JP4731962B2 - 転写装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写紙を転写搬送ベルト上で転写搬送する転写装置、及びこの転写装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、タンデム方式のカラー画像形成装置において、直接転写方式にあっては、転写紙を支持しながら走行する無端ベルトを、中間転写方式にあっては、感光体から画像を受け取り担持する無端ベルトを採用することが知られている（例えば、特許文献１ないし３参照）。
カラー画像形成の代表的方法は、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を直接転写紙に重ねながら転写させる直接転写方式と、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を中間転写体に重ねながら転写させ、しかる後に転写紙に一括して転写させる中間転写方式がある。
複数の感光体を転写紙または中間転写体に対向させ並べて配置することから、タンデム方式と呼ばれ、感光体毎にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対して静電潜像の形成、現像などの電子写真プロセスを実行させ、直接転写方式では走行中の転写紙上に、中間転写方式においては走行中の中間転写体上に転写する。
これらの各方式を用いたタンデム方式のカラー画像形成装置では、直接転写方式にあっては、転写紙を支持しながら走行する無端ベルトを、中間転写方式にあっては、感光体から画像を受け取り担持する無端ベルトを採用するのが一般的である。そして４個の感光体を含む作像ユニットをベルトの一走行辺に並べて設置する。
タンデムの直接転写方式において、ベルト上に転写紙を十分に吸着させることは非常に重要である。このため、従来技術では、いかに十分に転写紙をベルトに吸着するかが目的でもあった。
このため、特許文献１には、転写ベルトや転写ドラムに吸着されて搬送される記録剤が１つ下流の吸着手段に達するまで十分な吸着力を保持できる技術が開示されている。
また特許文献２には、転写電圧の低減を図り安全性を向上しつつ、転写ベルトによる用紙搬送の色ずれを防止する技術が開示されている。
さらに特許文献３には、縦搬送にも対応できるように、十分な用紙吸着を行う技術が開示されている。
なお、特許文献４には、搬送される用紙の最先端領域に弱い吸着バイアスを印加する技術が開示されている。
特開２００１−１０６３７５公報 特開平０７−１６０１２７号公報 特開平１１−０８４８８３号公報 特開平０９−２２２８０１号公報

上記特許文献１の技術は一般的な吸着ローラの使用方式である。必要十分な吸着力を常に用紙全体に持たせることで搬送の安定と色ずれの防止が行える。しかし、この技術は転写ベルトが常に均一で平滑である状態で成立するものであり、転写ベルト自体の歪に転写紙が倣ってしまうような場合には、むしろこの十分な吸着力が異常画像の原因となってしまう。
特許文献２及び特許文献３の技術も、上記と同様に、吸着を十分に行うことで問題が発生しない点がその主眼であるが、転写ベルト自体の歪に転写紙が倣ってしまうような場合には、むしろこの十分な吸着力が異常画像の原因となってしまう。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、吸着ローラから与えられた電荷により転写搬送ベルト上に強く張り付いている転写紙の歪を低減する、すなわち、転写搬送ベルト自体の歪と転写紙との関係を吸着レベルにより低減する転写装置及び画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、複数のローラに掛け回されて回転駆動され、送られてきた転写紙を担持して搬送する無端状転写搬送ベルトと、この転写搬送ベルトの外周面に転写紙搬送方向へ所定の間隔をおいて接触する複数の像担持体とそれぞれ対向して前記転写搬送ベルトの裏面に接触するように設けられ転写バイアスが印加される複数のバイアスローラとを備え、前記複数の像担持体と前記複数のバイアスローラとの各ニップ部で前記転写搬送ベルト上の転写紙に前記複数の像担持体上の各トナー像を重ね合わせて転写させる転写装置において、前記転写搬送ベルトの転写紙搬送方向上流にて前記複数のローラのうちの１つのローラと対向して前記転写搬送ベルトの外周面に配置され前記転写搬送ベルト上の転写紙に電荷を与えて該転写紙を前記転写搬送ベルトに吸着させる静電吸着ローラと、該静電吸着ローラに印加するバイアスレベルを制御するバイアス制御手段と、を備え、前記バイアス制御手段は、前記静電吸着ローラが前記転写紙に接触している期間において、前記静電吸着ローラが転写紙中央部に接触するときの前記静電吸着ローラのバイアスレベルを、前記静電吸着ローラが転写紙の先端部及び後端部に接触するときの前記静電吸着ローラの通常レベルよりも低いレベルとなるように制御することを特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、前記バイアス制御手段は、前記静電吸着ローラに供給するバイアスレベルを連続的に変動させる請求項１記載の転写装置を特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、前記バイアス制御手段は前記静電吸着ローラに印加するバイアスが電流である請求項１又は請求項２記載の転写装置を特徴とする。
また請求項４に記載の発明は、前記バイアス制御手段は、前記バイアスレベルを前記転写紙の幅に応じて変化させるバイアス制御テーブルを有している請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の転写装置を特徴とする。
また請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の転写装置を備える画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、静電吸着ローラが前記転写紙に接触している期間において、前記静電吸着ローラが転写紙中央部に接触するときの前記静電吸着ローラのバイアスレベルを、前記静電吸着ローラが転写紙の先端部及び後端部に接触するときの前記静電吸着ローラの通常レベルよりも低いレベルとなるように制御することにより、転写搬送ベルト上の転写紙の歪を低減することができるので、転写ニップでの転写紙搬送動作が安定し、転写ムラに起因するスジ等の異常画像を防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明を画像形成装置である電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）に適用した１つの実施の形態について図１及び図２を参照して説明する。
図１は本発明によるレーザプリンタに係る実施の形態を示す概略構成図である。図２は図１の転写ユニットの概略構成を示す拡大図である。図１及び図２において、このレーザプリンタはイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備えている。
これらのトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す）は、転写紙３０の移動方向（図中の矢印Ａに沿って後述の転写搬送ベルト８が走行する方向）における上流側から順に配置されている。
このトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの回転軸が平行になるように、かつ、転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように設定されている。
本実施形態のレーザプリンタは、上記トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのほか、光書き込ユニット２、給紙カセット３、４、レジストローラ対５、転写紙３０を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト８を有するベルト駆動装置を備える転写ユニット６、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ３４等を備えている。
また、手差しトレイＭＦ、トナー補給容器ＴＣを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えている。
上記光書き込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。

