JP4839110B2 - 転写装置、転写定着装置、画像形成装置、転写方法、転写定着方法、および画像形成方法 - Google Patents
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以下ショックジターについて説明する。
同図において符号2は中間転写ベルト、9は駆動ローラ、18はレジストローラ対、21は2次転写ローラ、Mbはベルト用の駆動モータ、Pは転写紙、Tr2は2次転写部をそれぞれ示す。
2次転写部Tr2で発生する負荷変動は中間転写ベルト2を伝播してベルト用の駆動ローラ9に伝わる。駆動ローラ軸は、回転ジョイント機構や減速機構を経由の後、駆動モータ(DCモータやパルスモータ)Mbに連結されている。中間転写ベルト2の移動は、駆動ローラ9に巻き付き、その摩擦駆動力により微少な移動量もコントロールしている。2次転写部Tr2での負荷変動が、駆動ローラ9部で制御出来ないと、若干の移動位置誤差が、その上流にある感光体ドラムに対向した1次転写部に伝播して転写の位置誤差を発生することになる。この部分が画像における微少な位置変動(ショックジター)となって見栄えの悪い画像不良を招く。
中間転写ベルト2の移動を制御すべき駆動ローラ9および伝達系には、いくつかの変動要因がある。負荷の変動によるベルトの微少スリップ、あるいは伸び、ジョイント機構や減速機構である歯車部での回転伝達時の撓み、あるいは駆動モータMbの保持力が負荷変動に負けるなどの理由による。
しかしながら上記方式においては、冒頭で述べた定着方式で問題にならなかった用紙の突入または抜けるときのショックジターが画像上に悪影響を及ぼすようになる。つまりは、用紙先端、後端が定着ニップ部を通過する際、特に厚紙の場合、負荷変動が2次転写部から中間転写ベルトを経て上記1次転写部に伝播するため、画像における微少な位置変動(ショックジター)を招いていた。上記定着ニップ部の面圧は図8の2次転写面圧の5倍程度あり、上記ショックジターが増長される傾向にあり帯状のバンディングが顕著になるといった悪影響が生じていた。
図9は速度変動計測の構成例を示す図である。同図(a)は厚紙Pの先端が計測ローラ50に突入する時、同図(b)は同じく後端が抜け出る時をそれぞれ示す図である。
同図において符号18はレジストローラ対、50は計測ローラをそれぞれ示す。
2対のローラ群で厚紙を搬送した際、計測ローラ50における速度変動は、厚紙Pの先端が計測ローラ50に突入する時、および後端が抜け出る時に速度変動が大きく発生するという実測結果を得ている。
図10は速度変動の測定結果の1例を示す図である
同図において(a)、(b)は、図9の(a)、(b)に対応する状態を示す。このように、厚紙Pによる速度変動は極端に大きくなる。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の転写装置において、前記回転部材は、前記像担持体表面の残余トナーを取り除くクリーニング部材を兼ねることを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、 請求項1または3に記載の転写装置において、前記ニップ部を記録媒体の後端が通過するタイミングを検出する検出手段を有し、該検出手段の検出結果に基づいて、該記録媒体の後端が通過するタイミングで、該記録媒体の排出搬送速度を遅くするように前記排出ローラ対の回転速度を制御することを特徴とする。
請求項5に記載の発明では、 請求項4に記載の転写装置において、前記検出手段は、記録媒体の先端を前記ニップ部に搬送するタイミングを制御するための検出手段として用いることを特徴とする。
請求項7に記載の発明では、請求項3ないし6のいずれか1つに記載の転写装置において、前記排出ローラ対の回転制御手段は、前記排出ローラ対に回転負荷を付与する電磁ブレーキを付加した構成としたことを特徴とする。
請求項8に記載の発明では、複数の部材に張架されてトナー画像が転写される転写定着体と、前記転写定着体と対向してニップ部を形成する対向部材とを備え、前記ニップ部を通過する記録媒体上に前記トナー画像を定着する転写定着装置において、前記ニップ部下流側で前記転写定着体と当接して前記転写定着体の駆動速度よりも高速で同方向に回転する回転部材と、該回転部材に対して加圧力を発生させる加圧ローラと、前記ニップ部通過中の記録媒体を挟持して排出する排出ローラ対を備え、前記排出ローラ対は該記録媒体の排出搬送速度を制御する回転制御手段を備えたことを特徴とする。
