JP2006091079A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写プレニップ領域における転写搬送ベルトと感光体ドラムとの間の放電を充分に抑制する。
【解決手段】 感光体ドラム１０によって担持されたトナー像を用紙Ｐに転写し、用紙Ｐを搬送する転写搬送ベルト２１が、感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１との転写ニップ部Ｎの用紙Ｐの搬送方向上流側にてアイドルロール２３によって張架され、アイドルロール２３には、転写ロール２４に印加する電圧と逆極性のバイアス電圧が印加可能に構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、転写材を静電吸着して搬送しながらトナー像を転写する転写搬送ベルトを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、転写装置によってこのトナー像を感光体ドラム上から転写材に転写した後、定着装置により加熱および加圧することでトナー像を転写材に定着している。

かかる画像形成装置に用いられる転写装置においては、近年、転写搬送ベルトを感光体ドラムに当接させて、この転写搬送ベルトと感光体ドラムとの当接領域（ニップ部）に転写材を挟持させるとともに、転写搬送ベルトに対してバイアスロールから転写バイアスを印加して、感光体ドラム上のトナー像を静電的に転写する転写方式が採用されている。
このような転写搬送ベルトを用いた転写装置では、従来のコロナ帯電方式と比べて、高電圧電源を必要としないことから装置の小型化や製造コストの低減化が可能である。またオゾンの発生が極めて少なく、加えて、紙粉やトナーの付着による汚れに対しても転写性能が安定している等の利点がある。さらに、転写搬送ベルト周りをユニット化して、感光体ドラムと接離可能に構成したり、画像形成装置の前面側から引き出せるように構成することも可能であることから、転写搬送ベルト周りにおいて紙詰まり（ジャム）が生じた場合のジャム処理が容易である。また、画像形成装置の占有面積の縮小化を図ることも可能となる。

ところが、転写搬送ベルトを用いた転写装置では、転写搬送ベルトは複数のロールに張架されて回転移動（回動）するように構成されているため、ニップ部は、ロール（感光体ドラム）と平面（転写搬送ベルト）との当接によって形成されている。したがって、転写搬送ベルトに印加された転写バイアスは、ニップ部に限らず、その周辺領域にも電界を形成することとなり、ニップ部入口領域（転写プレニップ領域）においても、感光体ドラムと転写搬送ベルトとの間に電界が作用することとなる。
そのため、例えば感光体ドラム表面がマイナスに帯電され、転写搬送ベルトにプラス電圧が印加されている場合には、転写プレニップ領域において転写搬送ベルトから感光体ドラムに放電が生じ易い。そして、このような放電が生じると、反転現像により現像されたマイナスに帯電したトナーは、電荷量が減少したり、さらにはトナー電荷がプラスに反転する。
このように、トナーの電荷量が減少したり、トナー電荷がプラスに反転すると、ニップ部において、感光体ドラムから記録紙へ転写したトナーが再度感光体ドラムに転写される所謂白抜け現象が生じ、画像品質を著しく低下させるという問題がある。

そこで、転写プレニップ領域での放電を抑制する従来技術として、ニップ部の上流側に、転写搬送ベルトの外側に接触する接地された除電部材を配設する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
また、転写搬送ベルトに転写バイアスを印加する転写手段に電流を供給する電源において、電源から出力される電流の内で、感光体に流入する電流が予め設定した目標値になるように電流を制御する転写電流制御手段と、転写手段と従動ロールとの間であって、ニップ部の上流近傍位置で転写搬送ベルトに接触配設され、転写搬送ベルトの電位を降下させる接地された電位降下手段とを有する転写装置に関する技術が存在する（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−６３１１３号公報(第４頁) 特開平１０−１２３８４５号公報(第３−５頁)

しかしながら、上記した特許文献１や特許文献２に記載された技術のように、転写搬送ベルトと感光体ドラムとが当接するニップ部の上流側にて、接地された除電部材（電位降下手段）を配設する構成では、転写搬送ベルト側の電位は０Ｖに設定されるだけである。そのため、例えば感光体ドラムの帯電電位が高く設定された場合等には、転写プレニップ領域において、転写搬送ベルトと感光体ドラムとの間の放電が抑制できる程度に、転写搬送ベルトと感光体ドラムとの間の電位差を小さくすることができないことがあり、白抜け現象の発生を抑えるには不充分であった。
加えて、例えば高湿環境下におかれた場合には、転写搬送ベルトや記録紙の抵抗値が低下するため、転写搬送ベルトに印加された転写バイアスが除電部材を介してリークし、ニップ部において充分な転写電界を形成することができないという状況も発生する。そのために、感光体ドラムから記録紙へのトナー像の転写効率が著しく低下して、所謂転写不良が生じるという不都合もあった。

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、転写プレニップ領域における転写搬送ベルトと感光体ドラムとの間の放電を充分に抑制することにある。
また、他の目的は、転写搬送ベルトや記録紙の抵抗値が低下した際にも、ニップ部において充分な転写電界を形成することにある。

かかる目的のもと、本発明の画像形成装置は、トナー像を担持するトナー像担持体と、トナー像担持体によって担持されたトナー像を転写材に転写し、転写材を搬送する転写搬送ベルトと、トナー像担持体と転写搬送ベルトとの当接部の転写材の搬送方向上流側にて転写搬送ベルトを張架する張架ロールと、転写搬送ベルトに対して電荷を付与する転写部材と、張架ロールに対して、転写部材に印加する電圧と逆極性のバイアス電圧を印加可能なバイアス電源とを備えたことを特徴としている。

