(57)【要約】【課題】感光ドラムが劣化することを抑制する技術を提供する。【解決手段】複数の像担持体１のうち所定の像担持体１には、所定の像担持体１から中間転写体１０に現像剤が一次転写されるように、二次転写部材２０から中間転写体１０を介して電流が供給され、所定の像担持体１以外の像担持体１である他の像担持体１には、他の像担持体１から中間転写体１０に現像剤が一次転写されるように、電流供給源２１から電流が供給され、制御部Ｓは、他の像担持体１のみを用いて記録媒体Ｐに画像を形成する場合に、電流供給源２１から他の像担持体１に電流が供給されないように電流供給源２１の動作を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤像が形成される複数の像担持体と、
前記像担持体に形成された現像剤像が一次転写される中間転写体と、
前記中間転写体に一次転写された現像剤像を記録媒体に二次転写する二次転写部材と、
前記中間転写体を介して前記像担持体に電流を供給する電流供給源と、
画像形成装置内の機器の動作を制御する制御部と、を有する画像形成装置において、
複数の前記像担持体のうち所定の像担持体には、前記所定の像担持体から前記中間転写体に現像剤が一次転写されるように、前記二次転写部材から前記中間転写体を介して電流が供給され、
前記所定の像担持体以外の像担持体である他の像担持体には、前記他の像担持体から前記中間転写体に現像剤が一次転写されるように、前記電流供給源から電流が供給され、
前記制御部は、前記他の像担持体のみを用いて記録媒体に画像を形成する場合に、前記電流供給源から前記他の像担持体に電流が供給されないように前記電流供給源の動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記所定の像担持体には、ブラックのトナー像が形成され、
前記他の像担持体には、ブラック以外のトナー像が形成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】
前記中間転写体を介して前記二次転写部材から前記所定の像担持体に電流を供給するための電圧を所定値以下に維持する電圧維持部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電圧維持部材はツェナーダイオードであ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】
前記電圧維持部材は第１電圧維持部材であり、
前記電流供給源は第１電流供給源であって、
前記所定の像担持体から前記中間転写体に現像剤像を一次転写する際に前記所定の像担持体に印加される電圧と逆極性の電圧が前記所定の像担持体に供給された場合に、前記所定の像担持体に供給される電圧を所定値以下に維持する第２電圧維持部材と、
前記他の像担持体から前記中間転写体に現像剤像を一次転写する際に前記他の像担持体に供給される電流と逆極性の電流を前記他の像担持体に供給するための第２電流供給源と、を有し、
前記第２電圧維持部材は前記第１電圧維持部材と直列に接続されており、
前記第２電流供給源は前記第１電流供給源と直列に接続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】
前記電圧維持部材は第１電圧維持部材であり、
前記所定の像担持体から前記中間転写体に現像剤像を一次転写する際に前記所定の像担持体に印加される電圧と逆極性の電圧が前記所定の像担持体に供給された場合に、前記所定の像担持体に印加される電圧を所定値以下に維持する第３電圧維持部材を有す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７】
前記中間転写体をクリーニングする導電性のブラシを有し、
前記所定の像担持体から前記中間転写体に現像剤が一次転写されるように、前記二次転写部材からではなく前記ブラシから前記所定の像担持体に電圧が供給されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材を有し、
前記所定の像担持体から前記中間転写体に現像剤が一次転写されるように、前記二次転写部材からではなく前記クリーニング部材から前記所定の像担持体に電流が供給されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体は感光ドラムであり、
前記中間転写体は中間転写ベルトであり、
前記像担持体は、前記中間転写体の外周面に接触しており
前記二次転写部材に電気的に接続された複数の導電性部材であって、前記中間転写体の内周面に接触する導電性部材を有し、
前記導電性部材は、前記二次転写部材からの電流を複数の前記像担持体に供給するために、複数の前記像担持体のそれぞれに対応して配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記導電性部材は導電性を有するローラであり、
前記像担持体の外周面と前記中間転写体の外周面は接触しており、
前記像担持体と前記中間転写体とが接触している部分における前記中間転写体の移動方向から見て、前記導電性部材は、前記中間転写体が前記像担持体に巻きつくように、前記導電性部材が電流を供給する前記像担持体と重なっていることを特徴とする請求項９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、電子写真技術を用いて画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザープリンターなどの画像形成装置として、中間転写ベルトを用いてシートに画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置において、感光ドラムの表面に形成されたトナー像は、感光ドラムに対向して配置される一次転写ローラに電圧が印加されることで、感光ドラムから中間転写ベルトに転写（一次転写）される。そして、複数色のトナー像が感光ドラムから中間転写ベルトに順次一次転写されることで、中間転写ベルトの表面に複数色のトナー像が形成される。
