JP6003678B2

JP6003678B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6003678B2
Application number: JP2013012911A
Authority: JP
Inventors: 田中　大輔; 大輔田中; 和幸輻形; 宏明八木; 大内　章弘; 章弘大内; 有周田中; 雄一藤沢; 響佐々木; 宏治出口; 薫松下; 佐藤　弘一; 弘一佐藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2033-01-28
Also published as: JP2014145811A

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

一般に、電子写真装置等の画像形成装置に備わる転写装置は、感光体ドラム上に形成した静電潜像を荷電トナー（現像剤）により顕像化し、この顕像化したトナー像を静電気的に転写材（例えば、紙）に転写し、最後に加熱加圧によりトナー像を転写材に溶融固着させて画像を定着させるようになっている。

このような転写装置には、感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルトに一次転写し、この中間転写ベルトを二次転写部に通してトナー像を転写材に二次転写し、そのトナー像が転写された転写材を定着部に搬送するようになったものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−８０９２６号公報

本発明は、転写材の曲げ応力が大きい場合の画像の乱れを抑制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。

本発明の画像形成装置は、画像信号に応じた潜像を形成する像担持体と、前記像担持体に形成したトナー像を一次転写して担持する中間転写体と、前記中間転写体のトナー担持面に転写材を介して当接しトナー像を前記転写材に二次転写する二次転写ロールと、前記二次転写ロールに対向する位置で前記中間転写体のトナー担持面とは逆の面に当接するバックアップロールと、前記二次転写ロールの上流側かつ中間転写体への転写材の接触位置の上流で、かつ、前記転写材を前記接触位置へと搬送する転写材搬送部材の出口から前記接触位置までの間に、前記中間転写体の内側から前記転写材搬送部材の搬送方向延長線上までの距離を可変とする距離可変部材とを備え、前記転写材搬送部材の出口付近に前記転写材の先端位置を検知する検知部を有し、前記転写材の先端が通過した所定時間後に、前記転写材の後端が転写搬送部材を通過して、中間転写体に接触するまでに前記距離可変部材によって前記中間転写体を前記転写材搬送部材の搬送方向延長線上に近接させる方向に制御する制御部を有することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、転写材の曲げ応力が大きい場合の画像の乱れを抑制することができる画像形成装置を提供できる。

画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。転写装置の二次転写部と転写材搬送部材との関係を示す概略構成図である。転写材の先端位置を検知する手段の検出信号を示すグラフである。距離可変部材の駆動シーケンスを示すグラフである。中量紙以下の転写材を転写材搬送部材からタッキング位置に搬送する状態を示し、（ａ）は搬送途中の概略構成図、（ｂ）は転写材搬送部材から離接直前の概略構成図である。重量紙の転写材を転写材搬送部材からタッキング位置に搬送する状態を示し、（ａ）は搬送途中の概略構成図、（ｂ）は転写材搬送部材から離接直前の概略構成図である。

以下、本発明に係る好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、例えば中間転写タイプのタンデム型画像形成装置であり、電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数の作像ユニット１０を有している。また、各作像ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）保持させる中間転写体の一例である中間転写ベルト２０と、この中間転写ベルト２０上に転写された重ね画像を転写材の一例である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部３０と、一括転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置５０とを備えている。

本実施形態において、各色成分の作像ユニット１０は、中間転写ベルト２０の搬送方向Ｂの上流側からイエロー作像ユニット１０Ｙ、マゼンタ作像ユニット１０Ｍ、シアン作像ユニット１０Ｃ、ブラック作像ユニット１０Ｋの順番で配設されている。

そして、各作像ユニット１０は、矢印Ａ方向に回転する像担持体の一例である感光体ドラム１０１の周囲に、帯電器１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、一次転写ロール１０５およびドラムクリーナ１０６などの電子写真用デバイスが順次配設されている。

帯電器１０２は、感光体ドラム１０１を一様に帯電させる。露光装置１０３は、本実施形態ではレーザー方式であり、感光体ドラム１０１上に静電潜像を形成（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）する。現像装置１０４は、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１０１上の静電潜像をトナー像により顕像化する。一次転写ロール１０５は、感光体ドラム１０１上の各色成分トナー像を中間転写ベルト２０に転写させる。ドラムクリーナ１０６は、感光体ドラム１０１上の残留トナーを除去する。このとき、一次転写ロール１０５には、夫々トナーの帯電極性とは逆極性（本実施形態では正極性）の直流バイアスが印加されるようになっている。