ここで、バイアス電源は、張架ロールへの接続と切断とが切り替えられることを特徴とすることができる。特に、バイアス電源は、張架ロールへの接続と切断とが転写搬送ベルトの抵抗値に基づいて切り替えられる構成とすることができる。さらには、バイアス電源は、転写搬送ベルトの抵抗値が所定値よりも高い場合に、張架ロールに接続され、転写搬送ベルトの抵抗値が所定値以下の場合に、張架ロールと切断されることを特徴とすることができる。
また、張架ロールは、転写部材の転写材の搬送方向上流側近傍に配置されたことを特徴とすることができる。さらに、バイアス電源は、トナー像担持体と転写搬送ベルトとの当接部の上流側にて、転写搬送ベルトとトナー像担持体との間の放電を抑えるバイアス電圧を印加することを特徴することもできる。

また、本発明の画像形成装置は、トナー像を担持するトナー像担持体と、トナー像担持体によって担持されたトナー像を転写材に転写し、転写材を搬送する転写搬送ベルトと、転写搬送ベルトに対して電荷を付与する転写部材と、トナー像担持体と転写搬送ベルトとの当接部の転写材の搬送方向上流側にて転写搬送ベルトを張架する張架ロールと、転写部材に電流を供給する転写電源と、張架ロールにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源とを備え、バイアス電源は、転写搬送ベルトの抵抗値が所定値よりも高い場合には、張架ロールに転写部材に印加する電圧と逆極性のバイアス電圧を印加し、転写搬送ベルトの抵抗値が所定値以下の場合には、張架ロールと切断されることを特徴としている。

ここで、転写電源の出力電圧値を検知する転写電圧検知手段と、転写電圧検知手段によって検知された転写電源の出力電圧値に基づいて、転写搬送ベルトの抵抗値を検知するベルト抵抗検知手段とをさらに備え、バイアス電源は、ベルト抵抗検知手段によって検知された転写搬送ベルトの抵抗値に基づいて、張架ロールへのバイアス電圧の印加と切断とが切り替えられることを特徴とすることができる。その際に、ベルト抵抗検知手段は、プロセススピード、温度、湿度、転写材の種類のうちのいずれか１または複数をさらに加味して、転写搬送ベルトの抵抗値を検知することを特徴とすることもできる。
また、転写電源は、定電流電源であることを特徴とすることもできる。

本発明の効果として、転写プレニップ領域における転写搬送ベルトと感光体ドラムとの間の放電を充分に抑制することことにより、白抜けのない高品質な転写画像を得ることができる。また、高湿環境下においても、ニップ部において充分な転写電界を形成することができるので、転写不良の無い良好な転写画像を得ることが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転するトナー像担持体の一例としての感光体ドラム１０の周囲に、感光体ドラム１０を帯電する帯電器１１、感光体ドラム１０上に静電潜像を書込むレーザ露光器１２（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、トナーが収容されて感光体ドラム１０上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１３、転写部１５における静電転写に先立ち感光体ドラム１０上のトナー像を帯電する転写前帯電器１４、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像を転写部１５において転写材である記録紙（用紙）Ｐに転写する転写ユニット２０、転写部１５の下流側において感光体ドラム１０に近接して配置された画像濃度の調整を行うための画像濃度センサ１８、静電転写後の残留トナーの帯電量を低減するクリーニング前帯電器１６、感光体ドラム１０上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７等の電子写真用デバイスが配設されている。さらには、用紙Ｐに転写された未定着トナー像を定着する定着器６０、各装置（各部）の動作を制御する制御部３０を備えている。

転写ユニット２０は、駆動ロール２２とアイドルロール２３とによって張架された転写搬送ベルト２１と、転写搬送ベルト２１の内側であって、感光体ドラム１０と対向する位置近傍に配設され、転写搬送ベルト２１を介して感光体ドラム１０に圧接される転写ロール２４とを備えている。そして、転写部１５に搬送されてくる用紙Ｐに感光体ドラム１０上のトナー像を転写する機能と、転写部１５においてトナー像が転写された用紙Ｐを定着器６０まで搬送する機能とを有している。

また、本実施の形態の画像形成装置は、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送された用紙Ｐを所定のタイミングで転写部１５に送り込むレジストロール５４、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐをレジストロール５４に導く搬送シュート５３、レジストロール５４から送り出された用紙Ｐを転写部１５に導くインレットシュート５５、転写ユニット２０によりトナー像が転写されて搬送されてくる用紙Ｐを定着器６０へ導く定着入口ガイド５６を備えている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により所定の画像処理が施される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、ガンマ補正、枠消し編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、レーザ露光器１２に出力される。

レーザ露光器１２では、入力された画像データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを感光体ドラム１０に照射している。感光体ドラム１０では、スコロトロンからなる帯電器１１によって表面が所定の帯電電位（例えば、−７５０Ｖ）に帯電された後、このレーザ露光器１２によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。
形成された静電潜像は、現像器１３によりマイナス帯電されたトナーが反転現像される。すなわち、例えば重合法により作成され、形状係数ＳＦ１が１００〜１４０のトナーと、磁性粒子からなるキャリアとが混合した現像剤を担持した現像剤担持体（現像スリーブ）１３ａに、図示しない電源から直流電圧からなる現像バイアス、または交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアスが印加されて、感光体ドラム１０との間に現像電界が形成される。それによって、現像スリーブ１３ａ上のトナーが静電潜像の画像部（露光部）に転移し、静電潜像が可視像化される。

