(57)【要約】【課題】  中間転写体の周方向に電流を流して１次転写を行う画像形成装置において、２次転写部から１次転写部に向けて流れる電流が所定の値を下回ってしまうと、１次転写を行うための電流が不足することで転写不良が発生するおそれがある。【解決手段】  転写電源２１から正極性の電圧を印加された２次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０の周方向に電流を流してトナー像を１次転写する画像形成装置において、転写電源２１と金属ローラ１４との間に定電流ダイオード２２を設ける。定電流ダイオード２２は、アノード側を転写電源２１に接続され、カソード側を金属ローラ１４に接続される位置に配置されている。【選択図】  図１
2019074605.tif 000002
【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、導電性を有し、前記像担持体からのトナー像が１次転写される無端状で移動可能な中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの外周面に接触し、前記中間転写ベルトから転写材にトナー像を２次転写する２次転写部材と、前記２次転写部材に電圧を印加する電源と、前記中間転写ベルトと接触する接触部材と、を備え、前記電源から所定極性の電圧を印加された前記２次転写部材から前記中間転写ベルトの周方向に流れる電流により前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を１次転写する画像形成装置において、
アノード側を前記電源に接続され、カソード側を前記接触部材に接続された定電流ダイオードを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定電流ダイオードは、前記２次転写部を介さない経路に設けられてい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】
アノード側を前記定電流ダイオードのカソード側に接続され、カソード側を前記接触部材に接続された状態で、前記定電流ダイオードと前記接触部材とを接続する経路の間に設けられる整流ダイオードを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写ベルトを介して前記２次転写部材に対向する対向部材と、電流を供給されることによって所定の電圧を維持することが可能な定電圧素子と、を備え、
前記定電圧素子の一端側はアースに接続され、前記定電圧素子の他端側は前記対向部材と前記接触部材とに接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定電圧素子は、前記電源によって前記所定極性の電圧を印加された前記２次転写部材から前記対向部材を介して前記定電圧素子に流れる電流によって、前記対向部材と前記接触部材とを所定の電圧に維持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６】
前記定電圧素子は、前記電源から前記２次転写部材に前記所定極性の電圧を印加した状態で、前記定電流ダイオードを介して前記接触部材に流れる電流によって、前記対向部材と前記接触部材とを所定の電圧に維持することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定電圧素子は、ツェナーダイオードであり、前記ツェナーダイオードは、アノード側をアースに接続され、カソード側を前記対向部材と前記接触部材とに接続されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定電圧素子は、第１のツェナーダイオードと第２のツェナーダイオードであり、前記第１のツェナーダイオードのカソード側は前記対向部材と前記接触部材とに接続され、アノード側は前記第２のツェナーダイオードのアノード側に接続され、前記第２のツェナーダイオードのカソード側はアースに接続されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナー像を担持する像担持体と、導電性を有し、前記像担持体からのトナー像が１次転写される無端状で移動可能な中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの外周面に接触し、前記中間転写ベルトから転写材にトナー像を２次転写する２次転写部材と、前記２次転写部材に電圧を印加する電源と、前記中間転写ベルトと接触する接触部材と、を備え、前記電源から所定極性の電圧を印加された前記２次転写部材から前記中間転写ベルトの周方向に流れる電流により前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を１次転写する画像形成装置において、
