写ローラ３６は接地されているのに対し、斥力ローラ３３は、二次転写バイアスの電源３９によって電圧としての二次転写バイアスが印加される。これにより、斥力ローラ３３と二次転写ローラ３６との間に、マイナス極性のトナーを斥力ローラ３３側から二次転写ローラ３６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３０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。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する。そして、挟み込んだ記録紙Ｐを二次転写ニップ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、記録紙Ｐを二次転写ニップＮに向けて送り出す。二次転写ニップＮで記録紙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、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、記録紙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紙Ｐは、二次転写ニップＮを通過すると、二次転写ローラ３６や中間転写ベルト３１から曲率分離する。

斥力ローラ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。二次転写ローラ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。

二次転写ニップ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「二次転写バイアス」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、二次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳せしめた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、二次転写バイアスを斥力ローラ３３に印加しつつ、二次転写ローラ３６を接地している。

二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二次転写ローラ３６に印加しつつ、斥力ローラ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二次転写ローラ３６を接地した条件で、斥力ローラ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、斥力ローラ３３を接地し、且つ重畳バイアスを二次転写ローラ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。

二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、斥力ローラ３３や二次転写ローラ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。

二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、斥力ローラ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、二次転写ローラ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。

二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、斥力ローラ３３に「直流電圧＋交流電圧」を供給可能とし、二次転写ローラ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、斥力ローラ３３に「直流電圧」を、二次転写ローラ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、記録紙Ｐとして、ザラ紙のような表面凹凸の大きなものを用いずに、普通紙のような表面凹凸の小さなものを用いる場合には、凹凸パターンにならった濃淡パターンが出現しないので、第一のモードにして、二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、二次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたものを出力する。すなわち、使用する記録紙Ｐの種類（記録紙Ｐの表面凹凸の大きさ）に応じて、二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。

二次転写ニップＮを通過した後の中間転写ベルト３１には、記録紙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。

二次転写ニップＮよりも記録紙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紙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操作パネル５０（図１０参照）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用の一次転写ローラ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、一次転写ローラ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、二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。

二次転写バイアスを斥力ローラ３３に印加し、且つ二次転写ローラ３６を接地した本プリンタでは、二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、二次転写ニップＮ内において、マイナス極性のトナーを斥力ローラ３３側から二次転写ローラ３６側に静電的に押し出す。これにより、中間転写ベルト３１上のトナーを記録紙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、二次転写ニップＮ内において、マイナス極性のトナーを二次転写ローラ３６側から斥力ローラ３３側に向けて静電的に引き寄せる。これにより、記録紙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、記録紙Ｐ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ため、特許文献１では、二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二次転写バイアスとして印加している。

しかしながら、本発明者らは実験により、かかる構成においては、画像先端部（用紙先端部）での画像濃度が薄くなってしまうという問題があることを見出した。そこで、本発明者らは、画像先端部（用紙先端部）での濃度不足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。

トナーを往復運動させて紙の凹凸に転写させるためには交流電圧又は電流を印加することを必須としているが、そのためには高圧回路内に、交流成分の電圧又は電流の通り道となるバイパスコンデンサを配置する必要がある。そのため直流成分のみを用いる画像形成装置に対して、充電される容量が非常に大きくなっている。この結果、従来の転写バイアスでは、転写ニップＮ内で転写に必要な直流成分にまで立ち上げる速度が非常に遅くなっていることが分かった。

そこで、本発明においては、転写バイアスにおける直流成分の立ち上げ時の出力が、画像部の（画像を記録材に転写させるときの）出力よりも大きくなるようにすることで、直流成分の立ち上げを早くして（画像転写に必要な値にまで素早く立ち上がるようにして）画像先端部（用紙先端部）での濃度不足発生を防止する。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
図１０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１０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。

一次転写電源８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋに印加するための一次転写バイアスを出力するものである。二次転写用の電源３９は、二次転写ニップＮに供給する二次転写バイアスを出力するものである。図１の形態では、斥力ローラ３３に印加するための二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。

ところで、上述したように、本発明においては、転写バイアスにおける直流成分の立ち上げ時の出力目標値が、画像部の出力目標値よりも大きいことを特徴としている。または、立ち上げ時に二次転写ローラ３６に出力される直流成分の出力が、トナー像を記録紙Ｐへ転写する際に二次転写ローラ３６に出力される直流成分の出力よりも大きいことを特徴としている。

