(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記表面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材と、前記転写ニップ内に進入した記録シートに対して前記表面上のトナー像を転写するための転写バイアスとして直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧からなるものを出力する電源と、前記電源から出力される転写バイアスを制御する制御手段とを備える画像形成装置において、
転写バイアスの直流電圧及び交流電圧のそれぞれを、前記記録シートの先端部にトナー像を転写するための先端部用の値と、前記記録シートにおける前記先端部に続く本体部にトナー像を転写するための本体部用の値とで切り替え、直流電圧については、先端部用の値を本体部用の値よりも高くする一方で、交流電圧については、先端部用の値を本体部用の値よりも低くする制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置であって、
前記像担持体が、少なくとも複数の微粒子を分散した弾性材料からなる弾性表面層を含む複数の層を具備する多層構造のものであり、
且つ、前記電源が、転写バイアスとして、転写ニップ内でトナーをニップ形成部材側から像担持体側に移動させる静電気力が支配的になる時間の一周期に対する割合であるデューティを５０［％］未満にしたものを出力するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
前記直流電圧の先端部用の値から本体部用の値への切り替え開始を、前記交流電圧の先端部用の値から本体部用の値への切り替え開始よりも早いタイミングで行う制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
使用される記録シートの情報であるシート情報を取得する情報取得手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
前記シート情報としての坪量が大きくなるほど、前記直流電圧の先端部用の値を高くする一方で、前記交流電圧の先端部用の値を低くする制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４又は５の画像形成装置において、
前記シート情報としての種類情報が表面凹凸シートである場合には、前記電源から重畳電圧からなる転写バイアスを出力させる一方で、前記種類情報が平滑シートである場合には、前記電源から直流電圧だけからなる転写バイアスを出力させる制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかの画像形成装置において、
環境を検知する環境検知手段を設け、
前記環境検知手段による検知結果が低温、低湿、又は低温低湿になるにつれて、前記交流電圧の先端部用の値を低くする制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかの画像形成装置であって、
前記トナー像形成手段が、潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記潜像担持体上のトナー像を前記像担持体たる無端状の中間転写ベルトに転写した後、前記中間転写ベルトと前記ニップ形成部材との当接による前記転写ニップ内で記録シートに二次転写する転写手段とを有するものであり、
且つ前記ニップ形成部材が無端状のニップ形成ベルトであ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】
本発明は画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、記転写ニップ内に進入した記録シートに対して像担持体の表面上のトナー像を転写するための転写バイアスとして、直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧からなるものを用いる画像形成装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、像担持体たる中間転写ベルトと、ニップ形成部材たる二次転写ローラとの当接による二次転写ニップに挟み込んだ記録シートに、中間転写ベルト上のトナー像を二次転写する。この際、二次転写ローラに印加するための二次転写バイアスとして、重畳電圧からなるものを電源から出力する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、画像形成装置においては、記録シートの先端部で画像濃度不足を生じ易い。これは、記録シートの先端部を転写ニップ内に進入させているときに、転写ニップ内で像担持体とニップ形成部材とが直接接触している領域に転写電流が集中して、記録シートの先端部に流れる転写電流が不足するからであることがわかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記表面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材と、前記転写ニップ内に進入した記録シートに対して前記表面上のトナー像を転写するための転写バイアスとして直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧からなるものを出力する電源と、前記電源から出力される転写バイアスを制御する制御手段とを備える画像形成装置において、転写バイアスの直流電圧及び交流電圧のそれぞれを、前記記録シートの先端部にトナー像を転写するための先端部用の値と、前記記録シートにおける前記先端部に続く本体部にトナー像を転写するための本体部用の値とで切り替え、直流電圧については、先端部用の値を本体部用の値よりも高くする一方で、交流電圧については、先端部用の値を本体部用の値よりも低くする制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、記録シートの先端部における画像濃度不足を抑えることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタにおけるＫ用の作像ユニットを拡大して示す拡大構成図。
【図３】同プリンタの中間転写ベルトの横断面を部分的に示す拡大断面図。
【図４】同中間転写ベルトを部分的に拡大して示す拡大平面図。
【図５】同プリンタにおける二次転写電源の電気回路の要部を、二次転写裏面ローラや二次転写ニップ裏打ちローラなどともに示すブロック図。
【図６】中間転写ベルトとして、同プリンタのものとは異なり、単層構造のものを用いた構成における二次転写ニップ及びその周囲を示す拡大構成図。
【図７】実施形態に係るプリンタにおける二次転写ニップ及びその周囲構成を示す拡大断面図。
【図８】同二次転写電源から出力される二次転写バイスの波形を示すグラフ。
【図９】（ａ）は、同プリンタにおいて、平滑シートを用いる場合に用いる重畳電圧からなる二次転写バイアスの各種電圧値における経時変化の一例を示すグラフ。（ｂ）は、同プリンタとは異なり、先端部用のピークツウピーク値と本体部用のピークツウピーク値とを同じ値にした重畳電圧からなる二次転写バイアスの各種電圧値における経時変化の一例を示すグラフ。
【図１０】重畳電圧からなる転写バイアスにおける先端部用の値から本体部用の値への切り替えを、直流電圧と交流電圧とで同時に実施した場合における各種電圧の経時変化を示すグラフ。
【図１１】第一実施例に係るプリンタにおける重畳電圧からなる転写バイアスの各種電圧の経時変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラープリンタ（以下、単にプリンタという）の実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、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、実施形態に係るプリンタは、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つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えている。また、転写ユニット３０、光書込ユニット８０、定着装置９０、給送カセット１００、レジストローラ対１０１なども備えている。
【０００９】
４つの作像ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｋトナー像を形成するための作像ユニット１Ｋを例にすると、これは、図２に示されるように、潜像担持体たるドラム状の感光体２Ｋ、ドラムクリーニング装置３Ｋ、除電装置、帯電装置６Ｋ、現像装置８Ｋ等を備えている。これらの装置が共通の保持体に保持されてプリンタ本体に対して一体的に脱着することで、それらを同時に交換できるようになっている。
【００１０】
感光体２Ｋは、ドラム基体の表面上に有機感光層が形成されたものであって、駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。帯電装置６Ｋは、帯電バイアスが印加される帯電ローラ７Ｋを感光体２Ｋに接触あるいは近接させながら、帯電ローラ７Ｋと感光体２Ｋとの間に放電を発生させることで、感光体２Ｋの表面を一様帯電せしめる。実施形態では、トナーの正規帯電極性と同じマイナス極性に一様帯電せしめる。帯電バイアスとしては、直流電圧と交流電圧とを重畳したものを採用している。帯電ローラ７Ｋは、金属製の芯金の表面に導電性弾性材料からなる導電性弾性層が被覆されたものである。帯電ローラ等の帯電部材を感光体２Ｋに接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる方式を採用してもよい。
【００１１】
一様帯電せしめられた感光体２Ｋの表面は、後述する光書込ユニットから発せられるレーザー光によって光走査されてＫ用の静電潜像を担持する。このＫ用の静電潜像は、Ｋトナーを用いる現像装置８Ｋによって現像されてＫトナー像になる。そして、後述する中間転写ベルト３１上に一次転写される。
【００１２】
ドラムクリーニング装置３Ｋ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２Ｋ表面に付着している転写残トナーを除去する。回転駆動されるクリーニングブラシローラ４Ｋ、片持ち支持された状態で自由端を感光体２Ｋに当接させるクリーニングブレード５Ｋなどを有している。回転するクリーニングブラシローラ４Ｋで転写残トナーを感光体２Ｋ表面から掻き取ったり、クリーニングブレードで転写残トナーを感光体２Ｋ表面から掻き落としたりする。
【００１３】
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。
