JP2019120830A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ニップ部に記録媒体が突入する直前と、ニップ部に突入した後でニップ部を変更しない構成に比べて、記録媒体の先端部が二次転写ニップへ突入した際に発生する衝撃によりトナーが飛散することを抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】ナー像を保持して搬送する像保持手段と、像保持手段上のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、像保持手段の内周面と当接して転写手段と対向する対向手段と、転写手段が像保持手段を挟んで対向手段と当接するニップ部を、記録媒体がニップ部に突入した後では、記録媒体がニップ部に突入する直前と比べて搬送方向における上流側に移動させるように制御する制御手段と、を備えた。【選択図】図6
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
複数のローラに張架され外周面でトナー像を搬送する中間転写ベルトと、中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写部材と、中間転写ベルトの内周面と当接して二次転写部材と対向する対向部材と、記録媒体の用紙属性情報に基づいて二次転写部材が中間転写ベルトを挟んで対向部材と当接する二次転写位置において中間転写ベルトと二次転写部材とで形成される接触幅を変更する変更手段と、を備えた画像形成装置が知られている(特許文献1)。
記録媒体が二次転写部に突入するタイミングに合わせて、中間転写ユニットに対して、二次転写部材による押圧方向とは反対方向に押圧力を付与する押圧力付与手段を設けたカラー画像形成装置も知られている(特許文献2)
本発明は、ニップ部に記録媒体が接触する直前と、ニップ部に接触した後でニップ部を変更しない構成に比べて、記録媒体の先端部がニップ部へ接触した際に発生する衝撃によりトナーが飛散することを抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、請求項1に記載の画像形成装置は、
トナー像を保持して搬送する像保持手段と、
前記像保持手段上の前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記像保持手段の内周面と当接して前記転写手段と対向する対向手段と、
前記転写手段が前記像保持手段を挟んで前記対向手段と当接するニップ部の前記記録媒体の搬送方向における中心部を、前記記録媒体が前記ニップ部に接触する前では、前記記録媒体が前記ニップ部に接触した後と比べて前記搬送方向における下流側に移動させるように制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする。
トナー像を保持して搬送する像保持手段と、
前記像保持手段上の前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記像保持手段の内周面と当接して前記転写手段と対向する対向手段と、
前記転写手段が前記像保持手段を挟んで前記対向手段と当接するニップ部の前記記録媒体の搬送方向における中心部を、前記記録媒体が前記ニップ部に接触する前では、前記記録媒体が前記ニップ部に接触した後と比べて前記搬送方向における下流側に移動させるように制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする。
前記課題を解決するために、請求項2に記載の画像形成装置は、
トナー像を保持して搬送する像保持手段と、
前記像保持手段上の前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記像保持手段の内周面と当接して前記転写手段と対向する対向手段と、
前記転写手段が前記像保持手段を挟んで前記対向手段と当接するニップ部において前記像保持手段の周面の一部と前記転写手段の周面の一部とが面接触する接触幅を、前記記録媒体が前記ニップ部に接触する前では、前記記録媒体が前記ニップ部に接触した後と比べて減少させるように制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする。
トナー像を保持して搬送する像保持手段と、
前記像保持手段上の前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記像保持手段の内周面と当接して前記転写手段と対向する対向手段と、
前記転写手段が前記像保持手段を挟んで前記対向手段と当接するニップ部において前記像保持手段の周面の一部と前記転写手段の周面の一部とが面接触する接触幅を、前記記録媒体が前記ニップ部に接触する前では、前記記録媒体が前記ニップ部に接触した後と比べて減少させるように制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記記録媒体が前記ニップ部に接触した後では前記ニップ部に接触する前に比べて前記対向手段を前記記録媒体の搬送方向における下流側へ移動させる、
ことを特徴とする。
前記制御手段は、前記記録媒体が前記ニップ部に接触した後では前記ニップ部に接触する前に比べて前記対向手段を前記記録媒体の搬送方向における下流側へ移動させる、
ことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記像保持手段上で最上層のトナー層の質量に応じて前記対向手段を前記記録媒体の搬送方向における上流側へ移動させる、
ことを特徴とする。
前記制御手段は、前記像保持手段上で最上層のトナー層の質量に応じて前記対向手段を前記記録媒体の搬送方向における上流側へ移動させる、
ことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記像保持手段上で最上層のトナー層の質量が大きいほど前記対向手段の移動量を大きくする、
ことを特徴とする。
前記制御手段は、前記像保持手段上で最上層のトナー層の質量が大きいほど前記対向手段の移動量を大きくする、
ことを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記記録媒体の坪量が大きいほど前記対向手段の移動量を大きくする、
ことを特徴とする。
前記制御手段は、前記記録媒体の坪量が大きいほど前記対向手段の移動量を大きくする、
