説明

画像形成装置および画像形成方法

【課題】像を担持する像担持体と、該像担持体と当接して転写ニップを形成し、しかもその周面に凹部を有する転写ローラーとを有する画像形成装置およびこれらを用いて画像を形成する方法において、初期的にも長期的にも安定した画像を得る。
【解決手段】支持部を有するとともに像を担持する像担持体と、前記像担持体に対向し、周面に凹部が設けられたローラー基材、前記ローラー基材の軸の方向で前記凹部に対応する位置で前記ローラー基材に支持されて前記支持部と当接する第一当接部材、前記ローラー基材の径方向に移動して前記支持部と当接する第二当接部材、及び前記第二当接部材を支持する弾性部材を有し、前記像担持体と当接して転写ニップを形成する転写ローラーと、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、像を担持する像担持体と、該像担持体と当接して転写ニップを形成する転写ローラーとを備える画像形成装置およびこれらを用いて画像を形成する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
紙などの記録媒体上に像形成する画像形成技術の分野においては、像を一時的に担持する像担持体にローラーを当接させて転写ニップを形成し、該転写ニップに記録媒体を通過させることで像を記録媒体に転写するように構成されたものがある。例えば、特許文献1に記載の液体現像方式の画像形成装置では、中間転写媒体にバックアップローラーを一定の荷重を加えて当接させ、こうして形成したニップに用紙を通過させて、中間転写媒体上のトナー像を用紙に加圧して転写している。この種の画像形成装置では、ニップにおいて記録媒体に加わる当接圧が高くなると、記録媒体が中間転写媒体に貼り付くという問題が生じやすくなる。これを防止するために、ローラーの周面の一部を切り欠いて凹部を設け、ここに記録媒体の端部を把持する把持部材を設けることが提案されている。しかしながら、このようにするとローラー周面が完全な円筒面ではなくなるため、転写ローラーの回転に伴って中間転写媒体との当接の態様が周期的に変動することとなる。その結果、転写ローラーに対する負荷がローラーの回転に応じて変動することになる。このような急激な負荷変動は転写ローラーおよび中間転写媒体の速度変動を生じさせ、結果として、画像品質の低下を招くおそれがあった。そこで、例えば、特許文献2に記載の液体現像方式の画像形成装置では、二次転写ローラーの回転軸の方向で凹部に対応する位置に当接部材を設けて、負荷変動を抑制しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−156839号公報(例えば、図1)
【特許文献2】特開2010−281895号公報(例えば、図2)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献2に記載の装置では、二次転写ローラーの回転軸の方向で凹部に対応する位置に設けられた当接部材は、当接部材の当接面が金属のような硬い材料ではなく、ゴムなどの比較的軟らかい弾性部材で構成されている。このような当接部材では、初期的には上記負荷変動が抑制されるため、大きな問題にならない。しかしながら、長期間にわたる使用においては、中間転写媒体に駆動を伝達する駆動伝達部に配設された支持部との摩擦によって弾性部材が磨耗し、急激な負荷変動を抑制しにくくなることがあり、結果として画像品質の低下を招くおそれがあった。
【0005】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、像を担持する像担持体と、該像担持体と当接して転写ニップを形成し、しかもその周面に凹部を有する転写ローラーとを有する画像形成装置およびこれらを用いて画像を形成する方法において、初期的にも長期的にも安定した画像を得るための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明にかかる画像形成装置は、上記課題を解決するため、支持部を有するとともに像を担持する像担持体と、前記像担持体に対向し、周面に凹部が設けられたローラー基材、前記ローラー基材の軸の方向で前記凹部に対応する位置で前記ローラー基材に支持されて前記支持部と当接する第一当接部材、前記ローラー基材の径方向に移動して前記支持部と当接する第二当接部材、及び前記第二当接部材を支持する弾性部材を有し、前記像担持体と当接して転写ニップを形成する転写ローラーと、を有することを特徴としている。
【0007】
また、前記第二当接部材は、前記第一当接部材に支持されて回動する。
【0008】
また、前記第二当接部材が前記支持部と当接していないときの前記ローラー基材の回転中心から前記第二当接部材の前記支持部と当接する当接面までの前記ローラー基材の径方向の距離は、前記ローラー基材の回転中心から前記第一当接部材の前記支持部と当接する当接面までの前記ローラー基材の径方向の距離よりも大きい。
【0009】
また、前記凹部に、前記転写ニップで前記像担持体に担持された前記像が転写される記録媒体を把持する把持部が配設される。
【0010】
また、前記像担持体はベルト部材であり、前記支持部は、前記ベルト部材を巻き掛けるローラーの軸方向端部に前記ローラーと同軸に支持されて回転するベアリングである。
