JP2015028669A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを用いる場合でも交流成分による部材劣化を抑制することを課題とする。
【解決手段】表面移動する中間転写ベルト３１と中間転写ベルト表面に対向配置される２次転写ローラ３６との間の２次転写ニップに直流成分と交流成分とを含む２転写バイアスを印加する２次転写電源３９を有し、その２次転写ニップを通過する記録紙Ｐに対し、中間転写ベルト表面に担持されるトナー像を２次転写バイアスの作用によって転写する画像形成装置において、中間転写ベルト表面移動中であって２次転写ニップを記録紙が通過していない非通紙期間中に、上記交流成分を印加しない又は上記交流成分のピークツウピーク電圧を画像形成時よりも小さくする交流成分変更期間が存在するように制御する制御部６０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。

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２次転写対向ローラ側から２次転写ローラ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次転写電界やニップ圧の作用により、中間転写ベルト上のトナー像を２次転写する。

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、直流成分だけからなるものではなく、直流成分に交流成分を重畳させた交流電圧を印加するようになっている。この画像形成装置によれば、具体的な理由は開示されていないものの、このような２次転写バイアスを用いることで、記録材の表面凹部と像担持体との間でトナーが往復運動し、記録材の表面凹部にトナーが接触することができるようになり、記録材の表面凹部へのトナーの転写不良を抑制できるとしている。また、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。

また、表面凹凸に富んだ記録材に画像形成する場合の濃淡パターンを解消する目的ではなく、別の目的で、直流成分に交流成分を重畳した転写バイアスを用いる画像形成装置も知られている。

例えば、特許文献２に開示の画像形成装置では、両面印刷時において転写ムラ、白抜け、カブリの少ない印字品質を実現する目的で、転写バイアスとして直流成分に交流成分を重畳したものを用いている。この画像形成装置では、当該交流成分のピークツウピーク電圧が当該直流成分の絶対値の２倍以下となるように設定される。

また、例えば、特許文献３に開示の画像形成装置では、中間転写体を用いる画像形成装置で問題となる虫喰い画像の発生を抑制する目的で、中間転写体の表面をフッ素樹脂で形成し、２次転写バイアスとして直流成分に交流成分を重畳したものを用いている。この画像形成装置では、交流成分のピークツウピーク電圧が、直流成分の２．０５倍以上になるように設定される。

また、例えば、特許文献４に開示の画像形成装置では、文字やラインなどの画像において転写中抜けが発生するのを抑制する目的で、転写バイアスとして直流成分に交流成分を重畳したものを用いている。この画像形成装置では、交流成分の周波数が４ｋＨｚ以下で転写ニップ中での周期回数が２０回以上となるように設定される。

ところが、本発明者らの研究の結果、転写バイアスとして直流成分に交流成分を重畳したものを用いる場合、交流成分を含まない直流成分のみの転写バイアスでは発生しない転写部材等の劣化が発生し、部材寿命が短くなるという問題が判明した。

特に、本出願人は、特願２０１０−１８３３０１号（以下「先願」という。）において、２次転写バイアスの交流成分のピークツウピーク電圧を、直流成分の絶対値の４倍よりも大きな値とする発明を提案した。このような２次転写バイアスであれば、和紙のような表面凹凸に富んだ記録材に画像形成を行う場合でも、その記録材上の凹部に対して十分な転写性が得られ、凹部の画像濃度を十分に高めることができる。その結果、表面凹凸にならった濃淡パターンが画像中に発生するのを抑制できる。しかしながら、この画像形成装置では、２次転写バイアスの交流成分のピークツウピーク電圧が直流成分の絶対値の４倍という、従来と比較して大きな値であるため、交流成分による転写部材の劣化が顕著に現れる。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを用いる場合でも交流成分による部材劣化を抑制して、部材の短寿命化を抑制できる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、表面移動する像担持体と該像担持体の表面に対向配置される転写部材との間の転写領域に直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段を有し、該転写領域を通過する記録材に対し、該像担持体の表面に担持されるトナー像を該転写バイアスの作用によって転写する画像形成装置において、上記像担持体の表面移動中であって上記転写領域を記録材が通過していない非通紙期間中に、上記交流成分を印加しない又は該交流成分のピークツウピーク電圧を画像形成時よりも小さくする交流成分変更期間が存在するように、上記転写バイアス印加手段を制御するバイアス制御手段を有することを特徴とする。

本発明においては、直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを用いて画像形成を行うが、非通紙期間中には、交流成分を印加しない又は交流成分のピークツウピーク電圧を画像形成時よりも小さくする交流成分変更期間が存在する。したがって、このような交流成分変更期間を非通紙期間中に設けていない構成と比較して、交流成分による転写部材等の劣化の促進を抑制できる。
よって、本発明によれば、直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを用いる場合でも、交流成分による部材劣化を抑制して部材の短寿命化を抑制できるという優れた効果が得られる。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。 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である。 ２次転写電源から出力される２次転写バイアスの一例を示す波形図である。 実験に使用された観測実験装置を示す概略構成図である。 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である。 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である。 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である。 中間転写ベルト上に形成される階調テストパターンの一例を示す説明図である。 中間転写ベルト上に形成される色ズレ補正パターンの一例を示す説明図である。 ２次転写電源の回路構成の一例を示す説明図である。 ２次転写電源の回路構成の他の例を示す説明図である。 変形例におけるプリンタを示す概略構成図である。 実験例１の結果を示す表である。 実験例２の結果を示す表である。

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。
本実施形態のプリンタには、オペレーションパネル５０が備わっており、ユーザーはオペレーションパネル５０に対して指示を入力したり、オペレーションパネル５０に表示される画面を確認したりすることができる。オペレーションパネル５０は、図示しない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ユーザーによる入力操作を受け付けたりする。オペレーションパネル５０は、本プリンタの制御部６０に接続されており、制御部６０から送られてくる制御信号に基づいてタッチパネルに画像を表示することができる。