前記２次転写部材を介さない経路であって、前記電源と前記接触部材とが電気的に接続された経路に定電流回路が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記電源から前記２次転写部材に電圧を印加した場合に、前記定電流回路を介して前記接触部材に所定の電流が流れることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記定電流回路は定電流ダイオードであり、前記定電流ダイオードは、アノード側を前記電源に接続され、カソード側を前記接触部材に接続されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
アノード側を前記定電流回路に接続され、カソード側を前記接触部材に接続された状態で、前記定電流回路と前記接触部材とを接続する経路の間に設けられる整流ダイオードを備えることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記中間転写ベルトを介して前記２次転写部材に対向する対向部材と、電流を供給されることによって所定の電圧を維持することが可能な定電圧素子と、を備え、
前記定電圧素子の一端側はアースに接続され、前記定電圧素子の他端側は前記対向部材と前記接触部材とに接続されていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記定電圧素子は、前記電源によって前記所定極性の電圧を印加された前記２次転写部材から前記対向部材を介して前記定電圧素子に流れる電流によって、前記対向部材と前記接触部材とを所定の電圧に維持することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記定電圧素子は、前記電源から前記２次転写部材に前記所定極性の電圧を印加した状態で、前記定電流回路を介して前記接触部材に流れる電流によって、前記対向部材と前記接触部材とを所定の電圧に維持することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記定電圧素子は、ツェナーダイオードであり、前記ツェナーダイオードは、アノード側をアースに接続され、カソード側を前記対向部材と前記接触部材とに接続されていることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記定電圧素子は、第１のツェナーダイオードと第２のツェナーダイオードであり、前記第１のツェナーダイオードのカソード側は前記対向部材と前記接触部材とに接続され、アノード側は前記第２のツェナーダイオードのアノード側に接続され、前記第２のツェナーダイオードのカソード側はアースに接続されることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記電源から前記２次転写部材に前記所定極性の電圧を印加することにより、前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を１次転写し、前記中間転写ベルトに１次転写されたトナー像を転写材に２次転写することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記像担持体と前記接触部材は、前記中間転写ベルトの移動方向に関してそれぞれ複数設けられており、複数の前記接触部材は、それぞれが複数の前記像担持体に対応して設けられることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
複数の前記接触部材は、それぞれが、前記中間転写ベルトの移動方向に関して、前記接触部材が対応する前記像担持体と前記中間転写ベルトが接触する位置よりも下流側に配置されることを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記接触部材は金属ローラであることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項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、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、従来から、各色の画像形成部から中間転写体に順次トナー像を転写し、さらに中間転写体から転写材に一括してトナー像を転写する構成が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置では、各色の画像形成部がそれぞれ像担持体としてのドラム状の感光体（以下、感光ドラムと称する）を有している。各画像形成部の感光ドラムに形成されたトナー像は、中間転写ベルトなどの中間転写体を介して感光ドラムに対向して設けられた１次転写部材に１次転写電源から電圧を印加することによって、中間転写体に１次転写される。各色の画像形成部から中間転写体に１次転写された各色のトナー像は、２次転写部において２次転写電源から２次転写部材へ電圧を印加することによって、中間転写体から紙やＯＨＰシートなどの転写材に一括して２次転写される。転写材に転写された各色のトナー像は、その後、定着手段により転写材に定着される。
