(57)【要約】【課題】二次転写外ローラの電気抵抗の増加を十分に抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】この画像形成装置において、二次転写内ローラ２４は二次転写電源４０に接続され、トナー像の帯電極性と同極性の電圧を印加される。二次転写外ローラ２５は、導電剤を含む弾性層２５ｂと、接地部を介して接地電位に接続された軸芯２５ａとを有する。二次転写外ローラ２５に接触する給電ローラ２６は、外部電源５０に接続され、トナー像の帯電極性と反対極性の電圧を印加される。ここで、二次転写電源４０及び外部電源５０が印加する電圧の絶対値の最大値をそれぞれＶｍ１，Ｖｍ２とし、弾性層２５ｂの厚さをＬ１とする。給電ローラ２６は、中間転写ベルト１２と二次転写外ローラ２５との接触位置から、Ｌ１×（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）／Ｖｍ１よりも遠い位置で二次転写外ローラ２５に接触するように配置される。【選択図】図３
2017125992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部から転写されたトナー像を担持して移動する中間転写ベルトと、
導電軸と、前記導電軸の外周側に形成され導電剤を含む外周層とを有し、前記トナー像が記録材に転写される転写部を前記中間転写ベルトとの間に形成する転写ローラと、
前記中間転写ベルトの内周面に接触し、前記中間転写ベルトを挟んで前記転写ローラに対向する対向ローラと、
前記外周層のうち周方向において前記転写部の位置とは異なる給電位置に電荷を供給可能な給電部材と、
前記対向ローラにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、前記転写部にバイアス電界を形成する第１電源と、
前記給電部材にトナーの帯電極性とは反対極性の電圧を印加する第２電源と、
前記転写ローラの前記導電軸と接地電位との間に電流を流す電流路と、を備え、
前記給電部材は、前記第１電源が印加する電圧の絶対値の最大値をＶｍ１、前記第２電源が印加する電圧の絶対値の最大値をＶｍ２、前記外周層の厚さをＬ１とした場合に、前記中間転写ベルトと前記転写ローラとの接触位置から前記給電位置までの距離をＬ２として、
Ｌ２＞Ｌ１×（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）／Ｖｍ１
を満たすように配置される、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記給電部材は、前記給電位置において回転可能な給電ローラである、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記給電部材は、前記中間転写ベルトと前記転写ローラとの接触位置から前記給電位置までの距離Ｌ２が
Ｌ２＞Ｌ１×（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）／Ｖｍ２
を満たすように配置される、
請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電流路は、導電性を有する導電部材からなる、
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】
前記電流路は、導電性を有して前記導電軸を接地電位に接続する導電部材と、前記導電部材に介在し、前記導電軸の電位と接地電位との電位差が所定値以上である場合に電流が流れる電気的素子と、を有する、
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６】
前記電気的素子は、ツェナーダイオード又はバリスタである、
請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電流路は、導電性を有して前記導電軸を接地電位に接続する導電部材と、前記導電部材に介在し、前記第１電源及び前記第２電源の印加電圧に比して絶対値の小さな電圧を前記導電軸に印加する電源と、を有する、
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８】
前記第１電源は、定電圧源であり、
前記第２電源は、定電流源である、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記中間転写ベルトと前記転写ローラとの間に流れる電流の絶対値と等しくなるように、前記定電流源が出力する電流の目標値の絶対値を設定する、
請求項８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、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機など、電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、感光ドラムに形成したトナー像を一次転写部で中間転写ベルト（中間転写体）に一次転写し、さらに二次転写部で記録材に二次転写する、中間転写方式の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は、中間転写ベルトを挟んで二次転写内ローラに当接し、中間転写ベルトとの間に二次転写ニップ部を形成する二次転写外ローラが設けられる。二次転写ニップ部には、例えば二次転写内ローラにバイアス電圧（二次転写電圧）が印加されることで電界が形成され、この電界に従ってトナーが記録材に転移することで二次転写が行われる。