この転写ユニット６において使用する転写搬送ベルト８は、体積抵抗率が１０⁹〜１０¹¹Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）である。
この転写搬送ベルト８は各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ１０、１２、１３、１７、３１に掛け回されている。
これらの支持ローラ１０、１２、１３、１６、１７、３１のうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ３１には、静電吸着ローラ１８が、前記入口ローラ３１に対向するように転写搬送ベルト８の外周面に配置されている。
この静電吸着ローラ１８には、バイアス制御手段１８ｂから所要のバイアス電圧又はバイアス電流が印可される。バイアス制御手段１８ｂには電源１８ａから所定電圧が供給されている。
またバイアス制御手段１８ｂには、図示していないがバイアスレベルを転写紙の幅に応じて変化させるバイアス制御テーブルを有し、図示しないコントローラからの指示により、バイアス制御テーブルに対応したバイアスレベルを静電吸着ローラ１８に印加するようにしている。
このように、本実施形態のレーザプリンタにおいては、バイアス制御手段１８ｂにより、静電吸着ローラ１８に印加するバイアスの条件を適正にすることで、転写搬送ベルト自体の歪にも影響を受け難い転写方式を実現するようにした点に特徴がある。なお、その詳細については後述する。

静電吸着ローラ１８と入口ローラ３１の間を通過した転写紙３０（図１参照）は転写搬送ベルト８上に静電吸着される。支持ローラ１２は転写搬送ベルト８を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転するようになっている。
各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対向する位置には、転写搬送ベルト８の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋを設けている。これらはスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋからローラ心金に転写バイアスが印加される。
この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト８に転写電荷が付与され、各転写位置において転写搬送ベルト８と感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また上記転写が行なわれる領域での転写紙３０と感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ１６を備えている。
上記転写バイアス印加部材１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ１６は、回転可能に揺動ブラケット２３に一体的に保持され、回動軸２４を中心として回動が可能である。この回動は、カム軸２７に固定されたカム２６が矢印の方向に回動することによって、時計方向に実施される。

上記入口ローラ３１と吸着ローラ１８は一体的に、入口ローラブラケット２０に支持され、軸２１を回動中心として、図２の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット２３に設けた穴２５と入口ローラブラケット２０に固植されたピン２２が係合しており、これによってそれらは前記揺動ブラケット２３の回動と連動して回動する。
これら入口ローラブラケット２０と揺動ブラケット２３の時計方向の回動により、バイアス印加部材１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ１６は感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃから離され、入口ローラ３１と吸着ローラ１８も下方に移動する。ブラックのみの画像の形成時に、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃと転写搬送ベルト８の接触を避けることが可能となっている。
一方、転写バイアス印加部材１５Ｋとその隣のバックアップローラ１６は出口ブラケット２８に回転可能に支持され、出口ローラ１０（図１）と同軸の軸２９を中心として回動可能にしてある。
転写ユニット６を本体に対し着脱するさいに、図示していないハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体ドラム１１Ｋから、転写バイアス印加部材１５Ｋとその隣のバックアップローラ１６を離間させるようにしてある。