【００１４】
現像装置８Ｋは、現像剤担持体たる現像部材９Ｋを内包する現像部１２Ｋと、Ｋ現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部１３Ｋとを有している。そして、現像剤搬送部１３Ｋは、第１スクリュー部材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。それらスクリュー部材は、それぞれ、軸線方向の両端部がそれぞれ軸受けによって回転自在に支持される回転軸部材と、これの周面に螺旋状に突設せしめられた螺旋羽根とを具備している。
【００１５】
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。但し、仕切壁におけるスクリュー軸線方向の両端箇所には、それぞれ両搬送室を連通させる連通口が形成されている。第１スクリュー部材１０Ｋは、螺旋羽根内に保持している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、後述する現像部材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、現像部材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、現像部材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。
【００１６】
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。
【００１７】
第２搬送室内において、ケーシングの下壁にはトナー濃度センサーが設けられており、第２搬送室内のＫ現像剤のＫトナー濃度を検知する。Ｋトナー濃度センサーとしては、透磁率センサーからなるものが用いられている。Ｋトナーと磁性キャリアとを含有するＫ現像剤の透磁率は、Ｋトナー濃度と相関関係があるため、透磁率センサーは、Ｋトナー濃度を検知していることになる。
【００１８】
本プリンタには、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置の第２収容室内にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーをそれぞれ個別に補給するためのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー補給手段が設けられている。そして、プリンタの制御部は、ＲＡＭに、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度検知センサーからの出力電圧値の目標値であるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のＶｔｒｅｆを記憶している。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度検知センサーからの出力電圧値と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のＶｔｒｅｆとの差が所定値を超えた場合には、その差に応じた時間だけＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー補給手段を駆動する。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置における第２搬送室内にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーが補給される。
【００１９】
現像部１２Ｋ内に収容されている現像部材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。また、現像部材９Ｋは、回転駆動される非磁性パイプからなる筒状の現像スリーブと、これの内部にスリーブと連れ回らないように固定されたマグネットローラとを具備している。そして、第１スクリュー部材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。
【００２０】
現像スリーブには、トナーと同極性であって、感光体２Ｋの静電潜像の電位よりも絶対値が大きく、且つ感光体２Ｋの一様帯電電位よりも絶対値が小さな現像バイアスが印加されている。これにより、現像スリーブと感光体２Ｋの静電潜像との間には、現像スリーブ上のＫトナーを静電潜像に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体２Ｋの地肌部との間には、現像スリーブ上のＫトナーをスリーブ表面に向けて移動させる非現像ポテンシャルが作用する。それら現像ポテンシャル及び非現像ポテンシャルの作用により、現像スリーブ上のＫトナーが感光体２Ｋの静電潜像に選択的に転移して、静電潜像をＫトナー像に現像する。
【００２１】
図１において、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃにおいても、Ｋ用の作像ユニット１Ｋと同様にして、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ上にＹ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方には、潜像書込手段たる光書込ユニット８０が配設されている。この光書込ユニット８０は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいてレーザーダイオード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。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、ポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏光せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤから発したＬＥＤ光によって光書込を行うものを採用してもよい。
【００２２】
作像ユニット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せしめる転写手段としての転写ユニット３０が配設されている。転写ユニット３０は、像担持体たる中間転写ベルト３１の他に、駆動ローラ３２、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、４つの一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋなどを有している。また、ベルトクリーニング装置３７なども有している。
【００２３】
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、及び４つの一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋによって張架されている。そして、駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ３２の回転力により、同方向に無端移動せしめられる。
【００２４】
４つの一次転写ローラ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用の一次転写ニップが形成されている。一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋには、一次転写電源によって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２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像と、一次転写ローラ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、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せしめら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２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ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４色重ね合わせトナー像が形成される。なお、一次転写ローラ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採用してもよい。
【００２５】
転写ユニット３０の下方には、二次転写ニップ裏打ちローラ３６、シート搬送ベルト（一般的には二次転写ベルトや転写部材などとも呼称される）４１などを具備するシート搬送ユニット３８が配設されている。無端状のシート搬送ベルト４１は、そのループ内側に配設された二次転写ニップ裏打ちローラ３６などの複数のローラによって張架された状態で、二次転写ニップ裏打ちローラ３６の回転駆動によって図中時計回り方向に回転せしめられる。そして、二次転写ニップ裏打ちローラ３６により、中間転写ベルト３１の周方向における全域のうち、二次転写裏面ローラ３３に対する掛け回し領域に当接して二次転写ニップを形成している。
【００２６】
シート搬送ベルト４１のループ内に配設された二次転写ニップ裏打ちローラ３６は接地されているのに対し、中間転写ベルト３１のループ内に配設された二次転写裏面ローラ３３には、二次転写電源３９から出力される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、二次転写ニップ裏打ちローラ３６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側から二次転写ニップ裏打ちローラ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。なお、ニップ形成部材として、シート搬送ベルト４１の代わりに、二次転写ローラを用い、これを中間転写ベルト３１に直接当接させてもよい。
【００２７】
転写ユニット３０の下方には、記録シートＰを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給送カセット１００が配設されている。この給送カセット１００は、紙束の一番上の記録シート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、その記録シートＰを給送路に向けて送り出す。給送路の末端付近には、レジストローラ対１０１が配設されている。このレジストローラ対１０１は、給送カセット１００から送り出された記録シートＰをローラ間に挟み込むと両ローラの回転を停止させる。そして、挟み込んだ記録シートＰを二次転写ニップ内で中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、記録シートＰを二次転写ニップに向けて送り出す。
