JP3763633B2

JP3763633B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3763633B2
Application number: JP04647697A
Authority: JP
Inventors: 俊哉高畑; 博伊東; 岳彦岡村; 信正阿部; 晃窪田; 太平石渡
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JPH10240029A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、外周面に感光層を有する感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる転写手段とを有している。
【０００３】
そして、感光体上に現像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる転写手段としては、感光体上に形成されたカラートナー像を順次転写（一次転写）し中間転写ベルト上に積み重ね、このトナー像を記録媒体に一括転写（二次転写）する中間転写方式が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の転写手段では、一次転写部材、二次転写部材の重要な特性である抵抗値に関していずれの部材も環境による抵抗変動がほとんど同じ部材を用いていた。
【０００５】
このため、環境による抵抗変動が小さい部材を両者に用いた場合、二次転写部において記録媒体の抵抗値が二次転写部材の抵抗値より高くなる低温、低湿環境等で二次転写部材の幅より小さいサイズ（ハガキ用紙、封筒など）の記録媒体を印字した場合に転写に寄与しない部分に電流がリークし転写不良となることがあった。これを回避するために二次転写部材の抵抗を高くしてリーク電流を減らすことが考えられるが環境による抵抗変動の小さい部材は一般に抵抗ばらつきが大きいため部分的に転写ムラが発生するという課題があった。
【０００６】
一方、環境による抵抗変動が大きい部材を両者に用いた場合、二次転写部材の抵抗が記録媒体の環境による抵抗変化とほぼ同じように変化するためリークによる二次転写不良は発生しないが、低温、低湿環境で一次転写部で必要とする電圧が大きくコストアップの要因となっていた。
【０００７】
本発明は以上のような問題を解決しようとするもので、その目的は、二次転写部における転写性の安定化（転写効率の安定化）と高圧電源の低容量化を図ることのできる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー像を中間転写ベルト裏面に配置される一次転写部材に高圧電源からバイアスを供給し前記中間転写ベルト上に一次転写し、このトナー像をバックアップローラに対して圧接される二次転写部材に高圧電源からバイアスを供給し記録媒体に二次転写する画像形成装置であって、前記二次転写部材の環境による抵抗変動を前記一次転写部材のそれより大きくし、前記二次転写部材の環境による抵抗変動を前記記録媒体の環境による抵抗変動と同等とし、前記一次転写部材の高圧電源は、一次転写のインピーダンスが所定値より大きいときは定電流に、小さいときは定電圧に制御し、前記二次転写部材の高圧電源は、二次転写のインピーダンスが所定値より大きいときは定電流に、小さいときは定電圧に制御することを特徴とする。
以上
【０００９】
【作用効果】
本発明の画像形成装置によれば、一次転写部材、二次転写部材の環境による抵抗変化を最適化した。一次転写部材は環境による抵抗変化の少ない部材としたため一次転写電源を低容量化できる。一方、二次転写部材は環境による抵抗変化の大きい部材としたため、紙を主たる記録媒体とほぼ同等に抵抗が変化するため低温、低湿環境から高温、高湿環境に至るまで転写不良を生じることがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る中間転写ユニットの一実施の形態を用いた画像形成装置の一例を示す模式図である。
【００１２】
先ず、この画像形成装置の概要について説明し、次いで、主として中間転写ユニットについて詳しく説明する。
【００１３】
この画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーによる現像器を用いてフルカラー画像を形成することのできる装置である。
【００１４】
図１において、５０は装置本体のケースであり、このケース５０内に、露光ユニット６０、給紙装置７０、感光体ユニット１００、現像ユニット２００、中間転写ユニット３００、定着ユニット４００、およびこの装置全体の制御を行なう制御ユニット８０、等が設けられている。
【００１５】
感光体ユニット１００は、感光体１１０と、この感光体１１０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ１２０と、クリーニング手段１３０とを有している。
【００１６】
現像ユニット２００は、現像手段として、イエロー用の現像器２１０Ｙ、シアン用の現像器２１０Ｃ、マゼンタ用の現像器２１０Ｍ、ブラック用の現像器２１０Ｋを備えている。これら各現像器２１０Ｙ，２１０Ｃ，２１０Ｍ，２１０Ｋは、それぞれ内部にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーを内蔵している。また、それぞれ現像ローラ２１１Ｙ，２１１Ｃ，２１１Ｍ，２１１Ｋを備えており、いずれか１つの現像器の現像ローラのみが感光体１１０に当接し得るようになっている。
【００１７】
中間転写ユニット３００は、駆動ローラ３１０と、一次転写ローラ３２０と、皺取りローラ３３０と、テンションローラ３４０と、バックアップローラ３５０と、これら各ローラの回りに張られた無端状の中間転写ベルト３６０と、この中間転写ベルト３６０に対して接離可能なクリーニング手段３７０とを有している。
