JP2005258288A - 転写方法及びその転写方法を用いる画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写材の分離性能を高められる転写方法及び該転写方法を用いる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１上に担持されたトナー像を転写材に当接させて転写する転写方であって、転写材の紙種データを圧力センサ３７の検知圧力から紙種データを得て、転写時の転写材と感光体ドラム１との転写ニップ幅を可変することで、紙種に応じて転写材を安定して感光体ドラム１から分離させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、転写方法及びその転写方法を用いる画像形成装置に関す
るものである。

像担持体表面にトナー像を形成し、そのトナー像を直に転写材上に転写し、または像担持体としての中間転写体に担持したトナー像を転写材に転写する形式の電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはその少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される画像形成装置は従来より周知である。

かかる画像形成装置の一例として、転写材搬送部材上に転写材を担持して搬送し、その転写材を像担持体表面に当接させると共に、該転写材搬送部材の表面と反対側の転写材搬送部材の裏面に導電性部材を当接させ、その導電性部材に電圧を印加することにより、像担持体表面のトナー像を転写材に転写する転写装置を備えた画像形成装置が知られている。

この種の画像形成装置において、転写性能を高めるのは転写材の像担持体への接触幅、すなわち転写ニップ幅を広くとることであり、転写ニップ幅が大きい程転写率の低下による異常画像の発生を抑えられる。しかしながら、転写ニップ幅が大きいと、転写材は像担持体への接触面積が大きいため、像担持体に巻き付き易くなってしまい、分離性が悪化するという問題が発生した。

本発明は、上記した従来の不具合を解消し、転写材の分離性能を高められる転写方法及び該転写方法を用いる画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、像担持体上に担持されたトナー像を転写材に当接させて転写する転写方法において、前記転写材の紙種データを紙種検知手段から得て、この紙種データに基づいて転写時の前記転写材と前記像担持体との当接条件を可変することを特徴としている。

なお、本発明の転写方法において、前記可変する当接条件が転写ニップ形成条件であり、前記紙種データにより転写材搬送方向における転写ニップ幅の長さを可変すると、効果的である。

さらに、本発明の転写方法において、前記転写材の先端が転写ニップ幅の中心に達するタイミングで前記当接条件を可変すると、効果的である。
また、上記目的を達成するため、本発明は、請求項１ないし３の何れかに記載の転写方法を用いる画像形成装置において、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体に当接し、転写材を搬送する転写搬送部材を有する転写装置と、前記転写搬送部材を前記像担持体に接離する方向へ移動して前記転写搬送手段の前記像担持体への当接圧を可変する当接圧可変手段と、前記転写材の紙種データを検知する紙種検知手段とを有することを特徴としている。

なお、本発明の画像形成装置において、前記転写搬送部材が複数のローラに巻き掛けられた無端状の転写ベルトであると、効果的である。
さらに、本発明の画像形成装置において、前記紙種検知手段が転写材搬送方向における転写領域の上流側に配置された一対の搬送ローラに設けられた圧力センサであり、該圧力センサが前記搬送ローラにかかる圧力から転写材の厚みデータを検知すると、効果的である。

さらにまた、本発明の画像形成装置において、前記一対の搬送ローラがレジストローラであると、効果的である。
さらにまた、本発明の画像形成装置において、前記紙種検知手段がホストコンピュータへ入力された値を読み取る装置であると、効果的である。

さらにまた、本発明の画像形成装置において、前記ホストコンピュータへ入力された値はオペレーションパネルから入力されたものであると、効果的である。

請求項１及び２の構成によれば、紙種検知手段から得られる紙種データから、転写工程において転写材と像担持体との当接条件を可変としたので、紙種に応じて、転写材が安定して像担持体から分離できる転写方法が提供することができる。

請求項３の構成によれば、当接条件を可変するタイミングを転写材の先端が転写ニップ幅の中心に達するときとしたので、転写材の先端が分離に最適な転写ニップ幅とし、トナー像が転写される転写領域では転写性が最適となる転写ニップ幅に可変することができる。

請求項４の構成によれば、紙種検知手段から得られる紙種データから、転写工程において転写材と像担持体との当接条件を可変としたので、紙種に応じて、転写材が安定して像担持体から分離できる画像形成装置が提供することができる。