本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つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ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。

４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ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。

感光体２Ｋは、ドラム状の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。本プリンタでは、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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６０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。

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。

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、かつ感光体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。

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，１Ｍ，１Ｃ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，２Ｍ，２Ｃ上にＹ、Ｍ、Ｃトナー像が形成される。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方には、潜像書込手段たる光書込ユニット８０が配設されている。この光書込ユニット８０は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいてレーザーダイオードから発したレーザー光により、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを光走査する。この光走査により、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像が形成される。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。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの下方には、無端状の中間転写ベルト３１を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる転写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、２次転写対向ローラ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，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ、２次転写ローラ３６、ベルトクリーニング装置３７、トナー付着量検知手段としての濃度センサ３８などを有している。

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次転写対向ローラ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，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ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、材料が例えばカーボン分散ポリイミド樹脂からなるものを用いることができる。中間転写ベルト３１の厚みは、２０［μｍ］以上２００［μｍ］以下、好ましくは６０［μｍ］程度のものを用いることができる。中間転写ベルト３１の体積抵抗率は、１０⁶［Ω・ｃｍ］以上１０¹²［Ω・ｃｍ］以下、好ましくは約１０⁹［Ω・ｃｍ］程度のものを用いることができる。なお、この体積抵抗率は、三菱化学製ハイレスタ−ＵＰＭＣＰＨＴ４５にて、印加電圧１００Ｖの条件で測定したものである。

４つの１次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋは、無端移動せしめられる中間転写ベルト３１を感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとの間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面と、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとが当接するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。１次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ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，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像と、１次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋとの間に転写電界が形成される。Ｙ用の感光体２Ｙ表面に形成されたＹトナーは、感光体２Ｙの回転に伴ってＹ用の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，２Ｃ，２Ｋ上のＭ、Ｃ、Ｋトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせて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。

１次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ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る。本実施形態の１次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋの外形は１６［ｍｍ］であり、芯金の径は１０［ｍｍ］であり、スポンジ層の電気抵抗値は約３×１０⁷［Ω］である。なお、スポンジ層の電気抵抗値Ｒは、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次転写ローラの芯金に１０００［Ｖ］の電圧Ｖ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ものである。本実施形態では、このような１次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ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，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋに代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。

転写ユニット３０の２次転写ローラ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次転写対向ローラ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、２次転写ローラ３６とが当接する２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ３６は接地されているのに対し、２次転写対向ローラ３３には、２次転写電源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次転写対向ローラ３３と２次転写ローラ３６との間に、マイナス極性のトナーを２次転写対向ローラ３３側から２次転写ローラ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。

転写ユニット３０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、２次転写ローラ３６や中間転写ベルト３１から曲率分離する。

２次転写対向ローラ３３は、芯金と、これの表面に被覆された導電性のＮＢＲ系ゴム層とを具備するものである。本実施形態の２次転写対向ローラ３３は、外径が約２４［ｍｍ］であり、芯金の径が約１６［ｍｍ］であり、ＮＢＲ系ゴム層の抵抗が１×１０⁶［Ω］以上１×１０¹²［Ω］以下、好ましくは約４×１０⁷［Ω］のものを用いることができる。このＮＢＲ系ゴム層の抵抗値は、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。

また、２次転写ローラ３６も、芯金と、これの表面に被覆された導電性のＮＢＲ系ゴム層とを具備するものである。本実施形態の２次転写ローラ３６は、外径が約２４［ｍｍ］であり、芯金の径が約１４［ｍｍ］であり、ＮＢＲ系ゴム層の抵抗が１×１０⁶［Ω］以下のものを用いることができる。このＮＢＲ系ゴム層の抵抗値は、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。

転写バイアス印加手段としての２次転写電源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（直流成分）に交流電圧（交流成分）を重畳せしめた交番電圧を２次転写ニップに印加することができる。また、２次転写電源３９は、定電流制御を行うことも可能である。２次転写電源３９の出力端子は、２次転写対向ローラ３３の芯金に接続されている。２次転写対向ローラ３３の芯金の電位は、２次転写電源３９からの出力電圧値とほぼ同じ値になる。

また、２次転写ローラ３６の記録材搬送方向下流側には、用紙分離補助のための分離装置２００が設置されている。本実施形態の分離装置２００は鋸歯状の除電針で構成されている。

このような交番電圧からなる２次転写バイアスを２次転写対向ローラ３３に印加し、かつ、２次転写ローラ３６を接地するという構成に代えて、交番電圧からなる２次転写バイアスを２次転写ローラ３６に印加し、かつ、２次転写対向ローラ３３を接地するという構成を採用してもよい。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かつ２次転写ローラ３６を接地した条件で、２次転写対向ローラ３３に２次転写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、２次転写バイアスの時間平均値をトナーと同じマイナス極性にする。これに対し、２次転写対向ローラ３３を接地し、かつ２次転写バイアスを２次転写ローラ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、２次転写バイアスの時間平均値をトナーとは逆のプラス極性にする。

また、このような交番電圧からなる２次転写バイアスを２次転写対向ローラ３３や２次転写ローラ３６のいずれか一方に印加する代わりに、直流電圧をいず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するという構成を採用してもよい。

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、２次転写バイアスを、直流電圧だけからなるものから、上述した交番電圧に切り替える必要がある。

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。

濃度センサ３８は、中間転写ベルト３１のループ外側で、駆動ローラ３２に巻き付いたベルト部分に対して、約４［ｍｍ］の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１次転写されたトナー像が当該対向位置に進入した際に、そのトナー像のトナー付着量を測定する。

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。

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，３５Ｍ，３５Ｃ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，３５Ｍ，３５Ｃを、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ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，２Ｍ，２Ｃ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，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ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。

