(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
交流成分に直流成分が重畳され、極性が交互にかわる重畳バイアスを出力する電源と、
前記像担持体に圧接して転写ニップを形成する転写部材と、
を備え、
前記電源が出力する前記重畳バイアスにより、前記像担持体から前記転写ニップ中に挿入された被転写材へとトナー像を転写する転写装置において、
前記重畳バイアスの前記直流成分が定電流制御され、重畳バイアスの交流成分が定電圧制御され、
前記電源は、前記転写ニップを構成する部材の抵抗が高いほど、前記交流成分の電圧の設定値を大きくするとともに、前記直流成分の電流の設定値を小さくするように、制御されることを特徴とする転写装置。
【請求項２】
前記電源から出力される直流成分の電流値を、前記被転写体の移動速度に応じて変更することを特徴とする、請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
前記電源から出力される直流成分の電流値を、前記トナー像の前記像担持体上のトナー付着量に応じて変更することを特徴とする、請求項１又は２に記載の転写装置。
【請求項４】
前記電源は、前記重畳バイアスと、直流成分のみからなる直流バイアスと、のうちのいずれかを選択的に出力可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の転写装置。
【請求項５】
前記電源は、前記重畳バイアスを出力する第一電源部と、前記直流バイアスを出力する第二電源部と、を別々に具備することを特徴とする、請求項４に記載の転写装置。
【請求項６】
前記電源は、前記交流成分のみを出力する第一電源部と、前記直流成分のみを出力する第二電源部と、を別々に具備することを特徴とする、請求項４に記載の転写装置。
【請求項７】
前記第一電源部と前記第二電源部は、一方が像担持体側に、他方が被転写体側に配置されることを特徴とする、請求項５または６に記載の転写装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の転写装置を備える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、像担持体上の可視像を記録媒体に転写させる転写装置、および該転写装置を備える画像形成装置に関するものである。
【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（記録媒体）上に転写、定着することによって画像形成を行っている。上記画像形成装置において、記録用紙の表面には凹凸が存在し、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、凹部にトナーが転写せず画像の白抜けが発生するといった問題がある。
【０００３】
その対策として、例えば、特開２００６−２６７４８６号公報（特許文献１）、特開２００８−０５８５８５号公報（特許文献２）、特開平０９−１４６３８１号公報（特許文献３）等に、直流電圧に交番電圧を重畳することで転写率を向上させようとする技術が提案されている。
【０００４】
上記特許文献１に記載のものは、転写バイアスとして直流電圧に交番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よう制御を行うものである。
【０００５】
上記特許文献２に記載のものは、転写バイアスとして直流電圧に交番電圧を重畳したものを用い、交番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番電圧を重畳する事を特徴としている。
【０００６】
上記特許文献３記載のものは、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番電圧を重畳したものを用い、交番電圧のピーク間電圧が、直流電圧の２．０５倍以上になるように交番電圧を重畳する事を特徴としている。
【０００７】
これらはいずれも、直流、交流電源の印加電圧が狙いの値になるように制御して転写性向上を試みており、実施例においても転写電圧値と転写性の関係が示されるのみである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、交流電圧に直流電圧を重畳して印加し紙凹凸の凹部へのトナーの転写性を向上させる転写装置においては、出力する交流電圧値、直流電圧値によって、平滑部の濃度や凹部への転写性、放電による異常画像の状態が変化するため、交流電圧値、直流電圧値をある一定の範囲内で設定する必要がある。しかし、温湿度等の環境変化による転写部材の抵抗変化や記録材である紙の種類により、交流電圧値、直流電圧値の設定範囲を変化させる必要がある。交流電圧に直流電圧を重畳して印加する転写方式では、上述した理由から通常の直流電圧のみを付与する転写装置に比べて設定値の成立範囲が狭く、かつ直流電圧値と交流電圧値と画像の関係が複雑であるため、抵抗変化や紙種への対応が困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、従来の転写装置における上述の問題を解決し、用紙の表面凹凸の凹部への転写率を向上させ、凹凸の大きい紙にもトナーを均一に転写することができ、環境変化や紙種の違いに対しても安定して良好な画像を出力することのできる転写装置および画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題は、本発明により、像担持体と、交流成分に直流成分が重畳され、極性が交互にかわる重畳バイアスを出力する電源と、前記像担持体に圧接して転写ニップを形成する転写部材と、を備え、前記電源が出力する前記重畳バイアスにより、前記像担持体から前記転写ニップ中に挿入された被転写材へとトナー像を転写する転写装置において、前記重畳バイアスの前記直流成分が定電流制御され、重畳バイアスの交流成分が定電圧制御され、前記電源は、前記転写ニップを構成する部材の抵抗が高いほど、前記交流成分の電圧の設定値を大きくするとともに、前記直流成分の電流の設定値を小さくするように、制御されることにより解決される。
【００１２】
また、前記電源から出力される直流成分の電流値を、前記被転写体の移動速度に応じて変更すると好ましい。
また、前記電源から出力される直流成分の電流値を、前記トナー像の前記像担持体上のトナー付着量に応じて変更すると好ましい。
【００１３】
また、前記電源は、前記重畳バイアスと、直流成分のみからなる直流バイアスと、のうちのいずれかを選択的に出力可能であると好ましい。
また、前記電源は、前記重畳バイアスを出力する第一電源部と、前記直流バイアスを出力する第二電源部と、を別々に具備すると好ましい。
また、前記電源は、前記交流成分のみを出力する第一電源部と、前記直流成分のみを出力する第二電源部と、を別々に具備すると好ましい。
【００１４】
また、前記第一電源部と前記第二電源部は、一方が像担持体側に、他方が被転写体側に配置されると好ましい。
【００１５】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜７のいずれか１項に記載の転写装置を備える画像形成装置により解決される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の転写装置によれば、重畳バイアスの直流成分が定電流制御されることにより、用紙表面の凹部への転写率を向上させ、環境変動や被転写体の違いに対して、安定した被転写体凹部への転写性を得ることができる。
