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JP5703278B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、像担持体に形成されたトナー像が一次転写される中間転写体と、中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に二次転写するための二次転写部材とを備えた画像形成装置に関するものである。
従来、表面にトナー像が形成される感光体等の像担持体と、像担持体と同期して回転して像担持体に形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト(中間転写体)と、中間転写ベルトに転写されたトナー像を転写紙(記録媒体)に転写するための二次転写ローラー(二次転写部材)とを備え、転写紙を中間転写ベルトから分離して定着装置へ搬送する画像形成装置が知られている。
この画像形成装置では、二次転写後の転写紙が中間転写ベルトから分離されずに中間転写ベルトに巻きつくことにより、紙詰まり現象(ジャム)が発生することがある。これを改善するために、中間転写ベルトと二次転写ローラーとのニップ部よりも転写紙搬送方向の下流側に、転写紙を中間転写ベルトから分離する分離部材を設ける方法が広く採用されている。この方法では、分離部材により転写紙を除電することによって、転写紙を中間転写ベルトから分離する。
なお、転写紙を除電する分離部材を設けた画像形成装置は、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1では、転写紙の種類を検知するフォトセンサーを設け、転写紙の種類に応じて分離部材の位置を変更する。そして、転写紙の種類に応じて除電量を設定することにより、中間転写ベルトへの転写紙の巻きつきを抑制している。
特開2006−251664号公報
しかしながら、上記従来の画像形成装置や上記特許文献1の画像形成装置では、以下の問題点がある。すなわち、近年、装置の高速化に伴って、転写紙を安定搬送できる条件範囲が狭くなっている。このため、二次転写ニップ部(中間転写ベルトと二次転写ローラーとのニップ部)から定着装置までの間において、転写紙が斜行する場合があるという問題点がある。転写紙が斜行すると、ジャムが発生しやすくなる。なお、転写紙の斜行は、薄紙を使用する場合や、装置が高温高湿度の環境下にある場合に、より発生しやすい。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、記録媒体の斜行を抑制することが可能な画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、表面にトナー像が形成される像担持体と、像担持体に形成されたトナー像が一次転写される中間転写体と、中間転写体に圧接して配置され、中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に二次転写するための二次転写部材と、中間転写体と二次転写部材とのニップ部よりも転写紙搬送方向の下流側に配置され、記録媒体を中間転写体から分離する分離部材と、分離部材にバイアスを印加する電源回路と、を備え、分離部材は、バイアスが印加されることにより記録媒体を中間転写体から分離するとともに、記録媒体搬送方向に対して垂直な方向に沿って2つ以上設けられており、分離部材の各々には、互いに独立してバイアスが印加される。
本発明によれば、分離部材は記録媒体搬送方向に対して垂直な方向に沿って2つ以上設けられており、分離部材の各々には互いに独立してバイアスが印加される。これにより、記録媒体搬送方向に対して垂直な方向の一方側と他方側とに印加するバイアスを調節することができるので、記録媒体搬送方向に対して垂直な方向の一方側と他方側とにおける記録媒体の搬送速度を調節することができる。このため、記録媒体が斜行するのを抑制することができるとともに、ジャムの発生を抑制することができる。
本発明の一実施形態の画像形成装置の構造を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態の二次転写ニップ部周辺の構造を示した断面図である。 本発明の一実施形態の二次転写ニップ部周辺の構造を示した平面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1〜図3を参照して、本発明の一実施形態による画像形成装置100の構造について説明する。画像形成装置100(ここではカラープリンター)本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdが、搬送方向上流側(図1では右側)から順に配設されている。これらの画像形成部Pa〜Pdは、異なる4色(シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
