(57)【要約】【課題】感光ドラム１への過剰な電流供給を抑制し、良好な一次転写性を確保することができる。【解決手段】互いに電気的に接続される二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４との間に接続されるツェナーダイオード１５と、中間転写ベルト１０に当接し中間転写ベルト１０に電流を供給する二次転写ローラ２０と、二次転写ローラ２０に電圧を印加する転写電源２１と、を有する画像形成装置において、ツェナーダイオード１５と金属ローラ１４との間に電気的に接続される抵抗１７を有する。【選択図】図１
2015011063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの外周面に当接し、トナー像を担持する像担持体と、
前記中間転写ベルトの内周面に当接することにより、前記中間転写ベルトを循環移動可能に支持する第１支持部材と、
前記像担持体と前記中間転写ベルトとの当接部である一次転写部付近で前記中間転写ベルトの内周面に当接する第２支持部材と、
互いに電気的に接続される前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に接続される定電圧素子と、
前記中間転写ベルトに当接し前記中間転写ベルトに電流を供給する電流供給部材と、
前記電流供給部材に電圧を印加する電源と、
を有する画像形成装置において、
前記定電圧素子と前記第２支持部材との間に電気的に接続される抵抗を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電流供給部材は、前記中間転写ベルトとの当接部である二次転写部において、前記中間転写ベルトに一次転写された前記トナー像を転写材に二次転写する二次転写部材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体を複数有し、
前記第２支持部材は、各像担持体の前記一次転写部付近にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記抵抗は、各像担持体の前記一次転写部付近にそれぞれ設けられる複数の前記第２支持部材と、前記定電圧素子と、の間にそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
複数設けられる前記抵抗は、それぞれ異なる抵抗値に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
複数設けられる前記抵抗は、前記二次転写部から前記一次転写部までの距離が遠いほど、抵抗値が小さい値に設定されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定電圧素子は、ツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定電圧素子は、バリスタであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電源が、前記電流供給部材に電圧を印加して、前記電流供給部材、前記中間転写ベルトを通じて流れる第１電流と、前記電流供給部材、前記第１支持部材、前記定電圧素子、前記第２支持部材、前記中間転写ベルトを通じて流れる第２電流と、の重畳電流を前記像担持体に供給することにより、前記一次転写部における前記像担持体の表面電位と前記中間転写ベルトの表面電位に電位差を設けて、前記像担持体に担持されたトナー像を前記像担持体から前記中間転写ベルトへ一次転写させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２支持部材は金属ローラであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機やレーザービームプリンターなどの画像形成装置として、中間転写体（以下、中間転写ベルトとする）を使用する構成の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、一次転写工程として、ドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）表面に形成されたトナー像を、感光ドラムと対向する位置に配置された一次転写部材に高圧電源より電圧供給を行うことにより、中間転写ベルト上に転写する。この一次転写工程を、複数色のトナー像に関して繰り返し実行することにより、中間転写ベルト表面に複数色のトナー像を形成する。続けて、二次転写工程として、高圧電源が二次転写部材に電圧供給を行うことにより、中間転写ベルト上に形成された複数色のトナー像を紙などの記録材表面に一括転写する。記録材に一括転写されたトナー像は、その後、定着手段により、永久定着されることにより、カラー画像が形成される。
特許文献１には、中間転写ベルトに接触する電流供給部材に電圧を印加することにより、電流供給部材から中間転写ベルトを介して複数の感光ドラムに電流を流すことで、中間転写ベルトにトナー像を一次転写させる構成が開示されている。このような構成により、一次転写専用の高圧電源を用いずに一次転写を行うことが可能となるため、画像形成装置の低コスト化、小型化を図ることができる。
また、特許文献１の構成では、各支持ローラに定電圧素子を接続することによって中間転写ベルトの表面電位（以下、ベルト電位という）を一定に保ち、より一次転写性を安定させることができる。定電圧素子の一例としてツェナーダイオードを用いる例が開示されている。このように各支持ローラにツェナーダイオードを接続することで、ツェナーダイオード端に発生する電位以上にベルト電位が上昇することを抑制し、各支持ローラに接触した中間転写ベルトのベルト電位を一定に保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９８７０９号公報
【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、特許文献１に開示される、中間転写ベルトの周方向に電流を流して複数の感光ドラムから一次転写を行う構成では、電流供給部材から、近い画像形成ステーションと遠い画像形成ステーションとで、ベルト電位を適正値に維持できない場合があった。ベルト電位が維持できないと、必要なトナー量を中間転写ベルト上に転写することができなくなり、濃度薄等の問題が発生してしまう。
