画像形成装置
【課題】標準画質と高画質が切り替え可能であり、且つ、定着装置の部品の長寿命化が可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、像像担持体のトナー像を１次転写する中間転写体と、中間転写体に転写されたトナー像を転写紙に移動させるための電界を作用する斤力部材と、中間転写体を介して斤力部材に対向する位置で斤力部材を押圧する２次転写部材と、２次転写部材を加圧する２次転写部材加圧手段と、を有し、２次転写部材は、長手方向両端に外径の異なる複数の軸部を含み、２次転写部材加圧手段は、複数の軸部に対する加圧位置の切り替えが可能であることを特徴とする。
【解決手段】画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、像像担持体のトナー像を１次転写する中間転写体と、中間転写体に転写されたトナー像を転写紙に移動させるための電界を作用する斤力部材と、中間転写体を介して斤力部材に対向する位置で斤力部材を押圧する２次転写部材と、２次転写部材を加圧する２次転写部材加圧手段と、を有し、２次転写部材は、長手方向両端に外径の異なる複数の軸部を含み、２次転写部材加圧手段は、複数の軸部に対する加圧位置の切り替えが可能であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は標準画質と高画質が切り替え可能であり、且つ、定着装置の部品の長寿命化が可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、中間転写部で紙上にトナーを転写し、その後、定着部でトナーを定着させて、複写印刷物を出力するが、ユーザからは市場にある様々な紙種に対して安定した画像品質で印刷を行うことが望まれている。
【０００３】
オンデマンド印刷分野では、紙転写工程で高圧力を付与することで、種々の凹凸を持つ紙表面に対しても良好状態で画像印刷を行う技術が開発されており、当該技術は既に知られている。
【０００４】
しかし、従来の２次転写高圧力付与機構は、強度と精度の両立のため、大型部品や複雑な装置構成を採用していた。そのため、価格が高価となってしまい、一般ユーザには高画質の印刷が可能な安価な画像形成装置は手に入りにくい現状にある。
【０００５】
安価な画像形成装置は簡易な構成を採用しなければならないことが多いが、上記の高圧力の２次転写高圧力付与機構は複雑な構成であるため採用できない。そのため、安価な画像形成装置の画質は一般的なものとなってしまう。このような理由から簡易な構成を採用する画像形成装置については高品位な画像品質を求めることが難しい現状にある。
【０００６】
また、ユーザが特定の紙種に対してのみ高品位な画像品質を指定するようなオンデマンドの画像品質の切り替え可能な画像形成装置についても、上記と同様に複雑な構成を必要とするため高価となる。こちらについても同じくユーザの手に入りにくい状況にある。
【０００７】
オンデマンドでの画像品質の切り替えが可能な従来技術としては下記のものがある。
【０００８】
特許文献１には定着装置におけるニップ圧力分布可変手段に関する技術が記載されている。具体的には、加圧ローラ内部に複数の支持部材を設け、その支持部材の位置を移動させることにより圧力分布を均一化する技術である。
【０００９】
特許文献１の技術によれば、記録材の厚さや、仕上がりの光沢状態に応じて、定着荷重を増減させても、光沢低下、光沢ムラ、定着ムラ、定着強度不足、しわ等の無い、構造が簡単な定着装置、および当該定着装置を有する画像形成装置を提供することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記従来技術においては下記の問題が存在している。
【００１１】
特許文献１に記載の技術は、定着装置のニップ圧力分布可変手段を持ち、ニップ圧力均一化を可能としているが、部品構成が複雑であり、簡易な部品構成が実現できていないという問題が存在する。
【００１２】
また、上記の問題に関連し、定着装置のニップ圧力のモード選択についても同じく簡易な部品構成が実現できていないという問題が存在する。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、２次転写部の簡易な装置構成によって、標準画質モードと、高画質モードの切り替えが可能であり、且つ、定着装置の部品の長寿命化が可能な画像形成装置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】
【００１４】
本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の前記トナー像を１次転写する中間転写体と、前記中間転写体に転写された前記トナー像を転写紙に移動させるための電界を作用する斤力部材と、前記中間転写体を介して前記斤力部材に対向する位置で前記斤力部材を押圧する２次転写部材と、前記２次転写部材を加圧する２次転写部材加圧手段と、を有し、前記２次転写部材は、長手方向両端に外径の異なる複数の軸部を含み、前記２次転写部材加圧手段は、前記複数の軸部に対する加圧位置の切り替えが可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、２次転写部の簡易な装置構成によって、標準画質モードと、高画質モードの切り替えが可能であり、且つ、定着装置の部品の長寿命化が可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の２次転写部の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の２次転写部の構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係る斤力ローラの構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る２次転写部のニップ圧力の分布を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図３は、本実施形態に係るの画像形成装置全体の全体概要図である。まず、本実施形態に係る画像形成装置（タンデム型カラー複写機）の構成および動作概要を説明する。
【００１９】
本実施形態に係る画像形成装置（カラー複写機１）は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する原稿搬送部１Ｃと、スキャナ部１Ｄとを有している。
【００２０】
画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト２１が配置されており、中間転写ベルト２１の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２１の転写面に沿って並置されている。
【００２１】
各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂは、それぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂ、現像装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂ、１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ、および感光体クリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂが配置されている。また、画像形成部１Ａの上部には露光装置５が配置されている。
【００２２】
各現像装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂには、それぞれのカラートナーが収容されている。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２Ｂと、従動ローラ２Ａに掛け回されて感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。
