JP2016177181A - 加圧装置、加圧装置を用いる転写装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転駆動源側と加圧部材側とを連結、開放可能にした場合でも、安定した加圧力を得る。【解決手段】本発明に係る加圧装置40は、装着対象物500Aに着脱可能であって、加圧方向と加圧解除方向とに移動自在な加圧部材246と、加圧部材側と連結、開放可能であって、加圧部材側と連結状態になることで加圧部材を移動可能とする回転駆動源248と、加圧部材の移動位置を検出する検出手段310を備え、加圧部材側が装置本体500Aに装着されて、少なくとも加圧部材側と回転駆動源側とが連結した状態で、回転駆動源248を駆動して検出手段310で加圧部材246の初期位置を検出する。【選択図】図1
Description
本発明は、加圧装置、加圧装置を用いる転写装置及び画像形成装置に関する。
画像形成装置では、転写ニップにおいて、トナー像が担持された像担持体に対して記録材を圧接させるとともに静電気力を作用させることによって、トナー像を記録材に転写している。トナー像の記録材への転写に際しては、記録材の種類や像担持体の材質などを考慮して適切な圧を設定することが必要なことから、画像形成装置では、加圧力を調整可能な加圧装置(加圧機構)を備えているものがある。
加圧装置(加圧機構)は、加圧部材と、加圧部材を加圧方向と加圧解除方向に移動させる回転駆動源と、加圧部材の位置を検出する検出手段を備えていて、回転駆動源で加圧部材を加圧方向へ移動させ、加圧部材の位置を検出手段で検出することで加圧力を調整可能としている。このような加圧装置を備えたものとしては、例えば特許文献1が挙げられる。
加圧装置(加圧機構)は、加圧部材と、加圧部材を加圧方向と加圧解除方向に移動させる回転駆動源と、加圧部材の位置を検出する検出手段を備えていて、回転駆動源で加圧部材を加圧方向へ移動させ、加圧部材の位置を検出手段で検出することで加圧力を調整可能としている。このような加圧装置を備えたものとしては、例えば特許文献1が挙げられる。
画像形成装置との着脱性を考慮して、加圧装置の加圧部材側と回転駆動源とを連結、開放可能にすることを想定した場合、両者の連結、開放動作によって両者の連結部位にガタやずれが生じると、加圧部材側の初期位置がずれてしまう。このような加圧部材側の初期位置のずれは、加圧部材の位置によって加圧力を調整する加圧装置においては加圧力のバラツキの要因となってしまうので、改善の余地がある。
本発明は、回転駆動源側と加圧部材側とを連結、開放可能にした場合でも、安定した加圧力を得ることをその目的とする。
本発明は、回転駆動源側と加圧部材側とを連結、開放可能にした場合でも、安定した加圧力を得ることをその目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る加圧装置は、装着対象物に着脱可能であって、加圧方向と加圧解除方向とに移動自在な加圧部材と、加圧部材側と連結、開放可能であって、加圧部材側と連結状態になることで加圧部材を移動可能とする回転駆動源と、加圧部材の移動位置を検出する検出手段を備え、加圧部材側が装置本体に装着されて、少なくとも加圧部材側と回転駆動源側とが連結した状態で、回転駆動源を駆動して検出手段で加圧部材の初期位置を検出することを特徴としている。
本発明によれば、少なくとも加圧部材側と回転駆動側とが連結した状態で、回転駆動源を駆動して検出手段で加圧部材の初期位置を検出するので、回転駆動源側と加圧部材側とを連結、開放可能にした場合でも、安定した加圧力を得ることができる。
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。実施形態において、同一の機能や同一構成を有するものには同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。図面は一部構成の理解を助けるために部分的に省略する場合もある。なお、図中Y、M、C、Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応した構成部材に付す添え字であり、適宜省略する。
本発明に係る画像形成装置としての電子写真方式のカラープリンタ(以下、「プリンタ」という)100の一実施形態について説明する。
プリンタ100の基本的な構成について説明する。図1は、本実施形態に係るプリンタ100を示す概略構成図である。図1において、プリンタ500は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像を形成するための四つの画像形成ユニット1(Y、M、C、K)を備える。プリンタ100は、1次転写装置としての一次転写ユニット30、転写装置としての二次転写ユニット41、露光手段としての光書込ユニット80記録材Pを収納するカセット100、定着装置90、制御部300を備えている。
四つの画像形成ユニット1(Y、M、C、K)は、粉体であり現像剤として、互いに異なる色のY、M、C、Kのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。つまり、四つの画像形成ユニット1(Y、M、C、K)は、画像形成装置本体としてのプリンタ本体500Aに対して着脱自在に設けられていて、交換可能とされている。
プリンタ100の基本的な構成について説明する。図1は、本実施形態に係るプリンタ100を示す概略構成図である。図1において、プリンタ500は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像を形成するための四つの画像形成ユニット1(Y、M、C、K)を備える。プリンタ100は、1次転写装置としての一次転写ユニット30、転写装置としての二次転写ユニット41、露光手段としての光書込ユニット80記録材Pを収納するカセット100、定着装置90、制御部300を備えている。
四つの画像形成ユニット1(Y、M、C、K)は、粉体であり現像剤として、互いに異なる色のY、M、C、Kのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。つまり、四つの画像形成ユニット1(Y、M、C、K)は、画像形成装置本体としてのプリンタ本体500Aに対して着脱自在に設けられていて、交換可能とされている。
図2は、四つの画像形成ユニット1(Y、M、C、K)のうちの一つの拡大概略構成図である。四つの画像形成ユニット1(Y、M、C、K)は、使用するトナーの色が異なる以外は、同様の構成を備えている。このため、図2では、使用するトナーの色を示す添え字(Y、M、C、K)は省略している。
画像形成ユニット1は、像担持体たるドラム状の感光体2、ドラムクリーニング装置3、除電装置、帯電装置6、現像装置8等を備えている。画像形成ユニット1は、これら複数の装置が共通の保持体に保持されてプリンタ本体500Aに対して一体的に着脱可能なプロセスカートリッジユニットを構成していて、ユニット単位で交換可能とされている。
画像形成ユニット1は、像担持体たるドラム状の感光体2、ドラムクリーニング装置3、除電装置、帯電装置6、現像装置8等を備えている。画像形成ユニット1は、これら複数の装置が共通の保持体に保持されてプリンタ本体500Aに対して一体的に着脱可能なプロセスカートリッジユニットを構成していて、ユニット単位で交換可能とされている。
感光体2は、ドラム基体の表面上に有機感光層が形成されたドラム形状のものであって、モータ等の駆動部によって図中反時計回り方向に回転駆動される。帯電装置6は、帯電バイアスが印加される帯電部材となる帯電ローラ7を感光体2に接触あるいは近接させながら、帯電ローラ7と感光体2との間に放電を発生させることで、感光体2の表面を一様帯電させている。帯電ローラ等の帯電部材を感光体2に接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる方式を採用してもよい。
帯電ローラ7で一様帯電された感光体2の表面は、光書込ユニット80から発せられるレーザー光などの露光光によって光走査されて各色用の静電潜像を担持する。この静電潜像は、各色のトナーを用いる現像装置8によって現像されて各色の像としてのトナー像になる。感光体2のトナー像は、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト31のおもて面31a上に一次転写される。
ドラムクリーニング装置3は、一次転写工程(後述する一次転写ニップ)を経た後の感光体2の表面に付着している転写残トナーを除去するものである。ドラムクリーニング装置3は、回転駆動されるクリーニングブラシローラ4、感光体2に当接するクリーニングブレード5などを有している。ドラムクリーニング装置3は、回転するクリーニングブラシローラ4で転写残トナーを感光体2の表面から掻き取り、クリーニングブレード5で転写残トナーを感光体2の表面から掻き落としてクリーニングする。除電装置は、ドラムクリーニング装置3によってクリーニングされた後の感光体2の残留電荷を除電する周知のものである。感光体2の表面は、この除電によって初期化されて次の画像形成に備えられる。
現像装置8は、現像剤担持体となる現像ローラ9を内包する現像部12と、現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部13とを有している。現像剤搬送部13は、第一スクリュー部材10を収容する第一搬送室と、第二スクリュー部材11を収容する第二搬送室とを有している。第一スクリュー部材10及び第二スクリュー部材11は、現像装置8のケースなどに回転自在に支持されていて、回転駆動されることで、現像剤を循環させながら搬送して現像ローラ9に現像剤を供給している。
