(57)【要約】【課題】  記録媒体を像保持部材と転写ローラとの間に導いて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させるにあたり、厚みが大きな記録媒体であっても、像保持部材の表面に保持されたトナー像が記録媒体に適切に転写されるようにする。【解決手段】  トナー像が保持された像保持部材14の表面と、ローラ部材17aの外周に弾性層17bが形成された転写ローラ17との間に記録媒体Sを導いて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させるにあたり、最も厚い記録媒体が像保持部材の表面と転写ローラとの間に導かれた場合における転写ローラの弾性層の厚み方向の凹み変形量が、最も厚い記録媒体の厚みに対して３０％以下になるようにした。【選択図】  図４
2011118009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像を保持して移動する像保持部材と、ローラ部材の外周に弾性層が形成された転写ローラと、この転写ローラを上記の像保持部材の表面に押圧させる弾性付勢手段とを備え、トナー像が保持された像保持部材の表面と転写ローラとの間に記録媒体を導いて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させる画像形成装置において、厚みの異なる記録媒体を像保持部材の表面と転写ローラとの間に導いて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させるにあたり、最も厚い記録媒体が像保持部材の表面と転写ローラとの間に導かれた場合における転写ローラの弾性層の厚み方向の凹み変形量が、最も厚い記録媒体の厚みに対して３０％以下になるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、上記の弾性付勢手段によって転写ローラを像保持部材の表面に押圧させる押圧力を調整することにより、最も厚い記録媒体が像保持部材の表面と転写ローラとの間に導かれた場合における転写ローラの弾性層の厚み方向の凹み変形量が、最も厚い記録媒体の厚みに対して３０％以下になるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、無端ベルト状の像保持部材が複数の回転ローラに架け渡されて回転駆動され、この像保持部材を介して回転ローラと上記の転写ローラとが対向することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３に記載の画像形成装置において、上記の最も厚い記録媒体の厚さが０．３ｍｍ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４に記載の画像形成装置において、上記の弾性付勢手段にバネ部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５に記載の画像形成装置において、上記の弾性付勢手段として、転写ローラに沿って設けられたバネ部材の両側の端部に、それぞれ支点を中心に回動する回動アームの一端部を取り付けると共に、この回動アームの他端部により上記の転写ローラを像保持部材の表面に押圧させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，プリンタ，ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置に関するものである。特に、表面にトナー像を保持して移動する像保持部材と、ローラ部材の外周に弾性層が形成された転写ローラと、この転写ローラを上記の像保持部材の表面に押圧させる弾性付勢手段とを備え、トナー像が保持された像保持部材の表面と転写ローラとの間に記録媒体を導いて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させる画像形成装置において、厚みが大きな記録媒体であっても、像保持部材の表面に保持されたトナー像がこの記録媒体に適切に転写されるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機，プリンタ，ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置においては、記録媒体上にトナー画像を形成するにあたり、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させ、このように転写されたトナー像を記録媒体に定着させるようにしている。
【０００３】
ここで、上記のようにトナー像を記録媒体に転写させるにあたっては、像保持部材の表面に転写ローラを押圧させるようにし、この転写ローラとトナー像が保持された像保持部材の表面との間に記録媒体を導くと共に、転写ローラに適当な転写バイアス電圧を作用させて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させるようにしている。
