JP2024002004A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次転写電流の低下を抑制可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、中間転写ベルトと、一次転写ローラーと、第１ベルト支持ローラーと、二次転写ローラーと、第２ベルト支持ローラーと、電流出力部と、制御部と、電流検出部と、整流部と、を備える。電流検出部は、導線部を有し、第２ベルト支持ローラーに流れる漏れ電流を検出する。整流部は、第２ベルト支持ローラーの電圧が所定の基準値未満の場合、第２ベルト支持ローラーからグランドに流れる電流を遮断し、第２ベルト支持ローラーの電圧が基準値以上の場合、第２ベルト支持ローラーからグランドに漏れ電流が流れる。制御部は、出力電流から漏れ電流を差し引いた電流値が、二次転写電流となるように出力電流を制御し、かつ導線部が導通状態のときに、第２ベルト支持ローラーの電圧を基準値未満に維持する。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、トナー像のシートへの転写方式として、中間転写方式を採用する画像形成装置がある（特許文献１、特許文献２）。このような画像形成装置は、像担持体と、中間転写ベルトと、一次転写ローラーと、第１ベルト支持ローラーと、二次転写ローラーと、第２ベルト支持ローラーと、電流出力部と、を備えている。

像担持体は、表面にトナー像を担持する。中間転写ベルトは、回転可能に支持された無端状のベルトであって、像担持体に隣接して配置されている。一次転写ローラーは、中間転写ベルトの内周面に接触し、且つ中間転写ベルトを間に挟んで像担持体に対向配置されている。一次転写ローラーにトナーと逆極性の一次転写電圧を印加することで、像担持体に担持されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写する。

第１ベルト支持ローラーは、ベルトの回転方向に対して一次転写ローラーの下流側の位置で回転可能に支持されている。第１ベルト支持ローラーは、中間転写ベルトの内周面に接触し、中間転写ベルトを張架している。

二次転写ローラーは、中間転写ベルトを間に挟んで第１ベルト支持ローラーと対向している。二次転写ローラーは、二次転写電流によって、中間転写ベルトとの間を通過するシートに対して、中間転写ベルトに一次転写されたトナー像を二次転写する。

第２ベルト支持ローラーは、中間転写ベルトの回転方向に対して一次転写ローラーの下流側であって第１ベルト支持ローラーの上流側の位置に、回転可能に支持されている。第２ベルト支持ローラーは、中間転写ベルトの内周面に接触して中間転写ベルトを張架している。

ここで、特許文献１の画像形成装置に係る第１ベルト支持ローラーおよび第２ベルト支持ローラーは、それぞれグランドに接続されている。そして、電流出力部は、二次転写ローラーにトナーと逆極性の転写電圧を印加して二次転写電流を出力する。これにより、上述したようにトナー像をシートへ二次転写する。

ところで、二次転写ローラーは画像形成装置のシート搬送路側に設けられている。シート搬送路側にはシート搬送路内のジャム処理等のメンテナンスをするための開閉カバーが設けられており、また筐体側面に近い箇所でもあるため、配線スペースが限られている。また、転写電圧は比較的高電圧であるため、筐体側面に近い箇所で印加する場合、筐体のフレーム部分を構成する金属部材に放電しないよう、筐体側面近傍のフレーム部分と二次転写ローラーとの沿面距離を確保する必要がある。このため、二次転写電流を出力するための配線等の構造が複雑化するおそれがある。

そこで、特許文献２の画像形成装置では、電流出力部について、第１ベルト支持ローラーにトナーと同極性の転写電圧を印加することで、二次転写ローラーに転写電流を流す構成を採用している。

特許文献２の画像形成装置に係る第１ベルト支持ローラーは、グランドに接続されていない。また、このような画像形成装置では、二次転写ローラーおよび第２ベルト支持ローラーは、それぞれグランドに接続されている場合がある。また、第１ベルト支持ローラーの周辺は、二次転写ローラー周辺に比べて配線スペースを確保しやすく、フラーム部分と第１ベルト支持ローラーとの沿面距離も確保しやすい。

特開２０１４－１７８７０７号公報 特開２０１７－１２２７５０号公報

ところで、上述したような画像形成装置に係る第２ベルト支持ローラーは、第１ベルト支持ローラーの近傍に配置されている。このため、特許文献２の画像形成装置のように、第１ベルト支持ローラーがグランドに接続されていない場合、第１ベルト支持ローラーから、中間転写ベルトを介して第２ベルト支持ローラーに向かって、電流の一部が漏れ電流として第２ベルト支持ローラーに流れてしまう可能性がある。すると、二次転写ローラーに流れる二次転写電流の電流値が、目標値よりも漏れ電流の分だけ低下してしまう。二次転写電流の電流値が低下すると、トナーの転写不良に繋がる可能性もある。