【０００３】
次に、中間転写ベルトの表面に一次転写された複数色のトナー像は、二次転写ローラに電圧が印加されることで、用紙などのシートの表面に一括で転写される。その後、シートに一括で転写されたカラーのトナー像は、定着装置によって加熱・加圧されることで記録材に定着される。そして、定着装置によってトナー像が定着したシートは排紙トレイに排出される。このようにして、シートに画像が形成される。
【０００４】
ここで、特許文献１に開示される技術では、一次転写ローラに電圧を印加する専用の高圧電源を設けないことで、画像形成装置の低コスト化・小型化を図っている。具体的には、中間転写ベルトの外周面に接触する二次転写ローラを電流供給源とし、二次転写ローラから中間転写ベルトを介して感光ドラムに電流が流れる構成となっている。特許文献１に開示されている技術では、中間転写ベルトの内周面に接触する複数のローラに電圧維持素子（ツェナーダイオード）が接続されている。電圧維持素子の作用によって、中間転写ベルトの内周面に接触するローラに印加される電圧が一定となり、中間転写ベルトから複数の感光ドラムに一定の電流が流れることになる。これにより、画像形成装置の低コスト化・小型化を図りつつ、一次転写を精度よく行うことができる。
【０００５】
ここで、感光ドラムの表面は、帯電ローラや１次転写ローラからの放電によって劣化し、クリーニングブレードと摺擦することで削れてしまう。それにより、感光ドラムの膜厚は徐々に薄くなっていく。そのため、画像形成回数が増加し、感光ドラムの回転数の積算数が増加すると、感光ドラムが放電・摺擦を受ける回数が増えるため、感光ドラムの膜厚は薄くなっていく。
【０００６】
そして、特許文献１に開示される技術では、モノカラープリント時にブラック以外の感光ドラムが削れてしまうことで、感光ドラムを早期に交換する必要があった。特許文献１に開示される技術では、一次転写のために中間転写ベルトから感光ドラムに流れる電流は電圧維持素子を介して複数の感光ドラムに同時に供給されており、感光ドラムに流れる電流を感光ドラムごとに制御することができなかった。そのため、モノカラープリント時であっても、ブラックのトナー像が形成される感光ドラム以外の感光ドラムに電流が流れてしまっていた。
【０００７】
これにより、ブラックのトナー像が形成される感光ドラム以外の感光ドラムについても、ブラックのトナー像が形成される感光ドラムと同様に、感光ドラム表面の電位が下がってしまうことで、帯電ローラや中間転写ベルトからの放電が多くなってしまっていた。ブラックのトナー像が形成される感光ドラム以外の感光ドラムについても、感光ドラムの表面が劣化してしまっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−２３１９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、感光ドラムが劣化することを抑制する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明である画像形成装置は、
現像剤像が形成される複数の像担持体と、
前記像担持体に形成された現像剤像が一次転写される中間転写体と、
前記中間転写体に一次転写された現像剤像を記録媒体に二次転写する二次転写部材と、
前記中間転写体を介して前記像担持体に電流を供給する電流供給源と、
画像形成装置内の機器の動作を制御する制御部と、を有する画像形成装置において、
複数の前記像担持体のうち所定の像担持体には、前記所定の像担持体から前記中間転写体に現像剤が一次転写されるように、前記二次転写部材から前記中間転写体を介して電流が供給され、
前記所定の像担持体以外の像担持体である他の像担持体には、前記他の像担持体から前記中間転写体に現像剤が一次転写されるように、前記電流供給源から電流が供給され、
前記制御部は、前記他の像担持体のみを用いて記録媒体に画像を形成する場合に、前記電流供給源から前記他の像担持体に電流が供給されないように前記電流供給源の動作を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、感光ドラムが劣化することを抑制する技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る画像形成装置を説明する図
【図２】実施例１について一次転写が行われる部分を示す図
【図３】周方向における中間転写ベルトの抵抗を測定する方法を示す図
【図４】比較例１に係る画像形成装置を説明する図
【図５】比較例２に係る画像形成装置を説明する図
【図６】実施例１に係る画像形成装置の変形例を示す図
【図７】実施例２に係る画像形成装置を説明する図
【図８】実施例１に係る画像形成装置の変形例を示す図
【図９】実施例１に係る画像形成装置の変形例を示す図