【００２３】
従動ローラ２Ａと対向する位置には、中間転写ベルト２１の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置１０が設けられている。
【００２４】
感光体３Ｙの表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、スキャナ部１Ｄからの画像情報に基づいて感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。当該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置８Ｙによりトナー像として可視像化され、当該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置７Ｙにより中間転写ベルト２１上に１次転写される。
【００２５】
他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２１上に順に転写されて重ね合わせられる。転写後、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ上に残留したトナーは、感光体クリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂにより除去される。図示しない除電ランプにより感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
【００２６】
給紙部１Ｂは、記録媒体としての用紙を積載収容する給紙トレイ１Ｂ１と、給紙トレイ１Ｂ１内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ（図示しない）と、給紙された用紙を搬送する搬送ローラ対１Ｂ２と、用紙が一旦停止され、斜めずれを修正された後、中間転写ベルト２１上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップに向けて送り出されるレジストローラ対１Ｂ３を有している。
【００２７】
レジストローラ対１Ｂ３の上流には、紙表面の反射率を検知する図示しないセンサを持ち、前工程におけるセンサ出力と異なる値の場合は中間転写ベルト２１、あるいは斥力ローラ２Ｃの切り替えを行う。
【００２８】
感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから中間転写ベルト２１上に１次転写されたトナー像（以下、トナーという）は、図示しない２次転写バイアス印加手段によりバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）が斥力ローラ２Ｃに印加され、中間転写ベルト２１を介して２次転写ローラ９Ｂとの間で電界の作用により用紙の上に２次転写される。
【００２９】
その後、表面にトナーを２次転写された用紙は、定着装置１１にて熱と圧力の作用によって表面にトナーを強固に定着され、排出ローラ１２を経て排出トレイ１３から排出される。
【００３０】
その他の構成として、手差しトレイ１Ａ１、分離ローラ１Ａ２、コンタクトガラス１Ｃ１、原稿台１Ｃ３、搬送ベルト９Ａ、搬送駆動ローラ９Ｃ、両面画像形成装置２０を有する。
【００３１】
本実施形態における１次転写部の構成としては、中間転写ベルト２１の裏面から（＋）転写バイアスローラ（図示しない）が軸受（図示しない）と圧縮スプリング（図示しない）により中間転写ベルト２１を介して感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂに対向して所定の圧力により押圧されている。
【００３２】
（＋）転写バイアスローラの中間転写ベルト２１に対して当接する位置は感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの中心位置に対して１〜２ｍｍ下流側にオフセットした位置に当接するよう設定する必要がある。（＋）転写バイアスローラは、中間転写ベルト２１に対して連れ廻りするようになっている。
【００３３】
本実施形態に用いられる１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂは、金属芯金に中抵抗の電気特性を持つゴム材料を巻き付けた形態で構成されている。中抵抗の発泡ゴムで構成されており、その体積抵抗率は１０6〜１０10Ω・ｃｍ、好ましくは１０7〜１０9Ω・ｃｍの範囲が良い。材料は発泡ゴムに限定されることはなく、中抵抗のソリッドゴムでも同様に用いることが可能である。
【００３４】
本実施形態の１次転写工程においては、１次転写ローラへの１次転写バイアス印加は、極性が（＋）の定電流電源を用いており、電流設定値は、ほぼ２０〜４０μＡの範囲である。
【００３５】
本実施形態に用いられる斥力ローラ２Ｃは、金属芯金に中抵抗の電気特性を持つゴム材料を巻き付けた形態で構成されている。斥力ローラ２Ｃは中抵抗ソリッドゴムで構成されており、その体積抵抗率は１０6〜１０10Ω・ｃｍ、好ましくは１０7〜１０9Ω・ｃｍの範囲が良い。
【００３６】
２次転写ローラ９Ｂは中抵抗の発泡ゴムで構成されており、その体積抵抗率は１０6〜１０10Ω・ｃｍ、好ましくは１０7〜１０9Ω・ｃｍが良い。
【００３７】
本実施形態の２次転写工程においては、斥力ローラ２Ｃにはトナーと同極性の（−）極性のバイアスが印加されて定電流電源を用いており電流設定値は、ほぼ３０〜５０μＡの範囲である。
【００３８】
アースにつながっている２次転写ローラ９Ｂを対向として、中間転写ベルト２１上の（−）極性のトナーを転写紙側へ押し出す方向に２次転写電界が印加されている。
【００３９】
本実施形態に用いられる中間転写ベルト２１は、具体例としては単層構成のベルトとしてＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＣ（ポリカーボネ−ト）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の材料にカーボン分散、あるいはイオン導電剤配合により抵抗調整した中抵抗樹脂により構成されている。
【００４０】
その体積抵抗率は１０6〜１０10Ω・ｃｍ、好ましくは１０8〜１０10Ω・ｃｍの範囲である。また、その表面抵抗率は１０6〜１０12Ω／□、好ましくは１０8〜１０12Ω／□の範囲である。
【００４１】
また、厚みは５０〜１００μｍの範囲であり、ヤング率（縦弾性率）は３０００Ｍｐａ以上が望ましく、駆動による伸び、曲げ、しわ、波打ちに耐えるに十分な機械強度が必要である。
【００４２】
中間転写ベルト２１の他の実施例として、上記のＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＣ（ポリカーボネ−ト）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の材料にカーボン分散、あるいはイオン導電剤配合により抵抗調整した中抵抗樹脂の単層構成の中間転写ベルト２１の表面側にのみ、ベルトの層自体の体積抵抗率よりもわずかに高抵抗の表層を設けたベルトを用いる場合でも同様に効果がある。表層の厚みとしては、１〜１０μｍ程度が望ましい。
【００４３】
表面に高抵抗層を設けたベルトを用いるのは、特に樹脂中にカーボンを分散させて抵抗制御を行うタイプのベルトの場合、一度定着を通過して紙中の水分量が減少して抵抗が上昇した状態の紙への２次転写工程で発生する現象（カーボン分散状態のばらつきにより転写電流が集中して流れる経路ができて、その部分のトナーがはじき飛ばされて白く抜ける現象）があるが、ベルト表面に高抵抗層を設けることにより、転写電流の局所的な集中を緩和し、異常画像（いわゆる「白ポチ」）の改善ができるからである。
【００４４】
