(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する複数の像担持体と、移動可能な中間転写ベルトと、前記複数の像担持体から前記中間転写ベルトへ各々の１次転写位置においてトナー像を転写する複数の１次転写ローラと、前記中間転写ベルトから記録材へトナー像を転写する２次転写ローラと、前記中間転写ベルトを介して前記２次転写ローラに対向する対向ローラと、を有し、前記複数の１次転写ローラと前記対向ローラは前記中間転写ベルトの同じ面に接触している画像形成装置において、
前記中間転写ベルトが隣り合う前記１次転写位置の間を移動する時間をＴ（秒）、電位Ｖに帯電された前記中間転写ベルトの電位がＶ／ｅ（ｅは自然対数の底で、ｅ＝２．７１８２８・・・）に低下するまでの前記中間転写ベルトの帯電緩和時間をτ（秒）とすると、τ≦Ｔ  が成り立ち、トナー像を転写する時に、前記複数の１次転写ローラと前記対向ローラに実質的に同じ電圧が印加されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写ベルトを支持する支持手段を有し、前記中間転写ベルトを張架する全ての支持手段に、前記複数の１次転写ローラと実質的に同じ電圧が印加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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関し、特に像担持体上の像を中間転写体に転写し、中間転写体上の像を記録材に転写する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いて像担持体上に形成したトナー像を記録材に転写し、その未定着トナー像を定着することによって、記録材に永久画像を得る画像形成装置が知られており、近年の情報化社会の進展にともなって、カラー画像形成装置への需要が広がっている。
【０００３】
図５に、従来の電子写真方式のフルカラー画像形成装置の一例の概略構成を示す。この画像形成装置は、カラー画像出力の高速化のために、感光体（像担持体）を複数個積載し、各感光体で順次トナー像を形成して、一旦、中間転写体に多重転写し、その後、記録材に一括転写するものである。
【０００４】
図５に示すように、本画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像形成部（画像形成ステーション）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを有し、さらに中間転写体として中間転写ベルト８０、および定着手段として定着器４０を有している。
【０００５】
各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋはユニットとされており、それぞれ、像担持体である感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋと、その周辺に、一次帯電ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、レーザー露光器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ、１次転写ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋ、クリーナ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが配設されている。中間転写ベルト８０は、各感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋに接触して配置され、駆動ローラ５１、テンションローラ５２、２次転写対向ローラ５３の３本のローラに張架され、図の矢印ｂの方向に回転駆動される。
【０００６】
各感光ドラム７０（７０Ｙ〜７０Ｋ）は、一次帯電ローラ１２（１２Ｙ〜１２Ｋ）により表面を一様に帯電された後、レーザー露光器１３（１３Ｙ〜１３Ｋ）により色分解された画像露光が行われ、感光ドラム７０の表面に原稿と対応した静電潜像が形成される。この潜像は、現像器１４（１４Ｙ〜１４Ｋ）によりマイナストナーを用いて現像され、感光ドラム７０の表面にトナー像が形成される。
【０００７】
各画像形成部１０Ｙ〜１０Ｋにおいて、上記の画像形成動作をそれぞれ所定のタイミングをもって行い、これにより感光ドラム７０上に各色のトナー像が形成される。その各色のトナー像を、１次転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）と対向した各１次転写部で中間転写ベルト８０上に順次転写して（１次転写）、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を重畳したフルカラー画像を中間転写ベルト８０上に一旦形成する。
