(57)【要約】【課題】記録紙表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】２次転写バイアスとして、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを具備する交流成分に、オフセット電圧Ｖｏｆｆを重畳した重畳バイアスを出力する２次転写バイアス電源３９において、２次転写バイアスとして、「１／６×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という関係を具備するものを出力させるようにした。このような２次転写バイアスを出力することで、本発明者らが実験で明らかにしたように、和紙のような表面凹凸に富んだ記録紙を用いる場合であっても、紙表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができた。【選択図】図１
2012063746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体のおもて面に当接して前記像担持体との間で転写ニップを形成するニップ形成部材と、
転写バイアスを印加することにより前記転写ニップ位置で前記像担持体上のトナー像を記録材へと転写する転写バイアス印加手段とを備える転写装置であって、
前記転写バイアス印加手段が、前記転写バイアスとして、交流成分と直流成分とを重畳したものであって、且つ、前記交流成分のピークツウピーク電圧が、前記直流成分の電圧の絶対値の６倍よりも大きな値のものを印加するものであることを特徴とする転写装置。
【請求項２】
請求項１の転写装置であって、
前記転写バイアス印加手段が、前記転写バイアスとして、前記転写ニップに挟み込まれた記録材よりも前記像担持体側に位置するように配設された第１部材と、前記記録材よりも前記ニップ形成部材側に位置するように配設された第２部材と、の間に交流成分と直流成分とを含む電位差を発生させるものを印加するように構成され、
且つ、前記電位差は、前記第１部材に対する前記第２部材の直流成分の電位差Ｅｏｆｆと、前記第１部材に対する前記第２部材の交流成分のピークツウピーク電位差Ｅｐｐとについて、「１／６Ｅｐｐ＞｜Ｅｏｆｆ｜」という関係を具備するものであり、
且つ、電位差Ｅｏｆｆの極性がトナーの帯電極性とは逆の極性であることを特徴とする転写装置。
【請求項３】
請求項２の転写装置であって、
前記像担持体が、潜像担持体に対向して、前記潜像担持体上で現像されたトナー像が１次転写される中間転写体であり、
前記ニップ形成部材が、前記中間転写体のおもて面に当接して前記中間転写体との間で２次転写ニップを形成するものであり、
前記第１部材が、前記２次転写ニップで前記中間転写体の裏面に当接する裏面当接部材であり、
且つ、前記第２部材が、前記ニップ形成部材であることを特徴とする転写装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの転写装置において、
前記転写バイアスとして、前記交流成分の周波数ｆ［Ｈｚ］と、前記転写ニップ又は２次転写ニップにおける前記像担持体又は中間転写体の表面移動方向の長さであるニップ幅ｄ［ｍｍ］と、前記像担持体又は中間転写体の表面移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］とについて「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という関係を具備するもの、を印加するように、前記転写バイアス印加手段を構成したことを特徴とする転写装置。
【請求項５】
像担持体のおもて面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材、前記像担持体の裏面に当接する裏面当接部材、並びに、自らが出力する電圧により、前記ニップ形成部材、又は前記ニップ形成部材を前記像担持体に向けて押圧する押圧部材と、前記裏面当接部材との間に、直流成分及び交流成分を含む電位差を生じせしめるための電圧を出力する電圧出力手段を有し、
前記転写ニップに挟み込んだ記録材に対し、前記像担持体のおもて面に担持されるトナー像を転写する転写装置において、
前記電圧として、交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐ［Ｖ］と、電位の時間平均値であるオフセット電圧Ｖｏｆｆ［Ｖ］とについて「１／６×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という関係を具備するものを出力させるように、前記電圧出力手段を構成し、
且つ、前記オフセット電圧Ｖｏｆｆとして、前記ニップ形成部材又は押圧部材の電位を前記裏面当接部材の電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きくするものを発生させるようにしたことを特徴とする転写装置。
【請求項６】
請求項５の転写装置であって、
前記電位差が、前記ニップ形成部材の芯金、又は前記ニップ形成部材を前記像担持体に向けて押圧する押圧部材の芯金と、前記裏面当接部材の芯金との間の電位差であることを特徴とする転写装置。
【請求項７】
請求項５又は６の転写装置において、
前記像担持体として、前記潜像担持体の表面上で現像されたトナー像を自らのおもて面に１次転写せしめられる中間転写体を用い、
前記ニップ形成部材として、前記中間転写体のおもて面に当接して２次転写ニップを形成するものを用い、
且つ、前記電圧出力手段から出力される電圧を、前記中間転写体の裏面に当接する裏面当接部材と、前記ニップ形成部材とのうち、少なくとも何れか一方に印加して前記電位差を生じせしめるようにしたことを特徴とする転写装置。
【請求項８】
請求項５乃至７の何れかの転写装置において、
前記電圧として、前記交流成分の周波数ｆ［Ｈｚ］と、前記転写ニップ又は２次転写ニップにおける像担持体表面移動方向の長さであるニップ幅ｄ［ｍｍ］と、前記像担持体の表面移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］とについて「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という関係を具備するもの、を出力するように、前記電圧出力手段を構成したことを特徴とする転写装置。
【請求項９】
潜像担持体のおもて面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材、前記ニップ形成部材、又は前記ニップ形成部材を前記潜像担持体に向けて押圧する押圧部材と、前記潜像担持体の静電潜像との間に、直流成分及び交流成分を含む電位差を生じせしめる電位差発生手段を有し、
前記潜像担持体の表面上で現像されたトナー像を、前記電位差により、前記潜像担持体の表面上から、前記転写ニップに挟み込んだ記録材に転写する転写装置において、
前記電位差として、前記交流成分のピークツウピーク電位差Ｅｐｐ［Ｖ］と、直流成分及び交流成分を含む電位差の時間平均値である直流成分電位差Ｅｏｆｆとについて「１／６×Ｅｐｐ＞｜Ｅｏｆｆ｜」という関係を具備し、且つ、前記直流成分電位差Ｅｏｆｆとして、前記ニップ形成部材又は押圧部材の芯金の電位を前記静電潜像の電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きくしたもの、を発生させるように、前記電位差発生手段を構成したことを特徴とする転写装置。
【請求項１０】
請求項９の転写装置であって、
前記電位差発生手段が、前記ニップ形成部材の芯金、又は前記ニップ形成部材を前記潜像担持体に向けて押圧する押圧部材の芯金と、前記潜像担持体の静電潜像との間に、前記電位差を発生させるものであることを特徴とする転写装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０の転写装置において、
前記静電潜像の電位を検知する潜像電位検知手段を設けるとともに、
前記潜像電位検知手段による検知結果に応じて、前記直流成分と前記交流成分とのうち、少なくとも何れか一方を変更することで、前記関係を具備させる処理を実施するように、前記電位差発生手段を構成したことを特徴とする転写装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１の何れかの転写装置において、
前記電位差として、前記交流成分の周波数ｆ［Ｈｚ］と、前記転写ニップにおける像担持体表面移動方向の長さであるニップ幅ｄ［ｍｍ］と、前記像担持体の表面移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］とについて「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という関係を具備するもの、を発生させるように、前記電位差発生手段を構成したことを特徴とする転写装置。
【請求項１３】
像担持体とニップ形成部材との当接による転写ニップ、あるいは、潜像担持体とニップ形成部材との当接による転写ニップ、に挟み込んだ記録材に対して、前記像担持体又は潜像担持体の表面に担持されるトナー像を転写する転写手段を備える画像形成装置において、
前記転写手段として、請求項１乃至１２の何れかの転写装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体のトナー像を担持しているおもて面に当接して前記該像担持体との間で転写ニップを形成するニップ形成工程と、
転写バイアスを印加することにより前記転写ニップ位置で前記像担持体上のトナー像を記録材へと転写する転写工程とを備える転写方法であって、
前記転写工程にて、前記転写バイアスとして、交流成分と直流成分とを重畳したものであって、且つ、前記交流成分のピークツウピーク電圧が前記直流成分の電圧の絶対値の６倍よりも大きな値のものを印加することを特徴とする転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体の表面に担持されるトナー像を記録紙に転写する転写装置や転写方法に関するものである。また、かかる転写装置や転写方法を用いる画像形成装置や画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置としては、特許文献１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り、ドラム状の感光体の表面にトナー像を形成する。感光体には、像担持体としての無端状の中間転写ベルトを当接させて１次転写ニップを形成している。そして、１次転写ニップにおいて、感光体上のトナー像を中間転写ベルトに１次転写する。中間転写ベルトに対しては、ニップ形成部材としての２次転写ローラを当接させて２次転写ニップを形成している。また、中間転写ベルトのループ内には、２次転写対向ローラを配設しており、この２次転写対向ローラと、前述した２次転写ローラとの間に中間転写ベルトを挟み込んでいる。ループ内側の２次転写対向ローラに対してはアースを接続しているのに対し、ループ外の２次転写ローラに対しては２次転写バイアスを印加している。これにより、２次転写対向ローラと２次転写ローラとの間に、トナー像を前者側から後者側に静電移動させる２次転写電界を形成している。そして、中間転写ベルト上のトナー像に同期させるタイミングで２次転写ニップ内に送り込んだ記録紙に対して、２次転写電界の作用により、中間転写ベルト上のトナー像を２次転写する。
【０００３】
かかる構成において、記録紙として、和紙のような表面凹凸に富んだものを用いると、表面凹凸にならった濃淡パターンを画像中に発生させ易くなる。この濃淡パターンは、紙表面における凹部に対して十分量のトナーが転写されずに、凹部の画像濃度が凸部よりも薄くなることによって生じるものである。そこで、特許文献１に記載の画像形成装置においては、２次転写バイアスとして、直流電圧だけからなるものではなく、交流電圧に対して直流電圧を重畳した重畳バイアスを印加するようになっている。特許文献１には、このような２次転写バイアスを印加することで、直流電圧だけからなる２次転写バイアスを印加する場合に比べて、濃淡パターンの発生を抑え得ることを示す実験結果が記載されている。更には、次のような実験結果も記載されている。即ち、２次転写バイアスの交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐをゼロ付近から大きくしていくにつれて記録紙表面の凹部の画像濃度を徐々に濃くしていくが、Ｖｐｐ値を直流電圧の２倍よりも大きくすると、今度は逆に、Ｖｐｐを大きくするにつれて凹部の画像濃度を薄くしていくことを示唆する実験結果である。この実験結果によれば、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを徐々に大きくしていく過程で、記録紙表面の凹部の画像濃度を濃くする傾向から薄くする傾向に転じさせる直前のＶｐｐ値、即ち、直流電圧の２倍程度のＶｐｐ値を採用することで、凹部の濃度を最も濃くすることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者らは実験により、記録紙表面の凹部内に十分量のトナーを転移させるという点だけに着目した場合、直流電圧の２倍程度のＶｐｐ値では良好な結果が得られず、凹部内で十分な画像濃度を得るためにはＶｐｐ値をもっと大きくする必要があることを見出した。具体的には、本発明者らの実験によれば、特許文献１に記載の実験結果とは異なり、Ｖｐｐ値を直流電圧の２倍よりも大きくしても、凹部の画像濃度はＶｐｐ値の増加とともに濃くなった。但し、Ｖｐｐ値を比較的大きくすると、凹部の中でも特に深さの大きい箇所において、凹部底面と中間転写ベルトとの間に放電を発生させて、点状の抜けである白点を画像中に引き起こした。この白点を多量に発生させると、白点同士を長く繋げて、あたかも凹部に著しい画像濃度不足を引き起こしているかのような状態に見えてしまうが、画像濃度不足と白点とは全く異なる現象である。具体的には、画像濃度不足は、中間転写ベルト等から記録紙表面の凹部内に対して十分量のトナーが転移しないことによって発生するものであるのに対し、白点は放電によって逆帯電してしまったトナーが凹部内に向けて転移できなくなることによって発生するものである。白点を多量に発生させていることで凹部に著しい画像濃度不足を引き起こしているかのように見える画像であっても、凹部における深さの大きくない箇所では、Ｖｐｐを直流電圧の２倍にした場合よりも濃い画像濃度が得られていた。つまり、特許文献１に記載の実験においても、白点と画像濃度不足とを明確に区別していれば、本発明者らが行った実験と同様に、直流電圧の２倍よりも大きな電位領域でも、Ｖｐｐ値が大きくなるにつれて画像濃度が濃くなっていたと考えられる。そして、本発明者らの実験によれば、許容レベルの画像濃度を凹部で得るためには、Ｖｐｐ値を直流電圧の４倍よりも大きくする必要があった。
【０００５】
更には、たとえＶｐｐ値を直流電圧の４倍より大きくしたとしても、記録紙として、厚みや表面凹凸が比較的大きいものを用いると、記録紙表面の凹部で十分な画像濃度が得られなくなることもわかった。
【０００６】
