(57)【要約】      （修正有）【課題】転写バイアスの電圧の最大値と最小値の差を増大しても記録材上での良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー像を担持する像担持体に当接する転写部材とトナー像を記録材へ転写する電圧を出力する電源と、電源を制御する制御部を有し、電圧は転写時にトナー像を像担持体から記録材に転写させる方向の電圧と、逆極性の電圧とが交互に切り替わり、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、制御部は電圧の１周期の中に占める中心値Ｖｏｆｆよりも戻し方向側での印加時間をＡ、中心値Ｖｏｆｆよりも転写方向側での印加時間をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示すＤｕｔｙを電圧の最大値と最小値の差Ｖｐｐが大きい程大きく、差Ｖｐｐが小さい程小さくなるように電源を制御する。【選択図】図１８
2015158661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に当接して転写ニップを形成する転写部材と、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ために電圧を出力する電源と、前記電源を制御する制御部を有し、
前記電圧は、前記像担持体上のトナー像を前記記録材へ転写する際に、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、
前記制御部は、前記電圧の１周期の中に占める、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側での印加時間をＡ、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側での印加時間をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、前記電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）が大きい程大きく、前記電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）が小さい程小さくなるように前記電源を制御する画像形成装置。
【請求項２】
前記電源から出力された電圧波形を検知する波形検知手段を有し、
前記制御部は、前記波形検知手段で検知された出力波形に基づき、前記Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、前記電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）が大きい程大きく、前記電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）が小さい程小さくなるように前記電源を制御する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を記録材へ転写するための振動電圧を出力する電源と、
前記振動電圧の波形を設定する設定部と、
前記設定部により設定された波形に基づき、前記電源の出力を制御する制御部と、を備え、
前記設定部は、前記波形の周期をＸ、前記周期のうちで前記波形が前記トナー像を前記記録材から前記像担持体側へ戻す極性を有する時間をＹ、としたとき、前記波形の最大値と最小値の電圧差（Ｖｐｐ）が大きい程、時間比（Ｙ／Ｘ）が大きくなるように、前記波形を設定する画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記記録材の凹凸が大きいほど、前記（Ｄｕｔｙ）を大きくするように前記電源を制御する請求項１、２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記記録材の厚みが厚いほど、前記（Ｄｕｔｙ）を大きくするように前記電源を制御する請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
温度又は湿度を検知する検知手段を有し、
前記制御部は、前記検知手段で検知される温度又は湿度が低い程、前記（Ｄｕｔｙ）を大きくするように前記電源を制御する請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写部の電気抵抗を検知する抵抗検知手段を有し、
前記制御部は、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前記（Ｄｕｔｙ）を大きくするように前記電源を制御する請求項１乃至６の何れか１つに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体と対向する位置に形成される転写ニップに転写材を搬送し、転写バイアスを印加することで、像担持体の表面上のトナー像を転写材に転写している。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してしまう。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、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転写バイアスとして印加することで、直流電圧のみの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ようにした画像形成装置が知られている（例えば特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、交流電圧に対して直流電圧を重畳した重畳バイアスを転写バイアスとして印加する場合、交流電圧の波形によっては転写に用いる電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）に達する前に極性が入れ替わってしまい転写に用いる必要な（Ｖｐｐ）を得ることが難しい。そこで、（Ｖｐｐ）を増加させることが考えられるが、単に（Ｖｐｐ）を増大させると放電などの不具合の発生により、記録材上に良好な画像を得ることが難しい。
