(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像を担持する像担持体と、該像担持体のトナー像を担持している表面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材と、前記転写ニップに転写バイアスを出力する転写バイアス出力手段とを備え、該転写バイアス出力手段が出力する転写バイアスにより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画像形成装置において、
前記転写バイアス出力手段は、表面に凹凸が存在する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、直流成分と交流成分とからなり前記直流成分と前記交流成分とのうちの少なくとも一方が定電圧制御される転写バイアスを出力し、
かつ、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以外の所定のタイミングで定電流制御される検出用バイアスを出力し、
前記定電流制御中に検出した検出用バイアスの電圧値に基づいて、前記転写バイアスの前記直流成分と前記交流成分とのうちの少なくとも一方の電圧が制御され、
前記検出用バイアスの電圧値に基づいて、前記交流成分のピーク間電圧と、デューティ値とを変更してなり、
前記検出用バイアスの電圧値の絶対値が大きいほど、前記交流成分のピーク間電圧を大きくするとともに、前記デューティ値を減少させ、
前記デューティ値は、前記交流成分の波形の一周期のうち、帯電しているトナーを前記ニップ形成部材側から前記像担持体側に移動させる方向の電界を前記転写ニップ内に形成する時間を減少させるとともに、前記トナーを前記像担持体側から前記ニップ形成部材側に移動させる方向の電界を前記転写ニップ内に形成する時間を増加させることにより、減少させる画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記検出用バイアスの電圧値と、あらかじめ設定された基準値とを比較して、その結果に基づいて前記直流成分と前記交流成分とのうちの少なくとも一方の電圧が制御されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記定電流制御を行う前記所定のタイミングは、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録材へ転写する前のタイミングであって、かつ、前記像担持体の非画像領域が前記転写ニップにあるタイミングであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記定電流制御を行う前記所定のタイミングは、所定数の記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写するごとのタイミングであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記定電流制御を行う前記所定のタイミングは、印刷ジョブ終了後のタイミングであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記定電流制御を行う前記所定のタイミングは、前回制御時から所定の時間経過後のジョブ開始前のタイミングであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１に記載の画像形成装置において、
初期設定時の前記検出用バイアスの電圧値を記憶しておき、印刷動作直前の検出値が、初期設定時の値と所定以上の差となった時に、前記交流成分の電圧又は前記直流成分の電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記転写ニップ周辺の温湿度を検知する温湿度検知手段を有し、前記定電流制御を行う前記所定のタイミングは、前記温湿度検知手段による検知結果が、所定量の温度変化以上になった際に、前記交流成分の電圧又は前記直流成分の電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記交流成分のピーク間電圧は、前記直流成分の電圧の絶対値の４倍よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、あらかじめ一様に帯電された像担持体上に光学的な画像情報を形成することによって得た帯電潜像を、現像装置からのトナーによって可視化し、この可視像を記録用紙上に転写、定着することによって画像形成を行っている。
近年、画像形成装置において用いられる記録媒体（記録材、記録用紙、転写材、転写紙、用紙の概念を含む）として、多種多様な用紙が用いられ、高級感を備えた皮革模様をイメージしたものや和紙調のもの等が市販され、多彩な表現を有する印刷物の形成を可能としている。
これらの記録用紙は、高級感を出すため、エンボス加工等により表面に凹凸が存在している。凹部は凸部に比べてトナーが転写しにくく、特に凹凸の大きい記録用紙にトナーを転写させる場合、凹部にトナーが充分に転写せず画像の抜けが発生するといった問題がある。
【０００３】
この問題に対処すべく、特許文献1では、記録用紙へのトナー像の転写の直前に、記録用紙を加熱して、かつトナーと反対極性に帯電させることにより、転写時の転写電界を強くさせることで、凹部にトナーを転写させるようにしている。
しかしながら、このような方法を用いても、凹凸が大きい部分では十分な転写性を得ることはできない。
従来の画像形成装置の中には、直流電圧に交流電圧を重畳することで転写率の向上や中抜けなどの異常画像の改善を狙ったものがある（特許文献２、３、４、５参照）。
【０００４】
特許文献２では、転写バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳したものを用い、また転写前に記録用紙の表面を凹凸に応じてトナーの極性と逆極性に帯電させることで凹部にトナーを転写させる制御を行うようにしている。
特許文献３では、転写バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳したものを用い、交流電圧のピーク間電圧が、直流電圧の２倍以下になるように交流電圧を重畳することを特徴としている。
特許文献４では、中間転写体の表面にフッ素樹脂を用い、転写バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳したものを用い、交流電圧のピーク間（Peak-to-Peak）電圧が、直流電圧の２．０５倍以上になるように交流電圧を重畳することを特徴としている。
特許文献５では、転写バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳したものを用い、交流電圧の周波数が4kHz以下で転写ニップ中での周期回数が20回以上となるように交流電圧を重畳することを特徴としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者らが確認したところ、これらの方法ではいずれも重畳している交流電圧が小さく、凹凸の大きい紙では後述する本発明の実施例で「比較例」として説明するように電圧を印加しても凹部へトナーがあまり転写せず、効果が無い。
本発明者らが鋭意検討を行った結果、転写バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳したものを用い、交流電圧のピーク間電圧値が、前記直流電圧の絶対値の４倍よりも大きな値とすることで凹凸紙の転写性を良好にすることができることを見出した。