ここで、バイアスの直流成分の立ち上げについて説明する。図１１において、上段は制御信号の波形、下段は斥力ローラ３３に出力される電流または電圧の波形を示す。制御信号はバイアスの直流成分の出力目標値に対応する。図１１の上段で示すように、転写材（記録媒体）が転写ニップに進入する前に、大きな出力目標値（電流又は電圧）で立ち上げ始め、記録材に画像を転写する時点（画像先端部）およびそれ以降では、画像転写に適した出力目標値（電流又は電圧）に下げている。これにより、図１１の下段の波形図に示すように、転写材（記録媒体）が転写ニップに進入する前に、斥力ローラ３３に出力される電流または電圧の直流成分は大きな出力（電流又は電圧）で立ち上がり始め、ピーク値Ｐとなる。その後、記録材に画像が転写され始める時点（画像先端部）では、ピーク値Ｐよりも小さな出力であって画像転写に適した出力（電流又は電圧）に下がる。

次に、本発明者らが行なった実験と、実施形態に係るプリンタの更なる特徴的な構成について説明する。
本発明者らは、実施形態に係るプリンタと同様の構成のプリント試験機を用意した。そして、このプリント試験機を用いて各機器構成を下記の設定として各種のプリントテストを行った。
・各感光体や中間転写ベルト３１の線速であるプロセス線速：１７６［ｍｍ／ｓ］
・二次転写バイアスの交流成分の周波数ｆ：５００［Ｈｚ］
・二次転写バイアスの画像部の転写電流：−４０［μＡ］
・記録紙Ｐ：特殊製紙株式会社製のレザック６６(商品名)１７５ｋｇ紙（四六版連量）
なお、レザック６６は、「さざ波」(商品名)よりも紙表面の凹凸の度合いが大きい紙である。紙表面の凹部の深さは最大で１００［μｍ］程度である。

試験環境は、温度２３℃／湿度５０％、温度１０℃／湿度１５％の２環境で行なった。バイアス印加手段となる電源は、図１２に示す構成の電源を使用した。
そして、マゼンタとシアンのベタ画像を重ねたブルーベタ画像を作像し、先端部の画像濃度が得られるかを判断した。

図１２の構成では、ＤＣ高圧電源７１とＡＣ高圧電源７２を備えており、ＤＣバイアス及び重畳バイアス（ＡＣを重畳したＤＣバイアス）とを印加可能な構成である。ＤＣバイアスを印加する場合、ＤＣ高圧電源７１は、ＰＷＭ T2(+)の信号に基づいて、２ｋＶ（５０μＡ）の高圧出力をする。重畳バイアスを印加する場合、ＤＣ高圧電源７１及びＡＣ高圧電源７２は、ＰＷＭ T2(-)の信号とＰＷＭ T2(AC)の信号に基づいて、１００μＡ（−１０ｋＶ）＋１０ｋＶｐｐ（１ｍＡ）のＡＣ重畳の高圧出力をする。上記２つの高圧出力は、定電流定電圧切替制御信号で定電圧出力と定電流出力を切り換られる構成となっており、Ｉ／Ｏ制御部７０からの制御信号で切替、斥力ローラ３３から二次転写ローラ３６を通じてＧＮＤに電流を流して用紙にトナーを吸着させる。

なお、図１１及び後述の図１３〜図１６に示す制御信号は、図１２においてＩ／Ｏ制御部７０が出力するパルス幅変調信号であるＰＷＭ T2(-)信号のデューティ比であって、バイアスの直流成分の出力目標値に対応するものである。

以下に比較例と共に本発明の実施例を示す。表１に直流成分の立ち上げ方を、表２に先端濃度の結果を示す。
比較例１：ＡＣ電源を搭載していない画像形成装置
比較例２：ＡＣ電源を搭載しているが、直流の立ち上げ電流が画像部と同じもの。
実施例１：ＡＣ電源を搭載し、立ち上げを画像部よりも大きくしたもの。
実施例２，３：ＡＣ電源を搭載し、立ち上げを２段階にしたもの（第１段出力＞第２段出力）。
実施例４，５：ＡＣ電源を搭載し、立ち上げを２段階に別け（第１段出力＞第２段出力）、一段目を画像部の５００％以上にしたもの。

