JP4775777B2

JP4775777B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4775777B2
Application number: JP2009037516A
Authority: JP
Inventors: 尚稔石川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: CN101813897A; AU2009208126B2; JP2010191329A; US8175477B2; AU2009208126A1; US20100215387A1

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

特許文献１は、中間転写ベルトのプロセススピードを変更する際に、一次転写ロールを中間転写ベルトから離間させる方向に移動させるリトラクト機構を備え、中間転写ベルト等を停止させずにプロセススピードを変更する画像形成装置を開示する。また、特許文献２は、中間転写ベルトを感光体ベルトに圧接させる圧接位置および中間転写ベルトを感光体ベルトから離間させる離間位置に第１の転写ローラを変位可能とするガイド溝と、第１の転写ローラの配列方向に直線的に往復移動可能に設けられ、第１の転写ローラをガイド溝に沿って昇降させて圧接位置および離間位置に変位させるカム山が形成された昇降駆動部を有するカラー画像形成装置を開示する。

特開２００４−７８１２８号公報特開２００４−１０２１２３号公報

本発明は、記録媒体の種類に応じて現像剤像を良好に転写することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、複数色の現像剤像を個別に保持可能な一つの像保持体と、現像剤像を搬送する搬送面を有し、前記一つの像保持体が保持する現像剤像を一次転写位置から二次転写位置に向けて搬送するよう張架された無端の中間転写部材と、この中間転写部材を前記一つの像保持体に接触させ、前記一つの像保持体が個別に保持する複数色の現像剤像を前記中間転写部材に複数回で重ねて一次転写する一次転写部材と、この一次転写部材が前記中間転写部材に一次転写した現像剤像を静電力により記録媒体に二次転写する二次転写手段と、前記一次転写部材が前記中間転写部材を前記一つの像保持体に接触させる圧力を調整するように、前記一次転写位置の下流側で前記中間転写部材の搬送面位置を調整する位置調整部材と、前記二次転写手段が現像剤像を二次転写する記録媒体の種類に応じて、前記位置調整部材を制御する制御手段と、を有する画像形成装置である。

請求項２に係る本発明は、前記制御手段は、前記二次転写手段が表面に凹凸が形成されている記録媒体に現像剤像を二次転写する場合、前記一次転写部材が前記中間転写部材を前記一つの像保持体に接触させる圧力を小さくするように、前記位置調整部材を制御する請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３に係る本発明は、前記位置調整部材の変位に応じて前記一次転写部材が変位可能なように、前記一次転写部材を前記一つの像保持体に向けて付勢する付勢部材を有する請求項１又は２記載の画像形成装置である。

請求項４に係る本発明は、前記一つの像保持体は、第１の回転軸を中心に回転し、前記一次転写部材は、第２の回転軸を中心に回転し、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸を通る直線と前記一つの像保持体の外面とが交差する点が、前記中間転写部材の搬送面が前記一つの像保持体に接触する現像剤像搬送方向の最上流側の位置よりも下流側に位置するように配置されている請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置である。

請求項５に係る本発明は、前記制御手段が前記位置調整部材を制御する場合に、前記中間転写部材の張力を調整する張力調整部材を有する請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置である。

請求項１に係る本発明によれば、中間転写部材の搬送面位置を調整する位置調整部材を有さない場合に比べて、記録媒体の種類に応じて現像剤像を良好に転写することができる。

請求項２に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、一次転写によって現像剤像に過剰な圧力がかかることを容易に防止することができる。

請求項３に係る本発明によれば、請求項１又は２に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、一次転写によって現像剤像に過剰な圧力がかかることを容易に防止することができる。

請求項４に係る本発明によれば、請求項１乃至３いずれかに係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、一次転写によって現像剤像に過剰な圧力がかかることを効率的に防止することができる。

請求項５に係る本発明によれば、請求項１乃至４いずれかに係る本発明の効果に加えて、中間転写部材の張力が変化して現像剤像に濃度ムラが生じることを防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。中間転写装置及びその周辺の詳細を示す拡大図である。第１の張架ロールの変位と一次転写位置における中間転写体の状態との関係を示す拡大図である。像保持体に対する一次転写ロール及び中間転写体の状態を例示する模式図であって、（Ａ）は通常印刷モードにおける状態を例示する模式図であり、（Ｂ）は特殊紙印刷モードにおける状態を例示する模式図である。制御部が第１の張架ロールの変位を制御する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る画像形成装置の実施例と比較例による現像剤像の二次転写の評価結果を示す図表である。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の背面側（図１において左側）に例えば１段の給紙ユニット１４が配置されている。