具体的には、中間転写ベルトの周方向に電流を流して一次転写を行う構成においては、各画像形成ステーションにおけるベルト電位は、中間転写ベルトの周方向の抵抗によって電圧降下してしまう。そのため、電流供給部材から遠い画像形成ステーションになるほどベルト電位が小さくなってしまい、中間転写ベルトの移動方向の上流側の画像形成ステーションと下流側の画像形成ステーションとでは、大きな電位差となってしまう。その結果、各々の画像形成ステーションにおいて、一次転写に適正なベルト電位を形成出来ず、良好な一次転写をすることができなくなる。
対策として、図９に示すような構成が考えられる。図９に示すように、中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、二次転写対向ローラ１３に張架される構成である。また、二次転写電源２１に接続された電流供給部材としての二次転写ローラ
２０と、像担持体としての感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、中間転写ベルト１０の外周面に当接して設けられ、金属ローラ１４は内面に当接して設けられる。また、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、二次転写対向ローラ１３、金属ローラ１４は定電圧素子としてのツェナーダイオード１５を介して接地される。ツェナーダイオード１５の代わりにバリスタを使用しても良い。
さらに、図９に示す構成における一次転写動作を、感光ドラム１ｂを含む第２の画像形成ステーションｂを用いて説明する。まず、二次転写電源２１から図９上の矢印Ａで示される経路を流れる電流ＩＡと矢印Ｂで示される経路を流れる電流ＩＢの合計電流が感光ドラム１ｂに供給される。
具体的には、電流ＩＡは、二次転写電源２１から、二次転写ローラ２０、中間転写ベルト１０を通じて感光ドラム１ｂに流れる電流である。電流ＩＢは、二次転写電源２１から、二次転写ローラ２０、二次転写対向ローラ１３、金属ローラ１４、中間転写ベルト１０を通じて感光ドラム１ｂに流れる電流である。
図９に示す構成においては、感光ドラム１ｂに電流が供給されることで、中間転写ベルト１０上にベルト電位が形成される。このベルト電位と感光ドラム１ｂの電位との電位差によって、中間転写ベルト１０から感光ドラム１ｂに向かう電界が発生する。この電界によって、感光ドラム１ｂ上のトナーが中間転写ベルト１０上に移動し、一次転写が行われる。
また、二次転写電源２１は、二次転写ローラ２０、二次転写対向ローラ１３を通じてツェナーダイオード１５に電流が流れるように制御され、各支持ローラおよび金属ローラ１４はツェナーダイオード１５に設定された電圧（以下、ツェナー電位とする）に保たれる。そのため、電流ＩＢはツェナー電位に応じた電流量となる。
したがって、二次転写ローラ２０、中間転写ベルト１０を通じて流れる電流ＩＡに加えて、金属ローラ１４から中間転写ベルト１０を通じて流れる電流ＩＢが感光ドラム１ｂに重畳電流（一次転写電流）として供給される。そのため、下流側の画像形成ステーションでも一次転写に適切なベルト電位を形成することができる。
しかしながら、上記構成では、中間転写ベルト１０と第２の画像形成ステーションｂのインピーダンスが低くなると感光ドラム１ｂに過剰な電流が流れ込み、印字した画像部と非画像部が感光ドラム１ｂの１周後に濃淡ムラとなる場合がある。そのため、いわゆるドラムゴーストと呼ばれる画像不良が発生する虞がある。
具体的には、中間転写ベルト１０の周方向の抵抗が下がると、画像形成ステーションｂのインピーダンスが低下するため、感光ドラム１ｂに供給される電流ＩＡと電流ＩＢはともに増加する。感光ドラム１ｂに過剰な電流が流れ込むと、感光ドラム１ｂ上にトナーが存在しなかった非画像部には、トナーが存在した画像部に比べて電流は多く流れ込む。そのため、一次転写後の感光ドラム１ｂでは、非画像部と画像部の電位差が生じる。感光ドラム１ｂを帯電部材２ｂにより帯電した後にも一次転写後に形成した画像部と非画像部の電位差は残り、この電位差によって、感光ドラム１ｂ上にトナーを現像する際に濃淡差が生じる。その結果、ドラムゴーストと呼ばれる画像不良が発生する。
特にドラムゴーストは、製造上の抵抗値のばらつき（以下、製造公差という）がある中間転写ベルト１０において、製造公差内の抵抗値が下限である中間転写ベルト１０を使用する場合に、発生する可能性がある。また、イオン系導電材を用いた中間転写ベルト１０において、高温高湿環境下で抵抗値が下がる場合など、画像形成ステーションのインピーダンスが低くなる場合に顕著に発生する。
【０００５】
上記課題に鑑みて、本発明の目的は、像担持体への過剰な電流供給を抑制し、良好な一次転写性を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、
無端状の中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの外周面に当接し、トナー像を担持する像担持体と、
前記中間転写ベルトの内周面に当接することにより、前記中間転写ベルトを循環移動可能に支持する第１支持部材と、
前記像担持体と前記中間転写ベルトとの当接部である一次転写部付近で前記中間転写ベルトの内周面に当接する第２支持部材と、
互いに電気的に接続される前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に接続される定電圧素子と、
前記中間転写ベルトに当接し前記中間転写ベルトに電流を供給する電流供給部材と、
前記電流供給部材に電圧を印加する電源と、
を有する画像形成装置において、
前記定電圧素子と前記第２支持部材との間に電気的に接続される抵抗を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、像担持体への過剰な電流供給を抑制し、良好な一次転写性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図２】中間転写ベルトを張架する構成について説明する図