ことを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記像保持手段のプロセススピードが速いほど前記対向手段の移動量を大きくする、
ことを特徴とする。
前記制御手段は、前記像保持手段のプロセススピードが速いほど前記対向手段の移動量を大きくする、
ことを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記トナー像は、白色トナーからなる白色トナー層又はアルミ顔料を含む銀トナーからなる銀トナー層を含む、
ことを特徴とする。
前記トナー像は、白色トナーからなる白色トナー層又はアルミ顔料を含む銀トナーからなる銀トナー層を含む、
ことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、ニップ部に記録媒体が突入する前と、ニップ部に突入した後で記録媒体の搬送方向におけるニップ部を変更しない構成に比べて、記録媒体の先端部がニップ部へ突入した際に発生する衝撃によりトナーが飛散することを抑制できる。
請求項2に記載の発明によれば、ニップ部に記録媒体が突入する前と、ニップ部に突入した後でニップ部において像保持手段の周面の一部と転写手段の周面の一部とが面接触する接触幅を変更しない構成に比べて、記録媒体の先端部がニップ部へ突入した際に発生する衝撃によりトナーが飛散することを抑制できる。
請求項3に記載の発明によれば、記録媒体がニップ部に突入した後ではニップ部に突入する前に比べて対向手段を記録媒体の搬送方向における下流側へ移動させない場合に比べて、記録媒体がニップ部へ突入した後、ニップ部において像保持手段の周面の一部と転写手段の周面の一部とが面接触する接触幅を増加させることができる。
請求項4に記載の発明によれば、像保持手段上で最上層のトナー層の質量に応じて対向手段を記録媒体の搬送方向における上流側へ移動させない場合に比べて、像保持手段上で最上層のトナー層のトナーが飛散することを抑制できる。
請求項5に記載の発明によれば、像保持手段上で最上層のトナー層の質量が大きいほど対向手段の移動量を大きくしない場合に比べて、像保持手段上で最上層のトナー層のトナーが飛散することを抑制できる。
請求項6に記載の発明によれば、記録媒体の坪量が大きいほど対向手段の移動量を大きくしない場合に比べて、トナーが飛散することを抑制できる。
請求項7に記載の発明によれば、像保持体のプロセススピードが速いほど対向手段の移動量を大きくしない場合に比べて、トナーが飛散することを抑制できる。
請求項8に記載の発明によれば、下地となる記録媒体の影響を受けずに遮蔽性が確保されたトナー像を得ることができる。
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とする。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とする。
「第1実施形態」
(1)画像形成装置の全体構成及び動作
(1.1)画像形成装置の全体構成
図1は本実施形態に係る画像形成装置1の概略構成の一例を示す断面模式図、図2は画像形成装置1の機能構成を示すブロック図である。
画像形成装置1は、画像形成部10と、画像形成部10の一端に装着された用紙送り装置20と、画像形成部10の他の一端に設けられ、印刷された用紙Pが排紙される排紙部30と、操作表示部40と、上位機器から送信された印刷情報から画像情報を生成する画像処理部50と、を備えて構成されている。
(1)画像形成装置の全体構成及び動作
(1.1)画像形成装置の全体構成
図1は本実施形態に係る画像形成装置1の概略構成の一例を示す断面模式図、図2は画像形成装置1の機能構成を示すブロック図である。
画像形成装置1は、画像形成部10と、画像形成部10の一端に装着された用紙送り装置20と、画像形成部10の他の一端に設けられ、印刷された用紙Pが排紙される排紙部30と、操作表示部40と、上位機器から送信された印刷情報から画像情報を生成する画像処理部50と、を備えて構成されている。
画像形成部10は、システム制御装置11(不図示)、露光装置12、感光体ユニット13、現像装置14、転写装置15、用紙搬送装置16a、16b、16c、定着装置17、駆動装置18(不図示)、を備えて構成され、画像処理部50から受け取った画像情報を用紙送り装置20から送り込まれた記録媒体の一例としての用紙P上にトナー画像として形成する。
用紙送り装置20は、画像形成部10に対する用紙Pの供給を行う。すなわち、種類(例えば、材質や厚さ、用紙サイズ、紙目)の異なる用紙Pを収容する複数の用紙積載部を備えており、これら複数の用紙積載部のいずれか一つから繰り出した用紙Pを画像形成部10に対して供給するように構成されている。
排紙部30は、画像形成部10にて画像出力が行われた記録媒体の排出を行う。そのために、排紙部30は、画像出力後の記録媒体が排出される排紙収容部を備えている。なお、排紙部30は、画像形成部10から出力される用紙束に対して、裁断やステープル(針綴じ)等の後処理を行う機能を有したものであってもよい。
操作表示部40は、各種の設定や指示の入力及び情報表示に用いられるものである。すなわち、いわゆるユーザインタフェースに相当するもので、具体的には液晶表示パネル、各種操作ボタン、タッチパネル等を組み合わせて構成されている。
(1.2)画像形成部の構成及び動作
このような構成の画像形成装置1では、画像形成のタイミングに合わせて用紙送り装置20のうち、印刷ジョブで印刷の1枚毎に指定された用紙積載部から繰り出された用紙Pが画像形成部10へ送り込まれる。
このような構成の画像形成装置1では、画像形成のタイミングに合わせて用紙送り装置20のうち、印刷ジョブで印刷の1枚毎に指定された用紙積載部から繰り出された用紙Pが画像形成部10へ送り込まれる。
感光体ユニット13は、露光装置12の下方に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム31を備えている。感光体ドラム31の回転方向にそって、帯電器32、露光装置12、現像装置14、一次転写ローラ52、クリーニングブレード33が配置されている。
現像装置14は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング41を有する。現像ハウジング41内には、感光体ドラム31に対向して配置された現像ローラ42が配設されている。現像ローラ42には、層厚を規制された現像剤が供給されて感光体ドラム31上にトナー像が形成される。