本発明は、転写バイアスの電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）を増大しても記録材上での良好な画像を得ることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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、トナー像を担持する像担持体と、像担持体に当接して転写ニップを形成する転写部材と、像担持体上のトナー像を転写ニップで記録材へ転写するために電圧を出力する電源と、電源を制御する制御部を有し、電圧は、像担持体上のトナー像を記録材へ転写する際に、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、制御部は、電圧の１周期の中に占める、中心値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側での印加時間をＡ、中心値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側での印加時間をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示す（Ｄｕｔｙ）を、電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）が大きい程大きく、電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）が小さい程小さくなるように電源を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、転写バイアスの電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）を増大しても記録材上での良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】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２】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３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】２次転写ニップの一例を示す拡大構成図。
【図１１】重畳バイアスからなる電圧の波形を説明する波形図。
【図１２】実験に使用された観測実験装置を示す概略構成図。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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１６】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。
【図１７】制御部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。
【図１８】制御部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。
【図１９】制御部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。
【図２０】制御部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。
【図２１】制御部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。
【図２２】制御部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。
【図２３】制御部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。
【図２４】制御部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。
【図２５】制御部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。
【図２６】制御部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。
【図２７】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。
【図２８】（ａ）は記録材の種類とＶｐｐとｄｕｔｙを変化させた実施例１の効果を示す図、（ｂ）は記録材の種類を変化させた比較例１の効果を示す図、
【図２９】（ａ）は記録材の厚さとＶｐｐとｄｕｔｙを変化させた実施例２の効果を示す図、（ｂ）は記録材の厚さとＶｐｐを変化させた比較例２の効果を示す図。
【図３０】（ａ）は温湿度とＶｐｐとｄｕｔｙを変化させた実施例３の効果を示す図、（ｂ）は温湿度を変化させた比較例３の効果を示す図、（ｃ）は温湿度とＶｐｐを変化させた比較例４の効果を示す図。
【図３１】（ａ）は転写部の電気抵抗とＤｕｔｙとＶｐｐを変化させた実施例４の効果を示す図、（ｂ）は電気抵抗を変化させた比較例５の効果を示す図、（ｃ）は電気抵抗とＶｐｐを変化させた比較例６の効果を示す図。
【図３２】Ｄｕｔｙを大きくしてもＶｐｐが増大しない課題を説明する図であり、Ｄｕｔｙ増大前の電圧波形を計測した図。
【図３３】Ｄｕｔｙを大きくしてもＶｐｐが増大しない課題を説明する図であり、Ｄｕｔｙ増大後の電圧波形を計測した図。
【図３４】本発明に係るＤｕｔｙ増大前の電圧波形を計測した図、
【図３５】本発明に係るＤｕｔｙ増大後の電圧波形を計測した図。
【図３６】Ｄｕｔｙの変化とＶｐｐの設定値（狙った値）と実測値の関係を示す図。
【図３７】戻しピーク値Ｖｒと電圧の時間平均値Ｖａｖｅを固定してＤｕｔｙを変化させたときの転写方向ピーク値Ｖｔの変化を示す図。
【図３８】本発明にかかる画像形成装置の別な形態であるプリンタの概略構成図。
【図３９】制御部と設定部の構成を説明するブロック図。
【図４０】画像形成装置で用いる２次転写用電源と電圧供給の別な形態を示す拡大図。
【図４１】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。
【図４２】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。
【図４３】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。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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、制御部６０とを備えている。
【０００８】
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、像担持体としてのドラム状の感光体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。
【０００９】
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。本実施形態において、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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可能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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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検知手段としての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。