そこで、本発明者らが、厚みや表面凹凸が大きい記録紙を用いて実験を行ったところ、かかる記録紙の表面の凹部で十分な画像濃度を得るためには、Ｖｐｐ値を直流電圧の６倍よりも大きくしなければならないことがわかった。
【０００７】
これまで、２次転写ニップでトナー像を記録紙に転写する構成の画像形成装置について説明してきたが、感光体と転写ローラ等との当接による転写ニップでトナー像を感光体から記録紙に転写する構成においても、同様の問題が生じ得る。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような転写装置、画像形成装置、転写方法、及び画像形成方法を提供することである。即ち、厚みや表面凹凸の大きな記録材を用いても、記録材表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができる転写装置等である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のおもて面に当接して前記像担持体との間で転写ニップを形成するニップ形成部材と、転写バイアスを印加することにより前記転写ニップ位置で前記像担持体上のトナー像を記録材へと転写する転写バイアス印加手段とを備える転写装置であって、前記転写バイアス印加手段が、前記転写バイアスとして、交流成分と直流成分とを重畳したものであって、且つ、前記交流成分のピークツウピーク電圧が、前記直流成分の電圧の絶対値の６倍よりも大きな値のものを印加するものであることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の転写装置であって、前記転写バイアス印加手段が、前記転写バイアスとして、前記転写ニップに挟み込まれた記録材よりも前記像担持体側に位置するように配設された第１部材と、前記記録材よりも前記ニップ形成部材側に位置するように配設された第２部材と、の間に交流成分と直流成分とを含む電位差を発生させるものを印加するように構成され、且つ、前記電位差は、前記第１部材に対する前記第２部材の直流成分の電位差Ｅｏｆｆと、前記第１部材に対する前記第２部材の交流成分のピークツウピーク電位差Ｅｐｐとについて、「１／６Ｅｐｐ＞｜Ｅｏｆｆ｜」という関係を具備するものであり、且つ、電位差Ｅｏｆｆの極性がトナーの帯電極性とは逆の極性であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の転写装置であって、前記像担持体が、潜像担持体に対向して、前記潜像担持体上で現像されたトナー像が１次転写される中間転写体であり、前記ニップ形成部材が、前記中間転写体のおもて面に当接して前記中間転写体との間で２次転写ニップを形成するものであり、前記第１部材が、前記２次転写ニップで前記中間転写体の裏面に当接する裏面当接部材であり、且つ、前記第２部材が、前記ニップ形成部材であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの転写装置において、前記転写バイアスとして、前記交流成分の周波数ｆ［Ｈｚ］と、前記転写ニップ又は２次転写ニップにおける前記像担持体又は中間転写体の表面移動方向の長さであるニップ幅ｄ［ｍｍ］と、前記像担持体又は中間転写体の表面移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］とについて「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という関係を具備するもの、を印加するように、前記転写バイアス印加手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、像担持体のおもて面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材、前記像担持体の裏面に当接する裏面当接部材、並びに、自らが出力する電圧により、前記ニップ形成部材、又は前記ニップ形成部材を前記像担持体に向けて押圧する押圧部材と、前記裏面当接部材との間に、直流成分及び交流成分を含む電位差を生じせしめるための電圧を出力する電圧出力手段を有し、前記転写ニップに挟み込んだ記録材に対し、前記像担持体のおもて面に担持されるトナー像を転写する転写装置において、前記電圧として、交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐ［Ｖ］と、電位の時間平均値であるオフセット電圧Ｖｏｆｆ［Ｖ］とについて「１／６×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という関係を具備するものを出力させるように、前記電圧出力手段を構成し、且つ、前記オフセット電圧Ｖｏｆｆとして、前記ニップ形成部材又は押圧部材の電位を前記裏面当接部材の電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きくするものを発生させるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の転写装置であって、前記電位差が、前記ニップ形成部材の芯金、又は前記ニップ形成部材を前記像担持体に向けて押圧する押圧部材の芯金と、前記裏面当接部材の芯金との間の電位差であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５又は６の転写装置において、前記像担持体として、前記潜像担持体の表面上で現像されたトナー像を自らのおもて面に１次転写せしめられる中間転写体を用い、前記ニップ形成部材として、前記中間転写体のおもて面に当接して２次転写ニップを形成するものを用い、且つ、前記電圧出力手段から出力される電圧を、前記中間転写体の裏面に当接する裏面当接部材と、前記ニップ形成部材とのうち、少なくとも何れか一方に印加して前記電位差を生じせしめるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項５乃至７の何れかの転写装置において、前記電圧として、前記交流成分の周波数ｆ［Ｈｚ］と、前記転写ニップ又は２次転写ニップにおける像担持体表面移動方向の長さであるニップ幅ｄ［ｍｍ］と、前記像担持体の表面移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］とについて「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という関係を具備するもの、を出力するように、前記電圧出力手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、潜像担持体のおもて面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材、前記ニップ形成部材、又は前記ニップ形成部材を前記潜像担持体に向けて押圧する押圧部材と、前記潜像担持体の静電潜像との間に、直流成分及び交流成分を含む電位差を生じせしめる電位差発生手段を有し、前記潜像担持体の表面上で現像されたトナー像を、前記電位差により、前記潜像担持体の表面上から、前記転写ニップに挟み込んだ記録材に転写する転写装置において、前記電位差として、前記交流成分のピークツウピーク電位差Ｅｐｐ［Ｖ］と、直流成分及び交流成分を含む電位差の時間平均値である直流成分電位差Ｅｏｆｆとについて「１／６×Ｅｐｐ＞｜Ｅｏｆｆ｜」という関係を具備し、且つ、前記直流成分電位差Ｅｏｆｆとして、前記ニップ形成部材又は押圧部材の芯金の電位を前記静電潜像の電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きくしたもの、を発生させるように、前記電位差発生手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の転写装置であって、前記電位差発生手段が、前記ニップ形成部材の芯金、又は前記ニップ形成部材を前記潜像担持体に向けて押圧する押圧部材の芯金と、前記潜像担持体の静電潜像との間に、前記電位差を発生させるものであることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項９又は１０の転写装置において、前記静電潜像の電位を検知する潜像電位検知手段を設けるとともに、前記潜像電位検知手段による検知結果に応じて、前記直流成分と前記交流成分とのうち、少なくとも何れか一方を変更することで、前記関係を具備させる処理を実施するように、前記電位差発生手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項９乃至１１の何れかの転写装置において、前記電位差として、前記交流成分の周波数ｆ［Ｈｚ］と、前記転写ニップにおける像担持体表面移動方向の長さであるニップ幅ｄ［ｍｍ］と、前記像担持体の表面移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］とについて「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という関係を具備するもの、を発生させるように、前記電位差発生手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、像担持体とニップ形成部材との当接による転写ニップ、あるいは、潜像担持体とニップ形成部材との当接による転写ニップ、に挟み込んだ記録材に対して、前記像担持体又は潜像担持体の表面に担持されるトナー像を転写する転写手段を備える画像形成装置において、前記転写手段として、請求項１乃至１２の何れかの転写装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、像担持体のトナー像を担持しているおもて面に当接して前記該像担持体との間で転写ニップを形成するニップ形成工程と、転写バイアスを印加することにより前記転写ニップ位置で前記像担持体上のトナー像を記録材へと転写する転写工程とを備える転写方法であって、前記転写工程にて、前記転写バイアスとして、交流成分と直流成分とを重畳したものであって、且つ、前記交流成分のピークツウピーク電圧が前記直流成分の電圧の絶対値の６倍よりも大きな値のものを印加することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
これらの発明においては、本発明者らが後述する実験で明らかにしたように、記録材表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】参考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用の画像形成ユニットを拡大して示す拡大構成図。
【図３】同プリンタの２次転写バイアス電源から出力される重畳バイアスからなる２次転写バイアスの波形を示す波形図。
【図４】重畳バイアスからなる２次転写バイアスの交流成分の周波数ｆと、プロセス線速ｖと、ピッチムラとの関係を示すグラフ。
【図５】凹部濃度再現性の評価結果がランク１、２、３、４、５となる画像をそれぞれ示す図。
【図６】凸部濃度再現性の評価結果がランク１、２、３、４、５となる画像をそれぞれ示す図。
【図７】白点出現性の評価結果がランク１、２、３、４、５となる画像をそれぞれ示す図。
【図８】第２プリントテストの結果に基づいて作成されたオフセット電圧Ｖｏｆｆと、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐと、凹部濃度再現性と、凸部濃度再現性と、白点出現性との関係を示すグラフ。
【図９】２．５［ｋＶ］の直流電圧だけからなる２次転写バイアスを印加した条件で出力された黒ベタ画像を示す図。
【図１０】オフセット電圧Ｖｏｆｆ＝−１．０［ｋＶ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝５．０［ｋＶ］という条件で出力された黒ベタ画像を示す図。
【図１１】２．５［ｋＶ］の直流電圧だけからなる２次転写バイアスを印加した条件で出力された黒ベタ画像を示す図。
【図１２】２．５［ｋＶ］のオフセット電圧Ｖｏｆｆ、４．０［ｋＶ］のピークツウピーク電圧Ｖｐｐという条件で出力された黒ベタ画像を示す図。
【図１３】２．５［ｋＶ］のオフセット電圧Ｖｏｆｆ、８．０［ｋＶ］のピークツウピーク電圧Ｖｐｐという条件で出力された黒ベタ画像を示す図。
【図１４】実験に使用された転写実験装置を示す概略構成図。
【図１５】２次転写ニップにおける転写初期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図。
【図１６】２次転写ニップにおける転写中期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図。
【図１７】２次転写ニップにおける転写後期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図。
【図１８】変形例に係るプリンタを示す概略構成図。
【図１９】第２実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２０】第４プリントテストの結果に基づいて作成されたオフセット電圧Ｖｏｆｆと、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐと、凹部濃度再現性と、凸部濃度再現性と、白点出現性との関係を示すグラフ。
【図２１】紙種と、紙厚と、紙表面の最大凹凸落差との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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前に、本発明を理解する上で参考になる参考形態に係るプリンタについて説明する。
まず、参考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、参考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、参考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つの画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、転写装置としての転写ユニット３０と、光書込ユニット８０と、定着装置９０と、給紙カセット１００と、レジストローラ対１０１とを備えている。
【００１３】
４つの画像形成ユニット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画像形成ユニット１Ｋを例にすると、これは、図２に示すように、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（不図示）、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。
【００１４】
