JP7311835B2 - 二次転写装置 - Google Patents

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Description

本発明は、中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する二次転写装置に係り、特に、用紙の先後端が二次転写位置を通る際の衝撃を緩和することのできる二次転写装置に関する。
多くの電子写真方式の画像形成装置では、複数のローラに巻き掛けられて周回する無端環状で所定幅の中間転写ベルトの外周面に沿って、それぞれ一の色成分のトナー像を形成するイエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、等の色別の像形成ユニットを配列する構成が採られる。そして、これらの像形成ユニットによって各色のトナー像を中間転写ベルト上に順次重ね合わせることでフルカラーのカラートナー像を中間転写ベルト上に形成し、これを用紙に二次転写するようになっている。
二次転写位置では、中間転写ベルトを、その内側から支持するローラと、外側からバネ等に付勢されて押圧する二次転写ローラとの間に挟み込んで転写ニップを形成する。搬送されてきた用紙が転写ニップ(中間転写ベルトの外周面と二次転写ローラとの間)を通る際に中間転写ベルト上のトナー像が用紙に転写される。
転写ニップに厚紙の先端が進入するときや後端が抜け出るときには負荷が大きく変化するので、中間転写ベルトの周回速度が変動したり振動が発生したりして、画像にスジやムラが生じる場合がある。
この問題に対応するために、用紙の先端および後端が転写ニップを通る際にニップ圧を一時的に減圧することが行われる。たとえば、下記特許文献1に開示の装置では、中間転写ベルトを挟んで二次転写ローラと対向配置されたローラの軸の同軸上にカムを設け、該カムの凸部を、二次転写ローラの軸に設けた当接体に当接させることで、二次転写ローラとこれに対向するローラとの軸間距離を広げてニップ圧を一時的に減圧している。
また、下記特許文献2に開示された装置では、モータの駆動力を伝達機構で二次転写ローラに伝えて、二次転写ローラを中間転写ベルトに向けて押圧すると共に、このモータのトルクを制御することで、一時的な減圧を行っている。この装置の伝達機構は、略水平方向に長い第1レバーおよび第2レバーで構成され、第1レバーは一端が軸支され(支点)、中ほどで二次転写ローラを軸支し(作用点)、他端は第2レバーの先端に設けられたスライド穴(第2レバーの作用点)に軸支されている。第2レバーは中ほどよりやや先端寄りの位置が支点となって軸支され、他端はモータからの力を受ける力点となっている。
具体的には、第2レバーの他端は扇状に広がっており、ここにモータの軸に設けられたギアと噛み合う歯列が円弧状に列設されている。第1レバーと第2レバーはリンク機構となっており、モータの軸の回転角度に応じて第2レバーが揺動すると二次転写ローラが上下に変位するようになっている。モータを駆動して二次転写ローラを中間転写ベルトに押圧させて転写ニップを形成する。二次転写ローラが中間転写ベルトから押し戻される力とモータのトルクとが釣り合った状態で二次転写ローラは静止し、用紙の先後端が転写ニップを通るときにモータのトルクを一時的に弱めることでニップ圧を減圧するようになっている。
特開2010-204259号公報 特開2017-83503号公報
特許文献1に開示の装置では、中間転写ベルトを挟んで二次転写ローラと対向するローラの軸の同軸上にカムやその駆動部を設けるので、二次転写ローラの軸長方向に装置構成が大きくなってしまう。
また、特許文献2に開示の装置では、圧着機構(第1レバー)の支点と作用点(二次転写ローラの位置)の外側に、減圧機構(第2レバー)の作用点が配置されており、二次転写ローラの軸に垂直な断面における装置面積が大きくなってしまう。
本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、用紙の先後端が転写ニップを通る際のニップ圧を一時的に減圧する機能を備えつつ小型化を図ることのできる二次転写装置を提供することを目的としている。
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
[1]複数のローラに巻き掛けられて周回する無端環状で所定幅の中間転写ベルトの外周面に一次転写されたトナー像を所定の二次転写位置で用紙に二次転写する二次転写装置であって、
前記二次転写位置で前記中間転写ベルトをその内周面に当接する対向ローラとの間に挟んで押圧する押圧位置と、前記中間転写ベルトの外周面から離隔された離隔位置とに二次転写ローラを変位させる圧着解除機構と、
前記圧着解除機構を駆動する第1駆動部と、
前記押圧位置にされた前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトを前記対向ローラとの間に挟んで押圧するニップ圧を、用紙の先端および後端が前記二次転写ローラと前記中間転写ベルトの間を通る際に一時的に減圧する高速減圧機構と、
前記高速減圧機構を駆動する第2駆動部と、
を有し、
前記圧着解除機構は、前記二次転写ローラの軸と同方向であって前記第1駆動部によって駆動される回転軸に支持された圧着カムと、前記圧着カムに当接して揺動することで前記二次転写ローラを前記押圧位置と前記離隔位置に変位させる圧着アームを有し、
前記高速減圧機構は、前記二次転写ローラの軸と同方向であって前記第2駆動部によって駆動される回転軸に支持された減圧カムと、前記減圧カムに当接して揺動することで前記押圧位置にある前記二次転写ローラを前記ニップ圧が弱まる方向へ変位させる減圧アームを有し、
前記減圧カムの軸中心を、前記圧着アームの支点を中心とし前記圧着カムの軸中心までを半径とした円内に配置し、かつ、前記圧着アームの支点と、前記減圧アームの支点を同軸で同一位置にする
ことを特徴とする二次転写装置。
上記発明では、圧着アームの支点を中心とし圧着カムまでを半径とする円内に減圧カムを配置したので、装置の小型化を図ることができる。すなわち、圧着解除機構の配置スペース内に高速減圧機構を収めることができるので、高速減圧機構の追加による占有スペース増を抑制することができる。