これらの画像形成部Pa〜Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム(像担持体)1a、1b、1c及び1dが配設されており、さらに駆動手段(図示せず)により図1において時計回りに回転する中間転写ベルト(中間転写体)8が各画像形成部Pa〜Pdに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム1a〜1dに当接しながら移動する中間転写ベルト8上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト8上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー(二次転写部材)9の作用によって記録媒体の一例としての転写紙P上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された転写紙Pは、定着装置13においてトナー像が定着された後、画像形成装置100本体より排出される。感光体ドラム1a〜1dを図1において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム1a〜1dに対する画像形成プロセスが実行される。
トナー像が二次転写される転写紙Pは、画像形成装置100の本体下部に配置された用紙カセット16内に収容されており、給紙ローラー12a及びレジストローラー対12bを介して二次転写ローラー9と中間転写ベルト8とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト8には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー9の下流側には中間転写ベルト8表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー19が配置されている。
次に、画像形成部Pa〜Pdについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム1a〜1dの周囲及び下方には、感光体ドラム1a〜1dを帯電させる帯電器2a、2b、2c及び2dと、各感光体ドラム1a〜1dに画像情報を露光する露光装置5と、感光体ドラム1a〜1d上にトナー像を形成する現像ユニット3a、3b、3c及び3dと、感光体ドラム1a〜1d上に残留した現像剤(トナー)等を除去するクリーニング部7a、7b、7c及び7dが設けられている。
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器2a〜2dによって感光体ドラム1a〜1dの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置5によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像ユニット3a〜3dには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像ユニット3a〜3d内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ(補給部)4a〜4dから各現像ユニット3a〜3dにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像ユニット3a〜3dにより感光体ドラム1a〜1d上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置5からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
そして、一次転写ローラー6a〜6dにより一次転写ローラー6a〜6dと感光体ドラム1a〜1dとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム1a〜1d上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト8上に一次転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム1a〜1dの表面に残留したトナー等がクリーニング部7a〜7dにより除去される。
中間転写ベルト8は、上流側の従動ローラー10と、下流側の駆動ローラー11とに掛け渡されており、駆動モーター(図示せず)による駆動ローラー11の回転に伴い中間転写ベルト8が時計回りに回転を開始すると、転写紙Pがレジストローラー対12bから所定のタイミングで中間転写ベルト8とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー9とのニップ部(二次転写ニップ部)へ搬送され、中間転写ベルト8上のフルカラー画像が転写紙P上に二次転写される。トナー像が二次転写された転写紙Pは定着装置13へと搬送される。
定着装置13に搬送された転写紙Pは、定着ローラー対13aにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Pの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Pは、複数方向に分岐した分岐部14によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Pの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対15によって排出トレイ17に排出される。