それぞれの現像装置14は、現像ハウジング41に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)、白色(W)、特別色としての銀(S)のトナー像を形成する。
それぞれの現像装置14は、現像ハウジング41に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)、白色(W)、特別色としての銀(S)のトナー像を形成する。
現像装置14の上方には、現像剤(キャリアを含むトナー)を収容する交換可能なトナーカートリッジTが装着されている。それぞれのトナーカートリッジTから現像装置14に現像剤を供給するトナーカートリッジガイドTGが配置されている。
回転する感光体ドラム31の表面は、帯電器32により帯電され、露光装置12から出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム31上に形成された静電潜像は現像ローラ42によりトナー像として現像される。
転写装置15は、各感光体ユニット13の感光体ドラム31にて形成された各色トナー像が多重転写される像保持手段の一例としての中間転写ベルト51、各感光体ユニット13にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト51に順次転写(一次転写)する一次転写ローラ52、中間転写ベルト51上に重畳して転写された各色トナー像を記録媒体である用紙Pに一括転写(二次転写)する転写手段の一例としての二次転写ベルト53とから構成されている。
二次転写ベルト53は、二次転写ローラ54と剥離ローラ55とによって張架され、中間転写ベルト51の背面側に配置された対向手段の一例としてのバックアップローラ65と二次転写ローラ54とに挟持されて二次転写部TRを形成する。
各感光体ユニット13の感光体ドラム31に形成された各色トナー像は、システム制御装置11により制御される電源装置等(不図示)から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ52により中間転写ベルト51上に順次静電転写(一次転写)され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。
中間転写ベルト51上の重畳トナー像は、中間転写ベルト51の移動に伴って二次転写ベルト53が配置された二次転写部TRに搬送される。重畳トナー像が二次転写部TRに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙送り装置20から用紙Pが二次転写部TRに供給される。そして、二次転写ベルト53を介して接地された二次転写ローラ54と対向するバックアップローラ65には、システム制御装置11により制御される電源装置等から給電ローラ65Aを介して所定の転写電圧が印加され、用紙Pに中間転写ベルト51上の多重トナー像が一括転写される。
感光体ドラム31表面の残留トナーは、クリーニングブレード34により除去され、廃トナー収容部(不図示)に回収される。感光体ドラム31の表面は、帯電器32により再帯電される。
定着装置17は一方向へ回転する無端状の定着ベルト17aと、定着ベルト17aの周面に接し、一方向へ回転する加圧ローラ17bとを有し、定着ベルト17aと加圧ローラ17bの圧接領域によって定着領域が形成される。
転写装置15においてトナー像が転写された用紙Pは、トナー像が未定着の状態で用紙搬送装置16aを経由して定着装置17に搬送される。定着装置17に搬送された記録媒体は、一対の定着ベルト17aと加圧ローラ17bにより、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
転写装置15においてトナー像が転写された用紙Pは、トナー像が未定着の状態で用紙搬送装置16aを経由して定着装置17に搬送される。定着装置17に搬送された記録媒体は、一対の定着ベルト17aと加圧ローラ17bにより、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
定着の終了した用紙Pは、用紙搬送装置16bを経由して排紙部30に送り込まれる。
尚、用紙Pの両面に画像出力を行う場合には、用紙搬送装置16cにより当該用紙Pの表裏が反転され、再び画像形成部10における二次転写部TRへ送り込まれる。そして、トナー像の転写および転写像の定着が行われた後に、排紙部30に送り込まれることになる。排紙部30へ送り込まれた用紙Pは、必要に応じて裁断やステープル(針綴じ)等の後処理を経た後に、排紙収容部へ排出される。
尚、用紙Pの両面に画像出力を行う場合には、用紙搬送装置16cにより当該用紙Pの表裏が反転され、再び画像形成部10における二次転写部TRへ送り込まれる。そして、トナー像の転写および転写像の定着が行われた後に、排紙部30に送り込まれることになる。排紙部30へ送り込まれた用紙Pは、必要に応じて裁断やステープル(針綴じ)等の後処理を経た後に、排紙収容部へ排出される。
(2)転写装置の構成と作用
(2.1)転写装置の構成
図3は本実施形態に係る画像形成装置1の転写装置15の構成を示す断面模式図、図4は画像形成装置1の二次転写部TRにおける転写バイアス印加の構成と転写ニップ調整を示す図、図14は本発明が解決しようとする画像欠陥を示す模式図、図15は本発明が解決しようとする画像欠陥が発生する推定原因を説明するための模式図、図16(a)は白色トナーを含むトナー画像を示す模式図、(b)は白色トナーを含むトナー像の中間転写ベルト51上における保持状態を示す模式図である。
転写装置15は中間転写ベルト51、一次転写ローラ52、二次転写ベルト53、バックアップローラ65、二次転写ローラ54、クリーニング装置56、を備えて構成されている。
(2.1)転写装置の構成
図3は本実施形態に係る画像形成装置1の転写装置15の構成を示す断面模式図、図4は画像形成装置1の二次転写部TRにおける転写バイアス印加の構成と転写ニップ調整を示す図、図14は本発明が解決しようとする画像欠陥を示す模式図、図15は本発明が解決しようとする画像欠陥が発生する推定原因を説明するための模式図、図16(a)は白色トナーを含むトナー画像を示す模式図、(b)は白色トナーを含むトナー像の中間転写ベルト51上における保持状態を示す模式図である。
転写装置15は中間転写ベルト51、一次転写ローラ52、二次転写ベルト53、バックアップローラ65、二次転写ローラ54、クリーニング装置56、を備えて構成されている。
