JP2010107567A - 転写装置、およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写領域を通過した用紙後端の揺動を抑制することができる転写装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】２次転写ユニット２００は、２次転写ベルト２０１、中間転写ベルトクリーニングユニット６５、電源スイッチ５０、制御部６０を備える。２次転写ベルト２０１は中間転写ベルト６１との間で用紙を挟み込むニップ領域で中間転写ベルト６１と同方向に移動する。中間転写ベルトクリーニングユニット６５は中間転写ベルト６１に付着したトナーを回収する。電源スイッチ５０はトナーを中間転写ベルト６１から２次転写ベルト２０１に向かわせる第１電界またはトナーを２次転写ベルト２０１から中間転写ベルト６１に向かわせる第２電界をニップ領域に形成する。制御部６０は転写処理時に第１電界を形成させ第２電界形成時に２次転写ベルト２０１上を用紙が通過してから第２電界を形成させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関するものである。特に、中間転写ベルトを備えた画像形成装置の転写装置に関する。

従来、複写機等の画像形成装置では、トナー像を中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルトと２次転写ベルトとの間に挟み込まれた用紙にトナー像を転写する２次転写方式の転写装置を備えたものがある。

このような２次転写方式の転写装置の中には、２次転写ベルトに付着している残留トナーを中間転写ベルトに逆転写させて、２次転写ベルトに付着している残留トナーのクリーニングを行なうものもある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−５８４５８号公報

しかし、上記特許文献１に示す転写装置では、２次転写ベルトの残留トナーを中間転写ベルトに逆転写するときに、２次転写ベルトが中間転写ベルト側に引き寄せられて撓み転写領域を通過した用紙後端が２次転写ベルトの撓みによって揺動する。用紙後端が揺動すると、ベルトに付着している残留トナーが用紙に付着するおそれがあり問題であった。

そこで、本発明では、転写領域を通過した用紙後端の揺動を抑制することができる転写装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明の転写装置は、無端ベルト、クリーニング手段、電源手段、制御部を備えている。無端ベルトは、周面にトナー像を担持し所定方向に回転する像担持体との間で用紙を挟み込んで圧接する圧接領域で、像担持体の移動方向と同方向に移動して用紙を搬送する。無端ベルトは、複数のローラによってループ状に張架されている。クリーニング手段は、像担持体に付着したトナーを回収する。電源手段は、トナーを像担持体から無端ベルトに向かわせる第１電界またはトナーを無端ベルトから像担持体に向かわせる第２電界を圧接領域に形成する。制御部は、電源手段の電圧を制御する。制御部は、像担持体が担持したトナー像を用紙へ転写する転写処理時に電源手段に第１電界を形成させる。制御部は、電源手段が第２電界を形成したときに無端ベルト上から用紙が通過してから電源手段に第２電界を形成させる。

この構成では、制御部は、第２電界を形成したときに無端ベルト上から用紙が通過してから電源手段に第２電界を形成させる。このため、第２電界を形成したときに生じる像担持体側への無端ベルトの撓みで用紙後端が揺動するのを抑制することができる。

この発明によれば、無端ベルトに付着したトナーを像担持体に逆転写するときに、用紙後端が揺動するのを抑制し、ベルトに付着している残留トナーが用紙後端に付着するのを防止することができる。

この発明の一実施形態に係る画像形成装置１００について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、画像形成装置１００の全体構成を模式的に示す図である。

画像形成装置１００は、主として、画像形成部１１０と、自動原稿搬送装置１２０と、を備え、画像データに応じて用紙Ｐに多色及び単色の印刷処理を行なう複合機である。

自動原稿搬送装置１２０は、画像形成部１１０の上部に配置された読取部９０を有し、原稿を自動搬送しながら原稿画像の読取りを行なう。

読取部９０は、上面に透明ガラスからなる原稿台９２を有し、逐次搬送される原稿が原稿台９２の読取領域Ｚを通過するときに原稿を読取る。

画像形成部１１０は、露光ユニット１、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、画像形成ステーション２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、給紙カセット８１、手差しトレイ８２、排紙トレイ９１、制御部６０、２次転写ユニット（転写装置）２００を有している。画像形成部１１０は、用紙Ｐに画像形成処理を行なう。画像形成ステーション２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のカラー画像に応じて配置され、ほぼ同一の構成を備えている。各ステーション２０Ｋ〜２０Ｙでは、各色に応じた４種類の潜像を形成する。ここでは、画像形成ステーション２０Ｋを例に挙げて説明する。なお、画像形成ステーション２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙと表記すべき箇所は、画像形成ステーション２０Ｋ〜２０Ｙと適宜省略して表記する。