しかしながら、この方法（電圧が一定になるようにする定電圧制御）を用いた場合、交流電圧を印加する電圧が高いため、抵抗が変動した場合の電流値の変動が大きい。
そのため、環境変化による部材の抵抗変化や、経時による抵抗変化が発生した場合、適正値から電圧がずれてしまい良好な画像を得ることができないといった課題がある。
また、前述した特許文献１〜５においても、環境による部材抵抗の変化等については認識されておらず、同様の問題を抱えている。
【０００６】
本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであり、装置の状態や環境が変化しても、常に適切な交流電圧、あるいは直流電圧を設定でき、画像を良好に転写することができる画像形成装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、表面にトナー像を担持する像担持体と、該像担持体のトナー像を担持している表面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材と、前記転写ニップに転写バイアスを出力する転写バイアス出力手段とを備え、該転写バイアス出力手段が出力する転写バイアスにより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画像形成装置において、前記転写バイアス出力手段は、表面に凹凸が存在する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、直流成分と交流成分とからなり前記直流成分と前記交流成分とのうちの少なくとも一方が定電圧制御される転写バイアスを出力し、かつ、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以外の所定のタイミングで定電流制御される検出用バイアスを出力し、前記定電流制御中に検出した検出用バイアスの電圧値に基づいて、前記転写バイアスの前記直流成分と前記交流成分とのうちの少なくとも一方の電圧が制御され、前記検出用バイアスの電圧値に基づいて、前記交流成分のピーク間電圧と、デューティ値とを変更してなり、前記検出用バイアスの電圧値の絶対値が大きいほど、前記交流成分のピーク間電圧を大きくするとともに、前記デューティ値を減少させ、前記デューティ値は、前記交流成分の波形の一周期のうち、帯電しているトナーを前記ニップ形成部材側から前記像担持体側に移動させる方向の電界を前記転写ニップ内に形成する時間を減少させるとともに、前記トナーを前記像担持体側から前記ニップ形成部材側に移動させる方向の電界を前記転写ニップ内に形成する時間を増加させることにより、減少させる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記検出用バイアスの電圧値と、あらかじめ設定された基準値とを比較して、その結果に基づいて前記直流成分と前記交流成分とのうちの少なくとも一方の電圧が制御されることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記定電流制御を行う前記所定のタイミングは、前記像担持体の非画像領域が前記転写位置にあるタイミングであることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記定電流制御を行う前記所定のタイミングは、所定数の記録材に対して前記像担持体上のトナー像を転写するごとのタイミングであることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記定電流制御を行う前記所定のタイミングは、印刷ジョブ終了後のタイミングであることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記定電流制御を行う前記所定のタイミングは、前回制御時から所定の時間経過後のジョブ開始前のタイミングであることを特徴とする。
【００１０】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、初期設定時の前記検出用バイアスの電圧値を記憶しておき、印刷動作直前の検出値が、初期設定時の値と所定以上の差となった時に、前記交流成分の電圧又は前記直流成分の電圧を制御することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記転写ニップ周辺の温湿度を検知する温湿度検知手段を有し、前記定電流制御を行う前記所定のタイミングは、前記温湿度検知手段による検知結果が、所定量の温度変化以上になった際に、前記交流成分の電圧又は前記直流成分の電圧を制御することを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記交流成分のピーク間電圧は、前記直流成分の電圧の絶対値の４倍よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置状態の変化、及び周囲環境の変化に拘らず凹凸のある記録材に対して良好な転写を行うことができる。
直流成分を電流印加に使用し、交流成分のみを電圧にすることで制御の簡略化を図ることができる。
電圧値のピークが高くなることを抑制し、放電による異常画像の発生を防ぐことができる。
請求項２記載の発明によれば、抵抗に応じて適正な電圧を印加することが可能となる。
請求項３記載の発明によれば、画像転写前に常に条件を精査することで良好な転写を得ることができる。
請求項４記載の発明によれば、長時間のジョブ中であっても条件を調整し、画像不良が発生しないようにできる。
請求項５記載の発明によれば、制御をジョブ開始前に行わず、前ジョブの終了時に行うことで、次ジョブの印刷開始前の待機時間を短くすることができる。
請求項６記載の発明によれば、短い時間に何度も制御することなく、効率よく電圧制御することが可能となる。
請求項７記載の発明によれば、制御する必要の無い微小な変化に対して補正をかける動作をする必要がないため、CPUの負荷を抑えることができる。
請求項８記載の発明によれば、温湿度の変化によって部材の抵抗値は大きく変わるため、温湿度に対して適切な電圧設定にすることが可能となる。
請求項９記載の発明によれば、表面凹凸がある記録材において良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの概要構成図である。
【図２】ブラック用の画像形成ユニットの拡大構成図である。
【図３】２次転写バイアス電源から出力される重畳バイアスからなる２次転写バイアスの波形を示す図である。
【図４】二次転写構成において電圧を印加したときに流れる電流値との関係を示した特性図である。
【図５】通紙枚数に対するニップ形成部材の抵抗の経時変動を表した図である。
【図６】凹部濃度再現性の評価結果を示すランク図である。
【図７】凸部濃度再現性の評価結果を示すランク図である。
【図８】白点出現性の評価結果を示すラン図である。
【図９】常温常湿環境下における評価結果を示す図である。
【図１０】２次転写バイアス電源から出力される重畳バイアスからなる２次転写バイアスの波形を示す図においてDutyを変化させた場合の図である。
【図１１】二次転写に係る制御動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】連続通紙時の制御動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】ジョブエンド時の制御動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】一定時間経過毎に制御を行うタイミングチャートである。
【図１５】検出電圧が一定の値変動した場合に制御を行うタイミングチャートである。
