(57)【要約】【課題】転写ベルトを構成する導電性材料の厚さ方向及び長さ方向のそれぞれに関する抵抗値に適当な電圧依存性又は電流依存性を与え、転写工程時の転写効率に対する装置各部の経時変化や外部環境の変化の影響を小さくして、電源の制御を容易化する。【解決手段】主転写電流経路３１における電流Ｉｙと転写ベルト６１による降下電圧Ｖｙとの比に較べて、副転写電流経路３２における電流Ｉｘと転写ベルト６１による降下電圧Ｖｘとの比が大きくなるようにした。用紙の抵抗値の変化により副転写電流経路３２の抵抗値が変動して転写電流が変化した場合にも、転写ベルト６１による降下電圧が大きく変動することがなく、転写ベルト６１と感光体ドラム３との間に形成されるべき転写領域の転写電界の変動が抑制される。【選択図】図３
2004325666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を挟んで画像形成装置の感光体表面に当接するベルト状の転写部材を備え、電源の電流が転写部材から感光体を経由して流れる主転写電流経路の他に、電源の電流が転写部材を主転写電流経路と異なる方向に経由して流れる副転写電流経路を形成し、
主転写電流経路に電流Ｉ１が流れた時の転写部材による降下電圧Ｖ１、及び、副転写電流経路に電流Ｉ１よりも絶対値が小さい電流Ｉ２が流れた時の転写部材による降下電圧Ｖ２が、
｜Ｖ１／Ｉ１｜／｜Ｖ２／Ｉ２｜＜１
であることを特徴とするベルト転写装置。
【請求項２】
転写電流の変化に対して転写部材による降下電圧が略一定であることを特徴とする請求項１に記載のベルト転写装置。
【請求項３】
前記電源が、定電流特性を有することを特徴とする請求項１に記載のベルト転写装置。
【請求項４】
前記電源が定電流制御され、かつ、負荷に応じて出力電流が変化することを特徴とする請求項１に記載のベルト転写装置。
【請求項５】
前記電源を接地する第２の副転写電流経路を形成したことを特徴とする請求項１に記載のベルト転写装置。
【請求項６】
感光体表面に形成された静電潜像をトナー像に顕像化した後、感光体表面のトナー像を用紙上に転写する電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置において、
前記請求項１〜５の何れかに記載のベルト転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ及びファクシミリなどの電子写真方式の画像形成に用いられ、記録シートを転写ベルト上に担持した状態で転写ローラと感光体ドラムとのニップ部を通過させて転写を行うベルト転写装置、及び、このベルト転写装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置は、静電気力を利用して均一に帯電させた感光体の表面に、画像データに基づく静電潜像を光書込手段により形成し、この静電潜像を顕像化手段である現像手段によりトナーを用いて現像し、得られたトナー画像を転写手段により感光体から記録シートに転写後、定着手段の熱と圧力によりトナー画像を記録シートに溶融固着させることで画像形成を行っている。
【０００３】
画像形成装置の転写手段としては、構造が簡単であることからチャージャ方式の転写器が広く用いられてきた。しかし、チャージャ方式の転写器では、転写出力を得るための放電時にオゾンが発生し、不快な臭いや健康上の問題等から近年では接触方式の転写装置が主流になっている。
【０００４】
接触方式の転写装置には、導電性のローラやブラシ等の転写電極を直接記録シートの裏側に接触させて像担持体上に形成されたトナー像を記録シートに転写させるものと、感光体と転写電極との間に導電性の無端状のベルトやフィルム等の搬送部材を介在させて転写を行うものとがある。これらの接触方式の転写装置に用いられる転写電極としての転写ローラや搬送部材としての転写ベルトは、感光体と転写ローラとによる記録シートの安定した挟持状態が常に得られるように、十分な弾性力を備えるとともに所定の押圧力で感光体に当接している必要があり、その表面部分は高抵抗値の弾性導電性材料により形成されている。
【０００５】
