JP4864631B2 - 転写装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写装置及びそれを備えた画像形成装置に関するもので、特に、転写ベルトに記録用紙（シート）を吸着し、転写ベルトの裏面に配された転写ローラにて転写電界を印加することにより、感光体に形成されたトナー像を記録用紙に転写させる転写装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来から、電子写真方式を用いた画像形成装置では、光学像を照射して感光体ドラム上に静電潜像を形成し、しかる後に、静電潜像を現像してトナー像とし、該トナー像を記録用紙に転写することにより、印刷を行うようになっている。

このような画像形成装置において、感光体上のトナー像を記録用紙に転写する転写装置は、記録用紙をトナーとは逆の極性に帯電させて、記録用紙上にトナーを吸着させて転写する。転写装置は、印字品位の安定した画像を提供するために、安定した転写を行う必要がある。

転写装置の方式としては、記録用紙を帯電させる方法に応じて、コロナ帯電方式や、ローラ転写方式、ベルト転写方式等がある。コロナ方式は、例えば、特許文献１に開示されているように、感光体と対峙するようにコロナ帯電器を配置し、コロナ帯電器と感光体との間に記録用紙を通過させ、通過時に転写電界を印加して帯電させる。

また、ローラ転写方式は、転写ローラと感光体との間に記録用紙を通過させ、通過時に転写電界を印加して帯電させる。ベルト転写方式は、駆動ローラと従動ローラとに転写ベルトを巻回し、この転写ベルトの内側に転写ローラを配置する。記録用紙は転写ベルトの表面に吸着された状態で、転写ローラと感光体とが対峙した領域を通過し、通過時に転写電界が転写ベルトを介して印加して帯電させる。

ところで、近年、このような画像形成装置においては、高速機の開発が盛んに行われている。例えば、数年前までの高速機では、Ａ４記録用紙を横搬送（搬送方向と直交する方向が記録用紙長手）する場合の１分あたりの印字処理枚数は、５０〜７０枚であった。これが、近年の高速機では１００〜１２０枚と増加し、画像形成装置の分野から軽印刷の分野にも進出をする方向付けがなされている。

高速機に搭載する転写装置としては、転写時に記録用紙を感光体に接触させる、ローラ転写方式或いはベルト転写方式が採用されており、中でもベルト転写方式を採用する装置が多い。その理由は、転写ベルトを用いることで、転写ニップと称される感光体と転写ベルトとが接触するニップ部の幅を、プロセス速度等から必要とされる幅に容易に設定できるためである。高速機の場合、低速機に比してプロセス速度の速い分、転写ニップ部の幅としては広いものが必要となり、ローラ転写方式の装置では、必要な転写ニップ部の幅を確保するために、転写ローラの径が大きくならざるを得ない。

しかしながら、ベルト転写方式は、転写ベルトが感光体と接触するため、画像カブリの問題がある。つまり、転写ニップ部における、搬送される記録用紙の搬送方向と直交する方向の幅以外の部分において、転写ベルトの表面が、感光体と直接接触する。そのため、接触時に感光体上のカブリトナーが移ってしまい、次の画像形成時に記録用紙上に転写され、画像を汚してしまう。

このようなカブリトナーによる画質低下を回避するために、従来から、印字ＪＯＢが終了した直後、並びに、記録用紙１枚に対する転写が終了する毎に、転写ベルトの表面を清掃するクリーニングが通常実施される。クリーニングの手法としては、主に、メカ的クリーニングと電気的クリーニングとがある。

メカ的クリーニングでは、転写ベルトの表面にブレードを接触させてカブリトナーを掻き回収するものである。電気的クリーニングでは、転写ベルトにトナーと同極性の電界（以下、クリーニング電界と称する）を印加してカブリトナーを離れ易い状態にして、感光体、若しくは転写ベルトの外周に配置される収納部に回収するものである。

中でも、高速機においては、磨耗や破損、或いは転写ベルトの蛇行の問題等から、非接触にてクリーニングを行う、電気的クリーニング手法が多用されている。従来、このようなクリーニング電界は、転写ベルトに接触するように設けられた、転写ローラとは異なる別のローラを用いて印加されるようになっている。

また、転写ベルトには、転写ベルト表面に記録用紙を吸着させるための吸着電界も印加されるようになっている。吸着電界は、印字ジョブの最初の記録用紙を吸着するために印加される。なお、２枚目以降の記録用紙は、前の記録用紙に対して印加される転写電界によって既に転写ベルトが電荷を帯びているため、吸着電界をわざわざ印加する必要はない。従来、このような吸着電界も、転写ベルトに接触するように設けられた、転写ローラとは異なる別のローラを用いて印加されるようになっている。

さらに、ベルト転写方式の転写装置においては、転写ベルトとこれを巻回する転写ローラを含むローラ群とがユニット化され、転写ユニットを構成しているものが多い。そして、転写ユニットは、離接機構によって、感光体に対して離接されるようになっている。これは、常時、転写ベルトと感光体とが接触した状態になると、感光体の形状に沿った曲が転写ベルトについてしまい、記録用紙の搬送や、トナー像の転写に、影響を及ぼすからである。

そして、感光体上のトナー像を記録用紙に転写する転写電界は、転写ユニットが感光体に接触した状態で印加されるが、上記したクリーニング電界の印加や吸着電界の印加は、転写ユニットが感光体より離間した状態で印加される。
特開平０７−１４０８１３号公報

しかしながら、上記した従来の転写装置においては、コスト高になると共に、さらなる小型化が図れないといった問題点がある。

つまり、従来の構成では、転写電界を印加する転写ローラとは別のローラを用いて、クリーニング電界や吸着電界を印加するようになっている。そのため、転写ローラ以外のクリーニング電界を印加するローラや吸着電界を印加するローラそれぞれに、電源回路が接続されることとなり、電源回路の数が多くなる。