表１の立ち上げ部に「第一段、第二段」とあるのは、２段階で立ち上げたものである。ただし立ち上げの段数はこれらに限らず、３段階以上で立ち上げても良い。

「ＭＭ」は標準温湿度環境、「ＬＬ」は低温低湿度環境を示す。また、画像濃度の「×」は画像濃度が不足していること、「△」は画像濃度がやや不足していること、「○」は画像濃度が十分であること、「◎」は「○」よりもさらに高い画像濃度が得られていること、をそれぞれ示す。

表２より、本発明の実施例においては、交流電源（交流成分を印加可能に構成された電源）を使用した場合であっても、直流成分の出力が用紙先端部における画像濃度を満足できていることが分かる。

比較例１のように交流電源を使用しない場合は、図１３に示すように、画像部と同じ値で立ち上げた場合であっても、必要な電圧は足りている。一方、比較例２は交流電源を使用したものであり、その場合、画像部と同じ出力目標値で立ち上げただけでは、図１４に示すように直流成分の立ち上がりが遅いため、表２のように濃度不足が発生している。

なお、図１３、図１４の上段は制御信号を、下段は斥力ローラに出力される電流または電圧の波形を示す。この図からもわかるように、実際の出力波形は出力目標値（制御信号）のように垂直に立ち上がるわけではなく、次第に立ち上がってくる。したがって、図１４（比較例２）のように画像先端部までに必要な値まで立ち上がっていないと濃度不足が発生する。

実施例１では、画像部に対して大きな値で立ち上げることによって、画像先端部までに必要な値にまで立ち上がっており、その結果、表２に示すように、画像先端部での濃度不足は発生していない。

実施例２は２段階の出力で立ち上げたものであり、この場合には出力の立ち上がりが良好となり、画像先端部に必要な値が十分に得られ、表２に示すように、先端部においても優れた画像濃度が得られている。２段階で立ち上げる場合、第１段の出力目標値は第２段の出力目標値よりも大きいほうが好ましい。第１段の出力目標値は画像部出力目標値の３００％以上とするのが好ましい。また、第２段の出力目標値は画像部出力目標値の１２０〜３００％とするのが好ましい。実施例２の第２段出力目標値は画像部出力目標値の１２０％である。実施例３の第２段出力目標値は画像部出力目標値の２００％である。

なお、直流成分を２段階で立ち上げる理由としては、次のような理由による。すなわち、第１段の立ち上げはできるだけ早く立ち上げたいために非常に大きな出力目標値（制御信号）で立ち上げるのが良い。しかし、用紙が転写ニップに進入した後でもその大きな出力目標値のままでは放電が発生してしまう。そのため、２段階で立ち上げる（第２段出力目標値＜第１段出力目標値）ことで、素早い立ち上がりと放電の防止とを実現している。

また、直流成分の２段階立ち上げは低温低湿度環境（ＬＬ環境）で効果が大きく、ＬＬ環境における画像先端部での濃度不足の防止に優れた効果が得られる。図１５及び図１６に、ＬＬ環境での実施例１と実施例２の出力波形を示す。

ＬＬ環境では立ち上がりが遅くなるため、実施例１では図１５のように画像先端部で充分に立ち上がっておらず、先端部での濃度不足が発生する恐れがある。これに対し、直流成分を２段階で立ち上げる実施例２では、図１６に示すようにＬＬ環境においても素早い立ち上がりが得られており、ＬＬ環境でも画像先端部での濃度不足は発生しない。なお、常温上湿度環境では実施例１でも濃度不足は発生していない。

実施例４及び実施例５においては、第１段出力目標値を画像部の出力目標値の５００％以上と大きくすることで、ＬＬ環境においても画像先端部で優れた濃度が得られることが分かった。なお、実施例４及び実施例５では、第２段出力目標値を画像部出力目標値の３００％としている。なお、実施例２〜５では直流成分の立ち上げを２段階としたが、３段階以上で立ち上げてもよい。

このように、本発明においては、転写バイアスにおける直流成分の立ち上げ時の出力目標値（電圧の目標値又は電流の目標値）が、画像部（画像を記録材に転写させるとき）の出力目標値（電圧の目標値又は電流の目標値）よりも大きいことにより、直流成分を素早く立ち上げることができる。そのため、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、先端の画像濃度が薄くなること無く良好な画像を得ることが可能となる。

立ち上げ時の出力目標値（制御信号）は、画像部出力目標値の３００％以上とするのが望ましい。これにより、画像先端部までに必要な値にまで立ち上げることができる。
また、直流成分の立ち上げを２段階以上に分けて行うことにより、素早い立ち上がりと放電現象の発生防止とを実現することができる。立ち上げを２段階以上に分ける場合、第２段の出力目標値は画像部出力目標値の１２０〜３００％とするのが好ましい。

