転写装置及び画像形成装置
【課題】直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを用いて記録材上にトナー像を転写する転写装置において、安定して転写ムラのない転写をおこなう。
【解決手段】中間転写ベルト３１に当接する２次転写ローラ３６と２次転写裏面ローラ３３とにより転写ニップを形成し、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを２次転写バイアス電源３９より２次転写裏面ローラを介して転写バイアスを転写ニップに印加する。２次転写裏面ローラに対向して転写ニップに印加される転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段３０３と、振幅量検知手段３０３により検知された交流成分の振幅量と、２次転写バイアス電源が出力するよう設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、２次転写バイアス電源３９から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御するバイアス電源制御手段３００とを設ける。
【解決手段】中間転写ベルト３１に当接する２次転写ローラ３６と２次転写裏面ローラ３３とにより転写ニップを形成し、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを２次転写バイアス電源３９より２次転写裏面ローラを介して転写バイアスを転写ニップに印加する。２次転写裏面ローラに対向して転写ニップに印加される転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段３０３と、振幅量検知手段３０３により検知された交流成分の振幅量と、２次転写バイアス電源が出力するよう設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、２次転写バイアス電源３９から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御するバイアス電源制御手段３００とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写装置、及び、これを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の転写装置として、トナー像担持体に当接するニップ形成部材により転写ニップを形成して記録材を挟み込むとともに、転写バイアス電源より出力した転写バイアスを転写ニップに印加して、トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写するものが知られている。その一例として、複数のドラム状感光体上に形成したトナー像を中間転写ベルト上に順次１次転写した重合わせトナー像を記録材に２次転写する２次転写装置が知られている。
【０００３】
２次転写装置では、ニップ形成部材として、トナー像担持体としての中間転写ベルト表面に当接する転写ローラと、転写ローラと対向して中間転写ベルト裏面に当接する転写裏面ローラとを設け、転写ローラと転写裏面ローラとの間に中間転写ベルトを挟み込んで転写ニップを形成する。この転写裏面ローラまたは転写ローラの何れか一方を転写バイアス電源に接続して出力された直流電圧からなる転写バイアスを印加し、他方をアースを接続することで、転写裏面ローラと転写ローラとの間にトナー像を転写裏面ローラ側から転写ローラ側に静電移動させる転写電界を形成する。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転写ニップ内に送り込んだ記録材に対して、上記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。
【０００４】
このような転写装置では、転写バイアスの電源から出力される電流または電圧が所望の値になるように定電流電源または定電圧電源を用いて、安定した転写特性を得るようにすることが知られている。また、環境、記録材種等に応じて、電源から出力される電流または電圧を可変として、安定した転写特性を得るようにすることも知られている。
【０００５】
しかし、かかる構成において、記録材として、表面凹凸に富んだものを用いると、凹部は凸部に比べてトナーが転写しにくく、凹部に良好にトナーが転写されずに、転写ムラが発生するという不具合があった。この不具合は、電源から出力される転写バイアスの電流または電圧を可変としても、解決することは困難であった。
【０００６】
特許文献１には、転写バイアスとして直流電圧ではなく、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加する転写装置が記載されている。この装置では、転写バイアスの交流成分により転写ニップ内でトナーを振動させて、凹部にも転写させやすくすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを印加する転写装置で、転写ニップ内でトナーを振動させて良好に凹部に転写させるには、交流成分の振幅に適正な範囲がある。振幅が小さすぎると転写ムラを防止できず、振幅が大きすぎると異常放電画像が発生してしまう。このため、電源から出力される交流成分が安定するように電源を制御して、安定して転写ムラの問題を抑制することが望まれる。
【０００８】
しかしながら、本発明者らの検討の結果、電源を制御して、交流成分の出力を安定させたとしても、実際に転写ニップ内に流れる交流成分の振幅が不安定になっていることがわかった。これは、交流成分は、直流成分に較べて、電源基板、導電接点部、バイアス印加部材である転写裏面ローラまたは転写ローラの電極芯金等の様々な箇所から近傍の静電容量の大きい部材に漏洩しやすい。特に、転写ニップ内でトナーを振動させて凹部に転写させるような大きい振幅では漏洩も大きくなる。直流成分は、漏洩の可能性のある周辺部の絶縁性を良好にすることで抑制することは可能であるが、上記交流成分で絶縁性を良好にすることのみで漏洩を抑制することは、実用上困難である。このため、転写ニップ内では、トナーを振動させて良好に凹部に転写させる適正な振幅の交流成分が安定して得られなくなり、安定して転写ムラの問題を抑制することができない。
【０００９】
なお、トナー像担持体として中間転写ベルトを用いる２次転写装置を用いて、上記問題を説明したが、これに限られるものではない。例えば、トナー像担持体として感光体ベルトを用い、ニップ形成部材である転写裏面ローラまたは転写ローラの何れか一方を転写バイアス電源に接続して出力された直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを印加するものでも、同様の問題が発生する。さらに、感光体ドラムや中間転写ドラムのようなドラム状のトナー像担持体を用い、ドラム表面に当接するニップ形成部材を転写バイアス電源に接続して出力された直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを印加するものでも、同様の問題が発生する。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを用いて記録材上にトナー像を転写する転写装置において、安定して転写ムラのない転写をおこなえる転写装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像担持体に当接して転写ニップを形成するためのニップ形成部材と、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを出力する転写バイアス電源とを備え、該トナー像担持体表面と接するように記録材を該転写ニップ内に挟み込むとともに、該転写バイアス電源より該ニップ形成部材を介して転写バイアスを転写ニップに印加することで該トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写装置において、上記ニップ形成部材を介して上記転写ニップに印加される転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段と、該振幅量検知手段により検知された交流成分の振幅量と、上記転写バイアス電源が出力するよう設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、該転写バイアス電源から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御するバイアス電源制御手段とを設けた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の転写装置において、上記振幅量検知手段は上記転写バイアスを印加するニップ形成部材に非接触で対向する検知電極と、該検知電極で検知された電圧より振幅量を検出する検出回路とを有す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の転写装置において、上記振幅量検知手段の検知電極は上記転写バイアスを印加するニップ形成部材に上記転写ニップより上流側で対向す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の転写装置において、上記転写ニップ位置よりも下流側で上記記録材を除電するために除電電圧を印加する除電電極を備え、上記振幅量検知手段の検知電極として該除電電極を用いることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の転写装置において、上記転写ニップ内に記録材を挾持している間は上記除電電