【００１７】
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用の現像装置の第２搬送室内にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーが補給される。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上方には、潜像書込手段としての光書込ユニット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。
【００２２】
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、像担持体としての中間転写ベルト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。
【００２３】
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、本実施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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。本実施形態では、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、個別に設けた電源３９，３９の一方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、他方の電源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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、個別に設けた一方の電源３９から「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、個別に設けた他方の電源３９から「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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。このため、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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。このため、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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である正弦波を示す図である。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、すなわち、転写に用いる電圧の最大値と最小値の差（以下「ピークツウピーク電圧値」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値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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。このため、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値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。
【００５７】
そのときのトナーの挙動を、顕微鏡２４２の焦点を透明基板２１０上のトナー層２１６に合わせて撮影した。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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
【００６２】
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信号線を介して接続されているが、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。
【００６３】
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。本実施形態では、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。
【００６４】
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材の種類を検知して、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。
【００６５】
制御部６０には、使用する環境での温度又は湿度の少なくとも一方を検知する検知手段としての温湿度センサ５２が信号線を介して接続されている。使用する環境での温度又は湿度とは、具体的にはプリンタ内の温度又は湿度である。記録材Ｐや中間転写ベルト３１は、温度や湿度により抵抗が変動するので、使用する環境での温度又は湿度とは、記録材Ｐや中間転写ベルト３１の温度又は湿度であってもよい。
制御部６０には、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。本実施形態において、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。本実施形態では、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５３で測定することで、転写部の電気抵抗を検知している。制御部６０は、この電気抵抗から電源３９から出力された電圧波形を検知する波形検知手段５５を備えている。
図１に示す画像形成装置において、制御部６０は、波形検知手段５５で検知された出力波形に基づき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示すＤｕｔｙを、電圧の最大値と最小値の差（ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐ）が大きい程大きく、電圧の最大値と最小値の差（ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐ）が小さい程小さくなるように電源３９を制御する。すなわち、電源３９から出力された実際の出力波形に基づいて電源３９を制御している。
【００６６】