また、中間転写ベルト２０は、複数（本実施形態では６つ）の張架ロール２１〜２６に回転移動可能に掛け渡される。これら張架ロール２１〜２６のうち、張架ロール２１は中間転写ベルト２０の駆動ロールであり、張架ロール２２，２４，２６は従動ロールであり、張架ロール２３はテンションロールであり、張架ロール２５は二次転写部３０のバックアップロールである。本実施形態では、感光体ドラム１０１と、中間転写ベルト２０と、二次転写ロール３１と、バックアップロール２５とを備えて転写装置２００が構成されている。

二次転写部３０は、中間転写ベルト２０のトナー担持面側に圧接配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなす上述のバックアップロール２５とからなる。このバックアップロール２５には、トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加される。

また、二次転写後の中間転写ベルト２中間転写ロール３１０表面をクリーニングするベルトクリーナ４０が配設される。このベルトクリーナ４０は、中間転写ベルト２０の駆動ロール２１に対向した部位にポリウレタン等のクリーニング用ブレード４０ａが、中間転写ベルト２０の回転方向に対して鋭角的に接触配置されている。尚、符号４２は中間転写ベルト２０上に形成された画像濃度を検出する濃度センサ、４３は中間転写ベルト２０上の画像書込位置を検知する画像位置検知センサである。

更に、本実施形態に設けられる用紙搬送系は、用紙トレイ６１からの用紙Ｐをピックアップロール６２にて所定のタイミングで繰り出し、搬送ロール６３及びレジストレーションロール６４を介して二次転写部３０へと送り込む。そして、二次転写後の用紙Ｐを搬送ベルト６５へと導き、この搬送ベルト６５にて定着装置５０へと搬送する。本実施形態では、二次転写部３０の直前上流側に、転写材搬送部材の一例である用紙搬送シュート７０が配設されており、レジストレーションロール６４にて送出された用紙Ｐを二次転写位置へ正確に導く。

本実施形態では、用紙搬送シュート７０は、用紙Ｐを二次転写部３０の接触位置T（以下タッキング位置Ｔと称する場合がある）へと導く。タッキング位置Ｔは、二次転写ロール３１と用紙Ｐが当たる位置であり、用紙搬送シュート７０から送り出される用紙Ｐは、タッキング位置Ｔの手前側にて中間転写ベルト２０に接触した後にタッキング位置Ｔへと導かれる。
次に、本実施形態に係る画像形成装置１００の作動について説明する。

図１において、各作像ユニット１０（１０Ｙ〜１０Ｋ）では、感光体ドラム１０１は矢印Ａ方向に回転し、帯電器１０２でその表面が一様に帯電される。帯電された感光体ドラム１０１に露光装置１０３により対応する色成分の静電潜像が形成される。この静電潜像は対応する色成分の現像装置１０４によってトナー現像されて、顕像化されたトナー像が形成される。

このトナー像は感光体ドラム１０１の回転で一次転写ロール１０５が配置された一次転写部に至り、一次転写ロール１０５からトナー像に逆極性の電界が作用することにより、上記トナー像が矢印Ｂ方向へ移動する中間転写ベルト２０に静電的に一次転写される。そして、各作像ユニット１０の各色成分トナー像は、画像位置検知センサ４３からの信号に基づいて中間転写ベルト２０上の所定位置に順次重ね合わせられ、多重トナー像が形成される。

その後、中間転写ベルト２０に転写された多重トナー像は、中間転写ベルト２０の回転により二次転写部３０（二次転写ロール３１およびバックアップロール２５）のニップ位置Ｎに至る。一方、用紙Ｐは用紙搬送シュート７０から二次転写部の中間転写ベルト２０と二次転写ロール３１との間に所定のタイミングで送給される。送給された用紙Ｐにはニップ位置Ｎを通過する間に中間転写ベルト２０上の多重トナー像が一括転写（二次転写）される。

そして、多重トナー像が転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト２０から剥離された後に定着装置５０に搬送され、この定着装置５０にて加圧／加熱処理され、用紙Ｐ上のトナー像は固定定着されて永久画像とされる。