【図１０】実施例１に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を例示する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状や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などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。
【００１４】
（実施例１）
図１は、実施例１に係る画像形成装置を説明する図である。図１を用いて、本実施例に係る画像形成装置内の構成および動作を説明する。なお、本実施例に係る画像形成装置には画像形成ステーションａ〜ｄを設けられており、画像形成装置は、いわゆるタンデムタイプのプリンタである。画像形成ステーションａはイエロー（Ｙ）、画像形成ステーショ
ンｂはマゼンタ（Ｍ）、画像形成ステーションｃはシアン（Ｃ）、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じであるため、画像形成ステーションａ〜ｄについての説明は画像形成ステーションａを用いて行うこととする。また、画像形成ステーションａ〜ｄを構成する部材については、添え字であるａ〜ｄを省略してまとめて説明する場合もある。
【００１５】
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感光ドラム１ａと、帯電部材である帯電ローラ２ａと、現像器４ａと、クリーニング装置５ａとを有する。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、現像剤像としてのトナー像を担持する像担持体である。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にイエローの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る。本実施例では、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とを有する。
【００１６】
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が回転する過程で、感光ドラム１ａは、帯電ローラ２ａによって、所定の極性（本実施例では負極性）で所定の電位に一様に帯電される。その後、感光ドラム１ａは、画像信号に応じた露光を露光手段３ａから受ける。これにより、感光ドラム１ａに静電潜像が形成される。
【００１７】
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。この実施例では、帯電ローラ２によって感光ドラム１が帯電される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、必ずしもこれに限られることはない。例えば、感光ドラム１が帯電する極性とは逆の極性に帯電したトナーによって静電潜像を正現像してもよい。
【００１８】
中間転写体としての中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１とテンションローラ１２と二次転写対向ローラ１３によって張架されている。また、中間転写ベルト１０は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０とが当接する部分において感光ドラム１の回転方向と同じ向きに移動するように、感光ドラム１ａと略同一の周速度で回転駆動される。感光ドラム１ａ上に形成されたイエローのトナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０の外周面との当接部（以下、一次転写部とする）を通過する過程で、中間転写ベルト１０の上に転写（一次転写）される。一次転写が行われる際に中間転写ベルト１０から感光ドラム１ａに流れる電流については後述する。
【００１９】
感光ドラム１ａの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・除去された後で画像形成プロセスに再び利用される。以下、同様に、画像形成ステーションｂ〜ｄによって、第２色のマゼンタのトナー像と、第３色のシアンのトナー像と、第４色のブラックのトナー像が形成される。それらのトナー像が中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写されることで記録媒体としての記録材Ｐにカラー画像を形成することができる。
【００２０】
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とによって形成される２次転写ニップを通過する過程で、給紙手段５０によって給紙された記録材Ｐの表面に一括転写（２次転写）される。二次転写部材としての二次転写ローラ２０は、体積抵抗：１０８Ω・ｃｍ／厚み：５ｍｍに調整された発泡スポンジ体で、外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒を覆うことで形成される。なお、発泡スポンジ体はＮＢＲと
エピクロルヒドリンゴムとを主成分としており、二次転写ローラ２０の外径は１８ｍｍとなっている。
【００２１】