【0011】
また、この発明にかかる画像形成方法は、上記課題を解決するために、像担持体に像を担持させ、周面に凹部を有する転写ローラーを回転させて、前記凹部が前記像担持体と対向して前記転写ローラーと前記像担持体とを離間させるとともに、前記転写ローラーの軸方向の端部に配設された第一当接部材と前記像担持体に配設された支持部とを当接させ、前記第一当接部材と前記支持部とを当接させた後、前記転写ローラーにより弾性部材に支持されて前記転写ローラーの径方向に移動する第二当接部材と前記支持部とを当接させ、前記第二当接部材と前記支持部とが当接した後に、前記凹部と異なる前記転写ローラーの周面と前記像担持体とを当接させて転写ニップを形成させることを特徴としている。
【0012】
また、前記転写ニップが形成された後、前記転写ローラーの回転により前記第一当接部材及び前記第二当接部材を前記支持部から離間させる。
【0013】
本発明によれば、初期的にも長期的にも安定した画像を得るための技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図2】図1の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図3】二次転写ローラーの全体構成を示す斜視図。
【図4】図1の画像形成装置の動作を模式的に示す第1の図。
【図5】図1の画像形成装置の動作を模式的に示す第2の図。
【図6】当接部の構成を示す図。
【図7】本実施形態における可動部材の動作を模式的に示す第1の図。
【図8】本実施形態における可動部材の動作を模式的に示す第2の図。
【図9】本実施形態における像担持体上の画像(横線パターン)を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置1は、互いに異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーション2Y(イエロー用)、2M(マゼンタ用)、2C(シアン用)および2K(ブラック用)を備えている。そして、画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリーなどを有するコントローラー10に与えられると、このコントローラー10が装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシート状の記録媒体RMに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【0016】
各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される、感光体ドラム21が設けられている。各感光体ドラム21は、その回転軸が主走査方向(図1の紙面に対して垂直な方向)に平行もしくは略平行となるように配置されており、図1中矢印D21の方向に所定速度で回転駆動される。
【0017】
各感光体ドラム21の周囲には、感光体ドラム21表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器22と、感光体ドラム21表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成する露光ユニット23と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像ユニット(現像部)24と、第1スクイーズ部25と、第2スクイーズ部26と、該トナー像を転写ユニット3の中間転写ベルト31に一次転写する一次転写部27と、転写後の感光体ドラム21の表面をクリーニングするクリーニングユニットと、クリーナブレードとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム21の回転方向D21(図1では、時計回り)に沿って配設されている。
【0018】
帯電器22は感光体ドラム21の表面に接触しないものであり、この帯電器22には、従来周知慣用のコロナ帯電器を用いることができる。コロナ帯電器にスコロトロン帯電器を用いた場合には、スコロトロン帯電器のチャージワイヤーにはワイヤー電流が流されるとともに、グリッドには直流(DC)のグリッド帯電バイアスが印加される。帯電器22によるコロナ放電で感光体ドラム21が帯電されることで、感光体ドラム21の表面の電位が略均一の電位に設定される。
【0019】
露光ユニット23は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームにより感光体ドラム21表面を露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。この露光ユニット23としては、半導体レーザーからの光ビームをポリゴンミラーにより走査させるもの、あるいは発光素子を主走査方向に配列したラインヘッド等により構成することができる。
【0020】