そして、多くの電源回路を配置するスペースを確保するためには、装置が大型化せざるを得ず、さらなる小型化が図りにくく、コスト高ともなる。

そこで、本願出願人は、上記問題を解決する構成として、クリーニング電界や吸着電界を転写ローラにより印加して、クリーニング電界を印加するローラや吸着電界を印加するローラを排除することを考えた。

しかしながら、単純に、転写ローラによりクリーニング電界や吸着電界を印加する構成にすると、高圧源が破壊される虞があるといった問題が新たに出現した。

これは、今日の転写装置においては、転写ローラに電圧を印加する電源回路として、定電流制御方式を採用した定電流制御電源回路を搭載しているものが多いためである。定電流制御方式では、転写ローラより感光体へと流れる電流値が、設定値となるような電圧値が転写ローラに対して印加される。転写ローラより感光体へと流れる電流値は、転写ローラと感光体との間の抵抗変化によって変化するため、定電流制御電源回路では、設定値とおりの電流が流れるように、印加電圧を変更する。

ところが、上述したように、クリーニング電界や吸着電界の印加は、転写ユニットが転写ベルトより離間した状態で実施され、クリーニング電界の印加時、転写ベルトと感光体とは接触していない。そのため、感光体と転写ベルトとの間に空気層が無限大の抵抗層として作用して、定電流電制御電源回路は、転写ローラの感光体との間に流れる電流が所定値となるまで転写ローラに印加する電圧を上げていく結果、高圧源の破壊がおこる。

なお、電源回路には、上記した定電流制御方式のもの以外に、定電圧制御方式を採用した定電圧制御電源回路もある。定電圧制御方式では、転写ローラに対して設定された電圧が印加される。したがって、感光体と転写ベルトとの間に空気層が介在しても、印加される電圧値は固定であるので、高圧源が破壊されるようなことはない。

しかしながら、上述したように、転写ローラより感光体へと流れる電流値は、転写ローラと感光体との間の抵抗変化によって変化する。そのため、定電圧制御電源回路では、厚紙や薄紙、ＯＨＰなど、それぞれの記録用紙のもつ抵抗値に応じて、設定電圧を切り換える必要がある。その結果、従来、転写ローラの電源回路には、定電流制御電源回路が採用されている。

本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、低コストであると共に小型化可能な、高速機向きの転写装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明に係る転写装置、或いは、本発明に係る画像形成装置が備える転写装置は、上記課題を解決するために、複数のローラに巻回された転写ベルトを有し、上記転写ベルトに吸着されて搬送されるシートに、感光体上に形成されたトナー像を上記転写ベルトの裏面側に配された転写ローラにより電界を印加して転写する転写装置において、上記転写ベルトと上記転写ローラとがユニット化されてなる転写ユニットを上記感光体に対して離接させる離接機構と、上記転写ローラに対して高圧を供給する電源回路部であって、上記転写ローラに設定された電圧を印加する定電圧制御電源回路と、上記転写ローラに設定された電流に応じた値を有する電圧を印加する定電流制御電源回路とを有する電源回路部と、上記電源回路部における上記２つの電源回路と上記転写ローラとの接続を制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記転写ローラに対して上記２つの電源回路のうちの一方のみが接続されるように制御し、少なくとも上記転写ユニットが感光体より離間している状態では、上記転写ローラと上記定電圧制御電源回路とを接続させることを特徴としている。

これによれば、転写ローラに対して高圧を供給する電源回路部は、定電圧制御電源回路と定電流制御電源回路とを有している。そして、制御部は、上記転写ローラに対して上記２つの電源回路のうちの一方のみが接続されるように制御し、少なくとも転写ユニットが感光体より離間している状態では、上記転写ローラと上記定電圧制御電源回路とを接続させる。

したがって、上記構成によれば、定電流制御電源回路が、転写ユニットと感光体とが離間した状態で転写ローラに対して電圧を印加し続けて、電源回路部における高圧源を破壊するといった事態を招来することなく、転写ローラより種々の電界を印加することが可能となる。つまり、転写電界を印加する転写ローラを用いてのクリーニング電界や吸着電界の印加を、高圧源を破壊することなく可能にする。

これにより、電源回路部における高圧源を破壊するような不具合を招来することなく、低コストであると共に小型化可能な、高速機向きの転写装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することが可能となる。

本発明の転写装置においては、さらに、上記制御部は、上記転写ユニットが感光体と接触しているときは、上記転写ローラと上記定電流制御電源回路とを接続し、上記転写ユニットが感光体より離間しているときは、上記転写ローラと上記定電圧制御電源回路とを接続する構成とすることが好ましい。

これによれば、転写ユニットが感光体と接触する、トナー像の転写工程においては、上記転写ローラと上記定電流制御電源回路とが接続される。したがって、転写電界を定電流制御電源にて印加することによる利点、つまり、厚紙や薄紙、ＯＨＰなどの種類毎に、シートのもつ抵抗値に応じて設定電圧を切り換える必要がないといった利点も損なうことなく、低コストであると共に小型化可能な、高速機向きの転写装置を提供することが可能となる。

本発明の転写装置においては、さらに、上記制御部は、上記感光体上に形成されたトナー像をシートに印加する転写工程においては、上記転写ローラと上記定電流制御電源回路とを接続し、上記転写工程以外では、上記転写ローラと上記定電圧制御電源回路とを接続することを特徴としている。

これによれば、トナー像の転写工程においては、上記転写ローラと上記定電流制御電源回路とが接続される。したがって、転写電界を定電流制御電源にて印加することによる利点、つまり、厚紙や薄紙、ＯＨＰなどの種類毎に、シートのもつ抵抗値に応じて設定電圧を切り換える必要がないといった利点も損なうことなく、低コストであると共に小型化可能な、高速機向きの転写装置を提供することが可能となる。