【００１８】
バックアップローラ３５０には、二次転写ローラ３８０が対向配置されている。この二次転写ローラ３８０は、支軸３８１で揺動可能に支持されたアーム３８２に回転可能に支持されており、アーム３８２が、カム３８３の作動で揺動することによって、中間転写ベルト３６０に対して接離するようになっている。
【００１９】
駆動ローラ３１０は、その端部に歯車３１１（図３参照）が固定されており、この歯車３１１が、感光体ユニット１００の歯車１４４（図３参照）と噛み合っていることによって、感光体１１０と略同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト３６０が感光体１１０と略同一の周速で循環駆動されるようになっている。
【００２０】
中間転写ベルト３６０が循環駆動される過程で、一次転写ローラ３２０と感光体１１０との間において、感光体１１０上のトナー像が中間転写ベルト３６０上に転写され、中間転写ベルト３６０上に転写されたトナー像は、二次転写ローラ３８０との間に供給される用紙等の記録媒体Ｓに転写される。記録媒体Ｓは、給紙装置７０から供給される。
【００２１】
給紙装置７０は、複数枚の記録媒体Ｓが積層状態で載置されるトレイ７１と、ピックアップローラ７２と、トレイ７１上に載置された記録媒体Ｓをピックアップローラ７２に向けて付勢するホッパ７３と、ピックアップローラ７２により給送される用紙を確実に１枚ずつに分離する分離ローラ対７４とを有している。
【００２２】
給紙装置７０により給送された記録媒体Ｓは、第１搬送ローラ対９１、第１用紙センサ９１Ｓ、第２搬送ローラ対９２、第２用紙センサ９２Ｓ、ゲートローラ対９３を経て前記第２転写部すなわち中間転写ベルト３６０と二次転写ローラ３８０との間に供給され、その後、定着ユニット４００、第１排紙ローラ対９４、第２排紙ローラ対９５を経てケース５０上に排出される。
【００２３】
定着ユニット４００は、熱源を有する定着ローラ４１０と、これに圧接されている加圧ローラ４２０とを有している。
【００２４】
以上のような画像形成装置全体の作動は次の通りである。
【００２５】
（ｉ）図示しないホストコンピュータ（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が制御ユニット８０に入力されると、感光体１１０、現像ユニット２００の現像ローラ等、および中間転写ベルト３６０が回転駆動される。
【００２６】
（ｉｉ）感光体１１０の外周面が帯電ローラ１２０によって一様に帯電される。
【００２７】
（ｉｉｉ）一様に帯電した感光体１１０の外周面に、露光ユニット６０によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
【００２８】
（ｉｖ）感光体１１０には、第１色目（例えばイエロー）用の現像器２１０Ｙの現像ローラ２１１Ｙのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像され、第１色目（例えばイエロー）のトナー像が感光体１１０上に形成される。
【００２９】
（ｖ）感光体１１０上に形成されたトナー像が、一次転写部すなわち、感光体１１０と一次転写ローラ３２０との間において中間転写ベルト３６０上に転写される。このとき、クリーニング手段３７０および二次転写ローラ３８０は、中間転写ベルト３６０から離間している。
【００３０】
（ｖｉ）感光体１１０上に残留しているトナーがクリーニング手段１３０によって除去された後、除電手段からの除電光Ｌ’によって感光体１１０が除電される。
【００３１】
（ｖｉｉ）上記（ｉｉ）〜（ｖｉ）の動作が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号の内容に応じて、第２色目、第３色目、第４色目、と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト３６０上において重ね合わされて中間転写ベルト３６０上に形成される。
【００３２】
（ｖｉｉｉ）所定のタイミングで給紙装置７０から記録媒体Ｓが供給され、記録媒体Ｓの先端が第２転写部に達する直前にあるいは達した後に（要するに記録媒体Ｓ上の所望の位置に、中間転写ベルト３６０上のトナー像が転写されるタイミングで）二次転写ローラ３８０が中間転写ベルト３６０に押圧され、中間転写ベルト３６０上のトナー像（基本的にはフルカラー画像）が記録媒体Ｓ上に転写される。また、クリーニング手段３７０が中間転写ベルト３６０に当接し、二次転写後に中間転写ベルト３６０上に残留したトナーが除去される。
【００３３】
（ｉｘ）記録媒体Ｓが定着ユニット４００を通過することによって記録媒体Ｓ上にトナー像が定着し、その後排紙ローラ対９４，９５を経て記録媒体Ｓがケース５０上に排出される。
【００３４】
以上、画像形成装置の概要について説明したが、次に主として中間転写ユニット３００の詳細について説明する。
【００３５】
図２は主として中間転写ユニット３００を示す一部省略側面図である。
【００３６】
前述したように中間転写ユニット３００は、駆動ローラ３１０と、一次転写ローラ３２０と、皺取りローラ３３０と、テンションローラ３４０と、バックアップローラ３５０と、これら各ローラの回りに張られた無端状の中間転写ベルト３６０と、この中間転写ベルト３６０に対して接離可能なクリーニング手段３７０とを備えており、これら各部材等は、図２に示すように、フレーム３０１に取り付けられている。
【００３７】
フレーム３０１は、一対の側板（図２では手前側の側板を省略してある）からなっており、その側板間に上記各部材等が取り付けられている。逆にいえば、一対の側板が上記各部材の軸によって連結されている構造となっている。なお、図２においては、以下で説明される一対の部材については、その手前側のものが全て省略されている。
【００３８】