中間転写ベルト51は、ポリイミドあるいはポリアミドイミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が1E+10〜1E+14Ω・cmとなるように形成されており、その厚みが例えば0.1mm程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。
中間転写ベルト51は、中間転写ベルト51を循環駆動させる駆動ローラ61、各感光体ドラム31の配列方向に沿って略直線状に伸びる中間転写ベルト51を支持する従動ローラ62、中間転写ベルト51に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト51の蛇行を防止するテンションローラ63、二次転写部TRの上流側に設けられ、中間転写ベルト51を支持する支持ローラ64、二次転写部TRに設けられるバックアップローラ65、中間転写ベルト51上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップローラ66に張架されて周回移動する(図中 矢印A参照)。
バックアップローラ65は、表面にカーボンを分散したEPDMとNBRのブレンドゴムのチューブで、内部はEPDMゴムからなり、その表面抵抗率が1E+7〜1E+10Ω/□でローラ径が28mmとなるように形成され、硬度は例えば70度(アスカーC)に設定されている。
バックアップローラ65は、中間転写ベルト51の裏面側に配置されて二次転写ベルト53の対向電極をなしている。そして、バックアップローラ65には、二次転写部TRにて二次転写電界を形成するための直流電圧を印加する金属製の給電ローラ65Aが接触配置されている。
バックアップローラ65は、中間転写ベルト51の裏面側に配置されて二次転写ベルト53の対向電極をなしている。そして、バックアップローラ65には、二次転写部TRにて二次転写電界を形成するための直流電圧を印加する金属製の給電ローラ65Aが接触配置されている。
一次転写ローラ52は、中間転写ベルト51を挟んで、各感光体ドラム31に対向して設けられ、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム31上のトナー像が中間転写ベルト51に順次、静電吸引され、中間転写ベルト51上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
二次転写ベルト53は、クロロプレンやEPDM等のゴム部材にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させ、例えば体積抵抗率が1E+6〜1E+10Ω・cmに調整された半導電性の無端環状ベルトである。
二次転写ベルト53は、図3に示すように、二次転写ローラ54及び剥離ローラ55に張架され、予め定められた張力が与えられる。そして、本実施形態では、二次転写ベルト53は、二次転写ローラ54から駆動力を受けて、予め定められた速度で回転する(図中 矢印B参照)。
二次転写ベルト53は、図3に示すように、二次転写ローラ54及び剥離ローラ55に張架され、予め定められた張力が与えられる。そして、本実施形態では、二次転写ベルト53は、二次転写ローラ54から駆動力を受けて、予め定められた速度で回転する(図中 矢印B参照)。
二次転写ローラ54は、金属シャフトである芯材の外周に、例えば、カーボンブラック等の導電剤の分散されたシリコーンゴム、ウレタンゴム、またはEPDM等の発泡体で構成された導電層が積層されて構成され、二次転写ベルト53及び中間転写ベルト51を介してバックアップローラ65に対向して配置される。
二次転写ローラ54は、二次転写ベルト53上に搬送される用紙Pに対して、電気的に接地されて、バックアップローラ65とともに中間転写ベルト51が保持するトナー像を二次転写する二次転写部TRを形成する。
又、二次転写ローラ54には、駆動モータ(不図示)が接続され、駆動モータによる回転駆動を受けて回転し、さらに二次転写ベルト53を回転させる。
二次転写ローラ54は、二次転写ベルト53上に搬送される用紙Pに対して、電気的に接地されて、バックアップローラ65とともに中間転写ベルト51が保持するトナー像を二次転写する二次転写部TRを形成する。
又、二次転写ローラ54には、駆動モータ(不図示)が接続され、駆動モータによる回転駆動を受けて回転し、さらに二次転写ベルト53を回転させる。
剥離ローラ55は、図3に示すように、二次転写ベルト53の回転方向(図中矢印B方向)において二次転写ローラ54の下流側に位置し、剥離ローラ55と二次転写ローラ54とによって、用紙Pを下流側に向けて搬送するベルト面を形成する。
更に、剥離ローラ55は、二次転写ベルト53面から用紙Pを剥離させるために、剥離ローラ55のローラ径は二次転写ローラ54のローラ径よりも小さく設定している。
更に、剥離ローラ55は、二次転写ベルト53面から用紙Pを剥離させるために、剥離ローラ55のローラ径は二次転写ローラ54のローラ径よりも小さく設定している。
転写装置15の二次転写部TRの上流側には中間転写ベルト51のトナー像保持面に対向して、用紙Pを二次転写部TRへ案内する案内手段の一例としての用紙案内ガイド28が配置されている。
用紙案内ガイド28は、用紙Pの上面(転写面)を案内する用紙案内ガイド28aと、用紙Pの下面(非転写面)を案内する用紙案内ガイド28bとからなる。
(2.2)バックアップローラの移動制御
図5(a)は移動機構によるバックアップローラ65の回転軸の移動を示す二次転写部の断面模式図、(b)は移動機構110の構成例を示す平面模式図、図6は移動機構110の動作によりバックアップローラ65の回転軸が搬送方向上流側に移動して転写ニップ位置が変化した状態を示す断面模式図、図7は画像形成装置1における二次転写時のオフセット角度Θの制御の流れを示すフローチャート、図8は移動機構110の動作によりバックアップローラ65の回転軸が搬送方向下流側に移動して転写ニップ位置が変化した状態を示す断面模式図、図9は移動機構110の動作によりバックアップローラ65の回転軸が搬送方向上流側に移動して転写ニップ幅が変化した状態を示す断面模式図、図10は移動機構110の動作によりバックアップローラ65の回転軸が搬送方向下流側に移動して転写ニップ幅が変化した状態を示す断面模式図である。
