(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を記録材へ転写するために、交流成分を含むバイアスを出力する電源と、
前記電源を制御する制御手段と、を備える画像形成装置において、
前記バイアスの電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、前記バイアスの電圧の最大値と最小値の中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記トナーを前記像担持体から記録材へ転写する側にあるとき、温度又は／及び湿度が高いほど、前記バイアスのピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を小さくするとともに、
前記バイアスの電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、前記バイアスの電圧の最大値と最小値の中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記トナーを記録材から前記像担持体へ戻す側にあるとき、温度又は／及び湿度が高いほど、前記バイアスのピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を大きくするように、
前記制御手段が前記電源を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バイアス波形の１周期の中に占める、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記戻す側の面積をＡ、中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記転写する側の面積をＢとするとき、
Ａ／（Ａ＋Ｂ）×１００［％］
をデューティ（Ｄｕｔｙ）とし、
前記電源は、異なるデューティ（Ｄｕｔｙ）の電圧を出力する２つのトランスを含み、一方のトランスが出力する電圧のデューティ（Ｄｕｔｙ）が他方のトランスが出力する電圧のデューティ（Ｄｕｔｙ）よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記バイアス波形の１周期の中に占める、前記中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記戻す側の電圧が出力される時間の割合をデューティ（Ｄｕｔｙ）とし、
前記電源は、異なるデューティ（Ｄｕｔｙ）の電圧を出力する２つのトランスを含み、一方のトランスが出力する電圧のデューティ（Ｄｕｔｙ）が他方のトランスが出力する電圧のデューティ（Ｄｕｔｙ）よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記一方のトランスが出力する電圧のデューティ（Ｄｕｔｙ）が５０％以下であり、前記他方のトランスが出力する電圧のデューティ（Ｄｕｔｙ）が５０％より大きいことを特徴とする、請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記録材表面の凹凸が大きいほど、前記バイアスの前記デューティ（Ｄｕｔｙ）を小さくするように制御することを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記録材表面の凹凸の大きさによらず、前記バイアスのピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を一定とすることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記バイアスのピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を変更する際、予め決められた基準値に、所定の環境補正係数を乗じて前記ピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を算出することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記基準値が印刷速度に応じて決められていることを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
直流電圧のみからなる直流転写バイアスを出力する直流電源を備え、
前記直流転写バイアスを用いてトナー像を記録材へ転写する第一のモードと、
極性が交互に切り替わる前記バイアスとして、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が電圧の最大値と最小値の中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記トナーを前記像担持体から記録材へ転写する側にあるバイアスを用いてトナー像を記録材へ転写する第二のモードと、
極性が交互に切り替わる前記バイアスとして、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が電圧の最大値と最小値の中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記トナーを記録材から前記像担持体へ戻す側にあるバイアスを用いてトナー像を記録材へ転写する第三のモードと、
を有し、
記録材の種類に応じて前記第一のモード、前記第二のモード、前記第三のモードを切り替え可能なことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
記録材の表面凹凸が所定値よりも小さなものを用いる場合に前記第一のモードでトナー像を記録材へ転写することを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
記録材の表面凹凸が所定値以上のものを用いる場合に前記第二のモードでトナー像を記録材へ転写することを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
記録材の表面平滑性が所定値以上のものを用いる場合に前記第三のモードでトナー像を記録材へ転写することを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記像担持体は、基層と、該基層の上に積層された弾性層とを含む複数層からなることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記弾性層の表面に複数の微粒子が分散されていることを特徴とする、請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記微粒子の帯電特性が、トナーの正規帯電極性とは逆極性であることを特徴とする、請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記弾性層の上にコート層が形成されていることを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか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、像担持体と転写部材とで形成される転写ニップにおいて、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置として、特許文献１（特開２０１４−１０３８３号公報）に記載のものが知られている。この画像形成装置は、周知の電子写真プロセスによって感光体の表面上に作像したトナー像を、中間転写ベルトに一次転写した後に、中間転写ベルトに当接する当接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二次転写する。この二次転写を静電転写方式で実現するために、中間転写ベルトの裏面に当接しながら前述の当接ローラとの間に中間転写ベルトを挟み込んで二次転写ニップを形成する裏面ローラに対して二次転写バイアスを印加している。二次転写バイアスとしては、二次転写性を向上させる狙いで、直流電圧と交流電圧との重畳による重畳バイアスからなるものを採用している。つまり、二次転写バイアスは重畳バイアスである。また、中間転写ベルトとしては、無端ベルト状の基体のおもて面側に基体よりも弾性に優れた材料からなる上層を積層した多層構造のものを用いている。
【０００３】
かかる構成では、基体の強度によって中間転写ベルトの高耐久性を確保しつつ、中間転写ベルトの上層をその柔軟性により、和紙のような表面の凹凸に富んだ表面凹凸シートの凹部に密着させることで、凹部に対してもトナーを良好に二次転写することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、表面凹凸シートに対するトナー像の転写性を高めつつ、表面平滑シートに対してもトナー像を良好に転写することのできる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】
【０００５】
