JP6012436B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関する。
従来から、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用するカラー画像形成装置の構成として、中間転写体を使用する構成が知られている。１次転写工程として、感光ドラム（像担持体）上に形成されたトナー像を、中間転写ベルト（中間転写体）に転写する。この工程を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応した各画像形成ステーションごとに実行することで、中間転写ベルト表面に複数色からなるトナー像を形成する。続けて、２次転写工程として、中間転写ベルト表面に形成された複数色のトナー像を、紙などの記録材表面に一括して転写する。一括転写されたトナー像が、その後、定着手段によって記録材表面に永久定着されることにより、記録材にカラー画像が形成される。
上記構成の画像形成装置において、電源のコストダウンを目的として、中間転写ベルトの張架ローラをツェナーダイオードやバリスタを介して接地し、２次転写部から中間転写ベルトの周方向に電流を流して１次転写と２次転写の両立を図る構成が特許文献１に提案されている。
特許文献１には、転写不良を防止し、かつ低コスト化を図るため、中間転写ベルトを張架して移動させる駆動ローラに、２次転写電圧電源（高圧電源）を接続し、中間転写ベルトの周方向に電流を流すことによって１次転写を行う構成が開示されている。
一方、従来より、２次転写工程後の中間転写ベルトクリーニングを目的として、中間転写ベルト上の２次転写残トナーを中間転写ベルトに接触する帯電部材により均一に帯電させて１次転写部の感光ドラムで回収する方式の中間転写ベルトクリーニングが提案されている。（特許文献２）
上記構成の画像形成装置において、電源のコストダウンを目的として、中間転写ベルトの張架ローラをツェナーダイオードやバリスタを介して接地し、２次転写部から中間転写ベルトの周方向に電流を流して１次転写と２次転写の両立を図る構成が特許文献１に提案されている。
特許文献１には、転写不良を防止し、かつ低コスト化を図るため、中間転写ベルトを張架して移動させる駆動ローラに、２次転写電圧電源（高圧電源）を接続し、中間転写ベルトの周方向に電流を流すことによって１次転写を行う構成が開示されている。
一方、従来より、２次転写工程後の中間転写ベルトクリーニングを目的として、中間転写ベルト上の２次転写残トナーを中間転写ベルトに接触する帯電部材により均一に帯電させて１次転写部の感光ドラムで回収する方式の中間転写ベルトクリーニングが提案されている。（特許文献２）
特許文献１の構成において、後から述べた方式の中間転写ベルトクリーニング（ドラム静電クリーニング）を実行しようとした場合、次のような課題がある。ドラム静電クリーニングは、帯電部材のクリーニングも必要となる。例えば、通常印字動作における１次転写工程終了後の動作、すなわち後回転動作において、帯電部材に付着したトナーを中間転写ベルトに移動させるクリーニング（吐き出しクリーニング）を実行する。この吐き出しクリーニングでは、帯電部材に印加する電圧の極性を正負交互に切り替えるが、これに連動して、１次転写部の印加電圧の極性も正負が切り換わってしまうことがある。この１次転写部の極性の切り換わりが、各画像形成ステーションにおける感光ドラムでのドラム静電クリーニングに影響を与え、感光ドラムでのトナーの回収を困難とすることが考えられる。
本発明の目的は、１次転写と２次転写のための電源を共通化した画像形成装置において、中間転写ベルトのクリーニングと帯電部材のクリーニングを安定的・効率的に行うことができる画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
トナー像を担持する複数の像担持体と、
無端状で回転可能であって、前記複数の像担持体から１次転写されたトナー像を記録材に２次転写するための中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの外周面に１次転写されたトナー像を記録材に２次転写するための２次転写部材と、
前記２次転写部材に極性を可変に電圧を印加することが可能な第１の電源部と、
２次転写部の下流かつ１次転写部の上流において前記中間転写ベルトに残留したトナーを帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に極性を可変に電圧を印加する第２の電源部と、
を備え、
前記第１の電源部及び前記第２の電源部の少なくともいずれかが前記中間転写ベルトを介して前記複数の像担持体に電流を流すことで、前記複数の像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を１次転写させ、
前記第１の電源部が前記２次転写部材に電圧を印加することで、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を２次転写させ、
前記２次転写部材から前記中間転写ベルトに流れる電流と、前記帯電部材から前記中間転写ベルトに流れる電流と、の重畳電流が前記１次転写部に流れる画像形成装置において、
前記第１の電源部が前記２次転写部材に２次転写のときと同じ極性の電圧を印加している間に、前記第２の電源部が前記帯電部材に正負いずれの極性の電圧を印加しても、前記重畳電流の極性が前記第１の電源部の印加電圧と同じ極性に維持されることを特徴とする。
トナー像を担持する複数の像担持体と、
無端状で回転可能であって、前記複数の像担持体から１次転写されたトナー像を記録材に２次転写するための中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの外周面に１次転写されたトナー像を記録材に２次転写するための２次転写部材と、
前記２次転写部材に極性を可変に電圧を印加することが可能な第１の電源部と、
２次転写部の下流かつ１次転写部の上流において前記中間転写ベルトに残留したトナーを帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に極性を可変に電圧を印加する第２の電源部と、
を備え、
前記第１の電源部及び前記第２の電源部の少なくともいずれかが前記中間転写ベルトを介して前記複数の像担持体に電流を流すことで、前記複数の像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を１次転写させ、
前記第１の電源部が前記２次転写部材に電圧を印加することで、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を２次転写させ、
前記２次転写部材から前記中間転写ベルトに流れる電流と、前記帯電部材から前記中間転写ベルトに流れる電流と、の重畳電流が前記１次転写部に流れる画像形成装置において、
前記第１の電源部が前記２次転写部材に２次転写のときと同じ極性の電圧を印加している間に、前記第２の電源部が前記帯電部材に正負いずれの極性の電圧を印加しても、前記重畳電流の極性が前記第１の電源部の印加電圧と同じ極性に維持されることを特徴とする。
本発明によれば、１次転写と２次転写のための電源を共通化した画像形成装置において、中間転写ベルトのクリーニングと帯電部材のクリーニングを安定的・効率的に行うことができる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態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、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。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。本画像形成装置は、４つの画像形成ステーションより構成され、第１ステーション（ａ）はイエロー、第２ステーション（ｂ）はマゼンタ、第３ステーション（ｃ）はシアン、第４ステーション（ｄ）はブラックの各トナー画像（現像剤像）を形成する。本画像形成装置は、４連ドラム方式（インライン方式）プリンタである。すなわち、複数の第１の像担持体である感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を有し、それぞれ図の矢印方向に回転駆動しつつ、順次第２の像担持体である回転可能な中間転写ベルト１０に連続的に多重転写することで、フルカラープリント画像を得る。