極を除電電圧出力する電源に接続して除電電圧を印加し、それ以外は該除電電極を上記振幅量検知手段の検出回路に接続して振幅量を検知可能とする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１、２、３、４または５の何れかの転写装置において、上記トナー像担持体は中間転写ベルトであり、上記ニップ形成部材は該中間転写ベルト表面に接触する転写ローラと、該転写ローラと該中間転写ベルトを挟んで対向する転写裏面ローラからなり、該転写ローラまたは該転写裏面ローラの何れか一方を該転写バイアス電源に接続して出力された転写バイアスを印加し、他方をアースを接続することで、該転写ニップにトナー像を該転写裏面ローラ側から該転写ローラ側に静電移動させる転写電界を形成することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、トナー像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、上記転写手段として請求項１乃至６の転写装置を用いることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、振幅量検知手段により検知されたニップ形成部材を介して上記転写ニップに印加される転写バイアスの交流成分の振幅量と、転写バイアス電源から出力するように設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、転写バイアス電源から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御する。これにより、転写バイアス電源から出力された交流成分が漏洩していても、転写バイアス電源側で出力する交流成分の振幅量を制御して、転写ニップ内に流れる交流成分の振幅量が、予め設定された所望の交流成分の振幅量に近づくように補償することができる。よって、転写ニップ内では、トナーを振動させて良好に凹部に転写させる適正な振幅の交流成分が得られるようになり、安定して転写ムラを抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、直流成分に交流成分を重畳した転写バイアスを用いて記録材上にトナー像を転写する転写装置において、安定して転写ムラのない転写をおこなえるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【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】振幅量検知手段とバイアス電源制御手段を設けた転写ユニットの概略構成図。
【図５】振幅量検知手段の説明図。
【図６】振幅数検知手段の検知電極を接触させた場合の説明図。
【図７】振幅数検知手段の検知電極が非接触の場合に転写ニップに流れる転写バイアスの説明図。
【図８】除電電極を用いた振幅量検知手段の説明図。
【図９】除電電極を用いた振幅量検知手段のフロー説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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）の一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、実施形態に係るプリンタは、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。本実施形態では、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、２次転写ローラ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。
【００３１】
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、厚みは２０［μｍ］〜２００［μｍ］程度である。また、体積抵抗率は１ｅ６［Ωｃｍ］〜１ｅ１２［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等を用いることができる。ポリイミド樹脂は耐久性が高く、光沢度が高くセンサを使いやすいなどのメリットを有する。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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に対向するように、中間転写ベルト３１の表面に２次転写ローラ３６が当接している。２次転写ローラ３５は、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の表面と、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を接地されているのに対して、２次転写裏面ローラ３３には、２次転写バイアス電源３９より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次転写裏面ローラ３３側から転写ローラ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。すなわち、図１では、２次転写裏面ローラ３３を転写バイアス印加部材とし、２次転写ローラ３６をニップ形成部材として用いている。
【００３５】
転写ユニット３０の下方には、記録材としての記録紙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。
【００３６】
２次転写裏面ローラ３３は、芯金の表面には、導電性のＮＢＲ系ゴム層が被覆され田茂のであり、その抵抗Ｒは１０ｅ８［Ω］〜１ｅ１０［Ω］である。また、２次転写ローラ３６は、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１０ｅ８［Ω］〜１ｅ１０［Ω］である。抵抗の測定方法は、何れも、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、２次転写裏面ローラ３３または２次転写ローラ３６の心金に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ものである。
【００３７】
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、２次転写裏面ローラ３３の芯金に接続されている。また、２次転写３６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、２次転写ローラ３６の芯金を接地する代わりに、重畳バイアスを２次転写ローラ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。この場合は、２次転写ローラ３６を転写バイアス印加部材とし、２次転写裏面ローラ３３をニップ形成部材として用いており、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２次転写ローラ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、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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３３の芯金に印加される。また、上述したように、２次転写裏面ローラ３３の芯金に２次転写バイアスが印加されると、２次転写裏面ローラ３３の芯金と、転写ローラ３６の芯金との間に、電位差が発生する。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、本実施形態のように、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、２次転写ローラ３６の電位を２次転写裏面ローラ３３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２次転写ローラ３６側に静電移動させることになる。
【００４３】
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。本実施形態に係るプリンタにおいては、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、本実施形態に係るプリンタにおいては、２次転写バイアスを２次転写裏面ローラ３３の芯金に印加し、且つ２次転写ローラ３６の芯金を接地している（０Ｖ）。よって、２次転写裏面ローラ３３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。
【００４４】
同図に示すように、本実施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２次転写ローラ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２次転写ローラ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２次転写ローラ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。
【００４５】
次に、本発明者らが行った実験と、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成とについて説明する。
