(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が担持されるベルト状の像担持体と、
前記像担持体と対向配置された転写部材と、
前記像担持体を介して前記転写部材に対向する対向部材と、
前記像担持体を介して前記転写部材と前記対向部材とが接触する転写部で前記トナー像を記録材へ転写するため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、
前記転写部よりも上流側又は下流側の少なくとも一方において前記像担持体が前記転写部材の外周面に沿うように配置され、
前記転写部に供給される転写バイアスは、少なくとも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バイアスと、前記転写方向と逆方向のバイアスとが交互に切り替わって周期変動するものであり、
前記転写バイアスの１周期中に占める前記逆方向へのバイアスが印加される時間を５０％よりも大きくし、
前記転写方向のバイアスと前記逆方向のバイアスとは、０Ｖを境にして互いに逆極性のバイアスであって、
前記１周期中に占める前記逆方向へのバイアスが印加される時間は、前記転写バイアスが逆極性である時間である画像形成装置。
【請求項２】
前記ベルト状の像担持体は、複数の層が積層された中間転写体である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ベルト状の像担持体は、弾性を有する中間転写体である請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写バイアスは直流バイアス成分を含み、
前記直流バイアス成分は定電流制御によって供給され、定電流制御による目標電流が画像面積率に応じて調整可能な請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段を備え、
前記転写バイアスは直流バイアス成分を含み、
前記直流バイアス成分は、定電流制御によって供給され、
前記抵抗検出手段による検出値の値が増えるほど目標電流を小さくし、前記抵抗検出手段による検出値の値が低減するほど前記目標電流を大きくするように調整可能な請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記抵抗検出手段は、前記転写部へ供給される直流バイアス成分から算出する請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
温湿度情報を検出する温湿度検出手段を有し、
前記転写バイアスは直流バイアス成分を含み、
前記直流バイアス成分は、定電流制御によって供給され、
前記温湿度検出手段の検出値が高くなるほど目標電流を小さくし、前記温湿度検出手段の検出値が低減するほど前記目標電流を大きくするように調整可能な請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記転写部材は、複数の回転体に巻き掛けられて回転移動可能に支持されて、前記像担持体に接触する二次転写ベルトである請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記転写部材は、前記像担持体に接触する二次転写ローラである請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記転写バイアス出力手段を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記転写バイアスの１周期中に占める前記逆方向へのバイアスが印加される時間を５０％よりも大きくなるように前記転写バイアス出力手段を制御する請求項１乃至９の何れか１項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、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、像が担持されるベルト状の像担持体に対し、これと対向配置された転写部材を接触させることで転写部となる転写ニップを形成し、当該転写ニップで記録材に像を転写する方式がある。このような方式の場合、転写ニップに搬送される記録材と像担持体とが転写ニップで接触すると電位差によって放電が誘発されることから、転写部材を記録材搬送方向上流側にオフセットして配置しているものがある（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、転写部材を単に記録材搬送方向上流側にオフセットさせることで転写ニップ前の放電を抑制した場合、広がった転写ニップにおいて転写電流が流れ出し、トナーに過充電が発生し転写不良を起こす要因となることがある。この転写電流が流れ出す現象は記録材搬送方向上流側へのニップ拡大には留まらず、記録材搬送方向下流側へニップ幅を拡大した場合にも言えることである。
本発明は、転写部でのトナーの過充電による異常画像を防止することを、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は、トナー像が担持されるベルト状の像担持体と、前記像担持体と対向配置された転写部材と、前記像担持体を介して前記転写部材に対向する対向部材と、前記像担持体を介して前記転写部材と前記対向部材とが接触する転写部で前記トナー像を記録材へ転写するため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、前記転写部よりも上流側又は下流側の少なくとも一方において前記像担持体が前記転写部材の外周面に沿うように配置され、前記転写部に供給される転写バイアスは、少なくとも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バイアスと、前記転写方向と逆方向のバイアスとが交互に切り替わって周期変動するものであり、前記転写バイアスの１周期中に占める前記逆方向へのバイアスが印加される時間を５０％よりも大きくし、前記転写方向のバイアスと前記逆方向のバイアスとは、０Ｖを境にして互いに逆極性のバイアスであって、前記１周期中に占める前記逆方向へのバイアスが印加される時間は、前記転写バイアスが逆極性である時間であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、転写部でのトナーに対する過充電を防止でき、異常画像を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】図１に示す画像形成装置における画像形成ユニットの拡大構成図。
【図３】ベルト状の像担持体の構成を説明する図であり、（ａ）は、コート層を備えた弾性ベルトからなる像担持体の部分拡大断面図、（ｂ）は粒子を備えた弾性ベルトからなる像担持体の部分拡大断面図、（ｃ）は図３（ｂ）の部分拡大平面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は転写ニップ前での放電現象を説明する図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は転写ニップとプレニップを説明する図。
【図６】異なる材質のベルト状の像担持体に対して転写部材のオフセット量を変化させた場合のプレニップ放電の有無についての実験結果を示す図。
【図７】プレニップ量を説明する図。
【図８】（ａ）〜（ｄ）はプレニップ量の特定方法を説明する図。
【図９】（ａ）、（ｂ）はプレニップ量の別な特定方法を説明する図。
【図１０】本発明に係る制御系の一実施形態を示すブロック図。
【図１１】本発明に係る電源の電気回路の要部と、それに係る構成部材の一実施形態を示すブロック図。
【図１２】（ａ）は本発明に係る電源から出力する理想的な高Ｄｕｔｙの出力波形の一形態を示す図、（ｂ）は（ａ）で出力した高Ｄｕｔｙの実際の出力波形を示す図。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、図１２（ｂ）の波形を模式的に記載して、Ｄｕｔｙを説明するための図である。
【図１４】（ａ）〜（ｅ）は、実験に用いた出力波形を示す図。
【図１５】図１４に示す出力波形を用いた実験結果の示す図。
【図１６】画像面積率と二次転写バイアスの転写電流の関係を示すテーブル。
【図１７】絶対湿度ごとの補正率を示す補正テーブル。
【図１８】制御部で実行される抵抗値検出補正処理の一実施形態を示すフローチャート。
【図１９】抵抗検出補正処理の結果に応じて選択される二次転写バイアスを区分してまとめた判定テーブル。
【図２０】図１９で判定された二次転写バイアスを補正するための補正率を区分した補正率テーブル。
【図２１】本発明に係る画像形成装置の別な実施形態を示す概略構成図。
【図２２】本発明に係る電源から出力する高Ｄｕｔｙの出力波形の別形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。実施形態において、同一の機能や同一構成を有するものには同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。図面は一部構成の理解を助けるために部分的に省略する場合もある。なお、図中Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応した構成部材に付す添え字であり、適宜省略する。
【０００８】
本発明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、「プリンタ」という）１００の一実施形態について説明する。
プリンタ１００の基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタ１００を示す概略構成図である。図１において、プリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための四つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を備える。プリンタ１００は、転写装置としての転写ユニット３０、記録材Ｐを収納するカセット６０、定着装置９０、制御部２００を備えている。
四つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、粉体であり現像剤として、互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ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、寿命到達時に交換される。つまり、四つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、画像形成装置本体としてのプリンタ本体１００Ａに対して着脱自在に設けられていて、交換可能とされている。
【０００９】
図２は、四つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のうちの一つの拡大概略構成図である。四つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、使用するトナーの色が異なる以外は、同様の構成を備えている。このため、図２では、使用するトナーの色を示す添え字（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は省略している。