こうして形成された静電潜像に対して現像ユニット24からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。なお、この画像形成装置1の現像ユニット24では、キャリア液内にトナーを概略重量比20%程度に分散させた液体現像剤を用いてトナー現像が行われる。この実施形態では、従来一般的に使用されている、Isopar(登録商標:エクソン)をキャリア液とした低濃度(1〜2wt%)かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径1μmの固形粒子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約20%とした高粘度(30〜10000mPa・s程度)の液体現像剤が用いられる。
【0021】
感光体ドラム21の回転方向D21において現像位置の下流側に、第1スクイーズ部25が配置されるとともに、さらに第1スクイーズ部25の下流側に第2スクイーズ部26が配置されている。これらのスクイーズ部25、26にはスクイーズローラーがそれぞれ設けられている。そして、各スクイーズローラーが感光体ドラム21の表面と当接してトナー像の余剰キャリア液やカブリトナーを除去する。なお、本実施形態では2つのスクイーズ部25、26により余剰キャリア液やカブリトナーを除去しているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば1個のスクイーズ部を配置してもよい。
【0022】
スクイーズ部25、26を通過してきたトナー像は一次転写部27により中間転写ベルト31に一次転写される。この中間転写ベルト31は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー32、33に掛け渡されている。このうちローラー32はベルト駆動モーターM3に機械的に接続されて、中間転写ベルト31を図1の矢印方向D31に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。図2に示すように、本実施形態ではベルト駆動モーターM3を駆動させるためにドライバー11が設けられており、ドライバー11は、コントローラー10から与えられる指令パルスに応じた駆動信号をベルト駆動モーターM3に出力する。これにより、ベルト駆動ローラー32は指令パルスに対応する回転数で回転し、中間転写ベルト31の表面は一定の速度V3で方向D31に周回移動する。なお、図2中の符号E3はベルト駆動モーターM3に取り付けられたエンコーダーであり、ベルト駆動モーターM3の回転に対応する信号をドライバー11に与え、これを受け取ったドライバー11は上記信号に基づきベルト駆動モーターM3をフィードバック制御する。
【0023】
詳しくは後述するが、中間転写ベルト31を掛け渡されたローラー32、33のうち、モーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー32のみであり、他のローラー33は駆動源を有しない従動ローラーである。この従動ローラー33は、その回転軸がバネ331によって弾性的に支持されて中間転写ベルト31の張力を調整するテンションローラーである。より詳しくは、テンションローラー33の回転軸は、略水平方向に伸縮自在のバネ331によって弾性的に支持されており、これにより、テンションローラー33は、中間転写ベルト31を巻き掛けられた状態で略水平方向に所定量移動自在となっている。なお、中間転写ベルト31に対して掛け渡されるローラーの個数は「2」に限定されるものではなく、3つ以上のローラーに中間転写ベルト31を掛け渡してもよく、この場合も上記と同様に駆動ローラー32以外のローラーは従動ローラーとなっている。
【0024】
一次転写部27はバックアップローラー271と巻き掛けローラー272とを有している。このバックアップローラー271は一次転写位置TR1で中間転写ベルト31を挟んで感光体ドラム21と対向して配設されており、中間転写ベルト31を介して感光体ドラム21と当接している。また、ベルト移動方向D31における当接位置の下流側に巻き掛けローラー272が設けられており、中間転写ベルト31を感光体ドラム21側に押し遣ってバックアップローラー271の下流側に巻き掛け部を形成している。さらに、バックアップローラー271に対して一次転写バイアス印加部(図示省略)が電気的に接続されており、所定の一次転写バイアスを印加して感光体ドラム21上のトナー像を中間転写ベルト31に転写する。そして、各色の一次転写部27でトナー像の転写が実行されることで、感光体ドラム21上の各色のトナー像が中間転写ベルト31上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。
【0025】
こうして中間転写ベルト31に転写されたトナー像は図1に示すように二次転写位置TR2に搬送される。この二次転写位置TR2には二次転写ローラー4が設けられている。この二次転写ローラー4は、転写ユニット3の駆動ローラー32に巻き掛けられた中間転写ベルト31を挟んで対向して配設されている。二次転写ローラー4の回転シャフト(回転軸)421は、例えばコイルバネのような弾性部材である押圧部45によって弾性的に、かつ中間転写ベルト31に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【0026】