図３は、２次転写電源３９から出力される２次転写バイアスの一例を示す波形図である。
２次転写電源３９は、転写バイアス印加手段として機能し、その出力電圧を２次転写対向ローラ３３の芯金に印加することで、接地されている２次転写ローラ３６の芯金と、２次転写対向ローラ３３の芯金との間に２次転写バイアスが印加される。本実施形態の２次転写バイアスは、２次転写対向ローラ３３の芯金の電位から２次転写ローラ３６の芯金の電位を差し引いた値であり、２次転写ローラ３６の芯金はゼロ［Ｖ］であることから、２次転写電源３９の出力電圧にほぼ一致する。

２次転写バイアスは、上述したように、直流成分に交流成分を重畳させたものであり、その時間平均値は、本実施形態のように正規帯電極性がマイナス極性であるトナーを用いる場合には、マイナス極性に設定される。これは、２次転写ローラ３６の電位を２次転写対向ローラ３３の電位よりもトナーの正規帯電極性とは逆極性側（本例ではプラス側）に大きくすることを意味する。中間転写ベルト３１の外周面に付着したトナーを２次転写ローラ３６側へ静電的に移動させることができる。

図３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。本実施形態の交流成分は正弦波形を示すものであるので、オフセット電圧Ｖｏｆｆは、交流成分の時間平均値と一致する。なお、オフセット電圧Ｖｏｆｆは、交流成分の時間平均値とが一致しない非対称波形をもつ２次転写バイアスを用いてもよい。

本実施形態において、２次転写バイアスは、記録紙Ｐに対して中間転写ベルト３１上のトナー像を２次転写する際に、当該トナー像を中間転写ベルト３１側から記録紙Ｐ側に転写させる転写方向の極性（マイナス極性）をもった送り電圧と、当該送り電圧とは逆極性（プラス極性）の戻し電圧とが交互に切り替わる交番電圧である。この２次転写電圧の時間平均値は、トナー像を中間転写ベルト３１側から記録紙Ｐ側に転写させる転写方向の極性（マイナス極性）に設定されている。本実施形態においては、このような２次転写バイアスが印加されることで、２次転写バイア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（すなわち送り電圧が印加されているとき）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次転写対向ローラ３３側から２次転写ローラ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次転写電圧の極性がトナーとは逆のプラス極性になっているとき（すなわち戻し電圧が印加されているとき）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次転写ローラ３６側から２次転写対向ローラ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。

次に、本発明者らが行った観測実験について説明する。
本発明者らは、２次転写ニップ内におけるトナーの挙動を観測するために、特殊な観測実験装置を製造した。
図４は、その観測実験装置を示す概略構成図である。
この観測実験装置は、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が金属板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２１０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。

現像装置２３１は、実施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、スクリュー部材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。

透明基板２１０が基板支持手段の移動により、現像装置２３１の真上でかつ現像ロール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。

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電圧が入力され、金属板２１５には電圧増幅器２１７によって増幅された転写電圧が印加される。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に転写電圧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は記録紙２１４上に転写されている。

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２１２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。

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。

透明基板２１０上におけるトナーの挙動を、次のようにして撮影した。すなわち、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に転写電圧を印加して、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で撮影した。

図４に示した観測実験装置と、実施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、転写電圧が同じであっても、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、観測実験装置でも、良好な凹部濃度再現性が得られる転写電圧条件を調べてみた。記録紙２１４としては、（株）ＮＢＳリコー社製のＦＣ和紙タイプ「さざ波」と呼ばれるものを使用した。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。観測実験装置では、記録紙（さざ波）の裏面に転写電圧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電圧の極性が、実施形態に係るプリンタとは逆になっている（すなわち、プラス極性）。２次転写電圧の交流成分の周波数ｆを１０００［Ｈｚ］、直流成分を２００［Ｖ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを１０００［Ｖ］に設定し、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、「さざ波」の表面の凹部上で十分な画像濃度を得ることができた。

そのとき、顕微鏡２４２の焦点を透明基板２１０上のトナー層２１６に合わせ、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。すなわち、トナー層２１６中のトナー粒子は、転写電圧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した。具体的には、転写ニップにおいては、転写電圧の交流成分の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５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２１４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６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２１４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７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（観測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。

次に、本実施形態のプリンタの画像形成動作モードについて説明する。
本実施形態では、ユーザーの指示に応じて、上述した直流成分に交流成分を重畳させた上述の２次転写バイアスを印加して画像形成を実施する凹凸紙モード（第１動作モード）と、交流成分を含まない直流転写バイアスからなる２次転写バイアスを印加して画像形成を実施する普通紙モード（第２動作モード）とを備えている。

ユーザーは、プリントする記録紙Ｐが凹凸に富んだものである場合には、オペレーションパネル５０を操作して凹凸紙モードを選択する操作を行う。これにより、直流成分に交流成分を重畳させた２次転写バイアスを用いて画像形成が実施され、凹凸に富んだ記録紙Ｐに対しても、その表面凹凸にならった濃淡パターンの発生が抑制された高品質な画像を形成することができる。
一方、プリントする記録紙Ｐが凹凸の少ない一般的な用紙等である場合、ユーザーは、図示しないオペレーションパネル５０を操作して普通紙モードを選択する操作を行う。これにより、交流成分を含まない直流転写バイアスからなる２次転写バイアスを用いて画像形成が実施される。一般に、凹凸の少ない一般的な用紙に対しては、２次転写バイアスとして直流転写バイアスを用いた方が高画質な画像を形成しやすい。また、２次転写バイアスに交流成分が含まれていると、２次転写ニップを構成する部材（２次転写ローラ３６、中間転写ベルト３１、２次転写対向ローラ３３等）が強い電気的なハザードを受ける。この点を考慮すると、２次転写ニップに対してはなるべく交流成分を印加するのを避けることが、これらの部材の寿命を延ばすことにつながる。