図１は、本発明の実施例１に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。本画像形成装置は、４つの画像形成ステーションより構成され、第１ステーション（ａ）はイエロー、第２ステーション（ｂ）はマゼンタ、第３ステーション（ｃ）はシアン、第４ステーション（ｄ）はブラックの各トナー画像（現像剤像）を形成する。本画像形成装置は、４連ドラム方式（インライン方式）プリンタである。すなわち、複数の第１の像担持体である感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を有し、それぞれ図の矢印方向に回転駆動しつつ、順次第２の像担持体である回転可能な中間転写ベルト１０に連続的に多重転写することで、フルカラープリント画像を得る。
＜画像形成動作＞
４つの画像形成ステーションはいずれも同様の構成を有しており、ここでは、代表例として第１ステーション（ａ）における画像形成動作について説明し、他のステーションの説明は省略する。
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・電位に一様に帯電処理され、次いで露光手段３ａにより像露光を受ける。これにより、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第１の現像器（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。
感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との当接部（以下、１次転写ニップ部と称す）を通過する過程で、中間転写ベルト１０の外周面上に転写される（１次転写）。１次転写の給電手段については後述する。
感光ドラム１ａ表面に残留した１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、再び帯電以降の画像形成プロセスに供せられる。
４つの画像形成ステーションはいずれも同様の構成を有しており、ここでは、代表例として第１ステーション（ａ）における画像形成動作について説明し、他のステーションの説明は省略する。
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・電位に一様に帯電処理され、次いで露光手段３ａにより像露光を受ける。これにより、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第１の現像器（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。
感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との当接部（以下、１次転写ニップ部と称す）を通過する過程で、中間転写ベルト１０の外周面上に転写される（１次転写）。１次転写の給電手段については後述する。
感光ドラム１ａ表面に残留した１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、再び帯電以降の画像形成プロセスに供せられる。
同様に、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各感光ドラム１ｂ〜１ｄに形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写されることで、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。
中間転写ベルト１０上の４色のカラートナー像は、その後、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２０との接触部である２次転写ニップ部を通過する。これと同時に、給紙手段５０により給紙された記録材Ｐも２次転写ニップ部を通過する。この過程で、２次転写高圧電源２１が２次転写ローラ２０に印加する２次転写電圧により、中間転写ベルト１０上のカラートナー像が記録材Ｐの表面に一括転写される（２次転写）。その後、４色のトナー像を担持した記録材Ｐは、定着器３０に導入され、そこで加熱及び加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して記録材Ｐに固定（定着）される。以上の動作により、フルカラーのプリント画像が記録材Ｐに形成される。
また、２次転写後に中間転写ベルト１０表面に残留した２次転写残トナーは、１次転写部の上流において、２次転写残トナーの帯電部材である導電性ブラシ１６により均一に散らされ、かつ帯電される。その後、導電性ローラ１７により電荷が付与され、次回の１次転写時に各感光ドラム１ａ〜１ｄに逆転写される。この際、感光ドラム１ａ〜１ｄに付着した２次転写残トナーは、１次転写残トナーと共に、各感光ドラムに対応したクリーニング装置５ａ〜５ｄによってそれぞれ回収される。
＜中間転写ベルト（中間転写体）＞
中間転写ベルト１０は、周長７００ｍｍ、厚さ９０μｍで、無端状のポリイミド樹脂を用いて作成される。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３の３軸で張架され、テンションローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架されつつ、図１の矢印方向に、感光ドラム１ａ〜１ｄと略同一の周速度で回転駆動
される。
中間転写ベルト１０は、周長７００ｍｍ、厚さ９０μｍで、無端状のポリイミド樹脂を用いて作成される。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３の３軸で張架され、テンションローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架されつつ、図１の矢印方向に、感光ドラム１ａ〜１ｄと略同一の周速度で回転駆動
される。
中間転写ベルト１０の電気的特性としては、電子導電性の特性を示し、雰囲気中の温湿度に対する抵抗値変動が小さいのが特徴である。本実施例で用いた中間転写ベルト１０は、体積抵抗率を１×１０８〜１０１０Ω・ｃｍ、周方向の抵抗値を１×１０８Ωとしている。ここで、体積抵抗率は、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５００Ｖ、測定時間１０ｓｅｃの条件で行った。
また、周方向の抵抗は、図２（ａ）に示す周方向抵抗測定治具を使用して測定した。図２（ａ）において、測定する中間転写ベルト１０は、内面ローラ５１と駆動ローラ５２でたるみが無いように張架されている。金属でできた内面ローラ５１は高圧電源（メーカー：ＴＲＥＫ社）５３に接続され、駆動ローラ５２は接地されている。駆動ローラ５２の表面は、中間転写ベルト１０に対して十分に抵抗の低い導電ゴムで被覆されており、中間転写ベルト１０が１００ｍｍ／ｓｅｃとなるように回転する。駆動ローラ５２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５１に一定電流ＩＬを印加し、内面ローラ５１に繋いだ高圧電源５３で電圧ＶＬをモニタする。図２（ａ）に示す測定系は図２（ｂ）に示す等価回路であるとみなすと、内面ローラ５１と駆動ローラ５２までの距離Ｌ（本実施例では３００ｍｍ）の長さにおける中間転写ベルト１０の周方向の抵抗ＲＬはＲＬ＝２ＶＬ／ＩＬによって算出することが出来る。このＲＬを中間転写ベルト１０の周長（本実施例では７００ｍｍ）に換算することで周方向の抵抗を求めている。
なお、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、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、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の材料及びこれらの混合樹脂を使用してもよい。
＜２次転写ローラ及び帯電部材＞
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１０８Ω・ｃｍ、厚み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。また、２次転写高圧電源２１から正負両極性の電圧が可変に印加されるよう接続されており、中間転写ベルト１０に対して５０Ｎの加圧力で当接されつつ、中間転写ベルト１０の回転に伴い従動回転する。中間転写ベルト１０とのニップ部（２次転写ニップ部）における実抵抗値は約２×１０７Ωである。抵抗値は、測定対象ローラを直径３０ｍｍのアルミ製シリンダに対して従動回転させながら、Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社製Ｒ８３４０超高抵抗計を用いて測定した。測定条件は、印加電圧１０００Ｖ、印加時間３０秒、当接圧９．８Ｎ、２次転写ローラ２０の回転周速１００ｍｍ／ｓである。２次転写ニップ幅は約３．５ｍｍ、長手幅は２２０ｍｍである。