給紙ユニット１４は、例えば表面に凹凸が形成されたエンボス紙及び表面の粗さが小さいコート紙など特殊紙、又は普通紙などの異なる種類の記録媒体を収容し、供給することができるようにされている。給紙ユニット１４の上部には、給紙ユニット１４から記録媒体を取り出す取り出しロール１６が配置されている。取り出しロール１６は、図示しない駆動部によって駆動され、記録媒体を後述する搬送路１８に向けて供給するように回転する。

搬送路１８は、取り出しロール１６から排出口２０までの記録媒体通路であり、この搬送路１８は、画像形成装置本体１２の略中央にあって、給紙ユニット１４から排出口２０まで略水平に形成されている。この搬送路１８の定着装置２２の上流側に搬送部２４と、後述する二次転写ロール６６と二次転写バックアップロール５４とが配置されている。二次転写ロール６６と二次転写バックアップロール５４の上流側には、レジストロール２６が配置されている。搬送路１８の排出口２０の近傍には排出ロール３６が配置されている。

したがって、給紙ユニット１４から取り出しロール１６により取り出された記録媒体は、搬送路１８に導かれ、レジストロール２６により一時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール６６と二次転写バックアップロール５４との間を通って現像剤像が転写され、搬送部２４により搬送されて現像剤像が定着装置２２により定着され、排出ロール３６により排出口２０から排出される。

画像形成装置本体１２には、例えば略中央上部に現像装置３８ａ〜３８ｅが配置されている。現像装置３８ａ〜３８ｅは、クリア（透明：Ｌ）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（Ｃｙａｎ）及び黒（Ｂｌａｃｋ）の５種のトナー（現像剤）を個別に収容しており、後述する像保持体４０が保持する静電潜像を個別に現像する。

現像装置３８ａ〜３８ｅには、例えば回転軸３９を中心に回転する感光体からなる像保持体４０が画像形成装置１０の背面側から接触するように配置されている。像保持体４０の上方には、該像保持体４０を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置４２が設けられている。つまり像保持体４０には、現像バイアスがかけられている。また、像保持体４０には、該像保持体４０の回転方向の帯電装置４２よりも上流側に像保持体用クリーナ４４が接触している。像保持体用クリーナ４４は、例えば一次転写後に像保持体４０に残留する現像剤を掻き取る。

像保持体４０の上方には、帯電装置４２により帯電された像保持体４０に、レーザ光などの光線により静電潜像を書き込む光書込み装置４６が配置されている。また、像保持体４０の下方には、現像装置３８ａ〜３８ｅによって現像された現像剤像を一次転写位置で一次転写され、後述する二次転写位置まで搬送する中間転写装置４８が設けられている。

中間転写装置４８は、現像剤像を搬送する搬送面４９を有する例えば無端の中間転写ベルトなどの中間転写体５０、一次転写ロール５２、二次転写位置で後述する二次転写ロール６６に対向し、中間転写体５０を支持する二次転写バックアップロール（二次転写補助ロール）５４、第１の張架ロール５６、第２の張架ロール５８、第３の張架ロール６０、第４の張架ロール６２及び駆動ロール６４から構成される。中間転写体５０は、一次転写ロール５２によって像保持体４０上の現像剤像を例えばクリア、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に一次転写位置で重ねて一次転写され、この一次転写された現像剤像を二次転写ロール６６に向けて搬送するように張架されている。

中間転写装置４８の二次転写バックアップロール５４には、搬送路１８を挟んで二次転写ロール６６が配置されている。つまり、二次転写ロール６６と二次転写バックアップロール５４との間が二次転写位置となっており、二次転写ロール６６は、二次転写バックアップロール５４の補助により中間転写体５０に圧接され、中間転写体５０に一次転写された現像剤像を二次転写位置で圧接力及び静電気力により記録媒体に二次転写する。ここで、二次転写ロール６６は、中間転写体５０が４回転する間、すなわちクリア、イエロー、マゼンタ、シアンの４種の現像剤像を搬送する間は中間転写体５０から離れており、黒の現像剤像が転写されると中間転写体５０に圧接するようにされている。