【０００４】
特許文献１には、画像形成装置の小型化および低コスト化を目指すために、１次転写電源を設けることなく、２次転写電源から２次転写部材に電圧を印加することで中間転写体の周方向に電流を流して１次転写を行う構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成においては、２次転写部を介して１次転写部に向けて流れる電流によって１次転写性が左右される。例えば、画像形成装置の周囲環境や転写材の電気抵抗の変動によって２次転写部から１次転写部に向けて流れる電流が所定の値を下回ってしまうと、１次転写を行うための電流が不足することにより１次転写部において転写不良が発生してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、中間転写体の周方向に電流を流して１次転写を行う画像形成装置において、良好な１次転写性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、トナー像を担持する像担持体と、導電性を有し、前記像担持体からのトナー像が１次転写される無端状で移動可能な中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの外周面に接触し、前記中間転写ベルトから転写材にトナー像を２次転写する２次転写部材と、前記２次転写部材に電圧を印加する電源と、前記中間転写ベルトと接触する接触部材と、を備え、前記電源から所定極性の電圧を印加された前記２次転写部材から前記中間転写ベルトの周方向に流れる電流により前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を１次転写する画像形成装置において、アノード側を前記電源に接続され、カソード側を前記接触部材に接続された定電流ダイオードを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、中間転写体の周方向に電流を流して１次転写を行う画像形成装置において、良好な１次転写性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１における画像形成装置を説明する概略断面図である。
【図２】（ａ）実施例１における画像形成部を拡大した模式図である。（ｂ）実施例１における各部材の配置構成を説明する概略断面図である。
【図３】実施例１の定電流ダイオードの電気特性を説明する模式図である。
【図４】実施例２における画像形成装置を説明する概略断面図である。
【図５】実施例２の変形例における画像形成装置を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例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、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１２】
（実施例１）
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施例の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。なお、本実施例の画像形成装置は、ａ〜ｄの複数の画像形成部を設けている、いわゆるタンデム型の画像形成装置である。第１の画像形成部ａはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成部ｂはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成部ｃはシアン（Ｃ）、第４の画像形成部ｄはブラック（Ｂｋ）の各色のトナーによって画像を形成する。これら４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されており、各画像形成部の構成は収容するトナーの色を除いて実質的に共通である部分が多い。したがって、以下、第１の画像形成部ａを用いて本実施例の画像形成装置を説明する。
【００１３】
第１の画像形成部ａは、ドラム状の感光体である感光ドラム１ａと、帯電部材である帯電ローラ２ａと、現像手段４ａと、ドラムクリーニング手段５ａと、を有する。
【００１４】
感光ドラム１ａは、トナー像を担持する像担持体であり、図示矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。現像手段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。ドラムクリーニング手段５ａは、感光ドラム１ａに付着したトナーを回収するための手段である。ドラムクリーニング手段５ａは、感光ドラム１ａに接触するクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって感光ドラム１ａから除去されたトナーなどを収容する廃トナーボックスと、を有する。