【０００８】
その後、４色のトナー像を、給紙ローラ２０により所定のタイミングで供給された記録材Ｐ上に２次転写ローラ５５を用いて一括して転写する（二次転写）。転写工程を終了した記録材Ｐは定着器４０に搬送され、加熱および加圧されて、トナー像が定着される。
【０００９】
中間転写体方式のフルカラー画像形成装置は、上記のように、中間転写体上の４色のトナー像を記録材上に一括転写するので、色ずれ（カラーレジストレーション）が少ない点で優れている。また中間転写体方式によれば、たとえば転写ベルトや転写ドラムなどの記録材担持体に記録材を吸着させて搬送し、感光ドラム上に形成する各色のトナー像を直接記録材へ転写し、記録材上で各色のトナー像を重ねあわせる方式とは異なり、記録材を吸着搬送する必要がなく、たとえば中間転写ベルトのような中間転写体を回転させて形成したフルカラートナー像を記録材に一括転写するので、記録材として封筒、厚紙など、記録材の種類を選ばないで画像形成が行え、かつ記録材の厚みによるカラーレジストレーションが変化することもない。
【００１０】
したがって、このような理由から、電子写真方式のフルカラー画像形成装置のなかでも、中間転写体を利用した画像形成装置が広く用いられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような１次転写系では、通常、複雑な転写バイアス制御が必要となる。全画像形成部１０Ｙ〜１０Ｋで良好な転写性を達成するためには、定電圧バイアスを下流側の画像形成部ほど上昇させて設定し、全画像形成部において十分な転写電流が得られるようにしなければならず、転写バイアスは各画像形成部ごとに独立に、合計４つの高圧電源により印加することが必要となる。
【００１２】
これは、各画像形成部を順次通過し、各色トナー像を重ね合わせて転写される中間転写ベルトが次第にチャージアップを起こし、転写ニップ部を通過する中間転写ベルトの厚さ方向の実効的インピーダンスが、下流側の画像形成部を通過するときほど高くなるためである。
【００１３】
本発明の目的は、中間転写体がチャージアップすることなく、良好に中間転写体上に像を形成することができる画像形成装置を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する複数の像担持体と、移動可能な中間転写ベルトと、前記複数の像担持体から前記中間転写ベルトへ各々の１次転写位置においてトナー像を転写する複数の１次転写ローラと、前記中間転写ベルトから記録材へトナー像を転写する２次転写ローラと、前記中間転写ベルトを介して前記２次転写ローラに対向する対向ローラと、を有し、前記複数の１次転写ローラと前記対向ローラは前記中間転写ベルトの同じ面に接触している画像形成装置において、
前記中間転写ベルトが隣り合う前記１次転写位置の間を移動する時間をＴ（秒）、電位Ｖに帯電された前記中間転写ベルトの電位がＶ／ｅ（ｅは自然対数の底で、ｅ＝２．７１８２８・・・）に低下するまでの前記中間転写ベルトの帯電緩和時間をτ（秒）とすると、τ≦Ｔ  が成り立ち、トナー像を転写する時に、前記複数の１次転写ローラと前記対向ローラに実質的に同じ電圧が印加されることを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
本発明の一実施態様によると、前記中間転写ベルトを支持する支持手段を有し、前記中間転写ベルトを張架する全ての支持手段に、前記複数の１次転写ローラと実質的に同じ電圧が印加される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施例を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２１】
比較例１
図１は、本発明の画像形成装置の一比較例を示す概略構成図である。本画像形成装置は、４つの感光ドラムを用いた、中間転写方式のフルカラープリンタに構成されている。
【００２２】
図１に示すように、本画像形成装置は、４色の画像形成部（画像形成ステーション）、すなわちイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを有し、さらに中間転写体として中間転写ベルト８、および定着手段として定着器４０を有している。
【００２３】
