(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、一次転写部材と二次転写部材をそれぞれ最適な電位にすることが難しい。【解決手段】  二次転写対向ローラ１３と一次転写部材１４に接続され、二次転写対向ローラ１３と一次転写部材１４を所定電位以上に維持する電圧維持素子１５と、を有することで、二次転写ローラ２０と一次転写部材１４をそれぞれ最適な電位にすることが可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される移動可能な導電性の中間転写ベルトと、前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を一次転写するための一次転写部材と、前記中間転写ベルトに接触し前記中間転写ベルトと二次転写部を形成する二次転写部材と、前記二次転写部において前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材に対向する二次転写対向部材と、を有し、前記中間転写ベルト上のトナー像を記録材に二次転写する画像形成装置において、
前記一次転写部材と前記二次転写対向部材に接続される電圧維持素子を有し、前記電圧維持素子が接続された前記二次転写対向部材と前記一次転写部材は、前記二次転写部材から前記中間転写ベルトを介して前記二次転写対向部材に流れる電流によって所定電位以上を維持することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電圧維持素子が接続された前記一次転写部材と前記二次転写部材は、前記電圧維持素子によって同電位に維持され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】
前記電圧維持素子が接続された前記一次転写部材と前記二次転写部材は、一つの前記電圧維持素子にそれぞれが接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定電位以上に維持された前記一次転写部材によって前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を一次転写しつつ、前記二次転写部材によって前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を二次転写することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記二次転写部材に電圧を印加する転写電源を有し、前記電圧維持素子は、前記二次転写部材と前記中間転写ベルトと前記二次転写対向部材を介して前記転写電源から電流が流れることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記中間転写ベルトを張架する複数の張架部材を有し、記複数の張架部材のうちの一つが前記二次転写対向部材であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体は、それぞれ異なる色のトナーを担持する複数の像担持体であり、前記一次転写部材は、前記複数の像担持体にそれぞれが対応して配置される複数の一次転写部材であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記複数の一次転写部材は、前記中間転写ベルトの移動方向において、対応する前記像担持体と前記中間転写ベルトが形成する一次転写部よりも下流側に配置されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記転写電源が、前記二次転写部材に流れる電流が定電流になるように前記二次転写部材に電圧を印加す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１０】
前記電圧維持素子は、定電圧素子であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記電圧維持素子は、ツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記複数の一次転写部材は、複数の金属ローラであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記中間転写ベルトは無端状であり、前記複数の金属ローラは、前記中間転写ベルトの内周面側に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記複数の像担持体それぞれに露光する露光手段を有し、前記露光手段が前記像担持体に露光して静電潜像を形成する場合において、前記露光手段は、それぞれの前記像担持体の画像部を露光しつつ非画像部にも露光することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記電圧維持素子は複数のツェナーダイオードであって、前記複数のツェナーダイオードのうちの少なくとも二つの前記ツェナーダイオードは、同方向且つ直列に接続されており、前記複数の一次転写部材の一部は、前記直列に接続される二つの前記ツェナーダイオードの間に接続されていることを特徴とする請求項７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、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式の画像形成装置として、像担持体と中間転写体を備える画像形成装置が知られている。