用紙案内ガイド28は、用紙Pの上面(転写面)を案内する用紙案内ガイド28aと、用紙Pの下面(非転写面)を案内する用紙案内ガイド28bとからなる。
(2.2)バックアップローラの移動制御
図5(a)は移動機構によるバックアップローラ65の回転軸の移動を示す二次転写部の断面模式図、(b)は移動機構110の構成例を示す平面模式図、図6は移動機構110の動作によりバックアップローラ65の回転軸が搬送方向上流側に移動して転写ニップ位置が変化した状態を示す断面模式図、図7は画像形成装置1における二次転写時のオフセット角度Θの制御の流れを示すフローチャート、図8は移動機構110の動作によりバックアップローラ65の回転軸が搬送方向下流側に移動して転写ニップ位置が変化した状態を示す断面模式図、図9は移動機構110の動作によりバックアップローラ65の回転軸が搬送方向上流側に移動して転写ニップ幅が変化した状態を示す断面模式図、図10は移動機構110の動作によりバックアップローラ65の回転軸が搬送方向下流側に移動して転写ニップ幅が変化した状態を示す断面模式図である。
ここで、二次転写部TRにおいて発生する現象について説明する。
二次転写部TRでは、二次転写ベルト53と中間転写ベルト51を介したバックアップローラ65との転写ニップで用紙Pを圧接して二次転写バイアスを印加し、形成された電界によりトナー像を用紙Pに転写する。
二次転写部TRでは、二次転写ベルト53と中間転写ベルト51を介したバックアップローラ65との転写ニップで用紙Pを圧接して二次転写バイアスを印加し、形成された電界によりトナー像を用紙Pに転写する。
ここで、中間転写ベルト51上に形成されたトナー像が白色(W)トナーや銀(S)トナーによるトナー画像である場合、用紙Pの先端L/E側において搬送方向の後方側に飛散する画像欠陥が発生することがある(図14 参照)。
用紙Pの先端L/Eが二次転写部TRに突入する際、用紙Pは転写ニップに突き当たり、先端領域が中間転写ベルト51側に撓んだ状態で衝突する(図15中 矢印R参照)。この衝突により中間転写ベルト51が振動し二次転写前に中間転写ベルト51上で保持されているトナーが飛散する(図11 参照)。特に、白色(W)トナーや銀(S)トナーは金属顔料を含むために質量が大きく、中間転写ベルト51の振動から受ける力が大きくなるため、かかるトナー飛散が発生し易いものと推察される。
用紙Pの先端L/Eが二次転写部TRに突入する際、用紙Pは転写ニップに突き当たり、先端領域が中間転写ベルト51側に撓んだ状態で衝突する(図15中 矢印R参照)。この衝突により中間転写ベルト51が振動し二次転写前に中間転写ベルト51上で保持されているトナーが飛散する(図11 参照)。特に、白色(W)トナーや銀(S)トナーは金属顔料を含むために質量が大きく、中間転写ベルト51の振動から受ける力が大きくなるため、かかるトナー飛散が発生し易いものと推察される。
より、具体的には、用紙Pの先端L/Eが二次転写部TRの転写ニップ部NPに突入すると、転写ニップ部NPから中間転写ベルト51の移動方向における約15mm程度上流側に保持されているトナー像(図11中 L参照)が中間転写ベルト51上で移動方向の後方側に飛散することがある。
これは、用紙Pの先端L/Eが二次転写部TRの転写ニップ部NPに突入した後、用紙Pが15mm程度搬送されて中間転写ベルト51側にループ状に撓んで衝突することで中間転写ベルト51が振動して、中間転写ベルト51上のトナーが飛散する現象であると推察される。
これは、用紙Pの先端L/Eが二次転写部TRの転写ニップ部NPに突入した後、用紙Pが15mm程度搬送されて中間転写ベルト51側にループ状に撓んで衝突することで中間転写ベルト51が振動して、中間転写ベルト51上のトナーが飛散する現象であると推察される。
本実施形態に係る画像形成装置1においては、二次転写ベルト53及び二次転写ローラ54が中間転写ベルト51を挟んでバックアップローラ65と当接する転写ニップ部NPを用紙Pの搬送方向に移動させる移動機構110を備えている。そして、移動機構110は、用紙Pが転写ニップ部NPに突入する前では、転写ニップ部NPを用紙Pが転写ニップ部NPに突入した後と比べて用紙Pの搬送方向における上流側に移動させるように制御する。
具体的には、図5(a)に示す(図5(a)中 矢印R参照)ように、移動機構110は、バックアップローラ65の回転軸を移動させることによって、転写ニップ部NPを移動させる。
移動機構110は、図5(b)に示すように、転写フレーム111、バックアップローラ支持フレーム112、偏心カム113、ロータリアクチュエータ114、引張りばね115からなる。バックアップローラ65は、バックアップローラ支持フレーム112に軸受で回転自在に支持されている。
バックアップローラ支持フレーム112は、スタッド116で転写フレーム111に長穴117の長径の範囲内で移動可能に支持されている。スタッド116は、転写フレーム111の長穴117を貫通して突出し、スタッド116には、偏心カム113が接触している。偏心カム113は、ロータリアクチュエータ114で回転することで、スタッド116を転写フレーム111の長穴117の長径の範囲内で移動させてバックアップローラ65の回転軸を移動させる。
これにより、バックアップローラ65が二次転写部TRにおいて、用紙Pの搬送方向に移動して、二次転写ローラ54の回転中心OAを通り鉛直方向(Z方向)沿った法線Nと、バックアップローラ65の回転中心OB、二次転写ローラ54の回転中心OAを結ぶ線分ABとのなす角度(オフセット角度)Θが変化することになる。
これにより、バックアップローラ65が二次転写部TRにおいて、用紙Pの搬送方向に移動して、二次転写ローラ54の回転中心OAを通り鉛直方向(Z方向)沿った法線Nと、バックアップローラ65の回転中心OB、二次転写ローラ54の回転中心OAを結ぶ線分ABとのなす角度(オフセット角度)Θが変化することになる。
例えば、図8に示すように、ロータリアクチュエータ114で偏心カム113が回転すると、スタッド116は長穴117の範囲で移動して、バックアップローラ65は、その回転軸が移動してオフセット角度Θが増加して(Θ1からΘ2)転写ニップ部NPの位置P1が用紙搬送方向における下流側(P2)に移動する。
システム制御装置11は、トナー情報を取得(S101)し、画像形成に使用されるトナーの質量が閾値以上か判断する(S102)。例えば、用紙Pとしてカーボンブラックを含有する黒紙を使用して白色(W)トナーを含むトナー画像を形成する場合、図16(a)に示すように、用紙P上で第1層目には金属顔料を含み質量が大きい白色(W)トナーが転写されるために、中間転写ベルト51上では、最上層に白色(W)が保持されている(図16(b) 参照)。そして、白色(W)トナーの質量は、0.24×10−9gであり、閾値以上である。