【００２８】
二次転写ニップで記録シート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、二次転写電界やニップ圧の作用によって記録シートＰ上に一括二次転写され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シートＰは、二次転写ニップを通過すると、中間転写ベルト３１から曲率分離する。更に、シート搬送ベルト４１を掛け回している分離ローラ４２の曲率によってシート搬送ベルト４１から曲率分離する。
【００２９】
なお、ニップ形成部材たるシート搬送ベルト４１を中間転写ベルト３１に当接させて二次転写ニップを形成する構成に代えて、次のような構成を採用してもよい。即ち、ニップ形成部材たるニップ形成ローラを中間転写ベルト３１に当接させて二次転写ニップを形成する構成である。
【００３０】
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト３１には、記録シートＰに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、中間転写ベルト３１のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置３７によってベルト表面からクリーニングされる。中間転写ベルト３１のループ内側に配設されたクリーニングバックアップローラ３４は、ベルトクリーニング装置３７によるベルトのクリーニングをループ内側からバックアップする。
【００３１】
二次転写ニップよりもシート搬送方向の下流側には、定着装置９０が配設されている。この定着装置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シートＰは、その未定着トナー像担持面を定着ローラ９１に密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化さしめられて、フルカラー画像が定着せしめられる。定着装置９０内から排出された記録シートＰは、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。
【００３２】
実施形態に係るプリンタは、モノクロ画像を形成する場合に、転写ユニット３０におけるＹ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃを支持している支持板の姿勢をソレノイド等の駆動によって変化させる。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃを、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃから遠ざけて、中間転写ベルト３１のおもて面を感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃから離間させる。このようにして、中間転写ベルト３１をブラック用の感光体２Ｋだけに当接させた状態で、４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのうち、Ｋ用の作像ユニット１Ｋだけを駆動して、Ｋトナー像をＫ用の感光体２Ｋ上に形成する。なお、本発明は、カラー画像を形成する画像形成装置に限らず、モノクロ画像だけを形成する画像形成装置にも適用が可能である。
【００３３】
図３は、中間転写ベルト３１の横断面を部分的に示す拡大断面図である。中間転写ベルト３１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基層３１ａと、これ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なる弾性表面層３１ｂとを具備している。弾性表面層３１ｂには、粒子３１ｃが分散せしめられていて、それらの粒子ｃが自らの一部を弾性表面層３１ｂの表面から突出させた状態で、図４に示されるように、ベルト面方向に密集して並んでいる。それら複数の粒子３１ｃにより、複数の凹凸がベルト面に形成されている。
【００３４】
基層３１ａの材料としては、樹脂中に、電気抵抗を調整するための充填材や添加材などからなる電気抵抗調整材を分散させたものを例示することができる。その樹脂としては、難燃性の観点からすると、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）などのフッ素系樹脂や、ポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂等が好ましい。また、機械強度（高弾性）や耐熱性の観点からすると、特にポリイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂が好適である。
【００３５】
樹脂中に分散せしめる電気抵抗調整材としては、金属酸化物やカーボンブラック、イオン導電剤、導電性高分子材料などを例示することができる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素等が挙げられる。分散性を向上させるために、前記金属酸化物に予め表面処理を施したものを用いても良い。カーボンブラックとしては、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ガスブラック等が挙げられる。また、イオン導電剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩が挙げられる。アルキルサルフェート、グルセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アルコールエステル、アルキルベタイン、過塩素酸リチウム等でもよい。それらのイオン導電剤を二種類以上混合して使用してもよい。なお、本発明を適用可能な電気抵抗調整材は、これまで例示したものに限られるものではない。
【００３６】
基層３１ａの前駆体となる塗工液（硬化前の液体の樹脂中に電気抵抗調整材を分散せしめたもの）には、必要に応じて、分散助剤、補強材、潤滑材、熱伝導材、酸化防止剤などを添加してもよい。中間転写ベルト３１として好適に装備されるシームレスベルトの基層３１ａに含有される電気抵抗調整材の添加量は、好ましくは表面抵抗で１×１０８〜１×１０１３［Ω／□］、体積抵抗で１×１０６〜１×１０１２［Ω・ｃｍ］となる量とされる。但し、機械強度の観点から、成形膜が脆く割れやすくならない範囲の量を選択して添加することが必要である。つまり、樹脂成分（ポリイミド樹脂前駆体、ポリアミドイミド樹脂前駆体など）と電気抵抗調整材との配合率を適正に調整した塗工液を用いて、電気特性（表面抵抗及び体積抵抗）と機械強度のバランスがとれたシームレスベルトを製造して用いることが好ましい。電気抵抗調整材の含有量は、カーボンブラックの場合には、塗工液中の全固形分の１０〜２５［ｗｔ％］がよく、更に好ましくは１５〜２０［ｗｔ％］である。また、金属酸化物の場合の含有量は、塗工液中の全固形分の１５０［ｗｔ％］がよく、更に好ましくは１０〜３０［ｗｔ％］である。含有量が前述した範囲よりも少ないと十分な効果が得られず、また含有量が前述した範囲よりも多いと中間転写ベルト３１（シームレスベルト）の機械強度が著しく低下するので、実使用上好ましくない。
【００３７】
基層３１ａの厚みは、特に制限されるものではなく、状況に応じて適宜選択することができるが、３０μｍ〜１５０μｍが好ましく、４０μｍ〜１２０μｍがより好ましく、５０μｍ〜８０μｍが特に好ましい。基層３１ａの厚みが、３０μｍ未満であると、亀裂によりベルトが裂けやすくなり、１５０μｍを超えると、曲げによってベルトが割れることがあることがある。一方、基層３１ａの厚みが前述した特に好ましい範囲であると、耐久性の点で有利になる。
【００３８】
ベルト走行安定性を高めるためには、基層３１ａの層厚ムラをできるだけ少なくすることが好ましい。基層３１ａの厚みを調整する方法は、特に制限されるものではなく、状況に応じて適宜選択することができる。例えば、接触式や渦電流式の膜厚計での計測や膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定する方法が挙げられる。
【００３９】
中間転写ベルト３１の弾性表面層３１ｂは、上述したように、分散せしめられた複数の粒子３１ｃによる凹凸形状を表面に有している。弾性表面層３１ｂを形成するための弾性材料としては、汎用の樹脂・エラストマー・ゴムなどを例示することができる。特に、柔軟性（弾性）に優れた弾性材料を用いることが好ましく、エラストマー材料やゴム材料が好適である。エラストマー材料としては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリエーテル系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリアクリル系、ポリジエン系、シリコーン変性ポリカーボネート系などを例示することができる。フッ素系共重合体系等の熱可塑性エラストマーなどでもよい。また、熱硬化性の樹脂としては、ポリウレタン系、シリコーン変性エポキシ系、シリコーン変性アクリル系の樹脂等を例示することができる。また、ゴム材料としては、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム等を例示することができる。更には、クロロスルホン化ポリエチレン、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ヒドリンゴム等を例示することもできる。これまで例示した材料の中から、所望の性能が得られる材料を適宜選択することが可能である。特に、表面に凹凸のある記録シート、例えばレザック紙などの表面凹凸に追従させるためには、できるだけ柔らかい材料を選択することが好ましい。また、粒子３１ｃを分散せしめることから、熱可塑性のものよりも熱硬化性のものの方が好ましい。熱硬化性のものの方が、その硬化反応に寄与する官能基の効果により樹脂粒子との密着性に優れ確実に固定化することが可能だからである。加硫ゴムも同様の理由により好ましい材料の１つである。
【００４０】