従来の画像形成装置は、中間転写体を介して像担持体の対向部に配置された一次転写部材に電圧電源（電源回路）より電圧を印加することで、中間転写体と像担持体と接触する一次転写部において一次転写電位を発生させている。そして、像担持体と中間転写体の間に形成された電位差によって、像担持体表面に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写する（一次転写工程）。その後、この一次転写工程を、各色のトナーに関して繰り返し実行することにより、中間転写体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、中間転写体表面に形成された複数色のトナー像を、二次転写部材へ二次転写電圧を印加することで、紙などの記録材表面に一括して二次転写する。一括転写されたトナー像は、その後、定着手段により記録材に定着される。
【０００３】
特開２００１−１７５０９２号公報には、中間転写体としてベルトを使用し（以下、中間転写ベルトという）、中間転写ベルトの内周面を張架する張架部材又は一次転写部材に一次転写専用の転写電源を接続し、中間転写ベルトの周方向に電流を流すことで、複数の一次転写部材に一つの転写電源で電圧を印加する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７５０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、一次転写部材、二次転写部材をそれぞれ最適な電位にするために一次転写用の電源と二次転写用の電源をそれぞれ独立して必要としていた。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な構成で、一次転写部材、二次転写部材をそれぞれ最適な電位に維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するために、本願発明は以下の構成を備える。トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される移動可能な導電性の中間転写ベルトと、前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を一次転写するための一次転写部材と、前記中間転写ベルトに接触し前記中間転写ベルトと二次転写部を形成する二次転写部材と、前記二次転写部において前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材に対向する二次転写対向部材と、を有し、前記中間転写ベルト上のトナー像を記録材に二次転写する画像形成装置において、前記一次転写部材と前記二次転写対向部材に接続される電圧維持素子を有し、前記電圧維持素子が接続された前記二次転写対向部材と前記一次転写部材は、前記二次転写部材から前記中間転写ベルトを介して前記二次転写対向部材に流れる電流によって所定電位以上を維持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、二次転写対向部材と一次転写部材に電圧維持素子を接続することで、一次転写部材、二次転写部材をそれぞれ最適な電位にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１の画像形成装置を説明する概略図
【図２】画像形成装置の各制御部を説明するブロック図
【図３】実施形態１における一次転写部の構成を説明する図
【図４】周方向の中間転写ベルト抵抗の測定系を表す図
【図５】実施形態１の画像形成装置における電流経路を説明する概略図
【図６】実施形態１における一次転写電位と転写効率の関係を表す図
【図７】実施形態１における二次転写電位と転写効率の関係を表す図
【図８】二次転写部に記録材を突入させた前後における第１の画像形成ステーションの一次転写部の中間転写ベルト電位の電位変化を説明する図
【図９】露光制御部と露光手段を説明する図
【図１０】実施形態１における他の実施構成を説明する図
【図１１】実施形態１における他の実施構成を説明する図
【図１２】実施形態１における他の実施構成を説明する図
【図１３】実施形態２の画像形成装置を説明する概略図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施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、本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。
【００１１】
（実施形態１）
図１は、カラー画像形成装置の一例を示す概略図であり、図１を用いての本実施形態の画像形成装置の構成及び動作を説明する。尚、本実施形態の画像形成装置は、ａ〜ｄの画像形成ステーションを設け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では同じであり、以下、第１の画像形成ステーションａを用いて説明する。