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外径６０［ｍｍ］程度のドラム形状のものであって、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。帯電装置６Ｋは、帯電バイアスが印加される帯電ローラ７Ｋを感光体２Ｋに接触あるいは近接させながら、帯電ローラ７Ｋと感光体２Ｋとの間に放電を発生させることで、感光体２Ｋの表面を一様帯電せしめる。参考形態では、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、直流電圧に交流電圧を重畳したものを採用している。帯電ローラ７Ｋは、金属製の芯金の表面に導電性弾性材料からなる導電性弾性層が被覆されたものである。帯電ローラ等の帯電部材を感光体２Ｋに接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる方式を採用してもよい。
【００１５】
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、図示しない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１次転写される。
【００１６】
ドラムクリーニング装置３Ｋは、１次転写工程（後述する１次転写ニップ）を経た後の感光体２Ｋ表面に付着している転写残トナーを除去する。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。なお、クリーニングブレードについては、その片持ち支持端側を自由端側よりもドラム回転方向下流側に向けるカウンタ方向で感光体２Ｋに当接させている。
【００１７】
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。
【００１８】
現像装置８Ｋは、現像ロール９Ｋを内包する現像部１２Ｋと、図示しないＫ現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部１３Ｋとを有している。そして、現像剤搬送部１３Ｋは、第１スクリュウ部材１０Ｋを収容する第１搬送室と、第２スクリュウ部材１１Ｋを収容する第２搬送室とを有している。それらスクリュウ部材は、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。
【００１９】
第１スクリュウ部材１０Ｋを収容している第１搬送室と、第２スクリュウ部材１１Ｋを収容している第２搬送室とは、仕切り壁によって仕切られているが、仕切壁におけるスクリュウ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スクリュウ部材１０Ｋは、螺旋羽根内に保持している図示しないＫ現像剤を、回転駆動に伴って回転方向に撹拌しながら、図中の紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送する。第１スクリュウ部材１０Ｋと、後述する現像ロール９Ｋとは互いに向かい合う姿勢で平行配設されているため、このときのＫ現像剤の搬送方向は、現像ロール９Ｋの回転軸線方向に沿った方向でもある。そして、第１スクリュウ部材１０Ｋは、現像ロール９Ｋの表面に対してＫ現像剤をその軸線方向に沿って供給していく。
【００２０】
第１スクリュウ部材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スクリュウ部材１１Ｋの螺旋羽根内に保持される。そして、第２スクリュウ部材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。
【００２１】
第２搬送室内において、ケーシングの下壁には図示しないトナー濃度センサが設けられており、第２搬送室内のＫ現像剤のＫトナー濃度を検知する。Ｋトナー濃度センサとしては、透磁率センサからなるものが用いられている。Ｋトナーと磁性キャリアとを含有するＫ現像剤の透磁率は、Ｋトナー濃度と相関関係があるため、透磁率センサは、Ｋトナー濃度を検知していることになる。
【００２２】
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図示しない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。
【００２３】
現像部１２Ｋ内に収容されている現像ロール９Ｋは、第１スクリュウ部材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、現像ロール９Ｋは、回転駆動される非磁性パイプからなる筒状の現像スリーブと、これの内部にスリーブと連れ回らないように固定されたマグネットローラとを具備している。そして、第１スクリュウ部材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。
【００２４】
現像スリーブには、トナーと同極性であって、感光体２Ｋの静電潜像よりも大きく、且つ感光体２Ｋの一様帯電電位よりも小さな現像バイアスが印加されている。これにより、現像スリーブと感光体２Ｋの静電潜像との間には、現像スリーブ上のＫトナーを静電潜像に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体２Ｋの地肌部との間には、現像スリーブ上のＫトナーをスリーブ表面に向けて移動させる非現像ポテンシャルが作用する。それら現像ポテンシャル及び非現像ポテンシャルの作用により、現像スリーブ上のＫトナーが感光体２Ｋの静電潜像に選択的に転移して、静電潜像をＫトナー像に現像する。
【００２５】
先に示した図１において、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃにおいても、Ｋ用の画像形成ユニット１Ｋと同様にして、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ上にＹ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。
【００２６】
画像形成ユニット１Ｙ，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により、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを光走査する。この光走査により、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。具体的には、感光体２Ｙの一様帯電した表面の全域のうち、レーザー光が照射された箇所は、電位を減衰せしめる。これにより、レーザー照射箇所の電位が、それ以外の箇所（地肌部）の電位よりも小さい静電潜像となる。なお、光書込ユニット８０は、光源から発したレーザー光Ｌを、図示しないポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏光せしめながら、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。
【００２７】
画像形成ユニット１Ｙ，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転写装置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３１は、像担持体たる中間転写ベルト３１の他に、駆動ローラ３２、２次転写裏面ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、４つの１次転写ローラ３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、ニップ形成ローラ３６、ベルトクリーニング装置３７、電位センサ３８などを有している。
【００２８】
中間転写ベルト３１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ３２、２次転写裏面ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、及び４つの１次転写ローラ３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ３２の回転力により、同方向に無端移動せしめられる。中間転写ベルト３１としては、次のような特性を有するものを用いている。即ち、厚みは２０［μｍ］〜２００［μｍ］、好ましくは６０［μｍ］程度である。また、体積抵抗率は１ｅ６［Ωｃｍ］〜１ｅ１２［Ωｃｍ］、好ましくは約１ｅ９［Ωｃｍ］程度である（三菱化学製ハイレスタ−ＵＰ  ＭＣＰ  ＨＴ４５にて、印加電圧１００Ｖの条件で測定）。また、材料は、カーボン分散ポリイミド樹脂からなる。
【００２９】
４つの１次転写ローラ３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、無端移動せしめられる中間転写ベルト３１を感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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，Ｍ，Ｃ，Ｋとが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。１次転写ローラ３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、図示しない転写バイアス電源によってそれぞれ１次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像と、１次転写ローラ３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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１次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、感光体２Ｙ上から中間転写ベルト３１上に１次転写される。このようにしてＹトナー像が１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１次転写ニップを順次通過する。そして、感光体２Ｍ，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１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト３１上には４色重ね合わせトナー像が形成される。
【００３０】
１次転写ローラ３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、金属製の芯金と、これの表面上に固定された導電性のスポンジ層とを具備している弾性ローラからなり、次のような特性を有している。即ち、外形は１６［ｍｍ］である。また、心金の径は１０［ｍｍ］である。また、接地された外径３０［ｍｍ］の金属ローラを１０［Ｎ］の力でスポンジ層に押し当てた状態で、１次転写ローラ心金に１０００［Ｖ］の電圧を印加したときに流れる電流Ｉから、オームの法則（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）に基づいて算出したスポンジ層の抵抗Ｒは、約３Ｅ７Ωである。このような１次転写ローラ３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対して、１次転写バイアスを定電流制御で印加する。なお、１次転写ローラ３５Ｙ，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。
【００３１】
転写ユニット３０のニップ形成ローラ３６は、中間転写ベルト３１のループ外側に配設されており、ループ内側の２次転写裏面ローラ３３との間に中間転写ベルト３１を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面と、ニップ形成ローラ３６とが当接する２次転写ニップが形成されている。ニップ形成ローラ３６は接地されているのに対し、２次転写裏面ローラ３３には、２次転写バイアス電源３９によって２次転写バイアスが印加される。これにより、２次転写裏面ローラ３３とニップ形成ローラ３６との間に、マイナス極性のトナーを２次転写裏面ローラ３３側からニップ形成ローラ３６側に向けて静電移動させる２次転写電界が形成される。
【００３２】
転写ユニット３１の下方には、記録紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給紙カセット１００が配設されている。この給紙カセット１００は、紙束の一番上の記録紙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、その記録紙Ｐを給紙路に向けて送り出す。給紙路の末端付近には、レジストローラ対１０１が配設されている。このレジストローラ対１０１は、給紙カセット１００から送り出された記録紙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、挟み込んだ記録紙Ｐを２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、記録紙Ｐを２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップで記録紙Ｐに密着せしめられた中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせトナー像は、２次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括２次転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラートナー像となる。このようにして表面にフルカラートナー像が形成された記録紙Ｐは、２次転写ニップを通過すると、ニップ形成ローラ３６や中間転写ベルト３１から曲率分離する。
【００３３】
２次転写裏面ローラ３３は、次のような特性を有している。即ち、外径は約２４［ｍｍ］である。また、芯金の径は約１６［ｍｍ］である。芯金の表面には、導電性のＮＢＲ系ゴム層が被覆されており、その抵抗Ｒは１ｅ６［Ω］〜１ｅ１２［Ω］、好ましくは約４Ｅ７［Ω］である。抵抗Ｒは、１次転写ローラと同様の方法によって測定された値である。
【００３４】
また、ニップ形成ローラ３６は、次のような特性を有している。即ち、外径は約２４［ｍｍ］である。また、芯金の径は約１４［ｍｍ］である。芯金の表面には、導電性のＮＢＲ系ゴム層が被覆されており、その抵抗Ｒは１Ｅ６Ω以下である。抵抗Ｒは、１次転写ローラと同様の方法によって測定された値である。
【００３５】