弾性表面層３１ｂを構成する弾性材料の中でも、耐オゾン性、柔軟性、粒子との接着性、難燃性付与、耐環境安定性などの観点から、アクリルゴムが最も好ましい。アクリルゴムは一般的に市販されているものでよく、特定の製品に限定されるものではない。しかし、アクリルゴムの各種架橋系（エポキシ基、活性塩素基、カルボキシル基）の中ではカルボキシル基架橋系のものがゴム物性（特に圧縮永久歪み）及び加工性の点で優れているので、カルボキシル基架橋系のものを選択することが好ましい。カルボキシル基架橋系のアクリルゴムに用いられる架橋剤としては、アミン化合物が好ましく、多価アミン化合物が最も好ましい。このようなアミン化合物として、具体的には脂肪族多価アミン架橋剤、芳香族多価アミン架橋剤などを例示することができる。更に、脂肪族多価アミン架橋剤としては、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカーバメイト、Ｎ，Ｎ’−ジシンナミリデン−１，６−ヘキサンジアミンなどを例示することができる。また、芳香族多価アミン架橋剤としては、４，４’−メチレンジアニリン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−（ｍ−フェニレンジイソプロピリデン）ジアニリン等が挙げられる。４，４’−（ｐ−フェニレンジイソプロピリデン）ジアニリン、２，２’−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、４，４’−ジアミノベンズアニリド等でもよい。更には、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、１，３，５−ベンゼントリアミン、１，３，５−ベンゼントリアミノメチル等でもよい。
【００４１】
架橋剤の配合量の適正範囲は、アクリルゴム１００重量部に対し、好ましくは０．０５〜２０重量部、より好ましくは０．1〜５重量部である。架橋剤の配合量が少なすぎると、架橋が十分に行われないため、架橋物の形状維持が困難になる。これに対し、含有量が多すぎると、架橋物が硬くなりすぎて、架橋ゴムとしての弾性などが損なわれる。
【００４２】
弾性表面層３１ｂに用いるアクリルゴムには、上述した架橋剤の架橋反応を促進する狙いで、架橋促進剤を配合してもよい。架橋促進剤の種類は特に限定されるものではないが、前述した多価アミン架橋剤と組み合わせて用いることができるものであることが好ましい。このような架橋促進剤としては、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、第四級オニウム塩、第三級ホスフィン化合物、弱酸のアルカリ金属塩などが挙げられる。グアニジン化合物としては、１，３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジオルトトリルグアニジンなどが挙げられる。イミダゾール化合物としては、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどが挙げられる。第四級オニウム塩としては、テトラｎ−ブチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリ―ｎ−ブチルアンモニウムブロマイドなどが挙げられる。多価第三級アミン化合物としては、トリエチレンジアミン、１，８−ジアザ‐ビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）などが挙げられる。第三級ホスフィン化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィンなどが挙げられる。弱酸のアルカリ金属塩としては、ナトリウムまたはカリウムのリン酸塩、炭酸塩などの無機弱酸塩あるいはステアリン酸塩、ラウリル酸塩などの有機弱酸塩が挙げられる。
【００４３】
架橋促進剤の使用量の適正範囲は、アクリルゴム１００重量部あたり、好ましくは０．１〜２０重量部、より好ましくは０．３〜１０重量部である。架橋促進剤が多すぎると、架橋時に架橋速度が早くなりすぎたり、架橋物表面ヘの架橋促進剤のブルームが生じたり、架橋物が硬くなりすぎたりする場合がある。これに対し、架橋促進剤が少なすぎると、架橋物の引張強さが著しく低下したり、熱負荷後の伸び変化または引張強さ変化が大きすぎたりする場合がある。
【００４４】
アクリルゴムの調製にあたっては、ロール混合、バンバリー混合、スクリュー混合、溶液混合などの適宜の混合方法を採用することが可能である。配合順序は特に限定されないが、熱で反応や分解しにくい成分を充分に混合した後、熱で反応しやすい成分あるいは分解しやすい成分として、例えば架橋剤などを、反応や分解が起こらない温度で短時間に混合すればよい。
【００４５】
アクリルゴムは、加熱することによって架橋物とすることができる。好ましい加熱温度は、１３０〜２２０℃であり、より好ましくは１４０℃〜２００℃である。また、好ましい架橋時間は、３０秒〜５時間である。加熱方法としては、プレス加熱、蒸気加熱、オーブン加熱、熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる方法を適宜選択すればよい。また、一度架橋した後に、架橋物の内部まで確実に架橋させるために、後架橋を行ってもよい。後架橋の時間は、加熱方法、架橋温度、形状などによって異なるが、好ましくは１〜４８時間である。後架橋を行う際の加熱方法、加熱温度については、適宜選択することが可能である。選択した材料に、電気特性を調整するための電気抵抗調整剤、難燃性を得るための難燃剤、必要に応じて、酸化防止剤、補強剤、充填剤、架橋促進剤などの材料を適宜含有させてもよい。さらに、電気特性を調整するための電気抵抗調整剤として、すでに述べた各種材料を使用することができる。但し、カーボンブラックや金属酸化物などは柔軟性を損なうため、使用量を抑えることが好ましく、イオン導電剤や導電性高分子を用いることも有効である。また、それらを併用しても構わない。
【００４６】
ゴム１００重量部に対しは、種々の過塩素酸塩やイオン性液体を０．０１部〜３部添加するのが好ましい。イオン導電剤の添加量が０．０１部以下であると、抵抗率を下げる効果が得られない。また、添加量が３部以上であると、ベルト表面へ導電剤がブルーム又はブリードする可能性が高くなってしまう。
【００４７】
電気抵抗調整材の添加量については、弾性表面層３１ｂの抵抗値を、表面抵抗で１×１０８〜１×１０１３［Ω／□］、体積抵抗で１×１０６〜１×１０１２［Ω・ｃｍ］の範囲にするように調整することが好ましい。また、近年の電子写真方式の画像形成装置に求められるような、凹凸シートへの高いトナー転写性を得るために、弾性表面層３１ｂの２３℃５０％ＲＨ環境下でのマイクロゴム硬度値を３５以下にするように柔軟性を調整することが好ましい。マルテンス硬度、ビッカース硬度など、いわゆる微小硬度での計測は、測定部位のバルク方向の浅い領域、すなわち表面近傍のごく限られた領域の硬度しか測定していなのでベルト全体としての変形性能は評価できない。このため、例えば中間転写ベルト３１全体としての変形性能が低い構成のものに、最表面に柔軟な材料を用いた場合、微小硬度値を低くしてしまう。このような中間転写ベルト３１は変形性能が低い、すなわち凹凸シートへの追従性が悪いので、結果として近年の画像形成装置に求められる凹凸シートへの転写性能を十分に発揮することができなくなってしまう。よって、中間転写ベルト３１全体の変形性能を評価することが可能なマイクロゴム硬度を測定して中間転写ベルト３１の柔軟性を評価することが好ましい。
【００４８】
弾性表面層３１ｂの層厚は、２００μｍ〜２ｍｍが好ましく、４００μｍ〜１０００μｍがより好ましい。層厚が２００μｍよりも小さいと、記録シートの表面凹凸への追従性や転写圧力の低減効果を低くしてしまうので好ましくない。また、層厚が２ｍｍよりも大きいと、弾性表面層３１ｂが自重によって撓み易くなって走行性を不安定にしたり、ベルトを張架しているローラへの掛け回しでベルトに亀裂を発生させ易くなったりするので好ましくない。なお、層厚の測定方法としては、断面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することによって測定する方法を例示することができる。
【００４９】
弾性表面層３１ｂの弾性材料に分散せしめる粒子３１ｃ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３１ｃ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。
【００５０】
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３１ｃ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３１ｃの粒径が１．０μｍ未満であると、粒子３１ｃ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３１ｃ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３１ｃ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。
【００５１】
粒子３１ｃ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３１ｃを弾性表面層３１ｂ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３１ｃ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。粒子３１ｃの弾性表面層３１ｂ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３１ｃ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３１ｃだけを選択的に弾性表面層３１ｂ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３１ｃを弾性表面層３１ｂ表面に塗布するタイミングは特に限定されず、弾性表面層３１ｂの弾性材料の架橋前、架橋後の何れであってもよい。
【００５２】
粒子３１ｃが分散せしめられた弾性表面層３１ｂの表面方向において、粒子３１が存在している部分と、弾性表面層３１ｂ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３１ｃ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、トナーと弾性表面層３１ｂ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、弾性表面層３１ｂに粒子３１ｃを分散させていないものを用いることも可能である。
【００５３】
