JP6233462B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体と転写部材との当接によ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及び画像形成方法に関する。

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紙に対して、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、直流電圧だけからなる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、紙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。
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及び画像形成方法を提供することを、その目的とする。

本発明は、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ることを特徴としている。

本発明に係る画像形成装置において、電圧が転写方向の電圧のピーク値から中心値（Ｖｏｆｆ）へと移行するまでの時間をｔ１、電圧が前記中心値（Ｖｏｆｆ）から転写方向の電圧と逆極性の電圧のピーク値へと移行するまでの時間をｔ２としたとき、ｔ２＞ｔ１であることを特徴としている。

本発明に係る画像形成装置において、電源は、電圧における、転写方向側への電圧と逆極性の電圧の印加時間が、０．０３ｍ／ｓｅｃ以上となるように電圧を出力することを特徴としている。

本発明に係る画像形成装置において、電源は、周波数をｆ［Ｈｚ］、転写ニップの像担持体表面移動方向の長さであるニップ幅をｄ［ｍｍ］、像担持体の表面移動速度をｖ［ｍｍ／ｓ］としたとき、「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」を満たすように、電圧を出力することを特徴としている。

本発明に係る画像形成装置において、電源は、直流成分と交流成分を重畳したものを電圧として出力するものであり、直流成分を定電流制御で出力するように構成されていることを特徴としている。

本発明に係る画像形成装置において、電源は、交流成分の最大値から最小値までの電流となるピークツウピーク電流の出力値を定電流制御して出力するように構成されていることを特徴としている。

本発明に係る画像形成装置において、像担持体の表面移動速度の情報を取得する情報取得手段と、情報取得手段による取得結果に応じて、予め設定された直流成分の出力電流の目標値を変更する変更手段を有することを特徴としている。

本発明に係る画像形成方法は、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を有し、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を交互に切り替え、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電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）を設定し、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した電圧を電源から出力することを特徴としている。

本発明に係る画像形成方法において、電圧が転写方向の電圧のピーク値から中心値（Ｖｏｆｆ）へと移行するまでの時間をｔ１、電圧が中心値（Ｖｏｆｆ）から転写方向の電圧と逆極性の電圧のピーク値へと移行するまでの時間をｔ２としたとき、ｔ２＞ｔ１とした電圧を電源から出力することを特徴としている。

本発明によれば、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源から出力される電圧を、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に交互に切り替え、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）を、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し、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したので、従来のように中心値（Ｖｏｆｆ）と時間平均値（Ｖａｖｅ）が等しい正弦波や対称矩形波状の電圧を用いる場合に比べて、転写方向の電圧と逆極性の電圧（Ｖｔ）を小さく抑えたまま、必要な転写方向の電圧（Ｖｒ）と十分な時間平均値（Ｖａｖｅ）が得られ、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、良好な画像をえることができる。

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。 比較例１における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例１における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例２における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例３における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例４における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例５における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例６における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例７における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例８、９における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例１０における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 比較例１の効果を示す図であり、戻し時間５０％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 実施例１−２の効果を示す図であり、戻し時間４０％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 実施例４の効果を示す図であり、戻し時間４５％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 実施例５の効果を示す図であり、戻し時間４０％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 実施例６の効果を示す図であり、戻し時間３２％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 実施例７の効果を示す図であり、戻し時間１６％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 実施例８の効果を示す図であり、戻し時間８％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 実施例９の効果を示す図であり、戻し時間４％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 実施例１０の効果を示す図であり、戻し時間１６％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 ＩＤｍａｘ値と交流成分の周波数ｆとの関係を示すグラフ。 実施例１１における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例１１の効果を示す図であり、電源容量が大きい場合で戻し時間１２％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 実施例１２における電源から出力される２次転写バイアスの電圧波形を示す図。 実施例１２の効果を示す図であり、電源容量が小さい場合で戻し時間１２％の条件における記録材上の画像評価を示す図。 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転写用の電源と電圧供給の別な形態を示す拡大図。

以下、図面を用いて、本発明を適用した画像形成装置として、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説明する。実施の形態において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すに留め、先の説明との重複説明は極力省略する。なお、いわゆる当業者は、特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における一形態であって、本願の特許請求の範囲を限定するものではない。

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。制御部６０は、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、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、記録材となる記録紙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、記録紙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、２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２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、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」とを一方の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、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、使用する記録紙Ｐの種類（記録紙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。

２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、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、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。

しかしながら、本発明者らは実験により、かかる構成においては、紙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紙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、トナー像を記録紙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、戻し方向側のピーク値と、転写方向側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紙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、記録紙Ｐ上に転移させることはできない。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紙Ｐ側に移動させて記録紙Ｐ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、記録紙Ｐ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、記録紙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（あるいは記録紙）に対する付着力を弱める。すると、次に電界が記録紙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、記録紙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紙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、記録紙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、記録紙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。記録紙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５３１と記録紙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。記録紙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、記録紙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、スクリュウ部材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紙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、記録紙２１４がトナー層２１６と接触し始める。金属板２１５を更に上昇させると、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、記録紙２１４を透明基板２１０から離間させる。すると、トナー層２１６は記録紙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、記録紙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、トナーを記録紙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。記録紙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、記録紙（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、トナーを記録紙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、記録紙２１４に対して０．４〜０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］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と記録紙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と記録紙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、記録紙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、記録紙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、更に次の１周期には、図１５に示すように、前の１周期よりも更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）、記録紙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紙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紙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、記録紙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から記録紙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、記録紙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。オペレータパネル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。オペレータパネル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。

