(57)【要約】【課題】平滑シートに対するトナー像の二次転写不良を助長することなく、凹凸シートの表面凹部に対するトナー像の二次転写性を高める。【解決手段】複数の層を具備する中間転写ベルト３１と、シート搬送ベルト４１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対して中間転写ベルト３１上のトナー像を二次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画像形成装置において、前記複数の層として、弾性層の他に、自らが存在しない場合に比べて複数層全体の硬度をより高くする材料からなる表面層を中間転写ベルト３１に設け、二次転写バイアスとして、二次転写ニップ内でトナーを転写方向により強く静電移動させる方の転写ピーク値、及びこれとは逆の逆ピーク値を一周期内で発生させ、且つ一周期内で逆ピーク値の側の値になっている逆転写側時間を、残りの転写側時間よりも長くしたものを用いるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも弾性層を含む複数の層を具備する像担持体と、前記像担持体の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、前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに対して前記像担持体上のトナー像を転写するために交流電圧を含む転写バイアスを出力する電源とを備える画像形成装置において、
前記複数の層として、前記弾性層の他に、自らが存在しない場合に比べて複数層全体の硬度をより高くする材料からなる表面層を前記像担持体に設け、
前記転写バイアスとして、前記転写ニップ内でトナーを像担持体側から記録シート側に向けてより強く静電移動させる方のピーク値である転写ピーク値、及びこの転写ピーク値とは逆側のピーク値である逆ピーク値を交流成分の一周期内で発生させ、且つ一周期内にて、所定の基準値に比べて前記逆ピーク値の側の値になっている時間である逆転写側時間を、残りの時間である転写側時間よりも長くしたものを出力するように、前記電源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、
前記逆転写側時間及び前記転写側時間のうちの一方は、電圧周期変動の波形が前記基準値の位置である基線の位置から一方のピーク値の側に向けて立ち上がり始めた時点から、前記基線の位置まで立ち下がった後、他方のピーク値に向けて立ち下がり始める直前までの時間であり、前記逆転写側時間及び前記転写側時間のうちのもう一方は、前記波形が前記基線の位置から前記他方のピーク値の側に向けて立ち下がり始めた時点から、前記基線の位置まで立ち上がった後、更に前記基線の位置から前記一方のピーク値に向けて立ち上がり始める直前までの時間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の画像形成装置であって、
前記逆転写側時間は、前記逆ピーク値を、ピークツウピーク値の３０％の値だけシフトさせた値を前記基準値として、前記波形が前記基準値よりも前記逆ピーク値の側にある時間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１の画像形成装置であって、
前記転写バイアスが交流一周期内で極性を反転させるものであり、
且つ、前記逆転写側時間は、前記転写バイアスの極性が前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへとトナーを静電移動させる極性とは逆極性になる時間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１の画像形成装置であって、
前記転写バイアスが交流一周期内で極性を反転させるものであり、
前記基準値は、前記逆ピーク値を前記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値であり、前記逆転写側時間は、前記波形が前記基準値よりも前記逆ピーク値の側の値になる時間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１の画像形成装置であって、
前記逆転写側時間は、前記波形が前記基準値である一周期内の二つのピーク値の中心値よりも前記逆ピーク値の側の値にある時間である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であって、
前記像担持体のマイクロゴム硬度が２５よりも高い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、
前記像担持体のマルテンス硬度が０．２よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかの画像形成装置であって、
前記弾性層の厚みが３９０［μｍ］よりも小さい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、弾性層を含む複数の層を具備する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シートに対して像担持体上のトナー像を転写するために、重畳電圧からなる転写バイアスを電源から出力す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して、ゴムなどからなる弾性層を含む複数の層からなるものを用いる。そして、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、中間転写ベルトとこれのおもて面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。この二次転写の際に、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している裏面ローラに対し、直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧からなる二次転写バイアスを印加する。かかる構成では、中間転写ベルトの弾性層を、和紙のように表面凹凸に富んだ凹凸シートの表面凹部に対してもトナーを良好に二次転写して、表面凹凸にならった画像濃度ムラの発生を抑えることができるとされている。