また、本発明の転写装置においては、シートが１枚のみ搬送される単独印刷印字ジョブにおいては、上記離接機構は、上記転写ベルトに吸着された上記シートの先端が、上記感光体と上記転写ローラとが対峙する転写ニップ部に到達するタイミングで上記転写ユニットが上記感光体に接触し、当該シートの後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで上記転写ユニットが上記感光体より離間するように、転写ユニットを離接し、上記制御部は、上記転写ベルトに吸着された上記シートの先端が、上記転写ニップ部に到達するタイミングで、上記転写ローラと接続される電源回路を、上記定電圧制御電源回路から定電流制御電源回路へと切り換え、当該シートの後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで再び、上記定電圧制御回路に切り換える構成とすればよい。

また、シートを複数枚連続して搬送される連続印刷印字ジョブにおいては、上記離接機構は、上記転写ベルトに吸着された当該連続印字ジョブの最初のシートの先端が、上記感光体と上記転写ローラとが対峙する転写ニップ部に到達するタイミングで上記転写ユニットが上記感光体に接触し、当該連続印刷印字ジョブの最終のシートの後端が転写ニップ部を抜け出るまで接触を保持し、当該連続印刷印字ジョブの最終のシートの後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで上記転写ユニットが上記感光体より離間するように、転写ユニットを離接し、上記制御部は、上記転写ベルトに吸着された当該連続印字ジョブの最初のシートの先端が、上記転写ニップ部に到達するタイミングで、上記転写ローラと接続される電源回路を、上記定電圧制御電源回路から定電流制御電源回路へと切り換え、当該連続印刷印字ジョブの最終のシートの後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで再び、上記定電圧制御回路に切り換える構成とすればよい。

また、上記定電流電源回路からは、上記トナー像を上記シートに転写させるための電界である転写電界を印加し、上記定電圧電源回路からは、上記転写ベルトの表面を清掃するためのクリーニング電界、或いはこれに加えて、搬送されてくる最初のシートを上記転写ベルトに吸着させるための吸着電界を印加する構成とすることができる。

本発明に係る転写装置、或いは、本発明に係る画像形成装置が備える転写装置は、以上のように、上記転写ベルトと上記転写ローラとがユニット化されてなる転写ユニットを上記感光体に対して離接させる離接機構と、上記転写ローラに対して高圧を供給する電源回路部であって、上記転写ローラに設定された電圧を印加する定電圧制御電源回路と、上記転写ローラに設定された電流に応じた値を有する電圧を印加する定電流制御電源回路とを有する電源回路部と、上記電源回路部における上記２つの電源回路と上記転写ローラとの接続を制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記転写ローラに対して上記２つの電源回路のうちの一方のみが接続されるように制御し、少なくとも上記転写ユニットが感光体より離間している状態では、上記転写ローラと上記定電圧制御電源回路とを接続させる構成である。

これにより、電源回路部における高圧源を破壊するような不具合を招来することなく、低コストであると共に小型化可能な、高速機向きの転写装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて以下に説明する。

図２は本実施の形態における画像形成装置を備えた複合機１の全体構成を示す概略の説明図である。この複合機１は、原稿送り装置（以下、ＳＰＦ：Single Pass Feederと称する）２と画像形成装置３を備えている。

画像形成装置３は、ＳＰＦ２によって搬送された原稿をスキャンして得られた画像データ、あるいは外部から入力された画像データに応じて、記録用紙（シート）にモノクロ画像を形成するものである。この画像形成装置３は、スキャナ部（原稿読取装置）１１、プリンタ部１２及び給紙部１３を備えている。

プリンタ部１２は、光書込ユニット２１、現像器２２、感光体２３、帯電器２４、クリーナユニット２５、転写装置２６、定着ユニット２７、記録用紙搬送路２８、排紙トレイ２９及び手差しトレイ３０を備えている。給紙部１３は、給紙カセット４１及び大容量給紙（ＬＣＣ）４２を備えている。これら給紙カセット４１及び大容量給紙カセット４２は画像形成に使用する記録用紙を収容している。

スキャナ部１１は、上面にガラスからなる原稿載置台５１を備え、この原稿載置台５１の下方に光源ホルダー５２、ミラー群５３及びＣＣＤ（撮像装置）５４を備えている。このスキャナ部１１では、ＳＰＦ２から送られてくる原稿をスキャンする場合、光源ホルダー５２及びミラー群５３を原稿載置台５１の一端側の位置に静止させる。この場合、ＳＰＦ１から原稿が搬送されてくると、光源ホルダー５２の光源から原稿に光が照射され、原稿からの反射光がミラー群５３を介してＣＣＤ５４に結像され、ＣＣＤ５４により電子的な画像データに変換される。このような動作を行うため、スキャナ部１１の上面の一端部には、読取窓が形成されている。

プリンタ部１２において、帯電器２４は、感光体２３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。なお、画像形成装置３では、チャージャ型の帯電器２４を用いているが、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器を用いることもできる。

光書込ユニット２１は、高速印字処理に対応するために、２つのレーザ照射部６１ａ，６１ｂを備えた２ビーム方式を採用しており、照射タイミングの高速化に伴う負担が軽減されている。この光書込ユニット２１は、入力された画像データに応じてレーザ照射部６１ａ，６１ｂからレーザ光を照射する。このレーザ光は、ミラー群６２ａ，６２ｂ介して、均一に帯電されている感光体２３にされ照射され、感光体２３を露光する。これにより、感光体２３の表面に画像データに応じた静電潜像が形成される。

なお、画像形成装置３では、光書込ユニット２１として、レーザ照射部６１ａ，６１ｂ及びミラー群６２ａ，６２ｂを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いているが、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。