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を挟んで転写方向側の面積よりも、戻し方向側の面積のほうが小さい波形にする必要がある。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形態が考えられる。また、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。

次に、本発明者らが行った実験と、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。
［実験１］
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 １７３［ｍｍ／ｓ］
・２次転写バイアスの交流成分の周波数ｆ 周波数を５００［Ｈｚ］
・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）
レザック６６は、「さざ波」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。Ｍベタ画像とＣベタ画像との重ね合わせによる青ベタ画像を、様々な２次転写バイアスの条件でそれぞれレザック６６に出力した。そして出力された青ベタ画像を凹部・凸部ともに○と●を○、□と△を△、×を×として、様々なピークツウピーク電圧値Ｖｐｐ及び時間平均値Ｖａｖｅにおいて図２７から図３５に示した。

試験環境は、温度１０℃／湿度１５％の環境で行なった。
バイアス印加手段となる電源は、ファンクションジェネレーター（横河電機ＦＧ３００）で波形を作り、それをアンプ（Ｔｒｅｋ Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ａｍｐｌｉｆｉｒ Ｍｏｄｅｌ１０／４０）で１０００倍に増幅して図１０の２次転写裏面ローラ５３３に印加した。
〔比較例１〕
図１１で説明した交流成分として従来の正弦波を使用したもので、図１７は比較例の波形を示す。比較例１では、戻し時間は５０％とし、この時の効果を図２７に示す。このとき図１７に示す全てのピークツウピーク電圧値Ｖｐｐ及び時間平均値Ｖａｖｅにおいて、交流成分の中心電圧値Ｖｏｆｆ＝時間平均値Ｖａｖｅであった。
〔実施例１〕
交流成分としては、戻し方向側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きを、転写方向側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きよりも小さくした。すなわち、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向寄りの値の電圧の出力時間となる転写方向側の時間をＡ、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向とは逆極性寄りの値の電圧の出力時間となる戻り時間をＢとしたとき、Ａ＞Ｂとなるように設定した。このときの波形を図１８に示す。戻し時間は４０％とし、その効果は図２８に示す。

このとき図２８の
ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐ＝１２ｋＶ
電圧の時間平均値Ｖａｖｅ＝−５．４ｋＶのとき
交流成分の中心電圧値Ｖｏｆｆ＝−４．０ｋＶ であった。
〔実施例２〕
交流成分として、戻し方向側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きを、転写方向側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きよりも小さくした。このとき出力電圧の波形は、電圧が転写方向の電圧のピーク値から中心電圧値Ｖｏｆｆへと移行するまでの時間をｔ１、電圧が中心電圧値Ｖｏｆｆから転写方向の電圧と逆極性の電圧のピーク値へと移行するまでの時間をｔ２としたとき、ｔ２＞ｔ１である。このときの波形は図１９に示す。戻し比率は４０％とし、その効果は図２８に示す。この方法によって、電圧の時間平均値Ｖａｖｅを、電圧の最大値と最小値の中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向寄りに設定できる。
〔実施例３〕
交流成分の中心電圧値Ｖｏｆｆを挟んで転写方向側の面積よりも、戻し方向側の面積の方が小さい波形にする別な手段としては、図２０に示すように戻し方向側の時間Ｂを、転写方向側の時間Ａよりも短くする手法がある。この方法によって、転写方向側の時間Ａに対する戻し時間Ｂを小さくすることができる。
〔実施例４〕
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図２１に示す。戻し時間は４５％とし、その効果は図２９に示す。
〔実施例５〕
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図２２に示す。戻し時間は４０％とし、その効果は図３０に示す。
〔実施例６〕
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図２３に示す。戻し時間は３２％とし、その効果を図３１に示す。
〔実施例７〕
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図２４に示す。戻し時間は１６％とし、その効果を図３２に示す。
〔実施例８〕
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図２５に示す。戻し時間は８％とし、その効果を図３３に示す。
〔実施例９〕
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした。このときの波形は図２５と同様であるので省略する。戻し時間は４％とし、その効果を図３４に示す。
〔実施例１０〕
交流成分として、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くし、波形を丸くした。このときの波形は図２６に示す。戻し時間は１６％とし、その効果を図３５に示す。