【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、この画像形成装置では、記録シートとして、コート紙のような表面平滑性の良いものを用いた場合に、トナー像の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、少なくとも弾性層を含む複数の層を具備する像担持体と、前記像担持体の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、前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに対して前記像担持体上のトナー像を転写するために交流電圧を含む転写バイアスを出力する電源とを備える画像形成装置において、前記複数の層として、前記弾性層の他に、自らが存在しない場合に比べて複数層全体の硬度をより高くする材料からなる表面層を前記像担持体に設け、前記転写バイアスとして、前記転写ニップ内でトナーを像担持体側から記録シート側に向けてより強く静電移動させる方のピーク値である転写ピーク値、及びこの転写ピーク値とは逆側のピーク値である逆ピーク値を交流成分の一周期内で発生させ、且つ一周期内にて、所定の基準値に比べて前記逆ピーク値の側の値になっている時間である逆転写側時間を、残りの時間である転写側時間よりも長くしたものを出力するように、前記電源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、表面平滑性に優れた平滑シートに対するトナー像の転写不良を助長することなく、表面凹凸に富んだ凹凸シートの表面凹部に対するトナー像の転写性を高め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】同プリンタにおける二次転写電源の電気回路の要部を、二次転写ニップとともに示すブロック図。
【図４】中間転写ベルトとして、実施形態に係る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５】中間転写ベルトとして、実施形態に係るプリンタと同様に、多層構造のものを用いる構成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６】本発明者らが実験用として用意した二層構造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７】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８】本発明者らが実験用として用意した三層構造の中間転写ベルト３１の横断面を部分的に示す拡大断面図。
【図９】重畳電圧からなる二次転写バイアスの波形の一例を示すグラフ。
【図１０】二次転写電源の実機から出力される重畳電圧の波形の一例を示すグラフ。
【図１１】実施形態に係るプリンタの入力操作部５０１の電気回路を示すブロック図。
【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），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つのトナー像形成ユニット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つのトナー像形成ユニット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トナー像形成ユニット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。
【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ロール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スクリュー部材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。
【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ロール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用のトナー像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃにおいても、Ｋ用のトナー像形成ユニット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。トナー像形成ユニット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。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】
トナー像形成ユニット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，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。また、ベルトクリーニング装置３７、濃度センサー４０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，Ｍ，Ｃ，Ｋ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，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用の一次転写ニップが形成されている。一次転写ローラ３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像と、一次転写ローラ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。
【００２５】
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，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，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。
【００２６】
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。つまり、転写ユニット３０の二次転写裏面ローラ３３と、シート搬送ユニット３８の二次転写ニップ裏打ちローラ３６とは、互いの間に中間転写ベルト３１及びシート搬送ベルト４１を挟み込んでいる。
【００２７】
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によって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。
【００２８】
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。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。
【００２９】
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。
【００３０】
濃度センサー４０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、駆動ローラ３２に対する掛け回し箇所に対して、所定の間隙を介して対向している。この状態で、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、そのトナー像の単位面積あたりのトナー付着量（画像濃度）を測定する。