【００１５】
コントローラ等の制御手段（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は回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性（本実施例では負極性）で所定の電圧（帯電電圧）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て露光される。これにより、感光ドラム１ａには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手段４ａにより現像され、感光ドラム１ａにイエロートナー像として可視化される。ここで、現像手段４ａに収容されたトナーの正規の帯電極性は負極性であり、帯電ローラ２ａによる感光ドラム１ａ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。しかし、本発明はこれに限らず、感光ドラム１ａ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画像形成装置にも本発明を適用できる。
【００１６】
無端状で移動可能な中間転写ベルト１０は、導電性を有し、感光ドラム１ａと接触して１次転写部Ｎ１ａを形成し、感光ドラム１ａと略同一の周速度で回転する。また、中間転写ベルト１０は、対向部材としての対向ローラ１３と、張架部材としての駆動ローラ１１及び張架ローラ１２とで張架され、張架ローラ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、駆動ローラ１１が図示矢印Ｒ２方向に回転駆動されることによって移動することが可能である。
【００１７】
感光ドラム１ａに形成されたイエロートナー像は、１次転写部Ｎ１ａを通過する過程で、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０に１次転写される。感光ドラム１ａの表面に残留した１次転写残トナーは、ドラムクリーニング手段５ａにより清掃、除去された後、帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。
【００１８】
１次転写時には中間転写ベルト１０の外周面に接触する２次転写部材としての２次転写ローラ２０から導電性の中間転写ベルト１０に電流を供給している。２次転写ローラ２０から供給される電流が中間転写ベルト１０の周方向に流れることにより、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０にトナー像が１次転写される。この時、転写電源２１から２次転写ローラ２０にトナーの正規の帯電極性とは反対の所定極性（本実施例においては正極性）の電圧が印加されている。
【００１９】
以下、同様にして、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、中間転写ベルト１０に順次重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト１０には、目的のカラー画像に対応した４色のトナー像が形成される。その後、中間転写ベルト１０に担持された４色のトナー像は、２次転写ローラ２０と中間転写ベルト１０とが接触して形成する２次転写部Ｎ２を通過する過程で、給紙手段５０により給紙された紙やＯＨＰシートなどの転写材Ｐの表面に一括で２次転写される。
【００２０】
２次転写ローラ２０は、外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０８Ω・ｃｍ、厚さ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。なお、発泡スポンジ体のゴム硬度はアスカー硬度計Ｃ型を用いて測定し、５００ｇ荷重時に硬度３０°であった。２次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０の外周面に接触しており、中間転写ベルト１０を介して対向部材としての対向ローラ１３に対して５０Ｎの加圧力で押圧され、２次転写部Ｎ２を形成している。
【００２１】
２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おり、転写電源２１から電圧が印加されることにより、２次転写ローラ２０から対向部材としての対向ローラ１３に向かって電流が流れる。これにより、中間転写ベルト１０に担持されていたトナー像は２次転写部Ｎ２において転写材Ｐに２次転写される。なお、中間転写ベルト１０のトナー像を転写材Ｐに２次転写している時には、中間転写ベルト１０を介して２次転写ローラ２０から対向ローラ１３に向かって流れる電流が一定になるように、転写電源２１から２次転写ローラ２０に印加される電圧は制御される。また、２次転写を行うための電流の大きさは、画像形成装置が設置される周囲環境や転写材Ｐの種類により、予め決定されている。転写電源２１は、２次転写ローラ２０に接続しており、転写電圧を２次転写ローラ２０に印加する。また、転写電源２１は、１００［Ｖ］から４０００［Ｖ］の範囲の出力が可能である。