【００１２】
第１の画像形成ステーションａは、ドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１ａと、帯電部材である帯電ローラ２ａと、現像器４ａと、クリーニング手段５ａと、を備える。感光ドラム１ａは矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動しトナー像を担持する像担持体である。
【００１３】
さらに、現像器４ａは、イエローのトナーを収容し感光ドラム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に付着したトナーを回収するための部材であり、本実施形態では、感光ドラム１ａに当接するクリーニング部材であるクリーニングブレードと、クリーニングブレードが回収したトナーを収容する廃トナーボックスを備える。
【００１４】
コントローラ１００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（本実施形態では負極性）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。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、イエロートナー像として可視化される。ここで、現像器に収容されたトナーの正規の帯電極性は、負極性である。この実施形態では帯電部材による感光ドラムの帯電極性と同極性に帯電したトナーにより静電潜像を反転現像しているが、本発明は、感光ドラムの帯電極性とは逆極性に帯電したトナーにより静電潜像を正現像するようにした電子写真装置にも適用できる。
【００１５】
中間転写ベルト１０は、複数の張架部材１１、１２、１３とで張架され、感光ドラム１ａと当接した対向部で同方向に移動する向きに、感光ドラム１ａと略同一の周速度で移動可能である。感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との当接部（以下、一次転写部と称す）を通過する過程で、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０に形成される電位差により中間転写ベルト１０の上に転写される（一次転写）。一次転写部に形成される中間転写ベルト１０の電位を以下では、一次転写電位とする。本実施形態の一次転写電位の形成方法については後述する。
【００１６】
感光ドラム１ａ表面に残留した一次転写残トナーは、クリーニング手段５ａにより清掃、除去される。その後、清掃された感光ドラム１ａは、次の帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。
【００１７】
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、それぞれの一次転写部で中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写される。以上の工程によって、目的のカラー画像に対応したフルカラー画像が得られる。
【００１８】
中間転写ベルト１０上の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を通過する過程で、給紙手段５０により給紙された記録材Ｐの表面に一括転写される（二次転写）。二次転写部材としての二次転写ローラ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。また、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の加圧力で接触し、二次転写部を形成している。二次転写ローラ２０は中間転写ベルト１０に対して従動回転し、また、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、転写電源２１から二次転写電圧として１６００［Ｖ］の電圧が印加されている。
【００１９】
転写電源２１は、電圧を発生するトランスを有し、二次転写ローラ２０に二次転写電圧を供給する構成となっている。二次転写電圧は、トランスから出力される電圧をコントローラ等の制御部（不図示）によって、略一定に制御している。また、転写電源２１は、１００［Ｖ］から４０００［Ｖ］の範囲の電圧を印加可能である。
【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、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】