【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３５（Ｙ，Ｍ，Ｃ）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３５（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を、感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）から遠ざけて、中間転写ベルト３１のおもて面を感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）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つのトナー像形成ユニット１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうち、ブラック用の画像形成ユニット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、実施形態に係るプリンタにおける二次転写電源３９の電気回路の要部を、二次転写ニップと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。
【００３４】
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。
【００３５】
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信号のデューティー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。
【００３６】
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。
【００３７】
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信号のデューティーを制御させるためである。
【００３８】
実施形態に係るプリンタでは、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。
【００３９】
そこで、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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信号のデューティー比、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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信号のデューティー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、実施形態に係るプリンタでは、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。
【００４５】
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。
実施形態に係るプリンタのように、中間転写ベルト３１として、弾性層を含む複数の層を具備するものを用い、且つ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構成では、凹凸シートの表面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。ところが、複数の層を具備する中間転写ベルト３１を用いると、普通紙や表面コート紙のような表面平滑性に優れた記録シートＰである平滑シートに対するトナー像の転写不良を引き起こし易くなることが、本発明者らの実験によって判明した。
【００４６】
図４は、中間転写ベルト３１として、実施形態に係る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として図示のような単層構造のものを用いる場合には、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が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が殆どない。
【００４７】
図５は、中間転写ベルト３１として、実施形態に係るプリンタと同様に、多層構造のものを用いる構成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。多層構造の中間転写ベルト３１を用いる構成では、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、層と層との界面で、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比較的長時間になる。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、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。特に、面積階調によるハーフトーン画像では、ベタ画像に比べて二次転写ニップ内でのトナーの存在比率が少なくなることから、過剰の逆電荷が注入されて画像濃度不足を引き起こし易くなる。以下、ハーフトーン画像をＨＴ画像と記す。
【００４８】
本発明者らは、中間転写ベルト３１として、単層構造のもの、二層構造のもの、及び三層構造のものを実験用に用意した。単層構造の中間転写ベルト３１は、ポリイミドなどの経時的な伸びを引き起こし難い材料からなる基層だけを具備する無端ベルトである。また、二層構造の中間転写ベルト３１は、無端状の基層と、基層のおもて面側に積層されたゴムなどの弾性に富んだ材料からなる弾性層とからなるものである。また、三層構造の中間転写ベルト３１は、基層と、これのおもて面側に積層された弾性層と、これのおもて面側に積層された表面層とからなるものである。表面層の材料には、弾性層の材料よりも硬いものが用いられている。これにより、表面層は、基層の材料及び厚みと、弾性層の材料及び厚みとが二層構造と三層構造とで互いに全く同じであれば、自らが存在しない二層構造に比べて、自らが存在する三層構造の複数層全体の硬度を高くする。
【００４９】
図６は、本発明者らが実験用として用意した二層構造の中間転写ベルト３１の横断面を部分的に示す拡大断面図である。二層構造の中間転写ベルト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層３１ｂとを具備している。弾性層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層３１ｂの表面から突出させた状態で、図７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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