【図３】中間転写ベルトの抵抗値の測定について説明する図
【図４】一次転写電流と一次転写残濃度の関係について示すグラフ
【図５】変形例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図６】実施例２に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図７】実施例３に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図８】従来例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図９】従来例の感光ドラムへの電流供給について説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１０】
（実施例１）
＜画像形成装置の説明＞
まず、図１を用いて、実施例１に係るカラー画像形成装置（以下、単に、画像形成装置という）の構成及び動作について説明する。図１は、実施例１に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。実施例１に係る画像形成装置は、画像形成ステーションを複数有している、いわゆるタンデムタイプのプリンタである。第１の画像形成ステーションａはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成ステーションｂはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成ステーションｃはシアン（Ｃ）、第４の画像形成ステーションｄはブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成する。各画像形成ステーションの構成は、収容するトナーの色以外は同様であるため、以下、第１の画像形成ステーションａを用いて説明し、他の画像形成ステーションの説明については省略する。
【００１１】
第１の画像形成ステーションａは、ドラム状の像担持体としての電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１ａと、帯電手段としての帯電ローラ２ａと、現像手段としての現像器４ａと、クリーニング装置５ａと、を備えている。感光ドラム１ａは、図１中矢印Ａ
方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動するように設けられている。
【００１２】
イエロー（Ｙ）のトナー（現像剤）を収容する現像器４ａは、感光ドラム１ａにイエロートナーを現像するための装置である。クリーニング装置５ａは、感光ドラム１ａに当接するクリーニング部材としてのクリーニングブレード５１ａと、クリーニングブレード５１ａが回収したトナーを収容する廃トナーボックス５２ａを備える。
【００１３】
コントローラ等の制御部（不図示）が画像信号を受信することによって画像形成動作が開始され、感光ドラム１ａは回転駆動される。感光ドラム１ａは回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性（実施例１では負極性）で所定の電位に一様に帯電処理され、露光手段３ａにより画像信号に応じた露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。
【００１４】
次いで、その静電潜像は現像位置において現像器（イエロー現像器）４ａにより現像され、イエロートナー像（現像剤像）として可視化される。ここで、実施例１において、現像器４ａに収容されたトナーの正規の帯電極性は、負極性である。
【００１５】
中間転写ベルト１０は、複数の張架ローラ１１、１２、１３で張架（支持）されている。そして、感光ドラム１ａとの当接部（以下、一次転写部という）Ｎ１ａで同方向に移動する向き（図１中矢印Ｂ方向）に、感光ドラム１ａと略同一の周速度で循環移動可能（回転駆動可能）に支持されている。感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、一次転写部Ｎ１ａを通過する過程で、中間転写ベルト１０の上に転写される（一次転写）。
【００１６】
実施例１では、一次転写時には中間転写ベルト１０の外周面に当接する二次転写部材（電流供給部材）としての二次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０の周方向に電流を流し、中間転写ベルト１０の各一次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄで一次転写電位が形成される。
【００１７】
一次転写後、感光ドラム１ａ表面に残留した一次転写残トナーは、クリーニング装置５ａにより清掃、除去された後、帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。以下、同様にして、第２、３、４の画像形成ステーションｂ、ｃ、ｄによって第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成される。そして、それらトナー像が、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。
【００１８】
中間転写ベルト１０上に一次転写された４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ２０が形成する二次転写部Ｎ２を通過する過程で、給紙手段５０により給紙された転写材としての記録材Ｐの表面に一括転写される（二次転写）。二次転写ローラ２０は外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗１０８Ω・ｃｍ、厚み５ｍｍに調整したニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）とエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのものを用いている。
【００１９】