本画像形成装置全体の制御を行うコントローラ１００の構成について図２を参照して説明する。コントローラ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ回路部１５０を有する。ＣＰＵ回路部１５０は、ＲＯＭ１５１およびＲＡＭ１５２を内蔵する。ＣＰＵ回路部１５０は、ＲＯＭ１５１に格納されている制御プログラムに応じて、転写制御部２０１，現像制御部２０２，露光制御部２０３，帯電制御部２０４を統括的に制御する。環境テーブルや紙厚さ対応テーブルはＲＯＭ１５１に格納されておりＣＰＵが呼び出して反映される。ＲＡＭ１５２は、制御データを一時的に保持し、また制御に伴う演算処理の作業領域として用いられる。転写制御部２０１は、転写電源２１を制御し、不図示の電流検出回路が検出する電流値に基づいて転写電源２１から出力する電圧を制御している。コントローラ１００は、ホストコンピュータ（不図示）から画像情報と印字命令を受信すると、各制御部（現像制御部２０２，露光制御部２０３，帯電制御部２０４）を制御して印字動作に必要な画像形成動作を実行する。
【００２２】
次に、中間転写ベルト１０と、張架部材１１、１２、１３と、接触部材１４について詳細に説明する。
【００２３】
各画像形成ステーションａ〜ｄ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り、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１３（二次転写対向部材）の３軸で張架され、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。中間転写ベルト１０は、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと当接した対向部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。以下、中間転写ベルト１０において、二つの張架部材（二次転写対向ローラ１３と駆動ローラ１１）の間であって、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄからトナー像が一次転写される面を一次転写面Ｍとする。
【００２４】
各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対応して配置され、中間転写ベルト１０に接触する複数の接触部材を備えている。ここでは、各感光ドラム１から中間転写ベルト１０にトナー像を転写させる為の一次転写部材（金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）を接触部材として採用している。金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれが対応する感光ドラムと中間転写ベルトが形成する一次転写部より下流側にずらした位置に配置している。
【００２５】
金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの構成について、図３を用いて詳細を説明する。図３は図１の中で、第１画像形成ステーションａの構成を拡大したものである。図３において、金属ローラ１４ａは、感光ドラム１ａの中心位置に対して、中間転写ベルト１０の移動方向下流側に８ｍｍずれた位置に配置されている。また、感光ドラム１ａ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１ａと中間転写ベルト１０で形成される水平面に対して、金属ローラ１４ａの長手方向の軸端部を１ｍｍ持ち上げた位置に配置される。
【００２６】
金属ローラ１４ａを一次転写部からずらして配置するのは、感光ドラム１ａと金属ローラ１４ａが（中間転写ベルト１０を介して）接触する構成では剛体である金属ローラ１４ａによって感光ドラムが傷つき耐久性が低下するからである。また、一次転写部の上流側で転写電界が発生すると感光ドラム上のトナー像が本来の転写位置と異なる位置に移動してしまう飛び散り現象が発生するため、金属ローラ１４ａは一次転写部の下流側にずらして配置している。
【００２７】
第１画像形成ステーションａの感光体ドラム１ａと第２画像形成ステーションｂの感光体ドラム１ｂとの間の距離をＷ、金属ローラ１４ａの一次転写部からのずれ量をＫ、中間転写ベルト１０に対する金属ローラ１４ａの持ち上げ高さをＨと定義する。本実施形態では、Ｗ＝６０ｍｍ、Ｋ＝８ｍｍ、Ｈ＝１ｍｍとなる。なお、金属ローラ１４ａは、外径６ｍｍのストレート形状のニッケルメッキＳＵＳ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。金属ローラ１４ａは、中間転写ベルト１０の内周面側に配置され、中間転写ベルト１０の移動方向と直交する長手方向の所定領域に亘って接触している。
【００２８】
第２画像形成ステーションｂに対応して配置される金属ローラ１４ｂ、第３画像形成ステーションｃに対応して配置される金属ローラ１４ｃ、第４画像形成ステーションｄに対応して配置される金属ローラ１４ｄ、についても金属ローラ１４ａと同様の構成となる。
【００２９】
本実施形態で使用した中間転写ベルト１０は、周長７００ｍｍ、厚さ９０μｍで、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ている。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。また、本実施形態では、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。また、導電剤としてはカーボン以外に、導電性の金属酸化物微粒子を使用することが可能である。