２次転写バイアス電源３９は、直流電源と交流電源とを有しており、２次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたものを出力することができる。２次転写バイアス電源３９の出力端子は、ニップ形成ローラ３６の芯金に接続されている。ニップ形成ローラ３６の芯金の電位は、２次転写バイアス電源３９からの出力電圧値とほぼ同じ値になる。また、２次転写裏面ローラ３３については、その芯金を接地（アース接続）している。なお、重畳バイアスを２次転写裏面ローラ３３の芯金に印加しつつ、ニップ形成ローラ３６の芯金を接地する代わりに、重畳バイアスをニップ形成ローラ３６の芯金に印加しつつ、２次転写裏面ローラ３３の芯金を接地してもよい。この場合、直流電圧の極性を異ならせる。具体的には、図示のように、マイナス極性のトナーを用い且つニップ形成ローラ３６を接地した条件で、２次転写裏面ローラ３３に重畳バイアスを印加する場合には、直流電圧としてトナーと同じマイナス極性のものを用いて、重畳バイアスの時間平均の電位をトナーと同じマイナス極性にする。これに対し、２次転写裏面ローラ３３を接地し、且つ重畳バイアスをニップ形成ローラ３６に印加する場合には、直流電圧としてトナーとは逆のプラス極性のものを用いて、重畳バイアスの時間平均の電位をトナーとは逆のプラス極性にする。重畳バイアスを２次転写裏面ローラ３３やニップ形成ローラ３６に印加する代わりに、直流電圧を何れか一方のローラに印加するとともに、交流電圧を他方のローラに印加してもよい。交流電圧としては、正弦波状の波形のものを採用しているが、矩形波状の波形のものを用いてもよい。なお、記録紙Ｐとして、ザラ紙のような表面凹凸の大きなものを用いずに、普通紙のような表面凹凸の小さなものを用いる場合には、凹凸パターンにならった濃淡パターンが出現しないので、転写バイアスとして、直流電圧だけからなるものを印加してもよい。但し、ザラ紙のような表面凹凸の大きなものを用いるときには、転写バイアスを、直流電圧だけからなるものから、重畳バイアスに切り替える必要がある。
【００３６】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト３１には、記録紙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。
【００３７】
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。そして、中間転写ベルト３１の周方向における全域のうち、接地された駆動ローラ３２に対する掛け回し箇所に対して、約４［ｍｍ］の間隙を介して対向している。そして、中間転写ベルト３１上に１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。なお、電位センサ３８としては、ＴＤＫ（株）社製のＥＦＳ−２２Ｄを用いている。
【００３８】
２次転写ニップの図中右側方には、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紙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紙Ｐは、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。
【００３９】
モノクロ画像を形成する場合には、転写ユニット３０におけるＹ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ローラ３５Ｙ，Ｍ，Ｃを支持している図示しない支持板を移動せしめて、１次転写ローラ３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃから遠ざける。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面を感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃから引き離して、中間転写ベルト３１をＫ用の感光体２Ｋだけに当接させる。この状態で、４つの画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の画像形成ユニット１Ｋだけを駆動して、Ｋトナー像を感光体２Ｋ上に形成する。
【００４０】
図３は、２次転写バイアス電源３９から出力される重畳バイアスからなる２次転写バイアスの波形を示す波形図である。同図において、２次転写バイアスは、上述したように、２次転写裏面ローラの芯金に印加される。電圧出力手段たる２次転写バイアス電源３９は、転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段として機能している。また、上述したように、２次転写裏面ローラの芯金に２次転写バイスが印加されると、第１部材たる２次転写裏面ローラの芯金と、第２部材たるニップ形成ローラの芯金との間に、電位差が発生する。よって、２次転写バイアス電源３９は、電位差発生手段としても機能している。なお、電位差は、絶対値として取り扱われることが一般的であるが、本稿では、極性付きの値として取り扱うものとする。より詳しくは、２次転写裏面ローラの芯金の電位から、ニップ形成ローラの芯金の電位を差し引いた値を、電位差として取り扱うことにする。かかる電位差の時間平均値は、参考形態のように、トナーとしてマイナス極性のものを用いる構成では、その極性がマイナスになった場合に、ニップ形成ローラの電位を２次転写裏面ローラの電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側（本例ではプラス側）に大きくすることになる。よって、トナーを２次転写裏面ローラ側からニップ形成ローラ側に静電移動させることになる。
【００４１】
同図において、オフセット電圧Ｖｏｆｆは、２次転写バイアスの直流成分の値である。また、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐは、２次転写バイアスの交流成分のピークツウピーク電圧である。参考形態に係るプリンタにおいては、既に述べたように、２次転写バイアスは、オフセット電圧Ｖｏｆｆとピークツウピーク電圧Ｖｐｐとを重畳したものであり、その時間平均値はオフセット電圧Ｖｏｆｆと同じ値になる。また、参考形態に係るプリンタにおいては、既に述べたように、２次転写バイアスを２次転写裏面ローラの芯金に印加し、且つニップ形成ローラの芯金を接地している（０Ｖ）。よって、２次転写裏面ローラの芯金の電位は、そのまま両芯金の電位差となる。そして、両芯金の電位差は、オフセット電圧Ｖｏｆｆと同じ値の直流成分（Ｅｏｆｆ）と、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐと同じ値の交流成分（Ｅｐｐ）とから構成される。
【００４２】
同図に示すように、参考形態に係るプリンタでは、オフセット電圧Ｖｏｆｆとして、マイナス極性のものを採用している。２次転写裏面ローラ３３に印加される２次転写バイアスのオフセット電圧Ｖｏｆｆの極性をマイナスにすることで、２次転写ニップ内において、マイナス極性のトナーを２次転写裏面ローラ３３側からニップ形成ローラ３６側に相対的に押し出すことが可能になる。２次転写バイスの極性がトナーと同じマイナス極性になっているときには、２次転写ニップ内において、マイナス極性のトナーを２次転写裏面ローラ３３側からニップ形成ローラ３６側に静電的に押し出す。これにより、中間転写ベルト３１上のトナーを記録紙Ｐ上に転移させる。一方、２次転写バイアスの極性がトナーとは逆のプラス極性になっているときには、２次転写ニップ内において、マイナス極性のトナーをニップ形成ローラ３６側から２次転写裏面ローラ３３側に向けて静電的に引き寄せる。これにより、記録紙Ｐに転移させたトナーを中間転写ベルト３１側に再び引き寄せる。但し、２次転写バイアスの時間平均値（本例ではオフセット電圧Ｖｏｆｆと同じ値）がマイナス極性であるので、相対的には、トナーは２次転写裏面ローラ３３側からニップ形成ローラ３６側に静電的に押し出されるのである。なお、同図において、戻り電位ピーク値Ｖｒは、トナーとは逆極性であるプラス側のピーク値を示している。
【００４３】
次に、本発明者らが行った実験について説明する。
本発明者らは、参考形態に係るプリンタと同様の構成のプリント試験機を用意した。そして、このプリント試験機を用いて、種々のプリントテストを実施した。各種のプリントテストにおいては、現像剤としては、平均粒径が６．８［μｍ］であるポリエステル系の粉砕法によるトナーと、平均粒径が５５［μｍ］である表面に樹脂層を被覆した磁性キャリアとからなるものを使用した。
【００４４】
［第１プリントテスト］
オフセット電圧Ｖｏｆｆとして、−０．８［ｋＶ］を採用した。具体的には、プリントテストでは、ニップ形成ローラ３６を接地しているので、重畳バイアスからなる２次転写バイアスの直流成分を−０．８［ｋＶ］に設定した。また、交流成分として、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐが２．５［ｋＶ］であるものを採用した。交流成分の周波数ｆ［Ｈｚ］や、プロセス線速（中間転写ベルトや感光体の線速）については、適宜変更した。互いに異なる周波数ｆやプロセス線速の条件下で、普通紙からなる記録紙Ｐにテスト用の黒ベタ画像を出力した。そして、出力された黒ベタ画像の質を、目視によって２段階で評価した。交流成分の周波数に同期する濃度ムラ（ピッチムラ）が視認されない場合を○、視認される場合を×とした。この結果を次の表１に示す。
【表１】
2012063746.tif 000003
【００４５】
表１に示すように、プロセス線速ｖを２８２［ｍｍ／ｓ］に設定した場合には、交流成分の周波数ｆを４００［Ｈｚ］以上に設定することで、ピッチムラの発生を回避することができた。また、プロセス線速ｖを１４１［ｍｍ／ｓ］に設定した場合には、交流成分の周波数ｆを２００［Ｈｚ］以上に設定することで、ピッチムラの発生を回避することができた。プロセス線速ｖに応じて、ピッチムラの発生を回避し得る周波数ｆの下限値が異なるのは、プロセス線速ｖに応じて、２次転写ニップ内でトナーに作用させる交番電界の回数が変化するからである。具体的には、以下、記録紙Ｐを進入させていない状態における、中間転写ベルト３１とニップ形成ローラ３６との直接当接による２次転写ニップのローラ表面移動方向の長さであるニップ幅をｄ［ｍｍ］と定義する。２次転写ニップ通過に要する時間であるニップ通過時間［ｓ］は、「ニップ幅ｄ／プロセス線速ｖ」という式で表される。一方、周波数ｆ［Ｈｚ］の条件下において、重畳バイアスの交流成分の周期［ｓ］は、「１／周波数ｆ」という式で表される。よって、ニップ通過時間においては、交流成分の１周期分の波形が、「ｄ×ｆ／ｖ」回分だけ印加されることとなる。プリント試験機におけるニップ幅ｄは３［ｍｍ］である。表１に示したように、プロセス線速ｖ＝２８２［ｍｍ／ｓ］のとき、ピッチムラの発生を回避し得る周波数ｆの下限値は４００［Ｈｚ］であることから、必要な波形数を約４．２６回分（３×４００／２８２）と計算することができる。これは、２次転写ニップ内において、約４．２６回の交番電界をトナーに作用させることで、ピッチムラの発生を回避し得ることを示している。また、プロセス線速ｖ＝１４１［ｍｍ／ｓ］のとき、ピッチムラの発生を回避し得る周波数ｆの下限値は２００［Ｈｚ］であることから、必要な波形数を約４．２６回分（３×２００／１４１）と計算することができる。４００［Ｈｚ］のときと同じ値である。これらのことから、２次転写ニップ通過中に交番電界を約４回作用させることで、ピッチムラのない良好な画像を得ることができると言える。つまり、ピッチムラのない良好な画像を得るためには、「４＜ｄ×ｆ／ｖ」という条件が必要になるのである。
【００４６】
図４は、重畳バイアスからなる２次転写バイアスの交流成分の周波数ｆと、プロセス線速ｖと、ピッチムラとの関係を示すグラフである。図示のように、周波数ｆをｙ軸、プロセス線速ｖをｘ軸とする２次元座標において、「ｆ＝（４／ｄ）×ｖ」という式で表される直線よりも下側の領域では、ピッチムラが生じてしまう。これに対し、同直線よりも上側の領域では、ピッチムラの発生を回避することができる。
【００４７】
［第２プリントテスト］
記録紙Ｐとして、普通紙の代わりに、株式会社ＮＢＳリコー社製のＦＣ和紙タイプ  さざ波（商品名）を使用した。和紙のような表面凹凸を具備する紙である。このような紙を用いると、表面凹凸にならった濃淡パターンを発生させ易くなる。縦７０［ｍｍ］、横５５［ｍｍ］の大きさの黒ベタ画像を、出力するテスト画像として採用した。そして、記録紙Ｐに出力されたテスト画像について、凹部の濃度再現性、凸部（平滑部）の濃度再現性、及び放電に起因する白点の出現性の３項目を評価した。
【００４８】
凹部の濃度再現性については、次のようにして評価した。即ち、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。また、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。また、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。また、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。また、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。参考までに、各ランクの黒ベタ画像を図５に示す。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。
【００４９】
凸部（平滑部）の濃度再現性については、次のようにして評価した。即ち、平滑部において十分な画像濃度を得られている場合をランク５とした。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場合を、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場合をランク３として評価した。また、ランク３に比べてさらに薄い場合をランク２とし、平滑部が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。参考までに、各ランクの黒ベタ画像を図６に示す。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。
【００５０】
２次転写バイアスによっては、２次転写ニップ内において、記録紙Ｐの表面凹部と、中間転写ベルト３１との間の微小空隙で放電が発生して、画像に白点を出現させることがある。放電に起因する白点の出現性については、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。また、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ことから、ユーザーに提供する画質として問題ないレベルをランク４として評価した。また、ランク４に比べて白点が多く認められ、問題あるほど目立つ状態をランク３として評価した。また、ランク３に比べてさらに白点が多く認められる場合をランク２として評価した。また、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。なお、放電に起因する白点は点状に発生するのに対し、凹部の濃度が非常に薄い場合は凹部全体が白くなる。また、参考までに、各ランクの黒ベタ画像を図７に示す。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。
【００５１】
第２プリントテストについては、次のようにして行った。即ち、まず、２次転写ニップで交番電界を全く作用させない場合を基準として評価するために、２次転写バイアスとして、直流成分だけからなるものを採用してテスト用の黒ベタ画像を出力して上記３項目を評価した。この結果を次の表２に示す。
【表２】
2012063746.tif 000004
【００５２】