【００１７】
また、交流成分を定電圧制御とすることで、交流電流を検出する構成が不要となり、制御の構成を簡単なものとすることができる。
また、転写部の抵抗が変化した場合でも同じ転写性を得ることができる。
【００１８】
請求項２の構成により、被転写体の移動速度に応じて定電流制御値を変更することで、速度の異なるモードを持つ転写装置においても、安定した被転写体の凹部への転写性を得ることができる。
【００１９】
請求項３の構成により、像担持体上のトナー付着量に応じて定電流制御値を変更することで、モノクロやカラーのように付着量の大きく異なる画像に対しても、安定した被転写体の凹部への転写性を得ることができる。
【００２０】
請求項４の構成により、電源は、重畳バイアスと、直流成分のみからなる直流バイアスと、のうちのいずれかを選択的に出力可能であることで、（従来からある）直流電圧による転写方式と交流電圧に直流電圧を重畳した転写方式とを切り替えて使用することが可能となる。
【００２１】
請求項５又は６の構成により、既存の直流電源のみを使用したシステム（装置）に対して、切り替え可能な状態で後から容易に組み込み、機能向上を図ることができる。
【００２２】
請求項７の構成により、第一電源部と第二電源部を、一方を像担持体側に、他方を被転写体側に配置することで、製品内のスペースを有効に利用でき、製品の小型化などが可能になる。
【００２３】
請求項８の画像形成装置によれば、本発明による転写装置を様々な画像形成装置と組み合わせることにより、静電粒子を凹凸のある被転写体へ転写させる色々な用途への使用が可能となる。すなわち、用紙表面の凹部への転写率が向上し、凹凸の大きい紙にもトナーを均一に転写することができ、環境変化や紙種の違いに対しても安定して良好な画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る転写装置の一例を示す構成図である。
【図２】電源から対向部材へ流れ込む電流を測定したグラフである。
【図３】出力電圧を定電流制御する実施例を示す構成図である。
【図４】交流直流重畳電圧を生成する電源の構成例を示すブロック図である。
【図５】交流直流重畳電圧を生成する電源の別の構成例を示すブロック図である。
【図６】一方の電源から直流電圧を、他方の電源から交流電圧を印加する方式の電源構成の一例を示すブロック図である。
【図７】直流成分のみよる二次転写と交流直流重畳電圧の印加による二次転写を選択可能とした場合の他の構成例を示すブロック図である。
【図８】直流成分のみよる二次転写と交流直流重畳電圧の印加による二次次転写を選択可能とする場合の更に他の構成例を示すブロック図である。
【図９】図５に示した電源の具体的な構成を示す簡略回路図である。
【図１０】本発明を適用した画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置の概略を示す断面構成図である。
【図１１】その画像形成装置の画像形成ユニットを示す構成図である。
【図１２】本願発明者が実施した転写性評価実験の結果を示す図である。
【図１３】電源から出力されたＶｐｐとＶｏｆｆの平均値と画像の関係を示す図である。
【図１４】用紙凹部の埋まりが悪い場合の画像の一例を示す図である。
【図１５】白抜けが発生した画像の一例を示す図である。
【図１６】良好な画像の一例を示す図である。
【図１７】異なる用紙を使用した転写性評価実験の結果を示す図である。
【図１８】その画像形成時に電源から出力されたＶｐｐとＶｏｆｆの平均値と画像の関係を示す図である。
【図１９】２種類の用紙のＩｐｐ，Ｉｏｆｆの成立範囲の比較を示す図である。
【図２０】２種類の用紙のＶｐｐ，Ｖｏｆｆの成立範囲の比較を示す図である。
【図２１】環境条件が異なる転写性評価実験における電流値と画像の関係を示す図である。
【図２２】環境条件が異なる転写性評価実験における電圧値と画像の関係を示す図である。
【図２３】本発明が適用される直接転写方式のカラープリンタの一例を示す構成図である。
【図２４】本発明が適用される１ドラム型カラー画像形成装置の一例を示す構成図である。
【図２５】本発明が適用されるトナージェット方式の画像形成装置の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る転写装置の一例を示す構成図である。この図において、符号２００は画像形成手段または画像転写手段であり、符号５０はトナー像を担持する感光体または中間転写体などの像担持体である。像担持体５０上のトナー像は、矢印の方向に搬送される。一方、図示しない給紙装置から、被転写体Ｐが、像担持体５０と転写部材８０との間に、矢印の方向（図において右方向）から所定のタイミングで搬送される。この時に、像担持体５０上に形成されたトナー像が記録材である被転写体Ｐ上に静電的に転写される。この時、像担持体５０上のトナーが被転写体Ｐへ転写される方向に直流成分による電界が形成されるように、電源１１０及び／又は電源１１１から転写電圧が印加される。図示例では、電源１１１から転写部材８０に、電源１１０から対向部材７３に電圧を印加する構成となっている。
【００２６】
このとき印加される電圧は、交流電圧に直流電圧を重畳した電圧であり、電源１１０、電源１１１のいずれか一方からのみ交流直流重畳電圧を印加してもよいし、電源１１０、電源１１１で交流と直流を分離して印加してもよい。さらに、電源１１０、電源１１１のいずれか一方から交流直流重畳電圧を印加し、かつもう一方から直流電圧を印加してもよい。また、出力電圧を直流成分のみの場合と交流直流重畳電圧を印加する場合とに選択可能にすることで、条件に応じて切り替えることができる。例えば、被転写体Ｐが凹凸のない記録材である場合には直流成分のみを印加するように切り替えることができる。
【００２７】
これにより、交流電圧を必要としない使用用途の場合には、従来の転写装置のように直流成分のみで使用することができ、省エネルギーで使用できる。この場合、電源は交流直流重畳電圧を印加する一体の電源において交流成分を印加しないことで直流成分のみを印加する方法でもよいし、直流電圧印加用の電源回路と交流直流重畳電圧印加用の電源回路を別々に持ち、電源回路を切り替えることにより、電圧の切り替えを行う方法でもよい。
【００２８】
後者の場合、既存の直流電圧印加方式の転写装置に後から組み込み、機能をバージョンアップすることや、調整された既存のシステムを変えることなく使用することで開発期間を短縮できるなどの効果が得られる。また、交流電源、直流電源を図１に示す電源１１０、電源１１１のように対向部材７３側と転写部材８０側とに分離して配置した場合、筐体内の省スペース化を図ることができ、空いたスペースを他の機能に利用したり、装置の小型化などが可能になる。
【００２９】
図２は、電源１１０から対向部材７３へ流れ込む方向の電流を測定した場合の一例を示すグラフである。本実施例では、電源から出力される電圧は、直流成分の電流値Ｉｏｆｆ、またはＩｏｆｆ及び交流成分のピーク間電流値Ｉｐｐが、設定した電流値になるように制御される。以降、交流電圧に直流電圧を重畳して印加する電圧印加方法において、出力電流の直流成分（オフセット電流）Ｉｏｆｆ、または交流成分のピーク間の大きさＩｐｐが任意の電流値になるように出力電圧を制御する制御方法を定電流制御と称し、出力電圧の直流成分Ｖｏｆｆ、または交流成分のピーク間電圧の大きさＶｐｐが任意の値となるように出力電圧を制御する制御方法を定電圧制御と称する。
【００３０】