本発明は、中間転写方式において、二次転写電流の低下を抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、中間転写ベルトと、一次転写ローラーと、第１ベルト支持ローラーと、二次転写ローラーと、第２ベルト支持ローラーと、電流出力部と、制御部と、電流検出部と、整流部と、を備える画像形成装置である。像担持体は、表面にトナー像を担持する。中間転写ベルトは、無端状をなし、像担持体に隣接して配置され、回転可能に支持される。一次転写ローラーは、中間転写ベルトの内周面に接触し、且つ中間転写ベルトを挟んで像担持体に対向配置され、一次転写電圧を中間転写ベルトに付与することにより像担持体に担持されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写する。第１ベルト支持ローラーは、中間転写ベルトの回転方向に対して一次転写ローラーの下流側の位置で回転可能に支持され、中間転写ベルトを張架する。二次転写ローラーは、グランドに接続され、中間転写ベルトを挟んで第１ベルト支持ローラーと対向し、所定の二次転写電流によって中間転写ベルトとの間を通過するシートにトナー像を二次転写する。第２ベルト支持ローラーは、中間転写ベルトの回転方向に対して一次転写ローラーの下流側であってかつ第１ベルト支持ローラーの上流側の位置で回転可能に支持され、中間転写ベルトの内周面に接触する。電流出力部は、第１ベルト支持ローラーに接続されており、トナー像と同極性の出力電圧を印加したときに第１ベルト支持ローラーに流れる出力電流の一部である二次転写電流を二次転写ローラーに流す。制御部は、電流出力部を制御する。電流検出部は、電流出力部と第２ベルト支持ローラーとを電気的に接続する導線部を有し、第１ベルト支持ローラーから中間転写ベルトを介して第２ベルト支持ローラーに流れる漏れ電流を検出する。整流部は、第２ベルト支持ローラーとグランドとの間に電気的に接続されて、第２ベルト支持ローラーの電圧が所定の基準値未満の場合、第２ベルト支持ローラーからグランドに流れる電流を遮断し、第２ベルト支持ローラーの電圧が基準値以上の場合、第２ベルト支持ローラーからグランドに漏れ電流が流れる。制御部は、出力電流から漏れ電流を差し引いた電流値が、二次転写電流となるように出力電流を制御し、かつ導線部が導通状態のときに、第２ベルト支持ローラーの電圧を基準値未満に維持する。

本発明の第１の構成によれば、出力電流から漏れ電流を差し引いた電流値が二次転写電流となるように、出力電流が制御される。このため、漏れ電流が発生したとしても、漏れ電流の分だけ出力電流の電流値を大きくすることで、二次転写電流の低下を抑制できる。

また、仮に、導線部の断線等によって第２ベルト支持ローラーに高電圧が印加される事態に陥った場合に、第２ベルト支持ローラーの電圧が基準値を超えると、漏れ電流が整流部を通じてグランドに流れる。このため、かかる場合でも漏れ電流が第２ベルト支持ローラー周辺の他の部材にリークしてしまうことを抑制できる。

従って、二次転写電流の低下を抑制可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す概略断面図 中間転写ベルト８と電流出力部２０の周辺を拡大した拡大図 図２に示す電流出力部２０の回路構成の詳細を示す図 電流出力部２０と中間転写ユニット５３周辺の電気的な接続の態様を示す概略図

以下、図面を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す概略断面図である。先ず、図１を用いて画像形成装置１００の全体の構成を説明する。

図１に示すように、画像形成装置１００（ここではカラープリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に設けられている。画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、感光体ドラム１ａ～１ｄ（像担持体）が回転可能に支持されている。感光体ドラム１ａ～１ｄは、各色の可視像（トナー像）を担持する。感光体ドラム１ａ～１ｄは、メインモーター（図示せず）に接続されている。感光体ドラム１ａ～１ｄは、メインモーターの回転駆動力によって図１に示す時計回り方向に回転する。

感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲および下方には、帯電装置２ａ～２ｄと、露光装置５と、現像装置３ａ～３ｄと、クリーニング装置７ａ～７ｄが設けられている。

帯電装置２ａ～２ｄは、感光体ドラム１ａ～１ｄを帯電させる。露光装置５は、各感光体ドラム１ａ～１ｄに画像情報を露光する。現像装置３ａ～３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。