二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０の外周面に対して、５０Ｎの加圧力で当接し、二次転写部Ｎ２を形成している。二次転写ローラ２０は、図１中の矢印Ｃ方向に回転するように、すなわち中間転写ベルト１０に対して従動回転するように設けられている。また、二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０上のトナーを紙等の記録材Ｐに二次転写している時には、二次転写電源（電源）２１から２５００［Ｖ］の電圧が印加されている。
【００２０】
その後、４色のトナー像を担持した記録材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して記録材Ｐに固定される。二次転写後
に中間転写ベルト１０上に残ったトナーは、中間転写ベルト１０に当接して設けられるクリーニング装置１６により清掃、除去される。以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。
【００２１】
＜一次転写を行うための構成＞
次に、一次転写を行うための構成について説明する。まず、図１、図２を参照して、各一次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄで一次転写電位を形成する為に必要な構成である、中間転写ベルト１０と、張架ローラ１１、１２、１３、金属ローラ１４、電圧維持素子１５について説明する。図２は、中間転写ベルトを張架する構成について説明する図である。図２（ａ）は、金属ローラの配置について示す図であり、図２（ｂ）は、中間転写ベルトが張架された状態を示す図である。
【００２２】
各画像形成ステーションａ、ｂ、ｃ、ｄ（各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）と対向する位置には、中間転写体として中間転写ベルト１０が配置されている。中間転写ベルト１０は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端状ベルトである。そして、張架部材である駆動ローラ１１、テンションローラ１２、二次転写対向ローラ（第１支持部材）１３の３軸で張架（支持）され、テンションローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架されている。
【００２３】
中間転写ベルト１０は、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと当接した一次転写部Ｎ１で同方向に移動する向きに、駆動源（不図示）によって回転する駆動ローラ１１によって感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと略同一の周速度で回転駆動される。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、感光ドラム１ｂ及び感光ドラム１ｃの一次転写部Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ付近（一次転写部付近）に第２支持部材としての金属ローラ１４が配置されている。より具体的には、金属ローラ１４は、中間転写ベルト１０の移動方向において感光ドラム１ｂと感光ドラム１ｃの間の位置であって、中間転写ベルト１０の内周面に接触して配置されている。すなわち、金属ローラ１４は、第２の画像形成ステーションｂと第３の画像形成ステーションｃとの中間位置に配置されている。そして、金属ローラ１４は、感光ドラム１ｂ、１ｃへの中間転写ベルト１０の巻きつき量を確保できるように、感光ドラム１ｂ、１ｃと中間転写ベルト１０で形成される水平面に対して、持ち上げた位置で両端部を保持（支持）している。
【００２５】
金属ローラ１４は、外径６ｍｍのストレート形状のニッケルメッキされたＳＵＳ（ステンレス鋼）丸棒で構成され、中間転写ベルト１０の回転に伴い、従動して回転する。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、感光ドラム１ｂと感光ドラム１ｃの間の距離をＷ、感光ドラム１ｂ、１ｃと金属ローラ１４の距離をＴ、中間転写ベルト１０に対する金属ローラ１４の持ち上げ高さをＨ１と定義する。距離Ｗ、距離Ｔは、中間転写ベルト１０の移動方向において、隣接する軸中心と軸中心の間の距離である。実施例１では、Ｗ＝６０ｍｍ、Ｔ＝３０ｍｍ、Ｈ１＝２ｍｍとする。
【００２７】
また、実施例１では感光ドラム１ａ、１ｄに対する中間転写ベルト１０の巻きつき量を確保するため、図２（ｂ）に示すように、駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１３を感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト１０で形成される水平面よりも持ち上げている。感光ドラム１ａ、１ｄに対する中間転写ベルト１０の巻きつき量を確保することによって、感光ドラム１ａ、１ｄと中間転写ベルト１０との接触が不安定になることで発生する転写不良を抑制する効果がある。
【００２８】
また、図２（ｂ）に示すように、二次転写対向ローラ１３と感光ドラム１ａ間の距離を
Ｄ１、駆動ローラ１１と感光ドラム１ｄ間の距離をＤ２とする。また、中間転写ベルト１０に対する、二次転写対向ローラ１３の持ち上げ高さをＨ２とし、張架ローラ１１の持ち上げ高さをＨ３とする。この時、実施例１においては、Ｄ１＝６０ｍｍ、Ｄ２＝５０ｍｍ、Ｈ２＝Ｈ３＝２ｍｍとする。
【００２９】
また、図２（ｂ）に示すように、中間転写ベルト１０を張架する３本の張架ローラ１１、１２、１３と、金属ローラ１４は、電気的に接続されており、定電圧素子（電圧安定化素子）として３００Ｖのツェナーダイオード１５を介して接地されている。なお、ツェナーダイオード１５の代わりにバリスタを使用しても良い。
【００３０】
＜中間転写ベルトの構成＞
実施例１の中間転写ベルト１０の材料として、周長７００ｍｍ、厚さ９０μｍであって、導電剤としてカーボンを混合した無端状のポリイミド樹脂を用いた。電気的特性としては、電子導電性の特性を示し、雰囲気中の温湿度に対する抵抗値変動が小さいのが特徴である。