駆動ローラ１２に巻き付けられた転写搬送ベルト８の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置３２が接触するように配置されている。このクリーニング装置３２により転写搬送ベルト８上に付着したトナー等の異物が除去される。
転写搬送ベルト８の走行方向で駆動ローラ１２より下流に、転写搬送ベルト８の外周面を押し込む方向に支持ローラ１３を設け、駆動ローラ１２への巻き付け角を確保している。支持ローラ１３よりさらに下流の転写搬送ベルト８のループ内に、押圧部材（ばね）１９で転写搬送ベルトにテンションを与えるテンションローラ１４を備えている。
先に示した図１中の一点鎖線は、転写紙３０の搬送経路を示している。給紙カセット３、４あるいは手差しトレイＭＦから給送された転写紙３０は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。
このレジストローラ対５により所定のタイミングで送出された転写紙３０は、転写搬送ベルト８に担持され、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙３０に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙３０上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙３０上にはフルカラートナー像が形成される。
トナー像転写後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面はクリーニング装置３２によりクリーニングされ、さらに除電されて次の静電潜像の形成に備える。
フルカラートナー像が形成された転写紙３０は、定着ユニット７でこのフルカラートナー像が定着された後、切り換えガイドＧの回動姿勢に対応して、第１の排紙方向Ｂまたは第２の排紙方向Ｃに向かう。第１の排紙方向Ｂから排紙トレイ８上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。
また第２の排紙方向Ｃに排出される場合には、図示していない別の後処理装置（ソータ、綴じ装置など）に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対５に搬送される。

以下、本実施形態であるレーザプリンタに備えられている静電吸着ローラに印加するバイアス条件について説明するが、これは本出願人が十分にベルトに吸着している転写紙が転写ニップ部で異常放電等の不具合を起こすことを確認し、その原因がベルトに蓄積された歪に対して転写紙が十分に吸着し過ぎてしまうために、その歪に倣ってしまうことから引き起こされることを見いだしたことにより実現されたものである。
図３はバイアス制御手段により制御される吸着バイアスの動作を示す特性図である。
本実施形態においては、バイアス制御手段１８ｂにより静電吸着ローラ１８に印加する吸着バイアスを転写紙先端では高く、中央で低く設定している。
このように本実施形態では、バイアス制御手段１８ｂにより、静電吸着ローラ１８が転写紙３０に接触している期間に、少なくとも１回以上、静電吸着ローラｓ１８のバイアスレベルを、通常レベルよりも低い歪除去レベルとなるように制御するようにしている。これにより、転写搬送ベルトの歪が転写紙に与える影響を低減することができ、異常画像の発生を低減することができる。
なお、転写紙先端位置はレジストセンサ（図示せず）のタイミングと同期することで検知可能であり、転写紙長さは給紙サイズとして予め既知のことが殆どである。手差しのように転写紙長さが不定形の場合には、転写紙の後端を検知できるような装置構成が一般的であるために、本実施の形態に必要なタイミング（先端と転写紙長さ、または先端と後端）を知ることは容易に可能である。

図４は通常レベルと歪除去レベルとのバイアスを連続的に制御する場合のバイアスの変動を示す概略図である。
全体的な制御は前記と同様であるが、バイアスの変化を連続的に行っているために、急激な転写条件の変化が画像上に現れることを防止することができる。
通常レベルと歪除去レベルとのバイアスもしくは電流変動を連続的に行うようにしている。転写紙の歪低減を急激に行わないため、歪低減を急激に行った場合に発生する可能性のある、色ずれや転写不良等の異常画像を防止することができる。
上記例では、設定が比較的容易な転写バイアス固定制御の場合を説明した。しかしながら、電子写真の転写で、特に転写紙に直接転写を行う方式でのバイアス固定制御では、転写紙の種類の差によって生じる抵抗変動や厚み、環境等による抵抗変動を補正することができない。
図５は電流を基準にしたバイアス制御を示す概略図である。
上記を考慮すると、静電吸着ローラ１８（図２）に印加するバイアスの基準は電圧よりも電流で行うことが望ましい。図５では、吸着させるためのバイアス制御を行うフィードバック対象が電流であることを示している。
転写紙の種類の違いや環境の違いによらず、転写紙の歪低減効果を実現する、すなわち、電流を基準にすることで、転写紙等の抵抗値が異なる場合にも同量の電荷を与えることができる。その結果、異なる転写紙に対しても歪低減効果を実現できる。