一般に、２次転写バイアスが大きいほど、２次転写効率が高まるので、高画質化につながる一方、トナー帯電量に対して２次転写バイアスが大きすぎると、２次転写ニップ内において放電が発生し、その放電箇所のトナーが散ってしまい、画像を乱す結果を招く。したがって、２次転写バイアスは、放電の発生を防止できる範囲内で、なるべく大きな値に設定される。他方、１次転写バイアスが大きいほど１次転写効率が高まるので、高画質化につながる一方、１次転写バイアスが大きいほど、中間転写ベルト３１上に転写されたトナーの帯電量が増大する。そのため、１次転写バイアスは、中間転写ベルト３１上のトナー帯電量が、２次転写バイアスが印加された２次転写ニップ内で放電を発生させるほど大きくならない範囲内で、なるべく大きな値に設定される。

普通紙モードでは、このようにして設定された１次転写バイアス及び２次転写バイアスを用いることで高画質化を実現しているが、凹凸紙モードにおいて普通紙モードと同じ大きさの１次転写バイアスを用いると、２次転写ニップ内で放電が発生する。これは、凹凸紙モードでは、直流成分に交流成分を重畳させた２次転写バイアスが用いられる関係で、直流成分のみからなる直流転写バイアスを用いる構成と比較して、２次転写ニップに印加される２次転写バイアスの絶対値の最大値が大きいものとなるためである。そのため、凹凸紙モードと同じ帯電量のトナーが２次転写ニップ中に進入すると、２次転写バイアスの絶対値が最大値を示す時期に、放電が発生してしまう。

そこで、本実施形態では、直流成分に交流成分を重畳させた２次転写バイアスを用いる凹凸紙モードにおいては、直流転写バイアスからなる２次転写バイアスを用いる普通紙モードの場合よりも１次転写バイアスの大きさを低くしている。これにより、２次転写ニップに進入するトナーの帯電量が普通紙モードの場合よりも低いものとなり、放電の発生が抑制される。

なお、ここでは、ユーザー操作により画像形成動作モードを切り替える場合について説明したが、例えば、記録紙Ｐの表面凹凸状態をセンサで検知し、その検知結果に応じて画像形成動作モードを切り替えるなどの他の構成を採用してもよい。

次に、本実施形態のプリンタが所定のタイミングで実行する画質調整制御（プロセスコントロール）について説明する。
本実施形態の画質調整制御の具体的な内容は、画像濃度階調の調整制御、トナー濃度補正制御、色ズレ補正制御など、多岐にわたる。
画像濃度階調の調整制御を実行する場合、まず、各色感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面に対し、トナー付着量が互いに異なるように互いに異なる画像形成条件（現像ポテンシャル）でテストトナー像である１６個のトナーパッチ（以下、これらのトナーパッチの一群を階調テストパターンという。）を形成する。各色の階調テストパターンは、通常の画像形成動作と同様に中間転写ベルト３１上に転写される。中間転写ベルト３１に転写された各色の階調テストパターンは、中間転写ベルト３１の表面移動に伴って濃度センサ３８との対向位置まで搬送され、その対向位置で濃度センサ３８により各トナーパッチのトナー付着量が検出される。具体的には、濃度センサ３８として例えば光学センサを用いる場合、濃度センサ３８によって各トナーパッチの光学濃度を検出し、その検出値と所定の付着量算出アルゴリズムとを用いて、各トナーパッチのトナー付着量を算出する。

図８は、中間転写ベルト３１上に形成される階調テストパターンの一例を示す説明図である。
本実施形態の階調テストパターンは、図８に示すように、トナー付着量の異なる１６個のトナーパッチが中間転写ベルト３１の表面移動方向に沿って配置されており、各トナーパッチが濃度センサ３８との対向位置を順次通過して、そのトナー付着量が検出されるように構成されている。

各色の階調テストパターンについて、各トナーパッチのトナー付着量が検出されたら、これらのトナー付着量と画像形成条件（現像ポテンシャル）との関係から、直線方程式ｙ＝ａｘ＋ｂを求めた後、現像能力を示す指標値である現像γ（現像ポテンシャルを横軸、トナー付着量を縦軸にした時の傾きａ）及び現像開始電圧Ｖｋ（現像ポテンシャルを横軸、トナー付着量を縦軸にした時の切片ｂ）を求める。その求めた現像γ、現像開始電圧Ｖｋに基づいて、適正なトナー付着量となる現像ポテンシャルとなるように、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに対して照射する光書込ユニット８０のレーザー光の強度、各帯電装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの帯電バイアス、各現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋの現像バイアスなどの作像条件を調整する。

また、トナー濃度補正制御を実行する場合、例えば連続プリント中の画像間（非画像領域）に、通常の画像形成動作と同様の方法で、中間転写ベルト３１の表面に一定面積のベタパッチ（テストトナー像）を形成する。そして、そのベタパッチのトナー付着量を濃度センサ３８によって検出し、検出されたトナー付着量に応じて現像装置に対するトナー補給制御を補正する。

また、色ズレ補正制御は、例えば、電源投入時、ジョブ終了時などの所定の非画像形成動作時に実行される。色ズレ補正制御は、まず、図９に示すように、各色のトナーマーク（テストトナー像）を所定配列した色ズレ補正パターンを中間転写ベルト３１上に形成する。そして、中間転写ベルト３１上の色ズレ補正パターンを濃度センサ３８で検知し、各色トナーマークの検知タイミングから、各色トナーマークの理想位置からのズレ量を計算し、必要な位置ズレ補正量を算出する。そして、この位置ズレ補正量に基づいて、例えば駆動モータの目標回転速度プロファイルを修正して、各色トナー像の相対位置ズレ（色ズレ）を補正する。なお、位置ズレ補正量は、光書込ユニットによる書込タイミングなど、他の転写位置を調整し得る他の制御にフィードバックしてもよい。