各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋはユニットとされ、それぞれ像担持体である感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋが、矢印ａ方向に回転可能に設置されている。この感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋの外周上に、一次帯電ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが、その感光ドラム回転方向下流側にレーザー露光器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが配置され、レーザー露光器１３Ｙ〜１３Ｋは、それぞれが発光する画像信号に対応して変調されたレーザー光により感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋを露光する。さらに下流側には現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが配置され、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収容している。
【００２４】
各感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋに対して中間転写ベルト８を挟んで１次転写ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋが配置され、それぞれ高圧電源（定電圧電源）４８Ｙ、４８Ｍ、４８Ｃ、４８Ｋにより１次転写バイアスＶｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋが印加される。
【００２５】
中間転写ベルト８は、各画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋの感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋに接触するように配置され、駆動ローラ５２、テンションローラ５１、２次転写対向ローラ５３の３本のローラに張架されて、図の矢印ｂの方向に回転駆動される。
【００２６】
なお、モノカラーモード（たとえば白黒画像を形成する場合）等で、所望の感光ドラムのみと接触するように中間転写ベルト８を揺動、離間する構成であってもよい。また、画像形成信号が入力されていない待機モードにおいて、中間転写ベルト８を全ての感光ドラムから離間させておく構成であってもよい。
【００２７】
さらに、各感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋの下流側には、クリーナ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが設置され、また中間転写ベルト８にはテンションローラ５１のところにベルトクリーナ３３が設置されている。
【００２８】
以上の画像形成装置の動作について、イエローの画像形成ユニット１０Ｙを例にとって説明する。
【００２９】
感光ドラム７０Ｙは、アルミニウムの円筒体表面に光半導電層を有し、矢印ａ方向に回転する過程で一次帯電ローラ１２Ｙにより表面を約−５００Ｖに一様にマイナス帯電された後、レーザー露光器１３Ｙにより画像露光が行われ、感光ドラム７０Ｙの表面に原稿と対応した静電潜像が、明部（レーザー露光部電位：−２００Ｖ）と暗部（非露光部電位：−５００Ｖ）で形成される。この潜像は、現像器１４Ｙによりマイナス帯電したイエロートナーを用いて現像され、感光ドラム７０Ｙの表面にイエロートナー像が形成される。感光ドラム７０Ｙ上に形成されたイエロートナー像は、１次転写ローラ５４Ｙによって、中間転写ベルト８上に転写される（１次転写）。転写後の感光ドラム７０Ｙは、表面に残留した転写残りトナーをクリーナ１６Ｙによって除去した後、つぎの画像形成に供される。
【００３０】
以上の動作が所定のタイミングをもって各画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋにおいて行われ、各感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋと１次転写ローラ５４Ｙ〜５４Ｋとで構成される各１次転写部Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4で、各色のトナー像が中間転写ベルト８上に順次重ねて転写される。
【００３１】
フルカラーモードの場合は、中間転写ベルト８に対してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順でトナー像が転写され、単色や２〜３色モードの場合も必要な色のトナー像が上記と同じ順で転写される。
【００３２】
その後、４色のトナー像は、矢印ｂ方向の中間転写ベルト８の回動にともない、２次転写ローラ５５と接地された２次転写対向ローラ５３とで形成される２次転写部に移動され、給紙ローラ２０により所定のタイミングで供給された記録材Ｐ上に、高圧電源（定電圧電源）４９から２次転写バイアスＷを印加された２次転写ローラ５５により一括して転写される（２次転写）。２次転写が終了した中間転写ベルト８は、ベルトクリーナ３３によってその表面が清掃される。