また、用紙に画像を転写する際の転写バイアスを定電流制御する場合は、直流成分の立ち上げ時の電流の出力目標値を画像部（画像を記録材に転写させるとき）の電流の出力目標値の３００％以上とするのが好適である。

なお、実施形態のプリンタでは、転写バイアスとして直流成分のみを印加するＤＣモードと、転写バイアスとして重畳バイアス（直流成分＋交流成分）を印加するＡＣ＋ＤＣモードの２つのモードを有している。その２つのモードのいずれにおいても、上記した、直流成分の立ち上げ時の出力目標値を画像部（画像を記録材に転写させるとき）の出力目標値よりも大きくすることは実施可能である。

また、直流成分の立ち上げを２段階以上とする場合、用紙が転写ニップに進入したタイミングで直流成分の立ち上げが２段階目になる（第１段→第２段）ようにすると好適である。これは、１段目の出力目標値が大きく、その大きな出力目標値では画像転写時に斥力ローラ３３へ過剰なバイアスが出力されることが多いので、１段目が画像にかぶらないようにするためである。実施形態のプリンタでは、用紙の転写ニップへの進入タイミングは、レジストローラ対１０１の駆動タイミングに基づいて判断できる。

また、重畳バイアスを印加する場合には、直流成分の立ち上げ開始後に交流成分を立ち上げるように制御している。その理由は、直流成分の立ち上がりの方が交流成分の立ち上がりよりも遅いためである。

ところで、転写ニップを構成する部材（図１のプリンタでは斥力ローラ３３及び二次転写ローラ３６）の電気抵抗は、使用環境等によって変化する。そのため、転写バイアスにおける直流成分の立ち上げに必要となる時間も使用環境によって異なる。そこで、環境状態を検知する温度検知手段又は温湿度検知手段を画像形成装置に搭載し、その検知手段の検知結果に基づいて上記直流成分の立ち上げ時間を制御する（変化させる）ように構成してもよい。

例えば図１のプリンタの場合、二次転写部と給紙部の間の位置に、環境条件検知手段としての温湿度センサ１１０を配置している。温湿度センサ１１０の出力は制御部６０に入力される。温湿度センサ１１０による検知結果に基づいて、上記直流成分の立ち上げ時間を制御することにより、より良好な画像品質を得ることができる。

低温の場合、転写ローラ及び転写の電気抵抗が上昇する（低湿の場合は紙の水分量が減少し、紙の電気抵抗が上昇する）ため、転写に必要なバイアスが高くなる。そのため、立ち上がり時間を長くしないと必要な電圧まで立ち上がらない。

高温の場合、転写ローラ及び転写の電気抵抗が下降する（高湿の場合は紙の水分量が増加し、紙の電気抵抗が下降する）ため、転写に必要なバイアスが低くなる。そのため、立ち上がり時間を短くしないと過剰な電圧が印加されてしまう。

次の表３に、直流成分立ち上げ時間の制御例を示す。
なお、転写バイアスの直流成分を立ち上げる際の、立ち上げ部の大きな出力目標値（画像部の出力目標値よりも大きな出力目標値）でバイアスを出力している時間を「立ち上げ時間」と規定する。これは図１１、図１５に示す１段階立ち上げの場合はもちろん、図１６に示す２段階（３段階以上の多段階でもよい）での立ち上げや、後述する変形例（立ち上げ用と画像転写用で制御信号を分ける）で制御する場合も同様である。

表３に示すように、常温常湿環境（一例として２３℃、５０％）での立ち上げ時間２４ミリ秒に対して、ＬＬ環境（一例として１０℃、１５％）での立ち上げ時間は５０ミリ秒、高温高湿度環境（一例として２７℃、８０％）での立ち上げ時間は１０ミリ秒に制御する。なお、温度及び湿度の区分設定と、立ち上げ時間の設定例は一例であり、装置構成に応じて適宜な値に設定すればよいものである。