請求項9に記載の発明では、請求項8に記載の転写定着装置において、前記回転部材は、前記転写定着体表面の残余トナーを取り除くクリーニング部材を兼ねることを特徴とする。
請求項11に記載の発明では、請求項8または10に記載の転写定着装置において、前記ニップ部を記録媒体の後端が通過するタイミングを検出する検出手段を有し、該検出手段の検出結果に基づいて、該記録媒体の後端が通過するタイミングで、該記録媒体の排出搬送速度を遅くするように前記排出ローラ対の回転速度を制御することを特徴とする。
請求項12に記載の発明では、 請求項11に記載の転写定着装置において、前記検出手段は、記録媒体の先端を前記ニップ部に搬送するタイミングを制御するための検出手段として用いることを特徴とする。
請求項13に記載の発明では、請求項10ないし12のいずれか1つに記載の転写定着装置において、記録媒体の厚さを検出する厚さ検知手段を有し、その検知手段の検出結果に基づいて、前記排出ローラ対の回転速度を制御することを特徴とする。
請求項14に記載の発明では、 請求項10ないし13のいずれか1つに記載の転写定着装置において、前記排出ローラ対の前記回転制御手段は、前記排出ローラ対に回転負荷を付与する電磁ブレーキを付加した構成としたことを特徴とする。
請求項15に記載の発明では、請求項8に記載の転写定着装置において、前記ニップ部上流側に前記トナー像を加熱する加熱手段を有することを特徴とする。
請求項16に記載の発明では、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の転写装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項17に記載の発明では、請求項8ないし15のいずれか1つに記載の転写定着装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項18に記載の発明では、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の転写装置を用いる転写方法を特徴とする。
請求項19に記載の発明では、請求項8ないし15のいずれか1つに記載の転写定着装置を用いる転写定着方法を特徴とする。
請求項20に記載の発明では、潜像形成工程と、形成された潜像を未定着のトナー像として現像する現像工程とを有する画像形成方法において、請求項18に記載の転写方法を用いることを特徴とする。
請求項21に記載の発明では、潜像形成工程と、形成された潜像を未定着のトナー像として現像する現像工程とを有する画像形成方法において、請求項19に記載の転写定着方法を用いることを特徴とする。
同図において符号1はカラー複写機、2は中間転写ベルト、3は感光体、4は帯電装置、5は書き込み装置、6は現像装置、7は1次転写装置、8はクリーニング装置、9は駆動ローラ、10は従動ローラ(兼2次転写ローラ)、11はクリーニング装置、12は定着装置、13は転写定着ベルト、14は加圧ローラ、15はハロゲンヒータ、16は給紙トレイ、17は給紙コロ、18はレジストローラ対、19はレジストセンサ、21は2次転写ローラ、22は転写定着ローラ、23はクリーニングローラ、25はスクレーパ、26は排出ローラ対、図2に記載の27は加圧ローラ、30は反射板、1Aは画像形成部、1Bは給紙部、Aはニップ部より上流側領域、Bはニップ部より下流側領域、nは2次転写ニップ部、Nは定着ニップ部、Pは記録媒体をそれぞれ示す。
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機(またはカラープリンタ)に適用した実施形態の一例について構成および動作の概要を説明する。
法を用いることを特徴とする。
同図における符号は図1における符号に準ずる。