上記発明では、支点を別とする場合に比して装置を小型化することができる。
]前記二次転写ローラは、二次転写ユニットに設けられ、
前記圧着解除機構および前記高速減圧機構を、前記二次転写ユニットと別体にした
ことを特徴とする[1]に記載の二次転写装置。
[3]複数のローラに巻き掛けられて周回する無端環状で所定幅の中間転写ベルトの外周面に一次転写されたトナー像を所定の二次転写位置で用紙に二次転写する二次転写装置であって、
前記二次転写位置で前記中間転写ベルトをその内周面に当接する対向ローラとの間に挟んで押圧する押圧位置と、前記中間転写ベルトの外周面から離隔された離隔位置とに二次転写ローラを変位させる圧着解除機構と、
前記圧着解除機構を駆動する第1駆動部と、
前記押圧位置にされた前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトを前記対向ローラとの間に挟んで押圧するニップ圧を、用紙の先端および後端が前記二次転写ローラと前記中間転写ベルトの間を通る際に一時的に減圧する高速減圧機構と、
前記高速減圧機構を駆動する第2駆動部と、
を有し、
前記圧着解除機構は、前記二次転写ローラの軸と同方向であって前記第1駆動部によって駆動される回転軸に支持された圧着カムと、前記圧着カムに当接して揺動することで前記二次転写ローラを前記押圧位置と前記離隔位置に変位させる圧着アームを有し、
前記高速減圧機構は、前記二次転写ローラの軸と同方向であって前記第2駆動部によって駆動される回転軸に支持された減圧カムと、前記減圧カムに当接して揺動することで前記押圧位置にある前記二次転写ローラを前記ニップ圧が弱まる方向へ変位させる減圧アームを有し、
前記減圧カムの軸中心を、前記圧着アームの支点を中心とし前記圧着カムの軸中心までを半径とした円内に配置し、
前記二次転写ローラは、二次転写ユニットに設けられ、
前記圧着解除機構および前記高速減圧機構を、前記二次転写ユニットと別体にした
ことを特徴とする二次転写装置。
上記[2]、[3]に記載の発明では、圧着解除機構や高速減圧機構に係る部材を二次転写ユニットに組み込む場合に比べて、二次転写ユニットの構成の複雑化を回避でき、装置構成を全体としてシンプルにすることができる。
[4]前記圧着アームは、バネと前記減圧アームをこの順に介して前記二次転写ユニットを押圧し、
前記高速減圧機構は、前記減圧アームで前記バネを前記圧着アーム側へ押し戻して前記減圧を行う
ことを特徴とする[2]または[3]に記載の二次転写装置。
上記発明では、仮に、圧着アームを解除位置に近づけて減圧する場合には、バネが伸びきる程度まで圧着アームを変位させる必要があるが、減圧アームでバネを押し戻す構成とすれば、圧着アームを押圧位置に維持したまま、減圧動作を行うことができるので、一時的な減圧動作を、減圧アームの少ないストロークで高速・円滑に行うことができる。
[5]前記圧着解除機構によって前記二次転写ローラが前記押圧位置にされた状態では、前記減圧カムが前記二次転写ユニットに当接せずに前記減圧する位置と減圧しない位置とに変位し得る可動域が確保され、
前記圧着解除機構によって前記二次転写ローラが前記離隔位置にされた状態では、前記減圧カムの可動域は確保されず、前記減圧カムは特定の角度位置でのみ前記二次転写ユニットに当接しない、
ことを特徴とする[2]または[3]に記載の二次転写装置。
上記発明では、圧着状態となる押圧位置では、二次転写ユニットと減圧カムの間に減圧カムの可動域(減圧する位置と減圧しない位置に変位し得るスペース)を確保するが、離隔位置では可動域を確保しないように構成することで、装置の小型化を図る。すなわち、減圧カムを回動させる必要の無い離隔位置においてまで可動域を確保すると、二次転写ユニットと減圧カムとの接触を避けるために余計なスペースが必要になるが、圧着時のみ減圧カムの可動域を確保し解除時は可動域を確保しない構成とすることで、装置の小型化を図る。
[6] 前記圧着解除機構および前記高速減圧機構を、前記二次転写ユニットの下方に設けた
ことを特徴とする[]乃至[5]のいずれか1つに記載の二次転写装置。
上記発明では、二次転写装置の用紙搬送方向上流側にはレジスト機構が存在し、下流側には定着部が存在するが、圧着解除機構および高速減圧機構を二次転写ユニットの下方に設けることでこれらとスペース的に競合せず、装置の小型化につながる。
[7]前記二次転写ユニットは回転中心を有して揺動し、
前記二次転写ユニットの回転中心と前記圧着カムの間に、前記減圧カムが配置されている
ことを特徴とする[]乃至[5]のいずれか1つに記載の二次転写装置。
上記発明では、圧着解除機構が二次転写ユニットを変位させるために必要となるスペース内(二次転写ユニットの回転中心と圧着カムの間)に減圧カムを配置することで、装置の小型化を図る。
[8]前記二次転写ユニットは回転中心を有して揺動し、
二次転写後の用紙を前記中間転写ベルトから分離する分離ローラの軸が前記二次転写ユニットの回転中心を兼ねる
ことを特徴とする[]乃至[5]のいずれか1つに記載の二次転写装置。
上記発明では、二次転写ユニットの揺動・変位に依らず、分離ローラの位置が一定となるので、分離ローラからその下流側の搬送路への用紙の受け渡しが安定する。
[9]前記二次転写ユニットの回転中心と前記二次転写ローラとの距離より、前記二次転写ユニットの回転中心と前記二次転写ユニットが前記圧着解除機構から押圧力を受ける箇所との距離が長い
ことを特徴とする[]乃至[5]のいずれか1つに記載の二次転写装置。
上記発明では、圧着解除機構の押圧力がレバー比で増大されて二次転写ユニットに作用するので、圧着解除機構や高速減圧機構に必要なトルクが小さくなり、モータ等の小型化、低コスト化を図ることができる。なお、[4]のように、圧着解除機構がバネを用いる構成の場合には、バネの力をレバー比に応じて弱くでき、高速減圧機構に必要な力量が小さくなる。
[10]減圧アームに軸支された回転体に前記減圧カムが当接する
ことを特徴とする[1]乃至[9]のいずれか1つに記載の二次転写装置。