【００２２】
２次転写によって４色のトナー像を転写された転写材Ｐは、その後、定着手段３０において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転写材Ｐに定着される。２次転写後に中間転写ベルト１０に残ったトナーは、中間転写ベルト１０を介して対向ローラ１３に対向して設けられたベルトクリーニング手段１６により清掃、除去される。ベルトクリーニング手段１６は、中間転写ベルト１０の外周面に接触するクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって中間転写ベルト１０上から除去されたトナー等を収容する廃トナー容器と、を有する。
【００２３】
本実施例の画像形成装置においては、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。
【００２４】
次に、中間転写ベルト１０と、対向部材としての対向ローラ１３と、張架部材としての駆動ローラ１１、張架ローラ１２と、接触部材としての各金属ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（以下、単に各金属ローラ１４と称する）について説明する。本実施例においては、対向ローラ１３と、各金属ローラ１４は、電気的に接続されている。以下の説明においては、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを単に各感光ドラム１と称し、各１次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄを単に各１次転写部Ｎ１と称する。
【００２５】
中間転写ベルト１０は、周長７００ｍｍ、軸方向長２４０ｍｍ、厚さ９０μｍで、導電剤としてカーボンを混合したポリイミド樹脂を用いた無端状ベルトであり、本実施例においては、体積抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍのものを用いた。なお、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。測定時の室内温度は２３℃、室内湿度は５０％に設定し、印加電圧１００Ｖ、測定時間１０ｓｅｃの条件で行った。
【００２６】
中間転写ベルト１０の移動方向に関して各感光ドラム１にそれぞれ対応する位置には、各金属ローラ１４が配置されている。各金属ローラ１４は、それぞれが対応する各感光ドラム１の近傍において中間転写ベルト１０の内周面と接触しており、中間転写ベルト１０の移動方向に関して、それぞれが対応する各感光ドラム１の下流側に配置されている。
【００２７】
また、各金属ローラ１４と対向ローラ１３は、定電圧素子としてのツェナーダイオード１５を介してアースに接続されている。転写電源２１から電圧が印加された２次転写ローラ２０が対向ローラ１３に電流を供給することにより、対向ローラ１３を介してツェナーダイオード１５に電流が流れる。
【００２８】
定電圧素子としてのツェナーダイオード１５は、電流が流れることにより所定の電圧（以下、ツェナー電圧とする）を維持する素子であり、一定以上の電流が流れた際にカソード側にツェナー電圧が発生する。本実施例の構成によれば、ツェナーダイオード１５の一端側（アノード側）はアースに接続され、他端側（カソード側）は各金属ローラ１４と対向ローラ１３に接続されている。したがって、転写電源２１から２次転写ローラ２０に電圧が印加されると、各金属ローラ１４と対向ローラ１３はツェナー電圧に維持される。
【００２９】
本実施例では、ツェナー電圧に維持される対向ローラ１３から中間転写ベルト１０を介して各感光ドラム１に流れる電流と、ツェナー電圧に維持される各金属ローラ１４から各感光ドラム１に向かって流れる電流により、トナー像の１次転写を行っている。このとき、所望の１次転写効率を得るために、本実施例においてはツェナー電圧を３００［Ｖ］に設定している。
【００３０】
図２（ａ）は本実施例における画像形成部ａから画像形成部ｂの間を拡大した模式図である。図２（ａ）に示すように、金属ローラ１４ａは、中間転写ベルト１０の移動方向に関して、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０が接触して形成する１次転写部よりも下流側に配置されている。また、金属ローラ１４ａは、中間転写ベルト１０の移動方向に関して金属ローラ１４ａの下流側で隣接する感光ドラム１ｂよりも、金属ローラ１４ａが対応する感光ドラム１ａに近い位置に配置される。さらに、金属ローラ１４ａは、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配置される。感光ドラム１ａ及び感光ドラム１ｂが中間転写ベルト１０と接触する位置を結んだ線を仮想線ＴＬと定義すると、金属ローラ１４ａは仮想線ＴＬよりも、感光ドラム１ａ側に侵入した位置に配置される。