現像装置３ａ～３ｄは、感光体ドラム１ａ～１ｄ上にトナー像を形成する。ここでのトナー像の極性は、正極性である。現像装置３ａ～３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ～４ｄから各現像装置３ａ～３ｄにトナーが補給される。クリーニング装置７ａ～７ｄは、感光体ドラム１ａ～１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去する。

各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接する位置に、中間転写ベルト８が設けられている。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製（導電性のカーボンを含有させた樹脂部材）のシートが用いられ、継ぎ目を有しないベルト（シームレスベルト）が用いられる。中間転写ベルト８の表面抵抗率は、９．５ｌｏｇΩ／□以上、かつ１０．５ｌｏｇΩ／□以下である。

中間転写ベルト８の内側には、従動ローラー１０と、駆動ローラー１１（第１ベルト支持ローラー）と、一次転写ローラー６ａ～６ｄと、ベルト支持ローラー２６（第２ベルト支持ローラー）と、が配置されている。

従動ローラー１０と駆動ローラー１１とは、水平方向に並んでいる。従動ローラー１０および駆動ローラー１１は、回転可能に支持されている。駆動ローラー１１は、回転駆動力を出力するベルト駆動モーター（図示せず）に接続されている。

中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されている。駆動モーターの回転駆動力によって駆動ローラー１１が回転することで、中間転写ベルト８が駆動ローラー１１の周方向に沿って回転する。従動ローラー１０は、中間転写ベルト８に従動回転する。

中間転写ベルト８は、各感光体ドラム１ａ～１ｄに当接している。一次転写ローラー６ａ～６ｄは、中間転写ベルト８を間に挟んで感光体ドラム１ａ～１ｄと対向している。一次転写ローラー６ａ～６ｄは、一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間で中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界を付与する。

ベルト支持ローラー２６は、中間転写ベルト８の回転方向に対して一次転写ローラー６ｄの下流側であって、かつ駆動ローラー１１の上流側に位置している。ベルト支持ローラー２６は、回転可能に支持されている。ベルト支持ローラー２６は、中間転写ベルト８の内周面に圧接され中間転写ベルト８を張架している。

駆動ローラー１１は、中間転写ベルト８を間に挟んで二次転写ローラー９と対向している。二次転写ローラー９と中間転写ベルト８との間には、二次転写ニップが形成されている。

画像形成装置１００の本体下部には、シートＳ（印刷用紙やＯＨＰシート等の記録媒体）を収容するシートカセット１６が設けられている。また、画像形成装置１００の本体側部には、給紙ローラー１２と、主搬送路３１と、排出ローラー対１５と、二次転写ローラー９と、定着装置１３と、レジストローラー対１９と、が設けられている。

給紙ローラー１２はシートカセット１６の上方に設けられ、シートカセット１６内の最上位のシートＳに当接する。主搬送路３１は、給紙ローラー１２から画像形成装置１００の上部に設けられた排出ローラー対１５に向かって延びる、シートＳが搬送される通路である。給紙ローラー１２は、シートカセット１６内のシートＳを一枚ずつ主搬送路３１に給送する。

主搬送路３１は中途の位置で両面搬送路１８に分岐している。両面搬送路１８は、主搬送路３１と両面搬送路１８との分岐箇所から下方に向かって延びて、主搬送路３１に再合流する。この分岐箇所には、分岐部１４が設けられている。分岐部１４は、主搬送路３１中のシートＳを、排出ローラー対１５または両面搬送路１８へと振り分ける。排出ローラー対１５は、振り分けられたシートＳを画像形成装置１００の上面に形成された排出トレイ１７上に排出する。

二次転写ローラー９は、シート搬送方向に対して主搬送路３１の分岐部１４よりも上流側であって、かつ両面搬送路１８と主搬送路３１とが再合流する箇所より下流側に位置している。二次転写ローラー９は、中間転写ベルト８を間に挟んで駆動ローラー１１と対向している。二次転写ローラー９は、中間転写ベルト８との間に二次転写ニップＮを形成している。二次転写ローラー９の総抵抗は、６．５ｌｏｇΩ以上、かつ８．５ｌｏｇΩ以下である。

二次転写ローラー９は、芯金３２と、積層部３３と、を備えている。芯金３２は、直径８～１６ｍｍの金属製の円柱体である。積層部３３は、芯金３２の外周面に積層された、厚み３～６ｍｍの層である。積層部３３は、イオン導電性の樹脂材料を発泡させた発泡樹脂部材、または導電性のカーボンを含有させた樹脂部材によって形成されている。

レジストローラー対１９は、主搬送路３１の、主搬送路３１と両面搬送路１８とが再合流する箇所よりも下流側に位置している。レジストローラー対１９は、主搬送路３１に給送されたシートＳの斜行を補正し、シートＳを所定のタイミングで上述した二次転写ニップＮに搬送する。