また、転写ニップを構成する部材（図１のプリンタでは斥力ローラ３３及び二次転写ローラ３６）の電気抵抗を検知する抵抗検知手段を画像形成装置に搭載し、その抵抗検知手段の検知結果に基づいて上記直流成分の立ち上げ時間を制御する（変化させる）ようにしても良い。例えば、図１のプリンタの場合、斥力ローラ３３の電気抵抗を検知する抵抗検知手段１２０を設けている。抵抗検知手段１２０の出力は制御部６０に入力される。抵抗検知手段１２０は、具体的には電流計あるいは電圧計である。なお、抵抗検知手段は電源３９の内部に設けてもよい。

抵抗検知手段１２０が高い抵抗を検知した場合、転写に必要なバイアスが高くなる。そのため立ち上がり時間を長くしないと必要な電圧まで立ち上がらない。
抵抗検知手段１２０が低い抵抗を検知した場合、転写に必要なバイアスが低くなる。そのため立ち上がり時間を短くしないと過剰な電圧が印加されてしまう。

抵抗検知手段１２０の検知結果に基づく制御は、環境条件検知手段１１０による制御と同様に、抵抗検知手段の検知結果を高抵抗、中抵抗、高抵抗の３つに区分し、それぞれに対応する立ち上げ時間を設定すればよい。抵抗検知手段としては周知なものを採用可能である。また、抵抗値の区分や立ち上げ時間は装置構成に応じて適宜設定すればよい。さらに、環境による制御と抵抗による制御を合わせて行なってもよい。

次に、変形例について説明する。
図１７は、変形例のプリンタの直流成分の制御信号と立ち上げについて説明する波形図である。また、図１８は、変形例のプリンタの電源構成を示すブロック図である。

変形例における直流成分立ち上げ時の制御が先に説明した図１１と異なる点は、制御信号を、立ち上げ用制御信号と画像転写用制御信号に分けていることである。２つの制御信号により制御することで、転写用バイアスの出力誤差を生じさせず、また、制御部の記憶領域の容量を大きくすることなく、大きな立ち上げ用バイアスを斥力ローラに出力しつつ、転写用バイアスを精度良く出力することができる。

上記２つの制御信号で直流成分を立ち上げるため、変形例のプリンタでは図１８に示すような電源構成を備えている。図１２で説明したものと異なる点は、２つのＰＷＭ信号線を備えることである。

Ｉ／Ｏ制御部７０は、出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂ用の信号線を介して立ち上げ用制御信号ＰＷＭ T2(-)ＢをＤＣ高圧電源７１へ出力する。また、Ｉ／Ｏ制御部７０は、出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａ用の信号線を介して転写用制御信号ＰＷＭ T2(-)ＡをＤＣ高圧電源７１へ出力する。

転写用制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａは、記録紙Ｐへトナー像を転写するための転写用バイアスを斥力ローラ３３に出力するための信号である。信号の出力目標値（デューティー比）は、たとえば装置の温湿度環境の変動や転写ニップを構成する部材の電気抵抗の変動があった場合に最適な転写条件となるように調整される。

一方、立ち上げ用制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂは、直流成分のバイアスを素早く立ち上げるために、記録紙Ｐへトナー像を転写する際よりも大きな立ち上げ用バイアスを斥力ローラ３３に出力するための信号である。

立ち上げ用バイアスと転写用バイアスとを単一の出力制御信号により制御する場合、信号の出力目標値（デューティー比）の最大値（デューティー比１００％）は大きなバイアスである立ち上げ用バイアスに対応させる必要があるため、転写用バイアスの出力目標値は、狭い範囲で調整する必要がある。たとえば、立ち上げ用バイアスの出力目標値が１００％、低湿度環境での転写用バイアスの出力目標値が２０％であって、中湿度環境での転写用バイアスの出力目標値を低湿度環境での転写用バイアスの出力目標値の６４％とする。このとき中湿度環境での転写用バイアスの出力目標値は１２．８％となる。転写用バイアスの出力目標値は、１２．８％から２０％の狭い範囲で調整する必要がある。この場合、転写用バイアスの出力目標値として出力されるデューティー比に誤差が生じやすくなる。または、出力目標値を設定するために桁数の大きな数値を装置の記憶領域に記憶しておく必要があり、記憶領域の容量が必要になる。

本変形例では立ち上げ用バイアスと転写用バイアスを別々の出力制御信号で制御することにより、転写用バイアスの出力目標値に生じる誤差を低減でき、また制御部の記憶領域の容量を節約でき、大きな立ち上げ用バイアスを斥力ローラに出力しつつ転写用バイアスを精度よく斥力ローラに出力することができる。