図５は、二次転写電源３９の電気回路の要部を、二次転写裏面ローラ３３や二次転写ニップ裏打ちローラ３６などともに示すブロック図である。二次転写電源３９は、直流電源１１０、着脱可能に構成された交流電源１４０、電源制御部２００などを有している。直流電源１１０は、中間転写ベルト３１の表面上のトナーに対して二次転写ニップ内でベルト側から記録シート側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。そして、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などを具備している。
【００５４】
交流電源１４０は、二次転写ニップ内に交番電界を形成するための交流電圧を出力する電源である。そして、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、除去部１４５、出力異常検知部１４６、電気接続部２４２と、電気接続部２４３などを具備している。
【００５５】
電源制御部２００は、直流電源１１０及び交流電源１４０を制御するものである。そして、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを有している。直流出力制御部１１１には、電源制御部２００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。更に、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。そして、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。
【００５６】
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。また、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３０１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３０１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３０２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３０２を介して交流電源１４０に直流電圧を出力する。
【００５７】
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。また、直流出力検知部１１４は、検知した出力値をＦＢ＿ＤＣ信号（フィードバック信号）として電源制御部２００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、電源制御部２００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、二次転写電源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。
【００５８】
そこで、本プリンタでは、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。なお、交流電源１４０が二次転写電源３９内に固定された（着脱不能）構成としてもよい。この場合、直流電源１１０は定電流制御を行うものであっても定電圧制御をおこなうものであってもよい。
【００５９】
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信号を電源制御部２００に出力する。これにより、電源制御部２００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。
【００６０】
交流出力制御部１４１には、電源制御部２００から、交流電圧の出力の大きさを制御するＡＣ＿ＰＷＭ信号や、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。そして、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。
【００６１】
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。そして、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。
【００６２】
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３０１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３０１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３０１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、二次転写ニップ裏打ちローラ３６を介して直流電源１１０内に帰還する。
【００６３】
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）として電源制御部２００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、電源制御部２００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。
【００６４】
次に、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
二次転写バイアスとして、重畳電圧からなるものを用いる理由は、画像形成装置の構成によって異なってくる。引用文献１に記載の画像形成装置は、記録シートとして、和紙などの表面凹凸に富んだものが用いられた場合に、その表面凹部内に十分なトナーを転写するために、重畳電圧からなる二次転写バイアスを用いるとされている。一方、実施形態に係るプリンタにおいては、記録シートとして、表面平滑性に優れた記録シートが用いられた場合に、二次転写ニップ内でトナー帯電量Ｑ／Ｍを低下させることによる画像濃度不足の発生を抑えるために、重畳電圧からなる二次転写バイアスを用いる。このような違いが生ずるのは、中間転写ベルトの構成の違いによる。以下、その違いについて説明する。
【００６５】
図６は、中間転写ベルト３１として、本プリンタのものとは異なり、単層構造のものを用いた構成における二次転写ニップ及びその周囲を示す拡大構成図である。中間転写ベルト３１として単層構造のものを用いた場合には、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ニップ裏打ちローラ３６との間において、二次転写電流が次のように流れる。即ち、図中矢印で示されるように、二次転写電流がニップ中心位置（ベルト移動方向の中心位置）に集中して一直線状に流れることから、ニップ入口付近やニップ出口付近では二次転写電流がそれほど流れない。二次転写電流がこのように流れることで、二次転写ニップにおいて、トナーに二次転写電流を作用させている時間は比較的短時間になる。このため、トナーに対して、二次転写電流によって正規極性とは逆極性の電荷を過剰に注入してしまうことは殆どない。
【００６６】
実施形態に係るプリンタにおいては、既に述べたように、中間転写ベルト３１として、多層構造のものを用いている。かかる構成では、直流電圧だけからなる二次転写バイアスを用いても、二次転写ニップ内で中間転写ベルト３１の弾性表面層３１ｂを記録シートの表面凹凸に追従させて柔軟に変形させることで、記録シートの表面凹部にも十分量のトナーを二次転写することができる。ところが、表面平滑性に優れた記録シートを用いると、二次転写電流の流れ方の特性により、直流電圧だけからなる二次転写バイアスでは、ニップ内で逆電荷の注入によってトナー帯電量Ｑ／Ｍを低下させ、これによって画像濃度を低下させてしまう。特に、面積階調を利用した中間調画像では、画像部の単位面積あたりのトナー量が少ないことから、トナーへの逆電荷の注入量が多くなって、トナーを逆帯電させてしまうこともある。すると、二次転写性を著しく低下させて、中間調画像で画像濃度不足を発生させる。
【００６７】
図７は、実施形態に係るプリンタにおける二次転写ニップ及びその周囲構成を示す拡大断面図である。この二次転写ニップでは、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ニップ裏打ちローラ３６との間において、二次転写電流が次のように流れる。即ち、基層３１ａと弾性表面層３１ｂとの界面で、二次転写電流がベルト周方向に広がりながら、ベルト厚み方向に流れる。これにより、二次転写電流がニップ中心位置だけでなく、ニップ入口やニップ出口の付近にまで回り込むようになることから、二次転写ニップにおいて、トナーに二次転写電流を作用させる時間が長時間になる。そして、トナーに対して、二次転写電流によって正規極性とは逆極性の電荷を過剰に注入してしまい易くなることで、トナーの正規極性の帯電量を大きく低下させたり、トナーを逆帯電させてしまったりして、二次転写性を阻害してしまう。この結果、表面平滑性に優れた記録シートにおいて、画像濃度不足を引き起こし易くなってしまうことが解った。なお、本プリンタで用いられているような二層構造のベルトに限らず、三層以上の多層構造のベルトにおいても、同様の二次転写電流の回り込みにより、二次転写電流を阻害してしまうことも解った。
【００６８】
そこで、本プリンタは、使用される記録シート、より詳しくは、給紙カセット１００にセットされた記録シートのシート情報を取得するために、ユーザーの入力操作によって記録シートの銘柄の情報を受け付けるようになっている。具体的には、図５に示したように、電源制御部２００には、操作表示部３００が接続されている。この操作表示部３００は、各種のキーやタッチパネルなどから構成されており、ユーザーの入力操作によって様々な情報を入力することが可能である。ユーザーは、情報取得手段たる操作表示部３００に対する入力操作により、給送カセット１００内にセットしてある記録シートＰのシート情報として、銘柄を入力することができる。
【００６９】
電源制御部２００は、記録シートの銘柄と、その銘柄における坪量やシート種類情報（凹凸シートなのか、平滑シートなのか）とを関連付けたシートデータテーブルをデータ記憶回路に記憶している。そして、ユーザーによって銘柄の情報が入力されると、その銘柄に対応する坪量やシート種類情報を特定し、シート種類情報が凹凸シートである場合には、以降のプリントジョブにおいて、直流電圧だけからなる二次転写バイスを二次転写電源３９から出力させる。これに対し、シート種類情報が平滑シートである場合には、以降のプリントジョブにおいて、重畳電圧からなる二次転写バイアスを二次転写電源３９から出力させる。
【００７０】