更に中間転写ベルト２１の他の実施例としては、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＣ（ポリカーボネ−ト）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の材料にカーボン分散、あるいはイオン導電剤配合により抵抗調整した中抵抗樹脂により構成された基層５０〜１００μｍの上に、ウレタン、ＮＢＲ、ＣＲ等のゴム材料に同様にカーボン分散、あるいはイオン導電剤配合により抵抗調整した材料からなる弾性層を１００〜５００μｍ設け、表層には１〜１０μｍ程度の厚みを持ったフッ素系のゴム、あるいは樹脂（あるいは、それらのハイブリッド材料でもよい）のコーティングを施したり、弾性材料のべたつきを抑えるために表面に微粒子を付着させた多層ベルトを用いる場合でも同様に効果がある。
【００４５】
このような弾性中間転写ベルトを用いることで、転写材の紙繊維の密度が低い紙や、紙表面に５０〜２００μｍの凹凸を有する、いわゆるエンボス紙といわれる種類の転写材においても、弾性層が凹部へ追従するため凹部へのトナー転写性が良好になるというベタ埋り改善効果が知られている。
【００４６】
図１は、本実施形態に係る２次転写部の構成図であり、表面に凹凸形状を有する一般的にエンボス紙と呼ばれているような紙種に対応した高圧力のモード（モード１）に関する実施形態である。
【００４７】
２次転写部の圧力切り替えに関する実施形態としては、まず、紙厚センサ（図示しない）、あるいは紙粗さセンサ（図示しない）により給紙部から搬送された転写紙の特性を検知する。
【００４８】
当該検知の結果、エンボス紙と判断した場合には、図１に示すように２次転写ローラ９ＢはジャーナルＡ１６ａ位置で加圧板Ａ１８ａにより荷重Ｐ１にて、中間転写ベルト２１を挟持した状態で、斥力ローラ２Ｃに対して押圧される。また、ユーザ自身が操作パネルやプリンタドライバにより適宜に紙種を選択しても良い。
【００４９】
斥力ローラ２Ｃは、芯金２Ｄ上に弾性体として導電ゴム、あるいは導電発泡ゴムを成型して設けられている。両端部をベアリング（図示しない）により筐体に支持回転されている。斥力ローラ２Ｃ上の弾性体の外径形状は、中央部のゴム厚みが両端部のゴム厚みよりも０．１〜０．５ｍｍ程度厚く成型されており、いわゆる太鼓形状を有している。
【００５０】
一方、２次転写ローラ９Ｂは、芯金９Ｄ上に弾性体として導電ゴム、あるいは導電発泡ゴムを成型して設けられている。芯金９Ｄの両端部にあるジャーナル１６ａ、１６ｂをベアリング１７ａ、１７ｂにより支持回転され、加圧板１８ａと加圧スプリング１９ａの作用により、中間転写ベルト２１を挟持した状態で、斥力ローラ２Ｃに対してジャーナルＡ１６ａ位置で加圧板Ａ１８ａにより荷重Ｐ１にて押圧されている。上記の斥力ローラ２Ｃと、中間転写ベルト２１、２次転写ローラ９Ｂの弾性圧接作用により２次転写ニップが形成されている。
【００５１】
本実施形態においては、エンボス紙のような凹凸紙に対応するため、ニップ圧力を高圧力設定としている。およそ０．２〜０．４Ｍｐａの範囲である。
【００５２】
２次転写ローラ９Ｂの端部に設けられたジャーナルＡ１６ａは、ほぼ転写ローラ部と同じ芯金径になっており、斥力ローラ２Ｃに対して加圧している領域の近傍にあるため、この部分に対してベアリング１７ａを介して加圧板１８ａを押し当てることにより斥力ローラ２Ｃの撓み量は小さく抑えられる。同時に斥力ローラ２Ｃの太鼓形状の作用により高圧力でかつ均一なニップ圧力分布が得られる。
【００５３】
図２は、本実施形態に係る２次転写部の構成図である。本実施形態は、一般的に標準紙と呼ばれている表面が平滑な紙種の場合のモードである。
【００５４】
２次転写部の圧力切り替えに関する実施形態としては、紙厚センサ（図示しない）、あるいは紙粗さセンサ（図示しない）により給紙部１Ｂより搬送された転写紙Ｐの特性を検知し、その検知結果により、標準紙と判断した場合は、２次転写ローラ９ＢはジャーナルＢ１６ｂ位置で加圧板Ｂ１８ｂにより荷重Ｐ２（Ｐ１＞Ｐ２）にて、中間転写ベルト２１を挟持した状態で、斥力ローラ２Ｃに対して押圧される。また、ユーザ自身が操作パネルやプリンタドライバにより適宜に紙種を選択しても良い。
【００５５】
斥力ローラ２Ｃは、芯金２Ｄ上に弾性体として導電ゴム、あるいは導電発泡ゴムを成型して設けられている。両端部をベアリング（図示しない）により筐体に支持回転されている。斥力ローラ２Ｃ上の弾性体の外径形状は、中央部のゴム厚みが両端部のゴム厚みよりも０．１〜０．５ｍｍ程度厚く成型されており、いわゆる太鼓形状を有している。
【００５６】
一方、２次転写ローラ９Ｂは、芯金９Ｄ上に弾性体として導電ゴム、あるいは導電発泡ゴムを成型して設けられている。芯金９Ｄの両端部にあるジャーナル１６ａ、１６ｂをベアリング１７ａ、１７ｂにより支持回転され、加圧板１８ｂと加圧スプリング１９ｂの作用により、中間転写ベルト２１を挟持した状態で、斥力ローラ２Ｃに対してジャーナルＢ１６ｂ位置で加圧板Ｂ１８ｂにより荷重Ｐ１にて押圧されている。上記の斥力ローラ２Ｃと、中間転写ベルト２１、２次転写ローラ９Ｂの弾性圧接作用により２次転写ニップが形成されている。
【００５７】
本実施形態においては、標準紙に対応するため、ニップ圧力が低圧力設定となっており、およそ０．０５〜０．２Ｍｐａの範囲である。
【００５８】
２次転写ローラ９Ｂの端部に設けられたジャーナルＢ１６ｂは、２次転写ローラ９Ｂの一方のジャーナルＢ１６ｂよりも芯金径が小さくなっており、斥力ローラ２Ｃに対して加圧している領域から距離があるため、この部分に対してベアリング１７ｂを介して加圧スプリング１９ｂにより加圧板１８ｂを押し当てることにより２次転写ローラ９Ｂの撓み量は大きくなるものの斥力ローラ２Ｃの太鼓形状の作用により低圧力でかつ均一なニップ圧力分布が得られる。
【００５９】
加圧板１８ａと加圧板１８ｂの切り替えは、カム（図示しない）が２対設けられており押し上げる加圧板が選択される。
【００６０】
上記の実施形態においては、低圧力モード、高圧力モードのいずれのモードにおいてもローラ長手方向に渡って均一な２次転写圧力分布を得ることができ、しかも通常は低い圧力設定のモードを使用するため機能部品に過剰な負荷を与えることない。よって部品の長寿命化も達成することができる。
【００６１】
図４は、本実施形態に係る斤力ローラの構成図である。斥力ローラ２Ｃ、および２Ｄの実施形態としては、以下のものがある。
【００６２】
芯金２Ｄの形状は、内径φ２０／外径φ２４。斥力ローラ２Ｃは、弾性層厚み４ｍｍ／外径φ３２としている。
【００６３】
斥力ローラ２Ｃは、太鼓形状を有しており、図４（ａ）〜（ｃ）に示すような外径形状の実施形態が可能である。
【００６４】
ｄ１＝φ３２、ｄ２＝φ３２．５〜φ３３．０、ｄ１とｄ２の外径の差は、０．５〜１．０ｍｍの範囲が望ましい。
【００６５】
図４（ａ）の台形形状の場合、平坦部Ｌ１は、ほぼローラの中央に設けられＬ１＝５０〜１００ｍｍの範囲が望ましい。
【００６６】
図４（ｂ）、（ｃ）についても、それぞれ最も外径の大きい部分は、ほぼ中央部に設定している。
【００６７】
図５は本実施形態に係る２次転写部のニップ圧力の分布を示す図である。２次転写部のニップ圧力をジャーナルＡ１６ａの加重位置で加重圧力を高圧とした場合（モード１）と、ジャーナルＢ１６ｂの加重位置で加重圧力を低圧（モード２）とした場合の、それぞれのローラ長手方向の２次転写ニップ圧力分布がどう変化するかについて説明している。
【００６８】
従来技術として、センサ等で紙厚を検知して、その紙厚に応じて転写電流や転写圧力といった転写条件の切り替え、あるいは定着温度や定着ニップ幅といった定着条件の切り替え等のプロセス条件やマシン設定条件の切り替えを行う方法については既に開示され、公知技術として知られている。
【００６９】
図５のａは、２次転写部のニップ圧力を低圧（加重位置はジャーナルＢ１６ｂ位置）（モード２）とした場合とした場合の、ニップ圧力分布を示している（平均圧力：小／圧力偏差：小）。
【００７０】
装置立ち上げ後の２次転写部ニップ圧力の初期モード設定は、図２で説明したように低圧（モード２）（標準紙対応）の設定になっている。このモード２では、平均圧力は低いものの、ジャーナルＢ１６ｂへの加圧により２次転写ローラ９Ｂ自体の撓みは大きいものの、斥力ローラ２Ｃの太鼓形状の作用により長手方向での圧力偏差を小さく抑えることが可能である。