画像形成ユニット１は、像担持体たるドラム状の感光体２、ドラムクリーニング装置３、除電装置、帯電装置６、現像装置８等を備えている。画像形成ユニット１は、これら複数の装置が共通の保持体に保持されてプリンタ本体１００Ａに対して一体的に脱着可能なプロセスカートリッジユニットを構成していて、ユニット単位で交換可能とされている。
【００１０】
感光体２は、ドラム基体の表面上に有機感光層が形成されたドラム形状のものであって、モータ等の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。帯電装置６は、帯電バイアスが印加される帯電部材となる帯電ローラ７を感光体２に接触あるいは近接させながら、帯電ローラ７と感光体２との間に放電を発生させることで、感光体２の表面を一様帯電させている。帯電ローラ等の帯電部材を感光体２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。
【００１１】
帯電ローラ７で一様帯電された感光体２の表面は、光書込ユニット１０１から発せられるレーザー光などの露光光によって光走査されて各色用の静電潜像を担持する。この静電潜像は、各色のトナーを用いる現像装置８によって現像されて各色の像としてのトナー像になる。感光体２のトナー像は、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト３１のおもて面３１ａ上に一次転写される。
【００１２】
ドラムクリーニング装置３は、一次転写工程（後述する一次転写ニップ）を経た後の感光体２の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３は、回転駆動されるクリーニングブラシローラ４、感光体２に当接するクリーニングブレード５などを有していて、クリーニングブラシローラ４で転写残トナーを感光体２の表面から掻き取り、クリーニングブレード５で転写残トナーを感光体２の表面から掻き落としてクリーニングする。除電装置は、ドラムクリーニング装置３によってクリーニングされた後の感光体２の残留電荷を除電する周知のものである。感光体２の表面は、この除電によって初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００１３】
現像装置８は、現像剤担持体となる現像ローラ９を内包する現像部１２と、現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部１３とを有している。現像剤搬送部１３は、第一スクリュー部材１０を収容する第一搬送室と、第二スクリュー部材１１を収容する第二搬送室とを有している。第一スクリュー部材１０及び第二スクリュー部材１１は、現像装置８のケースなどに回転自在に支持されていて、回転駆動されることで、現像剤を循環させながら搬送して現像ローラ９に現像剤を供給している。
【００１４】
図１に示すように、画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の上方には、潜像書込手段としての光書込ユニット１０１が配設されている。この光書込ユニット１０１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データ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２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を光走査する。この光走査により、感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像がそれぞれ形成される。
【００１５】
画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の下方には、中間転写ベルト３１を張架しながら図中時計回り方向に無端移動（回転走行）せしめるベルトユニットであり転写装置である転写ユニット３０が配設されている。中間転写ベルト３１の回転移動方向をベルト移動方向ａとする。
転写ユニット３０は、ベルト状の像担持体であり中間転写体でもある中間転写ベルト３１の他に、複数の回転支持部材としての駆動ローラ３２、二次転写裏面ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４と、四つの一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と、押し下げ部材としての転写前ローラ３７とを備えている。転写ユニット３０は、プリンタ本体１００Ａに対してユニットごと着脱自在（交換可能）とされている。
【００１６】
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、二次転写裏面ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、四つの一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）及び転写前ローラ３７に巻き掛けられて支持され張架されている。そして、駆動モータなどの駆動手段によって図中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、同方向に無端移動して搬送される。すなわち、転写ユニット３０は、複数の回転体でベルト部材を巻き掛けて支持して搬送するものである。
【００１７】
本実施形態において、中間転写ベルト３１は、図３（ａ）に示すように、少なくとも基層３１０、弾性層３１１、表面のコート層３１２の複数の層が積層された弾性を有する中間転写体である。基層３１０は、ある程度の屈曲性を有し且つ剛性の高い材料からなる無端ベルト状の部材である。弾性層３１１は、基層３１０のおもて面上に積層された柔軟性に優れた弾性材料から構成されている。
中間転写ベルト３１の弾性層３１１に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられ、具体的には、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１、２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。  
【００１８】
弾性層３１１の厚さは、硬度及び層構成にもよるが、０．０７〜０．８［ｍｍ］の範囲が好ましい。さらに好ましくは０．２５〜０．５［ｍｍ］の範囲がよい。又、中間転写ベルト３１の厚さが０．０７［ｍｍ］以下と薄いと、二次転写ニップで中間転写ベルト３１上のトナーに対する圧力が高くなり、転写中抜けが発生し易くなり、トナーの転写率も低下するので、弾性層３１１の厚さとしては適切ではない。
弾性層３１１の硬度は、１０°≦ＨＳ≦６５°（ＪＩＳ−Ａ）であることが好ましい。中間転写ベルト３１の層厚によって最適な硬度は異なるものの、硬度が１０°ＪＩＳ−Ａより低いと転写中抜けが生じ易い。これに対して硬度が６５°ＪＩＳ−Ａより高いものは、ローラヘの張架が困難となり、また、長期の張架によって延伸するために耐久性が無く早期の交換が必要になる。
【００１９】
中間転写ベルト３１の基層３１０は、伸びの少ない樹脂で構成している。具体的に、基層に用いられる材料としては、ポリカーボネート、フッ素樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ等）、ポリスチレン、クロロポリスチレン等を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
伸びの大きなゴム材料などからなる弾性層３１１の伸びを防止するために、基層３１０と弾性層３１１との間に帆布などの材料で構成された芯体層を設けてもよい。
【００２０】
中間転写ベルト３１のコート層３１２は、弾性層３１１の表面をコーティングするためのものであり、平滑性のよい層からなるものである。コート層３１２に用いられる材料としては、特に制限はないが、一般的に、中間転写ベルト３１のおもて面３１ａへのトナーの付着カを小さくして二次転写性を高める材料が用いられる。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の１種類あるいは２種類以上、又は、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素材脂、フッ素化合物等の粒子を１種類あるいは２種類以上、又は必要に応じて粒径を変えたものを分散させて使用することができる。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素層を形成させ、表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【００２１】
また、必要に応じて、基層３１０、弾性層３１１又はコート層３１２は、抵抗を調整する目的で、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末や導電性金属酸化物等を用いることができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【００２２】
中間転写ベルト３１のおもて面３１aには、使用するトナーや中間転写ベルトの材質、表面摩擦係数などの関係から、必要に応じて、ベルト表面を保護するために、潤滑剤塗布装置で潤滑剤を塗布するようにしてもよい。潤滑剤としてはステアリン酸亜鉛などが挙げられ、例えばステアリン酸亜鉛の塊などの固形潤滑剤を塗布部材として塗布ブラシローラで掻き取って得た潤滑剤粉末を中間転写ベルト３１のおもて面３１ａに塗布するようにしてもよい。
中間転写ベルト３１として、図３（ｂ）に示すように、基層３１０、弾性層３１１を積層するとともに、弾性層３１１に多数の粒子３１３が分散されているものであってもよい。粒子３１３は自らの一部を弾性層３１１の表面から突出させた状態で、図３（ｃ）に示すように、ベルト面方向に密集して並んでいる。それら複数の粒子３１３により、複数の凹凸がベルト面となるおもて面３１aに形成されている。
【００２３】
弾性層３１１の弾性材料に分散せしめる粒子３１３としては、平均粒子径が１００μｍ以下であり、真球状の形状をしており、有機溶剤に不溶であり、且つ３％熱分解温度が２００℃以上である樹脂粒子を用いる。粒子３１３の樹脂材料に特に制限はないが、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ゴムなどを例示することができる。これらの樹脂材料からなる粒子の母体表面を異種材料で表面処理してもよい。ゴムからなる球状の母体粒子の表面に硬い樹脂をコートしてもよい。また、母体粒子として、中空のものや、多孔質のものを用いてもよい。
【００２４】
これまで例示した樹脂材料の中でも、滑性、トナーに対しての離型性、耐磨耗性などに優れているという観点から、シリコーン樹脂粒子が最も好ましい。樹脂材料を重合法などによって球状の形状に仕上げた粒子であることが好ましく、真球に近いものほど好ましい。また、粒子３１３としては、体積平均粒径が１．０μｍ〜５．０μｍであり、且つ単分散粒子であるものを用いることが望ましい。単分散粒子は、単一粒子径の粒子ではなく、粒度分布が極めてシャープな粒子である。具体的には、±（平均粒径×０．５μｍ）以下の分布幅の粒子である。粒子３１３の粒径が１．０μｍ未満であると、粒子３１３による転写性能の促進効果が十分に得られなくなる。これに対し、粒径が５．０μｍよりも大きいと、粒子間の隙間が大きくなってベルト表面粗さを大きくしてしまうことから、トナーを良好に転写できなくなったり、中間転写ベルト３１のクリーニング不良を発生させ易くなったりする。更には、樹脂材料からなる粒子３１３は一般に絶縁性が高いことから、粒径が大きすぎると粒子３１３の電荷により、連続プリント時にこの電荷の蓄積による画像乱れを引き起こし易くなる。