次に、シートＳへの画像形成について詳細に説明する。パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に静電潜像を形成する。次いで現像装置３ａ～３ｄにより感光体ドラム１ａ～１ｄ上にトナーが供給される。トナーが静電的に付着することにより、上記の静電潜像に応じたトナー像が形成される。

ベルト駆動モーターによって駆動ローラー１１を回転すると、駆動ローラー１１の回転に伴い、中間転写ベルト８が図１に示す反時計回り方向に回転を開始する。中間転写ベルト８が回転すると、感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー像が、中間転写ベルト８上に順次一時転写される。

一次転写後に感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナー等は、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、クリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。

その後、シートＳがレジストローラー対１９から二次転写ニップＮに向かって、所定のタイミングで搬送される。レジストローラー対１９によって下流側に搬送されたシートＳは、二次転写ニップＮの上流側で中間転写ベルト８に接触する。より詳細には、シートＳは、中間転写ベルト８の、中間転写ベルト８の回転方向に対して駆動ローラー１１とベルト支持ローラー２６との間の位置に接触する。シートＳは、中間転写ベルト８に接触したまま二次転写ニップＮに搬送される。

ここで、二次転写が行われる際には、駆動ローラー１１に後述する電流出力部２０（図２参照）によって電圧が印加されており、駆動ローラー１１から二次転写ローラー９に二次転写電流が流れている。シートＳが中間転写ベルト８に接触したまま二次転写ニップＮに搬送されることで、二次転写電流によって中間転写ベルト８上のフルカラー画像がシートＳに二次転写される。電流出力部２０についての詳細な説明は、後述する。

トナー像が二次転写されたシートＳは、定着装置１３へと搬送される。定着装置１３に搬送されたシートＳは、定着ローラー１３２および加圧ローラー１３１により加熱および加圧される。すると、トナー像がシートＳの表面に定着し、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成されたシートＳは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

次に、画像形成装置１００の二次転写に関係する部分の構成について説明する。図２は、中間転写ベルト８と電流出力部２０の周辺を拡大した拡大図である。図３は、図２に示す電流出力部２０の回路構成の詳細を示す図である。図２に示すように、画像形成装置１００は、上述した電流出力部２０および他の構成に加えて、電流検出部２１と、整流部４０と、制御部２２と、を備えている。

電流出力部２０は、可変電源部２３と、定電流回路２４と、出力経路２５と、を備えている。可変電源部２３は、可変電圧を出力する。可変電圧は、入力された画像データに応じて可変する電圧である。可変電圧の電圧値は、二次転写に好適な値となるように、画像データに含まれる種々の数値に基づいた所定の値が制御部２２に予め記憶されている。制御部２２は、入力された画像データに応じて可変電圧を可変する。

定電流回路２４は、出力電流を発生させる回路である。定電流回路２４には可変電源部２３が接続されている。出力経路２５は、駆動ローラー１１と定電流回路２４とに接続された導線（リード線）である。出力電流は、出力経路２５を介して駆動ローラー１１に流れ込む。定電流回路２４の詳細な回路の構成については、後述する。

電流検出部２１は、定電流回路２４とベルト支持ローラー２６とに接続され、ベルト支持ローラー２６に流れる漏れ電流を検出する。制御部２２は、定電流回路２４に接続されている。

整流部４０は、グランドとベルト支持ローラー２６との間に電気的に接続されている。整流部４０は、ベルト支持ローラー２６の電圧が所定の基準値未満の場合にベルト支持ローラー２６からグランドに流れる電流を遮断し、ベルト支持ローラー２６の電圧が所定の基準電圧値（基準値）以上の場合にベルト支持ローラー２６からグランドに漏れ電流が流れるように構成された整流回路である。

具体的には、整流部４０は、カソードがベルト支持ローラー２６に接続され、アノードがグランドに接続されたツェナーダイオード４１を含んで構成された回路である。ツェナーダイオード４１は、ツェナー電圧が上記基準電圧値となるものを採用している。

制御部２２は、電流検出部２１の検出した漏れ電流の値に基づいて、出力電流を制御する。具体的には、制御部２２は、所定の二次転写電流値に対応した電圧値を出力する。また、制御部２２は、電流検出部２１が導通状態（より詳細には、後述する検出経路３７が導通状態）のときに、ベルト支持ローラー２６の電圧を上記基準電圧値未満に維持する。基準電圧値は５０Ｖ以上かつ２００Ｖ以下である。