ここで、本実施の形態の画像形成装置では、所定のサイクル毎にセットアップサイクルが実行される。すなわち、実際の画像形成動作に先立って、所定のパッチ領域が所定の条件で現像される。その際には、後段で説明するように、転写ユニット２０の転写搬送ベルト２１は感光体ドラム１０から離隔した状態に設定される。その状態で、現像されたパッチ領域は転写部１５をそのまま通過し、転写部１５の下流側に配設された画像濃度センサ１８によってパッチ領域のトナー像の濃度が計測される。画像濃度センサ１８によって計測されたトナー濃度信号は制御部３０に送られる。そして、画像濃度センサ１８からの信号に基づく制御部３０からの指示により、帯電器１１による感光体ドラム１０の帯電電位および／または現像器１３に印加される現像バイアス値が調整され、所定の画像濃度が維持されるように設定されることとなる。

次に、実際の画像形成動作時おいては、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像が感光体ドラム１０と転写ユニット２０とが当接する転写部１５に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が転写部１５に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経てレジストロール５４に到達する。このレジストロール５４においては、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された感光体ドラム１０の移動タイミングに合わせてレジストロール５４が回転する。それによって、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされ、用紙Ｐはインレットシュート５５から転写部１５に送り出される。

転写部１５では、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐが、転写ユニット２０の転写搬送ベルト２１を介して感光体ドラム１０と転写ロール２４との間に挟み込まれる。その際に、転写ロール２４にはトナーの帯電極性（ここでは、マイナス極性）と反対極性の電圧（転写バイアス）が印加されることで、転写ロール２４から転写搬送ベルト２１に感光体ドラム１０上のトナー帯電極性とは反対極性の電荷が付与される。それにより、感光体ドラム１０上に担持された未定着トナー像は、感光体ドラム１０と転写ロール２４とによって押圧される転写部１５において、用紙Ｐ上に静電転写される。
なお、このとき、転写ロール２４には最適な転写バイアスが定電流方式で印加される。また、その際の転写ロール２４から供給される最適な転写電流は、プロセススピード、温度や湿度といった環境条件、用紙Ｐの種類等によっても異なるが、７５〜１２０μＡである。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、転写ユニット２０の転写搬送ベルト２１に静電吸着された状態で感光体ドラム１０から剥離されて搬送され、転写ユニット２０の用紙Ｐ搬送方向下流側に設けられた定着器６０まで送られる。なお、用紙Ｐが感光体ドラム１０から剥離されず、感光体ドラム１０に吸着されたままの状態となった場合には、転写部１５の下流側の感光体ドラム１０表面近傍に配設された分離爪（不図示）によって、用紙Ｐは感光体ドラム１０から分離され、転写搬送ベルト２１に静電吸着されるように構成されている。
また、転写搬送ベルト２１の定着器６０側の後端部では、転写搬送ベルト２１が駆動ロール２２に巻き付く際の曲率、および用紙Ｐのコシによって、用紙Ｐは転写搬送ベルト２１から剥離される。そして、用紙Ｐは、定着入口ガイド５６に導かれて定着器６０に搬送される。
定着器６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器６０において熱および圧力による定着処理を受けることによって用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送され、一連の画像形成動作が完了する。

なお、本実施の形態の画像形成装置では、単色のトナー画像を形成する構成としたが、本発明は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を重ね合わせてカラートナー画像を形成するカラー画像形成装置に適用することも可能である。

続いて、転写ユニット２０について詳細に説明する。
図２は、転写ユニット２０の構成を示す断面図である。図２に示すように、転写ユニット２０は、用紙Ｐに感光体ドラム１０上のトナー像を転写するとともに、トナー像が転写された用紙Ｐを搬送する転写搬送手段の一例としての転写搬送部２０Ａ、転写搬送部２０Ａを感光体ドラム１０に接離させるリトラクト機構部２０Ｂ、転写搬送部２０Ａに付着した紙粉やトナー等の付着物を除去するクリーニング手段の一例としてのクリーニング部２０Ｃ、搬送されてくる用紙Ｐを転写部１５に導くインレットシュート部２０Ｄで構成されている。なお、転写搬送部２０Ａは、駆動ロール２２を揺動中心として、リトラクト機構部２０Ｂによりアイドルロール２３側が揺動するように構成され、感光体ドラム１０と接離可能に構成されている。

リトラクト機構部２０Ｂは、転写搬送部２０Ａの下部に配置されている。図３は、転写ユニット２０から転写搬送部２０Ａを取り外した状態の構成を表した斜視図である。図３に示すように、リトラクト機構部２０Ｂは、転写搬送部２０Ａの幅方向両端部に配設され、転写搬送部２０Ａのアイドルロール２３を支持しながら押し上げる接離板３１、両端部に接離板３１が固設され、接離板３１を揺動させるリンクシャフト３２、リンクシャフト３２の中央部に連結された揺動アーム３３、揺動アーム３３を揺動駆動する直流ソレノイド３４により構成されている。かかるリトラクト機構部２０Ｂでは、直流ソレノイド３４に電流が流されると、直流ソレノイド３４は揺動アーム３３を押し下げる方向に移動させる。それによって、揺動アーム３３に連結されたリンクシャフト３２は回転し、リンクシャフト３２の両端部に固設された接離板３１は上方に揺動する。