表２に示すように、２次転写バイアスとして直流成分だけからなるものを採用した場合、直流電圧の増加に伴って凸部の画像濃度も増加していくが、凹部においては必要な画像濃度を得ることができない。直流電圧の値にかかわらず、凹部の濃度再現性はランク１である。また、直流電圧が増加するにつれて、放電に起因する白点の発生が目立ってくる。マイナス極性の直流電圧の絶対値を２［ｋＶ］よりも大きくすると、白点の出現性が許容レベルであるランク４を下回ってしまう。
【００５３】
次に、２次転写バイアスとして、重畳バイアスを採用してテスト用の黒ベタ画像を出力した。重畳バイアスの交流成分の周波数ｆについては、５００［Ｈｚ］に固定した。また、プロセス線速ｖについては、２８２［ｍｍ／ｓ］に固定した。また、直流成分（オフセット電位Ｖｏｆｆ）については、−０．６［ｋＶ］〜−２．０［ｋＶ］の範囲内で適宜変更した。また、交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐについては、１．０［ｋＶ］〜９．０［ｋＶ］の範囲内で適宜変更した。このような条件で出力した黒ベタ画像の凹部濃度再現性を評価した結果を、次の表３に示す。
【表３】
2012063746.tif 000005
【００５４】
表３に示すように、２次転写バイアスとして、重畳バイアスを採用すると、バイアス条件によっては、凹部濃度再現性のランクを４以上にし得ることがわかる。凹部濃度再現性については、交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐを大きくするほど、ランクを向上させ、且つ、オフセット電位Ｖｏｆｆの絶対値を小さくするほど、ランクを向上させる傾向にある。
【００５５】
上記黒ベタ画像の凸部濃度再現性を評価した結果を、次の表４に示す。
【表４】
2012063746.tif 000006
【００５６】
オフセット電圧Ｖｏｆｆの絶対値を大きくするほど、凸部（平滑部）の画像濃度を増加させる傾向にあることがわかる。オフセット電圧Ｖｏｆｆの絶対値をある程度まで大きくすることで、凸部濃度再現性を許容レベルのランク４以上にすることができる。ここで注目すべき点は、２次転写バイアスとして重畳バイアスを採用した場合、直流成分だけからなるものを採用する場合に比べて（表２に比べて）、凸部濃度再現性を許容レベルのランク４以上にするオフセット電圧Ｖｏｆｆの絶対値を小さくすることができている点である。
【００５７】
上記黒ベタ画像の白点出現性を評価した結果を、次の表５に示す。
【表５】
2012063746.tif 000007
【００５８】
交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐを小さくするほど、放電に起因する白点の発生を抑える傾向にあることがわかる。これに対し、オフセット電圧Ｖｏｆｆの絶対値を小さくするほど、放電に起因する白点の発生を抑える傾向にあることがわかる。
【００５９】
図８は、第２プリントテストの結果に基づいて作成されたオフセット電圧Ｖｏｆｆと、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐと、凹部濃度再現性と、凸部濃度再現性と、白点出現性との関係を示すグラフである。このグラフは、図示のように、ｙ軸にオフセット電圧Ｖｏｆｆの値をとるとともに、ｘ軸にピークツウピーク電圧Ｖｐｐの値をとった２次元座標上に作成されたものである。２次元座標上には、実線で示される直線Ｌ１、点線で示される直線Ｌ２、及び一点鎖線で示される直線Ｌ３、という３つの直線が描かれている。図示の２次元座標において、直線Ｌ１の線上の領域や、直線Ｌ１に比べて同じｘ座標でｙ座標が大きくなる領域では、凹部濃度再現性のランクが許容レベルの４を下回る３以下という結果になった（凹部の薄さが目立った）。このため、プロット点を×として示している。また、直線Ｌ２の線上の領域や、直線Ｌ２に比べて同じｙ座標が大きくなる領域では、凸部濃度再現性のランクが許容レベルの４を下回る３以下という結果になった（凸部の薄さが目立った）。このため、プロット点を×として示している。また、直線Ｌ３の線上の領域や、直線Ｌ３に比べて同じｘ座標でｙ座標が大きくなる領域では、白点出現性のランクが許容レベルを下回る３以下という結果になった（放電に起因する白点が目立った）。このため、プロット点を×として示している。なお、直線Ｌ１よりも図中上側で且つ直線Ｌ２よりも図中下側の領域では、凹部濃度再現性のランクが４を下回るとともに、凸部濃度再現性のランクが４を下回った。また、直線Ｌ１よりも図中上側で且つ直線Ｌ３よりも図中上側の領域では、凹部濃度再現性のランクが４を下回るとともに、白点出現性のランクが４を下回った。また、直線Ｌ２よりも図中下側で且つ直線Ｌ３よりも図中上側の領域では、凸部濃度再現性が４を下回るとともに、白点出現ランクが４を下回った。
【００６０】
同図では、凹部濃度再現性、凸部濃度再現性、及び白点出現性という３つの項目について、全て許容レベルのランク４以上になった実験結果のみ、プロット点を丸で示している。３つの項目ではなく、凹部濃度再現性だけに着目すると、直線Ｌ１よりも図中下側の座標となるオフセット電圧Ｖｏｆｆ及びピークツウピーク電圧の組合せを採用すればよいことになる。直線Ｌ１は、「Ｖｐｐ＝−４×Ｖｏｆｆ」という式で表される。よって、「１／４×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件を満たす２次転写バイアスを採用することで、紙表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができる。
【００６１】
参考までに、２次転写バイアスとして、上記表２に示した実験（２次転写バイアスが直流成分だけからなる）において、凹部の画像濃度を最も濃くすることができた直流電圧＝−２．５［ｋＶ］という条件で出力した黒ベタ画像を図９に示す。また、図８に示したバイアス条件のうち、直流電圧（オフセット電圧Ｖｏｆｆ）＝−１．０［ｋＶ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝５．０［ｋＶ］という条件で出力した黒ベタ画像を図１０に示す。２次転写バイアスとして、重畳バイアスからなるものを採用することで、直流成分だけからなるものを採用した場合に比べて、凹部濃度再現性を大幅に改善し得ることがわかる。
【００６２】
２次転写バイアスとして、重畳バイアスからなるものを採用した画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。しかしながら、以下に説明する理由により、この画像形成装置では、凹部濃度再現性としてランク４以上を得ることができない。即ち、特許文献１においては、図５として、次のような実験結果が示されている。即ち、重畳バイアスからなる２次転写バイアスの直流成分に相当するＶｄｃとして、２．０［ｋＶ］を採用し、交流成分のＶａｃとして、１〜４［ｋＶ］を採用し、且つ交流成分の周波数ｆとして２［ｋＨｚ］を採用した条件で、凹部濃度再現性に相当する白抜けグレードを評価している。ＶｄｃやＶａｃについては、参考形態に係るプリンタとは異なり、ニップ形成ローラに印加し、２次転写裏面ローラについては接地している。そして、Ｖｄｃとしてプラス極性のものを採用することで、２次転写ニップ内でトナーを２次転写裏面ローラ側からニップ形成ローラ側に静電的に引き寄せて記録紙上に２次転写している。特許文献１の図５には、次のようなグラフが記載されている。即ち、交流成分のＶａｃが０［ｋＶ］から２．０［ｋＶ］まで徐々に大きくなるにつれて、白抜けグレードが徐々に改善されていき、２［ｋＶ］に達した時点で白抜けグレードが最も改善される。そして、２．０［ｋＶ］よりも大きくすると、その増加に伴って白抜けグレードが悪化の一途を辿ることを示すグラフである。グラフで示されているＶａｃの最大値は４［ｋＶ］であり、このときに白抜けグレードは最悪の結果になっている。特許文献１においては、交流成分のＶａｃについて、ピークツウピーク電圧であるのか、その半分の振幅であるのかが明記されていない。但し、単純に「ａｃ」と表記する場合には、後者を示す場合が多い。そこで、Ｖａｃを振幅であると仮定してみると、特許文献１の図５に示される実験において、Ｖａｃを最良の結果が得られている２．０［ｋＶ］にした条件を、参考形態に係るプリンタの条件に置き換えると、オフセット電圧Ｖｏｆｆ＝−２．０［ｋＶ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝４．０［ｋＶ］であることになる。また、Ｖａｃを最悪の結果が得られている４［ｋＶ］にした条件を、参考形態に係るプリンタの条件に置き換えると、オフセット電圧Ｖｏｆｆ＝−２．０［ｋＶ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝８．０［ｋＶ］であることになる。本発明者らは、これらの条件を踏まえて、プリント試験機において、重畳バイアスの直流電圧（オフセット電圧Ｖｏｆｆ）を−２．０［ｋＶ］に固定し、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを１［ｋＶ］から８［ｋＶ］まで徐々に上げていき、それぞれの条件で記録紙（さざ波）に黒ベタ画像を出力してみた。すると、特許文献１の図５の結果とは異なり、Ｖｐｐを１［ｋＶ］から８［ｋＶ］まで上げていくにつれて、紙表面の凹部の画像濃度を徐々に濃くしていく結果が得られた。
【００６３】
この実験において、２．０［ｋＶ］の直流電圧だけからなる２次転写バイアスの条件で出力した黒ベタ画像を図１１に示す。また、２．０［ｋＶ］の直流電圧（本例ではオフセット電圧Ｖｏｆｆに該当）と、４．０［ｋＶ］のピークツウピーク電圧Ｖｐｐとからなる２次転写バイアスの条件で出力した黒ベタ画像を図１２に示す。この条件は、特許文献１に記載の実験では最良の結果とされている条件である。また、２．０［ｋＶ］のオフセット電圧Ｖｏｆｆと、８．０［ｋＶ］のピークツウピーク電圧Ｖｐｐとからなる２次転写バイアスの条件で出力した黒ベタ画像を図１３に示す。この条件は、特許文献１に記載の実験では最悪の結果とされている条件である。何れの黒ベタ画像も縦７０ｍｍ×横５５ｍｍの大きさである。凹部の画像濃度再現性だけに着目すれば、３つの黒ベタ画像のうち、図１３に示した黒ベタ画像で最も良い結果が得られている。この黒ベタ画像は、一見すると、凹部に著しい画像濃度不足を引き起こしているように見える。しかし、溝状の凹部のように見える白抜け部が図１２の溝状の凹部よりも著しく太いことからわかるように、凹部の画像濃度不足によるものではなく、放電に起因する多量の白点が線状に繋がったものである。線状に繋がった白点は、紙表面の凹部のうち、特に深さの大きい箇所に沿って発生しており、それほど深くない凹部箇所においては、図１２の凹部よりも濃い画像濃度が得られている。しかし、それでも、その画像濃度は、許容レベルを下回るランク３であった。
【００６４】
図１２の黒ベタ画像を得たＶｏｆｆ＝−２．０［ｋＶ］、Ｖｐｐ＝４．０［ｋＶ］という条件において、両電圧の関係を式で表すと「１／２×Ｖｐｐ＝｜Ｖｏｆｆ｜」という式が得られる。この条件は、本発明者らが第２プリントテストによって導き出した「１／４×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件（本例では１／４×Ｅｐｐ＞｜Ｅｏｆｆ｜という条件でもある）から大きく外れるものである。また、図１３の黒ベタ画像を得たＶｏｆｆ＝−２．０［ｋＶ］、Ｖｐｐ＝８．０［ｋＶ］という条件において、両電圧の関係を式で表すと「１／４×Ｖｐｐ＝｜Ｖｏｆｆ｜」という式が得られる。この条件は、本発明者らが第２プリントテストによって導き出した「１／４×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件には近いものの、僅かに外れるものである。「１／４×Ｖｐｐ＝｜Ｖｏｆｆ｜」という条件では、ランク３の凹部濃度再現性しか得ることができなかったのに、「１／４×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件では、ランク４の凹部濃度再現性を得ることができた（図８、図１０参照）。以上のことから、ランク４以上の凹部濃度再現性を得るには、「１／４×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件にする必要があることがわかった。
【００６５】
なお、既に説明しているように、プリンタ試験機においては、２次転写裏面ローラ３３の芯金に対して２次転写バイアスを印加するとともに、ニップ形成ローラ３６の芯金を接地しているので、両ローラ間における電位差の時間平均値である直流成分電位差Ｅｏｆｆが、２次転写バイアスの直流成分であるオフセット電圧Ｖｏｆｆと同じ値になる。ニップ形成ローラ３６の芯金を接地する代わりに、ニップ形成ーラ３６の芯金に直流電圧を印加した場合、２次転写裏面ローラ３３の芯金に印加する直流電圧と、ニップ形成ローラ３６の芯金に印加する直流電圧との重畳値を、オフセット電圧Ｖｏｆｆとして取り扱うものとする。つまり、ニップ形成ローラ３６の芯金を接地する代わりに、ニップ形成ーラ３６の芯金に直流電圧を印加した場合であっても、Ｅｏｆｆとオフセット電圧Ｖｏｆｆとは同じ値になる。
【００６６】
ニップ形成ローラ３６等のニップ形成部材と、２次転写裏面ローラ３３等の裏面当接部材との間に、直流成分と交流成分とを含む電位差を発生させる方法としては、次の６通りを例示することができる。
(1)ニップ形成部材に重畳バイアスを印加し、且つ、裏面当接部材をアース接続する。
(2)ニップ形成部材に重畳バイアスを印加し、且つ、裏面当接部材に直流バイアスを印加する。
(3)ニップ形成部材に交流成分だけからなる交流バイアスを印加し、且つ、裏面当接部材に直流バイアスを印加する。
(4)ニップ形成部材をアース接続し、且つ、裏面当接部材に重畳バイアスを印加する。
(5)ニップ形成部材に直流バイアスを印加し、且つ、裏面当接部材に重畳バイアスを印加する。
(6)ニップ形成部材に直流バイアスを印加し、且つ、裏面当接部材に交流成分だけからなる交流バイアスを印加する。
【００６７】
次に、本発明者らが行った転写実験について説明する。
本発明者らは、「１／４×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件にすることで、凹部で十分な画像濃度を得て紙面凹凸にならった濃淡パターンを従来よりも目立たなくすることができた原因を明らかにするために、特殊な転写実験装置を作製した。
【００６８】
図１４は、その転写実験装置を示す概略構成図である。この転写実験装置は、透明基板２１０、現像装置２３１、Ｚステージ２２０、照明２４１、顕微鏡２４２、高速度カメラ２４３、パーソナルコンピュータ２４４などを備えている。透明基板２１０は、ガラス板２１１と、これの下面に形成されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明電極２１２と、透明電極２１２の上に被覆された透明材料からなる透明絶縁層２１３とを具備している。この透明基板２１０は、図示しない基板支持手段によって所定の高さ位置で支持されている。この基板支持手段は、図示しない移動機構によって図中上下左右方向に移動することが可能である。図示の例では、透明基板２１０が金属版２１５を載置したＺステージ２２０の上に位置しているが、基板支持手段の移動により、Ｚステージ２２０の側方に配設された現像装置２３１の真上に移動することも可能である。なお、透明基板２１２の透明電極２１２は、基板支持手段に固定された電極に接続され、この電極は接地されている。