【００３１】
ここで、感光ドラム１ａの軸中心から感光ドラム１ｂの軸中心までの距離をＷ、感光ドラム１ａの軸中心から金属ローラ１４ａの軸中心までの距離をＴと定義する。また、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０が接触する位置と、感光ドラム１ｂと中間転写ベルト１０が接触する位置とを結んだ仮想線ＴＬに対する、金属ローラ１４ａの持ち上げ高さをＨ１と定義する。本実施例においては、Ｗ＝５０ｍｍ、Ｔ＝１０ｍｍ、Ｈ１＝２ｍｍである。
【００３２】
以上、画像形成部ａを用いて説明したが、画像形成部ｂ〜ｄにおいても、各感光ドラム１間の距離Ｗと、各感光ドラム１と各金属ローラ１４間の距離Ｔと、各金属ローラ１４の持ち上げ高さＨ１は、画像形成部ａにおける値と同じ値が設定される。すなわち、各感光ドラム１は距離Ｗで等間隔に配置されており、各金属ローラ１４はそれぞれが対応する各感光ドラム１に対して全て同じ距離Ｔで配置されている。同様に、各金属ローラ１４は、各感光ドラム１と中間転写ベルト１０が接触する位置を結んだ仮想線ＴＬに対してそれぞれ、持ち上げ高さＨ１で配置されている。
【００３３】
図２（ｂ）は、本実施例の画像形成装置の各部材の配置構成を説明する模式図である。図２（ｂ）に示すように、対向ローラ１３の軸中心から感光ドラム１ａの軸中心までの距離をＤ１、感光ドラム１ｄの軸中心から駆動ローラ１１の軸中心までの距離をＤ２と定義する。さらに、各感光ドラム１と中間転写ベルト１０が接触する位置を結んだ仮想線ＴＬに対する、対向ローラ１３の持ち上げ高さをＨ２と定義する。この時、Ｄ１＝４０ｍｍ、Ｄ２＝３０ｍｍ、Ｈ２＝２ｍｍであり、仮想線ＴＬに対する駆動ローラ１１の持ち上げ高さは０ｍｍである。
【００３４】
［定電流ダイオード］
１次転写及び２次転写を行うための転写電源を共通化し、共通の転写電源から２次転写ローラに電圧を印加することによって、中間転写ベルトの周方向に電流を流して１次転写を行う構成においては、以下の課題が発生するおそれがある。即ち、１次転写部に流れる電流が不足してしまう場合に１次転写不良が発生するおそれがある。
【００３５】
例えば、吸湿紙などの電気抵抗が低い転写材にトナー像の２次転写を行う場合、転写材を介して２次転写ローラから対向ローラに流れる電流が他の部材にリークしてしまうことで１次転写部に流れる電流が不足しやすい。また、抵抗が高い転写材にトナー像の２次転写を行う場合、転写電源からの電圧の出力応答が遅れてしまうことで１次転写部に流れる電流が不足してしまうおそれがある。一方で、１次転写部を流れる電流が不足しないように、転写電源から２次転写ローラに予め大きな電圧を印加すると、２次転写部を流れる電流が過剰となることで２次転写不良が発生するおそれがある。
【００３６】
そこで、本実施例の画像形成装置の構成においては、図１に示すように、２次転写ローラ２０を介さない経路であって、定電流素子としての定電流ダイオード２２を介して転写電源２１と各金属ローラ１４を電気的に接続した経路を設けている。定電流ダイオード２２は、アノード側が転写電源２１に接続し、カソード側が各金属ローラ１４に接続するように配置されている。
【００３７】
定電流ダイオード２２はアノード側に一定以上の電圧を印加した際に、所定値の電流（ピンチオフ電流）を流すものである。図３は、本実施例の定電流ダイオード２２の電気特性を説明する模式図である。図３に示すように、定電流ダイオード２２は、アノード側に１０Ｖ以上の電圧が印加された場合に、各金属ローラ１４に向けて５０μＡのピンチオフ電流を流すものである。また、定電流ダイオード２２のアノード側に負極性の電圧が印加された場合、定電流ダイオード２２を介して各金属ローラ１４からアースに向かって、定電流ダイオード２２に印加された電圧の大きさに比例した電流が流れる。
【００３８】
図１に示すように、本実施例の構成においては、転写電源２１から２次転写ローラ２０に電圧を印加した際に、２次転写部Ｎ２に向かって流れる電流Ｉｔ２とは別に、定電流ダイオード２２をピンチオフ電流Ｉｄが流れる。本実施例で用いた定電流ダイオード２２は、ピンチオフ電流Ｉｄに達する電圧が１０Ｖであり、これは、画像形成動作を行う際に転写電源２１から２次転写ローラ２０に印加する電圧よりも低い電圧である。したがって、画像形成を行うために転写電源２１から２次転写ローラ２０に電圧を印加する状態において、定電流ダイオード２２にはピンチオフ電流Ｉｄが流れている。
【００３９】