図1に示すように、画像形成ユニット1(Y、M、C、K)の上方には、潜像書込手段たる光書込ユニット80が配設されている。この光書込ユニット80は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像データに基づいてレーザーダイオードから発したレーザー光により、感光体2(Y、M、C、K)を光走査する。この光走査により、感光体2(Y、M、C、K)上には、Y、M、C、K用の静電潜像がそれぞれ形成される。
画像形成ユニット1(Y、M、C、K)の下方には、中間転写ベルト31を張架しながら図中時計回り方向に無端移動(回転走行)せしめるベルトユニットであり転写装置である転写ユニット30が配設されている。中間転写ベルト31の回転移動方向をベルト移動方向aとする。
転写ユニット30は、ベルト状の像担持体であり中間転写体でもある中間転写ベルト31の他に、複数の回転支持部材としての駆動ローラ32、二次転写裏面ローラ33、クリーニングバックアップローラ34と、四つの一次転写ローラ35(Y、M、C、K)を備えている。転写ユニット30は、プリンタ本体500Aに対してユニットごと着脱自在(交換可能)とされている。
転写ユニット30は、ベルト状の像担持体であり中間転写体でもある中間転写ベルト31の他に、複数の回転支持部材としての駆動ローラ32、二次転写裏面ローラ33、クリーニングバックアップローラ34と、四つの一次転写ローラ35(Y、M、C、K)を備えている。転写ユニット30は、プリンタ本体500Aに対してユニットごと着脱自在(交換可能)とされている。
中間転写ベルト31は、そのループ内側に配設された駆動ローラ32、二次転写裏面ローラ33、クリーニングバックアップローラ34、四つの一次転写ローラ35(Y、M、C、K)に巻き掛けられて支持され張架されている。そして、駆動モータなどの駆動部によって図中時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ32の回転力により、同方向に無端移動して搬送される。すなわち、転写ユニット30は、複数の回転体でベルト部材を巻き掛けて支持して搬送するものである。
四つの一次転写ローラ35(Y、M、C、K)は、無端移動される中間転写ベルト31を感光体2(Y、M、C、K)との間に挟み込んでいて、中間転写ベルト31の像担持面を成すおもて面31aと感光体2(Y、M、C、K)の表面とが当接するY、M、C、K用の転写部となる一次転写ニップを形成している。一次転写ローラ35(Y、M、C、K)には、一次転写用の電源よりそれぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体2(Y、M、C、K)上のY、M、C、Kのトナー像と、一次転写ローラ35(Y、M、C、K)との間に転写電界が形成される。
イエロー用の感光体2Yの表面に形成されたYトナー像は、イエロー用の感光体2Yの回転に伴ってイエロー用の一次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、イエロー用の感光体2Y上から中間転写ベルト31のおもて面31a上に一次転写される。このようにしてYトナー像が一次転写された中間転写ベルト31は、その後、M、C、K用の一次転写ニップを順次通過する。そして、感光体2(M、C、K)上のM、C、Kトナー像が、Yトナー像上に順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト31上には四色重ね合わせトナー像が形成される。一次転写部材として、一次転写ローラ35(Y、M、C、K)に代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。なお、ここまでの画像形成工程では、4色フルカラー画像を形成することを前提として説明したが、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの何れかの単色トナー像、あるいは前記カラーの内の少なくとも2色のトナーを用いたトナー像を形成して中間転写ベルト31に転写することも可能である。
中間転写ベルト31のループ外側の周囲には、加圧対象物としてのニップ形成部材であるニップ形成ローラ36と、ベルトクリーニング装置37と、トナー像の電位を検出する検出手段としての電位検出センサ38などが配置されている。ニップ形成ローラ36は二次転写対向ローラともいう。
ニップ形成ローラ36は、表面移動する中間転写ベルト31のおもて面31aにおける表面移動方向(ベルト移動方向a)と直交する幅方向W(図7参照)の全域で中間転写ベルト31のおもて面31aに当接するものである。ニップ形成ローラ36は、二次転写裏面ローラ33との間に中間転写ベルト31を挟み込み、中間転写ベルト31のおもて面31aと当接する転写ニップとなる二次転写ニップNを形成している。
本実施形態では、二次転写裏面ローラ33に二次転写バイアス電源(以下「電源」と記す)39により二次転写バイアスが印加される。これに対しニップ形成ローラ36は接地されている。これにより、二次転写裏面ローラ33とニップ形成ローラ36との間である二次転写ニップNに、マイナス極性のトナーを二次転写裏面ローラ33側からニップ形成ローラ36側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。
ニップ形成ローラ36の下方には、各種用紙や樹脂シートなどの記録材Pを複数枚重ねた束の状態で収容している収容部となるカセット100が配設されている。このカセット100は、束の一番上の記録材Pにローラ100aを当接させており、これを所定のタイミングで回転駆動させることで、その記録材Pをカセット100から二次転写ニップNの間に形成された搬送路65に向けて送り出す。搬送路65には、搬送ローラ対とレジストローラ対101が配設されている。レジストローラ対101は、カセット100から送り出された記録材Pを二次転写ニップN内で中間転写ベルト31のおもて面31a上の四色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動して、記録材Pを二次転写ニップNに向けて送り出す。
電位センサ38は、中間転写ベルト31おもて面31a上に一次転写されたトナー像が自らとの対向位置に進入した際に、そのトナー像の表面電位を測定するものである。
ニップ形成ローラ36は、表面移動する中間転写ベルト31のおもて面31aにおける表面移動方向(ベルト移動方向a)と直交する幅方向W(図7参照)の全域で中間転写ベルト31のおもて面31aに当接するものである。ニップ形成ローラ36は、二次転写裏面ローラ33との間に中間転写ベルト31を挟み込み、中間転写ベルト31のおもて面31aと当接する転写ニップとなる二次転写ニップNを形成している。
本実施形態では、二次転写裏面ローラ33に二次転写バイアス電源(以下「電源」と記す)39により二次転写バイアスが印加される。これに対しニップ形成ローラ36は接地されている。これにより、二次転写裏面ローラ33とニップ形成ローラ36との間である二次転写ニップNに、マイナス極性のトナーを二次転写裏面ローラ33側からニップ形成ローラ36側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。
ニップ形成ローラ36の下方には、各種用紙や樹脂シートなどの記録材Pを複数枚重ねた束の状態で収容している収容部となるカセット100が配設されている。このカセット100は、束の一番上の記録材Pにローラ100aを当接させており、これを所定のタイミングで回転駆動させることで、その記録材Pをカセット100から二次転写ニップNの間に形成された搬送路65に向けて送り出す。搬送路65には、搬送ローラ対とレジストローラ対101が配設されている。レジストローラ対101は、カセット100から送り出された記録材Pを二次転写ニップN内で中間転写ベルト31のおもて面31a上の四色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動して、記録材Pを二次転写ニップNに向けて送り出す。
電位センサ38は、中間転写ベルト31おもて面31a上に一次転写されたトナー像が自らとの対向位置に進入した際に、そのトナー像の表面電位を測定するものである。
二次転写ニップNで記録材Pに転写された中間転写ベルト31のおもて面31aの四色重ね合わせトナー像は、二次転写電界やニップ圧の作用によって記録材P上に一括二次転写され、記録材Pの白色と相まってフルカラートナー像となる。二次転写ニップNを通過した後の中間転写ベルト31には、記録材Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。転写残トナーは、中間転写ベルト31のおもて面31aに当接しているベルトクリーニング装置37によってベルト表面からクリーニングされる。中間転写ベルト31のループ内側に配設されたクリーニングバックアップローラ34は、ベルトクリーニング装置37によるベルトのクリーニングをループ内側からバックアップする。
二次転写ニップNよりも記録材搬送方向bの下流側には、定着装置90が配設されている。定着装置90には、フルカラートナー像が転写された記録材Pが送り込まれる。送り込まれた記録材Pは、熱源を内部に備えた定着ローラ91と加圧ローラ92とが接触する定着ニップに挟まれ、加熱と加圧によって、フルカラートナー像中のトナーが軟化して定着される。定着後の記録材Pは、定着装置90内から排出されて機外へと排出される。