転写ユニット２０においては、上述したパッチ領域のトナー像濃度の計測時（セットアップサイクル）や画像形成装置の待機時には、リトラクト機構部２０Ｂによって、転写搬送部２０Ａは感光体ドラム１０から離隔した状態に設定されている。図４は、転写搬送部２０Ａが感光体ドラム１０から離隔した状態を表した図である。図４に示すように、画像形成装置のセットアップサイクルや待機時においては、リトラクト機構部２０Ｂの直流ソレノイド３４に電流が通電されておらず、直流ソレノイド３４に接続された揺動アーム３３は押し上げられた位置に設定されている。そのため、揺動アーム３３に連結されたリンクシャフト３２は、リンクシャフト３２の両端部に固設された接離板３１を下方に位置させる。転写搬送部２０Ａのアイドルロール２３は両端部が接離板３１に支持されているので、接離板３１により転写搬送部２０Ａは感光体ドラム１０から離隔した状態に設定される。

一方、通常の画像形成動作時においては、リトラクト機構部２０Ｂによって、転写搬送部２０Ａは感光体ドラム１０に当接した状態に設定される。図５は、転写搬送部２０Ａが感光体ドラム１０に当接した状態を表した図である。画像形成動作時には、レジストロール５４まで給紙されて待機していた用紙Ｐが、レジストロール５４により、トナー像が担持された感光体ドラム１０の移動タイミングに合わせて送り出される。その際に、インレットシュート５５に導かれて用紙Ｐの先端が感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１との当接部近傍まで到達したことをセンサ（不図示）によって検知する。そして、このセンサからの信号を制御部３０が入力すると、制御部３０はリトラクト機構部２０Ｂの直流ソレノイド３４をオンし、通電が開始される。それによって、直流ソレノイド３４は揺動アーム３３を押し下げる方向に移動させる。揺動アーム３３が押し下げられると、揺動アーム３３に連結されたリンクシャフト３２は回転して、リンクシャフト３２の両端部に固設された接離板３１は上方に揺動する。そして、両端部が接離板３１に支持された転写搬送部２０Ａのアイドルロール２３は、感光体ドラム１０に当接した状態に設定される。その際に、感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１との当接部には、転写ニップ部Ｎが形成される。

転写搬送部２０Ａが感光体ドラム１０に当接すると、駆動ロール２２の回転駆動により搬送される転写搬送ベルト２１上の用紙Ｐは、感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１との転写ニップ部Ｎに進入し、転写ロール２４に転写電源（不図示）からトナー帯電極性（マイナス極性）とは反対極性（プラス極性）の転写バイアスが印加されることで、転写搬送ベルト２１には感光体ドラム１０上のトナー帯電極性とは反対極性の電荷が付与される。そして、感光体ドラム１０上のトナーが用紙Ｐに転写される。その後、用紙Ｐは転写搬送ベルト２１に静電吸着された状態で搬送され、定着器６０に送られる。

次に、クリーニング部２０Ｃは、図２に示したように、転写搬送部２０Ａの転写搬送ベルト２１表面上に付着した紙粉やトナー等の付着物を拭き取るクリーニングブラシ４１、クリーニングブラシ４１に付着した付着物を叩き落すべく、クリーニングブラシ４１に食い込むように当接して配置されたフリッカーバー４２、転写搬送ベルト２１の搬送方向におけるクリーニングブラシ４１の下流側に配設され、転写搬送ベルト２１表面上の付着物を掻き取るクリーニングブレード４３、クリーニングブラシ４１およびクリーニングブレード４３により転写搬送ベルト２１表面から除去された紙粉やトナー等を受けるクリーニングボックス４４、クリーニングボックス４４内の紙粉やトナー等を回収ボトル（不図示）へ搬送する回収コイル４５、クリーニングブレード４３を保持するブレードホルダ４６により構成されている。

クリーニングブラシ４１は、表面に例えば太さが１０デニール、繊維密度が３０Ｋ／ｉｎｃｈ^２であるカーボン分散のポリエステル繊維（抵抗４．０〜６．０ｌｏｇΩ）が形成されたブラシロールであり、転写搬送ベルト２１の搬送方向と順方向に回転するように構成されている。また、クリーニングブレード４３は、例えば厚さ１ｍｍのウレタンゴムからなる板状部材であり、転写搬送ベルト２１に対して当接角２３°、当接圧１．５ｇ／ｍｍでカウンタ当接している。そして、クリーニングブラシ４１は、転写搬送ベルト２１表面上に付着した紙粉やトナー等の付着物を拭き取り、大部分の付着物を転写搬送ベルト２１表面上からクリーニングボックス４４に回収する。さらに、クリーニングブラシ４１の下流側に配置されたクリーニングブレード４３は、クリーニングブラシ４１によって拭き取りきれなかった付着物を掻き取って、クリーニングボックス４４に回収する。特に、トナーとして小粒径の重合トナーが用いられた場合のように、付着物の転写搬送ベルト２１への付着力が強い場合には、クリーニングブラシ４１との接触による付着力低減効果と、クリーニングブレード４３の掻き取り効果との相乗効果によって、付着物を充分に除去することができる。

また、回収コイル４５は、図２中の矢印Ｃの方向に回転しながらクリーニングボックス４４内の紙粉やトナー等を回収ボトル（不図示）へ搬送する。回収コイル４５は、矢印Ｃの方向、すなわちクリーニングボックス４４の底面において回収された紙粉やトナー等を定着器６０側から離れる方向（転写搬送ベルト２１の用紙Ｐを搬送する方向における上流側）に移動させるように回転することで、紙粉やトナー等はクリーニングボックス４４内の定着器６０側とは反対側の側壁４４ａに沿って搬送される。そのため、回収されたトナーは定着器６０からの熱を受け難く、トナー同士の融着を抑えることができるので、回収された紙粉やトナー等をスムーズに回収ボトルまで搬送することが可能である。