出力電圧を定電圧制御する場合、湿度による部材の抵抗変化や記録材の違いにより、印加する電圧を大きく変更しなければ良好な転写性を得られないが、定電流制御する場合は、前記変化に対する転写性の変動が小さい。該定電圧制御に対する定電流制御の優位性を示す詳細なデータは後述する画像形成装置の実施例に示す。
【００３１】
図３は、出力電圧をＩｏｆｆで定電流制御する場合の一例（第２実施例）を示す構成図である。図１の第１実施例と重複する説明は省略し、異なる部分のみ説明する。図３の構成では、転写部材８０は接地しており、対向部材７３に電源１１０から電圧を印加する構成となっている。該電源１１０は制御回路３００により制御される。
【００３２】
このような構成において、Ｉｏｆｆは電源１１０に内蔵された電流計により検出され、制御回路３００へ入力される。次に制御回路３００から電源１１０へ制御信号が入力される。制御回路３００は設定電流値に応じて制御信号を出力し、電源１１０からは出力Ｉｏｆｆが設定値となるように出力電圧が調整される。Ｉｐｐを定電流制御する場合も、同様にして制御することができる。本願発明者らの検討によると、Ｉｏｆｆはトナーによる電荷の移動や放電による電荷の移動を示している。このため、Ｉｏｆｆはトナー移動による電流量を目安に設定することができる。トナー移動による電流量Ｉｔｏｎｅｒは次の式（１）に示す関係で表すことができる。
【００３３】
Ｉｔｏｎｅｒ＝ｖ＊Ｗ＊Ｑ／Ｍ＊Ｍ／Ａ＊１０・・・（１）
ここで、ｖ：被転写体Ｐの速度［ｍ／ｓ］，Ｗ：画像のローラ軸方向の幅［ｍ］，Ｑ／Ｍ：トナー帯電量［μＣ／ｇ］，Ｍ／Ａ：トナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２ ］である。
【００３４】
画像幅とトナー付着量には、全トナーが転写できるように、記録材にベタ画像を転写する場合に想定される最大値を用いる。例えば、ｖ＝０．３［ｍ／ｓ］，Ｗ＝０．３［ｍ］，Ｑ／Ｍ＝−３０［μＣ／ｇ］，Ｍ／Ａ＝０．５［ｍｇ／ｃｍ２］であれば、Ｉｔｏｎｅｒ＝−１３．５０［μＡ］となる。このとき、Ｉｏｆｆの絶対値は｜Ｉｔｏｎｅｒ｜以上の値、例えばＩｏｆｆ＝−２０［μＡ］の様に設定することが好ましい。被転写体Ｐの速度ｖを変更する場合のＩｏｆｆの設定値は、上記の（１）式からＩｔｏｎｅｒを算出すればよく、例えばｖ＝０．１５［ｍ／ｓ］の場合はＩｏｆｆ＝−６．７５［μＡ］となるため、Ｉｏｆｆ＝−１０［μＡ］の様に設定する。
【００３５】
被転写体に応じて速度（線速）を変更する場合は、各速度に対応したＩｏｆｆに自動的に切り替わるモードを設けることで、被転写体速度に対しても安定した画像を得ることができる。さらに、Ｍ／Ａがモノクロ画像よりも多くなるカラー画像の場合のＩｏｆｆの設定値も、（１）式から見積もることができ、例えばカラー画像のＭ／Ａをモノクロ画像の２倍の１．０［ｍｇ／ｃｍ２ ］と仮定した場合、Ｉｏｆｆも２倍の−４０［μＡ］のように設定すればよい。また、出力画像情報に応じて設定Ｉｏｆｆが自動的に切り替わるカラー印刷モードを設けることで、カラー画像、モノクロ画像のいずれに対しても安定した画像を得ることができる。
【００３６】
Ｉｐｐは少なくとも凹部にトナーが転写するための電界を付与できるだけの大きさが必要となり、小さすぎると凹部にトナーが転写されない。その大きさは転写部材の抵抗や転写ニップの幅などによっても異なるが、ここでは、例えばＩｐｐ＝３．０［ｍＡ］のように設定する。Ｉｐｐを適切な値に設定することにより、被転写体Ｐが変わっても凹部への良好な転写性を保つことができる。
【００３７】
尚、転写部材８０の形状は転写ニップ部に交流直流重畳電界を印加可能であればとくに限定はされるものではないが、ローラ形状が摩擦力低減などの点から好ましく、円柱状に形成された導電性の芯金と、芯金の外周面に積層された樹脂やゴムなどの表層からなる構成などがある。また、記録材である被転写体Ｐは紙、樹脂、金属など様々な物質を用いることができる。本実施例において交番電圧の波形は正弦波を用いているが、矩形波等他の波形を用いても問題は無い。
【００３８】
次に、転写装置の電源回路について詳細に説明する。
図４は、交流直流重畳電圧を生成する電源１１０の構成の一例を示すブロック図である。この図に示すように、電源１１０は、交流電圧発生手段１１２と直流電圧発生手段１１３が直列に接続され、負荷となる対向ローラ７３と転写部材８０間に接続されている。なお、被転写体Ｐと像担持体５０の図示は省略している。電源１１０を駆動する電源２４ＶとＧＮＤが、図示していないインタロックスイッチを介して、制御回路３００から供給される。さらに、起動信号のＡＣおよびＤＣが交流電圧発生手段１１２と直流電圧発生手段１１３にそれぞれ供給されている。また、交流電圧発生手段１１２と直流電圧発生手段１１３には異常検知手段１１４が接続され、電源出力の異常検知信号ＳＣを制御回路３００に出力している。この構成により負荷には、直流が重畳された交流電圧が印加される。
【００３９】
図５は、交流直流重畳電圧を生成する電源１１０の構成の別例（図４とは別の例）を示すブロック図である。この図において、交流駆動１２１、交流高圧トランス１２２、交流出力検出１２３、交流制御１２４の各手段により交流電圧発生手段が構成されている。また、直流駆動１２５、直流高圧トランス１２６、直流出力検出１２７、直流制御１２８の各手段により直流電圧発生手段が構成されている。なお、異常検知手段および電源１１０を動作させるための制御回路３００からの２４Ｖ入力とＧＮＤは図示を省略している。
【００４０】
上記構成において、制御回路３００から交流電圧の周波数を設定する信号CLKが供給され、さらに、交流出力の電流または電圧を設定する信号AC_PWM、および、交流出力をモニターする信号AC_FB_Iが接続されている。直流生成手段にも、重畳される直流出力の電流または電圧を設定する信号DC_PWMと直流出力をモニターする信号DC_FB_Iが接続されている。交流および直流の制御（電流／電圧）ブロックでは、制御回路３００からの指令に基づき、それぞれの出力検出手段１２３，１２７からの検出信号が所定値となるように、交流駆動１２１または直流駆動１２５を介して各高圧トランス１２２，１２６の駆動を制御する信号を出力している。
【００４１】
交流制御では交流出力の電流および電圧を制御しており、所謂、定電流制御または定電圧制御のどちらも可能なように交流出力検出１２３で出力電流および出力電圧の両方を検出している。これは直流制御でも同様である。この実施例では、交流および直流とも通常は定電流制御を行うように電流検出値を優先して制御するようにしている。出力電圧の検出値は上限電圧の抑制のために使っており、無負荷状態などでの最高電圧を制御する構成としている。また、制御回路３００では交流および直流の各出力検出手段１２３，１２７からのモニター信号を、負荷状態の監視のための情報として入力している。
【００４２】
交流電圧の周波数を制御回路３００からの信号CLKで設定しているが、交流電圧発生手段の内部で固定の周波数を生成してもよい。
【００４３】
図６は、一方の電源１１０から直流電圧を印加し、他方の電源１１１から交流電圧だけを印加する方式の電源構成の一例である。電源１１０と電源１１１を同時に出力することで、前述の図５の構成と同じ機能を実現している。
【００４４】
さらに、電源１１０だけを出力することも可能で、従来の直流成分のみによる二次転写と交流直流重畳による二次転写を選択可能としている。各電源１１０と１１１の内部の各手段の機能は前述の図５と同じであり、説明は省略する。
【００４５】