【０００３】
ところで、二次転写部を構成する二次転写外ローラには、導電性の軸芯と軸芯の外周に設けられた外周層とを有し、外周層にイオン導電性の導電剤（イオン導電剤）が分散されることで適度な導電性を付与されたものがある。この場合、二次転写電圧によってイオン導電剤が外周層の表面側又は軸芯側に偏る（分極する）ことで、通電時間の経過に伴って電気抵抗が上昇することが考えられる。そして、電気抵抗の上昇に合わせて二次転写電圧を高圧にする場合、電源容量を超える前に二次転写外ローラを交換する必要があるため、イオン導電剤の分極は二次転写外ローラの寿命を減少させる要因となっていた。
【０００４】
そこで、従来、導電剤の分極に起因する電気抵抗の上昇を防ぐために、二次転写外ローラの表面に当接する給電ローラを設け、給電ローラを介して二次転写外ローラに二次転写電圧を印加する構成が提案されている（特許文献１参照）。この構成では、イオン導電剤の分極を防ぐために、給電ローラから供給された電荷が軸芯を経由して二次転写ニップ部に到達するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１６２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の構成では、二次転写外ローラに対して径方向の一方側と他方側に二次転写ニップ部と給電ローラとがそれぞれ配置され、給電ローラに接続された１個の電源によって二次転写ニップ部に電力を供給する回路構成となっていた。このため、少なくとも二次転写外ローラの外周層を２回通過する経路の電気抵抗を考慮して、容量の大きな電源を用いる必要があり、電源系のコスト増加の要因となっていた。そこで、二次転写外ローラの軸芯を実質的に接地すると共に、二次転写電圧を印加する電源と給電ローラに電圧を印加する電源とを別個に設けることで、個々の電源の必要容量を小さく抑えることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、このような構成において、給電ローラの配置によっては二次転写外ローラの電気抵抗の上昇を十分に抑制することができない場合があった。すなわち、給電ローラと二次転写外ローラとの接触位置が二次転写ニップ部に近接している場合、給電ローラから供給された電荷が、二次転写外ローラの軸芯を経由せずに直接二次転写ニップ部へ向かって流れやすくなっていた。これにより、給電ローラから供給される電流がイオン導電剤の分極を相殺する作用が損なわれてしまっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、二次転写外ローラの電気抵抗の増加を十分に抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、画像形成部から転写されたトナー像を担持して移動する中間転写ベルトと、導電軸と前記導電軸の外周側に形成され導電剤を含む外周層とを有し、前記トナー像が記録材に転写される転写部を前記中間転写ベルトとの間に形成する転写ローラと、前記中間転写ベルトの内周面に接触し、前記中間転写ベルトを挟んで前記転写ローラに対向する対向ローラと、前記外周層のうち周方向において前記転写部の位置とは異なる給電位置に電荷を供給可能な給電部材と、前記対向ローラにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、前記転写部にバイアス電界を形成する第１電源と、前記給電部材にトナーの帯電極性とは反対極性の電圧を印加する第２電源と、前記転写ローラの前記導電軸と接地電位との間に電流を流す電流路と、を備え、前記給電部材は、前記第１電源が印加する電圧の絶対値の最大値をＶｍ１、前記第２電源が印加する電圧の絶対値の最大値をＶｍ２、前記外周層の厚さをＬ１とした場合に、前記中間転写ベルトと前記転写ローラとの接触位置から前記給電位置までの距離をＬ２として、Ｌ２＞Ｌ１×（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）／Ｖｍ１を満たすように配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、二次転写外ローラの電気抵抗の増加を十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】第１実施形態に係る二次転写部を示す正面図。
【図３】給電ローラの配置を示す模式図。
【図４】第２実施形態に係る二次転写部を示す正面図。
【図５】第３実施形態に係る二次転写部を示す正面図。
【図６】第４実施形態に係る二次転写部を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、本実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いて説明する。図１は、画像形成装置の構成を示す概略図である。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト１２に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１３】