現像器２２は、感光体２３に対向配置されており、感光体２３の表面に形成された静電潜像を黒トナーにより顕像化する。クリーナユニット２５は、現像・画像転写後に感光体２３の表面に残留したトナーを除去・回収する。

転写装置２６は、静電潜像が有する電荷と逆極性の電界を印加することにより、転写ベルト（転写ベルト）７１に吸着されて搬送される記録用紙上に、感光体２３の表面に形成されたトナー像を転写する。例えば、静電潜像が（−）極性の電荷を有している場合には（＋）極性の電界を印加する。なお、転写装置２６については後述する。

定着ユニット２７は、記録用紙上に転写されたトナー像を加熱して溶融させ記録用紙上に定着させる。この定着ユニット２７は、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とを備え、加熱ローラ８１は熱源を内蔵し、加圧ローラ８２は加熱ローラ８１に対して所定圧で圧接されている。

排紙トレイ２９には、画像が印刷された記録用紙が排出される。なお、この排紙トレイ２９に代えて、排紙記録用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等）もしくは複数段排紙トレイをオプションとして配置することも可能である。

給紙カセット４１及び大容量給紙カセット４２は、画像形成に使用する記録用紙（シート）を収容するためのものである。高速印刷処理のため、プリンタ部１２の下方に配置された給紙カセット４１は定型サイズの記録用紙を各々５００〜１５００枚収納可能である。他方、画像形成装置３の筐体外部に配置された大容量給紙カセット４２は、複数の種類の記録用紙を多量に収納可能なものである。手差しトレイ３０は、不定型サイズの記録用紙を給紙するためのものである。

次に、上記転写装置２６について詳細に説明する。転写装置２６は、図２に示すように、転写ユニット９０を備えている。転写ユニット９０は、転写ユニットケース９１内に、転写ベルト７１、駆動ローラ７２、従動ローラ７３、転写ローラ７４、及びテンションローラ７８を備えている。これらのベルト及びローラ群は、ユニットケース９１内に組み込まれることで、一体化されている。

転写ベルト７１は、その表面に記録用紙（シート）を吸着して搬送するものである。転写ベルト７１は、１０×１０⁸〜１×１０¹²Ω・cmの範囲の抵抗値を有する。転写ベルト７１は、駆動ローラ７２、従動ローラ７３、転写ローラ７４、及びテンションローラ７８に巻回されている。

転写ローラ７４は、駆動ローラ７２と従動ローラ７３との間であって、感光体２３と転写ベルト７１との接触部に設けられている。転写ローラ７４は、感光体２３の表面に形成されたトナー像を記録用紙上に転写するための転写電界を印加するものである。また、転写ローラ７４は、弾性支持された導電性ローラからなる。転写ローラ７４が弾性を有することにより、感光体２３と転写ベルト７１とが線接触ではなく所定の幅（転写ニップ）を有する面接触とすることができ、記録用紙へのトナー像の転写効率が向上している。

駆動ローラ７２は、従動ローラ７３とで、転写ベルト７１を回転駆動するものである。ここでは、駆動ローラ７２には、図３（ａ）（ｂ）に示すように、アース接続されており、記録用紙の電荷を除去して転写ベルト７１から記録用紙を剥離し易くする記録用紙剥離ローラとしても機能する。テンションローラ７８は転写ベルト７１にテンションを与えるものである。

また、転写ユニットケース９１には、図３（ａ）（ｂ）に示すように、クリーニングユニット７９が付設されている。つまり、クリーニングユニット７９も転写ユニット９０の一部である。クリーニングユニット７９は、転写ベルト７１表面に付着するトナーを除去・回収するものである。

さらに、転写装置２６は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、上記転写ユニット９０を感光体２３に対して離接させる離接機構７５を有している。離接機構７５は、転写ユニット９０を、感光体２３と接触する接触位置と、感光体２３より離間した待避位置との間で、変位させる。

接触位置は、図３（ａ）に示すように、転写ベルト７１と感光体２３とが接触する位置であり、より詳細には、転写ローラ７４にて転写ベルト７１が感光体２３に圧接される位置である。感光体２３上のトナー像は、転写ユニット９０がこの状態にあるとき、転写ニップ部を通過する記録用紙に転写される。転写ニップ部とは、転写ローラと感光体２３とが対峙し、転写ベルト７２が感光体２３に圧接されている領域である。

一方、待避位置は、図３（ｂ）に示すように、転写ベルト７１が感光体２３より最も離間した位置であり、例えば、感光体２３より５ｍｍ程離間した位置である。画像形成装置３が待機状態にある場合など、転写装置２６が転写動作を実施するとき以外は、転写ユニット９０は待避位置に配置される。

上記離接機構７５としては、例えば図３（ａ）（ｂ）に示すように、偏芯カム７５ａと、この偏芯カム７５ａを回転させる図示しない回転機構にて構成できる。

図４に、上記転写装置２６が搭載された、画像形成装置３における転写装置２６近傍の概略構成を示す。ここで、この図４を用いて、トナー像転写時の転写装置２６周辺の動作について説明する。

記録用紙は、レジストローラ１０２の搬送力で、ペーパーガイド１０３を介して転写ベルト７１上に到達する。転写ベルト７１上に到達した記録用紙は、その表面に吸着され、転写ベルト７１の回転に伴い、感光体２３と転写ローラ７４とが対峙する上記転写ニップ部に搬送される。