システム制御装置11は、画像形成に使用されるトナーの質量が閾値以上である場合(S102:Yes)、ロータリアクチュエータ114を回転駆動(S103)してバックアップローラ65の回転軸を用紙搬送方向の上流側へ移動させて通常の転写時に対してオフセット角度Θを減少(Θ2からΘ1)させる(図6 参照)。尚、システム制御装置11は、中間転写ベルト51上で最上層となるトナー層のトナーの質量が大きいほどバックアップローラ65の回転軸の移動量を大きくする。
これにより、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPに進入する際には、転写ニップ部NPは、通常の転写時に比べて用紙搬送方向において上流側に位置することになり、用紙Pの先端L/Eは転写ニップ部NPへより浅い角度で進入し、先端領域の撓みは抑制される(図6 参照)。
これにより、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPに進入する際には、転写ニップ部NPは、通常の転写時に比べて用紙搬送方向において上流側に位置することになり、用紙Pの先端L/Eは転写ニップ部NPへより浅い角度で進入し、先端領域の撓みは抑制される(図6 参照)。
そして、システム制御装置11は、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NP内で15mm搬送されたタイミング(S104:Yes)で、再度、ロータリアクチュエータ114を回転駆動(S105)してバックアップローラ65の回転軸を用紙搬送方向の下流側へ移動させて通常の転写時のオフセット角度Θに戻す(Θ1からΘ2:図8 参照)。これにより、転写ニップ部NPは、通常の転写時に位置することになり、転写ニップ幅NWが増加した状態(図10 参照)で用紙Pへのトナー像の二次転写が行われる。
このようにして、用紙Pが転写ニップ部NPに突入する前に、搬送される用紙Pの先端L/Eを転写ニップ部NPを通常転写時に比べて用紙搬送方向の上流側へ移動した状態で受け入れて、用紙Pが転写ニップ部NPに突入した後では、転写ニップ部NPを用紙Pが転写ニップ部NPに突入する前と比べて用紙Pの搬送方向における下流側に移動させる。
これにより、転写ニップ部NPに用紙Pが突入する前と、転写ニップ部NPに突入した後で用紙Pの搬送方向における転写ニップ部NPを変更しない構成に比べて、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPへ突入した際に発生する衝撃によりトナーが飛散することが抑制される。
これにより、転写ニップ部NPに用紙Pが突入する前と、転写ニップ部NPに突入した後で用紙Pの搬送方向における転写ニップ部NPを変更しない構成に比べて、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPへ突入した際に発生する衝撃によりトナーが飛散することが抑制される。
尚、移動機構110でバックアップローラ65の回転軸を用紙搬送方向に移動させることで、二次転写ローラ54のオフセット角度Θを変化して転写ニップ部NPの位置が移動する作用について説明したが、図9、図10に示すように、二次転写ローラ54のオフセット角度Θを変更することで、中間転写ベルト51の周面の一部と二次転写ベルト53の周面の一部とが面接触する転写ニップ幅NWが減少又は増加する。
図9に示すように、ロータリアクチュエータ114を180度回転駆動してバックアップローラ65の回転軸を用紙搬送方向の上流側へ移動させて通常の転写時に対してオフセット角度Θを減少(Θ2からΘ1)させると、転写ニップ幅NWが減少する(図9中 NW1参照)。これにより、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPに進入する際には、用紙Pの先端L/Eは転写ニップ部NPへ進入しやすくなり、先端領域の撓みは抑制される。
そして、図10に示すように、再度、ロータリアクチュエータ114を180度回転駆動してバックアップローラ65の回転軸を用紙搬送方向の下流側へ移動させて通常の転写時のオフセット角度Θを増加(Θ1からΘ2)させると、転写ニップ幅NWは増加(図10中 NW2参照)し、用紙Pへのトナー像の二次転写が安定して行われる。
「第2実施形態」
図11は本実施形態に係る画像形成装置1Aにおける二次転写時のオフセット角度Θの制御の流れを示すフローチャートである。
本実施形態に係る画像形成装置1Aは、用紙Pの坪量が大きいほどバックアップローラ65の移動量を大きくするように制御する点で、第1実施形態に係る画像形成装置1と異なる。そのために、第1実施形態に係る画像形成装置1と共通の構成要素には同一の符号を付して説明する。
図11は本実施形態に係る画像形成装置1Aにおける二次転写時のオフセット角度Θの制御の流れを示すフローチャートである。
本実施形態に係る画像形成装置1Aは、用紙Pの坪量が大きいほどバックアップローラ65の移動量を大きくするように制御する点で、第1実施形態に係る画像形成装置1と異なる。そのために、第1実施形態に係る画像形成装置1と共通の構成要素には同一の符号を付して説明する。
システム制御装置11は、トナー情報を取得する(S201)とともに、用紙情報を取得する(S202)。そして、使用される用紙Pの坪量が閾値以上か判断する(S203)。具体的には、用紙Pの坪量の閾値を256gsmとし、これを越える坪量の用紙Pは厚紙であると判断し、バックアップローラ65の移動量を大きくするように設定する(S204)。
そして、画像形成に使用されるトナーの質量が閾値以上か判断する(S205)。例えば、用紙Pとしてカーボンブラックを含有する黒紙を使用して白色(W)トナーを含むトナー画像を形成する場合、白色(W)トナーの質量は、0.24×10−9gであり閾値以上である。
システム制御装置11は、画像形成に使用されるトナーの質量が閾値以上である場合(S205:Yes)、ロータリアクチュエータ114を回転駆動(S206)してバックアップローラ65の回転軸を用紙搬送方向の上流側へ移動させて通常の転写時に対してオフセット角度Θを減少させる。このとき、用紙Pの坪量が閾値以上の厚紙である場合には、バックアップローラ65の移動量を普通紙に比べて大きくして、オフセット角度Θをより減少させるように制御する。