【００３３】
本比較例では、感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋは直径３０．６ｍｍの負帯電性のＯＰＣドラムを用い、帯電ローラ１２Ｙ〜１２ＫにＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した帯電バイアスを印加し、環境の違いにかかわらず感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋを約−５５０Ｖに一様帯電するようにした。露光器１３Ｙ〜１３Ｋは、波長７６０ｎｍの近赤外レーザーダイオードと、感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋ上にレーザー光を走査するポリゴンスキャナーとを有する。
【００３４】
イエロー現像器１４Ｙ、マゼンタ現像器１４Ｍ、シアン現像器１４Ｃおよびブラック現像器１４Ｋは、非磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像方式の現像器であり、トナーとしてワックスを含んだコア／シェル構造の粒径６μｍの負帯電性の重合トナーを現像スリーブ上に塗布し、弾性ブレードでトナーの層厚を規制した後、それぞれの感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋ上の静電潜像にジャンプさせて反転現像する。
【００３５】
１次転写ローラ５４Ｙ〜５４Ｋ、２次転写ローラ５５、２次転写対向ローラ５３は、いずれも、直径１４ｍｍの芯金に体積抵抗率１×１０5Ωｃｍの導電ゴム層を、長手方向３１０ｍｍにわたり各ローラの直径が２０ｍｍとなるように被覆させたものである。１次転写ローラ５４Ｙ〜５４Ｋは、それぞれの芯金部が給電バネを介して高圧電源４８Ｙ〜４８Ｋに、同じく２次転写ローラ５５は高圧電源４９に、２次転写対向ローラ５３はグラウンドに接続されている。
【００３６】
本比較例においては、隣接する２つの感光ドラム間（隣接する２つの１次転写部間）の距離は、駆動ローラ５２の周長（中間転写ベルトの厚さが駆動ローラ５２の半径に比べて無視できない場合は、その厚さ分を考慮した周長とすることが好ましい）と略等しい構成となっている。このような構成に限らず、上記２つの１次転写部間距離は駆動ローラの周長の整数倍となっていればよい。このような構成にすることで、駆動ローラの偏心等による中間転写ベルトの速度ムラに基づく色ズレを防止することができる。
【００３７】
さて、中間転写ベルト８は周長１１１５ｍｍ、幅方向長さ（感光ドラムの長手方向と同方向長さ）３１０ｍｍであるが、本比較例は、この中間転写ベルト８として自己減衰型の電的特性を有するものを使用したことが大きな特徴である。
【００３８】
ここで、自己減衰型とは、中間転写体の帯電緩和時間をτ（秒）、隣接する２つの像担持体間（隣接する２つの一次転写部間（Ｔ1〜Ｔ2、Ｔ2〜Ｔ3、Ｔ3〜Ｔ4））を中間転写体の一部分が移動するのに要する時間をＴ（秒）としたときに、
τ≦Ｔ
の関係が成り立つ特性を備えることを意味する。一方、この条件を満たさないものをチャージアップ型と呼ぶ。
【００３９】
中間転写ベルト８の帯電緩和時間τとは、中間転写ベルトの帯電位置において与えられた電位ＶがＶ／ｅ（ｅは自然対数の底で、ｅ＝２．７１８２８・・・）に低下するまでの時間で定義される。
【００４０】
なお、帯電緩和時間τは、図４に示す装置を用いて測定されたものを言う。すなわち、中間転写ベルト８の静電容量と抵抗を単純に掛け合わせて得られる数値とは合致しないため、本比較例では、図４で示す装置、方法により測定された時間を「τ」と定める。
【００４１】
中間転写ベルト８は、測定治具としての駆動ローラ２０７、金属テンションローラ２０６に張架され、１１７ｍｍ／秒の速度で矢印方向に回転する。中間転写ベルト８は前記帯電位置において帯電ローラ２０１、金属の対向ローラ２０８で挟持され、ピーク間電圧Ｖppが約３ｋＶのＡＣ電源２０２、＋５００ＶのＤＣ電源２０３によって帯電される。
【００４２】
測定時の環境は、温度２３℃、相対湿度６０％である。また帯電ローラ２０１に印加する電圧は、上記環境における通常の画像形成時に１次転写ローラに印加するバイアス３００Ｖと、感光ドラムの明部電位約−２００Ｖとの差の絶対値に相当する電圧としている。
【００４３】
また、本比較例では、帯電ローラ２０１にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを重畳した電圧を印加することで、帯電ローラ２０１に当接している中間転写ベルト８の部分は、ほぼ上記ＤＣ電圧（５００Ｖ）と同等の電位に帯電されている。なお、ＡＣ電圧のＶpp、周波数は適宜設定すればよい。
【００４４】