前記の課題を解決するため本発明は、像担持体と、前記像担持体上のトナー像を記録材へ転写するために、交流成分を含むバイアスを出力する電源と、前記電源を制御する制御手段と、を備える画像形成装置において、前記バイアスの電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、前記バイアスの電圧の最大値と最小値の中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記トナーを前記像担持体から記録材へ転写する側にあるとき、温度又は／及び湿度が高いほど、前記バイアスのピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を小さくするとともに、前記バイアスの電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、前記バイアスの電圧の最大値と最小値の中心値（Ｖｏｆｆ）よりも前記トナーを記録材から前記像担持体へ戻す側にあるとき、温度又は／及び湿度が高いほど、前記バイアスのピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を大きくするように、前記制御手段が前記電源を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の画像形成装置によれば、表面凹凸の大きな用紙に対するトナー像の転写性を高めつつ、表面凹凸が少ない用紙に対してもトナー像を良好に転写することができる。これにより、高温・高湿環境における、良好な凹凸紙転写性および良好なハーフトーン転写性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成図。
【図２】図１のプリンタにおける黒用の画像形成ユニットの概略構成を示す拡大図。
【図３】中間転写ベルトの層構成を示す模式図である。
【図４】中間転写ベルトの表面の構成を示す模式図である。
【図５】二次転写電源の電気回路の要部を示すブロック図である。
【図６】二次転写バイアスの交流成分の波形の一例を示す波形図である。
【図７】図１に示したプリンタの制御系の一部を示すブロック図である。
【図８】バイアス制御の一例を示すフローチャートである。
【図９】二次転写バイアスの交流成分の波形の別例を示す波形図である。
【図１０】実験に用いた試作機における二次転写バイアスの波形を示すグラフである。
【図１１】実験においてＤｕｔｙを振った時の出力波形を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の概略構成を示す図である。
【０００９】
図１において、プリンタ５００は、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、転写装置としての転写ユニット３０、光書込ユニット８０、定着装置９０、給紙カセット１００、レジストローラ対１０５等を備えている。
【００１０】
４つの画像形成ユニット１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、粉体である現像剤として、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。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５００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。
【００１１】
図２は、四つの画像形成ユニット１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの一つを拡大して示す概略構成図である。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点以外は、同様の構成を備えているため、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。
【００１２】
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、これらの複数の装置が共通の保持体に保持されてプリンタ本体５００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。
【００１３】
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、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、帯電チャージャによる方式を採用してもよい。
【００１４】
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８０から発せられるレーザー光などの露光光Ｌ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、図示しない各色トナーを用いる現像装置８によって現像されて各色のトナー像になる。感光体２のトナー像は、後述する無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト３１上に一次転写される。
【００１５】
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表面に付着している転写残トナーを除去するもので、回転駆動されるクリーニングブラシローラ４、片持ち支持された状態で自由端を感光体２に当接させるクリーニングブレード５などを有している。ドラムクリーニング装置３は、回転する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の表面から掻き取ったり、クリーニングブレードで転写残トナーを感光体２表面から掻き落としてクリーニングする。
【００１６】
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。この除電により、感光体２の表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００１７】
現像装置８は、現像剤担持体たる現像ロール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。そして、現像剤搬送部１３は、第１スクリュー部材１０を収容する第１搬送室と、第２スクリュー部材１１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。
【００１８】
第１スクリュー部材１０を収容している第１搬送室と、第２スクリュー部材１１を収容している第２搬送室とは、仕切り壁によって仕切られているが、仕切壁におけるスクリュー軸線方向の両端箇所には、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１０は、螺旋羽根内に保持している現像剤を、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１０と、後述する現像ロール９とは互いに向かい合う姿勢で平行配設されているため、このときの現像剤の搬送方向は、現像ロール９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１０は、現像ロール９の表面に対して現像剤をその軸線方向に沿って供給していく。
【００１９】
第１スクリュー部材１０の図中手前側端部付近まで搬送された現像剤は、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１１の螺旋羽根内に保持される。そして、第２スクリュー部材１１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。
【００２０】
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が設けられており、第２搬送室内の現像剤のトナー濃度を検知する。トナー濃度センサとしては、透磁率センサからなるものが用いられている。トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤の透磁率は、トナー濃度と相関関係があるため、透磁率センサは、トナー濃度を検知していることになる。
【００２１】
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からの出力電圧値の目標値であるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のＶｔｒｅｆを記憶している。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度検知センサからの出力電圧値と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のＶｔｒｅｆとの差が所定値を超えた場合には、その差に応じた時間だけＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー補給手段を駆動する。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置における第２搬送室内にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーが補給される。
【００２２】
現像部１２内に収容されている現像ロール９は、第１スクリュー部材１０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２にも対向している。また、現像ロール９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１０から供給される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２に対向する現像領域に搬送する。