［画像形成装置］
画像形成部ＵＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１２に転写される。画像形成部ＵＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１２に転写される。画像形成部ＵＣ、ＵＫでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト１２に転写（一次転写）される。中間転写ベルト１２に多重転写された四色のトナー像は、二次転写部２０へ搬送されて記録材Ｓ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）へ一括して転写（二次転写）される。
【００１４】
画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックである点以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略した符号を構成部材に付して、画像形成部Ｕの構成及び動作を説明する。
【００１５】
画像形成部Ｕは、感光ドラム１を囲んで配置された、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５、ドラムクリーニング装置６を有している。感光ドラム１は、例えばアルミニウム製シリンダの周面に感光層を形成することで構成された、ドラム状の感光体であり、所定のプロセススピードで図中矢印Ｒ１方向に回転する。
【００１６】
帯電ローラ２は感光ドラム１に接触した状態で帯電電圧を印加されることで、感光ドラム１をトナーの帯電極性と同極性の一様な暗部電位に帯電させる。露光装置３は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データに従ってＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームをレーザー発光素子から発生し、これを回転ミラーで走査して感光ドラム１の表面に画像データに基づく静電像を書き込む。現像装置４は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容し、容器内部で現像剤を撹拌することで、トナー及びキャリアを互いに逆極性（本実施形態ではトナーが負、キャリアが正）に摩擦帯電させる。現像装置４は、現像剤を担持する現像スリーブに現像電圧を印加されることで、トナーを感光ドラム１に供給して静電像をトナー像に現像する。
【００１７】
一次転写ローラ５は、中間転写ベルト１２を挟んで感光ドラム１に対向配置され、感光ドラム１と中間転写ベルト１２との間のニップ部として一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ５には、例えば高圧電源（不図示）によりトナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光ドラム１に担持されたトナー像が中間転写ベルト１２に静電吸引されて、一次転写が行われる。なお、ドラムクリーニング装置６は、感光ドラム１に摺擦するクリーニングブレードを有し、一次転写後に感光ドラム１上に僅かに残る一次転写残トナーを回収する。
【００１８】
中間転写体としての中間転写ベルト１２は、駆動ローラ２３、テンションローラ２８、アイドラローラ２２，２９、及び二次転写内ローラ２４等に巻き掛けられ、各画像形成部の一次転写部Ｔ１において感光ドラム１に当接している。駆動ローラ２３は、不図示のモータに接続されて回転駆動され、中間転写ベルト１２を図中矢印Ｒ２方向に移動（回転）させる。テンションローラ２８には、バネ等の弾性部材（不図示）によって中間転写ベルト１２の裏面を表面の側へと押す力が加えられ、中間転写ベルト１２に３〜１２ｋｇｆ程度の張力を付与する。アイドラローラ２２，２９は、中間転写ベルト１２の回転方向に並ぶ４つの一次転写部Ｔ１の上流側と下流側とに配置され、中間転写ベルト１２の回転軌道を規制する。
【００１９】
詳しくは後述する二次転写部２０は、中間転写ベルト１２に担持されたトナー像を記録材Ｓに転写（二次転写）する転写部としての転写ニップ部Ｔ２を備えている。転写ニップ部Ｔ２では、中間転写ベルト１２に担持されたフルカラーのトナー像が記録材Ｓへ一括転写される。二次転写後に中間転写ベルト１２に付着したまま残る二次転写残トナーは、中間転写ベルト１２を摺擦するブレード部材を有するベルトクリーニング装置１１によって回収される。
【００２０】
二次転写部２０においてフルカラーのトナー像を転写された記録材Ｓは、定着装置３０へ搬送される。定着装置３０は、互いに当接して定着ニップ部Ｔ３を形成する定着ローラ３１，３２を有し、定着ニップ部Ｔ３で記録材Ｓを搬送しつつ当該記録材Ｓにトナー像を定着する。定着装置３０には、例えば定着ローラ３１を内部から加熱するランプヒータ等の加熱源と、定着ローラ３１，３２を互いに圧接させるバネ等の付勢機構とが設けられる。これにより、定着ニップ部Ｔ３に挟持された記録材Ｓが加熱及び加圧されて、トナー像が溶融して記録材Ｓに定着する。定着装置３０を通過してトナー像が定着した記録材Ｓは、不図示の排出機構によって機体外へ排出される。