また、二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０に対して５０Ｎの加圧力で当接することで、中間転写ベルト１０と二次転写部（以下、二次転写ニップ）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ている。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ときには、二次転写ローラ２０には、電流供給源としての二次転写電源２１より２５００Ｖの電圧が印加されている。その後、４色のトナー像が形成された記録材Ｐは、定着器３０に搬送され、加熱および加圧される。これにより、４色のトナー像は、溶融混色して記録材Ｐに定着する。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１７によって清掃・除去される。このようにして、フルカラーの画像が記録材Ｐにプリントされる。
【００２２】
次に、中間転写ベルト１０と駆動ローラ１１とテンションローラ１２と二次転写対向ローラ１３と導電性部材としての金属ローラ１４ａ〜１４ｄと電圧維持部材としての電圧維持素子１５について説明する。本実施例の構成では、金属ローラ１４ａ〜１４ｄが中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａ〜１ｄに対向するように金属ローラ１４ａ〜１４ｄが配置されている。また、金属ローラ１４ａ〜１４ｄは、それぞれ、中間転写ベルト１０の移動方向において一次転写部よりも所定量だけ下流側に配置されている。また、中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラ１１とテンションローラ１２と二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ｄは電圧維持素子１５を介して接地され、金属ローラ１４ａ〜１４ｃは一次転写電源１６に接続されている。
【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することで導電性が付与された無端状ベルトである。また、中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１とテンションローラ１２と二次転写対向ローラ１３とによって張架され、テンションローラ１２によって総圧６０Ｎの張力で張架されている。
【００２４】
上述した金属ローラ１４ａ〜１４ｄの構成について図２を用いて詳細を説明する。図２は、実施例１について一次転写が行われる部分を示す図です。図２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の移動方向における下流側に８ｍｍずれた位置に配置されている。また、感光ドラム１ａに中間転写ベルト１０が巻きつくように、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との接触面よりも、金属ローラ１４ａの上端が１ｍｍ上方に配置されている。つまり、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０とが接触している部分における中間転写ベルト１０の移動方向から見て、金属ローラ１４ａは、中間転写ベルト１０が感光ドラム１ａに巻きつくように、金属ローラ１４ａが感光ドラム１ａと重なっている。金属ローラ１４ａ〜１４ｄが感光ドラム１ａ〜１ｄに接触することによる傷を考慮しつつ、中間転写ベルト１０の電位の安定化を考慮して、金属ローラ１４ａ〜１４ｄは配置されている。
【００２５】
ここで、図２に示すように、画像形成ステーションａの感光ドラム１ａと、画像形成ステーションｂの感光ドラム１ｂとの間の距離をＷ、金属ローラ１４ａのオフセット距離をＫ、金属ローラ１４ａが中間転写ベルト１０を持ち上げる高さをＨとする。本実施例では、Ｗ＝６０ｍｍ、Ｋ＝８ｍｍ、Ｈ＝１ｍｍとなっている。なお、金属ローラ１４ａは、ニッケルメッキＳＵＳで形成された外径６ｍｍの丸棒であり、中間転写ベルト１０の回転に伴って従動して回転する。画像形成ステーションｂに配置される金属ローラ１４ｂと、画像形成ステーションｃに配置される金属ローラ１４ｃと、画像形成ステーションｄに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。
【００２６】
本実施例で使用した中間転写ベルト１０は、周長７００ｍｍ／厚さ９０μｍであり、導電剤であるカーボンを混合した無端状のポリイミド樹脂によって形成されている。本実施例では、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が、中間転写ベルト１０の材料は熱可塑性樹脂であれば他の材料でもよい。例えば、ポリエステルやポリカーボネートやポリアリレートやアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の材料や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とイオン導電剤を使用することが可能である。
【００２７】
本実施例では、中間転写ベルト１０の体積抵抗率は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）を使用して測定した。測定条件ついては、室内温度：２３℃、室内湿度：５０％、印加電圧：１００［Ｖ］、測定時間：１０ｓｅｃである。本実施例では、体積抵抗率が１×１０７〜１０１０Ω・ｃｍである中間転写ベルト１０を使用することができる。
【００２８】
中間転写ベルト１０の体積抵抗率は、中間転写ベルト１０の導電性の尺度となる。中間転写ベルト１０の周方向に電流を流して実際に所望の一次転写電位を形成することできるどうかは、中間転写ベルト１０の周方向における抵抗値が重要となる。中間転写ベルト１０の周方向の抵抗は、図３（ａ）に示すように、周方向抵抗測定治具を使用して測定した。中間転写ベルト１０の周方向の抵抗を測定する方法について説明する。