このとき図３５において
ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐ＝１２ｋＶ
電圧の時間平均値Ｖａｖｅ＝−５．４ｋＶのとき
中心電圧値Ｖｏｆｆ＝−２．４ｋＶであった。
［実験２］
本発明者らは、２次転写ニップＮ内で、紙表面の凹部内に進入したトナーをベルト上に有効に戻すことができる立ち上がり時間ｔ１の最小値を調べた。具体的には、戻し時間比＝５０［％］、の条件にて２次転写バイアスの交流成分の周波数ｆを適宜変化させて、青ベタ画像の凹部上の画像濃度を測定した。この実験によって得られた凹部のＩＤｍａｘ値と交流成分の周波数ｆとの関係を、図３６示す。
［実験３］
交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝２５００［Ｖ］、中心電圧値としてのオフセット電圧Ｖｏｆｆ＝−８００［Ｖ］、戻し時間比＝２０［％］の条件にて、交流成分の周波数ｆと、プロセス線速ｖとを変化させながら、それぞれの周波数ｆ及びプロセス線速ｖの条件で青ベタ画像を普通紙に出力し、出力されたベタ画像を目視で観察した。そして、２次転写ニップＮ内の交番電界の影響と思われる画像濃度ムラ（ピッチムラ）の有無を評価した。すると、同じ周波数ｆの条件では、プロセス線速ｖを速くするほどピッチムラを発生させ易くなり、同じプロセス線速ｖの条件では、周波数ｆを低くするほどピッチムラを発生させ易くなることがわかった。

これらの結果は、２次転写ニップＮ内で、トナーをある程度の回数（以下、ニップ内往復回数Ｎという）だけ中間転写ベルトと紙表面の凹部との間で往復移動させないと、ピッチムラを発生させてしまうことを示している。

プロセス線速ｖ＝２８２［ｍｍ／ｓ］且つ周波数ｆ＝４００［Ｈｚ］という条件では、ピッチムラは認められなかったが、
プロセス線速Ｖ＝２８２［ｍｍ／ｓ］で且つ周波数ｆ＝３００［Ｈｚ］という条件ではピッチムラが認められた。

このときの２次転写ニップＮのベルト移動方向の長さである２次転写ニップＮ幅ｄは３［ｍｍ］である。よって、ピッチムラは認められなかった条件におけるニップ内往復回数ｎは、（３ｍｍ×４００Ｈｚ／２８２ｍｍ／ｓ）＝約４回と計算され、この値であればピッチムラをギリギリで回避することができることになる。すなわち、このニップ内往復回数は最低ニップ内往復回数となる。

また、プロセス線速ｖ＝１４１［ｍｍ／ｓ］で且つ周波数ｆ＝２００［Ｈｚ］という条件では、ピッチムラは認められなかったが、
プロセス線速Ｖ＝１４１［ｍｍ／ｓ］で且つ周波数ｆ＝１００［Ｈｚ］という条件ではピッチムラが認められた。プロセス線速ｖ＝１４１［ｍｍ／ｓ］で且つ周波数ｆ＝２００［Ｈｚ］という条件も、プロセス線速ｖ＝２８２［ｍｍ／ｓ］で且つ周波数ｆ＝４００［Ｈｚ］という条件と同様に、
ニップ内往復回数ｎは、（３ｍｍ×２００Ｈｚ／１４１ｍｍ／ｓ）＝約４回と計算される。よって、「周波数ｆ＞（４／ｄ）＊ｖ」という最低条件を具備することで、ピッチムラのない画像を得ることができると言える。

そこで、本実施形態に係るプリンタにおいては、交流成分として、「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という関係を具備するものを出力するように、２次転写用の電源３９を構成している。なお、かかる条件を具備させるために、本プリンタでは、情報取得手段たるオペレータパネル５０や、外部から送られてくるプリンタドライバ設定情報を通信によって取得する図示しない通信手段を具備しており、それらによって取得した情報に基づいて、高速モード、標準モード、低速モードの何れかでプリント動作を行うのかを把握する。そして、その把握結果に基づいて、プロセス線速ｖを制御部６０で把握している。つまり、本形態では、高速モード、標準モード、低速モード毎に対応した異なるプロセス線速ｖが予め制御部６０内に記憶されていて、制御部６０は、モードが選択されることで、プロセス線速ｖを把握する。つまり、制御部６０はオペレータパネル５０による取得結果に応じて、予め設定された直流成分の出力電流の目標値を変更する変更手段として機能する。
［実験４］
２次転写ニップＮにおいては、記録紙Ｐに対してある程度の転写電流が流れないと、トナーを良好に転写することができない。そして、当然ながら、厚紙に対しては、一般的な厚みの記録紙よりも転写電流が流れ難い。普通の厚みの和紙に対しても、肉厚の和紙に対しても、紙表面の凸部や凹部にそれぞれトナーを良好に付着させることが望ましい。そこで、２次転写バイアスをどのように制御すれば、それを実現するのに有利であるのかを調べるために、この実験４を行った。

２次転写用の電源３９として、交流成分のピークツウピークＶｐｐと、オフセット電圧（中心電圧値）Ｖｏｆｆとをそれぞれ定電圧制御で出力するものを用いた。その他の各種条件は次の通りである。

