JP2011257683A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録部材として厚手の用紙を用いた場合でも，良好な画質の画像を形成できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】本発明のカラープリンタ１は，２次転写ローラ４１と中間転写ベルト１１との間に用紙Ｐを挟んで搬送しつつ転写処理を行うとともに，定着部３６も用紙Ｐを挟んで搬送しつつ定着処理を行うものであり，用紙Ｐの撓みの有無を検出する用紙センサ４７と，２次転写ローラ４１に取り付けられた圧接機構とを有し，定着部による用紙搬送速度を，用紙Ｐが厚紙である場合には，転写部による用紙搬送速度より遅くし，用紙Ｐが厚紙でない場合には，用紙Ｐに撓みがある間は，転写部による搬送速度より速い搬送速度とするとともに，撓みがない間は，転写部による搬送速度より遅い搬送速度とするものである。
【選択図】図２

Description

本発明は，電子写真方式の画像形成装置に関する。さらに詳細には，記録部材へトナー像を転写する転写部材とトナーを記録部材に定着させる定着部材とが，いずれも，ローラ対によって記録部材を搬送しつつ処理を行うものである画像形成装置に関するものである。

従来より，電子写真方式の画像形成装置として，転写装置とそれに続く定着装置とがそれぞれローラ対を有し，いずれも用紙を挟んで搬送しつつ処理を行うものがある。これらの装置の間隔が用紙長（搬送方向）より短い場合には，先端が定着装置に挟まれてから後端が転写装置を抜け出すまでの間において，１枚の用紙が両方の装置にそれぞれ挟まれた状態となる。そのため，１枚の用紙が，そのうちの２箇所においてそれぞれ搬送されることになる。

しかし，転写装置と定着装置とにおける処理速度は，必ずしも等しいものではないので，上述のような場合には，これらの装置の間で搬送速度を調整する必要がある。例えば，転写装置の搬送速度が転写前のトナー像を担持する像担持体の速度によって決定されるものでは，定着装置の搬送速度を制御することによって，両者の搬送速度が適切な関係の範囲内となるようにしている。

通常，定着装置の搬送速度は，転写装置の搬送速度に比較して，やや遅くなるように設定される。これらの間で用紙にテンションを掛けすぎないようにするためである。そのため，用紙は，転写装置と定着装置との間で，搬送経路からやや撓む。この撓みの大きさは，用紙の厚みやコシの程度によってやや異なるものとなる。例えば特許文献１には，撓みの大きさを一定の範囲内となるように維持することにより，転写ズレや用紙のシワ等を防止した技術が開示されている。本文献では，転写装置と定着装置との間で記録部材を撓ませ，その撓み量によって記録部材の厚みを判断するとされている。

特開２００９−１３４１２０号公報

しかしながら，前記した従来の画像形成装置に記録部材としてかなり厚手の用紙を使用した場合，撓みを復元しようとする用紙自身による力がかなり大きい。そのため，撓み量によっては，いずれかのローラ対の間で用紙が滑って，画質不良が発生するおそれがある。特に，転写装置の方へ滑った場合には，転写ズレや色ズレとなって現れるおそれがあるので好ましくない。

本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，記録部材として厚手の用紙を用いた場合でも，良好な画質の画像を形成できる画像形成装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部と，トナー像形成部によって像担持体上に形成されたトナー像を記録部材に転写する転写回転体と，転写回転体によってトナー像が転写されている記録部材を加熱および加圧することによりトナーを定着させる定着器とを有する画像形成装置であって，転写回転体は，像担持体との間に記録部材を挟んで，像担持体との協働により記録部材を搬送しつつ転写処理を行うものであり，定着器は，記録部材を挟んで搬送しつつ定着処理を行うものであり，転写回転体と定着器との間での記録部材の撓みの有無を検出する撓みセンサと，転写回転体に取り付けられ，転写回転体に対して用紙搬送方向の逆向きの力が作用したときに転写回転体を像担持体に向けて圧接する圧接機構と，撓みセンサによる検出結果を受けて，定着器による記録部材の搬送速度を制御する制御部とを有し，制御部は，定着器による記録部材の搬送速度を，記録部材が厚紙である場合には，転写回転体による搬送速度より遅い搬送速度とし，記録部材が厚紙でない場合には，撓みセンサによって撓みがあると検出されている間は，転写回転体による搬送速度より速い搬送速度とするとともに，撓みセンサによって撓みがないと検出されている間は，転写回転体による搬送速度より遅い搬送速度とするものである。