これら転写ローラの表面部分や転写ベルト等の転写部材に使用される高抵抗値の弾性導電性材料は、一般に抵抗値に電圧依存性や電流依存性が現れることが知られている。従来の接触方式の転写装置では、転写工程に影響を与える転写出力を安定化させるため、転写部材に使用される弾性導電性材料における抵抗値の電圧依存性や電流依存性を抑制するようにしており、転写ローラの抵抗値の電圧依存性について、ΔｌｏｇＲ／ΔＶ｛（ｌｏｇΩ／ｋＶ｝の絶対値を０．５以下としたものがある（例えば、特許文献１参照。）。これは、転写工程時に記録シートやトナーに作用する転写電圧を均一化して転写効率の変化による画像の濃度ムラの発生を防止するためである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１３３４９６号公報
また、画像形成装置における感光体表面と転写部材との当接位置に対する進入側紙ガイド及び排紙側紙ガイド、並びに、定着装置などがチャージアップすると、紙ジャム、高圧による電気回路等の静電破壊、異常放電等を生じる。画像形成装置では、これらの不都合を避けるために転写部材を数１００ＫΩの抵抗を介して接地する対策がとられている。
【０００７】
さらに、転写部材の表面からの用紙の剥離性をよくするため、及び、転写工程時におけるトナーの飛散りを防止するため、転写部材を接地すること又は転写部材に比較的低い電圧を印加することが行われている。このため、電源から転写部材、用紙及び感光体を経由する主転写電流経路に加えて、電源から転写部材を主転写電流経路と異なる方向に経由する副転写電流経路が形成されており、副転写電流経路にも電流が流れる。
【０００８】
転写部材や用紙を含む主転写電流経路で部分的な抵抗変動による転写電流変動があると、転写部材による降下電圧が変動し、転写領域の転写電界の強度が変化してしまうが、上記の構成によって転写電界の強度の変化が抑制され、安定した転写動作が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録シートにおける画像形成状態を左右する転写工程時の転写効率は装置各部の経時変化や温湿度等の外部環境の影響を受け易く、転写部材の抵抗値の電圧依存性や電流依存性を抑制すると却って良好な画像形成状態を得るために他の電気的条件を厳格に制御する必要が生じ、画像形成時に転写装置に供給すべき電源の制御が煩雑化する問題がある。
【００１０】
この発明の目的は、転写部材である転写ベルトを構成する導電性材料における互いに異なる複数の方向のそれぞれに関する抵抗値に適当な電圧依存性又は電流依存性を与えることにより、転写工程時の転写効率に対する装置各部の経時変化や外部環境の変化の影響を小さくすることができ、画像形成時に転写装置に供給すべき電源の制御を容易化することができるベルト転写装置、及び、ベルト転写装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。
【００１２】
（１）用紙を挟んで画像形成装置の感光体表面に当接するベルト状の転写部材を備え、電源の電流が転写部材から感光体を経由して流れる主転写電流経路の他に、電源の電流が転写部材を主転写電流経路と異なる方向に経由して流れる副転写電流経路を形成し、
主転写電流経路に電流Ｉ１が流れた時の転写部材による降下電圧Ｖ１、及び、副転写電流経路に電流Ｉ１よりも絶対値が小さい電流Ｉ２が流れた時の転写部材による降下電圧Ｖ２が、
｜Ｖ１／Ｉ１｜／｜Ｖ２／Ｉ２｜＜１
であることを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、電源から転写部材及び感光体を経由する主転写電流経路だけでなく、電源から転写部材を主転写電流経路と異なる方向に経由する副転写電流経路にも電流が流れ、主転写電流経路における電流Ｉ１と転写部材による降下電圧Ｖ１との比に対して、副転写電流経路における電流Ｉ２と転写部材による降下電圧Ｖ２との比が大きくなるようにされる。したがって、副転写電流経路内における部分的な抵抗値変動によって転写電流が変化した場合にも、転写部材による降下電圧が大きく変動することがなく、転写領域の転写電界の変動が抑制される。なお、副転写電流経路における抵抗値変動は、湿度等によって大きく変化する用紙の抵抗値の影響によるところが大きい。ベルト状の転写部材の長手方向に搬送される用紙は、ベルト状の転写部材を長手方向に含む副転写電流経路において、転写部材に並列に配置された抵抗と見做せるからである。
【００１４】