帯電ローラ２０１は周知の接触帯電方式によるもので、たとえば厚さ３ｍｍ程度の弾性導電ゴム上に１００〜２００μｍ、体積抵抗率１０6Ωｃｍ程度の中抵抗層を設け、さらにその上に数１０μｍの固着防止層（ナイロン系樹脂等）を設けて、直径１２ｍｍ程度の円筒状に構成したものである。
【００４５】
帯電ローラ２０１によって帯電された中間転写ベルト８は、帯電位置から下流にＴ秒間回転した位置に設けられた表面電位計プローブ２０４、電位計本体２０５により表面電位Ｗを測定される。なお、Ｔは本比較例の画像形成装置の隣接する２つの像担持体間を中間転写ベルトの一部分が移動するのに要する時間の０．８秒と同時間としてある。
【００４６】
このとき、中間転写ベルト８は、
Ｗ≦５００／ｅ［Ｖ］
ならば、自己減衰型であり、
Ｗ＞５００／ｅ［Ｖ］
ならば、チャージアップ型であるということができる。
【００４７】
本比較例において、中間転写ベルトとしてチャージアップ型のＡ、自己減衰型のＢの２種類を用意し、これらを実験に使用して、画像形成における特性を調べた。以下、これについて述べる。
【００４８】
中間転写ベルトＡは表層、中間層および基層の３層構成からなる。表層は体積抵抗率が１×１０16Ωｃｍ、厚さが１０μｍであり、離型性のよいフッ素樹脂のＰＴＦＥを分散したウレタン樹脂で形成した。中間層は体積抵抗率が１×１０10Ωｃｍ、厚さが１０μｍであり、基層は体積抵抗率が１×１０7Ωｃｍ、厚さが８２０μｍであり、ＮＢＲ・ＥＰＤＭ混合ゴムを主体としたゴムで形成した。
【００４９】
中間転写ベルトＢは表層および基層の２層構造で、表層は体積抵抗率が１×１０12Ωｃｍ、厚さが２０μｍであり、骨材を分散した中抵抗ウレタン樹脂で形成した。基層は体積抵抗率が１×１０6Ωｃｍ、厚さが１０００μｍであり、ＮＢＲ・エピクロルヒドリン混合ゴムを主体としたゴムで形成した。
【００５０】
本比較例の画像形成装置は、記録材Ｐとして用いることができる最大サイズはＡ３サイズであり、またプロセススピードは１１７ｍｍ／秒である。
【００５１】
上記の中間転写ベルトＡ、Ｂを、図１の画像形成装置に装着して、各色の１次転写効率がそれぞれ最大で良好なフルカラー画像が得られるように、各１次転写ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋに印加する１次転写バイアスＶｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋの最適値を求めたところ、表１のような結果が得られた。
【００５２】
【表１】
0003937671.tif 000002
表１に示されるように、中間転写ベルトＡの使用時には、１次転写バイアスはＶｙ＜Ｖｍ＜Ｖｃ＜Ｖｋというように、下流側の画像形成部ほど高い転写バイアスを印加することによって始めて、各色の１次転写バイアスを最適化できることがわかる。これは、各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを順次通過する中間転写ベルトの内部に電荷が次第に充電され、電気的にチャージアップするため、転写ニップ部を通過する中間転写ベルトの厚さ方向の実効的インピーダンスが下流側の画像形成部を通過するときほど高くなるためである。
【００５３】
したがって、全画像形成部１０Ｙ〜１０Ｋで良好な転写性を達成するためには、定電圧バイアスを下流側の画像形成部ほど上昇させて設定し、全画像形成部において十分な転写電流が得られるようにしなければならない。加えて、表１の結果は、中間転写ベルトのチャージアップがさらに進むため、連続プリント枚数に応じて、１次転写バイアスＶｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋの値は、さらに順次上昇させていかなければならないことを示している。
【００５４】
また中間転写ベルトがチャージアップするため、２次転写ローラ５５に２次転写バイアス用高圧電源４９を用いて印加する２次転写バイアスＷは、記録材Ｐの種類に応じて可変とするだけでなく、連続プリント時には記録材Ｐが同じであっても、このバイアスＷも順次上昇されるような設定としなければならない。
【００５５】
したがって、中間転写ベルト８としてチャージアップ型のものを用いると、１次転写バイアス制御および２次転写バイアス制御が複雑化し、良好なフルカラー画像を常に安定に得ることは困難となる。
【００５６】
これに対し、中間転写ベルトＢの使用時には、１次転写バイアスはＶｙ＝Ｖｍ＝Ｖｃ＝Ｖｋであり、全画像形成部１０Ｙ〜１０Ｋにおいて１次転写バイアスは同一値でよいことがわかる。これは、中間転写ベルトＢは、ベルト内部に充電された電荷の緩和時間が短く、チャージアップ特性を持たないいわゆる電気的に自己減衰型のものであるため、どの画像形成部を通過する際にも、中間転写ベルトの転写ニップ部におけるベルト厚さ方向の実効的インピーダンスはイエロー画像形成部１０Ｙ通過前の初期状態のままであり、全画像形成部での各色の良好な転写性は実質的に同一の１次転写バイアス値で得られるからである。この１次転写バイアス値は、連続プリント時にも常に一定に保たれる。