【００２３】
現像スリーブには、トナーと同極性であって、感光体２の静電潜像の電位よりも絶対値が大きく、且つ感光体２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２の静電潜像との間には、現像スリーブ上の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２の地肌部との間には、現像スリーブ上の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、現像スリーブ上のトナーが感光体２の静電潜像に選択的に転移して、静電潜像をトナー像に現像する。
【００２４】
図１において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおいて、上記のように、感光体２上に各色トナー像が形成される。
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Ｌ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Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。
【００２５】
なお、光書込ユニット８０は、光源から発したレーザー光Ｌを、図示しないポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏光せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤから発したＬＥＤ光によって光書込を行うものを採用してもよい。
【００２６】
画像形成ユニット１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方には、無端状の中間転写ベルト３１を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる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。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、複数の回転体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）を有していて、プリンタ本体５００に対してユニットごと着脱自在（交換可能）とされている。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、二次転写部材としての二次転写ベルト３６を備えた二次転写ユニット４１と、ベルトクリーニング装置３７と、検知手段としての電位センサ３８などが配置されている。また、環境検知手段としての温湿度センサ１０６も配置されている。
【００２７】
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、及び四つの一次転写ローラ３５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に巻き掛けられて支持され張架されている。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。
【００２８】
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のおもて面と、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、転写バイアス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。
【００２９】
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、転写チャージャや転写ブラシなどを採用してもよい。
【００３０】
中間転写ベルト３１のループ外側に配設された二次転写ユニット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のおもて面と、二次転写ベルト３６とが当接する転写部となる二次転写ニップＮを形成している。二次転写ベルト３６は、複数のローラ４００，４０１，４０２，４０３に支持される。二次転写裏面ローラ３３には、二次転写バイアス電源３９によって二次転写バイアスが印加され、二次転写ベルト３６は接地されている。具体的には、二次転写ベルト３６を支持する二次転写ローラとしてのローラ４００が接地されている。これにより、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ベルト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側から二次転写ベルト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。
【００３１】
装置本体の下部には、用紙や樹脂シートなどの記録媒体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１００が配設されている。このカセット１００は、束の一番上の記録媒体Ｐにローラ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、その記録媒体Ｐを搬送路に向けて送り出す。搬送路の末端付近には、レジストローラ対１０５が配設されている。このレジストローラ対１０５は、カセット１００から送り出された記録媒体Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに両ローラの回転を停止させる。そして、挟み込んだ記録媒体Ｐを二次転写ニップＮ内で中間転写ベルト３１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を再開して、記録媒体Ｐを二次転写ニップに向けて送り出す。
【００３２】
すなわち、転写ユニット３０は、像担持体が、画像となるトナー像が転写される無端状のベルト部材としての中間転写ベルト３１であって、複数の回転体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で中間転写ベルト３１を巻き掛けて支持し、中間転写ベルト３１に転写されたトナー像を記録媒体Ｐとの転写部となる二次転写ニップＮまで搬送するベルトユニットである。
【００３３】
二次転写ニップＮで記録媒体Ｐに密着せしめられた中間転写ベルト３１上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媒体Ｐ上に一括二次転写され、記録媒体Ｐの白色と相まってフルカラートナー像となる。
【００３４】
なお、ニップ形成部材たる二次転写ベルト３６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。
【００３５】
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、記録媒体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。
【００３６】
電位センサ３８は、中間転写ベルト３１のループ外側に配設されている。電位センサ３８は、中間転写ベルト３１の周方向における全域のうち、駆動ローラ３２に対する掛け回し箇所に対して、間隙を介して対向配置されている。そして、中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー像が自らとの対向位置に進入した際に、そのトナー像の表面電位を測定する。
【００３７】
二次転写ニップの図中右側方には、周知の定着装置９０が配設されている。定着装置９０には、フルカラートナー像が転写された記録媒体Ｐが送り込まれる。送り込まれた記録媒体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。定着後の記録媒体Ｐは、定着装置９０内から排出され、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。
【００３８】
実施形態のプリンタ５００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３５（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を支持している転写ユニット３０の支持板を移動して、一次転写ローラ３５（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を、感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）から離間する方向に遠ざける。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面を感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）から引き離して、中間転写ベルト３１をブラック用感光体２Ｋだけに当接させる。この状態で、四つの画像形成ユニット１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうち、ブラック用画像形成ユニット１Ｋだけを駆動して、Ｋトナー像をブラック用感光体２Ｋ上に形成する。
【００３９】