ここで、上述した、画像濃度階調の調整制御、トナー濃度補正制御、色ズレ補正制御などの画質調整制御を実行する場合、本実施形態では上述した各種テストトナー像を中間転写ベルト３１上に形成し、これを濃度センサ３８によって検知する。この一連の動作において、本実施形態では２次転写ニップに印加されるバイアスの影響はほとんどない。一方、凹凸紙モードの２次転写バイアスのように交流成分が含まれたバイアスを２次転写ニップに印加した状態で画質調整制御を実行すると、２次転写ニップに対して無駄に交流成分を印加する結果となる。２次転写ニップに交流成分が印加されると、上述したように２次転写ニップを形成する部材（２次転写ローラ３６、中間転写ベルト３１、２次転写対向ローラ３３等）が強い電気的なハザードを受け、これらの部材の短寿命化につながる。更に、画質調整制御を凹凸紙モードで実行すると、一次転写バイアスの大きさが普通紙モードの場合よりも小さい設定で画質調整制御が行われる関係で、普通紙モード時の適切な画質調整ができなくなる。

そこで、本実施形態における画質調整制御は普通紙モードで実行することとし、その画質調整制御中は、普通紙モードの一次転写バイアス（凹凸紙モードよりも大きな一次転写バイアス）を用い、かつ、２次転写領域には交流成分を含まない直流バイアスを印加するようにしている。これにより、普通紙モード時の適切な画質調整が可能となるとともに、２次転写ニップを形成する部材の交流成分による電気的ハザードを抑制できる。

なお、本実施形態においては、画質調整制御時に、２次転写ニップに直流バイアスを印加する構成としている。これによれば、画質調整制御時には普通紙モードで動作すればよいので、画質調整制御専用の動作モードを用意する必要がなく、制御の簡素化を図ることができる。一方で、例えば、２次転写ニップへのバイアス印加をＯＦＦにした状態で中間転写ベルト３１上にテストトナー像を形成するという画質調整制御専用の動作モードを用意する場合には、画質調整制御時に、２次転写ニップへ印加するバイアスをＯＦＦにしてもよい。

また、画質調整制御時に中間転写ベルト３１上に形成されたテストトナー像は、濃度センサ３８の対向位置でトナー付着量が検出された後、２次転写ニップを通過してベルトクリーニング装置３７によりクリーニングされる。この２次転写ニップ通過時において、２次転写ニップにトナーを２次転写ローラ３６側へ移動させるバイアスが印加されていると、テストトナー像のトナーが２次転写ローラ３６の表面に大量に付着し、その後の画像形成動作時の記録紙Ｐの裏面にトナー汚れを生じさせる場合がある。このとき、２次転写ニップへのバイアス印加がＯＦＦになっていても、トナーが２次転写ニップを通過するときに２次転写ローラ３６側へ機械的な付着力等により移動してしまう場合があり、この場合も、記録紙Ｐの裏面にトナー汚れを生じさせる場合がある。

テストトナー像のトナーが２次転写ローラ３６の表面に大量に付着しても、これを２次転写ローラ３６の表面から除去するクリーニング装置を設けることで、記録紙裏面のトナー汚れを防止することも可能である。ただし、一般に、２次転写ローラ３６用のクリーニング装置は、ベルトクリーニング装置３７と比較してクリーニング性能に劣るものが採用されるため、大量のトナーが２次転写ローラ３６の表面に付着すると、これを十分に除去しきれずに、記録紙裏面のトナー汚れを防止することが困難である。よって、テストトナー像のトナーを２次転写ローラ３６に転写してこれを２次転写ローラ３６のクリーニング装置で除去する場合には、通常よりも強力なクリーニング性能をもったクリーニング装置を採用することが好ましい。

また、このような記録紙裏面のトナー汚れを防止する方法としては、例えば、中間転写ベルト３１の表面と２次転写ローラ３６の表面とを接離させる接離機構を設け、画質調整制御時には中間転写ベルト３１の表面と２次転写ローラ３６の表面とを離間させる方法が挙げられる。ただし、この方法では接離機構を設ける必要がある関係で、装置の大型化やコストの高騰を招く点に留意が必要である。

また、このような記録紙裏面のトナー汚れを防止する方法としては、例えば、テストトナー像が２次転写ニップを通過する間、２次転写ニップに対し、トナーを２次転写対向ローラ３３側へ移動させる直流バイアスを印加する方法が挙げられる。この方法によれば、画像形成動作時とは逆極性のバイアスを印加するという比較的簡易な構成を付加するだけで済むので、２次転写ローラ３６のクリーニング装置としてクリーニング性能の高いものを用いたり、接離機構を追加したりする構成よりも、装置の大型化やコストの高騰を抑制できる。

本実施形態の２次転写電源３９は、図１０に示すような回路構成を採用することができる。この２次転写電源３９の場合、普通紙モード時のように直流バイアスを２次転写ニップに印加する場合には、制御部６０の制御により、スイッチ３０１をＯＮにし、スイッチ３０２をＯＦＦにする。一方、凹凸紙モードのように直流成分に交流成分を重畳させたバイアスを２次転写ニップに印加する場合には、制御部６０の制御により、スイッチ３０１をＯＮにし、スイッチ３０２をＯＮとする。他方、２次転写ニップへのバイアス印加をＯＦＦにする場合には、制御部６０の制御により、スイッチ３０１をＯＦＦにし、スイッチ３０２をＯＦＦとする。