上記発明では、摩擦が軽減されて、減圧カムの寿命を延ばすことができる。
[11]前記圧着アームと前記圧着カムを、前記二次転写ローラの軸方向の両端に分かれた2箇所にそれぞれ設け、これらの外側へ出ないように前記高速減圧機構を配置した
ことを特徴とする[1]乃至[10]のいずれか1つに記載の二次転写装置。
上記発明では、圧着カムの外側に減圧カム等の高速減圧機構を配置する場合に比べて、二次転写ローラの軸方向(奥行き方向)における二次転写装置のサイズが小型化される。
[12]前記二次転写ローラの軸方向の両端に分かれた2箇所に前記減圧アームを設けると共に前記減圧アーム同士を連結部材で接続し、
前記減圧カムを、前記二次転写ローラの軸方向の中心部に配置し、
前記減圧カムに前記連結部材が当接して前記減圧アームが揺動する
ことを特徴とする[11]に記載の二次転写装置。
上記発明では、両端の減圧アームを同期させて減圧動作を行うことができる。
[13]前記二次転写ローラの軸方向の両端に分かれた2箇所に前記減圧アームを設けると共に前記減圧アーム同士を連結部材で接続し、
前記圧着カムの内側近傍にそれぞれ前記減圧カムを配置し、
各減圧カムに前記連結部材が当接して前記減圧アームが揺動する
ことを特徴とする[11]に記載の二次転写装置。
上記発明では、連結部材の撓みの影響を低減することができる。
[14]前記二次転写ローラの軸方向の両端に分かれて設けられた2つの前記圧着カムの内側に、前記第2駆動部および前記減圧カムの角度位置を検出する位置検出手段を配置した
ことを特徴とする[13]に記載の二次転写装置。
上記発明では、二次転写ローラの軸方向における二次転写装置のサイズを小さくすることができる。
[15]前記圧着カムの回転軸はロック機構を解除すると軸方向への移動が可能となり、該移動により前記圧着カムと前記圧着アーム側の突き当て部材との係合が解除される、
ことを特徴とする[1]乃至[14]のいずれか1つに記載の二次転写装置。
上記発明では、たとえば、何らかのトラブルで二次転写装置が圧着状態で停止した場合に、ロック機構を解除して回転軸を軸方向にスライド移動させることで、圧着状態を解除して、ジャム処理等を行うことができる。
本発明に係る二次転写装置によれば、用紙の先後端が転写ニップを通る際のニップ圧を一時的に減圧する機能を備えつつ装置の小型化を図ることができる。
本発明の実施の形態に係る二次転写装置を含む画像形成装置の機械的概略構成を示す図である。 中間転写ベルトとの間にニップを形成した二次転写装置を模式的に示す図である。 二次転写ユニットを示す斜視図である。 二次転写装置を示す右側面図(用紙の搬送方向上流側から見た図)である。 解除時の二次転写装置の主要部を模式的に示す図である。 圧着時の二次転写装置の主要部を模式的に示す図である。 減圧時の二次転写装置の主要部を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態に係る二次転写装置の各部の配置関係を説明する図である。 減圧カムを前奥方向の中心に1つのみ配置した構成の二次転写装置を示す右側面図である。 通常状態とロック機構を解除して回転軸を移動させた状態を対比して示す図である。
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る二次転写装置30を含む画像形成装置10の概略構成を示している。画像形成装置10は、原稿を光学的に読み取って得た画像を記録紙等の記録材上に画像形成して出力するコピー機能、外部から入力された印刷データに基づいてラスタライズした画像を記録紙上に画像形成して出力する印刷機能などを備えた、所謂、複合機である。記録材は記録紙に限定されず、フィルムや布なでもよい。以後、記録材を記録紙として説明する。
画像形成装置10は、原稿を光学的に読み取るスキャナ部11、ユーザ操作の受け付けおよび各種情報を表示する操作パネル12、装置全体の動作の制御や画像処理を行う制御回路部13、記録材上に未定着のトナー像を形成する画像形成部20、未定着のトナー像を記録紙に定着させる定着装置15、画像形成に使用される記録紙を多数枚収容可能な給紙トレイ14、給紙トレイ14から繰り出された用紙を搬送する搬送部16などを備えて構成される。
画像形成部20は、電子写真方式によりトナー像を形成する。画像形成部20は、複数のローラに巻き掛け渡された無端環状で所定幅の中間転写ベルト21と、中間転写ベルト21の外周面に、それぞれ一の色成分のトナー像を形成(一次転写)するイエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、の色別の像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kと、中間転写ベルトの外周面に形成されたトナー像を記録紙に二次転写する二次転写装置30を有する。なお、色別の像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kを総称して像形成ユニット22とする。
像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kは、使用されるトナーの色は異なるが互いに構造は同一である。像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kは、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体としての円筒状の感光体ドラム24を有し、その周囲に帯電装置、現像装置、転写装置、感光体クリーニング装置などを配置して備える。またレーザ素子であるレーザーダイオード(LD)、ポリゴンミラー、各種レンズおよびミラー等で構成されたプリントヘッド26を備えている。
各像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kにおいて、感光体ドラム24は図示省略の駆動部に駆動されて一定方向に回転し、帯電装置は感光体ドラム24を一様に帯電させ、プリントヘッド26は対応する色の画像データに基づく駆動信号に応じてオン/オフ制御されたレーザービームで感光体ドラム24を走査して感光体ドラム24の表面上に静電潜像を形成する。