図７は、前述の図６の構成と同様に、直流成分のみよる二次転写と交流直流重畳電圧の印加による二次転写を選択可能とした場合の他の構成例であり、この構成例では対向ローラ７３に印加する電圧を切替手段であるリレー１およびリレー２を使って切り替える構成である。電源１１０−１で交流直流重畳電圧を生成し、電源１１０−２で従来の直流成分のみの電圧を生成している。リレーを使った転写装置への電圧の印加制御は、制御回路３００での各電源１１０−１と１１０−２への制御信号の授受とともにリレー駆動手段１２９を設け、制御信号RY_DRIVにて切り替え制御を行える構成としている。
【００４６】
図８は、前述の図７の構成と同様に、直流成分のみよる二次転写と交流直流重畳電圧の印加による二次次転写を選択可能とする場合の更に他の構成例である。本構成例では電源１１０−１の出力にだけ切替手段のリレー1を設けている。また、リレー1の出力側が他方の電源１１０−２に接続されている。したがって、リレー1の接点を閉じて電源１１０−１から交流直流重畳電圧を出力する場合に、転写装置と並列に接続された電源１１０−２にも電圧が印加される。これにより、電源１１０−２が電源１１０−１の負荷となるが、電源１１０−２への電流供給による転写装置への影響が無い場合は本方式を採用することで回路の簡素化が計られるので、同様の機能を簡単な構成で安価に実現することができる。
【００４７】
図９は、前述の図５に示した電源１１０の具体的な構成を示す簡略回路図である。
上半部の交流電圧発生手段１１２と下半部の直流電圧発生手段１１３は、ともに定電流制御を行っている。交流電圧は、高圧トランスの出力に近似した低電圧を巻線N3_ACで取出し、電圧制御コンパレータで基準信号Vref_AC_Vと比較している。交流電流は、直流電圧発生手段の出力と並列に接続した交流成分をバイアスするコンデンサC_AC_BPと接地間に設けた交流電流検出器で取出し電流制御コンパレータで基準信号Vref_AC_Iと比較している。この基準信号Vref_AC_Iのレベルは、交流出力電流の設定信号AC_PWMに応じて設定される。
【００４８】
上記電圧制御コンパレータの出力は、出力電圧が所定以上に上がった時（例えば無負荷など）に有効になるように基準信号Vref_AC_Vのレベルを設定してある。一方、電流制御コンパレータの出力は、通常の負荷で有効になるように基準信号Vref_AC_Iのレベルが設定してあり、負荷の状態（対向ローラ７３や転写部材８０およびローラ間の部材など）に応じて高圧出力電流を切り替えられる構成としている。これら電圧制御コンパレータ及び電流制御コンパレータの出力は交流駆動部に入力し、そのレベルに応じて交流高圧トランスをドライブする。
【００４９】
直流電圧発生手段でも、同様に出力電圧／電流の両方を検出している。電圧は、高圧トランスの出力巻線N2_DCに設けた整流平滑回路と並列接続した直流電圧検出器で取出している。電流は、出力巻線と接地間に直流電流検出器を接続し取出している。電圧／電流の各検出信号は交流の場合と同じく重み付けされた基準信号Vref_DC_VとVref_DC_Iと比較され、高圧出力の直流成分を制御している。
【００５０】
次に、本発明を適用した画像形成装置について説明し、本画像形成装置を用いた研究結果に沿って定電流制御の有用性について具体的に説明する。なお、画像形成装置の実施形態は一つの例を示すものであり、構成やプロセス条件が変わっても本発明の効果が変わらないことを構成の異なる複数の画像形成装置や様々な画像形成環境で確認している。
【００５１】
図１０は、本発明を適用した画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置（以下、単にプリンタと呼ぶ）の概略を示す断面構成図である。本実施形態のプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の色成分画像を重ね合わせて画像を形成する画像形成装置である。本実施形態では、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色にそれぞれ対応する画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが図１０のように配置されている。各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに設けられた像担持体である感光体ドラム１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）上に形成される各色トナー像は、これらの感光体ドラムに当接して配置されているベルト状の中間転写体（中間転写ベルト５０）へ順次転写される。中間転写ベルト５０へ転写されたトナー像は、用紙カセット１０１から給紙ローラ１００を経て給紙された記録用紙上に転写される。具体的には、用紙カセットから給紙された記録用紙は中間転写ベルト５０と二次転写ローラ８０の間に矢印Ｆの方向から所定のタイミングで搬送される。この時、中間転写ベルト５０上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ローラ８０と二次転写部対向ローラ７３との間に形成された二次転写ニップで記録用紙上に一括転写される。フルカラートナー像が転写された記録用紙は定着装置９１へ搬送され、定着装置９１において加熱・加圧され、機外へと排出される。
【００５２】
各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは全て同じ構成であるため、図１１を参照して１Ｙについてのみ説明する。
画像形成ユニット１Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の表面を帯電ローラによって帯電する帯電装置２１と、感光体ドラム１１上の潜像をトナー像化する像形成手段としての現像装置３１と、中間転写ベルト５０上に潜像担次体を転写するための一次転写ローラ６１と感光体ドラム１１の表面に残存したトナーをクリーニングする感光体クリーニング装置４１とを備えている。
【００５３】
上述の帯電装置２１は、ローラ形状の導電性弾性体から構成される帯電ローラに対して直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加する構成となっている。この帯電ローラと感光体ドラム１１との間で直接放電を起こす事で感光体ドラム１１を所定の極性、例えば、マイナス極性に帯電させる。次いで、各感光体ドラム１１の帯電面に、図示していない画像書き込み手段から出射する光変調されたレーザ光Ｌを照射する。これによって、各感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。即ち、レーザ光が照射され感光体表面部分の電位の絶対値が低下した部分が静電潜像となる。
【００５４】
一次転写ローラ６１は、導電性弾性ローラであり、中間転写ベルト５０の裏面から感光体ドラム１１に対して押し当てられるように配置されている。この弾性ローラには一次転写バイアスとして定電流制御されたバイアスが印加されている。
【００５５】
感光体クリーニング装置４１は、クリーニングブレード４１ａと、クリーニングブラシ４１ｂを備えている。クリーニングブレード４１ａは、感光体ドラム１１の回転方向に対してカウンタ方向から感光体ドラム１１と当接している状態で、クリーニングブラシ４１ｂは感光体ドラム１１と逆方向に回転しながら接触している状態で感光体ドラム１１表面をクリーニングする。
【００５６】