張架された転写定着ベルト13は図示しない駆動モータによって回転される転写定着ローラ22によって同図において、反時計方向に回転駆動される。べルト回転方向における定着ニップ部Nから2次転写ニップ部nまでの区間(=図1に示すB領域)にはクリーニングローラ23と加圧ローラ27が設けられる。クリーニングローラ23はベルト接触部がベルト移動方向と同方向に駆動され、その速度は転写定着ローラ22による転写定着ベルト13の駆動線速度:Vよりも速い速度:V’に設定される。加圧ローラ27は、転写定着ベルト13がクリーニングローラ23との線速差により、移動方向下流側に向けて摩擦力を受けるよう、適正な加圧力を発生させるために設けられており、転写定着ベルト13の移動に伴って連れ回りする。加圧力の発生は、特に図示しないが、必要に応じてばね等の部材を用いることができる。また、加圧ローラ27の代わりに、摩擦力の十分小さな固定接触部材(例えば、板ばね)で弾力的に押し付けてもかまわない。転写定着ベルト13上の残余トナーはクリーニングローラ23に転写され、スクレーパ25によって掻き取り回収される。転写定着ベルト13の周長は内側の2ローラ群の接線同士を結んだ長さよりも若干長く設定される。以上の構成により回転駆動中の転写定着ベルト13はクリーニングローラ23によって他よりも速く繰り出され、B区間のクリーニングローラ23〜2次転写ローラ21の間で若干の弛みが形成される。厚紙Pが定着ニップ部Nに突入すると、加圧力の高い定着ローラ対を押し広げるために負荷が増大して、一瞬、転写定着ローラ22の回転速度が遅くなる。このため、2次転写ローラ21との速度差が生じて前記ショックジターが生じていた。本実施例では、たとえ転写定着ローラ22の回転速度が厚紙突入で遅くなっても2次転写ローラ21のベルト繰り出し量との差分を、上記クリーニングローラ23〜2次転写ローラ21間の弛みが吸収する。これによってショックジターが2次転写部あるいは中間転写ベルト2を経て上記1次転写部に伝播するのを防ぐ事ができる。本実施例では、2次転写ローラ21は駆動される転写定着ローラ22によってベルトを介して連れ回りとしても良いし、略同速に駆動される2次転写ローラ対21にオーバーランクラッチを設けても良い。
同図において符号31はモータギヤ、32は従動ギア、33は冷却ファン、34は冷却フィン、Mcはクリーニングモータをそれぞれ示す。
転写定着方式は、加熱された転写定着ベルト13の熱が2次転写から中間転写ベルト2へ、さらに感光体3へと熱が伝搬して、従来方式よりも感光体3の温度が高くなり、現像や転写のトナー像が劣化する。その問題を防止するために、熱の伝搬を防止する必要があり、本発明では、転写定着ニップ部N後に冷却ローラを設け、さらに、クリーニングローラ23と兼用する構成としている。
冷却ローラ23の軸端部には従動ギヤ32が固定され、モータギヤ31とかみ合い、クリーニングモータMcno駆動力が伝達されて、冷却ローラ23を回転する。冷却ローラ23がクリーニングローラ23と兼用する場合は、スクレーパ25を設けて転写定着ベルト13から転写した残トナーを掻き取り回収する構成となる。冷却ローラ23の材質は熱伝達性の良い銅、アルミなどの金属で構成され、もう一方のローラ軸端部には冷却フィン34が設けられ、冷却ファン33で放熱する構成となっている。
同図において符号35はスプリング、36はカップリング、37は電磁ブレーキ、排出ローラ26bが両軸端を軸受(不図示)を介してスプリング35によって、排出ローラ26aへ加圧されている。この排出ローラ26a、26bは表層がウレタン、EPDM、シリコンなどのゴム材質、あるいは金属粉、セラミックなどが接着や溶着、あるいは荒らされた表面を有する金属といった摩擦係数の高い表層からなっている。排出ローラ26aの軸端にはカップリング36を介して電磁ブレーキ37が連結しており、入力電圧に応じブレーキトルクが作用する。用紙Pが排出ローラ対26に進入して、用紙Pの搬送力によって排出ローラ対26が連れ周りしているときに、電磁ブレーキ37に電圧が印加されるとブレーキトルクが作用して、用紙の搬送速度が遅くなる構成となっている。
図5と図6を用いて、用紙が定着ニップ部Nを通過するときの説明をする。
同図において符号38は紙厚センサを示す。