・プロセス線速ｖ＝２８２［ｍｍ／ｓ］
・記録紙：レザック６６の１７５ｋｇ紙
・テスト画像：Ａ４版サイズの黒ベタ画像
・戻し時間比＝４０［％］
・オフセット電圧Ｖｏｆｆ：８００〜１８００［Ｖ］
・ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ：３〜８［ｋＶ］
・周波数ｆ＝５００［Ｈｚ］
以上の条件で出力した黒ベタ画像の紙表面の凹部上おける画像濃度を、次のようにして評価した。

・ランク５：凹部内が完全にトナーで埋まっている
・ランク４：凹部内がほぼトナーで埋まっているが、凹部における深さの大きい箇所では僅かに紙地肌が見える
・ランク３：凹部における深さの大きい箇所で明らかに紙地肌が見える
・ランク２：ランク３より悪く、且つ後述するランク１より良い
・ランク１：凹部にトナーが全く付着していない
また、黒ベタ画像の紙表面の凸部上における画像濃度を次のようにして評価した。 ・ランク５：濃度ムラが全くなく、良好な画像濃度が得られている
・ランク４：僅かに濃度ムラがあるものの、薄い箇所でも問題ない画像濃度が得られている
・ランク３：濃度ムラがあり、薄い箇所の画像濃度が許容レベルを超えて不足している
・ランク２より悪く、且つ後述するランク１より良い
・ランク１：全体的に画像濃度不足
そして、次のようにして、凹部上における画像濃度の評価結果と、凸部上における画像濃度の評価結果とを統合した。
・●：凹部、凸部の画像濃度の評価結果が何れもランク５以上
・○：凹部、凸部の画像濃度の評価結果が何れもランク４以上
・□：凹部の画像濃度の評価結果だけがランク３以下
・△：凸部の画像濃度の評価結果だけがランク３以下
・×：凹部、凸部の画像濃度の評価結果が何れもランク３以下
次に、記録紙Ｐを、レザック６６の１７５ｋｇ紙ではなく、それよりも厚いレザック６６の２１５ｋｇ紙に代えて、同様の実験を行った。そして、オフセット電圧（中心電圧値）Ｖｏｆｆとピークツウピーク電圧Ｖｐｐとの組合せについて、実験に適用した全ての組合せの中から、レザック６６（１７５ｋｇ紙）とレザック６６（２１５ｋｇ紙）との両方で、●（凹部、凸部の画像濃度の評価結果が何れもランク５以上）という結果が得られたものや、○（凹部、凸部の画像濃度の評価結果が何れもランク４以上）という結果が得られたものを抽出した。その結果、両方の紙で●という結果が得られる前記組合せは存在しなかった。また、両方の紙で○という結果が得られる前記組合せは、Ｖｐｐ＝６［ｋＶ］、オフセット電圧Ｖｏｆｆ＝−１１００±１００［Ｖ］（中心値±９％）というものであった。
［実験５］
２次転写用の電源３９として、オフセット電圧（中心電圧値）Ｖｏｆｆをそれぞれ定電流制御で出力するものを用いた。その出力の目標値（オフセット電流Ｉｏｆｆ）については、−３０〜−６０μＡに設定した。これら以外の条件の他は、実験４と同様にして実験を行った。
この結果、凹部、凸部の画像濃度の評価結果が何れもランク５以上という結果（●）が得られるＶｐｐとオフセット電流Ｉｐｐとの組合せは、Ｖｐｐ＝７ｋＶ、Ｉｏｆｆ＝−４２．５±７．５［μＡ］（中心値±１８％）というものであった。また、両方の紙で○という結果が得られる前記組合せは、Ｖｐｐ＝７ｋＶ、オフセット電流Ｉｏｆｆ＝−４７．５±１２．５［μＡ］（中心値±２６％）。

このように、実験４では、両方の紙で●という結果が得られた組合せがなかったのに対し、実験５では、両方の紙で●という結果が得られた組合せが存在した。しかも、○という結果が得られた組合せに着目すると、実験４では、オフセット電圧Ｖｏｆｆ＝−１１００±１００［Ｖ］（中心値±９％）であるのに対し、実験５では、Ｖｐｐ＝７ｋＶ、オフセット電流Ｉｏｆｆ＝−４７．５±１２．５［μＡ］（中心値±２６％）であり、後者の方が明らかに中心値からの数値範囲が広くなっている。これらの実験結果は、２次転写バイアスにおいて、直流成分を定電圧制御する場合に比べて、定電流制御する場合の方が、一般の厚みの紙から厚紙までに対応可能な制御目標値の設定の余裕度を大きくし得ることを意味している。

そこで、実施形態に係るプリンタにおいては、２次転写用の電源３９として、直流成分を定電流制御で出力するものを用いている。なお、この２次転写用の電源３９は、交流成分についても、ピークツウピーク電流を定電流制御で出力するように構成されている。これにより、環境変動に関わらず、ピークツウピーク電流Ｖｐｐを一定にすることで、有効な戻しピーク電流や送りピーク電流を確実に生起せしめることができる。