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１０８Ω・ｃｍ、厚み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。また、２次転写高圧電源２１から正負両極性の電圧が可変に印加されるよう接続されており、中間転写ベルト１０に対して５０Ｎの加圧力で当接されつつ、中間転写ベルト１０の回転に伴い従動回転する。中間転写ベルト１０とのニップ部（２次転写ニップ部）における実抵抗値は約２×１０７Ωである。抵抗値は、測定対象ローラを直径３０ｍｍのアルミ製シリンダに対して従動回転させながら、Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社製Ｒ８３４０超高抵抗計を用いて測定した。測定条件は、印加電圧１０００Ｖ、印加時間３０秒、当接圧９．８Ｎ、２次転写ローラ２０の回転周速１００ｍｍ／ｓである。２次転写ニップ幅は約３．５ｍｍ、長手幅は２２０ｍｍである。
導電性ブラシ１６は、導電性を有する繊維で構成されている。導電性繊維はナイロンを主成分とし、導電剤としてカーボンを使用し、導電性繊維１本の単位長さあたりの抵抗値は１×１０１０Ω／ｃｍであり、繊度３００Ｔ／６０Ｆである。導電性繊維の単位長さあたりの抵抗（Ω／ｃｍ）測定方法は、図３（ａ）に示されるように、測定対象の導電性繊維１６ａを幅１０ｍｍ（Ｄ）で配置された２本のφ５金属ローラ８３で張架し、片側１００ｇの錘８４にて荷重をかける。この状態で、測定用電源８１から２００Ｖの電圧を、金属ローラ８３を介して導電性繊維１６ａに印加し、その時の電流値を測定用電流計８２で読み取り、１０ｍｍ（１ｃｍ）あたりの導電性繊維１６ａの抵抗値（Ω／ｃｍ）を算出し
ている。導電性ブラシ１６の抵抗値の測定方法は、図３（ｂ）に示すように、測定対象の導電性ブラシ１６をφ３０の金属ローラ８５に侵入量１．０ｍｍで当接させ、電源８１から２００Ｖの電圧を導電性ブラシ１６に印加し、その時の電流値を電流計８２で読み取ることによって抵抗値を算出する。算出方法による導電性ブラシ１６の抵抗値は１×１０８Ωである。また、導電性ブラシ高圧電源６０から正負両極性の電圧が印加されるよう接続されており、中間転写ベルト１０に対して約１．０ｍｍの侵入量で固定配置されている。
ている。導電性ブラシ１６の抵抗値の測定方法は、図３（ｂ）に示すように、測定対象の導電性ブラシ１６をφ３０の金属ローラ８５に侵入量１．０ｍｍで当接させ、電源８１から２００Ｖの電圧を導電性ブラシ１６に印加し、その時の電流値を電流計８２で読み取ることによって抵抗値を算出する。算出方法による導電性ブラシ１６の抵抗値は１×１０８Ωである。また、導電性ブラシ高圧電源６０から正負両極性の電圧が印加されるよう接続されており、中間転写ベルト１０に対して約１．０ｍｍの侵入量で固定配置されている。
導電性ローラ１７は、体積抵抗率１０９Ω・ｃｍのウレタンゴムを主成分とする弾性ローラを用いている。また、導電性ローラ高圧電源７０から正負両極性の電圧が印加されるよう接続されており、不図示のバネによって、中間転写ベルト１０に対して総圧９．８Ｎで加圧されつつ、中間転写ベルト１０の回転に伴い従動回転する。中間転写ベルト１０とのニップ部（導電性ローラニップ部）における実抵抗値は約１×１０８Ωである。抵抗値は、２次転写ローラ同様に、測定対象ローラを直径３０ｍｍのアルミ製シリンダに対して従動回転させながら、Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社製Ｒ８３４０超高抵抗計を用いて測定した。測定条件は、印加電圧１０００Ｖ、印加時間３０秒、当接圧９．８Ｎ、導電性ローラ１６の回転周速１００ｍｍ／ｓである。導電性ローラ１７のニップ幅は約１．５ｍｍである。尚、本実施例では導電性ローラ１７としてウレタンゴムを用いたが特に限定されるものではなく、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリンなどであってもよい。
＜２次転写残トナーの帯電手段＞
本画像形成装置に用いられるトナー（現像剤）は、現像器４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）内において負極性の電荷が付与される。そして、通常の画像形成時は、感光ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト１０に１次転写された後、２次転写ローラ２０により所望の正極性電圧（本実施例では約８００Ｖ）を与えられることによって、記録材Ｐに２次転写して画像形成を行っている。２次転写後の中間転写ベルト１０上には、図４に示すように、正負両極性の２次転写残トナーが混在している。図４は、中間転写ベルト電位と１次転写効率の関係を示す図である。さらに、記録材Ｐ表面の凹凸の影響を受け、２次転写残トナーは局所的に複数層に重なって中間転写ベルト１０上に残留している（図４中のＡ）。
本画像形成装置に用いられるトナー（現像剤）は、現像器４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）内において負極性の電荷が付与される。そして、通常の画像形成時は、感光ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト１０に１次転写された後、２次転写ローラ２０により所望の正極性電圧（本実施例では約８００Ｖ）を与えられることによって、記録材Ｐに２次転写して画像形成を行っている。２次転写後の中間転写ベルト１０上には、図４に示すように、正負両極性の２次転写残トナーが混在している。図４は、中間転写ベルト電位と１次転写効率の関係を示す図である。さらに、記録材Ｐ表面の凹凸の影響を受け、２次転写残トナーは局所的に複数層に重なって中間転写ベルト１０上に残留している（図４中のＡ）。
導電性ブラシ１６は、複数層に重なった２次転写残トナーを帯電しつつ均一に散らす役割を担っており、２次転写残トナーは、導電性ブラシ１６との周速差により機械的に略一層の高さに散らされる（図４中のＢ）。また、導電性ブラシ１６には導電性ブラシ高圧電源６０より正極性の定電流制御を行うことによって（本実施例では２０μＡ）、２次転写残トナーを現像時のトナー極性と逆極性である正極性に帯電する。正極性に帯電しきれなかった負極性トナーは、導電性ブラシ１６に１次回収される。その後、導電性ブラシ１６を通過した２次転写残トナーは、中間転写ベルト１０の回転方向に移動し、導電性ローラ１７に到達する。
導電性ローラ１７には、導電性ローラ高圧電源７０により所望の正極性の電圧が印加されている。導電性ブラシ１６を通過し、正極性に帯電された２次転写残トナーは、導電性ローラ１７通過時に更に帯電され、転写同時方式の中間転写ベルトクリーニングを実現させるために最適な正電荷が付与される（図４中のＣ）。最適な正電荷が付与された２次転写残トナーは、１次転写ニップ部において、感光ドラム１に逆転写され、感光ドラム１に配置されたクリーニング装置５に回収される（ドラム静電クリーニング回収）。
尚、本実施例では導電性ブラシ１６の中間転写ベルト１０の回転方向下流側に導電性ローラ１７を配置しているが、その目的とするところは、導電性ブラシ１６通過後のトナーの帯電量をより均一にすることである。
＜１次転写の給電手段＞
本画像形成装置は、第１の電源部としての２次転写高圧電源２１、第２の電源部としての導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０を使用して、中間転写ベルト１０の周方向に電流を流すことによって中間転写ベルト１０を帯電し、電位を形成している。この中間転写ベルト１０と感光ドラム１ａ〜１ｄとの電位差により感光ドラム１上の負極性トナーが中間転写ベルト１０上に移動することによって、１次転写を行っている。ここで、２次転写ローラ２０から流れる電流、導電性ブラシ１６から流れる電流、導電性ローラ１７から流れる電流は、それぞれ重畳されて中間転写ベルト１０の周方向に流れる。
本画像形成装置は、第１の電源部としての２次転写高圧電源２１、第２の電源部としての導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０を使用して、中間転写ベルト１０の周方向に電流を流すことによって中間転写ベルト１０を帯電し、電位を形成している。この中間転写ベルト１０と感光ドラム１ａ〜１ｄとの電位差により感光ドラム１上の負極性トナーが中間転写ベルト１０上に移動することによって、１次転写を行っている。ここで、２次転写ローラ２０から流れる電流、導電性ブラシ１６から流れる電流、導電性ローラ１７から流れる電流は、それぞれ重畳されて中間転写ベルト１０の周方向に流れる。
また、中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３は、直列且つお互いに相反する向きに接続された２つのツェナーダイオード１５ａ、１５ｂを介して接地されている。２つのツェナーダイオード１５ａ、１５ｂは、共にツェナー電圧が３００Ｖである。