駆動ローラ３１０は、軸３１２によってフレーム３０１に回転可能に支持されており、その一端に前述した歯車３１１（図３参照）が固定されており、この歯車３１１が、感光体ユニット１００の歯車１４４と噛み合っていることによって、感光体１００と略同一の周速で回転駆動されるようになっている。なお図３において、５００は駆動モータであり、その出力軸５０１に固定されたピニオン５１０が減速歯車５２０を介して感光体１１０端部に設けられた歯車１４４と噛み合っていることによって、感光体１１０が回転駆動されるようになっている。また、歯車３１１は、中間歯車５２０および減速歯車５２１を介して、感光体ユニット１００（図１参照）のトナー搬送スクリュー１３３の駆動歯車１３３ｂと噛み合っており、これによってトナー搬送スクリュー１３３が回転駆動されるようになっている。
【００３９】
図２に示すように、一次転写ローラ３２０は、その軸３２１が、一対の軸受部材３２２を介してフレーム３０１に回転可能に支持されている。一次転写ローラ３２０に電圧を印加するための電極板３２３は、その長穴３２３ａがフレーム３０１に設けられネジ穴３０２にネジ止めされることにより支持されている。また、軸受部材３２２は、フレーム３０１に設けられた凹所３０３にスライド可能（図２で上下動可能）に支持されているとともに、この軸受部材３２２とフレーム３０１との間には付勢手段としての圧縮コイルバネ３２４が設けられている。
【００４０】
したがって、一次転写ローラ３２０は、その軸３２１の両端が一対の圧縮コイルバネ３２４によって付勢されることによって、中間転写ベルト３６０を介して感光体１１０に圧接される。
【００４１】
皺取りローラ３３０は、その軸３３１によってフレーム３０１に回転可能に支持されている。
【００４２】
テンションローラ３４０は、その軸３４１が、フレーム３０１に設けられた長穴３０４に対して回転可能かつスライド可能に支持されている。軸３４１には、その両端部分において一対のアーム３４２の一端３４２ａが当接している。アーム３４２は、軸３４３でフレーム３０１に対して揺動可能に支持されており、その他端３４２ｂと、フレーム３０１との間に引っ張りバネ３４４が設けられている。
【００４３】
したがって、テンションローラ３４０は、この引っ張りバネ３４４により、アーム３４２を介して常時中間転写ベルト３６０を張る方向に付勢されている。
【００４４】
バックアップローラ３５０は、その軸３５１によってフレーム３０１に回転可能に支持されている。
【００４５】
中間転写ベルト３６０は、上記各ローラ３１０，３２０，３３０，３４０，３５０の回りに張られており、駆動ローラ３１０によって図２において矢印方向（時計方向）に循環駆動される。
【００４６】
クリーニング手段３７０は、中間転写ベルト３６０の外周面に残留し付着しているトナーを払い落とすファーブラシ３７１と、さらに中間転写ベルト３６０の外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード３７２と、これらファーブラシ３７１あるいはクリーナブレード３７２によって払い落とされあるいは掻き落とされたトナーを搬送する搬送手段としてのトナー搬送スクリュー３７３とを備えており、これら各部材は、ケース３７４に組み込まれている。
【００４７】
ケース３７４の下部には、トナー回収室３７５が形成されており、このトナー回収室３７５内に、前記ファーブラシ３７１、クリーナブレード３７２、およびトナー搬送スクリュー３７３が配置されている。
【００４８】
ファーブラシ３７１は、ケース３７４の側板を貫通する軸３７１ａに固定され、この軸３７１ａが図示しない駆動手段によって駆動されることによって、図２矢印方向に回転駆動される。
【００４９】
クリーナブレード３７２は、取付板３７２ａによってケース３７４に取り付けられており、その先端（下端）が中間転写ベルト３６０外周面に当接してトナーを掻き落とすようになっている。
【００５０】
トナー搬送スクリュー３７３は、ケース３７４の側板を貫通する軸３７３ａが図示しない駆動手段によって駆動されることによって、図２矢印方向に回転駆動され、トナー回収室３７５内に回収されたトナーを廃トナーとして、図示しない廃トナーボックスに搬送する。
【００５１】
ケース３７４は、その両側面に設けられた円筒部３７４ａが、軸受部材３７６を介してフレーム３０１に回動可能に支持されている。
【００５２】
ケース３７４の下端両側には、フック３７７が取り付けられており、このフック３７７とフレーム３０１との間に引っ張りバネ３７８が設けられている。
【００５３】
したがって、この引っ張りバネ３７８によって、ケース３７４は、ファーブラシ３７１およびクリーナブレード３７２が中間転写ベルト３６０に対して圧接される方向（時計方向）に常時付勢されているが、中間転写ユニット３００には、カム５５が設けられており（図１参照）、このカム５５がケース３７４の下端と当接していることによって、ケース３７４の回動が規制されるようになっている。
【００５４】
カム５５は、図示しない駆動手段によって駆動され、図２に示す位置にあるとき、ケース３７４を仮想線で示すように反時計方向に回動させ、ファーブラシ３７１およびクリーナブレード３７２を中間転写ベルト３６０から離間させるようになっている。
【００５５】
図２において、５６は、駆動ローラ３１０に対向する位置となるように画像形成装置本体に設けられた位置検出センサであり（図１参照）、中間転写ベルト３６０の位置を検出するためのものである。
【００５６】
以上のような中間転写ユニット３００は、画像形成装置本体に対して着脱可能となっている。
【００５７】
さらに、この実施の形態では、種々の工夫がなされ、あるいはなすことが可能であるので、以下それについて説明する。
【００５８】
＜駆動ローラ３１０に関し＞
（１）駆動ローラ３１０の外径は、感光体１１０の周速に対して中間転写ベルト３６０の周速が僅かに（公差の範囲内で）速くなるように構成してある。
【００５９】
感光体１１０の周速と、感光体１１０からトナー像が転写される中間転写ベルト３６０の周速とは、完全に一致していることが望ましい。