【０００４】
また、上記のような画像形成装置においては、様々な記録媒体に対して画像を形成することが行われている。
【０００５】
ここで、転写ローラとトナー像が保持された像保持部材の表面との間に記録媒体を導く場合において、この記録媒体の厚みが大きいと、転写ローラと像保持部材との間に記録媒体が突入する際における負荷が一時的に大きくなり、像保持部材の移動速度などが変動し、像保持部材の表面におけるトナー像を記録媒体に適切に転写させることができなくなるという問題があった。また、回転ローラに架け渡されて回転駆動される無端ベルト状になった中間転写ベルトにおいては、中間転写ベルトと回転ローラとの間にずれが生じて、像保持部材の表面におけるトナー像を記録媒体に適切に転写させることができなくなるという問題もあった。
【０００６】
ここで、従来においては、特許文献１に示されるように、中間転写ベルトの内側に負荷付与ローラを、外側に負荷対向ローラを設け、負荷付与ローラと負荷対向ローラとにより中間転写ベルトを挟持して、中間転写ベルトの搬送に対する負荷を付与して、中間転写ベルトの速度変動を低減させるようにしたものが提案されている。
【０００７】
しかし、このようにした場合においても、転写ローラと中間転写ベルト等の像保持部材との間に厚みが大きい記録媒体が突入した際に、負荷が一時的に大きくなるのを十分に抑制することができず、依然として、像保持部材の移動速度などが変動して、トナー像を記録媒体に適切に転写させることができなかった。また、上記の場合には、中間転写ベルトを挟持する負荷付与ローラと負荷対向ローラとが必要になって、そのコストが高くつくと共に、これらにより中間転写ベルトに負荷を付与して、中間転写ベルトの速度変動を低減させるためには、中間転写ベルトの搬送に対する負荷を適切に制御することが必要になり、その制御も困難になる等の問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１３９７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、トナー像が保持された像保持部材の表面と転写ローラとの間に記録媒体を導いて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させるようにした画像形成装置において、厚みが大きな記録媒体であっても、簡単な構成により、像保持部材の表面に保持されたトナー像が記録媒体に適切に転写されるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明においては、上記のような課題を解決するため、表面にトナー像を保持して移動する像保持部材と、ローラ部材の外周に弾性層が形成された転写ローラと、この転写ローラを上記の像保持部材の表面に押圧させる弾性付勢手段とを備え、トナー像が保持された像保持部材の表面と転写ローラとの間に記録媒体を導いて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させる画像形成装置において、厚みの異なる記録媒体を像保持部材の表面と転写ローラとの間に導いて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させるにあたり、最も厚い記録媒体が像保持部材の表面と転写ローラとの間に導かれた場合における転写ローラの弾性層の厚み方向の凹み変形量が、最も厚い記録媒体の厚みに対して３０％以下になるようにした。
【００１１】
ここで、上記のように最も厚い記録媒体が像保持部材の表面と転写ローラとの間に導かれた場合において、転写ローラの弾性層の厚み方向の凹み変形量が上記の最も厚い記録媒体の厚みに対して３０％以下になるようにするにあたっては、上記の弾性付勢手段によって転写ローラを像保持部材の表面に押圧させる押圧力を調整させるようにすることができる。
【００１２】
また、上記の像保持部材は、表面にトナー像を保持して移動するものであれば特に限定されないが、複数の回転ローラに架け渡されて回転駆動される無端ベルト状の像保持部材の場合、この像保持部材を介して回転ローラと上記の転写ローラとを対向させるようにする。
【００１３】
また、転写ローラを像保持部材の表面に押圧させる弾性付勢手段としては、バネ部材等の弾性付勢部材を用いることができる。また、上記のように転写ローラの弾性層の厚み方向の凹み変形量が、最も厚い記録媒体の厚みに対して３０％以下になるように、弾性付勢手段による押圧力を調整させるにあたっては、例えば、転写ローラに沿って設けられたバネ部材の両側の端部に、それぞれ支点を中心に回動する回動アームの一端部を取り付けると共に、この回動アームの他端部により上記の転写ローラを像保持部材の表面に押圧させるようにすることができる。
【００１４】