なお、中間転写ベルト３１との間に二次転写ニップを形成する転写部材として、ローラ形状の二次転写ローラを用いてもよい。二次転写バイアスの印加位置は、中間転写ベルト３１内側の二次転写裏面ローラ３３ではなく、転写部材側（たとえば二次転写ローラ）であってもよい。また、カラー画像形成装置にかぎらず、モノクロの画像形成装置に本発明を適用してもよい。
【００４０】
図３は、中間転写ベルト３１の層構成を示す模式図である。なお、ここでは、本発明に係る画像形成装置に好適に用いることのできる中間転写ベルトについて説明するが、この構成に限定されるものではない。
【００４１】
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１０１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層１０２とを具備している。弾性層１０２には、粒子１０３が分散せしめられていて、それらの粒子１０３が自らの一部を弾性層１０２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１０３により、複数の凹凸がベルト面に形成されている。
【００４２】
基層１０１の材料としては、樹脂中に電気抵抗を調整する充填材（又は、添加材）、いわゆる電気抵抗調整材を含有してなるものが挙げられる。このような樹脂としては、難燃性の観点から、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く、機械強度（高弾性）や耐熱性の点から、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。
【００４３】
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。
【００４４】
基層１０１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１０１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。
【００４５】
基層１０１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１０１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１０１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。
【００４６】
ベルト走行安定性を高めるためには、基層１０１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１０１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。
【００４７】
中間転写ベルト３１の弾性層１０２は、上述したように、分散せしめられた複数の粒子１０３による凹凸形状を表面に有している。弾性層１０２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（商品名）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１０３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。
【００４８】
弾性層１０２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。
【００４９】
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。
【００５０】
弾性層１０２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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
電気抵抗調整材の添加量については、弾性層１０２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、弾性層１０２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。
【００５６】
弾性層１０２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、弾性層１０２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。
【００５７】
弾性層１０２の弾性材料に分散せしめる粒子１０３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１０３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。
【００５８】
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１０３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１０３の粒径が１．０μｍ未満であると、粒子１０３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１０３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１０３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。
【００５９】
粒子１０３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１０３を弾性層１０２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１０３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１０３の弾性層１０２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１０３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１０３だけを選択的に弾性層１０２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１０３を弾性層１０２表面に塗布するタイミングは特に限定されず、弾性層１０２の弾性材料の架橋前、架橋後の何れであってもよい。
【００６０】
粒子１０３が分散せしめられた弾性層１０２の表面方向において、粒子１０３が存在している部分と、弾性層１０２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１０３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１０２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１０２に粒子１０３を分散させていないものを用いることも可能である。
【００６１】
図５は、二次転写電源の電気回路の要部を示すブロック図である。二次転写電源３９は、直流電源１１０、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。
【００６２】
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。
【００６３】
本実施形態では、交流電圧用トランス１４３は、異なるデューティ（Ｄｕｔｙ）の交流電圧を出力する２つのトランスを含み、一方のトランスが出力する電圧のデューティ（Ｄｕｔｙ）が他方のトランスが出力する電圧のデューティ（Ｄｕｔｙ）よりも大きいものとする。なお、デューティ（Ｄｕｔｙ）については後述する。
【００６４】
例えば、交流電圧用トランス１４３のトランス１を低デューティの交流電圧を出力するトランス、トランス２を高デューティの交流電圧を出力するトランスとする（トランス１のデューティをＤ１，トランス２のデューティをＤ２とするとき、Ｄ１＜Ｄ２）。より具体的には、一例として、トランス１はＤｕｔｙ５０％以下の交流電圧を出力し、トランス２はＤｕｔｙ５０％より大きい交流電圧を出力するものを用いる。
【００６５】
なお、２つのトランスを有するものを用いるのではなく、交流電圧用トランス及び回路を１つにして、デューティ比を切り替える信号を電源制御部２００が出力する構成としても良い。
【００６６】
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り、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを有する制御装置からなる。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。
【００６７】
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。
【００６８】
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、直流電源１１０を定電流制御するようになっているが、定電圧制御してもよい。
【００６９】