実施形態におけるプリンタ500は、モノクロ画像を形成する場合に、転写ユニット30におけるY、M、C用の一次転写ローラ35(Y、M、C)を支持している転写ユニット30の支持板を移動して、一次転写ローラ35(Y、M、C)を、感光体2(Y、M、C)から離間する方向に遠ざける。これにより、中間転写ベルト31のおもて面31aを感光体2(Y、M、C)から引き離して、中間転写ベルト31のおもて面31aをブラック用の感光体2Kだけに当接させる。この状態で、四つの画像形成ユニット1(Y、M、C、K)のうち、ブラック用の画像形成ユニット1Kだけを駆動して、Kトナー像をブラック用の感光体2Kの表面上に形成する。
次に、ニップ形成ローラ36の加圧手段である加圧装置としての転写加圧装置40について説明する。
転写加圧装置40は、図1に示すように、ニップ形成ローラ36を支持する二次転写ユニット41を着脱可能に支持する加圧構造体としての加圧台42と、加圧台42を介してニップ形成ローラ36(二次転写ユニット41)を加圧方向E1と加圧解除方向E2とに移動させる加圧部材としての加圧アーム246と、加圧アーム246側と連結、開放可能であって、加圧アーム246側と連結状態になることで加圧アーム246を移動可能とする回転駆動源248と、加圧部材の移動位置を検出する検出手段310を備えている。転写加圧装置40は、装着対象物であるプリンタ本体500Aに対して着脱可能に構成されている。
図3は、本実施形態の転写ユニット30が備える転写加圧装置40におけるニップ形成ローラ軸方向一端部側の構成を示す模式図である。この転写加圧装置40は、ニップ形成ローラ36を中間転写ベルト31の二次転写裏面ローラ33に巻き付いているベルト部分へ当接させるための加圧力をニップ形成ローラ36に付与するものである。加圧台42は、ニップ形成ローラ36の回転軸両端部を回転自在に支持する二次転写ユニット41を着脱可能に保持するものである。この加圧台42は、ニップ形成ローラ36の回転軸に平行な加圧台回動軸43を中心にして回動可能(揺動可能)に構成されている。
転写加圧装置40は、図1に示すように、ニップ形成ローラ36を支持する二次転写ユニット41を着脱可能に支持する加圧構造体としての加圧台42と、加圧台42を介してニップ形成ローラ36(二次転写ユニット41)を加圧方向E1と加圧解除方向E2とに移動させる加圧部材としての加圧アーム246と、加圧アーム246側と連結、開放可能であって、加圧アーム246側と連結状態になることで加圧アーム246を移動可能とする回転駆動源248と、加圧部材の移動位置を検出する検出手段310を備えている。転写加圧装置40は、装着対象物であるプリンタ本体500Aに対して着脱可能に構成されている。
図3は、本実施形態の転写ユニット30が備える転写加圧装置40におけるニップ形成ローラ軸方向一端部側の構成を示す模式図である。この転写加圧装置40は、ニップ形成ローラ36を中間転写ベルト31の二次転写裏面ローラ33に巻き付いているベルト部分へ当接させるための加圧力をニップ形成ローラ36に付与するものである。加圧台42は、ニップ形成ローラ36の回転軸両端部を回転自在に支持する二次転写ユニット41を着脱可能に保持するものである。この加圧台42は、ニップ形成ローラ36の回転軸に平行な加圧台回動軸43を中心にして回動可能(揺動可能)に構成されている。
加圧台42は、加圧台回動軸43よりもニップ形成ローラ36が配置されている側(図中右側)において、弾性部材としてのバネ部材である引張りバネ44及び圧縮バネ45の付勢力を受けて、加圧台回動軸43回りの回転力が生じる構成となっている。この回転力により、ニップ形成ローラ36が中間転写ベルト31に当接し、ニップ形成ローラ36と中間転写ベルト31との間に転写ニップ圧を生じさせる。
第一加圧手段である引張バネり44は、加圧台42を上方から引っ張るように配置されており、加圧台42に対して常時ほぼ一定の付勢力を作用させるものである。一方、第二加圧手段である圧縮バネ45は、加圧台42を下方から押し上げるように配置されており、圧縮バネ45の下端位置が、加圧アーム246の回動角度によって上下方向に変位可能に構成されている。この加圧アーム246は、回動駆動源248によって加圧アーム回動軸247を中心に回動駆動するものであり、制御部300(図14参照)により回動駆動源248を制御することで、加圧アーム246が停止する回動角度位置を切り替えることができる。すなわち、加圧アーム246は、矢印E1で示す加圧方向と、矢印E2で示す加圧解除方向に往復移動可能であって、この往復動作によって加圧台42に装着されている二次転写ユニット41(二次転写ローラ36)を加圧方向E1と加圧解除方向E2とに移動させるものである。
本実施形態では、ニップ形成ローラ36の軸線方向の一端側に設けられる一組の引張りバネ44及び圧縮バネ45の付勢力で、当該一端側の加圧力を30[N]と120[N]との間で切り替え可能とされている。本実施形態では、引張りバネ44の付勢力によって30[N]の加圧力が常時付与されるように構成されている。圧縮バネ45の下端には、加圧ステー249が取り付けられており、加圧アーム246が加圧ステー249を上方(加圧方向E1)に押し上げることで、圧縮バネ45による付勢力が加圧台42に作用する構成となっている。
転写加圧装置40では、加圧アーム246を図4に示すように、加圧解除方向E2に移動させて回動角度位置(第二回動角度)で停止させた退避状態とすることで、加圧アーム246が圧縮バネ45の下端に取り付けられた加圧ステー249から離れ、圧縮バネ45の圧縮量がゼロ(自然長)となる。このとき、圧縮バネ45の付勢力は加圧台42に作用しないので、当該一端側の加圧力は、引張りバネ44のみの付勢力による30[N]となる。特に、本実施形態では、加圧アーム246を図4に示すような第二回動角度で停止させたときの当該一端側の加圧力は、単位圧縮量または単位引張量に対する復元力の変化率が圧縮バネ45よりも小さい引張りバネ44による付勢力のみで実現される。そのため、目標の加圧力(30[N])に設定しやすく、目標の転写ニップ圧を得やすい。
一方、加圧アーム246を図3に示すような回動角度位置(第一回動角度)で停止させた圧縮バネ加圧状態においては、加圧アーム246が圧縮バネ45の下端に取り付けられた加圧ステー249を押し上げる。これにより、圧縮バネ45が圧縮され、圧縮バネ45の付勢力が加圧台42に作用する。このとき、圧縮バネ45の付勢力によって90[N]の加圧力が加圧台42に付与される。したがって、ニップ形成ローラ36の一端側に生じる加圧力は、引張バネり44の付勢力による30[N]に圧縮バネ45の付勢力による90[N]を加算した120[N]となる。
本実施形態の引張りバネ44としては、例えば、1.3[N/mm]のバネ定数をもつバネ部材を用いることができる。また、本実施形態の圧縮バネ45としては、例えば、2.6[N/mm]のバネ定数をもつバネ部材を用いることができる。
本実施形態の引張りバネ44としては、例えば、1.3[N/mm]のバネ定数をもつバネ部材を用いることができる。また、本実施形態の圧縮バネ45としては、例えば、2.6[N/mm]のバネ定数をもつバネ部材を用いることができる。
本実施形態によれば、レザック紙のような表面凹凸の大きな記録材Pへ画像形成を行う場合には、ニップ形成ローラ36の幅方向に並べるように配置された二つの加圧アーム246を図3に示す第一回動角度にする。これにより、240[N]の転写加圧力でニップ形成ローラ36を中間転写ベルト31へ当接させることができ、良好な凹部濃度再現性が得られ、表面凹凸にならった濃淡パターンの少ない良好な画像が得られる。本実施形態の中間転写ベルト31は弾性層を有する弾性ベルトであるため、転写加圧力を高めたときに記録材Pの表面の凹凸に対する中間転写ベルト31のおおもて面31aの追従性が高まり、凹部への転写性が向上する。
また、中間転写ベルト31に弾性ベルトを用いた構成で、表面凹凸の小さな記録材Pに対して画像形成を行う際に、二次転写ニップでの加圧力が高すぎると記録材P上でのドットが乱れるドット再現性の低下が生じる。本実施形態のプリンタ500では、表面凹凸の小さな記録材Pに対して画像形成を行う際に、二次転写ニップでの転写加圧力が120[N]以上となる場合は、ドット再現性を十分に得ることが出来なかった。よって、OKトップコート紙のような表面凹凸の小さな記録材Pへ画像形成を行う場合には、二つの加圧アーム246を図4に示す第二回動角度にする。これにより、60[N]の転写加圧力でニップ形成ローラ36を中間転写ベルト31のおもて面31aへ当接させることができ、良好なドット再現性が得られる。
本実施形態においては、ニップ形成ローラ36を、中間転写ベルト31のおもて面31aに対して当接する当接位置から、中間転写ベルト31のおもて面31aに対して離間する離間位置へ移動させる移動手段として、離間アーム251が設けられている。この離間アーム251は、離間レバーの操作に連動して、離間アーム回動軸252を中心に回動するものである。したがって、離間レバーの操作により、離間アーム251が停止する回動角度位置を切り替えることができる。
離間アーム251は、その自由端部側部分が加圧台42の上面側に位置するように配置されている。画像形成動作時においては、図3や図4に示すように、離間アーム251の自由端部側部分が加圧台42を押し下げない回動角度位置で、離間アーム251が停止している。このとき、ニップ形成ローラ36は中間転写ベルト31のおもて面31aに当接する当接位置をとる。