さらに、インレットシュート部２０Ｄは、転写ユニット２０において転写搬送部２０Ａの上流側に配置され、ハウジング８０に一体的に接合されている。そして、感光体ドラム１０を支持する感光体ドラムユニットに一体的に構成された感光体ドラムインレットシュート５５ａ、およびレジストロール５４を支持するレジストロールユニット５４ａ（図１参照）に一体的に構成されたレジストロールインレットシュート５５ｂ（図１参照）からなるアッパーインレットシュートと組み合わされて、インレットシュート５５を構成している。この場合には、インレットシュート部２０Ｄはインレットシュート５５のロアインレットシュートを構成する。すなわち、インレットシュート５５は別体のアッパーインレットシュートとロアインレットシュートとにより構成され、ロアインレットシュートはインレットシュート部２０Ｄとして転写ユニット２０に一体的に構成されている。
そして、かかるインレットシュート５５は、レジストロール５４から搬送されてくる用紙Ｐの一方の面（下面）をインレットシュート部２０Ｄで支持し、他方の面（上面）を感光体ドラムインレットシュート５５ａおよびレジストロールインレットシュート５５ｂで規制しながら、転写部１５における感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１との転写ニップ部Ｎに、傾くことなく正確な姿勢を維持しながら搬入する。

次に、転写搬送部２０Ａについて説明する。
図２において、転写ユニット２０の転写搬送部２０Ａは、感光体ドラム１０の軸方向に亘って配設された転写搬送ベルト２１、転写搬送ベルト２１を張架して矢印Ｂ方向へ回転駆動する駆動ロール２２、転写搬送ベルト２１を張架して所定のテンションを付与するアイドルロール２３、感光体ドラム１０に対向して配設され、転写搬送ベルト２１に転写電流を供給する転写ロール２４により構成されている。

転写搬送ベルト２１は、例えばクロロプレンをベースとするゴム層と、ウレタンを主成分とする樹脂にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粒子を分散させたものをコーティングさせた表面層とからなる２層で構成されたエンドレスベルトである。また、転写搬送ベルト２１の表面は、表面粗さＲｚが２．０μｍ以下に形成されている。そして、転写搬送ベルト２１は、画像形成装置本体側の駆動モータ（不図示）からカップリングによって駆動が伝達されるように構成された駆動ロール２２によって、感光体ドラム１０の表面速度と等速に矢印Ｂの方向に回動する。

また、転写ロール２４は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部がカーボンを分散したＥＰＤＭの発泡ゴムからなるロールで形成され、硬度は例えば２０〜５０°(アスカーＣ：４．９Ｎ荷重)に設定されている。さらに、抵抗は５．０〜７．０ｌｏｇΩに設定されている。そして、転写ロール２４には、転写電源７０が接続されており、転写電源７０からトナー帯電極性（マイナス極性）とは反対極性（プラス極性）の転写バイアスが安定的に印加される。それにより、転写ロール２４から転写搬送ベルト２１に対し、感光体ドラム１０上のトナー帯電極性とは反対極性の電荷が付与される。
ここで、転写電源７０は、一定電流を出力するように制御された定電流電源であり、転写電源７０には、その際の出力電圧を常時モニターする転写電圧検知部７３が接続されている。

さらに、アイドルロール２３は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部がカーボンを分散したＥＰＤＭの発泡ゴムからなるロールで形成され、硬度は例えば２０〜５０°(アスカーＣ：４．９Ｎ荷重)に設定されている。さらに、抵抗は５．０〜７．０ｌｏｇΩに設定されている。そして、アイドルロール２３は、転写ロール２４の上流側近傍位置に配設されており、インレットシュート５５から搬送された用紙Ｐを、アイドルロール２３に巻き付いた転写搬送ベルト２１上で受け取り、感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１とが当接する転写ニップ部Ｎに導く。
また、アイドルロール２３には、ロール電源（バイアス電源）７１が接続されており、ロール電源７１から、転写ロール２４に印加される転写バイアスとは逆極性（マイナス極性）である所定値（例えば、−２．５ｋＶ）のバイアス電圧を印加することができる。さらに、アイドルロール２３とロール電源７１との間にはスイッチ７２が設けられ、ロール電源７１からアイドルロール２３へのバイアス電圧の供給を、ＯＮ（接続）／ＯＦＦ（切断）を制御することが可能に構成されている。

このような構成により、画像形成動作中においては、転写電源７０から転写ロール２４に転写バイアスが印加されて、感光体ドラム１０上のトナー像は用紙Ｐに転写される。その際に、転写電源７０における出力電圧が転写電圧検知部７３によってモニターされ、この転写電圧検知部７３によってモニターされた出力電圧に関するデータは、制御部３０（図１参照）に送信される。
ここで、転写電圧検知部７３によってモニターされた転写電源７０の出力電圧により、制御部３０では、転写搬送ベルト２１の抵抗値を検知することができる。すなわち、上述したように、転写電源７０は定電流電源で構成されているため、転写搬送ベルト２１の抵抗が高くなると、転写電源７０から所定の電流量を供給するための電圧は増加する。他方、転写搬送ベルト２１の抵抗が低くなると、転写電源７０から所定の電流量を供給するための電圧は減少する。したがって、転写電源７０の出力電圧をモニターすることにより、転写電源７０の出力電圧が高い場合には、転写搬送ベルト２１の抵抗値が高く、転写電源７０の出力電圧が低い場合には、転写搬送ベルト２１の抵抗値が低いというように、転写搬送ベルト２１の抵抗を検知することが可能である。