本発明者らは、実施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各種のプリントテストを行った。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、１７６［ｍｍ／ｓ］に設定した。また、２次転写バイアスの交流成分の周波数ｆについては周波数を２５０〜１０００［Ｈｚ］に設定した。また、記録紙Ｐとしては、特殊製紙株式会社製のレザック６６（商品名） １７５ｋｇ紙を使用した。レザック６６は、紙表面の凹凸の度合いが大きく、紙表面の凹部の深さは最大で１００［μｍ］程度である。Ｍベタ画像とＣベタ画像との重ね合わせによる青ベタ画像を、２次転写バイアス電源３９の出力電圧で、オフセット電圧Ｖｏｆｆを０［ｋＶ］〜−４［ｋＶ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを４．０［ｋＶ］〜１２．０［ｋＶ］の間の様々な２次転写バイアスの条件でそれぞれレザック６６に出力した。そして、紙の平滑な所および最大凹部に転写された、青ベタ画像のＭ成分の画像濃度（ＩＤ）と、Ｃ成分の画像濃度（ＩＤ）とを、それぞれＸ−Ｒｉｔｅ社製 Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８によって測定した。そして、それら２つの画像濃度の和を、青色の画像濃度として求めた。この結果、２次転写バイアスの交流成分が、周波数を５００［Ｈｚ］、オフセット電圧Ｖｏｆｆが−１［ｋＶ］〜−２［ｋＶ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐが８［ｋＶ］の時、平滑部と最大凹部の濃度差が少なく、且つ、濃度を最も高くすることができた。
【００４６】
さらに、本実施形態のプリンタでは、このような条件の転写バイアスが転写ニップ内で安定して得られるように、印加される転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段３０３を設ける。そして、振幅量検知手段３０３により検知された交流成分の振幅量と、２次転写バイアス電源３９が出力するよう設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、２次転写バイアス電源３９から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御するバイアス電源制御手段３００を設ける。
【００４７】
図４は、振幅量検知手段とバイアス電源制御手段を設けた転写ユニットの概略構成図である。上述のように、２次転写裏面ローラ３３は転写バイアス印加部材であり、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを出力する２次転写バイアス電源３９が接続されている。２次転写バイアス電源３９は、出力する転写バイアスの直流成分、交流成分の条件をバイアス電源制御手段３００よりＰＷＭやデジタル量などで指示されて個別に制御される。転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段３０３としては、２次転写裏面ローラ３３に対向配置しインピーダンスＺｉｎを介して接地した検知電極３０１と、検知電極３０１で検知された交流成分の電圧Ｖから振幅量を検出する検出回路（整流回路）３０２を備える。
【００４８】
図５は、本実施形態の振幅量検知手段の説明図である。検知電極３０１は、２次転写裏面ローラ３３とを予め定められたギャップｇを有して対向配置される。このように２次転写裏面ローラ３３と検知電極３０１は、空中ギャップがあるため、２次転写裏面ローラ３３の交流成分のみが空中距離分を伝播し、対向する検知電極３０１に伝播する（図中点線矢印参照）。検知電極３０１で検知される電圧値Ｖは、ギャップｇ［ｍｍ]、２次転写裏面ローラ３３の径Ｄ［ｍｍ］、検知電極３０１の径ｄ［ｍｍ］、幅Ｌ［ｍｍ］、周波数ｆ［Ｈｚ］、検知電極３０１と接地間のインピーダンスＺｉｎ[Ω]などにより、以下のようにして求められる。
線材−線材間の静電容量Ｃ［ｐＦ］で導かれ、数式１のようになる。
【００４９】
【数１】
ここで、ε０は真空中の比誘電定数である。また、検知電極３０１の径ｄと２次転写裏面ローラ３３の径Ｄとは対称形ではない。ここで、ギャップ部のインピーダンスＺａｉｒは、数式２のようになる。
【００５０】
【数２】
また、上記回路において、検知電極３０１の入力インピーダンスＺｉｎは、数式３のように分圧される。
【００５１】
【数３】
このため、Ｖを測定すれば、２次転写裏面ローラ３３表面の交流成分が得られる。また、得られたＶを整流する検出回路（整流回路）３０２を設ける。検出回路（整流回路）３０２は、検知電極３０１により２次転写裏面ローラ３３表面の交流成分は整流し、直流成分に変えて、バイアス電源制御手段３００に入力する。検出回路（整流回路）３０２では、図５のように適当な時定数のフィルターを作ることで、簡単に直流化が可能になる。
【００５２】
具体的には、転写バイアス電圧の交流成分は、上述の実験で求められた周波数を５００［Ｈｚ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐが８［ｋＶ］まで、対応しようとすると、ギャップｇが小さすぎて２次転写裏面ローラ３３からリークしないように、ギャップｇを６ｍｍ以上とることが好ましい。これは、交流１ｋＶｒｍｓ当り１ｍｍという経験的な交流リーク則から決定される。ここでは、ギャップｇは２０［ｍｍ］としている。また、２次転写裏面ローラ３３の径Ｄは２０〜３０［ｍｍ］、検知電極３０１の径ｄは３〜１０［ｍｍ］、幅Ｌは３３０［ｍｍ］、検知電極３０１と接地間の入力インピーダンスＺｉｎは１〜１０００［ＭΩ］とする。このような構成の振幅量検知手段３０３により、２次転写裏面ローラ３３表面の交流成分を検知することができる。なお、このような回路では、振幅量検知手段３０３に流れる交流成分の電流量は１０〜５０［μＡ］であり、転写ニップ内に流れる交流成分の電流量は５［ｍＡ］程度である。
【００５３】
バイアス電源制御手段３００は、振幅量検知手段により検知された転写バイアス印加部材から印加される転写バイアスの交流成分の振幅量と、２次転写バイアス電源３９から出力するように設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、２次転写バイアス電源３９から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御する。これにより、バイアス電源から出力された交流成分が漏洩していても、２次転写バイアス電源３９側で出力する交流成分の振幅量を制御して、転写ニップ内に流れる交流成分の振幅量が、予め設定された所望の交流成分の振幅数に近づくように補償することができる。よって、転写ニップ内では、トナーを振動させて良好に凹部に転写させる適正な振幅の交流成分が得られるようになり、安定して転写ムラが抑制できる。
【００５４】
上述したように、図５の構成では、検知電極３０１は、ギャップｇは２０［ｍｍ］程度の間隙を有して２次転写裏面ローラ３３表面に対向しているため、転写バイアスのうちの直流成分に対しての良好な空間絶縁性を有しており、直流成分を検知することはできない。このため、振幅数検知手段には、直流成分が雑音として混入することがなくなり、交流成分の計測が安定し、検知精度向上が向上する。なお、転写バイアスの直流成分は、２次転写バイアス電源３９内で出力を平均化することなどにより、容易に測定できる。ここでは、直流成分として数１０μＡ程度が流れている。
【００５５】
図６は、振幅数検知手段の検知電極を接触させた場合の説明図である。図６のように、検知電極３０４を２次転写裏面ローラ３３表面に接触させると、直流成分などの精緻な測定が可能にはなるが、直流成分のノイズなども回路に入力されるため、交流成分以外をフィルターなどにより取り除かなくてはならない。これはハードウェアとしてはコスト高となるため、上述のように直流成分は別の電源側の計測回路で測定することが好ましい。このようなことから、図７に示すように、振幅量検知手段３０３の検知電極３０１を非接触で設け、転写ニップに安定して直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを流すことが好ましい。
【００５６】
また、振幅量検知手段３０３の検知電極３０１は、バイアス印加部材である２次転写裏面ローラ３３の転写ニップよりも上流側で対向することが望ましい。これは、転写ニップ下流側では、記録紙Ｐの分離時には放電ノイズが恒常的に発生する。この放電ノイズは、高周波ノイズを多く含むため、振幅量検知手段３０３の計測ノイズとなる。このため、検知電極３０１を転写ニップよりも上流側に配置することにより、計測を安定させることができる。
【００５７】
図８は、振幅量検知手段の他の例の説明図である。図８に示すように、転写ニップよりも下流側で記録紙Ｐを除電するために除電電圧を印加する除電電極３０５を備えた構成のものでは、除電電極３０５を振幅量検知手段の検知電極として用いることができる。除電電極３０５は、除電バイアス電源３１０に接続され、転写ニップ通過後の記録紙Ｐに対して非接触で除電バイアスを印加することで、中間転写ベルト３１から分離しやすくする。この間は、除電電極３０５を振幅量検知手段の検知電極として用いることはできない。除電電極３０５の切替え回路３１１を設け、記録紙Ｐの通過時は除電バイアス電源３１０に接続し、それ以外は振幅量検知手段３０３の検出回路３０２に接続するよう切替る。これにより、記録材Ｐに対しては除電電極３０５から除電電圧を印加し、それ以外は除電電極３０５で転写ニップ近傍の交流成分の振幅量を検知可能とする。このように、検知電極として、除電電極３０５を用いることで、別途検知電極を設けることなく、振幅量を検知でき、省スペース化が図れる。なお、振幅量検知手段として計測ノイズを少なくするためには、記録紙Ｐの分離時の検知は避けることが好ましい。