（２）転写電流の変化に対して転写部材による降下電圧が略一定であることを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、転写電流が変化しても転写部材における降下電圧が略一定にされる。したがって、用紙等の抵抗値の変化によって副転写電流経路内の抵抗が部分的に変動しても、転写部材と感光体との間の転写電界が一定となる。また、副転写電流経路内の電流分布が部分的に変動した場合にも、副転写電流経路全体のインピーダンス変動が緩和され、定電流電源からの転写部材への印加電圧の変動が緩和される。即ち、転写部材に電流変動に対して略一定の依存性を与えることにより、安定した用紙裏面電圧が得られる。例えば、電流依存性Ｎｉ＝１の時（Ｒ∝Ｉ−Ｎｉ  の時）には、転写部材における電圧降下は、電流に影響されず一定となる。このような定電圧特性の一例として、ツェナダイオードがある。
【００１６】
（３）前記電源が、定電流特性を有することを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、定電流特性の転写電源が転写部材に供給される。したがって、副転写電流経路におけるインピーダンスの変動を生じても、用紙裏面電圧の安定性が維持される。
【００１８】
（４）前記電源が定電流制御され、かつ、負荷に応じて出力電流が変化することを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、負荷に応じて変化する定電流特性の転写電源が転写部材に供給される。したがって、副転写電流経路の全体におけるインピーダンスの変動を生じても、用紙裏面電圧の安定性が維持される。
【００２０】
（５）前記電源を接地する第２の副転写電流経路を形成したことを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、主転写電流経路及び副転写電流経路に加えて、電源を接地する第２の副転写電流経路が形成される。したがって、副転写電流経路の全体におけるインピーダンスの変動を生じても、用紙裏面電圧がより安定する。
【００２２】
（６）感光体表面に形成された静電潜像をトナー像に顕像化した後、感光体表面のトナー像を用紙上に転写する電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置において、
（１）〜（５）の何れかに記載のベルト転写装置を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、電源から転写部材及び感光体を経由する主転写電流経路だけでなく、電源から転写部材を主転写電流経路と異なる方向に経由する副転写電流経路にも電流が流れ、主転写電流経路における電流Ｉ１と転写部材による降下電圧Ｖ１との比に対して、副転写電流経路における電流Ｉ２と転写部材による降下電圧Ｖ２との比が大きくなるようにされる。したがって、副転写電流経路内における部分的な抵抗変動によって転写電流が変化した場合にも、転写部材による降下電圧が大きく変動することがなく、転写領域の写電界の変動が抑制され、常に適正な状態で画像形成が行われる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係るベルト転写装置を備えた画像形成装置の概略の構成を示す図である。画像形成装置１００は、画像形成装置１００に接続された外部機器（例えばスキャナやパーソナルコンピュータなどの画像出力装置）から供給された画像を、電子写真方式により記録シート上に記録する。
【００２５】
画像形成装置１００の画像形成部１００ａには、感光体ドラム３が回転自在に支持されており、この感光体ドラム３の周囲に帯電手段５、光走査ユニット１１、現像ユニット２、転写装置６、クリーニングユニット４および除電ランプ１２等が感光体ドラム３の回転方向に沿ってこの順に配置されている。
【００２６】
帯電手段５は、感光体ドラム３の表面を均一に帯電させる。光走査ユニット１１は、均一に帯電された感光体ドラム３の表面に光像を走査して静電潜像を書き込む。現像ユニット２は、光走査ユニット１１により書き込まれた静電潜像を現像剤補給容器７から補給されるトナーによりトナー像に顕像化する。転写装置６は、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を記録シート上に転写する。クリーニングユニット４は、感光体ドラム３の表面に残留したトナーを除去して感光体ドラム３上に新たな画像を記録できるようにする。除電ランプ１２は、感光体ドラム３の表面に残留した電荷を除去する。