【００３０】
本実施形態の中間転写ベルト１０は、体積抵抗率で１×１０９Ω・ｃｍである。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。測定条件は、室内温度は２３℃、室内湿度は５０％に設定し、印加電圧１００［Ｖ］、測定時間１０ｓｅｃの条件である。本実施形態では、中間転写ベルト１０の体積抵抗率は、１×１０７〜３×１０１１Ω・ｃｍの範囲のものが使用可能である。本実施形態のように、一次転写部から離れた位置に一次転写部材となる金属ローラ１４を配置する構成では、中間転写ベルト１０としては、金属ローラ１４と中間転写ベルト１０が接触する接触部から一次転写部に所望の電流が流れ易いベルトが望まれる。ここで体積抵抗率は、中間転写ベルトの材料としての導電性の尺度であり、実際に周方向に電流を流して所望な一次転写電位を形成することが可能なベルト（以下、導電性ベルト）であるか否かは、周方向の抵抗の大きさが重要である。
【００３１】
そこで、本実施形態では、中間転写ベルト１０の周方向の抵抗については、図４（ａ）に示す周方向抵抗測定治具を使用して測定した。まず、装置の構成を説明する。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。
【００３２】
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をモニターする。図４（ａ）に示す測定系は図４（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（本実施形態では３００ｍｍ）の長さにおける中間転写ベルト１０の周方向の抵抗ＲＬはＲＬ＝２ＶＬ／ＩＬによって算出することが出来る。このＲＬを中間転写ベルト１０の１００ｍｍ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。本実施形態の金属ローラを一次転写部に対して下流側にずらして配置する構成では、周方向の抵抗が１×１０９Ω以下の導電性ベルトであるとこが望ましい。
【００３３】
一般的に、二次転写をする為に二次転写用の電源が出力する電圧（二次転写電圧）は、一次転写をする為に必要な一次転写用の電源が出力する電圧（一次転写電圧）に対して、５倍から１０倍程度大きい。複数枚の記録材に対して連続して画像形成する場合は、先行する記録材に対して二次転写を行う最中に後続の記録材に対する一次転写を行う必要があり、一つの転写電源によって、一次転写部材と二次転写部材をそれぞれ最適な電位にすることが難しい。そこで、一つの転写電源から、一次転写部材と二次転写部材をそれぞれ最適な電位にするための構成について説明する。
【００３４】
本実施形態の構成では、二次転写ローラ２０に電圧を印加する転写電源２１が、金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに電位を維持させる電源として使用される。すなわち転写電源２１は、一次転写と二次転写の共通の転写電源である。転写電源２１から電圧が印加される二次転写部材（二次転写ローラ２０）に中間転写ベルトを介して対向する二次転写対向ローラ１３（二次転写対向部材）は電圧維持素子１５を介して接地されている。そして、金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄも、電圧維持素子１５に接続されている。電圧維持素子１５が接続された被接続部材（二次転写対向ローラ１３、金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等）は、電流供給部材である二次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０を介して電圧維持素子１５に電流が流れることで、所定電位以上に維持される。
【００３５】
ここで、所定電位は、所望の転写効率を得ることができる一次転写電位を各一次転写部で維持できるように設定された電位である。本実施形態では、電圧維持素子１５として定電圧素子であるツェナーダイオード１５を用いている。以下、ツェナーダイオード１５に逆方向の電圧を印加した際にアノードとカソード間にかかる電圧をツェナー電圧と定義する。複数のツェナーダイオードを直列に接続する場合は、最も被接続側のツェナーダイオードのカソード側が維持する電圧をツェナー電圧とする。
【００３６】
図５は、図１の画像形成装置における転写電源２１から各金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに流れる電流経路を説明する概略図である。２次転写ローラ２０を抵抗２０ａ、二次転写ローラ２０と二次転写対向ローラ１３とで挟まれ部分における中間転写ベルト１０の体積方向の抵抗を抵抗１０ｅとする。また、金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとに挟まれた中間転写ベルト１０の周方向の抵抗をそれぞれ抵抗１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとみなす。ここで、転写電源２１が二次転写ローラ２０に印加する電圧は、二次転写部で二次転写を行うのに最適な電圧値であり、本実施形態では二次転写電圧として、１６００［Ｖ］を印加している。