現像装置は、感光体ドラム24の表面上の静電潜像をトナーで現像して顕像化する現像工程を行う。感光体ドラム24の表面上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト21と接触する箇所で中間転写ベルト21に転写(一次転写)される。感光体クリーニング装置は、転写後に感光体ドラム24の表面上に残留するトナーをブレード等で擦って除去し回収する。
複数のローラに巻き掛けされた中間転写ベルト21は、図示省略の駆動部に駆動されて図中の矢印A方向に周回する。周回の過程で、各色の像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kの感光体ドラム24上に形成されたトナー像が中間転写ベルト21上に順次転写されて重ね合わされることでフルカラーのカラー画像(トナー像)が中間転写ベルト21上に合成される。このトナー像は、二次転写位置Dに配置された二次転写装置30によって、中間転写ベルト21から記録紙上に転写(二次転写)される。また、二次転写後に中間転写ベルト21に残ったトナーは二次転写位置Dの下流に設けられたクリーニング装置27によって中間転写ベルト21上から除去される。
定着装置15は、記録紙の搬送路の途中であって二次転写位置Dの下流に設けられており、二次転写位置Dで記録紙の表面上に転写されたトナー像を該記録紙に加圧、加熱して定着させる。
搬送部16は、給紙トレイ14から繰り出した記録紙を、二次転写位置Dおよび定着装置15を通過させて排紙トレイ17まで搬送する機能を果たす。搬送部16は、搬送経路を形成する搬送ローラやガイドのほか、搬送ローラを駆動するモータなどで構成される。なお、図示省略するが、搬送部16は、定着装置15を出た記録紙を、表裏を反転させて、再び、二次転写位置Dの上流の搬送経路に送り出す両面印刷用の用紙反転機構を備えている。
制御回路部13は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、などを主要部として構成される。CPUがROMに格納されたプログラムに従って処理を実行することで画像形成装置10としての各機能が実現される。制御回路部13は、搬送部16や画像形成部20、二次転写装置30等の動作を制御する。
図2は、中間転写ベルトとの間に転写ニップを形成した二次転写装置30を模式的に示す図である。二次転写装置30は、中間転写ベルト21の幅方向(紙面に直交する方向)を軸方向とする二次転写ローラ41を二次転写位置Dにおいて中間転写ベルト21の外周面に押し当てることで、中間転写ベルト21が巻き掛けられた複数のローラの内の該二次転写ローラ41と対向する箇所に配置されたローラ(対向ローラ28)との間に中間転写ベルト21を挟み込んで転写ニップを形成する。
以後、中間転写ベルト21の幅方向(二次転写ローラ41の軸方向)を「前奥方向」とする。また、前奥方向の端部側となる相対位置を「外側」、前奥方向の中央寄りとなる相対位置を「内側」と呼ぶものとする。
二次転写ローラ41は、これを回動自在に支持する二次転写ユニット40に組み込まれている。図3は、二次転写ユニット40を示す斜視図である。図4は、二次転写装置30の右側面図(用紙の搬送方向上流側から見た図)である。
二次転写装置30は、二次転写ユニット40と、二次転写ローラ41が中間転写ベルト21に圧着して転写ニップを形成する押圧位置(圧着状態)と二次転写ローラ41が中間転写ベルト21から離れた離隔位置(解除状態)とに変位するように二次転写ユニット40を変位させる圧着解除部(圧着解除機構)50と、圧着解除部50を駆動する第1駆動部52(図4参照)と、押圧位置にされた二次転写ローラ41が中間転写ベルト21を対向ローラ28との間に挟んで押圧するニップ圧を、用紙の先端および後端が二次転写箇所D(二次転写ローラ41と中間転写ベルト21の間)を通る際に一時的に減圧する高速減圧部(高速減圧機構)70と、高速減圧部70を駆動する第2駆動部72(図4参照)とを有する。圧着解除部50、高速減圧部70は、二次転写ユニット40と別体に構成されている。
二次転写装置30は、前奥方向に長い略長方形平板状のフレーム部材34を有する(図4参照)。二次転写ユニット40、圧着解除部50、高速減圧部70、第1駆動部52、第2駆動部72はフレーム部材34に取り付けられている。
図3に示すように、二次転写ユニット40は、左右の側板等で構成された枠部材42を有し、この枠部材42に二次転写ローラ41を回動自在に軸支している。枠部材42には、用紙を転写ニップへ案内するガイド板43、二次転写後の用紙を中間転写ベルト21から分離する分離ローラ44等が取り付けられている。分離ローラ44は、二次転写ローラ41の軸41aから用紙搬送方向下流側へ所定長離れた箇所に設けてある。
二次転写ユニット40は、フレーム部材34の前奥方向両端近傍から立設された互いに向き合う一対の保持板34aに分離ローラ44の軸44aの両端が軸支されており、該軸44aが回転中心となって揺動する(図4参照)。
圧着解除部50は、二次転写ローラ41の軸41aと同方向であって第1駆動部52によって駆動される回転軸53に支持されて回転する圧着カム54と、圧着カム54に当接して揺動することで二次転写ユニット40を押圧位置(圧着状態)と離隔位置(解除状態)に変位させる圧着アーム55を有する。
圧着アーム55の先端には、圧着カム54に当接される当接ローラ55aが軸支されている。圧着アーム55の他端は、圧着アーム55の回転支点55bとなっており、フレーム部材34に立設された支持板51に支持軸51bを介して軸支されている(図4参照)。圧着アーム55は、先端の当接ローラ55aが用紙搬送方向の上流側となり、後端の回転支点55bが用紙搬送方向の下流側となる向きにされており、回転支点55bの軸方向は二次転写ローラ41の軸41aと同方向になっている。圧着アーム55の先端と後端の間の所定箇所には、上向きに螺旋状に延びるバネ56が取り付けてある。