【００５８】
図９は、図８の振幅量検知手段を用いたときのフローの説明図である。画像形成プロセスが始まった直後、転写紙の通過が無いとき、切替回路３１１により除電電極３０５を振幅量検知手段３０３の検出回路３０２側に接続し、転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する。検知された値を、バイアス電源制御手段３００に入力して、２次転写バイアス電源３９から出力するように設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、２次転写バイアス電源３９から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御する。これを差が、決められた範囲内になるまで、繰り返す。そして、転写ニップ内に流れる交流成分の振幅量が、予め設定された所望の交流成分の振幅数に近づくように補償する。転写時には，この補償された電圧を２次転写バイアス電源３９から出力するようにする。記録紙Ｐの進入時には、切替回路３１１により、除電電極３０５に除電バイアスを作動させる。この時、除電バイアスは転写紙の分離動作のために使用される。具体的には、転写紙通過時は３ＫＶｐｐを与える。このように、画像形成プロセスが始まった直後、紙の通過が無く、かつ、除電バイアスがオフされている時に、ＡＣ成分の検出を行うようにすることで、検知の精度を上げ、フィードバック制御の精度を上げることができる。
【００５９】
以上、本実施形態では、トナー像担持体として中間転写ベルト３１を用いた２次転写装置を用いて、本発明を説明したが、これに限られるものではない。例えば、トナー像担持体として感光体ベルトを用い、ニップ形成部材である転写裏面ローラまたは転写ローラの何れか一方を転写バイアス電源に接続して出力された直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを印加するものでも、適用可能であり、同様の効果が得られる。さらに、感光体ドラムや中間転写ドラムのようなドラム状のトナー像担持体を用い、ドラム表面に当接するニップ形成部材を転写バイアス電源に接続して出力された直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを印加するものでも、適用可能であり、同様の効果が得られる。
【００６０】
以上、本実施形態によれば、トナー像担持体としての中間転写ベルト３１に当接して転写ニップを形成するためのニップ形成部材としての２次転写ローラ３６と２次転写裏面ローラ３３と、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを出力する２次転写バイアス電源３９とを備えた２次転写装置を有する。この２次転写装置で、中間転写ベルト３１表面と接するように記録材Ｐを転写ニップ内に挟み込むとともに、２次転写バイアス電源３９より２次転写裏面ローラ３３を介して転写バイアスを転写ニップに印加することで中間転写ベルト３１上のトナー像を記録紙Ｐに転写する。さらに、２次転写裏面ローラ３３を介して転写ニップに印加される転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段３０３と、振幅量検知手段３０３により検知された交流成分の振幅量と、２次転写バイアス電源３９が出力するよう設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、２次転写バイアス電源３９から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御するバイアス電源制御手段３００とを設ける。これにより、２次転写バイアス電源３９から出力された交流成分が漏洩していても、転写バイアス電源側で出力する交流成分の振幅量を制御して、転写ニップ内に流れる交流成分の振幅量が、予め設定された所望の交流成分の振幅量に近づくように補償することができる。よって、転写ニップ内では、トナーを振動させて良好に凹部に転写させる適正な振幅の交流成分が得られるようになり、安定して転写ムラを抑制できる。
また、本実施形態によれば、振幅量検知手段３０３は２次転写裏面ローラ３３に非接触で対向する検知電極３０１と、検知電極３０１で検知された電圧より振幅量を検出する検出回路３０２とを有する。検知電極３０１は、２次転写裏面ローラ３３とを予め定められたギャップｇを有して対向配置される。このように２次転写裏面ローラ３３と検知電極３０１は、空中ギャップがあるため、２次転写裏面ローラ３３の交流成分のみが空中距離分を伝播し、対向する検知電極３０１に伝播する。伝播した交流電圧を検出回路３０２で直流化して、バイアス電源制御手段３００に入力することで、上記制御が行える。また、検知電極３０１は、ギャップｇを有して２次転写裏面ローラ３３表面に対向しているため、転写バイアスのうちの直流成分に対しての良好な空間絶縁性を有しており、直流成分を検知することはできない。このため、振幅数検知手段には、直流成分が雑音として混入することがなくなり、交流成分の計測が安定し、検知精度向上が向上する。
また、本実施形態によれば、検知電極３０１は２次転写裏面ローラ３３の転写ニップよりも上流側で対向する。これは、転写ニップ下流側では、記録紙Ｐの分離時には放電ノイズが恒常的に発生する。この放電ノイズは、高周波ノイズを多く含むため、振幅量検知手段３０３の計測ノイズとなる。このため、検知電極３０１を転写ニップよりも上流側に配置することにより、計測を安定させることができる。
また、本実施形態によれば、転写ニップ位置よりも下流側で記録紙Ｐを除電するために除電電圧を印加する除電電極３０５を備え、振幅量検知手段の検知電極として除電電極３０５を用いる。別途検知電極を設けることなく、振幅量を検知でき、転写ニップ近傍で振幅量検知手段の省スペース化が図れる。
また、本実施形態によれば、振幅量検知手段の検知電極として除電電極３０５を用いる構成において、転写ニップ内に記録紙Ｐを挾持している間は除電電極３０５を除電電圧出力する電源３１０に接続して除電電圧を印加し、それ以外は除電電極３０５を振幅量検知手段３０３の検出回路３０２に接続して振幅量を検知可能とする。
また、本実施形態によれば、中間転写ベルトを用いた２次転写装置に採用することで、重ね合わせトナー像をムラ無く安定して凹凸紙にも転写することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 画像形成ユニット
２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 感光体
３ ドラムクリーニング装置
４ クリーニングブラシローラ
５ クリーニングブレード
６ 帯電装置
７ 帯電ローラ
８ 現像装置
９ 現像ロール
３０ 転写ユニット
３１ 中間転写ベルト
３２ 駆動ローラ
３３ ２次転写裏面ローラ
３４ クリーニングバックアップローラ
３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 一次転写ローラ
３６ ２次転写ローラ
３９ ２次転写バイアス電源
９０ 定着装置
１００ 給紙カセット
３００ バイアス電源制御手段
３０１ 検知電極（非接触）
３０２ 検出回路
３０３ 振幅量検知手段
３０４ 検知電極（接触）
３０５ 除電電極
３１０ 除電バイアス電源
３１１ 切替回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００６−２６７４８６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写装置、及び、これを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の転写装置として、トナー像担持体に当接するニップ形成部材により転写ニップを形成して記録材を挟み込むとともに、転写バイアス電源より出力した転写バイアスを転写ニップに印加して、トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写するものが知られている。その一例として、複数のドラム状感光体上に形成したトナー像を中間転写ベルト上に順次１次転写した重合わせトナー像を記録材に２次転写する２次転写装置が知られている。
【０００３】
２次転写装置では、ニップ形成部材として、トナー像担持体としての中間転写ベルト表面に当接する転写ローラと、転写ローラと対向して中間転写ベルト裏面に当接する転写裏面ローラとを設け、転写ローラと転写裏面ローラとの間に中間転写ベルトを挟み込んで転写ニップを形成する。この転写裏面ローラまたは転写ローラの何れか一方を転写バイアス電源に接続して出力された直流電圧からなる転写バイアスを印加し、他方をアースを接続することで、転写裏面ローラと転写ローラとの間にトナー像を転写裏面ローラ側から転写ローラ側に静電移動させる転写電界を形成する。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転写ニップ内に送り込んだ記録材に対して、上記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。
【０００４】
このような転写装置では、転写バイアスの電源から出力される電流または電圧が所望の値になるように定電流電源または定電圧電源を用いて、安定した転写特性を得るようにすることが知られている。また、環境、記録材種等に応じて、電源から出力される電流または電圧を可変として、安定した転写特性を得るようにすることも知られている。
【０００５】