【００２１】
この他、画像形成装置１００は、記録材Ｓが積載されるトレイ（不図示）と、記録材Ｓを給送する給送ユニット（不図示）と、レジストローラ対６６とを含む搬送系を備えている。給送ユニットはトレイに積載された記録材Ｓを繰り出すピックアップローラを備え、画像形成部ＵＹ〜ＵＫにおける画像形成に合わせて記録材Ｓを装置本体に給送する。レジストローラ対６６は、給送ユニットから給送された記録材Ｓの前端に当接して斜行を補正すると共に、二次転写部２０における転写タイミングに合わせて記録材Ｓを転写ニップ部Ｔ２へと搬送する。
【００２２】
［一次転写ローラ］
上記の一次転写ローラ５は、材質がＳＵＭ（快削鋼）あるいはＳＵＳ（ステンレス）等の金属を用いてローラ状に形成された金属ローラである。一次転写ローラ５はスラスト方向（回転軸線方向）にストレート形状に形成され、その直径（ローラ径）は６〜１０ｍｍ程度である。
【００２３】
［中間転写ベルト］
上記の中間転写ベルト１２は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂若しくはそのアロイ、又は各種ゴム材料にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものを用いて形成された無端状のベルト部材である。中間転写ベルト１２は、０．０４〜０．５ｍｍ程度の厚さに形成され、表面抵抗率  １×１０９〜５×１０１３（Ω／□）の導電性を付与されている。
【００２４】
以下、第１乃至第４実施形態に係る画像形成装置の二次転写部について、詳しく説明する。上述した画像形成装置１００の構成は、二次転写部を除いて第１乃至第４の実施形態に共通する。そのため、以下の説明において同様の構成及び作用を有する部材には同符号を付して説明を省略する。
【００２５】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る二次転写部２０について、図２を用いて説明する。二次転写部２０は、中間転写ベルト１２の外周面（トナー像担持面）に接触する二次転写外ローラ２５と、中間転写ベルト１２の内周面に接触する二次転写内ローラ２４と、二次転写外ローラ２５に接触する給電ローラ２６とを有する。また、二次転写外ローラ２５と中間転写ベルト１２とのニップ部として、転写ニップ部Ｔ２（二次転写ニップ部）が形成されている。二次転写内ローラ２４及び二次転写外ローラ２５は、中間転写ベルト１２を挟んで対向配置され、中間転写ベルト１２の回転に従って従動回転する。二次転写外ローラ２５と軸中心を平行に配置される給電ローラ２６は、二次転写外ローラ２５の外周部に接触した状態で、二次転写外ローラ２５の回転に従って従動回転する。
【００２６】
［二次転写外ローラ］
転写回転体としての二次転写外ローラ２５（転写ローラ）は、導電性を有する軸芯２５ａ（導電軸）と、軸芯２５ａの外周に形成された弾性層２５ｂ（外周層）とを有する。軸芯２５ａは、例えばステンレス等の導体からなる円柱状の部材である。弾性層２５ｂは、例えば厚さ６ｍｍのスポンジ状又はソリッドな弾性材料によって形成され、二次転写外ローラ２５全体の直径（ローラ径）が２４ｍｍ程度となるように構成される。
【００２７】
弾性層２５ｂを構成する弾性材料としては、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）やＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等のエラストマーやその他の合成樹脂を用いることができる。弾性層２５ｂには、金属錯体等のイオン導電剤が添加され、適度な導電性（半導電性）を付与されている。なお、イオン導電性の導電剤として、エピクロルヒドリンゴム等の半導電性ポリマーを弾性層２５ｂの基材に混練してもよく、半導電性ポリマーと金属錯体等とを併用してもよい。また、カーボンや金属酸化物等の電子導電性の導電剤とイオン導電剤とを弾性層２５ｂに分散させてもよい。要するに、二次転写外ローラ２５の外周層にイオン導電性の導電剤が含まれる構成であれば本実施形態を適用可能である。
【００２８】
［二次転写内ローラ］
中間転写ベルト１２を挟んで二次転写外ローラ２５に対向する対向ローラとしての二次転写内ローラ２４は、ＥＰＤＭ等の弾性材料からなる厚さ０．５ｍｍ程度の弾性層と、弾性層を支持する金属製の軸芯とを有し、直径（ローラ径）約２０ｍｍに形成される。この弾性層には、上述したイオン導電剤やカーボン等の導電剤が添加されることで、適度な導電性が付与されている。また、弾性層の硬度は、例えばアスカーＣ型の計測器を用いて７０°となるように設定されると好適である。
【００２９】
［給電ローラ］
二次転写外ローラ２５に電荷を供給可能な給電部材としての給電ローラ２６は、ＳＵＭあるいはＳＵＳ等の金属を用いてローラ状に形成された金属ローラである。給電ローラ２６は、直径（ローラ径）が例えば１０ｍｍ程度に形成され、二次転写外ローラ２５の弾性層２５ｂの表面に接触した状態で二次転写外ローラ２５に従動回転可能に設けられる。
【００３０】
［二次転写電源と外部電源］