画像形成ステーション２０Ｋは、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４を有し、ブラック（Ｋ）のカラー画像に応じた潜像を形成する。なお、画像形成ステーション２０Ｋ〜２０Ｙを備える例を挙げて説明しているが、画像形成装置１００の仕様に応じたカラーの潜像を形成する画像ステーションを備えるものとすれば良い。

現像器２は、感光体ドラム３にブラック（Ｋ）のトナーを供給し、感光体ドラム３上に形成された静電潜像にトナーを吸着されて顕像化する。

クリーナユニット４は、感光体ドラム３周面に残留したトナーを回収し、導管４Ａを経由して排出する。帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるチャージャ型の帯電器である。

露光ユニット１は、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像器２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化する。

中間転写ベルトユニット６は、感光体ドラム３の上方に配置され、中間転写ベルト（像担持体）６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット（クリーニング手段）６５、駆動ローラ６６、プレ転写チャージャ６６Ａを有している。

中間転写ベルト６１は、各画像ステーション２０Ｋ〜２０Ｙ、中間転写ベルト駆動ローラ６２をこの順に経由する方向へ回転する。

中間転写ローラ６４は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４本設けられている。各中間転写ローラ６４には、それぞれ約数百ボルト程度のプラス極性の転写バイアスが印加されている。一方、感光体ドラム３に担持されるトナー像は、マイナス極性に帯電している。これにより、中間転写ベルト６１にトナー像を担持させている。

プレ転写チャージャ６６Ａは、中間転写ベルト駆動ローラ６２の直上流側に配置されている。プレ転写チャージャ６６Ａは、４本の中間転写ベルト６１に担持されているトナー像の帯電量を均一に均す帯電器である。これにより、各中間転写ベルト６１に担持されているトナー像の帯電量のバラツキを低減することができる。

中間転写ベルトクリーニングユニット６５は、残留トナーを拭き取るクリーニングブレードを有し、各中間転写ベルト６１に付着している残留トナーを回収する。これにより、中間転写ベルト６１に付着している残留トナーを回収することができる。

給紙カセット８１は、印刷処理に使用する用紙Ｐが積層されており、画像形成部１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。手差し給紙カセット８２にも画像形成に使用する用紙Ｐを置くことができる。画像形成部１１０の上方に設けられている排紙トレイ９１は、画像形成部１１０で画像形成処理を行なった用紙Ｐを集積するためのトレイである。

画像形成部１１０には、給紙カセット８１または手差し給紙カセット８２の用紙Ｐを２次転写ユニット２００や定着ユニット７を経由して排紙トレイ９１に送る用紙搬送路Ｑが設けられている。用紙搬送路Ｑは、給紙カセット８１乃至手差し給紙カセット８２から排紙トレイ９１に至る搬送路である。用紙搬送路Ｑは、ピックアップローラ１１Ａ、１１Ｂ、搬送ローラ対１２Ａ、レジストローラ対（搬送手段）１３、２次転写ユニット２００、定着ユニット７，搬送ローラ対１２Ｂが上流側から下流側に向かって、この順に配置されている。

ピックアップローラ１１Ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１から用紙Ｐを１枚ずつ繰り出して用紙搬送路Ｑに供給する。ピックアップローラ１１Ｂは、手差し給紙カセット８２の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット８２から用紙Ｐを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｑに供給する。

レジストローラ対１３は、用紙搬送路Ｑに沿って搬送されている用紙Ｐを一旦保持するものである。そして、中間転写ベルト６１に担持されているトナー像を用紙Ｐの印刷位置を合わせるタイミングで用紙Ｐを上流側の中間転写ベルト６１および２次転写ユニット２００との間に搬送する。