これにより、各１次転写部Ｎ１に流れる電流が不足することを抑制でき、良好な１次転写性を確保することができる。定電流ダイオード２２としては、画像形成装置の構成や制御などに応じて、各１次転写部Ｎ１に供給される電流が、各感光ドラム１から中間転写ベルト１０へのトナー像の１次転写を適切に行うことが可能な電流となるものを適宜用いることができる。ここで、各１次転写部Ｎ１に供給される電流とは、２次転写ローラ２０を介して各１次転写部Ｎ１に供給される電流と、定電流ダイオード２２のピンチオフ電流Ｉｄを合わせた合算電流のことである。また、２次転写ローラ２０を介して流れる電流とは、２次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０の周方向に流れる電流と、対向ローラ１３を介して各金属ローラ１４から各１次転写部Ｎ１に向かって流れる電流のことである。
【００４０】
本実施例の構成においては、定電流ダイオード２２を用いたが、これに限らず、定電流ダイオード２２を配置した位置に定電流回路を設けても本実施例と同様の効果を得ることが可能である。しかし、一般に定電流回路は構成が複雑になることが多いため、本実施例のように定電流ダイオード２２を設けることで、より簡易的な構成で良好な１次転写性を確保することができる。
【００４１】
なお、本実施例の構成においては、２次転写ローラ２０を介さない経路に定電流ダイオード２２を配置している。これにより、転写電源２１の電流検知手段（不図示）によって検知された電流Ｉから、定電流ダイオード２２のピンチオフ電流Ｉｄである５０μＡを差し引くことで、２次転写ローラ２０に向かって流れる電流Ｉｔ２を算出することができる。即ち、２次転写部Ｎ２を流れる電流の定電流制御を行う事が可能となり、２次転写部Ｎ２において電流が不足したり過剰になったりすることによる２次転写不良の発生を抑制することができる。
【００４２】
また、本実施例においては、転写電源２１から各金属ローラ１４に向かって電流が流れる経路に、定電圧素子であるツェナーダイオード１５を配置している。即ち、定電流ダイオード２２を介して各金属ローラ１４へ流れる電流がツェナーダイオード１５に供給されることで、ツェナーダイオード１５のカソード側をツェナー電圧に維持することが可能である。従って、例えば、２次転写部Ｎ２に小サイズの転写材Ｐが搬送された場合など、各１次転写部Ｎ１に流れる電流が過剰になるような場合においても、対向ローラ１３と各金属ローラ１４がツェナー電圧に維持される。これにより、各１次転写部Ｎ１に過剰な電流が流れることによる１次転写不良の発生を抑制することができる。
【００４３】
また、本実施例では対向ローラ１３と各金属ローラ１４を電気的に接続しており、２次転写ローラ２０側と定電流ダイオード２２側の両方から各１次転写部Ｎ１へ電流が供給されるため、転写電源２１に流れる電流Ｉを効率良く各１次転写部Ｎ１へ供給できる。対向ローラ１３と各金属ローラ１４を電気的に接続しない場合、各１次転写部Ｎ１には定電流ダイオード２２側からのみ電流が供給されるため、１次転写に必要な電流を定電流ダイオード２２のピンチオフ電流Ｉｄで補うことで１次転写が可能となる。しかしこの場合、対向ローラ１３と各金属ローラ１４を電気的に接続した場合と比べると、より大きなピンチオフ電流Ｉｄが流れる定電流ダイオードを用いる必要があり、また、転写電源２１の電流容量も同時に大きくする必要がある。その結果、転写電源２１の高コスト化や大型化を招くおそれがある。
【００４４】
本実施例においては、対向ローラ１３と金属ローラ１４に接続する定電圧素子としてツェナーダイオード１５を用いたが、これに限らず、抵抗素子や、バリスタを用いても良い。また、ツェナーダイオード１５を用いず、転写電源２１から電圧を印加された２次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０を介して各感光ドラム１に電流を供給することも可能である。
【００４５】
更に、本実施例においては接触部材に金属ローラ１４を用いたが、これに限らず、導電弾性層を有するローラ部材や、導電性のシート部材、導電性のブラシ部材などを用いる事も可能である。また、本実施例においては、接触部材としての金属ローラ１４を中間転写ベルト１０の内周面に接触する位置に配置したが、これに限らず、金属ローラ１４を中間転写ベルト１０の外周面に接触する位置に配置しても良い。
【００４６】
（実施例２）
実施例１では、転写電源２１と各金属ローラ１４を電気的に接続した経路に定電流ダイオード２２を配置する構成について説明した。これに対し、図４に示すように、実施例２では、定電流ダイオード２２と各金属ローラ１４との間に整流作用を有する整流ダイオード２３を配置する構成について説明する。図４は、本実施例の画像形成装置の構成を説明する概略断面図である。なお、以下の説明において実施例１と共通する部分に関しては、実施例１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
転写電源２１は、２次転写ローラ２０にトナーの正規の帯電極性と同じ極性（本実施例においては負極性）の電圧を印加することにより、２次転写ローラ２０へのトナーの付着の抑制や２次転写ローラ２０のクリーニングの動作を行っている。
【００４８】