現像装置３１は、Ｙトナーとキャリアを有する２成分現像剤が収容された収容容器３１ｃと、この収容容器３１ｃ内に配置され収容容器３１ｃの開口部を介して感光体ドラム１１と対向するように配置された現像剤担持体としての現像スリーブ３１ａと、収容容器３１ｃ内に配置され、現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌部材としてのスクリュー部材３１ｂとを備えている。
【００５７】
スクリュー部材３１ｂは、現像スリーブ側となる現像剤の供給側と、図示しない補給トナー装置の供給を受ける側にそれぞれ配置され、収容容器３１ｃに図示しない軸受け部材によって回転自在に支持されている。
【００５８】
さて、上記４組の画像形成ユニットの感光体ドラム１１は、不図示の感光体ドラム駆動装置によって図中時計回り方向に回転駆動される。また、ブラック用の感光体ドラム１１Ｋと、カラー用の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃとを独立に回転駆動できるようにしても良い。これにより、例えば、モノクロ画像を形成する時には、ブラック用の感光体ドラム１４のみを回転駆動し、またカラー画像を形成する時には４つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを同時に回転駆動させる事が出来る。ここで、モノクロ画像を形成する時は、カラー用の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃから離間するように中間転写ベルト５０を有する中間転写ユニットが部分的に揺動させられる。
【００５９】
中間転写ベルト５０は例えば中抵抗の無端上のベルト材で構成され、二次転写部対向ローラ７３及び支持ローラ７１，７２といった複数の支持ローラに掛け回されている。この支持ローラの一つを回転駆動する事により、中間転写ベルト５０を図１０において反時計回り方向に無端移動させる事が出来る。
【００６０】
また、支持ローラ７２は接地されており、その支持ローラ７２に対向する形で表面電位計７５が配置されており、中間転写ベルト５０上に転写されたトナー像が支持ローラ７２上を通過した時、表面電位を計測する。
【００６１】
二次転写部対向ローラ７３には、転写バイアス用の電源１１０が接続されている。この電源１１０は、交流電圧に直流電圧を重畳して印加することができ、印加電圧のＩｐｐ及びＩｏｆｆを定電流制御することができる。二次転写部対向ローラ７３に電圧を印加することで、対向ローラ７３と二次転写ローラ８０の間に電位差が生じ、トナーが中間転写体５０から記録用紙側へ向かう電圧が生じる為、トナー像を記録用紙に転写させる事が出来る。
【００６２】
次に、上記実施形態の画像形成装置を用いて本願発明者らが行った研究結果について添付図面を参照しながら説明する。
初めに、Ｉｐｐを２．８［ｍＡ］、重畳する直流電流を−１６［μＡ］に固定し、交流電圧の周波数と中間転写ベルトの線速を２８２［ｍｍ／ｓ］および１４１［ｍｍ／ｓ］で普通紙に黒単色のベタ画像を出力し、画像ムラが発生しない周波数を１００〜７００［Ｈｚ］まで１００［Ｈｚ］刻みで確認したところ、線速ｖが２８２ｍｍ／ｓの時は周波数が４００Ｈｚ以上、線速ｖが１４１ｍｍ／ｓの時は周波数が２００Ｈｚ以上であれば周波数による画像ムラが生じないことがわかった。なお、中間転写ベルトの線速と記録用紙の線速は略等速度である。
【００６３】
線速に必要な周波数が異なる理由は、転写電圧を印加する時間に関係する。二次転写対向ローラ７３、二次転写ローラ８０の、紙を通紙していない時におけるローラ間のニップ幅をｄ［ｍｍ］とした時、ニップ通過時間は線速ｖとニップ幅を用いてｄ／ｖ［ｓ］と表される。一方、周波数ｆ［Ｈｚ］の時、交番電圧の周期は１／ｆ［ｓ］となる。従って、ニップ通過時間中に交番電圧の周期回数は、ｄ＊ｆ／ｖ［回］となる。本実施例におけるニップ幅ｄはおよそ３［ｍｍ］であり、線速２８２ｍｍ／ｓの時周波数が４００Ｈｚ必要なことから、必要な交番電圧の印加回数は、３＊４００／２８２≒４．２５５となり、約４．２５回交番電圧が印加されればムラの生じない画像を得ることができる。また、線速が１４１［ｍｍ／ｓ］の時も、３＊２００／１４１≒４．２５５となり、同様の回数交番電圧が印加されればよい結果となる。線速２８２［ｍｍ／ｓ］の時周波数が３００Ｈｚでは３＊３００／２８２≒３．１９１となることから、ニップ通過中に交番電圧の周期回数は最低４回程度あればムラのない良好な画像を得ることができる。このため、４＜ｄ＊ｆ／ｖと規定でき、印加する交番電圧の周波数は次の式（２）の関係を満たすことが好ましい。
ｆ＞（４／ｄ）＊ｖ・・・（２）
【００６４】
次に、周波数を５００［Ｈｚ］、線速を２８２［ｍｍ／ｓ］に固定し、特殊製紙株式会社製のレザック６６＿２６０ｋｇ紙（厚みが約３２０μｍ，凹凸差が最大で約１３０μｍある用紙）を用いて、黒単色のベタ画像を出力した。また、本実施例の黒単色のベタ画像の中間転写ベルト上のトナー付着量は０．５５［ｍｇ／ｃｍ２］であり、トナー帯電量Ｑ／Ｍは−３０［μＣ／ｇ］であった。本実施例の黒単色のベタ画像は二次転写ローラ軸方向の幅が０．２８［ｍ］であるため、式（１）より、Ｉｔｏｎｅｒ＝−１３．０３［μＡ］となる。そこで、電源１１０の出力電圧を定電流制御し、Ｉｏｆｆを−１０［μＡ］〜−２５［μＡ］、Ｉｐｐを２．０［ｍＡ］〜４．０［ｍＡ］の間で設定電流値を変化させて画像を出力し、目視による画像評価を行った。特にレザック６６＿２６０ｋｇ紙は表面凹凸が深いため、溝の埋まり度合いや放電による溝の白抜けに注意して評価を行った。また、レザック６６＿２６０ｋｇ紙を記録用紙Ａとし、評価は３段階で次のように評価した。
○：良好，△：やや問題がある，×：問題がある
【００６５】
評価結果を図１２に示す。問題がある画像には傾向があり、図１２に示す点線（１）よりも下側（Ｖｏｆｆが低い側）の領域では平滑部の画像濃度が薄くなる。また、点線（２）よりも左側（Ｖｐｐが低い側）の領域では凹部の埋まりが悪い。凹部の埋まりが悪い場合の画像の一例を図１４に示す。さらに点線（３）の右側（Ｖｐｐが高い側）では放電によると考えられる白抜けが発生する。白抜けが発生した画像の一例を図１５に示す。ただし、トナー条件によっては図１５のように完全に白く抜けた状態にはならず、凹部の濃度が薄くなるだけの場合もある。（１），（２），（３）の３つの点線に囲まれた領域において、良好な画像が成立した。良好な画像の一例を図１６に示す。尚、図１４〜図１６の各画像は１辺が約２．５ｃｍ四方の大きさである。このとき、画像形成時にモニタしておいた電源から出力されたＶｐｐとＶｏｆｆの平均値と画像の関係を図１３に示す。図１２に示した電流と画像の関係と同様に（１），（２），（３）の線を得ることができ、同様に点線（１）よりも下の領域では平滑部の画像濃度が薄く、点線（２）よりも左の領域では凹部の埋まりが悪く、点線（３）の右側では白抜けが発生する領域となる。
【００６６】
次に、記録用紙Ｂとして、特殊製紙株式会社製のレザック６６＿１７５ｋｇ紙（厚みが約２１０μｍ，凹凸差が最大で約１２０μｍ）を用いて同様の評価を行った。Ｉｏｆｆは−１１［μＡ］〜−２３［μＡ］、Ｉｐｐは２．２［ｍＡ］〜３．４［ｍＡ］の間で変化させた。この評価結果を図１７に示し、画像形成時に電源から出力されたＶｐｐとＶｏｆｆの平均値と画像の関係を図１８に示す。問題がある画像にはレザック６６＿２６０ｋｇ紙と同様の傾向があり、（１），（２），（３）の３つの点線に囲まれた領域において、良好な画像が成立した。
【００６７】
