JP2014026029A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体に対して転写手段を接離可能な画像形成装置において、特別な付加的機構を追加せずに、当接音の大きさを変更できるとともに、画像形成の生産性を落とすことのない構成を提供する。
【解決手段】トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、前記像担持体と前記転写手段を当接・離間する接離機構と、前記接離機構を駆動する第１駆動手段と前記接離機構以外の他部材を駆動する第２駆動手段と、これら駆動手段を相互に独立に制御する制御手段とを備え、前記第２駆動手段が前記他部材を駆動していないときに前記接離機構が前記像担持体と前記転写手段を当接させる第１の当接速度を、前記第２駆動手段が前記他部材を駆動しているときに前記接離機構が前記像担持体と前記転写手段を当接させる第２の当接速度よりも遅くするように、前記第１駆動手段を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するもので、特に像担持体に当接して転写ニップを形成する転写ニップ形成部材を像担持体に対して接離させる機能を備える画像形成装置に関するものである。

例えば、従来における中間転写型画像形成装置としては、静電潜像に応じたトナー像が形成される感光体ドラムと、この感光体ドラム上のトナー像が中間的に転写されるべきベルト状の中間転写体と、この中間転写体に対して感光体ドラム上のトナー像を転写させる１次転写装置と、中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体たる用紙に一括して２次転写させる２次転写装置とを備えたものが知られている。

そして、２次転写装置においては、中間転写体上にトナー濃度調整パターンを描く時の汚れを防止する目的や、長期放置時に２次転写手段の当接によって中間転写体が塑性変形することを防止する目的等から、２次転写手段を中間転写体から離間させる機構を有する構成が多く用いられている。２次転写手段を精度良く中間転写体から離間させる目的から、例えば、中間転写体やこれを巻回する複数のローラを備える中間転写ユニット内の２次転写対向ローラと同一軸上に設けた接離カム（接離手段）によって２次転写手段を接離させる方式が考案されている（特許文献１、特許文献２）。

２次転写装置がこのような接離方式を採用し、かつ中間転写ユニットが装置本体から脱着可能である場合においては、ユニットの脱着によって、２次転写接離カムと２次転写手段の位置関係が変化してしまうので、中間転写ユニットを装置本体にセット後に、２次転写接離を実行するイニシャライズ動作（初期設定動作）を行なって、２次転写手段を一定位置に移動させておく必要がある。

イニシャライズ動作のような所謂復帰動作は、長期スパンでの電源オフや、停電・メンテナンス処理・新製品としての納入時において機械電源をオンさせる場合、あるいはジャム等で通常動作が完了せずに停止した場合に必要となる。ジャム等で停止する場合には接離カムの位置を把握することができるので、カムを一回転させて位置検知する必要がなく、初期状態に戻す動作のみで足りるが、機械電源がオフしている場合には接離カムの位置を検知し、例えばファーストコピータイムに間に合わない位置等、意図しない位置であることが検知された場合には、所定位置まで回転移動して、２次転写手段を一定位置に移動させるべく、イニシャライズ動作を行わなければならない。

接離カムの位置、即ち、その位相は、光学センサを用いてカムに付けられた遮光部（フィラー）端部を認識することで検知されるのが一般的である。中間転写体と２次転写手段の当接・離間と接離カムの位相の関係を図６に図解する。この方式では、光学センサがフィラーによって遮光されているか否かを検知してから一定時間（図６でｔ[ｍｓ]）、カムを回転させることによってカムを上支点（離間）、下支点（当接）の位置に移動させる制御を行なっている。ところが、電源が切られた場合、仮に電源が切られる直前にカムの位置を記憶していても、それは揮発性メモリに記憶されることが多いので、電源オンしても、その位置記憶は失われており、そのために再度カムを回転してカム位置を認識する必要がある。また接離カムが、装置本体から脱着可能な中間転写ユニットに取り付けられている場合、中間転写ユニットの脱着に伴って、中間転写ユニット側の接離カムと本体側の駆動源との位置関係が変わってしまうので、中間転写ユニットリセット後に必ずカムを回転（当接、離間の繰り返し）させて位置検知する必要がある。

ところで、２次転写手段は加圧手段によって中間転写ユニット内の対向ローラに加圧する方式が採用されているのが一般的で、当接時、急激に対向ローラに衝突すると、衝突音が大きくなり異常音として指摘されることがある。この衝突音は、作像中のように他の部材が動作している場合にはそれらの動作音に紛れて顕在化しにくいが、イニシャライズ動作時のように他の部材が動作していない場合には、２次転写当接音が突出し、異常音としてクレームになる可能性がある。