以上の基層３１ａについての特性は、三層構造の基層３１ａについても同様である。
【００５５】
弾性層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。
【００５６】
弾性層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。
【００５７】
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。
【００５８】
弾性層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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
電気抵抗調整材の添加量については、弾性層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、弾性層３１ｂの２３℃５０％ＲＨ環境下でのマイクロゴム硬度値をある程度低く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。
【００６４】
弾性層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。
【００６５】
以上の弾性層３１ｂについての特性は、三層構造の中間転写ベルト３１の弾性層３１ｂについても同様であるが、三層構造の中間転写ベルト３１の弾性層３１ｂには、粒子３１ｃを分散させていない。
【００６６】
二層構造の中間転写ベルト３１の弾性層３１ｂは、三層構造の中間転写ベルトの弾性層３１ｂとは異なり、その中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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。複数の粒子３１ｃの弾性層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。粒子３１ｃの粒径が１．０μｍ未満であると、粒子３１ｃによる転写性能の向上効果が十分に得られない。一方、粒径が５．０μｍよりも大きいと、表面粗さが大きくなり、粒子間の隙間が大きくなるため、トナーがうまく転写できなくなったりクリーニング不良となったりする不具合が生じる。さらには、粒子３１ｃは絶縁性が高いものが多いため、粒径が大きすぎると粒子による帯電電位の残留により、連続画像出力時にこの電位の蓄積による画像乱れが発生する。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を弾性層３１ｂ表面に塗布するタイミングは特に限定されず、弾性層３１ｂの弾性材料の架橋前、架橋後の何れであってもよい。
【００６９】
図８は、本発明者らが実験用として用意した三層構造の中間転写ベルト３１の横断面を部分的に示す拡大断面図である。同図において、中間転写ベルト３１の基層３１ａや弾性層３１ｂは、二層構造のものと同様である。但し、同図に示される弾性層３１ｂには、二層構造の場合とは異なり、粒子が分散されていない。
【００７０】
弾性層３１ｂの上（ベルトループおもて面側）には、表面層３１ｄが積層されている。この表面層３１ｄの材料としては、弾性層３１ｂの材料よりも硬いものが用いられている。これにより、基層３１ａ材料及び厚みを変えず、且つ弾性層３１ｂの材料及び厚みを変えない条件では、表面層３１ｄを設けた方が、設けないよりも複数層全体（厚み方向）の硬度が高くなる。
【００７１】
中間転写ベルト３１における複数層全体の硬度を表す指標としては、マイクロゴム硬度やマルテンス硬度を用いることが可能である。マイクロゴム硬度については、次のようにして測定する。即ち、高分子計器株式会社製のマイクロゴム硬度計（ＭＤ−１）を用い、所定圧での押針の押し付けによって中間転写ベルトを変形させながら、押針の押し込み深さを測定し、その結果に基づいてマイクロゴム硬度を求める。押針としては、直径＝０．１６［ｍｍ］のタイプＡのものを用いる。測定環境については、温度＝２３［℃］、湿度＝５０［％］に設定する。
【００７２】
また、マルテンス硬度については、次のようにして測定する。即ち、フィッシャーインスツルメンツ社製のＦｉｓｈｅｒＳｃｏｐｅＨＭ２０００を用いて、荷重＝５０［ｍＮ］、押し込み時間＝１０［秒］、クリープ時間＝１０［秒］、温度＝２３［℃］、湿度＝５０［％］の条件下で測定する。
【００７３】
表面層３１ｄの主材料としては、アクリル、シリコン、テフロン（登録商標）、ウレタン、ナイロンなどを用いる。それらの主材料を複数組み合わせてもよい。例えば、テフロン（登録商標）とウレタンとを組み合わせたもの、テフロン（登録商標）とウレタンとシリコンとを組み合わせたものなどを、主材料として用いてもよい。表面層３１ｄの厚みについては、１［μｍ］〜１［ｍｍ］の範囲にすることが望ましく、５［μｍ］〜３０［μｍ］の範囲がより好適である。
【００７４】
本発明者らが実験用に用意した１０個の中間転写ベルト３１（ベルトＡ〜ベルトＪ）の特性を次の表１に示す。
【表１】
2017191249.tif 000003
【００７５】
ベルトＡは、ポリイミド製の基層３１ａだけからなる単層ベルトであり、その硬度は１０個の中で最も高い。
【００７６】
ベルトＢ、ベルトＣ、ベルトＤ、ベルトＥのそれぞれは、厚み６０［μｍ］のポリイミド製の基層３１ａのおもて面側に、アクリルゴム製の弾性層３１ｂを積層した二層構造のベルトである。それぞれのベルトの弾性層３１ｂには、粒子３１ｃを分散させている。ベルトＢ〜ベルトＥは、弾性層３１ｂの材料（アクリルゴム）が互いに同じであるが、表１に示されるように、弾性層３１ｂの厚みが互いに異なっている。そして、厚みの違いにより、硬度（マルテンス硬度やマイクロゴム硬度）も互いに異なっている。表１に示されるように、弾性層３１ｂの厚みが大きくなるにつれて、硬度が低くなっている（軟らかくなっている）。
【００７７】
ベルトＦ、ベルトＧ、ベルトＨのそれぞれは、弾性層３１ｂに粒子を分散させていない点の他はベルトＤと同じ構成である二層構造のベルトのおもて面側に、ポリロタキサンを添加したアクリルゴムからなる表面層３１ｄを積層した三層構造のベルトである。
【００７８】
ベルトＩは、弾性層３１ｂに粒子を分散させていない点の他はベルトＤと同じ構成である二層構造のベルトのおもて面側に、シリコンの溶液（シリコンワニス）を塗布して乾燥させた表面層３１ａを積層した三層構造のベルトである。
【００７９】
ベルトＪは、弾性層３１ｂに粒子を分散させていない点の他はベルトＤと同じ構成である二層構造のベルトのおもて面側に、ナイロン粒子の溶融物を塗布して乾燥させたナイロン製の表面層３１ａを積層した三層構造のベルトである。