そして、アイドルロール２３では、制御部３０において、転写電源７０の出力電圧が所定値を超えていると判断された場合には、アイドルロール２３に接続されたスイッチ７２はＯＮに制御されて、ロール電源７１からアイドルロール２３にバイアス電圧が印加される。一方、制御部３０において、転写電源７０の出力電圧が所定値以下と判断された場合には、アイドルロール２３に接続されたスイッチ７２はＯＦＦに制御されて、ロール電源７１からアイドルロール２３へのバイアス電圧の印加が停止される。
なお、アイドルロール２３に接続されたスイッチ７２をＯＦＦに設定した場合には、アイドルロール２３はフロート状態に設定されるが、スイッチ７２をＯＦＦするとともに、アイドルロール２３を高抵抗（例えば、数〜数１０ＭΩ）に接続するように構成してもよい。

このように、転写電圧検知部７３によってモニターされた出力電圧に基づいて、ロール電源７１からアイドルロール２３に供給するバイアス電圧を、スイッチ７２を用いてＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、転写搬送ベルト２１の抵抗値が所定値よりも高い（転写電源７０の出力電圧が所定値よりも高い）場合には、アイドルロール２３にバイアス電圧を供給して、アイドルロール２３が配置された転写ニップ部Ｎの入口領域（転写プレニップ領域）における転写搬送ベルト２１の電位をマイナス電位に設定することができる。それによって、転写搬送ベルト２１と感光体ドラム１０との電位差を放電可能電圧以下に小さくすることができる。その際に、転写搬送ベルト２１の電位を単に接地（０Ｖ）するのとは異なり、マイナス電位に設定することにより、転写搬送ベルト２１または用紙Ｐと感光体ドラム１０との電位差を積極的に近づけることができ、確実に放電可能電圧以下の電位差を実現することが可能となる。
このようにして、転写搬送ベルト２１の抵抗が所定値よりも高い場合に、転写プレニップ領域において、転写搬送ベルト２１または用紙Ｐと感光体ドラム１０との間の放電の発生を抑制することが可能となる。そのため、感光体ドラム１０上に担持されたトナーは、電荷量が減少したり、さらにはトナー電荷がプラスに反転することがなく、転写ニップ部Ｎにおいて、感光体ドラム１０から用紙Ｐへ転写したトナーが再度感光体ドラム１０に再転写される所謂白抜け現象の発生を抑えることが可能となる。
なお、この場合には、転写搬送ベルト２１の抵抗は高いので、転写搬送ベルト２１からアイドルロール２３を介して転写電流がリークすることはなく、転写不良が生じることはない。

一方、転写搬送ベルト２１の抵抗が所定値以下に低い（転写電源７０の出力電圧が所定値以下に低い）場合には、スイッチ７２をＯＦＦに制御してアイドルロール２３を非接続状態に設定することで、転写プレニップ領域において転写電流が転写搬送ベルト２１からアイドルロール２３を介してリークすることを抑制することができる。それにより、転写ニップ部Ｎにおいて、転写搬送ベルト２１と感光体ドラム１０との間で充分な転写電界を確保することが可能となる。そのため、例えば高湿環境下においても、感光体ドラム１０上に担持されたトナーは、転写効率が低下することなく、用紙Ｐへの転写を行うことが可能となり、転写不良の発生を抑えることができる。
また、この場合には、転写搬送ベルト２１の抵抗値が低いために転写電源７０の出力電圧が低く設定されることから、転写プレニップ領域において、転写搬送べルト２１と感光体ドラム１０との電位差が、放電が生じる程度まで大きくならず、白抜けも抑制することができる。

ここで、本実施の形態の転写ユニット２０における白抜けおよび転写不良を評価するため、以下のような実験を行なった。
画像形成装置を高温高湿環境（温度：２８℃、湿度：８５％）下に設置し、プロセススピードを４００ｍｍ／ｓｅｃ、アイドルロール２３に接続されたロール電源７１のバイアス電圧値を、このプロセススピードに最適化された定電圧−２．５ｋＶとし、転写電源７０から転写ロール２４に供給する定電流値を、このプロセススピードおよび環境に最適化された８５μＡに設定した。そして、抵抗値（ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠して測定した値）の異なる転写搬送ベルト２１を用意し、それぞれの転写搬送ベルト２１について、ロール電源７１からのアイドルロール２３へのバイアス電圧の印加をＯＮ／ＯＦＦして、白抜けおよび転写不良の発生の有無を評価した。その結果を示したものが、図６である。

図６に示したように、転写搬送ベルト２１の抵抗値が第１の特定値（６．８ｌｏｇΩ）以上では、アイドルロール２３へのバイアス電圧の印加をＯＮすることにより、白抜けの発生を抑制することができた。その一方で、アイドルロール２３へのバイアス電圧の印加をＯＦＦすると、白抜けが発生した。このように、転写搬送ベルト２１の抵抗値が第１の特定値（６．８ｌｏｇΩ）以上において、アイドルロール２３へバイアス電圧を印加することにより、転写プレニップ領域での放電の発生が抑えられるので、感光体ドラム１０上に担持されたトナーの電荷が反転されることが殆どなく、白抜けのない良好な転写を行うことができる。なお、この場合には、転写搬送ベルト２１の抵抗値が充分に高いため、転写電流がアイドルロール２３を介してリークすることはなく、転写不良のレベルも良好である。