【００６０】
しかしながら、感光体１１０の外径および駆動ローラ３１０の外径には公差があるため、前記周速同士を完全に一致させることは不可能である。このような状況において、駆動ローラ３１０への巻掛け部分における中間転写ベルト３６０の周速が感光体１１０の周速よりも僅かに遅くなったとすると、感光体１１０と一次転写ローラ３２０との圧接位置（一次転写位置Ｔ１）と、駆動ローラ３１０との間において、中間転写ベルト３６０に対しこれを弛ませようとする力が極僅かとはいえ作用することとなり、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０の状態が不安定となってしまう。
【００６１】
そこで、この実施の形態では、駆動ローラ３１０の外径を、感光体１１０の周速に対して中間転写ベルト３６０の周速が僅かに（公差の範囲内で）速くなるように構成した。
【００６２】
このように構成すると、感光体１１０と一次転写ローラ３２０との圧接位置（一次転写位置Ｔ１）と、駆動ローラ３１０との間において、中間転写ベルト３６０が、僅かではあるが常に張り状態となるため、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０の状態が安定することとなる。
【００６３】
なお、駆動ローラ３１０の外周面の振れ量は、±０．０５ｍｍ以下とした。
【００６４】
（２）中間転写ベルト３６０の周期が駆動ローラ３１０の周期の整数倍となるように構成した。
【００６５】
このように構成すると、駆動ローラ３１０の軸あるいは外周面の振れによって生じる、中間転写ベルト３６０上で重ね合わされる各色のトナー像の間におけるズレの量を低減することができる。
【００６６】
なお、具体的には、上記比率は５：１とした。
【００６７】
（３）中間転写ベルト３６０の周期が感光体１１０の周期の整数倍となるように構成した。
【００６８】
このように構成すると、感光体１１０の軸あるいは外周面の振れによって生じる、中間転写ベルト３６０上で重ね合わされる各色のトナー像の間におけるズレの量を低減することができる。
【００６９】
なお、具体的には、上記比率は２：１とした。
【００７０】
（４）駆動ローラ３１０に対する中間転写ベルト３６０の巻掛け角は、９０゜以上とし、かつ、他のローラに対する巻掛け角より大きくした。
【００７１】
このように構成すると、駆動ローラ３１０と中間転写ベルト３６０との摩擦係数が小さくても、あるいは長期使用によって小さくなっても、安定して中間転写ベルト３６０を駆動することができる。
【００７２】
なお、具体的には、上記巻掛け角は、１５１゜程度とした。
【００７３】
また、駆動ローラ３１０の外周面には、摩擦係数を上げるために、ウレタンコートを施した。
【００７４】
＜バックアップローラ３５０に関し＞
バックアップローラ３５０と二次転写ローラ３８０との圧接部、すなわち二次転写部Ｔ２（図２参照）における、中間転写ベルト３６０と記録媒体Ｓとの分離方式は、曲率分離方式とし、バックアップローラ３５０の直径をφ３５ｍｍ以下、バックアップローラ３５０に対する中間転写ベルト３６０の巻掛け角度を９０゜以上とした。
【００７５】
このように構成することによって、記録媒体Ｓが中間転写ベルト３６０から確実に分離されるようになる。
【００７６】
なお、より望ましくは、バックアップローラ３５０の直径をφ３０ｍｍ以下、バックアップローラ３５０に対する中間転写ベルト３６０の巻掛け角度を１０５゜以上とする。具体的には、直径をφ３０ｍｍ、巻掛け角度を１０９゜とした。
【００７７】
また、中間転写ベルト３６０の表面抵抗は、１０¹²Ω以下とすることが望ましい。
【００７８】
＜クリーニング手段３７０に関し＞
（１）テンションローラ３４０を、バックアップローラ３５０に比べて、水平方向においてクリーニング手段３７０側に偏位させ（近づけ）、ファーブラシ３７１と中間転写ベルト３６０との当接部の下方にトナー回収室３７５の一部が開口する構成とした。
【００７９】
このように構成すると、ファーブラシ３７１によって払い落とされたトナーが、トナー回収室３７５に回収され易くなる。
【００８０】
より望ましくは、テンションローラ３４０とバックアップローラ３５０との間における中間転写ベルト３６０と鉛直線Ｖとのなす角度θ（すなわちテンションローラ３４０とバックアップローラ３５０の共通接線と鉛直線Ｖとのなす角度θ）を１０゜以上、さらに望ましくは１５゜以上とする。
【００８１】
このように構成すると、ファーブラシ３７１によって払い落とされたトナーが、トナー回収室３７５により確実に回収され易くなるとともに、クリーニング手段３７０が中間転写ベルト３６０から離間する際に落下するトナーもトナー回収室３７５内に回収され易くなる。
【００８２】
（２）クリーニング手段３７０の中間転写ベルト３６０に対する付勢力を受ける手段をテンションローラ３４０で兼用した。
【００８３】
このように構成することによって製造コストを削減することができる。また、これとは別にテンションローラを設ける必要がなくなり、ローラの本数を少なくすることができるので、各ローラが大きな巻掛け角をとれるようになる。
【００８４】
＜皺取りローラ３３０に関し＞
皺取りローラ３３０を、一次転写位置Ｔ１に対し、中間転写ベルト３６０の循環方向上流側において近接させて配置し、皺取りローラ３３０に対する中間転写ベルト３６０の巻掛け角度を１０゜以上とした。
【００８５】
このように構成することによって、テンションローラ３４０と皺取りローラ３３０との間で中間転写ベルト３６０に生じる皺（皺取りローラ３３０からテンションローラ３４０方向を見たときの波打ち状態）を皺取りローラ３３０で除去し、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０の状態を平滑なものとすることができる。
【００８６】