【００８０】
ベルトＦ、ベルトＧ、ベルトＨ、ベルトＩ、ベルトＪは、表面層３１ｄを積層し、且つ弾性層３１ｂに粒子を分散させていない点の他はベルトＤと同じ構成であるが、表１に示されるように、硬度がベルトＤよりも高くなっている。弾性層３１ｂよりも硬い材料からなる表面層３１ｄを積層していることで、硬度がベルトＤよりも高くなっているのである。なお、弾性層３１ｂに粒子を分散させた場合と、粒子を分散させない場合とでは、マイクロゴム硬度はほぼ同じ値となる。粒子の径が小さく、マイクロゴム硬度の値にほとんど影響を与えないからである。ベルトＤから表面の粒子を取り除いた場合のマイクロゴム硬度は、ベルトＤのマイクロゴム硬度（３５．９）とほとんど変わらず、概ね両者の値の差は１未満である。なお、マルテンス硬度についても同様のことが言える。
【００８１】
本発明者らは、プリンタ試験機に搭載されていた中間転写ベルト３１を、表１に示される１０個のベルト（ベルトＡ〜ベルトＪ）に順に交換しながら、それぞれのベルトでテスト画像をプリントする実験を行った。実験においては、実験室の環境を温度２３［℃］、湿度５０［％］に維持した。
【００８２】
まず、第一実験として、表面コート紙（ＰＯＤグロスコート１２８）に単色（Ｋ）のテストＨＴ画像をプリントした。このテストＨＴ画像の単位面積あたりにおけるトナー付着量は、ベタ画像におけるトナー付着量の四分の一程度である。感光体２や中間転写ベルト３１の線速であるプロセス線速については、６３０［ｍｍ／ｓ］という印刷業者向けの高速に設定した。
【００８３】
二次転写バイアスとしては、次に示す四種類のものを採用し、１０個のベルトの全てについて、四種類の二次転写バイアスのそれぞれでテストＨＴ画像を表面コート紙にプリントした。
（１）直流電圧だけからなるもの（ＤＣ）。この直流電圧を、
（２）重畳電圧からなり（ＤＣ＋ＡＣ）、且つデューティーが３０［％］であるもの。
（３）重畳電圧からなり（ＤＣ＋ＡＣ）、且つデューティーが６０［％］であるもの。
（４）重畳電圧からなり（ＤＣ＋ＡＣ）、且つデューティーが８０［％］であるもの。
なお、（２）〜（４）においては、直流電源１１０から直流電圧を出力電流値＝１２０［μＡ］にて定電流制御で出力させながら、交流電源１４０からピークツウピーク値Ｖｐｐ＝６．５［ｋＶ］の交流電圧を出力させた。
【００８４】
図９は、重畳電圧からなる二次転写バイアスの波形の一例を示すグラフである。重畳電圧からなる二次転写バイアスを出力する条件で、二次転写ニップ内で中間転写ベルト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、平均電位Ｖａｖｅ（時間平均）がトナーをベルト表面側からシート表面側に静電移動させる極性（実施形態ではマイナス）になる二次転写バイアスである。例えば、図示の波形は、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ているが、平均電位Ｖａｖｅの極性はマイナスになっている。実施形態のように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では、このように、平均電位Ｖａｖｅの極性がトナーの正規帯電極性と同じになる二次転写バイアスを採用する。これにより、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表面側からシート表面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、平均電位Ｖａｖｅ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。
【００８５】
同図において、Ｔは、周期的に極性を反転させる交流電圧の一周期を示している。同図において、Ｖｔは、重畳電圧における二つのピーク値のうち、二次転写ニップ内でトナーをベルト表面側からシート表面側に向かう転写方向により強く静電移動させる転写ピーク値である。この転写ピーク値の極性は、必ず、トナーを転写方向に静電移動させるものでなければならない。二つのピーク値のうち、もう一方は、逆ピーク値Ｖｒである。この逆ピーク値Ｖｒの極性は、転写ピーク値ｖｔと同じ極性であってもよい。
【００８６】
同図における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を示している。また、同図におけるＶｐｐは、ピークツウピーク値を示している。
【００８７】
同図におけるＴｔは、交流一周期内で、転写ピーク値Ｖｔの側の値になっている時間としての転写側時間である。また、Ｔｒは、交流一周期内で、逆ピーク値Ｖｒの側の値になっている逆転写側時間である。重畳電圧のデューティーは、交流一周期内で逆転写側時間Ｔｒが占める割合であり、「逆転写側時間Ｔｒ／周期Ｔ×１００％」という式によって求めることができる。
【００８８】
図示のように、波形の立ち上がりや立ち下がりがほぼ垂直になっている綺麗な矩形波で
は、波形の立ち上がり開始点や立ち下がり開始点がはっきりする。このような波形では、逆転写側時間Ｔｒや転写側時間Ｔｔを次のようにして求めることが可能である。即ち、波形の周期Ｔ内において、二次転写バイアスの値が基線としてのゼロの線よりもプラス極性側に向けて立ち上がり始めた時点から、ゼロの線まで立ち下がった後、ゼロの線からマイナス極性側に向けて立ち下がり始める直前までを逆転写側時間Ｔｒとする。また、ゼロの線からからマイナス極性側に向けて立ち下がり始めた時点から、ゼロの線まで立ち上がった後、更にゼロの線からプラス極性側に向けて立ち上がり始める直前までを転写側時間Ｔｔとする。
【００８９】
図１０は、二次転写電源３９の実機から出力される重畳電圧の波形の一例を示すグラフである。この波形では、立ち上がり部や立ち下がり部が垂直になっておらず、若干の勾配を有している。このような綺麗な矩形波でない波形では、立ち上がりや立ち下がりの基線がはっきりしない。そこで、逆転写側時間Ｔｒを次のように定義するとよい。即ち、逆ピーク値Ｖｒを転写ピーク値Ｖｔに向けてピークツウピーク値Ｖｐｐの３０％の値だけシフトさせた位置を波形の基線とする。そして、値が基線よりも逆ピークＶｒ側になる時間を逆転写側時間Ｔｒとする。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転写側時間Ｔｒとする。この逆転写側時間Ｔｒの周期Ｔおける割合をデューティーとして求めればよい。
【００９０】
なお、実施形態では、マイナス極性のトナーを用い、且つ二次転写バイアスを二次転写裏面ローラ３３に印加する構成になっていることから、逆転写時間Ｔｒは具体的には次のようになる。即ち、図示のように、基線から逆ピーク値Ｖｒに向けて立ち上がり始めた時点から、基線まで立ち下がった後、更に転写ピーク値Ｖｔに向けて立ち下がり始める直前までの時間である。これに対し、マイナス極性のトナーを用い、且つ二次転写バイアスを二次転写ニップ裏打ちローラ３６に印加する構成では、逆転写側時間Ｔｒは、次のようなものになる。即ち、基線から転写ピーク値Ｖｔに向けて立ち下がり始めた時点から、基線まで立ち上がった後、更に逆ピーク値Ｖｒに向けて立ち上がり始める直前までの時間である。
