(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体と対向又は当接する転写部材と、
前記転写部材に直流転写バイアスを印加するための電源と、を備え、
直流電圧に交流電圧が重畳された交流直流重畳バイアスを出力する電源と、前記転写部材への前記交流直流重畳バイアスの印加経路に配設される第一リレーと、前記転写部材への直流転写バイアスの印加経路に配設される第二リレーと、を有する電源モジュールが、画像形成装置本体に対して着脱可能であって、
前記電源モジュールが装着されないときは、前記像担持体と前記転写部材との間に前記直流転写バイアスを印加することで記録媒体に前記像担持体上のトナー像を転写し、
前記電源モジュールが装着されたときは、前記像担持体と前記転写部材との間に前記交流直流重畳バイアスおよび前記直流転写バイアスのうちのいずれか一方を印加することで記録媒体に前記像担持体上のトナー像を転写することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電源モジュールが画像形成装置本体へ装着されたときに、前記第一リレー及び前記第二リレーの接点を切り替えることにより、
前記像担持体と前記転写部材との間に印加されるバイアスが、前記交流直流重畳バイアスと前記直流転写バイアスとの間で切り替え可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写部材に接続される転写電界用ハーネスの端部にコネクタ端子が設けられ、該コネクタ端子は、前記直流転写バイアスを印加するための電源および前記電源モジュールに着脱可能なことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電源モジュールは端子台を有し、該端子台には前記電源モジュールの交流出力部と前記第一リレーの一端とを接続させる第１端子と、前記第一リレーの他端と接続される第２端子と、前記第二リレーの一端と接続される第３端子と、前記コネクタ端子と接続可能であって第２端子および第３端子に電気的に接続された第４端子とが設けられ、
前記電源モジュールの画像形成装置本体への装着時には、前記コネクタ端子が前記第４端子に接続されるとともに、前記直流転写バイアスを印加するための電源と前記第二リレーの他端とが接続されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電源モジュールが転写ユニット内に配置され、
前記直流転写バイアスを印加するための電源と前記第二リレーの他端とを接続するハーネスを前記端子台まで案内する際に、当該ハーネスが前記転写ユニットに接触しないように、当該ハーネスを保持するための第一絶縁性ガイドが設けられることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電源モジュールが転写ユニット内に配置され、
前記転写電界用ハーネスを前記端子台まで案内する際に、前記転写電界用ハーネスが転写ユニットに接触しないように、当該転写電界用ハーネスを保持する第二絶縁性ガイドが設けられることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記交流電圧を前記直流電圧に重畳するために必要とされる、前記電源モジュールに配設される構成部材が、１枚の交流直流重畳バイアス印加用基板上に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機あるいはこれらの少なくとも２つの機能を有する複合機などの画像形成装置に関するものであり、より詳しくは、直流電圧に交流電圧を重畳することにより形成される転写電界の作用で像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置および電源モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写機あるいはこれらの少なくとも２つの機能を有する所謂複合機などの画像形成装置では、従来から電子写真方式を採用する画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、例えば、感光体や中間転写ベルトなどの像担持体の表面に所望のトナー像を形成した後で、当該像担持体上のトナー像を、直流電圧を用いた転写電界の作用で記録紙などの記録媒体に転写・担持させ、最終的には、定着装置で、このトナー像を担持している記録媒体に熱と圧力とを加えることで、半永久的な画像を記録媒体上に形成する構成が一般的である。
【０００３】
ここで、近年では、様々な記録媒体種に対しても一つの画像形成装置で画像を形成させたいとの要望が高くなってきており、そのため、普通紙などに加え、和紙やエンボス紙などの、表面が凹凸に富んだ記録媒体に対しても一つの画像形成装置で画像形成を行いたいとの要望が高くなっている。ところが、このような凹凸に富んだ記録媒体にトナー像を転写させる場合に、直流電圧を用いた転写電界の作用で記録媒体にトナー像を転写させるという従来からの一般的な構成では、表面の凹凸にならった濃淡パターンが記録媒体上で発生しやすいという問題があることがわかっている。この濃淡パターンは、記録媒体上の凹部に対して十分量のトナー像が転写されずに、その結果、凹部の画像濃度が凸部よりも薄くなることで発生してしまうものである。
【０００４】
そこで、このような濃淡パターンの発生を防止乃至抑制して、凹凸に富んだ記録媒体に対しても良好な画像が得られるようにするべく、特許文献１に開示されるような、直流電圧に交流電圧を重畳する交流直流重畳バイアスを用いて転写電界を形成する画像形成装置が提案されるようになってきた。この特許文献１では、直流電圧に加えて、比較的大きな第一のピーク・ツー・ピーク電圧と、比較的小さな第二のピーク・ツー・ピーク電圧とを交互に繰り返す交番電圧とで構成される交流直流重畳バイアスを二次転写ローラに印加して、この重畳バイアスによる転写電界の作用で、像担持体である中間転写ベルトからトナー像を記録媒体に転写させることにより、濃度ムラなどが低減された画像を得ることができる画像形成装置が開示されている。
【０００５】
なお、この交流直流重畳バイアスによる転写電界を作用させることで、凹凸に富んだ記録媒体に対しても良好にトナー像を転写させることが可能になる原理について説明をしておく。まず、交流直流重畳バイアスからなる転写バイアスの印加を開始すると、始めに、例えば中間転写ベルトなどの像担持体上に存在しているトナー層の表面のごく僅かなトナー粒子だけがトナー層から離脱して、記録媒体表面の凹部に向かうことになるが、トナー層中の殆どの粒子は、トナー層中に留まったままである。トナー層から離脱したごく僅かなトナー粒子は、記録媒体の凹部に進入した後、交流電圧により転写電界の向きが逆になることで、当該凹部からトナー層に逆戻りすることになる。このとき、逆戻りしたトナー粒子は、トナー層中に留まっていたトナー粒子に衝突して、そのトナー粒子の付着力を弱める。すると、次に転写電界が記録媒体に向かう方向に反転したときには、最初よりも多くのトナー粒子がトナー層中から離脱して、記録媒体の凹部に向かうようになる。このような一連の交流電圧を重畳することによるトナー粒子挙動を繰り返していくことで、トナー層中から離脱して記録媒体の凹部内に進入するトナー粒子数を増やすことが可能になるので、記録媒体の凹部にも十分量のトナーを転移させることが可能になるというものである。
【０００６】
このように、直流電圧に交流電圧を重畳する交流直流重畳バイアスを用いることで、凹凸に富んだ記録媒体に対しても良好な画像形成が可能になるが、このような交流直流重畳バイアスを印加するためには、当然ながら、交流電圧用の交流電源手段や、信号線を含めた交流電源手段などを制御するための構成部材に加えて、当該電源手段から転写部材などに接続されるハーネスなどが必要になる。さらに、例えば、エンボス紙などの凹凸に富んだ記録媒体に対しては交流直流重畳バイアスを使用するが、普通紙などに画像形成を行うために、従来と同じ直流電圧（乃至直流バイアス）のみで転写電界を形成することを意図する場合、これら相違する転写電界を形成するためのバイアス切換動作が必要になり、この切換動作用のリレーなども必要となる場合もある。