【００３７】
転写電源２１から二次転写ローラ２０に印加された二次転写電圧は、二次転写ローラ抵抗２０ａと中間転写ベルト１０の体積方向の抵抗１０ｅによって分圧される。この時、転写電源２１から二次転写ローラ２０に印加された二次転写電圧によって発生した電流は、二次転写ローラ抵抗２０ａと中間転写ベルト１０の体積方向の抵抗１０ｅを介し、一部がツェナーダイオード１５側に流れる。このとき、ツェナーダイオード１５は、カソード側からアノード側に電流を流すので、逆方向に電圧を印加された状態になる。ツェナーダイオード１５のアノード側は接地されているので、ツェナーダイオード１５のカソード側はツェナー電圧に維持される。したがって、ツェナーダイオード１５がツェナー電圧（ここでは、３００［Ｖ］）を維持する状態になると、ツェナーダイオード１５に接続された金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄもツェナー電圧に維持されることになる。その結果、各一次転写部で所望の転写効率を得ることができる一次転写電位（ここでは、２００［Ｖ］）を形成することが可能である。
【００３８】
図６は、一次転写電位と一次転写部での転写効率を示した結果となっている。縦軸の転写効率の値は、一次転写残濃度をマクベス濃度計（メーカー：グレタグマクベス社）で測定した結果を示しており、値が大きいほど一次転写残濃度が高くなるため、転写効率が低下することとなる。本実施形態の構成では、図６のグラフに示されるように一次転写効率が良好となる領域（９５％以上の転写効率を達成する領域）は、１００［Ｖ］〜４００［Ｖ］の一次転写電位が必要である。それに対して、図６は、二次転写電圧と二次転写部での転写効率を示した結果となっている。図７に示すように、二次転写効率がＯＫとなる領域（９５％以上の転写効率を達成する領域）は、１１００［Ｖ］〜１６００［Ｖ］の二次転写電圧が必要である。
【００３９】
このように、本実施形態では、転写電源２１から二次転写部材２０に二次転写性を満足する二次転写電圧（１６００Ｖ）を印加しつつ、電圧維持素子１５によって、各一次転写部で、一次転写性を満足する一次転写電位（２００Ｖ）を形成することが可能である。
【００４０】
転写電源２１は、定電圧制御ではなく、二次転写ローラ２０に流れる電流が一定電流になるように制御してもよい。定電流制御を行うと、記録材の抵抗が変動しても、記録材表面とベルト表面との電位差を維持することができ、適正な二次転写電位差で二次転写をすることが可能である。
【００４１】
また、二次転写対向ローラ１３にツェナーダイオード１５を接続することで、記録材Ｐの突入時の中間転写ベルト１０の電位の変動を抑制可能である。図８に、二次転写部に記録材Ｐを突入させた前後における第１の画像形成ステーションの一次転写部の電位変化を測定結果である。図８の縦軸は、第１の画像形成ステーションの一次転写部の電位、横軸は時間経過を表している。本実施例の構成での二次転写プロセス中に、中間転写ベルト１０に印加される電圧を測定した。ＴＲＥＫ社製表面電位測定装置（Ｍｏｄｅｌ３７０）及び専用プローブ（Ｍｏｄｅｌ  ３８００Ｓ−２）を使用し、電圧測定を行っている。二次転写対向ローラ１３にツェナーダイオード１５を接続し、二次転写対向ローラ１３から中間転写ベルト１０を介した位置に配置された不図示の金属ローラの電位をモニタリングする事により、中間転写ベルト１０の表面電位を測定している。
【００４２】
図８の点線は、ツェナーダイオード１５を接続していない時であり、図８の実線は、ツェナーダイオード１５を接続している時を表している。記録材Ｐが二次転写部に突入した際に、定電流制御を行っていると、瞬間的に二次転写ローラ２０から供給される電流量が増加する。この時、二次転写ローラ２０から印加された電流のうち過剰な電流を、中間転写ベルト１０、二次転写対向ローラ１３を介してツェナーダイオード１５に流す事が出来るため、中間転写ベルト１０の表面電位を所望の２００［Ｖ］に安定させる事が出来ている。しかしながら、ツェナーダイオード１５を接続しない場合では、上述の効果が得られないために、記録材が二次転写部に突入するタイミングから、第１の画像形成ステーションの一次転写部の中間転写ベルト電位が変動している。
【００４３】
このように、二次転写対向ローラ１３にツェナーダイオード１５を接続することで、記録材が二次転写部に到達した際に二次転写電流が変化しても、第１の画像形成ステーションの一次転写部の中間転写ベルト電位を一定に保つことが可能である。
【００４４】
さらに、本実施構成では、金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄによって感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに近い距離から給電できるため、中間転写ベルト１０の抵抗が高い領域も使用することが可能である。
【００４５】