一方、二次転写ユニット41の交換等のメンテナンス処理時やジャム処理時には、作業者が離間レバーを操作することで、離間アーム251が図5に示す下方に向かって移動した回動角度位置をとる。このとき、離間アーム251の自由端部側部分が加圧台42の上面に当接し、引張りバネ44の付勢力に抗して加圧台42を押し下げる。これにより、加圧台42が加圧台回動軸43回りで回動し、図5に示すように、ニップ形成ローラ36が中間転写ベルト31から離間した離間位置をとる。これにより、中間転写ベルト31に対してニップ形成ローラ36を大きく離間させることができ、メンテナンス処理やジャム処理の作業が行い易くなる。
本実施形態では、ニップ形成ローラ36を当接位置から離間位置へ移動させる際、図5に示すように加圧アーム246が退避状態となっている。加圧アーム246が退避状態であるとき、加圧アーム246は、離間レバーに連動した離間アーム251により加圧台回動軸43回りで回動する加圧台42の回動範囲(移動経路)外に位置している。ここでいう加圧台42の回動範囲とは、図中符号Aで示す回動範囲内を加圧台42が回動するときに加圧台42が通るスペースを意味する。加圧アーム246が加圧台42の回動範囲外に位置していることによって、加圧アーム246に邪魔されることなく、ニップ形成ローラ36を当接位置から離間位置へ移動させることができる。
図6は、本実施形態における二次転写ニップ圧を変更する加圧動作時の制御の流れを示すフローチャートである。この制御は、図14に示すコンピュータで構成された制御部300によって実行される。制御部300の構成については、後段で詳細に説明する。
まず、ユーザーが操作パネルを操作して画像出力指示を行う(ステップS1)。この画像出力指示でユーザーが凹部濃度再現性を優先する旨の指示を行うと(ステップS2で「Yes」)、転写加圧装置40の加圧アーム246の回動角度位置を図3に示す第一回動角度にするように加圧アーム246の回動駆動源248が制御部300で制御される(ステップS3)。これにより、ニップ形成ローラ36は240[N]の転写加圧力で中間転写ベルト31へ当接し、高い二次転写ニップ圧が得られる。その後、画像形成動作が開始され(ステップS5)、レザック紙のような表面凹凸の大きな記録材Pに対して、表面凹凸にならった濃淡パターンの少ない良好な画像を形成することができる。
まず、ユーザーが操作パネルを操作して画像出力指示を行う(ステップS1)。この画像出力指示でユーザーが凹部濃度再現性を優先する旨の指示を行うと(ステップS2で「Yes」)、転写加圧装置40の加圧アーム246の回動角度位置を図3に示す第一回動角度にするように加圧アーム246の回動駆動源248が制御部300で制御される(ステップS3)。これにより、ニップ形成ローラ36は240[N]の転写加圧力で中間転写ベルト31へ当接し、高い二次転写ニップ圧が得られる。その後、画像形成動作が開始され(ステップS5)、レザック紙のような表面凹凸の大きな記録材Pに対して、表面凹凸にならった濃淡パターンの少ない良好な画像を形成することができる。
一方、画像出力指示でユーザーが凹部濃度再現性を優先しない旨の指示を行うと(ステップS2で「No」)、転写加圧装置40の加圧アーム246の回動角度位置を図4に示す第二回動角度にするように加圧アーム246の回動駆動源248が制御部300で制御される(ステップS4)。これにより、ニップ形成ローラ36は60[N]の転写加圧力で中間転写ベルト31へ当接し、低い二次転写ニップ圧が得られる。その後、画像形成動作が開始され(ステップS5)、表面凹凸の小さな平滑紙に対して、ドット再現性の高い良好な画像を形成することができる。
なお、画像出力指示でユーザーが紙種を指示する場合には、その紙種が凹凸紙であれば凹部濃度再現性を優先し(ステップS2で「Yes」)、その紙種が平滑紙であれば凹部濃度再現性を優先しない(ステップS2で「No」)というように制御部300で制御してもよい。
本実施形態では、転写加圧装置40で用いる弾性部材が、引張りバネ44と圧縮バネ45とを用いているので、両方を同じ引張バネで構成したり圧縮バネで構成したりする場合よりも、転写加圧装置40のレイアウトの自由度を得やすい。
図3に示すように転写加圧装置40では、引張りバネ44の付勢力が作用する加圧台42上の点(引張作用部44a)と加圧台回動軸43との距離L1よりも、圧縮バネ45の付勢力が作用する加圧台42上の点と加圧台回動軸43との距離L2を長く設定している。
転写加圧装置40により付与する加圧力を調整する場合、引張りバネ44及び圧縮バネ45のバネ定数や引張量または圧縮量のほか、距離L1またはL2を調整することによっても、行うことができる。そして、本実施形態のように、引張りバネ44及び圧縮バネ45における加圧台回動軸43との距離L1及び距離L2が互いに異なる構成では、これらの距離が同じ構成と比較して、引張りバネ44の加圧力と圧縮バネ45の加圧力とを個別に調整することが可能となる。よって、L1とL2との長さを異なるように設定している本実施形態によれば、加圧力調整の自由度が高まる。
転写加圧装置40により付与する加圧力を調整する場合、引張りバネ44及び圧縮バネ45のバネ定数や引張量または圧縮量のほか、距離L1またはL2を調整することによっても、行うことができる。そして、本実施形態のように、引張りバネ44及び圧縮バネ45における加圧台回動軸43との距離L1及び距離L2が互いに異なる構成では、これらの距離が同じ構成と比較して、引張りバネ44の加圧力と圧縮バネ45の加圧力とを個別に調整することが可能となる。よって、L1とL2との長さを異なるように設定している本実施形態によれば、加圧力調整の自由度が高まる。
特に、本実施形態では、二次転写ニップ圧を変更するために付勢力が変更される圧縮バネ45の加圧台回動軸43からの距離L2を、常時ほぼ一定の付勢力を付与する引張りバネ44の加圧台回動軸43からの距離L1よりも長くしている。加圧台回動軸43からの距離が遠いほど、付勢力の変化量に対する加圧力の変化率が大きくなるので、圧縮バネ45について、より少ない圧縮量の変化範囲で、より広い二次転写ニップ圧の切り替え幅を実現できる。したがって、より適切な圧縮バネ45を比較的簡単に得ることが可能となる。
本実施形態では、加圧時の引張りバネ44が引張作用部44aに作用させる付勢力は、一つで44[N]となる設定とし、二つの引張りバネ44で88[N]となる設定である。一方、加圧時の圧縮バネ45が加圧台42に作用させる付勢力は、一つで66[N]となる設定とし、二つの圧縮バネ45で132[N]となる設定である。これらの付勢力の総和は220[N]となり、本実施形態の転写加圧力の最大値である240[N]よりも小さい値である。しかし、本実施形態では、「てこの原理」における「力点」となる加圧台42における圧縮バネ45の加圧力が作用する部分が、「作用点」となるニップ形成ローラ36よりも「支点」となる加圧台回動軸43から離れた位置となる配置となっている。このような配置により、付勢手段である引張りバネ44及び圧縮バネ45が作用させる付勢力の総和(220[N])よりも大きな転写加圧力(240[N])を作用させることができる。
本実施形態のプリンタ500は、像担持体である中間転写ベルト31のおもて面31aに当接して二次転写ニップを形成するニップ形成部材であるニップ形成ローラ36を備える。また、弾性部材を弾性変形させたときの復元力に応じた当接圧力をニップ形成ローラ36と中間転写ベルト31との間に生じさせる転写加圧装置40を備える。また、弾性部材の弾性変形量を少なくとも二段階で切り替えて二次転写ニップNのニップ圧を変更するニップ圧変更手段であり加圧部材でもある加圧アーム246を備える。
プリンタ500の転写加圧装置40は、複数の弾性部材として引張りバネ44及び圧縮バネ45等を有する。そして、ニップ圧変更手段である加圧アーム246は、複数の弾性部材のうちの一部の弾性部材である引張りバネ44による当接圧力を生じさせたまま、別の弾性部材である圧縮バネ45の弾性変形量(圧縮量)を切り替える。この切り替えにより、二次転写ニップのニップ圧を変更する。
本実施形態のプリンタ500では、30[N]の加圧力のうちの一部又は全部が、一部の弾性部材(引張りバネ44)の弾性変形によって発生する復元力により得られている状態から、別の弾性部材(圧縮バネ45)の弾性変形量を切り替える。この切り替えにより、当該別の弾性部材の復元力と上記一部の弾性部材の復元力との組み合わせで120[N]の加圧力を得る。このとき、一部の弾性部材として必要となる弾性変形範囲の条件は、0[N]から最大でも30[N]までの加圧力の範囲を実現できる条件であればよい。
図7に示す画像形成装置としてのプリンタ500は、加圧装置40に着脱可能な転写装置の構成が図1のものと異なっている以外は、図1と同一構成である。このため、転写装置である二次転写ユニット41Aの構成についてのみ説明する。
図7に示す二次転写ユニット41Aは、二次転写ニップNで中間転写ベルト31に接触する無端移動体として二次転写ベルト360を備える。二次転写ベルト360は、ニップ形成ローラ36、二次転写第一張架ローラ361、二次転写第二張架ローラ362及び二次転写第三張架ローラ363の四つの張架ローラによって支持されている。これらの四つの張架ローラは、二次転写ユニット41Aに支持されており、二次転写ユニット41Aを加圧台42から取り外すことで、四つの張架ローラとともに二次転写ベルト360を加圧台42から取り外すことができる構成となっている。
二次転写ベルト360には、中間転写ベルト31上に形成されたトナー濃度検知用のパターン画像が転写される。このため、二次転写ユニット41Aには、パターン画像を検出するためのパターン検出センサ405が装着されている。