また、中間転写体に対して、転写ニップ形成部材としての２次転写手段を接離させる関係は、転写ニップ形成部材である転写ローラを感光体に接離させる関係に対応するので、感光体から記録媒体へ直接転写する方式の画像形成装置における転写ローラの当接音が同様に問題になる可能性がある。

本発明の課題は、像担持体に対して転写手段を接離可能な画像形成装置において、特別な付加的機構を追加せずに、当接音の大きさを変更できるとともに、画像形成の生産性を落とすことのない構成を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明によれば、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、前記像担持体と前記転写手段を当接・離間する接離機構と、前記接離機構を駆動する第１駆動手段と前記接離機構以外の他部材を駆動する第２駆動手段と、これら駆動手段を相互に独立に制御する制御手段とを備え、前記第２駆動手段が前記他部材を駆動していないときに前記接離機構が前記像担持体と前記転写手段を当接させる第１の当接速度を、前記第２駆動手段が前記他部材を駆動しているときに前記接離機構が前記像担持体と前記転写手段を当接させる第２の当接速度よりも遅くするように、前記第１駆動手段が制御される。

画像形成装置における接離機構以外の他部材が動作していない場合には、接離機構の当接音が顕在化し易いので、当接速度を遅くして当接音を抑えて、例えばユーザによる異常音指摘を受けないようにすることができる。接離機構以外の他部材が動作している場合には、その動作音に接離機構の当接音が紛れるので、例えば作像時には当接速度を下げずに画像形成の生産性を維持することができる。

本発明の一実施の形態に係るタンデム型間接転写方式輻射装置の概略構成図である。 図１におけるベルト式２次転写装置に代えて単独の２次転写ローラを用いた例での中間転写部の概略構成図である。 ２次転写装置の接離を説明するもので、図３ａが当接状態を、図３ｂが離間状態を示している。 カム変位速度と騒音の関係を示すもので、左側に接離カムの輪郭を示し、右側に関係グラフを示す。 接離カムの回転方向と当接時間と変位速度の関係を示すものである。 カム位相の検知を説明する模式図である。

図面を参照しつつ、以下において、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るタンデム型間接転写方式の複写装置を概略構成で示すものである。

複写装置本体には、筐体中央に、無端ベルト状の中間転写体１１が設けられる。中間転写ベルト１１は従来公知のように、多層構造となっており、そのベース層を例えば伸びの少ないテフロン（登録商標）やポリフッ化ビニリデン（PVDF）等のフッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂で作り、表面を平滑性のよいコート層（フッ素系樹脂等）を被せて構成されている。そして、図示例では中間転写ベルト１１を支持ローラ１０，１２，３４，３５，１３，１４に掛け回して図中反時計回りに回転搬送可能とする。これら支持ローラのうち、例えば支持ローラ３４は駆動ローラであり、２次転写対向ローラの機能も兼ねている。支持ローラ１３はクリーニング対向ローラであり、支持ローラ１０，１２，３５，１４はテンションローラである。

この図示例では、支持ローラ１３の上に、２次転写後に中間転写ベルト１１上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置２５が設けられている。また、支持ローラ１２と支持ローラ３４間に張り渡された中間転写ベルト１１のベルト下辺上には、その搬送方向に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４つの画像形成手段を横に並べて配置することで、タンデム画像形成部を構成する。各画像形成手段は、感光体１の周囲に帯電手段３、現像手段５、クリーニング手段２等が配され、中間転写ベルト１１の内周側には１次転写ローラ２０も付設されている。

そのタンデム画像形成部の下には、図１に示すように、更に露光装置４が設けられている。一方、支持ローラ３４の対向側には、２次転写装置が備えられる。２次転写装置は、図示例では、２つのローラ１１１，１１２間に、無端状の２次転写ベルト１００を掛け渡し、支持ローラ３４へ２次転写ベルト１００を押圧する接離移動可能な押圧ローラ１１３を配することで構成され、２次転写ベルト１００、中間転写ベルト１１を介して支持ローラ３４に押圧ローラ１１３を押し当てることで、中間転写ベルト１１上の画像を記録媒体であるシートＰに転写する。２次転写装置として、図２に示すように、単独の２次転写ローラを用いてもよい。

２次転写装置の上方には、シート上の転写画像を定着する定着装置３０が設けられている。定着装置３０として、定着ローラに加圧ローラを押し当てるタイプのものを示している。