なお、２次転写電源３９の構成は、これに限らず、例えば図１１に示すようなものでもよい。図１１に示す例では、普通紙モード時のように直流バイアスを２次転写ニップに印加する場合には、制御部６０の制御により、スイッチ４０１をＯＮにし、スイッチ４０２をＯＦＦにする。一方、凹凸紙モードのように直流成分に交流成分を重畳させたバイアスを２次転写ニップに印加する場合には、制御部６０の制御により、スイッチ４０１をＯＦＦにし、スイッチ４０２をＯＮとする。他方、２次転写ニップへのバイアス印加をＯＦＦにする場合には、制御部６０の制御により、スイッチ４０１をＯＦＦにし、スイッチ４０２をＯＦＦとする。

〔変形例〕
次に、本実施形態の一変形例について説明する。
図１２は、本変形例におけるプリンタを示す概略構成図である。
本変形例におけるプリンタは、上述した実施形態における２次転写ローラ３６に代えて、２次転写ベルト１３６を採用している。この２次転写ベルト１３６は、ニップ形成ローラ１３６Ａと、２つの張架ローラ１３６Ｂ，１３６Ｃとに張架された状態で配設されている。

また、本変形例におけるプリンタは、上述した実施形態とは、濃度センサ３８の配置が異なっている。具体的には、上述した実施形態では、テストトナー像のトナー付着量を中間転写ベルト３１上で検知するように濃度センサ３８を中間転写ベルト３１の外周面に対向配置していた。これに対し、本変形例では、テストトナー像を中間転写ベルト３１から更に２次転写ベルト１３６上に転写し、そのテストトナー像のトナー付着量を検知するように、濃度センサ３８が２次転写ベルト１３６の外周面に対向配置している。

本変形例において、テストトナー像を中間転写ベルト３１から２次転写ベルト１３６上へ転写するとき、２次転写ベルト１３６の表面は平滑な面であるため、凹凸に富んだ記録材への転写用の２次転写バイアス、すなわち、交流成分を含んだ２次転写バイアスを用いなくても、十分な転写効率を実現できる。むしろ、交流成分を含む２次転写バイアスを用いると、上述したように、２次転写ニップを形成する部材の寿命が電気的ハザードによって短くなるという不具合を引き起こす。

よって、本変形例においても、本実施形態と同様、画質調整制御を普通紙モードで実行することとし、その画質調整制御中は、普通紙モードの一次転写バイアス（凹凸紙モードよりも大きな一次転写バイアス）を用い、かつ、２次転写領域には交流成分を含まない直流バイアスを印加するようにしている。なお、本変形例のように、２次転写ニップで２次転写した後のテストトナー像のトナー付着量を検知する構成においては、テストトナー像の２次転写の際に用いる２次転写バイアスには、画像形成動作時と同じ直流転写バイアスを用いてもよいが、記録紙Ｐに転写するわけではないので、画像形成動作時よりも低い直流転写バイアスを用いるのが好ましい。

〔実験例１〕
次に、本発明者らが行った一実験例（以下、本実験例を「実験例１」という。）について説明する。
本実験例１では、上記実施形態のプリンタと同様の構成のプリント試験機を用意し、そのプリント試験機を用いて、記録紙に対してＦＣ画像の連続プリントを行うプリント試験を実施した。本実験例１においては、紙厚毎に線速を変えており、坪量が２２０［ｇｓｍ］以下の記録紙に対しては線速３５２．８［ｍｍ／ｓ］とし、それ以上の坪量である記録紙に対しては線速２４６．９６［ｍｍ／ｓ］でプリントした。連続プリントは１００［Ｐ／Ｊ］で行い、１０００枚プリントごとに、画像濃度階調の調整制御を実行した。画像濃度階調の調整制御の内容は、上述した実施形態で説明したとおりである。

本プリント試験機で用いた２次転写バイアスは、直流成分を定電流制御し、交流成分を定電圧制御し、その直流成分（直流電流）を−６０［μＡ］とし、交流成分のピークツウピーク電圧Ｖｐｐを７［ｋＶ］とし、その交流成分の周波数を５００［Ｈｚ］とした。また、本実験例では、２次転写ニップ中に紙間領域が存在する時期には、２次転写バイアスに代えて、２次転写バイアスの直流成分とは逆極性の直流成分のみからなる紙間バイアス（＋５［μＡ］で定電流制御された直流成分のみからなる直流バイアス）を印加するように、２次転写ニップに印加するバイアスを切り替えている。

本実験例１では、画像濃度階調調整制御時に、２次転写ニップに対して上記紙間バイアス（直流バイアス）を印加したものを実施例１とし、これに対し、２次転写ニップに対して２次転写バイアスの直流成分とは逆極性の直流成分と交流成分とからなるバイアス（２次転写バイアスの直流成分を逆極性にしたバイアス）を印加したものを比較例１とした。本実験例１では、機械異常が発生せずに正常に画像濃度階調調整制御が行われた場合に「○」と評価し、機械異常が発生した若しくは正常に画像濃度階調調整制御が終了しなかった場合に「×」と評価した。この実験結果を図１３に示す。

図１３に示すように、比較例１では、１００ｋ枚プリントした時点で２次転写バイアスにおいてリークが発生し、機械異常が発生した。一方、実施例１では、１００ｋ枚プリント時点でも正常に画像濃度階調調整制御が行われており、更に１２０ｋ枚プリント時点でも正常に画像濃度階調調整制御が行われた。

〔実験例２〕
次に、本発明者らが行った他の実験例（以下、本実験例を「実験例２」という。）について説明する。
本実験例２では、上記実験例１と同様の構成のプリント試験機を用意し、そのプリント試験機を用いて、記録紙に対してＦＣ画像の連続プリントを行うプリント試験を実施した。ただし、本実験例２においては、１０枚プリントごとに、非画像領域に対してベタパッチを形成し、そのトナー付着量を２次転写ベルト１３６上で濃度センサ３８により検知してトナー濃度補正制御を実行した。トナー濃度補正制御の内容は、上述した実施形態で説明したとおりである。