そして、二次転写位置TR2で、中間転写ベルト31上に形成された単色、あるいは複数色のトナー像が一対のゲートローラー51、51から搬送経路PTに沿って搬送される記録媒体RMに転写される。なお、この実施形態では、液体現像剤を用いてトナー像を形成する湿式現像方式でトナー像を形成しているため、後で詳述するように把持部を有する二次転写ローラー4が用いられている。
【0027】
トナー像が二次転写された記録媒体RMは二次転写ローラー4から搬送経路PTに沿って搬送機構6に送り込まれる。この搬送機構6では、第1吸引部61、転写材搬送部62、第2吸引部63が搬送経路PTに沿って順次配列されており、これらが協力して記録媒体RMを定着ユニット7に搬送する。
【0028】
また、トナー像が二次転写された記録媒体RMを上記搬送機構6に送り込む際に、第1吸引部61に記録媒体RMを確実に送り込むとともに、画像の汚損を防止するために、本実施形態では、二次転写位置TR2と第1吸引部61の間で二次転写ローラー4と対向するように送風ユニット9が配置されている。この送風ユニット9では、気流発生部91の動作に伴い発生する筺体部92の開口部93からのエアーを白抜き矢印に示すように吐出することで、二次転写ローラー4(後で説明する把持部44)による把持から解放された記録媒体RMにエアーを吹き付けて記録媒体RMの姿勢を維持しつつ記録媒体RMの先端部に突き出す突き出し爪(図示省略)により二次転写ローラー4から離れる方向に押し付けられる。こうして、記録媒体RMの先端部は第1吸引部61の方へ送り込まれる。また、記録媒体RMへのエアーの吹き付けによって、記録媒体RMの後端部が二次転写位置TR2から排出された時に同後端部が中間転写ベルト31等に触れて画像が汚損されることを防ぐことができる。なお、弾性復元力が小さく腰の弱い記録媒体RMの場合には、送風ユニット9によるエアー吹き付けを省略することもできる。
【0029】
さらに、搬送経路の下流側、つまり搬送機構6に対して二次転写ローラー4の反対側(図1の左手側)には、定着ユニット7が配設されており、記録媒体RMに転写された単色、あるいは複数色のトナー像に、熱や圧力などが加えられて記録媒体RMへのトナー像の定着が行われる。
【0030】
図3は二次転写ローラーの全体構成を示す斜視図である。図1および図3に示すように、二次転写ローラー4は、円筒の外周面の一部を切り欠いてなる凹部41が設けられたローラー基材42を有している。このローラー基材42では、回転中心4210を中心にして方向D4に回転自在の回転シャフト421が駆動ローラー32の回転軸と平行または略平行となるように配置されるとともに、押圧部45により駆動ローラー32側に付勢されて所定の荷重(この実施形態では60kgf)が付加されている。また、当該回転シャフト421の両端部には、側板422、422がそれぞれ取り付けられている。より詳しくは、これらの側板422、422はいずれも円盤形状の金属プレートに対して切り欠き部422aを設けた形状を有している。そして、図3に示すように切欠部422a、422aが互いに対向しながら中間転写ベルト31の幅よりも長い距離を離間して回転シャフト421に取り付けられている。こうして、全体的にはドラム形状を有するものの、その外周面の一部に回転シャフト421と平行または略平行に延びる凹部41を有する、ローラー基材42が形成されている。
【0031】
また、ローラー基材42の外周面、つまり金属プレート表面のうち凹部41の内部に相当する領域を除く表面領域にゴムや樹脂などの弾性層43が形成されている。この弾性層43は駆動ローラー32に巻き掛けられた中間転写ベルト31と対向して転写ニップNPを形成する。
【0032】
また、凹部41の内部には、記録媒体RMを把持するための把持部44が配設されている。この把持部44は、凹部41の内底部からローラー基材42の外周面に立設されたグリッパー支持部材441と、グリッパー支持部材441の先端部に対して接離自在に支持されたグリッパー部材442とを有している。また、グリッパー部材442はグリッパー駆動部(図示省略)と接続されている。そして、コントローラー10からのアングリップ指令を受けてグリッパー駆動部が作動することでグリッパ部―材442の先端部がグリッパー支持部材441の先端部から離間して記録媒体RMの把持準備や把持開放を行う。一方、コントローラー10からのグリップ指令を受けてグリッパー駆動部が作動することでグリッパー部材442の先端部がグリッパー支持部材441の先端部に移動して記録媒体RMを把持する。なお、把持部44の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、公知の把持機構を採用することができる。
【0033】
二次転写ローラー4の両端部では、各側板422の外側面に支持部材46が取り付けられており、ローラー基材42と一体的に回転可能となっている。また、支持部材46には凹部41に対応して平面領域461が形成されている。そして、後述するように、平面領域461に転写ローラー側当接部47がそれぞれ取り付けられている。回転シャフト421の端部側からローラー基材42を見ると、当接部47が凹部41を塞ぐように、また当接部47の周端部が二次転写ローラー4の周面(弾性層43)と部分的にオーバーラップするように当接部47は回転シャフト(回転軸)421の軸心を回転中心4210として回転自在に設けられている。
【0034】