【図１６】温湿度が一定量変動した場合に制御を行うタイミングチャートである。
【図１７】実施例1〜3の結果を示した図である。
【図１８】実施例4〜6の結果を示した図である。
【図１９】実施例7,8の結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図１に基づいて本実施形態に係る画像形成装置としての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）の基本的な構成について説明する。
このプリンタは、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、Ｍ、Ｃ、Ｋ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とを備えている。
４つの画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、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を代表して詳細に説明する。図２に示すように、潜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。これらの装置が共通の保持体に保持されてプリンタ本体に対して一体的に脱着することで、それらを同時に交換できるようになっている。
【００１６】
感光体２Ｋは、ドラム基体の表面上に有機感光層が形成された外径６０［ｍｍ］程度のドラム形状のものであって、図示しない駆動手段によって図中時計回り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の表面を一様帯電せしめる。
本実施形態では、トナーの正規帯電極性と同じマイナス極性に一様帯電せしめる。帯電バイアスとしては、直流電圧に交流電圧を重畳したものを採用している。帯電ローラ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方式を採用してもよい。
一様帯電せしめられた感光体２Ｋの表面は、後述する光書込ユニット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。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、後述する中間転写ベルト３１上に１次転写される。
【００１７】
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。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。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表面から掻き取ったり、クリーニングブレードで転写残トナーを感光体２Ｋ表面から掻き落としたりする。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。
【００１８】
図２に示すように、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。そして、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。それらスクリュウ部材は、それぞれ、軸線方向の両端部がそれぞれ軸受けによって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せしめられ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は、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。
【００１９】
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。
本プリンタには、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、プリンタの制御部は、ＲＡＭに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ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トナー濃度検知センサからの出力電圧値と、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のＶｔｒｅｆとの差が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用の現像装置における第２搬送室内にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーが補給される。
【００２０】
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。そして、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。
【００２１】
図１において、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ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、Ｍ、Ｃ上にＹ、Ｍ、Ｃトナー像が形成される。
画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの上方には、潜像書込手段たる光書込ユニット８０が配設されている。この光書込ユニット８０は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいてレーザーダイオードから発したレーザー光により、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを光走査する。この光走査により、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ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せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤから発したＬＥＤ光によって光書込を行うものを採用してもよい。
【００２２】
画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ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せしめる転写装置としての転写ユニット３０が配設されている。転写ユニット３１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
ローラ３５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、ニップ形成ローラ３６、ベルトクリーニング装置３７、電位センサ３８などを有している。
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、Ｍ、Ｃ、Ｋによって張架されている。そして、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、同方向に無端移動せしめられる。
中間転写ベルト３１としては、次のような特性を有するものを用いている。即ち、厚みは２０［μｍ］〜２００［μｍ］、好ましくは６０［μｍ］程度である。また、体積抵抗率は１ｅ６［Ωｃｍ］〜１ｅ１２［Ωｃｍ］、好ましくは約１ｅ９［Ωｃｍ］程度である（三菱化学製ハイレスタ−ＵＰ  ＭＣＰ  ＨＴ４５にて、印加電圧１００Ｖの条件で測定）。また、材料は、カーボン分散ポリイミド樹脂からなる。