本発明の画像形成装置によれば，記録部材は，転写回転体と像担持体との間および定着器によってそれぞれ挟まれ，搬送される。記録部材が厚紙である場合には，定着器による搬送速度が転写回転体による搬送速度より遅くされるので，これらの間で記録部材が撓む。本発明によれば，圧接機構を有しているので，撓んだ記録部材によって転写回転体に対して用紙搬送方向の逆向きの力が作用したときに，転写回転体は像担持体に向けて圧接される。従って，記録部材は強く挟まれる。これにより，記録部材の滑りが防止されている。また，記録部材が厚紙でない場合には，撓みセンサの検出結果に応じて，定着器による搬送速度が制御されるので，適切な撓み量を維持するように制御することができる。これらのことから，記録部材として厚手の用紙を用いた場合でも，良好な画質の画像を形成できるものとなっている。

さらに本発明では，圧接機構は，支点を中心に回転可能であるとともに，転写回転体を支点以外の箇所で軸支するレバー部材と，転写回転体を像担持体へ向かう向きに付勢する付勢部材とを有し，レバー部材の支点は，用紙搬送方向について転写回転体より上流側で，かつ，転写回転体と像担持体との接触箇所における転写回転体の接線に対し，転写回転体の側に設けられていることが望ましい。
このような圧接機構を有していれば，記録部材の復元力によって転写回転体が用紙搬送方向の逆方向に押圧されると，レバー部材によって転写回転体が像担持体へ押圧される。従って，転写回転体と像担持体との間で記録部材をより強く挟む。従って，これらの間での記録部材の滑りが効果的に防止されている。

本発明の画像形成装置によれば，記録部材として厚手の用紙を用いた場合でも，良好な画質の画像を形成できる。

本形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 ２次転写部から定着部へ至る範囲を示す概略構成図である。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，いわゆるタンデム方式のカラープリンタに，本発明を適用したものである。

本形態のカラープリンタ１は，その概略構成を図１に示すように，カラー画像の形成が可能ないわゆるタンデム方式の画像形成装置である。図中で中段には，４色の画像形成部が，図中左から右へ，イエロー１０Ｙ，マゼンタ１０Ｍ，シアン１０Ｃ，ブラック１０Ｋの順に中間転写ベルト１１に沿って配置されている。また，カラープリンタ１の図中左下部には，着脱可能な給紙カセット１３が，図中右下部には，手差しユニット１４がそれぞれ装着されている。

イエローの画像形成部１０Ｙは，図１に示すように，感光体２１を中心に，帯電部２２，現像部２４，１次転写部２５，クリーナ２６を有している。図では，イエローの画像形成部１０Ｙのみに符号を付して説明したが，他の色についても同様の構成となっている。また，露光部２３は，各色の画像形成部の下部に設けられ，各色で共通のものとなっている。さらに，中間転写ベルト１１の図中で上方には，各色のトナーを貯留するホッパ２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｋが備えられている。

さらに，図１中で右側には，用紙搬送経路３１，３２が設けられている。図中で下から上向きに用紙を搬送する用紙搬送経路３１と，図中で上から下向きに用紙を搬送する用紙搬送経路３２とが，並べて設けられている。用紙搬送経路３２は，両面印刷を行う場合に使用されるものである。用紙搬送経路３１，３２には，それぞれ複数の搬送ローラ３３が設けられている。本形態のカラープリンタ１は，これらの搬送ローラ３３を制御することにより，各搬送路３１，３２に沿って用紙の搬送または停止等を必要に応じて行うことができるようになっている。