図示例の２次転写装置は、画像転写後のシートを定着装置３０へ搬送するシート搬送機能も備えている。既述のように２次転写装置として単独の転写ローラを配置する場合は、シート搬送は別の搬送手段を付設させることで実行される。

不図示のスタートスイッチが押されると、駆動モータで支持ローラ３４を回転駆動して他の５つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１１を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段でその感光体１を回転して各感光体１上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１１の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１１上に合成カラー画像を形成する。

またスタートスイッチの押下により、給紙テーブルの給紙ローラ２７の１つが選択回転され、ペーパーバンクに多段に備えられた給紙カセット２６の１つからシートＰを繰り出し、不図示の分離ローラで１枚ずつ分離して給紙路２９に入れ、不図示の搬送ローラで搬送して複写機本体内の給紙路に導き、所謂レジストローラと称されるタイミング合わせ兼スキュー補正ローラ２８に突き当てて止める。

そして、中間転写ベルト１１上の合成カラー画像にタイミングを合わせてタイミング合わせ兼スキュー補正ローラ２８を回転し、中間転写ベルト１１と２次転写装置との間にシートを送り込み、２次転写装置で転写してシート上にカラー画像を記録する。

画像転写後のシートは、２次転写ベルト１００で搬送して定着装置３０へ送り込まれ、定着装置３０で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、排出ローラ３２で排出され、排紙トレイ４０上にスタックされる。２次転写後の中間転写ベルト１１は、中間転写体クリーニング装置２５で、中間転写ベルト１１上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備えられる。

以下に本発明の特徴的な構成を説明する。図２は、図１におけるベルト式２次転写装置に代えて単独の２次転写ローラ３６を用いた例での中間転写部の概略構成図であり、その他は、図１に描写したものと共通している。多層構造の中間転写ベルト１１を支持ローラ１０，１２，３４，３５，１３，１４に掛け回して図中反時計回りに回転搬送可能とする。図１の例と同じく、これら支持ローラのうち、例えば支持ローラ３４は駆動ローラであり、２次転写ローラ３６に対する２次転写対向ローラの機能も兼ねている。支持ローラ１３はクリーニング対向ローラであり、２次転写後に中間転写ベルト１１上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置２５に対向配置されている。支持ローラ１０，１２，３５，１４はテンションローラであり、特に主として支持ローラ１０が中間転写ベルト１１に一定の張力を付与する働きをしており、支持ローラ３５と支持ローラ１２の間では、１次転写ニップの安定化が図られている。中間転写ベルト内周側に配された更なるローラ２０は１次転写ローラであり、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色用画像形成手段に対応して４本設置されている。

２次転写手段においては、中間転写体から離間させる機構を有する構成がとられており、例えば、図３に示すように、中間転写ユニット内の２次転写対向ローラと同一軸上に設けられた接離カム３７によって２次転写手段を接離させるようになっている。接離カム３７を回転させる駆動源Ｍ’は、制御手段たるＣＰＵ（図１）によって回転制御されるが、中間転写ベルト１１を回転搬送する支持ローラ３４や、画像形成手段、２次転写装置、定着装置３０、用紙搬送装置等、画像形成装置内の他の部材を駆動する既述の駆動モータ（図示せず）とは独立に駆動するモータである。また、２次転写手段は、加圧手段によって中間転写ユニット内の対向ローラに加圧するようになっており、２次転写当接時に２次転写手段を急激に対向ローラに衝突させると、衝突音が大きくなる。

図２、図３に示した接離可能な加圧式２次転写ローラにおいて、総加圧力３０Ｎ〜６０Ｎの範囲で、カムプロファイル及びカム回転速度を振って評価したところ、２次転写部での当接音はカム出力の変位速度（図４において、回転軸から当接点であるカムプロファイル外周部までの距離ｒが回転によって単位時間あたり変化する量）に依存することが分かった（図４のグラフ）。カム変位速度が大きくなればなるほど、当接音が大きくなるのである。そして、カム出力の変位速度を徐々に下げ、０．０２ｍｍ／ｍｓｅｃ以下になると、騒音の官能評価で気にならないレベルと認識される６０ｄＢを下回った。

このような２次転写手段当接速度として複数のモードをもち、少なくとも１つの２次転写当接速度を、接離カム出力の変位速度にて０．０２ｍｍ／ｍｓｅｃ以下に設定すれば、プリント速度を重視した当接時間短縮モードと、当接による衝撃音低減モードとの使い分けが可能になる。