本実験例２では、トナー濃度補正制御時に、２次転写ニップに対して上記紙間バイアス（＋５［μＡ］で定電流制御された直流バイアス）を印加したものを実施例２とし、２次転写ニップに対して上記紙間バイアスよりも大きな直流バイアス（＋１０［μＡ］で定電流制御された直流バイアス）を印加したものを実施例３とした。また、トナー濃度補正制御時に、２次転写ニップに対して２次転写バイアスの直流成分とは逆極性の直流成分と交流成分とからなるバイアス（２次転写バイアスの直流成分を逆極性にしたバイアス）を印加したものを比較例２とした。

本実験例２では、２次転写ローラ３６上に転写されるトナーが記録紙の裏面に付着してしまう記録紙の裏汚れについて、５段階評価を行った。この評価では、裏汚れが全く無い場合を「５」とし、目視ではほぼ確認できないがわずかな裏汚れが発生している場合を「４」とし、目視でも確認できる裏汚れが発生している場合を「３」とし、目視での確認が容易な裏汚れが発生している場合を「２」とし、非常に汚れた裏汚れが発生している場合を「１」とした。この実験結果を図１４に示す。

図１４に示すように、比較例２では、プリント枚数が３０ｋ枚を超えた頃から裏汚れの評価が落ちていき、９０ｋ枚のプリント時点では評価ランクが「２」まで落ち込んだ。一方、実施例２及び３では、８０ｋ枚プリント時点でも裏汚れの評価が初期の評価「５」が維持された。

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）
表面移動する中間転写ベルト３１等の像担持体と該像担持体の表面に対向配置される２次転写ローラ３６や２次転写ベルト１３６等の転写部材との間の２次転写ニップ等の転写領域に直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを印加する２次転写電源３９等の転写バイアス印加手段を有し、該転写領域を通過する記録紙Ｐ等の記録材に対し、該像担持体の表面に担持されるトナー像を該転写バイアスの作用によって転写する画像形成装置において、上記像担持体の表面移動中であって上記転写領域を記録材が通過していない非通紙期間中に、上記交流成分を印加しない又は該交流成分のピークツウピーク電圧を画像形成時よりも小さくする交流成分変更期間が存在するように、上記転写バイアス印加手段を制御する制御部６０等のバイアス制御手段を有することを特徴とする。
これによれば、交流成分変更期間を非通紙期間中に設けていない構成と比較して、交流成分による転写部材等の劣化の促進を抑制できる。

（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、上記非通紙期間は、連続画像形成動作中における上記転写領域を記録材の後端が抜けてから次の記録材の先端が進入するまでの期間であることを特徴とする。
これによれば、連続画像形成動作中の非通紙期間に、交流成分による転写部材等の劣化が進むのを抑制できる。

（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、上記バイアス制御手段は、上記非通紙期間のうちトナーが付着した像担持体表面部分が上記転写領域を通過する期間中に、上記交流成分変更期間が存在するように上記転写バイアス印加手段を制御することを特徴とする。
これによれば、非通紙期間中にトナーが転写領域を通過するときに、交流成分によってトナーが飛散する事態を抑制できる。

（態様Ｄ）
上記態様Ｃにおいて、上記像担持体上に形成されるテストトナー像のトナー付着量を検知する濃度センサ３８等のトナー付着量検知手段と、上記トナー付着量検知手段の検知結果に基づいて画質調整制御を実施する制御部６０等の画質調整制御手段とを有し、上記バイアス制御手段は、上記非通紙期間のうち上記テストトナー像が付着した像担持体表面部分が上記転写領域を通過する期間中に、上記交流成分変更期間が存在するように上記転写バイアス印加手段を制御することを特徴とする。
これによれば、非通紙期間中にテストトナー像のトナーが転写領域を通過するときに、交流成分によってトナーが飛散する事態を抑制できる。

（態様Ｅ）
上記態様Ｄにおいて、上記トナー付着量検知手段は、上記像担持体上に形成されるテストトナー像を上記転写領域で上記転写部材上に転写した後の該転写部材上のテストトナー像のトナー付着量を検知するものであり、交流成分を含まない直流転写バイアスを上記転写領域に印加する直流転写バイアス印加手段を有し、上記バイアス制御手段は、上記交流成分変更期間には、上記転写バイアス印加手段による転写バイアスの印加を停止するとともに、上記直流転写バイアス印加手段により直流転写バイアスを上記転写領域に印加することを特徴とする。
これによれば、交流成分によってトナー付着量検知前のテストトナー像が乱されることがないので、適正なトナー付着量の検知が可能となる。

（態様Ｆ）
上記態様Ｅにおいて、上記転写バイアス印加手段により直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを上記転写領域に印加して画像形成を実施する凹凸紙モード等の第１動作モードと、上記直流転写バイアス印加手段により直流転写バイアスを上記転写領域に印加して画像形成を実施する普通紙モード等の第２動作モードとに切り替える制御を実行する動作モード切換手段とを有し、上記バイアス制御手段は、上記交流成分変更期間には、上記転写バイアス印加手段による転写バイアスの印加を停止するとともに、上記第２動作モード時の直流転写バイアスよりも弱い直流転写バイアスを上記転写領域に印加することを特徴とする。
交流成分変更期間には記録材が存在しない状態でテストトナー像を転写部材上に転写するので、記録材が存在する状態でトナー像を記録材へ転写するときの直流転写バイアスと同じものを用いると、過剰なバイアス印加となって放電が発生し、テストトナー像を乱すおそれがある。本態様によれば、このような放電の発生を抑制し、テストトナー像の乱れを抑制することができる。