図7に示す二次転写ユニット41Aは、二次転写ニップNで中間転写ベルト31に接触する無端移動体として二次転写ベルト360を備える。二次転写ベルト360は、ニップ形成ローラ36、二次転写第一張架ローラ361、二次転写第二張架ローラ362及び二次転写第三張架ローラ363の四つの張架ローラによって支持されている。これらの四つの張架ローラは、二次転写ユニット41Aに支持されており、二次転写ユニット41Aを加圧台42から取り外すことで、四つの張架ローラとともに二次転写ベルト360を加圧台42から取り外すことができる構成となっている。
二次転写ベルト360には、中間転写ベルト31上に形成されたトナー濃度検知用のパターン画像が転写される。このため、二次転写ユニット41Aには、パターン画像を検出するためのパターン検出センサ405が装着されている。
図8は、二次転写ユニット41を装着する転写加圧装置40の斜視説明図であり、図9は、二次転写ベルト360を備えた二次転写ユニット41Aを装着する転写加圧装置40の斜視説明図である。図10は、図3で模式的に示した状態の詳細を示す正面図であり、図11は、転写加圧装置40について図5で模式的に示した状態の詳細を示す正面図である。図12は、転写加圧装置40が備える加圧台42の加圧側上ステー部材423近傍の斜視説明図である。これら双方の転写加圧装置40の構成は、装着する二次転写ユニットの以外は共通の構成であるので、共通の構成については同一の符号を付して説明する。なお、図10、図11においては、二次転写ユニット41Aが装着されたものを例示している。
これら図8〜図11において、加圧台42は、ニップ形成ローラ36の軸方向(図中Y軸方向)両端をそれぞれ支持し、ニップ形成ローラ36の加圧台42に対する位置を位置決めする前側板421と後側板422とを備える。図中、矢印Wは中間転写ベルト31の表面移動方向と直交する幅方向を示す。二つの側板(421、422)は、図中のY軸方向に延びる回動軸側ステー部材424と加圧側上ステー部材423との二つのステー部材を介して繋がっている。加圧台42は、前側板421と、後側板422と、回動軸側ステー部材424と、加圧側上ステー部材423とによって上方から見ると(図中のX−Y平面で)略長方形状となる構造体を形成している。前側板421は、前側板軸受部36aでニップ形成ローラ36の軸方向の手前側端部を回転可能に支持し、後側板422は、後側板軸受部36bでニップ形成ローラ36の軸方向の奥側端部を回転可能に支持する。また、二次転写第一張架ローラ361、二次転写第二張架ローラ362及び二次転写第三張架ローラ363の両端も二つの側板(421、422)によって回転可能に支持されている。
加圧台42は、プリンタ500本体に固定された加圧台回動軸43を加圧台回動軸受部43aに通すことで、プリンタ500のプリンタ本体500A体に対して加圧台回動軸43を中心に回動自在に支持される。
加圧台42は、プリンタ500本体に固定された加圧台回動軸43を加圧台回動軸受部43aに通すことで、プリンタ500のプリンタ本体500A体に対して加圧台回動軸43を中心に回動自在に支持される。
圧縮バネ45は、加圧側上ステー部材423と、これと対向配置された加圧ステー249との間に配置されていて、圧縮バネ45の両端が各ステー部材に固定されている。このため、加圧ステー249が加圧アーム246によって押し上げられていない状態では、加圧ステー249が加圧側上ステー部材423に対してぶら下がった状態となる。ここでは、回動駆動源248を駆動することで、駆動伝達軸248a、駆動出力ギア248b、タイミングベルト250、駆動入力ギア247aを介して、加圧アーム回動軸247に駆動が伝達され、加圧アーム246が回動(往復移動)する。
加圧アーム246が回動して、加圧ステー249を下方から押し上げると、加圧側上ステー部材423に対して近づき、圧縮バネ45が自然長よりも短くなり、加圧側上ステー部材423に圧縮バネ45の付勢力が作用する状態となる。図8、図9中の矢印E方向が圧縮バネ45の付勢力が作用する方向であり、ここでは垂直上方向である。
前側板421及び後側板422における加圧側上ステー部材423との連結部には、加圧方向に長い長孔451が設けられており、加圧側上ステー部材423に固定された段付ネジ450が長孔451に係合している。段付ネジ450は長孔451に係合することで、図中X軸方向の移動が規制され、図中Z軸方向は長孔451の長手方向の範囲で移動可能となる。
本実施形態では、ニップ形成ローラ36と他の部材とを一体的に支持してプリンタ本体500Aに対して着脱可能な二次転写ユニット41、41Aと、ニップ形成ローラ36に付勢部材の付勢力を伝達する加圧台42とを別体とし、二次転写ユニット41のみを定期交換部品としている。このような構成により、重量が大きい加圧台42は定期交換部品に含まれないため、金属製の加圧台42によって高い転写加圧力を作用させることができる構成で、二次転写ユニット41、41Aの交換性を維持することができる。また、部品寿命の長い加圧台42を定期交換部品に含まないことで、製造コストやランニングコストの低減、及び、環境負荷の低減を図ることができる。
ところで、上記実施形態では、加圧台42に対して二次転写ユニット41、41Aを着脱自在としているが、加圧台42と一体的にしてプリンタ本体500Aに着脱可能にする場合も想定される。また、回転駆動源248は重量的にも重いため、メンテナンス性を考慮して、プリンタ本体500A側に固定し、回転駆動源248を除く転写加圧装置40を、あるいは加圧部材側をプリンタ本体500Aに対して着脱可能とすることも想定される。このような場合、加圧装置の加圧部材としての加圧アーム246側と回転駆動源側248とを連結、開放可能にする必要が生じるが、両者の連結、開放動作によって両者の連結部位にガタやずれが生じると、加圧アーム246の初期位置がずれてしまう。このような加圧アーム246の初期位置のずれは、加圧アーム246の位置によって加圧力を調整する転写加圧装置40においては加圧力のバラツキの要因となってしまうので、改善の余地がある。また加圧力のバラツキは転写性にも影響が生じてしまう。
加圧力のバラツキを抑えるためには、加圧アーム246が加圧位置と加圧解除位置とに正確に位置することが必要であるので、その位置を正確に知る必要もある。そこで、加圧位置と加圧解除位置のそれぞれ個別の検出手段によって検出することが一案ではあるが、設置スペースの関係や、転写加圧装置40の動作を妨げないためには、極力少ない数の検出手段で検出するのが好ましい。
また、加圧アーム246を、加圧位置と加圧解除位置に正確に位置させるためには、加圧アーム246の位置を、基準となる初期位置に戻し、その位置から加圧アーム246を加圧位置へと移動させることで加圧力のバラツキを低減できる。しかし、本実施形態では、加圧アーム246を往復動作によって、加圧と加圧解除を行う関係上、加圧アーム246を一回転させることは構造上難しく、加圧アーム246を初期位置に、如何にして正確に位置させるかが技術的な課題となる。
また、加圧アーム246を、加圧位置と加圧解除位置に正確に位置させるためには、加圧アーム246の位置を、基準となる初期位置に戻し、その位置から加圧アーム246を加圧位置へと移動させることで加圧力のバラツキを低減できる。しかし、本実施形態では、加圧アーム246を往復動作によって、加圧と加圧解除を行う関係上、加圧アーム246を一回転させることは構造上難しく、加圧アーム246を初期位置に、如何にして正確に位置させるかが技術的な課題となる。
そこで、本実施形態に係る転写加圧装置40では、図1、図7に、その概略を示すように、加圧アーム246の移動位置(加圧位置や加圧解除位置)を検出する検出手段310を1つ備えるとともに、加圧アーム246側と回転駆動源248側の間に、両者の連結と開放が可能な連結部330を設け、加圧対象物である二次転写ユニット41、41Aが加圧台42に装着された状態、あるいは加圧台42あるいは加圧アーム246側がプリンタ本体500Aに装着され、少なくとも加圧アーム246側と回転駆動源248側とが連結した状態のときに回転駆動源248を駆動して検出手段310で加圧アーム246の初期位置を検出するようにした。すなわち、二次転写ユニット41、41Aや加圧台42、加圧アーム側のプリンタ本体500Aへの着脱動作時に加圧アーム246の初期位置出しを行うようにしている。
以下、この加圧アーム246の初期位置出しに関する構成と制御について説明する。図13は、加圧アーム246の検出手段310近傍の構成を拡大して示す斜視図であり、図14は、検出手段310と加圧アーム246の構成を軸線方向から見た拡大図である。
Y軸方向に延びる駆動伝達軸248aは、支持部290によって回転自在に支持されている。支持部290から外部に突出している駆動伝達軸248aの一端には駆動出力ギア248bが固定されている。Y軸方向に延びていて、駆動伝達軸248aと平行に配置された加圧アーム回動軸247の端部には駆動入力ギア247aが固定されている。加圧アーム回動軸247と駆動入力ギア247aとは、連結ベルト250で連結されている。
支持部290から外部に突出している駆動伝達軸248aの他端には、連結部330の一方側を構成する第1継ぎ手331が固定されている。駆動伝達軸248aは、回転駆動源248の出力軸248cと同一軸線上に位置するように配置されている。出力軸248cの端部には、連結部330の他方側を構成する第2継手332が固定されている。第1継手331は、加圧アーム回動軸247をY軸方向の奥側に移動させると第2の継手332に連結されて一体化され、加圧アーム回動軸247をY軸方向の手前側に移動させると、第2の継手332から離脱して連結状態が開放されるように構成されている。第1継手331、第2継手332とは、互いに連結状態となることで、一体回転可能となるように形成されている。