これにより、各高圧電源２１、６０、７０から中間転写ベルト１０を介して各張架ローラ１１、１２、１３に電流が流れることによって、ツェナーダイオード１５ａ、１５ｂに応じた電位（±３００Ｖ）が出力される。本実施例のツェナーダイオード１５ａ、１５ｂは、所定電流（絶対値で５μＡ）以上流れることで、所望の電位（±３００Ｖ）を維持し、それ以上流れる電流は接地側に流すことが可能である。
このとき、各張架ローラ（駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３）は正負極性共に３００Ｖに維持されるため、中間転写ベルト１０の裏面電位も、同じく正負極性共に３００Ｖに維持される。また、各張架ローラ（駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３）に流れる電流も、２次転写ローラ２０から流れる電流と、導電性ブラシ１６から流れる電流、及び導電性ローラ１７から流れる電流が重畳される。このため、重畳された電流が正極性の場合は、中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖとなり、負極性の場合は−３００Ｖとなる。
このとき、各張架ローラ（駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３）は正負極性共に３００Ｖに維持されるため、中間転写ベルト１０の裏面電位も、同じく正負極性共に３００Ｖに維持される。また、各張架ローラ（駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３）に流れる電流も、２次転写ローラ２０から流れる電流と、導電性ブラシ１６から流れる電流、及び導電性ローラ１７から流れる電流が重畳される。このため、重畳された電流が正極性の場合は、中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖとなり、負極性の場合は−３００Ｖとなる。
ここで、一方のツェナーダイオードを逆向きに接続しているのは、帯電部材の吐き出しクリーニングを行う際など、逆極性の電圧を印加する際においても、１次転写ニップ部に安定した電位を供給するためである。
＜本発明が解決しようとする課題の詳細＞
１次転写と２次転写のための電源を共通化した画像形成装置において、印字の後回転時等に帯電部材の吐き出しクリーニングを行う際、帯電部材に対する高圧電源６０、７０から出力する電圧の正負極性の切り替えに連動して、１次転写部に印加される電圧の正負極性も切り替わることが生じ得る。このため、本来回収したいステーションを通過する際に、１次転写部の電位が負極性になってしまい、残トナーＴが中間転写ベルト１００に残留してしまう可能性がある。これら中間転写ベルト１００に残留した残トナーＴをクリーニングするためには、さらに中間転写ベルト１００を駆動回転させることが必要となることが考えられ、ダウンタイムや本体寿命にも影響を及ぼすことが懸念される。
１次転写と２次転写のための電源を共通化した画像形成装置において、印字の後回転時等に帯電部材の吐き出しクリーニングを行う際、帯電部材に対する高圧電源６０、７０から出力する電圧の正負極性の切り替えに連動して、１次転写部に印加される電圧の正負極性も切り替わることが生じ得る。このため、本来回収したいステーションを通過する際に、１次転写部の電位が負極性になってしまい、残トナーＴが中間転写ベルト１００に残留してしまう可能性がある。これら中間転写ベルト１００に残留した残トナーＴをクリーニングするためには、さらに中間転写ベルト１００を駆動回転させることが必要となることが考えられ、ダウンタイムや本体寿命にも影響を及ぼすことが懸念される。
＜本発明の実施例の特徴＞
本発明の実施例に係る画像形成装置は、吐き出しクリーニングなど帯電部材に印加する電圧の正負極性を切り替えたときに、１次転写部に印加される電圧の正負極性が変わらないように構成したことを特徴とする。より具体的には、帯電部材に印加する電圧の正負極性を切り替えた場合においても、２次転写部材から中間転写ベルト１００に流れる電流が支配的となるようにし、１次転写部においては常に所望の極性で且つ安定した電圧が維持されるようにした。これにより、帯電部材の吐き出しクリーニングと１次転写部のドラム静電クリーニングを並行して且つ安定して行うことができるようになり、ダウンタイムの削減や本体の長寿命化を実現することができる。
本発明の実施例に係る画像形成装置は、吐き出しクリーニングなど帯電部材に印加する電圧の正負極性を切り替えたときに、１次転写部に印加される電圧の正負極性が変わらないように構成したことを特徴とする。より具体的には、帯電部材に印加する電圧の正負極性を切り替えた場合においても、２次転写部材から中間転写ベルト１００に流れる電流が支配的となるようにし、１次転写部においては常に所望の極性で且つ安定した電圧が維持されるようにした。これにより、帯電部材の吐き出しクリーニングと１次転写部のドラム静電クリーニングを並行して且つ安定して行うことができるようになり、ダウンタイムの削減や本体の長寿命化を実現することができる。
本実施例における２次転写ローラ２０と帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の抵抗値は先に述べた通りであり、次の関係を満たしている。
２次転写ローラ２０ ＜ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
２次転写ローラ２０ ＜ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
本実施例の特徴の一つは、１次転写ニップ部に流れる電流値は、２次転写ローラ２０から流れる電流値（第１の電流の電流値）と、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）から流れる電流値（第２の電流の電流値）の重畳によって決定されることである。また、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）に印加する電圧極性を切り替えた場合においても次の関係を満たすことである。
２次転写部材から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
２次転写部材から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
＜画像形成装置の動作＞
図５〜図９を参照して、本実施例に係る画像形成装置の具体的な動作について説明する。図５は、本実施例における印字後の後回転動作のタイミングチャートを示している。図５において、Ｓ１は、中間転写ベルト１０から記録材Ｐにトナー像を２次転写している途中のタイミングであり、このときのトナー状態を図６に示す。図６は、記録材Ｐに転写されなかった２次転写残トナーが、中間転写ベルト１０上に残留したまま移動しつつ、第１ステーション（ａ）においてドラム静電クリーニング回収されている状態を示している。このとき、２次転写高圧電源２１は＋８００Ｖ、導電性ブラシ高圧電源６０、導電性ローラ高圧電源７０は共に＋１５００Ｖを印加し、２次転写ローラ２０及び帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）から流れる重畳電流によって１次転写を行っている。画像形成中に１次転写ニップ部Ｔ１に流れる電流は、約＋４０μＡである。
図５〜図９を参照して、本実施例に係る画像形成装置の具体的な動作について説明する。図５は、本実施例における印字後の後回転動作のタイミングチャートを示している。図５において、Ｓ１は、中間転写ベルト１０から記録材Ｐにトナー像を２次転写している途中のタイミングであり、このときのトナー状態を図６に示す。図６は、記録材Ｐに転写されなかった２次転写残トナーが、中間転写ベルト１０上に残留したまま移動しつつ、第１ステーション（ａ）においてドラム静電クリーニング回収されている状態を示している。このとき、２次転写高圧電源２１は＋８００Ｖ、導電性ブラシ高圧電源６０、導電性ローラ高圧電源７０は共に＋１５００Ｖを印加し、２次転写ローラ２０及び帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）から流れる重畳電流によって１次転写を行っている。画像形成中に１次転写ニップ部Ｔ１に流れる電流は、約＋４０μＡである。
区間Ｓ１〜Ｓ２において、１次転写部における画像形成が終了した時点で、感光ドラム１ａ〜１ｄの表面はほぼ電位を持たなくなるため、このタイミングから重畳電流は、張架ローラ（駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３）側に流れる。したがって、以降１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖを維持している。