また、多重トナー像の用紙Ｐへの転写が終了した中間転写ベルト２０は、二次転写部の下流に設けたベルトクリーナ４０に至り、中間転写ベルト２０は、クリーニング用ブレード４０ａにより付着トナーや紙粉が除去される。

ここで、本実施形態では、図２に示すように、中間転写ベルト２０の内周側に、この中間転写ベルト２０の内側から用紙搬送シュート７０までの距離Ｖを可変とする距離可変部材の一例である偏心カム８０が設けられている。尚、距離Ｖの一方の起点となる中間転写ベルト２０の内側は、偏心カム８０が中間転写ベルト２０に接する位置となっている。

また、偏心カム８０は、二次転写ロール３１の上流側かつ中間転写ベルト２０への用紙Ｐのタッキング位置Ｔの上流近傍であり、かつ用紙搬送シュート７０の用紙出口７０ａからタッキング位置Ｔまでの間に配設される。

本実施形態では、偏心カム８０は、バックアップロール２５の上流側に所定の距離Ｌをもって配置されており、このＬは１５ｍｍ〜５０ｍｍに設定される。また、偏心カム８０と用紙搬送シュート７０の用紙出口７０ａの先端との距離Ｈは１．０ｍｍ〜５．０ｍｍに設定される。

また、偏心カム８０は、図外のステッピングモータにより回転量（偏心量）が制御されて、距離Ｖを変化させる。ステッピングモータの回転量は、用紙搬送シュート７０の用紙出口７０ａ付近に配置した検知部の一例である用紙検知センサ８１によって用紙Ｐの先端位置を検出し、この検出信号に基づいて制御部９０がシーケンス制御を行う。

制御部９０によるシーケンス制御は、用紙搬送シュート７０から送り出される用紙Ｐの先端が通過した所定時間後に、偏心カム８０を回転して偏心量を大きくし、中間転写ベルト２０を用紙搬送シュート７０に近接させる方向に制御する。つまり、用紙Ｐの先端が通過して所定時間を計測することにより、用紙Ｐの後端部が用紙搬送シュート７０から送り出されるタイミングを推定する。

ところで、用紙搬送シュート７０から用紙Ｐが二次転写部３０に搬送される際、用紙Ｐが重量紙（１６０gsm以上）のような用紙剛性が高い場合、転写ニップ時の用紙曲率姿勢および用紙Ｐ自身の厚みのため、中間転写ベルト２０上の画像部と用紙Ｐとの間で微少な速度差が生じ、画像部全面で画像乱れが発生する。この場合、偏心カム８０を必要最小限まで回避（距離Ｖを増大）させて、二次転写ロール３１へのベルトラップ量を低減して転写ニップの幅を抑えることが望ましい。

しかし、用紙剛性が高い場合は、用紙後端が用紙搬送シュート７０の用紙出口７０ａを通過した後から中間転写ベルト２０に到着するまでの間に、用紙Ｐ自身の曲率姿勢の復元力によって加速し、ベルト位置到着時に生じる衝撃により画像を乱すことが知られている。

これに対して、本実施形態の画像形成装置１００は、用紙検知センサ８１で用紙Ｐの先端位置を検知し、シーケンス制御によって用紙後端の通過直前で中間転写ベルト２０の位置を用紙搬送シュート７０の延長線上の近傍まで押し下げる。これにより、用紙Ｐの後端の加速距離が短縮され、用紙Ｐの後端部のベルト到着時の衝撃が緩和される。この衝撃の緩和によりディフェクトが抑制される。ディフェクトとは、画像がもやもやと乱れる状態を意味する。

図３は、用紙検知センサ８１の検出信号を示し、横軸に経過時間と縦軸にセンサ出力をとって表してあり、用紙検知センサ８１が用紙Ｐを検知すると検知信号（５ボルト）を出力し、用紙Ｐが検知されない場合は非検知信号（零ボルト）を出力する。

また、図４は、偏心カム８０（押し当て部材）の駆動シーケンスを示し、横軸に経過時間と縦軸に距離Ｖをとって表してある。同図では、重量紙を実線で示し、中量紙以下を破線で示してある。

つまり、図４のグラフに示すように、中量紙以下の用紙Ｐでは、用紙Ｐが用紙搬送シュート７０を通過中（図５（ａ）参照）と離接直前（図５（ｂ）参照）のいずれにあっても距離Ｖが一定の２ｍｍに維持される。重量紙の場合は、用紙Ｐが用紙搬送シュート７０を通過中（図６（ａ）参照）は距離Ｖが大きく（５ｍｍ）維持され、用紙Ｐが離接直前（図６（ｂ）参照）は距離Ｖが小さく（３ｍｍ）設定される。