【００２９】
抵抗が測定される中間転写ベルト１０は、内面ローラ１０１と駆動ローラ１０２とによってたるみがなくなるように張架される。金属製の内面ローラ１０１は高圧電源１０３（ＴＲＥＫ社製高圧電源：Ｍｏｄｅｌ＿６１０Ｅ）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よりも抵抗が低い導電ゴムで被覆されており、駆動ローラ１０２は、中間転写ベルト１０の表面速度が１００ｍｍ／ｓｅｃとなるように回転する。
【００３０】
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に一定の電流ＩＬを印加し、内面ローラ１０１に繋いだ高圧電源１０３によって電圧［ＶＬ］がモニターされる。図３（ａ）に示す測定系は、図３（ｂ）に示す等価回路で表すことができる。内面ローラ１０１と駆動ローラ１０２との距離Ｌ（本実施例では３００ｍｍ）における中間転写ベルト１０の周方向の抵抗ＲＬはＲＬ＝２［ＶＬ］／ＩＬによって算出することができる。そして、この抵抗ＲＬを、中間転写ベルト１０の１００ｍｍ分の周長に相当する抵抗値に換算する。これにより、中間転写ベルト１０の周方向の抵抗を求める。なお、電流供給部材から中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１に電流を流すためには、中間転写ベルト１０の周方向の抵抗は１×１０９Ω以下が好ましい。
【００３１】
本実施例では、上述した測定方法によって求められた周方向の抵抗値が１×１０６Ωである中間転写ベルト１０を用いている。本実施例の中間転写ベルト１０では、ＩＬ＝５μＡの電流（定電流）を中間転写ベルト１０に流して抵抗値を測定したときに、高圧電源１０３によって測定されたモニター電圧［ＶＬ］は３．２５［Ｖ］であった。中間転写ベルト１０が１周する間電圧を測定し、その間における電圧値の平均値をモニター電圧［ＶＬ］として求めている。また、ＲＬ＝２［ＶＬ］／ＩＬであるため、実際の値は、ＲＬ＝２×３．２５／（５×１０−６）＝１．５×１０６Ωとなる。そして、中間転写ベルト１０の１００ｍｍ分の周長に相当する抵抗値にこの値を換算すると、中間転写ベルト１０の周方向の抵抗値はＲＬ＝０．５×１０６Ωとなる。本実施例では、このように周方向に電流を流すことが可能な導電性ベルトを、中間転写ベルト１０として用いている。
【００３２】
次に、本実施例の特徴である一次転写部の構成について説明する。本実施例では、ブラックのトナー像を形成する画像形成ステーションｄにおいては、電流供給部材（二次転写ローラ２０）から電圧維持素子１５を介して感光ドラム１ｄに電流が流れる。一方、その他の画像形成ステーション（画像形成ステーションａ〜ｃ）については、一次転写電源１６から感光ドラム１ａ〜１ｃに電流が流れる。
【００３３】
最初に、ブラックの画像形成ステーションｄの構成について詳細に説明する。図１に示すように、本実施例では、中間転写ベルト１０を張架するための駆動ローラ１１とテンションローラ１２と二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ｄは、電圧維持素子１５を介して接地されている。金属ローラ１４ｄは、ブラックの画像形成ステーションｄの近傍に配置されている。
【００３４】
電圧維持素子１５については、電流供給部材（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。これにより、被接続部材（駆動ローラ１１とテンションローラ１２と二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ｄ）を所定値以下の電位に維持することができる。電圧維持素子１５に接続される部材の電位は、一次転写部で所望の転写効率を得ることができるように設定されている。本実施例では、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が用いられている。なお、ツェナーダイオードに一定以上の電流が流れた場合、電圧維持素子１５（ツェナーダイオード）のカソード側には所定の電圧が発生する（以下、ツェナー電圧とする）。本実施例では、所望の一次転写効率を得るためにツェナー電圧を３００［Ｖ］としている。
【００３５】
次に、ブラックの画像形成ステーションｄで一次転写を行う方法について詳細に説明する。本実施例では、二次転写ローラ２０に電圧を印加する二次転写電源２１が、ブラックステーションで一次転写を行うための電源として使用されている。上述したように、中間転写ベルト１０を張架している二次転写対向ローラ１３には電圧維持素子１５が接続されている。そして、二次転写電源２１から中間転写ベルト１０を介して二次転写対向ローラ１３に向かって電流を流すことで、ブラックの画像形成ステーションｄにおいて一次転写を行う。
【００３６】
このとき、電圧維持素子１５に電流が流れることで、二次転写対向ローラ１３の電位は電圧維持素子１５によって調整される。そして、二次転写対向ローラ１３の電位が起点となって金属ローラ１４ｄに電流が流れることで、ブラックの画像形成ステーションｄにおいて一次転写電位が形成される。具体的には、金属ローラ１４ｄの電位と感光ドラム１ｄの電位との電位差によって、感光ドラム１ｄ上のブラックのトナー像が中間転写ベルト１０上に転写（一次転写）される。
【００３７】