【００６９】
現像装置２３１は、参考形態に係るプリンタの現像装置と同様の構成になっており、スクリュウ部材２３２、現像ロール２３３、ドクターブレード２３４などを有している。現像ロール２３３は、電源２３５によって現像バイアスが印加された状態で回転駆動される。
【００７０】
透明基板２１０が基板支持手段の移動により、現像装置２３１の真上で且つ現像ロール２３３に対して所定のギャップを介して対向する位置まで所定の速度で移動せしめられると、現像ロール２３３上のトナーが透明基板２１０の透明電極２１２上に転移する。これにより、透明基板２１０の透明電極２１２上には所定の厚みのトナー層２１６が形成される。トナー層２１６に対する単位面積あたりのトナー付着量は、現像剤のトナー濃度、トナーの帯電量、現像バイアス値、基板２１０と現像ロール２３３とのギャップ、透明基板２１０の移動速度、現像ロール２３３の回転速度などによって調整することができる。
【００７１】
トナー層２１６が形成された透明基板２１０は、平面状の金属板２１５上に導電性接着剤で貼り付された記録紙２１４との対向位置まで平行移動せしめられる。金属板２１５は、加重センサが設けられた基板２２１上に設置され、基板２２１はＺステージ２２０上に設置されている。また、金属板２１５は、電圧増幅器２１７に接続されている。電圧増幅器２１７には、波形発生装置２１８によって直流電圧及び交番電圧からなる転写バイアスが入力され、金属板２１５には電圧増幅器２１７によって増幅された転写バイアスが印加される。Ｚステージ２２０を駆動制御して金属板２１５を上昇させると、記録用紙２１４がトナー層２１６と接触し始める。金属板２１５を更に上昇させると、トナー層２１６に対する圧力が増加するが、加重センサからの出力が所定の値になるように金属板２１５の上昇を停止させる。圧力を所定値にした状態で、金属板２１５に転写バイアスを印加してトナーの挙動を観察する。観察後は、Ｚステージ２２０を駆動制御して金属板２１５を下降させて、記録用紙２１４を透明基板２１０から離間させる。すると、トナー層２１６は記録用紙２１４上に転写されている。
【００７２】
トナーの挙動の観察については、基板２１０の上方に配設されている顕微鏡２４２及び高速度カメラ２４３を用いて行う。基板２１０は、ガラス板２１１、透明電極２１２、及び透明絶縁層２１３という各層が全て透明材料からなるので、透明電極２１０の上方から、透明基板２１０を介して、透明基板２１０の下側にあるトナーの挙動を観察することができる。
【００７３】
顕微鏡２４２としては、キーエンス社製のズームレンズＶＨ−Ｚ７５からなるものを用いた。また、高速度カメラ２４３としては、フォトロン社製のＦＡＳＴＣＡＭ−ＭＡＸ  １２０ＫＣを用いた。フォトロン社ＦＡＳＴＣＡＭ−ＭＡＸ  １２０ＫＣは、パーソナルコンピュータ２４４によって駆動制御される。顕微鏡２４２及び高速度カメラ２４３は、図示しないカメラ支持手段によって支持されている。このカメラ支持手段は、顕微鏡２４２の焦点を調整できるように構成されている。
【００７４】
トナーの挙動については、次のようにして撮影する。即ち、まず、照明２４１によってトナーの挙動の観察位置に照明光を照射して、顕微鏡２４２の焦点を調整する。次に、金属板２１５に転写バイアスを印加して、透明基板２１０の下面に付着しているトナー層２１６のトナーを、記録紙２１４に向けて移動させる。このときのトナーの挙動を、高速度カメラ２４３で撮影する。
【００７５】
図１４に示した転写実験装置と、参考形態に係るプリンタとでは、トナーを記録紙に転写する転写ニップの構造が異なるため、転写バイアスが同じであっても、トナーに作用する転写電界は異なる。適切な観察条件を調べるために、転写実験装置でも、良好な凹部濃度再現性が得られる転写バイアス条件を調べてみた。記録紙２１４としては、特殊製紙株式会社製のレザック６６（商品名）  ２６０ｋｇ紙（四六版連量）を使用した。レザック６６は、「さざ波」よりも紙表面の凹凸の度合いが大きい紙である。トナーとしては、平均粒径６．８［μｍ］のＹトナーに、Ｋトナーを少量混入したものを用いた。転写実験装置では、記録紙の裏面に転写バイアスを印加する構成になっているため、トナーを記録紙に転写し得る転写バイアスの極性が、参考形態に係るプリンタとは逆になっている（即ち、プラス極性）。重畳バイアスからなる転写バイアスの交流成分として、波形が正弦波であるものを採用した。交流成分の周波数ｆを５００［Ｈｚ］、直流電圧（本例ではオフセット電圧Ｖｏｆｆに該当）を２００［Ｖ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを４００［Ｖ］から２６００［Ｖ］まで２００［Ｖ］単位で変化させていきながら、記録紙２１４に対して０．４〜０．５［ｍｇ／ｃｍ２］のトナー付着量でトナー層２１６を転写した。その結果、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを８００［Ｖ］以下に設定した条件では、凹部濃度再現性がレベル４未満になったが、Ｖｐｐを９００〜２２００［Ｖ］の範囲に設定した条件では、凹部濃度再現性がレベル４以上になった。転写試験装置でも、プリンタ試験機と同様に、「１／４×Ｖｐｐ＞Ｖｏｆｆ」という条件で、凹部濃度再現性を許容レベルまで良好にすることができたのである。なお、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを２４００［Ｖ］に設定した条件では、凹部濃度再現性は許容レベルであるものの、許容レベルを超える白点が発生してしまった。
【００７６】
次に、顕微鏡２４２の焦点を透明基板２１０上のトナー層２１６に合わせ、直流電圧（本例ではオフセット電圧Ｖｏｆｆに該当）を２００［Ｖ］に設定し、且つピークツウピーク電圧Ｖｐｐを１０００［Ｖ］にした条件、即ち、「１／４×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件で、トナーの挙動を撮影した。すると、次のような現象が観察された。即ち、トナー層２１６中のトナー粒子は、転写バイアスの交流成分によって形成される交番電界により、透明基板２１０と記録紙２１４との間を往復移動するが、その往復移動回数の増加とともに、往復移動するトナー粒子の量が増加する。具体的には、転写ニップにおいては、転写バイアスの交流成分の１周期（１／ｆ）が到来する毎に、交番電界が１回作用してトナー粒子が１回往復移動する。初めの１周期では、図１５に示すように、トナー層２１６のうち、層の表面に存在しているトナー粒子だけが層から離脱する。そして、記録紙２１６の凹部に進入した後、再びトナー層２１６に戻ってくる。このとき、戻ったトナー粒子が、トナー層２１６のトナー粒子に衝突することで、後者のトナー粒子とトナー層２１６や透明基板２１０との付着力を弱める。これにより、次の１周期には、図１６に示すように、前の１周期よりも多くのトナー粒子がトナー層２１６から離脱する。そして、記録紙２１６の凹部に進入した後、再びトナー層２１６に戻ってくる。このとき、戻ったトナー粒子が、トナー層２１６中にまだ残っていたトナー粒子に衝突することで、後者のトナー粒子とトナー層２１６や透明基板２１０との付着力を弱める。これにより、更に次の１周期には、図１７に示すように、前の１周期よりも更に多くのトナー粒子がトナー層２１６から離脱する。このように、トナー粒子は往復移動する毎に、その数を徐々に増やしていく。すると、ニップ通過時間が経過したときには（転写実験装置ではニップ通過時間に相当する時間が経過したとき）、記録紙Ｐの凹部内に十分量のトナーが転移していることがわかった。
【００７７】
一方、直流電圧を２００［Ｖ］に設定し、且つピークツウピーク電圧Ｖｐｐを８００［Ｖ］にした条件、即ち、「１／４×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」を満足しない条件で、トナーの挙動を撮影したところ、次のような現象が観察された。即ち、トナー層２１６中のトナー粒子のうち、層の表面に存在しているものが、初めの１周期で層から離脱して記録紙Ｐの凹部内に進入する。ところが、進入したトナー粒子は、その後、トナー層２１６に向かうことなく、凹部内に留まった。次の１周期が到来したとき、トナー層２１６から新たに離脱して記録紙Ｐの凹部内に進入したトナー粒子は、ごく僅かであった。よって、ニップ通過時間が経過した時点で、記録紙Ｐの凹部内には少量のトナー粒子しか転移していない状態であった。
【００７８】
以上のように、「１／４×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件を具備することで、図１５〜図１７に示したような現象を生起せしめて、記録紙Ｐの凹部内に十分量のトナーを転移させ得ることがわかった。なお、図１５〜図１７に示したような現象を生起せしめるためには、転写ニップ内で最低でもトナー粒子を２往復させる必要がある。このため、ニップ通過時間については、交流成分の周期の２倍以上に設定する必要がある。望ましくは、既に述べたように、転写ニップ内で交番電界を４回以上作用させることが望ましい（ｆ＞（４／ｄ）×ｖ）。
【００７９】
［第３プリントテスト］
記録紙Ｐとして、さざ波の代わりに、特殊製紙株式会社製のレザック６６（商品名）  ２６０ｋｇ紙（四六版連量）を使用した。レザック６６  ２６０ｋｇ紙（四六版連量）は、坪量に換算すると３０２［ｇ／ｍ２］となる。現在、電子写真方式の画像形成装置では、設計上の最大紙厚を坪量３００［ｇ／ｍ２］とするのが一般的である。つまり、レザック６６  ２６０ｋｇ紙は、画像形成装置の対応可能な一般的な最大紙厚で、且つ、和紙のように表面凹凸に富んだ紙である。かかるレザック６６  ２６０ｋｇ紙を用い、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝６［ｋＶ］、オフセット電圧Ｖｏｆｆ＝１［ｋＶ］という条件でプリントテストを行った。このプリントテストは、上述した「１／４×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件を具備するものである。にもかかわらず、紙表面の凹部の箇所で十分な画像濃度を得ることができなかった。第２プリントテストと異なっている要因は、紙厚及び凹凸深さだけである。このことから、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐをオフセット電圧Ｖｏｆｆの絶対値の４倍よりも大きくしたとしても、記録紙Ｐとして、厚みや表面凹凸が比較的大きいものを用いると、紙表面の凹部で十分な画像濃度が得られなくなることがわかった。
【００８０】
［第４プリントテスト］
そこで、レザック６６  ２６０ｋｇ紙を用い、様々な電位条件で黒ベタ画像をプリントした。重畳バイアスの交流成分の周波数ｆについては、５００［Ｈｚ］に固定した。また、プロセス線速ｖについては、２８２［ｍｍ／ｓ］に固定した。黒ベタ画像の凹部濃度再現性を評価した結果を、次の表６に示す。
【表６】
2012063746.tif 000008
【００８１】
第２プリントテストと同様に、凹部濃度再現性については、交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐを大きくするほど、ランクを向上させ、且つ、オフセット電位Ｖｏｆｆの絶対値を小さくするほど、ランクを向上させる傾向にある。但し、ランク４以上を得るためには、オフセット電圧Ｖｏｆｆに対するピークツウピーク電圧Ｖｐｐの割合を、第２プリントテストよりも大きくする必要があった。
【００８２】
黒ベタ画像の凸部濃度再現性を評価した結果を、次の表７に示す。
【表７】
2012063746.tif 000009
【００８３】
第２プリントテストと同様に、オフセット電圧Ｖｏｆｆの絶対値を大きくするほど、凸部（平滑部）の画像濃度を増加させる傾向にあった。
【００８４】
黒ベタ画像の白点出現性を評価した結果を、次の表８に示す。
【表８】
2012063746.tif 000010
【００８５】
第２プリントテストと同様に、交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐを小さくするほど、放電に起因する白点の発生を抑える傾向にあった。また、オフセット電圧Ｖｏｆｆの絶対値を小さくするほど、放電に起因する白点の発生を抑える傾向にあった。
【００８６】
図２０は、第４プリントテストの結果に基づいて作成されたオフセット電圧Ｖｏｆｆと、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐと、凹部濃度再現性と、凸部濃度再現性と、白点出現性との関係を示すグラフである。図示の２次元座標において、直線Ｌ４の線上の領域や、直線Ｌ４に比べて同じｘ座標で且つｙ座標が大きくなる領域では、凹部濃度再現性のランクが許容レベルの４を下回る３以下という結果になった（凹部の薄さが目立った）。このため、プロット点を×として示している。また、直線Ｌ５の線上の領域や、直線Ｌ５に比べてｙ座標がより大きくなる領域では、凸部濃度再現性のランクが許容レベルの４を下回る３以下という結果になった（凸部の薄さが目立った）。このため、プロット点を×として示している。また、直線Ｌ６の線上の領域や、直線Ｌ６に比べて同じｘ座標で且つｙ座標がより大きくなる領域では、白点出現性のランクが許容レベルを下回る３以下という結果になった（放電に起因する白点が目立った）。このため、プロット点を×として示している。なお、直線Ｌ４よりも図中上側で且つ直線Ｌ５よりも図中下側の領域では、凹部濃度再現性のランクが４を下回るとともに、凸部濃度再現性のランクが４を下回った。また、直線Ｌ４よりも図中上側で且つ直線Ｌ６よりも図中上側の領域では、凹部濃度再現性のランクが４を下回るとともに、白点出現性のランクが４を下回った。また、直線Ｌ５よりも図中下側で且つ直線Ｌ６よりも図中上側の領域では、凸部濃度再現性が４を下回るとともに、白点出現ランクが４を下回った。
【００８７】
同図では、凹部濃度再現性、凸部濃度再現性、及び白点出現性という３つの項目について、全て許容レベルのランク４以上になった実験結果のみ、プロット点を丸で示している。３つの項目ではなく、凹部濃度再現性だけに着目すると、直線Ｌ４よりも図中下側の座標となるオフセット電圧Ｖｏｆｆ及びピークツウピーク電圧の組合せを採用すればよいことになる。直線Ｌ４は、「Ｖｐｐ＝−６×Ｖｏｆｆ」という式で表される。よって、「１／６×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件を満たす２次転写バイアスを採用することで、レザック６６  ２６０ｋｇ紙でも、紙表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができることになる。
【００８８】