【００２３】
４つの１次転写ローラ３５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、無端移動せしめられる中間転写ベルト３１を感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとの間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面と、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ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、Ｍ、Ｃ、Ｋには、図示しない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、Ｍ、Ｃ、Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像と、１次転写ローラ３５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとの間に転写電界が形成される。Ｙ用の感光体２Ｙ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１次転写される。
このようにしてＹトナー像が１次転写せしめら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、Ｃ、Ｋ上のＭ、Ｃ、Ｋ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色重ね合わせトナー像が形成される。
【００２４】
１次転写ローラ３５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、金属製の芯金と、これの表面上に固定された導電性のスポンジ層とを具備している弾性ローラからなり、次のような特性を有している。
即ち、外形は１６［ｍｍ］である。また、心金の径は１０［ｍｍ］である。また、接地された外径３０［ｍｍ］の金属ローラを１０［Ｎ］の力でスポンジ層に押し当てた状態で、１次転写ローラ心金に１０００［Ｖ］の電圧を印加したときに流れる電流Ｉから、オームの法則（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）に基づいて算出したスポンジ層の抵抗Ｒは、約３Ｅ７Ωである。このような１次転写ローラ３５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ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、Ｍ、Ｃ、Ｋに代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。
【００２５】
転写ユニット３０のニップ形成部材として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、ループ内側でニップ形成ローラ３６に対向する転写部材としての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（トナー像を担持している表面）と、ニップ形成ローラ３６とが当接する転写ニップとしての２次転写ニップが形成されている。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には、転写バイアス出力手段（＝転写バイアス印加手段）としての２次転写バイアス電源３９によって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。
【００２６】
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。この給紙カセット１００は、紙束の一番上の記録紙Ｐに給紙ローラ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。このレジストローラ対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させる。そして、挟み込んだ記録紙Ｐを２次転写ニップ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て、記録紙Ｐを２次転写ニップに向けて送り出す。
【００２７】
２次転写ニップで記録紙Ｐに密着せしめられた中間転写ベルト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、次のような特性を有している。即ち、外径は約２４［ｍｍ］である。また、芯金の径は約１６［ｍｍ］である。芯金の表面には、導電性のＮＢＲ系ゴム層が被覆されており、その抵抗Ｒは１ｅ６［Ω］〜１ｅ１２［Ω］、好ましくは約４Ｅ７［Ω］である。抵抗Ｒは、１次転写ローラと同様の方法によって測定された値である。
また、ニップ形成ローラ３６は、次のような特性を有している。即ち、外径は約２４［ｍｍ］である。また、芯金の径は約１４［ｍｍ］である。
芯金の表面には、導電性のＮＢＲ系ゴム層が被覆されており、その抵抗Ｒは１Ｅ６Ω以下である。抵抗Ｒは、１次転写ローラと同様の方法によって測定された値である。
【００２８】
２次転写バイアス電源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ものを出力することができる。また、２次転写バイアス電源３９は、定電流制御を行うことも可能である。
２次転写バイアス電源３９の出力端子は、２次転写裏面ローラ３３の芯金に接続されている。２次転写裏面ローラ３３の芯金の電位は、２次転写バイアス電源３９からの出力電圧値とほぼ同じ値になる。また、ニップ形成ローラ３６については、その芯金を接地（アース接続）している。
なお、重畳バイアスを２次転写裏面ローラ３３の芯金に印加しつつ、ニップ形成ローラ３６の芯金を接地する代わりに、重畳バイアスをニップ形成ローラ３６の芯金に印加しつつ、２次転写裏面ローラ３３の芯金を接地してもよい。
【００２９】
この場合、ニップ形成ローラ３６が転写部材としてなり、直流電圧の極性を異ならせる。具体的には、図示のように、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、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。重畳バイアスを２次転写裏面ローラ３３やニップ形成ローラ３６に印加する代わりに、直流電圧を何れか一方のローラに印加するとともに、交流電圧を他方のローラに印加してもよい。
【００３０】
交流電圧としては、図３に示すように、正弦波状の波形のものを採用しているが、矩形波状の波形のものを用いてもよい。なお、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、転写バイアスとして、直流電圧だけからなるものを印加してもよい。
但し、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、転写バイアスを、直流電圧だけからなるものから、重畳バイアスに切り替える必要がある。
【００３１】
図示しない電圧検出手段は、ニップ形成ローラ３６と２次転写裏面ローラ３３にそれぞれ接続され、２次転写バイアス電源３９から定電流が印加された時、２次転写ニップ間に流れる電圧値を検出している。
本実施形態では、10mmsec毎に8回測定を行い、単純平均を以って検出電圧としている。