このような各実験の結果によると、比較例１と実施例１との比較からみても、電圧としての２次転写バイアスの最大値と最小値の中心値となる中心電圧値Ｖｏｆｆよりも、２次転写バイアスの時間平均値Ｖａｖｅが転写方向側にあることで、凹凸のある記録紙への転写性の成立範囲が格段に広がっている。成立範囲が広がっていることで、様々な紙種や画像パターン、使用環境などの各種パラメータが変化した場合でも、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、良好な画像を得られる。

これは、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも時間平均値Ｖａｖｅが転写方向側にあることで、必要な戻しピーク値Ｖｒを確保しつつ、放電の原因となる転写方向ピーク値Ｖｔを大きくせずに、時間平均値Ｖａｖｅのみを大きくすることができるため効果が得られていると考えられる。

実施例１〜７の結果より、戻し時間を転写時間よりも短くすることで、さらに戻し時間を小さくすることができるため、より良好な画質が得られる。つまり、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向寄りの値の電圧の出力時間をＡ、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向とは逆極性寄りの値の電圧の出力時間をＢとしたとき、Ａ＞Ｂとなるように電源３９の出力を設定することで、より良好な画質が得られる。

また、実施例８の結果より、戻し時間が小さくなりすぎると（正弦波よりは広いが）成立範囲が小さくなってしまうため、２次転写バイアスの電圧をＸとし、Ｘの範囲が、Ｘ＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）としたとき、０．１０＜Ｘ＜０．４０となるように電源３９からの出力を設定するのが望ましい。

実験２の結果を示す図３６から、周波数が１５０００Ｈｚを越えた時点から急激に凹部のＩＤが下がっている。これは戻し時間が余りにも小さいため、トナーの往復運動が行なわれなくなっているためと考える。このときの戻し時間は周波数１５０００Ｈｚの時の戻し時間が０．０３３ｍ／ｓｅｃであるため、２次転写バイアスにおける、転写方向側への電圧と逆極性の電圧の印加時間が、少なくとも０．０３ｍ／ｓｅｃ以上となるように電源３９の出力を設定するのが望ましい。

二次転写ニップＮ（二次転写部）に２次転写バイアスとしてＡＣ転写電圧を印加する場合、（例えば）２次転写裏面ローラ３３の芯金に制御した電圧を印加する。しかし実際には、二次転写ニップＮに電位差を形成することが目的であるため、２次転写裏面ローラ３３の芯金の電位を制御するだけでは、２次転写裏面ローラ３３の抵抗層（ゴム・スポンジ等の樹脂部分）の抵抗が変化した場合、二次転写ニップＮ（二次転写部）に所望の電位差を形成することができなくなる。

そこで、記録紙Ｐが無い状態（記録紙が有る状態でも可）に一定の電流を流し、そのときに必要であった電圧から、二次転写ニップＮ（２次転写裏面ローラ３３・中間転写ベルト３１・ニップ形成ローラ３６）の抵抗を測定し、それに基づいたＡＣ転写電圧を印加することで、常に二次転写ニップＮ（二次転写部）に所望の値に近い電位差を形成することができる。

測定した抵抗値から、二次転写ニップＮに印加する電圧値を求める時は、二次転写ニップＮの抵抗値から直接印加電圧を求めてもよいし、抵抗値をある閾値で分けられたテーブルに分け、そのテーブルごとに求めても良い。

以下に、二次転写ニップＮの抵抗値等が変化した場合の印加電圧の補正方法の一例を示す。ここでは直流成分を定電流制御、交流成分を低電圧制御した場合の補正方法を示しているが、この限りでは無い。直流成分、交流成分共に定電流、定電圧の制御が可能で、その場合も補正係数の値が異なるのみで、二次転写ニップＮの抵抗から印加すべき電界を求めることが可能である。

ただし、どのような制御の組み合わせになったとしても、直流成分と交流成分は別々に補正をしなければならない。その理由として、直流成分は、印加された電流がほぼ全て２次転写裏面ローラ３３から記録紙Ｐ及びニップ形成ローラ３６に流れるのに対し、交流成分は、極性が素早く入れ替わるために、殆どの電流が２次転写裏面ローラ３３、又はニップ形成ローラ３６を充電するためだけに消費され、２次転写裏面ローラ３３から記録紙Ｐ及びニップ形成ローラ３６に流れるのは印加した電流の内の一部のみであるためである。具体的には、本構成において印加する直流成分の電流は−１０μＡ〜−１００μＡであるのに対し、交流成分では±０．５ｍＡ〜±１０ｍＡの電流を印加している。

補正方法の例として、下記テーブル１では、抵抗の閾値を５つ設け、６つに区切られたテーブルを設け、抵抗が低い順にＲ−２〜Ｒ＋３、Ｒ０が標準までを設定し、それぞれに抵抗の補正具合を決定している。係数の増減が交流成分と直流成分で逆の傾向となっているが、これは前述の定電圧制御と定電流制御の違いのためである。