一方、転写紙Pの両面に画像を形成する場合は、定着装置13を通過した転写紙Pの一部を一旦排出ローラー対15から装置外部にまで突出させる。そして、転写紙Pの後端が分岐部14を通過した後に排出ローラー対15を逆回転させるとともに分岐部14の搬送方向を切り換える。これにより、転写紙Pは後端から用紙搬送路18に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト8上に形成された次のトナー像が、二次転写ローラー9によって転写紙Pの画像が形成されていない面に二次転写される。トナー像が二次転写された転写紙Pは、定着装置13に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ17に排出される。
次に、図2および図3を参照して、二次転写ニップ部の周辺の詳細構造について説明する。なお、図2は図1の背面側から見た状態を示しており、各部材の配置は図1と左右が逆になっている。
二次転写ローラー9は図2に示すように、中間転写ベルト8を挟んで駆動ローラー11に圧接して配置されている。中間転写ベルト8と二次転写ローラー9とのニップ部(二次転写ニップ部)よりも転写紙搬送方向(記録媒体搬送方向)の下流側(図2では上側)には、転写紙Pを中間転写ベルト8から分離するための金属製の分離板(分離部材)20が配置されている。
分離板20は転写紙Pの通過位置よりも二次転写ローラー9側に配置されているとともに、二次転写ローラー9の上方に配置されている。そして、分離板20にバイアスが印加されることによって、分離板20周辺に電界が生じる。二次転写ニップ部を通過した転写紙Pは所定電位に帯電しているので、分離板20周辺に発生した電界により、転写紙Pを二次転写ローラー9側に引っ張る力が発生し、転写紙Pが中間転写ベルト8から分離される。なお、分離板20に印加するバイアスを大きくすると、転写紙Pを引っ張る力は強くなる。
また、分離板20は図3に示すように、転写紙搬送方向に対して垂直な方向(二次転写ローラー9の延びる方向)(X方向)に沿って2つ以上(本実施形態では5つ)設けられている。分離板20には電源回路21が接続されている。電源回路21は分離板20に印加するバイアスを個々に制御することが可能であり、分離板20の各々には、互いに独立してバイアスが印加される。
また、図2に示すように、二次転写ニップ部よりも転写紙搬送方向の下流側(図2では上側)には、転写紙Pの撓みを検出する撓みセンサー22が設けられている。撓みセンサー22は例えば光学式反射型のセンサーである。撓みセンサー22は発光部と受光部とを有し、例えば、発光部から出射された光が転写紙Pで反射され、受光部に入射する反射光の光量によって、転写紙Pの撓みを検出する。また、撓みセンサー22は転写紙Pの通過位置よりも中間転写ベルト8側に配置されているとともに、中間転写ベルト8の上方に配置されている。
また、撓みセンサー22は図3に示すように、転写紙搬送方向に対して垂直な方向(X方向)に沿って2つ以上(本実施形態では5つ)設けられており、各分離板20に対して1つずつ設けられている。各撓みセンサー22は転写紙Pの撓み(転写紙Pまでの距離)を検出し、検出した撓み(距離)に応じた検出信号を制御部(図示せず)に出力する。これにより、制御部は、X方向の両側における転写紙Pの搬送速度の差が無くなるように、電源回路21の出力を制御する。このようにして、撓みセンサー22の出力に応じて、分離板20に印加するバイアスが制御される。
例えば、X方向の一方側において転写紙Pが中間転写ベルト8側に撓んでいる場合、X方向の一方側の分離板20に印加されるバイアスが大きくなるように、電源回路21が制御される。これにより、X方向の一方側において、転写紙Pの中間転写ベルト8側への撓みが抑制される。また、X方向の一方側において転写紙Pが二次転写ローラー9側に撓んでいる場合、X方向の一方側の分離板20に印加されるバイアスが小さくなるように、電源回路21が制御される。これにより、X方向の一方側において、転写紙Pの二次転写ローラー9側への撓みが抑制される。このことは、X方向の他方側においても同様である。
なお、全ての分離板20にバイアスを印加することも可能であるが、転写紙Pのサイズに応じて、必要最小限の分離板20にバイアスを印加してもよい。具体的には、分離板20を、X方向の一方側(図3の左側)から他方側(図3の右側)に向かって順に、20a、20b、20c、20dおよび20eとすると、転写紙Pが分離板20bから分離板20dだけを通過する小さいサイズである場合は、分離板20bおよび20d(転写紙PのX方向の両端部が通過する分離板20)だけにバイアスを印加してもよい。すなわち、分離板20aおよび20e(転写紙Pが通過しない分離板20)にバイアスを印加しなくてもよい。また、必要に応じて、分離板20cに、転写紙Pが二次転写ローラー9に巻きつかない必要最小限のバイアスを印加してもよい。