【００２７】
画像形成装置１００内の下部には、供給トレイ１０が着脱自在に配置されている。供給トレイ１０は、記録シートを収容する。供給トレイ１０に収容された記録シートは、ピックアップローラ１６等により１枚ずつ分離されてレジストローラ１４まで搬送される。レジストローラ１４は、記録シートを感光体ドラム３の表面に形成された画像と同期するタイミングで転写装置６と感光体ドラム３との間に導く。感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像は、転写装置６によって記録シート上に転写される。供給トレイ１０への記録シートの補給は、画像形成装置１００の前面側（操作側）に、供給トレイ１０を引き出して行う。
【００２８】
なお、画像形成装置１００の底面には、シート受け口２８が開口している。シート受け口２８は、画像形成装置１００を載置する周辺機器としてのデスク装置（図示せず。）に備えられた供給トレイから搬送される記録シートを画像形成装置１００内に受け入れる。また、供給トレイ１０に収納されている記録シート以外の記録シートが、拡張受入部３０から画像形成装置１００内に受け入れられる。
【００２９】
画像形成装置１００内の上部には、定着装置８が配置されている。定着装置８は、トナー像が転写された記録シートを加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間に通過させ、トナー像を記録シート上に定着させる。これにより、記録シート上に画像が記録される。
【００３０】
画像が記録された記録シートは、搬送ローラ２５によって上方に搬送され、切換ゲート９を通過する。記録シートの排出位置が画像形成装置１００の外装に備えられた積載トレイ１５に設定されている場合は、記録シートが反転ローラ２６により積載トレイ１５上に放出される。一方、両面画像形成処理や後処理が指定されている場合には、記録シートは一旦反転ローラ２６により積載トレイ１５に向けて排出されるが、反転ローラ２６は記録シートの後端を挟持した状態で停止した後に逆転する。これによって、記録シートは、両面画像形成処理や後処理のために画像形成装置１００の側面に選択的に装着される記録材再供給搬送装置（図示せず。）や後処理装置（図示せず。）に排出経路２７を経由して搬送される。このとき、切換ゲート９は、図１の実線の状態から破線の状態に切換えられる。
【００３１】
両面画像形成処理を行う場合は、反転搬送されたシートは、記録材再供給搬送装置を通り、再搬送経路２９を経由して再び画像形成装置１００内に供給される。後処理を行う場合は、記録材再搬送装置から別の切換えゲートにて、図示しない中継搬送装置を介して後処理装置に搬送される。
【００３２】
光走査ユニット１１の上下空間部には、画像形成プロセスを制御する回路基板及び外部機器からの画像データを受け入れるインターフェイス基板等を収容する制御部１１０、並びに、上記インターフェイス基板及び上記画像形成を行う各部に対して電力を供給する電源装置１１１等が配置されている。
【００３３】
図２は、上記画像形成装置に備えられるこの発明のベルト転写装置の構成を示す図である。上記の画像形成装置１００の画像形成部１００ａに備えられる転写装置６は、駆動ローラ６ａ、転写ローラ６ｂ及びテンションローラ６ｃと、これらのローラ６ａ〜６ｃに張架される転写ベルト６１を備えている。なお、駆動ローラ６ａ又は転写ローラ６ｂの何れかにテンション機能を持たせることで、テンションローラ６ｃを省くこともできる。
【００３４】
転写ベルト６１は、ウレタンまたはＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン共重合ゴム）を主材料として、押出し成形または遠心成形等によって無端状に成形されている。また、転写ベルト６１は導電性であり、たとえば厚さ約０．５〜０．６５ｍｍの範囲で、１０１１〜１０１２Ωｃｍの体積抵抗値を有している。
【００３５】
転写ベルト６１を上記の範囲より薄くした場合には、転写ベルト６１を片寄らせる力が大きく働いた場合に転写ベルト６１に皺が発生して画質が低下する。また、上記の範囲より厚くした場合には、転写ベルト６１の見かけ硬度が高くなり、転写ベルト６１を片寄らせる力が働いた場合に転写ベルト６１が容易に蛇行し、記録シートのジャムや転写ベルト６１の破損の原因となる。