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（サービスマンコール）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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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、直流電源１１０内に帰還する。
【００７３】
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。
【００７４】
二次転写バイアスの供給形態としては、「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」とを切替えて供給可能としている。二次転写バイアス用の電源は、直流電圧だけからなるもの（直流転写バイアス）を出力する第一のモード（ＤＣ転写モード）と、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたもの（重畳電圧）を出力する第二（低デューティＡＣ転写モード）、第三（高デューティＡＣ転写モード）のモードとに切替え可能な構成としている。なお、重畳電圧による転写を「ＡＣ転写」と称する。
【００７５】
たとえば、記録材Ｐとして、ザラ紙のような表面凹凸の大きなものを用いずに、普通紙のような表面凹凸の小さなもの（表面凹凸が所定値よりも小さなもの）を用いる場合には、凹凸パターンにならった濃淡パターンが出現しないので、第一のモードにして、二次転写バイアスとして、直流電圧だけからなるものを印加する。また、ザラ紙のような表面凹凸の大きなもの（表面凹凸が所定値以上のもの）を用いるときには、第２のモードにして、二次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたものを出力する。すなわち、使用する記録材Ｐの種類（記録材Ｐの表面凹凸の大きさ）に応じて、二次転写バイアスを第一のモードと第二のモードで切り替え可能としている。
【００７６】
低デューティＡＣ転写モードにおいては、二次転写バイアスの交流成分における電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、同じく交流成分の最大値と最小値の中心電圧値（電圧の最大値と最小値の中心値）Ｖｏｆｆよりも転写側であることを必須としている。それを実現するためには、交流成分の中心電圧値Ｖｏｆｆを挟んで転写方側の面積よりも、戻し方向側の面積のほうが小さい波形にする必要がある。時間平均値とは、電圧の時間平均値であり、これは電圧波形の１周期にわたる積分値を、１周期の長さで割った値である。
【００７７】
これを達成するための一形態として、例えば図６に示すように、戻し方向側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きを、転写方向側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きよりも小さくする台形状の波形の形態が考えられる。
【００７８】
また、波形の形態としては、台形状の波形に限定されるものではなく、三角形状となる波形、矩形状の波形、あるいはこれらを組み合わせた波形でもよく、波形の形状を限定するものではない。中心電圧値Ｖｏｆｆと電圧の時間平均値Ｖａｖｅとの関係を示す値として、交流波形全体に占める中心電圧値Ｖｏｆｆよりも戻し方向側の面積の割合を、戻し時間[％]と設定した。すなわち、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）×１００［％］を
デューティ（Ｄｕｔｙ）と規定する。
【００７９】
別な表現をすると、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向の電圧と逆極性側の電圧（トナーを戻す側の電圧）が出力される時間の割合をデューティ（Ｄｕｔｙ）と呼ぶこともできる。
【００８０】
低デューティＡＣ転写バイアスは、交流成分のデューティ（Ｄｕｔｙ）を小さくすることで、トナーを往復移動させながら相対的にベルト側から記録材側に移動させる力が大きくなる。よって、記録材として凹凸が大きいものを用いる場合に、低デューティＡＣ転写モードとすることで溝転写性が高まり、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生を抑えることができ、良好な画像を得ることができる。
【００８１】
図７は、図１に示したプリンタの制御系の一部を示すブロック図である。同図において、制御部６０は、演算手段たるＣＰＵ６０ａ（Central Processing Unit），不揮発性メモリたるＲＡＭ６０ｃ（Random Access Memory），一時記憶手段たるＲＯＭ６０ｂ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ６０ｄ等を有している。プリンタ全体の制御を司る制御部６０には、様々な機器やセンサ類が接続されているが、図７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。本実施形態のプリンタでは、後述するように、様々な条件に応じて二次転写バイアスを補正するが、そのバイアス補正も制御部６０が行う。
【００８２】
図７において、一次転写電源８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、一次転写ローラ３５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に印加するための一次転写バイアスを出力するものである。二次転写電源３９は、二次転写ニップＮに供給する二次転写バイアスを出力するものであり、制御部６０とともに転写バイアス出力手段を構成している。オペレーションパネル５０は、タッチパネルや複数のキーボタンなどから構成され、タッチパネルの画面に画像を表示したり、タッチパネルやキーボタンによって操作者による入力操作を受け付けたりする。
【００８３】
オペレーションパネル５０には、記録材の種類を選択するための画面を表示することができる。操作者は、オペレーションパネル５０を操作することにより、プリンタで用いる記録材（用紙）の種類を選択することができる。制御部６０は、オペレーションパネル５０で選択された記録材（用紙）の種類についての情報を記憶するための記憶部（メモリ）を備える。制御部６０は、オペレーションパネル５０で選択された記録材（用紙）の種類に応じて、二次転写電源３９から出力される二次転写バイアスを制御する。制御部６０は、電源制御部２００を介して二次転写バイアスを制御する（図５参照）。制御部６０は、オペレーションパネル５０で選択された記録材（用紙）の種類に応じて、第一のモード、第二のモード、第三のモードに切り替え可能である。これらのモードの詳細は後述する。なお、オペレーションパネル５０で記録材（用紙）の種類を選択する構成にかえて、給紙カセット１００近傍の用紙搬送経路の近傍に、記録材の種類を検出する紙種検出センサを設けてもよい。
【００８４】
次に、二次転写制御について説明する。
二次転写制御において、上述した制御部６０は二次転写電源３９を制御することで電源からの出力電圧を制御する。なお、後述する制御例は、制御基準となるパラメータが異なっている以外は同一構成である。また、各制御例で使用した記録材を表１に記す。
【００８５】
【表１】
0006784187.tif 000002
【００８６】
表１において、記録材種類は、名称（商品名）とメートル坪量で表示している。記録材の凹凸度合いは、凹部深さで表示し、深いほど凹凸度合いが大きいことを意味している。
各制御例では、記録材Ｐの凹部の溝転写性と凹部の放電性についてランクをつけて評価している。
【００８７】
［溝転写性ランクの説明］
記録材Ｐの凹部の溝転写性については、次のようにして評価した。即ち、記録材Ｐの表面凹凸の凹部内に対して十分量のトナーを進入させていることから、凹部において十分な画像濃度が得られている場合をランク５として評価した。
凹部内のごく僅かな領域を白く抜けた領域にしているか、あるいは、凹部の画像濃度が平滑部よりも僅かに低い状態になっている場合を、ランク４として評価した。
ランク４よりも、白抜けの領域が大きい場合、あるいは濃度低下が目立つ場合を、ランク３として評価した。
ランク３に比べ、さらに白抜けの領域が大きい場合、あるいは濃度低下が目立つ場合をランク２として評価した。
凹部が全体的に白く、全体的に溝の状態がはっきりと認識できる場合や、さらに悪い場合をランク１として評価した。
【００８８】
［放電性ランクの説明］
二次転写バイアスによっては、二次転写ニップ内において、記録材Ｐの表面凹部と、中間転写ベルト３１との間の微小空隙で放電が発生して、画像に白点を出現させることがある。そこで放電に起因する白点の出現性を、ここでは放電性のランクとして次のようにして評価した。
即ち、放電に起因するものと考えられる白点が認められない状態をランク５として評価した。
白点が僅かに認められるものの、認められる数が少なく且つ大きさも小さい状態をランク４として評価した。
ランク４に比べて白点が多く認められる状態をランク３として評価した。
ランク３に比べてさらに白点が多く認められる状態をランク２として評価した。
白点が画像全体に認められ、ランク２よりも更に悪い状態をランク１として評価した。
【００８９】
二次転写制御の第一実施形態は、環境条件に応じて二次転写バイアスを補正するものである。