用紙搬送経路３１には，図１に示すように，２次転写部３５と定着部３６とが配置されている。定着部３６は，互いに対向する２つのローラ（加熱ローラ３７と加圧ローラ３８）によるローラ対を有している。２次転写部３５は，２次転写ローラ４１を有している。２次転写ローラ４１は，中間転写ベルト１１を間に挟んで，ベルトローラ４２と対向している。画像形成時には，用紙は，中間転写ベルト１１と２次転写ローラ４１との間の箇所，および，加熱ローラ３７と加圧ローラ３８との間の箇所においてそれぞれ駆動される。２次転写部３５と定着部３６との間には，他の搬送ローラは設けられていない。

さらに，本形態のカラープリンタ１は，各部を制御するための制御部４０を有している。制御部４０は，各色の画像形成部の画像形成動作や，２次転写部３５，定着部３６における処理，および各所の搬送ローラ３３等の駆動を制御している。特に本形態では，定着部３６の駆動速度の制御によって，２次転写部３５と定着部３６との間での用紙の搬送速度の制御を行っている。なお，図１では制御部４０を図中で右下に示しているが，配置される位置はどこでもよいし，機能を複数の制御部に分けてそれぞれ別の箇所に配置されるものでもよい。

さらに，２次転写部３５の２次転写ローラ４１には，図２に示すように，圧接レバー４３および圧接バネ４４による圧接機構が設けられている。圧接レバー４３は，その長手方向の中央付近に支点４５を有し，この支点４５を中心として回転可能となっている。支点４５は，装置内に固定されている。圧接レバー４３の図中で上端部は，２次転写ローラ４１の回転軸に対して回転可能に取りつけられている。また，圧接レバー４３の図中で下端部には，圧接バネ４４の一端部が取り付けられている。圧接バネ４４の他端部は，装置内に固定されている。なお，圧接レバー４３は，後述するように，実際にはほとんど回転しない。

圧接バネ４４は，引っ張りバネであり，圧接レバー４３の図２中で下端部を図中で右下向きに引っ張っている。従って，圧接レバー４３は，圧接バネ４４の弾力により，支点４５を中心として図中で反時計回りの回転力を受ける。その結果，圧接レバー４３の図中上端部は，２次転写ローラ４１を図中でほぼ左向きに押している。つまり，２次転写ローラ４１は，ベルトローラ４２の方へ向かって圧接されている。この圧接機構は，何らかの駆動力を受けるものではなく，単に圧接バネ４４の弾力によって圧接されているものである。

さらに，図２に示すように，２次転写部３５と定着部３６との間には，用紙センサ４７が配置されている。この用紙センサ４７は，図中に破線で囲んで示すように，センス範囲Ｓにおける用紙の有無を検出するものである。例えば，レバータイプの押圧センサや光透過センサ，反射センサ等を用いることができる。この用紙センサ４７のセンス範囲Ｓは，用紙が２次転写部３５と定着部３６との間で適度に撓んでいる場合に限り，用紙を検出することができるように設定されている。

次に，図２を利用して，２次転写部３５と定着部３６と用紙センサ４７のセンス範囲Ｓの位置関係について説明する。図中に，２次転写部３５と定着部３６との間に一点鎖線で示しているのは，最短ルート４８である。この最短ルート４８は，２次転写部３５と定着部３６とを，直線で結んだ線である。すなわち，２次転写部３５と定着部３６との間で最短距離となるルートである。

そして，２次転写部３５のニップ方向は，この最短ルート４８に対して角度が付けられている。図２中の下方に一点鎖線で示しているのがこのニップ方向を示すニップラインＱの一部である。このニップラインＱとは，２次転写ローラ４１とベルトローラ４２との接触箇所において，両ローラの回転中心を結んだ線に直交する線のことであり，上記接触箇所における２次転写ローラ４１の接線方向でもある。このニップラインＱは，図では２次転写部３５の下方のみに示しているが，２次転写部３５の上方にもその延長線を考えることができる。２次転写部３５から送り出された直後の用紙Ｐは，このニップラインＱに沿って図中右上に向かう。