また、中間転写ベルト31を巻き掛けた駆動ローラー32の端部には、該駆動ローラー32の直径よりも大きな外径を有し、駆動ローラー32と同軸でかつ駆動ローラー32と独立して回転自在のベアリング322が設けられている。そして、二次転写ローラー4の当接部47が駆動ローラー32側に向いているときには、当接部47の外周面とベアリング322の外周面とが互いに当接することにより、押圧部45の付勢力に抗して二次転写ローラー4の回転中心4210と中間転写ベルト31との間隔を規定している。
【0035】
なお、この実施形態では、ローラー基材42の回転方向D4に沿った凹部41の開口部長さ(開口幅)W41は約105mmである。二次転写ローラー4の外周面のうち凹部41を除く領域に形成された弾性層43が中間転写ベルト31に対向する位置にあるとき、弾性層43が中間転写ベルト31に押し付けられて転写ニップNPが形成される。ローラー基材42の回転方向D4に沿った転写ニップNPの長さ(転写ニップ幅)Wnpは11mm程度であり、
(凹部41の開口幅W41)>(転写ニップNPでの転写ニップ幅Wnp)
の関係を有している。したがって、二次転写ローラー4の凹部41が中間転写ベルト31と対向した状態では、一時的に中間転写ベルト31と二次転写ローラー4は離間して、転写ニップが消失することになる。
【0036】
また、ローラー基材42の回転方向D4に沿った弾性層43の長さは約495mmに設定されており、これは、この装置1において使用可能な記録媒体RMのうち最も大きなサイズのものを巻き付けることができるようにしたものである。すなわち、弾性層43の長さは、使用可能な記録媒体のうちローラー基材42の回転方向D4に沿った長さが最大であるものの長さよりも長くなるように定められている。
【0037】
二次転写ローラー4の回転シャフト421に対して転写ローラー駆動モーターM4が機械的に接続されている。また、本実施形態では、図2に示すように転写ローラー駆動モーターM4を駆動させるためにドライバー12が設けられている。ドライバー12は、コントローラー10から与えられる指令に応じてモーターM4を駆動して二次転写ローラー4を図1紙面において時計回りの方向D4、つまりベルト移動方向D31に対しウィズ方向に回転駆動する。
【0038】
本実施形態では、ドライバー12はコントローラー10から与えられる指令パルスに応じた駆動信号をモーターM4に出力する。これにより、転写ローラーは指令パルスに対応する回転数で回転する。
【0039】
なお、図2中の符号E4は転写ローラー駆動モーターM4に取り付けられたエンコーダーであり、転写ローラー駆動モーターM4の回転に対応する信号をドライバー12に与え、これを受け取ったドライバー12は上記信号に基づき当該モーターM4をフィードバック制御する。また、符号8は二次転写ローラー4の回転シャフト421の一方端部に連結された位相検出センサーであり、コントローラー10はこの位相検出センサー8の出力に基づき記録媒体RMが転写ニップNPを通過するタイミングを把握することが可能となっている。
【0040】
図4および図5は図1の画像形成装置の動作を模式的に示す図である。上記のように構成された画像形成装置1の動作について図4および図5を参照しつつ説明する。この画像形成装置1では、ホストコンピューターなどの外部装置からカラー画像を形成する旨の画像形成指令がコントローラー10に与えられると、このコントローラー10は図示を省略するメモリー内に記憶されているプログラムにしたがって装置各部を制御する。まず、ベルト駆動モーターM3および転写ローラー駆動モーターM4が作動して中間転写ベルト31および二次転写ローラー4をそれぞれ駆動させる。
【0041】
そして、二次転写ローラー4に設けられた位相検出センサー8(図2)は、二次転写位置TR2において中間転写ベルト31に対向する二次転写ローラー4表面が弾性層43を有する円筒状の周面から凹部41に切り替わるとき、および、凹部41から弾性層43に切り替わるときのそれぞれに、一時的にHレベルの信号を出力する。すなわち、位相検出センサー8では、図4および図5に示すように、二次転写ローラー4の回転シャフト421に対して円盤状のスリット板81が接続されて回転シャフト421とともに回転する。また、スリット板81には、2箇所にスリット811、812が形成されている。これらのうちスリット811はニップ解消位置、つまり弾性層43が中間転写ベルト31から離れる位置を検出するためのものであるのに対し、スリット812はニップ開始位置、つまり弾性層43が中間転写ベルト31に当接し始めて転写ニップNPが形成される位置を検出するためのものである。また、位相検出センサー8では、これらのスリット811、812を検出するためのセンサー素子82が固定配置されており、センサー素子82の検出範囲にスリット811、812が位置するたびにセンサー素子82からコントローラー10に出力される信号のレベルがLレベルからHレベルに変化してニップ解消位置およびニップ開始位置をそれぞれ検出可能となっている。したがって、センサー素子82の検出範囲にスリット812が位置することで転写ニップNPへの記録媒体RMの通過開始が検出される。
【0042】