図８は、実施形態に係るプリンタの二次転写電源３９から出力される重畳電圧からなる二次転写バイスの波形を示すグラフである。本プリンタのように、二次転写裏面ローラ３３に対して二次転写バイアスを印加する構成において、二次転写ニップで中間転写ベルト３１上のトナー像を記録シートＰに二次転写するためには、二次転写バイアスとして次のような特性のものを採用する必要がある。即ち、時間平均の極性がトナーの帯電極性と同極性になるバイアスである。具体的には、二次転写バイアスは、直流電圧と交流電圧との重畳により、周期的に極性を反転させる交番電圧からなるものであるが、時間平均では、極性がトナーと同じマイナス極性になるバイアスになっている。このように、時間平均の極性がマイナス極性になる二次転写バイアスを採用することで、トナーを相対的に二次転写裏面ローラ３３に対して反発させてベルト側から記録シートＰ側に静電移動させることが可能になる。なお、二次転写ニップ裏打ちローラ３６に対して二次転写バイアスを印加する構成を採用した場合には、時間平均がトナーと逆極性になる二次転写バイアスを採用すればよい。かかる二次転写バイアスにより、トナーを相対的に二次転写ニップ裏打ちローラ３６に向けて静電的に引き寄せることで、ベルト側から記録シートＰ側に移動させることが可能になるからである。なお、二次転写バイアスとしては、周期的に極性を反転させるものを用いてもよいし、図８のように周期的に極性が変わらない（極性が常に一定）のものを用いてもよい。
【００７１】
同図において、Ｔは、周期的に極性を反転させる二次転写バイアスの一周期を示している。同図において、Ｖｔは、二つのピーク値のうち、トナーをベルト側から記録シート側へより強く静電移動させる方の転写ピーク値である。また、Ｖｒは、転写ピーク値Ｖｔとは逆の逆ピーク値である。また、Ｖｏｆｆは、二次転写バイアスの直流成分の値としてのオフセット電圧である。一例として、例えば、転写ピーク値Ｖｔは−７．０［ｋＶ］であり、逆ピーク値Ｖｒは−０．６［ｋＶ］である。また、オフセット電圧Ｖｏｆｆは−３．８［ｋＶ］であり、平均電位Ｖａｖｅ（時間平均）は−２．０［ｋＶ］である。また、交流成分のピークツウピーク電位Ｖｐｐは６．４［ｋＶ］である。また、転写ピーク値Ｖｔの持続時間Ａは０．１０［ｍｓ］である。また、波形の周期は０．６６［ｍｓ］であり、デューティは８５［％］である。なお、プリンタの各種部材の線速としてのプロセス線速は、６００［ｍｍ／ｓ］である。
【００７２】
図示の二次転写バイスは、周期Ｔ内におけるデューティが５０［％］を超える波形になっている。具体的には、デューティは、次のような定義のもとで表される。即ち、逆ピーク値を転写ピーク値に向けてピークツウピーク値の３０［％］の値だけシフトさせた位置を波形の基線と定義する。また、波形が基線よりも逆ピーク値Ｖｒ側になる時間を逆時間Ｂとして定義する。より詳しくは、波形が基線から逆ピーク値Ｖｒに向けて立ち上がり又は立ち下がり始めた時点から、基線まで立ち下がる又は立ち上がる直前までの時間を逆時間Ｂとして定義する。デューティは、逆時間Ｂの周期Ｔにおける割合である。
【００７３】
同図におけるＶａｖｅは、二次転写バイアスの平均電位を示しており、「逆ピーク値Ｖｒ×デューティ／１００＋転写ピーク値Ｖｔ×（１−デューティ）／１００」の解と同じ値である。なお、同図におけるＡは、周期Ｔから逆時間Ｂを減じた順時間である。
【００７４】
図示のように、二次転写バイアスにおいて、逆時間Ｂは周期Ｔの半分よりも大きくなっている、即ち、デューティが５０［％］を超えている。このような二次転写バイアスを採用すると、周期Ｔ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、二次転写ニップ内での電荷注入によるトナー帯電量Ｑ／Ｍ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Ｑ／Ｍ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。
【００７５】
トナー帯電量Ｑ／Ｍの低下は、本プリンタのように、中間転写ベルト３１として、最上層（弾性表面層３１ｂ）の素材に粒子３１ｃを分散せしめた構成のものを用いると、顕著に発生する。具体的には、前記構成では、粒子３１ｃが二次転写ニップ内におけるベルト表面とトナーとの接触面積を低減する。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。しかしながら、規則的に並ぶ絶縁性の粒子３１ｃ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を注入し易くなる。このため、二次転写効率を高める狙いで粒子３１ｃ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。そこで、高デューティの二次転写バイアスを採用することで、粒子３１ｃ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のである。
【００７６】
粒子３１ｃ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３１ｃ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。
【００７７】
また、粒子３１ｃ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。
【００７８】
中間転写ベルト３１として、最上層としてウレタンやテフロン（登録商標）などからなる表面層を設けたものを用いてもよい。また、ポリイミドやポリアミドイミドなどの樹脂からなる層を複数積層したものを用いてもよい。何れのベルトを用いる場合であっても、高デューティの二次転写バイアスを採用することで、画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【００７９】
同図に示される二次転写バイアスは、逆ピーク値Ｖｒの極性が順ピーク値Ｖｔの極性と同じになっているが、逆ピーク値Ｖｒの極性を順ピーク値Ｖｔの極性とは逆にした二次転写バイアスを採用してもよい。
【００８０】
電源制御部２００は、プリンタ内の各機器の駆動を制御するメイン制御部に接続されている。そして、メイン制御部は、レジストローラ対１０１の駆動を開始して記録シートＰを二次転写ニップに向けて送り出し始めた瞬間に、レジスト信号を電源制御部２００に送信する。電源制御部２００は、メイン制御部からレジスト信号が送られてくると、その時点を基準にして計時処理を開始する。その後、所定時間が経過した時点を、記録シートＰが二次転写ニップよりも所定距離だけ上流側の位置にさしかかった時点（以下、上流到達時点という）であるとみなす。そして、この上流到達時点で、二次転写電源３９からの二次転写バイアスの出力を開始する。このとき、重畳電圧からなる二次転写バイアスであれば、記録シートの先端部にトナー像を二次転写するための先端部用の値の直流電圧と、先端部用の値の交流電圧とを重畳したものを二次転写電源３９から出力させる。また、直流電圧だけからなる二次転写バイスであれば、先端部用の値の直流電圧を二次転写電源３９から出力させる。
【００８１】
また、電源制御部２００は、上流到達時点から所定時間が経過した時点を、記録シートＰの先端部が二次転写ニップを通過した時点（以下、先端部通過時点という）であるとみなす。そして、その先端部通過時点の付近で、二次転写電源３９から出力される二次転写バイアスを先端部用のものから、本体部用のものに切り替える。本体部用の二次転写バイアスは、記録シートＰの先端部よりも後側の本体部にトナーを二次転写するためのものである。重畳電圧からなる二次転写バイアスであれば、本体部用の値の直流電圧と、本体部用の値の交流電圧とを重畳したものを二次転写電源３９から出力させる。また、直流電圧だけからなる二次転写バイアスであれば、本体部用の値の直流電圧を二次転写電源３９から出力させる。
【００８２】
このような制御により、記録シートＰの先端部が二次転写ニップに進入しているときには、先端部用の二次転写バイアスを用いる条件で二次転写が行われる。これに対し、記録シートＰの先端部に続く本体部が二次転写ニップに進入しているときには、本体部用の二次転写バイアスを用いる条件で二次転写が行われる。
【００８３】
電源制御部２００は、上述したように、凹凸シートからなる記録シートＰにトナー像を二次転写する際には、直流電圧だけからなる二次転写バイアスを二次転写電源３９から出力させる。このとき、かかる二次転写バイアスの先端部用の値を、本体部用の値よりも高くする。
【００８４】
このように直流電圧の値を異ならせるのは、次に説明する理由による。即ち、記録シートＰの先端部を二次転写ニップに進入させているときには、中間転写ベルト３１とシート搬送ベルト４１とを直接接触させている領域と、両者間に記録シートＰの先端部を挟み込ませている領域とを二次転写ニップ内に発生させる。このとき、電気抵抗の高い記録シートを存在させていない前者の領域に二次転写電流を集中させることから、記録シートの先端部に流れる二次転写電源を不足させ易くなる。直流電圧だけからなる二次転写バイアスを、記録シートＰの本体部に対するトナー像の二次転写に適した値に設定していると、記録シートの先端部では二次転写電流を不足させてしまう。
【００８５】
次に示す表１は、重畳電圧からなる二次転写バイアスの交流成分（ピークツウピーク値）、直流成分のそれぞれについて、先端部用の値の本体部用の値に対する割合と、記録シートの先端部の画像濃度との関係を示す表である。なお、表１は、記録シート（平滑シート）として、坪量＝８０ｇの普通紙を用いて、温度＝２３℃、湿度＝５０％の環境で行ったプリントテストに基づいて作成されたものである。また、交流成分における本体部用のピークツウピーク値Ｖｐｐは６．４［ｋＶ］である。また、直流成分における本体部用の出力目標値（定電流制御）は、−１１４［μＡ］である。
【表１】
0006593699.tif 000002
【００８６】
表１において、画像濃度の項目における○は、記録シートの先端部で良好な画像濃度が得られていることを示している。これに対し、×は、画像不足が生じていることを示している。表１に示されるように、交流成分、直流成分ともに、先端部用の値を本体部用の値と同じ（１００％）にすると、記録シートの先端部で画像濃度不足を発生させてしまう。これに対し、直流成分について、先端部用の値を本体部用の値よりも高くすると、記録シートの先端部で良好な画像濃度が得られるようになる。直流成分について先端部用の値を本体部用の値よりも高くする程度を比較的大きくすると（１４０％）、交流成分について少しだけ先端部用の値を本体部用の値より低くしても（９０％）、記録シートの先端部で良好な画像濃度を得ることができている。
【００８７】
そこで、凹凸シートからなる記録シートＰの先端部にトナー像を二次転写するときには、直流電圧だけからなる二次転写バイアスの先端部用の値を本体部用の値よりも高くする。これにより、凹凸シートからなる記録シートＰの先端部に対し、十分量の二次転写電流を流して、シート先端部での画像濃度不足の発生を抑えることができる。また、記録シートＰの本体部にトナー像を二次転写するときには、二次転写ニップ内の全域に記録シートを挟み込ませていて二次転写電流の集中を引き起こさないことから、本体部用の値を先端部用の値よりも低くする。これにより、凹凸シートからなる記録シートＰの本体部にトナー像を二次転写する際の無駄なエネルギー消費を抑えることができる。