図２は、中間転写ベルト６１および２次転写ユニット２００のニップ領域周辺における構成を示す概略図である。

２次転写ユニット２００は、転写ローラ１０、ペーパガイド２０６、２次転写ベルト（無端ベルト）２０１、保持ローラ２０２、アイドルローラ２０３、２０４を有している。

２次転写ベルト２０１は、保持ローラ２０２、アイドルローラ２０３、アイドルローラ２０４に搬送経路Ｑに沿う方向に移動可能に張架されている。

ペーパガイド２０６は、レジストローラ対１３から送り出される用紙Ｐを案内するガイド部材である。これにより、２次転写ベルト２０１へ用紙Ｐをスムーズに搬送することができる。

中間転写ベルト駆動ローラ６２および転写ローラ１０から成るローラ対は、用紙Ｐを狭持搬送して中間転写ベルト６１上に担持されているトナー像を用紙Ｐの印刷面に転写するローラ対である。

中間転写ベルト駆動ローラ６２は、金属から成る硬質のローラである。一方、転写ローラ１０は、樹脂材から成る軟質のローラである。なお、中間転写ベルト駆動ローラ６２を樹脂材から成る軟質のローラとし、転写ローラ１０を金属から成る硬質のローラとしても良い。

中間転写ベルト駆動ローラ６２は、転写ローラ１０との間に中間転写ベルト６１および２次転写ベルト２０１を圧接して所定のニップ領域（以下、簡単のためニップ領域と表記）を形成する。なお、ニップ領域は、本発明の圧接領域に相当する。中間転写ベルト駆動ローラ６２の回転に伴って、中間転写ベルト６１および２次転写ベルト２０１は用紙搬送経路Ｑに沿う方向へ回転移動する。レジストローラ対１３から送り出される用紙Ｐは、用紙搬送経路Ｑに沿ってニップ領域を経由して定着ユニット７へ搬送される。

電源スイッチ５０は、転写ローラ１０に接続されており転写ローラ１０に印加する電圧極性を切り替える。これにより、トナーを転写ローラ１０側に吸着する第１電界と中間転写ベルト駆動ローラ６２側に吸着する第２電界とに転写ローラ１０近傍の電界を選択的に切り替えることができる。電源スイッチ５０は、第１電界を形成するときには、転写ローラ１０にプラス極性の電圧を印加する。電源スイッチ５０は、第２電界を形成するときには、転写ローラ１０にマイナス極性の電圧を印加する。

定着ユニット７は、転写ローラ１０の直上方に配置されており、ヒートローラ７１および加圧ローラ７２から成るローラ対を有し、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧して用紙Ｐ表面にトナー像を定着させる。

制御部６０は、ピックアップローラ１１Ａ、１１Ｂ、搬送ローラ対１２Ａ、レジストローラ対１３、２次転写ユニット２００、定着ユニット７，搬送ローラ対１２Ｂ等の駆動を制御する。制御部６０は、電源スイッチ５０の電圧を制御する。

制御部６０は、転写処理を実行するときには、転写ローラ１０にだけ電源スイッチ５０を介してプラス極性の電圧を印加し第１電界を形成する。本実施形態では、電源スイッチ５０は、一例として、＋２ｋＶの電圧を転写ローラ１０に印加する。制御部６０は、トナー像がニップ領域に到達するタイミングと、用紙Ｐがニップ領域に到達するタイミングとが揃うように、中間転写ベルト駆動ローラ６２およびレジストローラ対１３を駆動する。これにより、ニップ領域でトナー像を２次転写ベルト２０１側へ吸着しつつ、転写ローラ１０および中間転写ベルト駆動ローラ６２との間に用紙Ｐが圧接されて転写処理が実行される。なお、転写ローラ１０に印加する電圧は、ニップ領域における用紙への転写処理が適切に実行される電圧であれば良い。

制御部６０は、電源スイッチ５０が２次転写ベルト２０１に印加する電圧の極性を切り替えて２次転写ベルト２０１に付着した残留トナーを中間転写ベルト６１に逆転写させる。これにより、２次転写ベルト２０１に付着している残留トナーを中間転写ベルト６１に移転させて中間転写ベルトクリーニングユニット６５で回収することができる。