搬送路１８の二次転写位置の下流には、定着装置２２が配置されている。定着装置２２は、加熱ロールと加圧ロールとを有し、二次転写ロール６６及び二次転写バックアップロール５４により記録媒体に二次転写された現像剤像を記録媒体に定着させて搬送する。

画像形成装置１０の内部には、該画像形成装置１０を構成する各部を制御する制御部６８が設けられている。また、画像形成装置１０には、該画像形成装置１０に対する設定を受け入れる例えばタッチパネルなどのユーザインターフェイス（ＵＩ）装置７０が設けられている。ＵＩ装置７０は、例えば給紙ユニット１４にエンボス紙又はコート紙などの特殊紙が収容され、特殊紙に画像を印刷する特殊紙印刷モードと、給紙ユニット１４にその他の記録媒体が収容され、その他の記録媒体に画像を印刷する通常印刷モードとを切り替える設定を受け入れ、制御部６８に対して出力する。

次に、中間転写装置４８について詳述する。
図２は、中間転写装置４８及びその周辺の詳細を示す拡大図である。中間転写装置４８は、一次転写ロール５２、第１の張架ロール５６及び第２の張架ロール５８が変位可能にされており、二次転写バックアップロール５４、第３の張架ロール６０、第４の張架ロール６２及び駆動ロール６４が固定された回転軸を中心に回転するようにされている。

一次転写ロール５２は、回転軸７２を中心に回転し、回転軸７２が例えばバネなどの付勢部材７４によって付勢されることにより、中間転写体５０を像保持体４０に向けて圧接させ、像保持体４０が保持する現像剤像を中間転写体５０に一次転写するようにされている。なお、付勢部材７４は、第１の張架ロール５６の変位に応じて一次転写ロール５２が変位可能なように、一次転写ロール５２を像保持体４０に向けて付勢するようにされている。

第１の張架ロール５６は、回転軸７６に対して例えばカム７８が接触しており、制御部６８の制御によって図示しない駆動部がカム７８を駆動することにより、予め定められた方向に変位する。第２の張架ロール５８は、回転軸８０が例えばバネなどの付勢部材８２によって付勢されており、第１の張架ロール５６が変位する場合、中間転写体５０が予め定められた張力を維持するように第１の張架ロール５６よりも大きく変位する。

図３は、第１の張架ロール５６の変位と一次転写位置における中間転写体５０の状態との関係を示す拡大図である。
一次転写ロール５２は、中間転写体５０の搬送面４９が像保持体４０に接触する現像剤像搬送方向の最上流側の位置Ａよりも中間転写体５０の回転方向下流側（現像剤像搬送方向下流側）であり、第１の張架ロール５６が中間転写体５０に接触する位置Ｂよりも中間転写体５０の回転方向上流側（現像剤像搬送方向上流側）である位置Ｃの周辺で中間転写体５０に接触するように配置されている。中間転写体５０が像保持体４０に接触する最上流側の位置Ａと、一次転写ロール５２が中間転写体５０に接触する位置Ｃとは、図３に示すように例えば距離Ｄの間隔があけられている。
なお、一次転写ロール５２は、予め定められた幅を有する領域が中間転写体５０を挟んで像保持体４０に押圧されている。

第１の張架ロール５６は、ＵＩ装置７０を介して例えば通常印刷モードが設定された場合、図３に実線で示されたようにカム７８により上方に移動させられ、位置Ｃの下流側で中間転写体５０を像保持体４０に近づけるように張架する。
なお、カム７８により第１の張架ロール５６が上方に移動させられると、第１の張架ロール５６により張架されている中間転写体５０も上方に上がり（位置Ｃからの張架方向が上がり）、一次転写ロール５２と像保持体４０との間で中間転写体５０と現像剤像とが圧接される圧接力も上昇する。