【００８８】
ところが、低温低湿環境では、記録シートＰの先端部の画像中に多くの白点を発生させるケースが発生した。次に示す表２は、重畳電圧からなる二次転写バイアスの交流成分（ピークツウピーク値）、直流成分のそれぞれについて、先端部用の値の本体部用の値に対する割合と、記録シートの先端部の画像濃度との関係を示す表である。なお、表２は、記録シート（平滑シート）として、坪量＝８０ｇの普通紙を用いて、温度＝１０℃、湿度＝１５％の環境で行ったプリントテストに基づいて作成されたものである。
【表２】
0006593699.tif 000003
【００８９】
表２において、交流成分、直流成分ともに、先端部用の値を本体部用の値と同じ（１００％）にすると、温度＝２３℃、湿度＝５０％の場合（表１参照）と同様に、記録シートの先端部で画像濃度不足を発生させてしまう。交流成分の割合を１４０％にし且つ直流成分の割合を１４０％にした場合、交流成分の割合を１２０％にし且つ直流成分の割合を１４０％にした場合、及び交流成分の割合を１００％にし且つ直流成分の割合を１４０％にした場合のそれぞれでは、異常画質になった。具体的には、記録シートの先端部の画像中に多数の白点を発生させてしまった。
【００９０】
この白点の原因について鋭意研究を行った結果、それらのケースでは、転写ピーク値Ｖｔを二次転写ニップ内の放電開始電圧よりも高くして、二次転写ニップ内で放電を発生させ、この放電によってトナーを逆帯電させる結果、白点を引き起こしていることが解った。具体的には、既に述べたように、直流電圧については、環境にかかわらず良好な二次転写電流をシートに付与できるように、定電流制御を採用している。かかる構成では、記録シートの電気抵抗が比較的高くなる低温低湿（１０℃１５％）の環境下では、常温常湿（２３℃５０％）の環境に比べて、直流成分（Ｖｏｆｆ）の値を高く制御して、所望の二次転写電流を流すことになる。すると、低温低湿の環境下において、先端部用として出力する転写ピーク値Ｖｔが高くなり過ぎて、放電開始電圧を超えてしまうのである。直流成分について、先端部用の値を本体部用の値よりも高くしている理由は、画像濃度不足の発生を抑えるためであるが、そうすると、低温低湿の環境下において、記録シートＰの先端部で放電による白点を発生させ易くなってしまう。白点は、画像濃度不足に比べて、画質を大きく低下させる。
【００９１】
そこで、電源制御部２００は、平滑シートを用いる場合に採用する重畳電圧からなる二次転写バイアスについては、次のように制御する。即ち、直流電圧については、凹凸シートを用いる場合と同様に、先端部用の値を本体部用の値よりも高くする。また、交流電圧については、先端部用の値（ピークツウピーク値）を、後端部用の値（ピークツウピーク値）よりも低くする。放電を発生させ易い先端部への二次転写の際に、交流電圧のピークツウピーク値を低くすることで、一周期のうちで最大になる転写ピーク値Ｖｔを低くする。これにより、二次転写ニップ内で放電を発生させ難くすることで、平滑シートの先端部における画像中の白点の発生を抑えることができる。
【００９２】
なお、平滑シートの先端部で転写ピーク値Ｖｔを低くすると、先端部において画像濃度を低下させてしまうおそれがあるが、上述したように、この画像濃度の低下よりも、白点の発生の方が、画質劣化が著しい。このため、実施形態に係るプリンタでは、先端部における画像濃度の低下よりも、先端部における白点の発生の方を優先して、その対策を講じている。
【００９３】
図９（ａ）は、実施形態に係るプリンタにおいて、平滑シートを用いる場合に用いる重畳電圧からなる二次転写バイアスの各種電圧値における経時変化の一例を示すグラフである。また、図９（ｂ）は、同プリンタとは異なり、先端部用のピークツウピーク値と本体部用のピークツウピーク値とを同じ値にした重畳電圧からなる二次転写バイアスの各種電圧値における経時変化の一例（以下、比較例という）を示すグラフである。これらの図において、Ｖｔは転写ピーク値であり、Ｖｒは逆ピーク値であり、Ｖｏｆｆはオフセット電圧である。これらは、電位値であるので、プラス極性、マイナス極性の何れの極性でも成立し得るが、それらの図の例では、転写ピーク値Ｖｔ、オフセット電圧Ｖｏｆｆ、逆ピーク値Ｖｒを何れもマイナス極性にした例を示している。なお、転写ピーク値Ｖｔとオフセット電圧Ｖｏｆｆとは必ず同じ極性にする必要があるが、逆ピーク値Ｖｒについては、それらと逆極性にしてもよい。また、それらの図において、Ｖｐｐはピークツウピーク値であるが、これは電位値ではなく、電位差の値であるので、マイナス極性が存在しない。
【００９４】
実施形態（図９（ａ））、比較例（図９（ｂ））ともに、先端部用のオフセット電圧Ｖｏｆｆを本体部用のオフセット電圧Ｖｏｆｆよりも小さくしており、それに伴って、先端部用の逆ピーク値Ｖｒが本体部用の逆ピーク値Ｖｒよりもマイナス側に高くなっている。また、先端部用の転写ピーク値Ｖｔが本体部用の転写ピーク値Ｖｔよりも高くなっている。但し、実施形態では、先端部用のピークツウピーク値Ｖｐｐを本体部用よりも低くしている分だけ、転写ピーク値Ｖｔを低くすることができている。
【００９５】
次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に説明しない限り、各実施例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。
【００９６】
［第一実施例］
直流電源１１０と交流電源１４０とを具備する二次転写電源３９においては、交流電圧の出力応答性が比較的速いのに対し、直流電圧の出力応答性が比較的遅くなるのが一般的である。実施形態に係るプリンタでは、交流電圧のピークツウピーク値の変更制御を開始してから実際の出力を狙いの値に到達させるまでに、例えば１０［ｍｓｅｃ］ほどしか必要としない。これに対し、直流電圧の変更制御を開始してから実際の出力を狙いの値に到達させるまでに、例えば２７［ｍｓｅｃ］も要する。
【００９７】
このように出力応答性に差があると、二次転写バイアスの立ち上げ時に、重畳電圧の平均電位Ｖａｖｅ（一周期の平均）が狙いよりも大きくずれるが、このときは、まだ二次転写を行わないので問題はない。しかし、二次転写バイアスを先端部用のものから本体部用のものに切り替える際に不具合を引き起こすおそれがある。
【００９８】
図１０は、重畳電圧からなる転写バイアスにおける先端部用の値から本体部用の値への切り替えを、直流電圧と交流電圧とで同時に実施した場合における各種電圧の経時変化を示すグラフである。同図においては、上述した上流到達時点で重畳電圧の直流成分と交流成分とをそれぞれ先端部用の値になるように立ち上げている。すると、交流電圧のピークツウピーク値Ｖｐｐについては、速やかに狙いの値まで（先端部用の値）立ち上げるが、直流成分（Ｖｏｆｆ）については、狙いの値（先端部用の値）に立ち上げるまで比較的長時間を要する。このため、重畳電圧の転写ピーク値Ｖｔも、狙いの値になるまで比較的長時間を要するが、その間、記録シート（平滑シート）の先端部はまだ二次転写ニップに進入していないので、転写ピーク値Ｖｔの不足による二次転写不良は発生しない。その後、重畳電圧の転写ピーク値Ｖｔがほぼ狙いの値になるタイミングで記録シートの先端が二次転写ニップに進入する。
【００９９】
その後、先端部通過時点が到来すると、直流成分、交流成分のそれぞれについて、先端部用の値を本体部用の値に切り替える。具体的には、直流成分の定電流制御における出力目標値と、交流成分の定電圧制御における出力目標値とを同時に、先端部用の値から後端部用の値に切り替える。すると、交流成分については、定電圧制御における出力目標値切り替え後の実際の出力電圧を迅速に狙いの値まで立ち上げる。この一方で、直流成分については、定電流制御における出力目標値切り替え後の実際の出力電圧を狙いの電流値が得られる値まで立ち下げるのに比較的長時間を要する。すると、図示のように、記録シートＰの本体部における先端部に近い領域で、転写ピーク値Ｖｔが放電開始電圧を超えて放電を引き起こし、白点を発生させるおそれがある。
【０１００】
そこで、電源制御部２００は、二次転写婆椅子の先端部用の値から本体部用の値への切り替えについて、直流電圧の定電流制御における出力目標値の切り替え開始を、交流電圧の定電圧制御における出力目標値の切り替え開始よりも早いタイミングで実施する。
【０１０１】
図１１は、第一実施例に係るプリンタにおける重畳電圧からなる転写バイアスの各種電圧の経時変化を示すグラフである。図示のように、電源制御部２００は、先端部通過時点よりも少し早いタイミングで、直流電圧の定電流制御における出力目標値について、先端部用から本体部用への切り替え開始を行って、直流電圧を本体部用の値に向けてゆっくりと立ち下げ始める。その後、先端部通過時点で、交流電圧の定電圧制御における出力目標値について、先端部用から本体部用への切り替え開始を行って、交流電圧のピークツウピーク値を速やかに本体部用の値まで立ち上げる。このとき、直流電圧が既にある程度の値まで立ち下がっていることから、図示のように、重畳電圧の転写ピーク値Ｖｔを放電開始電圧よりも低い値に維持したまま、直流電圧及び交流電圧のそれぞれについて本体部用の値への切り替えを完了することが可能になる。これにより、平滑シートの本体部における先端部に近い領域における画像中の白点の発生を抑えることができる。
【０１０２】
［第二実施例］
二次転写ニップ内に記録シートＰを挟み込む構成では、記録シートＰの坪量が大きくなるほど、トナー像を記録シートＰに転写するために必要な二次転写電流の値が大きくなる。この一方で、二次転写電流の値を大きくするために、重畳電圧からなる二次転写電流の直流電圧における定電流制御の出力目標値を大きくするほど、放電による画像中の白点を発生させ易くなってしまう。
【０１０３】
電源制御部２００は、そして、ユーザーによって記録シートＰの銘柄が入力されると、上述したシートデータテーブルから、その銘柄に対応する坪量、及び種類を特定する。記録シートＰの種類は、平滑シート、凹凸シートの二種類に分けられている。よって、電源制御部２００は、ユーザーによって銘柄が入力されることで、使用される記録シートＰについて、その坪量や種類（平滑シートであるのか、あるいは凹凸シートであるのか）を特定することができる。
【０１０４】
電源制御部２００は、上述したように、使用される記録シートＰの種類が平滑シートである場合には、重畳電圧からなる二次転写バイアスを二次転写電源３９から出力させる。このとき、次の表３に示されるように、使用される記録シートＰの坪量が大きくなるほど、直流成分の先端部用の値を高くする一方で、交流電圧の先端部用の値を低くする制御を実施する。