【０００７】
ところが、例えば特許文献１などの交流直流重畳バイアスを印加する画像形成装置の構成を開示している従来文献では、より良好な画像を得るための交流直流重畳バイアスの印加方法や実験結果などの記載は豊富であっても、これら交流電圧用の電源手段、制御用構成部材、ハーネス、信号線、さらには、リレーなどの交流直流重畳バイアスを作り出すための構成部材をどのように画像形成装置内に配置させるかは何ら考慮されていないのが実情である。これら構成部材を画像形成装置内でどのように配置させるかは、フットプリントの低減が求められる昨今の技術動向からすれば、非常に重要である。また、これら構成部材を容易に画像形成装置に組み付けて、構築することが可能になれば、画像形成装置の初期組み立て時の時間コスト低減にもつながり、その結果、生産性コストの上昇を抑えることが可能になるため、この観点からも重要である。
【０００８】
さらにまた、画像形成装置の生産者に対する客先である使用者が、画像形成装置の購入当初は交流直流重畳バイアスを印加させる画像形成を行うことを意図していないが、後に、交流直流重畳バイアスを印加させる可能性があるため、オプション対応として、交流直流重畳バイアスを印加する構成部材を取付けできるように構成された画像形成装置を購入する場合がある。この場合、使用者が接触したり、取り外したりすることを元来は想定していない電源などの構成部材は、画像形成装置の背面側に設置されているのが通常であるため、サービスマンが、交流直流重畳バイアス用の構成部材を取り付ける際には、従来の画像形成装置では、この画像形成装置の背面側にアクセスする必要があった。そのため、オプション対応で交流直流重畳バイアスを印加可能に改造する場合、例えば、背面側をオフィスの壁面に向けて配置されている画像形成装置を壁面側から一端引き出して、サービスマンが背面側にまわり、交流直流重畳バイアス印加用の構成部材を取付けることになる。しかしながら、これら構成部材は複数種類からなるため、取付けに時間がかかると、使用者が画像形成装置を使用できない時間が長くなり不利益となる。さらに、ある程度まで画像形成装置を分解しなければ、これら構成部材を取り付けることができないとなれば、使用者のオフィスなどで作業用スペースを大きく取る必要があり、使用者に不快感を与えることにもなりかねない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑み、直流電圧に交流電圧を重畳する交流直流重畳バイアスを用いることで、凹凸が豊富な記録媒体に対しても良好な画像を入手することが可能な画像形成装置を、容易に構築することが可能な画像形成装置および電源モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体と対向又は当接する転写部材と、前記転写部材に直流転写バイアスを印加するための電源と、を備え、直流電圧に交流電圧が重畳された交流直流重畳バイアスを出力する電源と、前記転写部材への前記交流直流重畳バイアスの印加経路に配設される第一リレーと、前記転写部材への直流転写バイアスの印加経路に配設される第二リレーと、を有する電源モジュールが、画像形成装置本体に対して着脱可能であって、前記電源モジュールが装着されないときは、前記像担持体と前記転写部材との間に前記直流転写バイアスを印加することで記録媒体に前記像担持体上のトナー像を転写し、前記電源モジュールが装着されたときは、前記像担持体と前記転写部材との間に前記交流直流重畳バイアスおよび前記直流転写バイアスのうちのいずれか一方を印加することで記録媒体に前記像担持体上のトナー像を転写することを特徴とする画像形成装置を提案する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電源モジュールを着脱するだけで、交流直流重畳バイアスを印加可能な画像形成装置を容易に構築することが可能になり、画像形成装置の組み付け性が向上する。また、交流直流重畳バイアスを印加できる構成をオプション化している画像形成装置では、客先である使用者のオフィスなどで、電源モジュールを組み付けるだけという非常に簡易な作業で画像形成装置を改造できるので、オプション対応の際に、使用者の不快感を大きくさせることがなく、また、使用者が画像形成装置を使用できない時間を極力短縮することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の一例であるフルカラー画像形成装置の概略を示す概略断面図である。
【図２】画像形成ユニットの概略を示す概略断面図である。
【図３】交流電圧に直流電圧を重畳した重畳バイアスを印加した際の電流値の一例を示したグラフである。
【図４】定電流制御によって形成された転写電界の作用で、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置の、主として転写ユニット部分だけを抜き出して描いた概略構成図である。
【図５】図４に対応する転写ユニット部分だけを抜き出して描いた概略構成図であって、転写部材として転写チャージャーを用いた例を示した概略構成図である。
【図６】交流直流重畳バイアスを生成する電源ユニットの構成の一例を示すブロック図である。
【図７】交流直流重畳バイアスを生成する電源ユニットの構成の別例を示すブロック図である。
【図８】交流直流重畳バイアスを生成する電源ユニットの構成のさらに別の例を示すブロック図である。
【図９】電源ユニットの具体的な構成を示す簡略回路図である。
【図１０】交流直流重畳バイアスを印加するためのサブモジュールの一例を示した概略斜視図である。
【図１１】画像形成装置本体から、転写ユニットが引き出された状態を示した概要図である。
【図１２】サブモジュールを配置するために開けられた設置スペースを説明するための、転写ユニットの一部分を画像形成装置の上方から眺めた概略部分平面図である。
【図１３】サブモジュール用に開けられた設置スペースにサブモジュールが配置された状態を説明するための概略部分平面図である。
【図１４】サブモジュールを装着した状態を装置前面側から見た断面図である。
【図１５】サブモジュールを転写ユニット内に取り付ける際の、好適な結線方法を説明するための概略構成平面図である。
【図１６】図１５の一部を拡大して各接続部の結線方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明を適用した画像形成装置の一例であるフルカラー画像形成装置（以下、単にプリンタと呼ぶ）の概略を示す断面構成図である。なお、本実施形態のプリンタでは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の色成分画像を重ね合わせることにより、フルカラー画像を得ることができるフルカラー画像形成装置の例を示している。また、本プリンタでは、図１に図示されるように、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色にそれぞれ対応する画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが画像形成装置内の略中央よりやや上部に配置されている。
【００１４】
各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに設けられた感光体ドラム１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）上に形成される各色トナー像は、これらの感光体ドラムに当接して配置されている、像担持体としてのベルト状の中間転写体（中間転写ベルト５０）へ順次転写される。中間転写ベルト５０へ転写されたトナー像は、用紙カセット１０１から給紙ローラ１００を経て給紙された記録紙などの記録媒体上に転写される。具体的には、用紙カセットから給紙された記録媒体は中間転写ベルト５０と転写部材である二次転写ローラ８０の間に矢印Ｆの方向から所定のタイミングで搬送され、この時、中間転写ベルト５０上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト５０を挟んで、二次転写ローラ８０と二次転写部対向ローラ７３との間に形成された二次転写ニップで、後述する転写電界の作用を受けて記録媒体上に一括転写される。フルカラートナー像が転写された記録媒体は定着装置９１へ搬送され、定着装置９１において加熱・加圧され、機外へと排出される。