【００５７】
また２次転写ローラ５５に２次転写バイアス用高圧電源４９を用いて印加する２次転写バイアスＷも、連続プリント時に順次上昇させる必要がなく、記録材Ｐの種類に応じて可変なものとするだけでよい。
【００５８】
したがって、中間転写ベルト８として自己減衰型のものを用いると、２次転写後、中間転写ベルト８の電位を初期化（除電する）ための装置を別途設ける必要がなくなり、さらに１次転写バイアス制御および２次転写バイアス制御が簡略化し、良好なフルカラー画像を安定に得ることができるようになる。
【００５９】
以上、本比較例の詳細な検討の結果、画像形成装置に備えられる中間転写ベルト８として自己減衰型のものを用いることにより、各色の１次転写バイアス制御および２次転写バイアス制御が簡略化し、良好なフルカラー画像が安定に得られるようになる。
【００６０】
本比較例では、２次転写部から最初（最上流）の１次転写部Ｔ1まで中間転写ベルト８が移動する時間をＴ’（秒）とすると、
τ≦Ｔ’
の関係が成り立っている。したがって本比較例では、２次転写後、１次転写前に、中間転写ベルトを除電、初期化するための特別な除電装置は不要になり、画像形成装置の小型化、コストダウン化をさらに図ることができる。同様に、最後（最下流）の１次転写部Ｔ4から２次転写部まで中間転写ベルトが移動する時間をＴ”（秒）とすると、
τ≦Ｔ”
の関係も成り立っている。
【００６１】
また本比較例において、単色、２色、３色モードが選択されたとき、感光ドラムの電気的な劣化、中間転写ベルトとの摩擦による感光ドラムの機械的な劣化を防止するために、画像形成を行わない感光ドラムと中間転写ベルトとを適宜離間させてもよい。
【００６２】
なお、１次転写、２次転写のための高圧電源として定電流電源を用いてもよい。このような構成であっても、電源から１次転写ローラ、２次転写ローラに印加する電圧を小さくでき、制御を容易に行うことができる。
【００６３】
以上では、ローラ状の１次転写ローラ５４Ｙ〜５４Ｋ、２次転写ローラ５５を用いたが、ブレード状またはブラシ状のものに代えることができる。
【００６４】
実施例１
図２は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【００６５】
本実施例では、中間転写ベルト８として比較例１で示した自己減衰型の中間転写ベルトＢを用い、また１次転写バイアス制御用の高圧電源を簡略化した。本実施例の画像形成装置のその他の構成は、比較例１の画像形成装置と基本的に同様なので、詳しい説明は省略する。
【００６６】
本実施例では、画像形成装置の各画像形成部（画像形成ステーション）の１次転写ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋには、１つの共通の高圧電源４７により同一の転写バイアスＺ＝３００Ｖが並列に印加され、さらにこのバイアスは、２次転写対向ローラ５３にも同時に印加される。
【００６７】
２次転写ローラ５５には２次転写バイアス用の高圧高原４９を用いて、記録材Ｐの種類に応じて可変な２次転写バイアスＸが印加される。ただし２次転写バイアスＸは、比較例１の画像形成装置において高圧電源４９により印加されるＷと、Ｘ＝Ｗ＋Ｚなる関係を持つ。
【００６８】
本実施例における１次転写高圧電源４７は小型化、低コスト化されている。これは、中間転写ベルト８が自己減衰型のものであるためで、１次転写バイアスＺ、２次転写バイアスＸは連続プリント枚数に応じて変化させていく必要がないからである。本実施例では、以上のような簡略化されたバイアス制御により、良好なフルカラー画像が安定に得られる。
【００６９】
また１次転写ローラ５４Ｙ〜５４Ｋ、さらには２次転写対向ローラ５３までもすべて同電位となるため、中間転写ベルト８の内面を通じて各ローラ間に発生する不要なリーク電流は防止される。中間転写ベルト８の裏面の抵抗が低い場合は好適である。したがって、高圧電源４７の消費電力が低く抑えられることになる。また、１次転写ローラ５４Ｙ〜５４Ｋに印加する１次転写バイアス、および２次転写対向ローラ５３に印加するバイアスを常に同一タイミングでオンオフ制御することにより、各転写部間（各ローラ間）の電気的な干渉による画像不良も抑制される。
【００７０】
また高圧電源からテンションローラ５１、駆動ローラ５２に対しても、同様にＺ＝３００Ｖを印加してもよい。このような構成にすることにより、各ローラ（１次転写ローラ、２次転写対向ローラ、駆動ローラ、テンションローラ）間の電気的な干渉（リーク）による（転写電流不足による）画像不良を防止することができる。
【００７１】