所定タイミングで位相検出センサー8の出力が変化し、二次転写位置TR2で二次転写ローラー4が凹部41から弾性層43に変化して転写ニップNPが形成されるとき、当該タイミングを露光開始起点とし、各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kでトナー像を形成し、中間転写ベルト31の表面にトナー像を一次転写していく。つまり、上記タイミングから所定時間が経過すると、コントローラー10からの各種信号に基づき画像形成ステーション2Yで露光ユニット23による潜像形成が開始され、イエロートナーによるトナー像が形成される。また、イエロー用露光が開始された後でマゼンタ用露光が開始され、またマゼンタ用露光開始後でシアン用露光が開始され、またシアン用露光開始後でブラック用露光が開始される。こうして、各色のトナー像が形成されるとともに、中間転写ベルト31上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像TIが中間転写ベルト31の表面上に形成される。
【0043】
こうして各色のトナー像を形成している間に、二次転写ローラー4は回転方向D4にさらに回転し、いったん解消された転写ニップNPが再び形成される。また露光開始起点のタイミングから所定時間が経過すると、コントローラー10はゲートローラー51に接続されたゲートローラー駆動モーター(図示省略)を制御するドライバー(図示省略)に指令パルスを入力してゲートローラー駆動モーターを作動させる。これにより二次転写位置TR2への記録媒体RMの搬送が開始される(図4(a))。
【0044】
また、二次転写位置TR2で二次転写ローラー4が凹部41に変化して転写ニップが解消されると、センサー素子82の検出範囲にスリット811が位置してセンサー素子82からコントローラー10に出力される信号のレベルがLレベルからHレベルに変化する。この信号を受けてコントローラー10は指令パルスをドライバー12に与える。これにより、二次転写ローラー4が回転方向D4に回転して、所定の記録媒体把持位置(図4(b))に移動する。また、グリッパー部材442の先端部がグリッパー支持部材441の先端部から離間させられて記録媒体RMの把持準備が完了する。そして、ゲートローラー51により送られてくる記録媒体RMの先端部がグリッパー部材442とグリッパー支持部材441との間に進入し、紙銜え動作が開始される。
【0045】
コントローラー10はグリッパー駆動部(図示省略)に把持指令を与える。この把持指令を受けてグリッパー駆動部が作動してグリッパー部材442の先端部をグリッパー支持部材441の先端部に移動させる。これによって、記録媒体RMの先端部が把持され、「紙銜え動作」が完了する(図4(c))。なお、この「紙銜え動作」の完了時点では、図4(c)に示すようにトナー像TIは中間転写ベルト31表面の移動方向D31における二次転写位置TR2の上流側に位置している。
【0046】
こうして記録媒体RMはその先端部を把持部44により把持されたまま二次転写ローラー4とともに回転方向D4に搬送される。そして、二次転写ローラー4表面の弾性層43が二次転写位置TR2に到達し転写ニップNPが形成開始されるタイミングでは、図4(d)に示すように、センサー素子82の検出範囲にスリット812が位置してセンサー素子82からコントローラー10に出力される信号のレベルがLレベルからHレベルに変化する。
【0047】
そして、二次転写ローラー4と中間転写ベルト31とで形成される転写ニップNPに記録媒体RMが挟持され、これらの回転に伴って搬送される。これにより中間転写ベルト31に形成されたトナー像TIの記録媒体RMの下面(表面)への二次転写が開始される(図4(d))。
【0048】
さらに、二次転写ローラー4は回転方向D4に回転し、それに伴って記録媒体RMは先端部を把持部44で保持された状態のまま転写ニップNPの間を通過してトナー像TIの二次転写が進行していく(図5(a))。そして、把持部44が搬送機構6の近傍位置まで移動してくると、この把持部44に保持されている記録媒体先端部は中間転写ベルト31から十分に分離されて搬送機構6の搬送入り口まで搬送されてきている。図5(b)に示すように、把持部44が搬送機構6の上流側端部の近傍に移動してきたタイミングでコントローラー10はグリッパー駆動部にリリース指令を与え、グリッパー部材442の先端部をグリッパー支持部材441の先端部から離間させて記録媒体RMの把持を解除する。これにより記録媒体RMの先端部は、中間転写ベルト31表面に貼り付くことなく確実に搬送機構6に送り込まれる。そして、搬送機構6の後方に配置された定着ユニット7によりカラートナー像TIの記録媒体RMへの定着が行われる。なお、リリース後については、記録媒体RMの先端側は搬送経路PTに沿って定着ユニット側に搬送されるとともに、記録媒体RMの後端側は転写ニップNPで二次転写ローラー4の弾性層43と中間転写ベルト31とで挟持搬送されながら二次転写処理が実行される。
【0049】
図6はこの実施形態における当接部の構成を示す図である。図6に示すように、当接部47は、固定部材471と可動部材472と支持軸473と圧縮ばね474とから構成されている。平面領域461に取り付けられた固定部材471に対して、固定部材471に設けられた支持軸473によって回動支持されるとともに圧縮ばね474によって平面領域461に垂直な方向D6に弾性的に支持されるように可動部材が取り付けられている。可動部材472は、二次転写ローラー4の回転に伴って、二次転写ローラー4の回転方向D4の上流側で、駆動ローラー32の両端に設けられたベアリング322の外周面と当接するように構成されている。