図２１は、紙種と、紙厚と、紙表面の最大凹凸落差との関係を示すグラフである。図示の紙種において、レザック６６、さざ波は何れも、表面凹凸の目立つ和紙タイプの紙である。また、Ｍｙ  Ｐａｐｅｒは、表面凹凸が非常に少ない普通紙タイプの紙であり、比較参考用として和紙タイプの紙と一緒に示している。図示のように、紙厚が大きくなるほど、紙表面の最大凹凸落差も大きくなることがわかる。レザック６６  ２６０ｋｇ紙は、７種類の紙の中で、紙厚及び最大凹凸落差がともに最も大きい紙種であることがわかる。また、上述したように、一般的な電子写真方式の画像形成装置における設計上の最大紙厚（坪量３００［ｇ／ｍ２］）に対応する紙種である。つまり、一般的な電子写真方式の画像形成装置において使用可能な最大の紙厚で且つ最大凹凸落差の最も大きい紙なのである。よって、レザック６６  ２６０ｋｇ紙で良好な凹部濃度再現性が得られる「１／６×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件であれば、紙種にかかわらず、表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができる。
【００８９】
最大凹凸落差を測定する測定装置としては、東京精密社製の「ＳＵＲＦＣＯＭ  １４００Ｄ」を用いた。測定点については、記録紙表面を顕微鏡で観察して、表面全域の中から、被検領域とする箇所をアトランダムに５つ選んだ。それぞれの箇所について、評価長さ２０［ｍｍ］、基準長さ２０［ｍｍ］という条件で、断面曲線の最大断面高さＰｔ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）を測定した。そして、得られた５つの最大断面高さＰｔのうち、上位３つの平均値を求めた。以上の作業を、同じ種類の３枚の記録紙について行って、前記平均値の３枚の平均を、最大凹凸落差として求めた。
【００９０】
次に、第１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。なお、以下に特筆しない限り、第１実施形態に係るプリンタの構成は、参考形態に係るプリンタと同様である。第１実施形態に係るプリンタにおいては、２次転写裏面ローラ３３の芯金とニップ形成ローラ３６の芯金との電位差として、「１／６×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件を具備し、且つニップ形成ローラ３６の芯金の電位を２次転写裏面ローラ３３の芯金の電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きくしたもの、を生じせしめることが可能な２次転写バイアスを印加するように、電位差発生手段としての２次転写バイアス電源３９を構成している。これにより、発明者らが実験で明らかにしたように、記録紙Ｐの厚さや最大凹凸落差にかかわらず、紙表面凹凸にならった濃淡パターンを、従来よりも目立ち難くすることができる。なお、ここで言う２次転写バイアスは、上述した６通りの電位差の何れかを発生させるためのものであり、２次転写裏面ローラ３３あるいはニップ形成ローラ３６の何れか一方だけに印加するバイアスの他に、両方にそれぞれ印加するバイアスも含まれる。
【００９１】
また、第１実施形態に係るプリンタにおいては、「ｆ［Ｈｚ］＞（４／ｄ）×ｖ」という条件を具備するように、２次転写バイアスの交流成分の周波数ｆ、２次転写ニップのニップ幅ｄ［ｍｍ］、及びベルト表面移動速度であるプロセス線速ｖを設定している。このような設定では、既に説明したように、ピッチムラの発生を回避することができる。
【００９２】
実験に使用したプリント試験機において、装置立ち上げ時の単色のベタトナー画像（１ｃｍ×１ｃｍ）の電位であるトナー像電位Ｖｔｏｎｅｒは、約−８０［Ｖ］である。オフセット電圧Ｖｏｆｆの絶対値については、トナー像電位Ｖｔｏｎｅｒよりも大きくする必要がある。
【００９３】
トナー像電位Ｖｔｏｎｅｒについては、次のようにして求めることができる。即ち、黒単色のトナー像を形成する場合は、黒単色の黒ベタ画像の表面電位を、トナー像電位Ｖｔｏｎｅｒとする。ここで言う黒ベタ画像は、１ｃｍ×１ｃｍの全領域における各画素がそれぞれ黒の画素値を持っているものである。Ａｄｏｂｅ社の画像ソフトであるＰｈｏｔｏｓｈｏｐ（登録商標）で、モノクロ二階調モードにて作成した全面黒の画像を、ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ対応のプリンタドライバからプリントされるベタ画像と同じ画像構造を有するものである。一方、カラー画像を形成する場合は、マゼンタとシアンとを重ねた２色ベタ画像を中間転写ベルト３１上に重ね合わせて転写した際におけるベルト上のトナー層の表面電位をトナー層電位Ｖｔｏｎｅｒとする。この場合の２色ベタ画像とは、Ａｄｏｂｅ社のＰｈｏｔｏｓｈｏｐで、ＣＭＹＫカラーモードにて作成した全面マゼンタと全面シアンとを重ねた画像をプリントした際のトナー像（＝同じレーザー書き込み）と同じ画像構造を有するものである。ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ対応のプリンタドライバを使ってＡｄｏｂｅ社のＰｈｏｔｏｓｈｏｐで作成されたベタ画像と同じ画像構造のものとする理由は、ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔがＤＴＰなど用いられる、最も汎用的なデータ規格だからである。
【００９４】
放電に起因する白点は、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐが比較的大きく、且つ｜Ｖｏｆｆ｜が比較的大きい場合に発生している。これはトナーを中間転写ベルト３１側から記録紙Ｐ側に移動させる方向の極性のピーク値Ｖｔ（図３参照）が比較的大きい場合に相当する。｜Ｖｔ｜＝｜Ｖｏｆｆ｜＋｜Ｖｒ｜という式で示されるピーク値Ｖｔが、放電に起因する白点の発生に関与していると考えられる。図３から、Ｖｔ、Ｖｏｆｆの極性がそれぞれマイナス極性である場合には、「Ｖｔ＝−１／２×Ｖｐｐ＋Ｖｏｆｆ」であることから、「Ｖｏｆｆ＝１／２×Ｖｐｐ＋Ｖｔ」という関係が成立している。一方、図８に示した直線Ｌ３は、「Ｖｏｆｆ＝１／２×Ｖｐｐ−４．５５」という式で示されるため、Ｖｔ＝−４．５５［ｋＶ］以上の領域において顕著な白点が発生していると言える。
【００９５】
本発明者らは、良好な画像が成立する領域のＶｏｆｆ下限値Ｖｏｆｆｍｉｎが異なる複数の条件で放電による異常画像の発生電圧について確認したところ、放電に起因する白点の発生にはやはりＶｔが関与しており、白点の発生を許容レベルに留めることができるピーク値Ｖｔの上限値Ｖｔｍａｘと下限値Ｖｏｆｆｍｉｎｎとは、「Ｖｔｍａｘ＝１．７×Ｖｏｆｆｍｉｎ−３．１」という関係式で示されることがわかった。トナーとして、プラス極性のものを用いる場合も考慮すると、その関係式を変形した「｜Ｖｔｍａｘ｜＝１．７×｜Ｖｏｆｆｍｉｎ｜＋３．１」という関係式を具備させることが望ましい。
【００９６】
そこで、第１実施形態に係るプリンタにおいては、２次転写バイアスとして、「｜Ｖｔｍａｘ｜＝１．７×｜Ｖｏｆｆｍｉｎ｜＋３．１」という関係式を具備するものを印加するように、２次転写バイアス電源３９を構成している。
【００９７】
なお、本発明において、中間転写ベルト３１、２次転写裏面ローラ３３、ニップ形成ローラ３６の体積抵抗率や抵抗は、第１実施形態のものに限定されるものではない。但し、抵抗が高すぎると、放電等によって部材の表面に付与される電荷が蓄積し、電界が経時変化するため好ましくない。その電荷を除電する手段を設けない場合には、中間転写ベルト３１、２次転写裏面ローラ３３、ニップ形成ローラ３６としては、体積抵抗率が１Ｅ１２Ωｃｍ以下であるものを用いることが望ましい。
【００９８】
ニップを形成しないコロトロン等を用いた非接触転写において、「１／６×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件に似た、「１／６×Ｖｐｐ＞ワイヤー電位差時間平均値」という条件を満足することがある。しかし、コロトロンの場合の交流成分は、ワイヤーからのイオン生成のみに用いられ、上述したようなトナーの往復運動が発生しない点が、本発明とは全く異なっている。本発明者らは、コロトロンなどの非接触転写方式ではトナーの往復運動が全く起こらないことを、次のようにして確認している。即ち、片側にアルミニウム層を蒸着したＰＥＴフィルムを用意する。アルミニウム面をトナー側（中間転写ベルト側）に向ける姿勢でＰＥＴフィルムをコロトロン上に配置し、アルミニウム層の電位の時間変化を測定した。アルミニウム層の電位については、トレック社製の表面電位計であるＭｏｄｅｌ  ３４４を用いて測定した。この結果、トナーの往復移動を裏付けるような電位変化は確認されなかった。
【００９９】
これまで、中間転写ベルト３１とニップ形成ローラ３６との当接によって２次転写ニップを形成する例について説明したが、中間転写ベルト３１と、無端状のニップ形成ベルトとの当接によって２次転写ニップを形成してもよい。この場合、中間転写ベルト３１のループ内側に配設された２次転写裏面ローラ３３の芯金と、ニップ形成ベルトのループ内側でニップ形成ベルトを中間転写ベルト３１に向けて押圧する押圧部材たる押圧ローラの芯金との間に、「１／６×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という条件を具備し、且つ押圧ローラの芯金の電位を２次転写裏面ローラ３３の芯金の電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きくした電位差を発生させればよい。
【０１００】
また、像担持体である中間転写ベルト３１とニップ形成部材であるニップ形成ローラ３６との当接による２次転写ニップにおいて、本発明を適用した例について説明したが、次のような転写ニップにおいて、本発明を適用することも可能である。即ち、像担持体たる無端ベルト状の感光体の裏面に裏面当接部材を当接させて、無端ベルト状の感光体をニップ形成部材に向けて押圧して、感光体とニップ形成部材とを当接させることで形成し、且つ、記録材を通紙して感光体上のトナー像を記録材へと転写する転写ニップである。
【０１０１】
また、図１８に示すような構成のプリンタにおける２次転写ニップにも、本発明を適用することが可能である。このプリンタは、１つの感光体２の周囲に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の現像装置８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有している。画像形成を行う場合、まず、感光体２の表面を帯電装置６によって一様に帯電させた後、感光体２の表面に対してＹ用の画像データに基づいて変調されたレーザー光を照射して，感光体２の表面にＹ用の静電潜像を形成する。そして、このＹ用の静電潜像を現像装置８Ｙによって現像してＹトナー像を得た後、これを中間転写ベルト３１上に１次転写する。その後、感光体２の表面上の転写残トナーをドラムクリーニング装置３によって除去した後、感光体２の表面を帯電装置６によって再び一様に帯電させる。次に、感光体２の表面に対して、Ｍ用の画像データに基づいて変調されたレーザー光を照射して、感光体２の表面にＭ用の静電潜像を形成した後、これを現像装置８Ｍによって現像してＭトナー像を得る。そして、このＭトナー像を中間転写べルト３１上のＹトナー像に重ね合わせて１次転写する。以降、同様にして、感光体２上でＣトナー像、Ｋトナー像を順次現像して、ベルト上のＹＭトナー像上に順次重ね合わせて１次転写していく。これにより、中間転写ベルト３１上に４色重ね合わせトナー像を形成する。
【０１０２】
その後、中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせトナー像を、２次転写ニップで記録紙の表面に一括２次転写して、記録紙上にフルカラー画像を形成する。そして、定着装置９０によって記録紙にフルカラー画像を定着せしめた後、記録紙を機外に排出する。
【０１０３】
このような構成のプリンタにおける２次転写バイアス電源３９を、参考形態と同様に構成してもよい
【０１０４】
また、本発明を電子写真方式のプリンタに適用した例について説明したが、トナー飛翔方式によって画像を形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。このトナー飛翔方式とは、潜像担持体によらず、トナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナー群を記録体や中間記録体に直接付着させて画素像を形成することで、記録紙や中間記録体に対してトナー像を直接形成する方式である。特開２００２−３０７７３７号公報に記載の画像形成装置などに採用されている。像担持体たる中間記録体から記録紙にトナー像を転写するための転写ニップにおいては、本発明の適用が可能である。
【０１０５】
次に、第２実施形態に係るプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、第２実施形態に係るプリンタの構成は、第１実施形態と同様である。
図１９は、第２実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、ニップ形成部材として、中間転写ベルトの代わりに、無端状の紙搬送ベルト１２１を各色の感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに当接させている点が、第１実施形態に係るプリンタと異なっている。紙搬送ベルト１２１は、その表面に保持した記録紙を、自らの無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の転写ニップに順次通していく。この過程で、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が、記録紙の表面に重ね合わせて転写されていく。
【０１０６】
画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面において、レーザー光Ｌの照射によって形成された静電潜像の電位を検知する電位センサ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが設けられている。これら電位センサ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、ＴＤＫ株式会社製の表面電位センサ（ＥＦＳ−２２Ｄ）からなり、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面に対して約４［ｍｍ］の間隙をもって対向するように配設されている。
【０１０７】
紙搬送ベルト１２１のループ内側では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが紙搬送ベルト１２１の裏面に当接して、紙搬送ベルト１２１を感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧している。第２実施形態に係るプリンタにおいては、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色において、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを一様帯電せしめる帯電装置（６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、一様帯電後の表面に光書込を行う図示しない光書込ユニットと、転写ローラ（２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とにより、感光体の静電潜像と、押圧部材たる転写ローラの芯金との間に、直流成分と交流成分とを含む電位差を生じせしめる電位差発生手段が構成されている。