また、第１の張架ロール５６は、ＵＩ装置７０を介して例えば特殊紙印刷モードが設定されると、カム７８によって下方に移動させられ、図３に二点鎖線で示されたように、位置Ｃの下流側で中間転写体５０を像保持体４０から遠ざける方向に移動させて張架する。
なお、第１の張架ロール５６が下方に移動させられ、第１の張架ロール５６により張架されている中間転写体５０が下方に下がると（位置Ｃからの張架方向が下がると）、一次転写ロール５２と像保持体４０との間で中間転写体５０と現像剤像とが圧接される圧接力も低下する。中間転写体５０と一次転写ロール５２との接触幅は、第１の張架ロール５６の変位に関わらず略一定になるようにされている。ただし、第１の張架ロール５６が下方に変位した場合、一次転写ロール５２が中間転写体５０を介して像保持体４０を押圧する幅は狭くなる。

このように、第１の張架ロール５６は、中間転写体５０が一次転写位置から張架される方向（角度）を調整するように変位可能にされ、像保持体４０に保持された現像剤像に対する中間転写体５０の圧接力を予め定められた強さに調整するように中間転写体５０を張架する。つまり、第１の張架ロール５６は、一次転写位置の下流側で中間転写体５０の搬送面４９の位置を調整する位置調整ロールとなっている。

また、第１の張架ロール５６がカム７８によって下方に変位した場合には、図２に示したように、第２の張架ロール５８が付勢部材８２の付勢力によって外側に移動させられ、中間転写体５０の張力が維持（調整）される。つまり、第２の張架ロール５８は、中間転写体５０の張力を維持するように調整する張力調整ロールとなっている。

上述したように、付勢部材７４は、第１の張架ロール５６の変位に応じて一次転写ロール５２が変位可能なように、一次転写ロール５２を像保持体４０に向けて付勢している。したがって、中間転写体５０の張力が維持されつつ第１の張架ロール５６が下方に変位すると、一次転写ロール５２には中間転写体５０により下方に向けて圧力がかかる。

例えば、図４（Ａ）に例示した通常印刷モードにおける像保持体４０に対する一次転写ロール５２及び中間転写体５０の位置に比べて、図４（Ｂ）に例示するように、特殊紙印刷モードの場合には、第１の張架ロール５６が下方に変位することにより、一次転写ロール５２及び中間転写体５０（搬送面４９）は、搬送面４９が像保持体４０に接触する現像剤像搬送方向の最上流側の位置Ａよりも中間転写体５０の回転方向下流側（現像剤像搬送方向下流側）で下方（像保持体４０から離れる方向）に変位する。
つまり、第１の張架ロール５６は、一次転写ロール５２が中間転写体５０を像保持体４０に接触させる圧力を調整する圧力調整ロールにもなっている。
なお、一次転写ロール５２は、通常印刷モード及び特殊紙印刷モードのいずれの場合にも、回転軸３９及び回転軸７２を通る直線（線分）と像保持体４０の外面とが交差する点Ｅが位置Ａよりも現像剤像搬送方向の下流側に位置するように配置されている。

そして、エンボス紙のように表面に凹凸が形成されている記録媒体に現像剤像を二次転写する場合には、エンボス紙の凹部における二次転写のための現像剤に対する静電気力が、エンボス紙の凸部等における二次転写のための現像剤に対する静電気力よりも弱くなっている。
つまり、像保持体４０に保持された現像剤像と中間転写体５０とが一次転写位置で圧接される圧接力が予め定められた強さまで低減されることにより、二次転写時に現像剤に対する静電気力が弱い場合にも、現像剤は中間転写体５０から記録媒体側へ移動しやすくなる。

図５は、制御部６８が第１の張架ロール５６の変位を制御する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図５に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、制御部６８は、例えばＵＩ装置７０を介して特殊紙印刷モードが設定されているか否かを判定し、設定されていない場合にはＳ１０２の処理に進み、設定されている場合にはＳ１０４の処理に進む。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、制御部６８は、カム７８を介して第１の張架ロール５６を上方に変位させる。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、制御部６８は、カム７８を介して第１の張架ロール５６を下方に変位させる。