【００３６】
転写ローラ６ｂは、ステンレスや鉄系の棒材から成る芯金の周面を、ウレタンゴムやＥＰＤＭ等の導電性弾性部材によって被覆して成り、外径φ１８ｍｍ程に形成されている。導電性弾性部材の体積抵抗値は約１０６  Ωｃｍ程度で、導電性弾性部材の硬度は４５〜６０度（アスカーＣ）に設定されている。導電弾性部材は、単層又は複数層で構成される。
【００３７】
転写ローラ６ｂは、例えばステンレス製のバネ用鋼線材からなる導電性スプリング６ｅにより、転写ベルト６１を挟んで感光体ドラム３に圧接する方向に付勢されている。導電性スプリング６ｅは、転写ローラ６ａの端部を支持する導電性軸受６ｄに、片側約５００ｇ〜１．５ｋｇ、転写ローラ６ａ全体では１ｋｇ〜３ｋｇの当接力を与えている。
【００３８】
転写ローラ６ｂの芯金には、高圧電源６ｆから導電性スプリング６ｅ及び導電性軸受６ｄを介して、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加され、図示しない制御回路により２０〜４０μＡの転写電流が流れるように定電流駆動される。このとき、定電流駆動のため、記録シートの材質や環境条件によって転写ローラ６ａに印加される電圧が、５００Ｖ〜４ｋＶに変化する。
【００３９】
駆動ローラ６ａは、回転軸方向において、張力によって転写ベルト６１の中央部に発生する撓みを除去するために、中央部の外径を両端部の外径に比較して僅かに（約４ｍｍ程度）小さくされている。駆動ローラ６ａは、転写ベルト６１が摩擦係数の大きいゴム系の材料を素材とすることから、ステンレスやアルミニウム等の導電性の金属ローラを用いて外径の精度を高めるとともに、振れを抑えて良好な転写ベルト６１の搬送性能を得ている。この駆動ローラ６ａは、接地ライン６ｇを介して接地されている。
【００４０】
テンションローラ６ｃは、ステンレス等の鉄系の金属ローラである。画像形成装置１００内における転写装置６の配置スペースに余裕がある場合は、アルミニウム系の材料を用いて外径を大きくしたローラを使用しても良い。このテンションローラ６ｃは、その両端からそれぞれ約１．２Ｋｇ、合計２．４Ｋｇの荷重を転写ベルト６１に与えて張力を発生させる。
【００４１】
感光体ドラム３は、円筒形のアルミニウム等を素材とする導電性の基材の表面に、電荷発生層及び電荷輸送層を含む感光層が形成されている。感光体ドラム３は、接地ライン３ａを介して接地されている。
【００４２】
図３は、上記ベルト転写装置を含む画像形成装置の要部の回路図である。画像形成装置１００の画像形成時には、ベルト転写装置６において、転写ローラ６ｂを介して高圧電源６ｆから転写電流の供給を受ける転写ベルト６１は、用紙７０及びトナー７１を挟んで感光体ドラム３の表面に厚さ方向に当接する。したがって、高圧電源６ｆから転写ローラ６ｂ、厚さ方向の転写ベルト６１、用紙７０、トナー７１、感光体ドラム３及び接地ライン３ａを介して転写電流の流れる経路（主転写電流経路３１）が形成されている。
【００４３】
また、転写ベルト６１を張架する駆動ローラ６ａは接地ライン６ｇを介して接地されているため、高圧電源６ｆから転写ローラ６ｂ、長さ方向の転写ベルト６１、駆動ローラ６ａ及び接地ライン６ｇを介して転写電流の流れる経路（副転写電流経路３２）が形成されている。即ち、転写ベルト６１において、副転写電流経路３２は、主転写電流経路３１と互いに直交する方向に形成されている。
【００４４】
上記の構成において、主転写電流経路３１を流れる電流をＩｙ（この発明の電流Ｉ１である。）とし、副転写電流経路３２を流れる電流をＩｘ（この発明の電流Ｉ２である。）とする。主転写電流経路３１において、転写ベルト６１は抵抗（Ｒｙ）、用紙７０はインピーダンス（Ｚｐ）、トナー７１はコンデンサ（Ｃｔ）、感光体ドラム６はコンデンサ（Ｃｅ）と見做すことができる。また、副転写電流経路３２において、転写ベルト６１は抵抗（Ｒｘ）と見做すことができる。なお、転写ベルト６１の長さ方向に搬送される用紙７０は、副転写電流経路３２において転写ベルト６１に並列に配置された抵抗と見做すことができる。したがて、湿度等によって大きく変化する用紙の抵抗値は、副転写電流経路３２に影響を与え、用紙の抵抗値が変化すると副転写電流経路３２に抵抗値変動を生じる。
【００４５】