そして，センス範囲Ｓは，図２中で最短ルート４８より２次転写部３５のニップラインＱの側に配置されている。つまり，本形態のニップラインＱは，２次転写部３５より下流側（図中では上方）に延長すると，最短ルート４８より図中で右側を通る。そのため，一枚の用紙Ｐのうち，先端部が定着部３６に，後端部が２次転写部３５に，それぞれ挟まれて用紙Ｐが撓む場合には，ニップラインＱの側に撓む。すなわち，図中に実線で示すように，最短ルート４８より図中で右側へ撓む。その撓む側に，センス範囲Ｓが配置されている。従って，本形態では，用紙Ｐが適度に撓んでいるか否かを，用紙センサ４７によって検出することができる。

用紙Ｐとして厚紙を使用した場合，この用紙Ｐが上記のように撓むと，用紙自身の復元力によって，２次転写部３５には用紙搬送方向の逆向きの力が加えられる。用紙Ｐの復元力が，ニップで受ける摩擦力より大きいと，用紙Ｐが滑って後退することになるので好ましくない。本形態では，圧接機構を備えているので，２次転写部３５に用紙搬送方向の逆向きの力が加わった場合に，ニップの押圧力がより大きくなることによって摩擦力がより大きくなるようにしている。

そのために，本形態では，圧接レバー４３が，２次転写部３５の２次転写ローラ４１を，支点４５以外の箇所で軸支している。そして，圧接レバー４３の支点４５の位置は，２次転写ローラ４１より用紙搬送方向について上流側で，かつ，ニップラインＱより２次転写ローラ４１の側である。

従って，２次転写ローラ４１に用紙搬送方向の逆向きの力が加わると，２次転写ローラ４１は，圧接レバー４３によってベルトローラ４２に向かって押圧される。用紙Ｐの押し戻す力が大きいほど，２次転写ローラ４１はベルトローラ４２へとより強く圧接される。従って，用紙Ｐはより強く挟まれる。従って，２次転写部３５のニップにおける用紙の滑りを防止することができる。さらに望ましくは，ニップラインＱと圧接レバー４３とのなす角度θが，３０〜６０°の範囲内であるとより効果的である。

また，圧接バネ４４は，圧接レバー４３によって２次転写ローラ４１をベルトローラ４２に向かって押圧するように配置されていればよい。図２では，２次転写ローラ４１の回転中心とベルトローラ４２の回転中心とを結ぶ線に略平行に配置されているものを示している。圧接機構の機能としては，この圧接バネ４４の弾力は小さいものであっても構わない。あまり強く圧接すると，用紙の搬送の駆動抵抗が大きくなるので好ましくない。圧接バネ４４を弱いものとしても，本形態では，必要なときだけ強く圧接できる。また，この圧接バネ４４以外に，２次転写ローラ４１を適切にベルトローラ４２に向けて圧接する部材を有していれば，圧接バネ４４はなくてもよい。

次に，図１に戻って，このカラープリンタ１によってカラー画像が形成される際の，各部の動作を説明する。各色の感光体２１にはそれぞれ，タイミングを合わせてトナー像が形成される。すなわち，帯電部２２によって一様に帯電され，続いて露光部２３によって露光される。これにより，各色の感光体２１の表面には，各色の画像データに基づいた静電潜像が形成される。次に，現像部２４によって，その静電潜像にトナーが供給され，感光体２１上にトナー像が形成される。

一方，画像形成時には，中間転写ベルト１１は，図１中に矢印ｇで示すように，図中反時計回りに回転される。各色の感光体２１上にそれぞれ形成されたトナー像は，それぞれの１次転写部２５によってタイミングを合わせて中間転写ベルト１１上に転写され，互いに重ね合わせられる。これによって，中間転写ベルト１１にカラーのトナー像が形成される。なお，１次転写領域を通過した後も感光体２１に残留しているトナーは，クリーナ２６によって掻き取られる。