図６は異なる幅の転写紙を続けて通紙した際の吸着電流制御を示す概略図である。
上記の補正方式は同一サイズの転写紙については望ましいが、搬送方向に対して垂直な方向、所謂紙幅が変化した場合には上記の場合とは状況が異なる。
これは電流を一定にした場合でも、直接転写搬送ベルトが感光体ドラムに触れている面積が変化すると、適正な吸着電流のレベルが変化するためである。このような不具合を防止するために、転写紙の幅に応じて吸着電流を切り換えられるテーブルを持つことで常に安定した吸着を実現することができる。
これによって、転写紙の紙幅の違いによる適正レベルの電流変化に対応し、小サイズで問題となる、転写紙外からの回り込み電流を補正することができる。したがって、異なるサイズの転写紙に対しても電流変化への対応を実現できるという効果が得られる。
以上の実施の形態においては、図１に示すように、転写搬送ベルト８上に感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが複数並べて配設されるタンデム式のプリンタにおける転写ユニット６に本発明を適用した。しかしなら、本発明が適用可能なプリンタ及びベルト駆動装置はこの構成に限るものではない。
複数のローラに張架された無端状ベルトをそのローラのうちの少なくとも１以上のローラで回転駆動するベルト駆動装置を有するプリンタにおいて、転写紙を転写搬送ベルトに吸着するためのローラが構成されていればいずれにも適用可能である。

本発明によるレーザプリンタに係る実施の形態を示す概略構成図である。 図１の転写ユニットの概略構成を示す拡大図である。 本実施形態のバイアス制御手段による吸着バイアスの動作を示す特性図である。 通常レベルと歪除去レベルとのバイアスを連続的に制御する場合のバイアスの変動を示す概略図である。 電流を基準にしたバイアス制御を示す概略図である。 異なる幅の転写紙を続けて通紙したさいの吸着電流制御を示す概略図である。

符号の説明

１Ｙ トナー像形成部、５ レジストローラ対、８ 転写搬送ベルト、１１Ｙ 感光体ドラム、１８ 静電吸着ローラ、１８ａ 電源、３０ 転写紙

Claims (5)

1. 複数のローラに掛け回されて回転駆動され、送られてきた転写紙を担持して搬送する無端状転写搬送ベルトと、この転写搬送ベルトの外周面に転写紙搬送方向へ所定の間隔をおいて接触する複数の像担持体とそれぞれ対向して前記転写搬送ベルトの裏面に接触するように設けられ転写バイアスが印加される複数のバイアスローラとを備え、前記複数の像担持体と前記複数のバイアスローラとの各ニップ部で前記転写搬送ベルト上の転写紙に前記複数の像担持体上の各トナー像を重ね合わせて転写させる転写装置において、
   前記転写搬送ベルトの転写紙搬送方向上流にて前記複数のローラのうちの１つのローラと対向して前記転写搬送ベルトの外周面に配置され前記転写搬送ベルト上の転写紙に電荷を与えて該転写紙を前記転写搬送ベルトに吸着させる静電吸着ローラと、
   該静電吸着ローラに印加するバイアスレベルを制御するバイアス制御手段と、を備え、
   前記バイアス制御手段は、前記静電吸着ローラが前記転写紙に接触している期間において、前記静電吸着ローラが転写紙中央部に接触するときの前記静電吸着ローラのバイアスレベルを、前記静電吸着ローラが転写紙の先端部及び後端部に接触するときの前記静電吸着ローラの通常レベルよりも低いレベルとなるように制御することを特徴とする転写装置。
2. 前記バイアス制御手段は、前記静電吸着ローラに供給するバイアスレベルを連続的に変動させることを特徴とする請求項１記載の転写装置。
3. 前記バイアス制御手段は前記静電吸着ローラに印加するバイアスが電流であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の転写装置。
4. 前記バイアス制御手段は、前記バイアスレベルを前記転写紙の幅に応じて変化させるバイアス制御テーブルを有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の転写装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の転写装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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