２次転写バイアス電源３９は、定電流制御を行ったとき、電圧検出手段において検出された電圧値を図示しない制御部に伝え、制御部はそれを元に必要な交流電圧、直流電圧を演算し、演算結果を２次転写バイアス電源３９に送ることで、２次転写の制御を行う。
ニップ形成ローラ３６の近くには、温湿度検知手段としての温湿度検知センサ（不図示）が設置されており、２次転写周りの温湿度を検知している。
検知された結果は制御部に送られ、検知結果より現在環境を判断する。
【００３２】
２次転写ニップ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。これは、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。
電位センサ３８は、中間転写ベルト３１のループ外側に配設されている。そして、中間転写ベルト３１の周方向における全域のうち、接地された駆動ローラ３２に対する掛け回し箇所に対して、約４［ｍｍ］の間隙を介して対向している。そして、中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー像が自らとの対向位置に進入した際に、そのトナー像の表面
電位を測定する。なお、電位センサ３８としては、ＴＤＫ（株）社製のＥＦＳ−２２Ｄを用いている。
【００３３】
２次転写ニップの図中右側方には、定着装置９０が配設されている。定着装置９０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ９１と、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ９２とによって定着ニップを形成している。
定着装置９０内に送り込まれた記録紙Ｐは、その未定着トナー像担持面を定着ローラ９１に密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化せしめられて、フルカラー画像が定着せしめられる。定着装置９０内から排出された記録紙Ｐは、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。
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、Ｍ、Ｃを支持している図示しない支持板を移動せしめて、１次転写ローラ３５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ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、Ｍ、Ｃ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、Ｍ、Ｃ、Ｋのうち、Ｋ用の画像形成ユニット１Ｋだけを駆動して、Ｋトナー像を感光体２Ｋ上に形成する。
【００３４】
図３は、２次転写バイアス電源３９から出力される重畳バイアスからなる２次転写バイアスの波形を示す波形図である。同図において、２次転写バイアスは、上述したように、２次転写裏面ローラの芯金に印加される。電圧出力手段たる２次転写バイアス電源３９は、転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段として機能している。また、上述したように、２次転写裏面ローラの芯金に２次転写バイアスが印加されると、第１部材たる２次転写裏面ローラの芯金と、第２部材たるニップ形成ローラの芯金との間に、電位差が発生する。よって、２次転写バイアス電源３９は、電位差発生手段としても機能している。なお、電位差は、絶対値として取り扱われることが一般的であるが、本発明では、極性付きの値として取り扱うものとする。
【００３５】
より詳しくは、２次転写裏面ローラの芯金の電位から、ニップ形成ローラの芯金の電位を差し引いた値を、電位差として取り扱うことにする。
かかる電位差の時間平均値は、本実施形態のように、トナーとしてマイナス極性のものを用いる構成では、その極性がマイナスになった場合に、ニップ形成ローラの電位を２次転写裏面ローラの電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側（本例ではプラス側）に大きくすることになる。よって、トナーを２次転写裏面ローラ側からニップ形成ローラ側に静電移動させることになる。
同図において、オフセット電圧Ｖｏｆｆは、２次転写バイアスの直流成分の値である。
また、ピーク間電圧Ｖｐｐは、２次転写バイアスの交流成分のピーク間電圧である。本実施形態に係るプリンタにおいては、既に述べたように、２次転写バイアスは、オフセット電圧Ｖｏｆｆとピーク間電圧Ｖｐｐとを重畳したものであり、その時間平均値はオフセット電圧Ｖｏｆｆと同じ値になる。
また、本実施形態に係るプリンタにおいては、既に述べたように、２次転写バイアスを２次転写裏面ローラの芯金に印加し、且つニップ形成ローラの芯金を接地している（０Ｖ）。
【００３６】
よって、２次転写裏面ローラの芯金の電位は、そのまま両芯金の電位差となる。そして、両芯金の電位差は、オフセット電圧Ｖｏｆｆと同じ値の直流成分（Ｅｏｆｆ）と、ピーク間電圧Ｖｐｐと同じ値の交流成分（Ｅｐｐ）とから構成される。
同図に示すように、本実施形態に係るプリンタでは、オフセット電圧Ｖｏｆｆとして、マイナス極性のものを採用している。２次転写裏面ローラ３３に印加される２次転写バイアスのオフセット電圧Ｖｏｆｆの極性をマイナスにすることで、２次転写ニップ内において、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側に相対的に押し出すことが可能になる。２次転写バイ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、２次転写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。
但し、２次転写バイアスの時間平均値（本例ではオフセット電圧Ｖｏｆｆと同じ値）がマイナス極性であるので、相対的には、トナーは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されるのである。なお、同図において、戻り電位ピーク値Ｖｒは、トナーとは逆極性であるプラス側のピーク値を示している。
【００３７】
抵抗が変動する主な原因としては環境の変化が挙げられる。
図４は、本実施形態において、２次転写裏面ローラに直流電圧を印加した場合にニップ形成部に流れる電流値を各環境でプロットしたものである。図４にあるように、低温低湿環境(以下「LL環境」と称する)の場合、抵抗が上昇するため、常温常湿環境(以下「MM環境」と称する)に比べ、印加した電圧に対して流れる電流値は低くなる。
一方、高温高湿環境(以下「HH環境」と称する)においては、抵抗が低くなるため、MM環境に比べて流れる電流値は大きくなる。
そのため、同電圧を印加した場合でも、LL環境では転写電流値が低くなるため、像担持体上にあるトナーが記録材へ転写しにくくなる。また、HH環境では、転写電流値が大きくなるため過電流による放電が発生する可能性がある。
【００３８】
そこで同じ転写電流値が流れるようにするには、それぞれ適正な電圧値を選ぶ必要があり、例えば-20μAであれば、LL環境：-450V、MM環境：-850V、HH環境：-1400Vを選ぶ必要がある。
電流と電圧の関係はV=RIで表されるため、環境による適正電圧の差は各環境で抵抗が変化したものだとわかる。
また、抵抗が変動する別原因としては、経時による抵抗上昇がある。
図５は、ニップ形成ローラ３６の抵抗の経時変動を表したものである。図５より、通紙を繰り返すことでローラの抵抗は変動していくことがわかる。