次に、画像形成ステーションａ〜ｃの構成について説明する。上述したように、画像形成ステーションａ〜ｃに対応して配置される金属ローラ１４ａ〜１４ｃは、一次転写電源１６に接続されている。そして、感光ドラム１ａ〜１ｃ上のトナー像を中間転写ベルト１０に転写する際には、金属ローラ１４ａ〜１４ｃの電位が一定となるように制御されている。
【００３８】
つまり、一次転写電源１６は、不図示のトランスから出力された一次転写電圧を金属ローラ１４ａ〜１４ｃに供給している。画像形成装置の制御ＩＣである制御部Ｓ（図１０を参照）は、予め設定されたコントロール電圧と、実際の出力値であるモニター電圧との差分をトランスにフィードバックしている。このようにして、金属ローラ１４ａ〜１４ｃに印加される一次転写電圧が略一定となるように一次転写電圧は制御している。なお、本実施例では、一次転写電源１６は、１００［Ｖ］〜１０００［Ｖ］の範囲で電圧を出力する
ことが可能である。
【００３９】
本実施例では、フルカラープリント時には、画像形成ステーションａ〜ｃにおける一次転写電圧を、ブラックの画像形成ステーションｄと同様に３００ｖに設定している。一方、モノカラープリント時には、画像形成ステーションａ〜ｃにおける一次転写電圧をＯＦＦにしている。ブラックの画像形成ステーションｄについては、電流供給部材である二次転写ローラ２０から電圧維持素子１５を介して金属ローラ１４ｄに一次転写電位を供給しているため、金属ローラ１４ｄの電位はプリントモードによらず３００Ｖとなっている。つまり、本実施例では、フルカラープリント時においては、金属ローラ１４ａ〜１４ｄに印加される一次転写電圧は共通して３００Ｖとなる。一方、モノカラープリント時においては、金属ローラ１４ａ〜１４ｃに印加される一次転写電圧は０Ｖ（ＯＦＦ）となり、金属ローラ１４ｄに印加される一次転写電圧は３００Ｖとなっている。
【００４０】
ここで、図１０は、実施例１に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本実施例において、制御部Ｓと記憶部Ｍと感光ドラム１と一次転写電源１６と定着器３０と現像装置４と露光手段３と二次転写電源２１と給紙手段５０と帯電ローラ２はバスＢを介して互いに接続されている。制御部Ｓが記憶部Ｍに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、感光ドラム１と一次転写電源１６と定着器３０と現像装置４と露光手段３と二次転写電源２１と給紙手段５０と帯電ローラ２の動作が制御される。ここで、制御部Ｓは、ＣＰＵなどの演算処理装置であり、画像形成装置内の機器の動作を制御する。記憶部Ｍは、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やメモリなどの記憶装置である。
【００４１】
ここで、本実施例において、モノカラープリント時には、制御部Ｓが一次転写電源１６と二次転写電源２１とを制御することで、一次転写電源１６の動作がＯＦＦとなり、二次転写電源２１の動作がＯＮとなる。一方、カラープリント時には、制御部Ｓが一次転写電源１６と二次転写電源２１とを制御することで、一次転写電源１６の動作と二次転写電源２１の動作とがともにＯＮとなる。
【００４２】
次に、本実施例の作用について説明する。本実施例では、モノカラープリント時において、金属ローラ１４ａ〜１４ｃに印加される一次転写電圧をＯＦＦにすることで、ブラックの感光ドラム１ｄ以外（像担持体以外）の感光ドラム１ａ〜１ｃが削れてしまうことを抑制することができる。本実施例では、モノカラープリント時においては、駆動ローラ１１と二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ｄに二次転写ローラ２０から電圧が印加される。ここで、本実施例では、駆動ローラ１１と二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ｄから感光ドラム１ｂと感光ドラム１ｃまでの距離は遠くなっている。そのため、駆動ローラ１１と二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ｄから感光ドラム１ｂと感光ドラム１ｃに流れる電流がごく微小となる。これにより、感光ドラム１ｂと感光ドラム１ｃが削れてしまうことを抑制している。表１は、本実施例と比較例１と比較例２について、モノカラープリント時における一次転写電圧の設定値と、モノカラープリントで３０００枚通紙した時の感光ドラム１表面の削れ具合とを示している。
【００４３】
図４は、比較例１に係る画像形成装置を説明する図である。比較例１では、図４に示すように、実施例１と同様に、各感光ドラム１ａ〜１ｄの対向する位置に、中間転写ベルト１０を介して金属ローラ１４ａ〜１４ｄがそれぞれ配置されている。また、金属ローラ１４ａ〜１４ｄは、一次転写部から所定量だけ、中間転写ベルト１０の移動方向における下流側にずれてそれぞれ配置されている。
【００４４】
また、中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラ１１とテンションローラ１２と二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ａ〜１４ｄは電圧維持素子１５を介して接地されてい
る。これにより、電流供給部材である二次転写ローラ２０から二次転写対向ローラ１３を介して電圧維持素子１５に電流が流れることで、金属ローラ１４ａ〜１４ｄの電位が一次転写電位となる。つまり、金属ローラ１４ａ〜１４ｄに印加される一次転写電圧がプリントモードによらず一定となるため、モノカラープリント時おいて、金属ローラ１４ａ〜１４ｄに印加される一次転写電圧は共通して３００Ｖとなる。比較例１におけるその他の構成については実施例１と同様である。