【００３１】
中間転写ベルト１０には製造によって抵抗値に一定のばらつき（以下、製造公差という）が存在する。実施例１で使用した中間転写ベルト１０は、製造公差内の中心抵抗値として、体積抵抗率で１×１０９Ω・ｃｍ、周方向の抵抗値で１×１０7Ωのものを使用した
。体積抵抗率の測定は、三菱化学株式会社のＨｉｒｅｓｔａ-ＵＰ(ＭＣＰ-ＨＴ４５０)にリングプローブのタイプＵＲ（型式ＭＣＰ−ＨＴＰ１２）を使用して測定する。測定時の室内温度は２３℃、室内湿度は５０％に設定し、印加電圧１００Ｖ、測定時間１０ｓｅｃの条件で行った。
【００３２】
中間転写ベルト１０の周方向の抵抗については、図３（ａ）に示す周方向抵抗測定治具を使用して測定する。図３は、中間転写ベルトの抵抗値の測定について説明する図である。図３（ａ）は、抵抗測定治具を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す測定系の等価回路を示す図である。
【００３３】
まず、測定系の構成を説明する。測定する中間転写ベルト１０は内面ローラ１０１と駆動ローラ１０２でたるみが無いように張架される。金属でできた内面ローラ１０１は高圧電源（ＴＲＥＫ社製高圧電源：Ｍｏｄｅｌ＿６１０Ｅ）１０３に接続され、駆動ローラ１０２は接地されている。駆動ローラ１０２の表面は、中間転写ベルト１０に対して十分に抵抗の低い導電ゴムで被覆されており、中間転写ベルト１０が１００ｍｍ／ｓｅｃとなるように回転する。
【００３４】
次に、測定方法について説明する。駆動ローラ１０２によって中間転写ベルト１０を１００ｍｍ／ｓｅｃで回転させた状態で内面ローラ１０１に一定電流ＩＬを印加し、内面ローラ１０１に繋いだ高圧電源１０３で電圧ＶＬをモニタする。図３（ａ）に示す測定系は図３（ｂ）に示す等価回路であるとみなすと、内面ローラ１０１と駆動ローラ１０２までの距離Ｌ（実施例１では３００ｍｍ）の長さにおける中間転写ベルト１０の周方向の抵抗ＲＬ＝２ＶＬ／ＩＬによって算出することが出来る。この抵抗ＲＬを中間転写ベルト１０の１-００ｍｍ相当の中間転写ベルト周長に換算することで周方向の抵抗を求める。以下
、この中間転写ベルトの周方向の抵抗を抵抗Ｒ１０とする。
【００３５】
実施例１では、抵抗Ｒ１０の中心抵抗値が１×１０７Ωである中間転写ベルト１０を使用した。製造公差を加味すると、抵抗Ｒ１０の範囲は、５×１０6Ω≦  Ｒ１０  ≦２×
１０７Ωである。上記示した値は、実施例１において最適な転写を行うために選択したものであり、ベルト材質の違いによる転写効率の違いや、ツェナーダイオード１５に応じたツェナー電位によって抵抗Ｒ１０の中心抵抗値は変わる。
【００３６】
また、実施例１では、中間転写ベルト１０の材料としてポリイミド樹脂を使用したものの、熱可塑性樹脂であれば、他の材料でもよい。例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリロ二トリル-ブタジエン-スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の材料及びこれらの混合樹脂を使用しても良い。
【００３７】
＜一次転写動作＞
一次転写動作を、第２の画像形成ステーションｂを用いて説明する。二次転写電源２１によって電流供給部材としての二次転写ローラ２０に電圧が印加されることによって、二次転写ローラ２０、中間転写ベルト１０を通じて、感光ドラム１ｂへ流れる電流を電流ＩＡ（第１電流）とする。一方、二次転写ローラ２０、二次転写対向ローラ１３、金属ローラ１４、中間転写ベルト１０を通じて、感光ドラム１ｂへ流れる電流を電流ＩＢ（第２電流）とする。
【００３８】
実施例１の構成においては、これら電流ＩＡと電流ＩＢとの合計電流（重畳電流）が感光ドラム１ｂに供給されることで、中間転写ベルト１０の表面に電位（以下、ベルト電位という）が形成される。このベルト電位と感光ドラム１ｂの表面電位との電位差によって、中間転写ベルト１０から感光ドラム１ｂに向かう電界が発生する。この電界によって、感光ドラム１ｂ上のトナーが中間転写ベルト１０上に移動する一次転写が行われることとなる。
【００３９】
また、二次転写電源２１により供給される電流は、二次転写ローラ２０、二次転写対向ローラ１３を介してツェナーダイオード１５に流れるように制御され、各支持ローラ１１、１２、１３および金属ローラ１４はツェナー電位に保たれる。そのため、電流ＩＢはツェナー電位に応じた電流量となる。実施例１では、ツェナー電位は３００Ｖであり、周方向の抵抗値が１×１０7Ωである中間転写ベルト１０を使用すると、１２μＡ以上の電流
が第２の画像形成ステーションｂに供給されることとなる。
【００４０】
ここで、図４は、一次転写電流と一次転写残濃度の関係について示すグラフである。図４において、横軸は感光ドラム１ｂに流れる転写電流量を示しており、縦軸は一次転写残濃度（Ｏ．Ｄ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）を示している。一次転写残濃度は、マクベス濃度計（メーカー：グレタグマクベス社）を用いて測定しており、この値が大きいほど一次転写残濃度が高くなるため、転写効率が悪化することとなる。良好な一次転写性を確保するためには、一次転写残濃度は０．１以下であることが望ましく、図４のグラフから判断すると、４μＡから１５μＡ（図４に示すＯＫ領域）の転写電流が必要である。
【００４１】
４μＡ未満の場合、電流値の不足により感光ドラム１と中間転写ベルト１０間に適正な電位差を形成できず、転写効率が悪化し濃度薄が発生してしまう。一方、１５μＡより大きい場合、過度の電流が感光ドラム１に供給されることに起因するドラムゴーストによる画像不良が発生してしまう。
【００４２】
＜実施例１の特徴的構成＞
実施例１の特徴的構成について説明する。実施例１は、二次転写対向ローラ１３、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、金属ローラ１４がツェナーダイオード１５を介して接地される構成において、金属ローラ１４とツェナーダイオード１５の間に抵抗１７を設けることを特徴としている。本実施例では、抵抗１７の抵抗値をＲ１７＝１×１０7Ωと