なお、より望ましくは、皺取りローラ３３０に対する中間転写ベルト３６０の巻掛け角度を１５゜以上とする。具体的には１７．６゜とした。
【００８７】
また、皺取りローラ３３０に代えて、中間転写ベルト３６０の進行方向を１０゜以上変更させる手段（例えばガイド板等）を設けても良い。
【００８８】
＜一次転写位置Ｔ１に関し＞
（１）一次転写位置Ｔ１において、中間転写ベルト３６０が感光体１１０に対して接線方向に直線的に張られるように、駆動ローラ３１０，一次転写ローラ３２０，および皺取りローラ３３０を配置した。
【００８９】
このような構成とすることによって、ベルトテンションによらず転写ニップを安定させることができる。仮に、一次転写ローラ３２０に対して中間転写ベルト３６０を巻掛け、その巻掛け部分において一次転写位置Ｔ１を形成したとすると、中間転写ベルト３６０の張力の変動が一次転写位置Ｔ１に与える影響が大きくなるが、中間転写ベルト３６０を一次転写ローラ３２０に巻掛けずに感光体１１０に対して接線方向に張る構成とすることによって、上記影響を低減することができる。
【００９０】
（２）一次転写位置Ｔ１を駆動ローラ３１０に対して近接させて配置した。
【００９１】
一次転写位置Ｔ１と駆動ローラ３１０との間の距離が大きくなると、この間における中間転写ベルト３６０の伸縮量がおおきくなって、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０の走行速度が不安定になる。
【００９２】
そこで、この実施の形態では、一次転写位置Ｔ１を駆動ローラ３１０に対して近接させて配置することによって、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０の走行速度の安定化を図っている。
【００９３】
一次転写位置Ｔ１と駆動ローラ３１０との間の距離Ｌ１（図２参照）は、望ましくは４０ｍｍ以下、より望ましくは、３５ｍｍ以下とする。具体的には、３０．５ｍｍ程度とした。
【００９４】
（３）皺取りローラ３３０から駆動ローラ３１０までの中間転写ベルト３６０の直線部の長さを、アスペクト比で０．２５以下、より望ましくは０．１５以下とする。
【００９５】
上記皺の影響をより効果的に抑制するためである。
【００９６】
なお、具体的には、上記直線部の長さを５５．５ｍｍ程度とした。
【００９７】
＜位置検出に関し＞
前述したように、位置検出センサ５６を、駆動ローラ３１０に対向する位置に配置し、駆動ローラ３１０上で中間転写ベルト３６０の位置を検出するようにした。
【００９８】
これによって、中間転写ベルト３６０の走行周期を正確に検出することができる。
【００９９】
位置検出センサ５６は、反射型の光センサとし、中間転写ベルト３６０上には、この位置検出センサ５６によって検出されるべきマークを印刷によって設けた。
【０１００】
位置検出センサを透過型の光センサとし、これによって検出されるべき穴を中間転写ベルト３６０に開けた場合には、穴に応力が集中してその形状が変形するため、正確な検出を行なうことができなくなるおそれがあるが、この実施の形態では、位置検出センサ５６を反射型の光センサとし、これによって検出されるべきマークを中間転写ベルト３６０上に印刷によって設けたので、中間転写ベルト３６０の走行周期を正確に検出することができる。
【０１０１】
＜中間転写ベルト３６０の張架構成等について＞
中間転写ベルト３６０の張架構成は、一次転写位置Ｔ１から二次転写位置Ｔ２までの間の中間転写ベルト３６０上の長さを、Ａ４サイズの用紙の横方向長さ以上とし、二次転写位置Ｔ２から一次転写位置Ｔ１までの間の中間転写ベルト３６０上の長さについても、Ａ４サイズの用紙の横方向長さ以上とした。すなわち、このような長さとなるように、中間転写ベルト３６０を張架した。
【０１０２】
このような構成とすると、Ａ４サイズの用紙に連続して印字する場合において、二次転写ローラ３８０を中間転写ベルト３６０に当接させるタイミングを用紙間に設定する、すなわち、一次転写中には二次転写ローラ３８０を当接させないようにすることができる。
【０１０３】
一次転写中に二次転写ローラ３８０を中間転写ベルト３６０に当接させると、そのショックで一次転写による画像に乱れが生じるおそれがあるが、上記の構成とすることによって、このような事態を防止することができる。
【０１０４】
＜クリーニング手段３７０に関し＞
（１）クリーナブレード３７２は、ウレタンゴム製とし、その自由長を８ｍｍ程度、厚みを３ｍｍ程度、ヤング率を７〜９ＭＰａ程度、ホルダー角（無荷重状態でのブレードと、その当接位置におけるローラの接線とのなす角度）を２０゜程度、中間転写ベルト３６０への当接圧を４５ｇｆ／ｃｍ程度とした。
【０１０５】
このように構成すると、トナーのすり抜けや、ブレードの振動、めくり上がりによるクリーニング不良が生じないようにできる。
【０１０６】
（２）ケース３７４とは別に廃トナーボックスを設けた。
【０１０７】
このように構成すると、ケース３７４内に多量の廃トナーが溜まるということがなくなるので、ケース３７４を揺動させる際の負荷、および揺動させた後にケース３７４に作用する力の変動を低減させることができ、結果としてクリーナブレード３７２の中間転写ベルト３６０に対する当接圧を安定化させることができる。
【０１０８】
（３）トナー搬送スクリュー３７３の軸３７３ａ（図２参照）を、ケースの回動中心とした。
【０１０９】
このように構成すると、他の固定部材、例えばケース３７４の廃トナー搬出口と、廃トナーボックスのトナー受け入れ口との相対的位置関係を確保するのが容易になる。
【０１１０】
（４）カム５５は、ＳＩＮカムとした。
【０１１１】
このように構成することによって、中間転写ベルト３６０に対する衝撃を小さくすることができる。
【０１１２】
＜パッチセンシングに関し＞
パッチセンシング、すなわち、試し印字時のトナー量検出は、駆動ローラ３１０上の中間転写ベルト３６０で行なうようにした。
【０１１３】