これにより、用紙Pが厚紙であっても、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPに進入する際には、転写ニップ部NPは普通紙の転写時に比べて用紙搬送方向においてより上流側に位置することになり、用紙Pの先端L/Eは転写ニップ部NPへより浅い角度で進入し、用紙突入時の衝撃が抑制される。
そして、システム制御装置11は、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NP内で15mm搬送されたタイミング(S207:Yes)で、再度、ロータリアクチュエータ114を回転駆動(S208)してバックアップローラ65の回転軸を用紙搬送方向の下流側へ移動させて通常の転写時のオフセット角度Θに戻す。これにより、転写ニップ部NPは、通常の転写時に位置することになり、用紙Pへのトナー像の二次転写が行われる。
このようにして、用紙Pが転写ニップ部NPに突入する前に、搬送される用紙Pの先端L/Eを転写ニップ部NPを普通紙に比べて用紙搬送方向の上流側へより移動した状態で受け入れて、用紙Pが転写ニップ部NPに突入した後では、転写ニップ部NPを用紙Pが転写ニップ部NPに突入する前と比べて用紙Pの搬送方向における下流側に移動させる。
これにより、用紙Pの坪量が閾値を越えていてもバックアップローラ65の移動量を大きくしない場合に比べて、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPへ突入した際に発生する衝撃によりトナーが飛散することが抑制される。
これにより、用紙Pの坪量が閾値を越えていてもバックアップローラ65の移動量を大きくしない場合に比べて、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPへ突入した際に発生する衝撃によりトナーが飛散することが抑制される。
「第3実施形態」
図12は本実施形態に係る画像形成装置1Bにおける二次転写時のオフセット角度Θの制御の流れを示すフローチャートである。
本実施形態に係る画像形成装置1Bは、用紙Pの搬送速度(プロセススピード:中間転写ベルト51の移動速度と同義)が大きいほどバックアップローラ65の移動量を大きくするように制御する点で、第1実施形態に係る画像形成装置1と異なる。そのために、第1実施形態に係る画像形成装置1と共通の構成要素には同一の符号を付して説明する。
図12は本実施形態に係る画像形成装置1Bにおける二次転写時のオフセット角度Θの制御の流れを示すフローチャートである。
本実施形態に係る画像形成装置1Bは、用紙Pの搬送速度(プロセススピード:中間転写ベルト51の移動速度と同義)が大きいほどバックアップローラ65の移動量を大きくするように制御する点で、第1実施形態に係る画像形成装置1と異なる。そのために、第1実施形態に係る画像形成装置1と共通の構成要素には同一の符号を付して説明する。
システム制御装置11は、トナー情報を取得する(S301)とともに、用紙Pの搬送速度情報を取得する(S302)。そして、設定されるプロセススピードが閾値以上か判断する(S303)。
具体的には、画像形成装置1Bにおいては、用紙Pの種類、形成するトナー画像等の条件によって、複数のプロセススピードが設定される。例えば、用紙Pが256gsm以下の普通紙であれば、画像形成装置1Bが有する最速のプロセススピードに設定され、形成されるトナー画像のトナー量が多い場合には、低速のプロセススピードに設定される。システム制御装置11は、設定されるプロセススピードが閾値を越える場合(S303:Yes)には、バックアップローラ65の移動量を大きくするように設定する(S304)。
具体的には、画像形成装置1Bにおいては、用紙Pの種類、形成するトナー画像等の条件によって、複数のプロセススピードが設定される。例えば、用紙Pが256gsm以下の普通紙であれば、画像形成装置1Bが有する最速のプロセススピードに設定され、形成されるトナー画像のトナー量が多い場合には、低速のプロセススピードに設定される。システム制御装置11は、設定されるプロセススピードが閾値を越える場合(S303:Yes)には、バックアップローラ65の移動量を大きくするように設定する(S304)。
そして、画像形成に使用されるトナーの質量が閾値以上か判断する(S305)。例えば、用紙Pとしてカーボンブラックを含有する黒紙を使用して白色(W)トナーを含むトナー画像を形成する場合、白色(W)トナーの質量は、0.24×10−9gであり閾値以上である。
システム制御装置11は、画像形成に使用されるトナーの質量が閾値以上である場合(S305:Yes)、ロータリアクチュエータ114を回転駆動(S306)してバックアップローラ65の回転軸を用紙搬送方向の上流側へ移動させて通常の転写時に対してオフセット角度Θを減少させる。このとき、用紙Pの坪量が閾値以上の厚紙である場合には、バックアップローラ65の移動量を普通紙に比べて大きくして、オフセット角度Θはより減少させるように制御する。
これにより、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPに進入する際には、転写ニップ部NPは用紙搬送方向においてより上流側に位置することになり、用紙Pの先端L/Eは転写ニップ部NPへより浅い角度で進入し、用紙突入時の衝撃が抑制される。
これにより、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPに進入する際には、転写ニップ部NPは用紙搬送方向においてより上流側に位置することになり、用紙Pの先端L/Eは転写ニップ部NPへより浅い角度で進入し、用紙突入時の衝撃が抑制される。
そして、システム制御装置11は、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NP内で15mm搬送されたタイミング(S307:Yes)で、再度、ロータリアクチュエータ114を回転駆動(S308)してバックアップローラ65の回転軸を用紙搬送方向の下流側へ移動させて通常の転写時のオフセット角度Θに戻す。これにより、転写ニップ部NPは、通常の転写時に位置することになり、用紙Pへのトナー像の二次転写が行われる。
このようにして、プロセススピードが閾値を越える場合、用紙Pが転写ニップ部NPに突入する前に、搬送される用紙Pの先端L/Eを転写ニップ部NPを用紙搬送方向の上流側へより移動した状態で受け入れて、用紙Pが転写ニップ部NPに突入した後では、転写ニップ部NPを用紙Pが転写ニップ部NPに突入する前と比べて用紙Pの搬送方向における下流側に移動させる。