した。
【００４３】
＜実施例１の作用＞
上記特徴的な構成を有することによる実施例１の作用を、第２の画像形成ステーションｂを用いて説明する。前述したとおり、電流ＩＡと電流ＩＢの合計電流（重畳電流）が感光ドラム１ｂに供給される。ここで、二次転写対向ローラ１３に電気的に接続された金属ローラ１４から中間転写ベルト１０周方向を通じて感光ドラム１ｂに流れる電流ＩＢに着目して説明する。電流ＩＢは、ツェナーダイオード１５に応じたツェナー電位（実施例１では３００Ｖ）、第２の画像形成ステーションｂのインピーダンス（以下、Ｒｂとする）、抵抗１７の抵抗値Ｒ１７によって決まる。
【００４４】
具体的には、（Ｒｂ＋Ｒ１７）×ＩＢ＝３００を満足するＩＢの値となる。つまり、Ｒｂ＋Ｒ１７の値が小さいほど、ＩＢは大きな値となり、感光ドラム１ｂに過剰な電流を流すことになる。
【００４５】
製造公差内の抵抗値が低い中間転写ベルト１０を使用する場合、Ｒｂは中間転写ベルト１０の周方向の抵抗値に左右されるため、Ｒｂの値は小さくなる。実施例１の構成においては、金属ローラ１４とツェナーダイオード１５の間に抵抗１７が存在すると、Ｒｂの値が小さい場合でも、感光ドラム１ｂに過剰な電流の流れ込みを抑制し、ドラムゴーストの発生を防ぐことが出来る。感光ドラム１ａ、１ｃ、１ｄについても、抵抗１７は上記と同様の効果を発揮して、各感光ドラムへの過剰な電流の流れ込みを抑制し、ドラムゴーストの発生を防ぐことが出来る。
【００４６】
＜実施例１の評価＞
以下、比較例を用いて、実施例１の効果の検証を行う。実施例１に係る画像形成装置の効果を調べるため、プロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃの画像形成装置を用いて、実施例１及び以下に示す比較例についてドラムゴーストの発生の有無を確認した。なお、評価画像としては、３０ｍｍ×３０ｍｍのベタ画像の下に３０％のハーフトーン画像を配置した画像を用いていており、各色に対して評価を行った。
【００４７】
（比較例）
比較例は発明が解決しようとする課題の欄で説明した構成と同様の構成であり、図８に示すような構成である。すなわち、実施例１で示した構成と比較して、金属ローラ１４とツェナーダイオード１５の間に抵抗１７を設けない構成である。また、ツェナーダイオード１５のツェナー電位は実施例１と同様に３００Ｖであり、その他各部材の特性も、実施例１のものと同様である。
【００４８】
次に評価結果について、表１を使用して述べる。表１は、１０ｍｍに換算した周方向の抵抗値Ｒ１０が、２×１０7Ω、１×１０７Ω、５×１０6Ωの各中間転写ベルト１０を用意し、比較例と実施例１を使用してドラムゴーストの発生の有無をそれぞれ確認したものである。用意した３つの中間転写ベルト１０は、それぞれ製造公差内の抵抗値の上限、中心、下限に対応する。
【００４９】
また、Ｒｂは中間転写ベルト１０の周方向の抵抗値Ｒ１０に大きく左右され、金属ローラ１４から感光ドラム１ｂ（一次転写部Ｎ１ｂ）までの距離Ｔ＝３０ｍｍであることから、Ｒｂ＝Ｒ１０×３と仮定して説明を行う。
【００５０】
まず、比較例の構成について、第２の画像形成ステーションｂに流れる電流ＩＢに着目して結果を説明する。
【００５１】
Ｒ１０が上限の抵抗値である２×１０7Ωの中間転写ベルト１０を使用する場合、Ｒｂ
＝Ｒ１０×３＝６×１０7となる。ツェナーダイオード１５のツェナー電位は３００Ｖで
あるから、Ｒｂ×ＩＢ＝３００となり、上記２式から以下の（式１）が得られる。
【００５２】
【数１】
2015011063.tif 000003
【００５３】
したがって、感光ドラム１ｂに流れ込む電流ＩＢは５μＡとなる。中間転写ベルト１０周方向を通して感光ドラム１ｂに流れる電流ＩＡを考慮すれば、第２の画像形成ステーションｂには５μＡ以上の電流が供給されることになり、良好な一次転写を行うことが出来る（図４参照）。
【００５４】
抵抗Ｒ１０が中央の抵抗値である１×１０7Ωの中間転写ベルト１０を使用する場合、
上記と同様の方法で求めると、電流ＩＢは１０μＡとなる。電流ＩＡを考慮すれば、第２の画像形成ステーションｂには１０μＡ以上の電流が供給されることになり、良好な一次転写を行うことが出来る（図４参照）。
【００５５】
抵抗Ｒ１０が下限の抵抗値である５×１０６Ωの中間転写ベルト１０を使用する場合、上記と同様の方法で求めると、電流ＩＢは２０μＡとなる。電流ＩＡを考慮すれば、第２の画像形成ステーションｂには２０μＡ以上の過剰な電流が流れることになり、ドラムゴーストが発生する（図４参照）。
【００５６】
次に、実施例１の構成について、第２の画像形成ステーションｂに流れる電流ＩＢに着目して説明する。実施例では金属ローラ１４とツェナーダイオード１５の間に抵抗１７を設けていることから、（Ｒｂ＋Ｒ１７）×ＩＢ＝３００となる。Ｒ１０が上限の抵抗値である２×１０7Ωの中間転写ベルト１０を使用する場合、上述のようにＲ１７は１×１０
７Ωであるから、Ｒｂ＋Ｒ１７＝６×１０7＋１×１０7＝７×１０7となり、上記２式か
ら以下の（式２）が得られる。
【００５７】
【数２】
2015011063.tif 000004
【００５８】
したがって、感光ドラム１ｂに流れ込む電流ＩＢは約４．３μＡとなる。電流ＩＡを考慮すれば、第２の画像形成ステーションｂには４．３μＡ以上の電流が供給されることになり、良好な一次転写を行うことが出来る（図４参照）。
【００５９】
抵抗Ｒ１０が中央の抵抗値である１×１０7Ωの中間転写ベルト１０を使用する場合、
上記と同様の方法で求めると、電流ＩＢは７．５μＡとなる。電流ＩＡを考慮すれば、第２の画像形成ステーションｂには７．５μＡ以上の電流が供給されることになり、良好な一次転写を行うことが出来る（図４参照）。
【００６０】
抵抗Ｒ１０が下限の抵抗値である５×１０６Ωの中間転写ベルト１０を使用する場合、上記と同様の方法で求めると、電流ＩＢは１２μＡとなる。電流ＩＡを考慮すれば、第２の画像形成ステーションｂには１２μＡ以上の電流が供給されることになり、良好な一次転写を行うことが出来る（図４参照）。
【００６１】