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前提としている。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方が小さい波形にする必要がある。電圧の時間平均値Ｖａｖｅ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。
【００６７】
これを達成するための電源３９から出力される波形の形態について説明する。
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するのが望ましい。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、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Ａ／（Ａ＋Ｂ）をＤｕｔｙ（戻し時間[％]）と呼ぶことにする。また、使用する電源３９からの電圧の最大値を戻しピーク値Ｖｒ、最小値を転写方向ピーク値Ｖｔとしたとき、転写に用いる電圧の最大値Ｖｒと最小値Ｖｔの差をピークツウピーク電圧値Ｖｐｐとする。
本実施形態では、転写方向側の時間Ａ、戻り時間Ｂの時間のＡ／（Ａ＋Ｂ）をＤｕｔｙとするが、時間ではなく、例えば面積で示すこともできる。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Ｄｕｔｙとすることもできる。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Ａ１、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向側の面積をＢ１としたとき、Ａ１／（Ａ１＋Ｂ１）をＤｕｔｙと示すこともできる。
【００６８】
本実施形態で２次転写バイアスに用いる電源３９から出力される交流成分の出力波形としては、図１７から図２６に示す波形パターンを用いることができる。
図１７は、電源３９からの出力波形が、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を示す。図１７に示す出力波形の場合、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短く（Ａ＞Ｂ）なるように設定した。Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は４０％とした。
図１８は、戻し方向側の時間Ｂを、転写方向側の時間Ａよりも短くした矩形状の波形の形態を示す。図１８に示す出力波形の場合、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短く（Ａ＞Ｂ）なるように設定した。Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は４０％とした。
図１９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する台形状の波形の形態を示す。図１９に示す出力波形の場合、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした（Ａ＞Ｂ）となるように設定した。Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は４５％とした。
図２０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する台形状の波形の形態を示す。図２０に示す出力波形の場合、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短く（Ａ＞Ｂ）なるように設定した。Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は４０％とした。
図２１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する三角形状と台形状を組み合わせた波形の形態を示す。図２１に示す出力波形の場合、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短く（Ａ＞Ｂ）となるように設定した。Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は３２％とした。
図２２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する三角形状と台形状を組み合わせた波形の形態を示す。図２２に示す出力波形の場合、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした（Ａ＞Ｂ）なるように設定した。Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は１６％とした。
図２３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する三角形状と台形状を組み合わせた波形の形態を示す。図２２に示す出力波形の場合、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短く（Ａ＞Ｂ）なるように設定した。Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は８％とした。
図２４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て波形を丸くした波形の形態を示す。図２４に示す出力波形の場合、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした（Ａ＞Ｂ）となるように設定した。Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は１６％とした。
図２５は、２次転写ニップＮの静電容量を１７０ｐＦ（ピコファラド）、抵抗を１７ＭΩと想定したときの波形の形態を示す。図２５に示す出力波形の場合、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした（Ａ＞Ｂ）となるように設定した。戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短くした（Ａ＞Ｂ）となるように設定した。Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は１２％とした。
図２６は、２次転写ニップＮの静電容量を１２０ｐＦ（ピコファラド）、抵抗を１５ＭΩと想定したときの波形の形態を示す。図２６に示す出力波形の場合、戻し時間Ｂを転写方向側の時間Ａよりも短く（Ａ＞Ｂ）なるように設定した。Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は１２％とした。
【００６９】