中間転写ユニットを装置本体にセットした直後のイニシャライズ動作にあっては、イニシャライズ動作中、接離カム以外の画像形成装置内の他部材が動作していないので、当接音が顕在化し易いが、その際の２次転写手段の当接動作を遅くしてもプリント速度に影響しないので、その当接動作速度を、接離カム出力の変位速度にて０．０２ｍｍ／ｍｓｅｃ以下に設定することで、衝撃音の低減化を図ることができる。また画像形成装置内の他部材が動作する例えば作像時には当接動作速度を下げないことでプリント速度を確保する。つまり、当接動作速度を複数備えることでプリント速度の確保と衝撃音低減の両立が可能になる。中間転写ユニット内の２次転写対向ローラに接離カムを有する方式では、中間転写ユニットの脱着に伴って必ずイニシャライズ動作をさせる必要があるので、２次転写手段の当接動作を遅くする対策が特に有効である。

２次転写手段に接離する動作速度を切り替えるやり方として、非対称なカムプロファイルを有した接離カムの回転方向を切り替えることが考えられる。図５で示すように、非対称なカムプロファイルを有した接離カム３７’を時計回りと反時計回りの両方向に回転可能とすることで、接離カムを同じ回転速度で動かしても、回転方向によってカム出力変位速度と当接時間を変えることができる。一例としては、図５に示したカムプロファイルにおいて、回転速度を７２ｒｐｍ固定として正転／逆転を切り替える場合、時計回りにカムを回転すると、変位速度が０．０２ｍｍ／ｍｓｅｃを超えて騒音は６０ｄＢ以上になったが当接時間は１４０ｍｓｅｃと短く、反時計回りに回転すると、当接時間は２８０ｍｓｅｃと時計回りの倍かかるが、変位速度は０．０２ｍｍ／ｍｓｅｃより小さくなり、騒音は６０ｄＢを下回り、気にならないレベルになった。このような構成により、接離カムの回転速度を切り替えることができない場合でも２次転写手段の当接速度切替が可能となり、当接時間短縮モードと騒音低減モードを設定して切り替えることができる。

以上、２次転写ローラ３６を中間転写ベルト１１に接触させる２次転写ニップにおいて、中間転写ベルト１１を介して２次転写ローラ３６を２次転写対向ローラ３４に接離させる接離手段に、本発明を適用する例について説明したが、感光体ドラムから記録媒体たる用紙へ直接転写する方式に本発明を適用することも可能である。即ち、像担持体としてのドラム状感光体と、転写ニップ形成部材としての転写ローラとを当接する１次転写ニップにおいて、感光体の回転軸に偏心の接離カムを空転可能に設ければよい。

１１ 中間転写ベルト
３４ 転写対向ローラ（駆動ローラ、支持ローラ）
３５ テンションローラ（支持ローラ）
３６ ２次転写ローラ
３７ 接離カム

特許第４５７９３９４号公報 特開２０１０−１９９６４号公報

Claims (8)

1. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、前記像担持体と前記転写手段を当接・離間する接離機構と、前記接離機構を駆動する第１駆動手段と前記接離機構以外の他部材を駆動する第２駆動手段と、これら駆動手段を相互に独立に制御する制御手段とを備え、前記第２駆動手段が前記他部材を駆動していないときに前記接離機構が前記像担持体と前記転写手段を当接させる第１の当接速度を、前記第２駆動手段が前記他部材を駆動しているときに前記接離機構が前記像担持体と前記転写手段を当接させる第２の当接速度よりも遅くするように、前記第１駆動手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体が中間転写体であり、前記転写手段が２次転写手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体が感光体であり、前記転写手段が記録媒体への転写を行う転写ローラであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記他部材が、画像形成手段、前記２次転写手段、画像形成装置内で記録媒体を搬送する搬送装置、記録媒体上に２次転写されたトナー像を定着する定着装置のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記中間転写体を支持するとともに画像形成装置本体に対して取り外し可能及び装着可能な中間転写ユニットを備え、前記制御手段は、前記中間転写ユニットが前記画像形成装置本体に装着された直後に前記第１の当接速度で前記像担持体と前記転写手段を当接させることを特徴とする請求項２又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の当接速度を０．０２ｍｍ／ｍｓｅｃ以下に、前記第２の当接速度を０．０２ｍｍ／ｓｅｃより大きく設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記接離機構が接離カムを有し、前記接離カムの回転方向を切り替えることによって、前記第１の当接速度と前記第２の当接速度を実現することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記接離カムの外周輪郭が非対称に形成され、その回転方向を切り替えることで前記第１の当接速度と前記第２の当接速度を実現することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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