【００２５】
粒子３１３としては、特別に合成したものを用いても良いし、市販品を用いてもよい。粒子３１３を弾性層３１１に直接塗布して、ならすことにより容易に均一に整列させることができる。このようにすることで、粒子３１３同士のベルト厚み方向の重なり合いをほぼなくすことができる。複数の粒子３１３の弾性層３１１の表面方向における断面の径は、できるだけ均一であることが望ましく、具体的には、±（平均粒径×０．５μｍ）以下の分布幅にすることが好ましい。このため、粒子３１３の粉末として、粒径分布の小さなものを用いることが好ましいが、特定の粒径の粒子３１３だけを選択的に弾性層３１１表面に塗布することを実現する方法を採用すれば、粒径分布の比較的大きな粉末を用いることも可能である。なお、粒子３１３を弾性層３１１表面に塗布するタイミングは特に限定されず、弾性層３１１の弾性材料の架橋前、架橋後の何れであってもよい。
【００２６】
粒子３１３が分散せしめられた弾性層３１１の表面方向において、粒子３１が存在している部分と、弾性層３１１の表面が露出している部分との投影面積比については、粒子３１３が存在している部分の投影面積率を６０％以上にすることが望ましい。６０％に満たない場合には、トナーと弾性層３１１の無垢の表面とを直接接触させる機会を増加させて良好なトナー転写性が得られなくなったり、ベルト表面からのトナークリーニング性を低下させたり、ベルト表面の耐フィルミング性を低下させたりする。なお、中間転写ベルト３１として、弾性層３１１に粒子３１３を分散させていないものを用いることも可能である。
【００２７】
四つの一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、無端移動される中間転写ベルト３１を感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）との間に挟み込んでいて、中間転写ベルト３１の像担持面を成すおもて面３１ａと感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）とが当接するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の転写部となる一次転写ニップを形成している。一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）には、周知の転写バイアス電源よりそれぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像と、一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）との間に転写電界が形成される。
【００２８】
イエロー用の感光体２Ｙの表面に形成されたＹトナー像は、イエロー用の感光体２Ｙの回転に伴ってイエロー用の一次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、イエロー用感光体２Ｙ上から中間転写ベルト３１上に一次転写される。このようにしてＹトナー像が一次転写された中間転写ベルト３１は、その後、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の一次転写ニップを順次通過する。そして、感光体２（Ｍ、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一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト３１上には四色重ね合わせトナー像が形成される。一次転写部材として、一次転写ローラ３５（Ｙ、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。なお、ここまでの画像形成工程では、４色フルカラー画像を形成することを前提として説明したが、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの何れかの単色トナー像、あるいは前記カラーの内の少なくとも２色のトナーを用いたトナー像を形成して中間転写ベルト３１に転写することも可能である。
【００２９】
中間転写ベルト３１のループ外側の周囲は、像担持体であり転写部材としての二次転写ベルト４０４を備えたベルト方式の二次転写ユニット４１が配置されている。二次転写ユニット４１は、ループ内側の二次転写裏面ローラ３３との間に中間転写ベルト３１を挟み込み、中間転写ベルト３１のおもて面３１ａと、二次転写ベルト４０４とが当接する転写部であり転写ニップとなる二次転写ニップＮを形成している。この実施形態では二次転写裏面ローラ３３に転写バイアス出力手段としての電源３９により二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ベルト４０４との間に、マイナス極性のトナーを二次転写裏面ローラ３３側から二次転写ベルト４０４側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。
二次転写ユニット４１は、支持ユニット４０に着脱可能に支持されていて、ユニット単位で交換可能とされている。二次転写ユニット４１は、二次転写裏面ローラ３３と中間転写ベルト３１を介して対向配置された回転体であり転写部材でもある二次転写ローラ３６を備えている。二次転写ユニット４１は、３つの回転体としてローラ４０１、４０２、４０３と、二次転写ローラ３６及びローラ４０１、４０２、４０３に巻き掛けられた二次転写ベルト４０４とを備えている。つまり、二次転写ユニット４１は、転写部材が無端状のベルト部材で構成された二次転写ベルト４０４であって、複数の回転体となる二次転写ローラ３６及びローラ４０１、４０２、４０３で二次転写ベルト４０４を巻き掛けて支持して搬送するベルトユニットである。なお、二次転写ローラ３６はニップ形成ローラともいう。
【００３０】
二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１のおもて面３１ａのトナー像を記録材Ｐに対して二次転写させるものである。すなわち、二次転写ローラ３６は、二次転写ベルト４０４内に設けられていて、二次転写裏面ローラ３３と対向配置されている。二次転写ローラ３６は、二次転写裏面ローラ３３との間に中間転写ベルト３１と二次転写ベルト４０４を挟み込んでいる。二次転写ローラ３６は、二次転写ベルト４０４に対して付勢されることで当接していて、中間転写ベルト３１と二次転写ベルト４０４の間に二次転写ニップＮを形成している。
二次転写ベルト４０４としては、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などの樹脂材質のベルト部材を選択して用いることができる。二次転写ベルト４０４としては、これら材質ではなく、弾性材質のベルト部材を用いても良い。本実施形態では、厚みが８０μｍのポリイミド製のベルト（ＰＩベルト）を用いている。
【００３１】
ローラ４０１は、静電吸着力によって二次転写ベルト４０４上に貼り付いた記録材Ｐを、ローラ４０１の曲率分離によって二次転写ベルト４０４上から剥離させるものである。ローラ４０３は、付勢手段としてのテンションバネ４０６によって二次転写ベルト４０４を内側から外側に付勢していてテンションローラを構成している。ローラ４０３と対向する二次転写ベルト４０４の外側には、クリーニング部材となるクリーニングブレード４０５が接触していて、二次転写ベルト４０４上に残留する紙粉やトナーを掻き取っている。つまり、ローラ４０３は、クリーニングブレード対向ローラとしても機能している。
二次転写ユニット４１は、濃度検出手段としてのパターン検出センサ４０７がローラ４０２と対向する二次転写ベルト４０４の外側に配置されている。パターン検出センサ４０７は画像濃度調整に用いているものである。
ベルトト方式を用いた二次転写ユニット４１においては、記録材Ｐが二次転写ニップＮを通過した際、二次転写ベルト４０４に対しての吸着力が働き、これが中間転写ベルト３１への吸着力よりも強いために、中間転写ベル３１から確実に記録材Ｐを分離できるという利点を有しており、ベルト方式を採用することで、本実施形態では薄紙にも対応できる構成とされている。
本実施形態では、二次転写裏面ローラ３３に、二次転写に用いるバイアス（二次転写バイアス）を電源３９から印加するように構成しているが、二次転写ローラ３６にバイアスを電源３９から印加するようにしてもよい。二次転写ローラ３６にバイアス（二次転写バイアス）を印加する場合には、トナーとは逆極性の二次転写バイアスを印加し、二次転写裏面ローラ３３にバイアスを印加する場合には、トナーと同極性のバイアスを印加する。
本実施形態において、電源３９は、二次転写ニップＮでトナー像を記録材Ｐへ転写するために電圧である二次転写バイアスを出力するものである。電源３９から二次転写裏面ローラ３３に印加される電圧である二次転写バイアスは、直流成分である直流電流と、直流成分である直流電流に交流成分である交流電流を重畳した重畳バイアスの２種類がある。
つまり転写部に供給される電圧は、少なくとも像担持体上のトナー像を記録材Ｐ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戻し方向の電圧とが交互に切り替わるものであり、電圧の１周期中に占める戻し方向の電圧が印加される時間を５０％よりも大きくなるように電源３９から出力される二次転写バイアスである。二次転写バイアスについては、後段で詳細に説明する。
【００３２】
二次転写ユニット４１の下方には、各種用紙や樹脂シートなどの記録材Ｐを複数枚重ねた束の状態で収容している収容部となるカセット６０が配設されている。このカセット６０は、束の一番上の記録材Ｐにローラ６０ａ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をカセット６０から二次転写ニップＮの間に形成された搬送路６５に向けて送り出す。搬送路６５には、搬送ローラ対とレジストローラ対６１と、下ガイド部材６２が配設されている。このレジストローラ対６１は、カセット６０から送り出された記録材Ｐを二次転写ニップＮ内で中間転写ベルト３１のおもて面３１ａ上の四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して、記録材Ｐを二次転写ニップＮに向けて送り出す。
【００３３】
二次転写ニップＮで記録材Ｐに転写された中間転写ベルト３１のおもて面３１ａの四色重ね合わせトナー像は、二次転写電界やニップ圧の作用によって記録材Ｐ上に一括二次転写され、記録材Ｐの白色と相まってフルカラートナー像となる。二次転写ニップＮを通過した後の中間転写ベルト３１には、記録材Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。転写残トナーは、中間転写ベルト３１のおもて面３１ａに当接しているベルトクリーニング装置３８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３８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。
【００３４】
二次転写ニップＮよりも記録材搬送方向ｂの下流側には、周知の定着装置９０が配設されている。定着装置９０には、トナー像が転写された記録材Ｐが送り込まれる。送り込まれた記録材Ｐは、熱源を内部に備えた定着ローラ９１と加圧ローラ９２とが接触する定着ニップに挟まれ、加熱と加圧によって、フルカラートナー像中のトナーが軟化して定着される。定着後の記録材Ｐは、定着装置９０内から排出されて機外へと排出される。