しかし、かかる構成において、記録材として、表面凹凸に富んだものを用いると、凹部は凸部に比べてトナーが転写しにくく、凹部に良好にトナーが転写されずに、転写ムラが発生するという不具合があった。この不具合は、電源から出力される転写バイアスの電流または電圧を可変としても、解決することは困難であった。
【０００６】
特許文献１には、転写バイアスとして直流電圧ではなく、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加する転写装置が記載されている。この装置では、転写バイアスの交流成分により転写ニップ内でトナーを振動させて、凹部にも転写させやすくすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを印加する転写装置で、転写ニップ内でトナーを振動させて良好に凹部に転写させるには、交流成分の振幅に適正な範囲がある。振幅が小さすぎると転写ムラを防止できず、振幅が大きすぎると異常放電画像が発生してしまう。このため、電源から出力される交流成分が安定するように電源を制御して、安定して転写ムラの問題を抑制することが望まれる。
【０００８】
しかしながら、本発明者らの検討の結果、電源を制御して、交流成分の出力を安定させたとしても、実際に転写ニップ内に流れる交流成分の振幅が不安定になっていることがわかった。これは、交流成分は、直流成分に較べて、電源基板、導電接点部、バイアス印加部材である転写裏面ローラまたは転写ローラの電極芯金等の様々な箇所から近傍の静電容量の大きい部材に漏洩しやすい。特に、転写ニップ内でトナーを振動させて凹部に転写させるような大きい振幅では漏洩も大きくなる。直流成分は、漏洩の可能性のある周辺部の絶縁性を良好にすることで抑制することは可能であるが、上記交流成分で絶縁性を良好にすることのみで漏洩を抑制することは、実用上困難である。このため、転写ニップ内では、トナーを振動させて良好に凹部に転写させる適正な振幅の交流成分が安定して得られなくなり、安定して転写ムラの問題を抑制することができない。
【０００９】
なお、トナー像担持体として中間転写ベルトを用いる２次転写装置を用いて、上記問題を説明したが、これに限られるものではない。例えば、トナー像担持体として感光体ベルトを用い、ニップ形成部材である転写裏面ローラまたは転写ローラの何れか一方を転写バイアス電源に接続して出力された直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを印加するものでも、同様の問題が発生する。さらに、感光体ドラムや中間転写ドラムのようなドラム状のトナー像担持体を用い、ドラム表面に当接するニップ形成部材を転写バイアス電源に接続して出力された直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを印加するものでも、同様の問題が発生する。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを用いて記録材上にトナー像を転写する転写装置において、安定して転写ムラのない転写をおこなえる転写装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像担持体に当接して転写ニップを形成するためのニップ形成部材と、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを出力する転写バイアス電源とを備え、該トナー像担持体表面と接するように記録材を該転写ニップ内に挟み込むとともに、該転写バイアス電源より該ニップ形成部材を介して転写バイアスを転写ニップに印加することで該トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写装置において、上記ニップ形成部材を介して上記転写ニップに印加される転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段と、該振幅量検知手段により検知された交流成分の振幅量と、上記転写バイアス電源が出力するよう設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、該転写バイアス電源から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御するバイアス電源制御手段とを設けた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の転写装置において、上記振幅量検知手段は上記転写バイアスを印加するニップ形成部材に非接触で対向する検知電極と、該検知電極で検知された電圧より振幅量を検出する検出回路とを有す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の転写装置において、上記振幅量検知手段の検知電極は上記転写バイアスを印加するニップ形成部材に上記転写ニップより上流側で対向す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の転写装置において、上記転写ニップ位置よりも下流側で上記記録材を除電するために除電電圧を印加する除電電極を備え、上記振幅量検知手段の検知電極として該除電電極を用いることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の転写装置において、上記転写ニップ内に記録材を挾持している間は上記除電電極を除電電圧出力する電源に接続して除電電圧を印加し、それ以外は該除電電極を上記振幅量検知手段の検出回路に接続して振幅量を検知可能とする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１、２、３、４または５の何れかの転写装置において、上記トナー像担持体は中間転写ベルトであり、上記ニップ形成部材は該中間転写ベルト表面に接触する転写ローラと、該転写ローラと該中間転写ベルトを挟んで対向する転写裏面ローラからなり、該転写ローラまたは該転写裏面ローラの何れか一方を該転写バイアス電源に接続して出力された転写バイアスを印加し、他方をアースを接続することで、該転写ニップにトナー像を該転写裏面ローラ側から該転写ローラ側に静電移動させる転写電界を形成することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、トナー像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、上記転写手段として請求項１乃至６の転写装置を用いることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、振幅量検知手段により検知されたニップ形成部材を介して上記転写ニップに印加される転写バイアスの交流成分の振幅量と、転写バイアス電源から出力するように設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、転写バイアス電源から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御する。これにより、転写バイアス電源から出力された交流成分が漏洩していても、転写バイアス電源側で出力する交流成分の振幅量を制御して、転写ニップ内に流れる交流成分の振幅量が、予め設定された所望の交流成分の振幅量に近づくように補償することができる。よって、転写ニップ内では、トナーを振動させて良好に凹部に転写させる適正な振幅の交流成分が得られるようになり、安定して転写ムラを抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、直流成分に交流成分を重畳した転写バイアスを用いて記録材上にトナー像を転写する転写装置において、安定して転写ムラのない転写をおこなえるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【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】振幅量検知手段とバイアス電源制御手段を設けた転写ユニットの概略構成図。
【図５】振幅量検知手段の説明図。
【図６】振幅数検知手段の検知電極を接触させた場合の説明図。
【図７】振幅数検知手段の検知電極が非接触の場合に転写ニップに流れる転写バイアスの説明図。
【図８】除電電極を用いた振幅量検知手段の説明図。
【図９】除電電極を用いた振幅量検知手段のフロー説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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）の一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、実施形態に係るプリンタは、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。本実施形態では、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、２次転写ローラ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。
【００３１】