次に、記録材Ｐへの２次転写が終了し、２次転写残トナーが導電性ローラ１７に到達した時点（Ｓ２）で、２次転写高圧電源２１、導電性ブラシ高圧電源６０、導電性ローラ高圧電源７０の正極性電圧をそれぞれＯＦＦするとともに負極性電圧をそれぞれＯＮする。印加電圧は、共に−１０００Ｖである。この瞬間（Ｓ２）から、２次転写ローラ２０及び帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）から流れる重畳電流（約−７０μＡ）によって、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は−３００Ｖに維持される。これにより、正極性の電荷を持つ２次転写残トナーの後端は、中間転写ベルト１０側に静電的に引き付けられることになる。一方、同瞬間（Ｓ２）から、導電性ブラシ１６に１次回収されていた負極性トナーが導電性ブラシ１６から吐き出され、導電性ローラ１７によってさらに負極性に帯電させられつつ移動する。このときのトナー状態（区間Ｓ２〜Ｓ３）を図７に示す。図７より、２次転写残トナーの後端が、第１ステーション（ａ）に回収されずに中間転写ベルト１０に静電的に引き付けられた状態で移動し、一方で導電性ブラシ１６から負極性トナーが吐き出されていることが分かる。２次転写残トナーの後端をステーション（ａ）に回収させないのは、過度なトナー回収によるクリーニング装置５ａの飽和（パンクリスク）を回避し、ステーション（ｂ）〜（ｄ）のクリーニング装置５ｂ〜５ｄにも振り分けて回収させるためである。本実施例においては、２次転写残トナーの後端をステーション（ｂ）、（ｃ）に振り分けて回収させる。
次に、２次転写残トナーの後端がステーション（ａ）を通過した時点（Ｓ３）で、再び２次転写高圧電源２１の正極性電圧をＯＮし、負極性電圧をＯＦＦする。また同瞬間（Ｓ
３）から、導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０の正極性電圧と負極性電圧のＯＮ／ＯＦＦを交互に繰り返すことによって、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の吐き出しクリーニングを行う。吐き出しクリーニングは、正極性電圧を４回ＯＮ／ＯＦＦさせた時点（Ｓ４）で終了する。
３）から、導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０の正極性電圧と負極性電圧のＯＮ／ＯＦＦを交互に繰り返すことによって、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の吐き出しクリーニングを行う。吐き出しクリーニングは、正極性電圧を４回ＯＮ／ＯＦＦさせた時点（Ｓ４）で終了する。
ここで、区間Ｓ３〜Ｓ４における、１次転写ニップ部の電位について説明する。２次転写高圧電源２１は、この間＋１０００Ｖの電圧を印加しており、２次転写ローラ２０には＋５０μＡの電流が流れる。一方、導電性ブラシ高圧電源６０は、正負極性共に１０００Ｖの電圧を印加しており、導電性ブラシ１６には、正極性（＋１０００Ｖ）印加のときは＋１０μＡ、負極性（−１０００Ｖ）印加のときは−１０μＡの電流が流れる。また導電性ローラ７０も、同様に正負極性共に１０００Ｖの電圧を印加しており、導電性ローラ１７には、正極性（＋１０００Ｖ）印加のときは＋１０μＡ、負極性（−１０００Ｖ）印加のときは−１０μＡの電流が流れる。
したがって、導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０が共に正極性のとき、２次転写ローラ２０から流れる電流は＋５０μ、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）から流れる電流は＋２０μＡとなる。その重畳電流は＋７０μＡとなるため、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖに維持される。また、導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０が共に負極性のときは、２次転写ローラ２０から流れる電流は＋５０μＡ、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）から流れる電流は−２０μＡとなる。その重畳電流は＋３０μＡとなるため、同様に中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖに維持される。
つまり、この区間Ｓ３〜Ｓ４においては、いずれの場合においても、中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖに維持される。これは、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）に印加する電圧極性を負極性に切り替えた場合においても、次の関係を満たすことによって、重畳電流が正極性を維持するからである。
２次転写ローラ２０から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
２次転写ローラ２０から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
図８は、区間Ｓ３〜Ｓ４におけるトナー状態図である。Ｓ３時点から、２次転写残トナーは中間転写ベルト１０から静電的に引き離される力が働き、感光ドラム１側に引き寄せられ、ステーション（ｂ）、（ｃ）のクリーニング装置５ｂ、５ｃに回収される。このとき、導電性ブラシ１６から吐き出された負極性トナーＡが、中間転写ベルト１０に静電的に引き付けられた状態でステーション（ａ）を通過している。また、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の吐き出しクリーニングによって、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）から正負極性のトナーＢが交互に吐き出されている。
その後（Ｓ４以降）、２次転写高圧電源２１の正極性電圧（＋１０００Ｖ）はＯＮ状態のまま、導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０の正極性電圧をＯＦＦし、負極性電圧（−１０００Ｖ）をＯＮとする。このとき、２次転写ローラ２０及び帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の重畳電流は＋３０μＡとなり、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖに維持される。
次に、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の吐き出しクリーニングによって吐き出された正負極性トナーＢが、第１ステーション（ａ）を通過した時点（Ｓ５）で、２次転写高圧電源２１の正極性電圧をＯＦＦする。このとき、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の重畳電流は−２０μＡとなるため、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は−３００Ｖに維持される。したがって、この瞬間（Ｓ５）から、負極性トナーＡは中間転写ベルト１０から静電的に引き離される力が働き、感光ドラム１側に引き寄せられる。図９は、負極性トナーＡが、ステーション（ｂ）
〜（ｄ）のクリーニング装置５ｂ〜５ｄに振り分けられている状態を示している。また、吐き出しクリーニングによって吐き出された正負極性トナーＢについては、２次転写高圧電源２１の正極性電圧がＯＦＦされる（Ｓ５）以前は、ステーション（ａ）において正極性トナーのみ回収され、負極性トナーは通過する。ステーション（ａ）を通過した負極性トナーは、Ｓ５以降にステーション（ｂ）、（ｃ）によって回収される。
〜（ｄ）のクリーニング装置５ｂ〜５ｄに振り分けられている状態を示している。また、吐き出しクリーニングによって吐き出された正負極性トナーＢについては、２次転写高圧電源２１の正極性電圧がＯＦＦされる（Ｓ５）以前は、ステーション（ａ）において正極性トナーのみ回収され、負極性トナーは通過する。ステーション（ａ）を通過した負極性トナーは、Ｓ５以降にステーション（ｂ）、（ｃ）によって回収される。
こうして、全ての負極性トナーをステーション（ｂ）〜（ｄ）のクリーニング装置５ｂ〜５ｄで回収した時点（Ｓ６）で、導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０の負極性電圧をＯＦＦし、また画像形成装置のメインモータをＯＦＦする。これにより、一連の画像形成動作を終了する。
＜本実施例の作用効果＞