【０１０８】
なお、紙搬送ベルト１２１を感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに当接させる代わりに、転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに直接当接させて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを形成してもよい。この場合、転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋをニップ形成部材として機能させることになる。
【０１０９】
転写バイアス電源８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの静電潜像と、転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの芯金との電位差として、次のようなものを発生させる転写バイアスを出力するようになっている。即ち、交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐ［Ｖ］と、前記電位差の時間平均値であるオフセット電圧Ｖｏｆｆとについて、「１／６×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ｜」という関係を具備し、且つ転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの芯金の電位を感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの静電潜像の電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きくした電位差である。
【０１１０】
本プリンタの制御部は、電源立ち上げ直後、待機時、連続プリント動作の一時中断時など、所定のタイミングで次のような潜像電位測定処理を実施するようになっている。即ち、まず、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にそれぞれ１ｃｍ×１ｃｍの大きさのパッチ状静電潜像を形成し、そのパッチ状静電潜像の電位を電位センサ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって検知する。そして、その検知結果をそれぞれ、ＲＡＭ等のデータ記憶手段に記憶する。転写電源８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、制御部から送られてくるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのパッチ状静電潜像の電位に基づいて、「１／６×Ｖｐｐ＞｜Ｖｏｆｆ」、且つ転写ローラ芯金の電位をパッチ状静電潜像の電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きくした電位差を演算する。そして、その演算結果が得られる転写バイアス（重畳バイアス）を出力する。
【０１１１】
以上に説明したものは各実施形態は一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａにおいては、像担持体として、感光体などの潜像担持体に対向して、潜像担持体上で現像されたトナー像が１次転写される中間転写ベルトなどの中間転写体を用いる。また、ニップ形成部材として、中間転写体のおもて面に当接して中間転写体との間で２次転写ニップを形成するニップ形成ローラ３６などを用いる。また、第１部材として、２次転写ニップで中間転写体の裏面に当接する２次転写裏面ローラ３３などの裏面当接部材を用いる。更に、ニップ形成部材を第２部材として兼用する。かかる構成では、ニップ形成部材と中間転写体との間において、記録紙Ｐの厚みや最大凹部落差にかかわらず、紙表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができる。
【０１１２】
［態様Ｂ］
態様Ｂにおいては、転写バイアスとして、交流成分の周波数ｆ［Ｈｚ］と、転写ニップ又は２次転写ニップにおける像担持体又は中間転写体の表面移動方向の長さであるニップ幅ｄ［ｍｍ］と、像担持体又は中間転写体の表面移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］とについて「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という関係を具備するもの、を印加するように、２次転写バイアス電源３９などの転写バイアス印加手段を構成する。かかる構成では、既に説明したように、ピッチムラのない良好な画像を得ることができる。
【０１１３】
［態様Ｃ］
態様Ｃにおいては、中間転写ベルトなどの像担持体のおもて面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材、像担持体の裏面に当接する２次転写裏面ローラ３３などの裏面当接部材、並びに、自らが出力する電圧により、ニップ形成部材、又はニップ形成部材を像担持体に向けて押圧する押圧部材と、裏面当接部材との間に、直流成分及び交流成分を含む電位差を生じせしめるための電圧を出力する２次転写バイアス電源３９などの電圧出力手段を設ける。そして、転写ニップに挟み込んだ記録紙に対し、像担持体のおもて面に担持されるトナー像を転写する。かかる構成においても、記録紙の厚みや最大凹凸落差にかかわらず、紙表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができる。
【０１１４】
［態様Ｄ］
態様Ｄにおいては、態様Ｃにおいて、ニップ形成部材の芯金、又はニップ形成部材を像担持体に向けて押圧する押圧部材の芯金と、裏面当接部材の芯金との間に、前記電位差を生じせしめる。かかる構成においては、前記間でトナー像が転写される記録紙において、紙の厚みや最大凹凸落差にかかわらず、紙表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができる。
【０１１５】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｃ又は態様Ｄにおいて、像担持体として、感光体などの潜像担持体の表面上で現像されたトナー像を自らのおもて面に１次転写せしめられる中間転写体を用いる。また、ニップ形成部材として、中間転写体のおもて面に当接して２次転写ニップを形成するニップ形成ローラ３６などを用いる。更に、２次転写バイアス電源３９などの電圧出力手段から出力される電圧を、中間転写体の裏面に当接する２次転写裏面ローラ３３などの裏面当接部材と、ニップ形成部材とのうち、少なくとも何れか一方に印加して前記電位差を生じせしめるようにする。かかる構成においても、中間転写体とニップ形成部材との間でトナー像が転写される記録紙にて、紙厚や最大凹凸落差にかかわらず、紙表面の凹部で十分な画像濃度を得ることができる。
【０１１６】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｃ、Ｄ、Ｅの何れかにおいて、電圧として、交流成分の周波数ｆ［Ｈｚ］と、転写ニップ又は２次転写ニップにおける像担持体表面移動方向の長さであるニップ幅ｄ［ｍｍ］と、像担持体の表面移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］とについて「ｆ＞（４／ｄ）×ｖ」という関係を具備するもの、を出力するように、２次転写バイアス電源３９などの電圧出力手段を構成する。かかる構成では、既に説明したように、ピッチムラのない良好な画像を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１７】
２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：感光体（潜像担持体）
２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：転写ローラ（押圧部材）
３０：転写ユニット（転写装置）
３１：中間転写ベルト（像担持体）
３３：２次転写裏面ローラ（裏面当接部材）
３６：ニップ形成ローラ（ニップ形成部材）
３９：２次転写バイアス電源（転写バイアス印加手段、電位差発生手段、電圧出力手段）
１２１：紙搬送ベルト（ニップ形成部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１８】
【特許文献１】特開２００６−２６７４８６号公報
【図１】
2012063746.tif 000011
【図２】
2012063746.tif 000012
【図３】
2012063746.tif 000013
【図４】
2012063746.tif 000014
【図８】
2012063746.tif 000015
【図１４】
2012063746.tif 000016
【図１５】
2012063746.tif 000017
【図１６】
2012063746.tif 000018
【図１７】
2012063746.tif 000019
【図１８】
2012063746.tif 000020
【図１９】
2012063746.tif 000021
【図２０】
2012063746.tif 000022
【図２１】
2012063746.tif 000023
【図５】
2012063746.tif 000024
【図６】
2012063746.tif 000025
【図７】
2012063746.tif 000026
【図９】
2012063746.tif 000027
【図１０】
2012063746.tif 000028
【図１１】
2012063746.tif 000029
【図１２】
2012063746.tif 000030
【図１３】
2012063746.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月31日(2011.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【図１】参考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用の画像形成ユニットを拡大して示す拡大構成図。
【図３】同プリンタの２次転写バイアス電源から出力される重畳バイアスからなる２次転写バイアスの波形を示す波形図。
【図４】重畳バイアスからなる２次転写バイアスの交流成分の周波数ｆと、プロセス線速ｖと、ピッチムラとの関係を示すグラフ。
【図５】凹部濃度再現性の評価結果がランク１、２、３、４、５となる画像をそれぞれ示す図。
【図６】凸部濃度再現性の評価結果がランク１、２、３、４、５となる画像をそれぞれ示す図。
【図７】白点出現性の評価結果がランク１、２、３、４、５となる画像をそれぞれ示す図。
【図８】第２プリントテストの結果に基づいて作成されたオフセット電圧Ｖｏｆｆと、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐと、凹部濃度再現性と、凸部濃度再現性と、白点出現性との関係を示すグラフ。
【図９】２．５［ｋＶ］の直流電圧だけからなる２次転写バイアスを印加した条件で出力された黒ベタ画像を示す図。
【図１０】オフセット電圧Ｖｏｆｆ＝−１．０［ｋＶ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝５．０［ｋＶ］という条件で出力された黒ベタ画像を示す図。
【図１１】−２．０［ｋＶ］の直流電圧だけからなる２次転写バイアスを印加した条件で出力された黒ベタ画像を示す図。
【図１２】−２．０［ｋＶ］のオフセット電圧Ｖｏｆｆ、４．０［ｋＶ］のピークツウピーク電圧Ｖｐｐという条件で出力された黒ベタ画像を示す図。
【図１３】−２．０［ｋＶ］のオフセット電圧Ｖｏｆｆ、８．０［ｋＶ］のピークツウピーク電圧Ｖｐｐという条件で出力された黒ベタ画像を示す図。
【図１４】実験に使用された転写実験装置を示す概略構成図。
【図１５】２次転写ニップにおける転写初期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図。
【図１６】２次転写ニップにおける転写中期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図。
【図１７】２次転写ニップにおける転写後期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図。
【図１８】変形例に係るプリンタを示す概略構成図。
【図１９】第２実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２０】第４プリントテストの結果に基づいて作成されたオフセット電圧Ｖｏｆｆと、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐと、凹部濃度再現性と、凸部濃度再現性と、白点出現性との関係を示すグラフ。
【図２１】紙種と、紙厚と、紙表面の最大凹凸落差との関係を示すグラフ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
この実験において、−２．０［ｋＶ］の直流電圧だけからなる２次転写バイアスの条件で出力した黒ベタ画像を図１１に示す。また、−２．０［ｋＶ］の直流電圧（本例ではオフセット電圧Ｖｏｆｆに該当）と、４．０［ｋＶ］のピークツウピーク電圧Ｖｐｐとからなる２次転写バイアスの条件で出力した黒ベタ画像を図１２に示す。この条件は、特許文献１に記載の実験では最良の結果とされている条件である。また、−２．０［ｋＶ］のオフセット電圧Ｖｏｆｆと、８．０［ｋＶ］のピークツウピーク電圧Ｖｐｐとからなる２次転写バイアスの条件で出力した黒ベタ画像を図１３に示す。この条件は、特許文献１に記載の実験では最悪の結果とされている条件である。何れの黒ベタ画像も縦７０ｍｍ×横５５ｍｍの大きさである。凹部の画像濃度再現性だけに着目すれば、３つの黒ベタ画像のうち、図１３に示した黒ベタ画像で最も良い結果が得られている。この黒ベタ画像は、一見すると、凹部に著しい画像濃度不足を引き起こしているように見える。しかし、溝状の凹部のように見える白抜け部が図１２の溝状の凹部よりも著しく太いことからわかるように、凹部の画像濃度不足によるものではなく、放電に起因する多量の白点が線状に繋がったものである。線状に繋がった白点は、紙表面の凹部のうち、特に深さの大きい箇所に沿って発生しており、それほど深くない凹部箇所においては、図１２の凹部よりも濃い画像濃度が得られている。しかし、それでも、その画像濃度は、許容レベルを下回るランク３であった。