【００７１】
図５のｂは、モード２の加重位置（ジャーナルＢ１６ｂ位置）のままで、加重圧力のみを高圧Ｐ１とした場合の圧力分布を示している（平均圧力：中／圧力偏差：大）。２次転写圧力のみを高圧設定に切り替えて圧力アップした場合、斥力ローラ２Ｃ、２次転写ローラ９Ｂの芯金が更に大きく撓んでしまうため、ローラ長手方向で見ると両端部では圧力が上がるものの中央部ではほとんど圧力が上がらない分布となる。
【００７２】
しかも、両端部と中央部の圧力偏差が非常に大きくなってしまうため、ローラ長手方向で凹凸転写性に偏差が発生し、特にエンボス紙に対しては中央部での凹凸転写性不良となってしまう。
【００７３】
また、転写紙上平坦部においてもローラ長手方向で２次転写電流にムラが出てしまうため、転写ムラ（画像濃度ムラ）の不具合が発生してしまう。
【００７４】
図５のｃは、２次転写部のニップ圧力を高圧（加重位置はジャーナルＡ１６ａ位置）（モード１）とした場合とした場合の、ニップ圧力分布を示している（平均圧力：大／圧力偏差：小）。
【００７５】
モード１のエンボス紙対応（高圧）時には、加圧位置をジャーナルＡ１６ａに切り替え、更に荷重を高圧Ｐ１設定への切り替えもあわせて行う。これにより平均圧力を高くできるとともに、斥力ローラ２Ｃの太鼓形状作用によりローラ長手方向での圧力偏差を小さく抑えることができる。
【００７６】
図６は、本実施形態に係る画像形成装置の制御を示すフローチャートである。転写紙の表面の凹凸（粗さ）もしくは転写紙の厚さによってモード１、モード２の切り替えを行う動作を説明している。
【００７７】
まず、印刷ジョブが実行されると、給紙動作が開始される（ステップＳ６０１）。次に紙厚センサおよび紙粗さセンサにより給紙部から搬送された転写紙の特性を検知する（ステップＳ６０２）。
【００７８】
標準紙以外（エンボス紙等、紙の厚さもしくは粗さ、もしくは双方が所定値以上の転写紙）であると検知した場合（ステップＳ６０２／ＹＥＳ）は、２次転写部の２次転写ローラはモード１（ジャーナルＡ１６ａの加重位置で加重圧力は高圧）で転写を行う（加圧板Ａ・ＯＮ）（ステップＳ６０３）。
【００７９】
標準紙であると検知した場合（ステップＳ６０２／ＮＯ）は、２次転写部の２次転写ローラはモード２（ジャーナルＢ１６ｂの加重位置で加重圧力は低圧）で転写を行う（加圧板Ｂ・ＯＮ）（ステップＳ６０４）。
【００８０】
全ての印刷ジョブが終了したら（ステップＳ６０５／ＹＥＳ）、２次転写ローラの加圧板をＡ・ＢはジャーナルＡ１６ａ・ジャーナルＢ１６ｂから離れ、ＯＦＦ状態となる（ステップＳ６０６）。
【００８１】
全ての印刷ジョブが終了していない場合は（ステップＳ６０５／ＮＯ）、給紙動作を再開する（ステップＳ６０１）。
【００８２】
上述した実施形態は以下のようにすることもできる。
【００８３】
本実施形態の画像形成装置は、２次転写部材加圧手段は、加圧力の切り替えが可能であることを特徴とする。
【００８４】
本実施形態の画像形成装置は、転写紙表面の凹凸を検知する凹凸検知手段と、転写紙の厚さを検知する紙厚検知手段と、を有し、凹凸検知手段と紙厚検知手段の検知結果に基づいて２次転写部材加圧手段の加圧位置および加圧力の切り替えが可能であることを特徴とする。
【００８５】
本実施形態の画像形成装置は、斥力部材は、長手方向に沿って延在する芯金および芯金上に被覆された被覆部材から構成され、被覆部材は、弾性体または発泡体であり、長手方向中央部の外径が両端の外径よりも大きいことを特徴とする。
【００８６】
本実施形態の画像形成装置は、表面にトナー像を形成する像担持体と、像担持体上からトナー像を転写される中間転写体と、中間転写体の内側にあり中間転写体上のトナー像を転写紙上に移動させる電界を作用させる斥力部材と、中間転写体を挟持して斥力部材に対して押圧される２次転写部材と、中間転写体を挟持して２次転写部材を斥力部材に対して押圧する２次転写加圧手段と、を有し、２次転写部材の両端部には外径の異なる複数の軸部を有し、２次転写加圧手段は複数の軸部に対する押圧位置を切り替える手段を有することを特徴とする。
【００８７】
本実施形態の画像形成装置は、２次転写加圧手段の複数の押圧位置切り替え動作に連動して、加圧力も切り替えられることを特徴とする。
【００８８】
本実施形態の画像形成装置は、給紙部と２次転写部の間の転写紙搬送領域に設けられた転写紙表面の凹凸を検知する粗さセンサと、転写紙表面粗さが一定値より大きくなったことを判断する回路と、この回路の判断によってＯＮ／ＯＦＦされるスイッチを有し、これらの判断結果に基づいて、２次転写加圧手段の押圧位置切り替え動作が行われることを特徴とする。
【００８９】
本実施形態の画像形成装置は、斥力部材は基体の上に中抵抗の弾性体、または発泡体を有しており、斥力部材は中央部の外径が両端部の外径より大きい太鼓形状を有することを特徴とする。
【００９０】
本実施形態の画像形成装置は、２次転写部材の最大加圧時の撓み量は、斥力部材の長手方向における直径の偏差の１／２に略等しいことを特徴とする。
【００９１】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体的に様々な修正および変更が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１ カラー複写機（画像形成装置）
１Ａ 画像形成部
１Ｂ 給紙部
１Ｂ１ 給紙トレイ
１Ｂ２ 搬送ローラ対
１Ｂ３ レジストローラ対
１Ｃ 原稿搬送部
１Ｄ スキャナ部
２Ａ 従動ローラ１
２Ｂ 駆動ローラ
２Ｃ 斥力ローラ
２Ｄ 斥力ローラ芯金
３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ 感光体
４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ 帯電装置
５ 露光装置
６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ 感光体クリーニング装置
７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ １次転写ローラ
８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ 現像装置
９Ａ 搬送ベルト
９Ｂ ２次転写ローラ
９Ｃ 搬送駆動ローラ
９Ｄ ２次転写ローラ芯金
１０ 中間転写ベルトクリーニング装置
１１ 定着装置
１２ 排出ローラ
１３ 排出トレイ
１６ａ ジャーナルＡ
１６ｂ ジャーナルＢ
１７ａ ベアリングＡ
１７ｂ ベアリングＢ
１８ａ 加圧板Ａ
１８ｂ 加圧板Ｂ
１９ａ 加圧スプリングＡ
１９ｂ 加圧スプリングＢ
２１ 中間転写ベルト
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開２００９−１２８８７７号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は標準画質と高画質が切り替え可能であり、且つ、定着装置の部品の長寿命化が可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、中間転写部で紙上にトナーを転写し、その後、定着部でトナーを定着させて、複写印刷物を出力するが、ユーザからは市場にある様々な紙種に対して安定した画像品質で印刷を行うことが望まれている。
【０００３】
オンデマンド印刷分野では、紙転写工程で高圧力を付与することで、種々の凹凸を持つ紙表面に対しても良好状態で画像印刷を行う技術が開発されており、当該技術は既に知られている。
【０００４】
しかし、従来の２次転写高圧力付与機構は、強度と精度の両立のため、大型部品や複雑な装置構成を採用していた。そのため、価格が高価となってしまい、一般ユーザには高画質の印刷が可能な安価な画像形成装置は手に入りにくい現状にある。
【０００５】