本発明者らは、この画像形成装置において、記録シートとして、普通紙やコート紙のような表面平滑性の良いものを用いると、二次転写不良による画像濃度不足を引き起こし易くなってしまうことを見出した。そして、その原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことが解ってきた。即ち、二次転写ニップにおいては、中間転写ベルトを挟み込んでいる当接ローラと裏面ローラとの間で二次転写電流が流れる。中間転写ベルトとして、多層構造のものを用いると、その二次転写電流を層と層との間の界面でベルト周方向に回り込ませながらベルト厚み方向に流してしまう。これにより、二次転写ニップにおいて、ニップ圧が最も高くなるニップ中心位置だけでなく、ニップ入口付近や出口付近にまで二次転写電流を回り込ませて、二次転写ニップ内でベルト上のトナー像に対して長時間に渡って二次転写電流を流してしまう。すると、トナーに対してその帯電極性とは逆極性の電荷を多量に注入して正規極性でのトナー帯電量Ｑ／Ｍを低下させてしまうことから、二次転写性を低下させて画像濃度不足を引き起こしてしまうことが解った。
【００９０】
本発明者らは、二次転写バイアスとして、デューティが５０［％］を超えるものを出力することで、二次転写ニップでトナーに逆電荷を注入してしまうことによるトナー帯電量Ｑ／Ｍの低下を抑えることができ、トナー像を良好に二次転写して画像濃度不足の発生を抑えることができることを見出した。
【００９１】
しかし、このような高デューティの転写バイアスを用いる場合、高温高湿であるほど交流電圧のピ−クツウピークを強くかけないと効果が出ない。一方，凹凸紙への転写性を高めることを目的とした低デューティの転写バイアスを用いる場合、高温高湿時は交流電圧のピ−クツウピークを弱くしないと放電が発生し白抜けが発生する。つまり、転写バイアスのデューティが高い場合と低い場合で補正の方向が異なるため、単一の補正ではなくそれぞれ別の補正をおこなわなければならないことがわかった。
【００９２】
なお、以上では、多層構造を有する像担持体を用いた場合の課題としてトナーへの電荷の注入を説明したが、これは一例にすぎない。多層構造を有さない像担持体を用いた場合であっても、二次転写ニップＮの幅（用紙搬送方向における幅）が大きい場合、転写ニップ圧が高めの装置の場合、二次転写部において中間転写ベルトが二次転写部材（ベルトやローラ）に所定量巻き付いている場合、線速が遅い装置の場合、などにも、同様に画像濃度不足を引き起こすことがある。また、使用するトナーの種類や像担持体（ベルト）の材料などによっても同様に画像濃度不足を引き起こすことがある。
【００９３】
本形態において、低デューティの転写バイアスを用いる場合、環境検知手段からの温湿度（すなわち絶対湿度）が高いほど、二次転写時の電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）を小さくするように、電源を制御する。本形態と比較例における、溝転写性及び放電性の評価結果を次の表２に示す。表中で本形態は制御例１と記載している。
【００９４】
【表２】
0006784187.tif 000003
【００９５】
表２において、比較例は、温湿度に対してピークツウピーク電圧値（Ｖｐｐ）と同一のデューティ（Ｄｕｔｙ）を設定した場合を示し、制御例１は、温湿度毎にＶｐｐを変更したものである。
【００９６】
温湿度が高いほど記録材Ｐの電気抵抗が低下するため、転写時に必要なピークツウピーク電圧値（Ｖｐｐ）・電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）は低下する。しかし比較例ではピークツウピーク電圧値（Ｖｐｐ）を変えていないため、高温湿度環境で放電性のランクが低くなっている。
【００９７】
これに対し、制御例１では、温湿度が高いほどＶｐｐを小さくするように補正している。これにより、放電リスクを低下させることができるといえる。つまり、温度又は湿度が高くなるほど、Ｖｐｐを小さくするように制御することで、比較例の結果に比べて溝転写性と放電性のランクが高くなった。このため、より転写率がアップし、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生をより確実に抑えることができ、良好な画像を得ることができるといえる。
【００９８】
本形態では、温湿度に応じて二次転写バイアスのＶｐｐの大きさを１０ｋＶ，８ｋＶ，６ｋＶの３種類の間で変化させているが、これに限られない。Ｖｐｐの大きさを２種類のみの間で変化させてもよいし、４種類以上の間で変化させてもよい。
【００９９】
環境条件に応じた補正は、具体的には装置本体に設けた環境検知手段としての温湿度センサ１０６（図１）にて温湿度を検知し、Ｖｐｐを補正する。また、Ｖｐｐは以下の式で与えられる。
Ｖｐｐ＝基準Ｖｐｐ値×環境補正
【０１００】
ここで、「基準Ｖｐｐ値」は、画像形成装置の線速（印刷速度）などによって予め決められた基準のＶｐｐ値である。「環境補正」は、温度、湿度等の環境の変化による補正係数である。本実施形態のプリンタで用いている温湿度センサ１０６は、サーミスタ出力から温度が検出でき、該温湿度センサの出力から湿度が検出できる。
【０１０１】
温湿度の検知タイミングは、装置の電源ＯＮより１分毎にサンプリングしている。また、環境補正を行うタイミングは、温湿度検知タイミングと同じような周期で行っている。なお、温湿度センサの設置場所は特に制限しないが、定着装置の熱源から離れたところが好ましく、実施形態（図１）では転写ユニット３０の下方に配置しているが、給紙部の側方や下方などに設けても良い。
【０１０２】
図８は、制御例を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、まず、温湿度センサ１０６内のサーミスタ出力を検知し、サーミスタ出力と温度との相関関係に基づいた、サーミスタ出力−温度変換テーブルから温度を決定する（Ｓ１）。次に、温湿度センサ１０６内の湿度センサ出力を検知し、Ｓ１で求めた温度と、湿度センサ出力−相対湿度変換テーブルとから、相対湿度を決定する（Ｓ２）。なお、このテーブルは、温度を横に湿度を縦にとって、相対湿度を求めるものである。
【０１０３】
次に、Ｓ２で求めた相対湿度と、相対湿度−絶対湿度変換テーブルとから、絶対湿度を算出する（Ｓ３）。このテーブルは、相対湿度を横に温度を縦にとって、絶対湿度を求めるものである。なお、絶対湿度は、温度と相対湿度とから計算式により求めることもできる。
【０１０４】
次に、Ｓ３で求めた絶対湿度と、絶対湿度−現在環境変換テーブルとから、現在環境を決定する（Ｓ４）。なお、現在環境は、例えば、Ｌ／Ｌ（１９℃３０％）、Ｍ／Ｌ（２３℃３０％）、Ｍ／Ｍ（２３℃５０％）、Ｍ／Ｈ（２３℃８０％）、Ｈ／Ｈ（２７℃８０％）などに区分しているが、温度や湿度の値および組み合わせなどは、これに限定されるものではない。表３に示す「現在環境」のうち、「ＬＬ」は絶対湿度が最も小さい環境に相当する。「ＨＨ」は絶対湿度が最も大きい環境に相当する。
【０１０５】
そして最後に、Ｓ４で求めた現在環境に応じた補正量で、ピークツウピーク電圧値（Ｖｐｐ）を補正する（Ｓ５）。
また、補正値は、例えば次の表３に示すような関係から決定する。なお、本実施形態においては、αを２５％、βを１３％とするが、現在環境と補正値との関係は、これに限定されるものではない。
【０１０６】
【表３】
0006784187.tif 000004
【０１０７】
温湿度センサによる検知は機械動作が必要ないので、常にモニタリングすることが可能であり、環境変動に対して逐次制御が可能である。
なお、温湿度センサの検知結果に基づく転写バイアスの補正制御と、前記した電圧閾値の補正制御とは、画像形成装置の制御部６０（図７）で行っている。
本実施形態における温湿度センサ１０６は温度および相対湿度を検出するものだが、センサの種類はこれに限らない。温湿度センサ１０６にかえて、温度のみを検出可能な温度センサを用いてもよい。また、温湿度センサ１０６にかえて、相対湿度のみを検出可能な湿度センサを用いてもよい。
【０１０８】
上記説明した制御例１及び後述する第二実施形態の制御例は低デューティＡＣ転写モード（第二のモード）である。
【０１０９】
次に、高デューティＡＣ転写モードについて説明する。
高デューティＡＣ転写モードにおいては、二次転写バイアスの交流成分における電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が、同じく交流成分の最大値と最小値の中心電圧値（電圧の最大値と最小値の中心値）Ｖｏｆｆよりも戻し側であることを必須としている。それを実現するためには、交流成分の中心電圧値Ｖｏｆｆを挟んで転写方側の面積よりも、戻し方向側の面積のほうが大きい波形にする必要がある。時間平均値とは、電圧の時間平均値であり、これは電圧波形の１周期にわたる積分値を、１周期の長さで割った値である。
【０１１０】
これを達成するための一形態として、例えば図９に示すように、戻し方向側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きを、転写方向側の電圧の立ち上がり及び立下りの傾きよりも大きくする台形状の波形の形態が考えられる。
【０１１１】
また、波形の形態としては、台形状の波形に限定されるものではなく、三角形状となる波形、矩形状の波形、あるいはこれらを組み合わせた波形でもよく、波形の形状を限定するものではない。
【０１１２】
デューティ（Ｄｕｔｙ）の規定は低デューティＡＣ転写モードの場合と同じである。すなわち、中心電圧値Ｖｏｆｆと電圧の時間平均値Ｖａｖｅとの関係を示す値として、交流波形全体に占める中心電圧値Ｖｏｆｆよりも戻し方向側の面積の割合を、戻し時間[％]と設定した。すなわち、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）×１００［％］を