本実施形態において、Y軸方向は二次転写ユニット41,41A、回転駆動源248と出力軸248cを除く転写加圧装置40の、プリンタ本体500Aや回転駆動源248側への装着方向であり、Y軸方向と逆側となるY軸方向の手前側は、二次転写ユニット41,41A、回転駆動源248と出力軸248cを除く転写加圧装置40の、プリンタ本体500Aや回転駆動源248側への離脱方向となる。
検出手段310は、回転駆動源248側からの駆動が伝達される回動軸としての加圧アーム回動軸247に設けられた遮断部材としてのセンサ遮断フィラ311と、センサ遮断フィラ311を検出する光学検出部としての位置検出センサ312とを備えている。センサ遮断フィラ311は、支持部290の上方まで延びる加圧アーム回動軸247の端部247bに固定されている。センサ遮断フィラ311は、加圧アーム回動軸247の回動方向に対して所定の角度に形成された扇形状とされている。この扇形状の一端から他端までの加圧アーム回動軸247の回転中心としたときの角度は、少なくとも加圧アーム246が加圧位置と加圧解除位置とへ回動する回動角度以上となるように形成されている。
位置検出センサ312は、支持部290の上部に配置固定されていて、センサ遮断フィラ311を検出するものである。位置検出センサ312は、発光部と対向する領域にセンサ遮断フィラ311が位置している場合には、「High」信号を出力し、センサ遮断フィラ311が位置していない場合には、「Low」信号を出力するように構成されている。図13に示す状態は、センサ遮断フィラ311が位置検出センサ312とオーバーラップしておらず発光部と対向する領域に位置していないので、位置検出センサ312からは「Low」信号が出力される。図13中、CWは回転駆動源248の正転方向を示し、CCWは反転方向を示す。また、加圧アーム回動軸247及びこれと一体の加圧アーム246は図14に示すように、回転駆動源248が正転方向CWに回転すると加圧方向E1に回動し、回転駆動源248が逆転方向CCWに回転すると加圧解除方向E2に回動する。すなわち、加圧アーム246は加圧方向E1と加圧解除方向E2とに往復移動可能に構成されている。回転駆動源248は、加圧アーム246を加圧方向E1と加圧解除方向E2とに往復移動させるものである。
以下、この加圧アーム246の初期位置出しに関する構成と制御について説明する。図13は、加圧アーム246の検出手段310近傍の構成を拡大して示す斜視図であり、図14は、検出手段310と加圧アーム246の構成を軸線方向から見た拡大図である。
Y軸方向に延びる駆動伝達軸248aは、支持部290によって回転自在に支持されている。支持部290から外部に突出している駆動伝達軸248aの一端には駆動出力ギア248bが固定されている。Y軸方向に延びていて、駆動伝達軸248aと平行に配置された加圧アーム回動軸247の端部には駆動入力ギア247aが固定されている。加圧アーム回動軸247と駆動入力ギア247aとは、連結ベルト250で連結されている。
支持部290から外部に突出している駆動伝達軸248aの他端には、連結部330の一方側を構成する第1継ぎ手331が固定されている。駆動伝達軸248aは、回転駆動源248の出力軸248cと同一軸線上に位置するように配置されている。出力軸248cの端部には、連結部330の他方側を構成する第2継手332が固定されている。第1継手331は、加圧アーム回動軸247をY軸方向の奥側に移動させると第2の継手332に連結されて一体化され、加圧アーム回動軸247をY軸方向の手前側に移動させると、第2の継手332から離脱して連結状態が開放されるように構成されている。第1継手331、第2継手332とは、互いに連結状態となることで、一体回転可能となるように形成されている。
本実施形態において、Y軸方向は二次転写ユニット41,41A、回転駆動源248と出力軸248cを除く転写加圧装置40の、プリンタ本体500Aや回転駆動源248側への装着方向であり、Y軸方向と逆側となるY軸方向の手前側は、二次転写ユニット41,41A、回転駆動源248と出力軸248cを除く転写加圧装置40の、プリンタ本体500Aや回転駆動源248側への離脱方向となる。
検出手段310は、回転駆動源248側からの駆動が伝達される回動軸としての加圧アーム回動軸247に設けられた遮断部材としてのセンサ遮断フィラ311と、センサ遮断フィラ311を検出する光学検出部としての位置検出センサ312とを備えている。センサ遮断フィラ311は、支持部290の上方まで延びる加圧アーム回動軸247の端部247bに固定されている。センサ遮断フィラ311は、加圧アーム回動軸247の回動方向に対して所定の角度に形成された扇形状とされている。この扇形状の一端から他端までの加圧アーム回動軸247の回転中心としたときの角度は、少なくとも加圧アーム246が加圧位置と加圧解除位置とへ回動する回動角度以上となるように形成されている。
位置検出センサ312は、支持部290の上部に配置固定されていて、センサ遮断フィラ311を検出するものである。位置検出センサ312は、発光部と対向する領域にセンサ遮断フィラ311が位置している場合には、「High」信号を出力し、センサ遮断フィラ311が位置していない場合には、「Low」信号を出力するように構成されている。図13に示す状態は、センサ遮断フィラ311が位置検出センサ312とオーバーラップしておらず発光部と対向する領域に位置していないので、位置検出センサ312からは「Low」信号が出力される。図13中、CWは回転駆動源248の正転方向を示し、CCWは反転方向を示す。また、加圧アーム回動軸247及びこれと一体の加圧アーム246は図14に示すように、回転駆動源248が正転方向CWに回転すると加圧方向E1に回動し、回転駆動源248が逆転方向CCWに回転すると加圧解除方向E2に回動する。すなわち、加圧アーム246は加圧方向E1と加圧解除方向E2とに往復移動可能に構成されている。回転駆動源248は、加圧アーム246を加圧方向E1と加圧解除方向E2とに往復移動させるものである。
次に制御部300の構成について説明する。
図15に示すように、制御部300は、演算手段たるCPU(Central Processing Unit)301、不揮発性メモリたるROM(Read Only Memory)302、一時記憶手段たるRAM(Random Access Memory)303を有している。制御部300は、プリンタ全体の動作を制御するとともに、転写加圧装置40の駆動を制御するものであるが、ここでは主に、転写加圧装置40の駆動制御に関する構成機器だけを示している。なお、ここでは、加圧装置40の駆動制御とプリンタ全体の制御とを1つの制御部300で実行するようにしているが、加圧装置40の駆動制御部分とプリンタ全体の制御部分とを個別にしてもよい。
図15に示すように、制御部300は、演算手段たるCPU(Central Processing Unit)301、不揮発性メモリたるROM(Read Only Memory)302、一時記憶手段たるRAM(Random Access Memory)303を有している。制御部300は、プリンタ全体の動作を制御するとともに、転写加圧装置40の駆動を制御するものであるが、ここでは主に、転写加圧装置40の駆動制御に関する構成機器だけを示している。なお、ここでは、加圧装置40の駆動制御とプリンタ全体の制御とを1つの制御部300で実行するようにしているが、加圧装置40の駆動制御部分とプリンタ全体の制御部分とを個別にしてもよい。
制御部300の入力側には、位置検出センサ312とユニット着脱検出手段406が信号線を介して接続されている。ユニット着脱検出手段406は、転写加圧装置40あるいは、加圧装置40と一体の二次転写ユニット41、41Aのプリンタ本体500Aに対する着脱動作を検出するものである。ここでは、プリンタ本体500Aに装着されたことを検出すると、検出信号(オン信号)を出力するように構成されている。
制御部300の出力側には、転写加圧装置40の回転駆動源248が信号線を介して接続されている。本実施形態において、回転駆動源248にはステッピングモータが用いられている。
制御部300は、ユニット着脱検出手段406から装着状態を示す信号が出力されると、図16に示す着脱時のアーム初期位置設定の動作を行う処理を実行する。また、制御部300は、印刷時(加圧開始前)に図18に示す印刷時のアーム初期位置設定の動作を行う処理を実行する。
制御部300のROM302には、これら2つのアーム初期位置設定の動作を行う処理を実行するプログラムと、各処理で回転駆動源248の回転方向や加圧アーム246の移動量に相当するステップ数や、オーバーランを防止するための判定値となる所定ステップ数が予め記憶設定されている。
制御部300では、回転駆動源248を回転駆動した際に、所定のステップ数駆動されたのち、位置検出センサ312で加圧アーム246の位置を検出できない場合、回転駆動源248の駆動を停止する機能を備えている。
制御部300の出力側には、転写加圧装置40の回転駆動源248が信号線を介して接続されている。本実施形態において、回転駆動源248にはステッピングモータが用いられている。
制御部300は、ユニット着脱検出手段406から装着状態を示す信号が出力されると、図16に示す着脱時のアーム初期位置設定の動作を行う処理を実行する。また、制御部300は、印刷時(加圧開始前)に図18に示す印刷時のアーム初期位置設定の動作を行う処理を実行する。