ここで、上記レジストローラ１０２は、感光体２３表面のトナー像の位置と記録用紙の位置とが合致するように、所定のタイミングで記録用紙を送り出す。また、転写ユニット９０は、印字ジョブが記録用紙を１枚のみ搬送する単独印字ジョブの場合は、記録用紙が転写ニップ部に到達するタイミングで、転写ベルト７１が感光体２３と接触するように、その離接が制御される。一方、複数の記録用紙を連続して搬送する連続印字ジョブの場合は、最初の記録用紙が転写ニップ部に到達するタイミングで、転写ベルト７１が感光体２３と接触するように、その離接が制御される。

転写ニップ部を搬送される間に、記録用紙には、転写ローラ７４から付与される転写電界により、感光体２３表面のトナー像が転写される。そして、記録用紙の先端が、駆動ローラ７２部分にまで搬送されると、記録用紙は先端側から転写ベルト７１表面より離れ、図２に示す定着ユニット８１へと搬送される。

また、転写ユニット９０は、印字ジョブが記録用紙を１枚のみ搬送する単独印字ジョブの場合は、記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで、転写ベルト７１が感光体２３より離れるように、その離接が制御される。一方、複数の記録用紙を連続して搬送する連続印字ジョブの場合は、最終の記録用紙へトナー像が転写されるまで、転写ベルト７１を感光体２３に接触させた状態を維持し、最終の記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで、転写ベルト７１が感光体２３より離れるように、制御される。

なお、図４において、部材番号１０７にて示す部材は、感光体２３の表面に張り付いている記録用紙を感光体２３の表面から強制剥離する剥離爪である。

ここまでの構成は、従来ある転写装置と同じ構成である。以下、本実施の形態の転写装置２６における特徴的構成について説明する。

本実施の形態の転写装置２６における特徴的構成は、従来、転写ローラとは別のローラより印加されるようになっていた、クリーニング電界、及び吸着電界を、転写電界を印加する転写ローラ７４が、印加するようになっている点である。

クリーニング電界は、転写ベルト７１に付着したトナーを除去して清掃するための電界である。斥力の作用でトナーを除去するため、クリーニング電界の極性はトナーと同極性である。一方、吸着電界は、印字ジョブの最初の記録用紙を、転写ベルト７１に静電吸着させるための電界である。吸着電界の極性については、記録用紙を吸着させる機能について言えば、何れであってもよいが、続く転写工程にて良好な転写を行うためには、転写電界と同極性であることが好ましい。

但し、上述したように、転写ローラに接続された定電流制御電源回路にて、クリーニング電界、及び吸着電界を印加しようとすると、感光体と転写ベルトとの間の空気層の抵抗にて、高圧源が破壊される。

このような破壊を回避するために、本実施の形態の転写装置２６は、図４に示すように、定電流制御回路９６と定電圧制御回路９７とを備えた電源回路部９５を、転写ローラ７４に対して高圧を供給する電源回路部として備えている。

定電流制御回路９６は、高圧源１００より供給される高圧を、転写ローラ７４と感光体２３との間に、予め設定されている電流が流れる値の電圧に調整するものである。より詳細には、定電流制御回路９６は、転写ローラ７４と感光体２３との間に、予め設定されている量の電流が流れるように、高圧源１００より転写ローラ７４に印加される電圧を調整するものである。上記定電流制御回路９６と高圧源１００とで、転写ローラ７４に設定された電流に応じた値を有する電圧を印加する定電流制御電源回路が構成されている。

一方、定電圧制御回路９７は、高圧源１００より供給される高圧を、転写ローラ７４に印加される電圧値として予め設定されている電圧に調整するものである。上記定電圧制御回路９７と高圧源１００とで、転写ローラ７４に設定された電圧を印加する定電圧制御電源回路が構成されている。

これら定電流制御回路９６及び定電圧制御回路９７の各出力は、切換部９８を介して、転写ローラ７４に供給される。切換部９８は、転写ローラ７４と接続される相手先の制御回路を切り換えるものである。切換部９８により、定電流制御回路９６及び定電圧制御回路９７の各出力のうち何れか一方のみが、転写ローラ７４と接続されることとなる。

そして、上記切換部９８の切換動作は、制御部１０１にて制御される。制御部１０１は、ＣＰＵ及びそれに付設されたＲＯＭ、ＲＡＭより構成され、本画像形成装置３における各部分の動作を制御する制御中枢でもある。

そのため、本実施の形態では、制御部１０１は、切換部９８の切換動作と共に、離接機構７５の動作も制御するようになっている。制御部１０１は、印字要求が出されると、所定のタイミングで、転写ユニット９０を接触位置へと移動させて、感光体２３と接触させ、転写終了後は、所定のタイミングで、転写ユニット９０を感光体より離間させる。

本実施の形態では、制御部１０１に、画像形成装置３内の搬送路を搬送される記録用紙の位置を検出するセンサ類１０２からの信号が入力されるようになっており、制御部１０１は、搬送される記録用紙の位置に応じて離接機構７５を駆動し、転写ユニット９０の離接を制御する。

上述したように、印字ジョブが記録用紙を１枚のみ搬送する単独印字ジョブの場合は、制御部１０１は、記録用紙が転写ニップ部に到達するタイミングで、転写ユニット９０（具体的にはベルト７１）を感光体２３と接触させる。そして、記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで、転写ユニット９０を感光体２３より離間する。

一方、複数の記録用紙を連続して搬送する連続印字ジョブの場合は、最初の記録用紙が転写ニップ部に到達するタイミングで、転写ユニット９０を感光体２３に接触させる。そして、最終の記録用紙へトナー像が転写されるまで、転写ベルト７１を感光体２３に接触させた状態を維持し、最終の記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで、転写ベルト７１を感光体２３より離間する。

記録用紙の先端が転写ニップ部に到達するタイミング、及び記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出すタイミングは、レジストローラから転写ニップ部までの距離、転写ニップ部の幅、記録用紙の長さ、レジストローラ１０２の再回転タイミング、及びプロセス速度等に基づいて、制御部１０１が算出する。