安価な画像形成装置は簡易な構成を採用しなければならないことが多いが、上記の高圧力の２次転写高圧力付与機構は複雑な構成であるため採用できない。そのため、安価な画像形成装置の画質は一般的なものとなってしまう。このような理由から簡易な構成を採用する画像形成装置については高品位な画像品質を求めることが難しい現状にある。
【０００６】
また、ユーザが特定の紙種に対してのみ高品位な画像品質を指定するようなオンデマンドの画像品質の切り替え可能な画像形成装置についても、上記と同様に複雑な構成を必要とするため高価となる。こちらについても同じくユーザの手に入りにくい状況にある。
【０００７】
オンデマンドでの画像品質の切り替えが可能な従来技術としては下記のものがある。
【０００８】
特許文献１には定着装置におけるニップ圧力分布可変手段に関する技術が記載されている。具体的には、加圧ローラ内部に複数の支持部材を設け、その支持部材の位置を移動させることにより圧力分布を均一化する技術である。
【０００９】
特許文献１の技術によれば、記録材の厚さや、仕上がりの光沢状態に応じて、定着荷重を増減させても、光沢低下、光沢ムラ、定着ムラ、定着強度不足、しわ等の無い、構造が簡単な定着装置、および当該定着装置を有する画像形成装置を提供することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記従来技術においては下記の問題が存在している。
【００１１】
特許文献１に記載の技術は、定着装置のニップ圧力分布可変手段を持ち、ニップ圧力均一化を可能としているが、部品構成が複雑であり、簡易な部品構成が実現できていないという問題が存在する。
【００１２】
また、上記の問題に関連し、定着装置のニップ圧力のモード選択についても同じく簡易な部品構成が実現できていないという問題が存在する。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、２次転写部の簡易な装置構成によって、標準画質モードと、高画質モードの切り替えが可能であり、且つ、定着装置の部品の長寿命化が可能な画像形成装置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】
【００１４】
本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の前記トナー像を１次転写する中間転写体と、前記中間転写体に転写された前記トナー像を転写紙に移動させるための電界を作用する斤力部材と、前記中間転写体を介して前記斤力部材に対向する位置で前記斤力部材を押圧する２次転写部材と、前記２次転写部材を加圧する２次転写部材加圧手段と、を有し、前記２次転写部材は、長手方向両端に外径の異なる複数の軸部を含み、前記２次転写部材加圧手段は、前記複数の軸部に対する加圧位置の切り替えが可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、２次転写部の簡易な装置構成によって、標準画質モードと、高画質モードの切り替えが可能であり、且つ、定着装置の部品の長寿命化が可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の２次転写部の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の２次転写部の構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係る斤力ローラの構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る２次転写部のニップ圧力の分布を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図３は、本実施形態に係るの画像形成装置全体の全体概要図である。まず、本実施形態に係る画像形成装置（タンデム型カラー複写機）の構成および動作概要を説明する。
【００１９】
本実施形態に係る画像形成装置（カラー複写機１）は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する原稿搬送部１Ｃと、スキャナ部１Ｄとを有している。
【００２０】
画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト２１が配置されており、中間転写ベルト２１の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２１の転写面に沿って並置されている。
【００２１】
各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂは、それぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂ、現像装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂ、１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ、および感光体クリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂが配置されている。また、画像形成部１Ａの上部には露光装置５が配置されている。
【００２２】
各現像装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂには、それぞれのカラートナーが収容されている。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２Ｂと、従動ローラ２Ａに掛け回されて感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。
【００２３】
従動ローラ２Ａと対向する位置には、中間転写ベルト２１の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置１０が設けられている。
【００２４】
感光体３Ｙの表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、スキャナ部１Ｄからの画像情報に基づいて感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。当該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置８Ｙによりトナー像として可視像化され、当該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置７Ｙにより中間転写ベルト２１上に１次転写される。
【００２５】
他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２１上に順に転写されて重ね合わせられる。転写後、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ上に残留したトナーは、感光体クリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂにより除去される。図示しない除電ランプにより感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
【００２６】
給紙部１Ｂは、記録媒体としての用紙を積載収容する給紙トレイ１Ｂ１と、給紙トレイ１Ｂ１内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ（図示しない）と、給紙された用紙を搬送する搬送ローラ対１Ｂ２と、用紙が一旦停止され、斜めずれを修正された後、中間転写ベルト２１上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップに向けて送り出されるレジストローラ対１Ｂ３を有している。
【００２７】
レジストローラ対１Ｂ３の上流には、紙表面の反射率を検知する図示しないセンサを持ち、前工程におけるセンサ出力と異なる値の場合は中間転写ベルト２１、あるいは斥力ローラ２Ｃの切り替えを行う。