以下、本発明の実施例１−４と比較例１−６について説明する。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Ｐについては図２７に記す。図２７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Ｐの凹凸度合いは、凹部深さ（溝深さ）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。凹凸度合は、小が最も浅く、大が最も深く、中が小と大の中間の深さとなっている。記録材Ｐの厚さは、薄が最も薄く、厚が最も厚く、中が薄と厚の中間の厚さとなっている。
【００７０】
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◎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○として評価した。  
ランク○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△として評価した。
ランク△に比べ、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×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Ｎ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、○×で評価した。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○として評価し、放電に起因するものと考えられる白点が認められた状態を×とした。
【００７１】
（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よりも戻し方向側での印加時間をＡ、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向側での印加時間をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示すＤｕｔｙを、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが大きい程大きく、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが小さい程小さくするとともに、使用する記録材Ｐの凹凸が大きいほど、Ｄｕｔｙを大きくするように電源３９を制御部６０で制御したものである。この評価結果を図２８（ａ）に示す。
図２８（ｂ）は実施例１に対する比較例１を示す。比較例１は、記録材Ｐ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の溝部の深さに変化はない。  
これに対し、実施例１は、記録材種類となる溝部が深くなる程、ピークツウピーク電圧値ＶｐｐとＤｕｔｙを大きくなるように変更したところ、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を大きくすると、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。
【００７２】
（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よりも戻し方向側での印加時間をＡ、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向側での印加時間をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示すＤｕｔｙを、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが大きい程大きく、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが小さい程小さくするとともに、使用する記録材Ｐの厚みが厚いほど、Ｄｕｔｙを大きくするように電源３９を制御部６０で制御したものである。この評価結果を図２９（ａ）に示す。
図２９（ｂ）は実施例２に対する比較例２を示す。比較例２では、厚み異なる記録材Ｐに対し、Ｄｕｔｙ（戻し時間[％]）は一定にし、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを変更した。この場合、記録材Ｐの厚さを厚くするに従いピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを大きくすると、溝転写性は低下するが放電は発生しない。また、厚い記録材Ｐの場合、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを大きくしていくと、溝転写性は良くなるが、放電が見られた。
これに対し、実施例２は、記録材Ｐの厚さが厚くなる程、ピークツウピーク電圧値ＶｐｐとＤｕｔｙを大きくなるように変更したところ、電圧の時間平均値Ｖａｖｅが変化した。つまり、記録材Ｐの厚さが厚い場合にピークツウピーク電圧値ＶｐｐとＤｕｔｙを大きくすると、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。
【００７３】
（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よりも戻し方向側での印加時間をＡ、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向側での印加時間をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示すＤｕｔｙを、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが大きい程大きく、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが小さい程小さくするとともに、温湿度センサ５２で検知される温度又は湿度が低い程、Ｄｕｔｙを大きくするように電源３９を制御部６０で制御したものである。この評価結果を図３０（ａ）に示す。
図３０（ｂ）は実施例３に対する比較例３を示す。比較例３では、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だけを変化させた。比較例３においては、温湿度が低下すると、溝転写性のランクが低下する。
図３０（ｃ）は実施例３に対する比較例４を示す。比較例４では、同一の記録材に対し、Ｄｕｔｙを変更させないで、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐと温湿度条件だけを変化させた。比較例４においては、温湿度が低い程、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを大きくしているが、温湿度が低下すると、溝転写性のランクが低下する。しかし、低い温度においてピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを大きくすると、溝転写性は向上するが放電が確認された。