定電流制御では、二次転写ニップＮを通過する電流が制御されるため、２次転写裏面ローラ３３の抵抗が低下した場合、二次転写ニップＮに形成される電位差が小さくなるため、制御する電流を大きくしなければ転写ニップＮの形成される電位差は一定にならない。一方定電圧制御では、２次転写裏面ローラ３３の芯金部の電圧が制御されるため、二次転写ニップＮでの電位差は、２次転写裏面ローラ３３のゴム層で電圧降下したものとなる。よって２次転写裏面ローラ３３の抵抗が低下した場合、二次転写ニップＮに形成される電位差が大きくなるため、制御する電圧を小さくしなければ二次転写ニップＮの形成される電位差は一定にならない。

テーブル１に示した補正係数を用いることで、二次転写ニップＮの抵抗が変化した場合でも同じ転写性を得る事ができる。テーブル１の補正係数の値はあくまで本例での形態における値であり、システムが変わった場合は前記補正係数も変化する。

また、記録紙Ｐが含んでいる水分によっても、２次転写裏面ローラ３３に印加すべき電界は異なる。これは、記録紙Ｐが含む水分が増加することで、記録紙Ｐの電気抵抗が低下するためである。記録紙Ｐの電気抵抗が低下した場合、二次転写ニップＮに形成すべき電位差は小さくなる。

例えばテーブル２では、画像形成装置内の温湿度を計測し、そこから求めた絶対湿度ごとの閾値を５つ設け、６つに区切られたテーブルを設け、絶対湿度が小さい順にＬＬＬ、ＬＬ、ＭＬ、ＭＭ、ＭＨ、ＨＨまでを設定し、それぞれに温湿度環境の補正具合を決定している。温湿度環境の係数は、転写ニップＮに存在する紙の抵抗による変化を補正するものであるため、定電圧制御と定電流制御では係数増減の傾向は同じになる。

以上のように２次転写裏面ローラ３３に印加する電界を制御する事で、誤差要因が変化した場合でも一定の転写性が得られる。

一方で、電圧印加手段としてより簡易的なものを使用した場合、電圧波形が鈍る事が考えられる。

また、二次転写ニップＮにおける電気的容量が変化した場合も電圧波形が変化することが考えられる。例えば電気的容量が小さい場合、一旦印加した電荷が漏れ出す事で電圧降下が発生する。この場合を想定し、最大出力電流が低い電源で、二次転写ニップＮの容量が低い場合と高い場合を想定して計算した電圧波形を求め、それを他の実施例と同様にファンクションジェネレーターで波形を作り、アンプで増幅して図１０の２次転写裏面ローラ５３３に印加した。
〔実施例１１〕
二次転写ニップＮの静電容量を１７０ｐＦ（ピコファラド）、抵抗を１７ＭΩと想定したもの。このときの波形を図３７に示す。このときの戻し比率は１２％であった。その効果を図３８に示す。
〔実施例１２〕
二次転写ニップＮの静電容量を１２０ｐＦ（ピコファラド）、抵抗を１５ＭΩと想定したもの。このときの波形は図３８に示す。このときの戻し比率は１２％であった。その効果を図３９に示す。

実施例１１〜１２の結果から、二次転写ニップＮの条件が変化した場合であっても、戻し時間を転写時間よりも短くすることで、比較例に対してより良好な画質が得られる。図３９から、戻し比率が１２％となっているにも関わらず、戻し比率が１６％の実施例７よりも若干範囲が狭くなっている。これは電圧降下の影響と考えられるが、比較例に対しては大きく優れた効果をなっている。

次に図１に示した中間転者ベルト３１、２次転写裏面ローラ３３および２次転写ローラ３６抵抗値、ベルト厚について説明する。
抵抗値
２次転写裏面ローラ３３：６．０〜８．０ＬｏｇΩで好ましくは７．０〜８．０ＬｏｇΩ
２次転写ローラ３６ ：６．０〜１２．０ＬｏｇΩ（あるいはＳＵＳ）で好ましくは４．０ＬｏｇΩ
中間転写ベルト３１の表面抵抗：９．０〜１３．０ＬｏｇΩで、好ましくは１０．０〜１２．０ＬｏｇΩＣ・ｍ
中間転写ベルト３１の体積抵抗：６．０〜１３ＬｏｇΩＣ・ｍで、好ましくは７．５〜１２．５ＬｏｇΩＣ・ｍより好ましくは約９ＬｏｇΩＣ・ｍ
中間転写ベルト３１の厚み
２０〜２００μｍ 好ましくは６０μｍ程度
測定方法
（２次転写ローラ３６の体積抵抗測定）
回転測定
加重：５Ｎ/片側，バイアス印加：転写ローラ軸に印加(１ＫＶ）印加し、1min測定間にローラ１回転の抵抗測定し、平均値を体積抵抗とする。
（ベルト表面抵抗率抵抗測定）
ハイレスタ HRSプローブ（三菱化学製） ５００Ｖ、１０ｓｅｃ値
（ベルト体積抵抗率抵抗測定）
ハイレスタ HRSプローブ（三菱化学製） １００Ｖ、１０ｓｅｃ値
転写ユニットの構成としては、図１のものに限定されるものではなく、以下に説明するものであってもよい。
図４１に示す転写ユニット３０Ａでは、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向配置した像担当持体である中間転写ベルト３１の内側ループ内に配置された２次転写裏面ローラ３３に、転写部材として２次転写搬送ベルト３６Ｃを対向配置して接触させたものである。この形態では中間転写ベルト３１の移動方向が図１とは逆方向となっている。