図３は、電源スイッチ５０が転写ローラ１０にプラス極性の電圧を印加して第１電界を形成しているときのニップ領域周辺の構成を示す図である。図４は電源スイッチ５０が転写ローラ１０にマイナス極性の電圧を印加して第２電界を形成しているときのベルトの撓みＣＡが発生している状態を示す図である。なお、図３、４では、白丸は電荷を示し、白丸内に示す「＋」はプラス極性を示し、「−」はマイナス極性示している。黒丸は、トナーを模式的に示すものである。黒丸内に示す白抜きの「−」は、トナーの極性を示している。

２次転写ベルト２０１は、第１電界が形成されているときには、中間転写ベルト６１と同じ極性であるプラス極性に帯電する。このため、２次転写ベルト２０１は、中間転写ベルト６１側に引き寄せられることは無く、ニップ領域を通過した用紙Ｐは用紙搬送路Ｑに沿って搬送される。一方、２次転写ベルト２０１は、第２電界が形成されているときには、中間転写ベルト６１と異なる極性であるマイナス極性に帯電する。このため、２次転写ベルト２０１は、ニップ領域の直上方を通過するときに中間転写ベルト６１に吸着し、図４に１点鎖線で示す接触範囲ＣＡを発生させる。

図５は、制御部６０による電源スイッチ５０の電圧制御の流れを示すフローチャートである。

制御部６０は、用紙Ｐへの転写処理の開始指示を受け付けると（Ｓ1）、転写ローラ１０にプラス極性の転写バイアスを印加して第１電界を形成し（Ｓ２）、中間転写ベルト６１に担持されているトナー像を用紙Ｐにニップ領域で転写させる。

制御部６０は、中間転写ベルト６１に担持されたトナー像の用紙Ｐへの転写処理が完了すると、電源スイッチ５０が転写ローラ１０に印加する電圧を０Ｖに切り替える（Ｓ３、Ｓ４）。

制御部６０は、用紙Ｐが２次転写ベルト２０１上を通過したタイミングで（Ｓ５）、転写ローラ１０に電源スイッチ５０を介してマイナス極性の電圧を印加させる（Ｓ６）。これにより、用紙Ｐが２次転写ベルト２０１の中間転写ベルト６１側への湾曲によって跳ね上げられるのを防止しつつ、２次転写ベルト２０１に付着している残留トナーを中間転写ベルト６１に逆転写させることができる。

図６は、制御部６０が電源スイッチ５０に印加する電圧の時間変化を示す図である。

制御部６０は、ステップＳ１で用紙Ｐへの転写処理を開始する転写処理開始タイミングＴ1からステップＳ３の転写処理完了タイミングＴ２までの間、電源スイッチ５０を介して転写ローラ１０に+２ｋＶの電圧を印加する。これにより、第１電界が形成される。

制御部６０は、転写処理完了タイミングＴ２から２次転写ベルト２０１上を用紙Ｐの後端が通過する通過完了タイミングＴ３までの間、電源スイッチ５０を介して転写ローラ１０に印加する電圧を０Ｖに切り替える。このため、用紙Ｐの後端が２次転写ベルト２０１を通過するまでの間に２次転写ベルト２０１が中間転写ベルト６１に引き寄せられるのを防止することができる。これにより、用紙Ｐの後端がニップ領域の直下流側を通過するときに接触範囲ＣＡで揺動するのを防止することができる。この結果、例えば、中間転写ベルト６１や、２次転写ベルト２０１に付着している残留トナーが用紙Ｐに付着するのを防止することができる。また、電源スイッチ５０を介して印加する電圧を０Ｖとすることで、制御部６０による電圧制御を容易なものとする効果を得ることもできる。