【００２８】
感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから中間転写ベルト２１上に１次転写されたトナー像（以下、トナーという）は、図示しない２次転写バイアス印加手段によりバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）が斥力ローラ２Ｃに印加され、中間転写ベルト２１を介して２次転写ローラ９Ｂとの間で電界の作用により用紙の上に２次転写される。
【００２９】
その後、表面にトナーを２次転写された用紙は、定着装置１１にて熱と圧力の作用によって表面にトナーを強固に定着され、排出ローラ１２を経て排出トレイ１３から排出される。
【００３０】
その他の構成として、手差しトレイ１Ａ１、分離ローラ１Ａ２、コンタクトガラス１Ｃ１、原稿台１Ｃ３、搬送ベルト９Ａ、搬送駆動ローラ９Ｃ、両面画像形成装置２０を有する。
【００３１】
本実施形態における１次転写部の構成としては、中間転写ベルト２１の裏面から（＋）転写バイアスローラ（図示しない）が軸受（図示しない）と圧縮スプリング（図示しない）により中間転写ベルト２１を介して感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂに対向して所定の圧力により押圧されている。
【００３２】
（＋）転写バイアスローラの中間転写ベルト２１に対して当接する位置は感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの中心位置に対して１〜２ｍｍ下流側にオフセットした位置に当接するよう設定する必要がある。（＋）転写バイアスローラは、中間転写ベルト２１に対して連れ廻りするようになっている。
【００３３】
本実施形態に用いられる１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂは、金属芯金に中抵抗の電気特性を持つゴム材料を巻き付けた形態で構成されている。中抵抗の発泡ゴムで構成されており、その体積抵抗率は１０6〜１０10Ω・ｃｍ、好ましくは１０7〜１０9Ω・ｃｍの範囲が良い。材料は発泡ゴムに限定されることはなく、中抵抗のソリッドゴムでも同様に用いることが可能である。
【００３４】
本実施形態の１次転写工程においては、１次転写ローラへの１次転写バイアス印加は、極性が（＋）の定電流電源を用いており、電流設定値は、ほぼ２０〜４０μＡの範囲である。
【００３５】
本実施形態に用いられる斥力ローラ２Ｃは、金属芯金に中抵抗の電気特性を持つゴム材料を巻き付けた形態で構成されている。斥力ローラ２Ｃは中抵抗ソリッドゴムで構成されており、その体積抵抗率は１０6〜１０10Ω・ｃｍ、好ましくは１０7〜１０9Ω・ｃｍの範囲が良い。
【００３６】
２次転写ローラ９Ｂは中抵抗の発泡ゴムで構成されており、その体積抵抗率は１０6〜１０10Ω・ｃｍ、好ましくは１０7〜１０9Ω・ｃｍが良い。
【００３７】
本実施形態の２次転写工程においては、斥力ローラ２Ｃにはトナーと同極性の（−）極性のバイアスが印加されて定電流電源を用いており電流設定値は、ほぼ３０〜５０μＡの範囲である。
【００３８】
アースにつながっている２次転写ローラ９Ｂを対向として、中間転写ベルト２１上の（−）極性のトナーを転写紙側へ押し出す方向に２次転写電界が印加されている。
【００３９】
本実施形態に用いられる中間転写ベルト２１は、具体例としては単層構成のベルトとしてＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＣ（ポリカーボネ−ト）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の材料にカーボン分散、あるいはイオン導電剤配合により抵抗調整した中抵抗樹脂により構成されている。
【００４０】
その体積抵抗率は１０6〜１０10Ω・ｃｍ、好ましくは１０8〜１０10Ω・ｃｍの範囲である。また、その表面抵抗率は１０6〜１０12Ω／□、好ましくは１０8〜１０12Ω／□の範囲である。
【００４１】
また、厚みは５０〜１００μｍの範囲であり、ヤング率（縦弾性率）は３０００Ｍｐａ以上が望ましく、駆動による伸び、曲げ、しわ、波打ちに耐えるに十分な機械強度が必要である。
【００４２】
中間転写ベルト２１の他の実施例として、上記のＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＣ（ポリカーボネ−ト）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の材料にカーボン分散、あるいはイオン導電剤配合により抵抗調整した中抵抗樹脂の単層構成の中間転写ベルト２１の表面側にのみ、ベルトの層自体の体積抵抗率よりもわずかに高抵抗の表層を設けたベルトを用いる場合でも同様に効果がある。表層の厚みとしては、１〜１０μｍ程度が望ましい。
【００４３】
表面に高抵抗層を設けたベルトを用いるのは、特に樹脂中にカーボンを分散させて抵抗制御を行うタイプのベルトの場合、一度定着を通過して紙中の水分量が減少して抵抗が上昇した状態の紙への２次転写工程で発生する現象（カーボン分散状態のばらつきにより転写電流が集中して流れる経路ができて、その部分のトナーがはじき飛ばされて白く抜ける現象）があるが、ベルト表面に高抵抗層を設けることにより、転写電流の局所的な集中を緩和し、異常画像（いわゆる「白ポチ」）の改善ができるからである。
【００４４】
更に中間転写ベルト２１の他の実施例としては、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＣ（ポリカーボネ−ト）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の材料にカーボン分散、あるいはイオン導電剤配合により抵抗調整した中抵抗樹脂により構成された基層５０〜１００μｍの上に、ウレタン、ＮＢＲ、ＣＲ等のゴム材料に同様にカーボン分散、あるいはイオン導電剤配合により抵抗調整した材料からなる弾性層を１００〜５００μｍ設け、表層には１〜１０μｍ程度の厚みを持ったフッ素系のゴム、あるいは樹脂（あるいは、それらのハイブリッド材料でもよい）のコーティングを施したり、弾性材料のべたつきを抑えるために表面に微粒子を付着させた多層ベルトを用いる場合でも同様に効果がある。
【００４５】
このような弾性中間転写ベルトを用いることで、転写材の紙繊維の密度が低い紙や、紙表面に５０〜２００μｍの凹凸を有する、いわゆるエンボス紙といわれる種類の転写材においても、弾性層が凹部へ追従するため凹部へのトナー転写性が良好になるというベタ埋り改善効果が知られている。
【００４６】
図１は、本実施形態に係る２次転写部の構成図であり、表面に凹凸形状を有する一般的にエンボス紙と呼ばれているような紙種に対応した高圧力のモード（モード１）に関する実施形態である。
【００４７】
２次転写部の圧力切り替えに関する実施形態としては、まず、紙厚センサ（図示しない）、あるいは紙粗さセンサ（図示しない）により給紙部から搬送された転写紙の特性を検知する。
【００４８】
当該検知の結果、エンボス紙と判断した場合には、図１に示すように２次転写ローラ９ＢはジャーナルＡ１６ａ位置で加圧板Ａ１８ａにより荷重Ｐ１にて、中間転写ベルト２１を挟持した状態で、斥力ローラ２Ｃに対して押圧される。また、ユーザ自身が操作パネルやプリンタドライバにより適宜に紙種を選択しても良い。
【００４９】
斥力ローラ２Ｃは、芯金２Ｄ上に弾性体として導電ゴム、あるいは導電発泡ゴムを成型して設けられている。両端部をベアリング（図示しない）により筐体に支持回転されている。斥力ローラ２Ｃ上の弾性体の外径形状は、中央部のゴム厚みが両端部のゴム厚みよりも０．１〜０．５ｍｍ程度厚く成型されており、いわゆる太鼓形状を有している。
【００５０】