以上説明したように、印字後の後回転動作において、帯電部材の印加電圧の極性を切り替えた場合においても、次の関係を満たすことで、１次転写ニップ部における中間転写ベルト１０の裏面電位の極性は変わらず安定した電圧を維持することができる。
２次転写部材から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
以上説明したように、印字後の後回転動作において、帯電部材の印加電圧の極性を切り替えた場合においても、次の関係を満たすことで、１次転写ニップ部における中間転写ベルト１０の裏面電位の極性は変わらず安定した電圧を維持することができる。
２次転写部材から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
これにより、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の吐き出しクリーニングを行いつつ、１次転写ニップ部Ｔ１におけるドラム静電クリーニングを並行して且つ安定して行うことができるため、ダウンタイムの削減を図ることができる。また、２次転写残トナーや帯電部材の吐き出しトナーといった、正負極性の異なるトナーを、各画像形成ステーションにおいて即座に効率良く振り分けして回収することができ、画像形成動作の終了タイミングを早めることができる。したがって、感光ドラム１や中間転写ベルト１０の回転時間を軽減し、画像形成装置の長寿命化を図ることができる。
尚、本実施例では、ツェナーダイオード１５を３本の張架ローラ１１、１２、１３にそれぞれ接続しているが、張架部材に接続するのは１本ないし２本でもよい。
また、各画像形成ステーションの１次転写ニップ部で感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に対向する箇所等に金属ローラ等の導電部材を設置し、張架ローラ（駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３）と同様にツェナーダイオード１５ａ、１５ｂに接続してもよい。
また、本実施例では、中間転写ベルトの内周面の表面電位を重畳電流と同じ極性の所定電位以上に維持する電圧安定素子（定電圧素子）としてツェナーダイオード１５ａ、１５ｂを使用した。しかし、同様の効果を得られる素子であれば、別の電圧安定素子でもよく、例えば、バリスタなどの素子であってもよい。
また、２次転写ローラ２０、導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７の抵抗値が、全て１×１０８Ωであってもよい（変形例１）。つまり、次の関係を満たしている。
２次転写ローラ２０ ＝ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
２次転写ローラ２０ ＝ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
この場合、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の吐き出しクリーニング中における、２次転写高圧電源２１の印加電圧は＋２５００Ｖ、導電性ブラシ高圧電源６０、導電性ローラ高圧電源７０の印加電圧は±１０００Ｖとする。つまり、印加電圧（絶対値）の関係は、次のようになる。
２次転写ローラ２０ ＞ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
２次転写ローラ２０ ＞ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
このとき、区間（Ｓ３〜Ｓ４）において、２次転写ローラには＋２５μＡの電流が流れている。一方、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）には、正極性（＋１０
００Ｖ）印加のときは共に＋１０μＡ、負極性（−１０００Ｖ）印加のときは共に−１０μＡの電流が流れている。したがって、導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０が共に正極性のとき、重畳電流は＋４５μＡとなり、共に負極性のときは、重畳電流は＋５μＡとなるため、いずれの場合においても重畳電流は正極性となる。よって、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖに維持することができる。
００Ｖ）印加のときは共に＋１０μＡ、負極性（−１０００Ｖ）印加のときは共に−１０μＡの電流が流れている。したがって、導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０が共に正極性のとき、重畳電流は＋４５μＡとなり、共に負極性のときは、重畳電流は＋５μＡとなるため、いずれの場合においても重畳電流は正極性となる。よって、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖに維持することができる。
以上説明したように、変形例１の構成で、帯電部材としての導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０から印加される電圧の正負極性を切り替えた場合においても、次の関係が満たされる。
２次転写部材から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
したがって、本変形例においても、１次転写ニップ部における中間転写ベルト１０の裏面電位の極性が変わらず安定した電圧を維持することができる。
２次転写部材から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
したがって、本変形例においても、１次転写ニップ部における中間転写ベルト１０の裏面電位の極性が変わらず安定した電圧を維持することができる。
また、２次転写ローラ２０の抵抗値が１×１０８Ωであり、導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７の抵抗値が、共に５×１０７Ωであってもよい（変形例２）。つまり、次の関係を満たしている。
２次転写ローラ２０ ＞ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
２次転写ローラ２０ ＞ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
この場合、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の吐き出しクリーニング中における、２次転写高圧電源２１の印加電圧は＋２５００Ｖ、導電性ブラシ高圧電源６０、導電性ローラ高圧電源７０の印加電圧は±５００Ｖとする。つまり、印加電圧（絶対値）の関係は、次のようになる。
２次転写ローラ２０ ＞ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
２次転写ローラ２０ ＞ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
このとき、区間（Ｓ３〜Ｓ４）において、２次転写ローラには＋２５μＡの電流が流れている。一方、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）には、正極性（＋５００Ｖ）印加のときは共に＋１０μＡ、負極性（−５００Ｖ）印加のときは共に−１０μＡの電流が流れている。したがって、導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０が共に正極性のとき、重畳電流は＋４５μＡとなり、共に負極性のときは、重畳電流は＋５μＡとなるため、いずれの場合においても重畳電流は正極性となる。よって、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖに維持することができる。
以上説明したように、変形例２の構成で、帯電部材としての導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０から印加される電圧の正負極性を切り替えた場合においても、次の関係を満たされる。
２次転写部材から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
したがって、本変形例においても、１次転写ニップ部における中間転写ベルト１０の裏面電位の極性が変わらず安定した電圧を維持することができる。
２次転写部材から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
したがって、本変形例においても、１次転写ニップ部における中間転写ベルト１０の裏面電位の極性が変わらず安定した電圧を維持することができる。