次に、図３を用いて定電流回路２４の構成について説明する。定電流回路２４は、低圧電源２７（定電圧電源部）と、抵抗２８と、演算増幅器２９と、高圧電源３０と、から構成されている。低圧電源２７は、抵抗２８を間に挟んで演算増幅器２９の－端子（第２端子）に接続されている（定電圧電源部）。

演算増幅器２９の＋端子（第１端子）には、可変電源部２３が接続されている。演算増幅器２９の出力端子は高圧電源３０に接続されている。演算増幅器２９は、＋端子と－端子の電圧値の差分値が０、すなわち＋端子と－端子の電圧値が等しくなるように、高圧電源３０の出力を調整する動作を行う。

出力経路２５の一方の端子は駆動ローラー１１に接続され、他方の端子は高圧電源３０に接続されている。

電流検出部２１は、上述した演算増幅器２９と、検出経路３７（導線部）とから構成される。検出経路３７の一方の端子はベルト支持ローラー２６に接続され、他方の端子３４（以下「検出端子３４」と称する）は、高圧電源３０と抵抗２８とをつなぐ電線経路３５に接続されている。

高圧電源３０は、３００Ｖ以上、かつ７０００Ｖ以下の電圧を出力する。低圧電源２７の出力電圧は、高圧電源３０の出力電圧に比べて小さい。

制御部２２は、ＰＣ等の上位機器から画像データが入力されると、先ず画像データに基づいて好適な二次転写電流Ｉ２と可変電圧を導出する。次に、高圧電源３０と低圧電源２７がそれぞれ電圧を出力し、可変電源部２３が可変電圧を出力する。

ここで、可変電源部２３の出力電圧をＶｃｏｎｔ［Ｖ］、低圧電源２７の出力電圧をＶｒｅｆ［Ｖ］、抵抗２８の抵抗値をＲ［Ω］とすると、抵抗２８を流れる電流Ｉ２は、次式（１）で表さられる。
Ｉ２＝（Ｖｒｅｆ－Ｖｃｏｎｔ）／Ｒ ・・・・・・・・・・・・（１）

ここで、端子３６から演算増幅器２９へ流れる電流の大きさは極めて小さい。このため、端子３６（抵抗２８の演算増幅器２９側の端子）から検出端子３４へ流れる電流は、Ｉ２と略等しい電流値となる。このときの端子３６に流れる電流は、二次転写電流と等しい。

可変電圧が出力されると、出力経路２５を介して駆動ローラー１１に出力電流Ｉ１が流れ込む。出力電流Ｉ１の一部は、駆動ローラー１１から二次転写ローラー９に、二次転写電流Ｉ２として流れ込む。同時に、出力電流Ｉ１の残りは、駆動ローラー１１からベルト支持ローラー２６に、漏れ電流Ｉ３として流れ込む。漏れ電流Ｉ３は検出経路３７を介して検出端子３４に流れ込む。

２次転写ローラー、中間転写ベルト８、シートＳなどの電気的負荷が変化した場合にも電流出力部２０は、電流Ｉ２を一定に保つ様に演算増幅器２９が高圧電源３０の出力電圧を調整する。

ここで、上述したように、端子３６を流れる電流は二次転写電流Ｉ２と等しくなるように制御されている。このため、検出端子３４に流れる電流値は、二次転写電流Ｉ２の電流値と漏れ電流Ｉ３の電流値とを合計した値となる。換言すると、出力電流Ｉ１は、二次転写電流Ｉ２と漏れ電流Ｉ３とを合計した値となる。漏れ電流Ｉ３の電流値が変化したとしても、電流出力部２０が高圧電源３０を制御して出力電流Ｉ１の値を制御するため、二次転写電流Ｉ２の電流値を一定に保つことができる。
る。

また、検出経路３７が導通状態のときには、ベルト支持ローラー２６の電圧が、上記基準電圧値（ツェナーダイオード４１のツェナー電圧の値）未満に制御されている。このため、整流部４０では、ベルト支持ローラー２６からグランドに流れる電流を遮断する。これにより、ベルト支持ローラー２６に流れる漏れ電流は、検出経路３７へと流れる。

また、仮に、検出経路３７が断線等した場合、ベルト支持ローラー２６の電圧が上昇する。ここで、ベルト支持ローラー２６の電圧が上記基準電圧値以上になると整流部４０にツェナー電流が流れ、ベルト支持ローラー２６からグランドに向かって漏れ電流の少なくとも一部が流れる。

次に、電流出力部２０と駆動ローラー１１との接続の態様、電流検出部２１とベルト支持ローラー２６との接続の態様、および整流部４０とベルト支持ローラー２６との接続の態様について、詳細に説明する。