以上のように、本実施例では、自己減衰型の中間転写ベルトを用い、各画像形成部の１次転写ローラに１つの高圧電源を用いて同一バイアスを並列に印加することにより、１次転写用高圧電源を小型化、低コスト化でき、また同一バイアスを２次転写対向ローラにも印加しておくことにより、リーク電流抑制により低消費電力化が達成できる。
【００７２】
なお、比較例１、実施例１では、中間転写ベルトとして複数層構造を持つゴム製のベルトに関して述べたが、単層ベルトあるいは樹脂等によるベルトでも同様の効果が得られる。
【００７３】
比較例２
図３は、本発明の画像形成装置のさらに他の比較例を示す概略構成図である。
【００７４】
本比較例は、図１に示した比較例１の中間転写ベルト８の代わりに、図３に示すように中間転写ドラム９１を用いており、この中間転写ドラム９１の周囲に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが設置されている。
【００７５】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、比較例１のレーザー露光器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの代わりに、ＬＥＤ露光器９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋを用いた。本比較例のその他の構成は比較例１と基本的に同じで、図３において図１に付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。
【００７６】
本比較例において、比較例１のときと同様、各感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋの表面に所定のタイミングをもってトナー像が形成され、この各色のトナー像は、各感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋと中間転写ドラム９１とで構成される各１次転写部Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4で、順次、中間転写ドラム９１上に多重転写される。
【００７７】
本比較例によれば、中間転写ドラム９１は直径１８６ｍｍ、幅（軸方向の長さ）３１０ｍｍであり、アルミニウムの芯金上に肉厚５ｍｍの導電ゴム層を形成し、さらにその上に表層を２０μｍの厚さでコーティングしてなっており、いわゆる固体ドラム状とされている。導電ゴム層はＮＢＲ・エピクロルヒドリン混合ゴムを主体としたゴムであり、体積抵抗率を１×１０6Ωｃｍに調整している。表層は滑材を分散した中抵抗ウレタン樹脂からなり、体積抵抗率は１×１０12Ωｃｍである。中間転写ドラム９１のアルミニウムの芯金には図示しない給電バネを通して、高圧電源４７により３００Ｖの１次転写バイアスが印加される。
【００７８】
中間転写ドラム９１上に重ねて１次転写された各色のトナー像は、中間転写ドラム９１と当接して２次転写ニップ部を形成する２次転写装置９５により、所定のタイミングで搬送されてきた記録材Ｐ上に静電的に一括して転写される（２次転写）。
【００７９】
２次転写装置９５は、本比較例では、２次転写ローラ９３および駆動ローラ９４に２次転写ベルト９２を巻き掛けて構成されている。２次転写装置９５は、記録材Ｐの搬送方向上流側の２次転写ローラ９３が、２次転写ベルト９２を介して中間転写ドラム９１に当接するように配置されている。駆動ローラ９４は、中間転写ドラム９１の周速と２次転写ベルト９２の周速とが等しくなるように、２次転写ベルト９２を矢印ｃ方向に回転駆動する。
【００８０】
また、２次転写装置９５は、中間転写ドラム９１に対して接離自在に設置され、２次転写時に記録材Ｐを介して中間転写ドラム９１に当接する。当接圧は３．２ｋｇｆである。さらに、２次転写ローラ９３の芯金部には、静電的に中間転写ドラム９１から記録材Ｐ上にトナー像を転写するために、高圧電源４９から、記録材Ｐの種類等により可変な２次転写バイアスＷが印加されている。この２次転写バイアスの印加により、２次転写電流が２次転写ローラ９３から中間転写ドラム９１の方向に流れ、２次転写ベルト９２から記録材Ｐ方向への電荷供給により、中間転写ドラム９１上のトナー像が記録材Ｐ上に２次転写される。
【００８１】
２次転写ローラ９３および２次転写ベルト駆動ローラ９４は、ともに直径１４ｍｍの芯金上に、体積抵抗率１×１０5Ωｃｍの導電ゴム層を、長手方向３１０ｍｍにわたり直径が２０ｍｍとなるように被覆させたローラである。２次転写ローラ９３は芯金が給電バネを介して高圧電源に接続されており、２次転写ベルト９２に従動して回転する。２次転写ベルト駆動ローラ９４は、図示しない駆動機構からの駆動力が伝達されて駆動される。
【００８２】