ここで、本発明の画像形成装置において、トナー像が保持された像保持部材の表面と転写ローラとの間に導く記録媒体の厚みは特に限定されないが、像保持部材の表面に保持されたトナー像を、厚みが０．３ｍｍ以上である記録媒体に適切に転写させる場合に有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置においては、トナー像が保持された像保持部材の表面とローラ部材の外周に弾性層が形成された転写ローラとの間に記録媒体を導いて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させるにあたり、上記のように最も厚い記録媒体が像保持部材の表面と転写ローラとの間に導かれた場合における転写ローラの弾性層の厚み方向の凹み変形量が上記の最も厚い記録媒体の厚みに対して３０％以下になるようにした。このため、厚みが大きい記録媒体が転写ローラと像保持部材との間に突入した際においても、転写ローラの弾性層の厚み方向の凹み変形量が少なくなり、負荷が一時的に大きくなるのが十分に抑制されるようになる。
【００１６】
この結果、厚みが０．３ｍｍ以上になった厚い記録媒体を転写ローラと像保持部材との間に導いて、像保持部材の表面に保持されたトナー像を記録媒体に転写させる場合においても、像保持部材の移動速度などが変動するのが抑制され、厚い記録媒体にもトナー像が適切に転写されるようになる。特に、複数の回転ローラに架け渡されて回転駆動される無端ベルト状の像保持部材を用い、この像保持部材を介して回転ローラと転写ローラとを対向させるようにした場合においては、厚い記録媒体が転写ローラとこの像保持部材との間に突入された際に、この像保持部材に加わる負荷が低減され、この像保持部材と回転ローラとの間にずれが生じるのも防止されて、像保持部材の表面におけるトナー像が厚い記録媒体に適切に転写されるようになる。
【００１７】
また、像保持部材の表面に押圧させる転写ローラの押圧力を弾性付勢手段によって調整させるにあたり、転写ローラに沿って設けられたバネ部材の両側の端部に、それぞれ支点を中心に回動する回動アームの一端部を取り付けると共に、この回動アームの他端部により上記の転写ローラを像保持部材の表面に押圧させるようにすると、転写ローラと像保持部材との間に導かれる記録媒体の厚みに対応して上記の回動アームが回動され、像保持部材の表面に対する転写ローラの押圧力が適切に調整されて、転写ローラの弾性層の厚み方向の凹み変形量が適切に制御されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した概略説明図である。
【図２】上記の実施形態の画像形成装置に用いた転写ローラの概略側面図である。
【図３】上記の実施形態の画像形成装置において、弾性付勢手段により転写ローラを、１の回転ローラと対向する位置において中間転写ベルトの表面に押圧させる状態を示した部分平面説明図である。
【図４】上記の実施形態の画像形成装置において、（Ａ）は中間転写ベルトと転写ローラとの間に記録媒体が導かれる前の状態を示した部分側面説明図、（Ｂ）は中間転写ベルトと転写ローラとの間に厚さがＴの記録シートが導かれて、転写ローラの弾性層が変形した状態を示した部分側面説明図である。
【図５】実験例において、バネ定数が０．１７、１．０、１．３、２．１になった４種類のバネ部材により転写ローラを中間転写ベルトに弾性付勢させて押圧させて、厚い記録シートを転写ローラと中間転写ベルトとの間に導くようにした実験例において、バネ部材におけるバネ定数と、転写ローラにおける弾性層の厚み方向の凹み変形率と、中間転写ベルトを回転駆動させる回転ローラにおけるトルクの最大変動量との関係を示した図である。
【図６】上記の実験例において、バネ定数が１．０のバネ部材を用いた場合に、中間転写ベルトを回転駆動させる回転ローラにおけるトルクの変化を示した図である。
【図７】上記の実験例において、バネ定数が２．１のバネ部材を用いた場合に、中間転写ベルトを回転駆動させる回転ローラにおけるトルクの変化を示した図である。
【図８】上記の実施形態の画像形成装置において、転写ローラを中間転写ベルトの表面に押圧させる弾性付勢手段の変更例を示した部分説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、この発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００２０】
この実施形態に係る画像形成装置においては、図１に示すように、４つの感光体ドラム１０に対応させて現像剤を収容させた４つの現像装置１３を設け、各現像装置１３においては、それぞれの現像剤におけるトナーの色彩を異ならせて、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色のトナーを用いている。
【００２１】
そして、この画像形成装置においては、上記の各感光体ドラム１０を回転させて、各感光体ドラム１０の表面をそれぞれ帯電装置１１によって帯電させ、このように帯電された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ潜像形成装置１２により画像形成情報に従った露光を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれ静電潜像を形成するようにしている。