このように、２次転写部の抵抗値は種々の要因で変動しているため、適正な電圧値というものはその時々で変化している。しかし、本発明によれば、画像出力前に、２次転写裏面ローラ３３からニップ形成ローラ３６に流れる電流が一定になるように定電流制御を行い、この定電流制御で得られた（検出された）電圧を元に直流電圧、交流電圧の値を適正値に変更することで常に良好な画像を得ることができる。
【００３９】
上記制御を行うタイミングとしては、像担持体の非画像領域にあるときに行うことで、常に良好な画像を得ることができる。また、連続印刷時には上記制御が行われてから前記転写位置に所定数の画像（記録用紙）が通過するまで電圧値は一定にしておき（一定の電圧に維持する定電圧制御）、所定数の画像が通過した後で再び電圧値を決定するための定電流制御を行うことでも継続的に良好な画像を得ることができる。
更に、ジョブエンド後に上記制御を行っておくことで、次回のジョブ前に制御を行う必要がなく、印刷前の待機時間を短縮することができる。
また、上記制御に関して、検出される電圧値は環境が同じならばほぼ同じ値が検出されるが、全く同じ値が必ずしも検出されるわけではない。そのため、微小に変化した場合にも制御を行うとすると制御部への負荷が大きくなる。そのため、検出電圧の基準値を設け、電圧検出した際に、基準値から一定の差がある場合のみ電圧制御を執り行い、その時の検出電圧を新たな基準値とすることで制御上の負荷を軽減させることができる。
また、部材の抵抗が変動する主な要因は前述したように環境の変化によるものなので、温湿度検知センサで検知された温湿度から、環境変動を読み取り、一定以上の変動が合った場合に電圧制御を執り行うようにしても良い。
【００４０】
次に、本実施形態における電圧制御方法について述べる。
まず、電圧制御する際の基準値を事前に調査する。本制御において必要な基準値は、常温常湿環境での電流(-20μA)印加時の検出電圧値、及び凹凸紙への印刷における交流電圧のピーク間電圧値、直流電圧値の中心値である。
図４より、本実施形態では、-20μA印加時の検出電圧を基準値として採用し、その時の電圧:Vdef=-0.85[kV]を用いる。なお、本発明において、印加する電流値は該実施形態に限定されない。
次に、本実施形態において、(株)NBSリコー製のFC和紙タイプ<さざ波>と呼ばれる厚みが約130μm、凹凸差が最大で約70μm程度の用紙を用いて、交流電圧、直流電圧を振って黒のベタ画像を印刷し、評価を行う。
【００４１】
評価内容としては、凹部の濃度再現性、凸部（平滑部）の濃度再現性、及び放電に起因する白点の出現性の３項目を評価した。
凹部の濃度再現性については、次のようにして評価した。即ち、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。また、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。また、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。また、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。
また、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。参考までに、各ランクの黒ベタ画像を図6に示す。ユーザーに提供できる画質の許容レベルとしては、ランク４以上である。
【００４２】
凸部（平滑部）の濃度再現性については、次のようにして評価した。即ち、平滑部において十分な画像濃度を得られている場合をランク５とした。また、ランク５に比べてやや薄いが、問題のない濃さが得られている場合を、ランク４として評価した。また、ランク４に比べてさらに薄く、ユーザーに提供する画質としては問題となる場合をランク３として評価した。また、ランク３に比べてさらに薄い場合をランク２とし、平滑部が全体的に白っぽい場合やそれよりも薄い場合をランク１として評価した。参考までに、各ランクの黒ベタ画像を図7に示す。ユーザーに提供できる画質の許容レベルとしては、ランク４以上である。
【００４３】
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。放電に起因する白点の出現性については、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。また、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ことから、ユーザーに提供する画質として問題ないレベルをランク４として評価した。また、ランク４に比べて白点が多く認められ、問題あるほど目立つ状態をランク３として評価した。また、ランク３に比べてさらに白点が多く認められる場合をランク２として評価した。また、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。なお、放電に起因する白点は点状に発生するのに対し、凹部の濃度が非常に薄い場合は凹部全体が白くなる。また、参考までに、各ランクの黒ベタ画像を図８に示す。ユーザーに提供できる画質の許容レベルとしては、ランク４以上である。
【００４４】
図９に上記の評価結果を示す。
図９より、本実施形態において許容できる電流の幅は、交流電圧4〜8[kV]、直流電圧が-0.9〜-1.5[kV]である。
本実施形態においては、図９より交流電圧の中心値:Vacdef=6[kV]、直流電圧の中心値:Vdcdef=-1.2[kV]と設定した。
【００４５】
次に、本実施形態における実機上での電圧制御方法について述べる。
(補正方法Ａ)
補正方法Ａでは、検出した電圧が大きいほど、交流電圧のピーク間電圧値を大きくするとともに、直流電圧の絶対値を大きくするようにしている（直流電圧の絶対値＝電圧の時間平均値の絶対値）。
まず、２次転写ニップに用紙が無い状態（非通紙状態）において定電流-20μＡを印加し、その時の電圧Vaを計測する。
上記で検出された電圧Vaとあらかじめ登録されている基準値Vdefを用いて、交流電圧、直流電圧を以下のように補正する。
交流電圧のPeak-to-Peak:Vacdef×(Va/Vdef)
直流電圧:Vdcdef×(Va/Vdef)
(補正方法Ｂ)
また、交流電圧、直流電圧の制御は以下のように交流電圧のDutyを変化させる方法を用いても良好な画像を得ることができる。
補正方法Ｂでは、検出した電圧が大きいほど、交流電圧のピーク間電圧値を大きくするとともに、Dutyを変更することにより電圧の時間平均値の絶対値を大きくするようにしている。
交流電圧のPeak-to-Peak:Vacdef×(Va/Vdef)
交流電圧のDuty：50+(Vdcdef×(Va/Vdef-1))/(Vacdef×Va/Vdef)×100
【００４６】
図１０は、交流電圧のDutyを変化させた場合の一例として、２次転写バイアスの波形を示す図である。図１０上の実線がDuty変化後であり、破線がDuty変化前を表している。
図１０のようにDutyを変化させることで、交流電圧の時間平均電圧が変化するため、直流電圧を変化させた時と同様の意味をなす。
なお、図１０ではDutyを変化させるため、矩形波を用いているが、正弦波に対しても、Dutyを変化させるのと同様に非対称波形に変化させることで同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、別の制御方法として、Vt、Vrをそれぞれ補正する方法がある。
図３よりVtは、正規の極性に帯電しているトナーを像担持体側からニップ形成部材側に移動させる方向の電界を前記ニップ内に形成する方のパルスのピーク値を、Vrは正規の極性に帯電しているトナーをニップ形成部材側から、像担持体方向に移動させる方向の電界を前記ニップ内に形成する方のパルスのピーク値をそれぞれ表している。