２次転写搬送ベルト３６Ｃは駆動ローラ３６Aと従動ローラ３６Ｂに巻き掛けられていて、２次転写搬送手段３６０を構成している。中間転写ベルト３１と２次転写搬送ベルト３６Ｃは２次転写裏面ローラ３３と駆動ローラ３６Ａとの対向部において当接していて、２次転写ニップＮを形成している。２次転写搬送ベルト３６Ｃはレジストローラ１０１によって２次転写ニップＮに向かって給紙された記録紙Ｐを受け取り搬送するものである。

本形態において、駆動ローラ３６Ａは接地されているのに対し、２次転写裏面ローラ３３には二次転写バイアスを供給する電源３９によって２次転写バイアスが印加されている。この電源３９から供給される２次転写バイアスにより、二次転写ニップＮにおいて、中間転写ベルト３１に転写されたトナー像を中間転写ベルト３１から二次転写ベルト３６Ｃ側に向けて静電移動させる転写電界が形成される。中間転写ベルト３１上のトナー像は、二次転写電界やニップ圧の作用によって、二次転写ニップＮに進入した記録紙Ｐに転写される。

バイアスの印加形態としては、２次転写裏面ローラ３３に印加するものではなく、２次転写裏面ローラ３３を接地し、２次転写搬送手段３６０の構成としてバイアス供給ローラ３６Ｄを二次転写ベルト３６Ｃのループ内側に二次転写ベルト３６Ｃと当接させて配置し、バイアス供給ローラ３６Ｄと電源３９とを接続して、バイアス供給ローラ３６Ｄに二次転写バイアスを印加するようにしてもよい。

図４２に示す転写ユニット３０Ｂは、画像形成ユニット１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋに対向配置して、転写部材たる転写搬送ベルト３１０を複数のローラ部材に巻きけて配置したものである。転写搬送ベルト３１０は、図示しないレジストローラによって給紙された記録紙Ｐを吸着して後述の転写ニップＮ１に搬送するものであり、図中反時計周りに回転移動走行するように構成されている。転写搬送ベルト３１０のループの内側には、転写バイアスが電源３９からそれぞれ供給される転写ローラ３５０Ｍ、３５０Ｃ、３５０Ｙ、３５０Ｋが各色の感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋと対向するように配置されている。転写ローラ３５０Ｍ、３５０Ｃ、３５０Ｙ、３５０Ｋは、転写搬送ベルト３１０を各色の感光体にそれぞれ当接している。本形態では、各感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋと転写搬送ベルト３１０の当接部が転写ニップＮ１として形成されている。

本形態では、各感光体は接地されているのに対し、転写ローラ３５０Ｍ、３５０Ｃ、３５０Ｙ、３５０Ｋには、それぞれ電源３９によって転写バイアスが印加される。これにより、転写ニップＮ１においてトナー像を感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋから転写ローラ側に向けて静電移動させる転写電界が形成される。

記録紙Ｐは図右下側から搬送され、バイアスを印加された紙吸着ローラ３５１と転写搬送ベルト３１０の間を通過することで転写搬送ベルト３１０に吸着した後、各色の転写ニップＮ１へ搬送される。各感光体上の各色のトナー像は、転写電界やニップ圧の作用によって、転写ニップＮ１へ搬送された記録紙Ｐに順次転写され、記録紙Ｐにフルカラートナー像が形成される。

本形態では、転写ローラ３５０Ｍ、３５０Ｃ、３５０Ｙ、３５０Ｋにそれぞれ個別な電源３９から転写バイアスを印加するようにしたが、１つの電源３９から転写ローラ３５０Ｍ、３５０Ｃ、３５０Ｙ、３５０Ｋに分配するようにしてもよい。

上記形態では、画像形成装置としてフルカラー画像を形成するものを前提に説明したが、本発明はカラー画像を形成するものに限定されるものではなく、図４３に示すようにブラックの画像形成ユニット１Ｋが備えるブラックの感光体２Ｋに対して転写部材として転写ローラ３５２を対向配置したモノクロの画像形成装置に適用することもできる。

転写ローラ３５２は、ステンレスやアルミニウム等からなる芯金上に導電性のスポンジからなる抵抗層が積層されて構成されている。抵抗層の表面にフッ素樹脂等からなる表層を設けてもよい。