【００３５】
本実施形態では、二次転写裏面ローラ３３に、二次転写に用いるバイアス（二次転写バイアス）を電源３９から印加するように構成している。このため、二次転写裏面ローラ３３はバイアスが印加されるローラであり、負帯電のトナーに対して負極性の転写バイアスをかけることで、斥力で転写しているため、斥力ローラと呼ぶこともある
二次転写バイアスとしては、二次転写裏面ローラ３３ではなく、二次転写ローラ３６に電源３９から印加供給するようにしてもよい。二次転写ローラ３６にバイアス（二次転写バイアスを印加する場合には、トナーとは逆極性の二次転写バイアスを印加し、二次転写裏面ローラ３３にバイアスを印加する場合には、トナーと同極性のバイアスを印加する。
【００３６】
記録材Ｐが二次転写ニップＮに突入する際、二次転写バイアスが印加される二次転写裏面ローラ３３に巻き付けられている中間転写ベルト３１のおもて面３１ａと記録材Ｐとの間の空隙で放電が発生することをプレニップ放電と称している。たとえば図４（ａ）に示すように、二次転写ローラ３６を二次転写裏面ローラ３３との対向する位置から記録材搬送方向ｂの上流側（図中右方）にオフセットさせていない場合、二次転写ニップの入口側において中間転写ベルト３１と記録材Ｐとの間に入口の空隙Ｓが形成され、放電が発生する。
一方、図４（ｂ）に示すように、二次転写ローラ３６を記録材搬送方向ｂの上流側にオフセットすると、記録材Ｐは二次転写ニップＮより先に中間転写ベルト３１に密着する。このため、二次転写バイアスが印加されて高電界となっている二次転写裏面ローラ３３の領域（二次転写ニップＮ）に到達する時点では空隙Ｓは小さくなっており、放電を防ぐことができる。
プレニップ放電は、二次転写裏面ローラ３３への電圧や中間転写ベルト３１、二次転写裏面ローラ３３、二次転写ローラ３６や二次転写ベルト４０４の抵抗、材質、記録材Ｐの種類、搬送の状態などによって発生のしやすさが異なり、中間転写ベルト３１が弾性ベルトの場合、特にプレニップ放電が発生し易いことが、本願発明者らによる実験によりわかった。したがって、記録材搬送方向ｂの上流側への二次転写ローラ３６のオフセット量を増やすことで放電を防止することができることが知られている。
【００３７】
ここで、図５（ａ）、図５（ｂ）を用いて、二次転写ニップＮについて説明する。  図５（ａ）は、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ローラ３６を介して二次転写ベルト４０４とを一定圧で圧接させた状態で、オフセットしていない状態を示す。
図５（ｂ）は、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ローラ３６を介して二次転写ベルト４０４とを一定圧で圧接させた状態で、矢印Ｚで示す記録材搬送方向の上流側へオフセットしたものである。
二次転写裏面ローラ３３と二次転写ローラ３６の中心間距離が同じであり、両ローラ及び二次転写ベルト４０４の潰れ方が同じだと仮定した場合、ニップ自体は幾何学的に決まる。図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ローラ３６の２つのローラの間に挟まれている本ニップｎ１の領域の長さＬ１は共通である。オフセット方向Ｚにオフセットしている図５（ｂ）の場合には、中間転写ベルト３１が二次転写ベルト４０４を介して二次転写ローラ３６の外周面３６ａにのみ巻き付いている長さＬ２のプレニップｎ２が存在する。
すなわち、プレニップｎ２があるかどうかの区別は、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ローラ３６の軸心同士を結んだ一点鎖線で示す直線とニップ上流側において中間転写ベルト３１が張られる方向との角度α１によって決まる。すなわち、（図５（a）に示すように、一点鎖線下側と上流側の中間転写ベルト３１との成す角α１が９０度以上ならばプレニップｎ２はなく、図５（ｂ）に示すように、角度α１が９０度より小さければプレニップｎ２は形成されて存在している。
なお、ここでは転写部材として二次転写ベルト４０４を用いているが、転写部材として二次転写ローラ３６を単独で用いるローラ転写方式の場合は、中間転写ベルト３１が二次転写ローラ３６の外周面３６ａにのみ直接巻き付いている長さＬ２がプレニップｎ２となる。このため、図５（ａ）に示すようにオフセット無しの場合、二次転写ニップＮの幅Ｌは本ニップｎ１の領域の長さＬ１となり、図５（ｂ）に示すオフセット在りの場合、二次転写ニップＮの幅Ｌは、本ニップｎ１の領域の長さＬ１＋プレニップｎ２の長さＬ２となる。
このようにプレニップｎ２を有する構成においては、記録紙Ｐが本ニップｎ１にあるときに、記録紙Ｐの裏面はプレニップｎ２で二次転写ローラ３６の外周面３６ａに接しており、記録材Ｐの表面Ｐａは本ニップｎ１で中間転写ベルト３１を介して二次転写裏面ローラ３３の外周面３３ａに接している。そのため、二次転写バイアスの転写電流が記録材Ｐ（界面）にて表面積方向にも広がりながら流れていく。このとき、オフセットしていない狭い二次転写ニップＮの場合よりもトナーへの過充電が起こり易くなる。
【００３８】
二次転写ニップＮよりも記録材搬送方向ｂの上流側での放電や、その余裕度も中間転写ベルト３１の種類によって異なる場合がある。例えば、図６は、異なる材質の中間転写ベルトに対して、二次転写ローラ３６のオフセット量を変化させた場合のプレニップ放電の有無についての実験結果である。
なお、図６では、オフセットさせることでできる記録材Ｐと中間転写ベルト３１とのニップ前での接触距離をプレニップ量と呼んでいる。オフセットさせることでプレニップは形成されるので、二次転写ローラ３６の位置以外を固定すると、オフセット量とプレニップ量は一対一で対応する。すなわち、中間転写ベルト３１のニップ前の軌跡やローラ径、硬度などを変えるとそれによってもプレニップ量は変わるので、ここを固定すると一対一で対応することになる。
ここで、本実験におけるプレニップ量について図７を用いて説明する。
図７は、二次転写裏面ローラ３３、二次転写ローラ３６、弾性ベルトで構成された中間転写ベルト３１及転写前ローラ３７を抜き出した図である。このとき、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ローラ３６の中心を結んだ破線と、二次転写ローラ３６の中心から中間転写ベルト３１への垂線とのなす角度をα[deg]としている。このときプレニップ量は、２π×（二次転写ローラ３６の半径）×α／３６０°と定義する。すなわち、中間転写ベルト３１のうち、二次転写ローラ３６の外周面３６ａに対して巻きついている部分をプレニップと定義している。そのため、プレニップ量は、前述のように、二次転写ローラ３６の径や中間転写ベルト３１の軌跡などによって変化する。しかし、これら変動要素を固定して考えると、二次転写ローラ３６のオフセット量で決まる。図６のプレニップ量と放電との関係は、このようにしてオフセット量を変化させてプレニップ量を変えている。
【００３９】
図６は、中間転写ベル３１トとして弾性ベルト・ＰＩベルトの２種類を用意し、二次転写ローラ３６を搬送方向上流側にオフセットすることでプレニップ量を変化させ、各構成における放電余裕度を普通紙と薄紙に対して、二次転写バイアスとして二次転写電流を変化させて確認した結果である。図６中○は放電の異常画像が出ないもの、△は良く見ると僅かながら発生している、×は異常が容易に見つかるとしている。
図６によると、二次転写電流が高いほど二次転写電圧は高くなるため、放電に対して厳しい。そのため、より幅広い電流域で（高電流で）放電が出ないほど余裕がある。また、本実施形態では転写性の観点から設定電流（目標電流Ａ１）として―１２０［μＡ］を用いているため、少なくともこの設定において放電が出ないことが必須である。この観点から見た場合、弾性ベルトではプレニップ量として４ｍｍ以上が必須であり、ＰＩベルトでは２ｍｍ以上が必須である。
なお、この実験結果（の数値）は、本実施形態の構成においてのものであり、一般的にベルト膜厚やローラ径・硬度・プロセス線速など様々な要因により余裕は変わるので、必要なプレニップ量は画像形成装置毎に異なる。また、同じ構成であれば、中間転写ベル３１としてＰＩベルトを用いる場合の方が、弾性ベルトを用いる場合に比べて放電への余裕度が大きくなる。なお、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ローラ３６とに挟まれている図５で説明した本ニップｎ１の量（記録材搬送方向ｂへの幅）は一般に２ｍｍ〜５ｍｍ程度に設定されることが多い。
【００４０】
さらに詳しく本実施形態について説明をする。
図７に示す構成において、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ローラ３６の直径は同一として、二次転写ローラ３５の硬度は７０ＨＳ（ＪＩＳ  Ａ）、二次転写裏面ローラ３３はゴム硬度ＡｓｋｅｒＣ５０°としている。これは二次転写ローラ３６が固い方が、弾性の中間転写ベルト３１のゴム性を活かし易いためであるが、硬度の組み合わせ、大小関係は前述の数値・関係に限らず、様々なものを用いてよい。
また、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ローラ３６の直径の関係も異なる数値であっても、大小どちらの組み合わせでも本発明の効果は得られる。
本実施形態では、図７に示すように、二次転写ローラ３６を記録材搬送方向ｂの上流側にオフセットさせることで、記録材Ｐを二次転写ニップＮより手前側で中間転写ベルト３１に密着させて運ぶため、ニップ前の中間転写ベルト３１と記録材Ｐとの空隙Ｓ（図４（ｂ））をなくすことで放電を防止している。また、電界分布から本実施形態の効果を説明すると、転写電界の分布としては二次転写ニップＮが最も強い電界が働いており、徐々に手前側（搬送方向上流側）が弱くなっている。記録材Ｐが電界分布の強いところで中間転写ベルト３１と接触すると、その過程で中間転写ベルト３１と記録材Ｐとの間に空隙Ｓがあると、空隙で放電が起こる。そのため、電界の弱いニップ上流側（ニップ手前側）で中間転写ベルト３１と記録材Ｐとを接触させることで放電を防ぐことが可能となる。
なお、本実施形態において、電源３９から出力される二次転写バイアスは、定電流制御を用いている。これは、中間転写ベルト３１と記録材Ｐの抵抗によらず、二次転写ニップＮに対して一定の転写電圧（転写電界）を得られるようにするためである。
【００４１】
次に、プレニップ量の異なる特定方法について、図８、図９を用いて説明する。
図８に示すプレニップ量の特定方法１では、
図８（ａ）に示すように、本ニップ幅を特定する。この本ニップ幅を特定するには、ニッタ株式会社製の面圧分布測定システムＩ-ＳＣＡＮ（商品名）にて圧がかかっている部分を推定する。具体的には、ここでは厚分布Ａと圧分布Ｂとに示すような異なるハッチングパターンで示す圧分布が得られるので、予め決めた閾値以上の圧を本ニップ幅と定義する。
次に図８（ｂ）に示すように、本ニップ+プレニップ幅を測定する。この測定には、中間転写ベルト３１にある程度の幅（例えば１０ｍｍ程度）のトナーを付着する。トナーを付着する領域は二次転写ニップＮよりも十分広い領域とする。