【００１５】
次に、画像形成ユニットについて説明するが、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、トナー色が異なる他は全て同じ構成であるため、図２を参照して、１Ｙについてのみ代表して説明する。画像形成ユニット１Ｙは、感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の表面を帯電ローラによって帯電する帯電装置２１と、感光体ドラム１１上の潜像にトナーを付与して、当該潜像をトナー像化する像形成手段としての現像装置３１と、感光体ドラム１１上に担持されたトナー像を中間転写ベルト５０上に転写するための一次転写ローラ６１と、感光体ドラム１１の表面に残存したトナーをクリーニングする感光体クリーニング装置４１とを備えている。
【００１６】
上述の帯電装置２１として図示した例では、ローラ形状の導電性弾性体から構成される帯電ローラに対して直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加する構成となっている。この帯電ローラと感光体ドラム１１との間で直接放電を起こす事で感光体ドラム１１を所定の極性、例えば、マイナス極性に帯電させている。なお、帯電ローラ等の帯電部材に代えて、感光体ドラム１１とは非接触の帯電チャージャーによる方式を採用することもできる。
【００１７】
次いで、各感光体ドラム１１の帯電面に、図示していない画像書き込み手段から出射する光変調されたレーザ光Ｌ（図１参照）を照射する。これによって、各感光体ドラム１１の表面に潜像を形成する。即ち、レーザ光Ｌが照射され感光体表面部分の電位の絶対値が低下した部分が潜像となる。
【００１８】
現像装置３１は、Ｙトナーとキャリアとを有する２成分現像剤が収容された収容容器３１ｃと、この収容容器３１ｃ内に配置され収容容器３１ｃの開口部を介して感光体ドラム１１と対向するように配置された現像剤担持体としての現像スリーブ３１ａと、収容容器３１ｃ内に配置され、現像剤を攪拌しながら現像スリーブ３１ａに搬送する攪拌・搬送部材としてのスクリュー部材３１ｂ、３１ｂとを備えている。なお、これらスクリュー部材３１ｂ、３１ｂは、現像スリーブ３１ａ側となる現像剤の供給側と、図示しない補給トナー装置の供給を受ける側にそれぞれ配置され、収容容器３１ｃに図示しない軸受け部材によって回転自在に支持されている。そして、スクリュー部材３１ｂによって攪拌されながら、現像スリーブ３１ａ上に搬送されたトナーが、感光体ドラム１１上の潜像に静電的に付与されることで、当該潜像がトナー像化される。
【００１９】
一次転写ローラ６１は、例えば、導電性弾性ローラであり、中間転写ベルト５０の裏面から感光体ドラム１１に対して押し当てられるように配置されている。この弾性ローラである一次転写ローラ６１には、一次転写バイアスとして定電流制御された一次転写バイアスが印加される。そして、この一次転写バイアスによって、感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト５０に一次転写されるようになっている。
【００２０】
感光体クリーニング装置４１は、クリーニングブレード４１ａと、クリーニングブラシ４１ｂとを備えている。クリーニングブレード４１ａは、感光体ドラム１１の回転方向に対してカウンタ方向から感光体ドラム１１と当接している状態で、クリーニングブラシ４１ｂは、感光体ドラム１１と逆方向に回転しながら接触している状態で、中間転写ベルト５０に転写されずに感光体ドラム１１表面に残った一次転写残トナーをクリーニングする。
【００２１】
ここで、上記４組の画像形成ユニットの感光体ドラム１１は、不図示の感光体ドラム駆動装置によって図中時計回り方向に回転駆動される。また、ブラック用の感光体ドラム１１Ｋと、カラー用の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃとを独立に回転駆動できるようにしても良い。これにより、例えば、モノクロ画像を形成する時には、ブラック用の感光体ドラム１１Ｋのみを回転駆動し、またカラー画像を形成する時には４つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを同時に回転駆動させる事ができる。ここで、モノクロ画像を形成する時は、カラー用の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃから離間するように中間転写ベルト５０を有する中間転写ユニットが部分的に揺動させられるように構成することもできる。
【００２２】
像担持体たる中間転写ベルト５０は、例えば中抵抗の無端上のベルト材で構成され、二次転写部対向ローラ７３及び支持ローラ７１，７２といった複数の支持ローラに掛け回されている。この支持ローラの一つを回転駆動する事により、中間転写ベルト５０を図１において反時計回り方向に無端移動させることが出来る。
【００２３】
また、支持ローラ７２は接地されており、その支持ローラ７２に対向する形で表面電位計７５が配置されている。この表面電位計７５は、中間転写ベルト５０上に転写されたトナー像が支持ローラ７２上を通過した時、表面電位を計測する。
【００２４】
次に、像担持体たる中間転写ベルト５０と、転写部材たる二次転写ローラ８０との間に印加される、直流電圧と交流電圧とが重畳された交流直流重畳バイアスについて説明する。
図１に示した例では、直流電圧と、交流電圧とが重畳された交流直流重畳バイアスを印加するために、対向部材である二次転写部対向ローラ７３に接続される電源ユニット１１０と、転写部材である二次転写ローラ８０に接続される電源ユニット１１１とが設けられている。そして、トナー像を記録媒体に転写させるために、これら電源ユニット１１０及び／又は１１１によって、像担持体である中間転写ベルト５０上のトナーが記録媒体Ｐへ転写される方向に直流電圧成分による電圧が印加されると共に、この直流電圧成分に加えて、さらに、交流電圧成分、又は、交流直流重畳成分が印加されるように、電源ユニット１１０及び／又は電源ユニット１１１は構成される。そして、この交流直流重畳バイアスによる転写電界の作用を受けて、中間転写ベルト５０上のトナー像は、記録媒体Ｐが像担持体５０と転写部材８０との間に、矢印Ｆの方向から所定のタイミングで搬送された際に、記録材である記録媒体Ｐの所定位置上に静電的に転写されるようになっている。
【００２５】
なお、交流直流重畳バイアスを印加するための、この電源ユニット１１０及び／又は電源ユニット１１１の構成は、図１に図示したもの他にも種々様々なものが考えられる。例えば、図１に図示した例とは相違するが、電源ユニット１１０又は電源ユニット１１１のいずれか一方だけを配設して、当該配設された電源ユニット１１０又は電源ユニット１１１からのみ交流直流重畳電圧を印加してもよいし、図１に示したように、電源ユニット１１０、電源ユニット１１１を両者ともに配設して、これら電源ユニット１１０及び電源ユニット１１１で交流電圧と直流電圧とを分離して印加してもよい。さらに、電源ユニット１１０、電源ユニット１１１のいずれか一方から交流直流重畳電圧を印加し、かつもう一方から直流電圧を印加してもよい。また、出力電圧を直流電圧成分のみの場合と交流直流重畳電圧成分を印加する場合とに選択可能にすることもできる。このように構成しておけば、記録媒体種に応じて、直流電圧成分だけによる転写電界の作用による転写と、交流直流電圧の重畳バイアスによる転写電界の作用による転写とを切り替えることができる。そして、このように切換可能に構成すれば、例えば、記録媒体Ｐがエンボス紙や和紙などの凹凸に富んだ記録媒体ではなく、普通紙などの凹凸のない記録媒体である場合には、直流電圧成分のみを印加するように切り替えることができる。
【００２６】