請求項５の構成によれば、転写ニップ幅の可変が行い易い。
請求項６及び７の構成によれば、圧力センサから得られる圧力データから、転写工程において転写材と像担持体との当接条件を可変するので、圧力から検知した紙種から転写材に最適な当接条件にすることができる。

請求項８及び９の構成によれば、ホストコンピュータへ入力された紙種データから、転写工程において前記転写材と前記像担持体との当接条件を可変としたので、紙種に応じて、転写材が安定して像担持体から分離できる画像形成装置が提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の一実施形態の主要部を示す概略図である。

図１において、像担持体としての感光体ドラム１は、図示していない画像形成装置本体の機枠に対して回転自在に支持され、画像形成動作時に図１における時計方向（矢印Ａ方向）に回転駆動される。このとき帯電装置（図示していない）により感光体表面が所定の極性（例えばマイナス極性）に均一に帯電される。かかる帯電面に対し、像露光装置の一例であるレーザ書き込みユニット（図示せず）から出射する光変調されたレーザ光が照射され、これによって感光体表面に画信号に対応する静電潜像が形成される。このようにして形成された静電潜像は現像装置によってトナー像として可視像化され、潜像がトナー像化される。

感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、転写装置２によって、転写紙などの転写材に転写される。ここに示した転写装置２は、複数のローラ、図の例では駆動ローラ４と従動ローラ５の２つのローラに巻き掛けられた無端状の転写ベルト３を有し、図示していない駆動装置によって、駆動ローラ４が図１における反時計方向に回転駆動され、これによって転写ベルト３が矢印Ｂ方向に駆動される。転写ベルト３は、所定の抵抗、例えば１０^４乃至１０^９Ω・cm、特に１０^５乃至１０^６Ω・cm程の体積抵抗率を有する中抵抗体より成り、例えばゴムなどの可撓性材料によって構成されている。

一方、図示していない給紙部から送り出された転写材は、レジストローラ１０に先端が突き当たって一時停止された後、そのレジストローラ１０によりその表面に、感光体ドラム１上のトナー像が正しく転写されるタイミングで、互いに当接した転写ベルト３と感光体ドラム１との間に矢印Ｃで示す方向に給送される。このようにして、転写材には、トナー像の形成された感光体ドラム１に当接しながら、転写ベルト３上に担持されて搬送される。転写ベルト３は、転写材を担持して搬送しつつ、その転写材をトナー像の形成された像担持体に当接させる転写材搬送部材の一例を構成している。

また、感光体ドラム１が直接又は転写材を介して接触する転写ベルト３の表面と反対側の転写ベルト裏面には、転写ローラ６が当接している。この転写ローラ６は、感光体ドラム１と転写ベルト３との接触領域であるニップ部７よりも転写材搬送方向下流側の転写ベルト部分の裏面に接触している。かかる転写ローラ６には、電源装置（図示せず）が接続されており、感光体ドラム１と転写ベルト３との間に転写材が搬送されてくると、電源装置から転写ローラ６に、感光体上のトナー像の帯電極性と逆の極性（本例ではプラス極性）の電圧が印加され、これにより転写ベルト３が帯電し、感光体ドラム１と転写ベルト３との電位差で感光体ドラム１へ電流が流れ、感光体上のトナー像が転写材上に転写される。感光体ドラム１と転写材との間に転写電界が形成され、その電界の作用により、転写ベルト３に担持されて搬送される転写材の表面にトナー像が静電的に転写されるのである。なお、転写後の感光体ドラム１は図示していないクリーニング装置によって残留トナーが除去され、さらに残留電荷が除電装置（図示せず）によって除電される。

転写装置２は、駆動ローラ４及び従動ローラ５に巻き掛けられた転写ベルト３が１つのユニットとして構成され、このユニットは感光体ドラム１に対して接離する方向に揺動可能に装着されている。例えば、駆動ローラ４の軸を中心として従動ローラ５側が回動可能に装着されている。そして、転写ベルト３の従動ローラ側下部には不図示のステッピングモータによって回転する転写接離カム１１が設けられ、該カムのカム面には押し上げレバー１２の一端が当接されている。押し上げレバー１２は軸１３を中心に回動可能に図示していない側板に装着され、不図示のばね等の弾性部材によってカム１１に当接する方向、すなわち時計方向の回動力が付勢されている。