なお、図１８では出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂ用の信号線と出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａ用の信号線を別のものとして説明したが、Ｉ／Ｏ制御部７０が出力する出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂと出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａとを別々に分ければよく、信号線は共通のものを用いてもよい。

図１９は、変形例のプリンタの直流成分の制御信号と立ち上げについて説明する別の波形図である。図１５と異なる点は、制御信号を、立ち上げ用制御信号と画像転写用制御信号に分けていることである。図１７の場合と同様、転写用バイアスの出力目標値に生じる誤差を低減でき、また制御部の記憶領域の容量を節約できる。

図２０は、変形例のプリンタの直流成分の制御信号と立ち上げについて説明するさらに別の波形図である。図１６と異なる点は、制御信号を、立ち上げ用制御信号と画像転写用制御信号に分けていることである。図１７の場合と同様、転写用バイアスの出力目標値に生じる誤差を低減でき、また制御部の記憶領域の容量を節約できることに加えて、以下のような特徴を有している。

図２０の制御において、第一段の立ち上げ用バイアスは出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂによって出力し、第二段の立ち上げ用バイアスおよび転写用バイアスは出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａによって出力する。

出力制御信号をＰＷＭ T2(-)ＢからＰＷＭ T2(-)Ａへ切り替えるときに、制御部における制御が遅延したり切替えタイミングに誤差が生じることによりバイアスの出力が一時的に小さくなるおそれがある。

そこで、図２０の制御では、第一段の出力制御信号を第二段の出力制御信号に切り替えた後に画像先端が転写ニップへ到達するように、出力制御信号の切り替えタイミングを設定している。これにより、出力が一時的に小さくなることに起因して画像先端の画像濃度が薄くなることを防止でき、良好な画像を得ることができる。

以上述べたように、本実施形態のプリンタにおいて、図１１、図１５、図１６および図１７、図１９、図２０に示す制御信号の波形、または表１に示す実施例１から実施例５のように電源の出力目標値を制御する。すなわち、トナー像が担持される中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１との間に二次転写ニップＮを形成する二次転写ローラ３６と、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源３９と、電源３９を制御する制御部６０と、を備え、電源３９が出力する重畳バイアスまたは直流成分のみからなる直流バイアスにより、中間転写ベルト３１上のトナー像を二次転写ニップＮで記録紙Ｐへ転写するプリンタにおいて、制御部６０は、直流成分の立ち上げ時の出力目標値（制御信号の値）が、トナー像を記録紙Ｐに転写する際の直流成分の出力目標値（制御信号の値）よりも大きくなるように電源３９を制御する。

これにより、転写バイアスの直流成分を素早く立ち上げることができる。記録紙Ｐ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、先端の画像濃度が薄くなること無く良好な画像を得ることができる。

また、対向部材に出力されるバイアスの直流成分の出力が、図１１および図１７に示す出力波形になるように電源を制御してもよい。すなわち、トナー像が担持される中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１との間に二次転写ニップＮを形成する二次転写ローラ３６と、二次転写ニップＮにおいて中間転写ベルト３１を介して二次転写ローラ３６に対向する斥力ローラ３３と、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源３９と、電源３９を制御する制御部６０と、を備え、電源３９が出力する重畳バイアスまたは直流成分のみからなる直流バイアスにより、中間転写ベルト３１上のトナー像を二次転写ニップＮで記録紙Ｐへ転写するプリンタにおいて、制御部６０は、立ち上げ時に二次転写ローラ３６または斥力ローラ３３に出力される直流成分の出力が、トナー像を記録紙Ｐへ転写する際に二次転写ローラ３６または斥力ローラ３３に出力される直流成分の出力よりも大きくなるように、電源３９を制御する。

これにより、中間転写ベルト３１、二次転写ローラ３６、斥力ローラ３３の抵抗変動や電源の出力変動が生じた場合であっても、より確実に転写バイアスの直流成分を素早く立ち上げることができる。記録紙Ｐ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、先端の画像濃度が薄くなること無く良好な画像を得ることができる。

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

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

本発明は、像担持体としての感光体ドラムと、転写手段としての転写ローラと、により形成される転写ニップにおいて感光体ドラム上の画像を記録媒体へ転写する装置、いわゆる直接転写方式の装置にも適用することができる。