【００４５】
図５は、比較例２に係る画像形成装置を説明する図である。比較例２では、図５に示すように、実施例１と同様に、各感光ドラム１ａ〜１ｄの対向する位置に、中間転写ベルト１０を介して金属ローラ１４ａ〜１４ｄがそれぞれ配置されている。また、中間転写ベルト１０を張架する３本の駆動ローラ１１とテンションローラ１２と二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ａ〜１４ｃは電圧維持素子１５を介して接地されている。
【００４６】
これにより、電流供給部材である二次転写ローラ２０から二次転写対向ローラ１３を介して電圧維持素子１５に電流を流すことで、金属ローラ１４ａ〜１４ｃの電位が一次転写電位となっている。一方、金属ローラ１４ｄについては一次転写電源１６に接続されている。つまり、実施例１とは反対に、画像形成ステーションａ〜ｃに対応する金属ローラ１４ａ〜１４ｃは電圧維持素子１５に接続され、ブラックの画像形成ステーションｄに対応する金属ローラ１４ｄは一次転写電源１６に接続されている。比較例２におけるその他の構成は実施例１と同様である。なお、本実施例と比較例１と比較例２に係る画像形成装置のプロセススピードは１００ｍｍ／ｓｅｃとなっている。
【表１】
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【００４７】
次に評価結果について説明する。比較例１と比較例２では、モノカラープリント時における一次転写電圧の設定値は、金属ローラ１４ａ〜１４ｄにおいて共通して３００Ｖとなっている。そのため、モノカラープリント時においても、一次転写の際に中間転写ベルト１０から感光ドラム１ａ〜ｄに流れる電流が感光ドラム１ａ〜１ｃに流れてしまうことになる。
【００４８】
上述したように、感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２や転写ローラなどからの放電によって劣化することがある。また、感光ドラム１とクリーニングブレードとが摺擦することで感光ドラム１の表面が削れるため感光ドラム１の膜厚は薄くなっていく。つまり、画像形成装置の画像形成回数が増加し、感光ドラム１の回転数の積算数が増加すると、感光ドラム１が放電・摺擦を受ける回数も増加するため、感光ドラム１の膜厚は薄くなっていく。
【００４９】
比較例１と比較例２では、モノカラー画像を印刷する場合であっても、画像形成ステーションａ〜ｃにおいて、金属ローラ１４ａ〜１４ｃから感光ドラム１ａ〜１ｃに放電が繰り返されることで、感光ドラム１の表面の劣化が進行してしまう。そのため、モノカラープリントで通紙枚数が３０００枚を超えた場合に、使用していない感光ドラム１ａ〜１ｃの削れが進行してしまった。これに対して、本実施例では、モノカラープリント時には、金属ローラ１４ａ〜１４ｃに印加される電圧をＯＦＦにしている。そのため、金属ローラ１４ａ〜１４ｃから感光ドラム１ａ〜１ｃに放電されず、画像形成ステーションａ〜ｃにおける感光ドラム１ａ〜１ｃの削れが進行しなかった。
【００５０】
以上のように、本実施例では、ブラックの画像形成ステーションｄについては、電流供給部材（二次転写ローラ２０）から電圧維持素子１５を介して金属ローラ１４ｄに電圧を印加している。一方、画像形成ステーションａ〜ｃについては、一次転写電源１６から金属ローラ１４ａ〜１４ｃに電圧を印加している。そして、モノカラープリント時には、一次転写電源１６から金属ローラ１４ａ〜１４ｃに印加される電圧をＯＦＦにしている。そのため、モノカラープリント時には、中間転写ベルト１０から感光ドラム１ａ〜１ｃへの放電を抑制することができる。これにより、画像形成ステーションａ〜ｃにおける感光ドラム１ａ〜１ｃの削れを抑制することができる。
【００５１】
本実施例では、金属ローラ１４ａ〜１４ｃに印加される電圧が正極性である場合のみについて説明を行った。しかし、必ずしもこれに限定されることはない。例えば、図６に示すように、ブラックの画像形成ステーションｄについて、電圧維持素子１５（ツェダーダイオード）のカソード側を入れ替えた第２電圧維持部材としての電圧維持素子１５ａを電圧維持素子１５と直列に電気的に接続することもできる。また、負極性（逆極性）の電圧を印加することができる第２電流供給源（第３電流供給源）としての一次転写電源１６ａを金属ローラ１４ａ〜１４ｃに接続することによって、金属ローラ１４ａ〜１４ｃに負極性の電圧を印加することもできる。
【００５２】
これにより、金属ローラ１４ａ〜１４ｃに負極性の電圧を印加した場合に、現像装置４ａ〜４ｄによって現像されたトナー像が中間転写ベルト１０に転写されることなく、感光ドラム１からクリーニング装置５ａ〜５ｄにトナーを供給することができる。感光ドラム１ａ〜１ｄからクリーニング装置５ａ〜５ｄにトナーを供給することで、感光ドラム１ａ〜１ｄとクリーニング装置５ａ〜５ｄとの摩擦力を低減することができる。これにより、精度良く、感光ドラム１ａ〜１ｄがクリーニング装置５ａ〜５ｄによってクリーニングされることができる。なお、感光ドラム１ａ〜１ｄのクリーニングは、感光ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト１０への一次転写が行われていないタイミングで実行されることが好ましい。一次転写が実行されているタイミングでは、金属ローラ１４ａ〜１４ｃには正極の電圧が印加されているためである。したがって、例えば、プリント動作を一旦中断するタイミングや、プリントジョブを終了するタイミングなどで、感光ドラム１ａ〜１ｄがクリーニングされることが望ましい。