【００９１】
参考までに、同図に示される波形のデューティーは８５［％］である。また、転写側時間Ｔｔは、周期Ｔから逆転写側時間Ｔｒを差し引いた値である。
【００９２】
極性を反転させず、且つ立ち上がりや立ち下がりの勾配が比較的緩やかな波形からなる重畳電圧からなる二次転写バイアスの場合には、逆ピーク値Ｖｒと転写ピーク値Ｖｔとの中心値の位置を基線として逆転写側時間Ｔｒを特定するとよい。
【００９３】
本発明者らは、プリンタ試験機を用いて、様々な条件で単色のテストＨＴ画像をプリントして、それぞれのプリントにおけるトナーの二次転写率をＨＴ画像二次転写率として求めた。具体的には、テストＨＴ画像を中間転写ベルト３１上に二頁分一次転写し、一頁目のテストＨＴ画像を二次転写ニップに進入させる前に、プリンタ試験機を一時停止させた。そして、一頁目のテストＨＴ画像のＫトナーを吸引機で吸引し、収拾されたＫトナーの重さを全トナー重量として求めた。次に、プリンタ試験機を再駆動して、二頁目のテストＨＴ画像を表面コート紙に二次転写した直後にプリンタ試験機を停止させた。そして、中間転写ベルト３１における二頁目に対応する領域に付着している二次転写残トナーを吸引機で吸引し、収拾されたＫトナーの重さを転写残重量として求めた。そして、全トナー重量から転写残重量を差し引いた値である転写重量の全トナー重量に対する割合をＨＴ画像二次転写率［％］として求めた。当然ながら、ＨＴ画像二次転写率［％］が高くなるほど、二次転写効率が良く、画像濃度不足の度合いが低くなる。
【００９４】
この第一実験の結果を、次の表２に示す。
【表２】
2017191249.tif 000004
【００９５】
同じベルトにおいて、二次転写バイアスの違いでＨＴ画像二次転写率を比較すると、直流電圧だけからなる二次転写バイアスと、デューティー＝３０［％］の重畳電圧からなる二次転写バイアスとでは、ＨＴ画像二次転写率がほぼ一緒になる。この一方で、それらの二次転写バイアスに比べて、デューティー＝６０［％］の重畳電圧からなる二次転写バイアスや、デューティー＝８０［％］の重畳電圧からなる二次転写バイアスでは、ＨＴ画像二次転写率が飛躍的に向上している。デューティーが５０［％］を超える高デューティーになると、デューティーが５０［％］未満である低デューティーの場合に比べて、ＨＴ画像二次転写率が飛躍的に向上するのである。これは、高デューティーになると、二次転写ニップ内におけるトナー粒子の逆電荷の注入が抑えられるためだと考えられる。よって、二次転写バイアスとしては、高デューティーの重畳電圧からなるものを用いることが望ましい。
【００９６】
一方、同じ種類の二次転写バイアスにおいて、中間転写ベルト３１の硬度の違いでＨＴ画像二次転写率を比較すると、硬度が高くなるにつれて、ＨＴ画像二次転写率が高くなる傾向にあることがわかる。これは、中間転写ベルト３１の硬度が低くなるにつれて（軟らかくなるにつれて）、二次転写ニップ内でベルトがトナー層の凹凸に追従して柔軟に変形してトナー層との接触面積を増加させることで、トナーに対する逆電荷の注入量を増加させるからだと考えられる。弾性層３１ｂの厚みが６００［μｍ］もあることで硬度が著しく低くなっているベルトＥでは、２〜４［％］のＨＴ画像二次転写率しか得られず、ＨＴ画像の著しい画像濃度不足を引き起こす結果になった。ＨＴ画像二次転写率をある程度確保するためには、中間転写ベルト３１の硬度をベルトＥの硬度（マルテンス硬度で０．２、マイクロゴム硬度で２５）よりも大きくすることが望ましい。
【００９７】
なお、表２に太枠で示したように、二層構造と、三層構造とで、ベルトの硬度を同じにすれば、互いのＨＴ画像二次転写率をほぼ同じにすることが可能である。
【００９８】
次に、本発明者らは、第二実験として、各種のベルトにおいて、和紙のように表面凹凸に富んだ凹凸紙（レザック６６  連量２１５ｋｇ）に、二色重ねの青色のテストベタ画像をプリントした。実験室の環境については、温度２３［℃］、湿度５０［％］に維持した。プロセス線速については、第一実験と同様に、６３０［ｍｍ／ｓ］とした。ベタ画像はＨＴ画像に比べて逆電荷の注入による二次転写不良を引き起こし難いので、二次転写バイアスについては、重畳電圧ではなく、直流電圧だけからなるものを用い、出力電流値＝１２０［μＡ］で定電流制御した。
【００９９】
凹凸紙に二次転写したテストベタ画像については、表面凹部へのトナー転移不良による凹凸濃度ムラランクを１〜５の範囲の数値で官能評価した。この官能評価は、一般的な視力の評価者が、予め設定された各種の凹凸濃度ムラランクの見本画像と、被検対象の画像とを目視観察によって比較することで、被検対象の画像の濃度ムラランクを特定するものである。凹凸濃度ムラランクの数値が高くなるほど、凹凸濃度ムラが目立ち難いことを示している。
【０１００】
第二実験における濃度ムラランクの結果を次の表３に示す。
【表３】
2017191249.tif 000005
【０１０１】
表３に示されるように、ベルトの硬度が低くなるにつれて、凹凸濃度ムラが目立ち難くなることがわかる。これは、ベルトの硬度が低くなるにつれて、中間転写ベルト３１が二次転写ニップで凹凸紙の表面凹凸にならって柔軟に変形して、ベルト表面と凹凸紙の表面凹部との密着性を向上させるからである。
【０１０２】
しかしながら、上述したように、一般的には、ベルトの硬度が低くなるにつれて、ＨＴ画像二次転写率が低くなるので、凹凸濃度ムラと、ＨＴ画像の画像濃度不足とはトレードオフの関係にある。但し、表３の太枠で示したように、ベルトの硬度が同じであれば、三層構造の方が二層構造に比べて凹凸濃度ムラランクを飛躍的に向上させることができる。更に、三層構造のベルトの硬度を二層構造のベルトの硬度よりも若干高くしても、三層構造のベルトの方が凹凸濃度ムラランクを向上させることが可能である。先に表２に示したように、同じ硬度であれば、ＨＴ画像二次転写率については二層構造と三層構造とでほぼ同じにすることが可能であるので、三層構造を採用した方が有利である。
【０１０３】
ベルトの硬度が同じであれば、三層構造の方が二層構造に比べて凹凸濃度ムラを目立たなくできるのは、次に説明する理由によるものと考えられる。即ち、表３の太枠内に示されるように、三層構造のベルトの硬度を二層構造のベルトの硬度と同程度にするためには、三層構造のベルトにおける弾性層３１ｂの厚みを二層構造のベルトにおける弾性層３１ｂの厚みよりも遙かに大きくする必要がある。換言すると、同じ硬度の条件で三層構造を採用すれば、二層構造に比べて弾性層３１ｂの厚みを遙かに大きくすることができる。ベルト表面の柔軟性は、硬度の他に、弾性層３１ｂの厚みにも左右され、厚みが大きくなるにつれて柔軟性が向上する。これにより、三層構造の方が、凹凸紙の表面凹部とベルト表面との密着性を高めて、表面凹部へのトナー転写性を向上させたと考えられる。
【０１０４】