また、転写搬送ベルト２１の抵抗値が第２の特定値（６．６ｌｏｇΩ）以下では、アイドルロール２３へのバイアス電圧の印加をＯＮすることにより、転写不良が発生する。これに対し、アイドルロール２３へのバイアス電圧の印加をＯＦＦすると、転写不良の発生を抑制することが可能となる。このように、転写搬送ベルト２１の抵抗値が第２の特定値（６．６ｌｏｇΩ）以下において、スイッチ７２をＯＦＦしてアイドルロール２３を非接続状態に設定することにより、アイドルロール２３を介した転写電流のリークを抑えることができるので、転写不良の発生が抑制され、用紙Ｐへの良好な転写を行うことができる。
なお、この場合には、転写搬送ベルト２１の抵抗値が低いために転写電源７０の出力電圧が低く設定されることから、転写プレニップ領域において、転写搬送べルト２１と感光体ドラム１０との電位差が、放電が生じる程度まで大きくならず、白抜けも良好なレベルとなる。
このように、例えば画像形成装置が設置された周辺雰囲気等により、転写搬送ベルト２１の抵抗値が変化しても、本実施の形態のようなアイドルロール２３の電位切替を行うことにより、白抜けおよび転写不良のない良好な転写画像を確実に得ることができる。このような結果は、その他の雰囲気条件、画像形成装置の他の設定条件においても、ほぼ同様であることが、実験により確認されている。

ところで、上記の実験においては、抵抗値が第２の特定値（６．６ｌｏｇΩ）〜第１の特定値（６．８ｌｏｇΩ）の転写搬送ベルト２１を用いた場合に、転写ロール２４に接続された転写電源７０における出力電圧は、４５０Ｖ程度であった。したがって、転写電源７０の出力電圧が４５０Ｖ以上である場合には、制御部３０は、転写搬送ベルト２１の抵抗値が第１の特定値（６．８ｌｏｇΩ）以上であると判断して、アイドルロール２３の電位切替を行うことができる。また、転写電源７０の出力電圧が４５０Ｖより低い場合には、転写搬送ベルト２１の抵抗値が第２の特定値（６．６ｌｏｇΩ）以下であると判断して、アイドルロール２３の電位切替を行うことができる。
なお、上記の実験の際に設定した条件の下においては、抵抗値が第２の特定値（６．６ｌｏｇΩ）〜第１の特定値（６．８ｌｏｇΩ）の転写搬送ベルト２１を用いた場合に、転写ロール２４に接続された転写電源７０における出力電圧は、４５０Ｖ程度であった。しかし、この転写電源７０の出力電圧は、例えば、プロセススピードや用紙Ｐの種類等といった様々な要因によって異なる値となる。そのため、周辺雰囲気、プロセススピード、選択された用紙Ｐの種類等に基づいて、アイドルロール２３へのバイアス電圧の印加をＯＮ／ＯＦＦする基準となる転写電源７０の出力電圧は、それぞれ異なる値に設定されることとなる。

また、本実施の形態におけるアイドルロール２３の電位切替は、転写搬送ベルト２１の抵抗値が画像形成装置の長期に亘る使用によって変動した場合にも、白抜けや転写不良のない良好な転写画像を形成するために有効である。
図７は、初期抵抗値が６．７ｌｏｇΩである転写搬送ベルト２１を用いて、高温高湿環境（温度：２８℃、湿度：８５％）下におけるランニング試験を行なった際の、転写搬送ベルト２１の抵抗値の変化を示した図である。なお、このランニング試験においては、プロセススピードを４００ｍｍ／ｓｅｃ、転写電源７０から転写ロール２４に供給する定電流値を、このプロセススピードおよび環境に最適化された８５μＡに設定した。
図７に示したような抵抗値が変化する転写搬送ベルト２１においては、ランニング試験の初期から、転写プレニップ領域において、転写搬送べルト２１と感光体ドラム１０との間で放電が生じ、白抜けが発生した。そこで、アイドルロール２３にロール電源７１から−２．５ｋＶを印加した。それにより、放電による白抜けを抑えることができた。
その後、プリント枚数が約２００ｋｐｖ（kilo print volume）を経過したところで、転写不良が発生した。その際の転写搬送ベルト２１の抵抗値は５．８ｌｏｇΩに低下していた。そこで、スイッチ７２をＯＦＦして、アイドルロール２３をフロート状態にしたところ、転写不良の発生を抑えることができた。なお、プリント枚数６００ｋｐｖの経過時には、転写搬送ベルト２１の抵抗値は５．５ｌｏｇΩまで低下していたが、スイッチ７２をＯＦＦすることで転写不良の発生は認められなかった。

このように、転写搬送ベルト２１の抵抗値が画像形成装置の長期に亘る使用によって変動した場合においても、例えば上記したランニング試験で用いた転写搬送ベルト２１では、転写搬送ベルト２１の抵抗値を転写電源７０の出力電圧により検知し、転写搬送ベルト２１の抵抗値が６．０ｌｏｇΩ以上の場合に、アイドルロール２３にロール電源７１から−２．５ｋＶを印加し、転写搬送ベルト２１の抵抗値が６．０ｌｏｇΩより低くなった場合に、スイッチ７２をＯＦＦしてアイドルロール２３を非接続状態とすることで、常に白抜けおよび転写不良のない良好な転写画像を形成することが可能となる。

さらにまた、本実施の形態の画像形成装置では、転写搬送ベルト２１の抵抗値に基づいて、アイドルロール２３へのバイアス電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御するので、転写搬送ベルト２１の抵抗値に多少のばらつきがあっても、転写搬送ベルト２１として使用することが可能となる。それにより、製造時において転写搬送ベルト２１の抵抗値のばらつきのラチチュードを広げることができる。そのため、転写搬送ベルト２１の製造条件を緩和することができるので、転写搬送ベルト２１の製造コストを低減することも可能となる。