Vrの役割は、２次転写ニップ内において、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。
しかしながら、種々の環境で実験を行った結果、抵抗変動による交流電圧、直流電圧の変化において、Vrの変動はVtのそれよりも小さくなることが、本発明者らの実験によって明らかになった。
これは、Vt、Vrには直流電圧の変動も加味されるため、交流、直流それぞれが変化した時VtとVrの変化量が異なってくるためである。
【００４８】
(補正方法Ｃ)
本実施形態では、本発明者らの実験結果を元に、上記と同様に、検知電圧Vaと基準値Vdefを用いてVt_new、Vr_newの値を以下のように算出する。
Vt_new: Vt×(Va/Vdef)
Vr_new: Vr×(Va/Vdef)×0.8
そして、Vtの値がVt_new、Vrの値がVr_newとなるように、交流成分のピーク間電圧と直流成分の電圧とを以下のように補正する。
交流電圧のPeak-to-Peak:Vt_new+Vr_new[kV]
直流電圧：(Vt_new+Vr_new)/2[kV]
このように補正することで良好な画像を得ることができる。
【００４９】
次に、本実施形態における電流印加のタイミングについて説明する。
図１１は、本実施形態における電圧印加のタイミングチャートである。図１１より、印刷前の非通紙部において、定電流を印加し、通紙部では直流電圧、交流電圧を印加する。
図１２は連続通紙時における電圧印加のタイミングチャートである。図１２では、5枚通紙ごとに定電流を印加し、電圧補正を行っている。このように制御することで、連続通紙においても良好な画像を得ることができる。なお、該実施形態は5枚出力毎に制御することに限定するものではないのは明らかである。
また、定電流制御を行うタイミングの別例を図１３、１４に示す。
図１３は、通紙終了後に定電流制御を行う時のタイミングチャートである。図１３のように印刷ジョブ終了後に定電流制御を行うことで、次回のジョブ開始時に制御を行う必要がなくなる。
そのため、印刷開始前の待機時間を短くし、素早く印刷動作に移ることができる。
【００５０】
また、印刷開始時には、他の作像部の動作も制御する必要が有り、制御部CPUへの負荷が大きいため、ジョブ終了時に行うことで制御部への負荷を低減することが可能となる。
また、短いジョブが続いた際に、毎回定電流制御を行ったとしても、前回検出時と殆ど結果が変わらない。そこで、図１４に示す例では、一度検出を行った後、規定時間T[s]が経過した後のジョブ開始前に定電流制御を行うようにする。このようにすることで、短時間に何度も制御を行うような事態が発生せず、効率よく電圧制御することが可能となる。
【００５１】
定電流制御を行う際、ある程度抵抗の変動が発生していれば効果があるものの、検出電圧が基準値と微小に異なる場合に制御を行っても電圧は殆ど変化しないので制御を行う必要がない。
そこで、本実施形態では、検出電圧が現在基準値より±0.05[kV]以上の差がついた時にのみ定電流制御を行い、検出した電圧及び補正した電圧値を新たな基準値とする。
図１５は実際に制御を行ったときのタイミングチャートを示している。
図１５より、この場合では、最初は検出電圧が-0.87[kV]であり、基準値±0.05[kV]の範囲にあるため、電圧制御を行わない。次に検出した際は-0.91[kV]となり、基準値±0.05[kV]の範囲外になるため、補正を実行し、-0.91[kV]を検出電圧の新たな基準値とする。
次回の検出電圧は-0.93[kV]となり、基準値±0.05[kV]の範囲内のため、電圧制御は行わない。
このようにすることで、微小な変化で何度も電圧を変更する必要がなく、制御への負荷を低減することが可能となる。
なお、該実施形態はこの形態に限定されるものではなく、変動量の規定は別の値にしても良い。
【００５２】
また、抵抗が変動する要因は先述したように環境の変化によるものが大きい。そのため、温湿度を検知し、変動量がある水準を超えたら定電流制御を行うようにすることで効率よく電圧制御することが可能となる。
本実施形態では、温湿度の水準として、絶対湿度を用いる。絶対湿度は、温度と相対湿度から求めることができ、下記式で表される。
【００５３】
【数１】
0006012929.tif 000002
【００５４】
標準的な環境である23℃50％時の絶対湿度は10.30となる。本実施形態では、電源投入時に検知した絶対湿度を基準値とし、ジョブ印刷前に検知した絶対湿度が基準値±2を超えた時、定電流制御を行う。これは、温度としては約3℃、湿度としては約10％の変動となる。
【００５５】
図１６は、温度検知を実施した時のタイミングチャートである。図１６よりジョブ開始時に温湿度を検知し、絶対湿度が基準値±2の範囲に入らなければ、定電流制御を行った後、印刷動作に入る。このように制御することで温湿度の変化に機敏に対応できるだけでなく、必要な時のみに制御を行うことが可能となる。
なお、該実施形態はこの形態に限定されるものではなく、例えば温度、相対湿度がそれぞれ一定以上変動した場合に制御を行う形態でも問題は無い。また、変動量に関しても基準値±2と定めるものではなく、他の基準を用いても良い。
【００５６】
［実施例］
(実施例1〜3)
次に本発明者らが実際に行った実験について説明する
本発明者らは、本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、種々のプリントテストを実施した。各種のプリントテストにおいては、現像剤としては、平均粒径が６．８［μｍ］であるポリエステル系の粉砕法によるトナーと、平均粒径が５５［μｍ］である表面に樹脂層を被覆した磁性キャリアとからなるものを使用した。
基準となる定電流印加時の検出電圧、および直流電圧、交流電圧の値は以下のように前項に述べた値を用いる。
検出電圧の基準値:-0.85[kV]
直流電圧の基準値：-1.2[kV]
交流電圧のPeak-to-Peakの基準値：6.0[kV]
上記より、Vt:-4.2[kV]、Vr:1.8[kV]となる。
【００５７】
本実施例において、電圧制御を行う際、検出した電圧によって以下のように交流電圧、直流電圧値、或いはDutyが変化する。
|検出電圧|＞|基準値|であれば、交流電圧のPeak-to-Peak、直流電圧の絶対値が増加し、Dutyは50％より減少する。
|検出電圧|＜|基準値|であれば、交流電圧のPeak-to-Peak、直流電圧の絶対値が減少し、Dutyは50％より増加する。
図４より、例えば低温低湿環境において、-20μA印加時の検出電圧は-1.4[kV]となった場合、補正方法Ａであれば、交流電圧、直流電圧はそれぞれ、
Vac’=6×(-1.4/-0.85)≒9.8[kV]
Vdc’=-1.2×(-1.4/-0.85)≒-1.98[kV]
に補正される。
補正方法Ｂであれば、交流電圧のPeak-to-Peak、Dutyはそれぞれ、
Vac’=6×(-1.4/-0.85)≒9.8[kV]
Duty=50+(-1.2×(-1.4/-0.85-1))/(8×-1.4/-0.85)×100≒44.1
に補正される。
また、補正方法Ｃであれば、
Vt_new: -4.2×(-1.4/-0.85)≒-6.9[kV]
Vr_new: 1.8×(-1.4/-0.85)×0.8≒2.4[kV]
交流電圧のPeak-to-Peak:|-6.9|+2.4=9.3[kV]
直流電圧：(-6.9+2.4)/2=-2.25[kV]
に補正される。
【００５８】
したがって、検出電圧の絶対値が基準値の絶対値より大きければ、交流電圧のPeak-to-Peak及び直流電圧の絶対値が増加し、Dutyが減少する。