同図は用紙の先端が定着ニップ部Nと排出ローラ対26を通過して、後端がレジストセンサを通過しているときを示している。レジストローラ対18の加圧側のローラには紙厚センサ38が設けられている。この紙厚センサ38はレーザ変位計、渦電流式変位計、接触式変位計などからなり、用紙Pがレジストローラ対18に進入したときの加圧側のローラ変位量を計測して紙厚を測定する。用紙Pが搬送されているとき、レジストセンサ19で用紙後端を検知し、紙厚は用紙Pがレジストローラ18を通過中に検知する。このときの用紙Pは定着ニップ部Nを過ぎて排出ローラ対26に狭持されて搬送されている。このとき排出ローラ対26に連結されている電磁ブレーキ37には電圧OFF状態で、排出ローラ対26は用紙Pの搬送力で連れまわっている。用紙Pへの搬送力は定着ニップ部Nの転写定着ローラ22の駆動力から得られている。
用紙Pの後端が通過するタイミングはレジストセンサ19の検知タイミングからの時間で計り、そのタイミングで電磁ブレーキ37に電圧が印加され、排出ローラ対26にブレーキトルクが働き、用紙Pの搬送速度が遅くなる。用紙後端が高面圧加圧されている定着ニップ部Nを抜けるときには、用紙Pを挟みこんで搬送している負荷が転写定着ローラ32の駆動力から解放されるため、一瞬転写定着ベルト13の速度が速くなる。このタイミングで用紙Pを遅くすることによって、用紙Pの腰の強さで転写定着ベルト13の速度変動を抑えつつ、ニップ部を抜けることになる。したがって、転写定着ベルト13の上流側のA領域から速度変動が2次転写部、中間転写ベルト2を介して1次転写部へ伝播してトナー画像にショックジターが生じることを防止できる。
電圧印加の制御方法を、単純なON/OFFのようなデジタル的制御にすると、用紙後端が定着ニップ部Nを抜けるタイミングと電磁ブレーキ37に電圧印加するタイミングを合わせるのが難しく、ずれると速度変動を抑えることができない。そこで、制御自身はデジタル制御であっても、抜けるタイミングの前から徐々に印加電圧を大きくして排出ローラ対の回転を徐々に遅くし、計算上抜けたはずのタイミング以後は徐々に印加電圧を小さくして排出ローラ対の回転を徐々に早くしていくという、連続的な回転のアナログ的制御方法を取り入れる。こうすることによって正確にタイミングを合わす必要もなく、ずれても速度変動を抑えることができる。
このような排出ローラ対26の回転制御を電磁ブレーキの代わりに、モータなどの駆動源を連結して行なってもよい。
同図において符号102は転写定着ベルト、112は転写定着ローラ、114は加圧ローラ、123はクリーニングローラをそれぞれ示す。
転写定着ベルト102上に1次転写されたトナー像は、ハロゲンヒータ15で加熱され、転写定着ローラ112と加圧ローラ114によって形成される転写定着部において、記録媒体P上に2次転写されながら定着される。記録媒体Pは排出ローラ対26によって装置外部に排出される。
前図までは3次転写定着の実施例で本発明の説明をしてきたが、本図のように、2次転写定着でも適用できる。要は、最終的に記録媒体Pに転写する転写ニップ部に関して本発明が適用できるのであって、その転写が2次転写であるか、3次転写であるかにはよらない。
以上の説明では記録媒体に対する転写はすべて転写定着の構成で説明したが、本発明の趣旨は、上記実施例に示した定着方法に限定されるものではなく、ハロゲンヒータ15を用いずに、排出ローラ対が定着ローラを兼ねていてもかまわない。
12 定着装置
13 転写定着ベルト
19 レジストセンサ
21 2次転写ローラ
Claims (21)
- 複数の部材に張架されてトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と対向してニップ部を形成する対向部材とを備え、前記ニップ部を通過する記録媒体上に前記トナー像を転写する転写装置において、前記ニップ部下流側で前記像担持体に当接して前記像担持体の駆動速度よりも高速で同方向に回転する回転部材と、該回転部材に対して加圧力を発生させる加圧ローラと、前記ニップ部通過中の記録媒体を挟持して排出する排出ローラ対を備え、前記排出ローラ対は該記録媒体の排出搬送速度を制御する回転制御手段を備えたことを特徴とする転写装置。
- 請求項1に記載の転写装置において、前記回転部材は、前記像担持体表面の残余トナーを取り除くクリーニング部材を兼ねることを特徴とする転写装置。
- 請求項1に記載の転写装置において、前記排出ローラ対の前記回転制御手段は、記録媒体が、前記ニップ部を通過し抜けるタイミングの前から該排出ローラ対の回転速度を連続的に徐々に遅くしその後徐々に早くして元の回転速度に戻すことを特徴とする転写装置。