（態様Ｇ）
上記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様において、交流成分を含まない直流転写バイアスを上記転写領域に印加する直流転写バイアス印加手段と、上記転写バイアス印加手段により直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを上記転写領域に印加して画像形成を実施する第１動作モードと、上記直流転写バイアス印加手段により直流転写バイアスを上記転写領域に印加して画像形成を実施する第２動作モードとに切り替える制御を実行する動作モード切換手段とを有し、上記バイアス制御手段は、上記交流成分変更期間には、上記転写バイアス印加手段による転写バイアスの印加を停止するとともに、上記直流転写バイアス印加手段により直流転写バイアスを上記転写領域に印加して画像形成を実施することを特徴とする画像形成装置。
これによれば、簡易な電源構成で、交流成分による転写部材等の劣化の促進を抑制できる。

（態様Ｈ）
上記態様Ｃ又はＤにおいて、上記バイアス制御手段は、上記非通紙期間のうちトナーが付着した像担持体表面部分が上記転写領域を通過する期間中に、上記転写バイアスの直流成分とは逆極性の直流バイアスを上記転写領域に印加する直流バイアス印加手段を有することを特徴とする。
これによれば、非通紙期間中にトナーが転写領域を通過するときに当該トナーが転写部材側へ移動するのを抑制できるので、転写部材に付着するトナー量を少なく抑えることができ、記録材の裏汚れの発生が抑制される。

２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ 感光体
３０ 転写ユニット
３１ 中間転写ベルト
３３ ２次転写対向ローラ
３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ １次転写ローラ
３６ ２次転写ローラ
３７ ベルトクリーニング装置
３８ 濃度センサ
３９ ２次転写電源
６０ 制御部
８０ 光書込ユニット
９０ 定着装置
９１ 定着ローラ
９２ 加圧ローラ
１３６ ２次転写ベルト

特開２００６−２６７４８６号公報

上記目的を達成するために、本発明は、表面移動する像担持体と、上記像担持体の表面との間に転写ニップを形成する転写部材と、上記像担持体の表面に担持されるトナー像を記録材へ転写するために直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを上記転写ニップへ印加する転写バイアス印加手段と、上記像担持体の表面移動中であって記録材が上記転写ニップに存在しない非通紙期間中に上記転写バイアスの上記直流成分と上記交流成分とをオフにする転写バイアスオフ期間が存在するように、上記転写バイアス印加手段を制御するバイアス制御手段を有することを特徴とする画像形成装置に係るものである。

Claims (8)

1. 表面移動する像担持体と該像担持体の表面に対向配置される転写部材との間の転写領域に直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段を有し、該転写領域を通過する記録材に対し、該像担持体の表面に担持されるトナー像を該転写バイアスの作用によって転写する画像形成装置において、
   上記像担持体の表面移動中であって上記転写領域を記録材が通過していない非通紙期間中に、上記交流成分を印加しない又は該交流成分のピークツウピーク電圧を画像形成時よりも小さくする交流成分変更期間が存在するように、上記転写バイアス印加手段を制御するバイアス制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記非通紙期間は、連続画像形成動作中における上記転写領域を記録材の後端が抜けてから次の記録材の先端が進入するまでの期間であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記バイアス制御手段は、上記非通紙期間のうちトナーが付着した像担持体表面部分が上記転写領域を通過する期間中に、上記交流成分変更期間が存在するように上記転写バイアス印加手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、
   上記像担持体上に形成されるテストトナー像のトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段と、
   上記トナー付着量検知手段の検知結果に基づいて画質調整制御を実施する画質調整制御手段とを有し、
   上記バイアス制御手段は、上記非通紙期間のうち上記テストトナー像が付着した像担持体表面部分が上記転写領域を通過する期間中に、上記交流成分変更期間が存在するように上記転写バイアス印加手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、
   上記トナー付着量検知手段は、上記像担持体上に形成されるテストトナー像を上記転写領域で上記転写部材上に転写した後の該転写部材上のテストトナー像のトナー付着量を検知するものであり、
   交流成分を含まない直流転写バイアスを上記転写領域に印加する直流転写バイアス印加手段を有し、
   上記バイアス制御手段は、上記交流成分変更期間には、上記転写バイアス印加手段による転写バイアスの印加を停止するとともに、上記直流転写バイアス印加手段により直流転写バイアスを上記転写領域に印加することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５の画像形成装置において、
   上記転写バイアス印加手段により直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを上記転写領域に印加して画像形成を実施する第１動作モードと、上記直流転写バイアス印加手段により直流転写バイアスを上記転写領域に印加して画像形成を実施する第２動作モードとに切り替える制御を実行する動作モード切換手段とを有し、
   上記バイアス制御手段は、上記交流成分変更期間には、上記転写バイアス印加手段による転写バイアスの印加を停止するとともに、上記第２動作モード時の直流転写バイアスよりも弱い直流転写バイアスを上記転写領域に印加することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   交流成分を含まない直流転写バイアスを上記転写領域に印加する直流転写バイアス印加手段と、
   上記転写バイアス印加手段により直流成分と交流成分とを含む転写バイアスを上記転写領域に印加して画像形成を実施する第１動作モードと、上記直流転写バイアス印加手段により直流転写バイアスを上記転写領域に印加して画像形成を実施する第２動作モードとに切り替える制御を実行する動作モード切換手段とを有し、
   上記バイアス制御手段は、上記交流成分変更期間には、上記転写バイアス印加手段による転写バイアスの印加を停止するとともに、上記直流転写バイアス印加手段により直流転写バイアスを上記転写領域に印加して画像形成を実施することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項３又は４の画像形成装置において、
   上記バイアス制御手段は、上記非通紙期間のうちトナーが付着した像担持体表面部分が上記転写領域を通過する期間中に、上記転写バイアスの直流成分とは逆極性の直流バイアスを上記転写領域に印加する直流バイアス印加手段を有することを特徴とする画像形成装置。

Images