次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の実施例と比較例により現像剤像を二次転写した結果について説明する。
図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の実施例と比較例による現像剤像の二次転写の評価結果を示す図表である。
図６に示すように、画像形成装置１０は、中間転写体５０の張力が例えば３５Ｎに保たれるように構成されている。画像形成装置１０は、通常印刷モード時には中間転写体５０に一次転写される現像剤像に対して１３ｇｆ／ｃｍの荷重がかかるようにされている。また、画像形成装置１０は、特殊紙印刷モード時には、第１の張架ロール５６を像保持体４０から遠ざける方向に変位させることにより、中間転写体５０に一次転写される現像剤像に対して５ｇｆ／ｃｍの荷重がかかるようにされている。

カム７８により第１の張架ロール５６が下方に移動させられると、中間転写体５０は第１の張架ロール５６により張架される部分の高さが例えば３ｍｍ下方に移動する。また、第１の張架ロール５６が３ｍｍ移動すると、第２の張架ロール５８は例えば５ｍｍ移動し、中間転写体５０は位置Ｃ（図４参照）から張架される方向が例えば３度変化するようにされている。

画像形成装置１０は、図６に示した実施例のように構成されて特殊紙印刷モードが設定され、例えばエンボス紙に対する転写性（現像剤像全体の転写の程度）、エンボス紙に対する中抜け（主走査方向に連続する画像の両端側に対して中央部分の濃度が低くなる状態）の発生の程度及びコート紙に対する中抜けの発生の程度について評価が行われた結果、目視によって問題がないと判断される程度に良好な二次転写がなされることが確認された。

一方、比較例の画像形成装置は、現像剤像にかかる荷重を制御する機構が設けられておらず、通常印刷モード時及び特殊紙印刷モード時のいずれにも、中間転写体５０に一次転写される現像剤像に対して１３ｇｆ／ｃｍの荷重がかかるようにされている。
比較例の画像形成装置は、エンボス紙に対する転写性、エンボス紙に対する中抜けの発生の程度及びコート紙に対する中抜けの発生の程度について評価が行われた結果、エンボス紙に対する転写性において不十分な箇所があり、エンボス紙及びコート紙に対して中抜けが発生する二次転写がなされることが確認された。

１０画像形成装置
１４給紙ユニット
３８ａ〜３８ｅ現像装置
３９回転軸
４０像保持体
４２帯電装置
４６光書込み装置
４８中間転写装置
４９搬送面
５０中間転写体
５２一次転写ロール
５４二次転写バックアップロール
５６第１の張架ロール
５８第２の張架ロール
６６二次転写ロール
６８制御部
７０ＵＩ装置
７２回転軸
７４,８２付勢部材
７８カム

Claims

複数色の現像剤像を個別に保持可能な一つの像保持体と、
現像剤像を搬送する搬送面を有し、前記一つの像保持体が保持する現像剤像を一次転写位置から二次転写位置に向けて搬送するよう張架された無端の中間転写部材と、
この中間転写部材を前記一つの像保持体に接触させ、前記一つの像保持体が個別に保持する複数色の現像剤像を前記中間転写部材に複数回で重ねて一次転写する一次転写部材と、
この一次転写部材が前記中間転写部材に一次転写した現像剤像を静電力により記録媒体に二次転写する二次転写手段と、
前記一次転写部材が前記中間転写部材を前記一つの像保持体に接触させる圧力を調整するように、前記一次転写位置の下流側で前記中間転写部材の搬送面位置を調整する位置調整部材と、
前記二次転写手段が現像剤像を二次転写する記録媒体の種類に応じて、前記位置調整部材を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置。
前記制御手段は、前記二次転写手段が表面に凹凸が形成されている記録媒体に現像剤像を二次転写する場合、前記一次転写部材が前記中間転写部材を前記一つの像保持体に接触させる圧力を小さくするように、前記位置調整部材を制御する請求項１記載の画像形成装置。
前記位置調整部材の変位に応じて前記一次転写部材が変位可能なように、前記一次転写部材を前記一つの像保持体に向けて付勢する付勢部材を有する請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記一つの像保持体は、第１の回転軸を中心に回転し、
前記一次転写部材は、第２の回転軸を中心に回転し、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸を通る直線と前記一つの像保持体の外面とが交差する点が、前記中間転写部材の搬送面が前記一つの像保持体に接触する現像剤像搬送方向の最上流側の位置よりも下流側に位置するように配置されている請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
前記制御手段が前記位置調整部材を制御する場合に、前記中間転写部材の張力を調整する張力調整部材を有する請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置。