制御部300のROM302には、これら2つのアーム初期位置設定の動作を行う処理を実行するプログラムと、各処理で回転駆動源248の回転方向や加圧アーム246の移動量に相当するステップ数や、オーバーランを防止するための判定値となる所定ステップ数が予め記憶設定されている。
制御部300では、回転駆動源248を回転駆動した際に、所定のステップ数駆動されたのち、位置検出センサ312で加圧アーム246の位置を検出できない場合、回転駆動源248の駆動を停止する機能を備えている。
図16と図17を用いて、着脱時のアーム初期位置設定の動作を行う処理について説明する。図17(a)〜図17(e)は、アーム初期位置設定動作時の検出手段310と加圧アーム246の動作を示すものである。
図16のステップST1において、制御部300は、ユニット着脱検出手段406からのオン信号の有無を判断し、オン信号があると、着脱動作があったものと見做してステップST2に進む。ステップST2において、制御部300は、位置検知センサ312がオンしているか否かを信号の種類で判断する。ここでは「High」信号がある場合にはオンと判断してステップST3に進み、「High」信号が無ければ「Low」信号であるものとしてステップST7に進む。ここでは、センサ遮断フィラ311が位置検知センサ312に検知されている位置にあるか否かを判定している。
図16のステップST1において、制御部300は、ユニット着脱検出手段406からのオン信号の有無を判断し、オン信号があると、着脱動作があったものと見做してステップST2に進む。ステップST2において、制御部300は、位置検知センサ312がオンしているか否かを信号の種類で判断する。ここでは「High」信号がある場合にはオンと判断してステップST3に進み、「High」信号が無ければ「Low」信号であるものとしてステップST7に進む。ここでは、センサ遮断フィラ311が位置検知センサ312に検知されている位置にあるか否かを判定している。
センサ遮断フィラ311が位置検知センサ312で検出されている場合、加圧アーム246とセンサ遮断フィラ311は、図17(c)に示す状態にある。このため、制御部300は、ステップST3において回転駆動源248(ステッピングモータ)をCW方向に駆動し、ステップST4において所定ステップ数駆動したか否かをステッピングモータのステップ数から判断し、所定ステップ数駆動されている場合にはステップST5に進む。
制御部300は、ステップST5において、位置検出センサ312の出力が「Low」になっているか否かを判断し、「Low」信号がない場合には、回転信号を出したにもかかわらずセンサ遮断フィラ311(加圧アーム回動軸247)が回転していない状態、すなわち故障と判定し、ステップS11に進む。ステップS11において、制御部300は、回転駆動源248(ステッピングモータ)の駆動を停止し、ステップST12に進んで異常表示を、例えばプリンタが備えている操作パネルなどの表示部に表示する。
制御部300は、ステップST5において、位置検出センサ312の出力が「Low」になっているか否かを判断し、「Low」信号がない場合には、回転信号を出したにもかかわらずセンサ遮断フィラ311(加圧アーム回動軸247)が回転していない状態、すなわち故障と判定し、ステップS11に進む。ステップS11において、制御部300は、回転駆動源248(ステッピングモータ)の駆動を停止し、ステップST12に進んで異常表示を、例えばプリンタが備えている操作パネルなどの表示部に表示する。
ステップST5において、制御部300は、「Low」信号を検出した場合には、センサ遮断フィラ311が位置検知センサ312を通過したものと判断し、ステップST6に進む。ステップST6において、制御部300は、図17(d)に示すように、回転駆動源248(ステッピングモータ)を所定ステップ分にCW方向に駆動し、その後、回転駆動源248(ステッピングモータ)の駆動を停止する。つまり、制御部300は、この停止した位置を、加圧アーム246及び回転駆動源248(ステッピングモータ)の初期位置とする。
一方、ステップST2において、「Low」信号の場合には、図17(a)に示すように、センサ遮断フィラ311が位置検知センサ312で検出されていない位置にある。このため、制御部300は、ステップST7に進んで回転駆動源248(ステッピングモータ)をCCW方向に駆動する。つまり、センサ遮断フィラ311を位置検出センサ312に向かって移動させる。
ステップST8において、制御部300は、所定ステップ数駆動したか否かをステッピングモータのステップ数から判断し、所定ステップ数駆動されている場合にはステップST9に進む。制御部300は、ステップST9において、位置検出センサ312の出力が「High」になっているか否かを判断し、「High」信号がない場合には、回転信号を出したにもかかわらずセンサ遮断フィラ311(加圧アーム回動軸247)が回転していない状態、すなわち、故障と判定し、ステップS11に進む。そして、ステップS11において、回転駆動源248(ステッピングモータ)の駆動を停止し、ステップST12に進んで異常表示を表示する。
ステップST9において、制御部300は、「High」信号を検出した場合には、センサ遮断フィラ311が位置検知センサ312で検出する位置にあるものと判断し、ステップST10に進む。ステップST10において、制御部300は、図17(b)に示すように、回転駆動源248(ステッピングモータ)を10ステップ分CWW方向に駆動し、ステップST3に進む。ステップST10での動作は、センサ遮断フィラ311と位置検知センサ312とのオーバーラップ量を確実なものとするための安全工程となる。
この後の流れは、既に述べたように、ステップST3からステップST4、ST5へと進み、ステップST5において、位置検出センサ312の出力が「Low」でなければ故障と判定して、ステップS11で回転駆動源248(ステッピングモータ)の駆動を停止し、ステップST12に進んで異常表示をする。また、ステップST5において、位置検出センサ312の出力が「Low」であればステップST6に進む。そして、制御部300は、図17(d)に示すように、回転駆動源248(ステッピングモータ)を所定ステップ分にCW方向に駆動し、その後、回転駆動源248(ステッピングモータ)の駆動を停止する。つまり、制御部300は、この停止した位置を、加圧アーム246及び回転駆動源248(ステッピングモータ)の初期位置とする。
次に、印刷時におけるアーム初期位置設定の動作について、図17と、図18を用いて説明する。なお、図18のフローチャートのステップST22〜ST32までの各処理は、図16のフローチャートで説明したステップST2〜ST12までの各処理と、その内容は同一であるので、適宜省略して記載する。
図18のステップST21において、制御部300は、印刷時の加圧開始前であるか否かを判定する。例えば、図6のステップS1で説明した画像出力指示の有無で判断すればよい。ここで画像出力指示がある場合、制御部300は、印刷時の加圧開始前と見做して、ステップST22に進み、連結部330のずれ方向に応じた加圧アーム246の初期位置設定動作を実行する(ステップST22〜ST32)。
初期位置設定後、制御部300は、ステップST33において、加圧処理を実行する。ここでいう加圧処理とは、図6のフローチャートの内容に相当する。制御部300は、初期位置設定後、例えば、図17(e)に示すように、加圧に必要な指定ステップ分だけCW方向に回転駆動源248(ステッピングモータ)を駆動する。
図18のステップST21において、制御部300は、印刷時の加圧開始前であるか否かを判定する。例えば、図6のステップS1で説明した画像出力指示の有無で判断すればよい。ここで画像出力指示がある場合、制御部300は、印刷時の加圧開始前と見做して、ステップST22に進み、連結部330のずれ方向に応じた加圧アーム246の初期位置設定動作を実行する(ステップST22〜ST32)。
初期位置設定後、制御部300は、ステップST33において、加圧処理を実行する。ここでいう加圧処理とは、図6のフローチャートの内容に相当する。制御部300は、初期位置設定後、例えば、図17(e)に示すように、加圧に必要な指定ステップ分だけCW方向に回転駆動源248(ステッピングモータ)を駆動する。
制御部300は、ステップST34において、加圧終了時期か否かを判定する。例えば、印刷前に設定した設定印刷枚数分の印刷が終了した信号の有無で判断することができる。そして加圧終了時期であると判断した場合には、図17(f)に示すように、回転駆動源248(ステッピングモータ)を、加圧時と逆方向であるCCW方向に指定ステップ分だけ駆動した後、停止する。
このように、本実施形態では、プリンタ本体500Aに対する転写加圧装置40や二次転写ユニット41、41Aの着脱動作が行われた場合には、加圧アーム246と回転駆動源248に対する初期位置設定処理を行なうので、回転駆動源248側と加圧アーム246側とを連結、開放可能にして、連結部330の噛合い不良による初期位置がずれた場合でも、初期位置に戻すので、安定した加圧力を得ることができる。