高速減圧部70は、二次転写ローラ41の軸41aと同方向であって第2駆動部72によって駆動される回転軸73と、この回転軸73に取り付けられて回転する減圧カム74と、減圧カム74に当接して揺動することで押圧位置にある二次転写ユニット40をニップ圧が弱まる方向へ変位させる減圧アーム75を有する。
減圧アーム75の先端には回転体(後述の連結軸)76が軸支してあり、減圧カム74にはこの回転体76が当接する。減圧アーム75の後端は支持軸51bに軸支されている。この箇所は減圧アーム75の回転支点75aとなっている。減圧アーム75は、支持軸51bの軸方向においても圧着アーム55と同一位置に軸支されている。
減圧アーム75は先端近傍の所定箇所に上方へ延びる腕部75cを有し、該腕部75cの上端に下方から二次転写ユニット40に当接する押圧ローラ75bを軸支している。圧着アーム55に設けたバネ56の上端は下方から減圧アーム75に当接する。
圧着アーム55は、当接ローラ55aの箇所が圧着カム54からの力を受ける力点であり、支持軸51bに軸支された箇所が回転支点55bであり、バネ56の取り付けられた箇所が、該バネ56を介して減圧アーム75に上向きの力を加える作用点となっている。減圧アーム75は、回転体76の軸支された箇所が該回転体を介して減圧カム74からの力を受ける力点であり、支持軸51bに軸支された箇所が回転支点75aであり、バネ56の先端の当接する箇所が減圧時の作用点となっている。
圧着アーム55は、回転支点55bを中心に揺動し、転写ニップを形成するとき、バネ56と減圧アーム75をこの順に介して二次転写ユニット40を下方から上方へ押圧する。これに応じて二次転写ユニット40が軸44aを中心に揺動し、二次転写ローラ41が対向ローラ28に押圧される。減圧は、減圧アーム75でバネ56を圧着アーム55側へ押し戻して行われる。
図4に示すように、圧着カム54、圧着アーム55および減圧アーム75は、二次転写装置30の前奥方向の両端近傍にそれぞれ設けてある。前奥方向の両端に分けて配置した2つの圧着カム54は同位相にされており、両端の圧着アーム55はバネ56および減圧アーム75を介して二次転写ユニット40の底面を、前奥方向の両端部において同時に同じ様に押圧し、また押圧を解除する。
前述の回転体76は、前奥方向の両端に設けられた減圧アーム75同士を連結する円柱状の連結軸76であり、2つの減圧アーム75を連動させる。減圧カム74は、前奥方向の両端に分けて設けられた2つの減圧アーム75の内側近傍にそれぞれ設けてある。各減圧カム74に連結軸76が当接することで、減圧アーム75が回転支点75aを中心に揺動する。連結軸76を自転(回転)自在な回転体としたので、減圧カム74との接触抵抗が少なく、減圧カム74の摩耗が軽減される。
減圧カム74の回転軸73を回転させる第2駆動部72(モータ等)および減圧カム74の角度位置を検出する位置検知センサ77は、前奥方向の両端に分けて配置された2つの減圧カム74の内側に配置されている。
図5は、二次転写装置30の各部の配置関係を説明する図である。圧着アーム55の支点(回転支点55b)と減圧アーム75の支点(回転支点75a)は同軸かつ同一位置にある。圧着アーム55は減圧アーム75より長くされている。圧着アーム55の回転支点55bを中心とし、該回転支点55bから圧着カム54の軸中心までを半径とする円内に、減圧カム74は配置されている。すなわち、図5の破線で示す円81の内側に、減圧カム74は配置されている。
また、二次転写ユニット40の回転中心(分離ローラ44の軸44a)と圧着カム54の間に、減圧カム74は配置されている。
二次転写ユニット40の回転中心(軸44a)と二次転写ローラ41の軸と間の距離L1より、二次転写ユニット40の回転中心(軸44a)と二次転写ユニット40が圧着解除部50から押圧力を受ける箇所(減圧アーム75に設けられた押圧ローラ75bが二次転写ユニット40の底面に当接する箇所)との距離L2は長くされている。
次に、二次転写装置30の動作について説明する。
図6は、二次転写ユニット40が離隔位置にある状態(解除状態)を示している。図7は、二次転写ユニット40が押圧位置にある状態(圧着状態)を示している。図9は、高速減圧部70が動作してニップ圧を減圧した状態(減圧状態)を示している。
二次転写装置30は、第1駆動部52で圧着解除部50の回転軸53を回転させると、回転軸53に取り付けられた圧着カム54が回転し、圧着アーム55は、圧着カム54に先端の当接ローラ55aが当接することで圧着カム54の角度位置に応じて回転支点55bを中心に揺動する。
二次転写ユニット40を離隔位置(解除状態)から押圧位置(圧着状態)へ変位させるとき、圧着アーム55は、図6に示す位置から反時計回りに所定角度回転し、バネ56および減圧アーム75をこの順に介して、二次転写ユニット40の底部を対向ローラ28に向けて押圧する。図7は、二次転写ユニット40が押圧位置へ変位し、かつ高速減圧部70による減圧が作用していない圧着状態を示している。
図7に示す圧着状態では、減圧カム74は、連結軸(回転体)76に当接しない角度位置になっている。従って、圧着状態では減圧アーム75は連結軸76を介して減圧カム74から力を受けず、圧着解除部50の圧着動作に従って変位する。
図7に示す位置に圧着解除部50の圧着カム54を保持した状態で、高速減圧部70の減圧カム74を所定の角度位置に回転させると、図8に示すように、減圧カム74が連結軸76に当接して連結軸76を押し下げ、これに伴って減圧アーム75は、回転支点75aを中心に時計回り方向へ僅かに回転し、バネ56を上方から圧着アーム55に向けて押し戻す。
すなわち、減圧アーム75は、圧着アーム55がバネ56を介して二次転写ユニット40へ及ぼす押圧力を遮ることで、ニップ圧を減圧する。このとき、対向ローラ28と二次転写ローラ41との軸間距離は、非接触時の対向ローラ28の半径と二次転写ローラ41の半径の合計よりある程度短くなっており、ニップ圧は、二次転写ローラ41や対向ローラ28の外周部材が持つ弾性によって生じる。
図7、図8に示すように、圧着解除部50によって二次転写ユニット40が押圧位置にされた状態(圧着状態)では、減圧カム74が二次転写ユニット40に当接することなく減圧位置(図8の位置)と減圧しない位置(図7の位置)とに回動し得る可動域が確保されている。一方、図6に示すように、圧着解除部50によって二次転写ローラが離隔位置にされた状態(解除状態)では、減圧カム74が二次転写ユニット40に当接しないのは減圧カム74が特定の角度位置にあるときのみであり、減圧カム74の可動域は確保されない。