これにより、交流電圧を必要としない使用用途の場合には、従来の転写装置のように直流電圧成分のみで使用することができ、省エネルギーで使用できるため好適である。この場合の電源ユニットの構成としては、交流直流重畳電圧を印加することが可能な一体の電源ユニットにおいて交流電圧成分を印加しないことで直流電圧成分のみを印加する方法でもよいし、直流電圧印加用の電源回路と、交流電圧印加用の、又は、交流直流重畳電圧印加用の電源回路とを別々に持ち、これら電源回路を切り替えることにより、直流電圧と交流直流電圧との切り替えを行う方法でもよい。
【００２７】
ここで、この電源ユニット１１０及び／又は電源ユニット１１１によって、交流電圧に直流電圧を重畳した重畳バイアスを印加した際の電流値の一例を、図３に示しておく。図３は、電源ユニット１１０から交流直流重畳バイアスを対向部材である二次転写部対向ローラ７３へ印加した際に、当該二次転写部対向ローラ７３に流れ込む方向の電流を測定した場合の一例を示すグラフである。すなわち、図３では、図４に示すように、交流直流重畳バイアスを電源ユニット１１０から二次転写部対向ローラ７３に印加することで、像担持体５０からトナー像を記録媒体に転写する際の、交流直流重畳バイアス電流値の例を示している。なお、図４は、交流電圧に直流電圧を重畳して印加する電圧印加方法において、出力電流の直流成分（オフセット電流）Ｉｏｆｆ、または交流成分のピーク間の大きさＩｐｐが任意の電流値になるように出力電圧を制御する定電流制御によって形成された転写電界の作用で、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置の、主として転写ユニット２００部分だけを抜き出して描いた概略構成図である。したがって、図３に示した例では、電源ユニット１１０から出力される電圧は、直流成分の電流値Ｉｏｆｆ、又は、当該Ｉｏｆｆ及び交流成分のピーク間電流値Ｉｐｐが、設定した電流値になるように制御されている。なお、図４は概略構成図であることから、Ｙ，Ｍ、Ｃ，Ｋトナー用の一次転写ローラ６１は一つを除いて省略して描かれている。
【００２８】
ところで、先に記述した定電流制御に対して、出力電圧の直流成分Ｖｏｆｆ、又は、交流成分のピーク間電圧の大きさＶｐｐが任意の値となるように出力電圧を制御する定電圧制御によっても、交流直流重畳バイアスを印加することで、記録媒体にトナー像を転写させることができる。しかしながら、出力電圧を定電圧制御する場合、湿度による部材の抵抗変化や記録材の違いにより、印加する電圧を大きく変更しなければ良好な転写性を得られないため、定電流制御する方が、前記変化に対する転写性の変動が小さく好適である。
【００２９】
図３に例示されるような電流が電源ユニット１１０により印加される図４に示した画像形成装置の例では、転写部材である二次転写対向ローラ８０は接地されており、対向部材である二次転写部対向ローラ７３に電源１１０から電圧を印加する構成となっている。該電源ユニット１１０は制御回路３００により制御される。
【００３０】
このような構成において、Ｉｏｆｆは電源ユニット１１０に内蔵された電流計により検出され、制御回路３００へ入力される。次に制御回路３００から電源ユニット１１０へ制御信号が入力される。制御回路３００は設定電流値に応じて制御信号を出力し、電源ユニット１１０からは出力Ｉｏｆｆが設定値となるように出力電圧が調整される。Ｉｐｐを定電流制御する場合も、同様にして制御することができる。本願発明者らの検討によると、Ｉｏｆｆはトナーによる電荷の移動や放電による電荷の移動を示している。このため、Ｉｏｆｆはトナー移動による電流量を目安に設定することができる。トナー移動による電流量Ｉｔｏｎｅｒは次の式（１）に示す関係で表すことができる。
【００３１】
Ｉｔｏｎｅｒ＝ｖ＊Ｗ＊Ｑ／Ｍ＊Ｍ／Ａ＊１０・・・（１）
ここで、ｖ：被転写体Ｐの速度［ｍ／ｓ］，Ｗ：画像のローラ軸方向の幅［ｍ］，Ｑ／Ｍ：トナー帯電量［μＣ／ｇ］，Ｍ／Ａ：トナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］である。
【００３２】
画像幅とトナー付着量には、全トナーが転写できるように、記録材にベタ画像を転写する場合に想定される最大値を用いる。例えば、ｖ＝０．３［ｍ／ｓ］，Ｗ＝０．３［ｍ］，Ｑ／Ｍ＝−３０［μＣ／ｇ］，Ｍ／Ａ＝０．５［ｍｇ／ｃｍ２］であれば、Ｉｔｏｎｅｒ＝−１３．５０［μＡ］となる。このとき、Ｉｏｆｆの絶対値は｜Ｉｔｏｎｅｒ｜以上の値、例えばＩｏｆｆ＝−２０［μＡ］の様に設定することが好ましい。記録媒体Ｐの速度ｖを変更する場合のＩｏｆｆの設定値は、上記の（１）式からＩｔｏｎｅｒを算出すればよく、例えばｖ＝０．１５［ｍ／ｓ］の場合はＩｏｆｆ＝−６．７５［μＡ］となるため、Ｉｏｆｆ＝−１０［μＡ］の様に設定する。
【００３３】
記録媒体種に応じて速度（線速）を変更する場合は、各速度に対応したＩｏｆｆに自動的に切り替わるモードを設けることで、記録媒体速度に対しても安定した画像を得ることができる。さらに、Ｍ／Ａがモノクロ画像よりも多くなるカラー画像の場合のＩｏｆｆの設定値も、（１）式から見積もることができ、例えばカラー画像のＭ／Ａをモノクロ画像の２倍の１．０［ｍｇ／ｃｍ２ ］と仮定した場合、Ｉｏｆｆも２倍の−４０［μＡ］のように設定すればよい。また、出力画像情報に応じて設定Ｉｏｆｆが自動的に切り替わるカラー印刷モードを設けることで、カラー画像、モノクロ画像のいずれに対しても安定した画像を得ることができる。
【００３４】
なお、Ｉｐｐは少なくとも記録媒体の凹部にトナーを転写するための電界を付与できるだけの大きさが必要となり、小さすぎると凹部にトナーが転写されない。その大きさは転写部材の抵抗や転写ニップの幅などによっても異なるが、ここでは、例えばＩｐｐ＝３．０［ｍＡ］のように設定する。Ｉｐｐを適切な値に設定することにより、記録媒体Ｐが変わっても凹部への良好な転写性を保つことができ、このようなＩｐｐは、実験室や実機での実験を繰り返すなどで予め得ておくことが可能である。
【００３５】
上記に例示したように、像担持体と転写部材との間に、交流直流重畳バイアスを印加することにより、像担持体上のトナー像を、記録媒体に転写することが可能になる。なお、重畳バイアスを２次転写部対向ローラ７３に印加しつつ、転写部材８０を接地する代わりに、重畳バイアスを転写部材８０に印加しつつ、２次転写部対向ローラ７３を接地してもよい。この場合には、直流電圧の極性を異ならせることで対応する。具体的には、図示のように、マイナス極性のトナーを用い且つ転写部材８０を接地した条件で、２次転写部対向ローラ７３に重畳バイアスを印加する場合には、直流電圧としてトナーと同じマイナス極性のものを用いて、重畳バイアスの時間平均の電位をトナーと同じマイナス極性にする。これに対し、２次転写部対向ローラ７３を接地し、且つ重畳バイアスを転写部材８０に印加する場合には、直流電圧としてトナーとは逆のプラス極性のものを用いて、重畳バイアスの時間平均の電位をトナーとは逆のプラス極性にする。重畳バイアスを２次転写部対向ローラ７３や転写部材８０に印加する代わりに、直流電圧を何れか一方のローラに印加するとともに、交流電圧を他方のローラに印加してもよい。
【００３６】
なお、本明細書では、転写部材８０として、像担持体である中間転写ベルト５０に当接するローラ形状の転写ローラであって、例えば、円柱状に形成された導電性の芯金と、芯金の外周面に積層された樹脂やゴムなどの表層からなる転写ローラが採用された例が説明されるが、本願発明はこれに限定されない。転写部に交流直流重畳電界を印加可能であれば、例えば、図５に示されるように、中間転写ベルト５０とは非接触で、この中間転写ベルト５０に対向する転写チャージャーなどを転写部材として採用することができる。ここで、図５は、図４に対応する転写ユニット部分だけを抜き出して描いた概略構成図であって、転写部材として転写チャージャーを用いた例を示した概略構成図である。図４とは、転写部材が転写チャージャー８０’に変更されているほか、電源ユニット１１０が当該転写チャージャー８０’に接続される一方で、二次転写部対向ローラ７３が接地されていることだけが異なる。さらにまた、記録材である記録媒体Ｐは紙、樹脂、金属など様々な物質を用いることができる。さらに加えて、本実施例において交番電圧の波形は正弦波を用いているが、矩形波等他の波形を用いても問題は無い。