この発明のベルト転写装置６では、上記電流Ｉｘ，Ｉｙ及び転写ベルト６１における降下電圧Ｖｘ，Ｖｙが、
｜Ｖｙ／Ｉｙ｜／｜Ｖｘ／Ｉｘ｜＜１                    ・・・式１
となるようにされる。
【００４６】
つまり、高圧電源６ｆから主転写電流経路３１だけでなく、副転写電流経路３２にも電流が流れる際に、主転写電流経路３１における電流Ｉｙと転写ベルト６１による降下電圧Ｖｙとの比に較べて、副転写電流経路３２における電流Ｉｘと転写ベルト６１による降下電圧Ｖｘとの比が大きくなるようにされる。したがって、主転写電流経路３１内における転写ベルト６１や用紙等の部分的な抵抗変動によって転写電流が変化した場合にも、転写ベルト６１による降下電圧が大きく変動することがなく、転写ベルト６１と感光体ドラム３との間に形成されるべき転写領域の転写電界の変動を抑制することができ、常に安定した転写動作を行うことができる。これによって、画像形成状態を良好に維持することができる。
【００４７】
なお、副転写電流経路３２は、例えば用紙搬送経路中の部材がチャージアップすることによる用紙ジャム、高圧による電気回路等の静電破壊や異常放電等を避けるためであり、転写ベルト６１における用紙の剥離性の向上、転写におけるトナーの飛散りの防止をも目的として形成される。
【００４８】
また、転写電流が変化しても転写ベルト６１における降下電圧が略一定にされる。したがって、副転写電流経路３２内の抵抗値が部分的に変動しても、転写ベルト６１と感光体ドラム３との間の転写電界が一定となり、常に安定した転写動作を行うことができる。また、副転写電流経路３２内の電流分布が部分的に変動した場合にも、副転写電流経路３２全体のインピーダンス変動が緩和され、高圧電源６ｆからの転写ベルト６１への印加電圧の変動が緩和される。即ち、転写ベルト６１に電流変動に対して略一定の電流依存性を与えることにより、用紙７０の裏面電圧を安定化することができる。例えば、ツェナダイオードを用いて高圧電源６ｆの電圧に定電圧特性を与え、電流依存性Ｎｉを１とすれば（Ｒ∝Ｉ−Ｎｉ  ）、転写ベルト６１における降下電圧値が、電流に影響されることなく一定となる。
【００４９】
さらに、高圧電源６ｆからは定電流特性の電源が転写ベルト６１に供給される。したがって、副転写電流経路３２にインピーダンスの変動を生じても、用紙７０の裏面電圧の安定性が維持される。
【００５０】
加えて、高圧電源６ｆから負荷に応じて変化する定電流特性の電源を転写ベルト６１に供給することもできる。これによって、副転写電流経路３２の全体にインピーダンスの変動を生じても、用紙７０の裏面電圧の安定性が維持される。
【００５１】
また、図４に示すように、高圧電源６ｆと転写ベルト６１との間に、例えば抵抗６ｉを含む接地ライン６ｈを第２の副転写電流経路の一部として形成することもできる。これによって、副転写電流経路の全体におけるインピーダンスの変動を生じた際の用紙裏面電圧をより安定にすることができる。
【００５２】
なお、高圧電源６ｆの電圧をＶｈ、感光体ドラム３の表面電位をＶｐｏ、トナー７１の帯電電位をＶｔ，転写ベルト６１における降下電圧をＶｒｐとして、
Ｖｈ−Ｖｐｏ−０．８５Ｖｔ≧Ｖｒｐ≧Ｖｈ−Ｖｐｏ−１．１５Ｖｔ・・・式２
にされている。
【００５３】
これは、静電気力によって現像装置から感光体ドラム３にトナーを移動させる現像工程時の現像効率を求める現像方程式は、理論的には、静電気力によって感光体ドラム３から用紙にトナーを移動させる転写工程時の転写効率にも適用できることを考慮して、感光体ドラム３と転写ベルト６１との周速比ｎは略１であることから、現像方程式を変形した
Ｘ＝（１／ρ）｛（Ｖｂ−Ｖｐｏ＋Ｖｔ）／（１／Ｃｐ＋２／Ｃｔ＋Ｒ）｝
より、転写効率１００％を得るには、
Ｖｂ−Ｖｐｏ＝Ｖｔ
とすべきであると考えられることによる。
【００５４】
ここで、一般に、転写不足や逆転写等を抑えて良好な画像形成状態が得られるとされている８５％以上の転写効率を得るには、
０．８５≦（Ｖｂ−Ｖｐｏ）／Ｖｔ≦１．１５
となり、
Ｖｂ＝Ｖｈ−Ｖｒｐ
より、
０．８５≦（Ｖｈ−Ｖｒｐ−Ｖｐｏ）／Ｖｔ≦１．１５
となる。よって、
Ｖｈ−Ｖｐｏ−０．８５Ｖｔ≧Ｖｒｐ≧Ｖｈ−Ｖｐｏ−１．１５Ｖｔ
となり、上記式２を得る。なお、反転現像においては、Ｖｐｏ≒０であるから、
Ｖｈ−０．８５Ｖｔ≧Ｖｒｐ≧Ｖｈ−１．１５Ｖｔ
となる。
【００５５】