次に、二次転写部２０の電気的構成について説明する。図２に示すように、画像形成装置１００には、二次転写部２０に電力を供給する高圧電源として、二次転写電源４０及び外部電源５０が設けられている。ただし、外部電源５０の「外部」とは、転写ニップ部Ｔ２を形成する二次転写内ローラ２４及び二次転写外ローラ２５以外の部材に電力を供給することを指しており、画像形成装置１００の筐体外部を指すものではない。
【００３１】
転写ニップ部Ｔ２にバイアス電界を形成する第１電源としての二次転写電源４０は、二次転写内ローラ２４にトナー像の帯電極性と同極性（本実施形態では負極性）の電圧を印加する定電圧源である。二次転写電源４０の印加電圧は、転写ニップ部Ｔ２において中間転写ベルト１２と二次転写外ローラ２５との間で流れる電流（転写電流）の大きさを目標値に近付けるように制御（定電流制御）される。
【００３２】
装置本体に設けられる制御装置は、例えば二次転写電源４０と二次転写内ローラ２４との間に介在する電流計８０によって、転写電流の大きさを測定可能に構成されている。制御装置は、例えば、画像形成動作の前に転写ニップ部Ｔ２に記録材Ｓが介在しない条件で計測された転写電流を参考にして、記録材Ｓの種類（坪量、材質等）に応じて画像形成時の印加電圧を設定する。なお、二次転写電源４０の最大出力（印加可能な電圧の絶対値の最大値）Ｖｍ１は、６０００［Ｖ］に設定されている。言い換えると、本実施形態における二次転写電源４０の最小印加電圧は−６０００［Ｖ］である。
【００３３】
二次転写外ローラ２５は、転写ニップ部Ｔ２において中間転写ベルト１２に接触し、周方向において転写ニップ部Ｔ２とは異なる位置（給電位置）で給電ローラ２６に接触している。そして、二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａは、電流路としての導電部材６０を介して電気的に接地電位に接続されることで、接地電位に電流を流し得るように構成されている。ただし、導電部材６０は、導線に限らず導電性を有して軸芯２５ａを接地するものであればよく、例えば軸芯２５ａの軸受部を導電性材料によって構成したものであってもよい。
【００３４】
上述した構成により、転写ニップ部Ｔ２には、二次転写電源４０から中間転写ベルト１２の側に印加される二次転写電圧によって、二次転写外ローラ２５の側がトナー像の帯電極性とは反対極性となるバイアス電界が形成される。これにより、転写ニップ部Ｔ２に挟持された記録材Ｓにトナー像が静電吸着されて、二次転写工程が達成される。
【００３５】
ここで、転写ニップ部Ｔ２に転写電流が流れる場合には、転写電流に対応する量の電荷が二次転写外ローラ２５の弾性層２５ｂを通過することとなる。すなわち、本実施形態の場合には、負極性のイオン導電剤は弾性層２５ｂの径方向内向きに、正極性のイオン導電剤は弾性層２５ｂの径方向外向きに移動する。仮にイオン導電剤が弾性層２５ｂの内周側又は外周側に偏った（分極した）状態となった場合、イオン導電剤の分極の度合いを高める方向の電流に関して、弾性層２５ｂの抵抗が増加してしまう。すると、転写電流を維持するためには二次転写電圧をより高圧に設定する必要が生じる。この場合、二次転写電源４０の最大出力を上回る前に二次転写外ローラ２５を交換する必要があるため、イオン導電剤の分極が二次転写外ローラ２５の寿命を減少させる要因となってしまう。また、転写電流を維持するために二次転写電圧を高圧に設定した場合、転写ニップ部Ｔ２よりも上流側でトナー像が記録材Ｓへと転移しやすくなり、画質低下につながる可能性もある。
【００３６】
そこで、本実施形態では、二次転写外ローラ２５に電荷を供給可能な給電ローラ２６と、給電ローラ２６に電圧を印加する第２電源としての外部電源５０とを設けている。外部電源５０は、給電ローラ２６にトナー像の帯電極性とは反対極性（本実施形態では正極性）の電圧を印加する。従って、外部電源５０によって供給される電流は、弾性層２５ｂの径方向において、転写電流の方向とは逆方向となる。本実施形態の場合、転写電流は弾性層２５ｂを径方向外向きに流れる一方で、給電ローラ２６と軸芯２５ａとの間には径方向内向きの電流が流れる。
【００３７】
外部電源５０は定電流源であり、転写電流に相当する大きさの電流を給電ローラ２６に供給する。言い換えると、外部電源５０が出力する電流の目標値は、転写電流の定電流制御における目標値と等しくなるように制御される。これにより、イオン導電剤を径方向において転写電流による移動方向とは反対側へと移動させることで、イオン導電材の分極を緩和（相殺）させ、弾性層２５ｂの性能を長期間に亘って維持することができる。以下、弾性層２５ｂを流れる電流の内、給電ローラ２６と軸芯２５ａとの間に流れる電流を「緩和電流」とする。なお、外部電源５０の最大出力（印加可能な電圧の絶対値の最大値）Ｖｍ２は、５０００［Ｖ］に設定されている。つまり、本実施形態において、外部電源５０の最大印加電圧は＋５０００［Ｖ］である。
【００３８】
なお、例えば導電部材６０を取り除いて二次転写外ローラを接地電位から遮断すると共に、二次転写内ローラ２４をアースすることで、１個の高圧電源（外部電源５０）によって転写電流と緩和電流とを供給する構成が考えられる。しかしながら、そのような構成では、本実施形態に比して電流の流れる経路が長くなり、給電ローラ２６から二次転写内ローラ２４に至る経路全体の抵抗を１個の高圧電源が負担することになる。従って、転写ニップ部Ｔ２に十分な強度のバイアス電界を形成するためには大容量の高圧電源が必要となり、コスト増加の要因となる。一方、本実施形態では２つの高圧電源に負荷を分散させることで、電源系のコストを抑制しつつ、イオン導電剤の分極を緩和することができる。