デューティ（Ｄｕｔｙ）と規定する。
【０１１３】
別な表現をすると、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向の電圧と逆極性側の電圧が出力される時間の割合をデューティ（Ｄｕｔｙ）と呼ぶこともできる。
【０１１４】
コート紙のような表面平滑性の良いものを用いると、二次転写不良による画像濃度不足を引き起こし易くなってしまうため、本実施形態では、コート紙など表面平滑性が所定値以上の記録材を用いるときは第三のモード（高デューティＡＣ転写モード）で印刷する。
【０１１５】
高デューティＡＣ転写モードは、二次転写バイアスにおいて、プラス極性になっている（トナーを戻す側の）時間は周期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。なお、デューティが５０［％］を超えていても、次のようにすることで、トナー像の二次転写が可能になる。即ち、０［Ｖ］を基準にしたプラス側のグラフ箇所の面積を、マイナス側のグラフ箇所の面積よりも小さくすることで、平均電位をマイナス極性にして、トナーを相対的にベルト側から記録シート側に静電移動させることが可能になる。
【０１１６】
図１０は、本発明者らが図１と同様構成の実際の試作機の二次転写電源３９から出力させた二次転写バイアスの波形を示すグラフである。同図において、転写側（トナーと同極）ピーク値Ｖｔは−４．８［ｋＶ］である。また、戻し側（トナーと逆極）ピーク値Ｖｒは１．２［ｋＶ］である。また、オフセット電圧Ｖｏｆｆは−１．８［ｋＶ］である。また、平均電位Ｖａｖｅは０．０８［ｋＶ］である。また、ピークツウピーク値Ｖｐｐは６．０［ｋＶ］である。また、転写側の時間ｂ１は、０．１０［ｍｓ］である。また、周期Ｔは０．６６［ｍｓ］である。また、デューティは、８５［％］である。
【０１１７】
本発明者らは、且つ次のような条件のもとで、二次転写バイアスのデューティを様々に変化させながら、それぞれのデューティでテスト画像を印字してみた。
・環境：２７℃／８０％
・用紙：Mohawk Color Copy Gloss 270gsm(457mm×305mm) …いわゆるコート紙
・プロセス線速：６３０ｍｍ／ｓ
・テスト画像：ブラックハーフトーン画像
・二次転写ニップ幅（ベルト移動方向の長さ）：４ｍｍ
・同極ピーク値Ｖｔ：−４．８ｋＶ
・逆極ピーク値Ｖｒ：１．２ｋＶ
・オフセット電位Ｖｏｆｆ：−１．８ｋＶ
・平均電位Ｖａｖｅ：０．０８ｋＶ
・ピークツウピーク値Ｖｐｐ：６．０ｋＶ
・転写側時間ｂ１：０．１０ｍｓ
・周期Ｔ：０．６６ｍｓ
・デューティ：９０％、７０％、５０％、３０％、１０％
【０１１８】
図１１は、上記各デューティに設定した二次転写バイアスの実際の出力波形を示すグラフである。図１１（ａ）はデューティ９０％、（ｂ）はデューティ７０％、（ｃ）はデューティ５０％、（ｄ）はデューティ３０％、（ｅ）はデューティ１０％の出力波形である。
【０１１９】
また、各デューティに設定した二次転写バイアスによる、テスト画像の画像濃度の再現性を評価した結果を図１１（ｆ）の表に示す。評価のランクは、十分なハーフトーンの濃度が得られている状態をランク５と評価した。また、ランク５に比べてやや薄いが、問題のない濃さが得られている状態をランク４として評価した。また、ランク４に比べてさらに薄く、ユーザーに提供する画質としては問題となる状態をランク３として評価した。また、ランク３に比べてさらに薄い状態をランク２として評価した。また、全体的に白っぽい場合やそれよりも薄い状態をランク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は、ランク４以上である。
【０１２０】
デューティを１０％や３０％に設定した条件では、周期Ｔ内において、トナーに対して逆極性の電荷を注入するおそれのある時間を比較的長くすることから、トナーへの逆電荷の注入によるトナー帯電量Ｑ／Ｍの低下が顕著に認められた。このため、表（ｆ）に示されるように、ランク１という著しい画像濃度不足を認める結果になった。
【０１２１】
一方、デューティを７０％や９０％に設定した条件では、周期Ｔ内において、トナーに対して逆極性の電荷を注入するおそれのある時間を比較的短くすることから、トナーへの逆電荷の注入によるトナー帯電量Ｑ／Ｍの低下が有効に抑えられた。このため、表（ｆ）に示されるように、ランク４という適正画像濃度を認める結果になった。
【０１２２】
なお、図示のように、二次転写バイアスとして、周期Ｔ内で極性を交互に反転させるものを採用すると、トナーへの逆電荷の注入をより確実に抑えることが可能になる。記録材Ｐが帯電している場合であっても、逆電荷の注入を抑える極性の電界を相対的に二次転写ニップ内で作用させることができるからである。
また、高デューティＡＣ転写モードの出力波形は、トナーを戻す側に作用する時間が長くなる（転写側の時間が短くなる）ため、過転写を防げるという効果もある。
【０１２３】
次に、第一実施形態における高デューティＡＣ転写モードで環境条件に応じて二次転写バイアスを補正した制御例について説明する。
【０１２４】
本実施形態は、環境条件に応じて二次転写バイアスを補正するものである。すなわち、本形態において、高デューティの転写バイアスを用いる場合、環境検知手段（温湿度センサ１０６）で検知された温湿度が高いほど（絶対湿度が大きいほど）、二次転写時の電圧の最大値と最小値の差（Ｖｐｐ）を大きくするように、電源を制御する。本形態と比較例における、画像濃度（ハーフトーン画像の濃度）の評価結果を次の表４に示す。表中で本形態は制御例２と記載している。
【０１２５】
【表４】
0006784187.tif 000005
【０１２６】
表４において、比較例は、温湿度に対してピークツウピーク電圧値（Ｖｐｐ）と同一のデューティ（Ｄｕｔｙ）を設定した場合を示し、制御例２は、温湿度毎にＶｐｐを変更したものである。
【０１２７】
主要な実験条件は次の通りである。
・環境：１５℃／１０％、２３℃／５０％、２７℃／８０％
・用紙：Mohawk Color Copy Gloss 270gsm(457mm×305mm)…いわゆるコート紙
・プロセス線速：６３０ｍｍ／ｓ
・テスト画像：ブラックハーフトーン画像
・二次転写ニップ幅（ベルト移動方向の長さ）：４ｍｍ
・ピークツウピーク値Ｖｐｐ：４〜８ｋＶ
・転写側時間ｂ１：０．１０ｍｓ
・周期Ｔ：０．６６ｍｓ
・デューティ：８５％
【０１２８】
温湿度が高いほどトナーＱ／Ｍが低下するため、転写時の逆電荷注入の影響を受けやすく、画像濃度は低下する。しかし比較例ではピークツウピーク電圧値（Ｖｐｐ）を変えていないため、高温湿度環境でハーフトーン画像の濃度が低下している。
【０１２９】
これに対し、制御例２では、温湿度が高いほどＶｐｐを大きくするように補正している。これにより、画像濃度低下リスクを減らせることができるといえる。つまり、温度又は湿度が高くなるほど、Ｖｐｐを大きくするように制御することで、比較例の結果に比べてハーフトーン画像の濃度が高くなった。このため、より転写率がアップし、十分な画像濃度を得ることができるといえる。
【０１３０】
本形態では、温湿度に応じて二次転写バイアスのＶｐｐの大きさを４ｋＶ，６ｋＶ，８ｋＶの３種類の間で変化させているが、これに限られない。Ｖｐｐの大きさを２種類のみの間で変化させてもよいし、４種類以上の間で変化させてもよい。
【０１３１】
なお、低温低湿環境では、重畳バイアスを用いずに、直流成分のみを印加する（交流成分を含まない）直流バイアスとしても良い。その場合の制御を次の表５に変形例として示す。低温低湿環境では直流バイアスによっても十分なハーフトーン濃度が得られている。
変形例では、温湿度に応じて二次転写バイアスのＶｐｐの大きさを０ｋＶ，６ｋＶ，８ｋＶの３種類の間で変化させているが、これに限られない。Ｖｐｐの大きさをたとえば０ｋＶと６ｋＶの２種類の間で変化させてもよい。また、Ｖｐｐの大きさを４種類以上の間で変化させてもよい。
【０１３２】
【表５】
0006784187.tif 000006
【０１３３】
高デューティＡＣ転写モードにおいても、環境条件に応じた補正は、具体的には装置本体に設けた環境検知手段としての温湿度センサ１０６（図１）にて温湿度を検知し、Ｖｐｐを補正する。
【０１３４】
また、補正値は、例えば上述の低デューティＡＣ転写モードの場合と同様に、次の表６に示すような関係から決定する。なお、本実施形態においては、αを３３％、βを１７％とするが、現在環境と補正値との関係は、これに限定されるものではない。
【０１３５】
【表６】
0006784187.tif 000007
【０１３６】
次に、二次転写制御の第二実施形態について説明する。
第二実施形態は、第一実施形態で説明したように二次転写バイアスを補正することに加えて、用紙（記録材）の凹凸に応じて二次転写バイアスをさらに補正するものである。
【０１３７】
図６で説明したように、交互に切り替わる電圧波形の１周期の中に占める、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも戻し方向側の面積をＡ、中心電圧値（Ｖｏｆｆ）よりも転写方向側の面積をＢとしたとき、Ｄｕｔｙ（デューティ）＝Ａ／（Ａ＋Ｂ）で示される。本形態では、使用する記録材Ｐ表面の凹凸が大きいほどデューティを小さくするように、二次転写電源３９を制御部６０で制御したものである。本形態と比較例における、溝転写性及び放電性の評価結果を次の表７に示す。表中で本形態は制御例３と記載している。