解除状態では、二次転写ユニット40が、下方へ下がって減圧カム74に接近するので、この状態で減圧カム74の可動域を確保しようとすると、二次転写ユニット40と減圧カム74を離して配置したり、減圧カム74に対応する箇所の二次転写ユニット40に接触回避のための切欠きを設けたりする必要が生じ、装置の大型化や設計の困難化を招く。
一方、解除状態では、そもそも減圧する/減圧しないを切り替える要請もなく減圧カム74を回転させる必要はない。そこで、圧着状態では、減圧する/減圧しないを切り替えることができるように減圧カム74の可動域を確保し、解除状態では、減圧カム74の可動域を確保せず、特定の角度位置(例えばホームポジション)でのみ二次転写ユニット40に当接しないように構成して、装置の小型化を図っている。
本発明に係る二次転写装置30は、圧着解除部50とは別の機構である高速減圧部70によって減圧状態を一時的に形成するので、減圧する/減圧しない、の切り替えを、高速にかつ的確なタイミングで行うことができる。減圧を、圧着状態から圧着アーム55を離隔位置に戻すように変位させて行う場合には、バネ56が伸びきる程度まで圧着アーム55を大きく変位させる必要がある。これに対し、本発明の二次転写装置30は、減圧アーム75でバネ56を圧着アーム55側へ押し戻すことで減圧状態を作るので、圧着アーム55を圧着状態の時の位置に維持したまま、減圧動作を行うことができ、一時的な減圧動作を、減圧アーム75の少ない動作ストロークで高速かつ円滑に行うことができる。
制御回路部13は、用紙の先端および後端が二次転写位置Dを通る際に圧着が一時的に減圧されるように高速減圧部70の第2駆動部72を制御する。具体的には、二次転写位置Dの用紙搬送方向のやや上流に用紙の先端・後端を検出するセンサを設けておき、このセンサが用紙の先後端を検出したタイミングを基準にして、該用紙の先端および後端が二次転写位置Dを通る時刻の前後所定期間だけ減圧状態となるように減圧カム74の角度位置を第2駆動部72によって制御する。
本実施の形態に係る二次転写装置30の構成の特徴とその作用効果について説明する。二次転写装置30は、図5に示したように、圧着アーム55の支点(回転支点55b)と圧着カム54との間(圧着アーム55の回転支点55bを中心とし、該回転支点55bから圧着カム54の軸中心までを半径とする円内)に減圧カム74を配置した点に特徴を有する。これにより、圧着解除部50の配置スペース内に高速減圧部70を収めることができ、高速減圧機構の追加によるスペース増を抑制することができる。
また、圧着アーム55の支点(回転支点55b)と減圧アーム75の支点(回転支点75a)を同一位置(同軸で軸方向にも同一位置)としたので、圧着アーム55の動作領域と減圧アーム75の動作領域が重複して装置の小型化が図られる。
また、二次転写装置30は、圧着解除部50および高速減圧部70を、二次転写ユニット40の下方に設けた点に特徴を有する。これにより、二次転写装置30に対して用紙搬送方向上流側にあるレジスト機構や用紙搬送方向下流側にある定着装置15とスペース的に競合することなく圧着解除部50および高速減圧部70を空きスペースに配置することができ、画像形成部20全体の小型化に貢献する。
さらに図4に示すように、二次転写装置30は、圧着アーム55、圧着カム54を、前奥方向の両端に分かれた2箇所に設け、これらの内側に高速減圧部70(特に減圧カム74)を配置した点に特徴を有する。これにより、高速減圧部70を圧着カム54の外側に設ける場合に比べて、前奥方向における装置の小型化を図ることができる。
また、二次転写装置30は、圧着アーム55、圧着カム54に対応させて、前奥方向の両端にそれぞれ減圧アーム75を設けると共に減圧アーム同士を連結軸76で接続し、減圧カム74を両端の圧着カム54の内側近傍にそれぞれ設けた点に特徴を有する。これにより、各減圧カム74は、減圧アーム75の近くで減圧のための力を連結軸76に与えることができ、連結軸76の撓みを低減することができる。
なお、図9に示すように、減圧カム74を、前奥方向の両端に分けて設けられた圧着カム54の内側であって、前奥方向の中心に1つのみ配置するように構成してもよい。図4のように前奥方向に分かれた2箇所に減圧カム74を設ける場合、カムの形状や位相ズレ等により、両端の2つの減圧アーム75による減圧動作に差が生じるおそれがある。一方、図9のように、前奥方向の中心の1箇所のみに減圧カム74を設ける構成では、上記の差の影響を受けず、両端の減圧アーム75を同期させて減圧動作を行うことができる。
また、二次転写装置30は、図4に示すように、前奥方向の両端に分けた2つの圧着カム54の内側に、第2駆動部72や減圧カム74の角度位置を検出する位置検知センサ77を配置する点に特徴を有する。これにより、二次転写装置30の前奥方向のサイズが小型化される。なお、図9に示すように減圧カム74が1つの構成においても、前奥方向の両端に分かれた2つの圧着カム54の内側に、第2駆動部72や位置検知センサ77を配置することで二次転写装置30の前奥方向のサイズが小型化される。
また、二次転写装置30は、二次転写ユニット40の回転中心(分離ローラ44の軸44a)と圧着カム54の間に、減圧カム74を配置した点に特徴を有する。これにより。圧着解除部50が二次転写ユニット40を変位させるために必要となるスペース内(二次転写ユニット40の回転中心と圧着カムの間)に減圧カム74を収めることができ、高速減圧部70を付加することによる占有スペースの増大が抑えられる。
また、二次転写ローラ41を二次転写ユニット40に組み込んでユニット化したので、小型化、メンテナンス性の向上、高速減圧部70の交換性などが向上する。また、圧着解除部50や高速減圧部70を二次転写ユニット40と別体にしたので、圧着解除部50や高速減圧部70に係る部材の一部を二次転写ユニット40に組み込む場合に比べて、二次転写ユニット40の複雑化を回避でき、全体として二次転写装置30をシンプルに構成することができる。