次に図８（ｃ）に示すように、この状態で中間転写ベルト３１に対して二次転写部材の当接と離間の動作を何度も繰り返す。本実施形態では、二次転写ユニット４１の当接離間動作を行うとともに、必要に応じて二次転写ユニット４１を引き出して清掃した上で、再度当接と離間を繰り返す。二次転写ベルト４０４を用いずに転写部材としての次二次転写ローラ３６を用いる場合には、二次転写ローラ３６を当接離間動作させる。このような動作を行うと、中間転写ベルト３１のトナーが薄くなった領域ができ、この領域が二次転写部材と中間転写ベルト３１の接触領域(ニップ+プレニップ)となる。
図８（ｄ）では、接触領域(本ニップ幅+プレニップ幅)の幅を計測し、この幅から本ニップ幅を引くことで、プレニップ幅（プレニップ量）がわかる。
【００４２】
図９に示すようにプレニップ量の特定方法２では、
図９（ａ）に示すように、 二次転写ローラ３６、二次転写裏面ローラ３３、中間転写ベルト３１を上流側で張っている転写前ローラ３７の３つの軸中心Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の座標を特定する。次に二次転写ローラ３６と二次転写裏面ローラ３３の外径と硬度を測定するとともに、転写前ローラ３７の外径を測定する。
図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）で測定した測定結果より硬度の小さい側のみが潰れていると仮定して、３本のローラ位置をスケッチする。スケッチした結果から、二次転写ローラ３６のみに巻きついている部分をプレニップｎ２とする。このような２つの特定方法を用いてプレニップｎ２を特定することができる。
なお、プレニップはローラ同士に挟まれていない領域で二次転写ローラ３６の外周面３６ａや二次転写ベルト４０４の外周面にベルト状の像担持体（二次転写ベルト３１）が巻き付いている範囲であり、この範囲の長さ（量）としては、概ね２〜５ｍｍである。また、ローラ同士に挟まれて範囲であるニップ量（本ニップ量）は概ね２〜５ｍｍである。
【００４３】
（実施形態１）
上述したように、プレニップｎ２を作ることで放電を防ぐことはできるが、このとき図５（ｂ）に示すように、プレニップｎ２を増やすことで二次転写ニップＮの総量としては増える。このため、転写電流が記録材Ｐの表面を伝ってから、アースされている二次転写ローラ３６側へ流れやすくなる。これにより、トナーが過充電されて二次転写時に転写不良となる場合がある。
そこで、本実施形態では、電源３９から二次転写裏面ローラ３３に印加される二次転写バイアスとして、直流成分である直流電圧に交流成分である交流電圧を重畳した重畳バイアスを用いるとともに、高ｄｕｔｙの波形となるように電源３９から二次転写バイアスを出力するように構成している。本実施形態において高ｄｕｔｙとは、５０％よりも大きい状態を指す。
この高ｄｕｔｙの波形では、図１２（ａ）を参照すると、交流電圧の一周期のうち、中間転写ベルト３１（像担持体）側から記録材Ｐ側へトナー像を移動させる転写方向へのピーク電圧Ｖｔの持続時間Ａを５０％未満とし、ピーク電圧Ｖｔよりも弱い電圧もしくはピーク電圧Ｖｔと逆極への電圧のピーク電圧（Ｖｒ）（転写方向に対して逆方向のピーク電圧Ｖｒという）の持続時間Ｃを５０％よりも大きくしている。前者である記録材Ｐ側へトナー像を移動させる転写方向のピーク電圧Ｖｔによりトナーを記録材Ｐへ転写させる機能を確保しつつ、ピーク電圧Ｖｔよりも弱い電圧もしくは極性が逆のピーク電圧Ｖｒをピーク電圧Ｖｔよりも長い時間持続させることで、トナー像が二次転写ニップＮを通過する際にトナーに対して過充電することを防止することができる。
【００４４】
次にプリンタ１００の制御系の構成について図１０、図１１を用いて説明する。
図１０に示すように、制御部３００は、演算手段たるＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、不揮発性メモリたるＲＯＭ（Read Only Memory）３０２、一時記憶手段たるＲＡＭ（Random Access Memory）３０３を有している。プリンタ全体の制御を司る制御部３００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１０においては、本プリンタの特徴的な構成に関連する構成機器だけを示している。なお、図１０においては、各形態で用いる構成やセンサ類を併記しており、各形態の制御部３００として機能するものとして説明する。
【００４５】
制御部３００の入力側には、電位検出センサ６３、パターン検出センサ４０７、温湿度検出センサ４０８が信号線を介して接続されている。制御部３００の出力側には、二次転写用の電源３９、一次転写用の電源８１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、書込みユニットの駆動部３０４、画像形成ユニットの駆動部３０５、中間転写ユニットの駆動部３０６、二次転写ユニットの駆動部３０７が信号線を介して接続されている。
１次転写用の電源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。
電源３９は、二次転写裏面ローラ３３に印加するための二次転写バイアスを出力する。この電源３９は、制御部３００によってその出力が制御される。なお、ここでは、電源３９の出力制御にプリンタ全体の動作を制御する制御部３００を用いているが、制御部の形態としては、プリンタ全体の動作の制御部とは個別に、電源３９の出力制御用の制御部３００を設けた形態であっても良い。
【００４６】
プリンタ５００は、画像濃度を調整する画像調整モードを制御部３００に備えている。制御部３００は、電位検出センサ６３からの検出結果と予め設定された設定値と比較し、設定値に達していない場合には画像調整時期であると判定して画像調整モードを始動する。
本実施形態において、プリンタ１００は、作像条件を調整するための画像調整モードを有している。プリンタ１００は、画像調整モードにより作像条件を調整する場合、現像バイアスや帯電バイアスを変化させて濃度調整用パターンとなるテストパッチをトナーで作像し、そのテストパッチを二次転写ベルト４０４上に転写して、パターン検出センサ４０７で濃度を検出し、この検出値に基づいて作像条件の調整を行うように構成されている。この処理は制御部３００によって行われる。本実施形態では、二次転写ベルト４０４上でテストパッチを検出しているが、中間転写ベルト３１上で検出するようにしても良い。
制御部３００は、画像調整モードが始動すると、各感光体上にテストパッチを形成するように、書込みユニットの駆動部３０４と画像形成ユニットの駆動部３０５を駆動する。次に制御部３００は、テストパッチ（トナー像）を中間転写ベルト３１上に転写するように、一次転写用の電源８１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と中間転写ユニットの駆動モータ３０６を駆動する。制御部３００は、中間転写ベルト３１上に転写されたテストパッチを二次転写ベルト３６上に転写すべく、電源３９と二次転写ユニットの駆動部３０７を駆動する。
【００４７】
図１１は、二次転写用の電源３９の電気回路の要部を、二次転写裏面ローラ３３や二次転写ローラ３６などとともに示すブロック図である。電源３９は、直流電源１１０と、交流電源１４０を備えている。この電源３９は、制御部３００に接続されていて、制御部３００からの指令によって、その出力が制御される。電源３９に制御部３３００と異なる制御部を備えるようにしても良い。
直流電源１１０は、中間転写ベルト３１のおもて面３１ａ上のトナーに対して二次転写ニップＮ内でベルト側から記録材Ｐに向かう静電気力を付与するための直流電圧を出力するための電源である。直流電源１１０は、直流出力制御部１１１、直流駆動部１１２、直流電圧用トランス１１３、直流出力検知部１１４、出力異常検知部１１５、電気接続部２２１を備えている。
交流電源１４０は、二次転写ニップＮ内に交流電界を形成するための交流電圧を出力するための電源である。交流電源１４０は、交流出力制御部１４１、交流駆動部１４２、交流電圧用トランス１４３、交流出力検知部１４４、出力異常検知部１４５、電気接続部２４２と電気接続部２４３を備えている。
【００４８】
直流出力制御部１１１には、制御部３００から直流電圧の出力の大きさを制御するＤＣ_ＰＷＭ信号が入力されるとともに、直流出力検知部１１４によって検知された直流電圧用トランス１１３の出力値も入力される。直流出力制御部１１１は、入力されたＤＣ_ＰＷＭ信号のデューティ比及び直流電圧用トランス１１３の出力値に基づいて、次のような制御を行う。即ち、直流電圧用トランス１１３の出力値をＤＣ_ＰＷＭ信号で指示された出力値にするように、直流駆動部１１２を介して直流電圧用トランス１１３の駆動を制御する。
【００４９】
直流駆動部１１２は、直流出力制御部１１１からの制御に従って、直流電圧用トランス１１３を駆動する。直流電圧用トランス１１３は、直流駆動部１１２によって駆動され、負極性の直流の高電圧出力を行う。なお、交流電源１４０が接続されていない場合には、電気接続部２２１と二次転写裏面ローラ３３とがハーネス２５１によって電気的に接続されるので、直流電圧用トランス１１３は、ハーネス２５１を介して二次転写裏面ローラ３３に直流電圧を出力(印加)する。一方、交流電源１４０が接続されている場合、電気接続部２２１と電気接続部２４２とがハーネス２５２によって電気的に接続されるので、直流電圧用トランス１１３は、ハーネス２５２を介して交流電源１４０に直流電圧を出力する。
【００５０】
直流出力検知部１１４は、直流電圧用トランス１１３からの直流高電圧の出力値を検知し、直流出力制御部１１１に出力する。直流出力検知部１１４は、検知した出力値をＦＢ_ＤＣ信号（フィートバック信号）として制御部３００に出力する。これは、環境や負荷によって転写性が落ちないように、制御部３００においてＤＣ_ＰＷＭ信号のデューティを制御させるためである。本プリンタでは、電源３９の本体に対して交流電源１４０が着脱可能であるため、交流電源１４０が接続されている場合と接続されていない場合とで、高電圧出力の出力経路のインピーダンスが変化する。このため、直流電源１１０が定電圧制御を行って直流電圧を出力した場合、交流電源１４０の有無に応じて出力経路中のインピーダンスが変化することにより分圧比が変化する。更に、二次転写裏面ローラ３３に印加される高電圧が変化してしまうので、交流電源１４０の有無に応じて転写性が変化してしまう。
【００５１】
そこで、本プリンタ１００では、直流電源１１０が定電流制御を行って直流電圧を出力し、交流電源１４０の有無に応じて出力電圧を変化させるようになっている。これにより、出力経路中のインピーダンスが変化しても、二次転写裏面ローラ３３に印加される高電圧を一定に保つことができ、交流電源１４０の有無によらず転写性を一定に保つことができる。更に、ＤＣ_ＰＷＭ信号の値を変更せずに交流電源１４０を着脱することが可能になる。このように本プリンタ１００では、直流電源１１０を定電流制御するようになっているが、次のような構成を採用してもよい。即ち、交流電源１４０の着脱時にＤＣ_ＰＷＭ信号の値を変更するなどして、二次転写裏面ローラ３３に印加される高電圧を一定に保つことができれば、直流電源１１０を定電圧制御する構成を採用してもよい。
出力異常検知部１１５は、直流電源１１０の出力ライン上に配置されており、電線の地絡等によって出力異常が発生した際には、リークなどの出力異常を示すＳＣ信号を制御部３００に出力する。これにより、制御部３００による直流電源１１０からの高圧出力を停止するための制御を実施することが可能になる。
【００５２】