また、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの使用が進むと、感光ドラム表面は帯電ローラ２の放電により劣化し、また感光ドラム表面はクリーニング手段５と摺擦することにより削れ、その膜厚が薄くなる。このとき、使用状況（例えば累積回転数）の異なる感光ドラムが混在すると、各感光ドラムの膜厚はばらつきが生じる。この状態で複数の感光ドラムに一定の帯電電圧Ｖｃｄｃを印加すると、一般的には、帯電ローラ２と感光ドラム１間のエアギャップに生じる電位差が異なり、感光ドラム表面の帯電電位Ｖｄがばらついてしまう。各感光ドラム表面の帯電電位Ｖｄがばらつくと、転写コントラスト（一次転写部における感光ドラム１と中間転写ベルト１０の電位差）が変動してしまう。帯電電位Ｖｄのばらつきに応じて、各一次転写部の電位を変更する方法が考えられるが、本実施形態の構成では、一次転写部の電位を各画像形成ステーションで任意に設定することができない。
【００４６】
そこで、使用環境や使用状態に応じてコントローラ１００によって帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの帯電電圧をそれぞれ変更することで、感光ドラム表面の帯電電位Ｖｄを均一にする方法が考えられる。これにより、各一次転写部で適正な一次転写コントラストを保つことができるようになる。
【００４７】
また、コストダウンのために各帯電ローラに電圧を出力する帯電電源を共通化した場合は、コントローラ１００によって各露光手段３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを制御する方法が考えられる。露光手段３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにより画像信号に応じた静電潜像を形成する際に、弱露光によって、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ面の非画像部領域を一様に露光することで、感光ドラム電位を安定化させることが可能である。
【００４８】
ここで、非画像部領域の弱露光について、第１の画像形成ステーションａの露光手段３ａを例にとって、図９を用いて説明する。図９において、コントローラ１００から送られて来る画像信号は、８ビット＝２５６階調の深さ方向を持つ多値信号（０〜２５５）であり、この信号が０のときレーザー光はオフ、２５５のとき完全オン、１〜２５４の間では両者の中間の値を暫時持つものとする。ここで、非画像部露光レベルは、上記多値信号のレベルにより任意に設定することが可能である。以下の説明においては、この多値信号のレベルとして３２を用いて、非画像部露光を行うものとする。コントローラ１００から送られて来る画像信号が０の非画像部は、露光制御部２０３内の画像信号変換回路６８ａにより３２に変換され、画像信号が１から２５５の値のもの関しては、３３から２５５に圧縮変換している。その後、周波数変調回路６１ａにより、シリアルな時間軸方向の信号に変換され、本例では解像度が６００ドット／インチの各ドットパルスのパルス幅変調に用いられる。
【００４９】
この信号により、レーザードライバー６２ａが駆動されてレーザーダイオード６３ａが発光し、レーザー光６ａが出射する。このレーザー光６ａは、ポリゴンミラー６４ａ、レンズ６５ａ、折り返しミラー６６ａを含んだ補正光学系６７ａを経て、走査光として感光ドラム１ａに照射される。なお、周波数変調回路６１ａは、レーザードライバー６２ａとは離して、コントローラ側に設けても良い。
【００５０】
このように、非画像部を露光することで感光ドラム電位を安定化し、各感光ドラムの膜厚が変化しても良好な一次転写を行うことが可能である。
【００５１】
図１０のように、複数の張架部材のうち、転写電源２１から電圧が印加される二次転写ローラ２０に中間転写ベルト１０を介して対向する二次転写ローラ１３に電圧維持素子を接続する構成であれば、同様の効果がある。
【００５２】
本実施形態では、金属ローラ１４の材質としてニッケルメッキされたＳＵＳを使用したものの、これに限られることはなく、アルミニウム、鉄等の他の金属、または、導電ローラである導電性の樹脂ローラであっても良い。更には、金属ローラ上に弾性層を被覆したような部材であっても、同様の効果を得ることができる。
【００５３】
図１１は、一次転写部材として導電性を備える弾性ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを採用した画像形成装置を説明する図である。なお、弾性ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０５Ω・ｃｍ、厚み３ｍｍに調整したＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）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１２ｍｍのローラ部材で構成される。中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対し、９．８Ｎの加圧力で当接させ、中間転写ベルト１０の回転に伴い、従動して回転する。図１１のように、導電性ローラを採用する場合は、一次転写部の直下に一次転写部材を配置することが可能である。このような構成によって、金属ローラ１４を一次転写部の下流に配置する場合よりも、抵抗の高い中間転写ベルトを使用することが可能である。