- 請求項1または3に記載の転写装置において、前記ニップ部を記録媒体の後端が通過するタイミングを検出する検出手段を有し、該検出手段の検出結果に基づいて、該記録媒体の後端が通過するタイミングで、該記録媒体の排出搬送速度を遅くするように前記排出ローラ対の回転速度を制御することを特徴とする転写装置。
- 請求項4に記載の転写装置において、前記検出手段は、記録媒体の先端を前記ニップ部に搬送するタイミングを制御するための検出手段として用いることを特徴とする転写装置。
- 請求項3ないし5のいずれか1つに記載の転写装置において、記録媒体の厚さを検出する厚さ検知手段を有し、該厚さ検知手段の検出結果に基づいて、前記排出ローラ対の回転速度を制御することを特徴とする転写装置。
- 請求項3ないし6のいずれか1つに記載の転写装置において、前記排出ローラ対の回転制御手段は、前記排出ローラ対に回転負荷を付与する電磁ブレーキを付加した構成としたことを特徴とする転写装置。
- 複数の部材に張架されてトナー画像が転写される転写定着体と、前記転写定着体と対向してニップ部を形成する対向部材とを備え、前記ニップ部を通過する記録媒体上に前記トナー画像を定着する転写定着装置において、前記ニップ部下流側で前記転写定着体と当接して前記転写定着体の駆動速度よりも高速で同方向に回転する回転部材と、該回転部材に対して加圧力を発生させる加圧ローラと、前記ニップ部通過中の記録媒体を挟持して排出する排出ローラ対を備え、前記排出ローラ対は該記録媒体の排出搬送速度を制御する回転制御手段を備えたことを特徴とする転写定着装置。
- 請求項8に記載の転写定着装置において、前記回転部材は、前記転写定着体表面の残余トナーを取り除くクリーニング部材を兼ねることを特徴とする転写定着装置。
- 請求項8に記載の転写定着装置において、前記排出ローラ対の回転制御手段は、記録媒体が、前記ニップ部を通過し抜けるタイミングの前から該排出ローラ対の回転速度を連続的に徐々に遅くしその後徐々に早くして元の回転速度に戻すことを特徴とする転写定着装置。
- 請求項8または10に記載の転写定着装置において、前記ニップ部を記録媒体の後端が通過するタイミングを検出する検出手段を有し、該検出手段の検出結果に基づいて、該記録媒体の後端が通過するタイミングで、該記録媒体の排出搬送速度を遅くするように前記排出ローラ対の回転速度を制御することを特徴とする転写定着装置。
- 請求項11に記載の転写定着装置において、前記検出手段は、記録媒体の先端を前記ニップ部に搬送するタイミングを制御するための検出手段として用いることを特徴とする転写定着装置。
- 請求項10ないし12のいずれか1つに記載の転写定着装置において、記録媒体の厚さを検出する厚さ検知手段を有し、その検知手段の検出結果に基づいて、前記排出ローラ対の回転速度を制御することを特徴とする転写定着装置。
- 請求項10ないし13のいずれか1つに記載の転写定着装置において、前記排出ローラ対の前記回転制御手段は、前記排出ローラ対に回転負荷を付与する電磁ブレーキを付加した構成としたことを特徴とする転写定着装置。
- 請求項8に記載の転写定着装置において、前記ニップ部上流側に前記トナー像を加熱する加熱手段を有することを特徴とする転写定着装置。
- 請求項1ないし7のいずれか1つに記載の転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項8ないし15のいずれか1つに記載の転写定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし7のいずれか1つに記載の転写装置を用いることを特徴とする転写方法。
- 請求項8ないし15のいずれか1つに記載の転写定着装置を用いることを特徴とする転写定着方法。
- 潜像形成工程と、形成された潜像を未定着のトナー像として現像する現像工程とを有する画像形成方法において、請求項18に記載の転写方法を用いることを特徴とする画像形成方法。
- 潜像形成工程と、形成された潜像を未定着のトナー像として現像する現像工程とを有する画像形成方法において、請求項19に記載の転写定着方法を用いることを特徴とする画像形成方法。
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