交流出力制御部１４１には、制御部３００から、交流電圧の出力の大きさを制御するＡＣ_ＰＷＭ信号、交流出力検知部１４４によって検知された交流電圧用トランス１４３の出力値が入力される。交流出力制御部１４１は、入力されたＡＣ_ＰＷＭ信号のデューティ比、及び交流電圧用トランス１４３の出力値に基づいて、次のような制御を行う。即ち、交流電圧用トランス１４３の出力値がＡＣ_ＰＷＭ信号で指示された出力値となるように、交流駆動部１４２を介して交流電圧用トランス１４３の駆動を制御する。
交流駆動部１４２には、交流電圧の出力周波数を制御するＡＣ＿ＣＬＫ信号が入力される。交流駆動部１４２は、交流出力制御部１４１からの制御及びＡＣ＿ＣＬＫ信号に基づいて、交流電圧用トランス１４３を駆動する。交流駆動部１４２は、ＡＣ＿ＣＬＫ信号に基づいて交流電圧用トランス１４３を駆動することで、交流電圧用トランス１４３によって生成される出力波形を、ＡＣ＿ＣＬＫ信号で指示された任意の周波数に制御することができる。
【００５３】
交流電圧用トランス１４３は、交流駆動部１４２によって駆動されて交流電圧を生成し、生成した交流電圧と直流電圧用トランス１１３から出力された直流の高電圧とを重畳して重畳電圧を生成する。交流電源１４０が接続されている場合、即ち、電気接続部２４３と二次転写裏面ローラ３３とがハーネス２５１で電気的に接続されている場合、交流電圧用トランス１４３は、生成した重畳電圧を、ハーネス２５１を介して二次転写裏面ローラ３３に印加する。なお、交流電圧用トランス１４３は、交流電圧を生成しない場合には、直流電圧用トランス１１３から出力された直流の高電圧を、ハーネス２５１を介して二次転写裏面ローラ３３に出力(印加)する。二次転写裏面ローラ３３に出力された電圧(重畳電圧又は直流電圧)は、その後、二次転写ローラ３６を介して直流電源１１０内に帰還する。
交流出力検知部１４４は、交流電圧用トランス１４３の交流電圧の出力値を検知して交流出力制御部１４１に出力する。また、検出した出力値をＦＢ_ＡＣ信号(フィードバック信号)として制御部３００に出力する。これは、環境や負荷によって転写性を低下させないように、制御部３００においてＡＣ_ＰＷＭ信号のデューティを制御するためである。なお、交流電源１４０は、定電圧制御を行うものであるが、定電流制御を行うものを用いてもよい。また、交流電圧用トランス１４３(交流電源１４０)が生成する交流電圧の波形については、正弦波、矩形波の何れであってもよいが、本プリンタ１００では、短パルス状矩形波を採用している。交流電圧の波形を短パルス状矩形波にすることで、より画像品質の向上を図ることが可能になるからである。
【００５４】
次に、本実施形態で用いる二次転写バイアスの特性についてより詳細に説明する。
図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、電源３９から出力される二次転写バイアスの波形の一例である。トナー像を記録材Ｐに転写させるには、ある一定の大きさの電圧を二次転写ニップＮに印加供給する必要がある。しかし、電圧を印加し続けると、ここまでに説明したように、トナーが過充電を起こし、転写不良が生じてしまう。
図１２（ａ）は、二次転写に必要な大きさの電圧を印加するが、Ｄｕｔｙを５０％よりも大きく設定することで印加時間を短くし、トナーの過充電を防ぐことで、ハーフトーン出力画像が転写する理想波形である。図１２（ａ）中の記号は、Ｖｒ：正の電圧のピーク値（逆極性電圧のピーク値／戻し方向の電圧のピーク値）、Ｖｔ:負の電圧のピーク値（転写方向の電圧のピーク値）、Ｖｏｆｆ：（Ｖｒ＋Ｖｔ）／２、Ｖｐｐ：Ｖｒ−Ｖｔ、Ｖａｖｅ：Ｖｒ×Ｄｕｔｙ／１００＋Ｖｔ×（１-Ｄｕｔｙ）／１００、Ａ：Ｖｔの持続時間、Ｂ：電圧波形１周期の時間、Ｄｕｔｙ：（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００（％）、Ｃ：Ｖｒの持続時間をそれぞれ示す。すなわち、Ｄｕｔｙとは、大まかにいうと、交流電圧の波形１周期の時間Ｂに対するＶｔの持続時間（印加時間）ＡとＶｒの持続時間（印加時間）Ｃの比率であるともにいえ、Ｂ−ＡあるいはＡ＜Ｃが５０％よりよりも大きく（高い）ものを高Ｄｕｔｙと呼ぶ。
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の理想波形を狙って実際に出力された波形である。Ｖｔ：−４．８ｋＶ、Ｖｒ：１．２ｋＶ、Ｖｏｆｆ：−１．８kV、Ｖａｖｅ：０．０８ｋＶ、Ｖｐｐ：６．０ｋＶ、Ｖｔピークの持続時間Ａ：０．１０ｍｓ、波形の周期Ｂ：０．６６ｍｓ、Ｄｕｔｙ：８５％の波形の交流電圧を印加した。
つまり、二次転写バイアスがトナーの帯電極性とは逆のプラス極性におけるピーク値Ｖｒとになっているときには、中間転写ベルト３１側から記録材Ｐ川側へのトナーの静電移動が阻害される。二次転写バイアスがトナーの帯電極性と同じマイナス極性におけるピーク値Ｖｔになっているときには、中間転写ベルト３１側から記録材Ｐ側へのトナーの静電移動が促進される。
このような二次転写バイアスを採用すると、１周期Ａ内において、トナーに対してその帯電極性とは逆のプラス極性の電荷を注入する可能性のある時間を短くすることから、二次転写ニップＮ内での電荷注入によるトナー帯電量の低下を抑えることが可能になる。これにより、トナー帯電量の低下に起因する二次転写性の低下による画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【００５５】
今までの説明で、二次転写バイアスは、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バイアスと、転写方向と逆方向のバイアスとが交互に切り替わる周期変動する交流バイアスを含むものであり、二次転写バイアスの１周期中に占める逆方向へのバイアスが印加される時間をＤｕｔｙとし、Ｄｕｔｙが５０％よりも大きいものを高Ｄｕｔｙとして規定した。
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、図１２（ｂ）の波形を模式的に記載したものであり、この図を使ってＤｕｔｙをより説明する。
二次転写バイアス中の交流成分である交流バイアスは、転写方向に向かうバイアスと、転写方向と逆方向に向かうバイアスである。本実施形態において、転写方向とは、マイナス極性に向かう事であり、逆方向とは＋極性に向かうことである。このうち、転写方向のバイアスと逆方向のバイアスとは、極性切替基線Ｊとなる０Ｖを境にして互いに逆極性のバイアスであって、１周期中に占める逆方向へのバイアスが印加される時間とは、図１３（ａ）に示すようにバイアスが０Ｖよりも逆極性であるプラス極性側である符号Ｐ１とＰ２で示す間の時間Ｃａとすることができる。
１周期中に占める逆方向へのバイアスが印加される時間とは、図１３（ｂ）に示すように、バイアスが逆方向のピーク電圧Ｖｒに達した時を示す符号Ｐ３から転写方向のピーク電圧Ｖｔに向かって立ち下がり始めるまで範囲の時間であり、図１３（ｂ）では、Ｐ３とＰ４で示す間の時間Ｃｂとすることができる。
また、１周期中に占める逆方向へのバイアスが印加される時間とは、図１３（ｃ）に示すように、逆方向のピーク電圧Ｖｒから転写方向のピーク電圧Ｖｔに向けて３０％の値だけシフトさせた位置を基線Ｊ１としたとき、この基線Ｊ１よりも逆方向側となる時間であり、符号Ｐ５と符号Ｐ６で示す間の時間Ｃｃとすることができる。
【００５６】
次に、本発明者らが行った実験について説明する。
実験条件は、環境：２７℃／８０％、記録材：Ｍｏｈａｗｋ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｐｙ  Ｇｌｏｓｓ  ２７０ｇｓｍ（４５７ｍｍ×３０５ｍｍ）、プロセス線速：６３０ｍｍ／ｓ、出力画像：Ｂｋハーフトーン、二次転写ニップの幅：４ｍｍである。
コート紙の転写時に限らず、普通紙や再生紙の転写時に実施形態で説明した二次転写バイアスを用いても良い。
【００５７】
図１４（ａ）〜図１４（ｅ）は、実験に用いた出力波形であって、図１５は、実験結果の示す図である。
図１４（ａ）〜図１４（ｅ）は、図１２（ａ）の波形の条件で、Ｄｕｔｙを１０％から９０％までの間で変更した時の出力波形の画像である。これらの波形でハーフトーン画像を出力し、図１５に示すように、官能評価のランク付けを行った。ランクは次のようにして評価した。評価ランクは１〜５までの５段階とし、ランクが高い程、高評価とした。
すなわち、十分なハーフトーンの濃度を得られている場合をランク５と評価した。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。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。ランク３に比べてさらに薄い場合をランク２とし、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。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。
図１５の評価結果によると、Ｄｕｔｙが９０％と７０％ではランク５であり、５０％でランク３、３０％と１０％でランク１であった。
【００５８】
図１４で説明したように、低Ｄｕｔｙの１０％、３０％では、負の電圧のピーク値Ｖｔの電圧を印加する時間Ａが長く、トナー像が過充電され、転写性が悪くなった。一方、高Ｄｕｔｙの７０％、９０％では、負の電圧のピーク値Ｖｔの電圧を印加する時間Ａが短く、過充電が防げ、転写性が良くなった。
また、波形において、ＶｒとＶｔで極性を反転させると、過充電をより確実に防げる。その理由は、記録材Ｐが帯電している場合でも、０をまたぐことで充電を防ぐ向きに電界をつくるからである。
以上のように、本実施形態では、二次転写ニップＮの幅が広くなるように、二次転写ローラ３６を搬送方向上流側にオフセットさせるとともに、二次転写バイアスとして高Ｄｕｔｙの重畳バイアスを使用することで、プレ放電と転写不良の両方を防止して、良好な画像を提供することができる。高Ｄｕｔｙとは、少なくとも５０％よりも大きく、より好ましくは７０％以上となる。
【００５９】
中間転写ベルト３１の弾性ベルトとしては、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示した粒子３１２を備えた弾性ベルトを用いることもできる。このような最上層（弾性層３１１）の素材に粒子３１２を分散せしめた弾性ベルトを中間転写ベルト３１に用いると、二次転写ニップＮ内におけるベルト表面とトナーとの接触面積が低減する。これにより、ベルト表面からのトナー離型性を向上させて、二次転写効率を高めることができる。
しかし、二次転写効率が高める反面、規則的に並ぶ絶縁性の粒子３１２の粒子間において、集中的に二次転写電流を流すことで、トナーに対して逆極性の電荷が注入し易くなり、過充電となってしまうことがある。このため、二次転写効率を高める狙いで粒子３１２を分散させているにもかかわらず、却って二次転写効率を悪くしてしまうことになり兼ねない。
このような粒子３１２を備えた弾性ベルトを中間転写ベルト３１として用いる場合には、高デューティ（５０％よりも大きい）の二次転写バイアスを採用することで、粒子３１２による二次転写効率の向上効果を確実に得ることが可能になる。
【００６０】
粒子３１２としては、トナーの正規帯電極性とは逆極性の帯電性能を有するものを用いることができる。本プリンタでは、正帯電性のメラミン樹脂からなる粒子などである。かかる構成では、粒子３１２の電荷により、粒子間で二次転写電流が集中する現象の発生を抑えて、トナーへの逆電荷の注入量をより低減することができる。
また、粒子３１２として、トナーの正規帯電極性と同極性の帯電性能を有するものを用いてもよい。本プリンタでは、負帯電性のシリコーン樹脂粒子（商品名：トスパール）などである。