【００２２】
次いで、このように静電潜像が形成された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ対応する現像装置１３から所定の色彩のトナーを各感光体ドラム１０の静電潜像に供給して現像を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。
【００２３】
また、上記の各感光体ドラム１０と、複数の回転ローラ１４ａに架け渡されて回転駆動される無端ベルト状になった中間転写ベルト（像保持部材）１４を介して対向するようにして各一次転写ローラ１５を設けている。
【００２４】
そして、上記のように各感光体ドラム１０に形成された各色彩のトナー像を、上記の各一次転写ローラ１５により中間転写ベルト１４の表面に順々に一次転写させて、この中間転写ベルト１４の表面にフルカラーのトナー像を形成するようにしている。一方、上記の中間転写ベルト１４に転写されずに各感光体ドラム１０の表面に残留しているトナー等の残留物を、それぞれ第１クリーニング装置１６によって除去するようにしている。
【００２５】
また、上記の中間転写ベルト１４が架け渡された１の回転ローラ１４ａと対向する位置において、図１及び図２に示すようなローラ部材１７ａの外周に弾性層１７ｂが形成された転写ローラ１７を、弾性付勢手段（図示せず）により上記の中間転写ベルト１４の表面に押圧させるようにしている。
【００２６】
そして、この画像形成装置の下部に収容された記録シート（記録媒体）Ｓを上記の中間転写ベルト１４と転写ローラ１７との間に導くと共に、上記のように中間転写ベルト１４の表面に形成されたフルカラーのトナー像を転写ローラ１７の位置に導き、中間転写ベルト１４の上に形成されたフルカラーのトナー像を転写ローラ１７により記録シートＳに転写させるようにしている。
【００２７】
その後、フルカラーのトナー像が転写された記録シートＳを定着装置１８に導いて、転写されたフルカラーのトナー像を記録シートＳに定着させた後、このようにフルカラーのトナー像が定着された記録シートＳを排紙させるようにしている。一方、記録シートＳに転写されずに上記の中間転写ベルト１４に残ったトナー等の残留物を、第２クリーニング装置１９によって中間転写ベルト１４から除去させるようにしている。
【００２８】
ここで、上記のように１の回転ローラ１４ａと対向する位置において、弾性付勢手段により転写ローラ１７を中間転写ベルト１４の表面に押圧させるにあたって、図３に示す実施形態においては、弾性付勢手段２０として、バネ部材２１を、転写ローラ１７から両側に延出されたそれぞれの軸１７ｃに設けられた各軸受部材１７ｄに取り付け、このバネ部材２１により軸受部材１７ｄを中間転写ベルト１４に向けて弾性付勢させて、転写ローラ１７を中間転写ベルト１４の表面に押圧させるようにしている。
【００２９】
また、この実施形態においては、厚みの異なる様々な記録媒体Ｓを中間転写ベルト１４と転写ローラ１７との間に導いて、中間転写ベルト１４の上に形成されたトナー像を転写ローラ１７により記録シートＳに転写させるにあたり、上記のバネ部材２１におけるバネ定数を適切に設定するようにしている。そして、このようにバネ部材２１におけるバネ定数を適切に設定することにより、図４（Ａ）に示すように、中間転写ベルト１４と転写ローラ１７との間に記録シートＳが導かれる前における転写ローラ１７の弾性層１７ｂの厚みをｘ０、図４（Ｂ）に示すように、最も厚い記録シートＳが中間転写ベルト１４と転写ローラ１７との間に導かれた場合における転写ローラ１７の弾性層１７ｂの厚みをｘ１とした場合に、転写ローラ１７の弾性層１７ｂの厚み方向の凹み変形量Δｘ（＝ｘ０−ｘ１）が、上記の最も厚い記録シートＳの厚みＴに対して３０％以下になるようにしている。
【００３０】
このように、転写ローラ１７の弾性層１７ｂの厚み方向の凹み変形量Δｘが、上記の最も厚い記録シートＳの厚みＴに対して３０％以下になるようにすると、転写ローラ１７の弾性層１７ｂの変形による弾性反発力が弱くなって、中間転写ベルト１４に加わる負荷が軽減され、中間転写ベルト１４を回転駆動させる回転ローラ１４ａにおけるトルクが増大するのが抑制されて、中間転写ベルト１４の移動速度などが変動するのが防止されると共に、中間転写ベルト１４と回転ローラ１４ａとの間にずれが生じるのも抑制される。この結果、厚い記録シートＳを用いた場合においても、転写ローラ１７により中間転写ベルト１４からトナー像が記録シートＳに適切に転写されるようになる。
【００３１】
ここで、実験例として、市販の複写機（コニカミノルタ社製：ＢｉｚｈｕｂＣ３５３）を改造したものを用い、坪量が４２０ｇ／ｍ２で厚みが０．４７ｍｍの厚い記録シートを用い、上記のように転写ローラを中間転写ベルトに弾性付勢させて押圧させるバネ部材として、バネ定数が０．１７、１．０、１．３、２．１になった４種類のバネ部材を用いるようにした。