例えば、転写材Ｐの搬送経路内で転写材Ｐが滞留してしまうことで画像形成動作が停止された場合、中間転写ベルト１０に残留したトナーをベルトクリーニング手段１６で回収するために、転写電源２１から２次転写ローラ２０に負極性の電圧を印加する。これにより、２次転写ローラ２０にトナーが付着してしまうことで次に搬送される転写材Ｐの裏面がトナーで汚れてしまうことを抑制できる。また、転写材Ｐに転写しない検知用トナー像を中間転写ベルト１０に１次転写する場合も、転写電源２１から２次転写ローラ２０に負極性の電圧を印加することで、２次転写部Ｎ２において検知用トナー像を通過させベルトクリーニング手段１６で回収できる。
【００４９】
さらに、画像形成動作を行う間に中間転写ベルト１０から２次転写ローラ２０に負極性のトナーが付着した場合には、画像形成動作が終わった後に２次転写ローラ２０から負極性のトナーを吐き出すクリーニング動作を行う必要がある。２次転写ローラ２０のクリーニングを行う際には、転写電源２１から２次転写ローラ２０に負極性の電圧を印加することで、２次転写ローラ２０に付着したトナーを中間転写ベルト１０に移動させることができる。中間転写ベルト１０に移動したトナーは、その後、ベルトクリーニング手段１６によって回収されることで、２次転写ローラ２０のクリーニング動作が完了する。
【００５０】
このように、転写電源２１から２次転写ローラ２０に負極性の電圧を印加する場合、各金属ローラ１４から定電流ダイオード２２を介して転写電源２１に向かって流れ込む電流の値の絶対値が大きいと、転写電源２１の出力電圧が低下してしまうおそれがある。
【００５１】
そこで、本実施例においては、図４に示すように、転写電源２１から負極性の電圧を出力した場合に各金属ローラ１４から定電流ダイオード２２を介して転写電源２１に向かって流れる電流を遮断することが可能な整流ダイオード２３を設けている。整流ダイオード２３のアノード側は定電流ダイオード２２のカソード側と接続されており、整流ダイオード２３のカソード側は各金属ローラ１４及び対向ローラ１３に電気的に接続されている。
【００５２】
この構成により、転写電源２１から２次転写ローラ２０に負極性の電圧を印加した場合には、各金属ローラ１４から定電流ダイオード２２を介して転写電源２１に向かって流れる電流を遮断することができる。一方で、転写電源２１から２次転写ローラ２０に正極性の電圧を印加した場合には、整流ダイオード２３は定電流ダイオード２２のピンチオフ電流Ｉｄを各１次転写部Ｎ１に向けて流すことができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施例の構成によれば、実施例１と同様の効果を得られるだけでなく、転写電源２１から負極性の電圧を出力する場合に転写電源２１の出力電圧が低下することを抑制できる。また、転写電源２１から負極性の電圧を出力する場合に、定電流ダイオード２２を介して各金属ローラ１４から転写電源２１に過剰な電流が流れ込むことによる定電流ダイオード２２の破壊を抑制することができる。
【００５４】
［変形例］
図５は、実施例２の変形例としての画像形成装置の構成を説明する概略断面図である。図５に示すように、変形例においては、正方向に接続されたツェナーダイオード１５のアノード側からアースまでの間に負方向に接続されるツェナーダイオード１７を配置している。より具体的には、ツェナーダイオード１７は、アノード側をツェナーダイオード１５のアノード側に接続され、カソード側をアースに接続されている。ツェナーダイオード１７のツェナー電圧は５００Ｖである。
【００５５】
転写材Ｐの搬送経路内で転写材Ｐが滞留してしまうことで画像形成動作が停止された場合、中間転写ベルト１０だけでなく、各感光ドラム１にもトナー像が残留することがある。転写電源２１から負極性の電圧を出力したときに、実施例２の構成においては、正方向に接続されたツェナーダイオード１５が配置されていることから、各金属ローラ１４と対向ローラ１３には負極性の電位は形成されない。この場合、各１次転写部Ｎ１に形成された電界によって、各感光ドラム１に残留したトナーの一部が中間転写ベルト１０に移動してしまうと、中間転写ベルト１０に残留しているトナーを回収するクリーニング動作を実行する時間が長くなってしまう。
【００５６】
そこで、本変形例においては、負方向のツェナーダイオード１７を設けることで、転写電源２１から負極性の電圧を出力した場合に、負方向のツェナーダイオード１７に接続された各金属ローラ１４と対向ローラ１３をツェナー電圧である−５００Ｖに維持する。その結果、各１次転写部Ｎ１に形成される電界によって、各感光ドラム１に残留したトナーが中間転写ベルト１０に移動することが抑制され、クリーニング動作を実行する時間が長くなってしまう事を抑制できる。
【符号の説明】
【００５７】
１  感光ドラム
１０  中間転写ベルト
１４  金属ローラ
２０  ２次転写ローラ
２１  転写電源
２２  定電流ダイオード
【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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