また、二次転写装置30は、分離ローラ44の軸44aが二次転写ユニット40の回転中心を兼ねる点に特徴を有する。これにより、二次転写ユニットの揺動・変位に係らず、分離ローラ44の位置が一定となり、分離ローラ44からその下流側の搬送路への用紙の受け渡しが安定する。
また、二次転写装置30は、二次転写ユニット40の回転中心(分離ローラ44の軸44a)と二次転写ローラ41の軸との距離L1(図5参照)より、二次転写ユニット40の回転中心と二次転写ユニット40が圧着解除部50から力を受ける箇所(押圧ローラ75bの当接箇所)との距離L2が長い点に特徴を有する。これにより、圧着解除部50による押圧力はレバー比で増大されて二次転写ユニット40に作用し、圧着解除部50や高速減圧部70に必要なトルクが小さくなってモータ等の小型化、低コスト化に貢献する。特に、圧着解除部50がバネ56を介して二次転写ユニット40に押圧力を与える構成では、レバー比に応じて反発力の弱いバネ56を使用できる。反発力の弱いバネ56を使用すれば、高速減圧部70が減圧動作においてバネ56を押し戻すために必要な力量も小さくなり、第2駆動部72の小型化、低コスト化を図ることができる。
このほか、二次転写装置30では、圧着カム54の回転軸53は図示省略のロック機構を解除すると軸方向への移動が可能となり、該移動により圧着カム54と圧着アーム55側の当接ローラ55aが位置ズレしてこれらの係合が解除されるようになっている。図10(a)はロック機構によりロックされた通常使用状態を、図10(b)はロック機構を解除して回転軸53を軸方向に移動させて上記の係合が解除された状態を示している。ここでは、圧着カム54と圧着アーム55の当接ローラ55aとが位置ズレしてこれらの係合が解除されることによって圧着アーム55(および減圧アーム75)は図6に示すような解除状態になる。
たとえば、何らかのトラブルで圧着状態もしくは減圧状態で二次転写装置30が停止したような場合に、ロック機構を手動で解除して回転軸53を軸方向に少し移動させれば、圧着状態や減圧状態を解除することができ、詰まった用紙の取り除きなどを円滑に行うことができる。
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
二次転写ローラ41は、二次転写ユニット40に組み込まれなくてもよい。たとえば、圧着解除部50が二次転写ローラ41の軸を押圧して圧着状態を形成するようにしてもよい。
実施の形態では、圧着時は圧着アーム55がバネ56および減圧アーム75を介して二次転写ユニット40を押圧し、減圧時は減圧アーム75でバネ56を押し戻す構成としたが、たとえば、圧着アーム55はバネ56を介して二次転写ユニット40を押圧し、減圧アーム75は二次転写ユニット40の両端等に設けたフックに係合して二次転写ユニット40を離隔位置側へ少し変位させて減圧するといった構成でもよい。バネ56の形状は実施の形態に例示したものに限定されず、板バネ等であってもよく、必要な弾性を備える弾性体でよい。
実施の形態では、圧着カム54、圧着アーム55、減圧カム74、減圧アーム75等を模式的に示してあり、これらの形状等は実施の形態に示したものに限定されない。たとえば、減圧アーム75の先端に下方へ延びる腕を設け、該腕の下端に連結軸76を接続する構成とすれば、減圧カム74の位置を下方に下げて小型化を図ることができる。
10…画像形成装置
11…スキャナ部
12…操作パネル
13…制御回路部
14…給紙トレイ
15…定着装置
16…搬送部
20…画像形成部
21…中間転写ベルト
22、22C、22M、22Y、22K…像形成ユニット
24…感光体ドラム
26…プリントヘッド
27…クリーニング装置
28…対向ローラ
30…二次転写装置
34…フレーム部材
34a…保持板
40…二次転写ユニット
41…二次転写ローラ
41a…二次転写ローラの軸
42…枠部材
43…ガイド板
44…分離ローラ
44a…軸
50…圧着解除部(圧着解除機構)
51…支持板
51b…支持軸
52…第1駆動部
53…回転軸
54…圧着カム
55…圧着アーム
55a…当接ローラ
55b…回転支点
56…バネ
70…高速減圧部(高速減圧機構)
72…第2駆動部
73…回転軸
74…減圧カム
75…減圧アーム
75a…回転支点
75b…押圧ローラ
75c…腕部
76…連結軸(回転体)
77…位置検知センサ
D…二次転写位置
A…中間転写ベルトの周回方向

Claims (15)

  1. 複数のローラに巻き掛けられて周回する無端環状で所定幅の中間転写ベルトの外周面に一次転写されたトナー像を所定の二次転写位置で用紙に二次転写する二次転写装置であって、
    前記二次転写位置で前記中間転写ベルトをその内周面に当接する対向ローラとの間に挟んで押圧する押圧位置と、前記中間転写ベルトの外周面から離隔された離隔位置とに二次転写ローラを変位させる圧着解除機構と、
    前記圧着解除機構を駆動する第1駆動部と、
    前記押圧位置にされた前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトを前記対向ローラとの間に挟んで押圧するニップ圧を、用紙の先端および後端が前記二次転写ローラと前記中間転写ベルトの間を通る際に一時的に減圧する高速減圧機構と、
    前記高速減圧機構を駆動する第2駆動部と、
    を有し、
    前記圧着解除機構は、前記二次転写ローラの軸と同方向であって前記第1駆動部によって駆動される回転軸に支持された圧着カムと、前記圧着カムに当接して揺動することで前記二次転写ローラを前記押圧位置と前記離隔位置に変位させる圧着アームを有し、
    前記高速減圧機構は、前記二次転写ローラの軸と同方向であって前記第2駆動部によって駆動される回転軸に支持された減圧カムと、前記減圧カムに当接して揺動することで前記押圧位置にある前記二次転写ローラを前記ニップ圧が弱まる方向へ変位させる減圧アームを有し、
    前記減圧カムの軸中心を、前記圧着アームの支点を中心とし前記圧着カムの軸中心までを半径とした円内に配置し、かつ、前記圧着アームの支点と、前記減圧アームの支点を同軸で同一位置にする