これに対し、実施例３は、温湿度が低くなるほど、ピークツウピーク電圧値ＶｐｐだけでなくＤｕｔｙも大きくしたところ、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。
【００７４】
（実施例４）
実施例４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よりも戻し方向側での印加時間をＡ、中心電圧値Ｖｏｆｆよりも転写方向側での印加時間をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示すＤｕｔｙを、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが大きい程大きく、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが小さい程小さくするとともに、抵抗検知手段５３により検知される電気抵抗が高いほどＤｕｔｙを大きくするように電源３９を制御部６０で制御したものである。この評価結果を図３１（ａ）に示す。
図３１（ｂ）は実施例４に対する比較例５を示す。比較例５では、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５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高くなる傾向になる。
図３１（ｃ）は実施例４に対する比較例６を示す。比較例６では、同一の記録材に対し、Ｄｕｔｙを変更しないで、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐと部品抵抗を変化させたものである。この場合、電気抵抗が高いほどＤｕｔｙを比較例５の場合よりも大きくしている。比較例６においては、比較例５よりもピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを高く設定し、電気抵抗が高くなるに従いピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを高めるため、比較例５の場合よりも溝転写性のランクが高くなる傾向になる。
これに対し、本実施例は、電気抵抗が高いほどピークツウピーク電圧値ＶｐｐだけでなくＤｕｔｙも大きくしたところ、電圧の時間平均値Ｖａｖｅの絶対値が大きくなり、電気抵抗に関係なく、溝転写製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。
【００７５】
また、実施例４と比較例５、６では、予め制御部６０に設定された狙いのピークツウピーク電圧値Ｖｐｐとピークツウピーク電圧値Ｖｐｐの実測値の変化も比較した。ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐの実測値は、抵抗検知手段５３による電気抵抗から制御部６０が演算したものである。ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐの狙いの設定値とは、理論的に設定値となる電源３９からの出力時間で定めている。
比較例５、比較例６において、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐの設定値と実測値には、ずれがある。すなわち、実測値が狙いの設定値よりも低くなっている。このため、比較例５では、電気抵抗が高くなるほど、転写に必要なピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが得られず、溝転写性が低下しているものと推察される。比較例６では、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを電気抵抗が高くなるに従い高めてはいるが、実測値に変化はなく、電気抵抗が高くなるほど、転写に必要なピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが得られず、溝転写性が低下しているものと推察される。
これに対し、実施例４の場合、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐの設定値と実測値には、ずれがなく、実測値が狙いの設定値よりも低くなることがない。これは、電気抵抗が高いほどＤｕｔｙを大きくしているため、転写方向側での電圧（Ｖｔ）の総量が増え、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが高くなる。このため、電気抵抗に左右されること無く、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。
【００７６】
次に、ピークツウピーク電圧値Ｖｐ)が大きい程Ｄｕｔｙを大きく、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが小さい程Ｄｕｔｙを小さくするように電源３９を制御するメリットについて説明する。
図３２は、図１８で示した出力波形に矩形波を用いた場合の、設定波形と実測波形を示し、図３３は、図３２に対し、Ｄｕｔｙは変更しないでピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを増大させたときの、設定波形と実測波形を示す。図３６は、図３２、図３３に示す比較例と、図３４、図３５に示す本発明の実施例のおけるピークツウピーク電圧値Ｖｐｐの狙いの値（設定値）と実測値とＤｕｔｙの関係を示す。
本発明者は、制御部６０が予め設定された狙いの設定波形で電源３９から２次転写バイアスを出力しても、実測した波形は、設定された設定形波となることは少なく、必ず鈍った波形になることに着目した。すなわち、図３２、図３３、図３６からわかるように、単にピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを増加させた場合、Ｄｕｔｙ低い値で一定の時には所望のピークツウピーク電圧値Ｖｐｐに達する前に、２次転写バイアスの交流成分の極性が入れ替わってしまい、大きなピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを実現することが難しい。
【００７７】
そこで、本発明者は、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを変化させるだけではなく、Ｄｕｔｙも変化させることにし、ピークツウピーク電圧値ＶｐｐとＤｕｔｙの変化の方向を同一とするようにした。すなちわ、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが大きい程Ｄｕｔｙを大きく、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが小さい程Ｄｕｔｙを小さくするように電源３９を制御部６０で制御することにした。