（実施形態２）
本実施形態では、実施形態１をベースにさらに放電余裕度を上げるために、二次転写バイアスの制御に特徴を持たせている。
構成としては、実施形態１同様に弾性ベルトからなる中間転写ベルト３１と、二次転写ベルト方式で二次転写ローラ３６を記録材搬送方向ｂの上流側にオフセットしている。この構成を用いることで、プレニップ放電に対する余裕度が向上することはすでに述べたが、プレニップ放電は当然ながら二次転写バイアスが大きいほど異常画像となり易い。仮に放電していたとしても、トナーの有する電荷量が大きければ、トナーが電荷を運ぶことで、あるいは放電を受けても十分に中間転写ベルト３１に対して吸着することで異常画像となり難い。あるいは二色重ねなど、トナーの総量が多ければ、やはり放電に対して余裕がある。また、放電に対する余裕度は、トナーの特性にも依存しており、例えばトナーの抵抗が高ければ放電に対する余裕度は向上する。逆にいえば、トナーの抵抗が低い場合や、導電剤としてそのようなものを用いている場合には異常画像になり易い。例えば黒トナーの着色剤として、よくカーボンブラックが使用されるが、カーボンブラックは導電性を有しているため、抵抗が下がり易く、仮に抵抗が下がっていなくとも放電に対して他の色に比べて放電に対して余裕度が弱くなるという場合がある。
【００６１】
そこで、本実施形態では、実施形態１からさらに余裕度を向上させるために、二次転写バイアスの制御として、画像面積率Ｗに応じて二次転写バイアスを制御することでさらに余裕度を向上させるようにしている。
図１６は、画像面積率Ｗと二次転写バイアスの転写電流の関係を示すテーブルである。本実施形態では、二次転写ニップでの画像面積率Ｗを制御部３００のＣＰＵ３０１で演算して、それに応じて二次転写電流値を図１６に示すテーブルに基づいて補正している。なお、二次転写電流とは、高Ｄｕｔｙ、重畳バイアスにおける直流成分のことを指している。以下、二次転写電流と記載した場合はこの直流成分を指す。
本実施形態において、電源３９では、二次転写電流が制御部３００によって定電流制御されている。電源３９は、制御部３００からＰＷＭ信号によりその目標電流を制御されることで、定電流制御される。このＰＷＭ信号を画像面積率Ｗに応じて変動させることで、定電流制御しながら目標電流を時々刻々と変化させている。
なお、本実施形態において、画像面積率Ｗの演算をする場合、副走査方向（ベルト回転方向）ごとに５０ｍｍの間隔で演算しており、それら演算結果ごとに図１６のテーブルに基づいて転写電流制御を行なっている。図１６に示すテーブルは、制御部３００が備えているＲＯＭ３０２に予め画像面積率Ｗの演算式とともに記憶されているものである。演算間隔は、狭いほど高い効果を得られるが、本実施形態のように５０ｍｍ間隔でも十分に効果があり、さらに間隔が広くてもある程度の効果はある。
【００６２】
図１６についてさらに説明する。画像面積率Ｗとは中間転写ベルト３１のベルト幅方向への書き込み可能幅に対して定義しており、例えば書き込み可能幅全域に１色をベタ印字している場合を１００％としている。例えば１ドットおきに印字すると５０％となる。複数色重なった場合には、単純に各色の割合を足し算する。したがって、二色の全ベタであれば画像面積率Ｗは２００％となる。
図１６のテーブルに基づいて制御部３００によって電源３９に対する制御を行なうと、例えば単色の全ベタ画像を印字した際には１００％相当の、転写電流の出力を行う。１００％とは基準電流を目標電流Ａ１としてそのまま出力するということである。例えば今回の場合、図６で述べた−１２０μＡが目標電流Ａ１となる。画像面積率Ｗが５％である場合は、図１６によると、転写電流は４０％となり、−１２０μＡ×４０％＝−４８μＡとなる。つまり補正後の転写電流（目標電流Ａ１）は−４８μＡとなる。
すなわち、本実施形態において、直流バイアス成分は、定電流制御によって供給され、定電流制御による目標電流Ａ１が画像面積率に応じて調整可能とされている。具体的には画像面積率が増えると目標電流Ａ１が高くなり、画像面積率が減少すると目標電流Ａ１を低なるように補正され、この補正された目標電流Ａ１を二次転写バイアスとして出力するように構成されている。
このように電源３９の出力制御を行うことで、転写性を確保しつつ、放電余裕度を実施形態１の場合よりもさらに向上させることができる。
なお図１６に示す画像面積率Ｗと転写電流の関係は、画像形成装置毎の特徴にあわせて作成することが好ましく、この図１６に記載した画像面積率Ｗと転写電流率の関係に限定されるものではない。
さらに単純な画像面積だけではなく、トナーの色に応じて転写電流の制御を変えたりしても良い。例えば、Ｂトナーは電流をあまり必要としないのであれば、画像面積率Ｗの計算に対して補正をかけて、全ベタで８０％相当とする、といったことも更なる効果を得ることができる。
【００６３】
（実施形態３）
本実施形態では、実施形態２をベースに、放電余裕度は確保しつつ転写性の観点から最適化できるように、環境条件となる温湿度の検出結果により、転写電流を補正するようにしている。
図１７は、補正用のテーブルを示す。このテーブルは、制御部３００のＲＯＭ３０２に式の数１に示す式とともに予め記憶されている。図１７は、絶対湿度ごとの補正率を表している。本実施形態では、図１０に示す環境情報検出手段として温湿度検出センサ４０８を備えていて、制御部３００と信号線を介して接続されている。制御部３００では、温湿度検出センサ４０８から出力される検出値から温度と湿度をそれぞれ検出し、以下の数１に基づいて絶対湿度Ｘを算出する。(Ｔｅｔｅｎｓの式)
【００６４】
【数１】
0006492833.tif 000002
そして絶対湿度Ｘ毎に補正率をかけることで、二次転写バイアスを温度や湿度などの環境条件に応じた値にすることで、転写性を確保している。本実施形態では、実施形態２における抵抗補正と組み合わさって計算されるため、予めそれを考慮して図１７は作成されている。なお、本実施形態では環境による補正と抵抗による補正を組み合わせて使用しているが、どちらか一方でも効果は得られるが、双方を組み合わせた方が効果は大きい。
【００６５】
本実施形態では、図１７に示す補正テーブルのように絶対湿度Ｘが大きいほど電源３９からの二次転写バイアスの出力値（目標電流Ａ１）を低くしている。これは湿度が高くなるとトナーの帯電量が低下することにより必要電流が小さくなることに加えて、転写電流が大きいとトナーへ充電され易くなり、これにより転写不良を起こし易くなるためである。従って、本実施形態では図１７のような補正テーブルを使用している。
すなわち、本実施形態では、温湿度情報を検出する温湿度検出センサ４０８を有し、転写バイアスは直流バイアス成分を含み、直流バイアス成分は、定電流制御によって供給され、温湿度検出センサ４０８から出力される検出値の高くなるほど、目標電流Ａ１を小さくし、温湿度検出センサ４０８から出力される検出値が低減するほど目標電流Ａ１を大きくするように補正して調整可能に構成されていて、この補正された目標電流Ａ１を二次転写バイアスとして出力するように構成されている。
ただし、この補正テーブルは画像形成装置の特徴に合わせて作るのが好ましく、各絶対湿度Ｘごとの補正率もこの限りではない。ちなみに図１７において絶対湿度Ｘが１８以上と高い場合にも出力を９０％に補正しているが、これは放電が原因ではなく転写性からである。このように、放電のみならず転写性の観点からも補正することで、本実施形態の効果（幅広い記録材Ｐへの対応）をさらに得ることができる。
【００６６】
（実施形態４）
本実施形態では実施形態３をベースとしているが、二次転写ニップＮでの抵抗値の検出を行ない、その検出結果に応じて二次転写バイアスを補正することで、さらに放電余裕度を向上させている。このため本実施形態では、図１０に示す抵抗検出手段４０９によって二次転写ニップＮでの抵抗値を検出している。
図１８は、制御部３００による抵抗値検出補正処理の一形態を示し、図１９は、抵抗検出結果に応じた判定テーブルを示す。この判定テーブルは、抵抗値（電圧）毎に区分1〜区分５に分けられる。図１９に記す判定テーブルは、絶対湿度Ｘ毎の判定テーブルとなっている。これは、環境によって部材の抵抗が変るため、どの環境で検出したかによって、条件を変えている。検出電流は、直流電流であったが、当然条件を変える対象は、二次転写バイアス（重畳バイアス）における直流成分である。図２０は、図１８の処理によって求められた抵抗値から選択された区分（電圧区分）に応じた補正率を設定した補正率テーブルである。これら図１９に示す判定テーブルと、図２０に示す補正率テーブルとは、制御部３００のＲＯＭ３０２に予め記憶して設定されている。
【００６７】
次に制御部３００による抵抗値検出処理と補正区分の判定について説明する。これら抵抗値検出処理と補正区分の判定処理は、制御部３００によって実行される。制御部３００は、ステップＳＴ１で、プリンタ１００の駆動源を作動する。ここでは、少なくとも中間転写ユニット３０の駆動部３０６と二次転写ユニット４１の駆動部３０７が回転駆動していればよい。制御部３００は、回転動作が安定した後、ステップＳＴ２において電源３９を駆動してテスト電流を二次転写裏面ローラ３３に印加する。このテスト電流は予め決めてある抵抗検出用の電流（以下「テスト電流」）であり、どのような数値でも良い。また、検出しやすいように環境や他の要因によりテスト電流を都度変えても良い。テスト電流としては、交流バイアスでも直流バイアスでもどちらでも良いが、交流バイアスの場合は電流の実効値とインピーダンスを計算するようなシーケンスが必要である。一方、直流バイアスであれば、単純に電圧をフィートバックすることで、出力電流で割れば抵抗が出てくるため容易である。このため、本実施形態では、テスト電流として直流電流を二次転写裏面ローラ３３に印加するようにしている。また、テスト電流の値として１２０μＡを全ての環境で共通して使用する。
【００６８】
制御部３００は、テスト電流の印加後、所定時間、例えば２００ｍｓｅｃ経過後ステップＳＴ３に進む。ここで所定時間の経過を待つのはテスト電流が安定するのを待つためである。制御部３００は、ステップＳＴ３において、電圧を検出する。例えば２００ｍｓｅｃほど電圧をサンプリングする。サンプリング周期は２０ｍｓｅｃで例えば２１サンプルを取得する。この２１サンプルを平均して、その平均値を平均電圧とする。そして平均電圧と出力電流から二次転写ニップでの抵抗値を算出する。
制御部３００は、ステップＳＴ４において、算出された抵抗値に基づいて図１９に示す判定テーブルから区分を選択する。各区分には、絶対湿度Ｘに応じた基本となる二次転写バイアスの値（目標電流Ａ１）が設定されているので、制御部３００は、ステップＳＴ４で区分を選択した時、当該区分の絶対湿度Ｘの判定基準に基づいて二次転写バイアス（目標電流Ａ１）を制御する。
なお、図１８に示す抵抗検出補正処理は、例えばプリンタ１００の電源オン時の準備動作中や作像開始時の回転時に実施することで、動作時間の短縮も可能である。ここでは、平均電圧から抵抗値を求めているが、テスト電流は一定値であるため、電圧情報とテスト電流値とから予め区分１〜区分５を設定しておき、抵抗値を求めずに区分を図１８の判定テーブルから選択するようにしても良い。
【００６９】
制御部３００は、ステップＳＴ４で求めた区分から、図２０に示す補正率テーブルから該当する補正率を選択し、区分と絶対湿度Ｘで選択される基本となる二次転写バイアス（目標電流Ａ１）に対して補正率を乗じた値を最終的な目標電流Ａ１として二次転写バイアスとして二次転写裏面ローラ３３に電源３９を制御して印加する。