すなわち、トナー像が担持される感光体ドラムと、感光体ドラムとの間に転写ニップを形成する転写ローラと、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを転写ニップへ出力可能な電源と、電源を制御する制御部と、を備え、電源が出力する重畳バイアスまたは直流成分のみからなる直流バイアスにより感光体ドラム上のトナー像を転写ニップで記録紙Ｐへ転写するプリンタにおいて、制御部は、直流成分の立ち上げ時の出力目標値（制御信号の値）が、トナー像を記録紙Ｐに転写する際の直流成分の出力目標値（制御信号の値）よりも大きくなるように電源を制御するプリンタにも適用することができる。

または、トナー像が担持される感光体ドラムと、感光体ドラムとの間に転写ニップを形成する転写ローラと、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを転写ニップへ出力可能な電源と、電源を制御する制御部と、を備え、電源が出力する重畳バイアスまたは直流成分のみからなる直流バイアスにより感光体ドラム上のトナー像を転写ニップで記録紙Ｐへ転写するプリンタにおいて、制御部は、立ち上げ時に転写ローラに出力される直流成分の出力が、トナー像を記録紙Ｐへ転写する際に転写ローラに出力される直流成分の出力よりも大きくなるように、電源を制御するプリンタにも適用することができる。この場合、感光体ドラムは接地されることが好ましい。
中間転写ベルトにかえてドラム形状の中間転写ドラムを用いても良い。ニップ形成ローラ（二次転写ローラ）にかえてベルト形状の二次転写ベルトを用いてもよい。

１ 画像形成ユニット
３０ 転写ユニット
３１ 中間転写ベルト（像担持体）
３３ 斥力ローラ（転写手段）
３６ 二次転写ローラ（転写手段）
３９ 電源
６０ 制御手段
１０１ レジストローラ対
１１０ 温湿度センサ（環境条件検知手段）
１２０ 抵抗検知手段
Ｐ 記録材
Ｎ 転写ニップ

特開２００６−２６７４８６号公報

Claims (12)

1. トナー像が担持される像担持体と、
   前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、
   直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、
   前記電源を制御する制御手段と、を備え、
   前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスにより、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写する画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写する際の前記直流成分の出力目標値よりも大きくなるように電源を制御し、
   前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値は、第一の期間の出力目標値である第一の出力目標値と、第一の期間よりも後の第二の期間の出力目標値であって前記第一の出力目標値と異なる第二の出力目標値と、を含み、
   第一の出力目標値は第二の出力目標値よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第二の期間で記録媒体が転写ニップに進入することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第二の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写させる際の出力目標値の１２０〜３００％であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. トナー像が担持される像担持体と、
   前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、
   直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、
   前記電源を制御する制御手段と、を備え、
   前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスにより、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写する画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写する際の前記直流成分の出力目標値よりも大きくなるように電源を制御し、
   前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値のうちで最大の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写させる際の出力目標値の３００％以上であることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記トナー像を記録媒体に転写させる際の直流成分は定電流制御され、前記直流成分の立ち上げ時の電流の出力目標値のうちで最大の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写させる際の電流の出力目標値の３００％以上であることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記電源が出力する前記直流バイアスにより前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記電源が出力する前記重畳バイアスにより前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記重畳バイアスの前記直流成分の立ち上げを開始した後に前記交流成分の立ち上げを開始することを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
9. トナー像が担持される像担持体と、
   前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、
   直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、
   前記電源を制御する制御手段と、を備え、
   前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスにより、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写する画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写する際の前記直流成分の出力目標値よりも大きくなるように電源を制御し、
   環境条件を検知する環境条件検知手段を有し、前記制御手段は、前記環境条件検知手段の検知結果に基づいて上記直流成分の立ち上げ時間を制御することを特徴とする画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記環境条件検知手段によって検知された温度または湿度が低いほど、前記直流成分の立ち上げ時間を長くすることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. トナー像が担持される像担持体と、
    前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、
    直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、
    前記電源を制御する制御手段と、を備え、
    前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスにより、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写する画像形成装置において、
    前記制御手段は、前記直流成分の立ち上げ時の出力目標値が、前記トナー像を記録媒体に転写する際の前記直流成分の出力目標値よりも大きくなるように電源を制御し、
    前記転写ニップを構成する部材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、前記抵抗検知手段の検知結果に基づいて上記直流成分の立ち上げ時間を制御することを特徴とする画像形成装置。
12. 前記制御手段は、前記抵抗検知手段によって検知された前記転写ニップを構成する部材の電気抵抗が高いほど、前記直流成分の立ち上げ時間を長くすることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。

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