図３４、図３５は、本発明の係る制御内容を実行した際の、設定波形と実測波形を示す。図３４は出力波形に矩形波を用いた場合の、設定波形と実測波形を示し、図３５は、図３４に対し、Ｄｕｔｙとピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを増大させたときの、設定波形と実測波形を示す。
図３４、図３５、図３６からわかるように、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐの増加に伴い、Ｄｕｔｙを大きくすることで、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが大きい場合であっても、所望のピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを実現することができる。
【００７８】
また、２次転写バイアスに交流電界を用いる場合、Ｄｕｔｙは所望のピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが得られる場合には、できるだけ小さい方が転写性の面では優れる。トナーを最終的に記録材Ｐに転写させるためには、紙種等の条件に応じた電圧の時間平均値Ｖａｖｅが必要であるが、この値はＤｕｔｙによって変化せず、一定である。一方で、トナーを中間転写ベルト３１と記録材Ｐの間で振動させるためには、同じく戻り方向への電圧Ｖｒが必要であり、これもＤｕｔｙによって変化しない。すなわち、所望の電圧の時間平均値Ｖａｖｅと戻り方向側の電圧Ｖｒが変化しないため、Ｄｕｔｙが大きくなるほど、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐは大きくなってしまい、放電などの不具合が発生してしまう。このため、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが減少させる場合、Ｄｕｔｙを小さくするのが好ましい。
【００７９】
比較例２のように、Ｄｕｔｙを一定にした状態で、記録材Ｐの厚みが厚いほど、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを高くすると、中間転写ベルト３１と記録材Ｐの間でのトナーの振動が活発化になり、濃度むらを低減することができるが放電はしてしまう。しかし、実施例２に記載のように、記録材Ｐの厚みが厚いほど、ピークツウピーク電圧値ＶｐｐとＤｕｔｙを大きくすると、放電を抑えながら、濃度むらを低減することができる。
記録材Ｐが薄紙の場合、記録材Ｐの凹凸は低く、濃度むらよりも放電による白とびの発生が目だってしまい、厚紙の場合、白とびよりも濃度ムラが目だってしまう。このため、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐの増加に伴い、Ｄｕｔｙを大きくするとともに、記録材の厚みが厚いほど、Ｄｕｔｙを大きくするよう電源３９を制御することで、厚紙の時には十分なトナー振動による溝転写性を高めることができる。また、ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが小さい程Ｄｕｔｙを小さくすることで、転写方向ピーク値Ｖｔが下がるので最大電圧が低くなるため、薄紙時には放電しにくくなる。
【００８０】
図３７は、戻しピーク値Ｖｒと電圧の時間平均値Ｖａｖｅを固定してＤｕｔｙを変化させたときの転写方向ピーク値Ｖｔの変化を示す。
このように、戻しピーク値Ｖｒと電圧の時間平均値Ｖａｖｅを固定してＤｕｔｙを変化させると、Ｄｕｔｙの増加にと伴い転写方向ピーク値Ｖｔが高くなるため溝転写性を高くすることができる。
【００８１】
上述したように、大きなピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが必要になる記録材ほど、Ｄｕｔｙを大きくすることで、戻し方向電圧Ｖｒを大きくできるので、溝転写性の向上を図ることができ、溝転写性と放電性が小さいＶｐｐでよい記録材の場合には、Ｄｕｔｙを小さくすることでＶｒ側の放電リスクを低下させることができる。
【００８２】
上述した実施形態及び実施例１−４においては、電源３９からの２次転写バイアス電圧波形を波形検知手段５５で検知し、制御部６０が、波形検知手段５５で検知された出力波形に基づきをピークツウピーク電圧値Ｖｐｐの増減に対してＤｕｔｙの増減を同方向に行っていた。つまり制御部６０は実測値に基づいてピークツウピーク電圧値Ｖｐｐの増減制御やＤｕｔｙの増減制御を行っている。
しかし、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。図３８は、図１に示す画像形成装置が備えていた波形検知手段５５に変えて、電源３９から出力される電圧の出力時期を設定する設定部６５を有し、制御部６０が、設定部６５で設定された出力時期に基づき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示すＤｕｔｙを、電圧の最大値と最小値の差（ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐ）が大きい程大きく、電圧の最大値と最小値の差（ピークツウピーク電圧値Ｖｐｐ）が小さい程小さくなるように電源３９を制御するものである。
【００８３】
以下、設定部６５と制御部６０の構成と波形設定及び電源制御について図３９を用いて説明する。
設定部６５は、制御部６０の一部として構成されているが、制御部６０と個別な構成として設けてもよい。設定部６５は、制御信号のピーク間電圧を変更するためのピーク間電圧変更部８４と、制御信号のデューティ比を変更するためのデューティ比設定部８５と、直流成分（Ｖｏｆｆ）設定部８６を備えている。ピーク間電圧設定部８４は、電源３９に入力する、交流成分制御信号のピーク間電圧を変更するものであり、デューティ比設定部８５は、制御信号としての矩形波のデューティ比を変化させるものである。直流成分（Ｖｏｆｆ）設定部８６は、交流に対する直流成分（Ｖｏｆｆ）の出力を設定するものである。
設定部６５は、制御部６０にオペレーションパネル５０から送信された記録材Ｐの種類の情報、温湿度センサ５２で検知される温度または湿度の情報、抵抗検知手段５３により検知された転写部の電気抵抗の情報の少なくとも一つに基づき、ピーク間電圧変更部８４でピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを変更するとともに、デューティ比設定部８５で波形のＤｕｔｙを設定し、直流成分（Ｖｏｆｆ）設定部８６で中心電圧値Ｖｏｆｆを設定する。ここでいうデューティ比設定部８５で設定する波形のＤｕｔｙとは、波形の周期をＸ、Ｘ周期のうちで波形がトナー像を記録材Ｐから中間転写ベルト３１側へ戻す極性を有する時間をＹ、としたときの時間比（Ｙ／Ｘ）である。
【００８４】
制御部６０は、設定部６５で設定した波形に対応する信号となる交流成分制御信号と直流成分制御信号を２次転写電源となる電源３９に送信する。電源３９は、交流電圧昇圧部９２と直流成分昇圧部９４を備えていて、制御部６０から送られた交流成分制御信号と直流成分制御信号に基づいて、交流電圧昇圧部９２からの交流電圧出力と、直流成分昇圧部９４からの直流電圧出力を重畳して振動電圧を生成し、斥力ローラである２次転写裏面ローラ３３へ振動電圧を出力する。