【表３】
0006593699.tif 000004
【０１０５】
このように、坪量が大きくなるほど、直流成分の先端部用の値を高くする。この一方で、交流電圧の先端部用の値を低くすることで、大きな坪量の記録シートであっても、先端部での画像濃度不足を抑え、且つ放電に起因する先端部の画像中における白点の発生を抑えることができる。
【０１０６】
本プリンタのように、重畳電圧からなる二次転写バイアスの直流成分を定電流制御で出力する構成では、環境が低温、低湿、又は低温低湿になるにつれて、記録シートＰの電気抵抗が高まることで、直流成分の出力電圧値をより高くする。このため、環境が低温、低湿、又は低温低湿になるにつれて、平滑シートの先端部において放電に起因する画像中の白点を発生させ易くなる。
【０１０７】
そこで、本プリンタにおいては、先に図５に示したように、温湿度を検知する環境センサー３０１を電源制御部２００に接続している。そして、先に表３に示したように、環境が低温低湿になるにつれて、交流成分の先端部用の値（定電圧制御の出力目標値）を低くする。これにより、環境にかかわらず、平滑シートの先端部における放電に起因する画像中の白点の発生を抑えることができる。
【０１０８】
なお、環境については、温度及び湿度の検知結果から絶対湿度を算出し、この値に基づいて温度及び湿度の両方を把握する。つまり、絶対湿度が低くなるにつれて、交流成分の先端部用の値を低くする。環境センサー３０１に代えて、温度だけを検知する温度センサー、又は湿度だけ検知する湿度センサーを設けた場合には、それらによる検知結果が小さくなるほど、交流成分の先端部用の値を低くすればよい。
【０１０９】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、像担持体（例えば中間転写ベルト３１）と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段（例えば作像ユニット１、転写ユニット３０、光書込ユニット８０）と、前記表面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材（例えばシート搬送ベルト４１）と、前記転写ニップ内に進入した記録シートに対して前記表面上のトナー像を転写するための転写バイアスとして直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧からなるものを出力する電源と、前記電源から出力される転写バイアスを制御する制御手段（例えば電源制御部２００）とを備える画像形成装置において、転写バイアスの直流電圧及び交流電圧のそれぞれを、前記記録シートの先端部にトナー像を転写するための先端部用の値と、前記記録シートにおける前記先端部に続く本体部にトナー像を転写するための本体部用の値とで切り替え、直流電圧については、先端部用の値を本体部用の値よりも高くする一方で、交流電圧については、先端部用の値を本体部用の値よりも低くする制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１１０】
かかる構成では、重畳電圧からなる転写バイアスにおける直流電圧の先端部用の値を本体部用の値よりも高くすることで、転写ニップに進入した記録シートの先端部に流れる転写電流の不足を抑える。これにより、記録シートの先端部における画像濃度不足を抑えることができる。
【０１１１】
また、態様Ａでは、次に説明する理由により、記録シートの先端部における画像中の白点の発生を抑えることもできる。即ち、本発明者らは実験により、シート先端部にトナー像を転写するときにおける転写バイアスの直流電圧の出力を、シート先端部よりも後側のシート本体部にトナー像を転写するときの出力よりも大きくすると、白点を発生させ易くなることを見出した。記録シートの先端部で画像に複数の白点を発生させ易くなってしまうのである。また、その画像中の白点は、転写ニップ内で放電が発生することによって発生していることを見出した。重畳バイアスからなる転写バイアスを用いる構成では、その転写バイアスに二つのピークツウピーク値が発生する。トナーを像担持体側からニップ形成部材側により強く静電移動させる方のピーク値、及びもう一方のピーク値の二つである。それらのうち、前者のピーク値の方が大きな値（絶対値）になるため、放電は前者のピーク値のタイミングで発生し易い。記録シートの先端部における画像濃度不足の発生を抑えるために、直流電圧の先端部用の値を本体部用の値よりも高くすると、記録シートの先端部で前者のピーク値が放電開始電圧を超えて放電を引き起こし易くなる。そこで、態様Ａでは、転写バイアスの交流成分について、先端部用の値（ピークツウピーク値）を後端部用の値（ピークツウピーク値）よりも小さくする。これにより、直流電圧の先端部用の値を本体部用の値よりも高くすることによる前者のピーク値の増大化を抑えることで、記録シートの先端部における画像中の白点の発生を抑えることができる。
【０１１２】
以上のように、態様Ａにおいては、記録シートの先端部における画像濃度不足と、先端部における画像中の白点の発生との両方を抑えることができる。
【０１１３】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａであって、前記像担持体が、少なくとも複数の微粒子を分散した弾性材料からなる弾性表面層を含む複数の層を具備する多層構造のものであり、且つ、前記電源が、転写バイアスとして、転写ニップ内でトナーをニップ形成部材側から像担持体側に移動させる静電気力が支配的になる時間の一周期に対する割合であるデューティを５０［％］未満にしたものを出力するものであることを特徴とするものである。かかる構成では、実施形態で説明したように、微粒粒子によって転写ニップ内における像担持体表面とトナーとの接触面積を低減することで、像担持体表面からのトナー離型性を向上させて、転写効率を高めることができる。また、像担持体として弾性表面層を具備するものを用いることで、表面凹凸に富んだ記録シートの表面凹部内にも十分量のトナーを転写することができる。更には、転写バイアスとしてデューティを５０［％］未満にしたものを出力することで、表面平滑性に優れた記録シートを用いた場合におけるトナーの帯電量の低下に起因する転写不良の発生を抑えることもできる。
【０１１４】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ａ又はＢにおいて、前記直流電圧の先端部用の値から本体部用の値への切り替え開始を、前記交流電圧の先端部用の値から本体部用の値への切り替え開始よりも早いタイミングで行う制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、第一実施例で説明したように、記録シートの本体部における先端部との境界付近における画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【０１１５】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａ〜Ｃの何れかにおいて、使用される記録シートの情報であるシート情報を取得する情報取得手段を設けたことを特徴とするものである。
【０１１６】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｄにおいて、前記シート情報としての坪量が大きくなるほど、前記直流電圧の先端部用の値を高くする一方で、前記交流電圧の先端部用の値を低くする制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、第二実施例で説明したように、坪量にかかわらず、記録シートの先端部における画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【０１１７】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｄ又はＥにおいて、前記シート情報としての種類情報が表面凹凸シートである場合には、前記電源から重畳電圧からなる転写バイアスを出力させる一方で、前記種類情報が平滑シートである場合には、前記電源から直流電圧だけからなる転写バイアスを出力させる制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、表面凹凸シートを用いる場合に直流電圧だけからなる転写バイアスを用いることで、表面凹凸シートの表面凹部内に十分量のトナーを転写することができる。更には、平滑シートを用いる場合に、重畳バイアスからなる転写バイアスを用いることで、転写ニップ内でトナーの帯電量を低下させることによる転写不良の発生を抑えることもできる。
【０１１８】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ａ〜Ｆの何れかにおいて、環境を検知する環境検知手段を設け、前記環境検知手段による検知結果が低温、低湿、又は低温低湿になるにつれて、前記交流電圧の先端部用の値を低くする制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、第三実施例で説明したように、環境にかかわらず、記録シートの先端部における画像濃度不良の発生を抑えることができる。
【０１１９】
［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ａ〜Ｇの何れかであって、前記トナー像形成手段が、潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記潜像担持体上のトナー像を前記像担持体たる無端状の中間転写ベルトに転写した後、前記中間転写ベルトと前記ニップ形成部材との当接による前記転写ニップ内で記録シートに二次転写する転写手段とを有するものであり、且つ前記ニップ形成部材が無端状のニップ形成ベルトであることを特徴とするものである。
【符号の説明】
【０１２０】
１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：トナー像形成ユニット（トナー像形成手段）
３１：中間転写ベルト（像担持体）
３１ａ：基層（基体）
３１ｂ：弾性層（積層された層）
３９：二次転写電源
４１：シート搬送ベルト（ニップ形成部材）
Ｐ：記録シート
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２１】
【特許文献１】特許第５４８９５５６号
【図１】
0006593699.tif 000005
【図２】
0006593699.tif 000006
【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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