そして制御部１０１は、転写ローラ７４に対して上記２つの制御回路のうちの一方のみが接続されるように制御するにおいて、少なくとも転写ユニット９０が感光体２３より離間している状態では、転写ローラ７４と定電圧制御回路９６とが接続されるように、切換部９８を制御する。

これにより、定電流制御回路９６が、転写ユニット９０と感光体２３とが離間した状態で転写ローラ７４に対して電圧を印加し続けて、高圧源１００を破壊するといった事態を招来することなく、転写ローラ７４より種々の電界を印加することが可能となる。つまり、転写電界を印加する転写ローラ７４を用いて、クリーニング電界や吸着電界を印加することが、高圧源１００を破壊することなく可能になる。

また、制御部１０１は、より好ましい構成として、転写ユニット９０が感光体２３と接触しているときは、転写ローラ７４と定電流制御回路９６とが接続され、転写ユニット９０が感光体２３より離間しているときは、転写ローラ７４と定電圧制御回路９７とが接続されるように、切換部９８を制御するようになっている。

また、制御部１０は、より好ましい構成として、感光体２３上に形成されたトナー像をシートに転写する転写工程においては、転写ローラ７４と定電流制御回路７６とが接続されるように、切換部９８を制御する。

このような構成とすることで、転写ユニット９０が感光体２３と接触する、トナー像の転写工程においては、転写ローラ７４と定電流制御回路９６とが接続されるので、転写電界を定電流制御電源にて印加することによる利点、つまり、厚紙や薄紙、ＯＨＰなどの種類毎に、シートのもつ抵抗値に応じて設定電圧を切り換える必要がないといった利点を損なうことがない。

制御部１０１は、上記転写ユニット９０が感光体２３と接触しているかどうかを、例えば離接機構７５の動作に応じて判断することができる。具体的には、例えば離接機構７５が、上記した偏芯カム７５ａとこの偏芯カム７５ａを回転させる回転機構より構成されている場合であれば、偏芯カム７５ａが図３（ａ）に示す上向きの状態にある場合は、接触していると判断し、図３（ａ）の状態より９０度回転した、図３（ｂ）に示す横向きの状態にある場合は、離間しいている判断する。

制御部１０１は、偏芯カム７５ａの向きより、転写ユニット９０と感光体２３とが接触していると判断すると、転写ローラ７４と定電流制御回路９６とが接続されるように、切換部９８を制御する。一方、転写ユニット９０は感光体２３より離間していると判断すると、して、転写ローラ７４と定電圧制御回路９７とを接続する。

さらに、本実施の形態では、制御部１０１は、偏芯カム７５ａの向きだけでなく、偏芯カム７５ａの向きよりもさらに詳しく、転写ユニット９０と感光体２３との接触状態を判断して、切換部９８を制御するようになっている。

詳細にいうと、制御部１０１は、記録用紙が１枚のみ搬送される単独印字ジョブにおいては、離接機構７５を用いて、転写ベルト７１に吸着された記録用紙の先端が、転写ニップ部に到達するタイミングで転写ユニット９０が感光体２３に接触し、当該記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで転写ユニット９０が感光体より離間するように、転写ユニット９０を離接させる。

このような、転写ユニット９０の離接制御に合わせて、上記制御部１０１は、単独印字ジョブにおいては、転写ベルト７１に吸着された記録用紙の先端が、転写ニップ部に到達するタイミングで転写ユニット９０と感光体２３とが接触したと判断して、転写ローラ７４と接続される制御回路を、定電圧制御回路９７から定電流制御回路９６へと切り換える。そして、当該記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで転写ユニット９０が感光体２３より離間したと判断して、転写ローラ７４と接続される制御回路を、定電流制御回路９６から定電圧制御回路９７へと切り換える。

また、記録用紙を複数枚連続して搬送される連続印字ジョブにおいては、制御部１０１は、離接機構７５を用いて、転写ベルト７１に吸着された記録用紙の先端が、転写ニップ部に到達するタイミングで転写ユニット９０が感光体２３に接触し、連続印字ジョブの最終の記録用紙の後端が転写ニップ部を通過するまで接触状態を保持し、連続印字ジョブの最終の記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで転写ユニット９０が感光体２３より離間するように、転写ユニット９０を離接させる。

このような、転写ユニット９０の離接制御に合わせて、制御部１０１は、連続印字ジョブにおいては、転写ベルト７１に吸着された最初の記録用紙の先端が、転写ニップ部に到達するタイミングで転写ユニット９０と感光体２３とが接触したと判断して、転写ローラ７４と接続される制御回路を、定電圧制御回路９７から定電流制御回路９６へと切り換える。そして、最終の記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで転写ユニット９０が感光体２３より離間したと判断して、転写ローラ７４と接続される制御回路を、定電流制御回路９６から定電圧制御回路９７へと切り換える。

さらに、制御部１０１は、予め設定するタイミングにて、転写ローラ７４に対して、定電流制御回路９６より転写ローラ７４に対して印加電圧が供給され、定電圧制御回路９７からは吸着電界と、クリーニング電界とが印加されるように、定電流制御回路９６及び定電圧制御回路９７の電圧印加タイミングも制御するようになっている。

図５に、制御部１０１による転写ローラ７４に対する電圧印加制御にて、転写ベルト７１の任意の部分の帯電状態の変化を示す。なお、図５は、連続印字ジョブの場合のもので、図に示すＬが、転写ベルト７１の周長に相当する。

記録用紙へのトナー像の転写を実施するにあたり、まず、吸着電界が印加される。吸着電界の印加は、転写ユニット９０が感光体２３と接触される前に実施される。したがって、転写ローラ７４は、電源回路部における定電圧制御回路９７と接続されている。

