(57)【要約】【課題】低コスト化を達成するとともに、環境変化などに対して所定の転写性能を保持できる電子写真法による画像形成装置を得る。【解決手段】転写媒体を搬送面１ａに吸着して矢印Ａ方向に搬送する転写ベルト１と、転写ベルト１に対向して矢印Ａ方向に沿って並置された感光体ドラム１１を含む複数の作像ユニットとを備えた画像形成装置。転写部材１５は各感光体ドラム１１に対して搬送方向下流側で転写ベルト１の内側面に圧接し、トナーとは逆極性の電荷を転写ベルト１を介して転写媒体に付与する。この転写部材１５は導電性材料からなり、かつ、感光体ドラム１１との距離Ｌ１，Ｌ２を保持するように往復移動可能である。転写部材１５は、環境が高湿で普通紙が供給されるときに距離Ｌ１に設定され、環境が低湿で厚紙が供給されるときに距離Ｌ２に設定される。【選択図】図６
2008286923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定速度で回転駆動される半導電性の転写ベルトと、
前記転写ベルトの外側面に対向して配置された作像ユニットと、
前記作像ユニットに含まれる感光体と前記転写ベルトとのニップ部に対して転写ベルトの移動方向上流側近傍又は下流側近傍のいずれかに配置されて該転写ベルトの内側面に圧接し、トナーとは逆極性の電荷を転写ベルトを介して付与する導電性材料からなる転写部材と、
前記転写部材を前記転写ベルトの移動方向にほぼ沿って往復移動させる移動手段と、
少なくとも環境条件又は転写媒体の種類に応じて前記移動手段にて前記転写部材を移動させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写部材は、前記転写ベルトに接触するローラを含み、該ローラは導電性金属材料又は導電性樹脂材料からなること、を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写部材は、前記転写ベルトに接触する導電性フィルムを含むこと、を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
各色のトナー画像を形成する複数の作像装置が前記転写ベルトの移動方向に沿って並置され、
複数の転写部材が各作像ユニットに含まれる感光体に対向して配置されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写ベルトはその外側面に転写媒体を吸着保持して搬送し、
前記転写部材は前記転写ベルトを介して前記転写媒体に転写バイアス電圧を印加すること、
を特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写部材のそれぞれに転写バイアス電圧を印加する一つの高圧電源を備えていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記移動手段は、前記転写ベルトが前記感光体から離間する位置に前記転写部材を移動させるベルト接離手段を兼ねていることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか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、画像形成装置、特に、電子写真法によって転写媒体上にトナー画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタなどの電子写真法によって紙などの転写媒体上にトナー画像を形成する画像形成装置においては、転写媒体を転写ベルトに吸着させて搬送しつつ、該転写媒体に転写ベルトを介してトナーとは逆極性の電荷を付与し、感光体上に形成されたトナー画像を転写媒体に転写する方式が知られている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
この種の転写方式においては、トナーとは逆極性の電荷を転写ベルトを介して転写媒体に付与する転写部材として、ゴムローラを用いるのが一般的である。しかし、ゴムローラは、金属シャフトに１×１０6オーム以上の抵抗値を有する発泡ウレタン製のローラを取り付けているため、高価につくという問題点を有していた。また、カラー画像を形成するタンデム方式では、複数の転写部材を設置しているが、転写部材それぞれに電気抵抗値にばらつきを有するため、それぞれの転写部材ごとに高圧電源を設けて印加電圧値を調整する必要があり、電源部のコストも上昇するという問題点を有していた。
【０００４】