また、図４より、例えば高温高湿環境において、-20μA印加時の検出電圧は-0.45[kV]となった場合、補正方法Ａであれば、交流電圧、直流電圧はそれぞれ、
Vac’=6×(-0.45/-0.85)≒3.2[kV]
Vdc’=-1.2×(-0.45/-0.85)≒-0.64[kV]
に補正される。
補正方法Ｂであれば、交流電圧のPeak-to-Peak、Dutyはそれぞれ、
Vac’=6×(-0.45/-0.85)≒3.2[kV]
Duty=50+(-1.2×(-0.45/-0.85-1))/(8×-0.45/-0.85)×100≒63.3
に補正される。
また、補正方法Ｃであれば、
Vt_new: -4.2×(-0.45/-0.85)≒-2.2[kV]
Vr_new: 1.8×(-0.45/-0.85)×0.8≒0.8[kV]
交流電圧のPeak-to-Peak:|-2.2|+0.8=3.0[kV]
直流電圧：(-2.2+0.8)/2=-0.7[kV]
に補正される。
【００５９】
したがって、検出電圧の絶対値が基準値の絶対値より小さければ、交流電圧のPeak-to-Peak及び直流電圧の絶対値が減少し、Dutyが増加する。
また、電圧制御に関しては、図１２と同様のタイミングチャートを用いる。ただし、連続通紙時の電圧補正のタイミングは、10枚出力ごととする。
通紙条件として、周波数を500[Hz]、線速を282mm/sに固定し、記録用紙Aに黒単色のベタ画像を出力し、目視による画像評価を行った。
なお、記録用紙Aとしては、(株)NBSリコー製のFC和紙タイプ<さざ波>と呼ばれる厚みが約130μm、凹凸差が最大で約70μm程度の用紙を用いている。
電圧印加手段として、制御を行わず、常に一定の交流電圧、直流電圧を印加した場合(比較例1)、電圧補正方法として、補正方法Ａを用いて補正を行った場合(実施例1)、補正方法Ｂを用いて補正を行った場合(実施例2)、補正方法Ｃを用いた場合(実施例3)でそれぞれ通紙を低温低湿環境(以下LL環境)、高温高湿環境(以下HH環境)、常温常湿環境(以下MM環境)でそれぞれ行った。
また、サンプルは各条件において各100枚ずつ印刷を行い、最もランクの悪いもので画像評価を行った。なお、評価基準に関しては前述した凹部の濃度再現性、凸部（平滑部）の濃度再現性、及び放電に起因する白点の出現性の３項目を評価し、それぞれ図5〜7に示されたランクをもって行った。
【００６０】
図１７に評価結果を示す。
図１７より、比較例1に比べて実施例1、2、3では、それぞれ溝へのトナーの埋まり具合がLL、HH環境で通紙したときに改善されており、本発明は効果があることが示されている。
【００６１】
(実施例4〜6)
次に、実施例1と同じ構成において、以下の実験を行った。
通紙条件として、実施例1と同様に、周波数を500[Hz]、線速を282mm/sに固定し、記録用紙Aに黒単色のベタ画像を出力し、目視による画像評価を行った。
また、印刷条件として、1ジョブ100枚を印刷し、それを1000回連続で繰り返し印刷を行い、100ジョブ毎に目視による画像評価を行う。電圧補正方法としては、実施例1における補正方法Ａを用いる。
定電流制御方法として、それぞれ、図１４、１５、１６で示したタイミングチャートをそれぞれ用いる。
制御方法として、制御を行わず、常に一定の交流電圧、直流電圧を印加した場合(比較例2)、定電流制御方法として、一定時間経過毎に制御を行った場合(実施例4)、検出電圧が所定の値以上変動した場合に制御を行う場合(実施例5)、温湿度が一定以上変動した場合に制御を行う場合(実施例6)でそれぞれ通紙を行う。実験環境は、開始時は23℃50％の常温常湿環境とし、時間経過で10℃15％の低温低湿環境に変化するように設定している。
【００６２】
また、各実施例における制御条件は以下のように設定している。
実施例4における制御間隔時間：T=10[min]
実施例5における検出電圧の変動量：±0.05[kV]以上変動した場合に制御を行う
実施例6における温湿度変化：絶対湿度で±2以上変動した場合に制御を行う
図１８は画像評価のうち、凹部の濃度再現性に対する結果を示している。
図１８より、比較例2では、温度の変動するにつれて、ランクが下がっているが、実施例4、5、6では、ランクの変動があまり無く、安定しており、効果があることが示されている。
【００６３】
(実施例7)
次に、直流成分を定電流印加した場合の実施例を述べる。
本実施形態の構成は図１で示したものと同様である。従来定電流制御時に用いている電流印加装置を、画像印刷時の直流成分としても用いる。直流成分を電流印加にすることで、直流成分に関しては、抵抗変動による補正をする必要が無くなり、交流電圧のみを補正する。
交流電圧の補正方法は、上述した補正方法の交流電圧部分のみを用い、直流電圧部分は使用しない。
また、電圧制御に関しては、実施例1同様に、図１２と同様のタイミングチャートを用いる。ただし、連続通紙時の電圧補正のタイミングは、10枚出力ごととする。
直流電流としては、図４より、常温常室環境において約-1.2[kV]となる-26[μA]を印加する。
通紙条件として、実施例1と同様に、周波数を500[Hz]、線速を282mm/sに固定し、記録用紙Aに黒単色のベタ画像を出力し、目視による画像評価を行った。
【００６４】
サンプルは各条件において各100枚ずつ印刷を行い、最もランクの悪いもので画像評価を行う。
電圧印加手段として、実施例1と同様、制御を行わず、常に一定の交流電圧を印加した場合(比較例3)、及び電圧補正方法として、補正方法Aを用いて補正を行った場合(実施例7)でそれぞれ通紙をLL環境、HH環境、MM環境でそれぞれ行った。
図１９に評価結果を示す。
図１９より、比較例3に対して、実施例7では、放電による白抜け、溝へのトナーの埋まり具合が改善しており、直流成分を定電流にしたとしても、本発明は効果があることが示されている。
【００６５】
以上の結果から、定電流制御を行い、この定電流制御中に得られた電圧を元に、転写材への像転写時に印加する交流電圧、或いは直流電圧を演算し、制御を行うことで装置状態の変化や環境の変化に関係なく、常に良好な画像を得ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
２  像担持体としての感光体
３３  転写部材としての２次転写裏面ローラ
３６  ニップ形成部材としてのニップ形成ローラ
３９  転写バイアス出力手段としての２次転写バイアス電源
４２  温湿度検知手段としての温湿度検知センサ
Ｐ  記録材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６７】
【特許文献１】特開２００８−１８５８９０号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７４８６号公報
【特許文献３】特開２００８−０５８５８５号公報
【特許文献４】特開平０９−１４６３８１号公報
【特許文献５】特開平０４−０８６８７８号公報
【図１】
0006012929.tif 000003
【図２】
0006012929.tif 000004
【図３】
0006012929.tif 000005
【図４】
0006012929.tif 000006
【図５】
0006012929.tif 000007
【図６】
0006012929.tif 000008
【図７】
0006012929.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0006012929.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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