Ａ，Ｂ２種類の紙のＩｐｐ，Ｉｏｆｆの成立範囲の比較を図１９に、Ｖｐｐ，Ｖｏｆｆの成立範囲の比較を図２０に示す。どちらも、記録用紙が異なると成立範囲の大きさが異なるが、図１９に示す電流値と画像との関係では、転写成立範囲が大きい記録用紙の成立範囲は転写成立範囲が小さい記録用紙の成立範囲の範囲をほぼ全て含んでいる。このように、出力電圧をＩｐｐとＩｏｆｆで定電流制御した場合、成立範囲が小さい記録用紙で成立するように設定値を決定することにより、他の記録用紙においても画像を成立させることができる。一方、図２０に示す電圧値と画像との関係では、記録用紙によって成立範囲が異なり、かつ成立範囲が重ならない領域がある。このことから、ＶｐｐとＶｏｆｆで定電圧制御した場合、記録用紙毎に設定電圧値を変更する必要があり、製品のユーザビリティが低下する。さらに、未知の記録用紙への対応が困難となる。
【００６８】
定電圧制御を行った場合、記録用紙により抵抗が異なるため、電源から出力される電圧を同じ値にしても、トナーに加わる電界強度は異なる。このため、図２０に示される平滑部の濃度の許容範囲は記録用紙によって変化する。しかし、図１９に示されるように、定電流制御では記録用紙の抵抗に応じて、印加電圧を変化させるため平滑部の濃度の許容を示す点線（１）は変化しない。さらに、放電による白抜け発生を示す点線（３）においても印加電圧値では記録用紙によって変化するが、定電流制御では記録用紙によって変化しない。凹部のトナーによる埋まり状態の許容値を示す点線（２）は、凹部の深さが浅い記録用紙ほど、ＩｐｐおよびＶｐｐが低いほうに移動する。
【００６９】
このように、定電流制御では、平滑部の濃度の許容値を示す点線（１）と放電による白抜けの発生を示す点線（３）が紙種や抵抗によって変化しないため、最も転写性の悪い記録用紙における成立範囲内のＩｐｐ，Ｉｏｆｆを設定することで、全ての記録用紙に対して良好な転写性を得ることができる。例えば本実施例ではＩｏｆｆを−１８［μＡ］，Ｉｐｐを２．８［ｍＡ］〜３．０［ｍＡ］に設定することで凹凸紙に対して良好な転写性を得ることができる。
【００７０】
次に、電源１１０を、直流成分は定電流制御、交流成分は定電圧制御を行う電源に変更し、画像出力を行った。Ｉｏｆｆを−１６［μＡ］に設定し、Ｖｐｐを変化させた結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
0005799783.tif 000002
【００７２】
表１に示すように、Ｉｏｆｆが適切な値となるように定電流制御することで、交流成分を定電圧制御しても異なる用紙で同時に画像が成立する値を選択することができる。交流成分を定電圧制御とした場合は、交流電流を検出する構成が不要になり、定電流制御する場合に比べて制御の構成が簡単になる。
【００７３】
このように、出力電圧をＩｏｆｆ、または、Ｉｏｆｆ及びＩｐｐで定電流制御することにより、被転写体の種類に対応して凹部への転写性の高い転写を安定して行うことができる。
【００７４】
次に、湿度を変えて画像出力を行った。前記画像出力結果は湿度４０〜５０％の環境下で行われたものであり、次に湿度５５〜６５％の環境下において記録用紙Ｂで同様の評価を行った結果を示す。電源１１０には直流成分、交流成分ともに定電流制御で電圧を出力する電源を用いた。電流値と画像の関係を図２１に、電圧値と画像の関係を図２２に示す。点線が湿度４０〜５０％における画像成立範囲を示し、一点鎖線が湿度５５〜６５％における画像成立範囲である。湿度が上昇した場合、図２２のように電圧値による画像成立範囲は全体的に移動するため、定電圧制御で値を固定していた場合、湿度が大きく変動した場合には画像が成立しなくなる危険性が高い。一方、図２１のように電流値による画像成立範囲は変化が少なく、湿度が変動しても画像が成立する値を選択することができる。このように、交流成分に直流成分を重畳した出力電圧を定電流制御することで、湿度変動に対しても安定し、凹部への転写性も良好な画像形成を行うことができる。また、直流成分を定電流制御、交流成分を定電圧制御する場合にも、前記紙の種類を変えた場合と同様に、湿度変動に対して有効な効果を得ることができる。
【００７５】
次に、記録用紙Ｂを搬送する速度ｖを変更し評価を行った。電源１１０には直流成分、交流成分ともに定電流制御で電圧を出力する電源を用いた。記録用紙Ｂの搬送速度ｖを１／２にした場合、前記式（１）からＩｔｏｎｅｒも１／２となる。そこで、Ｉｏｆｆを前記検討結果の１／２の−８［μＡ］に設定し、Ｉｐｐを変化させて画像評価を行った結果を表２に示す。尚、表２における条件１および条件２は以下の条件である。
条件１：搬送速度ｖ＝２８２［ｍｍ／ｓ］，Ｉｏｆｆ＝−１６［μＡ］
条件２：搬送速度ｖ＝１４１［ｍｍ／ｓ］，Ｉｏｆｆ＝−８［μＡ］
【００７６】
【表２】
0005799783.tif 000003
【００７７】
Ｉｏｆｆを被転写体の搬送速度に比例して設定することにより、速度が変化しても同様の傾向を得ることができる。このため、被転写体の搬送速度に応じて直流成分の定電流制御値を変更することにより、速度の異なるモードを有する転写装置においても、安定した被転写体の凹部への転写性を得ることができる。
【００７８】
次に、転写ベルト上のトナー付着量が異なる場合の評価を行った。電源１１０には直流成分、交流成分ともに定電流制御で電圧を出力する電源を用い、紙の搬送速度は２８２ｍｍ／ｓ、用紙は記録用紙Ｂを用いた。Ｍ／Ａ＝０．８８［ｍｇ／ｃｍ２］であるカラー画像の場合、前記評価のトナー付着量はＭ／Ａ＝０．５５［ｍｇ／ｃｍ２］であったためＭ／Ａは前記評価の１．６倍である。式（１）からＩｔｏｎｅｒはＭ／Ａに比例するため、Ｉｏｆｆを前記評価の１．６倍である−２６［μＡ］に設定し、Ｉｐｐを変化させて画像評価を行った結果を表３に示す。尚、表３における条件３および条件４は以下の条件である。
条件３：Ｍ／Ａ＝０．５５［ｍｇ／ｃｍ２］，Ｉｏｆｆ＝−１６［μＡ］
条件４：Ｍ／Ａ＝０．８８［ｍｇ／ｃｍ２］，Ｉｏｆｆ＝−２６［μＡ］
【００７９】
【表３】
0005799783.tif 000004
【００８０】
Ｉｏｆｆをトナー付着量に比例して設定することにより、Ｉｐｐを振るだけで画像が成立する条件を得ることができる。本願発明者らの検討により、トナー付着量及びトナー帯電量が増加した場合はＩｐｐの最適値がＩｏｆｆ下限値の増加に伴って増加することが確認されている。そこで、トナー付着量およびトナー帯電量が変化した場合のＩｐｐの最適条件をあらかじめ調査し、実験結果に基づくデータテーブルをメモリに格納しておき、トナー付着量およびトナー帯電量が変化した場合のＩｐｐ値を決定する機能を設けるなどの方法により、トナー付着量およびトナー帯電量の状態に応じて自動的に定電流制御値を決定することもできる。このため、像担持体上のトナー付着量に応じて直流成分の定電流制御値を変更することにより、モノクロやカラーのように付着量の大きく異なる画像に対しても、安定した被転写体の凹部への転写性を得ることができる。ただし、トナー付着量及びトナー帯電量が増加した場合は成立範囲自体が狭くなること、および前述したようにＩｐｐの最適値がＩｏｆｆの増加とともに増加することが確認されており、付着量が非常に多い場合などは、前記電圧または電流と画像の関係図において、平滑部の濃度の許容値を示す直線（１）と凹部のトナーによる埋まり状態の許容値を示す直線（２）と放電による白抜けの発生を示す直線（３）に囲まれた三角形からなる成立範囲が存在しない場合もある。しかし、凹部の深さが深い記録用紙などでは若干の白抜けが発生していても、直流電圧のみで転写する従来の転写方法よりも凹部の転写性は良いため、前記に示した成立範囲外においても、凹部の転写性向上効果を得ることができる。
【００８１】