制御部６０は、通過完了タイミングＴ３からクリーニング完了タイミングＴ４までの間は、電源スイッチ５０を介して転写ローラ１０に一例として、−８００Ｖの電圧を印加させる。クリーニング完了タイミングＴ４は、ステップＳ６において２次転写ベルト２０１に付着している残留トナーを中間転写ベルト６１に逆転写させるクリーニング処理が完了するタイミングである。なお、通過完了タイミングＴ３からクリーニング完了タイミングＴ４までの時間の長さは、２次転写ベルト２０１に付着している残留トナーを中間転写ベルト６１に転写させることができる時間に適宜設定すれば良い。また、上記クリーニング処理を行なう頻度も適宜勘案して設定するものとしても良い、
なお、上記実施形態では、転写処理完了タイミングＴ２から通過完了タイミングＴ３までの間、制御部６０は電源スイッチ５０を介して０ｋＶを印加する例を挙げている。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、制御部６０は、転写処理完了タイミングＴ２から通過完了タイミングＴ３までの間、電源スイッチ５０を介して転写ローラ１０に電圧を印加させ、第１電界を形成するものとしても良い。より具体的には、図７に示すように、制御部６０は、転写処理完了タイミングＴ２から通過完了タイミングＴ３までの間、＋２ｋＶの電圧を電源スイッチ５０を介して転写ローラ１０に印加するものとしても良い。なお、第３電界として電源スイッチ５０を介して転写ローラ１０に印加する電圧は、＋２ｋＶに限定されるものではない。電源スイッチ５０が印加する電圧は、接触範囲ＣＡが２次転写ベルト２０１に形成されないのであれば、マイナス極性の電圧を転写ローラ１０に印加して第３電界を形成するものとしても良い。

上記実施形態では、画像形成装置１００は、自動原稿搬送装置１２０を備えている例を挙げているが、画像形成装置１００は自動原稿搬送装置１２０を備えなくとも良い。

図１〜７において、断面表記は適宜省略して示している。

なお、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。

この発明の一実施施形態に係る画像形成装置の正面視における全体の構成を示す図である。 ２次転写ユニット周辺の構成を模式的に示す図である。 電源スイッチが転写ローラにプラス極性の電圧を印加して第１電界を形成しているときのニップ領域周辺の構成を示す模式図である。 電源スイッチが転写ローラにマイナス極性の電圧を印加して第２電界を形成しているときのニップ領域周辺の構成を示す模式図である。 制御部による電源スイッチの電圧制御の流れを示すフローチャートである。 制御部が電源スイッチを介して転写ローラに印加する電圧の時間変化を示す図である。 制御部が電源スイッチを介して転写ローラの第３電界を形成させる場合の転写ローラに印加する電圧の時間変化を示す図である。

符号の説明

６ 中間転写ベルトユニット（転写装置）
１０ 転写ローラ
５０ 電源スイッチ（電源手段）
６０ 制御部
６１ 中間転写ベルト（像担持体）
６５ 中間転写ベルトクリーニングユニット（クリーニング手段）
１００ 画像形成装置
２００ ２次転写ユニット（転写装置）
２０１ ２次転写ベルト（無端ベルト）
２０２ 保持ローラ
２０４、２０３ アイドルローラ

Claims (5)

1. 周面にトナー像を担持し所定方向に回転する像担持体との間で用紙を挟んで圧接する圧接領域で、前記像担持体の移動方向と同方向に移動して用紙を搬送する複数のローラによってループ状に張架された無端ベルトと、
   前記像担持体に付着したトナーを回収するクリーニング手段と、
   トナーを前記像担持体から前記無端ベルトに向かわせる第１電界またはトナーを前記無端ベルトから前記像担持体に向かわせる第２電界を前記圧接領域に形成する電源手段と、
   前記電源手段の電圧を制御し、前記像担持体が担持したトナー像を用紙へ転写する転写処理時に前記電源手段に前記第１電界を形成させ、前記電源手段が前記第２電界を形成したときに前記無端ベルトが前記像担持体に接触する接触範囲を用紙が通過してから前記電源手段に前記第２電界を形成させる制御部と、
   を備えている転写装置。
2. 前記電源手段は、トナーを前記無端ベルトから前記像担持体に向かわせる引力が前記第２電界よりも小さい第３電界をさらに形成し、
   前記制御部は、前記転写処理が完了してから前記無端ベルト上を用紙が通過するまで前記第３電界を前記電源手段に形成させる、
   請求項１に記載の転写装置。
3. 前記電源手段が前記第３電界を形成するときの印加電圧は０Ｖである、
   請求項２に記載の転写装置。
4. 周面にトナー像を担持し所定方向に回転する像担持体と、
   前記像担持体との間の圧接領域に用紙を挟み込む請求項１から３のいずれかに記載の転写装置と、
   前記圧接領域へ用紙を搬送する搬送手段と、
   を備えた画像形成装置。
5. 前記像担持体は、複数のローラによってループ状に張架された中間転写ベルトである、
   請求項４に記載の画像形成装置。

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