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、厚みは２０［μｍ］〜２００［μｍ］程度である。また、体積抵抗率は１ｅ６［Ωｃｍ］〜１ｅ１２［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等を用いることができる。ポリイミド樹脂は耐久性が高く、光沢度が高くセンサを使いやすいなどのメリットを有する。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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に対向するように、中間転写ベルト３１の表面に２次転写ローラ３６が当接している。２次転写ローラ３５は、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の表面と、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を接地されているのに対して、２次転写裏面ローラ３３には、２次転写バイアス電源３９より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次転写裏面ローラ３３側から転写ローラ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。すなわち、図１では、２次転写裏面ローラ３３を転写バイアス印加部材とし、２次転写ローラ３６をニップ形成部材として用いている。
【００３５】
転写ユニット３０の下方には、記録材としての記録紙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。
【００３６】
２次転写裏面ローラ３３は、芯金の表面には、導電性のＮＢＲ系ゴム層が被覆され田茂のであり、その抵抗Ｒは１０ｅ８［Ω］〜１ｅ１０［Ω］である。また、２次転写ローラ３６は、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１０ｅ８［Ω］〜１ｅ１０［Ω］である。抵抗の測定方法は、何れも、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、２次転写裏面ローラ３３または２次転写ローラ３６の心金に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ものである。
【００３７】
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、２次転写裏面ローラ３３の芯金に接続されている。また、２次転写３６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、２次転写ローラ３６の芯金を接地する代わりに、重畳バイアスを２次転写ローラ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。この場合は、２次転写ローラ３６を転写バイアス印加部材とし、２次転写裏面ローラ３３をニップ形成部材として用いており、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２次転写ローラ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、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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３３の芯金に印加される。また、上述したように、２次転写裏面ローラ３３の芯金に２次転写バイアスが印加されると、２次転写裏面ローラ３３の芯金と、転写ローラ３６の芯金との間に、電位差が発生する。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、本実施形態のように、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、２次転写ローラ３６の電位を２次転写裏面ローラ３３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２次転写ローラ３６側に静電移動させることになる。
【００４３】
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。本実施形態に係るプリンタにおいては、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、本実施形態に係るプリンタにおいては、２次転写バイアスを２次転写裏面ローラ３３の芯金に印加し、且つ２次転写ローラ３６の芯金を接地している（０Ｖ）。よって、２次転写裏面ローラ３３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。
【００４４】
同図に示すように、本実施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２次転写ローラ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２次転写ローラ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２次転写ローラ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。
【００４５】
次に、本発明者らが行った実験と、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成とについて説明する。
本発明者らは、実施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各種のプリントテストを行った。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、１７６［ｍｍ／ｓ］に設定した。また、２次転写バイアスの交流成分の周波数ｆについては周波数を２５０〜１０００［Ｈｚ］に設定した。また、記録紙Ｐとしては、特殊製紙株式会社製のレザック６６（商品名） １７５ｋｇ紙を使用した。レザック６６は、紙表面の凹凸の度合いが大きく、紙表面の凹部の深さは最大で１００［μｍ］程度である。Ｍベタ画像とＣベタ画像との重ね合わせによる青ベタ画像を、２次転写バイアス電源３９の出力電圧で、オフセット電圧Ｖｏｆｆを０［ｋＶ］〜−４［ｋＶ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐを４．０［ｋＶ］〜１２．０［ｋＶ］の間の様々な２次転写バイアスの条件でそれぞれレザック６６に出力した。そして、紙の平滑な所および最大凹部に転写された、青ベタ画像のＭ成分の画像濃度（ＩＤ）と、Ｃ成分の画像濃度（ＩＤ）とを、それぞれＸ−Ｒｉｔｅ社製 Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８によって測定した。そして、それら２つの画像濃度の和を、青色の画像濃度として求めた。この結果、２次転写バイアスの交流成分が、周波数を５００［Ｈｚ］、オフセット電圧Ｖｏｆｆが−１［ｋＶ］〜−２［ｋＶ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐが８［ｋＶ］の時、平滑部と最大凹部の濃度差が少なく、且つ、濃度を最も高くすることができた。
【００４６】
さらに、本実施形態のプリンタでは、このような条件の転写バイアスが転写ニップ内で安定して得られるように、印加される転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段３０３を設ける。そして、振幅量検知手段３０３により検知された交流成分の振幅量と、２次転写バイアス電源３９が出力するよう設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、２次転写バイアス電源３９から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御するバイアス電源制御手段３００を設ける。
【００４７】
図４は、振幅量検知手段とバイアス電源制御手段を設けた転写ユニットの概略構成図である。上述のように、２次転写裏面ローラ３３は転写バイアス印加部材であり、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを出力する２次転写バイアス電源３９が接続されている。２次転写バイアス電源３９は、出力する転写バイアスの直流成分、交流成分の条件をバイアス電源制御手段３００よりＰＷＭやデジタル量などで指示されて個別に制御される。転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段３０３としては、２次転写裏面ローラ３３に対向配置しインピーダンスＺｉｎを介して接地した検知電極３０１と、検知電極３０１で検知された交流成分の電圧Ｖから振幅量を検出する検出回路（整流回路）３０２を備える。
【００４８】
図５は、本実施形態の振幅量検知手段の説明図である。検知電極３０１は、２次転写裏面ローラ３３とを予め定められたギャップｇを有して対向配置される。このように２次転写裏面ローラ３３と検知電極３０１は、空中ギャップがあるため、２次転写裏面ローラ３３の交流成分のみが空中距離分を伝播し、対向する検知電極３０１に伝播する（図中点線矢印参照）。検知電極３０１で検知される電圧値Ｖは、ギャップｇ［ｍｍ]、２次転写裏面ローラ３３の径Ｄ［ｍｍ］、検知電極３０１の径ｄ［ｍｍ］、幅Ｌ［ｍｍ］、周波数ｆ［Ｈｚ］、検知電極３０１と接地間のインピーダンスＺｉｎ[Ω]などにより、以下のようにして求められる。
線材−線材間の静電容量Ｃ［ｐＦ］で導かれ、数式１のようになる。
【００４９】
【数１】
ここで、ε０は真空中の比誘電定数である。また、検知電極３０１の径ｄと２次転写裏面ローラ３３の径Ｄとは対称形ではない。ここで、ギャップ部のインピーダンスＺａｉｒは、数式２のようになる。
【００５０】
【数２】
また、上記回路において、検知電極３０１の入力インピーダンスＺｉｎは、数式３のように分圧される。