このように、図６（ｂ）に示すように、距離Ｖが小さくなることにより、用紙Ｐの後端が用紙搬送シュート７０の用紙出口７０ａを通過して中間転写ベルト２０に到着する際に、上述したように用紙Ｐの復元による加速度を低減できる。尚、図４に示した距離Ｖの値は、中量紙以下および重量紙のいずれにあっても各種の画像形成装置１００で最適となるように変更が可能である。

また、次に示す表１、表２は、距離Ｖと用紙後端の画像乱れとニップ間の像乱れとの関係をまとめた表であり、表１は、用紙Ｐの坪量が１６０gsm以上の重量紙の場合を示し、表２は、用紙Ｐの坪量が１６０gsm未満の中量紙以下の場合を示してある。尚、これら表中、○は良、×は不可、△は可を意味する。

以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１００によれば、偏心カム８０が、二次転写ロール３１の上流側かつ中間転写ベルト２０への用紙Ｐのタッキング位置Ｔの上流近傍であり、かつ用紙搬送シュート７０の用紙出口７０ａからタッキング位置Ｔまでの間に配設されている。そして、制御部９０により、偏心カム８０で中間転写ベルト２０の内側から用紙搬送シュート７０までの距離Ｖを可変する。

これにより、用紙Ｐが重量紙である場合に、用紙搬送シュート７０から送り出された用紙Ｐの後端部が、曲率姿勢の復元により中間転写ベルト２０に衝突する衝撃が調節される。このように、衝撃を低減するように偏心カム８０を制御することにより、画像の乱れ、つまりディフェクトが抑制される。

また、本実施形態によれば、制御部９０によるシーケンス制御によって、用紙Ｐが用紙搬送シュート７０から抜け出るタイミングを検知して偏心カム８０が制御されるため、用紙Ｐの搬送位置と距離Ｖとの関係が精度良く制御される。つまり、本実施形態では、用紙Ｐの先端位置を検知した後に所定時間が経過することにより、用紙Ｐが用紙搬送シュート７０から抜け出るタイミングが精度良く検知される。これにより、用紙Ｐの後端部が中間転写ベルト２０に衝突した際の衝撃を効率良く緩和して、画像の乱れ（ディフェクト）を抑制する効果がより高まる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、転写材としては用紙Ｐに限ることなく転写可能な材料であればよく、この場合はその材料の剛性によって距離Ｖが設定されることになる。また、本発明が適用される画像形成装置としては、産業用のオンデマンド印刷機や家庭用の複写機およびプリンターなどがある。

２０中間転写ベルト（中間転写体）
２５バックアップロール
３１二次転写ロール
７０用紙搬送シュート（転写材搬送部材）
７０ａ用紙出口（転写材搬送部材の出口）
８０偏心カム（距離可変部材）
８１用紙検知センサ（検知部）
９０制御部
１０１感光体ドラム（像担持体）
１００画像形成装置
２００転写装置
Ｐ用紙（転写材）
Ｔタッキング位置

Claims

画像信号に応じた潜像を形成する像担持体と、
前記像担持体に形成したトナー像を一次転写して担持する中間転写体と、
前記中間転写体のトナー担持面に転写材を介して当接しトナー像を前記転写材に二次転写する二次転写ロールと、
前記二次転写ロールに対向する位置で前記中間転写体のトナー担持面とは逆の面に当接するバックアップロールと、
前記二次転写ロールの上流側かつ中間転写体への転写材の接触位置の上流で、かつ、前記転写材を前記接触位置へと搬送する転写材搬送部材の出口から前記接触位置までの間に、前記中間転写体の内側から前記転写材搬送部材の搬送方向延長線上までの距離を可変とする距離可変部材とを備え、
前記転写材搬送部材の出口付近に前記転写材の先端位置を検知する検知部を有し、前記転写材の先端が通過した所定時間後に、前記転写材の後端が転写搬送部材を通過して、中間転写体に接触するまでに前記距離可変部材によって前記中間転写体を前記転写材搬送部材の搬送方向延長線上に近接させる方向に制御する制御部を有することを特徴とする画像形成装置。