一方，画像形成されるための記録部材である用紙は，図１中の下方に矢印ｈで示すように，給紙カセット１３または手差しユニット１４から１枚ずつ用紙搬送経路３１へと引き出される。そして，用紙搬送経路３１を２次転写部３５へ向かって搬送される。中間転写ベルト１１上に重ね合わせられたトナー像は，２次転写部３５において，搬送されてきた用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は，さらに上方へ搬送されて定着部３６に至り，加熱されるとともに加圧される。これにより，トナーが用紙に定着される。そして，画像形成された用紙は，機外に排出される。

本形態では，制御部４０は，搬送中の用紙Ｐの厚さの情報と撓みの程度の情報とを受けて，定着部３６の搬送速度を制御している。２次転写部３５の搬送速度は，中間転写ベルト１１の搬送速度によって決定されるので，制御部４０は，定着部３６の搬送速度を制御することによって，２次転写部３５と定着部３６との間の用紙Ｐの搬送状態を制御しているのである。

通常，印刷に供される用紙Ｐの厚さの情報は，印刷前にユーザによって指示入力される。またあるいは，用紙搬送経路３１中において，用紙Ｐの厚さを検出するようにしてもよい。そして，得られた厚さの情報に基づいて，その用紙Ｐが厚紙であるか否かを判断する。例えば，用紙の厚さがあらかじめ設定された基準値以上である場合に，厚紙と判断する。そして制御部４０では，用紙Ｐが厚紙であるか否かによって，定着部３６の搬送速度の制御を異なるものとしている。

用紙Ｐが厚紙ではない場合には，図２に示すように，２次転写部３５と定着部３６との間において，適度に撓んだ状態となるように搬送する。これにより，これらの間で用紙Ｐに大きいテンションが掛からないようにしている。用紙Ｐの撓みは，用紙センサ４７によって検出されている。

そして，撓みが小さすぎてセンス範囲Ｓを通過しない場合（用紙センサ４７がＯＦＦ）には，定着部３６の搬送速度をやや落とし，より大きく撓むようにする。例えば，定着部３６の搬送速度を，２次転写部３５における搬送速度に対して−２．５％の大きさとする。あるいは，用紙Ｐが適度に撓んでセンス範囲Ｓを通過している場合（用紙センサ４７がＯＮ）には，それ以上大きく撓まないように，定着部３６の搬送速度をやや上げる。例えば，定着部３６の搬送速度を２次転写部３５における搬送速度に対して＋２．５％の大きさとする。これにより撓みの程度を維持するようにしている。

一方，用紙Ｐが厚紙である場合は，定着部３６における搬送速度を，２次転写部３５における搬送速度より常に遅い側に設定する。例えば，２次転写部３５における搬送速度に対して−２．５％の大きさとする。従って，その用紙Ｐは，２次転写部３５と定着部３６との間で必ず撓む。厚紙である用紙Ｐが撓むと，用紙Ｐ自身の復元力によって，２次転写部３５に押し戻す力が加わる。本形態では，図２に示すように，２次転写ローラ４１に圧接レバー４３が取り付けられているので，厚紙の用紙Ｐの復元力は，２次転写ローラ４１をベルトローラ４２に向かって圧接する圧接力となる。そして，２次転写ローラ４１はベルトローラ４２に対して，より強く圧接される。

従って，用紙Ｐが厚紙であっても，滑ることなく搬送することができる。発明者らの実験では，２次転写ローラ４１とベルトローラ４２と間の圧接力は，普通紙の場合に比較して，厚紙の場合には約８倍となっていた。なお，用紙Ｐが厚紙の場合，その撓み量は次第に増えることになるが，用紙Ｐの後端が２次転写部３５から抜け出ることによって直ちに撓みは解消されるので，問題はない。

これにより，用紙Ｐの厚さにかかわらず，２次転写部３５から定着部３６へと用紙Ｐは滑ることなく搬送され，定着部３６においてトナーが定着される。従って，転写処理中の用紙Ｐの滑りによる画質不良が防止されている。片面のみの印刷指示であれば，その用紙Ｐはそのまま機外へと排出される。両面印刷の場合には，定着済みの用紙Ｐは用紙搬送経路３２へと引き込まれ，裏面への印刷に供される。