【００３７】
次に、電源ユニット１１０、１１１の電源回路についてより詳細に説明する。
図６は、交流直流重畳バイアスを生成する電源ユニットの構成の一例を示すブロック図である。なお、以下で説明される図６〜８のブロック図と、図９の簡略回路図では、像担持体である中間転写ベルト５０は図示を省略されている。この図６に示す例では、交流電圧を印加する電源ユニット１１１が転写部材である二次転写ローラ８０に接続され、直流電圧を印加する電源ユニット１１０が対向部材である二次転写部対向ローラ７３に接続されている。そして、この図６の電源ユニット１１１において、交流駆動１２１、交流高圧トランス１２２、交流出力検出１２３、交流制御１２４の各手段により交流電圧発生手段１１２が構成される。また、電源ユニット１１０において、直流駆動１２５、直流高圧トランス１２６、直流出力検出１２７、直流制御１２８の各手段により直流電圧発生手段１１３が構成されている。なお、電源ユニット１１０及び電源ユニット１１１を動作させるための制御回路３００からの２４Ｖ入力とＧＮＤは、図示を省略している。また、これら電源ユニット１１０、１１１の出力異常を検知するための異常検知手段を各電源ユニット１１０及び１１１に設けることも可能であり、その際には、当該異常検知手段からの異常検知信号を伝える信号線が制御回路３００に接続される。
【００３８】
このような構成において、交流電圧印加用の電源ユニット１１１には、制御回路３００から、重畳される交流電圧の周波数を設定する信号が信号線ＣＬＫを介して供給され、さらに、交流出力の電流または電圧を設定する信号が信号線ＡＣ＿ＰＷＭを介して供給され、交流出力をモニターする信号が信号線ＡＣ＿ＦＢ＿Ｉを介して制御回路３００にもたらされる。直流電源用の電源ユニット１１０にも、直流出力の電流または電圧を設定する信号が信号線ＤＣ＿ＰＷＭを介して供給され、直流出力をモニターする信号が信号線ＤＣ＿ＦＢ＿Ｉを介してもたらされる。交流及び直流の制御（電流／電圧）ブロックでは、制御回路３００からの指令に基づき、それぞれの出力検出手段１２３，１２７からの検出信号が所定値となるように、交流駆動１２１または直流駆動１２５を介して各高圧トランス１２２，１２６の駆動を制御する信号を出力している。
【００３９】
交流制御では交流出力の電流及び電圧を制御しており、所謂、定電流制御または定電圧制御のどちらも可能なように交流出力検出１２３で出力電流及び出力電圧の両方を検出している。これは直流制御でも同様である。この実施例では、交流及び直流とも通常は定電流制御を行うように電流検出値を優先して制御するようにしている。出力電圧の検出値は上限電圧の抑制のために使っており、無負荷状態などでの最高電圧を制御する構成としている。また、制御回路３００では交流及び直流の各出力検出手段１２３，１２７からのモニター信号を、負荷状態の監視のための情報として入力している。また、交流電圧の周波数を制御回路３００からの信号線ＣＬＫを介して設定しているが、交流電圧発生手段の内部で固定の周波数を生成することもできる。
【００４０】
なお、図６に示されるブロック図では、電源ユニット１１０に直流電圧用の構成部材を搭載させ、電源ユニット１１１に交流電圧用の構成部材を搭載させているが、これらの直流電圧用の構成部材と交流電圧用の構成部材をまとめて一つの電源ユニットとして構成することもできる。
【００４１】
図７は、交流直流重畳バイアスを生成する電源ユニットの構成の別例を示すブロック図である。この図７に示される例では、二次転写部対向ローラ７３に対して、直流成分のみの電圧を印加可能な電源ユニット１１０と、交流直流重畳電圧成分を印加可能な電源ユニット１１１とが並列に接続されている。そして、ここに図示した例では、二次転写対向ローラ７３に直流電圧成分のみを印加する場合と、交流直流重畳バイアスを印加する場合とを選択可能とした構成例が示されている。これを達成するために、二次転写部対向ローラ７３に接続される電源ユニットは、切替手段である第一リレー５１０及び第二リレー５１１を用いて、電源ユニット１１０と電源ユニット１１１とを切り替えることができるように構成されている。すなわち、第一リレー５１０の接点を閉じ、且つ、第二リレー５１１の接点を開くと、二次転写対向ローラ７３には、交流直流重畳バイアスが印加される一方で、第一リレー５１０の接点が開き、且つ、第二リレー５１１の接点を閉じると、二次転写対向ローラ７３には、直流電圧バイアスだけが印加されることになる。リレーを使った転写装置への電圧の印加制御は、制御回路３００での各電源１１０と１１１への制御信号の授受とともにリレー駆動手段１２９を設け、信号線ＲＹ＿ＤＲＩＶを介した制御信号にて切り替え制御を行える構成としている。
【００４２】
図８は、交流直流重畳バイアスを生成する電源ユニットの構成のさらに別の例を示すブロック図であり、当該図８に示される構成では、前述の図７の構成と同様に、直流成分のみよる二次転写と、交流直流重畳電圧の印加による二次転写とを選択可能とする場合の更に他の構成例が図７に比べて簡略して示されている。本構成例では電源ユニット１１１の出力にだけ切替手段の第一リレー５１０を設けている点が図７に示した例とは相違する。また、第一リレー５１０の出力側が他方の電源ユニット１１０に接続されている。したがって、第一リレー５１０の接点を閉じて電源ユニット１１１から交流直流重畳バイアスを出力する場合に、並列に接続された電源ユニット１１０にも電圧が印加される。これにより、電源ユニット１１１が電源ユニット１１０の負荷となりえるが、電源ユニット１１０への電流供給による転写装置への影響が無い場合は、本方式を採用することで回路の簡素化が計られるので、同様の機能を簡単な構成で安価に実現することができる。
【００４３】
図９は、前述の図６に示したような電源ユニットの具体的な構成を示す簡略回路図である。なお、図６に示した例では、交流電圧を印加する電源ユニットと、直流電圧を印加する電源ユニットとが別の電源ユニットとして記載されていたが、この図８に示される簡略回路図では、同一の電源ユニット１１０に搭載されている点が相違する。
【００４４】
図９に示される簡略回路図において、上半部の交流電圧発生手段１１２と下半部の直流電圧発生手段１１３とは、ともに定電流制御を行っている。交流電圧は、高圧トランスの出力に近似した低電圧を巻線Ｎ３＿ＡＣで取出し、電圧制御コンパレータで基準信号Ｖｒｅｆ＿ＡＣ＿Ｖと比較している。交流電流は、直流電圧発生手段の出力と並列に接続した交流成分をバイアスするコンデンサＣ＿ＡＣ＿ＢＰと接地間に設けた交流電流検出器で取出し、電流制御コンパレータで基準信号Ｖｒｅｆ＿ＡＣ＿Ｉと比較している。この基準信号Ｖｒｅｆ＿ＡＣ＿Ｉのレベルは、信号線ＡＣ＿ＰＭＷを介して供給される交流出力電流の設定信号に応じて設定される。
【００４５】
上記電圧制御コンパレータの出力は、出力電圧が所定以上に上がった時（例えば無負荷など）に有効になるように基準信号Ｖｒｅｆ＿ＡＣ＿Ｖのレベルを設定してある。一方、電流制御コンパレータの出力は、通常の負荷で有効になるように基準信号Ｖｒｅｆ＿ＡＣ＿Ｉのレベルが設定してあり、負荷の状態（二次転写部対向ローラ７３や転写部材８０及びローラ間の部材など）に応じて高圧出力電流を切り替えられる構成としている。これら電圧制御コンパレータ及び電流制御コンパレータの出力は交流駆動部に入力し、そのレベルに応じて交流高圧トランスを駆動する。
【００４６】
直流電圧発生手段でも、同様に出力電圧／電流の両方を検出している。電圧は、高圧トランスの出力巻線Ｎ２＿ＤＣに設けた整流平滑回路と並列接続した直流電圧検出器で取出している。電流は、出力巻線と接地間に直流電流検出器を接続して取出している。電圧／電流の各検出信号は、交流の場合と同じく、重み付けされた基準信号Ｖｒｅｆ＿ＤＣ＿ＶとＶｒｅｆ＿ＤＣ＿Ｉと比較され、高圧出力の直流成分を制御している。
【００４７】