このように構成することによって、巻掛け角が大きく、速度的にも安定した場所で行なうことができる。
【０１１４】
＜ビードに関し＞
ビードは、中間転写ベルト３６０の裏面に循環方向に沿って設けられる突条であり、この突条を、ベルトが巻掛けられるローラに形成された凹溝（規制溝）に係合させることによって、ベルトの（ローラの軸線方向における）位置を規定するためのものである。
【０１１５】
このビードは必ずしも設けなくても良いものであり、図２に示した実施の形態においても設けられてはいないが、設ける場合には、次のような構成とする。
【０１１６】
（１）ビードとしてはシリコンゴムを用い、その厚さ（突出高さ）は１．５ｍｍ程度とし、幅は４ｍｍ程度とする。
【０１１７】
（２）ビードの規制溝に対する摩擦係数は、いずれのローラに対する中間転写ベルト３６０の基材の摩擦係数よりも、小さくする。
【０１１８】
このように構成することによって、ビードと規制溝との摩擦力にるベルト軸方向のテンション勾配の発生を低減することができる。
【０１１９】
なお、ローラに対する中間転写ベルト３６０の基材の摩擦係数は０．４程度である。
【０１２０】
（３）ビードの弾性強度は、Ｅ＝２．０〜８．０ＭＰａ程度とする。
【０１２１】
柔らかすぎると規制部でのスラスト方向の応力が一箇所に集中し、それがビード接着部の狭い範囲に集中してしまうからである。
【０１２２】
逆に硬すぎると、ベルトの曲がり部分に対するビードの関与が大きくなってしまうからである。
【０１２３】
なお、より望ましくは、ビードの弾性強度は、
ｔ１：ベルト膜厚
ｔ２：ビード厚
Ｅ１：ベルトヤング率（〜４．０×１０³［ＭＰａ］）
としたとき、
１．０〜（ｔ１／ｔ２）２Ｅ１［ＭＰａ］とする。
【０１２４】
（４）ビード規制溝は、一次転写位置Ｔ１に隣接していないローラに設ける。
【０１２５】
このように構成すると、ビードと規制溝との接触によるランダムな中間転写ベルト３６０の変動によって、中間転写ベルト３６０上において重ね合わせれられる各色トナー像間の位置ズレを低減することができる。
【０１２６】
例えば、ビード規制溝は、バックアップローラ３５０の端部に、段付きのフランジを取り付けることによって構成する。
【０１２７】
（５）ビード幅に対して、規制溝の幅を多少大きくし、ビード貼着の真直性に対してマージンを持たせる。
【０１２８】
例えば、ビード幅が４ｍｍ程度であれば、規制溝の幅は４．２ｍｍ程度とする。
【０１２９】
＜中間転写ユニット３００の交換、取扱いに関し＞
（１）中間転写ユニット３００を机上等に置いたときに、中間転写ベルト３６０が机上面等と接触しない構造として、中間転写ベルト３６０の破損や異物付着を防止する。
【０１３０】
（２）中間転写ユニット３００を机上等に置いたときに、駆動伝達部（例えば歯車３１１等）が机上面等と接触しない構造として、駆動伝達部の変形やの破損を防止する。
【０１３１】
（３）中間転写ユニット３００の電極部を駆動伝達部の反対側に設けた構造として、電極の汚れや、接点不良を防止する。
【０１３２】
（４）中間転写ユニット３００を装着しないと、感光体ユニット１００を装着することができない構造として、誤った取付を防止する。
【０１３３】
（５）廃トナーボックスの容量を中間転写ベルト３６０の寿命に対応させ、中間転写ユニット３００とともに廃トナーボックスも交換される構造とし、取扱い性を向上させる。
【０１３４】
＜シーケンスに関し＞
（１）露光書き込みタイミングの基準となる中間転写ベルト３６０の位置検出をを行なう際には、一次転写のバイアスを印加する、すなわち、位置検出前に一次転写のバイアスを印加することとする。
【０１３５】
このようにすると、４色それぞれの、位置検出から一次転写までの、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０への負荷がほぼ等しくなり、中間転写ベルト３６０上において重ね合わせれられる各色トナー像間の位置ズレ（このズレをレジストずれという）を抑制することができる。
【０１３６】
（２）中間転写ベルト３６０の停止時における、位置検出用マークの位置が、一次転写位置Ｔ１よりも上流側にあるようにした。例えば、図２においてＭで示す位置にあるようにした。
【０１３７】
このようにすると、中間転写ベルト３６０の回転初期における、バイアス印加による中間転写ベルト３６０の張力が不安定なときに位置検出を行なうことができ、周期ズレによる、レジストずれを回避することができる。
【０１３８】
＜中間転写ユニット３００のフレーム３０１に関し＞
フレーム３０１の側板を絶縁部材で構成することによって、ローラにバイアスを印加するためのローラ軸（および／または軸受部材）に対する絶縁を不要とする。
【０１３９】
また、絶縁部材としてＡＢＳ樹脂を用いることによって、フレーム３０１の熱膨張率を、中間転写ベルト３６０のそれとほぼ同じにし、温度変化による相対位置ずれを防止することができる。
【０１４０】
【実施例】
以下、さらに具体的な実施例について説明する。
【０１４１】
以下の説明は、主として転写プロセスについてのものである。
【０１４２】
＜一次転写効率の安定化を図るために＞
（１）一次転写のインピーダンス（不図示の一次転写用電源の出力電圧と出力電流の比）が大きいとき（略３０ＭΩ以上のとき）は定電流に、インピーダンスが小さいとき（略３０ＭΩ以下のとき）には、定電圧制御となる高圧電源を用いた。定電流設定値は１５μＡ、定電圧設定値は４５０Ｖとした。
【０１４３】
これによって、トナー量（層厚）、環境、および部材抵抗にバラツキがあったとしても良好な転写がなされるようになった。
【０１４４】
（２）中間転写ベルト３６０の表面抵抗を１０⁸〜１０¹²Ω／□、体積抵抗率を１０⁸〜１０¹²Ωｃｍとした。
【０１４５】
また、一次転写ローラ３２０は、径１２ｍｍの軸に外径２２ｍｍ、幅３５８ｍｍのサイズとした。材質はウレタンにカーボンを分散したローラとし、その抵抗は１０⁶〜１０⁸Ω（より好ましくは１０⁷Ω程度）とし、硬度は４５± ５゜とし、感光体１１０に対する圧接荷重は１．０〜３．５ｋｇ（より好ましくは２．５ｋｇ程度）とした。即ち、２８〜９８ｇ／ｃｍ（より好ましくは７０ｇ／ｃｍ程度）とした。