また、２次転写ローラ２０の抵抗値が２×１０７Ωであり、導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７の抵抗値が、共に２×１０９Ωであっても良い（変形例３）。つまり、次の関係を満たしている。
２次転写ローラ２０ ＜ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
２次転写ローラ２０ ＜ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
この場合、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）の吐き出しクリーニング中における、２次転写高圧電源２１の印加電圧は＋８００Ｖ、導電性ブラシ高圧電源６０、導電性ローラ高圧電源７０の印加電圧は±１０００Ｖとする。つまり、印加電圧（絶対値）の関係は、次のようになる。
２次転写ローラ２０ ＜ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
２次転写ローラ２０ ＜ 帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）
このとき、区間（Ｓ３〜Ｓ４）において、２次転写ローラには＋４０μＡの電流が流れている。一方、帯電部材（導電性ブラシ１６、導電性ローラ１７）には、正極性（＋１０００Ｖ）印加のときは共に＋０．５μＡ、負極性（−１０００Ｖ）印加のときは共に−０．５μＡの電流が流れている。したがって、導電性ブラシ高圧電源６０及び導電性ローラ高圧電源７０が共に正極性のとき、重畳電流は＋４１μＡとなり、共に負極性のときは、重畳電流は＋３９μＡとなるため、いずれの場合においても重畳電流は正極性となる。よって、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖに維持することができる。
以上説明したように、変形例３の構成で、帯電部材としての導電性ブラシ高圧電源６０、及び導電性ローラ高圧電源７０から印加される電圧の正負極性を切り替えた場合においても、次の関係が満たされる。
２次転写部材から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
したがって、１次転写ニップ部における中間転写ベルト１０の裏面電位の極性が変わらず安定した電圧を維持することができる。
２次転写部材から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
したがって、１次転写ニップ部における中間転写ベルト１０の裏面電位の極性が変わらず安定した電圧を維持することができる。
（実施例２）
本発明の実施例２に係る画像形成装置について説明する。本実施例に係る画像形成装置の構成において、実施例１と同一部材には同一符号とし、説明を省略する。ここで説明しない事項については、実施例１と同様である。
本発明の実施例２に係る画像形成装置について説明する。本実施例に係る画像形成装置の構成において、実施例１と同一部材には同一符号とし、説明を省略する。ここで説明しない事項については、実施例１と同様である。
＜本実施例の特徴＞
図１０は、本発明の実施例２に係る画像形成装置の概略構成図である。図１０に示すように、本実施例における画像形成装置は、実施例１のように帯電部材としての導電性ローラを持たず、導電性ブラシ１６のみとすることが特徴の一つである。
図１０は、本発明の実施例２に係る画像形成装置の概略構成図である。図１０に示すように、本実施例における画像形成装置は、実施例１のように帯電部材としての導電性ローラを持たず、導電性ブラシ１６のみとすることが特徴の一つである。
本実施例で用いる中間転写ベルト１０は、表面に厚み２μｍのアクリル樹脂塗料を塗布することによって、平滑度の高いコート層を設けている。一方、基層は、ポリエステルを主成分とする材料から構成され、厚みは実施例１と同様に１００μｍである。この結果、中間転写ベルト１０の体積抵抗率は、１×１０９Ω・ｃｍとなり、導電性ブラシ１６と接触する部分における中間転写ベルト１０の抵抗値は、８．９×１０５Ωとなる。中間転写ベルト１０のコート層の平滑度が向上すると、記録材表面との間に発生する微小空間を小さくすることができるため、２次転写ニップ部での電界の乱れを抑制することができ、２次転写効率が向上する。その結果、２次転写残トナー量を減らすことができ、導電性ブラシ１６が持つ１次回収性能により、正極性に帯電させるべきトナー量も十分に減らすことができるため、導電性ブラシ１６のみでも２次転写残トナーを正極性に帯電させることができる。
導電性ブラシ１６の構成については、実施例１と同様の材料であり、導電性繊維１６ａの１本の単位長さあたりの抵抗値は１×１０１２Ω／ｃｍ、導電性ブラシ１６の抵抗値は１×１０８Ω、単糸繊度３００Ｔ／６０Ｆ（５ｄｔｅｘ）である。また、ブラシ密度としては１００ｋＦ／ｉｎｃｈ２である。
また、本実施例のもう一つの特徴は、２次転写ローラ２０と導電性ブラシ１６に印加する負極性の電圧を共通化していることである。正極性の電圧は、それぞれ個別の高圧電源（２次転写正高圧電源６３、導電性ブラシ正高圧電源６１）によって印加され、負極性の電圧は、共に２次転写導電性ブラシ負高圧電源６２から印加される。これは、高圧電源を一つ削減できることによるコストダウンを図っている。
＜画像形成装置の動作＞
図１１を用いて、上記特徴を持つ画像形成装置の具体的な動作について説明する。図１１は、本実施例における印字後の後回転動作のタイミングチャートを示している。図１１において、各タイミング（Ｓ１〜Ｓ６）は、実施例１と同様であり、また各タイミングにおけるトナー状態も図６〜図９と同様のため、詳細な説明は省略し、相違点を説明する。
図１１を用いて、上記特徴を持つ画像形成装置の具体的な動作について説明する。図１１は、本実施例における印字後の後回転動作のタイミングチャートを示している。図１１において、各タイミング（Ｓ１〜Ｓ６）は、実施例１と同様であり、また各タイミングにおけるトナー状態も図６〜図９と同様のため、詳細な説明は省略し、相違点を説明する。
Ｓ１において、２次転写正高圧電源６１は＋８００Ｖ、導電性ブラシ正高圧電源６２は＋１５００Ｖを印加している。このとき、１次転写ニップ部Ｔ１に流れる電流は、約＋３５μＡである。また、区間Ｓ１〜Ｓ２において、１次転写部における画像形成が終了した以降、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖを維持している。
Ｓ２において、２次転写正高圧電源６１及び導電性ブラシ正高圧電源６２をそれぞれＯＦＦし、２次転写導電性ブラシ負高圧電源６３をＯＮする。印加電圧は−１０００Ｖである。この瞬間（Ｓ２）から、２次転写ローラ２０及び導電性ブラシ１６から流れる重畳電流（約−６０μＡ）によって、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は−３００Ｖに維持される。
Ｓ３において、再び２次転写正高圧電源６１をＯＮする。また、導電性ブラシ正高圧電源６２のＯＮ／ＯＦＦを交互に繰り返すことによって、導電性ブラシ１６の吐き出しクリーニングを行う。吐き出しクリーニングは、正極性電圧を４回ＯＮ／ＯＦＦさせた時点（Ｓ４）で終了する。この区間（Ｓ３〜Ｓ４）、２次転写導電性ブラシ負高圧電源６３はＯＮのままである。このとき、２次転写ローラ２０及び導電性ブラシ１６においては、負電圧がＯＮ状態においても、正電圧が印加された場合は、正電圧が支配的となるような回路構成となっている（不図示）。したがって、２次転写ローラ２０においては常に正電流が流れ、導電性ブラシ１６においては、導電性ブラシ正高圧電源６２がＯＮのときは正電流が流れ、ＯＦＦのときは負電流が流れることになる。
このとき、２次転写正高圧電源６１は＋１０００Ｖの電圧を印加しており、２次転写ローラには＋５０μＡの電流が流れる。一方、導電性ブラシ正高圧電源６２は＋１０００Ｖ、２次転写導電性ブラシ負高圧電源６３は−１０００Ｖの電圧を印加しており、導電性ブラシ１６には、導電性ブラシ正高圧電源６２がＯＮのときは＋１０μＡ、ＯＦＦのときは−１０μＡの電流が流れる。
したがって、導電性ブラシ正高圧電源６２がＯＮのとき、２次転写ローラ２０及び導電性ブラシ１６からの重畳電流は＋６０μＡとなり、ＯＦＦのとき、重畳電流は＋４０μＡとなる。つまり、いずれの場合においても重畳電流は正極性となるため、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖに維持される。これは、帯電部材（導電性ブラシ１６）に印加する電圧極性を負極性に切り替えた場合においても、次の関係を満たすことによって、重畳電流が正極性を維持するからである。
２次転写ローラ２０から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
２次転写ローラ２０から流れる電流値 ＞ 帯電部材から流れる電流値