【００３９】
［短絡電流］
ところで、上述した二次転写部２０の構成において、給電ローラ２６と二次転写外ローラ２５との接触位置が転写ニップ部Ｔ２に近すぎる場合には、イオン導電剤の分極がうまく緩和されない可能性がある。即ち、給電ローラ２６から弾性層２５ｂに供給された電流の一部は、軸芯２５ａを通過せずに弾性層２５ｂの内部を通って転写ニップ部Ｔ２へと到達する電流（以下、短絡電流とする）となる。そして、給電ローラ２６の位置を転写ニップ部Ｔ２位置に近付けるほど、このような短絡電流の値が大きくなる。
【００４０】
外部電源５０から給電ローラ２６に供給される電流が等しい場合、短絡電流が大きくなるほど緩和電流の値が小さくなるため、イオン導電剤の分極を緩和する効果が減少してしまう。そこで、給電ローラ２６は、転写ニップ部Ｔ２から離間して配置することが好ましい。ただし、他の部材との位置関係によっては、給電ローラ２６を転写ニップ部Ｔ２と位相が１８０度異なる位置に配置することが難しい場合があるため、給電ローラ２６の配置可能な範囲を明確にすることが必要となる。
【００４１】
以下、図３の模式図を用いて二次転写部２０の配置の条件を具体的に説明する。図３において、二次転写外ローラ２５の弾性層２５ｂの厚さをＬ１［ｍｍ］とし、中間転写ベルト１２と二次転写外ローラ２５との接触位置（点Ｐ）から給電ローラ２６と二次転写外ローラ２５との接触位置（点Ｑ）までの距離をＬ２［ｍｍ］とする。ただし、点Ｐの位置は、二次転写外ローラ２５と中間転写ベルト１２との接触部分である転写ニップ部Ｔ２のうち、ローラ同士（２４，２５）の軸中心を結んだ線上にあるものとする。また、給電位置を示す点Ｑの位置は、ローラ同士（２５，２６）の軸中心を結んだ線上にあるものとする。
【００４２】
二次転写電源４０の二次転写内ローラ２４に対する印加電圧をＶ１［Ｖ］とした場合、弾性層２５ｂのうち線分ＯＰと重なる位置には｜Ｖ１｜／Ｌ１［Ｖ／ｍｍ］の電位勾配が形成される。ただし、二次転写内ローラ２４の弾性層の厚さは無視できる程度の大きさとしている。また、外部電源５０の給電ローラ２６に対する印加電圧をＶ２［Ｖ］とした場合、弾性層２５ｂのうち線分ＰＱと重なる位置には｜Ｖ２−Ｖ１｜／Ｌ２［Ｖ／ｍｍ］の電位勾配が形成される。
【００４３】
ここで、｜Ｖ２−Ｖ１｜／Ｌ２＞｜Ｖ１｜／Ｌ１となった場合、弾性層２５ｂの内部では線分ＯＰに沿う方向の電位勾配よりも線分ＰＱに沿う方向の電位勾配が優位な状態となる。すなわち、転写ニップ部Ｔ２から軸芯２５ａへ向かう経路よりも給電ローラ２６へ直接向かう経路の電位勾配が大きく、短絡電流が流れやすい状態となる。そこで、不等号を反転させて、次の式（１ａ）を満たすようにＬ２を定めればよい。
【００４４】
｜Ｖ２−Ｖ１｜／Ｌ２＜｜Ｖ１｜／Ｌ１      ・・・（１ａ）
【００４５】
式（１ａ）の条件は、Ｖ１及びＶ２が反対符号であること、及びＶ１，Ｖ２の変動を考慮すると、二次転写電源４０及び外部電源５０の最大出力Ｖｍ１，Ｖｍ２を用いて、次の式（１ｂ）が満たされることで自動的に満足される。
【００４６】
（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）／Ｌ２＜Ｖｍ１／Ｌ１      ・・・（１ｂ）
【００４７】
従って、式（１ｂ）を変形して、次の式（１ｃ）を満たすように給電ローラ２６を配置すればよい。
【００４８】
Ｌ２＞Ｌ１×（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）／Ｖｍ１      ・・・（１ｃ）
これは、給電ローラ２６の配置に必要な最低距離（配置禁止距離）をＬｍｉｎ［ｍｍ］とした場合、Ｌｍｉｎ＝Ｌ１×（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）／Ｖｍ１であることを意味する。言い換えると、図３において点Ｑ（給電位置）が点Ｐを中心とする半径がＬｍｉｎの円の外側に位置するように、給電ローラ２６を配置すればよい。
【００４９】
上述した本実施形態の構成では、Ｖｍ１＝６０００、Ｖｍ２＝５０００、Ｌ１＝６であることから、Ｌｍｉｎの値は次のようになる。
【００５０】
Ｌｍｉｎ＝６×（５０００＋６０００）／６０００
=１１［ｍｍ］
そして、ＰＱ＝Ｌｍｉｎである場合の∠ＰＯＱの大きさδは、次の式で求めることができる。
【００５１】
δ＝±Ａｒｃｓｉｎ（（Ｌｍｉｎ／２）／Ｌ１）
＝±Ａｒｃｓｉｎ（（１１／２）／６）
＝±５４．６［度］
従って、本実施形態では、二次転写外ローラ２５の軸中心から転写ニップ部Ｔ２（点Ｐ）の方向へ延びる直線を基準として、５４．６度よりも角度が大きくなるように給電ローラ２６を配置する。このような構成により、短絡電流を抑制して、イオン導電剤の分極を効果的に緩和することが可能となる。
【００５２】
［比較実験］
以下、本実施形態の配置を適用した場合とそうでない場合とで、短絡電流の大きさを比較した比較実験の結果を示す。実験方法としては、まず、上述した二次転写部２０と同様に構成され、給電ローラ２６の配置角のみが異なる２つの二次転写部を用意した。ただし、給電ローラ２６の配置角とは、二次転写外ローラ２５に対する中間転写ベルト１２及び給電ローラ２６の接触位置の間の位相差（図３における∠ＰＯＱの大きさ）である。本実施形態を適用した給電ローラ２６の配置角は１８０度とし、比較例である他方の給電ローラ２６の配置角は４５度とした。