さて、これまで交流直流重畳バイアスを印加することで、像担持体である中間転写ベルト上に担持されたトナー像を記録媒体に転写する構成を説明してきたが、このような直流電圧成分に交流電圧成分を重畳させようとすると、これまでの説明から明らかなように、種々様々な構成部材が必要となることが分る。例えば、直流電圧だけを印加するための構成部材は、従来と同様に当初から画像形成装置に組み付けられているとしても、交流電圧をさらに重畳させるためには、図６〜８のブロック図や図９の簡略回路図に記載されているように、交流駆動１２１、交流高圧トランス１２２、交流出力検出１２３、交流制御１２４の各手段に加えて、交流電流検出器や、電圧制御コンパレーター及び電流制御コンパレーターなどが必要になる。また、制御部３００と接続される各種信号線も配線されている必要もある。
【００４８】
これら種々様々の構成部材を画像形成装置に組み込んで、直流電圧に交流電圧が重畳される交流直流重畳バイアスが印加可能なように画像形成装置を構築しようとする場合、構成部材が多種にわたることから、これら構成部材の配置場所を任意に決めていくと、画像形成装置が必要以上に大きくなってしまう可能性がある。また、これら構成部材がバラバラに存在している状態から、画像形成装置に一つずつ組み付けようとすれば、作業者には非常に負担となる。また、これら構成部材を誤って組み付けてしまうことにもなりかねない。
【００４９】
さらにまた、画像形成装置購入当初は、交流直流重畳バイアスを印加させる画像形成を行うことを意図していないが、後に、交流直流重畳バイアスを印加させる可能性があるため、オプション対応として、交流直流重畳バイアスを印加する構成部材を取付けできるように構成された画像形成装置を、使用者が購入する場合がある。このような場合は、予め交流直流重畳バイアス印加用の構成部材を配置するための設置場所を画像形成装置内に設けておかなければならない。
【００５０】
ところが、使用者が通常触れたり、取り外したりすることを想定していない高圧電源などの構成部材は、使用者が極力触れることのないように、画像形成装置の背面側に設置するようにしている。このため、交流直流重畳バイアス印加用の構成部材も画像形成装置の背面側に設置するようにしていた場合には、オプション対応などで、サービスマンが重畳バイアス印加用の構成部材を取り付ける際には、画像形成装置の背面側にアクセスするために、例えば、背面側をオフィスの壁面に向けて配置されている画像形成装置を壁面側から一端引き出して、サービスマンがその背面側にまわり、重畳バイアス印加用の構成部材を取付けることになる。
【００５１】
しかしながら、これら構成部材は複数種類からなるため、取付けに時間がかかると、使用者が画像形成装置を使用できない時間が長くなり不利益となるだけでなく、さらには、既述のように画像形成装置の背面側にまわって、ある程度まで画像形成装置を分解しなければ、これら構成部材を取り付けることができないとなれば、使用者のオフィスなどで作業用スペースを大きく取る必要があり、使用者に不快感を与えることにもなりかねない。
【００５２】
そこで、本発明では、これら構成部材を、画像形成装置に一体的に着脱可能なサブモジュール５００（電源モジュール）として構成することを考え出した。サブモジュール５００としては、例えば、１枚の交流直流重畳バイアス印加用基板上にこれら構成部材が適切に配線・接続された状態で配設させる構成が考えられる。複数の基板を用いながらも一体のサブモジュール５００を構成することも当然ながら可能であるが、１枚の交流直流重畳バイアス印加用基板上に構成部材全てを配置する場合、サブモジュール５００の小型化に貢献できる可能性が高まり、設置場所を小さくできることに加えて、複数の基板を用いる場合と比べれば、基板枚数だけでなく、配線などを少なくすることが可能になるためコストメリットも生じる。
【００５３】
この交流直流重畳バイアスを印加するためのサブモジュール５００の一例が、図１０に概略斜視図として示される。図１０に示される概略斜視図は、先に記述したブロック図で言えば、図７に記載した構成に対応するものを例示したものであり、図７において点線で囲まれた電源ユニット１１１がサブモジュール５００として構成されている。したがって、図１０に示した例では、第一リレー５１０及び第二リレー５１１もサブモジュール５００に搭載される。また、図１０は、概略斜視図として記載したため、交流直流重畳バイアスを印加するための構成部材としては、交流直流重畳バイアス印加用基板５０１と、交流高圧トランス１２２と、直流電圧印加用の電源ユニット１１０及び交流直流重畳バイアス印加用の電源ユニット１１１（すなわち、サブモジュール５００）を切換えるための第一リレー５１０及び第二リレー５１１と、当該第一リレー５１０及び第二リレー５１１を介して電源ユニット及びサブモジュール５００を二次転写部対向ローラ７３に接続するために設けられた端子台５０２とを代表して描いている。
【００５４】
ここで、図１０に例示したサブモジュールの例とは相違して、図６に示されるような、交流電圧印加用の電源ユニット１１１だけをサブモジュール５００とすることもできるし、図８に示されるような、第二リレー５１１は含まないが第一リレー５１０を含んだ電源ユニット１１１をサブモジュール５００とすることもできる。あるいは、図９に示されるように、交流電圧を印加するための電源ユニットと、直流電圧を印加するための電源ユニットとが一体的に構成される電源ユニット１１０をサブモジュール５００とすることも可能である。この場合には、画像形成装置には、当初から交流直流重畳バイアスを印加することが可能な構成が配設されていることになる。
【００５５】
このようなサブモジュール５００では、交流直流重畳バイアス印加用基板５０１上に、交流高圧トランス１２２や、端子部５０２などの交流直流重畳バイアスを印加するための構成部材を配置しており、さらに、図１０に示した例では、直流バイアスと交流直流重畳バイアスとを切り替えるための第一リレー５１０及び第二リレー５１１をもサブモジュール５００内に配設させて、これら構成部材がサブモジュールとして一体的に構成されているのが見て取れる。なお、第一リレー５１０及び第二リレー５１１は、交流直流重畳バイアス印加用基板５０１上に配設してもよいし、交流直流重畳バイアス印加用基板５０１とは、別体としてサブモジュール５００内に配設することもできる。また、図１０に示されるように、第一リレー５１０及び第二リレー５１１をもサブモジュール５００に一体的に搭載するように構成した場合、交流電圧を必要としない使用用途の場合には、従来の転写装置のように直流電圧成分のみで使用することができる省エネルギーな画像形成装置を、非常に簡易に構成することができるようになるため好適である。これは、元来は直流電圧による画像転写を行う画像形成しか行えない画像形成装置に対して、オプション対応などで、交流直流重畳バイアスをも印加できる構成を増設する場合に、特に有効であり、これについては、後述する。
【００５６】
このように画像形成装置に着脱可能なサブモジュール５００として、交流直流重畳バイアス印加用の構成部材を一体的に構成しておけば、画像形成装置の初期組み付け時などに、作業者は当該サブモジュール５００を画像形成装置の所定位置に取り付けて、ハーネスや信号線などの所定の配線を繋ぎ合わせるという簡易な作業だけで、容易に交流直流重畳バイアスを印加可能な画像形成装置を構成することが可能になる。
【００５７】
また、このようにサブモジュール５００として構成することで、交流直流重畳バイアス用の構成部材をできるだけコンパクトにまとめることができるようになる結果、不必要に画像形成装置を大きくすることがないため好適である。さらにまた、オプション対応で、交流直流重畳バイアス用の構成部材を取り付ける際には、これら交流直流重畳バイアス用の構成部材をサブモジュール５００として構成しておけば、サービスマンは、当該サブモジュール５００だけを客先に持って行き、このサブモジュール５００を画像形成装置の所定位置に例えばネジ留めなどすることで取り付け、さらに簡易な配線作業を実施するだけで、容易にオプション対応にかかる改造乃至増設を完了することができるので、客先で画像形成装置を大きく分解する必要が減り、また、取り付け時間の大幅な短縮が見込めるようになるため好適である。
【００５８】