【００３２】
そして、上記の各バネ部材によって押圧された転写ローラと中間転写ベルトとの間に上記の記録シートを導き、各バネ部材により押圧された転写ローラにおける弾性層の厚み方向の凹み変形量Δｘを求め、上記の記録シートの厚みに対する弾性層の凹み変形量Δｘの比率（凹み変形率）を算出すると共に、中間転写ベルトを回転駆動させる上記の回転ローラにおけるトルクの最大変動量を求め、これらの結果を図５に示した。また、バネ定数が１．０のバネ部材を用いた場合における回転ローラにおけるトルク変動を図６に、バネ定数が２．１のバネ部材を用いた場合における回転ローラにおけるトルク変動を図７に示した。
【００３３】
この結果、転写ローラを中間転写ベルトに弾性付勢させて押圧させるバネ部材におけるバネ定数が小さくなるほど、転写ローラにおける弾性層の厚み方向の凹み変形率が小さくなると共に、中間転写ベルトを回転駆動させる回転ローラにおけるトルクの最大変動量が小さくなっており、転写ローラにおける弾性層の厚み方向の凹み変形率が３０％以下になると、中間転写ベルトを回転駆動させる回転ローラにおけるトルクの最大変動量が１．５０Ｎ・ｍ以下になっていた。
【００３４】
次に、上記のようにバネ定数が０．１７、１．０、１．３、２．１になった４種類のバネ部材を用いて、転写ローラを中間転写ベルトに弾性付勢させて押圧させ、それぞれ中間転写ベルトに形成したラダーパターン画像を上記の坪量が４２０ｇ／ｍ２で厚みが０．４７ｍｍの厚い記録シートにそれぞれ転写させて、各記録シートにラダーパターン画像を形成した。そして、このように各記録シートに形成されたラダーパターン画像と、ラダーパターン画像の限度見本とを比較し、限度見本よりもラダーパターン画像が明瞭である場合を○、限度見本よりもラダーパターン画像が不明瞭である場合を×として、下記の表１に示した。
【００３５】
【表１】
2011118009.tif 000003
【００３６】
この結果、バネ定数が０．１７、１．０になったバネ部材を用い、転写ローラの弾性層における上記の厚み方向の凹み変形率が３０％以下になったものにおいては、上記のような厚みの大きな記録シートを用いた場合においても、ラダーパターン画像が適切に転写されるようになった。
【００３７】
なお、上記の実施形態においては、弾性付勢手段２０により転写ローラ１７を中間転写ベルト１４の表面に押圧させるにあたり、転写ローラ１７の両側に延出されたそれぞれの軸１７ｃに設けられた各軸受部材１７ｄを、それぞれバネ部材２１により中間転写ベルト１４に向けて弾性付勢させて、転写ローラ１７を中間転写ベルト１４の表面に押圧させるようにしたが、弾性付勢手段２０はこのようなものに限定されない。
【００３８】
例えば、図８に示すように、転写ローラ１７の軸方向に沿って設けられた保持部材２２にバネ部材２３を保持させ、このバネ部材２３の両側の端部に、それぞれ支点２４ａを中心に回動する回動アーム２４の一端部を取り付けると共に、この回動アーム２４の他端部に、転写ローラ１７から両側に延出されたそれぞれの軸１７ｃに設けられた各軸受部材１７ｄを保持させ、上記のバネ部材２３により両側の回動アーム２４の一端側を外方に付勢させ、これにより支点２４ａを中心に回動する各回動アーム２４の他端部に保持された各軸受部材１７ｄを中間転写ベルト１４に向けて弾性付勢させて、転写ローラ１７を中間転写ベルト１４の表面に押圧させるようにすることができる。このようにすると、バネ部材２３を長くしても、バネ部材２３が撓むのが防止されると共に、転写ローラ１７と中間転写ベルト１４との間に導かれる記録シートＳの厚みに対応して、上記の各回動アーム２４がバネ部材２３に抗して回動され、中間転写ベルト１４の表面に対する転写ローラ１７の押圧力が適切に調整されて、転写ローラ１７の弾性層１７ｂの厚み方向の凹み変形量を適切に制御できるようになる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  感光体ドラム
１１  帯電装置
１２  潜像形成装置
１３  現像装置
１４  中間転写ベルト（像保持部材）
１４ａ  回転ローラ
１４  一次転写装置
１５  一次転写ローラ
１６  第１クリーニング装置
１７  転写ローラ
１７ａ  ローラ部材
１７ｂ  弾性層
１７ｃ  軸
１７ｄ  軸受部材
１８  定着装置
１９  第２クリーニング装置
２０  弾性付勢手段
２１  バネ部材
２２  保持部材
２３  バネ部材
２４  回動アーム
２４ａ  支点
Ｓ  記録シート（記録媒体）
Ｔ  記録シートの厚み
【図１】
2011118009.tif 000004
【図２】
2011118009.tif 000005
【図３】
2011118009.tif 000006
【図４】
2011118009.tif 000007
【図５】
2011118009.tif 000008
【図６】
2011118009.tif 000009
【図７】
2011118009.tif 000010
【図８】
2011118009.tif 000011