【０１４６】
以上のような抵抗値の範囲とすると、１２００Ｖ以下と比較的低電圧で転写が可能となる。
【０１４７】
また、以上のような硬度および荷重の範囲とすると、いわゆる中抜けを防止することができる。
【０１４８】
（３）使用するトナーの外添剤の量については、大粒径（一次粒子径４０ｎｍ）の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径（一次粒子径１４ｎｍ）の外添剤の量を１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程度）とした。
【０１４９】
大粒径の外添剤は、主にトナーの耐久安定性（濃度安定性）を向上させるために必要であり、この点からすれば多いほど良いが、４．０ｗｔ％を越えると、トナーの流動性が悪くなり、中抜けその他に影響して好ましくないからである。
【０１５０】
また、小粒径の外添剤は、主にラフ紙の転写性を向上させるために必要であり、この点からすれば多いほど良いが、４．０ｗｔ％を越えると、浮遊シリカが引き金となり、感光体１１０や中間転写ベルト３６０がフィルミングし易くなって好ましくないからである。
【０１５１】
＜二次転写効率の安定化を図るために＞
（１）二次転写のインピーダンス（不図示の二次転写用電源の出力電圧と出力電流の比）が大きいとき（略２０ＭΩ以上のとき）は定電流に、インピーダンスが小さいとき（略２０ＭΩ以下のとき）には、定電圧制御となる高圧電源を用いた。定電流設定値は３０μＡ、定電圧設定値は６００Ｖとした。
【０１５２】
これによって、紙種、環境、および部材抵抗にバラツキがあったとしても、良好な転写がなされるようにした。
【０１５３】
（２）中間転写ベルト３６０の表面抵抗を１０⁸〜１０¹²Ω／□、体積抵抗率を１０⁸〜１０¹²ｃｍとした。
【０１５４】
また、二次転写ローラ３８０は、径１５ｍｍの軸に外径２５ｍｍ、幅３３２ｍｍのサイズとした。材質は過加塩素酸リチウム等のイオン導電剤で導電化処理したローラとし、その抵抗は、低温、低湿環境下では３×１０⁷Ω〜１×１０⁸Ω、高温、高湿環境下では１×１０⁶〜１×１０⁷Ωとし、硬度は６０±５゜とし、バックアップローラ３５０に対する圧接荷重は５．０〜９．０ｋｇ（より好ましくは７．０ｋｇ程度）とした。即ち１５０〜２７０ｇ／ｃｍ（より好ましくは２１０ｇ／ｃｍ程度）とした。
【０１５５】
以上のような抵抗値の範囲とすると、４０００Ｖ以下、２００μＡ以下で転写が可能となる。
【０１５６】
なお、バックアップローラ３５０は、接地し、アースローラとした。
【０１５７】
（３）使用するトナーの外添剤の量については、大粒径の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径の外添剤の量を１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程度）とした。
【０１５８】
その理由は前述した通りである。
【０１５９】
以上、述べてきた一次転写部、二次転写部について実験例を表１に示す。
【０１６０】
【表１】

【０１６１】
実験ＮＯ．１に示すように一次転写ローラは環境により抵抗変動の小さい部材、二次転写ローラは抵抗変動の大きい部材を用いることにより良好な二次転写性と一次転写電源の低容量化を実現できた。
【０１６２】
＜用紙等の記録媒体Ｓの裏面汚れを防止するために＞
二次転写ローラ３８０が中間転写ベルト３６０に当接している時で、紙間もしくは色間時に、トナーを中間転写ベルト３６０に戻す方向の電圧（０〜−６００Ｖ程度）を印加するようにした。
【０１６３】
このように構成すると、二次転写ローラ３８０に付着するトナーが低減し、記録媒体Ｓの裏面汚れが低減される。
【０１６４】
＜ラフ紙（ボンド紙）に対しても良好な転写がなされるようにするために＞
（１）二次転写ローラ３８０は、その硬度を６０±５゜とし、バックアップローラ３５０に対する圧接荷重は５．０〜９．０ｋｇ（より好ましくは７．０ｋｇ程度）とした。
【０１６５】
（２）使用するトナーの外添剤の量については、大粒径の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径の外添剤の量を１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程度）とした。
【０１６６】
また、トナーとしては、粒径７μｍ程度の高濃度顔料トナーを用いた。
【０１６７】
（３）二次転写前のトナー量、すなわち、中間転写ベルト３６０上のトナー量を、１．５ｍｇ／ｃｍ²以下とした。
【０１６８】
以上（１）〜（３）の構成とすることによって、ニーナボンド紙のようなラフ紙に対しても良好な転写状態を得ることができる。
【０１６９】
すなわち、二次転写ローラ３８０を上記のような高硬度とし、これに与える荷重を高くすることによって、用紙表面をトナーに密着させることができ、高電界を形成しても、放電による転写不良が抑制される。なお、高荷重によって用紙の搬送状態も安定化する。
【０１７０】
さらに、二次転写前のトナー量を上記のように少なくすることにより、トナーの転写効率を高めることができる。
【０１７１】
＜中抜けを防止するために＞
（１）中間転写ベルト３６０の材質は、導電剤としてカーボンブラック等を分散させたＥＴＦＥもしくはフッ素微粒子含有ウレタン塗料をコートしたアルミ蒸着ＰＥＴもしくは導電剤としてカーボンブラック等を分散させたポリイミドとした。
【０１７２】
なお、感光体１１０の材質は、ポリカーボネイトとした。
【０１７３】
（２）一次転写ローラ３２０は、その硬度を４５±５゜とし、感光体１１０に対する圧接荷重を１．０〜３．５ｋｇとした。
【０１７４】