以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置では、転写搬送ベルト２１の抵抗値を転写電源７０の出力電圧により検知し、転写搬送ベルト２１の抵抗値に基づいて、アイドルロール２３へのバイアス電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、転写プレニップ領域における転写搬送ベルト２１と感光体ドラム１０との間の放電を抑えることができる。そのため、白抜けの発生を抑制することが可能となる。その際には、アイドルロール２３へ供給するバイアス電圧は、感光体ドラム１０の表面電位と同極性であるので、転写搬送ベルト２１と感光体ドラム１０との電位差を積極的に近づけることができ、確実に放電可能電圧以下の電位差を実現することが可能となる。
さらに、転写搬送ベルト２１の抵抗値が所定値以下になった場合に、アイドルロール２３へのバイアス電圧をＯＦＦして、アイドルロール２３を非接続状態とすることにより、転写搬送ベルト２１からアイドルロール２３を介して転写電流がリークすることを抑制することができる。それにより、転写ニップ部Ｎにおいて、転写搬送ベルト２１と感光体ドラム１０との間で充分な転写電界を確保することが可能となる。そのため、例えば高湿環境下においても、感光体ドラム１０上に担持されたトナーは、転写効率が低下することなく、用紙Ｐへの転写を行うことが可能となり、転写不良の発生を抑えることが可能となる。

本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、さらにはこれらの複合機等への適用がある。

本発明の画像形成装置の概略構成図である。 転写ユニットの構成を示す断面図である。 転写搬送部を取り外した状態の転写ユニットの構成を表した斜視図である。 転写搬送部が感光体ドラムから離隔した状態を表した図である。 転写搬送部が感光体ドラムに当接した状態を表した図である。 転写ユニットにおける白抜けおよび転写不良を評価した結果を示した図である。 ランニング試験を行なった際の転写搬送ベルトの抵抗値の変化を示した図である。

符号の説明

１０…感光体ドラム、１１…帯電器、１２…レーザ露光器、１３…現像器、１５…転写部、１７…ドラムクリーナ、２０…転写ユニット、２０Ａ…転写搬送部、２０Ｂ…リトラクト機構部、２０Ｃ…クリーニング部、２０Ｄ…インレットシュート部、２１…転写搬送ベルト、２２…駆動ロール、２３…アイドルロール、２４…転写ロール、３０…制御部、３１…接離板、３２…リンクシャフト、３３…揺動アーム、３４…直流ソレノイド、５４…レジストロール、５４ａ…レジストロールユニット、５５…インレットシュート、６０…定着器、７０…転写電源、７１…ロール電源、７２…スイッチ、７３…転写電圧検知部、８０…ハウジング

Claims (10)

1. トナー像を担持するトナー像担持体と、
   前記トナー像担持体によって担持されたトナー像を転写材に転写し、当該転写材を搬送する転写搬送ベルトと、
   前記トナー像担持体と前記転写搬送ベルトとの当接部の前記転写材の搬送方向上流側にて当該転写搬送ベルトを張架する張架ロールと、
   前記転写搬送ベルトに対して電荷を付与する転写部材と、
   前記張架ロールに対して、前記転写部材に印加する電圧と逆極性のバイアス電圧を印加可能なバイアス電源と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記バイアス電源は、前記張架ロールへの接続と切断とが切り替えられることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記バイアス電源は、前記張架ロールへの接続と切断とが前記転写搬送ベルトの抵抗値に基づいて切り替えられることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記バイアス電源は、前記転写搬送ベルトの抵抗値が所定値よりも高い場合に、前記張架ロールに接続され、当該転写搬送ベルトの抵抗値が所定値以下の場合に、前記張架ロールと切断されることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記張架ロールは、前記転写部材の前記転写材の搬送方向上流側近傍に配置されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記バイアス電源は、前記トナー像担持体と前記転写搬送ベルトとの当接部の上流側にて、当該転写搬送ベルトと前記トナー像担持体との間の放電を抑える前記バイアス電圧を印加することを特徴する請求項１記載の画像形成装置。
7. トナー像を担持するトナー像担持体と、
   前記トナー像担持体によって担持されたトナー像を転写材に転写し、当該転写材を搬送する転写搬送ベルトと、
   前記転写搬送ベルトに対して電荷を付与する転写部材と、
   前記トナー像担持体と前記転写搬送ベルトとの当接部の前記転写材の搬送方向上流側にて当該転写搬送ベルトを張架する張架ロールと、
   前記転写部材に電流を供給する転写電源と、
   前記張架ロールにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源とを備え、
   前記バイアス電源は、前記転写搬送ベルトの抵抗値が所定値よりも高い場合には、前記張架ロールに前記転写部材に印加する電圧と逆極性のバイアス電圧を印加し、前記転写搬送ベルトの抵抗値が所定値以下の場合には、前記張架ロールと切断されることを特徴とする画像形成装置。
8. 前記転写電源の出力電圧値を検知する転写電圧検知手段と、当該転写電圧検知手段によって検知された当該転写電源の出力電圧値に基づいて、前記転写搬送ベルトの抵抗値を検知するベルト抵抗検知手段とをさらに備え、
   前記バイアス電源は、前記ベルト抵抗検知手段によって検知された前記転写搬送ベルトの抵抗値に基づいて、前記張架ロールへの前記バイアス電圧の印加と切断とが切り替えられることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記ベルト抵抗検知手段は、プロセススピード、温度、湿度、前記転写材の種類のうちのいずれか１または複数をさらに加味して、前記転写搬送ベルトの抵抗値を検知することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記転写電源は、定電流電源であることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。

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