一方、２次転写ローラ９Ｂは、芯金９Ｄ上に弾性体として導電ゴム、あるいは導電発泡ゴムを成型して設けられている。芯金９Ｄの両端部にあるジャーナル１６ａ、１６ｂをベアリング１７ａ、１７ｂにより支持回転され、加圧板１８ａと加圧スプリング１９ａの作用により、中間転写ベルト２１を挟持した状態で、斥力ローラ２Ｃに対してジャーナルＡ１６ａ位置で加圧板Ａ１８ａにより荷重Ｐ１にて押圧されている。上記の斥力ローラ２Ｃと、中間転写ベルト２１、２次転写ローラ９Ｂの弾性圧接作用により２次転写ニップが形成されている。
【００５１】
本実施形態においては、エンボス紙のような凹凸紙に対応するため、ニップ圧力を高圧力設定としている。およそ０．２〜０．４Ｍｐａの範囲である。
【００５２】
２次転写ローラ９Ｂの端部に設けられたジャーナルＡ１６ａは、ほぼ転写ローラ部と同じ芯金径になっており、斥力ローラ２Ｃに対して加圧している領域の近傍にあるため、この部分に対してベアリング１７ａを介して加圧板１８ａを押し当てることにより斥力ローラ２Ｃの撓み量は小さく抑えられる。同時に斥力ローラ２Ｃの太鼓形状の作用により高圧力でかつ均一なニップ圧力分布が得られる。
【００５３】
図２は、本実施形態に係る２次転写部の構成図である。本実施形態は、一般的に標準紙と呼ばれている表面が平滑な紙種の場合のモードである。
【００５４】
２次転写部の圧力切り替えに関する実施形態としては、紙厚センサ（図示しない）、あるいは紙粗さセンサ（図示しない）により給紙部１Ｂより搬送された転写紙Ｐの特性を検知し、その検知結果により、標準紙と判断した場合は、２次転写ローラ９ＢはジャーナルＢ１６ｂ位置で加圧板Ｂ１８ｂにより荷重Ｐ２（Ｐ１＞Ｐ２）にて、中間転写ベルト２１を挟持した状態で、斥力ローラ２Ｃに対して押圧される。また、ユーザ自身が操作パネルやプリンタドライバにより適宜に紙種を選択しても良い。
【００５５】
斥力ローラ２Ｃは、芯金２Ｄ上に弾性体として導電ゴム、あるいは導電発泡ゴムを成型して設けられている。両端部をベアリング（図示しない）により筐体に支持回転されている。斥力ローラ２Ｃ上の弾性体の外径形状は、中央部のゴム厚みが両端部のゴム厚みよりも０．１〜０．５ｍｍ程度厚く成型されており、いわゆる太鼓形状を有している。
【００５６】
一方、２次転写ローラ９Ｂは、芯金９Ｄ上に弾性体として導電ゴム、あるいは導電発泡ゴムを成型して設けられている。芯金９Ｄの両端部にあるジャーナル１６ａ、１６ｂをベアリング１７ａ、１７ｂにより支持回転され、加圧板１８ｂと加圧スプリング１９ｂの作用により、中間転写ベルト２１を挟持した状態で、斥力ローラ２Ｃに対してジャーナルＢ１６ｂ位置で加圧板Ｂ１８ｂにより荷重Ｐ１にて押圧されている。上記の斥力ローラ２Ｃと、中間転写ベルト２１、２次転写ローラ９Ｂの弾性圧接作用により２次転写ニップが形成されている。
【００５７】
本実施形態においては、標準紙に対応するため、ニップ圧力が低圧力設定となっており、およそ０．０５〜０．２Ｍｐａの範囲である。
【００５８】
２次転写ローラ９Ｂの端部に設けられたジャーナルＢ１６ｂは、２次転写ローラ９Ｂの一方のジャーナルＢ１６ｂよりも芯金径が小さくなっており、斥力ローラ２Ｃに対して加圧している領域から距離があるため、この部分に対してベアリング１７ｂを介して加圧スプリング１９ｂにより加圧板１８ｂを押し当てることにより２次転写ローラ９Ｂの撓み量は大きくなるものの斥力ローラ２Ｃの太鼓形状の作用により低圧力でかつ均一なニップ圧力分布が得られる。
【００５９】
加圧板１８ａと加圧板１８ｂの切り替えは、カム（図示しない）が２対設けられており押し上げる加圧板が選択される。
【００６０】
上記の実施形態においては、低圧力モード、高圧力モードのいずれのモードにおいてもローラ長手方向に渡って均一な２次転写圧力分布を得ることができ、しかも通常は低い圧力設定のモードを使用するため機能部品に過剰な負荷を与えることない。よって部品の長寿命化も達成することができる。
【００６１】
図４は、本実施形態に係る斤力ローラの構成図である。斥力ローラ２Ｃ、および２Ｄの実施形態としては、以下のものがある。
【００６２】
芯金２Ｄの形状は、内径φ２０／外径φ２４。斥力ローラ２Ｃは、弾性層厚み４ｍｍ／外径φ３２としている。
【００６３】
斥力ローラ２Ｃは、太鼓形状を有しており、図４（ａ）〜（ｃ）に示すような外径形状の実施形態が可能である。
【００６４】
ｄ１＝φ３２、ｄ２＝φ３２．５〜φ３３．０、ｄ１とｄ２の外径の差は、０．５〜１．０ｍｍの範囲が望ましい。
【００６５】
図４（ａ）の台形形状の場合、平坦部Ｌ１は、ほぼローラの中央に設けられＬ１＝５０〜１００ｍｍの範囲が望ましい。
【００６６】
図４（ｂ）、（ｃ）についても、それぞれ最も外径の大きい部分は、ほぼ中央部に設定している。
【００６７】
図５は本実施形態に係る２次転写部のニップ圧力の分布を示す図である。２次転写部のニップ圧力をジャーナルＡ１６ａの加重位置で加重圧力を高圧とした場合（モード１）と、ジャーナルＢ１６ｂの加重位置で加重圧力を低圧（モード２）とした場合の、それぞれのローラ長手方向の２次転写ニップ圧力分布がどう変化するかについて説明している。
【００６８】
従来技術として、センサ等で紙厚を検知して、その紙厚に応じて転写電流や転写圧力といった転写条件の切り替え、あるいは定着温度や定着ニップ幅といった定着条件の切り替え等のプロセス条件やマシン設定条件の切り替えを行う方法については既に開示され、公知技術として知られている。
【００６９】
図５のａは、２次転写部のニップ圧力を低圧（加重位置はジャーナルＢ１６ｂ位置）（モード２）とした場合とした場合の、ニップ圧力分布を示している（平均圧力：小／圧力偏差：小）。
【００７０】
装置立ち上げ後の２次転写部ニップ圧力の初期モード設定は、図２で説明したように低圧（モード２）（標準紙対応）の設定になっている。このモード２では、平均圧力は低いものの、ジャーナルＢ１６ｂへの加圧により２次転写ローラ９Ｂ自体の撓みは大きいものの、斥力ローラ２Ｃの太鼓形状の作用により長手方向での圧力偏差を小さく抑えることが可能である。
【００７１】
図５のｂは、モード２の加重位置（ジャーナルＢ１６ｂ位置）のままで、加重圧力のみを高圧Ｐ１とした場合の圧力分布を示している（平均圧力：中／圧力偏差：大）。２次転写圧力のみを高圧設定に切り替えて圧力アップした場合、斥力ローラ２Ｃ、２次転写ローラ９Ｂの芯金が更に大きく撓んでしまうため、ローラ長手方向で見ると両端部では圧力が上がるものの中央部ではほとんど圧力が上がらない分布となる。
【００７２】
しかも、両端部と中央部の圧力偏差が非常に大きくなってしまうため、ローラ長手方向で凹凸転写性に偏差が発生し、特にエンボス紙に対しては中央部での凹凸転写性不良となってしまう。
【００７３】
また、転写紙上平坦部においてもローラ長手方向で２次転写電流にムラが出てしまうため、転写ムラ（画像濃度ムラ）の不具合が発生してしまう。
【００７４】
図５のｃは、２次転写部のニップ圧力を高圧（加重位置はジャーナルＡ１６ａ位置）（モード１）とした場合とした場合の、ニップ圧力分布を示している（平均圧力：大／圧力偏差：小）。
【００７５】
モード１のエンボス紙対応（高圧）時には、加圧位置をジャーナルＡ１６ａに切り替え、更に荷重を高圧Ｐ１設定への切り替えもあわせて行う。これにより平均圧力を高くできるとともに、斥力ローラ２Ｃの太鼓形状作用によりローラ長手方向での圧力偏差を小さく抑えることができる。
【００７６】
図６は、本実施形態に係る画像形成装置の制御を示すフローチャートである。転写紙の表面の凹凸（粗さ）もしくは転写紙の厚さによってモード１、モード２の切り替えを行う動作を説明している。
【００７７】
まず、印刷ジョブが実行されると、給紙動作が開始される（ステップＳ６０１）。次に紙厚センサおよび紙粗さセンサにより給紙部から搬送された転写紙の特性を検知する（ステップＳ６０２）。
【００７８】
標準紙以外（エンボス紙等、紙の厚さもしくは粗さ、もしくは双方が所定値以上の転写紙）であると検知した場合（ステップＳ６０２／ＹＥＳ）は、２次転写部の２次転写ローラはモード１（ジャーナルＡ１６ａの加重位置で加重圧力は高圧）で転写を行う（加圧板Ａ・ＯＮ）（ステップＳ６０３）。
【００７９】
標準紙であると検知した場合（ステップＳ６０２／ＮＯ）は、２次転写部の２次転写ローラはモード２（ジャーナルＢ１６ｂの加重位置で加重圧力は低圧）で転写を行う（加圧板Ｂ・ＯＮ）（ステップＳ６０４）。