（３）二次転写ローラ３８０は、その硬度を６０±５゜とし、バックアップローラ３５０に対する圧接荷重は５．０〜９．０ｋｇとした。
【０１７５】
（４）使用するトナーの外添剤の量については、大粒径の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径の外添剤の量を１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程度）とした。
【０１７６】
また、流動性についてはＡ．Ｄ０．３５ｇ／ｃｃ程度とした。
【０１７７】
以上のような構成とすると次のような作用効果が得られる。
【０１７８】
すなわち、一次転写部においては、感光体１１０から中間転写ベルト３６０への転写条件が、低硬度、低荷重、高流動性トナーとなっているので、中抜けが防止される。
【０１７９】
二次転写部においては、中間転写ベルト３６０からの転写条件が高硬度、高荷重となっているが、中間転写ベルト３６０の材質がフッ素系となっており、高流動性トナーとなっていることによって、中抜けが防止される。
【０１８０】
＜散り（トナーの飛散）を低減するために＞
（１）一次転写位置（一次転写部）Ｔ１の上流側近くに皺取りローラ３３０を設けた。
【０１８１】
（２）使用するトナーの外添剤の量については、大粒径の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径の外添剤の量を１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程度）とした。
【０１８２】
また、流動性についてはＡ．Ｄ０．３５ｇ／ｃｃ程度とし、帯電量は−１０μＣ／ｇ以上とした。
【０１８３】
（３）中間転写ベルト３６０の表面粗さは、Ｒｍａｘ１μｍ（より好ましくは０．７μｍ）以下とした。
【０１８４】
また、中間転写ベルト３６０の表面抵抗を１０⁸〜１０¹²Ω／□、体積抵抗率を１０⁸〜１０¹²Ωｃｍとした。
【０１８５】
以上のようなの構成とすると次のような作用効果が得られる。
【０１８６】
すなわち、一次転写部においては、皺取りローラ３３０によって中間転写ベルト３６０の皺が低減し、散りが抑制される。
【０１８７】
二次転写部においては、中間転写ベルト３６０上のトナーが安定して搬送され、散りが抑制される。
【０１８８】
＜低コスト化を図るために＞
（１）中間転写ベルト３６０は、ＡＬ蒸着したシート状のＰＥＴ上に、ウレタンをベースとしＰＥＦＴ粒子および導電剤としてのＳｎＯを分散させた塗料を塗布し、両端を超音波融着で接着して無端状の中間転写ベルト３６０を構成する。
【０１８９】
なお、両端接着によって生じる段差は５０μｍ以下、より望ましくは３０μｍ以下とする。塗料のヤング率は、１．５×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ²程度とする。塗料の表面抵抗は、１０⁸〜１０¹²Ω／□程度とし、表面粗さはＲｍａｘ１μｍ（より好ましくは０．７μｍ）以下ととする。電極構成は、端縁部のＡＬ面に導電層を印刷し、ローラ電極（１ＭΩ以下）によりバイアス印加する構成とする。
【０１９０】
（２）高圧電源は、一次転写部については電流吸い込み型の定電圧制御とし、二次転写が終了するまで一次転写電圧を印加することとする。
【０１９１】
以上（１）（２）のような構成とすると、転写効率およびクリーニング性を向上させることができる。
【０１９２】
また、一次転写ローラについては、これをバックアップローラとしてのみ機能させ、電極として機能させる必要がなくなる。
【０１９３】
さらに、上記の電極構成および電源構成とすることにより、一次、二次同時転写時の干渉による画質劣化を抑えることができる。
【０１９４】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明は上記の実施の形態または実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【０１９５】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、一次転写部材、二次転写部材の環境による抵抗変化を最適化したため一次転写電源を低容量化できかつ二次転写部において低温、低湿環境から高温、高湿環境に至るまで転写不良を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中間転写ユニットの一実施の形態を用いた画像形成装置の一例を示す模式図。
【図２】主として中間転写ユニット３００を示す一部省略側面図。
【図３】歯車列の主要部分を示す図。
【符号の説明】
１１０感光体
Ｔ１一次転写位置
Ｔ２二次転写位置
３１０駆動ローラ
３６０中間転写ベルト

Claims

感光体上に形成されたトナー像を中間転写ベルト裏面に配置される一次転写部材に高圧電源からバイアスを供給し前記中間転写ベルト上に一次転写し、このトナー像をバックアップローラに対して圧接される二次転写部材に高圧電源からバイアスを供給し記録媒体に二次転写する画像形成装置であって、前記二次転写部材の環境による抵抗変動を前記一次転写部材のそれより大きくし、前記二次転写部材の環境による抵抗変動を前記記録媒体の環境による抵抗変動と同等とし、前記一次転写部材の高圧電源は、一次転写のインピーダンスが所定値より大きいときは定電流に、小さいときは定電圧に制御し、前記二次転写部材の高圧電源は、二次転写のインピーダンスが所定値より大きいときは定電流に、小さいときは定電圧に制御することを特徴とする画像形成装置。
前記一次転写部材はカーボンブラックで導電化処理されたローラであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記二次転写部材はイオン導電剤で導電化処理されたローラであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。