すなわち、プリンタ本体500Aに対する転写加圧装置40や二次転写ユニット41、41Aの着脱動作が行われた場合における、連結部300での回転方向(往復方向)へのずれは、ステップST2、ST22によって判定する。そして、その判定結果に応じて、ずれた方向に応じたセンサ遮断フィラ311(加圧アーム回動軸247)の位置調整を行い(ステップST7〜ST10、ステップST27〜ST30)、センサ遮断フィラ311の回転方向に対する向きを合わせた後、初期位置を出すべく、同じ動きによって初期位置へと導くので(ステップST3〜ST6、ステップST23〜ST26)、連結部300での回転方向に対する位置ずれの方向が異なる場合でも常に同じ初期位置とすることができる。このため、安定した加圧力を得ることができるとともに、安定した加圧力によって、良好な転写画像を得ることができる。
すなわち、プリンタ本体500Aに対する転写加圧装置40や二次転写ユニット41、41Aの着脱動作が行われた場合における、連結部300での回転方向(往復方向)へのずれは、ステップST2、ST22によって判定する。そして、その判定結果に応じて、ずれた方向に応じたセンサ遮断フィラ311(加圧アーム回動軸247)の位置調整を行い(ステップST7〜ST10、ステップST27〜ST30)、センサ遮断フィラ311の回転方向に対する向きを合わせた後、初期位置を出すべく、同じ動きによって初期位置へと導くので(ステップST3〜ST6、ステップST23〜ST26)、連結部300での回転方向に対する位置ずれの方向が異なる場合でも常に同じ初期位置とすることができる。このため、安定した加圧力を得ることができるとともに、安定した加圧力によって、良好な転写画像を得ることができる。
初期位置設定動作中に、所定ステップ、回転駆動源248(ステッピングモータ)を駆動しても、位置検出センサ312の出力に変化がない場合(ステップST4−ST5、ST8−ST9、ステップST24−ST25、ST28−ST29)には、何らかの故障として回転駆動源248を停止して警告表示を行う(ステップST11,ST12、ステップST31、ST32)。このため、回転駆動源248や加圧アーム246の誤動作による破損のおそれがなくなる。たとえば、回転駆動源248の回転量と加圧アーム246の回転量が一致していないと、加圧アーム246が過度に動いてしまい、設定値以上の加圧力となってしまうことがある。この場合、二次転写ユニット41、41Aを押し上げすぎて、二次転写ローラ36や二次転写裏面ローラ33、中間転写ユニット30の変形や、他の周辺部品(たとえば軸等)を曲げてしまうことが予想されるので、このような不具合の発生も防止することができる。
回転駆動源248として、ステッピングモータを用いる場合、同モータのオン/オフを繰り返すことにより発生する数ステップ程度のずれも初期設定動作によって修正することができる。このため、ステッピングモータの駆動による加圧アーム246の位置精度が向上するので、加圧力の安定化につながる。
回転駆動源248として、ステッピングモータを用いる場合、同モータのオン/オフを繰り返すことにより発生する数ステップ程度のずれも初期設定動作によって修正することができる。このため、ステッピングモータの駆動による加圧アーム246の位置精度が向上するので、加圧力の安定化につながる。
加圧開始前においても、回転駆動源248(ステッピングモータ)を駆動して検出手段310で加圧アーム246の初期位置を検出するので(ステップST21〜ST32)、転写加圧装置40による加圧動作時毎に初期位置が再設定されるため、常に加圧アーム246の位置を安定させることができ、正確な加圧を行える。
また、図16に示すように、ユニット装着時に加圧アーム246の初期位置設定動作を行う場合、プリンタ500では、初期位置設定動作以外の初期化動作を実行されることが多い。このため、加圧アーム246の初期位置設定動作のための時間を印刷中に設ける必要がなく、プリント時の停止時間を少なくでき、プリント効率が向上する。
また、図16に示すように、ユニット装着時に加圧アーム246の初期位置設定動作を行う場合、プリンタ500では、初期位置設定動作以外の初期化動作を実行されることが多い。このため、加圧アーム246の初期位置設定動作のための時間を印刷中に設ける必要がなく、プリント時の停止時間を少なくでき、プリント効率が向上する。
上記実施形態では、画像形成装置として、転写ニップ(二次転写ニップN)で記録材Pを水平方向に搬送するものを用いて説明したが、転写ニップで記録材Pを上方、下方、斜め上方向あるいは斜め下方向などへ搬送する構成の画像形成装置に本発明は適用することもできる。
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、画像形成装置としては、プリンタではなく、複写機、ファクシミリ単体、あるいは、複写機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナのうちの少なくとも2つの機能を備えた複合機であってもよい。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、画像形成装置としては、プリンタではなく、複写機、ファクシミリ単体、あるいは、複写機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナのうちの少なくとも2つの機能を備えた複合機であってもよい。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
31 像担持体
31a 像担持体の表面
36 ニップ形成部材、ニップ形成ローラ
40 加圧装置、加圧手段
41,41A 転写装置
246 加圧部材
248 回転駆動源、ステッピングモータ
300 制御部
310 検出手段
311 遮断部材
312 光学検出部
330 連結部
360 転写ベルト
500A 装着対象物
a 表面移動方向
E1 加圧方向
E2 加圧解除方向
N 転写ニップ
W 幅方向
31a 像担持体の表面
36 ニップ形成部材、ニップ形成ローラ
40 加圧装置、加圧手段
41,41A 転写装置
246 加圧部材
248 回転駆動源、ステッピングモータ
300 制御部
310 検出手段
311 遮断部材
312 光学検出部
330 連結部
360 転写ベルト
500A 装着対象物
a 表面移動方向
E1 加圧方向
E2 加圧解除方向
N 転写ニップ
W 幅方向
Claims (10)
- 装着対象物に着脱可能であって、
加圧方向と加圧解除方向とに移動自在な加圧部材と、
前記加圧部材側と連結、開放可能であって、前記加圧部材側と連結状態になることで前記加圧部材を移動可能とする回転駆動源と、
前記加圧部材の移動位置を検出する検出手段を備え、
前記加圧部材側が前記装着対象物に装着されて、少なくとも前記加圧部材側と前記回転駆動源側とが連結した状態で、前記回転駆動源を駆動して前記検出手段で前記加圧部材の初期位置を検出する加圧装置。 - 前記加圧部材を前記加圧方向に移動する加圧動作の前に、前記回転駆動源を駆動して前記検出手段で前記加圧部材の初期位置を検出する請求項1に記載の加圧装置。
- 前記加圧部材は、前記加圧方向と前記加圧解除方向に往復移動可能であって、
前記回転駆動源は、前記加圧部材を前記加圧方向と前記加圧解除方向に往復移動させる請求項1又は2に記載の加圧装置。 - 前記回転駆動源の動作を制御する制御部を備え、
前記回転駆動源はステッピングモータであって、
前記制御部は、前記加圧部材の移動量に相当するステップ数に基づいて、前記ステッピングモータを駆動する請求項1乃至3の何れか1項に記載の加圧装置。 - 前記制御部は、前記ステッピングモータが所定のステップ数駆動されたのち、前記検出手段で前記加圧部材の初期位置を検出できない場合、前記ステッピングモータの駆動を停止する請求項4に記載の加圧装置。
- 前記検出手段は、前記加圧部材の一端側を支持するとともに、前記回転駆動源側からの駆動が伝達される回動軸に設けられた遮断部材と、前記遮断部材を検出する光学検出部とを備えている請求項1乃至5の何れか1項に記載の加圧装置。
- 表面移動する像担持体の表面における表面移動方向と直交する幅方向の全域で該像担持体に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材を、加圧手段によって該像担持体に向けて加圧する転写装置であって、
前記加圧手段として、前記装着対象物に着脱可能なニップ形成部材を加圧方向に移動して前記像担持体を加圧する請求項1乃至6の何れか1項に記載の加圧装置を用いる転写装置。 - 前記ニップ形成部材は、無端移動する転写ベルトの内側に配置され、該転写ベルトを介して前記像担持体に当接する請求項7に記載の転写装置。
- 前記ニップ形成部材は、前記像担持体に当接するニップ形成ローラである請求項7に記載の転写装置。
- 像担持体の表面に形成した画像を、転写手段を用いて最終的に記録材へ転写することにより記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記転写手段として、請求項7、8又は9の何れか1項に記載の転写装置を用いる画像形成装置。
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JP2015058181A JP2016177181A (ja) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | 加圧装置、加圧装置を用いる転写装置及び画像形成装置 |
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-
2015
- 2015-03-20 JP JP2015058181A patent/JP2016177181A/ja active Pending
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