一方、半導電性の転写ベルトの電気抵抗を利用して転写部材から転写ベルトを介して転写バイアス電圧を印加する場合、転写部材は転写放電を安定させるために感光体と転写ベルトとのニップ部に対して転写ベルトの移動方向上流側近傍又は下流側近傍のいずれかに所定の距離を置いて配置していた。特許文献２，３に記載の転写装置のように、ニップ部と転写部材との間の距離を一定に設定すると、環境湿度の変化や転写媒体の厚さなどで電流値が異なり転写性能にばらつきを生じてしまう。例えば、高湿環境下での転写放電安定性から決めた距離では、低湿環境に変化すると、電流が流れすぎて転写性能が低下してしまう。逆の場合は電流量が少なくなって転写性能が低下してしまう。
【特許文献１】特開平１０−２２８１８６号公報
【特許文献２】特開平１１−２４９４６０号公報
【特許文献３】特開平９−２１２００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、低コスト化を達成するとともに、環境変化などに対して所定の転写性能を保持できる電子写真法による画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、
所定速度で回転駆動される半導電性の転写ベルトと、
前記転写ベルトの外側面に対向して配置された作像ユニットと、
前記作像ユニットに含まれる感光体と前記転写ベルトとのニップ部に対して転写ベルトの移動方向上流側近傍又は下流側近傍のいずれかに配置されて該転写ベルトの内側面に圧接し、トナーとは逆極性の電荷を転写ベルトを介して付与する導電性材料からなる転写部材と、
前記転写部材を前記転写ベルトの移動方向にほぼ沿って往復移動させる移動手段と、
少なくとも環境条件又は転写媒体の種類に応じて前記移動手段にて前記転写部材を移動させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る画像形成装置において、転写部材は導電性材料からなるため、転写部材を例えば金属製ローラにて安価に製作できる。そして、少なくとも環境条件又は転写媒体の種類に応じて移動手段にて転写部材を転写ベルトの移動方向にほぼ沿って往復移動させるようにしたため、環境条件の変化などに対応した最適な転写電流を供給することができ、転写性能の低下を解消することができる。
【０００８】
本発明に係る画像形成装置において、転写部材は、導電性金属材料からなるローラ又は導電性樹脂材料からなるローラであってもよく、あるいは、転写ベルトに接触する導電性フィルムであってもよい。
【０００９】
また、本発明に係る画像形成装置は、各色のトナー画像を形成する複数の作像装置が転写ベルトの移動方向に沿って並置され、複数の転写部材が各作像ユニットに含まれる感光体に対向して配置されている、いわゆるタンデム方式でカラー画像を形成するように構成してもよい。この場合、転写ベルトはその外側面に転写媒体を吸着保持して搬送し、転写部材は転写ベルトを介して転写媒体に転写バイアス電圧を印加する。
【００１０】
タンデム方式の画像形成装置にあっては、転写部材のそれぞれに転写バイアス電圧を印加する一つの高圧電源を備えていればよい。導電性材料かならなる転写部材は電気抵抗値はほぼ０であるため、個々の転写部材に対して転写バイアス電圧を微調整する必要はなく、転写部材のそれぞれに一つの高圧電源から転写バイアス電圧を印加すれば、電源部のコストを低減することができる。
【００１１】
また、移動手段は、転写ベルトが感光体から離間する位置に転写部材を移動させるベルト接離手段を兼ねていてもよい。タンデム方式では、モノクロ画像形成時などでは黒色の画像を形成する作像ユニットのみを動作させる。この場合、転写ベルトを他の作像装置の感光体から離間させる接離手段が設置されており、移動手段がこの接離手段を兼ねることにより、構成が簡略化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各実施例において共通する部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
（画像形成装置の基本構成、図１参照）
図１に本発明に係る画像形成装置の基本構成の要部を示す。この画像形成装置は、周知の電子写真法を用いたタンデム方式でかつ直接転写式によってカラーのトナー画像を形成するものである。具体的には、駆動ローラ２と従動ローラ３とに無端状に巻回保持された転写ベルト１と、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー画像を形成する作像ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）とを備えている。
【００１４】
転写ベルト１は駆動ローラ２によって矢印Ａ方向に定速度で回転駆動され、紙などの転写媒体Ｍは矢印Ｂ方向から１枚ずつ供給され、吸着ローラ４から付与される電界にて下側面に静電的に吸着保持され、矢印Ａ方向に搬送される。以下、この下側面を転写媒体Ｍに対する吸着搬送面１ａと称する。また、転写ベルト１は従動ローラ３がコイルばね５にて弾性的に付勢されることで一定の張力を保持している。