つまり、製造公差内の下限の抵抗値であるＲ１０が５×１０６Ωの中間転写ベルト１０を使用する場合、比較例では電流ＩＢが２０μＡとなり、第２の画像形成ステーションｂ過剰な電流が供給されることでドラムゴーストが発生する。それに対し、実施例１では抵
抗１７によって電流が抑制され、電流ＩＢが１２μＡとなり、第２の画像形成ステーションｂに一次転写に適切な電流が供給されることで良好な画像を印字することが出来る。
【００６２】
画像形成ステーションａ、ｃ、ｄについても、抵抗１７は上記と同様の効果を発揮して各感光ドラムへの過剰な電流の流れ込みを抑制し、ドラムゴーストの発生を防ぐことが出来る。ただし、金属ローラ１４から各感光ドラム１ａ、１ｃ、１ｄまでの距離は、金属ローラ１４から感光ドラム１ｂまでの距離Ｔ＝３０ｍｍと異なるため、各画像形成ステーションのインピーダンスに差が生じる。その結果、抵抗１７による電流抑制効果は各画像形成ステーションによって若干異なる。
【００６３】
【表１】
2015011063.tif 000005
○：ドラムゴーストの発生なし
×：ドラムゴーストの発生あり
【００６４】
実施例１では、一次転写を行うための構成として、第２の画像形成ステーションｂと第３の画像形成ステーションｃの間に金属ローラ１４を１本配置し、金属ローラ１４とツェナーダイオード１５の間に抵抗１７を設ける構成を示した。しかし、この構成に限ることはなく、図５に示すように、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの対向位置に、中間転写ベルト１０を介して金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄがそれぞれ所定量オフセットされて配置される構成でも良い。そして、二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ａ〜１４ｄは、電圧安定化素子としてツェナーダイオード１５を介して接地され、金属ローラ１４ａ〜１４ｄとツェナーダイオード１５の間に抵抗１７を設ける構成であってもよい。
【００６５】
以上のような構成とすることで、各色の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとそれぞれ対応する金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの距離を等しくすることができる。その結果、各画像形成ステーションのインピーダンスは同じになり、抵抗１７による電流抑制効果を各画像形成ステーションで同じにすることが出来る。
【００６６】
また、実施例１では、導電剤としてカーボンを混合した中間転写ベルト１０を使用したが、イオン導電性の導電剤を混合した中間転写ベルト１０であってもよい。イオン導電性の導電材を混合した中間転写ベルト１０は、周囲の環境によって抵抗が変わる。具体的には高温高湿環境下で周方向の抵抗が低下する。金属ローラ１４とツェナーダイオード１５の間に抵抗１７を設けることで、画像形成ステーションのインピーダンス変動を抑え過剰な電流の流れ込みを抑制することができる。そのため、高温高湿環境下でもイオン導電性の導電材を混合した中間転写ベルト１０を使用することが出来る。
【００６７】
（実施例２）
次に、図６を用いて、実施例２に係る画像形成装置について説明する。図６は、実施例２に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。実施例２で適用する画像形成装置の構成において、実施例１の部材と同一の部材については同一符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
実施例２の特徴的な構成について説明する。図６に示すように、実施例２の構成では、
第２支持部材としての金属ローラ１４が複数設けられる。すなわち、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの一次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄ付近それぞれにおいて、中間転写ベルト１０の内周面に当接して金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。言い換えると、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの対向位置に、中間転写ベルト１０を介して金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄがそれぞれ所定量オフセットされて配置されている。
【００６９】
また、二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、電圧安定化素子としてツェナーダイオード１５を介して接地されている。さらに、実施例２においては、抵抗１７が複数設けられている。すなわち、金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとツェナーダイオード１５の間にはそれぞれ抵抗１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが設けられている。実施例２に係る画像形成装置は、このような構成を採用することを特徴とするものである。実施例２では、抵抗１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの抵抗値は、それぞれ１×１０7Ωとした。
【００７０】
次に、実施例２の作用効果について説明する。実施例２の構成においては、実施例１と同様に、金属ローラ１４〜１４ｄの中間転写ベルト１０の移動方向の上流に配置されたそれぞれ抵抗１７ａ〜１７ｄによって、画像形成ステーションａ〜ｄに過剰な電流の流れ込みを抑制することが出来る。加えて、画像形成ステーションａ、ｂ、ｃ、ｄに流れ込む電流量を均一にして、良好な一次転写を行うことが出来る。
【００７１】
以下、具体的に説明する。画像形成ステーションａ、ｂ、ｃ、ｄは、中間転写ベルト１０の周方向の抵抗によって左右されると同時に、各感光ドラムの使用履歴や印字画像によっても異なる。そのため、各画像形成ステーションのインピーダンスに差が生じる場合がある。