【0050】
このように構成することによって、ベアリング322の外周面と当接した可動部材472は、二次転写ローラーの径方向に移動することになる。これによって、可動部材472を弾性的に支持している圧縮ばね473には圧縮されようとする作用が働き、可動部材472の方向D6と反対方向の移動量に応じた量だけ圧縮されることになる。したがって、二次転写ローラー駆動モーターM4には、圧縮ばね474を圧縮させるためのトルクが発生することになる。ちなみに、二次転写ローラーの径方向の移動とは、径方向の成分を有する移動のことを表している。
【0051】
図7および図8は図4(c)から図4(d)を経て、図5(a)に至る区間における可動部材472の動作を模式的に示す図である。図7(a)は図4(c)の状態のときの可動部材472の動作を示す図である。このとき、可動部材472はベアリング322と離間状態になっており、固定部材471のみがベアリング322の外周面と当接している。したがって、図7(a)では圧縮ばね474は可動部材によって圧縮されないので、二次転写ローラー駆動モーターM4には、圧縮ばね474を圧縮させるためのトルクが発生しない。
【0052】
二次転写ローラー4が回転方向D4にさらに回転すると、図7(b)に示すように、可動部材472がベアリング322と当接を開始する。ここから、可動部材472の移動量は二次転写ローラー4の回転に伴って次第に増加していき、図4(d)の状態に対応する図7(c)で、可動部材472の移動量が最大になる。すなわち、図7(b)から図7(c)の区間では、圧縮ばね474の圧縮量は次第に増加していき、図7(c)で最大になる。したがって、二次転写ローラー駆動モーターM4には圧縮ばね474を圧縮させるためのトルクが発生するとともに次第に増加していくことになる。これによって、二次転写ローラー駆動モーターM4に生じる急激なトルクの減少を抑え、画像の乱れを抑制することが可能になる。
【0053】
その後、二次転写ローラー4が回転し、可動部材472が図7(d)の状態に移行する。図7(c)から図7(d)の状態に移行する間では、図7(b)から図7(c)の間に蓄積された圧縮ばねの圧縮量が次第に小さくなっていく。したがって、二次転写ローラー駆動モーターM4に発生していた圧縮ばね474を圧縮させるトルクは次第に減少していくことになる。これによって、二次転写ローラー駆動モーターM4に生じる急激なトルクの増加を抑え、画像の乱れを抑制することが可能になる。
【0054】
そして、図7(d)から図5(a)の状態に対応する図8の状態に回転することになるが、図7(d)以降、可動部材472がベアリング322から離間しているため、圧縮ばね474が可動部材472によって圧縮されない。したがって、二次転写ローラー駆動モーターM4には、圧縮ばね474を圧縮させるためのトルクが発生しない。
【0055】
図9は、本実施形態における中間転写ベルト4上に形成されたトナー像を示す図である。図9は、二次転写ローラー4を約15万回転させた後に、図4(c)から図4(d)を経て、図5(a)に至る区間、すなわち転写ニップNPを形成開始する前後で、感光体ドラム21上に一定間隔で形成した横線パターンが中間転写ベルト31上に転写された様子を示している。図9に示すように、本実施例では長期間の使用においても急激な負荷変動を抑制でき、良好な画像品質を得ることができる。
【0056】
このように、本実施形態によって、転写ニップNPを形成開始する時に、二次転写ローラー駆動モーターM4の急激なトルク変動を抑制し穏やかに変化させることが可能になる。そのため、二次転写ローラー4と対向して転写ニップNPを形成する中間転写ベルト31を駆動するベルト駆動モーターM3の急激なトルク変動を抑制することが可能になる。したがって、感光体ドラム21上に形成したトナー像を中間転写ベルト31に一次転写している最中であっても、良好な画像を得ることが可能になる。
【0057】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、可動部材を弾性的に支持する部材として圧縮ばね474を用いているが、これに限定されるものではない。例えば、圧縮ばね474と同等の機能を有する弾性部材で構成してもよい。
【0058】
例えば、上記実施形態では、中間転写ベルト31に対して二次転写ローラー4を近接・離間移動自在に構成しているが、本発明の原理上は、これとは逆に二次転写ローラー4に対して中間転写ベルト31を移動させるようにしても等価である。
【0059】
また、例えば上記実施形態では、中間転写ベルト31の張架方向に沿って4個の画像形成ステーションを一列に並べているが、画像形成ステーションの数や配置はこれに限定されるものではない。例えば画像形成ステーションを1個だけ備える画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【0060】