吸着電界の極性は転写電界と同極性であり、ここでは、負帯電トナーを用いた反転現像を例示しているため負極性としている。なお、記録用紙を吸着し得ればよいので、電界強度（印加電圧）は転写電界よりも小さい。このような吸着電界は、転写ニップ部を通過する間中、印加される。

転写ニップ部を抜け出た以降、転写ベルト７１に溜まった電荷は、徐々に減衰していく。アース接続された駆動ローラ７２の位置に達することで、減衰量は大きくなるものの、負の電荷を保持した状態でテンションローラ７８の位置、続いて、従動ローラ７３への位置へと至り、ここで、記録用紙が吸着される。

記録用紙を吸着した状態で、記録用紙の先端が転写ニップに至ると、転写電界が印加される。そして、このとき、転写電界が印加される直前に、転写ユニット９０と感光体２３とが接触し、転写ローラ７４と接続される電源回路部２５における制御回路が、定電圧制御回路９７から定電流制御回路９６へと切り換えられる。転写電界は、転写ニップ部を通過する間中、印加される。

転写ニップ部を抜け出た以降、転写ベルト７１に溜まった電荷は、徐々に減衰していく。駆動ローラ７２の位置に達することで、上記と同様に、減衰量は大きくなるものの、負の電荷を保持した状態でテンションローラ７８の位置、続いて、従動ローラ７３への位置へと至り、ここで、次の記録用紙が吸着される。

また、テンションローラ７８の位置に至る直前に、クリーニングユニット７９にて、転写ベルト７１に付着するトナーが回収される。このとき、転写ベルト７１は、正極性に帯電しているものの減衰しているために、転写ベルト７１とトナーとの付着力は弱まっており、クリーニング可能である。

以降、連続印字ジョブの最終の記録用紙の吸着、転写までは、同じ変化となる。そして、最終の記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出すと、クリーニング電界が印加される。このとき、クリーニング電界が印加される直前に、転写ユニット９０と感光体２３とが離間し、転写ローラ７４と接続される制御回路が、定電流制御回路９６から定電圧制御回路９７へと切り換えられる。クリーニング電界は、転写ニップ部を通過する間中、印加される。クリーニング性電界の極性はトナーと同極性の負極性である。

転写ニップ部を抜け出た以降、転写ベルト７１に溜まった電荷は、この場合も徐々に減衰していく。駆動ローラ７２の位置に達することで、上記と同様に、減衰量は大きくなるものの、負の電荷を保持した状態で、クリーニングユニット７９に至り、転写ベルト７１に付着するトナーが回収される。このとき、転写ベルト７１は負極性に帯電しているため、転写ベルト７１はトナーより離れようとし、良好なクリーニングが可能となる。

図６のフローチャートに、制御部１０１による転写装置２６における電源回路部の制御回路切り換え手順を示す。

待機中に、画像形成装置の駆動源の動作開始が指示されると（Ｓ１）、制御部１０１は転写ベルト７１の回転が必要か否かを判断する（Ｓ２）。回転が不要な場合は、待機状態に戻る。

一方、回転が必要な場合は、転写ローラ７４からの電界の印加が必要かどうかを判断する（Ｓ３）。転写ローラ７４から印加される電界には、転写電界のほか、吸着電界、クリーニング電界がある。ここでも、印加が不要な場合は、待機状態に戻る。

転写ローラ７４からの電界の印加が必要な場合は、転写ユニット９０が感光体２３と接触しているか否かを判断する（Ｓ４）。ここでの判断は、例えば、離接機構７５における偏芯カム７５ａの向きによって判断できる。

Ｓ４において、転写ユニット９０が感光体２３と接触している場合とはつまり、転写工程である。一方、Ｓ４において、転写ユニット９０が感光体２３より離間している場合とはつまり、転写工程の前に実施される、前回転工程である。

転写ユニット９０が感光体２３と接触している場合、転写装置２６の電源回路部９５に搭載されている制御回路として定電流制御回路９６を選択し、定電流制御回路９６と転写ローラ７４とを接続する（Ｓ５）。

そして、制御部１０１は、定電流制御を行い、定電流制御回路９６を用いて、定電流制御を続け、転写電界を印加する（Ｓ６）。その後、制御部１０１は、定電流制御が終了したと判断するまで、定電流制御を続ける（Ｓ７）。ここでは、制御部１０１は、記録用紙の後端が転写ニップ部を抜け出して転写電界の印加が終了すると、定電流制御が終了したと判断し、Ｓ８に以降する。

Ｓ８では、継続して転写ローラ７４からの電界の印加が必要かどうかを判断し、連続印字ジョブであれば、次の記録用紙に対する転写が行われるので、必要であるとして、Ｓ２に戻る。２ページ目以降の場合、Ｓ４では接触状態と判断される。単独印字ジョブであれば、次の記録用紙に対する転写は行われないので、不要であるとして、待機状態に戻る。

一方、Ｓ４の判断にて、転写ユニット９０は感光体２３より離間している場合、つまり、前回転工程では、転写装置２６の電源回路部９５に搭載されている定電圧制御回路９７を選択し、定電圧制御回路９７と転写ローラ７４とを接続する（Ｓ１０）。

そして、制御部１０１は、定電圧制御を行い、定電圧制御回路９７を用いて、定電圧制御を続け、前回転工程において印加されるクリーニング電界等を印加する（Ｓ１１）。その後、制御部１０１は、定電圧制御が終了したと判断するまで、定電圧制御を続ける（Ｓ１２）。ここでは、制御部１０１は、前回転によるクリーニング電界の印加終了を確認することで、定電圧制御が終了したと判断し、Ｓ８に以降する。