図４は、電流出力部２０と中間転写ユニット５３周辺の電気的な接続の態様を示す概略図である。図４に示すように、画像形成装置１００は、上述した構成に加えて、フレーム部材４３を有する。フレーム部材４３は、画像形成装置１００の本体４２（以下、「装置本体４２」と称する）の一部を構成している。フレーム部材４３は、導電性部材である板金部材によって形成されている。フレーム部材４３は、グランドに接続されている。

出力経路２５は、第１連結端子４４と、第１中継導線４５と、第１接点ばね５４と、出力導線４６と、を含んで構成されている。

第１連結端子４４は、絶縁性固定部材４７を介してフレーム部材４３に固定されている。絶縁性固定部材４７は、第１連結端子４４とフレーム部材４３とを絶縁している。第１中継導線４５は、駆動ローラー１１に電気的に接続されている。第１接点ばね５４は、導電性材料によって形成されたばねである。第１接点ばね５４は、第１連結端子４４と第１中継導線４５との間に、電気的に接続されている。

出力導線４６の一方の端子は、電流出力部２０に接続されている。出力導線４６の他方の端子は、フレーム部材４３を間に挟んで第１中継導線４５と反対側から、第１連結端子４４に着脱可能に接続される。

検出経路３７は、第２連結端子４８（連結端子）と、第２中継導線４９（第１導線）と、第２接点ばね５５と、検出導線５０（第２導線）と、を含んで構成されている。

第２連結端子４８は、絶縁性固定部材４７を介してフレーム部材４３に固定されている。絶縁性固定部材４７は、第２連結端子４８とフレーム部材４３とを絶縁している。第２中継導線４９は、ベルト支持ローラー２６に電気的に接続されている。第２接点ばね５５は、導電性材料によって形成されたばねである。第２接点ばね５５は、第２連結端子４８と第２中継導線４９との間に、電気的に接続されている。

検出導線５０は、第１検出端子５１（第３端子）と、第２検出端子５２（第４端子）と、を有している。第１検出端子５１は、電流検出部２１を介して電流出力部２０に接続されている。第２検出端子５２は、フレーム部材４３を間に挟んで第２中継導線４９と反対側から、第２連結端子４８に着脱可能に接続されている。

整流部４０は、第３接点ばね５６と、ツェナーダイオード４１と、から構成されている。第３接点ばね５６は、導電性材料によって形成されたばねである。第３接点ばね５６は、フレーム部材４３に電気的に接続されている。

ツェナーダイオード４１は、カソード側にベルト支持ローラー２６が接続され、アノード側に第３接点ばね５６を介してフレーム部材４３が接続されている。ツェナーダイオード４１は、第２連結端子４８を挟んで第２検出端子５２と反対側の位置で、ベルト支持ローラー２６およびフレーム部材４３に接続されている。

上述した中間転写ベルト８、従動ローラー１０（図１参照）、駆動ローラー１１、第１中継導線４５、第２中継導線４９、および整流部４０を含んで、中間転写ユニット５３が構成される。中間転写ユニット５３は、画像形成装置１００の装置本体４２の側面に設けられた開閉カバー（図示省略）を開放した状態で、装置本体４２に装着される。

中間転写ユニット５３が装置本体４２に装着された状態で、第１接点ばね５４が第１中継導線４５に接触し、第１連結端子４４と駆動ローラー１１とが電気的に接続される。

同様に、中間転写ユニット５３が装置本体４２に装着された状態で、第２接点ばね５５が第２中継導線４９に接触し、第２連結端子４８とベルト支持ローラー２６とが電気的に接続される。また、この状態で、整流部４０の第３接点ばね５６がフレーム部材４３に接触し、ツェナーダイオード４１を介してベルト支持ローラー２６がグランドに接続される。

上記実施形態の画像形成装置１００は、電流出力部２０が、出力電流から漏れ電流を差し引いた電流値が制御部２２で設定した二次転写電流となるように出力電流を制御する。このため、漏れ電流が発生したとしても、漏れ電流の分だけ出力電流の電流値を大きくすることで、二次転写電流の低下を抑制できる。