例えば、抵抗検出処理にて区分４が選択された場合、区分４の補正率９０％を目標電流Ａ１に対してかける。そのため、例えば１０℃・１５％ＲＨ環境において、画像面積率５％の画像を印字した場合、目標電流Ａ１に対して画像面積補正率、環境補正、抵抗補正の３つを掛け合わせたものが最終的な電源３９からの出力（目標電流Ａ１）となり、−１２０ｕＡ×４０％(画像面積補正)×８０％（環境補正）×９０％(抵抗補正)＝−３４．６μＡを出力値（目標電流Ａ１）とする。
すなわち、本実施形態では、二次手転写ニップＮの抵抗を検出する抵抗検出手段４０９を備え、二次転写バイアスは直流バイアス成分を含み、直流バイアス成分は、定電流制御によって供給され、抵抗検出手段４０９による検出値に応じて調整される値が増えるほど目標電流Ａ１を小さくし、抵抗検出手段４０９による検出値の値が低減するほど目標電流Ａ１を大きくするように補正することで調整可能に構成されていて、この補正された目標電流Ａ１を二次転写バイアスとして出力するように構成されている。
本実施形態では、このように画像面積・環境条件・抵抗値の３つに対して補正をかけることで、さらに放電余裕度が向上するので、幅広い記録材Ｐに対して対向する対応力が高まる。本実施形態では、パラメータである画像面積・環境条件・抵抗値の３つに対して補正をかけているが、何れか１つのパラメータを用い、当該パラメータに対応した補正値を目標電圧にかけて補正し、補正後の電圧を二次転写バイアスとして電源３９から出力するようにしても良い。
【００７０】
（実施形態５）
本実施形態は、実施形態１をより詳細に説明するためのものである。記録材Ｐとして凹凸紙の転写性を確保するために中間転写ベルト３１として弾性ベルトを用いている。各色のトナーは、中間転写ベルト３１に重ね合わせられる一次転写工程の後に、二次転写ニップＮにおいて記録材Ｐに一括転写する二次転写工程を行なう。この中間転写ベルト３１は、例えば、図３（ａ）に示すように、内側の層（にポリイミドやポリアミドイミドの５０μｍ〜１００μm程度の基層３１０を有しており、その上にアクリルゴムなどを用いた弾性層３１１を積層され、さらに表層に離形性を付与するためのコーティング３１２などが施されている。弾性層３１１は１００μｍ〜１ｍｍ程度のものが一般的である。この中間転写ベルト３１のゴム性に応じて、二次転写では必要な圧を付与することで凹凸を有する記録材Ｐに対して、凹部にもトナーを良好に転写することができる。
【００７１】
このような構成の弾性ベルトを中間転写ベルト３１として用いる場合、弾性層３１０に対して十分な転写圧を与える必要があることから、二次転写に対してはある程度高い転写圧が必要とされる。そのため、例えば二次転写圧力付与手段として加圧機構を複数用意して、記録材Ｐの種類（凹凸度合や紙厚等）に応じて転写圧を変えるといった構成を用いてもよい。
しかし、何れにしても転写するために必要な転写圧をかけることで、記録材Ｐは中間転写ベルト３１に対して高い密着性を持ち、二次転写ニップＮを出ても記録材Ｐが中間転写ベルト３１から分離されずに分離不良を起こすことがある。これは、二次転写ローラ３６を用いたようなローラ方式において顕著である。そのため、実施形態１のように二次転写ベルト方式の二次転写ユニット４１と組み合わせることで、高い分離性と記録材Ｐへの転写性を両立させることができるので好ましい。
【００７２】
中間転写ベルト３１に弾性ベルトを用いる場合、中間転写ベルト３１にＰＩベルトを用いる場合よりもプレ放電に対して弱いことが実験からわかっている。
従って、本実施形態のように、弾性ベルトからなる中間転写ベルト３１を用いる場合、プレニップはＰＩベルトを用いる場合よりも広くする必要がある。このため、本実施形態では、実施形態１−４の構成で設定しているプレニップの長さよりも長い、５．２ｍｍとした。この長さとは、記録材搬送方向ｂに対するものである。
このように、弾性ベルトを中間転写ベルト３１に用いる場合、プレニップが大きくなるので、二次転写ニップＮの長さも大きくなり、トナーに対して過充電しやすくなる。このため、弾性ベルトを二次転写ベルト３１に用いる場合に、二次転写バイアスとしては高Ｄｕｔｙ（５０％よりも大きい）の重畳バイアスを用いることで、ＰＩベルトを中間転写ベルト３１に用いる場合よりも、高い分離性と記録材Ｐへの転写性を確保しながら、トナーの過充電による異常画像の発生を防止できるので好ましい。
【００７３】
中間転写ベルト３１の弾性ベルトとしては、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示した粒子３１２を備えた弾性ベルトを用いることもできる。このような最上層（弾性層３１１）の素材に粒子３１２を分散せしめた弾性ベルトを用いると、二次転写ニップＮ内におけるベルト表面とトナーとの接触面積が低減する。これにより、ベルト表面からのトナー離型性を向上させて、二次転写効率を高めることができる。
しかし、二次転写効率が高める反面、規則的に並ぶ絶縁性の粒子３１２の粒子間において、集中的に二次転写電流を流すことで、トナーに対して逆極性の電荷が注入し易くなり、過充電となってしまうことがある。このため、二次転写効率を高める狙いで粒子３１２を分散させているにもかかわらず、却って二次転写効率を悪くしてしまうことになり兼ねない。
このような粒子３１２を備えた弾性ベルトを中間転写ベルト３１として用いる場合には、高デューティ（５０％よりも大きい）の二次転写バイアスを採用することで、粒子３１２による二次転写効率の向上効果を確実に得ることが可能になる。
【００７４】
粒子３１２としては、トナーの正規帯電極性とは逆極性の帯電性能を有するものを用いることができる。本プリンタでは、正帯電性のメラミン樹脂からなる粒子などである。かかる構成では、粒子３１２の電荷により、粒子間で二次転写電流が集中する現象の発生を抑えて、トナーへの逆電荷の注入量をより低減することができる。
また、粒子３１２として、トナーの正規帯電極性と同極性の帯電性能を有するものを用いてもよい。本プリンタでは、負帯電性のシリコーン樹脂粒子（商品名：トスパール）などである。
【００７５】
上記各実施形態では、転写部材となる二次転写ローラ３６と二次転写ベルト４０４とを備えた二次転写ベルトユニット４１を用いているが、ベルト方式ではなく、図２１に示すように、二次転写ローラ３６を直接中間転写ベルト３１に接離させるローラ方式を用いても良い。この場合、二次転写ローラ３６は二次転写対向ローラともいう。二次転写ローラ３６は、二次転写裏面ローラ３３との間に中間転写ベルト３１を挟み込み、中間転写ベルト３１のおもて面３１ａと当接する転写部であり転写ニップとなる二次転写ニップＮを形成することになる。この場合でも電源３９から出力される二次転写バイアスは二次転写裏面ローラ３３に印加することとする。これに対し二次転写ローラ３６は接地されている。これにより、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ローラ３６との間である二次転写ニップＮに、マイナス極性のトナーを二次転写裏面ローラ３３側から二次転写ローラ３６側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。無論二次転写ローラ３６に印加しても良い。また、二次転写ローラ３６と定着装置９０の間に搬送装置５０を配置することで、二次転写を終えた記録材Ｐを定着装置９０に安定して搬送することができる。
【００７６】
上記各実施形態において、電源３９から二次転写バイアスを出力する際の波形として、図１２、図１４に示すように、交流波形が、正の電圧のピーク値Ｖｒ側と負の電圧のピーク値Ｖｔ側とに０Ｖを挟んで行き来する波形を例示したが、波形の形態としては、このような０Ｖを挟んで行き来する波形に限定するものではない。例えば、図２２に示すように、戻り方向のバイアスのピーク値Ｖｒを０Ｖよりも転写方向側（負のバイアス側）に設定し、０Ｖ側よりも負の電圧の領域においてＶｒ側とＶｔ側とに行き来する交流波形の形態であっても良い。この場合においてもDutyは５０％よりも大きくすることで、トナーへの過充電による異常画像を防止することができる。
ベルト転写の場合、薄紙を分離しやすい。しかし薄紙は放電しやすいので、二次転写ローラ３６を記録材搬送方向上流側にオフセットすることは、記録材Ｐとして薄紙を用いる場合にも有効である。
すなわち、中間転写ベルト３１上のトナー像を記録材Ｐへ転写する際に、トナー像を中間転写ベルト３１側から記録材Ｐ側に転写させる転写方向の電圧と、転写方向の電圧と逆方向である戻し方向の電圧とが交互に電圧切り替わる二次転写バイアスを出力する波形は、転写方向の電圧をＶｒ、戻し方向の電圧をＶｔとしたとき、両者が０Ｖよりも戻し方向側の極性において、転写方向側と戻し方向側に出力が切り替わる波形であっても良い。
【００７７】
上記実施形態では、転写部として二次転写ニップＮを例示し、二次転写ニップＮが記録材搬送方向ｂの上流側に向かってプレニップによって増大している例を用いて説明した。しかし、二次転写ニップＮの拡大によるトナーに対する過電流の影響は、記録材搬送方向ｂの下流側に二次転写ニップＮを拡大した場合でも発生する。このため、転写バイアス（二次転写バイアス）のＤｕｔｙを５０％よりも大きくして印加することは、転写部よりも下流側において拡張（増大）されて中間転写ベルト３１が転写部材となる二次転写ローラ３６の外周面３６ａや二次転写ベルト４０４の外周面４０４ａに沿うように配置されたこと構成にも適用しても、トナーに対する過電流を防止することができ、異常画像を防止するという作用効果を得ることができる。
【００７８】
上記実施形態では中間転写ベルト３１から記録材Ｐへ画像を転写する装置（いわゆる中間転写方式の画像形成装置）を説明したが、これに換えて、感光体ドラムや感光体ベルト等の像担持体から記録材Ｐへ画像を直接転写する装置（いわゆる直接転写方式の画像形成装置）にも本発明は適用することができる。また、転写部は、転写ニップを形成しない方式の転写装置（チャージャ方式の転写チャージャ）を用いてもよい。
上記実施形態では、画像形成装置として、転写部（二次転写ニップＮ）で記録材Ｐを水平方向に搬送するものを用いて説明したが、転写部で記録材Ｐを上方、下方、斜め上方向あるいは斜め下方向などへ搬送する構成の画像形成装置に本発明は適用することもできる。
【００７９】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８０】
Ｔ        トナー像
３１      ベルト状の像担持体
３３        対向部材
３６      転写部材、中間転写体、二次転写ローラ
３９        転写バイアス出力手段
３６ａ、４０４ａ  転写部材の外周面
１００        画像形成装置
３００    制御部
３１０，３１１，３１２  複数の層
４０４    転写部材、中間転写体、二次転写ベルト
４０８    温湿度検出手段
４０９    抵抗検出手段
Ａ        転写バイアスの１周期
Ａ１      目標電流
ｂ        記録材搬送方向
Ｃ、Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ  逆方向へのバイアスが印加される時間
Ｊ        極性切替基線
Ｊ１      基線
Ｎ        転写部
Ｐ        記録材
Ｗ        画像面積率
Ｘ        絶対湿度
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８１】
【特許文献１】特許第３５５４２２５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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