【００８０】
全ての印刷ジョブが終了したら（ステップＳ６０５／ＹＥＳ）、２次転写ローラの加圧板をＡ・ＢはジャーナルＡ１６ａ・ジャーナルＢ１６ｂから離れ、ＯＦＦ状態となる（ステップＳ６０６）。
【００８１】
全ての印刷ジョブが終了していない場合は（ステップＳ６０５／ＮＯ）、給紙動作を再開する（ステップＳ６０１）。
【００８２】
上述した実施形態は以下のようにすることもできる。
【００８３】
本実施形態の画像形成装置は、２次転写部材加圧手段は、加圧力の切り替えが可能であることを特徴とする。
【００８４】
本実施形態の画像形成装置は、転写紙表面の凹凸を検知する凹凸検知手段と、転写紙の厚さを検知する紙厚検知手段と、を有し、凹凸検知手段と紙厚検知手段の検知結果に基づいて２次転写部材加圧手段の加圧位置および加圧力の切り替えが可能であることを特徴とする。
【００８５】
本実施形態の画像形成装置は、斥力部材は、長手方向に沿って延在する芯金および芯金上に被覆された被覆部材から構成され、被覆部材は、弾性体または発泡体であり、長手方向中央部の外径が両端の外径よりも大きいことを特徴とする。
【００８６】
本実施形態の画像形成装置は、表面にトナー像を形成する像担持体と、像担持体上からトナー像を転写される中間転写体と、中間転写体の内側にあり中間転写体上のトナー像を転写紙上に移動させる電界を作用させる斥力部材と、中間転写体を挟持して斥力部材に対して押圧される２次転写部材と、中間転写体を挟持して２次転写部材を斥力部材に対して押圧する２次転写加圧手段と、を有し、２次転写部材の両端部には外径の異なる複数の軸部を有し、２次転写加圧手段は複数の軸部に対する押圧位置を切り替える手段を有することを特徴とする。
【００８７】
本実施形態の画像形成装置は、２次転写加圧手段の複数の押圧位置切り替え動作に連動して、加圧力も切り替えられることを特徴とする。
【００８８】
本実施形態の画像形成装置は、給紙部と２次転写部の間の転写紙搬送領域に設けられた転写紙表面の凹凸を検知する粗さセンサと、転写紙表面粗さが一定値より大きくなったことを判断する回路と、この回路の判断によってＯＮ／ＯＦＦされるスイッチを有し、これらの判断結果に基づいて、２次転写加圧手段の押圧位置切り替え動作が行われることを特徴とする。
【００８９】
本実施形態の画像形成装置は、斥力部材は基体の上に中抵抗の弾性体、または発泡体を有しており、斥力部材は中央部の外径が両端部の外径より大きい太鼓形状を有することを特徴とする。
【００９０】
本実施形態の画像形成装置は、２次転写部材の最大加圧時の撓み量は、斥力部材の長手方向における直径の偏差の１／２に略等しいことを特徴とする。
【００９１】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体的に様々な修正および変更が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１ カラー複写機（画像形成装置）
１Ａ 画像形成部
１Ｂ 給紙部
１Ｂ１ 給紙トレイ
１Ｂ２ 搬送ローラ対
１Ｂ３ レジストローラ対
１Ｃ 原稿搬送部
１Ｄ スキャナ部
２Ａ 従動ローラ１
２Ｂ 駆動ローラ
２Ｃ 斥力ローラ
２Ｄ 斥力ローラ芯金
３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ 感光体
４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ 帯電装置
５ 露光装置
６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ 感光体クリーニング装置
７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ １次転写ローラ
８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ 現像装置
９Ａ 搬送ベルト
９Ｂ ２次転写ローラ
９Ｃ 搬送駆動ローラ
９Ｄ ２次転写ローラ芯金
１０ 中間転写ベルトクリーニング装置
１１ 定着装置
１２ 排出ローラ
１３ 排出トレイ
１６ａ ジャーナルＡ
１６ｂ ジャーナルＢ
１７ａ ベアリングＡ
１７ｂ ベアリングＢ
１８ａ 加圧板Ａ
１８ｂ 加圧板Ｂ
１９ａ 加圧スプリングＡ
１９ｂ 加圧スプリングＢ
２１ 中間転写ベルト
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開２００９−１２８８７７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体の前記トナー像を１次転写する中間転写体と、
前記中間転写体に転写された前記トナー像を転写紙に移動させるための電界を作用する斤力部材と、
前記中間転写体を介して前記斤力部材に対向する位置で前記斤力部材を押圧する２次転写部材と、
前記２次転写部材を加圧する２次転写部材加圧手段と、を有し、
前記２次転写部材は、長手方向両端に外径の異なる複数の軸部を含み、
前記２次転写部材加圧手段は、前記複数の軸部に対する加圧位置の切り替えが可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記２次転写部材加圧手段は、加圧力の切り替えが可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
転写紙表面の凹凸を検知する凹凸検知手段と、
転写紙の厚さを検知する紙厚検知手段と、を有し、
前記凹凸検知手段と前記紙厚検知手段の検知結果に基づいて前記２次転写部材加圧手段の加圧位置および加圧力の切り替えが可能であ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。
【請求項４】
前記斥力部材は、長手方向に沿って延在する芯金および前記芯金上に被覆された被覆部材から構成され、
前記被覆部材は、弾性体または発泡体であり、長手方向中央部の外径が両端の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体の前記トナー像を１次転写する中間転写体と、
前記中間転写体に転写された前記トナー像を転写紙に移動させるための電界を作用する斤力部材と、
前記中間転写体を介して前記斤力部材に対向する位置で前記斤力部材を押圧する２次転写部材と、
前記２次転写部材を加圧する２次転写部材加圧手段と、を有し、
前記２次転写部材は、長手方向両端に外径の異なる複数の軸部を含み、
前記２次転写部材加圧手段は、前記複数の軸部に対する加圧位置の切り替えが可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記２次転写部材加圧手段は、加圧力の切り替えが可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
転写紙表面の凹凸を検知する凹凸検知手段と、
転写紙の厚さを検知する紙厚検知手段と、を有し、
前記凹凸検知手段と前記紙厚検知手段の検知結果に基づいて前記２次転写部材加圧手段の加圧位置および加圧力の切り替えが可能であ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。
【請求項４】
前記斥力部材は、長手方向に沿って延在する芯金および前記芯金上に被覆された被覆部材から構成され、
前記被覆部材は、弾性体または発泡体であり、長手方向中央部の外径が両端の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−９８６１３（Ｐ２０１２−９８６１３Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４７６５７（Ｐ２０１０−２４７６５７）
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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