以上の実験結果に鑑みて、実施形態に係るプリンタにおいては、中間転写ベルト３１における複数の層として、弾性層３１ｂの他に、基層３１ａと、自らが存在しない場合に比べて複数層全体の硬度をより高くする材料からなる表面層３１ｄとを設けている。具体的には、実験で用いた三層構造のベルトからなるものを用いている。基層３１ａを設けることで、設けない場合に比べて、中間転写ベルト３１の経時的な伸びの発生を抑えることができる。また、表面層３１ｄを設けることで、設けない場合に比べて、凹凸紙における凹凸濃度ムラを目立たなくすることができる。これにより、ＨＴ画像の二次転写不良を助長することなく、凹凸紙の表面凹部に対するトナー転写性を高めて、凹凸濃度ムラを目立たなくすることができる。
【０１０５】
なお、表面層３１ｄについて、自らが存在しない場合に比べて複数層全体の硬度をより高くする材料からなるか否かを確かめる方法としては、次のような方法を採用することが可能である。即ち、まず、表面層３１ｄを設けていない点の他は、被検対象ベルトと同じ構成の表面層無しベルトを用意し、この表面層無しベルトのマルテンス硬度やマイクロゴム硬度を測定して、測定結果を比較硬度とする。次に、被検対象ベルトのマルテンス硬度やマイクロゴム硬度を測定し、この測定結果が比較硬度よりも高い場合には、表面層３１ｂについて前述のような材料からなるものであると判定することができる。
【０１０６】
実施形態に係るプリンタにおいては、二次転写バイアスとして、逆転写側時間Ｔｒを転写側時間Ｔｔよりも長くして高デューティーにした重畳電圧からなるものを出力させるように、二次転写電源３９を構成している。
【０１０７】
中間転写ベルト３１の硬度については、マイクロゴム硬度を２５よりも高くし、且つマルテンス硬度を０．２よりも高くしている。更には、弾性層３１ｂの厚みを３９０［μｍ］以下にしている。弾性層３１ｂの厚みを３９０［μｍ］よりも大きくすると、二次転写ニップ内におけるトナーに対する逆電荷の注入を急激に増加させてしまうおそれがあるからである。換言すれば、実験で逆電荷の注入を抑えることが立証されている厚み以下とすることで、逆電荷の注入を確実に抑えることができる。
【０１０８】
図１１は、実施形態に係るプリンタの入力操作部５０１の電気回路を示すブロック図である。この入力操作部５０１は、図３の電源制御部２００に電気的に接続されている。図１１において、入力操作部５０１は、平滑紙ボタン５０１ａと、凹凸紙ボタン５０１ｂとを有している。実施形態に係るプリンタにおいては、ユーザーに対して次のような操作を行ってもらうための説明を、取り扱い説明書に記載している。即ち、給送カセット（図１の１００）に対し、記録シートＰとして、コート紙などの表面平滑性に優れた高平滑シートをセットした場合には、平滑紙ボタン５０１ａを押下する。これに対し、給紙カセットに対し、記録シートＰとして、和紙などの表面平滑性に劣る低平滑シートをセットした場合には、凹凸紙ボタン５０１ｂを押下する。つまり、入力操作部５０１は、次のような情報を取得することが可能な情報取得手段として機能している。即ち、トナー像の二次転写対象となる記録シートＰについて、少なくとも、表面平滑性に優れた高平滑シートであるのか、あるいは高平滑シートよりも表面平滑性が劣る低平滑シートであるのかを把握することが可能な情報である。
【０１０９】
制御手段としての電源制御部２００は、入力操作部５０１による前記情報の取得結果に基づいて、高平滑シートにトナー像を二次転写するための高平滑モードと、低平滑シートにトナー像を二次転写するための低平滑モードとで転写モードを切り替える。具体的には、平滑紙ボタン５０１ａが押下された場合には、転写モードを高平滑モードに設定する。そして、高平滑モードでは、平滑紙にＨＴ画像を二次転写する際の少数ドットトナー塊に対する逆電荷の注入を抑えるために、高デューティーの二次転写バイアスを二次転写電源３９から出力させる。
【０１１０】
一方、凹凸紙ボタン５０１ｂが押下された場合には、電源制御部２００は、転写モードを低平滑モードに設定する。そして、低平滑モードでは、凹凸シートの表面凹部内に十分量のトナーを二次転写するために、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。
【０１１１】
かかる構成では、記録シートとして和紙のような凹凸紙が用いられる場合に、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から出力することで、紙面凹部内にトナーを良好に転移させることができる。
【０１１２】
一方、記録シートとしてコート紙のような高平滑シートが用いられる場合に、高デューティーの二次転写バイアスを二次転写電源３９から出力することで、次のような作用効果を奏する。即ち、ＨＴ画像の少数ドットトナー群に対する逆電荷の注入を抑えて、平滑シートに対するハーフトーン画像の二次転写性を向上させる。これにより、ＨＴ画像の画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【０１１３】
なお、記録シートＰの銘柄を入力することで、記録シートＰの表面平滑性を把握させ、その結果に基づいて、二次転写バイアスを切り替えさせるように、電源制御部２００を構成してもよい。また、反射型光学センサーによって記録シートＰの表面平滑性を把握させ、その結果に基づいて、二次転写バイアスを切り替えさせるように、電源制御部２００を構成してもよい。
【０１１４】
以上に説明したものは一例であり、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は、少なくとも弾性層（例えば弾性層３１ｂ）を含む複数の層を具備する像担持体（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、前記転写ニップに挟み込んだ記録シート（例えば記録シートＰ）に対して前記像担持体上のトナー像を転写するために交流電圧と直流電圧とを重畳した重畳電圧からなる転写バイアス（例えば二次転写バイアス）を出力する電源（例えば二次転写電源３９）とを備える画像形成装置において、前記複数の層として、前記弾性層の他に、基層（例えば基層３１ａ）と、自らが存在しない場合に比べて複数層全体の硬度をより高くする材料からなる表面層（例えば表面層３１ｄ）とを前記像担持体に設け、前記転写バイアスとして、前記転写ニップ内でトナーを像担持体側から記録シート側に向けてより強く静電移動させる方のピーク値である転写ピーク値（例えば転写ピーク値Ｖｔ）、及びこの転写ピーク値とは逆側のピーク値である逆ピーク値（例えば逆ピーク値Ｖｒ）を交流成分の一周期内で発生させ、且つ一周期内にて、所定の基準値に比べて前記逆ピーク値の側の値になっている時間である逆転写側時間（例えば逆転写側時間Ｔｒ）を、残りの時間である転写側時間（例えば転写側時間Ｔｔ）よりも長くしたものを出力するように、前記電源を構成したことを特徴とするものである。
【０１１５】
かかる構成においては、次に説明する理由により、表面平滑性に優れた平滑シートに対するトナー像の転写不良を助長することなく、表面凹凸に富んだ凹凸シートの表面凹部に対するトナー像の転写性を高めることができる。