従って、二次転写電流の低下を抑制可能な画像形成装置１００を提供することができる。

ところで、仮に、ベルト支持ローラー２６がグランドに接続されていない画像形成装置１００では、検出経路３７が断線し、かつ二次転写ローラー９が中間転写ベルト８から離間する等、出力電流の流れる経路がベルト支持ローラー２６を終端として途切れてしまった場合、高圧電源３０の出力電圧が最大出力となってベルト支持ローラー２６に印加される。すると、ベルト支持ローラー２６から周辺の部材に漏れ電流がリークしてしまうおそれがある。これに対して、上記実施形態の画像形成装置１００は、検出経路３７が断線等してベルト支持ローラー２６の電圧が基準電圧値以上に上昇すると、ベルト支持ローラー２６からグランドに向かって、漏れ電流の少なくとも一部となるツェナー電流が流れる。すると、ベルト支持ローラー２６の電圧値の上昇が抑制され、ベルト支持ローラー２６の周辺の部材に漏れ電流がリークしてしまうのを抑制することができる。

ところで、検出経路３７の断線の原因として、画像形成装置１００の組立作業やメンテナンス作業を行う作業者が、第２検出端子５２を第２連結端子４８に接続し忘れることも考えられる（図４に示す破線の状態）。これに対して、実施形態の画像形成装置１００は、上述した通り、ツェナーダイオード４１が第２連結端子４８を挟んで第２検出端子５２と反対側の位置で、ベルト支持ローラー２６およびフレーム部材４３に接続されている。このため、仮に、作業者が第２検出端子５２を第２連結端子４８に接続し忘れた場合でも、ベルト支持ローラー２６がツェナーダイオード４１を介してグランドに接続された状態となる。従って、ベルト支持ローラー２６から周辺の部材に漏れ電流がリークしてしまうのを、より確実に抑制できる。

また、上述した通り、中間転写ベルト８の表面抵抗率は、９．５ｌｏｇΩ／□以上、かつ１０．５ｌｏｇΩ／□以下である。このようにすると、二次転写電流に必要な印加バイアスがより好適なものとなり、放電による画像欠損や転写電流不足による転写不良等の画像不良を抑制することができる。

また、上述した通り、二次転写ローラー９の総抵抗は、６．５ｌｏｇΩ以上、かつ８．５ｌｏｇΩ以下である。このようにすると、二次転写電流に必要な印加バイアスがより好適なものとなり、上述した放電や転写電流不足による画像不良を効果的に抑制できる。

また、上述した通り、中間転写ベルト８は、誘電体樹脂製（導電性のカーボンを含有させた樹脂部材）で形成されている。さらに、積層部３３は、イオン導電性の樹脂材料を発泡させた発泡樹脂部材、または導電性のカーボンを含有させた樹脂部材で形成されている。このようにすると、二次転写電流に必要な印加バイアスがより好適なものとなり、上述した放電や転写電流不足による画像不良を効果的に抑制できる。

また、上記実施形態でのトナー像の極性は正極性であるとしたが、負極性とする構成を採用することもできる。この場合、ツェナーダイオード４１のアノードがベルト支持ローラー２６に接続され、カソードがグランドに接続される。

本発明は、一次転写ローラーと駆動ローラーとの間に中間転写ベルトを張架するベルト支持ローラーを備える画像形成装置であって、中間転写方式として中間転写ベルトに転写されたトナー像と同極性のバイアスを駆動ローラーに印加して二次転写を行う方式を採用するものに用いることができる。本発明の利用により、ベルト支持ローラーに漏れ電流が生じても、駆動ローラーに対向する二次転写ローラーに対して、略一定の二次転写電流を流すことが可能になり、画像不良を抑制できる。

１ａ～１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
６ｄ 一次転写ローラー
８ 中間転写ベルト
９ 二次転写ローラー
１１ 駆動ローラー（第１ベルト支持ローラー）
２０ 電流出力部
２１ 電流検出部
２２ 制御部
２３ 可変電源部
２４ 定電流回路
２６ ベルト支持ローラー（第２ベルト支持ローラー）
２７ 低圧電源（定電圧電源）
２９ 演算増幅器
３２ 芯金
３３ 積層部
３７ 検出経路（導線部）
４０ 整流部
４１ ツェナーダイオード
４２ 装置本体
４３ フレーム部材
４８ 第２連結端子（連結端子）
４９ 第２中継導線（第１導線）
５０ 検出導線（第２導線）
５１ 第１検出端子（第３端子）
５２ 第２検出端子（第４端子）
１００ 画像形成装置
Ｉ１ 出力電流
Ｉ２ 二次転写電流
Ｉ３ 漏れ電流

Claims (7)