【００７２】
抵抗１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄがないと、画像形成ステーションａ、ｂ、ｃ、ｄに流れ込む電流量は、各画像形成ステーションのインピーダンスによって決まる。そのため、インピーダンスが大きい画像形成ステーションには少ない電流量が供給され、インピーダンスが小さい画像形成ステーションには多い電流量が供給される。
【００７３】
その結果、各画像形成ステーションに流れ込む電流量に差が生じるため、良好な一次転写を行うことが出来ない。しかし、金属ローラ１４ａ〜１４ｄの上流に独立した抵抗１７ａ〜１７ｄが存在すると、インピーダンスが小さい画像形成ステーションへの電流の流れ込みを抑制することで、各画像形成ステーションに供給される電流量の差を縮めることが可能となる。その結果、良好な一次転写を達成することが可能となる。
【００７４】
（実施例３）
次に、実施例３に係る画像形成装置について説明する。実施例３に係る画像形成装置の全体構成は、図６で示す実施例２と同様の構成である。したがって、同一の部材については同一の符号を用いて、その説明は省略する。
【００７５】
実施例３の特徴的な構成について説明する。実施例３に係る画像形成装置は、二次転写部Ｎ２と各一次転写部Ｎ１との距離に応じて、各感光ドラム１の対向位置に配置された各金属ローラ１４上流の抵抗１７の抵抗値が異なることを特徴とする。二次転写部Ｎ２から一次転写部Ｎ１までの距離が遠いほど、抵抗値が小さい値に設定されている。具体的には、電流供給部材としての二次転写ローラ２０と各画像形成ステーションの距離に反比例して、抵抗１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの抵抗値を設定し、それぞれ２×１０7Ω、１
×１０7Ω、６．７×１０６Ω、５×１０６Ωとした。
【００７６】
次に実施例３の作用効果について説明する。まず、二次転写電源２１から二次転写ローラ２０を通り、中間転写ベルト１０周方向を通じて感光ドラムａ、ｂ、ｃ、ｄに流れる電流ＩＡを考える。この電流量は、二次転写ローラ２０に近い第１画像形成ステーションほど多く、二次転写ローラ２０から遠い第４画像形成ステーションほど少なくなる。
【００７７】
二次転写ローラ２０と各画像形成ステーションの距離を確認すると、図２（ａ）で示したように第２の画像形成ステーションｂの感光ドラム１ｂと第３画像形成ステーションｃの感光ドラム１ｃ間の距離Ｗは６０ｍｍである。また、その他の画像形成ステーションの感光ドラム間の距離も６０ｍｍである。また、図２（ｂ）で示したように張架ローラ１３と感光ドラム１ａ間の距離Ｄ１は６０ｍｍである。そのため、第１の画像形成ステーションａに対して、画像形成ステーションｂ、ｃ、ｄは二次転写ローラ２０との距離が２、３、４倍であり、流れ込む電流量は１／２、１／３、１／４倍となる。
【００７８】
次に、二次転写電源２１から二次転写ローラ２０を通り、二次転写対向ローラ１３に電気的に接続された金属ローラ１４〜１４ｄから中間転写ベルト１０周方向を通じて感光ドラム１ａ〜１ｄに到達する経路をつたって流れる電流ＩＢを考える。実施例３においては、二次転写ローラ２０との距離が遠い画像形成ステーションほど、その感光ドラムの対向位置に配置された金属ローラ上流の抵抗を小さくするように抵抗１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの抵抗値を設定する。
【００７９】
具体的には、抵抗１７ａの抵抗値に対して、抵抗１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの抵抗値を１／２、１／３、１／４倍とする。そうすると、二次転写対向ローラ１３に接続された金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから中間転写ベルト１０周方向を通して感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに流れる電流量は、二次転写ローラ２０に近い第１の画像形成ステーションほど小さくなる。一方、二次転写ローラ２０から遠い第４の画像形成ステーションほど大きくなる。具体的には、第１の画像形成ステーションに対して、画像形成ステーションｂ、ｃ、ｄに流れ込む電流量は２、３、４倍となる。その結果、画像形成ステーションａ、ｂ、ｃ、ｄに流れる電流量は均等になり、良好な一次転写を行うことが出来る。
【００８０】
実施例３では、二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄがツェナーダイオード１５を介して接地される構成について説明したが、この構成に限ることはない。例えば、図７に示すように、駆動ローラ１１と二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄがツェナーダイオード１５を介して接地される構成であってもよい。なお、この構成においては、抵抗１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの抵抗値Ｒ１７は、駆動ローラ１１から中間転写ベルト１０を通って各画像形成ステーションへ流れ込む電流も考慮して設定する必要がある。
【符号の説明】
【００８１】
１…感光ドラム（像担持体）、４…現像器（現像手段）、１０…中間転写ベルト、１３…二次転写対向ローラ（第１支持部材）、１４…金属ローラ（第２支持部材）、１５…ツェナーダイオード（定電圧素子）、１７…抵抗、２０…二次転写ローラ（電流供給部材、二次転写部材）、２１…二次転写電源（電源）
【図１】
2015011063.tif 000006
【図２】
2015011063.tif 000007
【図３】
2015011063.tif 000008
【図４】
2015011063.tif 000009
【図５】
2015011063.tif 000010
【図６】
2015011063.tif 000011
【図７】
2015011063.tif 000012
【図８】
2015011063.tif 000013
【図９】
2015011063.tif 000014