【００１５】
各作像ユニット１０は、それぞれ、感光体ドラム１１や図示しない帯電器、現像器、画像露光ユニット（光走査ユニット）などを備え、各感光体ドラム１１の表面にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー画像を形成する。トナー画像を形成するプロセスは周知であり、その説明は省略する。
【００１６】
転写ベルト１の吸着搬送面１ａの内側には、各感光体ドラム１１にほぼ対向する位置に転写部材１５が弾性的に圧接されている。この転写部材１５は、以下に詳述する構成からなる導電性材料からなり、感光体ドラム１１と転写ベルト１とのニップ部に対して転写ベルト１の移動方向（矢印Ａ方向）の下流側近傍に配置されている。各転写部材１５に対しては、一つの高圧電源２０により所定値の転写バイアス電圧が印加される。
【００１７】
各感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー画像は、転写ベルト１の吸着搬送面１ａに吸着されて搬送される転写媒体に、転写部材１５からトナーとは逆極性の電荷が転写ベルト１を介して付与されることにより転写される。このように、各感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像は転写媒体の表面に転写されて合成され、後段に設置された定着ユニット２１により加熱定着される。
【００１８】
転写ベルト１はローラ２，３や転写部材１５を含めて図示しないフレームに取り付けて一つのユニットとして構成され、この転写ユニットは矢印Ｃ方向に回動させることで、転写媒体の搬送経路を大きく上方に開放することができる。従って、搬送途中で転写媒体がジャムした場合、転写ユニットを矢印Ｃ方向に回動させることにより搬送経路を開放してジャムした転写媒体を容易に排除することができる。
【００１９】
転写部材１５は、導電性材料からなり、例えば以下に説明するように金属製ローラなどで構成すれば安価に製作できる。また、転写部材１５の電気抵抗値はほぼ０であるため、それぞれの転写部材１５に対して転写バイアス電圧を微調整する必要はなく、一つの高圧電源２０から一定値の電圧を印加すればよく、電源部のコストを低減できる。
【００２０】
（転写部材の具体例、図２〜図５参照）
図２に転写部材の第１例を示す。この転写部材は、金属製のシャフト１６をそのまま転写ローラとして構成したもので、極めて安価に製作できる。金属材料としては、ステンレス、アルミニウムが適している。直径８ｍｍ程度の細い中実シャフトで構成するのが、強度的にもコスト的にも好ましい。金属製のパイプとすれば軽量化を図ることができる。
【００２１】
なお、細い転写ローラでは、転写ベルト１が転写ローラに巻きかかる部分で転写ベルトにクリープが生じ、転写不良（画像ノイズ）を引き起こす可能性がある。しかし、図３及び図４に示す大径の転写ローラを使用すれば、このような不具合が発生するおそれを回避できる。
【００２２】
図３に示す転写部材の第２例は、金属製のパイプ１７ａの両端に金属製のフランジ１７ｂを取り付けたもので、パイプ１７ａの直径は１２ｍｍ以上である。また、図４に示す転写部材の第３例は、導電性ポリアセタールなどからなる複数の導電性樹脂スリーブ１８ａを金属製のシャフト１８ｂに被せてローラ体としたもので、スリーブ１８ａの直径は１２ｍｍ以上である。導電性樹脂スリーブ１８ａの電気抵抗値が１ｋΩ以下であれば、ローラ体を構成するそれぞれのスリーブ相互の抵抗のばらつきを無視でき、さらに、各感光体ドラム１１に対向して配置されたそれぞれのローラ体相互の抵抗のばらつきを無視でき、一つの高圧電源２０から一定値の電圧を印加することで、所定の電荷を転写媒体に付与できる。
【００２３】
図５に転写部材の第４例を備えた画像形成装置を示す。図５に示す転写部材は導電性フィルム１９を用いたものである。例えば、表面抵抗率が約１００Ωのフッ素系樹脂又はポリアミド系樹脂からなる。この導電性フィルム１９の先端部を感光体ドラム１１と転写ベルト１とのニップ部から矢印Ａで示す搬送方向下流側で転写ベルト１の内側面に押し当てる。これにて転写ベルト１を撓ませ、転写ベルト１を感光体ドラム１１に対して周方向に１〜２ｍｍ程度接触させる。
【００２４】
なお、フッ素系樹脂などの導電性フィルム１９は、厚さ１００μｍ程度であり、剛性が低い。それゆえ、転写ベルト１を撓ませて必要なニップ幅を得るには、フィルム１９をポリフェニレンサルファイド樹脂などでバックアップすることが必要となる。
【００２５】
（転写部材の配置とその移動、図６参照）