Ｓ８では、継続して転写ローラ７４からの電界の印加が必要かどうかを判断し、前回転後の続く印字ジョブのために、Ｓ２に戻る。前回転工程終了後であれば、１枚目の記録用紙を吸着するために、定電圧制御にて吸着電界を印加する必要があるため、Ｓ１０〜Ｓ１２に進む。そして、Ｓ１２では、転写ニップへ記録用紙の先端が到達したタイミングで、転写ローラ７２への吸着電界の印加は終了し、定電圧制御が終了したと判断する。なお、２枚目以降の記録用紙については、先に述べた場合と同じである。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置３、及びこれに備えられた転写装置２６においては、転写ローラ７４に対して高圧を供給する電源回路部９５が、高圧源１００と定電流制御回路９６とからなる、転写ローラ７４に設定された電圧を印加する定電圧制御電源回路と、高圧源１００と定電圧制御回路９７とからなる、転写ローラ７４に設定された電流に応じた値を有する電圧を印加する定電流制御電源回路とを有しており、制御部１０１が、転写ローラ７４に対して２つの電源回路のうちの一方のみが接続されるように制御し、少なくとも転写ユニット９０が感光体２３より離間している状態では、転写ローラと定電圧制御電源回路とが接続され、より好ましくは、転写ユニット９０と感光体２３とが接触している状態、或いは転写工程では、転写ローラ７４と定電流制御電源回路とが接続されるように、切り換える構成である。

これにより、転写装置における高圧源１００を破壊するような不具合を招来することなく、低コストであると共に小型化可能な、高速機向きの転写装置となる。

本発明の実施形態を示すものであり、転写装置における電源回路部の要部構成を示すブロック図である。 上記転写装置を備えた、複合機の概略構成を示す縦断面図である。 上記転写装置がとり得る、接触位置と待避位置を示す説明図である。 上記転写装置が搭載された、画像形成装置における転写装置近傍の概略構成を示す図面である。 連続印字ジョブ時における、上記転写装置の転写ベルトの任意の部分の帯電状態の変化を示す図面である。 上記画像形成装置における、転写装置の電源回路部の制御回路の切り換え手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 複合機
３ 画像形成装置
２６ 転写装置
７１ 転写ベルト
７４ 転写ローラ
７５ 離接機構
７９ クリーニングユニット
９０ 転写ユニット
９５ 電源回路部
９６ 定電流制御回路（定電流制御電源回路）
９７ 定電圧制御回路（定電圧制御電源回路）
９８ 切換部
１００ 高圧源（定電流制御電源回路、定電圧制御電源回路）
１０１ 制御部

Claims (5)

1. 複数のローラに巻回された転写ベルトを有し、上記転写ベルトに吸着されて搬送されるシートに、感光体上に形成されたトナー像を上記転写ベルトの裏面側に配された転写ローラにより電界を印加して転写する転写装置において、
   上記転写ベルトと上記転写ローラとがユニット化されてなる転写ユニットを上記感光体に対して離接させる離接機構と、
   上記転写ローラに対して高圧を供給する電源回路部であって、上記転写ローラに設定された電圧を印加する定電圧制御電源回路と、上記転写ローラに設定された電流に応じた値を有する電圧を印加する定電流制御電源回路とを有する電源回路部と、
   上記電源回路部における上記２つの電源回路と上記転写ローラとの接続を制御する制御部とを備え、
   上記制御部は、上記転写ローラに対して上記２つの電源回路のうちの一方のみが接続されるように制御し、少なくとも上記転写ユニットが感光体より離間している状態では、上記転写ローラと上記定電圧制御電源回路とを接続させ、
   上記定電流制御電源回路は、上記トナー像を上記シートに転写させるための電界である転写電界を印加し、上記定電圧制御電源回路は、上記転写ベルトの表面を清掃するためのクリーニング電界を印加することを特徴とする転写装置。
2. シートが１枚のみ搬送される単独印刷印字ジョブにおいては、
   上記離接機構は、上記転写ベルトに吸着された上記シートの先端が、上記感光体と上記転写ローラとが対峙する転写ニップ部に到達するタイミングで上記転写ユニットが上記感光体に接触し、当該シートの後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで上記転写ユニットが上記感光体より離間するように、転写ユニットを離接し、
   上記制御部は、上記転写ベルトに吸着された上記シートの先端が、上記転写ニップ部に到達するタイミングで、上記転写ローラと接続される電源回路を、上記定電圧制御電源回路から定電流制御電源回路へと切り換え、当該シートの後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで再び、上記定電圧制御電源回路に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. シートを複数枚連続して搬送される連続印刷印字ジョブにおいては、
   上記離接機構は、上記転写ベルトに吸着された当該連続印字ジョブの最初のシートの先端が、上記感光体と上記転写ローラとが対峙する転写ニップ部に到達するタイミングで上記転写ユニットが上記感光体に接触し、当該連続印刷印字ジョブの最終のシートの後端が転写ニップ部を抜け出るまで接触を保持し、当該連続印刷印字ジョブの最終のシートの後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで上記転写ユニットが上記感光体より離間するように、転写ユニットを離接し、
   上記制御部は、上記転写ベルトに吸着された当該連続印字ジョブの最初のシートの先端が、上記転写ニップ部に到達するタイミングで、上記転写ローラと接続される電源回路を、上記定電圧制御電源回路から定電流制御電源回路へと切り換え、当該連続印刷印字ジョブの最終のシートの後端が転写ニップ部を抜け出たタイミングで再び、上記定電圧制御電源回路に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
4. 上記定電圧制御電源回路は、さらに、搬送されてくる最初のシートを上記転写ベルトに吸着させるための吸着電界を印加することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の転写装置。
5. 感光体の表面に静電潜像を形成し、上記静電潜像をトナーによって現像してトナー像とし、上記トナー像をシート上に転写する画像形成装置において、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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