【００５３】
そして、二次転写電源４０から二次転写内ローラ２４に電流が供給され、かつ外部電源５０から給電ローラ２６に電流が供給されている状態で、給電ローラ２６から二次転写内ローラ２４に流れる短絡電流の値を計測した。具体的には、まず、給電ローラ２６が二次転写外ローラ２５から離間された（絶縁された）状態で、転写ニップ部Ｔ２に設定値（表１，２の左列）の転写電流が流れるように二次転写電源４０の印加電圧を設定した。次に、二次転写電源４０の印加電圧を変更せずに、給電ローラ２６を二次転写外ローラ２５に接触させ、上記設定値と大きさが等しい電流（表１，２の中列）を外部電源５０から給電ローラ２６に供給させた。この状態で、二次転写電源４０から二次転写内ローラ２４に流れる電流を計測すると、弾性層２５ｂを介して中間転写ベルト１２から給電ローラ２６へ直接的に流れる経路が追加された分、転写ニップ部Ｔ２に流れる電流量が上記設定値に比して増加する。そこで、上記設定値に対する電流量の増加分（表１，２の右列）を短絡電流とした。
【００５４】
表１に示すように、比較例（配置角４５度）においては、給電ローラ２６から供給される電流の１割以上が、短絡電流として二次転写内ローラ２４へと直接的に流れてしまっていた。また、給電ローラ２６の電流を大きくする程、短絡電流の大きさも大きくなった。すなわち、この比較例では、無視できない大きさの短絡電流が流れることで、イオン導電剤の分極を緩和する効果が損なわれていた。
【００５５】
【表１】
2017125992.tif 000003
【００５６】
一方、表２に示すように、本実施形態を適用した配置（配置角１８０度）の場合には、短絡電流は常に１［μＡ］未満、かつ給電ローラに供給される電流全体の２％未満に抑えられていた。すなわち、給電ローラ２６が上記配置禁止距離Ｌｍｉｎよりも遠い位置に配置されることで、短絡電流が抑制されていた。このように、本実施形態に係る二次転写部２０の構成によれば、イオン導電剤の分極を効果的に緩和することが可能となる。
【００５７】
【表２】
2017125992.tif 000004
【００５８】
なお、上述した配置禁止距離Ｌｍｉｎの議論では、中間転写ベルト１２と二次転写外ローラ２５との接触位置（点Ｐ）を基準とした電位勾配の方向（図３参照）を用いていたが、給電位置（点Ｑ）を基準としても構わない。この場合、給電位置の近傍において、線分ＯＱに沿う方向の電位勾配は｜Ｖ２｜／Ｌ１であり、線分ＰＱに沿う方向の電位勾配は｜Ｖ２−Ｖ１｜／Ｌ２となる。従って、次の式（２ａ）を満たすようにＬ２を定めればよい。
【００５９】
｜Ｖ２−Ｖ１｜／Ｌ２＜｜Ｖ２｜／Ｌ１      ・・・（２ａ）
【００６０】
式（２ａ）の条件は、Ｖ１及びＶ２が反対符号であること、及びＶ１，Ｖ２の変動を考慮して、互いに等価な次の式（２ｂ）、（２ｃ）が満たされることで自動的に満たされる。
【００６１】
（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）／Ｌ２＜Ｖｍ２／Ｌ１      ・・・（２ｂ）
Ｌ２＞Ｌ１×（Ｖｍ１＋Ｖｍ２）／Ｖｍ２      ・・・（２ｃ）
すなわち、式（２ｃ）の条件を満たすように給電ローラを配置することで、イオン導電剤の分極を効果的に緩和することができる。また、給電ローラ２６を、式（１ｃ）及び式（２ｃ）を同時に満たすように配置すると、より好適である。
【００６２】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る二次転写部２０Ａについて、図４を用いて説明する。本実施形態に係る二次転写部２０Ａは、第１実施形態の二次転写部２０に比較して（図２参照）、接地部６０Ａにツェナーダイオード６１を配設した点が異なり、その他の構成は同一である。同一の構成については第１実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
【００６３】
図４に示すように、本実施形態に係る二次転写外ローラ２５は、導電部材６０とツェナーダイオード６１とを有する接地部６０Ａによって接地電位に接続されている。導電部材６０は、導線等の導電性材料からなる。ツェナーダイオード６１は、導電部材６０によって形成された導電路に介在し、二次転写電源４０及び外部電源５０の印加電圧に比べて十分に小さい値（例えば５０Ｖ）に設定された降伏電圧を有する。従って、ツェナーダイオード６１は、二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａの電位と接地電位との電位差が所定値以上（降伏電圧以上）となった場合に軸芯２５ａと接地電位との間に電流を流す電気的素子の一例である。
【００６４】
このような構成においても、外部電源５０から給電ローラ２６に転写電流に相当する大きさの電流を供給することで、二次転写外ローラ２５に含まれるイオン導電剤の分極を緩和することができる。そして、給電ローラ２６を、転写ニップ部Ｔ２から上記配置禁止距離Ｌｍｉｎよりも遠い位置に配置することで、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
＜第３実施形態＞