ところで、前述した導電性材料からなる転写部材１５は、それ自体が電気抵抗が小さな値であるため、半導電性の転写ベルト１自体の電気抵抗成分（表面抵抗率約１×１０8〜１×１０10Ω）を利用して転写電界を形成する必要がある。具体的には、転写部材１５を感光体ドラム１１と転写ベルト１とのニップ部に対して２〜６ｍｍ程度搬送方向下流側に配置し、その距離に相当する転写ベルト１の電気抵抗を利用することになる。
【００２６】
なお、転写部材１５は感光体ドラム１１と転写ベルト１とのニップ部に対して２〜６ｍｍ程度搬送方向上流側に配置してもよい。但し、転写部材１５を上流側に配置すると、トナー画像の転写前に放電が生じやすいため、十分な転写性能を発揮できない場合がある。
【００２７】
以上のごとく、導電性材料からなる転写部材１５を用いた場合、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、感光体ドラム１１と転写ベルト１のニップ部から転写部材１５と転写ベルト１のニップ部までの距離Ｌ１，Ｌ２に応じて前記高圧電源２０から印加される転写バイアス電圧によって転写媒体に流れる転写電流が変化することになる。
【００２８】
一方、同じ距離Ｌ１，Ｌ２であっても、湿度８５％などの高湿環境にあると転写電流が多く流れ、湿度１５％などの低湿環境にあると転写電流が少なくなる。仮に、高湿環境下での転写放電安定性から距離Ｌ１が最適であると決めた場合、低湿環境に変化すると、同じ距離Ｌ１では電流が流れすぎて転写性能が低下してしまう。そこで、低湿環境に変化した場合、転写部材１５を搬送方向Ａの上流側に若干移動させて距離Ｌ２に補正することにする。これにて、低湿環境においても、良好な転写性能を保持することができる。
【００２９】
なお、転写ベルト１が湿度だけではなく温度で電気抵抗が変化するものである場合、温度変化を考慮して距離Ｌ１，Ｌ２を補正することが好ましい。具体的には、イオン導電性のベルトは、低温（１０℃以下）で高抵抗になる傾向にあり、高温（３０℃以上）で低抵抗になる傾向がある。
【００３０】
また、転写電流は転写媒体の種類によっても変化する。例えば、厚紙は普通紙に対して転写電流が流れやすい。それゆえ、厚紙が供給される場合には前記距離Ｌ１を短くすることが好ましい。環境湿度と転写媒体の種類を勘案し、以下に説明する第１例及び第２例では、高湿環境でかつ普通紙が供給されることを想定して最適な転写電流が得られるように距離Ｌ１を設定した。一方、低湿環境でかつ厚紙が供給される場合には転写部材１５を移動させて距離Ｌ２に変更する。
【００３１】
（移動手段の第１例、図７参照）
図７に転写部材１５の移動手段の第１例を示す。なお、図７では、一つの作像ユニットに対する転写部材１５の移動手段３０を示しているが、他の作像ユニットに対する転写部材１５にも同様の移動手段３０が設けられている。
【００３２】
この移動手段３０は、ピン３２を支点として回動自在に設けたレバー３１の下部に転写部材１５を装着したもので、レバー３１の上部はコイルばね３３にて矢印Ｄ方向に弾性的に付勢され、スライダ３５の凹部３６の内壁面３６ａに当接している。スライダ３５の一端はコイルばね３７にて矢印Ｄ方向に弾性的に付勢され、他端にカム３８の外周面が当接している。また、カム３８はその支軸３９を支点としてモータ４０により回転駆動される。
【００３３】
モータ４０は制御部４１によって制御される。制御部４１には、図示しないセンサから環境湿度情報が入力されるとともに、供給される転写媒体の種類、即ち、普通紙、厚紙（ハガキ、封筒などを含む）が入力される。
【００３４】
以上の構成において、カム３８の小径部がスライダ３５の他端に当接しているとき、スライダ３５はコイルばね３７のばね力にて矢印Ｄ方向に移動するとともに、レバー３１の上部がコイルばね３３のばね力にて内壁面３６ａに押圧され、レバー３１はピン３２を支点として反時計回り方向に回動する。これにて、転写部材１５は図６（Ａ）に示した距離Ｌ１に設定される。
【００３５】
一方、制御部４１は、環境湿度情報が低湿に変化したこと、かつ、転写媒体として厚紙が供給される場合は、モータ４０を駆動してカム３８を１８０°回転させる。これにて、カム３８の大径部がスライダ３５の他端に当接し、スライダ３５がコイルばね３７のばね力に抗して矢印Ｄとは逆方向に移動するとともに、内壁面３６ａがレバー３１の上部を同方向に移動させる。これにて、レバー３１がピン３２を支点として時計回り方向に回動し、転写部材１５は図６（Ｂ）に示した距離Ｌ２に設定される。
【００３６】
なお、カム３８の回転角度を制御することにより、転写部材１５の移動量を複数段階に調整することも可能である。また、レバー３１の回動範囲を反時計回り方向に広げることにより、転写部材１５による転写ベルト１への押圧を解除して転写ベルト１を感光体ドラム１１から離間させるベルト接離手段を兼ねることもできる。