ところで、二次転写部に交流直流重畳バイアスを印加する場合、図１０の構成では対向ローラ７３（対向部材）の芯金に制御した電圧を印加する。しかし実際には、転写ニップ（転写部）に電位差を形成することが目的であるため、対向ローラの芯金の電位を制御するだけでは、対向ローラの抵抗層（ゴムやスポンジ等の樹脂部分）の抵抗が変化した場合には、転写ニップに所望の電位差を形成することができなくなる。
【００８２】
そこで、紙が無い状態で転写部に一定の電流を流し、そのときに必要であった電圧から、二次転写部（対向ローラ７３，転写ベルト５０，転写ローラ８０を含む）の抵抗を測定し、それに基づいた交流直流重畳電圧を印加することで、常に転写ニップに所望の値に近い電位差を形成する事ができる。
【００８３】
測定した抵抗値から、転写部に印加する電圧値を求める時は、転写部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てテーブルを作成し、そのテーブルに基づいて求めても良い。
【００８４】
なお、転写部を構成する部材の抵抗が変化した場合に転写ニップに所望の電位差を形成できなくなることは、図１０（図３）の構成に限らず、バイアス印加の方式が異なる構成（例えば図１の構成）の場合も同様であるが、ここでは図１０の構成に基づいて説明する。
【００８５】
以下に、二次転写部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、交流成分を定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、二次転写部の抵抗から印加すべき電界を求めることが可能である。
【００８６】
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対向ローラ７３から紙及び転写ローラ８０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、殆どの電流が対向ローラ７３、又は転写ローラ８０を充電するためだけに消費され、対向ローラ７３から紙及び転写ローラ８０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。
【００８７】
補正方法の例として、次の表４に示す「抵抗補正係数テーブル」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まで（Ｒ０が標準）を設定し、それぞれに補正率（補正係数）を決定している。
【００８８】
【表４】
0005799783.tif 000005
【００８９】
当該テーブルにおいて、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、転写ニップを通過する電流が制御されるため、対向ローラ７３の抵抗が低下した場合、転写ニップ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に形成される電位差は一定にならない。
【００９０】
一方、定電圧制御では、対向ローラ７３の芯金部の電圧が制御されるため、転写ニップでの電位差は、対向ローラ７３のゴム層で電圧降下したものとなる。よって対向ローラ７３の抵抗が低下した場合、転写ニップ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転写ニップに形成される電位差は一定にならない。
【００９１】
上記の「抵抗補正係数テーブル」に示した補正係数を用いる事で、二次転写部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。表４のテーブルに示す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補正係数も変化する。
【００９２】
また、紙が含んでいる水分によっても、対向ローラ７３に印加すべき電界は異なる。これは、紙が含む水分が増加することで、紙の電気抵抗が低下するためである。紙の電気抵抗が低下した場合、転写ニップに形成すべき電位差は小さくなる。
【００９３】
例えば、次の表５に示す「湿度環境補正係数テーブル」では、画像形成装置内の温湿度を計測し、それからもと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、それぞれに補正率（補正係数）を決定している
【００９４】
【表５】
0005799783.tif 000006
【００９５】
温湿度環境の係数は、転写ニップ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、対向ローラ７３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を得ることができる。
【００９６】
次に、重畳転写バイアスにおける交流成分を定電流制御した場合の効果を比較例とともに示して説明する。
交流直流重畳電圧を印加しての転写において、転写ニップに形成すべき電位差は、紙の厚みが厚くなるほど大きな電位差が必要となる。
【００９７】
このため、交流成分を定電流制御することで、対向ローラ７３に供給される電荷は一定となり、通過する紙が厚くなった場合は、転写部のコンデンサーとしての容量が（距離が増加するため）小さくなるため、転写ニップに形成される電位差は大きくなるため、紙厚が変化した時も目標電流を大きく変化させること無く同じ転写性を得ることができる。
【００９８】
以下に、記録紙の厚みが変化した場合の交流印加電界の補正方法の一例を示す。ここでは交流成分を定電流制御した場合の補正方法を本発明の実施例として、また、交流成分を定電圧制御した場合を比較例として併記している。ただし、閾値の数（テーブルの区分け数）や補正率（係数）は一例であり、この限りでは無い。
【００９９】
例えば、次の表６に示す「紙厚補正係数テーブル」では、紙厚の閾値を６つ設け、７つに区切られたテーブルを設け、紙厚が薄い順に紙厚１〜７までを設定し、それぞれに補正率（補正係数）を決定している。
【０１００】
【表６】
0005799783.tif 000007
【０１０１】
この「紙厚補正係数テーブル」に示すように、交流成分を定電流制御にすることで、紙厚が変化した時の補正率は、定電圧制御した比較例と比べて格段に小さくなっており、紙のバラツキ等で紙厚が微小に変化した場合においては制御値を（補正率を）変化させなくても（補正しなくとも）一定の転写性が得られる。
【０１０２】
また、高湿環境になった場合は、紙が吸湿をして抵抗が下がるため、転写ニップに形成すべき電位差は小さくしなければならない。
この場合も、通過する紙中の水分が増加する事で、誘電率が増加し転写部のコンデンサーとしての容量が大きくなるため、定電流制御によって同じ量の電荷が供給された場合に転写ニップに形成される電位差は小さくなり、同じく湿度が変化した時も目標電流を大きく変化させること無く同じ転写性を得ることができる。
【０１０３】
次の表７は、湿度環境が変化した場合の補正係数を、交流成分を定電流制御した場合（実施例）と定電圧制御した場合（比較例）を併記して比較したものである。ここでも閾値の数（テーブルの区分け数）や補正率（係数）は一例であり、この限りでは無い。
【０１０４】
【表７】
0005799783.tif 000008
【０１０５】
表７のテーブルに示すように、交流成分を定電流制御にすることで、環境が変化した時の補正率は、定電圧制御した比較例と比べて小さくなっており、環境が微小に変化した場合においては制御値を（補正率を）変化させなくても（補正しなくとも）一定の転写性が得られる。