【００５３】
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。ここで、実施例２において、実施例１と同様の機能を有する部分についての説明は同一符号を付すことで省略する。ここで、実施例１では、ブラックの画像形成ステーションｄに対応する金属ローラ１４ｄは、電圧維持素子１５を介して電流供給部材（二次転写ローラ２０）に接続されている。また、画像形成ステーションａ〜ｃに対応する金属ローラ１４ａ〜１４ｃは一次転写電源１６に接続されている。
【００５４】
これに対して、本実施例では、金属ローラ１４ａ〜１４ｄに負極性の電圧が印加される場合に、電圧維持素子１５によって、金属ローラ１４ａ〜１４ｄに印加される負極性の電圧が一定の値に制限される。本実施例では、画像形成装置は電圧維持素子１５ａを有している。また、電圧維持素子１５ａ（ツェナーダイオード）のカソード側は、電圧維持素子１５（ツェナーダイオード）のカソード側と反対の方向を向いている。
【００５５】
次に、図７を用いて、本実施例の構成について説明する。本実施例では、中間転写ベルト１０を張架する３本の駆動ローラ１１とテンションローラ１２と二次転写対向ローラ１３と、金属ローラ１４ｄは、電圧維持素子１５とカソード側を入れ替えた電圧維持素子１５ａを介して接地されている。カソード側が入れ替わった電圧維持素子１５ａは、電圧維持素子１５と直列に接続されている。これにより、電圧維持素子１５ａは、駆動ローラ１１とテンションローラ１２と二次転写対向ローラ１３と金属ローラ１４ａ〜１４ｄに負極
性の電圧が印加された場合であっても、それらに印加される負極性の電圧を一定の値に制限する。電流供給部材（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１５ａに負極性の電流が流れることで、電圧維持素子１５ａは、被接続部材（金属ローラ１４ａ〜１４ｄなど）の電位（負極性の電位）を所定の値に維持することができる。
【００５６】
電圧維持素子１５ａによって、被接続部材（金属ローラ１４ａ〜１４ｄなど）に印加される負極性の電位は、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーが中間転写ベルト１０に転写されないような電位に維持されている。本実施例では、被接続部材（金属ローラ１４ａ〜１４ｄなど）に印加される負極性の電位を所望の値にするために、電圧維持素子１５ａのツェナー電圧を−４００［Ｖ］とした。金属ローラ１４ａ〜１４ｄに正極性の電圧を印加する一次転写電源１６は、電圧維持素子１５ａを介して接地されている。つまり、本実施例では、金属ローラ１４ａ〜１４ｄに負極性の電圧を印加した場合に、金属ローラ１４ａ〜１４ｄの全てが電圧維持素子１５ａに接続されることになる。
【００５７】
次に本実施例の作用について説明をする。上述したように、金属ローラ１４ａ〜１４ｄに正極性の電圧（一次転写電圧）が印加される場合は実施例１と同様になる。つまり、モノカラープリント時において、画像形成ステーションａ〜ｃにおける感光ドラム１ａ〜１ｃの削れについて実施例１と同様の効果を得ることができる。また、金属ローラ１４ａ〜１４ｄに負極性の電圧が印加される場合には、現像装置４ａ〜４ｄによって現像されたトナー像が中間転写ベルト１０に転写されることなく、感光ドラム１からクリーニング装置５ａ〜５ｄにトナーを供給することができる。感光ドラム１ａ〜１ｄからクリーニング装置５ａ〜５ｄにトナーを供給することで、感光ドラム１ａ〜１ｄとクリーニング装置５ａ〜５ｄとの摩擦力を低減することができる。これにより、精度良く、感光ドラム１ａ〜１ｄがクリーニング装置５ａ〜５ｄによってクリーニングされることができる。
【００５８】
なお、実施例１では、二次転写ローラ１３を電流供給部材として使用する構成について説明した。しかし、必ずしもこの構成に限定されることはない。例えば、図８に示すように、中間転写ベルト１０上に残留したトナーをクリーニングする導電性ブラシ１８を電流供給部材として使用してもよい。この場合、導電性ブラシ１８にブラシ電源１８ａを接続する。また、図９に示すように、クリーニング装置１７にクリーニング電源１７ａを接続することで、クリーニング装置１７を電流供給部材として使用してもよい。
【００５９】
なお、各実施例において、二次転写電源２１から供給されるバイアスは必ずしも電流である必要はない。例えば、二次転写電源２１から供給されるバイアスは電圧であってもよい。
また、各実施例において、二次転写電源２１から供給される電流は、必ずしも、ブラックのトナー像が形成される感光ドラムに供給される必要はない。例えば、二次転写電源２１から供給される電流は、例えば、イエローやマゼンタやシアンなどのトナー像が形成される感光ドラムに供給されてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１…感光ドラム、１０…中間転写ベルト、２０…二次転写ローラ、２１…二次転写電源、Ｓ…制御部、Ｐ…記録材
【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】
2017129772.tif 000010
【図８】
2017129772.tif 000011
【図９】
2017129772.tif 000012
【図１０】
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