これにより、プロセススピードが閾値を越えていてもバックアップローラ65の移動量を大きくしない場合に比べて、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPへ突入した際に発生する衝撃によりトナーが飛散することが抑制される。
これにより、プロセススピードが閾値を越えていてもバックアップローラ65の移動量を大きくしない場合に比べて、用紙Pの先端L/Eが転写ニップ部NPへ突入した際に発生する衝撃によりトナーが飛散することが抑制される。
画像形成装置1(富士ゼロックス(株)製 Color 1000 Pressをベースとした装置)を用いて、用紙Pとして、五條製紙社製の256gsmのA3サイズのメタリック紙(スペシャリティNo.314)における画像先端部20mmの位置から、用紙Pの搬送方向幅10mm、用紙Pの搬送方向と直交する方向幅285mmの白色帯画像のトナー飛散の画像欠陥について次の条件で評価した。
「条件1」
オフセット角度Θは30.8度に固定
「条件2」
通常転写時のオフセット角度Θは30.8度に固定し、用紙Pの転写ニップ部NP部への突入前にオフセット角度Θを27度に変更
「条件1」
オフセット角度Θは30.8度に固定
「条件2」
通常転写時のオフセット角度Θは30.8度に固定し、用紙Pの転写ニップ部NP部への突入前にオフセット角度Θを27度に変更
それぞれの条件1、条件2での画像評価の結果を図10に示す。
「条件1」
白色帯画像において、G5(トナー飛散の程度を相対数値化した評価値)の顕著なトナー飛散が確認された。
「条件2」
白色帯画像において、G2(トナー飛散の程度を相対数値化した評価値)の軽微なトナー飛散が確認された。
「条件1」
白色帯画像において、G5(トナー飛散の程度を相対数値化した評価値)の顕著なトナー飛散が確認された。
「条件2」
白色帯画像において、G2(トナー飛散の程度を相対数値化した評価値)の軽微なトナー飛散が確認された。
1、1A、1B・・・画像形成装置
10・・・画像形成部
11・・・システム制御装置
12・・・露光装置
13・・・感光体ユニット
14・・・現像装置
15・・・転写装置
51・・・中間転写ベルト
53・・・二次転写ベルト
54・・・二次転写ローラ
65・・・バックアップローラ
17・・・定着装置
20・・・用紙送り装置
28・・・用紙案内ガイド
30・・・排紙部
40・・・操作表示部
50・・・画像処理部
100・・・転写バイアス電源
110・・・移動機構
113・・・偏心カム
114・・・ロータリアクチュエータ
P・・・用紙
10・・・画像形成部
11・・・システム制御装置
12・・・露光装置
13・・・感光体ユニット
14・・・現像装置
15・・・転写装置
51・・・中間転写ベルト
53・・・二次転写ベルト
54・・・二次転写ローラ
65・・・バックアップローラ
17・・・定着装置
20・・・用紙送り装置
28・・・用紙案内ガイド
30・・・排紙部
40・・・操作表示部
50・・・画像処理部
100・・・転写バイアス電源
110・・・移動機構
113・・・偏心カム
114・・・ロータリアクチュエータ
P・・・用紙
Claims (8)
- トナー像を保持して搬送する像保持手段と、
前記像保持手段上の前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記像保持手段の内周面と当接して前記転写手段と対向する対向手段と、
前記転写手段が前記像保持手段を挟んで前記対向手段と当接するニップ部の前記記録媒体の搬送方向における中心部を、前記記録媒体が前記ニップ部に接触する前では、前記記録媒体が前記ニップ部に接触した後と比べて前記搬送方向における上流側に移動させるように制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。 - トナー像を保持して搬送する像保持手段と、
前記像保持手段上の前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記像保持手段の内周面と当接して前記転写手段と対向する対向手段と、
前記転写手段が前記像保持手段を挟んで前記対向手段と当接するニップ部において前記像保持手段の周面の一部と前記転写手段の周面の一部とが面接触する接触幅を、前記記録媒体が前記ニップ部に接触する前では、前記記録媒体が前記ニップ部に接触した後と比べて減少させるように制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記記録媒体が前記ニップ部に接触した後では前記ニップ部に接触する前に比べて前記対向手段を前記記録媒体の搬送方向における下流側へ移動させる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記像保持手段上で最上層のトナー層の質量に応じて前記対向手段を前記記録媒体の搬送方向における上流側へ移動させる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記像保持手段上で最上層のトナー層の質量が大きいほど前記対向手段の移動量を大きくする、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記記録媒体の坪量が大きいほど前記対向部材の移動量を大きくする、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記像保持体のプロセススピードが速いほど前記対向部材の移動量を大きくする、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記トナー像は、白色トナーからなる白色トナー層又はアルミ顔料を含む銀トナーからなる銀トナー層を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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-
2018
- 2018-01-09 JP JP2018001221A patent/JP2019120830A/ja active Pending
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