すなわち、制御部６０は、交流成分制御信号と直流成分制御信号に基づいて、交流電圧昇圧部９２からの交流電圧出力と、直流成分昇圧部９４からの直流電圧出力を重畳して振動電圧を生成し、斥力ローラである２次転写裏面ローラ３３へ振動電圧を出力するように電源３９を制御する。
本実施形態において、設定部６５は、設定した波形の最大値と最小値の電圧差であるピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）が大きいほど、時間比（Ｙ／Ｘ）が大きくなるように、波形を設定して出力する機能を備えている。
【００８５】
このように設定部６５により設定される波形の時間比（Ｙ／Ｘ）およびピークツウピーク電圧値Ｖｐｐは、電源３９が２次転写裏面ローラ３３へ出力する振動電圧のそれらと対応関係にある。すなわち、設定波形の時間比（Ｙ／Ｘ）が大きくなるほど、振動電圧のＤｕｔｙは大きくなる傾向にある。また、設定波形のピークツウピーク電圧値Ｖｐｐが大きくなるほど、振動電圧のピークツウピーク電圧値も大きくなる傾向にある。設定部によりピークツウピーク電圧値が大きいほど時間比（Ｙ／Ｘ）が大きくなるよう波形を設定することで、振動電圧（実際の出力波形）のピークツウピーク電圧が大きいほどそのＤｕｔｙがおおきくなる。これにより、転写バイアスの電圧の最大値と最小値の差であるピークツウピーク電圧値Ｖｐｐを増大しても記録材Ｐ上での良好な画像を得ることができる。
【００８６】
このような構成の画像形成装置において、実施例１で述べたように、制御部６０は、使用する記録材Ｐの凹凸が大きいほど、Ｄｕｔｙを大きくするように電源を制御することで、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
このような構成の画像形成装置において、実施例２で述べたように、制御部６０は、使用する記録材Ｐの厚みが厚いほど、Ｄｕｔｙを大きくするように電源３９を制御することで、実施例２と同様の作用効果を得ることができる。
このような構成の画像形成装置において、実施例３で述べたように、制御部６０は、温湿度センサ５２で検知される温度又は湿度が低い程、Ｄｕｔｙを大きくするように電源３９を制御することで、実施例３と同様の作用効果を得ることができる。
このような構成の画像形成装置において、実施例４で述べたように、制御部６０は、抵抗検知手段５３により検知される電気抵抗が高いほど、Ｄｕｔｙを大きくするように電源３９を制御することで、実施例４と同様の作用効果を得ることができる。
【００８７】
本発明が適用される画像形成装置の形態としては、図１、図３８に示すものに限定されるものではない。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。
【００８８】
本発明が適用される画像形成装置の別な形態について説明する。図４０に示す転写ユニット３０Ａは、転写ユニット３０に換えて画像形成装置に搭載可能なものである。この転写ユニット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、図３８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。
【００８９】
本実施形態において、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２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、２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２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、２次転写電界やニップ圧の作用によって、２次転写ニップＮに進入した記録紙Ｐに転写される。
２次転写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２次転写ベルト３６Ｃのループ内側に２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２次転写バイアスを印加するようにしてもよい。
【００９０】
図４１に示す転写ユニット３０Ｂは、転写ユニット３０に換えて画像形成装置に搭載可能なものである。この転写ユニット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。本実施形態では、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。
【００９１】
本実施形態では、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。
本実施形態では、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。
【００９２】
上記実施形態では、本発明が適用される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い。例えば、図４２に示すように単色、例えば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。
転写ローラ３５２と感光体２Ｋとは当接していて、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。
【００９３】
図４３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。
【００９４】
本実施形態では、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。
本実施形態では、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。
【００９５】
このように図４０から図４３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。
【符号の説明】
【００９６】
２Ｋ、３１、３１０    像担持体
３６、３５２、３５６、３５７  転写部材
３９        電源
５０        情報取得手段
５２        検知手段
５３        抵抗検知手段
５５        波形検知手段
６０        制御部
６５        設定部
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９７】
【特許文献１】特開２００６−２６７４８６号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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