また、上記実施形態では、中間転写ベルト31、ベルト駆動ローラー32、二次転写バックアップローラー34、二次転写ローラー4およびテンションローラー33,35などが一体として転写ユニット3を構成している。この場合において、転写ローラーや駆動ローラーを駆動する駆動源が転写ユニットに含まれることは必須ではなく、例えば、転写ユニットが装着されたときに、装置本体側に固定されたモーターが転写ローラーや駆動ローラーと係合することで駆動源として機能するように構成されてもよい。
【0061】
また、上記実施形態では、液体キャリア中にトナーを分散させた現像剤を用いる、いわゆる液体現像方式の画像形成装置であるが、本発明の適用対象は当該方式のものに限定されない。すなわち、現像方式に関わらず、図1に例示したように、円筒周面の一部が切り欠かれた表面形状を有する転写ローラーを中間転写ベルトに当接させる構造を有する画像形成装置および転写装置全般に対して、本発明を適用することが可能である。
【0062】
さらに、把持部を有しない転写ローラーを備えた装置にも本発明を適用可能である。例えばシート状の弾性体を転写ローラー表面に巻き付けることによって表面層を構成している装置では、シートの端部を固定するために転写ローラー外周面に凹部を設ける必要があるが、このような構成(凹部)を有するが把持部を有していない装置にも本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【0063】
2Y,2M,2C,2K…画像形成ステーション、 4…二次転写ローラー(転写ローラー)、 10…コントローラー、 31…中間転写ベルト(像担持体)、 32…駆動ローラー、 33…テンションローラー、 41…凹部、 42…ローラー基材、 44…把持部、 45…押圧部、 47…当接部、 322…ベアリング(支持部)、 471…固定部材(第一当接部材)、 472…可動部材(第二当接部材)、 473…支持軸、 474…圧縮ばね(弾性部材)、 M3…ベルト駆動モーター、 M4…転写ローラー駆動モーター、 NP…転写ニップ、 RM…記録媒体、 TR1…一次転写位置、 TR2…二次転写位置。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持部を有するとともに像を担持する像担持体と、
前記像担持体に対向し、周面に凹部が設けられたローラー基材、前記ローラー基材の軸方向で前記凹部に対応する位置で前記ローラー基材に支持されて前記支持部と当接する第一当接部材、前記ローラー基材の径方向に移動して前記支持部と当接する第二当接部材、及び前記第二当接部材を支持する弾性部材を有し、前記像担持体と当接して転写ニップを形成する転写ローラーと、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記第二当接部材は、前記第一当接部材に支持されて回動する請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記第二当接部材が前記支持部と当接していないときの前記ローラー基材の回転中心から前記第二当接部材の前記支持部と当接する当接面までの前記ローラー基材の径方向の距離は、前記ローラー基材の回転中心から前記第一当接部材の前記支持部と当接する当接面までの前記ローラー基材の径方向の距離よりも大きい請求項1または2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記凹部に、前記転写ニップで前記像担持体に担持された前記像が転写される記録媒体を把持する把持部が配設される請求項1ないし3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記像担持体はベルト部材であり、
前記支持部は、前記ベルト部材を巻き掛けるローラーの軸方向端部に前記ローラーと同軸に支持されて回転するベアリングである請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項6】
像担持体に像を担持させ、
周面に凹部を有する転写ローラーを回転させて、前記凹部が前記像担持体と対向して前記転写ローラーと前記像担持体とを離間させるとともに、前記転写ローラーの軸方向の端部に配設された第一当接部材と前記像担持体に配設された支持部とを当接させ、
前記第一当接部材と前記支持部とを当接させた後、前記転写ローラーにより弾性部材に支持されて前記転写ローラーの径方向に移動する第二当接部材と前記支持部とを当接させ、
前記第二当接部材と前記支持部とが当接した後に、前記凹部と異なる前記転写ローラーの周面と前記像担持体とを当接させて転写ニップを形成させることを特徴とする画像形成方法。
【請求項7】
前記転写ニップが形成された後、前記転写ローラーの回転により前記第一当接部材及び前記第二当接部材を前記支持部から離間させる請求項6に記載の画像形成方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−220813(P2012−220813A)
【公開日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−87994(P2011−87994)
【出願日】平成23年4月12日(2011.4.12)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】