前記式１を満足するための転写ベルト６１の電流依存性Ｒ（ｉ）及び電圧依存性Ｒ（ｖ）は、初期抵抗値をＲとして抵抗値が−１乗に比例して変化した場合、
Ｒ（ｉ）＝Ｒ・Ｉ−Ｎｉ  
Ｒ（ｖ）＝Ｒ・Ｖ−Ｎｖ  
となり、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す関係になる。ここにＮｉ及びＮｖは、それぞれ電流依存係数及び電圧依存係数であり、両者には図５（Ｃ）に示すように、
Ｎｖ＝Ｎｉ／（１−Ｎｉ）        Ｎｉ＜１のとき
Ｎｖ＝１＋Ｎｉ／（Ｎｉ−１）    Ｎｉ＞１のとき
の関係がある。
【００５６】
図６は、上記ベルト転写装置における転写ベルトによる降下電圧値、用紙裏面電圧及び電源電圧に対する電流依存係数の影響を示す図である。
【００５７】
転写ベルト６１に流れる電流の設定値Ｉｙを１とし、正規化降下電圧値、正規化電流値及び正規化抵抗をそれぞれＶｙ０、Ｉｙ０及びＲｙ０として、転写ベルト６１の部分的なインピーダンスの変動により、▲１▼部分電流が半減（Ｉｙ／２）した場合、及び、▲２▼部分電流が倍増（Ｉｙ×２）した場合の転写ベルト６１における正規化降下電圧Ｖｙ０は、
Ｖｙ０＝Ｉｙ０・Ｒｙ０
Ｖｙ＝Ｒｙ０・（Ｉｙ／Ｉｙ０）−Ｎｉ  
より、図６（Ａ）に示すように、電流依存係数Ｎｉにともなって変化する。
【００５８】
次に、用紙７０の表面への印加電圧設定値Ｖｐを１とし、転写ベルト６１の厚さ方向の抵抗Ｒｙにおける高圧電源６ｆからの電源電圧の配分の設定値を１／Ｓ（Ｓ＝１／５）として、用紙７０全体のインピーダンスが変化する等により、転写ベルト６１の長さ方向の抵抗Ｒｘと主転写電流経路３１との電流配分が変化し、▲１▼抵抗Ｒｘに流れる電流が設定値の１／５に減少した場合、及び、▲２▼抵抗Ｒｘに流れる電流が設定値の５倍に増加した場合における設定値を１とした時の正規化用紙裏面電圧Ｖｐ０及び正規化電源電圧Ｖｈ０は、
Ｖｐ０＝Ｉｘ・Ｒｘ０
Ｖｐ＝Ｒｘ０・Ｉｘ−Ｎｉ  ・Ｉｘ
Ｖｈ＝Ｖｐ（＝Ｖｐ＋Ｉｃｏｎｓｔ・Ｒｙ）
但し、Ｖｙ＝Ｖｐ０／Ｓ＝Ｉｃｏｎｓｔ・Ｒｙ
より、図６（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、電流依存係数Ｎｉにともなって変化する。
【００５９】
図６（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、例えば、転写ローラ６ｂの芯金電圧のように、追従が緩和な局部的な電流の変動に対して転写ベルト６１の厚さ方向の抵抗Ｒｙの電流依存性が有効に作用し、その電流依存係数Ｎｉの最適値は１である。また、用紙７０の抵抗等の主転写電流経路３１のインピーダンスが変化したとき、転写ベルト６１の長さ方向の抵抗Ｒｘの電流依存性が有効に作用し、その電流依存係数Ｎｉの最適値は１である。電流依存係数Ｎｉが１であるということは、定電圧特性を意味しており、例えば、ツェナダイオードによって実現できる。
【００６０】
図７は、上記ベルト転写装置における主転写電流経路への転写電流の配分を２５％、５０％、７５％とした場合に、環境変化らの影響により、設定した主転写電流経路３１への転写電流が７５％、（２５％×７５％＝１９％）、１２５％（２５％×１２５％＝３１％）となった時の用紙裏面電圧の電流依存性を試算した結果を示す図である。但し、図７においては、高圧電源６ｆが定電流電源であることを前提として、電源電流の１００％を上限としている。
【００６１】
ここでは、主転写電流経路３１における用紙７０のインピーダンスＺｔを正規化して、Ｚｔ＝Ｒｙ０＝１とした。
【００６２】
また、主転写電流経路３１への転写電流の配分率η＝Ｉｐ／（Ｉｐ＋Ｉｘ）は２５％、５０％、７５％であり、変動率αｎをα１  ＝７５％、αｏ  ＝１００％、α２  ＝１２５％とする。
【００６３】
Ｉｐ０＝η・Ｉｃｏｎｓｔ
Ｉｐｎ＝αｎ・η・Ｉｃｏｎｓｔ          （但し、Ｉｐｎ＜Ｉｃｏｎｓｔ）
Ｒｘｎ＝Ｒｘ０・（１−αｎ・η）−Ｎｉ  
Ｖｐｎ＝｛（１−αｎ・η）・Ｉｃｏｎｓｔ｝・Ｒｘｎ
Ｖｐ０＝｛（１−η）・Ｉｃｏｎｓｔ｝・Ｒｘ０＝Ｉｐ０・Ｚｔ
となり、正規化用紙裏面電圧Ｖｐｎ′、用紙裏面電圧変動幅△Ｖｐ′及び正規化電源電圧は、
Ｖｐｎ′＝Ｖｐｎ／Ｖｐ０
△Ｖｐ′＝（Ｖｐｎ′ｍａｘ−Ｖｐｎ′ｍｉｎ）／Ｖｐ０
Ｖｈｎ＝Ｖｐｎ＋Ｉｃｏｎｓｔ・Ｒｙ
となる。
【００６４】