即ち、態様Ａのように弾性層を具備する像担持体を用いる構成では、転写ニップで像担持体を凹凸シートの表面凹凸にならわせて柔軟に変形させることで、凹凸シートの表面凹部と像担持体との密着性を高める。これにより、凹凸シートの表面凹部に対するトナー像の転写性を高めることが可能である。
但し、弾性層を設けて像担持体の硬度を低くすると、それに伴って平滑シートに対するトナー像の転写不良を発生させ易くなってしまう。これは次に説明する理由による。即ち、像担持体の硬度を低くするにつれて、転写ニップで像担持体をトナー層の凸形状にならわせて柔軟に変形させ易くなることから、像担持体とトナー層との接触面積を増加させる。すると、その増加に伴って、トナー層中のトナーに対して逆電荷を注入し易くなる。この逆電荷の注入は、凹凸シートに対してトナー像を転写する場合よりも、平滑シートに対してトナー像を転写する場合の方が発生し易くなる。逆電荷の注入により、トナーの正規帯電極性の帯電量（Ｑ／Ｍ）を低下させてしまうと、トナーの像担持体表面側から平滑シート表面側に向かう静電気力を低下させてしまうことから、トナー像の転写不良を引き起こし易くなってしまうのである。
そこで、態様Ａにおいては、弾性層に加えて、表面層を像担持体に設けることで、弾性層を設けることによる像担持体の硬度低下をきたすことなく、凹凸シートの表面凹部に対するトナー像の転写性を高めることを可能にしている。具体的には、凹凸シートの表面凹部に対するトナー像の転写性を高めるための手法としては、弾性層の厚みをより大きくすることで、像担持体のシート表面凹凸に対する柔軟性をより高くする手法が有効である。ところが、弾性層の厚みを大きくすると、像担持体の硬度を低下させて、平滑シートに対するトナー像の転写不良を発生させ易くなってしまう。そこで、態様Ａでは、自らが存在することで像担持体の複数増全体の硬度をより高くする表面層を像担持体に設けている。かかる構成では、弾性層の厚みをより大きくして凹凸シートの表面凹部に対するトナー像の転写性を高めても、像担持体の硬度については、表面層を設けることにより、弾性層の厚みをより大きくしない場合と同等の値に留めることが可能である。従って、像担持体の硬度低下によって平滑シートに対するトナー像の転写不良を助長してしまうことなく、弾性層の厚みをより大きくして凹凸シートの表面凹部に対するトナー像の転写性を高めることができる。
【０１１６】
更に、態様Ａにおいては、転写バイアスとして、一周期内の逆転写側時間を転写側時間よりも長くしたものを用いることで、両時間の長短を逆の関係にしたものを用いる場合に比べて、平滑シートに対するトナー像の転写不良を抑えることができる。
【０１１７】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａであって、前記逆転写側時間及び前記転写側時間のうちの一方は、電圧周期変動の波形が前記基準値の位置である基線の位置から一方のピーク値の側に向けて立ち上がり始めた時点から、前記基線の位置まで立ち下がった後、他方のピーク値に向けて立ち下がり始める直前までの時間であり、前記逆転写側時間及び前記転写側時間のうちのもう一方は、前記波形が前記基線の位置から前記他方のピーク値の側に向けて立ち下がり始めた時点から、前記基線の位置まで立ち上がった後、更に前記基線の位置から前記一方のピーク値に向けて立ち上がり始める直前までの時間であることを特徴とするものである。
【０１１８】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ａであって、前記逆転写側時間は、前記逆ピーク値を、ピークツウピーク値の３０％の値だけシフトさせた値を前記基準値として、前記波形が前記基準値よりも前記逆ピーク値の側にある時間であることを特徴とするものである。
【０１１９】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａであって、前記転写バイアスが交流一周期内で極性を反転させるものであり、且つ、前記逆転写側時間は、前記転写バイアスの極性が前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへとトナーを静電移動させる極性とは逆極性になる時間であることを特徴とするものである。
【０１２０】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ａであって、前記転写バイアスが交流一周期内で極性を反転させるものであり、前記基準値は、前記逆ピーク値を前記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値であり、前記逆転写側時間は、前記波形が前記基準値よりも前記逆ピーク値の側の値になる時間であることを特徴とするものである。
【０１２１】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ａであって、前記逆転写側時間は、前記波形が前記基準値である一周期内の二つのピーク値の中心値よりも前記逆ピーク値の側の値にある時間であることを特徴とするものである。
【０１２２】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ａ〜態様Ｆの何れかであって、前記像担持体のマイクロゴム硬度が２５よりも高いことを特徴とするものである。かかる構成では、像担持体の硬度が低すぎることによる平滑シートへのトナー像の著しい転写不良の発生を回避することができる。
【０１２３】
［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ａ〜Ｇの何れかであって、前記像担持体のマルテンス硬度が０．２よりも高いことを特徴とするものである。かかる構成では、像担持体の硬度が低すぎることによる平滑シートへのトナー像の著しい転写不良の発生を回避することができる。
【０１２４】
［態様Ｉ］
態様Ｉは、態様Ａ〜Ｈの何れかの画像形成装置であって、前記弾性層の厚みが３９０［μｍ］よりも小さいことを特徴とするものである。かかる構成では、弾性層の厚みが大きすぎることによる平滑シートへのトナー像の著しい転写不良の発生を回避することができる。
【符号の説明】
【０１２５】
３１：中間転写ベルト（像担持体）
３１ａ：基層
３１ｂ：弾性層
３１ｃ：粒子
３１ｄ：表面層
３９：二次転写電源（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】
【０１２６】
【特許文献１】特開２０１４−１０３８３号公報
【図１】
2017191249.tif 000006
【図２】
2017191249.tif 000007
【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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