ここで、これらサブモジュール５００は、画像形成装置本体内の何れの位置にでも設置可能なものであるが、配置位置の一例としては、転写ユニット２００の内部に、言い換えれば、転写ユニット２００における中間転写ベルト５０が掛けまわされている範囲内に収めることが可能であれば、従来の画像形成装置の大きさを変更することなく交流直流重畳バイアスを印加可能な画像形成装置を提供できるため好適である。これは、図１０に示されるような、直流バイアスと交流直流重畳バイアスとを切り替えるための第一リレー５１０及び第二リレー５１１が搭載されたサブモジュール５００を用いて、オプション対応で交流直流重畳バイアスを印加可能なように画像形成装置を改造する場合に、特に有利になる。
【００５９】
その構成例を、図１１〜図１４を用いて説明する。図１１は、画像形成装置本体から、転写ユニット２００が引き出された状態を示した概要図である。図１０の上方に示されているように画像形成装置本体内に収容されている転写ユニット２００は、転写ユニット２００のメンテナンスなどを施すために、図１０の下方に示されているように、図示しないレール部などを介して、画像形成装置本体から当該本体正面側の外部まで引き出し可能に構成されているのが通常である。そのため、転写ユニット２００内に、サブモジュール５００を配置できるようにしておけば、オプション対応の際には、画像形成装置正面側からアクセスするだけで（すなわち、画像形成装置の背面側にアクセスすることなく）、交流直流重畳バイアスを印加可能な画像形成装置に改造することができるようになる。
【００６０】
これを達成するために、ここに図示した例では、まず、転写ユニット２００内に配置されている直流電圧印加用の電源ユニット１１０（例えば、図７のブロック図における電源ユニット１１０）を、図１２に示されるように、転写ユニット２００用の制御基板の上方に配置させた。この構成について説明すると、従来の画像形成装置では、転写ユニット２００内には、直流電圧印加用の電源ユニット１１０と、この電源ユニット１１０の制御を含めた転写ユニット２００用の制御基板とを、水平方向（図１２においては、図の左右方向）に並列させて配置させていたが、これら直流電圧印加用の電源ユニット１１０とこの制御基板とを上下二段構成で配置させるべく、当該直流電圧印加用の電源ユニット１１０が画像形成装置の上下方向で見て制御基板の上方に位置するように配置して、当該直流電圧印加用の電源ユニット１１０が元来配置されていた設置スペースを、図１２の参照符号Ａに示すように開けたものである。そして、この開けられた設置スペースＡに、サブモジュール５００が配置される。なお、直流電圧印加用の電源ユニット１１０を、転写ユニット２００の制御基板の下方に配置して、これらを凹部内で上下二段に配置させてもよい。
【００６１】
図１２は、サブモジュール５００を配置するために開けられた設置スペースＡを説明するための、転写ユニットの一部分を画像形成装置の上方から眺めた概略部分平面図であり、この図１２は、転写ユニット２００が引き出された後に、中間転写ユニット２００に掛けまわされていた中間転写ベルト５０を外した上で、さらに、直流電圧印加用の電源ユニット１１０の上方を覆っている天板を取り外した状態を、中間転写ユニット２００の上方から眺めている。この図１２では、直流電圧を印加するための電源ユニット１１０における直流高圧トランス１２６と、この直流高圧トランス１２６に設けられるコネクタ端子１９０と、対向部材である二次転写部対向ローラ７３あるいは転写部材である二次転写ローラ８０に接続されている転写電界用ハーネス１８０と、この転写電界用ハーネス１８０の端部に設けられ上記直流高圧トランス１２６のコネクタ端子１９０に接続されるコネクタ端子１９１とが代表して描かれている。サブモジュール５００が設置されていない状態では、コネクタ端子１９１をコネクタ端子１９０に接続させることにより、直流高圧トランス１２６からの直流出力が、転写電界用ハーネス１８０を介して、二次転写部対向ローラ７３あるいは二次転写ローラ８０に出力されるようになっている。なお、中間転写ユニットフレーム２０１の上面にはクランプ１９２が装着されており、ハーネス１８０をクランプ１９２にクランプさせることで、サブモジュール非搭載時にハーネス１８０をユニットフレーム２０１に固定している。
【００６２】
そして、この設置スペースＡにサブモジュール５００を配置した例が、図１３に示される。図１３は、転写ユニット２００内でサブモジュール用に開けられた設置スペースＡにサブモジュール５００が配置された状態を説明するための概略平面図であり、図１１と同様に、中間転写ユニット２００が引き出された後に、中間転写ユニット２００に掛けまわされていた中間転写ベルト５０を外した上で、さらに、サブモジュール５００や直流電圧印加用の電源ユニット１１０の上方を覆っている天板を取り外した状態を、中間転写ユニット２００の上方から眺めた概略部分平面図である。図１３に示されているように、直流電圧印加用の電源ユニット１１０と、この電源ユニット１１０の制御基板とが２段構成で配置されている側方（図１３では左方）に、サブモジュール５００を配置させている。このように配置すれば、画像形成装置の元来の寸法を変更することなく、サブモジュール５００を取付けられるので好適である。
【００６３】
図１４は、サブモジュール５００を装着した状態を装置前面側から見た断面図である。なお、図１４は、装置前面側から見た図であるため、左右の位置関係が図１３とは逆になっている。図１３では、図の上側が装置前面、図の下側が装置背面となっている。
【００６４】
図１４において、中間転写ユニットフレーム２０１は、転写ユニット２００の中で中間転写ベルト５０のループ内に配置され、直流電源ユニット１１０、制御基板３００及びサブモジュール５００を支持している。サブモジュール５００を装着した状態の図１４では、直流電源ユニット１１０が制御基板３００の上下方向に重ねて配置されている。そして、ユニットフレーム２０１内の凹部に配置された直流電源ユニット１１０、制御基板３００及びサブモジュール５００を上方から覆うように、遮蔽板金１５１が設けられる。その遮蔽板金１５１の、サブモジュール５００に対応する部分の板金下面には、絶縁性シート１５２が貼り付けられている。また、遮蔽板金１５１は、転写ユニット２００から着脱可能に設けられ、サブモジュール５００の装着作業や、その他メンテナンス作業を容易に行なえるようになっている。
【００６５】
直流電源ユニット１１０のＤＣ印加用基板１１５には、高圧トランス１２６が搭載されている。そのＤＣ印加用基板１１５は板金１５３によって支持されている。転写ユニット２００を制御するための転写ユニット用制御基板３００は、板金１５４に支持されている。また、サブモジュール５００の基板５０１には交流高圧トランス１２２が搭載されており、その基板５０１は板金１５５により支持される。
【００６６】
さらに、一次転写ローラ６１間に配置される上部板金１５６は、遮蔽板金１５１の下部に配置される上記直流電源ユニット１１０、制御基板３００及びサブモジュール５００等の構成要素を上部から覆うように設けられている。この上部板金１５６も、転写ユニット２００から着脱可能に設けられている。
【００６７】
ここで、図１０に示されるようなサブモジュール５００を画像形成装置に装着する場合の動作について説明する。まず、図１１の下方に示されるように、転写ユニット２００を画像形成装置の正面側に引き出す。そして、中間転写ベルト５０を転写ユニット２００から取り外し、さらに、サブモジュール５００を配置すべき箇所の天板を取り除く。この状態を示しているのが、図１２に示される概略部分平面図である。図１２に示される状態になった後で、次に、コネクタ端子１９１をコネクタ端子１９０から取り外し、さらに、クランプ１９２からハーネス１８０を取り外す。この状態で、サブモジュール５００を設置場所Ａに配置することになる。なお、サブモジュール５００は、例えばネジなどの固定手段を用いて、設置場所Ａに固定される。
【００６８】
次いで、サブモジュール５００と電源ユニット１１０とが、図７のブロック図に示されるような結線状態になるように、各種ハーネスを繋ぎ合わせることになる。各接続部の結線方法を図１５及び図１６を用いて説明する。なお、図１５はサブモジュール５００が装着された転写ユニット２００内の一部を示す平面図であり、図１６は、図１５の一部を拡大して各接続部の結線方法を説明するための模式図である。
【００６９】