Ｓ４以降、２次転写正高圧電源６１はＯＮ状態のまま、導電性ブラシ正高圧電源６２をＯＦＦ状態とし、２次転写導電性ブラシ負高圧電源６３はＯＮのままとする。このとき、２次転写ローラ２０及び導電性ブラシ１６からの重畳電流は＋４０μＡとなり、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベルト１０の裏面電位は＋３００Ｖに維持される。
Ｓ５において、２次転写正高圧電源６１をＯＦＦする。このときは、導電性ブラシ１６からの電流（−１０μＡ）のみが流れるため、１次転写ニップ部Ｔ１における中間転写ベ
ルト１０の裏面電位は−３００Ｖに維持される。
ルト１０の裏面電位は−３００Ｖに維持される。
Ｓ６において、２次転写導電性ブラシ負高圧電源６３をＯＦＦし、また画像形成装置のメインモータをＯＦＦすることによって、一連の画像形成動作を終了する。
＜本実施例の作用効果＞
本実施例によれば、帯電部材としての導電性ローラ１７を用いないことによるコストダウンと、２次転写ローラ２０と導電性ローラ１７に供給する負極性高圧電源を共通化することによるコストダウンを図りつつ、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
本実施例によれば、帯電部材としての導電性ローラ１７を用いないことによるコストダウンと、２次転写ローラ２０と導電性ローラ１７に供給する負極性高圧電源を共通化することによるコストダウンを図りつつ、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
尚、本実施例では、ツェナーダイオード１５を３軸の張架ローラ１１、１２、１３にそれぞれ接続しているが、張架部材に接続するのは１軸ないし２軸でもよい。
また、各画像形成ステーションの１次転写ニップ部で感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する箇所等に金属ローラ等の導電部材を設置し、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３と同様にツェナーダイオード１５ａ、１５ｂに接続してもよい。
また、本実施例では、電圧安定素子としてツェナーダイオード１５ａ、１５ｂを使用したものの、同様の効果を得られる素子であれば、別の電圧安定素子でもよく、例えば、バリスタなどの素子であってもよい。
なお、各実施例では、トナーの正規の帯電極性が、負極性の場合について説明したが、正極性の場合でも、本発明を適用できることは言うまでもない。なお、正極性トナーの場合には、以下の関係を満たし、１次転写ニップ部における中間転写ベルトの裏面電位が負極性を維持できる重畳電流が流れるように構成すればよい。
２次転写ローラ２０から流れる電流値 ＜ 帯電部材から流れる電流値
２次転写ローラ２０から流れる電流値 ＜ 帯電部材から流れる電流値
上記各実施例は、可能な限り互いに組み合わせた構成を採用することができる。
１…感光ドラム、１０…中間転写ベルト、１１…駆動ローラ、１２…テンションローラ、１３…２次転写対向ローラ、１５…ツェナーダイオード、１６…導電性ブラシ、１７…導電性ローラ、２０…２次転写ローラ、２１…２次転写高圧電源、６０…導電性ブラシ高圧電源、７０…導電性ローラ高圧電源
Claims (11)
- トナー像を担持する複数の像担持体と、
無端状で回転可能であって、前記複数の像担持体から１次転写されたトナー像を記録材に２次転写するための中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの外周面に１次転写されたトナー像を記録材に２次転写するための２次転写部材と、
前記２次転写部材に極性を可変に電圧を印加することが可能な第１の電源部と、
２次転写部の下流かつ１次転写部の上流において前記中間転写ベルトに残留したトナーを帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に極性を可変に電圧を印加する第２の電源部と、
を備え、
前記第１の電源部及び前記第２の電源部の少なくともいずれかが前記中間転写ベルトを介して前記複数の像担持体に電流を流すことで、前記複数の像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を１次転写させ、
前記第１の電源部が前記２次転写部材に電圧を印加することで、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を２次転写させ、
前記２次転写部材から前記中間転写ベルトに流れる電流と、前記帯電部材から前記中間転写ベルトに流れる電流と、の重畳電流が前記１次転写部に流れる画像形成装置において、
前記第１の電源部が前記２次転写部材に２次転写のときと同じ極性の電圧を印加している間に、前記第２の電源部が前記帯電部材に正負いずれの極性の電圧を印加しても、前記重畳電流の極性が前記第１の電源部の印加電圧と同じ極性に維持されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第１の電源部が、前記中間転写ベルトに残留したトナーを前記複数の像担持体に逆転写させるべく、前記２次転写部材に２次転写のときと同じ極性の電圧を印加している間に、前記第２の電源部が、前記帯電部材に付着したトナーを前記中間転写ベルトに吐き出すべく、正極性の電圧と負極性の電圧を交互に印加しても、前記重畳電流の極性が前記第１の電源部の印加電圧と同じ極性に維持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。
- 前記第１の電源部における前記２次転写部材に負極性の電圧を印加する電源部と、前記第２の電源部における前記帯電部材に負極性の電圧を印加する電源部と、が共通化されてい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。
- 前記中間転写ベルトは、前記中間転写ベルトの内周面の表面電位を前記重畳電流と同じ極性の所定電位以上に維持する定電圧素子を介して設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
- 前記第１の電源部が前記２次転写部材に正極性の電圧を印加している間に、前記第２の電源部が前記帯電部材に正負いずれの極性の電圧を印加しても、
前記２次転写部材から前記中間転写ベルトに流れる第１の電流の電流値と、前記帯電部材から前記中間転写ベルトに流れる第２の電流の電流値と、が、
前記第１の電流の電流値＞前記第２の電流の電流値
の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。 - 前記２次転写部材の抵抗値と前記帯電部材の抵抗値との関係が、
前記２次転写部材＜前記帯電部材
を満たし、
前記２次転写部材の印加電圧と前記帯電部材の印加電圧との関係が、
前記２次転写部材＝前記帯電部材
を満たすことにより、
前記第１の電流の電流値＞前記第２の電流の電流値
の関係を満たすことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。 - 前記２次転写部材の抵抗値と前記帯電部材の抵抗値との関係が、
前記２次転写部材＝前記帯電部材
を満たし、
前記２次転写部材の印加電圧と前記帯電部材の印加電圧との関係が、
前記２次転写部材＞前記帯電部材
を満たすことにより、
前記第１の電流の電流値＞前記第２の電流の電流値
の関係を満たすことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。 - 前記２次転写部材の抵抗値と前記帯電部材の抵抗値との関係が、
前記２次転写部材＞前記帯電部材
を満たし、
前記２次転写部材の印加電圧と前記帯電部材の印加電圧との関係が、
前記２次転写部材＞前記帯電部材
を満たすことにより、
前記第１の電流の電流値＞前記第２の電流の電流値
の関係を満たすことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。 - 前記２次転写部材の抵抗値と前記帯電部材の抵抗値との関係が、
前記２次転写部材＜前記帯電部材
を満たし、
前記２次転写部材の印加電圧と前記帯電部材の印加電圧との関係が、
前記２次転写部材＜前記帯電部材
を満たすことにより、
前記第１の電流の電流値＞前記第２の電流の電流値
の関係を満たすことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。 - 前記定電圧素子は、ツェナーダイオードであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
- 前記定電圧素子は、バリスタであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
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