また、転写紙Pが分離板20aから分離板20eを通過する大きいサイズである場合は、分離板20aおよび20e(転写紙PのX方向の両端部が通過する分離板20)だけにバイアスを印加してもよい。また、必要に応じて、分離板20b、20cおよび20dに、転写紙Pが二次転写ローラー9に巻きつかない必要最小限のバイアスを印加してもよい。
本実施形態では、上記のように、分離板20は転写紙搬送方向に対して垂直な方向(X方向)に沿って2つ以上設けられており、分離板20の各々には互いに独立してバイアスが印加される。これにより、X方向の一方側と他方側とに印加するバイアスを調節することができるので、X方向の一方側と他方側とにおける転写紙Pの搬送速度を調節することができる。このため、二次転写ニップ部から定着装置13までの間において、転写紙Pが斜行するのを抑制することができるとともに、ジャムの発生を抑制することができる。
また、上記のように、撓みセンサー22を用いることによって、X方向の一方側と他方側とにおける転写紙Pの搬送速度を容易に検出することができる。そして、撓みセンサー22の出力に応じて各分離板20に印加するバイアスを制御することによって、転写紙Pが斜行するのを容易に抑制することができるとともに、ジャムの発生を容易に抑制することができる。
また、上記のように、転写紙Pのサイズに応じて、必要最小限の分離板20にバイアスを印加すれば、消費電力を低減することができるとともに、バイアス制御が簡単になる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態では、カラー画像形成装置に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。中間転写体を備えていれば、モノクロ画像形成装置にも本発明を適用できる。
また、上記実施形態では、分離部材を5つ設けた例について示したが、分離部材は転写紙搬送方向に対して垂直な方向に沿って最低2つあればよい。また、分離部材は転写紙搬送方向に対して垂直な方向に互いに隣接していなくてもよい。
また、上記実施形態では、中間転写体として中間転写ベルトを用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、例えばドラム状の中間転写体を用いてもよい。
また、上記実施形態では、転写紙の撓みを検出する撓みセンサーを用いた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、転写紙の搬送速度を検出するセンサーや、転写紙の斜行を検出するセンサーなどを用いてもよい。
1a〜1d 感光体ドラム(像担持体)
8 中間転写ベルト(中間転写体)
9 二次転写ローラー(二次転写部材)
20 分離板(分離部材)
21 電源回路
22 撓みセンサー
100 画像形成装置
P 転写紙(記録媒体)

Claims (3)

  1. 表面にトナー像が形成される像担持体と、
    前記像担持体に形成されたトナー像が一次転写される中間転写体と、
    前記中間転写体に圧接して配置され、前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に二次転写するための二次転写部材と、
    前記中間転写体と前記二次転写部材とのニップ部よりも記録媒体搬送方向の下流側に配置され、記録媒体を前記中間転写体から分離する分離部材と、
    前記分離部材にバイアスを印加する電源回路と、
    前記ニップ部よりも記録媒体搬送方向の下流側に配置され、記録媒体の撓みを検出する光学式反射型の撓みセンサーと、
    を備え、
    前記分離部材は、バイアスが印加されることにより前記記録媒体を前記中間転写体から分離するとともに、前記記録媒体搬送方向に対して垂直な方向に沿って2つ以上設けられており、
    前記分離部材の各々には、互いに独立してバイアスが印加され
    前記撓みセンサーは、前記記録媒体の通過位置よりも前記中間転写体側に配置されているとともに、前記記録媒体搬送方向に対して垂直な方向に沿って2つ以上設けられており、
    前記撓みセンサーの出力に応じて、前記分離部材に印加するバイアスが制御され、
    前記記録媒体が前記中間転写体側に撓んでいる場合、前記分離部材に印加されるバイアスは大きくなり、前記記録媒体が前記二次転写部材側に撓んでいる場合、前記分離部材に印加されるバイアスは小さくなることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記分離部材は、前記記録媒体搬送方向に対して垂直な方向に沿って4つ以上設けられており、
    前記記録媒体の前記記録媒体搬送方向に対して垂直な方向の両端部が通過する前記分離部材に、バイアスが印加されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記分離部材は前記記録媒体の通過位置よりも前記二次転写部材側に配置されており、
    前記分離部材にバイアスが印加されることにより、前記記録媒体を前記二次転写部材側に引っ張る力が発生することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
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