図１６に示すように、直流電源ユニット１１０の高圧トランス１２６には接続部(ａ)が有る（コネクタ端子１９０に相当）。また、サブモジュール５００の端子台５０２には接続部(ｂ)〜(ｅ)が設けられている。同様に、サブモジュール５００の第一リレー５１０及び第二リレー５１１には、接続部(ｆ)，(ｇ)，(ｈ)，(ｉ)がそれぞれ設けられている。そして、二次転写部対向ローラ７３からのハーネス１８０には接続部(ｊ)が有る（コネクタ端子１９１に相当）。
【００７０】
サブモジュール５００の非搭載時には、接続部(ａ)と(ｊ)を結ぶ１経路のみが結線される。そして、サブモジュール５００搭載時には、接続部(ｊ)と(ｅ)，接続部(ｈ)と(ｄ)，接続部(ｆ)と(ｃ)，接続部(ｉ)と(ａ)，接続部(ｇ)と(ｂ)を結ぶ５経路が結線される。なお、接続部(ｂ)は、サブモジュール５００の交流高圧トランス１２２（図１５）へ至る接続部である。
【００７１】
サブモジュール５００を搭載する際のハーネス付け替え作業は、図１２に示すクランプ１９２からハーネス１８０を外し、直流電源ユニットの高圧トランス１２６に設けられるコネクタ端子１９０（接続部(ａ)）からハーネス端部のコネクタ端子１９１（接続部(ｊ)）を取り外す。そして、ハーネス１８０端部の接続部(ｊ)を端子台５０２の接続部(ｅ)に接続する。また、第一リレー５１０の接続部(ｉ)と高圧トランス１２６コネクタ端子１９０（接続部(ａ)）とをハーネス１６０（図１５）を用いて接続する。それ以外の経路はサブモジュール５００内で予め結線済みとなっている。なお、ハーネス１６０の一端はサブモジュール５００内で第一リレー５１０の接続部(ｉ)と予め結線済みとしておいてもよい。
【００７２】
したがって、上記したように、コネクタ端子１９０（接続部(ａ)）からハーネス端部のコネクタ端子１９１（接続部(ｊ)）を取り外して端子台５０２の接続部(ｅ)に接続するとともに、接続部(ｉ)と接続部(ａ)とをハーネス１６０で接続するという、たった２つの結線動作だけで、図７のブロック図に示されるような交流直流重畳バイアスを印加可能なハーネス構成を作り出すことが可能になる。
【００７３】
なお、サブモジュール５００と制御回路３００とを結ぶ信号線は、サブモジュール構成時に予め一つの信号線用集合コネクタにまとめておけば、制御部３００に予め設けておいた、当該信号線用集合コネクタと着脱可能な相手側コネクタと、この信号線用集合コネクタを結線するだけでよい。
【００７４】
また、既述のように、図７のブロック図に示されるような構成は、交流電圧を必要としない使用用途の場合には、従来の転写装置のように直流電圧成分のみで使用することができる省エネルギーな画像形成装置を提供することが可能な構成であり、図１１〜１５に示されるような転写ユニット２００内部にサブモジュールとして組み込めば、このような有利な構成を、非常に容易に、且つ、素早く達成することが可能であり、また、使用者のオフィスなどのスペースを広く使用することがない。
【００７５】
なお、端子台５０２を設けずに、コネクタ端子１９０（接続部(ａ)）と接続部(ｅ)とを結線し、コネクタ端子１９１（接続部(ｊ)）と接続部(ｄ)とを結線することも可能であるが、この場合には、接続されたコネクタが自由にサブモジュール内に配置されてしまうことになり、他の構成部材に接触するなどした場合に、故障を引き起こす恐れがある。また、特にコネクタ端子１９１が設けられる転写電界用ハーネス１８０には、高圧交流電圧による交流電流が印加されるため、他の構成部材や転写ユニット２００に接触した場合には、ノイズが発生する恐れがあり、当該ノイズが、例えば転写ユニット２００を介して感光体ドラム１１などに伝播されると、当該感光体ドラム１１上に形成される潜像に悪影響を及ぼし、良好な画像形成ができなくなる恐れがある。したがって、端子台５０２を設ける方が好適である。
【００７６】
さらにまた、図１５に示されるように、ハーネス１６０が第二リレー５１１に案内される際に、このハーネス１６０が転写ユニット２００に接触しないように、当該ハーネス１６０を保持する第一絶縁性ガイド６０１を設けている。この第一絶縁性ガイドは、先に述べたノイズ対策にかかるものであり、高圧の直流電圧が印加されるハーネス１６０が転写ユニット２００に直接接触しないように、第二リレー５１１まで案内するために設けられるものである。したがって、当該第一絶縁性ガイド６０１は、樹脂などの絶縁性の高い部材として構成される。
【００７７】
同様に、転写電界用ハーネス１８０が端子台５０２に案内される際に、この転写電界用ハーネス１８０が転写ユニット２００に接触しないように、当該転写電界用ハーネス１８０を保持する第二絶縁性ガイド６００を設けている。この第二絶縁性ガイド６００も、先に述べたノイズ対策にかかるものであり、高圧の交流電圧が印加される転写電界用ハーネス１８０が転写ユニット２００に直接接触しないように、端子台５０２まで案内するために設けられる。したがって、当該第二絶縁性ガイド６００も、樹脂などの絶縁性の高い部材として構成されている。
【００７８】
これまで、本発明の好適な実施形態の例を図面に基いて説明してきたが、本発明は、図示した例に限られない。例えば、図１０や図１５に示した例では、第一リレー５１０と第二リレー５１１とがサブモジュール５００に一体的に配設される例を示しているが、この第一リレー５１０と第二リレー５１１とが配設されていないサブモジュール５００を中間転写ユニット２００に組み込むことも可能である。また、これまで説明してきた例では、中間転写ベルト５０を像担持体とした構成を説明してきたが、本願発明はこれに限られない。例えば、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、当該感光体とこれに対向するか又は当接する転写部材（例えば、転写ローラや転写チャージャー）との間に作用する転写電界で、直接的に記録媒体に転写する構成にも採用することができる。この場合は、感光体ドラムが像担持体として構成され、当該感光体ドラムに当接するか又は対向する転写ローラ又は転写チャージャーなどに、交流直流重畳バイアスが印加されることになる。
【符号の説明】
【００７９】
１              画像形成ユニット
１１            感光体ドラム
５０            像担持体（中間転写ベルト）
７３            二次転写部対向部材
８０            転写部材
１１０，１１１  電源ユニット
１１２          交流電圧発生手段
１１３          直流電圧発生手段
１２３          交流出力検出手段
１２７          直流出力検出手段
１６０          電源出力用第一ハーネス
１８０          転写電界用ハーネス
２００          転写ユニット
３００          制御回路
５００          サブモジュール（電源モジュール）
５０１          交流直流重畳バイアス印加用基板
５０２          端子台
５１０          第一リレー
５１１          第二リレー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８０】
【特許文献１】特開２０１０−２８１９０７号公報
【図１】
0005830956.tif 000002
【図２】
0005830956.tif 000003
【図３】
0005830956.tif 000004
【図４】
0005830956.tif 000005
【図５】
0005830956.tif 000006
【図６】
0005830956.tif 000007
【図７】
0005830956.tif 000008
【図８】
0005830956.tif 000009
【図９】
0005830956.tif 000010
【図１０】
0005830956.tif 000011
【図１１】
0005830956.tif 000012
【図１２】
0005830956.tif 000013
【図１３】
0005830956.tif 000014
【図１４】
0005830956.tif 000015
【図１５】
0005830956.tif 000016
【図１６】
0005830956.tif 000017