【００５４】
本実施形態では、中間転写ベルト電位を安定化させるため、電圧維持素子として定電圧素子であるツェナーダイオード１５を使用したものの、同様の効果を得られる素子であれば、別の定電圧素子（例えば、バリスタなどの素子）を用いてもよい。また、定電圧素子と違い抵抗素子に流れる電流量に応じて電位が変動するため定電圧素子より電位の管理が難しくなるが、電圧維持素子としては被接続部材の電位を所定以上に維持できれば抵抗素子、例えば、１００ＭΩの抵抗素子を用いても良い。
【００５５】
また、任意の被接続部材と電圧維持素子１５の間に抵抗素子を設けることで、抵抗素子が設けられた被接続部材と、抵抗素子が設けられていない被接続部材との間で電位差を形成してもよい。
【００５６】
また、転写電源２１から負極性（トナーの正規の帯電極性と同極性）の電圧を二次転写部材に印加することが可能にしてもよい。そのような場合に、図１２で示す画像形成装置では、転写電源２１から負極性の電圧を印加すると、一次転写ローラ１４に負極性の電位を持たせることが可能である。図１２で示す画像形成装置は、電圧維持素子として二つのツェナーダイオード１５ｆ、１５ｅが直列に接続される構成である。具体的には、電圧維持素子１５としてツェナー電圧２００［Ｖ］のツェナーダイオード１５ｅのアノード側を接地している。そしてツェナーダイオード１５ｅのカソード側とツェナーダイオード１５ｆのアノード側を接続し、ツェナーダイオード１５ｆのカソード側を二次転写対向ローラ１３と各金属ローラ１４に接続している。ツェナーダイオード１５ｆは、ツェナー電圧２００［Ｖ］を有する。ツェナーダイオード１５ｅを第１のツェナーダイオードとすると、ツェナーダイオード１５ｆは第２のツェナーダイオードであり、逆向きに接続されている。
【００５７】
正極性の電圧を印加した場合と同様に、負極性の電圧を印加すると、ツェナーダイオード１５ｆに所定以上の電流が流れるとツェナーダイオード１５ｆが２００［Ｖ］を維持する。これによって二次転写部材に負極性の電圧を印加しつつ、一次転写部の電位を負極性に維持することが可能になる。
【００５８】
（実施形態２）
実施形態１では、一次転写部材である１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが、一つの電圧維持素子に接続された構成について開示した。これに対し、本実施形態では、一次転写部材である１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのうち少なくとも一つの一次転写部材が、直列に接続された複数の電圧維持素子の途中に接続されることを特徴とする。なお、その他の構成については実施例１の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。
【００５９】
図１３は、本実施形態の画像形成装置を説明する概略図である。本実施形態では、電圧維持素子として定電圧素子であるツェナーダイオード１５ａ、ツェナーダイオード１５ｂを、二つ直列に接続している。具体的には、ツェナーダイオード１５ｂのアノード側を接地し、ツェナーダイオード１５ｂのカソード側とツェナーダイオード１５ａのアノード側を接続する。ツェナーダイオード１５ａのアノード側は、一次転写部材１４ａにも接続されている。そして、ツェナーダイオード１５ｂのカソード側に二次転写対向ローラ１３、一次転写部材１４ｂ、ｃ、ｄが接続されている。
【００６０】
定電圧素子は夫々、ツェナーダイオード１５ｂとしてツェナー電圧２００［Ｖ］のツェナーダイオード、ツェナーダイオード１５ａとしてツェナー電圧５０［Ｖ］のツェナーダイオードである。
【００６１】
転写電源２１から二次転写ローラ２０に正極性の電圧を印加し、二次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０と二次転写対向ローラ１３を介してツェナーダイオード１５ｂ、ツェナーダイオード１５ａに一定の電流が流れると、それぞれのツェナー電圧が維持される。ここで、ツェナーダイオード１５ｂのカソード側に接続されている一次転写部材である金属ローラ１４ａは２００［Ｖ］を維持する。その他の一次転写部材である一次転写ローラ１４ｂ、ｃ、ｄは、ツェナーダイオード１５ｂのカソード側に接続されているので、ふたつのツェナー電位を足し合わせた電圧２５０［Ｖ］を維持することが可能である。
【００６２】
このような構成にすることで、各一次転写部材が維持する電圧を各一次転写部で適宜変更することが可能である。例えば、最上流の画像形成ステーションａよりも下流側に配置される画像形成ステーションｂ、ｃ、ｄの転写コントラストを小さくしてもよいし、下流側の画像形成ステーションの転写コントラストが順次大きくなる構成であってもよい
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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