1. 表面にトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に隣接して配置され、回転可能に支持された無端状の中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトの内周面に接触し、且つ前記中間転写ベルトを挟んで前記像担持体に対向配置され、一次転写電圧を前記中間転写ベルトに付与することにより前記像担持体に担持された前記トナー像を前記中間転写ベルトに一次転写する一次転写ローラーと、
   前記中間転写ベルトの回転方向に対して前記一次転写ローラーの下流側の位置で回転可能に支持され、前記中間転写ベルトを張架する第１ベルト支持ローラーと、
   前記中間転写ベルトを挟んで前記第１ベルト支持ローラーと対向し、所定の二次転写電流によって前記中間転写ベルトとの間を通過するシートに前記トナー像を二次転写する、グランドに接続された二次転写ローラーと、
   前記中間転写ベルトの回転方向に対して前記一次転写ローラーの下流側であってかつ前記第１ベルト支持ローラーの上流側の位置で回転可能に支持され、前記中間転写ベルトの内周面に接触する第２ベルト支持ローラーと、
   前記第１ベルト支持ローラーに接続され、前記トナー像と同極性の出力電圧を印加したときに前記第１ベルト支持ローラーに流れる出力電流の一部である前記二次転写電流を前記二次転写ローラーに流す電流出力部と、
   前記電流出力部を制御する制御部と、
   を備える画像形成装置において、
   前記電流出力部と前記第２ベルト支持ローラーとを電気的に接続する導線部を有し、前記第１ベルト支持ローラーから前記中間転写ベルトを介して前記第２ベルト支持ローラーに流れる漏れ電流を検出する電流検出部と、
   前記第２ベルト支持ローラーとグランドとの間に電気的に接続されて、前記第２ベルト支持ローラーの電圧が所定の基準値未満の場合、前記第２ベルト支持ローラーからグランドに流れる電流を遮断し、前記第２ベルト支持ローラーの電圧が前記基準値以上の場合、前記第２ベルト支持ローラーからグランドに前記漏れ電流が流れる整流部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記出力電流から前記漏れ電流を差し引いた電流値が、前記二次転写電流となるように前記出力電流を制御し、かつ前記導線部が導通状態のときに、前記第２ベルト支持ローラーの電圧を前記基準値未満に維持することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記電流出力部は、
   前記二次転写電流の値に応じて可変する可変電圧を出力する可変電源部と、
   所定の定電圧を出力する定電圧電源部と、
   前記可変電源部が接続される第１端子と、前記定電圧電源部が接続される第２端子と、前記第１ベルト支持ローラーに接続される出力端子と、を有し、前記可変電圧と前記定電圧との差分値から決定される定電流が前記第１ベルト支持ローラーに流れるように前記出力電圧を増幅させる演算増幅器と、
   を有し、
   前記導線部は、前記第２ベルト支持ローラーと、前記第２端子との間に接続され、
   前記整流部は、
   前記トナー像が正極性の場合はカソードが前記第２ベルト支持ローラーに接続され、アノードがグランドに接続されたツェナーダイオードであり、
   前記トナー像が負極性の場合はアノードが前記第２ベルト支持ローラーに接続され、カソードがグランドに接続されたツェナーダイオードであり、
   前記第２ベルト支持ローラーの電圧は、前記第２端子と前記定電圧との電位差となることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１ベルト支持ローラーおよび前記第２ベルト支持ローラーが内部に支持された装置本体と、
   前記装置本体の一部を構成し、導電性の材料で形成され、且つグランドに接続されたフレーム部材と、
   を備え、
   前記導線部は、
   前記第２ベルト支持ローラーに電気的に接続された第１導線と、
   前記第１導線に電気的に接続されて、前記フレーム部材に対して絶縁状態で固定された連結端子と、
   前記電流出力部に接続される第３端子、および前記フレーム部材を挟んだ前記第１導線と反対側から前記連結端子に着脱可能に接続される第４端子、を有する第２導線と、
   を有し、
   前記導線部は、前記第４端子が前記連結端子に装着された状態で、前記導通状態となり、
   前記整流部は、前記第１導線と前記フレーム部材との間に電気的に接続され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。
4. 前記整流部は、前記連結端子を挟んだ前記第４端子と反対側の位置で、前記第２ベルト支持ローラーおよび前記フレーム部材に電気的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。
5. 前記中間転写ベルトの表面抵抗率は、９．５ｌｏｇΩ／□以上、かつ１０．５ｌｏｇΩ／□以下であり、
   前記二次転写ローラーの総抵抗は、６．５ｌｏｇΩ以上、かつ８．５ｌｏｇΩ以下であ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。
6. 前記中間転写ベルトは、導電性のカーボンを含有させた樹脂部材によって形成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記二次転写ローラーは、
   金属製の円柱体である芯金と、
   前記芯金の外周面に積層された積層部と、
   を有し、
   前記積層部は、イオン導電性の樹脂材料を発泡させた発泡樹脂部材、または導電性のカーボンを含有させた樹脂部材によって形成されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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