以上詳細に説明したように本形態のカラープリンタ１によれば，２次転写部３５に圧接レバー４３と圧接バネ４４とを設けている。また，用紙Ｐとして厚紙を使用した場合には，定着部３６の搬送速度を２次転写部３５の搬送速度より遅いものとしている。従って，これらの間で用紙Ｐに撓みが形成される。この撓んだ用紙Ｐにより２次転写ローラ４１を押し戻す力が働くと，圧接レバー４３と圧接バネ４４とによって，２次転写ローラ４１がベルトローラ４２により強く押し付けられる。従って，用紙Ｐとして厚紙が使用された場合でも，２次転写部３５において用紙Ｐが滑って後退することは防止されている。これにより，記録部材として厚手の用紙を用いた場合でも，良好な画質の画像を形成できるものとなっている。

なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，圧接レバーの形状は図示の例に限らない。撓みの向きも図示のものに限らない。また例えば，本形態のカラープリンタ１は，記録部材に転写されるトナー像を担持する像担持体として，中間転写ベルト１１を有するものとした。しかし本発明は，これに限らず，中間転写部材としてベルト状以外の部材を有しているものでもよいし，中間転写部材を有さず，感光体から直接トナー像を用紙に転写するものでもよい。また，転写回転体としては２次転写ローラに限らない。ベルト状の転写部材であってもよい。記録部材への転写処理が行われる箇所を構成する回転体に，本発明の圧接機構を設ければよい。また，カラープリンタに限らず，モノクロプリンタや，コピー機，ＦＡＸ機やそれらの複合機等にも適用可能である。

１ カラープリンタ
１０ 画像形成部
１１ 中間転写ベルト
３６ 定着部
４０ 制御部
４１ ２次転写ローラ
４３ 圧接レバー
４４ 圧接バネ
４５ 支点
４７ 用紙センサ

Claims (2)

1. 像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部と，前記トナー像形成部によって前記像担持体上に形成されたトナー像を記録部材に転写する転写回転体と，前記転写回転体によってトナー像が転写されている記録部材を加熱および加圧することによりトナーを定着させる定着器とを有する画像形成装置において，
   前記転写回転体は，前記像担持体との間に記録部材を挟んで，前記像担持体との協働により記録部材を搬送しつつ転写処理を行うものであり，
   前記定着器は，記録部材を挟んで搬送しつつ定着処理を行うものであり，
   前記転写回転体と前記定着器との間での記録部材の撓みの有無を検出する撓みセンサと，
   前記転写回転体に取り付けられ，前記転写回転体に対して用紙搬送方向の逆向きの力が作用したときに前記転写回転体を前記像担持体に向けて圧接する圧接機構と，
   前記撓みセンサによる検出結果を受けて，前記定着器による記録部材の搬送速度を制御する制御部とを有し，
   前記制御部は，前記定着器による記録部材の搬送速度を，
   記録部材が厚紙である場合には，前記転写回転体による搬送速度より遅い搬送速度とし，
   記録部材が厚紙でない場合には，
   前記撓みセンサによって撓みがあると検出されている間は，前記転写回転体による搬送速度より速い搬送速度とするとともに，前記撓みセンサによって撓みがないと検出されている間は，前記転写回転体による搬送速度より遅い搬送速度とすることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において，
   前記圧接機構は，
   支点を中心に回転可能であるとともに，前記転写回転体を前記支点以外の箇所で軸支するレバー部材と，
   前記転写回転体を前記像担持体へ向かう向きに付勢する付勢部材とを有し，
   前記レバー部材の前記支点は，用紙搬送方向について前記転写回転体より上流側で，かつ，前記転写回転体と前記像担持体との接触箇所における前記転写回転体の接線に対し，前記転写回転体の側に設けられていることを特徴とする画像形成装置。

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