かかる構成により転写接離カム１１が回転することにより押し上げレバー１２を介して転写ベルト３が上下動し、転写ニップ７の幅が可変される。なお、符号１４は転写ベルト３のトナー等の汚れ除去するクリーニング装置であり、クリーニング装置１４は転写ベルト３に接するクリーニングブレード１５及びクリーニングバイアスローラ１６、回収トナー等を図示していない回収ボックス等へ搬送するトナー回収コイル１７、クリーニングバイアスローラ１６に付着した汚れを掻き落とすバイアスローラ用ブレード１８から構成されている。

このように構成された転写装置２は、紙種によって感光体ドラム１へ巻き付きやすくなり分離性が悪化する。この分離性が問題になるのは転写材に腰の弱い薄紙を用いた場合であり、そこで紙種と転写ニップ幅とにおける分離性の善し悪しの関係について調べた。その結果を図２に示す。この実験では、上記転写装置２を用い、転写ニップ幅７を６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍの３段階に切り替え、転写材には薄紙に分類される４５Ｋ紙、普通紙に分類される６５Ｋ紙、薄紙と普通紙との中間の５５Ｋ紙を用いた。

その結果、６５Ｋ紙の場合、転写ニップ幅が６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍの何れの場合においても分離性が良好であった。５５Ｋ紙の場合、転写ニップ幅が６ｍｍ、８ｍｍの場合、分離性が良好であったが、１０ｍｍでは何回か感光体への巻き付きが発生した。４５Ｋ紙では転写ニップ幅が６ｍｍだけ良好で、８ｍｍ、１０ｍｍでは分離性に問題があった。

この結果から、５５Ｋ紙の場合では転写ニップ幅は８ｍｍ程度に、４５Ｋ紙以下の薄紙では転写ニップ幅は６ｍｍ程度に狭めることが必要であることが判った。
図３は、本発明の一実施形態を示す画像形成装置の回路構成図である。図３において、メイン制御部３０はＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、入力回路３４、モータドライバ３５及び入出力装置３６を有し、紙種検知手段としての圧力センサ３７及びオペレーションパネル３９が接続され、さらに転写接離カム１１を回転するステッピングモータ３８と接続されている。圧力センサ３７は、転写材搬送方向における転写ニップ７の上流側の搬送ローラ対に設けられ、本例ではレジストローラ端部に配置され、転写材がレジストローラ１０を通過する際に転写材の厚さを圧力で検知する。

図４は、レジストローラ１０に設けた圧力センサ３７の検知値と転写材の厚みとの関連を示す図で、ＣＰＵ３１に入力された検知圧力値がほぼ０．５Ｎ／ｍならば薄紙に分類される４５Ｋ紙で、０．６Ｎ／ｍならば一般的な普通紙に分類される６５Ｋ紙で、０．５５Ｎ／ｍならば薄紙と普通紙との中間の５５Ｋ紙と判断される。

ＣＰＵ３１はこの画像形成装置の通常動作時（例えば通紙時）に圧力センサ３７から入力回路３４を介して入力される圧力検知信号により圧力センサ３７によって薄い転写材と判断された場合、検知圧力が所定の値、例えば０．５Ｎ／ｍより小さい場合にはモータドライバ３５を介してステッピングモータ３８に所定の信号を入力することでステッピングモータ３８に接続されている転写接離カム１１の角度を制御して、転写ベルト３の感光体ドラム１側への移動量を変化させ、転写ニップ幅を６ｍｍに変更する。

転写工程をこのように制御することにより、４５Ｋ紙以下の薄紙でも良好な分離性が得られた。
ところで、上記例の場合、転写ニップ幅が６ｍｍであればすべての紙種において分離性が良好であるので、転写ニップ幅を６ｍｍに固定して使用すれば良く、これを可変する必要がないように思える。しかし、転写ニップ幅が狭いと転写材が感光体ドラム１に接触する面積が小さく転写率が低下して画像品質に悪影響が出てしまう。

そこで、本発明では紙種データに基づいて分離性が良好となる範囲で転写ニップ幅をできる限り大きく取るように構成している。例えば、上記実験例では６５Ｋ紙の場合、転写ニップ幅を１０ｍｍに、５５Ｋ紙では転写ニップ幅を８ｍｍに、そして４５Ｋ紙だけ転写ニップ幅を６ｍｍにそれぞれ可変して転写するものである。