２次転写ベルト９２は、幅３１０ｍｍ、内径６５ｍｍのシームレスベルトであり、軸間距離７７．５ｍｍで配置されている２次転写ローラ９３と２次転写ベルト駆動ローラ９４との間に、５％伸長させて張り渡してある。２次転写ベルト９２の厚さは３１０μｍであり、厚さ２０μｍのＰＴＦＥ系ゴムの表層と、厚さ２９０μｍのカーボン分散エラストマーの基層とから構成されている。基層の体積抵抗率は１×１０6Ωｃｍであり、転写ベルトの表層側における表面抵抗率を測定すると１×１０12Ωｃｍとなる。
【００８３】
ここで、２次転写装置９５は、記録材Ｐ上にトナー像を静電的に転写すると同時に、記録材Ｐを２次転写ベルト９２に静電的に吸着させて、中間転写ドラム９１の表面から記録材Ｐを分離する。なお、２次転写装置９５は、転写ローラを単独で用いて構成することも可能である。
【００８４】
上記のようにして、トナー像が転写された記録材Ｐは定着装置４０まで搬送されて、熱および圧力によってトナー像が記録材Ｐ上に永久定着され、その後、記録材Ｐは画像形成装置の機外に排出される。２次転写終了後の中間転写ドラム９１の表面に残留している２次転写残りトナーは、ドラムクリーナ９６により除去、回収される。
【００８５】
本比較例の画像形成装置は、直径１８６ｍｍの中間転写ドラム９１を有することから、記録材Ｐとして用いることができる最大通紙サイズはＡ３サイズである。また画像形成装置のプロセススピードは１１７ｍｍ／秒である。
【００８６】
本比較例における１次転写バイアスは３００Ｖであり、これは、中間転写ドラム９１の円筒状アルミニウム芯金上に給電バネを介して印加されるため、全ての１次転写部には一律に３００Ｖの１次転写バイアスが印加されることになる。本比較例で用いた中間転写ドラム９１も電気的に自己減衰型であるため、このバイアス設定により、全画像形成部における良好な転写性が常に得られ、良好なフルカラー画像を安定に得ることができる。
【００８７】
すなわち、本比較例においても、τ≦Ｔが成立するので、中間転写ドラム９１のつぎの１次転写部に到達するまでの間に中間転写ドラムの残留電位が十分に低下し、電位的には安定した状態になるので、つぎの１次転写を良好に行うことができる。
【００８８】
また１次転写時に、感光ドラム上の明部（電位：ＶL）と暗部（電位：ＶD）の電位のコントラストが中間転写ドラム表面に形成されるが、τ≦Ｔが成立するので、つぎの１次転写部に中間転写ドラムが到達するまでの間に、上記電位のコントラストがなくなって初期化され、良好にハーフトーン画像を形成することができる。
【００８９】
なお、本中間転写ドラムが自己減衰型であるか否かの判定も、図４の装置と同様の装置により行うことができる。
【００９０】
また本比較例の画像形成装置では、レーザー露光器の代わりにＬＥＤ露光器を用い、中間転写体として中間転写ドラムを用いるので、比較例１、実施例１の画像形成装置に比べて、カラーレジストレーションがさらに向上する。ＬＥＤ露光器は、レーザー露光器と比べて、画像の主査方向のズレを軽減することができ、主査方向のカラーレジストレーションに優れる。またＬＥＤ露光器は、各画像形成部１０Ｙ〜１０Ｋの小型化にも資する。
【００９１】
さらに、一般に中間転写体方式は記録材の厚さによるカラーレジストレーションの起こりにくいことが利点であるが、中間転写ドラムを用いることにより、これがさらに改善される。
【００９２】
以上のように、本比較例では、中間転写体として自己減衰型の中間転写ドラムを用い、また露光器としてＬＥＤ露光器を用いるので、各色の画像形成部が小型化され、カラーレジストレーションのより優れたフルカラー画像を得ることができるようになる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、各１次転写ローラと対向ローラの間の電気的な干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像形成装置の一比較例を示す概略構成図である。
【図２】  本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図３】  本発明の画像形成装置のさらに他の比較例を示す概略構成図である。
【図４】  中間転写体の帯電緩和時間を測定する測定系を示す図である。
【図５】  従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
８              中間転写ベルト
１２Ｙ〜１２Ｋ  帯電ローラ
１４Ｙ〜１４Ｋ  現像器
４７            １次転写用高圧電源
４９            ２次転写用高圧電源
５３            ２次転写対向ローラ
５４Ｙ〜５４Ｋ  １次転写ローラ
５５            ２次転写ローラ
７０Ｙ〜７０Ｋ  感光ドラム
９１            中間転写ドラム
【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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