本形態では、転写ローラ３５２と感光体２Ｋとが当接していて、両者の間に転写ニップＮが形成されている。感光体２Ｋは接地されているのに対し、転写ローラ３５２には、電源３９によって転写バイアスが印加される。これにより、転写ローラ３５２と感光体２Ｋとの間に、感光体２Ｋに形成されているトナー像を感光体２Ｋから転写ローラ３５２側に向けて静電移動させる転写電界が形成される。感光体２上のトナー像は、転写電界やニップ圧の作用によって転写ニップＮ２に向けて送り出された記録紙Ｐに転写される。

図４４に示す形態は、１つの感光体２Ｋに対向配置されて接触する転写部材として転写搬送ベルト３５３を用いたものである。転写搬送ベルト３５３は駆動ローラ３５４と従動ローラ３５５との間に巻き掛けられて支持され、駆動ローラ３５４によって図中矢印で示す方向に移動するように構成されている。転写搬送ベルト３５３は、駆動ローラ３５４と従動ローラ３５５との間の位置で感光体２Ｋとその一部が当接していて、転写ニップＮ３を形成している。転写搬送ベルト３５３は、転写ニップＮ３に向かって給紙された記録紙Ｐを受け取り搬送するものである。

転写搬送ベルト３５３のループ内側には、転写バイアスローラ３５６とバイアスブラシ３５７とが配置されている。これら転写バイアスローラ３５６とバイアスブラシ３５７は、転写ニップＮ３よりもベルト移動方向の下流側の位置で、転写搬送ベルト３５３の内側に当接するように配置されている。

本形態では、感光体２Ｋは接地されているのに対し、転写バイアスローラ３５６とバイアスブラシ３５７には、電源３９によって転写バイアスが印加されている。これにより、転写ニップＮ３においてトナー像を感光体２Ｋから転写搬送ベルト３５３側に向けて静電移動させる転写電界が形成される。感光体２Ｋ上のトナー像は、転写電界やニップ圧の作用によって、転写搬送ベルト３５３により搬送されて転写ニップＮ３に進入した記録紙Ｐに転写される。

本形態では、転写バイアスローラ３５６とバイアスブラシ３５７の両方を備え、それぞれ転写搬送ベルト３５３に接触するように設けたが、これら転写バイアスローラ３５６とバイアスブラシ３５７は必ずしも両方必要なわけではなく、いずれか一方だけを設ける形態であってもよい。また、転写バイアスローラ３５６またはバイアスブラシ３５７は転写ニップＮ３の直下に設けてもよい。

このように図４１から図４４に示した形態においても画像形成装置の制御部６０によって２次転写バイアス、あるいは転写バイアスを、電圧としての２次転写バイアス（転写バイアス）の最大値と最小値の中心値となる中心電圧値Ｖｏｆｆよりも、２次転写バイアス（転写バイアス）の時間平均値Ｖａｖｅが転写方向側にあることで、凹凸のある記録紙Ｐへの転写性の成立範囲が格段に広がり、様々な紙種や画像パターン、使用環境などの各種パラメータが変化した場合でも、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。

２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、３１、３５３ 像担持体
３６、３６Ｃ、３１０、３５２、３５３ 転写部材
３９ 電源
５０ 情報取得手段
６０ 変更手段
Ｐ 記録材
Ｎ、Ｎ（１−３）転写ニップ
Ｘ 電圧
Ｖａｖｅ 電圧の時間平均値
Ｖｏｆｆ 電圧の最大値と最小値の中心値

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、
   前記電圧が前記転写方向の電圧のピーク値から前記中心値（Ｖｏｆｆ）へと移行するまでの時間をｔ１、
   前記電圧が前記中心値（Ｖｏｆｆ）から前記転写方向の電圧と逆極性の電圧のピーク値へと移行するまでの時間をｔ２としたとき、
   ｔ２＞ｔ１であることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記電源は、前記電圧における、前記転写方向側への電圧と逆極性の電圧の印加時間が、０．０３ｍｓｅｃ以上となるように前記電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、
   前記電源は、周波数をｆ［Ｈｚ］、前記転写ニップの像担持体表面移動方向の長さであるニップ幅をｄ［ｍｍ］、前記像担持体の表面移動速度をｖ［ｍｍ／ｓ］としたとき、
   「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」を満たすように、前記電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置において、
   前記電源は、直流成分と交流成分を重畳したものを前記電圧として出力するものであり、前記直流成分を定電流制御で出力するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記電源は、前記交流成分の最大値から最小値までの電流（ピークツウピーク電流）の出力値を定電流制御して出力するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記像担持体の表面移動速度の情報を取得する情報取得手段と、
   前記情報取得手段による取得結果に応じて、予め設定された前記直流成分の出力電流の目標値を変更する変更手段を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 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を有し、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を交互に切り替え、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電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）を設定し、かつ、前記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した電圧を電源から出力するものであり、
   前記電圧が転写方向の電圧のピーク値から中心値（Ｖｏｆｆ）へと移行するまでの時間をｔ１、前記電圧が中心値（Ｖｏｆｆ）から転写方向の電圧と逆極性の電圧のピーク値へと移行するまでの時間をｔ２としたとき、ｔ２＞ｔ１とした電圧を前記電源から出力することを特徴とする画像形成方法。

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