このように構成された転写装置２は、分離性が良好な範囲で転写ニップ幅が大きくとることで、転写率の低下が少ない良好な画像転写が得られる。しかし、このように構成しても４５Ｋ紙以下の薄紙では転写ニップ幅の狭さから画質の落ちる記録物が生ずることが起り得る。

転写材の感光体ドラム１への巻き付きはその先端が分離しやすければそれ以降トナー像が転写される転写領域の部分も先端に追随して分離し易い。そこで、転写ニップ幅を可変するタイミングを転写材の先端が転写ニップ幅の中心に達したタイミングに設定する。例えば、圧力センサ３７によって薄い転写材と判断された場合、検知圧力が所定の値、例えば０．５Ｎ／ｍより小さい場合にはモータドライバ３５を介してステッピングモータ３８に所定の信号を入力することでステッピングモータ３８に接続されている転写接離カム１１の角度を制御して、転写ベルト３の感光体ドラム１側への移動量を変化させ、転写材の先端部が転写ニップ７の中心にくるタイミングで転写ニップ幅を６ｍｍとして、それ以降のトナーが乗っている転写領域では転写ニップ幅を８ｍｍに変更する。

このように転写ニップ幅を可変するタイミングを、転写材の先端部が転写ニップ７の中心にくるタイミングにすることで、分離性と転写性とを共に満足する転写が得られる。

なお、上記実施形態では紙種検知手段として圧力センサ３７の検知圧力値をＣＰＵ３１に入力し紙種をデータとして用いたが、ユーザが使用する転写材に基づいてオペレーションパネル３９からＣＰＵ３１に入力する値から紙種を判別してニップ幅の制御を行っても同様の効果が得られる。

また、上記実施形態では像担持体を感光体ドラムとしたが、像担持体は感光体ベルト、さらには中間転写体であってもよく、さらにまた転写搬送部材は転写ベルトに限らず、像担持体に当接する転写ローラであっても良い。

本発明の一実施形態を示す画像形成装置の主要部の断面図である。 転写ニップ幅と紙の種類（腰の強さ）による分離搬送の状態を示す図である。 画像形成装置の回路構成の一部を示すブロック線図である。 紙の種類（腰の強さ）によってレジストローラにかけられる圧力を示す図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
２ 転写装置
３ 転写ベルト
４ 駆動ローラ
５ 従動ローラ
１０ レジストローラ
１１ 転写接離カム
１２ 押し上げレバー
３０ メイン制御部
３１ CPU
３７ 圧力センサ
３９ オペレーションパネル

Claims (9)

1. 像担持体上に担持されたトナー像を転写材に当接させて転写する転写方法において、
   前記転写材の紙種データを紙種検知手段から得て、この紙種データに基づいて転写時の前記転写材と前記像担持体との当接条件を可変すること特徴とした転写方法。
2. 請求項１に記載の転写方法において、前記可変する当接条件が転写ニップ形成条件であり、前記紙種データにより転写材搬送方向における転写ニップ幅の長さを可変することを特徴とする転写方法。
3. 請求項１または２に記載の転写方法において、前記転写材の先端が転写ニップ幅の中心に達するタイミングで前記当接条件を可変することを特徴とする転写方法。
4. 請求項１ないし３の何れかに記載の転写方法を用いる画像形成装置において、
   トナー像を担持する像担持体と、該像担持体に当接し、転写材を搬送する転写搬送部材を有する転写装置と、前記転写搬送部材を前記像担持体に接離する方向へ移動して前記転写搬送手段の前記像担持体への当接圧を可変する当接圧可変手段と、前記転写材の紙種データを検知する紙種検知手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、前記転写搬送部材が複数のローラに巻き掛けられた無端状の転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４に記載の画像形成装置において、前記紙種検知手段が転写材搬送方向における転写領域の上流側に配置された一対の搬送ローラに設けられた圧力センサを有し、該圧力センサが前記搬送ローラにかかる圧力から転写材の厚みデータを検知することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記一対の搬送ローラがレジストローラであることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項４または６に記載の画像形成装置において、前記紙種検知手段が入力された値から紙種を判定する制御装置であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８に記載の画像形成装置において、前記制御装置へ入力された値はオペレーションパネルから入力されたものであることを特徴とする画像形成装置。

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