【００３７】
（移動手段の第２例、図８参照）
図８に転写部材１５の移動手段の第２例を示す。なお、図８では、一つの作像ユニットに対する転写部材１５の移動手段４５を示しているが、他の作像ユニットに対する転写部材１５にも同様の移動手段４５が設けられている。
【００３８】
この移動手段４５は、転写部材１５の支軸２２をガイド４６の傾斜面４６ａ，４６ｂ上に転動自在に載置し、コイルばね４７にて弾性的に下方に押圧し、該支軸２２をスライダ４８の規制面４８ａに当接させたものである。スライダ４８の一端はコイルばね４９にて矢印Ｅ方向に弾性的に付勢され、他端にカム５０の外周面が当接している。また、カム５０はその支軸５１を支点としてモータ４０により回転駆動される。モータ４０は制御部４１によって制御され、制御部４１の構成、動作は前記第１例で説明したとおりである。
【００３９】
以上の構成において、カム５０の小径部がスライダ４５の他端に当接しているとき、スライダ４８はコイルばね４９のばね力にて矢印Ｅ方向に移動するとともに、支軸２２がコイルばね４７のばね力にて規制面４８ａに押圧されてガイド４６の傾斜面４６ａの下部に位置する。これにて、転写部材１５は図６（Ａ）に示した距離Ｌ１に設定される。
【００４０】
一方、制御部４１は、環境湿度情報が低湿に変化したこと、かつ、転写媒体として厚紙が供給される場合は、モータ４０を駆動してカム５０をほぼ９０°回転させる。これにて、カム５０の腹部がスライダ４８の他端に当接し、スライダ４８がコイルばね４９のばね力に抗して矢印Ｅとは逆方向に移動するとともに、規制面４８ａが支軸２２を同方向に移動させる。支軸２２は傾斜面４６ａに沿って若干上動し、転写部材１５は図６（Ｂ）に示した距離Ｌ２に設定される。
【００４１】
傾斜面４６ａの傾斜角度を転写ベルト１が感光体ドラム１１に巻き架かる角度と一致させることにより、転写部材１５が距離Ｌ１，Ｌ２に往復移動した場合であっても、転写ベルト１の感光体ドラム１１に対する巻き架かり量を一定に保つことができる。
【００４２】
さらに、カム５０を９０°回転させると（図８に示す状態からは１８０°回転させると）、カム５０の大径部がスライダ４８の他端に当接し、スライダ４８が矢印Ｅとは逆方向に最大距離移動する。これにて、支軸２２は傾斜面４６ｂに乗り上げ、転写部材１５による転写ベルト１への押圧が解除され、転写ベルト１が感光体ドラム１１から離間する。即ち、本第２例はベルト接離手段を兼ねるように構成されている。
【００４３】
（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００４４】
例えば、本発明は、トナー画像を転写ベルト上に１次転写して合成した後、転写媒体上に２次転写する間接転写式の１次転写部に適用することも可能である。また、単一の作像ユニットを備えたモノクロ画像形成用の装置にも適用することができる。あるいは、転写媒体の吸着面が下方を向いている形式のみならず、上方を向いている形式であってもよい。
【００４５】
また、前記実施例では、転写部材を環境湿度や転写媒体の種類に応じて２位置に移動可能に設置したが、３以上の複数位置に移動可能に設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の基本構成を示す概略構成図である。
【図２】転写部材の第１例を示す正面図である。
【図３】転写部材の第２例を示す断面図である。
【図４】転写部材の第３例を示す断面図である。
【図５】転写部材の第４例を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。
【図６】転写部材の移動態様を示す説明図である。
【図７】転写部材移動手段の第１例を示す概略構成図である。
【図８】転写部材移動手段の第２例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…転写ベルト
１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）…作像ユニット
１１…感光体ドラム
１５…転写部材
２０…高圧電源
３０，４５…移動手段
４１…制御部
【図１】
2008286923.tif 000003
【図２】
2008286923.tif 000004
【図３】
2008286923.tif 000005
【図４】
2008286923.tif 000006
【図５】
2008286923.tif 000007
【図６】
2008286923.tif 000008
【図７】
2008286923.tif 000009
【図８】
2008286923.tif 000010