続けて、第３実施形態に係る二次転写部２０Ｂについて、図５を用いて説明する。本実施形態に係る二次転写部２０Ｂは、第１実施形態の二次転写部２０に比較して（図２参照）、接地部６０Ｂにバリスタ６２を配設した点が異なり、その他の構成は同一である。同一の構成については第１実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
【００６６】
図５に示すように、本実施形態に係る二次転写外ローラ２５は、導電部材６０とバリスタ６２とを有する接地部６０Ｂによって接地電位に接続されている。導電部材６０は、導線等の導電性材料からなる。バリスタ６２は、導電部材６０によって形成された導電路に介在し、二次転写電源４０及び外部電源５０の印加電圧に比べて十分に小さい値（例えば５０Ｖ）に設定されたバリスタ電圧を有する。ただし、バリスタ電圧は、転写電流と同程度の大きさの電流（例えば１０［μＡ］）を基準電流として、基準電流以上の電流が流れる場合の電圧を指す。従って、バリスタ６２は、二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａの電位と接地電位との電位差が所定値（バリスタ電圧）以上となった場合に軸芯２５ａと接地電位との間に電流を流す電気的素子の一例である。
【００６７】
このような構成においても、外部電源５０から給電ローラ２６に転写電流に相当する大きさの電流を供給することで、二次転写外ローラ２５に含まれるイオン導電剤の分極を緩和することができる。そして、給電ローラ２６を、転写ニップ部Ｔ２から上記配置禁止距離Ｌｍｉｎよりも遠い位置に配置することで、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６８】
＜第４実施形態＞
続いて、第４実施形態に係る二次転写部２０Ｃについて、図６を用いて説明する。本実施形態に係る二次転写部２０Ｃは、第１実施形態の二次転写部２０に比較して（図２参照）、接地部６０Ｃに低圧電源６３を配設した点が異なり、その他の構成は同一である。同一の構成については第１実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
【００６９】
図６に示すように、本実施形態に係る二次転写外ローラ２５は、導電部材６０と低圧電源６３とを有する接地部６０Ｃによって接地電位に接続されている。低圧電源６３は、二次転写電源４０及び外部電源５０の印加電圧に比べて絶対値が十分に小さい（例えば２０Ｖ）電圧を印加する。従って、低圧電源６３は、二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａの電位と接地電位との電位差が所定値（低圧電源の印加電圧）以上となった場合に軸芯２５ａと接地電位との間に電流を流す。
【００７０】
このような構成においても、外部電源５０から給電ローラ２６に転写電流に相当する大きさの電流を供給することで、二次転写外ローラ２５に含まれるイオン導電剤の分極を緩和することができる。そして、給電ローラ２６を、転写ニップ部Ｔ２から上記配置禁止距離Ｌｍｉｎよりも遠い位置に配置することで、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７１】
＜他の実施形態＞
上述した第１乃至第４実施形態において、中間転写体は無端状のベルト部材（１２）によって構成されるものとして説明したが、これに限らず、例えばドラム状の中間転写体（中間転写ドラム）を用いても構わない。この場合、第１電源（二次転写電源４０）を中間転写ドラムに接続して電圧を印加する構成とすればよい。
【００７２】
また、無端状のベルト部材（転写搬送ベルト）を転写ローラに張架させる構成としても構わない。この場合であっても、上述した条件（式（１ｃ））を満たすように給電ローラ（給電部材）を配置することで、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
また、給電部材は二次転写外ローラに接触するローラ部材に限らず、ブラシ形状やブレード、あるいはワイヤ（コロナ放電式）等であっても構わない。要するに、転写回転体の外周部のうち、周方向において転写ニップ部Ｔ２とは異なる位置に電荷を供給可能な構成であればよい。
【符号の説明】
【００７４】
１２…中間転写ベルト／２４…対向ローラ（二次転写内ローラ）／２５…転写ローラ（二次転写外ローラ）／２５ａ…導電軸（軸芯）／２５ｂ…外周層（弾性層）／２６…給電部材（給電ローラ）／４０…第１電源（二次転写電源）／５０…第２電源（外部電源）／６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ…電流路／６０…電流路、導電部材／６１，６２…電気的素子（ツェナーダイオード、バリスタ）／６３…電源（低圧電源）／１００…画像形成装置／Ｑ…給電位置／Ｓ…記録材／ＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫ…画像形成部
【図１】
2017125992.tif 000005
【図２】
2017125992.tif 000006
【図３】
2017125992.tif 000007
【図４】
2017125992.tif 000008
【図５】
2017125992.tif 000009
【図６】
2017125992.tif 000010