【００５１】
【数３】
このため、Ｖを測定すれば、２次転写裏面ローラ３３表面の交流成分が得られる。また、得られたＶを整流する検出回路（整流回路）３０２を設ける。検出回路（整流回路）３０２は、検知電極３０１により２次転写裏面ローラ３３表面の交流成分は整流し、直流成分に変えて、バイアス電源制御手段３００に入力する。検出回路（整流回路）３０２では、図５のように適当な時定数のフィルターを作ることで、簡単に直流化が可能になる。
【００５２】
具体的には、転写バイアス電圧の交流成分は、上述の実験で求められた周波数を５００［Ｈｚ］、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐが８［ｋＶ］まで、対応しようとすると、ギャップｇが小さすぎて２次転写裏面ローラ３３からリークしないように、ギャップｇを６ｍｍ以上とることが好ましい。これは、交流１ｋＶｒｍｓ当り１ｍｍという経験的な交流リーク則から決定される。ここでは、ギャップｇは２０［ｍｍ］としている。また、２次転写裏面ローラ３３の径Ｄは２０〜３０［ｍｍ］、検知電極３０１の径ｄは３〜１０［ｍｍ］、幅Ｌは３３０［ｍｍ］、検知電極３０１と接地間の入力インピーダンスＺｉｎは１〜１０００［ＭΩ］とする。このような構成の振幅量検知手段３０３により、２次転写裏面ローラ３３表面の交流成分を検知することができる。なお、このような回路では、振幅量検知手段３０３に流れる交流成分の電流量は１０〜５０［μＡ］であり、転写ニップ内に流れる交流成分の電流量は５［ｍＡ］程度である。
【００５３】
バイアス電源制御手段３００は、振幅量検知手段により検知された転写バイアス印加部材から印加される転写バイアスの交流成分の振幅量と、２次転写バイアス電源３９から出力するように設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、２次転写バイアス電源３９から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御する。これにより、バイアス電源から出力された交流成分が漏洩していても、２次転写バイアス電源３９側で出力する交流成分の振幅量を制御して、転写ニップ内に流れる交流成分の振幅量が、予め設定された所望の交流成分の振幅数に近づくように補償することができる。よって、転写ニップ内では、トナーを振動させて良好に凹部に転写させる適正な振幅の交流成分が得られるようになり、安定して転写ムラが抑制できる。
【００５４】
上述したように、図５の構成では、検知電極３０１は、ギャップｇは２０［ｍｍ］程度の間隙を有して２次転写裏面ローラ３３表面に対向しているため、転写バイアスのうちの直流成分に対しての良好な空間絶縁性を有しており、直流成分を検知することはできない。このため、振幅数検知手段には、直流成分が雑音として混入することがなくなり、交流成分の計測が安定し、検知精度向上が向上する。なお、転写バイアスの直流成分は、２次転写バイアス電源３９内で出力を平均化することなどにより、容易に測定できる。ここでは、直流成分として数１０μＡ程度が流れている。
【００５５】
図６は、振幅数検知手段の検知電極を接触させた場合の説明図である。図６のように、検知電極３０４を２次転写裏面ローラ３３表面に接触させると、直流成分などの精緻な測定が可能にはなるが、直流成分のノイズなども回路に入力されるため、交流成分以外をフィルターなどにより取り除かなくてはならない。これはハードウェアとしてはコスト高となるため、上述のように直流成分は別の電源側の計測回路で測定することが好ましい。このようなことから、図７に示すように、振幅量検知手段３０３の検知電極３０１を非接触で設け、転写ニップに安定して直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを流すことが好ましい。
【００５６】
また、振幅量検知手段３０３の検知電極３０１は、バイアス印加部材である２次転写裏面ローラ３３の転写ニップよりも上流側で対向することが望ましい。これは、転写ニップ下流側では、記録紙Ｐの分離時には放電ノイズが恒常的に発生する。この放電ノイズは、高周波ノイズを多く含むため、振幅量検知手段３０３の計測ノイズとなる。このため、検知電極３０１を転写ニップよりも上流側に配置することにより、計測を安定させることができる。
【００５７】
図８は、振幅量検知手段の他の例の説明図である。図８に示すように、転写ニップよりも下流側で記録紙Ｐを除電するために除電電圧を印加する除電電極３０５を備えた構成のものでは、除電電極３０５を振幅量検知手段の検知電極として用いることができる。除電電極３０５は、除電バイアス電源３１０に接続され、転写ニップ通過後の記録紙Ｐに対して非接触で除電バイアスを印加することで、中間転写ベルト３１から分離しやすくする。この間は、除電電極３０５を振幅量検知手段の検知電極として用いることはできない。除電電極３０５の切替え回路３１１を設け、記録紙Ｐの通過時は除電バイアス電源３１０に接続し、それ以外は振幅量検知手段３０３の検出回路３０２に接続するよう切替る。これにより、記録材Ｐに対しては除電電極３０５から除電電圧を印加し、それ以外は除電電極３０５で転写ニップ近傍の交流成分の振幅量を検知可能とする。このように、検知電極として、除電電極３０５を用いることで、別途検知電極を設けることなく、振幅量を検知でき、省スペース化が図れる。なお、振幅量検知手段として計測ノイズを少なくするためには、記録紙Ｐの分離時の検知は避けることが好ましい。
【００５８】
図９は、図８の振幅量検知手段を用いたときのフローの説明図である。画像形成プロセスが始まった直後、転写紙の通過が無いとき、切替回路３１１により除電電極３０５を振幅量検知手段３０３の検出回路３０２側に接続し、転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する。検知された値を、バイアス電源制御手段３００に入力して、２次転写バイアス電源３９から出力するように設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、２次転写バイアス電源３９から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御する。これを差が、決められた範囲内になるまで、繰り返す。そして、転写ニップ内に流れる交流成分の振幅量が、予め設定された所望の交流成分の振幅数に近づくように補償する。転写時には，この補償された電圧を２次転写バイアス電源３９から出力するようにする。記録紙Ｐの進入時には、切替回路３１１により、除電電極３０５に除電バイアスを作動させる。この時、除電バイアスは転写紙の分離動作のために使用される。具体的には、転写紙通過時は３ＫＶｐｐを与える。このように、画像形成プロセスが始まった直後、紙の通過が無く、かつ、除電バイアスがオフされている時に、ＡＣ成分の検出を行うようにすることで、検知の精度を上げ、フィードバック制御の精度を上げることができる。
【００５９】
以上、本実施形態では、トナー像担持体として中間転写ベルト３１を用いた２次転写装置を用いて、本発明を説明したが、これに限られるものではない。例えば、トナー像担持体として感光体ベルトを用い、ニップ形成部材である転写裏面ローラまたは転写ローラの何れか一方を転写バイアス電源に接続して出力された直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを印加するものでも、適用可能であり、同様の効果が得られる。さらに、感光体ドラムや中間転写ドラムのようなドラム状のトナー像担持体を用い、ドラム表面に当接するニップ形成部材を転写バイアス電源に接続して出力された直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを印加するものでも、適用可能であり、同様の効果が得られる。
【００６０】
以上、本実施形態によれば、トナー像担持体としての中間転写ベルト３１に当接して転写ニップを形成するためのニップ形成部材としての２次転写ローラ３６と２次転写裏面ローラ３３と、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを出力する２次転写バイアス電源３９とを備えた２次転写装置を有する。この２次転写装置で、中間転写ベルト３１表面と接するように記録材Ｐを転写ニップ内に挟み込むとともに、２次転写バイアス電源３９より２次転写裏面ローラ３３を介して転写バイアスを転写ニップに印加することで中間転写ベルト３１上のトナー像を記録紙Ｐに転写する。さらに、２次転写裏面ローラ３３を介して転写ニップに印加される転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段３０３と、振幅量検知手段３０３により検知された交流成分の振幅量と、２次転写バイアス電源３９が出力するよう設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、２次転写バイアス電源３９から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御するバイアス電源制御手段３００とを設ける。これにより、２次転写バイアス電源３９から出力された交流成分が漏洩していても、転写バイアス電源側で出力する交流成分の振幅量を制御して、転写ニップ内に流れる交流成分の振幅量が、予め設定された所望の交流成分の振幅量に近づくように補償することができる。よって、転写ニップ内では、トナーを振動させて良好に凹部に転写させる適正な振幅の交流成分が得られるようになり、安定して転写ムラを抑制できる。