【０１０６】
最後に、構成が異なる画像形成装置の実施形態について説明する。
本発明は、感光体上のトナー像を一旦中間転写ベルトに転写してから記録用紙に転写する中間転写方式（間接転写方式）のカラープリンタに限らず、例えば、図２３に示すような、感光体上のトナー像を直接記録用紙に転写する直接転写方式のカラープリンタにも適用できる。この直接転写方式のカラープリンタは、記録用紙が給紙ローラ３２により搬送ベルト１３１へ送られ、各色の感光体ドラム２（２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ）から記録用紙へ各色の画像が順次直接転写され、定着装置５０により定着される。各転写部に印加する電圧を定電流制御した交流直流重畳電圧を使用することにより、前述した実施形態（間接転写方式）の画像形成装置の場合と同様の効果を得ることができる。定着後の記録用紙は、図示しない排紙トレイ上に排出する。
【０１０７】
また、図２４に示すように、所謂１ドラム型のカラー画像形成装置にも本発明を適用できる。この１ドラム型のカラー画像形成装置は、１つの感光体２０１の周囲に、それぞれ、帯電手段２０３、イエロー，シアン，マゼンタ，黒の各色に対応した現像ユニット２０４（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）などを有している。画像形成を行う場合、まず、感光体２０１の表面を帯電手段２０３で一様に帯電した後、感光体２０１の表面に対してＹ用画像データで変調されたレーザ光Ｌを照射して、感光体２０１の表面にＹ用静電潜像を形成する。そして、このＹ用静電潜像を現像ユニット２０４ＹによりＹトナーで現像を行う。これにより得られたＹ用トナー像は、中間転写ベルト２０６上に一次転写される。その後、感光体２０１の表面に残留した転写残トナーをクリーニング装置２２０で除去した後、再び感光体２０１の表面を帯電手段２０３で一様に帯電する。次に、感光体２０１の表面に対してＭ用画像データで変調されたレーザ光Ｌを照射して、感光体２０１の表面にＭ用静電潜像を形成する。そして、このＭ用静電潜像を現像ユニット２０４ＭによりＭトナーで現像を行う。これにより得られたＭ用トナー像は、中間転写ベルト２０６上に既に一次転写されているＹ用トナー像と重なり合うようにして、中間転写ベルト２０６上に一次転写される。以後、Ｃ及びＫについても、同様に中間転写ベルト２０６上に一次転写する。このようにして互いに重なり合った状態の中間転写ベルト２０６上の各色トナー像は、二次転写ニップに搬送されてきた記録用紙上に転写される。このとき、転写部に印加する電圧を定電流制御した交流直流重畳電圧を使用することにより、前記説明した各実施形態の画像形成装置の場合と同様の効果を得ることができる。このようにしてトナー像が転写された記録用紙は、定着ユニット４００に搬送される。この定着ユニット４００で、記録用紙を加熱、加圧して、記録用紙上のトナー像を記録用紙に定着させる。定着後の記録用紙は、図示しない排紙トレイ上に排出する。
【０１０８】
また、図２５は、特開２００３−１１８１５８号公報（特許文献４）に開示された画像形成装置の作像部を示す構成図であるが、本発明は、このような中間転写を使用したトナージェット方式の画像形成装置にも適用することができる。図２５の画像形成装置は、トナージェット方式により中間転写ベルト３に画像を形成し、転写領域において記録用紙に転写される。このとき、印加する電圧を定電流制御した交流直流重畳電圧を使用することにより、前述した各実施形態の画像形成装置の場合と同様の効果を得ることができる。このようにしてトナー像が転写された記録用紙は、定着部８に搬送される。この定着部で、記録用紙を加熱、加圧して、記録用紙上のトナー像を記録用紙に定着させ画像を得る。
【０１０９】
このように、本発明の転写装置は、どのような構成の画像形成装置においても、一度平面状に静電粉体による画像を形成することができれば、凹凸のある様々な材料に転写することが可能である。
【０１１０】
以上説明したように、本発明は、交流成分に直流成分を重畳して印加した電圧を用いた静電トナー転写装置において、電源の出力電圧を出力電流のＩｏｆｆ、またはＩｏｆｆ及びＩｐｐで定電流制御することにより、環境変動や被転写体の違いに対して、安定した被転写体の凹部への転写性を得ることができる。
【０１１１】
また、被転写体の移動速度に応じて定電流制御値を変更することにより、速度の異なるモードを持つ転写装置においても、安定した被転写体の凹部への転写性を得ることができる。
【０１１２】
また、像担持体上のトナー付着量に応じて定電流制御値を変更することにより、モノクロやカラーのように付着量の大きく異なる画像に対しても、安定した被転写体の凹部への転写性を得ることができる。
【０１１３】
また、電源から出力される電圧を、直流のみで出力する場合と直流と交流を重畳して出力する場合のいずれかに選択可能とすることで、（従来と同様の）直流電圧による転写方式と切り替えて使用することが可能となる。
【０１１４】
また、直流のみを印加する電源と直流と交流を重畳または交流のみを印加する電源とを別々に設けることで、既存の直流電源のみを使用したシステムに対して、切り替え可能な状態で後から容易に組み込み、機能向上を図ることができる。
【０１１５】
また、直流のみを印加する電源と直流と交流を重畳または交流のみを印加する電源とを像担持体側と被転写体側に別々に設けることで、製品内のスペースを有効に利用でき、製品の小型化などが可能になる。
【０１１６】
そして、本発明による転写装置を様々な画像形成装置と組み合わせることにより、静電粒子を凹凸のある被転写体へ転写させる色々な用途への使用が可能となる。
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。転写装置の構成は本発明の範囲内で適宜な構成を採用可能であり、転写バイアスを印加する電源の構成も適宜な構成を採用可能である。
【０１１７】
また、画像形成装置の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの並び順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
１              画像形成ユニット
１１            感光体ドラム（像担持体）
５０            中間転写ベルト（像担持体）
７３            対向部材
８０            転写部材
１１０，１１１  電源
１１２          交流電圧発生手段
１１３          直流電圧発生手段
１１４          異常検知手段
１２３          交流出力検出手段
１２７          直流出力検出手段
２００          画像形成手段または画像転写手段
３００          制御回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１９】
【特許文献１】特開２００６−２６７４８６号公報
【特許文献２】特開２００８−０５８５８５号公報
【特許文献３】特開平０９−１４６３８１号公報
【特許文献４】特開２００３−１１８１５８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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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