図７に示すように、用紙裏面電圧Ｖｐは電流依存性、電流配分比率によって変化し、電流依存性Ｎｉ＝１の時、用紙裏面電圧変動幅△Ｖｐは極小（＝０）となることがわかる。また、電流の配分比率が大きくなる（電源の利用効率が高くなる）と用紙裏面電圧変動幅△Ｖｐが増加する。
【００６５】
さらに、電流依存性Ｎｉ＝０．６６７、０．５、０．２５（Ｎｖ＝２、１、０．３３３）について電流配分比率の影響を検討すると、電流配分比率が７５％を超えると用紙裏面電圧変動幅△Ｖｐは急増し、望ましくは０．６６７以下にすべきである。また、電流依存係数の下限は、転写ベルト６１の厚み方向の降下電圧Ｖｙ，用紙裏面電圧Ｖｐ、電源電圧Ｖｈの電流配分率を２／３以下とするＮｉ≧０．２５となる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のようにして、この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００６７】
（１）電源から転写部材及び感光体を経由する主転写電流経路だけでなく、電源から転写部材を主転写電流経路と異なる方向に経由する副転写電流経路にも電流が流れる場合に、主転写電流経路における電流Ｉ１と転写部材による降下電圧Ｖ１との比に対して、副転写電流経路における電流Ｉ２と転写部材による降下電圧Ｖ２との比を大きくすることにより、副転写電流経路内における部分的な抵抗変動によって転写電流が変化した場合にも、転写部材による降下電圧が大きく変動することを防止でき、転写領域における転写電界の変動を抑制できる。これによって、感光体から用紙へのトナー像の転写状態を適正な状態に維持することができ、用紙上に画質の高い画像を形成することができる。
【００６８】
（２）転写電流が変化した場合にも転写部材における降下電圧を略一定にすることにより、用紙等の抵抗値の変化によって副転写電流経路内の抵抗が部分的に変動しても、転写部材と感光体との間の転写電界を一定に維持することができる。また、副転写電流経路内の電流分布が部分的に変動した場合にも、副転写電流経路全体のインピーダンス変動を緩和することができ、定電流電源からの転写部材への印加電圧の変動を緩和できる。即ち、転写部材に電流変動に対して略一定の電流依存性を与えることにより、安定した用紙裏面電圧を得ることができる。
【００６９】
（３）定電流特性の転写電源を転写部材に供給することにより、副転写電流経路におけるインピーダンスの変動を生じても、用紙裏面電圧の安定性を維持することができる。
【００７０】
（４）負荷に応じて変化する定電流特性の転写電源を転写部材に供給することにより、副転写電流経路の全体におけるインピーダンスの変動を生じた場合にも、用紙裏面電圧の安定性を維持することができる。
【００７１】
（５）主転写電流経路及び副転写電流経路に加えて、電源を接地する第２の副転写電流経路を形成することにより、副転写電流経路の全体におけるインピーダンスの変動を生じても、転写電界の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係るベルト転写装置を備えた画像形成装置の概略の構成を示す図である。
【図２】上記ベルト転写装置の構成を示す図である。
【図３】上記ベルト転写装置を含む画像形成装置の要部の回路図である。
【図４】この発明の別の実施形態に係るベルト転写装置の構成を示す図である。
【図５】上記ベルト転写装置を構成する転写ベルトの電流依存性及び電圧依存性、並びに、電流依存係数と電圧依存係数との関係を示す図である。
【図６】上記ベルト転写装置における転写ベルトによる降下電圧値、用紙裏面電圧及び電源電圧に対する電流依存係数の影響を示す図である。
【図７】上記ベルト転写装置における主転写電流経路への転写電流が変動した際の用紙裏面電圧の電流依存性を試算した結果を示す図である。
【符号の説明】
３−感光体ドラム（感光体）
６−ベルト転写装置
６ａ−駆動ローラ
６ｂ−転写ローラ
６ｃ−テンションローラ
６ｄ−導電性軸受
６ｅ−導電性スプリング
６ｆ−高圧電源
６１−転写ベルト
３１−主転写電流経路
３２−副転写電流経路
１００−画像形成装置
１００ａ−画像形成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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