    ことを特徴とする二次転写装置。
  2. 前記二次転写ローラは、二次転写ユニットに設けられ、
    前記圧着解除機構および前記高速減圧機構を、前記二次転写ユニットと別体にした
    ことを特徴とする請求項1に記載の二次転写装置。
  3. 複数のローラに巻き掛けられて周回する無端環状で所定幅の中間転写ベルトの外周面に一次転写されたトナー像を所定の二次転写位置で用紙に二次転写する二次転写装置であって、
    前記二次転写位置で前記中間転写ベルトをその内周面に当接する対向ローラとの間に挟んで押圧する押圧位置と、前記中間転写ベルトの外周面から離隔された離隔位置とに二次転写ローラを変位させる圧着解除機構と、
    前記圧着解除機構を駆動する第1駆動部と、
    前記押圧位置にされた前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトを前記対向ローラとの間に挟んで押圧するニップ圧を、用紙の先端および後端が前記二次転写ローラと前記中間転写ベルトの間を通る際に一時的に減圧する高速減圧機構と、
    前記高速減圧機構を駆動する第2駆動部と、
    を有し、
    前記圧着解除機構は、前記二次転写ローラの軸と同方向であって前記第1駆動部によって駆動される回転軸に支持された圧着カムと、前記圧着カムに当接して揺動することで前記二次転写ローラを前記押圧位置と前記離隔位置に変位させる圧着アームを有し、
    前記高速減圧機構は、前記二次転写ローラの軸と同方向であって前記第2駆動部によって駆動される回転軸に支持された減圧カムと、前記減圧カムに当接して揺動することで前記押圧位置にある前記二次転写ローラを前記ニップ圧が弱まる方向へ変位させる減圧アームを有し、
    前記減圧カムの軸中心を、前記圧着アームの支点を中心とし前記圧着カムの軸中心までを半径とした円内に配置し、
    前記二次転写ローラは、二次転写ユニットに設けられ、
    前記圧着解除機構および前記高速減圧機構を、前記二次転写ユニットと別体にした
    ことを特徴とする二次転写装置。
  4. 前記圧着アームは、バネと前記減圧アームをこの順に介して前記二次転写ユニットを押圧し、
    前記高速減圧機構は、前記減圧アームで前記バネを前記圧着アーム側へ押し戻して前記減圧を行う
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の二次転写装置。
  5. 前記圧着解除機構によって前記二次転写ローラが前記押圧位置にされた状態では、前記減圧カムが前記二次転写ユニットに当接せずに前記減圧する位置と減圧しない位置とに変位し得る可動域が確保され、
    前記圧着解除機構によって前記二次転写ローラが前記離隔位置にされた状態では、前記減圧カムの可動域は確保されず、前記減圧カムは特定の角度位置でのみ前記二次転写ユニットに当接しない、
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の二次転写装置。
  6. 前記圧着解除機構および前記高速減圧機構を、前記二次転写ユニットの下方に設けた
    ことを特徴とする請求項乃至5のいずれか1つに記載の二次転写装置。
  7. 前記二次転写ユニットは回転中心を有して揺動し、
    前記二次転写ユニットの回転中心と前記圧着カムの間に、前記減圧カムが配置されている
    ことを特徴とする請求項乃至5のいずれか1つに記載の二次転写装置。
  8. 前記二次転写ユニットは回転中心を有して揺動し、
    二次転写後の用紙を前記中間転写ベルトから分離する分離ローラの軸が前記二次転写ユニットの回転中心を兼ねる
    ことを特徴とする請求項乃至5のいずれか1つに記載の二次転写装置。
  9. 前記二次転写ユニットの回転中心と前記二次転写ローラとの距離より、前記二次転写ユニットの回転中心と前記二次転写ユニットが前記圧着解除機構から押圧力を受ける箇所との距離が長い
    ことを特徴とする請求項乃至5のいずれか1つに記載の二次転写装置。
  10. 前記減圧アームに軸支された回転体に前記減圧カムが当接する
    ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1つに記載の二次転写装置。
  11. 前記圧着アームと前記圧着カムを、前記二次転写ローラの軸方向の両端に分かれた2箇所にそれぞれ設け、これらの外側へ出ないように前記高速減圧機構を配置した
    ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1つに記載の二次転写装置。
  12. 前記二次転写ローラの軸方向の両端に分かれた2箇所に前記減圧アームを設けると共に前記減圧アーム同士を連結部材で接続し、
    前記減圧カムを、前記二次転写ローラの軸方向の中心部に配置し、
    前記減圧カムに前記連結部材が当接して前記減圧アームが揺動する
    ことを特徴とする請求項11に記載の二次転写装置。
  13. 前記二次転写ローラの軸方向の両端に分かれた2箇所に前記減圧アームを設けると共に前記減圧アーム同士を連結部材で接続し、
    前記圧着カムの内側近傍にそれぞれ前記減圧カムを配置し、
    前記連結部材に各減圧カムが当接して前記減圧アームが揺動する
    ことを特徴とする請求項11に記載の二次転写装置。
  14. 前記二次転写ローラの軸方向の両端に分かれて設けられた2つの前記圧着カムの内側に、前記第2駆動部および前記減圧カムの角度位置を検出する位置検出手段を配置した
    ことを特徴とする請求項11に記載の二次転写装置。
  15. 前記圧着カムの回転軸はロック機構を解除すると軸方向への移動が可能となり、該移動により前記圧着カムと前記圧着アーム側の突き当て部材との係合が解除される、
    ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1つに記載の二次転写装置。
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