【０１３８】
【表７】
0006784187.tif 000008
【０１３９】
表７において、比較例は、記録材を変更し、各記録材に対するピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)とデューティ（Ｄｕｔｙ）を変更しないケースである。この場合、溝転写性は、記録材Ｐの溝部が深くなるとランクが低くなり、放電性は記録材Ｐの溝部の深さが浅くなるとランクが低くなる。
【０１４０】
これに対し、制御例３では、記録材種類となる溝部の深さに対し、ピークツウピーク電圧値(Ｖｐｐ)は同一とし、デューティ（Ｄｕｔｙ）だけを変更したところ、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が変化した。つまり、溝部が深く凹凸が大きい場合にデューティ（Ｄｕｔｙ）を小さくすると、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）の絶対値が大きく、溝転写性のランクが高くなる。すなわち、転写率がアップし、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、白点の発生を抑えることができ、低デューティＡＣ転写モードは良好な画像を得ることができるといえる。なお、本明細書では、上記したように、重畳電圧による転写を「ＡＣ転写」と称している。
【０１４１】
ところで、中間転写ベルト３１として、本プリンタのように、最上層（弾性層１０２）の素材に粒子１０３を分散せしめたものを用いると、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。しかしながら、規則的に並ぶ絶縁性の粒子１０３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１０３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１０３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。
【０１４２】
粒子１０３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１０３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。
【０１４３】
また、粒子１０３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。
【０１４４】
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（コート層）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。
【０１４５】
ここまで説明したように、本発明の画像形成装置によれば、バイアスの交流成分のデューティ（Ｄｕｔｙ）が５０％以下の場合には、温度又は／及び湿度が高いほどピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を小さくするように補正し、デューティ（Ｄｕｔｙ）が５０％より大きい場合には、温度又は／及び湿度が高いほどピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を大きくするように補正することで、表面凹凸の大きな用紙に対するトナー像の転写性を高めつつ、表面凹凸が少ない用紙に対してもトナー像を良好に転写することができる。これにより、高温・高湿環境における、良好な凹凸紙転写性および良好なハーフトーン転写性を得ることができる。
【０１４６】
また、バイアスを出力する電源が、異なるデューティの電圧を出力する２つのトランスを含み、一方のトランスが出力する電圧のデューティが他方のトランスが出力する電圧のデューティよりも大きいことで、低デューティおよび高デューティの電圧を出力可能な電源を実現でき、電源制御も簡単になる。
【０１４７】
また、一方のトランスが出力する電圧のデューティが５０％以下であり、前記他方のトランスが出力する電圧のデューティが５０％より大きいことで、用紙特性と環境条件に応じた適切なデューティの電圧を容易に出力することができる。
【０１４８】
また、用紙表面の凹凸が大きいほど、バイアスのデューティを小さくするように制御することで、凹凸紙の凹部に対しても確実にトナーを転写させることができる。
また、用紙表面の凹凸が大きいほどバイアスのデューティを小さくする際に、ピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を一定とすることで、バイアス電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）が変化して用紙凹部に対する転写性が向上する。
【０１４９】
また、バイアスのピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を変更する際、予め決められた基準値（基準Ｖｐｐ値）に、所定の環境補正係数を乗じて前記ピークツウピーク電圧（Ｖｐｐ）を算出することで、最適なピークツウピーク電圧を容易に決定することができる。
また、基準Ｖｐｐ値が印刷速度に応じて決められていることで、印刷速度に応じた適切なピークツウピーク電圧を容易に決定することができる。
【０１５０】
また、記録材の種類に応じて転写バイアスを第一のモード、第二のモード、第三のモードに切り替え可能なことで、記録材の種類に応じた適切なバイアスを印加して確実な転写を行うことができる。
【０１５１】
また、記録材の表面凹凸が所定値よりも小さなものを用いる場合に第一のモード（直流転写モード）でトナー像を記録材へ転写することで、普通紙などの凹凸が少ない用紙に対して良好な転写を行うことができる。
【０１５２】
また、記録材の表面凹凸が所定値以上のものを用いる場合に第二のモード（低デューティＡＣ転写モード）でトナー像を記録材へ転写することで、表面凹凸が大きな用紙に対して良好な転写を行うことができる。
【０１５３】
また、記録材の表面平滑性が所定値以上のものを用いる場合に第三のモード（高デューティＡＣ転写モード）でトナー像を記録材へ転写することで、コート紙など表面が平滑な用紙に対して良好な転写を行うことができる。
【０１５４】
また、基層と、該基層の上に積層された弾性層とを含む複数層からなる像担持体を用いることで、転写ニップ内で弾性層がその弾性によって柔軟に変形し、表面凹凸の大きな用紙と像担持体との密着性が向上し、表面凹凸の大きな用紙に対するトナー像の転写性を更に向上させることができる。
【０１５５】
また、上記弾性層の表面に複数の微粒子が分散されていることで、弾性層の表面における微粒子の存在により、転写ニップ内で弾性層の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高めて転写効率を向上させることができる。
【０１５６】
また、上記粒子の帯電特性が、トナーの正規帯電極性とは逆極性であることで、粒子の電荷により、粒子間で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。
【０１５７】
また、上記弾性層の上にコート層が形成されていることで、表面層としてトナー離型性に優れた材料からなるものを用いることで、転写効率を更に高めることができる。
【０１５８】
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。転写部の構成は適宜な構成を採用可能であり、また、適宜な構成の電源を使用可能である。
画像形成装置各部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、４色機に限らず、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。
【０１５９】
二次転写バイアスとしては、その直流成分が定電流制御されたバイアスを用いてもよいし、定電圧制御されたバイアスを用いてもよい。同様に、二次転写バイアスとしては、その交流成分が定電流制御されたバイアスを用いてもよいし、定電圧制御されたバイアスを用いてもよい。
図示の実施形態では二次転写電源３９が二次転写裏面ローラ３３に二次転写バイアスを印加する構成としたが、二次転写ローラとしてのローラ４００に二次転写バイアスを印加してもよい。
【符号の説明】
【０１６０】
１          画像形成ユニット
３０        転写ユニット
３１        中間転写ベルト（像担持体）
４１        二次転写ユニット
３６        二次転写ベルト
３９        バイアス電源
８０        光書込ユニット
１０６      温湿度センサ（環境検知手段）
１１０      直流電源
１４０      交流電源
１４３      交流電圧用トランス
２００      電源制御部
５００      プリンタ
Ｐ          用紙（記録媒体）
Ｎ          二次転写ニップ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６１】
【特許文献１】特開２０１４−１０３８３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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