また、本実施形態によれば、振幅量検知手段３０３は２次転写裏面ローラ３３に非接触で対向する検知電極３０１と、検知電極３０１で検知された電圧より振幅量を検出する検出回路３０２とを有する。検知電極３０１は、２次転写裏面ローラ３３とを予め定められたギャップｇを有して対向配置される。このように２次転写裏面ローラ３３と検知電極３０１は、空中ギャップがあるため、２次転写裏面ローラ３３の交流成分のみが空中距離分を伝播し、対向する検知電極３０１に伝播する。伝播した交流電圧を検出回路３０２で直流化して、バイアス電源制御手段３００に入力することで、上記制御が行える。また、検知電極３０１は、ギャップｇを有して２次転写裏面ローラ３３表面に対向しているため、転写バイアスのうちの直流成分に対しての良好な空間絶縁性を有しており、直流成分を検知することはできない。このため、振幅数検知手段には、直流成分が雑音として混入することがなくなり、交流成分の計測が安定し、検知精度向上が向上する。
また、本実施形態によれば、検知電極３０１は２次転写裏面ローラ３３の転写ニップよりも上流側で対向する。これは、転写ニップ下流側では、記録紙Ｐの分離時には放電ノイズが恒常的に発生する。この放電ノイズは、高周波ノイズを多く含むため、振幅量検知手段３０３の計測ノイズとなる。このため、検知電極３０１を転写ニップよりも上流側に配置することにより、計測を安定させることができる。
また、本実施形態によれば、転写ニップ位置よりも下流側で記録紙Ｐを除電するために除電電圧を印加する除電電極３０５を備え、振幅量検知手段の検知電極として除電電極３０５を用いる。別途検知電極を設けることなく、振幅量を検知でき、転写ニップ近傍で振幅量検知手段の省スペース化が図れる。
また、本実施形態によれば、振幅量検知手段の検知電極として除電電極３０５を用いる構成において、転写ニップ内に記録紙Ｐを挾持している間は除電電極３０５を除電電圧出力する電源３１０に接続して除電電圧を印加し、それ以外は除電電極３０５を振幅量検知手段３０３の検出回路３０２に接続して振幅量を検知可能とする。
また、本実施形態によれば、中間転写ベルトを用いた２次転写装置に採用することで、重ね合わせトナー像をムラ無く安定して凹凸紙にも転写することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 画像形成ユニット
２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 感光体
３ ドラムクリーニング装置
４ クリーニングブラシローラ
５ クリーニングブレード
６ 帯電装置
７ 帯電ローラ
８ 現像装置
９ 現像ロール
３０ 転写ユニット
３１ 中間転写ベルト
３２ 駆動ローラ
３３ ２次転写裏面ローラ
３４ クリーニングバックアップローラ
３５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 一次転写ローラ
３６ ２次転写ローラ
３９ ２次転写バイアス電源
９０ 定着装置
１００ 給紙カセット
３００ バイアス電源制御手段
３０１ 検知電極（非接触）
３０２ 検出回路
３０３ 振幅量検知手段
３０４ 検知電極（接触）
３０５ 除電電極
３１０ 除電バイアス電源
３１１ 切替回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００６−２６７４８６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像担持体に当接して転写ニップを形成するためのニップ形成部材と、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを出力する転写バイアス電源とを備え、該トナー像担持体表面と接するように記録材を該転写ニップ内に挟み込むとともに、該転写バイアス電源より該ニップ形成部材を介して転写バイアスを転写ニップに印加することで該トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写装置において、
上記ニップ形成部材を介して上記転写ニップに印加される転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段と、該振幅量検知手段により検知された交流成分の振幅量と、上記転写バイアス電源が出力するよう設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、該転写バイアス電源から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御するバイアス電源制御手段とを設けたことを特徴とする転写装置。
【請求項２】
請求項１の転写装置において、上記振幅量検知手段は上記転写バイアスを印加するニップ形成部材に非接触で対向する検知電極と、該検知電極で検知された電圧より振幅量を検出する検出回路とを有することを特徴とする転写装置。
【請求項３】
請求項２の転写装置において、上記振幅量検知手段の検知電極は上記転写バイアスを印加するニップ形成部材に上記転写ニップより上流側で対向することを特徴とする転写装置。
【請求項４】
請求項１の転写装置において、上記転写ニップ位置よりも下流側で上記記録材を除電するために除電電圧を印加する除電電極を備え、上記振幅量検知手段の検知電極として該除電電極を用いることを特徴とする転写装置。
【請求項５】
請求項４の転写装置において、上記転写ニップ内に記録材を挾持している間は上記除電電極を除電電圧出力する電源に接続して除電電圧を印加し、それ以外は該除電電極を上記振幅量検知手段の検出回路に接続して振幅量を検知可能とすることを特徴とする転写装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の何れかの転写装置において、上記トナー像担持体は中間転写ベルトであり、上記ニップ形成部材は該中間転写ベルト表面に接触する転写ローラと、該転写ローラと該中間転写ベルトを挟んで対向する転写裏面ローラからなり、該転写ローラまたは該転写裏面ローラの何れか一方を該転写バイアス電源に接続して出力された転写バイアスを印加し、他方をアースを接続することで、該転写ニップにトナー像を該転写裏面ローラ側から該転写ローラ側に静電移動させる転写電界を形成することを特徴とする転写装置。
【請求項７】
トナー像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、上記転写手段として請求項１乃至６の転写装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
トナー像担持体に当接して転写ニップを形成するためのニップ形成部材と、直流電圧に交流電圧を重畳した転写バイアスを出力する転写バイアス電源とを備え、該トナー像担持体表面と接するように記録材を該転写ニップ内に挟み込むとともに、該転写バイアス電源より該ニップ形成部材を介して転写バイアスを転写ニップに印加することで該トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写装置において、
上記ニップ形成部材を介して上記転写ニップに印加される転写バイアスの交流成分の振幅量を検知する振幅量検知手段と、該振幅量検知手段により検知された交流成分の振幅量と、上記転写バイアス電源が出力するよう設定された交流成分の振幅量とを比較してその差に基づき、該転写バイアス電源から出力する交流成分の振幅量をフィードバック制御するバイアス電源制御手段とを設けたことを特徴とする転写装置。
【請求項２】
請求項１の転写装置において、上記振幅量検知手段は上記転写バイアスを印加するニップ形成部材に非接触で対向する検知電極と、該検知電極で検知された電圧より振幅量を検出する検出回路とを有することを特徴とする転写装置。
【請求項３】
請求項２の転写装置において、上記振幅量検知手段の検知電極は上記転写バイアスを印加するニップ形成部材に上記転写ニップより上流側で対向することを特徴とする転写装置。
【請求項４】
請求項１の転写装置において、上記転写ニップ位置よりも下流側で上記記録材を除電するために除電電圧を印加する除電電極を備え、上記振幅量検知手段の検知電極として該除電電極を用いることを特徴とする転写装置。
【請求項５】
請求項４の転写装置において、上記転写ニップ内に記録材を挾持している間は上記除電電極を除電電圧出力する電源に接続して除電電圧を印加し、それ以外は該除電電極を上記振幅量検知手段の検出回路に接続して振幅量を検知可能とすることを特徴とする転写装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の何れかの転写装置において、上記トナー像担持体は中間転写ベルトであり、上記ニップ形成部材は該中間転写ベルト表面に接触する転写ローラと、該転写ローラと該中間転写ベルトを挟んで対向する転写裏面ローラからなり、該転写ローラまたは該転写裏面ローラの何れか一方を該転写バイアス電源に接続して出力された転写バイアスを印加し、他方をアースを接続することで、該転写ニップにトナー像を該転写裏面ローラ側から該転写ローラ側に静電移動させる転写電界を形成することを特徴とする転写装置。
【請求項７】
トナー像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、上記転写手段として請求項１乃至６の転写装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１１８４０１（Ｐ２０１２−１１８４０１Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９６５７（Ｐ２０１０−２６９６５７）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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